KR101865949B1

KR101865949B1 - 모터제어기 냉각장치

Info

Publication number: KR101865949B1
Application number: KR1020120060381A
Authority: KR
Inventors: 서영진; 한동연; 정명규
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2012-06-05
Filing date: 2012-06-05
Publication date: 2018-06-08
Also published as: KR20130136738A

Abstract

본 발명의 모터제어기에는 모터제어기(1)의 내부를 구성하는 전자부품과 열교환 작용이 일어나는 냉각수가 유입되는 냉각수 유입구에 냉각수의 온도에 따라 냉각수 유량을 변화시키는 게이트키퍼(50,50-1,50-2)가 설치되고, 게이트키퍼(50,50-1,50-2)의 이동으로 전자부품과 열교환 작용이 일어나는 냉각수 흐름과 열교환 작용이 일어나지 않는 냉각수 흐름을 형성하는 냉각유로(40)로 이루어진 냉각장치가 구비됨으로써, 냉각수의 차단 및 공급을 위한 별도의 온도센서나 개폐밸브가 필요 없어 구성을 단순화하고 비용 상승 요인도 제거할 수 있고, 특히 전자부품의 열 발생이 없는 냉시동 상태나 저온 환경조건에서 전자부품을 과냉각시키는 경우가 근본적으로 방지됨으로써 모터제어기 효율 저하를 방지하는 특징을 갖는다.

Description

모터제어기 냉각장치{Motor Controller Cooling Device}

본 발명은 전기자동차와 하이브리드자동차의 모터를 제어하는 모터제어기에 관한 것으로, 특히 냉각수(또는 냉각유체) 순환여부가 별도의 온도센서나 개폐밸브의 설치 없이도 냉각수 온도에 맞춰 자동으로 제어됨으로써 전자부품의 열 발생이 없는 냉시동 상태나 저온 환경조건에서 전자부품의 과냉각 형상을 근본적으로 방지한 모터제어기에 관한 것이다.

일반적으로 하이브리드 자동차나 전기자동차에는 모터가 적용되고, 모터의 회전속도와 토크는 모터제어기를 통해 제어된다.

모터제어기는 전력의 흐름을 제어하는 파워모듈과 커패시터와 같은 다수의 전자부품으로 구성됨으로써 다량의 열을 발생시킬 수밖에 없고, 이로 인해 열을 냉각하기 위한 냉각 구조가 필수적으로 적용되어야 한다.

통상, 모터제어기에 대한 냉각설계는 한정된 공간에 방열면적을 최대화함으로써 냉각성능이 최대화되는 방향을 적용하게 된다.

일례로, 냉각유로의 입구와 출구가 결정되면, 다수의 냉각 핀(FIN)이 냉각수와 닿는 면적을 최대화시켜 주는 방식이다.

이와 같이 냉각핀과 냉각수(또는 냉각유체) 접촉면적을 최대화하는 방향이 중점적으로 고려된 냉각설계에서는 내부부품 온도가 높은 상태일 경우 매우 효과적인 측면이 있으나, 초기 냉시동 상태에서나 저온 환경조건에서는 오히려 내부 전자부품의 활성화를 지연시켜 모터제어기의 최적 성능 구현을 어렵게 만드는 측면이 있을 수밖에 없다.

이러한 이유는 전자부품의 특성상 일정수준 이하의 낮은 온도에서는 정상적인 작동이 이루어질 수 없음에 따른 근본적인 측면에 기인된다.

국내특허공개10-2010-0018233(2010년02월17일)

상기 특허문헌은 인버터의 내부 온도에 따라 냉매의 공급를 선택적으로 공급해줌으로써 전동식 압축기의 효율을 증가시킨 기술의 예를 나타낸다.

이를 위해, 상기 특허문헌은 냉매의 흡입포트로부터 인버터를 포함한 전동식 압축기의 압축실로 연통되는 제1유로와, 냉매의 흡입포트로부터 인버터로 연통되는 제2유로와, 제1유로 및 제2유로의 개도를 조절하는 밸브와, 인버터 내부의 온도를 감지하는 온도센서와, 온도센서의 신호를 받아 밸브를 제어하는 컨트롤러로 구성된다.

이를 통해, 상기 특허문헌은 인버터의 내부온도가 높지 않을 경우 불필요하게 냉각되는 경우를 줄여 줄 수 있고, 이로부터 인버터에 의한 압축기의 과열 방지는 물론 압축기 효율도 증가시킬 수 있는 효과를 얻게 된다.

하지만, 상기와 같은 특허문헌은 기본적으로 1개 이상의 온도센서와 함께 온도에 따른 냉각유량을 조절하기 위해 유로에 설치된 1개 이상의 밸브가 필요함으로써 구성을 복잡하게 하고, 특히 추가되는 부품으로 인한 비용상승이 유발될 수밖에 없다.

이에 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 본 발명은 냉각유로와 모터제어기의 연결이 유지된 상태에서 냉각수(또는 냉각유체)가 갖는 온도만으로 모터제어기로 들어가는 냉각수 유입 경로를 변경해줌으로써 냉각수의 차단 및 공급을 위한 별도의 온도센서나 개폐밸브가 필요 없어 구성을 단순화하고 비용 상승 요인도 제거할 수 있고, 특히 전자부품의 열 발생이 없는 냉시동 상태나 저온 환경조건에서 전자부품을 과냉각시키는 경우가 근본적으로 방지됨으로써 모터제어기 효율 저하를 방지한 모터제어기 냉각장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 모터제어기 냉각장치는 모터제어기의 내부를 구성하는 전자부품과 열교환 작용으로 상기 전자부품을 냉각하는 냉각수가 유입되도록 냉각수 유입구가 형성되고, 상기 유입구의 개구면적크기는 상기 전자부품과 열교환작용이 일어나는 상기 냉각수의 유량을 달리하도록 상기 냉각수의 온도에 따라 조절되는 것을 특징으로 한다.

상기 유입구는 냉각수를 유입하는 인렛니플이 냉각수를 2개의 다른 흐름으로 분리하는 냉각유로와 연통되는 연결부 사이로 위치되고, 상기 유입구에 구비된 게이트키퍼가 상기 냉각수의 온도에 따라 상기 유입구의 개구면적크기를 조절하여 상기 냉각유로의 2개의 다른 흐름으로 보내지는 상기 냉각수량을 조절한다.

상기 냉각유로는 상기 전자부품과 열교환작용이 일어나도록 상기 인렛니플을 통해 유입된 냉각수가 순환한 후 온도 상승되어 아웃렛니플로 빠져나가는 메인유로와, 상기 전자부품과 열교환작용이 일어나지 않도록 유입된 냉각수가 상기 아웃렛니플로 직접 빠져나가는 바이패스유로로 이루어지고; 상기 게이트키퍼는 상기 메인유로와 상기 바이패스유로 사이로 위치되고, 상기 바이패스유로와 상기 인렛니플의 연통부위를 가려 상기 유입구의 개구면적을 조절한다.

상기 바이패스유로는 상기 메인유로의 테두리를 따라 형성된다.

상기 게이트키퍼는 상기 메인유로와 상기 바이패스유로가 분리되는 부위에서 상기 메인유로와 상기 바이패스유로를 가리지 않도록 배열되고, 상기 게이트키퍼는 상기 인렛니플로 뻗어나간 직선으로 이루어지며, 상기 게이트키퍼는 냉시동 상태나 저온 환경조건에서 구동된 엔진으로 인해 충분히 온도 상승되지 않은 냉각수의 온도에서는 상기 바이패스유로를 차단하지 않는다.

상기 게이트키퍼는 바이메탈이나 형상기억합금으로 이루어진다.

상기 게이트키퍼는 상기 메인유로와 상기 바이패스유로가 분리되는 부위에서 상기 바이패스유로가 상기 인렛니플과 연통되는 부위를 가리도록 수직하게 배열되고, 상기 메인유로가 상기 인렛니플과 연통되는 부위를 가리는 차단리브가 상기 게이트키퍼와 동일한 수직선상을 이루며, 상기 게이트키퍼의 끝단부위와 상기 차단리브의 끝단부위를 이용해 상기 냉각수가 상기 바이패스유로와 상기 메인유로로 들어가는 냉각수통로가 형성되고, 상기 게이트키퍼는 냉시동 상태나 저온 환경조건에서 구동된 엔진으로 인해 충분히 온도 상승되지 않은 냉각수의 온도에서는 상기 바이패스유로를 차단하지 않는다.

상기 냉각수통로는 상기 냉각수의 흐름을 상기 바이패스유로쪽으로 유도하도록 상방향으로 경사진 공간을 이룬다.

상기 게이트키퍼는 상기 메인유로와 상기 바이패스유로가 분리되는 부위에서 상기 메인유로와 상기 바이패스유로를 가리지 않도록 배열되고, 상기 메인유로와 상기 바이패스유로에 수직하게 배열된 가이드로드가 상기 게이트키퍼를 고정하며, 상기 게이트키퍼는 냉시동 상태나 저온 환경조건에서 구동된 엔진으로 인해 충분히 온도 상승되지 않은 냉각수의 온도에서는 상기 바이패스유로를 차단하지 않는다.

상기 게이트키퍼에는 상기 냉각수 온도에 따라 팽창과 함께 부피가 늘어나는 왁스(WAX)가 포함된다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 모터제어기 냉각장치는 모터제어기의 내부를 구성하는 전자부품과 냉각수의 열교환 작용이 발생되도록 상기 냉각수를 순환시키는 메인유로와, 상기 냉각수가 상기 메인유로의 측면으로 우회되어 상기 전자부품과 상기 냉각수의 열교환작용이 일어나지 않는 바이패스유로로 이루어진 냉각유로와; 상기 냉각수가 유입되고, 상기 메인유로와 상기 바이패스유로가 연통된 인렛니플과; 상기 인렛니플의 내부공간으로 설치되고, 냉시동 상태나 저온 환경조건에서 구동된 엔진으로 인해 충분히 온도 상승되지 않은 냉각수의 온도에서는 상기 바이패스유로를 차단하지 않는 게이트키퍼와; 상기 메인유로를 나온 냉각수와 상기 바이패스유로를 나온 냉각수를 상기 냉각유로에서 배출하는 아웃렛니플; 을 포함해 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 게이트키퍼는 온도에 따라 형상이 변화되는 바이메탈이나 온도에 따라 형상이 변화되는 형상기억합금이나 온도에 따라 팽창하여 부피가 변화되는 왁스중 어느 하나가 적용된다.

이러한 본 발명은 전자부품에 대한 냉각수(또는 냉각유체) 순환여부가 별도의 온도센서나 개폐밸브의 설치 없이도 냉각유체 온도에 맞춰 자동으로 제어됨으로써 비용 상승 요인을 제거할 수 있고 냉각회로 구성도 단순화 할 수 있으며, 특히 냉각수 온도에 즉각적으로 반응함으로써 온도 센싱 및 결과처리로 인한 지연시간이 전혀 발생되지 않는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 냉각수 온도에 맞춰 전자부품이 냉각됨으로써 전자부품의 열 발생이 없는 냉시동 상태나 저온 환경조건에서 전자부품이 과냉각될 수 있는 경우를 근본적으로 방지하는 효과도 있다.

또한, 본 발명은 냉각회로가 정상석인 작동상태에서도 냉시동 상태나 저온 환경조건에서 전자부품이 정상 동작되도록 어느 정도 열이 유지됨으로써 모터제어기 효율이 크게 개선되고, 이를 통해 차량의 연비가 개선되는 효과도 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 모터제어기에 적용되어 냉각수(또는 냉각유체)의 온도에 반응하는 냉각장치의 구성도이고, 도 2와 도3은 도 1의 냉각장치 작동도이며, 도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 모터제어기에 적용되어 냉각수의 온도에 반응하는 냉각장치의 구성 및 작동도이고, 도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 모터제어기에 적용되어 냉각수의 온도에 반응하는 냉각장치의 구성 및 작동도이다.

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.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 모터제어기에 적용되어 냉각수(또는 냉각유체)의 온도에 반응하는 냉각장치의 구성을 나타낸다.

도시된 바와 같이, 모터(1)에는 모터제어기(2)가 구비되고, 모터제어기(2)에는 냉각장치(10)가 구비됨으로써 열 발생이 많은 내부의 전자부품들을 냉각시켜준다.

상기 냉각장치(10)는 외부에서 냉각수를 유입하는 인렛니플(20)과, 모터제어기(2)의 전자부품과 열교환작용으로 온도 상승된 고온 냉각수를 외부로 내보내는 아웃렛니플(30)과, 모터제어기(2)의 전자부품과 열교환작용을 이루도록 인렛니플(20)로 들어온 냉각수가 2개의 다른 흐름을 형성하는 냉각유로(40)와, 냉각유로(40)의 2개의 다른 흐름이 인렛니플(20)과 냉각유로(40)의 연결부위에서 형성시켜주는 게이트키퍼(50)로 구성된다.

상기 냉각유로(40)는 모터제어기(2)의 전자부품과 열교환작용이 일어나도록 유입된 저온 냉각수가 순환한 후 고온 냉각수로 빠져나가는 메인유로(41)와, 모터제어기(2)의 전자부품과 열교환작용이 일어나지 않도록 유입된 저온 냉각수가 저온 냉각수로 빠져나가는 바이패스유로(42)로 이루어진다.

상기 바이패스유로(42)는 메인유로(41)를 테두리 측면으로 따라 형성된다.

상기 메인유로(41)와 상기 바이패스유로(42)의 냉각수 유입구는 인렛니플(20)과 연통되고, 상기 메인유로(41)와 상기 바이패스유로(42)의 냉각수 배출구는 이웃렛니플(30)과 연통된다.

상기 게이트키퍼(50)는 메인유로(41)와 바이패스유로(42)가 인렛니플(20)과 연통되는 냉각수 유입구로 설치되며, 상대적으로 높은 냉각수의 온도에 접촉될 때 바이패스유로(42)를 차단하도록 변형된다.

상기 게이트키퍼(50)는 온도에 반응해 작동되는 바이메탈로 이루어지며, 필요할 경우 동일한 작용과 효과를 나타내는 형상기억합금으로 이루어질 수 있다.

상기 게이트키퍼(50)는 상기 메인유로(41)와 상기 바이패스유로(42)가 분리되는 부위에서 상기 인렛니플(10)쪽으로 직선을 이루도록 배열된다.

본 발명에서 냉각수의 온도가 낮다는 것은 냉시동 상태나 저온 환경조건과 같이 엔진이 충분히 가동되지 않아 상대적으로 적게 가열된 상태를 의미하고, 반면 냉각수의 온도가 높다는 것은 냉시동 상태나 저온 환경조건에서 충분히 가동된 엔진으로 인해 상대적으로 많이 가열된 상태를 의미한다.

그러므로, 상기와 같은 조건으로 인해 냉각수의 온도가 낮은 상태를 저온 냉각수로 칭하고, 냉각수의 온도가 높은 상태를 고온 냉각수로 칭한다.

통상, 냉시동 상태나 저온 환경조건과 같이 엔진이 충분히 가동되지 않으면 모터제어기(1)의 전자부품도 초기 작동상태로 인해 열 발생이 거의 없는 상태가 된다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 냉각장치가 저온 냉각수에서 작동되는 상태를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 저온의 냉각수에 노출된 게이트키퍼(50)는 변화가 일어나지 않음으로써 인렛니플(10)과 연통된 메인유로(41)와 바이패스유로(42)는 모두 열려진 상태를 유지한다.

여기서, 상기 저온 냉각수란 냉시동 상태나 저온 환경조건과 같이 엔진이 충분히 가동되지 않아 상대적으로 적게 가열된 상태를 의미한다.

이에 따라, 인렛니플(10)로 들어온 저온 냉각수는 게이트키퍼(50)를 기준으로 하여 메인유로(41)로 들어가는 흐름과 바이패스유로(42)로 들어가는 또 다른 흐름으로 나뉘어진다.

상기 바이패스유로(42)로 들어간 저온 냉각수는 메인유로(41)의 테두리를 따라 흐름으로써 모터제어기(2)의 전자부품과 열교환작용이 일어나지 않고, 이로 인해 저온 냉각수는 저온 냉각수 상태로 바이패스유로(42)에 연통된 아웃렛니플(30)을 통해 바이패스유로(42)로부터 배출된다.

반면, 상기 메인유로(41)로 들어간 저온 냉각수는 메인유로(41)를 따라 흐르면서 모터제어기(2)의 전자부품과 열교환작용이 일어나고, 열교환작용의 결과로 저온 냉각수는 어느 정도 온도 상승된 후, 메인유로(41)에 연통된 아웃렛니플(30)을 통해 메인유로(41)로부터 배출된다.

하지만, 메인유로(41)로 들어와 모터제어기(2)의 전자부품과 열교환작용이 일어나는 저온 냉각수량은 바이패스유로(42)로 빠져나가는 저온 냉각수량 만큼 줄어들 수 있고, 모터제어기(2)의 전자부품과 열교환작용이 일어나는 저온 냉각수량의 축소는 모터제어기(2)의 전자부품에 일어날 수 있는 과냉각을 예방할 수 있게 된다.

상기와 같이 모터제어기(2)의 전자부품의 과냉각이 방지됨으로써 열 발생이 거의 없는 전자부품의 작동상태가 원활하게 구현될 수 있고, 전자부품의 원활한 작동으로 모터제어기(2)는 냉시동 상태나 저온 환경조건에서도 그 성능을 최적으로 유지할 수 있게 된다.

반면, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 냉각장치가 고온 냉각수에서 작동되는 상태를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 고온의 냉각수에 노출된 게이트키퍼(50)는 변화가 일어남으로써 인렛니플(10)과 연통된 메인유로(41)는 열리는 반면, 인렛니플(10)과 연통된 바이패스유로(42)는 닫혀진 상태로 전환된다.

이에 따라, 인렛니플(10)로 들어온 고온 냉각수는 메인유로(41)로 전부 들어 갈뿐 바이패스유로(42)로는 전혀 들어가지 않게 된다.

여기서, 상기 고온 냉각수란 냉시동 상태나 저온 환경조건에서 충분히 가동된 엔진으로 인해 상대적으로 많이 가열된 상태를 의미한다.

상기 메인유로(41)로 들어간 고온 냉각수는 메인유로(41)를 따라 흐르면서 모터제어기(2)의 전자부품과 열교환작용이 일어나고, 열교환작용의 결과로 전자부품의 온도는 낮아지고 고온 냉각수는 온도 상승된 냉각수로 전환된 후, 메인유로(41)에 연통된 아웃렛니플(30)을 통해 메인유로(41)로부터 배출된다.

상기와 같이 고온 냉각수가 바이패스유로(42)로 빠져나가지 않고 전량 메인유로(41)로 들어감으로써, 모터제어기(2)의 작동시간이 경과되어 많은 열을 발생한 전자부품과 고온 냉각수는 활발한 열교환작용을 할 수 있고, 이를 통해 고온의 전자부품은 보다 빠르게 온도를 낮출 수 있게 된다.

상기와 같이 모터제어기(2)의 전자부품의 냉각이 빠르게 일어남으로써 열 발생이 많은 전자부품의 작동상태가 원활하게 구현될 수 있고, 전자부품의 원활한 작동으로 모터제어기(2)는 냉시동 상태나 저온 환경조건을 벗어난 상태에서도 그 성능을 최적으로 유지할 수 있게 된다.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 모터제어기에 적용되어 냉각수의 온도에 반응하는 냉각장치의 구성 및 작동 상태를 나타낸다.

도 4(가)에 도시된 바와 같이, 제2실시예의 냉각장치는 전술된 제1실시예의 냉각장치와 동일하게 구성되며, 다만 메인유로(41)와 바이패스유로(42)가 인렛니플(20)과 연통되는 냉각수 유입구의 구성이 달라지는 차이가 있다.

즉, 상기 냉각수 유입구에는 인렛니플(20)과 연통되는 바이패스유로(42)를 막아주도록 설치된 게이트키퍼(50-1)와, 인렛니플(20)과 연통되는 메인유로(41)를 막아주도록 설치된 차단리브(60)가 구비되고, 상기 게이트키퍼(50-1)의 끝단부위와 상기 차단리브(60)의 끝단부위로는 냉각수통로(Ga)가 형성된다.

상기 게이트키퍼(50-1)의 끝단부위와 상기 차단리브(60)의 끝단부위는 사선을 형성하고, 이를 통해 상기 냉각수통로(Ga)도 게이트키퍼(50-1)와 차단리브(60)가 마주한 상태에서 서로 연결되지 않는 경사진 공간을 형성하게 된다.

상기 경사진 공간은 냉각수의 흐름을 바이패스유로(42)쪽으로 유도하는 상방향 경사로 이루어진다.

이로 인해, 인렛니플(20)로 유입된 냉각수는 냉각수통로(Ga)를 통해 메인유로(41)와 바이패스유로(42)로 들어갈 수 있게 된다.

상기 게이트키퍼(50-1)는 온도에 반응해 작동되는 바이메탈로 이루어지며, 필요할 경우 동일한 작용과 효과를 나타내는 형상기억합금으로 이루어질 수 있다.

도 4(나)는 저온 냉각수의 흐름과 고온 냉각수의 흐름을 나타낸다.

도시된 바와 같이, 저온의 냉각수에 노출된 게이트키퍼(50-1)는 변화가 일어나지 않음으로써 인렛니플(10)과 연통된 메인유로(41)와 바이패스유로(42)는 모두 열려진 상태를 유지한다.

이에 따라, 상기 바이패스유로(42)로 들어간 저온 냉각수는 메인유로(41)의 테두리를 따라 흐름으로써 모터제어기(2)의 전자부품과 열교환작용이 일어나지 않고, 이로 인해 저온 냉각수는 저온 냉각수 상태로 바이패스유로(42)에 연통된 아웃렛니플(30)을 통해 바이패스유로(42)로부터 배출된다.

또한, 상기 메인유로(41)로 들어간 저온 냉각수는 메인유로(41)를 따라 흐르면서 모터제어기(2)의 전자부품과 열교환작용이 일어나고, 열교환작용의 결과로 저온 냉각수는 어느 정도 온도 상승된 후, 메인유로(41)에 연통된 아웃렛니플(30)을 통해 메인유로(41)로부터 배출된다.

이러한 결과는 본 발명의 제1실시예와 동일한 결과를 의미한다.

반면, 고온의 냉각수에 노출된 게이트키퍼(50-1)는 변화가 일어남으로써 인렛니플(10)과 연통된 메인유로(41)는 열리는 반면, 인렛니플(10)과 연통된 바이패스유로(42)는 닫혀진 상태로 전환된다.

그러므로, 모터제어기(2)의 전자부품의 냉각이 빠르게 일어남으로써 열 발생이 많은 전자부품의 작동상태가 원활하게 구현될 수 있고, 전자부품의 원활한 작동으로 모터제어기(2)는 냉시동 상태나 저온 환경조건을 벗어난 상태에서도 그 성능을 최적으로 유지할 수 있게 된다.

한편, 도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 모터제어기에 적용되어 냉각수의 온도에 반응하는 냉각장치의 구성 및 작동 상태를 나타낸다.

도 5(가)에 도시된 바와 같이, 제3실시예의 냉각장치는 전술된 제1실시예의 냉각장치와 동일하게 구성되며, 다만 메인유로(41)와 바이패스유로(42)가 인렛니플(20)과 연통되는 냉각수 유입구의 구성이 달라지는 차이가 있다.

즉, 상기 냉각수 유입구에는 인렛니플(20)과 연통되는 메인유로(41)와 바이패스유로(42)의 공간 사이로 위치된 게이트키퍼(50-2)와, 메인유로(41)와 바이패스유로(42)에 수직하게 배열되어 게이트키퍼(50-2)를 고정하는 가이드로드(70)가 구비된다.

상기 게이트키퍼(50-2)는 냉각수 온도에 따라 인렛니플(20)과 연통되는 바이패스유로(42)를 막기 위해 팽창되며, 이를 위해 팽창과 함께 부피가 늘어나는 팽창박스를 이용해 채워진 왁스(WAX)로 이루어진다.

또한, 상기 게이트키퍼(50-2)의 크기는 팽창 시 바이패스유로(42)를 완전히 차단할 수 있는 크기로 이루어진다.

도 5(나)는 저온 냉각수의 흐름과 고온 냉각수의 흐름을 나타낸다.

도시된 바와 같이, 저온의 냉각수에 노출된 게이트키퍼(50-2)는 변화가 일어나지 않음으로써 인렛니플(10)과 연통된 메인유로(41)와 바이패스유로(42)는 모두 열려진 상태를 유지한다.

이러한 결과는 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예와 동일한 결과를 의미한다.

반면, 고온의 냉각수에 노출된 게이트키퍼(50-2)는 변화가 일어남으로써 인렛니플(10)과 연통된 메인유로(41)는 열리는 반면, 인렛니플(10)과 연통된 바이패스유로(42)는 닫혀진 상태로 전환된다.

전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 모터제어기에는 모터제어기(1)의 내부를 구성하는 전자부품과 열교환 작용이 일어나는 냉각수가 유입되는 냉각수 유입구에 냉각수의 온도에 따라 냉각수 유량을 변화시키는 게이트키퍼(50,50-1,50-2)가 설치되고, 게이트키퍼(50,50-1,50-2)의 이동으로 전자부품과 열교환 작용이 일어나는 냉각수 흐름과 열교환 작용이 일어나지 않는 냉각수 흐름을 형성하는 냉각유로(40)로 이루어진 냉각장치가 구비됨으로써, 냉각수의 차단 및 공급을 위한 별도의 온도센서나 개폐밸브가 필요 없어 구성을 단순화하고 비용 상승 요인도 제거할 수 있고, 특히 전자부품의 열 발생이 없는 냉시동 상태나 저온 환경조건에서 전자부품을 과냉각시키는 경우가 근본적으로 방지됨으로써 모터제어기 효율 저하를 방지할 수 있다.

1 : 모터 2 : 모터제어기
10 : 냉각장치 20 : 인렛니플
30 : 아웃렛니플 40 : 냉각유로
41 : 메인유로 42 : 바이패스유로
50,50-1,50-2 : 게이트키퍼
60 : 차단리브 70 : 가이드로드

Claims

모터제어기의 내부를 구성하는 전자부품과 열교환 작용으로 상기 전자부품을 냉각하는 냉각수가 유입되도록 냉각수 유입구가 형성되고, 상기 유입구의 개구면적크기는 상기 전자부품과 열교환작용이 일어나는 상기 냉각수의 유량을 달리하도록 상기 냉각수의 온도에 따라 조절되며;
상기 유입구는 냉각수를 유입하는 인렛니플이 냉각수를 2개의 다른 흐름으로 분리하는 냉각유로와 연통되는 연결부 사이로 위치되고, 상기 유입구에 구비된 게이트키퍼가 상기 냉각수의 온도에 따라 상기 유입구의 개구면적크기를 조절하여 상기 냉각유로의 2개의 다른 흐름으로 보내지는 상기 냉각수의 냉각수량을 조절하고;
상기 냉각유로는 상기 전자부품과 열교환작용이 일어나도록 상기 인렛니플을 통해 유입된 냉각수가 순환한 후 온도 상승되어 아웃렛니플로 빠져나가는 메인유로와, 상기 전자부품과 열교환작용이 일어나지 않도록 유입된 냉각수가 상기 아웃렛니플로 직접 빠져나가는 바이패스유로로 이루어지고; 상기 게이트키퍼는 상기 메인유로와 상기 바이패스유로 사이로 위치되고, 상기 바이패스유로와 상기 인렛니플의 연통부위를 가려 상기 유입구의 개구면적을 조절하는
것을 특징으로 하는 모터제어기 냉각장치.
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청구항 1에 있어서, 상기 바이패스유로는 상기 메인유로의 테두리를 따라 형성된 것을 특징으로 하는 모터제어기 냉각장치.
청구항 1에 있어서, 상기 게이트키퍼는 상기 메인유로와 상기 바이패스유로가 분리되는 부위에서 상기 메인유로와 상기 바이패스유로를 가리지 않도록 배열되고, 상기 게이트키퍼는 상기 인렛니플로 뻗어나간 직선으로 이루어지며, 상기 게이트키퍼는 냉시동 상태나 저온 환경조건에서 구동된 엔진으로 인해 충분히 온도 상승되지 않은 냉각수의 온도에서는 상기 바이패스유로를 차단하지 않는 것을 특징으로 하는 모터제어기 냉각장치.
청구항 5에 있어서, 상기 게이트키퍼는 바이메탈이나 형상기억합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 모터제어기 냉각장치.
청구항 1에 있어서, 상기 게이트키퍼는 상기 메인유로와 상기 바이패스유로가 분리되는 부위에서 상기 바이패스유로가 상기 인렛니플과 연통되는 부위를 가리도록 수직하게 배열되고,
상기 메인유로가 상기 인렛니플과 연통되는 부위를 가리는 차단리브가 상기 게이트키퍼와 동일한 수직선상을 이루며,
상기 게이트키퍼의 끝단부위와 상기 차단리브의 끝단부위를 이용해 상기 냉각수가 상기 바이패스유로와 상기 메인유로로 들어가는 냉각수통로가 형성되고,
상기 게이트키퍼는 냉시동 상태나 저온 환경조건에서 구동된 엔진으로 인해 충분히 온도 상승되지 않은 냉각수의 온도에서는 상기 바이패스유로를 차단하지 않는 것을 특징으로 하는 모터제어기 냉각장치.
청구항 7에 있어서, 상기 냉각수통로는 상기 냉각수의 흐름을 상기 바이패스유로쪽으로 유도하도록 상방향으로 경사진 공간을 이루는 것을 특징으로 하는 모터제어기 냉각장치.
청구항 7에 있어서, 상기 게이트키퍼는 바이메탈이나 형상기억합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 모터제어기 냉각장치.
청구항 1에 있어서, 상기 게이트키퍼는 상기 메인유로와 상기 바이패스유로가 분리되는 부위에서 상기 메인유로와 상기 바이패스유로를 가리지 않도록 배열되고,
상기 메인유로와 상기 바이패스유로에 수직하게 배열된 가이드로드가 상기 게이트키퍼를 고정하며,
상기 게이트키퍼는 냉시동 상태나 저온 환경조건에서 구동된 엔진으로 인해 충분히 온도 상승되지 않은 냉각수의 온도에서는 상기 바이패스유로를 차단하지 않는 것을 특징으로 하는 모터제어기 냉각장치.
청구항 10에 있어서, 상기 게이트키퍼에는 상기 냉각수 온도에 따라 팽창과 함께 부피가 늘어나는 왁스(WAX)가 포함된 것을 특징으로 하는 모터제어기 냉각장치.
모터제어기의 내부를 구성하는 전자부품과 냉각수의 열교환 작용이 발생되도록 상기 냉각수를 순환시키는 메인유로와, 상기 냉각수가 상기 메인유로의 측면으로 우회되어 상기 전자부품과 상기 냉각수의 열교환작용이 일어나지 않는 바이패스유로로 이루어진 냉각유로와;
상기 냉각수가 유입되고, 상기 메인유로와 상기 바이패스유로가 연통된 인렛니플과;
상기 인렛니플의 내부공간으로 설치되고, 냉시동 상태나 저온 환경조건에서 구동된 엔진으로 인해 충분히 온도 상승되지 않은 냉각수의 온도에서는 상기 바이패스유로를 차단하지 않는 게이트키퍼와;
상기 메인유로를 나온 냉각수와 상기 바이패스유로를 나온 냉각수를 상기 냉각유로에서 배출하는 아웃렛니플;
을 포함해 구성된 것을 특징으로 하는 모터제어기 냉각장치.
청구항 12에 있어서, 상기 게이트키퍼는 온도에 따라 형상이 변화되는 바이메탈이나 온도에 따라 형상이 변화되는 형상기억합금이나 온도에 따라 팽창하여 부피가 변화되는 왁스중 어느 하나가 적용되는 것을 특징으로 하는 모터제어기 냉각장치.