KR20130015360A - Inverter module - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 인버터 모듈에 관한 것으로, 특히 커넥터를 인버터 하우징에 일체로 형성함으로써 부품수량과 조립공정을 축소할 수 있는 인버터 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to an inverter module, and more particularly, to an inverter module capable of reducing the quantity of parts and the assembly process by integrally forming a connector in the inverter housing.
일반적으로 엔진과 모터로 구동하는 하이브리드자동차와 모터만으로 구동하는 전기자동차는 모터를 구동하려면 높은 전압과 전류를 필요로 하게 된다. In general, hybrid vehicles driven by engines and motors and electric vehicles driven by motors require high voltages and currents to drive the motors.
그러므로, 하이브리드자동차나 전기자동차에는 고전압배터리와 저전압배터리를 구비하고, 배터리전압을 모터구동을 위한 전압과 전장품을 위한 12V 저전압으로 전환시켜주는 컨버터와 함께 배터리의 DC 전압을 3상 AC전압으로 변환하고 모터 회전수를 제어하기 위한 인버터가 필수적으로 구비되어진다.Therefore, hybrid or electric vehicles are equipped with a high voltage battery and a low voltage battery, and converts the DC voltage of the battery into a three-phase AC voltage with a converter that converts the battery voltage into a voltage for motor driving and a 12V low voltage for electrical equipment. An inverter for controlling the motor speed is essentially provided.
도 3은 종래에 따른 하이브리드 차량이 인버터와 함께 구성된 예를 나타낸다.3 shows an example in which a hybrid vehicle according to the related art is configured together with an inverter.
도시된 바와 같이, 하이브리드 차량은 모터(MG1)와 발전기(MG2) 및 엔진을 기본 구성으로하고, 고전압배터리와 저전압배터리로 이루어진 배터리(5)와, 배터리(5)와 전원케이블(6)로 연결되고 컨버터(4)와 함께 모듈화된 인버터(1)를 필수 구성으로 하게 된다.As shown, the hybrid vehicle has a motor MG1, a generator MG2, and an engine as a basic configuration, and is connected to a
상기 인버터(1)에는 전체형상을 이루는 하우징의 한쪽 측면부위로 돌출되어진 커넥터플랜지(3)에 커넥터(100)가 결합되는데, 이와 같이 커넥터(100)가 별도로 결합되는 인버터(1)의 구조는 커넥터 분리형 인버터로 불린다.The
상기와 같이 구성된 커넥터(100)가 3상 AC 전압을 모터와 발전기로 연결하기 위해서는 각각 3개의 전선이 필요한 3상 인버터에 적용되면, 3상 인버터에는 각 3상을 연결할 수 있도록 3개의 버스바로 구성됨으로써 커넥터(100)의 단자도 동일하게 3개로 구성되어진다.When the
DC 전압을 AC로 변환하여 모터와 발전기로 출력해주는 인버터의 특성으로 이에 구비된 커넥터(100)도 모터와 발전기로 각각 출력해주는 한쌍의 제1ㅇ2커넥터(200,300)로 구성되고, 상기 한쌍의 제1ㅇ2커넥터(200,300)는 인버터(1)의 커넥터플랜지(3)에 형성된 한쌍의 커넥터홀(3a,3b)로 각각 끼워져 볼트체결되어진다.The
상기 한쌍의 제1ㅇ2커넥터(200,300)는 서로 공용화되면 그 크기를 줄일 수 있지만, 모터와 발전기가 각각 서로 다른 사양을 가져 서로 공용화가 될 수 없다.When the pair of first and
도 4는 종래에 따른 인버터 모듈에서 필요한 커넥터 부품수량과 조립공정을 나타낸다.Figure 4 shows the connector parts quantity and assembly process required in the inverter module according to the prior art.
도 4(가)와 같이, 조립이 완료된 한쌍의 제1ㅇ2커넥터(200,300)는 인버터(1)의 커넥터플랜지(3)에 형성된 한쌍의 커넥터홀(3a,3b)로 각각 결합되어진 후, 인버터(1)의 내부에서 버스바(500)와 전기적으로 연결되어진다.As shown in FIG. 4 (a), the pair of first and
도 4(나)는 한쌍의 제1ㅇ2커넥터(200,300)와 전기적으로 연결되는 버스바(500)로서, 도시된 바와 같이 버스바(500)는 프레임을 이용해 일체화된 제1ㅇ2버스바(501,502)로 구성되고, 상기 제1ㅇ2버스바(501,502)에는 3상 인버터 특성으로 각각 3개의 버스바를 구비하게 된다.4 (b) is a
도 4(다)는 커넥터(100)와 버스바(500)가 인버터내부에서 전기적으로 연결된 조립상태로서, 도시된 바와 같이 인버터(1)의 커넥터플랜지(3)에 형성된 한쌍의 커넥터홀(3a,3b)에 각각 끼워진 제1ㅇ2커넥터(200,300)는 제1ㅇ2버스바(501,502)와 각각 연결되고 배터리(5)와 케이블(6)로 연결됨으로써 전기적 연결상태를 이루게 된다.4 (c) is an assembly state in which the
이러한 상태에서 도 3과 같이 모터와 발전기쪽으로 이어진 상대부품커넥터(400)를 제1ㅇ2커넥터(200,300)에 끼우게 되면, 배터리(5)와 인버터(1) 및 모터와 발전기가 서로 전기적으로 회로를 이루게 된다.In this state, when the mating component connector 400 extending toward the motor and the generator is inserted into the first and
하지만, 상기와 같이 인버터(1)의 외부에 장착되는 커넥터(100)는 커넥터플랜지(3)의 커넥터홀(3a,3b)에 끼워진 후 볼트체결되어야 하고 그 내부에서 별도 부품인 버스바(500)와 함께 연결되어야 함으로써, 커넥터(100)는 인버터(1)와 장착하기 위한 충분한 크기의 공간을 필요로 할 수밖에 없게 된다.However, as described above, the
통상, 커넥터(100)는 구성부품으로 인해 한정된 크기를 가져 축소할 수 있는 공간이 거의 없고, 이러한 커넥터(100)의 크기 축소 불가는 결국 인버터(1)의 크기 증가를 가져오는 한 원인으로 작용하게 된다.In general, the
또한, 커넥터(100)는 그 구성부품으로 인한 취약함도 갖는데, 일례로 도 3의 제1커넥터(200)와 같이 하우징(201)으로 결합되어진 헤더(202)와, 기밀을 위한 씨일(203)과, 고정을 위한 너트(204) 및 전기적 연결을 위해 버스바와 연결되는 단자(205)로 구성됨으로써 많은 부품조립공정에 따른 비용상승을 가져올 수 밖에 없다.In addition, the
상기와 같은 커넥터(100)의 비용상승은 결국 인버터(1)의 비용상승을 가져오는 다른 원인으로 작용하게 된다.The increase in the cost of the
이에 더해, 커넥터(100)는 인버터(1)와의 씰링면과 고정을 위한 볼트조립과 탭(Tap) 가공 공정과 더불어 인버터(1)의 내부에서 커넥터(100)와 전기적 인터페이스를 위해 버스바(500)가 필수적으로 갖추어져야 함으로써, 전체적으로 인버터(1)의 조립공정 증가와 비용상승을 가져오는 또 다른 원인으로 작용하게 된다.
In addition, the
이에 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 본 발명은 커넥터를 인버터 하우징부위에 일체형으로 사출해 서브 부품으로 만들어줌으로써, 커넥터의 점유공간 축소로 보다 콤팩트한 크기로 만들어줌은 물론 커넥터 장착시 요구되는 기밀처리와 체결공정을 제거하고 특히 부품수량 축소에 따른 조립공정최소화로 비용도 절감할 수 있는 인버터 모듈을 제공하는데 목적이 있다.
Accordingly, the present invention in view of the above point is made by injecting the connector integrally into the inverter housing part as a sub-part, making it more compact size by reducing the occupied space of the connector, as well as the airtight required when installing the connector. The purpose is to provide a inverter module that can reduce the cost by eliminating the processing and fastening process and in particular by minimizing the assembly process by reducing the quantity of parts.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 모터와 발전기 및 엔진과 더불어 배터리와 컨버터를 갖춰 모듈화 된 인버터로 구성된 하이브리드 차량에 있어서, In order to achieve the above object, the present invention provides a hybrid vehicle including a motor and a generator and an engine, and a modular inverter equipped with a battery and a converter.
상기 인버터를 이루는 인버터 하우징의 한쪽 측면부위로 상기 인버터 하우징과 일체로 형성되어진 한쌍의 제1ㅇ2커넥터하우징과, A pair of first and second connector housings formed integrally with the inverter housing at one side portion of the inverter housing constituting the inverter;
상기 제1ㅇ2커넥터하우징에 각각 결합되어져 상기 배터리와 전기적 연결상태를 이루는 각각 케이블이 연결된 단자를 갖춘 제1ㅇ2버스바와, First and second bus bars respectively connected to the first and second connector housings and having terminals connected to cables to form an electrical connection state with the battery;
상기 제1ㅇ2커넥터하우징의 아래쪽으로 결합되어 상기 제1ㅇ2버스바의 각각의 단자가 끼워지는 제1ㅇ2헤더로 이루어진 커넥터를 A connector composed of a first header coupled to the lower side of the first connector housing to which respective terminals of the first bus bar are fitted;
포함해 구성된 것을 특징으로 한다.It is characterized by including the configuration.
상기 제1ㅇ2커넥터하우징은 상기 인버터 하우징과 동일한 재질로 이루어진다. The first and second connector housings are made of the same material as the inverter housing.
상기 제1ㅇ2버스바는 홀더를 이용해 일체화 되고, 일체화된 상태에서 상기 제1버스바와 상기 제2버스바는 서로 간격을 갖고 결합되어진다.
The first bus bar is integrated using a holder, and in the integrated state, the first bus bar and the second bus bar are coupled to each other with a gap therebetween.
이러한 본 발명은 인버터 하우징을 이용해 커넥터를 일체형으로 사출하여 커넥터의 점유공간 축소로 인버터를 보다 콤팩트한 크기로 만들어줄 수 있는 효과가 있게 된다.The present invention has the effect of making the inverter more compact size by reducing the space occupied by the connector by injecting the connector integrally using the inverter housing.
또한, 본 발명은 인버터 하우징을 이용해 커넥터를 일체형으로 하여 커넥터의 부품수량과 커넥터 체결 부품수량을 축소함은 물론 작업공정도 함께 축소하여 전체적인 비용도 절감할 수 있는 효과도 있게 된다. In addition, the present invention has the effect of reducing the overall cost by reducing the number of parts of the connector and the number of parts of the connector fastening parts by integrating the connector using the inverter housing as well as the work process.
또한, 본 발명은 인버터 하우징을 이용해 커넥터를 일체형으로 하여 커넥터의 부품수량과 커넥터 체결 부품수량을 축소하여 전체적인 중량도 절감할 수 있는 효과도 있게 된다.
In addition, the present invention also has the effect of reducing the overall weight by reducing the number of parts of the connector and the number of fasteners of the connector by integrating the connector using the inverter housing.
도 1은 본 발명에 따른 커넥터 일체형 인버터 모듈을 갖춘 하이브리드 차량의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 인버터 모듈에서 필요한 커넥터 부품수량과 조립공정도이며, 도 3은 종래에 따른 커넥터 분리형 인버터 모듈을 갖춘 하이브리드 차량의 구성도이고, 도 4는 종래에 따른 인버터 모듈에서 필요한 커넥터 부품수량과 조립공정도이다.1 is a configuration diagram of a hybrid vehicle having a connector-integrated inverter module according to the present invention, Figure 2 is a connector parts quantity and assembly process diagram required in the inverter module according to the present invention, Figure 3 is a connector detachable inverter module according to the
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Since the exemplary embodiments of the present invention may be embodied in various different forms, one of ordinary skill in the art to which the present invention pertains may be described herein. It is not limited to the Example to make.
도 1(가)는 본 실시예에 따른 커넥터 일체형 인버터 모듈을 갖춘 하이브리드 차량의 구성을 나타낸다.1 (a) shows the configuration of a hybrid vehicle having a connector integrated inverter module according to the present embodiment.
도시된 바와 같이, 하이브리드 차량은 모터(MG1)와 발전기(MG2) 및 엔진을 기본 구성으로하고, 고전압배터리와 저전압배터리로 이루어진 배터리(5)와, 배터리(5)와 전원케이블(6)로 연결되고 컨버터(4)와 함께 모듈화된 인버터(1)를 필수 구성으로 하며, 상기 인버터(1)에는 인버터 하우징을 이용해 일체로 사출되어진 커넥터유닛(10)이 구비되어진다.As shown, the hybrid vehicle has a motor MG1, a generator MG2, and an engine as a basic configuration, and is connected to a
상기 커넥터유닛(10)은 DC 전압을 AC로 변환하여 모터와 발전기로 각각 출력해주는 한쌍의 제1ㅇ2커넥터(20,30)로 구성되며, 편의상 모터에 출력해주는 커넥터를 제1커넥터(20)로 발전기에 출력해주는 커넥터를 제2커넥터(30)로 구분한다.The
도 1(나)는 커넥터유닛(10)을 이루는 한쌍의 제1ㅇ2커넥터(20,30)의 분리 구성도로서, 도시된 바와 같이 제1커넥터(20)는 인버터 하우징에 일체로 사출되어진 커넥터하우징(21)과, 커넥터하우징(21)의 내부공간으로 삽입되어 배터리(5)와 케이블(6)로 전기적 연결상태를 이루는 제1버스바(22)와, 커넥터하우징(21)으로 끼워져 제1버스바(22)와 결합되는 헤더(23)로 구성되어진다.1 (b) is a separate configuration diagram of a pair of first and
여기서, 상기 제1버스바(22)는 3개의 단자(22a)로 이루어지고, 상기 헤더(23)에는 3개의 단자(22a)가 꼽아지는 3개의 슬릿이 형성되는데, 이는 3상 타입 인버터로 인해 3개의 전선이 적용됨에 따른 것이다.Here, the
또한, 상기 제2커넥터(30)는 인버터 하우징에 일체로 사출되어진 커넥터하우징(31)과, 커넥터하우징(31)의 내부공간으로 삽입되어 배터리(5)와 케이블(6)로 전기적 연결상태를 이루는 제2버스바(32)와, 커넥터하우징(31)으로 끼워져 제2버스바(32)와 결합되는 헤더(33)로 구성되어진다.In addition, the
여기서, 상기 제1버스바(32)는 3개의 단자(32a)로 이루어지고, 상기 헤더(33)에는 3개의 단자(32a)가 꼽아지는 3개의 슬릿이 형성되는데, 이는 3상 타입 인버터로 인해 3개의 전선이 적용됨에 따른 것이다.Here, the
도 2는 본 실시예에 따른 인버터 모듈에서 필요한 커넥터 부품수량과 조립공정을 나타낸다.2 shows the connector parts quantity and assembly process required in the inverter module according to the present embodiment.
도 2(가)에 도시된 바와 같이, 제1커넥터(20)와 제2커넥터(30)를 구성하는 커넥터하우징(21,31)은 인버터 하우징의 한쪽 측면부위를 이루는 커넥터플랜지(3)를 이용해 일체로 형성되는데, 이는 커넥터플랜지(3)와 커넥터하우징(21,31)이 동일재질로 이루어짐에 기인되어진다.As shown in FIG. 2 (a), the
상기와 같이 커넥터플랜지(3)와 제1ㅇ2커넥터하우징(21,31)이 일체로 형성됨에 따라, 상기 제1ㅇ2커넥터하우징(21,31)가 종래에 같이 별물로 제작되어 커넥터플랜지(3)에 끼워져 결합될 때에 비해 더 안쪽으로 위치될 수 있고, 이러한 위치변화로 인해 커넥터플랜지(3)를 보다 작게 축소함으로써 인버터 하우징의 전체적인 크기도 축소할 수 있게 된다.As the
또한, 도 2(나)에 도시된 바와 같이, 각각 3개의 단자(22a,32a)를 갖춘 제1ㅇ2버스바(22,32)는 홀더를 이용해 일체화된 버스바(25)로 구성됨으로써, 버스바(25)의 구성요소를 줄이면서도 전체적인 구성을 보다 단순화시킬 수 있고, 특히 버스바(25)의 일체구조를 위한 볼트수량과 체결공수를 크게 축소할 수 있게 된다.In addition, as shown in FIG. 2 (b), the first bus bars 22 and 32 each having three
특히, 상기와 같은 일체화된 버스바(25)로 커낵터의 전기적 연결을 구현함으로써 종래와 같이 별도로 제조된 버스바와 커넥터를 서로 결합할 때 조립공정을 크게 축소할 수 있고, 특히 별도로 제작되었던 커넥터를 구성하는 헤더와 씨일 및 다수의 너트와 다수의 단자들과 같은 구성요소들을 삭제하거나 줄여줌으로써 커넥터의 구성 단순화에 크게 기여할 수 있게 된다.In particular, by implementing the electrical connection of the connector with the integrated
그러므로, 본 실시예에선 한쌍의 제1ㅇ2커넥터(20,30)와 커넥터플랜지(3)간의 결합공정과 버스바와 단자간 연결공정이 크게 줄어들고, 이는 커넥터를 별도로 제작하였던 종래에 비해 조립공정이 축소됨을 의미한다.Therefore, in the present embodiment, the coupling process between the pair of first and
즉, 도 2(다)에 도시된 바와 같이 한쌍의 제1ㅇ2커넥터(20,30)를 조립하는 경우, 각각 3개의 단자(22a,32a)를 갖춘 제1ㅇ2버스바(22,32)를 홀더로 일체화시킨 버스바(25)를 제1ㅇ2커넥터하우징(21,31)의 위쪽으로 끼워 위치를 잡아준 다음, 헤더(23,33)를 제1ㅇ2커넥터하우징(21,31)의 아래쪽으로 끼워 제1ㅇ2버스바(22,32)의 단자(22a,32a)와 결합하는 극히 단순한 조립과정 만으로 완료되는 편리함을 제공할 수 있다.That is, when assembling a pair of the first and
특히, 본 실시예에 따른 인버터 하우징 일체형 제1ㅇ2커넥터하우징(21,31)과 단자 일체형 버스바(25)를 이용해 한쌍의 제1커넥터(20)와 제2커넥터(30)가 구성되어 인버터의 부피축소를 가능하게 함으로써, 전체크기를 크게 줄인 콤팩트한 인버터가 제조될 수 있게 된다.
In particular, a pair of the
1 : 인버터 3 : 커넥터플랜지
4 : 컨버터 5 : 배터리
6 : 전원케이블 10 : 커넥터유닛
20 : 제1커넥터 21,31 : 커넥터하우징
22,32 : 제1ㅇ2버스바 22a,32a : 단자
23,33 : 헤더 25 : 버스바
30 : 제2커넥터1: Inverter 3: Connector Flange
4: converter 5: battery
6: power cable 10: connector unit
20:
22,32: 1st 2
23,33: Header 25: busbar
30: second connector
Claims (3)
상기 인버터를 이루는 인버터 하우징의 한쪽 측면부위로 상기 인버터 하우징과 일체로 형성되어진 한쌍의 제1ㅇ2커넥터하우징과,
상기 제1ㅇ2커넥터하우징에 각각 결합되어져 상기 배터리와 전기적 연결상태를 이루는 각각 케이블이 연결된 단자를 갖춘 제1ㅇ2버스바와,
상기 제1ㅇ2커넥터하우징의 아래쪽으로 결합되어 상기 제1ㅇ2버스바의 각각의 단자가 끼워지는 제1ㅇ2헤더로 이루어진 커넥터를
포함해 구성된 것을 특징으로 하는 인버터 모듈.
In a hybrid vehicle consisting of a modular inverter with a motor, a generator and an engine, as well as a battery and a converter,
A pair of first and second connector housings formed integrally with the inverter housing at one side portion of the inverter housing constituting the inverter;
First and second bus bars respectively connected to the first and second connector housings and having terminals connected to cables to form an electrical connection state with the battery;
A connector composed of a first header coupled to the lower side of the first connector housing to which respective terminals of the first bus bar are fitted;
Inverter module comprising a.
The inverter module of claim 1, wherein the first and second connector housings are made of the same material as the inverter housing.
The inverter module of claim 1, wherein the first bus bar is integrated using a holder, and the first bus bar and the second bus bar are coupled to each other with a gap therebetween in an integrated state.
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