KR102478570B1

KR102478570B1 - Power stack

Info

Publication number: KR102478570B1
Application number: KR1020160112001A
Authority: KR
Inventors: 김태완; 임태경
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2016-08-31
Filing date: 2016-08-31
Publication date: 2022-12-19
Also published as: KR20180024936A; JP2018037659A; JP6382412B2; DE102017119867A1

Abstract

본 발명에 따른 파워 스택은, 몸체를 형성하고, 내부공간을 가지는 프레임과, 상기 프레임의 일측에 배치되는 히트싱크와, 상기 히트싱크의 일면에 접촉되며, 전력을 변환하는 전력변환소자와, 상기 전력변환소자와 전기적으로 연결되는 회로기판과, 상기 프레임의 타측에 배치되며, 상기 전력변환소자 및 상기 회로기판의 일부를 커버하는 부스바조립체와, 상기 내부공간에 배치되며, 전력을 안정화시키는 리액터와, 상기 프레임의 하부에 배치되며, 외부공기를 강제로 상기 프레임의 상부 측으로 불어주는 팬과, 상기 팬에 의하여 강제 유동되는 상기 외부공기가 통과할 수 있는 공기덕트를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상대적으로 온도가 낮은 하부의 공기를 유입하여 파워 스택을 냉각할 수 있는 공기유로를 형성함으로써, 냉각효율을 증가시킬 수 있다. 또한, 상대적으로 고온을 발생시키는 소자들을 상부를 향하도록 배치함으로써, 고온의 소자들에 의하여 파워 스택의 내부온도가 상승되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 파워 스택의 내부를 냉각할 수 있는 공기유로를 복수 개로 형성함으로써, 파워 스택의 냉각효율을 극대화 할 수 있다.A power stack according to the present invention includes a frame forming a body and having an internal space, a heat sink disposed on one side of the frame, a power conversion element contacting one surface of the heat sink and converting power, A circuit board electrically connected to the power conversion element, a busbar assembly disposed on the other side of the frame and covering a portion of the power conversion element and the circuit board, and a reactor disposed in the inner space to stabilize power and a fan disposed at a lower portion of the frame and forcibly blowing external air toward an upper portion of the frame, and an air duct through which the external air forcedly flowing by the fan passes.
According to the present invention, cooling efficiency can be increased by forming an air flow path capable of cooling the power stack by introducing lower air having a relatively low temperature. In addition, by arranging the elements generating a relatively high temperature to face upward, it is possible to prevent the internal temperature of the power stack from being raised by the high-temperature elements. In addition, the cooling efficiency of the power stack can be maximized by forming a plurality of air passages capable of cooling the inside of the power stack.

Description

Power Stack {POWER STACK}

본 발명은 파워 스택에 관한 것이다.The present invention relates to power stacks.

에너지 저장 시스템(Energy Storage System)은 생산된 전력을 발전소, 변전소 및 송전선 등을 포함한 각각의 연계 시스템에 저장한 후, 전력이 필요한 시기에 선택적, 효율적으로 사용하여 에너지 효율을 높이는 시스템이다.An energy storage system (ENERGY STORAGE SYSTEM) is a system that increases energy efficiency by storing produced power in each connected system including power plants, substations, transmission lines, etc., and then using it selectively and efficiently when power is needed.

에너지 저장 시스템은 시간대 및 계절별 변동이 큰 전기부하를 평준화시켜 전반적인 부하 율을 향상시킬 경우, 발전 단가를 낮출 수 있으며 전력설비 증설에 필요한 투자비와 운전 비 등을 절감할 수 있어서 전기요금을 인하하고 에너지를 절약할 수 있다.If the energy storage system improves the overall load factor by leveling the electrical load, which fluctuates greatly by time and season, it can lower the unit cost of power generation and reduce the investment cost and operating cost required for power facility expansion, thereby reducing electricity rates and reducing energy costs. can save

이러한 에너지 저장 시스템은 전력계통에서 발전, 송배전, 수용가에 설치되어 이용되고 있으며, 주파수 조정(Frequency Regulation), 신재생에너지를 이용한 발전기 출력 안정화, 첨두부하 저감(Peak Shaving), 부하 평준화(Load Leveling), 비상 전원 등의 기능으로 사용되고 있다.These energy storage systems are installed and used in power generation, transmission and distribution, and consumers in the power system, and are used for frequency regulation, generator output stabilization using renewable energy, peak shaving, and load leveling. , it is used for functions such as emergency power.

에너지 저장 시스템은 저장방식에 따라 크게 물리적 에너지 저장과 화학적 에너지 저장으로 구분된다. 물리적 에너지 저장으로는 양수발전, 압축 공기 저장, 플라이휠 등을 이용한 방법이 있고, 화학적 에너지 저장으로는 리튬 이온 배터리, 납축전지, Nas 전지 등을 이용한 방법이 있다.Energy storage systems are largely divided into physical energy storage and chemical energy storage according to the storage method. As physical energy storage, there is a method using pumped storage power generation, compressed air storage, flywheel, etc., and as chemical energy storage, there is a method using a lithium ion battery, a lead storage battery, a Nas battery, and the like.

이러한 에너지 저장 시스템은 전력이 필요한 경우 충전된 전력을 방전하여 전력을 공급한다. 이를 통해, 에너지 저장 시스템은 전력을 유동적으로 공급할 수 있도록 한다.When such an energy storage system requires power, it supplies power by discharging the charged power. Through this, the energy storage system enables power to be supplied flexibly.

한편, 소비처에서 소비되는 전력의 용량에 따라서 대용량의 에너지 저장 시스템이 제공될 수 있다. 대용량의 에너지 저장 시스템에는 대용량의 전력을 변환하기 위한 파워 스택이 제공될 수 있다.Meanwhile, a large-capacity energy storage system may be provided according to the amount of power consumed by the consumer. A large-capacity energy storage system may be provided with a power stack for converting large-capacity power.

예를 들어, 대한민국 공개특허공보 제10-2001-0104006호, “HVIGBT를 이용한 인버터 파워 스택”을 살펴보면, 외부로부터 인가되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 파워 스택이 개시된다.For example, Korean Patent Laid-open Publication No. 10-2001-0104006, "Inverter Power Stack Using HVIGBT", discloses a power stack that converts DC power supplied from the outside into AC power.

상기되는 종래기술을 살펴보면, 파워 스택의 내부에서 직류 전력을 교류 전력으로 변환시키는 전력변환소자(IGBT)에서 고온의 열이 발생되며, 고온의 열에 의하여 전력변환소자의 성능이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.Looking at the prior art described above, high-temperature heat is generated in a power conversion device (IGBT) that converts DC power into AC power inside the power stack, and a problem in that the performance of the power conversion device is deteriorated due to the high-temperature heat may occur. there is.

따라서, 전력변환소자(IGBT)에서 발생되는 고온의 열을 효율적으로 방출하기 위한 파워 스택의 최적화된 구조 및 보다 빠른 방열을 위한 공기 유로가 요구된다.Therefore, an optimized structure of the power stack for efficiently dissipating high-temperature heat generated from the power conversion device (IGBT) and an air flow path for faster heat dissipation are required.

대한민국 공개특허공보 제10-2001-0104006호, “HVIGBT를 이용한 인버터 파워 스택”Republic of Korea Patent Publication No. 10-2001-0104006, “Inverter Power Stack Using HVIGBT”

본 발명은, 전력을 변환하는 과정에서 발생되는 열을 보다 빠르게 방출하여 수명이 증가되는 파워 스택을 제공할 수 있다.The present invention can provide a power stack with increased lifespan by dissipating heat generated in the process of converting power more quickly.

본 발명은, 상대적으로 고온의 전력변환소자을 냉각할 수 있는 공기 유로를 포함하는 파워 스택을 제공할 수 있다.The present invention may provide a power stack including an air flow path capable of cooling a relatively high-temperature power conversion device.

본 발명은, 전력변환소자들에서 발생되는 열에 의하여 몸체 내부에 배치된 회로기판의 성능이 저하되는 것을 방지하는 파워 스택을 제공할 수 있다.The present invention can provide a power stack that prevents performance of a circuit board disposed inside a body from deteriorating due to heat generated from power conversion elements.

본 발명에 따른 파워 스택은, 프레임에 의하여 내부공간을 가지는 몸체가 형성될 수 있다.In the power stack according to the present invention, a body having an inner space may be formed by a frame.

또한, 상기 프레임의 일측에는 히트싱크가 배치될 수 있다.In addition, a heat sink may be disposed on one side of the frame.

또한, 상기 히트싱크의 일면에는 전력을 변환하는 전력변환소자가 접촉될 수 있다.In addition, a power conversion element for converting power may be in contact with one surface of the heat sink.

또한, 상기 전력변환소자에 전기적으로 연결되는 회로기판이 제공될 수 있다.In addition, a circuit board electrically connected to the power conversion element may be provided.

또한, 상기 프레임의 타측에는 상기 전력변환소자와 상기 회로기판의 일부를 커버하는 부스바조립체가 배치될 수 있다.In addition, a bus bar assembly covering a portion of the power conversion device and the circuit board may be disposed on the other side of the frame.

또한, 상기 프레임의 내부공간에는 전력을 안정화시키는 리액터가 배치될 수 있다.In addition, a reactor for stabilizing power may be disposed in the inner space of the frame.

또한, 상기 프레임의 하부에는 외부공기를 강제로 상기 프레임의 상부 측으로 불어주는 팬이 배치될 수 있다.In addition, a fan for forcibly blowing outside air toward an upper portion of the frame may be disposed at a lower portion of the frame.

또한, 상기 팬에 의하여 강제 유동되는 상기 외부공기가 통과할 수 있는 공기덕트가 제공될 수 있다.In addition, an air duct through which the external air forcedly flowed by the fan may pass.

또한, 상기 공기덕트는 공기유입구를 가지는 평판부와, 수직부와, 경사부와, 연장부로 제공될 수 있다.In addition, the air duct may be provided as a flat part having an air inlet, a vertical part, an inclined part, and an extension part.

또한, 상기 경사부에는 상기 공기덕트를 유동하는 외부공기의 일부가 통과할 수 있는 공기유동홀이 제공될 수 있다.In addition, an air flow hole through which a portion of external air flowing through the air duct can pass may be provided in the inclined portion.

또한, 상기 경사부에는 상기 공기유동홀을 통과한 외부공기를 상기 전력변환소자를 향하는 방향으로 안내하는 유동가이드가 제공될 수 있다.In addition, a flow guide for guiding external air passing through the air flow hole in a direction toward the power conversion element may be provided on the inclined portion.

또한, 상기 히트싱크는 상기 팬의 상방에 배치될 수 있다.Also, the heat sink may be disposed above the fan.

또한, 상기 리액터는 상기 히트싱크의 상방에 배치될 수 있다.Also, the reactor may be disposed above the heat sink.

또한, 상기 공기덕트는 상기 팬과 상기 히트싱크의 사이에 배치될 수 있다.Also, the air duct may be disposed between the fan and the heat sink.

또한, 상기 히트싱크의 일부는 상기 공기덕트와 연결될 수 있다.Also, a part of the heat sink may be connected to the air duct.

또한, 상기 전력변환소자 및 상기 리액터는 상기 회로기판보다 상방에 배치될 수 있다.Also, the power conversion element and the reactor may be disposed above the circuit board.

또한, 상기 프레임의 내부에는 제1공기유로와, 제2공기유로가 제공될 수 있다.In addition, a first air passage and a second air passage may be provided inside the frame.

본 발명에 따르면, 상대적으로 온도가 낮은 하부의 공기를 유입하여 파워 스택을 냉각할 수 있는 공기유로를 형성함으로써, 냉각효율을 증가시킬 수 있다.According to the present invention, cooling efficiency can be increased by forming an air flow path capable of cooling the power stack by introducing lower air having a relatively low temperature.

본 발명에 따르면, 상대적으로 고온을 발생시키는 소자들을 상부를 향하도록 배치함으로써, 고온의 소자들에 의하여 파워 스택의 내부온도가 상승되는 것을 방지할 수 있다.According to the present invention, the internal temperature of the power stack can be prevented from being raised by the high-temperature elements by arranging the elements generating a relatively high temperature to face upward.

본 발명에 따르면, 파워 스택의 내부를 냉각할 수 있는 공기유로를 복수개로 형성함으로써, 파워 스택의 냉각효율을 극대화 할 수 있다.According to the present invention, the cooling efficiency of the power stack can be maximized by forming a plurality of air passages capable of cooling the inside of the power stack.

본 발명에 따르면, 파워 스택의 냉각효율이 증가됨으로써, 제품의 수명이 증가되며, 제품의 안전성이 향상되는 장점이 있다.According to the present invention, the cooling efficiency of the power stack is increased, thereby increasing the lifespan of the product and improving the safety of the product.

도 1은 본 실시예에 따른 파워 스택의 전방 사시도.
도 2는 본 실시예에 따른 파워 스택의 후방 사시도.
도 3은 본 실시예에 따른 파워 스택의 분해 사시도.
도 4는 본 실시예에 따른 파워 스택의 부스바조립체를 제거한 정면도.
도 5는 본 실시예에 따른 파워 스택의 내부를 유동하는 공기의 흐름을 나타내는 도면.1 is a front perspective view of a power stack according to this embodiment;
2 is a rear perspective view of the power stack according to the present embodiment;
3 is an exploded perspective view of the power stack according to the present embodiment;
4 is a front view of the power stack in accordance with the present embodiment with the busbar assembly removed.
5 is a diagram illustrating a flow of air flowing inside a power stack according to an exemplary embodiment;

이하, 본 발명과 관련된 실시 예에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. Hereinafter, embodiments related to the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. The suffixes "module" and "unit" for components used in the following description are given or used together in consideration of ease of writing the specification, and do not have meanings or roles that are distinct from each other by themselves.

본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In describing the embodiments of the present invention, if it is determined that a detailed description of a known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the embodiments of the present invention, which may vary according to the intention or custom of a user or operator. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification.

본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 및 추가 등에 의해서 용이하게 구현할 수 있을 것이다. 그러나, 이 또한 본 발명 사상의 범위 내에 포함된다고 할 수 있다. Those skilled in the art who understand the spirit of the present invention will be able to easily implement other embodiments included in the scope of the same spirit by adding, changing, deleting, and adding elements. However, it can be said that this is also included within the scope of the spirit of the present invention.

또한, 첨부되는 도면은 같은 실시예 임에도 불구하고, 발명 사상이 훼손되지 않는 범위 내에서, 용이하게 이해될 수 있도록 하기 위하여, 미세한 부분의 표현에 있어서는 도면별로 서로 다르게 표현되거나, 도면에 따라서 과장되게 표현되어 있을 수 있다.In addition, even though the accompanying drawings are the same embodiment, in order to be easily understood within the scope of not damaging the inventive idea, in the expression of fine parts, they are expressed differently for each drawing, or exaggerated according to the drawings. may be expressed.

도 1은 본 실시예에 따른 파워 스택의 전방 사시도이고, 도 2는 본 실시예에 따른 파워 스택의 후방 사시도이다.1 is a front perspective view of a power stack according to this embodiment, and FIG. 2 is a rear perspective view of the power stack according to this embodiment.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 파워 스택(1)은 에너지 저장 시스템(ESS)에서 사용될 수 있다. 그리고, 상기 파워 스택(1)은 발전장치에서 발전되는 직류전력을 상용전원인 교류전력으로 변환하는 기능을 수행할 수 있다. Referring to FIGS. 1 and 2 , the power stack 1 according to the present embodiment may be used in an energy storage system (ESS). In addition, the power stack 1 may perform a function of converting DC power generated by the generator into AC power, which is commercial power.

예를 들어, 상기 발전장치는 태양광 발전, 풍력 발전, 조력 발전 등이 포함될 수 있다. 그리고, 이는 예시적인 것으로, 상기 발전장치는 상기 언급한 종류에 한정되는 것은 아니며, 태양열이나 지열 등, 신재생 에너지를 이용하여 전기 에너지를 생성하는 발전 시스템을 모두 포함할 수 있다.For example, the generator may include photovoltaic power generation, wind power generation, tidal power generation, and the like. In addition, this is an example, and the power generation device is not limited to the above-mentioned types, and may include all power generation systems that generate electrical energy using renewable energy such as solar heat or geothermal heat.

그리고, 상기 파워 스택(1)은 상대적으로 대용량의 전력을 공급하기 위한 에너지 저장 시스템에 제공될 수 있다. 상기 에너지 저장 시스템은 상대적으로 대용량의 전력을 소비처에 공급하기 위하여, 상기 대용량의 전력 변환이 요구된다. 이를 위하여 상기 파워 스택(1)은 다수 개로 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 파워 스택(1)은 250KW, 500KW, 1MW, 2MW급의 에너지 저장 시스템에 다수 개로 제공될 수 있다. And, the power stack 1 may be provided in an energy storage system for supplying a relatively large amount of power. The energy storage system requires large-capacity power conversion in order to supply relatively large-capacity power to consumers. To this end, the power stack 1 may be provided in multiple numbers. For example, the power stack 1 may be provided in multiple units to a 250KW, 500KW, 1MW, or 2MW class energy storage system.

그리고, 상기 파워 스택(1)이 변환할 수 있는 전력의 한계량에 따라서 상기 파워 스택(1)의 개수는 변경될 수 있다. 또한, 상기 파워 스택(1)이 변환할 수 있는 전력의 한계량 또한 상기 파워 스택(1)에 제공되는 다수의 부품에 의하여 변경될 수 있다. 이러한 사상에 제한되지 않는다.Also, the number of the power stacks 1 may be changed according to the limit amount of power that the power stacks 1 can convert. In addition, the limit amount of power that can be converted by the power stack 1 can also be changed by a number of components provided to the power stack 1 . It is not limited to these ideas.

상기 파워 스택(1)은 프레임(10)으로 몸체를 형성할 수 있다. 상기 프레임(10)은 서로 연결되어 다각형으로 몸체를 형성할 수 있다. 그리고, 상기 프레임(10)에 의하여 형성된 몸체는 다방면이 천공되도록 형성될 수 있다. 다방면으로 천공된 상기 몸체의 내부에는 수용공간이 형성될 수 있다. The power stack 1 may form a body with a frame 10 . The frame 10 may be connected to each other to form a polygonal body. And, the body formed by the frame 10 may be formed to be perforated in many directions. An accommodation space may be formed inside the body perforated in various directions.

상기 프레임(10)의 하단부에는 팬(111)이 배치될 수 있다. 그리고, 상기 프레임(10)의 하단부에는 상기 팬(111)을 지지하는 팬지지부(11)가 제공될 수 있다. 그리고, 상기 팬지지부(11)에는 상기 팬(111)이 배치될 수 있는 팬수용홀(112)이 제공될 수 있다. 상기 팬(111)은 상기 팬지지부(11)에 지지된 상태에서, 상기 팬수용홀(112) 상에서 회동할 수 있다. 상기 팬(111)은 상기 팬지지부(11)에 제공되는 모터에 의하여 회전할 수 있다. 상기 팬(111)이 회동하면, 상기 프레임(10)의 외부공기는 상기 팬수용홀(112)을 통과하여 상기 프레임(10)의 내부로 유입될 수 있다.A fan 111 may be disposed at the lower end of the frame 10 . Also, a fan support part 11 for supporting the fan 111 may be provided at a lower end of the frame 10 . Also, a fan accommodating hole 112 in which the fan 111 can be disposed may be provided in the fan support part 11 . The fan 111 may rotate on the fan accommodating hole 112 while being supported by the fan support part 11 . The fan 111 may be rotated by a motor provided to the fan support part 11 . When the fan 111 rotates, external air of the frame 10 may pass through the fan receiving hole 112 and be introduced into the frame 10 .

상기 프레임(10)의 상단부에는 상기 팬(111)에 의하여 상기 프레임(10)의 내부로 유입된 공기가 외부로 배출되는 공기배출구(101)가 제공될 수 있다. 상기 공기배출구(101)는 상기 프레임(10)의 상단부에 적어도 하나 이상으로 제공될 수 있다. 본 실시예의 상기 공기배출구(101)는 상기 프레임(10)의 상단부에서 개구되어 제공되나, 다수의 홀을 가지는 메쉬형상으로 제공될 수 있다. An air outlet 101 through which air introduced into the frame 10 by the fan 111 is discharged to the outside may be provided at an upper end of the frame 10 . At least one air outlet 101 may be provided at an upper end of the frame 10 . The air outlet 101 of this embodiment is provided open at the upper end of the frame 10, but may be provided in a mesh shape having a plurality of holes.

즉, 상기 팬수용홀(112)을 통과하여 상기 파워 스택(1)의 내부로 유입된 공기는 상기 공기배출구(101)를 통과하여 외부로 배출될 수 있다. 이에 따르면, 상기 파워 스택(1)의 방열효율이 증가될 수 있다.That is, air introduced into the power stack 1 through the fan accommodating hole 112 may pass through the air outlet 101 and be discharged to the outside. According to this, the heat dissipation efficiency of the power stack 1 can be increased.

한편, 상기 공기배출구(101)의 상단부에는 팬(미도시)이 더 제공될 수 있다. 상기 팬(미도시)은 상기 공기배출구(101)의 상단부에 제공되어, 상기 프레임(10)의 내부 공기를 외부로 강제 유동시킬 수 있다. 이때, 상기 프레임(10)의 하단부에 제공되는 상기 팬(111)을 “제1팬”으로, 상기 프레임(10)의 상단부에 제공되는 팬(미도시)을 “제2팬”으로 칭할 수 있다. 이러한 사상에 제한되지 않는다. Meanwhile, a fan (not shown) may be further provided at an upper end of the air outlet 101 . The fan (not shown) is provided at the upper end of the air outlet 101 to forcefully flow the air inside the frame 10 to the outside. At this time, the fan 111 provided at the lower end of the frame 10 may be referred to as a "first fan" and a fan (not shown) provided at the upper end of the frame 10 may be referred to as a "second fan". . It is not limited to these ideas.

상기 프레임(10)의 내부에는 히트싱크(12)가 배치될 수 있다. 그리고, 상기 히트싱크(12)는 상기 팬(111) 및 상기 팬지지부(11)의 상방에 위치할 수 있다.A heat sink 12 may be disposed inside the frame 10 . Also, the heat sink 12 may be located above the fan 111 and the fan support part 11 .

상기 히트싱크(12)는 후술할 전력변환소자(14)에서 발생되는 열을 외부로 방출할 수 있다. 상기 히트싱크(12)는 상기 전력변환소자(14)에서 발생되는 열을 외부로 방출하기 위한 방열홀(122)(도 3 참조)을 포함할 수 있다. 상기 방열홀(122)은 상기 히트싱크(12)를 가로질러 관통할 수 있다. 그리고, 상기 방열홀(122)은 상기 히트싱크(12)의 내부에서 서로 이격되어 다수 개로 배치될 수 있다. 본 실시예의 상기 방열홀(122)은 상기 프레임(10)의 하단부에서 상기 프레임(10)의 상단부를 향하는 방향으로 제공될 수 있다. The heat sink 12 may dissipate heat generated from the power conversion element 14 to be described later to the outside. The heat sink 12 may include a heat dissipation hole 122 (see FIG. 3 ) for dissipating heat generated from the power conversion element 14 to the outside. The heat dissipation hole 122 may pass through the heat sink 12 . In addition, the heat dissipation holes 122 may be spaced apart from each other and disposed in plurality inside the heat sink 12 . The heat dissipation hole 122 of this embodiment may be provided in a direction from the lower end of the frame 10 toward the upper end of the frame 10 .

다른 측면으로, 상기 히트싱크(12)는 다수의 방열핀으로 제공될 수 있을 것이다. 상기 히트싱크(12)가 다수의 방열핀으로 제공되는 경우, 본 실시예의 상기 방열홀(122)은 상기 다수의 방열핀 사이에 제공되는 공간으로 이해할 수 있을 것이다. 이러한 사상에 제한되지 않는다.In another aspect, the heat sink 12 may be provided with a plurality of heat dissipation fins. When the heat sink 12 is provided with a plurality of heat dissipation fins, the heat dissipation hole 122 in this embodiment may be understood as a space provided between the plurality of heat dissipation fins. It is not limited to these ideas.

상기 히트싱크(12)는 상기 프레임(10)으로 형성된 몸체의 내부에서, 상기 프레임(10)을 지지하는 지지대 역할을 할 수 있다. The heat sink 12 may serve as a support for supporting the frame 10 inside the body formed of the frame 10 .

상기 히트싱크(12)는 상기 프레임(10)의 내부에서 일측에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 히트싱크(12)는 상기 프레임(10)의 내부에서 전방 또는 후방을 향하는 방향으로 배치될 수 있다. 본 실시예에서 상기 히트싱크(12)는 상기 프레임(10)으 후방에 배치되는 것으로 도시되어 있다. The heat sink 12 may be disposed on one side inside the frame 10 . For example, the heat sink 12 may be disposed in a direction toward the front or rear inside the frame 10 . In this embodiment, the heat sink 12 is illustrated as being disposed at the rear of the frame 10 .

이때, 상기 프레임(10)의 전방은 도면을 기준으로, 후술할 부스바조립체(16)가 설치되는 방향, 즉 도면을 기준으로 우측을 칭할 수 있다. 상기 프레임(10)의 후방은 도면을 기준으로, 상기 부스바조립체(16)를 마주보는 방향, 즉 도면을 기준으로 좌측을 칭할 수 있다. 이러한 사상에 제한되지 않는다.At this time, the front of the frame 10 may refer to the direction in which the busbar assembly 16 to be described later is installed, that is, the right side based on the drawing. The rear of the frame 10 may refer to a direction facing the busbar assembly 16, that is, a left side based on the drawing. It is not limited to these ideas.

상기 히트싱크(12)는 상기 프레임(10)의 내부에서 일정한 폭을 가지도록 형성될 수 있다. 그리고, 상기 히트싱크(12)의 폭은 상기 프레임(10)의 폭보다 작도록 형성될 수 있다. The heat sink 12 may be formed to have a constant width inside the frame 10 . Also, the width of the heat sink 12 may be smaller than that of the frame 10 .

그리고, 상기 프레임(10)에는 상기 히트싱크(12)를 상기 프레임(10)에 고정시키기 위한 히트싱크 지지부(121)가 결합될 수 있다. In addition, a heat sink support 121 for fixing the heat sink 12 to the frame 10 may be coupled to the frame 10 .

상기 히트싱크 지지부(121)는 상기 히트싱크(12)가 상기 프레임(10)의 외부로 분리되는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 상기 히트싱크는 상기 히트싱크 지지부(121)와 결합할 수 있다. 그리고, 상기 히트싱크 지지부(121)는 상기 프레임(10)과 결합할 수 있다. The heat sink support part 121 may prevent the heat sink 12 from being separated from the frame 10 . Also, the heat sink may be coupled to the heat sink support part 121 . Also, the heat sink support part 121 may be coupled to the frame 10 .

예를 들어, 상기 히트싱크 지지부(121)는 상기 히트싱크(12)와 교차되는 방향, 즉 상기 프레임(10)의 좌우방향으로 배치될 수 있다. 그리고, 상기 히트싱크 지지부(121)의 일단부와 타단부는 상기 프레임(10)에 각각 결합될 수 있다. 그리고, 상기 히트싱크(12)는 체결부재에 의하여 상기 히트싱크 지지부(121)에 결합될 수 있다.For example, the heat sink support part 121 may be disposed in a direction crossing the heat sink 12 , that is, in a left-right direction of the frame 10 . Also, one end and the other end of the heat sink support part 121 may be coupled to the frame 10 , respectively. Also, the heat sink 12 may be coupled to the heat sink support part 121 by a fastening member.

상기 프레임(10)의 내부에는 리액터(13)가 배치될 수 있다. 상기 리액터(13)는 상기 히트싱크(12)의 상부에 배치될 수 있다. A reactor 13 may be disposed inside the frame 10 . The reactor 13 may be disposed above the heat sink 12 .

상기 리액터(13)는 인덕터라고도 하며, 전류의 변화에 저항하여 전류를 일정하게 유지시킬 수 있다. 상기 리액터(13)는 사용되는 장소 및 목적에 따라 AC리액터, DC리액터 등으로 다양하게 사용된다. The reactor 13 is also called an inductor, and can maintain a constant current by resisting a change in current. The reactor 13 is used in various ways such as an AC reactor and a DC reactor depending on the place and purpose of use.

상기 리액터(13)는 외부에서 상기 파워 스택(1)으로 인가되는 전력 또는 상기 파워 스택(1)에서 외부로 공급하는 전력을 안정화 시킬 수 있다.The reactor 13 may stabilize power supplied from the outside to the power stack 1 or power supplied from the power stack 1 to the outside.

상세히, 상기 리액터(13)는 전자기 에너지의 축척에 의하여 교류전류 또는 직류 전류 또는 전류의 급격한 변화에 대해서 큰 저항을 나타낼 수 있다. 따라서, 상기 리액터(13)는 전력망에서 고주파의 필터로 사용될 수 있다. 또한, 상기 리액터(13)는 전류를 제한하는 장치로써, 과도과전압 등으로부터 전력망을 보호할 수 있다. 또한, 상기 리액터(13)는 서지 전류 및 피크전류를 효율적으로 감소하고, 실제 역률을 향상시켜 전령망의 조파를 억제시키며, 입력전류 파형의 기능을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 리액터(13)는 입력 전류파형의 왜곡을 개선하여 정전용량의 과열을 감소하거나, 전력망의 과전압을 제한할 수 있다. In detail, the reactor 13 may exhibit great resistance to alternating current or direct current or rapid change in current due to the accumulation of electromagnetic energy. Therefore, the reactor 13 can be used as a high-frequency filter in a power grid. In addition, the reactor 13 is a device for limiting current, and can protect the power grid from transient overvoltage and the like. In addition, the reactor 13 can effectively reduce surge current and peak current, improve the actual power factor to suppress the harmonization of the message network, and improve the function of the input current waveform. In addition, the reactor 13 can reduce the overheating of the capacitance or limit the overvoltage of the power grid by improving the distortion of the input current waveform.

일반적으로 상기 리액터(13)는 전선을 코일 모양으로 감은 것으로, 철심형과 공심형으로 나뉠 수 있다. 그리고, 상기 리액터(13)는 구조에 따라 공심형, 폐로 철심형, 공극형 등으로, 연결방식에 따라 직렬 리액터, 병렬 리액터 등이 존재한다. 본 실시예의 리액터(13)는 원통형상으로 형성되는 것으로 도시되었다.In general, the reactor 13 is a wire wound in a coil shape, and can be divided into an iron core type and an air core type. In addition, the reactor 13 is an air core type, a closed iron core type, an air gap type, etc. according to the structure, and there are series reactors, parallel reactors, etc. according to the connection method. The reactor 13 of this embodiment is shown as being formed in a cylindrical shape.

상기 리액터(13)는 리액터 지지부(131)에 의하여 지지될 수 있다. 상기 리액터 지지부(131)는 상기 리액터(13)의 일측을 고정할 수 있다. 상기 리액터 지지부(131)는 상기 리액터(13)의 일측을 지지하기 위한 리액터 지지판(132)을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 리액터 지지부(131)와 상기 리액터 지지판(132)은 일체로 형성될 수 있다. The reactor 13 may be supported by a reactor support 131 . The reactor support 131 may fix one side of the reactor 13 . The reactor support part 131 may further include a reactor support plate 132 for supporting one side of the reactor 13 . Also, the reactor support part 131 and the reactor support plate 132 may be integrally formed.

다시 말하면, 상기 리액터(13)의 일측은 상기 리액터 지지판(132)에 지지될 수 있다. 그리고, 상기 리액터 지지판(132)은 상기 리액터 지지부(131)에 의하여 지지될 수 있다. In other words, one side of the reactor 13 may be supported by the reactor support plate 132 . Also, the reactor support plate 132 may be supported by the reactor support part 131 .

상기 리액터(13)의 일측과 상기 리액터 지지판(132)을 지지하는 상기 리액터 지지부(131)는 상기 프레임(10)에 결합될 수 있다.The reactor support part 131 supporting one side of the reactor 13 and the reactor support plate 132 may be coupled to the frame 10 .

예를 들어, 상기 리액터 지지부(131)는 상기 히트싱크(12)와 교차되는 방향, 즉 상기 프레임(10)의 좌우방향으로 배치될 수 있다. 그리고, 상기 리액터 지지부(131)의 일단부와 타단부는 상기 프레임(10)에 각각 결합될 수 있다. For example, the reactor support 131 may be disposed in a direction crossing the heat sink 12 , that is, in a left-right direction of the frame 10 . Also, one end and the other end of the reactor support part 131 may be coupled to the frame 10 , respectively.

상기 프레임(10)의 내부에는 전력변환소자(14) 및 회로기판(15)이 배치될 수 있다. 상기 전력변환소자(14) 및 상기 회로기판(15)은 도 3 및 도 4에서 더욱 상세히 설명한다.A power conversion device 14 and a circuit board 15 may be disposed inside the frame 10 . The power conversion element 14 and the circuit board 15 will be described in more detail with reference to FIGS. 3 and 4 .

상기 프레임(10)에는 상기 전력변환소자(14) 및 상기 회로기판(15)을 커버하는 부스바조립체(16)가 제공될 수 있다. 상기 부스바조립체(16)는 상기 회로기판(15)과 연결될 수 있다. 그리고, 상기 부스바조립체(16)는 상기 리액터(13)의 일부분과도 연결될 수 있다.A busbar assembly 16 covering the power conversion device 14 and the circuit board 15 may be provided in the frame 10 . The busbar assembly 16 may be connected to the circuit board 15. Also, the busbar assembly 16 may be connected to a part of the reactor 13.

상기 부스바조립체(16)는 대전류를 전달하는 부스바(Bus Bar)와, 상기 부스바를 지지하는 부스바지지대를 포함할 수 있다. The busbar assembly 16 may include a bus bar that transmits a large current and a bus bar support that supports the bus bar.

일반적으로 상기 부스바는 동 부스바로 제공될 수 있다. 그리고, 상기 부스바는 상기 회로기판(15)에 연결되어 상기 회로기판(15)이 높은 전류를 취급할 수 있도록 한다. In general, the busbar may be provided with the same busbar. And, the bus bar is connected to the circuit board 15 so that the circuit board 15 can handle a high current.

상기 부스바지지대는 전기 절연성이 우수한 재질로 제공될 수 있다. 그리고, 상기 부스바는 상기 부스바지지대의 일면에 장착될 수 있다. 상기 부스바지지대는 적어도 플레이트 형상으로 제공될 수 있다. The bus bar support may be provided with a material having excellent electrical insulation. In addition, the bus bar may be mounted on one surface of the bus bar support. The bus bar support may be provided in at least a plate shape.

다시 말하면, 상기 부스바지지대의 적어도 일면에 상기 부스바가 장착될 수 있다. 그리고, 상기 부스바가 장착되는 상기 부스바지지대의 일면은 상기 프레임(10)의 내부를 향하는 방향으로 배치될 수 있다. 상기 부스바는 상기 프레임(10)의 내부에서 상기 회로기판(15), 상기 전력변환소자(14) 등과 연결되어 전류를 전달할 수 있다.In other words, the busbar may be mounted on at least one surface of the busbar support. In addition, one surface of the bus bar support on which the bus bar is mounted may be disposed in a direction toward the inside of the frame 10. The busbar may be connected to the circuit board 15 and the power conversion element 14 inside the frame 10 to transmit current.

본 실시예의 상기 부스바조립체(16)는 상기 부스바지지대가 외부로 노출된 것으로 도시되어 있다. 상기 부스바조립체(16)에서 도시되지 않은 일면에 상기 부스바가 장착되어 있다. The busbar assembly 16 of this embodiment is shown with the busbar support exposed to the outside. The busbar is mounted on one side of the busbar assembly 16, not shown.

상기 부스바조립체(16)는 상기 프레임(10)의 전방 또는 후방 중 어느 한 곳에 배치될 수 있다. 그리고, 상기 프레임(10)을 기준으로, 상기 부스바조립체(16)는 상기 히트싱크(12)와 이격되도록 배치될 수 있다.The busbar assembly 16 may be disposed either in the front or rear of the frame 10. And, based on the frame 10, the busbar assembly 16 may be disposed to be spaced apart from the heat sink 12.

다시 말하면, 상기 히트싱크(12)가 상기 프레임(10)의 후방에 배치되는 경우, 상기 부스바조립체(16)는 상기 프레임(10)의 전방에 배치될 수 있다. 반대로, 상기 히트싱크(12)가 상기 프레임(10)의 전방에 배치되는 경우, 상기 부스바조립체(16)는 상기 프레임(10)의 후방에 배치될 수 있다. 이러한 사상에 제한되지 않으나, 본 실시예의 상기 부스바조립체(16)는 상기 프레임(10)의 전방에 배치되는 것으로 도시되었다.In other words, when the heat sink 12 is disposed at the rear of the frame 10 , the busbar assembly 16 may be disposed at the front of the frame 10 . Conversely, when the heat sink 12 is disposed in front of the frame 10, the busbar assembly 16 may be disposed in the rear of the frame 10. Although not limited to this idea, the busbar assembly 16 of this embodiment is shown as being disposed in front of the frame 10.

상기 부스바조립체(16)에 의하여 커버되는 상기 전력변환소자(14) 및 상기 회로기판(15) 중 상기 회로기판(15)은 적어도 일부분이 상기 부스바조립체(16)에 커버될 수 있다. 그리고, 상기 부스바조립체(16)에 의하여 적어도 일부분이 커버되는 상기 회로기판(15)은 상기 부스바조립체(16)에 결합될 수 있다. 다시 말하면, 상기 부스바조립체(16)의 일부분은 상기 회로기판(15)에 연결될 수 있다.Among the power conversion device 14 and the circuit board 15 covered by the busbar assembly 16, at least a portion of the circuit board 15 may be covered by the busbar assembly 16. Also, the circuit board 15 at least partially covered by the busbar assembly 16 may be coupled to the busbar assembly 16 . In other words, a part of the busbar assembly 16 may be connected to the circuit board 15.

한편, 상기 프레임(10)의 내부에서, 상기 히트싱크(12)와 상기 팬지지부(11)의 사이에는 공기덕트(18)가 제공될 수 있다. 상기 공기덕트(18)는 상기 팬수용홀(112)을 통과하여 상기 프레임(10)의 내부로 유입되는 공기가 통과할 수 있는 통로로 이해할 수 있다. 그리고, 상기 공기덕트(18)에는 상기 팬수용홀(112)과 서로 연통되는 공기유입구(185)(도 3 참조)가 제공될 수 있다. 상기 공기유입구(185)와 상기 팬수용홀(112)은 서로 대응되도록 형성될 수 있다. 상기 공기덕트(18)의 상세한 구성은 도 5에서 더욱 상세히 설명한다.Meanwhile, an air duct 18 may be provided between the heat sink 12 and the fan support part 11 inside the frame 10 . The air duct 18 can be understood as a passage through which air introduced into the frame 10 through the fan accommodating hole 112 can pass. Also, an air inlet 185 (see FIG. 3 ) communicating with the fan accommodating hole 112 may be provided in the air duct 18 . The air inlet 185 and the fan accommodating hole 112 may be formed to correspond to each other. The detailed configuration of the air duct 18 is described in more detail in FIG. 5 .

도 3은 본 실시예에 따른 파워 스택의 분해 사시도이고, 도 4는 본 실시예에 따른 파워 스택의 부스바조립체를 제거한 정면도이다.3 is an exploded perspective view of the power stack according to the present embodiment, and FIG. 4 is a front view of the power stack according to the present embodiment with the busbar assembly removed.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 파워 스택(1)은 전력을 변환하기 위한 전력변환소자(14), 및 상기 전력변환소자(14)와 연결되는 회로기판(15)이 제공될 수 있다.3 and 4, the power stack 1 according to this embodiment is provided with a power conversion element 14 for converting power, and a circuit board 15 connected to the power conversion element 14. It can be.

상기 전력변환소자(14)는 상기 프레임(10)의 내부에 배치될 수 있다. 상기 전력변환소자(14)는 상기 회로기판(15)과 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고, 상기 전력변환소자(14)는 상기 히트싱크(12)에 접촉되도록 배치될 수 있다. 상기 전력변환소자(14)는 전력을 변환하기 위한 핵심부품으로써, 다소 고온의 열이 발생될 수 있다. 따라서, 상기 전력변환소자(14)를 상기 히트싱크(12)에 접촉시킴으로써, 상기 전력변환소자(14)에서 발생되는 열을 방출할 수 있다. The power conversion element 14 may be disposed inside the frame 10 . The power conversion element 14 may be electrically connected to the circuit board 15 . Also, the power conversion element 14 may be disposed to contact the heat sink 12 . The power conversion element 14 is a key component for converting power, and may generate somewhat high-temperature heat. Therefore, by bringing the power conversion element 14 into contact with the heat sink 12 , heat generated from the power conversion element 14 may be dissipated.

상기 전력변환소자(14)는 외부로부터 인가되는 직류전력을 교류전력으로 변환할 수 있다. 상기 전력변환소자(14)는 트랜지스터나 사이리스터 등의 스위칭 소자로써, 외부에서 인가되는 직류전력을 단속하여 구형파의 교류전력를 만들 수 있다. 상기 전력변환소자(14)에서 발생되는 구형파의 교류전력은 상기 리액터(13)에 의하여 안정화되어 소비처에 공급될 수 있다.The power conversion element 14 may convert DC power applied from the outside into AC power. The power conversion element 14 is a switching element such as a transistor or a thyristor, and can generate square wave AC power by intermittently intermittent DC power applied from the outside. Square wave AC power generated from the power conversion element 14 can be stabilized by the reactor 13 and supplied to consumers.

상기 전력변환소자(14)는 외부로부터 인가되는 직류전력의 용량에 따라 적어도 하나 이상으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 전력변환소자(14)는 IGBT로 제공될 수 있다. 또한, 상기 전력변환소자(14)는 FET 등과 같은 전류 또는 전압 등을 증폭시키기 위한 트랜지스터를 더 포함할 수 있다. At least one power conversion element 14 may be provided according to the capacity of DC power applied from the outside. For example, the power conversion element 14 may be provided as an IGBT. In addition, the power conversion element 14 may further include a transistor for amplifying current or voltage, such as an FET.

본 실시예의 상기 전력변환소자(14)는 제1전력변환소자(141)와 제2전력변환소자(142)로 제공될 수 있다. 상기 제1전력변환소자(141)와 상기 제2전력변환소자(142)는 서로 동일하거나, 서로 다른 소자로 제공될 수 있다. 본 실시예의 상기 제1전력변환소자(141)는 상기 제2전력변환소자(142)보다 다소 작은 크기의 소자를 복수개로 제공될 수 있다. 그리고, 상기 제2전력변환소자(142)는 하나로 제공될 수 있다. 이러한 사상에 제한되지 않는다.The power conversion element 14 of this embodiment may be provided as a first power conversion element 141 and a second power conversion element 142 . The first power conversion element 141 and the second power conversion element 142 may be provided as the same or different elements. The first power conversion element 141 of this embodiment may be provided with a plurality of elements having a slightly smaller size than the second power conversion element 142 . And, the second power conversion element 142 may be provided as one. It is not limited to these ideas.

상기 회로기판(15)은 상기 전력변환소자(14)와 연결되어 전기적 회로를 구성할 수 있다. 그리고, 상기 회로기판(15)은 PCB로 제공될 수 있다. 상기 회로기판(15)에는 다수의 소자들이 일면에 제공될 수 있다. 그리고, 다수의 소자들이 제공되는 상기 회로기판(15)의 일면은 상기 프레임(10)의 내부를 향하는 방향으로 배치될 수 있다.The circuit board 15 may be connected to the power conversion element 14 to configure an electric circuit. And, the circuit board 15 may be provided as a PCB. A plurality of elements may be provided on one side of the circuit board 15 . In addition, one surface of the circuit board 15 provided with a plurality of elements may be disposed in a direction toward the inside of the frame 10 .

상기 회로기판(15)은 일측이 상기 부스바조립체(16)에 고정될 수 있다. 그리고, 상기 회로기판(15)의 타측은 상기 공기덕트(18)에 고정될 수 있다. 또는 상기 회로기판(15)의 타측은 상기 프레임(10)에 연결될 수 있다. 이러한 사상에 제한되지 않는다.One side of the circuit board 15 may be fixed to the busbar assembly 16 . Also, the other side of the circuit board 15 may be fixed to the air duct 18 . Alternatively, the other side of the circuit board 15 may be connected to the frame 10 . It is not limited to these ideas.

본 실시예의 상기 회로기판(15)은 제1회로기판(151)과 제2회로기판(152)을 포함할 수 있다. 상기 제1회로기판(151)은 상기 제1전력변환소자(141)와 연결될 수 있다. 그리고, 상기 제2회로기판(152)은 상기 제2회로기판(152)과 연결될 수 있다. 이러한 사상에 제한되지 않으며, 상기 회로기판(15)은 다수개를 더 포함하거나, 서로 다른 전력변환소자(14)와 연결될 수 있다. The circuit board 15 of this embodiment may include a first circuit board 151 and a second circuit board 152 . The first circuit board 151 may be connected to the first power conversion element 141 . Also, the second circuit board 152 may be connected to the second circuit board 152 . It is not limited to this idea, and the circuit board 15 may further include a plurality or may be connected to different power conversion elements 14 .

한편, 상기 파워 스택(1)에서, 상기 전력변환소자(14)와 상기 회로기판(15)은 서로 연결되어 하나의 전력변환모듈을 형성할 수 있다. 상기 전력변환모듈에는 상기 제1회로기판(151)과 상기 제1전력변환소자(141) 및 상기 제2회로기판(152)과 상기 제2전력변환소자(142)가 포함될 수 있다. 그리고, 상기 전력변환모듈은 상기 파워 스택(1)이 변환할 수 있는 전력의 용량에 따라서 하나 이상으로 제공될 수 있다. 본 실시예의 상기 전력변환모듈은 3개가 제공된다. 이러한 사상에 제한되지 않는다.Meanwhile, in the power stack 1, the power conversion element 14 and the circuit board 15 may be connected to each other to form one power conversion module. The power conversion module may include the first circuit board 151, the first power conversion element 141, the second circuit board 152, and the second power conversion element 142. In addition, one or more power conversion modules may be provided according to the capacity of the power that the power stack 1 can convert. Three power conversion modules of this embodiment are provided. It is not limited to these ideas.

상기 부스바조립체(16)에는 상기 부스바조립체(16)의 일부를 통과하여 외부로 노출될 수 있는 단자를 커버하는 스너버(17)(Snubber)가 제공될 수 있다. 상기 스너버(17)는 상기 리액터(13), 상기 전력변환소자(14), 및 상기 회로기판(15)에 설치된 다수의 소자 등에 공급될 수 있는 서지 전압이나 링잉 전압을 흡수하기 위하여 연결되는 RC 직렬 분기이다. 또한, 상기 스너버(17)는 소자에 흐르는 전류의 급격한 변화를 방지하기 위해 직렬로 사용하는 작은 인덕턴스도 포함할 수 있다. 즉, 상기 스너버(17)는 “충격 방지구” 또는 “충격 방지쇠”를 칭할 수 있다.The busbar assembly 16 may be provided with a snubber 17 that passes through a portion of the busbar assembly 16 and covers a terminal exposed to the outside. The snubber 17 is connected to an RC connected to absorb a surge voltage or a ringing voltage that may be supplied to the reactor 13, the power conversion element 14, and a plurality of elements installed on the circuit board 15. is a serial branch. In addition, the snubber 17 may also include a small inductance used in series to prevent rapid change in current flowing through the device. That is, the snubber 17 may refer to an “impact protector” or “impact protector”.

도 5는 본 실시예에 따른 파워 스택의 내부를 유동하는 공기의 흐름을 나타내는 도면이다.5 is a diagram illustrating a flow of air flowing inside the power stack according to the present embodiment.

도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 공기덕트(18)는 상기 프레임(10)의 하부에 제공될 수 있다. 그리고, 상기 공기덕트(18)는 상기 프레임(10)의 내부에 배치될 수 있다. 상기 공기덕트(18)는 상기 프레임(10)의 내부로 유입되는 공기가 유동할 수 있는 통로로 이해할 수 있다.Referring to FIG. 5 , an air duct 18 according to the present embodiment may be provided below the frame 10 . Also, the air duct 18 may be disposed inside the frame 10 . The air duct 18 can be understood as a passage through which air introduced into the frame 10 can flow.

상기 공기덕트(18)는 상기 프레임(10)의 하단부에 제공되는 평판부(181)를 포함할 수 있다. 상기 평판부(181)는 상기 프레임(10)의 개구된 하면을 차폐할 수 있다. 그리고, 상기 평판부(181)에는 상기 팬수용홀(112)과 연통되는 공기유입구(185)가 제공될 수 있다. 즉, 상기 팬수용홀(112)을 통과한 외부공기는 상기 공기유입구(185)를 통과하여, 상기 공기덕트(18)의 내부로 유동할 수 있다.The air duct 18 may include a flat plate part 181 provided at the lower end of the frame 10 . The flat plate part 181 may shield the open lower surface of the frame 10 . An air inlet 185 communicating with the fan accommodating hole 112 may be provided in the flat plate part 181 . That is, outside air passing through the fan receiving hole 112 may flow into the air duct 18 through the air inlet 185 .

상기 공기덕트(18)에는 상기 평판부(181)와 연결되며, 상기 프레임(10)과 나란한 방향으로 연장되는 수직부(184)를 포함할 수 있다. 상기 수직부(184)는 상기 평판부(181)에서 연장되며, 상기 평판부(181)에서 수직한 방향으로 연장될 수 있다. 그리고, 상기 수직부(184)는 상기 프레임(10)의 양측면과, 상기 히트싱크(12)의 일부분을 커버하도록 제공될 수 있다. 다시 말하면, 상기 평판부(181)와 상기 수직부(184)를 연결하면, 두 면이 서로 연통되도록 개구된 다각형으로 제공될 수 있다.The air duct 18 may include a vertical portion 184 connected to the flat plate portion 181 and extending in a direction parallel to the frame 10 . The vertical part 184 extends from the flat plate part 181 and may extend in a direction perpendicular to the flat plate part 181 . Also, the vertical portion 184 may be provided to cover both side surfaces of the frame 10 and a portion of the heat sink 12 . In other words, if the flat plate part 181 and the vertical part 184 are connected, the two surfaces may be provided as an open polygon so as to communicate with each other.

상기 공기덕트(18)는 상기 평판부(181)의 일측에서 일부분이 경사지도록 절곡되는 경사부(182)를 포함할 수 있다. 상기 경사부(182)는 상기 평판부(181)의 단부에서 절곡될 수 있다. 그리고, 상기 경사부(182)는 상기 수직부(184)가 제공되지 않는 전방 또는 후방에 배치될 수 있다. The air duct 18 may include an inclined portion 182 bent so that a portion thereof is inclined at one side of the flat plate portion 181 . The inclined portion 182 may be bent at an end of the flat plate portion 181 . Also, the inclined portion 182 may be disposed at a front or rear side where the vertical portion 184 is not provided.

본 실시예의 상기 경사부(182)는 상기 프레임(10)의 오른쪽에서 왼쪽을 향하는 방향으로 절곡된 것으로 도시되었다. 이때, 상기 프레임(10)의 오른쪽을 상기 파워 스택(1)의 전방으로, 상기 프레임(10)의 왼쪽을 상기 파워 스택(1)의 후방으로 이해할 수 있다.The inclined portion 182 of this embodiment is shown as being bent from the right side of the frame 10 to the left side. At this time, the right side of the frame 10 can be understood as the front of the power stack 1, and the left side of the frame 10 can be understood as the rear of the power stack 1.

상기 경사부(182)의 일부분은 상기 히트싱크(12)에 연결될 수 있다. 이때, 상기 경사부(182)는 상기 히트싱크(12)과 나란한 방향으로 연장되는 연장부(183)가 제공될 수 있다. 상기 연장부(183)는 상기 프레임(10)의 후방에 배치되는 상기 수직부(184)와 나란한 방향으로 연장될 수 있다. A portion of the inclined portion 182 may be connected to the heat sink 12 . In this case, the inclined portion 182 may be provided with an extension portion 183 extending in a direction parallel to the heat sink 12 . The extension part 183 may extend in a direction parallel to the vertical part 184 disposed at the rear of the frame 10 .

즉, 상기 히트싱크(12)는 상기 수직부(184)와 상기 연장부(183)의 사이에 배치될 수 있다. 다시 말하면, 상기 히트싱크(12)는 상기 수직부(184)와 상기 연장부(183)의 사이에 형성된 공간에 삽입될 수 있다. 이러한 구성에 따르면, 상기 공기덕트(18)의 내부로 유입된 외부공기는 상기 히트싱크(12)로 바로 전달될 수 있다.That is, the heat sink 12 may be disposed between the vertical portion 184 and the extension portion 183 . In other words, the heat sink 12 may be inserted into a space formed between the vertical portion 184 and the extension portion 183 . According to this configuration, external air introduced into the air duct 18 may be directly transferred to the heat sink 12 .

한편, 상기 공기덕트(18)의 경사부(182)에는 공기유동홀(186)이 제공될 수 있다. 상기 공기유동홀(186)에 의하여 상기 경사부(182)를 유동하는 외부공기의 일부는 상기 공기유동홀(186)을 통과하여 상기 히트싱크(12)를 향하는 방향으로 유동할 수 있다.Meanwhile, an air flow hole 186 may be provided in the inclined portion 182 of the air duct 18 . A portion of the outside air flowing through the inclined portion 182 through the air flow hole 186 may pass through the air flow hole 186 and flow toward the heat sink 12 .

그리고, 상기 경사부(182)에는 상기 공기유동홀(186)에 인접하게 배치되는 유동가이드(19)가 제공될 수 있다. 상기 유동가이드(19)는 상기 공기유동홀(186)을 통과하여 상기 히트싱크(12)를 향하는 외부공기의 방향을 가이드할 수 있다. 예를 들어, 상기 유동가이드(19)는 상기 공기유동홀(186)로 배출되는 외부공기를 상기 전력변환소자(14)를 향하는 방향으로 안내할 수 있다. In addition, a flow guide 19 disposed adjacent to the air flow hole 186 may be provided on the inclined portion 182 . The flow guide 19 may guide a direction of external air toward the heat sink 12 passing through the air flow hole 186 . For example, the flow guide 19 may guide external air discharged through the air flow hole 186 toward the power conversion element 14 .

상기 유동가이드(19)는 상기 경사부(182)의 일츨에서 상기 전력변환소자(14)를 향하는 방향으로 연장될 수 있다. 그리고, 상기 유동가이드(19)는 일정한 각도로 경사질 수 있다. 상기 유동가이드(19)의 경사진 각도는 상기 공기유동홀(186)에서 배출되는 외부공기의 방향에 따라 조절될 수 있다. The flow guide 19 may extend in a direction toward the power conversion element 14 at the intersection of the inclined portion 182 . Also, the flow guide 19 may be inclined at a predetermined angle. An inclined angle of the flow guide 19 may be adjusted according to a direction of external air discharged from the air flow hole 186 .

상기 유동가이드(19)에 의하면, 상기 공기유동홀(186)을 통과하여 상기 프레임(10)의 내부로 배출되는 공기를 상기 전력변환소자(14)를 향하게 함으로써, 상기 전력변환소자(14)를 보다 빠르게 냉각할 수 있다. 또한, 상기 유동가이드(19)에 의하여 상기 전력변환소자(14)로 안내되는 외부공기의 일부는 상기 히트싱크(12)의 일면을 통과할 수 있으므로, 상기 히트싱크(12)의 냉각을 수행할 수 있다.According to the flow guide 19, by directing the air discharged into the frame 10 through the air flow hole 186 toward the power conversion element 14, the power conversion element 14 It can cool faster. In addition, since some of the external air guided to the power conversion element 14 by the flow guide 19 can pass through one surface of the heat sink 12, the heat sink 12 can be cooled. can

이러한 구성에 따르면, 상기 파워 스택(1)의 내부에는 제1공기유로(A1)와, 제2공기유로(A2)가 형성될 수 있다. According to this configuration, a first air passage A1 and a second air passage A2 may be formed inside the power stack 1 .

상기 제1공기유로(A1)는 상기 공기덕트(18)로 유입되어, 상기 히트싱크(12) 및 상기 리액터(13)를 냉각할 수 있는 외부공기의 유로를 칭할 수 있다. The first air passage A1 may refer to a passage of external air that flows into the air duct 18 and cools the heat sink 12 and the reactor 13 .

상기 제2공기유로(A2)는 상기 공기덕트(18)로 유입되어, 상기 공기유동홀(186)을 통과하여, 상기 유동가이드(19)에 의하여 상기 전력변환소자(14)를 냉각할 수 있는 외부공기의 유로를 칭할 수 있다.The second air flow path (A2) flows into the air duct 18, passes through the air flow hole 186, and cools the power conversion element 14 by the flow guide 19. It can refer to the flow path of external air.

결과적으로, 본 실시예에 따른 파워 스택(1)은 하부에서 상부를 향하는 상기 제1공기유로(A1)와 상기 제2공기유로(A2)를 형성함으로써, 상기 파워 스택(1)의 냉각효율을 증가시킬 수 있다. As a result, in the power stack 1 according to the present embodiment, the cooling efficiency of the power stack 1 is improved by forming the first air passage A1 and the second air passage A2 from the bottom to the top. can increase

또한, 상대적으로 온도가 낮은 하부의 공기를 유입하여 상기 파워 스택(1)의 내부를 냉각함으로써, 냉각효율이 더욱 상승될 수 있다. In addition, cooling efficiency may be further increased by introducing lower air having a relatively low temperature to cool the inside of the power stack 1 .

또한, 상기 파워 스택(1)에서 상대적으로 고온을 발생시키는 상기 리액터(13) 및 상기 전력변환소자(14)가 상기 회로기판(15)보다 상방으로 배치됨으로써, 상기 리액터(13) 및 상기 전력변환소자(14)의 열에 의하여 상기 회로기판(15)의 온도가 상승되는 문제를 예방할 수 있다.In addition, since the reactor 13 and the power conversion element 14, which generate a relatively high temperature in the power stack 1, are disposed above the circuit board 15, the reactor 13 and the power conversion A problem in which the temperature of the circuit board 15 increases due to the heat of the element 14 can be prevented.

그리고, 상기 파워 스택(1)의 냉각효율이 증가됨으로써, 상기 파워 스택(1)의 안전성 및 제품의 수명이 증가되는 장점을 가질 수 있다.In addition, as the cooling efficiency of the power stack 1 is increased, the safety of the power stack 1 and the lifespan of the product may be increased.

1 파워 스택 10 프레임
11 팬지지부 12 히트싱크
13 리액터 14 전력변환소자
15 회로기판 16 부스바조립체
17 스너버 18 공기덕트
19 유동가이드1 power stack 10 frames
11 fan support 12 heat sink
13 reactor 14 power conversion element
15 circuit board 16 bus bar assembly
17 snubber 18 air duct
19 Flow guide

Claims

A frame forming a body and having an inner space;
a heat sink disposed on one side of the frame;
a power conversion element contacting one surface of the heat sink and converting power;
a circuit board electrically connected to the power conversion element;
a busbar assembly disposed on the other side of the frame and covering a part of the power conversion device and the circuit board;
a reactor disposed in the inner space and stabilizing power;
a fan disposed at a lower portion of the frame and forcibly blowing outside air toward an upper portion of the frame; and
A power stack including an air duct through which the external air forcedly flowed by the fan passes.

in paragraph 1
In the air duct,
a flat plate part provided at a lower end of the frame and having an air inlet through which the external air introduced by the fan passes;
a vertical portion extending in a direction perpendicular to the flat plate portion;
At one side of the flat plate, a portion of the inclined portion is formed to be inclined at a predetermined angle; and
A power stack including an extension part extending from the inclined part and extending in a direction parallel to the vertical part.

According to claim 2,
In the inclined part,
an air flow hole through which a portion of the outside air flowing through the air duct passes; and
A power stack including a flow guide for guiding external air passing through the air flow hole in a direction toward the power conversion element.

According to claim 3,
An air outlet through which air flowing in an inner space of the frame is discharged to an outer space is provided at an upper end of the frame.

According to claim 4,
The power stack further includes a fan for discharging air in the inner space to the outside at the air outlet.

According to claim 4,
Inside the frame,
a first air flow path that is introduced into the air inlet, flows through the air duct, and is discharged to the outside through the air outlet; and
A power stack including a second air flow path that is introduced into the air inlet, passes through the air flow hole of the air duct, and flows outside the air duct.

According to claim 1,
The heat sink is located above the fan,
The reactor is disposed above the heat sink,
The air duct is provided between the fan and the heat sink.

According to claim 7,
A part of the heat sink is connected to the air duct.

According to claim 1,
The power conversion element and the circuit board form one power conversion module including a plurality of power conversion elements and a plurality of circuit boards,
The power conversion module is provided as at least one or more power stacks.

According to claim 1,
The power conversion element and the reactor are disposed above the circuit board.