KR101873353B1 - 전기차량용 제동 저항기 및 그 어셈블리 - Google Patents

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KR101873353B1 KR1020170128469A KR20170128469A KR101873353B1 KR 101873353 B1 KR101873353 B1 KR 101873353B1 KR 1020170128469 A KR1020170128469 A KR 1020170128469A KR 20170128469 A KR20170128469 A KR 20170128469A KR 101873353 B1 KR101873353 B1 KR 101873353B1
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Abstract

본 발명은 전기차량용 제동 저항기에 관한 것으로, 본 발명에 의하면, 와이어 형상으로서 U 자형으로 절곡된 저항 엘레멘트(110)와, 상기 저항 엘레멘트(110)의 양 단자의 끝이 노출되도록 상기 U 자형의 저항 엘레멘트(110)를 외포하여서 보호하고 있는 금속 재질의 U자 보호관(120)과, 상기 U자 보호관(120)에 충진되어서 상기 저항 엘레멘트(110)와 U자 보호관(120)을 절연하고, 전기차량용 제동 저항기(100)가 설치되는 전기차량에서 발생하는 진동을 흡수 및 완충하는 규사층(130)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하고, 이에 의하면, 전기차량이 진동이 있더라도 진동에 영향을 받지 않는 이점이 있다.

Description

전기차량용 제동 저항기 및 그 어셈블리{BRAKING RESISTOR FOR ELECTRIC VEHICLE AND ASSEMBLY HAVING IT}
본 발명은 전기차량용 제동 저항기에 관한 것으로, 특히 제철소에서 화물 운반에 사용되는 전기차량용 제동 저항기 및 그 어셈블리에 관한 것이다.
일반적으로 전동기가 감속(제동)할 경우 회생에너지에 의해 전동기를 구동시키는 인버터의 직류단 콘덴서 전압이 상승하게 되고, 이 전압상승에 의해 인버터는 소손될 수 있을 뿐만 아니라 전압상승에 의한 과전압으로 운전이 정지될 수 있다.
따라서, 모터의 제동시 발생되는 전기적 에너지(회생에너지)를 제동저항기를 통해 열에너지로 변환하여 소거시킴으로써, 인버터의 전압상승에 의한 정지 및 소손을 방지한다.
이러한 제동저항기는 주로 철도차량, 전기차량 등에 설치되어서 사용되고 있다.
특히 최근에는 제철소 내에서 화물의 이동을 위해서 화물 운반용 전기차량이 이용되고 있는데, 제철소 내에서는 이 전기차량이 가다서다 가다서다를 반복한다.
그리고, 제철소에서는 석탄을 고열로 쪄서 분탄을 만드는데, 이 과정에서 분진 가루가 많이 발생하고, 이 때문에 실내에서 물을 뿌리게 된다.
이때 물을 뿌리게 되면 수증기가 다량 발생하며, 분진과 분탄, 물과 수증기가 공존하는 환경에 놓이게 된다.
이와 같이 물과 전기 그리고 수증기와 분진이 공존하는 환경에 적합한 전기차량용 제동 저항기에 대한 필요성이 대두되고 있다.
문헌1: 등록특허공보 10-0979141(공고일: 2010.08.31.) 문헌2: 등록특허공보 10-1441425(공고일: 2014.09.23.)
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로 본 발명에 의한 전기차량용 제동 저항기 및 그 어셈블리의 목적은,
첫째, 금속 재질의 U자 보호관의 내부를 규사층으로 충진함으로써, 절연을 함과 동시에 진동에 완충 역할을 하여서 진동에 강할 수 있도록 하고,
둘째, 저항 엘레멘트 및 그 보호관을 U자 형으로 형성됨으로써, 동일 저항값을 기준으로 제품의 사이즈를 작게 할 수 있도록 하며,
셋째, 물, 전기, 수증기 및 분진이 공존하는 환경에 적합하도록 하며,
넷째, 특유의 형상과 나선상으로 권취되는 특유의 취부 구조를 갖는 나선형 방열띠을 채택함으로써, 방열 효율을 높일 수 있도록 하기에 적당하도록 한
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전기차량용 제동 저항기 및 그 어셈블리를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인 전기차량용 제동 저항기는, 전기로 이동 및 운행되는 전기차량에서 인버터의 사용시에 부하로부터 인버터에 흡입되는 에너지에 의한 전압상승억제와 그로 인한 전력용 반도체 엘레멘트의 파손을 막고 회생되는 전력을 흡수하기 위한 전기차량용 제동 저항기에 있어서, 와이어 형상으로서 U 자형으로 절곡된 저항 엘레멘트와, 상기 저항 엘레멘트의 양 단자의 끝이 노출되도록 상기 U 자형의 저항 엘레멘트를 외포하여서 보호하고 있는 금속 재질의 U자 보호관과, 상기 U자 보호관에 충진되어서 상기 저항 엘레멘트와 U자 보호관을 절연하고, 전기차량용 제동 저항기가 설치되는 전기차량에서 발생하는 진동을 흡수 및 완충하는 규사층를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명인 전기차량용 제동 저항기 및 그 어셈블리는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 금속 재질의 U자 보호관(120)의 내부를 규사층(130)으로 충진함으로써, 절연을 함과 동시에 진동을 잡아주어서 내진에 강하다는 효과가 있다. 또한, 방수 및 냉각에 최적의 환경을 제공할 수 있다.
둘째, 저항 엘레멘트(110) 및 U자 보호관(120)을 U자 형으로 형성됨으로써, 동일 저항값에서 제품의 사이즈를 작게 할 수 있는 효과가 있다.
셋째, 방열 수단을 특유의 면상으로서 나선형태를 가지고, 나선상으로 권취되는 특유의 취부 구조에 의해서, 방열 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
넷째, 밀봉캡(140)의 구성에 의하면, 규사층(130)에 있는 규사 분말을 확실하게 밀봉할 수 있는 효과가 있다.
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도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 전기차량용 제동 저항기(100)의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 전기차량용 제동 저항기(100)의 일부 생략 정면도이다.
도 3은 도 1의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 전기차량용 제동 저항기(100)의 요부 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 전기차량용 제동 저항기(100)에 있어서, 밀봉캡(140)이 취부된 구조를 설명하기 위한 일 요부 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 전기차량용 제동 저항기(100)에 있어서, 나선형 방열띠(150)에 형성된 방열홈(150a)을 나타내기 위한 일 요부도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 전기차량용 제동 저항기(100)가 구비된 전기차량용 제동 저항기 어셈블리(A)의 측면 구성도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 전기차량용 제동 저항기(100)가 구비된 전기차량용 제동 저항기 어셈블리(A)의 평면 구성도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 전기차량용 제동 저항기(100)가 구비된 전기차량용 제동 저항기 어셈블리(A)의 정면 구성도이다.
다음은 본 발명인에 의한 전기차량용 제동 저항기 및 그 어셈블리의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 기초로 상세하게 설명한다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 전기차량용 제동 저항기(100)는, 전기로 이동 및 운행되는 전기차량에서 인버터의 사용시에 부하로부터 인버터에 흡입되는 에너지에 의한 전압상승억제와 그로 인한 전력용 반도체 엘레멘트의 파손을 막고 회생되는 전력을 흡수하기 위한 전기차량용 제동 저항기에 있어서, 와이어 형상으로서 U 자형으로 절곡된 저항 엘레멘트(110)와, 상기 저항 엘레멘트(110)의 양 단자의 끝이 노출되도록 상기 U 자형의 저항 엘레멘트(110)를 외포하여서 보호하고 있는 금속 재질의 U자 보호관(120)과, 상기 U자 보호관(120)에 충진되어서 상기 저항 엘레멘트(110)와 U자 보호관(120)을 절연하고, 전기차량용 제동 저항기(100)가 설치되는 전기차량에서 발생하는 진동을 흡수 및 완충하는 규사층(130)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 금속 재질의 U자 보호관(120)의 내부를 규사층(130)으로 충진함으로써, 절연을 함과 동시에 진동을 잡아주어서 내진에 강하다는 효과가 있다. 또한 방수 및 냉각에 최적의 환경을 제공할 수 있다.
그리고, 저항 엘레멘트(110) 및 U자 보호관(120)을 U자 형으로 형성됨으로써, 동일 저항값에서 제품의 사이즈를 작게 할 수 있는 이점이 있다.
상기 규사층(130)은 규사가 분말 형태로 충진될 수도 있고, 또는 고형물로서 충진될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 전기차량용 제동 저항기(100)에 있어서, 상기 U자 보호관(120)에는 외주면을 따라서 나선형 방열띠(150)가 U자 보호관(120)의 외주면에서 방사방향의 외향으로 돌출되도록 직립 형성되되, 상기 나선형 방열띠(150)는 면상의 시트 형상으로 나선형으로 U자 보호관(120)을 외주면을 따라서 나선상으로 권취되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 방열 수단을 상기와 같은 특유의 면상으로서 나선형태를 가지고, 나선상으로 권취되는 특유의 취부 구조에 의해서, 방열 효율을 높일 수 있는 이점이 있다.
상기 나선혀 방열띠(150)는 도시된 바와 같이 보호관 직선부(122)에 한 쌍으로 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 전기차량용 제동 저항기(100)에 있어서, 상기 나선형 방열띠(150)의 내주연(150c)이 상기 U자 보호관(120)의 외주면과 접촉면을 넓게 하고 방열 효율을 높이기 위해서, 상기 나선형 방열띠(150)의 내주연(150c)을 따라서 요입 형성된 방열홈(150a)이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 방열홈(150a)은 일측[저항 엘레멘트(110)의 단자쪽]에서 보면 홈 형상이지만 반대측[벤딩부(122)]에서 보면 돌출되게 보인다.
상기 저항 엘레멘트(110)는 대향하는 직선형태의 한 쌍의 직선부와 상기 직선부(미도시)를 연결하는 벤딩부(미도시)로 형성되며, 상기 U자 형의 저항 엘레멘트(110)의 형태와 대응되도록 상기 U자 보호관(120)은 직선형태의 보호관 직선부(121)와 상기 보호관 직선부(121)를 연결하는 보호관 벤딩부(122)로 구성된다.
본 발명의 일 실시예에 의한 전기차량용 제동 저항기(100)에 있어서, 상기 저항 엘레멘트(110)의 단부에 외삽되고, 상기 U자 보호관(120)의 한 쌍의 보호관 직선부(121)의 끝에 구비되어서, U자 보호관(120)과 저항 엘레멘트(110)를 절연하면서 규사층(130)을 안전하게 밀봉하기 위한 세라믹 재질의 밀봉캡(140)이 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 전기차량용 제동 저항기(100)에 있어서, 상기 밀봉캡(140)은, 원기둥 형상이고, 중앙에는 삽입공(140a)이 형성되어 있고, 요입테(140b)가 내주면을 따라서 반경방향의 내향으로 요입 형성되어 있으며, 상기 삽입공(140a)이 저항 엘레멘트(110)에 삽입되어서 저항 엘레멘트(110)에 구비되고, 상기 요입테(140b)에 상기 U자 보호관(120)이 삽입 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 밀봉캡(140)의 구성에 의하면, 규사층(130)에 있는 규사 분말을 확실하게 밀봉할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 전기차량용 제동 저항기(100)에 있어서, 상기 보호관 벤딩부(122)의 중앙에는 외향으로 돌출되도록 보호관 벤딩부(122)에 체결되어서 제동 저항기(100)를 함체(210)의 배면 측에 고정하기 위한 후방 고정볼트(180)와, 상기 U자 보호관(120)의 한 쌍의 보호관 직선부(121)의 단부의 외주면에 형성되는 고정나사부(161)와, 상기 고정나사부(161)의 일측에 방사상으로 돌출 형성된 플랜지부(162)와. 상기 플랜지부(162)에 밀착 구비되는 안착링(163)과, 상기 고정나사부(161)에 나사 체결되고, 제동 저항기(100)의 전방측을 고정하기 위한 프론트 고정플레이트(231)가 상기 안착링(163)과의 사이에서 고정나사부(161)에 삽입되는 경우 볼트 체결에 의해서 조여서 프론트 고정플레이트(231)를 고정하는 보호관 고정너트(164)가 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 전기차량용 제동 저항기(100)에 있어서, 제동 저항기(100)를 복수로 병렬 연결하는 경우, 저항 엘레멘트(110)에 삽입되는 저항 연결바(220)를 조여서 고정하기 위한 연결바 조임너트(171)가 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의하면, 상하로 배열되는 복수의 전기차량용 제동 저항기(100)를 함체(210)의 내부에 안정적으로 설치할 수 있는 이점이 있다.
다음은 본 발명의 일 실시예에 의한 전기차량용 제동 저항기(100)가 구비된 전기차량용 제동 저항기 어셈블리(A)의 구성에 대해서 설명한다.
도 7에는 본 발명의 일 실시예에 의한 전기차량용 제동 저항기(100)가 구비된 전기차량용 제동 저항기 어셈블리(A)의 측면 구성도가 도시되어 있고, 도 8에는 본 발명의 일 실시예에 의한 전기차량용 제동 저항기(100)가 구비된 전기차량용 제동 저항기 어셈블리(A)의 평면 구성도가 도시되어 있으며, 도 9에는 본 발명의 일 실시예에 의한 전기차량용 제동 저항기(100)가 구비된 전기차량용 제동 저항기 어셈블리(A)의 정면 구성도가 도시되어 있다.
도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 전기차량용 제동 저항기(100)가 구비된 전기차량용 제동 저항기 어셈블리(A)는, 함체(210)와,
상기에서 설명한 전기차량용 제동 저항기(100)가 상기 함체(210) 내부에 상하로 등간격으로 복수로 설치되고, 상기 복수의 전기차량용 제동 저항기(100)를 전기적으로 연결하는 금속 재질의 저항 연결바(220)와, 상기 함체(210)의 전방에 설치되어서 상기 상하방향으로 등간격으로 위치하는 복수의 제동 저항기(100)에 전단에 체결되어서 제동 저항기(100)의 전단을 고정 설치하는 프론트 고정플레이트(231)와, 상기 함체(210)의 후방에 설치되어서, 상기 후방 고정볼트(180)가 고정 설치되는 리어 고정플레이트(232)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 저항 연결바(220)는 상하방향으로 장방형의 박판의 금속재질의 플레이트로서, 상하의 길이방향을 따라서 상기 저항 엘레멘트(110)에 체결되기 위한 체결공(도면번호 미병기)이 등간격으로 형성되어 있고, 상기 체결공이 상기 저항 엘레멘트(110)에 삽입되어서 일면이 상기 밀봉캡(140)에 접촉되고 타면이 연결바 조임너트(171)에 의해서 조여짐으로써 복수의 저항 엘레멘트(110)와 체결한다.
상기 프론트 고정플레이트(231)는 수평방향으로 장방형의 박판의 금속재질의 플레이트로서, 수평방향의 길이방향을 따라서 상기 고정나사부(161)에 외삽되는 삽입공(도면번호 미병기)이 등간격으로 형성되어 있고, 상기 삽입공이 상기 고정나사부(161)에 삽입되어서 일면이 상기 안착링(163)에 접촉되고 타면이 보호관 고정너트(164)에 의해서 조여짐으로써 복수의 U자 보호관(120)과 체결하고 그 결과 복수의 제동 저항기(100)를 고정 설치하게 된다.
도 9에 표시된 저항블록(Ra)과 저항블록(Rb)은 서로 연결되어 있지 않고 고유의 서로 다른 저항값을 갖는다.
이와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술분야에 있어 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.
그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수 있다.
100 : 전기차량용 제동 저항기
110 : 저항 엘레멘트
120 : U자 보호관
121 : 보호관 직선부
122 : 보호관 벤딩부
130 : 규사층
140 : 밀봉캡
140a : 밀봉캡의 삽입공
140b : 요입테
150 : 나선형 방열띠
150a : 방열홈
150c : 방열띠의 내주연
161 : 고정나사부
162 : 플랜지부
163 : 안착링
164 : 보호관 고정너트
171 : 연결바 조임너트
180 : 후방 고정볼트
A : 전기차량용 제동 저항기 어셈블리
210 : 함체
220 : 저항 연결바
231 : 프론트 고정플레이트
232 : 리어 고정플레이트

Claims (4)

  1. 전기로 이동 및 운행되는 전기차량에서 인버터의 사용시에 부하로부터 인버터에 흡입되는 에너지에 의한 전압상승억제와 그로 인한 전력용 반도체 엘레멘트의 파손을 막고 회생되는 전력을 흡수하기 위한 전기차량용 제동 저항기에 있어서,
    와이어 형상으로서 U 자형으로 절곡된 저항 엘레멘트(110)와,
    상기 저항 엘레멘트(110)의 양 단자의 끝이 노출되도록 상기 U 자형의 저항 엘레멘트(110)를 외포하여서 보호하고 있는 금속 재질의 U자 보호관(120)과,
    상기 U자 보호관(120)에 충진되어서 상기 저항 엘레멘트(110)와 U자 보호관(120)을 절연하고, 전기차량용 제동 저항기(100)가 설치되는 전기차량에서 발생하는 진동을 흡수 및 완충하는 규사층(130)를 포함하여 구성되고,
    상기 규사층(130)은 규사가 분말 형태로 충진되며,
    상기 U자 보호관(120)에는 외주면을 따라서 나선형 방열띠(150)가 U자 보호관(120)의 외주면에서 방사방향의 외향으로 돌출되도록 직립 형성되되, 상기 나선형 방열띠(150)는 면상의 시트 형상으로 나선형으로 U자 보호관(120)을 외주면을 따라서 나선상으로 권취되어 있으며,
    상기 나선형 방열띠(150)의 내주연(150c)이 상기 U자 보호관(120)의 외주면과 접촉면을 넓게 하고 방열 효율을 높이기 위해서, 상기 나선형 방열띠(150)의 내주연(150c)을 따라서 요입 형성된 방열홈(150a)이 형성되어 있으며,
    상기 U자 형의 저항 엘레멘트(110)의 형태와 대응되도록 상기 U자 보호관(120)은 직선형태의 보호관 직선부(121)와 상기 보호관 직선부(121)를 연결하는 보호관 벤딩부(122)로 구성되며,
    상기 저항 엘레멘트(110)의 단부에 외삽되고, 상기 U자 보호관(120)의 보호관 직선부(121)의 끝에 구비되어서, U자 보호관(120)과 저항 엘레멘트(110)를 절연하면서 규사층(130)을 안전하게 밀봉하기 위한 세라믹 재질의 밀봉캡(140)과,
    상기 보호관 벤딩부(122)의 중앙에는 외향으로 돌출되도록 보호관 벤딩부(122)에 체결되어서 제동 저항기(100)를 함체(210)의 배면 측에 고정하기 위한 후방 고정볼트(180)와,
    상기 U자 보호관(120)의 한 쌍의 보호관 직선부(121)의 단부의 외주면에 형성되는 고정나사부(161)가 더 포함되어서 구성되며,
    상기 밀봉캡(140)은, 원기둥 형상이고, 중앙에는 삽입공(140a)이 형성되어 있고, 요입테(140b)가 내주면을 따라서 반경방향의 내향으로 요입 형성되어 있으며, 상기 삽입공(140a)이 저항 엘레멘트(110)에 삽입되어서 저항 엘레멘트(110)에 구비되고, 상기 요입테(140b)에 상기 U자 보호관(120)이 삽입 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 전기차량용 제동 저항기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 고정나사부(161)의 일측에 방사상으로 돌출 형성된 플랜지부(162)와,
    상기 플랜지부(162)에 밀착 구비되는 안착링(163)과,
    상기 고정나사부(161)에 나사 체결되고, 제동 저항기(100)의 전방측을 고정하기 위한 프론트 고정플레이트(231)가 상기 안착링(163)과의 사이에서 고정나사부(161)에 삽입되는 경우 볼트 체결에 의해서 조여서 프론트 고정플레이트(231)를 고정하는 보호관 고정너트(164)와,
    제동 저항기(100)를 복수로 병렬 연결하는 경우, 저항 엘레멘트(110)에 삽입되는 저항 연결바(220)를 조여서 고정하기 위한 연결바 조임너트(171)가 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 하는 전기차량용 제동 저항기
  3. 청구항 2에 기재된 전기차량용 제동 저항기(100)와, 함체(210)와, 상기 전기차량용 제동 저항기(100)가 상기 함체(210) 내부에 상하로 등간격으로 복수로 설치되며, 상기 복수의 전기차량용 제동 저항기(100)를 전기적으로 연결하는 금속 재질의 저항 연결바(220)와, 상기 함체(210)의 전방에 설치되어서 상하방향으로 등간격으로 위치하는 복수의 전기차량용 제동 저항기(100)에 전단에 체결되어서 전기차량용 제동 저항기(100)의 전단을 고정 설치하는 프론트 고정플레이트(231)와,
    상기 함체(210)의 후방에 설치되어서, 상기 후방 고정볼트(180)가 고정 설치되는 리어 고정플레이트(232)를 포함하여 구성되며,
    상기 저항 연결바(220)는 상하방향으로 장방형의 박판의 금속재질의 플레이트로서, 상하의 길이방향을 따라서 상기 저항 엘레멘트(110)에 체결되기 위한 체결공이 등간격으로 형성되어 있고, 상기 체결공이 상기 저항 엘레멘트(110)에 삽입되어서 일면이 상기 밀봉캡(140)에 접촉되고 타면이 연결바 조임너트(171)에 의해서 조여짐으로써 복수의 저항 엘레멘트(110)와 체결하며,
    상기 프론트 고정플레이트(231)는 수평방향으로 장방형의 박판의 금속재질의 플레이트로서, 수평방향의 길이방향을 따라서 상기 고정나사부(161)에 외삽되는 삽입공이 등간격으로 형성되어 있고, 상기 삽입공이 상기 고정나사부(161)에 삽입되어서 일면이 상기 안착링(163)에 접촉되고 타면이 보호관 고정너트(164)에 의해서 조여짐으로써 복수의 U자 보호관(120)과 체결함으로써 복수의 전기차량용 제동 저항기(100)를 고정 설치하는 것을 특징으로 하는 전기차량용 제동 저항기 어셈블리.
  4. 삭제
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