KR20240019348A - 냉각기능을 가진 케이블, 전류 전송 기기 및 전기 자동차 - Google Patents

냉각기능을 가진 케이블, 전류 전송 기기 및 전기 자동차 Download PDF

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KR20240019348A
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Abstract

본 발명은 냉각기능을 가진 케이블, 전류 전송 기기 및 전기 자동차를 제공하고, 전류 전송 분야에 속하며, 여기서, 냉각기능을 가진 케이블은 반도체 냉각 모듈, 도체 및 제어 모듈을 포함하고, 반도체 냉각 모듈의 냉각단은 상기 도체의 적어도 하나의 측면에 설치되어, 상기 도체의 방열을 흡수하도록 하며, 반도체 냉각 모듈은 상기 반도체 냉각 모듈에 공급되는 전기 신호를 제어하기 위한 상기 제어 모듈에 전기적으로 연결된다. 본 발명에 따른 냉각기능을 가진 케이블은 구조가 간단하고, 사이즈의 적용범위가 넓고, 성능 신뢰성이 높으며, 소음이 없고, 냉매 오염이 없다는 이점을 가진다.

Description

냉각기능을 가진 케이블, 전류 전송 기기 및 전기 자동차
본 발명은 전류 전송 분야에 관한 것으로, 특히 냉각기능을 가진 케이블, 전류 전송 기기 및 전기 자동차에 관한 것이다.
본 출원은 2021년7월20일에 제출되고, 출원　번호가 202110821578.3이고, 발명의 명칭이 “냉각기능을 가진 케이블, 전류 전송 기기 및 전기 자동차”인 중국 특허의 우선권을 주장하며, 해당 특허의 모든 내용은 모두 여기에 도입된다. 본 출원은 2021년7월20일에 제출되고, 출원　번호가 202121653535.0이고, 발명의 명칭이 “냉각기능을 가진 케이블, 전류 전송 기기 및 전기 자동차”인 중국 특허의 우선권을 더 주장하며, 해당 특허의 모든 내용은 모두 여기에 도입된다.
세계적인 에너지 위기 및 날로 심각해지는 기후 온난화의 영향으로, 신에너지 자동차 산업은 예컨대 전기 자동차 산업과 같이 적극적으로 발전하고 있는 산업으로 되고 있지만, 현재 전기 자동차의 충전 시간이 길어, 전기 자동차의 보편화를 제한하는 장해가 되고 있다. 현재, 전기 자동차를 급속으로 충전하는 전류는 150A～400A에 달하고, 대전류로 인해 충전 케이블의 고발열량을 발생하고, 전기 자동차의 충전 전류를 제한하는 주요 요소이기도 하다.
이 문제점을 해결하기 위하여, 첫째, 케이블의 단면적을 크게 하여 케이블의 발열을 저감시키는 것이 시급히 요구되지만, 케이블의 코스트가 대폭 증가한다. 둘째, 냉각 기술을 이용하여 케이블을 강온 냉각시킨다.
현단계에서, 대전류 충전 케이블의 냉각에는 액냉 및 공냉 기술이 많이 사용되고 있다. 액냉 기술은 냉각 효과가 좋지만, 냉각 라인, 워터 펌프 및 방열 장치 등을 별도로 추가할 필요가 있으며, 시스템 구조가 복잡하고, 안전 및 안정성에 대한 요구가 극히 높으며, 코스트업도 초래하는 문제가 있다. 공냉 기술은 장착 사이즈와 스페이스의 제한을 받아 냉각 효율이 낮고, 여분의 소음이 발생하여, 차량 전체의 NVH（소음（Noise）, 진동（Vibration）, 하시니스（Harshness）에 영향을 미치는 문제가 있다.
따라서, 전류 전송 분야에서, 케이블을 신속히 강온시키고, 충전 전류를 향상시키며, 케이블의 단면적을 감소시킬 수 있는 냉각기능을 가진 케이블이 시급히 요구된다.
본 발명은 종래 기술에 있어서의 액냉 기술을 이용한 도체의 냉각에 존재하는 구조가 복잡하고 코스트가 높은 문제를 해결하고, 공냉 기술을 이용한 도체의 냉각에 존재하는 냉각 효율이 낮고 소음이 큰 문제를 해결하기 위한 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 제1 양태는 반도체 냉각 모듈(101), 도체(102) 및 제어 모듈(103)을 포함하고,
상기 반도체 냉각 모듈(101)의 냉각단은 상기 도체(102)의 적어도 하나의 측면에 설치되어, 상기 도체(102)의 방열을 흡수하도록 하며,
상기 반도체 냉각 모듈(101)은 상기 반도체 냉각 모듈(101)에 공급되는 전기 신호를 제어하기 위한 상기 제어 모듈(103)에 전기적으로 연결되는 냉각기능을 가진 케이블을 제공한다.
본 발명의 제2 양태는 상술한 어느 한 실시예에 기재된 냉각기능을 가진 케이블(100), 충전 모듈(200) 및 베터리 모듈(300)을 포함하고,
상기 냉각기능을 가진 케이블(100)의 양단은 상기 충전 모듈(200) 및 상기 베터리 모듈(300)에 각각 연결되고, 상기 충전 모듈(200)이 획득한 전기에너지를 상기 베터리 모듈(300)에 전도하도록 하는 전류 전송 기기를 제공한다.
본 발명의 나아간 실시예에 있어서, 제어 모듈(103)은 상기 제어 모듈(103)에 전기에너지를 공급하기 위한 충전 모듈(200)에 연결된다.
본 발명의 제3 양태는 상술한 어느 한 실시예에 기재된 전류 전송 기기를 포함하는 전기 자동차를 제공한다.
본 발명에 따른 냉각기능을 가진 케이블, 전류 전송 기기 및 전기 자동차는 반도체 냉각 모듈로 이루어진 냉각층 구조를 도체의 측면에 설치하고, 반도체 냉각 모듈이 제어 모듈을 통해 급전되는 것을 통해, 도체에 고압 대전류가 흐를 때, 생성된 열량이 반도체 냉각 모듈에 흡수되어 도체의 온도 상승을 저하시키는 목적을 달성할 수 있으며, 도체의 사이즈가 일정할 때, 보다 큰 전류를 적재하여 온도 상승의 요구를 만족시킬 수 있다. 본 발명에 따른 냉각기능을 가진 케이블은 반도체 냉각 모듈, 제어 모듈만으로 도체의 강온을 구현할 수 있기 때문에, 구조가 간단하다는 이점을 가진다. 본 발명에 따른 냉각기능을 가진 케이블은 반도체 냉각 모듈을 도체의 측면에 설치하기만 하면 되기 때문에, 사이즈의 적용범위가 넓다는 이점을 가진다. 본 발명에 따른 냉각기능을 가진 케이블은 반도체 냉각 모듈이 도체를 강온시키도록, 제어 모듈을 통해 반도체 냉각 모듈의 전기 신호의 공급을 제어하기 때문에, 성능 신뢰성이 높고, 소음이 없으며, 냉매 오염이 없다는 이점을 가진다.
본 발명의 상기 및 기타 목적, 특징 및 이점을 보다 명확하고 이해하기 쉽게 하기 위하여, 이하, 바람직한 실시예를 열거하여 첨부 도면을 참조하면서 아래와 같이 상세하게 설명한다.
이하, 본 발명의 실시예 또는 종래 기술에 있어서의 기술안을 보다 명확하게 설명하기 위하여, 실시예 또는 종래 기술의 설명에 필요한 도면을 간략하게 소개하고자 하며, 이하 설명에 있어서의 도면은 본 발명의 몇 개의 실시예에 불과하며, 당업자에게 있어서 창의적인 노력 없이도 이들 도면에 기초하여 기타 도면를 얻을 수 있다는 것이 분명하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉각기능을 가진 케이블의 구조도를 나타낸다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 냉각기능을 가진 케이블의 일 단면도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉각기능을 가진 케이블의 기타 단면도를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 냉각기능을 가진 케이블의 제1 회로도를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 냉각기능을 가진 케이블의 제2 회로도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 냉각기능을 가진 케이블의 부분 확대도를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 냉각 모듈의 전기 신호에 대한 제어 모듈의 조정 프로세스를 나타내는 제1 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 냉각 모듈의 전기 신호에 대한 제어 모듈의 조정 프로세스를 나타내는 제2 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 냉각 모듈의 전기 신호에 대한 제어 모듈의 조정 프로세스를 나타내는 제3 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 전류 전송 기기의 단면도를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 냉각 모듈의 구조도를 나타낸다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터 기기의 구조도를 나타낸다.
이하, 본 발명의 실시예에 있어서의 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 있어서의 기술안을 명확하고 완전하게 기술하고자 하며, 기술되는 실시예는 본 발명의 일부 실시예에 불과하며, 전체의 실시예가 아닌 것이 분명하다. 본 발명에 있어서의 실시예에 기초하여, 당업자가 창의적인 노력 없이 얻은 기타 모든 실시예는 모두 본 발명의 보호 범위에 속한다.
본 명세서는 실시예 또는 흐름도에 기재된 방법의 조작 스텝을 제공하였지만, 통상적 또는 비창의적인 노력에 기초하여, 보다 많은 또는 보다 적은 조작 스텝이 포함되어도 된다. 실시예에서 열거된 스텝의 순서는 많은 스텝 실행 순서의 일 형태에 불과하며, 유일한 실행 순서를 나타내는 것은 아니다. 실제의 시스템 또는 장치 제품이 실행될 때, 실시예 또는 도면에 도시된 방법의 순서에 따라 실행되거나 병행 실행되어도 된다.
본 발명의 개략적인 실시예 및 그 설명은 본 발명을 설명하기 위한 것이지만, 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 도면 및 실시 형태에서 사용된 동일 또는 유사한 부호의 소자/구성 요소는 동일 또는 유사한 부분을 나타내기 위한 것이다.
종래 기술에 있어서, 대전류 도체의 냉각은 주로 액냉 및 공냉 기술을 이용하여 구현된다. 여기서, 액냉 기술은 냉각 라인, 워터 펌프 및 방열 장치 등을 별도로 추가할 필요가 있으며, 시스템 구조가 복잡하고, 안전 및 안정성에 대한 요구가 극히 높으며, 코스트업도 초래하는 문제가 있다. 공냉 기술은 장착 사이즈와 스페이스의 제한을 받아 냉각 효율이 낮고, 여분의 소음이 발생하여, 차량 전체의 NVH에 영향을 미치는 문제가 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 구조가 간단하고, 사이즈의 적용범위가 넓고, 성능 신뢰성이 높으며, 소음이 없고, 냉매 오염이 없다는 이점을 가지는 신형의 냉각기능을 가진 케이블을 제공한다.
구체적으로, 도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이, 냉각기능을 가진 케이블은 반도체 냉각 모듈(101), 도체(102) 및 제어 모듈(103)을 포함하고,
상기 반도체 냉각 모듈(101)의 냉각단은 상기 도체(102)의 적어도 하나의 측면에 설치되어, 상기 도체(102)의 방열을 흡수한다.
상기 반도체 냉각 모듈(101)은 상기 반도체 냉각 모듈(101)에 공급되는 전기 신호를 제어하기 위한 상기 제어 모듈(103)에 전기적으로 연결된다.
상세하게는, 원리적으로 반도체 냉각 모듈(101)은 열전달도구이다. 하나의 N형 반도체 재료와 하나의 P형 반도체 재료가 연결되어 이루어진 열전대에 전류가 흐를 때, 양단 사이에 열량 이행이 발생하고, 열량이 일단에서 타단으로 이행함으로써, 온도차가 발생하여 핫콜드단이 형성된다. 본 발명에 기재된 반도체 냉각 모듈(101)은 냉각단 이외에, 냉각단과 대향하여 설치되는 핫단을 더 포함하며, 반도체 냉각 모듈(101)에 종래 기술에 기존하는 반도체 냉각 모듈이 사용되어도 되고, 도체의 사이즈에 따라 커스터마이즈되어도 되며, 반도체 냉각 모듈(101)은 도체(102)를 완전히 덮어도 되고, 도체(102)의 일부를 덮어도 된다.
반도체 냉각 모듈(101)의 방열 또는 흡열의 크기는 전류의 크기에 의해 결정되기 때문에, 본 발명에 기재된 반도체 냉각 모듈(101)은 상기 제어 모듈(103)을 통해 상기 반도체 냉각 모듈(101)에 공급되는 전기 신호(전류 신호 및 전압 신호를 포함함）를 제어할 수 있음으로써, 상기 도체(102)의 온도 상승을 제어하는 효과을 얻을 수 있으며, 냉각기능을 가진 케이블을 안정한 온도에서 작동시킬 수 있다.
제어 모듈(103)을 통해 반도체 냉각 모듈(101)에 급전하고（예컨대, 12V저압 직류）, 제어 모듈(103)은 반도체 냉각 모듈(101)과의 연결선의 도통을 제어하는 것을 통해, 반도체 냉각 모듈(101)의 엑세스 제어를 구현할 수 있으며, 구체적으로 실시할 때, 작업자에 의해 실제 수요에 따라 반도체 냉각 모듈(101)의 제어 논리를 설정하여도 되며, 예컨대, 상이한 시간 구간에 상이한 반도체 냉각 모듈(101)을 엑세스시키거나, 또는, 도체(102)의 상이한 전기 신호에 따라 상이한 반도체 냉각 모듈(101)을 엑세스시켜도 되며, 본 발명에서는 반도체 냉각 모듈에 공급되는 전기 신호에 대한 제어 모듈(103)의 제어 논리에 대하여 한정하지 않으며, 전기 신호의 제어가 구현 가능한 논리이면, 모두 본 발명의 보호 범위에 속한다. 본 발명의 급전 및 제어 방식을 통해, 냉각기능을 가진 케이블의 구조를 간략화하고, 냉각 효율을 향상시키며, 에너지의 낭비를 회피시킬 수 있다.
제어 모듈(103)은 중앙 처리 유닛(Central　Processing　Unit, CPU)이거나, 또는, 기타 프로그래머블 일반 용도나 특수 용도의 마이크로 프로세서(Microprocessor), 디지털 신호 프로세서(Digital　Signal　Processor, DSP), 프로그래머블 제어 모듈, 특정 용도 접적 회로(Application　Specific　Integrated　Circuit, ASIC) 또는 기타 유사 소자 또는 상기 소자의 조합이어도 되며, 본 발명에서는 제어 모듈(103)의 타입, 모델번호 등을 구체적으로 한정하지 않는다.
몇 개의 실시 형태에 있어서, 반도체 냉각 모듈(101)이 도체(102)에 완전히 밀착할 수 있도록 하기 위하여, 반도체 냉각 모듈(101)은 복수개 구비되어도 되며, 복수개의 반도체 냉각 모듈(101)의 사이즈는 동일하여도 되고 상이하여도 되며, 구체적으로, 도체의 사이즈에 따라 조정된다.
몇 개의 실시 형태에 있어서, 반도체 냉각 모듈(101)의 외형 사이즈는 최대 사이즈를 60mm×60mm이상, 두께를 4.1mm이하로 할 수 있고, 최대 냉각 파워는 270W로 할 수 있으며, 단층의 최대 온도차는 60℃이상으로 할 수 있다.
나아가, 각 반도체 냉각 모듈(101)의 온도를 정확하게 제어할 수 있도록 하기 위하여, 복수개의 반도체 냉각 모듈(101)은 병렬 연결 방식으로 제어 모듈(103)에 전기적으로 연결되는 것을 통해, 각 반도체 냉각 모듈(101)의 급전 신호를 독립적으로 제어할 수 있다.
나아가, 복수개의 반도체 냉각 모듈(101)의 모델번호, 파워가 완전히 일치할 경우, 복수개의 반도체 냉각 모듈(101)은 직렬 연결　방식으로 제어 모듈(103)에 전기적으로 연결되는 것을 통해, 각 반도체 냉각 모듈(101)의 급전 신호가 일치하도록 한다.
복수개의 반도체 냉각 모듈(101)은 일정한 거리 간격(도 1에 도시된 바와 같이, 예컨대 10cm이며, 구체적인 간격 거리는 반도체 냉각 모듈(101)의 온도 상승 상황에 따라 결정되어도 됨）마다 도체(102)의 측면에 설치되어도 되고, 도체(102)의 측면에 인접하여（즉, 틈새없이） 설치되어도 되며, 구체적으로 어떤 방식으로 설치되는지는 도체(102)의 작동상태에서의 온도 상승 상황에 따라 결정되어도 된다.
냉각 효과를 확보하기 위하여, 반도체 냉각 모듈(101)에 있어서의 냉각단의 총면적이 도체(102)의 면적에서 차지하는 비례의 범위는 3%~95%이다.
발명자는 반도체 냉각 모듈(101)에 있어서의 냉각단의 총면적이 도체(102)의 면적에서 차지하는 비례의 범위가 도체(102)의 온도 상승에 미치는 영향을 검증하기 위하여, 동일한 단면적, 동일한 재질, 동일한 길이의 13개 케이블을 선택하여 동일한 전류를 흐르게 하고, 상이한 반도체 냉각 모듈(101)에 있어서의 냉각단이 도체(102)를 덮는 면적비례를 사용하여, 각 케이블의 온도 상승값을 판독하고, 표1에 기록하였다.
실험 방법으로서, 밀폐된 환경에서, 상이한 반도체 냉각 모듈(101)에 있어서의 냉각단의 총면적이 도체(102)의 면적에서 차지하는 비례에 관한 케이블에, 동일한 전류를 도통시키고, 통전전의 온도 및 통전후의 온도가 안정할 때의 온도를 기록하고, 차를 감산하여 절대값을 취한다. 본 실시예에 있어서, 온도 상승이 50k미만인 것을 합격값으로 했다.
표 1： 상이한 반도체 냉각 모듈(101)에 있어서의 냉각단의 총면적이 도체(102)의 면적에서 차지하는 비례가 케이블의 온도 상승에 미치는 영향
상기 표 1에서 알 수 있듯이, 반도체 냉각 모듈(101)에 있어서의 냉각단의 총면적이 도체(102)의 면적에서 차지하는 비례가 3%미만일 경우, 케이블의 온도 상승값이 합격값보다 작다. 덮는 면적의 비례가 클수록, 온도 상승값이 작아지지만, 케이블의 사용 중, 필연적으로 양단의 조인트 및 중간의 굽힘 영역이 반도체 냉각 모듈(101)에 의해 덮이지 않기 때문에, 발명자는 반도체 냉각 모듈(101)에 있어서의 냉각단의 총면적이 도체(102)의 면적에서 차지하는 비례를 3%～95%으로 설정했다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 반도체 냉각 모듈(101)은 열전도성 접착제를 통해 도체(102)에 고정하여 설치되고, 구체적으로 실시할 때, 나아가, 예컨대 나사 고정과 같이 기타 방식을 이용하여 반도체 냉각 모듈(101)을 도체(102)에 고정하여 설치하여도 되며, 본 발명에서는 이를 한정하지 않는다. 진동 수준의 요구가 높은 작업 상황에 대해, 고정 플레임을 별도로 추가하는 방식으로 반도체 냉각 모듈(101)을 고정하는 것을 통해, 진동 감소 능력을 향상시킬 수 있다.
방열 효율을 향상시키기 위하여, 도체(102)의 양측에 모두 반도체 냉각 모듈(101)이 설치되어 있다. 나아간 실시예에 있어서, 도체의 사용 상황에 따라 강온의 수요가 클 경우, 다층의 반도체 냉각 모듈(101)가 겹쳐지는 방식으로 다단 냉각을 구현하고, 나아가 강온 능력을 향상시킬 수도 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 도체(102)의 양측에 2층의 반도체 냉각 모듈(101)을 설치할 수도 있다.
본 실시예에 따른 냉각기능을 가진 케이블(100)에 고압 대전류가 흐를 때 생성된 열량은 도체(102)를 피복한 반도체 냉각 모듈(101)에 의해 흡수됨으로써, 도체의 온도 상승을 저하시키는 목적을 달성하고, 도체(102)의 사이즈가 일정할 때, 보다 큰 전류를 운반하여 온도 상승의 요구를 만족시킬 수 있다.
본 발명의 나아간 실시예에 있어서, 도 4에 도시된 바와 같이, 냉각기능을 가진 케이블은 제어 모듈(103)과 도체(102) 간에 전기적으로 연결되고, 도체(102)로부터 획득된 전기에너지에 대해 정류 처리를 진행하여, 도체(102)에 있어서의 전류를 제어 모듈(103)의 급전 전류로 변환하기 위한 정류 모듈(104)를 더 포함한다. 도체(102)가 전송하는 전류 및 전압은 모두 제어 모듈(103) 및 반도체 냉각 모듈(101)의 급전 요구를 꼭 만족하는 것은 아니기 때문에, 도체(102)로부터 전기에너지를 획득할 수 있도록 하기 위하여, 나아가 도체(102)로부터 인출된 전류를 정류 모듈을 통해 제어 모듈(103) 및 반도체 냉각 모듈(101)이 사용 가능한 전류 및 전압으로 변환할 필요가 있다.
본 실시예는 전원의 설치를 생략함과 동시에, 도체(102)를 통해 제어 모듈에 급전할 수 있으며, 회로를 간략화하고, 제어 모듈(103)과 반도체 냉각 모듈(101)에 급전하는 많은 선로를 감소시킬 수 있음과 아울러, 외부 전원으로부터의 전원 공급의 없음으로 인해 반도체 냉각 모듈(101)이 작동할 수 없는 상황의 발생도 회피시킬 수 있다.
본 발명의 나아간 실시예에 있어서, 냉각기능을 가진 케이블은 도체에 설치되고, 도체의 온도값을 검출하기 위한 적어도 하나의 온도 검출기를 더 포함하고, 제어 모듈은 온도 검출기에 전기적으로 연결되고, 온도 검출기를 통해 검출된 온도값에 기초하여, 반도체 냉각 모듈(101)에 공급되는 전기 신호를 조정한다.
본 발명의 나아간 실시예에 있어서, 도 1, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 냉각기능을 가진 케이블은, 도체(102)에 분포하여 설치되고, 도체(102)의 온도값을 검출하기 위한 복수개의 온도 검출기(105)를 더 포함한다. 구체적으로 실시할 때, 온도 검출기(105)가 많이 배치되고 또한 분포가 균일할수록, 검출된 온도는 실제 상황에 적합하다.
제어 모듈(103)은 온도 검출기(105)에 전기적으로 연결되고, 온도 검출기(105)를 통해 검출된 온도값에 기초하여, 반도체 냉각 모듈(101)에 공급되는 전기 신호를 조정한다.
몇 개의 실시 형태에 있어서, 제어 모듈(103)이 온도 검출기(105)를 통해 검출된 온도값에 기초하여, 반도체 냉각 모듈(101)에 공급되는 전기 신호를 조정하는 프로세스는, 온도 검출기(105)를 통해 검출된 온도값과 상기 도체(102)의 미리 설정된 온도 상승값의 차이값을 산출하는 스텝, 상기 차이값을 PID 제어 전략에 입력하고, 상기 반도체 냉각 모듈(101)의 전기 제어 신호를 얻는 스텝, 및 상기 반도체 냉각 모듈(101)의 전기 제어 신호에 기초하여, 상기 반도체 냉각 모듈(101)에 공급되는 전기 신호를 조정하는 스텝을 포함하고, 여기서, 상기 PID 제어 전략에 있어서의 제어 파라미터는 PID 제어 지표에 기초하여 미리 조정된다.
구체적으로 실시할 때, 미리 설정된 온도 상승값은 도체의 응용 시나리오 및 도체가 견딜 수 있는 최대 온도 상승값에 기초하여 결정되어도 되며, 본 발명에서는 그 구체적인 값을 한정하지 않는다.
본 실시예에 따른 냉각기능을 가진 케이블은 온도 제어 기능이 추가된 후, 온도를 리얼타임으로 검출하고 흡열량을 제어하여 폐루프 제어를 구현할 수 있다. 상이한 조건하에서의 도체의 통전 용량에 기초하여, 도체에 대해 상이한 온도 상승 제어를 진행할 수 있다.
일 구체적인 실시 형태에 있어서, 도 7에 도시된 바와 같이, 온도 검출기(105)가 복수개일 경우, 제어 모듈(103)이 온도 검출기(105)를 통해 검출된 온도값에 기초하여, 반도체 냉각 모듈(101)에 공급되는 전기 신호를 조정하는 것은 이하의 스텝을 포함한다.
스텝701：온도 검출기(105)를 통해 검출된 온도값에 기초하여, 도체(102)의 온도 분포를 산출한다.
구체적으로 실시할 때, B스플라인 보간법으로 도체(102)의 온도 분포를 확립하여도 되고, 구체적으로 실시할 때, 나아가 기타 모델링 방법으로 도체(102)의 온도 분포를 확립하여도 되며, 본 발명에서는 온도 분포의 확립 프로세스를 구체적으로 한정하지 않는다.
스텝702：도체(102)의 온도 분포에 기초하여, 도체(102)에 있어서의 각 반도체 냉각 모듈(101)의 급전 신호를 결정한다.
본 스텝에 있어서, 도체(102)에 있어서의 온도가 높은 부위일 수록, 그 위치에 대응하는 반도체 냉각 모듈(101)의 급전 신호가 커진다. 구체적으로 실시할 때, 제어 모듈(103)은 미리 설정된 온도 조정 전략(표2에 도시됨）에 기초하여, 도체(102)에 있어서의 각 반도체 냉각 모듈(101)의 급전 신호를 결정할 수 있다.
표 2：온도 검출기를 통해 검출된 도체의 온도 범위와 제어 모듈의 급전 전류의 대응 관계
스텝703：각 반도체 냉각 모듈(101)의 급전 신호에 따라, 각 반도체 냉각 모듈(101)에 급전한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 스텝702로서, 상기 도체(102)의 온도 분포에 기초하여, 상기 도체(102)에 있어서의 각 상기 반도체 냉각 모듈(101)의 급전 전류를 결정하는 것은 이하의 스텝을 포함한다.
스텝7021：상기 도체(102)의 온도 분포 및 상기 도체(102)의 미리 설정된 온도 상승값에 기초하여, 차이값 분포를 산출한다.
스텝7022：상기 차이값 분포에 기초하여, 상기 반도체 냉각 모듈(101)에 공급되는 전기 신호를 조정한다.
구체적으로 실시할 때, 스텝7022는 상기 차이값 분포를 PID 제어 전략에 입력하고, 상기 반도체 냉각 모듈(101)의 전기 신호의 제어 신호를 얻는 것, 및 상기 반도체 냉각 모듈(101)의 전기 제어 신호에 기초하여, 상기 반도체 냉각 모듈(101)에 공급되는 전기 신호를 조정하는 것을 포함하고, 여기서, 상기 PID 제어 전략에 있어서의 제어 파라미터는 PID 제어 지표에 기초하여 미리 조정된다.
본 발명의 나아간 실시예에 있어서, 반도체 냉각 모듈(101)의 전기 신호를 보다 정확하게 조정하기 위하여, 제어 모듈(103)은 도체(102)와 서로 연결되는 충전 모듈(200)에도 전기적으로 연결되고, 충방전 전류값 및 충전 시간을 획득하고, 충방전 전류값, 충전 시간 및 온도 검출기를 통해 검출된 온도값에 기초하여, 반도체 냉각 모듈(101)에 공급되는 전기 신호를 조정한다.
구체적으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 제어 모듈(103)이 충방전 전류값, 충전 시간 및 온도 검출기를 통해 검출된 온도값에 기초하여, 상기 반도체 냉각 모듈에 공급되는 전기 신호를 조정하는 것은 이하의 스텝을 포함한다.
스텝801：충방전 전류값 및 충전 시간에 기초하여, 도체의 발열량을 산출한다.
본 스텝에 있어서, Q＝I2×R×t에 의해 도체의 발열량을 산출할 수 있으며, 여기서, Q는 도체의 발열량, I는 충방전 전류값, t는 충전 시간, R은 도체의 저항이다.
스텝802：도체의 발열량 및 도체의 재료 정보에 기초하여, 도체의 이론 온도 상승값을 산출한다.
도체의 발열량은 충방전 발열량이다. 본 스텝은 하기 식에 의해 도체의 이론 온도 상승값을 산출할 수 있으며, 하기 식은 도체 온도 상승 실험에서 얻어지는 테스트 데이터의 핏팅을 통해 얻을 수 있다.
여기서, Tw는 이론 온도 상승값, Q는 도체의 발열량, t는 충전 시간, A는 유효 방열 면적, KT는 도체 표면 종합 방열 계수, A 및 KT는 도체의 재료 정보이다.
도체의 발열량 및 도체의 재료 정보에 기초하여, 도체의 이론 온도 상승값을 산출하는 것은 종래 기술을 참조할 수 있으며, 여기서는 더이상 한정하지 않는다.
스텝803：온도 검출기를 통해 검출된 온도값 및 도체의 이론 온도 상승값에 기초하여, 도체의 실제 온도 상승값을 산출한다.
본 스텝의 실행 프로세스는 우선, 상기 온도 검출기를 통해 검출된 온도값에 기초하여, 온도상승 보정계수를 결정하는 스텝을 포함하고, 구체적으로, 온도 검출기를 통해 검출된 온도가 온도상승 산출표준온도값보다 클 경우, 온도 보정 계수는 1보다 크며, 또한 온도 검출기를 통해 검출된 온도가 높을 수록, 계수도 커진다. 온도 검출기를 통해 검출된 온도가 온도상승 산출표준온도값보다 작을 경우, 온도 보정 계수는 1미만이며, 또한 온도 검출기를 통해 검출된 온도가 낮을 수록, 계수는 작아진다. 하기 식에 의해 상기 도체의 실제 온도 상승값을 산출한다.
여기서, Tw는 이론 온도 상승값, Kw는 온도 보정 계수, T는 실제 온도 상승값이다.
스텝804：상기 도체의 실제 온도 상승값에 기초하여, 상기 반도체 냉각 모듈에 공급되는 전기 신호를 조정한다.
본 실시예는 충방전 정보와 온도 검출기에 의한 온도값, 및 사전에 예측하여 얻어진 실제 온도 상승값에 기초하여, 또한 실제 온도 상승값에 기초하여, 반도체 냉각 모듈(101)의 전기 신호를 조정하는 것을 통해, 도체의 온도가　가능한 신속히　작동온도내에 도달할 수 있도록 할 수 있으며, 온도 제어의 효율 및 정밀도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 나아간 실시예에 있어서, 도 9에 도시된 바와 같이, 반도체 냉각 모듈(101)의 전류 조정이 자동 조절 능력을 갖추게 하기 위하여, 상기 스텝804로서, 도체(102)의 실제 온도 상승값에 기초하여, 상기 반도체 냉각 모듈(101)에 공급되는 전기 신호를 조정하는 것은 이하의 스텝을 포함한다.
스텝901：상기 도체(102)의 실제 온도 상승값과 상기 도체(102)의 미리 설정된 온도 상승값의 차이값을 산출한다.
스텝902：차이값을 PID 제어 전략에 입력하고, 반도체 냉각 모듈(101)의 전기 제어 신호를 얻는다.
본 스텝을 실시할 때, 도체(102)의 실제 온도 상승값과 미리 설정된 온도 상승값 간에 편차가 존재할 경우에만, 반도체 냉각 모듈(101)의 전기 제어 신호가 생성되고, 도체(102)의 실제 온도 상승값과 미리 설정된 온도 상승값이 동일할 경우, 도체(102)의 온도를 미리 설정된 온도 상승값 내에 제한함으로써 도체(102)의 안전을 확보할 수 있으며, 이 때, 반도체 냉각 모듈(101)의 전기 제어 신호는 생성하지 않는다.
여기서, PID 제어 전략에 있어서의 제어 파라미터는 PID 제어 지표에 기초하여 미리 조정된다. PID 제어 전략은 비례 제어, 적분 제어 및 미분 제어 이 3개 부분을 포함한다. PID 제어 지표는 상승 시간, 오버슈트량, 조절 시간 및 정상상태 오류를 포함한다. PID 제어 전략에 있어서의 제어 파라미터의 조정은 종래 기술을 참조할 수 있으며, 여기서는　더이상　상세하게 설명하지 않는다.
스텝903：반도체 냉각 모듈(101)의 전기 제어 신호에 기초하여, 반도체 냉각 모듈(101)에 공급되는 전기 신호를 조정한다.
본 발명의 나아간 실시예에 있어서, 도체의 온도 제어 정밀도를 향상시키고, 그 산출값이 실제 상황에 보다 적합하도록 하기 위하여, 제어 모듈(103)은 환경 파라미터 검출모듈 및 상기 도체와 연결되는 충전 모듈(200)에도 전기적으로 연결되고, 환경 파라미터 검출모듈로부터 환경 파라미터 정보를 획득하고, 충전 모듈로부터 충방전 전류값 및 충전 시간을 획득하고, 환경 파라미터 정보, 상기 충방전 전류값 및 충전 시간에 기초하여, 상기 반도체 냉각 모듈에 공급되는 전기 신호를 조정한다.
상세하게는, 환경 파라미터 정보는 환경 습도, 환경 온도 및 환경 압력 등을 포함하지만, 이들에 한정되지 않는다.
환경 파라미터 정보, 상기 충방전 전류값 및 충전 시간에 기초하여, 상기 반도체 냉각 모듈에 공급되는 전기 신호를 조정하는 것은 이하의 스텝을 포함한다.
（1）충방전 전류값 및 충전 시간에 기초하여, 도체의 발열량을 산출한다.
（2）도체의 발열량 및 도체의 재질 정보에 기초하여, 도체(102)의 이론 온도 상승값을 산출한다.
（3）환경 파라미터 정보 및 도체(102)의 이론 온도 상승값에 기초하여, 도체(102)의 실제 온도 상승값을 산출한다.
본 스텝에 있어서, 본 스텝의 실행 프로세스는 우선, 환경 파라미터 정보에 기초하여, 온도상승 보정계수를 결정하는 것을 포함하며, 구체적으로, 각 환경 파라미터 정보에 대해, 모두 하나의 보정 계수를 산출하고（각 보정 계수의 산출 프로세스는 전술한 실시예에 기재된 온도 보정 계수를 참조하되, 여기서는　더이상　상세하게 설명하지 않는다）, 환경 파라미터 정보에 대응하는 모든 보정 계수를 가중 가산(하기 식1에 도시됨） 또는 곱셈（하기 식2에 도시됨）하여 최종 보정 계수를 얻고, 최종 보정 계수와 상기 도체(102)의 이론 온도 상승값을 곱셈하여 상기 도체(102)의 실제 온도 상승값을 산출한다.
K＝a1×Kw1＋ⅴ*＋an×Kwn（식1）
K＝a1×Kw1×ⅴ*×Kwn（식2）
여기서, K는 최종 보정 계수이고, 는 계수이며, a1ⅴ*an은 기존량이고, 환경 파라미터의 중요도에 따라 결정되며, a는 기존량이고, i는 i 번째 환경 파라미터를 나타내고, Kw1ⅴ*Kwn은 환경 파라미터값이다.
（4）상기 도체(102)의 실제 온도 상승값에 기초하여, 상기 반도체 냉각 모듈(101)에 공급되는 전기 신호를 조정한다.
본 발명의 나아간 실시예에 있어서, 도 1, 도 6 및 도 10에 도시된 바와 같이, 반도체 냉각 모듈(101)에 있어서의 제어 모듈(103)에 연결되는 도선은 저압 하네스(106)에 설치된다.
본 실시예는 반도체 냉각 모듈(101)에 있어서의 제어 모듈(103)에 연결되는 도선을 저압 하네스(106)에 설치하는 것을 통해, 선로가 선명하도록 확보하고, 반도체 냉각 모듈의 조정 및 교체를 용이하게 할 수 있음과 아울러, 고저압 전원시스템의 안전한 격리를 구현할 수도 있다.
본 발명의 나아간 실시예에 있어서, 도 11에 도시된 바와 같이, 반도체 냉각 모듈(101)은 알루미나 기판(1011), 방수 보호층(1012), 반도체 P/N층(1013) 및 전원 인터페이스(1014)를 포함한다.
알루미나 기판(1011), 방수 보호층(1012), 반도체 P/N층(1013)은 순차로 설치되어 있다. 전원 인터페이스(1014)는 반도체 P/N층(1013)에 전기적으로 연결된다.
알루미나 기판(1011)은 반도체 냉각 모듈(101)의 핫단, 즉 방열단을 구성한다. 반도체 P/N층(1013)은 반도체 냉각 모듈(101)의 냉각단, 즉 흡열단을 구성한다.
본 실시예는 알루미나 기판(1011)을 반도체 냉각 모듈의 표면으로 하는 것을 통해, 열전도율을 향상시키고, 열전도 속도를 보다 빠르게 하며, 냉각 시간을 보다 짧게 할 수 있으며, 견딜 수 있는 강도가 크고 플렉서블　연결이 가능하며, 도체에 보다 양호하게 밀착되어 도체의 절곡 부위의 표면응력을 유효하게 흡수할 수 있으며, 장착 및 사용 중 부서지기 어렵다. 반도체 냉각 모듈의 코어부에 특종 반도체 재료로 이루어진 P－N접합이 사용되며, 하나의 N형 반도체 재료와 하나의 P형 반도체 재료가 연결된 열전대에 전류가 흐를 때, 양단 간에 열량 이행이 발생하고, 열량은 일단에서 타단으로 이행됨으로써, 온도차가 발생하여 핫콜드단을 형성하며, 즉 직류 전류를 제어하는 것을 통해 냉각 제어를 구현할 수 있다.
상기 반도체 냉각 모듈(101)의 냉각 속도는 0.05K/s～5K/s이다.
발명자는 도체(102)의 온도 상승에 대한 반도체 냉각 모듈(101)의 냉각 속도의 영향을 검증하기 위하여, 동일한 단면적, 동일한 재질, 동일한 길이의 10개 케이블을 선택하여 동일한 전류를 흐르게 하고, 상이한 냉각 속도의 반도체 냉각 모듈(101)을 사용하여 케이블을 냉각하고, 각 케이블의 온도 상승값을 판독하며, 표3에 기록하였다.
실험 방법으로서, 밀폐된 환경에서， 상이한 냉각 속도의 반도체 냉각 모듈(101)을 사용한 케이블에, 동일한 전류를 도통시키고, 통전전의 온도 및 통전후의 온도가 안정할 때의 온도를 기록하고, 차를 감산하여 절대값을 취한다. 본 실시예에 있어서, 온도 상승이 50K미만인 것을 합격값으로 했다.
표 3：케이블의 온도 상승에 대한 상이한 냉각 속도의 반도체 냉각 모듈(101)의 영향
상기 표 3에서 알 수 있듯이, 반도체 냉각 모듈(101)의 냉각 속도가 0.05K/s보다 작을 경우, 케이블의 온도 상승값이 합격값보다 작고, 반도체 냉각 모듈(101)의 냉각 속도가 클수록, 온도 상승값이 작아진다. 그러나, 반도체 냉각 모듈(101)의 냉각 속도가 5K/s보다 클 경우, 케이블 자체의 발열량 및 반도체 냉각 모듈(101) 자체의 파워의 영향을 받아 온도 상승값의 저하는 현저하지 않지만, 오히려 반도체 냉각 모듈(101)의 파워가 증대하며, 경제성에 적합하지 않다. 따라서, 발명자는 반도체 냉각 모듈(101)의 냉각 속도를 0.05K/s～5K/s로 설정하였다.
본 발명의 나아간 실시예에 있어서, 도체의 안전을 확보하기 위하여, 도체(102)의 주위에 절연 보호층(107)이 설치되고, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 절연 보호층(107)은 상기 도체(102)와 상기 반도체 냉각 모듈(101) 사이 또는 상기 반도체 냉각 모듈(101)의 외측면에 설치된다.
본 발명의 나아간 실시예에 있어서, 절연 보호층(107)의 재질은 폴리염화비닐, 폴리우레탄, 나일론, 폴리프로필렌, 실리콘 고무, 가교 폴리올레핀, 합성 고무, 폴리우레탄 엘라스토머, 가교 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 중 하나 또는 복수개의 조합이다.
나아가, 화재로 인한 도체의 소실을 회피하기 위하여, 절연 보호층 이외에 내화층이 더 설치된다.
본 발명의 나아간 실시예에 있어서, 상기 도체(102)의 횡단면은 원형, 타원형, 장방형, 다각형, E형, F형, H형, K형, L형, T형, U형, V형, W형, X형, Y형, Z형, 아치형, 혹은 파형의 구조이고, 여기서, 아치형은 반아치형, 예각 아치형, 둔각 아치형 등을 포함한다. 도체(102)의 단면 형상은 설계자가 실제의 배치 환경에 따라 도체(102)의 상이한 형상의 단면을 선택하도록, 다양한 형상으로 설계되며, 케이블의 체적을 감소시키고, 케이블의 조립 환경을 최적화하며, 케이블의 안전성을 향상시킨다.
본 발명의 나아간 실시예에 있어서, 본 발명에 기재된 도체(102)의 재질은 금속, 도전성 세라믹, 탄소 함유 도체, 고체 전해질, 혼합 도체, 도전성 고분자 재료 중 하나 또는 복수개의 조합이어도 된다.
구체적으로 실시할 때, 본 발명에 기재된 도체(102)의 재질은 동, 동합금, 알루미늄, 혹은 알루미늄합금이며, 전기 자동차의 케이블은 전압이 높고, 전류가 크기때문에, 모두 대선경의 도선을 사용하여 전류의 전도를 진행할 필요가 있으며, 동 재질의 도체 재료는 도전 성능이 좋고, 연전성이 좋으며, 케이블도체 재료로서 바람직하다. 그러나, 동 가격이 날로 상승하면서, 동재를 도선으로 사용하는 재료 코스트가 갈수록 높아지고 있다. 이를 위해, 사람들은 금속 동의 대체품을 찾아서 코스트를 저감시키기 시작했다. 지각에 있어서의 금속 알루미늄의 함유량은 약 7.73%이고, 정련 기술이 최적화된 후 가격이 상대적으로 낮으며, 또한 알루미늄의 중량이 동에 비하여 가볍고, 도전율이 동 다음으로 크며, 전기 연결 분야에 있어서 알루미늄은 일부 동을 대체할 수 있다. 따라서, 자동차의 전기 연결 분야에 있어서, 알루미늄으로 동을 대체하는 것이 발전 추세이다.
본 발명의 나아간 실시예에 있어서, 방열 효과를 진일보로 향상시키기 위하여, 냉각기능을 가진 케이블은 상기 반도체 냉각 모듈(101)의 외측에 설치되는 방열 장치를 더 포함하고, 구체적으로 실시할 때, 방열 장치는 반도체 냉각 모듈(101)의 외측면에 근접하거나, 또는, 반도체 냉각 모듈(101)의 외측면에 밀착하여도 되며, 구체적으로 방열 장치의 타입에 따라 결정된다.
본 발명에 기재된 방열 장치는 팬, 열교환기, 액냉 장치, 방열핀을 포함하지만, 이들에 한정되지 않으며, 방열핀은 금속으로 제조되는 것이 바람직하다. 여기서, 팬, 열교환기, 액냉 장치 등 대형 기기는 반도체 냉각 모듈(101)에 근접하는 위치에 설치되고, 방열핀은 반도체 냉각 모듈(101)에 밀착하여 설치된다. 본 발명의 나아간 실시예에 있어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 상술한 어느 하나의 실시예에 기재된 냉각기능을 가진 케이블(100), 충전 모듈(200) 및 베터리 모듈(300)을 포함하는 전류 전송 기기를 더 제공한다.
냉각기능을 가진 케이블(100)의 양단은 충전 모듈(200) 및 상기 베터리 모듈(300)에 각각 연결되고, 충전 모듈(200)이 획득한 전기에너지를 베터리 모듈(300)에 전도한다.
몇 개의 실시 형태에 있어서, 본 발명에 기재된 충전 모듈(200)은 급속 충전 도크이고, 베터리 모듈(300)은 BMS(Battery　management　system)베터리 관리 모듈이다.
본 발명의 나아간 실시예에 있어서, 제어 모듈(103)은 충전 모듈(200)에도 연결되고, 충전 모듈(200)을 통해 상기 제어 모듈(103)에 전기에너지를 공급한다.
본 발명의 나아간 실시예에 있어서, 상술한 어느 하나의 실시예에 기재된 전류 전송 기기를 포함하는 전기 자동차를 더 제공한다.
본 발명의 나아간 실시예에 있어서, 제어 모듈을 통해 실행되는 방법은 컴퓨터 기기에서 실행되어도 되고, 해당 컴퓨터 기기는 예컨대 중앙 제어 기기이며, 도 12에 도시된 바와 같이, 하나 또는 복수개의 프로세서(1304), 예컨대 하나 또는 복수개의 중앙 처리 유닛(CPU)을 포함하여도 되며, 각 처리 유닛은 하나 또는 복수개의 하드웨어 스레드를 구현하여도 된다. 컴퓨터 기기(1302)는 나아가 코드, 설정, 데이터 등과 같은 임의 종류의 정보를 저장하기 위한 임의의 메모리(1306)을 포함하여도 된다. 비한정적으로, 예컨대 메모리(1306)은 임의 타입의 RAM, 임의 타입의 ROM, 플래시 메모리 기기, 하드 디스크, 광디스크 등 중 임의의 하나 또는 복수개의 조합을 포함하여도 된다. 보다 일반적으로, 임의의 메모리는 모두 임의의 기술을 이용하여 정보를 저장할 수 있다. 나아가, 임의의 메모리는 정보를 휘발적 또는 비휘발적으로 유지할 수 있다. 나아가, 임의의 메모리는 컴퓨터 기기 (1302)의 고정 또는 탈부착 가능한 부재를 나타낼 수 있다. 한 가지 경우에 있어서, 프로세서(1304)가 임의의 메모리 또는 메모리의 조합에 저장된 서로 관련된 지령을 실행할 때, 컴퓨터 기기 (1302)는 서로 관련된 지령의 임의의 조작을 실행할 수 있다. 컴퓨터 기기 (1302)는 하드 디스크 구동 기구, 광디스크 구동 기구 등 임의의 메모리와 연동하기 위한 하나 또는 복수개의 구동 기구 (1308)을 더 포함한다.
컴퓨터 기기 (1302)는 나아가 각종 입력을(입력 기기 (1312)를 개재하여）접수하고 또한 각종 출력을(출력 기기 (1314)를 개재하여）제공하기 위한 입력/출력 모듈 (1310)（I/O）을 포함하여도 된다. 하나의 구체적인 출력기구는 제시 기기 (1316) 및 서로 관련된 그래픽 유저 인터페이스(1318)（GUI）을 포함하여도 된다. 기타 실시예에 있어서, 나아가 입력/출력 모듈 (1310)（I/O）, 입력 기기 (1312) 및 출력 기기 (1314)를 포함하지 않고, 단지 네트워크에 있어서의 한대의 컴퓨터 기기로 하여도 된다. 컴퓨터 기기 (1302)는 나아가 하나 또는 복수개의 통신 링크 (1322)를 개재하여 기타 기기와 데이터를 주고 받기 위한 하나 또는 복수개의 네트워크 인터페이스(1320)을 포함하여도 된다. 하나 또는 복수개의 통신 버스1324는 상술한 부재를 결합시킨다.
통신 링크 (1322)는 예컨대, 로컬 에리어 네트워크, 광역 네트워크（예컨대, 인터넷）, 포인트-투-포인트 연결 등 또는 이들의 임의의 조합을 통해 임의의 방식으로 구현되어도 된다. 통신 링크 (1322)는 임의의 프로토콜 또는 프로토콜의 조합에 기반한 하드와이어 링크, 무선 링크, 라우터, 게이트웨이 기능, 네임 서버 등의 임의의 조합을 포함하여도 된다.
도 7～도 9의 방법에 대응하여, 본 발명의 실시예는 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체로서, 프로세서가 해당 컴퓨터 프로그램 실행시, 상기 방법의 스텝이 실행되는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체를 더 제공한다.
본 발명의 실시예는 컴퓨터 판독 가능한 지령을 더 제공하고, 여기서, 프로세서가 상기 지령을 실행할 때, 그 중의 프로그램은 프로세서에게 도 7～도 9에 도시된 바와 같은 방법을 실행시킨다.
본 발명의 각종 실시예에 있어서, 상기의 각 프로세스의 번호의 크기는 실행 순서의 앞뒤를 의미하는 것이 아니며, 각 프로세스의 실행 순서는 그 기능 및 내적 논리를 통해 결정되어야 하며, 본 발명의 실시예의 실시 프로세스에 대한 어떠한 한정으로 되어서는 않된다는 점을 이해해야 한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 용어 “및/또는”은 관련 오브젝트의 관련 관계를 설명하기 위한 것에 불과하며, 세 가지 관계가 존재할 수 있음을 나타낸다는 점을 더 이해해야 한다. 예컨대, A 및/또는 B인 경우, “A가 단독적으로 존재한다”, “A와 B가 동시에 존재한다”, “B가 단독적으로 존재한다”는 세 가지 경우를 나타낼 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서의 “/”라는 문자는 일반적으로 앞뒤의 관련 오브젝트가 “또는”의 관계임을 나타낸다.
본 발명에 개시된 실시예를 결합하여 설명된 각 예시의 유닛 및 알고리즘 스텝은 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어 또는 양자의 조합으로 구현가능하며, 하드웨어와 소프트웨어의 호환 가능성을 명확하게 설명하기 위하여, 상기 설명에 있어서 이미 기능에 따라 각 예시의 구성 및 스텝을 일반적으로 설명하였다는 점을 당업자라면 인식할 수 있다. 이들 기능이 도대체 하드웨어의 형태로 실행되는지, 아니면 소프트웨어의 형태로 실행되는지는, 기술안의 특정 응용 및 설계의 규제 조건에 의존한다. 당업자는 설명된 기능을 각 특정 응용에 대해 상이한 방법을 이용하여 구현하여도 되지만, 이러한 구현은 본 발명의 범위를 이탈한 것으로 간주되어서는 않된다.
설명의 편의 및 간결화를 위하여, 상기에 설명된 시스템, 장치 및 유닛의 구체적인 작동 프로세스에 관해, 전술한 방법의 실시예에 있어서의 대응하는 프로세스를 참조할 수 있으며, 여기서는　더이상　반복하여 설명하지 않는다는 점을 당업자라면 명확히 이해할 수 있다.
본 발명에 따른 몇 개의 실시예에 있어서, 개시된 시스템, 장치 및 방법은 기타 방식으로 구현되어도 된다는 점을 이해해야 한다. 예컨대, 이상 설명된 장치의 실시예는 개략적인 것에 불과하며, 예컨대, 상기 유닛의 구분은 논리적인 기능의 구분에 불과하며, 실제 구현시 기타 구분 방식이 있어도 되며, 예컨대, 복수개의 유닛 또는 컴포넌트가 조합되어도 되고, 또는, 기타 시스템에 통합되어도 되며, 또는, 몇 개의 특징을 생략하거나 실행되지 않아도 된다. 또한, 게시 또는 검토된 상호 간의 결합 또는 직접 결합 또는 통신 연결은 몇 개의 인터페이스, 장치 또는 유닛을 개재한 간접 결합 또는 통신 연결이어도 되며, 전기적, 기계적 또는 기타 형태의 연결이어도 된다.
분리 부재로서 설명된 상기 유닛은 물리적으로 분리된 것이어도 되고, 물리적으로 분리된 것이 아니어도 되며, 유닛으로서 게시된 부재는 물리적 유닛이어도 되고, 물리적 유닛이 아니어도 되며, 즉, 하나의 개소에 위치하여도 되고, 또는, 복수개의 네트워크 유닛에 분포 되어도 된다. 실제 수요에 따라 그 중의 일부 또는 전부의 유닛을 선택하여, 본 발명의 실시예의 기술안의 목적을 구현하여도 된다.
또한, 본 발명의 각 실시예에 있어서의 각 기능 유닛은 하나의 처리 유닛에 통합되어도 되고, 각 유닛이 단독적으로 물리적으로 존재하여도 되며, 2개 이상의 유닛이 하나의 유닛에 통합되어도 된다. 상기 통합된 유닛은 하드웨어의 형태로 구현되어도 되고, 소프트웨어기능 유닛의 형태로 구현되어도 된다.
상기 통합된 유닛은 소프트웨어기능 유닛의 형태로 구현되고, 또한 독립적인 제품으로서 판매 또는 사용될 경우, 하나의 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체에 저장되어도 된다. 이러한 이해에 기초하여, 본 발명의 기술안의 본질적 또는 종래 기술에 기여하는 부분, 또는 해당 기술안의 전부 또는 일부는 소프트웨어 제품의 형태로 구현되어도 되며, 해당 컴퓨터 소프트웨어 제품은 하나의 저장 매체에 저장되며, 한대의 컴퓨터 기기(퍼스널 컴퓨터, 서버 또는 네트워크기기 등이어도 됨）에게 본 발명의 각 실시예에 기재된 방법의 전부 또는 일부 스텝을 실행시키기 위한 약간의 지령을 포함한다. 상술한 저장 매체는 USB디스크, 리무버블 하드 디스크, 리드온리 메모리（ROM, Read－Only　Memory）, 랜덤 엑세스 메모리（RAM, Random　Access　Memory）, 자기 디스크 또는 광디스크 등 프로그램 코드를 저장할 수 있는 각종 매체를 포함한다.
본 발명에 있어서, 구체적인 실시예를 사용하여 본 발명의 원리 및 실시 형태를 설명하였지만, 이상의 실시예에 대한 설명은 본 발명의 방법 및 그 사상의 이해를 용이하게 하기 위한 것에 불과하며, 또한, 당업자에게 있어서 본 발명의 사상에 기초하여, 구체적인 실시 형태 및 응용의 범위에 모두 변경 개소가 있을 것이다. 이상으로부터, 본 명세서의 내용은 본 발명을 한정하는 것으로 이해되서는 않된다.
100-　냉각기능을 가진 케이블
101-　반도체 냉각 모듈
102-　도체
103-　제어 모듈
104-　정류 모듈
105-　온도 검출기
106-　저압 하네스
107-　절연 보호층
200-　충전 모듈
300-　베터리 모듈
1011-　알루미나 기판
1012-　방수 보호층
1013-　반도체 P/N층
1014-　전원 인터페이스
1302-　컴퓨터 기기
1304-　프로세서
1306-　메모리
1308-　구동 기구
1310-　입력/출력 모듈
1312-　입력 기기
1314-　출력 기기
1316-　제시 기기
1318-　그래픽 유저 인터페이스
1320-　네트워크 인터페이스
1322-　통신 링크
1324-　통신 버스

Claims (24)

  1. 반도체 냉각 모듈(101), 도체(102) 및 제어 모듈(103)을 포함하고,
    상기 반도체 냉각 모듈(101)의 냉각단은 상기 도체(102)의 적어도 하나의 측면에 설치되어, 상기 도체(102)의 방열을 흡수하도록 하며,
    상기 반도체 냉각 모듈(101)은, 상기 반도체 냉각 모듈(101)에 공급되는 전기 신호를 제어하기 위한 상기 제어 모듈(103)에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 냉각기능을 가진 케이블.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반도체 냉각 모듈(101)은 복수개 구비되고, 복수개의 상기 반도체 냉각 모듈(101)은 병렬 연결 방식으로 상기 제어 모듈(103)에 연결되는 것을 특징으로 하는 냉각기능을 가진 케이블.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 반도체 냉각 모듈(101)은 복수개 구비되고, 복수개의 상기 반도체 냉각 모듈(101)은 직렬 연결 방식으로 상기 제어 모듈(103)에 연결되는 것을 특징으로 하는 냉각기능을 가진 케이블.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    복수개의 상기 반도체 냉각 모듈(101)은 소정 거리 간격으로 상기 도체(102)의 적어도 하나의 측면에 설치되는 것을 특징으로 하는 냉각기능을 가진 케이블.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 반도체 냉각 모듈(101)의 냉각단의 총면적이 상기 도체(102)의 면적에서 차지하는 비례의 범위는 3%～95%인 것을 특징으로 하는 냉각기능을 가진 케이블.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어 모듈(103)과 상기 도체(102) 간에 전기적으로 연결되고, 상기 도체(102)로부터 전기에너지를 획득하여 정류 처리하기 위한 정류 모듈(104)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각기능을 가진 케이블.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 도체(102)에 설치되어, 상기 도체(102)의 온도값을 검출하기 위한 적어도 하나의 온도 검출기(105)를 더 포함하고,
    상기 제어 모듈(103)은 상기 온도 검출기(105)에 전기적으로 연결되고, 상기 온도 검출기(105)를 통해 검출된 온도값에 기초하여, 상기 반도체 냉각 모듈(101)에 공급되는 전기 신호를 조정하는 것을 특징으로 하는 냉각기능을 가진 케이블.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 온도 검출기(105)가 복수개일 경우, 상기 온도 검출기(105)를 통해 검출된 온도값에 기초하여, 상기 반도체 냉각 모듈(101)에 공급되는 전기 신호를 조정하는 것은,
    상기 온도 검출기(105)를 통해 검출된 온도값에 기초하여, 상기 도체(102)의 온도 분포를 산출하는 것,
    상기 도체(102)의 온도 분포에 기초하여, 상기 도체(102)에 있어서의 각 상기 반도체 냉각 모듈(101)의 급전 신호를 결정하는 것, 및
    각 상기 반도체 냉각 모듈(101)의 급전 신호에 따라, 각 상기 반도체 냉각 모듈(101)에 급전하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각기능을 가진 케이블.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제어 모듈(103)은 상기 도체(102)와 연결되는 충전 모듈(200)에도 전기적으로 연결되고, 충방전 전류값 및 충전 시간 을 획득하고, 상기 충방전 전류값, 상기 충전 시간 및 상기 온도 검출기(105)를 통해 검출된 온도값에 기초하여, 상기 반도체 냉각 모듈(101)에 공급되는 전기 신호를 조정하는 것을 특징으로 하는 냉각기능을 가진 케이블.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어 모듈(103)이 상기 충방전 전류값, 상기 충전 시간 및 상기 온도 검출기(105)를 통해 검출된 온도값에 기초하여, 상기 반도체 냉각 모듈(101)에 공급되는 전기 신호를 조정하는 것은,
    상기 충방전 전류값 및 상기 충전 시간 에 기초하여, 도체의 발열량을 산출하는 것,
    상기 도체의 발열량 및 상기 도체(102)의 재료 정보에 기초하여, 상기 도체(102)의 이론 온도 상승값을 산출하는 것,
    상기 온도 검출기(105)를 통해 검출된 온도값 및 상기 도체(102)의 이론 온도 상승값에 기초하여, 상기 도체(102)의 실제 온도 상승값을 산출하는 것, 및
    상기 도체(102)의 실제 온도 상승값에 기초하여, 상기 반도체 냉각 모듈(101)에 공급되는 전기 신호를 조정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각기능을 가진 케이블.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 도체(102)의 실제 온도 상승값에 기초하여, 상기 반도체 냉각 모듈(101)에 공급되는 전기 신호를 조정하는 것은,
    상기 도체(102)의 실제 온도 상승값과 상기 도체(102)의 미리 설정된 온도 상승값의 차이값을 산출하는 것,
    상기 차이값을 PID 제어 전략에 입력하고, 상기 반도체 냉각 모듈(101)의 전기 제어 신호를 얻는 것, 및
    상기 반도체 냉각 모듈(101)의 전기 제어 신호에 기초하여, 상기 반도체 냉각 모듈(101)에 공급되는 전기 신호를 조정하는 것을 포함하고,
    여기서, 상기 PID 제어 전략에 있어서의 제어 파라미터는 PID 제어 지표에 기초하여 미리 조정되는 것을 특징으로 하는 냉각기능을 가진 케이블.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 제어 모듈(103)은 환경 파라미터 검출모듈 및 상기 도체(102)와 연결되는 충전 모듈(200)에도 전기적으로 연결되고, 상기 환경 파라미터 검출모듈로부터 환경 파라미터 정보를 획득하고, 상기 충전 모듈(200)로부터 충방전 전류값 및 충전 시간을 획득하고, 상기 환경 파라미터 정보, 상기 충방전 전류값 및 상기 충전 시간에 기초하여, 상기 반도체 냉각 모듈(101)에 공급되는 전기 신호를 조정하는 것을 특징으로 하는 냉각기능을 가진 케이블.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 반도체 냉각 모듈(101)의 상기 제어 모듈(103)에 연결되는 도선은 저압 하네스(106)에 설치되는 것을 특징으로 하는 냉각기능을 가진 케이블.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 반도체 냉각 모듈(101)은 알루미나 기판(1011), 방수 보호층(1012), 반도체 P/N층(1013) 및 전원 인터페이스(1014)를 포함하고,
    상기 알루미나 기판(1011), 방수 보호층(1012), 반도체 P/N층(1013)은 순차로 설치되며,
    상기 전원 인터페이스(1014)는 반도체 P/N층(1013)에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 냉각기능을 가진 케이블.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 반도체 냉각 모듈(101)의 냉각 속도는 0.05K/s~5K/s인 것을 특징으로 하는 냉각기능을 가진 케이블.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 도체(102)와 상기 반도체 냉각 모듈(101)사이 또는 상기 반도체 냉각 모듈(101)의 외측면에 설치되는 절연 보호층(107)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각기능을 가진 케이블.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 절연 보호층(107)의 재질은 폴리염화비닐, 폴리우레탄, 나일론, 폴리프로필렌, 실리콘 고무, 가교 폴리올레핀, 합성 고무, 폴리우레탄 엘라스토머, 폴리에틸렌 중 하나 또는 복수개의 조합인 것을 특징으로 하는 냉각기능을 가진 케이블.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 도체(102)의 횡단면은 원형, 타원형, 장방형, 다각형, E형, F형, H형, K형, L형, T형, U형, V형, W형, X형, Y형, Z형, 아치형, 혹은 파형 구조인 것을 특징으로 하는 냉각기능을 가진 케이블.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 도체(102)의 재질은 금속, 도전성 세라믹, 탄소 함유 도체, 고체 전해질, 혼합 도체, 도전성 고분자 재료 중 하나 또는 복수개의 조합인 것을 특징으로 하는 냉각기능을 가진 케이블.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 도체(102)의 재질은 동, 동합금, 알루미늄, 혹은 알루미늄합금인 것을 특징으로 하는 냉각기능을 가진 케이블.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 반도체 냉각 모듈(101)의 외측에 설치되는 방열 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각기능을 가진 케이블.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 따른 냉각기능을 가진 케이블(100), 충전 모듈(200) 및 베터리 모듈(300)을 포함하고,
    상기 냉각기능을 가진 케이블(100)의 양단은 상기 충전 모듈(200) 및 상기 베터리 모듈(300)에 각각 연결되어, 상기 충전 모듈(200)이 획득한 전기에너지를 상기 베터리 모듈(300)에 전도하도록 하는 것을 특징으로 하는 전류 전송 기기.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 제어 모듈(103)은 상기 제어 모듈(103)에 전기에너지를 공급하기 위한 충전 모듈(200)에 연결되는 것을 특징으로 하는 전류 전송 기기.
  24. 제22항 또는 제23항에 따른 전류 전송 기기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차.
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