KR102458738B1 - 커패시터 직접냉각방식의 인버터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콤팩트한 구조의 냉각 수단을 제공하기 위한 커패시터 직접냉각방식의 인버터에 관한 것으로, 냉각수의 기밀 유지를 위한 링형 커버부와, 상기 링형 커버부에 인서트 사출로 결합되며 상부가 개방된 외장케이스를 갖는 DC커패시터; 상기 링형 커버부 위에 지지되도록 상기 DC커패시터의 상부에 배치되는 단자블록부; 상기 링형 커버부의 저면에 결합되고, 상기 외장케이스가 수직방향으로 관통하는 챔버를 구비한 열교환하우징; 상기 DC커패시터의 저부 및 상기 열교환하우징의 저부를 감싸는 하부커버부; 상기 열교환하우징의 외측부에 설치되어 면접촉하는 다수의 파워모듈; 상기 하부커버부의 저면에 배치되고, 상기 파워모듈과 접속되어 있는 인쇄회로기판부를 포함하고, 상기 챔버 및 냉각 장치의 사이에서 유동하는 냉각수를 통한 열교환에 의해서 상기 파워모듈 및 상기 DC커패시터가 냉각된다.

Description

커패시터 직접냉각방식의 인버터{invertor for direct cooling of capacitor}

본 발명은 커패시터 직접냉각방식의 인버터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기차의 모터제어장치인 인버터의 파워모듈과 DC(Direct Current)커패시터(capacitor)를 동시에 냉각시키는 커패시터 직접냉각방식의 인버터에 관한 것이다.

근래 들어, 전기동력 자동차 또는 자동차에 적용되는 인버터는 소형화, 경량화를 구현하기 위해 다양한 기술이 접목되고 있다.

특히 인버터의 개발에서는 각종 내부 부품의 방열구조를 실현하여 인버터의 내구성 확보가 요구된다.

인버터의 내구성에 직접적인 영향을 미치는 DC커패시터의 경우, 온도와 내구성이 직결되기 때문에 공냉식 혹은 수냉식 냉각방식을 적용하여 DC커패시터의 온도를 관리하고 있으며, 상황에 따라 냉각을 하지 않고 커패시터 용량을 키워 대응하기도 한다.

종래 기술에 따른 DC커패시터 간접냉각방식을 적용한 인버터에서는, DC 커패시터를 인버터 케이싱 내에 탑재하고 있고, DC커패시터가 안착된 케이싱의 반대쪽에는 냉각 장치가 구비된다.

냉각 장치는 자연 공냉 방식 또는 냉각수 순환 방식이 사용되고 있다. 냉각 장치는 자연 공냉 방식 또는 냉각수 순환 방식도 열이 케이싱을 거쳐서 전달되기 때문에 간접냉각방식에 해당한다.

종래 기술에서는 DC커패시터의 냉각을 위해서, 커패시터가 케이싱과 밀착되는 구조를 가지고 있지만, 이 때문에 전체적으로 인버터의 케이싱 사이즈가 커지게 되는 단점이 있다. 예컨대, 파워모듈 및 DC커패시터들은 적층형 패키지 방식으로서, 케이싱의 내부에 차례로 적층 및 안착되기 때문에, 파워모듈 및 DC 커패시터를 동시에 냉각시키기 위해서는 케이싱의 냉각유로가 파워모듈 및 DC커패시터의 단면적 이상의 면적이 확보되어야하므로, 그로 인하여 케이싱 사이즈가 증대되게 된다.

또한, DC커패시터의 커버는 전기적 절연을 위해 플라스틱수지 재질을 적용하고 이러한 재질은 열저항이 높아 열전도성이 떨어지고 따라서 냉각 효과를 저해하게 된다.

냉각 효과가 떨어질수록 DC커패시터의 내구성은 떨어지며 인버터의 사용내구연한을 줄이게 되는 요소가 된다.

또한, 간접냉각방식의 경우, 통전 시 허용범위 온도 마진이 직접냉각방식에 비해 작기 때문에, 온도 마진을 높게 설계해야 하며, 따라서 인버터의 전체 사이즈도 커지게 되는 문제점을 안고 있다.

본 발명 목적은, 상기와 같은 실정을 감안하여 제안된 것으로, 파워모듈과 DC커패시터를 동시에 냉각시키는 구조를 채용하면서도 적층형 패키지 방식에 비하여 상대적으로 작은 체적을 갖도록 구성될 수 있고, 입체 냉각 효과를 발휘할 수 있는 커패시터 직접냉각방식의 인버터를 제공하는 데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 커패시터 직접냉각방식의 인버터는, 냉각수의 기밀 유지를 위한 링형 커버부와, 상기 링형 커버부에 인서트 사출로 결합되며 상부가 개방된 외장케이스를 갖는 DC(Direct Current)커패시터; 상기 링형 커버부 위에 지지되도록 상기 DC커패시터의 상부에 배치되는 단자블록부; 상기 링형 커버부의 저면에 결합되고, 상기 외장케이스가 수직방향으로 관통하는 챔버를 구비한 열교환하우징; 상기 DC커패시터의 저부 및 상기 열교환하우징의 저부를 감싸는 하부커버부; 상기 열교환하우징의 외측부에 설치되어 면접촉하는 다수의 파워모듈; 상기 하부커버부의 저면에 배치되고, 상기 파워모듈과 접속되어 있는 인쇄회로기판부를 포함하고, 상기 챔버 및 냉각 장치의 사이에서 유동하는 냉각수를 통한 열교환에 의해서 상기 파워모듈 및 상기 DC커패시터가 냉각된다.

상기 DC커패시터는, 상기 링형 커버부의 4개의 코너 위치에 각각 형성된 단차하부와, 상기 단차하부의 사이에서 상기 단차하부의 바닥면보다 높게 돌출된 상면을 갖는 단차상부와, 상기 외장케이스의 내부의 커패시터소자를 보호하도록 상기 외장케이스에 채워져 있는 에폭시몰드와, 상기 커패시터소자로부터 연장되고, 상기 에폭시몰드에서 돌출 및 절곡되어서 상기 단차하부 또는 상기 단차상부에 배치되는 파워모듈체결단자, 및 상기 파워모듈체결단자와 겹치지 않도록, 상기 커패시터소자로부터 연장되고, 상기 에폭시몰드에서 돌출 및 절곡되어서 상기 단차상부에 배치되는 한 쌍의 입력단자를 포함한다.

상기 외장케이스 및 상기 열교환하우징은 금속 재질 또는 알루미늄합금 재질로 이루어진다.

상기 단자블록부는, 상기 에폭시몰드의 위에 배치되는 블록몸체와, 상기 블록몸체의 4개의 측면에서 각각 일체형으로 돌출되며, 상기 입력단자의 사이 위치 또는 상기 파워모듈체결단자와 겹치지 않는 위치에 해당하는 상기 단차상부의 상면에 지지되는 다리와, 상기 블록몸체의 상면에서 이격 배치된 상부접촉판을 포함한다.

상기 상부접촉판은 모터와 연결되는 3상 버스바와, 배터리와 연결되는 단상 버스바로 이루어져 있다.

상기 단자블록부는, 상기 단상 버스바와 통전되어 노이즈를 저감하도록, 상기 단자블록부의 저면에 배치되는 Y캡(Y-cap), 및 상기 3상 버스바 또는 단상 버스바에 접속되고, 상기 블록몸체의 테두리측 저면에서 돌출 및 절곡되어 수평하게 연장된 다수의 버스바 끝단부를 포함하고, 상기 버스바 끝단부는 상기 DC커패시터의 입력단자 또는 상기 파워모듈의 모듈단자에 면접촉한다.

상기 열교환하우징은, 상기 열교환하우징의 코너부의 사이에 형성된 3개의 홈부와, 상기 홈부의 내측면에서 다수로 돌출되어 있는 냉각핀, 및 상기 냉각핀이 없는 상기 열교환하우징의 측벽부에 형성된 냉각수출구를 포함한다.

본 발명에 의한 커패시터 직접냉각방식의 인버터는, 사각 링형 단면을 갖는 열교환하우징의 내부에 DC커패시터를 삽입하고, 열교환하우징의 외부에 파워모듈을 결합함으로써, 파워모듈과 DC커패시터를 동시에 냉각시키면서 냉각유로 사이즈를 최소화할 수 있으므로, 소형화 인버터의 구현이 가능한 장점이 있다.

본 발명에 의한 커패시터 직접냉각방식의 인버터는, DC커패시터의 저면 및 측면이 금속 재질 또는 알루미늄합금 재질로 이루어진 외장케이스로 구성되어 있어서, 열교환하우징의 냉열이 효율적으로 DC커패시터로 전달될 수 있으므로, 플라스틱재질에 비하여 열저항이 상대적으로 낮고, 열전도성이 상대적으로 높아서 냉각 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 의한 커패시터 직접냉각방식의 인버터는, 열교환하우징의 내부의 냉각수가 외장케이스로 구성된 DC커패시터의 저면 및 측면에 직접 접촉하는 직접냉각방식을 구현함으로써, 간접냉각방식 대비 30% 수준의 열저항 용량 저감이 가능하며, 이와 함께 제조 원가를 줄일 수 있고, DC커패시터 사이즈를 기존 간접냉각방식에 비해 상대적으로 줄일 수 있고, 인버터 출력 밀도를 향상시킬 수 있고, 인버터의 발열소자인 DC커패시터 또는 파워모듈의 수명을 증대시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 커패시터 직접냉각방식의 인버터의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 커패시터 직접냉각방식의 인버터의 분해 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 DC커패시터의 사시도.
도 4는 도 2에 도시된 DC커패시터와 열교환하우징의 결합되어 있는 사시도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다.

한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자에 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가함을 배제하지 않는다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 커패시터 직접냉각방식의 인버터의 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예는 DC(Direct Current)커패시터(100), 단자블록부(200), 열교환하우징(300), 하부커버부(400), 파워모듈(500), 인쇄회로기판부(600)를 포함하여, 열교환하우징(300)의 챔버 및 냉각 장치(미 도시)의 사이에서 유동하는 냉각수를 통한 열교환에 의해서 파워모듈(500) 및 DC커패시터(100)가 냉각되도록 구성되어 있다.

DC커패시터(100)는 냉각수와의 직접냉각방식의 열교환을 할 수 있고, 이때 충분한 온도 관리가 이루어짐으로써, 온도 관리 차원에서 커패시터 용량이 커지게 되는 문제점을 해결하는 것에 비하여 상대적으로 커패시터 용량을 저감시킴으로써, 전체 인버터에 대한 경량화가 가능해질 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 커패시터 직접냉각방식의 인버터의 분해 사시도이다.

도 2를 참조하면, DC커패시터(100)는 냉각수의 기밀 유지를 위한 링형 커버부(110)와, 상기 링형 커버부(110)에 인서트 사출로 결합되며 상부가 개방된 외장케이스(120)를 갖는다.

상기 외장케이스(120)는 금속 재질 또는 알루미늄합금 재질로 이루어지거나, 플라스틱 재질에 비하여 상대적으로 높은 열전도성을 갖는 재질로 제작될 수 있다.

링형 커버부(110)는 외장케이스(120)에 비하여 이형 재질로 이루어진다. 예컨대, 링형 커버부(110)는 폴리페닐렌설파이드(polyphenylene sulfide, PPS)와 같이, 용융점 온도 300℃에서 녹지 않고 난연성이면서도 뛰어난 고내열성을 갖는 엔지니어링 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다.

링형 커버부(110)는 열교환하우징(300)의 상부에 결합(예: 융착)되어서, 열교환하우징의 상부 개방 부위를 폐쇄시키는 커버 역할과, 각종 단자류의 지지대 역할 및, 단자블록부(200)의 지지대 역할을 수행한다.

단자블록부(200)는 링형 커버부(110) 위에 지지되도록 DC커패시터(100)의 상부에 배치된다.

열교환하우징(300)은 사각 링형 단면을 갖는다. 열교환하우징(300)은 링형 커버부(110)의 저면에 결합되고, 상기 외장케이스(120)가 수직방향으로 삽입 또는 관통하는 챔버(310)를 구비한다.

챔버(310)는 DC커패시터(100)의 외장케이스(120)를 관통시킬 수 있도록 수직방향을 기준으로 챔버(310)의 상부 및 저부가 개방되어 있다.

열교환하우징(300)은 DC커패시터(100)의 외장케이스(120)가 사각 링형 단면의 안쪽에 위치한 챔버(310)에 끼워졌을 때 냉각수가 유동하는 냉각유로를 형성하게 된다.

즉, 냉각수가 유동하는 냉각유로는 DC커패시터(100)의 외장케이스(120)의 둘레를 따라 형성되기 때문에, 냉각유로 사이즈를 최소화할 수 있고, 이를 통해서 소형화된 인버터의 구현이 가능해질 수 있다.

이런 챔버(310)는 외장케이스(120)와 챔버(310)의 내측면 사이에 냉각수가 채워질 수 있을 정도의 체적을 가지고 있다.

챔버(310)의 외측벽은 열교환하우징(300)에 의해 이격된 상태로 감싸지고, 챔버(310)의 천장은 DC커패시터(100)의 링형 커버부(110)에 의해 폐쇄되고, 챔버(310)의 바닥은 하부커버부(400)에 의해 폐쇄된다.

챔버(310)에 공급되는 냉각수는 DC커패시터(100)의 외장케이스(120)에 직접 접촉하여 직접냉각방식의 열교환을 수행할 수 있다.

열교환하우징(300)도 금속 재질 또는 알루미늄합금 재질로 이루어지거나, 플라스틱 재질에 비하여 상대적으로 높은 열전도성을 갖는 재질이거나, 또는 외장케이스(120)의 재질과 동일한 재질로 이루어져 있다.

열교환하우징(300)은 압출 프로파일 제작 방식에 의해 대략 생산이 가능하다.

하부커버부(400)는 DC커패시터(100)의 저부(예: 외장케이스(120)의 저측 단부) 및 상기 열교환하우징(300)의 저부를 감싸는 역할을 담당한다.

하부커버부(400)의 상부 테두리는 열교환하우징(300)의 저면 테두리에 융착 또는 접착 방식으로 결합될 수 있다.

하부커버부(400)의 외부 및 내부에는 냉각수 유입 또는 유출을 위한 다수의 유로(미 도시)가 형성되어 있어서, 하기에 설명할 열교환하우징(300)의 냉각수 입구 또는 냉각수 출구에 냉각수를 공급 또는 회수시키는 역할도 수행할 수 있다.

파워모듈(500)은 다수개(예: 3개)로 이루어질 수 있다.

각 파워모듈(500)은 트랜스퍼 몰드 타입의 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)일 수 있다.

파워모듈(500)은 열교환하우징(300)의 외측부에 설치되어 열교환하우징(300)의 3개의 측면과 면접촉한다.

파워모듈(500)은 직류를 교류로 전환하도록 전력 변환 스위칭 소자를 구비한 모듈본체(510)와, 모듈본체(510)의 상부에서 돌출되어 DC커패시터(100) 또는 단자블록부(200) 쪽으로 연장 및 절곡된 다수의 모듈단자(520)와, 모듈본체(510)의 저부에서 돌출되어 인쇄회로기판부(600) 쪽으로 연장된 다수의 리드선(530)을 포함할 수 있다. 각 리드선(530)의 끝단은 인쇄회로기판부(600)에 납땜으로 접속될 수 있다.

파워모듈(500)에는 모듈본체(510)의 두께 방향으로 관통되어 있고, 길이 방향으로 이격된 한 쌍의 볼트구멍(540)이 형성되어 있다. 그 볼트구멍(540)에는 설치 볼트가 결합되고, 그 설치 볼트는 열교환하우징(300)의 3개의 측면에 각각 형성된 설치구멍(301)에 각각 결합된다. 그 결과, 파워모듈(500)의 모듈본체(510)의 표면은 열교환하우징(300)의 외표면에 직접 면접촉하여, 열교환이 이루어질 수 있다.

파워모듈(500)의 모듈본체(510)의 표면과 열교환하우징(300)의 외표면의 사이에는 공극을 없애고 열전도율을 증대시키기 위한 열전도패드 또는 써멀그리스층(550)이 더 개재되어 있을 수 있다.

인쇄회로기판부(600)는 하부커버부(400)의 저면에 배치되고, 상기 파워모듈(500)과 접속되어 있으며, 내부 신호를 처리하는 역할을 담당한다.

인쇄회로기판부(600)의 테두리 상면에는 부착 구멍(미 도시)이 더 형성되고, 그 부착 구멍에 일치된 위치를 기준으로 고정 구멍(미 도시)이 하부커버부(400)의 저면에 더 형성된다. 인쇄회로기판부(600)는 부착 구멍, 고정 구멍 및 부착용 볼트(미 도시)를 이용하여, 하부커버부(400)의 저면에 고정될 수 있다.

도 3은 도 2에 도시된 DC커패시터의 사시도이다.

도 3을 참조하면, DC커패시터(100)는 링형 커버부(110)의 4개의 코너 위치에 각각 형성된 단차하부(111)와, 상기 단차하부(111)의 사이에서 상기 단차하부(111)의 바닥면보다 높게 돌출된 상면을 갖는 단차상부(112)를 포함한다.

링형 커버부(110)와 외장케이스(120)는 인서트 사출을 통해 서로 합체되면서, 상기 단차하부(111) 및 단차상부(112)가 형성된다.

DC커패시터(100)는 외장케이스(120)의 내부의 커패시터소자(미 도시)를 보호하도록 외장케이스(120)에 채워져 있는 에폭시몰드(130)를 포함한다.

DC커패시터(100)는 커패시터소자로부터 연장되고, 에폭시몰드(130)에서 돌출 및 절곡되어서 단차하부(111) 또는 단차상부(112)에 배치되는 파워모듈체결단자(140)들을 포함한다.

파워모듈체결단자(140)는 동일 극성 또는 서로 다른 극성을 가지고 있고, 극성을 일치시켜서 도 2에 도시된 파워모듈(500)의 해당 모듈단자(520)와 접속될 수 있다.

DC커패시터(100)는 파워모듈체결단자(140)와 겹치지 않도록, 상기 커패시터소자로부터 연장되고, 에폭시몰드(130)에서 돌출 및 절곡되어서 상기 단차상부(112)에 배치되는 한 쌍의 입력단자(150)를 포함한다.

파워모듈체결단자(140) 및 입력단자(150)에는 납땜 결합에 사용되도록 단자 두께 방향으로 관통된 결합구(141, 151)가 형성되어 있다.

도 1을 참조하면, 단자블록부(200)는 에폭시몰드(130)의 위에 배치되는 블록몸체(210)와, 그 블록몸체(210)의 4개의 측면에서 각각 일체형으로 돌출되며, 상기 입력단자(150)의 사이 위치 또는 상기 파워모듈체결단자(140)와 겹치지 않는 위치에 해당하는 상기 단차상부(112)의 상면에 지지되는 다리(220)를 포함한다.

다리(220)의 저면은 접착제 또는 융착에 의해 DC커패시터(100)의 단차상부(112)의 상면에 결합된다.

또한, 단자블록부(200)는 블록몸체(210)의 상면에서 이격 배치된 상부접촉판(230)을 포함한다.

상부접촉판(230)은 모터(미 도시)와 연결 또는 접촉되는 3상 버스바(232)와, 배터리(미 도시)측와 연결 또는 접촉되는 단상 버스바(231)로 이루어져 있다.

단자블록부(200)는 단상 버스바(231)와 통전되어 노이즈를 저감하도록, 상기 단자블록부(200)의 저면, 예컨대 단자블록부(200)의 블록몸체(210)의 저면에 배치되는 Y캡(240)(Y-cap)을 더 포함한다.

Y캡(240)은 단자블록부(200)와 DC커패시터(100)의 사이에 개재된다.

단자블록부(200)는 3상 버스바(232) 또는 단상 버스바(231)에 접속되고, 상기 블록몸체(210)의 테두리측 저면에서 돌출 및 절곡되어 수평하게 연장된 다수의 버스바 끝단부(250, 251)를 포함한다. 여기서, 일측 버스바 끝단부(250)는 상기 DC커패시터(100)의 입력단자(150)에 면접촉하고, 타측 버스바 끝단부(251)는 파워모듈(500)의 모듈단자(520)에 면접촉하고, 여기서 면접촉하는 부위는 납땜을 통해 서로 결합되어 전기적으로 통전 가능한 상태가 될 수 있다.

도 4는 도 2에 도시된 DC커패시터와 열교환하우징의 결합되어 있는 사시도이다.

도 4를 참조하면, 열교환하우징(300)은 열교환하우징(300)의 코너부(320)의 사이에 형성된 3개의 홈부(330)와, 상기 홈부(330)의 내측면에서 다수로 돌출되어 있는 냉각핀(331)을 포함한다.

즉, 열교환하우징(300)의 챔버(310)는 홈부(330) 및 냉각핀(331)의 형상 또는 구조에 의해서, 단순한 내측면을 같는 구조물에 비해 상대적으로 넓은 열교환 면적을 가질 수 있게 된다.

홈부(330) 및 냉각핀(331) 주변의 공간은 냉각수(W)가 유동하는 냉각유로일 수 있다.

챔버(310)의 내부에는 순환(예: 공급 및 회수) 가능한 냉각수(W)가 채워지고, 그 냉각수(W)는 DC커패시터(100)의 외장케이스(120)에 직접 접촉할 수 있다. 더욱 구체적으로 챔버(310) 내부의 냉각수(W)는 외장케이스(120)의 에폭시몰드를 제외한 모든 표면(예: 4개의 측면 및 저면)에 직접 접촉하여 직접냉각방식의 열전달 또는 열교환을 수행할 수 있다.

또한, 냉각핀(331)이 없는 열교환하우징(300)의 측벽부(340)에는 냉각수출구(341) 및 배출통로가 형성되어 있다. 냉각수출구(341)는 앞서 언급한 하부커버부(400)의 냉각수 유출을 위한 유로(410)에 연결된다.

냉각수출구(341)의 반대쪽 배출통로의 끝단은 챔버(310)의 내부 공간에 연결된다.

또한, 냉각수(W)는 하부커버부(400)의 냉각수 유입을 위한 유로(420)를 통해서, 각 냉각핀(331)이 위치한 곳을 통해 챔버(310)의 내부로 유입될 수 있다.

또한, 냉각수출구(341)와 관련하여, 챔버(310)와 관통하게 형성된 배출통로의 입구(342)는 측벽부(340)의 내측면에 형성되어 있다.

따라서, 상기 유입된 냉각수(W)는 DC커패시터(100) 또는 파워모듈과의 열교환을 수행하고, 이후 배출통로의 입구(342), 냉각수출구(341) 및 하부커버부(400)의 냉각수 유출을 위한 유로(410)를 경유하여 냉각 장치(미 도시) 쪽으로 회수될 수 있다.

아울러, 냉각수출구(341)에 연결된 배관라인(미 도시)과의 간섭을 피하거나, 배관라인의 진입로를 확보하거나, 소켓 연결용 전선의 진입공간을 확보하기 위하여, 도 1에 도시된 인쇄회로기판부(600)의 측변에는 장공 형태의 홈부(610)가 더 마련되어 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 본질적 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명에 표현된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하고, 그와 동등하거나, 균등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : DC커패시터 200 : 단자블록부
300 : 열교환하우징 400 : 하부커버부
500 : 파워모듈 600 : 인쇄회로기판부

Claims (7)

1. 냉각수의 기밀 유지를 위한 링형 커버부와, 상기 링형 커버부에 인서트 사출로 결합되며 상부가 개방된 외장케이스를 갖는 DC(Direct Current)커패시터;
   상기 링형 커버부 위에 지지되도록 상기 DC커패시터의 상부에 배치되는 단자블록부;
   상기 링형 커버부의 저면에 결합되고, 상기 외장케이스가 수직방향으로 관통하는 챔버를 구비한 열교환하우징;
   상기 DC커패시터의 저부 및 상기 열교환하우징의 저부를 감싸는 하부커버부;
   상기 열교환하우징의 외측부에 설치되어 면접촉하는 다수의 파워모듈;
   상기 하부커버부의 저면에 배치되고, 상기 파워모듈과 접속되어 있는 인쇄회로기판부를 포함하고,
   상기 챔버 및 냉각 장치의 사이에서 유동하는 냉각수를 통한 열교환에 의해서 상기 파워모듈 및 상기 DC커패시터가 냉각되는 것
   인 커패시터 직접냉각방식의 인버터.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 DC커패시터는,
   상기 링형 커버부의 4개의 코너 위치에 각각 형성된 단차하부와,
   상기 단차하부의 사이에서 상기 단차하부의 바닥면보다 높게 돌출된 상면을 갖는 단차상부와,
   상기 외장케이스의 내부의 커패시터소자를 보호하도록 상기 외장케이스에 채워져 있는 에폭시몰드와,
   상기 커패시터소자로부터 연장되고, 상기 에폭시몰드에서 돌출 및 절곡되어서 상기 단차하부 또는 상기 단차상부에 배치되는 파워모듈체결단자, 및
   상기 파워모듈체결단자와 겹치지 않도록, 상기 커패시터소자로부터 연장되고, 상기 에폭시몰드에서 돌출 및 절곡되어서 상기 단차상부에 배치되는 한 쌍의 입력단자를 포함하는 것
   인 커패시터 직접냉각방식의 인버터.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 외장케이스 및 상기 열교환하우징은 금속 재질 또는 알루미늄합금 재질로 이루어진 것
   인 커패시터 직접냉각방식의 인버터.
   
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 단자블록부는,
   상기 에폭시몰드의 위에 배치되는 블록몸체와,
   상기 블록몸체의 4개의 측면에서 각각 일체형으로 돌출되며, 상기 입력단자의 사이 위치 또는 상기 파워모듈체결단자와 겹치지 않는 위치에 해당하는 상기 단차상부의 상면에 지지되는 다리와,
   상기 블록몸체의 상면에서 이격 배치된 상부접촉판을 포함하는 것
   인 커패시터 직접냉각방식의 인버터.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 상부접촉판은 모터와 연결되는 3상 버스바와, 배터리와 연결되는 단상 버스바로 이루어져 있는 것
   인 커패시터 직접냉각방식의 인버터.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 단자블록부는,
   상기 단상 버스바와 통전되어 노이즈를 저감하도록, 상기 단자블록부의 저면에 배치되는 Y캡(Y-cap), 및
   상기 3상 버스바 또는 단상 버스바에 접속되고, 상기 블록몸체의 테두리측 저면에서 돌출 및 절곡되어 수평하게 연장된 다수의 버스바 끝단부를 포함하고,
   상기 버스바 끝단부는 상기 DC커패시터의 입력단자 또는 상기 파워모듈의 모듈단자에 면접촉하는 것
   인 커패시터 직접냉각방식의 인버터.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 열교환하우징은,
   상기 열교환하우징의 코너부의 사이에 형성된 3개의 홈부와,
   상기 홈부의 내측면에서 다수로 돌출되어 있는 냉각핀, 및
   상기 냉각핀이 없는 상기 열교환하우징의 측벽부에 형성된 냉각수출구를 포함하는 것
   인 커패시터 직접냉각방식의 인버터.

Images