90강. 모터 컨트롤 유닛(MCU) 시스템 구성
가. 모터컨트롤 유닛(MCU)의 구성
(1) 제어보드
제어보드는 CPU, 메모리, 입출력 인터페이스 회로, 전원 공급 장치 및 차량의 타 제
어 모듈(HCU, BMS, 엔진 ECU, TCU 등)과 정보 송수신을 위한 CAN 통신 회로를 가지
고 있으며, 12V 보조 배터리 전원을 이용한다.
(2) 파워보드
전기적인 스위칭을 통하여 전력의 흐름을 제어하는 MCU의 핵심부품이며, 600V,
400A 정격의 산업용 전력소자를 이용해 고전압 배터리의 직류(DC)를 교류(AC)로 변환
시켜 모터 각 상의 전류를 출력하는 인버터(inverter)와 각 상의 전류량을 검출하는 전류
센서, DC 평활 및 소자보호를 위한 컨덴서 등이 파워 모듈 부를 구성하고 있다. 또 각종
구동회로 및 산업용 전력소자 고장진단회로, 아날로그 전류제어회로 펄스 폭 변조방식
(PWM : pulse width modulation) 발생기 등이 인버터 구동 제어 부를 구성하고 있다.
※ 파워 모듈(인버터)
전력용 반도체 소자 및 6개의 다이오드로 구성되어 있고, 소자 보호를 위한 전류 검출
회로와 온도 검출 회로를 포함한다.
나. 인버터 (Inverter)
(1) 인버터의 개요
DC(직류) 전원을 가변 주파수(㎐) 및 가변 전압의 AC(교류) 전원으로 변환시키는 장
치를 말하며, 그 반대의 개념으로 AC를 DC로 변환시키는 장치를 통상적으로 컨버터
(Converter)라고 한다.
(2) 인버터의 구성
(가) 평활 부(평활 회로) : DC 전원에서 맥동 성분을 제거
(나) 인버터 부 : 정류된 직류 전원을 펄스 폭 변조(PWM : pulse width modulation)
제어 방식을 이용하여 가변 주파수 및 가변 AC 전압으로 변환시켜 모터 구동 전
류 출력(가변 속도 제어)
(3) 인버터의 가변 전압 발생원리
(가) 반도체 스위치의 ON/OFF 시간의 폭을 조절하여 평균 전압의 크기를 조절한다
(나) (+), (-) 전원에 연결된 2개의 스위치를 선택하여 극성을 결정한다.
(다) 이 방식을 펄스 폭 변조방식(PWM : pulse width modulation)이라고 한다.
다. 모터컨트롤 유닛(MCU)의 AC 모터 제어
(2) 벡터 제어 원리
라. 모터 및 모터컨트롤 유닛(MCU) 제어
모터 및 MCU 제어도는 그림과 같이 엔진과 연결된 모터, 고전압배터리의 릴레이 등
각종 제어를 디지털 입출력을 통하여 통신 제어한다.
마. 모터컨트롤 유닛(MCU) 냉각 시스템
모터컨트롤 유닛(MCU)은 고전압 전류를 제어하는 부품이기 때문에 모터 제어 중 다
량의 열이 발생된다.
트렁크 룸 내부에 설치된 냉각장치는 쿨링 팬, 흡입 및 배출 덕트로 구성되어 있고,
차량 실내 공기를 흡입해 고전압 배터리와 모터컨트롤 유닛(MCU)을 냉각시키고 배출
덕트를 통해 차량 외부로 방출시키는 시스템으로 되어 있다.
