KR101034063B1 - 필름커패시터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 필름커패시터의 필름셀에서 발생하는 열을 효과적으로 냉각시킬 수 있도록 하여, 상기 필름커패시터가 채용된 인버터를 트렁크룸은 물론 엔진룸에 장착하게 되는 경우에도, 안정된 동작과 내구수명을 확보할 수 있도록 한다.

필름셀, 인버터, 방열판, 하이브리드

Description

필름커패시터{Film Capacitor}

본 발명은 하이브리드 차량의 인버터에 사용되는 필름커패시터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 필름커패시터의 냉각 구조에 관한 기술이다.

하이브리드 차량에서 인버터는 고전압배터리와 모터(제너레이터) 사이에서, 모터(제너레이터)의 구동에 필요한 전기를 공급하고, 모터(제너레이터)에서 발전된 전기를 고전압배터리에 충전하는 역할을 한다.

도 1을 참조하면, 인버터(500)는 커패시터(502), 전력변환 스위칭 소자로 이루어진 파워모듈(504), 상기 파워모듈(504) 구동을 위한 게이트보드(506), 모터(제너레이터)(508)의 토크 및 속도제어를 위한 제어보드(510) 및 제어에 필요한 3상의 전류를 측정하기 위한 전류측정장치(512)로 구성되어, 고전압배터리(514)와 모터(제너레이터)(508)에 연결되어 있다.

여기서, 상기 커패시터(502)는 인버터(500) 스위칭 전압리플을 흡수하며 DC입력 전압의 급격한 변동을 억제하는 평활작용을 하여, 인버터(500)의 정상적인 동작을 가능케 하고 고전압 배터리의 내구수명을 증대시키는 역할을 한다.

종래 상기 인버터(500)에 사용되는 커패시터(502)는 전해커패시터(502)에 비 해 높은 내전압성과 내구수명을 가진 필름커패시터(502)가 사용되는데, 필름커패시터(502)는 상기와 같은 높은 내전압성과 내구수명을 가짐에도 불구하고 내부의 필름셀이 온도에 매우 취약한 특성이 있어서, 그 냉각기술이 주요한 문제가 되고 있다.

특히, 인버터(500)는 하이브리드 차량의 전기동력시스템 구성에 따라 트렁크룸에 장착되거나 엔진룸에 장착되게 되는데, 트렁크룸에 장착되는 경우에는 큰 문제가 없지만, 엔진룸의 경우에는 엔진룸의 온도가 매우 높기 때문에 엔진룸에 장착되는 인버터(500)에 채용된 필름커패시터(502)의 냉각은 매우 중요한 문제가 된다.

본 발명은 상기한 바와 같은 필요성에 의하여 안출된 것으로서, 필름커패시터의 필름셀에서 발생하는 열을 효과적으로 냉각시킬 수 있도록 하여, 상기 필름커패시터가 채용된 인버터를 트렁크룸은 물론 엔진룸에 장착하게 되는 경우에도, 안정된 동작과 내구수명을 확보할 수 있도록 한 필름커패시터를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명 필름커패시터는

필름셀이 내장되는 케이스와;

상기 필름셀에 비접촉상태를 유지하면서 인접하게 위치되어 열을 흡수하는 흡열부와 상기 케이스의 외부로 드러나는 방열부가 일체로 구비된 방열판;

을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 필름셀과 상기 방열판의 흡열부는 상기 케이스의 내부에 에폭시로 함께 몰딩된 구조로 할 수 있다.

상기 케이스는 일면이 개방된 용기 형상으로 형성되고;

상기 방열판은 상기 케이스의 개방된 면을 통해 상기 방열부가 상기 케이스의 외부로 노출된 구조로 할 수 있다.

상기 필름커패시터를 인버터케이스에 장착하면,

상기 방열판의 방열부는 상기 케이스의 외측면과 상기 인버터케이스의 내측면 사이에 끼어서 양면이 각각 상기 케이스와 인버터케이스에 동시에 면접촉하도록 단부가 연장되어 절곡된 구조로 할 수 있다.

상기 방열부의 연장된 단부는, 상기 필름커패시터가 상기 인버터케이스에 장착되지 않은 상태에서는, 자체의 탄성에 의해 상기 내부케이스의 표면으로부터 벌어지도록 절곡된 구조로 할 수 있다.

상기 케이스는 개방된 면의 주위에 필름커패시터의 장착을 위한 장착플랜지 가 상기 개방된 면과 평행한 장착면을 형성하면서 일체로 구비되고;

상기 방열판의 방열부는 상기 장착플랜지의 장착면에 겹쳐지도록 연장되어 형성된 구조로 할 수 있다.

본 발명은 필름커패시터의 필름셀에서 발생하는 열을 효과적으로 냉각시킬 수 있도록 하여, 상기 필름커패시터가 채용된 인버터를 트렁크룸은 물론 엔진룸에 장착하게 되는 경우에도, 안정된 동작과 내구수명을 확보할 수 있도록 한다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명 실시예는 필름셀(1)이 내장되는 케이스(3)와, 상기 필름셀(1)에 비접촉상태를 유지하면서 인접하게 위치되어 열을 흡수하는 흡열부(5)와 상기 케이스(3)의 외부로 드러나는 방열부(7)가 일체로 구비된 방열판(9)을 포함하여 구성된다.

상기 케이스(3)는 일면이 개방된 용기 형상으로 형성되고, 상기 방열판(9)은 상기 케이스(3)의 개방된 면을 통해 상기 방열부(7)가 상기 케이스(3)의 외부로 노출되며, 상기 필름셀(1)과 상기 방열판(9)의 흡열부(5)는 상기 필름셀(1)과 연결되어 상기 케이스(3)의 외부로 전기적 연결상태를 확보하도록 하는 버스바(17)와 상기 케이스(3)의 내부에 에폭시(19)로 함께 몰딩되어, 상기 방열판(9)의 방열부(7)만 외부로 노출되는 구조이다.

상기 케이스(3)는 통상 비전도성을 가진 플라스틱재질이 사용되며, 상기 방열판(9)은 주로 금속재가 사용된다.

도 2와 도 5를 비교하면 알 수 있듯이, 상기 필름커패시터(13)를 인버터케이스(11)에 장착하면, 상기 방열판(9)의 방열부(7)는 상기 케이스(3)의 외측면과 상기 인버터케이스(11)의 내측면 사이에 끼어서 양면이 각각 상기 케이스(3)와 인버터케이스(11)에 동시에 면접촉하도록 단부가 연장되어 절곡된 구조이다.

즉, 상기 필름커패시터(13)를 인버터케이스(11)에 장착하는 것만으로도 저절로 상기 방열판(9)의 방열부(7)가 인버터케이스(11)와 면접촉상태를 가지게 되도록 한 것으로서, 상기 방열부(7)의 연장된 단부는, 상기 필름커패시터(13)가 상기 인버터케이스(11)에 장착되지 않은 상태에서는, 자체의 탄성에 의해 상기 케이스(3)의 표면으로부터 벌어지도록 절곡된 구조로 하는 것이 상기 인버터케이스(11)와의 면접촉 상태를 긴밀히 하는 데에 유리하다.

따라서, 상기한 바와 같은 구조의 필름커패시터(13)를 채용한 인버터에서는 인버터케이스(11)의 형상을 도 5와 같이 필름커패시터(13)를 삽입하여 장착하면 저절로 상기 방열판(9)이 인버터케이스(11)와 밀착되고, 동시에 상기 필름커패시터(13)의 케이스(3)에도 밀착되도록 형성하는 것이 바람직할 것이다.

상기한 바와 같은 구조의 필름커패시터(13)는 상기 케이스(3) 내부의 필름셀(1)에서 발생되는 열이 상기 방열판(9)의 흡열부(5)를 통해 원활히 흡수되어 상 기 방열부(7)를 통해 외부로 방출되어 신속히 냉각되므로, 그 동작의 안정성 및 내구성의 확보가 가능하다.

도 6과 도 7은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 것으로서, 상기 케이스(3)는 개방된 면의 주위에 필름커패시터(13)의 장착을 위한 장착플랜지(15)가 상기 개방된 면과 평행한 장착면을 형성하면서 일체로 구비되고, 상기 방열판(9)의 방열부(7)는 상기 장착플랜지(15)의 장착면에 겹쳐지도록 연장되어 형성된 구조이다.

상기와 같은 필름커패시터(13)는 상기 필름커패시터(13)를 인버터케이스(11)에 장착하면, 상기 장착플랜지(15)가 인버터케이스(11)에 밀착되어 장착될 때, 그 사이에 상기 방열판(9)의 방열부(7)가 끼이게 되어, 저절로 상기 방열부(7)를 상기 인버터케이스(11)에 면접촉한 상태로 밀착하게 됨으로써, 상기 방열판(9)을 통해 상기 필름셀(1)으로부터의 열이 신속히 상기 인버터케이스(11)로 방출될 수 있게 된다.

도 1은 하이브리드 차량에 적용되는 인버터의 구성을 설명한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 필름커패시터의 구조를 설명한 단면도,

도 3은 도 2의 필름커패시터의 분해사시도,

도 4는 도 3의 필름커패시터의 결합사시도,

도 5는 본 발명 필름커패시터가 인버터케이스에 장착된 상태를 도시한 도면,

도 6은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 도면,

도 7은 도 6의 필름커패시터가 인버터케이스에 장착되는 상태를 설명한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1; 필름셀 3; 케이스

5; 흡열부 7; 방열부

9; 방열판 13; 필름커패시터

11; 인버터케이스 15; 장착플랜지

17; 버스바 19; 에폭시

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 일면이 개방된 용기 형상으로 형성되어져 필름셀이 내장되는 케이스와, 상기 필름셀에 비접촉상태를 유지하면서 인접하게 위치되어 열을 흡수하는 흡열부를 갖춘 방열판을 구비한 필름커패시터에 있어서,

   상기 방열판에 일체로 구비되어진 방열부는 상기 케이스의 개방된 면을 통해 상기 케이스의 외부로 노출되도록 상기 케이스의 내부에 에폭시로 함께 몰딩된 상기 흡열부에서 이어져 상기 케이스의 외부로 드러나는 구조이고, 상기 필름커패시터를 인버터케이스에 장착하면 상기 케이스의 외측면과 상기 인버터케이스의 내측면 사이에 끼어서 양면이 각각 상기 케이스와 인버터케이스에 동시에 면접촉하도록 단부가 연장되어 절곡된 것

   을 특징으로 하는 필름커패시터.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 방열부의 연장된 단부는, 상기 필름커패시터가 상기 인버터케이스에 장착되지 않은 상태에서는, 자체의 탄성에 의해 상기 케이스의 표면으로부터 벌어지도록 절곡된 것

   을 특징으로 하는 필름커패시터.
6. 청구항 4에 있어서,

   상기 케이스는 개방된 면의 주위에 필름커패시터의 장착을 위한 장착플랜지가 상기 개방된 면과 평행한 장착면을 형성하면서 일체로 구비되고;

   상기 방열판의 방열부는 상기 장착플랜지의 장착면에 겹쳐지도록 연장되어 형성된 것

   을 특징으로 하는 필름커패시터.

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