KR20230149952A - 전기자동차 구동계의 오버히트 방지장치 - Google Patents

전기자동차 구동계의 오버히트 방지장치 Download PDF

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KR20230149952A
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Abstract

본 발명은 전기자동차의 구동계를 구성하는 열에 매우 민감한 인버터에 대한 냉각기능을 보강하여 오버히트 문제를 사전에 예방할 수 있도록 한 전기자동차 구동계의 오버히트 방지장치에 관한 것으로, 종래 전기자동차의 구동계 냉각시스템이 갖는 제반 문제점을 감안하여, 본 발명에서는 전기자동차의 구동계를 구성하는 인버터(IVT)의 내부에 열감지센서(TS) 및 열전모듈(TD)을 장착하여 오버히트 시 경고와 동시에 열전모듈에 의한 비상냉각이 실시되도록 함으로써, 본 발명에 의하면, 운전자가 냉각수를 보충하기 위한 시간적 여유를 제공하고, 나아가 인버터의 고장 및 안전사고를 미연에 예방토록하여 차량 안전운행에 커다란 도움을 제공하게 된다.

Description

전기자동차 구동계의 오버히트 방지장치{an over-heat protecting apparatus of an electric vehicle driving system}
본 발명은 전기차동차의 구동계의 오버히트(Over Heat)를 방지하기 위한 것으로, 더욱 상세하게는 열에 매우 민감한 인버터에 대한 냉각기능을 보강하여 오버히트 문제를 사전에 예방할 수 있도록 한 전기자동차 구동계의 오버히트 방지장치에 관한 것이다.
일반적으로 전기자동차는 동력원에 해당하는 구동축전지로부터 공급되는 전기에 의해 구동계를 구성하는 구동모터가 구동하여 바퀴에 동력을 전달하는 원리로 되어 있는데, 구동모터와 이를 제어해 주는 인버터로 구성되는 상기 구동계는 구조적 특성 및 작동 특성으로 인하여 구동중 고열을 수반하기 때문에 이러한 고열을 제거하기 위한 방안으로 냉각시스템을 운용하고 있으며, 구동계를 냉각하기 위한 시스템은 라디에이터 → 냉각펌프 → 인버터 → 구동모터 순으로 냉각이 이루어지는 구성을 취하고 있다,
그러나 상기와 같은 단순 구성의 냉각시스템은 어느 정도의 냉각효율은 거둘 수 있었으나 열에 민감한 부품에 대한 냉각효율이 떨어져 자칫 치명적인 안전사고를 유발시키는 원인을 제공해 왔었다. 즉, 구동계를 구성하는 구동모터의 경우에 있어서는 내구성이 강해 열에 어느 정도 견딜 수 있도록 설계되어 있음을 볼 수 있지만, 많은 전자칩들로 구성되어 있는 인버터의 경우는 열에 매우 민감하여 제대로 냉각이 이루어지지 못했을 때에는 효율에 악영향을 미칠 뿐만아니라 소자를 접합하고 있는 납땜이 녹아 회로의 접속 불량을 야기시키는 문제가 발생하게 되는데, 기존의 전기자동차에는 이와 같은 냉각수 부족으로 인한 오버히트의 대응방안이 없어 운전자가 사전에 냉각수 부족을 인식치 못했을 경우에는 인버터의 고장 및 그로 인한 대형 안전사고를 유발할 수 있는 위험이 많았다.
이에, 본 발명에서는 상기와 같은 종래의 구동계 냉각시스템이 갖는 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 전기자동차의 구동계를 구성하는 인버터의 내부에 열감지센서 및 열전모듈을 장착하여 오버히트 시 경고와 동시에 열전모듈에 의한 비상냉각이 실시되도록하여 운전자가 냉각수를 보충하기 위한 시간적 여유를 제공하고, 나아가 인버터의 고장 및 안전사고를 미연에 예방토록 함으로써 차량안전운행에 커다란 도움을 줄 수 있도록한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전기자동차 구동계의 오버히트 방지장치는 다음과 같은 구조적인 특징을 제공한다.
구동모터와 이를 제어해 주는 인버터(VRT)로 구성되는 구동계를 구비한 전기자동차에 있어서,
인버터(VRT)에서 발생하는 자체열을 외부로 방열시키기 위한 방열판(HS)의 하단에 냉각수유통로(CL)를 마련하되, 상기 방열판(HS)과 냉각수유통로(CL)의 사이에 한계온도(T*)가 설정된 열감지센서(TS)를 설치함과 동시에 비상냉각용 열전모듈(TD)을 설치하는 한편,
상기 열전모듈(TD)에 경고램프(WL)를 접속해서 스위칭회로(SW-C)에 연결함과 동시에 동 스위칭회로(SWC)에 상기한 열감지센서(TS)를 연결시켜 오버히트 방지장치를 구성하는데 특징이 있는 것이다.
따라서, 본 발명에 의하면 오버히트 시 경고와 동시에 열전모듈에 의한 비상냉각이 실시되기 때문에 운전자가 냉각수를 보충하기 위한 시간적 여
이와 같이, 본 발명에 의하면 전기자동차의 구동계를 구성하는 인버터(IVT)의 내부에 열감지센서(TS) 및 열전모듈(TD)을 장착하여 오버히트 시 경고와 동시에 열전모듈(TD)에 의한 비상냉각이 실시되도록하여 운전자가 냉각수를 보충하기 위한 시간적 여유를 제공하고, 나아가 고열로 인한 인버터의 소손 및 안전사고 예방효과를 제공하게 된다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 전기자동차 구동계의 오버히트 방지장치를 설명하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것이며, 본 발명은 상기한 실시예에 한정하지 않고 이하의 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.
도 1은 본 발명의 오버히트 방지장치 구성도.
도 2는 본 발명에 있어서 열전모듈 및 경고램프의 작동조건을 예시한 진리표.
이하, 본 발명을 첨부된 비한정의 예시도면을 통해 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 오버히트 방지장치 구성을 보인 것이고, 도 2는 본 발명에 있어서 열전모듈 및 경고램프의 동작조건을 예시한 진리표이다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 전기자동차 구동계의 오버히트 방지장치는 방열판(HS)과 냉각수유통로(CL) 사이에 설치되는 열감지센서(TS), 열전모듈(TD) 및 상기 열감지센서(TS)에 접속되는 경고램프(WL)와 상기 열감지센서(TS) 및 열전모듈(TD)에 연결되는 스위칭회로(SW-C)로 크게 구성되는데,
상기 스위칭회로(SW-C)는 트랜지스터소자(TR1∼TR4)와 저항(R1∼R6)으로 구성되며, 상기 트랜지스터소자(TR1)의 베이스단으로는 키박스에서 인가되는 전원(IG)이 연결되어 있고, 상기 트랜지스터소자(TR2)의 콜렉터단 출력(Q)에는 경고램프(WL)가 접속되어 있으며, 상기 트랜지스터소자(TR3)의 베이스단에는 열감지센서(TS)가 연결되는 구성을 취하고 있다.
상기 트랜지스터소자(TR2)의 콜렉터단 출력(Q)에 연결된 경고램프(WL)의 타단에는 열전모듈(TD)이 연결되어 있으며, 이 열전모듈(TD)과 열감지센서(TS)는 인버터(IVT)를 구성하는 방열판(HS)과 냉각수유로(CL)의 사이에 각각 설치되는 구성을 취하고 있다.
이와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 작용을 설명하면,
도2의 진리표에서와 같이 스위칭회로(SW-C)에 전원(IG)이 인가되지 않은 상태(시동이 걸리지 않은 상태로 봄)에서는 구동계가 정지된 상태이므로 열발생이 없어 냉각수의 온도변화가 없서 그 값이 0으로 나타나고 트랜지스터소자(TR2)의 출력(Q)도 0이 되므로 안전한 상태로써 경고램프(WS)는 오프(OFF)되어 있다.(도2의 ①번 경우)
그리고, 전원(IG)이 없는 상태에서 온도변화만이 있는 경우(도2의 ②번 경우)나, 전원(IG)의 인가는 있지만 냉각수 온도가 정상인 경우(도2의 ③번 경우)에도 안전한 상태이므로 경고램프(SW)는 켜지지 않게 된다.
그러나, 냉각수의 부족으로 인하여 냉각이 제대로 실행되지 않아 인버터(IVT)에서 발생하는 열을 식히지 못할 경우에는 열감지센서(TS)의 감지온도(T)가 한계온도(T*)를 초과하게 되므로 바로 오버히트상태가 감지된다.(도2의 ④의 경우) 이어서 열전모듈(TD)을 가동시켜 비상냉각을 실시하게 되고 동시에 미터세트상에 설치된 경고램프(WL)가 점등되어 운전자에게 냉각수 부족으로 인한 오버히트 비상사태라는 것을 알려주게 되는 것이다. 따라서 운전자는 열전모듈(TD)에 의한 비상냉각이 실시되는 동안 바로 냉각수를 보충하게 됨으로써 인버터(IVT)의 소손 및 안전사고를 모면할 수 있게 되는 것이다.
SW-C : 스위칭회로, R1∼R6 : 저항
TR1∼TR4 : 트랜지스터소자, IVT : 인버터
HS : 방열판, CL : 냉각수유로
TS : 열감지센서, TD : 열전모듈
WL : 경고램프, IG : 전원

Claims (1)

  1. 구동모터와 이를 제어해 주는 인버터(VRT)로 구성되는 구동계를 구비한 전기자동차에 있어서,
    인버터(VRT)에서 발생하는 자체열을 외부로 방열시키기 위한 방열판(HS)의 하단에 냉각수유통로(CL)를 마련하되, 상기 방열판(HS)과 냉각수유통로(CL)의 사이에 한계온도(T*)가 설정된 열감지센서(TS)를 설치함과 동시에 비상냉각용 열전모듈(TD)을 설치하는 한편,
    상기 열전모듈(TD)에 경고램프(WL)를 접속해서 스위칭회로(SW-C)에 연결함과 동시에 동 스위칭회로(SWC)에 상기한 열감지센서(TS)를 연결시켜 냉각수 부족으로 인한 오버히트를 방지토록 함을 특징으로 하는 전기자동차 구동계의 오버히트 방지장치.
KR1020220049299A 2022-04-21 2022-04-21 전기자동차 구동계의 오버히트 방지장치 KR20230149952A (ko)

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