KR20230022477A - 모터 일체형 인버터 장치 - Google Patents

모터 일체형 인버터 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20230022477A
KR20230022477A KR1020210104288A KR20210104288A KR20230022477A KR 20230022477 A KR20230022477 A KR 20230022477A KR 1020210104288 A KR1020210104288 A KR 1020210104288A KR 20210104288 A KR20210104288 A KR 20210104288A KR 20230022477 A KR20230022477 A KR 20230022477A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
jacket
motor
capacitor
inverter device
control board
Prior art date
Application number
KR1020210104288A
Other languages
English (en)
Inventor
윤재훈
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사, 기아 주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020210104288A priority Critical patent/KR20230022477A/ko
Priority to EP22172512.0A priority patent/EP4135166A1/en
Priority to CN202210691763.XA priority patent/CN115706496A/zh
Priority to US17/861,690 priority patent/US20230041300A1/en
Publication of KR20230022477A publication Critical patent/KR20230022477A/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30Structural association with control circuits or drive circuits
    • H02K11/33Drive circuits, e.g. power electronics
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/20Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H02K5/203Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium specially adapted for liquids, e.g. cooling jackets
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/003Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G2/00Details of capacitors not covered by a single one of groups H01G4/00-H01G11/00
    • H01G2/08Cooling arrangements; Heating arrangements; Ventilating arrangements
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/0094Structural association with other electrical or electronic devices
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/21Devices for sensing speed or position, or actuated thereby
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/21Devices for sensing speed or position, or actuated thereby
    • H02K11/215Magnetic effect devices, e.g. Hall-effect or magneto-resistive elements
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/25Devices for sensing temperature, or actuated thereby
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/22Auxiliary parts of casings not covered by groups H02K5/06-H02K5/20, e.g. shaped to form connection boxes or terminal boxes
    • H02K5/225Terminal boxes or connection arrangements
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/003Couplings; Details of shafts
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/116Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H05K7/20927Liquid coolant without phase change
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2203/00Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the windings
    • H02K2203/03Machines characterised by the wiring boards, i.e. printed circuit boards or similar structures for connecting the winding terminations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)

Abstract

모터 일체형 인버터 장치가 개시된다. 모터 일체형 인버터 장치는, 감속기가 설치된 구동 모터와, 구동 모터의 구동축에 직결된 상태로 설치되는 인버터를 포함한다. 여기서 인버터는, 구동 모터의 측면에 설치되며 내부에 설치 공간이 형성된 인버터 커버와, 인버터 커버의 내부에서 구동축의 단부가 내부에 삽입되는 설치 공간이 형성된 커패시터와, 커패시터의 측면에 설치되는 제어 보드와, 제어보드와 상기 커패시터의 사이에 설치되는 냉각부를 포함한다.

Description

모터 일체형 인버터 장치{MOTOR INTEGRATED INVERTER APPARATUS}
본 발명은 구동 모터와 인버터의 연결 구조를 최적화하여, 실내 공간 활용 및 제조 원가의 절감이 가능한 모터 일체형 인버터 장치에 관한 것이다.
일반적으로 친환경차는 고효율 및 고성능화 되어가고 있으며, 특히 전기차(EV) & 연료 전지차(FCEV)에서 모터 시스템이 전륜 및 후륜에 장착되고 자율주행 기술 발전으로 승객석 공간을 활용하기 위해, 승객석 공간을 확대하고 그 외의 공간을 최소화하는 것이 필요하다.
또한 전기차(EV) & 연료 전지차(FCEV)의 차량 판매 대수 증대로 인해 부품을 단순화하고 원가를 절감하는 것도 중요한 목표이다.
대부분의 모터 일체형 인버터의 경우 원통형의 모터에 장착되기 때문에, 이러한 목표를 달성하기 위해 모터 연결 구조 및 인버터 내부 레이아웃 최적화가 필수 불가결하다.
본 발명의 일 실시예는, 인버터를 구동모터의 구동축에 직결 설치하여. 실내 공간 활용 및 제조 원가의 절감이 가능한 모터 일체형 인버터 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는, 감속기가 설치된 구동 모터와, 구동 모터의 구동축에 직결된 상태로 설치되는 인버터를 포함한다.
인버터는, 구동 모터의 측면에 설치되며 내부에 설치 공간이 형성된 인버터 커버와, 인버터 커버의 내부에서 구동축의 단부가 내부에 삽입되는 설치 공간이 형성된 커패시터와, 커패시터의 측면에 설치되는 제어 보드와, 제어보드와 상기 커패시터의 사이에 설치되는 냉각부를 포함한다.
제어 보드는 설치 공간으로 돌출되는 센서 돌부를 포함할 수 있다.
센서 돌부에 설치되며 제어보드에 센서 라인으로 연결된 앵글 센서 및 온도센서와, 제어보드에 연결 설치되어 직류 교류 변환 작동되는 복수개의 파워 모듈을 포함할 수 있다..
구동축은 커패시터의 상기 설치 공간의 내부에 위치한 단부에 개구부가 형성되며, 개구부에는 센서 돌부의 단부가 삽입될 수 있다.
구동축의 개구부의 내벽면에는 앵글 센서의 센싱을 위한 마그네틱부재가 설치될 수 있다.
냉각부는, 제어보드와 커패시터의 사이에 설치되며, 일측은 파워 모듈에 접촉되고, 다른 일측은 커패시터에 접촉되는 내부에 냉각 유로가 형성된 냉각 자켓을 포함할 수 있다.
냉각 자켓은, 커패시터의 제1측 가장자리와 제2측 가장자리를 따라 긴 길이로 연장되고 연장된 사이 부분을 라운드 형상으로 연결하는 제1 자켓과, 제1 자켓에 접한 상태에서 제1측 가장자리를 따라 긴 길이로 연장되며 제1 자켓에 연결되는 제2 자켓과, 제1 자켓의 상측에서 제2측 가장자리를 따라 긴 길이로 연장되며 제1 자켓에 연결되는 제3 자켓을 포함할 수 있다.
냉각 자켓은, 커패시터의 제1측 가장자리와 제2측 가장자리를 따라 긴 길이로 연장되고 연장된 사이 부분을 일진선 형상으로 연결하는 제1 자켓과, 제1 자켓에 접한 상태에서 제1측 가장자리를 따라 긴 길이로 연장되며 제1 자켓에 연결되는 제2 자켓과, 제1 자켓의 상측에서 제2측 가장자리를 따라 긴 길이로 연장되며 제1 자켓에 연결되는 제3 자켓을 포함할 수 있다.
제1 자켓은, 커패시터의 제1측 가장자리를 따라 긴 길이로 배치되며 단부는 제1 방향으로 굴곡된 제1 굴곡부가 형성될 수 있다.
제2 자켓은, 커패시터의 제2측 가장자리를 따라 긴 길이로 배치되며 단부는 제1 굴곡부의 단부 방향인 제2 방향으로 굴곡된 제2 굴곡부가 형성될 수 있다.
제1 굴곡부와 제2 굴곡부는 각각의 굴곡된 단부가 서로간에 접촉될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 구동 모터와 인버터의 연결 구조를 구동모터의 구동축에 직결된 상태로 설치하는 바, 구동모와 인버터의 연결 구조의 변경 없이 안정적으로 연결 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 인버터를 구동모터의 상부에 설치하지 않고, 구동축의 측면에 직결된 상태로 설치하는 바, 구동 모터의 상부 공간의 확보가 가능하여, 전륜/후륜 모터 시스템의 상단 공간의 확보가 가능하다. 이에 따라, 차량 신기술 탑재 및 자율 주행에 따른 실내 승객 공간의 확대 등이 가능하여 효과적인 공간 활용이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 종래 구동 모터에 장착된 레졸버 및 별물형 온도 센서를 삭제하고, 인버터의 내부에 칩타입의 앵글/온도 센서로 대체하여 제어보드에 연결하는 바, 종래 구동모터의 외부 또는 내부로 연결하기 위한 커넥터의 삭제와 연결 라인의 축소로 인해 제조 원가의 절감이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 일체형 인버터 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 모터 일체형 인버터 장치를 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 모터 일체형 인버터 장치의 인버터와 구동모터의 설치된 상태를 개략적으로 도시한 요부 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 구동축과 센서 돌부의 연결 상태에서 앵들 센서 및 온도 센서가 제어보드에 연결 설치된 상태를 개략적으로 도시한 요부 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인버터에 제어보드가 설치된 상태를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 냉각부가 파워 모듈 위치에 설치된 상태를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 냉각부가 파워 모듈 위치에 설치된 상태를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 냉각부가 파워 모듈 위치에 설치된 상태를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 모터 일체형 인버터 장치의 인버터와 구동모터의 설치된 상태를 개략적으로 도시한 요부 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 일체형 인버터 장치를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 모터 일체형 인버터 장치를 개략적으로 도시한 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 모터 일체형 인버터 장치의 인버터와 구동모터의 설치된 상태를 개략적으로 도시한 요부 단면도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 구동축과 센서 돌부의 연결 상태에서 앵들 센서 및 온도 센서가 제어보드에 연결 설치된 상태를 개략적으로 도시한 요부 단면도이며,도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인버터에 제어보드가 설치된 상태를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 냉각부가 파워 모듈 위치에 설치된 상태를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 모터 일체형 인버터 장치(200)는, 감속기(120)가 설치된 구동 모터(110)와, 구동 모터(110)의 구동축에 직결된 상태로 설치되는 인버터(100)를 포함한다.
구동 모터(110)는, 고효율 및 고성능화 되어가고 있는 전기차 또는 연료 전지차 등의 차량에서 전륜 및 후륜에 장착되어 구동력을 전달하도록 설치될 수 있다.
이러한 구동 모터(110)는 구동력을 전달하는 구동축(111)에 인버터(100)가 직결된 상태로 설치될 수 있다.
구동축(111)은 인버터(100)에 연결되는 부분의 단부에서 내부 방향으로 개구부(112)가 형성될 수 있다. 이와 같이, 구동축(111)에 개구부(112)가 형성되는 것은, 후술하는 인버터(100)의 센서 돌부(31)의 단부의 일부분이 삽입되도록 하기 위함이다. 이에 대해서는 이하에서 인버터(100)를 설명하면서 구체적으로 설명하다. 참조 번호~은 감속기를 말한다.
인버터(100)는 전술한 바와 같이, 구동축(111)에 직결된 상태로 설치되는 것으로, 구동 모터(110)의 길이 방향과 동일한 방향의 일직선 상에 위치되도록 설치될 수 있다.
이와 같이, 인버터(100)가 구동모터(110)의 길이 방향에 일직선 상에 위치되도록 설치되는 바, 인버터(100)가 구동모터(110)의 측면으로 돌출되는 부분이 발생되지 않고, 기존의 구동모터(110)와 인버터(100)의 연결구조의 변경 없이 용이한 설치가 가능하다. 이에 대해서 이하에서 인버터(100)를 설명하면서 보다 구체적으로 설명한다.
구동모터(110)와 인버터(100)는 2세트(SET)의 고전압 3상(6단자)(113)로 연결될 수 있다.
인버터(100)는, 구동 모터(110)의 측면에 설치되며 내부에 설치 공간이 형성된 인버터 커버(10)와, 인버터 커버(10)의 내부에서 구동축(111)의 단부가 내부에 삽입되는 설치 공간(21)이 형성된 커패시터(20)와, 커패시터(20)의 측면에 설치되며 설치 공간(21)으로 센서 돌부가 돌출된 제어보드(30)와, 센서 돌부(31)에 설치되며 제어보드(30)에 센서 라인(51)으로 연결된 앵글 센서(40) 및 온도 센서(50)와, 제어보드(30)에 연결 설치되는 복수개의 파워 모듈(70)과, 제어보드(30)와 커패시터(20)의 사이에 설치되는 냉각부(80)를 포함할 수 있다.
인버터 커버(10)는 내부에 설치 공간(21)이 형성되는 것으로, 구동 모터(110)의 측면과의 사이에 설치 공간(21)이 형성되도록 설치될 수 있다. 즉, 인버터 커버(10)는 구동 모터(110)의 측면에 설치된 모터 커버(115)와의 사이에 설치 공간(21)이 형성되도록 착탈 가능하게 설치될 수 있다. 인버터 커버(10)는 설치 공간(21)의 기밀의 유지가 가능하도록 구동모터(110)의 측면에 설치될 수 있다.
이러한 인버터 커버(10)의 설치 공간(21)에는 커패시터(20)가 설치될 수 있다.
커패시터(20)는 필터 기능을 하는 것으로 내부에 삽입 공간(21)이 관통된 상태로 설치될 수 있다.
이러한 커패시터(20)의 삽입 공간(21)에는 구동모터(110)의 구동축(111)의 단부의 일부분이 삽입될 수 있다.
이와 같이, 구동축(111)은 단부가 커패시터(20)의 삽입 공간(21)에 삽입된 상태에서 후술하는 제어보드(30)의 센서 돌부(31)의 단부가 내부에 삽입될 수 있다.
제어보드(30)는, 커패시터(20)의 측면에 설치되며 삽입 공간(21)으로 돌출된 센서 돌부(31)를 포함하는 것으로, 센서 돌부(31)에 설치되는 앵글 센서(40)와 온도 센서(50)가 센서 라인(51)으로 연결된 상태로 설치될 수 있다. 제어보드(30)는 구동 모터의 적절한 구동 제어를 위해 설치될 수 있다.
센서 돌부(31)는 단부의 일부분이 구동축(111)의 개구부(112)의 내부에 삽입된 상태로 설치되는 것으로, 센서 돌부(31)의 단부 위치의 내부에는 앵글 센서(40)와 온도 센서(50)가 설치될 수 있다.
앵글 센서(40)는 종래 레졸버를 대체하는 것으로, 회전 위치를 센싱하도록 설치될 수 있다. 한편, 구동축(111)의 개구부(112)의 내벽면에는 회전 위치의 센싱을 위한 마그네틱부재(114)가 설치될 수 있다. 따라서 앵글 센서(40)는 자계 변화의 센싱에 따라 회전 각도의 계산이 가능하도록 설치될 수 있다.
앵글 센서(40)는 센서 라인(51)에 의해 제어보드(30)에 연결되어 회전 위치의 센싱 신호를 제어보드(30)에 송신하도록 설치될 수 있다.
온도 센서(50)는 센서 돌부(31)의 내부에 설치되어, 파워 모듈(70)의 냉각을 위한 온도를 센싱하도록 설치될 수 있다. 이러한 온도 센서(50)는 센서 라인(51)에 의해 제어보드(30)에 설치될 수 있다.
한편, 커패시터(20)의 삽입 공간(21)의 내벽면과 센서 돌부(31)의 사이 위치에는 실링부재(60)가 설치될 수 있다. 실링부재(60)는 가스켓으로 적용될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 실링부재(60)는 모터 커버(115)와 커패시터(20)의 사이에도 설치될 수 있다.
따라서 인버터의 작동 과정에서 제어보드(30) 방향으로 이물질 유입을 적절하게 방지하는 것이 가능하다.
파워 모듈(70)은, 스위칭 작동으로 직류-교류를 변환 가능하도록 설치될 수 있다.
파워 모듈(70)은 본 실시예에서 4개로 설치되는 것을 예시적으로 설명한다. 즉, 파워 모듈(70)은, 단일개의 절환 스위치(71)와, 3개의 Si(실리콘)-SiC(실리콘 카바이드) 모듈(73)을 포함할 수 있다.
이러한 파워 모듈(70)은, 제어보드(30)와 커패시터(20)의 사이에 설치되는 냉각부(80)에 의해 적절한 온도로 냉각될 수 있다.
냉각부(80)는, 제어보드(30)와 커패시터(20)의 사이에 설치되며, 일측은 파워 모듈(70)에 접촉되고, 다른 일측은 커패시터(20)에 접촉되는 내부에 냉각 유로(82)가 형성된 냉각 자켓으로 적용될 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 냉각부(80)는, 커패시터(20)의 제1측 가장자리와 제2측 가장자리를 따라 긴 길이로 연장되고 연장된 사이 부분을 라운드 형상으로 연결하는 제1 자켓(81)과, 제1 자켓(81)에 접한 상태에서 제1측 가장자리를 따라 긴 길이로 연장되며 제1 자켓(81)에 연결되는 제2 자켓(83)과, 제1 자켓(81)에 접한 상태에서 제2측 가장자리를 따라 긴 길이로 연장되며, 제1 자켓(81)에 연결되는 제3 자켓(85)을 포함할 수 있다.
제1 자켓(81)은 커패시터(20)에 일측이 접한 상태로 설치되는 것으로, 커패시터(20)의 제1측 가장자리와 제2측 가장자리에서 각각 긴 길이로 연장되고, 연장된 사이부분을 라운드 형상으로 연결하여 U 형상을 이루도록 설치될 수 있다.
제1 자켓(81)은 길이 방향을 따라 내부에 냉각유로(82)가 형성되는 것으로, 냉각수의 공급에 따라 커패시터(20)의 온도를 적절하게 유지하도록 설치될 수 있다.
이러한 제1 자켓(81)의 일측에는 제2 자켓(83)이 접한 상태로 연결 설치될 수 있다.
제2 자켓(83)은 제1 자켓(81)에 접한 상태에서 제1측 가장자리를 따라 긴 길이로 연장된 상태로 설치되는 것으로 제1 자켓(81)의 냉각유로(82)와 연결되도록 설치될 수 있다.
즉, 제2 자켓(83)은 I 형상으로 형성되어 커패시터(20)의 제1측 가장자리를 따라서 제1 자켓(81)에 접한 상태로 설치될 수 있다.
이러한 제1 자켓(81)의 타측에는 제3 자켓(85)이 접한 상태로 연결 설치될 수 있다.
제3 자켓(85)은 제1 자켓(81)에 접한 상태에서 제2측 가장자리를 따라 긴 길이로 연장된 상태로 설치되는 것으로 제1 자켓(81)의 냉각유로(82)와 연결되도록 설치될 수 있다.
즉, 제3 자켓(85)은 I 형상으로 형성되어 커패시터(20)의 제2측 가장자리를 따라서 제1 자켓(81)에 접한 상태로 설치될 수 있다.
이러한 제2 자켓(83)과 제3 자켓(85)에는 파워 모듈(70)이 접촉된 상태로 설치되는 바, 파워 모듈(70)의 적절한 냉각 작용이 이루어질 수 있다.
파워 모듈(70)은, 제어보드(30)에 연결 설치되어 직류 교류 변환 작동되는 것으로, 단일개의 절환 스위치(71)와, 3개의 Si(실리콘)-SiC(실리콘 카바이드) 모듈(73)을 포함할 수 있다.
여기서, 2개의 Si-SiC 모듈(73)은 제2 자켓(83)에 접한 상태로 설치되고, 단일개의 절환 스위치(71)와 단일개의 Si-SiC 모듈(73)은 제3 자켓(85)에 접한 상태로 설치되는 바, 냉각부(80)의 냉각 작용에 따라 적절하게 냉각될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 실시예의 모터 일체형 인버터 장치(200)는, 구동 모터(110)와 인버터(100)의 연결구조를 구동모터(110)의 구동축(111)에 직결된 상태로 설치하는 바, 구동모터(110)와 인버터(100)의 연결 구조의 변경 없이 안정적으로 연결 가능하다.
또한, 인버터(100)를 구동모터(110)의 상부에 설치하지 않고, 구동축(111)의 측면에 직결된 상태로 설치하는 바, 구동 모터(110)의 상단 공간의 확보가 가능하여, 전륜/후륜 모터 시스템의 상단 공간의 확보가 가능하다. 이에 따라, 차량 신기술 탑재 및 자율 주행에 따른 실내 승객 공간의 확대 등이 가능하여 효과적인 공간 활용이 가능하다.
아울러, 종래 구동 모터에 장착된 레졸버 및 별물형 온도 센서를 삭제하고, 인버터(100)의 내부에 칩타입의 앵글/온도 센서로 대체하여 제어보드(30)에 연결하는 바, 종래 구동모터의 외부 또는 내부로 연결하기 위한 커넥터의 삭제와 연결 라인의 축소로 인해 제조 원가의 절감이 가능하다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 냉각부가 파워 모듈 위치에 설치된 상태를 개략적으로 도시한 측면도이다. 도 1 내지 도 6과 동일 참조 번호는 동일 또는 유사기능의 동일 또는 유사부재를 말한다. 이하에서 동일 참조 번호에 대해서는 그 자세한 설명을 생략한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 모터 일체형 인버터 장치의 인버터(300)는, 커패시터의 제1측 가장자리와 제2측 가장자리를 따라 긴 길이로 연장되고 연장된 사이 부분을 직선 형상으로 연결하는 제1 자켓(181)과, 제1 자켓(181)에 접한 상태에서 제1측 가장자리를 따라 긴 길이로 연장되며 제1 자켓(181)에 연결되는 제2 자켓(83)과, 제1 자켓(81)의 상측에서 제2측 가장자리를 따라 긴 길이로 연장되며, 제1 자켓(81)에 연결되는 제3 자켓(85)을 포함할 수 있다.
여기서 제1 자켓(81)은 제1측 가장자리 위치와 제2측 가장지리 위치의 사이를 연결하는 부분의 형상으로 제1 실시예의 라운드 형상에서 직선 형상으로 변경 적용할 수 있다. 이와 같이, 냉각부(80)는 설치 위치 및 구조에 따라 적절한 형상으로 변경 적용할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 냉각부가 파워 모듈 위치에 설치된 상태를 개략적으로 도시한 측면도이다. 도 1 내지 도 7과 동일 참조 번호는 동일 또는 유사기능의 동일 또는 유사부재를 말한다. 이하에서 동일 참조 번호에 대해서는 그 자세한 설명을 생략한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 모터 일체형 인버터 장치의 인버터(400)는, 커패시터의 제1측 가장자리와 제2측 가장자리를 따라 긴 길이로 연장되고 연장된 사이 부분을 직선 형상으로 연결하는 제1 자켓(181)과, 제1 자켓(181)에 접한 상태에서 제1측 가장자리를 따라 긴 길이로 연장되며 제1 자켓(181)에 연결되는 제2 자켓(283)과, 제1 자켓(181)의 상측에서 제2측 가장자리를 따라 긴 길이로 연장되며, 제1 자켓(181)에 연결되는 제3 자켓(285)을 포함할 수 있다.
여기서 제2 자켓(283)은, 커패시터(20)의 제1측 가장자리를 따라 긴 길이로 배치되며 단부는 제1 방향으로 굴곡된 제1 굴곡부(283a)가 형성될 수 있다
그리고, 제3 자켓(285)은, 커패시터(20)의 제2측 가장자리를 따라 긴 길이로 배치되며 단부는 제1 굴곡부(283a)의 단부 방향인 제2 방향으로 굴곡된 제2 굴곡부(285a)가 형성될 수 있다.
이와 같이, 제2 자켓(283)의 제1 굴곡부(283a)와 제3 자켓(285)의 제2 굴곡부(285a)가 서로 마주하는 방향으로 굴곡되어 서로간의 양단이 접촉되 상태로 설치되는 바, 커패시터(20)의 냉각 면적의 증대가 가능하고 파워 모듈(70)의 효과적인 냉각 작용이 가능하다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 모터 일체형 인버터 장치의 인버터와 구동모터의 설치된 상태를 개략적으로 도시한 요부 단면도이다. 도 1 내지 도 8과 동일 참조 번호는 동일 또는 유사기능의 동일 또는 유사부재를 말한다. 이하에서 동일 참조 번호에 대해서는 그 자세한 설명을 생략한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 모터 일체형 인버터 장치의 인버터는, 모터 커버(115)가 커패시터(20)에 일체로 형성될 수 있다.
커패시터(20)의 삽입 공간(21)의 내벽면과 센서 돌부(31)의 사이 위치에는 실링부재(60)가 설치될 수 있다.
즉, 본 실시예는, 실링부재(60)는 제1 실시예의 모터 커버(115)와 커패시터(20)의 사이에 설치되는 것을 삭제하고, 커패시터(20)의 삽입 공간(21)의 내벽면과 센서 돌부(31)의 사이 위치에만 단독으로 설치될 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10...인버터 커버 20...커패시터
21...삽입 공간 30...제어보드
31...센서 돌부 40...앵글 센서
50...온도 센서 51...센서 라인
60...실링부재 70...파워 모듈
71...절환 스위치 73...Si(실리콘)-SiC(실리콘 카바이드) 모듈
80...냉각부 81, 181...제1 자켓
82...냉각 유로 83, 283....제2 자켓
85, 285...제3 자켓 100..인버터
110..구동 모터 111..구동축
112..개구부 113..2세트(SET)의 고전압 3상(6단자)
115..모터 커버

Claims (11)

  1. 감속기가 설치된 구동 모터; 및
    상기 구동 모터의 구동축에 직결된 상태로 설치되는 인버터;
    를 포함하고,
    상기 인버터는,
    상기 구동 모터의 측면에 설치되며 내부에 설치 공간이 형성된 인버터 커버;
    상기 인버터 커버의 내부에서 상기 구동축의 단부가 내부에 삽입되는 설치 공간이 형성된 커패시터;
    상기 커패시터의 측면에 설치되는 제어보드; 및
    상기 제어보드와 상기 커패시터의 사이에 설치되는 냉각부;
    를 포함하는, 모터 일체형 인버터 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어 보드는 상기 설치 공간으로 돌출되는 센서 돌부를 포함하는, 모터 일체형 인버터 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 센서 돌부에 설치되며 상기 제어보드에 센서 라인으로 연결된 앵글 센서 및 온도센서; 및
    상기 제어보드에 연결 설치되어 직류 교류 변환 작동되는 복수개의 파워 모듈;
    을 더 포함하는, 모터 일체형 인버터 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 구동축은 상기 커패시터의 상기 설치 공간의 내부에 위치한 단부에 개구부가 형성되며,
    상기 개구부에는 상기 센서 돌부의 단부가 삽입되는, 모터 일체형 인버터 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 구동축의 상기 개구부의 내벽면에는 상기 앵글 센서의 센싱을 위한 마그네틱부재가 설치되는, 모터 일체형 인버터 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 냉각부는,
    상기 제어보드와 상기 커패시터의 사이에 설치되며, 일측은 상기 파워 모듈에 접촉되고, 다른 일측은 상기 커패시터에 접촉되는 내부에 냉각 유로가 형성된 냉각 자켓을 포함하는, 모터 일체형 인버터 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 냉각 자켓은,
    상기 커패시터의 제1측 가장자리와 제2측 가장자리를 따라 긴 길이로 연장되고, 연장된 사이 부분을 라운드 형상으로 연결하는 제1 자켓;
    상기 제1 자켓에 접한 상태에서 상기 제1측 가장자리를 따라 긴 길이로 연장되며, 상기 제1 자켓에 연결되는 제2 자켓; 및
    상기 제1 자켓의 상측에서 상기 제2측 가장자리를 따라 긴 길이로 연장되며, 상기 제1 자켓에 연결되는 제3 자켓;
    을 포함하는, 모터 일체형 인버터 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 냉각 자켓은,
    상기 커패시터의 제1측 가장자리와 제2측 가장자리를 따라 긴 길이로 연장되고, 연장된 사이 부분을 일진선 형상으로 연결하는 제1 자켓;
    상기 제1 자켓에 접한 상태에서 상기 제1측 가장자리를 따라 긴 길이로 연장되며, 상기 제1 자켓에 연결되는 제2 자켓; 및
    상기 제1 자켓의 상측에서 상기 제2측 가장자리를 따라 긴 길이로 연장되며, 상기 제1 자켓에 연결되는 제3 자켓;
    을 포함하는, 모터 일체형 인버터 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1 자켓은,
    상기 커패시터의 제1측 가장자리를 따라 긴 길이로 배치되며 단부는 제1 방향으로 굴곡된 제1 굴곡부가 형성되는, 모터 일체형 인버터 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제2 자켓은,
    상기 커패시터의 제2측 가장자리를 따라 긴 길이로 배치되며 단부는 상기 제1 굴곡부의 단부 방향인 제2 방향으로 굴곡된 제2 굴곡부가 형성되는, 모터 일체형 인버터 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1 굴곡부와 상기 제2 굴곡부는 각각의 굴곡된 단부가 서로간에 접촉되는, 모터 일체형 인버터 장치.
KR1020210104288A 2021-08-09 2021-08-09 모터 일체형 인버터 장치 KR20230022477A (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210104288A KR20230022477A (ko) 2021-08-09 2021-08-09 모터 일체형 인버터 장치
EP22172512.0A EP4135166A1 (en) 2021-08-09 2022-05-10 Motor integrated inverter apparatus
CN202210691763.XA CN115706496A (zh) 2021-08-09 2022-06-17 电机一体式逆变器装置
US17/861,690 US20230041300A1 (en) 2021-08-09 2022-07-11 Motor integrated inverter apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210104288A KR20230022477A (ko) 2021-08-09 2021-08-09 모터 일체형 인버터 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230022477A true KR20230022477A (ko) 2023-02-16

Family

ID=81597757

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210104288A KR20230022477A (ko) 2021-08-09 2021-08-09 모터 일체형 인버터 장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230041300A1 (ko)
EP (1) EP4135166A1 (ko)
KR (1) KR20230022477A (ko)
CN (1) CN115706496A (ko)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4957815B2 (ja) * 2009-06-24 2012-06-20 株式会社デンソー 半導体モジュール及びそれを用いた電子回路内蔵型モータ
JP2013115903A (ja) * 2011-11-28 2013-06-10 Hitachi Automotive Systems Ltd 機電一体型の電動駆動装置
JP2014183615A (ja) * 2013-03-18 2014-09-29 Denso Corp 回転電機
US10618545B2 (en) * 2014-05-08 2020-04-14 Mitsubishi Electric Corporation Electric power steering apparatus
JP6442922B2 (ja) * 2014-08-22 2018-12-26 日本電産株式会社 モータ
JP6543907B2 (ja) * 2014-10-08 2019-07-17 三菱自動車工業株式会社 車両用モータ装置
JP6458436B2 (ja) * 2014-10-08 2019-01-30 三菱自動車工業株式会社 車両用モータ装置
CN113728537B (zh) * 2019-04-25 2024-04-12 美国轮轴制造公司 电驱动模块

Also Published As

Publication number Publication date
US20230041300A1 (en) 2023-02-09
EP4135166A1 (en) 2023-02-15
CN115706496A (zh) 2023-02-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2690741C1 (ru) Автомобиль
EP2395647B1 (en) Power converter
CN101873076B (zh) 电力变换装置
WO2009122597A1 (ja) 駆動装置
US5963442A (en) Inverter system for driving motor
US5632351A (en) Power converter and electric car drive system employing the same
US6984783B2 (en) Power control unit for a vehicle
US10414286B1 (en) Hybrid power control unit for vehicle
CN105960748A (zh) 车载用电子控制单元以及车载用机电一体型电动马达
US8389145B2 (en) Battery assemblies
JP2009508465A (ja) 自動車用の小型電源装置
CN210911983U (zh) 一种集成式电驱动系统总成及电动汽车
JP7371389B2 (ja) インバーター装置
US6571895B2 (en) Electrical machine, and a drive arrangement for a vehicle
US11606056B2 (en) Inverter unit
CN113422565A (zh) 电机控制器以及具有其的电动车辆
KR20230022477A (ko) 모터 일체형 인버터 장치
KR102363983B1 (ko) 전기 자동차용 전기 구동부 구조체
JP2005125956A (ja) 燃料電池車両の電線配索構造
US20200130497A1 (en) In-wheel motor vehicle
WO2021084852A1 (ja) 電力変換装置
KR101719631B1 (ko) 팬쉬라우드 조립체
CN114312264A (zh) 一种集成化电驱动系统及电动汽车
CN112572120A (zh) 集成式电驱动系统和电动车辆
WO2022149366A1 (ja) 電力変換装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination