KR200431611Y1 - 수냉식 버스바 구조 및 수냉식 버스바가 장착된 정션박스 - Google Patents

Abstract

본 고안은 정션박스 내부의 온도를 버스바 내에 공급된 유체순환으로 조절하도록 하는 수냉식 버스바 구조 및 수냉식 버스바가 장착된 정션박스에 관한 것이다. 본 고안은 차랑에 구비되는 각종 전기/전자기기를 제어하기 위하여 배터리로부터 공급되는 전원을 분배/공급하는 버스바 내부를 공간부가 형성되도록 하고, 그 공간부에 유체를 공급한다. 이때 상기 버스바는 전류가 흐르는 통로이기 때문에 상기 유체와 전류를 완전 절연시키기 위한 차폐 브라켓이 상기 버스바 내면에 형성된다. 상기 차폐브라켓은 하나 이상 선택적으로 형성될 수 있다. 이에 따라 본 고안은 버스바의 온도가 상승하면 내부의 유체가 대류 순환하게 되어 일정 부분에서의 버스바의 온도를 감소시키게 되고, 상기 버스바가 설치된 정션박스 내부 온도를 조절하게 되는 잇점이 있다.

정션박스, 수냉식 버스바, 유체, 온도 조절.

Description

수냉식 버스바 구조 및 수냉식 버스바가 장착된 정션박스{WATER COOLED BUS BAR STRUCTURE AND JUNCTION HAVING A WATER COOLED BUS BAR}

도 1은 일반적인 버스바 구조가 정션박스 내부에 설치된 부분 사시도.

도 2는 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 수냉식 버스바 구조의 사시도.

도 3은 도 2에 도시된 수냉식 버스바의 다양한 형태를 갖는 실시 예 단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100 : 수냉식 버스바 104 : 차폐 브라켓

106 : 지지바

본 고안은 버스바(Bus Bar) 구조에 관한 것으로서, 특히 차량에 장착되는 정션박스(Junction box) 내부의 온도를 감소시키도록 하는 수냉식 버스바 구조 및 수냉식 버스바가 장착된 정션박스에 관한 것이다.

차량 엔진룸에는 배터리로부터 공급되는 전원을 분배하여 차량에 구비되는 각종 전기/전자기기를 제어하도록 정션박스(junction box)가 장착된다. 상기 정션 박스(1)에는 도 1에 도시된 바와 같이 신호 온/오프를 위한 계전기(relay), 부품 상호간을 연결하는 컨넥터, 그리고 상기 컨넥터를 연결하며 계전기의 온/오프 제어를 수행하는 인쇄회로기판 형태의 지능형 전원분산모듈(IPDM: Intelligent Power Distribution Module), 과전류 차단을 위한 퓨즈 등의 각종 부품(20) 등이 실장된다.

그리고, 상기 정션박스(1)에는 배터리로부터 공급되는 전원을 분배하기 위하여 종래 전원 케이블(cable) 대신 금속판 재질로서 평판형의 형상을 갖는 버스바(Bus bar)(10)가 패턴 설계되어 설치된다. 상기 버스바(10)는 상기 계전기, 컨넥터 등과 연결되도록 일부가 절곡되어 형성된다. 즉 상기 절곡된 부분이 상기 계전기, 컨넥터의 일면에 형성된 홈에 삽입되어 끼움 고정형태로 결합된다. 이러한 버스바(10)는 노이즈를 감소시키고, 임피던스를 낮추어 데이터 처리속도를 향상시킨다.

상기 버스바(10)가 설치된 정션박스(1)는 미도시하고 있지만 내부를 보호하기 위하여 소정 재질의 커버부재가 결합된다. 즉 정션박스(1)는 차량 엔진룸에 장착되기 때문에 차량 주행에 따른 진동과 외부 환경(온도/습도) 등의 영향을 최소화하기 위하여 커버부재를 이용하여 내부를 외부와 완전하게 밀폐하도록 한다.

이에 따라, 차량 주행시에 상기 정션박스(1)의 버스바(10)로 전원이 공급되면 상기 정션박스(1)의 내부 온도가 상승한다. 상기 온도 상승은 정션박스(1)내에 장착된 각종 부품(20)들의 성능을 저하시키는 원인이 된다. 만일 상기 부품소자가 정상적으로 동작하지 않게 되면 실제 차량이 주행하는 도중에 안전사고가 발생될 확률이 높아진다.

따라서, 상기 정션박스(1) 내부의 온도를 감소시키기 위하여 종래에는 상기 버스바 상부방향에 일정량의 유체가 공급된 배관 형태의 파이프(30)를 설치하여, 상기 유체 순환으로 인하여 정션박스 내부의 온도 상승을 최소화시켰다.

예컨대 상기 유체가 공급된 파이프(30)가 상기 버스바(10) 상부방향에 설치되면, 상기 버스바(10)의 온도가 상승했을 때 대응되는 위치에 있는 파이프(30) 내의 유체도 온도가 상승하게 되고, 상기 상승된 유체는 상대적으로 온도가 낮은 유체쪽으로 이동하게 된다. 즉 온도가 높은 유체와 온도가 낮은 유체 상호간의 순환이 이루어진다. 이와 같은 유체 순환에 따라 버스바(10)의 온도가 지속적으로 올라가는 것을 방지하게 되고, 결국 정션박스(1) 내부의 온도 상승을 방지하였다.

그러나, 상기와 같이 버스바 상부면에 파이프를 설치하는 경우에는 다음과 같은 문제점이 있다.

상기 정션박스(1) 내부에는 각종 부품소자(20)들이 장착되어 있기 때문에 장착에 필요한 공간이 부족하다. 즉 공간 부족으로 인하여 파이프(30)를 버스바(10)가 형성된 모든 부분에 장착할 수가 없었다. 비록 일부분에만 파이프(30)가 장착되어 온도 상승을 저하시킨다 할지라도 상기 히트파이프가 설치되지 않은 버스바측에는 온도 상승을 막을수 없었다.

또한, 버스바(10)와 파이프(30)가 별도로 공간에 설치되기 때문에 그 파이프(30)를 설치하기 위한 장착브라켓 등이 필요하였다. 이는 앞서 설명한 바와 같이 공간이 충분하지 못한 정션박스(1) 내부에서는 설치의 곤란함을 가진다.

또한, 상기 파이프(30)가 설치되는 경우에도 상기 파이프(30)의 직경에 의해 많은 설치공간이 필요하기 때문에 공간의 효율성이 저하되는 문제가 있다.

이에 본 고안의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 전원공급과 분배를 수행하는 버스바 내부에 온도 차이에 의해 순환하는 유체를 공급하여 온도 조절을 할 수 있도록 하는 수냉식 버스바 구조를 제공함에 있다.

또한, 상시 수냉식 버스바가 정션박스 내부에 설치된 정션박스를 제공함에 다른 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 수냉식 버스바 구조는, 내부에 공간부를 형성하며 각각의 구간이 동일한 두께와 폭을 가지는 판상의 버스바 몸체와, 상기 버스바 몸체와 대응되는 형상으로 버스바 몸체 내면에 형성되는 하나 이상 설치된 차폐 브라켓을 포함하여 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.

상기 버스바 몸체는 전원분배를 위해 설계된 패턴과 대응되도록 하나 이상 형성된 절곡부를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 차폐부 내부에는 온도 차이에 의해 순환되도록 일정량의 유체가 공급된다.

상기 차폐 브라켓은 상기 버스바 몸체 내면과 밀착되어 구성되거나, 또는 상 기 버스바 몸체 내면과 일정 간격 이격되어 구성된다. 이때 상기 차폐 브라켓이 상기 버스바 몸체 내에 고정 설치되도록 하나 이상의 지지바를 설치해야한다.

그리고 상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 수냉식 버스바가 장착된 정션박스는, 수냉식 버스바 구조와, 상기 수냉식 버스바의 일부와 연결되어 전원을 공급받는 부품 소자들을 포함하여 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.

이와 같은 구성을 가지는 본 고안에 의하면, 버스바 내부에 유체가 공급되어 온도차이에 의해 순환되도록 버스바를 수냉식으로 제조하고, 그 수냉식 버스바를 정션박스에 설치하여 최소한의 설치 공간으로도 정션박스에서 발생되는 열을 효과적으로 방열하게 됨을 알 수 있다.

이하, 본 고안에 의한 수냉식 버스바 구조와 함께 수냉식 버스바가 설치되는 정션박스를 첨부된 도면에 도시된 바람직한 실시 예를 참고하여 상세하게 설명한다.

도 2에는 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 수냉식 버스바 구조의 사시도가 도시되어 있고, 도 3에는 도 2에 도시된 수냉식 버스바의 다양한 형태를 갖는 실시 예 단면도가 도시되어 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 수냉식 버스바(100)는 내부에 공간부(108)가 형성되면서 소정의 두께와 폭을 가지는 판상의 버스바 몸체(102)가 구비된다. 상기 버스바 몸체(102) 내부에는 그 버스바 몸체(102)와 대응되는 형상으로 이루어진 하나 이상의 차폐 브라켓(104)이 장착된다.

상기 차폐 브라켓(104)은 내부에 공급되는 유체가 누수되지 않도록 밀봉상태 로 구성해야 한다. 또한 상기 차폐 브라켓(104)은 절연체로 구성되도록 하여 상기 버스바 몸체(102)에 공급되는 전류와 상기 유체를 완전하게 절연시켜야 한다. 그리고, 상기 차폐 브라켓(104)은 상기 버스바 몸체(102)의 내부표면과 밀착되도록 설치하거나(도 3(a)), 또는 버스바 몸체(102) 내부표면과 일정 간격 이격시켜 설치한다(도 3(b)). 이때 이격 설치되는 경우에는 상기 버스바 몸체(102) 내부표면과 차폐 브라켓(104) 사이에 하나 이상의 지지바(106)를 선택적으로 형성하여 상기 차폐 브라켓(104)을 지지하도록 한다. 상기 지지바(106)는 상기 버스바 몸체(102) 내면과 차폐 브라켓(104) 상호간이 일정 간격 이격시켜 상기 차폐브라켓(104)를 지지하고 유체가 순환될 때 방해가 되지 않도록 적정 갯수와 크기를 가지면서 형성되도록 한다.

이와 같은 상기 차폐 브라켓(104)은 버스바 몸체(102) 내부에 하나 이상 선택적으로 구비될 수 있다. 만일 상기 차폐 브라켓(104)이 하나 이상 구비된 경우에는 각각의 차폐 브라켓(104) 내에 유체가 공급된다.

또한, 상기 버스바 몸체(102)는 상기 정션박스 내부에서 각 부품으로의 전원분배를 위하여 설계된 패턴과 대응되도록 하나 이상의 절곡부가 형성된다. 만일 상기 설계 패턴이 직선으로만 된 경우에는 절곡부가 형성되지 않고 직선의 판형형상으로만 구성됨은 물론이다.

이와 같은 구성을 갖는 수냉식 버스바(100)가 정션박스 내부에 설치된다. 즉 상기 정션박스에 종래 판형 구조의 버스바 대신에 내부에 유체가 공급되어 있는 수냉식 버스바(100)가 설치된다. 상기 수냉식 버스바(100)의 설치는 종래 버스바 설 치과정과 동일하게 실시된다. 그리고 상기 수냉식 버스바(100)의 소정 부분들은 부품 소자가 끼움 고정되도록 그 부품소자에 형성된 홈과 대응되어 상측방향으로 직각 절곡형성된다. 상기 수냉식 버스바(100)의 절곡 부분에 상기 부품 소자가 끼움 고정되면 정션박스의 조립은 모두 완료된다. 그리고 정션박스에 커버부재를 장착한다.

이와 같은 구성을 갖는 수냉식 버스바가 구비된 정션박스의 구성에서 그 정션박스에 전원이 인가되었을 때의 동작을 설명한다.

상기 정션박스에 전원이 인가되면 수냉식 버스바(100)와 연결된 부품소자인 커넥터, 계전기 등으로 전원이 선택적으로 인가되기 시작한다. 그리고 상기 인가된 전원은 소정 제어동작에 따라 차량의 전기/전자부품으로 공급되어 일정 기능이 수행되도록 한다.

이때, 상기 전원이 공급되면 전원 전달 경로인 수냉식 버스바(100)에 열이 발생한다. 상기 수냉식 버스바(100)에 발생되는 열은 버스바 몸체(102)에 균일하게 전달되는 것이 아니고 상기 부품소자의 동작과 관련하여 부분적으로 열이 발생된다.

일단 상기 버스바 몸체(102)에서 발생되는 열이 소정 온도 이상 상승하면, 즉 유체 이동에 필요한 만큼 열이 발생하면 버스바 몸체(102) 내에 있는 유체가 온도 차이로 인하여 순환 이동하기 시작한다. 즉, 온도가 높으면 그 물질의 입자들의 운동에너지가 높아지고 입자들간의 간격도 넓어지게 되기 때문에 찬물과 따뜻한 물의 상호간의 이동이 발생된다.

이에 현재 열이 많이 발생한 버스바 몸체부(102)는 최초 있었던 물보다 온도가 더 낮은 찬물이 이동하여 오게 되며, 상기 온도가 올라간 물은 찬물이 있는 방향으로 이동하게 된다. 그러면 버스바 몸체부(102)의 온도는 찬물로 인하여 온도 상승이 둔화된다.

이러한 유체 순환에 따라 버스바 몸체부(102)의 온도가 상승하는 것을 내부에 공급된 유체의 온도차이에 의한 이동 현상으로 방지한다.

이상과 같이, 본 고안의 도시된 실시 예를 참고하여 설명하고 있으나, 이는 예시적인 것들에 불과하며, 본 고안이 속하는 기술 분야의 통상 지식을 가진 자라면 본 고안의 요지 및 범위에 벗어나지 않으면서도 다양한 변형, 변경 및 균등한 타 실시 예들이 가능하다는 것을 명백하게 알 수 있을 것이다. 따라서 본 고안의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적인 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안의 수냉식 버스바 구조에 따르면 전원을 공급하는 버스바의 내부에 유체를 공급함으로써 버스바의 소정 부분이 열이 발생하면 열로 인하여 온도가 올라간 유체와 상대적으로 온도가 낮은 유체와의 이동이 이루어져서 버스바 자체의 온도가 올라가는 것을 방지할 수 있음으로써, 정션박스 내부에 구비되는 경우 정션박스 내부 온도를 조절하게 되어 보다 안정적인 동작을 수행하도록 하는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 내부에 공간부를 형성하며 각각의 구간이 동일한 두께와 폭을 가지는 판상의 버스바 몸체와,

   상기 버스바 몸체와 대응되는 형상으로 버스바 몸체 내면에 형성되는 하나 이상 설치된 차폐 브라켓를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수냉식 버스바 구조.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 버스바 몸체는 전원분배를 위해 설계된 패턴과 대응되도록 하나 이상 형성된 절곡부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수냉식 버스바 구조.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 차폐부 내부에는 온도 차이에 의해 순환되도록 일정량의 유체가 공급되는 것을 특징으로 하는 수냉식 버스바 구조.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 차폐 브라켓은 상기 버스바 몸체 내면과 밀착되어 구성되는 것을 특징으로 하는 수냉식 버스바 구조.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 차폐 브라켓은 상기 버스바 몸체 내면과 일정 간격 이격되어 구성되는 것을 특징으로 하는 수냉식 버스바 구조.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 차폐 브라켓이 상기 버스바 몸체 내에 고정 설치되도록 하나 이상의 지지바가 구비되는 것을 특징으로 하는 수냉식 버스바 구조.
7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항으로 구비되는 수냉식 버스바 구조와,

   상기 수냉식 버스바의 일부와 연결되어 전원을 공급받는 부품 소자들을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수냉식 버스바가 장착된 정션박스.

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