KR20180132280A - invertor for direct cooling of capacitor - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an inverter of a capacitor direct cooling type, which simultaneously cools a power module and a direct current (DC) capacitor of an inverter which is a motor control device of an electric vehicle, comprising: a housing having a receiving space formed therein to accommodate various power components; a DC capacitor accommodated in the housing; a heat pipe in which a portion of a lower surface is coupled to an upper surface of the DC capacitor; a power module mounted on the same area as that of the DC capacitor on an upper surface of the heat pipe; a cooling unit formed on an inner surface of the housing, and cooling the heat pipe by having an upper surface to be in surface-contact with a remaining region excluding a region where the DC capacitor is disposed, on a lower surface of the heat pipe; and printed circuit boards stacked on an upper surface of the power module, and electrically connected to the power module. The heat pipe can simultaneously cool the DC capacitor and the power module by being in surface-contact with a gap between the DC capacitor and the power module.

Description

커패시터 직접냉각방식의 인버터{invertor for direct cooling of capacitor}[0001] The present invention relates to an invertor for direct cooling of a capacitor,

본 발명은 커패시터 직접냉각방식의 인버터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기차의 모터제어장치인 인버터의 파워모듈과 DC(Direct Current)커패시터(capacitor)를 동시에 냉각시키는 커패시터 직접냉각방식의 인버터에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an inverter of a direct cooling type capacitor, and more particularly to an inverter of a direct cooling type capacitor cooling a power module and a DC (direct current) capacitor of an inverter .

근래 들어, 전기동력 자동차 또는 자동차에 적용되는 인버터는 소형화, 경량화를 구현하기 위해 다양한 기술이 접목되고 있다.2. Description of the Related Art In recent years, various technologies have been applied to an inverter for an electric motor vehicle or an automobile to realize miniaturization and weight reduction.

특히 인버터의 개발에서는 각종 내부 부품의 방열구조를 실현하여 인버터의 내구성 확보가 요구된다.Particularly, in the development of an inverter, it is required to realize a heat dissipation structure of various internal parts and to secure durability of the inverter.

인버터의 내구성에 직접적인 영향을 미치는 DC커패시터의 경우, 온도와 내구성이 직결되기 때문에 공냉식 혹은 수냉식 냉각방식을 적용하여 DC커패시터의 온도를 관리하고 있으며, 상황에 따라 냉각을 하지 않고 커패시터 용량을 키워 대응하기도 한다.DC capacitors, which directly affect the durability of the inverter, are temperature and durability. Therefore, the temperature of the DC capacitor is controlled by using the air-cooled or water-cooled cooling system. do.

통상적으로 DC커패시터 간접냉각방식을 적용한 인버터에서는, DC커패시터를 인버터 케이싱 내에 탑재하고 있고, DC커패시터가 안착된 케이싱의 반대쪽에는 냉각 장치가 구비된다.Generally, in an inverter in which a DC capacitor indirect cooling method is applied, a DC capacitor is mounted in the inverter casing, and a cooling device is provided on the opposite side of the casing in which the DC capacitor is mounted.

냉각 장치는 자연 공냉 방식 또는 냉각수 순환 방식이 사용되고 있다. The cooling system is a natural air cooling system or a cooling water circulation system.

이러한 자연 공냉 방식 또는 냉각수 순환 방식은 열이 케이싱을 거쳐서 전달되기 때문에 간접냉각방식에 해당한다.Such a natural air cooling method or a cooling water circulating method corresponds to an indirect cooling method since heat is transmitted through a casing.

종래 기술에서 DC커패시터의 냉각을 위해서, 커패시터가 케이싱과 밀착되는 구조를 가지고 있지만, 이 때문에 전체적으로 인버터의 케이싱 사이즈가 커지게 되는 단점이 있다.In the prior art, in order to cool the DC capacitor, the capacitor has a structure in which it is in close contact with the casing. However, this has a disadvantage that the casing size of the inverter as a whole increases.

예컨대, 파워모듈 및 DC커패시터들은 적층형 패키지 방식으로서, 케이싱의 내부에 차례로 적층 및 안착되기 때문에, 파워모듈 및 DC 커패시터를 동시에 냉각시키기 위해서는 케이싱의 냉각유로가 파워모듈 및 DC커패시터의 단면적 이상의 면적이 확보되어야하므로, 그로 인하여 케이싱 사이즈가 증대되게 된다.For example, since the power module and the DC capacitors are stacked and mounted in the casing in a stacked package manner, in order to simultaneously cool the power module and the DC capacitor, the cooling flow path of the casing needs to have an area exceeding the cross sectional area of the power module and the DC capacitor So that the casing size is increased.

또한, 간접냉각방식의 경우, 통전 시 허용범위 온도 마진이 직접냉각방식에 비해 작기 때문에, 온도 마진을 높게 설계해야 하며, 따라서 인버터의 전체 사이즈도 커지게 되는 문제점을 안고 있다.Further, in the case of the indirect cooling method, since the allowable range temperature margin at the time of energization is smaller than that of the direct cooling method, the temperature margin must be designed to be high, and the total size of the inverter is also increased.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 파워모듈과 DC커패시터를 동시에 냉각시키는 구조를 채용하면서 적층형 패키지 방식에 비하여 상대적으로 작은 체적을 갖도록 하는 커패시터 직접 냉각방식의 인버터를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a capacitor direct cooling type inverter which has a structure in which a power module and a DC capacitor are simultaneously cooled while having a relatively small volume as compared with a stacked package type.

본 발명의 일실시예에 의한 커패시터 직접냉각방식의 인버터는 내부에 수용공간이 형성되어 각종 전력부품을 수용하는 하우징; 상기 하우징에 수용되는 DC커패시터; 하면 일부가 상기 DC커패시터의 상면에 결합되는 히트파이프; 상기 히트파이프의 상면에서 상기 DC커패시터와 같은 영역에 안착되는 파워모듈; 상기 하우징의 내측면에 형성되고, 상면이 상기 히트파이프의 하면에서 상기 DC커패시터가 배치된 영역을 제외한 나머지 영역에 면접촉되어 상기 히트파이프를 냉각시키는 냉각부; 및 상기 파워모듈의 상면에서 다수개가 상호 적층되고, 상기 파워모듈과 전기적으로 연결되는 인쇄회로기판;을 포함하되, 상기 히트파이프는, 상기 DC커패시터 및 상기 파워모듈 사이에 면접촉 방식으로 접촉되어 상기 DC커패시터 및 상기 파워모듈을 동시에 냉각시킬 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an inverter of a direct cooling type of a capacitor, comprising: a housing having an accommodation space formed therein to accommodate various electric power components; A DC capacitor received in the housing; A heat pipe part of which is coupled to an upper surface of the DC capacitor; A power module mounted on an upper surface of the heat pipe in the same area as the DC capacitor; A cooling unit formed on an inner surface of the housing and having an upper surface in surface contact with a surface of the lower surface of the heat pipe except the region where the DC capacitor is disposed to cool the heat pipe; And a printed circuit board which is stacked on the upper surface of the power module and which is electrically connected to the power module, wherein the heat pipe is in contact with the DC capacitor and the power module in a surface contact manner, The DC capacitor and the power module can be cooled simultaneously.

상기 DC커패시터는, 몸체를 이루는 커패시터몸체부; 상기 커패시터몸체부의 상부에서 상기 히트파이프가 슬라이딩결합되는 슬라이딩부;를 포함한다.The DC capacitor includes: a capacitor body part forming a body; And a sliding portion to which the heat pipe is slidingly coupled at an upper portion of the capacitor body portion.

상기 히트파이프는, 상기 슬라이딩부에 슬라이딩되어 상기 DC커패시터에 결합되는 결합부; 상기 결합부를 제외한 나머지 영역에서, 하면에 상기 냉각부의 상면이 접촉되는 냉각접촉부; 를 포함한다.The heat pipe includes: a coupling portion slidably coupled to the sliding portion to be coupled to the DC capacitor; A cooling contact portion in which the upper surface of the cooling portion is brought into contact with the lower surface in the remaining region excluding the coupling portion; .

상기 결합부는, 상기 슬라이딩부에 슬라이딩방식으로 삽입되고, 상기 슬라이딩부와 알루미늄인서트사출 방식으로 결합된다.The coupling portion is inserted into the sliding portion in a sliding manner, and is coupled to the sliding portion by an aluminum insert injection method.

상기 슬라이딩부는, 상기 히트파이프의 단면적 및 단면형상과 동일하게 형성되어 상기 히트파이프가 삽입되는 슬라이딩홈; 슬라이딩결합된 상기 히트파이프의 상면 양단을 감싸는 한 쌍의 슬라이딩고정돌기; 한 쌍의 상기 슬라이딩고정돌기 사이에서 상기 파워모듈의 하면과 동일한 면적으로 개방되어 상기 슬라이딩홈과 외부를 상호 연통시키는 슬라이딩개방홈;을 포함하되, 상기 파워모듈은 상기 슬라이딩부개방홈을 관통하여 상기 결합부의 상면에 안착된다.Wherein the sliding portion is formed in the same shape as a cross-sectional area and a cross-sectional shape of the heat pipe, and the sliding groove into which the heat pipe is inserted; A pair of sliding fixing protrusions for covering both ends of the upper surface of the heat pipe slidingly coupled; And a sliding opening groove that is opened between a pair of the slidable locking protrusions at the same area as a lower surface of the power module and communicates the sliding groove and the outside with each other, And is seated on the upper surface of the engaging portion.

상기 냉각부는, 외부로부터 유입된 냉각수가 유동하는 냉각유로; 상기 냉각유로의 내측면으로부터 다수개가 상호 등간격으로 이격되어 돌출된 냉각핀;을 포함한다.The cooling unit may include: a cooling flow path through which the cooling water introduced from the outside flows; And a plurality of cooling fins protruding from the inner side of the cooling passage at equal intervals.

부도체로 이뤄지고, 상기 파워모듈과 상기 인쇄회로기판 사이에 배치되어 상기 파워모듈과 상기 인쇄회로기판 간의 전기적 연결을 차단하는 차폐부;를 더 포함한다.And a shield disposed between the power module and the printed circuit board to block an electrical connection between the power module and the printed circuit board.

본 발명에 따른 커패시터 직접냉각방식의 인버터는 DC커패시터와 파워모듈이 히트파이프의 결합부 하면과 상면에 각각 면접촉 방식으로 접촉되고, 냉각부는 히트파이프의 냉각접촉부의 하면에 면접촉 방식으로 접촉됨으로써, 냉각부의 면적을 DC커패시터 및 파워모듈의 면적보다 작은 크기로 형성할 수 있어 인버터의 사이즈 및 무게를 효율적으로 소형화 및 경량화 할 수 있는 효과가 있다.In the capacitor direct cooling type inverter according to the present invention, the DC capacitor and the power module are in contact with each other in a surface contact manner on the lower surface and the upper surface of the coupling portion of the heat pipe, and the cooling portion is in surface contact with the lower surface of the cooling contact portion of the heat pipe , The area of the cooling part can be formed to be smaller than the area of the DC capacitor and the power module, and the size and weight of the inverter can be efficiently reduced in size and weight.

DC커패시터는 히트파이프의 결합부 하면에 면접촉되고, 파워모듈은 히트파이프의 결합부 상면에 안착됨으로써, DC커패시터 및 파워모듈로부터 고온이 발생되면 냉각부와의 직접냉각방식의 열교환을 할 수 있는 효과가 있다.The DC capacitor is in surface contact with the bottom surface of the coupling part of the heat pipe and the power module is seated on the upper surface of the coupling part of the heat pipe so that when the high temperature is generated from the DC capacitor and the power module, It is effective.

냉각접촉부는 결합부를 제외한 나머지 영역인 것으로서, 하면에 상기 냉각부의 상면이 접촉되고, 히트파이프의 결합부 하면과 상면에 각각 DC커패시터 및 파워모듈이 상호 면접촉 방식으로 접촉됨으로서, DC커패시터와 파워모듈을 동시에 냉각시킬 수 있는 효과가 있다.The cooling contact portion is a region other than the coupling portion. The cooling contact portion is in contact with the upper surface of the cooling portion. The DC capacitor and the power module are in contact with each other on the lower surface and the upper surface of the coupling portion of the heat pipe, Can be cooled at the same time.

DC커패시터의 슬라이딩부와 슬라이딩방식으로 결합된 히트파이프의 결합부는 상호 알루미늄인서트사출방식으로 결합됨으로써, DC커패시터 및 파워모듈로부터 발생된 열을 더욱 효율적으로 방열시킬 수 있는 효과가 있다.The sliding part of the DC capacitor and the coupling part of the heat pipe coupled in a sliding manner are coupled with each other by an aluminum insert injection method, so that the heat generated from the DC capacitor and the power module can be dissipated more efficiently.

커패시터몸체부의 높이는 냉각부의 높이와 동일한 높이로 형성됨으로써, 히트파이프의 하면이 냉각부의 상면과 커패시터몸체부의 상면에 각각 용이하게 면접촉할 수 있는 효과가 있다.The height of the capacitor body portion is formed to be equal to the height of the cooling portion so that the bottom surface of the heat pipe can easily be in surface contact with the upper surface of the cooling portion and the upper surface of the capacitor body portion.

히트파이프의 면적은 DC커패시터의 면적과 냉각부의 면적을 합한 크기로 이뤄짐으로써, 히트파이프의 하면에 냉각부와 DC커패시터가 나란하게 동시 면접촉할 수 있는 효과가 있다.The area of the heat pipe is equal to the sum of the area of the DC capacitor and the area of the cooling part, so that the cooling part and the DC capacitor can be simultaneously in contact with each other at the lower surface of the heat pipe.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 커패시터 직접냉각방식의 인버터를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 커패시터 직접냉각방식의 인버터를 분해한 분해사시도.
도 3은 도 1에 도시된 A-A’를 따라 절단 한 단면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 커패시터 직접냉각방식의 인버터의 DC커패시터를 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 커패시터 직접냉각방식의 인버터의 발열상태를 나타낸 단면도.1 is a perspective view illustrating an inverter of a direct cooling type capacitor according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is an exploded perspective view illustrating an inverter of a direct cooling type capacitor according to an embodiment of the present invention; FIG.
3 is a cross-sectional view taken along line A-A 'shown in Fig.
4 is a perspective view illustrating a DC capacitor of an inverter of a direct cooling type capacitor according to an embodiment of the present invention;
5 is a cross-sectional view illustrating a heating state of an inverter of a direct cooling method according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. And is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined by the claims. It is to be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. It is noted that " comprises, " or "comprising," as used herein, means the presence or absence of one or more other components, steps, operations, and / Do not exclude the addition.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 커패시터 직접냉각방식의 인버터를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 커패시터 직접냉각방식의 인버터를 분해한 분해사시도이며, 도 3은 도 1에 도시된 A-A’를 따라 절단 한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 커패시터 직접냉각방식의 인버터의 DC커패시터를 나타낸 사시도이다.FIG. 1 is a perspective view of an inverter of a direct cooling type according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view of an inverter of a direct cooling type according to an embodiment of the present invention, 1 is a cross-sectional view taken along line A-A 'of FIG. 1, and FIG. 4 is a perspective view illustrating a DC capacitor of an inverter of a direct cooling method according to an embodiment of the present invention.

도 1내지 도 4를 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 커패시터 직접냉각방식의 인버터는 하우징과 냉각부와 DC(Direct Current) 커패시터와 히트파이프와 파워모듈과 인쇄회로기판과 차폐부를 포함한다.Referring to FIGS. 1 to 4, an inverter of a direct cooling method according to an embodiment of the present invention includes a housing, a cooling unit, a DC (direct current) capacitor, a heat pipe, a power module, a printed circuit board and a shielding unit.

하우징(100)은 본 발명의 일실시예에 따른 인버터의 몸체를 이루는 것으로서, 내부에 수용공간(110)이 형성된다.The housing 100 is a body of the inverter according to an embodiment of the present invention, and a receiving space 110 is formed therein.

그리고, 상기 수용공간(110)의 내부에는 각종 전력부품들이 수용된다.Various power components are accommodated in the accommodation space 110.

이로 인해, 하우징(100)은 수용공간(110)에 각종 전력부품들을 수용함으로써, 외력 또는 외부로부터 유입는 이물질로부터 전력부품들을 보호할 수 있다.This allows the housing 100 to accommodate various electric power components in the receiving space 110, thereby protecting the electric power components from external force or foreign matter flowing from the outside.

냉각부(200)는 하우징(100)의 내측면, 즉 수용공간(110)의 내측면으로부터 소정거리 연장된 것으로서, 상면이 상기 히트파이프(400)의 하면에서 상기 DC커패시터(300)가 배치된 영역을 제외한 나머지 영역에 면접촉되어 상기 히트파이프(400)를 냉각시키는The cooling unit 200 extends a predetermined distance from the inner surface of the housing 100, that is, the inner surface of the accommodating space 110. The cooling unit 200 has an upper surface on which the DC capacitor 300 is disposed on the lower surface of the heat pipe 400 The heat pipe 400 is brought into surface contact with other regions except the region to cool the heat pipe 400

그리고, 냉각부(200)는 하우징(100)의 내측면으로부터 소정거리 연장됨으로써, 하우징(100)의 수용공간(110)에서 냉각부(200)가 형성된 영역을 제외한 나머지 영역에는 DC커패시터(300)가 수용될 수 있다.The cooling unit 200 extends a predetermined distance from the inner surface of the housing 100 so that the DC capacitor 300 is formed in the remaining area except the area where the cooling unit 200 is formed in the housing space 110 of the housing 100. [ Can be accommodated.

이러한 냉각부(200)는 냉각유로(210) 및 냉각핀(220)을 포함한다.The cooling unit 200 includes a cooling channel 210 and a cooling fin 220.

냉각유로(210)는 하우징(100)의 외부로부터 유입된 냉각수가 유동하는 공간이다.The cooling passage 210 is a space through which the cooling water introduced from the outside of the housing 100 flows.

냉각핀(220)은 냉각유로(210)의 내측면으로부터 수직방향으로 다수개가 상호 이격되어 돌출된다.The cooling fins 220 protrude from the inner surface of the cooling passage 210 in the vertical direction.

냉각핀(220)은 냉각유로(210)의 내부에 형성됨으로써, 냉각유로(210) 내부로 유입된 냉각수가 냉각핀(220) 사이로 유동하게 된다.The cooling fins 220 are formed inside the cooling passages 210 so that the cooling water flowing into the cooling passages 210 flows between the cooling fins 220.

이로 인해, 냉각부(200)가 효율적으로 냉각될 수 있다.As a result, the cooling unit 200 can be efficiently cooled.

DC커패시터(300)는 인버터의 작동 시, 고온이 발생하는 것으로서, 하우징(100)의 수용공간(110) 내부에서 냉각부(200)가 형성된 영역을 제외한 나머지 영역에 수용된다.The DC capacitor 300 is accommodated in a region other than the region where the cooling unit 200 is formed in the housing space 110 of the housing 100,

DC커패시터(300)는 고온이 발생되면 냉각부(200)와의 직접냉각방식의 열교환을 할 수 있다.The DC capacitor 300 can perform direct cooling type heat exchange with the cooling unit 200 when a high temperature is generated.

이러한 DC커패시터(300)는 커패시터몸체부(310)와 슬라이딩부(320)를 포함한다.The DC capacitor 300 includes a capacitor body 310 and a sliding portion 320.

커패시터몸체부(310)는 DC커패시터(300)의 몸체를 이루는 것으로서, 상기 하우징(100)의 수용공간(110)에서 냉각부(200)가 형성된 영역을 제외한 나머지 영역에 수용될 수 있는 크기로 형성된다.The capacitor body 310 forms a body of the DC capacitor 300 and is formed in a size that can be accommodated in the remaining area except the area where the cooling part 200 is formed in the housing space 110 of the housing 100 do.

이로 인해, 커패시터몸체부(310)는 하우징(100)의 수용공간(110)에 용이하게 수용될 수 있다.Thus, the capacitor body portion 310 can be easily accommodated in the receiving space 110 of the housing 100.

이때, 커패시터몸체부(310)의 높이는 냉각부(200)의 높이와 동일한 높이로 형성됨이 바람직하다.At this time, the height of the capacitor body 310 is preferably the same height as the height of the cooling part 200.

이로 인해, 히트파이프(400)의 하면이 냉각부(200)의 상면과 커패시터몸체부(310)의 상면에 각각 면접촉할 수 있다.The lower surface of the heat pipe 400 can be in surface contact with the upper surface of the cooling part 200 and the upper surface of the capacitor body part 310, respectively.

슬라이딩부(320)는 히트파이프(400)가 결합되는 것으로서, 커패시터몸체부(310)의 상부에 형성된다.The sliding portion 320 is formed on the upper portion of the capacitor body portion 310, to which the heat pipe 400 is coupled.

이러한 슬라이딩부(320)는 슬라이딩홈(321)과 슬라이딩고정돌기(322) 및 슬라이딩개방홈(323)을 포함한다.The sliding portion 320 includes a sliding groove 321, a sliding fixing protrusion 322, and a sliding opening groove 323.

도 4를 참조하면 슬라이딩홈(321)은 히트파이프(400)의 단면적 및 단면형상과 동일하게 형성되어 히트파이프(400)가 삽입된다.Referring to FIG. 4, the sliding groove 321 is formed to have the same cross-sectional area and sectional shape as the heat pipe 400, and the heat pipe 400 is inserted.

슬라이딩고정돌기(322)는 한 쌍으로 이뤄진 것으로서, 커패시터몸체부(310)의 양단으로부터 상방향으로 연장된다.The sliding fixing protrusions 322 are formed in a pair, and extend upward from both ends of the capacitor body portion 310.

그리고, 슬라이딩고정돌기(322)는 상단부가 각각 내측방향 직각으로 절곡되어 슬라이딩홈(321)을 통해 삽입된 히트파이프(400)의 상면 양단을 감싼다.The upper ends of the sliding fastening protrusions 322 are bent at right angles to the inside direction to cover both ends of the upper surface of the heat pipe 400 inserted through the sliding groove 321.

이로 인해, 히트파이프(400)는 슬라이딩부(320)로부터 상하방향으로 이탈되는 것이 효과적으로 저지된다.As a result, the heat pipe 400 is effectively prevented from vertically separating from the sliding portion 320.

슬라이딩개방홈(323)은 한 쌍의 상기 슬라이딩고정돌기(322) 사이에서 상기 파워모듈(500)의 하면과 동일한 면적으로 개방된다.The sliding opening groove 323 is opened between the pair of the slide fixing projections 322 in the same area as the lower surface of the power module 500.

따라서, 슬라이딩개방홈(323)은 슬라이딩홈(321)과 DC커패시터(300)의 외부를 상호 연통시킨다.Accordingly, the sliding opening 323 makes the sliding groove 321 and the outside of the DC capacitor 300 communicate with each other.

이로 인해, 슬라이딩개방홈(323)은 히트파이프(400)의 상면과 파워모듈(500)의 하면이 상호 용이하게 면접촉될 수 있도록 한다.Accordingly, the sliding opening groove 323 allows the upper surface of the heat pipe 400 and the lower surface of the power module 500 to be easily in surface contact with each other.

히트파이프(400)는 하우징(100)의 수용공간(110)에 수용되어 하면 일부가 DC커패시터(300)의 상면 즉, 슬라이딩부(320)에 결합된다.The heat pipe 400 is accommodated in the housing space 110 of the housing 100 and a part of the heat pipe 400 is coupled to the upper surface of the DC capacitor 300,

그리고, 히트파이프(400)는 금속 재질 또는 알루미늄합금 재질로 이루어지거나, 플라스틱 재질에 비하여 상대적으로 높은 열전도성을 갖는 재질로 제작될 수 있다.The heat pipe 400 may be made of a metal material or an aluminum alloy material, or may be made of a material having a relatively high thermal conductivity as compared with a plastic material.

또한, 히트파이프(400)의 면적은 DC커패시터(300)의 면적과 냉각부(200)의 면적을 합한 크기로 이뤄짐이 바람직하다.It is preferable that the area of the heat pipe 400 is equal to the sum of the area of the DC capacitor 300 and the area of the cooling part 200.

이로 인해 히트파이프(400)의 하면에 냉각부(200)와 DC커패시터(300)가 나란하게 동시 면접촉할 수 있다.As a result, the cooling unit 200 and the DC capacitor 300 can be in parallel contact on the lower surface of the heat pipe 400 at the same time.

이러한 히트파이프(400)는 결합부(410) 및 냉각접촉부(420)를 포함한다.The heat pipe 400 includes a coupling portion 410 and a cooling contact portion 420.

결합부(410)는 슬라이딩부(320)의 슬라이딩홈(321)에 슬라이딩되어 하면이 DC커패시터(300)의 상면에 면접촉된 상태로 결합되고, 상면에는 파워모듈(500)이 슬라이딩개방홈(323)을 관통하여 안착된다.The coupling part 410 is slid in the sliding groove 321 of the sliding part 320 so that the lower surface of the coupling part 410 is coupled to the upper surface of the DC capacitor 300 in a surface contact state, 323, respectively.

이로 인해, 결합부(410)에는 DC커패시터(300) 및 파워모듈(500)이 각각 면접촉방식으로 접촉된다.Accordingly, the DC capacitor 300 and the power module 500 are brought into contact with the coupling portion 410 in a surface contact manner, respectively.

한편, DC커패시터(300)의 슬라이딩부(320)와 슬라이딩방식으로 결합된 히트파이프(400)의 결합부(410)는 상호 알루미늄인서트사출방식으로 결합된다.The coupling part 410 of the heat pipe 400 slidingly coupled to the sliding part 320 of the DC capacitor 300 is coupled to each other by an aluminum insert injection method.

이로 인해, DC커패시터(300) 및 파워모듈(500)로부터 발생된 열을 더욱 효율적으로 방열시킬 수 있다.As a result, the heat generated from the DC capacitor 300 and the power module 500 can be dissipated more efficiently.

냉각접촉부(420)는 결합부(410)를 제외한 나머지 영역인 것으로서, 하면에 상기 냉각부(200)의 상면이 접촉된다.The cooling contact portion 420 is a region other than the coupling portion 410, and the upper surface of the cooling portion 200 is brought into contact with the lower surface of the cooling contact portion 420.

이로 인해 냉각접촉부(420)는 냉각부(200)를 통한 열교환에 의해 DC커패시터(300)와 파워모듈(500)을 동시에 냉각시킬 수 있다.This allows the cooling contact portion 420 to simultaneously cool the DC capacitor 300 and the power module 500 by heat exchange through the cooling portion 200.

파워모듈(500)은 배터리로부터 DC전원을 공급받아 모터 구동용 전원을 공급하는 것으로서, 파워모듈(500)은 전원공급으로 인해 고온이 발생되는 부품이다.The power module 500 receives DC power from a battery and supplies power for driving the motor. The power module 500 is a component that generates a high temperature due to power supply.

그리고, 파워모듈(500)은 히트파이프(400)의 결합부(410) 상면에 안착된다.The power module 500 is seated on the upper surface of the coupling part 410 of the heat pipe 400.

즉, 파워모듈(500)은 히트파이프(400)의 결합부(410) 상면에서 히트파이프(400)의 결합부(410) 하면에 배치된 DC커패시터(300)와 같은 영역에 안착된다.That is, the power module 500 is seated in the same area as the DC capacitor 300 disposed on the lower surface of the coupling part 410 of the heat pipe 400 on the upper surface of the coupling part 410 of the heat pipe 400.

따라서, 파워모듈(500)은 고온이 발생되면 냉각부(200)와의 직접냉각방식의 열교환을 할 수 있다.Accordingly, when the high temperature is generated, the power module 500 can perform direct cooling type heat exchange with the cooling unit 200.

또한, 히트파이프(400)의 결합부(410) 상면과 하면에 각각 파워모듈(500)과 DC커패시터(300)가 상호 면접촉 방식으로 접촉됨으로서, DC커패시터(300)와 파워모듈(500)을 동시에 냉각시킬 수 있다.The power module 500 and the DC capacitor 300 are in contact with each other on the upper surface and the lower surface of the coupling part 410 of the heat pipe 400 so that the DC capacitor 300 and the power module 500 It can be cooled at the same time.

한편, DC커패시터(300)와 파워모듈(500)이 면접촉방식으로 접촉되는 히트파이프(400)는 내부에 에탄올과 같은 물질이 액체상태로 수용되고, DC커패시터(300) 및 파워모듈(500)의 발열 시 에탄올이 기화되면서 히트파이프(400) 내부에 대류가 발생된다.The heat pipe 400, in which the DC capacitor 300 and the power module 500 are in contact with each other in a surface contact manner, has a structure in which a substance such as ethanol is received in a liquid state, and the DC capacitor 300 and the power module 500, The evaporation of ethanol causes convection in the heat pipe 400.

그리고, 히트파이프(400)는 대류에 의해 기화된 에탄올이 냉각부(200) 방향으로 이동하게 되면 다시 액체화되면서 열을 빼앗기게 된다.When the ethanol vaporized by the convection moves in the direction of the cooling unit 200, the heat pipe 400 is again liquefied and the heat is lost.

히트파이프(400)는 상기와 같은 원리를 이용하여 DC커패시터(300)와 파워모듈(500)을 효율적으로 냉각시킬 수 있다.The heat pipe 400 can efficiently cool the DC capacitor 300 and the power module 500 using the above-described principle.

또한, DC커패시터(300)와 파워모듈(500)은 히트파이프(400)의 결합부(410) 하면과 상면에 각각 면접촉 방식으로 접촉되고, 냉각부(200)는 히트파이프(400)의 냉각접촉부(420)의 하면에 면접촉 방식으로 접촉됨으로써, 냉각부(200)의 면적을 DC커패시터(300) 및 파워모듈(500)의 면적보다 작은 크기로 형성할 수 있어 인버터의 사이즈 및 무게를 효율적으로 소형화 및 경량화 할 수 있다.The DC capacitor 300 and the power module 500 are in contact with the upper and lower surfaces of the coupling part 410 of the heat pipe 400 in a surface contact manner and the cooling part 200 cools the heat pipe 400 The area of the cooling part 200 can be smaller than the area of the DC capacitor 300 and the power module 500 by contacting the lower surface of the contact part 420 in a surface contact manner so that the size and weight of the inverter can be efficiently So that it can be downsized and lightweight.

인쇄회로기판(600)은 인버터의 내부 신호를 처리하는 역할을 담당하는 것으로서, 파워모듈(500)의 상면에서 다수개가 상호 적층된다.The printed circuit board 600 plays a role of processing an internal signal of the inverter, and a plurality of the printed circuit boards 600 are laminated on the upper surface of the power module 500.

그리고 인쇄회로기판(600)은 파워모듈(500)로부터 연장된 리드선(도시하지 않음)을 통하여 파워모듈(500)과 전기적으로 연결된다.The printed circuit board 600 is electrically connected to the power module 500 through a lead wire (not shown) extending from the power module 500.

여기서 리드선은 인홰회로기판과 납땜으로 연결될 수 있다.Here, the lead wire can be connected by soldering to the lead frame circuit board.

차폐부(700)는 부도체로 이뤄진 것으로서, 파워모듈(500)과 인쇄회로기판(600) 사이에 배치된다.The shield 700 is made of non-conductive material and is disposed between the power module 500 and the printed circuit board 600.

따라서, 차폐부(700)는 리드선을 통해 전기적으로 연결되어야 하는 파워모듈(500)과 인쇄회로기판(600)이 상기 리드선 이외의 다른 영역으로 서로 연결되는 것을 차단한다.Therefore, the shielding unit 700 blocks the power module 500 and the printed circuit board 600, which are to be electrically connected through the lead wires, from being connected to each other in areas other than the lead wires.

이하에서는, 전술한 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 커패시터 직접쟁각방식의 인버터의 갱각방법을 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a method of slicing a capacitor direct-drive inverter according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 커패시터 직접냉각방식의 인버터의 발열상태를 나타낸 단면도이다.5 is a cross-sectional view illustrating a heating state of an inverter of a direct cooling method according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면 먼저 히트파이프(400)의 결합부(410)는 DC커패시터(300)의 슬라이딩부(320)에 슬라이딩삽입되고, 알루미늄인서트방식으로 결합된다.5, the coupling part 410 of the heat pipe 400 is slidably inserted into the sliding part 320 of the DC capacitor 300 and is coupled with the aluminum insert method.

이로 인해 히트파이프(400)의 결합부(410) 하면은 DC커패시터(300)몸체부의 상면에 상호 면접촉방식으로 접하게 된다.As a result, the lower surface of the coupling part 410 of the heat pipe 400 is brought into contact with the upper surface of the body of the DC capacitor 300 in a mutual contact manner.

그리고, 히트파이프(400)의 냉각접촉부(420) 하면은 하우징(100)의 내부에 형성된 냉각부(200) 상면에 상호 면접촉 방식으로 접촉된다.The lower surface of the cooling contact part 420 of the heat pipe 400 is in contact with the upper surface of the cooling part 200 formed inside the housing 100 in a mutual contact manner.

이어서, 히트파이프(400)의 결합부(410) 상면에는 파워모듈(500)의 하면이 상호 면접촉 방식으로 접촉된다.The lower surface of the power module 500 is brought into contact with the upper surface of the coupling portion 410 of the heat pipe 400 in an interfacial contact manner.

즉, 상기 히트파이프(400)의 결합부(410)는 DC커패시터(300) 및 파워모듈(500) 사이에 배치되고, 냉각접촉부(420) 하면에 냉각부(200)가 면접촉방식으로 접촉된다.That is, the coupling part 410 of the heat pipe 400 is disposed between the DC capacitor 300 and the power module 500, and the cooling part 200 contacts the lower surface of the cooling contact part 420 in a surface contact manner .

여기서, 본 발명은 DC커패시터(300)와 히트파이프(400)를 제외한 나머지 구성은 각각 나사결합방식으로 결합됨이 바람직하다.Here, it is preferable that the remaining components except the DC capacitor 300 and the heat pipe 400 are coupled by a screw coupling method.

히트파이프(400)는 도 5에 도시된 바와 같이 상기와 같이 히트파이프(400)에 상호 면접촉된 DC커패시터(300) 및 파워모듈(500)로부터 고온이 발생되면 DC커패시터(300)와 파워모듈(500)이 면접촉방식으로 접촉되는 히트파이프(400)는 내부에 수용된 에탄올이 기화되면서 히트파이프(400) 내부에 대류가 발생된다.5, when the high temperature is generated from the DC capacitor 300 and the power module 500 which are in contact with the heat pipe 400 as described above, the DC capacitor 300 and the power module 500, The heat pipe 400, which is in contact with the heat pipe 500 in a face contact manner, evaporates the ethanol contained therein, and convection is generated in the heat pipe 400.

그리고, 히트파이프(400)는 대류에 의해 기화된 에탄올이 냉각부(200) 방향으로 이동하게 되면 다시 액체화되면서 열을 빼앗기게 된다.When the ethanol vaporized by the convection moves in the direction of the cooling unit 200, the heat pipe 400 is again liquefied and the heat is lost.

히트파이프(400)는 상기와 같은 원리를 이용하여 DC커패시터(300)와 파워모듈(500)을 효율적으로 냉각시킬 수 있다.The heat pipe 400 can efficiently cool the DC capacitor 300 and the power module 500 using the above-described principle.

따라서, DC커패시터(300) 및 파워모듈(500)의 발열은 냉각부(200)에 의해 냉각된 히트파이프(400)를 매개로 하여 효율적으로 냉각될 수 있다.Therefore, the heat generated by the DC capacitor 300 and the power module 500 can be efficiently cooled through the heat pipe 400 cooled by the cooling unit 200.

이상 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 커패시터 직접냉각방식의 인버터는DC커패시터(300)와 파워모듈(500)이 히트파이프(400)의 결합부(410) 하면과 상면에 각각 면접촉 방식으로 접촉되고, 냉각부(200)는 히트파이프(400)의 냉각접촉부(420)의 하면에 면접촉 방식으로 접촉됨으로써, 냉각부(200)의 면적을 DC커패시터(300) 및 파워모듈(500)의 면적보다 작은 크기로 형성할 수 있어 인버터의 사이즈 및 무게를 효율적으로 소형화 및 경량화 할 수 있다.As described above, in the capacitor direct cooling type inverter according to the present invention, the DC capacitor 300 and the power module 500 are in contact with the upper and lower surfaces of the coupling portion 410 of the heat pipe 400 in a surface contact manner The cooling part 200 contacts the lower surface of the cooling contact part 420 of the heat pipe 400 in a surface contact manner so that the area of the cooling part 200 is smaller than the area of the DC capacitor 300 and the power module 500 And the size and weight of the inverter can be efficiently reduced in size and weight.

DC커패시터(300)는 히트파이프(400)의 결합부(410) 하면에 면접촉되고, 파워모듈(500)은 히트파이프(400)의 결합부(410) 상면에 안착됨으로써, DC커패시터(300) 및 파워모듈(500)로부터 고온이 발생되면 냉각부(200)와의 직접냉각방식의 열교환을 할 수 있다.The DC capacitor 300 is in surface contact with the lower surface of the coupling part 410 of the heat pipe 400 and the power module 500 is seated on the coupling part 410 of the heat pipe 400, And the power module 500, a direct cooling type heat exchange with the cooling unit 200 can be performed.

냉각접촉부(420)는 결합부(410)를 제외한 나머지 영역인 것으로서, 하면에 상기 냉각부(200)의 상면이 접촉되고, 히트파이프(400)의 결합부(410) 하면과 상면에 각각 DC커패시터(300) 및 파워모듈(500)이 상호 면접촉 방식으로 접촉됨으로서, DC커패시터(300)와 파워모듈(500)을 동시에 냉각시킬 수 있다.The upper surface of the cooling part 200 is in contact with the lower surface of the cooling contact part 420. The lower surface and the upper surface of the coupling part 410 of the heat pipe 400 are respectively connected to the DC capacitor The DC power supply 300 and the power module 500 are brought into contact with each other in the mutual contact manner so that the DC capacitor 300 and the power module 500 can be cooled simultaneously.

DC커패시터(300)의 슬라이딩부(320)와 슬라이딩방식으로 결합된 히트파이프(400)의 결합부(410)는 상호 알루미늄인서트사출방식으로 결합됨으로써, DC커패시터(300) 및 파워모듈(500)로부터 발생된 열을 더욱 효율적으로 방열시킬 수 있다.The coupling part 410 of the heat pipe 400 slidably coupled to the sliding part 320 of the DC capacitor 300 is coupled to the DC capacitor 300 and the power module 500 by the aluminum insert injection method The generated heat can be dissipated more efficiently.

커패시터몸체부(310)의 높이는 냉각부(200)의 높이와 동일한 높이로 형성됨으로써, 히트파이프(400)의 하면이 냉각부(200)의 상면과 커패시터몸체부(310)의 상면에 각각 용이하게 면접촉할 수 있다.The height of the capacitor body 310 is set to the same height as the height of the cooling unit 200 so that the lower surface of the heat pipe 400 is easily formed on the upper surface of the cooling unit 200 and the upper surface of the capacitor body unit 310 It is possible to contact the surface.

히트파이프(400)의 면적은 DC커패시터(300)의 면적과 냉각부(200)의 면적을 합한 크기로 이뤄짐으로써, 히트파이프(400)의 하면에 냉각부(200)와 DC커패시터(300)가 나란하게 동시 면접촉할 수 있다.The area of the heat pipe 400 is equal to the sum of the area of the DC capacitor 300 and the area of the cooling part 200 so that the cooling part 200 and the DC capacitor 300 are formed on the lower surface of the heat pipe 400 Side-by-side contact.

본 발명은 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술사상이 허용되는 범위내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made within the scope of the technical idea of the present invention.

100: 하우징 110: 수용공간
200: 냉각부 210: 냉각유로
220: 냉각핀 300: DC커패시터
310: 커패시터몸체부 320: 슬라이딩부
321: 슬라이딩홈 322: 슬라이딩고정돌기
323: 슬라이딩개방홈 400: 히트파이프
410: 결합부 420: 냉각접촉부
500: 파워모듈 600: 인쇄회로기판
700: 차폐부100: housing 110: accommodation space
200: cooling unit 210: cooling channel
220: cooling pin 300: DC capacitor
310: capacitor body part 320: sliding part
321: Sliding groove 322: Sliding fixing projection
323: Sliding opening groove 400: Heat pipe
410: engaging portion 420: cooling contact portion
500: Power module 600: Printed circuit board
700: shield

Claims (7)

내부에 수용공간이 형성되어 각종 전력부품을 수용하는 하우징;
상기 하우징에 수용되는 DC커패시터;
하면 일부가 상기 DC커패시터의 상면에 결합되는 히트파이프;
상기 히트파이프의 상면에서 상기 DC커패시터와 같은 영역에 안착되는 파워모듈;
상기 하우징의 내측면에 형성되고, 상면이 상기 히트파이프의 하면에서 상기 DC커패시터가 배치된 영역을 제외한 나머지 영역에 면접촉되어 상기 히트파이프를 냉각시키는 냉각부; 및
상기 파워모듈의 상면에서 다수개가 상호 적층되고, 상기 파워모듈과 전기적으로 연결되는 인쇄회로기판;을 포함하되,
상기 히트파이프는,
상기 DC커패시터 및 상기 파워모듈 사이에 면접촉 방식으로 접촉되어 상기 DC커패시터 및 상기 파워모듈을 동시에 냉각시킬 수 있는 것
인 커패시터 직접냉각방식의 인버터.
A housing having a housing space formed therein for accommodating various power components;
A DC capacitor received in the housing;
A heat pipe part of which is coupled to an upper surface of the DC capacitor;
A power module mounted on an upper surface of the heat pipe in the same area as the DC capacitor;
A cooling unit formed on an inner surface of the housing and having an upper surface in surface contact with a surface of the lower surface of the heat pipe except the region where the DC capacitor is disposed to cool the heat pipe; And
And a plurality of printed circuit boards stacked on the upper surface of the power module and electrically connected to the power module,
The heat pipe includes:
Being in surface contact contact between the DC capacitor and the power module to co-cool the DC capacitor and the power module
In capacitor Direct cooling type inverter.
제1항에 있어서,
상기 DC커패시터는,
몸체를 이루는 커패시터몸체부;
상기 커패시터몸체부의 상부에서 상기 히트파이프가 슬라이딩결합되는 슬라이딩부;를 포함하는 것
인 커패시터 직접냉각방식의 인버터.
The method according to claim 1,
The DC capacitor includes:
A capacitor body forming a body;
And a sliding portion to which the heat pipe is slidably coupled at an upper portion of the capacitor body portion
In capacitor Direct cooling type inverter.
제2항에 있어서, 상기 히트파이프는,
상기 슬라이딩부에 슬라이딩되어 상기 DC커패시터에 결합되는 결합부;
상기 결합부를 제외한 나머지 영역에서, 하면에 상기 냉각부의 상면이 접촉되는 냉각접촉부;
를 포함하는 것
인 커패시터 직접냉각방식의 인버터.
The heat pipe according to claim 2,
A coupling part slidably coupled to the sliding part and coupled to the DC capacitor;
A cooling contact portion in which the upper surface of the cooling portion is brought into contact with the lower surface in the remaining region excluding the coupling portion;
Including
In capacitor Direct cooling type inverter.
제3항에 있어서, 상기 결합부는,
상기 슬라이딩부에 슬라이딩방식으로 삽입되고, 상기 슬라이딩부와 알루미늄인서트사출 방식으로 결합되는 것
인 커패시터 직접냉각방식의 인버터.
The connector according to claim 3,
The sliding part is slidably inserted into the sliding part and is coupled to the sliding part by an aluminum insert injection method
In capacitor Direct cooling type inverter.
제2항에 있어서, 상기 슬라이딩부는,
상기 히트파이프의 단면적 및 단면형상과 동일하게 형성되어 상기 히트파이프가 삽입되는 슬라이딩홈;
슬라이딩결합된 상기 히트파이프의 상면 양단을 감싸는 한 쌍의 슬라이딩고정돌기;
한 쌍의 상기 슬라이딩고정돌기 사이에서 상기 파워모듈의 하면과 동일한 면적으로 개방되어 상기 슬라이딩홈과 외부를 상호 연통시키는 슬라이딩개방홈;을 포함하되,
상기 파워모듈은 상기 슬라이딩부개방홈을 관통하여 상기 결합부의 상면에 안착되는 것
인 커패시터 직접냉각방식의 인버터.
[3] The apparatus of claim 2,
A sliding groove formed to have the same cross-sectional area and cross-sectional shape as the heat pipe and into which the heat pipe is inserted;
A pair of sliding fixing protrusions for covering both ends of the upper surface of the heat pipe slidingly coupled;
And a sliding opening groove opened between the pair of sliding fixing projections so as to have the same area as a lower surface of the power module and communicating the sliding groove with the outside,
And the power module is mounted on the upper surface of the coupling portion through the sliding portion opening groove
In capacitor Direct cooling type inverter.
제1항에 있어서, 상기 냉각부는,
외부로부터 유입된 냉각수가 유동하는 냉각유로;
상기 냉각유로의 내측면으로부터 다수개가 상호 등간격으로 이격되어 돌출된 냉각핀;을 포함하는 것
인 커패시터 직접냉각방식의 인버터.
The refrigerator according to claim 1,
A cooling flow passage through which the cooling water introduced from the outside flows;
And a plurality of cooling fins protruding from the inner side surface of the cooling channel at regular intervals
In capacitor Direct cooling type inverter.
제1항에 있어서,
부도체로 이뤄지고, 상기 파워모듈과 상기 인쇄회로기판 사이에 배치되어 상기 파워모듈과 상기 인쇄회로기판 간의 전기적 연결을 차단하는 차폐부;를 더 포함하는 것
인 커패시터 직접냉각방식의 인버터.

The method according to claim 1,
And a shield disposed between the power module and the printed circuit board for blocking electrical connection between the power module and the printed circuit board
In capacitor Direct cooling type inverter.

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