KR102485351B1 - 열전 변환 모듈 및 열전 변환 모듈 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 열전 변환 모듈은, 교대로 배열되는 복수의 n형 열전 변환 소재 및 복수의 p형 열전 변환 소재와, 교대로 배열된 복수의 열전 변환 소재들을 고온측과 저온측에서 교대로 접속하는 복수의 제1 전극과 복수의 제2 전극과, 복수의 제1 전극 중 서로 인접한 제1 전극들을 선택적으로 접속시키는 복수의 케이스측 전극을 포함한다.
복수의 제1 전극과 복수의 케이스측 전극은 서로 상대적인 이동이 가능하게 구비되고, 복수의 제1 전극과 복수의 케이스측 전극의 상대적인 이동에 의해 복수의 케이스측 전극에 의한 복수의 제1 전극의 접속이 연결되거나 분리된다.
전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 열전 변환 모듈은 열전 변환에 의해 전력을 생산하거나, 외부에서 전류를 제공하여 줄열을 발생시킬 수 있다.

Description

열전 변환 모듈 및 열전 변환 모듈 시스템{THERMO-ELECTRIC CONVERSION MODULE AND THERMO-ELECTRIC CONVERSION MODULE SYSTEM}
본 발명은 열전 변환 모듈 및 열전 변환 모듈 시스템에 관한 것이다.
열전모듈은 그 양면의 온도 차를 이용하여 기전력을 발생하는 제베크효과(seebeck effect)를 이용한 열전발전시스템에 이용되고 있다.
이러한 열전모듈에 의한 열전발전 시에는 고온부와 저온부 사이의 온도차이를 크게 유지함에 따라 열전발전의 출력량을 증가시킬 수 있다. 이때, 열원으로부터 열전모듈로 전달되는 열전달율이 그 발전의 출력량에 큰 영향을 미친다.
열전모듈을 이용해 열전발전을 이용하는 분야는 대표적으로 차량의 배기계의 폐열을 이용하는 것을 예로 들 수 있다.
한편, 차량의 배기계에는 배기가스 저감을 위해 촉매변환기 등이 구비된다. 촉매 변환기는 일정 온도 이상에서 배기가스 저감 효과를 가지는데, 엔진의 시동 초기에는 촉매 변환기의 온도가 낮아 배기 가스의 저감 효과가 떨어지는 문제점이 있었다.
또한, 열전 발전을 위해 열전모듈을 배기계 상에 촉매변환기보다 엔진에 가깝게 배치시키는 경우, 촉매변환기로 유입되는 배기가스 중의 열량을 열전모듈이 빼앗아가 촉매 변환기가 일정 온도에 도달하는데 걸리는 시간이 길어질 수도 있다.
이러한 문제점을 극복하기 위하여 배기 가스 중의 폐열을 이용하여 열전 발전을 하되, 엔진 시동 초기에는 촉매 변환기를 가열하여 배기가스 저감효과도 높일 수 있는 개선된 열전모듈이 필요하였다.
본 발명은 위와 같은 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 열전 발전을 위한 발전 모드와 촉매 변환기 등을 가열하기 위한 발열 모드로 선택적으로 동작 가능한 열전 변환 모듈을 제공하는 것에 주목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 열전 변환 모듈은, 교대로 배열되는 복수의 n형 열전 변환 소재 및 복수의 p형 열전 변환 소재와; 교대로 배열된 복수의 열전 변환 소재들을 고온측과 저온측에서 교대로 접속하는 복수의 제1 전극과 복수의 제2 전극과; 상기 복수의 제1 전극 중 서로 인접한 제1 전극들을 선택적으로 접속시키는 복수의 케이스측 전극을 포함한다.
상기 복수의 제1 전극과 상기 복수의 케이스측 전극은 서로 상대적인 이동이 가능하게 구비되고, 상기 복수의 제1 전극과 상기 복수의 케이스측 전극의 상대적인 이동에 의해 상기 복수의 케이스측 전극에 의한 상기 복수의 제1 전극의 접속이 연결되거나 분리된다.
전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 열전 변환 모듈은, 상기 복수의 제1 전극과 상기 복수의 케이스측 전극의 상대적인 이동에 의해 상기 복수의 케이스측 전극에 의한 상기 복수의 제1 전극의 접속이 연결되거나 분리됨으로써, 외부에서 공급받은 전류가 상기 제1 전극과 상기 케이스측 전극으로 흐르며 줄열(joule heat)이 발생되는 발열 모드와, 열전 변환에 의해 전력이 생산되는 발전 모드로 선택적으로 동작할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 변환 모듈의 열전 변환 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 변환 모듈의 동작 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2의 일부를 확대한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 변환 모듈의 동작 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 변환 모듈의 이너 모듈을 이동시키기 위한 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 변환 모듈을 포함하는 차량의 제어순서도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 변환 모듈의 열전 변환 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
본 실시예에 따른 열전 변환 모듈은 열전 변환 소재들(11, 12)을 포함하는 이너 모듈(10)과, 케이스측 전극(21, 22)을 구비하는 케이스(20)를 포함한다.
도 1을 참조하면, 이너 모듈(10)은 교대로 배열되는 복수의 n형 열전 변환 소재(11) 및 복수의 p형 열전 변환 소재(12)를 포함할 수 있다.
복수의 n형 열전 변환 소재(11) 및 복수의 p형 열전 변환 소재(12)는 도 1의 직사각형의 플레이트 상에 제1 방향으로 교대로 배열된 후, 제1 방향의 반대 방향인 제2 방향으로 교대로 배열된 후, 다시 제1 방향으로 교대로 배열되는 방식으로 구비될 수 있다. 즉, 복수의 n형 열전 변환 소재(11) 및 복수의 p형 열전 변환 소재(12)는 지그재그 형식으로 플레이트 상에 배열되어, 도 1의 (+)에서 (-)까지 복수의 전극들(13, 14)에 의해 직렬적으로 연결될 수 있다.
도 1의 확대된 부분을 참조하면, 이너 모듈(10)은 교대로 배열된 복수의 열전 변환 소재들(11, 12)을 고온측과 저온측에서 교대로 접속하는 복수의 고온측 전극(13)과 복수의 저온측 전극(14)을 포함할 수 있다.
도 1에서 상측이 고온측, 하측이 저온측에 해당된다. 복수의 열전 변환 소재들(11, 12)은 상하로 연장되어, 고온측 전극들(13)에 의해 고온측 단부들이 서로 접속되고, 저온측 전극들(14)에 의해 저온측 단부들이 서로 접속될 수 있다.
복수의 열전 변환 소재들(11, 12)과 복수의 전극들(13, 14)은 이너 플레이트(30) 상에 설치될 수 있다.
저온측 전극들(14)은 이너 플레이트(30)의 일면 상에 복수의 행과 복수의 열을 이루며 배치될 수 있다.
복수의 열전 변환 소재들(11, 12)은 복수의 저온측 전극(14) 위에 복수의 행과 복수의 열을 이루며 배치될 수 있다.
고온측 전극들(13)은 이너 플레이트(30)에 배치된 복수의 열전 변환 소재들(11, 12)의 고온측 단부를 연결하기 위해, 복수의 행과 복수의 열을 이루며 배치될 수 있다.
이너 플레이트(30)는 종래의 열전 변환 모듈의 기판에 해당되는 것으로서, 종래에 개시되는 다양한 재질 또는 형상으로 구비될 수 있다.
예를 들면, 이너 플레이트(30)는 세라믹 재질로 형성되어, 절연성 및 내구성을 가지도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 이너 플레이트(30)는 저온측 전극(14)이 배치되는 위치가 저온측 전극(14)에 대응되는 형상으로 함몰되게 형성되어, 저온측 전극(14) 및 복수의 열전 변환 소재들(11, 12)의 배치 위치가 안내되고 견고하게 결합되도록 구성될 수도 있다.
열전 변환 모듈은 폐열을 이용하기 위해 다양한 분야에서 사용될 수 있다. 일 예로 차량의 배기계를 통해 외부로 배출되는 배기가스의 열을 이용하는 분야를 들 수 있다. 차량의 배기가스 중의 열을 이용하기 위해서는 배기계의 어느 부품에 열전 변환 모듈을 설치하게 되는데, 배기 저감 장치에 열전 변환 모듈을 설치하기도 한다.
그런데, 종래에 열전 변환 모듈을 배기 저감 장치에 설치하는 경우에 배기 저감 장치의 온도가 충분히 상승하기 전에 열전 변환 모듈이 배기 저감 장치의 열을 빼앗아 감으로써 배기 저감 효과가 떨어지는 문제점이 존재하였다. 이와 같은 문제는, 열전 변환 모듈을 배기계 상에 배치하되 배기 저감 장치보다 엔진에 가깝게 배치하는 경우에도 발생할 수 있다.
예를 들면, 촉매 변환기(Selective Catalyst Reduction, SCR)가 효과적으로 배기가스를 저감시키기 위해서는 일정 온도 이상으로 유지되는 것이 바람직한데, 열전 변환 모듈이 촉매 변환기의 외측면에 설치되는 경우 엔진 시동 초기에 촉매 변환기가 배기 가스의 열에 의해 충분히 가열되기 전 열전 변환 모듈에 열 에너지를 빼앗겨, 배기 저감 효율이 떨어지게 되는 문제점이 존재하였다.
본 발명은 발전 모드와 발열 모드로 선택적으로 동작 가능한 따른 열전 변환 모듈에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 실시예에 따른 열전 변환 모듈은, 열전 변환에 의한 발전과 줄열에 의한 발열이 선택적으로 가능하다. 이를 위해, 열전 변환 모듈은, 복수의 열전 변환 소재들(11, 12)을 고온측에서 연결하는 고온측 전극(13)과 고온측 전극(13)을 서로 접속시킬 수 있는 케이스측 전극(21, 22)을 포함하고, 복수의 고온측 전극(13)과 복수의 케이스측 전극(21, 22)이 서로 상대적인 이동이 가능하게 구비되는 것에 기본적인 특징이 있다. 이를 통해, 케이스측 전극(21, 22)에 의해 고온측 전극(13)이 서로 연결되지 않은 상태에서는, 일반적인 열전 변환 모듈에서와 같이 열전 변환에 의해 전력을 생산하고, 케이스측 전극(21, 22)에 의해 고온측 전극(13)이 서로 연결된 상태에서는 전기 히터와 같은 방식으로 줄열을 발생시킬 수 있다.
본 실시예에 따른 열전 변환 모듈의 특징을 이하에서 보다 상술한다.
이너 모듈(10)은 도 1에 도시되는 것과 같이 복수의 n형 열전 변환 소재(11)와 복수의 p형 열전 변환 소재(12)가 서로 이격되어, 그 사이에 빈 공간이 형성되도록 배치될 수도 있으나, 이와 달리 복수의 n형 열전 변환 소재(11)와 복수의 p형 열전 변환 소재(12) 사이에 절연체가 배치될 수도 있다.
본 발명에 따른 이너 모듈(10)은 케이스측 전극(21, 22)과 접촉 가능하게 일측에 고온측 전극(13)이 노출되되, 이너 모듈(10)의 슬라이딩 무빙에 의해 케이스측 전극(21, 22)에 의한 복수의 고온측 전극(13)간의 접속이 연결되거나 단속될 수 있는 형상이면 족하다. 그밖에 복수의 n형 열전 변환 소재(11), 복수의 p형 열전 변환 소재(12) 및 복수의 저온측 전극(14)의 배치 구조는 도 1이하에서 예시적으로 도시되는 것에 한정되지 아니하고, 종래의 개시되는 다양한 구조로 변형 가능하다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 변환 모듈의 동작 모드를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 도 2의 일부를 확대한 도면이다.
이하에서는 도 2 및 도 3을 참조하여 복수의 케이스측 전극(21, 22)에 의해 복수의 고온측 전극(13)이 서로 전기적으로 연결되거나 분리되는 것에 대해 설명하기로 한다.
도 2의 (a)와 (c)는 이너 모듈(10)이 제2 위치에 위치할 때를 나타낸 것이다.
이너 모듈(10)이 제2 위치에 위치할 경우, 고온측 전극(13)과 케이스측 전극(21)(정확하게는 행 방향 케이스측 전극)은 서로 중첩되게 위치할 수 있다. 고온측 전극(13)은 케이스측 전극(21)을 통하여 고온측 열원으로부터 열 에너지를 공급받을 수 있다.
저온측 전극(14)은 이너 플레이트(30)와 접촉하며, 이너 플레이트(30)를 통하여 저온측으로 열 에너지를 방출할 수 있다.
이를 통해, 복수의 n형 열전 변환 소재(11)와 복수의 p형 열전 변환 소재(12)의 내부에는 고온측에서 저온측으로의 열 구배가 형성되게 되고, 제베크 효과(Seebeck effect)에 의해 열전 변환을 하며 전력을 생산할 수 있다.
이와 같이 구성되는 열전 변환 모듈의 열전 변환 성능을 향상시키기 위해서는 열전 변환 소재의 고온측과 저온측의 온도차가 클수록 좋다. 즉, 고온측 열원으로부터의 열전달을 높이기 위해서는 고온측 전극(13)과 케이스측 전극(21)의 열전도도는 높을수록 좋고, 저온측으로 배출되는 열량을 높이기 위해서도 저온측 전극(14)과 이너 플레이트(30)의 열전도도는 높을수록 좋다.
예를 들면, 고온측 전극(13)과 저온측 전극(14)은 열전도도가 높은 구리 재질로 형성될 수 있다. 또한, 케이스측 전극(21, 22)도 이와 마찬가지로 구리 재질로 형성되어, 고온측 열원으로부터 공급받은 열을 열전 고온측 전극(13)으로 효과적으로 전달할 수 있다.
도 2의 (b)와 (d)는 이너 모듈이 제1 위치에 위치할 때를 나타낸 것이다.
이너 모듈(10)은 이너 플레이트(30)가 케이스(20) 내부에서 슬라이딩 이동하여, 제2 위치에서 제1 위치로 또는 제1 위치에서 제2 위치로 이동할 수 있다.
이너 모듈(10)이 제1 위치에 위치할 경우, 케이스측 전극(21, 22)은 서로 인접한 2개의 고온측 전극(13)에 중첩되게 위치할 수 있다. 즉, 이너 모듈(10)이 제1 위치에 위치할 경우, 케이스측 전극(21, 22)은 서로 인접한 2개의 고온측 전극(13)을 전기적으로 접속시킬 수 있다.
이때, 열전 변환 소재들(11, 12)의 저항은 전극들(케이스측 전극과 고온측 전극)의 저항보다 높으므로, 열전 변환 모듈로 공급되는 전류는 고온측 전극(13)과 케이스측 전극(21, 22)을 따라 흐르게 된다. 즉, 이너 모듈(10)이 제1 위치에 위치한 상태에서, 실질적으로 전류가 흐르는 도선은 고온측 전극(13)과 케이스측 전극(21, 22)에 의해 마련되게 된다.
열전 변환 모듈의 발열량을 높이기 위해서는 도선의 저항은 높은 것이 바람직하다. 즉, 열전 변환 모듈 내로 유입되는 전류에 의해 발생되는 줄열을 늘리기 위해서는 고온측 전극(13)이나 케이스측 전극(21, 22) 중 적어도 어느 하나의 저항은 높은 것이 좋다. 다만, 일반적으로 물질의 전기 전도도와 열 전도도는 비슷한 양상을 가지므로, 고온측 전극(13)이나 케이스측 전극(21, 22)의 전기적 저항이 높아지게 되면(즉, 전기 전도도가 낮아지게 되면) 열전 변환 모듈이 발전 모드로 동작할 때 고온측 전극(13)으로부터 열전달 효과가 떨어질 수 있다.
따라서, 케이스측 전극(21, 22)은 열전 변환 소재들(11, 12)의 물성과, 고온측 열원으로부터 제공받을 수 있는 평균 열량과, 열전 변환 모듈의 목표 발열 열량 등을 고려하여 재질이 선택되고 형상이 형성될 수 있다.
예를 들면, 열전 변환 모듈의 발전 성능에 무게를 둘 경우, 고온측 전극(13)과 케이스측 전극(21, 22)을 열 전도도가 높은 구리 등의 재질로 형성할 수 있다.
예를 들면, 열전 변환 모듈의 발열 성능에 무게를 둘 경우, 케이스측 전극(21, 22)을 고온측 전극(13)보다 단위 면적당 저항값이 큰 재질로 형성할 수 있다.
도 3은 이너 모듈이 이동할 때 고온측 전극(13)과 케이스측 전극(21)(보다 정확하게는 행 방향 케이스측 전극)이 맞닿는 부분의 파손을 방지하기 위한 구조를 설명하기 위한 것이다.
복수의 고온측 전극(13)과 상기 복수의 케이스측 전극(21) 중 적어도 어느 한 쪽에는 상기 이너 플레이트(30)가 이동할 시 서로 맞닿게 되는 엣지 부분이 라운드 처리될 수 있다.
도 3을 참조하면, 고온측 전극(13)은 이너 모듈(10)이 케이스(20)에 대해 상대적으로 이동하며 케이스측 전극(21)과 맞닿게 되는 일단에 고온측 전극 돌출부(131)가 형성될 수 있다.
고온측 전극(13)은, 이너 플레이트(30)가 이동할 시 케이스측 전극(21)과 맞닿게 되는 일단이, 고온측 전극(13)이 연장되는 방향으로 더 연장되어 케이스측 전극(21)으로부터 멀어지는 방향으로 굴곡지게 형성될 수 있다.
즉, 고온측 전극(13)은 이너 플레이트(30)의 이동 방향으로 일단이 더 연장되어 고온측 전극 돌출부(131)가 형성되고, 고온측 전극 돌출부(131)가 케이스측 전극(21, 22)이 위치한 일측의 반대편인 타측으로 구부러진 형상일 수 있다. 또한, 고온측 전극 돌출부(131)는 케이스측 전극(21, 22)과 접촉되는 부분이 매끄럽게 형성되어, 케이스측 전극(21, 22)과 접촉될 때 고온측 전극(13)이 받을 수 있는 충격이 최소화되도록 구성될 수 있다.
이를 통해, 제조 공차나 진동으로 인해 고온측 전극(13)과 케이스(20) 사이의 거리가 가까워지더라도, 고온측 전극 돌출부(131)에 의해 케이스측 전극(21)과 고온측 전극(13)이 서로 접촉면을 형성하며 이동하도록 가이드되며 고온측 전극(13) 또는 케이스측 전극(21)의 손상이 방지될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 변환 모듈의 동작 모드를 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 도 4를 참조하여 본 실시예에 따른 열전 변환 모듈 내부의 전극이 이동하는 방식을 개념적으로 설명하기로 한다. 도 4에 표시되는 구조는 이해를 돕기 위한 것으로서, 실제로는 더 많은 수의 고온측 전극들(13), 케이스측 전극들(21, 22), 및 서브 전극(22)을 포함할 수 있고, 이들은 이하에서 설명되는 방식으로 배치될 수 있다.
도 4의 (a)를 참조하면, 열전 발전을 위해 이너 모듈(10)이 제2 위치(도 4의 (a) 참조)에 위치할 때, 복수의 고온측 전극(13)과 복수의 케이스측 전극(21)(행 방향 케이스측 전극)은 서로 중첩되게 위치할 수 있다.
복수의 고온측 전극(13)은 복수의 행과 복수의 열을 이루며 이너 플레이트(30) 상에 배치될 수 있다.
예를 들면, 도 4의 (a)에서, 이너 플레이트(30)가 슬라이딩 이동하는 상하 방향을 행 방향, 그와 수직된 방향을 열 방향으로 정의할 때, 복수의 고온측 전극(13)은 5개의 행과 3개의 열을 이루며 이너 플레이트(30) 상에 배치될 수 있다. 이때, 복수의 고온측 전극(13)이 이너 플레이트(30) 상에 배치된다는 의미는, 복수의 고온측 전극(13)이 이너 플레이트(30)와 직접 접촉하지는 않더라도 복수의 열전 변환 소재들(11, 12)을 통해 이너 플레이트(30)와 연결되는 것을 의미한다.
케이스측 전극(21, 22)은 복수의 행 방향 케이스측 전극(21)과 복수의 열 방향 케이스측 전극(22)을 포함할 수 있다.
복수의 행 방향 케이스측 전극(21)은 이너 플레이트(30)가 제2 위치(도 4의 (a) 참조)에 위치할 때, 복수의 고온측 전극(13)과 중첩되게 위치할 수 있다.
복수의 행 방향 케이스측 전극(21)은 복수의 고온측 전극(13) 각각이 연장되는 방향인 행 방향으로 연장되어, 복수의 고온측 전극(13)과 접촉면을 형성할 수 있다.
복수의 행 방향 케이스측 전극(21)은, 이너 플레이트(30)가 제2 위치(도 4의 (a) 참조)에 위치한 상태에서, 복수의 고온측 전극(13)과 일대일로 중첩되도록, 고온측 전극(13)에 대응되는 크기로 대응되는 위치로 형성될 수 있다. 예를 들면, 행 방향 케이스측 전극(21)은 고온측 전극(13)의 고온측 전극 돌출부(131)를 제외한 나머지 부분에 대응되는 형상인 직사각판형으로 형성될 수 있다.
이를 통해, 발전 모드에서, 고온측 전극(13)과 행 방향 케이스측 전극(21) 간의 접촉면이 넓게 마련되어, 고온측 열원으로부터 제공받는 열이 행 방향 케이스측 전극(21)을 통해 고온측 전극(13)으로 효과적으로 전달될 수 있다.
복수의 행 방향 케이스측 전극(21)은 복수의 고온측 전극(13)의 수와 같게 또는 그보다 1~2개 적은 수가 구비되어, 복수의 고온측 전극(13)들을 서로 전기적으로 연결할 수 있다.
복수의 열 방향 케이스측 전극(22)은 이너 플레이트(30)가 제2 위치(도 4의 (a) 참조)에 위치할 때, 복수의 고온측 전극(13)과 중첩되지 않게, 복수의 고온측 전극(13)의 행 방향 일측에 위치할 수 있다. 즉, 복수의 열방향 케이스측 전극(22)는, 이너 플레이트(30)가 제2 위치(도 4의 (a) 참조)에 위치한 상태를 기준으로, 복수의 고온측 전극(13)으로부터 이너 플레이트(30)의 이동 방향인 일측에 위치할 수 있다.
복수의 열 방향 케이스측 전극(22)은 복수의 고온측 전극(13)이 배치되는 방향인 열 방향으로 연장되는, 직사각판형의 형상일 수 있다.
복수의 열 방향 케이스측 전극(22)은 이너 플레이트(30)가 제1 위치(도 4의 (c) 참조)에 위치할 때, 복수의 고온측 전극 중 열 방향으로 서로 인접하는 고온측 전극(13)을 접속하도록, 접촉면이 형성될 수 있다.
복수의 열 방향 케이스측 전극(22)의 수는 아래와 같은 식으로 나타낼 수 있다.(단, 고온측 전극이 이루는 열의 수가 홀수 일 때)
Figure 112018075811252-pat00001
예를 들면, 복수의 고온측 전극(13)이 5개의 행을 이루는 경우, 복수의 열 방향 케이스측 전극(22)의 수는 2개이다.
또는, 고온측 전극(13)이 이루는 열의 수가 짝수일 때는, 열 방향 케이스측 전극의 수는 고온측 전극이 이루는 열의 수의 절반에 해당되는 수일 수 있다.
예를 들면, 복수의 고온측 전극(13)이 6개의 행을 이루는 경우, 복수의 열 방향 케이스측 전극(22)의 수는 3개이다.
이너 플레이트(30)는 이너 플레이트(30)가 제2 위치(도 4의 (a) 참조)에 위치할 때, 복수의 고온측 전극(13)의, 복수의 열 방향 케이스측 전극(22)이 위치하는 일측의 맞은편인 타측에 위치하는 서브 전극(31)을 포함할 수 있다. 즉, 서브 전극(31)은 복수의 고온측 전극(13)의, 열 방향 케이스측 전극(21, 22)이 배치되는 행 방향 일측의 반대편인 행 방향 타측에 위치할 수 있다.
서브 전극(31)은 이너 플레이트(30)가 제1 위치(도 4의 (c) 참조)로 이동될 때, 복수의 케이스측 전극들 중 열 방향으로 인접한 케이스측 전극(21, 22)을 서로 접속하기 위해 이너 플레이트(30) 상에 구비될 수 있다.
서브 전극(31)은 고온측 전극(13)과 같은 재질로 구성될 수 있다. 또는, 서브 전극(31)은 고온측 전극(13) 보다 단위 면적당 저항값이 큰 재질로 형성되어, 줄열이 효과적으로 발생되도록 구성될 수 있다.
이너 플레이트(30)는 복수의 고온측 전극(13)이 배치되는 행 방향으로 일부분이 연장되어 형성되는 이너 플레이트 돌출부(32)를 포함할 수 있다.
이너 플레이트 돌출부(32)는 이너 플레이트(30)의 일측으로부터 케이스(20)를 향하여 돌출되어 형성될 수 있다.
이를 통해, 서브 전극(31)이 배치되기 위해 필요한 부분만 이너 플레이트(30)가 더 연장되는 형상으로 구비됨으로써, 이너 플레이트(30)가 컴팩트하게 형성될 수 있다. 또한, 이후에 설명할 열 액추애이터(40) 또는 스프링(50) 등 이너 플레이트(30)의 이동을 위한 부재가 이너 플레이트 돌출부들(31) 사이에 배치됨으로써, 이너 플레이트(30)의 이동을 위한 부재의 배치 위치가 고정되고, 외부 충격이나 이물질로부터 보호되고, 이너 플레이트(30)로부터의 분리가 방지될 수 있다.
서브 전극(31)은 이너 플레이트 돌출부(32) 상에 행 방향 케이스측 전극(21)과 접촉 가능하게 설치될 수 있다.
도 4의 (b)는 이너 플레이트(30)가 제2 위치(도 4의 (a) 참조)에서 제1 위치(도 4의 (c) 참조)의 중간에 위치한 것을 나타낸 것이고, 도 4의 (c)는 이너 플레이트(30)가 제1 위치에 위치한 것을 나타낸 것이다.
이너 플레이트(30)가 제1 위치(도 4의 (c) 참조)에 위치할 때, 복수의 고온측 전극(13)은 행 방향 케이스측 전극(21)에 의해 서로 행 방향으로 연결되고, 열 방향 케이스측 전극(22)에 의해 서로 열 방향으로 연결될 수 있다.
또한, 이너 플레이트(30)가 제1 위치(도 4의 (c) 참조)에 위치할 때, 행 방향 케이스측 전극(21)은 서브 전극(31)에 의해 서로 열 방향으로 연결될 수 있다.
이를 통해, 도 4의 (c)와 같이, 복수의 고온측 전극(13)과 복수의 케이스측 전극, 및 서브 전극(31)은 지그재그 형식으로 직렬로 연결될 수 있다.
일반적으로 다른 조건이 동일할 때 도선의 저항은 병렬로 연결할 때보다 직렬로 연결할 때 높다. 따라서, 복수의 고온측 전극(13)과 복수의 케이스측 전극(21, 22)을 직렬로 연결함으로써, 열전 변환 모듈에서 줄열에 의한 발열이 효과적으로 일어날 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 변환 모듈의 이너 모듈을 이동시키기 위한 구성을 설명하기 위한 도면이다.
열전 변환 모듈은 이너 플레이트(30)를 이동시키기 위한 액추애이터를 포함할 수 있다. 액추애이터는 이너 플레이트(30)를 직선적으로 이동시킬 수 있는 구성이면 어느 것이든 가능하다.
예를 들면, 액추애이터는 열 액추애이터(40)일 수 있다. 열 액추애이터(40)는 주변의 온도에 따라 액추애이터 내부의 물질이 팽창 또는 수축하며, 별도의 전원 없이도 구동될 수 있는 장점이 있다.
본 실시예에 따른 열전 변환 모듈은 차량의 촉매 변환기에 설치되어, 촉매 변환기의 온도에 따라 발열 모드와 발전 모드로 동작되도록 구성될 수 있다. 이때, 열전 변환 모듈은 열 액추애이터(40)에 의해 온도에 따라 열전 변환 모듈의 모드가 가변되도록 구성될 수 있다.
열전 변환 모듈은 이너 플레이트(30)에 탄성력을 제공하기 위해, 상기 이너 플레이트(30)의, 상기 열 액추애이터(40)가 결합되는 일측의 반대쪽인 타측에 결합되는 탄성 부재를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 탄성 부재는 스프링(50)일 수 있다.
스프링(50)은 이너 플레이트(30)의, 열 액추애이터(40)가 배치되는 일측의 반대편인 타측에 결합되어 이너 플레이트(30)가 이동하도록 탄성력을 제공할 수 있다.
열 액추애이터(40)의 구동부가 신장되며 이너 플레이트(30)가 이동되면 스프링(50)은 압축되고, 열 액추애이터(40)의 구동부가 수축될 때 스프링(50)에 의해 이너 플레이트(30)가 이동하게 된다. 즉, 이너 플레이트(30)가 일 방향으로 이동할 때는 열 액추애이터(40)에 의한 외력이 스프링(50) 보다 크게 작용하고, 이너 플레이트(30)가 반대 방향으로 이동할 때는 스프링(50)에 의한 외력이 열 액추애이터(40)보다 크게 작용할 수 있다. 이를 통해, 스프링(50)이 댐퍼로서 기능함과 아울러 복원력을 제공함으로써, 이너 플레이트(30)의 이동이 안정되게 이루어질 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 변환 모듈을 포함하는 차량의 제어순서도이다.
본 실시예에 따른 열전 변환 모듈을 포함하는 차량은 엔진, 배기 저감 장치가 구비되는 배기계를 더 포함하는 것일 수 있다.
또한, 차량은 스위치를 더 포함할 수 있다. 스위치는 열전 변환 모듈을 발전 모드에서 발열 모드 또는 발열 모드에서 발전 모드로 전환시키기 위해 전기적 신호를 제공할 수 있다. 스위치는 열전 변환 모듈의 동작 모드를 전환시키기 위한 것이면 특별히 한정되지 않는다.
예를 들면, 스위치는 열 액추애이터 밸브, 기계식 밸브, 전자식 밸브 등을 이용하여 배기 저감 장치 내의 온도에 따라 제어되는 것일 수 있다.
스위치는 배기 저감 장치의 온도가 기 설정된 온도 이상이면, 열전 변환 모듈이 발전 모드로 동작하도록 하고, 배기 저감 장치의 온도가 기 설정된 온도 미만이면, 열전 변환 모듈이 발열 모드로 동작하도록 전기적 신호를 제공할 수 있다.
차량은 차량의 구성 전반을 제어하기 위한 제어부를 더 포함할 수 있다.
도 6을 참조하면, 차량의 제어부는 배기 저감 장치의 온도가 기 설정된 온도 이상인지를 판단할 수 있다(S100). 제어부는 차량의 엔진이 시동될 시 차량의 배기 저감 장치의 온도가 기 설정된 온도 이상인지를 판단할 수 있다.
제어부는 차량의 엔진이 시동될 시, 열전 변환 모듈이 차량 내부의 전원으로부터 전류를 제공받아 줄열을 발생시키도록 제어할 수 있다.
차량의 제어부는 배기 저감 장치의 온도가 기 설정된 온도 이상이라고 판단되면, 열전 변환 모듈을 발전 모드로 제어할 수 있다.
열전 변환 모듈을 발전 모드로 제어할 시, 차량의 제어부는 이너 모듈(10)을 제1 위치로 이동시켜 복수의 케이스측 전극(21, 22)에 의한 복수의 고온측 전극(13)의 전기적 연결이 분리되도록 제어할 수 있다(S210).
제어부는 엔진 시동 초기에 이너 모듈(10)이 제2 위치에 위치하며 열전 변환 모듈이 발열 모드로 동작하도록 제어한 후, 배기 저감 장치의 온도가 기 설정된 온도 이상이 되면 이너 모듈(10)을 제1 위치로 이동시켜 복수의 케이스측 전극(21, 22)에 의한 복수의 고온측 전극(13)의 전기적 연결이 분리되도록 제어할 수 있다.
다음, 차량의 제어부는 열전 변환 모듈에서 열전 변환에 의해 전력이 생산되도록 제어할 수 있다(S220).
또한, 차량의 제어부는, 열전 변환 모듈에서 생산된 전력이 컨버터를 통하여 차량 내부의 다른 부품으로 공급되도록 제어할 수 있다(S230).
예를 들면, 제어부는 열전 변환 모듈에서 생산되는 전력이 알터네이터로 공급되도록 제어하여, 알터네이터에 걸리는 부하를 경감시킬 수 있다.
또는, 제어부는 열전 변환 모듈에서 생산되는 전력이 배터리와 같은 에너지 저장 장치로 공급되도록 제어하여, 배터리를 충전시킬 수 있다.
차량의 제어부는 배기 저감 장치의 온도가 기 설정된 온도 미만이라고 판단되면, 열전 변환 모듈을 발열 모드로 제어할 수 있다.
열전 변환 모듈을 발열 모드로 제어할 시, 제어부는 이너 모듈(10)을 제2 위치로 이동시켜 복수의 케이스측 전극(21, 22)에 의해 복수의 고온측 전극(13)이 서로 전기적으로 연결되도록 제어할 수 있다(S310).
다음, 제어부는 열전 변환 모듈로 전류가 공급되어 줄열이 발생하도록 제어할 수 있다(S320). 예를 들면, 제어부는 차량의 에너지 저장 장치로부터 열전 변환 모듈로 전류가 공급되도록 제어할 수 있다.
이를 통해, 배기 저감 장치가 배기 가스가 효과적으로 저감되는 일정 온도까지 빠르게 가열될 수 있고, 배기 저감 장치가 일정 온도 이상이 된 후에는 배기가스의 열을 이용해 열전 변환 모듈이 발전할 수 있다.
결과적으로, 배기 가스를 효과적으로 저감시킴과 동시에 폐열을 이용하여 차량의 에너지 효율도 높일 수가 있는 이점이 있다.
한편, 차량은 복수의 열전 변환 모듈을 포함하는 열전 변환 모듈 시스템을 포함할 수도 있다.
복수의 열전 변환 모듈은 서로 전기적으로 연결되되, 직렬적으로 연결될 수 있다.
열전 변환 모듈 시스템의 복수의 열전 변환 모듈은 차량의 배기계에 설치되어 배기가스의 열을 이용해 전력을 생산할 수 있다.
열전 변환 모듈 시스템은 복수의 열전 변환 모듈의 제어 모드를 개별적으로 설정할 수 있는 제어부를 포함할 수 있다. 제어부는 차량의 제어부와 통합되거나, 그와 별도로 구비될 수 있다.
제어부는 복수의 열전 변환 모듈 중 비정상적인 열전 변환 모듈이 있을 시, 비정상적인 열전 변환 모듈은 발열 모드로 동작하도록 제어하고, 정상인 열전 변환 모듈들은 발전 모드로 제어하여, 정상인 열전 변환 모듈에서 생성되는 전류가 비정상인 열전 변환 모듈을 통하여 흐르도록 제어할 수 있다.
일반적으로, 열전 변환 모듈은 내부에 복수의 열전 변환 소재들이 복수의 전극들에 의해 직렬적으로 연결된다. 따라서, 어느 하나의 열전 변환 소재가 손상되면 열전 변환 모듈의 전기적 연결이 끊어져 열전 발전을 할 수 없게 된다.
그러나, 본 실시예에 따른 열전 변환 모듈은 내부의 열전 변환 소재(11, 12)중 어느 하나가 손상되더라도, 케이스측 전극(21, 22)과 고온측 전극(13)의 전기적 연결에 의해 열전 변환 모듈에 전류가 흐를 수 있도록 구성된다.
따라서, 복수의 열전 변환 모듈을 구비하는 열전 변환 모듈 시스템에서 비정상인 열전 변환 모듈은 전기적인 연결만 유지되도록 제어하고, 나머지 정상인 열전 변환 모듈을 이용해 열전 발전을 하도록 제어함으로써, 시스템을 효율적으로 운영할 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 실시가 가능하다.
10 : 이너 모듈
11 : n형 열전 변환 소재
12 : p형 열전 변환 소재
13 : 고온측 전극
14 : 저온측 전극
20 : 케이스
21 : 행 방향 케이스측 전극
22 : 열 방향 케이스측 전극
30 : 이너 플레이트
31 : 서브 전극
32 : 이너 플레이트 돌출부
40 : 열 액추애이터
50 : 스프링
131 : 고온측 전극 돌출부

Claims (19)

  1. 교대로 배열되는 복수의 n형 열전 변환 소재 및 복수의 p형 열전 변환 소재;
    교대로 배열된 복수의 열전 변환 소재들을 고온측과 저온측에서 교대로 접속하는 복수의 제1 전극과 복수의 제2 전극; 및
    상기 복수의 제1 전극 중 서로 인접한 제1 전극들을 선택적으로 접속시키는 복수의 케이스측 전극을 포함하고,
    상기 복수의 제1 전극과 상기 복수의 케이스측 전극은 서로 상대적인 이동이 가능하게 구비되고, 상기 복수의 제1 전극과 상기 복수의 케이스측 전극의 상대적인 이동에 의해 상기 복수의 케이스측 전극에 의한 상기 복수의 제1 전극의 접속이 연결되거나 분리되고,
    상기 복수의 케이스측 전극에 의해 상기 복수의 제1 전극이 서로 전기적으로 연결된 상태에서, 외부에서 공급받은 전류가 상기 제1 전극과 상기 케이스측 전극으로 흐르며 줄열(joule heat)이 발생되고,
    상기 복수의 케이스측 전극에 의한 상기 복수의 제1 전극의 전기적 연결이 분리된 상태에서, 열전 변환에 의해 전력이 생산되는, 열전 변환 모듈.
  2. 삭제
  3. 교대로 배열되는 복수의 n형 열전 변환 소재 및 복수의 p형 열전 변환 소재;
    교대로 배열된 복수의 열전 변환 소재들을 고온측과 저온측에서 교대로 접속하는 복수의 제1 전극과 복수의 제2 전극;
    상기 복수의 제1 전극 중 서로 인접한 제1 전극들을 선택적으로 접속시키는 복수의 케이스측 전극; 및
    상기 제1 전극과 마주보는 면에 상기 케이스측 전극을 구비하는 케이스를 포함하고,
    상기 복수의 제1 전극과 상기 복수의 케이스측 전극은 서로 상대적인 이동이 가능하게 구비되고, 상기 복수의 제1 전극과 상기 복수의 케이스측 전극의 상대적인 이동에 의해 상기 복수의 케이스측 전극에 의한 상기 복수의 제1 전극의 접속이 연결되거나 분리되고,
    상기 복수의 n형 열전 변환 소재, 상기 복수의 p형 열전 변환 소재, 상기 복수의 제1 전극, 및 상기 복수의 제2 전극이 설치되는 이너 플레이트가 상기 케이스 내에 상대적으로 슬라이드 이동 가능하게 설치되어,
    상기 이너 플레이트의 상대적 이동에 의해, 상기 이너 플레이트에 설치된 상기 복수의 제1 전극과 상기 복수의 케이스측 전극의 상대적인 이동이 가능한, 열전 변환 모듈.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 이너 플레이트의 일측에 결합되고, 주위의 온도에 따라 구동부가 신장 또는 수축되며 상기 이너 플레이트를 이동시키는 열 액추애이터(thermal actuator)를 더 포함하고,
    상기 이너 플레이트는, 상기 열 액추애이터에 의해 직선적으로 이동하고,
    상기 이너 플레이트가 제1 위치에 위치할 때, 상기 복수의 케이스측 전극에 의해 상기 복수의 제1 전극이 서로 전기적으로 연결되고,
    상기 이너 플레이트가 제2 위치에 위치할 때, 상기 복수의 케이스측 전극에 의한 상기 복수의 제1 전극의 접속이 분리되는, 열전 변환 모듈.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 이너 플레이트에, 상기 열 액추애이터에 의해 이동되기 전의 위치로 복귀하기 위한 복원력을 제공하기 위해, 상기 이너 플레이트의, 상기 열 액추애이터가 결합되는 일측의 반대쪽인 타측에 결합되는 탄성 부재를 더 포함하는, 열전 변환 모듈.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 복수의 n형 열전 변환 소재와 상기 복수의 p형 열전 변환 소재는,
    상기 이너 플레이트 상에, 행 방향과 열 방향으로 배열되고, 열전 변환에 의해 생성되는 전류가 어느 한 행에서 상기 행 방향 일측에서 타측으로 흐르면 인접한 다른 한 행에서는 상기 행 방향 타측에서 일측으로 흐르도록, 상기 복수의 제1 전극과 상기 복수의 제2 전극에 의해 서로 직렬적으로 접속되는, 열전 변환 모듈.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 복수의 제1 전극은, 복수의 행과 복수의 열을 이루며 상기 이너 플레이트 상에 배치되고,
    상기 케이스측 전극은,
    상기 이너 플레이트가 제1 위치에 위치할 때, 상기 복수의 제1 전극을 행 방향으로 연결하고, 상기 이너 플레이트가 제2 위치에 위치할 때, 상기 복수의 제1 전극의 행 방향 연결이 분리되도록 하는 복수의 행 방향 케이스측 전극과,
    상기 이너 플레이트가 상기 제1 위치에 위치할 때, 상기 복수의 제1 전극을 열 방향으로 연결하고, 상기 이너 플레이트가 상기 제2 위치에 위치할 때, 상기 복수의 제1 전극의 열 방향 연결이 분리되도록 하는 복수의 열 방향 케이스측 전극을 포함하는, 열전 변환 모듈.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 이너 플레이트는,
    상기 이너 플레이트가 상기 제1 위치에 위치할 때, 상기 복수의 케이스측 전극을 열 방향으로 연결하고, 상기 이너 플레이트가 상기 제2 위치에 위치할 때, 상기 복수의 제1 전극의, 상기 복수의 케이스측 전극의 열 방향 연결이 분리되도록 하는 서브 전극을 포함하는, 열전 변환 모듈.
  9. 청구항 3에 있어서,
    상기 복수의 제1 전극과 상기 복수의 케이스측 전극 중 적어도 어느 한 쪽에는, 상기 이너 플레이트가 이동할 시 서로 맞닿게 되는 엣지 부분이 라운드 처리되는, 열전 변환 모듈.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1 전극은,
    상기 이너 플레이트가 이동할 시 상기 케이스측 전극과 맞닿게 되는 일단이, 상기 이너 플레이트가 이동하는 방향으로 더 연장되어 상기 케이스측 전극과의 접촉면이 구비되는 일측의 반대쪽인 타측으로 굴곡지게 형성되는, 열전 변환 모듈.
  11. 청구항 3에 있어서,
    상기 케이스는,
    상기 케이스측 전극이 구비되는 고온측 면의 맞은편인 저온측 면이, 절연성을 높이고 마찰 계수를 줄이기 위해, 코팅 처리되는, 열전 변환 모듈.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 케이스는, 상기 저온측 면이 질화 붕소(Boron Nitride, BN)로 코팅되는, 열전 변환 모듈.
  13. 청구항 3에 있어서,
    상기 케이스측 전극은,
    상기 이너 플레이트가 열전 변환에 의해 전력을 생산하기 위해 제2 위치에 위치해 있을 때, 상기 제1 전극과 일대일로 중첩되도록 크기가 형성되는, 열전 변환 모듈.
  14. 청구항 3에 있어서,
    상기 케이스측 전극은,
    상기 제1 전극보다 단위 면적당 저항값이 큰 물리적 특성을 가지는 재질로 구성되는, 열전 변환 모듈.
  15. 복수의 열전 변환 모듈과 제어부를 포함하는 열전 변환 모듈 시스템에 있어서,
    상기 열전 변환 모듈은,
    교대로 배열되는 복수의 n형 열전 변환 소재 및 복수의 p형 열전 변환 소재;
    교대로 배열된 복수의 열전 변환 소재들을 고온측과 저온측에서 교대로 연결하는 복수의 고온측 전극과 복수의 저온측 전극; 및
    상기 복수의 고온측 전극 중 서로 인접한 고온측 전극들을 선택적으로 접속시키는 복수의 케이스측 전극을 포함하고,
    상기 복수의 고온측 전극과 상기 복수의 케이스측 전극은 서로 상대적인 이동이 가능하게 구비되고, 상기 복수의 고온측 전극과 상기 복수의 케이스측 전극의 상대적인 이동에 의해 상기 복수의 케이스측 전극에 의한 상기 복수의 고온측 전극의 접속이 연결되거나 분리되고,
    또한 상기 열전 변환 모듈은,
    복수의 케이스측 전극에 의해 상기 복수의 고온측 전극이 서로 전기적으로 연결된 상태에서 외부에서 전류를 공급받아 줄열을 발생시키는 발열 모드로 동작하거나, 상기 케이스측 전극에 의한 상기 복수의 고온측 전극 간의 전기적 연결이 분리된 상태에서 열전 변환에 의해 전력을 생산하는 발전 모드로 동작하는, 열전 변환 모듈 시스템.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 제어부는,
    복수의 열전 변환 모듈 중 비정상인 열전 변환 모듈이 있을 시,
    비정상인 열전 변환 모듈은 상기 발열 모드로 동작하도록 제어하고, 정상인 열전 변환 모듈들은 상기 발전 모드로 제어하여, 정상인 열전 변환 모듈에서 생성되는 전류가 비정상인 열전 변환 모듈을 통하여 흐르도록 하는, 열전 변환 모듈 시스템.
  17. 엔진과, 배기 저감 장치가 구비되는 배기계와, 상기 배기 저감 장치에 설치되는 열전 변환 모듈을 포함하는 차량에 있어서,
    상기 열전 변환 모듈은,
    교대로 배열되는 복수의 n형 열전 변환 소재 및 복수의 p형 열전 변환 소재;
    교대로 배열된 복수의 열전 변환 소재들을 고온측과 저온측에서 교대로 연결하는 복수의 고온측 전극과 복수의 저온측 전극; 및
    서로 인접한 상기 복수의 고온측 전극을 접속시키는 복수의 케이스측 전극을 포함하고,
    상기 복수의 고온측 전극과 상기 복수의 케이스측 전극은 서로 상대적인 이동이 가능하게 구비되고, 상기 복수의 고온측 전극과 상기 복수의 케이스측 전극의 상대적인 이동에 의해 상기 복수의 케이스측 전극에 의한 상기 복수의 고온측 전극의 접속이 연결되거나 분리되고,
    또한 상기 열전 변환 모듈은,
    상기 복수의 케이스측 전극에 의해 상기 복수의 고온측 전극이 서로 전기적으로 연결된 상태에서, 상기 고온측 전극과 상기 케이스측 전극으로 전류를 공급하여 줄열을 발생시키고, 상기 복수의 케이스측 전극에 의한 상기 복수의 고온측 전극의 전기적 연결이 분리된 상태에서, 상기 열전 변환 모듈에 의해 전력이 생산되는, 차량.
  18. 청구항 17에 있어서,
    스위치를 더 포함하고,
    상기 열전 변환 모듈은,
    상기 스위치로부터 전기적 신호를 제공 받아, 줄열을 발생시키는 발열 모드에서 열전 변환에 의해 전력을 생산하는 발전 모드로, 또는 발전 모드에서 발열 모드로 전환되는, 차량.
  19. 청구항 17에 있어서,
    상기 열전 변환 모듈은,
    상기 엔진의 시동시, 차량 내부의 전원으로부터 전류를 공급받아 줄열을 발생시키고, 상기 배기 저감 장치 또는 배기 가스의 온도가 기 설정된 온도 이상이 되면, 열전 변환에 의해 전력을 생산하는, 차량.
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