KR20130030899A - Wator cooling type invertor - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A water-cooling inverter is provided to simplify a structure by arranging a power module and a film capacitor adjacent to each other so as to crossing all over the flow path. CONSTITUTION: A housing(1) has an internal space. A cooler(10) circulates cooling water come through an inlet nipple(13) and discharges through an outlet nipple(14). A power module(20) occupies a space in one side of the housing. A film capacitor(30) occupies the opposite space of the housing. The film capacitor includes an output busbar connected to the power module. [Reference numerals] (AA,BB) Cooling water

Description

수냉식 인버터{Wator Cooling type Invertor} Water Cooling Inverter {Wator Cooling type Invertor}

본 발명은 수냉식 인버터에 관한 것으로, 특히 고전압 DC 커패시터를 냉각수로 직접 냉각시켜줄 수 있는 수냉식 인버터에 관한 것이다.The present invention relates to a water-cooled inverter, and more particularly, to a water-cooled inverter that can directly cool a high voltage DC capacitor with cooling water.

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.

이에 따라, 상기와 같은 인버터에는 고전압 배터리에서 전달되는 고전압 전력을 평활하는 기능을 하는 고전압 DC 커패시터와 함께 직류 -> 교류 스위칭을 구현하는 파워모듈이 구비된다.Accordingly, the inverter is provided with a power module for implementing DC-> AC switching together with a high voltage DC capacitor functioning to smooth the high voltage power transferred from the high voltage battery.

통상, 고전압 DC 커패시터는 주로 내구성 때문에 필름 커패시터가 사용되며, 구동모터의 출력 용량에 비례해 커패시터 용량도 함께 증가됨과 더불어 전체적인 크기도 커지게 된다. In general, high voltage DC capacitors are mainly used for film capacitors due to their durability, and in addition to increasing the capacitor capacity in proportion to the output capacity of the driving motor, the overall size increases.

상기와 같은 필름 커패시터의 내구 수명은 커패시터의 온도에 가장 영향을 많이 받는 특성을 갖는다.The endurance life of the film capacitor as described above is most affected by the temperature of the capacitor.

하지만, 필름 커패시터는 인버터에 내장되어 직류 -> 교류 스위칭 기능을 하는 파워모듈에서 발생되는 발열로 인한 온도상승을 직접 받을 수밖에 없으면서, 특히 인버터의 엔진룸설치로 인해 고온에 노출된 열악한 주변환경을 가질 수밖에 없게 된다.However, the film capacitors have to receive the temperature rise due to the heat generated by the power module that is built in the inverter and operate DC-> AC switching, and have a poor environment exposed to high temperatures, especially due to the engine room installation of the inverter. There is no choice but to.

상기와 같은 열악한 환경에 대한 대응책으로 온도사양이 높은 필름 커패시터를 적용함으로써 내구 수명 연장을 연장할 수 있지만, 필름 커패시터는 내구 수명을 위한 온도 상승폭에 비해 그에 따른 비용 상승폭이 너무 커짐으로써 통상 100도 내외 사양을 갖는 제품이 사용될 수밖에 없는 한계를 갖는다.As a countermeasure for such a harsh environment, the extension of the endurance life can be extended by applying a film capacitor having a high temperature specification, but the film capacitor is usually about 100 degrees because the cost increase is too large compared to the temperature rise for the endurance life. There is a limit that a product with a specification must be used.

그러므로, 인버터는 냉각수 순환을 이용하여 인버터를 냉각해줌으로써, 필름 커패시터의 온도 사양을 높이지 않으면서 온도 영향을 줄이는 방식이 적용될 수밖에 없다.Therefore, the inverter uses the cooling water circulation to cool the inverter, thereby reducing the temperature influence without increasing the temperature specification of the film capacitor.

도 6은 수냉식 냉각기능을 이용하여 필름 커패시터의 내구성능을 향상하는 인버터의 구성을 나타낸다.Figure 6 shows the configuration of the inverter to improve the durability of the film capacitor using the water-cooled cooling function.

도 6(가)에 도시된 인버터는 한쪽부위로 DC입력부와 그 반대쪽 부위로 AC출력부를 구비한 하우징(100)과, 하우징(100)의 내부공간으로 수용된 파워모듈(110)과, 출력부스바(130)로 연결된 파워모듈(110)의 위쪽으로 구비된 필름 커패시터(120)를 갖추고, 쿨러(140)가 파워모듈(110)의 아래쪽에서 냉각수를 순환시켜 열을 낮춰주도록 구성된 예를 나타낸다.The inverter shown in FIG. 6A includes a housing 100 having a DC input unit at one side and an AC output unit at the opposite side thereof, a power module 110 accommodated in an inner space of the housing 100, and an output booth bar. An example is provided with a film capacitor 120 provided above the power module 110 connected to the 130, and the cooler 140 is configured to lower heat by circulating coolant under the power module 110.

또한, 도 6(나)에 도시된 또 다른 인버터는 한쪽부위로 DC입력부와 그 반대쪽 부위로 AC출력부를 구비한 하우징(200)과, 하우징(200)의 내부공간으로 수용된 파워모듈(210)과, 보다 단순화된 출력부스바(230)로 연결된 파워모듈(210)의 위쪽으로 구비된 필름 커패시터(220)를 갖추고, 쿨러(240)가 파워모듈(210)의 아래쪽에서 냉각수를 순환시켜 열을 낮춰주도록 구성된 예를 나타낸다.
In addition, another inverter shown in (b) of FIG. 6 includes a housing 200 having a DC input unit at one side and an AC output unit at the opposite side thereof, and a power module 210 accommodated as an internal space of the housing 200. , Equipped with a film capacitor 220 provided above the power module 210 connected to the simplified output booth bar 230, and the cooler 240 circulates the coolant at the bottom of the power module 210 to lower the heat. An example is shown.

국내특허공개 10-2010-0098874(2010.09.10)는 전력변환장치의 냉각장치에 관한 것이며, 이는 도 2 및 4쪽 식별번호13내지 식별번호14 참조.Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2010-0098874 (2010.09.10) relates to a cooling device of a power converter, which is referred to in Figs.

하지만, 상기와 같은 인버터에서는 파워모듈(110,210)의 위쪽으로 필름 커패시터(120,220)가 구비됨으로써 출력부스바(130,230)의 길이 최소화로 줄어든 임피던스를 갖는 장점이 있는 반면, 열에 민감한 필름 커패시터(120,220)가 쿨러(140,240)를 차단한 파워모듈(110,210)의 위쪽에 설치됨으로써 필름 커패시터(120,220)의 낮은 방열성능으로 내구성능 확보에 어려움을 겪을 수밖에 없게 된다.However, in the inverter as described above, the film capacitors 120 and 220 are provided above the power modules 110 and 210 to have an advantage of having an impedance reduced by minimizing the length of the output bus bars 130 and 230, while the heat sensitive film capacitors 120 and 220 are provided. Since the coolers 140 and 240 are installed above the power modules 110 and 210, the heat dissipation performance of the film capacitors 120 and 220 may cause difficulties in securing durability.

특히, 구조적 측면에서, 필름 커패시터(120,220)가 하우징(100,200)과의 접촉을 형성하지 못하도록 설치됨으로써 방열성능을 더욱 낮춰 내구성능 확보를 더욱 어렵게 하는 한 원인으로 작용된다.Particularly, in terms of structure, the film capacitors 120 and 220 are installed so as not to make contact with the housings 100 and 200, thereby lowering the heat dissipation performance and acting as a cause of securing durability.

이에 더해, 재질적인 측면에서, 필름 커패시터(120,220)를 수용한 케이스가 PPS,PBT와 같은 수지류로 적용함으로써 금속류에 비해 낮은 열전달성능으로 인해 충분한 방열성능확보를 더욱 어렵게 하는 또 다른 원인으로 작용된다.
In addition, in terms of material, the case containing the film capacitors 120 and 220 is applied to resins such as PPS and PBT, which is another cause of making it more difficult to secure sufficient heat dissipation performance due to lower heat transfer performance than metals. .

이에 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 본 발명은 기밀처리된 상태에서 파워모듈과 필름 커패시터를 서로 인접된 상태로 배열시켜 냉각수 흐름경로에 모두 걸쳐줌으로써 파워모듈과 필름 커패시터의 복층배열에 비해 구조를 단순화할 수 있는 수냉식 인버터를 제공하는데 목적이 있다. Accordingly, the present invention in view of the above point is arranged in the airtight state of the power module and the film capacitors adjacent to each other by arranging the structure over the double-layer arrangement of the power module and the film capacitor by spreading all over the cooling water flow path. It is an object to provide a water-cooled inverter that can be simplified.

또한, 본 발명은 필름 커패시터가 냉각수 흐름을 거치도록 배치함으로써 냉각수에 의한 방열성능을 크게 높여줄 수 있는 수냉식 인버터를 제공하는데 목적이 있다. In addition, an object of the present invention is to provide a water-cooled inverter that can increase the heat dissipation performance by the coolant by arranging the film capacitor to pass through the coolant flow.

또한, 본 발명은 냉각수 흐름을 거치도록 배치된 필름 커패시터의 케이스를 알루미늄으로 적용해줌으로써 수지류에 비해 상대적으로 높은 열전도도를 이용해 방열성능이 더욱 향상되어진 수냉식 인버터를 제공하는데 목적이 있다.
In addition, an object of the present invention is to provide a water-cooled inverter, the heat dissipation performance is further improved by using a relatively high thermal conductivity compared to the resin by applying the case of the film capacitor disposed through the cooling water flow to aluminum.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수냉식 인버터는 내부공간을 갖는 하우징과;Water-cooled inverter of the present invention for achieving the above object is a housing having an interior space;

상기 하우징의 내부공간을 점유하고, 입구니플로 들어온 냉각수를 순환시킨 후 출구니플로 내보내는 쿨러와;A cooler occupying the inner space of the housing, circulating the cooling water introduced into the inlet nipple, and exiting the outlet nipple;

상기 쿨러의 위에 위치되어 상기 하우징의 한쪽 공간을 점유한 파워모듈과;A power module positioned above the cooler and occupying one space of the housing;

상기 쿨러의 위에 위치되어 상기 하우징의 반대쪽 공간을 점유하고, 상기 파워모듈에 연결된 출력부스바를 갖춘 필름 커패시터;A film capacitor positioned above the cooler and occupying a space opposite the housing, the film capacitor having an output bus bar connected to the power module;

를 포함해 구성된 것을 특징으로 한다.And a control unit.

상기 쿨러는 상기 하우징에 구비된 냉각판과, 상기 냉각판의 입구니플쪽으로 들어온 냉각수가 상기 냉각판의 바닥면을 따라 반복적인 냉각수순환흐름을 형성한 후 반대쪽 위치인 출구니플로 내보내지도록 서로 연결된 방열핀으로 구성된다.The cooler is connected to each other so that the cooling plate provided in the housing and the cooling water flowing into the inlet nipple of the cooling plate form a repetitive cooling water circulation flow along the bottom surface of the cooling plate and are discharged to the outlet nipples at opposite sides. It consists of.

상기 방열핀은 직선핀 또는 주름핀형상으로 이루어져 냉각수가 흐르는 홈을 형성하는 적어도 1개 이상의 순환유로로 구성된다.The heat dissipation fin is composed of at least one circulation passage formed in a straight fin or corrugated fin shape to form a groove through which cooling water flows.

상기 순환유로는 [U]자 형상을 반복적으로 적층시켜준 구조인 제2순환유로를 기준으로 한쪽에 [U]자 형상을 반복적으로 적층시켜준 구조로 이루고 상기 입구니플과 연결된 제1순환유로와, 그 반대쪽에 [U]자 형상을 반복적으로 적층시켜준 구조로 이루고 상기 출구니플과 연결된 제3순환유로로 구성된다. The circulation passage has a structure in which the [U] shape is repeatedly stacked on one side of the second circulation passage, which is a structure in which the [U] shape is repeatedly stacked, and the first circulation passage is connected to the inlet nipple. And a third circulation channel connected to the outlet nipple and having a structure in which the [U] shape is repeatedly stacked on the opposite side.

상기 제1ㅇ2ㅇ3순환유로의 아래쪽 부위로 상기 파워모듈을 위치시키고, 상기 제1ㅇ2ㅇ3순환유로의 위쪽 부위로 상기 필름 커패시터를 위치시켜준다. The power module is positioned at a lower portion of the first 2-3 circulation passage, and the film capacitor is positioned at an upper portion of the first 2-3 circulation passage.

상기 필름 커패시터는 알루미늄재질 케이스로 감싸이고, 상기 하우징의 벽면에 밀착된 상태로 설치되어진다. The film capacitor is wrapped in an aluminum case and is installed in close contact with the wall of the housing.

상기 필름 커패시터에는 상기 쿨러에 밀착되는 바닥면으로 단차진 수밀방열면이 형성되고, 한쪽 측면부위로 상기 파워모듈에 전기적으로 연결되는 다수 단자로 이루어진 출력부스바가 구비된다. The film capacitor is provided with a watertight heat dissipation surface stepped to the bottom surface in close contact with the cooler, and is provided with an output booth bar having a plurality of terminals electrically connected to the power module at one side portion.

상기 쿨러와 상기 필름 커패시터사이에는 수밀가스켓이 더 포함된다. A watertight gasket is further included between the cooler and the film capacitor.

상기 수밀가스켓은 상기 하우징에 파여진 기밀홈에 끼워져 상기 필름 커패시터에 의해 눌려지는 고무재질로 이루어지고, 상기 기밀홈에 끼워지는 탄성바디의 상하로 타원형으로 돌출된 변형바디를 형성하여 준다.
The watertight gasket is formed of a rubber material pressed into the hermetic groove recessed in the housing and pressed by the film capacitor, and forms a deformation body protruding in an elliptical shape up and down of the elastic body fitted into the hermetic groove.

이러한 본 발명은 냉각수 흐름이 서로 인접되게 나열된 파워모듈과 필름 커패시터를 거쳐 순환됨으로써 냉각수의 직접적인 작용으로 필름 커패시터의 방열성능을 크게 높여 상대적으로 낮은 온도사양의 필름 커패시터 적용에 따른 비용 절감은 물론, 필름 커패시터의 높아진 방열성능으로 방열구조를 보다 단순화시켜 줄 수 있는 효과가 있게 된다.In the present invention, the coolant flow is circulated through the power modules and the film capacitors arranged adjacent to each other, thereby greatly increasing the heat dissipation performance of the film capacitors by the direct action of the coolant, thereby reducing the cost of applying the film capacitors having a relatively low temperature specification, as well as the film. The increased heat dissipation performance of the capacitor has the effect of simplifying the heat dissipation structure.

또한, 본 발명은 냉각수 흐름 위에 놓인 파워모듈과 필름 커패시터의 기밀을 고무재질의 수밀가스켓으로 처리해줌으로써 조립구조를 단순화할 수 있고, 특히 파워모듈과 필름 커패시터를 서로 인접되게 나열함으로써 부품간 간섭과 절연구조도 보다 단순화 되고 조립 편의성도 크게 향상될 수 있는 효과도 있게 된다.In addition, the present invention can simplify the assembly structure by treating the air tightness of the power module and the film capacitor placed on the coolant flow with a water-tight gasket made of rubber material, and in particular by arranging the power module and the film capacitor adjacent to each other, interference and insulation between components The structure is simplified and the assembly convenience can be greatly improved.

또한, 본 발명은 냉각수 흐름을 거치도록 배치된 필름 커패시터의 케이스를 알루미늄으로 적용해줌으로써 수지류에 비해 상대적으로 높은 열전도도를 이용해 방열성능이 더욱 향상시키고, 특히 내구성능의 향상으로 필름 커패시터의 사용량도 축소할 수 있는 효과도 있게 된다.
In addition, the present invention by applying the case of the film capacitor arranged to flow through the cooling water to aluminum by using a relatively high thermal conductivity compared to the resins to further improve the heat dissipation performance, in particular the use of the film capacitor by improving the durability performance There is also an effect that can be reduced.

도 1은 본 발명에 따른 수냉식 인버터의 내부구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 수냉식 인버터에 구비된 쿨러의 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 필름 커패시터의 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 필름 커패시터의 수밀구성도이며, 도 5는 본 발명에 따른 수냉식 인버터의 조립상태이고, 도 6(가),(나)는 종래에 따른 수냉식 인버터의 구성도이다.1 is an internal configuration diagram of a water-cooled inverter according to the present invention, Figure 2 is a configuration diagram of a cooler provided in the water-cooled inverter according to the present invention, Figure 3 is a perspective view of a film capacitor according to the present invention, Figure 4 is a present 5 is a watertight configuration diagram of a film capacitor according to the invention, Figure 5 is an assembled state of the water-cooled inverter according to the present invention, Figure 6 (a), (b) is a configuration diagram of a conventional water-cooled inverter.

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 1은 본 실시예에 따른 수냉식 인버터의 내부구성을 나타낸다.1 shows an internal configuration of a water-cooled inverter according to the present embodiment.

도시된 바와 같이, 수냉식 인버터는 내부공간을 갖는 하우징(1)과, 하우징(1)의 내부공간을 점유하고, 입구니플(13)로 들어온 냉각수를 순환시킨 후 출구니플(14)로 내보내는 쿨러(10)와, 쿨러(10)의 위에서 하우징(1)의 한쪽 공간을 점유한 파워모듈(20)과, 쿨러(10)의 위에서 파워모듈(20)에 출력부스바(40)로 연결되도록 인접되게 위치된 필름 커패시터(30)와, 쿨러(10)를 기밀처리하여 냉각수 누수를 차단하는 수밀가스켓(50)으로 구성된다.As shown, the water-cooled inverter occupies the housing 1 having an internal space and the internal space of the housing 1, circulates the coolant flowing into the inlet nipple 13, and discharges the cooler to the outlet nipple 14 ( 10) and the power module 20 occupying one space of the housing 1 on the cooler 10 and adjacent to the power module 20 on the cooler 10 to be connected to the output bus bar 40. It is composed of a film capacitor 30 and a watertight gasket 50 for hermetically treating the cooler 10 to block cooling water leakage.

상기 커패시터(30)는 알루미늄재질의 케이스로 보호되며, 하우징(1)의 내부공간으로 위치된 상태에서 벽면에 밀착되어 접촉되도록 놓여진다.The capacitor 30 is protected by an aluminum case and placed in close contact with the wall in a state of being located in the inner space of the housing 1.

도 2는 본 실시예에 따른 수냉식 인버터에 구비된 쿨러의 구성을 나타낸다.2 shows a configuration of a cooler provided in the water-cooled inverter according to the present embodiment.

도시된 바와 같이, 쿨러(10)는 하우징(1)에 구비된 냉각판(11)과, 냉각판(11)의 입구니플(13)쪽으로 들어온 냉각수가 냉각판(11)의 바닥면을 따라 반복적인 냉각수순환흐름을 형성한 후 반대쪽 위치인 출구니플(14)로 내보내지도록 서로 연결된 방열핀(12)으로 구성된다.As shown, the cooler 10 is a cooling plate 11 provided in the housing (1), the cooling water entering the inlet nipple 13 of the cooling plate 11 is repeatedly along the bottom surface of the cooling plate (11). After forming the phosphorus cooling water circulation flow is composed of heat radiation fins 12 connected to each other to be discharged to the outlet nipple (14) in the opposite position.

상기 냉각판(11)은 하우징(1)과 별물로 제작되어 하우징(1)에 덧대어지거나 또는 하우징(1)을 이용해 형성될 수 있다.The cooling plate 11 may be manufactured separately from the housing 1 and padded on the housing 1, or may be formed using the housing 1.

상기 방열핀(12)은 직선핀 또는 주름핀형상으로 이루어져 냉각수가 흐르는 홈을 형성한 제1ㅇ2ㅇ3순환유로(12a,12b,12c)로 구성되며, 상기 제1ㅇ2ㅇ3순환유로(12a,12b,12c)는 대략 [U]자 형상을 반복적으로 적층시켜준 구조로 이루어진다.The heat dissipation fin 12 is composed of first to second circulation passages 12a, 12b, and 12c formed in a straight fin or corrugated fin shape to form grooves through which cooling water flows. 12a, 12b, and 12c have a structure in which substantially [U] shapes are repeatedly stacked.

통상, 상기 제1ㅇ2ㅇ3순환유로(12a,12b,12c)는 제2순환유로(12b)를 기준으로제1순환유로(12a)가 좌측(도2에서)으로 형성되고 제3순환유로(12c)가 좌측(도2에서)으로 형성되어진다.In general, the first to third circulation passages 12a, 12b, and 12c have a first circulation passage 12a formed on the left side (in FIG. 2) with respect to the second circulation passage 12b. 12c is formed to the left (in Fig. 2).

이로 인해, 파워모듈(20)은 제1ㅇ2ㅇ3순환유로(12a,12b,12c)의 아래쪽 부위를 점유하고, 필름 커패시터(30)는 제1ㅇ2ㅇ3순환유로(12a,12b,12c)의 위쪽 부위를 점유한다.As a result, the power module 20 occupies the lower portion of the first 2-3 circulation passages 12a, 12b, and 12c, and the film capacitor 30 has the first-2-3 circulation passages 12a, 12b, Occupies the upper part of 12c).

상기 입구니플(13)과 상기 출구니플(14)은 별물로 제작되어 냉각판(11)에 연결되거나 또는 냉각판(11)에 일체로 형성될 수 있다.The inlet nipple 13 and the outlet nipple 14 may be made of a separate material and connected to the cooling plate 11 or integrally formed on the cooling plate 11.

도 3은 본 실시예에 따른 필름 커패시터의 구조를 나타낸다.3 shows the structure of a film capacitor according to the present embodiment.

도시된 바와 같이, 필름 커패시터(30)는 바닥면으로 단차진 수밀방열면(31)을 형성하고, 한쪽 측면부위로는 파워모듈(20)에 전기적으로 연결되는 다수 단자로 이루어진 출력부스바(40)를 구비한다.As shown, the film capacitor 30 forms a watertight heat-dissipating surface 31 stepped to the bottom surface, the output side of the side bar portion 40 consisting of a plurality of terminals electrically connected to the power module 20 It is provided.

상기 수밀방열면(31)은 쿨러(10)의 냉각판(11)에 형성된 방열핀(12)위로 놓여지며, 수밀가스켓(50)과의 밀착성을 위해 일정수준 평면도를 형성하여 준다.The watertight heat dissipation surface 31 is placed on the heat dissipation fins 12 formed on the cooling plate 11 of the cooler 10 and forms a predetermined level plan for adhesion with the watertight gasket 50.

도 4는 본 실시예에 따른 필름 커패시터의 수밀구조를 나타낸다.4 shows the watertight structure of the film capacitor according to the present embodiment.

도시된 바와 같이, 수밀가스켓(50)은 고무재질(EPDM등)의 탄성바디가 소정크기로 이루어지고, 그 상하로 변형바디(50a)가 타원형으로 돌출됨으로써 가해진 외력에 의해 탄성변형되어진다.As shown, the watertight gasket 50 is elastically deformed by the elastic body of a rubber material (EPDM, etc.) to a predetermined size, and the deformation body 50a is elliptically protruded up and down to be elastically deformed by an external force applied.

상기 수밀가스켓(50)은 하우징(1)의 기밀홈(1a)에 조립되면, 탄성바디가 기밀홈(1a)의 끼워진 상태에서 기밀홈(1a)에 대한 1차적인 기밀구조를 이루고 동시에 필름 커패시터(30)에 의해 눌려진 변형바디(50a)가 탄성변형된 상태에서 기밀홈(1a)에 대한 2차적인 기밀구조를 이루게 된다.When the watertight gasket 50 is assembled to the hermetic groove 1a of the housing 1, the elastic body forms a primary hermetic structure for the hermetic groove 1a in a state where the hermetic groove 1a is fitted, and at the same time a film capacitor. The deformed body 50a pressed by the 30 forms a secondary hermetic structure with respect to the hermetic groove 1a in an elastically deformed state.

상기 수밀가스켓(50)은 필름 커패시터(30)의 바닥면을 이루는 단차진 수밀방열면(31)을 통해 가압된다.The watertight gasket 50 is pressed through the stepped watertight heat dissipation surface 31 forming the bottom surface of the film capacitor 30.

도 5는 본 실시예에 따른 수냉식 인버터의 조립상태를 나타낸다.5 shows an assembled state of the water-cooled inverter according to the present embodiment.

도시된 바와 같이, 수냉식 인버터는 하우징(1)의 내부에서 한쪽으로 파워모듈(20)이 위치됨으로써 쿨러(10)의 제1ㅇ2ㅇ3순환유로(12a,12b,12c)의 아래쪽(도 5에서) 부위를 점유하고, 하우징(1)의 내부에서 다른쪽으로 상기 파워모듈(20)에 출력부스바((40)를 매개로 전기적으로 연결된 필름 커패시터(30)가 위치됨으로써 제1ㅇ2ㅇ3순환유로(12a,12b,12c)의 위쪽(도 5에서) 부위를 점유한다.As shown, the water-cooled inverter has a power module 20 positioned to one side in the interior of the housing 1 so that the lower portion of the coolant 10 has a lower portion of the first to third circulation passages 12a, 12b, and 12c (FIG. 5). The film capacitor 30 which is electrically connected to the power module 20 via the output bus bar 40 from the inside of the housing 1 to the other side of the housing 1. It occupies the upper part (in FIG. 5) of the circulation flow paths 12a, 12b, and 12c.

통상, 파워모듈(20)은 적정한 개수로 하우징(1)에 볼트 또는 스크류체결되고, 필름 커패시터(30)도 적정한 개수로 하우징(1)에 볼트 또는 스크류체결되어진다.Typically, the power module 20 is bolted or screwed to the housing 1 in an appropriate number, and the film capacitor 30 is also bolted or screwed to the housing 1 in an appropriate number.

상기 필름 커패시터(30)의 체결 개수는 그 크기에 따라 4~6개로 구성될 수 있다. The number of fastening of the film capacitor 30 may be composed of 4 to 6 depending on the size.

냉각수가 입구니플(13)을 통해 쿨러(10)로 들어오면, 냉각수는 제1순환유로(12a)로 들어와 제1순환유로(12a)를 순환하여 흐른 후 연속되도록 이어진 제2순환유로(12b)로 들어가고, 제2순환유로(12b)로 들어와 다시 제2순환유로(12b)를 순환하여 흐른 다음, 제3순환유로(12c)로 들어와 제3순환유로(12c)를 순환한 후 출구니플(14)로 빠져 나가게 된다.When the cooling water enters the cooler 10 through the inlet nipple 13, the cooling water enters the first circulation passage 12a, circulates through the first circulation passage 12a, and flows continuously to the second circulation passage 12b. And enter the second circulation passage 12b and flow through the second circulation passage 12b again, and then enter the third circulation passage 12c and cycle through the third circulation passage 12c, and then exit the nipple 14 To get out.

이로 인해, 파워모듈(20)은 제1ㅇ2ㅇ3순환유로(12a,12b,12c)의 아래쪽 부위에서 순환되는 냉각수와 직접적으로 열교환되고, 동시에 필름 커패시터(30)는 제1ㅇ2ㅇ3순환유로(12a,12b,12c)의 위쪽 부위에서 순환되는 냉각수와 직접적으로 열교환되어진다.As a result, the power module 20 is directly heat-exchanged with the cooling water circulated in the lower portion of the first 2-3 circulation passages 12a, 12b, and 12c, and at the same time, the film capacitor 30 is first-first 2-3. Heat exchanges directly with the cooling water circulated in the upper portions of the circulation passages 12a, 12b, and 12c.

이와 같이 냉각수를 통해 직접적으로 열교환되는 파워모듈(20)의 냉각구조와 동일한 냉각구조가 필름 커패시터(30)에도 적용됨으로써 필름 커패시터(30)의 냉각성능을 크게 상승할 수 있고, 필름 커패시터(30)의 냉각효율이 크게 높아짐으로써 동일 성능 대비 낮은 온도사양의 필름 커패시터를 적용할 수 있게 된다.As such, the same cooling structure as that of the power module 20 that is directly heat-exchanged through the cooling water is also applied to the film capacitor 30, thereby greatly increasing the cooling performance of the film capacitor 30, and the film capacitor 30. By greatly increasing the cooling efficiency of the low temperature specification film capacitors can be applied to the same performance.

이와 더불어, 상기 필름 커패시터(30)는 알루미늄재질의 케이스로 보호됨으로써 냉각수에 의한 직접적인 방열효과를 기본으로 알루미늄재질의 열전도도에 의한 방열효과를 더 구현할 수 있고, 이러한 이중적인 방열효과의 시너지(Synergic)작용을 통해 필름 커패시터(30)의 냉각효율이 보다 높아질 수 있게 된다.In addition, since the film capacitor 30 is protected by an aluminum case, the heat dissipation effect by the thermal conductivity of the aluminum material may be further realized based on the direct heat dissipation effect by the coolant, and synergy of the double heat dissipation effect (Synergic) Through the operation, the cooling efficiency of the film capacitor 30 may be higher.

또한, 상기 필름 커패시터(30)는 하우징(1)의 벽면에 밀착된 상태로 설치됨으로써 냉각수에 의한 직접적인 방열효과와 알루미늄재질 케이스의 열전도도에 의한 방열효과와 함께 밀착된 하우징(1)과의 열교환에 의한 또 다른 방열효과를 더 구현할 수 있고, 이러한 삼중적인 방열효과의 시너지(Synergic)작용을 통해 필름 커패시터(30)의 냉각효율이 더욱 높아질 수 있게 된다.In addition, the film capacitor 30 is installed in close contact with the wall surface of the housing 1, so that the heat exchange with the housing 1 in close contact with the direct heat dissipation effect by the coolant and the heat dissipation effect by the thermal conductivity of the aluminum case. Another heat dissipation effect can be further implemented, and through the synergistic (Synergic) action of the triple heat dissipation effect, the cooling efficiency of the film capacitor 30 can be further increased.

그러므로, 본 실시예에서 필름 커패시터(30)는 냉각수에 의한 직접적인 방열효과로 인해 낮은 온도사양의 필름 커패시터를 적용할 수 있으면서도, 알루미늄재질 케이스의 열전도도와 밀착된 하우징(1)과의 열교환에 의해 부가되는 방열효과로 인해 더욱 낮은 온도사양의 필름 커패시터를 적용할 수 있게 된다.Therefore, in this embodiment, the film capacitor 30 is added by heat exchange with the housing 1 in close contact with the thermal conductivity of the aluminum case, while being able to apply a film capacitor having a low temperature specification due to the direct heat dissipation effect by the cooling water. Due to the heat dissipation effect, a lower temperature specification film capacitor can be applied.

필름 커패시터의 낮은 온도사양은 그에 따른 비용 절감을 가져올 수 있고, 이를 적용한 컨버터의 제조비용도 함께 절감할 수 있게 된다.
The low temperature specification of the film capacitors can result in cost savings, as well as the manufacturing cost of the converter.

1 : 하우징 1a : 기밀홈
10 : 쿨러
11 : 냉각판 12 : 방열핀
12a,12b,12c : 제1ㅇ2ㅇ3순환유로
13 : 입구니플 14 : 출구니플
20 : 파워모듈 30 : 커패시터
31 : 수밀방열면 40 : 출력부스바
50 : 수밀가스켓 50a : 변형바디1: Housing 1a: Airtight Groove
10: cooler
11: cooling plate 12: heat dissipation fin
12a, 12b, 12c: 1 to 2 circulating euros
13: Inlet nipple 14: Outlet nipple
20: power module 30: capacitor
31: watertight heat dissipation surface 40: output booth bar
50: watertight gasket 50a: deformation body

Claims (10)

내부공간을 갖는 하우징과;
상기 하우징의 내부공간을 점유하고, 입구니플로 들어온 냉각수를 순환시킨 후 출구니플로 내보내는 쿨러와;
상기 쿨러의 위에 위치되어 상기 하우징의 한쪽 공간을 점유한 파워모듈과;
상기 쿨러의 위에 위치되어 상기 하우징의 반대쪽 공간을 점유하고, 상기 파워모듈에 연결된 출력부스바를 갖춘 필름 커패시터;
를 포함해 구성된 것을 특징으로 하는 수냉식 인버터.
A housing having an inner space;
A cooler occupying the inner space of the housing, circulating the cooling water introduced into the inlet nipple, and exiting the outlet nipple;
A power module positioned above the cooler and occupying one space of the housing;
A film capacitor positioned above the cooler and occupying a space opposite the housing, the film capacitor having an output bus bar connected to the power module;
Water-cooled inverter, characterized in that configured to include.
청구항 1에 있어서, 상기 쿨러는 상기 하우징에 구비된 냉각판과, 상기 냉각판의 입구니플쪽으로 들어온 냉각수가 상기 냉각판의 바닥면을 따라 반복적인 냉각수순환흐름을 형성한 후 반대쪽 위치인 출구니플로 내보내지도록 서로 연결된 방열핀으로 구성된 것을 특징으로 하는 수냉식 인버터.
The outlet cooler of claim 1, wherein the cooler includes a cooling plate provided in the housing, and an outlet niflow at an opposite position after the cooling water entering the inlet nipple of the cooling plate forms a repetitive cooling water circulation flow along the bottom surface of the cooling plate. Water-cooled inverter, characterized in that consisting of heat radiation fins connected to each other to be exported.
청구항 2에 있어서, 상기 방열핀은 직선핀 또는 주름핀형상으로 이루어져 냉각수가 흐르는 홈을 형성하는 적어도 1개 이상의 순환유로로 구성된 것을 특징으로 하는 수냉식 인버터.
The water-cooled inverter of claim 2, wherein the heat dissipation fin is formed of at least one circulation passage formed in a straight fin or corrugated fin shape to form a groove through which cooling water flows.
청구항 3에 있어서, 상기 순환유로는 [U]자 형상을 반복적으로 적층시켜준 구조인 제2순환유로를 기준으로 한쪽에 [U]자 형상을 반복적으로 적층시켜준 구조로 이루고 상기 입구니플과 연결된 제1순환유로와, 그 반대쪽에 [U]자 형상을 반복적으로 적층시켜준 구조로 이루고 상기 출구니플과 연결된 제3순환유로로 구성된 것을 특징으로 하는 수냉식 인버터.
The method of claim 3, wherein the circulation passage has a structure in which the [U] shape is repeatedly stacked on one side of the second circulation passage, which is a structure in which the [U] shape is repeatedly stacked, and is connected to the inlet nipple. A water-cooled inverter comprising a first circulation passage and a third circulation passage connected to the outlet nipple and having a structure in which a [U] shape is repeatedly stacked on the opposite side thereof.
청구항 4에 있어서, 상기 제1ㅇ2ㅇ3순환유로의 아래쪽 부위로 상기 파워모듈을 위치시키고, 상기 제1ㅇ2ㅇ3순환유로의 위쪽 부위로 상기 필름 커패시터를 위치시킨 것을 특징으로 하는 수냉식 인버터.
The water-cooled inverter according to claim 4, wherein the power module is positioned at a lower portion of the first 2-3 circulation passage and the film capacitor is positioned at an upper portion of the first 2-3 circulation passage. .
청구항 1에 있어서, 상기 필름 커패시터는 알루미늄재질 케이스로 감싸이고, 상기 하우징의 벽면에 밀착된 상태로 설치되어진 것을 특징으로 하는 수냉식 인버터.
The water-cooled inverter of claim 1, wherein the film capacitor is wrapped in an aluminum case and installed in close contact with a wall of the housing.
청구항 6에 있어서, 상기 필름 커패시터에는 상기 쿨러에 밀착되는 바닥면으로 단차진 수밀방열면이 형성되고, 한쪽 측면부위로 상기 파워모듈에 전기적으로 연결되는 다수 단자로 이루어진 출력부스바가 구비된 것을 특징으로 하는 수냉식 인버터.
The method of claim 6, wherein the film capacitor is formed with a watertight heat dissipation stepped to the bottom surface in close contact with the cooler, characterized in that the output side of the bar is provided with a plurality of terminals electrically connected to the power module on one side portion Water-cooled inverter.
청구항 1에 있어서, 상기 쿨러와 상기 필름 커패시터사이에는 수밀가스켓이 더 포함된 것을 특징으로 하는 수냉식 인버터.
The water-cooled inverter of claim 1, further comprising a watertight gasket between the cooler and the film capacitor.
청구항 9에 있어서, 상기 수밀가스켓은 상기 하우징에 파여진 기밀홈에 끼워져 상기 필름 커패시터에 의해 눌려지는 고무재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 수냉식 인버터.
10. The water-cooled inverter of claim 9, wherein the watertight gasket is made of a rubber material inserted into an airtight groove recessed in the housing and pressed by the film capacitor.
청구항 9에 있어서, 상기 수밀가스켓은 상기 기밀홈에 끼워지는 탄성바디의 상하로 타원형으로 돌출된 변형바디를 형성한 것을 특징으로 하는 수냉식 인버터.
10. The water-cooled inverter of claim 9, wherein the watertight gasket forms a deformation body protruding in an elliptical shape up and down of the elastic body fitted into the hermetic groove.
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