特開 2022-43973 電気自動車の充電モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022043973

(43)【公開日】2022-03-16

(54)【発明の名称】電気自動車の充電モジュール

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20220309BHJP

   B60L 53/50 20190101ALI20220309BHJP

   B60L 53/53 20190101ALI20220309BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 P

B60L53/50

B60L53/53

【審査請求】有

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021026180

(22)【出願日】2021-02-22

(31)【優先権主張番号】202010919421.X

(32)【優先日】2020-09-04

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(71)【出願人】

【識別番号】510002442

【氏名又は名称】台達電子工業股▲ふん▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】Ｄｅｌｔａ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｉｎｃ．

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．３，Ｔｕｎｇｙｕａｎ Ｒｏａｄ，Ｃｈｕｎｇｌｉ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｚｏｎｅ，Ｃｈｕｎｇｌｉ Ｃｉｔｙ，Ｔａｏｙｕａｎ Ｃｏｕｎｔｙ Ｔａｉｗａｎ

(74)【代理人】

【識別番号】110000383

【氏名又は名称】特許業務法人エビス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】徐 瑞源

(72)【発明者】

【氏名】謝 明憲

(72)【発明者】

【氏名】黄 凱鴻

【テーマコード（参考）】

5G503

5H125

【Ｆターム（参考）】

5G503AA08

5G503BA01

5G503BB01

5G503FA03

5G503FA06

5G503GB01

5G503GB03

5G503GB06

5H125AA01

5H125AC12

5H125BE02

5H125CD06

5H125CD07

5H125DD02

5H125FF14

(57)【要約】

【課題】熱エネルギーの回収による自己充電が可能な電気自動車の充電モジュールを提供する。
【解決手段】キャビネット内に設置されている電力変換モジュールを含み、電力を出力する電力変換ユニットと、電力変換ユニットを放熱させる放熱ユニットと、電力変換ユニットと放熱ユニットが動作する時の両者の間の温度差に基づいて電気エネルギーを発生する熱電モジュールと、を含む電気自動車の充電モジュールである。上述の電気エネルギーは電力変換ユニット及び／又は放熱ユニットに供給される。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気自動車の充電モジュールであって、
キャビネット内に設置されている電力変換モジュールを含み、電力を出力する電力変換ユニットと、
電力変換ユニットを放熱させる放熱ユニットと、
前記電力変換ユニット及び前記放熱ユニットが動作する時の両者の間の温度差を利用して、電気エネルギーを発生する熱電モジュールと、
を含み、
前記電気エネルギーは、前記電力変換ユニット及び／又は前記放熱ユニットに供給されることを特徴とする電気自動車の充電モジュール。

【請求項2】

液冷式放熱する時、前記放熱ユニットは液冷ポンプであることを特徴とする請求項１に記載の電気自動車の充電モジュール。

【請求項3】

前記放熱ユニットと前記熱電モジュールは、前記キャビネット内に設置されていることを特徴とする請求項２に記載の電気自動車の充電モジュール。

【請求項4】

前記放熱ユニットと前記熱電モジュールは、前記キャビネット内に設置されていないことを特徴とする請求項２に記載の電気自動車の充電モジュール。

【請求項5】

さらに、前記電力変換ユニットと前記液冷ポンプとの間に接続された第１配管と第２配管とを含み、
前記電力変換ユニットにより発生される熱エネルギーは前記第１配管を介して前記液冷ポンプに輸送され、前記液冷ポンプは前記第２配管を介して冷水を前記電力変換ユニットに輸送し、
前記熱電モジュールは前記第１配管の第１温度と前記第２配管の第２温度を伝導され、前記第１温度と前記第２温度との前記温度差に基づいて前記電気エネルギーを発生することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の電気自動車の充電モジュール。

【請求項6】

空冷式放熱する時、前記放熱ユニットは空冷ファンであることを特徴とする請求項１に記載の電気自動車の充電モジュール。

【請求項7】

前記放熱ユニットは、前記キャビネット内に設置されていることを特徴とする請求項６に記載の電気自動車の充電モジュール。

【請求項8】

前記熱電モジュールは前記電力変換ユニット上に設置され、前記電力変換ユニットの第１温度と前記キャビネット内の第２温度を伝導され、前記第１温度と前記第２温度との間の前記温度差に基づいて前記電気エネルギーを発生することを特徴とする請求項７に記載の電気自動車の充電モジュール。

【請求項9】

前記熱電モジュールは前記キャビネットの吸気口に設置され、前記キャビネット内の第１温度と前記キャビネット外の第２温度を伝導され、前記第１温度と前記第２温度との間の前記温度差に基づいて前記電気エネルギーを発生することを特徴とする請求項７に記載の電気自動車の充電モジュール。

【請求項10】

前記熱電モジュールは前記キャビネットの排気口に設置され、前記キャビネット内の第１温度と前記キャビネット外の第２温度を伝導され、前記第１温度と前記第２温度との間の前記温度差に基づいて前記電気エネルギーを発生することを特徴とする請求項７に記載の電気自動車の充電モジュール。

【請求項11】

前記キャビネットに取り付けられているか、または、取り付けられていない配電ユニットをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の電気自動車の充電モジュール。

【請求項12】

前記熱電モジュールに結合され、第１電力を入力され、前記第１電力を第２電力に変換する第１電力変換器と、
前記第１電力変換器に結合され、前記第２電力を入力されエネルギーを蓄積する蓄電ユニットと、
前記第１電力変換器と前記蓄電ユニットに結合され、前記第２電力を入力され、前記第２電力を前記電気エネルギーに変換して前記電力変換ユニット及び／又は前記放熱ユニットに供給する、第２電力変換器と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の電気自動車の充電モジュール。

【請求項13】

前記第１電力変換器は交流／直流変換器又は直流／直流変換器であり、
前記第２電力変換器は直流／直流変換器又は直流／交流変換器である、ことを特徴とする請求項１２に記載の電気自動車の充電モジュール。

【請求項14】

前記熱電モジュールは熱電発生装置であり、前記電力変換モジュールは交流／直流変換器であることを特徴とする請求項１に記載の電気自動車の充電モジュール。

【請求項15】

前記電気自動車の充電モジュールは充電装置内に設置され、前記電力変換ユニットの出力電力は前記充電装置に電力を供給するのに用いられることを特徴とする請求項１に記載の電気自動車の充電モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は電気自動車の充電モジュールに関し、特に、熱エネルギーの回収による自己充電が可能な電気自動車の充電モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

電気自動車の充電モジュールは、一般的に、電気自動車の充電システムにおける重要な電力変換部材であり、電気自動車の充電システムはこの電気自動車の充電モジュールを介して電力を変換し、充電装置により電力を電気自動車に供給する。図１及び図２のそれぞれは、従来の電気自動車の充電モジュールが気体方式で放熱することを示す図と、従来の電気自動車の充電モジュールが液体方式で放熱することを示す図である。キャビネット式電力変換装置を有する電気自動車の充電モジュールを例とする場合、従来の電気自動車の充電モジュールの設計は、一般的に、気体（例えば、風）又は液体（例えば、水）を介して熱を連れ出す手段によりシステムにおける電力変換装置の放熱効果を達成する。図１の空冷式を例とする場合、冷風をキャビネット９０内に送り込んでキャビネット９０内の電力変換装置９５により発生された熱を連れ出すことにより、電力変換装置９５に対する冷却を実現する。また、図２の液冷式を例とする場合、液冷式冷却機８０に冷水配管８２と熱水配管８４を組み合わせて使用することにより、電力変換装置９５により発生された熱を、熱水配管８４を経由して液冷式冷却機８０に連れ出し、液冷式冷却機８０により供給される冷水が冷水配管８２を経由して電力変換装置９５を冷却するようにする。しかしながら、上記放熱手段によっては、余分の熱エネルギーを空気中に放出し、又は液体と空気を経由して熱交換するしかなく、即ち、空気に放出された熱エネルギーはその他の用途に利用されることなく、エネルギーの無駄、環境破壊、経済的実益が好ましくない等の問題を引き起こす。

【0003】

このため、熱エネルギーの回収により環境保護と省エネを兼ね経済的実益を向上させる目的を実現するための、電気自動車の充電モジュールを如何に設計するかが、本願の発明者が検討すべき重要な課題である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の目的は、電気自動車の充電モジュールを提供し、充電過程に発生した余分の熱エネルギーが空気中に放出され、その他の用途に提供できないため、エネルギーの無駄、環境破壊、経済的実益が好ましくない問題を引き起こすことを解決することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

前記目的を達成するため、本発明により提供される電気自動車の充電モジュールは、キャビネット内に設置された電力変換モジュールを含み、電力を出力する電力変換ユニットと、電力変換ユニットを放熱させる放熱ユニットと、電力変換ユニットと放熱ユニットが動作する時に両者の間に発生する温度差を利用して電気エネルギーを発生する熱電モジュールと、を含む。上述の電気エネルギーは電力変換ユニット及び／又は放熱ユニットに供給される。

【0006】

一実施形態において、液冷放熱する時、放熱ユニットは液冷ポンプである。

【0007】

一実施形態において、放熱ユニットと熱電モジュールは、キャビネット内に設置されている。

【0008】

一実施形態において、放熱ユニットと熱電モジュールは、キャビネット内に設置されていない。

【0009】

一実施形態において、電気自動車の充電モジュールは、さらに、電力変換ユニットと液冷ポンプとの間に接続されている第１配管と第２配管を含む。電力変換ユニットにより発生された熱エネルギーは第１配管を介して液冷ポンプに輸送される。液冷ポンプは第２配管を介して冷水を電力変換ユニットに輸送する。熱電モジュールは第１配管の第１温度と第２配管の第２温度を伝導され、第１温度と第２温度との温度差に基づいて電気エネルギーを発生する。

【0010】

一実施形態において、空冷放熱する時、放熱ユニットは空冷ファンである。

【0011】

一実施形態において、放熱ユニットは、キャビネット内に設置される。

【0012】

一実施形態において、熱電モジュールは電力変換ユニット上に設置され、電力変換ユニットの第１温度とキャビネット内の第２温度を伝導され、第１温度と第２温度との温度差に基づいて電気エネルギーを発生する。

【0013】

一実施形態において、熱電モジュールはキャビネットの吸気口に設置され、キャビネット内の第１温度とキャビネット外の第２温度を伝導され、第１温度と第２温度との温度差に基づいて電気エネルギーを発生する。

【0014】

一実施形態において、熱電モジュールはキャビネットの排気口に設置され、キャビネット内の第１温度とキャビネット外の第２温度を伝導され、第１温度と第２温度との温度差に基づいて電気エネルギーを発生する。

【0015】

一実施形態において、電気自動車の充電モジュールは、キャビネットに取り付けられているか、または、取り付けられていない配電ユニットをさらに含む。

【0016】

一実施形態において、電気自動車の充電モジュールは、さらに、熱電モジュールに結合され、第１電力を入力され、第１電力を第２電力に変換する第１電力変換器と、第１電力変換器に結合され、第２電力を入力されてエネルギーを蓄積する蓄電ユニットと、第１電力変換器と蓄電ユニットに結合され、第２電力を入力され、第２電力を電気エネルギーに変換して電力変換ユニット及び／又は放熱ユニットに供給する第２電力変換器と、を含む。

【0017】

一実施形態において、第１電力変換器は交流／直流変換器又は直流／直流変換器であり、第２電力変換器は直流／直流変換器又は直流／交流変換器である。

【0018】

一実施形態において、熱電モジュールは熱電発生装置であり、電力変換モジュールは交流／直流変換器である。

【0019】

一実施形態において、電気自動車の充電モジュールは充電装置内に設置され、出力電力は充電装置に電力を供給するのに用いられる。

【0020】

一実施形態において、電力変換モジュールは交流／直流変換器である。

【0021】

一実施形態において、電気自動車の充電モジュールは充電装置内に設置され、電力変換ユニットの出力電力は充電装置に電力を供給するのに用いられる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】従来の電気自動車の充電モジュールの気体方式により放熱することを示す図である。

【図2】従来の電気自動車の充電モジュールの液体方式により放熱することを示す図である。

【図3】本発明の電気自動車の充電モジュールのブロック図である。

【図4A】本発明の熱電モジュールにより発生する電圧が供給電圧に変換されることを示すブロック図である。

【図4B】図４Ａの電路を示す図である。

【図5】本発明の電気自動車の充電モジュールが液冷式で放熱することを示す図である。

【図6A】本発明の電気自動車の充電モジュールが空冷式で放熱する第１実施形態を示す図である。

【図6B】本発明の電気自動車の充電モジュールが空冷式で放熱する第２実施形態を示す図である。

【図6C】本発明の電気自動車の充電モジュールが空冷式で放熱する第３実施形態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明の目的を達成するために用いられる技術、手段及び効果をより深く理解できるように、図面を参照しながら本発明の内容を詳細に説明する。よって、本発明の目的、特徴と特性をより深く且つ具体的に理解することができるが、添付の図面は参考と説明のためのものであり、本発明を限定するためのものではない。

【0024】

以下、図面に合わせて本発明の技術内容及び詳細な内容を説明する。

【0025】

図３は本発明の電気自動車の充電モジュールのブロック図である。電動自動車の充電モジュールは、電力変換ユニット１０、放熱ユニット２０及び熱電モジュール３０を含む。本発明において、電気自動車の充電モジュールにより発生される電力は充電装置１００に電力を供給するのに用いられる。実際の応用において、電気自動車の充電モジュールは充電装置１００内に設置されてもよく、又は充電装置１００外に設置されてもよいが、いずれも発生された電力を充電装置１００に供給するのに用いられる。図３に示された実施形態において、電気自動車の充電モジュールが充電装置１００外に設置された電力供給手段を示す。しかし、電気自動車の充電モジュールが充電装置１００内に設置された図との違いは、電気自動車充電モジュールが充電装置１００内に描かれたことのみであり、給電接続手段は設計により充電装置１００に電力を供給することができる。

【0026】

充電装置は電気自動車（バッテリー式電気自動車及びプラグインハイブリッド電気自動車を含む）のために電気エネルギーを補充するデバイスであり、ガソリン自動車に使用されるガソリンスタンド又は天然ガススタンドに類似し、充電装置は電気自動車充電施設の一つである。充電装置により提供される出力電力に従って分類する場合、充電装置は交流充電装置と直流充電装置に分けることができる。一般的に、高速充電装置はいずれも直流充電装置（但し、全ての直流充電装置が高速充電装置とは限らない）である。

【0027】

電力変換ユニット１０は、キャビネット内に設置された電力変換モジュール１１を含み、又は、さらに出力電力Ｖ_ＯＵＴを提供する配電ユニット１２を含む。ここで、配電ユニット１２はキャビネット内に設置されてもよく、キャビネット外（即ち、キャビネット内でない）に設置されてもよい。言い換えれば、電力変換ユニット１０は電力変換モジュール１１（キャビネット内に設置）のみを含んでもよく、又は、同時に電力変換モジュール１１（キャビネット内に設置）及び配電ユニット１２（キャビネット内に設置されてもよく、キャビネット外に設置されてもよい）を含んでもよい。ここで、電力変換モジュール１１は電力を変換するのに用いられ、電力変換の操作を実現するための電力変換回路を有することができる。配電ユニット１２（又は、電力配分器、電力配分ユニット（ｐｏｗｅｒ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｕｎｉｔ、ＰＤＵ）とも呼ばれる）は電力を配分するのに用いられ、保護及び警報の機能を有し、キャビネット内に設置される場合、キャビネット式電力配分器（ｒａｃｋ ｐｏｗｅｒ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｕｎｉｔ、ｒＰＤＵ）とすることができ、異なる顧客のニーズにより、周辺機器の配電をより効率化し、高密度配電のニーズを満たすのにより適切である。

【0028】

放熱ユニット２０は電力変換ユニット１０に対し液冷又は空冷式放熱を実行する。図３に示すように、電力変換ユニット１０は、電力変換モジュール１１と配電ユニット１２が動作する時、充電装置１００に対する電力供給過程に発熱エネルギーＥ_ＨＧを発生するようにし、即ち、充電装置１００に対し電力を供給する過程において、電力変換ユニット１０を発熱する熱源と見なすことができる。

【0029】

放熱ユニット２０は電力変換ユニット１０に対し液冷又は空冷式放熱し、従って、冷却エネルギーＥ_ＨＤを提供することとして見なすことができ、電力変換ユニット１０の温度を下げるために、電力変換ユニット１０の放熱に用いられる。

【0030】

熱電モジュール３０の冷熱両端が同時に異なる温度（即ち、発熱エネルギーＥ_ＨＧにより発生される高温及び冷却エネルギーＥ_ＨＤにより発生される低温）に接触する場合、その温度差は冷熱端に電子を流動させて電流を発生し、熱電効果（ｔｈｅｒｍｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｅｆｆｅｃｔ）又はペルチェゼーベック効果（Ｐｅｌｔｉｅｒ－Ｓｅｅｂｅｃｋ ｅｆｆｅｃｔ）を形成し、それによって、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する。ここで、熱電モジュール３０は熱電発生装置であってもよい。このため、熱電モジュール３０は電力変換ユニット１０により発生される発熱エネルギーＥ_ＨＧと放熱ユニットにより提供される冷却エネルギーＥ_ＨＤを受け取り、発熱エネルギーＥ_ＨＧと冷却エネルギーＥ_ＨＤとの（即ち、電力変換ユニット１０及び放熱ユニット２０が動作する時の両者の間）の温度差（存在する熱エネルギー）に基づいて一部の発熱エネルギーＥ_ＨＧを電気エネルギーに変換する。これにより、熱電モジュール３０により発生される電気エネルギーは、電力変換ユニット１０及び／又は放熱ユニット２０に必要な電力を供給するのに用いられる。本実施形態において、熱電モジュール３０の電力変換ユニット１０に対する供給電圧は電圧Ｖ_１０であり、熱電モジュール３０の放熱ユニット２０に対する供給電圧は電圧Ｖ_２０である。これにより、熱エネルギーの回収と再利用により、電力変換ユニット１０と放熱ユニット２０に電力を供給することができる電力を発生し、環境保護、省エネ及び経済的実益の向上を兼ねて実現する。

【0031】

図４Ａと図４Ｂのそれぞれは、本発明の熱電モジュールにより発生される電圧を供給電圧に変換することを示すブロック図と概略図である。一実施形態において、以下に説明するように、電力変換ユニット１０に対する供給電圧Ｖ_１０と放熱ユニット２０に対する供給電圧Ｖ_２０は、熱電モジュール３０により発生される電力を変換しエネルギーを蓄積することにより実現することができる。電気自動車の充電モジュールは、さらに、第１電力変換器３１、蓄電ユニット３２及び第２電力変換器３３を含む。上記のように、熱電モジュール３０は発熱源と放熱器との間に設置され、発熱源は電力変換ユニット１０であり、放熱器は放熱フィンであり、熱電モジュール３０の冷熱両端が同時に異なる温度に接触する場合、その温度差は冷熱端に電子を流動させて電流を発生し、それによって、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する。

【0032】

具体的に、第１電力変換器３１は熱電モジュール３０に結合され、第１電力Ｖ１を入力され、第１電力Ｖ１を第２電力Ｖ２に変換する。異なる実施形態において、熱電モジュール３０により出力される第１電力Ｖ１は直流電力又は交流電力であることができるため、第１電力変換器３１は交流／直流変換器（ＡＣ－ｔｏ－ＤＣ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）又は直流／直流変換器（ＤＣ－ｔｏ－ＤＣ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）であり、電圧の低い第１電力Ｖ１を電圧の高い第２電力Ｖ２に上昇させるために、電圧上昇式の変換器であることができる。

【0033】

蓄電ユニット３２は第１電力変換器３１に結合され、第２電力Ｖ２を入力されてエネルギーを蓄積する。ここで、蓄電ユニット３２は蓄電池（又は充電式電池と称する）である。

【0034】

第２電力変換器３３は、第１電力変換器３１と蓄電ユニット３２に結合され、第２電力を入力され、第２電力Ｖ２を前記電気エネルギーに変換して電力変換ユニット１０の供給電圧Ｖ_１０及び／又は放熱ユニット２０の供給電圧Ｖ_２０を提供する。異なる実施形態において、供給電圧Ｖ_１０と供給電圧Ｖ_２０は直流電力又は交流電力であってもよく、従って、第２電力変換器３３は直流／直流変換器（ＤＣ－ｔｏ－ＤＣ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）又は直流／交流変換器（ＤＣ－ｔｏ－ＡＣ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）である。

【0035】

さらに、実際の応用において、蓄電ユニット３２はエネルギーを蓄積するだけでなく、熱電モジュール３０が電力を出力しない（例えば、第１電力Ｖ１を出力しない）時、蓄積された電気エネルギーを出力し、第２電力変換器３３によって変換された後、供給電圧Ｖ_１０及び／又は供給電圧Ｖ_２０として使用される。

【0036】

このため、第２電力変換器３３が直流／直流変換器である時、直流の第２電力Ｖ２又は蓄電ユニット３２により出力された電圧をその他の電圧値の直流供給電圧Ｖ_１０又は供給電圧Ｖ_２０に変換することができる。又は、第２電力変換器３３が直流／直流変換器である時、直流の第２直流電力Ｖ２又は蓄電ユニット３２により出力された電圧を交流供給電圧Ｖ_１０又は供給電圧Ｖ_２０に変換することができ、これにより、電力変換ユニット１０又は放熱ユニット２０に直流又は交流の電力を供給することができる。

【0037】

図５は本発明の電気自動車の充電モジュールが液冷式で放熱することを示す図である。キャビネット（未図示）内に設置された電力変換ユニット１０は交流入力母線（ＡＣ ｉｎｐｕｔ ｂｕｓ ｂａｒ）Ｂ_ＡＣを介して、交流電力Ｖ_ＡＣを供給し、変換された交流電力Ｖ_ＡＣは直流出力母線（ＤＣ ｏｕｔｐｕｔ ｂｕｓ ｂａｒ）Ｂ_ＤＣを介して直流電力Ｖ_ＤＣを出力し充電装置１００に電力を供給（充電）する。しかしながら、これに限定されず、電力変換ユニット１０は交流電力を出力して充電装置１００に電力を供給（充電）することもできる。さらに、液冷式冷却機２０（本発明の放熱ユニット２０の一実施形態であり、ここで、液冷式冷却機２０は主に液冷ポンプを含む）を冷水配管２２と熱水配管２４と組み合わせて使用することにより、電力変換ユニット１０により発生された熱を、熱水配管２４を経由して液冷式冷却機２０に輸送し、液冷式冷却機２０により提供された冷水を、冷水配管２２により電力変換ユニット１０に輸送して電力変換ユニット１０を冷却させる。

【0038】

さらに、熱電モジュール３０は冷水配管２２と熱水配管２４との間に設置され、即ち、熱電モジュール３０の冷熱両端は同時に異なる温度（冷水配管２２の温度は熱水配管２４の温度より低い）に接触するため、冷水配管２２と熱水配管２４との温度差は冷熱端に電子を流動させて熱電モジュール３０に電流を発生するようにし、それによって、熱電モジュール３０は熱エネルギーを電気エネルギーに変換する。本実施形態において、熱電モジュール３０は電力変換ユニット１０に対する供給電圧である電圧Ｖ_１０及び液冷式冷却機２０に対する供給電圧である電圧Ｖ_２０を直接提供することができ、これにより、電力変換ユニット１０と液冷式冷却機２０の必要とする電力を供給する。又は、熱電モジュール３０は図４Ａ（又は図４Ｂ）のような電力変換及びエネルギー蓄積構造を介して、その出力された電力を変換しエネルギーを蓄積することができ、さらに電力変換ユニット１０及び液冷式冷却機２０に対する電力を供給する。従って、電力変換ユニット１０により発生される熱エネルギーは熱電モジュール３０を介して電気エネルギーに変換され、熱エネルギーを回収し再利用する目的を達成することができ、環境保護、省エネ及び経済的実益を向上させる優位性を兼ねて備える。

【0039】

異なる実施形態において、熱電モジュール３０の数は複数であってもよい。言い換えれば、熱電モジュール３０の数は複数以上であり、冷水配管２２と熱水配管２４との間に配置されてもよく、同様に冷水配管２２と熱水配管２４との温度差によって冷熱端に電子を流動させて熱電モジュール３０に電流を発生し、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する効果を達成することができ、よって、電力変換ユニット１０に対する供給電圧Ｖ_１０及び放熱ユニット２０に対する供給電圧Ｖ_２０を発生することにより、電力変換ユニット１０と放熱ユニット２０が必要とする電力を供給する。

【0040】

さらに、異なる実施形態において、液冷式冷却機２０（即ち、放熱ユニット２０の一実施形態である）と熱電モジュール３０はキャビネット内でない所（即ち、キャビネット外）に設置されてもよく、又は、設計を介して液冷式冷却機２０と熱電モジュール３０とをキャビネット内に統合的に設置してもよい。

【0041】

図６Ａは本発明の電気自動車の充電モジュールが空冷式で放熱する第１実施形態を示す図である。本実施形態において、熱電モジュール３０は電力変換ユニット１０上に設置され、即ち、電力変換モジュール１１及び／又は配電ユニット１２に設置されてもよく、両者のうちより多くの熱エネルギーを発生するいずれかを考慮することができる。冷風をキャビネットに送り込むことにより、キャビネット内の電力変換ユニット１０が発生する熱を連れ出し、電力変換ユニット１０を冷却することができる。放熱すると同時に、熱電モジュール３０の一端は電力変換ユニット１０に貼り付けられるため、電力変換ユニット１０の温度（第１温度）を伝導されることができ、熱電モジュール３０の他端はキャビネット内の（位置する）温度（第２温度）を伝導されることができ、この温度は冷風がキャビネットに送り込まれることによる温度である。従って、熱電モジュール３０の冷熱両端は同時に異なる温度（即ち、第１温度が第２温度より高い）と接触し、その温度差は冷熱端に電子を流動させて電流を発生し、そのため、熱エネルギーは電気エネルギーに変換される。従って、熱電モジュール３０は電力変換ユニット１０に対する供給電圧である電圧Ｖ_１０及び給排気するファン装置又は空冷ファン（未図示）の供給電圧を供給することができ、これにより、電力変換ユニット１０とファン装置又は空冷ファンが必要とする電力を供給することができる。

【0042】

図６Ｂは本発明の電気自動車の充電モジュールが空冷式で放熱する第２実施形態を示す図である。本実施形態において、熱電モジュール３０はキャビネットの吸気口９１に設置され、キャビネット外に露出する。同様に、吸気口９１から冷風をキャビネットに送り込むことにより、キャビネット内の電力変換ユニット１０が発生する熱を連れ出し、電力変換ユニット１０を冷却する。放熱すると同時に、熱電モジュール３０の一端がキャビネット内に露出されるため、キャビネット内の温度（第１温度）を伝導されることができ、熱電モジュール３０の他端はキャビネット外に露出され、キャビネット外の温度（第２温度）を伝導されることができる。従って、熱電モジュール３０の冷熱両端は同時に異なる温度（即ち、第１温度が第２温度より高い）と接触し、その温度差は冷熱端に電子を流動させて電流を発生し、そのため、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する。従って、熱電モジュール３０は電力変換ユニット１０に対する供給電圧である電圧Ｖ_１０及び給排気するファン装置又は空冷ファン（未図示）の供給電圧を供給することができ、これにより、電力変換ユニット１０とファン装置又は空冷ファンが必要とする電力を供給することができる。

【0043】

図６Ｃは本発明の電気自動車の充電モジュールが空冷式で放熱する第３実施形態を示す図である。本実施形態において、熱電モジュール３０はキャビネットの排気口９２に設置され、キャビネット外に露出する。同様に、吸気口９１から冷風をキャビネットに送り込むことにより、キャビネット内の電力変換ユニット１０により発生された熱を排気口９２から連れ出し、電力変換ユニット１０を冷却することができる。放熱すると同時に、熱電モジュール３０の一端がキャビネット内に露出されるため、キャビネット内の温度（第１温度）を伝導されることができ、熱電モジュール３０の他端はキャビネット外に露出され、キャビネット外の温度（第２温度）を伝導されることができる。従って、熱電モジュール３０の冷熱両端は同時に異なる温度（即ち、第１温度が第２温度より高い）と接触し、その温度差は冷熱端に電子を流動させて電流を発生し、そのため、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する。そのため、熱電モジュール３０は電力変換ユニット１０に対する供給電圧である電圧Ｖ_１０及び給排気するファン装置又は空冷ファン（未図示）の供給電圧を供給することができ、これにより、電力変換ユニット１０とファン装置又は空冷ファンが必要とする電力を供給することができる。

【0044】

異なる実施形態において、熱電モジュール３０が設置される位置は図６Ａ、図６Ｂ又は図６Ｃに設置された位置に限定されず、言い換えれば、熱電モジュール３０はキャビネット内の温度に敏感な位置に設置されてもよい。又は、熱電モジュール３０は同時に、電力変換ユニット１０（図６Ａ）上、キャビネットの吸気口９１（図６Ｂ）及びキャビネットの排気口９２（図６Ｃ）に設置されてもよく、即ち熱電モジュール３０の数は複数であってもよく、さらに複数の位置に設置され使用されることができる。同様に、熱電モジュール３０の冷熱両端を利用して同時に異なる温度に接触し、その温度差は冷熱端に電子を流動させて電流を発生し、そのため、熱エネルギーを電気エネルギーに変換し、電力変換ユニット１０に対する供給電圧である電圧Ｖ_１０及び給排気するファン装置又は空冷ファン（未図示）の供給電圧を提供し、これにより、電力変換ユニット１０とファン装置又は空冷ファンが必要とする電力を供給する。

【0045】

要するに、本発明は以下のような特徴と利点を有する。簡単な素子である熱電モジュールを使用し、その熱電変換の特性を利用し、熱エネルギーを電気エネルギーに変換してシステムデバイスに必要な電力を供給することにより、熱エネルギーを回収し再利用する目的を達成し、環境保護、省エネ及び経済的実益を向上させる優位性を兼ねて備える。

【0046】

上記は、本発明の好ましい具体的な実施形態の詳細な説明と図に過ぎないが、本発明の特徴はこれに限定されず、本発明を限定するためのものではなく、本発明の全ての範囲は特許請求の範囲に準じ、本発明の特許請求の範囲の精神とそれに類似する変化に適合する実施形態であれば、いずれも本発明の範囲に含まれており、当業者が本発明の分野において、簡単に想到できる変更や修飾はいずれも本願の特許請求の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0047】

９０ キャビネット
９５ 電力変換装置
８０ 液冷式冷却機
８２ 冷水配管
８４ 熱水配管
１００ 充電装置
１０ 電力変換ユニット
２０ 放熱ユニット（液冷式冷却機）
３０ 熱電モジュール
１１ 電力変換モジュール
１２ 配電ユニット
３１ 第１電力変換器
３２ 蓄電ユニット
３３ 第２電力変換器
９１ 吸気口
９２ 排気口
２２ 冷水配管
２４ 熱水配管
Ｖ_ＡＣ 交流電力
Ｖ_ＤＣ 直流電力
Ｖ_ＯＵＴ 出力電力
Ｅ_ＨＧ 発熱エネルギー
Ｅ_ＨＤ 冷却エネルギー
Ｖ１ 第１電力
Ｖ２ 第２電力
Ｖ_１０ 供給電圧
Ｖ_２０ 供給電圧
Ｂ_ＡＣ 交流入力バス
Ｂ_ＤＣ 直流出力バス

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】