KR100925952B1 - 냉각성능이 향상된 인버터의 필름커패시터 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉각성능이 향상된 인버터의 필름커패시터 모듈에 관한 것으로서, 필름커패시터에서 발생한 열을 케이스를 통해 방열판으로 전달하여 방출하는 것과 더불어, 케이스의 격벽 내부공간을 통해 필름커패시터 셀 모듈 사이로 삽입된 방열판의 냉각핀이 필름커패시터 모듈의 열을 모듈 내부에서 직접 전달받아 외부로 방출하도록 구성됨으로써, 보다 우수한 냉각성능을 가지면서 커패시터의 수명 연장 및 인버터의 안정적인 성능 확보가 가능해지는 인버터의 필름커패시터 모듈에 관한 것이다.

전기자동차, 인버터, 필름커패시터, 냉각성능, 냉각핀, 방열판

Description

냉각성능이 향상된 인버터의 필름커패시터 모듈{Film capacitor module of inverter}

본 발명은 냉각성능이 향상된 인버터의 필름커패시터 모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 필름커패시터에서 발생하는 열을 방출하는 냉각성능을 개선하여 인버터의 고주파 리플전류에 의한 필름커패시터의 온도 상승을 효과적으로 억제할 수 있고, 이에 커패시터의 수명 연장 및 인버터의 안정적인 성능 확보가 가능해지는 인버터의 필름커패시터 모듈에 관한 것이다.

세계 자동차 산업은 지난 100년 이상 가솔린 및 디젤 내연기관을 중심으로 급속한 성장을 거듭해 왔지만 환경규제와 에너지 안보위협, 여기에 화석연료의 고갈 문제까지 맞물리면서 엄청난 변화에 직면하고 있다.

이에 선진국을 중심으로 세계 각국은 친환경 자동차 개발을 위한 치열한 경쟁에 속속 참여하고 있고, 각 자동차 제조사들은 친환경, 고효율의 첨단기술을 필요로 하는 미래형 환경 자동차의 기술개발 경쟁에서 탈락하지 않기 위해 많은 노력 을 기울이고 있다.

특히, 직면한 화석연료의 고갈 문제를 해결하면서 보다 친환경적인 제품을 개발해야 한다는 시대적 요청에 부응하여, 최근 각 자동차 제조사들은 전기모터를 구동원으로 사용하는 전기자동차에 대한 연구를 더욱 활발히 진행되고 있다.

현재 가장 활발히 연구되고 있는 분야로는 하이브리드 차량 및 연료전지 차량을 들 수 있다.

넓은 의미의 하이브리드 차량은 서로 다른 두 종류 이상의 동력원을 효율적으로 조합하여 차량을 구동시키는 것을 의미하나, 대부분의 경우는 가솔린이나 디젤 등의 연료를 사용하는 엔진과 전기모터(구동모터)에 의해 구동력을 얻는 차량을 의미하며, 이를 하이브리드 전기 차량(Hybrid Electric Vehicle, HEV)라 부르고 있다.

그리고, 연료전지는 연료가 가지고 있는 화학에너지를 연소에 의해 열로 바꾸지 않고 전지 내에서 전기화학적으로 직접 전기에너지로 바꾸는 장치로서, 연료전지가 탑재된 자동차에서는 연료로 사용되는 수소를 연료전지로 공급하여 전기를 생산하고, 연료전지에 의해 생산된 전기로 전기모터를 작동시켜 차량을 구동시킨다.

한편, 전기모터를 작동시켜 차량을 구동시키는 하이브리드 차량 및 연료전지 차량 등의 전기자동차에는 전기모터에 구동전력을 제공하는 고전압 배터리와 전기모터를 제어하는 인버터가 탑재된다.

또한 인버터의 내부에는 고주파 리플전류를 저감하고 배터리로부터 승압된 직류 전압을 평활하기 위하여 필름커패시터가 설치된다.

필름커패시터는 산업용뿐만 아니라 인버터 시스템에서 일반화된 응용기술로서, 전기자동차의 구동모터를 제어하는 인버터에서는 직류 입력 전압단의 전압맥동 성분을 제거하기 위한 평활 및 스위칭에 의한 고주파 리플전류를 흡수하기 위하여 필름커패시터를 인버터의 스위치에 가깝게 위치시켜 직류 입력단에 사용한다.

하지만, 상기한 고주파 리플전류에 의해 필름커패시터는 사용 중 발열을 하게 되며, 이는 인가되는 전압과 함께 필름커패시터의 내부온도를 상승시켜 커패시터의 수명을 단축시키고, 결국 전체 인버터 시스템의 성능을 저하시키게 된다.

첨부한 도 1은 하이브리드 차량용 인버터(구동/발전) 회로 구성의 일 예를 나타낸 도면으로서, 이에 나타낸 바와 같이, 하이브리드 차량의 인버터(10)에서는 고주파 리플전류를 저감하고 직류 전압을 평활하기 위한 필름커패시터(11)를 사용하고 있다.

첨부한 도 2는 종래 하이브리드 차량용 인버터의 필름커패시터 모듈을 보여주는 도면으로, 필름커패시터를 인버터(10)의 알루미늄 뚜껑(13) 내부에 삽입한 뒤 에폭시(14)로 몰딩한 구조를 보여주고 있다.

이러한 필름커패시터 모듈(12)의 구성은 모듈 제작을 위한 별도 케이스가 필요 없고 필름커패시터가 삽입된 알루미늄 뚜껑(13)이 인버터의 수밀을 위한 뚜껑 역할을 하는 구조이나, 필름커패시터 모듈의 방열 및 냉각성능면에서 다소 미흡한 점이 있다.

또한 첨부한 도 3a는 구동모터용 인버터 회로의 다른 예를 나타낸 도면이고, 도 3b는 인버터용 필름커패시터의 상세 회로도이며, 도 3c는 종래 인버터의 커패시터 모듈이 장착된 상태를 보여주는 도면이다.

이러한 구조에서는 필름커패시터 모듈(12)에 고주파 리플전류에 의한 온도 상승을 방지하여 수명을 증대하기 위한 별도의 냉각구조가 적용되지 않고 있으며, 단지 필름커패시터 모듈(12)이 인버터(10) 내부에 장착되어 외부에서 뚜껑을 덮어주는 구조로 구성되어 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 필름커패시터에서 발생하는 열을 방출하는 냉각성능을 개선하여 인버터의 고주파 리플전류에 의한 필름커패시터의 온도 상승을 효과적으로 억제할 수 있고, 이에 커패시터의 수명 연장 및 인버터의 안정적인 성능 확보가 가능해지는 인버터의 필름커패시터 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 케이스의 내부공간에 필름커패시터 단위 셀들을 수납하여 에폭시 몰딩한 뒤 케이스의 상면에 상기 필름커패시터 단위 셀들과 접속되는 부스플레이트를 설치하여 구성된 인버터의 필름커패시터 모듈에 있어서,

상기 케이스가 열전도도를 가진 금속 소재를 사용하여 그 내부공간에 격벽을 형성한 구조로 제작되고, 상기 격벽에 의해 구획된 각 수납공간에 상기 필름커패시터 단위 셀들이 수납되되,

상기 각 격벽은 내부공간을 가지면서 그 내부공간의 하단부가 케이스 바닥 외측면에서 개방된 구조로 되어 있고, 방열판이 케이스 하측으로 조립된 상태에서 방열판의 냉각핀이 상기 격벽의 개방된 구조를 통해 격벽 내부공간으로 삽입되어,

필름커패시터 단위 셀에서 발생한 열이 모듈 내부에서 상기 냉각핀을 통해 방열판으로 전달될 수 있는 구조로 구성된 것을 특징으로 하는 냉각성능이 향상된 인버터의 필름커패시터 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 필름커패시터에서 발생한 열을 케이스를 통해 방열판으로 전달하여 방출하는 것과 더불어, 케이스의 격벽 내부공간을 통해 필름커패시터 셀 모듈 사이로 삽입된 방열판의 냉각핀이 필름커패시터 모듈의 열을 모듈 내부에서 직접 전달받아 외부로 방출하므로, 보다 우수한 냉각성능을 가지면서 커패시터의 수명 연장 및 인버터의 안정적인 성능 확보가 가능해지는 전기자동차용 인버터의 직류 입력단 필름커패시터 모듈을 제공할 수 있게 된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 4는 본 발명의 커패시터가 적용될 수 있는 연료전지 전기자동차(FCEV)의 구동모터용 인버터 회로 구성을 예시한 도면이다.

이를 참조하면, 직류 입력 전압단의 전압맥동 성분을 완화하기 위한 평활 기능을 수행하고 인버터의 고주파 스위칭 작용에 의해 발생하는 고주파 리플전류 및 노이즈를 흡수하기 위한 필름커패시터(11)를 인버터(10)의 스위칭 소자(IGBT)(15)에 가깝도록 위치시켜 직류 입력단의 (+)극과 (-)극 사이에 연결하고 있다.

여기서, 필름커패시터의 용량을 선정할 때에는 고주파 리플전류 성분의 크기를 기준으로 선정하게 된다.

이러한 필름커패시터에서 수명에 영향을 주는 요인으로는 전해커패시터와 마찬가지로 리플전류에 의한 온도 상승 및 인가 전압의 크기가 되며, 온도가 높을수록, RMS(Root Mean Square) 리플전류가 클수록, 사용전압이 높을수록 필름커패시터의 수명에 악영향을 미치게 된다.

따라서, 인버터에서 발생하는 스위칭에 의해 필름커패시터는 고주파 리플전류에 의한 발열을 하며, 이는 필름커패시터의 내부온도를 상승시켜 커패시터의 수명을 단축시키고, 전체 인버터 시스템의 성능을 저하시키는 원인이 될 수 있다.

이에 따라, 본 발명에서는 산업용 및 미래형 친환경 전기자동차에 적용되는 인버터 시스템에서 고주파 리플전류에 의한 필름커패시터의 온도 상승을 완화시키기 위하여 필름커패시터 모듈 내의 커패시터 셀 모듈 사이에 공간을 확보한 뒤 이 공간에 냉각핀을 삽입하여, 상기 냉각핀에 의해 필름커패시터에서 발생하는 열이 방출되도록 한 냉각구조를 구비함으로써, 필름커패시터의 수명을 연장하고, 인버터의 안정적인 성능을 확보하게 된다. 또한 본 발명은 필름커패시터 모듈을 인버터 내부에 쉽게 장착할 수 있는 체결구조를 제공한다.

첨부한 도 5는 본 발명에 따른 직류단 필름커패시터 모듈의 구조와 그 제작과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 도 5에 도시된 필름커패시터 모듈이 방열판에 조립되는 상태를 도시한 사시도이며, 도 7은 방열판이 조립된 상태의 단면도이다.

우선, 도 5에 도시된 바와 같이, 상하로 적층 배치되는 두 개씩의 필름커패시터 단위 셀(124)을 1조로 하여 하나의 필름커패시터 셀 모듈(126)을 구성하되, 상하 두 필름커패시터 단위 셀(124)의 양단에 (+), (-)극 부스바(bus bar)(125)를 연결 설치하여 하나의 필름커패시터 셀 모듈(126)의 두 단위 셀(124)을 일체로 조립한다. 여기서, 부스바(125)는 동합금 재질의 전도체이다.

이와 같이 두 개의 단위 셀(124)로 구성된 필름커패시터 셀 모듈(126)을 조립한 뒤, 이를 여러 개로 조합하여 필름커패시터의 필요 용량을 구성하게 되는데, 격벽(122)으로 구획된 필름커패시터 케이스(121)의 각 수납공간(123)에 필요한 개수의 필름커패시터 셀 모듈(126)을 삽입하여 수납한다.

상기 케이스(121)는 플라스틱 재질이 아닌 열전도도가 좋고 방열성능이 좋은 금속 소재로 제작되며, 그 내부공간을 복수개의 수납공간(123)으로 구획하는 복수개의 격벽(122)이 일정 간격으로 일체 형성된 구조로 구비되는데, 상기 각 격벽(122)은 내부공간(122a)을 가지면서 그 내부공간(122a) 하단부가 케이스 바닥 외측면에서 개방된 구조로 되어 있다.

따라서, 케이스 바닥 외측면에서 볼 때 격벽(122)이 형성된 각 위치에는 도 6에 도시된 방열판(131)의 각 냉각핀(132)이 삽입될 수 있는 홈이 격벽(122)에 의해 형성된 구조가 되는데, 후술하는 바와 같이 케이스(121)와 방열판(131)의 조립시에는 격벽(122)의 비어있는 각 내부공간(122a)으로 방열판(131)의 각 냉각핀(132)이 삽입되게 된다.

상기와 같은 구조의 케이스(121) 내부공간에서 격벽(122)에 의해 구획된 각 수납공간(123)에 부스바(125)에 의해 조립된 필름커패시터 셀 모듈(126)을 수납하고, 이후 케이스 각 수납공간(123)에 넣어진 셀 모듈(126)의 사이로 에폭시 수지를 투입한 뒤 경화시키는 방법으로 케이스 내부공간에서 셀 모듈(126)을 에폭시 몰딩한다. 이러한 에폭시 몰딩을 통해서 각 필름커패시터 단위 셀(124)을 케이스(121) 내부공간에서 절연 및 고정할 수 있게 된다.

이후, 케이스(121) 내부공간 상면을 덮도록 (+)극 부스플레이트(127a)와 (-)극 부스플레이트(127b)를 케이스(121) 상면에 용접 혹은 솔더링(납땜)하여 조립하게 되는데, 이때 두 부스플레이트(127a,127b) 사이에 절연지(128)를 개재하여 두 부스플레이트가 서로 절연된 상태가 되도록 두 부스플레이트를 케이스 상면에 조립한다.

상기 각 부스플레이트(127a,127b)는 동합금 재질의 전도판으로서, 같은 극의 부스바(125)와 부스플레이트(127a,127b)가 서로 접속되고, 각 부스플레이트가 다른 극의 부스바(125)와는 절연재(미도시)를 개재한 상태로 절연되어진다.

이와 같이 부스플레이트(127a,127b)를 케이스(121) 상면에 덮어주게 되면 필름커패시터 모듈(120)의 조립이 완료되는데, 도 5에 예시된 필름커패시터 모듈(120)에서는 케이스(121) 내부공간에 3개의 격벽(122)이 설치되어 총 4개의 수납공간(123)이 구비되며, 각 수납공간(123)에 2개씩의 필름커패시터 셀 모듈(126)이 삽입되어 총 4개의 필름커패시터 단위 셀(124)이 수납되고 있다.

결국, 총 16개의 필름커패시터 단위 셀(124)이 케이스(121) 내부공간에 수납된 상태에서 에폭시 몰딩되어 하나의 필름커패시터 모듈(120)을 구성하게 된다. 물 론, 케이스 내 격벽의 개수, 수납공간의 개수, 각 수납공간에 넣어지는 필름커패시터 셀 모듈의 개수, 각 셀 모듈을 구성하는 단위 셀의 개수 등은 도 5의 실시예로 한정되지 않고 다양하게 변경 실시될 수 있다.

한편, 상기와 같이 조립이 완료된 필름커패시터 모듈(120)은 도 6에 도시된 바와 같이 방열판(131)에 조립되는데, 상기 방열판(131)은 알루미늄 합금 등 열전도도가 좋고 방열성능이 좋은 소재로 제작하여 사용하며, 별도 제작 후 열 방출을 위해 인버터 하우징 내부 벽면에 접촉되도록 고정 설치하여 일체화하거나, 아예 인버터 하우징에 일체로 형성시켜 구비한다(인버터 하우징과 방열판을 동일 소재로 일체형 구조로 제작함).

그리고, 상기 방열판(131)은 상면에 복수개의 냉각핀(132)이 일정 간격으로 일체 형성된 구조로 되어 있는데, 조립시에 필름커패시터 모듈의 케이스(121)에 형성된 각 격벽(122)의 내부공간(122a)으로 상기 방열판(131)의 각 냉각핀(132)이 삽입되게 된다.

즉, 케이스(121)와 방열판(131)의 조립시에 도 6에 나타낸 바와 같이 필름커패시터 모듈(120)이 방열판(131) 위에서 하방향으로 조립될 수 있으며, 이때 방열판(131)의 각 냉각핀(132)은 케이스 바닥 외측면에 형성된 개방된 홈 입구를 통해 각 격벽(122)의 내부공간(122a)으로 삽입되게 되며, 삽입이 완료되면 방열판(131)의 냉각핀(132)이 격벽 면을 사이에 두고 케이스 내부공간의 필름커패시터 셀 모듈(126) 사이에 위치되게 된다.

상기와 같이 필름커패시터 모듈(120)과 방열판(131)의 냉각핀(132)이 조립된 상태에서 상측에서 하방향으로 다수개의 체결용 볼트(129)를 부스플레이트(127a,127b) 및 각 격벽(122)의 상단 끝면에 관통 삽입하여 각 냉각핀(132) 상단 끝면의 체결홀(132a)에 볼트 체결하게 되며, 이에 필름커패시터 모듈(120)과 방열판(131)이 일체화된다.

이때, 방열판(131)의 각 냉각핀(132)이 케이스(121)의 각 격벽 내부공간(122a)에 삽입된 상태에서 부스플레이트와 격벽, 냉각핀이 체결용 볼트(129)에 의해 상호 체결되면서 일체화된다.

이와 같이 필름커패시터 모듈(120)과 방열판(131)이 서로 조립된 상태에서는 필름커패시터 모듈의 케이스(121)가 그 바닥면과 격벽 면에 걸쳐서 방열판(131)과 열전달이 가능하도록 밀착되어서 접촉하게 된다.

상기와 같이 방열판의 냉각핀과 케이스의 격벽, 부스플레이트를 볼트(129)로 상호 체결하기 위해서는 방열판의 냉각핀(132) 상단 끝면에 볼트 체결홀(132a)이 형성되어야 하고, 케이스(121)의 격벽(122) 상단 끝면에는 체결용 볼트(129)가 관통할 수 있는 볼트홀(122c)이 형성되어 있어야 한다.

또한 두 부스플레이트(127a,127b)와 절연지(128)에도 체결용 볼트(129)가 관통할 수 있는 볼트홀(도시하지 않음)이 형성되어 있어야 한다.

그리고, 체결용 볼트(129)는 부스플레이트(127a,127b)와는 절연상태로 체결되어야 하는데, 체결용 볼트(129)에서 부스플레이트(127a,127b)의 볼트홀을 통과하는 부분은 절연소재(129a)로 몰딩된다.

조립시에 인버터 하우징 내부 벽면과 일체로 된 방열판(131)에 필름커패시터 모듈(120)을 방열판 위에서 하방향으로 조립하고, 이어 체결용 볼트(129)로 필름커패시터 모듈(120)을 방열판(131)에 체결(방열판의 냉각핀에 볼트 체결)하면 조립이 완료되는 바, 필름커패시터 모듈(120)을 볼트 체결만으로 인버터 하우징 내부에 쉽게 장착할 수 있고, 볼트 체결을 통해 진동에도 강한 체결구조를 구현할 수 있게 된다.

상기와 같이 조립된 상태에서 필름커패시터에서 발생하는 열은 케이스(121) 바닥과 격벽(122)을 통해 방열판(131)으로 전달되고, 방열판(131)으로부터 인버터 하우징 벽면을 통해 외부로 최종 방출된다.

이와 같이 방열판을 포함하여 구성되는 본 발명의 필름커패시터 모듈에서는 방열판(131)의 냉각핀(132)이 필름커패시터 모듈(120)의 내부에 삽입된 상태에서 더욱 효과적으로 열을 외부 방출할 수 있게 된다.

특히, 단순히 케이스 내부공간에 필름커패시터를 수납하여 에폭시 몰딩한 구조에 비하여, 본 발명의 필름커패시터 모듈에서는 필름커패시터에서 발생한 열을 케이스(121)를 통해 방열판(131)으로 전달하여 방출하는 것과 더불어, 케이스(121)의 필름커패시터 셀 모듈(126) 사이로 삽입된 방열판(131)의 냉각핀(132)이 필름커패시터 모듈의 열을 모듈 내부에서 직접 전달받아 외부로 방출하므로, 보다 우수한 냉각성능을 가질 수 있게 된다(열을 모듈 내부에 삽입된 냉각핀을 통해 효과적으로 외부 방출할 수 있는 구조임).

한편, 첨부한 도 8은 본 발명에 따른 필름커패시터 모듈의 방열판을 IGBT 모듈 방열판과 일체로 구성한 실시예의 사시도이고, 도 9은 도 8의 필름커패시터 모 듈이 장착된 상태를 보여주는 단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 인버터(100) 내부에서 IGBT 모듈(136)이 탑재되는 IGBT 모듈 방열판(134)의 하면에는 방열핀(135)이 일정 간격으로 돌출 형성되어 있는데, 통상 IGBT 모듈(136)에서는 방출 열량이 상당히 크므로 방열판(134)의 방열핀(135) 사이로 냉각수를 통과시켜 수냉하는 냉각방식이 적용된다.

즉, IGBT 모듈 방열판(134)의 방열핀(135)이 냉각수가 통과하는 수냉채널(135a)을 형성하게 되는데, 이 방열판(134)의 수냉채널(135a) 사이로 통과하는 냉각수에 의해 IGBT 모듈(136)이 냉각되게 되는 것이다.

따라서, 필름커패시터 모듈(120)의 방열판(131)을 IGBT 모듈 방열판(134)과 일체화시키는 경우, 필름커패시터 모듈(120)에서 발생한 열이 그 방열판(131)과 인버터 하우징(101) 벽면을 통해 방출되는 것과 더불어, IGBT 모듈 방열판(134)으로 전달된 후 냉각수를 통해 방출될 수 있으므로 보다 우수한 냉각성능을 가질 수 있게 된다.

첨부한 도 10는 본 발명에 따른 필름커패시터 모듈의 다른 실시예를 도시한 사시도로서, 이에 도시된 바와 같이, 필름커패시터 모듈(120)의 방열판(131) 하면에, 기존의 IGBT 모듈 방열판과 마찬가지로, 일정 간격의 방열핀(133)을 돌출 형성하고, 이 방열핀(133)에 의해 형성된 수냉채널(133a)에 냉각수가 통과하도록 구성하는 것이 가능하다.

이와 같이 필름커패시터 모듈(120)의 방열판(131)에 방열핀(133)을 형성하고 방열핀(133) 사이로 IGBT 모듈 방열판에서와 동일한 방식으로 냉각수를 통과시키는 수냉식 구조를 적용하게 되면, 방열판(131)으로부터 인버터 하우징(101) 벽면을 통해 열을 방출하는 것과 더불어, 냉각수를 통한 신속한 열 방출이 이루어지게 되어 냉각성능을 극대화할 수 있게 된다.

이와 같이 하여, 본 발명에 따르면, 필름커패시터 모듈의 냉각성능을 극대화하여 인버터의 고주파 리플전류에 의한 필름커패시터의 온도 상승을 효과적으로 억제할 수 있게 되고, 이에 커패시터의 수명 연장 및 인버터의 안정적인 성능 확보가 가능해진다.

도 1은 하이브리드 차량용 인버터(구동/발전) 회로 구성의 일 예를 나타낸 도면,

도 2는 종래 하이브리드 차량용 인버터의 필름커패시터 모듈을 보여주는 도면,

도 3a는 구동모터용 인버터 회로의 다른 예를 나타낸 도면,

도 3b는 인버터용 필름커패시터를 도시한 회로도,

도 3c는 종래 인버터의 커패시터 모듈이 장착된 상태를 보여주는 도면,

도 4는 본 발명의 커패시터가 적용될 수 있는 연료전지 전기자동차(FCEV)의 구동모터용 인버터 회로 구성을 예시한 도면,

도 5는 본 발명에 따른 직류단 필름커패시터 모듈의 구조와 그 제작과정을 설명하기 위한 도면,

도 6은 도 5에 도시된 필름커패시터 모듈이 방열판에 조립되는 상태를 도시한 사시도,

도 7은 방열판이 조립된 상태의 단면도,

도 8은 본 발명에 따른 필름커패시터 모듈의 방열판을 IGBT 모듈 방열판과 일체로 구성한 실시예의 사시도,

도 9은 도 8의 필름커패시터 모듈이 장착된 상태를 보여주는 단면도,

도 10는 본 발명에 따른 필름커패시터 모듈의 다른 실시예를 도시한 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 인버터 120 : 필름커패시터 모듈

121 : 케이스 122 : 격벽

122a : 내부공간 123 : 수납공간

124 : 필름커패시터 단위 셀 125 : 부스바

126 : 필름커패시터 셀 모듈 127a, 127b : 부스플레이트

129 : 체결용 볼트 131 : 방열판

132 : 냉각핀 133 : 방열핀

134 : IGBT 모듈 방열판 135 : 방열핀

Claims (6)

1. 케이스(121)의 내부공간(122a)에 필름커패시터 단위 셀(124)들을 수납하여 에폭시 몰딩한 뒤 케이스(121)의 상면에 상기 필름커패시터 단위 셀(124)들과 접속되는 부스플레이트(127a,127b)를 설치하여 구성된 인버터(100)의 필름커패시터 모듈(120)에 있어서,

   상기 케이스(121)가 열전도도를 가진 금속 소재를 사용하여 그 내부공간에 격벽(122)을 형성한 구조로 제작되고, 상기 격벽(122)에 의해 구획된 각 수납공간(123)에 상기 필름커패시터 단위 셀(124)들이 수납되되,

   상기 각 격벽(122)은 내부공간(122a)을 가지면서 그 내부공간(122a)의 하단부가 케이스(121) 바닥 외측면에서 개방된 구조로 되어 있고, 방열판(131)이 케이스(121) 하측으로 조립된 상태에서 방열판(131)의 냉각핀(132)이 상기 격벽(122)의 개방된 구조를 통해 격벽 내부공간(122a)으로 삽입되어,

   필름커패시터 단위 셀(124)에서 발생한 열이 모듈 내부에서 상기 냉각핀(132)을 통해 방열판(131)으로 전달될 수 있는 구조로 구성된 것을 특징으로 하는 냉각성능이 향상된 인버터의 필름커패시터 모듈.
2. 청구항 1에 있어서,

   상하로 적층된 필름커패시터 단위 셀(124)들의 양단에 (+),(-)극 부스 바(125)가 연결되어 필름커패시터 셀 모듈(126)이 구성되고, 상기 격벽(122)에 의해 구획된 각 수납공간(123)에 상기 필름커패시터 셀 모듈(126)이 수납된 상태에서 상기 부스바(125)가 상기 부스플레이트(127a,127b)에 접속되어 구성된 것을 특징으로 하는 냉각성능이 향상된 인버터의 필름커패시터 모듈.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 케이스(121)가 상면에 설치된 부스플레이트(127a,127b) 및 상기 각 격벽(122)의 상단 끝면을 관통하여 상기 방열판(131)의 각 냉각핀(132) 상단 끝면에 체결되는 볼트(129)에 의해 상기 방열판(131)과 일체로 조립되는 것을 특징으로 하는 냉각성능이 향상된 인버터의 필름커패시터 모듈.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 볼트(129)는 상기 부스플레이트(127a,127b)를 통과하는 부분이 절연소재(129a)로 몰딩된 볼트(129)인 것을 특징으로 하는 냉각성능이 향상된 인버터의 필름커패시터 모듈.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 방열판(131)의 하면에 수냉채널(133a)을 형성하기 위한 일정 간격의 방열핀(133)이 추가로 형성된 것을 특징으로 하는 냉각성능이 향상된 인버터의 필름커패시터 모듈.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 방열판(131)이 수냉채널(135a)을 형성하는 방열핀(135)이 형성된 IGBT 모듈 방열판(134)과 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 냉각성능이 향상된 인버터의 필름커패시터 모듈.

Images