KR20120060573A

KR20120060573A - 친환경 차량용 전동컴프레서의 인버터와 고전압컨넥터의 체결 구조 및 전동컴프레서 컨넥터

Info

Publication number: KR20120060573A
Application number: KR1020100122149A
Authority: KR
Inventors: 이원만
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2010-12-02
Filing date: 2010-12-02
Publication date: 2012-06-12

Abstract

본 발명은 친환경 차량용 전동컴프레서의 인버터와 고전압컨넥터의 체결 구조 및 전동컴프레서 컨넥터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 에어컨에 사용되는 전동컴프레서의 인버터 및 고전압 배터리의 컨넥터에 인터락라인을 각각 추가적으로 부설하고, 인터락라인의 연결시에만 상기 고전압 배터리로부터 전원이 출력되도록 하는 본 발명은 친환경 차량용 전동컴프레서의 인버터와 고전압컨넥터의 체결 구조 및 전동컴프레서 컨넥터에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은, 고전압 배터리를 포함하고 HCU에 의하여 제어되는 친환경 차량의 FATC에 의하여 제어되는 차량용 에어컨을 위한 전동컴프레서의 인버터와 고전압컨넥터의 체결 구조에 있어서, 상기 고전압 배터리와 연결되어 상기 고전압 배터리로부터 출력되는 전원을 리드하고, 인터락라인을 포함하여 이루어진 고전압컨넥터; 및 상기 전동컴프레서와 연결되고, 상기 고전압컨넥터와 체결시 상기 고전압 배터리로부터 출력되는 전원을 상기 전동컴프레서로 인가하고, 상기 고전압컨넥터와 체결시 상기 고전압컨넥터의 인터락라인과 연결되는 인터락라인을 포함하는 인버터를 포함하고, 상기 FATC는 상기 고전압컨넥터의 인터락라인과 상기 인버터의 인터락라인의 연결 여부를 인식하여 상기 고전압컨넥터의 인터락라인과 상기 인버터의 인터락라인이 연결되면 상기 HCU로 인터락라인 연결신호를 송신하고, 상기 HCU는 인터락라인 연결신호를 수신하면 상기 고전압 배터리로 고전압 공급 요청신호를 송신하며, 상기 고전압 배터리는 고전압 공급 요청신호를 수신하는 경우에만 전원을 출력하는 것을 특징으로 한다.

Description

친환경 차량용 전동컴프레서의 인버터와 고전압컨넥터의 체결 구조 및 전동컴프레서 컨넥터{Assembly Structure of Electric Compressor Inverter and High Voltage Connector for Hybrid Car and Electric Compressor Connector}

본 발명은 친환경 차량용 전동컴프레서의 인버터와 고전압컨넥터의 체결 구조 및 전동컴프레서 컨넥터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 에어컨에 사용되는 전동컴프레서의 인버터 및 고전압 배터리의 컨넥터에 인터락라인을 각각 추가적으로 부설하고, 인터락라인의 연결시에만 상기 고전압 배터리로부터 전원이 출력되도록 하는 본 발명은 친환경 차량용 전동컴프레서의 인버터와 고전압컨넥터의 체결 구조 및 전동컴프레서 컨넥터에 관한 것이다.

최근 친환경차량의 개발 및 사용이 증가하면서 하이브리드 차/수소 전지차/전기자동차 등과 같은 고전압(예를 들어, 350V)을 이용하여 구동하는 친환경 차량의 전기 전자 장치들이 점점 늘고있는 추세이다. 그 중 차량용 에어컨에 사용되는 에어컨 컴프레서도 마찬가지이다.

종래에는 차량에서 엔진벨트에 의하여 구동되던 에어컨 컴프레서는 상기와 같은 하이브리드 차/수소 전지차/전기자동차 등과 같은 친환경 차량에서는 외부 고전압(350V)에 의하여 구동되는 전동컴프레서로 대체되고 있다.

상기와 같은 고전압 전동컴프레서는 고전압을 사용하기 때문에 컨넥터의 결합 또는 분리시 고전압 감전에 의한 안전사고가 발생하는 문제가 있었다. 또한, 상기 고전압 전동컴프레서는 전선 피복이 벗겨지거나, 합선이 되면 스파크의 발생에 의하여 운전자가 놀라게 되는 문제가 있었다.

도 1은 이러한 종래의 전동컴프레서 구조를 나타내고 있다.

도시된 바와 같이, 현재 적용중인 전동컴프레서 구조는 전원 인가시 전자제어유닛(ECU)에 의하여 제어되며, 고전압 배터리에서 출력되는 고전압의 전원이 고저압 컨넥터를 이용하여 전동컴프레서로 직접 인가되는 구조를 가지고 있다. 상기와 같은 구조는 상기 고전압컨넥터가 상기 전동컴프레서에 결합되어 직접 연결되는 구조를 가지며, 따라서, 고전압 배터리 OUT 케이블에서 상기 전동컴프레서의 전단 케이블까지 고전압의 전류가 흐르게 된다.

이러한 구조는 도 2의 종래의 전동컴프레서의 고전압컨넥터와 인버터 하우징의 개략도에서도 쉽게 알 수 있다. 즉, 상기 고전압컨넥터와 인버터하우징은 서로간의 결합에 의하여 전원이 직접적으로 인가되는 구조를 가지고 있다.

그러나, 이러한 구조는 상기 고전압컨넥터와 전동컴프레서 간에 안전장치가 존재하지 않기 때문에 결합 또는 분리시 쇼트의 발생 가능성이 많으며, 또한, 감전이나 누전이 쉽게 발생할 수 있는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 창안된 것으로서,

에어컨에 사용되는 전동컴프레서의 인버터 및 고전압 배터리의 컨넥터에 인터락라인을 각각 추가적으로 부설하고, 인터락라인의 연결시에만 상기 고전압 배터리로부터 전원이 출력되도록 하는 친환경 차량용 전동컴프레서의 인버터와 고전압컨넥터의 체결 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

고전압 배터리를 포함하고 HCU에 의하여 제어되는 친환경 차량의 FATC에 의하여 제어되는 차량용 에어컨을 위한 전동컴프레서의 인버터와 고전압컨넥터의 체결 구조에 있어서, 상기 고전압 배터리와 연결되어 상기 고전압 배터리로부터 출력되는 전원을 리드하고, 인터락라인을 포함하여 이루어진 고전압컨넥터; 및 상기 전동컴프레서와 연결되고, 상기 고전압컨넥터와 체결시 상기 고전압 배터리로부터 출력되는 전원을 상기 전동컴프레서로 인가하고, 상기 고전압컨넥터와 체결시 상기 고전압컨넥터의 인터락라인과 연결되는 인터락라인을 포함하는 인버터를 포함하고, 상기 FATC는 상기 고전압컨넥터의 인터락라인과 상기 인버터의 인터락라인의 연결 여부를 인식하여 상기 고전압컨넥터의 인터락라인과 상기 인버터의 인터락라인이 연결되면 상기 HCU로 인터락라인 연결신호를 송신하고, 상기 HCU는 인터락라인 연결신호를 수신하면 상기 고전압 배터리로 고전압 공급 요청신호를 송신하며, 상기 고전압 배터리는 고전압 공급 요청신호를 수신하는 경우에만 전원을 출력하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 FATC는 상기 인터락라인의 접속단이 모두 GND되면 상기 고전압컨넥터의 인터락라인과 상기 인버터의 인터락라인이 연결된 것으로 인식하는 것을 특징으로 한다.

한편, 친환경 차량의 에어컨에 사용되는 전동컴프레서 인버터 및 상기 인버터에 체결되고 고전압 배터리와 연결되는 고전압컨넥터의 체결구조에 있어서, 상기 전동컴프레서 인버터 및 상기 고전압컨넥터 각각에 구비되고, 상기 전동컴프레서 인버터와 상기 고전압컨넥터의 체결시 연결되는 전압 라인; 및 상기 전동컴프레서 인버터 및 상기 고전압컨넥터 각각에 구비되고, 상기 전동컴프레서 인버터와 상기 고전압컨넥터의 체결시 연결되는 인터락라인을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명은,

인터락을 포함한 고전압컨넥터와 전동컴프레서 인버터의 체결시 상기 인터락의 연결 여부를 확인한 후 고전압이 인가되도록 함으로써, 고전압컨넥터의 사용시 컨넥터 접촉 불량, 이상전압, 누전 및 스파크(Spark) 등에 의한 로작동 및 고전압 감전을 방지하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 전동컴프레서 구조를 나타내고 있다.
도 2는 종래의 전동컴프레서의 고전압컨넥터와 인버터 하우징의 개략도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 친환경 차량용 전동컴프레서의 인버터와 고전압컨넥터의 체결 구조를 나타내는 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 친환경 차량용 전동컴프레서의 인버터와 고전압컨넥터의 체결 구조의 고전압컨넥터와 전동컴프레서의 인버터의 구조를 개략적으로 나타내는 블럭도이다.
도 5은 본발명의 일 실시예에 따른 고전압컨넥터와 전동컴프레서의 인버터를 나타낸다.
도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고전압컨넥터와 전동컴프레서의 인버터를 나타낸다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 친환경 차량용 전동컴프레서의 인버터와 고전압컨넥터의 체결 구조를 나타내는 블럭도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 친환경 차량용 전동컴프레서의 인버터와 고전압컨넥터의 체결 구조는, 캔통신부(11) 및 마이크로컨트롤러유닛(MCU, Micro Controller Unit)(12)을 포함한 전동컴프레서(10)와, 전자동 온도제어 장치(FATC : Full Automatic Temperature Controler)(20), 차량제어기(HCU : Hybrid Control Unit)(30), 고전압 배터리(40) 및 고전압 컨넥터(51)와 인버터(52)를 포함한 컨넥터부를 포함한다.

상기 전동컴프레서(10)는 상기 고전압 배터리(40)로부터 출력되는 고전압의 전원을 통하여 작동하는 차량용 에어컨 컴프레서로서, MCU(12)를 통하여 동작이 제어되며, 캔통신부(11)를 통하여 상기 FATC(20) 또는 HCU(30)와 캔통신을 함으로써 신호를 주고받아서 동작한다.

상기 전동컴프레서(10)의 MCU(12)는 상기 전동컴프레서(10)의 동작을 컨트롤하는 역할을 하는 수단으로서, 비메모리 반도체와 전원 회로모듈을 포함하여 이루어짐으로써, 상기 전동컴프레서(10)로 인가되는 전원을 컨트롤한다.

또한, 상기 전동컴프레서(10)의 캔통신부(11)는 상기 MCU(12)가 상기 FATC(20) 또는 HCU(30)와 캔통신을 통하여 신호를 주고받을 수 있도록 하는 수단이다.

상기와 같은 MCU(12)와 캔통신부(11)를 통하여 상기 전동컴프레서(10)로 전원이 인가되고, 상기 전동컴프레서(10)는 전동차량의 에어콘 가동을 위한 동작을 수행한다.

상기 전동컴프레서(10)는 후술할 고전압컨넥터(51)와 체결되는 인버터(52)와 연결되도록 이루어진다. 상기 인버터(52)는 상기 고전압컨넥터(51)와 체결됨으로 인하여 상기 고전압 배터리(40)에서 출력되는 전원을 상기 전동컴프레서(10)로 인가하는 수단이다. 또한, 상기 인버터(52)는 상기 고전압컨넥터(51)의 제1인터락라인(60)과 연결되는 제2인터락라인(61)을 포함하여 이루어지고, 상기 인터락라인들(60, 61)은 상기 고전압컨넥터(51)와 인버터(52)의 체결에 의하여 연결되도록 이루어진다.

상기 FATC(20)는 차량에 구비된 각종 센서(내기온도 및 습도 센서, APS 및 외기온도센서, 덕트센서, 선 센서) 및 인스트루먼트 패널에 설치되어 있는 컨트롤스위치등에서의 입력 신호를 수신하여 마이컴(micom)에서 논리적 연산을 통해 각종 모듈모터(모드 제어 모터, 에어믹스 제어 모터, 내/외기 전환 모터)를 제어함으로써 차량 내의 온도를 운전자의 설정온도 상태로 유지시키는 수단이다.

본 발명의 친환경 차량용 전동컴프레서의 인버터와 고전압컨넥터의 체결 구조에서 상기 FATC(20)는 상기 고전압컨넥터(51) 및 전동컴프레서 인버터(52)의 인터락라인들(60, 61)의 연결 여부를 인식하도록 이루어진다. 상기 FATC(20)는 상기 고전압컨넥터(51) 및 전동컴프레서 인버터(52)의 인터락라인들(60, 61)이 연결되었는지의 여부를 확인하고, 인터락라인들(60, 61)의 연결 시 후술할 차량제어기(30)로 인터락라인 연결신호를 송신하도록 이루어진다.

상기 HCU(30)는 본 발명의 친환경 차량용 전동컴프레서의 인버터와 고전압컨넥터의 체결 구조가 사용되는 친 환경 차량의 시스템을 구성하는 장치들을 통합하여 제어하는 수단으로서, 상기 FATC(20)의 구동 역시 상기 HCU(30)를 통하여 제어된다. 또한, 상기 HCU(30)는 하이브리드 차량의 하이브리드 운전모드 설정, 그리고 차량 전반의 제어 등을 할 수 있으며, 차량에 구비된 각 제어기들이 상기 HCU(30)를 중심으로 고속 CAN 통신라인으로 연결되어, 각 제어기들 상호 간에 정보를 주고받을 수 있도록 이루어진다.

한편, 상기 HCU(30)는 상기 FATC(20)와 연동하고 후술할 고전압 배터리(40)와 연결되어 상기 고전압 배터리(40)의 전원 출력을 관리하도록 이루어진다. 이때, 상기 FATC(20)로부터 인터락라인들(60, 61)의 연결 여부를 확인하고, 상기 인터락라인들(60, 61)이 연결되었음을 확인한 경우 상기 고전압 배터리(40)로 전원을 출력하도록 고전압 공급 요청신호를 보내어 고전압 전원을 출력하도록 제어한다.

상기 고전압 배터리(40)는 본 발명의 친환경 차량용 전동컴프레서의 인버터와 고전압컨넥터의 체결 구조가 적용되는 차량에 구동에 필요한 전원을 공급하고, 또한, 상기 전동식 컴프레서(10)에 전원을 공급하는 수단이다. 상기 고전압 배터리(40)는 전력을 충전할 수 있는 공지의 배터리를 내장하여 이루어짐으로써, 전력을 충전하고 충전된 전력을 출력하는 수단이다.

상기 고전압 배터리(40)는 전원을 출력하기 위한 고전압컨넥터(51)와 연결되도록 이루어진다. 이때, 상기 고전압컨넥터(51)는 제1인터락라인(60)을 포함하여 이루어지며, 이는 후술할 전동컴프레서(10)의 제2인터락라인(61)과 체결되어 전원의 인가 전 인터락라인들(60, 61)의 연결 유무에 따라 전원이 인가되도록 하는 기능을 수행할 수 있다.

상기 고전압 배터리(40)는 상기 HCU(30)와 연동함으로써, 상기 HCU(30)로부터 고전압 공급 요청신호를 수신할 경우에만 상기 고전압컨넥터(51)로 고전압의 전원을 출력하도록 이루어진다. 이때, 상기 고전압컨넥터(51)로의 전원 출력은 상기 전동컴프레서(10)와 연결된 인버터(52)와 결합되는 고전압컨넥터(51)로 출력되는 전원에 국한된 것으로, 차량의 구동을 위한 전원은 그대로 출력되도록 하는 것이 바람직하다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고전압컨넥터와 전동컴프레서의 인버터의 구조를 개략적으로 나타내는 블럭도이다.

상술한 바와 같이, 상기 고전압컨넥터(51)와 상기 인버터(52)는 결합시 연결되는 인터락라인들(60, 61)을 포함하여 이루어진다.

즉, 상기 고전압 배터리(40)로부터 전원을 공급받기 위하여 상기 고전압컨넥터(51)와 상기 전동컴프레서(10)의 인버터(52)가 체결되면, 상기 인터락라인들(60, 61)이 서로 연결되도록 이루어진다.

상기와 같이 연결된 인터락라인들(60, 61)은 상기 FATC(20)와 연결되고, 이러한 구조를 통하여 상기 인터락라인들(60, 61)의 연결시 상기 FATC(20)로 신호가 입력되도록 이루어진다. 따라서, 상기 고전압컨넥터(51)와 상기 인버터(52)의 체결에 의하여 상기 제1인터락라인(60)과 상기 제2인터락라인(61)이 연결되면, 상기 FATC(20)의 마이컴에서 인터락라인들(60, 61)의 연결 유무를 판단하도록 이루어지며, 상기 인터락라인들(60, 61)의 연결시 상기 HCU(30)로 인터락 연결신호를 송신하도록 이루어진다.

상기와 같이 이루어지는 인터락 연결신호의 송신은 다음과 같이 이루어진다. (도 3 및 도 4 참조)

먼저, 상기 FATC(20)내부의 마이컴 'A'단자에는 상항 +전압(1 신호)이 인가되고, 상기 FATC내부의 마이컴 'B'단자는 GND전압(0 신호)된 상태로 이루어진다. 이때, 상기 고전압컨넥터(51)와 상기 인버터(52)의 체결에 의하여 상기 인터락라인들(60,61)이 연결되면 상기 'A' 단자와 상기 'B' 단자는 서로 연결되기 때문에 상기 'A'단자가 GND(0 신호)된다. 상기 FATC(20)에서는 상기와 같이 상기 'A'단자가 GND되면 상기 인터락라인들(60, 61)이 이상없이 연결된 것으로 인식하고, 인터락 연결신호를 상기 HCU(30)로 송신하도록 이루어진다.

도 5은 본발명의 일 실시예에 따른 고전압컨넥터와 전동컴프레서의 인버터를 나타내며, 도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고전압컨넥터와 전동컴프레서의 인버터를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 고전압컨넥터(51)와 전동컴프레서(10)의 인버터(52)는 서로 체결시 연결되는 인터락라인들(60, 61)을 포함하여 이루어진다.

상기 인터락라인들(60, 61)은 상기 고전압컨넥터(51)와 전동컴프레서(10)의 인버터(52)의 완전한 체결을 확인하기 위하여 구비되는 것으로, 상기 고전압컨넥터(51)와 전동컴프레서(10)의 인버터(52)의 결합이 완전히 이루어질 경우에 연결되도록 이루어진다.

상기 인터락라인들(60, 61)의 배치는 크게 한정하지 않으며, 도 5에서와 같이 상기 고전압 컨버터(51) 및 전동컴프레서 인버터(52)의 전원 라인의 사이에 배치될 수 있으며, 또한, 도 6에서와 같이 상기 고전압 컨버터 및 인버터의 전원 라인의 하부에 배치될 수 있다.

이상으로 본 발명의 친환경 차량용 전동컴프레서의 인버터와 고전압컨넥터의 체결 구조 및 전동컴프레서 컨넥터의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하였으나, 이는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 특정한 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도, 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

10: 전동컴프레서 11: 캔통신부
12: 마이크로컨트롤러유닛 20: 전자동 온도제어 장치
30: 차량 제어기 40: 고전압 배터리
50: 컨넥터부 51: 고전압 컨넥터
52: 인버터 60: 제1인터락라인
61: 제2인터락라인

Claims

고전압 배터리를 포함하고 HCU에 의하여 제어되는 친환경 차량의 FATC에 의하여 제어되는 차량용 에어컨을 위한 전동컴프레서의 인버터와 고전압컨넥터의 체결 구조에 있어서,
상기 고전압 배터리와 연결되어 상기 고전압 배터리로부터 출력되는 전원을 리드하고, 인터락라인을 포함하여 이루어진 고전압컨넥터; 및
상기 전동컴프레서와 연결되고, 상기 고전압컨넥터와 체결시 상기 고전압 배터리로부터 출력되는 전원을 상기 전동컴프레서로 인가하고, 상기 고전압컨넥터와 체결시 상기 고전압컨넥터의 인터락라인과 연결되는 인터락라인을 포함하는 인버터를 포함하고,
상기 FATC는 상기 고전압컨넥터의 인터락라인과 상기 인버터의 인터락라인의 연결 여부를 인식하여 상기 고전압컨넥터의 인터락라인과 상기 인버터의 인터락라인이 연결되면 상기 HCU로 인터락라인 연결신호를 송신하고,
상기 HCU는 인터락라인 연결신호를 수신하면 상기 고전압 배터리로 고전압 공급 요청신호를 송신하며,
상기 고전압 배터리는 고전압 공급 요청신호를 수신하는 경우에만 전원을 출력하는 것을 특징으로 하는 친환경 차량용 전동컴프레서의 인버터와 고전압컨넥터의 체결 구조.
제 1항에 있어서,
상기 FATC는 상기 인터락라인의 접속단이 모두 GND되면 상기 고전압컨넥터의 인터락라인과 상기 인버터의 인터락라인이 연결된 것으로 인식하는 것을 특징으로 하는 친환경 차량용 전동컴프레서의 인버터와 고전압컨넥터의 체결 구조.
친환경 차량의 에어컨에 사용되는 전동컴프레서 인버터 및 상기 인버터에 체결되고 고전압 배터리와 연결되는 고전압 컨넥터를 포함하는 전동컴프레서 컨넥터에 있어서,
상기 전동컴프레서 인버터 및 상기 고전압컨넥터 각각에 구비되고, 상기 전동컴프레서 인버터와 상기 고전압컨넥터의 체결시 연결되는 전압 라인; 및
상기 전동컴프레서 인버터 및 상기 고전압컨넥터 각각에 구비되고, 상기 전동컴프레서 인버터와 상기 고전압컨넥터의 체결시 연결되는 인터락라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동컴프레서 컨넥터.