KR102173362B1 - cooling module for electric element - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기소자 쿨링모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게 전기소자의 삽입이 용이할 뿐만 아니라, 전기소자의 양측면과 냉각수가 유동되는 튜브가 서로 접촉하도록 형성되어 냉각 성능을 향상된 전기소자 냉각용 열교환기와, 상기 전기소자 냉각용 열교환기의 튜브에 일정 압력이 유지되도록 높이방향으로 압력을 가하는 상ㆍ하부 플레이트와, 상기한 구성을 내부에 수용하는 외부 하우징을 포함하여 형성됨으로써, 전기소자의 효율적인 냉각이 이루어질 수 있으며, 모듈화가 가능하여 차량 내 장착이 간편한 전기소자 쿨링모듈에 관한 것이다.The present invention relates to an electric device cooling module, and in more detail, not only is it easy to insert the electric device, but also both sides of the electric device and a tube through which cooling water flows are formed to contact each other to improve cooling performance. , By including upper and lower plates that apply pressure in the height direction to maintain a constant pressure on the tube of the heat exchanger for cooling the electric element, and an outer housing that accommodates the above-described configuration, efficient cooling of the electric element is achieved. The present invention relates to a cooling module for an electric device that can be made, and is modular, so that it is easy to mount in a vehicle.

Description

전기소자 쿨링모듈{cooling module for electric element}Electric element cooling module {cooling module for electric element}

본 발명은 전기소자 쿨링모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게 전기소자의 삽입이 용이할 뿐만 아니라, 전기소자의 양측면과 냉각수가 유동되는 튜브가 서로 접촉하도록 형성되어 냉각 성능을 향상된 전기소자 냉각용 열교환기와, 상기 전기소자 냉각용 열교환기의 튜브에 일정 압력이 유지되도록 높이방향으로 압력을 가하는 상ㆍ하부 플레이트와, 상기한 구성을 내부에 수용하는 외부 하우징을 포함하여 형성됨으로써, 전기소자의 효율적인 냉각이 이루어질 수 있으며, 모듈화가 가능하여 차량 내 장착이 간편한 전기소자 쿨링모듈에 관한 것이다.
The present invention relates to an electric device cooling module, and in more detail, not only is it easy to insert the electric device, but also both sides of the electric device and a tube through which cooling water flows are formed to contact each other to improve cooling performance. , By including upper and lower plates that apply pressure in the height direction to maintain a constant pressure on the tube of the heat exchanger for cooling the electric element, and an outer housing that accommodates the above-described configuration, efficient cooling of the electric element is achieved. The present invention relates to a cooling module for an electric device that can be made, and is modular, so that it is easy to mount in a vehicle.

최근 환경 문제 대책의 일환으로서, 모터의 구동력을 이용하는 하이브리드 차량, 연료전지 차량, 전기 차량 등의 발전이 더욱 더 주목받고 있다. 상술한 바와 같은 차량은 일반적으로, 구동용 배터리(예를 들면, 300V의 전압)로부터 공급되는 전력을 모터에 원하는 상태로 공급되도록 조절하는 PCU(파워제어유닛)가 함께 장착된다.In recent years, as part of countermeasures against environmental problems, the development of hybrid vehicles, fuel cell vehicles, and electric vehicles using the driving power of a motor is receiving more and more attention. In general, a vehicle as described above is equipped with a PCU (power control unit) that controls the power supplied from a driving battery (eg, a voltage of 300V) to be supplied to the motor in a desired state.

PCU는 인버터, 평활 콘덴서 및 컨버터 등의 전기소자들을 포함한다. 상기 전기소자들은 전력(electricity)의 공급 되면서 열을 발생하기 때문에, 반드시 별도의 냉각수단이 필요하다.PCU includes electric devices such as inverters, smoothing capacitors and converters. Since the electric devices generate heat while being supplied with electricity, a separate cooling means is necessarily required.

이와 관련된 기술로, 일본공개특허 제2001-245478호(공개일 2001.09.07, 명칭 : 인버터의 냉각 장치)에는 IGBT 등의 반도체 소자와 다이오드를 내장한 반도체 모듈이 사용되는 인버터가 개시된 바 있으며, 일본공개특허 제2008-294283호(공개일 2008.12.04, 명칭 : 반도체 장치)에는 반도체 소자의 하측면에 접하도록 설치되며, 내부에 유체가 흐르면서 열교환하도록 형성되는 히트싱크가 개시된 바 있다.As a related technology, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-245478 (published on September 7, 2001, name: inverter cooling device) discloses an inverter in which a semiconductor module including semiconductor elements such as IGBT and a diode is used. Publication No. 2008-294283 (published on December 4, 2008, name: semiconductor device) discloses a heat sink that is installed to contact the lower side of a semiconductor element and formed to heat exchange while a fluid flows therein.

이러한 단면 냉각방식의 경우, 냉각성능에 한계가 있어 이를 개선하기 위해 고안된 것이 양면 냉각방식인데, 양면 냉각방식은 열교환기 사이 공간에 소자가 삽입되는 구조이기 때문에 열교환기의 전기소자 삽입 간격이 전기소자 높이보다 높아야 하는 동시에, 열교환기의 열전달 성능 증대를 위해서는 소자와 열교환기가 잘 압착되어야 한다는 조건이 모두 만족되는 것이 좋다.In the case of this single-sided cooling method, there is a limitation in cooling performance, and the two-sided cooling method is designed to improve this.Since the double-sided cooling method is a structure in which elements are inserted into the space between the heat exchangers, the space between the electrical elements in the heat exchanger is It should be higher than the height, and at the same time, in order to increase the heat transfer performance of the heat exchanger, it is preferable that both the conditions that the element and the heat exchanger must be compressed well are satisfied.

도 1에 도시된 바와 같은 양면 냉각 방식의 열교환기는 전기소자(10)의 양측면에 위치하며 내부에 열교환매체가 유동되도록 형성되는 튜브(20)와, 상기 튜브의 양단에 결합되며 열교환매체가 유입 또는 배출되는 탱크(30)를 포함하여 형성될 수 있는데, 상기 열교환기는 브레이징 결합되어 전기소자의 삽입 공간이 고정된 이후, 전기소자를 삽입해야 하므로 전기소자의 삽입 작업이 어렵다는 단점이 있다.The double-sided cooling type heat exchanger as shown in FIG. 1 includes a tube 20 located on both sides of the electric element 10 and formed to flow a heat exchange medium therein, and is coupled to both ends of the tube and the heat exchange medium flows in or It may be formed including a discharged tank 30, and the heat exchanger has a disadvantage in that it is difficult to insert the electric element since the electric element must be inserted after the space for inserting the electric element is fixed by brazing coupling.

또한, 상기 열교환기는 전기소자 삽입이 용이하도록 하기 위해 튜브 사이 간격을 넓게 하면, 소자와 튜브가 압착되지 않아 열교환 효율이 저하된다는 문제점이 있다.In addition, the heat exchanger has a problem that if the distance between the tubes is widened to facilitate insertion of the electric element, the element and the tube are not compressed, so that the heat exchange efficiency is lowered.

따라서 전기소자의 삽입이 용이하며, 소자와 열교환기의 압착이 잘 이루어질 수 있는 전기소자 냉각용 열교환기의 개발이 필요하다.Therefore, there is a need to develop a heat exchanger for cooling an electric device, in which it is easy to insert an electric element and that the element and the heat exchanger can be compressed well.

아울러, 상술한 바와 같은 전기소자 냉각용 열교환기를 차량의 PCU(power control unit) 또는 HPCU(hybrid power control unit) 내에 안정적으로 장착 가능한 모듈이 필요하다.
In addition, there is a need for a module capable of stably mounting the heat exchanger for cooling an electric device as described above in a power control unit (PCU) or a hybrid power control unit (HPCU) of a vehicle.

선행특허 1 : 일본공개특허 제2001-245478호(공개일 2001.09.07, 명칭 : 인버터의 냉각 장치)Prior patent 1: Japanese Patent Laid-Open Patent No. 2001-245478 (published on September 7, 2001, name: cooling device of inverter) 선행특허 2 : 일본공개특허 제2008-294283호(공개일 2008.12.04, 명칭 : 반도체 장치)Prior Patent 2: Japanese Patent Laid-Open Patent No. 2008-294283 (published on Dec. 4, 2008, name: Semiconductor device)

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 전기소자의 높이방향으로 양측면과 접하도록 일부 영역이 벤딩되는 튜브를 포함하여 형성됨으로써, 전기소자의 삽입이 용이할 뿐만 아니라, 전기소자와 쉽게 압착될 수 있고, 전기소자의 양측면과 냉각수가 유동되는 튜브가 서로 접촉할 수 있어 냉각성능 및 조립성이 향상된 전기소자 냉각용 열교환기를 포함하는 전기소자 쿨링모듈을 제공하는 것이다.The present invention was conceived to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to include a tube in which some regions are bent so as to be in contact with both sides in the height direction of the electric element, so that the electric element can be easily inserted. In addition, it provides an electric device cooling module including a heat exchanger for cooling an electric device that can be easily compressed with an electric device, and both sides of the electric device and a tube through which cooling water flows can come into contact with each other. will be.

본 발명의 또 다른 목적은 벤딩되는 튜브에 일정 압력이 유지되어 그 사이에 삽입되는 소자와 밀착될 수 있도록 높이방향으로 압력을 가하는 상ㆍ하부 플레이트와, 상ㆍ하부 플레이트 및 전기소자 냉각용 열교환기를 내부에 수용하는 외부 하우징을 포함하여 형성됨으로써, 전기소자의 효율적인 냉각이 이루어질 수 있으며, 모듈화가 가능하여 차량 내 장착이 간편한 전기소자 쿨링모듈을 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a heat exchanger for cooling the upper and lower plates, and the upper and lower plates, and the upper and lower plates, which apply pressure in the height direction so that a certain pressure is maintained in the bent tube so that it can be in close contact with the elements inserted therebetween By being formed including an external housing accommodated in the interior, efficient cooling of the electric device can be achieved and modularization is possible to provide an electric device cooling module that is easy to mount in a vehicle.

본 발명의 전기소자 쿨링모듈은 차량용 전기소자(20)를 냉각하기 위한 열교환기를 포함하는 전기소자 쿨링모듈(1)에 있어서, 일정 지점에서 벤딩되어 서로 마주보는 면 사이에 배치된 상기 전기소자(20)의 양측면과 밀착되는 튜브(100)와, 상기 튜브(100)의 양단에 결합되는 제1헤더탱크(210) 및 제2헤더탱크(220)와, 상기 제1헤더탱크(210)에 형성되어 열교환매체가 유입되는 입구파이프(310)와, 상기 제2헤더탱크(220)에 형성되어 열교환매체가 배출되는 출구파이프(320)를 포함하는 전기소자 냉각용 열교환기(10); 상기 전기소자 냉각용 열교환기(10) 하측면에 배치되는 하부 플레이트(30); 상기 전기소자 냉각용 열교환기(10) 상측면에 배치되며, 상기 하부 플레이트(30)와 결합되어 상기 전기소자 냉각용 열교환기(10)에 일정 압력이 가해지도록 하는 상부 플레이트(40); 및 상기 전기소자 냉각용 열교환기(10), 하부 플레이트(30) 및 상부 플레이트(40)가 내부에 수용되는 외부 하우징(50); 을 포함하는 것을 특징으로 한다.The electric device cooling module of the present invention is an electric device cooling module (1) including a heat exchanger for cooling an electric device for a vehicle (20), wherein the electric device (20) is bent at a certain point and disposed between faces facing each other. ), the tube 100 in close contact with both sides of the tube 100, the first header tank 210 and the second header tank 220 coupled to both ends of the tube 100, and the first header tank 210 A heat exchanger 10 for cooling an electric device including an inlet pipe 310 into which a heat exchange medium is introduced and an outlet pipe 320 formed in the second header tank 220 to discharge the heat exchange medium; A lower plate 30 disposed on a lower side of the heat exchanger 10 for cooling the electric device; An upper plate 40 disposed on an upper surface of the heat exchanger 10 for cooling the electric element, and coupled to the lower plate 30 to apply a predetermined pressure to the heat exchanger 10 for cooling the electric element; And an outer housing 50 in which the heat exchanger 10 for cooling the electric element, the lower plate 30 and the upper plate 40 are accommodated therein. It characterized in that it comprises a.

또한, 상기 전기소자 쿨링모듈(1)은 상기 상부 플레이트(40) 및 튜브(100) 사이 공간에 높이방향으로 탄성을 갖는 탄성부재를 더 포함하여 형성될 수 있다.In addition, the electric device cooling module 1 may further include an elastic member having elasticity in the height direction in the space between the upper plate 40 and the tube 100.

또한, 상기 탄성부재는 상기 튜브(100)에 대응되도록 길이방향으로 연장되며, 너비방향으로의 중심선을 기준으로 양측이 대칭되도록 양측 단부에서부터 지그재그로 절곡 형성될 수 있다.In addition, the elastic member may extend in a longitudinal direction to correspond to the tube 100, and may be bent in zigzag from both ends so that both sides are symmetrical with respect to the center line in the width direction.

또한, 상기 전기소자 쿨링모듈(1)은 상기 입구파이프(310) 및 출구파이프(320)를 통해 상기 외부 하우징(50)의 외측과 연통되며, 상기 외부 하우징(50)에 상기 입구파이프(310) 및 출구파이프(320)가 삽입되어 외측으로 돌출되는 제1결합홀(51) 및 제2결합홀(52)이 형성될 수 있다.In addition, the electric device cooling module 1 is in communication with the outside of the outer housing 50 through the inlet pipe 310 and the outlet pipe 320, and the inlet pipe 310 in the outer housing 50 And a first coupling hole 51 and a second coupling hole 52 protruding outward by inserting the outlet pipe 320.

또한, 상기 전기소자 쿨링모듈(1)은 상기 입구파이프(310)와 제1결합홀(51) 사이, 상기 출구파이프(320)와 제2결합홀(52) 사이에 실링부재(53)가 장착될 수 있다.In addition, the electric device cooling module 1 is equipped with a sealing member 53 between the inlet pipe 310 and the first coupling hole 51 and between the outlet pipe 320 and the second coupling hole 52 Can be.

또한, 상기 전기소자 쿨링모듈(1)은 상기 전기소자 냉각용 열교환기(10)와 외부 하우징(50)을 연결하는 고정 브라켓(400)을 포함하여 형성될 수 있다.Further, the electric device cooling module 1 may be formed to include a fixing bracket 400 connecting the heat exchanger 10 for cooling the electric device and the outer housing 50.

또한, 상기 고정 브라켓(400)은 상기 제1헤더탱크(210), 제2헤더탱크(220), 튜브(100), 입구파이프(310) 및 출구파이프(320) 중 적어도 어느 하나 이상과 결합될 수 있다.In addition, the fixing bracket 400 may be coupled to at least one of the first header tank 210, the second header tank 220, the tube 100, the inlet pipe 310, and the outlet pipe 320. I can.

또한, 상기 전기소자 쿨링모듈(1)은 상기 전기소자 냉각용 열교환기(10)의 튜브(100)가 2열인 경우, 이웃한 상기 튜브(100)가 너비방향으로 서로 이격되어 형성된 내측 공간에 상기 전기소자(20)의 소자고정부(21)가 배치되며, 외측 공간에 상기 전기소자(20)의 전원부(22)가 배치될 수 있다.In addition, when the electric element cooling module 1 has two rows of tubes 100 of the heat exchanger 10 for cooling the electric element, the adjacent tubes 100 are spaced apart from each other in the width direction. The device fixing part 21 of the electric device 20 may be disposed, and the power part 22 of the electric device 20 may be disposed in an outer space.

또한, 상기 전기소자 쿨링모듈(1)은 상기 튜브(100)와 대응되는 위치에 상기 상부 플레이트(40)가 2개 배치되고, 상기 상부 플레이트(40)의 서로 이웃한 측면에 상기 소자고정부(21)와 결합되는 소자결합부(42)가 형성될 수 있다.In addition, in the electric device cooling module 1, two upper plates 40 are disposed at positions corresponding to the tube 100, and the element fixing portions ( The element coupling portion 42 coupled to 21) may be formed.

또한, 상기 상부 플레이트(40)는 상기 하부 플레이트(30)의 너비방향으로 양측면에 형성된 제1플레이트 결합부(31)와 대응되는 위치에 형성되어, 상기 제1플레이트 결합부(31)와 결합되는 제2플레이트 결합부(41)를 포함할 수 있다.In addition, the upper plate 40 is formed at a position corresponding to the first plate coupling portions 31 formed on both sides in the width direction of the lower plate 30, and is coupled to the first plate coupling portion 31. A second plate coupling portion 41 may be included.

또한, 상기 전기소자 냉각용 열교환기(10)는 상기 튜브(100)가 벤딩되어 상기 전기소자(20)와 밀착된 상태에서, 상기 제2헤더탱크(220)가 상기 제1헤더탱크(210)의 중심과 길이방향으로 일정거리 이격되도록 배치될 수 있다.In addition, the heat exchanger 10 for cooling the electric element is in a state in which the tube 100 is bent and in close contact with the electric element 20, the second header tank 220 is the first header tank 210 It can be arranged to be spaced a certain distance from the center of the longitudinal direction.

또한, 상기 전기소자 냉각용 열교환기(10)는 상기 입구파이프(310) 및 출구파이프(320)가 너비방향으로 상기 제1헤더탱크(210)의 중심선을 기준으로 비대칭하게 배치될 수 있다.In addition, in the heat exchanger 10 for cooling the electric element, the inlet pipe 310 and the outlet pipe 320 may be arranged asymmetrically with respect to the center line of the first header tank 210 in the width direction.

또한, 상기 입구파이프(310) 및 출구파이프(320)는 상기 제1헤더탱크(210) 또는 제2헤더탱크(220)에 연결되는 일측 단면의 가로방향 직경(W1)이 세로방향 직경(W2)보다 크게 형성되며, 타측 단면이 상기 제1헤더탱크(210) 및 제2헤더탱크(220)의 높이보다 큰 직경을 갖는 원형으로 형성될 수 있다.In addition, the inlet pipe 310 and the outlet pipe 320 have a horizontal diameter (W1) of one end surface connected to the first header tank 210 or the second header tank 220 in the vertical direction (W2) It is formed larger, and the other side cross section may be formed in a circular shape having a diameter larger than the heights of the first and second header tanks 210 and 220.

또한, 상기 전기소자 냉각용 열교환기(10)는 상기 제1헤더탱크(210) 및 제2헤더탱크(220)에 양단이 결합되는 상기 튜브(100)가, 높이방향으로 상기 제1헤더탱크(210) 및 제2헤더탱크(220)의 중심으로부터 편심되어 결합될 수 있다.In addition, the heat exchanger 10 for cooling the electric element has the tube 100 coupled to both ends of the first header tank 210 and the second header tank 220, and the first header tank ( 210) and the second header tank 220 may be eccentrically coupled from the center.

또한, 상기 튜브(100)는 상기 전기소자(20)가 안착되는 지점의 상기 튜브(100) 사이 간격보다 벤딩되는 지점의 높이가 더 높게 형성되도록 벤딩되는 지점이 외측으로 돌출형성된 라운드부(110)를 포함할 수 있다.In addition, the tube 100 is a round portion 110 in which the bending point is formed to protrude outward so that the height of the bending point is formed higher than the distance between the tubes 100 at the point where the electric device 20 is seated. It may include.

또한, 상기 전기소자 쿨링모듈(1)은 상기 튜브(100)가 2열 이상인 경우, 각 열의 튜브(100)에 서로 다른 높이를 갖는 전기소자(20)가 삽입되어 냉각될 수 있도록, 벤딩되어 상기 전기소자(20)의 양측면과 접하는 면 사이의 거리인 소자삽입간격이 각 열의 튜브(100)마다 상이할 수 있다.
In addition, when the tube 100 is in two or more rows, the electric device cooling module 1 is bent so that the electric devices 20 having different heights are inserted into the tubes 100 of each row to be cooled. The device insertion interval, which is a distance between both side surfaces of the electric device 20 and the surface in contact with each other, may be different for each tube 100 in each row.

본 발명의 전기소자 쿨링모듈은 전기소자 냉각용 열교환기, 상ㆍ하부 플레이트 및 외부 하우징을 포함하여 형성되는 것으로, 특히, 전기소자 냉각용 열교환기가 전기소자의 양측면과 냉각수가 유동되는 튜브가 서로 접촉할 수 있어 집적회로 소자에서 발생되는 열을 효과적으로 냉각시킬 수 있다.The electric device cooling module of the present invention is formed by including a heat exchanger for cooling an electric device, an upper/lower plate, and an outer housing. In particular, the heat exchanger for cooling an electric device is in contact with both sides of the electric device and a tube through which cooling water flows. It can effectively cool the heat generated by the integrated circuit device.

또, 상기 전기소자 냉각용 열교환기는 전기소자의 높이방향으로 양측면과 접하도록 일부 영역이 벤딩되는 튜브를 포함하여 형성됨으로써, 전기소자의 삽입이 용이할 뿐만 아니라, 전기소자와 쉽게 압착될 수 있어 냉각성능 및 조립성이 향상될 수 있다는 장점이 있다.In addition, the heat exchanger for cooling the electric element is formed by including a tube whose partial regions are bent so as to contact both sides in the height direction of the electric element, so that it is easy to insert the electric element and can be easily compressed with the electric element for cooling. There is an advantage that performance and assembly properties can be improved.

다시 말해, 기존의 양면 냉각 방식의 열교환기에서 전기소자가 쉽게 삽입될 수 있도록 하기 위해 튜브 사이 간격을 넓게 하면 전기소자와 튜브가 압착되기가 어렵고, 반대로 전기소자와 튜브가 압착되도록 하기 위해 튜브 사이 간격을 좁게 하면 전기소자가 삽입되기 어려웠던 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 전기소자를 좁은 틈새로 끼워 넣는 공정 없이 일정 각도로 벤딩된 튜브 사이 공간에 전기소자가 배치되도록 한 다음, 튜브 및 전기소자가 서로 압착되도록 함으로써, 냉각성능과 조립성을 동시에 향상시킬 수 있다.In other words, in the existing double-sided cooling type heat exchanger, if the distance between the tubes is increased so that the electric element can be easily inserted, it is difficult to compress the electric element and the tube. In order to solve the problem that it was difficult to insert the electric device when the gap is narrowed, the present invention allows the electric device to be disposed in the space between the tubes bent at a certain angle without the process of inserting the electric device into a narrow gap, and then the tube and the electric device The cooling performance and the assembling property can be improved at the same time by making them compress each other.

이때, 본 발명은 제1헤더탱크 및 제2헤더탱크가 튜브가 벤딩된 상태에서 높이방향으로 동일선상에 배치되지 않도록 하여 전기소자의 높이가 낮더라도 튜브가 전기소자를 압착할 수 있도록 형성된다.In this case, the present invention is formed so that the first header tank and the second header tank are not disposed on the same line in the height direction while the tube is bent so that the tube can press the electric device even if the height of the electric device is low.

또한, 본 발명은 벤딩되는 지점이 외측으로 돌출형성된 라운드부를 포함하여 형성됨으로써, 두께가 약 4~5mm정도인 얇은 전기소자의 양면에 접하도록 튜브를 벤딩하는 과정에서 튜브의 손상을 방지할 수 있다.In addition, the present invention can prevent damage to the tube during the process of bending the tube so as to contact both sides of a thin electric device having a thickness of about 4 to 5 mm by forming a bending point including a round portion protruding outward. .

또, 본 발명은 입ㆍ출구파이프를 동일 방향으로 구성할 수 있어, 유로구성이 간단해지며, 차량 내 차지하는 공간이 축소될 수 있어 주변 부품 배치가 용이하도록 할 수 있다는 장점이 있다.Further, according to the present invention, since the inlet and outlet pipes can be configured in the same direction, the flow path configuration is simplified, and the space occupied in the vehicle can be reduced, so that the arrangement of peripheral parts can be facilitated.

또한, 상술한 바와 같이, 본 발명은 벤딩되는 튜브에 일정 압력이 유지되어 그 사이에 삽입되는 소자와 밀착될 수 있도록 높이방향으로 압력을 가하는 상ㆍ하부 플레이트와, 상ㆍ하부 플레이트 및 전기소자 냉각용 열교환기를 내부에 수용하는 외부 하우징을 포함하여 형성됨으로써, 전기소자의 효율적인 냉각이 이루어질 수 있으며, 모듈화가 가능하여 차량 내 장착이 간편하다는 장점이 있다.In addition, as described above, the present invention maintains a constant pressure in the bent tube and cools the upper and lower plates, the upper and lower plates, and the electric elements, which apply pressure in the height direction so that it can be in close contact with the elements inserted therebetween. Since the heat exchanger is formed including an external housing for receiving the heat exchanger therein, there is an advantage that efficient cooling of the electric device can be achieved and modularization is possible, so that it is easy to mount in a vehicle.

이때, 본 발명은 전기소자 냉각용 열교환기와 전기소자의 열팽창이 발생되더라도, 튜브와 상부 플레이트 사이에 구비된 탄성부재로 인해 항상 일정한 압력이 유지될 수 있다.At this time, in the present invention, even if the heat exchanger for cooling the electric element and thermal expansion of the electric element occur, a constant pressure can be maintained at all times due to the elastic member provided between the tube and the upper plate.

또한, 본 발명은 튜브에 소자 조립 시, 튜브 사이에 소자고정부가 위치하고, 튜브 외측에 소자의 전원부가 위치하도록 함으로써, 전체적인 모듈 조립 시 전원부 연결이 용이하다는 장점이 있다.
In addition, the present invention has the advantage of being easy to connect the power supply when assembling the entire module by placing the device fixing part between the tubes when assembling the device to the tube and the power supply of the device being located outside the tube.

도 1은 종래의 전기소자 냉각장치의 일예를 나타낸 측면도.
도 2는 본 발명에 따른 전기소자 쿨링모듈을 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 전기소자 쿨링모듈을 나타낸 분해사시도.
도 4는 본 발명에 따른 또 다른 전기소자 쿨링모듈을 나타낸 분해사시도.
도 5는 도 4의 전기소자 쿨링모듈을 나타낸 측면도.
도 6은 도 4에서 탄성부재를 나타낸 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 전기소자 쿨링모듈에서 제1헤더탱크 및 제2헤더탱크에 고정 브라켓이 장착된 예를 나타낸 사시도.
도 8은 본 발명에 따른 전기소자 냉각용 열교환기를 나타낸 사시도.
도 9는 본 발명에 따른 전기소자 냉각용 열교환기의 입구파이프를 나타낸 사시도.
도 10은 본 발명에 따른 입구파이프를 전단(b) 및 후단(a)에서 바라본 정면도.
도 11 내지 12는 본 발명에 따른 전기소자 냉각용 열교환기에서 고정 브라켓이 결합되는 다양한 실시예를 나타낸 사시도.
도 13은 본 발명에 따른 전기소자 냉각용 열교환기 및 전기소자를 나타낸 분해사시도.1 is a side view showing an example of a conventional electric device cooling device.
2 is a perspective view showing an electric device cooling module according to the present invention.
3 is an exploded perspective view showing an electric device cooling module according to the present invention.
Figure 4 is an exploded perspective view showing another electric device cooling module according to the present invention.
Figure 5 is a side view showing the electric device cooling module of Figure 4;
Figure 6 is a perspective view showing the elastic member in Figure 4;
7 is a perspective view showing an example in which a fixing bracket is mounted on a first header tank and a second header tank in the electric device cooling module according to the present invention.
8 is a perspective view showing a heat exchanger for cooling an electric device according to the present invention.
9 is a perspective view showing an inlet pipe of the heat exchanger for cooling an electric device according to the present invention.
10 is a front view as viewed from the front end (b) and rear end (a) of the inlet pipe according to the present invention.
11 to 12 are perspective views showing various embodiments in which a fixing bracket is coupled in the heat exchanger for cooling an electric device according to the present invention.
13 is an exploded perspective view showing a heat exchanger for cooling an electric device and an electric device according to the present invention.

이하, 상술한 바와 같은 본 발명의 전기소자 쿨링모듈(1)을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
Hereinafter, the electric device cooling module 1 of the present invention as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전기소자 쿨링모듈(1)은 차량용 전기소자(20)를 냉각하기 위한 전기소자 냉각용 열교환기(10)를 포함하는 것으로, 상부 플레이트(40), 하부 플레이트(30) 및 외부 하우징(50)과 함께 조립되어 형성되는 모듈이다.As shown in FIG. 2, the electric device cooling module 1 of the present invention includes a heat exchanger 10 for cooling the electric device for cooling the electric device 20 for a vehicle, and the upper plate 40 and the lower It is a module that is assembled and formed together with the plate 30 and the outer housing 50.

여기서, 전기소자(20)는 IGBT 등의 반도체 소자와 다이오드를 내장한 반도체 모듈이 사용되는 자동차용 인버터, 모터구동 인버터, 에어컨 인버터 중 어느 하나일 수 있다.Here, the electric device 20 may be any one of an automobile inverter, a motor driving inverter, and an air conditioner inverter in which a semiconductor device including a semiconductor device such as an IGBT and a semiconductor module incorporating a diode are used.

상기 전기소자 냉각용 열교환기(10)는 일정 지점에서 벤딩되어 서로 마주보는 면 사이에 배치된 상기 전기소자(20)의 양측면과 밀착되는 튜브(100)와, 상기 튜브(100)의 양단에 결합되는 제1헤더탱크(210) 및 제2헤더탱크(220)와, 상기 제1헤더탱크(210)에 형성되어 열교환매체가 유입되는 입구파이프(310)와, 상기 제2헤더탱크(220)에 형성되어 열교환매체가 배출되는 출구파이프(320)를 포함하여 형성된다.The heat exchanger 10 for cooling the electric element is bent at a certain point and coupled to both ends of the tube 100 and a tube 100 in close contact with both sides of the electric element 20 disposed between facing surfaces. The first header tank 210 and the second header tank 220 to be formed, the inlet pipe 310 formed in the first header tank 210 and into which the heat exchange medium flows, and the second header tank 220 It is formed and is formed including an outlet pipe 320 through which the heat exchange medium is discharged.

상기 하부 플레이트(30)는 상기 전기소자 냉각용 열교환기(10) 하측면에 배치되고, 상기 상부 플레이트(40)는 상기 전기소자 냉각용 열교환기(10) 상측면에 배치되되, 상기 상부 플레이트(40)와 하부 플레이트(30)는 서로 결합되어 그 사이에 위치한 전기소자 냉각용 열교환기(10)에 일정 압력이 가해지도록 함으로써, 벤딩된 튜브(100)와 그 사이에 삽입된 전기소자(20)가 안정적으로 밀착될 수 있도록 한다.The lower plate 30 is disposed on the lower side of the heat exchanger 10 for cooling the electric element, the upper plate 40 is disposed on the upper side of the heat exchanger 10 for cooling the electric element, and the upper plate ( 40) and the lower plate 30 are coupled to each other so that a predetermined pressure is applied to the heat exchanger 10 for cooling an electric element positioned therebetween, so that the bent tube 100 and the electric element 20 inserted therebetween So that it can be adhered stably.

상기 외부 하우징(50)은 상술한 바와 같은 구성이 내부에 수용되도록 하는 것으로, 도 2에는 하부 하우징만 도시되어 있으나, 실제로는 상부 하우징이 더 구비되어 상ㆍ하부 하우징의 결합으로 내부에 전기소자 냉각용 열교환기(10)와, 상ㆍ하부 플레이트(30, 40)가 수용되는 밀폐된 공간을 형성할 수 있다.The outer housing 50 is to accommodate the configuration as described above, and only the lower housing is shown in FIG. 2, but in reality, the upper housing is further provided to cool the electric elements inside by combining the upper and lower housings. It is possible to form a closed space in which the heat exchanger 10 and the upper and lower plates 30 and 40 are accommodated.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 전기소자 쿨링모듈(1)에는 상기 상부 플레이트(40) 및 튜브(100) 사이 공간에 높이방향으로 탄성을 갖는 탄성부재가 더 구비될 수도 있다.As shown in FIG. 4, the electric device cooling module 1 may further include an elastic member having elasticity in the height direction in the space between the upper plate 40 and the tube 100.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 탄성부재는 상기 튜브(100)에 대응되도록 길이방향으로 연장되며, 너비방향으로의 중심선을 기준으로 양측이 대칭되도록 양측 단부에서부터 지그재그로 절곡 형성될 수 있다.As shown in FIG. 6, the elastic member may extend in a longitudinal direction to correspond to the tube 100, and may be bent in zigzag from both ends so that both sides are symmetrical with respect to a center line in the width direction.

상기 탄성부재는 상기 전기소자 냉각용 열교환기(10)에서 튜브(100)가 2열로 형성되는 경우, 이에 대응되도록 2개가 형성되며, 상기 튜브(100) 길이만큼 길게 형성된다.When the tubes 100 are formed in two rows in the heat exchanger 10 for cooling the electric element, two elastic members are formed to correspond thereto, and are formed as long as the length of the tube 100.

이때, 상기 탄성부재는 도 4와 같이 상기 튜브(100) 길이만큼 길게 하나로 형성될 수도 있지만, 상기 튜브(100)보다 짧게 형성되어 상기 튜브(100) 상측면에 다수개 배치될 수 있다.In this case, the elastic member may be formed as one as long as the length of the tube 100 as shown in FIG. 4, but may be formed shorter than the tube 100 and may be disposed in a plurality on the upper side of the tube 100.

이에 따라, 본 발명은 전기소자 냉각용 열교환기(10)와 전기소자(20)의 열팽창이 발생되더라도, 튜브(100)와 상부 플레이트(40) 사이에 구비된 상기 탄성부재로 인해 항상 일정한 압력이 유지될 수 있다.Accordingly, in the present invention, even if thermal expansion of the heat exchanger 10 and the electric element 20 for cooling the electric element occurs, a constant pressure is always maintained due to the elastic member provided between the tube 100 and the upper plate 40. Can be maintained.

상술한 바와 같이, 상기 외부 하우징(50)은 내부 공간에 상기 전기소자 냉각용 열교환기(10)가 수용되도록 하는데, 상기 입구파이프(310) 및 출구파이프(320)를 통해 외측과 연통된다.As described above, the outer housing 50 allows the heat exchanger 10 for cooling the electric element to be accommodated in the inner space, and communicates with the outside through the inlet pipe 310 and the outlet pipe 320.

이를 위해, 상기 외부 하우징(50)에는 상기 입구파이프(310) 및 출구파이프(320)가 삽입되어 외측으로 돌출되는 제1결합홀(51) 및 제2결합홀(52)이 형성되며, 상기 입구파이프(310)와 제1결합홀(51) 사이, 상기 출구파이프(320)와 제2결합홀(52) 사이에 링(ring) 형태의 실링부재(53)가 더 장착되어 상기 외부 하우징(50) 및 입ㆍ출구파이프(310, 320) 간에 실링 및 고정이 유지되도록 할 수 있다.To this end, the inlet pipe 310 and the outlet pipe 320 are inserted into the outer housing 50 to form a first coupling hole 51 and a second coupling hole 52 protruding outward, and the inlet A ring-shaped sealing member 53 is further mounted between the pipe 310 and the first coupling hole 51, and between the outlet pipe 320 and the second coupling hole 52, so that the outer housing 50 ) And sealing and fixing between the inlet and outlet pipes 310 and 320 may be maintained.

이하에서는 상기 전기소자 냉각용 열교환기(10)에 대해 좀 더 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the heat exchanger 10 for cooling the electric device will be described in more detail.

상기 튜브(100)는 길이방향으로 연장 형성되는 것으로 1열로 형성될 수도 있으며, 2열 이상일 수도 있다.The tubes 100 are formed to extend in the longitudinal direction and may be formed in one row or two or more rows.

상기 튜브(100)는 내부에 에틸렌 글리콜계의 부동액이 혼입되는 물이나, 물, 암모니아 등의 자연냉매 또는 R134a 등의 Fron계 냉매, 알코올계 냉매, 아세톤 등의 케톤계 등의 냉매와 같은 열교환매체가 유동된다.The tube 100 is a heat exchange medium such as water into which an ethylene glycol-based antifreeze is mixed, a natural refrigerant such as water, ammonia, or a Fron-based refrigerant such as R134a, an alcohol-based refrigerant, and a ketone-based refrigerant such as acetone. Flows.

상기 제1헤더탱크(210)는 상기 튜브(100)가 벤딩되기 전, 길이방향으로 일측 단부에 결합 고정되며, 입구파이프(310)가 형성되어 열교환매체가 유입될 수 있다.Before the tube 100 is bent, the first header tank 210 is coupled and fixed to one end of the tube 100 in the longitudinal direction, and an inlet pipe 310 is formed to allow the heat exchange medium to flow.

상기 제2헤더탱크(220)는 상기 튜브(100)가 벤딩되기 전, 길이방향으로 타측 단부에 결합 고정되며, 출구파이프(320)가 형성되어 열교환매체가 배출될 수 있다.Before the tube 100 is bent, the second header tank 220 is coupled and fixed to the other end of the tube 100 in the longitudinal direction, and an outlet pipe 320 is formed to discharge the heat exchange medium.

즉, 상기 전기소자 냉각용 열교환기(10)는 상기 튜브(100)가 벤딩되기 전, 상기 튜브(100)의 양단에 제1헤더탱크(210) 및 제2헤더탱크(220)가 결합 고정되어, 상기 제1헤더탱크(210) 및 제2헤더탱크(220)가 길이방향으로 나란하게 일정거리 이격된 상태가 된다.That is, in the heat exchanger 10 for cooling the electric device, the first header tank 210 and the second header tank 220 are coupled and fixed to both ends of the tube 100 before the tube 100 is bent. , The first header tank 210 and the second header tank 220 are parallel to each other in the longitudinal direction and are spaced apart by a predetermined distance.

이후, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 전기소자 냉각용 열교환기(10)는 상기 튜브(100)의 상측면 일부 영역에 배치된 전기소자(20)의 높이방향으로 양측면과 상기 튜브(100)가 접하도록, 상기 튜브(100)가 일정 지점을 중심으로 벤딩되어 형성된다.Thereafter, as shown in FIG. 8, the heat exchanger 10 for cooling the electric element is disposed on both sides and the tube 100 in the height direction of the electric element 20 disposed in a partial area of the upper side of the tube 100. The tube 100 is formed by bending around a certain point so as to be in contact with each other.

상기 전기소자 냉각용 열교환기(10)는 상기 튜브(100)의 양단에 상기 제1헤더탱크(210) 및 제2헤더탱크(220)가 브레이징 결합된 상태에서 벤딩되는데, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1헤더탱크(210) 및 제2헤더탱크(220)가 높이방향으로 동일선상에 배치되지 않도록 하여 전기소자(20)가 매우 얇더라도 상기 튜브(100)에 의해 압착될 수 있도록 형성될 수 있다.The heat exchanger 10 for cooling the electric element is bent in a state in which the first header tank 210 and the second header tank 220 are brazed to both ends of the tube 100, and shown in FIGS. 4 and 5 As shown, the first header tank 210 and the second header tank 220 are not disposed on the same line in the height direction, so that even if the electric device 20 is very thin, it will be compressed by the tube 100. It can be formed to be able to.

다시 말해, 본 발명은 상기 튜브(100)가 벤딩되더라도, 상기 제1헤더탱크(210) 및 제2헤더탱크(220)가 높이방향으로 적층된 형태가 아니라, 엇갈려 배치됨으로써, 상기 제1헤더탱크(210) 및 제2헤더탱크(220)와 상관없이 자유롭게 상기 튜브(100)의 소자삽입간격을 조절할 수 있다.In other words, in the present invention, even if the tube 100 is bent, the first header tank 210 and the second header tank 220 are not stacked in the height direction, but are arranged alternately, so that the first header tank Irrespective of the 210 and the second header tank 220, the interval between insertion of the elements of the tube 100 can be freely adjusted.

상기 튜브(100)와 제1헤더탱크(210) 및 제2헤더탱크(220)의 결합 방법은 브레이징일 수도 있고, 기계식 연결 구조를 통해 결합될 수도 있으며, 접착재가 사용될 수도 있고, 이 외에도 다양하게 변경실시가 가능하다.The coupling method of the tube 100 and the first header tank 210 and the second header tank 220 may be brazing, may be combined through a mechanical connection structure, an adhesive material may be used, and various other methods. Changes can be implemented.

한편, 상기 전기소자 냉각용 열교환기(10)는 상기 전기소자(20)의 양측면과 상기 튜브(100)가 밀착되도록 하기 위해서, 완전히 벤딩된 상태인 최종 형상에서 상기 튜브(100) 사이의 간격이 전기소자(20)의 높이와 일치하게 되는데, 도 5와 같이 제1헤더탱크(210) 및 제2헤더탱크(220)가 동일선상에 배치되지 않은 상태라 하더라도 전자소자의 높이가 매우 낮을 경우에는 상기 제1헤더탱크(210) 및 제2헤더탱크(220)에 양단이 결합되는 상기 튜브(100)가, 높이방향으로 상기 제2헤더탱크(220) 및 제2헤더탱크(220)의 중심으로부터 내측으로 편심되어 결합되는 것이 바람직하다.On the other hand, in the heat exchanger 10 for cooling the electric element, in order to ensure that both sides of the electric element 20 and the tube 100 are in close contact, the gap between the tubes 100 in the final shape in a fully bent state is It matches the height of the electric device 20. Even if the first header tank 210 and the second header tank 220 are not arranged on the same line as shown in FIG. 5, if the height of the electronic device is very low, The tube 100 coupled to both ends of the first header tank 210 and the second header tank 220 from the center of the second header tank 220 and the second header tank 220 in a height direction It is preferable to be eccentric inwardly coupled.

상술한 바와 같이, 상기 전기소자 냉각용 열교환기(10)는 전기소자(20)와 조립 시, 벤딩된 상기 튜브(100) 사이에 전기소자(20)가 삽입된 형태를 갖는데, 상기 전기소자(20)의 양측면과 상기 튜브(100)가 밀착되도록 하기 위해 완전히 벤딩된 상태에서 상기 튜브(100) 사이 거리는 불과 4~5mm정도이다.As described above, the heat exchanger 10 for cooling the electric element has a form in which the electric element 20 is inserted between the bent tube 100 when assembled with the electric element 20. The electric element ( The distance between the two sides of 20) and the tube 100 is only about 4 to 5 mm when the tube 100 is completely bent so that the tube 100 is in close contact.

벤딩된 상기 튜브(100) 사이 거리를 4~5mm정도가 되도록 하기 위해서는 벤딩되는 지점에 가해지는 피로도가 상당할 수밖에 없는데, 이를 최소화하기 위해 상기 튜브(100)는 상기 전기소자(20)가 안착되는 지점의 상기 튜브(100) 사이 간격보다 벤딩되는 지점의 높이가 더 높게 형성될 수 있도록 벤딩되는 지점이 외측으로 돌출형성된 라운드부(110)를 포함할 수 있다.In order to make the distance between the bent tubes 100 to be about 4 to 5 mm, the fatigue applied to the bent point is inevitably large.To minimize this, the tube 100 is used in which the electric device 20 is mounted. The bent point may include a round portion 110 protruding outward so that the height of the bent point may be formed higher than the interval between the tubes 100 of the point.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 라운드부(110)는 벤딩되는 지점에 형성되며, 단면이 일측 일부영역이 개구된 원 형태로 형성될 수 있다.As shown in FIG. 5, the round part 110 is formed at a point where it is bent, and the cross section may be formed in a circular shape in which a partial area on one side is opened.

또한, 상기 전기소자 냉각용 열교환기(10)는 상기 튜브(100)가 2열 이상인 경우, 각 열의 튜브(100)에 서로 다른 높이를 갖는 전기소자(20)가 삽입되어 냉각될 수 있도록, 벤딩되어 상기 전기소자(20)의 양측면과 접하는 면 사이의 거리인 소자삽입간격이 각 열의 튜브(100)마다 상이하게 형성될 수 있다.In addition, the heat exchanger 10 for cooling the electric element is bent so that, when the tube 100 is in two or more rows, the electric elements 20 having different heights are inserted into the tubes 100 of each row to be cooled. Thus, the device insertion interval, which is a distance between both side surfaces of the electric device 20 and the surface in contact, may be formed differently for each tube 100 of each row.

이때, 상기 튜브(100)는 전기소자(20) 사이의 열전달 효율 향상을 위해 열 저항을 줄여야 하는데, 이를 위해 전기소자(20)와 접하는 면에서 너비방향과 길이방향으로의 변형이 없어야 하며 편평도는 최대 0.15이하가 되는 것이 바람직하다.
At this time, the tube 100 should reduce thermal resistance in order to improve the heat transfer efficiency between the electric elements 20, and for this purpose, there should be no deformation in the width direction and the length direction on the surface in contact with the electric element 20, and the flatness is It is desirable to be 0.15 or less at the maximum.

한편, 전기소자 냉각용 열교환기(10)는 상기 제1헤더탱크(210) 및 제2헤더탱크(220)의 높이보다 상기 입구파이프(310) 및 출구파이프(320)의 직경이 크게 형성될 수 있는데, 이 경우, 상기 제1헤더탱크(210) 및 제2헤더탱크(220)의 중심부에 상기 입구파이프(310) 및 출구파이프(320)가 배치되도록 형성되면, 상기 튜브(100)가 벤딩되어 상기 제1헤더탱크(210) 및 제2헤더탱크(220)가 높이방향으로 나란하게 위치할 때, 서로 간섭이 발생될 수밖에 없다.On the other hand, in the heat exchanger 10 for cooling an electric device, the diameters of the inlet pipe 310 and the outlet pipe 320 may be formed larger than the heights of the first header tank 210 and the second header tank 220. In this case, when the inlet pipe 310 and the outlet pipe 320 are formed in the center of the first header tank 210 and the second header tank 220, the tube 100 is bent. When the first header tank 210 and the second header tank 220 are positioned side by side in the height direction, interference is bound to occur with each other.

따라서 본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기(10)는 상기 입구파이프(310) 및 출구파이프(320)가 너비방향으로 상기 제1헤더탱크(210)의 중심선을 기준으로 비대칭하게 배치되는 것이 바람직하다.Therefore, in the heat exchanger 10 for cooling an electric device of the present invention, the inlet pipe 310 and the outlet pipe 320 are preferably arranged asymmetrically with respect to the center line of the first header tank 210 in the width direction. .

이때, 본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기(10)는 열교환매체의 적절한 분배를 위해 입ㆍ출구파이프(310, 320)의 형상과 위치를 유동적으로 변경할 수 있는데, 도 3과 같이 2열 튜브(100)로 형성되는 경우, 가급적 입구파이프(310)는 상기 제1헤더탱크(210)의 중심에 배치되어 유입된 열교환매체가 두 개의 튜브(100)에 골고루 분배될 수 있도록 한다.At this time, the heat exchanger 10 for cooling an electric device of the present invention can fluidly change the shape and position of the inlet and outlet pipes 310 and 320 for proper distribution of the heat exchange medium, as shown in FIG. 3. 100), the inlet pipe 310 is arranged in the center of the first header tank 210 so that the introduced heat exchange medium can be evenly distributed to the two tubes 100.

상술한 바와 같이, 본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기(10)는 상기 제1헤더탱크(210) 및 제2헤더탱크(220)의 높이보다 상기 입구파이프(310) 및 출구파이프(320)의 직경이 크게 형성될 수 있는데, 좀 더 정확하게 설명하면, 상기 입구파이프(310) 및 출구파이프(320)는 상기 제1헤더탱크(210) 또는 제2헤더탱크(220)에 연결되는 측의 단면과, 타측 단면이 서로 다르게 형성되고, 타측 단면의 직경이 제1헤더탱크(210) 및 제2헤더탱크(220)의 직경보다 크게 형성된다.As described above, the heat exchanger 10 for cooling an electric device of the present invention is higher than the height of the first header tank 210 and the second header tank 220, the inlet pipe 310 and the outlet pipe 320. The diameter may be formed to be large. To be more precise, the inlet pipe 310 and the outlet pipe 320 have a cross section of the side connected to the first header tank 210 or the second header tank 220 , The other side cross section is formed differently from each other, and the diameter of the other side cross section is formed larger than the diameters of the first header tank 210 and the second header tank 220.

PCU(power control unit) 또는 HPCU(hybrid power control unit) 내에 장착되는 전기소자 냉각용 열교환기(10)는 패키지 향상을 위해 헤더탱크의 크기를 가능한 작게 설계하는 것이 바람직하다. 이때, 전기소자 냉각용 열교환기(10)의 입구파이프(310) 및 출구파이프(320)는 자동차의 냉각유체를 이용하게 되므로 공용 직경을 갖게 되는데, 헤더탱크의 크기보다 큰 것이 일반적이므로, 본 발명의 입구파이프(310) 및 출구파이프(320)는 상기 제1헤더탱크(210) 또는 제2헤더탱크(220)에 연결되는 일측 단부의 직경보다, 타측 단부의 직경이 더 크게 형성된다.The heat exchanger 10 for cooling electric elements mounted in a power control unit (PCU) or a hybrid power control unit (HPCU) is preferably designed to have a header tank as small as possible in order to improve a package. At this time, since the inlet pipe 310 and the outlet pipe 320 of the heat exchanger 10 for cooling the electric element use the cooling fluid of the vehicle, they have a common diameter, but are generally larger than the size of the header tank, the present invention The inlet pipe 310 and the outlet pipe 320 have a diameter of the other end being larger than the diameter of one end connected to the first header tank 210 or the second header tank 220.

도 9 및 도 10을 참고로 설명하면, 상기 입구파이프(310) 및 출구파이프(320)의 전단은 공용 직경을 갖는 원형 파이프 형태로 형성되며, 후단은 가로방향 직경(W1)이 세로방향 직경(W2)보다 크게 형성되어 전단의 공용 직경보다 작게 형성된 상기 제1헤더탱크(210) 및 제2헤더탱크(220)에 연결되도록 형성된다.
9 and 10, the front end of the inlet pipe 310 and the outlet pipe 320 is formed in the shape of a circular pipe having a common diameter, and the rear end has a horizontal diameter (W1) having a vertical diameter ( W2) is formed to be connected to the first header tank 210 and the second header tank 220 formed smaller than the common diameter of the front end.

한편, 본 발명의 전기소자 쿨링모듈(1)은 상기 전기소자 냉각용 열교환기(10)와 외부 하우징(50)을 연결하는 고정 브라켓(400)을 포함하여 형성될 수 있다.Meanwhile, the electric device cooling module 1 of the present invention may be formed to include a fixing bracket 400 connecting the heat exchanger 10 for cooling the electric device and the outer housing 50.

상기 고정 브라켓(400)은 도 2와 같이 상기 제1헤더탱크(210) 및 제2헤더탱크(220)와 연결될 수도 있고, 도 11과 같이 상기 튜브(100)와 연결될 수도 있으며, 도 12와 같이 입구파이프(310) 또는 출구파이프(320)와 연결될 수도 있다.The fixing bracket 400 may be connected to the first header tank 210 and the second header tank 220 as shown in FIG. 2, or may be connected to the tube 100 as shown in FIG. It may be connected to the inlet pipe 310 or the outlet pipe 320.

도 2에 도시된 고정 브라켓(400)은 대략 'ㄱ'자형 브라켓과 'ㄴ'자형 브라켓이 결합되어 총 3개의 결합 면을 가지며, 그 중 두 개는 제1헤더탱크(210)와 제2헤더탱크(220)에 각각 연결되고, 나머지 하나는 외부 하우징(50) 측에 연결된다.The fixing bracket 400 shown in FIG. 2 has a total of three mating surfaces by combining an approximately'b'-shaped bracket and a'b'-shaped bracket, of which two are the first header tank 210 and the second header. Each is connected to the tank 220, and the other is connected to the outer housing 50 side.

이에 따라, 상기 고정 브라켓(400)은 상기 제1헤더탱크(210) 및 제2헤더탱크(220)를 일정 위치에 고정시킴으로써, 상기 튜브(100)가 상기 전기소자(20)를 압착시키도록 도와줄 수 있다.
Accordingly, the fixing bracket 400 fixes the first header tank 210 and the second header tank 220 at a predetermined position, thereby helping the tube 100 to compress the electric device 20. Can give.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전기소자 쿨링모듈(1)은 상기 전기소자 냉각용 열교환기(10)의 튜브(100)가 2열인 경우, 이웃한 상기 튜브(100)가 너비방향으로 서로 이격되어 형성된 내측 공간에 상기 전기소자(20)의 소자고정부(21)가 배치되며, 외측 공간에 상기 전기소자(20)의 전원부(22)가 배치됨으로써, 전체적인 모듈 조립 시 전원부(22) 연결이 용이하도록 구성되는 것이 바람직하다.As shown in FIGS. 2 and 3, the electric device cooling module 1 of the present invention is the case where the tubes 100 of the heat exchanger 10 for cooling the electric device are in two rows, the adjacent tubes 100 The device fixing part 21 of the electric device 20 is disposed in an inner space spaced apart from each other in the width direction, and the power unit 22 of the electric device 20 is disposed in the outer space, so that the power supply unit when assembling the entire module (22) It is preferable to be configured to facilitate connection.

또한, 본 발명의 전기소자 쿨링모듈(1)은 상기 튜브(100)가 상기 전기소자(20)의 너비방향으로 양측면에 돌출형성된 핀을 덮지 않도록 상기 튜브(100)의 너비(Tw)는 상기 전기소자(20)의 너비(Cw)보다 작거나 같게 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the electric device cooling module 1 of the present invention has a width (Tw) of the tube 100 so that the tube 100 does not cover the fins protruding on both sides in the width direction of the electric device 20. It is preferable that it is formed to be smaller than or equal to the width Cw of the element 20.

이때, 본 발명의 전기소자 쿨링모듈(1)은 상기 튜브(100)와 대응되는 위치에 상기 상부 플레이트(40)가 2개 배치되고, 상기 상부 플레이트(40)의 서로 이웃한 측면에 상기 소자고정부(21)와 결합되는 소자결합부(42)가 형성될 수 있다.At this time, in the electric device cooling module 1 of the present invention, two upper plates 40 are disposed at positions corresponding to the tube 100, and the device is disposed on adjacent sides of the upper plate 40. An element coupling portion 42 coupled to the top portion 21 may be formed.

상기 상부 플레이트(40)는 상기 하부 플레이트(30)의 너비방향으로 양측면에 형성된 제1플레이트 결합부(31)와 대응되는 위치에 형성되어, 상기 제1플레이트 결합부(31)와 결합되는 제2플레이트 결합부(41)를 포함하여 형성될 수 있다.The upper plate 40 is formed at a position corresponding to the first plate coupling portions 31 formed on both sides in the width direction of the lower plate 30, and a second plate coupled to the first plate coupling portion 31 It may be formed including a plate coupling portion 41.

본 발명의 전기소자 쿨링모듈(1)이 조립되는 과정을 설명하면,When explaining the process of assembling the electric device cooling module 1 of the present invention,

먼저, 상기 전기소자 냉각용 열교환기(10)는 벤딩된 상기 튜브(100)가 대략 5~10도 정도 각도를 이루도록 벤딩된 상태에서 상기 전기소자(20)가 상기 튜브(100) 사이에 삽입 고정되도록 한 후, 이격된 간격을 눌러, 상기 전기소자(20) 윗면과 상기 튜브(100)가 압착되도록 하는 방식으로 조립될 수 있다.First, in the heat exchanger 10 for cooling the electric element, the electric element 20 is inserted and fixed between the tubes 100 while the bent tube 100 is bent so as to form an angle of about 5 to 10 degrees. Then, by pressing the spaced apart, the upper surface of the electric device 20 and the tube 100 can be assembled in a manner that is pressed.

상기 전기소자 냉각용 열교환기(10)의 상ㆍ하면에 배치되는 상부 플레이트(40) 및 하부 플레이트(30)는 상기 제1플레이트 결합부(31) 및 제2플레이트 결합부(41)의 결합으로 인해 상기 튜브(100) 압착을 돕는다.The upper plate 40 and the lower plate 30 disposed on the upper and lower surfaces of the heat exchanger 10 for cooling the electric element are combined with the first plate coupling part 31 and the second plate coupling part 41. Due to this, it helps to compress the tube 100.

이때, 상기 상부 플레이트(40)의 소자결합부(42)는 상기 전기소자(20)의 소자고정부(21)와 결합됨으로써, 전기소자(20), 상부 플레이트(40), 하부 플레이트(30) 및 튜브(100) 사이가 모두 직ㆍ간접적으로 연결되어 모듈의 조립성이 향상되도록 할 수 있다.
At this time, the element coupling portion 42 of the upper plate 40 is coupled with the element fixing portion 21 of the electric element 20, so that the electric element 20, the upper plate 40, and the lower plate 30 And it is possible to improve the assembling property of the module as all of the tubes 100 are connected directly or indirectly.

도 8을 참고로, 상기 전기소자 냉각용 열교환기(10)에서 열교환매체의 흐름을 설명하면,Referring to FIG. 8, the flow of the heat exchange medium in the heat exchanger 10 for cooling the electric device will be described,

먼저, 상기 제1헤더탱크(210)와 연통 형성되는 입구파이프(310)를 통해 유입된 열교환매체가 상기 제1헤더탱크(210)를 지나 상기 전기소자(20)의 상측면에 밀착되어 형성된 상기 튜브(100)를 따라 유동된다.First, the heat exchange medium introduced through the inlet pipe 310 formed in communication with the first header tank 210 passes through the first header tank 210 and is formed in close contact with the upper surface of the electric element 20. It flows along the tube 100.

다음, 열교환매체는 상기 전기소자(20)의 하측면에 밀착되어 형성된 상기 튜브(100)를 따라 유동된 후, 상기 제2헤더탱크(220)를 거쳐 출구파이프(320)로 배출된다.
Next, the heat exchange medium flows along the tube 100 formed in close contact with the lower side of the electric element 20, and then is discharged to the outlet pipe 320 through the second header tank 220.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the scope of application thereof is diverse, as well as anyone with ordinary knowledge in the field to which the present invention belongs without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, various modifications are possible.

1 : 전기소자 쿨링모듈
10 : 전기소자 냉각용 열교환기
20 : 전기소자
21 : 소자고정부 22 : 전원부
30 : 하부 플레이트 31 : 제1플레이트 결합부
40 : 상부 플레이트 41 : 제2플레이트 결합부
42 : 소자결합부
50 : 외부 하우징
51 : 제1결합홀 52 : 제2결합홀
53 : 실링부재
60 : 탄성부재
100 : 튜브
110 : 라운드부
210 : 제1헤더탱크 220 : 제2헤더탱크
310 : 입구파이프 320 : 출구파이프
400 : 고정 브라켓1: Electric device cooling module
10: heat exchanger for cooling electric devices
20: electric device
21: element fixing unit 22: power supply unit
30: lower plate 31: first plate coupling portion
40: upper plate 41: second plate coupling portion
42: element coupling part
50: outer housing
51: first coupling hole 52: second coupling hole
53: sealing member
60: elastic member
100: tube
110: round part
210: first header tank 220: second header tank
310: inlet pipe 320: outlet pipe
400: fixing bracket

Claims (16)

차량용 전기소자(20)를 냉각하기 위한 열교환기를 포함하는 전기소자 쿨링모듈(1)에 있어서,
일정 지점에서 벤딩되어 서로 마주보는 면 사이에 배치된 상기 전기소자(20)의 양측면과 밀착되는 튜브(100)와, 상기 튜브(100)의 양단에 결합되는 제1헤더탱크(210) 및 제2헤더탱크(220)와, 상기 제1헤더탱크(210)에 형성되어 열교환매체가 유입되는 입구파이프(310)와, 상기 제2헤더탱크(220)에 형성되어 열교환매체가 배출되는 출구파이프(320)를 포함하는 전기소자 냉각용 열교환기(10);
상기 전기소자 냉각용 열교환기(10) 하측면에 배치되는 하부 플레이트(30);
상기 전기소자 냉각용 열교환기(10) 상측면에 배치되며, 상기 하부 플레이트(30)와 결합되어 상기 전기소자 냉각용 열교환기(10)에 일정 압력이 가해지도록 하는 상부 플레이트(40); 및
상기 전기소자 냉각용 열교환기(10), 하부 플레이트(30) 및 상부 플레이트(40)가 내부에 수용되는 외부 하우징(50);을 포함하고,
상기 튜브(100)가 벤딩된 상태에서 상기 제1헤더탱크(210)와 상기 제2헤더탱크(220)가 높이 방향으로 서로 엇갈리도록 배치되는 것을 특징으로 하는 전기소자 쿨링모듈.
In the electric element cooling module (1) comprising a heat exchanger for cooling the vehicle electric element (20),
A tube 100 that is bent at a certain point and in close contact with both sides of the electric device 20 disposed between facing surfaces, and a first header tank 210 and a second coupled to both ends of the tube 100 A header tank 220, an inlet pipe 310 formed in the first header tank 210 and into which a heat exchange medium flows in, and an outlet pipe 320 formed in the second header tank 220 to discharge a heat exchange medium. ) A heat exchanger 10 for cooling an electric device including;
A lower plate 30 disposed on a lower side of the heat exchanger 10 for cooling the electric device;
An upper plate 40 disposed on an upper surface of the heat exchanger 10 for cooling the electric element, and coupled to the lower plate 30 to apply a predetermined pressure to the heat exchanger 10 for cooling the electric element; And
Including; an outer housing 50 in which the heat exchanger 10 for cooling the electric device, the lower plate 30 and the upper plate 40 are accommodated therein,
An electric device cooling module, characterized in that the first header tank 210 and the second header tank 220 are arranged to be staggered from each other in a height direction while the tube 100 is bent.
 제 1항에 있어서,
상기 전기소자 쿨링모듈(1)은
상기 상부 플레이트(40) 및 튜브(100) 사이 공간에 높이방향으로 탄성을 갖는 탄성부재(60)를 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 전기소자 쿨링모듈.
The method of claim 1,
The electric device cooling module 1
An electric device cooling module, characterized in that further comprising an elastic member (60) having elasticity in the height direction in the space between the upper plate (40) and the tube (100).
 제 2항에 있어서,
상기 탄성부재(60)는
상기 튜브(100)에 대응되도록 길이방향으로 연장되며,
너비방향으로의 중심선을 기준으로 양측이 대칭되도록 양측 단부에서부터 지그재그로 절곡 형성되는 것을 특징으로 하는 전기소자 쿨링모듈.
The method of claim 2,
The elastic member 60 is
It extends in the longitudinal direction to correspond to the tube 100,
An electric device cooling module, characterized in that it is bent in zigzag from both ends so that both sides are symmetrical with respect to the center line in the width direction.
 제 1항에 있어서,
상기 전기소자 쿨링모듈(1)은
상기 입구파이프(310) 및 출구파이프(320)를 통해 상기 외부 하우징(50)의 외측과 연통되며,
상기 외부 하우징(50)에 상기 입구파이프(310) 및 출구파이프(320)가 삽입되어 외측으로 돌출되는 제1결합홀(51) 및 제2결합홀(52)이 형성되는 것을 특징으로 하는 전기소자 쿨링모듈.
The method of claim 1,
The electric device cooling module 1
It communicates with the outside of the outer housing 50 through the inlet pipe 310 and the outlet pipe 320,
An electric device, characterized in that the inlet pipe 310 and the outlet pipe 320 are inserted into the outer housing 50 to form a first coupling hole 51 and a second coupling hole 52 protruding outward. Cooling module.
 제 4항에 있어서,
상기 전기소자 쿨링모듈(1)은
상기 입구파이프(310)와 제1결합홀(51) 사이, 상기 출구파이프(320)와 제2결합홀(52) 사이에 실링부재(53)가 장착되는 것을 특징으로 하는 전기소자 쿨링모듈.
The method of claim 4,
The electric device cooling module 1
An electric device cooling module, characterized in that a sealing member (53) is mounted between the inlet pipe (310) and the first coupling hole (51) and between the outlet pipe (320) and the second coupling hole (52).
 제 4항에 있어서,
상기 전기소자 쿨링모듈(1)은
상기 전기소자 냉각용 열교환기(10)와 외부 하우징(50)을 연결하는 고정 브라켓(400)을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 전기소자 쿨링모듈.
The method of claim 4,
The electric device cooling module 1
An electric device cooling module, characterized in that it comprises a fixing bracket (400) connecting the heat exchanger (10) for cooling the electric device to the outer housing (50).
 제 6항에 있어서,
상기 고정 브라켓(400)은
상기 제1헤더탱크(210), 제2헤더탱크(220), 튜브(100), 입구파이프(310) 및 출구파이프(320) 중 적어도 어느 하나 이상과 결합되는 것을 특징으로 하는 전기소자 쿨링모듈.
The method of claim 6,
The fixing bracket 400 is
An electric device cooling module, characterized in that coupled to at least one of the first header tank 210, the second header tank 220, the tube 100, the inlet pipe 310, and the outlet pipe 320.
 제 4항에 있어서,
상기 전기소자 쿨링모듈(1)은
상기 전기소자 냉각용 열교환기(10)의 튜브(100)가 2열인 경우,
이웃한 상기 튜브(100)가 너비방향으로 서로 이격되어 형성된 내측 공간에 상기 전기소자(20)의 소자고정부(21)가 배치되며, 외측 공간에 상기 전기소자(20)의 전원부(22)가 배치되는 것을 특징으로 하는 전기소자 쿨링모듈.
The method of claim 4,
The electric device cooling module 1
When the tubes 100 of the heat exchanger 10 for cooling the electric device are in two rows,
The element fixing part 21 of the electric device 20 is disposed in an inner space formed by the adjacent tubes 100 being spaced apart from each other in the width direction, and the power supply unit 22 of the electric device 20 is disposed in the outer space. Electric device cooling module, characterized in that arranged.
 제 8항에 있어서,
상기 전기소자 쿨링모듈(1)은
상기 튜브(100)와 대응되는 위치에 상기 상부 플레이트(40)가 2개 배치되고,
상기 상부 플레이트(40)의 서로 이웃한 측면에 상기 소자고정부(21)와 결합되는 소자결합부(42)가 형성되는 것을 특징으로 하는 전기소자 쿨링모듈.
The method of claim 8,
The electric device cooling module 1
Two upper plates 40 are disposed at positions corresponding to the tube 100,
An electric device cooling module, characterized in that an element coupling portion (42) coupled to the element fixing portion (21) is formed on adjacent sides of the upper plate (40).
 제 9항에 있어서,
상기 상부 플레이트(40)는
상기 하부 플레이트(30)의 너비방향으로 양측면에 형성된 제1플레이트 결합부(31)와 대응되는 위치에 형성되어, 상기 제1플레이트 결합부(31)와 결합되는 제2플레이트 결합부(41)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기소자 쿨링모듈.
The method of claim 9,
The upper plate 40 is
The second plate coupling portion 41 is formed at a position corresponding to the first plate coupling portion 31 formed on both side surfaces of the lower plate 30 in the width direction, and is coupled to the first plate coupling portion 31. Electric device cooling module comprising a.
 제 1항에 있어서,
상기 전기소자 냉각용 열교환기(10)는
상기 튜브(100)가 벤딩되어 상기 전기소자(20)와 밀착된 상태에서,
상기 제2헤더탱크(220)가 상기 제1헤더탱크(210)의 중심과 길이방향으로 일정거리 이격되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 전기소자 쿨링모듈.
The method of claim 1,
The heat exchanger 10 for cooling the electric device is
In a state in which the tube 100 is bent and in close contact with the electric device 20,
The electric device cooling module, characterized in that the second header tank 220 is disposed to be spaced apart from the center of the first header tank 210 by a predetermined distance in the longitudinal direction.
 제 11항에 있어서,
상기 전기소자 냉각용 열교환기(10)는
상기 입구파이프(310) 및 출구파이프(320)가 너비방향으로 상기 제1헤더탱크(210)의 중심선을 기준으로 비대칭하게 배치되는 것을 특징으로 하는 전기소자 쿨링모듈.
The method of claim 11,
The heat exchanger 10 for cooling the electric device is
The electric device cooling module, characterized in that the inlet pipe 310 and the outlet pipe 320 are arranged asymmetrically with respect to the center line of the first header tank 210 in the width direction.
 제 12항에 있어서,
상기 입구파이프(310) 및 출구파이프(320)는
상기 제1헤더탱크(210) 또는 제2헤더탱크(220)에 연결되는 일측 단면의 가로방향 직경(W1)이 세로방향 직경(W2)보다 크게 형성되며,
타측 단면이 상기 제1헤더탱크(210) 및 제2헤더탱크(220)의 높이보다 큰 직경을 갖는 원형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기소자 쿨링모듈.
The method of claim 12,
The inlet pipe 310 and the outlet pipe 320 are
The first header tank 210 or the second header tank 220 has a horizontal diameter W1 of one end surface that is larger than the vertical diameter W2,
An electric device cooling module, characterized in that the other cross-section is formed in a circular shape having a diameter larger than the heights of the first header tank 210 and the second header tank 220.
 제 11항에 있어서,
상기 전기소자 냉각용 열교환기(10)는
상기 제1헤더탱크(210) 및 제2헤더탱크(220)에 양단이 결합되는 상기 튜브(100)가, 높이방향으로 상기 제1헤더탱크(210) 및 제2헤더탱크(220)의 중심으로부터 편심되어 결합되는 것을 특징으로 하는 전기소자 쿨링모듈.
The method of claim 11,
The heat exchanger 10 for cooling the electric device is
The tube 100 coupled to both ends of the first header tank 210 and the second header tank 220 from the center of the first header tank 210 and the second header tank 220 in a height direction Electric device cooling module, characterized in that eccentrically coupled.
 제 1항에 있어서,
상기 튜브(100)는
상기 전기소자(20)가 안착되는 지점의 상기 튜브(100) 사이 간격보다 벤딩되는 지점의 높이가 더 높게 형성되도록
벤딩되는 지점이 외측으로 돌출형성된 라운드부(110)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기소자 쿨링모듈.
The method of claim 1,
The tube 100 is
The height of the bending point is formed higher than the interval between the tubes 100 at the point where the electric device 20 is seated.
Electric device cooling module, characterized in that it comprises a round portion (110) protruding outwardly at a point where it is bent.
 제 1항에 있어서,
상기 전기소자 쿨링모듈(1)은
상기 튜브(100)가 2열 이상인 경우,
각 열의 튜브(100)에 서로 다른 높이를 갖는 전기소자(20)가 삽입되어 냉각될 수 있도록, 벤딩되어 상기 전기소자(20)의 양측면과 접하는 면 사이의 거리인 소자삽입간격이 각 열의 튜브(100)마다 상이한 것을 특징으로 하는 전기소자 쿨링모듈.The method of claim 1,
The electric device cooling module 1
When the tube 100 is in two or more rows,
The element insertion interval, which is the distance between the surfaces that are in contact with both sides of the electric device 20, is bent so that the electric elements 20 having different heights can be inserted and cooled in the tubes 100 of each row. Electric device cooling module, characterized in that different for each 100).
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