KR102151448B1 - 적어도 부분적으로 전기 구동되는 자동차를 위한 접촉 레일 장치 - Google Patents

적어도 부분적으로 전기 구동되는 자동차를 위한 접촉 레일 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 적어도 부분적으로 전기 구동되는 자동차(100)를 위한 접촉 레일 장치(1)에 관한 것이다. 접촉 레일 장치(1)는 전기 기계(3)를 상기 전기 기계(3)용 전력공급 장치(4)와 전기 접촉시키기 위한 적어도 하나의 버스바(2)를 포함한다. 이 경우, 버스바(2)는 온도 의존적 길이 변화의 보상을 위한 적어도 하나의 보상 휨부(5)를 포함한다.

Description

적어도 부분적으로 전기 구동되는 자동차를 위한 접촉 레일 장치{CONTACT RAIL DEVICE FOR AN AT LEAST PARTLY ELECTRICALLY DRIVEN MOTOR VEHICLE}
본 발명은 적어도 부분적으로 전기 구동되는 자동차를 위한 접촉 레일 장치에 관한 것이다. 접촉 레일 장치는 적어도 하나의 전기 기계를 상기 전기 기계용의 적어도 하나의 전력공급 장치에 전기 접촉시키기 위한 적어도 하나의 버스바(busbar)를 포함한다.
전기 또는 하이브리드 차량에서는, 상류 인버터 또는 인버터 소자와 전기 기계 사이의 접촉을 위해 규칙적으로 이른바 버스바가 사용된다. 이와 같은 버스바는 예를 들어 구리 레일 또는 구리 피스로 형성된다.
버스바는 일반적으로 온도의 영향으로 팽창되고/팽창되거나 수축된다는 단점이 있다. 그 결과, 버스바는 기계 및 상류 인버터에 기계력을 가한다.
그에 따라, 종래 기술은 매우 광범위하게 슬롯형성된 구리 레일로 구성되는 버스바를 개시하였다. 그러나, 이와 같은 버스바는 매우 비용집약적이다.
따라서, 본 발명의 목적은 전기 기계와 전기 기계용 전력공급 장치 사이의 매우 비용효율적인 동시에 신뢰성 있는 전기 접촉을 제공하는 데에 있다.
상기 목적은 청구항 제1항의 특징들을 갖는 접촉 레일 장치에 의해 달성된다. 본 발명에 따른 자동차는 청구항 제10항의 대상이다. 종속항들은 바람직한 개선들과 관련된다. 본 발명의 추가적인 이점들 및 특징들은 전반적인 설명 및 예시적인 구현예들의 설명에서 드러날 것이다.
본 발명에 따른 접촉 레일 장치는 적어도 부분적으로 전기 구동되는 자동차에 적합하며 이를 위해 설계된다. 접촉 레일 장치는 적어도 하나의 전기 기계를 이 전기 기계용의 적어도 하나의 전력공급 장치와 전기 접촉시키기 위한 적어도 하나의 버스바를 포함한다. 이 경우, 버스바는 온도 의존적 길이 변화의 보상을 위한 적어도 하나의 보상 휨부(compensation bow)를 포함한다.
본 발명에 따른 접촉 레일 장치는 다수의 이점을 제공한다. 보상 휨부를 갖는 버스바는 상당한 이점을 제공한다. 그로 인해, 온도의 영향 하에 발생하는 기계력을 상당히 감소시키거나 보상할 수 있다. 이와 같은 보상 휨부는 또한 특히 저비용으로 구현될 수 있다. 그 결과, 이와 같은 버스바는 매우 비용효율적이며 경제적이다. 보상 휨부는 버스바의 안정성 또는 강건성에 불리한 영향을 미치지 않는다는 추가적인 이점이 있다. 그러므로, 이와 같은 버스바는 매우 신뢰성이 있으며, 자동차의 보다 긴 작동 기간에 걸쳐서도 매우 신뢰성 있게 기능한다.
보상 휨부는 바람직하게는 S자형으로 형성된다. 이로써, 발생하는 기계력을 매우 효율적으로 감소시킬 수 있다. 특히, 보상 휨부는 S자 휨부로 형성되거나 적어도 하나의 이와 같은 S자 휨부를 포함한다. 이를 위해, 보상 휨부는 예를 들어 정반대의 배향으로 직접 또는 간접적으로 서로 이어지는 적어도 2개의 C자 휨부를 구비할 수 있다. 보상 휨부는 또한 U자형 및/또는 Z자형 및/또는 T자형으로 형성될 수 있다. 기계력을 감소시키기에 적합한 다른 휨부 형상도 가능하다.
보상 휨부는 보강 및/또는 안정화를 위한 적어도 하나의 추가 형상부를 구비할 수 있다. 예를 들어, 보상 휨부는 적어도 하나의 스탬핑부 및/또는 절첩 에지 및/또는 비드 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 추가 형상부는 S자형으로 형성된 보상 휨부의 2개의 C자형 휨부 사이에 배치된다.
특히 바람직하게는 버스바와 보상 휨부가 일체로 형성된다. 특히, 버스바 및 보상 휨부는 동일한 재료로 이루어지며 하나의 재료 피스로 형성된다. 이와 같은 버스바는 특히 비용효율적인 동시에 특히 강건하다. 또는, 버스바 및 보상 휨부가 각각 적어도 하나의 별개의 부품에 의해 제공되는 것도 가능하다.
보상 휨부는 적어도 하나의 굽힘 공정에 의해 제조될 수 있다. 이와 같은 제조는 특히 경제적으로 구현될 수 있다. 특히, 버스바는 보상 휨부를 제조하기 위해 적어도 한번 굽혀진다. 바람직하게, 버스바는 여러 번 굽혀진다. 보상 휨부를 제조하기 위한 다른 적절한 변형 공정도 가능하다. 예를 들어, 인발 공정 및/또는 스탬핑 공정 등이 제공될 수 있다.
버스바는 구리로 제조되는 것이 특히 바람직하다. 버스바가 구리 합금으로 제조되는 것도 마찬가지로 바람직하다. 이는 특히 전도성 전기 접촉을 제공한다. 특히, 보상 휨부도 역시 구리 또는 구리 합금으로 제조된다. 버스바 및/또는 보상 휨부는 상응하게 양호한 전도성을 갖는 다른 금속으로도 제조될 수 있다. 버스바 및/또는 보상 휨부는 다른 금속 합금으로도 제조될 수 있다.
모든 구성에서, 버스바는 중실 형태(solid form)로 형성되는 것이 특히 바람직하다. 이와 같은 버스바는 매우 저비용으로 보상 휨부를 구비할 수 있고, 예를 들어 굽혀질 수 있다. 이와 같은 버스바는 또한 전기적으로 매우 탄력적이다. 특히, 버스바는 적어도 하나의 중실 부품에 의해 제공된다. 예를 들어, 버스바는 중실 레일 및/또는 중실 로드에 의해 제공된다. 다른 프로파일 구조도 가능하다. 특히, 보상 휨부도 중실 형태로 형성된다. 특히 바람직하게 버스바는 보상 휨부와 일체로 형성된 중실 구리 부재이다. 버스바 및/또는 보상 휨부가 부분 중실 형태로 형성될 수도 있다.
전력공급 장치는 적어도 하나의 인버터 장치를 포함할 수 있거나, 그러한 인버터 장치로서 형성될 수 있다. 인버터 장치는 특히 적어도 하나의 인버터 및/또는 적어도 하나의 인버터 소자를 포함한다. 특히, 전기 기계는 접촉 레일 장치에 의해 인버터 장치에 전기적으로 연결된다. 본 발명에 따른 접촉 레일 장치는 이와 같은 접촉을 위해 특히 유리하게 사용될 수 있다. 특히, 버스바는 전기 기계와 적어도 하나의 인버터 및/또는 적어도 하나의 인버터 소자 사이의 전기 접촉을 제공한다. 인버터 장치는 특히 적어도 하나의 전기 에너지 저장부 및 바람직하게 트랙션 배터리에 연결된다.
한 바람직한 구성에서, 접촉 레일 장치는 적어도 3개의 버스바를 포함한다. 특히, 버스바들은 각각 전기 기계의 각각의 위상을 위한 전기 접촉을 제공한다. 이로써, 특히 유리한 방식으로 AC 기계를 인버터 장치에 연결할 수 있다. 이를 위해, 전기 기계는 예를 들어 3상 AC 기계로 형성된다.
버스바들은 또한 각각 적어도 하나의 보상 휨부를 구비한다. 버스바들에는 또한 상이한 또는 동일한 보상 휨부들이 구비될 수 있다. 버스바들은 또한 상이한 길이로 형성될 수 있다. 버스바들은 또한 실질적으로 동일한 길이로 형성될 수 있다. 접촉 레일 장치는 또한 4개 이상의 버스바를 포함할 수 있거나, 단 2개의 버스바만 포함할 수도 있다.
버스바는 적어도 2개의 보상 휨부를 포함할 수 있다. 버스바는 또한 복수의 보상 휨부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 버스바는 2개 이상의 S자형 보상 휨부를 포함한다. 버스바는 또한 2개 이상의 U자형 및/또는 Z자형 및/또는 C자형 보상 휨부를 포함할 수 있다. 이 경우, 보상 휨부들은 동일한 배향을 가질 수 있고/있거나 교번적인 배향으로 배치될 수 있다.
특히, 보상 휨부들의 개수 및/또는 형상은 예상되는 작동 온도 하의 종방향 범위에 매칭된다.
버스바는 특히 바람직하게는 고압선으로 형성된다.
접촉 레일 장치는 바람직하게는 버스바를 전기 기계 및/또는 전력공급 장치에 연결하기 위한 적어도 하나의 전기 연결 장치를 포함한다. 전기 연결 장치는 또한 버스바를 적어도 하나의 추가적인 버스바 및/또는 버스 및/또는 분배기 레일 및/또는 여타의 적절한 접촉 레일에 연결하도록 형성될 수 있다. 접촉 레일 장치는 적어도 하나의 버스 및/또는 분배기 레일 및/또는 접촉을 위해 구비된 여타의 레일 장치를 포함할 수 있다.
전기 기계는 특히 전기 모터로 형성되거나 적어도 하나의 이와 같은 전기 모터를 포함한다. 전기 기계는 특히 자동차의 구동부를 위해 구비된다. 전기 기계는 또한 예를 들어 회수(recuperation)를 위한 발전기로 구현될 수도 있다. 전기 기계는 또한 발전기로 형성되거나 적어도 하나의 이와 같은 발전기를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 자동차는 적어도 부분적으로 전기 구동된다. 이 자동차는 적어도 하나의 전기 기계 및 상기 전기 기계를 위한 적어도 하나의 전력공급 장치를 포함한다. 자동차는 전기 기계를 전력공급 장치와 전기 접촉시키기 위한 적어도 하나의 버스바를 포함한다. 이 경우, 버스바는 온도 의존적 길이 변화의 보상을 위한 적어도 하나의 보상 휨부를 포함한다.
본 발명에 따른 자동차는 또한 다수의 이점을 제공한다. 본 발명에 따른 자동차는 비용효율적이며 신뢰성 있는 전기 구동부를 제공한다.
본 발명에 따른 자동차는 특히 전술한 바와 같은 접촉 레일 장치를 포함한다.
자동차는 특히 전기 차량 및/또는 하이브리드 차량으로 형성된다. 여기서, 전기 기계는 특히 자동차를 위한 구동부의 역할을 한다. 특히, 전력공급 장치, 바람직하게 인버터 장치가 전기 기계에 배치되며 특히 이에 고정된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 전력공급 장치가 다른 부분에 고정될 수 있다.
본 발명의 추가적인 이점들 및 특징들은 첨부 도면을 참조하여 이하에 논의되는 예시적인 구현예에서 드러난다.
도 1은 본 발명에 따른 접촉 레일 장치를 구비한 자동차의 매우 개략적인 도면을 도시한다.
도 2는 상부에서 비스듬히 바라본, 본 발명에 따른 접촉 레일 장치의 개략적인 사시도를 도시한다.
도 1은, 여기서는 전기 차량(103)으로 형성된 자동차(100)에 사용되는 본 발명에 따른 접촉 레일 장치(1)를 도시한다.
접촉 레일 장치(1)는 이 경우 3개의 버스바(2)를 포함한다. 여기에 도시된 버스바들(2)은 정확한 비율로 도시된 것이 아니며, 보다 나은 예시를 위해 매우 확대된 방식으로 도시된 것이다. 버스바들(2)은 각각의 경우 전기 기계(3)를 전력공급 장치(4)에 접촉시키기 위한 고압선(12)의 역할을 한다.
전기 기계(3)는 여기서 전기 차량(103)의 구동부(101)의 역할을 하는 전기 모터(23)로 형성되었다. 이 경우, 전기 모터(23)의 하류에 변속 장치(102)가 연결되어 있다. 구동부(101)에 에너지를 공급하기 위해 트랙션 배터리(104)로 형성된 전기 에너지 저장부가 구비된다.
전력공급 장치(4)는 이 경우 하나 이상의 인버터 소자(24)를 구비한 인버터 장치(14)이다. 여기서, 인버터 장치(14)는 트랙션 배터리(104)에 의해 공급되는 DC 전압을 AC 전압으로 변환하는 역할을 한다. 인버터 장치(14)는 여기서 전기 기계에 고정되어 있다.
여기에 도시된 구성에서, 전기 기계(3)는 예를 들어 3상 AC 기계로 형성된다. 이를 위해, 기계(3)의 각각의 위상(13)이 각자의 버스바(2)에 접촉된다. 버스바들은 인버터 장치(14)의 대응하는 연결부들에 접촉된다.
자동차(100) 또는 기계(3)의 작동 상황에 따라, 버스바들(2)은 상이한 온도를 갖는다. 버스바들(2)은 온도의 영향으로 인해 팽창 및 수축될 수 있다. 그 결과, 버스바들(2)은 접촉된 부품들에 기계력을 가한다. 상기 기계력을 감소시키기 위해, 이 경우, 버스바들(2)에는 각각 하나의 보상 휨부(5)가 구비된다. 보상 휨부(5)는 여기서 S자 휨부(15)로 형성되어 있다.
도 2는 본 발명에 따른 접촉 레일 장치(1)의 버스바(2)를 보다 상세히 도시한다. 여기서, 버스바(2)는 S자 휨부(15)로 형성된 보상 휨부(5)를 포함한다.
여기서, 버스바(2)는 중실형 구리 부재(32)로 형성되어 있다. 보상 휨부(5)는 이 경우 중실형 구리 부재(32)와 동일한 재료 피스로 형성되어 있다. 보상 휨부(5)를 제조하기 위해, 버스바(2)는 예를 들어 상응하는 변형 공정에 의해 변형되고, 예를 들어 굽혀진다.
S자 휨부(15)는 이 경우 정반대로 배향된 C자 휨부(45)에 의해 제공된다. 여기서, 보상 휨부(5)에는 C자 휨부들(45) 사이에 추가 형상부(35)가 구비된다. 추가 형상부(35)는 예를 들어 절첩 에지로 형성된다.
여기서, 버스바(2)의 일 단부에 전기 연결 장치(22)가 구비된다. 상기 전기 연결 장치는 예를 들어 버스바(2)를 전기 기계 및/또는 전력공급 장치(4)에 연결하는 역할을 한다. 연결 장치(22)는 여기서 리세스 또는 관통 홀로 형성되어 있다. 다른 유형의 연결 장치(22)도 가능하다.
여기에 도시된 버스바(2)의 영역에서 타측 단부는 상세히 도시되지 않았다. 이 단부에도 적어도 하나의 연결 장치(22)가 구비될 수 있다.

Claims (10)

  1. 적어도 하나의 전기 기계(3)를 이 전기 기계(3)를 위한 적어도 하나의 전력공급 장치(4)에 전기 접촉시키기 위한 복수의 버스바들(2)을 구비한, 적어도 부분적으로 전기 구동되는 자동차(100)를 위한 접촉 레일 장치(1)에 있어서,
    각각의 버스바(2)의 일 단부에는 각각의 버스바(2)를 적어도 하나의 전기 기계(3) 및/또는 적어도 하나의 전력공급 장치(4)에 연결하는 전기 연결 장치(22)가 구비되고,
    각각의 버스바(2)는 온도 의존적 길이 변화의 보상을 위한 적어도 2개의 보상 휨부들(5)을 포함하며,
    상기 복수의 버스바들(2)은 상이한 길이를 갖고 상기 적어도 2개의 보상 휨부들(5)은 적어도 하나의 전력공급 장치(4)에 대하여 버스바들(2)의 길이를 따라 상이한 위치들에 배치되고,
    상기 적어도 2개의 보상 휨부들(5)은 S자 휨부(15)로 형성되고,
    상기 S자 휨부(15)는 정반대로 배향되는 적어도 2개의 C자 휨부들(45) 및 C자 휨부들(45) 사이에 배치되는 추가 형상부(35)를 포함하며,
    상기 적어도 2개의 보상 휨부들(5)은 상기 전기 연결 장치(22)에 인접하여 배치되는 것을 특징으로 하는, 접촉 레일 장치(1).
  2. 제1항에 있어서, 각각의 버스바(2)에 대하여, 버스바(2)와 적어도 2개의 보상 휨부들(5)이 일체로 형성되는, 접촉 레일 장치(1).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 보상 휨부(5)는 적어도 하나의 굽힘 공정에 의해 제조되는, 접촉 레일 장치(1).
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 버스바(2)는 구리 또는 구리 합금으로 제조되는, 접촉 레일 장치(1).
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 버스바(2)는 중실 형태로 형성되는, 접촉 레일 장치(1).
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 전력공급 장치(4)는 적어도 하나의 인버터 장치(14)를 포함하는, 접촉 레일 장치(1).
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 접촉 레일 장치는 적어도 3개의 버스바(2)를 포함하고, 상기 버스바들(2)은 각각 상기 전기 기계(3)의 위상(13)을 위한 전기 접촉을 제공하는, 접촉 레일 장치(1).
  8. 삭제
  9. 적어도 하나의 전기 기계(3) 및 상기 전기 기계(3)를 위한 적어도 하나의 전력공급 장치(4); 그리고 전기 기계(3)를 전력공급 장치(4)와 전기 접촉시키기 위한 복수의 버스바들(2)을 구비한 적어도 하나의 접촉 레일 장치(1);를 포함하는, 적어도 부분적으로 전기 구동되는 자동차(100)에 있어서,
    각각의 버스바(2)의 일 단부에는 각각의 버스바(2)를 적어도 하나의 전기 기계(3) 및/또는 적어도 하나의 전력공급 장치(4)에 연결하는 전기 연결 장치(22)가 구비되고,
    각각의 버스바(2)는 온도 의존적 길이 변화의 보상을 위한 적어도 2개의 보상 휨부들(5)을 포함하며,
    상기 복수의 버스바들(2)은 상이한 길이를 갖고 상기 적어도 2개의 보상 휨부들(5)은 적어도 하나의 전력공급 장치(4)에 대하여 버스바들(2)의 길이를 따라 상이한 위치들에 배치되고,
    상기 적어도 2개의 보상 휨부들(5)은 S자 휨부(15)로 형성되고,
    상기 S자 휨부(15)는 정반대로 배향되는 적어도 2개의 C자 휨부들(45) 및 C자 휨부들(45) 사이에 배치되는 추가 형상부(35)를 포함하며,
    상기 적어도 2개의 보상 휨부들(5)은 상기 전기 연결 장치(22)에 인접하여 배치되는 것을 특징으로 하는, 자동차(100).
  10. 삭제
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