CN103373241A - 动力控制单元 - Google Patents
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Abstract
一种在将抑制噪声的噪声除去装置设在动力控制单元内时也可实现小型化的动力控制单元。动力控制单元(30)具备一体形成有电容器收容部(124a)和铁芯收容部(124b)的壳体,电容器收容部(124a)对缓冲电容器模块(100)进行收容,铁芯收容部(124b)以使长度方向与缓冲电容器模块(100)的长度方向平行的方式对共用铁芯(102)进行收容,电容器收容部(124a)在长度方向的面中与电力转换模块(40)对置的面上设有用于供缓冲电容器模块(100)插入的第一开口部(130),铁芯收容部(124b)在上表面设有用于供共用铁芯(102)插入的第二开口部(134),从第一开口部(130)及第二开口部(134)投入树脂构件(132、136)而将缓冲电容器模块(100)及共用铁芯(102)固定。
Description
技术领域
本发明涉及一种即使在将用于抑制噪声的噪声除去装置设置在动力控制单元内的情况下,也能够实现小型化的动力控制单元。
背景技术
如下述所示的专利文献1所示,公知有如下技术:为了防止噪声从电力转换装置向外部漏出,使框体为金属,来对整体进行屏蔽。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特表2005-516570号公报
【发明的概要】
【发明要解决的课题】
然而,近些年,在车辆内大量设置容易受到噪声的影响的电子设备等,且EV车辆或插电式混合动力车辆等使用大电力的车辆增加,从而需要比以往抑制噪声。
另外,对于噪声抑制的方法,很久以来公知有使用缓冲电容器或共用铁芯(common core)等噪声除去装置的技术,但在使用噪声除去装置的情况下,噪声除去装置占有电力转换装置(动力控制单元)内的空间,从而存在电力转换装置大型化这样的问题。
尤其是在车辆内混杂有很多部件,为了成为密集的状态,优选电力转换装置尽量紧凑。
发明内容
因此,本发明的目的在于提供一种即使在将用于抑制噪声的噪声除去装置设置在动力控制单元内的情况下,也能够实现小型化的动力控制单元。
【用于解决课题的手段】
本发明提供一种动力控制单元,其搭载于车辆,其特征在于,具有:将电池的直流电转换为交流电的电力转换模块;在上表面配置所述电力转换模块的散热器;在所述电力转换模块的端部设置的由正极及负极构成的直流连接端子部;在所述散热器的上表面侧且在所述电力转换模块的所述直流连接端子部侧设置,并且具有沿着固定方向整齐排列的多个缓冲电容器的缓冲电容器模块;在所述散热器的上表面侧,隔着所述缓冲电容器模块而设置在所述电力转换模块的所述直流连接端子部侧的呈圆环形且在所述固定方向上长的共用铁芯;一体形成有电容器收容部和铁芯收容部的壳体,该电容器收容部对所述缓冲电容器模块进行收容,该铁芯收容部以使所述共用铁芯的长度方向与所述缓冲电容器模块的长度方向平行的方式对所述共用铁芯进行收容,其中,所述电容器收容部在长度方向的面中与所述电力转换模块对置的面上设有用于供所述缓冲电容器模块插入的第一开口部,所述铁芯收容部在上表面设有用于供所述共用铁芯插入的第二开口部,通过从所述第一开口部及所述第二开口部将树脂构件向所述电容器收容部及所述铁芯收容部内投入,从而所述缓冲电容器模块及所述共用铁芯由所述树脂构件至少掩埋一部分而固定在所述电容器收容部及所述铁芯收容部中。
在所述动力控制单元中,所述共用铁芯的长度方向的长度比所述缓冲电容器模块的长度方向的长度短,所述电容器收容部及所述铁芯收容部以使所述缓冲电容器模块和所述共用铁芯的长度方向的一端对齐的方式对所述缓冲电容器模块及所述共用铁芯进行收容,所述直流连接端子部至少设置在所述缓冲电容器模块及所述共用铁芯的长度方向的另一端侧,在所述直流连接端子部连接有所述缓冲电容器的连接端子,并且连接有从所述一端侧朝向所述另一端侧而贯通所述共用铁芯的内部的母线。
在所述动力控制单元中,所述共用铁芯为椭圆形状,以长轴成为上下方向的方式插入到所述铁芯收容部中。
在所述动力控制单元中,所述共用铁芯的内周的一部分至少由所述树脂构件掩埋。
在所述动力控制单元中,所述共用铁芯的高度比所述电容器收容部的高度高,在所述共用铁芯与所述电容器收容部之间设有冲击缓和剂。
【发明效果】
根据本发明,由于具备一体形成有电容器收容部和铁芯收容部的壳体,该电容器收容部对缓冲电容器模块进行收容,该铁芯收容部以使共用铁芯的长度方向与缓冲电容器模块的长度方向平行的方式对共用铁芯进行收容,因此能够减小缓冲电容器模块及共用铁芯的配置面积,能够实现动力控制单元的小型化,并同时有效地抑制电涌电压及放射噪声,并且使缓冲电容器模块及共用铁芯的安装性提高。另外,由于在电容器收容部的与电力转换模块对置的面上设有用于供缓冲电容器模块插入的第一开口部,在铁芯收容部的上表面设有用于供共用铁芯插入的第二开口部,且从第一开口部及第二开口部投入树脂构件而将缓冲电容器模块及共用铁芯固定,因此能够减小缓冲电容器模块及共用铁芯的配置面积,从而能够实现动力控制单元的小型化。
根据本发明,将缓冲电容器模块、长度方向的长度比缓冲电容器模块的长度方向的长度短的共用铁芯以长度方向的一端对齐的方式配置,且直流连接端子部至少设置在共用铁芯的长度方向的另一端侧,因此将共用铁芯的内部贯通的母线与直流连接端子部的连接性得以提高,能够使母线的形状简化,且能够实现动力控制单元的小型化。另外,由于直流连接端子部和缓冲电容器的连接端子连接,因此能够将缓冲电容器模块更接近电力转换模块配置,从而能够实现力控制单元的小型化,并且能够更有效地抑制电涌电压。
根据本发明,共用铁芯为椭圆形状,以长轴成为上下方向的方式插入到铁芯收容部中,因此能够进一步减少共用铁芯的配置面积,从而能够实现动力控制单元的小型化。
根据本发明,共用铁芯的内周的一部分至少由树脂构件掩埋,因此共用铁芯的平衡性、耐震性得以提高,且能够抑制共用铁芯的内周与贯通共用铁芯的母线发生接触的情况。
根据本发明,在共用铁芯与电容器收容部之间设有冲击缓和剂,因此共用铁芯的耐震性得以提高。
附图说明
图1是将电动车的简要结构示意化而得到的简要结构立体图。
图2是将实施方式的电动车的简要结构示意化而得到的简要结构侧视图。
图3是图1所示的动力控制单元的外观立体图。
图4是图3所示的动力控制单元的分解立体图。
图5是图4所示的散热器的俯视图。
图6是图5所示的散热器的俯视主要部分放大图。
图7是图4所示的下部壳体的仰视图。
图8是图1所示的动力控制单元的电路图。
图9是图6的IX-IX线向视主要部分剖视图。
图10是图5所示的铁芯内置缓冲电容器部的立体图。
图11是图10所示的铁芯内置缓冲电容器部的剖视图。
图12是在图5的散热器的上方载置有上部壳体时的俯视图。
图13是表示在未设置缓冲电容器模块及共用铁芯的情况和设有缓冲电容器模块及共用铁芯的情况下向电池、熔丝、快速充电用设备、充电器、及DC/DC转换器传递的电涌电压及放射噪声的一例的图。
【符号说明】
10…电动车 12…车身
18…电池 28…行驶用电动机
30…动力控制单元 34…电源线缆
36、38…电源连接器 40…电力转换模块
42…ECU 44…三相线缆
46、48…电力连接器 50…散热器
52…上部壳体 54…上罩
56…下部壳体 58…下罩
60…快速充电用设备 62a、62b…熔丝
64a、64b、64c…三相端子 66…三相端子台
72…充电设备室 74…熔丝室
76…电力转换室 78…三相端子室
80…平滑电容器模块 82…平滑电容器收容部
84…充电器 86…DC/DC转换器
100…缓冲电容器模块 102…共用铁芯
104…二极管 106…第一主接触器
108…第二主接触器 110…预接触器
120a、120b…直流连接端子部 122…铁芯内置缓冲电容器部
124a…电容器收容部 124b…铁芯收容部
126a、126b、128a、128b…连接端子部
130…第一开口部 132、136…树脂构件
134…第二开口部 138…冲击缓冲剂
150、152、156、158、160、162、174、175、176、178、180、182、186、190、192、194、222、224…母线
164…电流传感器
具体实施方式
以下,示出优选的实施方式,并参照附图,对具有本发明涉及的动力控制单元的电动车进行详细地说明。
图1是将电动车(车辆)10的简要结构示意化而得到的简要结构立体图,图2是将电动车10的简要结构示意化而得到的简要结构侧视图。
电动车10在车身12内部具备:在前轮14L、14R与后轮16L、16R之间,且在车身12的底部设置的输出高电压的具有多个电池单体的电池18;隔着底板20设置在电池18的上方的车室22;与该车室22分隔而被划分在车身12的前方的电动机室24;覆盖该电动机室24的前围板26;在前围板26的下方,且在设置于该电动机室24中的作为旋转电机的一种的行驶用电动机(外部电气设备)28的上方载置的动力控制单元(PowerControl Unit)30。前围板26具有前围板下部26a和前围板上部26b。前围板26是对电动机室24和车室22进行分隔的构件,具有防止来自电动机室24的污垢、水、气味等的侵入的结构。另外,前围板26对于来自外部的水的侵入,具有不使其向A/C(空调器)配管内流入的水排出功能。
电源线缆34是用于将蓄积在电池18中的电力向动力控制单元30传递的构件,电源线缆34的一端与电池18的电源连接器36连接,另一端与动力控制单元30的电源连接器38(参照图8)连接。动力控制单元30将从电池18供给的直流电转换为三相(U、V、W相)的交流电,并将该转换后的三相的交流电向行驶用电动机28供给,由此对行驶用电动机28进行驱动控制。
动力控制单元30具有将直流电转换为三相交流的电力转换模块40(参照图4、图5、图8)和通过对电力转换模块40进行控制来驱动行驶用电动机28的作为控制部的ECU42(参照图4、图8)。行驶用电动机28与动力控制单元30经由三相线缆(电力供给线)44连接,三相线缆44的一端与行驶用电动机28的电力连接器46连接,三相线缆44的另一端与动力控制单元30的电力连接器48(电力连接器48a、48b、48c)连接。由于使动力控制单元30配置在行驶用电动机28的上方,因此能够缩短高电压的三相线缆44。
图3表示动力控制单元30的外观立体图,图4表示动力控制单元30的分解立体图。需要说明的是,为了使发明容易理解,只要没有特别指示,关于图3以后的说明而言,就以图3所示的箭头方向为基准来对前后、上下及左右的方向进行说明。
动力控制单元30具有散热器50、设置在散热器50的上部的上部壳体52、覆盖上部壳体52的上部的上罩54、设置在散热器50的下部的下部壳体56、覆盖下部壳体56的下部的下罩58。散热器50、上部壳体52、上罩54、下部壳体56及下罩58构成动力控制单元30的框体。
在散热器50的上表面大致中央设有电力转换模块40,在散热器50的上表面右侧设有从外部对电池18进行充电时使用的快速充电用设备60、熔丝62a、62b(参照图5)等,在散热器50的左侧上方设有将电力转换模块40和上部壳体52的电力连接器48a、48b、48c连接的三相端子64a、64b、64c(以下,也存在总称为三相端子64的情况)。电力转换模块40将电池18的直流电转换为三相(U、V、W相)的交流电,并将该转换后的各相的交流电向三相端子64a、64b、64c输出。三相端子64a、64b、64c的中间部由在散热器50的上表面左侧设置的三相端子台66从下方支承。该三相端子台66包含热传导性的构件,将三相端子64a、64b、64c的热量向散热器50传递。
电力转换模块40中,在框体内内置具有多个开关元件的开关模块。这所述多个开关元件具有各相(例如,U相、V相、W相)的开关元件。通过使这多个开关元件接通断开,电力转换模块40将来自电池18的直流电转换为三相的交流电,或者从行驶用电动机28将三相的交流电转换为直流电。
通过散热器50和上部壳体52,形成收纳快速充电用设备60的充电设备室72、收纳熔丝62a、62b的熔丝室74、收纳电力转换模块40的电力转换室76及收纳三相端子64a、64b、64c的三相端子室78。充电设备室72具有能够向充电设备室72内进入的在上部壳体52的上表面形成的充电设备室开口部72a,熔丝室74具有能够向熔丝室74内进入的在上部壳体52的上表面形成的熔丝室开口部74a,电力转换室76具有能够向电力转换室76内进入的在上部壳体52的上表面形成的电力转换室开口部76a,三相端子室78具有能够向三相端子室78内进入的在上部壳体52的上表面形成的三相端子室开口部78a(参照图4、图12)。对电力转换模块40进行控制的ECU(控制装置)42在快速充电用设备60的上方设置在充电设备室72内。
上罩54具有覆盖充电设备室开口部72a的第一上罩54a、覆盖熔丝室开口部74a的第二上罩54b、覆盖电力转换室开口部76a的第三上罩54c、覆盖三相端子室开口部78a的第四上罩54d。充电设备室72比熔丝室74、电力转换室76及三相端子室78形成得高,因此充电设备室开口部72a与熔丝室开口部74a、电力转换室开口部76a及三相端子室开口部78a相比,形成在高的位置上。
在电力转换模块40的上方且电力转换室开口部76a的下方,对由多个平滑电容器构成的平滑电容器模块80(参照图8)进行收容的平滑电容器收容部82以悬吊的方式安装在上部壳体52的内壁上。平滑电容器模块80与电力转换模块40电连接,使来自电池18的电力平滑化。
在下部壳体56的底面设有对电池18进行充电的充电器84、为了向搭载在电动车10上的低电压系统的设备(电装件)供给低电压的电力而使电池18的电压降压的DC/DC转换器86。DC/DC转换器86及充电器84收纳在长方形的框体内,部件数比DC/DC转换器86的部件数多而容易变大的充电器84的框体比DC/DC转换器86的框体大。
散热器50具有供流体流入的流入部88和使所述流体流出的流出部90。通过散热器50的底面和下部壳体56的上表面形成供所述流体流动的流路(图示省略)。从流入部88流入的所述流体通过由散热器50和下部壳体56形成的所述流路而从流出部90流出。由此,散热器50能够使在散热器50的上表面侧设置的电力转换模块40及快速充电用设备60等、以及在散热器50的下表面侧设置的充电器84及DC/DC转换器86所发出的热量散热而对它们进行冷却。
图5是散热器50的俯视图,图6是图5所示的散热器50的俯视主要部分放大图,图7是下部壳体56的仰视图,图8是动力控制单元30的电路图。
如图8所示,电力转换模块40与电源连接器38连接,且电池18经由电源线缆34与电源连接器38连接,由此电力转换模块40与电池18经由平滑电容器模块80、后述的缓冲电容器模块100及共用铁芯102而连接。熔丝62a、62b、快速充电用设备60、充电器84及DC/DC转换器86通过母线(连接线)与电池18连接,且经由平滑电容器模块80、缓冲电容器模块100及共用铁芯102而与电力转换模块40连接。母线通过对铜板等金属板进行冲裁加工而形成。需要说明的是,快速充电用设备60具有二极管104、第一主接触器106、第二主接触器108、电阻R及预接触器110。
电力转换模块40具有在后方侧的端部配置成一列的由三个正极及负极构成的直流连接端子部120a、120b,正极的直流连接端子部120a彼此导通,负极的直流连接端子部120b彼此导通。正极的直流连接端子部120a与负极的直流连接端子部120b交替排列。
在电力转换模块40的直流连接端子部120a、120b侧设有铁芯内置缓冲电容器部122。如图6所示,铁芯内置缓冲电容器部122具有:由多个缓冲电容器构成的缓冲电容器模块100;对该缓冲电容器模块100进行收容的电容器收容部124a;呈圆环形且在固定方向上长的共用铁芯102;对该共用铁芯102进行收容的铁芯收容部124b。电容器收容部124a和铁芯收容部124b一体形成。虽然未图示,但这多个所述缓冲电容器在固定方向上整齐排列配置且并联连接。缓冲电容器模块100配置在直流连接端子部120a、120b侧,隔着缓冲电容器模块100而在电力转换模块40的直流连接端子部120a、120b侧配置共用铁芯102。即,在共用铁芯102与电力转换模块40之间配置缓冲电容器模块100。
以使缓冲电容器模块100及共用铁芯102的长度方向与设有三个直流连接端子部120a、120b的电力转换模块40的端部平行的方式配置缓冲电容器模块100及共用铁芯102。并且,以使缓冲电容器模块100的长度方向的熔丝62a、62b侧的一端与共用铁芯102的长度方向的熔丝62a、62b侧的一端大致对齐的方式配置缓冲电容器模块100及共用铁芯102。缓冲电容器模块100的长度方向的长度比共用铁芯102的长度方向的长度形成得长。
在缓冲电容器模块100的电力转换模块40侧设有连接端子部126a、126b,该连接端子部126a、126b由与三个正极及负极的直流连接端子部120a、120b连接的三个正极及负极构成。正极的连接端子部126a与并联连接的多个所述缓冲电容器的一端侧连接,负极的连接端子部126b与并联连接的多个所述缓冲电容器的另一端侧连接(图示省略)。
另外,在平滑电容器收容部82的后方侧的端部设有连接端子部128a、128b,该连接端子部128a、128b由与三个正极及负极的直流连接端子部120a、120b连接的三个正极及负极构成。该连接端子部128a、128b与平滑电容器模块80连接,正极的连接端子部128a与平滑电容器模块80的一端侧连接,负极的连接端子部128b与平滑电容器模块80的另一端侧连接。
这三个直流连接端子部120a、120b、缓冲电容器模块100的三个连接端子部126a、126b、平滑电容器模块80的三个连接端子部128a、128b彼此连接。如图9所示,在直流连接端子部120a上连接有平滑电容器模块80的连接端子部128a,在平滑电容器模块80的连接端子部128a上连接有缓冲电容器模块100的连接端子部126a,并通过螺栓B将上述连接固定。由于直流连接端子部120b、连接端子部128b及连接端子部126b的连接也与图9同样,因此省略说明。需要说明的是,如图9所示,缓冲电容器模块100及电容器收容部124a的高度与从散热器50到直流连接端子部120a、120b的高度相同,或者比从散热器50到直流连接端子部120a、120b的高度形成得低。
图10是铁芯内置缓冲电容器部122的立体图,图11是铁芯内置缓冲电容器部122的剖视图。
电容器收容部124a是能够收容缓冲电容器模块100的壳体,在长度方向的面中与电力转换模块40对置的面上设有第一开口部130。以使连接端子部126a、126b成为外侧的方式在第一开口部130中将缓冲电容器模块100插入到电容器收容部124a内,并将树脂构件132投入到电容器收容部124a内,由此将缓冲电容器模块100固定于电容器收容部124a。此时,以将缓冲电容器模块100掩埋且将连接端子部126a、126b的一部分不掩埋的方式投入树脂构件132。在投入树脂构件132而将缓冲电容器模块100固定于电容器收容部124a之后,安装覆盖第一开口部130的绝缘片130a(参照图11)。该绝缘片130a覆盖连接端子部126a、126b的一部分。
铁芯收容部124b为能够收容共用铁芯102的一部分的壳体,在上表面设有第二开口部134。共用铁芯102为椭圆形状,以共用铁芯102的长轴成为上下方向且短轴成为散热器50的平面方向的方式从铁芯收容部124b的第二开口部134插入到铁芯收容部124b内,并将树脂构件136投入到铁芯收容部124b内,由此将共用铁芯102固定于铁芯收容部124b。此时,以至少掩埋共用铁芯102的内周的一部分的方式投入树脂构件136。
在共用铁芯102与电容器收容部124a之间设有冲击缓冲剂138。冲击缓冲剂138设置在共用铁芯102的重心位置附近或比共用铁芯102的重心位置高的位置上。通过在共用铁芯102与电容器收容部124a之间,且在高度为重心位置以上的位置设置冲击缓冲剂138,并通过树脂构件136固定共用铁芯102的下侧,由此使共用铁芯102的平衡性及耐震性提高。如图11所示,共用铁芯102的高度比缓冲电容器模块100及电容器收容部124a的高度高。另外,虽然未图示,但共用铁芯102的高度比从散热器50到直流连接端子部120a、120b的高度高。
如图5所示,在电力转换模块40的最接近三相端子64a、64b、64c的正极的直流连接端子部120a上连接母线150的一端,该母线150从三相端子64a、64b、64c朝向熔丝62a、62b侧而贯通共用铁芯102的内部。
作为母线150的另一端的分支点J1与母线152连接,如图5、图7所示,该母线152经由电源线缆154a与电源连接器38连接。另外,在位于正中间的位置的负极的直流连接端子部120b上连接母线156的一端,该母线156从三相端子64a、64b、64c朝向熔丝62a、62b侧而贯通共用铁芯102的内部。
作为母线156的另一端的分支点J2与母线158连接,如图5、图7所示,该母线158经由电源线缆154b与电源连接器38连接。由此,正极的直流连接端子部120a与电池18的正极侧连接,负极的直流连接端子部120b与电池18的负极侧连接。由于共用铁芯102偏靠熔丝62a、62b侧设置,因此共用铁芯102不会妨碍母线150与直流连接端子部120a的连接以及母线156与直流连接端子部120b的连接,母线150、156向直流连接端子部120a、120b的连接变得容易,从而连接性提高。并且,能够使母线150、156的形状简化。
电源线缆154a、154b从下方通过在散热器50上形成的贯通孔50a、50b而插入到动力控制单元30内,并与母线152、158的端部连接。
熔丝62a、62b的一端与作为母线150的另一端的分支点J1通过具有规定的距离的母线160连接,母线160的与熔丝62a、62b的连接点即分支点J3和二极管104的阴极通过母线162连接。在母线160上设有检测充电电流的利用了霍尔元件的电流传感器164。熔丝62a的另一端经由正常模式线圈166与作为电源压缩机的一种的空调压缩机168的正极端子连接,熔丝62b的另一端与加热器170的正极端子连接(参照图5、图8)。通过设置正常模式线圈166,能够使空调压缩机168的共振频率从动力控制单元30的共振频带错开,能够抑制在空调压缩机168及动力控制单元30之间产生共振现象的情况。该熔丝62a、62b、正常模式线圈166设置在线圈收纳部172中。
二极管104的阴极经由电阻R、预接触器110与第一主接触器106的一端连接,二极管104的阳极通过母线174与第一主接触器106的所述一端连接。
在线圈收纳部172设置的用于与空调压缩机168及加热器170的负极端子连接的母线175和作为母线156的另一端的分支点J2通过母线176连接,母线175与第二主接触器108的一端通过母线178连接。
分支点J3与母线180的一端连接,如图7所示,母线180的另一端通过母线182与充电器84的第一正极端子184a连接,且通过母线186与DC/DC转换器86的第一正极端子188a连接。与电源线缆154b连接的母线158的端部和母线190的一端连接,如图7所示,母线190的端部通过母线192与充电器84的第一负极端子184b连接,且通过母线194与DC/DC转换器86的第一负极端子188b连接。
充电器84的第二正极端子200a及第二负极端子200b经由线缆202与连接器204(参照图8)连接,DC/DC转换器86的第二正极端子206a及第二负极端子206b与向动力控制单元30的外部导出的线缆208连接。由此,DC/DC转换器86降压后的电力通过线缆208向搭载在电动车10上的低电压系统的设备供给。
另外,如图5所示,电力转换模块40具有U相端子210a、V相端子210b及W相端子210c,在U相端子210a上连接三相端子64a,在V相端子210b上连接三相端子64b,在W相端子210c上连接三相端子64c。
如图7所示,DC/DC转换器86及充电器84以长度方向彼此正交的方式配置,且以DC/DC转换器86的长边与充电器84的短边相邻的方式配置。
通过将与连接器204连接的插头212与未图示的商业用插座(外部电力)连接,来将100V或200V的交流电向充电器84供给,从而充电器84对电池18进行普通充电(参照图8)。
图12是在图5的散热器50的上方配置有上部壳体52时的俯视图。需要说明的是,在图12中,省略平滑电容器模块80的图示。在上部壳体52上设有快速充电用连接器220,第一主接触器106的另一端及第二主接触器108的另一端经由母线222、224与快速充电用连接器220连接。在快速充电用连接器220上连接有连接器228,该连接器228与在供电站设置的未图示的供给高压的直流电的快速充电器(外部电力)的充电器侧连接器226连接(参照图8)。通过将所述快速充电器的充电器侧连接器226和连接器228连接,从而所述快速充电器对电池18进行快速充电。
具有这样的结构的动力控制单元30在行驶时,从电池18将直流的放电电流经由分支点J1向电力转换模块40供给,且电力转换模块40将供给的直流电转换成三相的交流电而向行驶用电动机28供给。另外,在充电时,从充电器84或快速充电用设备60将充电电流经由分支点J3及J1向电池18供给,将电池18充电。
因此,在分支点J1(第一分支点)与分支点J3(第二分支点)之间设置的母线160中,在行驶时不流过向电力转换模块40供给的放电电力,在充电时流过从充电器84或快速充电用设备60向电池18供给的直流的充电电流,其中,该分支点J1从电池18向电力转换模块40侧和充电器84及快速充电用设备60侧分支,该分支点J3从分支点J1向充电器84侧和快速充电用设备60侧分支,因此通过在该母线160上设置电流传感器164,能够正确地检测充电电流,并且能够抑制电流传感器164的发热,使电流传感器164的寿命提高。并且,能够通过一个电流传感器检测来自充电器84的充电电流和来自快速充电用设备60的充电电流。需要说明的是,ECU42基于电流传感器164的检测结果来算出普通充电及快速充电的充电状态(被充电了多少)。
另外,DC/DC转换器86、空调压缩机168及加热器170为充电时也进行驱动的负载,因此在充电时将DC/DC转换器86、空调压缩机168、及加热器170(以下,称为负载)驱动的情况下,来自充电器84或快速充电用设备60的电流向DC/DC转换器86、空调压缩机168及加热器170供给。
然而,分支点J3还是将来自电池18的电流首先向充电器84及快速充电用设备60侧和所述负载侧分支的分支点(第三分支点),因此在分支点J3与比分支点J3靠电池18侧设置的分支点J1之间设置的母线160中不流过向所述负载供给的电流,而仅流过充电电流。因此,电流传感器164能够正确地仅检测向电池18供给的充电电流,使充电电流的检测精度提高。
需要说明的是,将分支点J3作为第二分支点及第三分支点而发挥了功能,但也可以将第二分支点和第三分支点独立地设置在不同的位置。这种情况下,在分支点J1(第一分支点)与第二分支点之间设置第三分支点。
如以上那样,电池18与电力转换模块40通过母线150、152、156、158连接,并且在电池18与电力转换模块40之间夹设有平滑电容器模块80、缓冲电容器模块100及共用铁芯102。另外,熔丝62a、62b、快速充电用设备60、充电器84及DC/DC转换器86通过母线152、158、160、162、176、178、180、182、186、190、192、194与电池18连接,并且经由平滑电容器模块80、缓冲电容器模块100及共用铁芯102且通过母线150、156、158、160、162、176、178、180、182、186、190、192、194而与电力转换模块40连接。因此,能够抑制由电力转换模块40产生的电涌电压及放射噪声向电池18、熔丝62a、62b、快速充电用设备60、充电器84及DC/DC转换器86传递的情况。
图13是表示在未设置缓冲电容器模块100及共用铁芯102的情况和设有缓冲电容器模块100及共用铁芯102的情况下向电池18、熔丝62a、62b、快速充电用设备60、充电器84及DC/DC转换器86传递的电涌电压及放射噪声的一例的图。
区域O表示在未设置缓冲电容器模块100及共用铁芯102的情况下向电池18、熔丝62a、62b、快速充电用设备60、充电器84及DC/DC转换器86传递的电涌电压及放射噪声。
区域P表示在仅设有缓冲电容器模块100的情况下向电池18、熔丝62a、62b、快速充电用设备60、充电器84及DC/DC转换器86传递的电涌电压及放射噪声。对区域O和区域P进行比较时可知,与未设置缓冲电容器模块100及共用铁芯102的情况相比,当设置缓冲电容器模块100时,电涌电压降低。需要说明的是,放射噪声几乎不降低。
区域Q表示在仅设有共用铁芯102的情况下向电池18、熔丝62a、62b、快速充电用设备60、充电器84及DC/DC转换器86传递的电涌电压及放射噪声。对区域O和区域Q进行比较时可知,与未设置缓冲电容器模块100及共用铁芯102的情况相比,当设置共用铁芯102时,放射噪声降低。需要说明的是,电涌电压几乎不降低。
区域R表示在设有缓冲电容器模块100及共用铁芯102的情况下向电池18、熔丝62a、62b、快速充电用设备60、充电器84及DC/DC转换器86传递的电涌电压及放射噪声。
当对区域O和区域R进行比较时可知,与未设置缓冲电容器模块100及共用铁芯102的情况相比,当设置缓冲电容器模块100及共用铁芯102时,电涌电压及放射噪声都降低。另外,对区域P和区域R进行比较可知,与仅设有缓冲电容器模块100的情况相比,将缓冲电容器模块100及共用铁芯102都设置使电涌电压更加降低。另外,对区域Q和区域R进行比较可知,与仅设有共用铁芯102的情况相比,将缓冲电容器模块100及共用铁芯102都设置使放射噪声更加降低。
另外,由于以长度方向彼此平行的方式配置缓冲电容器模块100和共用铁芯102,因此能够减少缓冲电容器模块100及共用铁芯102的配置面积,且能够有效利用动力控制单元30内的无用空间。因此,能够实现动力控制单元30的小型化。
另外,由于将缓冲电容器模块100和共用铁芯102以它们的长度方向的一端对齐的方式配置,且在共用铁芯102的另一端侧设置的直流连接端子部120a、120b上连接贯通共用铁芯102的母线150、156,因此母线150、156与直流连接端子部120a、120b的连接性提高,能够使母线150、156的形状简化,且能够实现动力控制单元30的小型化。并且,由于将直流连接端子部120a、120b和缓冲电容器模块100的连接端子部126a、126b不经由母线而直接连接,因此能够使缓冲电容器模块100更接近电力转换模块40侧而进行连接,从而能够实现动力控制单元30的小型化,并且能够更有效地抑制电涌电压。
另外,将收容缓冲电容器模块100的电容器收容部124a和收容共用铁芯102的铁芯收容部124b一体形成而作为一个单元,因此缓冲电容器模块100及共用铁芯102的安装性提高。
另外,在电容器收容部124a的长度方向的面中与电力转换模块40对置的面上设置用于供缓冲电容器模块100插入的第一开口部130,在铁芯收容部124b的上表面设置用于供共用铁芯102插入的第二开口部134,且从第一开口部130及第二开口部134投入树脂构件132、136来将缓冲电容器模块100及共用铁芯102固定,因此能够使缓冲电容器模块100及共用铁芯102的前后方向的配置面积变窄,能够实现动力控制单元30的小型化。即,与从一个开口部插入缓冲电容器模块100及共用铁芯102,并从这一个开口部投入树脂构件的情况相比,能够将缓冲电容器模块100及共用铁芯102在电力转换模块40侧紧靠配置,因此能够减少配置面积。
共用铁芯102为椭圆形状,以长轴成为上下方向且短轴成为散热器50的平面方向的方式将共用铁芯102插入到铁芯收容部124b中,因此能够使共用铁芯102的前后方向上的载置面积变窄,能够实现动力控制单元30的小型化。
另外,共用铁芯102的内周的一部分至少由树脂构件掩埋,因此共用铁芯102的平衡性、耐震性提高,且能够抑制共用铁芯102的内周与贯通共用铁芯102的母线150、156发生接触的情况。另外,由于在共用铁芯102与电容器收容部124a之间设有冲击缓冲剂138,因此共用铁芯102的耐震性提高。
由于直流连接端子部120a、120b距散热器50的高度比缓冲电容器模块100及电容器收容部124a的高度高,因此在将贯通共用铁芯102的母线150、156与直流连接端子部120a、120b连接时,缓冲电容器模块100及电容器收容部124a不会成为障碍,从而使母线150、156与直流连接端子部120a、120b的连接性提高,且能够使母线150、156的形状简化,从而能够实现动力控制单元30的小型化。
由于共用铁芯102的高度比缓冲电容器模块100的高度高,因此贯通共用铁芯102的母线150、156容易在缓冲电容器模块100及电容器收容部124a上通过,从而使母线150、156与直流连接端子部120a、120b的连接性提高,且能够使母线150、156的形状简化,能够实现动力控制单元30的小型化。
以上,利用优选的实施方式对本发明进行了说明,但本发明的技术范围没有限定为上述实施方式所记载的范围。能够对上述实施方式施加各种变更或改良对本领域技术人员而言是不言而喻的。根据权利要求书的记载可知,施加了这样的变更或改良后的方式也包含在本发明的技术范围内。
Claims (5)
1.一种动力控制单元,其搭载于车辆,其特征在于,具有:
将电池的直流电转换为交流电的电力转换模块;
在上表面配置所述电力转换模块的散热器;
在所述电力转换模块的端部设置的由正极及负极构成的直流连接端子部;
在所述散热器的上表面侧且在所述电力转换模块的所述直流连接端子部侧设置,并且具有沿着固定方向整齐排列的多个缓冲电容器的缓冲电容器模块;
在所述散热器的上表面侧,隔着所述缓冲电容器模块而设置在所述电力转换模块的所述直流连接端子部侧的呈圆环形且在所述固定方向上长的共用铁芯;
一体形成有电容器收容部和铁芯收容部的壳体,该电容器收容部对所述缓冲电容器模块进行收容,该铁芯收容部以使所述共用铁芯的长度方向与所述缓冲电容器模块的长度方向平行的方式对所述共用铁芯进行收容,
所述电容器收容部在长度方向的面中与所述电力转换模块对置的面上设有用于供所述缓冲电容器模块插入的第一开口部,所述铁芯收容部在上表面设有用于供所述共用铁芯插入的第二开口部,通过从所述第一开口部及所述第二开口部将树脂构件向所述电容器收容部及所述铁芯收容部内投入,从而所述缓冲电容器模块及所述共用铁芯由所述树脂构件至少掩埋一部分而固定在所述电容器收容部及所述铁芯收容部中。
2.根据权利要求1所述的动力控制单元,其特征在于,
所述共用铁芯的长度方向的长度比所述缓冲电容器模块的长度方向的长度短,所述电容器收容部及所述铁芯收容部以使所述缓冲电容器模块和所述共用铁芯的长度方向的一端对齐的方式对所述缓冲电容器模块及所述共用铁芯进行收容,所述直流连接端子部至少设置在所述缓冲电容器模块及所述共用铁芯的长度方向的另一端侧,在所述直流连接端子部上连接有所述缓冲电容器的连接端子,并且连接有从所述一端侧朝向所述另一端侧而贯通所述共用铁芯的内部的母线。
3.根据权利要求1或2所述的动力控制单元,其特征在于,
所述共用铁芯为椭圆形状,以长轴成为上下方向的方式插入到所述铁芯收容部中。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的动力控制单元,其特征在于,
所述共用铁芯的内周的一部分至少由所述树脂构件掩埋。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的动力控制单元,其特征在于,
所述共用铁芯的高度比所述电容器收容部的高度高,在所述共用铁芯与所述电容器收容部之间设有冲击缓和剂。
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