KR102173395B1 - heat exchanger for cooling electric element - Google Patents

heat exchanger for cooling electric element Download PDF

Info

Publication number
KR102173395B1
KR102173395B1 KR1020150036562A KR20150036562A KR102173395B1 KR 102173395 B1 KR102173395 B1 KR 102173395B1 KR 1020150036562 A KR1020150036562 A KR 1020150036562A KR 20150036562 A KR20150036562 A KR 20150036562A KR 102173395 B1 KR102173395 B1 KR 102173395B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tube
cooling
heat exchanger
header tank
electric device
Prior art date
Application number
KR1020150036562A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20160111661A (en
Inventor
송준영
임홍영
조위삼
정현희
이선미
Original Assignee
한온시스템 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 한온시스템 주식회사 filed Critical 한온시스템 주식회사
Priority to KR1020150036562A priority Critical patent/KR102173395B1/en
Priority to DE112016000129.0T priority patent/DE112016000129B4/en
Priority to CN201680002912.XA priority patent/CN106716044B/en
Priority to US15/521,641 priority patent/US10448545B2/en
Priority to PCT/KR2016/001159 priority patent/WO2016144007A1/en
Publication of KR20160111661A publication Critical patent/KR20160111661A/en
Priority to US16/554,732 priority patent/US10818985B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102173395B1 publication Critical patent/KR102173395B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H05K7/20927Liquid coolant without phase change
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/12Elements constructed in the shape of a hollow panel, e.g. with channels

Abstract

본 발명은 전기소자 냉각용 열교환기 및 전기소자 냉각용 열교환기 조립체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 전기소자의 삽입이 용이할 뿐만 아니라, 전기소자의 양측면과 냉각수가 유동되는 튜브가 서로 접촉하도록 형성되어 냉각 성능을 향상시킬 수 있으며, 2종 이상의 전기소자 적용이 가능한 전기소자 냉각용 열교환기 및 전기소자 냉각용 열교환기 조립체에 관한 것이다.The present invention relates to a heat exchanger for cooling an electric element and a heat exchanger assembly for cooling an electric element, and in more detail, the electric element is easily inserted, and both sides of the electric element and the tube through which the cooling water flows are formed to contact each other. The present invention relates to a heat exchanger for cooling an electric device and a heat exchanger assembly for cooling an electric device capable of improving cooling performance and applicable to two or more types of electric devices.

Description

전기소자 냉각용 열교환기{heat exchanger for cooling electric element}Heat exchanger for cooling electric element

본 발명은 전기소자 냉각용 열교환기 및 전기소자 냉각용 열교환기 조립체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 전기소자의 삽입이 용이할 뿐만 아니라, 전기소자의 양측면과 냉각수가 유동되는 튜브가 서로 접촉하도록 형성되어 냉각 성능을 향상시킬 수 있으며, 2종 이상의 전기소자 적용이 가능한 전기소자 냉각용 열교환기 및 전기소자 냉각용 열교환기 조립체에 관한 것이다.
The present invention relates to a heat exchanger for cooling an electric element and a heat exchanger assembly for cooling an electric element, and in more detail, the electric element is easily inserted, and both sides of the electric element and the tube through which the cooling water flows are formed to contact each other. The present invention relates to a heat exchanger for cooling an electric device and a heat exchanger assembly for cooling an electric device capable of improving cooling performance and applicable to two or more types of electric devices.

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.

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 향상되며, 서로 다른 높이를 갖는 2종 이상의 전기소자도 적용이 가능한 전기소자 냉각용 열교환기를 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 can be easily compressed with an electric element, and cooling performance and assembly properties are improved as both sides of the electric element and the tube through which the coolant flows can be in contact with each other, and two or more types of electric elements having different heights are also applicable. It is possible to provide a heat exchanger for cooling electric devices.

본 발명에 따른 전기소자 냉각용 열교환기는 전기소자(2)를 냉각하기 위한 열교환기에 있어서, 길이방향으로 연장 형성되며, 상측면 일부 영역에 배치된 전기소자(2)의 높이방향으로 양측면과 접하도록 일정 지점에서 벤딩(bending)되고, 내부에 열교환매체가 유동되는 제1튜브(101); 상기 제1튜브(101)와 너비방향으로 일정거리 이격되어 나란하게 형성되되, 벤딩되어 전기소자의 양측면과 접하는 면 사이의 거리인 소자삽입간격이 제1튜브(101)와 상이하게 형성되는 제2튜브(102); 상기 제1튜브(101) 및 제2튜브(102)의 길이방향으로 일측 단부에 결합 고정되는 제1헤더탱크(210); 및 상기 제1튜브(101) 및 제2튜브(102)의 길이방향으로 타측 단부에 결합 고정되되, 상기 튜브가 벤딩된 상태에서 상기 제1헤더탱크의 중심과 길이방향으로 일정거리 이격되도록 배치되는 제2헤더탱크(220); 상기 제1헤더탱크(210)에 형성되어 열교환매체가 유입되는 입구파이프(310); 및 상기 제2헤더탱크(220)에 형성되어 열교환매체가 배출되는 출구파이프(320); 를 포함하는 것을 특징으로 한다. 좀 더 상세하게는 길이방향으로 연장 형성되며, 전기소자(2)의 상, 하면과 접촉할 수 있도록 일정 지점에서 벤딩(bending)되고, 내부에 열교환매체가 유동되는 제1튜브(101); 상기 제1튜브(101)의 길이방향으로 일측 단부에 결합 고정되는 제1헤더탱크(210); 상기 제1튜브(101)의 길이 방향으로 타측 단부에 결합 고정되되, 상기 제1튜브(101)가 벤딩된 상태에서 상기 제1헤더탱크(210)와 길이방향으로 중첩되지 않는 제2헤더탱크(220); 상기 제1헤더탱크(210)에 형성되어 열교환매체가 유입되는 입구파이프(310); 및 상기 제2헤더탱크(220)에 형성되어 열교환매체가 배출되는 출구파이프(320); 를 포함하되, 상기 입구파이프(310)와 출구파이프(320)는 너비방향으로 중첩되지 않는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 전기소자 냉각용 열교환기는 상기 제1튜브(101)와 너비방향으로 일정거리 이격되어 나란하게 형성되되, 벤딩되어 전기소자의 양측면과 접하는 면 사이의 거리인 소자삽입간격이 제1튜브(101)와 상이하게 형성되는 제2튜브(102);를 더 포함하며, 상기 제1헤더탱크(210)는 상기 제1튜브(101) 및 제2튜브(102)의 길이방향으로 일측 단부에 결합고정되고, 상기 제2헤더탱크(220)는 상기 제1튜브(101) 및 제2튜브(102)의 길이방향으로 타측 단부에 결합 고정되되, 상기 튜브가 벤딩된 상태에서 상기 제1헤더탱크의 중심과 길이 방향으로 일정 거리 이격되도록 배치되는 것을 특징으로 한다.The heat exchanger for cooling an electric element according to the present invention is a heat exchanger for cooling the electric element 2, extending in the longitudinal direction, and in contact with both sides in the height direction of the electric element 2 disposed in a partial area of the upper side. A first tube 101 that is bent at a certain point and through which a heat exchange medium flows; The second tube 101 is formed parallel to the first tube 101 by a predetermined distance apart from the first tube 101, and is bent so that the device insertion gap, which is the distance between the surfaces in contact with both sides of the electric device, is different from the first tube 101. Tube 102; A first header tank 210 coupled and fixed to one end of the first tube 101 and the second tube 102 in the longitudinal direction; And fixed to the other end in the longitudinal direction of the first tube 101 and the second tube 102, and disposed to be spaced apart from the center of the first header tank by a predetermined distance in the longitudinal direction when the tube is bent. A second header tank 220; An inlet pipe 310 formed in the first header tank 210 into which a heat exchange medium flows; And an outlet pipe 320 formed in the second header tank 220 to discharge a heat exchange medium. It characterized in that it comprises a. In more detail, a first tube 101 extending in the longitudinal direction, bending at a certain point so as to be in contact with the upper and lower surfaces of the electric element 2, and flowing a heat exchange medium therein; A first header tank 210 coupled and fixed to one end of the first tube 101 in the longitudinal direction; A second header tank that is coupled and fixed to the other end of the first tube 101 in the longitudinal direction, and does not overlap with the first header tank 210 in the longitudinal direction when the first tube 101 is bent ( 220); An inlet pipe 310 formed in the first header tank 210 into which a heat exchange medium flows; And an outlet pipe 320 formed in the second header tank 220 to discharge a heat exchange medium. Including, but characterized in that the inlet pipe 310 and the outlet pipe 320 do not overlap in the width direction. In addition, the heat exchanger for cooling the electric element is formed in parallel with the first tube 101 at a certain distance apart in the width direction, and the element insertion interval, which is the distance between the surfaces that are bent and in contact with both sides of the electric element, is the first tube ( 101) and a second tube 102 formed differently from the second tube 102, wherein the first header tank 210 is coupled to one end in the longitudinal direction of the first tube 101 and the second tube 102 Is fixed, the second header tank 220 is coupled and fixed to the other end of the first tube 101 and the second tube 102 in the longitudinal direction, and the first header tank is It characterized in that it is arranged to be spaced apart a predetermined distance from the center in the longitudinal direction.

또한, 상기 제1헤더탱크(210) 및 제2헤더탱크(220)는 상기 제1튜브(101) 및 제2튜브(102)가 벤딩된 상태에서, 길이방향으로의 중심선이 서로 일정거리 이격되도록 배치될 수 있다.In addition, the first header tank 210 and the second header tank 220 are in a state in which the first tube 101 and the second tube 102 are bent, so that the center lines in the longitudinal direction are spaced apart a predetermined distance from each other. Can be placed.

또한, 상기 전기소자 냉각용 열교환기(1)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 1 for cooling the electric device, 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 직경이 세로방향 직경보다 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 cross-sectional diameter of one side connected to the first header tank 210 or the second header tank 220 is larger than the vertical diameter, and the other side The cross section may be formed in a circular shape having a diameter greater than the heights of the first and second header tanks 210 and 220.

또한, 상기 전기소자 냉각용 열교환기(1)는 상기 제1헤더탱크(210) 및 제2헤더탱크(220)에 양단이 결합되는 상기 제1튜브(101) 및 제2튜브(102)가, 높이방향으로 상기 제1헤더탱크(210) 및 제2헤더탱크(220)의 중심으로부터 편심되어 결합될 수 있다.In addition, the heat exchanger (1) for cooling the electric device includes the first tube 101 and the second tube 102, both ends of which are coupled to the first header tank 210 and the second header tank 220, It may be coupled by being eccentric from the center of the first header tank 210 and the second header tank 220 in the height direction.

또한, 제1튜브(101) 및 제2튜브(102)는 소자삽입간격보다 벤딩되는 지점의 높이가 더 높게 형성되도록 벤딩되는 지점이 외측으로 돌출형성된 라운드부(110)를 포함할 수 있다.In addition, the first tube 101 and the second tube 102 may include a round portion 110 in which the bending point protrudes outward so that the height of the bending point is formed higher than the element insertion interval.

또한, 상기 전기소자 냉각용 열교환기는 외부하우징과 결합 고정되는 고정 브라켓(400)을 포함하여 형성될 수 있다.In addition, the heat exchanger for cooling the electric device may be formed to include a fixing bracket 400 coupled to and fixed to an external housing.

또한, 상기 고정 브라켓(400)은 상기 제1헤더탱크, 제2헤더탱크, 제1튜브(101), 제2튜브(102), 입구파이프 및 출구파이프 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, the second header tank, the first tube 101, the second tube 102, an inlet pipe, and an outlet pipe.

본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기(1)와, 전기소자(2)의 조립체에 있어서, 상기 전기소자(2)는 상기 제1튜브(101) 및 제2튜브(102)가 벤딩되어 형성된 사이 공간에 삽입되어 높이방향으로 양측면이 상기 제1튜브(101) 및 제2튜브(102)와 밀착되도록 조립되는 것을 특징으로 한다.In the assembly of the heat exchanger (1) for cooling an electric element and the electric element (2) of the present invention, the electric element (2) is formed by bending the first tube 101 and the second tube 102 It is inserted into the space and is assembled so that both sides thereof are in close contact with the first tube 101 and the second tube 102 in the height direction.

또한, 상기 전기소자 냉각용 열교환기 조립체는 상기 제1튜브(101) 측에 조립되는 전기소자(2)와, 상기 제2튜브(102) 측에 조립되는 전기소자(2)의 높이가 서로 상이할 수 있다.In addition, the heat exchanger assembly for cooling the electric element has different heights between the electric element 2 assembled on the first tube 101 side and the electric element 2 assembled on the second tube 102 side. can do.

또한, 상기 전기소자 냉각용 열교환기 조립체(3)는 상기 제1튜브(101) 및 제2튜브(102)가 너비방향으로 서로 이격되어 형성된 내측 공간에 상기 전기소자(2)의 소자고정부(21)가 배치되며, 외측 공간에 상기 전기소자(2)의 전원부(22)가 배치될 수 있다.In addition, in the heat exchanger assembly 3 for cooling the electric element, the first tube 101 and the second tube 102 are spaced apart from each other in the width direction. 21) is disposed, and the power source 22 of the electric device 2 may be disposed in an outer space.

또한, 상기 제1튜브(101) 및 제2튜브(102)의 너비(Tw)는 상기 전기소자(2)의 너비(Cw)보다 작거나 같게 형성될 수 있다.
In addition, the width Tw of the first tube 101 and the second tube 102 may be formed to be less than or equal to the width Cw of the electric device 2.

본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기는 전기소자의 양측면과 냉각수가 유동되는 튜브가 서로 접촉할 수 있어 집적회로 소자에서 발생되는 열을 효과적으로 냉각시킬 수 있다는 큰 장점이 있다.The heat exchanger for cooling an electric device of the present invention has a great advantage in that both sides of the electric device and the tube through which the cooling water flows can contact each other, thereby effectively cooling heat generated from the integrated circuit device.

아울러, 본 발명의 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 an electric element of the present invention includes a tube whose partial regions are bent so as to contact both sides in the height direction of the electric element, so that the electric element can be easily inserted and easily compressed with the electric element. There is an advantage that cooling 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 발명의 전기소자 냉각용 열교환기는 2열의 튜브를 각각 벤딩할 때, 벤딩 높이를 상이하게 하여 서로 다른 높이를 갖는 2종 이상의 전기소자를 적용할 수 있다는 장점이 있다.In addition, the heat exchanger for cooling an electric device of the present invention has the advantage of being able to apply two or more types of electric devices having different heights by making the bending heights different when bending two rows of tubes respectively.

즉, 본 발명은 제1튜브와 제2튜브가 벤딩되어 소자가 삽입되는 높이인 소자삽입높이를 서로 다르게 함으로써, 각 열마다 다른 높이를 갖는 전기소자를 배치하여 냉각시킬 수 있다.That is, according to the present invention, the first tube and the second tube are bent and the device insertion height, which is the height at which the device is inserted, is different from each other, so that electric devices having different heights for each row can be disposed and cooled.

또, 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 in 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.

도 1은 종래의 전기소자 냉각장치의 일예를 나타낸 측면도.
도 2는 본 발명에 따른 전기소자 냉각용 열교환기를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 전기소자 냉각용 열교환기를 나타낸 측면도.
도 4는 본 발명에 따른 전기소자 냉각용 열교환기에서 제1헤더탱크 및 제2헤더탱크의 정면도.
도 5는 본 발명의 입구파이프를 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명의 입구파이프를 전단(b) 및 후단(a)에서 바라본 정면도.
도 7 내지 9는 본 발명에 따른 전기소자 냉각용 열교환기에서 고정 브라켓이 결합되는 다양한 실시예를 나타낸 사시도.
도 10은 본 발명에 따른 전기소자 냉각용 열교환기 조립체를 나타낸 사시도.
도 11은 도 10의 전기소자 냉각용 열교환기 조립체를 나타낸 분해사시도.
1 is a side view showing an example of a conventional electric device cooling device.
2 is a perspective view showing a heat exchanger for cooling an electric device according to the present invention.
3 is a side view showing a heat exchanger for cooling an electric device according to the present invention.
4 is a front view of a first header tank and a second header tank in the heat exchanger for cooling an electric device according to the present invention.
Figure 5 is a perspective view showing the inlet pipe of the present invention.
Figure 6 is a front view of the inlet pipe of the present invention viewed from the front end (b) and rear end (a).
7 to 9 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.
10 is a perspective view showing a heat exchanger assembly for cooling an electric device according to the present invention.
11 is an exploded perspective view showing the heat exchanger assembly for cooling the electric device of FIG. 10.

이하, 상술한 바와 같은 본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기 및 전기소자 냉각용 열교환기 조립체를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
Hereinafter, a heat exchanger for cooling an electric device and a heat exchanger assembly for cooling an electric device of the present invention as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 전기소자의 양측면과 접하여 형성되는 양면 냉각 방식의 전기소자 냉각용 열교환기(1)에 관한 것으로, 크게, 제1튜브(101), 제2튜브(102), 제1헤더탱크(210) 및 제2헤더탱크(220), 입구파이프(310) 및 출구파이프(320)를 포함하여 형성된다.The present invention relates to a heat exchanger (1) for cooling an electric device of a double-sided cooling method formed in contact with both sides of an electric device, and largely, a first tube 101, a second tube 102, a first header tank 210 ) And a second header tank 220, an inlet pipe 310, and an outlet pipe 320.

여기서, 전기소자는 IGBT 등의 반도체 소자와 다이오드를 내장한 반도체 모듈이 사용되는 자동차용 인버터, 모터구동 인버터, 에어컨 인버터 중 어느 하나일 수 있으며. 본 발명은 이를 냉각하기 위한 전기소자 냉각용 열교환기(1)에 관한 것이다.Here, the electric device may be any one of a vehicle inverter, a motor drive inverter, and an air conditioner inverter in which a semiconductor module including a semiconductor device such as an IGBT and a diode is used. The present invention relates to a heat exchanger (1) for cooling an electric device for cooling it.

상기 제1튜브(101) 및 제2튜브(102)는 길이방향으로 연장 형성되며, 서로 너비방향으로 일정거리 이격되어 나란하게 형성되는 것으로 도 2 와 같이 형성될 수 있다.The first tube 101 and the second tube 102 are formed to extend in the longitudinal direction, are spaced apart from each other by a predetermined distance in the width direction, and are formed in parallel, and may be formed as shown in FIG. 2.

상기 제1튜브(101)는 상측면 일부영역에 배치된 전기소자의 높이방향으로 양측면과 접하도록, 일정 지점에서 벤딩되어 형성된다.The first tube 101 is formed by bending at a predetermined point so as to contact both side surfaces in the height direction of the electric element disposed in a partial area of the upper side.

이와 마찬가지로, 상기 제2튜브(102)도 상측면 일부영역에 배치된 전기소자의 높이방향으로 양측면과 접하도록, 일정 지점에서 벤딩되되, 상기 제2튜브(102)는 벤딩되어 전기소자의 양측면과 접하는 면 사이의 거리인 소자삽입간격이 제1튜브(101)와 상이하게 형성되는 것을 특징으로 한다.Likewise, the second tube 102 is also bent at a certain point so as to contact both side surfaces in the height direction of the electric element disposed in a partial area of the upper side, and the second tube 102 is bent to It is characterized in that the device insertion gap, which is the distance between the contacting surfaces, is formed differently from the first tube 101.

이에 따라, 본 발명은 서로 다른 높이를 갖는 전기소자라도, 제1튜브(101)와 제2튜브(102) 벤딩 시 전기소자 높이에 맞춰 벤딩한 후, 제1튜브(101) 및 제2튜브(102)에 적절하게 전기소자를 배치하여 삽입함으로써, 효율적인 양면냉각이 이루어질 수 있다.Accordingly, according to the present invention, even for electric devices having different heights, after bending the first tube 101 and the second tube 102 according to the height of the electric device, the first tube 101 and the second tube ( By appropriately arranging and inserting the electric device in 102), efficient double-sided cooling can be achieved.

이때, 상기 제1튜브(101) 및 제2튜브(102)는 전기소자 사이의 열전달 효율 향상을 위해 열 저항을 줄여야 하는데, 이를 위해 전기소자와 접하는 면에서 너비방향과 길이방향으로의 변형이 없어야 하며 편평도는 최대 0.15이하가 되는 것이 바람직하다.At this time, the first tube 101 and the second tube 102 should reduce the thermal resistance in order to improve the heat transfer efficiency between the electric elements, 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. And it is desirable that the flatness be at most 0.15 or less.

도 4는 서로 다른 높이를 갖는 전기소자가 삽입되는 경우, 제1헤더탱크 및 제2헤더탱크에 형성되는 제1튜브삽입홀(101_h)과 제2튜브삽입홀(102_h)의 위치를 나타낸 것으로, 제1튜브(101)에 두꺼운 전기소자가 배치되고, 제2튜브(102)에 얇은 전기소자가 배치된 예이다.4 shows the positions of the first tube insertion hole 101_h and the second tube insertion hole 102_h formed in the first header tank and the second header tank when electric devices having different heights are inserted, This is an example in which a thick electric element is disposed in the first tube 101 and a thin electric element is disposed in the second tube 102.

제2튜브(102)에 삽입된 전기소자와 같이, 전기소자의 높이가 매우 낮을 경우에는 상기 제1튜브(101) 또는 제2튜브(102)가 높이방향으로 상기 제1헤더탱크(210) 및 제2헤더탱크(220)의 중심선(C_h)으로부터 내측으로 편심되어 결합될 수 있다. 반대로, 제1튜브(101)에 삽입된 전기소자와 같이, 전기소자가 두꺼울 경우에는 상기 제1튜브(101) 또는 제2튜브(102)가 높이방향으로 상기 제2헤더탱크(220) 및 제2헤더탱크(220)의 중심선(C_h)으로부터 외측으로 편심되어 결합될 수 있다.
Like the electric element inserted in the second tube 102, when the height of the electric element is very low, the first tube 101 or the second tube 102 moves toward the height direction of the first header tank 210 and The second header tank 220 may be eccentrically coupled inward from the center line C_h. On the contrary, when the electric element is thick, such as the electric element inserted in the first tube 101, the first tube 101 or the second tube 102 is positioned in the height direction of the second header tank 220 and the second tube. 2 It may be eccentrically coupled outward from the center line C_h of the header tank 220.

한편, 상기 제1튜브(101) 및 제2튜브(102) 내부에 유동되는 열교환매체는 에틸렌 글리콜계의 부동액이 혼입되는 물이나, 물, 암모니아 등의 자연냉매 또는 R134a 등의 Fron계 냉매, 알코올계 냉매, 아세톤 등의 케톤계 등의 냉매일 수 있다.Meanwhile, the heat exchange medium flowing inside the first tube 101 and the second tube 102 is water mixed with an ethylene glycol-based antifreeze, a natural refrigerant such as water or ammonia, or a Fron-based refrigerant such as R134a, and alcohol. It may be a refrigerant such as a ketone-based refrigerant, such as acetone or the like.

상기 제1튜브(101) 및 제2튜브(102)는 내부에 길이방향으로 다수개의 격벽이 압출된 방식으로 제조된 튜브일 수도 있고, 접어서 제조되거나, welded 방식으로 제조된 튜브일 수도 있다.The first tube 101 and the second tube 102 may be tubes manufactured in a manner in which a plurality of partition walls are extruded in the longitudinal direction, or may be folded or welded.

상기 제1헤더탱크(210)는 상기 제1튜브(101) 및 제2튜브(102)가 벤딩되기 전, 길이방향으로 일측 단부에 결합 고정되며, 입구파이프(310)가 형성되어 열교환매체가 유입될 수 있다.The first header tank 210 is coupled and fixed to one end in the longitudinal direction before the first tube 101 and the second tube 102 are bent, and an inlet pipe 310 is formed so that the heat exchange medium flows in. Can be.

상기 제2헤더탱크(220)는 상기 제1튜브(101) 및 제2튜브(102)가 벤딩되기 전, 길이방향으로 타측 단부에 결합 고정되며, 출구파이프(320)가 형성되어 열교환매체가 배출될 수 있다.The second header tank 220 is coupled and fixed to the other end in the longitudinal direction before the first tube 101 and the second tube 102 are bent, and an outlet pipe 320 is formed to discharge the heat exchange medium. Can be.

즉, 본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기(1)는 상기 제1튜브(101) 및 제2튜브(102)가 벤딩되기 전, 상기 제1튜브(101) 및 제2튜브(102)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, before the first tube 101 and the second tube 102 are bent, the heat exchanger 1 for cooling an electric device of the present invention has both ends of the first tube 101 and the second tube 102. The first header tank 210 and the second header tank 220 are coupled and fixed, so that the first header tank 210 and the second header tank 220 are parallel to each other in the longitudinal direction and spaced apart by a predetermined distance. .

이후, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기(1)는 상기 제1튜브(101) 및 제2튜브(102)의 상측면 일부 영역에 배치된 전기소자의 높이방향으로 양측면과 상기 제1튜브(101) 및 제2튜브(102)가 접하도록, 상기 제1튜브(101) 및 제2튜브(102)가 일정 지점을 중심으로 벤딩되어 형성된다.Thereafter, as shown in FIG. 2, the heat exchanger 1 for cooling an electric device of the present invention is a height direction of an electric device disposed in a partial area of the upper side of the first tube 101 and the second tube 102. As a result, the first tube 101 and the second tube 102 are formed by bending the first tube 101 and the second tube 102 around a predetermined point so that both sides and the first tube 101 and the second tube 102 contact each other.

상술한 바와 같이, 본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기(1)는 상기 제1튜브(101) 및 제2튜브(102)의 양단에 상기 제1헤더탱크(210) 및 제2헤더탱크(220)가 결합된 상태에서 벤딩되는데, 이때의 결합 방법은 브레이징일 수도 있고, 기계식 연결 구조를 통해 결합될 수도 있고, 접착재가 사용될 수도 있으며, 이 외에도 다양하게 변경실시가 가능하다.As described above, the heat exchanger 1 for cooling an electric device of the present invention includes the first header tank 210 and the second header tank 220 at both ends of the first tube 101 and the second tube 102. ) Is bent in a bonded state, and the bonding method at this time may be brazing, may be bonded through a mechanical connection structure, an adhesive material may be used, and various modifications may be implemented.

이때, 본 발명은 상기 제1헤더탱크(210) 및 제2헤더탱크(220)가 높이방향으로 동일선상에 배치되지 않도록 하여 전자소자가 매우 얇더라도 상기 제1튜브(101) 및 제2튜브(102)에 의해 압착될 수 있도록 형성될 수 있다.In this case, the present invention prevents the first header tank 210 and the second header tank 220 from being disposed on the same line in the height direction, so that even if the electronic device is very thin, the first tube 101 and the second tube ( 102) can be formed to be compressed.

다시 말해, 본 발명은 상기 제1튜브(101) 및 제2튜브(102)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 제1튜브(101) 및 제2튜브(102)의 소자삽입간격을 조절할 수 있다.
In other words, in the present invention, even if the first tube 101 and the second tube 102 are bent, the first header tank 210 and the second header tank 220 are not stacked in the height direction, By staggering arrangement, the device insertion interval of the first tube 101 and the second tube 102 can be freely adjusted regardless of the first header tank 210 and the second header tank 220.

상술한 바와 같이, 본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기(1)는 전기소자와 조립 시, 벤딩된 상기 제1튜브(101) 및 제2튜브(102) 사이에 전기소자가 삽입된 형태를 갖는데, 일반적으로 상기 전기소자의 양측면과 제1튜브(101) 및 제2튜브(102)가 밀착되도록 하기 위해 완전히 벤딩된 상태에서 상기 제1튜브(101) 및 제2튜브(102) 사이 거리는 불과 4~5mm정도이다.As described above, the heat exchanger 1 for cooling an electric element of the present invention has a form in which an electric element is inserted between the bent first tube 101 and the second tube 102 when assembling the electric element. , In general, the distance between the first tube 101 and the second tube 102 is only 4 in a fully bent state so that both sides of the electric device and the first tube 101 and the second tube 102 are in close contact. It is about ~5mm.

벤딩된 상기 튜브(100) 사이 거리를 4~5mm정도가 되도록 하기 위해서는 벤딩되는 지점에 가해지는 피로도가 상당할 수밖에 없는데, 이를 최소화하기 위해 상기 제1튜브(101) 및 제2튜브(102)는 상기 전기소자가 안착되는 지점의 상기 제1튜브(101) 및 제2튜브(102) 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 bending point must be considerable. To minimize this, the first tube 101 and the second tube 102 are The round portion 110 in which the bending point protrudes outward so that the height of the bending point can be formed higher than the distance between the first tube 101 and the second tube 102 at the point where the electric element is seated. It may include.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 라운드부(110)는 벤딩되는 지점에 형성되며, 단면이 일측 일부영역이 개구된 원 형태로 형성될 수 있다.As shown in FIGS. 2 and 3, the round part 110 may be formed at a point where it is bent, and a cross section may be formed in a circular shape in which a partial region on one side is opened.

본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기(1)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.In the heat exchanger (1) for cooling an electric device of the present invention, the diameter of the inlet pipe 310 and the outlet pipe 320 is larger than the height 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 and second header tanks 210 and 220, the tube 100 is bent. Thus, 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.

따라서 본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기(1)는 상기 입구파이프(310) 및 출구파이프(320)가 너비방향으로 상기 제1헤더탱크(210)의 중심선을 기준으로 비대칭하게 배치되는 것이 바람직하다.Therefore, in the heat exchanger 1 for cooling an electric device of the present invention, it is preferable 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. .

이때, 본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기(1)는 열교환매체의 적절한 분배를 위해 입ㆍ출구파이프(310, 320)의 형상과 위치를 유동적으로 변경할 수 있는데, 도 2와 같이 2열 튜브로 형성되는 경우, 가급적 입구파이프는 상기 제1헤더탱크의 중심에 인접하여 배치되어 유입된 열교환매체가 두 개의 튜브에 골고루 분배되도록 하는 것이 좋다.At this time, the heat exchanger 1 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. When formed, the inlet pipe is preferably disposed adjacent to the center of the first header tank so that the introduced heat exchange medium is evenly distributed to the two tubes.

상술한 바와 같이, 본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기(1)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 높이보다 크게 형성된다.As described above, the heat exchanger (1) for cooling an electric device of the present invention is the height of the inlet pipe 310 and the outlet pipe 320 than the height of the first header tank 210 and the second header tank 220. 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, and the diameter of the other side cross section is formed larger than the height 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 열교환기는 패키지 향상을 위해 헤더탱크의 크기를 가능한 작게 설계하는 것이 바람직하다. 이때, 전기소자 냉각용 열교환기의 입구파이프 및 출구파이프는 자동차의 냉각유체를 이용하게 되므로 공용 직경을 갖게 되는데, 헤더탱크의 크기보다 큰 것이 일반적이므로, 본 발명의 입구파이프 및 출구파이프는 상기 제1헤더탱크(210) 또는 제2헤더탱크(220)에 연결되는 일측 단부의 직경보다, 타측 단부의 직경이 더 크게 형성된다.It is desirable to design the header tank as small as possible in order to improve the package for the heat exchanger for cooling electric devices installed in a power control unit (PCU) or a hybrid power control unit (HPCU). At this time, since the inlet pipe and the outlet pipe of the heat exchanger for cooling the electric element use the cooling fluid of the vehicle, they have a common diameter, but generally larger than the size of the header tank, the inlet pipe and the outlet pipe of the present invention are The diameter of the other end is larger than the diameter of one end connected to the first header tank 210 or the second header tank 220.

도 5 및 도 6을 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.
Referring to Figures 5 and 6, 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 냉각용 열교환기는 PCU 또는 HPCU 내에 안정적으로 장착되기 위한 외부하우징(미도시)과 결합 고정되는 고정 브라켓(400)을 포함하여 형성된다.On the other hand, the heat exchanger for cooling an electric device of the present invention is formed to include a fixing bracket 400 coupled and fixed to an external housing (not shown) for stably mounting in the PCU or HPCU.

상기 고정 브라켓(400)은 도 7 내지 도 9와 같이 일단이 상기 제1헤더탱크(210), 제2헤더탱크(220), 제1튜브(101), 제2튜브(102), 입구파이프(310) 및 출구파이프(320) 중 적어도 어느 하나 이상과 결합되며, 타단이 외부하우징과 결합되도록 형성될 수 있다.The fixing bracket 400 has one end of the first header tank 210, the second header tank 220, the first tube 101, the second tube 102, and an inlet pipe ( 310) and at least one of the outlet pipe 320 may be coupled, and the other end may be formed to be coupled to the outer housing.

도 7은 상기 고정 브라켓(400)이 상기 제1헤더탱크(210) 및 제2헤더탱크(220)에 연결되어 있는 실시예가 도시된 것으로, 상기 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 외부하우징 측에 연결된다.7 is a diagram illustrating an embodiment in which the fixing bracket 400 is connected to the first header tank 210 and the second header tank 220, and the fixing bracket 400 includes an approximately'b'-shaped bracket and The'b'-shaped bracket is coupled to have a total of three coupling surfaces, two of which are connected to the first header tank 210 and the second header tank 220, respectively, and the other is connected to the outer housing side. .

이때, 상기 고정 브라켓(400)은 상기 제1헤더탱크(210) 및 제2헤더탱크(220)를 일정 위치에 고정시킴으로써, 상기 제1튜브(101) 및 제2튜브(102)가 상기 전기소자(2)를 압착시키도록 도와줄 수 있다.
At this time, the fixing bracket 400 fixes the first header tank 210 and the second header tank 220 at a predetermined position, so that the first tube 101 and the second tube 102 (2) can help you squeeze.

도 2를 기준으로, 본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기(1)에서 열교환매체의 흐름을 설명하면,Referring to FIG. 2, when the flow of the heat exchange medium in the heat exchanger 1 for cooling an electric device of the present invention is described,

먼저, 상기 제1헤더탱크(210)와 연통 형성되는 입구파이프(310)를 통해 유입된 열교환매체가 상기 제1헤더탱크(210)를 지나 상기 전기소자의 상측면에 밀착되어 형성된 상기 제1튜브(101) 및 제2튜브(102)를 따라 유동된다.First, the first tube formed by 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 in close contact with the upper surface of the electric element. It flows along 101 and the second tube 102.

다음, 열교환매체는 상기 전기소자(2)의 하측면에 밀착되어 형성된 상기 제1튜브(101) 및 제2튜브(102)를 따라 유동된 후, 상기 제2헤더탱크(220)를 거쳐 출구파이프(320)로 배출된다.
Next, the heat exchange medium flows along the first tube 101 and the second tube 102 formed in close contact with the lower side of the electric element 2, and then passes through the second header tank 220 to the outlet pipe. It is discharged to 320.

도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기 조립체(3)는 상술한 바와 같은 전기소자 냉각용 열교환기(1)의 제1튜브(101) 및 제2튜브(102)와 전기소자의 높이방향으로 양측면이 접하도록 밀착되어 조립되어 형성된다.10 and 11, the heat exchanger assembly 3 for cooling an electric device of the present invention includes the first tube 101 and the second tube of the heat exchanger 1 for cooling an electric device as described above. 102) is in close contact with each other in the height direction of the electric element to be assembled.

상술한 바와 같이, 본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기 조립체는 상기 제1튜브(101) 및 제2튜브(102)의 소자삽입높이가 다르게 형성되도록 벤딩함으로써, 상기 제1튜브(101) 측에 조립되는 전기소자와, 상기 제2튜브(102) 측에 조립되는 전기소자가 서로 다른 높이를 가질 수도 있다.As described above, the heat exchanger assembly for cooling an electric device of the present invention is bent so that the element insertion heights of the first tube 101 and the second tube 102 are differently formed, so that the first tube 101 side The assembled electric element and the electric element assembled on the side of the second tube 102 may have different heights.

도 10과 같이, 본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기 조립체(3)는 상기 제1튜브(101) 및 제2튜브(102)가 너비방향으로 서로 이격되어 형성된 내측 공간에 상기 전기소자의 소자고정부(21)가 배치되며, 외측 공간에 상기 전기소자의 커넥터(22)가 배치됨으로써, 전체적인 모듈 조립 시 전원부 연결이 용이하도록 구성되는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 10, the heat exchanger assembly 3 for cooling an electric device of the present invention includes an element of the electric device in an inner space formed by spaced apart from each other in the width direction of the first tube 101 and the second tube 102. It is preferable that the top 21 is disposed, and the connector 22 of the electric device is disposed in an outer space, so that the power supply unit can be easily connected during assembly of the entire module.

또한, 본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기(1)는 상기 제1튜브(101) 및 제2튜브(102)가 상기 전기소자의 너비방향으로 양측면에 돌출형성된 핀을 덮지 않도록 상기 제1튜브(101) 및 제2튜브(102)의 너비(Tw)는 상기 전기소자의 너비(Cw)보다 작거나 같게 형성되는 것이 바람직하다.
In addition, the heat exchanger 1 for cooling an electric device of the present invention includes the first tube 101 and the second tube 102 so that the first tube 101 and the second tube 102 do not cover the fins protruding on both sides in the width direction of the electric device. 101) and the width (Tw) of the second tube (102) is preferably formed to be less than or equal to the width (Cw) of the electric device.

본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기 조립체(3)가 조립되는 과정을 간략히 설명하면,Briefly describing the process of assembling the heat exchanger assembly 3 for cooling an electric device of the present invention,

먼저, 벤딩된 상기 제1튜브(101) 및 제2튜브(102)가 대략 5~10도 정도 각도를 이루도록 벤딩된 상태에서 상기 전기소자가 상기 제1튜브(101) 및 제2튜브(102) 사이에 삽입 고정되도록 한 후, 이격된 간격을 눌러, 상기 전기소자 윗면과 상기 제1튜브(101) 및 제2튜브(102)가 압착되도록 하는 방식으로 조립될 수 있다.First, when the first tube 101 and the second tube 102 bent are bent so as to form an angle of about 5 to 10 degrees, the electric element is the first tube 101 and the second tube 102 After being inserted and fixed therebetween, it can be assembled in a manner such that the upper surface of the electric device and the first tube 101 and the second tube 102 are compressed by pressing the spaced apart.

이에 따라, 상기 전기소자는 상ㆍ하측면이 모두 상기 제1튜브(101) 및 제2튜브(102)와 밀착될 수 있으며, 좁은 틈사이로 전기소자를 어렵게 끼워 넣는 공정 없이도, 상기 열교환기에 조립이 가능하다.Accordingly, the electric element can be in close contact with the first tube 101 and the second tube 102 on both the upper and lower sides, and can be assembled to the heat exchanger without a process of difficultly inserting the electric element through a narrow gap. It is possible.

또한, 본 발명의 전기소자 냉각용 열교환기(1)는 전기소자의 양측면과 냉각수가 유동되는 튜브(100)가 서로 접촉할 수 있어 집적회로 소자에서 발생되는 열을 효과적으로 냉각시킬 수 있다는 큰 장점이 있다.
In addition, the heat exchanger 1 for cooling an electric device of the present invention has a great advantage that both sides of the electric device and the tube 100 through which the cooling water flows can contact each other, thereby effectively cooling the heat generated from the integrated circuit device. have.

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 냉각용 열교환기
2 : 전기소자
21 : 소자고정부 22 : 전원부
3 : 전기소자 냉각용 열교환기 조립체
101: 제1튜브 102: 제2튜브
101_h: 제1튜브삽입홀 102_h: 제2튜브삽입홀
110 : 라운드부
210 : 제1헤더탱크 220 : 제2헤더탱크
310 : 입구파이프 320 : 출구파이프
400 : 고정 브라켓
1: Heat exchanger for cooling electric devices
2: Electric device
21: element fixing unit 22: power supply unit
3: heat exchanger assembly for cooling electric elements
101: first tube 102: second tube
101_h: first tube insertion hole 102_h: second tube insertion hole
110: round part
210: first header tank 220: second header tank
310: inlet pipe 320: outlet pipe
400: fixing bracket

Claims (12)

전기소자(2)를 냉각하기 위한 열교환기에 있어서,
길이방향으로 연장 형성되며, 전기소자(2)의 상, 하면과 접촉할 수 있도록 일정 지점에서 벤딩(bending)되고, 내부에 열교환매체가 유동되는 제1튜브(101);
상기 제1튜브(101)의 길이방향으로 일측 단부에 결합 고정되는 제1헤더탱크(210);
상기 제1튜브(101)의 길이방향으로 타측 단부에 결합 고정되되, 상기 제1튜브(101)가 벤딩된 상태에서 상기 제1헤더탱크(210)와 길이방향으로 중첩되지 않는 제2헤더탱크(220);
상기 제1헤더탱크(210)에 형성되어 열교환매체가 유입되는 입구파이프(310); 및
상기 제2헤더탱크(220)에 형성되어 열교환매체가 배출되는 출구파이프(320); 를 포함하되,
상기 입구파이프(310)와 출구파이프(320)는 너비방향으로 중첩되지 않는 것을 특징으로 하는 전기소자 냉각용 열교환기.
In the heat exchanger for cooling the electric element 2,
A first tube 101 extending in the longitudinal direction, bending at a certain point so as to be in contact with the upper and lower surfaces of the electric element 2, and flowing a heat exchange medium therein;
A first header tank 210 coupled and fixed to one end of the first tube 101 in the longitudinal direction;
A second header tank that is coupled and fixed to the other end of the first tube 101 in the longitudinal direction, and does not overlap with the first header tank 210 in the lengthwise direction when the first tube 101 is bent. 220);
An inlet pipe 310 formed in the first header tank 210 into which a heat exchange medium flows; And
An outlet pipe 320 formed in the second header tank 220 to discharge a heat exchange medium; Including,
The inlet pipe 310 and the outlet pipe 320 are heat exchangers for cooling electric elements, characterized in that they do not overlap in the width direction.
제 1항에 있어서,
상기 전기소자 냉각용 열교환기는
상기 제1튜브(101)와 너비방향으로 일정거리 이격되어 나란하게 형성되되, 벤딩되어 전기소자의 양측면과 접하는 면 사이의 거리인 소자삽입간격이 제1튜브(101)와 상이하게 형성되는 제2튜브(102);를 더 포함하며,
상기 제1헤더탱크(210)는 상기 제1튜브(101) 및 제2튜브(102)의 길이방향으로 일측 단부에 결합고정되고,
상기 제2헤더탱크(220)는 상기 제1튜브(101) 및 제2튜브(102)의 길이방향으로 타측 단부에 결합 고정되되, 상기 튜브가 벤딩된 상태에서 상기 제1헤더탱크의 중심과 길이 방향으로 일정 거리 이격되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 전기소자 냉각용 열교환기.
The method of claim 1,
The heat exchanger for cooling the electric device
The second tube 101 is formed parallel to the first tube 101 by a predetermined distance apart from the first tube 101, and is bent so that the device insertion gap, which is the distance between the surfaces in contact with both sides of the electric device, is different from the first tube 101. The tube 102; further includes,
The first header tank 210 is coupled and fixed to one end of the first tube 101 and the second tube 102 in the longitudinal direction,
The second header tank 220 is coupled and fixed to the other end of the first tube 101 and the second tube 102 in the longitudinal direction, and the center and length of the first header tank when the tube is bent Heat exchanger for cooling an electric device, characterized in that arranged to be spaced apart a predetermined distance in the direction.
삭제delete 제 2항에 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 냉각용 열교환기.
The method of claim 2,
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,
A heat exchanger for cooling an electric device, characterized in that the other side cross section is formed in a circular shape having a diameter larger than the heights of the first and second header tanks 210 and 220.
제 1항에 있어서,
상기 전기소자 냉각용 열교환기(1)는
상기 제1헤더탱크(210) 및 제2헤더탱크(220)에 양단이 결합되는 상기 제1튜브(101) 및 제2튜브(102)가, 높이방향으로 상기 제1헤더탱크(210) 및 제2헤더탱크(220)의 중심으로부터 편심되어 결합되는 것을 특징으로 하는 전기소자 냉각용 열교환기.
The method of claim 1,
The heat exchanger (1) for cooling the electric device
The first tube 101 and the second tube 102 coupled to both ends of the first header tank 210 and the second header tank 220 are, in a height direction, the first header tank 210 and the second tube. 2 Heat exchanger for cooling electric elements, characterized in that eccentrically coupled from the center of the header tank (220).
제 1항에 있어서,
제1튜브(101) 및 제2튜브(102)는
소자삽입간격보다 벤딩되는 지점의 높이가 더 높게 형성되도록
벤딩되는 지점이 외측으로 돌출형성된 라운드부(110)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기소자 냉각용 열교환기.
The method of claim 1,
The first tube 101 and the second tube 102 are
So that the height of the bending point is formed higher than the element insertion interval
Heat exchanger for cooling an electric device, characterized in that it comprises a round portion (110) protruding outwardly at a bending point.
제 1항에 있어서,
상기 전기소자 냉각용 열교환기는
외부하우징과 결합 고정되는 고정 브라켓(400)을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 전기소자 냉각용 열교환기.
The method of claim 1,
The heat exchanger for cooling the electric device
A heat exchanger for cooling an electric device, characterized in that it is formed including a fixing bracket (400) that is coupled and fixed to the external housing.
제 7항에 있어서,
상기 고정 브라켓(400)은
상기 제1헤더탱크, 제2헤더탱크, 제1튜브(101), 제2튜브(102), 입구파이프 및 출구파이프 중 적어도 어느 하나 이상과 결합되는 것을 특징으로 하는 전기소자 냉각용 열교환기.
The method of claim 7,
The fixing bracket 400 is
Heat exchanger for cooling an electric device, characterized in that coupled to at least one of the first header tank, the second header tank, the first tube 101, the second tube 102, an inlet pipe and an outlet pipe.
제 1항, 제 2항, 제 4항 내지 제 8항 중 선택되는 어느 한 항에 기재된 전기소자 냉각용 열교환기(1)와, 전기소자(2)의 조립체에 있어서,
상기 전기소자(2)는
상기 제1튜브(101) 및 제2튜브(102)가 벤딩되어 형성된 사이 공간에 삽입되어 높이방향으로 양측면이 상기 제1튜브(101) 및 제2튜브(102)와 밀착되도록 조립되는 것을 특징으로 하는 전기소자 냉각용 열교환기 조립체.
In the assembly of the heat exchanger (1) for cooling an electric element according to any one of claims 1, 2, and 4 to 8, and the electric element (2),
The electric device 2 is
It characterized in that the first tube 101 and the second tube 102 are inserted into the space between the bent and formed so that both sides thereof are in close contact with the first tube 101 and the second tube 102 in the height direction. Heat exchanger assembly for cooling an electric device.
제 9항에 있어서,
상기 전기소자 냉각용 열교환기 조립체는
상기 제1튜브(101) 측에 조립되는 전기소자(2)와, 상기 제2튜브(102) 측에 조립되는 전기소자(2)의 높이가 서로 상이한 것을 특징으로 하는 전기소자 냉각용 열교환기 조립체.
The method of claim 9,
The heat exchanger assembly for cooling the electric device
Heat exchanger assembly for cooling an electric device, characterized in that the heights of the electric element 2 assembled on the side of the first tube 101 and the electric element 2 assembled on the side of the second tube 102 are different from each other .
제 9항에 있어서,
상기 전기소자 냉각용 열교환기 조립체(3)는
상기 제1튜브(101) 및 제2튜브(102)가 너비방향으로 서로 이격되어 형성된 내측 공간에 상기 전기소자(2)의 소자고정부(21)가 배치되며, 외측 공간에 상기 전기소자(2)의 전원부(22)가 배치되는 것을 특징으로 하는 전기소자 냉각용 열교환기 조립체.
The method of claim 9,
The heat exchanger assembly 3 for cooling the electric device is
The first tube 101 and the second tube 102 are spaced apart from each other in the width direction, and the element fixing part 21 of the electric element 2 is disposed in the inner space, and the electric element 2 A heat exchanger assembly for cooling an electric device, characterized in that the power unit 22 of) is disposed.
제 9항에 있어서,
상기 제1튜브(101) 및 제2튜브(102)의 너비(Tw)는
상기 전기소자(2)의 너비(Cw)보다 작거나 같게 형성되는 것을 특징으로 하는 전기소자 냉각용 열교환기 조립체.
The method of claim 9,
The width (Tw) of the first tube 101 and the second tube 102 is
Heat exchanger assembly for cooling an electric device, characterized in that formed to be less than or equal to the width (Cw) of the electric device (2).
KR1020150036562A 2015-03-10 2015-03-17 heat exchanger for cooling electric element KR102173395B1 (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150036562A KR102173395B1 (en) 2015-03-17 2015-03-17 heat exchanger for cooling electric element
DE112016000129.0T DE112016000129B4 (en) 2015-03-10 2016-02-03 Heat exchanger for cooling an electrical element, as well as heat exchanger arrangement and cooling module
CN201680002912.XA CN106716044B (en) 2015-03-10 2016-02-03 For cooling down the heat exchanger of electrical component
US15/521,641 US10448545B2 (en) 2015-03-10 2016-02-03 Heat exchanger for cooling electrical element
PCT/KR2016/001159 WO2016144007A1 (en) 2015-03-10 2016-02-03 Heat exchanger for cooling electrical element
US16/554,732 US10818985B2 (en) 2015-03-10 2019-08-29 Heat exchanger for cooling electrical element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150036562A KR102173395B1 (en) 2015-03-17 2015-03-17 heat exchanger for cooling electric element

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160111661A KR20160111661A (en) 2016-09-27
KR102173395B1 true KR102173395B1 (en) 2020-11-03

Family

ID=57101132

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150036562A KR102173395B1 (en) 2015-03-10 2015-03-17 heat exchanger for cooling electric element

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102173395B1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102326758B1 (en) * 2017-05-31 2021-11-17 한온시스템 주식회사 Cooling Module for Electric Element
KR102287324B1 (en) * 2017-05-31 2021-08-06 한온시스템 주식회사 heat exchanger for cooling electric element
DE102018127017A1 (en) 2018-10-30 2020-04-30 Hanon Systems Device for heat transfer for tempering batteries and components of power electronics

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100471593B1 (en) * 2002-03-21 2005-03-09 김등진 Heat exchanger
JP2008271770A (en) * 2007-03-27 2008-11-06 Denso Corp Cooler and power converter having the same

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001245478A (en) 1999-09-21 2001-09-07 Toyota Motor Corp Cooler of inverter
JP4945319B2 (en) 2007-05-25 2012-06-06 昭和電工株式会社 Semiconductor device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100471593B1 (en) * 2002-03-21 2005-03-09 김등진 Heat exchanger
JP2008271770A (en) * 2007-03-27 2008-11-06 Denso Corp Cooler and power converter having the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160111661A (en) 2016-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10818985B2 (en) Heat exchanger for cooling electrical element
KR102173362B1 (en) cooling module for electric element
US9807915B2 (en) Heat exchanger for cooling electric element
KR102351954B1 (en) heat exchanger for cooling electric element
KR102413829B1 (en) heat exchanger for cooling electric element
CN108990368B (en) Electric element cooling module
JP5157681B2 (en) Stacked cooler
US10147668B2 (en) Stacked cooler
KR102264504B1 (en) cooling module for electric element
KR102173395B1 (en) heat exchanger for cooling electric element
KR102173312B1 (en) heat exchanger for cooling electric element
KR102161487B1 (en) heat exchanger for cooling electric element
CN110945977B (en) Heat exchanger for cooling an electrical device
KR101988992B1 (en) heat exchanger for cooling electric element
JP2008221951A (en) Cooling system of electronic parts for automobile
CN105020939A (en) Heat exchanger and assembly thereof
KR102089630B1 (en) Method of manufacturing heat exchanger for cooling electric element
KR102089628B1 (en) heat exchanger for cooling electric element
CN107809877B (en) Cooling water drainage device and water cooling module thereof
KR102356681B1 (en) Apparatus Having Direct Cooling Pathway for Cooling Power Semiconductor
KR102351973B1 (en) heat exchanger for cooling electric element, manufacturing method of heat exchanger tube for cooling electric element
KR102326758B1 (en) Cooling Module for Electric Element
KR20190131223A (en) Heat Exchanger for Cooling Electric Element and Making Method of the Same

Legal Events

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