KR101462937B1 - 인버터장치 및 이를 구비한 전기차량 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 인버터장치 및 이를 구비한 전기차량에 관한 것이다. 본 발명에 따른 인버터장치는, 내부에 수용공간을 형성하는 케이스와, 케이스의 내부에 배치되는 스위칭소자를 구비하되, 케이스에는 스위칭소자와 접촉되어 상기 스위칭소자를 냉각하는 냉매가 유입 및 유출될 수 있게 냉매유입부 및 냉매유출부가 구비될 수 있다. 이에 의해, 부품과 냉각유체가 직접 접촉되어 부품을 신속하게 냉각시킬 수 있다.

Description

인버터장치 및 이를 구비한 전기차량{INVERTER APPARATUS AND ELECTRIC VEHICLE HAVING THE SAME}
본 발명은, 인버터장치 및 이를 구비한 전기차량에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 부품의 냉각 성능을 제고시킬 수 있도록 한 인버터장치 및 이를 구비한 전기차량에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 인버터(INVERTER) 또는 인버터장치는 직류 전원을 고주파의 교류 전원으로 변환하는 장치이다.
이러한 인버터장치는 고주파 전원을 이용하여 금속 등을 가열하는 유도 가열 장치 또는 3상 교류 모터의 구동에 널리 이용되고 있다.
상기 인버터장치는, 내부에 수용공간을 형성하는 케이스와, 상기 케이스의 내부에 배치되고 직류 전원을 스위칭하여 고주파 전원으로 출력하는 스위칭소자를 구비한 회로부를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 인버터장치는 상기 회로부에서 발생된 열을 방출하여 냉각시키는 냉각부를 더 구비하여 구성될 수도 있다.
상기 냉각부는 상기 스위칭소자에 결합되어 상기 스위칭소자를 방열시키는 히트싱크(HEAT SINK)를 구비하여 구성될 수 있다.
한편, 최근에는 자동차 또는 차량의 배기가스로 인한 환경오염문제, 화석연료의 고갈 등에 기인하여 자동차 또는 차량의 동력원으로 전동기를 이용하는 전기차량 또는 하이브리드 차량(이하, "전기차량"이라 표기함)의 이용이 늘고 있다.
상기 전기차량에는 전동기에 전원을 공급하기 위한 배터리 및 상기 배터리에서 직류 전원을 공급받아 교류 전원으로 변환하여 전동기에 3상 교류 전원을 공급하는 인버터장치가 구비될 수 있다.
그런데, 이러한 종래의 전기차량의 인버터장치에 있어서는, 주요 발열 부품인 스위칭소자들을 히트싱크에 부착하여 상기 케이스의 외부로 방열하도록 되어 있어 상기 스위칭소자들을 냉각시키는데에 한계가 있다.
상기 스위칭소자에서 발생한 열 중 일부는 상기 케이스의 내부로 방열되어 상기 케이스의 내부의 온도가 상승할 수 있고, 사용시간이 길어지게 될 경우 상기 케이스의 내부 온도가 과도하게 상승할 수 있다. 이에 기인하여 운전 효율이 저하될 수 있다.
따라서, 본 발명은, 부품과 냉각유체가 직접 접촉되어 부품을 신속하게 냉각시킬 수 있는 인버터장치 및 이를 구비한 전기차량을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 냉각 성능을 제고시킬 수 있고 콤팩트한 구성이 가능하여 크기를 줄일 수 있는 인버터장치 및 이를 구비한 전기차량을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 목적 달성을 위해, 내부에 수용공간을 형성하는 케이스; 상기 케이스의 내부에 배치되는 스위칭소자; 및 상기 스위칭소자에 연결되는 부스바;를 구비하되, 상기 부스바는, 도체부; 상기 도체부에 연결되는 고정부; 및 상기 도체부를 감싸는 피복부;를 포함하고, 상기 케이스에는 상기 스위칭소자와 접촉되어 상기 스위칭소자를 냉각하는 냉매가 유입 및 유출될 수 있게 냉매유입부 및 냉매유출부가 구비되는 것을 특징으로 하는 인버터장치를 제공한다.
여기서, 상기 케이스는 단열재로 형성될 수 있다.
상기 부스바는 상기 부스바와 상기 스위칭소자의 결합영역에 배치되어 상기 결합영역을 기밀적으로 차단하는 부스바가스켓을 구비하여 구성될 수 있다.
삭제
한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 차량바디; 상기 차량바디에 구비되는 휠; 상기 휠을 구동시키는 전동기; 상기 차량바디에 구비되는 배터리; 및 상기 배터리 및 전동기에 각각 연결되어 상기 전동기에 교류전원을 공급하는 상기 인버터장치;를 포함하는 인버터장치를 구비한 전기차량이 제공된다.
여기서, 상기 인버터장치를 경유하여 냉매가 순환되는 냉매순환유닛을 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 냉매순환유닛은 상기 전동기를 냉각시킬 수 있게 상기 전동기를 경유하게 구성될 수 있다.
상기 냉매순환유닛은, 냉매의 유동을 촉진하는 유동촉진부를 더 구비하며, 상기 냉매의 온도를 감지하는 온도감지부; 및 상기온도감지부의 감지결과에 기초하여 상기 유동촉진부를 제어하는 제어부;를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 냉매순환유닛은 상기 냉매가 상기 차량바디의 내부 공기와 열교환 가능하게 배치되는 방열기;를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 냉매순환유닛은, 상기 냉매가 상기 차량바디의 외부 공기와 열교환되어 냉각되는 냉각유닛; 그리고 상기 냉각유닛 및 상기 방열기 중 어느 하나로 냉매가 유동되게 유로를 변경하는 유로변경밸브를 더 포함하여 구성될 수 있다.
냉매가 상기 방열기를 경유하는 방열기운전모드를 포함한 운전모드를 선택하는 운전모드선택부;를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 방열기운전모드선택시 상기 냉매가 상기 방열기를 경유하게 상기 유로변경밸브를 제어하게 구성될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 부품과 냉각유체가 직접 접촉되어 상호 열교환되도록 함으로써 부품을 신속하게 냉각시킬 수 있고 내부 온도 상승을 억제할 수 있다.
또한, 스위칭소자와 냉매가 직접 접촉되어 열교환되도록 함으로써 스위칭소자의 냉각을 위한 히트싱크 등의 사용을 배제할 수 있어 콤팩트 한 구성이 가능하고 기기의 크기를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터장치를 구비한 전기차량의 구성도,
도 2는 도 1의 인버터장치의 단면도,
도 3은 도 2의 요부확대단면도,
도 4는 도 3의 부스바의 결합을 설명하기 위한 도면,
도 5는 도 1의 전기차량의 냉각유로의 구성도,
도 6은 도 1의 전기차량의 제어블록도,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인버터장치를 구비한 전기차량의 냉각유로의 구성도,
도 8은 도 7의 전기차량의 제어블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터장치를 구비한 전기차량은, 차량바디(body 또는 car body)(110)와, 상기 차량바디(110)에 구비되는 휠(115)과, 상기 휠(115)을 구동시키는 전동기(130)와, 상기 차량바디(110)에 구비되는 배터리(140)와, 상기 배터리(140) 및 전동기(130)에 각각 연결되어 상기 전동기(130)에 교류전원을 공급하는 인버터장치(150)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 차량바디(110)의 상부영역에는 도면에는 도시되지 아니하였으나 운전자 및/또는 승객이 탑승하는 탑승공간이 구비될 수 있다.
상기 탑승공간에는 냉방 및/또는 난방을 위한 냉방 및 난방 장치(미도시)가 구비될 수 있다.
상기 차량바디(110)의 하부 영역에는 주행이 가능하게 복수의 휠(115)이 구비될 수 있다. 상기 복수의 휠(115)은 상기 차량바디(110)의 전, 후 양 측에 각각 배치될 수 있다.
상기 차량바디(110)와 상기 휠(115) 사이에는 주행 시 노면에서 발생하는 진동 및/또는 충격이 완화될 수 있도록 현가장치(120)가 구비될 수 있다.
상기 휠(115)들은 전동기(130)에 의해 구동될 수 있다.
상기 전동기(130)는 3상 교류 전원에 의해 구동되는 3상 교류전동기로 구성될 수 있다.
상기 전동기(130)는, 내부에 수용공간을 형성하는 프레임(131)과, 상기 프레임(131)의 내부에 배치되는 고정자(미도시)와, 상기 고정자에 대해 회전축(135)을 중심으로 회전가능하게 배치되는 회전자(미도시)를 구비할 수 있다.
상기 전동기(130)의 회전축(135)의 출력측 단부에는 소정의 기어비로 상기 전동기(130)의 회전력을 상기 휠(115)에 전달하는 변속기(미도시)가 구비될 수 있다.
상기 차량바디(110)에는 상기 전동기(130)에 전원을 공급할 수 있게 배터리(140)가 구비될 수 있다.
상기 배터리(140)는 충전 및 방전이 가능한 2차 전지로 구성될 수 있다.
상기 배터리(140)와 상기 전동기(130) 사이에는 상기 배터리(140) 및 상기 전동기(130)에 각각 연결되어 상기 전동기(130)에 교류전원을 제공하는 인버터장치(150)가 구비될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 인버터장치(150)는 상기 배터리(140)로부터 직류 전원을 공급받아 교류전원으로 변환한 후 상기 전동기(130)에 제공할 수 있다.
상기 인버터장치(150)에는 직류전원이 입력되는 입력케이블(152)과, 교류전원이 출력되는 출력케이블(154)이 각각 구비될 수 있다.
상기 인버터장치(150)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 내부에 수용공간을 형성하는 케이스(161)와, 상기 케이스(161)의 내부에 배치되는 스위칭소자(181)를 구비하되, 상기 케이스(161)에는 상기 스위칭소자(181)와 접촉되어 상기 스위칭소자(181)를 냉각하는 냉매가 유입 및 유출될 수 있게 냉매유입부(166) 및 냉매유출부(168)가 구비되게 구성될 수 있다.
상기 케이스(161)는 내부에 상기 냉매가 수용될 수 있게 밀폐공간을 형성할 수 있다.
상기 케이스(161)는 단열재로 형성될 수 있다. 이에 의해, 상기 케이스(161)의 내부의 열(에너지)가 외부로 방출되는 것을 억제할 수 있다.
여기서, 상기 케이스(161)는 내부에 밀폐공간이 형성되게 금속용기로 구성되고, 상기 금속용기의 외부에 상기 금속용기의 내부의 열이 외부로 방출되는 것이 억제될 수 있게 단열재로 감싸도록 구성될 수도 있다.
상기 케이스(161)는, 일 측이 개구된 케이스본체(162)와, 상기 케이스본체(162)의 개구를 개폐하는 커버(172)를 구비할 수 있다.
예를 들면, 상기 케이스본체(162)는 상측에 개구가 구비되게 구성될 수 있다. 상기 개구를 통해 상기 케이스본체(162)의 내부에 부품이 출입할 수 있다.
상기 커버(172)에는 두께방향으로 돌출되고 테두리를 따라 연장된 리브(174)가 구성될 수 있다.
상기 케이스본체(162)에는 상기 리브(174)를 수용지지할 수 있게 상기 리브(174)의 형상에 대응되게 절취 형성되는 절취부(164)가 구비될 수 있다. 이에 의해, 상기 케이스본체(162) 및 커버(172)의 접촉면적이 증가하여 내부의 냉매가 외부로 누설되는 것이 억제될 수 있다.
상기 케이스본체(162)와 상기 커버(172)의 상호 접촉영역에는 가스켓(175)이 구비될 수 있다. 이에 의해, 상기 케이스(161)의 내부의 냉매가 외부로 누설되는 것을 더욱 효과적으로 억제할 수 있다. 상기 가스켓(175)은 탄성부재(예를 들면, 고무부재, 실리콘 등)로 형성될 수 있다.
상기 커버(172) 및 케이스본체(162) 중 어느 하나에는 상기 가스켓(175)이 결합될 수 있게 가스켓결합부(176)가 구비될 수 있다. 본 실시예에서는 상기 커버(172)에 상기 가스켓결합부(176)가 구비된 경우를 예시하고 있다.
상기 케이스(161)의 내부에는 상기 배터리(140)에서 인가된 직류 전원의 잡음(noise)을 제거하여 상기 스위칭소자(181)에 제공하는 디시링크 커패시터(DC-Link Capacitor)(187)가 구비될 수 있다.
상기 디시링크 커패시터의 하측에는 피씨비(PCB:Printed Circuit Board)(188) 또는 인쇄회로기판(이하, "피씨비(188)"로 표기함)가 구비될 수 있다. 상기 피씨비(188)는 복수 개로 구성될 수 있다. 상기 피씨비(188)는 상하방향을 따라 서로 이격되게 배치될 수 있다.
상기 케이스(161)의 내부에는 직류전원을 교류전원으로 변환하는 복수의 스위칭소자(181)가 구비될 수 있다. 상기 스위칭소자(181)는 소위 아이지비티(IGBT:Insulated Gate Bipolar Transistor)라고 하는 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터로 구성될 수 있다.
상기 케이스(161)의 내부에는 상기 스위칭소자(181)와 직접 접촉되어 상기 스위칭소자(181)를 직접 냉각하는 냉매가 수용될 수 있다. 여기서, 상기 냉매는 전기 절연성을 구비할 수 있다. 예를 들면, 상기 냉매는 전기 절연 특성을 구비하고 압축, 응축, 팽창 및 증발이 가능한 냉동기용 냉매(대체냉매)들 중 어느 하나로 구성될 수 있다.
상기 케이스(161)의 일 측에는 냉매가 유입될 수 있게 냉매유입부(166)가 형성될 수 있다. 상기 케이스(161)의 타 측에는 상기 케이스(161)의 내부의 냉매가 유출될 수 있게 냉매유출부(168)가 구비될 수 있다.
상기 케이스(161)의 내부에는 액체상태의 냉매가 수용될 수 있다.
한편, 상기 스위칭소자(181)에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 통전이 가능하게 부스바(bus bar)(190)가 연결될 수 있다.
상기 스위칭소자(181)의 일 측에는 상기 부스바(190)가 통전 가능하게 연결될 수 있게 단자부(183)가 구비될 수 있다. 상기 스위칭소자(181)에는 상기 부스바(190)가 나사결합될 수 있게 암나사부(185)가 구비될 수 있다. 상기 부스바(190)는 복수 개로 구성될 수 있다.
상기 부스바(190)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 도체부(191)와, 상기 도체부(191)의 단부에 연결되고 상기 스위칭소자(181)에 나사결합되는 볼트부(193)와, 상기 도체부(191)를 감싸는 피복부(195)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 도체부(191)의 단부 영역에는 길이방향을 따라 연장되게 볼트부(193)가 구비될 수 있다. 상기 볼트부(193)는 상기 도체부(191)의 단부 중앙에 형성될 수 있다. 이에 의해, 상기 부스바(190)가 상기 단자부(183)에 통전 가능하게 접촉된 상태를 안정적으로 유지할 수 있다.
또한, 상기 부스바(190)는 상기 부스바(190)와 상기 스위칭소자(181)의 결합영역에 배치되어 상기 결합영역을 기밀적으로 차단하는 부스바가스켓(197)을 더 구비할 수 있다.
상기 부스바가스켓(197)의 외곽에는 상기 부스바가스켓(197)을 수용 지지하는 부스바가스켓지지부(198)가 구비될 수 있다.
상기 부스바가스켓(197)은 상기 도체부(191)의 외면으로부터 외측으로 설정된 폭으로 돌출되게 구성될 수 있다.
상기 부스바가스켓(197)은 상기 스위칭소자(181)의 표면에 탄성적으로 접촉될 수 있게 탄성부재로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 부스바가스켓(197)은 고무부재 또는 실리콘부재로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 부스바가스켓(197)은 상기 도체부(191)의 단부 및 상기 부스바가스켓지지부(198)에 비해 더 돌출되게 구성될 수 있다. 이에 의하면, 상기 볼트부(193)가 상기 암나사부(185)에 나사결합될 때, 상기 부스바가스켓(197)이 결합방향으로 압축되면서 상기 스위칭소자(181)의 표면에 더욱 밀착될 수 있어 상기 도체부(191)와 상기 단자부(183)의 결합영역을 외부로부터 단절되게 더욱 기밀적으로 차단할 수 있다.
한편, 본 인버터장치를 구비한 전기차량은 상기 케이스(161)의 내부의 냉매를 순환시키는 냉매순환유닛(210)이 구비될 수 있다. 이에 의해, 상기 케이스(161)의 내부를 연속적으로 냉각시킬 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 냉매순환유닛(210)은, 냉매가 순환할 수 있게 유로를 구성하는 냉매관(215)과, 냉매의 유동이 촉진되게 하는 냉매유동촉진부를 구비할 수 있다. 여기서, 상기 냉매유동촉진부는 액상의 냉매를 펌핑하는 펌프(220)로 구성되거나, 기체 상태의 냉매를 압축하여 토출함으로써 냉매의 유동을 촉진하는 압축기로 구성되는 것도 가능하다. 이하에서는, 상기 냉매유동촉진부가 액상의 냉매를 펌핑하는 펌프(220)로 구성된 경우를 예를 들어 설명한다.
상기 케이스(161)의 냉매유입부(166) 및 상기 냉매유출부(168)에는 상기 냉매관(215)이 각각 연통되게 연결될 수 있다.
상기 냉매순환유닛(210)은 냉매를 냉각시킬 수 있게 냉각유닛(225)이 구비될 수 있다.
상기 냉각유닛(225)은 열교환기로 구성될 수 있다. 상기 냉각유닛(225)은, 예를 들면, 냉매가 그 내부를 따라 유동하는 전열관(미도시)과, 상기 전열관의 열교환 면적을 증대시키는 복수의 방열핀(미도시)을 구비한 통상의 열교환기로 구성될 수 있다.
상기 냉각유닛(225)의 일 측에는 상기 냉각유닛(225)과 열교환되는 공기의 유동을 촉진하는 냉각팬(230)이 구비될 수 있다.
한편, 본 발명의 전기차량은, 제어프로그램을 구비하여 마이크로프로세서로 구현가능한 제어부(240)를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 제어부(240)는 상기 인버터장치(150)의 온도를 감지하여 상기 냉각유체의 유동 속도를 제어할 수 있게 구성될 수 있다.
예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(240)에는 상기 인버터장치(150)의 냉매의 온도를 감지하는 온도감지부(241)가 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 의해, 상기 제어부(240)는 상기 온도감지부(241)로부터 출력된 신호에 기초하여 상기 냉매의 온도를 확인할 수 있다. 여기서, 상기 온도감지부(241)는 상기 케이스(161)의 내부의 냉매의 온도를 감지하게 구성될 수 있다.
상기 제어부(240)에는 상기 냉매의 온도에 기초하여 냉매의 유속을 조절할 수 있게 상기 펌프(220)가 제어가능하게 연결될 수 있다.
이러한 구성에 의하여, 상기 제어부(240)는 상기 스위칭소자(181)가 동작을 개시하면 상기 펌프(220)를 제어하여 상기 냉매가 상기 인버터장치(150)의 케이스(161)의 내부를 경유하여 순환되게 할 수 있다.
상기 스위칭소자(181)가 동작하면 상기 스위칭소자(181)에서는 열이 발생하고, 발생한 열은 상기 냉매와 열교환됨으로써 상기 스위칭소자(181)의 온도가 과도하게 상승하는 것이 억제될 수 있다.
상기 제어부(240)는 상기 온도감지부(241)에 의해 감지된 상기 케이스(161)의 내부의 냉매의 온도에 기초하여 상기 냉매의 유동속도가 조절되게 상기 펌프(220)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 상기 제어부(240)는 상기 케이스(161)의 내부의 냉매의 온도를 감지하고, 감지된 온도가 설정온도를 초과하는 경우 상기 냉매의 유동속도가 증가되게 상기 펌프(220)의 회전수가 증가되게 상기 펌프(220)를 제어할 수 있다. 또한, 상기 제어부(240)는 상기 온도감지부(241)에 의해 감지된 냉매의 온도가 설정온도 이하로 되는 경우 상기 펌프(220)의 회전속도가 저하되게 상기 펌프(220)를 제어할 수 있다.
한편, 상기 냉매유출부(168)를 통해 상기 케이스(161)의 외부로 유출된 냉매는 상기 냉각유닛(225)에서 방열되어 냉각될 수 있다. 상기 제어부(240)는 상기 냉각유닛(225)의 열교환이 촉진되게 상기 냉각팬(230)을 제어할 수 있다.
이하, 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 인버터장치를 구비한 전기차량에 대하여 설명한다.
전술 및 도시한 구성과 동일 및 동일 상당부분에 대해서는 도시를 생략하고 동일한 참조부호를 인용하여 설명하고, 일부 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
[2]
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 인버터장치를 구비한 전기차량은, 차량바디(110)(body 또는 car body)와, 상기 차량바디(110)에 구비되는 휠(115)과, 상기 휠(115)을 구동시키는 전동기(130)와, 상기 차량바디(110)에 구비되는 배터리(140)와, 상기 배터리(140) 및 전동기(130)에 각각 연결되어 상기 전동기(130)에 교류전원을 공급하는 인버터장치(150)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 인버터장치(150)는, 내부에 수용공간을 형성하는 케이스(161)와, 상기 케이스(161)의 내부에 배치되는 스위칭소자(181)를 구비하되, 상기 케이스(161)에는 상기 스위칭소자(181)와 접촉되어 상기 스위칭소자(181)를 냉각하는 냉매가 유입 및 유출될 수 있게 냉매유입부(166) 및 냉매유출부(168)가 구비되게 구성될 수 있다.
한편, 본 인버터장치를 구비한 전기차량은 냉매가 상기 인버터장치(150)를 경유하여 순환되게 하는 냉매순환유닛(250)을 구비하여 구성될 수 있다.
상기 냉매순환유닛(250)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 인버터장치(150)를 경유한 냉매가 상기 전동기(130)를 경유하게 구성될 수 있다. 이에 의해, 상기 인버터장치(150)에 비해 상대적으로 발열량이 큰 상기 전동기(130)를 냉매에 의해 신속하게 냉각시킬 수 있다.
상기 냉매순환유닛(250)은 상기 냉매를 냉각시킬 수 있게 냉각유닛(225)이 구비될 수 있다. 상기 냉각유닛(225)은 열교환기로 구성될 수 있다. 상기 냉각유닛(225)은 공기와 접촉되어 열교환하는 열교환기로 구성될 수 있다. 상기 냉각유닛(225)의 일 측에는 상기 냉각유닛(225)과 접촉되는 공기의 유동을 촉진하여 상기 냉각유닛(225)을 냉각시키는 냉각팬(230)이 구비될 수 있다.
한편, 상기 냉매순환유닛(250)은 상기 인버터장치(150) 및/또는 상기 전동기(130)에서 회수한 열을 차량의 탑승공간의 난방에 이용하게 구성될 수 있다.
상기 냉매순환유닛(250)은 상기 인버터장치(150) 및/또는 상기 전동기(130)를 경유한 냉매가 방열되는 방열기(255)를 구비할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 방열기(255)는 상기 차량바디(110)의 탑승공간과 연통되어 온풍(또는 열풍)을 공급하는 공기유로 상에 배치될 수 있다. 이에 의해, 상기 인버터장치(150) 및/또는 상기 전동기(130)에서 발생한 열(에너지)을 냉매를 통해 회수하고, 이 회수된 열을 탑승공간과 연통된 공기유로에서 방열함으로써 탑승공간을 난방할 수 있다. 이에 의하면 상기 공기유로에서 방열되는 열(에너지)만큼 난방시 소요되는 상기 배터리(140)의 소모량을 절감할 수 있다. 이에 따라, 상기 차량바디(110)의 주행 거리가 연장될 수 있으며, 또한 상기 배터리(140)의 충전 주기가 연장됨으로써 사용자의 차량 운행의 편의를 제고시킬 수 있다.
상기 방열기(255)의 일 측에는 상기 방열기(255)와 열교환되는 공기의 유동을 촉진하는 송풍팬(260)이 구비될 수 있다.
상기 냉각유닛(225)과 상기 방열기(255)는 병렬로 연결될 수 있다.
보다 구체적으로 상기 냉매순환유닛(250)은 제1분기유로(251) 및 제2분기유로(252)를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 각 분기유로(251,252)의 상류측에는 유로를 변경할 수 있게 유로변경밸브(265)가 구비될 수 있다.
한편, 본 실시예의 인버터장치를 구비한 전기차량은 제어프로그램을 구비한 제어부(240)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제어부(240)는 냉매의 온도를 감지하여 냉매의 유동속도를 제어하게 구성될 수 있다.
상기 제어부(240)는 차량의 탑승공간의 난방 등 운전모드에 따라 상기 냉매의 유로를 제어하게 구성될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 제어부(240)는 차량의 탑승공간의 난방 시 상기 냉매가 상기 방열기(255)를 경유하도록 상기 유로를 조절하게 구성될 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(240)에는 온도감지부(241)와, 펌프(220)가 각각 제어가능하게 연결될 수 있다.
상기 제어부(240)에는 운전모드를 선택하는 운전모드선택부(261)가 구비될 수 있다. 예를 들면 상기 운전모드는 상기 방열기(255)를 경유하여 냉매가 유동되는 방열기운전모드를 구비할 수 있다.
상기 제어부(240)에는 상기 냉매의 유로를 제어할 수 있게 상기 유로변경밸브(265)가 제어가능하게 연결될 수 있다.
상기 제어부(240)에는 상기 방열기(255)의 열교환이 촉진되게 하는 송풍팬(260)이 제어가능하게 연결될 수 있다.
이러한 구성에 의하여, 상기 제어부(240)는 상기 스위칭소자(181)가 동작하면 상기 펌프(220)를 제어하여 냉매가 순환되게 할 수 있다.
상기 온도감지부(241)에 의해 감지된 온도가 설정온도를 초과하면 상기 제어부(240)는 상기 냉매의 유동속도가 증가되게 상기 펌프(220)의 회전속도를 증가시킬 수 있다.
한편, 상기 운전모드선택부(261)에 의해 상기 방열기운전모드가 선택되면 상기 제어부(240)는 상기 유로변경밸브(265)를 제어하여 상기 냉매가 상기 방열기(255)를 경유하여 유동되게 할 수 있다.
상기 인버터장치(150) 및 상기 전동기(130)를 경유하면서 상기 인버터장치(150) 및 상기 전동기(130)를 냉각시키면서 온도가 상승된 냉매는 상기 유로변경밸브(265)를 경유하여 상기 방열기(255)로 이동되어 탑승공간을 순환하는 공기의 온도를 상승시키면서 냉각될 수 있다. 이때, 상기 제어부(240)는 상기 송풍팬(260)이 구동되게 제어하여 상기 방열기(255)와 열교환되어 온도가 상승한 공기를 차량의 탑승공간으로 송풍할 수 있다.
즉, 상기 방열기운전모드 선택시, 상기 냉매순환유닛(250)의 냉매는 상기 인버터장치(150) 및 전동기(130)에서 발생한 열을 회수하여 상기 차량바디(110)의 내부의 탑승공간에 방열하는 과정을 반복적으로 수행함으로써 상기 배터리(140)의 소모량을 현저하게 저감시킬 수 있다.
한편, 상기 제어부(240)는 상기 방열기운전모드가 선택되지 아니한 경우에는, 상기 유로변경밸브(265)를 제어하여 상기 인버터장치(150) 및 상기 전동기(130)를 경유한 냉매가 상기 냉각유닛(225)을 경유하게 할 수 있다. 이에 따라, 상기 인버터장치(150) 및 전동기(130)를 경유하면서 온도가 상승된 냉매는 상기 냉각유닛(225)으로 이동하여 방열되어 냉각되는 과정을 반복함으로써 상기 인버터장치(150) 및 전동기(130)를 연속적으로 냉각시킬 수 있다.
이상에서, 본 발명의 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었다. 그러나, 본 발명은, 그 사상 또는 본질적인 특징에서 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 형태로 실시될 수 있으므로, 위에서 설명된 실시예는 그 상세한 설명의 내용에 의해 제한되지 않아야 한다.
또한, 앞서 기술한 상세한 설명에서 일일이 나열되지 않은 실시예라 하더라도 첨부된 특허청구범위에서 정의된 그 기술 사상의 범위 내에서 넓게 해석되어야 할 것이다. 그리고, 상기 특허청구범위의 기술적 범위와 그 균등범위 내에 포함되는 모든 변경 및 변형은 첨부된 특허청구범위에 의해 포섭되어야 할 것이다.
110 : 차량바디 115 : 휠
130 : 전동기 140 : 배터리
150 : 인버터장치 161 : 케이스
162 : 케이스본체 164 : 절취부
166 ; 냉매유입부 168 : 냉매유출부
172 : 커버 174 : 리브
181 : 스위칭소자 183 : 단자부
185 : 암나사부 187 : 디시링크 커패시터
188 : 피씨비 190 : 부스바
191 : 도체부 193 : 볼트부
195 : 피복부 197 : 부스바가스켓
198 : 부스바가스켓지지부 210,250 : 냉매순환유닛
215 : 냉매관 220 : 펌프
225 : 냉각유닛 230 : 냉각팬
240 : 제어부 241 : 온도감지부
251 : 제1분기유로 252 : 제2분기유로
255 : 방열기 260 : 송풍팬
261 : 운전모드선택부 265 : 유로변경밸브

Claims (11)

  1. 내부에 수용공간을 형성하는 케이스;
    상기 케이스의 내부에 배치되는 스위칭소자; 및
    상기 스위칭소자에 연결되는 부스바;를 구비하되,
    상기 부스바는, 도체부;
    상기 도체부에 연결되는 고정부; 및
    상기 도체부를 감싸는 피복부;를 포함하고,
    상기 케이스에는 상기 스위칭소자와 접촉되어 상기 스위칭소자를 냉각하는 냉매가 유입 및 유출될 수 있게 냉매유입부 및 냉매유출부가 구비되는 것을 특징으로 하는 인버터장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 케이스는 단열재로 형성되는 것을 특징으로 하는 인버터장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 부스바는 상기 부스바와 상기 스위칭소자의 결합영역에 배치되어 상기 결합영역을 기밀적으로 차단하는 부스바가스켓을 구비하는 것을 특징으로 하는 인버터장치.
  5. 차량바디;
    상기 차량바디에 구비되는 휠;
    상기 휠을 구동시키는 전동기;
    상기 차량바디에 구비되는 배터리; 및
    상기 배터리 및 전동기에 각각 연결되어 상기 전동기에 교류전원을 공급하는 제1항의 인버터장치;를 포함하는 인버터장치를 구비한 전기차량.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 인버터장치를 경유하여 냉매가 순환되는 냉매순환유닛을 더 포함하는 인버터장치를 구비한 전기차량.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 냉매순환유닛은 상기 전동기를 냉각시킬 수 있게 상기 전동기를 경유하는 것을 특징으로 하는 인버터장치를 구비한 전기차량.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 냉매순환유닛은, 냉매의 유동을 촉진하는 유동촉진부를 더 구비하며,
    상기 냉매의 온도를 감지하는 온도감지부; 및
    상기온도감지부의 감지결과에 기초하여 상기 유동촉진부를 제어하는 제어부;를 더 포함하는 인버터장치를 구비한 전기차량.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 냉매순환유닛은 상기 냉매가 상기 차량바디의 내부 공기와 열교환 가능하게 배치되는 방열기;를 더 포함하는 인버터장치를 구비한 전기차량.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 냉매순환유닛은, 상기 냉매가 상기 차량바디의 외부 공기와 열교환되어 냉각되는 냉각유닛; 그리고 상기 냉각유닛 및 상기 방열기 중 어느 하나로 냉매가 유동되게 유로를 변경하는 유로변경밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터장치를 구비한 전기차량.
  11. 제10항에 있어서,
    냉매가 상기 방열기를 경유하는 방열기운전모드를 포함한 운전모드를 선택하는 운전모드선택부;를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 방열기운전모드선택시 상기 냉매가 상기 방열기를 경유하게 상기 유로변경밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 인버터장치를 구비한 전기차량.
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