KR101841284B1 - Wator Cooling type Invertor - Google Patents

Wator Cooling type Invertor Download PDF

Info

Publication number
KR101841284B1
KR101841284B1 KR1020110094482A KR20110094482A KR101841284B1 KR 101841284 B1 KR101841284 B1 KR 101841284B1 KR 1020110094482 A KR1020110094482 A KR 1020110094482A KR 20110094482 A KR20110094482 A KR 20110094482A KR 101841284 B1 KR101841284 B1 KR 101841284B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
water
housing
film capacitor
cooler
cooling
Prior art date
Application number
KR1020110094482A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20130030899A (en
Inventor
황준하
Original Assignee
현대모비스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대모비스 주식회사 filed Critical 현대모비스 주식회사
Priority to KR1020110094482A priority Critical patent/KR101841284B1/en
Publication of KR20130030899A publication Critical patent/KR20130030899A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101841284B1 publication Critical patent/KR101841284B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H05K7/20927—Liquid coolant without phase change
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30—Structural association with control circuits or drive circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/003—Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

본 발명의 수냉식 인버터는 수밀가스켓(50)으로 기밀처리된 상태에서 파워모듈(20)과 알루미늄케이스로 감싸인 필름 커패시터(30)를 서로 인접된 상태로 배열시켜 냉각수 흐름경로에 모두 걸쳐짐으로써, 파워모듈과 필름 커패시터의 복층배열에 비해 배열구조를 보다 단순화하면서 특히 상대적으로 저온성능의 필름 커패시터를 적용할 수 있어 비용도 함께 절감할 수 있는 특징을 갖는다.The water-cooled inverter according to the present invention is arranged so that the power module 20 and the film capacitor 30 enclosed by the aluminum case are arranged in a state of being adjacent to each other in the state of being hermetically sealed by the watertight gasket 50, Compared with the multilayer arrangement of power modules and film capacitors, the array structure is simplified, and the film capacitors with relatively low temperature performance can be applied, thus reducing costs.

Description

수냉식 인버터{Wator Cooling type Invertor} [0001] WATER-COOLED INVERTER [0002]

본 발명은 수냉식 인버터에 관한 것으로, 특히 고전압 DC 커패시터를 냉각수로 직접 냉각시켜줄 수 있는 수냉식 인버터에 관한 것이다.The present invention relates to a water-cooled inverter, and more particularly to a water-cooled inverter capable of directly cooling a high-voltage DC capacitor with cooling water.

일반적으로 엔진과 모터로 구동하는 하이브리드자동차와 모터만으로 구동하는 전기자동차는 모터를 구동하려면 높은 전압과 전류를 필요로 하게 된다. Generally, a hybrid vehicle driven by an engine and a motor, and an electric vehicle driven by a motor alone require high voltage and current to drive the motor.

그러므로, 하이브리드자동차나 전기자동차에는 고전압배터리와 저전압배터리를 구비하고, 배터리전압을 모터구동을 위한 전압과 전장품을 위한 12V 저전압으로 전환시켜주는 컨버터와 함께 배터리의 DC 전압을 3상 AC전압으로 변환하고 모터 회전수를 제어하기 위한 인버터가 필수적으로 구비되어진다.Therefore, a hybrid or electric vehicle is equipped with a high voltage battery and a low voltage battery and converts the battery's DC voltage to a three-phase AC voltage with a converter that converts the battery voltage to the motor drive voltage and the 12V low voltage for electrical applications An inverter for controlling the number of revolutions of the motor is essentially provided.

이에 따라, 상기와 같은 인버터에는 고전압 배터리에서 전달되는 고전압 전력을 평활하는 기능을 하는 고전압 DC 커패시터와 함께 직류 -> 교류 스위칭을 구현하는 파워모듈이 구비된다.Accordingly, the inverter includes a high-voltage DC capacitor that functions to smooth high-voltage power delivered from a high-voltage battery, and a power module that implements DC-to-AC switching.

통상, 고전압 DC 커패시터는 주로 내구성 때문에 필름 커패시터가 사용되며, 구동모터의 출력 용량에 비례해 커패시터 용량도 함께 증가됨과 더불어 전체적인 크기도 커지게 된다. In general, a high-voltage DC capacitor is mainly made of a film capacitor because of its durability, and the capacity of the capacitor is also increased in proportion to the output capacity of the driving motor, and the overall size is increased.

상기와 같은 필름 커패시터의 내구 수명은 커패시터의 온도에 가장 영향을 많이 받는 특성을 갖는다.The lifetime of such a film capacitor has a characteristic that is most affected by the temperature of the capacitor.

하지만, 필름 커패시터는 인버터에 내장되어 직류 -> 교류 스위칭 기능을 하는 파워모듈에서 발생되는 발열로 인한 온도상승을 직접 받을 수밖에 없으면서, 특히 인버터의 엔진룸설치로 인해 고온에 노출된 열악한 주변환경을 가질 수밖에 없게 된다.However, since the film capacitor is built in the inverter, it is forced to directly receive the temperature rise due to the heat generated from the power module having the DC-> AC switching function, and in particular, I can not help it.

상기와 같은 열악한 환경에 대한 대응책으로 온도사양이 높은 필름 커패시터를 적용함으로써 내구 수명 연장을 연장할 수 있지만, 필름 커패시터는 내구 수명을 위한 온도 상승폭에 비해 그에 따른 비용 상승폭이 너무 커짐으로써 통상 100도 내외 사양을 갖는 제품이 사용될 수밖에 없는 한계를 갖는다.Although the lifetime extension of the film capacitor can be extended by applying a film capacitor having a high temperature specification as a countermeasure against such a harsh environment, the cost rise of the film capacitor is excessively increased compared with the temperature rise width for the durability life, A product having a specification is inevitably used.

그러므로, 인버터는 냉각수 순환을 이용하여 인버터를 냉각해줌으로써, 필름 커패시터의 온도 사양을 높이지 않으면서 온도 영향을 줄이는 방식이 적용될 수밖에 없다.Therefore, the inverter uses a cooling water circulation to cool the inverter, thereby reducing the temperature effect without increasing the temperature specification of the film capacitor.

도 6은 수냉식 냉각기능을 이용하여 필름 커패시터의 내구성능을 향상하는 인버터의 구성을 나타낸다.6 shows a configuration of an inverter that improves the endurance performance of a film capacitor using a water-cooled cooling function.

도 6(가)에 도시된 인버터는 한쪽부위로 DC입력부와 그 반대쪽 부위로 AC출력부를 구비한 하우징(100)과, 하우징(100)의 내부공간으로 수용된 파워모듈(110)과, 출력부스바(130)로 연결된 파워모듈(110)의 위쪽으로 구비된 필름 커패시터(120)를 갖추고, 쿨러(140)가 파워모듈(110)의 아래쪽에서 냉각수를 순환시켜 열을 낮춰주도록 구성된 예를 나타낸다.The inverter shown in Fig. 6A includes a housing 100 having a DC input portion as one side and an AC output portion as a portion opposite to the one side, a power module 110 accommodated in an inner space of the housing 100, And a film capacitor 120 provided above the power module 110 connected to the power module 130. The cooler 140 circulates cooling water below the power module 110 to lower the heat.

또한, 도 6(나)에 도시된 또 다른 인버터는 한쪽부위로 DC입력부와 그 반대쪽 부위로 AC출력부를 구비한 하우징(200)과, 하우징(200)의 내부공간으로 수용된 파워모듈(210)과, 보다 단순화된 출력부스바(230)로 연결된 파워모듈(210)의 위쪽으로 구비된 필름 커패시터(220)를 갖추고, 쿨러(240)가 파워모듈(210)의 아래쪽에서 냉각수를 순환시켜 열을 낮춰주도록 구성된 예를 나타낸다.
Another inverter shown in FIG. 6 (B) includes a housing 200 having a DC input part as a part and an AC output part as a part opposite to the DC input part, a power module 210 accommodated in an inner space of the housing 200, And a film capacitor 220 disposed above the power module 210 connected to the simplified output bus bar 230. The cooler 240 circulates cooling water below the power module 210 to lower the heat .

국내특허공개 10-2010-0098874(2010.09.10)는 전력변환장치의 냉각장치에 관한 것이며, 이는 도 2 및 4쪽 식별번호13내지 식별번호14 참조.Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2010-0098874 (Sep. 10, 2010) relates to a cooling apparatus of a power conversion apparatus, which is shown in Figs.

하지만, 상기와 같은 인버터에서는 파워모듈(110,210)의 위쪽으로 필름 커패시터(120,220)가 구비됨으로써 출력부스바(130,230)의 길이 최소화로 줄어든 임피던스를 갖는 장점이 있는 반면, 열에 민감한 필름 커패시터(120,220)가 쿨러(140,240)를 차단한 파워모듈(110,210)의 위쪽에 설치됨으로써 필름 커패시터(120,220)의 낮은 방열성능으로 내구성능 확보에 어려움을 겪을 수밖에 없게 된다.However, in the above inverter, since the film capacitors 120 and 220 are provided above the power modules 110 and 210, the impedance of the output bus bars 130 and 230 is reduced by minimizing the length of the output bus bars 130 and 230 while the film capacitors 120 and 220, It is difficult to secure durability performance due to the low heat dissipation performance of the film capacitors 120 and 220 by being installed above the power modules 110 and 210 that cut off the coolers 140 and 240. [

특히, 구조적 측면에서, 필름 커패시터(120,220)가 하우징(100,200)과의 접촉을 형성하지 못하도록 설치됨으로써 방열성능을 더욱 낮춰 내구성능 확보를 더욱 어렵게 하는 한 원인으로 작용된다.Particularly, in the structural aspect, the film capacitors 120 and 220 are provided so as not to make contact with the housings 100 and 200, thereby further lowering the heat radiation performance, thereby making it difficult to secure durability performance.

이에 더해, 재질적인 측면에서, 필름 커패시터(120,220)를 수용한 케이스가 PPS,PBT와 같은 수지류로 적용함으로써 금속류에 비해 낮은 열전달성능으로 인해 충분한 방열성능확보를 더욱 어렵게 하는 또 다른 원인으로 작용된다.
In addition, from the viewpoint of the material, the case in which the film capacitors 120 and 220 are housed is used as a resin such as PPS or PBT, which is another cause of difficulty in obtaining sufficient heat radiation performance due to low heat transfer performance .

이에 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 본 발명은 기밀처리된 상태에서 파워모듈과 필름 커패시터를 서로 인접된 상태로 배열시켜 냉각수 흐름경로에 모두 걸쳐줌으로써 파워모듈과 필름 커패시터의 복층배열에 비해 구조를 단순화할 수 있는 수냉식 인버터를 제공하는데 목적이 있다. In view of the above, the present invention, which has been invented in view of the above problems, provides a structure in which a power module and a film capacitor are arranged adjacent to each other in an airtight state, And to provide a water-cooled inverter that can be simplified.

또한, 본 발명은 필름 커패시터가 냉각수 흐름을 거치도록 배치함으로써 냉각수에 의한 방열성능을 크게 높여줄 수 있는 수냉식 인버터를 제공하는데 목적이 있다. It is another object of the present invention to provide a water-cooled inverter in which the film capacitor is arranged so as to pass the cooling water flow so as to greatly enhance the heat radiation performance by the cooling water.

또한, 본 발명은 냉각수 흐름을 거치도록 배치된 필름 커패시터의 케이스를 알루미늄으로 적용해줌으로써 수지류에 비해 상대적으로 높은 열전도도를 이용해 방열성능이 더욱 향상되어진 수냉식 인버터를 제공하는데 목적이 있다.
It is another object of the present invention to provide a water-cooled inverter in which the heat dissipation performance is further improved by using a relatively high thermal conductivity as compared with a resin stream by applying a case of a film capacitor arranged to pass through a cooling water flow to aluminum.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수냉식 인버터는 내부공간을 갖는 하우징과;According to an aspect of the present invention, there is provided a water-cooled inverter including: a housing having an inner space;

상기 하우징의 내부공간을 점유하고, 입구니플로 들어온 냉각수를 순환시킨 후 출구니플로 내보내는 쿨러와;A cooler which occupies the inner space of the housing and circulates the cooling water introduced into the inlet nipple and then sends the cooling water to the outlet nipple;

상기 쿨러의 위에 위치되어 상기 하우징의 한쪽 공간을 점유한 파워모듈과;A power module located above the cooler and occupying one space of the housing;

상기 쿨러의 위에 위치되어 상기 하우징의 반대쪽 공간을 점유하고, 상기 파워모듈에 연결된 출력부스바를 갖춘 필름 커패시터;A film capacitor located above the cooler and occupying the space opposite the housing and having an output bus bar connected to the power module;

를 포함해 구성된 것을 특징으로 한다.And a control unit.

상기 쿨러는 상기 하우징에 구비된 냉각판과, 상기 냉각판의 입구니플쪽으로 들어온 냉각수가 상기 냉각판의 바닥면을 따라 반복적인 냉각수순환흐름을 형성한 후 반대쪽 위치인 출구니플로 내보내지도록 서로 연결된 방열핀으로 구성된다.The cooler includes a cooling plate provided in the housing and cooling water introduced into the inlet nipple of the cooling plate forms a repetitive cooling water circulation flow along the bottom surface of the cooling plate and is connected to the outlet nipple, .

상기 방열핀은 직선핀 또는 주름핀형상으로 이루어져 냉각수가 흐르는 홈을 형성하는 적어도 1개 이상의 순환유로로 구성된다.The radiating fins are formed of a straight fin or a wrinkle fin, and are formed of at least one circulating flow path forming grooves through which cooling water flows.

상기 순환유로는 [U]자 형상을 반복적으로 적층시켜준 구조인 제2순환유로를 기준으로 한쪽에 [U]자 형상을 반복적으로 적층시켜준 구조를 이루는 제1순환유로와 그 반대쪽에 [U]자 형상을 반복적으로 적층시켜준 구조를 이루는 제3순환유로로 구성되고, 상기 제1순환유로는 상기 입구니플과 연결되고, 상기 제3순환유로는 상기 출구니플과 연결된다. The circulating flow path is constituted by a first circulating flow path which is a sub-structure formed by repeatedly laminating a [U] shape on one side with respect to a second circulating flow path which is a sub-structure by repeatedly laminating a [U] The first circulation channel is connected to the inlet nipple and the third circulation channel is connected to the outlet nipple. The first circulation channel is connected to the inlet nipple, and the third circulation channel is connected to the outlet nipple.

상기 제1,2,3순환유로의 아래쪽 부위로 상기 파워모듈을 위치시키고, 상기 제1,2,3순환유로의 위쪽 부위로 상기 필름 커패시터를 위치시켜준다. The power module is positioned below the first, second, and third circulation conduits, and the film capacitor is positioned above the first, second, and third circulation conduits.

상기 필름 커패시터는 알루미늄재질 케이스로 감싸이고, 상기 하우징의 벽면에 밀착된 상태로 설치되어진다. The film capacitor is enclosed in an aluminum material case and installed in a state of being in close contact with a wall surface of the housing.

상기 필름 커패시터에는 상기 쿨러에 밀착되는 바닥면으로 단차진 수밀방열면이 형성되고, 한쪽 측면부위로 상기 파워모듈에 전기적으로 연결되는 다수 단자로 이루어진 출력부스바가 구비된다. The film capacitor includes an output bus bar formed by a plurality of terminals electrically connected to the power module at one side portion thereof.

상기 쿨러와 상기 필름 커패시터사이에는 수밀가스켓이 더 포함된다. A watertight gasket is further included between the cooler and the film capacitor.

상기 수밀가스켓은 상기 하우징에 파여진 기밀홈에 끼워지는 고무로 이루어지고, 상기 기밀홈에 끼워지는 탄성바디의 상하로 타원형으로 돌출된 변형바디를 형성하여 준다.
The watertight gasket is made of rubber fitted in the airtight groove formed in the housing and forms an elliptically deformable body in the upper and lower portions of the elastic body fitted in the airtight groove.

이러한 본 발명은 냉각수 흐름이 서로 인접되게 나열된 파워모듈과 필름 커패시터를 거쳐 순환됨으로써 냉각수의 직접적인 작용으로 필름 커패시터의 방열성능을 크게 높여 상대적으로 낮은 온도사양의 필름 커패시터 적용에 따른 비용 절감은 물론, 필름 커패시터의 높아진 방열성능으로 방열구조를 보다 단순화시켜 줄 수 있는 효과가 있게 된다.In the present invention, the cooling water flow is circulated through the power module and the film capacitor arranged adjacent to each other, so that the heat dissipation performance of the film capacitor is greatly enhanced by the direct action of the cooling water, thereby reducing the cost of applying the film capacitor with a relatively low temperature specification, The heat dissipation structure of the capacitor can be simplified by the increased heat dissipation performance of the capacitor.

또한, 본 발명은 냉각수 흐름 위에 놓인 파워모듈과 필름 커패시터의 기밀을 고무재질의 수밀가스켓으로 처리해줌으로써 조립구조를 단순화할 수 있고, 특히 파워모듈과 필름 커패시터를 서로 인접되게 나열함으로써 부품간 간섭과 절연구조도 보다 단순화 되고 조립 편의성도 크게 향상될 수 있는 효과도 있게 된다.In addition, the present invention can simplify the assembly structure by treating the airtightness of the power module and the film capacitor, which are placed on the cooling water flow, with watertight gaskets made of a rubber material. Especially, by arranging the power module and the film capacitor adjacent to each other, The structure can be simplified and the assembling convenience can be greatly improved.

또한, 본 발명은 냉각수 흐름을 거치도록 배치된 필름 커패시터의 케이스를 알루미늄으로 적용해줌으로써 수지류에 비해 상대적으로 높은 열전도도를 이용해 방열성능이 더욱 향상시키고, 특히 내구성능의 향상으로 필름 커패시터의 사용량도 축소할 수 있는 효과도 있게 된다.
In addition, the present invention applies the case of the film capacitor arranged to pass through the cooling water flow to aluminum, thereby further improving the heat radiation performance by using the relatively high thermal conductivity as compared with the resin stream. In particular, There is also an effect of reducing the size.

도 1은 본 발명에 따른 수냉식 인버터의 내부구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 수냉식 인버터에 구비된 쿨러의 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 필름 커패시터의 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 필름 커패시터의 수밀구성도이며, 도 5는 본 발명에 따른 수냉식 인버터의 조립상태이고, 도 6(가),(나)는 종래에 따른 수냉식 인버터의 구성도이다.FIG. 3 is a perspective view of a film capacitor according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view of the water-cooled inverter according to the present invention. FIG. 5 is a view illustrating a water-cooled type inverter according to the present invention, and FIGS. 6 (a) and 6 (b) are block diagrams of a conventional water-cooled inverter.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which illustrate exemplary embodiments of the present invention. The present invention is not limited to these embodiments.

도 1은 본 실시예에 따른 수냉식 인버터의 내부구성을 나타낸다.1 shows an internal configuration of a water-cooled inverter according to the present embodiment.

도시된 바와 같이, 수냉식 인버터는 내부공간을 갖는 하우징(1)과, 하우징(1)의 내부공간을 점유하고, 입구니플(13)로 들어온 냉각수를 순환시킨 후 출구니플(14)로 내보내는 쿨러(10)와, 쿨러(10)의 위에서 하우징(1)의 한쪽 공간을 점유한 파워모듈(20)과, 쿨러(10)의 위에서 파워모듈(20)에 출력부스바(40)로 연결되도록 인접되게 위치된 필름 커패시터(30)와, 쿨러(10)를 기밀처리하여 냉각수 누수를 차단하는 수밀가스켓(50)으로 구성된다.As shown in the figure, the water-cooled inverter includes a housing 1 having an internal space, a cooler (not shown) which occupies the internal space of the housing 1 and circulates the cooling water introduced into the inlet nipple 13, A power module 20 occupying one space of the housing 1 from above the cooler 10 and an output bus bar 40 connected to the power module 20 above the cooler 10 by an output bus bar 40. [ And a watertight gasket 50 sealing the cooler 10 to block the leakage of cooling water.

상기 커패시터(30)는 알루미늄재질의 케이스로 보호되며, 하우징(1)의 내부공간으로 위치된 상태에서 벽면에 밀착되어 접촉되도록 놓여진다.The capacitor 30 is protected by an aluminum case and placed in contact with the wall surface in contact with the inner space of the housing 1.

도 2는 본 실시예에 따른 수냉식 인버터에 구비된 쿨러의 구성을 나타낸다.Fig. 2 shows a configuration of a cooler provided in the water-cooled inverter according to the present embodiment.

도시된 바와 같이, 쿨러(10)는 하우징(1)에 구비된 냉각판(11)과, 냉각판(11)의 입구니플(13)쪽으로 들어온 냉각수가 냉각판(11)의 바닥면을 따라 반복적인 냉각수순환흐름을 형성한 후 반대쪽 위치인 출구니플(14)로 내보내지도록 서로 연결된 방열핀(12)으로 구성된다.As shown in the figure, the cooler 10 includes a cooling plate 11 provided in the housing 1 and cooling water introduced into the inlet nipple 13 of the cooling plate 11 repeatedly along the bottom surface of the cooling plate 11 And a radiating fin 12 connected to the outlet nipple 14 so as to be discharged to the opposite position after forming the cooling water circulation flow.

상기 냉각판(11)은 하우징(1)과 별물로 제작되어 하우징(1)에 덧대어지거나 또는 하우징(1)을 이용해 형성될 수 있다.The cooling plate 11 may be formed separately from the housing 1 and attached to the housing 1 or may be formed using the housing 1.

상기 방열핀(12)은 직선핀 또는 주름핀형상으로 이루어져 냉각수가 흐르는 홈을 형성한 제1,2,3순환유로(12a,12b,12c)로 구성되며, 상기 제1,2,3순환유로(12a,12b,12c)는 대략 [U]자 형상을 반복적으로 적층시켜준 구조로 이루어진다.The radiating fins 12 are formed of first, second, and third circulating flow paths 12a, 12b, 12c having a straight fin or a corrugated fin and formed with grooves through which cooling water flows, 12a, 12b, and 12c have a structure in which a substantially [U] shape is repeatedly stacked.

통상, 상기 제1,2,3순환유로(12a,12b,12c)는 제2순환유로(12b)를 기준으로 제1순환유로(12a)가 좌측(도2에서)으로 형성되고 제3순환유로(12c)가 좌측(도2에서)으로 형성되어진다.The first circulation flow passage 12a is formed on the left side (in FIG. 2) and the third circulation flow passage 12a is formed on the second circulation flow passage 12b with respect to the first circulation flow passage 12a, 12b, (12c) is formed on the left side (in Fig. 2).

이로 인해, 파워모듈(20)은 제1,2,3순환유로(12a,12b,12c)의 아래쪽 부위를 점유하고, 필름 커패시터(30)는 제1,2,3순환유로(12a,12b,12c)의 위쪽 부위를 점유한다.The power module 20 occupies a lower portion of the first, second and third circulation channels 12a, 12b and 12c and the film capacitor 30 is connected to the first, second and third circulation channels 12a, 12b, 12c.

상기 입구니플(13)과 상기 출구니플(14)은 별물로 제작되어 냉각판(11)에 연결되거나 또는 냉각판(11)에 일체로 형성될 수 있다.The inlet nipple 13 and the outlet nipple 14 may be separately manufactured and connected to the cooling plate 11 or may be formed integrally with the cooling plate 11.

도 3은 본 실시예에 따른 필름 커패시터의 구조를 나타낸다.3 shows a structure of a film capacitor according to this embodiment.

도시된 바와 같이, 필름 커패시터(30)는 바닥면으로 단차진 수밀방열면(31)을 형성하고, 한쪽 측면부위로는 파워모듈(20)에 전기적으로 연결되는 다수 단자로 이루어진 출력부스바(40)를 구비한다.As shown in the figure, the film capacitor 30 has a stepped water-tight heat-radiating surface 31 formed on the bottom surface and an output bus bar 40 having a plurality of terminals electrically connected to the power module 20 on one side surface thereof. Respectively.

상기 수밀방열면(31)은 쿨러(10)의 냉각판(11)에 형성된 방열핀(12)위로 놓여지며, 수밀가스켓(50)과의 밀착성을 위해 일정수준 평면도를 형성하여 준다.The watertight heat radiating surface 31 is placed on the radiating fin 12 formed on the cooling plate 11 of the cooler 10 and forms a flat surface of a certain level for adhesion with the watertight gasket 50.

도 4는 본 실시예에 따른 필름 커패시터의 수밀구조를 나타낸다.4 shows the watertight structure of the film capacitor according to the present embodiment.

도시된 바와 같이, 수밀가스켓(50)은 고무재질(EPDM등)의 탄성바디가 소정크기로 이루어지고, 그 상하로 변형바디(50a)가 타원형으로 돌출됨으로써 가해진 외력에 의해 탄성변형되어진다.As shown in the figure, the watertight gasket 50 is elastically deformed by an external force applied when the elastic body of the rubber material (EPDM or the like) has a predetermined size and the deformable body 50a protrudes upward and downward in an elliptical shape.

상기 수밀가스켓(50)은 하우징(1)의 기밀홈(1a)에 조립되면, 탄성바디가 기밀홈(1a)의 끼워진 상태에서 기밀홈(1a)에 대한 1차적인 기밀구조를 이루고 동시에 필름 커패시터(30)에 의해 눌려진 변형바디(50a)가 탄성변형된 상태에서 기밀홈(1a)에 대한 2차적인 기밀구조를 이루게 된다.When the watertight gasket 50 is assembled to the airtight groove 1a of the housing 1, the elastic body forms a primary airtight structure with respect to the airtight groove 1a in a state where the airtight groove 1a is fitted, Tight structure with respect to the airtight groove (1a) in a state where the deformed body (50a) pressed by the elastic body (30) is elastically deformed.

상기 수밀가스켓(50)은 필름 커패시터(30)의 바닥면을 이루는 단차진 수밀방열면(31)을 통해 가압된다.The watertight gasket (50) is pressed through the stepped watertight heat dissipation surface (31) constituting the bottom surface of the film capacitor (30).

도 5는 본 실시예에 따른 수냉식 인버터의 조립상태를 나타낸다.5 shows an assembled state of the water-cooled inverter according to the present embodiment.

도시된 바와 같이, 수냉식 인버터는 하우징(1)의 내부에서 한쪽으로 파워모듈(20)이 위치됨으로써 쿨러(10)의 제1,2,3순환유로(12a,12b,12c)의 아래쪽(도 5에서) 부위를 점유하고, 하우징(1)의 내부에서 다른쪽으로 상기 파워모듈(20)에 출력부스바((40)를 매개로 전기적으로 연결된 필름 커패시터(30)가 위치됨으로써 제1,2,3순환유로(12a,12b,12c)의 위쪽(도 5에서) 부위를 점유한다.As shown in the figure, the water-cooled inverter is disposed below the first, second, and third circulation flow paths 12a, 12b, and 12c of the cooler 10 by locating the power module 20 on one side inside the housing 1 And the film capacitor 30 electrically connected to the power module 20 via the output busbar 40 is positioned in the housing 1 from the inside to the outside of the housing 1, (In Fig. 5) of the circulating flow paths 12a, 12b, and 12c.

통상, 파워모듈(20)은 적정한 개수로 하우징(1)에 볼트 또는 스크류체결되고, 필름 커패시터(30)도 적정한 개수로 하우징(1)에 볼트 또는 스크류체결되어진다.Normally, the power module 20 is bolted or screwed to the housing 1 in an appropriate number, and the film capacitor 30 is bolted or screwed to the housing 1 in an appropriate number.

상기 필름 커패시터(30)의 체결 개수는 그 크기에 따라 4~6개로 구성될 수 있다. The number of fastening of the film capacitor 30 may be 4 to 6 depending on the size thereof.

냉각수가 입구니플(13)을 통해 쿨러(10)로 들어오면, 냉각수는 제1순환유로(12a)로 들어와 제1순환유로(12a)를 순환하여 흐른 후 연속되도록 이어진 제2순환유로(12b)로 들어가고, 제2순환유로(12b)로 들어와 다시 제2순환유로(12b)를 순환하여 흐른 다음, 제3순환유로(12c)로 들어와 제3순환유로(12c)를 순환한 후 출구니플(14)로 빠져 나가게 된다.When the cooling water enters the cooler 10 through the inlet nipple 13, the cooling water flows into the first circulation flow passage 12a, flows through the first circulation flow passage 12a, and then flows into the second circulation flow passage 12b, Enters the second circulation flow passage 12b and circulates through the second circulation flow passage 12b and then flows into the third circulation flow passage 12c to circulate the third circulation flow passage 12c and then to the outlet nipple 14 ).

이로 인해, 파워모듈(20)은 제1,2,3순환유로(12a,12b,12c)의 아래쪽 부위에서 순환되는 냉각수와 직접적으로 열교환되고, 동시에 필름 커패시터(30)는 제1,2,3순환유로(12a,12b,12c)의 위쪽 부위에서 순환되는 냉각수와 직접적으로 열교환되어진다.Thus, the power module 20 is directly heat-exchanged with the cooling water circulated in the lower portions of the first, second, and third circulation channels 12a, 12b, and 12c, and at the same time, the film capacitors 30, And is directly heat-exchanged with the cooling water circulated in the upper portion of the circulation flow paths 12a, 12b, and 12c.

이와 같이 냉각수를 통해 직접적으로 열교환되는 파워모듈(20)의 냉각구조와 동일한 냉각구조가 필름 커패시터(30)에도 적용됨으로써 필름 커패시터(30)의 냉각성능을 크게 상승할 수 있고, 필름 커패시터(30)의 냉각효율이 크게 높아짐으로써 동일 성능 대비 낮은 온도사양의 필름 커패시터를 적용할 수 있게 된다.The same cooling structure as the cooling structure of the power module 20 directly heat-exchanged through the cooling water is also applied to the film capacitor 30 so that the cooling performance of the film capacitor 30 can be greatly increased, It is possible to apply a film capacitor having a low temperature characteristic to the same performance.

이와 더불어, 상기 필름 커패시터(30)는 알루미늄재질의 케이스로 보호됨으로써 냉각수에 의한 직접적인 방열효과를 기본으로 알루미늄재질의 열전도도에 의한 방열효과를 더 구현할 수 있고, 이러한 이중적인 방열효과의 시너지(Synergic)작용을 통해 필름 커패시터(30)의 냉각효율이 보다 높아질 수 있게 된다.In addition, since the film capacitor 30 is protected by a case made of an aluminum material, it is possible to further realize a heat radiation effect by thermal conductivity of an aluminum material on the basis of a direct heat radiation effect by cooling water, and the synergic effect of the double heat radiation effect, The cooling efficiency of the film capacitor 30 can be increased.

또한, 상기 필름 커패시터(30)는 하우징(1)의 벽면에 밀착된 상태로 설치됨으로써 냉각수에 의한 직접적인 방열효과와 알루미늄재질 케이스의 열전도도에 의한 방열효과와 함께 밀착된 하우징(1)과의 열교환에 의한 또 다른 방열효과를 더 구현할 수 있고, 이러한 삼중적인 방열효과의 시너지(Synergic)작용을 통해 필름 커패시터(30)의 냉각효율이 더욱 높아질 수 있게 된다.Further, since the film capacitor 30 is installed in a state of being in close contact with the wall surface of the housing 1, the heat dissipation effect by the cooling water and the thermal conductivity of the aluminum material case together with the heat exchange effect with the housing 1, And the cooling efficiency of the film capacitor 30 can be further increased through the synergic action of the triple heat radiation effect.

그러므로, 본 실시예에서 필름 커패시터(30)는 냉각수에 의한 직접적인 방열효과로 인해 낮은 온도사양의 필름 커패시터를 적용할 수 있으면서도, 알루미늄재질 케이스의 열전도도와 밀착된 하우징(1)과의 열교환에 의해 부가되는 방열효과로 인해 더욱 낮은 온도사양의 필름 커패시터를 적용할 수 있게 된다.Therefore, in the present embodiment, the film capacitor 30 can apply the film capacitor of the low temperature specification due to the direct heat radiation effect by the cooling water, and the thermal conductivity of the aluminum material case and the heat dissipation The film capacitor of a lower temperature specification can be applied due to the heat radiation effect.

필름 커패시터의 낮은 온도사양은 그에 따른 비용 절감을 가져올 수 있고, 이를 적용한 컨버터의 제조비용도 함께 절감할 수 있게 된다.
The low temperature specification of the film capacitor can result in cost savings and also reduce the manufacturing cost of the converter.

1 : 하우징 1a : 기밀홈
10 : 쿨러
11 : 냉각판 12 : 방열핀
12a,12b,12c : 제1,2,3순환유로
13 : 입구니플 14 : 출구니플
20 : 파워모듈 30 : 커패시터
31 : 수밀방열면 40 : 출력부스바
50 : 수밀가스켓 50a : 변형바디1: housing 1a: airtight groove
10: Cooler
11: cooling plate 12: radiating fin
12a, 12b, 12c: first, second,
13: inlet nipple 14: outlet nipple
20: power module 30: capacitor
31: Watertight Discharge Surface 40: Output Busbar
50: watertight gasket 50a: deformed body

Claims (10)

내부공간을 갖는 하우징과;
상기 하우징의 내부공간을 점유하고, 입구니플로 들어온 냉각수를 순환시킨 후 출구니플로 내보내는 쿨러와;
상기 쿨러의 위에 위치되어 상기 하우징의 한쪽 공간을 점유한 파워모듈과;
상기 쿨러의 위에 위치되어 상기 하우징의 반대쪽 공간을 점유하고, 상기 파워모듈에 연결된 출력부스바를 갖춘 필름 커패시터;를 포함해 구성되고,
상기 필름 커패시터에는 상기 쿨러(10)에 밀착되는 바닥면으로 단차진 수밀방열면이 형성되고, 한쪽 측면부위로 상기 파워모듈에 전기적으로 연결되는 다수 단자로 이루어진 출력부스바가 구비
된 것을 특징으로 하는 수냉식 인버터.
A housing having an inner space;
A cooler which occupies the inner space of the housing and circulates the cooling water introduced into the inlet nipple and then sends the cooling water to the outlet nipple;
A power module located above the cooler and occupying one space of the housing;
A film capacitor located above the cooler and occupying a space opposite to the housing and having an output bus bar connected to the power module,
The film capacitor includes an output bus bar formed by a plurality of terminals electrically connected to the power module as one side surface portion, with a stepped water-tight heat dissipation surface formed on the bottom surface which is in close contact with the cooler
Wherein the water-cooled inverter is a water-cooled inverter.
청구항 1에 있어서, 상기 쿨러는 상기 하우징에 구비된 냉각판과, 상기 냉각판의 입구니플쪽으로 들어온 냉각수가 상기 냉각판의 바닥면을 따라 반복적인 냉각수순환흐름을 형성한 후 반대쪽 위치인 출구니플로 내보내지도록 서로 연결된 방열핀으로 구성된 것을 특징으로 하는 수냉식 인버터.
The cooling device according to claim 1, wherein the cooler includes: a cooling plate provided in the housing; and cooling water flowing into the inlet nipple of the cooling plate forms a repetitive cooling water circulation flow along a bottom surface of the cooling plate, And the cooling fins are connected to each other so as to be discharged.
청구항 2에 있어서, 상기 방열핀은 직선핀 또는 주름핀형상으로 이루어져 냉각수가 흐르는 홈을 형성하는 적어도 1개 이상의 순환유로로 구성된 것을 특징으로 하는 수냉식 인버터.
The water-cooled inverter according to claim 2, wherein the heat dissipation fin comprises at least one or more circulation flow paths formed in a straight fin or a wrinkle fin shape to form grooves through which cooling water flows.
청구항 3에 있어서, 상기 순환유로는 [U]자 형상을 반복적으로 적층시켜준 구조인 제2순환유로를 기준으로 한쪽에 [U]자 형상을 반복적으로 적층시켜준 구조를 이루는 제1순환유로와 그 반대쪽에 [U]자 형상을 반복적으로 적층시켜준 구조로 이루는 제3순환유로로 구성되고, 상기 제1순환유로는 상기 입구니플과 연결되고, 상기 제3순환유로는 상기 출구니플과 연결된 것을 특징으로 하는 수냉식 인버터.
[4] The circulating flow path as set forth in claim 3, wherein the circulating flow path includes: a first circulating flow passage having a sub-structure formed by repeatedly laminating a [U] shape on one side of a second circulating flow passage, And a third circulating flow path formed of a structure in which a [U] shape is repeatedly stacked on the opposite side, the first circulating flow path is connected to the inlet nipple, and the third circulation flow path is connected to the outlet nipple Features a water-cooled inverter.
청구항 4에 있어서, 상기 제1,2,3순환유로의 아래쪽 부위로 상기 파워모듈을 위치시키고, 상기 제1,2,3순환유로의 위쪽 부위로 상기 필름 커패시터를 위치시킨 것을 특징으로 하는 수냉식 인버터.
The water-cooled inverter according to claim 4, wherein the power module is positioned below the first, second, and third circulation conduits, and the film capacitor is positioned above the first, .
청구항 1에 있어서, 상기 필름 커패시터는 알루미늄재질 케이스로 감싸이고, 상기 하우징의 벽면에 밀착된 상태로 설치되어진 것을 특징으로 하는 수냉식 인버터.
The water-cooled inverter according to claim 1, wherein the film capacitor is enclosed in an aluminum material case and is installed in close contact with a wall surface of the housing.
삭제delete 청구항 1에 있어서, 상기 쿨러와 상기 필름 커패시터사이에는 수밀가스켓이 더 포함된 것을 특징으로 하는 수냉식 인버터.
The water-cooled inverter according to claim 1, further comprising a watertight gasket between the cooler and the film capacitor.
청구항 8에 있어서, 상기 수밀가스켓은 상기 하우징에 파여진 기밀홈에 끼워지는 고무로 이루어진 것을 특징으로 하는 수냉식 인버터.
9. The water-cooled inverter according to claim 8, wherein the watertight gasket is made of rubber fitted in an airtight groove formed in the housing.
청구항 9에 있어서, 상기 수밀가스켓은 상기 기밀홈에 끼워지는 탄성바디의 상하로 타원형으로 돌출된 변형바디를 형성한 것을 특징으로 하는 수냉식 인버터.
[12] The water-cooled inverter according to claim 9, wherein the watertight gasket has a deformable body protruding in an elliptical shape up and down of an elastic body fitted in the airtight groove.
KR1020110094482A 2011-09-20 2011-09-20 Wator Cooling type Invertor KR101841284B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110094482A KR101841284B1 (en) 2011-09-20 2011-09-20 Wator Cooling type Invertor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110094482A KR101841284B1 (en) 2011-09-20 2011-09-20 Wator Cooling type Invertor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130030899A KR20130030899A (en) 2013-03-28
KR101841284B1 true KR101841284B1 (en) 2018-03-23

Family

ID=48180293

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110094482A KR101841284B1 (en) 2011-09-20 2011-09-20 Wator Cooling type Invertor

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101841284B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210033596A (en) 2019-09-18 2021-03-29 현대자동차주식회사 Cooling structure of vehicle drive inverter and control system of the same

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101646375B1 (en) 2014-11-05 2016-08-12 현대자동차주식회사 Inductor apparatus
KR102458738B1 (en) * 2015-11-11 2022-10-25 현대모비스 주식회사 invertor for direct cooling of capacitor
KR102572440B1 (en) * 2017-12-12 2023-09-01 현대모비스 주식회사 DC capacitors and discharge resistors of vehicle inverter

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000092847A (en) * 1998-09-14 2000-03-31 Denso Corp Semiconductor module apparatus with capacitor
JP2002314281A (en) * 2001-04-16 2002-10-25 Hitachi Ltd Electric system with cooling water channel
JP2009044891A (en) * 2007-08-09 2009-02-26 Hitachi Ltd Power converter
JP2009135477A (en) * 2007-11-02 2009-06-18 Calsonic Kansei Corp Heat exchanger

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000092847A (en) * 1998-09-14 2000-03-31 Denso Corp Semiconductor module apparatus with capacitor
JP2002314281A (en) * 2001-04-16 2002-10-25 Hitachi Ltd Electric system with cooling water channel
JP2009044891A (en) * 2007-08-09 2009-02-26 Hitachi Ltd Power converter
JP2009135477A (en) * 2007-11-02 2009-06-18 Calsonic Kansei Corp Heat exchanger

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210033596A (en) 2019-09-18 2021-03-29 현대자동차주식회사 Cooling structure of vehicle drive inverter and control system of the same
US11357138B2 (en) 2019-09-18 2022-06-07 Hyundai Motor Company Cooling structure of vehicle drive inverter and control system of the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130030899A (en) 2013-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7525224B2 (en) Drive unit and inverter with cooling technique
KR102131684B1 (en) Vehicle-mounted power converter
US10414286B1 (en) Hybrid power control unit for vehicle
EP1538731B1 (en) Drive device
EP2180776B1 (en) Automotive inverter assembly
JP5962752B2 (en) Power converter
US20050168081A1 (en) Drive device
EP3518413B1 (en) Power conversion device
US20120044647A1 (en) Structure for cooling parts of hev
JP7172579B2 (en) electrical equipment
JP5644434B2 (en) Power converter and electric drive vehicle using the same
JP4683003B2 (en) Power module and power converter using the same
JPWO2014057622A1 (en) Power converter
WO2014020806A1 (en) Cooling structure and power converter
KR101841284B1 (en) Wator Cooling type Invertor
KR20090050118A (en) Film capacitor module of inverter
JP5471888B2 (en) Power converter
JP4827770B2 (en) Cooling casing and inverter device using the cooling casing
JP2012005191A (en) Power conversion apparatus
KR20200126605A (en) Power converter housing for electric vehicle or hybrid vehicle
JP5676154B2 (en) Power converter
WO2014020807A1 (en) Cooling structure and power converter
JP7322840B2 (en) Rotating electric machine unit
JP7314892B2 (en) Rotating electric machine unit
JP7322841B2 (en) Rotating electric machine unit

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant