전기차 내 전력 흐름을 지휘하는 인버터
직류가 쌓여 있는 배터리와 교류가 필요한 모터 사이를 맞추어 준다.
모터는 구동되는 전류의 종류에 따라 직류 모터와 교류 모터로 나뉜다. 영구자석과 전자석간의 밀고 당기는 성질을 이용해서 회전을 만들어 내는 모터에서는 회전의 절반은 당겼다가 나머지 절반은 밀어주는 밀당을 지속적으로 수행해 주어야 한다. 늘 동일한 전압이 들어오는 직류 전류를 이용한 모터에서는 이런 방향 전환을 위해 별도의 기계식 스위치를 추가해야 한다. 그래서 직류 모터는 교류 모터에 비해 내구 수명이 짧고, 소음도 크며, 속도를 높이는 것이 쉽지 않다.
그래서 전기차용 구동 모터에는 주로 교류모터가 쓰인다. 문제는 배터리에서 나오는 전류가 직류이기 때문에 이를 교류로 바꾸어 모터에 전달하는 장치가 필요한데 이를 인버터라고 한다. 인버터는 크게 파워 모듈과 제어 회로 구성된다. 파워 모듈은 다이오드와 트랜지스터를 통해 입력 전압을 변환해서 출력 전합을 생성하는 역할을 하고, 제어 회로에서는 변환을 수행하는 파워 모듈의 작동을 제어한다.
배터리는 고정된 직류 전압을 내 보내고 모터는 들어오는 전력의 전압, 주파수에 따라서 출력이 그대로 나온다. 그래서 실제 전기차가 주행하고 있는 상황에서 운전자가 원하는 동작을 구현하기 위해 필요한 전력을 맞추어 제어하는 기능은 인버터에서 수행한다. 내연기관 차량의 엔진 제어장치 ECU와 필요한 연료량을 제어 공급하는 인젝터와 비슷하게 차량의 움직임을 제어하는 지휘자라 할 수 있다.
인버터는 모터로 들어가는 최종 단계를 관리한다. 가속 때 배터리로부터 전력을 공급하는 것 외에도 회생 제동 때는 모터로부터 발전된 전력을 거꾸로 직류 전력으로 변환하여 배털리에 공급하는 역할도 수행한다. 주어진 직류 전력을 어떻게 최적의 상태로 전환하느냐에 따라서 에너지 효율이 달라지기 때문에 전기차의 주행 거리를 연장하고 높은 성능을 내기 위해서는 인버터 제어 기술의 발달이 필수적이다.
