JP2016208019A

JP2016208019A - 電気自動車のオンボードチャージャ用インダクタ組立体

Info

Publication number: JP2016208019A
Application number: JP2016077959A
Authority: JP
Inventors: シュン‐フン・リー; Seung-Hun Lee
Original assignee: LSIS Co Ltd
Current assignee: LS Electric Co Ltd
Priority date: 2015-04-15
Filing date: 2016-04-08
Publication date: 2016-12-08
Also published as: KR101615067B1; EP3082140A1; CN106057404A; US20160308385A1

Abstract

【課題】絶縁及び放熱性能を改善することができ、組立性が向上された構造を有する電気自動車のオンボードチャージャ用のインダクタ組立体を構成する。【解決手段】一対のインダクタ１１０ａ、１１０ｂと、これらが収納されるケース１３０と、一対のインダクタ１１０ａ、１１０ｂの間の絶縁する一対の絶縁ケース１４０ａ、１４０ｂと、ケース１３０の内部にモールディングされたモールディング部１５０と、ケース１３０の上部に結合されるカバーと、を含む。一対のインダクタ１１０ａ、１１０ｂから外部へ引き出されたコイル線１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄが、一対の絶縁ケース１４０ａ、１４０ｂの中の１つに引出し位置が固定され、一対の絶縁ケース１４０ａ、１４０ｂの中で、他の１つによって４つのコイル線の中で残る１つ以上のコイルの引出し位置が固定される。【選択図】図３

Description

本発明は、電気自動車のオンボードチャージャ（ＯＢＣ：ＯｎＢｏａｒｄＣｈａｒｇｅｒ、以下‘ＯＢＣ’と称する）用のインダクタ組立体に関する、より詳細にはインダクタ間の絶縁維持は、ＯＢＣ内のＰＣＢ基板との絶縁が維持される電気自動車のオンボードチャージャ用のインダクタ組立体に関する。

最近、環境にやさしい自動車の開発及び普及に対する関心が高まっている。
特に、電気自動車（ＥＶ：ＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ）に対する技術開発が活発に行われているが、大部分の電気自動車には車両搭載形の充電器（ＯｎＢｏａｒｄＣｈａｒｇｅｒ）が搭載されて使用されている。
電気自動車のＯＢＣにはインダクタ組立体（又はこれを‘インダクタアセンブリ’と称する）が設置される。

そして、インダクタ組立体には２つのインダクタ（Ｉｎｄｕｃｔｏｒ）が互いに絶縁を維持するように設置される。
公知の電気自動車のＯＢＣ用のインダクタ組立体を、図１に簡略に図示した。
図１に示されたインダクタ組立体１は、２つのインダクタ１０（１０ａ、１０ｂ）と、ケース３０、絶縁ケース４０（４０ａ、４０ｂ）、及びモールディング部５０を含む構成を有する。

特に、２つのインダクタ１０（１０ａ、１０ｂ）は、ケース３０に互いに分離配置され、各々は絶縁ケース４０（４０ａ、４０ｂ）に包まれるように収納されて配置されている。

そして、２つのインダクタ１０（１０ａ、１０ｂ）の各々が絶縁ケース４０（４０ａ、４０ｂ）に収納された後には放熱及び絶縁素材でモールディング（Ｍｏｌｄｉｎｇ）され、モールディングにより所定の空間を満たしたモールディング部５０が形成される。

これによって、ケース３０は、２つのインダクタ１０（１０ａ、１０ｂ）を分離させて収納する役割と共に、モールディング部５０が満たされる空間を提供する役割を有する。

そして、絶縁ケース４０（４０ａ、４０ｂ）は、ケース３０と２つのインダクタ１０（１０ａ、１０ｂ）との間での絶縁を維持すると同時に、２つのインダクタ１０（１０ａ、１０ｂ）の各々を絶縁している。
一方、モールディング部５０は、放熱機能を提供し、インダクタ組立体１の部品を固定させる役割を果たす。

このような構造を有する既存のインダクタ組立体が電気自動車のＯＢＣに装着された形態を、図２で確認できる。
図２に示すように、絶縁ケース４０（図１参照）に分離収納された２つのインダクタ１０（１０ａ、１０ｂ）は、上部が開放されたケース３０に内装されたまま、ＯＢＣ３００の内部に装着される。

この時、２つのインダクタ１０（１０ａ、１０ｂ）から引き出された４つのコイル線１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは、ＯＢＣ３００の内部に設置されたＰＣＢ基板３１０にはんだ付け等の方法を通じて電気的に連結される。

しかし、従来のインダクタ組立体１は、２つのインダクタ１０（１０ａ、１０ｂ）から引き出された４つのコイル線１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄがケース３０内で構造的に固定されていなかったため、絶縁の効果が満足できなかった。そして、組立性が低下する不具合があった。

そして、ケース３０の上部が開放されているので、いかにケース３０内部に２つのインダクタ１０：１０ａ、１０ｂを収納させて固定しても、ＯＢＣ３００に装着された後、ＰＣＢ基板３１０との絶縁の効果が充分に得られない場合があった。

そして、２つのインダクタ１０（１０ａ、１０ｂ）から引き出された４つのコイル線１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの各々の位置を案内する構造がなかったので、４つのコイル線１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの各々を、ＰＣＢ基板３１０のはんだ付けの位置に案内することが困難であった。

本発明の目的は、複数のインダクタの間の絶縁維持は、もちろん、ＯＢＣ内のＰＣＢ基板との絶縁が維持されることができる電気自動車のＯＢＣ用のインダクタ組立体を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、組立性が向上された電気自動車のＯＢＣ用のインダクタ組立体を提供することにある。

本発明は、一対のインダクタと、一対の前記インダクタが収納されるケースと、前記ケース内に結合され、一対の前記インダクタの間の絶縁を維持する一対の絶縁ケースと、前記ケースの内部にモールディングされ、前記ケースと一対の前記絶縁ケース及び一対の前記インダクタを一体に固定するモールディング部と、前記ケースの上部に結合されて、前記ケースに収納された一対の前記インダクタを外部から絶縁するカバーと、を含み、一対の前記インダクタから４つのコイル線が外部へ引き出され、一対の前記絶縁ケースのうちの１つによって４つの前記コイル線の中で３つ以下の前記コイル線の引出し位置が固定され、一対の前記絶縁ケースのうちの他の１つによって４つの前記コイル線の中で残る１つ以上の前記コイル線の引出し位置が固定される点にある。

この時、前記ケースは、放熱機能を有する金属素材から成り、一対の前記絶縁ケースと一対の前記インダクタとが前記ケースの開放された上部を通じて順に組合されて提供されても良い。

また、前記カバーは、４つの突出ホルダを具備し、４つの前記突出ホルダは、４つの前記コイル線の各々が前記カバーを通過して連結される時、４つの前記コイル線の各々のはんだ付け位置をガイドしても良い。

また、前記ケースと前記カバーとの間には、互いの組立位置をガイドして、相互締結させる多数の締結片が具備されても良い。

また、前記ケースの内部で、一対の前記インダクタの間で前記コイル線の連結経路をガイドする多数の案内片を含み、多数の前記案内片は、前記ケース及び一対の前記インダクタから前記コイル線の絶縁を維持しても良い。

また、前記ケースは、アルミニウム材質からなされ、前記絶縁ケースと前記カバーとは、ＰＢＴ（ＰｏｌｙｂｕｔｙｌｅｎｅＴｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）材質からなされ、前記モールディング部は、エポキシ（Ｅｐｏｘｙ）材質からなされることができるが、必ずこれに限定されることではない。

本発明によると、２つのインダクタの間の絶縁を維持させることができる。
また、本発明によると、インダクタ組立体をＯＢＣ内に装着する時、２つのインダクタから引き出された４つのコイル線を除き、全体的にＯＢＣ内部のＰＣＢ基板との絶縁を維持させることができる。

例えば、２つのインダクタから引き出された４つのコイル線をケース内部で構造的に固定させることができ、２つのインダクタの間の絶縁は、もちろん、常にコイルとケース（又は絶縁ケース）との間の絶縁を維持させることができる。そして、このような構造にしたがって、組立性が向上されることができる。

また、本発明によると、２つのインダクタが収納されるケースの上部を、カバーを利用してシールドさせることができ、インダクタ組立体をＯＢＣに装着した以後、ＯＢＣ内部のＰＣＢ基板との絶縁の効果を満足させることができる。

また、本発明によると、２つのインダクタから引き出された４つのコイル線の位置を、カバーを利用してＰＣＢ基板ではんだ付けがなされる位置にガイドできる使用者の便宜性を向上させることができる。

既存の電気自動車のＯＢＣ用のインダクタ組立体を簡略に示した図面である。既存のインダクタ組立体を電気自動車のＯＢＣに装着した形態を示す図面である。本発明の実施形態による電気自動車のＯＢＣ用のインダクタ組立体を簡略に示した図面である。図３のＡ領域を拡大示した図面である。図３のＢ領域を拡大示した図面である。本発明の実施形態による電気自動車のＯＢＣ用のインダクタ組立体にカバーが結合された形態を示した図面である。本発明の実施形態による電気自動車のＯＢＣ用のインダクタ組立体をＯＢＣに装着した４つのコイルを連結した状態を示す図面である。

本発明の長所及び特徴、そして、それらを達成する方法は、添付される図面と共に詳細に後述されている実施形態を参照すれば、明確になる。しかし、本発明は、以下に開示される実施形態に限定されることではなく、互に異なる多様な形態に具現でき、単なる本実施形態は、本発明の開示が完全になるようにし、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されることであり、本発明は、請求項の範疇によって定義される。明細書の全体に亘って同一参照符号は、同一の構成要素を称する。

以下、添付された図面を参照して本発明の実施形態による電気自動車のＯＢＣ用のインダクタ組立体に関して詳細に説明する。
図３は、本発明の実施形態による電気自動車のＯＢＣ用のインダクタ組立体を簡略に示した図面である。

図３を参照すれば、これに図示された電気自動車のＯＢＣ用のインダクタ組立体（以下、簡略に‘インダクタ組立体’と称する）１００は、一対のインダクタ１１０（１１０ａ、１１０ｂ）、ケース１３０、一対の絶縁ケース１４０：１４０ａ、１４０ｂ、モールディング部１５０、及びカバー２００（図６参照）を含む。

インダクタ組立体１００には、一対のインダクタ１１０が具備される。
ここで、インダクタ１１０は、環形部材にコイル線が巻取された形態で提供され、電気回路を構成する重要部品の中１つとして、電流の変化量に比例して電圧を誘導する。

ケース１３０は、一対のインダクタ１１０を収納できる形状を有する。
例えば、ケース１３０は、図３に示したように‘∞’のような形状を有する。
ケース１３０は、放熱性能が優れた素材で製作され、具体的な例として、アルミニウム（Ａｌ）等の材料が用いられる。

これ以外にも、ケース１３０は、軽量でありながら、構造的な剛性が優れており、放熱性能が優れた複合素材等が利用可能であるが、多様な材質を用いてもよい。
ケース１３０の内部には、一対の絶縁ケース１４０（１４０ａ、１４０ｂ）が組立を通じて結合される。

一対の絶縁ケース１４０（１４０ａ、１４０ｂ）は、ケース１３０内で、一対のインダクタ１１０（１１０ａ、１１０ｂ）が配置される位置上に１つずつ具備される。これは、一対のインダクタ１１０（１１０ａ、１１ｂ）の間の絶縁を確保するためである。

例えば、図３で一側（即ち、左側）のインダクタ１１０ａを囲む形態に１つの絶縁ケース１４０ａがケース１３０に結合される。また、他の側（即ち、右側）のインダクタ１１０ｂを囲む形態に他の１つの絶縁ケース１４０ｂがケース１３０に結合される。この時、一対の絶縁ケース１４０（１４０ａ、１４０ｂ）は、ケース１３０の内部で所定の位置に容易に組立されるため、図示されない多様なガイド構造物をさらに具備する。

一対の絶縁ケース１４０（１４０ａ、１４０ｂ）は、特定な素材を用いる必要はない。例えば、ＰＢＴ（ＰｏｌｙｂｕｔｙｌｅｎｅＴｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）等の素材で製作されて利用されてもよい。

一方、ケースの内部には、エポキシ（Ｅｐｏｘｙ）等の素材でモールディングが形成されるモールディング部１５０が具備される。
モールディング部１５０は、ケース１３０の内部でモールディングが形成されて、ケース１３０と一対の絶縁ケース１４０（１４０ａ、１４０ｂ）、そして一対のインダクタ１１０（１１０ａ、１１０ｂ）を一体に固定させる役割を果たす。

そして、モールディング部１５０は、一対のインダクタ１１０（１１０ａ、１１０ｂ）の間の絶縁効果を強化させ、一対のインダクタ１１０（１１０ａ、１１０ｂ）から発生される熱を放熱させる機能も有する。

このために、モールディング部１５０は、エポキシ（Ｅｐｏｘｙ）以外にも、モールディングの作業が可能であり、成形性がよく、絶縁性及び放熱性が優れた多様な素材が使用可能であり、エポキシに限定されない。

一方、上述したように、一対のインダクタ１１０（１１０ａ、１１０ｂ）と、一対の絶縁ケース１４０（１４０ａ、１４０ｂ）と、モールディング部１５０が内側に形成されたケース１３０の上部には、カバー２００（図６参照）が具備される。

カバー２００（図６参照）は、ケース１３０の上部に結合される。ケース１３０に内装された一対のインダクタ１１０（１１０ａ、１１０ｂ）を外部（例えば、ＯＢＣのＰＣＢ基板３１０（図７参照）等）から絶縁させる効果を向上させることができる。

このようなカバー２００（図６参照）は、特定素材で制限される必要はなく、例えば、絶縁ケースと同一の素材、即ちＰＢＴ（ＰｏｌｙｂｕｔｙｌｅｎｅＴｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）を素材で製作されてもよい。
このように構成されるインダクタ組立体１００で、ケース１３０の開放された上部を通じて一対の絶縁ケース１４０（１４０ａ、１４０ｂ）と、一対のインダクタ１１０（１１０ａ、１１０ｂ）がケース１３０の内側へ順に組立てられる。

一方、一対のインダクタ１１０（１１０ａ、１１０ｂ）からは、４つのコイル線１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄが外部へ引出せるように延長して形成される。

より具体的に説明すれば、４つのコイル線１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄは、ケース１３０内部の一対のインダクタ１１０（１１０ａ、１１０ｂ）から延長されてカバー２００（図６参照）を貫通してインダクタ組立体１００の外部へ引き出されている。

そして、外部へ引き出された４つのコイル線１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄは、インダクタ組立体１００がＯＢＣ３００（図７参照）に装着される時、ＯＢＣ３００（図７参照）のＰＣＢ基板３１０（図７参照）にはんだ付けられて連結される。

ここで、一対のインダクタ１１０（１１０ａ、１１０ｂ）から引き出された４つのコイル線１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄは、一対のインダクタ１１０（１１０ａ、１１０ｂ）は、もちろん、ケース１３０との絶縁が維持されなければならない。

しかし、公知の構成の場合、インダクタから引き出された４つのコイル線がケース内で絶縁を維持するように構造的に固定されてないため、コイルの絶縁性を満足させることが困難であった。そして、組立作業に手間が掛かる短所がある。

したがって、本発明の実施形態では、一対の絶縁ケース１４０（１４０ａ、１４０ｂ）を利用して４つのコイル線１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄが外部へ引き出される位置を固定させることができる。

例えば、図３で一側（即ち、左側）の絶縁ケース１４０ａを利用して３つのコイル線１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄが外部へ引き出された位置、即ち引出し位置を固定させる。

これと同様に、図３で他の側（即ち、右側）の絶縁ケース１４０ｂを利用して残る１つのコイル線１１１ａの引出し位置を固定させる。
したがって、４つのコイル線１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄが一対のインダクタ１１０（１１０ａ、１１０ｂ）から外部へ引き出された位置が拘束されて既存の技術に比べて絶縁性能が向上される効果を得ることができる。

図６は、本発明の実施形態による電気自動車のＯＢＣ用のインダクタ組立体にカバーが結合された形態を示した図面であり、図７は、本発明の実施形態による電気自動車のＯＢＣ用のインダクタ組立体をＯＢＣに装着した後、４つのコイル線を連結した状態を示す図面である。

図６を参照すれば、カバー２００には、４つの突出ホルダ２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ、２１０ｄが具備される。
ここで、４つの突出ホルダ２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ、２１０ｄは、４つのコイル線１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄがカバー２００を貫通して定まれた位置に引き出せるようにしている。したがって、４つのコイル線１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄは、ＯＢＣ３００（図７参照）上のＰＣＢ基板３１０（図７参照）上のはんだ付け位置に安定的に連結される。

そして、図７を参照すれば、ケース１３０内に収納された一対のインダクタ１１０（１１０ａ、１１０ｂ）は、カバー２００によって外部からシールドされ、ＯＢＣ３００のＰＣＢ基板３１０から絶縁の効果を得ることができる。

再び、図３を参照すれば、ケース１３０とカバー２００（図６参照）との間には、互いの組立位置をガイドして相互締結させる多数の締結片１６１、１６３、１６５がさらに具備される。

この時、多数の締結片１６１、１６３、１６５は、一対の絶縁ケース１４０：１４０ａ、１４０ｂを通じて連結されるごとができ、これと別個に分離形成されても構わないし、その個数及び位置、形状、構造は、特定形態に限定されない。

そして、ケース１３０の内部で、一対のインダクタ１１０（１１０ａ、１１０ｂ）の間で定まれた経路に沿ってコイルＣが連結されるようにコイルＣの連結経路をガイドする多数の案内片１７１、１７３、１７５がさらに具備される。
多数の案内片１７１、１７３、１７５によって一対のインダクタ１１０（１１０ａ、１１０ｂ）の間を連結するコイルＣの絶縁状態が維持される。

そして、多数の案内片１７１、１７３、１７５の個数及び位置、形状、構造は、特定形態に限定されなく、多様な形態に変更されて実施されることができる。
具体的な例として、図３のＡ、Ｂ領域に形成された案内片の機能及び作用の効果に関して説明する。

図４は、図３のＡ領域を拡大した図面である。図４を参照すれば、ケース１３０の内部で一側のインダクタ１１０ａが配置され、インダクタ１１０ａを囲み、絶縁ケース１４０ａが結合された。
この時、一対のインダクタ１１０（１１０ａ、１１０ｂ）（図３参照）の間に連結されるコイルＣは、インダクタ１１０ａから絶縁されることは、もちろん、ケース１３０から絶縁されるべきである。

このために、コイルＣの連結経路に沿って、案内片１７５が設置される。案内片１７５によってコイルＣとケース１３０との間隔Ｗ１が維持され、コイルＣの絶縁状態を維持させる。
図５は、図３のＢ領域を拡大した図面である。図５を参照すれば、先に説明した図４と同様にケース１３０の内部で他の側のインダクタ１１０ｂが配置され、インダクタ１１０ｂを囲み、絶縁ケース１４０ｂが結合される。

そして、コイルＣの連結経路に沿って、その他の案内片１７１が設置されて、案内片１７１によってコイルＣとケース１３０との間隔Ｗ２が相変わらず維持される。したがって、コイルＣの絶縁状態を維持させることができる。

ここで、図４に図示されたコイルＣとケース１３０との間隔Ｗ１と図５に図示されたコイルＣとケース１３０との間隔Ｗ２は、互いに同じ大きさに形成されるが、互に異なる大きさに形成されてもよい。

上述したように、本発明の構成及び作用によれば、２つのインダクタの間の絶縁を維持させることができる。
また、インダクタ組立体をＯＢＣ内に装着した時、２つのインダクタから引き出された４つのコイル線を除き、全体的にＯＢＣの内部のＰＣＢ基板との絶縁を維持させることができる。

例えば、２つのインダクタから引き出された４つのコイル線をケースの内部で構造的に固定させることができる。これによって、２つのインダクタの間の絶縁は、もちろん、常にコイルとケース（又は絶縁ケース）との間の絶縁を維持させることができる。そして、このような構造にしたがって組立性が向上する。

また、２つのインダクタが収納されるケースの上部を、カバーを利用してシールドさせるので、インダクタ組立体をＯＢＣに装着した以後ＯＢＣ内部のＰＣＢ基板との絶縁の効果を満足させることができる。

また、２つのインダクタから引き出された４つのコイル位置を、カバーを利用してＰＣＢ基板ではんだ付けがなされる位置にガイドできるので、使用者の便宜性を向上させることができる。

今まで、本発明である電気自動車のＯＢＣ用のインダクタ組立体に関して探っていたが、本発明の範囲で逸脱しない限度内では、様々な実施変形ができることは明確である。

そして、前述した実施形態は、すべての面で例示的なものであり、限定的なものではないことと理解されるべきで、本発明の範囲は、詳細な説明よりは、後述される特許請求範囲によって示され、その特許請求範囲の意味及び範囲及びその等価の概念から導出されるすべての変更及び変形された形態が本発明の範囲に含まれることと解釈されるべきである。

本発明は、電気自動車のオンボードチャージャ用インダクタ組立体に利用することができる。

１１０、１１０ａ、１１０ｂインダクタ
１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄコイル線
１３０ケース
１４０、１４０ａ、１４０ｂ絶縁ケース
１５０モールディング部
１６１、１６３、１６５締結片
１７１、１７３、１７５案内片
２００カバー
２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ、２１０ｄ突出ホルダ
３００ＯＢＣ
３１０ＰＣＢ基板

Claims

一対のインダクタと、
一対の前記インダクタが収納されるケースと、
前記ケース内に結合され、一対の前記インダクタの間の絶縁を維持する一対の絶縁ケースと、
前記ケースの内部にモールディングされ、前記ケースと一対の前記絶縁ケース及び一対の前記インダクタを一体に固定するモールディング部と、
前記ケースの上部に結合されて、前記ケースに収納された一対の前記インダクタを外部から絶縁するカバーと、を含み、
一対の前記インダクタから４つのコイル線が外部へ引き出され、一対の前記絶縁ケースの中のうちの１つによって４つの前記コイル線の中で３つ以下の前記コイル線の引出し位置が固定され、一対の前記絶縁ケースのうちの他の１つによって４つの前記コイル線の中で残る１つ以上の前記コイル線の引出し位置が固定される電気自動車のオンボードチャージャ用インダクタ組立体。
前記ケースは、
放熱機能を有する金属素材から成り、
一対の前記絶縁ケースと一対の前記インダクタとが前記ケースの開放された上部を通じて順に組合される請求項１に記載の電気自動車のオンボードチャージャ用インダクタ組立体。
前記カバーは、４つの突出ホルダを具備し、
４つの前記突出ホルダは、４つの前記コイル線の各々が前記カバーを通過して連結される時、４つの前記コイル線の各々のはんだ付け位置をガイドする請求項１又は請求項２に記載の電気自動車のオンボードチャージャ用インダクタ組立体。
前記ケースと前記カバーとの間には、互いの組立位置をガイドして、相互締結させる多数の締結片が具備される請求項１に記載の電気自動車のオンボードチャージャ用インダクタ組立体。
前記ケースの内部で、一対の前記インダクタの間で前記コイル線の連結経路をガイドする多数の案内片を含み、
多数の前記案内片は、前記ケース及び一対の前記インダクタから前記コイル線の絶縁を維持する請求項１に記載の電気自動車のオンボードチャージャ用インダクタ組立体。