KR20230160631A - 자동차용 전원블럭 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 전원블럭이다. 전원블럭을 베이스(10)와 커버(50)가 형성하고, 상기 베이스(10)의 외면 일측에 쿨링유니트(30)가 설치되어 냉각유체를 사용하여 전원블럭에서 발생하는 열을 외부로 방출할 수 있다. 상기 쿨링유니트(30)로 발열부품(60)에서 발생한 열을 보다 효과적으로 전달하기 위해서 상기 커버(50)의 저면에 상기 발열부품(60)을 포함하는 부품들을 설치하고, 발열부품(60)과 결합된 버스바(62)에서 쿨링유니트(30)로 열이 전달되어 전원블럭 외부로 열을 방출할 수 있다.

Description

자동차용 전원블럭{Power block for vehicle}

본 발명은 자동차용 전원블럭에 관한 것이다.

자동차에는 부하와 전원 사이를 연결하는 다양한 전원블럭이 사용될 수 있다. 이러한 전원블럭은 다양한 기능을 수행하는 것이 사용되고 있다. 최근에 전기자동차가 상용화되면서 고전압용 전원블럭도 많이 사용되고 있다.

고전압에서 사용되는 전원블럭은 다양한 기능의 채용으로 크기가 커지고 발열이 많아지는 문제점이 있다. 하지만, 전원블럭의 크기를 소형화하고 방열을 원활하게 하는 것이 요구되고 있다.

특히, 전원블럭에서 사용되는 다양한 발열부품에서 나오는 열을 외부로 원활하게 방출하기 위해서는 수냉식 쿨링유니트의 채용이 요구되고 있다. 이와 같이 원활한 열방출이 가능하게 되면, 사용되는 버스바의 크기가 줄어들 수 있는 등 소형화를 이룰 수 있다. 이와 같은 요구에 의해 전원블럭에 수냉식 쿨링유니트를 채용하는 것이 필요하다.

한국 등록실용 제20-0431611호 한국 등록특허 제10-1911662호 한국 공개특허 제10-2014-006392호 한국 공개특허 제10-2019-083533호 한국 공개특허 제10-2021-133886호

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 쿨링유니트를 사용하는 자동차용 전원블럭을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 자동차용 전원블럭에서 발열부품에서 나온 열을 전원블럭 외부의 쿨링유니트로 바로 전달하는 것이다.

본 발명의 목적은 베이스와 커버에 의해 형성되는 공간에 설치되는 발열부품의 발열부가 베이스의 바닥을 향하도록 배치하는 것이다.

본 발명의 목적은 베이스와 커버에 의해 형성되는 공간에 설치되는 발열부품을 커버의 저면에 설치하여 발열부품의 발열부가 베이스 바닥을 통해 쿨링유니트와 접하도록 하는 것이다.

본 발명의 목적은 자동차용 전원블럭의 하부에 쿨링유니트를 두어 전원블럭의 설치상태가 안정적으로 되도록 하는 것이다.

본 발명의 목적은 발열부품의 발열부가 쿨링유니트와 접촉하는 면적을 넓혀주는 것이다.

본 발명의 목적은 쿨링유니트와 베이스 사이의 절연이 확실하게 이루어지도록 하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 베이스플레이트와 상기 베이스플레이트의 가장자리를 둘러 형성된 베이스측벽을 가지는 베이스와, 상기 베이스측벽에 체결되는 커버측벽이 커버플레이트의 가장자리를 둘러 형성되는 커버와, 상기 커버의 커버플레이트 저면에 장착되고 버스바를 포함하는 부품과, 상기 베이스의 저면에 설치되고 냉각유체관을 통해 흐르는 냉각유체가 상기 부품들에서 나오는 열을 방출하도록 구성되는 쿨링유니트를 포함할 수 있다.

상기 커버에 장착된 부품들은 상기 베이스의 베이스플레이트에 형성된 지지대 상에 안착될 수 있다.

상기 부품 중에서 발열부품이 안착되는 베이스플레이트의 영역에는 방열관통공이 형성되고, 상기 방열관통공에는 열전달이 가능한 갭필러가 설치될 수 있다.

상기 베이스와 쿨링유니트의 사이에는 절연패드가 설치될 수 있다.

상기 쿨링유니트는 상기 냉각유체관과, 열전달이 가능한 금속재질로 만들어지고 상기 냉각유체관이 위치되는 안착채널이 형성되는 유니트프레임과, 상기 냉각유체관으로 냉각유체가 들어가는 인입구와, 상기 냉각유체관에서 냉각유체가 나가는 인출구를 포함할 수 있다.

상기 유니트프레임의 가장자리를 둘러서는 다수개의 고정부체결편이 형성될 수 있다.

상기 유니트프레임에는 상기 베이스와의 체결을 위한 체결구가 관통하는 베이스체결공이 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 방열관통공이 형성된 베이스플레이트와 상기 베이스플레이트의 가장자리를 둘러 형성된 베이스측벽을 가지는 베이스와, 상기 베이스측벽에 체결되는 커버측벽이 커버플레이트의 가장자리를 둘러 형성되는 커버와, 상기 커버의 커버플레이트 저면에 장착되고 상기 베이스의 베이스플레이트에 안착되는 부품들과, 상기 부품들 사이의 전기적 연결 및 외부와의 전기적 연결을 수행하는 버스바와, 상기 베이스의 저면에 설치되고 상기 방열관통공이 형성된 영역을 통과하는 냉각유체관을 통해 흐르는 냉각유체가 상기 부품들에서 나오는 열을 방출하도록 구성되는 쿨링유니트를 포함할 수 있다.

상기 베이스플레이트에는 상기 커버에 장착된 부품을 지지하는 지지대가 다수개 돌출되어 형성될 수 있다.

상기 커버플레이트에는 상기 커버에 장착된 부품을 전기적으로 연결하는 버스바의 단부를 지지하는 버스바지지대가 돌출되어 형성될 수 있다.

상기 버스바지지대의 버스바 폭방향 양측에는 가이드펜스가 나란히 형성될 수 있다.

상기 버스바지지대는 상기 커버를 관통하여 형성되는 외부단자연결부에 인접하여 형성될 수 있다.

상기 방열관통공에는 열전달이 가능한 갭필러가 채워질 수 있고, 상기 베이스의 저면과 상기 쿨링유니트의 사이에는 절연패드가 설치될 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 방열관통공이 형성된 베이스플레이트와 상기 베이스플레이트의 가장자리를 둘러 형성된 베이스측벽을 가지는 베이스와, 상기 베이스측벽에 체결되는 커버측벽이 커버플레이트의 가장자리를 둘러 형성되는 커버와, 상기 커버의 커버플레이트 저면에 장착되고 상기 베이스의 베이스플레이트에 안착되는 부품들과, 상기 부품들 사이의 전기적 연결을 위해 상기 부품의 전극과 상기 방열관통공이 형성된 영역에서 제1체결볼트를 통해 체결되는 버스바와, 상기 베이스의 저면에 설치되고 상기 방열관통공이 형성된 영역을 통과하는 냉각유체관을 통해 흐르는 냉각유체가 상기 부품들에서 나오는 열을 방출하도록 구성되는 쿨링유니트를 포함할 수 있다.

상기 버스바에는 상기 부품의 전극과 대응되는 위치에 상기 제1체결볼트의 볼트머리가 안착되는 머리안착홈이 형성될 수 있다.

상기 버스바가 전극과 체결되는 부분은 상기 방열관통공이 형성된 영역에서 상기 베이스플레이트와 밀착 접촉할 수 있다.

상기 방열관통공에는 열전달이 가능한 갭필러가 채워질 수 있고, 상기 버스바와 갭필러가 접촉하고 상기 갭필러는 상기 쿨링유니트의 유니트프레임과 접촉하여 유니트프레임의 저면으로 개방된 안착채널에 안착된 냉각유체관의 냉각유체로 열을 전달할 수 있다.

본 발명에 의한 자동차용 전원블럭에서는 다음과 같은 효과중 적어도 하나 이상을 가질 수 있다.

본 발명에서는 냉각유체를 작동유체로 사용하는 쿨링유니트를 사용하여 전원블럭에서 발생하는 열을 외부로 방출한다. 따라서, 전원블럭에서 발생하는 열이 외부로 원활하게 배출될 수 있다.

본 발명에서는 베이스의 베이스플레이트를 중간에 두고 발열부품과 쿨링유니트가 설치되어 있어, 발열부품에서 나온 열이 쿨링유니트를 통해 외부로 바로 방출될 수 있어, 전원블럭에서 나오는 열을 보다 신속하게 외부로 배출할 수 있다.

본 발명에서는 베이스와 커버에 의해 형성되는 공간에 발열부품이 설치될 때, 커버에 발열부품이 장착되고, 베이스에 안착되도록 설계된다. 이때, 발열부품의 발열부인 전극이 베이스에 형성된 방열관통공에 대응되는 위치에 있도록 되어 방열이 보다 원활하게 될 수 있다.

이와 같이 원활한 방열에 의해 전원블럭에서 사용되는 부품들을 상대적으로 사양이 낮거나 치수가 작은 것을 사용할 수 있다. 특히 버스바를 상대적으로 낮은 사양의 것을 사용할 수 있어, 전체적으로 전원블럭의 크기를 소형화할 수 있다.

본 발명에서는 금속재질의 유니트프레임을 사용하는 등 상대적으로 무게가 무거운 쿨링유니트를 전원블럭의 하부에 위치시키므로, 전원블럭의 무게중심이 낮아지면서 전원블럭이 안정적으로 고정부에 설치될 수 있다.

본 발명에서는 쿨링유니트와 접촉하는 베이스플레이트의 방열관통공이 형성된 영역에 발열부품의 전극에 체결된 버스바가 면 대 면의 접촉이 가능하게 설치될 수 있다. 이는 전극에 버스바를 체결하기 위한 체결볼트의 볼트머리를 버스바의 머리안착홈 내에 위치시키는 등 버스바와 베이스플레이트가 평면으로 접촉하기 때문이다. 이와 같은 구성에 의해 방열이 보다 원활하게 될 수 있다.

본 발명에서는 베이스플레이트에 형성된 방열관통공에 갭필러가 채워지는데, 상기 갭필러에서 절연이 파괴될 수 있는 가능성을 없애기 위해 절연패드를 베이스플레이트와 쿨링유니트 사이에 두었다. 이와 같이 절연패드가 설치됨에 의해 쿨링유니트와 베이스에 안착되어 있는 부품과의 사이의 절연이 확실하게 되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 자동차용 전원블럭의 바람직한 실시례의 외관을 보인 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 실시례의 구성에서 쿨링유니트를 중심으로 보인 저면사시도.
도 3은 도 1에 도시된 실시례의 구성을 보인 분해사시도.
도 4는 도 1에 도시된 실시례에서 4-4'선 단면을 보인 단면사시도.
도 5는 본 발명 실시례에서 외부연결단자대 구성을 보인 단면사시도.
도 6은 본 발명 실시례를 구성하는 베이스를 보인 사시도.
도 7은 본 발명 실시례를 구성하는 베이스의 저면을 보인 저면사시도.
도 8은 본 발명 실시례를 구성하는 베이스에서 방열관통공과 방열관통공이 형성된 영역을 구획하는 구획벽 부분을 보인 확대사시도.
도 9는 도 4에 표시된 A9 영역을 보인 확대단면도.
도 10은 본 발명 실시례를 구성하는 쿨링유니트의 구성을 보인 사시도.
도 11은 본 발명 실시례를 구성하는 커버의 구성을 보인 사시도.
도 12는 본 발명 실시례를 구성하는 커버에 형성된 버스바지지대의 구성을 보인 저면사시도.

이하, 본 발명의 일부 실시례들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시례를 설명함에 있어, 관련된 공지구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시례에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시례의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또 는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도면들에 도시된 바에 따르면, 본 발명 실시례의 자동차용 전원블럭의 골격을 베이스(10)가 형성할 수 있다. 상기 베이스(10)는 베이스플레이트(12)와 상기 베이스플레이트(12)의 가장자리를 둘러 형성되는 베이스측벽(14)으로 구성될 수 있다. 상기 베이스플레이트(12)는 평평한 판형상이고, 대략 사각형판으로 될 수 있다. 상기 베이스측벽(14)은 상기 베이스(10)의 내측과 외부로 구획하는 역할을 할 수 있다. 상기 베이스측벽(14)의 높이는 거의 일정하지만, 일부 구간에서는 높이가 다르게 될 수 있다.

상기 베이스측벽(14)의 외면에는 체결턱(14')이 다수개 돌출되어 있다. 상기 체결턱(14')은 아래에서 설명될 커버(50)와의 체결을 위한 것이다. 상기 체결턱(14')은 다수개가 상기 베이스측벽(14)에 형성되어 있다. 상기 베이스측벽(14)의 일측 구간에는 도피부(15)가 형성될 수 있다. 상기 도피부(15)는 상기 베이스플레이트(12)가 다른 부분에 비해 상대적으로 내측으로 들어가게 형성된 것이다. 상기 도피부(15)에 해당하는 베이스측벽(14)에 인접하여서는 아래에서 설명될 쿨링유니트(30)의 인입구(38)와 인출구(39)가 위치될 수 있다.

상기 베이스플레이트(12)의 상면에는 구획벽(16)이 소정의 형상으로 형성될 수 있다. 상기 구획벽(16)은 그 내측 공간과 주변을 구획할 수 있다. 상기 구획벽(16)은 소정의 높이를 가지도록 형성될 수 있다. 상기 구획벽(16)은 아래에서 설명될 갭필러(44)가 도포될 때, 주변으로 더 이상 퍼지지 않도록 하는 역할을 할 수 있다. 상기 구획벽(16)은 상기 베이스플레이트(12)의 다수개의 영역에 형성될 수 있다. 상기 구획벽(16)에 의해 주위와 구획된 영역에는 다수개의 방열관통공(18)이 형성될 수 있다. 상기 방열관통공(18)은 상기 베이스플레이트(12)를 관통하여 형성될 수 있다. 상기 방열관통공(18)은 육각형상으로 될 수 있다. 즉, 상기 방열관통공(18)들은 벌집 형상으로 만들어 질 수 있다. 상기 방열관통공(18)을 각각 벌집 형상으로 함에 의해 상기 베이스플레이트(12)의 강성이 일정 이하로 내려가지 않도록 할 수 있다.

상기 방열관통공(18)이 형성된 영역에는 간섭회피채널(19)이 형성될 수 있다. 상기 간섭회피채널(19)은 아래에서 설명될 발열부품(60)에 형성된 절연리브와의 간섭을 피하기 위한 것이다.

상기 베이스플레이트(12) 상에는 다수개의 지지대(20)가 형성될 수 있다. 상기 지지대(20)는 본 실시례에서는 상기 베이스플레이트(12)에 일체로 형성될 수 있다. 상기 지지대(20)에는 여러 가지 부품들이 안착될 수 있다. 상기 지지대(20)의 높이나 상면의 넓이 그리고 형상 등은 지지되는 부품에 따라 달리될 수 있다. 도시된 실시례에서는 지지대(20)가 5개가 있다. 상기 지지대(20)중 어느 것에는 폭방향 양측에 가이드벽(22)이 있을 수 있다. 상기 지지대(20) 중 다른 것에는 상면에 지소정 형상의 지지리브(24)가 형성될 수 있다. 상기 지지리브(24)의 형상은 타원형상이나 원형상 등 다양하게 될 수 있다.

상기 베이스(10)에는 연결단자대(26)가 있을 수 있다. 상기 연결단자대(26)는 아래에서 설명될 외부연결단자부(59)와 대응되는 위치에 있어서, 아래에서 설명될 버스바(70)의 단부를 지지할 수 있다. 상기 연결단자대(26)는 상기 베이스측벽(14)의 내면 일측에 형성된 단자대결합부(27)에 일측이 결합될 수 있다. 상기 단자대결합부(27)는 소정 형상의 판을 삽입하여 끼울 수 있는 형상으로 된다. 상기 연결단자대(26)의 대응되는 위치에 판형상의 구성이 있어서, 상기 단자대결합부(27)에 결합될 수 있다. 상기 단자결합부(27)에 인접한 상기 베이스플레이트(12)에는 단자대체결공(28)이 있을 수 있다.

상기 베이스플레이트(12)는 도 6 등에서 볼 수 있는 바와 같이 단차(29)를 가질 수 있다. 상기 단차(29)에 의해 아래에서 설명될 쿨링유니트(30)가 안착되는 공간이 형성될 수 있다. 상기 단차(29)를 기준으로 일측에는 쿨링유니트(30)가 위치되어 바닥에 안착되고, 타측에는 베이스플레이트(12)의 저면이 직접 외부로 노출될 수 있다. 상기 단차(29)는 상기 베이스플레이트(12)의 저면 일측 끝부분에서 타측 끝부분까지 형성될 수 있다. 상기 베이스플레이트(12)에서 상대적으로 덜 돌출된 베이스(10) 하부부분에는 쿨링유니트(30)가 위치될 수 없다. 이때, 베이스플레이트(12)의 저면에서 상기 단차(29)를 기준으로 더 돌출된 부분에 해당되는 베이스플레이트(12) 상에는 발열부품(60)이 위치되지 않거나, 방열이 별로 없는 다른 부품이 장착될 수 있다.

다음으로, 상기 베이스플레이트(12)의 저면에 위치되는 쿨링유니트(30)의 구성을 설명한다. 상기 쿨링유니트(30)는 내부에 냉각액체가 유동되는 부분이 있어서, 냉각액체를 매개체로 열을 외부로 방출하도록 된다. 상기 쿨링유니트(30)의 골격을 유니트프레임(32)이 형성한다. 상기 유니트프레임(32)은 대략 사각형 판형상이다. 상기 유니트프레임(32)은 금속재질로 만들어질 수 있다. 상기 유니트프레임(32)은 열전달율이 좋은 재질로 만들어질 수 있다.

도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 유니트프레임(32)의 가장자리에는 고정부체결편(34)이 돌출되어 있다. 상기 고정부체결편(34)에는 체결공(34')이 형성될 수 있다. 상기 고정부체결편(34)은 전체 전원블럭을 고정부에 체결하는 기능을 한다. 상기 체결공(34')을 관통하여 고정부에 있는 고정볼트(도시되지 않음)가 관통하고, 상기 고정볼트에 고정너트(도시되지 않음)가 체결될 수 있다.

상기 유니트프레임(32)의 저면에는 안착채널(36)이 형성될 수 있다. 상기 안착채널(36)에는 냉각유체관(37)이 설치될 수 있다. 상기 냉각유체관(37) 내부에는 냉각유체가 유동될 수 있다. 상기 냉각유체로는 물이 사용될 수 있다. 상기 냉각유체가 상기 냉각유체관(37)으로 들고 나는 것을 위해 상기 유니트프레임(32)의 상면에는 인입구(38)와 인출구(39)가 있을 수 있다. 상기 인입구(38)를 통해 냉각유체가 상기 냉각유체관(37)으로 들어가고, 상기 냉각유체관(37)을 지나면서 열을 전달받은 냉각유체는 상기 인출구(39)를 통해 배출될 수 있다. 상기 인입구(38)와 인출구(39)에는 호스나 파이프가 연결되어 냉각유체를 전달할 수 있다.

상기 냉각유체관(37)의 배치는 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 유니트프레임(32)의 여러 영역을 거치도록 된다. 상기 냉각유체관(37)이 지나는 영역은 상기 방열관통공(18)이 형성된 영역이다.

상기 유니트프레임(32)에는 다수 곳에 베이스체결공(40)이 형성될 수 있다. 상기 베이스체결공(40)은 상기 유니트프레임(32)과 베이스(10)를 체결하기 위한 것이다. 상기 베이스체결공(40)과 베이스(10)의 대응되는 부분을 관통하여 체결구가 체결될 수 있다.

상기 유니트프레임(32)의 상면, 즉 상기 베이스(10)의 저면과 마주보는 면에는 절연패드(42)가 설치될 수 있다. 상기 절연패드(42)는 절연성 재질로 만들어진 것이다. 상기 절연패드(42)는 일종의 절연층이다. 상기 절연패드(42)는 절연성 재질로 만들어진 필름이나 시트 등으로 될 수 있다. 상기 절연패드(42)는 상기 베이스(10)에 있는 버스바(70) 등과 상기 유니트프레임(32) 사이의 절연을 수행할 수 있다.

한편, 상기 베이스(10)의 방열관통공(18) 내에는 갭필러(44)가 있을 수 있다. 상기 갭필러(44)는 상기 베이스(10)의 구획벽(16)에 의해 구획된 영역에 도포된 열전달물질에 의해 형성되는 것이다. 상기 갭필러(44)는 상기 방열관통공(18) 내에 채워져 육각판 형상으로 될 수 있다. 물론, 상기 구획벽(16)에 의해 구획된 영역 전체에 도포되어 갭필러(44)들이 서로 연결되게 만들어질 수도 있다. 상기 갭필러(44)는 버스바(70)에서 상기 유니트프레임(32)으로 열전달이 잘 될 수 있도록 하는 역할을 할 수 있다. 즉, 버스바(70)와 유니트프레임(32)이 상기 갭필러(44)에 각각 접촉하여 열전달이 이루어질 수 있도록 한다. 상기 절연패드(42), 갭필러(44)를 포함하는 구성은 도 9에 잘 도시되어 있다.

커버(50)는 상기 베이스(10)와 결합되어 상기 베이스측벽(14)에 의해 구획되는 공간을 차폐할 수 있다. 상기 커버(50)의 저면에는 다양한 부품들이 장착될 수 있다. 상기 커버(50)의 저면에 부품들이 장착됨에 의해 상기 베이스(10)의 베이스플레이트(12) 상에는 부품들이 단순히 안착되기만 한다.

상기 커버(50)는 커버플레이트(52)와 커버측벽(54)을 가진다. 상기 커버플레이트(52)는 요철부가 형성된 판형상이다. 상기 커버플레이트(52)의 형상은 상기 베이스플레이트(12)의 형상과 거의 대응될 수 있다. 상기 커버측벽(54)은 상기 커버플레이트(52)의 가장자리를 둘러 형성될 수 있다. 상기 커버측벽(54)에서 연장되어 체결편(56)이 있을 수 있다. 상기 체결편(56)은 탄성변형이 가능한 것으로, 상기 베이스(10)의 체결턱(14')과 체결되는 것이다. 상기 체결편(56)에는 체결공(57)이 있다. 상기 체결공(57)에는 상기 체결턱(14')이 안착될 수 있다.

상기 커버(50)의 일측에는 커넥터공(58)이 형성될 수 있다. 상기 커넥터공(58)은 상기 커버측벽(54)과 커버플레이트(52)에 걸쳐서 형성될 수 있다. 상기 커넥터공(58)을 통해서는 상기 커버(50) 내에 장착된 커넥터(58')(도1 참고)가 외부로 노출될 수 있다.

상기 커버(50)의 가장자리를 둘러서는 외부연결단자부(59)가 다수개 있을 수 있다. 상기 외부연결단자부(59)에는 아래에서 설명될 버스바(70)의 일측 단부가 위치될 수 있다. 상기 외부연결단자부(59)는 상기 커버(50)에 형성된 관통부 뿐아니라 외부 단자와의 결합을 위한 버스바(70)의 단부 부분 등을 포함하는 부분이다.

도 4와 도 5에는 상기 커버(50)에 장착된 부품들이 도시되어 있다. 발열부품(60)이 상기 커버(50)에 다수개 장착되는데, 예를 들면 릴레이, 퓨즈 등이다. 여기서 릴레이에 해당되는 발열부품(60)의 경우, 그 외면에 있는 전극(62)에 제1체결볼트(63)에 의해 버스바(70)가 결합될 수 있다. 상기 제1체결볼트(63)는 외주면에 나사부가 형성된 볼트몸체(64)와 상기 볼트몸체(64)의 일단부에 있는 볼트머리(64')를 가진다. 상기 볼트머리(64')는 상기 볼트몸체(64)의 외경보다 큰 외경을 가질 수 있다. 상기 볼트머리(64')는 상대적으로 두께가 얇은 것이 사용될 수 있다. 상기 볼트머리(64')는 버스바(70)와 체결될 때, 버스바(70)의 표면으로 돌출되지 않도록 납작하게 구성될 수 있다.

일반적으로 상기 전극(62)에 버스바(70)가 결합되어 있는 부분에서 열이 많이 발생한다. 따라서, 상기 전극(62)에 결합된 버스바(70)가 상기 방열관통공(18)이 형성된 영역에서 상기 갭필러(44)와 접촉하도록 배치된다. 즉, 상기 베이스(10)를 기준으로 상기 발열부품(60)의 전극(62)이 베이스(10)의 상면을 향하도록 상기 커버(50)에 장착될 수 있다.

그리고, 발열부품(60) 중에서 퓨즈에는 부품단자(65)가 양단으로 돌출될 수 있는데, 상기 부품단자(65)에는 버스바(70)가 제2체결볼트(66)와 제2체결너트(67)에 의해 체결될 수 있다.

상기 커버(50)에서 상기 외부연결단자부(59)에 인접한 위치에는 각각 버스바지지대(68)가 있을 수 있다. 상기 버스바지지대(68)는 상기 커버플레이트(52)의 내면에서 돌출되어 형성된다. 상기 버스바지지대(68)는 상기 커버(50)에 발열부품(60)과 버스바(70) 등을 장착하였을 때, 상기 버스바(70)의 일측 단부를 지지하는 역할을 한다. 상기 커버(50)가 상기 베이스(10)에 장착되어 체결되는 경우에도 상기 버스바지지대(68)는 버스바(70)를 베이스(10) 쪽으로 눌러주는 역할을 할 수 있다. 상기 버스바지지대(68)의 양측에는 가이드펜스(68')가 나란히 돌출되어 버스바(70)의 폭방향 양측을 안내할 수 있다.

상기 버스바(70)는 전원블럭 내에서 회로를 구성하기 위해 사용되는데, 내부에 설치된 각종 부품들 사이를 연결하고, 전원블럭 외부와의 연결도 수행한다. 상기 버스바(70)에서 상기 제1체결볼트(63)가 체결되는 부분에는 머리안착홈(72)이 형성될 수 있다. 상기 머리안착홈(72)은 버스바(70)의 제조 시에 단조작업을 통해 형성될 수 있다. 상기 머리안착홈(72) 내에 상기 제1체결볼트(63)의 볼트머리(64')가 안착될 수 있다. 따라서, 도 9에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 볼트머리(64')가 베이스(10)의 표면과 간섭되지 않고 최대한 넓은 면적에서 버스바(70)와 베이스(10)의 갭필러(44)가 접촉할 수 있다.

상기 버스바(70)의 단부 중에서 상기 외부연결단자부(59)의 연결단자대(26)에 위치되는 부분에는 클린칭볼트(74)가 있다. 상기 클린칭볼트(74)가 상기 버스바(70)에 구비됨에 의해 추가의 부품없이 상기 클린칭볼트(74)에 체결되는 너트만 있으면 외부연결단자를 상기 버스바(70)에 전기적으로 연결할 수 있다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 자동차용 전원블럭이 사용되는 것을 상세하게 설명한다.

본 발명 실시례의 전원블럭은 상기 커버(50)에 발열부품(60)과 버스바(70)를 포함하는 부품들을 장착한 상태에서 상기 베이스(10)에 상기 커버(50)를 결합한다. 이와 같이 함에 의해, 상기 베이스(10)와 커버(50) 내에 부품들이 위치될 수 있다.

이때, 상기 발열부품(60) 중에서 발열이 많은 부분은 상기 베이스(10)의 방열관통공(18)이 형성된 영역에 위치될 수 있다. 예를 들어, 도 9에서 볼 수 있는 바와 같이, 발열부품(60)의 전극(62)에 결합된 버스바(70)의 부분이 상기 방열관통공(18)이 형성된 영역에 위치되어 갭필러(44)와 접촉하여 있게 된다. 상기 버스바(70)와 전극(62)의 결합을 위한 제1체결볼트(63)의 볼트머리(64')는 버스바(70)에 형성된 머리안착홈(72) 내에 위치되어 상기 버스바(70)와 베이스(10)의 표면 사이의 접촉면적, 다르게는 버스바(70)와 갭필러(44)와의 접촉면적을 넓게 만들어준다. 이와 같은 구조는 버스바(70)와 갭필러(44)와의 접촉이 평면에서 이루어지도록 하여 열전달이 극대화될 수 있도록 한다.

한편, 상기 베이스(10)의 저면에는 쿨링유니트(30)가 장착된다. 상기 쿨링유니트(30)는 상기 베이스(10)의 저면에 위치된다. 이와 같이 조립이 완성된 상태가 도 1과 도 2에 도시되어 있다.

조립이 완성된 전원블럭은 상기 쿨링유니트(30)의 유니트프레임(32)에 있는 고정부체결편(34)에 의해 자동차의 고정부에 장착되어 체결된다. 상기 인입구(38)와 인출구(39)에는 냉각유체의 공급과 배출을 위한 파이프나 호스가 연결되고, 상기 커버(50)에 있는 외부단자연결부(59)에는 예를 들면 외부의 링터미널(도시되지 않음)이 각각의 버스바(70)의 클링칭볼트(74)에 결합된다. 상기 링터미널에 연결된 와이어는 배터리나 발전기와 같은 전원 그리고 인버터 등의 부하와 연결될 수 있다.

이와 같이 설치가 완료된 상태의 전원블럭이 동작하게 되면, 상기 발열부품(60)에서는 많은 열이 발생하게 되고, 이 열을 외부로 신속하게 배출할 수 있어야 한다. 이를 위해서 상기 인입구(38)를 통해서 냉각유체를 상기 냉각유체관(37)으로 인입시키고, 상기 냉각유체관(37)을 유동한 냉각유체는 상기 인출구(39)를 통해 상기 냉각유체관(37)에서 인출된다.

상기 발열부품(60)에서는 주로 상기 전극(62)과 버스바(70)에서 열이 발생할 수 있다. 이 열은 상기 버스바(70)가 상기 베이스(10)의 방열관통공(18)에 있는 갭필러(44)를 통해 상기 유니트프레임(32)으로 전달된다. 상기 유니트프레임(32)에 형성된 안착채널(36)에 있는 냉각유체관(37)으로 열이 전달되고, 상기 냉각유체관(37)을 흐르는 냉각유체가 이 열을 전달받아 유동되어, 상기 인출구(39)를 통해 외부로 나감에 의해 열이 외부로 방출될 수 있다.

한편, 상기 절연패드(42)는 상기 베이스(10)의 저면과 상기 유니트프레임(32)의 표면 사이에 위치되어서 절연 역할을 수행한다. 특히, 상기 갭필러(44)가 상기 방열관통공(18) 내에 완벽하게 채워져 있지 않거나, 갭필러(44)에 미세한 구멍이 형성되어 있더라도 상기 절연패드(42)에 의해 절연이 이루어져 문제가 발생하지 않는다.

이상에서, 본 발명에 따른 실시례를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시례에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시례들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시례에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 베이스 12: 베이스플레이트
14: 베이스측벽 14': 체결턱
15: 도피부 16: 구획벽
18: 방열관통공 19: 간섭회피채널
20: 지지대 22: 가이드벽
24: 지지리브 26: 연결단자대
27: 단자대결합부 28: 단자대체결공
29: 단차 30: 쿨링유니트
32: 유니트프레임 34: 고정부체결편
34': 체결공 36: 안착채널
37: 냉각유체관 38: 인입구
39: 인출구 40: 베이스체결공
42: 절연패드 44: 갭필러
50: 커버 52: 커버플레이트
54: 커버측벽 56: 체결편
57: 체결공 58: 커넥터공
58': 커넥터 59: 외부단자연결부
60: 발열부품 62: 전극
63: 제1체결볼트 64: 볼트몸체
64': 볼트머리 65: 부품단자
66: 제2체결볼트 67: 제2체결너트
70: 버스바 72: 머리안착홈
74: 클링칭볼트

Claims (17)

1. 베이스플레이트와 상기 베이스플레이트의 가장자리를 둘러 형성된 베이스측벽을 가지는 베이스와,
   상기 베이스측벽에 체결되는 커버측벽이 커버플레이트의 가장자리를 둘러 형성되는 커버와,
   상기 커버의 커버플레이트 저면에 장착되고 버스바를 포함하는 부품과,
   상기 베이스의 저면에 설치되고 냉각유체관을 통해 흐르는 냉각유체가 상기 부품들에서 나오는 열을 방출하도록 구성되는 쿨링유니트를 포함하는 자동차용 전원블럭.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 커버에 장착된 부품들은 상기 베이스의 베이스플레이트에 형성된 지지대 상에 안착되는 자동차용 전원블럭.
   
3. 제 2 항에 있어서, 상기 부품 중에서 발열부품이 안착되는 베이스플레이트의 영역에는 방열관통공이 형성되고, 상기 방열관통공에는 열전달이 가능한 갭필러가 설치되는 자동차용 전원블럭.
   
4. 제 3 항에 있어서, 상기 베이스와 쿨링유니트의 사이에는 절연패드가 설치되는 자동차용 전원블럭.
   
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 쿨링유니트는,
   상기 냉각유체관과,
   열전달이 가능한 금속재질로 만들어지고 상기 냉각유체관이 위치되는 안착채널이 형성되는 유니트프레임과,
   상기 냉각유체관으로 냉각유체가 들어가는 인입구와,
   상기 냉각유체관에서 냉각유체가 나가는 인출구를 포함하는 자동차용 전원블럭.
   
6. 제 5 항에 있어서, 상기 유니트프레임의 가장자리를 둘러서는 다수개의 고정부체결편이 형성되는 자동차용 전원블럭.
   
7. 제 6 항에 있어서, 상기 유니트프레임에는 상기 베이스와의 체결을 위한 체결구가 관통하는 베이스체결공이 형성되는 자동차용 전원블럭.
   
8. 방열관통공이 형성된 베이스플레이트와 상기 베이스플레이트의 가장자리를 둘러 형성된 베이스측벽을 가지는 베이스와,
   상기 베이스측벽에 체결되는 커버측벽이 커버플레이트의 가장자리를 둘러 형성되는 커버와,
   상기 커버의 커버플레이트 저면에 장착되고 상기 베이스의 베이스플레이트에 안착되는 부품들과,
   상기 부품들 사이의 전기적 연결 및 외부와의 전기적 연결을 수행하는 버스바와,
   상기 베이스의 저면에 설치되고 상기 방열관통공이 형성된 영역을 통과하는 냉각유체관을 통해 흐르는 냉각유체가 상기 부품들에서 나오는 열을 방출하도록 구성되는 쿨링유니트를 포함하는 자동차용 전원블럭.
   
9. 제 8 항에 있어서, 상기 베이스플레이트에는 상기 커버에 장착된 부품을 지지하는 지지대가 다수개 돌출되어 형성되는 자동차용 전원블럭.
   
10. 제 9 항에 있어서, 상기 커버플레이트에는 상기 커버에 장착된 부품을 전기적으로 연결하는 버스바의 단부를 지지하는 버스바지지대가 돌출되어 형성되는 자동차용 전원블럭.
    
11. 제 10 항에 있어서, 상기 버스바지지대의 버스바 폭방향 양측에는 가이드펜스가 나란히 형성되는 자동차용 전원블럭.
    
12. 제 11 항에 있어서, 상기 버스바지지대는 상기 커버를 관통하여 형성되는 외부단자연결부에 인접하여 형성되는 자동차용 전원블럭.
    
13. 제 8 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방열관통공에는 열전달이 가능한 갭필러가 채워져 있고, 상기 베이스의 저면과 상기 쿨링유니트의 사이에는 절연패드가 설치되는 자동차용 전원블럭.
    
14. 방열관통공이 형성된 베이스플레이트와 상기 베이스플레이트의 가장자리를 둘러 형성된 베이스측벽을 가지는 베이스와,
    상기 베이스측벽에 체결되는 커버측벽이 커버플레이트의 가장자리를 둘러 형성되는 커버와,
    상기 커버의 커버플레이트 저면에 장착되고 상기 베이스의 베이스플레이트에 안착되는 부품들과,
    상기 부품들 사이의 전기적 연결을 위해 상기 부품의 전극과 상기 방열관통공이 형성된 영역에서 제1체결볼트를 통해 체결되는 버스바와,
    상기 베이스의 저면에 설치되고 상기 방열관통공이 형성된 영역을 통과하는 냉각유체관을 통해 흐르는 냉각유체가 상기 부품들에서 나오는 열을 방출하도록 구성되는 쿨링유니트를 포함하는 자동차용 전원블럭.
    
15. 제 14 항에 있어서, 상기 버스바에는 상기 부품의 전극과 대응되는 위치에 상기 제1체결볼트의 볼트머리가 안착되는 머리안착홈이 형성되는 자동차용 전원블럭.
    
16. 제 15 항에 있어서, 상기 버스바가 전극과 체결되는 부분은 상기 방열관통공이 형성된 영역에서 상기 베이스플레이트와 밀착 접촉하는 자동차용 전원블럭.
    
17. 제 16 항에 있어서, 상기 방열관통공에는 열전달이 가능한 갭필러가 채워지고, 상기 버스바와 갭필러가 접촉하고 상기 갭필러는 상기 쿨링유니트의 유니트프레임과 접촉하여 유니트프레임의 저면으로 개방된 안착채널에 안착된 냉각유체관의 냉각유체로 열을 전달하는 자동차용 전원블럭.

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