KR101971884B1 - 냉각패드 및 이를 이용한 전기자동차 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉각패드 및 이를 이용한 전기자동차에 관한 것으로, 더욱 자세하게는, 전기자동차의 구동을 위한 배터리 충전을 위해 기존의 플러그인 충전 방식이 아닌 외부로부터 인가된 자기장에 의해 전력이 유기되는 집전코일을 포함하는 집전장치 등의 외부의 발열원이 탈부착 가능하도록 장착되는 냉각패드를 이용하여, 발열원에 결함이 발생할 시에 발열원의 분리가 용이하고 차량의 전체 냉각 시스템에 영향을 끼치지 않으며 안전하고 쉽게 분리, 결합 및 수리가 가능한 냉각패드 및 이를 이용한 전기자동차에 관한 것이다.

Description

냉각패드 및 이를 이용한 전기자동차{Cooling Pad and Electronic Vehicle using that}
본 발명은 차량에 설치되어 외부의 발열원을 냉각시키기 위한 냉각패드와 상기 냉각패드를 이용한 전기자동차에 관한 것이다.
전기자동차는 구동 에너지를 기존의 자동차와 같이 화석연료의 연소로부터가 아닌 전기에너지로부터 얻는 자동차이다. 전기자동차는 1873년 가솔린 차량보다 먼저 제작되었으나, 배터리의 무거운 중량, 충전에 걸리는 시간, 충전소의 부재 등의 문제 때문에 상용화 되지 못하다가 최근 공해 문제, 유가 상승 등에 의해 다시 개발 되고 있다.
이때, 전기 차량의 경우는 오로지 전기 모터만을 사용하므로 전기 모터를 구동하기 위해 별도의 배터리팩을 구비하고 있으며 설치되어 있는 충전장치에서 충전케이블을 꺼내 차량에 연결하여 충전하는 플러그인 방식을 사용하고 있으며, 사용자의 편의성을 향상시키기 위해 무선충전 방식으로 기술이 발전하고 있으나, 전력을 송신하는 송신부와 차량에 부착되어 전력을 수신하는 수신부에서 전력이 충전되면서 열이 발생하여 수신부의 수명이 저해되는 문제점이 발생하였다.
한국공개특허공보 제10-2011-0073110호("나노유체를 이용한 비접촉 자기 유도 충전 방식 전기자동차의 집전장치 냉각시스템 및 냉각방법", 2011.06.29.)에서는 케이싱 내부에 코일이 위치하며, 상기 코일에서 발생하는 열을 냉각시키기 위해 나노유체를 케이싱 내부로 흘려보내 나노유체가 코일에 직접 접촉하여 열을 냉각시키는 냉각시스템 및 냉각 방법에 대해 기재하고 있으며, 나노유체는 일반적인 열전달 유체보다 열전도율이 높아 소량으로도 냉각이 가능하여 장치의 크기가 기존보다 작게 제작될 수 있는 장점이 있으나, 코일과 냉각시스템이 일체로 형성되기 때문에 코일 또는 케이싱 내부에 결함이 발생할 시에는 케이싱을 직접 분해하여야 하며, 이때 케이싱의 해체 시 나노유체가 누출되어 차량 전체의 냉각시스템에 문제가 발생함으로써, 해체작업을 위해 전문기술을 숙지한 작업자가 필수적으로 필요함에 따라, 소요되는 시간 및 비용이 발생한다는 불편함이 야기된다.
한국공개특허공보 제10-2011-0073110호(2011.06.29.)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로. 전기자동차의 냉각시스템으로부터 냉매를 공급받아, 장착되는 외부의 발열원을 냉각할 수 있는 냉각패드와 본 발명의 냉각패드를 이용하여 자기장을 인가받아 무선충전을 수행하는 집전장치를 포함하는 전기자동차를 제공하고자 한다.
상기한 과제를 해결하기 위한, 본 발명의 냉각패드는 전기자동차의 외부에 설치되는 몸체와 상기 몸체의 내부에 구비되며, 상기 전기자동차의 냉각시스템과 연결되어 상기 냉각시스템으로부터 공급된 냉매가 유동하는 냉각유로 및 상기 몸체의 일면에 외부의 발열원이 탈부착 가능하도록 형성된 장착부를 포함하여, 상기 전기자동차의 냉각시스템으로부터 공급받은 냉매와의 열교환을 통하여 상기 장착부에 결합된 발열원을 냉각하는 것을 특징으로 한다.
이때, 본 발명의 냉각패드는 상기 전기자동차의 냉각시스템으로부터 배출된 냉매가 상기 냉각유로로 유입되도록 연결된 유입배관 및 상기 냉각유로로부터 배출된 냉매가 상기 전기자동차의 냉각시스템으로 유입되도록 연결된 배출배관 을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 냉각패드는 상기 냉각패드 또는 발열원 중 적어도 하나 이상의 온도를 측정하기 위한 온도센서를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 온도센서는 상기 냉각패드의 온도를 측정하는 제1온도센서와 상기 발열원의 온도를 측정하는 제2온도센서를 포함하는 복수로 이루어지며, 상기 냉각패드는 상기 복수의 온도센서로부터 측정된 냉각패드 및 발열원의 온도를 인가받아, 상기 냉각패드와 발열원의 장착상태를 감시하는 장착상태감시부를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 냉각패드는 상기 냉각유로의 내부에 유동하는 냉매의 유량을 측정하기 위한 유량계를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 장착부는 상기 몸체의 일면에 일부가 내부로 요입된 함몰부가 형성되어, 상기 함몰부의 내부에 상기 외부의 발열원이 삽입되어 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 냉각패드는 상기 함몰부에 결합되는 외부의 발열원과 상기 함몰부 내부면 사이에 충전되어, 상기 냉각패드와 상기 외부의 발열원과의 열전도율을 향상시키는 밀착부재를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 발열원은 수신패드 또는 전력소자인 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명의 냉각패드를 이용한 급전장치로부터 전력을 무선으로 수신하여 집전하는 집전장치는, 제1항 내지 제7항 중 선택되는 어느 한 항의 냉각패드와 일면이 상기 냉각패드에 결합되는 자성체 및 상기 자성체의 타면에 구비되어, 외부로부터 인가되는 자기장에 의해 전력이 유기되는 집전코일을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 본 발명의 집전장치는 상기 집전코일로부터 유기된 전력을 변환하는 전력변환부를 더 포함할 수 있다.
더하여, 급전장치로부터 전력을 수신받아 무선충전을 수행하는 본 발명의 냉각패드를 이용한 전기자동차는, 제1항 내지 제7항 중 선택되는 어느 한 항의 냉각패드와 전기자동차 내부의 적어도 일부를 순회하는 차량냉각유로 및 상기 차량냉각유로와 연결되어 상기 차량냉각유로 내부를 유동하는 냉매를 냉각시키는 열교환기를 포함하는 냉각시스템을 포함하며, 상기 냉각시스템은 상기 냉각패드의 냉각유로와 연결되어, 상기 열교환기로부터 냉각된 냉매를 상기 냉각패드의 냉각유로로 유동시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 전기자동차는 일면이 상기 냉각패드에 결합되는 자성체 및 상기 자성체의 타면에 구비되어, 외부로부터 인가되는 자기장에 의해 전력이 유기되는 집전코일을 포함하는 집전장치를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 전기자동차는 상기 집전코일로부터 유기된 전력을 변환하는 전력변환부 및 상기 전력변환부로부터 변환된 전력을 공급받아 충전하는 차량용배터리를 더 포함할 수 있다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 냉각패드 및 이를 이용한 집전장치 및 전기자동차는 무선충전장치 냉각용 냉각장치는 전기자동차의 냉각시스템으로부터 냉매를 공급받는 냉각유로를 포함한 냉각패드에 장착된 발열원을 냉각시킴으로써, 별도의 냉매 및 냉각 장치를 설치하지 않는 장점이 있으며, 더욱이 외부의 발열원이 탈부착 가능하도록 형성되어, 발열원의 고장 시에 사용자가 직접 냉각패드에 장착된 발열원만을 쉽게 분리, 결합 및 수리할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 냉각패드를 도시한 예시도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 냉각패드의 수로연결을 설명하기 위한 도면
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 냉각패드를 도시한 평면도
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 냉각패드의 구성도
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 발열원을 도시한 사시도
도 6은 본 발명의 냉각패드와 발열원의 결합을 도시한 사시도
도 7은 도 6에 따른 냉각패드와 발열원의 결합을 도시한 측면도
도 8는 본 발명의 일실시예에 따른 집전장치 및 전기자동차를 도시한 예시도
도 9은 본 발명의 일실시예에 따른 집전장치를 도시한 분해사시도.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차의 구성도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명을 하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 냉각패드를 도시한 예시도이며, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 냉각패드의 수로연결을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 냉각패드를 도시한 평면도로써, 도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명의 냉각패드(310)는 전기자동차(1)의 외부에 설치되는 몸체(311)와, 상기 몸체(311)의 내부에 구비되며, 상기 전기자동차(1)의 냉각시스템(10)과 연결되어 상기 냉각시스템(10)으로부터 공급된 냉매가 유동하는 냉각유로(312) 및 상기 몸체(311)의 일면에 외부의 발열원(2)이 탈부착 가능하도록 형성된 장착부(313)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 냉각패드(310)는 상기 전기자동차(1)의 차체에 설치되어 외부에 장착되는 다양한 발열원을 냉각시키도록 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 전기자동차(1)의 외부에 노출되도록 구비되어, 차량의 외부에서 작용하는 발열원이 장착 가능하도록 설치될 수 있다.
상기 냉각유로(312)는 상기 몸체(311) 내부에 구비되어 상기 전기자동차(1)의 냉각시스템(10)으로부터 냉매를 공급받아 일면에 장착된 외부의 발열원(2)을 냉각하기 위한 구성으로, 상기 전기자동차(1)의 냉각시스템(10)으로부터 배출된 냉매가 상기 냉각유로(312)로 유입되도록 연결된 유입배관(312a) 및 상기 냉각유로(312)로부터 배출된 냉매가 상기 전기자동차(1)의 냉각시스템(10)으로 유입되도록 연결된 배출배관(312b)를 포함하며, 상기 전기자동차(1)의 냉각시스템(10)으로부터 공급받은 냉매와의 열교환을 통하여 장착된 발열원(2)을 냉각할 수 있다. 이때 상기 냉각유로(312)는 상기 몸체(311)의 내부에 다양한 형상을 갖도록 형성될 수 있으며 바람직하게는 구불구불한 사행(蛇行)형상으로 형성되어 상기 냉각패드(310)의 전면을 고루 냉각할 수 있도록 형성될 수 있다.
아울러, 상기 냉각시스템(10)은 상기 전기자동차(1)에 구비되어 피냉각부(12)를 냉각하기 위해 차량의 적어도 일부를 순환하는 차량냉각유로(13)와 상기 차량냉각유로(13)와 연결되어 내부로 유동하는 냉매를 냉각시키기 위한 열교환기(11)를 포함할 수 있다. 이때 상기 피냉각부(12)는 차량의 작동 시에 발열하는 차량의 엔진, 모터 또는 배터리를 포함하는 다양한 장치일 수 있으며, 이때 상기 열교환기(11)로부터 냉각된 냉매가 상기 피냉각부(12)를 순회하는 차량냉각유로(13)내부로 유동하여 냉각이 필요한 부위의 냉각을 수행한다.
이때, 상기 냉각패드(310)의 냉각유로(312)는 상기 차량냉각유로(13)와 병렬연결되어, 상기 열교환기(11)로부터 냉각되어 배출되는 차량냉각유로(13a)와 연결된 유입배관(312a)으로부터 냉매를 공급받고, 상기 냉각유로(312) 내부를 유동하며 상기 발열원(2)과의 열교환을 통해 온도가 상승한 냉매가 상기 배출배관(312b)을통해 상기 열교환기(11)로 유입되는 차량냉각유로(13b)로 냉매를 배출하여 상기 열교환기(11)를 순환함으로써 냉각된 냉매를 지속적으로 공급받을 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 냉각패드의 구성도로써, 도 4를 참조하면 본 발명의 냉각패드(310)는 온도센서(316), 유량계(317) 및 장착상태감시부(318)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 온도센서(316)는 상기 냉각패드(310) 또는 발열원(2) 중 적어도 하나 이상의 온도를 측정하기 위한 구성으로, 상기 냉각패드(310) 또는 발열원(2)에 설치되어 상기 냉각패드(310) 또는 발열원(2)의 냉각 상태를 감시할 수 있다.
이때, 상기 온도센서(316)는 상기 냉각패드(310)의 온도를 측정하는 제1온도센서(316a)와 상기 발열원(2)의 온도를 측정하는 제2온도센서(316b)를 포함하는 복수로 이루어지며, 상기 장착상태감시부(318)은 상기 복수의 온도센서로(316a, 316b)부터 측정된 냉각패드(310) 및 발열원(2)의 온도를 인가받아 상기 냉각패드(310)와 발열원(2)의 장착상태를 감시한다. 즉, 상기 장착상태감시부(318)는 상기 냉각패드(310)와 발열원(2)의 온도변화를 측정하여, 상기 발열원(2)의 온도가 증가할 시, 상기 냉각패드(310)의 냉각유로(312)에 유동하는 냉매의 온도가 증가하지 않으면, 상기 발열원(2)의 장착이 불완전한 것으로 판단하여 사용자에게 장착감지상태를 전송할 수 있다.
또한, 상기 냉각패드(310)는 상기 냉각유로(312)에 유동하는 냉매의 유량을 측정하기 위한 유량계(317)를 더 포함하여, 상기 냉각유로(312)에 유동하는 냉매의 유량을 산출함으로써 상기 장착상태감지부(318)에서 상기 발열원(2)이 냉각되지 않는다고 판단될 시, 상기 냉각유로(312)에 유동하는 냉매의 유량을 증가시키고 냉매의 유량이 증가되어도 상기 발열원(2)이 냉각되지 않을 시, 상기 장착상태감지부(318)는 발열원(2)의 장착이 불완전 한 것으로 판단하여 사용자에게 장착감지상태를 전송할 수 있다.
이때, 본 발명의 발열원(2)은 본 발명의 요지에 벗어 남이 없이 상기 전기자동차(1)에 장착되어 작동할 시 냉각이 필요한 다양한 장치일 수 있으며, 바람직하게는 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 전기자동차(1)의 외부에 장착되어 외부에 설치된 송신장치로부터 전력을 공급받는 수신패드(2a) 또는, 다양한 인버터, 컨버터 및 트렌지스터 등으로 이루어진 전력소자(2b)인 것이 바람직하며, 이때 상기 전력소자(2b)는 상기 전기자동차(1)에 추가적으로 설치되는 외부장비와 연결되는 것으로, 상기 수신패드(2a)로부터 집전된 전력을 상기 전기자동차(1)에서 활용 가능하도록 변환하기 위한 변압기일 수 있다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 냉각패드(310)에 장착되는 외부의 발열원(2)의 결합관계를 설명하기 위한 도면으로, 도 6 내지 도 8을 참조하면, 상기 냉각패드(310)는 일면에 상기 발열원(2)을 장착하기 위한 장착부(313)가 형성되며, 상기 장착부(313)는 상기 몸체(311)의 일면에 상기 발열원(2)이 장착되는 구조 및 수단을 포함하는 구성으로, 상기 장착부(313)는 상기 몸체(311)의 일면에 상기 발열원(2)이 볼트(B)를 통해 체결되는 나사결합, 상기 발열원(2)이 미끄러져 결합 가능한 둔턱 구조 등 상기 발열원(2) 탈부착 가능하도록 형성된 다양한 결합구조를 갖도록 형성될 수 있다.
이??, 상기 냉각패드(310)의 장착부에 바람직한 일예로, 상기 냉각패드(310)는 도 6에 도시된 바와 같이 상기 몸체(311)의 일면에 상기 발열원(2)이 면접합되도록 볼트(B)를 이용하여 나사결합됨으로써, 상기 냉각패드(310)의 일면에 상기 발열원(2)이 간편히 탈부착 되도록 결합될 수 있으며, 상기 몸체(311) 및 발열원(2)은 상기 볼트(B)가 삽입되어 체결되는 볼트탭이 형성되어 상기 냉각패드(310)의 일면에 상기 발열원(2)을 체결할 수 있다.
더하여, 상기 장착부(313)는 상기 몸체(311)의 일부에 설치되어 상기 발열원(2)이 상기 냉각패드(310)로부터 탈락되지 않도록 지지하는 외부 결합부를 구비하여 다양한 크기를 갖는 외부의 발열원(2)에 적용할 수 있는 구조로 형성될 수 있으며, 예컨대, 상술한 목적을 갖는 외부결합부는 상기 몸체(311)의 측면에 힌지결합되는 지지대와 상기 지지대의 일측에 상기 몸체(311)의 측면에 상기 지지대가 회전가능하도록 결합되는 힌지를 포함하여 형성될 수 있다. 이때, 상기 지지대는 상기 발열원(2)의 하부에 접촉되도록 절곡된 형상을 갖으며, 상기 발열원(2)이 상기 함몰부(314)에 삽입되면, 상기 발열원(2)의 하부의 일부를 감싸도록 결합되어 상기 발열원(2)이 상기 함몰부(314)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 이때 상기 지지대는 상기 발열원(2)의 하부를 감싸도록 다양한 길이로 형성되어 상기 발열원(2)의 크기가 상기 함몰부(314)에 비해 적을 시에도 상기 발열원(2)이 이탈되지 않도록 지지할 수 있으며, 볼트(B)가 상기 지지대의 하부를 관통하여 상기 몸체(311)에 형성된 볼트탭에 체결됨으로써, 상기 지지대의 회전을 방지하여 상기 발열원(2)을 더욱 견고하게 장착되도록 형성될 수 있을 것이다.
즉, 상기 장착부(313)는 본 발명의 요지에 벗어남이 없이 상기 몸체(311)의 일면에 외부의 발열원(2)을 탈부착 가능하도록 장착하기 위한 다양한 수단으로 변형실시 될 수 있으며, 상기 발열원(2)과 몸체(311)의 견고한 결합을 위하여, 상기 발열원(2)의 하우징에 상기 장착부(313)에 대응되는 볼트탭 또는 외부결합부재가 형성될 수 있을 것이다.
또한, 상기 냉각패드(310)는 상기 몸체(311)의 일면에 결합되는 외부의 발열원(2)과 상기 몸체(311)의 일면 사이에 충전되어, 상기 냉각패드(310)와 상기 외부의 발열원(2)과의 열전도율을 향상시키는 밀착부재(315)를 더 포함할 수 있으며, 이때 상기 밀착부재(315)는 높은 열전도율을 갖는 서멀그리스 또는 열의 확산을 돕는 발열시트 등의 다양한 충진재로써, 상기 냉각패드(310)와 발열원(2)이 면접촉되는 부위를 증대시키기 위한 다양한 재질로 이루어질 수 있고, 바람직하게는 상기 발열원(2)이 결합되는 부위의 표면이 매끄럽지 못한 경우, 상기 냉각패드(310)의 일면과 접촉되는 발열원(2)의 표면사이에 빈공간이 형성되어 열전달 효율이 감소되는 것을 방지하기 위하여, 상기 밀착부재(315)는 상기 빈공간을 채울 수 있도록 충전되는 점성을 갖는 유체로 이루어지는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 장착부는 상기 몸체(311)의 일면에 일부가 내부로 요입된 함몰부(314)가 형성되어, 상기 함몰부(314)의 내부에 상기 외부의 발열원(2)이 삽입되어 결합될 수 있으며, 이때 상기 함몰부(314)의 일면에 내측으로 요임되어 형성된 함몰공간에 상기 발열원(2)의 일부가 삽입되어, 상기 냉각패드(310)와 발열원(2)의 접촉면적을 증대시킴으로써, 상기 발열원(2)의 냉각효율을 증대시킬 수 있고, 상기 밀착부재(315)는 상기 냉각패드(310)는 상기 함몰부(314)에 결합되는 외부의 발열원(2)과 상기 함몰부(314)의 내부면 사이에 충전되어 상기 냉각패드(310)와 상기 외부의 발열원(2)과의 열전도율을 더욱 향상시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 집전장치 및 전기자동차를 도시한 예시도로서, 도 8을 참조하면, 본 발명의 냉각패드(310)를 이용한 집전장치(30)는 상기 전기자동차(1)에 설치되어 외부의 급전장치(40)로부터 전력을 무선으로 수신받아 전력을 충전하는 장치로써, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 집전장치(30)는 상기 냉각패드(310)와 일면이 상기 냉각패드(310)에 결합되는 자성체(320) 및 상기 자성체(320)의 타면에 구비되어 외부로부터 인가되는 자기장에 의해 전력이 유기되는 집전코일(330)을 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 상기 집전장치(30) 및 급전장치(40)는 전자기 유도방식, 자기공명방식 및 전자기파 방식 등의 전력을 무선으로 송수신하는 다양한 방식으로 구성될 수 있으며, 바람직하게는 상기 집전장치(30)는 인가되는 자기장의 방향을 따라 권취된 집전코일(330)에 의해 외부로부터 인가된 자기장에 의해 상기 집전코일(330)에 전압이 유기되고, 유기된 전압을 정류하여 차량에 충전 및 사용할 수 있도록 한다. 이때 상기 자성체(320)는 일면에 상기 냉각패드(310)와 결합하고 타면에 상기 집전코일(330)이 구비되어, 상기 급전장치(40)의 급전코일(30)로부터 발생된 자기장이 상기 집전코일(330)에 유도되는 자속을 증대시키며, 상기 집전코일(330)과 급전코일(410) 간의 자속결합을 증대시키기 위한 구성으로, 상기 자성체(320) 및 집전코일(330)은 본 발명의 요지에 벗어남이 없이 다양한 형상으로 구성될 수 있을 것이다.
여기에서, 상기 자성체(320) 및 집전코일(330)은 상술한 수신패드(2a, 도5)에 포함될 수 있으며, 상기 전력변환부(340)는 상술한 전력소자(2b, 도5)에 포함되어, 상기 냉각패드(310)에 장착되는 집전장치(30)로 구성될 수 있다.
또한, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차의 구성도로써, 도 10을 참조하면, 상기 집전장치(30)는 상기 집전코일(330)로 유기된 전력을 변환하는 전력변환부(340)를 더 포함하여, 상기 전력변환부(340)로부터 변환된 전력을 상기 전기자동차(1)의 차량용배터리(20)에 충전할 수 있다. 이때, 상기 전력변환부(340)는 상기 집전코일(330)에 유기되어 집전된 전력을 상기 전기자동차(1)에서 사용가능하도록 전력값을 변환하는 변압기 또는 집전된 직류전압을 교류로 변환하기 위한 인버터 또는 컨버터를 포함할 수 있다. 일반적으로, 상기 집전장치(30)의 집전코일(330) 및 전력변환부(340)는 고압의 자기장 및 전력을 인가받아 작동하고, 이에 따라 발열을 냉각할 수 있는 열교환기가 필수로 요구된다. 이에 본 발명은 상기 냉각패드(320)에 상기 자성체(320), 집전코일(330) 및 전력변환부(340)가 탈부착 가능하도록 결합되어, 상기 집전코일(330) 또는 전력변환부(340)에서의 발열을 냉각할 수 있다.
더하여 도 10을 참조하여, 본 발명의 냉각패드(320)를 이용한 전기자동차(1)의 구성에 관하여 더욱 자세히 설명하면, 본 발명의 무선충전을 수행하는 전기자동차(1)는, 상술한 본 발명의 냉각패드(310)와 전기자동차(1) 내부의 적어도 일부를 순회하는 차량냉각유로(13) 및 상기 차량냉각유로(13)와 연결되어 상기 차량냉각유로(13) 내부를 유동하는 냉매를 냉각시키는 열교환기(11)를 포함하는 냉각시스템(10)을 포함하여 구성될 수 있으며, 이때 상기 냉각시스템(10)은 상기 냉각패드(310)의 냉각유로(320)와 연결되어, 상기 열교환기(11)로부터 냉각된 냉매를 상기 냉각패드(310)의 냉각유로(320)로 유동시킬 수 있다. 또한, 상기 전기자동차(1)는 일면이 상기 냉각패드(320)에 결합되는 자성체(320) 및 상기 자성체(320)의 타면에 구비되어, 외부로부터 인가되는 자기장에 의해 전력이 유기되는 집전코일(330)을 포함하는 집전장치(30)를 더 포함하여 구성됨으로써, 외부에 설치된 급전장치(40)로부터 전력을 무선으로 수신받아 무선충전을 수행할 수 있다.
이때, 상기 전기자동차(1)는 상기 집전코일(330)로부터 유기된 전력을 변환하는 전력변환부(340) 및 상기 전력변환부(340)로부터 변환된 전력을 공급받아 충전하는 차량용배터리(20)를 더 포함할 수 있으며, 상기 급전장치(40)로부터 인가된 자기장에 의해 상기 집전코일(330)에 전력이 유기되고, 유기된 전력이 상기 전력변환부(340)를 통하여 상기 차량용배터리(20)에 충전 가능하도록 변압되어 무선충전을 수행할 수 있다.
본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.
1 : 전기자동차
10 : 냉각시스템 11 : 열교환기
12 : 구동부 13 : 차량냉각유로
20 : 차량용배터리
30 : 집전장치
310 : 냉각패드 311 : 몸체
312 : 냉각유로 312a : 유입배관
312b : 배출배관
313 : 장착부 314a : 함몰부
315 : 밀착부재 316 : 온도센서
316a : 제1온도센서 316b : 제2온도센서
317 : 유량계 318 : 장착상태감시부
320 : 자성체 330 : 집전코일
340 : 전력변환부
40 : 급전장치
410 : 급전코일 420 : 전력변환부
430 : 외부전원
2 : 발열원
2a : 수신패드 2b : 전력소자

Claims (10)

  1. 전기자동차의 외부에 설치되는 몸체;
    상기 몸체의 내부에 구비되며, 상기 전기자동차의 냉각시스템과 연결되어 상기 냉각시스템으로부터 공급된 냉매가 유동하는 냉각유로; 및
    상기 몸체의 일면에 외부의 발열원이 탈부착 가능하도록 형성된 장착부;
    를 포함하여,
    상기 전기자동차의 냉각시스템으로부터 공급받은 냉매와의 열교환을 통하여 상기 장착부에 결합된 발열원을 냉각하는 것을 특징으로 하는 냉각패드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전기자동차의 냉각시스템으로부터 배출된 냉매가 상기 냉각유로로 유입되도록 연결된 유입배관; 및
    상기 냉각유로로부터 배출된 냉매가 상기 전기자동차의 냉각시스템으로 유입되도록 연결된 배출배관;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각패드.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 냉각패드 또는 발열원 중 적어도 하나 이상의 온도를 측정하기 위한 온도센서;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각패드.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 온도센서는 상기 냉각패드의 온도를 측정하는 제1온도센서와 상기 발열원의 온도를 측정하는 제2온도센서를 포함하는 복수로 이루어지며,
    상기 냉각패드는,
    상기 복수의 온도센서로부터 측정된 냉각패드 및 발열원의 온도를 인가받아, 상기 냉각패드와 발열원의 장착상태를 감시하는 장착상태감시부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각패드.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 냉각유로의 내부에 유동하는 냉매의 유량을 측정하기 위한 유량계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각패드.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 몸체의 일면에 결합되는 외부의 발열원과 상기 몸체의 일면 사이에 충전되어, 상기 냉각패드와 상기 외부의 발열원과의 열전도율을 향상시키는 밀착부재;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각패드.
  7. 제1항 내지 제6항 중 선택되는 어느 한 항에 있어서,
    상기 발열원은 수신패드 또는 전력소자인 것을 특징으로 하는 냉각패드.
  8. 집전장치로부터 전력을 수신받아 무선충전을 수행하는 전기자동차에 있어서,
    제1항 내지 제6항 중 선택되는 어느 한 항의 냉각패드;
    전기자동차 내부의 적어도 일부를 순회하는 차량냉각유로 및 상기 차량냉각유로와 연결되어 상기 차량냉각유로 내부를 유동하는 냉매를 냉각시키는 열교환기를 포함하는 냉각시스템;
    을 포함하며,
    상기 냉각시스템은 상기 냉각패드의 냉각유로와 연결되어, 상기 열교환기로부터 냉각된 냉매를 상기 냉각패드의 냉각유로로 유동시키는 것을 특징으로 하는 전기자동차.
  9. 제8항에 있어서,
    일면이 상기 냉각패드에 결합되는 자성체 및 상기 자성체의 타면에 구비되어, 외부로부터 인가되는 자기장에 의해 전력이 유기되는 집전코일을 포함하는 집전장치;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 집전코일로부터 유기된 전력을 변환하는 전력변환부; 및
    상기 전력변환부로부터 변환된 전력을 공급받아 충전하는 차량용배터리;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차.
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