KR102320181B1 - 수소연료 자동차용 전력변환장치 - Google Patents

수소연료 자동차용 전력변환장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102320181B1
KR102320181B1 KR1020200065308A KR20200065308A KR102320181B1 KR 102320181 B1 KR102320181 B1 KR 102320181B1 KR 1020200065308 A KR1020200065308 A KR 1020200065308A KR 20200065308 A KR20200065308 A KR 20200065308A KR 102320181 B1 KR102320181 B1 KR 102320181B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
pcb
power block
block pcb
conversion device
Prior art date
Application number
KR1020200065308A
Other languages
English (en)
Inventor
송형석
김연수
문영식
이영진
Original Assignee
영화테크(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 영화테크(주) filed Critical 영화테크(주)
Priority to KR1020200065308A priority Critical patent/KR102320181B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102320181B1 publication Critical patent/KR102320181B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H05K7/20927—Liquid coolant without phase change
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/20—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by converters located in the vehicle
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/02—Casings
    • H01F27/022—Encapsulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/02—Casings
    • H01F27/025—Constructional details relating to cooling
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/003—Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20218—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant without phase change in electronic enclosures
    • H05K7/20263—Heat dissipaters releasing heat from coolant
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

본 발명은 수소연료 자동차의 연료전지 스택의 전원을 고전압 배터리 전원으로 변환하는데 사용되는 전력변환장치에 관한 것으로서, 기존 전력변환장치의 구조를 개선하여 제품의 크기를 줄이고 전력밀도를 향상시키는데 그 목적이 있다.
이를 위하여 본 발명은, 상부 케이스(20) 및 하부 케이스(30)와, 상기 상부 케이스(20)와 하부 케이스(30) 사이에 수용되는 변환장치 조립체(10)를 포함하여 이루어져, 수소연료 자동차의 연료전지 스택의 전원을 고전압 배터리 전원으로 변환하는데 사용되는 전력변환장치에 있어서, 상기 변환장치 조립체(10)는, 상부 파워블록 PCB(11) 및 하부 파워블록 PCB(13)와, 상기 상부 파워블록 PCB(11)와 하부 파워블록 PCB(13) 사이에 구비되는 냉각장치(15)와, 커플 인덕터로 구성되어 변환장치 조립체(10)의 일측면에 구비되는 인덕터 어레이(16)와, 상기 인덕터 어레이(16)와 마주보는 타측면에 구비되는 MCU 보드(17)와, 상기 인덕터 어레이(16)와 MCU 보드(17) 사이 일측에 구비되는 버스바(18)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

수소연료 자동차용 전력변환장치{ELECTRIC POWER CONVERTER FOR HYDROGEN FUEL MOTOR VEHICLE}
본 발명은 수소연료 자동차의 연료전지 스택의 전원을 고전압 배터리 전원으로 변환하는데 사용되는 전력변환장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 변환장치 조립체의 중앙에 냉각장치를 구비하고, 상기 냉각장치의 상부 및 하부에 PCB를 조립하며, 양측면에 인덕터 어레이 및 MCU 보드를 각각 조립함으로써, 전력변환장치의 크기를 줄이고 전력밀도를 높일 수 있는 수소연료 자동차용 전력변환장치에 관한 것이다.
최근 친환경 차량으로서 수소연료 자동차가 주목을 받고 있다.
이러한 수소연료 자동차는, 연료전지 스택(Fuel Cell Stack)의 전원을 고전압 배터리 전원으로 변환하는 전력변환장치를 구비하고 있다.
도 1은 종래의 수소연료 자동차용 전력변환장치의 내부 평면도를 나타낸 것으로서, 평판상의 보드(B) 중앙에 복수의 인덕터(I)가 구비되고, 상기 인덕터(I)의 양측에는 복수의 스위칭 소자(S)가 배치된다.
또한 상기 보드(B)에는 냉각장치인 워터 쿨러(Water Cooler)(C)가 구비되어 상기 인덕터(I)와 스위칭 소자(S)들을 냉각시킨다.
여기서 상기 워터 쿨러(C) 내부를 통과하는 냉각수는, 도 1에 화살표로 도시한 바와 같이, 중앙의 인덕터(I)들을 냉각시킨 다음 양쪽으로 분기되어 양측의 스위칭 소자(S)들을 냉각시킨다.
그런데 상기한 종래의 전력변환장치는, 평판상의 보드(B)에 부품들이 배치되는 구조이므로 제품의 크기가 커지게 된다는 문제점이 있다.
최근의 제품 개발 추세는 부품의 크기를 소형화하고 전력 밀도를 높이는 데 있는데, 상기한 종래의 전력변환장치로는 이러한 요구를 충족시키기가 어렵다.
즉 종래의 평판상의 전력변환장치는, 제품의 부피를 줄이는데 한계가 있고 전력밀도를 높이기 어렵다는 문제가 있다.
또한 종래의 전력변환장치는, 냉각수가 중앙에 배치된 인덕터(I)들을 먼저 냉각시키고 이어서 양측에 배치된 스위칭 소자(S)들을 냉각시키는 구조이므로, 냉각효율이 저하된다는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허 제10-2007-0037266호(2007. 4. 4. 공개) 대한민국 등록특허 제10-1246353호(2013. 3. 25. 공고)
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 평판상의 전력변환장치의 구조를 개선하여 제품의 크기를 줄이는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 동일한 출력용량에서 부피가 작은 제품을 제조할 수있고, 전력밀도를 향상시키는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 인덕터, 상부 피씨비 및 하부 피씨비의 냉각효율을 향상시키는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 상부 케이스 및 하부 케이스와, 상기 상부 케이스와 하부 케이스 사이에 수용되는 변환장치 조립체를 포함하여 이루어져, 수소연료 자동차의 연료전지 스택의 전원을 고전압 배터리 전원으로 변환하는데 사용되는 전력변환장치에 있어서, 상기 변환장치 조립체는, 상부 파워블록 PCB 및 하부 파워블록 PCB와, 상기 상부 파워블록 PCB와 하부 파워블록 PCB 사이에 구비되는 냉각장치와, 커플 인덕터(Couple Inductor)로 구성되어 변환장치 조립체의 일측면에 구비되는 인덕터 어레이와, 상기 인덕터 어레이와 마주보는 타측면에 구비되는 MCU 보드와, 상기 인덕터 어레이와 MCU 보드 사이 일측에 구비되는 버스바를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 상부 파워블록 PCB의 상부에 상부 시그널 PCB가 더 구비되고, 상기 하부 파워블록 PCB의 하부에 하부 시그널 PCB가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 상부 파워블록 PCB 및 상부 시그널 PCB는, 하부 파워블록 PCB 및 하부 시그널 PCB와 각각 대칭되는 형상인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 냉각장치의 상면에 상부 파워블록 PCB가 조립되고, 상기 냉각장치의 하면에 하부 파워블록 PCB가 조립되며, 상기 냉각장치의 일측면에 인덕터 어레이가 옆으로 조립되고, 상기 냉각장치의 타측면에 MCU 보드가 옆으로 조립되어, 냉각수가 상기 상부 파워블록 PCB, 하부 파워블록 PCB 및 인덕터 어레이를 동시에 냉각시키는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 인덕터 어레이는, 각 인덕터가 상하로 교차되면서 직렬로 배치된 구조로서, 몰딩에 의해 일체형의 모듈로 제조되어 변환장치 조립체의 일측면에 조립되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 인덕터 어레이의 상부단자는 상부 파워블록 PCB에 연결되고, 상기 인덕터 어레이의 하부단자는 하부 파워블록 PCB에 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 MCU 보드는, 인덕터 어레이와 마주보는 측면에서 상부 시그널 PCB 및 하부 시그널 PCB와 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 상부 케이스의 상부와 하부 케이스의 하부에 히트 싱크가 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 전력변환장치 구조를 상하좌우 조립식으로 구성함으로써 제품의 크기를 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한 동일한 출력용량에서 부피를 줄일 수 있고 전력밀도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 상부 케이스 및 하부 케이스에 히트 싱크를 구비함으로써, 인덕터의 냉각효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 전력변환장치의 내부 평면도.
도 2는 본 발명에 따른 전력변환장치의 분해 사시도.
도 3은 도 2를 A-A 방향에서 바라본 도면.
도 4는 본 발명에 따른 커플 인덕터의 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 전력변환장치의 측면 조립상태를 나타낸 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 전력변환장치는, 수소연료 자동차의 연료전지 스택의 전원을 고전압 배터리 전원으로 변환하는데 사용되는 부품으로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상부 케이스(20) 및 하부 케이스(30)와, 상기 상부 케이스(20)와 하부 케이스(30) 사이에 수용되는 변환장치 조립체(10)를 포함하여 이루어진다.
여기서 상기 변환장치 조립체(10)는, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상부 파워블록 PCB(Power Block Printed Circuit Board)(11) 및 하부 파워블록 PCB(13)와, 상기 상부 파워블록 PCB(11)와 하부 파워블록 PCB(13) 사이에 구비되는 냉각장치(15)와, 커플 인덕터(Couple Inductor)로 구성되어 변환장치 조립체(10)의 일측면에 구비되는 인덕터 어레이(Inductor Array)(16)와, 상기 인덕터 어레이(16)와 마주보는 타측면에 구비되는 MCU 보드(Main Control Unit Board)(17)와, 상기 인덕터 어레이(16)와 MCU 보드(17) 사이 일측에 구비되는 버스바(Bus-bar)(18)를 포함하여 구성된다.
또한 상기 하부 케이스(30)의 측면에는 차량에의 장착을 위한 복수의 마운팅 브래킷(Mounting Bracket)(31)이 구비된다.
상기 냉각장치(15)는, 변환장치 조립체(10)의 중앙에 배치되어, 전력 변환 시 각종 스위칭(Switching) 소자 및 충방전 소자에서 발생하는 열을 냉각수를 이용하여 냉각시킨다.
상기 인덕터 어레이(16)는, 도 4에 도시된 바와 같이, DC/DC 양방향 컨버터(Converter)에서 충전과 방전 중에 발생하는 승압 또는 강압된 전압을 각각 벅크(Buck) 또는 부스트(Boost)하여 전력을 변환시킨다.
상기 인덕터 어레이(16)는, 각 인덕터가 상하로 교차되면서 직렬로 배치된 구조로서, 몰딩(Molding)에 의해 일체형의 모듈(Module)로 제조되어 변환장치 조립체(10)의 일측면에 조립된다.
즉 본 발명에 따른 인덕터 어레이(16)는, 종래와 같이 인덕터가 직선상으로 배치되는 것이 아니라(도 1 참조), 도 4에 도시된 바와 같이, 커플 인덕터가 일체형의 모듈로 구성된다.
또한 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 인덕터 어레이(16)의 상부단자(16a)는 상부 파워블록 PCB(11)에 연결되고, 상기 인덕터 어레이(16)의 하부단자(16b)는 하부 파워블록 PCB(13)에 연결된다.
상기한 구조에 의해, 인덕터 어레이(16)를 변환장치 조립체(10)의 측면에 끼워 쉽게 조립할 수 있고, 버스바(18)와도 손쉽게 연결할 수 있다.
이에 따라 변환장치 조립체의 구조가 단순화되어 크기를 줄일 수 있고 조립작업도 간편해진다.
상기 MCU 보드((Main Control Unit Board)(17)는, 인덕터 어레이(16)와 마주보는 측면에서 상부 파워블록 PCB(11), 상부 시그널 PCB(12), 하부 파워블록 PCB(13) 및 하부 시그널 PCB(14)와 연결된다.
상기 MCU 보드(17)는, 상기 PCB 들에 신호를 부여하거나 전달된 신호에 따라 동적 신호(전류, 전압 및 온도)를 피드백하여, PID((Proportional-Integral-Derivative) 제어에 의해 전력변환장치의 목표치에 맞도록 정밀하게 제어한다.
또한 상기 MCU 보드(17)는, 자동차의 제어장치와 각종 통신수단을 통해 명령 및 정보를 교신하는 역할을 한다.
상기 버스바(Bus-bar)(18)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 변환장치 조립체(10)의 입출력 전력 라인이 외부와 연결되도록 한다.
또한 본 발명은, 상기 상부 파워블록 PCB(11)의 상부에 상부 시그널 PCB(12)가 더 구비되고, 상기 하부 파워블록 PCB(13)의 하부에 하부 시그널 PCB(14)가 더 구비된다.
상기 상부 시그널 PCB(12) 및 하부 시그널 PCB(14)는, 파워블록 PCB에 장착되어 있는 FET(Field Effect Transistor) 등의 파워 스위치를 도통시키는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호 및 파워블록 PCB에서 피드백(Feedback) 신호에 의해, 각 상으로부터 유기되는 전류, 전압 및 온도신호를 수집하여 MCU 보드(17)에 전달한다.
여기서 상기 상부 파워블록 PCB(11) 및 상부 시그널 PCB(12)는, 하부 파워블록 PCB(13) 및 하부 시그널 PCB(14)와 각각 대칭되는 형상으로 구성하는 것이 바람직하다.
상기한 구조에 의해, 각 부품의 제조단가를 줄일 수 있고 상하의 구분이 없이 간편하게 조립할 수가 있다.
또한 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 냉각장치(15)의 상면에는 상부 파워블록 PCB(11)가 조립되고, 냉각장치(15)의 하면에는 하부 파워블록 PCB(13)가 조립되며, 냉각장치(15)의 일측면에는 인덕터 어레이(16)가 옆으로 조립되고, 냉각장치(15)의 타측면에는 MCU 보드(17)가 옆으로 조립된다.
상기한 조립구조에 의해 변환장치 조립체를 간편하게 조립할 수가 있다.
또한 도 2에 도시된 바와 같이, 상부 케이스(20)에 상부에는 상부 히트 싱크(Heat Sink)(21)가 구비되고, 하부 케이스(30)의 하부에는 하부 히트 싱크가 구비된다.
여기서 상기 하부 히트 싱크는, 상부 히트 싱크(21)와 어긋나는 위치에 설치되어 열이 효율적으로 방출되도록 하는 것이 바람직하다.
도 2에는 상기 상부 히트 싱크(21)가 2개로 도시되어 있지만, 히트 싱크의 갯수는 부품의 크기에 따라 적절히 가감될 수 있다.
도 1에 도시된 종래의 전력변환장치는, 인덕터(I) 및 스위칭 소자(S)들이 판상의 보드(B)에 직렬로 배치된 구조이므로, 그 크기가 커지게 된다.
또한 냉각장치(C)가 인덕터(I) 및 스위칭 소자(S)들을 동시에 냉각시키는 구조가 아니므로 냉각효율이 저하된다.
또한 종래의 전력변환장치는 냉각수를 사용하는 수냉식 냉각장치만을 구비하고 있다.
이에 비해 본 발명은, 도 5에 도시된 바와 같이, 중앙의 냉각장치(15)를 중심으로, 상면 및 하면에 PCB를 각각 조립하고, 일측면에 인덕턴스 어레이(16)를, 타측면에 MCU 보드(17)를 옆으로 끼워서 조립한다.
이에 따라 변환장치 조립체를 콤팩트하게 제조할 수 있어 부피를 줄이고 전력밀도를 높일 수가 있다.
전력밀도는 출력 대비 부피를 나타내는 수치로서, 도 1에 도시된 종래의 전력변환장치 구조에 의하면 전력밀도가 약 6.3kw/L이지만, 본 발명에 따른 전력변환장치의 구조에 의하면 전력밀도가 약 10kw/L가 된다.
상기 전력밀도(kW/L)는 동일한 출력에서의 제품의 부피를 평가하는 수치로,전력밀도가 높다는 것은 동일한 출력을 내는 제품의 부피가 적다는 것을 의미한다.
또한 본 발명은, 냉각수가 상기 상부 파워블록 PCB(11), 하부 파워블록 PCB(13), 인덕터 어레이(16)를 동시에 냉각시키는 구조이므로, 냉각 효율이 향상된다.
또한 본 발명은 수냉식 냉각장치 외에 케이스의 상부 및 하부에 히트 싱크를 더 구비함으로써 냉각효율을 더욱 향상시킬 수가 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것으로서 본 발명의 범위는 상기한 특정 실시예에 한정되지 아니한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변경이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
10: 변환장치 조립체 11: 상부 파워블록 PCB
12: 상부 시그널 PCB(Signal Printed Circuit Board)
13: 하부 파워블록 PCB 14: 하부 시그널 PCB
15: 냉각장치 15a: 냉각수 입구
15b: 냉각수 출구
16: 인덕터 어레이(Inductor Array)
16a: 상부단자 16b: 하부단자
17: MCU 보드(Main Control Unit Board)
18: 버스바(Bus-bar) 20: 상부 케이스
21: 상부 히트 싱크(Heat Sink) 30: 하부 케이스
31: 마운팅 브래킷(Mounting Bracket)
B: 보드(Board) C: 냉각장치
I: 인덕터(Inductor) S: 스위칭(Switching) 소자

Claims (8)

  1. 상부 케이스(20) 및 하부 케이스(30)와, 상기 상부 케이스(20)와 하부 케이스(30) 사이에 수용되는 변환장치 조립체(10)를 포함하여 이루어져, 수소연료 자동차의 연료전지 스택의 전원을 고전압 배터리 전원으로 변환하는데 사용되는 전력변환장치에 있어서,
    상기 변환장치 조립체(10)는,
    상부 파워블록 PCB(11) 및 하부 파워블록 PCB(13)와,
    상기 상부 파워블록 PCB(11)와 하부 파워블록 PCB(13) 사이에 구비되는 냉각장치(15)와,
    커플 인덕터(Couple Inductor)로 구성되어 변환장치 조립체(10)의 일측면에 구비되는 인덕터 어레이(16)와,
    상기 인덕터 어레이(16)와 마주보는 타측면에 구비되는 MCU 보드(17)와,
    상기 인덕터 어레이(16)와 MCU 보드(17) 사이 일측에 구비되는 버스바(18)를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소연료 자동차용 전력변환장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 파워블록 PCB(11)의 상부에 상부 시그널 PCB(12)가 더 구비되고,
    상기 하부 파워블록 PCB(13)의 하부에 하부 시그널 PCB(14)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 수소연료 자동차용 전력변환장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 상부 파워블록 PCB(11) 및 상부 시그널 PCB(12)는, 하부 파워블록 PCB(13) 및 하부 시그널 PCB(14)와 각각 대칭되는 형상인 것을 특징으로 하는 수소연료 자동차용 전력변환장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각장치(15)의 상면에 상부 파워블록 PCB(11)가 조립되고,
    상기 냉각장치(15)의 하면에 하부 파워블록 PCB(13)가 조립되며,
    상기 냉각장치(15)의 일측면에 인덕터 어레이(16)가 옆으로 조립되고,
    상기 냉각장치(15)의 타측면에 MCU 보드(17)가 옆으로 조립되어,
    냉각수가 상기 상부 파워블록 PCB(11), 하부 파워블록 PCB(13), 인덕터 어레이(16)를 동시에 냉각시키는 것을 특징으로 하는 수소연료 자동차용 전력변환장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 인덕터 어레이(16)는,
    각 인덕터가 상하로 교차되면서 직렬로 배치된 구조로서, 몰딩에 의해 일체형의 모듈로 제조되어 변환장치 조립체(10)의 일측면에 조립되는 것을 특징으로 하는 수소연료 자동차용 전력변환장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 인덕터 어레이(16)의 상부단자(16a)는 상부 파워블록 PCB(11)에 연결되고,
    상기 인덕터 어레이(16)의 하부단자(16b)는 하부 파워블록 PCB(13)에 연결되는 것을 특징으로 하는 수소연료 자동차용 전력변환장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 MCU 보드(17)는, 인덕터 어레이(16)와 마주보는 측면에서 상부 파워블록 PCB(11), 상부 시그널 PCB(12), 하부 파워블록 PCB(13) 및 하부 시그널 PCB(14)와 연결되는 것을 특징으로 하는 수소연료 자동차용 전력변환장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 케이스(20)의 상면에 상부 히트 싱크(21)가 구비되고,
    상기 하부 케이스(30)의 하면에 하부 히트 싱크가 구비되는 것을 특징으로 하는 수소연료 자동차용 전력변환장치.
KR1020200065308A 2020-05-29 2020-05-29 수소연료 자동차용 전력변환장치 KR102320181B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200065308A KR102320181B1 (ko) 2020-05-29 2020-05-29 수소연료 자동차용 전력변환장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200065308A KR102320181B1 (ko) 2020-05-29 2020-05-29 수소연료 자동차용 전력변환장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102320181B1 true KR102320181B1 (ko) 2021-11-03

Family

ID=78505045

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200065308A KR102320181B1 (ko) 2020-05-29 2020-05-29 수소연료 자동차용 전력변환장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102320181B1 (ko)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070037266A (ko) 2005-09-30 2007-04-04 엘지전자 주식회사 연료전지의 전력변환장치
JP2008301594A (ja) * 2007-05-30 2008-12-11 Panasonic Corp 電源ユニット
JP2011023635A (ja) * 2009-07-17 2011-02-03 Diamond Electric Mfg Co Ltd ブロック型電力モジュール及び電力変換装置
KR101246353B1 (ko) 2012-07-30 2013-03-25 (주)지필로스 연료전지용 전력변환장치 및 그 제어 방법
KR20150102722A (ko) * 2014-02-28 2015-09-07 가부시키가이샤 야스카와덴키 전력 변환 장치 및 차량
JP6680053B2 (ja) * 2016-04-06 2020-04-15 株式会社デンソー 駆動装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070037266A (ko) 2005-09-30 2007-04-04 엘지전자 주식회사 연료전지의 전력변환장치
JP2008301594A (ja) * 2007-05-30 2008-12-11 Panasonic Corp 電源ユニット
JP2011023635A (ja) * 2009-07-17 2011-02-03 Diamond Electric Mfg Co Ltd ブロック型電力モジュール及び電力変換装置
KR101246353B1 (ko) 2012-07-30 2013-03-25 (주)지필로스 연료전지용 전력변환장치 및 그 제어 방법
KR20150102722A (ko) * 2014-02-28 2015-09-07 가부시키가이샤 야스카와덴키 전력 변환 장치 및 차량
JP6680053B2 (ja) * 2016-04-06 2020-04-15 株式会社デンソー 駆動装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4506848B2 (ja) 半導体モジュール
JP6383408B2 (ja) コンバータ及び電力変換装置
CN101681898B (zh) 半导体元件的冷却构造
JP4396627B2 (ja) 電力変換装置
US20060120001A1 (en) Modular power supply assembly
KR102532313B1 (ko) 차량용 하이브리드 전력제어장치
US9935558B2 (en) DC-DC converter apparatus including single drive circuit board arranged at predetermined interval from metal base
CN206442252U (zh) 一种高集成电机控制器总成
JP6161550B2 (ja) 電力変換装置
CN106602798A (zh) 一种高集成电机控制器总成
JP6158051B2 (ja) 電力変換装置
JP2023527822A (ja) モータコントローラ及びこれを備えた車両
JP5273488B2 (ja) 電力変換装置
KR20220098116A (ko) Dc-dc 컨버터
CN107786070B (zh) 智能功率模块、电机控制器和车辆
KR102320181B1 (ko) 수소연료 자동차용 전력변환장치
CN206370781U (zh) 电源转换装置
JP7276554B2 (ja) 直流直流コンバータ装置
JP2018057190A (ja) 電力変換装置
KR20200126605A (ko) 전기자동차 또는 하이브리드 자동차의 전력변환장치 하우징
JP2015136225A (ja) 電力変換器
KR20190011521A (ko) 전력제어장치
JP7323001B2 (ja) 電力変換装置
CN220325528U (zh) 集成化功率控制装置和汽车
JP7323002B2 (ja) 電力変換装置

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant