KR20190110698A - 컨버터 냉각장치 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 컨버터 냉각장치를 구비한 자동차 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배터리나 발전기 전력을 동력원의 전력으로 공급하기 위한 컨버터의 열을 냉각시키기 위한 컨버터 냉각장치 및 그 제조방법과 이를 구비한 자동차에 관한 것으로서, 자동차냉각배관을 냉각플레이트에 상부가 노출되게 매립 설치하고, 냉각플레이트상에 컨버터를 설치하여 냉각배관을 통해 냉각유체를 유동시켜 컨버터를 냉각시키는 컨버터 냉각장치에 있어서, 냉각배관과 컨버터 사이에 설치되어 컨버터의 열을 냉각배관으로 전도시키는 열전도부재를 설치하거나, 냉각배관 유로상에 냉각챔버를 설치하여 컨버터의 열을 냉각챔버 상부커버를 통해 냉각유체로 전도시키는 냉각챔버를 설치하는 것을 특징으로 하며, 이러한 본 발명에 의하면 냉각플레이트를 경량 수지소재로 제조하여 전체 중량을 감소시키면서도 열전도부재나 냉각챔버에 의해 냉각효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

컨버터 냉각장치 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 컨버터 냉각장치를 구비한 자동차{Method for manufacturing converter cooling apparatus and vehicle having converter cooling apparatus manufactured by the method}

본 발명은 컨버터 냉각장치 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 컨버터 냉각장치를 구비한 자동차에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 냉각플레이트에 매립된 냉각배관과 컨버터 사이에 열전도부재를 삽입 설치하거나, 냉각챔버를 삽입설치하여 열전도도를 향상시켜 냉각효과를 높이면서도 냉각플레이트 및 챔버몸체를 경량 수지소재로 제조하여 전체 중량을 줄일 수 있도록 하는 컨버터 냉각장치 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 컨버터 냉각장치를 구비한 자동차에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 하이브리드 시스템은, 가솔린 엔진 및 디젤 엔진 등과 같은 내연 기관과 전기 모터의 조합으로 구성될 수 있다. 이러한 차량은, 주행용 전기 모터를 구동하기 위한 2차 전지, 인버터, DC/DC 컨버터 등과 같은 전기 기기를 탑재할 수 있다. 여기서, 2차 전지는, 화학 반응에 의한 방전 및 충전되는데, 화학 반응은 발열과 반응하기 때문에 2차 전지는 냉각되어야 한다.

또한, 인버터 및 컨버터는, 그들의 파워 소자가 열을 발생시키므로, 냉각되어야만 한다. 특히, DC/DC 컨버터는, 파워 제어 유닛으로 지칭되는 전자 기기로서, 차량의 엔진 룸 등에 일체로 탑재될 수 있다.

그런데 컨버터는, 자체적으로 열을 많이 발생하므로, 컨버터의 열을 냉각시키기 위해, 냉각 장치가 모듈화되어 있다.

공랭식 컨버터의 냉각 장치는, 냉각 팬과 냉각 모터를 포함하고, 컨버터의 하우징 외부에 냉각팬과 팬 모터가 설치되어, 컨버터의 온도 증가시, 냉각 팬을 동작시킴으로써, 컨버터의 과열을 방지할 수 있다.

하지만, 이러한 공랭식 컨버터의 냉각 장치는, 컨버터의 하우징 외부에 냉각 팬과 냉각 모터가 노출되어 있으므로, 팬모터가 침수 및 누전될 경우, 냉각 장치의 고장을 초래한다. 또한, 냉각 팬의 내부에 물기가 동결될 경우에도, 팬 모터가 자주 고장을 일으키는 원인이 되고 있다.

상기와 같은 문제점을 감안하여 차량용 컨버터를 냉각하기 위한 냉각 팬과 팬 모터를 분리 배치하여 팬 모터를 침수 및 누전으로부터 보호할 수 있는 차량용 컨버터 냉각 장치에 대해 대한민국특허공보 10-1516911호에 개시되어 있다.

그러나 상기한 선행기술은 냉각팬을 이용하여 내부 부품들을 냉각시키고 있으나, 공랭식 구조이기 때문에 주위온도에 의한 영향을 크게 받아 냉각효율이 떨어진다.

한편, 수냉식 냉각장치는 통상의 냉각유체가 흐르는 냉각채널이 냉각플레이트 내에 설치되고, 냉각플레이트 위에 컨버터가 설치되어 컨버터를 냉각시키는 방식이다. 이는 컨버터의 열원이 냉각플레이트로 전도되고, 냉각플레이트의 열이 냉각채널의 냉각유체에 전도되어 열교환 된다. 따라서 냉각플레이트를 열전도도가 좋은 소재로 만들어야만 냉각효율을 향상시킬 수 있다.

그런데 냉각플레이트를 열전도도가 좋은 금속으로 제작하게 되면, 전체 중량이 중가 된다는 단점이 있으며, 플라스틱과 같은 수지 재로 제작하는 경우 열전도도가 떨어져 냉각효율이 떨어진다는 단점이 있다.

대한민국등록특허 10-1516911호(2015.04.24)

본 발명은 컨버터 냉각장치의 중량을 줄이면서도 열전도도를 향상시켜 냉각효율을 향상시킬 수 있도록 한 컨버터 냉각장치 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 컨버터 냉각장치를 구비한 자동차를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 컨버터 냉각장치는,

냉각플레이트에 냉각배관이 매립형성되고, 냉각플레이트에 컨버터가 안착되어 설치되며, 냉각배관 속으로 냉각유체를 유동시켜 컨버터를 냉각시키는 컨버터 냉각장치에 있어서,

상기 컨버터와 상기 냉각배관 사이에 컨버터의 열을 흡수하여 상기 냉각배관으로 열을 전도시키는 열전도 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 냉각플레이트 몸체는, 경량 수지소재로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 냉각배관은, 상기 냉각플레이트에 인서트 사출방식으로 매립 형성되되, 냉각배관 상부의 냉각플레이트가 오픈되어 냉각배관의 상면이 노출되게 매립형성 된다.

상기 열전도 부재는,

냉각배관을 감싸고서 면접촉이 이루어지는 방열면 및 방열면의 양측에서 상부로 연장되어 양 날개형으로 절곡된 열흡수면으로 이루어지고, 상기 냉각배관에 솔더페이스트를 도포하여 상기 방열면이 냉각배관과 면접촉되게 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 컨버터에는 방열소자들의 열을 방열시키기 위한 방열부가 구비되고, 상기 냉각플레이트에는 냉각배관이 지나고 상기 컨버터의 방열부가 안착되는 안착홈이 형성되며, 상기 안착홈에 상기 열전도 부재가 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 컨버터 냉각장치는,

컨버터의 방열부에 대응하여 방열부가 안착되는 안착홈들이 형성되고, 컨버터를 상면에 설치하기 위한 냉각 플레이트와;

상기 냉각플레이트의 상면으로 노출되게 매립 설치되고, 냉각유체가 유동되는 냉각배관과;

상기 안착홈에서 상기 냉각배관의 하면과 측면을 둘러싸고 면접촉되고, 안착홈 상면에 면을 이루도록 설치되어 열을 전도시키는 열전도 부재와;

상기 열전도부재와 상기 냉각배관 사이의 접촉면에 개재되는 솔더페이스트와;

상기 컨버터의 방열부 하면과 상기 열전도부재를 포함하는 안착홈 사이에 부착 설치되는 열전도패드;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제1 실시 예에 의한 컨버터 냉각장치 제조방법은,

냉각플레이트에 냉각배관이 상부가 노출되게 매립되고 컨버터의 방열부가 안착되는 복수의 안착홈이 형성되며, 컨버터의 방열부가 안착홈에 안착되게 설치되어 냉각배관으로 냉각유체를 유동시켜 컨버터를 냉각시키는 컨버터 냉각장치 제조방법으로서,

냉각플레이트에 매립 설치할 냉각배관을 압출 성형하여 포밍하는 단계와;

냉각배관을 감싸고서 면접촉이 이루어지는 방열면 및 방열면의 양측에서 상부로 연장되어 양 날개형으로 절곡된 열흡수면을 구비한 열전도 부재를 구비하고, 컨버터의 방열부에 대응되는 위치의 냉각배관에 솔더 페이스트를 도포하여 열전도부재를 결합설치하는 단계와;

상기 열전도부재가 설치된 냉각배관을 냉각플레이트 사출 금형 속에 설치한 후, 냉각배관의 상부 및 상기 열전도 부재의 상면이 노출되게 냉각플레이트 몸체에 매립되고, 컨버터의 방열부가 안착되는 안착홈이 형성되게 인서트 사출하는 단계와;

상기 냉각배관의 노출된 상부 및 상기 열전도부재의 상면에 열전도패드를 개재하고 컨버터의 방열부가 안착홈에 안착되게 설치하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 컨버터 냉각장치 제조방법은,

상기 인서트 사출단계는,

냉각배관에 열전도부재를 솔더페이스트를 개재하여 결합한 후, 열전도부재가 설치된 영역에 대해서 냉각배관의 상부 및 상기 열전도부재의 상면이 오픈되게 냉각플레이트 몸체 일부를 인서트 사출하는 1차 사출단계와;

상기 1차 사출에 의해 몸체 일부와 열전도부재가 일체로 성형된 냉각배관을 냉각플레이트 사출 금형속에 설치하여 냉각플레이트 몸체 전체를 사출 성형하는 dck 사출 단계; 를 수행하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 열전도부재를 포함하는 컨버터 냉각장치 및 그 제조방법에 의해 제조되는 컨버터 냉각장치를 2차전기 및 발전기의 전원을 주행 동력원 모터의 전력으로 공급하기 위한 인버터 및 컨버터의 냉각장치로서 구비한 자동차를 제공할 수 있다.

본 발명에 의한 제2 실시예는,

냉각플레이트에 냉각배관이 상부가 노출되게 매립되고 그 위에 컨버터가 안착 설치되어 컨버터를 냉각시키는 컨버터 냉각장치에 있어서,

상기 컨버터의 방열부의 하부에 냉각배관의 유로상에 삽입 설치되어 냉각유로를 확장시키고 컨버터 방열부의 열을 냉각유체로 직접 전도시키도록 설치되는 냉각 챔버를 포함하되,

냉각 챔버는, 냉각배관의 유로 상에 삽입 설치되어 냉각 유로를 확장시키는 챔버와;

컨버터의 방열부에서 흡수한 열을 상기 냉각챔버 몸체 속에 흐르는 냉각유체로 전도시키는 챔버 몸체의 상부 커버;

를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 챔버몸체의 상부 커버와 상기 컨버터의 방열부 사이에는 열전도 패드가 개재되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제2 실시 예에 의한 컨버터 냉각장치 제조방법은,

냉각플레이트에 냉각배관이 상부가 노출되게 매립되고 컨버터의 방열부가 안착되는 복수의 안착홈이 형성되며, 컨버터의 방열부가 안착홈에 안착되게 설치되어 냉각배관으로 냉각유체를 유동시켜 컨버터를 냉각시키는 컨버터 냉각장치 제조방법으로서,

냉각플레이트에 매립 설치할 냉각배관을 압출 성형하여 포밍하는 단계와;

양측으로 배관 연결부가 형성되고, 상기 배관연결부를 통해 냉각유로와 연통되고 상면이 오픈된 챔버를 형성하는 챔버몸체 및 열전도도가 좋은 소재로 이루어져 상기 챔버 몸체의 상면을 막도록 결합되는 상면 커버를 구비하고, 컨버터의 방열부에 대응되는 위치의 냉각배관을 소정간격 절단하여 상기 챔버몸체를 삽입하여 양측의 배관연결부에 냉각배관을 연결설치하는 단계와;

상기 냉각배관의 유로상에 챔버몸체를 설치하고 상부 커버를 결합설치된 냉각배관을 냉각플레이트 사출 금형 속에 설치한 후, 냉각배관의 상부 및 상기 상부 커버의 상면이 노출되게 냉각플레이트 몸체에 매립되고, 컨버터의 방열부가 안착되는 안착홈이 형성되게 인서트 사출하는 단계와;

상기 냉각배관의 노출된 상부 및 상기 상부커버의 상면에 열전도패드를 개재하고 컨버터의 방열부가 안착홈에 안착되게 설치하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 냉각챔버를 설치하는 구성에서도 냉각챔버를 냉각배관의 유로상에 삽입설치하고, 해당 부분을 포함하는 냉각플레이트 몸체 일부를 사출하는 1차 사출을 수행한 후, 이를 금형 속에 설치하여 몸체 전체를 사출하는 2차 사출하는 방법으로 제조할 수 있다.

이와 같은 본 발명의 제2 실시 예에 의한 냉각챔버를 포함하는 컨버터 냉각장치 및 그제조방법에 의해 제조되는 컨버터 냉각장치를 2차전기 및 발전기의 전원을 주행 동력원 모터의 전력으로 공급하기 위한 인버터 및 컨버터의 냉각장치로서 구비한 자동차를 제공할 수 있다.

본 발명에 의한 제3 실시예는,

냉각플레이트에 냉각배관이 상부가 노출되게 매립되고 컨버터의 방열부가 안착되는 복수의 안착홈이 형성되며, 컨버터의 방열부가 안착홈에 안착되게 설치되어 냉각배관으로 냉각유체를 유동시켜 컨버터를 냉각시키는 컨버터 냉각장치로서,

상기 컨버터의 방열부와 냉각배관 사이에 열을 전도시키는 열전도부재와;

상기 냉각배관의 유로상에 삽입설치되는 챔버 몸체 및 컨버터의 방열부 열을 냉각유체로 직접 전도시키는 챔버 몸체의 상부 커버로 이루어지는 냉각챔버;

를 상기 각 안착홈에 따라 열전도부재 또는 냉각챔버 중 어느 하나 또는 복합 설치되는 것을 특징으로 하는 특징으로 한다.

상기 열전도부재와 컨버터의 방열부 사이 및 상기 냉각챔버의 상부 커버 사이에는 열전도 패드가 개재되는 것을 특징으로 한다.

상기 냉각플레이트 몸체와, 상기 냉각챔버의 챔버 몸체는 경량 수지소재로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 열전도부재와 상기 상부 커버는 열전도도가 좋은 금속 예컨데, 알루미늄으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 제3 실시 예에 의한 컨버터 냉각장치 제조방법은,

냉각플레이트에 냉각배관이 매립형성되고, 냉각플레이트에 컨버터가 안착설치되며, 냉각배관 속으로 냉각유체를 유동시켜 컨버터를 냉각시키는 컨버터 냉각장치 제조방법에 있어서,

냉각플레이트에 매립 설치할 냉각배관을 압출 성형하여 포밍하는 단계와,

냉각배관을 감싸고서 면접촉이 이루어지는 방열면 및 방열면의 양측에서 상부로 연장되어 양 날개형으로 절곡된 열흡수면을 구비한 열전도 부재 및

양측으로 배관 연결부가 형성되고, 상기 배관연결부를 통해 냉각배관과 연결되어 냉각유로와 연통되고 상면이 오픈된 챔버를 형성하는 챔버몸체 및 상기 챔버 몸체의 상면을 막도록 결합되는 상면 커버를 구비한 냉각 챔버를 준비하는 단계와,

컨버터의 방열부에 대응되는 위치의 냉각배관에 상기 열전도부재를 결합 설치하거나, 또는 상기 냉각챔버를 냉각배관의 유로상에 삽입 설치하는 단계와,

상기 열전도부재 또는 상기 냉각 챔버가 설치된 영역을 인서트 사출하여 냉각플레이트 몸체 일부를 사출 성형하는 1차 사출단계와,

상기 1차 사출단계에서 열전도부재 또는 냉각챔버가 냉각배관과 함께 냉각플레이트 몸체 일부를 형성한 냉각배관을 냉각플레이트 사출용 금형속에 설치하여 2차 사출 성형하는 단계와,

2차 사출 단계에서 냉각플레이트의 몸체에 상부가 노출되게 매립 설치된 냉각배관 및 열전도부재 및 냉각챔버의 상부 커버 상면에 열전도 패드를 개재하여 컨버터의 방열부가 대응되게 설치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 냉각배관에 설치되는 상기 열전도부재와 냉각챔버가 근접된 경우, 근접된 열전도부재와 냉각챔버를 하나의 냉각플레이트 일부 몸체에 매립되게 1차 사출성형하고, 이를 이용해 2차 사출 성형하도록 한다.

이와 같은 본 발명에 의한 열전도부재 또는/및 냉각챔버를 냉각배관에 설치한 컨버터 냉각장치와 그 제조방법에 의해 제조되는 컨버터 냉각장치를 2차전기 및 발전기의 전원을 주행 동력원 모터의 전력으로 공급하기 위한 인버터 및 컨버터의 냉각장치로서 구비한 자동차를 제공할 수 있다.

본 발명에 의한 컨버터 냉각장치는, 냉각플레이트 몸체를 경량 수지 소재로 구성할 수 있어서 중량을 줄일 수 있고, 열전도부재를 알루미늄과 같은 열전도도가 좋은 금속소재로 구성함으로써, 컨버터로부터 발생된 열이 냉각배관으로 쉽게 전도되어 열교환 효율이 향상되므로 냉각효과를 높일 수 있다.

또한, 냉각챔버를 구비하는 경우, 챔버 몸체와 냉각플레이트 몸체는 경량 수지 소재로 구성하여 전체 중량을 줄일 수 있고, 챔버 몸체의 상부 커버를 열전도도가 좋은 금속소재로 구성함으로써, 컨버터의 방열부 열이 상부 커버를 통해 직접 냉각 유체로 전도되기 때문에 냉각효율이 상승되는 효과가 있다.

본 발명에 의한 냉각장치 제조방법은, 냉각배관에 열전도부재를 설치하여 상면이 노출되게 인서트 사출함으로써, 열전도부재를 냉각배관의 둘레를 감싸고서 면접촉되는 부재로 형성할 수 있어서 열전도면적을 넓게 형성할 수 있으며, 냉각배관과 함께 매립설치되므로 별도의 고정수단이나 별도의 설치공간 또는 구조를 구비하지 않고 일체형으로 제작할 수 있어서 제작 공정이 간편하다는 장점이 있다.

또한, 냉각챔버를 구비하는 냉각장치의 제조방법에 있어서도 냉각배관에 챔버몸체를 연결설치하고 상부 커버를 결합시킨 상태에서 냉각플레이트에 상부가 오픈되게 매립되게 인서트 사출하게 됨으로써, 냉각챔버와 배관의 연결부위 및 상부커버 결합부위 등이 냉각플레이트의 몸체 속에 매립되므로 누수염려가 없이 일체형으로 성성할 수 있는 효과가 있다.

또한, 제3 실시 예에 의한 냉각장치 제조방법은, 열전도부재 또는 냉각챔버를 냉각배관에 설치하고, 인서트 사출방식으로 열전도부재 또는 냉각챔버 설치 부분만 냉각플레이트 몸체를 일체형으로 형성하고, 이를 2차 인서트 사출방식으로 냉각플레이트 전체를 형성하는 방법으로서, 한번의 공정으로 인서트 사출할 때 열전도부재 또는 냉각챔버가 설치된 부분이 복수일때 각각의 지지 및 정렬상태를 정확히 제어하기 어려운데 두번에 나누어서 사출 성형함으로써, 열전도부재나 냉각챔버 설치부분의 정렬 및 불량 발생률을 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1의 (가) 내지 (다)는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 컨버터 냉각장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 컨버터 냉각장치 제조방법 설명도.
도 3의 (가) 내지 (다)는 본 발의 제2 실시예에 의한 컨버터 냉각장치 구성도.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 컨버터 냉각장치 제조방법 설명도.
도 5는 본 발명에 의한 컨버터 냉각장치의 또 다른 실시 예에 의한 제조방법 설명도.

이하, 본 발명의 컨버터 냉각장치의 실시 예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1의 (가) 내지 (다)는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 컨버터 냉각장치의 구성도이다.

본 발명에 의한 제1 실시 예는, 냉각플레이트(10)에 냉각배관(20)이 매립형성되고, 냉각플레이트(10)에 컨버터(60)가 안착되어 설치되며, 냉각배관(20) 속으로 냉각유체를 유동시켜 컨버터(60)를 냉각시키는 컨버터 냉각장치에 있어서,

상기 컨버터(60)와 상기 냉각배관(20) 사이에 컨버터(60)의 열을 흡수하여 상기 냉각배관(20)으로 열을 전도시키는 열전도 부재(40)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 의한 제1 실시 예의 컨버터 냉각장치는, 도 1의 (가) 내지 (다)와 같이,

컨버터(60)의 방열부(61)에 대응하여 방열부(61)가 안착되는 안착홈(11)들이 형성되고, 컨버터(60)를 상면에 설치하기 위한 냉각 플레이트(10)와, 상기 냉각플레이트(10)의 상면으로 상부가 노출되게 매립 설치되고, 냉각유체가 유동되는 냉각배관(20)과, 상기 안착홈(11)에서 상기 냉각배관(20)의 하면과 측면을 둘러싸고 면접촉되고, 안착홈(11) 상면에 면을 이루도록 설치되어 컨버터(60)의 열을 냉각배관(20)으로 전도시키는 열전도 부재(40)와, 상기 열전도부재(40)와 상기 냉각배관 (40)사이의 접촉면에 개재되는 솔더페이스트(30)와, 상기 컨버터(60)의 방열부(61) 하면과 상기 열전도부재(40)의 상면을 포함하는 안착홈(11) 사이에 부착 설치되는 열전도패드(50);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 컨버터 냉각장치 제조방법 설명도이다.

냉각플레이트(10)에 매립 설치할 냉각배관(20)을 압출 성형하여 포밍하는 단계(S10)와, 냉각배관(20)을 감싸고서 면접촉이 이루어지는 방열면(41) 및 방열면(41)의 양측에서 상부로 연장되어 양 날개형으로 절곡된 열흡수면(42)을 구비한 열전도 부재(40)를 준비하는 단계(S20)와, 컨버터(60)의 방열부(61)에 대응되는 위치의 냉각배관(20)에 솔더 페이스트(30)를 도포하여 열전도부재(40)를 결합설치하는 단계(S30)와, 상기 열전도부재(40)가 설치된 냉각배관(20)을 냉각플레이트 사출 금형 속에 설치한 후, 냉각배관(20)의 상부 및 상기 열전도 부재(40)의 상면이 노출되게 냉각플레이트(10) 몸체에 매립되고, 컨버터(60)의 방열부(61)가 안착되는 안착홈(11)이 형성되게 인서트 사출하는 단계(S40)와, 상기 냉각배관(20)의 노출된 상부 및 상기 열전도부재(40)의 상면에 열전도패드(50)를 개재하고 컨버터의 방열부(61)가 안착홈(11)에 안착되게 설치하는 단계(S50)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 1의 (가)에 도시된 바와 같이, 냉각유체가 유동되는 냉각배관(20)이 냉각플레이트(10)에 매립 설치되되, 냉각배관(20)의 상부가 오픈되게 매립설치된다. 냉각플레이트(10)에는 컨버터의 방열부(61)가 안착되는 안착홈(11)이 형성되고, 안착홈(11)의 하부를 지나는 냉각배관(20)에는 컨버터의 방열부(61)의 열을 흡수하여 냉각배관(20)으로 전도시키는 열전도부재(30)가 설치된다. 컨버터(60)의 하면에는 컨버터내의 발열소자들의 방열을 위한 방열부(61)가 형성된다. 컨버터의 방열부(61)는 냉각플레이트(10)의 안착홈(11)에 안착되며, 하부에는 냉각배관(20)이 지나가는 구조이다.

일반적으로 냉각플레이트(10)에 냉각배관(20)을 매립 설치하고, 그 위에 컨버터(60)를 안착 설치하여 컨버터를 냉각시키는데, 컨버터에서 발생된 열이 냉각배관(20)에 전도되기 위해서는 냉각플레이트(10) 몸체를 통해 냉각배관(20)으로 전도된다. 따라서 냉각플레이트(10) 몸체가 열전도도가 좋아야만 냉각 효율이 향상될 수 있다. 그러므로 종래에는 냉각플레이트(10) 몸체를 알루미늄과 같은 금속 소재로 구성하여 열전도도를 높여 컨버터를 냉각시키도록 구성된다. 이에 따라 전체 중량이 증가 된다는 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같이 냉각플레이트를 금속 소재로 구성하지 않고 경량 수지소재로 구성하며, 대신에 컨버터와 냉각배관 사이에 열전도를 위한 열전도부재(40)를 삽입 설치하여 냉각효과를 향상시키고 중량을 줄일 수 있도록 한것이다.

도 1의 (나)에 도시된 바와 같이, 냉각배관(20)에 도 1의 (다)와 같은 형상의 열전도 부재(40)를 결합 설치하고, 이를 냉각플레이트 제조 금형에 설치하여 인서트 사출방식으로 제조한다. 냉각배관(20) 및 열전도부재(40) 상부의 냉각플레이트(10)는 오픈 상태로 형성하고, 냉각배관(20)과 열전도부재(40) 사이에는 솔더 페이스트(30)을 개재하고 사출공정을 거쳐 면접촉이 이루어지도록 결합 설치한다.

상기 열전도 부재(40)는, 도 1의 (다)와 같이,

냉각배관(20)을 감싸고서 면접촉이 이루어지는 방열면(41) 및 방열면(41)의 양측에서 상부로 연장되어 양 날개형으로 절곡된 열흡수면(42)으로 이루어지고, 상기 냉각배관(40)에 솔더페이스트(30)를 도포하여 상기 방열면(41)이 냉각배관(20)과 면접촉되게 설치된다. 도 1의 (다)는 직선구간에 설치되는 열전도부재(40)의 형상을 나타내는 그림이나, 냉각배관(20)의 곡선구간에서는 냉각배관(20)의 곡선 형상에 대응한 곡선형 열전도부재로 구성할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서 상기 컨버터(60)에는, 방열소자들의 열을 방열시키기 위한 방열부(61)가 구비되고, 상기 냉각플레이트(10)에는 냉각배관(20)이 지나고 상기 컨버터(60)의 방열부(61)가 안착되는 안착홈(11)이 형성되며, 상기 안착홈(11)에 상기 열전도 부재(40)가 구비되는 것을 예로 설명한다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니고, 안착홈이나 방열부가 별도로 대응되게 형성되지 아니한 구성일수도 있으며, 이런 경우 냉각배관(20) 전체에 또는 일정 구간별로 열전도부재(40)가 설치될 수 있다.

이와 같은 본 발명에 의한 열전도부재(40)를 냉각배관(20)에 설치한 컨버터 냉각장치와 그 제조방법에 의해 제조되는 컨버터 냉각장치를 2차전기 및 발전기의 전원을 주행 동력원 모터의 전력으로 공급하기 위한 인버터 및 컨버터의 냉각장치로서 구비한 자동차를 제공할 수 있다.

본 발명의 제1 실시 예는, 냉각배관(20)과 컨버터(60)사이에 컨버터의 열을 냉각배관(20)으로 전도시키는 열전도부재(40)를 포함시켜 냉각플레이트(10)에 매립되게 설치함으로써, 컨버터 방열부(61)을 열을 열전도패드(50) 및 열전도부재(40)를 통해서 냉각배관(20)으로 전도시켜 컨버터를 냉각시킨다. 그러므로 냉각플레이트(10) 몸체는 금속 소재로 제작하지 않고 경량 수지소재로 제작하더라도 열전도부재(40)에 의한 열전도에 의해 냉각효과를 얻을 수 있고, 경량수지소재로 냉각플레이트(10) 몸체를 제작할 수 있어서 전체 중량을 줄일 수 있는 것이다.

도 3의 (가) 내지 (다)는 본 발의 제2 실시예에 의한 컨버터 냉각장치 구성도이다.

본 발명에 의한 제2 실시예는,

냉각플레이트(10)에 냉각배관(20)이 상부가 노출되게 매립되고 그 위에 컨버터(60)가 안착 설치되어 컨버터를 냉각시키는 컨버터 냉각장치에 있어서,

상기 컨버터의 방열부(61)의 하부에 냉각배관(20)의 유로 상에 삽입 설치되어 냉각유로를 확장시키고 컨버터 방열부(61)의 열을 냉각유체로 직접 전도시키도록 설치되는 냉각 챔버(70)를 포함하되,

냉각 챔버(70)는, 냉각배관(20)의 유로 상에 삽입 설치되어 냉각 유로를 확장시키는 챔버 몸체(71)와, 컨버터의 방열부(61)에서 흡수한 열을 상기 냉각 챔버 몸체(71) 속에 흐르는 냉각유체로 전도시키는 챔버 몸체의 상부 커버(72)를 포함하며, 상기 상부 커버(72)와 상기 컨버터의 방열부(61) 사이에는 열전도 패드(50)가 개재되는 것을 특징으로 한다.

도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 컨버터 냉각장치 제조방법 설명도이다.

냉각플레이트(10)에 매립 설치할 냉각배관(20)을 압출 성형하여 포밍하는 단계(S110)와, 양측으로 배관 연결부가 형성되고, 상기 배관연결부를 통해 냉각배관(20)과 연결되어 냉각유로와 연통되고 상면이 오픈된 챔버를 형성하는 챔버몸체(71) 및 열전도도가 좋은 소재로 이루어져 상기 챔버 몸체(71)의 상면을 막도록 결합되는 상면 커버(72)를 구비한 냉각 챔버(70)를 준비하는 단계(S120)와, 컨버터의 방열부(61)에 대응되는 위치의 냉각배관(20)을 소정간격 절단하여 상기 챔버몸체(71)를 삽입하여 양측의 배관연결부에 냉각배관(20)을 연결하고 상부 커버(72)를 결합 설치하는 단계(S130)와, 상기 냉각배관(20)의 유로상에 챔버몸체(71)를 설치하고 상부 커버(72)가 결합 설치된 냉각배관(20)을 냉각플레이트 사출 금형 속에 설치한 후, 냉각배관(20)의 상부 및 상기 상부 커버(72)의 상면이 노출되게 냉각플레이트 몸체에 매립되고, 컨버터의 방열부(61)가 안착되는 안착홈(11)이 형성되게 냉각플레이트 몸체를 사출 성형하는 단계(S140)와, 상기 냉각배관(20)의 노출된 상부 및 상기 상부커버(72)의 상면에 열전도패드(50)를 개재하고 컨버터의 방열부(61)가 안착되게 설치하는 단계(S150)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명의 제2 실시 예는, 도 3의 (가) 내지 (다)에 도시된 바와같이, 컨버터의 방열부(61) 위치에 대응된 냉각배관(20)의 유로상에 냉각챔버(70)를 설치한 것으로서, 챔버몸체(71)는 비금속 경량 수지 소재로 제작하고, 상부 커버(72)만 알루미늄과 같은 열전도성이 좋은 금속 소재로 제작한다. 또한, 냉각플레이트(10) 몸체도 경량 수재 소재로 제작한다.

냉각챔버(70)는, 챔버몸체(71)의 양측으로 냉각배관(20)과 연결하기 위한 배관연결부가 형성되고, 배관연결부를 통해 연결된 냉각배관(20)과 유로가 연통된다. 챔버몸체(71)는, 냉각배관(20)의 유로를 확장시키는 용기형 구조로서, 방열 면적을 고려하여 크기를 설계할 수 있고, 비금속 경량 수지 소재로 구성할 수 있다. 다만, 상부커버(72)는 열을 직접 냉각유체에 전도시킬 수 있도록 열전도도다 좋은 알루미늄과 같은 열전도 소재로 제작해야 한다.

냉각배관(20)에 냉각챔버(70)를 삽입 설치하고, 이를 금형속에 설치한 수 경량 수지재료를 이용해 냉각플레이트 몸체를 사출 성형한다. 이후, 노출된 냉각배관(20)의 상부 및 상부커버(72) 상면에 열전도패드(50)를 개재하여 컨버터(60)를 설치한다. 열전도패드(50)는, 컨버터의 방열부(61) 하우징이 금속이고, 냉각챔버의 상부 커버가 금속이루 이루어지기 때문에 금속간에 밀착 접속되어 열을 전도시킬 수 있도록 열전도 패드를 삽입하여 설치한다.

따라서, 본 발명의 제2 실시 예에 의하면, 냉각챔버(70)를 설치함으로써, 컨버터(60)의 방열부(61)에 대응하여 냉각배관(20)을 확장시킨 상부 커버(72)의 면적으로 열을 전도시키고, 상부 커버(72)를 통해 직접 유로상의 냉각유체에 접촉되어 열을 전도시키기 때문에 열전도 효율이 좋아 냉각효과를 상승시킬 수 있다. 그러므로 냉각챔버(70)를 이용하게 되면 일부 집중 냉각이 필요한, 즉, 발열이 큰 소자들의 방열부를 냉각시키는데 효과적이 된다.

이와 같은 본 발명에 의한 냉각챔버를 냉각배관에 설치한 컨버터 냉각장치와 그 제조방법에 의해 제조되는 컨버터 냉각장치를 2차전기 및 발전기의 전원을 주행 동력원 모터의 전력으로 공급하기 위한 인버터 및 컨버터의 냉각장치로서 구비한 자동차를 제공할 수 있다.

본 발명에 의한 제3 실시예는, 상기 제1 실시예의 열전도부재(40)와, 상기 제 2 실시예의 냉각챔버(70)를 필요한 위치에 각각 대응되게 함께 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 컨버터의 방열부(61)와 냉각배관(20) 사이에 열을 전도시키는 열전도부재(40)와, 상기 냉각배관(20)의 유로상에 삽입설치되는 챔버 몸체(71) 및 컨버터의 방열부 열을 냉각유체로 직접 전도시키는 챔버 몸체의 상부 커버(72)로 이루어지는 냉각챔버(70)를 컨버터의 방열부에 대응하는 위치의 냉각배관(20)에 열전도부재(40) 또는 냉각챔버(70) 중 어느 하나 또는 복합 설치되는 것을 특징으로 한다.

여기서도 상기 열전도부재(40)와 컨버터의 방열부(61) 사이 및 상기 냉각챔버(70)의 상부 커버(72)와 방열부(61) 사이에는 각각 열전도 패드(50)가 개재되는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 본 발명의 제3 실시 예는, 도 1의 (가)와, 도 3의 (가)에 도시된 바와 같이, 열전도부재(40)와, 냉각챔버(70)를 복합 설치하여 구성할 수도 있고, 각각의 위치마다 열전도부재(40) 또는 냉각챔버(70)를 설치하여 구성 할 수도 있다. 즉, 제3 실시 예는, 열전도부재(40)와 냉각챔버(70)를 복합 설치하는 구성이 될 수 있으며, 냉각배관(20)의 라운드 형태에 대응하여 각각의 열전도부재(40)나 냉각챔버(70)의 형상을 대응시킬 수 있다.

이와 같은 본 발명에 의한 열전도부재 또는/및 냉각챔버를 냉각배관에 설치한 컨버터 냉각장치와 그 제조방법에 의해 제조되는 컨버터 냉각장치를 2차전기 및 발전기의 전원을 주행 동력원 모터의 전력으로 공급하기 위한 인버터 및 컨버터의 냉각장치로서 구비한 자동차를 제공할 수 있다.

한편, 본 발명의 컨버터 냉각장치를 제조하는 방법에서 또 다른 실시 예로서, 인서트 사출 단계를 2단계로 나누어 사출하는 방법이다.

도 5는 본 발명에 의한 컨버터 냉각장치의 또 다른 실시 예에 의한 제조방법 설명도이다.

냉각플레이트(10)에 매립 설치할 냉각배관(20)을 압출 성형하여 포밍하는 단계(S210)와,

냉각배관(20)을 감싸고서 면접촉이 이루어지는 방열면(41) 및 방열면(41)의 양측에서 상부로 연장되어 양 날개형으로 절곡된 열흡수면(42)을 구비한 열전도 부재(40) 및 양측으로 배관 연결부가 형성되고, 상기 배관연결부를 통해 냉각배관(20)과 연결되어 냉각유로와 연통되고 상면이 오픈된 챔버를 형성하는 챔버몸체(71) 및 열전도도가 좋은 소재로 이루어져 상기 챔버 몸체(71)의 상면을 막도록 결합되는 상면 커버(72)를 구비한 냉각 챔버(70)를 준비하는 단계(S220)와,

컨버터의 방열부(61)에 대응되는 위치의 냉각배관(20)에 상기 열전도부재(40)를 결합 설치하거나, 또는 상기 냉각챔버(70)를 냉각배관(20)의 유로상에 삽입 설치하는 단계(S230)와,

상기 열전도부재(40) 또는 상기 냉각 챔버(70)가 설치된 영역을 인서트 사출하여 냉각플레이트 몸체 일부를 사출 성형하는 1차 사출단계(S240)와,

상기 1차 사출단계(S240)에서 열전도부재(40) 또는 냉각챔버(70)가 냉각배관(20)과 함께 냉각플레이트 몸체 일부를 형성한 냉각배관을 냉각플레이트 사출용 금형속에 설치하여 2차 사출 성형하는 단계(S250)와,

2차 사출 단계(S250)에서 냉각플레이트의 몸체에 상부가 노출되게 매립 설치된 냉각배관(20) 및 열전도부재(40) 또는 냉각챔버(70)의 상부 커버(72) 상면에 열전도 패드(50)를 개재하여 컨버터의 방열부(61)가 대응되게 설치하는 단계(S260)를 포함한다.

이와 같이 본 발명의 컨버터 냉각장치 제조방법의 다른 실시 예는, 열전도부재(40) 또는 냉각챔버(70)를 냉각배관(20)에 설치하고, 그 열전도부재(40) 또는 냉각 챔버(70)를 포함하는 영역만 1차로 인서트 사출하여 냉각플레이트 몸체 일부를 냉각배관(20) 상에 형성한다. 이렇게 열전도부재(40)나 냉각챔버(70)가 설치된 영역만 먼저, 사출 성형함으로써 해당 영역의 인서트 사출공정에 불량율을 줄일 수 있고, 2차 사출 공정을 단순 공정으로 빠르게 처리할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10 : 냉각플레이트 11 : 안착홈
20 : 냉각배관 30 : 솔더페이스트
40 : 열전도부재 41 : 방열면
42 : 열흡수면 50 : 열전도패드
60 : 컨버터 61 : 컨버터의 방열부
70 : 냉각챔버 71 : 챔버몸체
72 : 상부 커버

Claims (3)

1. 냉각플레이트(10)에 냉각배관(20)이 상부가 노출되게 매립되고 그 위에 컨버터(60)가 안착 설치되어 컨버터를 냉각시키는 컨버터 냉각장치 제조방법에 있어서,
   냉각플레이트(10)에 매립 설치할 냉각배관(20)을 압출 성형하여 포밍하는 단계(S110)와;
   양측으로 배관 연결부가 형성되고, 상기 배관연결부를 통해 냉각배관(20)과 연결되어 냉각유로와 연통되고 상면이 오픈된 챔버를 형성하는 챔버몸체(71) 및 열전도 소재로 이루어져 상기 챔버 몸체(71)의 상면을 막도록 결합되는 상면 커버(72)를 구비한 냉각 챔버(70)를 준비하는 단계(S120)와;
   컨버터의 방열부(61)에 대응되는 위치의 냉각배관(20)을 소정간격 절단하여 상기 챔버몸체(71)를 삽입하여 양측의 배관연결부에 냉각배관(20)을 연결하고 상부 커버(72)를 결합 설치하는 단계(S130)와;
   상기 냉각배관(20)의 유로상에 챔버몸체(71)를 설치하고 상부 커버(72)가 결합 설치된 냉각배관(20)을 냉각플레이트 사출 금형 속에 설치한 후, 냉각배관(20)의 상부 및 상기 상부 커버(72)의 상면이 노출되게 냉각플레이트 몸체에 매립되고, 컨버터의 방열부(61)가 안착되는 안착홈(11)이 형성되게 냉각플레이트 몸체를 사출 성형하는 단계(S140)와;
   상기 냉각배관(20)의 노출된 상부 및 상기 상부커버(72)의 상면에 열전도패드(50)를 개재하고 컨버터의 방열부(61)가 안착되게 설치하는 단계(S150);
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨버터 냉각장치 제조방법.
   
2. 청구항1 에 있어서,
   상기 인서트 사출하는 단계(S140)는,
   상기 컨버터의 방열부(61)에 대응되는 위치의 냉각배관(20)에 상기 냉각챔버(70)가 설치된 상태에서, 냉각 챔버(70)가 결합된 영역만 냉각플레이트 몸체 일부를 포함하도록 1차 인서트 사출 성형하는 단계와;
   상기 1차 사출 성형물을 냉각플레이트 몸체 성형용 금형속에 설치하여 냉각배관(20)의 상부와 상기 열전도부재(40)의 상면이 노출되게 냉각플레이트 몸체 전체를 사출성형하는 단계;
   로 분리하여 사출성형하는 것을 특징으로 하는 컨버터 냉각장치 제조방법.
   
3. 2차전지 또는 발전기의 전원을 주행 동력용 모터의 전력으로 공급하기 위한 컨버터를 구비한 자동차에 있어서,
   상기 청구항1 또는 청구항2 의 컨버터 냉각장치 제조방법에 의해 제조되는 컨버터 냉각장치를 구비한 자동차.

Images