KR20210111653A - 차량용 전력변환장치 - Google Patents

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김윤호
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Abstract

본 발명에 따른 차량용 전력변환 장치는, 차량의 배터리로부터 직류전류를 공급받는 커패시터, 상기 커패시터로부터 공급된 직류전류를 교류전류를 변환시키는 전력변환 모듈 및 상기 전력변환 모듈을 제어하는 제어유닛을 포함하는 전력변환 모듈 어셈블리; 상기 전력변환 모듈 어셈블리가 조립되는 하우징; 및 상기 전력변환 모듈 어셈블리를 통해 변환된 교류전류가 출력되는 출력단자, 코어, 및 상기 출력단자에 교류전류가 흐를 시 상기 코어의 자속 변화를 감지하여 상기 복수의 출력단자의 교류전류를 측정하는 홀 IC를 포함하는 출력 터미널 어셈블리;를 포함할 수 있다.

Description

차량용 전력변환장치{POWER CONVERTING APPARATUS FOR VEHIVLE}
본 발명은 차량용 전력변환 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 출력 터미널과 전류센서를 통합한 차량용 전력변환 장치에 관한 것이다.
친환경 자동차의 전력변환장치는 고전압 배터리로부터 DC전류를 입력 받아 AC전류로 변환하여 모터로 공급하며, AC전류의 크기 및 상을 조정하여 모터의 토크와 회전속도를 제어한다.
일반적으로 전력변환 장치의 내부는 크게 DC전류가 AC전류로 변환되는 파워부와 전류의 크기 및 상을 제어하기 위한 제어부로 나눌 수 있다. 파워부는 전류가 흐르는 버스바와 전류가 변환되는 스위치 소자 및 파워모듈로 구성되며, 제어부는 게이트보드 및 제어보드와 센서로부터 신호를 주고받는 와이어들로 이루어진다.
한편, 종래의 전력변환 장치의 전류센서는 주로 홀 센서(Hall Sensor)타입을 사용하고 있다. 홀센서 타입의 전류센서는 전류가 통과하는 코어와 코어의 자속 변화는 감지하는 홀 IC(Hall IC)로 이루어진다. 홀 센서 타입의 전류센서는 코어에 전류가 반드시 통과해야 하기 때문에 전류센서가 3상 출력 버스바에 결합된다.
전류센서의 기능상 3상 출력 버스바와 반드시 결합되어야 하지만 버스바와 전류센서의 제작공정이 상이하여 통합하기는 어려웠다. 일반적으로 버스바는 인서트 사출을 통해 플라스틱 몰딩이 한 번에 이루어지지만, 전류센서는 플라스틱 하우징에 코어, 홀 IC, 제어용 PCB를 조립하는 방식으로 제작된다. 이러한 공정 상의 문제 때문에 전류센서는 개별부품으로 제작하고 버스바와 조립되어 납품되는 서브-어셈블리로 주요 사용된다. 하지만, 서브-어셈블리 타입은 개별 부품이 제작되고, 조립 공수가 추가되기 때문에 제작비가 상승하는 문제가 있었다.
아울러, 전류센서는 반드시 전류가 직선으로 흐르는 구간에 조립되어야 하기 때문에 전력변환장치의 내부 공간 활용에도 효율적이지 않다는 한계점이 있었다.
KR 10-2013-0065390
상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 본 발명은 전류센서를 전력변환 장치의 출력 터미널과 일체형으로 통합함으로써, 전체적으로 원가를 절감하고 전력변환 장치의 부피를 축소시킬 수 있는 차량용 전력변환 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 전력변환 장치는, 차량의 배터리로부터 직류전류를 공급받는 커패시터, 상기 커패시터로부터 공급된 직류전류를 교류전류를 변환시키는 전력변환 모듈 및 상기 전력변환 모듈을 제어하는 제어유닛을 포함하는 전력변환 모듈 어셈블리; 상기 전력변환 모듈 어셈블리가 조립되는 하우징; 및 상기 전력변환 모듈 어셈블리를 통해 변환된 교류전류가 출력되는 출력단자, 코어, 및 상기 출력단자에 교류전류가 흐를 시 상기 코어의 자속 변화를 감지하여 상기 복수의 출력단자의 교류전류를 측정하는 홀 IC를 포함하는 출력 터미널 어셈블리;를 포함할 수 있다.
상기 출력 터미널 어셈블리는,
내부에 수용공간이 형성된 블록형상으로 일면이 개방된 형태이고, 중공형의 원통부를 세개 포함하며, 상기 원통부의 내측에 상기 출력단자가 각각 조립되는 출력 터미널 하우징;을 더 포함할 수 있다.
상기 코어는 상기 출력 터미널 하우징의 원통부의 외측에 조립되고 둘레의 일부에 슬릿이 형성될 수 있다.
상기 홀 IC(Hall IC)는 상기 코어에 형성된 슬릿에 조립되고, 상기 출력단자에 교류전류가 흐를 시 상기 코어의 자속 변화를 감지하며, 감지된 자속 변화에 기반하여 상기 출력단자에 흐르는 교류전류를 계측할 수 있다.
상기 코어의 상측에 위치하며 상기 홀 IC와 연결되어 상기 홀 IC를 통해 계측된 상기 출력단자의 교류 전류 정보가 전달받고, 전달된 출력단자의 교류전류 정보를 전달하는 인쇄회로기판; 및
상기 인쇄회로기판의 상측에 위치하며 상기 출력 터미널 하우징의 개구면을 커버하는 커버; 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 출력 터미널 하우징의 내부 수용공간에 코어, 상기 홀 IC 및 인쇄회로 기판이 수용될 수 있다.
상기 코어는 상기 두개 이상의 원통부 외측에 조립되고, 상기 홀 IC는 상기 원통부의 외측에 조립된 코어에 형성된 슬릿에 각각 조립될 수 있다.
상기 전력변환 모듈 어셈블리는, 상기 전력변환 모듈을 냉각하는 냉각기;를 더 포함할 수 있다.
상기 전력변환 모듈과 상기 출력단자 사이에 위치하고, 상기 전력변환 모듈로부터 출력되는 3상 교류전류를 상기 출력단자로 전달하는 3상 출력 버스바;를 더 포함할 수 있다.
상기 출력 터미널 하우징은 플라스틱 재질이고, 상기 출력단자는 금속 재질이며, 상기 출력단자는 인서트 사출되어 상기 출력 터미널 하우징의 원통부 내측에 고정될 수 있다.
청구항 2에 있어서,
상기 출력 터미널 하우징은 플라스틱 재질이고, 상기 출력단자는 금속 재질이며, 상기 출력단자는 압입되어 상기 출력 터미널 하우징의 원통부 내측에 고정될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 차량용 전력변환 장치에 따르면, 종래의 전력변환 장치에서 사용하지 않았던 출력 터미널 하우징의 내부 공간을 활용하여, 출력 터미널 하우징의 내부 수용공간에 전류센서 역할을 하는 코어, 홀 IC 및 인쇄회로 기판을 수용함으로써, 별다른 부피 증대 없이 전류센서를 출력 터미널 어셈블리에 통합시켜 전력변환 장치의 전체적인 사이즈를 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 전력변환 장치에 따르면, 전류센서의 코어, 홀 IC 및 인쇄회로기판은 그대로 사용하나 전류센서의 케이스, 전류센서 제작공정 및 조립공정 등이 삭제되기 때문에 그에 따른 원가도 절감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 전력변환 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 전력변환 장치 중 전류 흐름과 관련된 부품들의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 전력변환 장치의 출력 터미널 어셈블리의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 전력변환 장치의 출력 터미널 어셈블리가 조립된 상태에서의 단면도이다.
본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 형태를 가질 수 있으므로 특정실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
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 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
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 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 전력변환 장치의 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 전력변환 장치 중 전류 흐름과 관련된 부품들의 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 전력변환 장치의 출력 터미널 어셈블리의 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 전력변환 장치의 출력 터미널 어셈블리가 조립된 상태에서의 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 전력변환 장치는, 전력변환 모듈 어셈블리(100), 하우징(200) 및 출력 터미널 어셈블리(300)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 전력변환 모듈 어셈블리(100)는 차량의 배터리(미도시)로부터 직류전류를 공급받는 커패시터(110), 커패시터(110)로부터 공급된 직류전류를 교류전류로 변환시키는 전력변환 모듈(120) 및 전력변환 모듈(120)을 제어하는 제어유닛(130)을 포함할 수 있다.
도면에 상세히 표시하지는 않았으나, 커패시터(100)에는 전력변환 모듈(200)에 직류전류를 공급하는 전류공급 단자 및 전력변환 모듈(200)로부터 출력되는 전류를 구동부에 전달하는 3상 출력 버스바(500)가 구비될 수 있다. 여기서, 구동부는 실시예에 따라 모터일 수 있다. 도면에 구체적으로 도시하지는 않았으나 전력변환 장치의 출력단자(310)는 구동부에 연결되고 3상 출력 버스바(500)는 출력 단자(310)와 연결될 수 있다. 이에 따라, 커패시터(100)로부터 직류전류가 전력변환 모듈(200)로 공급되고, 전력변환 모듈(200)에서 변환된 교류전류는 3상 출력 버스바(500) 및 출력 단자(310)을 통해 모터에 공급되어 모터를 구동시킬 수 있다. 여기서, 3상 출력 버스바(500)는 전력변환 모듈(120)과 출력단자(310) 사이에 위치하고, 전력변환 모듈(120)로부터 출력되는 3상 교류전류를 출력단자(310)로 전달하는 역할을 한다.
전력변환 모듈(200)은 복수의 스위칭 소자를 포함하여 구성되며 커패시터(100)로부터 공급된 직류전류를 교류전류로 변환하는 역할을 한다. 본 발명에 따른 전력변환 장치는 적어도 하나 이상의 전력변환 모듈(200)을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 전력변환 모듈(200)은 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 등일 수 있다. 하지만, 이는 일실시예일 뿐 이외에도 다양한 반도체 소자가 본 발명에서의 전력변환 모듈로서 사용될 수 있다.
도면에 상세히 도시되지는 않았지만, 전력변환 모듈(200)은 전류가 입출력되는 파워단 및 신호가 입출력되는 신호단을 포함할 수 있다.
여기서, 파워단은 커패시터(110)에 구비된 전류공급 단자와 전기적으로 연결되어 커패시터(110)로부터 직류전류를 공급받는 입력단자 및 전력변환 모듈 내의 복수의 스위칭 소자를 통해 직류전류를 변환시킨 교류전류를 출력하는 출력단자를 포함할 수 있다. 이때, 출력단자는 상술한 3상 출력 버스바(500)와 전기적으로 연결될 수 있다.
아울러, 신호단은 제어유닛(130)과 연결되며, 신호단을 통해 제어유닛(130)으로부터 제어신호가 수신될 수 있다.
제어유닛(130)은 전력변환 모듈(120)을 제어하는 역할을 한다. 실시예에 따라 제어유닛(130)은 제어보드(132) 및 게이트보드(134)를 포함할 수 있다. 여기서, 제어보드와 게이트보드는 와이어를 통해 연결될 수 있다. 도 1과 같이 제어모드(132)는 게이트보드(134)의 상방에 평행하게 위치할 수 있다. 또한, 게이트보드(134)는 전력변환 모듈의 신호단과 연결될 수 있다.
하우징(200)에는 전력변환 모듈 어셈블리(200)가 조립될 수 있다. 또한, 도 1을 참조하면 하우징(200)의 내측 수용 공간에 수용된 제어보드(132)는 하우징 커버(210)를 통해 밀폐될 수 있다.
출력 터미널 어셈블리(300)는 전력변환 모듈 어셈블리(200)를 통해 변환된 교류전류가 출력되는 출력단자(310), 코어(320) 및 홀 IC(330)를 포할 수 있으며, 출력 터미널 하우징(340), 인쇄회로기판(350) 및 커버(360) 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
출력단자(310)는 전력변환 모듈 어셈블리(200)를 통해 변환된 교류전류를 출력하는 역할을 한다. 실시예에 따라, 출력단자(310)는 도 3에 도시된 바와 같이 모터에 3상 교류전류를 공급해야하므로 세개일 수 있고, 금속 재질로 이루어질 수 있다. 금속재질로 이루어진 출력단자(310)는 볼트 탭이 마련되어 3상 출력 버스바(500)와 체결될 수 있다.
코어(320)는 도 3 및 도 4를 참조하면 추후 설명할 출력 터미널 하우징(340)의 원통부(342)의 외측에 조립될 수 있으며, 둘레의 일부에는 슬릿이 형성될 수 있다.
홀 IC(330)는 도 3 및 도 4를 참조하면 코어(320)에 형성된 슬릿에 조립될 수 있다. 또한, 홀 IC는 출력단자(310)에 교류전류가 흐를 시, 코어(320)의 자속 변화를 감지하며, 감지된 자속 변화에 기반하여 출력단자(310)에 흐르는 교류전류를 계측할 수 있다. 홀 IC에서 코어의 자속 변화를 감지하고 감지된 자속 변화에 기반하여 출력단자의 흐르는 교류전류를 계측하는 기술은 기 공지된 기술이므로 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
출력 터미널 하우징(340)은 도 3과 같이 내부에 수용공간이 형성된 블록 형상이며 일면이 개방된 형태일 수 있다. 또한, 출력 터미널 하우징(340)은 내부에는 중공형의 원통부(342) 세개를 포함할 수 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이 원통부(342)의 내측에 출력단자(310)가 각각 조립될 수 있다.
실시예에 따라, 출력 터미널 하우징(340)은 플라스틱 재질로 이루어지고, 출력단자(310)는 금속재질로 이루어져, 출력단자(310)가 인서트 사출되어 출력 터미널 하우징(340)의 원통부(342) 내측에 고정될 수 있다.
다른 실시예에 따라, 출력 터미널 하우징(340)은 플라스틱 재질로 이루어지고, 출력단자(310)는 금속재질로 이루어져, 출력단자(310)가 압입되어 출력 터미널 하우징(340)의 원통부(342) 내측에 고정될 수 있다.
인쇄회로기판(350)은 코어(320)의 상측에 위치하며, 홀 IC(330)와 연결되어 홀 IC(330)를 통해 계측된 출력단자(310)의 교류전류 정보를 전달받고, 커넥터(370) 를 통해 전달된 출력단자(310)의 교류전류 정보를 전력변환 장치의 메인 제어기로 해당 정보를 전달한다.
커버(360)는 인쇄회로기판(350)의 상측에 위치하며 출력 터미널 하우징(340)의 개구면을 커버하는 역할을 한다.
한편, 종래의 전력변환 장치의 출력 터미널 하우징은 외부와의 기밀을 유지하기 위해 오링이 조립되는 구조를 갖는다. 이를 위해, 출력 터미널 하우징에는 오링 장착 그루브 및 오링 형상을 유지하는 외부 형상이 필요했으나, 내부에 수용공간이 있는 출력 터미널 하우징의 내부 공간은 출력단자의 고정 외에는 별다른 기능을 갖고 있지 않았다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 전력변환 장치에 따르면, 종래의 전력변환 장치에서 사용하지 않았던 출력 터미널 하우징의 내부 공간을 활용하여, 출력 터미널 하우징(340)의 내부 수용공간에 전류센서 역할을 하는 코어, 홀 IC 및 인쇄회로 기판을 수용함으로써, 별다른 부피 증대 없이 전류센서를 출력 터미널 어셈블리에 통합시켜 전력변환 장치의 전체적인 사이즈를 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 전력변환 장치에 따르면, 전류센서의 코어, 홀 IC 및 인쇄회로기판은 그대로 사용하나 전류센서의 케이스, 전류센서 제작공정 및 조립공정 등이 삭제되기 때문에 그에 따른 원가도 절감시킬 수 있다.
한편, 코어(320)는 출력 터미널 하우징(340)에 형성된 세개의 원통부 중 두개 이상의 원통부(342) 외측에 조립되고, 홀 IC(330)는 원통부(342)의 외측에 조립된 코어(320)에 형성된 슬릿에 각각 조립될 수 있다.
구체적으로, 전력변환장치의 출력전류 센싱은 U,V,W의 3상을 모두 센싱하는 3상 센싱방식과 2상을 센싱하고 나머지 1상은 보정을 통해 추정하는 2상 센싱방식으로 나눌 수 있다.
실시예에 따라, 본 발명에서는 도 3과 같이 출력 터미널 하우징(340)에 형성된 세개의 원통부 모두에 코어(320)가 조립되고, 세개의 원통부 외측에 조립된 코어(320)에 형성된 슬릿에 홀 IC(330)가 각각 조립됨으로써 3상 센싱 방식으로 구현될 수 있다.
다른 실시예에 따라, 본 발명에서는 출력 터미널 하우징(340)에 형성된 세개의 원통부 중 두개의 원통부(342) 외측에 코어(320)가 조립되고, 두개의 원통부(342) 외측에 조립된 코어(320)에 형성된 슬릿에 홀 IC(330)가 각각 조립됨으로써 2상 센싱 방식으로 구현될 수 있다.
한편, 전력변환 모듈 어셈블리(100)는 전력변환 모듈을 냉각하는 냉각기(400)를 더 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 냉각기(400)는 전력변환 모듈(120)의 양면에 구비될 수 있고, 다른 실시예에 따라, 전력변환 모듈(120)의 한면에만 구비될 수 있다.
100: 전력변환 모듈 어셈블리 110: 커패시터
120: 전력변환 모듈 130: 제어유닛
200: 하우징
300: 출력 터미널 어셈블리 310: 출력단자
320: 코어 330: 홀 IC
340: 출력 터미널 하우징 342: 원통부
350; 인쇄회로기판 360: 커버
400: 냉각기 500: 3상 출력 버스바

Claims (11)

  1. 차량의 배터리로부터 직류전류를 공급받는 커패시터, 상기 커패시터로부터 공급된 직류전류를 교류전류를 변환시키는 전력변환 모듈 및 상기 전력변환 모듈을 제어하는 제어유닛을 포함하는 전력변환 모듈 어셈블리;
    상기 전력변환 모듈 어셈블리가 조립되는 하우징; 및
    상기 전력변환 모듈 어셈블리를 통해 변환된 교류전류가 출력되는 출력단자, 코어, 및 상기 출력단자에 교류전류가 흐를 시 상기 코어의 자속 변화를 감지하여 상기 복수의 출력단자의 교류전류를 측정하는 홀 IC를 포함하는 출력 터미널 어셈블리;를 포함하는 차량용 전력변환 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 출력 터미널 어셈블리는,
    내부에 수용공간이 형성된 블록형상으로 일면이 개방된 형태이고, 중공형의 원통부를 세개 포함하며, 상기 원통부의 내측에 상기 출력단자가 각각 조립되는 출력 터미널 하우징;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 전력변환 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 코어는 상기 출력 터미널 하우징의 원통부의 외측에 조립되고 둘레의 일부에 슬릿이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 전력변환 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 홀 IC(Hall IC)는 상기 코어에 형성된 슬릿에 조립되고, 상기 출력단자에 교류전류가 흐를 시 상기 코어의 자속 변화를 감지하며, 감지된 자속 변화에 기반하여 상기 출력단자에 흐르는 교류전류를 계측하는 것을 특징으로 하는 차량용 전력변환 장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 코어의 상측에 위치하며 상기 홀 IC와 연결되어 상기 홀 IC를 통해 계측된 상기 출력단자의 교류 전류 정보가 전달받고, 전달된 출력단자의 교류전류 정보를 전달하는 인쇄회로기판; 및
    상기 인쇄회로기판의 상측에 위치하며 상기 출력 터미널 하우징의 개구면을 커버하는 커버; 중 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 전력변환 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 출력 터미널 하우징의 내부 수용공간에 코어, 상기 홀 IC 및 인쇄회로 기판이 수용되는 것을 특징으로 하는 차량용 전력변환 장치.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 코어는 상기 두개 이상의 원통부 외측에 조립되고, 상기 홀 IC는 상기 원통부의 외측에 조립된 코어에 형성된 슬릿에 각각 조립되는 것을 특징으로 하는 차량용 전력변환 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 전력변환 모듈 어셈블리는, 상기 전력변환 모듈을 냉각하는 냉각기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 전력변환 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 전력변환 모듈과 상기 출력단자 사이에 위치하고, 상기 전력변환 모듈로부터 출력되는 3상 교류전류를 상기 출력단자로 전달하는 3상 출력 버스바;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 전력변환 장치.
  10. 청구항 2에 있어서,
    상기 출력 터미널 하우징은 플라스틱 재질이고, 상기 출력단자는 금속 재질이며, 상기 출력단자는 인서트 사출되어 상기 출력 터미널 하우징의 원통부 내측에 고정되는 것을 특징으로 하는 차량용 전력변환 장치.
  11. 청구항 2에 있어서,
    상기 출력 터미널 하우징은 플라스틱 재질이고, 상기 출력단자는 금속 재질이며, 상기 출력단자는 압입되어 상기 출력 터미널 하우징의 원통부 내측에 고정되는 것을 특징으로 하는 차량용 전력변환 장치.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4708459B2 (ja) * 2008-07-29 2011-06-22 日立オートモティブシステムズ株式会社 電力変換装置
JP5455888B2 (ja) * 2010-12-27 2014-03-26 日立オートモティブシステムズ株式会社 車両用電力変換装置
JP5928430B2 (ja) * 2013-10-03 2016-06-01 トヨタ自動車株式会社 電流センサ、電力変換装置
KR101714150B1 (ko) * 2015-05-11 2017-03-09 현대자동차주식회사 차량용 전력변환 패키지

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130065390A (ko) 2011-12-09 2013-06-19 현대자동차주식회사 전력 변환 장치용 냉각 시스템

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