KR102469211B1

KR102469211B1 - 쿨링 및 클리닝 공조를 구비하는 전기자동차 급속충전기

Info

Publication number: KR102469211B1
Application number: KR1020210105324A
Authority: KR
Inventors: 이효영; 허석배
Original assignee: (주)클린일렉스
Priority date: 2021-08-10
Filing date: 2021-08-10
Publication date: 2022-11-22

Abstract

본 발명은 쿨링 및 클리닝 공조를 구비하는 전기자동차 급속충전기를 개시하는 것으로, 본 발명의 전기자동차 급속충전기는, 내부에 수용 공간을 형성하면서 전방과 후방이 개방되는 하우징, 상기 하우징 내부의 상기 수용 공간을 전방 공간과 후방 공간으로 분리하면서 장착슬롯을 형성하는 분리벽, 상기 하우징의 상기 전방 공간을 개폐하도록 결합되며, 공기 유입구를 갖는 전방 도어, 상기 분리벽의 상기 장착슬롯에 결합되는 파워모듈, 상기 파워모듈에 결합되어 상기 전방 공간의 공기를 상기 파워모듈을 통과시켜 상기 후방 공간으로 이동시키는 제 1 쿨링모듈, 상기 하우징의 상기 후방 공간을 개폐하도록 결합되며, 공기 배출구를 갖는 후방 도어, 상기 후방 공간 내에 설치되어 온도를 감지하는 센서모듈, 상기 후방 도어의 공기 배출구 전면에 설치되고, 상기 센서모듈에서 감지되는 상기 후방 공간 내의 온도가 소정의 범위에 해당하는 경우 상기 후방 공간 내부의 공기를 외부로 배출시키는 제 2 쿨링모듈, 및, 상기 전방 공간 또는 상기 후방 공간에 설치되어 충전기의 구동을 제어하는 제어모듈을 포함한다.

Description

쿨링 및 클리닝 공조를 구비하는 전기자동차 급속충전기{Electric vehicle fast charger equipped with cooling and cleaning air conditioning}

본 발명은 쿨링 및 클리닝 공조를 구비하는 전기자동차 급속충전기를 개시한다.

자동차는 휘발유나 경유 또는 가스 등과 같은 화석연료를 연소시킬 경우에 발생되는 에너지로 엔진 등과 같은 동력 부하를 구동시켜 주행하는 것이다.

최근 화석연료의 고갈 문제와 과다 사용으로 인한 대기 환경오염 문제가 심각해짐에 따라 재생 가능한 신재생 에너지의 사용과 친환경적인 운송수단에 대한 연구와 개발이 활발하게 이루어지고 있다.

친환경 운송수단 중 전기자동차는 운행 중에 대기오염 물질을 전혀 배출하지 않고 소음 공해 등을 유발하지 않으므로, 전세계 자동차 메이커들이 앞다투어 전기자동차 시장에 출시하고 있다. 또한, 세계 각국은 이러한 친환경 전기자동차의 보급과 원활한 이용을 위하여 전기자동차 충전시스템의 개발과 설치를 위해 노력하고 있다.

한편, 전기자동차는 1 회 충전으로 수백 Km 이상의 주행거리를 확보하려면 배터리의 용량이 증가하게 되고, 대용량의 배터리를 단시간에 충전시기키 위해서는 수백 Kw 급의 급속충전기가 필요하다. 이와 같이 최근의 전기자동차는 1회 충전에 따른 주행거리와, 그에 따라 전기자동차를 충전하는 시간이 화두가 되고 있다.

이러한 추세에 대응하여 수백 Kw 급의 급속충전기가 널리 보급되고 있으며, 급속충전기는 고출력으로 구동됨에 따라 내부 발열 문제가 나타나므로 충전기 내부를 효율적으로 냉각시킬 필요가 있다.

이를 위하여 한국공개실용신안 20-2012-0005070호에는 냉각 성능을 향상시키고자 하는 '전기자동차의 급속충전장치'를 소개하고 있다. 상기 선행문헌의 전기자동차 급속충전장치는 배기부가 케이싱의 내측 하부에서 수직 외측으로 향하도록 배치되어 고온의 열풍을 외부로 배출하도록 구성되고, 케이싱의 양측 입구에 망부재가 결합되는 구성을 특징으로 한다. 상기 전기자동차 급속충전장치는 배기부가 외부로 돌출되지 않아 설치 공간을 줄일 수 있으며, 외부 이물질이 유입되지 않아 이물질로부터 손상이나 피해를 방지하는 효과를 나타낸다.

그러나 상기 선행문헌의 전기자동차 급속충전장치는 냉각을 위한 공기가 상하 방향으로 이동하므로 공기의 흐름이 원활하기 못하여 냉각의 효율성에 한계를 나타내는 단점이 있다.

또한, 선행문헌의 전기자동차 급속충전장치는 케이싱 내부에서 다른 발열성의 부품들에 의하여 1차 가열된 공기로 파워모듈을 냉각하므로 파워모듈의 냉각 효율이 저하되는 단점이 있다.

또한, 선행문헌의 전기자동차 급속충전장치는 양측의 공기 출입구 영역에 결합되는 망부재가 단순한 이물질의 유입만 차단하도록 구성되어 도로변이나 해안가 등과 같이 환경이 열악한 곳에 설치되는 경우 미세먼지나 염분 등의 유입을 차단할 수 없어 케이싱 내부의 클리닝 상태를 유지하는데도 한계가 있다.

한국공개실용신안 20-2012-0005070호(전기자동차의 급속충전장치)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 제안된 것으로, 급속충전기를 구성하는 하우징 내부에서 효율적인 냉각이 이루어질 수 있는 공기 흐름의 유로를 형성하는 전기자동차 급속충전기를 제공하는 것을 과제로 한다.

또한, 본 발명은 냉각을 위한 유로 공간에 발열 특성에 따른 부품을 효율적으로 배치하여 냉각 효과를 향상시킬 수 있는 전기자동차 급속충전기를 제공하는 것을 과제로 한다.

또한, 본 발명은 외부로부터 이물질의 유입을 완전히 차단함과 동시에 미세먼지나 염분 등의 유입도 차단하여 급속충전기 내부의 클리닝 상태를 최적으로 유지할 수 있는 전기자동차 급속충전기를 제공하는 것을 과제로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 전기자동차 급속충전기는, 내부에 수용 공간을 형성하면서 전방과 후방이 개방되는 하우징, 상기 하우징 내부의 상기 수용 공간을 전방 공간과 후방 공간으로 분리하면서 장착슬롯을 형성하는 분리벽, 상기 하우징의 상기 전방 공간을 개폐하도록 결합되며, 공기 유입구를 갖는 전방 도어, 상기 분리벽의 상기 장착슬롯에 결합되는 파워모듈, 상기 파워모듈에 결합되어 상기 전방 공간의 공기를 상기 파워모듈을 통과시켜 상기 후방 공간으로 이동시키는 제 1 쿨링모듈, 상기 하우징의 상기 후방 공간을 개폐하도록 결합되며, 공기 배출구를 갖는 후방 도어, 상기 후방 공간 내에 설치되어 온도를 감지하는 센서모듈, 상기 후방 도어의 공기 배출구 전면에 설치되고, 상기 센서모듈에서 감지되는 상기 후방 공간 내의 온도가 소정의 범위에 해당하는 경우 상기 후방 공간 내부의 공기를 외부로 배출시키는 제 2 쿨링모듈, 및, 상기 전방 공간 또는 상기 후방 공간에 설치되어 충전기의 구동을 제어하는 제어모듈을 포함한다.

또한, 상기 전방 도어의 상기 공기 유입구 후면에 설치되어 유입되는 공기에 포함된 염분을 제거하는 필터모듈을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 전방 도어는, 디스플레이 패널과 컨트롤 보드로 이루어지는 사용자 조작패널이 일 측에 결합되고, 상기 디스플레이 패널과 컨트롤 보드는 스페이서에 의하여 서로 이격되면서 그 사이에 공기가 흐르는 패널 냉각 유로를 형성할 수 있다.

또한, 상기 센서모듈은 상기 전방 공간 내에 더 설치되고, 상기 제 2 쿨링모듈은 상기 전방 공간의 상기 센서모듈에서 감지되는 온도가 소정의 범위에 해당하는 경우에도 구동될 수 있다.

또한, 상기 파워모듈은 소정 크기의 출력을 갖는 단위모듈로 구성되고, 상기 장착슬롯은 단위모듈의 상기 파워모듈이 결합되는 복수개의 슬롯으로 구성되며, 상기 장착슬롯에 결합되는 상기 파워모듈의 수에 따라 전체 출력을 설정하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 파워모듈이 결합되지 않는 빈 장착슬롯에는 더미모듈이 결합될 수 있다.

또한, 상기 더미모듈의 적어도 일부는 제 1 쿨링모듈로 구성될 수 있다.

본 발명은 하우징 내부 공간이 전방과 후방으로 분리되어, 하우징 내부로 유입된 공기가 곧바로 파워모듈을 통과하고, 파워모듈을 통해서만 공기의 흐름이 이루어지므로, 발열 현상이 심한 파워모듈에서 신속한 냉각이 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명은 하우징 내부의 전방 공간과 후방 공간에 발열 특성을 고려한 다양한 제어모듈을 배치함으로써, 우수한 냉각 효율을 나타낼 수 있다.

또한, 본 발명은 후방 도어에 쿨링모듈이 추가되어 하우징 내부의 온도에 따라 공기를 강제로 배출함으로써, 냉각의 효율성을 극대화할 수 있다.

또한, 본 발명은 야외의 열악한 환경에 설치되더라도 직사광에 의한 조작패널의 발열 문제를 최소로 할 수 있고, 염분이나 미세먼지의 유입을 차단하여 이들에 의한 내부 손상이나 오동작을 방지할 수 있다.

도 1은 본 실시예의 전기자동차 급속충전기를 나타낸 사시도,
도 2는 본 실시예의 전기자동차 급속충전기의 내부 구조를 개략적으로 나타낸 A-A 방향 단면도,
도 3은 본 실시예의 전기자동차 급속충전기의 내부 구조를 개략적으로 나타낸 B-B 방향 단면도.

본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 바람직한 실시예들에 의해 명확해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 살펴보기로 한다.

후술되는, 본 실시예의 차이는 상호 배타적이지 않은 사항으로 이해되어야 한다. 즉 본 발명의 기술 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서, 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은, 일 실시예에 관련하여 다른 실시예로 구현될 수 있으며, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 변경될 수 있음이 이해되어야 하며, 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이, 면적 및 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 본 실시예의 설명에 있어서, 일 측, 타 측, 제 1, 제 2, 내, 외, 전, 후 등과 같은 표현은 상대적인 위치나 방향, 순서를 나타내는 것으로, 기술적 의의가 사전적 의미에 구속되는 것은 아니라 할 것이다.

도 1은 본 실시예의 전기자동차 급속충전기를 나타낸 사시도이고, 도 2 및 도 3은 본 실시예의 전기자동차 급속충전기의 내부 구조를 개략적으로 나타낸 단면도로서 각각 A-A 방향 및 B-B 방향의 단면을 도시하였다.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예의 전기자동차 급속충전기는 하우징(100)과, 하우징(100)의 내부 공간을 전후방 공간으로 분리하는 분리벽(110)과, 하우징(100)의 전방에 연결되어 내부를 개폐하는 전방 도어(200)와, 하우징(100)의 후방에 연결되어 내부를 개폐하는 후방 도어(300)와, 전방 도어(200)의 일 측 상부에 형성되는 사용자 조작패널(210)과, 전방 도어(200)의 일 측 하부에 형성되는 필터모듈(220)과, 분리벽(110)의 상부에 결합되는 파워모듈(400)과, 파워모듈 전방에 결합되는 제 1 쿨링모듈(410)과, 후방 도어(300)의 일 측 상부에 결합되는 제 2 쿨링모듈(420)과, 하우징(100)의 후방 공간에 설치되는 센서모듈(430)과, 분리벽(110)의 하부에 결합되는 제어모듈(500)을 포함한다.

하우징(100)은 전기자동차 급속충전기의 외부 본체를 형성하는 케이스로서, 전후방이 개방되는 육면체 형상을 이룬다. 하우징(100)은 내부에 각종 부품을 수용하는 공간을 형성하며, 부품들의 무게에 충분히 견딜 수 있는 금속 소재로 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 하우징(100)은 전방과 후방은 수용 공간 내부에 각종 부품을 조립하기 위한 작업을 진행할 수 있도록 개방되며, 개방되는 전면과 후면에는 각각 전방 도어(200)와 후방 도어(300)가 개폐 가능하도록 결합된다.

또한, 하우징(100)은 계통전력 케이블(120)이 인입되기 위하여 개방되는 케이블 인입구가 필수적으로 형성되며, 케이블 인입구는 하우징(100)의 하면 플레이트에 형성된다. 하우징(100)은 계통전력 케이블(120)이 인입된 후 내외부가 차폐되도록 밀봉재(121)에 의하여 밀봉되며, 밀봉재(121)로는 우레탄 폼 등이 이용될 수 있다. 일반적으로 케이블 인입구를 통하여 계통전력 케이블(120)이 인입될 때 케이블 인입구는 밀폐되지 않으므로 하우징(100)의 내부 공간은 작은 틈새로 인하여 외부와 연통된다. 따라서 케이블 인입구의 틈새를 통하여 외부의 이물질이 하우징(100) 내부로 유입될 수 있으며, 이물질은 내부의 부품을 손상시킬 우려가 있으므로 밀봉재(121)를 이용하여 이물질의 유입을 차단하도록 구성된다.

또한, 하우징(100)은 일 측부에 전기자동차 충전 전력을 공급하는 충전 케이블(130)을 결합시킨다.

분리벽(110)은 하우징(100)의 내부 공간을 전방 공간(100a)과 후방 공간(100b)으로 분리하는 구성으로, 하우징(100)의 전후 방향에 수직하는 방향의 양 측면을 연결하는 플레이트로 구성된다. 분리벽(110)은 상부에 파워모듈(400)을 장착하기 위한 장착슬롯(111)을 구비하며, 장착슬롯(111)은 파워모듈(400)을 모듈 단위로 수용할 수 있는 복수의 슬롯으로 구성된다. 따라서 분리벽(110)은 상부에 파워모듈(400)이 장착되는 위치 즉, 장착슬롯(111)을 제외한 모든 영역에서 하우징(100) 내부의 공간을 차폐하여 장착슬롯(111)을 통해서만 전방 공간(100a)에서 후방 공간(100b)으로 공기의 흐름이 이루어질 수 있도록 유도한다.

전방 도어(200)는 하우징(100)의 전방 공간(100a)을 개폐하는 구성으로, 힌지 구조로 하우징(100)에 결합될 수 있다. 전방 도어(200)는 전면 상부에 조작패널(210)을 결합시키고, 전면 하부에는 공기 유입구(201)가 형성되면서 필터모듈(220)을 결합시킨다. 공기 유입구(201)는 빗물이나 외부 이물질의 유입을 방지할 수 있도록 외측이 하향 구조를 이루는 복수의 슬릿 구조를 이룰 수 있으며, 내측에는 망부재(미도시)를 구비할 수 있다.

또한, 전방 도어(200)는 충전 케이블(1310)의 커넥터(131)가 거치되는 커넥터 거치대(202)를 구비할 수 있다.

이러한 전방 도어(200)는 닫힌 상태에서 하우징(100)의 전방 공간(100a)을 밀폐하며, 이를 위하여 전방 도어(200)와 하우징(100) 사이에는 패킹 부재(미도시)가 구비될 수 있다. 따라서 전방 도어(200)는 닫힌 상태에서 공기 유입구(201)를 통해서만 하우징(100) 내부로 공기가 유입된다. 공기 유입구(201)는 전방 도어(200)에 형성되는 구성을 예시하였으나, 전방 공간(100a) 내에서 하우징(100)의 측면부에 형성되는 구성도 가능하다.

후방 도어(300)는 하우징(100)의 후방 공간(100b)을 개폐하는 구성으로, 힌지 구조로 하우징(100)에 결합될 수 있다. 후방 도어(300)는 배면 상부에 공기 배출구(301)를 형성하면서 제 2 쿨링모듈(420)을 결합시킨다. 공기 배출구(301)는 빗물이나 외부 이물질의 유입을 방지할 수 있도록 외측이 하향 구조를 이루는 복수의 슬릿 구조를 이룰 수 있으며, 내측에는 망부재(미도시)를 구비할 수 있다. 공기 배출구(301)는 후방 도어(200)에 형성되는 구성을 예시하였으나, 후방 공간(100b) 내에서 하우징(100)의 측면부에 형성되는 구성도 가능하다.

또한, 후방 도어(300)는 닫힌 상태에서 하우징(100)의 후방 공간(100b)을 밀폐하며, 이를 위하여 후방 도어(300)와 하우징(100) 사이에는 패킹 부재(미도시)가 구비될 수 있다.

조작패널(210)은 전방 도어(210)에 부착되어 전기자동차 충전을 위한 사용자 명령을 입력받는다. 조작패널(210)은 사용자 명령 입력과 영상 디스플레이가 가능한 터치형 디스플레이 패널(211) 및 디스플레이 패널(211)을 구동하는 컨트롤 보드(212)를 포함한다. 디스플레이 패널(211)은 전방 도어(200)에서 외부로 노출되도록 결합되며, 컨트롤 보드(212)는 전방 도어(200) 내부에서 디스플레이 패널(211)의 배면에 결합된다. 이때, 컨트롤 보드(212)은 스페이서를 이용하여 디스플레이 패널(211)과 소정 간격 이격되도록 결합되어 디스플레이 패널(211)과 컨트롤 보드(212) 사이에 공기의 흐름을 유도하는 패널 냉각 유로(213)를 형성한다.

전기자동차 급속충전기는 일반적으로 휴게소 주차장과 같이 야외 환경에 설치된다. 이때, 외부로 노출된 디스플레이 패널(211)은 직사광 등에 의하여 쉽게 과열되므로 외부로부터 받는 열을 신속히 방출할 필요가 있다. 따라서, 디스플레이 패널(211)과 컨트롤 보드(212)는 하우징(100) 내부에서 패널 냉각 유로(213)를 형성함으로써, 공기가 패널 냉각 유로(213)를 통과하면서 디스플레이 패널(211)을 신속히 냉각시킬 수 있다. 이때, 디스플레이 패널(211)의 배면에는 효율적인 열 전달을 위한 방열 핀(미도시)이 더 결합될 수 있다.

필터모듈(220)은 공기 유입구(201)를 통하여 유입될 수 있는 염분과 미세먼지를 차단하는 구성이다. 전기자동차 급속충전기는 야외 환경에 주로 설치되며 해안가 등에도 설치된다. 이와 같이 전기자동차 급속충전기가 설치되는 주변 환경은 빗물이나 이물질뿐만 아니라 염분이나 미세먼지로부터 손상이나 오작동의 위협을 받을 수 있다.

필터모듈(220)은 염분과 미세먼지의 유입을 차단하여 급속충전기의 손상이나 오동작을 방지하고 내구성을 향상시킨다. 이를 위한 필터모듈(220)은 염해제거필터로 구성되며, 일 예로, ASHRAE((American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers) 90% 이상의 염해제거필터가 적용될 수 있다.

파워모듈(400)은 전기자동차에 충전전력을 공급하는 구성으로, 소정의 출력을 갖는 단위모듈로 구성될 수 있다. 일 예로, 파워모듈(400)은 50KW의 출력을 갖는 단위모듈로 구성될 수 있으며, 다수의 파워모듈(400)을 이용하여 수백 KW급 출력의 급속충전기를 구현한다.

파워모듈(400)은 분리벽(110)의 상부에 마련되는 장착슬롯(111)에 결합되며, 급속충전기의 전체 출력 용량에 따라 가로 및 세로 방향으로 다단 구조로 장착될 수 있다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 장착슬롯(111)은 2행 및 4열 구조로 총 8개의 파워모듈(400)이 장착되도록 구성될 수 있으며, 장착슬롯(111)에는 급속충전기의 전체 출력량에 따라 필요한 수의 파워모듈(400)이 장착된다. 일 예로, 파워모듈(400)이 50KW 출력의 단위모듈로 구성되고, 장착슬롯(111)이 2행 4열 구조의 8개 슬롯으로 구성되는 경우 최소 50KW 급에서 최대 400KW 급의 출력을 갖는 급속충전기를 구현할 수 있다. 이와 같이 파워모듈(400)이 소정의 출력을 갖는 단위모듈로 구성되고, 장착슬롯(111)이 복수개로 구성됨으로써, 적정 수의 파워모듈을 조합하여 필요에 따라 소정의 전체 출력을 갖는 급속충전기를 쉽게 구현할 수 있다.

또한, 파워모듈(400)이 장착되지 않는 빈 영역의 장착슬롯(111)에는 더미모듈(400')이 장착될 수 있다. 더미모듈(400')은 장착슬롯(111) 영역에서 전방 공간(100a)과 후방 공간(100b)을 차단하여 공기가 파워모듈(400)을 통해서만 흐를 수 있도록 하고, 공기가 후방 공간(100b)에서 다시 전방 공간(100a)으로 흐르는 역류를 방지한다. 따라서 하우징 내부의 전방 공간(100a)에서 후방 공간(100b)으로 공기가 흐를 때 모든 공기는 파워모듈(400)을 통과하는 일 방향으로 흐르면서 파워모듈(400)의 열을 흡수하므로 쿨링이 효율적으로 이루어지도록 한다.

또한, 더미 모듈(400')의 일부는 제 1 쿨링모듈(410)로 구성될 수 있다. 따라서 필요에 따라 파워모듈(400)을 통과하는 공기량을 조절할 수 있으며, 일부의 공기는 후방 공간(100b)으로 바로 이동시켜 후방 공간(100b)에 설치되는 제어모듈(500)의 냉각 효율성을 향상시킬 수 있다.

제 1 쿨링모듈(410)은 파워모듈(400)의 전단에 결합되어 파워모듈(400)을 냉각시킨다. 제 1 쿨링모듈(410)은 통상의 쿨링 팬으로 구성되며, 파워모듈(400)의 구동과 동시에 구동한다. 제 1 쿨링모듈(410)의 구동으로 하우징(100) 외부의 공기가 필터모듈(220)을 통하여 전방 공간(100a)으로 유입되고, 동시에 파워모듈(400)을 통과하여 후방 공간(100b)으로 이동하면서 파워모듈(400)을 냉각한다. 이때, 전방 공간(100a)과 후방 공간(100b)은 분리벽(110)에 의하여 분리되어 있으므로, 하우징(100) 내부로 유입되는 공기는 전방 공간(100a)에서 와류 현상 없이 곧바로 파워모듈(400)을 통과하게 된다. 따라서 하우징(100) 내부로 유입되는 공기는 신속히 파워모듈(400)을 냉각하게 되어 냉각의 효율성이 크게 향상된다.

제 2 쿨링모듈(420)은 후방 공간(100b) 내에서 후방 도어(300)의 공기 배출구(301)에 설치되어 후방 공간(100b) 내부의 공기를 외부로 강제로 배출한다. 제 2 쿨링모듈(420)은 통상의 쿨링 팬으로 구성될 수 있으며, 센서모듈(430)에서 감지되는 하우징 내부 공간의 온도에 따라 구동한다.

이를 위하여 후방 공간(100b)에는 온도 감지를 위한 센서모듈(320)이 설치되고, 제 2 쿨링모듈(420)은 센서모듈(430)에서 소정의 온도가 감지될 때 구동하여 후방 공간(100b) 내부의 공기를 강제로 배출한다. 일 예로, 제 2 쿨링모듈(420)은 센서모듈(430)에서 후방 공간(100b) 내부의 온도가 50℃로 감지되는 경우 구동하여 공기를 배출하고, 후방 공간(100b) 내부의 온도가 40℃까지 내려갈 때 구동을 중지할 수 있다.

제 1 쿨링모듈(410)은 전방 공간(100a)의 공기를 후방 공간(100b)으로 강제 이동시키면서 파워모듈(400)을 냉각한다. 이때, 후방 공간(100b)으로 유입되는 공기는 공기 배출구(301)를 통하여 배출되지만, 파워모듈(400)의 온도를 흡수한 상태이므로 후방 공간(100b) 내부의 온도가 상승될 수 있다. 이 경우 후방 공간(100b) 내부의 열기에 의하여 파워모듈(400)이나 후방 공간(100b)에 설치된 제어모듈(500)의 냉각 효과가 저하된다. 따라서 제 2 쿨링모듈(420)은 후방 공간(100b) 내부가 미리 설정된 소정의 온도에 이르는 경우 공기를 외부로 강제 배출시킴으로써, 파워모듈(400)이나 다른 제어모듈(500)에 대한 냉각 효과를 상승시킬 수 있다.

한편, 센서모듈(430)은 전방 공간(100a)에도 더 설치될 수 있다. 전방 공간(100a)은 조작패널(210)에 의하여 내부 온도가 급격히 상승할 수 있다. 따라서 센서모듈(430)에서 전방 공간(100a) 내부의 온도를 실시간으로 감지하여 급격한 상승이 감지되는 경우 제 2 쿨링모듈(420)이 구동되어 전방 공간(100a)의 공기를 외부로 강제로 배출하여 온도 상승을 방지한다. 이때, 전방 공간(100a)의 센서모듈(430)은 조작패널(210)의 온도 상승을 감지하기 위하여 조작패널(210) 근처에 설치되는 것이 바람직하다.

제어모듈(500)은 사용자에 의한 충전 요청이 있는 경우 파워모듈(400)을 제어하여 충전이 이루어지도록 하고, 동시에 제 1, 2 쿨링모듈(410,420)을 구동하여 급속충전기 내부의 온도를 제어한다. 이를 위한 제어모듈(500)은 각 기능에 따른 다수의 제어보드 또는 제어블록을 포함할 수 있으며, 하우징 내의 전방 공간(100a) 또는 후방 공간(100b)에 설치된다.

상기와 같은 구성의 전기자동차 급속충전기에서 이루어지는 냉각 시스템을 살펴보면, 제 1 쿨링모듈(410)은 파워모듈(400)이 온됨과 동시에 구동되어 파워모듈(400)의 온도 상승을 방지한다. 제 1 쿨링모듈(410)이 구동될 때 공기 유입구(201)를 통하여 외부의 공기가 전방 공간(100a)으로 유입되고, 공기에 포함된 염분과 미세먼지는 필터모듈(220)에서 걸러져 깨끗한 공기가 유입된다. 또한, 하우징(100) 내부는 공기 유입구(201)를 제외한 영역이 외부와 밀폐되어 있으므로, 공기 유입구(201)와 필터모듈(220)을 통해서만 외부 공기가 유입된다.

유입된 공기는 곧바로 파워모듈(400)을 통과하여 파워모듈(400)을 냉각하고, 일부는 조작패널(210)의 디스플레이 패널(211)과 컨트롤 보드(212) 사이를 통과하면서 디스플레이 패널(211)의 온도 상승을 방지한다.

그리고 파워모듈(400)을 통과하여 후방 공간(100b)으로 유입되는 공기는 대부분이 공기 배출구(301)를 통하여 외부로 배출되지만, 일부의 공기는 후방 공간(100b) 내부를 흐르면서 제어모듈(500)을 냉각한다. 이와 동시에 센서모듈(430)은 전방 공간(100a) 및 후방 공간(100b) 내부의 온도를 실시간으로 감지하고, 전방 공간(100a) 또는 후방 공간(100b) 내부의 공기가 소정의 온도까지 오르는 경우 제 2 쿨링모듈(420)이 구동되어 상승된 전방 공간(100a) 또는 후방 공간(100b) 내부의 온도를 외부로 강제 배출시킨다. 이때, 제 1 쿨링모듈(410)과 제 2 쿨링모듈(420)이 모두 구동되어 파워모듈(400) 및 제어모듈(500)을 효율적으로 냉각시킬 수 있다. 제 2 쿨링모듈(420)은 센서모듈(430)의 감지 신호에 따라 전방 공간(100a) 또는 후방 공간(100b) 내부가 소정 온도 이하로 내려가면 구동이 중지된다.

이와 같이 본 발명의 전기자동차 급속충전기는 하우징 내부를 전방 공간과 후방 공간으로 완벽히 분리한 후 발열이 많이 발생하는 파워모듈을 통해서만 공기의 흐름이 이루어지도록 하여 신속한 냉각이 이루어질 수 있고, 발열 특성에 따른 다양한 제어모듈을 전방 공간과 후방 공간에 분리하여 배치함으로써 냉각의 효율성을 극대화할 수 있다. 또한, 전기자동차 급속충전기는 야외 노상 환경에 설치되는 특성상 직사광에 의한 조작패널의 급격한 발열 문제를 해결하고, 염분이나 미세먼지 등에 의한 내부 손상이나 오동작을 방지할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.

100 : 하우징
100a : 전방 공간 100b : 후방 공간
110 : 분리벽 111 : 장착슬롯
120 : 계통전력 케이블 121 : 밀봉재
130 : 충전 케이블
200 : 전방 도어 201 : 공기 유입구
210 : 조작패널 211 : 디스플레이 패널
212 : 컨트롤 보드 213 : 패널 냉각 유로
220 : 필터모듈
300 : 후방 도어 301 공기 배출구
400 : 파워모듈 400' : 더미모듈
410 : 제 1 쿨링모듈 420 : 제 2 쿨링모듈
430 : 센서모듈
500 : 제어모듈

Claims

내부에 수용 공간을 형성하면서 전방과 후방이 개방되는 하우징;
상기 하우징 내부의 상기 수용 공간을 전방 공간과 후방 공간으로 분리하면서 장착슬롯을 형성하는 분리벽;
상기 하우징의 상기 전방 공간을 개폐하도록 결합되며, 공기 유입구를 갖는 전방 도어;
상기 분리벽의 상기 장착슬롯에 결합되는 파워모듈;
상기 파워모듈에 결합되어 상기 전방 공간의 공기를 상기 파워모듈을 통과시켜 상기 후방 공간으로 이동시키는 제 1 쿨링모듈;
상기 하우징의 상기 후방 공간을 개폐하도록 결합되며, 공기 배출구를 갖는 후방 도어;
상기 후방 공간 내에 설치되어 온도를 감지하는 센서모듈;
상기 후방 도어의 공기 배출구 전면에 설치되고, 상기 센서모듈에서 감지되는 상기 후방 공간 내의 온도가 소정의 범위에 해당하는 경우 상기 후방 공간 내부의 공기를 외부로 배출시키는 제 2 쿨링모듈; 및
상기 전방 공간 또는 상기 후방 공간에 설치되어 충전기의 구동을 제어하는 제어모듈;을 포함하는, 전기자동차 급속충전기.
제 1 항에 있어서,
상기 전방 도어의 상기 공기 유입구 후면에 설치되어 유입되는 공기에 포함된 염분을 제거하는 필터모듈;을 더 포함하는, 전기자동차 급속충전기.
제 2 항에 있어서, 상기 전방 도어는,
디스플레이 패널과 컨트롤 보드로 이루어지는 사용자 조작패널이 일 측에 결합되고, 상기 디스플레이 패널과 컨트롤 보드는 스페이서에 의하여 서로 이격되면서 그 사이에 공기가 흐르는 패널 냉각 유로를 형성하는, 전기자동차 급속충전기.
제 3 항에 있어서,
상기 센서모듈은 상기 전방 공간 내에 더 설치되고, 상기 제 2 쿨링모듈은 상기 전방 공간의 상기 센서모듈에서 감지되는 온도가 소정의 범위에 해당하는 경우에도 구동되는, 전기자동차 급속충전기.
제 3 항에 있어서,
상기 파워모듈은 소정 크기의 출력을 갖는 단위모듈로 구성되고, 상기 장착슬롯은 단위모듈의 상기 파워모듈이 결합되는 복수개의 슬롯으로 구성되며,
상기 장착슬롯에 결합되는 상기 파워모듈의 수에 따라 전체 출력을 설정하도록 구성되는, 전기자동차 급속충전기.
제 5 항에 있어서,
상기 파워모듈이 결합되지 않는 빈 장착슬롯에는 더미모듈이 결합되는, 전기자동차 급속충전기.
제 6 항에 있어서,
상기 더미모듈의 적어도 일부는 제 1 쿨링모듈로 구성되는, 전기자동차 급속충전기.