KR20170112812A - 전기 자동차용 수냉 인버터 구조물 - Google Patents

전기 자동차용 수냉 인버터 구조물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하부가 개구된 상부커버(32)와 상부가 개구된 하부커버(38)가 결합된 것으로, 상기 상부커버(32)와 하부커버(38)가 결합된 내부공간에는 파워모듈(36)이 장착되되, 상기 상부커버(32)와 파워모듈(36) 사이에는 상부히트싱크(35)가 개재되어 있고, 상기 하부커버(38)와 파워모듈(36) 사이에는 하부히트싱크(37)가 개재되어 있는 전기 자동차용 수냉 인버터 구조물에 있어서,
상기 상부히터싱커부(35)와 상부커버(32) 사이에는 상부가스켓(34-1)이 장착되고, 상기 하부히터싱커부(37)와 하부커버(38) 사이에 하부가스켓(34-2)이 장착되어 있되, 상기 상,하부가스켓(34-1,34-2)은 가스켓 모양의 용가재로서, 용접 또는 브레이킹 공정에 사용되어, 상,하부히트싱크(35,37)와 상,하부커버(32,38)를 각각 일체화시켜, 조립공차 및 열변형을 줄여, 냉각효율을 높이는 것으로,
본 발명 전기 자동차용 수냉 인버터 구조물은 커버와 히트싱크를 용가재인 가스켓을 통해 일체화하여 밀착상태를 유지시킴으로써 냉각 성능을 향상시켜 콤팩트화 및 안정성을 실현하고, 동시에 제작공정을 줄여 생산성을 향상시키며, 염가 제작을 가능하도록 하는 현저한 효과가 있다.

Description

전기 자동차용 수냉 인버터 구조물 { inverter structure of water cooling type for electric vehicle }
본 발명은 전기 자동차용 수냉 인버터 구조물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 커버와 히트싱크를 용가재인 가스켓을 통해 일체화하여 밀착상태를 유지시킴으로써 냉각 성능을 향상시켜 콤팩트화 및 안정성을 실현하고, 동시에 제작공정을 줄여 생산성을 향상시키며, 염가 제작을 가능하도록 하는 전기 자동차용 수냉 인버터 구조물에 관한 것이다.
현재, 자동차용 엔진으로 널리 사용되는 가솔린 기관을 비롯한 내연기관은 연료를 실린더 내에서 연소시켜 발생되는 열에너지를 동력으로 이용한다.
상기 내연기관에서 연료를 실린더 내에서 연소한 후에 배출되는 배기가스 중에는 연소에 의한 질소산화물과 불완전연소로 인한 일산화탄소 및 탄화수소와 같은 유해한 성분이 함유되어 있어 대기오염 시킨다.
상기 대기오염 및 동력으로 사용되는 화석연료의 고갈로 인해 세계 여러 나라에서는 태양열이나 전기와 같은 대체에너지를 이용한 자동차용 엔진에 대한 연구가 더욱 활발하게 진행되고 있다.
상기 대체에너지를 이용한 자동차용 엔진 중에서 가장 실용화 가능성이 높은 것이 전기에너지를 이용하여 차량을 구동하는 방식인 전기 자동차(electric vehicle)용 엔진이다.
상기 전기 자동차용 엔진은 가솔린기관의 휘발유 대신에, 축전지에서 공급되는 전기에 의해 모터를 회전시킴으로써 발생되는 모터의 회전력을 감속기로 감속시킨 후, 차동장치를 통해 좌·우측 구동륜으로 전달하여 차량의 주행을 가능케 하는 구조를 가진다.
일반적으로 전기 자동차는 에너지원에 해당하는 축전지로부터 공급되는 전기에 의해 구동계의 구동모터가 구동하여 바퀴에 동력을 전달한다.
상기 구동계는 구동모터와 구동모터를 제어하는 인버터로 구성되며, 구조적 특성 및 작동 특성으로 인하여 구동 중에 고열을 수반하기 때문에 이러한 고열을 제거하기 위한 방안으로 냉각시스템을 운용하고 있다.
상기 구동계를 냉각하기 위한 냉각시스템은 라디에이터 → 냉각펌프 → 인버터 → 구동모터, 다시 라디에이터의 순서로 냉각수를 순환시킨다.
상기 구동계를 구성하는 구동모터는 내구성이 강해 열에 어느 정도 견딜 수 있도록 설계되어 있다.
그러나 많은 전자칩들로 구성되어 있는 인버터는 열에 매우 민감하여 제대로 냉각이 이루어지지 못했을 경우에 인버터의 작동이나 효율, 제어에 악영향을 미칠 뿐만 아니라 소자를 접합하고 있는 납땜이 녹아 회로의 접속 불량을 야기 시키는 문제가 발생한다. 상기 인버터의 본체 내부에 설치되는 회로보드는 일반적으로 파워모듈, 제어보드, 전원보드 및 구동보드로 구성되며, 특히 복수의 전력스위칭소자로 이루어진 파워모듈에서 대부분의 발열이 일어난다.
종래기술로서 등록특허공보 등록번호 제10-0873821호의 전기 자동차용 수냉 인버터 구조물에 있어서, 하면에 소정의 깊이를 가진 주냉각유로가 일체로 성형되고 상기 주냉각유로의 입구 및 출구가 형성된 히트싱크와, 상면이 상기 히트싱크의 하면과 결합된 언더커버와, 하면이 상기 히트싱크의 상면과 결합된 하우징과, 상기 하우징 내부에 위치되고 상기 히트싱크의 상면으로부터 돌출된 형상으로 결합된 파워모듈안착부와, 상기 히트싱크 상면에 위치되며 상기 파워모듈안착부에 고정되고 커넥터를 구비한 파워모듈과, 상기 파워모듈안착부에 고정되며 상기 파워모듈 상방에 위치되고 각각이 커넥터를 구비하며 그 중 어느 하나 이상이 상기 파워모듈과 커넥터로 직접 결합됨과 동시에 각각이 인접하여 커넥터로 직접 결합된 구동보드, 제어보드 및 전원보드와, 하면이 상기 하우징의 상면에 결합되는 탑커버를 포함하여 이루어진 전기 자동차용 수냉 인버터 구조물이라고 기재되어 있다.
다른 종래기술로서 등록특허공보 등록번호 제10-2013-0021570호의 수냉식 인버터에 있어서, 전류 스위칭시 열을 발생시키는 파워모듈 부위만을 가려 냉각수를 흘려주는 메인냉각공간과; 상기 메인냉각공간의 냉각수공간을 다수의 구간으로 구획하여 상기 냉각수의 직선흐름을 형성하여 주는 방열핀과; 입구니플로 보내진 냉각수가 상기 메인냉각공간으로 유입되기전 모이도록 상기 메인냉각공간의 한쪽으로 형성된 서브냉각공간과; 상기 서브냉각공간의 냉각수공간으로 들어온 냉각수가 상기 메인냉각공간쪽으로 퍼져나가는 흐름을 형성하는 배열구조를 갖춘 방열핀과; 상기 메인냉각공간을 지난 빠져나온 상기 냉각수가 출구니플로 빠져나가기전 모이도록 상기 메인냉각공간의 반대쪽으로 형성된 또 다른 서브냉각공간과; 상기 또 다른 서브냉각공간의 냉각수공간으로 들어온 냉각수가 상기 출구니플쪽으로 모여드는 흐름을 형성하는 배열구조를 갖춘 방열핀; 을 포함해 구성된 것을 특징으로 하는 수냉식 인버터라고 기재되어 있다.
그러나 상기와 같은 종래의 구성들은 각 부품이 따로 구성됨으로써 열변형이 발생하게 되며, 열변형으로 인해 밀착되지 못하여 파워모듈의 온도가 정상적으로 감소하지 못하게 되고, 파워모듈의 온도를 감소시키지 못하여 인버터의 주기능인 전력변환의 효율을 저하시킴으로써 인버터의 신뢰성을 떨어뜨리게 되고, 제조공정이 복잡하다는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명 전기 자동차용 수냉 인버터 구조물을 통하여, 커버와 히트싱크를 용가재인 가스켓을 통해 일체화하여 밀착상태를 유지시킴으로써 냉각 성능을 향상시켜 콤팩트화 및 안정성을 실현하고, 동시에 제작공정을 줄여 생산성을 향상시키며, 염가 제작을 가능하도록 하는 전기 자동차용 수냉 인버터 구조물을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명은 하부가 개구된 상부커버(32)와 상부가 개구된 하부커버(38)가 결합된 것으로, 상기 상부커버(32)와 하부커버(38)가 결합된 내부공간에는 파워모듈(36)이 장착되되, 상기 상부커버(32)와 파워모듈(36) 사이에는 상부히트싱크(35)가 개재되어 있고, 상기 하부커버(38)와 파워모듈(36) 사이에는 하부히트싱크(37)가 개재되어 있는 전기 자동차용 수냉 인버터 구조물에 있어서,
상기 상부히터싱커부(35)와 상부커버(32) 사이에는 상부가스켓(34-1)이 장착되고, 상기 하부히터싱커부(37)와 하부커버(38) 사이에 하부가스켓(34-2)이 장착되어 있되, 상기 상,하부가스켓(34-1,34-2)은 가스켓 모양의 용가재로서, 용접 또는 브레이킹 공정에 사용되어, 상,하부히트싱크(35,37)와 상,하부커버(32,38)를 각각 일체화시켜, 조립공차 및 열변형을 줄여, 냉각효율을 높이는 것을 특징으로 한다.
본 발명 전기 자동차용 수냉 인버터 구조물은 커버와 히트싱크를 용가재인 가스켓을 통해 일체화하여 밀착상태를 유지시킴으로써 냉각 성능을 향상시켜 콤팩트화 및 안정성을 실현하고, 동시에 제작공정을 줄여 생산성을 향상시키며, 염가 제작을 가능하도록 하는 현저한 효과가 있다.
도 1은 종래의 전기 자동차용 수냉 인버터 구조물의 분해사시도
도 2a는 본 발명 전기 자동차용 수냉 인버터 구조물의 분해사시도
도 2b는 본 발명 전기 자동차용 수냉 인버터 구조물의 냉각유로를 통한 냉각수의 이동경로를 나타내는 분해사시도
도 3은 본 발명에서 개선하고자 하는 냉각유로의 냉각수치를 측정한 값을 도식화 한 실시도
도 4는 본 발명 전기 자동차용 수냉 인버터 구조물의 조립사시도
도 5는 본 발명 전기 자동차용 수냉 인버터 구조물의 타원형과 마름모 형태 냉각핀의 표면적 예시도
도 6은 본 발명 전기 자동차용 수냉 인버터 구조물의 냉각핀이 설치된 히트싱크의 가공공구 이동경로에 따른 예시도
도 7은 본 발명 전기 자동차용 수냉 인버터 구조물의 냉각핀이 형성된 히트싱크의 각 간격에 따른 예시도
본 발명은 하부가 개구된 상부커버(32)와 상부가 개구된 하부커버(38)가 결합된 것으로, 상기 상부커버(32)와 하부커버(38)가 결합된 내부공간에는 파워모듈(36)이 장착되되, 상기 상부커버(32)와 파워모듈(36) 사이에는 상부히트싱크(35)가 개재되어 있고, 상기 하부커버(38)와 파워모듈(36) 사이에는 하부히트싱크(37)가 개재되어 있는 전기 자동차용 수냉 인버터 구조물에 있어서,
상기 상부히터싱커부(35)와 상부커버(32) 사이에는 상부가스켓(34-1)이 장착되고, 상기 하부히터싱커부(37)와 하부커버(38) 사이에 하부가스켓(34-2)이 장착되어 있되, 상기 상,하부가스켓(34-1,34-2)은 가스켓 모양의 용가재로서, 용접 또는 브레이킹 공정에 사용되어, 상,하부히트싱크(35,37)와 상,하부커버(32,38)를 각각 일체화시켜, 조립공차 및 열변형을 줄여, 냉각효율을 높이는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 하부커버(38), 하부가스켓(34-2), 하부히트싱크(37), 파워모듈(36), 상부히트싱크(35), 상부가스켓(34-1), 상부커버(32)는 순서대로 하부에서 상부로 적층되어 나사 결합된 것을 특징한다.
또한, 상기 하부커버(38)의 단부 측 하면에는 내부로 냉각수가 유입되는 입구(51)가 형성되고, 상기 입구(51)에 근접한 하부커버(38)의 전면에는 내부로 유입된 냉각수가 순환하여 배출되는 출구(52)가 형성되어 있으며, 상기 하부히트싱크(37)와 상부히트싱크(35)의 좌우측에는 상하로 관통된 관통공이 각각 형성되어 있되, 상기 하부히트싱크(37)와 하부커버(38) 사이는 서로 이격되어 냉각수가 흐를 수 있는 공간부가 형성되어 있어, 상기 하부커버(38)의 입구(51)를 통해 내부로 유입된 냉각수는 입구(51)로부터 상부 측 하부히트싱크(37)와 상부히트싱크(35)의 일단에 형성된 관통공을 통해 상부로 이동하여 상부커버(32)와 상부히트싱크(35) 사이에 형성된 공간부를 거친 후, 상기 상부히트싱크(35)와 하부히트싱크(37)의 타단에 형성된 관통공을 통해 하부로 이동하고, 하부로 이동된 냉각수는 하부히트싱크(37)와 하부커버(38) 사이에 형성된 공간부를 거쳐 출구를 통해 외부로 배출되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 첨부 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 전기 자동차용 수냉 인버터 구조물의 분해사시도, 도 2a는 본 발명 전기 자동차용 수냉 인버터 구조물의 분해사시도, 도 2b는 본 발명 전기 자동차용 수냉 인버터 구조물의 냉각유로를 통한 냉각수의 이동경로를 나타내는 분해사시도, 도 3은 본 발명에서 개선하고자 하는 냉각유로의 냉각수치를 측정한 값을 도식화 한 실시도, 도 4는 본 발명 전기 자동차용 수냉 인버터 구조물의 조립사시도, 도 5는 본 발명 전기 자동차용 수냉 인버터 구조물의 타원형과 마름모 형태 냉각핀의 표면적 예시도, 도 6은 본 발명 전기 자동차용 수냉 인버터 구조물의 냉각핀이 설치된 히트싱크의 가공공구 이동경로에 따른 예시도, 도 7은 본 발명 전기 자동차용 수냉 인버터 구조물의 냉각핀이 형성된 히트싱크의 각 간격에 따른 예시도이다.
본 발명에 대해 구체적으로 기술하면, 도 2a에 도시된 바와 같이, 본 발명 수냉 인버터 구조물은 하부가 개구된 상부커버(32)와 상부가 개구된 하부커버(38)가 결합된 것으로, 상기 상부커버(32)와 하부커버(38)가 결합된 내부공간에는 파워모듈(36)이 장착되되, 상기 상부커버(32)와 파워모듈(36) 사이에는 상부히트싱크(35)가 개재되어 있고, 상기 하부커버(38)와 파워모듈(36) 사이에는 하부히트싱크(37)가 개재되어 있다.
상기 상부히터싱커부(35)와 상부커버(32) 사이에는 상부가스켓(34-1)이 장착되고, 상기 하부히터싱커부(37)와 하부커버(38) 사이에도 하부가스켓(34-2)이 장착되어 있다.
상기 상부가스켓(34-1)과 하부가스켓(34-2)은 사각 테두리 형상이며, 상기 상,하부가스켓(34-1,34-2)은 용가재로서, 용접 또는 브레이킹 공정에 사용되어, 상,하부히트싱크(35,37)와 상,하부커버(32,38)를 각각 일체화시켜, 조립공차 및 열변형을 줄여, 냉각효율을 높이는 것이다.
상기 상부가스켓(34-1) 또는 하부가스켓(34-2)을 대체하여 다른 용가재 또는 접합제를 사용할 수도 있다.
상기 상부커버(32)와 상부히트싱크(35)가 용가재인 상부가스켓(34-1)에 의해 결합됨에 있어 용접(welding) 또는 브레이징(brazing) 공정에 의해 결합된다.
상기 하부히트싱크(37)와 하부커버(38)가 용가재인 하부가스켓(34-2)에 의해 결합됨에 있어 용접(welding) 또는 브레이징(brazing) 공정에 의해 결합된다.
상기 브레이징(brazing) 공정은 작업온도를 450℃이상이며 모재용융점(melting point) 이하의 온도를 사용하고, 접합하려는 모재인 커버 및 히트싱크보다 녹는점이 낮은 용가재인 가스켓(34)을 사용함으로써 모재를 거의 용융시키지 않고 가스켓(34)만을 용융시켜 접합하는 접합 방법이다.
상기 용접(welding) 공정은 작업온도를 모재용융점(melting point) 이상의 온도를 사용함으로써 모재와 용가재를 모두 용융하여 접합하는 방법이다.
상기 용가재는 통상 알루미늄 재질을 사용한다.
한편, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 하부커버(38)의 좌측 하면에는 내부로 냉각수가 유입되는 입구(51)가 형성되고, 상기 입구(51)에 근접한 하부커버(38)의 전면에는 내부로 유입된 냉각수가 순환하여 배출되는 출구(52)가 형성되어 있다.
더 자세히 설명하면, 상기 하부커버(38) 하면에는 길이방향 좌측 가장자리에서 일정간격 이격되는 위치에 상하로 관통되도록 입구(51)가 형성되며, 상기 출구(52)는 하부커버(38)와 하부히트싱크(37) 사이의 공간부에서 냉각수가 외부로 나갈 수 있도록 하부커버(38) 전면이 관통되어 형성된다.
이때, 상기 입구(51)를 통해 유입된 냉각수가 수냉 인버터 구조물의 내부에서 유동할 수 있는 냉각유로(50)가 형성되어 있어야한다.
상기 냉각유로(50)는 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 냉각수가 내부로 유입되는 하부커버(38)의 입구(51)와, 상기 입구(51)로부터 상부 측 하부히트싱크(37)와 상부히트싱크(35)의 좌측 단에 상하로 관통되어 형성된 좌측관통공과; 상기 좌측관통공으로부터 냉각수가 유입되도록 상부커버(32)와 상부히트싱크(35) 사이에 형성된 상부공간부와; 상기 상부공간부에서 냉각수가 하부로 흐를 수 있도록 상부히트싱크(35)와 하부히트싱크(37)의 우측 단에 상하로 관통되어 형성된 우측관통공과; 상기 우측관통공의 냉각수가 유입되도록 연결된 하부히트싱크(35)와 하부커버(38) 사이에 형성된 하부공간부와; 상기 하부공간부의 냉각수를 외부로 배출하는 출구(52); 로 이루어진다.
즉, 상기 냉각유로(50)의 입구(51)를 통해 내부로 유입된 냉각수는 입구(51)로부터 좌측관통공을 통해 상부로 이동하여 상부공간부를 거친 후, 상기 우측관통공을 통해 하부로 이동하고, 하부로 이동된 냉각수는 하부공간부를 거쳐 출구(52)를 통해 외부로 배출되는 됨으로써 내부의 열을 냉각시킬 수 있도록 형성된다.
또한, 상기 하부커버(38), 하부가스켓(34-2), 하부히트싱크(37), 파워모듈(36), 상부히트싱크(35), 상부가스켓(34-1), 상부커버(32)는 순서대로 하부에서 상부로 적층되어 나사 결합된다.
더 상세히 설명하면 상기 상부커버(32)의 상면에는 길이방향의 가장자리를 따라 복수개의 홈이 서로 일정간격 이격되어 형성되어 있고, 상기 홈의 바닥면에는 나사가 관통하여 체결될 수 있도록 상하로 관통된 나사공이 형성된다.
그리고 상기 파워모듈(36)은 하부히트싱크(37)의 상면에 고정되어 있는 것으로, 상기 하부히트싱크(37)의 상면에는 일측 방향으로 길이를 가지는 돌기(37-2)가 복수 개 형성되어 있고, 파워모듈(36)의 하면에는 상기 돌기(37-2)에 대응하는 삽입홈인 파워모듈안착부(37-1)가 형성되어 있다.
그리고 상기 파워모듈(36)은 육면체 형상이되, 다수 개의 커넥터가 측방향으로 돌출 형성되는 것이며, 상기 커넥터에는 외부의 구동보드, 제어보드, 및 전원보드가 직접 결합될 수 있다.
특히, 상기 하부히트싱크(37)의 파워모듈안착부(37-1)에 파워모듈(36)을 삽입할 시, 상기 파워모듈(36)은 파워모듈안착부(37-1)에 하부히트싱크(37)의 돌출부가 없는 방향으로 커넥터가 위치하도록 삽입하여야 한다.
상기 파워모듈(36)에 대해 자세히 설명하면, 전력사용에 의한 스위칭 작용에 의해 발열량이 상승하는 복수의 스위칭소자로 이루어지며, 이때, 상기 복수의 스위칭소자에 의해 발열량이 상승하는 파워모듈(36)은 상부히트싱크(35)의 하면과 하부히트싱크(37)의 상면 사이에 충분히 냉각되도록 서로 밀접하게 설치하여 발열에 의한 상부히트싱크(35)와 하부히트싱크(37)의 변형을 최소화함으로써 밀착상태를 유지할 수 있다.
상기 스위칭 작용은 입력부의 전류가 일정 범위를 넘어서는 순간 출력부에 전류가 흐르게 되는 원리를 통해 회로를 On/Off 하는 작용으로, 전류를 통해 회로를 On/Off함으로써 열이 발생하게 된다.
그러므로 상기 파워모듈(36)에서 발생하는 열을 냉각순환통로(50)에 흐르는 냉각수를 통해 냉각시킬 필요가 있다.
그리고 상기 하부커버(38), 하부가스켓(34-2), 하부히트싱크(37), 파워모듈(36), 상부히트싱크(35), 상부가스켓(34-1), 상부커버(32)는 순서대로 하부에서 상부로 적층되어 나사 결합되어 수냉인버터 구조물이 결합된다.
상기 상부커버(32), 상부히트싱크(35), 하부히트싱크(37), 및 하부커버(38)의 나사(31) 결합 시, 상기 상부히트싱크(35)와 하부히트싱크(37)가 밀착되어 사이에 있는 파워모듈(36)도 함께 밀착된다.
한편, 나사 결합된 상기 수냉인버터 구조물은 도 4에 도시된 바와 같이, 전체적으로 육면체 형상이되, 양측방향으로 파워모듈(36)의 커넥터가 돌출된 형상이 된다.
또한, 상기 상부히트싱크(35)의 상면 또는 하부히트싱크(37) 하면에는 열을 빠르고 효율적으로 배출하는 냉각핀(100)이 형성되는 것으로, 상기 냉각핀(100)은 소정의 깊이를 가지되 수평단면이 타원형 또는 마름모형이며, 복수 개가 전후좌우방향으로 일정간격 이격되게 배열될 수 있는 것이다.
특히, 상기 상하좌우 일정간격 이격되어 배열된 복수 개의 냉각핀(100)에서, 후열에 배열되어 있는 냉각핀은 전열에 배열되어 있는 냉각핀 사이에 위치하는 것이다.
더 자세하게 설명하면, 상기 복수개의 냉각핀 중에서 동일한 열에서 근접한 냉각핀 사이 간격(b)은 냉각핀 내부의 폭보다 넓게 형성되는 것으로, 더 자세하게는 같은 열의 하나의 냉각핀과 그 우측의 냉각핀 사이 간격(b)이 냉각핀 내부좌우폭(a)보다 넓게 형성됨으로써 각각의 냉각핀이 좌우가 겹쳐지는 것을 방지하게 된다.
그리고 상기 냉각유로(50)에 형성된 복수개의 냉각핀 중에서 전열(110)의 냉각핀 가로중심선(111)과 후열(120)의 냉각핀 가로중심선(121)간의 길이방향 사이 간격(c)은 냉각핀의 상하폭(d)보다 넓게 형성되는 것으로, 각각의 냉각핀이 상하가 겹쳐지는 것을 방지하게 된다.
그러므로 각각의 냉각핀이 좌우가 겹쳐지는 것을 방지함과 동시에 상하가 겹쳐지는 것을 방지하게 됨으로써, 냉각수가 통과할 수 있을 뿐만 아니라 동시에 적절한 폭을 가지게 됨으로써 유속이 상승하게 된다.
한편, 상기 타원형의 냉각핀(100)은 수평단면이 타원형 형상으로, 길이가 긴 부분이 냉각수가 흐르는 방향과 같은 방향이 되도록 형성된다.
상기 마름모형의 냉각핀(100)은 수평단면이 네 변의 길이가 같으며 내부 두 대각선의 길이가 서로 다른 마름모 형태인 것으로, 대각선 중 길이가 긴 부분이 냉각수가 흐르는 방향과 같은 방향이 되도록 형성된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 타원형 및 마름모형 냉각핀(100)은 냉각수에 대한 흐름저항이 낮아져 냉각수의 유속이 개선되고, 동시에 표면적이 넓게 되어 열 배출 효율이 상승한다.
특히, 상기 마름모형 냉각핀(100)은 직선으로 이동되는 밀링 커터를 사용하는 밀링공정을 할 때, 상기 밀링 커터가 지나가는 경로가 직선이 되도록 단순화하여 생산성을 더 높일 수 있다.
따라서 본 발명 전기 자동차용 수냉 인버터 구조물은 커버와 히트싱크를 용가재인 가스켓을 통해 일체화하여 밀착상태를 유지시킴으로써 냉각 성능을 향상시켜 콤팩트화 및 안정성을 실현하고, 동시에 제작공정을 줄여 생산성을 향상시키며, 염가 제작을 가능하도록 하는 현저한 효과가 있다.
10 : 히트싱크
31 : 나사 32 : 상부커버
33 : 고무씰 33-1 : 상부고무씰 33-2 : 하부고무씰
34 : 가스켓 34-1 : 상부가스켓 34-2 : 하부가스켓
35 : 상부히트싱크 36 : 파워모듈 37 : 하부히트싱크
37-1 : 파워모듈안착부 37-2 : 돌기
38 : 하부커버
50 : 냉각유로 51 : 입구 52 : 출구
100 : 냉각핀
110 : 전열 111 : 전열의 냉각핀 가로중심선
120 : 후열 121 : 후열의 냉각핀 가로중심선

Claims (3)

  1. 하부가 개구된 상부커버(32)와 상부가 개구된 하부커버(38)가 결합된 것으로, 상기 상부커버(32)와 하부커버(38)가 결합된 내부공간에는 파워모듈(36)이 장착되되, 상기 상부커버(32)와 파워모듈(36) 사이에는 상부히트싱크(35)가 개재되어 있고, 상기 하부커버(38)와 파워모듈(36) 사이에는 하부히트싱크(37)가 개재되어 있는 전기 자동차용 수냉 인버터 구조물에 있어서,
    상기 상부히터싱커부(35)와 상부커버(32) 사이에는 상부가스켓(34-1)이 장착되고, 상기 하부히터싱커부(37)와 하부커버(38) 사이에 하부가스켓(34-2)이 장착되어 있되, 상기 상,하부가스켓(34-1,34-2)은 가스켓 모양의 용가재로서, 용접 또는 브레이킹 공정에 사용되어, 상,하부히트싱크(35,37)와 상,하부커버(32,38)를 각각 일체화시켜, 조립공차 및 열변형을 줄여, 냉각효율을 높이는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 수냉 인버터 구조물
  2. 제 1항에 있어서, 상기 하부커버(38), 하부가스켓(34-2), 하부히트싱크(37), 파워모듈(36), 상부히트싱크(35), 상부가스켓(34-1), 상부커버(32)는 순서대로 하부에서 상부로 적층되어 나사 결합되는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 수냉 인버터 구조물
  3. 제 1항에 있어서, 상기 하부커버(38)의 단부 측 하면에는 내부로 냉각수가 유입되는 입구(51)가 형성되고, 상기 입구(51)에 근접한 하부커버(38)의 전면에는 내부로 유입된 냉각수가 순환하여 배출되는 출구(52)가 형성되어 있으며,
    상기 하부히트싱크(37)와 상부히트싱크(35)의 좌우측에는 상하로 관통된 관통공이 각각 형성되어 있되, 상기 하부히트싱크(37)와 하부커버(38) 사이는 서로 이격되어 냉각수가 흐를 수 있는 공간부가 형성되어 있어, 상기 하부커버(38)의 입구(51)를 통해 내부로 유입된 냉각수는 입구(51)로부터 상부 측 하부히트싱크(37)와 상부히트싱크(35)의 일단에 형성된 관통공을 통해 상부로 이동하여 상부커버(32)와 상부히트싱크(35) 사이에 형성된 공간부를 거친 후, 상기 상부히트싱크(35)와 하부히트싱크(37)의 타단에 형성된 관통공을 통해 하부로 이동하고, 하부로 이동된 냉각수는 하부히트싱크(37)와 하부커버(38) 사이에 형성된 공간부를 거쳐 출구를 통해 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 수냉 인버터 구조물
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US20220142016A1 (en) * 2019-03-04 2022-05-05 Audi Ag Direct cooling of a power converter by using a stamped plate

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