KR102445836B1 - Controller integral hydrogen recirculating blower - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 모터하우징; 상기 모터하우징의 내부에 수용되는 회전축; 상기 모터하우징의 내부에 수용되며, 상기 회전축의 반경방향 외측에 배치되고, 상기 회전축을 회전시키는 모터; 상기 회전축의 상단에 결합되는 임펠러; 상기 임펠러와 모터하우징의 사이에 배치되며, 상기 모터하우징을 밀폐시키는 메인프레임; 상기 모터하우징의 하부에 설치되며, 상기 모터를 제어하는 제1제어부; 상기 메인프레임과 모터하우징의 사이에 배치되며, 열을 발생시키는 제2제어부 및 상기 임펠러를 선택적으로 가열하는 히터를 포함하고, 상기 제2제어부는, 상기 메인프레임의 하부에 배치되는 제2기판과, 상기 제2기판 상에 배치되는 발열소자와, 상기 제2기판 상에 배치되며, 히터를 제어하는 히터제어소자를 포함하는 제어기 일체형 수소재순환블로워를 제공한다.
본 발명에 따른 제어기 일체형 수소재순환블로워에 의하면, 모터, 임펠러, 히터 및 제어부가 일체화 된 구조로 구성되어 있다. 제어부(모터 및 히터제어)가 일체화 되면서 기존 HBR 모터 3상, 히터 케이블 및 모터, 히터측 커넥터가 삭제 가능하게 되어 차량 엔진룸의 공간설계 효율을 향상시킬 수 있다.The present invention, a motor housing; a rotating shaft accommodated in the motor housing; a motor accommodated in the motor housing, disposed radially outside the rotation shaft, and rotating the rotation shaft; an impeller coupled to the upper end of the rotation shaft; a main frame disposed between the impeller and the motor housing and sealing the motor housing; a first control unit installed under the motor housing and controlling the motor; It is disposed between the main frame and the motor housing and includes a second control unit for generating heat and a heater for selectively heating the impeller, wherein the second control unit includes a second substrate disposed under the main frame and , and a heating element disposed on the second substrate, and disposed on the second substrate, to provide a controller-integrated hydrogen material circulation blower comprising a heater control element for controlling the heater.
According to the controller-integrated hydrogen material circulation blower according to the present invention, the motor, the impeller, the heater and the control unit are configured in an integrated structure. As the control unit (motor and heater control) is integrated, the existing 3-phase HBR motor, heater cable and motor, and heater-side connector can be deleted, improving the space design efficiency of the vehicle engine room.
Description
본 발명은 제어기 일체형 수소재순환블로워에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 유체를 압축하여 토출하는 제어기 일체형 수소재순환블로워에 관한 것이다.The present invention relates to a controller-integrated water material circulation blower, and more particularly, to a controller-integrated water material circulation blower that compresses and discharges a fluid.
현재 개발 및 판매되고 있는 연료전지 자동차는 수소를 원료로 사용하여 스택에서 전기 화학 반응을 통해 화학 에너지를 전기에너지로 변환시키고, 모터를 통해 전기에너지를 운동에너지로 변환시켜 차량을 구동 시키는 방식의 친환경 자동차 이다. 연료전지 자동차의 스택은 내부의 막전극접합체(MEA; Membrane Electrode Assembly)에서 전기 화학 반응을 통해 전기를 생산하는 부품이다. 전기 화학 반응에 필요로 하는 양 만큼의 수소만을 공급하면 유로의 끝 부분에서는 연료 부족 현상이 발생하여 이를 방지하기 위해 연료인 수소를 과잉 공급하여 수소 공급의 안정성을 유지한다. Fuel cell vehicles currently being developed and sold use hydrogen as a raw material to convert chemical energy into electric energy through an electrochemical reaction in a stack, and convert electric energy into kinetic energy through a motor to drive the vehicle. It is a car. The stack of a fuel cell vehicle is a component that generates electricity through an electrochemical reaction in an internal Membrane Electrode Assembly (MEA). When only the amount of hydrogen required for the electrochemical reaction is supplied, a fuel shortage occurs at the end of the flow path.
스택에서는 공급수소 100% 화학 반응이 이루어 지지 않아 남은 저압/고습한 수소를 수소 재순환 블로워(HRB; Hydrogen Recirculation Blower)를 이용하여 재순환시킴으로 연료의 낭비를 감소시키고, 전기 화학 반응에 필요한 수분을 공급하고 있다. In the stack, 100% of the supplied hydrogen is not chemically reacted, so the remaining low-pressure/high-humidity hydrogen is recirculated using a hydrogen recirculation blower (HRB) to reduce fuel wastage and supply moisture required for the electrochemical reaction. have.
수소 재순환 블로워는 전 드라이빙 사이클에서 연속 구동을 해야한다. 제어기가 일체화된 구조에서는 발열부품(스위칭 소자 및 파워소자)의 발열을 효과적으로 냉각해야 할 필요가 있다. 이를 위해 발열부품을 최적으로 배치한 제어기 일체형 수소 재순환 블로워를 통해 중량저감 뿐만 아니라 부품 수 감소, 원가절감 및 추가 연비향상에 기여할 수 있다.Hydrogen recirculation blowers must run continuously throughout the entire driving cycle. In a structure in which the controller is integrated, it is necessary to effectively cool the heat generated by the heat generating parts (switching element and power element). For this, a controller-integrated hydrogen recirculation blower with optimally arranged heating components can contribute to weight reduction as well as reduction in the number of parts, cost reduction, and additional fuel economy improvement.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 모터, 임펠러, 히터 및 제어부가 일체화 된 제어기 일체형 수소재순환블로워를 제공하는데 목적이 있다.The present invention was created to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a controller-integrated hydrogen material circulation blower in which a motor, an impeller, a heater and a control unit are integrated.
본 발명은, 모터하우징; 상기 모터하우징의 내부에 수용되는 회전축; 상기 모터하우징의 내부에 수용되며, 상기 회전축의 반경방향 외측에 배치되고, 상기 회전축을 회전시키는 모터; 상기 회전축의 상단에 결합되는 임펠러; 상기 임펠러와 모터하우징의 사이에 배치되며, 상기 모터하우징을 밀폐시키는 메인프레임; 상기 모터하우징의 하부에 설치되며, 상기 모터를 제어하는 제1제어부; 상기 메인프레임과 모터하우징의 사이에 배치되며, 열을 발생시키는 제2제어부 및 상기 임펠러를 선택적으로 가열하는 히터를 포함하고, 상기 제2제어부는, 상기 메인프레임의 하부에 배치되는 제2기판과, 상기 제2기판 상에 배치되는 발열소자와, 상기 제2기판 상에 배치되며, 히터를 제어하는 히터제어소자를 포함하는 제어기 일체형 수소재순환블로워를 제공한다.The present invention, a motor housing; a rotating shaft accommodated in the motor housing; a motor accommodated in the motor housing, disposed radially outside the rotation shaft, and rotating the rotation shaft; an impeller coupled to the upper end of the rotation shaft; a main frame disposed between the impeller and the motor housing and sealing the motor housing; a first control unit installed under the motor housing and controlling the motor; It is disposed between the main frame and the motor housing and includes a second control unit for generating heat and a heater for selectively heating the impeller, wherein the second control unit includes a second substrate disposed under the main frame and , and a heating element disposed on the second substrate, and disposed on the second substrate, to provide a controller-integrated hydrogen material circulation blower comprising a heater control element for controlling the heater.
상기 제1제어부는, 상기 모터하우징의 하부에 배치되는 제1기판과, 상기 제1기판 상에 배치되며, 상기 모터를 제어하는 모터제어소자와 상기 모터하우징 하부에 배치되며, 상기 제1기판과 상기 모터제어소자를 감싸는 제어하우징을 포함할 수 있다.The first control unit may include a first substrate disposed under the motor housing, a motor control device disposed on the first substrate, a motor control device for controlling the motor, and a lower portion of the motor housing, the first substrate and It may include a control housing surrounding the motor control element.
상기 제2제어부는, 상기 메인프레임의 하부에 배치되는 제2기판과 상기 제2기판 상에 배치되며, 열이 발생하는 발열소자를 포함할 수 있다.The second control unit may include a second substrate disposed under the main frame and a heating element disposed on the second substrate and generating heat.
상기 발열소자는, 상기 제2기판의 하부에 배치될 수 있다.The heating element may be disposed under the second substrate.
상기 제2제어부는, 상기 제2기판 상에 배치되며, 히터를 제어하는 히터제어소자를 더 포함할 수 있다.The second control unit may further include a heater control element disposed on the second substrate and configured to control the heater.
상기 제2제어부는, 상기 제2기판의 반경방향 외측으로 돌출되는 돌출부와, 상기 돌출부에서 하측으로 돌출되며, 외부의 전원과 연결되는 전원핀을 포함할 수 있다.The second control unit may include a protrusion protruding outward in a radial direction of the second substrate, and a power pin protruding downward from the protrusion and connected to an external power source.
본 발명에 따른 제어기 일체형 수소재순환블로워는, 상기 모터하우징의 반경방향 외측에서 하측으로 돌출되며, 상기 전원핀이 삽입되고, 상기 제2제어부의 전원핀과 외부의 전원이 서로 연결되도록 하는 커넥터부를 더 포함할 수 있다.The controller-integrated hydrogen material circulation blower according to the present invention protrudes downward from the radially outer side of the motor housing, the power pin is inserted, and a connector part for connecting the power pin of the second control unit and the external power source to each other. may include
본 발명에 따른 제어기 일체형 수소재순환블로워에 의하면, 모터, 임펠러, 히터 및 제어부가 일체화 된 구조로 구성되어 있다. 제어부(모터 및 히터제어)가 일체화 되면서 기존 HBR 모터 3상, 히터 케이블 및 모터, 히터측 커넥터가 삭제 가능하게 되어 차량 엔진룸의 공간설계 효율을 향상시킬 수 있다.According to the controller-integrated hydrogen material circulation blower according to the present invention, the motor, the impeller, the heater and the control unit are configured in an integrated structure. As the control unit (motor and heater control) is integrated, the existing 3-phase HBR motor, heater cable and motor, and heater-side connector can be deleted, improving the space design efficiency of the vehicle engine room.
구체적으로, 본 발명에 따른 제어기 일체형 수소재순환블로워에 의하면, 메인프레임과 모터하우징의 사이에 제2제어부가 설치됨으로써, 임펠러의 회전을 통해 제2제어부의 발열소자를 효과적으로 냉각시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 임펠러가 저온일 때 수분에 의해 다른 부품에 고착되는 것을 방지하기 위하여 히터가 구비되는데, 상기 히터를 제어하는 히터제어소자가 상기 제2제어부에 구비됨으로써, 종래의 제어기 일체형 수소재순환블로워에 비해 컴팩트한 제품의 구현이 가능하다. 또한, 본 발명에 의하면, 상기 제2제어부의 발열소자를 이용하여 제품을 가열함으로써, 저온 조건에서 제품의 신뢰성을 보다 향상시킬 수 있다.Specifically, according to the controller-integrated hydrogen material circulation blower according to the present invention, since the second control unit is installed between the main frame and the motor housing, it is possible to effectively cool the heating element of the second control unit through the rotation of the impeller. In addition, according to the present invention, a heater is provided in order to prevent the impeller from adhering to other parts by moisture when it is low temperature, and a heater control element for controlling the heater is provided in the second controller, so that the conventional controller integrated It is possible to realize a more compact product compared to a hydrogen material circulation blower. In addition, according to the present invention, by heating the product by using the heat generating element of the second control unit, it is possible to further improve the reliability of the product in a low temperature condition.
도 1은 본 발명에 따른 제어기 일체형 수소재순환블로워의 사시도이다.
도 2는 도 1을 A-A선을 따라 절단한 모습을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 제2제어부의 사시도이다.1 is a perspective view of a controller-integrated hydrogen material circulation blower according to the present invention.
FIG. 2 is a view showing a state in which FIG. 1 is cut along line AA.
3 is a perspective view of the second control unit shown in FIG. 2 .
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, which is merely exemplary, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.
도 1 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 제어기 일체형 수소재순환블로워(100)는, 모터하우징(110), 회전축(111), 모터(112), 임펠러(113), 메인프레임(120), 제1제어부(130), 제1기판(131), 모터제어소자(132), 제어하우징(133), 제2제어부(140), 제2기판(141), 발열소자(142), 히터제어소자(143), 돌출부(144), 전원핀(145) 및 커넥터부(150)를 포함한다.1 and 3, the controller-integrated hydrogen
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 모터하우징(110)은, 속이 빈 형상으로 형성된다. 상기 회전축(111)과 상기 모터(112)는, 상기 모터하우징(110)의 내부에 수용된다. 상기 모터(112)는, 상기 회전축(111)의 반경방향 외측에 배치되고, 상기 회전축(111)을 회전시킨다. 상기 임펠러(113)는 상기 회전축(111)의 상단에 결합된다. 상기 메인프레임(120)은 상기 임펠러(113)와 모터하우징(110)의 사이에 배치되며, 상기 모터하우징(110)을 밀폐시킨다.1 and 2 , the
상기 제1제어부(130)는, 상기 모터(112)를 제어하는 것으로, 제1기판(131)과, 모터제어소자(132)와, 제어하우징(133)을 포함한다.The
상기 제1기판(131)은, 상기 모터하우징(110)의 하부에 배치된다. 상기 모터제어소자(132)는, 상기 제1기판(131) 상에 배치되며, 상기 모터(112)를 제어한다. 상기 제어하우징(133)은, 상기 모터하우징(110)의 하부에 배치되며, 상기 제1기판(131)과 상기 모터제어소자(132)를 감싸게 된다.The
또한, 상기 커넥터부(150)는, 상기 모터하우징(110)의 반경방향 외측에서 하측으로 돌출되며, 상기 제2제어부(140)의 전원핀(145)이 삽입되고, 상기 제2제어부(140)의 전원핀(145)과 외부의 전원(미도시)이 서로 연결된다.In addition, the
도 3을 참조하면, 상기 제2제어부(140)는, 열이 발생하는 발열소자(142)를 포함하는 것으로, 제2기판(141)과, 발열소자(142)와, 히터제어소자(143)와, 돌출부(144)와, 전원핀(145)을 포함한다.Referring to FIG. 3 , the
상기 제2기판(141)은, 상기 메인프레임(120)의 하부에 배치된다. 상기 발열소자(142)는, 상기 제2기판(141) 상에 배치된다. 상기 히터제어소자(143)는, 제2기판(141) 상에 배치되며, 히터(미도시)를 제어한다. 상기 돌출부(144)는, 상기 제2기판(141)의 반경방향 외측으로 돌출된다. 상기 전원핀(145)은, 상기 돌출부(144)에서 하측으로 돌출되며, 외부의 전원(미도시)과 연결된다.The
본 발명에 따른 제어기 일체형 수소재순환블로워(100)에 의하면, 메인프레임(120)과 모터하우징(110)의 사이에 제2제어부(140)가 설치됨으로써, 임펠러(113)의 회전을 통해 제2제어부(140)의 발열소자(142)를 효과적으로 냉각시킬 수 있다. 또한, 임펠러(113)가 저온일 때 수분에 의해 다른 부품에 고착되는 것을 방지하기 위하여 히터(미도시)가 구비되는데, 상기 히터(미도시)를 제어하는 히터제어소자(143)가 상기 제2제어부(140)에 구비됨으로써, 종래의 제어기 일체형 수소재순환블로워에 비해 컴팩트한 제품의 구현이 가능하다. 또한, 제1제어부(130)의 발열소자(미도시)와 제2제어부(140)의 발열소자(142)를 이용하여 제품을 가열함으로써, 저온 조건에서 제품의 신뢰성을 보다 향상시킬 수 있다.According to the controller-integrated hydrogen
100 : 제어기 일체형 수소재순환블로워
110 : 모터하우징 120 : 메인프레임
130 : 제1제어부 140 : 제2제어부
141 : 제2기판 142 : 발열소자
143 : 히터제어소자 144 : 돌출부
145 : 전원핀 150 : 커넥터부100: Controller-integrated hydrogen material circulation blower
110: motor housing 120: main frame
130: first control unit 140: second control unit
141: second substrate 142: heating element
143: heater control element 144: protrusion
145: power pin 150: connector part
Claims (7)
상기 모터하우징의 내부에 수용되는 회전축;
상기 모터하우징의 내부에 수용되며, 상기 회전축의 반경방향 외측에 배치되고, 상기 회전축을 회전시키는 모터;
상기 회전축의 상단에 결합되는 임펠러;
상기 임펠러와 모터하우징의 사이에 배치되며, 상기 모터하우징을 밀폐시키는 메인프레임;
상기 모터하우징의 하부에 설치되며, 상기 모터를 제어하는 제1제어부;
상기 메인프레임과 모터하우징의 사이에 배치되며, 열을 발생시키는 제2제어부 및
상기 임펠러를 선택적으로 가열하는 히터를 포함하고,
상기 제2제어부는,
상기 메인프레임의 하부에 배치되는 제2기판과,
상기 제2기판 상에 배치되는 발열소자와,
상기 제2기판 상에 배치되며, 히터를 제어하는 히터제어소자를 포함하는 제어기 일체형 수소재순환블로워.motor housing;
a rotating shaft accommodated in the motor housing;
a motor accommodated in the motor housing, disposed radially outside the rotation shaft, and rotating the rotation shaft;
an impeller coupled to the upper end of the rotation shaft;
a main frame disposed between the impeller and the motor housing and sealing the motor housing;
a first control unit installed under the motor housing and controlling the motor;
a second control unit disposed between the main frame and the motor housing and generating heat; and
A heater for selectively heating the impeller,
The second control unit,
a second substrate disposed under the main frame;
a heating element disposed on the second substrate;
A controller-integrated hydrogen material circulation blower disposed on the second substrate and including a heater control element for controlling the heater.
상기 제1제어부는,
상기 모터하우징의 하부에 배치되는 제1기판과,
상기 제1기판 상에 배치되며, 상기 모터를 제어하는 모터제어소자와
상기 모터하우징 하부에 배치되며, 상기 제1기판과 상기 모터제어소자를 감싸는 제어하우징을 포함하는 제어기 일체형 수소재순환블로워.The method according to claim 1,
The first control unit,
a first substrate disposed under the motor housing;
a motor control device disposed on the first substrate and configured to control the motor;
A controller-integrated hydrogen material circulation blower disposed under the motor housing and including a control housing surrounding the first substrate and the motor control element.
상기 발열소자는, 상기 제2기판의 하부에 배치되는 제어기 일체형 수소재순환블로워.The method according to claim 1,
The heating element is a controller-integrated hydrogen material circulation blower disposed under the second substrate.
상기 제2제어부는,
상기 제2기판의 반경방향 외측으로 돌출되는 돌출부와,
상기 돌출부에서 하측으로 돌출되며, 외부의 전원과 연결되는 전원핀을 포함하는 제어기 일체형 수소재순환블로워.The method according to claim 1,
The second control unit,
a protrusion protruding outward in a radial direction of the second substrate;
A controller-integrated hydrogen material circulation blower that protrudes downward from the protrusion and includes a power pin connected to an external power source.
상기 모터하우징의 반경방향 외측에서 하측으로 돌출되며, 상기 전원핀이 삽입되고, 상기 제2제어부의 전원핀과 외부의 전원이 서로 연결되도록 하는 커넥터부를 더 포함하는 제어기 일체형 수소재순환블로워.7. The method of claim 6,
The controller-integrated hydrogen material circulation blower further comprising a connector that protrudes downwardly from the radially outer side of the motor housing, the power pin is inserted, and the power pin of the second control unit and an external power source are connected to each other.
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JP2005002988A (en) * | 2003-05-20 | 2005-01-06 | Toshiba Tec Corp | Motor-driven blower and electric appliance equipped with motor-driven blower |
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