KR20200061762A - Low voltage dc-dc converter with a built-in battery - Google Patents

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Abstract

Disclosed is a battery integrated low voltage DC-DC converter for an electric car or the like. The battery integrated low voltage DC-DC converter comprises: an integrated and insulated case having an upper part and a lower part which are opened to be formed in a flat rectangular box shape having an internal space covered by upper and lower cases, wherein the internal space is provided with a first area of the upper part and a second area of the lower part; a PCB assembly installed in the first area within the case and including an integrated control board for controlling the operation of the DC-DC converter, and a cooling module; a battery module installed in the second area within the case; a busbar electrically connecting the battery module to the PCB assembly; a high voltage side first terminal and a low voltage side second terminal installed at the outer surface of one side of the case to be electrically connected to the PCB assembly; and a cable guide provided in the PCB assembly to expose a cable connection entrance to the outside through a through hole formed at the upper case of the case.

Description

배터리 일체형 저전압 디씨-디씨 컨버터{LOW VOLTAGE DC-DC CONVERTER WITH A BUILT-IN BATTERY}LOW VOLTAGE DC-DC CONVERTER WITH A BUILT-IN BATTERY

본 발명의 실시예는 배터리 일체형 저전압 디씨-디씨 컨버터에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 전기자동차 등의 전장부품에 대한 전력 공급을 위한 배터리 일체형 저전압 디씨-디씨 컨버터에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a battery-integrated low-voltage DC-DC converter, and more particularly, to a battery-integrated low-voltage DC-DC converter for supplying power to electric components such as electric vehicles.

전기자동차를 구성하는 핵심부품은 에너지를 저장하는 고전압배터리, 배터리 에너지를 사용하여 차량을 구동하는 모터, 배터리 직류(direct current, DC, 디씨) 전원을 이용하여 모터를 구동하기 위한 인버터, 전장부하에 전원을 공급하는 12V배터리, 차량의 고전압을 저전압으로 감압시켜 저전압을 필요로 하는 전장부하에 전원을 공급하는 LDC(Low voltage DC-DC Converter) 등으로 구성된다.The core components that make up an electric vehicle include a high voltage battery that stores energy, a motor that drives the vehicle using battery energy, an inverter that drives the motor using battery direct current (DC, DC) power, and an electric load. It consists of a 12V battery that supplies power, and a low voltage DC-DC converter (LDC) that supplies power to an electric load that requires low voltage by reducing the vehicle's high voltage to a low voltage.

전기자동차에 사용되고 있는 리튬이온 배터리는 고전압 배터리로, 모터를 구동하기 위한 인버터(DC/AC 인버터)에는 사용가능하지만, 전장부하(예, 램프류, 열선, 보기류, 소형 모터 구동 등)는 아직까지 대부분 저전압인 12V 전원을 사용하고 있어, 고전압 DC 전압을 저전압 DC 전압으로 변환하는 LDC(Low voltage DC-DC Converter)가 요구된다.Lithium-ion batteries used in electric vehicles are high-voltage batteries and can be used in inverters (DC/AC inverters) to drive motors, but electric loads (eg lamps, heating wires, accessories, small motor drives, etc.) are still available. Since most of the low voltage 12V power sources are used, a low voltage DC-DC converter (LDC) that converts a high voltage DC voltage into a low voltage DC voltage is required.

또한 배터리는 고전압 DC 전압을 사용하고 있지만, 전기자동차에 사용되는 전장부하 예컨대 램프류, 열선, 보기류, 소형 모터 구동 등에는 아직까지 12V 전원을 사용하고 있다. 따라서, 이러한 저전력 전기장치에 대한 전원 공급을 위해 차량에 탑재된 고전압 DC 전압을 저전압 DC 전압으로 변환하는 LDC(Low voltage DC-DC Converter)가 사용되고 있다.In addition, although the battery uses a high voltage DC voltage, 12V power is still used for electric loads used in electric vehicles such as lamps, heating wires, accessories, and small motors. Therefore, a low voltage DC-DC converter (LDC) that converts a high voltage DC voltage mounted on a vehicle into a low voltage DC voltage is used to supply power to such a low power electric device.

상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 배터리모듈과 DC-DC 컨버터를 일체화한 배터리 일체형 저전압 디씨-디씨 컨버터(low voltage DC-DC converter)(이하 '배터리 일체형 엘디씨')를 제공하는데 있다.An object of the present invention for solving the above-mentioned problems of the prior art is a battery-integrated low-voltage DC-DC converter (hereinafter referred to as'battery-integrated LCD') that integrates a battery module and a DC-DC converter. To provide.

본 발명의 또 다른 목적은 LDC(Low voltage DC-DC Converter)와 전장부하용 리튬전지 모듈에 각각 사용되는 제어 모듈을 통합하여 소형화, 경량화 및 간소화에 의한 비용 절감에 효과적인 배터리 일체형 엘디씨를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a battery-integrated LCD effective for cost reduction by miniaturization, light weight, and simplification by integrating a control module used for a low voltage DC-DC converter (LCD) and a lithium battery module for electric load. .

상술한 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 배터리 일체형 저전압 디씨-디씨 컨버터(low voltage DC-DC converter, LDC)(이하 '배터리 일체형 엘디씨')는, 상,하부가 개방되어 상,하부케이스에 의해 덮인 내부 공간을 가지는 납작한 사각 박스형태로 형성되며, 상기 내부 공간은 상부의 제1 영역과 하부의 제2 영역을 구비한 일체형 및 절연형 케이스; 상기 케이스 내의 제1 영역에 설치되는 것으로, 디씨-디씨 컨버터의 동작을 제어하는 통합제어보드 및 냉각모듈을 포함하는 PCB조립체; 상기 케이스 내의 제2 영역에 설치되는 배터리모듈; 상기 배터리모듈을 PCB조립체와 전기적으로 접속하는 버스바; 상기 케이스의 일측 바깥면에 설치되어 PCB조립체와 전기적으로 연결되는 고압측 제1 터미널과 저압측 제2 터미널; 및 상기 PCB조립체에 구비되어 케이스의 상부케이스에 형성된 관통구멍을 통해 케이블 접속입구가 외부로 노출된 케이블 가이드를 포함하여 이루어진 것에 특징이 있다.In order to achieve the above technical problem, the battery-integrated low-voltage DC-DC converter (LCD) of the present invention (hereinafter referred to as'battery-integrated LDC'), the upper and lower parts are opened to the upper and lower cases. It is formed in a flat rectangular box shape having an inner space covered by the inner space, the inner space having an upper first region and a lower second region integral and insulated case; It is installed in the first area in the case, a PCB assembly including an integrated control board and a cooling module for controlling the operation of the DC-DC converter; A battery module installed in a second area in the case; A bus bar that electrically connects the battery module to a PCB assembly; A high voltage side first terminal and a low voltage side second terminal installed on one side of the case and electrically connected to the PCB assembly; And a cable guide provided on the PCB assembly and having a cable connection entrance exposed to the outside through a through hole formed in an upper case of the case.

또한 상기 본 발명에 있어서, 상부케이스의 내측면에는 방열블럭이 구비되고, 방열블럭은 PCB조립체의 냉각모듈 상면과 접촉하도록 되어 PCB조립체에서 발생하는 열을 상부케이스로 유도하도록 된 것에 특징이 있다.In addition, in the present invention, the inner case of the upper case is provided with a heat dissipation block, and the heat dissipation block is in contact with the upper surface of the cooling module of the PCB assembly, so that heat generated in the PCB assembly is induced to the upper case.

또한 상기 본 발명에 있어서, PCB조립체의 하부에는 방열플레이트가 구비되고, 상기 방열플레이트는 PCB조립체의 냉각모듈 하면과 접촉하도록 되어 PCB조립체에서 발생하는 열을 하부의 방열플레이트로 유도하도록 된 것에 특징이 있다.In addition, in the present invention, the heat dissipation plate is provided on the lower portion of the PCB assembly, and the heat dissipation plate is in contact with the lower surface of the cooling module of the PCB assembly, so that heat generated in the PCB assembly is induced to the lower heat dissipation plate. have.

또한 상기 본 발명에 있어서, 하부케이스에는 배터리모듈을 안착시키기 위해 배터리모듈과 접하는 면에 배터리모듈의 대응면에 대응하는 표면 형태를 갖는 요철부를 구비하여 배터리모듈의 열을 하부케이스를 통해 외부로 방출하도록 된 것에 특징이 있다.In addition, in the present invention, the lower case is provided with a concavo-convex portion having a surface shape corresponding to the corresponding surface of the battery module on the surface in contact with the battery module to seat the battery module to discharge the heat of the battery module to the outside through the lower case It is characterized by being made.

또한 상기 본 발명에 있어서, PCB조립체의 상부에 상부냉각커버를 구비하고, 하부에는 하부냉각커버를 구비하며, 상기 PCB조립체와 마주하는 상,하부냉각커버의 대향면에는 PCB조립체에 탑재되는 부품을 수용할 수 있는 홈부를 형성하고, 상,하부냉각커버의 대향면의 반대쪽 바깥면에는 요철홈을 형성하여 방열 효율을 높이도록 된 것에 특징이 있다.In addition, in the present invention, an upper cooling cover is provided on the upper portion of the PCB assembly, a lower cooling cover is provided on the lower portion, and components mounted on the PCB assembly are provided on opposite surfaces of the upper and lower cooling covers facing the PCB assembly. It is characterized by forming an acceptable groove portion, and forming uneven grooves on opposite outer surfaces of the upper and lower cooling covers to increase heat dissipation efficiency.

또한 상기 본 발명에 있어서, PCB조립체 상부PCB와 하부PCB로 분리형성하고, 상부PCB 상부에 상부냉각커버를 구비하고, 상부PCB와 하부PCB 사이에 중심냉각플레이트를 구비하고, 하부PCB 하부에 하부냉각커버를 구비하며, 상기 상부PCB와 하부PCB와 마주하는 상,하부냉각커버의 대향면에는 PCB조립체에 탑재되는 부품을 수용할 수 있는 홈부를 형성하고, 상,하부냉각커버의 대향면의 반대쪽 바깥면에는 요철홈을 형성하여 방열 효율을 높이도록 된 것에 특징이 있다.In addition, in the present invention, the PCB assembly is formed by separating the upper PCB and the lower PCB, the upper PCB is provided with an upper cooling cover, a central cooling plate is provided between the upper PCB and the lower PCB, the lower cooling under the lower PCB Provided with a cover, on the opposite surfaces of the upper and lower cooling covers facing the upper PCB and the lower PCB, forming grooves for receiving parts mounted on the PCB assembly, and outside the opposite sides of the upper and lower cooling covers. The surface is characterized by forming an uneven groove to increase heat dissipation efficiency.

또한 상기 본 발명에 있어서, 중심냉각플레이트에, 상부냉각커버와 하부냉각커버를 연결하는 제1 히트폴과, 상,하부PCB에 탑재된 소자와 직접 접촉하는 제2 히트폴을 일체로 구비한 것에 특징이 있다.In addition, in the present invention, the central cooling plate, the first cooling pole to connect the upper cooling cover and the lower cooling cover, and the second heat pole in direct contact with the elements mounted on the upper and lower PCB There are features.

전술한 본 발명의 특징에 의하면, 일체형 방열 구조를 갖춘 경량화, 소형화 및 간소화 구조의 배터리 일체형 저전압 디씨-디씨 컨버터(low voltage DC-DC converter, LDC)(이하 '배터리 일체형 엘디씨')를 제공할 수 있다.According to the above-described features of the present invention, to provide a battery-integrated low-voltage DC-DC converter (LCD) (light-weight DC-DC converter, LDC) (hereinafter referred to as'battery-integrated LCD') of a lightweight, compact and simplified structure with an integrated heat dissipation structure Can be.

또한, 본 발명에 의하면, LDC의 제어 모듈과 전장부하용 리튬전지 시스템에 사용되는 배터리 관리 시스템을 통합하여 배터리 일체형 엘디씨의 소형화, 경량화 및 간소화를 구현할 수 있고, 이를 통해 전기자동차 등의 전장부품으로서 비용 절감에 효과적인 장점이 있다.In addition, according to the present invention, the control module of the LDC and the battery management system used for the lithium battery system for electric load can be integrated to realize compactness, light weight, and simplification of the battery-integrated LDC, and through this, electric components such as electric vehicles. As it has an advantage that is effective in cost reduction.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 일체형 저전압 디씨-디씨 컨버터(low voltage DC-DC converter, LDC)(이하 '배터리 일체형 엘디씨')의 사시도이다.
도 2는 도 1의 배터리 일체형 엘디씨의 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 일체형 저전압 디씨-디씨 컨버터의 엘디씨에서 PCB조립체 방열 구성을 나타낸 측면도.
도 4는 도 3의 평면도.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 배터리 일체형 저전압 디씨-디씨 컨버터의 엘디씨에서 PCB조립체 방열 구성을 나타낸 분해 사시도.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 배터리 일체형 저전압 디씨-디씨 컨버터의 엘디씨에서 PCB조립체 방열 구성을 나타낸 분해 사시도.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에서 PCB조립체 방열 구성의 작용상태를 나타낸 주요부 확대 사시도.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에서 PCB조립체 방열 구성을 개략적으로 나타낸 단면도.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 배터리 일체형 엘디씨의 시스템을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 배터리 일체형 엘디씨를 채용할 수 있는 전기자동차의 전력 시스템에 대한 개략적인 블록도이다.
1 is a perspective view of a battery-integrated low-voltage DC-DC converter (LCD) (hereinafter referred to as'battery-integrated LCD') according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view of the battery-integrated LDC of FIG. 1.
Figure 3 is a side view showing the heat dissipation configuration of the PCB assembly in the DC of the battery-integrated low-voltage DC-DC converter according to the second embodiment of the present invention.
4 is a plan view of FIG. 3;
5 is an exploded perspective view showing a heat dissipation configuration of the PCB assembly in the DC of the battery-integrated low-voltage DC-DC converter according to the third embodiment of the present invention.
Figure 6 is an exploded perspective view showing the heat dissipation configuration of the PCB assembly in the DC of the battery-integrated low-voltage DC-DC converter according to the fourth embodiment of the present invention.
7 is an enlarged perspective view of a main part showing an operating state of a heat dissipation configuration of a PCB assembly in a fourth embodiment of the present invention.
8 is a cross-sectional view schematically showing a heat dissipation configuration of a PCB assembly in a fourth embodiment of the present invention.
9 is a block diagram schematically showing a system of a battery-integrated LCD according to embodiments of the present invention.
10 is a schematic block diagram of an electric vehicle power system capable of employing a battery-integrated LDC according to embodiments of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. The present invention can be applied to various changes and can have various embodiments, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each drawing, similar reference numerals are used for similar components.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first, second, A, and B may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components. For example, the first component may be referred to as a second component without departing from the scope of the present invention, and similarly, the second component may be referred to as a first component. The term and/or includes a combination of a plurality of related described items or any one of a plurality of related described items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 아니하는 것으로 이해되어야 할 것이다. When an element is said to be "connected" to or "connected" to another component, it is understood that other components may be directly connected to or connected to the other component, but may exist in the middle. It should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that no other component exists in the middle.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함한다", "가진다" 등과 관련된 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is only used to describe a specific embodiment, and is not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present specification, terms related to “comprises”, “haves”, and the like are intended to indicate that there are features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, and one or more other features. It should be understood that the existence or addition possibilities of fields or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof are not excluded in advance.

본 명세서에서 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 포함한다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 의미와 일치하는 의미로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined herein, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person skilled in the art to which the present invention pertains. Terms, such as those defined in a commonly used dictionary, should be interpreted as meanings consistent with the contextual meaning of the related art, and are not to be interpreted as ideal or excessively formal meanings unless explicitly defined herein.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 일체형 저전압 디씨-디씨 컨버터(low voltage DC-DC converter, LDC)(이하 '배터리 일체형 엘디씨')의 사시도이고, 도 2는 도 1의 배터리 일체형 엘디씨의 분해 사시도로서, 도시된 바와 같이 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 일체형 엘디씨(100)는, 가로 및 세로의 길이보다 높이가 낮은 납작한 사각 박스 형태의 냉각 일체형 및 절연형 케이스(110)를 구비한다.1 is a perspective view of a battery-integrated low-voltage DC-DC converter (LCD) (hereinafter referred to as'battery-integrated LDC') according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a battery-integrated battery of FIG. 1 As an exploded perspective view of the LDC, as shown, the battery-integrated LDC 100 according to the first embodiment of the present invention has a cooling square type and an insulated case in the form of a flat square box having a height lower than the length of the width and length ( 110).

케이스(110)는 상부와 하부가 개방되고 내부 공간을 상부의 제1 영역(110a)과 하부의 제2 영역(110b)으로 나누는 중간칸막이(111a)가 형성된 납작한 사각 박스형태의 메인케이스(111)와, 상기 메인케이스(111)의 개방된 상부를 덮도록 결합되는 상부케이스(112)와, 상기 메인케이스(111)의 개방된 하부를 덮도록 결합되는 하부케이스(113)로 구성된다.The case 110 is a flat and rectangular box-shaped main case 111 in which the upper and lower portions are opened and an intermediate partition 111a is formed to divide the inner space into the upper first region 110a and the lower second region 110b. And, an upper case 112 coupled to cover the open upper portion of the main case 111, and a lower case 113 coupled to cover the open lower portion of the main case 111.

메인케이스(111) 내의 상부 영역인 제1 영역(110a)에는 PCB조립체(120)가 배치되고, 하부 영역인 제2 영역(110b)에는 배터리모듈(130)이 배치된다.The PCB assembly 120 is disposed in the first region 110a, which is the upper region in the main case 111, and the battery module 130 is disposed in the second region 110b, which is the lower region.

메인케이스(111)의 일측 바깥면에는 고압측 제1 터미널(141)과 저압측 제2 터미널(142)이 설치되어 메인케이스(111) 내의 PCB조립체(120)와 전기적으로 연결되며, PCB조립체(120)에 구비된 케이블 가이드(121)는 상부케이스(112)에 형성된 관통구멍(112a)을 통해 케이블 가이드(121)의 접속입구가 케이스(110) 외부로 노출되는 구성이다. On the outer surface of one side of the main case 111, a first terminal 141 on the high side and a second terminal 142 on the low side are installed to be electrically connected to the PCB assembly 120 in the main case 111, and the PCB assembly ( The cable guide 121 provided in the 120 is a configuration in which the connection inlet of the cable guide 121 is exposed to the outside of the case 110 through the through hole 112a formed in the upper case 112.

이러한 구성에 의하면, 일례로 전기자동차에 탑재되는 기존의 12V 리튬이온배터리를 간단히 대체하면서 전기자동차 내 저전압 배터리를 충전하고 전장부품에 저전압 전력을 공급하는 LDC 기능을 수행할 수 있다.According to this configuration, for example, it is possible to perform the LDC function of charging a low-voltage battery in an electric vehicle and supplying low-voltage power to electric components while simply replacing the existing 12V lithium-ion battery mounted in the electric vehicle.

본 발명에서 저전압은 전기자동차의 인버터나 구동 모터에 전력을 공급하는 고전압 배터리에 대비되며, 통상 수 볼트(V) 내지 수십 볼트의 전압 범위를 가질 수 있다. 참고로, 본 발명에서 고전압은 100V 또는 수백볼트 이상일 수 있다.In the present invention, the low voltage is compared to a high voltage battery that supplies power to an inverter or drive motor of an electric vehicle, and may have a voltage range of several volts (V) to tens of volts. For reference, in the present invention, the high voltage may be 100 V or hundreds of volts or more.

도 2를 참조하여 좀더 구체적으로 설명하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 배터리 일체형 엘디씨(100)에서 케이스(110)는, 황산화알루미늄(Al2SO3) 등을 함유한 방열 소재로 구성할 수 있고, 내부에 배치되는 PCB조립체(120)와 배터리모듈(130)을 위한 다면 방열구조를 구비할 수 있다.Referring to FIG. 2 in more detail, in the battery-integrated LDC 100 according to the first embodiment of the present invention, the case 110 is a heat dissipation material containing aluminum sulfate (Al 2 SO 3 ) or the like. It may be configured, and may have a multi-sided heat dissipation structure for the PCB assembly 120 and the battery module 130 disposed therein.

즉, 다면 냉각 방식의 절연 냉각 구조 설계로, 기존의 수냉식 및 냉각팬을 사용하지 않으면서, 플레이트 PCB을 적용하여 다면 방열 냉각일체형 케이스를 적용함으로써 효율적인 냉각 또는 방열이 가능하다.In other words, with the multi-cooled insulation cooling structure design, efficient cooling or heat dissipation is possible by applying the multi-layer heat dissipation cooling integrated case by applying the plate PCB without using the existing water cooling and cooling fans.

메인케이스(111)의 제1 영역(110a)(상부영역)에 배치되는 PCB조립체(120)는, PCB보드와, 고전압 단자와 배터리모듈(130)의 저전압 단자 사이를 연결하는 디씨-디씨 컨버터와, 배터리모듈(130)의 충방전 동작과 디씨-디씨 컨버터의 동작을 제어하는 통합제어보드와, 상기 디씨-디씨 컨버터 및 통합제어보드의 방열을 위한 냉각모듈(122)을 포함할 수 있다. The PCB assembly 120 disposed in the first region 110a (the upper region) of the main case 111 includes a PCB-to-DC converter that connects between the high-voltage terminal and the low-voltage terminal of the battery module 130. , An integrated control board for controlling the charge/discharge operation of the battery module 130 and the operation of the DC-DC converter, and a cooling module 122 for heat dissipation of the DC-DC converter and the integrated control board.

상기 고전압 단자는 제1 터미널(141)에 연결되는 디씨-디씨 컨버터의 고압측 단자이거나 제1 터미널(141)을 포함하는 개념으로 사용될 수 있고, 이와 유사하게 저전압 단자는 제2 터미널(142)에 연결되는 디씨-디씨 컨버터의 저압측 단자이거나 제2 터미널(142)을 포함하는 개념으로 사용될 수 있다.The high voltage terminal may be a high voltage side terminal of a DC-DC converter connected to the first terminal 141 or may be used as a concept including the first terminal 141. Similarly, the low voltage terminal is connected to the second terminal 142. It may be used as a concept including a second terminal 142 or a low voltage side terminal of a DC-DC converter to be connected.

케이스(110)의 상부케이스(112) 내측면에는 방열블럭(112b)이 구비되고, 방열블럭(112b)은 PCB조립체(120)의 냉각모듈(122) 상면과 접촉하도록 되어 PCB조립체(120)에서 발생하는 열을 상부케이스(112)로 직접 유도하는 방열 동작할 수 있다. 이러한 방열 동작의 효과를 높이기 위해, PCB조립체(120)의 냉각모듈(122)과 상부케이스(112)의 방열블럭(112b)은 열전도성이 우수한 즉 방열 효율이 좋은 재질로 제조하는 것이 바람직하다.A heat radiation block 112b is provided on the inner surface of the upper case 112 of the case 110, and the heat radiation block 112b is brought into contact with the upper surface of the cooling module 122 of the PCB assembly 120, so that the PCB assembly 120 The heat generated by directing the generated heat to the upper case 112 may be operated. In order to enhance the effect of the heat dissipation operation, the cooling module 122 of the PCB assembly 120 and the heat dissipation block 112b of the upper case 112 are preferably made of a material having excellent thermal conductivity, that is, heat dissipation efficiency.

또한, PCB조립체(120)의 하부에는 방열플레이트(150)가 구비되고, 방열플레이트(150)는 PCB조립체(120)의 냉각모듈(122) 하면과 접촉하도록 되어 PCB조립체(120)에서 발생하는 열을 하부의 방열플레이트(150)로 직접 유도하는 방열 동작할 수 있다. 이러한 방열 동작의 효과를 높이기 위해, 방열플레이트(150)는 열전도성이 우수한 재질로 제조하는 것이 바람직하다.In addition, the bottom of the PCB assembly 120 is provided with a heat dissipation plate 150, the heat dissipation plate 150 is in contact with the lower surface of the cooling module 122 of the PCB assembly 120, the heat generated in the PCB assembly 120 It may be a heat dissipation operation to direct directly to the lower heat dissipation plate 150. In order to increase the effect of such a heat dissipation operation, it is preferable that the heat dissipation plate 150 is made of a material having excellent thermal conductivity.

하부케이스(113)는 배터리모듈(130)을 안착시키기 위해 배터리모듈(130)과 접하는 면에 배터리모듈(130)의 대응면에 대응하는 표면 형태를 갖는 요철부(113a)를 구비할 수 있다. 요철부(113a)는 배터리모듈(130)의 열을 하부케이스(113)를 통해 외부로 방출하거나 방사하는 방열 기능을 수행할 수 있다.The lower case 113 may include a concavo-convex portion 113a having a surface shape corresponding to a corresponding surface of the battery module 130 on a surface in contact with the battery module 130 to seat the battery module 130. The uneven portion 113a may perform a heat dissipation function that discharges or radiates heat from the battery module 130 to the outside through the lower case 113.

배터리모듈(130)은 리튬이온 배터리셀들을 포함할 수 있다. 배터리모듈(130)은 원통형의 단위 모듈을 가로 및 세로방향으로 복수로 배치하여 버스바(131)를 통해 전기적으로 직렬, 병렬 또는 직병렬 연결하여 하나의 배터리모듈(130)로 형성할 수 있다. 배터리모듈(130)의 버스바(131)에는 위방향으로 연장형성한 전원단자(131a)들이 구비되고, 전원단자(131a)들은 메인케이스(111)의 중간칸막이(111a)를 관통하여 PCB조립체(120)와 전기적으로 접속될 수 있다.The battery module 130 may include lithium ion battery cells. The battery module 130 may be formed as a single battery module 130 by arranging a plurality of cylindrical unit modules in the horizontal and vertical directions, and electrically connecting them in series, parallel, or in parallel via a bus bar 131. The bus bar 131 of the battery module 130 is provided with power terminals 131a extending upwardly, and the power terminals 131a penetrate through the intermediate partition 111a of the main case 111 to produce a PCB assembly ( 120).

전원단자(131a)들은 절연성 피복층을 부분적으로 구비하거나 절연성 피복재에 의해 부분적으로 커버될 수 있으며, 그에 의해 외부나 다른 소자들과의 접촉으로부터 보호될 수 있다.The power terminals 131a may be partially provided with an insulating coating layer or partially covered with an insulating coating material, thereby protecting it from contact with external or other devices.

도 3 및 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 배터리 일체형 저전압 디씨-디씨 컨버터의 엘디씨에서 PCB조립체 방열 구성을 나타낸 측면도 및 평면도로서, PCB조립체의 방열 구성을 제외한 다른 구성은 전술한 실시예 1과 동일하므로, 구체적인 구성 설명과 도시를 생략한다. 도시된 바와 같이, 제2 실시예에서의 PCB조립체(220) 방열구성은, 메인조립체(211) 내에 PCB조립체(220)가 설치되고, 메인케이스(211)의 일측 바깥면에는 고압측 제1 터미널(241)과 저압측 제2 터미널(242)이 설치되어 메인케이스(211) 내의 PCB조립체(220)와 전기적으로 연결된다.3 and 4 are side and plan views showing the heat dissipation configuration of the PCB assembly in the DC of the battery-integrated low-voltage DC-DC converter according to the second embodiment of the present invention, other configurations except the heat dissipation configuration of the PCB assembly are described above Since it is the same as in Example 1, a detailed configuration description and illustration are omitted. As shown, the heat dissipation configuration of the PCB assembly 220 in the second embodiment, the PCB assembly 220 is installed in the main assembly 211, the high-pressure side first terminal on one outer surface of the main case 211 (241) and the low pressure side second terminal 242 is installed is electrically connected to the PCB assembly 220 in the main case (211).

PCB조립체(220)에는 케이블 가이드(221)와 냉각모듈(222)이 구비되고, 하부에 방열플레이트(250)를 냉각모듈(222)의 하면과 접하도록 하여 고정 설치할 수 있다. 따라서 PCB조립체(220)에서 발생하는 열을 하부의 방열플레이트(250)로 직접 유도하는 방열 동작할 수 있다. 이러한 방열 동작의 효과를 높이기 위해, 방열플레이트(250)는 열전도성이 우수한 재질로 제조하는 것이 바람직하다.The PCB assembly 220 is provided with a cable guide 221 and a cooling module 222, and the heat dissipation plate 250 can be fixed to the lower surface of the cooling module 222 in contact with the lower surface. Therefore, the heat generated from the PCB assembly 220 can be directly radiated to the lower heat dissipation plate 250. In order to enhance the effect of such a heat dissipation operation, it is preferable that the heat dissipation plate 250 is made of a material having excellent thermal conductivity.

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 배터리 일체형 저전압 디씨-디씨 컨버터의 엘디씨에서 PCB조립체 방열 구성을 나타낸 분리 사시도로서, PCB조립체의 방열 구성을 제외한 다른 구성은 전술한 실시예 1과 동일하므로, 구체적인 구성 설명과 도시를 생략한다. 도시된 바와 같이, 제3 실시예에서의 PCB조립체(320) 방열구성은, PCB조립체(320)의 상부에 상부냉각커버(312b)를 구비하고, 하부에 하부냉각커버(350)를 구비할 수 있다. 5 is an exploded perspective view showing the heat dissipation configuration of the PCB assembly in the DC of the battery-integrated low-voltage DC-DC converter according to the third embodiment of the present invention, other configurations except for the heat dissipation configuration of the PCB assembly is the same as the first embodiment described above Therefore, detailed configuration descriptions and illustrations are omitted. As shown, the heat dissipation configuration of the PCB assembly 320 in the third embodiment may include an upper cooling cover 312b on the upper portion of the PCB assembly 320 and a lower cooling cover 350 on the lower portion. have.

상부냉각커버(312b)와 하부냉각커버(350)은 열전도성이 우수한 재질, 예를 들면 SIC, Sl3N4, Al2O3 로 제조하는 것이 바람직하며, PCB조립체(320)와 마주하는 상,하부냉각커버(312b,350)의 대향면에는 PCB조립체(320)에 탑재되는 부품을 수용할 수 있는 홈부를 형성하고, 상,하부냉각커버(312b,350)의 대향면의 반대쪽 바깥면에는 요철홈을 형성하여 방열 효율을 높이도록 할 수 있다.The upper cooling cover 312b and the lower cooling cover 350 are preferably made of a material having excellent thermal conductivity, for example, SIC, Sl 3 N 4 , Al 2 O 3 , and the phase facing the PCB assembly 320. , On the opposite surface of the lower cooling cover (312b,350) to form a groove for accommodating parts mounted on the PCB assembly 320, the upper and lower cooling cover (312b,350) on the opposite outer surface of the opposite surface An uneven groove can be formed to increase heat dissipation efficiency.

도 6는 본 발명의 제4 실시예에 따른 배터리 일체형 저전압 디씨-디씨 컨버터의 엘디씨에서 PCB조립체 방열 구성을 나타낸 분리 사시도로서, PCB조립체의 방열 구성을 제외한 다른 구성은 전술한 실시예 1과 동일하므로, 구체적인 구성 설명과 도시를 생략한다. 도시된 바와 같이, 제4 실시예에서의 PCB조립체(420) 방열구성은, PCB조립체(420)를 상부PCB(421)와 하부PCB(422)로 분리형성하고, 상부PCB(421) 상부에 상부냉각커버(412b)를 구비하고, 상부PCB(421)와 하부PCB(422) 사이에 중심냉각플레이트(423)를 구비하고, 하부PCB(422) 하부에 하부냉각커버(450)를 구비할 수 있다.6 is an exploded perspective view showing the heat dissipation configuration of the PCB assembly in the DC of the battery-integrated low-voltage DC-DC converter according to the fourth embodiment of the present invention, other configurations except for the heat dissipation configuration of the PCB assembly are the same as in Embodiment 1 described above Therefore, detailed configuration descriptions and illustrations are omitted. As illustrated, in the fourth embodiment, the heat dissipation configuration of the PCB assembly 420 separates the PCB assembly 420 into an upper PCB 421 and a lower PCB 422, and an upper portion on the upper PCB 421. A cooling cover 412b may be provided, a central cooling plate 423 may be provided between the upper PCB 421 and the lower PCB 422, and a lower cooling cover 450 may be provided under the lower PCB 422. .

상부냉각커버(412b), 중심냉각플레이트(423) 및 하부냉각커버(450)은 열전도성이 우수한 재질, 예를 들면 SIC, Sl3N4, Al2O3 로 제조하는 것이 바람직하며, 상부PCB(421)와 하부PCB(422)와 마주하는 상,하부냉각커버(412b,450)의 대향면에는 PCB조립체(420)에 탑재되는 부품을 수용할 수 있는 홈부를 형성하고, 상,하부냉각커버(412b,450)의 대향면의 반대쪽 바깥면에는 요철홈을 형성하여 방열 효율을 높이도록 할 수 있다.The upper cooling cover 412b, the central cooling plate 423, and the lower cooling cover 450 are preferably made of a material having excellent thermal conductivity, for example, SIC, Sl 3 N 4 , Al 2 O 3 , and the upper PCB On the opposite surfaces of the upper and lower cooling covers 412b and 450 facing the 421 and the lower PCB 422, grooves are formed to accommodate components mounted on the PCB assembly 420, and upper and lower cooling covers are formed. An uneven groove may be formed on the opposite outer surface of the opposite surface of (412b,450) to increase heat dissipation efficiency.

도 7은 본 발명의 제4 실시예에서 PCB조립체 방열 구성의 작용상태를 나타낸 주요부 확대 사시도로서, 상부냉각커버(412b), 중심냉각플레이트(423) 및 하부냉각커버(450)에 의해 PCB조립체(420)에서 발생하는 열의 이동을 도면에 화살표로 표시한 바와 같이 유도할 수 있고, 이로써 상부PCB(421)에서 발생하는 열을 상부냉각커버(412b)를 통해 방열하는 효율을 증대시킬 수 있다.7 is an enlarged perspective view of a main part showing an operating state of a heat dissipation configuration of a PCB assembly in a fourth embodiment of the present invention, the PCB assembly by the upper cooling cover 412b, the central cooling plate 423, and the lower cooling cover 450. The movement of heat generated in 420) can be induced as indicated by arrows in the drawing, whereby the efficiency of dissipating heat generated in the upper PCB 421 through the upper cooling cover 412b can be increased.

도 8은 본 발명의 제4 실시예에서 다른 형태의 PCB조립체 방열 구성을 개략적으로 나타낸 단면도로서, 도시된 바와 같이 제4 실시예에서는 중심냉각플레이트(423)에 상부냉각커버(412b)와 하부냉각커버(450)를 연결하는 제1 히트폴(Heat Pole)(423a)과, 상,하부PCB(421,422)에 탑재된 소자와 직접 접촉하는 제2 히트폴(423b)을 일체로 구비할 수 있다. 8 is a cross-sectional view schematically showing a heat dissipation configuration of another type of PCB assembly in the fourth embodiment of the present invention, as shown, in the fourth embodiment, the upper cooling cover 412b and the lower cooling in the central cooling plate 423 A first heat pole 423a connecting the cover 450 and a second heat pole 423b directly contacting the elements mounted on the upper and lower PCBs 421 and 422 may be integrally provided.

따라서, 제1 히트폴(423a)에 의해서 상부냉각커버(412b)와 하부냉각커버(450)가 연결되고, 제2 히트폴(423b)에 의해 상,하부PCB(421,422)에 탑재된 소자가 중심냉각플레이트(423)에 직접 접촉함에 따라 PCB조립체(420)에서 발생하는 열을 상,하부냉각커버(412b,450)를 통해 방열하는 효율을 증대시킬 수 있다. Therefore, the upper cooling cover 412b and the lower cooling cover 450 are connected by the first heat pole 423a, and the elements mounted on the upper and lower PCBs 421 and 422 are centered by the second heat pole 423b. As it directly contacts the cooling plate 423, it is possible to increase the efficiency of dissipating heat generated from the PCB assembly 420 through the upper and lower cooling covers 412b and 450.

도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 배터리 일체형 엘디씨의 시스템을 개략적으로 나타낸 블록도이다.9 is a block diagram schematically showing a system of a battery-integrated LCD according to embodiments of the present invention.

도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 배터리 일체형 엘디씨(100)는 고전압 영역(100a), 저전압 영역(100b) 및 통합제어보드를 구비하는 PCB조립체(120,220,320,420)를 포함한다. 고전압 영역(100a)과 PCB조립체(120,220,320,420)의 통합제어보드는 디씨-디씨(DC-DC)용 제어회로를 공유할 수 있고, 저전압 영역(100b)과 PCB조립체(120,220,320,420)의 통합제어보드는 배터리(battery)용 제어회로를 공유할 수 있다.Referring to FIG. 9, the battery-integrated LCD 100 according to embodiments of the present invention includes a PCB assembly 120, 220, 320, 420 having a high voltage region 100a, a low voltage region 100b, and an integrated control board. The integrated control board of the high voltage region 100a and the PCB assembly 120, 220, 320, 420 can share a control circuit for DC-DC, and the integrated control board of the low voltage region 100b and the PCB assembly 120, 220, 320, 420 is a battery The control circuit for (battery) can be shared.

디씨-디씨(DC-DC)용 제어회로는 통합 시스템 알고리즘 운용 방식의 디지털 방식의 제어회로로서 디씨-디씨용 하드웨어 인터페이스(interface, I/F)를 통해 디씨-디씨 전력모듈에 연결될 수 있다. 디씨-디씨 전력모듈은 디씨-디씨 컨버터에 대응될 수 있다. 디씨-디씨 전력모듈은 전기자동차 등의 장치나 설비의 고전압 부하에 상대적으로 높은 전압(high voltage)의 전력을 공급할 수 있다. 디씨-디씨용 제어회로는 디씨-디씨 전력모듈을 제어하여 디씨-디씨 전력모듈의 입측 단자에 인가되어 있는 고전압을 저전압으로 변환할 수 있다.The control circuit for DC-DC is a digital control circuit of an integrated system algorithm operation method and may be connected to a DC-DC power module through a hardware interface (IC/F) for DC-DC. The DC-DC power module may correspond to a DC-DC converter. The DC-DC power module can supply relatively high voltage power to a high voltage load of a device or equipment such as an electric vehicle. The control circuit for DC-DC can control the DC-DC power module to convert the high voltage applied to the input terminal of the DC-DC power module to a low voltage.

배터리(battery)용 제어회로는 배터리용 하드웨어 인터페이스(I/F)를 통해 배터리셀 모듈에 연결될 수 있다. 배터리셀 모듈은 리튬이온 배터리셀 모듈들을 포함할 수 있다. 리튬이온 배터리셀 모듈들은 적어도 그 일부의 배터리셀 모듈들을 포함하는 제1 배터리셀 그룹이 제1 배터리 팩을 형성할 수 있다. 배터리셀 모듈은 복수의 배터리 팩들을 포함할 수 있다. 각 배터리셀 그룹 내 배터리셀들은 서로 직렬 또는 직병렬로 전기적으로 연결되어 소정의 정격전압과 정격전류를 구비하도록 제작될 수 있다.The control circuit for a battery may be connected to the battery cell module through a hardware interface (I/F) for the battery. The battery cell module may include lithium ion battery cell modules. The lithium ion battery cell modules may form a first battery pack in a first battery cell group including at least a part of the battery cell modules. The battery cell module may include a plurality of battery packs. The battery cells in each battery cell group may be manufactured to have a predetermined rated voltage and a rated current by being electrically connected in series or in parallel with each other.

PCB조립체(120,220,320,420)의 통합제어보드는 디씨-디씨(DC-DC)용 제어회로 및 배터리(battery)용 제어회로 중 적어도 어느 하나 또는 둘 모두를 통해 디씨-디씨용 하드웨어 인터페이스와 배터리용 하드웨어 인터페이스의 접속 또는 분리 동작을 제어할 수 있다.The integrated control board of the PCB assembly (120, 220, 320, 420) is a DC-DC (DC-DC) control circuit and a battery (battery) control circuit through at least one or both of the hardware interface for the DC-DC and the hardware interface for the battery The connection or disconnection operation can be controlled.

본 실시예에 의하면, PCB조립체(120,220,320,420)의 통합제어보드는 배터리의 전압, 전류, 온도 등의 파라미터를 측정하거나 관리하는 배터리 모니터링; 배터리 충전 용량 등을 제어하는 배터리 셀 제어; 기타 배터리 진단, 제어, 통신 등을 대한 통합 시스템 제어 기능을 수행할 수 있다. PCB조립체의 통합제어보드는 하이브리드 전력 제어 장치(hybrid power control unit, HPCU)의 적어도 일부 기능을 구비할 수 있다. 즉, 본 발명에서는 HPCU 일체형 DC-DC 컨버터를 리튬전지와 일체형으로 구성된다.According to this embodiment, the integrated control board of the PCB assembly (120,220,320,420) includes battery monitoring to measure or manage parameters such as voltage, current, and temperature of the battery; Battery cell control to control the battery charging capacity, etc.; It can perform integrated system control functions for other battery diagnosis, control, and communication. The integrated control board of the PCB assembly may have at least some functions of a hybrid power control unit (HPCU). That is, in the present invention, the HPCU integrated DC-DC converter is configured integrally with a lithium battery.

전력을 제어하는 전력단(Power Stage) 부분과 리튬전지와 컨트롤을 담당하는 배터리 관리 시스템(battery management system, BMS) 통합보드와 리튬전지, 방열기능을 갖는 케이스(Case)로 구성된다. 방열기능을 갖는 케이스는 다면 방열 구조로 구성되며, 내부 PCB보드들과 연결되어 효과적인 방열 기능을 수행할 수 있는 구조로 이루어진다. 이러한 구성에 의하면, 기존의 수냉 방식과 비교해 본 실시예의 자냉(자연냉각) 방식은 크기, 가격적으로 큰 절감효과를 가진다.It is composed of a power stage that controls power, a lithium battery and a battery management system (BMS) integrated board for control, a lithium battery, and a case with heat dissipation. The case having a heat dissipation function is composed of a multi-faceted heat dissipation structure, and is connected to internal PCB boards to make an effective heat dissipation function. According to this configuration, the self-cooling (natural cooling) method of the present embodiment has a large savings in size and price compared to the existing water cooling method.

PCB조립체의 통합 시스템 제어는 배터리 관리 시스템 알고리즘, 통합 제어로직 등을 위한 프로그램을 메모리나 저장장치에 저장하고 프로세서에서 이를 수행하도록 구현될 수 있다. 프로세서와 메모리를 포함하는 장치는 컨트롤러로 지칭될 수 있다.The integrated system control of the PCB assembly may be implemented to store a program for a battery management system algorithm, an integrated control logic, etc. in a memory or storage device and perform this in a processor. A device comprising a processor and memory may be referred to as a controller.

여기서, BMS 알고리즘은 배터리 셀 밸런싱, 배터리 용량(state of charge, SOC) 추정 등을 위한 소프트웨어 모듈을 포함할 수 있다. 통합 제어로직은 BMS 제어 알고리즘과 LDC 제어 알고리즘을 포함하거나, 이들의 조합 알고리즘을 포함할 수 있다.Here, the BMS algorithm may include a software module for battery cell balancing, battery state (state of charge, SOC) estimation, and the like. The integrated control logic may include a BMS control algorithm and an LDC control algorithm, or a combination algorithm thereof.

또한, PCB조립체의 통합 시스템 제어는 인쇄회로기판의 전력밀도 및 열 해석 시뮬레이션을 위한 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 이러한 통합 시스템 알고리즘 운용 방식에 의하면 장치의 성능과 효율을 개선할 수 있는 효과가 있다.In addition, the integrated system control of the PCB assembly may include hardware, software, or a combination of them for simulation of power density and thermal analysis of the printed circuit board. According to this integrated system algorithm operation method, there is an effect that can improve the performance and efficiency of the device.

한편, 본 실시예의 배터리 일체형 엘디씨(100)는, 인쇄회로기판이나 통합제어보드에 실장되는 파워 릴레이 어셈블리(power relay assembly, PRA), 퓨즈(fuse) 유닛, 와이어하네스 등을 더 구비할 수 있다. 파워 릴레이 어셈블리는 포지티브와 네거티브 메인 릴레이, 프리차지 릴레이, 프리자치 레지스터 및 배터리 전류 센서를 포함하여 구성될 수 있으며, 고전압 배터리와 디씨-디씨 컨버터 사이의 고전압 전원 회로를 제어하는 기능을 더 구비할 수 있다.Meanwhile, the battery-integrated LCD 100 of the present embodiment may further include a power relay assembly (PRA), a fuse unit, a wire harness mounted on a printed circuit board or an integrated control board. . The power relay assembly may include positive and negative main relays, pre-charge relays, pre-auto resistors, and battery current sensors, and may further include a function of controlling a high voltage power circuit between a high voltage battery and a DC-DC converter. have.

도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 배터리 일체형 엘디씨를 채용할 수 있는 전기자동차의 전력 시스템에 대한 개략적인 블록도이다.10 is a schematic block diagram of an electric vehicle power system capable of employing a battery-integrated LDC according to embodiments of the present invention.

도 10을 참조하면, 실시예들에 따른 배터리 일체형 엘디씨(100)는 전기자동차의 파워 트레인(200)에 사용될 수 있다. 이 경우, 전기자동차의 파워 트레인(200)은 고전압 배터리(201)를 통해 고전압 부하(202)와 인버터(203) 및 전기 모터(204)에 전력을 공급하고, 발전기(205)에 의해 고전압 배터리(201)를 충전할 수 있다.Referring to FIG. 10, the battery-integrated LCD 100 according to embodiments may be used in the power train 200 of an electric vehicle. In this case, the power train 200 of the electric vehicle supplies power to the high voltage load 202, the inverter 203, and the electric motor 204 through the high voltage battery 201, and the high voltage battery ( 201) can be charged.

또한, 파워 트레인(200)은 배터리 일체형 엘디씨(100)의 LDC(207)를 통해 고전압 배터리(201)의 전력이나 발전기(205)의 전력을 변환하여 저전압 배터리(208)를 충전하거나 저전압 부하(206)에 전력을 공급할 수 있다.In addition, the power train 200 converts the power of the high voltage battery 201 or the power of the generator 205 through the LDC 207 of the battery-integrated LDC 100 to charge the low voltage battery 208 or the low voltage load ( 206).

전술한 실시예들에 의하면, 일체형 방열 구조를 갖춘 경량화, 소형화 및 간소화 구조의 배터리 일체형 엘디씨를 제공할 수 있다. 또한, 기존 LDC의 제어 모듈과 전장부하용 리튬전지 시스템에 사용되는 배터리 관리 시스템을 통합하여 배터리 일체형 엘디씨의 소형화, 경량화 및 간소화를 구현할 수 있고, 이를 통해 전기자동차 등의 전장부품으로서 비용 절감에 효과적인 장점이 있다.According to the above-described embodiments, it is possible to provide a battery-integrated LCD having an integrated heat dissipation structure in a lightweight, compact and simplified structure. In addition, by integrating the control module of the existing LDC and the battery management system used in the lithium battery system for electric load, it is possible to realize the miniaturization, light weight, and simplification of the battery-integrated LDC, and through this, it is possible to reduce costs as electric vehicle parts such as electric vehicles. It has an effective advantage.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You can understand that you can.

Claims (7)

상,하부가 개방되어 상,하부케이스에 의해 덮인 내부 공간을 가지는 납작한 사각 박스형태로 형성되며, 상기 내부 공간은 상부의 제1 영역과 하부의 제2 영역을 구비한 일체형 및 절연형 케이스;
상기 케이스 내의 제1 영역에 설치되는 것으로, 디씨-디씨 컨버터의 동작을 제어하는 통합제어보드 및 냉각모듈을 포함하는 PCB조립체;
상기 케이스 내의 제2 영역에 설치되는 배터리모듈;
상기 배터리모듈를 PCB조립체와 전기적으로 접속하는 버스바;
상기 케이스의 일측 바깥면에 설치되어 PCB조립체와 전기적으로 연결되는 고압측 제1 터미널과 저압측 제2 터미널; 및
상기 PCB조립체에 구비되어 케이스의 상부케이스에 형성된 관통구멍을 통해 케이블 접속입구가 외부로 노출된 케이블 가이드를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 배터리 일체형 저전압 디씨-디씨 컨버터.
The upper and lower parts are opened and formed in a flat square box shape having an inner space covered by the upper and lower cases, the inner space being an integral and insulated case having a first upper region and a second lower region;
It is installed in the first area in the case, a PCB assembly including an integrated control board and a cooling module for controlling the operation of the DC-DC converter;
A battery module installed in a second area in the case;
A bus bar that electrically connects the battery module to the PCB assembly;
A high voltage side first terminal and a low voltage side second terminal installed on one side of the case and electrically connected to the PCB assembly; And
A battery-integrated low-voltage DC-DC converter comprising a cable guide provided on the PCB assembly and having a cable guide through which a cable connection inlet is exposed through a through hole formed in an upper case of the case.
제 1 항에 있어서, 상기 상부케이스의 내측면에는 방열블럭이 구비되고, 방열블럭은 PCB조립체의 냉각모듈 상면과 접촉하도록 되어 PCB조립체에서 발생하는 열을 상부케이스로 유도하도록 된 것을 특징으로 하는 배터리 일체형 저전압 디씨-디씨 컨버터.The battery according to claim 1, wherein a heat dissipation block is provided on the inner surface of the upper case, and the heat dissipation block is brought into contact with the upper surface of the cooling module of the PCB assembly to induce heat generated from the PCB assembly to the upper case. All-in-one low voltage DC to DC converter. 제 1 항에 있어서, 상기 PCB조립체의 하부에는 방열플레이트가 구비되고, 상기 방열플레이트는 PCB조립체의 냉각모듈 하면과 접촉하도록 되어 PCB조립체에서 발생하는 열을 하부의 방열플레이트로 유도하도록 된 것을 특징으로 하는 배터리 일체형 저전압 디씨-디씨 컨버터.The method of claim 1, wherein the lower portion of the PCB assembly is provided with a heat dissipation plate, the heat dissipation plate is in contact with the lower surface of the cooling module of the PCB assembly is characterized in that to induce the heat generated in the PCB assembly to the lower heat dissipation plate Battery-integrated low-voltage DC-DC converter. 제 1 항에 있어서, 상기 하부케이스에는 배터리모듈을 안착시키기 위해 배터리모듈과 접하는 면에 배터리모듈의 대응면에 대응하는 표면 형태를 갖는 요철부를 구비하여 배터리모듈의 열을 하부케이스를 통해 외부로 방출하도록 된 것을 특징으로 하는 배터리 일체형 저전압 디씨-디씨 컨버터.The method of claim 1, wherein the lower case is provided with a concave-convex portion having a surface shape corresponding to the corresponding surface of the battery module on the surface in contact with the battery module to seat the battery module to discharge the heat of the battery module to the outside through the lower case Battery-integrated low-voltage DC-DC converter, characterized in that. 제 1 항에 있어서, 상기 PCB조립체의 상부에 상부냉각커버를 구비하고, 하부에는 하부냉각커버를 구비하며,
상기 PCB조립체와 마주하는 상,하부냉각커버의 대향면에는 PCB조립체에 탑재되는 부품을 수용할 수 있는 홈부를 형성하고, 상,하부냉각커버의 대향면의 반대쪽 바깥면에는 요철홈을 형성하여 방열 효율을 높이도록 된 것을 특징으로 하는 배터리 일체형 저전압 디씨-디씨 컨버터.
According to claim 1, It has an upper cooling cover on the upper portion of the PCB assembly, the lower cooling cover is provided at the bottom,
The opposite surfaces of the upper and lower cooling covers facing the PCB assembly form grooves that can accommodate components mounted on the PCB assembly, and concave and convex grooves are formed on opposite sides of the opposite surfaces of the upper and lower cooling covers to form heat. A battery-integrated low-voltage DC-DC converter characterized by increasing efficiency.
제 1 항에 있어서, 상기 PCB조립체 상부PCB와 하부PCB로 분리형성하고, 상부PCB 상부에 상부냉각커버를 구비하고, 상부PCB와 하부PCB 사이에 중심냉각플레이트를 구비하고, 하부PCB 하부에 하부냉각커버를 구비하며,
상기 상부PCB와 하부PCB와 마주하는 상,하부냉각커버의 대향면에는 PCB조립체에 탑재되는 부품을 수용할 수 있는 홈부를 형성하고, 상,하부냉각커버의 대향면의 반대쪽 바깥면에는 요철홈을 형성하여 방열 효율을 높이도록 된 것을 특징으로 하는 배터리 일체형 저전압 디씨-디씨 컨버터.
The method of claim 1, wherein the PCB assembly is formed by separating the upper PCB and the lower PCB, an upper cooling cover is provided on the upper PCB, a central cooling plate is provided between the upper PCB and the lower PCB, and lower cooling is provided on the lower PCB. It has a cover,
On the opposite surfaces of the upper and lower cooling covers facing the upper PCB and the lower PCB, grooves are formed to accommodate components mounted on the PCB assembly, and concave-convex grooves are formed on opposite outer surfaces of the upper and lower cooling covers opposite surfaces. A low-voltage DC-DC converter integrated with a battery, which is formed to increase heat dissipation efficiency.
제 6 항에 있어서, 상기 중심냉각플레이트에 상부냉각커버와 하부냉각커버를 연결하는 제1 히트폴과, 상,하부PCB에 탑재된 소자와 직접 접촉하는 제2 히트폴을 일체로 구비한 것을 특징으로 하는 배터리 일체형 저전압 디씨-디씨 컨버터.The method according to claim 6, wherein the central cooling plate is provided with a first heat pole connecting the upper cooling cover and the lower cooling cover, and a second heat pole in direct contact with an element mounted on the upper and lower PCB. Battery-integrated low-voltage DC-DC converter.
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