KR20110098316A - Refrigeration structure of inverter for a vehicle - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 하우징에 결합된 흡입포트로부터 유입되는 냉매를 가압하여 토출포트를 통하여 토출하며 하우징의 외측면 상에 결합되는 인버터에 의하여 제어되는 차량용 전동식압축기의 인버터 냉각 구조로서, 인버터는 히트싱크를 구비하는 전력 모듈을 포함하고, 하우징의 내부에는 유입 냉매가 흐르는 냉각유로를 히트싱크에 대응되는 위치를 경유하도록 유도 형성하여, 유입 냉매로 인하여 인버터를 냉각하는 차량용 전동식압축기의 인버터 냉각 구조를 제공한다.
따라서, 전동식압축기로 유입되는 냉매가 흐르는 냉각유로를 상기 인버터의 IPM 히트싱크에 대응하는 위치를 경유하도록 형성하였기 때문에 상기 IPM의 히트싱크 및 상기 인버터의 냉각효과를 향상시킬 수 있다.The present invention is an inverter cooling structure of an electric motor-driven compressor controlled by an inverter which pressurizes a refrigerant flowing from a suction port coupled to a housing and discharges it through a discharge port and is coupled on an outer surface of the housing. It includes a power module provided, and the inside of the housing to form a cooling flow path through which the inflow coolant flows through a position corresponding to the heat sink, thereby providing an inverter cooling structure of the electric motor compressor for a vehicle to cool the inverter due to the inflow coolant. .
Therefore, since the cooling flow path through which the refrigerant flowing into the electric compressor flows is formed to pass through a position corresponding to the IPM heat sink of the inverter, the cooling effect of the heat sink of the IPM and the inverter can be improved.
Description
본 발명은 차량용 전동식압축기의 인버터 냉각 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전동식압축기 내로 유입되는 냉매를 이용한 차량용 전동식압축기의 인버터 냉각 구조에 관한 것이다.The present invention relates to an inverter cooling structure of a vehicle electric compressor, and more particularly, to an inverter cooling structure of a vehicle electric compressor using a refrigerant flowing into the electric compressor.
일반적으로 차량용 전동식압축기는 냉매를 압축하는 기능을 하며, 인버터를 통하여 그 회전속도가 제어된다. 도 1을 참조하면, 상기 전동식압축기는 원통형상의 하우징(10)을 구비하며, 상기 하우징(10)에는 냉매가 유입되는 흡입포트(12)와 상기 흡입포트(12)를 통하여 유입된 냉매가 토출되는 토출포트가 형성되어, 상기 흡입포트(12)로부터 유입되는 냉매를 가압하여 상기 토출포트로 가압된 상기 냉매를 토출한다. 이에, 상기 인버터(20)는 상기 하우징(10)의 외측면 상에 결합하고, 전력모듈인 IPM(Intelligent Power Module;30)을 사용하여 상기 전동식압축기의 구동 RPM을 제어한다. In general, a motor-driven electric compressor functions to compress the refrigerant, and its rotation speed is controlled through an inverter. Referring to FIG. 1, the electric compressor includes a
그런데, 상기 IPM(30)을 구비하는 인버터(20)는 그 특성상 높은 열이 발생하게 되는데, 이에 상기 IPM(30)에 히트싱크(heat sink;32)를 결합하여 자연 대류에 의하여 상기 IPM(30)의 냉각시킨다. 하지만, 상기한 히트싱크(32)로는 상기 IPM(30)의 충분한 냉각효과를 얻을 수 없다. 이를 해결하기 위하여, 상기 전동식압축기 내로 유입되는 냉매를 이용하여, 상기 IPM(30)의 히트싱크(32)를 냉각시키는 방법이 생각될 수 있다.However, the
도 2는 상기한 전동식압축기의 냉매를 이용한 인버터의 냉각구조를 나타내는 도면으로, 상기 IPM(30)은 상기 전동식압축기의 일측면에 결합하며, 상기 IPM(30)의 히트싱크(32)는 양측에 위치하는 제1 및 제2체결부재(41,42)를 통하여 상기 하우징(10)에 체결되고, 흡입포트(12)를 통하여 유입되는 냉매의 냉각유로는 상기 전동식압축기의 하우징(10) 또는 모터(stator)의 축방향으로 흐르되 상기 제1 및 제2체결부재(41,42)의 간섭을 벗어난 상기 IPM(30)의 히트싱크(32)의 상하측으로 지나면서 형성된다.2 is a view showing the cooling structure of the inverter using the refrigerant of the electric compressor, wherein the
그런데, 상기한 전동식압축기의 인버터 냉각구조는, 상기 제1 및 제2체결부재(41,42)에 의하여 상기 냉각유로가 정작 냉각하고자 하는 IPM(30)의 히트싱크(32)에 대응하는 위치에 형성되지 않기 때문에, 상기 인버터(20)의 냉각을 효과적으로 수행할 수 없는 문제점이 있다.However, the inverter cooling structure of the electric compressor is located at a position corresponding to the
본 발명은, 전동식압축기로 유입되는 냉매가 흐르는 냉각유로를 상기 인버터의 IPM 히트싱크에 대응하는 위치를 경유하도록 형성하여 상기 IPM의 히트싱크 및 상기 인버터의 냉각효과를 향상시킬 수 있는 차량용 전동식압축기의 인버터 냉각 구조를 제공하는데 목적이 있다.The present invention provides a vehicle electric compressor that can improve the cooling effect of the heat sink of the IPM and the inverter by forming a cooling flow path through which the refrigerant flowing into the electric compressor passes through a position corresponding to the IPM heat sink of the inverter. It is an object to provide an inverter cooling structure.
본 발명은, 하우징에 결합된 흡입포트로부터 유입되는 냉매를 가압하여 토출포트를 통하여 토출하며, 상기 하우징의 외측면 상에 결합되는 인버터에 의하여 제어되는 차량용 전동식압축기의 인버터 냉각 구조에 있어서, 상기 인버터는 히트싱크를 구비하는 전력 모듈을 포함하고, 상기 하우징의 내부에는 상기 유입 냉매가 흐르는 냉각유로를, 상기 히트싱크에 대응되는 위치를 경유하도록 유도 형성하여, 상기 유입 냉매로 인하여 상기 인버터를 냉각하는 차량용 전동식압축기의 인버터 냉각 구조를 제공한다. 이때, 상기 전동식압축기는, 스크롤 압축기이며, 상기 인버터와 일체형으로 형성될 수 있다.The present invention, in the inverter cooling structure of the electric motor-driven compressor controlled by the inverter is pressed by the refrigerant flowing from the suction port coupled to the housing and discharged through the discharge port, coupled to the outer surface of the housing, the inverter The power module includes a power module having a heat sink, and a cooling passage through which the inflow refrigerant flows is formed inside the housing to pass through a position corresponding to the heat sink, thereby cooling the inverter due to the inflow refrigerant. An inverter cooling structure of an electric motor compressor for a vehicle is provided. In this case, the electric compressor is a scroll compressor, it may be formed integrally with the inverter.
여기서, 상기 전력모듈은 상기 하우징의 길이 방향을 따라 상기 하우징의 외측면 상에 결합되는 IPM(Intelligent Power Module)으로 할 수 있다. 이때, 상기 IPM은 양측이 각각 제1체결부재 및 제2체결부재에 의하여 상기 하우징에 고정되며, 상기 히트싱크는 상기 IPM의 가운데 부분에 배치될 수 있다.Here, the power module may be an IPM (Intelligent Power Module) coupled on the outer surface of the housing along the longitudinal direction of the housing. In this case, both sides of the IPM may be fixed to the housing by the first fastening member and the second fastening member, and the heat sink may be disposed at the center portion of the IPM.
또한, 상기 흡입포트는 상기 하우징의 상부 또는 하부에 배치되며, 상기 유입 냉매가 상기 제1체결부재 및 상기 제2체결부재 사이에 대응되는 상기 하우징의 내부 공간을 경유하도록, 상기 냉각 유로가 형성될 수 있다. 여기서, 상기 유입 냉매가 상기 제1체결부재 및 상기 제2체결부재 사이에 대응되는 상기 하우징의 내부 공간을 수직 방향으로 흐르도록, 상기 냉각 유로가 형성될 수 있으며, 상기 유입 냉매가 상기 제1체결부재 및 상기 제2체결부재 사이에 대응되는 상기 하우징의 내부 공간을 경사 방향으로 흐르도록, 상기 냉각 유로가 형성될 수 있다. In addition, the suction port may be disposed above or below the housing, and the cooling passage may be formed so that the inflow refrigerant passes through an inner space of the housing corresponding between the first fastening member and the second fastening member. Can be. Here, the cooling passage may be formed such that the inflow refrigerant flows in the vertical direction of the inner space of the housing corresponding to the first fastening member and the second fastening member, and the inflow coolant is the first fastening member. The cooling passage may be formed to flow in an inclined direction an inner space of the housing corresponding between the member and the second fastening member.
본 발명에 따른 차량용 전동식압축기의 인버터 냉각 구조는, 전동식압축기로 유입되는 냉매가 흐르는 냉각유로를 상기 인버터의 IPM 히트싱크에 대응하는 위치를 경유하도록 형성하였기 때문에 상기 IPM의 히트싱크 및 상기 인버터의 냉각효과를 향상시킬 수 있다.In the inverter cooling structure of the vehicle-type electric compressor according to the present invention, since the cooling flow path through which the refrigerant flowing into the electric compressor flows is formed to pass through a position corresponding to the IPM heat sink of the inverter, the heat sink of the IPM and the cooling of the inverter. The effect can be improved.
도 1은 종래의 차량용 전동식압축기와 인버터를 나타내는 정단면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 차량용 전동식압축기의 인버터 냉각구조를 나타내는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 전동식압축기의 인버터 냉각구조를 나타내는 개념도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 제2 및 제3실시예에 따른 차량용 진동식압축기의 인버터 냉각구조를 나타내는 개념도이다.1 is a front sectional view showing a conventional electric motor-driven compressor and inverter.
FIG. 2 is a conceptual view illustrating an inverter cooling structure of an electric compressor for a vehicle according to line II-II of FIG. 1.
3 is a conceptual diagram illustrating an inverter cooling structure of an electric compressor for a vehicle according to a first embodiment of the present invention.
4 and 5 are conceptual views showing the inverter cooling structure of the vibration compressor for a vehicle according to the second and third embodiments of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 전동식압축기의 인버터 냉각구조를 나타내는 개념도이다. 도 3을 참조하면, 상기 차량용 전동식압축기의 인버터 냉각구조는, 하우징(100)의 상부 또는 하부에 배치된 흡입포트(130)로부터 유입되는 냉매를 가압하여 토출포트(미도시)를 통하여 토출하며, 상기 하우징(100)의 외측면 상에 결합되는 인버터에 의하여 제어되는 차량용 전동식압축기의 인버터 냉각 구조로서, 상기 하우징(100)의 내부에 형성된 냉각유로(200)를 흐르는 상기 냉매로 인하여 상기 인버터를 냉각하는 구조이다. 여기서, 상기 인버터는 히트싱크(32)를 구비하는 전력 모듈을 포함하며, 상기 전력모듈은 상기 하우징(100)의 길이 방향을 따라 상기 하우징(100)의 외측면 상에 결합되는 IPM(Intelligent Power Module;30) 이다. 3 is a conceptual diagram illustrating an inverter cooling structure of an electric compressor for a vehicle according to a first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the inverter cooling structure of the vehicle electric compressor may pressurize the refrigerant flowing from the
상기 IPM(30)은 양측이 각각 제1체결부재(41) 및 제2체결부재(42)에 의하여 상기 하우징(100)에 고정된다. 상기 히트싱크(32)는 상기 제1체결부재(41)와 제2체결부재(42)의 사이의 상기 IPM(30)의 가운데 부분에 배치된다. Both sides of the IPM 30 are fixed to the
상기 냉각유로(200)는 유입 냉매가 상기 제1체결부재(41) 및 상기 제2체결부재(42) 사이에 대응되는 상기 하우징(100)의 내부 공간을 경유하도록 형성되어 있으며, 상세하게는 상기 히트싱크(32)에 대응되는 위치를 경유하도록 유도형성되어 있다. 상기 냉각유로(200)가 상기 히트싱크(32)와 인접하게 대응하는 위치에 형성되어 있기 때문에, 상기 저온의 냉매와 상기 히트싱크(32)가 서로 효과적으로 열전달하여, 상기 IPM(30) 및 히트싱크(32)를 포함하는 인버터의 냉각효과를 높일 수 있다. The cooling passage 200 is formed such that an inflow refrigerant passes through an internal space of the
한편, 상기 냉각유로(200)는 도 3과 같이, 유입 냉매가 상기 제1체결부재(41) 및 상기 제2체결부재(42) 사이에 대응되는 상기 하우징(100)의 내부 공간을 수직 방향으로 흐르도록 형성할 수 있지만, 이 외 다른 형태의 냉각유로로 형성할 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 3, the cooling flow path 200 has an inflow refrigerant in the vertical direction of the inner space of the
도 4 및 도 5는 본 발명의 제2 및 제3실시예에 따른 차량용 전동식압축기의 인버터 냉각구조를 나타내는 개념도로서, 도 4 및 도 5를 참조하면, 제2 및 제3실시예에 따른 차량용 전동식압축기의 인버터 냉각구조는, 냉각유로(210,220)를 상기 유입 냉매가 상기 제1체결부재(41) 및 상기 제2체결부재(42) 사이에 대응되는 상기 하우징(110,120)의 내부공간을 경사 방향으로 흐르도록 형성하여, 도 3의 냉각유로(200)와 비교하여 작은 유로면적을 가지게 하고 상기 냉매의 유동을 원활하게 할 수 있다. 4 and 5 are conceptual views showing the inverter cooling structure of the vehicle-type electric compressor according to the second and third embodiments of the present invention. Referring to FIGS. 4 and 5, the vehicle-type electric vehicles according to the second and third embodiments are shown. Inverter cooling structure of the compressor, the cooling flow path (210, 220) in the inclined direction the internal space of the housing (110, 120) in which the inlet refrigerant is corresponded between the
이를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 도 4를 참조하면, 하우징(110)에 형성된 냉각유로(210)를, 상기 제1 및 제2체결부재(41,42) 사이에 대응되는 내부공간을 경사방향으로 흐르되 상기 IPM(30)의 히트싱크(32)는 물론이고 상기 IPM(30)의 일부면적에 대응하여 경유하도록 형성한다. 또한, 도 5를 참조하면, 하우징(120)에 형성된 냉각유로(220)를 좁게 형성하여, 상기 IPM(30)의 히트싱크(32)와 대응되는 면적을 중점적으로 대응하여 경유하도록 형성한다.This will be described in more detail as follows. Referring to FIG. 4, the
상기한 바와 같이, 본 발명의 제2 및 제3실시예에 따른 차량용 전동식압축기의 인버터 냉각 구조는, 상기 냉각유로(210,220)를 상기 인버터의 IPM 히트싱크(32)에 대응하는 위치를 경사 방향으로 흐르도록 형성한 실시예를 나타내었지만, 이는 일 실시예로 본 발명이 이루고자하는, 상기 냉각유로가 상기 IPM 히트싱크(32)에 대응하는 위치를 경유하여 흐르는 구조라면 모두 가능하다.As described above, the inverter cooling structure of the vehicle-type electric compressor according to the second and third embodiments of the present invention, the cooling flow path (210, 220) in the position corresponding to the
한편, 본 실시예에 따른 차량용 전동식압축기의 인버터 냉각 구조는 차량의 공기조화용 스크롤 전동식압축기에 적용되며, 상기 전동식압축기는 상기 인버터와 일체형이고, 상기 차량은 전기로부터 동력을 제공받는 하이브리드자동차나 전기자동차 및 수소자동차로 적용될 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다. On the other hand, the inverter cooling structure of the vehicle-type electric compressor according to the present embodiment is applied to the air-conditioning scroll electric compressor of the vehicle, the electric compressor is integrated with the inverter, the vehicle is a hybrid vehicle or electric power supplied from electricity It may be applied to automobiles and hydrogen vehicles, but is not limited thereto.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
30... IPM 32... 히트싱크
41... 제1체결부재 42... 제2체결부재
100,110,120... 하우징 130... 흡입포트
200,210,220... 냉각유로30 ... IPM 32 ... Heatsink
41 ...
100,110,120 ...
200,210,220 ... Cooling flow path
Claims (7)
상기 인버터는 히트싱크를 구비하는 전력 모듈을 포함하고,
상기 하우징의 내부에는 상기 유입 냉매가 흐르는 냉각유로를, 상기 히트싱크에 대응되는 위치를 경유하도록 유도 형성하여, 상기 유입 냉매로 인하여 상기 인버터를 냉각하는 차량용 전동식압축기의 인버터 냉각 구조.In the inverter cooling structure of the electric motor compressor for a vehicle controlled by an inverter coupled to pressurize the refrigerant flowing from the suction port coupled to the housing through the discharge port,
The inverter includes a power module having a heat sink,
And a cooling passage through which the inflow coolant flows is formed in the housing so as to pass through a position corresponding to the heat sink, thereby cooling the inverter due to the inflow coolant.
상기 전력모듈은 상기 하우징의 길이 방향을 따라 상기 하우징의 외측면 상에 결합되는 IPM(Intelligent Power Module)인 차량용 전동식압축기의 인버터 냉각 구조.The method according to claim 1,
The power module is an inverter cooling structure of an electric compressor for a vehicle is an intelligent power module (IPM) coupled on the outer surface of the housing along the longitudinal direction of the housing.
상기 IPM은 양측이 각각 제1체결부재 및 제2체결부재에 의하여 상기 하우징에 고정되며,
상기 히트싱크는 상기 IPM의 가운데 부분에 배치되는 차량용 전동식압축기의 인버터 냉각 구조.The method according to claim 2,
Both sides of the IPM are fixed to the housing by the first fastening member and the second fastening member,
The heat sink is the inverter cooling structure of the electric motor-driven compressor is disposed in the center portion of the IPM.
상기 흡입포트는 상기 하우징의 상부 또는 하부에 배치되며,
상기 유입 냉매가 상기 제1체결부재 및 상기 제2체결부재 사이에 대응되는 상기 하우징의 내부 공간을 경유하도록, 상기 냉각 유로가 형성된 차량용 전동식압축기의 인버터 냉각 구조. The method according to claim 3,
The suction port is disposed above or below the housing,
The cooling structure of the inverter of the motor-driven compressor of claim 1, wherein the cooling flow path is formed such that the inflow refrigerant passes through an inner space of the housing corresponding between the first fastening member and the second fastening member.
상기 유입 냉매가 상기 제1체결부재 및 상기 제2체결부재 사이에 대응되는 상기 하우징의 내부 공간을 수직 방향으로 흐르도록, 상기 냉각 유로가 형성된 차량용 전동식압축기의 인버터 냉각 구조. The method according to claim 4,
And a cooling passage formed therein such that the inflow refrigerant flows in the vertical direction of the inner space of the housing corresponding to the first fastening member and the second fastening member.
상기 유입 냉매가 상기 제1체결부재 및 상기 제2체결부재 사이에 대응되는 상기 하우징의 내부 공간을 경사 방향으로 흐르도록, 상기 냉각 유로가 형성된 차량용 전동식압축기의 인버터 냉각 구조. The method according to claim 4,
The cooling structure of the inverter of the motor-driven compressor of claim 1, wherein the cooling flow path is formed such that the inflow refrigerant flows in an inclined direction of the inner space of the housing corresponding to the first fastening member and the second fastening member.
상기 전동식압축기는, 스크롤 압축기이며, 상기 인버터와 일체형으로 형성된 차량용 전동식압축기의 인버터 냉각 구조.The method according to any one of claims 1 to 6,
The electric compressor is a scroll compressor, the inverter cooling structure of a motor-driven electric compressor formed integrally with the inverter.
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Date | Code | Title | Description |
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
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E601 | Decision to refuse application | ||
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