KR100896777B1 - 향상된 장착성을 갖는 다중 전력공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 차량에 설치되는 다중 전력공급장치에서 제1 전력공급시스템은 발전기 및 제1 배터리를 포함한다. 발전기는 엔진의 동작에 의하여 구동된다. 제1 배터리는 발전기의 출력 전기에 의하여 충전가능하다. 제2 전력공급시스템은 차량에 설치되는 전기 부하에 전력을 공급하도록 동작하는 제2 배터리를 포함한다. 전력전송모듈은 발전기의 출력 전기 및 상기 제1 배터리의 충전 레벨 중 적어도 하나에 기초하여 제1 전력공급시스템으로부터 공급되는 전력을 제2 전력공급시스템으로 전송하도록 동작한다. 전력전송모듈은 제1 배터리와 일체로 결합하여 배터리 모듈을 구성한다.

전력공급장치, 배터리, 전력전송모듈, 배터리모듈, 일체화, 냉각

Description

향상된 장착성을 갖는 다중 전력공급장치{MULTIPLE POWER SUPPLY APPARATUS WITH IMPROVED INSTALLABILITY}

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 다중 전력공급장치의 구성의 일 예를 개략적으로 나타낸 회로도.

도 2는 다중 전력공급장치가 설치된 차량의 전후 방향으로 바라본 경우의 다중 전력공급장치의 일체화된 배터리 조립체를 나타낸 부분 측 단면도.

도 3은 도 2에 나타낸 전력전송 회로모듈의 구성의 일 예를 개략적으로 나타낸 확대 단면도.

도 4는 다중 전력공급장치가 설치된 차량의 전후 방향으로 바라본 경우의 다중 전력공급장치의 배터리 모듈을 나타낸 부분 측 단면도.

도 5는 차량의 좌측으로부터 우측으로 바라본 경우에서의 도 4에 나타낸 배터리 모듈의 부분 측 단면도.

도 6은 제1 실시 예에 따른 냉각팬 유닛의 구성의 일 예를 개략적으로 나타낸 도면.

도 7은 차량의 상부 측으로부터 하부 측으로 바라본 경우에서, 제1 실시 예의 제1 변형 예에 따른 일체화된 배터리 조립체를 나타낸 부분 측 단면도.

도 8은 차량의 상부 측으로부터 하부 측으로 바라본 경우에서, 제1 실시 예의 제2 변형 예에 따른 일체화된 배터리 조립체를 나타낸 부분 측 단면도.

도 9는 차량의 전방 측으로부터 후방 측으로 바라본 경우에서, 제1 실시 예의 제3 변형 예에 따른 배터리 모듈을 나타낸 부분 측 단면도.

도 10은 차량의 상부 측으로부터 하부 측으로 바라본 경우에서, 제1 실시 예의 제3 변형 예에 따른 배터리 모듈을 나타낸 부분 평 단면도.

도 11은 차량의 좌측으로부터 우측으로 바라본 경우에서, 제1 실시 예의 제4 변형 예에 따른 배터리 모듈을 나타낸 부분 측 단면도,

도 12는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 다중 전력공급장치를 나타낸 부분 평 단면도.

도 13은 도 12에 나타낸 제1 배터리, 전력전송 회로모듈 및 제2 배터리 간을 제2 실시 예에 따른 케이블과 버스 바를 이용하여 전기적 접속한 것을 개략적으로 나타낸 측면도.

도 14는 본 발명의 제2 실시 예의 제1 변형 예에 따른 다중 전력공급장치를 나타낸 부분 평 단면도.

도 15는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 전력전송 회로모듈의 구성의 일 예를 개략적으로 나타낸 확대 단면도.

도 16은 차량의 하부 측으로부터 상부 측으로 바라본 경우에서, 도 15에 나타낸 전력전송 회로모듈에 의해 구성되는 배터리 모듈 및 차량 바디의 바닥부에 설치되기 전의 제1 배터리를 나타낸 부분 측 단면도.

도 17은 차량의 좌측으로부터 우측으로 바라본 경우에서, 도 16에 나타낸 배터리 모듈을 나타낸 부분 단면도.

도 18은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 공냉식 전력시스템을 나타낸 부분 평 단면도.

도 19는 제4 실시 예의 제2 변형 예에 따른 공냉식 전력시스템을 나타낸 부분 평 단면도.

도 20은 제4 실시 예의 제3 변형 예에 따른 공냉식 전력시스템을 나타낸 부분 평 단면도.

도 21은 제4 실시 예의 제4 변형 예에 따른 이젝터 구성을 갖는 흡입 덕트의 하류 출구를 나타낸 부분 확대 평 단면도.

도 22는 도 21에 나타낸 이젝터 구성의 변형 예에 따른 흡입 덕트의 하류 출구를 나타내내 부분 확대 평 단면도.

도 23은 차량의 전방 측으로부터 바라본 경우에서, 도 22에 나타낸 흡입 덕트의 하류 출구를 나타낸 일측 측면도.

도 24는 차량의 좌측으로부터 바라본 경우에서, 도 22에 나타낸 흡입 덕트의 하류 출구를 나타낸 일측 측면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1: 발전기 2, 4: 배터리

3, 6: 전력공급라인 5: 전기 부하

7: 전력전송유닛 8: 콘트롤러

10: 회로모듈 11: 바닥부

12: 배터리 유지플레이트 16, 17: 버스 바

20: 안전 밸브 33: 안내 덕트

71: 베이스 플레이트 72, 73: 카드 모듈

74, 75: 히트싱크 76: 수지몰드 패키지

77: 절연 시트 78: 리드 전극

79: 가스 덕트 100: 배터리 조립체

121: 냉각공기 입구 122: 냉각공기 배출구

200: 냉각팬 유닛 710, 741, 751: 냉각핀

본 발명은 향상된 장착성을 갖는 다중 전력공급장치에 관한 것이다. 또한 본 발명은 간단한 구성을 갖는 공냉식 전력시스템에 관한 것이다.

최근 하이브리드 차량 및 엔진 차량에는 전압이 서로 다른 2개의 배터리가 설치되고 있다. 이하 전압이 서로 다른 2개의 배터리를 갖는 이러한 전력공급 시스템을 "듀얼(dual) 전압장치"라 칭한다.

듀얼 전압장치는 통상적으로 엔진구동 발전기와 고전압 배터리를 포함하는 제1 전력공급시스템을 갖는다. 상기 고전압 배터리는 엔진구동 발전기에 의하여 충전가능하며, 제1 공칭(nominal) 전압레벨을 갖는다. 상기 듀얼 전압장치는 통상적으로 상기 제1 공칭 전압레벨보다 작은 제2 공칭 전압레벨을 갖는 저전압 배터리를 포함하는 제2 전력공급시스템을 구비한다. 상기 제2 전력공급 시스템은 차량 전기 부하들로 전력을 공급하도록 동작한다.

상기 듀얼 전압장치는 통상적으로 상기 제1 및 제2 전력공급 시스템과 전기적으로 접속되는 전력전송유닛을 구비한다. 상기 전력전송유닛은 상기 제1 전력공급시스템의 출력 전압의 레벨을 제2 전력공급 시스템에서 요구되는 목표 레벨로 전환시키고, 전환된 레벨을 갖는 출력 전압을 상기 제2 전력공급 시스템으로 전송하도록 동작한다.

구체적으로, 상기 듀얼 전압장치에서, 상기 전력전송유닛을 통해 상기 제1 전력공급 시스템으로부터 상기 제2 전력공급 시스템으로의 출력 전압은 전기 부하들에 대하여 전력공급전압에서의 레벨 변동이 감소하여 전송된다.

상기 듀얼 전압장치에서, 전력은 상기 제2 전력공급 시스템으로부터 전기 부하들로 확실하게 공급될 수 있기 때문에, 상기 고전압 배터리 전압이 주행 토크 발생을 위하여 출력될 때, 제동 시 상기 고전압 배터리가 발전기에 의하여 발생한 회생 전력에 의해 충전되는 경우 또는 상기 고전압 배터리 전압이 엔진의 토크 어시스트를 위한 출력인 경우, 상기 제1 고전압 배터리의 충전 상태(SOC)를 변화시킬 수 있다.

특히 엔진이 정지 중인 경우, 전력은 상기 고전압 배터리로부터 전기 부하들 로 공급될 수 있고, 이는 상기 제2 전력공급 시스템의 출력 전압에서의 레벨 변동을 감소시킬 수 있다.

상기 전기 부하들의 예로서, 전력공급전압의 감소를 수반하는 조명 설비, 사운드 장치 및 제어 장치 등을 예로 들 수 있다.

상기 듀얼 전압장치의 예로서는 동일 양도인에게 양도된 일본특허출원 제2002-345161호 공보에 대응하는 미국특허출원 제6,583,602호 공보에 제안되어 있다.

상기 듀얼 전압장치에서는 고전압 배터리의 용량 부족을 보상하기 위하여 저전압 배터리로부터 고전압 배터리로 전력이 전송될 수 있다. 상기 고전압 배터리로서, 리튬 2차 전지, 수소저장합금을 이용한 2차 전지 및 전기 이중층(electric double layer) 캐패시터가 이용될 수 있다. 상기 저전압 배티리로서는 높은 경제성을 갖는 납 2차 전지가 이용되는 것이 바람직하다. 특히 상기 리튬2차 전지는 중량당 높은 충전 용량을 갖기 때문에 차량 무게를 감소시켜 연비를 향상시킬 수 있다.

통상적으로 대용량의 전류가 통과하는 차량 전력장치에 대한 냉각 시스템은 히트싱크에 접촉되는 액체 또는 공기 매체를 이용한다. 예를 들면, 일본 특개평 04-275492호와 06-303704호 공보 및 일본특허출원 제2004-82940호 공보에는 각각 대응하는 공냉식 시스템을 갖는 차량 전력장치가 제안되어 있다. 일본 특개평 09-126617호 공보에는 공냉식 및 액냉식 시스템 모두를 갖는 차량 전력장치가 제안되어 있다.

또한 일본 특허출원 제2004-39641호 공보에는 팬에 의하여 발생한 공기 흐름 이 배터리 및 충전장치를 냉각시키도록 하는 공냉식 시스템을 갖는 충전 시스템이 제안되어 있다.

이러한 액냉식 시스템은 복잡한 시스템 구성으로 인하여 시스템이 보다 대형화하고, 액냉식 시스템의 중량 및 이를 설치하기 위한 필요한 공간이 보다 증가하게 되는 근본적인 문제점을 안고 있다. 이는 액냉식 시스템을 전력장치에 설치하는데 어려움이 따르는 문제점이 있다.

특히 액냉식 시스템에서는 히팅부재와 연전달 매체 간의 열전달 면적이 감소할 수 있다. 그러나 열전달 매체에 의하여 흡수된 열을 대기로 방출하기 위하여 간접적인 열교환 유닛의 필요한 열전달 면적을 감소시키는데 어려움이 따르는 문제점이 있다.

이러한 이유로, 소형화 및 경량화의 관점에서 히팅부재 및 상기 히팅부재에 안정적으로 접촉되는 열전달 매체 또는 공기를 냉각시키기 위한 히트 파이프를 포함하는 공냉식 시스템이 이용되는 것이 바람직하다. 이러한 공냉식 시스템은 소형화 및 경량화에서 액상식 시스템에 비해 장점을 가지며, 이에 따라 공냉식 시스템의 신뢰성을 증대시킬 수 있다.

한편 상기한 듀얼 전압장치에 있어서, 단일 배터리를 갖는 전력공급장치와 비교해 볼 때, 상기 듀얼 전압장치는 전기 부하들로 전력을 공급하기 위한 제1 배터리에 부가하여, 발전기에 의하여 충전가능한 적어도 제2 배터리 및 상기 제1 및 제2 배터리 간에 전력을 전송하기 위한 전력전송유닛을 필요로 한다.

차량 전방에 위치하는 상대적으로 협소한 엔진룸에 상기 제1 및 제2 배터리 와 상기 전력전송유닛을 장착할 때, 이들은 엔진룸에 임의로 배치되고, 이후 제1 및 제2 배터리와 전력전송유닛은 케이블로 서로 전기적으로 접속될 수 있다.

그러나 이 경우 상기 케이블은 엔진룸에서 상대적으로 긴 거리의 루트(route)를 갖고 연결되어 상기 케이블의 루트는 복잡하게 될 수 있다.

이와 같이 길고 복잡한 케이블의 루트는 몇몇 케이블을 엔진룸에 위치되는 고온장치 및/또는 회전 부재로부터 떨어져 위치시키는데 어려움을 발생시킬 수 있다. 이는 전자의 경우 케이블의 기능 불량을 초래할 수 있고, 후자의 경우 회전부재의 회전에 간섭을 일으킬 수 있다.

또한 길고 복잡한 케이블의 루트는 몇몇 케이블이 차량의 전방(전방 단부)에 근접하여 위치하지 않도록 하는데 어려움이 따른다. 이는 차량의 전방 충돌시에 이들 케이블의 손상은 피할 수 없게 된다.

이러한 문제들을 해결하기 위하여 상기 제1 배터리 및 상기 전력전송유닛은 차량의 후방에 위치되는 트렁크에 설치될 수 있다. 그러나 이러한 방법은 상기 제1 및 제2 배터리와 상기 전력전송유닛을 서로 연결하는 길고 복잡한 루트를 갖는 케이블로 인하여 실질적으로 동일한 문제를 발생하게 된다.

상기 길고 복잡한 루트를 갖는 케이블은 케이블의 저항 증가로 인하여 전력 손실을 증가시키고, 듀얼 전압장치의 중량을 증가시킨다.

또한 내연기관에 의하여 전달되는 구동 토크에 의해 구동되는 엔진 차량, 구동 토크 및 모터 토크에 의하여 구동되는 하이브리드 차량 및 모터 토크에 의하여 구동되는 전기 차량과 같은 다양한 방식의 차량이 있다. 이러한 다양한 방식의 차 량은 통상적으로 모터 제어를 위한 인버터 및/또는 DC-DC 컨버터를 포함하는 복수의 제어유닛을 이용한다.

이러한 다양한 방식의 차량에 설치되는 제어유닛은 높은 전력 값에서 작동하는 전력 반도체 장치의 온/오프를 전환하도록 작동하는데, 이때 파워 트랜지스터와 같은 전력 반도체 장치는 열을 발생하게 된다. 이러한 이유로, 상기 제어유닛에 설치되는 전력 반도체 장치를 냉각시키는 것은 중요하다.

유사하게 전기 이중층 캐패시터를 포함하는 차량탑재 배터리는 차량탑재 전기 부하들에 필요한 전력의 변화에 따라 반복적이고 빈번하게 충전 및 방전되기 때문에, 내부적으로 다량의 열을 발생한다. 그러므로 차량탑재 배터리를 냉각하는 것 또한 중요하다.

일본특허출원 제2004-39641호 공보에는 냉각팬, 상기 냉각팬을 구동시키는 모터 및 상기 모터를 제어하는 모터 콘트롤러로 구성되는 공냉식 시스템이 배터리와 일체화된 충전 시스템에 설치되는 것을 제안하고 있다. 이는 충전 시스템의 크기 및 중량을 증가시키고, 충전 시스템 구성을 복잡하게 한다. 또한 상기 충전 시스템 구성은 전체 구성요소(냉각팬, 모터 및 모터 콘트롤러)의 소비 전력을 증가시켜 배터리의 소모를 초래할 수 있다.

상기한 일본 특허출원 제2004-39641에서 제안된 상기 충전 시스템으로부터 냉각팬이 별개로 배치되는 경우라도 이러한 문제점은 피할 수 없게 된다.

전술한 바와 같이, 상기 충전 시스템에서의 공냉식 시스템의 설치는 차량의 제작 비용을 증가시키고, 연비 악화를 초래하는 문제점이 있다.

따라서, 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 적어도 하나의 관점에 따르면 향상된 장착성을 갖는 차량탑재 다중 전압공급장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 관점에 따르면, 통전 시 열을 발생하는 전력장치를 간단한 구성으로 구현하고, 전력장치를 효과적으로 냉각할 수 있는 차량탑재 공냉식 전력시스템을 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1관점에 따르면, 엔진을 포함하는 차량탑재 다중 전력공급장치를 제공한다. 상기 다중 전력공급장치는 발전기 및 제1 배터리를 포함한다. 상기 발전기는 상기 엔진의 동작에 의하여 구동된다. 상기 제1 배터리는 상기 발전기의 전기 출력에 의하여 충전가능하다. 또한 상기 다중 전력공급장치는 제2 전력공급시스템을 포함한다. 상기 제2 전력공급시스템은 제2 배터리를 구비한다. 상기 제2 배터리는 상기 차량에 설치되는 전기 부하로 전력을 공급하도록 동작한다. 상기 다중 전력공급장치는 상기 발전기의 출력 전기 및 상기 제1 배터리의 충전 레벨 중 적어도 하나에 기초하여 상기 제1 전력공급시스템으로부터 공급되는 전력을 상기 제2 전력공급시스템으로 전송하도록 동작하는 전력전송모듈을 더 포함한다. 상기 전력전송모듈은 상기 제1 배터리와 일체로 결합하여 배터리 모듈을 구성한다.

본 발명의 제2 관점에 따르면, 엔진을 포함하는 차량탑재 다중 전력공급장치를 제공한다. 상기 다중전력공급장치는 발전기 및 제1 배터리를 구비하는 제1 전력공급시스템을 포함한다. 상기 발전기는 상기 엔진에 작동가능하게 연결되고 상기 엔진의 작동에 의해 구동된다. 상기 제1 배터리는 상기 발전기에 전기적으로 접속되고 상기 발전기의 출력 전기에 의하여 충전가능하다. 상기 다중 전력공급장치는 제2 배터리를 구비하는 제2 전력공급시스템을 포함한다. 상기 제2 배터리는 차량에 설치되는 전기 부하로 전력을 공급하도록 동작한다. 상기 다중 전력공급장치는 상기 제1 전력공급시스템으로부터 공급되는 전력을 상기 제2 전력공급시스템으로 전송하는 전력전송모듈을 포함한다. 상기 제1 전력공급시스템으로부터 공급되는 전력은 상기 발전기의 출력 전기 및 상기 제1 배터리의 충전 레벨 중 적어도 하나에 기초하여 결정된다. 상기 제1 배터리 및 상기 전력전송모듈은 상기 제2 배터리보다 상기 발전기에 가깝게 배치된다.

본 발명의 제3 관점에 따르면, 엔진을 포함하는 차량탑재 다중 전력공급장치를 제공한다. 상기 다중 전력공급장치는 제1 전력공급시스템을 포함한다. 상기 제1 전력공급시스템은 발전기 및 제1 배터리를 포함한다. 상기 발전기는 상기 엔진의 동작에 의해 구동된다. 상기 제1 배터리는 상기 발전기의 전기 출력에 의하여 충전가능하다. 상기 다중 전력공급장치는 제2 배터리를 구비하는 제2 전력공급시스템을 포함한다. 상기 제2 배터리는 차량에 설치되는 전기 부하로 전력을 공급하도록 동작한다. 상기 다중 전력공급장치는 상기 발전기의 출력 전기와 상기 제1 배터리의 충전 레벨 중 적어도 하나에 기초하여 상기 제1 전력공급시스템으로부터 공급되는 전력을 상기 제2 전력공급시스템으로 전송하는 전기전송모듈을 포함한다. 상기 다중 전력공급장치는 차량의 엔진룸에 배치되고, 상기 제1 배터리와 상기 전력전송모듈 모두로 차량 주행에 의하여 발생한 공기를 안내하도록 동작하는 분배 덕트를 포함한다.

본 발명의 제4 관점에 따르면, 냉각팬을 구비하며, 상기 냉각팬은 그 냉각팬 상류에 위치되는 제1 공기흐름통로 및 그 냉각팬 하류에 위치되는 제2 공기흐름통로와 연통하는 차량탑재 공냉식 전력시스템을 제공한다. 상기 냉각팬은 상기 제1 공기흐름통로를 통해 공기를 흡입하고, 흡입된 공기를 상기 제2 공기흐름통로로 송풍시켜 차량에 설치된 히팅부재를 냉각시킨다. 상기 공냉식 전력시스템은 전력장치를 포함한다. 상기 전력장치는 냉각공기 입구, 냉각공기통로 및 냉각공기 배출구를 포함한다. 상기 냉각공기통로는 상기 냉각공기입구 및 상기 냉각공기출구와 연통한다. 상기 전력장치는 통전 시 열을 발생한다. 상기 공냉식 전력시스템은 상류 입구 및 하류 출구를 구비하는 흡입 덕트를 포함한다. 상기 흡입 덕트의 하류 출구는 상기 제1 및 제2 공기흐름통로 중 하나에 위치되며, 상기 제1 및 제2 공기흐름통로 중 하나를 통해 흐르는 공기흐름은 상기 흡입 덕트의 하류 출구에서 작용하는 부압을 형성한다. 상기 흡입 덕트의 상류 입구는 상기 냉각공기 배출구와 연통하게 위치된다. 상기 흡입 덕트의 하류 출구는 그 흡입 덕트의 길이 방향이 상기 제1 공기흐름통로 및 상기 제2 공기흐름통로 중 하나를 통하는 공기흐름의 상류 측을 지향하지 않도록 배치된다.

본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨 부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.

이하 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

(제1 실시 예)

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량에 설치된 다중 전력공급장치(PA)의 회로 구성의 일 예를 개략적으로 나타낸 것이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 다중 전력공급장치(PA)는 정류기를 구비하는 발전기(1)를 포함한다. 상기 다중 전력공급장치(PA)는 포지티브 단자와 네거티브 단자를 갖는 제1 배터리(2)를 포함하고, 그의 포지티브 단자는 제1 전력공급라인(3)을 통해 상기 발전기(1)에 전기적으로 결합하고, 그의 네거티브 단자는 접지 라인에 전기적으로 접속된다.

상기 다중 전력공급장치(PA)는 포지티브 단자와 네거티브 단자를 갖는 제2 배터리를 포함하며, 그의 포지티브 단자는 제2 전력공급라인(6)을 통해 복수의 전기 부하(5)에 전기적으로 결합하고, 그의 네거티브 단자는 접지 라인에 전기적으로 접속된다.

상기 다중 전력공급장치(PA)는 상기 제1 전력공급라인(3)과 제2 전력공급라인(6) 사이에 전기적으로 결합하는 전력전송유닛(7) 및 상기 제1 배터리(2), 상기 제2 전력공급라인(6), 상기 전력전송유닛(7)에 전기적으로 결합하는 콘트롤러(8)를 포함한다.

상기 발전기(1)는 통상의 교류발전기로 설계된다. 구체적으로, 상기 발전기(1)의 회전자는 예를 들면 회전가능한 벨트를 통해 엔진의 크랭크 샤프트에 결합 된다. 회전하는 회전자의 계자 권선으로 계자 전류가 공급될 경우, 회전하는 계자 권선은 자장을 발생한다. 상기 계자 권선에 의하여 발생된 자장은 상기 회전자를 둘러싸는 고정자의 고정자 권선에 3상 교류(AC) 전압을 유도한다.

상기 고정자 권선에 유도된 3상 AC 전압은 정류기에 의하여 직류(DC) 전압으로 정류된다.

상기 제1 배터리(2)는 상기 제1 전력공급라인(3)을 통해 상기 발전기(1)의 출력(출력 DC 전압)에 의하여 충전가능하게 구성된다.

예를 들면 상기 제1 배터리(2)로서 14.8V의 정격 전압을 갖는 리튬 2차 전지가 사용되는 것이 바람직하다. 상기 제1 배터리(2)는 기본적으로 다수(예를 들면 네 개)의 직렬 접속 셀로 구성된다. 상기 제1 배터리(2)로서, 수소저장합금을 이용한 2차 전지 및 전기 이중층(double layer) 캐패시터와 같은 다른 방식의 2차 전지 중 하나가 이용될 수 있다. 상기 리튬 2차 전지는 중량당 높은 충전용량을 가지며, 이에 따라 차량 중량을 감소시켜 연비를 향상시킬 수 있다.

상기 제1 실시 예에서, 상기 다중 전력공급장치(PA)는 온도변화, 과충전 및/또는 과방전에 대하여 리튬 2차 전지를 보호하기 위하여 다양한 보호회로를 필요로 한다. 그러므로 상기 다중 전력공급장치(PA)는 이러한 온도변화, 과충전 및/또는 과방전에 대한 리튬 2차 전지의 보호를 위하여 적어도 여러 방식의 몇몇 보호회로를 사용할 수 있다. 또한 상기 여러 방식의 보호회로의 구성 및 기능은 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 공지된 것으로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기 제1 실시 예에서, 상기 발전기(1), 상기 제1 배터리(2) 및 제1 전력공급라인(3)은 제1 전력공급시스템(S1)을 구성한다.

상기 제2 배터리(4)는 제2 전력공급라인(6)을 통해 전기 부하(5)로 전력을 공급하도록 작동된다.

예를 들면, 상기 제2 배터리(4)로는 차량용 배터리로서 널리 시판되고 있는 12.7V의 정격전압의 납 2차 배터리가 사용되는 것이 바람직하다. 납 2차 배터리는 통상적으로 다른 방식의 2차 배터리보다 높은 비용 효율을 갖는다.

상기 제1 실시 예에서, 상기 제2 배터리(4), 상기 전기 부하(5) 및 상기 제2 전력공급라인(6)은 제2전력공급시스템(S2)을 구성한다.

상기 전력전송유닛(7)은 제1 전력공급라인(3)에서의 DC 전압을 제2 전력공급라인(6)으로 전송하도록 동작하고, DC 전압의 레벨을 상기 제2 전력공급라인(6)에서 요구되는 목표 레벨로 전환한다.

예를 들면, 상기 전력전송유닛(7)은 여러 방식의 전환 회로 중 하나, 예를 들면 DC 초퍼(chopper) 등을 갖는 DC-DC 컨버터로 구성된다. 다른 예로서, 상기 전력전송유닛(7)은 제1 및 제2 전력공급라인(3, 6) 간의 전압 차와 동일한 소정 레벨로 입력 전압을 강하시키기 위한 직렬 레귤레이터로 구성된다. 또 다른 예로서, 상기 전력전송유닛(7)은 상기 제1 배터리(2)의 포지티브 단자와 제1 전력공급라인(3) 사이 및/또는 상기 제1 배터리(2)의 네거티브 단자와 접지라인 사이에 위치되는 MOS 트랜지스터와 같은 스위칭 부재를 구비할 수 있다. 필요에 따라 상기 스위칭 부재의 개방은 상기 제1 전력공급시스템(S1)으로부터 제1 배터리(2)가 분리되도록 한다.

상기 콘트롤러(8)는 마이크로컴퓨터와 아날로그-디지털 컨버터(A/D 컨버터)와 일체화되고, 상기 전력전송유닛(7) 등을 제어하도록 동작한다. 상기 전력전송유닛(7) 및 상기 콘트롤러(8)는 시스템 간 전력전송 회로모듈(10)로서 제공된다. 구체적으로, 상기 전력전송유닛(7)을 구현하는 적어도 하나의 IC칩과 상기 마이크로컴퓨터(8)를 구현하는 적어도 하나의 IC칩은 전력전송 회로모듈(10)을 제공하도록 서로 패키징된다.

구체적으로 상기 콘트롤러(8)는, 상기 제2 배터리(4)의 출력 전압 레벨에 따라 제2 전력공급라인(6)의 전압 레벨(Vpd)을 읽어들이고, 상기 전압 레벨(Vpd)과 예를 들면 엔진(EN)의 동작 조건에 따라 결정된 목표 전압 레벨(Vth) 간의 편차(△V)를 계산하며, 상기 계산된 편차에 기초하여 상기 전력전송유닛(7)으로 제어 신호를 송출하는 네거티브 피드백 제어를 실행하도록 동작한다.

이들 제어신호는 상기 편차(△V)가 영(zero)이 되도록, 즉 상기 제2 전력공급라인(6)에서의 전압 레벨(Vpd)이 목표 전압(Vth)과 일치하도록 상기 전력전송유닛(7)은 상기 제1 전력공급라인(3)으로부터 제2 전력공급라인(6)으로 전송되는 DC 전압의 레벨을 조절한다.

그러므로 상기 제2 배터리(4)의 출력 전압 레벨에 따른 제2 전력공급라인(6)에서의 전압 레벨(Vpd)은 통상적인 엔진(EN)의 작동조건 동안 목표 전압 레벨(Vth)로 확실하게 유지될 수 있다. 이는 상기 제2 전력공급라인(6)에서의 전압을 전기 부하(5)로 안정적으로 제공할 수 있게 한다.

상기 전력전송유닛(7)을 통해 제1 전력공급시스템(S1)으로부터 제2 전력공급시스템(S2)으로의 전력 공급이 중단될 경우, 상기 제2 배터리(4)의 출력 전압은 제2 전력공급라인(6)을 통해 전기 부하(5)로 공급될 수 있다.

상기 전기 부하(5)는 제1 전력공급시스템(S1)의 제1 전력공급라인(3)에 연결될 수 있고, 상기 전력전송유닛(7)은 제2 배터리(4)로부터 제1 전력공급시스템(S1)으로 역 송전을 실행할 수 있다.

차량의 감속 또는 제동 중에 상기 발전기(1)에 의해 회생 전력이 발생하여 상기 발전기(1)의 출력 전압은 증가한다. 상기 출력 전압이 제1 배터리(2)의 전압보다 클 경우, 상기 발전기(1)에 의해 증가한 출력 전압은 전류를 제1 배터리(2)로 흐르도록 한다. 상기 제1 배터리(2)로 흐르는 전류는 그 제1 배터리(2)를 허용되는 범위까지 충전시킨다. 이 허용 범위는 상기 제1 배터리(2)의 전류 SOC 레벨에 의하여 결정된다.

구체적으로, 상기 발전기(1)의 출력 전압이 제1 배터리(2)의 전압보다 커지도록 증가하고, 이 증가한 출력 전압은 상기 제1 배터리(2)의 충전으로 소비될 수 있다.

상기 감속 또는 제동으로부터 차량주행 상태로 복귀된 후, 상기 콘트롤러(8)는 제1 배터리(2)에 충전된 회생 전력을 상기 제2 전력공급시스템(6)으로 방전하도록 상기 전력전송유닛(7)을 제어한다. 이는 상기 제1 배터리(2)의 SOC 레벨을 소정 SOC 레벨로 복귀되도록 한다. 상기 소정 SOC 레벨은 50% 내지 60%의 범위 내로 설정되는 것이 바람직하다.

상기 제1 배터리(2)에서 충전된 전압은 엔진 시동 시, 엔진의 토크 어시스트 시 또는 차량이 주행하지 않을 때 엔진을 자동으로 정지시킬 수 있는 아이들링 정지동작 시에 상기 로드 부하(5)로 전력을 공급하기 위하여 상기 콘트롤러(8)의 제어 하에서 이용될 수 있다.

전술한 바와 같이, 상기 다중 전력공급장치(PA)는 빈번한 제1 배터리(2)의 충전 및 방전을 필요로 한다. 이러한 이유로 상기 제1 배터리(2)로서, 충전 및 방전의 반복적인 사이클에 대하여 노화가 작은 리튬 2차 전지를 채용하는 것이 바람직하다. 이에 반하여, 상기 제2 배터리(4)로서는 전기 부하(5)로 공급되는 전압의 변동을 감소시키는 최소한의 기능을 갖기 위하여 납 2차 전지가 채용되는 것이 바람직하다.

도 2는 예를 들면 차량의 엔진룸(150)의 바닥부를 구성하는 차량 바디의 바닥부(11)에 설치되는 다중 전력공급장치(PA)의 구성의 일 예를 개략적으로 나타낸 것이다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 제1 배터리(2), 상기 전력전송 회로모듈(10) 및 상기 제2 배터리(4)는 일체화된 배터리 조립체(100)를 제공하도록 여러 공지의 방법 중 적어도 하나를 이용하여 차량 바디의 바닥부(11)에 일체로 장착된다.

구체적으로, 상기 제1 배터리(2)는 예를 들면 대략 박스형 프레임을 가지며, 예를 들면 상기 엔진룸(150)의 바닥부(11)의 후방 측에 장착된다. 상기 전력전송 회로모듈(10)은 예를 들면 대략 박스형 외관을 가지며, 상기 제1 배터리(2)의 상부에 고정 장착되어 대략 박스형으로 이루어진 배터리 모듈(101)을 제공한다.

상기 제1 배터리(2)와 회로모듈(10)이 차량 바디의 바닥부(11)에 설치된 상태에서, 상하부 방향에 직교하는 측 단면에서의 상기 제1 배터리 프레임의 사이즈는 상기 회로모듈(10)의 측 단면에서의 외관의 사이즈와 대략 동일하다.

상기 일체화된 배터리 조립체(100)는 예를 들면 소정 수지로 이루어진 배터리 커버(15)를 갖는다. 상기 배터리 커버(15)는 예를 들면 대략 하나의 개구부를 갖는 박스 형태를 가지며, 차량 바디의 바닥부(11)에 그의 개구부 가장자리가 장착되어 상기 배터리 모듈(101)(제1 배터리(2) 및 전력전송 회로모듈(10))을 커버한다.

상기 제2 배터리(4)는 예를 들면 대략 박스형 프레임을 가지며, 상기 전력전송 회로모듈(10)의 상부 위의 배터리 커버(15)에 프레임의 일측 외벽면(외측 바닥벽면)이 장착되어, 일체화된 배터리 조립체(100)를 제공한다.

상기 배터리 모듈(101)의 상부 위의 배터리 커버(15)에 상기 제2 배터리(4)가 설치된 상태에서, 상기 제2 배터리 프레임의 측 단면의 사이즈는 상기 배터리 모듈(101)의 외관의 측 단면의 사이즈보다 크다.

상기 제2 배터리(4)의 외측 상부벽면의 면적보다 큰 면적을 갖는 배터리 유지플레이트(12)는 그 배터리 유지플레이트(12)의 가장자리부가 상기 제2 배터리(2)로부터 돌출하도록 상기 제2 배터리(4)의 외측 상부벽면에 동축으로 장착된다.

적어도 한 쌍의 긴 볼트(13)는 상기 배터리 유지플레이트(12)의 가장자리부에 형성된 대응하는 한 쌍의 관통공을 관통하도록 끼워 맞춰진다. 예를 들면, 하나의 관통공은 차량의 전후(길이)방향으로 다른 관통공과 대향하게 위치된다. 상기 각 볼트(13)의 일단부는 차량 바디의 바닥부(11)에 고정되고, 상기 볼트(13)의 다른 돌출 단부에는 너트(14)가 체결된다. 그러므로 상기 차량 바디의 바닥부(11) 측으로의 너트(14)의 체결은 차량 바디의 바닥부(11)에서 상기 배터리 유지플레이트(12)가 일체화된 배터리 조립체(100)에 클램핑되도록 한다.

전기 절연체인 상기 배터리 커버(15)는 상기 배터리 모듈(101)을 전기 및 기계적으로 보호한다. 상기 배터리 커버(15)는 상기 제2 배터리(4)의 중량(하중)이 배터리 모듈(101)로 직접 가해지는 것을 방지한다.

상기 제2 배터리(2)는 한 쌍의 포지티브 단자(41)와 네거티브 단자(42)를 가지며, 상기 포지티브 단자(41)는 제2 전력공급라인(6)과 제1 버스 바(16)의 일단부에 전기적으로 접속된다. 유사하게 상기 네거티브 단자(42)는 접지라인 및 제2 버스 바(17)의 일단부에 전기적으로 접속된다. 상기 제1 및 제2 버스 바(16, 17)는 상하방향에 직교하는 수평방향으로 연장된 다음, 상기 전력전송 회로모듈(10)의 전력전송 회로모듈(10)의 상부 측 및 하부 측 출력 단자에 전기적으로 접속되도록 상기 전력전송 회로모듈(10) 측으로 더 연장한다.

도 3은 차량의 전방 측으로부터 후방 측으로 바라본 경우에서 상기 전력전송 회로모듈(10)의 구성의 일 예를 개략적으로 나타낸 것이다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 전력전송 회로모듈(10)은 금속 베이스 플레이트(71), 전력 MOS 트랜지스터와 각각 일체화된 양면 전극 제1 및 제2 카드 모듈(72, 73), 반도체 모듈(IC 칩)로 설계된 콘트롤러(8), 히트싱크(74, 75), 수지몰드 패키지(76) 및 절연시트(77)를 포함한다. 상기 콘트롤러(8)는 다수의 핀을 구비 하고, 상기 제1 및 제2 카드 모듈(72, 73)은 MOS 트랜지스터의 게이트 전극과 같은 제어 전극에 대응하는 리드 전극(78)을 각각 구비한다. 상기 제1 및 제2 카드 모듈(72, 73)의 리드 전극은 각각 상기 콘트롤러(8)의 대응하는 핀에 전기적으로 접속된다.

상기 전력전송 회로모듈(10)은 제1 배터리(2) 내측의 전극 활성재료 및/또는 전해액에 의하여 발생한 고압 가스를 안내하기 위한 금속 가스 덕트(79)를 포함한다.

상기 가스 덕트(79)는 상기 수지몰드 패키지(76)의 외면(도 3에서 하면)의 중앙부에 그의 외주면이 고정되고, 상기 가스 덕트(79) 내측에 형성된 가스안내통로는 차량의 전후 방향(길이 방향)과 평행하게 된다.

예를 들면, 상기 콘트롤러 칩(8)은 절연 시트(77)를 통해 베이스 플레이트(71)의 일면의 중앙부에 고정 장착된다. 유사하게 상기 제1 및 제2 카드모듈(72, 73)의 일면(721, 731)은 절연 시트(77)를 통해 상기 콘트롤러 칩(8)의 양측에서 베이스 플레이트(71)의 일면에 고정 장착된다.

상기 히트싱크(74, 75)는 대략 사각 평행육면체 형태를 갖는다. 상기 히트싱크(74, 75)는 상기 제1 및 제2 카드모듈(72, 73)의 일면(721, 731)에 대향하는 다른 면(720, 730)에 그의 일면이 각각 고정 장착된다. 상기 콘트롤러 칩(8), 상기 카드모듈(72, 73) 및 상기 히트싱크(74, 75)는 상기 베이스 플레이트(71)에 수지몰드 패키지(74, 75)에 의하여 둘러싸이는데, 상기 히트싱크(74, 75)의 일면과 대향하는 히트싱크(74, 75)의 대향 면은 노출된다. 상기 수지몰드 패키지(76)는 IC 구 성요소들(72, 73, 8)이 그들 간의 전기배선을 제외하고 서로 절연되도록 이루어진다.

상기 제1 카드 모듈(72)의 양면(720, 721)은 각각 그에 일체화되는 MOS 트랜지스터의 드레인 전극과 소스 전극과 같은 메인 전극을 구성한다.

상기 제1 실시 예에서, 상기 제1 카드모듈(72)의 다른 면(720)은 상기 히트싱크(74)에 접촉하고, 상기 히트싱크(74)는 제1 전력공급라인(3)에 전기적으로 접속된다. 이는 제1 카드모듈(72)의 MOS 트랜지스터의 하나의 메인 전극이 제1 전력공급라인(3)에 전기적으로 접속되도록 한다. 유사하게, 상기 제2 카드모듈(73)의 다른 면(730)은 상기 히트싱크(75)에 접촉하고, 상기 히트싱크(75)는 접지라인에 전기적으로 접속된다. 구체적으로, 예를 들면 상기 전력전송 회로모듈(10)의 히트싱크(75)는 그의 하부 측 출력 단자로서 제공되어 상기 제2 카드모듈(73)의 MOS 트랜지스터의 다른 메인 전극이 접지된다. 예를 들면, 상기 제2 배터리(4)의 제2 버스 바(17)는 접지되는 히트싱크(75)에 전기적으로 접속된다.

상기 제1 카드모듈(72)의 일면(721)은 그의 MOS 트랜지스터의 다른 메인 전극으로서 제공되고, 상기 제2 카드모듈(73)의 일면(731)은 그의 MOS 트랜지스터의 다른 메인 전극으로서 제공된다. 상기 제1 및 제2 카드모듈(72, 73)은 예를 들면 DC-DC 컨버터로서 제공되도록 배선에 의하여 서로 전기적으로 접속된다. 상기 베이스 플레이트(71)는 상기 제1 전력공급라인(6)이 제2 배터리(4)의 제1 버스바에 전기적으로 접속되는 상부 측 출력 단자로서 제공되도록 절연층(77)을 통해 상기 콘트롤러(8)와 상기 제1 및 제2 카드모듈(72, 73)에 전기적으로 접속된다.

상기 베이스 플레이트(17)의 다른 면은 길이방향에 직교하는 차량의 측방향(폭 방향)으로 일정 간격을 갖고 상방향으로 돌출하는 복수의 금속플레이트형 핀(710)이 형성된다. 상기 핀(710)은 차량의 길이 방향으로 평행하게 연장한다. 인접하는 핀(710) 각각의 사이에 형성되는 공간은 차량의 길이 방향으로 냉각공기 통로를 제공한다.

유사하게, 상기 히트싱크(74, 75)의 다른 면은 복수의 금속 판형 냉각핀(741, 751)이 형성된다. 예를 들면, 상기 히트싱크(74, 75)(냉각핀(741, 751))는 넓은 방열면을 갖도록 형성되기 위하여 높은 열용량 및 양호한 열전도성을 갖는 금속 재료로 이루어진다.

상기 냉각핀(741, 751)은 차량의 측방향으로 일정 간격을 갖고 히트싱크(74, 75)의 다른 면으로부터 각각 하방향으로 돌출된다. 상기 냉각핀(741, 751)은 차량의 전후방향으로 평행하게 연장한다. 인접하는 각 냉각핀(741, 751) 사이에 형성된 공간은 차량의 전후방향으로의 냉각공기 통로를 제공한다.

상기 전력전송 회로모듈(10)은 제1 배터리(2) 내측의 전극활성재료 및/또는 전해액에 의하여 발생한 고압 가스를 안내하기 위한 금속 가스덕트(79)를 포함한다. 상기 가스덕트(79)는 가스안내방향이 차량의 길이방향과 평행하도록 수지몰드(76)의 외면(도3에서 바닥면)의 중앙부에 고정된다.

상기 전력전송 회로모듈(1)의 구성은 전력전송유닛(7)으로서 제공되는 DC-DC 컨버터 회로의 다양한 방식 중 하나를 채용하는 일 예의 회로모듈을 개략적으로 나타낸 것이다. 구체적으로 상기 베이스 플레이트(71) 및 상기 히트싱크(74, 75)는 전력전송 회로모듈의 DC-DC 컨버터의 전극의 독립된 전력전송 회로모듈에 개별적으로 제공될 수 있다. 상기 전력전송유닛(7)으로서 다양한 방식의 레귤레이터 중 하나가 채용될 수 있다.

도 4는 차량의 전방 측으로부터 후방 측으로 바라본 경우에서, 전력전송 회로모듈(10)과 제1 배터리(2)에 의하여 구성되는 배터리 모듈(101)의 구성의 일 예를 개략적으로 나타낸 것이다. 도 5는 차량의 일측(좌측)으로부터 타측(우측)으로 바라본 경우에서, 도 4에 나타낸 배터리 모듈(101)의 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.

상기 좌측 및 우측은 차량의 전방 주행방향을 참조하여 결정된 것이다.

도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 제1 배터리(2)의 박스형 프레임은 바닥부(11)에 장착되는 외측 바닥벽면 및 상기 외측 바닥벽면에 대향하는 외측 상부벽면을 구비한다. 상기 제2 배터리(2)는 제1 배터리(2)의 내측과 연통하는 가스 통기공(관통공)(V)을 갖는 상기 프레임의 상부벽에 제공되고, 상기 가스덕트(79)의 가스안내통로에 대향하게 위치된다. 또한 상기 제1 배터리(2)는 통상에서 상기 가스통기공(V)을 폐쇄하도록 외측 상부벽면에 장착되는 안전 밸브(20)가 제공된다. 상기 안전 밸브(20)는 가스덕트(79)이 가스안내통로에 대향하는 배출구를 구비한다.

상기 제1 배터리(2)에서의 압력이 증가되어 소정 역치 압력을 초과할 경우, 상기 안전 밸브(20)는 가스통기공(V)을 개방하고, 이에 따라 상기 제1 배터리(2) 내측에서 고온 예를 들면 500℃의 고온을 갖는 고압 가스는 상기 가스통기공( V) 및 배출구로부터 상방향으로 가스덕트(79) 측으로 배출된다.

이때, 상기 배출구로부터 배출된 고압가스는 상기 가스덕트(79)에 의하여 안내되고, 상기 고압 가스의 흐름은 전후 방향을 향하게 된다. 이는 상기 제1 배터리(2)에서의 압력이 증가하여 고압 가스가 배출구로부터 배출되는 경우라도 배출되는 고압 가스가 수지몰드 패키지(76)와 접촉되는 것을 방지할 수 있다.

상기 제2 배터리(2)에는 프레임의 상부 벽에 안전 밸브(20)에 대하여 길이방향으로 대칭되게 배치되는 금속 포지티브 단자(21)와 네거티브 단자(22)가 제공된다. 이들 단자(21, 22)는 상부 벽으로부터 전력전송 회로모듈(10) 측으로 외측으로 돌출된다.

상기 포지티브 단자(21)는 히트싱크(74)의 냉각핀(741)에 고정되고 밀접하게 접촉되어 상기 포지티브 단자(21)와 히트싱크(74) 간에 양호한 전기전도가 이루어진다. 유사하게, 상기 네거티브 단자(22)는 히트싱크(75)의 냉각핀(751)에 고정되고 밀접하게 접촉되어 상기 네거티브 단자(22)와 히트싱크(75) 간에 양호한 전기전도가 이루어진다. 이는 상기 제1 배터리(2)와 상기 전력전송 회로모듈(10) 간에 전기전도를 이룰 수 있도록 한다.

상기 히트싱크(74, 75)(냉각핀(741, 751))는 높은 열용량 및 양호한 열전도성을 갖는 금속 재료로 이루어져 넓은 방열면을 갖도록 형성된다.

이에 따라 고압 가스가 상기 안전밸브(20)의 배출구로부터 배출되는 경우라도, 상기 고압 가스는 히트싱크(74, 75) 각각과 접촉하여 냉각된다. 이는 제1 및 제2 카드모듈(72, 73) 및 콘트롤러(8)가 열적으로 영향을 받는 것을 방지할 수 있 다.

상기 전력전송 회로모듈(10)이 제1 배터리(2)의 상부에 장착되어 상기 핀(710)이 포지티브 단자(21)와 네거티브 단자(22) 각각에 고정되고 밀접하게 접촉하는 것으로 가정한다.

이러한 가정하에서, 상기 안전 밸브(20)의 배출구로부터 배출되는 고압 가스는 열용량이 히트싱크(74, 75) 각각의 열용량보다 큰 베이스 플레이트(71)와 접촉하여 더 냉각된다. 따라서, 이러한 가정에서 상기 가스덕트(79)는 생략될 수 있다.

그러나 이러한 가정하에서는, 상기 제1 배터리(2)의 포지티브 단자(21)와 회로모듈(10)의 전극으로서 제공되는 히트싱크(74) 간을 연결하기 위한 제1 버스 바 및 상기 제1 배터리(2)의 네거티브 단자(22)와 상기 회로모듈(10)의 전극으로서 제공되는 히트싱크(75) 간을 연결하기 위한 제2 버스 바를 추가해야 한다.

상기 제1 배터리 모듈(101)의 구성에서, 상기 히트싱크(74, 75)는 상기 제1 배터리(2)를 냉각하기 위한 히트싱크로서 제공된다.

상기 전력전송 회로모듈(10)을 냉각하기 위한 복수의 핀을 갖는 제1 금속부재는 그 제1 금속부재가 상기 전력전송 회로모듈(10)에 밀접하게 접촉되도록 상기 전력전송 회로모듈(10)과 제1 배터리(2)의 외측 상부 벽면 사이의 공간에 개별적으로 제공될 수 있는 것임을 알 수 있다. 유사하게, 상기 제1 배터리(2)를 냉각하기 위한 복수의 핀을 갖는 제2 금속부재는 그 제2 금속부재가 제1 배터리(2)의 외측 상부 벽면에 밀접하게 접촉되도록 상기 전력전송 회로모듈(10)과 상기 제1 배터리(2)의 외측 상부 벽면 사이의 공간에 개별적으로 제공될 수 있는 것임을 알 수 있다. 이 경우, 상기 제1 및 제2 금속부재는 동일한 포텐셜을 갖도록 설정되며, 전기적으로 분리되어 서로 절연될 수 있다.

상기 제1 배터리(2)의 박스형 프레임은 차량의 폭 방향으로 한 쌍의 제1 및 제2 측벽을 가지며, 상기 박스형 커버(15)는 차량의 폭 방향으로 대응하는 한 쌍의 제1 및 제2 측벽을 갖는다. 상기 제1 배터리의 프레임의 제1 및 제2 측벽의 외면은 각각 상기 배터리 커버(15)의 대응하는 제1 및 제2 측벽의 내면에 매우 밀접하게 접촉된다(도 4 참조).

또한 상기 제1 배터리(2)의 박스형 프레임은 차량의 전후방향으로 한 쌍의 제3 및 제4 측벽을 가지며, 상기 박스형 배터리 커버(15)는 차량의 전후방향으로 대응하는 한 쌍의 제3 및 제4 측벽을 갖는다. 상기 제1 배터리의 프레임의 제3 및 제4 측벽의 외면은 각각 공간(C1, C2)을 갖고 상기 배터리 커버(15)의 대응하는 한 쌍의 측벽의 내면을 향하도록 위치된다(도 5 참조).

도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 공간은 주행 차량에 의해 발생하는 주행풍 및/또는 강제적인 냉각공기가 흐르는 냉각공기 통로를 제공한다.

상기 배터리 커버(15)의 제3 측벽은 그의 하부에 예를 들면 적절한 수지로 이루어지는 냉각공기 안내덕트(33)의 하류 단부에 기밀하게 결합하고 서로 연통하는 냉각공기 입구(121)가 형성된다. 상기 배터리 커버(15)의 제4 측벽은 그의 하부에 엔진룸(150)의 내측과 연통하게 결합하는 냉각공기 배출구(122)가 형성된다. 상기 냉각공기 배출구(122)는 상기 냉각공기 입구(121)에 대체로 대향하게 배치되고, 냉각공기를 엔진룸(150)의 내측으로 배출한다.

상기 냉각공기 안내덕트(33)의 상류 단부는 상기 엔진룸(150)의 전방 측에 위치되어 차량의 전방 측으로 지향된다. 이는 주행하는 차량에 의하여 발생한 주행풍이 상류 단부를 통해 냉각공기 안내덕트(33)로 유입되도록 한다. 상기 냉각공기 안내덕트(33)에는 냉각팬 유닛(200)이 부착되어 상기 안내덕트(33)와 기밀하게 연통한다.

도 6은 냉각팬 유닛(200)의 구성의 일 예를 개략적으로 나타낸 것이다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 냉각팬 유닛(200)은 공기입구 및 공기출구를 갖는 원심 팬(114)을 구비한다. 상기 냉각공기 안내덕트(33)는 상류부(131) 및 하류부(132)로 구성된다. 상기 상류부(131)의 하류 단부는 상기 원심 팬(114)의 일부에 기밀하게 결합하고 그와 연통한다. 상기 하류부(132)의 상류 단부는 상기 원심 팬(114)에 기밀하게 결합하고 그와 연통한다.

상기 냉각팬 유닛(200)은 상기 원심 팬을 바이패스하기 위하여 상기 상류부(131)와 하류부(132) 사이에 기밀하게 결합하는 바이패스 덕트(115)를 구비한다. 상기 냉각팬 유닛(200)은 원심 팬(114)을 구동하도록 작동하는 모터(M)를 구비한다.

상기 냉각팬 유닛(200)은 상기 바이패스 덕트(115)의 입구에 예를 들면 각각 수지 힌지에 의하여 상기 바이패스 덕트(115)의 입구의 축 방향으로 회전가능하게 부착되는 복수, 예를 들면 2개의 밸브 부재(116a, 116b)로 구성되는 체크 댐퍼(116)를 구비한다. 상기 밸브 부재(116a, 116b)는 완전 폐쇄시 상기 바이패스 덕트(115)의 입구가 완전히 폐쇄될 수 있는 사이즈 및 위치로 설계된다.

구체적으로, 상기 냉각공기 안내덕트(33)의 상류부(131)가 그의 하류부(132)에 대하여 포지티브 압력을 가질 경우, 그 압력차에 의해 상기 밸브 부재(116a, 116b)는 개방된다. 이에 반하여, 상기 냉각공기 안내덕트(33)의 상류부(131)가 그의 하류부(132)에 대하여 네거티브 압력을 가질 경우, 그 압력차에 의해 상기 밸브 부재(116a, 116b)는 폐쇄된다.

상기 모터(M)는 콘트롤러(8)에 전기적으로 접속된다. 상기 제1 배터리(2) 및/또는 상기 전력전송 회로모듈(10)의 온도를 측정하고, 상기 측정 온도를 나타내는 측정 데이터를 콘트롤러(8)에 송신하기 위한 적어도 하나의 온도 센서(미도시)가 제공된다.

구체적으로, 상기 제1 배터리(2) 및/또는 상기 회로모듈(10)의 온도가 소정 역치 온도보다 높은 것으로 판정될 경우, 상기 콘트롤러(8)는 원심 팬(114)을 구동시킨다. 구동되는 원심 팬(114)은 냉각공기 안내덕트(33)의 하류부(132)로 냉각공기를 강제적으로 흐르도록 하여 냉각공기는 냉각공기 입구(121)를 통해 배터리 커버(15)로 유입된다.

상기 제1 배터리(2) 및/또는 상기 회로모듈(10)의 온도가 소정 역치(threshold) 온도 이하로 판정될 경우, 상기 콘트롤러(8)는 상기 원심 팬(114)을 구동시키지 않는다. 이는 차량 주행에 의하여 강한 주행풍이 발생할 경우, 상기 주행풍은 상류부(131)를 통해 상기 냉각공기 안내덕트(33)의 하류부(132)로 흘러 상기 냉각공기 입구(15)를 통해 상기 배터리 커버(15)로 유입된다.

전술한 바와 같이, 상기 냉각팬 유닛(200)의 단순한 구성은 필요에 따라 차 량 주행에 의하여 발생한 주행풍 및/또는 강제적인 냉각공기가 상기 배터리 커버(15)로 흐르도록 한다. 상기 주행풍/강제적인 냉각공기는 공간(C1)을 통해 상방향으로 흘러 상기 제1 배터리(2)의 제3 측벽을 냉각시키고, 상기 냉각핀(710, 741, 751) 각각의 공간과 상기 금속 가스덕트(79)를 통해 흘러 압력 손실이 거의 없이 상기 베이스 플레이트(71) 및 상기 히트싱크(74, 75)를 냉각시킨다. 이는 상기 제1 배터리(2) 및 상기 전력전송 회로모듈(10) 모두를 효과적으로 냉각시킨다.

다시 말해서, 상기 냉각핀(741, 751) 사이의 공간은 상기 제1 배터리(2) 및 상기 전력전송 회로모듈(10) 모두에 대한 공통의 냉각통로를 제공하며, 이는 상기 배터리 모듈(101)의 사이즈를 감소시킬 수 있다.

그런 다음, 상기 주행풍/강제 냉각공기는 공간(C2)을 통해 흐르고, 상기 제1 배터리(2)의 제4 측벽을 냉각시킨 다음, 상기 공기 배출구(122)를 통해 엔진룸(150)으로 배출된다. 상기 배터리 커버(15)에서의 주행풍/강제 냉각공기의 전달은 상기 제1 배터리(2) 및 상기 전력전송 회로모듈(10)을 냉각하도록 한다.

상기 체크 댐퍼(116)의 밸브 부재(116a, 166b)는 입구의 축방향으로 상기 바이패스 덕트(115)의 입구에 회전가능하게 부착되는 금속 샤프트에 의하여 고정 지지될 수 있다. 또한 상기 냉각팬 유닛(200)으로서, 다른 구성을 갖는 공기 냉각팬 유닛이 채용될 수 있고, 상기 냉각팬 유닛(200)으로부터 배출되는 냉각공기는 다른 차량탑재 장치를 냉각시키도록 이용될 수 있음을 알 수 있다.

상기 제1 배터리(2)의 냉각효과를 더 증대시키기 위하여 상기 제1 배터리의 프레임의 제3 및 제4 측벽의 외측 벽면은 그로부터 대응하는 공간(냉각공기 통 로)(C1, C2)으로 돌출하는 냉각핀을 갖고 형성될 수 있다.

전술한 바와 같이, 제1 실시 예에 따른 상기 다중 전력공급장치(PA)는, 상기 제2 배터리(4)가 배터리 모듈(101)에 매우 인접하게 배치되고, 상기 배터리 모듈(101)은 상기 전력전송모듈(100)이 일체로 장착되는 제1 배터리(2)로 이루어지도록 구성된 일체화된 배터리 조립체(100)를 포함한다.

상기 일체화된 배터리 조립체(100)의 구성은 제1 배터리, 제2 배터리 및 전력전송 회로모듈이 서로 분산 배치되는 구성에 비하여 그 일체화된 배터리 조립체(100)의 전체 사이즈를 소형화할 수 있도록 한다.

또한 상기 일체화된 배터리 조립체의 구성은 상기 제2 배터리(4)와 상기 베터리 모듈(101) 간의 배선 및 상기 제1 배터리(2)와 상기 전력전송 회로모듈(10) 간의 배선을 간단히 할 수 있다. 이는 상기 제2 배터리(4)와 상기 배터리 모듈(101) 간의 배선 길이 및 상기 제1 배터리(2)와 상기 전력전송 회로모듈(10) 간의 배선 길이를 감소시킬 수 있다.

전술한 제1 실시 예에서와 같이, 상기 제2 배터리(4)와 상기 배터리 모듈(101)은 케이블을 이용하지 않고 제1 및 제2 버스 바(16, 17)로 서로 일체로 결합되는 것이 바람직하다. 이는 예를 들면 버스 바는 통상의 바 형태의 측 단면을 구비하여 원형 측 단면을 갖는 케이블보다 저항이 낮기 때문이다.

따라서 상기 제1 실시 예에서, 상기 제2 배터리(4)와 상기 배터리 모듈(101) 사이 및 상기 제1 배터리(2)와 상기 전력전송 회로모듈(10) 사이의 배선 저항에서의 전력 손실을 감소시킬 수 있다. 상기 제1 실시 예에서, 상기 배선의 전기 절연 은 용이하게 확보될 수 있다.

상기 제1 실시 예에서, 상기 제2 배터리(4)는 상기 배터리 모듈(101)을 커버하는 배터리 커버(15)의 상부에 설치된다. 이러한 이유로, 상기 제2 배터리(4)의 육안 체크를 용이하게 실행할 수 있고, 상대적으로 짧은 수명을 가지며 배터리 전해액이 쉽게 감소하는 제2 배터리를 용이하게 교환할 수 있다.

상기 제1 실시 예에서, 상기 전력전송 회로모듈(10)은 상기 제1 배터리(2)의 상부에 고정 장착된다. 이러한 이유로, 상기 전력전송회로와 상기 제1 배터리가 서로 별개로 배치되는 경우에 비하여 최적의 직접적인 방식으로 상기 전력전송회로모듈(10)과 제1 배터리(2)를 결합할 수 있다.

예를 들면, 전술한 바와 같이, 상기 포지티브 단자(21)와 네거티브 단자(22)는 상기 전력전송 회로모듈(10)의 히트싱크(74, 75)에 직접 접촉하고, 각각 상기 히트싱크(74, 75)를 통해 상기 포지티브 및 네거티브 단자(21, 22)와 상기 제1 및 제2 카드모듈(72, 73) 간에 양호한 열전도를 이루도록 한다. 상기 전력전송 회로모듈(10)과 상기 제1 배터리(2) 간의 이러한 전기 전도는 그들 사이의 접속을 위한 케이블을 최대한 생략할 수 있다.

그러므로, 제1 실시 예에서 상기 전력전송 회로모듈(10)과 제1 배터리(2) 사이의 전기적 접속을 위한 배선 부재를 경량화 및 소형화할 수 있고, 이에 따라 제조비용을 절감할 수 있다.

상기 제1 실시 예에서, 상기 일체화된 배터리 조립체(100)는 차량의 엔진룸(150)에 설치될 수 있고, 상기 제1 배터리(2), 상기 제2 배터리(4) 및 상기 전력 전송 회로모듈(10) 간의 전기적 접속을 위한 케이블의 루트의 수 및 길이를 감소시킬 수 있다. 이는 상기 엔진룸(150)에 위치되는 고온 장치 및/또는 회전 부재에 인접하게 위치되는 케이블의 수를 최대한 감소시킬 수 있어, 상기 케이블의 보호층의 양을 감소시킬 수 있다.

상기 제1 배터리(2), 상기 제2 배터리(4) 및 상기 전력전송 회로모듈(10) 간의 전기적 접속을 위한 케이블의 루트의 수와 길이의 감소는 충돌시 피할 수 없는 몇몇 케이블의 파손을 해결하도록 요구되는 부담을 감소시킬 수 있다.

전술한 효과는 다중 전력공급장치(PA)가 중량 및 공간 면에서 제약이 따르는 컴팩트한 차량에 용이하게 설치될 수 있도록 한다.

특히 상기 다중 전력공급장치(PA)에서 상기 제1 배터리(2), 상기 제2 배터리(4) 및 상기 전력전송 회로모듈(10)은 히트싱크를 포함하는 버스 바를 이용하여 서로 전기적으로 접속될 수 있고, 그들 간의 상대적인 이동 없이 서로 일체로 결합될 수 있다. 이는 전술한 다중 전력공급장치(PA)에 의하여 달성된 효과에 기여할 수 있다.

상기 제1 실시 예에서, 상기 제1 배터리(2)는 종래의 납 배터리에 비하여 높은 전기 에너지를 저장할 수 있다. 이러한 이유로, 충돌 시 상기 제1 배터리(2)를 보호하기 위하여 상기 제1 배터리(2)의 충격 저항을 개선할 필요가 있다.

이러한 관점에서, 제1 실시 예에서 상기 제2 배터리(4)는 제1 배터리(2)가 배치되는 위치 아래에서 상기 전력전송 회로모듈(10)에 장착된다. 따라서 전방 충돌 시에, 이러한 전방 충돌로 인한 충격은 제1 배터리(2)의 전기 에너지보다 낮은 전기 에너지가 저장된 제2 배터리(4)의 변형에 의해 흡수될 수 있다. 이 후 나머지 충격은 상기 제1 배터리(2)에 작용하기 전에 상기 전력전송 회로모듈(10)의 변형에 의해 흡수될 수 있다.

그러므로, 상기 제1 실시 예에서, 상기 제1 배터리(2)의 충격 저항을 향상시킬 수 있어 충돌 시에도 그 충돌에 의해 발생하는 제1 배터리의 파손 가능성을 감소시킬 수 있다.

특히 상기 제1 실시 예에서, 상기 안전 밸브(20)가 가스 통기공(V)을 개방시켜 상기 제1 배터리(2) 내측의 고압 가스가 상기 가스 통기공(V) 및 배출구로부터 상방향으로 배출되는 경우라도, 상기 제1 배터리(2)의 상부에 장착된 전력전송 회로모듈(10)은 그를 통해 고압 가스가 상측으로 배출되는 것을 방지할 수 있다.

구체적으로, 상기 전력전송 회로모듈(10)의 가스 덕트(79)는 고압 가스의 흐름을 길이방향으로 지향시킬 수 있기 때문에, 상기 다중 전력공급장치(PA)의 안정성은 향상될 수 있다.

상기 제1 실시 예에서, 상기 제2 배터리(4), 상기 전력전송 회로모듈(10) 및 상기 제1 배터리(2)는 일체화된 배터리 조립체(100)를 구성하도록 가장 높은 곳에서 낮은 곳으로 순차적으로 적층된다. 이러한 이유로, 엔진룸(150)의 차량 바디의 바닥부에 상기 적층된 배터리 조립체(100)를 설치함으로써, 상기 차량 바디의 엔진룸(150)의 바닥부에 상기 조립체(100)를 설치하기 위하여 필요로 되는 수평 공간은 현저히 감소할 수 있다.

따라서 상기 적층된 배터리 조립체(100)가 엔진룸(150)의 차량 바디의 바닥 부에 설치되는 경우라도, 상기 엔진룸(150) 설치에 필요한 다른 차량탑재 구성요소의 배치 자유도를 확보할 수 있다.

상기 전력전송 회로모듈(10)은 배터리 모듈(101)을 구성하도록 차량 외부에서 제1 배터리(2)의 상부 벽에 고정 장착된 다음, 상기 배터리 모듈(101)은 엔진룸(150)의 차량 바디의 바닥부에 설치된다. 이는 엔진룸(150)에 제1 배터리(2)와 전력전송 회로모듈(10)을 임의로 설치하는 것에 비하여 엔진룸(150)에 배터리 모듈(101)을 용이하게 설치할 수 있도록 한다.

상기 금속 히트싱크(74, 75)는 상기 제1 배터리(2)와 상기 제1 및 제2 카드모듈(72, 73) 사이에 각각 배치된다. 이러한 배치는 상기 제1 및 제2 카드모듈(72, 73)로부터 발생한 열이 상기 제1 배터리(2)로 전달되는 것을 방지할 수 있다. 특히 상기 히트싱크(74, 75) 각각은 대응하는 하나의 카드모듈(72, 73)과 제1 배터리(2)를 냉각시킬 수 있다.

따라서 상기 히트싱크(74, 75)는 상기 전력전송 회로모듈(10)로부터 온도 증가를 제한하도록 요구되는 제1 배터리(2)를 열적으로 격리시킬 수 있다. 이는 상기 전력전송 회로모듈(10)에 의하여 발생한 열이 상기 제1 배터리(2)로 역 영향을 주는 것을 방지할 수 있다.

상기 제1 실시 예에서, 상기 히트싱크(74, 75)는 상기 제1 배터리(2)와 상기 전력전송 회로모듈(10) 간의 전기적 접속을 이루기 위하여 버스 바로서 제공되도록 설계된다. 이는 상기 전력전송 회로모듈(10)의 구성을 단순화시킬 수 있고, 상기 전력전송 회로모듈(10)의 중량을 감소시킬 수 있다.

상기 제1 실시 예의 배터리 커버(15)는 상기 배터리 모듈(101)과 그 커버(15) 상에 복수의 냉각통로를 제공하고, 상기 배터리 모듈(101)을 전기 및 기구적으로 보호할 수 있다. 상기 배터리 커버(15)는 상기 배터리 모듈(101)과 독립되게 엔진룸(150)의 차량 바디의 바닥부에 개별적으로 장착될 수 있다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 차량 바디의 바닥부(11)에서의 일체화된 배터리 조립체(100)의 설치 상태에서, 측 방향 및 길이 방향 각각에서의 상기 제2 배터리(4)의 폭은 측 방향 및 길이 방향 각각에서의 상기 배터리 모듈(101)의 폭보다 길다. 이는 충돌시 발생하는 수평적인 충격이 상기 전력전송 회로모듈(10)과 제1 배터리(2)로 가해지는 것을 방지할 수 있다.

도 7은 제1 실시 예의 제1 변형 예에 따른 일체화된 배터리 조립체(100A)의 구성의 일 예를 개략적으로 나타낸 것이다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 일체화된 배터리 조립체(100A)는 제2 배터리(4)와 배터리 모듈(101) 모두가 엔진룸(150)의 좌측 패널(18)에 인접하게 위치하도록 엔진룸(150)에 설치된다. 이는 상기 배터리 모듈(101)이 상기 제2 배터리(4)의 후방에 배치될 수 있도록 한다.

도 7에서, 상기 제2 배터리(4)는 제1 실시 예에서의 외측 상부 벽면에 대응하는 제1 배터리(2)의 외측 일 벽면에 직접 장착되지만, 상기 배터리 모듈(101)이 커버되는 배터리 커버(15)에 장착될 수 있다. 상기 일체화된 배터리 조립체(100A)는 제1 실시 예와 같은 방법으로 예를 들면 클램핑 부재(13, 14)를 이용하여 차량 바디에 고정되지만. 다른 고정 기구를 이용하여 차량 바디에 고정될 수 있다.

상기 제1 변형 예에서, 상기 제2 배터리(4)는 배터리 모듈(101)의 전방 측에 배치된다. 이는 전방 충돌시에 상기 제2 배터리(4)가 배터리 모듈(101)을 보호하도록 한다. 그러므로 전방 충돌에 대한 제1 배터리(2)의 안정성을 향상시킬 수 있다.

상기 제1 실시 예뿐만 아니라, 상기 제2 배터리(4)의 폭방향으로의 폭은 상기 배터리 모듈(101)의 폭방향으로의 폭보다 길다. 이는 충돌시 발생하는 수평 충격이 전력전송 회로모듈(10) 및 제1 배터리(2)로 가해지는 것을 방지할 수 있고, 이에 따라 측 방향 충돌시에 대한 상기 제1 배터리(2)의 안정성을 보다 향상시킬 수 있다.

상기 제1 배터리(2)는 제2 배터리(4)의 최대 허용작동온도보다 낮은 소정의 최대 허용작동온도를 갖는다. 이러한 이유로, 도 7의 괄호 안에 나타낸 바와 같이, 엔진(EN)이 엔진룸(150)의 후방 측에 위치될 경우, 상기 제2 배터리(4)는 제1 배터리(2)보다 엔진(EN)에 보다 가깝게 배치될 수 있다. 이는 제1 배터리(2)가 엔진(EN)에 의하여 발생한 열에 대하여 열적으로 보호되도록 한다.

도 8은 제1 실시 예의 제2 변형 예에 따른 일체화된 배터리 조립체(100B)의 구성의 일 예를 개략적으로 나타낸 것이다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 일체화된 배터리 조립체(100B)는 제2 배터리(4)가 엔진룸(150)의 좌측 패널(18)에 인접하게 위치되고, 배터리 모듈(101)이 제2 배터리(4)의 내측에 폭 방향으로 위치되도록 엔진룸(150)에 설치된다.

도 8에서, 상기 제2 배터리(4)는 외측 상부 벽면에 대응하는 제1 배터리(2)의 외측 일 벽면에 직접적으로 장착되지만, 상기 배터리 모듈(101)을 커버하는 배 터리 커버(15)에 장착될 수 있다. 상기 일체화된 배터리 조립체(100B)는 제1 실시 예와 동일한 방식으로 예를 들면 클램핑 부재(13, 14)를 사용하여 차량 바디에 고정되지만, 다른 고정 기구를 사용하여 차량 바디에 고정될 수 있다.

상기 제2 변형 예에서, 상기 제2 배터리(4)는 배터리 모듈(101)의 외측에 측방향으로 배치된다. 이는 측 방향 충돌시에 상기 제2 배터리(4)가 상기 배터리 모듈(101)를 보호하도록 한다. 그러므로 측 방향 충돌에 대한 상기 제1 배터리(2)의 안정성을 향상시킬 수 있다.

상기 제1 실시 예뿐만 아니라, 상기 제2 배터리(4)의 길이 방향으로의 길이는 상기 배터리 모듈(101)의 길이 방향으로의 길이보다 길다. 이는 전방 충돌에 의하여 발생하는 충격이 전력전송 회로모듈(10) 및 제1 배터리(2)로 가해지는 것을 방지할 수 있고, 이에 따라 전방 충돌에 대한 상기 제1 배터리(2)의 안정성을 보다 향상시킬 수 있다.

상기 제1 실시 예에서, 상기 전력전송 회로모듈(10)은 제1 배터리(2)의 상부에 고정 장착되지만, 어떠한 다른 지지부재를 사용하여 차량 바디의 바닥부(11)에 고정 장착될 수 있다.

도 9 및 도 10은 제1 실시 예의 제3 변형 예에 따른 배터리 모듈(101A)의 구성의 일 예를 개략적으로 나타낸 것이다.

도 9에 나타낸 바와 같이, 배터리 커버(15)는 금속으로 이루어진다. 상기 배터리 모듈(101A)의 전력전송 회로모듈(10A)은 핀(710)이 포지티브 단자(21)와 네거티브 단자(22) 각각에 고정되고 밀접하게 접촉하도록 제1 배터리(2)의 상부에 직접 장착된다.

히트싱크(74, 75)의 냉각핀(741, 751)은 절연 시트(미도시)를 통해 배터리 커버(15A)의 상부 벽의 내면과 접촉한다. 이는 상기 배터리 커버(15A)가 상기 히트싱크(74, 75)에 매우 인접하게 위치되도록 하고, 상기 배터리 커버(15A)와 각 히트싱크(74, 75) 사이의 전기적 절연을 유지한다.

상기 전력전송 회로모듈(10A)은 폭 방향 및 길이 방향에서 제1 배터리(2)의 폭 방향 및 길이 방향으로의 폭보다 큰 폭을 갖는다.

상기 전력전송 회로모듈(10A)은 예를 들면 안전 밸브(20)를 둘러싸는 공간을 확보하는 슬릿(29)을 갖는 베이스 플레이트(71)에 형성된다.

제3 변형 예의 배터리 모듈(101A)의 다른 구성요소는 상기한 배터리 모듈(101)의 구성요소와 실질적으로 동일하다.

상기 배터리 모듈(101A)의 구성에서, 상기 제1 배터리(2) 내측의 고압 가스가 가스 통기공(V) 및 안전 밸브(20)의 배출구로부터 상측으로 배출되는 경우라도, 상기 배터리 커버(15A)는 고압가스가 배터리 커버(15A)를 통해 제2 배터리(4) 측으로 흐르는 것을 방지할 수 있다.

상기 배터리 커버(15A)는 전력전송 회로모듈(10A)을 냉각하기 위하여 히트싱크(74, 75)와 함께 냉각 금속부재로서 제공되며, 상기 전력전송 회로모듈(10A)의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.

상기 전력전송 회로모듈(10A)의 폭 방향 및 길이 방향 각각에서의 폭은 상기 제1 배터리(2)의 폭 방향 및 길이 방향 각각에서의 폭보다 크다. 이러한 이유로, 전방 또는 측 방향 충돌에 의하여 발생한 충격이 제1 배터리(2)로 가해지는 것을 방지할 수 있다.

상기 제3 변형 예에서, 상기 금속 배터리 커버(15A)는 제1 배터리(2) 또는 전력전송 회로모듈(10A)의 접지 단자에 전기적으로 접속되는 접지 버스 바로서 제공된다. 상기 금속 부재(74, 75, 71) 중 어느 하나는 높은 열 전도성을 갖는 절연 시트를 통해 상기 배터리 커버(15A)에 선택적으로 연결되거나 그에 접촉될 수 있다.

도 11은 제1 실시 예의 제4 변형 예에 따른 배터리 모듈(101B)의 구성의 일 예를 개략적으로 나타낸 것이다.

도 11에 나타낸 바와 같이, 전력전송 회로모듈(10B)은 상기한 전력전송 회로모듈(10)과 실질적으로 동일한 전력전송 회로모듈(10') 및 히트싱크(74, 75)(냉각핀(741, 751))에 고정 장착된 복수의 제1 냉각핀(400)을 제공한다. 상기 제1 냉각핀(400)은 차량의 측 방향으로 일정한 간격을 갖고 상기 히트싱크(74, 75)로부터 하방향으로 돌출된다. 인접하는 각 냉각핀(400) 사이에 형성되는 제1 공간(S1)은 차량의 길이 방향으로의 하부 냉각공기 통로를 제공한다.

상기 제1 냉각핀(400)은 제1 배터리(2)를 냉각시키기 위하여 상기 제1 배터리(2)의 포지티브 단자(21)와 네거티브 단자(22)에 장착된다.

또한 상기 전력전송 회로모듈(10B)에는 베이스 플레이트(71)(냉각핀(710)에 고정 장착되는 복수의 제2 냉각핀(500)이 제공된다. 상기 제2 냉각핀(500)은 전력전송 회로모듈(10B) 내측의 구성요소들을 냉각하도록 동작한다.

상기 제2 냉각핀(500)은 차량의 폭 방향으로 일정 간격을 갖고 상기 베이스 플레이트(71)로부터 상방향으로 돌출한다. 상기 인접하는 각 냉각핀(500) 사이에 형성된 제2 공간(S2)은 차량의 길이 방향으로 상부 냉각공기 통로를 제공한다.

금속으로 이루어진 배터리 커버(15B)는 그 배터리 커버(15B)의 내측 상부 벽면이 예를 들면 절연 시트를 통해 상기 제2 냉각핀(500)에 접촉하도록 상기 제1 배터리(2)와 상기 전력전송 회로모듈(10B)의 상부를 커버한다. 상기 배터리 커버(15B)는 그의 일측벽과 상기 전력전송 회로모듈(10B) 사이에 공간(S3)을 유지하도록 배치된다. 상기 공간(S3)은 상기 제1 및 제2 공간(S1, S2)과 연통되어 상기 배터리 커버(15B)에 순환 냉각공기통로를 제공한다.

상기 제4 변형 예에서, 상기 일측벽과 대향하는 배터리 커버(15B)의 타측벽의 하부에는 예를 들면 적절한 수지로 이루어진 냉각공기 안내덕트(33A)의 하류 단부에 기밀하게 결합되고 그와 연통하는 냉각공기 입구(121A)가 형성된다. 특히 제4 실시 예에서, 상기 냉각공기 안내덕트(33A)는 제1 공간(S1)과 제1 냉각핀(400)을 향하도록 위치된다.

상기 제4 변형 예의 배터리 모듈(101B)의 다른 구성요소들은 상기한 배터리 모듈(101)의 구성요소들과 실질적으로 동일하다.

상기 차량 주행 또는 냉각공기팬 유닛(200)에 의하여 발생한 냉각공기가 냉각공기 입구(121A)를 통해 배터리 커버(15B)로 유입될 경우, 상기 냉각공기는 제1 공간(S1)을 통해 후방 측으로 전체적으로 흐르고, 상기 제1 냉각핀(400)을 냉각시킨다. 이후 상기 냉각공기는 제3 공간(S3)을 통해 상측으로 더 흐르고, 제2 공 간(S2)을 통해 전방 측으로 역으로 흘러 제2 냉각핀(500)을 냉각시킨다.

구체적으로, 상기 제4 변형 예에서 상기 배터리 커버(15B)는 전력전송 회로모듈(10')을 수직방향으로 둘러싸는 순환냉각통로를 제공할 수 있다. 이는 상기 제1 냉각핀(400)이 회로모듈(10')과 제1 배터리(2) 모두를 냉각하도록 그 회로모듈(10')과 제1 배터리(2) 사이에 위치되도록 하고, 상기 제2 냉각핀(500)이 상기 회로모듈(10')을 주로 냉각하도록 상기 배터리 커버(15B)와 회로모듈(10') 사이에 위치도록 한다.

그러므로 상기 제1 냉각핀(400)의 개수와 면적은 상기 제2 냉각핀(500)의 개수 및 면적과 다르게 이루어질 수 있다. 이는 상기 제1 냉각핀(400)의 냉각용량을 상기 제2 냉각핀(500)이 냉각용량보다 높일 수 있고, 상기 제2 냉각핀(500)의 사이즈를 감소시킬 수 있으며, 상기 제1 냉각핀(400)의 높은 열용량을 유지시킬 수 있다.

상기 순환냉각통로는 차량 주행 또는 공기냉각팬 유닛(200)에 의하여 발생한 냉각공기가 제1 배터리(2) 및 회로모듈(10B) 모두를 냉각하기 위하여 전제적으로 이용되도록 한다.

상기 배터리 커버(15B)는 상기 회로모듈(10B)을 기구적으로 보호할 수 있다.

상기 배터리 커버(15B) 및 회로모듈(10B)은 상측으로부터 배터리 모듈(101B)로 가해지는 충격에 대하여 상기 제1 배터리(2)를 보호할 수 있다. 상기 제1 배터리(2) 내측의 고압 가스가 가스 통기공(V) 및 안전 밸브(20)의 배출구로부터 상방향으로 배출되는 경우라도, 상기 배터리 커버(15B) 및 상기 회로모듈(10B)은 고압 가스가 배터리 커버(15B)를 통해 제2 배터리(4) 측으로 흐르는 것을 방지할 수 있다.

상기 제4 변형 예에서, 상기 전력전송 회로모듈(10A)의 폭 방향 및 길이 방향 각각에서의 폭은 제1 배터리(2)의 폭 방향 및 길이 방향 각각에서의 폭보다 크게 설정될 수 있다. 이러한 구성은 전방 또는 측 방향 충돌에 의해 발생하는 충격이 제1 배터리(2)로 가해지는 것을 방지할 수 있다.

상기 냉각공기 안내덕트(33) 및 상기 배터리 커버(15)(15A, 15B)는 적어도 하나의 베이스 플레이트(71)에 양호한 열전달 관계로 결합하는 판형 금속부재 및 히트싱크(74, 75)에 의하여 적어도 부분적으로 설계될 수 있다. 이러한 변형은 상기 제1 배터리(2) 및/또는 상기 회로모듈(10)(10A, 10B)에서의 냉각 효과를 향상시키도록 한다.

예를 들면, 상기 회로모듈(10)(10A, 10B) 또는 상기 제1 배터리(2)에 인접하게 위치되어 온도가 민감하게 증가하는 상기 냉각공기 안내 덕트(33)의 일부분은 판형 금속 부재를 이용하여 형성될 수 있다.

상기 회로 모듈(10)(10A, 10B) 또는 상기 제1 배터리(2)에 인접하게 위치되는 상기 냉각공기 안내 덕트(33)의 일부분은 상기 배터리 커버(15)(15A, 15B)의 일부분으로서 제공된다, 상기 배터리 커버의 일부분으로서 제공되는 냉각공기 안내 덕트(33)의 일부분은 상기 히트싱크(74, 75)와 일체로 형성되거나, 그에 접촉될 수 있고, 이는 상기 히트싱크(74, 75)의 열용량을 증가시킬 수 있다.

상기 냉각공기 안내 덕트(33)의 적어도 일부분은 금속 차량 바디의 일부분에 의하여 구성될 수 있다. 예를 들면, 태양복사열을 직접적으로 제공받지 않는 금속 차량 바디의 일부분이 상기 냉각공기 안내 덕트(33)의 일부분으로서 이용될 수 있다.

예를 들면, 거터(gutter)형 금속부재는 냉각공기 안내 덕트를 제공하도록 금속 차량 바디의 일부분에 장착된다. 상기 배터리 모듈(10)(101A, 101B)과 상기 발전기(1) 및/또는 전기 부하(5) 간의 전기적 접속을 위한 케이블 및/또는 배선은 상기 냉각공기 안내 덕트(33) 내의 경로를 이용할 수 있다.

(제2 실시 예)

도 12는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 다중 전력공급장치(PA1)의 구성의 일 예를 개략적으로 나타낸 것이다.

제1 실시 예와 유사하게, 상기 다중 전력공급장치(PA1)는 일체화된 배터리 조립체를 포함한다. 상기 다중 전력공급장치(PA1)의 구성은 제1 실시 예에 따른 다중 전력공급장치(PA)의 구성과 실질적으로 동일하다.

그러므로 제1 및 제2 실시 예에 따른 다중 전력공급장치에서 동일한 구성요소에 대하여 동일한 참조부호를 부여하였으며, 이에 따라 다중 전력공급장치(PA1)의 구성에 대한 설명은 생략한다.

도 12에 나타낸 바와 같이, 상기 다중 전력공급장치(PA1)는 차량의 엔진룸(150)에 미리 설치된다. 상기 엔진룸(150)에는 엔진(EN) 및 발전기(1) 또한 미리 설치된다. 몇몇 전기 부하(5)는 엔진룸(150)의 후방 측에 위치되는 차량의 차량 객 실(800)에 위치된다.

도 12에 나타낸 바와 같이, 상기 엔진(EN)은 차량 바디의 전방 단부에 가깝게 위치되고, 상기 발전기(1)는 엔진(EN)의 좌측 후방 측에 위치된다.

상기 일체화된 배터리 조립체(100)는 전방 및 좌측 방향에서 상기 발전기(1)와 몇몇 전기 부하(5) 사이에 위치된다.

구체적으로, 제1 배터리(2), 전력전송 회로모듈(10) 및 제2 배터리(4)는 엔진룸(150)의 좌측 후방 코너부에 인접하게 고정되어 전방 측으로부터 후방 측으로 이 순서대로 엔진룸(150)의 좌측 패널에 서로 평행하게 정렬된다.

상기 엔진룸(150)의 좌측 패널에 대향하는 상기 제2 배터리(4)의 일측 벽은 상기 좌측 벽에 대향하는 상기 제1 배터리(2)와 상기 전력전송 회로모듈(10)의 대응하는 각 일측 벽에 비하여 상기 좌측 패널 측으로 돌출한다.

상기 전력전송 회로모듈(10) 및 상기 제2 배터리(4)는 상기 엔진룸(150)의 나머지 코너부의 하나에 고정되게 위치되어 상기 엔진룸(150)의 대응하는 측부 패널에 실질적으로 평행하게 서로 정렬된다.

상기 발전기(1) 및 상기 제1 배터리(2)는 케이블(400)에 의해 전기적으로 접속되고, 상기 제2 배터리(4) 및 상기 전기 부하(5)는 케이블(500)에 의하여 전기적으로 접속된다.

상기 제1 배터리(2)의 입력 단자(도 4의 참조부호 21 및 22 참조)는 버스 바(600)(도 3의 버스 바로서 제공되는 히트싱크(74, 75) 참조))에 의하여 상기 전력전송 회로모듈(10)의 대응하는 주 전극(도 3의 참조부호 720 및 730 참조)에 전 기적으로 접속된다.

상부측 출력단자(도 4의 참조부호 71 참조) 및 하부측 출력 단자는 버스 바(700)(도 2의 참조부호 16 및 17 참조)에 의하여 제1 배터리(4)의 포지티브 단자 및 네거티브 단자(도 2의 참조부호 41 및 42 참조)에 전기적으로 접속된다.

도 13은 상기 케이블(400, 500) 및 상기 버스 바(600, 600)를 이용하여 상기 제1 배터리(2), 상기 전력전송 회로모듈(10) 및 상기 제2 배터리(4) 간의 전기적 접속을 개략적으로 나타낸 것이다.

구체적으로, 제2 전력공급라인(6)에 대응하는 상기 케이블(500)은 차량 객실(800)에 위치되는 몇몇 전기 부하(5)에 전기적으로 접속된다. 이는 상기 다중 전력공급장치(PA1)로부터 차량 객실(800)에 위치되는 몇몇 전기부하(5)로 전력이 공급되도록 한다.

전술한 바와 같이, 제2 실시 예에서, 상기 발전기(1)에 연결되어야 하는 상기 제1 배터리(2)는 상기 다중 전력공급장치(PA1)의 다른 구성요소(10, 4)보다 발전기(1)에 가깝게 배치된다. 상기 발전기(1)와 몇몇 전기부하(5) 사이에는 상기 제1 배터리(2), 상기 전력전송 회로모듈(10) 및 상기 제2 배터리가 전방 측으로부터 후방 측으로 이 순서대로 배치된다. 상기 몇몇 전기부하(5)에 연결되어야 하는 상기 제2 배터리(4)는 상기 다중 전력공급장치(PA1)의 다른 구성요소(2, 10) 보다 상기 몇몇 전기 부하(5)에 가깝게 배치된다.

따라서 상기 구성요소들(1, 2, 10, 4, 5) 간의 전기적 접속을 위해 필요로 되는 배선 부재의 길이는 감소할 수 있다.

따라서 상기 배선 부재의 중량을 감소시킬 수 있고, 상기 배선 부재의 루트에 필요로 되는 공간을 감소시킬 수 있다. 이는 상기 배선 부재의 저항 손실을 감소시키고, 이에 따라 차량의 연비를 향상시킬 수 있다.

또한 상기 엔진룸(150)의 좌측 패널의 측부 패널에 대향하는 상기 제2 배터리(4)의 일측 벽은 상기 좌측 패널에 대향하는 상기 제1 배터리(2)와 상기 전력전송 회로모듈(10) 각각의 일측 벽에 비하여 상기 좌측 패널 측으로 돌출된다. 그러므로, 좌측 방향 충돌 시에 그 좌측 충돌에 의해 상기 제1 배터리(2)에 발생하는 손상을 감소시킬 수 있다. 전술한 바와 같이, 상기 회로모듈(10)은 상기 제1 배터리(2)의 상부에 장착될 수 있다.

도 14는 본 발명의 제2 실시 예의 제1 변형 예에 따른 다중 전력공급장치(PA2)의 구성의 일 예를 개략적으로 나타낸 것이다.

도 14에 나타낸 바와 같이, 상기 다중 전력공급장치(PA2)는 차량의 엔진룸(150)에 미리 설치된다. 상기 차량 엔진룸(150)에는 엔진(EN) 및 발전기(1) 또한 미리 설치된다. 몇몇 전기 부하(5)는 차량의 차량 객실(800)에 위치된다.

도 14에 나타낸 바와 같이, 상기 엔진(EN)은 차량 바디의 전방 단부에 가깝게 위치되고, 상기 발전기(1)는 엔진(EN)의 좌측 후방 측에 위치된다.

상기 발전기(1) 및 상기 전기 부하(5) 사이에는 전후 방향으로 일체화된 배터리 조립체(100)가 위치된다.

구체적으로, 제2 배터리(4), 전력전송 회로모듈(10) 및 제1 배터리(2)는 엔진룸(150)의 좌측 후방 코너부에 인접하게 고정되어 최 좌측으로부터 우측으로 이 순서대로 실질적으로 측 방향에 평행하게 서로 정렬된다.

상기 차랑 바디의 전방 단부에 대향하는 상기 제2 배터리(4)의 일측 벽은 상기 전방 단부에 대향하는 상기 제1 배터리(2)와 상기 전력전송 회로모듈(10) 각각의 대응하는 일측 벽에 비하여 전방 단부 측으로 돌출된다.

상기 다중 전력공급장치(PA2)의 다른 구성요소들은 상기한 다중 전력공급장치(PA1)의 구성요소들과 실질적으로 동일하다.

전술한 바와 같이, 제2 실시 예의 제1 변형 예에서, 상기 발전기(1)에 연결되어야 하는 상기 제1 배터리(2)는 다중 전력공급장치(PA2)의 다른 구성요소(10, 4) 보다 상기 발전기(1)에 가깝게 배치된다. 상기 발전기(1)와 상기 전기 부하(5) 사이에는 상기 제2 배터리(4), 상기 전력전송 회로모듈(100 및 상기 제1 배터리(2)가 최 좌측으로부터 우측으로 이 순서대로 배치된다.

따라서 상기 구성요소들(1, 2, 10, 4, 5) 간의 전기적 접속을 위하여 필요로 되는 배선 부재의 길이는 감소할 수 있다. 이는 상기 배선 부재의 중량을 감소시킬 수 있고, 상기 배선 부재의 루트에 필요한 공간을 감소시킬 수 있다. 그러므로 상기 배선 부재의 저항 손실은 감소하고, 이에 따라 차량의 연비를 향상시킬 수 있다.

또한 상기 차량 바디의 전방 측에 대향하는 상기 제2 배터리(4)의 일측벽은 전방 단부에 대향하는 상기 제1 배터리(2)와 상기 전력전송 회로모듈(10) 각각의 대응하는 일측 벽에 비하여 전방 단부 측으로 돌출된다. 그러므로 전방 충돌 시 이 전방 충돌에 의하여 상기 제1 배터리(2)에 발생하는 손상을 감소시킬 수 있다. 전 술한 바와 같이, 상기 회로모듈(10)은 상기 제1 배터리(2)의 상부에 장착될 수 있다.

전술한 바와 같이, 제2 실시 예 및 그의 제1 변형 예에 따른 다중 전력공급장치(PA1, PA2)는 제1 실시 예와 실질적으로 동일한 효과를 이룰 수 있다.

특히 상기 다중 전력공급장치(PA1, PA2)는 중량 및 공간의 증가에서의 제약이 따르는 컴팩트한 차량에 용이하게 설치될 수 있다.

상기 제2 실시 예 및 그의 제1 변형 예에서, 상기 회로모듈(10)과 상기 제1 배터리(2)는 차량에 서로 별개로 배치될 수 있다.

(제3 실시 예)

도 15는 다중 전력공급장치(PA3)의 전력전송 회로모듈(10C)의 구성의 일 예를 개략적으로 나타낸 것이다.

상기 다중 전력공급장치(PA3)의 회로 구성은 제1 실시 예에 따른 다중 전력공급장치의 회로 구성(도 1 참조)과 실질적으로 동일하다.

그러므로 제1 및 제3 실시 예에 따른 다중 전력공급장치에서 동일 구성요소에 대하여 동일 참조 부호를 부여하였으며, 다중 전력공급장치(PA3)의 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 15에 나타낸 바와 같이, 상기 전력전송 회로모듈(10C)은 금속 베이스 플레이트(71), 파워 MOS 트랜지스터와 각각 일체화된 양면 전극 제1 및 제2 카드 모듈(72, 73), 콘트롤러(8), 히트싱크(74, 75), 수지 몰드 패키지(76) 및 절연 시 트(77)를 포함한다. 상기 제1 및 제2 카드모듈(72, 73)의 납 전극(제어 전극)은 각각 상기 콘트롤러(8)의 대응하는 핀에 전기적으로 접속된다.

구체적으로, 전술한 전력전송 회로모듈(10)의 구성과 비교해 볼 때, 상기 전력전송 회로모듈(10C)에서는 가스 덕트(79)가 제거된다.

도 16은 차량 바디의 바닥부에 설치되기 전, 차량의 하부 측으로부터 상부 측으로 바라본 경우에서, 전력전송 회로모듈(10C)과 제1 배터리(2)에 의하여 구성되는 배터리 모듈(101C)의 구성의 일 예를 개략적으로 나타낸 것이다. 도 17은 차량의 일측(좌측)으로부터 타측(우측)으로 바라본 경우에서, 도 16에 나타낸 배터리 모듈(101C)의 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.

상기 좌측 및 우측은 차량의 전방 주행 방향에 따라 결정된 것이다.

상기 제1 실시 예에서, 배터리 커버(15)의 전방 측벽은 차량 바디의 바닥부(11) 측으로 연장된다.

이에 반하여 제3 실시 예에서, 대응하는 수지 배터리 커버(15C)의 제4 측벽은 그 배터리 커버(15C)의 제4 측벽과 상기 제1 배터리(2)의 대응하는 제4 측벽 사이에 공간(C2A)을 갖는 제1 배터리(2)의 상부만을 커버한다.

제1 실시 예와 같이, 상기 제1 배터리의 프레임의 제3 측벽의 외면은 공간(C1)(도 17 참조)보다 큰 공간(C1A)을 갖고 상기 배터리 커버(15C)의 제3 측벽의 내면을 향하도록 위치된다.

상기 배터리 커버(15C)의 제3 측벽의 하부에는 냉각공기 안내 덕트(33)의 하류 단부에 기밀하게 결합하는 냉각공기 입구(121)가 형성된다.

상기 공간(C1A)은 상기 냉각공기 입구(121) 위에서 상기 배터리 커버(15C)의 제3 측벽과 상기 제1 배터리(2)의 대응하는 제3 측벽 사이에 위치된다. 구체적으로, 상기 베이스 플레이트(17)의 냉각핀(710)이 배터리 커버(15C)의 제3 측벽의 내면에 접촉하고, 냉각핀(741, 751)이 상기 제1 배터리(2)의 제3 측벽에 접촉하고, 상기 냉각핀(741, 751)의 상부 단면이 상기 제1 배터리(2)의 외측 상부 벽면과 동일 평면을 이루고, 상기 냉각핀(710, 741, 751)이 차량의 폭 방향으로 일정 간격을 갖고 상방향으로 돌출하며, 상기 냉각핀(710, 741, 751) 사이에 형성된 공간이 차량의 수직방향(상하 방향)에 평행하게 연장하도록 상기 전력전송 회로모듈(10C)이 배치된다.

상기 전력전송 회로모듈(10C)의 이러한 배치는 상기 냉각공기통로(냉각핀(710, 741, 751) 사이의 공간)이 냉각공기 입구(121)를 갖는 그의 하단부와 연통하도록 상하 방향으로 연장되도록 한다.

상기 배터리 커버(15C)의 상측 벽부는 상기 배터리 커버(15C)의 상측 벽부의 내면과 상기 제1 배터리(2)의 외측 상부 벽면 사이에 공간(C3)을 제공하도록 배치된다. 상기 공간(C3)은 냉각핀(710, 741, 751) 사이의 공간을 통해 상기 공간(C1A)과 연통한다. 또한 상기 공간(C3)은 공간(C2A)과 연통한다.

도 17에 나타낸 바와 같이, 상기 제1 배터리(2)에는 통상에서 가스 통기공(V)을 폐쇄하도록 상기 제1 배터리(2)의 외측 상부 벽면에 장착되는 안전 밸브(20)가 제공된다. 상기 배터리 모듈(101C)은 예를 들면 반원통 형태를 갖는 가스 덕트(79A)를 구비한다. 상기 가스 덕트(79A)는 그의 외주면이 배터리 커버(15C)의 내측 상부 벽면에 고정되어 상기 가스 덕트(79A) 내측에 형성된 가스안내통로는 차량의 전후방향으로 평행하게 된다. 상기 안전 밸브(20)는 상기 가스 덕트(79)의 가스안내통로에 대향하는 토출구를 구비한다.

상기 제1 배터리(2)는 그의 프레임의 상부 벽에 금속 포지티브 단자(21A)와 네거티브 단자(22A)가 제공된다. 상기 포지티브 및 네거티브 단자(21A, 22A)는 안전 밸브(20)에 대하여 길이 방향으로 상부 벽에 대칭되게 배치된다.

예를 들면, 상기 포지티브 및 네거티브 단자(21A, 22A) 각각은 히트싱크를 구비하고, 그의 다른 내면에 대향하는 내면을 구비한다. 상기 포지티브 및 네거티브 단자(21A, 22A) 각각의 내면에는 그로부터 그의 다른 측으로 돌출하는 복수의 냉각핀이 형성된다. 상기 포지티브 단자(21A)는 버스 바를 통해 냉각핀(741)에 전기적으로 접속되고, 상기 네거티브 단자(22A)는 버스 바(1000)를 통해 히트싱크(75)의 냉각핀(751)에 전기적으로 접속된다. 이는 상기 제1 배터리(2)와 상기 회로모듈(10C) 간의 전기적 접속을 이루도록 한다.

상기 포지티브 단자(21A)의 히트싱크와 상기 히트싱크(74)는 L자형 형태로 서로 일체로 이루어질 수 있고, 상기 네거티브 단자(22A)의 히트싱크와 상기 히트싱크(75) 또한 L자형 형태로 서로 일체로 이루어질 수 있음을 알 수 있다. 이는 상기 포지티브 및 네거티브 단자(21A, 22A)와 상기 히트싱크(74, 75) 간의 각각의 전기적 접속을 위한 버스 바를 생략할 수 있다. 상기 배터리 커버(15C)는 금속 배터리 커버로서 설계될 수 있고, 이 경우 상기 네거티브 단자(22A)와 상기 히트싱크(75)는 상기 금속 배터리 커버를 통해 차량 바디에 접촉되어 접지될 수 있다.

상기 제3 실시 예에서, 상기 안전 밸브(20)가 가스 통기공(V)을 개방하여 상기 제1 배터리(2) 내측의 고압 가스가 그 가스 통기공(V) 및 배출구로부터 상측으로 배출되는 경우라도, 상기 가스 덕트(79A)는 고압 가스의 흐름을 길이 방향으로 지향시킬 수 있다. 이는 상기 배터리 커버(15C)가 고압 가스로부터의 영향을 거의 받지 않도록 한다.

전술한 바와 같이, 상기 배터리 커버(15C)는 냉각핀(741, 751, 710) 각각의 공간에 냉각공기가 흐를 수 있는 복수의 냉각통로를 제공한다.

상기 배터리 커버(15C)의 제4 측벽과 상기 제1 배터리(2)의 대응하는 제4 측벽의 상부 사이에 형성된 공간(C2A)은 냉각공기 배출구(122A)로서 제공된다.

제1 실시 예와 같이, 냉각팬 유닛(200)은 냉각공기 안내덕트(33)에 부착되어 그 안내덕트(33)와 기밀하게 연통한다.

상기 제3 실시 예에서, 냉각공기가 차량 주행 또는 공기냉각팬 유닛(200)에 의하여 발생할 경우, 상기 냉각공기는 냉각공기 입구(121)를 통해 상기 배터리 커버(15C) 내측의 공간(C1A)으로 유입된다.

그런 다음, 상기 냉각공기는 냉각핀(710, 741, 751)의 공간(냉각공기통로)를 통해 상방향으로 흐르고, 대응하는 베이스 플레이트(71)와 히트싱크(74, 75)를 냉각시킨다. 이후 상기 냉각공기는 공간(C3)을 통해 후방 측으로 더 흐르고, 상기 포지티브 단자(21A)와 네거티브 단자(22A)를 냉각시킨 다음, 상기 냉각공기 토출구(122A)를 통해 제1 배터리(2)의 제4 측벽을 따라 하방향으로 배출된다.

상기 전력전송 회로모듈(10C)은 상기 배터리 커버(15C)의 제3 측벽과 상기 제1 배터리(2)의 대응하는 제3 측벽 사이에 위치되지만, 소정의 지지 부재를 이용하여 차량 바디의 바닥부(11)에 고정 장착될 수 있다.

상기 전력전송 회로모듈(10C)은 상기 배터리 커버(15C)의 제1 또는 제2 측벽과 상기 제1 배터리(2)의 대응하는 제1 또는 제2 측벽 사이에 위치될 수 있다. 이러한 구성은 상기 제1 또는 제2 측벽에 대응하는 어느 일측의 충돌 시에 상기 전력전송 회로모듈(10C)이 상기 제1 배터리(2)를 보호하도록 한다.

상기 제3 실시 예에서, 상기 배터리 커버(15C)가 금속 커버로 설계될 경우, 상기 금속 배터리 커버(15C)는 제1 배터리(2) 또는 전력전송 회로모듈(10C)의 접지 단자에 전기적으로 접속되는 접지 버스 바로서 제공될 수 있다. 적어도 하나의 금속 부재(74, 75, 71)는 높은 열 전도성을 갖는 절연 시트를 통해 배터리 커버(15C)에 선택적으로 연결되거나 그에 접촉될 수 있다.

상기 제3 실시 예에서, 상기 냉각공기 안내 덕트(33) 및 상기 배터리 커버(15C)는 적어도 하나의 금속 부재(71, 74, 75)에 대하여 양호한 열전달 관계로 결합하는 판형 금속 부재를 이용하여 형성될 수 있다. 이러한 변형은 제1 배터리(2) 및/또는 회로모듈(10C)에서의 냉각효과를 향상시킬 수 있다.

상기 냉각공기 안내덕트(33)의 적어도 일부분은 금속 차량 바디의 일부분으로 구성될 수 있다. 예를 들면, 냉각공기 안내 덕트를 제공하기 위하여 거터형 금속 부재가 금속 차량 바디의 일부분에 장착된다. 상기 배터리 모듈(101C)과 상기 발전기(1) 및/또는 상기 전기 부하(5) 간의 전기적 접속을 위한 케이블 및/또는 배선은 상기 냉각공기 안내 덕트(33)의 경로를 통해 이루어질 수 있다.

전술한 바와 같이, 제3 실시 예 및 그의 변형 예에서, 상기 전력전송 회로모듈(10C)은 제1 배터리(2)의 측벽 중 하나에 고정 장착된다. 이러한 이유로, 전력전송 회로모듈 및 제1 배터리가 서로 별개로 배치되는 경우에 비하여 최적의 직접적인 방식에 의하여 상기 전력전송 회로모듈(10C)과 제1 배터리(2)를 결합할 수 있다.

상기 전력전송 회로모듈(10C)과 상기 제1 배터리(2) 간의 전기적 접속은 그들 간의 접속을 위한 케이블을 최대한 생략할 수 있다.

그러므로 상기 회로모듈(10C)과 제1 배터리(2) 간의 전기적 접속을 위한 배선 부재의 경량화 및 소형화를 이룰 수 있고, 이에 따라 비용을 절감할 수 있다.

상기 제3 실시 예 및 그의 변형 예에서, 상기 전력전송 회로모듈(10C)은 차량의 전방측을 향하는 제1 배터리(2)의 제3 측벽에 장착된다. 따라서 전방 충돌 시, 그 전방 충돌로 인하여 발생한 충격은 상기 제1 배터리(2)로 가해지기 전에 상기 전력전송 회로모듈(10C)의 변형에 의하여 흡수될 수 있다. 그러므로 상기 제1 배터리(2)의 충격 저항을 향상시키고, 이에 따라 충돌이 발생하더라도 상기 제1 배터리의 파손 발생 가능성을 감소시킨다.

특히 제3 실시 예 및 그의 변형 예에서, 안전 밸브(20)가 가스 통기공(V)을 개방하여 상기 제1 배터리(2) 내측의 고압 가스가 그 가스 통기공(V) 및 배출구로부터 상측으로 배출되는 경우라도, 가스 덕트(79)는 고압 가스의 흐름을 길이 방향으로 지향시킬 수 있다.

상기 금속 히트싱크(74, 75)는 각각 제1 배터리(2)와 제1 및 제2 카드모 듈(72, 73) 사이에 배치된다. 이러한 배치는 상기 제1 및 제2 카드모듈(72, 73)에 의하여 발생한 열이 상기 제1 배터리(2)로 전달되는 것을 방지할 수 있다. 구체적으로, 상기 히트싱크(74, 75) 각각은 대응하는 하나의 카드모듈(72, 73)과 제1 배터리(2)를 냉각시킬 수 있다.

따라서 상기 히트싱크(74, 75)는 온도 증가의 제한이 요구되는 상기 제1 배터리(2)를 상기 전력전송 회로모듈(10C)로부터 열적으로 격리시킬 수 있다. 이는 상기 전력전송 회로모듈(10C)에 의하여 발생한 열이 상기 제1 배터리(2)에 역으로 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.

상기 제3 실시 예 및 그의 변형 예에서, 상기 히트싱크(74, 75)는 상기 제1 배터리(2)와 상기 전력전송 회로모듈(10C) 간의 전기적 접속을 위하여 버스 바로서 제공되도록 설계된다. 이는 상기 전력전송 회로모듈(10C)의 구성을 단순화할 수 있고, 상기 전력전송 회로모듈(10C)의 중량을 감소시킬 수 있다.

제3 실시 예 및 그의 변형 예의 배터리 커버(15C)에는 복수의 냉각통로가 제공되고, 상기 제1 배터리(2)를 전기 및 기구적으로 보호할 수 있다. 상기 배터리 커버(15C)는 상기 제1 배터리(2)와 독립되게 차량 바디의 엔진룸(150)의 바닥부에 별개로 장착될 수 있다.

(제4 실시 예)

도 18은 본 발명의 제4 실시 예에 따라 차량에 설치된 공냉식 전력시스템(810)의 구성의 일 예를 개략적으로 나타낸 것이다.

도 18에 나타낸 바와 같이, 상기 공냉식 전력시스템(810)은 예를 들면 제1 실시 예와 동일한 방식으로 엔진룸(150)의 차량 바디의 바닥부에 설치된다.

상기 공냉식 전력시스템(810)은 엔진룸(150)의 차량 바디의 바닥부에 설치된 엔진(EN)의 전방 측에 위치되는 방열팬(820)을 포함한다. 또한 상기 공냉식 전력시스템(810)은 모터(830), 라디에이터(840), 콘덴서(850). 차량탑재 전력장치(860) 및 흡입 덕트(870)를 포함한다.

예를 들면, 상기 방열팬(820)은 모터(830)의 샤프트에 부착되는 둘 이상의 블레이드(BL)를 구비하고, 상기 모터(830)의 샤프트는 차량의 길이 방향에 평행하게 배치된다. 상기 모터(830)가 통전되어 샤프트가 회전할 경우, 상기 방열팬(820)의 블레이드(BL)는 소정 방향으로 상기 모터 샤프트와 함께 회전되어 상기 방열팬(820)의 상류에서 냉각을 위한 흡입 공기를 엔진(EN) 측으로 흡입한다.

상기 라디에이터(840)는 상기 방열팬(820)의 전방 측에 인접하게 배치된다. 상기 라디에이터(840)는 차량의 전후 방향에 직교하게 연장하는 판형 방열부를 구비한다.

상기 콘덴서(850)는 상기 라디에이터(840)의 전방 측에 위치된다. 상기 콘덴서(850)는 그의 판형 응축부가 상기 라디에이터(840)의 방열부에 평행하게 구비되도록 배치된다. 공기가 콘덴서로 유입되면, 상기 콘덴서(850)는 공기로부터 열을 흡열하도록 작동되고, 이에 따라 열은 상기 라디에이터(840)로 전달된다.

상기 라디에이터(840)는 상기 콘덴서(850)로부터 전달된 공기를 냉각시키도록 작동하고, 엔진(EN) 측으로 송출한다.

상기 차량탑재 전력장치(860)는 상기 방열팬(820)로부터 떨어져 배치된다.

상기 제4 실시 예에서, 상기 차량탑재 전력장치(860)로서, 제1 내지 제3 실시 예 및 그들의 변형 예 중 하나에 따른 일체화된 배터리 조립체(100)가 채용될 수 있다. 또한 상기 차량탑재 전력장치(860)로서, 단일 배터리 및 상기 단일 배터리로 또는 단일 배터리로부터의 충전 전류 및 방전 전류를 제어하도록 작동하는 전력전송 회로모듈을 갖는 일체화된 배터리 조립체가 채용될 수 있다. 또한 통전 시 열을 발생하는 저기 장치가 상기 차량탑재 전력장치(860)로서 채용될 수 있다.

예를 들면, 상기 차량탑재 전력장치(860)는 냉각공기 안내덕트(33A)의 하류 단부에 기밀하게 결합하는 냉각공기 입구(860a)를 갖고 형성된 제1 외측 벽면을 구비한다. 상기 입구(860a)는 차량의 전방 단부 측을 지향한다.

상기 냉각공기 안내 덕트(33A)의 상류 단부는 차량의 전방 방향 측을 지향하도록 엔진룸(150)의 전방 측에 위치된다. 이는 주행 차량에 의하여 발생한 주행풍이 그의 상류 단부를 통해 상기 냉각공기 안내 덕트(33A)로 유입되도록 한다.

상기 차량탑재 전력장치(860)는 상기 냉각공기입구(860a)와 연통하는 냉각공기통로(860b)를 구비한다. 예를 들면, 제1 내지 제3 실시 예에서 설명한 바와 같이, 상기 냉각공기통로(860b)는 냉각 대상인 배터리와 전력 반도체 소자에 접촉되도록 배치되는 히트싱크의 복수의 냉각핀에 의하여 형성된 공간으로서 구성될 수 있다. 상기 차량탑재 전력장치(860)의 냉각 구성으로서, 제1 내지 제3 실시 예 및 그들의 변형 예에서 설명한 냉각 구성 중 하나가 이용될 수 있다.

또한 상기 차량탑재 전력장치(860)는 냉각공기 배출구(860c)를 갖고 형성된 제1 외측 벽면에 대향하는 제2 외측 벽면을 구비한다. 상기 냉각공기 배출구(860c)는 냉각공기통로(860b)와 연통한다.

상기 흡입 덕트(870)는 예를 들면 적절한 수지재료 또는 금속 플레이트로이루어지며, 에어 호스(air hose)를 구비한다. 구체적으로, 상기 흡입 덕트(870)는 상기 냉각공기 배출구(860c)와 기밀하게 연통하는 상류 입구(871), 상기 라디에이터(840)와 방열팬(860) 사이에 위치되는 하류 출구(872) 및 상기 입구(871)와 출구(872)를 연결하는 덕트부(873)를 구비한다.

상기 흡입 덕트(870)는 상기 상류 입구(871)를 통해 상기 덕트부(873)로 냉각공기를 흡입하고, 그 흡입된 냉각공기를 상기 덕트부(873)를 통해 상기 출구(872) 측으로 전달하도록 동작한다.

도 18에서, 참조 부호 890은 전후 방향으로 연장하고, 상기 콘덴서(850), 상기 방열팬(820) 및 상기 모터(830)가 내장되는 덕트를 나타낸다. 상기 덕트(890)는 상기 콘덴서(850), 상기 라디에이터(840) 및 상기 방열팬(820)을 통해 엔진(EN)으로 공기흐름을 안내하도록 작용한다.

참조 부호 880은 상기 콘덴서(850), 상기 라디에이터(840) 및 상기 방열팬(820) 사이에 형성되고, 길이방향으로 연장하는 상류 냉각공기통로를 나타낸다. 상기 흡입 덕트(870)의 하류 출구(872)는 예를 들면 차량의 일측(좌측 또는 우측) 또는 차량의 후방 측을 향하도록 지향된다.

다시 말해서, 상기 흡입 덕트(870)의 하류 출구(872)는 그 흡입 덕트(870)의 길이 방향이 차량의 전방 측을 지향하지 않도록 배치된다. 이는 상기 하류 출 구(872)가 상류 냉각공기통로(880)를 통한 공기흐름의 동압(dynamic pressure)에 대한 영향을 거의 받지 않기 때문이다.

상기 배출구(860c)로부터 흘러나온 냉각공기는 상기 흡입 덕트(870)로 전체적으로 흡입되지만, 상기 배출구(860c)로부터 흘러나온 냉각공기의 일부분이 상기 흡입 덕트(870)로 흡입될 수 있다.

이하 상기 공냉식 전력시스템(810)의 동작을 설명한다.

모터(830)가 통전되어 샤프트가 회전할 경우, 방열팬(820)의 블레이드(BL)는 모터 샤프트와 함께 회전한다. 상기 방열팬(820)의 블레이트(BL)의 회전은 상류 냉각공기통로(880)에 위치된 공기를 냉각하기 위하여 엔진(EN) 측으로 신속히 흡입되도록 한다.

이는 강한 공기흐름을 전방 측으로부터 엔진 측으로 발생하도록 하고, 이러한 강한 공기흐름은 상류 냉각공기통로(880)에서 정압(static pressure)을 발생시켜 부압(negative pressure)으로 된다.

상기 흡입 덕트(870)의 하류 출구(872)는 상기 상류 냉각공기통로(880)에 위치되기 때문에, 상기 흡입 덕트(870)의 하류 출구(872)에서 부압이 작용한다. 상기 흡입 덕트(870)의 상류 입구(871), 상기 입구(870a) 및 상기 냉각공기통로(860b)는 차량의 전방 단부 측을 지향하기 때문에, 상기 부압은 상기 입구(860a)를 통해 차량탑재 전력장치(860)로 공기가 흡입되도록 한다.

상기 흡입된 공기는 상기 냉각공기통로(860b)를 통해 흐르고, 상기 흡입 덕트(870)로 유입되어 상기 차량탑재 전력장치(860)를 냉각시키며, 상기 흡입 덕 트(870)로 유입된 공기는 그 흡입 덕트(870)의 하류 출구(872)를 통해 상류 냉각공기통로(880)로 배출된다.

또한 상기 모터(M)가 정지되어 상기 방열팬(820)이 회전하지 않는 경우라도, 주행 차량에 의하여 발생한 강한 주행풍이 상기 입구(860a)를 통해 덕트(890) 및 차량탑재 전력장치(860)로 유입된다.

상기 주행 차량에 의하여 발생한 강한 주행풍은 상기 콘덴서(850), 상기 라디에이터(840) 및 상기 방열팬(820)을 통해 상기 엔진(EN) 측으로 흐른다.

이는 강한 공기흐름을 전방 측으로부터 엔진 측으로 발생시키고, 상기 공기흐름은 상기 상류 냉각공기통로(880)에서 정압을 발생시켜 부압으로 된다.

따라서 상기 상류 냉각공기통로(880)의 부압은 공기를 상기 입구(860a)를 통해 차량탑재 전력장치(860)로 흡입되도록 한다. 상기 흡입된 공기는 상기 냉각공기통로(860b)를 통해 흐르고 히트싱크를 냉각시킨다. 이후 상기 흡입된 공기는 상기 흡입덕트(870)를 통해 흘러 그 흡입 덕트(870)의 하류 출구(872)를 통해 상기 상류 냉각공기통로(880)로 배출된다.

전술한 바와 같이, 상기 방열팬(820) 및 상기 모터(830)에 의하여 강제적으로 발생한 공기흐름 또는 차량 주행에 의하여 발생한 공기흐름은 상기 상류 냉각공기통로(880)에서의 정압을 부압으로 되도록 한다. 이러한 부압은 공기를 차량탑재 전력장치(860)로 흡입시키고, 상기 흡입된 공기는 상기 차량탑재 전력장치(860)의 히트싱크를 냉각시킬 수 있다.

비교 예로서, 상기 방열팬(820)에 의하여 강제적으로 흡입된 공기로 상기 차 량탑재 전력장치(860)를 냉각하기 위하여 상기 차량탑재 전력장치(860)가 상기 방열팬(860)의 하류에 위치될 수 있다.

그러나 이러한 비교 예에서, 상기 차량탑재 전력장치(860)의 위치는 제한될 수 있고, 상기 방열팬(860) 하류의 차량탑재 전력장치(860)의 존재는 흡입공기가 엔진(EN)으로 공급되는 것을 방해할 수 있다. 이는 상기 엔진(EN)을 충분히 냉각시키지 못할 수 있다. 특히 상기 방열팬(820) 하류에 차량탑재 전력장치(860)가 위치하는 것은 그 차량탑재 전력장치(860)의 온도 상승을 방지하는데 어려움이 따르고, 냉각성능을 향상시키기 위하여 엔진(EN)과 방열팬(860)을 서로 가깝게 배치하는데 어려움이 따를 수 있다.

이에 반하여, 제4 실시 예에 따른 공냉식 전력시스템(810)에서, 방열팬(820)의 하류에 위치시키지 않고, 상기 차량탑재 전력장치(860)를 효과적으로 냉각시킬 수 있다. 따라서 상기 비교 예에서 발생하는 문제점에 대한 우려를 명확히 해결할 수 있다.

다른 비교 예로서, 방열팬(820)에 의하여 강제적으로 흡입되고, 그로부터 상기 방열팬(820)의 하류 측으로 송풍되는 냉각공기의 일부를 바이패스하고, 이 바이패스된 냉각공기를 차량탑재 전력장치(860)로 공급하기 위한 바이패스 덕트가 제공될 수 있다.

상기 다른 비교 예에서, 상기 방열팬(820)으로부터 강제적으로 송풍되는 냉각공기를 그의 하류 측으로 효과적으로 유도하고, 상기 유도된 냉각공기를 상기 바이패스 덕트로 유입시키기 위하여, 상기 바이패스 덕트는 그 방열팬(820)의 하류 면에 대향하게 배치되는 넓은 개구부를 갖는 입구를 구비할 필요가 있다.

그러나 상기 바이패스 덕트의 일구의 넓은 개구부는 냉각공기가 방열팬(820)으로부터 강제적으로 송풍되지 않는 입구의 하류 영역을 발생시킬 수 있어 강제적으로 송풍되는 냉각공기가 흐르는 냉각공기통로의 유효 단면적을 감소시킬 수 있다. 이는 엔진의 냉각성을 저하시킬 수 있다.

이에 반하여, 제4 실시 예에서는 방열팬(860)으로부터 송풍되는 공기흐름을 엔진(EN) 측으로 바이패스시키지 않고, 차량탑재 전력장치(860)의 히트싱크를 냉각시킬 수 있다. 이는 엔진(EN) 및 그의 주변 부품을 냉각하기 위한 방열팬(820)의 냉각성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

상기 공냉식 전력시스템(810)의 제1 변형 예로서, 상기 흡입 덕트(870)의 하류 출구(872)는 상기 덕트(890) 내에서 콘덴서(850)의 상류에 위치될 수 있다.

도 19는 제4 실시 예의 제2 변형 예에 따른 공냉식 전력시스템(810A)의 구성의 일 예를 개략적으로 나타낸 것이다.

상기 공냉식 전력시스템(810A)이 상기한 공냉식 전력시스템(810)으로부터 다른 주요 차이점은 흡입 덕트(870)의 하류 출구(872)가 방열팬(820)의 하류에 형성된 하류 냉각공기통로(895)에서 상기 방열팬(820)에 가깝게 위치되는 것이다.

또한 상기 차량탑재 전력시스템(860)의 제2 외측 벽면에 냉각공기 배출구(860c)가 전체적으로 형성된다. 상기 흡입 덕트(870)의 상류 단부는 상기 배출구(860c)가 흡입 덕트(870)의 상류 입구(871)와 기밀하게 연통하도록 상기 제2 외측 벽면에 부착된다.

상기 방열팬(820)은 하류 냉각공기통로(895)에서 엔진(EN) 측으로 고속의 공기흐름을 생성시킬 수 있기 때문에, 상기 하류 냉각공기통로(895)에서의 정압은 부압으로 된다. 상기 하류 냉각공기통로(895)에서의 부압은 상기 흡입 덕트(870)의 하류 출구(872)에 작용하여 상기 흡입구(860a)를 통해 차량탑재 전력장치(860)로 공기가 흡입되도록 한다.

따라서 상기 차량탑재 전력장치(860) 내측의 히트싱크는 냉각공기통로(860b)를 통해 흐르는 흡입 공기에 의하여 효과적으로 냉각될 수 있다.

도 20은 제4 실시 예의 제3 변형 예에 따른 공냉식 전력시스템(810B)이 구성의 일 예를 개략적으로 나타낸 것이다.

제3 변형 예의 공냉식 전력시스템(310B)이 상기한 공냉식 전력시스템(810)과 다른 제1의 주요 차이점은 냉각공기 입구(860a)가 차량탑재 전력장치(860A)의 제2 외측 벽면에 형성되고, 냉각공기 배출구(860c)가 그의 제1 외측 벽면에 형성되는 점이다.

상기 흡입 덕트(870)의 상류 단부는 배출구(860c)가 흡입 덕트(870)의 상류 입구(871)에 기밀하게 연통하도록 상기 차량탑재 전력장치의 제1 외측 벽면에 부착된다. 상기 흡입 덕트(870)의 하류 출구(872)는 방열팬(820)의 상류에 형성된 상류 냉각공기통로(880)에서 방열팬(820)에 가깝게 위치된다.

상기 공냉식 전력시스템(810B)이 상기한 공냉식 전력시스템(810)과 다른 제2 주요 차이점은 송풍 덕트(910)를 구비하는 점이다.

상기 송풍 덕트(910)는 예를 들면 적절한 수지재료 또는 금속 플레이트로이 루어지며, 에어 호스(air hose)를 구비한다. 구체적으로 상기 송풍 덕트(910)는 상기 방열팬(820)의 하류에 형성된 하류 냉각공기통로(895)에서 상기 방열팬(820)에 가깝게 위치되는 상류 입구(911), 상기 냉각공기 입구(860a)와 기밀하게 연통하는 하류 출구(912) 및 상기 입구(911)와 상기 출구(912) 사이를 연결하는 덕트부(913)를 구비한다.

구체적으로, 상기 송풍 덕트(910)의 상류 입구(911)는 상기 하류 냉각공기통로(895)에서 개방되어 상기 방열팬(820)으로부터 송풍된 공기흐름의 동압에 영향을 받는다. 이는 상기 방열팬(820)이 구동되거나, 차량 주행에 의하여 발생한 주행풍이 상기 방열팬(820)에 의해 흡입되어 냉각공기가 방열팬(820)으로부터 송풍될 경우, 상기 상류 입구(911)를 통해 상기 송풍 냉각공기를 송풍 덕트로 유입되도록 한다. 상기 냉각공기는 상기 출구(912) 및 입구(860a)를 통해 냉각공기통로(860b)로 유입되도록 상기 덕트부(913)를 통해 흐른다. 상기 냉각공기는 상기 냉각공기통로(860b)를 통해 흐르고, 차량탑재 전력장치(860A) 내측의 히트싱크를 냉각시키고 배출구(860c)와 입구(871)를 통해 흡입 덕트(870)로 유입된다.

상기 냉각공기는 흡입 덕트(870)의 하류 출구(872)를 통해 상류 냉각공기통로(880)로 배출되도록 상기 덕트부(873)를 통해 흐른다.

전술한 바와 같이, 상기 공냉식 전력시스템(810B)에서, 상기 방열팬(820) 또는 모터(830)에 의해 강제적으로 발생한 냉각공기(공기흐름) 또는 차량 주행에 의하여 발생한 냉각공기(공기흐름)는 상기 송풍 덕트(910)로 흡입되어 그 흡입된 냉각공기는 차량탑재 전력장치(860)로 흐른다. 이는 상기 차량탑재 전력장치(860)의 히트싱크를 냉각시킬 수 있다.

제3 변형 예에서, 상기 흡입 덕트(870)의 하류 출구(872)는 상기 방열팬(820)의 상류에 형성된 상류 냉각공기통로(880)에서 그 방열팬(820)에 가깝게 위치된다. 상기 송풍 덕트(910)의 상류 입구(911)는 상기 방열팬(820)의 하류에 형성된 하류 냉각공기통로(985)에서 그 방열팬(820)에 가깝게 위치된다. 본 발명은 이러한 배치에 한정되지 않는다. 구체적으로, 상기 흡입 덕트(870)의 하류 출구(872)는 하류 냉각공기통로(895)에서 방열팬(820)에 가깝게 위치될 수 있고, 상기 송풍 덕트(910)의 상류 입구(911)는 하류 냉각공기통로(895)에서 방열팬(820)에 가깝게 위치될 수 있다.

제4 실시 예 및 그의 제1 내지 제3 변형 예에서, 상기 차량탑재 전력장치(860)를 냉각하기 위한 냉각공기는 방열팬(820) 상류의 상류 냉각공기통로(880)에 위치되는 하류 출구(872) 또는 방열팬(820) 하류의 하류 냉각공기통로(895)에 위치되는 하류 출구(872)를 갖는 흡입 덕트(870)에 의해 형성된다. 본 발명은 이러한 구성에 한정되지 않는다.

구체적으로. 상기 방열팬(820) 대신에, 차량탑재 전력장치(860) 이외의 히팅부재를 냉각하기 위한 다른 팬이 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 방열팬(820) 대신에, 공조팬이 사용될 수 있다. 이 경우, 상기 흡입 덕트(870)의 하류 출구(872)는 공조팬이 배치되는 공조 덕트에서 그 공조팬에 가깝게 위치될 수 있다. 또한, 상기 방열팬(820) 대신에, 교류 회전자를 회전가능하게 지지하는 프레임으로 냉각공기를 전달할 수 있는 교류 회전자의 냉각팬이 사용될 수 있다. 이 경우, 상기 흡 입 덕트(870)의 하류 출구(872)는 냉각팬에 의해 흡입되거나 송풍되는 냉각공기가 흐르는 냉각공기통로에서 그 냉각팬에 가깝게 위치될 수 있다. 이러한 방열팬(820)의 변경은 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있기 때문에 그의 상세한 설명은 생략한다.

도 21은 제4 실시 예의 제4 변형 예에 따른 공냉식 전력시스템(810C)의 흡입 덕트(870A)의 하류 출구(872A)의 구성의 일 예를 개략적으로 나타낸 것이다. 제4 변형 예의 공냉식 전력시스템(810C)의 다른 구성요소들은 상기한 공냉식 전력시스템(810)과 실질적으로 동일하므로, 간략히 설명하거나 생략한다.

도 21에 나타낸 바와 같이, 하류 출구(872A)는 이젝터 구성을 구비한다.

구체적으로, 흡입덕트(870A)의 덕트부(873)의 하류 단부는 그의 하류 출구(872A)로서 이젝터(874)가 형성된다. 상기 이젝터(874)는 외측 관형벽(741), 노즐부(742) 및 디퓨저부(743)가 제공된다.

상기 외측 관형벽(741)은 차량의 길이 방향으로 상류 냉각공기통로(880)에 위치되고, 대향하는 개방단부(7410, 7411)를 구비한다. 상기 외측 관형벽(741)의 개방 단부(7410)는 차량의 전방 단부 측을 지향하고, 상기 개방 단부(7411)는 차량의 후방 단부 측을 지향한다.

상기 노즐부(742)는 대략 관형 원뿔 형태를 가지며, 상기 외측 관형벽(741) 내에 위치된다.

구체적으로, 상기 노즐부(742)는 상기 외측 관형벽(741)의 개방 단부(7410)와 기밀하게 연통하는 제1 개방 단부를 구비하며, 상기 개방 단부(7411) 측으로 테 이퍼지는 측벽을 구비한다. 또한 상기 노즐부(742)는 그의 테이퍼진 팁 단부에 상기 제1 개방단부와 대향하는 제2 개방 단부가 제공된다.

상기 디퓨저부(743)는 대략 벤추리 튜브관 형태를 가지며, 상기 외측 관형벽(741) 내에 배치된다.

구체적으로, 상기 디퓨저부(743)는 대향하는 넓은 개구부들 및 상기 넓은 개구부들 사이에 좁은 개구부를 구비한다. 상기 넓은 개구부 중 하나는 상기 개방 단부(7411)와 기밀하게 연통하고, 상기 넓은 개구부 중 다른 하나는 상기 노즐부(742)의 제2 개방 단부를 둘러싸도록 위치된다. 이는 상기 노즐부(742)의 제2 개방단부를 상기 디퓨저부(743)의 좁은 개구부를 향하도록 한다.

상기 흡입 덕트(870A)의 덕트부(873)의 하류 단부는 상기 외측 관형벽(741)의 전방측 단부와 연통하여 상기 덕트부(873)의 하류 단부는 상기 노즐부(742)의 테이퍼진 측벽을 향한다.

상기 흡입 덕트(870A)의 하류 출구(872A)의 구성에서, 방열팬(820)이 구동되거나, 주행 차량에 의하여 주행풍이 발생할 경우, 공기흐름은 상기 외측 관형벽(741)의 개방 단부(7410)를 통해 노즐부(742)로 유입된다. 이때, 상기 노즐부(742)는 상기 외측 관형벽(741)의 개방 단부(7411) 측으로 테이퍼진 구성을 갖기 때문에, 상기 공기흐름은 노즐부(742)를 통해 흘러 속도는 증가하고 압력은 강하된다.

또한 상기 디퓨저부(743)는 대략 벤추리 관 형태를 가지며, 상기 좁은 개구부는 노즐부(742)의 제2 개방 단부를 향하기 때문에, 상기 노즐부(742)의 하류에서 의 저압 고속의 공기흐름이 상기 디퓨저부(743)의 좁은 개구부를 통과할 경우, 상기 저압 고속의 공기흐름은 속도가 더 증가하고 압력은 더 강하된다.

따라서 상기 흡입 덕트(870A) 내측의 공기는 하류 출구(872A)(이젝터(874))로 강하게 흡입되고, 냉각공기는 입구(860a)를 통해 차량탑재 전력장치(860)로 강하게 흡입된다.

상기 저압 고속의 공기흐름은 상기 노즐부(742)로부터 배출되고, 상기 흡입 덕트(870A)로부터 흡입된 냉각공기는 상기 디퓨저부(743)에 의하여 서로 혼합된다. 상기 디퓨저부(743)의 좁은 개구부를 통과한 후, 상기 혼합된 공기흐름은 나머지 부분의 디퓨저부(743)를 통해 흐르고, 상기 혼합된 공기흐름의 운동에너지는 나머지 부분의 디퓨저부(743)에 의하여 압력 에너지로 전환된다. 이러한 이유로, 상기 상류 냉각공기통로(880)에서의 압력 손실(유체 손실)을 감소시킬 수 있고, 이에 따라 상기 방열팬(820)으로 공급되는 전력을 감소시킬 수 있다. 상기 이젝터(874)는 수지 몰딩을 이용하여 형성되는 것이 바람직하지만, 시트 금속 가공을 통해 형성될 수 있다.

도 22 내지 도 24는 이젝터(874)의 변형 예를 개략적으로 나타낸 것이다.

구체적으로, 하류 출구(872B)로서 흡입 덕트(870B)의 덕트부(873B)의 하류 단부에는 관형벽(1013)이 부착된다. 상기 관형벽(870)은 차량의 상하 방향으로 연장하도록 상류 냉각공기통로(880)에 위치된다. 상기 관형벽(1013)은 상하 방향에 직교하여 대략 C자형 단면을 가지며, 상하 방향으로 대향하는 개방 단부들을 구비한다.

상기 관형벽(1013)은 그의 후방 단부에 슬릿(1131)이 형성된다. 도 24에 나타낸 바와 같이, 덕트부(873B)의 하류 단부는 상기 관형벽(1013)의 좌측부의 중앙부에 연통되게 결합된다.

구체적으로, 도 22에 나타낸 바와 같이, 상기 상류 냉각공기통로(880)에서 공기흐름의 유체 손실을 감소시키기 위하여, 상기 C형 관형벽(1013)은 상하 방향으로 연장하는 반원형 벽(1013a)을 구비하며, 그의 외면은 차량의 전방 측을 지향한다. 또한 상기 C형 관형벽(1013)은 차량의 후방 측으로 테이퍼지도록 길이 방향으로 상기 반원형 벽(1013a)의 양 단부로부터 연장하는 테이퍼 벽(1013b)을 구비한다. 상기 슬릿(1131)은 상기 테이퍼 벽(1013b)의 테이퍼진 팁 단부에 형성된다.

상기 흡입 덕트(870B)의 하류 출구(872B)의 구성에서, 방열팬(820)이 구동되거나, 차량 주행에 의하여 주행풍이 발생할 경우, 공기 흐름은 상기 관형벽(1013)의 개방 단부를 통해 그로 유입된다. 이때, 상기 테이퍼벽(1013b)은 차량의 후방 측으로 테이퍼지기 때문에, 상기 공기 흐름은 상기 테이퍼벽(1013b)과 상기 슬릿(1131)을 통해 흐르고, 속도는 증가하고 압력은 강하된다.

따라서, 상기 테이퍼벽(1013b)에서 발생하는 부압은 흡입 덕트(870B) 내측의 공기를 하류 출구(872B)로 강하게 흡입되도록 하여, 냉각공기는 입구(860a)를 통해 차량탑재 전력장치(860)로 강하게 흡입된다.

전술한 바와 같이, 이젝터(874)의 변형 예에서, 단순한 구성을 갖는 상기 관형벽(1013)의 이용은 이젝터 효과를 이룰 수 있도록 하고, 상기 상류 냉각공기통로(880)에서의 압력 손실이 증가하는 것을 방지한다.

상기 제1 내지 제4 실시 예 및 그의 변형 예들에서, 다중 전력공급시스템은 제1 배터리 및 제2 배터리를 포함하지만, 셋 이상의 배터리를 포함하도록 설계될 수 있다.

상기 제1 내지 제4 실시 예 및 그의 변형 예들에서, 다중 전력공급시스템은 엔진 차량에 미리 설치되지만, 하이브리드 차량에 설치될 수 있다. 이 경우라도 앞의 실시 예들과 동일한 효과를 이를 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경의 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 다중 전력공급장치의 장착성을 향상시키는 효과가 있다.

또한 본 발명은 열을 발생하는 전력장치를 간단한 구성으로 구현하고, 전력장치를 효과적으로 냉각할 수 있는 효과가 있다.

Claims (54)

1. 엔진을 포함하는 차량에 설치되는 다중 전력공급장치로서,

   상기 엔진의 동작에 의하여 구동되는 발전기 및 상기 발전기의 전기 출력에 의하여 충전가능한 제1 배터리를 포함하는 제1 전력공급시스템;

   상기 차량에 설치되는 전기 부하에 전력을 공급하도록 동작하는 제2 배터리를 포함하는 제2 전력공급시스템; 및

   상기 발전기의 출력 전기 및 상기 제1 배터리의 충전 레벨 중 하나 또는 이들 모두에 기초하여 상기 제1 전력공급시스템으로부터 공급되는 전력을 상기 제2 전력공급시스템으로 전송하도록 동작하고, 상기 제1 배터리와 일체로 결합하여 배터리 모듈을 구성하는 전력전송모듈

   을 포함하는 다중 전력공급장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 전력전송모듈은

   상기 제1 전력공급시스템과 상기 제2 전력공급시스템에 전기적으로 접속되고, 상기 제1 배터리 전력공급시스템으로부터 공급된 전력의 레벨을 전환하여 그 전환된 레벨을 갖는 전력을 상기 제2 전력공급시스템으로 전송하도록 동작하는 전력전송회로; 및

   상기 전력전송회로에 전기적으로 접속되고, 상기 전력의 레벨을 결정하도록 상기 전력전송회로를 제어하도록 동작하는 콘트롤러

   를 포함하며,

   상기 전력전송회로와 상기 콘트롤러는 상기 전력전송모듈을 구성하도록 서로 일체로 이루어지는

   다중 전력공급장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제1 배터리와 상기 전력전송모듈 사이에 배치되어 냉각공기에 의해 냉각되는 히트싱크를 더 포함하며,

   상기 히트싱크는 상기 제1 배터리 및 상기 전력전송모듈 중 적어도 하나를 냉각하도록 동작하는

   다중 전력공급장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 배터리 모듈 주위에 냉각공기통로를 형성하는 냉각공기 통로부재를 더 포함하며,

   상기 냉각공기는 상기 냉각공기통로를 통해 흐르고, 상기 히트싱크에 직접적 으로 접촉하도록 상기 히트싱크는 상기 냉각공기통로를 향하도록 구비되는

   다중 전력공급장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 냉각공기는 상기 차량의 팬에 의해 강제적으로 발생하는 제1 냉각공기와, 상기 차량 주행에 의하여 발생하는 제2 냉각공기를 포함하며,

   상기 냉각공기통로와 연통하고, 상기 제1 냉각공기와 상기 제2 냉각공기 중 적어도 하나를 상기 냉각공기통로로 안내하는 덕트를 더 포함하는

   다중 전력공급장치.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,

   상기 제1 배터리는 제1 벽면 및 전기적 접속을 위하여 상기 제1 벽면에 형성 되는 제1 단자를 포함하고,

   상기 전력전송모듈은 제2 벽면 및 전기적 접속을 위하여 상기 제2 벽면에 형성되는 제2 단자를 포함하고,

   상기 제1 벽면 및 상기 제2 벽면은 서로 대향하며,

   상기 제1 단자와 상기 제2 단자 간을 전기적으로 접속하는 버스 바를 더 포함하는

   다중 전력공급장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 버스 바는 냉각공기에 의해 냉각되도록 배치되고, 상기 제1 배터리 및 상기 전력전송모듈 중 적어도 하나를 냉각하도록 동작하는

   다중 전력공급장치.
9. 제1항에 있어서,

   상기 제1 배터리는

   배터리 커버;

   상기 제1 배터리의 내측과 연통하는 통기공을 갖는 제1 벽면; 및

   상기 제1 벽면에 장착되고, 통상에서 상기 통기공을 폐쇄하도록 동작하고, 배출구를 구비하며, 상기 제1 배터리의 압력이 소정의 역치 압력을 초과할 경우 상기 통기공을 개방하도록 동작하는 안전 밸브

   를 포함하며,

   상기 히트싱크는 차량의 길이 방향 및 상기 길이 방향에 직교하는 폭방향으로 연장하고, 상기 배출구를 커버하는

   다중 전력공급장치.
10. 제1항에 있어서,

    상기 전력전송모듈 및 상기 히트싱크 각각은 길이방향 및 상기 길이방향에 직교하는 폭 방향에 평행하는 단면을 구비하고,

    상기 제1 배터리는 차량의 길이 방향 및 폭 방향에 평행하는 단면을 구비하며,

    상기 전력전송모듈 및 상기 히트싱크 중 적어도 하나의 단면은 상기 제1 배터리의 단면보다 크게 이루어지는

    다중 전력공급장치.
11. 제10항에 있어서,

    상기 전력전송모듈 및 상기 히트싱크 각각은 차량의 길이 방향 일단부를 향 하는 외측 벽면을 구비하고,

    상기 제1 배터리는 차량의 길이방향 일단부를 향하는 외측 벽면을 구비하며,

    상기 전력전송모듈 및 상기 히트싱크 중 적어도 하나의 외측 벽면은 상기 제1 배터리의 외측 벽면에 비하여 차량의 길이방향 일단부 측으로 더 돌출하는

    다중 전력공급장치.
12. 제10항에 있어서,

    상기 전력전송모듈 및 상기 히트싱크 각각은 폭 방향으로 차량의 일측을 향하는 외측 벽면을 구비하고,

    상기 제1 배터리는 폭 방향으로 차량의 대응하는 일측을 향하는 외측 벽면을 구비하며,

    상기 전력전송모듈 및 상기 히트싱크 중 적어도 하나의 외측 벽면은 상기 제1 배터리의 외측 벽면에 비하여 차량의 일측으로 더 돌출하는

    다중 전력공급장치.
13. 제1항에 있어서,

    상기 제1 배터리는 높이를 형성하는 제1 벽면을 구비하고,

    상기 전력전송모듈은 상기 제1 배터리의 제1 벽면에 장착되는

    다중 전력공급장치.
14. 제1항에 있어서,

    상기 제1 배터리는 차량의 길이방향 일단부 또는 차량의 폭 방향 일측을 향하는 제1 벽면을 구비하고,

    상기 전력전송모듈은 상기 제1 배터리의 제1 벽면에 장착되는

    다중 전력공급장치.
15. 제1항에 있어서,

    상기 제2 배터리는 상기 배터리 모듈에 인접하게 배치되는

    다중 전력공급장치.
16. 제15항에 있어서,

    상기 배터리 모듈은 전기적 접속을 위한 단자를 구비하고,

    상기 제2 배터리는 전기적 접속을 위한 단자를 구비하고,

    상기 배터리 모듈의 단자와 상기 제2 배터리의 단자 간을 전기적으로 접속하는 버스 바를 더 포함하며,

    상기 배터리 모듈 및 상기 제2 배터리는 상대 이동 없이 서로 일체로 결합되는

    다중 전력공급장치.
17. 제15항에 있어서,

    상기 제1 배터리는 제1 충전용량을 구비하고, 상기 제2 배터리는 제2 충전용량을 구비하고.

    상기 제1 충전용량은 상기 제2 충전용량보다 크며,

    상기 차량의 전방 단부에 대한 상기 제1 배터리와 제2 배터리의 위치 관계에 있어서, 상기 제2 배터리는 상기 제1 배터리보다 차량의 전방 단부에 가깝게 배치되는

    다중 전력공급장치.
18. 제15항에 있어서,

    상기 제1 배터리는 제1 충전용량을 구비하고, 상기 제2 배터리는 제2 충전용량을 구비하고,

    상기 제1 충전용량은 상기 제2 충전용량보다 크며,

    상기 차량의 측방향 단부에 대한 상기 제1 배터리와 제2 배터리의 위치 관계에 있어서, 상기 제2 배터리는 상기 제1 배터리보다 차량의 측방향 단부에 가깝게 배치되는

    다중 전력공급장치.
19. 제15항에 있어서,

    상기 제1 배터리는 소정의 제1 최대허용작동온도를 구비하고,

    상기 제2 배터리는 소정의 제2 최대허용작동온도를 구비하며,

    상기 제1 최대허용작동온도는 상기 제2 최대허용작동온도보다 작고,

    상기 엔진에 대한 상기 제1 배터리와 제2 배터리의 위치 관계에 있어서, 상기 제2 배터리는 상기 제1 배터리보다 엔진에 가깝게 위치되는

    다중 전력공급장치.
20. 제15항에 있어서,

    상기 제1 배터리는 높이를 형성하는 제1 벽면을 구비하고,

    상기 배터리 모듈은 제1 충전용량을 구비하고,

    상기 제2 배터리는 제2 충전용량을 구비하고,

    상기 제1 충전용량은 상기 제2 충전용량보다 크며,

    상기 제2 배터리는 상기 배터리 모듈의 제1 벽면에 장착되는

    다중 전력공급장치.
21. 제15항에 있어서,

    상기 배터리 모듈 및 상기 제2 배터리 각각은 차량의 길이 방향과 폭 방향 중 적어도 하나의 방향으로의 길이를 구비하고,

    상기 제2 배터리는 차량의 길이방향과 폭 방향 중 대응하는 적어도 하나의 방향으로의 길이를 구비하며,

    상기 배터리 모듈의 길이는 상기 제2 배터리의 길이보다 짧은

    다중 전력공급장치.
22. 제3항에 있어서,

    상기 히트싱크는 상기 배터리 모듈과 일체로 결합하고,

    상기 제1 배터리는 상기 전력전송모듈에 인접하게 위치되며, 상기 히트싱크는 상기 제1 배터리와 상기 전력전송모듈 사이에 배치되는

    다중 전력공급장치.
23. 제22항에 있어서,

    상기 배터리 모듈과 상기 히트싱크 중 적어도 하나의 주위에 냉각공기통로를 형성하는 냉각공기 통로부재를 더 포함하고,

    상기 히트싱크는 상기 냉각공기통로를 향하게 구비되어 냉각공기가 상기 냉각공기통로를 통해 흘러 상기 히트싱크에 직접적으로 접촉되는

    다중 전력공급장치.
24. 제22항에 있어서,

    상기 냉각공기는 차량의 팬에 의하여 강제적으로 발생하는 제1 냉각공기와, 차량 주행에 의하여 발생하는 제2 냉각공기를 포함하며,

    상기 냉각공기통로와 연통하고, 상기 제1 냉각공기와 상기 제2 냉각공기 중 적어도 하나를 상기 냉각공기통로로 안내하는 덕트를 더 포함하는

    다중 전력공급장치.
25. 삭제
26. 제22항에 있어서,

    상기 제1 배터리는 전기적 접속을 위한 제1 단자를 구비하고,

    상기 전력전송모듈은 전기적 접속을 위한 제2 단자를 구비하고,

    상기 제1 단자와 상기 제2 단자 간을 전기적으로 접속시키는 버스 바를 더 포함하며,

    상기 버스 바는 냉각공기에 의하여 냉각되도록 배치되고,

    상기 버스 바는 상기 제1 배터리 및 상기 전력전송모듈 중 적어도 하나를 냉각하도록 동작하는 다른 히트싱크로서 제공되는

    다중 전력공급장치.
27. 제22항에 있어서,

    상기 제1 배터리 및 상기 전력전송모듈 각각은 차량의 길이 방향 및 폭 방향 중 적어도 하나의 방향으로의 길이를 가지며,

    상기 제1 배터리의 길이는 상기 전력전송모듈의 길이보다 짧은

    다중 전력공급장치.
28. 제22항에 있어서,

    일체로 결합된 상기 배터리 모듈과 상기 히트싱크를 커버하도록 구성되는 커버를 더 포함하고,

    상기 커버는 상기 배터리 모듈과 상기 히트싱크 중 적어도 하나의 주위에 냉각공기통로를 제공하고,

    상기 히트싱크는 상기 냉각공기통로를 향하도록 구비되어 냉각공기는 상기 냉각공기통로를 통해 흘러 상기 히트싱크에 직접적으로 접촉하며,

    상기 커버는 상기 냉각공기통로와 연통하고, 상기 커버의 외부로부터 그 커버의 내부로 냉각공기가 유입되는 냉각공기 입구 및 상기 냉각공기통로와 연통하고, 상기 커버의 내부로부터 냉각공기가 배출되는 냉각공기 배출구를 포함하는

    다중 전력공급장치.
29. 삭제
30. 제28항에 있어서,

    상기 제1 배터리는 전기적 접속을 위한 제1 단자를 포함하고,

    상기 전력전송모듈은 상기 제1 단자에 대한 전기적 접속을 위한 제2 단자를 포함하고,

    상기 제1 단자와 상기 제2 단자 간을 전기적으로 접속하는 버스 바를 더 포함하며,

    상기 커버는 상기 버스 바를 커버하는

    다중 전력공급장치.
31. 제30항에 있어서,

    상기 버스 바는 상기 냉각공기통로로 노출되도록 배치되어 냉각공기에 의하여 냉각되는

    다중 전력공급장치.
32. 제28항에 있어서,

    상기 커버는 상기 히트싱크로서 제공되도록 금속 부재로 이루어지는

    다중 전력공급장치.
33. 제28항에 있어서,

    상기 커버는 상기 히트싱크에 결합되는 금속부재를 포함하여 상기 금속 부재 와 상기 히트싱크 간에 열전달이 이루어지는

    다중 전력공급장치.
34. 제28항에 있어서,

    상기 커버는 차량의 금속 차량 바디에 결합되어 상기 커버와 상기 히트싱크 간에 열전달이 이루어지는

    다중 전력공급장치.
35. 제28항에 있어서,

    상기 커버는 금속으로 이루어져 적어도 상기 배터리 모듈의 접지를 위한 버스 바로서 제공되는

    다중 전력공급장치.
36. 제28항에 있어서,

    상기 제1 배터리는, 높이를 형성하고 그 제1 배터리 내측과 연통하는 통기공을 갖는 제1 벽 및 상기 제1 벽에 장착되고, 통상에서 상기 통기공을 폐쇄하도록 동작하는 안전 밸브를 포함하며,

    상기 안전밸브는 배출구를 구비하고, 상기 제1 배터리에서의 압력이 소정의 역치 압력을 초과할 경우 상기 통기공을 개방하도록 동작하며,

    상기 커버는 높이를 형성하고 차량의 길이방향 및 상기 길이방향에 직교하는 폭 방향으로 연장하는 벽부를 포함하고,

    상기 벽부는 상기 배출구에 대향하게 위치되고 상기 배출구를 커버하는

    다중 전력공급장치.
37. 제36항에 있어서,

    상기 커버는 차량의 길이 방향 및 폭 방향 중 하나의 방향으로 상기 배터리 모듈의 일측 벽에 대향하는 측벽을 구비하며,

    상기 냉각공기 입구는 상기 커버의 측벽에 형성되는

    다중 전력공급장치.
38. 제36항에 있어서,

    상기 커버는 차량의 길이 방향 및 폭 방향 중 하나의 방향으로 상기 배터리 모듈의 일측 벽에 대향하는 측벽을 구비하며,

    상기 냉각공기 배출구는 상기 커버의 측벽에 형성되는

    다중 전력공급장치.
39. 엔진을 포함하는 차량에 설치되는 다중 전력공급장치로서,

    상기 엔진에 작동가능하게 연결되고 상기 엔진의 작동에 의해 구동되는 발전기 및 상기 발전기에 전기적으로 접속되고 상기 발전기의 출력 전기에 의하여 충전가능한 제1 배터리를 포함하는 제1 전력공급시스템;

    차량에 설치되는 전기 부하에 전력을 공급하도록 동작하는 제2 배터리를 포함하는 제2 전력공급시스템; 및

    상기 제1 전력공급시스템으로부터 공급된 전력을 상기 제2 전력공급시스템으로 전송하는 전력전송모듈

    을 포함하며,

    상기 제1 전력공급시스템으로부터 공급되는 전력은 상기 발전기의 출력 전기 및 상기 제1 배터리의 충전 레벨 중 하나 또는 이들 모두에 기초하여 결정되고,

    상기 발전기에 대한 상기 제1 배터리 및 상기 전력전송모듈과 상기 제2 배터리의 위치 관계에 있어서, 상기 제1 배터리 및 상기 전력전송모듈은 상기 제2 배터리보다 상기 발전기에 가깝게 배치되는

    다중 전력공급장치.
40. 제39항에 있어서,

    상기 전력전송모듈은 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리 사이에 배치되는

    다중 전력공급장치.
41. 제39항에 있어서,

    상기 제1 배터리는 전기적 접속을 위한 단자를 구비하고,

    상기 전력전송모듈은 전기적 접속을 위한 단자를 구비하고,

    상기 제1 배터리의 단자와 상기 전력전송모듈의 단자 간을 전기적으로 접속하는 버스 바를 더 포함하며,

    상기 제1 배터리 및 상기 전력전송모듈은 상대이동 없이 서로 일체로 결합되는

    다중 전력공급장치.
42. 제39항에 있어서,

    상기 제1 배터리는 전기적 접속을 위한 단자를 구비하고,

    상기 전력전송모듈은 전기적 접속을 위한 단자를 구비하고,

    상기 제2 배터리는 전기적 접속을 위한 단자를 구비하고,

    상기 제1 배터리의 단자와 상기 전력전송모듈의 단자 간을 전기적으로 접속하는 제1 버스 바; 및 상기 제 2 배터리의 단자와 상기 전력전송모듈의 단자 간을 전기적으로 접속하는 제2 버스 바를 더 포함하며,

    상기 제1 배터리, 상기 전력전송모듈 및 상기 제2 배터리는 상대이동 없이 서로 일체로 결합하는

    다중 전력공급장치.
43. 제39항에 있어서,

    상기 엔진, 상기 제1 배터리와 상기 전력전송모듈로 구성되는 배터리 모듈 및 상기 제2 배터리는 차량의 엔진룸에 설치되고,

    상기 차량은 상기 엔진룸의 후방 측에 위치되는 차량 객실을 포함하며,

    상기 차량 객실에 대한 상기 제2 배터리와 상기 배터리 모듈의 위치 관계에 있어서, 상기 제2 배터리는 상기 배터리 모듈보다 상기 차량 객실에 가깝게 배치되는

    다중 전력공급장치.
44. 제43항에 있어서,

    상기 발전기는 상기 엔진룸에 설치되고, 상기 차량의 전방 단부에 대한 상기 발전기와 상기 배터리 모듈의 위치 관계에 있어서, 상기 발전기는 상기 배터리 모듈보다 차량의 전방 단부에 가깝게 배치되며,

    상기 차량의 후방 단부에 대한 상기 제2 배터리와 상기 배터리 모듈의 위치 관계에 있어서, 상기 제2 배터리는 상기 배터리 모듈보다 차량의 후방 단부에 가깝게 배치되는

    다중 전력공급장치.
45. 엔진을 포함하는 차량에 설치되는 다중 전력공급장치로서,

    상기 엔진의 동작에 의해 구동되는 발전기 및 상기 발전기의 출력 전기에 의하여 충전가능한 제1 배터리를 포함하는 제1 전력공급시스템;

    차량에 설치되는 전기 부하에 전력을 공급하도록 동작하는 제2 배터리를 포함하는 제2 전력공급시스템;

    상기 발전기의 출력 전기 및 상기 제1 배터리의 충전 레벨 중 하나 또는 이들 모두에 기초하여 상기 제1 전력공급시스템으로부터 공급되는 전력을 상기 제2 전력공급시스템으로 전송하는 전기전송모듈; 및

    차량의 엔진룸에 배치되고, 상기 제1 배터리와 상기 전력전송모듈 모두로 차량 주행에 의하여 발생한 공기를 안내하도록 동작하는 분배 덕트

    를 포함하는 다중 전력공급장치.
46. 제45항에 있어서,

    상기 제1 배터리 및 상기 전력전송모듈 모두에 일체로 결합되는 히트싱크를 더 포함하고,

    상기 히트싱크는 상기 제1 배터리와 상기 전력전송모듈 중 적어도 하나를 냉각하도록 동작하며,

    상기 분배 덕트는 차량 주행에 의하여 발생한 공기를 상기 히트싱크로 안내하도록 배치되는

    다중 전력공급장치.
47. 제45항에 있어서,

    상기 분배 덕트에 배치되는 냉각팬;

    상기 냉각팬에 대한 상기 분배 덕트의 상류부와 상기 냉각팬에 대한 상기 분배 덕트의 하류부를 연통시켜 상기 냉각팬을 바이패스하도록 배치되는 바이패스 덕트; 및

    상기 바이패스 덕트에 배치되고, 상기 바이패스 덕트를 개폐하도록 구성되며, 상기 분배 덕트의 상류부의 압력이 하류부보다 낮을 경우 상기 바이패스 덕트를 개방하도록 동작하고, 상기 분배 덕트의 상류부의 압력이 하류부보다 높을 경우 상기 바이패스 덕트를 폐쇄하도록 동작하는 체크 댐퍼

    를 더 포함하는 다중 전력공급장치.
48. 제45항에 있어서,

    상기 전력전송모듈은 전기적 접속을 위한 입력 단자와 출력 단자를 구비하고,

    상기 발전기는 출력 단자를 구비하고,

    상기 제2 배터리는 입력 단자를 구비하며,

    상기 분배 덕트는 케이블이 내장되는 케이블 루트 통로로서 제공되며,

    상기 케이블은 상기 전력전송모듈의 입력 단자와 상기 발전기의 출력 단자 사이 또는 상기 전력전송모듈의 출력 단자와 상기 제2 배터리의 입력 단자 및 차량에 설치되는 전기 부하 중 적어도 하나의 사이를 전기적으로 접속하는

    다중 전력공급장치.
49. 제45항에 있어서,

    상기 제1 배터리 및 상기 전력전송모듈은 엔진룸의 후방 측에 배치되고,

    상기 분배 덕트는 상기 제1 배터리와 상기 전력전송모듈에 가까운 위치로부터 상기 엔진룸의 전방 측으로 연장하도록 배치되며,

    상기 분배 덕트는 상기 엔진룸의 전방 측으로부터 상기 엔진룸의 후방 측에 배치되는 상기 제1 배터리와 상기 전력전송모듈로 차량 주행에 의하여 발생한 공기를 안내하는

    다중 전력공급장치.
50. 삭제
51. 삭제
52. 삭제
53. 삭제
54. 제28항에 있어서,

    상기 커버는 상기 제1 배터리 또는 상기 전력전송모듈에 인접하게 위치되어 온도가 민감하게 증가하는 부분에 상기 냉각 공기가 안내되는 덕트부를 포함하고,

    상기 덕트부는 판형 금속 부재로 이루어지는

    다중 전력공급장치.

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