연료 전지 차량은 연료 전지와, 연료 전지와 전기적으로 연결된 일단부를 갖고 전도성을 갖는 버스바와, 버스바의 타단부와 전기적으로 연결되는 터미널 블록과, 냉각수를 수용하는 챔버 및 챔버로부터 터미널 블록의 커버로 냉각수가 흐르는 경로를 형성하는 배관을 포함하는 정션 박스 및 버스바의 적어도 일부를 감싸도록 배치되어 연료 전지로부터 버스바를 전기적 절연시키고, 커버로부터 공급된 냉각수가 흐르는 유로를 갖는 절연 보호부를 포함한다.
기술분야
연료 전지 차량에 관한 것이다.
배경기술
연료 전지 차량에 포함되는 연료 전지는 수 백개의 적층된 단위 셀이 전기를 생산해내는 발전장치이다. 발전된 전기는 셀 스택의 양단부에 각각 있는 집전판에서 집전되어 셀 스택 상단의 정션박스로 전달된다. 이를 위해 연료 전지 차량은 집전판에서 집전된 전기를 정션박스로 전달하는 버스바와 터미널 블록을 포함한다.
버스바는 집전판과 터미널 블록을 연결시키는 전기적 경로의 역할을 하는 도체이고, 터미널 블록은 버스바를 통해 집전판으로부터 받은 전기를 정션박스로 전달해주기 위한 부품이다.
연료 전지에서 생성된 고전압이 버스바를 통해 높은 전류 밀도로 전달되는 과정에서 버스바가 발열한다. 이때 버스바에서 발생하는 열량에 대응하기 위해, 버스바의 단면적을 증가시킬 경우, 냉각수와 버스바의 단부 간의거리가 클 때 도선인 버스바의 저항에 따른 열의 온도 분포가 다르므로 버스바에서 발생하는 온도의 최고 지점을 기준으로 버스바의 단면적을 설계해야 하는 번거로움과 한계가 있다.
또한, 버스바의 단면적이 증가할 경우 버스바의 크기와 제조 원가와 중량이 증가하고, 패키지 측면에서 불리할수도 있다. 이로 인해, 연료 전지를 장착한 연료 전지 차량의 고출력과 사이즈 축소에 제약이 따르게 된다.
해결하려는 과제
단면적이 작은 버스바를 포함하는 연료 전지 차량을 제공한다.
발명의 효과
연료 전지 차량은 크기와 중량이 작고 제조 비용이 절감된 버스바를 포함할 수 있으며, 패키지 공간에 여유가 있어 패키지 측면에서 유리할 수 있어, 고출력에 부응하면서도 캠팩트한 사이즈를 갖는 연료 전지 차량을 제조할 수 있도록 하고, 버스바에서 터미널 블록과 접촉하는 제1 부분이 냉각수에 의해 냉각되므로 이 제1 부분에서 화재의 발생이 방지되어, 연료 전지 차량의 전기적 안정성을 개선시킬 수도 있다.
또한, 본 실시 예에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며 언급하지 않은 또 다른효과는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
시스템 및 서비스 구성정보 상세 명세서
연료 전지와 전기적으로 연결된 일단부를 갖고 전도성을 갖는 버스바 상기 버스바의 타단부와 전기적으로 연결되는 터미널 블록 냉각수를 수용하는 챔버 및 상기 챔버로부터 상기 터미널 블록의 커버로 상기 냉각수가 흐르는 경로를 형성하는 배관을 포함하는 정션 박스 및 상기 버스바의 적어도 일부를 감싸도록 배치되어 상기 연료 전지로부터 상기 버스바를 전기적 절연시키고, 상기 커버로부터 공급된 상기 냉각수가 흐르는 유로를 갖는 절연 보호부를 포함하는 연료 전지 차량.
상기 버스바의 상기 일단부와 상기 타단부를 노출시키고, 상기 버스바의 상부, 하부 또는 측부 중 적어도 일부를 감싸는 연료 전지 차량. 상기 터미널 블록의 상기 커버는 상기 배관과 연결되어 상기 냉각수가 유입되는 냉각수 연결부 상기 냉각수 연결부와 연결되며 상기 커버를 관통하는 관통홀 및 상기 관통홀과 상기 절연 보호부의 상기 유로를 연결하는 어댑터를 포함하는 연료 전지 차량.
상기 냉각수 연결부는 상기 배관을 향해 돌출되어 상기 배관과 결합하는 니플 형상을 갖는 연료 전지 차량. 상기 냉각수 연결부는 상기 배관과 결합하는 개구 형상을 갖는 연료 전지 차량. 상기 절연 보호부는 상기 어댑터의 단부와 결합하여 상기 냉각수를 유입하는 입구로서, 상기 유로의 시점에 위치한 일단부를 포함하는 연료 전지 차량.
상기 절연 보호부는 상기 일단부의 반대측에 위치하는 타단부를 포함하고, 상기 유로의 종단은 상기 절연 보호부의 타단부로부터 소정 거리만큼 이격되고, 상기 유로는 상기 종단에서 폐색된 연료 전지 차량. 상기 절연 보호부의 상기 일단부와 상기 어댑터의 상기 단부 중 하나는 돌기를 갖고 다른 하나는 상기 돌기가 끼워지는 오목부를 갖는 연료 전지 차량.
상기 돌기와 상기 오목부의 결합 부위를 씰링하는 씰링 개스킷을 더 포함하는 연료 전지 차량. 상기 절연 보호부의 상기 일단부와 상기 어댑터의 상기 단부는 일체인 연료 전지 차량. 상기 절연 보호부는 상기 버스바의 상기 일단부와 상기 타단부를 노출시키면서 상기 하부와 상기 측부 각각의 일부를 감싸도록 배치된 제1 플레이트 및 상기 제1 플레이트와 결합하여 상기 버스바의 상기 상부의 적어도 일부를 덮으며, 상기 유로가 형성된 내부를 갖는 제2 플레이트를 포함하는 연료 전지 차량.
상기 버스바는 상기 커버와 수직으로 중첩하는 제1 부분; 및 상기 제1 부분으로부터 상기 연료 전지의 단부를 향해 연장된 제2 부분을 포함하는 연료 전지 차량. 제2 플레이트의 상기 유로는 상기 제1 부분의 상부를 덮는 연료 전지 차량.
상기 제2 플레이트의 상기 유로는 상기 제2 부분 중 적어도 일부의 상부를 덮는 연료 전지 차량. 상기 버스바는 상기 연료 전지의 양단부 중 일단부와 상기 터미널 블록 사이에 배치된 제1 버스바 및 상기 연료 전지의 상기 양단부 중 타단부와 상기 터미널 블록 사이에 배치된 제2 버스바를 포함하고, 상기 절연 보호부는 상기 제1 버스바의 적어도 일부를 감싸며 상기 냉각수가 흐르는 제1 유로를 갖는 제1 절연 보호부 및 상기 제2 버스바의 적어도 일부를 감싸며 상기 냉각수가 흐르는 제2 유로를 갖는 제2 절연 보호부를 포함하는 연료 전지 차량.
상기 제1 버스바와 상기 제2 버스바는 상기 터미널 블록을 기준으로 서로 대칭인 단면 형상을 갖고, 상기 제1 절연 보호부와 상기 제2 절연 보호부는 상기 터미널 블록을 기준으로 서로 대칭인 단면 형상을 갖는 연료 전지 차량.
제1 항에 있어서, 상기 연료 전지는 복수의 단위 셀이 제1 방향으로 적층된 셀 스택 상기 셀 스택의 양단부에 각각 배치된 엔드 플레이트 및 상기 셀 스택의 양단부 각각과 상기 엔드 플레이트 사이에 배치되어, 상기 셀 스택에서 생성된 전력을 수집하고, 상기 버스바의 상기 일단부와 전기적으로 연결된 집전판을 포함하고, 상기 유로는 상기 제1 방향으로 연장되는 연료 전지 차량.
연료 전지 차량 | 현대자동차 특허에 대하여 정리하였습니다.
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