KR102478046B1 - Power conversion system for cooling inverter modules by using single heat sink - Google Patents

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KR1020210156697A
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박상민
황대연
박준성
노용수
김진홍
현병조
주동명
최준혁
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한국전자기술연구원
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Abstract

The present invention relates to a power conversion system for cooling a plurality of inverter modules through a single heat sink. More specifically, the power conversion system comprises: a first inverter; a second inverter; a single current sensor connected to output terminals of the first inverter and the second inverter; a heat sink disposed between the first inverter and the second inverter and configured to surface-contact the first inverter and the second inverter, respectively; and a control unit for controlling the first inverter and the second inverter. The first inverter and the second inverter are operated by sharing one output current sensor.

Description

복수의 인버터 모듈을 단일 방열판을 통해 냉각하는 전력변환시스템{Power conversion system for cooling inverter modules by using single heat sink}Power conversion system for cooling inverter modules by using single heat sink}

본 발명은 복수의 인버터 모듈을 단일 방열판을 통해 냉각하는 전력변환시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 방열판을 가운데 두고 제1 인버터 모듈 및 제2 인버터 모듈을 방열판 양면을 공유하여 냉각하고 단일 출력 전류 센서만을 사용하여 복수의 인버터의 전류를 측정 가능하게 하는 전력변환시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a power conversion system that cools a plurality of inverter modules through a single heat sink, and more specifically, to a power conversion system that cools a first inverter module and a second inverter module by sharing both sides of the heat sink with the heat sink in the middle, and a single output current sensor. It relates to a power conversion system capable of measuring currents of a plurality of inverters using only

최근 대기오염과 석유 고갈의 위기에 대응하여 전기 에너지를 차량의 동력으로 사용하는 친환경 차량과 관련된 기술들이 활발하게 개발되고 있다. 친환경 차량은 하이브리드 전기 자동차(Hybrid Electric Vehicle), 연료 전지 자동차(Fuel Cell Electric Vehicle) 및 전기 자동차(Electric vehicle)를 포함한다. 이러한 하이브리드 자동차와 전기/연료 전지 자동차들은 동력원으로서 엔진과 고출력 모터가 적용되고 있다. 하이브리드 자동차와 전기/연료 전지 자동차들은 배터리 또는 연료 전지에서 발생하는 고전압의 직류 전원을 U,V, W 상의 3상 교류 전원으로 변환시키는 전력 변환 장치로서 인버터 시스템을 채용하고 있다. 인버터 시스템은 전력변환 스위칭 소자(Insulated Gate Bipolar Transistor: IGBT)로 이루어진 파워 모듈과, 스위칭 소자의 스위칭에 의한 리플 전류(Ripple Current)를 흡수하는 커패시터 모듈과, 모터가 구동력 발생원으로 동작되도록 하거나 출력 전압을 필터링 하는 인덕터 등을 구비하고 있다. 이와 같은 구성 요소들은 인버터 시스템의 작동 시, 열을 발생시키는 발열 부품으로 작용하게 되는데, 파워 모듈과 같은 스위칭 소자류에서의 발열이 가장 심하며, 인덕터와 같은 코어류에서의 발열량이 상대적으로 작으며, 종래 기술에서는 상기한 발열 부품들을 냉각시키기 위해 히트 싱크와 같은 냉각 모듈을 채용하고 있다.Recently, in response to the crisis of air pollution and oil depletion, technologies related to eco-friendly vehicles using electric energy as vehicle power are being actively developed. Eco-friendly vehicles include hybrid electric vehicles, fuel cell electric vehicles, and electric vehicles. These hybrid vehicles and electric/fuel cell vehicles use engines and high-output motors as power sources. Hybrid vehicles and electric/fuel cell vehicles adopt an inverter system as a power conversion device that converts high-voltage DC power generated from a battery or fuel cell into three-phase AC power of U, V, and W phases. The inverter system consists of a power module consisting of a power conversion switching element (Insulated Gate Bipolar Transistor: IGBT), a capacitor module that absorbs the ripple current caused by the switching of the switching element, and a motor operating as a driving force generating source or an output voltage It is provided with an inductor or the like that filters the . These components act as heat generating parts that generate heat during operation of the inverter system. Switching elements such as power modules generate the most heat, and cores such as inductors generate relatively little heat. In the prior art, a cooling module such as a heat sink is used to cool the heat-generating components.

한편 전 세계적인 환경규제가 강화됨에 따라, 최근 친환경 시장이 급격히 성장하고 있으며 항공기 분야에서는 전기 추진 방식을 적용한 차세대 교통수단인 개인용 항공교통수단(Personal Air Vehicle, PAV)에 대한 연구가 진행 중이다. 특히, 모든 전력을 배터리로부터 공급받는 형태의 완전 전기 추진 방식을 적용한 항공기에 대한 연구가 활발하며, 전기항공기는 부피와 무게에 엄격한 제한으로 추진 시스템의 높은 출력 밀도를 필요로 하며, 높은 출력 밀도에 따른 열문제를 해결하기 위해 높은 효율의 인버터 시스템을 필요로 한다. On the other hand, as global environmental regulations are strengthened, the eco-friendly market is rapidly growing recently, and in the field of aircraft, research on Personal Air Vehicle (PAV), a next-generation transportation means to which electric propulsion is applied, is in progress. In particular, research on aircraft using a fully electric propulsion method in which all power is supplied from batteries is active, and electric aircraft require high power density of the propulsion system due to strict limitations on volume and weight. In order to solve the heat problem, a high efficiency inverter system is required.

기존 인버터 기반 항공기 및 자동차용 전력변환장치는 신뢰성 향상을 위하여 제1 인버터 고장시 구동을 대체할 보조용 제2 인버터를 포함하여 설계한다. 그러나 이러한 방식은 제2 인버터에도 방열을 위한 방열판과 전류센서 등 필수적으로 요구되는 부품들이 각각 함께 포함되어 설계되기 때문에 전력변환장치 전체 부피를 증가시키는 문제점이 있다.Existing inverter-based power converters for aircraft and automobiles are designed to include an auxiliary second inverter to replace driving when the first inverter fails in order to improve reliability. However, this method has a problem in that the overall volume of the power converter is increased because the second inverter is designed to include essential components such as a heat sink for heat dissipation and a current sensor, respectively.

한국 등록특허공보 제10-0749173호("전기기기의 냉각구조")Korean Registered Patent Publication No. 10-0749173 ("Cooling structure of electrical equipment")

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명은 2개 이상의 인버터들을 하나의 방열판으로 냉각을 가능하도록 하고, 정상상태에서는 제1 인버터를 통하여 운전이 되도록하고, 제 1인버터의 고장시에는 제2 인버터를 사용하여 운전되도록하고, 복수의 인버터들은 하나의 출력 전류센서를 공유하여 운전이 가능하도록 하는 전력변환시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. The present invention has been made to solve the above problems, and the present invention enables cooling of two or more inverters with one heat sink, operation through the first inverter in a normal state, and failure of the first inverter. It is an object of the present invention to provide a power conversion system that is operated by using a second inverter when the present invention is in use, and a plurality of inverters are operated by sharing one output current sensor.

또한 본 발명은 정상상태에서 운전이 되는 경우 필요에 따라 제1 인버터 및 제2 인버터의 최대 출력치를 각각 50%로 제한하여 병렬 운전이 가능한 전력변환시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a power conversion system capable of parallel operation by limiting the maximum output values of the first inverter and the second inverter to 50%, respectively, if necessary, when operating in a steady state.

그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the object of the present invention is not limited to the above-mentioned object, and other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 복수의 인버터 모듈을 단일 방열판을 통해 냉각하는 전력변환시스템은, 제1인버터, 제2인버터, 상기 제1인버터와 상기 제2인버터의 출력단에 연결되는 단일의 전류센서, 상기 제1인버터 및 상기 제2인버터 사이에 배치되어 상기 제1인버터 및 상기 제2인버터와 각각 면접하는 방열판 및 상기 제1인버터와 상기 제2인버터를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 제1인버터 및 상기 제2인버터는 하나의 출력 전류센서를 공유하여 동작하는 것을 특징으로 한다.A power conversion system for cooling a plurality of inverter modules through a single heat sink according to the present invention to solve the above problems is connected to the first inverter, the second inverter, and the output terminals of the first inverter and the second inverter. A single current sensor, a heat sink disposed between the first inverter and the second inverter and interviewing the first inverter and the second inverter, and a control unit for controlling the first inverter and the second inverter, , The first inverter and the second inverter are characterized in that they operate by sharing one output current sensor.

또한, 상기 제어부는, 정상상태에서는 상기 제1인버터만을 동작시키고, 상기 제1인버터의 고장시에는 상기 제2인버터를 동작시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the controller operates only the first inverter in a normal state, and operates the second inverter when the first inverter fails.

또한, 상기 제1인버터와 상기 제2인버터는 동일한 정격을 갖는 모듈이고, 상기 방열판은 상기 제1인버터 및 상기 제2인버터 중 어느 하나의 동작만을 냉각시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the first inverter and the second inverter are modules having the same rating, and the heat dissipation plate can cool only one operation of the first inverter and the second inverter.

또한, 상기 제1인버터 및 상기 제2인버터는 서로 병렬로 연결되고, 상기 제1인버터에 직렬로 연결되는 제1릴레이 및 상기 제2인버터에 직렬로 연결되는 제2릴레이를 더 포함하며, 상기 제어부는, 정상상태 운전 시 상기 제1릴레이를 온 시키고, 상기 제2릴레이를 오프 시켜 상기 제1인버터가 동작하도록 하며, 상기 제1인버터가 고장나면, 상기 제1릴레이를 오프 시키고, 상기 제2릴레이를 온 시켜 상기 제2인버터가 동작하도록 하는 것을 특징으로 한다.In addition, the first inverter and the second inverter are connected in parallel to each other, and further include a first relay connected in series to the first inverter and a second relay connected in series to the second inverter, and the control unit turns on the first relay and turns off the second relay to operate the first inverter during steady state operation, turns off the first relay when the first inverter fails, and turns off the second relay is turned on to operate the second inverter.

또한, 단일의 상기 전류센서는 상기 제1인버터 및 상기 제2인버터 각각의 일단에 연결되고, 상기 제1인버터 및 상기 제2인버터 각각의 타단에 연결되는 단일의 DC링크 커패시터를 더 포함하고, 상기 제1인버터 및 상기 제2인버터는 상기 전류센서와 상기 DC링크 커패시터를 공유해 사용하는 것을 특징으로 한다.In addition, the single current sensor further includes a single DC link capacitor connected to one end of each of the first inverter and the second inverter and connected to the other end of each of the first inverter and the second inverter, The first inverter and the second inverter are characterized in that the current sensor and the DC link capacitor are shared and used.

또한, 상기 제1인버터 및 상기 제2인버터 중, 동작 중인 인버터는 상기 방열판의 아래에 위치하는 것을 특징으로 한다.In addition, among the first inverter and the second inverter, an operating inverter is characterized in that it is located below the heat dissipation plate.

또한, 상기 방열판을 회전시키는 회전수단을 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 회전수단을 제어하여 상기 제1인버터 및 상기 제2인버터 중, 동작 중인 인버터가 상기 방열판의 아래에 위치하도록 하는 것을 특징으로 한다.The method further includes a rotation means for rotating the heat sink, wherein the control unit controls the rotation means so that an operating inverter among the first inverter and the second inverter is positioned below the heat sink. do.

또한, 정상상태 동작을 위한 상기 제1인버터의 정격 용량은, 비상상태를 위한 상기 제2인버터의 정격 용량보다 큰 것을 특징으로 한다.In addition, the rated capacity of the first inverter for normal operation is greater than the rated capacity of the second inverter for emergency operation.

또한, 상기 방열판은, 내부에 공간이 형성되고, 내부에 수용되되, 일단에 냉각유체의 인입구가 형성되고, 타단에 냉각유체의 배출구가 형성되는 유로를 포함하며, 상기 유로의 인입구에 연결되는 제1파이프, 상기 유로의 배출구에 연결되는 제2파이프 및 상기 제1파이프 및 상기 제2파이프 중 어느 하나를 회전시켜, 상기 방열판을 회전시키는 회전수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the heat sink includes a flow path having a space formed therein, accommodated therein, having an inlet for cooling fluid at one end and an outlet for cooling fluid at the other end, and connected to the inlet of the flow path. It is characterized in that it further comprises a first pipe, a second pipe connected to the outlet of the flow path, and a rotating means for rotating the heat dissipation plate by rotating any one of the first pipe and the second pipe.

또한, 상기 유로는 굴곡진 형태인 것을 특징으로 한다.In addition, the passage is characterized in that the curved shape.

또한, 상기 제어부는, 상기 제1인버터 및 상기 제2인버터의 최대 출력치를 각각 50%로 제한하여 상기 제1인버터와 상기 제2인버터를 동시에 병렬 운전하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control unit is characterized in that the first inverter and the second inverter are simultaneously operated in parallel by limiting the maximum output values of the first inverter and the second inverter to 50%, respectively.

상기한 바와 같은 본 발명에 의한 복수의 인버터 모듈을 단일 방열판을 통해 냉각하는 전력변환시스템에 의하면, 인버터의 고장과 같은 비상시에도 운전이 가능하고, 복수의 인버터들을 하나의 방열판 및 출력 전류센서를 공유하여 운전이 가능하기 때문에 부피 증가를 최소화할 수 있다. As described above, according to the power conversion system for cooling a plurality of inverter modules through a single heat sink according to the present invention, operation is possible even in an emergency such as a failure of the inverter, and a plurality of inverters share one heat sink and an output current sensor. Since it is possible to operate by doing so, the increase in volume can be minimized.

단, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있다.However, the effects obtainable in the present invention are not limited to the mentioned effects, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 모듈 기반 전력변환시스템을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 릴레이, 인버터 모듈 및 전류센서를 포함한 인버터 모듈 기반 전력변환시스템의 회로 구성을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방열판의 구성을 도시한 것이다.1 illustrates an inverter module-based power conversion system according to an embodiment of the present invention.
2 illustrates a circuit configuration of an inverter module-based power conversion system including an electric relay, an inverter module, and a current sensor according to an embodiment of the present invention.
3 illustrates a configuration of a heat sink according to another embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. Since the present invention can apply various transformations and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all conversions, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technologies may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구성된다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, the term "comprises" or "consists of" is intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other It should be understood that the presence or addition of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 인버터 모듈 기반 전력변환시스템을 도시한 것이다.1 illustrates an inverter module-based power conversion system according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 전력변환시스템은, 제1인버터(1), 제2인버터(2), 방열판(3) 및 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1 , the power conversion system according to the present invention may include a first inverter 1, a second inverter 2, a heat sink 3, and a controller (not shown).

방열판(3)은 제1인버터(1)와 제2인버터(2) 사이에 배치된다. 도 1에 도시된 바와 같이 제1인버터(1)는 방열판(3)의 상면에 면접하고, 제2인버터(2)는 방열판(3)의 하면에 면접할 수 있다. 방열판(3)은 열전도도가 높은 금속재질, 예를 들어 알루미늄과 같은 재질로 형성될 수 있으며, 제1인버터(1) 또는 제2인버터(2)에서 발생하는 열을 전달받아 외부로 방출하는 역할을 한다. 방열판(3)은 자체적인 금속 재질로만 이루어지는 판 형상이거나, 인버터가 접하지 않는 부분에 냉각핀이 형성되거나, 내부에 유로가 형성되어 냉각용 유체가 열 교환하여 제1인버터(1) 또는 제2인버터(2)에서 발생하는 열을 냉각시키는 등의 실시예가 있을 수 있다.The heat sink 3 is disposed between the first inverter 1 and the second inverter 2 . As shown in FIG. 1 , the first inverter 1 may interview the upper surface of the heat sink 3 and the second inverter 2 may interview the lower surface of the heat sink 3 . The heat sink 3 may be formed of a metal material having high thermal conductivity, such as aluminum, and serves to receive heat generated from the first inverter 1 or the second inverter 2 and release it to the outside. do The heat sink 3 has a plate shape made of its own metal material, or a cooling fin is formed in a portion not in contact with the inverter, or a flow path is formed therein so that the cooling fluid heat-exchanges the first inverter (1) or the second inverter (1). There may be embodiments such as cooling heat generated in the inverter 2.

본 실시예에서 제1인버터(1)와 제2인버터(2)는 동일한 정격 용량을 가질 수 있으나, 본 발명은 제1인버터(1)와 제2인버터(2)의 정격 용량을 이에 한정하는 것은 아니며, 제1인버터(1)와 제2인버터(2)의 정격 용량이 서로 다른 실시예 또한 있을 수 있다. 본 실시예에서 제1인버터(1)와 제2인버터(2)가 동일한 정격 용량을 가지는 것은, 방열판(3)이 제1인버터(1)와 제2인버터(2) 중 어느 하나의 동작만을 냉각시킬 수 있도록 구성되어, 방열판(3)의 부피를 최적화시키기 위함이다. 예를 들어 제1인버터(1) 및 제2인버터(2) 각각의 최대허용 온도가 섭씨 200도라고 하면, 방열판(3)은 열에 의한 변형 또는 손상 없이 제1인버터(1) 및 제2인버터(2) 각각이 섭씨 200도 이하에서 동작하도록 제1인버터(1) 또는 제2인버터(2)를 를 냉각시킬 수 있다는 것을 의미한다. 또한 경우에 따라 제1인버터(1)와 제2인버터(2)가 동시에 동작하는 경우가 있을 수 있는데, 이때 방열판(3)의 방열용량은 제1인버터(1)와 제2인버터(2) 중 적어도 하나의 최대 허용 온도를 초과하도록 할 수 있다.In this embodiment, the first inverter 1 and the second inverter 2 may have the same rated capacity, but the present invention does not limit the rated capacity of the first inverter 1 and the second inverter 2 thereto. No, there may also be embodiments in which the rated capacities of the first inverter 1 and the second inverter 2 are different from each other. In this embodiment, the reason why the first inverter 1 and the second inverter 2 have the same rated capacity is that the heat sink 3 cools only one operation of the first inverter 1 and the second inverter 2. This is to optimize the volume of the heat sink (3). For example, if the maximum permissible temperature of each of the first inverter (1) and the second inverter (2) is 200 degrees Celsius, the heat sink (3) is not deformed or damaged by heat, and the first inverter (1) and the second inverter (2) ) means that it is possible to cool the first inverter 1 or the second inverter 2 so that each operates at 200 degrees Celsius or less. In some cases, the first inverter (1) and the second inverter (2) may operate at the same time. At least one maximum allowable temperature may be exceeded.

만약 제1인버터(1)와 제2인버터(2)가 서로 다른 정격 용량을 가진다면, 방열판(3)의 부피는 제1인버터(1)와 제2인버터(2) 중, 보다 큰 정격 용량을 가지는 인버터에 맞춰 설계되어야 하는데, 이는 작은 정격 용량을 가지는 인버터가 운전할 경우, 방열판(3)의 부피는 상대적으로 비효율적이 되기 때문이다. If the first inverter (1) and the second inverter (2) have different rated capacities, the volume of the heat sink (3) is the larger rated capacity of the first inverter (1) and the second inverter (2). It must be designed for an inverter, because the volume of the heat sink 3 becomes relatively inefficient when an inverter with a small rated capacity is operated.

제어부는 제1인버터(1)와 제2인버터(2)의 동작을 제어할 수 있다. 제어부는 제1인버터(1) 및 제2인버터(2)와 전기적으로 연결되어, 제1인버터(1) 및 제2인버터(2)에 동작 지령을 인가할 수 있는 형태로 구현될 수 있으며, 예를 들어 제어부는 소정의 전자 소자로 구현될 수 있다.The control unit may control the operation of the first inverter 1 and the second inverter 2. The control unit may be implemented in a form that is electrically connected to the first inverter 1 and the second inverter 2 and can apply an operation command to the first inverter 1 and the second inverter 2. For example, the controller may be implemented with a predetermined electronic device.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전력변환장치의 회로도이다.2 is a circuit diagram of a power conversion device according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 전력변환장치는, 제1인버터(1)와 제2인버터(2)가 서로 병렬로 연결되고, 단일의 전류센서(6)가 제1인버터(1)와 제2인버터(2)의 출력단에 연결된다. 또한, 본 발명의 일실시예에 의한 전력변환장치는, 제1릴레이(4), 제2릴레이(5) 및 DC링크 커패시터(7)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2, in the power conversion device according to an embodiment of the present invention, the first inverter 1 and the second inverter 2 are connected in parallel to each other, and a single current sensor 6 is It is connected to the output terminals of the first inverter (1) and the second inverter (2). In addition, the power converter according to an embodiment of the present invention may include a first relay 4, a second relay 5 and a DC link capacitor 7.

도 2에 도시된 바와 같이, 제1릴레이(4)는 제1인버터(1)에 직렬로 연결되고, 제2릴레이(5)는 제2인버터(2)에 직렬로 연결된다. 제1릴레이(4)와 제2릴레이(5)는 제어부에 의해 제어될 수 있으며, 제1인버터(1) 및 제2인버터(2)의 연결여부를 결정할 수 있다. 즉, 제어부는 제1릴레이(4)를 오프 시키고 제2릴레이(5)를 온 시켜 제1인버터(1)가 동작하지 않고, 제2인버터(2)만이 동작하도록 할 수 있으며, 제1릴레이(4)를 온 시키고 제2릴레이를 오프 시켜, 제1인버터(1)만 동작하고, 제2인버터(2)가 동작하지 않도록 할 수 있다. 본 실시예에서 제1인버터(1)는 정상상태의 동작을 위한 것이고, 제2인버터(2)는 제1인버터(1)가 고장난 상황을 고려한 것이므로, 제1릴레이(4)는 온 시키고, 제2릴레이(5)는 오프 시키는 경우는 정상상태, 제1릴레이(4)는 오프 시키고 제2릴레이(5)는 온 시키는 경우는 비상사태를 의미할 수 있다.As shown in FIG. 2 , the first relay 4 is serially connected to the first inverter 1, and the second relay 5 is serially connected to the second inverter 2. The first relay 4 and the second relay 5 can be controlled by a control unit, and whether or not the first inverter 1 and the second inverter 2 are connected can be determined. That is, the control unit can turn off the first relay 4 and turn on the second relay 5 so that the first inverter 1 does not operate and only the second inverter 2 operates, and the first relay ( 4) can be turned on and the second relay turned off so that only the first inverter 1 operates and the second inverter 2 does not operate. In this embodiment, the first inverter (1) is for normal operation, and the second inverter (2) considers the situation in which the first inverter (1) is out of order, so the first relay (4) is turned on and the second inverter (2) is turned on. When the second relay 5 is turned off, it can mean a normal state, and when the first relay 4 is turned off and the second relay 5 is turned on, it can mean an emergency.

DC 링크 커패시터(7)는 제1인버터(1)와 제2인버터(2)의 전단에 연결될 수 있다. DC링크 커패시터(7)는 단일개로, 제1인버터(1)와 제2인버터(2)는 단일의 DC링크 커패시터(7)를 공유하여 사용할 수 있다. 따라서 제1인버터(1) 및 제2인버터(2)의 전단은 직류(DC) 전압이고, 후단은 교류(AC) 전압이 될 수 있다. 즉, 제1인버터(1) 및 제2인버터(2) DC링크 커패시터(7)로부터 입력되는 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 출력한다. 제1인버터(1) 및 제2인버터(2)에서 변환되어 출력된 교류 전압은 모터 등(미도시)을 구동하는데 사용될 수 있다.The DC link capacitor 7 may be connected to front ends of the first inverter 1 and the second inverter 2 . The DC link capacitor 7 is single, and the first inverter 1 and the second inverter 2 may share and use a single DC link capacitor 7. Therefore, the front end of the first inverter 1 and the second inverter 2 may be a direct current (DC) voltage, and the rear end may be an alternating current (AC) voltage. That is, the DC voltage input from the DC link capacitor 7 of the first inverter 1 and the second inverter 2 is converted into an AC voltage and output. The AC voltage converted and output from the first inverter 1 and the second inverter 2 may be used to drive a motor or the like (not shown).

전류센서(6)는 제1인버터(1) 및 제2인버터(2)와 모터 사이에 위치하여, 모터로 입력되는 전류를 센싱할 수 있으며, 센싱한 전류값을 제어부로 송신할 수 있다. 제어부는 전류센서(6)에서 센싱된 값을 기반으로 현재 동작중인 인버터, 예를 들어 정상상태에서 제1인버터(1)를 이용해 모터를 구동시키고, 비상사태에서는 제2인버터(2)를 이용해 모터를 구동시킬 수 있다. 전류센서(6)는 정상상태 동작을 담당하는 제1인버터(1)를 기준으로 설계될 수 있으며, 고장시에도 동일한 정격 용량을 갖는 제2인버터(2)가 동작하므로, 전류센서(6)에 요구되는 정격 전류가 동일할 수 있으므로, 제1인버터(1)와 제2인버터(2)는 하나의 전류센서(6)를 공유하는 것이 가능하다.The current sensor 6 is located between the first inverter 1 and the second inverter 2 and the motor, can sense the current input to the motor, and can transmit the sensed current value to the control unit. Based on the value sensed by the current sensor 6, the control unit drives the motor using the currently operating inverter, for example, the first inverter 1 in a normal state, and uses the second inverter 2 in an emergency. can drive The current sensor 6 can be designed based on the first inverter 1 in charge of steady state operation, and the second inverter 2 with the same rated capacity operates even in case of failure, so that the current sensor 6 Since the required rated current may be the same, it is possible for the first inverter 1 and the second inverter 2 to share one current sensor 6.

제어부는 정상상태 중, 제1인버터(1)에 고장이 발생하면 전류센서(6)에서 센싱되는 전류가 흐르지 않거나, 비정상적인 전류가 흐를 것이다. 따라서 제어부는 전류센서(6)에서 센싱되는 값을 기반으로 제1릴레이(4)와 제2릴레이(5)의 온 및 오프를 제어해, 모터를 구동시키는 인버터를 변경할 수 있다. 본 발명은 상기한 바와 같은 구성을 가짐으로써, 인버터의 고장과 같은 비상시에도 운전이 가능하고, 적어도 두 개 이상의 인버터가 하나의 방열판(3)과 전류센서(6)를 공유하기 때문에, 고신뢰성 및 고전력밀도를 달성가지는 전력변환장치를 구현할 수 있다.When a failure occurs in the first inverter 1 during normal state, the control unit will not flow the current sensed by the current sensor 6 or an abnormal current will flow. Therefore, the control unit can control the on and off of the first relay 4 and the second relay 5 based on the value sensed by the current sensor 6 to change the inverter driving the motor. By having the configuration as described above, the present invention can be operated even in an emergency such as a failure of the inverter, and since at least two or more inverters share one heat sink 3 and current sensor 6, high reliability and A power converter having a high power density can be implemented.

도 1에서 보듯, 정상상태 동작을 위한 제1인버터(1)는 방열판(3)의 아래에 위치한다. 여기서 아래 부분이란, 지면이나 중력방향을 기준으로 아래라는 의미이다. 그 이유는, 동작 중인 인버터에서 발생하는 열은 상승하기 때문에, 정상상태에서 동작중인 제1인버터(1)는 방열판(3)의 하부에 위치하는 것이 방열판(3)으로의 열전달에 보다 유리하기 때문이다. 특히 방열판(3)이 수냉식으로 구현될 경우, 방열판(3) 내부의 유로를 통해 냉각유체가 흐를 때, 냉각유체가 내부에 공기가 유입되어 공기방울을 형성할 수 있는데, 유로 내부의 공기방울은 유로의 상측에 위치하게 된다. 공기는 냉각유체에 비해 열전도율이 낮으므로, 이러한 공기방울은 열전도 관점에서는 냉각효율을 저하시키는 요인이 된다. 따라서 본 발명은 발열체인 제1인버터(1)를 공기방울의 반대방향, 즉 방열판(3)의 하측에 위치시켜 냉각효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 다만, 제1인버터(1)가 고장나는 등의 비상사태에서는, 열이 발생하는 제2인버터(2)가 방열판(3)의 상부에 위치하게 되므로, 이를 변경할 필요가 있다. 본 발명의 일실시예에 의한 전력변환장치는 이를 위해, 방열판(3)을 회전시켜, 제1인버터(1)와 제2인버터(2)의 위치를 변경할 수 있는 회전수단을 더 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1, the first inverter 1 for steady state operation is located below the heat sink 3. Here, the lower part means that it is below the ground or the direction of gravity. The reason is that since the heat generated from the operating inverter rises, it is more advantageous for the heat transfer to the heat sink 3 when the first inverter 1 operating in a normal state is located below the heat sink 3. to be. In particular, when the heat sink 3 is implemented as a water-cooled type, when the cooling fluid flows through the flow path inside the heat sink 3, air is introduced into the cooling fluid to form air bubbles. It is located on the upper side of the flow path. Since air has a lower thermal conductivity than that of the cooling fluid, these air bubbles become a factor in reducing cooling efficiency in terms of heat conduction. Therefore, the present invention can prevent the cooling efficiency from deteriorating by locating the first inverter 1, which is a heating element, in the opposite direction to the air bubble, that is, on the lower side of the heat sink 3. However, in an emergency such as a failure of the first inverter 1, since the second inverter 2 generating heat is positioned above the heat sink 3, it is necessary to change this. For this purpose, the power conversion device according to an embodiment of the present invention may further include a rotating means capable of changing the positions of the first inverter 1 and the second inverter 2 by rotating the heat sink 3. .

회전수단은 방열판(3)과 물리적으로 연결되어, 방열판(3)을 회전시킬 수 있는 장치로 구현될 수 있다. 예를 들어, 회전수단은 제어부에 의해 제어되어, 회전하는 모터, 모터의 회전축에 연결되어 모터의 회전비를 감소시키는 감속기어 및 상기 감속기어와 상기 방열판(3)을 연결하는 연결부재로 구현될 수 있다. 제어부는 회전수단을 제어하여 제1인버터(1) 및 제2인버터(2) 중 동작 중인 인버터가 방열판(3)의 아래에 위치하도록 하여, 방열판(3)을 통한 냉각효율을 극대화시킬 수 있다.The rotating means may be implemented as a device that is physically connected to the heat sink 3 and can rotate the heat sink 3 . For example, the rotation means may be implemented as a motor that is controlled by a control unit and rotates, a reduction gear that is connected to the rotation shaft of the motor to reduce the rotation ratio of the motor, and a connecting member that connects the reduction gear and the heat sink 3. there is. The control unit controls the rotation unit so that the operating inverter of the first inverter 1 and the second inverter 2 is located under the heat sink 3, thereby maximizing the cooling efficiency through the heat sink 3.

방열판(3)은 수냉식으로 구성될 수 있다.The heat sink 3 may be of a water cooling type.

도 3은 방열판(3)이 수냉식으로 구성될 때, 방열판(3)의 내부를 도시한 것이다.3 shows the inside of the heat sink 3 when the heat sink 3 is configured as a water cooling type.

도 3에 도시된 바와 같이, 방열판(3)은 내부에 소정의 공간을 형성하며, 유로(31)를 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 방열판(3)은 상부 덮개가 제거된 상태일 수 있다. 유로(31)는 일단에 냉각유체가 유입되는 인입구(32)가 형성되고, 타단에는 냉각유체가 배출되는 배출구(33)가 형성된다. 유로(31)는 방열판(3) 내부에서 U자 형태와 같이 절곡되도록 형성되어, 방열판(3)의 냉각효율을 극대화할 수 있다. 유로(31)의 일단인 인입구(32)에는 제1파이프(8)가 결합되고, 타단인 배출구(33)에는 제2파이프(9)가 결합될 수 있다. 단, 제1파이프(8)와 제2파이프(9) 중 하나는 인입구(32) 또는 배출구(33)에 회전 가능하도록 결합될 수 있으며, 나머지 하나는 완전히 결합될 수 있다. 본 실시예에서는 제1파이프(8)가 인입구(32)에 완전히 결합되고, 제2파이프(9)는 배출구(33)에 회전 가능하도록 결합될 수 있다.As shown in FIG. 3 , the heat dissipation plate 3 may form a predetermined space therein and include a flow path 31 . The heat dissipation plate 3 shown in FIG. 3 may be in a state in which an upper cover is removed. The passage 31 has an inlet 32 through which the cooling fluid flows in at one end and an outlet 33 through which the cooling fluid is discharged at the other end. The flow path 31 is formed to be bent like a U shape inside the heat sink 3, so that the cooling efficiency of the heat sink 3 can be maximized. The first pipe 8 may be coupled to the inlet 32, which is one end of the flow path 31, and the second pipe 9 may be coupled to the outlet 33, which is the other end. However, one of the first pipe 8 and the second pipe 9 may be rotatably coupled to the inlet 32 or the outlet 33, and the other may be completely coupled. In this embodiment, the first pipe 8 is completely coupled to the inlet 32, and the second pipe 9 can be rotatably coupled to the outlet 33.

회전수단은 제1파이프(8)를 회전시킬 수 있으며, 이 경우 방열판(3)은 180도 회전하기 때문에, 제1인버터(1)와 제2인버터(2) 중 동작 중인 인버터가 방열판(3)의 하부에 위치하도록 할 수 있다.The rotating means can rotate the first pipe 8, and in this case, since the heat sink 3 rotates 180 degrees, the inverter in operation among the first inverter 1 and the second inverter 2 rotates the heat sink 3 It can be located at the bottom of

도 3에서 인입구(32) 및 배출구(33)는 방열판(3)의 측면 가운데 위치한다. 이는 회전수단이 제1파이프(8) 또는 제2파이프(9)를 회전시켜 방열판(3)을 회전시키면 인입구(32) 및 배출구(33)는 회전축이 되는데, 회전축이 방열판(3)의 측면 중 일측에 치우치게 되면 방열판(3)의 회전반경이 커져, 상대적으로 많은 공간이 필요하기 때문이다.In FIG. 3 , the inlet 32 and the outlet 33 are located in the middle of the side of the heat sink 3 . This is because when the rotating means rotates the first pipe 8 or the second pipe 9 to rotate the heat sink 3, the inlet 32 and the outlet 33 become rotational axes, and the rotational shaft is one of the side surfaces of the heat sink 3. This is because the rotation radius of the heat sink 3 increases when it is biased to one side, and a relatively large amount of space is required.

방열판(3)이 수냉식으로 구현될 경우, 본 발명은 제1파이프(8) 및 제2파이프(9) 중 어느 하나와 연결되어 냉각유체를 방열판(3)으로 공급하는 공급수단을 더 포함할 수 있다.When the heat sink 3 is implemented as a water-cooled type, the present invention may further include a supply means connected to any one of the first pipe 8 and the second pipe 9 to supply cooling fluid to the heat sink 3. there is.

본 발명의 다른 실시예로, 정상상태 동작을 위한 제1인버터(1)의 정격 용량은 비상상태를 위한 제2인버터(2)의 정격 용량보다 클 수 있다. 이는 비상 상태에서는 일시적인 시간 동안만 인버터의 동작이 필요하기 때문에, 비상 상태를 위한 제2인버터(2) 또한 일시적으로 동작하면 되기 때문이다. 이러한 실시예의 경우, 제2인버터(2)가 방열판(3)의 상부에 위치하더라도, 냉각효율이 상대적으로 저하되지만, 제2인버터(2)의 정격 용량은 제1인버터(1)의 정격용량보다 낮기 때문에, 열 발생도 그만큼 줄어들어 제2인버터(2)에 포함되는 각종 소자들(스위칭 소자, 커패시터, 인덕터 등의 발열 부품들)의 냉각에 문제가 없을 수 있으며, 이러한 경우 제어부는 회전수단을 통해 방열판(3)을 회전시키지 않을 수 있다. 단, 이는 일예일 뿐이며, 제1인버터(1)가 동작하지 않는 시간이 장시간 지속된다면 제어부는 회전수단을 통해 방열판(3)을 회전시켜, 제2인버터(2)의 냉각효율을 향상시킬 수 있다.In another embodiment of the present invention, the rated capacity of the first inverter 1 for normal operation may be greater than the rated capacity of the second inverter 2 for emergency operation. This is because the operation of the inverter is required only for a temporary time in an emergency state, and thus the second inverter 2 for the emergency state also needs to be operated temporarily. In this embodiment, even if the second inverter 2 is located above the heat sink 3, the cooling efficiency is relatively lowered, but the rated capacity of the second inverter 2 is higher than the rated capacity of the first inverter 1. Since the heat generation is reduced by that much, there may be no problem in cooling various elements (heating parts such as switching elements, capacitors, and inductors) included in the second inverter 2. In this case, the control unit operates through a rotating means. The heat sink 3 may not be rotated. However, this is only an example, and if the first inverter 1 does not operate for a long time, the control unit rotates the heat sink 3 through a rotating means to improve the cooling efficiency of the second inverter 2 .

또한 본 발명의 다른 일실시예로서, 정상상태에서 운전이 되는 경우 필요에 따라 제어부는 제1인버터(1) 및 제2인버터(2)의 최대 출력치를 각각 50%로 제한하여 병렬 운전이 가능하도록 제어할 수 있다. 이 경우 방열판(3)은 제1인버터(1)와 제2인버터(2)가 공유하게 되며, 제1인버터(1)와 제2인버터(2)는 자신의 용량을 절반으로 줄여서 동작하므로 그에 따라 발생되는 열도 줄게 될 것이므로, 상기 방열판(3)의 냉각 성능은 하나의 인버터만을 감당할 수 있는 수준으로 설계되어 있어도 별 문제가 생기기 않을 수 있다.In addition, as another embodiment of the present invention, in the case of operation in a steady state, the control unit limits the maximum output values of the first inverter (1) and the second inverter (2) to 50%, respectively, as necessary to enable parallel operation. You can control it. In this case, the heat sink (3) is shared by the first inverter (1) and the second inverter (2), and the first inverter (1) and the second inverter (2) operate with their capacities reduced by half. Since the generated heat will also be reduced, there may be no problem even if the cooling performance of the heat sink 3 is designed to a level that can handle only one inverter.

또한 본 발명의 다른 일실시예로서, 앞서 설명한 본 발명의 다른 실시예에서는 2개의 인버터를 예로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 3개 이상의 인버터들을 포함하는 전력변환시스템을 고려한다. 가령, 3개 이상의 인버터를 포함하는 경우에도 하나의 방열판에 3개 이상의 인버터 모듈들이 각기 다른 위치에서 부착되어 냉각을 가능하도록 할 수 있다. 이때, 제어부는 정상상태에서는 제1인버터를 통하여 운전이 되도록 하고, 제1인버터의 고장시에는 제2인버터 또는 제3인버터를 사용하여 전력변환장치가 동작하도록 할 수 있다. 제1 내지 3인버터들은, 전류센서 및 DC링크 커패시터를 공유하여 운전이 가능하도록 할 수 있다.In addition, as another embodiment of the present invention, the present invention has been described as an example of two inverters in the other embodiment of the present invention described above, but the present invention considers a power conversion system including three or more inverters. For example, even when three or more inverters are included, three or more inverter modules may be attached to one heat sink at different locations to enable cooling. At this time, the control unit may operate through the first inverter in a normal state, and operate the power converter using the second inverter or the third inverter when the first inverter fails. The first to third inverters can be operated by sharing a current sensor and a DC link capacitor.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art can make various modifications to the present invention within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. It will be appreciated that modifications and changes may be made.

1 : 제1인버터
2 : 제2인버터
3 : 방열판
4 : 제1릴레이
5 : 제2릴레이
6 : 전류센서
7 : DC 링크 커패시터
8 : 제1파이프
9 : 제2파이프
31 : 유로
32 : 인입구
33 : 배출구1: 1st inverter
2: 2nd inverter
3 : heat sink
4: 1st relay
5: 2nd relay
6: current sensor
7: DC link capacitor
8: 1st pipe
9: 2nd pipe
31: Euro
32: inlet
33: outlet

Claims (11)

제1인버터; 제2인버터;
상기 제1인버터와 상기 제2인버터의 출력단에 연결되는 단일의 전류센서;
상기 제1인버터 및 상기 제2인버터 사이에 배치되어 상기 제1인버터 및 상기 제2인버터와 각각 면접하는 방열판; 및
상기 제1인버터와 상기 제2인버터를 제어하되, 상기 제1인버터와 상기 제2인버터 중 어느 하나만을 동작시키는 제어부;
를 포함하며,
상기 제1인버터 및 상기 제2인버터는 하나의 출력 전류센서를 공유하여 동작하고,
상기 제어부는,
정상상태에서는 상기 제1인버터만을 동작시키고,
상기 제1인버터의 고장시에는 상기 제2인버터를 동작시키며,
상기 방열판은 수냉식이되,
내부에 공간이 형성되고,
내부에 수용되되, 일단에 냉각유체의 인입구가 형성되고, 타단에 냉각유체의 배출구가 형성되는 유로;
를 포함하며,
상기 유로의 인입구에 연결되는 제1파이프;
상기 유로의 배출구에 연결되는 제2파이프; 및
상기 제1파이프 및 상기 제2파이프 중 어느 하나를 회전시켜, 상기 방열판을 회전시키는 회전수단;
을 더 포함하며,
상기 제어부는,
상기 회전수단을 제어하여 상기 제1인버터 및 상기 제2인버터 중, 동작 중인 인버터가 상기 방열판의 아래에 위치하도록 하는 것을 특징으로 하는 전력변환시스템.
a first inverter; second inverter;
a single current sensor connected to output terminals of the first inverter and the second inverter;
a heat sink disposed between the first inverter and the second inverter and interviewing the first inverter and the second inverter; and
a controller that controls the first inverter and the second inverter and operates only one of the first inverter and the second inverter;
Including,
The first inverter and the second inverter operate by sharing one output current sensor,
The control unit,
In a normal state, only the first inverter operates,
When the first inverter fails, the second inverter operates,
The heat sink is water-cooled,
A space is created inside
Doedoe accommodated inside, the flow path having an inlet for the cooling fluid at one end and an outlet for the cooling fluid at the other end;
Including,
a first pipe connected to the inlet of the passage;
a second pipe connected to the outlet of the passage; and
a rotation means for rotating the heat dissipation plate by rotating one of the first pipe and the second pipe;
Including more,
The control unit,
Characterized in that the rotating means is controlled so that the operating inverter of the first inverter and the second inverter is located below the heat sink. power conversion system.
 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1인버터 및 상기 제2인버터는 서로 병렬로 연결되고,
상기 제1인버터에 직렬로 연결되는 제1릴레이; 및
상기 제2인버터에 직렬로 연결되는 제2릴레이;
를 더 포함하며,
상기 제어부는,
정상상태 운전 시 상기 제1릴레이를 온 시키고, 상기 제2릴레이를 오프 시켜 상기 제1인버터가 동작하도록 하며,
상기 제1인버터가 고장나면, 상기 제1릴레이를 오프 시키고, 상기 제2릴레이를 온 시켜 상기 제2인버터가 동작하도록 하는 것을 특징으로 하는 전력변환시스템.
According to claim 1,
The first inverter and the second inverter are connected in parallel to each other,
a first relay connected in series with the first inverter; and
a second relay connected in series to the second inverter;
Including more,
The control unit,
During steady state operation, the first relay is turned on and the second relay is turned off to operate the first inverter;
When the first inverter fails, the power conversion system characterized in that the first relay is turned off and the second relay is turned on to operate the second inverter.
 제4항에 있어서,
단일의 상기 전류센서는 상기 제1인버터 및 상기 제2인버터 각각의 일단에 연결되고,
상기 제1인버터 및 상기 제2인버터 각각의 타단에 연결되는 단일의 DC 링크 커패시터;
를 더 포함하고,
상기 제1인버터 및 상기 제2인버터는 상기 전류센서와 상기 DC링크 커패시터를 공유해 사용하는 것을 특징으로 하는 전력변환시스템.
According to claim 4,
The single current sensor is connected to one end of each of the first inverter and the second inverter,
a single DC link capacitor connected to the other end of each of the first and second inverters;
Including more,
The power conversion system, characterized in that the first inverter and the second inverter share and use the current sensor and the DC link capacitor.
 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
정상상태 동작을 위한 상기 제1인버터의 정격 용량은, 비상상태를 위한 상기 제2인버터의 정격 용량보다 큰 것을 특징으로 하는 전력변환시스템.
According to claim 1,
The power conversion system, characterized in that the rated capacity of the first inverter for the steady state operation is greater than the rated capacity of the second inverter for the emergency state.
 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 유로는 굴곡진 형태인 것을 특징으로 하는 전력변환시스템.
According to claim 1,
The power conversion system, characterized in that the flow path has a curved shape.
 제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제1인버터 및 상기 제2인버터의 최대 출력치를 각각 50%로 제한하여 상기 제1인버터와 상기 제2인버터를 동시에 병렬 운전하는 것을 특징으로 하는 전력변환시스템.According to claim 1,
The control unit,
The power conversion system characterized in that the first inverter and the second inverter are simultaneously operated in parallel by limiting the maximum output values of the first inverter and the second inverter to 50%, respectively.
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KR100749173B1 (en) 2003-11-18 2007-08-14 도요다 지도샤 가부시끼가이샤 Cooling structure of electric device
KR20130065390A (en) * 2011-12-09 2013-06-19 현대자동차주식회사 Cooling system power conversion device
KR20130131603A (en) * 2012-05-24 2013-12-04 현대모비스 주식회사 Power modules sharing coolant passage for in-wheel system
KR20190119780A (en) * 2018-04-13 2019-10-23 현대자동차주식회사 Inverter system for vehicle and control method of the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100749173B1 (en) 2003-11-18 2007-08-14 도요다 지도샤 가부시끼가이샤 Cooling structure of electric device
KR20130065390A (en) * 2011-12-09 2013-06-19 현대자동차주식회사 Cooling system power conversion device
KR20130131603A (en) * 2012-05-24 2013-12-04 현대모비스 주식회사 Power modules sharing coolant passage for in-wheel system
KR20190119780A (en) * 2018-04-13 2019-10-23 현대자동차주식회사 Inverter system for vehicle and control method of the same

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