KR20240012995A - 전기자동차의 obc용 변압기 - Google Patents

전기자동차의 obc용 변압기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기자동차의 OBC(10)에 관한 것으로, 하우징(110)과, 덮개(120)와, 평탄형의 1차측 코일(131,135)과, 평탄형의 2차측 코일(141,145)과, 상부 자기코어(M1)와, 하부 자기코어(M2)를 포함하여 구성되고, 1차측 코일(131,135)은, 상면과 하면은 각각 평탄면으로 형성되는 평탄상면(131a,135a)과 평탄하면(131b,135b)으로 구성되는 평탄형 동선을 이용하여 중앙에 제1 중앙공(C1a,C1b)이 형성되도록 복수회로 권선한 평탄면형 코일로 구성되고, 2차측 코일(141,145)은, 상면과 하면은 각각 평탄면으로 형성되는 평탄상면(141a,145a)과 평탄하면(141b,145b)으로 구성되는 평탄면형 동선을 이용하여 중앙에 제2 중앙공(C2a,C2b)이 형성되도록 복수회로 권선한 평탄면형 코일로 구성되는 것을 특징으로 하고, 이에 의하면 제품의 사이즈를 줄이고 정렬 특성이 좋아서 손실이 줄고 효율이 좋아지는 이점이 있다.

Description

전기자동차의 OBC용 변압기{Transformer for OBC of electric vehicle}
본 발명은 전기자동차의 OBC(On Board Charger)에 관한 것으로, 특히 제품의 높이를 낮추고 사이즈를 줄이며 제품 생산성을 향상시켜서 제품의 가격 경쟁력을 높일 수 있도록 하기에 적당하도록 전기자동차의 OBC용 변압기에 관한 것이다.
플러그인 하이브리드 자동차(PHEV), 전기자동차(EV)는 200V AC에서 차량의 모터를 구동시켜주는 고전압 배터리로 충전할 수 있는 충전장치가 필요하며, 이를 OBC(On Board Charger)라고 한다.
도 1에는 일반적인 전기자동차(EV)(G)나 플러그인 하이브리드 자동차(PHEV)에 내장되는 전력 계통도가 도시되어 있고, 도 2에는 일반적인 전기자동차(G)나 플러그인 하이브리드 자동차의 OBC(10)의 블록 구성도가 도시되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 플러그인 하이브리드 자동차(PHEV), 전기자동차(EV)(V)에는, 충전기(G)에서 공급되는 200V AC에서 차량의 모터를 구동시켜주는 고전압 배터리(30)로 충전하기 위한 OBC(10)와, OBC(10)에서 변환된 전력을 충전하는 고전압 배터리(30)와, 상기 고전압 배터리(30)의 고전압을 12V의 저전압으로 변환하여서 자동차의 전장부품으로 전력을 공급하는 LDC(Low DC-DC Converter)(20)가 구비되어 있다.
그리고 도 2에 도시된 바와 같이, 전기자동차에 내장된 OBC(10)는 충전기(G)에서 공급되는 220V AC가 브릿지 다이오드를 통해 전파 정류되며, 정류된 전압은 부스트 컨버터 회로를 통해 승압하는 제1 컨버터(11)와, 상기 제1 컨버터(11)에서 출력되는 정류된 전압을 풀브릿지 회로를 통해 고주파의 AC로 변환하는 제2 컨버터(12)와, 상기 제2 컨버터(12)에서 출력되는 고주파의 교류 전압을 높은 전압으로 변압하고 또한 220V AC와 고전압 배터리(30) 간을 물리적으로 절연하기 위한 변압기(13)와, 상기 변압기에 의해서 변환된 고주파의 고전압 교류 전압를 정류하고 필터링하여 DC 전압으로 변환하여서 고전압 배터리(30)에 공급하는 정류부(14)를 포함하여 구성된다.
여기서 종래 기술에 의한 OBC 변압기의 구성에 대해서 설명한다.
종래 기술에 의한 OBC 변압기는 특수 제작된 보빈에 1차 코일을 감고, 이 감겨진 1차 코일에 절연테이프를 감아서 절연시킨다.
그리고, 1차 코일에 절연테이프를 감은 후에, 2차 코일을 권선한다.
2차 코일을 감은 후에 다시 절연테이프를 감아서 절연시킨다.
그리고, 2차 코일의 권선 작업이 3 회인 경우에는 2차 코일을 권선할 때마다 중간중간에 절연테이프를 감아서 절연시킨다.
그런데, 상기와 같은 종래기술에 의한 전기자동차의 OBC용 변압기는 다음과같은 문제점이 있었다.
우선 변압기 제품의 사이즈가 상당히 컸다.
보빈에 권선된 1차 코일에 동축으로 2차 코일을 감았으므로 제품의 직경이 매우 크지고 사이즈도 커지는 문제가 있었고, 이는 OBC의 사이즈의 크기가 커지는 문제로 연결되었다.
둘째, 1차 코일을 감고 다시 절연테이프로 감아서 절연하고 다시 그 위에 2차 코일을 감고 다시 절연테이프로 감는 조립 공정을 반복하므로 조립 공정이 많아져서 생산성이 매우 떨어지는 단점이 있었다.
셋째, 1차 코일과 2차 코일의 권선을 수작업으로 하므로 코일 권선이 정렬되지 않아서 손실이 커지고 효율이 저하되어서 EMI 성능이 나빠진다.
문헌1: 등록특허공보 제10-2208523호(공고일: 2021.01.27) 문헌2: 공개특허공보 제10-2016-0122919호(공개일: 2016.10.25)
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로 본 발명에 의한 전기자동차의 OBC용 변압기의 목적은,
첫째, OBC용 변압기의 1차측 코일과 2차측 코일을 모두 평탄형 동선으로 구성하고, 이들을 하나의 하우징에 장입 구성함으로써, OBC용 변압기의 제품의 높이를 낮출 수 있도록 하고, 제품의 사이즈를 줄일 수 있도록 하며,
둘째, 전기자동차의 OBC에서의 1차측 코일과 2차측 코일 간의 손실을 줄여서 효율을 높일 수 있도록 하며,
셋째, 작은 사이즈로서 대전류 및 고전압의 공급이 가능할 수 있도록 하며,
넷째, OBC용 변압기의 1차측 코일과 2차측 코일 자체를 융착하여서 형성함으로써 OBC용 변압기의 1차측 코일과 2차측 코일 자체의 밀착성이 높아지도록 하고 또한 1차측 코일과 2차측 코일 간의 밀착성도 높아지도록 하여서 손실을 줄여서 효율을 높일 수 있도록 하며, 또한 제품 높이를 더욱더 낮출 수 있도록 하고 동시에 제품의 사이즈를 더욱더 소형화 할 수 있도록 하며,
다섯째, 절연테이프로 감지 않아도 되므로 발열 특성이 우수하고 EMI 성능이 우수할 수 있도록 하며,
여섯째, OBC 자체의 사이즈를 줄일 수 있어서 전기자동차 내에서의 점용 공간이 낮아지고 무게도 경량화되어서 전기자동차에서의 OBC의 제품 경쟁력이 향상될 수 있도록 하며,
일곱째, OBC용 변압기의 1차측 코일과 2차측 코일의 제작 자체를 권선지그에 의해서 제작할 수 있도록 하여서, OBC용 변압기의 1차측 코일과 2차측 코일의 생산 자동화가 가능하게 되어서 조립 공정을 줄일 수 있도록 하며(종래 OBC 변압기의 생산 공정 대비 50 % 조립 공정 축소) 생산성이 월등하게 향상될 수 있도록 하며, 그리하여 가격 경쟁력을 높일 수 있도록 하며,
여덟째, 절연테이프로 감지 않아도 되므로 발열 특성이 우수할 수 있도록 하며,
아홉째, EMI 성능이 향상될 수 있도록 하며,
열번째, 1차측 코일과 2차측 코일의 조립 작업이 매우 쉽고 편리하며 동시에 정확하게 할 수 있도록 하며, 또한 1차측 코일과 2차측 코일의 별도의 단자 정렬(배선) 작업(와이어링 작업)을 하지 않아도 되도록 하며,
열한번째, 간단한 구성으로 덮개를 하우징에 쉽고 편리하면 견고하게 체결할 수 있도록 하며,
열두번째, 덮개를 아래로 내려서 하우징으로 조립하는 작업을 정확하고 편리하면 신속하게 할 수 있도록 하고, 또한 하우징 내부로 이물질이 유입되는 것을 차단할 수 있도록 하며,
열세번째, 덮개를 얇게 하더라도 덮개의 강도를 유지할 수 있어서 재료비를 절감할 수 있고 제품의 내구성을 향상시킬 수 있도록 하며,
열네번째, OBC에서의 변압기의 타 부품과의 결선 작업을 더욱더 쉽고 편리하게 할 수 있도록 하며,
열다섯번째, 평탄형 동선을 이용함으로써 단면적을 높여서 전기적 손실을 줄이고 효율을 높이며 또한 발열을 낮출 수 있도록 하며(표피 효과의 손실을 평탄형 동선의 단면적을 크게 하여 손실을 줄임),
열여섯번째, 평탄형 동선을 이용하여 코일의 정열을 정형화함으로써 EMI 특성이 종래기술 대비 최소 3 ~ 4 dB 이상 좋아질 수 있도록 하며,
열일곱번째, 평탄형 동선을 이용하여 코일의 정열을 정형화함으로써 정형화된 품질이 가능하고, 조립성이 단순하여 조립 인건비를 절감할 수 있도록 하기에 적당하도록 한 전기자동차의 OBC용 변압기를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인 전기자동차의 OBC용 변압기는, 전기자동차의 충전기에서 공급되는 상용교류전력을 전기자동차의 고전압 배터리로 충전하는 전기자동차의 OBC에 있어서, 장입공간이 형성되어 있는 하우징과, 상기 하우징의 장입공간을 개폐하는 덮개와, 상기 하우징)의 장입공간에 내장되고, 전기자동차의 충전기의 전력을 공급받는 평탄형의 1차측 코일과, 상기 하우징의 장입공간에 내장되고, 상기 1차측 코일로부터 자계유도에 의해서 유도전류가 생성되어서 고전압 배터리로 출력하는 평탄형의 2차측 코일과, 상기 덮개의 상측에서 하우징을 외면을 감싸도록 구비되는 상부 자기코어와, 상기 하우징의 하면에서 상기 하우징을 감싸도록 구비되는 하부 자기코어를 포함하여 구성되고, 상기 1차측 코일은, 표면이 절연 코팅되어 있고, 길이방향을 따라서 상면과 하면과 측부로 이루어지고, 상기 상면과 하면은 각각 평탄면으로 형성되는 평탄상면과 평탄하면으로 구성되는 평탄형 동선을 이용하여 중앙에 제1 중앙공이 형성되도록 복수회로 권선한 평탄면형 코일로 구성되고, 상기 2차측 코일은, 표면이 절연 코팅되어 있고, 길이방향을 따라서 상면과 하면과 측부로 이루어지고, 상기 상면과 하면은 각각 평탄면으로 형성되는 평탄상면과 평탄하면으로 구성되는 평탄면형 동선을 이용하여 중앙에 제2 중앙공이 형성되도록 복수회로 권선한 평탄면형 코일로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명인 전기자동차의 OBC용 변압기는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, OBC용 변압기의 1차측 코일과 2차측 코일을 모두 평탄형 동선으로 구성하고, 이들을 하나의 하우징에 장입 구성함으로써, OBC용 변압기의 제품의 높이를 낮출 수 있고, 제품의 사이즈를 줄일 수 있는 효과가 있다.
둘째, 전기자동차의 OBC에서의 1차측 코일과 2차측 코일 간의 손실을 줄여서 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
셋째, 작은 사이즈로서 대전류 및 고전압의 공급이 가능할 수 있는 효과가 있다.
넷째, OBC용 변압기의 1차측 코일과 2차측 코일 자체를 융착하여서 형성함으로써 OBC용 변압기의 1차측 코일과 2차측 코일 자체의 밀착성을 높일 수 있고 또한 1차측 코일과 2차측 코일 간의 밀착성도 높아지도록 하여서 손실을 줄여서 효율을 높일 수 있도록 하며, 또한 제품 높이를 더욱더 낮출 수 있도록 하고 동시에 제품의 사이즈를 더욱더 소형화 할 수 있는 효과가 있다.
다섯째, 절연테이프로 감지 않아도 되므로 발열 특성이 우수하고 EMI 성능이 우수할 수 있는 효과가 있다.
여섯째, OBC 자체의 사이즈를 줄일 수 있어서 전기자동차 내에서의 점용 공간이 낮아지고 무게도 경량화되어서 전기자동차에서의 OBC의 제품 경쟁력이 향상될 수 있는 효과가 있다.
일곱째, OBC용 변압기의 1차측 코일과 2차측 코일의 제작 자체를 권선지그에 의해서 제작할 수 있도록 하여서, OBC용 변압기의 1차측 코일과 2차측 코일의 생산 자동화가 가능하게 되어서 조립 공정을 줄일 수 있도록 하며(종래 OBC 변압기의 생산 공정 대비 50 % 조립 공정 축소) 생산성이 월등하게 향상될 수 있도록 하며, 그리하여 가격 경쟁력을 높일 수 있는 효과가 있다.
여덟째, 절연테이프로 감지 않아도 되고 특히 하나의 평탄형 동선을 수직방향 또는 수평방향으로만 확장하여서 코일을 형성하므로 발열 특성이 우수할 수 있는 효과가 있다.
아홉째, 평탄형 동선을 이용하여 정열 특성이 우수하므로 EMI 성능이 향상될 수 있는 효과가 있다.
열번째, 1차측 코일과 2차측 코일의 조립 작업이 매우 쉽고 편리하며 동시에 정확하게 할 수 있도록 하며, 또한 1차측 코일과 2차측 코일의 별도의 단자 정렬(배선) 작업(와이어링 작업)을 하지 않아도 된다.
열한번째, 간단한 구성으로 덮개를 하우징에 쉽고 편리하면 견고하게 체결할 수 있는 효과가 있다.
열두번째, 덮개를 아래로 내려서 하우징으로 조립하는 작업을 정확하고 편리하면 신속하게 할 수 있고, 또한 하우징 내부로 이물질이 유입되는 것을 차단할 수 있는 효과가 있다.
열세번째, 덮개를 얇게 하더라도 덮개의 강도를 유지할 수 있어서 재료비를 절감할 수 있고 제품의 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
열네번째, OBC에서의 변압기의 타 부품과의 결선 작업을 더욱더 쉽고 편리하게 할 수 있는 효과가 있다.
열다섯번째, 평탄형 동선을 이용함으로써 단면적을 높여서 전기적 손실을 줄이고 효율을 높이며 또한 발열을 낮출 수 있는 효과가 있다(표피 효과의 손실을 평탄형 동선의 단면적을 크게 하여 손실을 줄임).
열여섯번째, 평탄형 동선을 이용하여 코일의 정열을 정형화함으로써 EMI 특성이 종래기술 대비 최소 3 ~ 4 dB 이상 좋아질 수 있는 효과가 있다.
열일곱번째, 평탄형 동선을 이용하여 코일의 정열을 정형화함으로써 정형화된 품질이 가능하고, 조립성이 단순하여 조립 인건비를 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1에는 일반적인 전기자동차나 플러그인 하이브리드 자동차에 내장되는 전력 계통도이다.
도 2에는 일반적인 전기자동차나 플러그인 하이브리드 자동차의 OBC(10)의 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 전기자동차의 OBC용 변압기(100)의 결합 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 전기자동차의 OBC용 변압기(100)의 분리 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 전기자동차의 OBC용 변압기(100)에 있어서 상하부 자기코어(M1,M2)를 제거한 상태의 일측면(좌측면)도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 전기자동차의 OBC용 변압기(100)에 있어서 상하부 자기코어(M1,M2)를 제거한 상태의 타측면(우측면) 사시도이다.
도 7은 도 5에서 A-A선 단면도이다.
도 8의 (a)는 도 1 내지 도 7에서 채택된 1차측 코일(131)과 2차측 코일(141)에 치환되는 수평방향으로 권선되는 1차측 코일(135)과 2차측 코일(145)의 사시도이고,
도 8의 (b)는 도 8의 (a) 및 도 9에 도시된 1차측 코일(135)과 2차측 코일(145)이 권선되는 개념을 표현한 설명도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 전기자동차의 OBC용 변압기(100)에 있어서, 수평방향으로 권선되는 1차측 코일(135)과 2차측 코일(145)이 채택된 경우의 단면 구성 개념도이다.
다음은 본 발명인 전기자동차의 OBC용 변압기의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 전기자동차의 OBC용 변압기(100)는, 전기자동차(V)(플러그인 하이브리드 자동차를 포함하며, 본 명세서 전체에 걸쳐서 동일하다)의 충전기(G)에서 공급되는 상용교류전력(220V AC)을 전기자동차(G)의 고전압 배터리(30)로 충전하는 전기자동차의 OBC(10)에 있어서, 구체적으로는, 220V AC가 브릿지 다이오드를 통해 전파 정류되며, 정류된 전압은 부스트 컨버터 회로를 통해 승압하는 제1 컨버터(11)와, 상기 제1 컨버터(11)에서 출력되는 정류된 전압을 풀브릿지 회로를 통해 고주파의 AC로 변환하는 제2 컨버터(12)와, 상기 제2 컨버터(12)에서 출력되는 고주파의 교류 전압을 높은 전압으로 변압하고 또한 220V AC와 고전압 배터리(30) 간을 물리적으로 절연하기 위한 변압기(100)와, 상기 변압기에 의해서 변환된 고주파의 고전압 교류 전압를 정류하고 필터링하여 DC 전압으로 변환하여서 고전압 배터리(30)에 공급하는 정류부(14)를 포함하여 구성되어서, 고전압 배터리(30)로 상용교류전력을 충전하는 전기자동차나 하이브리드 자동차의 OBC(10)에 있어서, 장입공간(Sa)이 형성되어 있는 하우징(110)과, 상기 하우징(110)의 장입공간(Sa)을 개폐하는 덮개(120)와, 상기 하우징(110)의 장입공간(Sa)에 내장되고, 전기자동차의 충전기(G)의 전력을 공급받는 평탄형의 1차측 코일(131,135)과, 상기 하우징(110)의 장입공간(Sa)에 내장되고, 상기 1차측 코일(131,135)로부터 자계유도에 의해서 유도전류가 생성되어서 고전압 배터리로 출력하는 평탄형의 2차측 코일(141,145)과, 상기 덮개(120)의 상측에서 하우징(110)을 외면을 감싸도록 구비되는 상부 자기코어(M1)와, 상기 하우징(110)의 하면에서 상기 하우징(110)을 감싸도록 구비되는 하부 자기코어(M2)를 포함하여 구성된다.
이때 상기 1차측 코일(131,135)은, 표면이 절연 코팅되어 있고, 길이방향을 따라서 상면과 하면과 측부(131c,135c)로 이루어지고, 상기 상면과 하면은 각각 평탄면으로 형성되는 평탄상면(131a,135a)과 평탄하면(131b,135b)으로 구성되는 평탄형 동선(평면 박형 동선)을 이용하여 중앙에 제1 중앙공(C1a,C1b)이 형성되도록 복수회로 권선한 평탄면형 코일로 구성되고, 상기 2차측 코일(141,145)은, 표면이 절연 코팅되어 있고, 길이방향을 따라서 상면과 하면과 측부(141c,145c)로 이루어지고, 상기 상면과 하면은 각각 평탄면으로 형성되는 평탄상면(141a,145a)과 평탄하면(141b,145b)으로 구성되는 평탄면형 동선(평면 박형 동선)을 이용하여 중앙에 제2 중앙공(C2a,C2b)이 형성되도록 복수회로 권선한 평탄면형 코일로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이에 의하면 OBC용 변압기의 1차측 코일(131,135)과 2차측 코일(141,145)을 모두 평탄형으로 구성하고, 이들을 하나의 하우징에 장입 구성함으로써, OBC용 변압기의 제품의 높이를 낮출 수 있고, 제품의 사이즈를 줄일 수 있게 된다.
또한 전기자동차의 OBC에서의 1차측 코일과 2차측 코일 간의 손실을 줄여서 효율을 높일 수 있다.
또한 상면과 하면을 평탄면으로 형성된 평탄면형 동선을 이용하여 코일로 구성함으로써 큰 전류의 변압에 유리하고, 전기적 손실을 낮추고 및 발열을 낮출 수 있게 된다.
상기와 같은 1차측 코일(131,135)과 2차측 코일(141,145)의 구체적인 구성에 의하면, 작은 사이즈로서 대전류 및 고전압의 공급이 가능하게 된다.
본 발명의 일 실시예에 의한 전기자동차의 OBC용 변압기(100)에 있어서, 상기 1차측 코일(131,135)은, 상기 측부(131c,135c)는 평탄면으로 형성되어서 1차측 코일(131,135)의 횡단면이 4각으로 형성되어 있는 각형의 코일로 형성되는 것을 특징으로 한다.
다른 실시예에 의하면, 상기 1차측 코일(131,135)은, 상기 측부(131c,135c)는 만곡형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 전기자동차의 OBC용 변압기(100)에 있어서, 상기 1차측 코일(131)과 2차측 코일(141)을 형성하는 평탄면형 동선의 폭(w1,w2)은 그 두께(t1,t2)보다 크고, 상기 1차측 코일(131)은, 상기 평탄면형 동선을 평탄상면(131a,141a)과 평탄하면(131b,141b)이 서로 마주보면서 상하방향인 수직방향으로 쌓아가면서 나선형으로 형성되어 있고, 상기 2차측 코일(141)은, 상기 평탄면형 동선을 평탄상면(131a,141a)과 평탄하면(131b,141b)이 서로 마주보면서 상하방향인 수직방향으로 쌓아가면서 나선형으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
즉, 1,2차측 코일(131,141)은, 평탄상면(131a,141a)의 직상방에 평탄하면(131b,141b)이 위치하고, 또 그 위의 평탄상면(131a,141a)에 평탄하면(131b,141b)이 위치하고 이렇게 순차적으로 나선형으로 수직방향으로 나선형으로 형성되어 있다.
따라서 1,2차측 코일(131,141)은 그 전체적인 형상이 관형(원형관형, 사각관형)으로 형성되게 된다.
도 3 내지 도 7에 도시된 평탄형 동선이 수직방향으로 나선형으로 구현된 1,2차 코일(131,141)을 수직 확장형 평탄형 코일(131,141)이라고 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 전기자동차의 OBC용 변압기(100)에 있어서, 상기 1차측 코일(131)은, 상기 평탄상면(131a)과 평탄하면(131b)이 면대면으로 밀착되어서 상하방향으로 나선형으로 형성되어 있고, 상기 2차측 코일(141)은, 상기 평탄상면(141a)과 평탄하면(141b)이 면대면으로 밀착되어서 상하방향으로 나선형으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
실시예에 따라서는 상기 1차측 코일(131)은, 상기 평탄상면(131a)과 평탄하면(131b)이 간극을 형성하면서 상하방향으로 나선형으로 형성되어 있고, 상기 2차측 코일(141)은, 상기 평탄상면(141a)과 평탄하면(141b)이 간극을 형성하면서 상하방향으로 나선형으로 형성되어 있을 수도 있다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 전기자동차의 OBC용 변압기(100)에 있어서, 상기 1차측 코일(135)과 2차측 코일(145)을 형성하는 평탄면형 동선의 폭(w1,w2)은 그 두께(t1,t2)보다 크고, 상기 1차측 코일(135)은, 평탄상면(131a,135a)과 평탄하면(131b,135b)이 하우징(110)의 바닥부(111)에 대하여 수직되게 상기 평탄면형 동선을 세워서 평탄상면(131a,135a)과 평탄하면(131b,135b)이 서로 마주보면서 수평방향(좌우측방향)으로 권선하여서 형성되고, 상기 2차측 코일(145)은, 평탄상면(131a,135a)과 평탄하면(131a,135b)이 하우징(110)의 바닥부(111)에 대하여 수직되게 상기 평탄면형 동선을 세워서 평탄상면(131a,135a)과 평탄하면(131b,135b)이 서로 마주보면서 수평방향으로 권선하여서 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 1차측 코일(135)은, 평탄상면(131a)과 평탄하면(131b)이 하우징(110)의 바닥부(111)에 대하여 수직되게 상기 평탄면형 동선을 세워서 평탄상면(131a)과 평탄하면(131b)이 서로 마주보면서 수평방향으로 나선형으로 권선하여서 형성되는 1차측 하부 코일(135-1)과. 상기 1차측 하부 코일(135-1)에서 상방으로 연장되고, 상기 1차측 하부 코일(135-1)의 측부에 밀착되도록 1차측 하부 코일(135-1)에 대응하여서 평탄상면(135a)과 평탄하면(135b)이 하우징(110)의 바닥부(111)에 대하여 수직되게 상기 평탄면형 동선을 세워서 평탄상면(135a)과 평탄하면(135b)이 서로 마주보면서 수평방향으로 나선형으로 권선하여서 형성되는 1차측 상부 코일(135-2)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 2차측 코일(145)은, 평탄상면(145a)과 평탄하면(145b)이 하우징(110)의 바닥부(111)에 대하여 수직되게 상기 평탄면형 동선을 세워서 평탄상면(145a)과 평탄하면(145b)이 서로 마주보면서 수평방향으로 나선형으로 권선하여서 형성되는 2차측 하부 코일(145-1)과. 상기 2차측 하부 코일(145-1)에서 상방으로 연장되고, 상기 2차측 하부 코일(145-1)의 측부에 밀착되도록 2차측 하부 코일(145-1)에 대응하여서 평탄상면(145a)과 평탄하면(145b)이 하우징(110)의 바닥부(111)에 대하여 수직되게 상기 평탄면형 동선을 세워서 평탄상면(145a)과 평탄하면(145b)이 서로 마주보면서 수평방향으로 나선형으로 권선하여서 형성되는 2차측 상부 코일(145-2)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 1차측 코일(135)은, 상기 평탄상면(135a)과 평탄하면(135b)이 면대면으로 밀착되어서 수평방향으로 확장되도록 권선되어 있고, 상기 2차측 코일(145)은, 상기 평탄상면(145a)과 평탄하면(145b)이 면대면으로 밀착되어서 수평방향으로 확장되도록 권선되어 있는 것을 특징으로 한다.
구체적으로는, 상기 1차측 하부 코일(135-1)은, 평탄상면(135a)과 평탄하면(135b)이 면대면으로 밀착되어서 수평방향으로 확장되도록 나선형으로 권선되어 있고, 상기 1차측 상부 코일(135-2)은, 평탄상면(135a)과 평탄하면(135b)이 면대면으로 밀착되어서 수평방향으로 확장되도록 나선형으로 권선되어 있다.
또한 상기 2차측 하부 코일(145-1)은, 평탄상면(145a)과 평탄하면(145b)이 면대면으로 밀착되어서 수평방향으로 확장되도록 나선형으로 권선되어 있고, 상기 2차측 상부 코일(145-1)은, 평탄상면(145a)과 평탄하면(145b)이 면대면으로 밀착되어서 수평방향으로 확장되도록 나선형으로 권선되어 있는 것을 특징으로 한다.
여기서, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 평탄형 동선이 수평방향으로 확장되어서 권선되는 1차측 코일(135)과 2차측 코일(145)을 수평 확장형 평탄형 코일(135,145)이라고 한다.
여기서, 수평 확장형 평탄형 코일(135,145)을 권선하는 방법에 대해서 간단히 설명한다.
도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 평탄형 동선의 중심(P)을 기준으로 일방향(그림에서는 오른쪽 방향)(R)으로 반시계방향으로 권선하여서 상층인 1,2차측 상부 코일(135-2)(145-2)을 형성하고, 상기 중심(P)을 기준으로 일방향의 반대방향인 타방향(그림에서는 왼쪽 방향)(L)으로 반시계방향으로 권선하여서 하층인 1,2차측 하부 코일(135-1)(145-2)을 형성하게 된다.
그리고 상기와 같이 OBC용 변압기의 1차측 코일(131,135)과 2차측 코일(141,145) 자체를 면대면으로 밀착 형성하므로 OBC용 변압기의 1차측 코일(131,135)과 2차측 코일(141,145) 자체의 밀착성이 높아지고 또한 1차측 코일(131,135)과 2차측 코일(141,145) 간의 밀착성도 높아지므로 손실이 줄어들어서 효율이 더욱더 놓아지고, 또한 제품 높이를 더욱더 낮출 수 있고(종래 OBC 변압기 대비 70 % 소형화 가능) 동시에 제품의 사이즈를 더욱더 소형화 할 수 있게 된다(종래 OBC 변압기 대비 70 % 소형화 가능).
또한, OBC용 변압기의 높이가 낮아지고 제품의 사이즈가 작아지므로 OBC 자체의 사이즈를 줄일 수 있어서 전기자동차 내에서의 점용 공간이 낮아지고 무게도 경량화되어서 전기자동차에서의 OBC의 제품 경쟁력이 향상된다.
상기 1차측 코일(131,135)과 2차측 코일(141,145)의 두께(t1,t2)는 0.1 ~ 1.0 mm이고, 그 폭(w1,w2)은 2.0 ~ 10.0 mm이다.
바람직하게는 그 두께(t1,t2)는 0.3 ~ 0.8 mm이고 그 폭(w1,w2)은 3.0 ~ 8.0 mm이다.
더욱 바람직하게는 그 두께(t1,t2)는 0.4 ~ 0.7 mm이고 그 폭(w1,w2)은 4.0 ~ 7.0 mm이다.
한편, 실시예에 따라서는 상기 1차측 상하부 코일(135-2,135-1)은, 상기 평탄상면(135a)과 평탄하면(135b)이 간극을 형성하면서 수평방향으로 나선형으로 형성되어 있고, 상기 2차측 상하부 코일(145-2,145-1)은, 상기 평탄상면(145a)과 평탄하면(145b)이 간극을 형성하면서 수평방향으로 나선형으로 형성되어 있을 수도 있다.
한편, 상술한 수직 적층형 평탄형 코일(131,141)과 수평 확장형 평탄형 코일(135,145)가 혼합된 형태의 코일로도 구성될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 전기자동차의 OBC용 변압기(100)에 있어서, 상기 1차측 코일(131)과 2차측 코일(141)을 형성하는 평탄면형 동선의 폭(w1,w2)은 그 두께(t1,t2)보다 크고, 상기 1차측 코일(131)은, 상기 평탄면형 동선을 평탄상면(131a)과 평탄하면(131b)이 서로 마주보면서 상하방향인 수직방향으로 쌓아가면서 나선형으로 형성되어 있고, 상기 2차측 코일(141)은, 평탄상면(141a)과 평탄하면(141b)이 하우징(110)의 바닥부(111)에 대하여 수직되게 상기 평탄면형 동선을 세워서 평탄상면(141a)과 평탄하면(141b)이 서로 마주보면서 수평방향으로 권선하여서 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
그리고, 그 반대의 경우도 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 의한 전기자동차의 OBC용 변압기(100)에 있어서, 상기 1차측 코일(135)과 2차측 코일(145)을 형성하는 평탄면형 동선의 폭(w1,w2)은 그 두께(t1,t2)보다 크고, 상기 1차측 코일(135)은, 평탄상면(135a)과 평탄하면(135b)이 하우징(110)의 바닥부(111)에 대하여 수직되게 상기 평탄면형 동선을 세워서 평탄상면(135a)과 평탄하면(135b)이 서로 마주보면서 수평방향으로 권선하여서 형성되어 있고, 상기 2차측 코일(145)은, 상기 평탄면형 동선을 평탄상면(145a)과 평탄하면(145b)이 서로 마주보면서 상하방향인 수직방향으로 쌓아가면서 나선형으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
실시예에 따라서는, 상기 평탄형 동선에는 절연성의 융착제가 코팅되어 있고, 상기 1차측 코일(131)은, 상기 평탄상면(131a)과 평탄하면(131b)이 면대면으로 밀착되어서 수직방향으로 나선형으로 형성되는 경우, 상기 평탄형 동선의 평탄상면(131a)과 평탄하면(131b)이 면대면으로 밀착되어서 수직방향으로 정렬되도록 권선지그에 의해서 자동으로 권선한 후에, 피복된 절연성의 융착제를 예컨대 용제(예: 알콜)에 의해서 녹이거나 또는 열을 가하여 녹인 후에 경화시킴으로써 상기 평탄형 동선 상호간이 서로 융착에 의해서 접합됨과 동시에 정렬되어진(외면이 울퉁불퉁하지 않은) 하드(hard)한 상태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 평탄형 동선에는 절연성의 융착제가 코팅되어 있고, 상기 2차측 코일(141)은, 상기 평탄상면(141a)과 평탄하면(141b)이 면대면으로 밀착되어서 수직방향으로 나선형으로 형성되는 경우, 상기 평탄형 동선의 평탄상면(141a)과 평탄하면(141b)이 면대면으로 밀착되어서 수직방향으로 정렬되도록 권선지그에 의해서 자동으로 권선한 후에, 피복된 절연성의 융착제를 예컨대 용제(예: 알콜)에 의해서 녹이거나 또는 열을 가하여 녹인 후에 경화시킴으로써 상기 평탄형 동선 상호간이 서로 융착에 의해서 접합됨과 동시에 정렬되어진(외면이 울퉁불퉁하지 않은) 하드(hard)한 상태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
마찬가지로, 실시예에 따라서는, 상기 평탄형 동선에는 절연성의 융착제가 코팅되어 있고, 상기 1차측 하부 코일(135-1)은, 평탄상면(135a)과 평탄하면(135b)이 면대면으로 밀착되어서 수평방향으로 확장되도록 나선형으로 권선되는 경우, 상기 평탄형 동선의 평탄상면(135a)과 평탄하면(135b)이 면대면으로 밀착되어서 수평방향으로 정렬되도록 권선지그에 의해서 자동으로 권선한 후에, 피복된 절연성의 융착제를 예컨대 용제(예: 알콜)에 의해서 녹이거나 또는 열을 가하여 녹인 후에 경화시킴으로써 상기 평탄형 동선 상호간이 서로 융착에 의해서 접합됨과 동시에 수평방향 정렬되어진(외면이 울퉁불퉁하지 않은) 하드(hard)한 상태로 형성되고, 상기 1차측 상부 코일(135-2)은, 평탄상면(135a)과 평탄하면(135b)이 면대면으로 밀착되어서 수평방향으로 확장되도록 나선형으로 권선되는 경우, 상기 평탄형 동선의 평탄상면(135a)과 평탄하면(135b)이 면대면으로 밀착되어서 수평방향으로 정렬되도록 권선지그에 의해서 자동으로 권선한 후에, 피복된 절연성의 융착제를 예컨대 용제(예: 알콜)에 의해서 녹이거나 또는 열을 가하여 녹인 후에 경화시킴으로써 상기 평탄형 동선 상호간이 서로 융착에 의해서 접합됨과 동시에 수평방향 정렬되어진(외면이 울퉁불퉁하지 않은) 하드(hard)한 상태로 형성된다.
마찬가지로, 상기 평탄형 동선에는 절연성의 융착제가 코팅되어 있고, 상기 2차측 하부 코일(145-1)은, 평탄상면(145a)과 평탄하면(145b)이 면대면으로 밀착되어서 수평방향으로 확장되도록 나선형으로 권선되는 경우, 상기 평탄형 동선의 평탄상면(145a)과 평탄하면(145b)이 면대면으로 밀착되어서 수평방향으로 정렬되도록 권선지그에 의해서 자동으로 권선한 후에, 피복된 절연성의 융착제를 예컨대 용제(예: 알콜)에 의해서 녹이거나 또는 열을 가하여 녹인 후에 경화시킴으로써 상기 평탄형 동선 상호간이 서로 융착에 의해서 접합됨과 동시에 수평방향 정렬되어진(외면이 울퉁불퉁하지 않은) 하드(hard)한 상태로 형성되고, 상기 2차측 상부 코일(145-2)은, 평탄상면(145a)과 평탄하면(145b)이 면대면으로 밀착되어서 수평방향으로 확장되도록 나선형으로 권선되는 경우, 상기 평탄형 동선의 평탄상면(145a)과 평탄하면(145b)이 면대면으로 밀착되어서 수평방향으로 정렬되도록 권선지그에 의해서 자동으로 권선한 후에, 피복된 절연성의 융착제를 예컨대 용제(예: 알콜)에 의해서 녹이거나 또는 열을 가하여 녹인 후에 경화시킴으로써 상기 평탄형 동선 상호간이 서로 융착에 의해서 접합됨과 동시에 수평방향 정렬되어진(외면이 울퉁불퉁하지 않은) 하드(hard)한 상태로 형성된다.
상기와 같이 OBC용 변압기의 1차측 코일(131,135)과 2차측 코일(141,145) 자체를 밀착된 상태에서 그 자체에서 융착 형성하므로 OBC용 변압기의 1차측 코일(131,135)과 2차측 코일(141,145) 자체의 밀착성이 더욱더 높아지고 또한 1차측 코일(131,135)과 2차측 코일(141,145) 간의 밀착성도 더욱더 높아지므로 손실이 더욱더 줄어들어서 효율이 더욱더 놓아지고, 또한 제품 높이를 더욱더 낮출 수 있고(종래 OBC 변압기 대비 70 % 소형화 가능) 동시에 제품의 사이즈를 더욱더 소형화 할 수 있게 된다(종래 OBC 변압기 대비 70 % 소형화 가능).
그리고, 상기와 같이 OBC용 변압기의 1차측 코일(131,135)과 2차측 코일(141,145)의 제작 자체를 권선지그에 의해서 제작할 수 있으므로, OBC용 변압기의 1차측 코일(131,135)과 2차측 코일(141,145)의 생산 자동화가 가능하게 되어서 조립 공정이 줄어들고(종래 OBC 변압기의 생산 공정 대비 50 % 조립 공정 축소됨) 생산성이 월등하게 향상될 수 있고, 따라서 가격 경쟁력이 높아지게 된다.
그리고, 절연테이프로 감지 않아도 되므로 발열 특성이 우수하고 또한 EMI 성능이 향상되게 된다.
본 발명의 일 실시예에 의한 전기자동차의 OBC용 변압기(100)에 있어서, 1차측 코일(131,135)의 입력단부(131i,135i)와 출력단부(131f,135f)는 모두 동일한 방향으로 배치되어서 각각 전기자동차의 충전기 측에 접속[구체적으로는 OBC의 제2 컨버터(12)]된다.
마찬가지로, 2차측 코일(141,145)의 입력단부(141i,145i)와 출력단부(141f,145f)는 모두 동일한 방향으로 배치되어서 각각 전기자동차의 충전기 측에 접속[구체적으로는 OBC의 제2 컨버터(12)]된다.
본 발명의 일 실시예에 의한 전기자동차의 OBC용 변압기(100)에 있어서, 상기 하우징(110)과 덮개(120)의 체결력에 의해서, 상기 하우징(110)과 덮개(120)의 사이에 개재되어서 구비되고, 중앙에 제4 중앙공(151a)이 형성된 바닥부(151)와, 상기 바닥부(151)의 제4 중앙공(151a)의 내주연을 따라서 상방으로 돌출형성된 내측벽(152)와, 상기 바닥부(151)의 가장자리에 상방으로 돌출형성된 외측벽(153)을 포함하여 구성되는 합성수지 재질의 인너 베이스(150)가 더 포함되어서 구성되고, 상기 상기 1차측 코일(131,135) 또는 2차측 코일(141,145) 중의 하나는 상기 하우징(110)의 바닥에 재치되어서 구비되고(도면상의 예에서는 2차측 코일(141,145)), 상기 1차측 코일(131,135) 또는 2차측 코일(141,145) 중의 나머지 하나(도면상의 예에서는 1차측 코일(131))는 상기 인너 베이스(150)의 바닥부(151)에 재치되어서 내측벽(152)와 외측벽(153) 사이에 삽입 구비되는 것을 특징으로 한다.
이에 의하면 간단한 구성으로 1차측 코일(131,135)과 2차측 코일(141,145) 간의 확실한 절연을 할 수 있다.
또한 1,2차측 코일(141,145)과 자기코어(M1,M2)와 간의 안전거리를 길게하여서 절연성을 더욱더 확실하게 할 수 있게 된다.
특히, 상기와 같이 1차측 코일(131,135)을 인너 베이스(150)와 하우징(110)에 이중으로 장입 구비함으로써 높은 절연 내압을 구현하고 안전 거리를 더욱더 길게하여서 제품의 안정성 및 신뢰성을 담보할 수 있다.
한편, 2차측 코일(141,145)이 아래에 구비되고, 1차측 코일(131,135)이 2차측 코일(141,145)의 위에 구비되는 것을 예를 들어서 설명하고 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 1차측 코일(131,135)이 아래에 구비되고, 2차측 코일(141,145)이 1차측 코일(131,135)의 위에 구비되는 경우에도 본원발명의 기술적 범위에 속함은 물론이다.
그리고, 1차측 코일(131,135)이 인너 베이스(150)에 구비되는 것을 예를 들고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 2차측 코일(141,145)이 인너 베이스(150)에 구비되는 경우에도 본원발명의 기술적 범위에 속함은 물론이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 전기자동차의 OBC용 변압기(100)에 있어서, 상기 하우징(110)은, 평탄 형상의 바닥부(111)와, 상기 바닥부(111)에서 상방으로 직립 형성되는 둘레부(112)와, 상기 바닥부(111)에서 상방으로 돌출형성된 끼움관(113)을 포함하여 구성되고, 상기 장입공간(Sa)은 상기 끼움관(113)과 둘레부(112)의 사이의 공간에 의해서 형성되며, 상기 둘레부(112)의 일측(도면상에서는 좌측)에는 간격을 두고 한 쌍의 보스(114,115)가 형성되어 있고, 상기 한 쌍의 보스(114,115)에는 인출홈(114a,115a)이 하방으로 요입되도록 형성되어 있으며, 상기 1차측 코일(131,135)의 입출력단부(131i,135i,131f,135f)와 2차측 코일(141,145)의 입출력단부(141i,145i,141f,145f)는 상기 인출홈(114a,115a)을 통해서 외부로 인출되는 것을 특징으로 한다.
상기 한 쌍의 보스(114,115)는 상기 둘레부(112)의 일측에서 외향으로 돌출되어서 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 의한 전기자동차의 OBC용 변압기(100)에 있어서, 상기 2차측 코일(141,145)은, 위에서 아래 방향으로 하강하면서 제1 중앙공(C1a,C1b)이 끼움관(113)에 외삽되고 또한 상기 둘레부(112)와 끼움관(113) 사이에 끼워짐과 동시에, 상기 한 쌍의 입출력단부(141i,145i,141f,145f)가 상기 인출홈(114a,115a)에 위에서 아래로 내려오면서 끼워져서 구비되고, 상기 1차측 코일(131,135)은, 제2 중앙공(C2a,C2b)이 내측벽(152)에 외삽되고 또한 상기 외측벽(153)과 내측벽(152) 사이에 공간에 재치되어서 상기 2차측 코일(141,145)의 상부에서 인너 베이스(150)에 구비되고, 상기 한 쌍의 입출력단부(141i,145i,141f,145f)가 상기 인출홈(114a,115a)을 통해서 외부로 인출되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 1차측 코일(131,135)과 2차측 코일(141,145)의 하우징(110)에의 삽입 작업이 매우 쉽고 편리하며 동시에 정확하게 할 수 있고, 또한 1차측 코일(131,135)과 2차측 코일(141,145)의 별도의 단자 정렬(배선) 작업(와이어링 작업)을 하지 않아도 되므로 조립 작업성이 더욱더 좋아지게 된다.
본 발명의 일 실시예에 의한 전기자동차의 OBC용 변압기(100)에 있어서, 상기 2차측 코일(141)의 입출력단부(141i,141f)는 상기 인출홈(114a,115a)의 바닥부(114a',115a')에 재치되어서 외부로 인출되고, 이때, 인출홈(114a,115a)의 바닥부(114a',115a')에 재치되는 2차측 코일(141,145)의 입출력단부(141i,145i,141f,145f)를 눌러서 유동이나 유격을 확실하게 잡아주기 위한 하부 누름대(155,156)가 상기 인너 베이스(150)의 외측벽(153)에서 하방으로 돌출 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 전기자동차의 OBC용 변압기(100)에 있어서, 상기 하부 누름대(155,156)의 상측에는 상기 1차측 코일(131)의 입출력단부(131i,131f)를 지지하기 위한 지지단(155a,165a)이 형성되어 있고, 상기 1차측 코일(131)의 입출력단부(131i,131f)는 상기 하부 누름대(155,156)의 지지단(155a,165a)에 지지되어서 외부로 인출되며, 이때, 상기 하부 누름대(155,156)의 지지단(155a,165a)에 지지되는 1차측 코일(131,135)의 입출력단부(131i,135i,131f,135f)를 눌러서 유동이나 유격을 확실하게 잡아주기 위한 상부 누름대(125,126)가 상기 덮개(120)의 외주면 돌출 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 전기자동차의 OBC용 변압기(100)에 있어서, 상기 하부 누름대(155,156)가 2차측 코일(141,145)의 입출력단부(141i,145i,141f,145f)를 누르는 힘과 하부 누름대(155,156)가 2차측 코일(141,145)의 입출력단부(141i,145i,141f,145f)를 누르는 힘은 상기 하우징(110)과 덮개(120)의 체결력에 의해서 더욱더 강화되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 전기자동차의 OBC용 변압기(100)에 있어서, 상기 하부 누름대(155,156)는 상기 한 쌍의 인출홈(114a,115a)에 타고 내려오면서 내삽되어서 2차측 코일(141,145)의 입출력단부(141i,145i,141f,145f)를 눌러서 고정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 전기자동차의 OBC용 변압기(100)에 있어서, 상기 한 쌍의 인출홈(114a,115a)의 사이에서 상기 둘레부(112)의 일측(예컨대 도면 기준으로는 좌측)에는, 제1 안내채널(117a)이 코일이 있는 중심방향으로 요입 형성되어 있고, 상기 둘레부(112)의 타측(우측)에는, 제2 안내채널(117b)이 코일이 있는 중심방향으로 요입 형성되어 있고, 상기 제1 안내채널(117a)에는 제1 걸림단(118a)이 내측으로 돌출되도록 단차 형성되어 있고, 상기 제2 안내채널(117b)에는 제2 걸림단(118b)이 내측으로 돌출되도록 단차 형성되어 있으며, 상기 덮개(120)의 일측단(좌측단)에 하방으로 수직하도록 형성되어서, 상기 제1 안내채널(117a)을 따라서 하강하면서 상기 제1 걸림단(118a)에 후크식으로 걸림 체결되는 제1 후크(121)와, 상기 덮개(120)의 타측단(우측단)에 하방으로 수직하도록 형성되어서, 상기 제2 안내채널(117b)을 따라서 하강하면서 상기 제2 걸림단(118b)에 후크식으로 걸림 체결되는 제2 후크(122)가 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 한다.
이에 의하면 간단한 구성으로 덮개(120)를 하우징(110)에 쉽고 편리하면 견고하게 체결할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 전기자동차의 OBC용 변압기(100)에 있어서, 상기 둘레부(112)의 타측(우측)에는 월(116)이 외향으로 돌출 형성되어 있고, 상기 제2 안내채널(117b)은 상기 월(116)의 중심에서 수직방향으로 요입 형성되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 전기자동차의 OBC용 변압기(100)에 있어서, 상기 제1 걸림단(118a)의 상측의 제1 안내채널(117a)에는 위에서 아래로 갈수록 폭이 좁아지도록 경사지게 형성되어어서 상기 제1 후크(121)가 원활하게 상기 제1 걸림단(118a)으로 걸림 체결되도록 하기 위한 제1 가이드 경사면(119a)과, 상기 제2 걸림단(118b)의 상측의 제2 안내채널(117b)에는 위에서 아래로 갈수록 폭이 좁아지도록 경사지게 형성되어어서 상기 제2 후크(122)가 원활하게 상기 제2 걸림단(118b)으로 걸림 체결되도록 하기 위한 제2 가이드 경사면(119b)이 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 한다.
이에 의하면 더욱더 쉽고 편리하며 부드럽게 덮개(120)를 하우징(110)에 체결할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 전기자동차의 OBC용 변압기(100)에 있어서, 상기 덮개(120)가 하우징(110)에 체결되는 경우 상기 제1 후크(121)의 직상방에 위치하도록 상기 덮개(120)의 상면에 돌출 형성되어서, 상기 덮개(120)가 하우징(110)에 체결되는 경우 제1 후크(121)가 부러지는 것을 예방하기 위한 제1 보강리브(123a)와, 상기 덮개(120)가 하우징(110)에 체결되는 경우 상기 제2 후크(122)의 직상방에 위치하도록 상기 덮개(120)의 상면에 돌출 형성되어서, 상기 덮개(120)가 하우징(110)에 체결되는 경우 제2 후크(122)가 부러지는 것을 예방하기 위한 제2 보강리브(123b)가 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 일 실시예에 의한 전기자동차의 OBC용 변압기(100)에 있어서, 상기 제1 보강리브(123a)의 끝에서 T 자 형태로 교차되도록 상기 덮개(120)의 상면에서 전후방 방향으로 바 형상으로 형성되고, 상기 상부 자기코어(M1)가 끼움관(113)으로 삽입시에 덮개(120)의 뒤틀림을 예방하기 위한 제1 비틀림 차단 리브(124a)와, 상기 제2 보강리브(123b)의 끝에서 T 자 형태로 교차되도록 상기 덮개(120)의 상면에서 전후방 방향으로 바 형상으로 형성되고, 상기 상부 자기코어(M1)가 끼움관(113)으로 삽입시에 덮개(120)의 뒤틀림을 예방하기 위한 제2 비틀림 차단 리브(124a)가 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 한다.
이에 의하면, 덮개를 얇게 하더라도 덮개의 강도를 유지할 수 있어서 재료비를 절감할 수 있고 제품의 내구성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 전기자동차의 OBC용 변압기(100)에 있어서, 상기 바닥부(111)의 중앙에는 바닥 통공(111a)이 형성되고, 상기 끼움관(113)은 상기 바닥 통공(111a)의 내주연을 따라서 상방으로 형성되며, 상기 덮개(120)의 중앙에는 상기 바닥 통공(111a)과 마주보도록 덮개 통공(120a)이 형성되어 있으며, 상기 상부 자기코어(M1)의 중족(M1a)은 상기 덮개 통공(120a)을 통해서 상기 끼움관(113)으로 끼워지도록 구비되고, 상기 하부 자기코어(M2)의 중족(M2a)은 상기 바닥 통공(111a)을 통해서 상기 끼움관(113)으로 끼워지도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
실시예에 따라서는, 상기 둘레부(112)의 내주면에는 외측 단턱(112a)이 형성되어 있고, 상기 외측 단턱(112a)과 동일한 높이에서 상기 끼움관(113)의 외주면에는 내측 단턱(113a)이 형성되어 있으며, 상기 인너 베이스(150)의 바닥부(151)는 상기 외측 단턱(112a)과 내측 단턱(113a)에 동시에 지지되어서 상기 하우징(110)의 내부에 구비되는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것은 해당 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술한 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 본 발명의 일 실시예에 의한 전기자동차의 OBC용 변압기
M1 : 상부 자기코어 M1a : 상부 자기코어의 중족
M2 : 하부 자기코어 M2a : 하부 자기코어의 중족
110 : 하우징 Sa : 장입공간
111 : 바닥부 111a : 바닥 통공
112 : 둘레부 112a : 외측 단턱
113 : 끼움관 113a : 내측 단턱
114,115 : 보스
114a,115a : 인출홈
114a',115a' : 인출홈의 바닥부
116 : 월
117a : 제1 안내채널 117b : 제2 안내채널
118a : 제1 걸림단 118b : 제2 걸림단
119a : 제1 가이드 경사면 119b : 제2 가이드 경사면
120 : 덮개 120a : 덮개 통공
121 : 제1 후크 122 : 제2 후크
123a : 제1 보강리브 123b : 제2 보강리브
124a : 제1 비틀림 차단 리브 124b : 제2 비틀림 차단 리브
125,126 : 상부 누름대
131,135 : 1차측 코일
135-1 : 1차측 하부 코일 135-2 : 1차측 상부 코일
C1a,C1b : 제1 중앙공
131a,135a : 평탄상면 131b,135b : 평탄하면
131c,135c : 측부
131i,135i : 1차측 코일의 입력단부
131f,135f : 1차측 코일의 출력단부
141i,145i : 2차측 코일의 입력단부
141f,145f : 2차측 코일의 출력단
141a,145a : 평탄상면 141b,145b : 평탄하면
141c,145c : 측부
w1 : 1차측 코일의 평탄면형 동선의 폭
w2 : 2차측 코일의 평탄면형 동선의 폭
t1 : 1차측 코일의 평탄면형 동선의 두께
t2 : 2차측 코일의 평탄면형 동선의 두께
150 : 인너 베이스 151a : 제4 중앙공
151 : 바닥부 152 : 내측벽
153 : 외측벽
155,156 : 하부 누름대 155a,165a : 지지단

Claims (7)

  1. 전기자동차(V)의 충전기(G)에서 공급되는 상용교류전력(220V AC)을 전기자동차(G)의 고전압 배터리(30)로 충전하는 전기자동차의 OBC(10)에 있어서,
    장입공간(Sa)이 형성되어 있는 하우징(110)과,
    상기 하우징(110)의 장입공간(Sa)을 개폐하는 덮개(120)와,
    상기 하우징(110)의 장입공간(Sa)에 내장되고, 전기자동차의 충전기(G)의 전력을 공급받는 평탄형의 1차측 코일(131,135)과,
    상기 하우징(110)의 장입공간(Sa)에 내장되고, 상기 1차측 코일(131,135)로부터 자계유도에 의해서 유도전류가 생성되어서 고전압 배터리로 출력하는 평탄형의 2차측 코일(141,145)과,
    상기 덮개(120)의 상측에서 하우징(110)을 외면을 감싸도록 구비되는 상부 자기코어(M1)와,
    상기 하우징(110)의 하면에서 상기 하우징(110)을 감싸도록 구비되는 하부 자기코어(M2)를 포함하여 구성되고,
    상기 1차측 코일(131,135)은,
    표면이 절연 코팅되어 있고, 길이방향을 따라서 상면과 하면과 측부(131c,135c)로 이루어지고, 상기 상면과 하면은 각각 평탄면으로 형성되는 평탄상면(131a,135a)과 평탄하면(131b,135b)으로 구성되는 평탄형 동선을 이용하여 중앙에 제1 중앙공(C1a,C1b)이 형성되도록 복수회로 권선한 평탄면형 코일로 구성되고,
    상기 2차측 코일(141,145)은,
    표면이 절연 코팅되어 있고, 길이방향을 따라서 상면과 하면과 측부(141c,145c)로 이루어지고, 상기 상면과 하면은 각각 평탄면으로 형성되는 평탄상면(141a,145a)과 평탄하면(141b,145b)으로 구성되는 평탄면형 동선을 이용하여 중앙에 제2 중앙공(C2a,C2b)이 형성되도록 복수회로 권선한 평탄면형 코일로 구성되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 OBC용 변압기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 1차측 코일(131,135)과 2차측 코일(141,145)을 형성하는 평탄면형 동선의 폭(w1,w2)은 그 두께(t1,t2)보다 크고,
    상기 1차측 코일(131,135)은,
    상기 평탄면형 동선을 평탄상면(131a,135a)과 평탄하면(131b,135b)이 서로 마주보면서 상하방향인 수직방향으로 쌓아가면서 나선형으로 형성되어 있고,
    상기 2차측 코일(141,145)은,
    상기 평탄면형 동선을 평탄상면(141a,145a)과 평탄하면(141b,145b)이 서로 마주보면서 상하방향인 수직방향으로 쌓아가면서 나선형으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 OBC용 변압기.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 1차측 코일(131,135)과 2차측 코일(141,145)을 형성하는 평탄면형 동선의 폭(w1,w2)은 그 두께(t1,t2)보다 크고,
    상기 1차측 코일(131,135)은,
    평탄상면(131a,135a)과 평탄하면(131a,135a)이 하우징(110)의 바닥부(111)에 대하여 수직되게 상기 평탄면형 동선을 세워서 평탄상면(131a,135a)과 평탄하면(131a,135a)이 서로 마주보면서 수평방향으로 권선하여서 형성되고,
    상기 2차측 코일(141,145)은,
    평탄상면(141a,145a)과 평탄하면(141b,145b)이 하우징(110)의 바닥부(111)에 대하여 수직되게 상기 평탄면형 동선을 세워서 평탄상면(141a,145a)과 평탄하면(141b,145b)이 서로 마주보면서 수평방향으로 권선하여서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 OBC용 변압기.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 1차측 코일(135)은,
    평탄상면(135a)과 평탄하면(135b)이 하우징(110)의 바닥부(111)에 대하여 수직되게 상기 평탄면형 동선을 세워서 평탄상면(135a)과 평탄하면(135b)이 서로 마주보면서 수평방향으로 나선형으로 권선하여서 형성되는 1차측 하부 코일(135-1)과.
    상기 1차측 하부 코일(135-1)에서 상방으로 연장되고, 상기 1차측 하부 코일(135-1)의 측부에 밀착되도록 1차측 하부 코일(135-1)에 대응하여서 평탄상면(135a)과 평탄하면(135b)이 하우징(110)의 바닥부(111)에 대하여 수직되게 상기 평탄면형 동선을 세워서 평탄상면(135a)과 평탄하면(135b)이 서로 마주보면서 수평방향으로 나선형으로 권선하여서 형성되는 1차측 상부 코일(135-2)을 포함하여 구성되고,
    상기 2차측 코일(145)은,
    평탄상면(145a)과 평탄하면(145b)이 하우징(110)의 바닥부(111)에 대하여 수직되게 상기 평탄면형 동선을 세워서 평탄상면(145a)과 평탄하면(145b)이 서로 마주보면서 수평방향으로 나선형으로 권선하여서 형성되는 2차측 하부 코일(145-1)과.
    상기 2차측 하부 코일(145-1)에서 상방으로 연장되고, 상기 2차측 하부 코일(145-1)의 측부에 밀착되도록 2차측 하부 코일(145-1)에 대응하여서 평탄상면(145a)과 평탄하면(145b)이 하우징(110)의 바닥부(111)에 대하여 수직되게 상기 평탄면형 동선을 세워서 평탄상면(145a)과 평탄하면(145b)이 서로 마주보면서 수평방향으로 나선형으로 권선하여서 형성되는 2차측 상부 코일(145-2)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 OBC용 변압기.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 하우징(110)과 덮개(120)의 체결력에 의해서, 상기 하우징(110)과 덮개(120)의 사이에 개재되어서 구비되고,
    중앙에 제4 중앙공(151a)이 형성된 바닥부(151)와,
    상기 바닥부(151)의 제4 중앙공(151a)의 내주연을 따라서 상방으로 돌출형성된 내측벽(152)와,
    상기 바닥부(151)의 가장자리에 상방으로 돌출형성된 외측벽(153)을 포함하여 구성되는 합성수지 재질의 인너 베이스(150)가 더 포함되어서 구성되고,
    상기 상기 1차측 코일(131,135) 또는 2차측 코일(141,145) 중의 하나는 상기 하우징(110)의 바닥에 재치되어서 구비되고,
    상기 1차측 코일(131,135) 또는 2차측 코일(141,145) 중의 나머지 하나는 상기 인너 베이스(150)의 바닥부(151)에 재치되어서 내측벽(152)와 외측벽(153) 사이에 삽입 구비되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 OBC용 변압기.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 하우징(110)은,
    평탄 형상의 바닥부(111)와,
    상기 바닥부(111)에서 상방으로 직립 형성되는 둘레부(112)와,
    상기 바닥부(111)에서 상방으로 돌출형성된 끼움관(113)을 포함하여 구성되고,
    상기 장입공간(Sa)은 상기 끼움관(113)과 둘레부(112)의 사이의 공간에 의해서 형성되며,
    상기 둘레부(112)의 일측에는 간격을 두고 한 쌍의 보스(114,115)가 형성되어 있고,
    상기 한 쌍의 보스(114,115)에는 인출홈(114a,115a)이 하방으로 요입되도록 형성되어 있으며,
    상기 1차측 코일(131,135)의 입출력단부(131i,135i,131f,135f)와 2차측 코일(141,145)의 입출력단부(141i,145i,141f,145f)는 상기 인출홈(114a,115a)을 통해서 외부로 인출되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 OBC용 변압기.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 2차측 코일(141,145)은,
    위에서 아래 방향으로 하강하면서 제1 중앙공(C1a,C1b)이 끼움관(113)에 외삽되고 또한 상기 둘레부(112)와 끼움관(113) 사이에 끼워짐과 동시에, 상기 한 쌍의 입출력단부(141i,145i,141f,145f)가 상기 인출홈(114a,115a)에 위에서 아래로 내려오면서 끼워져서 구비되고,
    상기 1차측 코일(131,135)은,
    제2 중앙공(C2a,C2b)이 내측벽(152)에 외삽되고 또한 상기 외측벽(153)과 내측벽(152) 사이에 공간에 재치되어서 상기 2차측 코일(141,145)의 상부에서 인너 베이스(150)에 구비되고,
    상기 한 쌍의 입출력단부(131i,135i,131f,135f)가 상기 인출홈(114a,115a)을 통해서 외부로 인출되며,
    상기 2차측 코일(141)의 입출력단부(141i,141f)는 상기 인출홈(114a,115a)의 바닥부(114a',115a')에 재치되어서 외부로 인출되고,
    상기 인출홈(114a,115a)의 바닥부(114a',115a')에 재치되는 2차측 코일(141,145)의 입출력단부(141i,145i,141f,145f)를 눌러서 유동이나 유격을 확실하게 잡아주기 위한 하부 누름대(155,156)가 상기 인너 베이스(150)의 외측벽(153)에서 하방으로 돌출 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 OBC용 변압기.
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KR102208523B1 (ko) 2019-12-04 2021-01-27 주식회사 에이치에스해성 Ldc 및 obc 통합 모듈 장치

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