KR20120042343A - 차량용 전동식압축기의 인버터 냉각구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 하우징에 결합된 흡입포트로부터 유입되는 냉매를 가압하여 토출포트로 토출하며, 하우징의 외측면 상에 결합되는 인버터에 의하여 제어되는 차량용 전동식압축기의 인버터 냉각 구조에 있어서, 인버터는 히트싱크를 구비하는 전력 모듈을 포함하고, 하우징의 내측에 하우징의 내주면으로부터 일정유격을 두고 환형의 고정자가 배치되어 있으며, 하우징의 내주면에 흡입포트로부터 유입되는 냉매가 토출포트로 흐르는 복수개의 흡입유로들이 하우징의 원주방향을 따라 방사상으로 이격되게 배치되고 하우징의 길이방향을 따라 형성되어 있으며, 하우징의 내주면에 전력 모듈에 대응되는 위치에 흡입유로들 사이에 냉매가 흐르도록 일정유격보다 큰 냉각유로가 하우징의 원주방향을 따라 띠모양으로 형성되어, 흡입유로와 냉각유로로부터 유입되는 냉매에 의하여 전력모듈을 냉각하는 차량용 전동식압축기의 인버터 냉각구조를 제공한다.
따라서, 흡입유로와 냉각유로로부터 유입되는 냉매에 의하여 전력모듈을 냉각하여 인버터의 냉각효과를 향상시킬 수 있다.

Description

차량용 전동식압축기의 인버터 냉각구조 {Refrigeration Structure of Inverter for a Vehicle}

본 발명은 차량용 전동식압축기의 인버터 냉각구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전동식압축기 내로 유입되는 냉매를 이용한 차량용 전동식압축기의 인버터 냉각 구조에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 전동식압축기는 냉매를 압축하는 기능을 하며, 인버터를 통하여 그 회전속도가 제어된다. 이러한 상기 전동식압축기는 원통형상의 하우징을 구비하며, 상기 하우징에는 냉매가 유입되는 흡입포트와, 상기 흡입포트를 통하여 유입된 냉매가 토출되는 토출포트와, 상기 흡입포트로부터 유입된 냉매를 상기 토출포트로 흐르도록 유도하는 흡입유로가 형성되어, 상기 흡입포트로부터 유입되는 냉매를 가압하여 상기 토출포트로 가압된 상기 냉매를 토출한다. 상기 인버터는 상기 하우징의 외측면 상에 결합하고, 전력모듈인 IPM(Intelligent Power Module)을 사용하여 상기 전동식압축기의 구동 RPM을 제어한다.

그런데, 상기 IPM을 구비하는 인버터는 그 특성상 높은 열이 발생하게 되는데, 이에 상기 IPM에 히트싱크(heat sink)를 결합하여 자연 대류에 의하여 상기 IPM의 냉각시킨다. 하지만, 상기한 히트싱크로는 상기 IPM의 충분한 냉각효과를 얻을 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은, 전동식압축기로 유입되는 냉매를 상기 인버터의 전력모듈에 대응하는 위치를 경유하도록 하여, 상기 인버터의 냉각효과를 향상시킬 수 있는 차량용 전동식압축기의 인버터 냉각 구조를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은, 하우징에 결합된 흡입포트로부터 유입되는 냉매를 가압하여 토출포트로 토출하며, 상기 하우징의 외측면 상에 결합되는 인버터에 의하여 제어되는 차량용 전동식압축기의 인버터 냉각 구조에 있어서, 상기 인버터는 히트싱크를 구비하는 전력 모듈을 포함하고, 상기 하우징의 내측에 상기 하우징의 내주면으로부터 일정유격을 두고 환형의 고정자가 배치되어 있으며, 상기 하우징의 내주면에 상기 흡입포트로부터 유입되는 냉매가 상기 토출포트로 흐르는 복수개의 흡입유로들이 상기 하우징의 원주방향을 따라 방사상으로 이격되게 배치되고 상기 하우징의 길이방향을 따라 형성되어 있으며, 상기 하우징의 내주면에 상기 전력 모듈에 대응되는 위치에 상기 흡입유로들 사이에 상기 냉매가 흐르도록 상기 일정유격보다 큰 냉각유로가 상기 하우징의 원주방향을 따라 띠모양으로 형성되어, 상기 흡입유로와 상기 냉각유로로부터 유입되는 상기 냉매에 의하여 상기 전력모듈을 냉각하는 차량용 전동식압축기의 인버터 냉각구조를 제공한다.

본 발명에 따른 차량용 전동식압축기의 인버터 냉각 구조는, 상기 인버터에 대응되는 위치에 흡입유로와 냉각유로를 형성하고, 상기 흡입유로와 냉각유로로부터 유입되는 상기 냉매에 의하여 상기 전력모듈을 냉각하여 상기 인버터의 냉각효과를 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 전동식압축기의 인버터 냉각구조를 나타내는 측단면도이다.
도 2는 도 1의 냉각유로를 나타내기 위한 정면도이다.
도 3은 도 1의 흡입유로와 냉각유로를 구조를 개략적으로 나타내기 위한 사시도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 전동식압축기의 인버터 냉각구조는, 상기 차량용 전동식압축기(100) 내를 흐르는 냉매를 이용하여 상기 인버터(200)를 냉각하는 구조이다.

먼저, 상기 차량용 전동식압축기(100)는, 하우징(110)에 결합된 흡입포트(미도시)로부터 냉매가 유입되고, 유입된 냉매는 가압되어 토출포트(미도시)로 토출된다. 이때, 상기 하우징(110)의 내측에는 상기 하우징(110)의 내주면으로부터 일정유격을 두고 환형의 고정자(310)가 배치되어 있으며, 상기 고정자(310)의 내측으로 일정간극을 두고 회전자(320)가 배치되어 있다. 여기서, 상기 고정자(310)와 상기 회전자(20)는 공지의 전동식압축기의 고정자 및 회전자로서 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 인버터(200)는, 상기 하우징(110)의 외측면 상에 결합되어 상기 전동식압축기(100)를 제어하고, 인쇄회로기판(210)과, 히트싱크(230)를 구비하는 전력모듈(220)을 포함한다. 여기서, 상기 전력모듈(220)은 상기 하우징(110)의 외측면 상에 결합되는 IPM(Intelligent Power Module)이며, 이에 한정하지 않는다.

한편, 상기 전동식압축기(100)의 하우징(110)은, 내주면에 상기 흡입포트로부터 유입되는 냉매가 상기 토출포트로 흐르는 복수개의 흡입유로(121,122,123,124)들이 형성되어 있다.

상기 흡입유로(121,122,123,124)들은, 상기 하우징(110)의 원주방향을 따라 방사상으로 서로 이격되게 배치되어 있으며, 상기 하우징(110)의 길이방향을 따라 형성되어 있다.

한편, 본 실시예는, 상기 인버터(200)를 냉각시키는 구조로서, 상기 하우징(110)의 내주면에 냉각유로(130)를 형성하여, 상기 흡입유로(121,122,123,124)를 흐르는 냉매에 의한 냉각뿐만 아니라 상기 냉각유로(130)를 흐르는 냉매를 통해서도 상기 인버터(200)를 냉각할 수 있도록 하였다. 이에, 상기 냉각유로(130)에 의한 상기 인버터(200)의 냉각구조에 대하여 살펴보면 다음과 같다.

도 3을 참조하면, 상기 흡입유로(121,122,123,124)는, 복수개가 상기 하우징(110)의 내주면에 형성되어 그 일부가 상기 전력모듈(220)에 대응되는 곳을 경유한다고 하더라도, 상기 흡입유로(121,122,123,124)가 상기 하우징(110)의 길이방향으로 형성되어 있기 때문에, 상기 흡입유로(121,122,123,124)들 사이에 대한 영역에 대해서는 상기 냉매에 의한 유효한 냉각성을 얻기 힘들다.

이에, 본 실시예는, 상기 전력모듈(220)에 대하여 보다 넓은 면적에 대응되는 위치에 상기 냉매가 흐르도록, 상기 하우징(110)의 내주면에서 상기 하우징(110)의 원주방향을 따라 띠모양으로 형성된 냉각유로(130)를 포함한다. 즉, 본 실시예는 상기 냉각유로(130)를 통하여 상기 전력 모듈(220)에 대응되는 위치에 대하여 상기 흡입유로(121,122,123,124)들 사이에도 냉매가 흐르도록 함으로써, 상기 냉매가 상기 전력모듈(220)에 대응하는 위치에 대하여 보다 넓은 면적을 흐를 수 있도록 하여 상기 전력모듈(220)의 냉각성능을 더욱 향상시킬 수 있다.

상기 냉각유로(130)는 상기 일정유격보다 크게 형성되어 상기 냉각유로(130) 상으로 상기 냉매가 보다 많이 흐를 수 있도록 되어 있다. 상기 냉각유로(130)는 상기 하우징(110)의 내주면에 단차지게 형성되어 있으며, 상기한 냉각유로(130)는 얻고자 하는 냉각성능에 따라 단차진 상기 냉각유로(130)의 형상 및 크기를 다양하게 할 수 있다.

또한, 상기 냉각유로(130)는, 불필요한 냉각유로(130)형성을 방지하여 냉매의 낭비를 줄일 수 있도록, 상기 하우징(110)의 길이방향으로의 폭이 상기 전력모듈(220)을 지나는 투영영역의 내부에 위치하고 있다.

한편, 본 실시예는, 상기 고정자(310)를 복수개의 분할코어가 환형으로 서로 조립 결합되어 있는 분할코어방식으로 되어 있으며, 이렇게 분할코어방식의 고정자(310)의 경우 상기 냉각유로(130)를 상기 분할코어의 길이방향에 대하여 중간에 위치하도록 하여 상기 분할코어의 열압입시 상기 냉각유로(130)로 인한 분할코어의 변형(진원 변형)을 방지하도록 한다.

상기한 바에 따라, 본 실시예에 따른 차량용 전동식압축기(100)의 인버터(200) 냉각구조는, 상기 흡입유로(121,122,123,124)뿐만 아니라 상기 냉각유로(130)로부터 유입되는 상기 냉매에 의해서도 상기 전력모듈(220)을 냉각하기 때문에, 상기 전력모듈(220)의 냉각효과를 더욱 향상시킬 수 있다.

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

100... 차량용 전동식압축기 110... 하우징
121,122,123,124... 흡입유로 130... 냉각유로
200... 인버터 310... 고정자
320... 회전자

Claims (5)

1. 하우징에 결합된 흡입포트로부터 유입되는 냉매를 가압하여 토출포트로 토출하며, 상기 하우징의 외측면 상에 결합되는 인버터에 의하여 제어되는 차량용 전동식압축기의 인버터 냉각 구조에 있어서,
   상기 인버터는 히트싱크를 구비하는 전력 모듈을 포함하고,
   상기 하우징의 내측에 상기 하우징의 내주면으로부터 일정유격을 두고 환형의 고정자가 배치되어 있으며,
   상기 하우징의 내주면에 상기 흡입포트로부터 유입되는 냉매가 상기 토출포트로 흐르는 복수개의 흡입유로들이 상기 하우징의 원주방향을 따라 방사상으로 이격되게 배치되고 상기 하우징의 길이방향을 따라 형성되어 있으며,
   상기 하우징의 내주면에 상기 전력 모듈에 대응되는 위치에 상기 흡입유로들 사이에 상기 냉매가 흐르도록 상기 일정유격보다 큰 냉각유로가 상기 하우징의 원주방향을 따라 띠모양으로 형성되어, 상기 흡입유로와 상기 냉각유로로부터 유입되는 상기 냉매에 의하여 상기 전력모듈을 냉각하는 차량용 전동식압축기의 인버터 냉각구조.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 냉각유로는,
   상기 하우징의 내주면에 단차지게 형성된 차량용 전동식압축기의 인버터 냉각구조.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 냉각유로는,
   상기 하우징의 길이방향으로의 폭이 상기 전력모듈을 지나는 투영영역의 내부에 위치하는 차량용 전동식압축기의 인버터 냉각 구조.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 전력모듈은 상기 하우징의 길이 방향을 따라 상기 하우징의 외측면 상에 결합되는 IPM(Intelligent Power Module)인 차량용 전동식압축기의 인버터 냉각 구조.
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 고정자는, 복수개의 분할코어가 환형으로 서로 조립 결합되어 있는 분할코어방식의 고정자인 차량용 전동식압축기의 인버터 냉각구조.

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