Development of Power Control Unit for Compact-Class Vehicle

Recent Progress Trend in Motor and Inverter for Hybrid Vehicle

“…본 논문에서는 SAE International [1]- [7] 과 IEEE 논문 [8], [9] 을 바탕으로 최근 Toyota, Honda, GM의 모터 및 인버터 개발 동향을 분석하였다. 기본적인 개발 방향은 효율을 증대 시키는 가운데 토크 밀도와 전력밀도를 높 여 소형화 및 경량화를 추구하는 것이다.…”

“…또한 캐패시터 필름 소재의 개선과 버스 바의 기생 인덕턴스 성분을 최소화하는 구조 설계를 통해 캐패시터 용량을 감소시켰다 [7] . 이러한 개선사항으로 인하여 Toyota 4세 대 Prius PCU에서 최대 출력 전력밀도를 15.9 kVA/L에 서 23.7 kVA/L로 이전세대 모델에 비해 대략 50%정도 증가 시킬 수 있었다.…”

“…Toyota에서는 IGBT에 콜렉터와 에미터 사이에 super body layer라는 N형 반도체 층을 삽입하여 콜렉터에서 에미터로 넘어오는 캐리어수를 줄임으로써 콜렉터 측에 정공 밀도를 높이는 방식을 사용하였다. 이를 통해 이전 3세대 모델에 비해 16%의 conduction loss를 줄일 수 있었다 [7] . GM의 경우는 IGBT wafer의 두께를 56% 줄 이고 스위칭 손실은 53%를 줄였다 [5] .…”

“…GM의 경우는 IGBT wafer의 두께를 56% 줄 이고 스위칭 손실은 53%를 줄였다 [5] . [7] . GM 역시 마찬가지로 2세대 Volt에서 1세대와 달리 이중냉각방식을 사용하여 IGBT의 wafer의 두께를 56% 만큼 감소시키고 크기를 38%만큼 감소시킬 수 있었다.…”

“…

[1]- [7] 과 IEEE 논문 [8]

AbstractMany efforts have focused on the improvement of power density and efficiency by downsizing the motor and inverter. Recently, Toyota, Honda, and GM realized that the compact-sized motor uses the hairpin structure with increased space factor.

…”