KR102663609B1 - 전력변환 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 전력변환 장치는 복수의 셀을 포함하며 모터의 특성에 따라 상기 셀의 개수 및 배열이 결정된 커패시터; 상기 커패시터를 기준으로 양 측면에 분리되어 배치되는 전력변환 모듈; 냉각수가 흐르는 복수의 냉각튜브를 포함하고, 상기 커패시터와 상기 전력변환 모듈 사이에 위치하며, 상기 커패시터 및 상기 전력변환 모듈에 면접촉하여 상기 커패시터 및 상기 전력변환 모듈을 냉각시키되, 상기 모터의 특성 따라 복수의 냉각튜브 중 어느 하나의 냉각 튜브의 길이가 결정된 제1 냉각기; 및 상기 커패시터, 상기 전력변환 모듈 및 상기 제1 냉각기가 조립되는 하우징;을 포함할 수 있다.

Description

전력변환 장치{POWER CONVERTING APPARATUS}
본 발명은 전력변환 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다양한 출력량을 출력할 수 있는 전력변환 장치에 관한 것이다.
친환경 자동차의 전력변환 장치는 고전압 배터리로부터 DC 전류를 입력받아 AC 전류로 변환하여 모터로 공급하며, AC 전류의 크기 및 상을 조정하여 모터의 토크와 회전속도를 제어한다. 근래의 전력변환 장치는 고전압 와이어를 삭제하고 차량의 조립성을 개선하기 위해 모터 및 감속기에 직접 체결되는 PE(Power Electric) 모듈로 구성되고 있다. 일반적으로 PE 모듈은 모터와 감속기가 측방으로 연결되며 그 상방에 전력변환 장치가 위치한다.
한편, 친환경 자동차가 대중화되면서 모터의 출력이 다양화되고 있는 가운데 각각의 모터 출력에 따라 전력변환 장치를 개별적으로 개발해야 하는 문제가 발생하고 있다. 이는 출력에 따른 모터와 전력변환 장치의 부피 변환 경향이 다르기 때문이다. 구체적으로, 모터는 출력이 바뀌면 원통 형상의 직경은 동일하고 축 방향의 길이가 달라지게 된다. 반면에, 전력변환 장치는 출력이 결정되면 내부부품 중 전력변환 모듈의 스위치 소자 개수와 커패시터 등의 크기가 바뀌어 부피가 전반적으로 커지거나 작아지게 된다.
이와 같은 이유로 종래의 전력변환 장치들은 모터 출력이 결정되면 브라켓이나 트리이로 모터와 체결하거나 신규 패키지 컨셉을 개발하여 대응하고 있는데, 전자의 경우에는 구조 강성 등이 저하되는 한계가 있고, 후자의 경우 개발 기간 및 비용이 과다하게 소모되는 한계가 있다. 이에 따라, 요구 출력이 결정됨에 따라 용이하게 해당 요구 출력을 용이하게 출력할 수 있는 전력변환 장치의 개발이 필요한 실정이다.
KR 10-2013-0065390
상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 본 발명은 모터의 특성에 따라 용이하게 요구 출력을 출력할 수 있는 전력변환 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전력변환 장치는 복수의 셀을 포함하며 모터의 특성에 따라 상기 셀의 개수 및 배열이 결정된 커패시터; 상기 커패시터를 기준으로 양 측면에 분리되어 배치되는 전력변환 모듈; 냉각수가 흐르는 복수의 냉각튜브를 포함하고, 상기 커패시터와 상기 전력변환 모듈 사이에 위치하며, 상기 커패시터 및 상기 전력변환 모듈에 면접촉하여 상기 커패시터 및 상기 전력변환 모듈을 냉각시키되, 상기 모터의 특성 따라 복수의 냉각튜브 중 어느 하나의 냉각 튜브의 길이가 결정된 제1 냉각기; 및 상기 커패시터, 상기 전력변환 모듈 및 상기 제1 냉각기가 조립되는 하우징;을 포함할 수 있다.
상기 제1 냉각기는, 상기 커패시터의 양 측면에 위치하는 제1 냉각튜브 및 제2 냉각튜브와 상기 커패시터의 일면에 위치하는 제3 냉각튜브를 포함하며, 상기 제1 냉각튜브 및 상기 제2 냉각튜브는 상기 커패시터와 상기 전력변환 모듈 사이에 위치할 수 있다.
상기 모터의 특성에 기반하여 상기 커패시터의 셀의 개수 및 배열이 결정됨에 따라 상기 제3 냉각튜브의 길이가 결정될 수 있다.
상기 제1 냉각튜브 및 상기 제2 냉각튜브의 길이는 상기 제1 냉각튜브 및 상기 제2 냉각튜브에 배치되는 상기 전력변환 모듈의 개수에 따라 결정될 수 있다.
상기 하우징은 상기 모터가 수용되는 모터 하우징의 상방에 위치하며, 상기 제1 냉각튜브 및 상기 제2 냉각튜브 중 적어도 하나의 길이는 상기 모터 하우징의 직경 길이와 대략 일치할 수 있다.
상기 냉각수가 흐르는 복수의 냉각 튜브를 포함하며 상기 전력변환 모듈을 냉각시키는 제2 냉각기;를 더 포함하고, 상기 전력변환 모듈은 상기 제1 냉각기 및 상기 제2 냉각기 사이에 배치될 수 있다.
상기 제2 냉각기는, 상기 제1 냉각튜브 및 상기 제2 냉각튜브와 평행하게 배치되는 제4 냉각튜브 및 제5 냉각튜브와 상기 제4 냉각튜브 및 상기 제5 냉각튜브를 커버하는 냉각기 커버를 포함하며, 상기 제1 냉각튜브 및 상기 제2 냉각튜브와 상기 제4 냉각튜브 및 상기 제5 냉각튜브 사이에 상기 전력변환 모듈이 배치될 수 있다.
상기 제1 냉각튜브 및 상기 제4 냉각튜브와 상기 제2 냉각튜브 및 상기 제5 냉각튜브가 연결되는 각 냉각튜브의 일단부 사이에는 제1 가스켓이 삽입되어 각 냉각튜브에서의 누수를 방지할 수 있다.
상기 제2 냉각기에는 상기 냉각수가 입출력되는 입구부 및 출구부가 형성될 수 있다.
상기 입구부 및 출구부는 그르부가 형성된 관 형상이며, 상기 입구부 및 상기 출구부에는 제2 가스켓이 장착되어 상기 입구부 및 상기 출구부로부터의 누수를 방지할 수 있다.
상기 하우징은, 상기 냉각수가 유입되는 냉각수 유입부; 상기 제1 냉각기 및 상기 제2 냉각기를 순환한 상기 냉각수가 유출되는 냉각수 유출부; 및 상기 개방된 하우징의 상면을 커버하는 하우징 커버;를 포함할 수 있다.
상기 냉각수 유입부 및 상기 냉각수 유출부는 상기 제2 냉각기의 입구부 및 출구부와 연결될 수 있다.
상기 전력변환 모듈을 제어하며 상기 커패시터 상방에 위치하는 제어보드;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 모터의 특성에 따라, 커패시터의 3면에 접촉하는 제1 냉각기에서 전력변환 모듈이 장착되지 않은 제3 냉각튜브의 길이만을 결정함으로써, 증대된 커패시터의 가로 길이에 대응되는 냉각기를 용이하게 구성할 수 있다. 즉, 모터의 다양한 특성에 대응 가능한 전력변환 장치를 제공할 수 있다.
또한, 제1 냉각튜브 및 제2 냉각튜브를 커패시터와 전력변환모듈 사이에 위치시키고 제3 냉각튜브를 커패시터의 일면에 면접촉하여 위치시킴으로써, 단일 냉각유로를 통해 복수의 전력변환 모듈 및 커패시터의 3면을 동시에 냉각시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전력변환 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전력변환 장치에서 제1 냉각기 및 제2 냉각기의 세부 구성을 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전력변환 장치에서, 전력변환 모듈이 커패시터의 양측으로 분리되어 배치된 구조를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전력변환 장치에서, 냉각수의 입출력 흐름을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 전력변환 장치에서, 모터의 특성에 기반하여 커패시터 내의 셀의 개수 및 배열이 결정됨에 따라 제3 냉각튜브의 길이가 결정되는 것을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전력변환 장치가 모터 및 감속기와 결합된 것을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력변환 장치를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력변환 장치를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부의 도면을 참조하여 다양한 실시 형태에 따른 전력변환 장치에 대해 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전력변환 장치의 분해 사시도이고, 도 2는 제1 냉각기 및 제2 냉각기의 세부 구성을 나타내는 분해 사시도이며, 도 3은 전력변환 모듈이 커패시터의 양측으로 분리되어 배치된 구조를 보여주는 도면이고, 도 4는 냉각수의 입출력 흐름을 보여주는 도면이며, 도 5는 모터의 특성에 기반하여 커패시터 내의 셀의 개수 및 배열이 결정됨에 따라 제3 냉각튜브의 길이가 결정된 것을 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전력변환 장치가 모터 및 감속기와 결합된 것을 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 전력변환 장치는 커패시터(100), 전력변환 모듈(200), 제1 냉각기(300) 및 하우징(500)을 포함하며, 제2 냉각기(400)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
커패시터(100)는 복수의 셀(110)을 포함하여 구성되며 모터(600)의 특성에 따라 셀(110)의 개수 및 그 배열이 결정될 수 있다. 이때, 모터의 특성은 모터의 최대 출력, 모터의 외경, 길이, 체적 및 정격 출력 등을 포함할 수 있다. 아울러, 커패시터(100)는 차량의 배터리(미도시)로부터 직류전류를 공급받아 전력변환 모듈(200)에 해당 직류전류를 공급할 수 있다. 구체적으로, 도 3을 참조하면, 커패시터(100)의 하면에는 전력변환 모듈(200)에 직류전류를 공급하는 전류공급 단자(120) 및 전력변환 모듈(200)로부터 출력되는 전류를 모터(600)에 전달하는 버스바(130)가 구비될 수 있다. 여기서, 전력변환 장치의 출력터미널(940)은 모터(600)에 연결되고 버스바(130)는 출력터미널(940)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 커패시터(100)로부터 직류전류가 전력변환 모듈(200)로 공급되고, 전력변환 모듈(200)에서 변환된 교류전류는 버스바(130) 및 출력터미널(940)을 통해 모터(600)에 공급되어 모터(600)를 구동시킬 수 있다.
전력변환 모듈(200)은 복수의 스위칭 소자를 포함하여 구성되며 커패시터(100)로부터 공급된 직류전류를 교류전류로 변환하는 역할을 한다. 아울러, 본 발명에서 전력변환 모듈(200)은 도 3에 도시된 바와 같이 커패시터(100)를 기준으로 양 측면에 분리되어 배치될 수 있다.
일반적으로, 커패시터와 전력변환 모듈 사이의 직류전류가 연결되는 경로에서는 스트레이 인덕턴스가 발생할 수 있는데 이를 최소화하기 위해서는 커패시터와 전력변환 모듈의 물리적인 거리를 최소화해야 할 필요가 있다. 종래의 전력변환 장치에서는 전력변환 모듈을 일렬로 배치하고 커패시터를 최대한 인접시켜 스트레이 인덕턴스를 저감하였다. 하지만, 전력변환 모듈의 용량이 커져서 전력변환 모듈의 부피가 커질 경우, 커패시터도 전력변환 모듈을 일렬로 배치한 길이만큼 길어져야 했고 결과적으로 전력변환 장치의 전체 부피가 커진다는 한계점이 있었다.
본 발명에서는 상술한 바와 같이 커패시터(100)를 기준으로 전력변환 모듈(200)을 양 측면에 분리하여 배치하고, 커패시터 입력단자(120)와 전력변환 모듈 입력단자(210)를 연결하여 커패시터(100)와 전력변환 모듈(200) 간의 물리적인 거리를 최소화 시킴으로써 스트레이 인덕턴스를 저감시킬 수 있다. 아울러, 전력변환 모듈(200)을 커패시터(100)의 양 측면에 분리하여 배치함으로써 전력변환 모듈(200)의 용량이 커지더라도 커패시터(100)의 부피를 증가시키지 않아도 되며 결과적으로 전력변환 장치의 전체 부피도 최소화 시킬 수 있다.
실시예에 따라, 전력변환 모듈(200)은 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 등일 수 있다. 하지만, 이는 일실시예일 뿐 이외에도 다양한 반도체 소자가 본 발명에서의 전력변환 모듈로서 사용될 수 있다.
한편, 도면에 상세히 도시하지는 않았으나, 전력변환 모듈(200)은 전력변환 모듈 입력단자(210) 및 전력변환 모듈 출력단자(220)를 포함할 수 있다. 이때, 전력변환 모듈 입력단자(210)는 커패시터(100)로부터 직류전류를 공급받으며, 전력변환 모듈 출력단자(220)는 전력변환 모듈(200) 내의 복수의 스위칭 소자를 통해 직류전류를 변환시킨 교류전류를 출력할 수 있다. 이때, 전력변환 모듈 출력단자(220)는 버스바(130)와 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 냉각기(300)는 냉각수가 흐르는 복수의 냉각튜브를 포함하고 커패시터(100)와 전력변환 모듈(200) 사이에 위치할 수 있다. 또한, 제1 냉각기(300)는 커패시터(100) 및 전력변환 모듈(200)의 면에 면접촉하여 커패시터(100) 및 전력변환 모듈(200)을 냉각시킬 수 있다. 아울러, 제1 냉각기(300)는 모터(600)의 특성에 따라 복수의 냉각튜브 중 어느 하나의 냉각튜브의 길이가 결정될 수 있다. 실시예에 따라, 제1 냉각기(300)는 모터(600)의 최대 출력량 등에 따라 복수의 냉각튜브 중 어느 하나의 냉각튜브의 길이가 결정될 수 있다.
구체적으로, 도 4를 참조하면 제1 냉각기(300)는 커패시터(100)의 양 측면에 위치하는 제1 냉각튜브(310) 및 제2 냉각튜브(320)와, 커패시터(100)의 일면에 위치하는 제3 냉각튜브(330)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 냉각튜브(310) 및 제2 냉각튜브(320)는 커패시터(100)와 전력변환모듈(200) 사이에 위치할 수 있다.
한편, 종래에는 전력변환 모듈은 냉각기로 냉각시키고 커패시터는 하우징에 별도의 유로를 구성하여 냉각시키거나 냉각기의 1면을 커패시터에 접촉시켜 해당 커패시터를 냉각시켰다. 하지만, 상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 제1 냉각튜브(310) 및 제2 냉각튜브(320)를 커패시터(100)와 전력변환모듈(200) 사이에 위치시키고 제3 냉각튜브(330)를 커패시터100)의 일면에 면접촉하여 위치시킴으로써, 단일 냉각유로를 통해 복수의 전력변환 모듈(200) 및 커패시터(100)의 3면을 동시에 냉각시킬 수 있다. 아울러, 전력변환 모듈(200)의 양면을 냉각시키는 동시에 커패시터(100)의 3면을 냉각시킬 수 있음으로써, 전력변환 장치의 전체적인 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.
아울러, 제1 냉각튜브(310) 및 제2 냉각튜브(320)의 길이는 제1 냉각튜브(310) 및 제2 냉각튜브(320)에 배치되는 전력변환 모듈(200)의 개수에 기반하여 결정될 수 있다. 실시예에 따라, 도 4에 도시된 바와 같이 제1 냉각튜브(210)에 2개의 전력변환 모듈(200)이 배치되고, 제2 냉각튜브(220)에 1개의 전력변환 모듈(200)이 배치되는 경우, 제1 냉각튜브(310)의 길이는 제2 냉각튜브(320)의 길이보다 길게 형성될 수 있다.
더 나아가, 제3 냉각튜브(330)는 모터(600)의 특성에 따라 커패시터(100)의 셀(110)의 개수 및 배열이 결정됨에 따라 그 길이가 결정될 수 있다. 도 5는 모터의 특성에 따라 커패시터 내의 셀의 개수 및 배열이 결정됨에 따라 제3 냉각튜브의 길이가 결정된 것을 나타내는 도면이다. 도 5에서 좌측은 특성이 작은 모터(600)의 전력변환 장치를 나타내며 우측은 특성이 상대적으로 큰 모터(600)의 전력변환 장치를 나타낸다.
일반적으로, 모터(600)의 최대 출력량이 증가하면, 전력변환 모듈(200)에 흐르는 전류가 증가하여야 하며, 이에 따라 커패시터(100)의 용량도 증가하여야 하고, 커패시터(100)의 용량을 증가시키기 위해서는 커패시터 셀(110)의 개수를 증가시켜야 한다. 본 발명에서는 모터(600)의 최대 출력량이 증가됨에 따라 커패시터(100)의 셀(110)의 개수를 증가시키되 셀(110)의 배열을 도 5에 도시된 바와 같이 세로방향은 변경시키지 않고 가로방향만 변경시키며, 결정된 가로방향의 길이만큼 제3 냉각튜브(330)의 길이를 결정시킬 수 있다.
이처럼, 본 발명에 따르면, 모터(600)의 특성이 결정됨에 따라, 커패시터(100)의 3면에 접촉하는 제1 냉각기(300)에서 전력변환 모듈(200)이 장착되지 않은 제3 냉각튜브(330)의 길이만을 결정함으로써, 증대된 커패시터(100)의 가로 길이에 대응되는 냉각기를 용이하게 구성할 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면, 상술한 방식에 따라 모터(600)의 다양한 특성에 대응 가능한 전력변환 장치를 제공할 수 있다.
제2 냉각기(400)는 냉각수가 흐르는 복수의 냉각튜브를 포함하며, 전력변환 모듈(200)을 냉각시킬 수 있다. 이때, 제2 냉각기(400)는 실시예에 따라 제1 냉각기(300)와 별도로 형성된 냉각기일 수 있고, 다른 실시예에 따라 제1 냉각기(300)와 일체 형성된 냉각기일 수도 있다. 여기서, 전력변환 모듈(200)은 제1 냉각기(300) 및 제2 냉각기(400) 사이에 배치될 수 있으며, 이에 따라 제1 냉각기(300) 및 제2 냉각기(400)에 의해 전력변환 모듈(200)의 양면이 냉각됨으로써, 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.
구체적으로, 도 2 및 도 4를 참조하면, 제2 냉각기(400)는 제1 냉각튜브(310) 및 제2 냉각튜브(320)와 평행하게 배치되는 제4 냉각튜브(410) 및 제5 냉각튜브(420)를 포함하며, 제1 냉각튜브(310) 및 제2 냉각튜브(320)와 제4 냉각튜브(410) 및 제5 냉각튜브(420) 사이에 전력변환 모듈(200)이 배치될 수 있다. 아울러, 제4 냉각튜브(410) 및 제5 냉각튜브(420)를 커버하는 냉각기 커버(450)를 더 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 제1 냉각튜브(310) 및 제4 냉각튜브(410)와 제2 냉각튜브(320) 및 제5 냉각튜브(420)가 연결되는 일단부 사이에는 제1 가스켓(700)이 삽입되어 각 냉각튜브에서의 누수를 방지할 수 있다.
아울러, 제2 냉각기(400)에는 냉각수가 입출력되는 입구부((430) 및 출구부(440)가 형성될 수 있다. 구체적으로, 입구부(430) 및 출구부(440)는 제4 냉각튜브(410) 및 제5 냉각튜브(420)에서 제1 가스켓(700)이 삽입되는 반대측 끝단부에 형성될 수 있다. 여기서, 입구부(430) 및 출구부(440)는 그르부가 형성된 관 형상이며, 입구부(430) 및 출구부(440)에는 제2 가스켓(800)이 장착되어 입구부(430) 및 출구부(440)로부터의 누수를 방지할 수 있다.
하우징(500)에는 커패시터(100), 전력변환 모듈(200), 제1 냉각기(300) 및 제2 냉각기(400)가 조립될 수 있다. 구체적으로, 하우징(500)은 냉각수가 유입되는 냉각수 유입부(510), 제1 냉각기(300) 및 제2 냉각기(400)를 순환한 냉각수가 유출되는 냉각수 유출부(520) 및 개방된 하우징의 상면을 커버하는 하우징 커버(530)을 포함하여 구성될 수 있다. 아울러, 냉각수 유입부(510) 및 냉각수 유출부(520)는 제2 냉각기(400)의 입구부(430) 및 출구부(440)와 연결될 수 있다. 이에 따라, 도 4에 도시된 바와 같이, 냉각수 유입부(510)를 통해 제2 냉각기(400)의 입구부(430)로 입력된 냉각수는 제2 냉각기(400) 및 제1 냉각기(300)를 순환하며 전력변환 모듈(200) 및 커패시터(100)를 냉각시킨 후 제2 냉각기(400)의 출구부(440) 및 냉각수 유출부(520)를 통해 유출될 수 있다.
한편, 도 6을 참조하면, 하우징(500)은 모터가 수용되는 모터 하우징(610)의 상방에 위치할 수 있으며, 이때 제1 냉각튜브(310) 및 제2 냉각튜브(320) 중 적어도 하나의 길이는 모터 하우징(610)의 직경 길이와 대략 일치할 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전력변환 장치는 전력변환 모듈을 제어하며 커패시터 상방에 위치하는 제어보드(910), 게이트보드(920), 차폐판(930) 및 전류센서(950) 등을 더 포함할 수 있다. 여기서, 제어보드(910) 및 게이트보드(920)는 와이어 등을 통해 연결될 수 있으며, 전력변환 모듈(200)을 제어하는 역할을 한다. 아울러, 게이트보드(920)는 전력변환 모듈(200)의 신호단(미도시)과 연결될 수 있으며, 신호단을 통해 전력변환 모듈(200)에 제어신호를 인가하여 전력변환 모듈(200)에서 변환되는 전류의 크기 등을 제어할 수 있다. 더 나아가, 제어보드(910)는 차량의 신호단 등과 연결되어 차량으로부터 수신한 제어신호에 기반하여 전력변환 장치 전체를 제어할 수 있다. 또한, 차폐판(930)은 전력변환 모듈(200)에서 발생하는 전자파가 제어보드(910)에 전달되는 것을 차단하는 역할을 한다. 아울러, 전류센서(950)는 출력터미널(940)에 장착되어 버스바(130)에서의 전류를 센싱하여 해당 센싱 정보를 제어보드(910)에 전달하는 역할을 한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력변환 장치를 나타내는 도면이고, 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력변환 장치를 나타내는 도면이다. 실시예에 따라 전력변환 모듈에 더 많은 냉각 성능이 필요한 경우 도 7에 도시된 바와 같이 제2 냉각튜브(320) 및 제5 냉각튜브(520)를 연장하여 제1 냉각튜브(310), 제2 냉각튜브(320), 제4 냉각튜브(410) 및 제5 냉각튜브(420)의 길이를 동일하게 구성할 수 있다. 아울러, 전력변환 모듈(200)이 보다 많이 사용되는 경우에는 도 8에 도시된 바와 같이 제2 냉각기의 냉각튜브(410,420)를 연장시킴으로써 전력변환 모듈을 효과적으로 냉각시킬 수 있다.
10: 전력변환 장치
100: 커패시터 110: 셀
120: 전류공급 단자 130: 버스바
200: 전력변환 모듈 210: 전력변환 모듈 입력단자
220: 전력변환 모듈 출력단자
300: 제1 냉각기
310: 제1 냉각튜브 320: 제2 냉각튜브
330: 제3 냉각튜브 400: 제2 냉각기
410: 제4 냉각튜브 420: 제5 냉각튜브
430: 입구부 440: 출구부
450: 제2 냉각기 커버
500: 하우징 510: 냉각수 유입부
520: 냉각수 유출부 530: 하우징 커버
600: 모터 610: 모터 하우징
700: 제1 가스켓 800: 제2 가스켓
910: 제어보드 920: 게이트보드
930: 차폐판 940: 출력 터미널
950: 전류 센서 960: 감속기

Claims (13)

  1. 복수의 셀을 포함하며 모터의 특성에 따라 상기 셀의 개수 및 배열이 결정된 커패시터;
    상기 커패시터를 기준으로 양 측면에 분리되어 배치되는 전력변환 모듈;
    냉각수가 흐르는 복수의 냉각튜브를 포함하고, 상기 커패시터와 상기 전력변환 모듈 사이에 위치하며, 상기 커패시터 및 상기 전력변환 모듈에 면접촉하여 상기 커패시터 및 상기 전력변환 모듈을 냉각시키되, 상기 모터의 특성 따라 복수의 냉각튜브 중 어느 하나의 냉각 튜브의 길이가 결정된 제1 냉각기; 및
    상기 커패시터, 상기 전력변환 모듈 및 상기 제1 냉각기가 조립되는 하우징;을 포함하고,
    상기 제1 냉각기는, 상기 커패시터의 양 측면에 위치하는 제1 냉각튜브 및 제2 냉각튜브와, 상기 제1 냉각튜브 및 상기 제2 냉각튜브를 연통시키며 상기 커패시터의 양 측면 사이의 일면에 접촉하는 제3 냉각튜브를 포함하며,
    상기 제1 냉각튜브 및 상기 제2 냉각튜브는 상기 커패시터와 상기 전력변환 모듈 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 전력변환 장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 모터의 특성에 기반하여 상기 커패시터의 셀의 개수 및 배열이 결정됨에 따라 상기 제3 냉각튜브의 길이가 결정되는 것을 특징으로 하는 전력변환 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 냉각튜브 및 상기 제2 냉각튜브의 길이는 상기 제1 냉각튜브 및 상기 제2 냉각튜브에 배치되는 상기 전력변환 모듈의 개수에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 전력변환 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 하우징은 상기 모터가 수용되는 모터 하우징의 상방에 위치하며,
    상기 제1 냉각튜브 및 상기 제2 냉각튜브 중 적어도 하나의 길이는 상기 모터 하우징의 직경 길이와 일치하는 것을 특징으로 하는 전력변환 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉각수가 흐르는 복수의 냉각 튜브를 포함하며 상기 전력변환 모듈을 냉각시키는 제2 냉각기;를 더 포함하고,
    상기 전력변환 모듈은 상기 제1 냉각기 및 상기 제2 냉각기 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 전력변환 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제2 냉각기는, 상기 제1 냉각튜브 및 상기 제2 냉각튜브와 평행하게 배치되는 제4 냉각튜브 및 제5 냉각튜브와 상기 제4 냉각튜브 및 상기 제5 냉각튜브를 커버하는 냉각기 커버를 포함하며,
    상기 제1 냉각튜브 및 상기 제2 냉각튜브와 상기 제4 냉각튜브 및 상기 제5 냉각튜브 사이에 상기 전력변환 모듈이 배치되는 것을 특징으로 하는 전력변환 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 냉각튜브 및 상기 제4 냉각튜브와 상기 제2 냉각튜브 및 상기 제5 냉각튜브가 연결되는 각 냉각튜브의 일단부 사이에는 제1 가스켓이 삽입되어 각 냉각튜브에서의 누수를 방지하는 것을 특징으로 하는 전력변환 장치.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 제2 냉각기에는 상기 냉각수가 입출력되는 입구부 및 출구부가 형성되는 것을 특징으로 하는 전력변환 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 입구부 및 출구부는 그르부가 형성된 관 형상이며, 상기 입구부 및 상기 출구부에는 제2 가스켓이 장착되어 상기 입구부 및 상기 출구부로부터의 누수를 방지하는 것을 특징으로 하는 전력변환 장치.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 하우징은,
    상기 냉각수가 유입되는 냉각수 유입부;
    상기 제1 냉각기 및 상기 제2 냉각기를 순환한 상기 냉각수가 유출되는 냉각수 유출부; 및
    개방된 하우징의 상면을 커버하는 하우징 커버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력변환 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 냉각수 유입부 및 상기 냉각수 유출부는 상기 제2 냉각기의 입구부 및 출구부와 연결되는 것을 특징으로 하는 전력변환 장치.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 전력변환 모듈을 제어하며 상기 커패시터 상방에 위치하는 제어보드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력변환 장치.
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