CN105730184A

CN105730184A - 电力控制单元及电气器件

Info

Publication number: CN105730184A
Application number: CN201510771596.XA
Authority: CN
Inventors: 平田宜央
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2014-12-24
Filing date: 2015-11-12
Publication date: 2016-07-06
Anticipated expiration: 2035-11-12
Also published as: CN105730184B; JP6163477B2; JP2016123165A

Abstract

本发明提供一种能够对第一电力控制装置和第二电力控制装置进行适当地冷却的电力控制单元及电气器件。在电力控制单元(34)中，DC-DC转换器(42)和逆变器(44)在左右方向上对置配置，在DC-DC转换器(42)与逆变器(44)之间形成有沿前后方向延伸的冷却通路(39)。冷却通路(39)的制冷剂入口(71a)在对置方向上配置于DC-DC转换器(42)侧，且在前后方向上配置于后侧。另外，逆变器在后侧比DC-DC转换器配置得短，在逆变器的后侧设有从制冷剂入口(71a)将制冷剂向DC-DC转换器与逆变器的对置部分引导的作为引导部的倾斜部(60b)。在冷却流路(39)上设有从通过对置部分而向后侧延伸的假想线(P)上朝向制冷剂入口(71a)弯曲的隔板(25)。

Description

电力控制单元及电气器件

技术领域

本发明涉及一种电力控制单元及电气器件，尤其涉及一种具备第一电力控制装置和第二电力控制装置的电力控制单元及电气器件。

背景技术

在混合动力车辆、电动机动车上搭载有高压蓄电池作为电动机的驱动源。近些年，研究了将高压蓄电池及与该高压蓄电池连接的电力控制单元配置在车室内的情况。例如，在专利文献1中，提出了一种在车辆的左右方向上排列的一对座席之间配置高压蓄电池及动力控制单元的蓄电池的搭载机构(例如，参照专利文献1)。

在专利文献1中，构成动力控制单元的DC-DC转换器与逆变器以上下层叠的状态收容在壳体内，并配置在中央通道上。在壳体的后壁上连接有吸气管道，在壳体的前壁上形成有面对空调机的排出口。根据专利文献1，当空调机工作时，通过空调机的吸气力，将壳体内的空气吸出，且将车室内的空气取入到吸气管道内。取入到吸气管道内的车室内的空气通过壳体内而向空调机供给。在外部气体通过壳体内时，DC-DC转换器、逆变器、蓄电池及散热器由车室内的空气冷却。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-1582803号公报

发明要解决的课题

然而，在专利文献1所记载的结构中，无法调节壳体内的空气的流动，从而可能无法对DC-DC转换器和逆变器进行适当地冷却。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够对第一电力控制装置和第二电力控制装置进行适当地冷却的电力控制单元及电气器件。

用于解决课题的方案

为了实现上述的目的，本发明的第一方案为电力控制单元(例如，后述的实施方式中的电力控制单元34)，其具备：

第一电力控制装置(例如，后述的实施方式中的DC-DC转换器42)；

第一电力控制装置保持机构(例如，后述的实施方式中的转换器壳体46)，其保持该第一电力控制装置；

第二电力控制装置(例如，后述的实施方式中的逆变器44)，其与所述第一电力控制装置对置配置；以及

第二电力控制装置保持机构(例如，后述的实施方式中的逆变器壳体47)，其保持该第二电力控制装置，

其中，

在所述第一电力控制装置与所述第二电力控制装置之间形成有沿着与对置方向(例如，后述的实施方式中的左右方向)正交的正交方向(例如，后述的实施方式中的前后方向)延伸的冷却流路(例如，后述的实施方式中的冷却通路39)，

通过组装所述第一电力控制装置保持机构和所述第二电力控制装置保持机构，从而所述第一电力控制装置的冷却部(例如，后述的实施方式中的散热片42b)与所述第二电力控制装置的冷却部(例如，后述的实施方式中的散热片44b)在所述冷却流路内对置配置，

所述冷却流路的制冷剂入口(例如，后述的实施方式中的制冷剂入口71a)在所述对置方向上配置于所述第一电力控制装置侧，且在所述正交方向上配置于一侧(例如，后述的实施方式中的后侧)，

所述第二电力控制装置在所述一侧，且在所述制冷剂入口侧比所述第一电力控制装置配置得短，

在所述第二电力控制装置的所述一侧设有引导部(例如，后述的实施方式中的倾斜部60b)，所述引导部从所述制冷剂入口将制冷剂向所述第一电力控制装置的所述冷却部与所述第二电力控制装置的所述冷却部的对置部分(例如，后述的实施方式中的散热片44b、散热片42b)引导，

在所述冷却流路上设有制冷剂分配机构(例如，后述的实施方式中的隔板25)，所述制冷剂分配机构从通过所述对置部分而向所述一侧延伸的假想线(例如，后述的实施方式中的假想线P)上朝向所述制冷剂入口弯曲。

另外，本发明的第二方案在本发明的第一方案的基础上，在所述制冷剂分配机构上形成有沿着制冷剂的流动方向将弯曲部(例如，后述的实施方式中的弯曲部27)的起点(例如，后述的实施方式中的起点27a)和终点(例如，后述的实施方式中的终点27b)以大致直线连结的肋(例如，后述的实施方式中的肋28)。

另外，本发明的第三方案为电气器件(例如，后述的实施方式中的电气器件D)，其具备：

蓄电池(例如，后述的实施方式中的高压蓄电池32)；以及

第一方案或第二方案所述的所述电力控制单元(例如，后述的实施方式中的电力控制单元34)，

其中，

所述蓄电池配置在所述冷却流路的上游，

流过所述蓄电池的制冷剂在所述对置方向上从所述第二电力控制装置侧向所述第一电力控制装置侧流动，从而对所述蓄电池进行冷却。

另外，本发明的第四方案在本发明的第三方案的基础上，所述第一电力控制装置和所述第二电力控制装置分别具有箱型形状，且以三边中最短的边沿所述对置方向延伸的方式配置，

所述电气器件收容于在车辆的前部座席(例如，后述的实施方式中的左前部座席14L、右前部座席14R)之间配置的中控台(例如，后述的实施方式中的中控台30)中。

发明效果

根据本发明的第一方案，在冷却流路上设有从假想线上朝向制冷剂入口弯曲的制冷剂分配机构，该假想线通过第一电力控制装置的冷却部与第二电力控制装置的冷却部的对置部分而向制冷剂的流动方向一侧延伸，因此能够将从制冷剂入口流入的制冷剂向第一电力控制装置的冷却部和第二电力控制装置的冷却部分配，由此能够对第一电力控制装置和第二电力控制装置进行适当地冷却。

根据本发明的第二方案，在制冷剂分配机构的弯曲部上形成有将起点与终点连结的肋，因此能够提高弯曲部的刚性，并且能够对流入的制冷剂进行整流。

根据本发明的第三方案，能够缩短电气器件内的制冷剂的流路，能够有效地对蓄电池和电力控制单元进行冷却。

根据本发明的第四方案，第一电力控制装置与所述第二电力控制装置以对置方向变短的方式纵向配置，因此能够载置于在车辆的前部座席之间配置的中控台内，能够抑制向车室的伸出。

附图说明

图1是表示能够搭载本发明的一个实施方式的电力控制单元及电气器件的配置在车辆的前部座席与前部座席之间的中控台的立体图。

图2是中控台的俯视图。

图3是图2的A-A线局部剖视图。

图4是示意性地表示收容在中控台内的电气器件的分解立体图。

图5是逆变器及逆变器壳体的分解立体图。

图6是DC-DC转换器、转换器壳体及收容了逆变器的逆变器壳体的分解立体图。

图7是收容在电气器件中的电力控制单元周围的局部剖视图。

图8是从左侧观察收容在电气器件中的电力控制单元而得到的侧视图。

符号说明：

14L左前部座席(前部座席)

14R右前部座席(前部座席)

25隔板(制冷剂分配机构)

27弯曲部

27a起点

27b终点

28肋

30中控台

32高压蓄电池(蓄电池)

34电力控制单元

39冷却通路

42DC-DC转换器(第一电力控制装置)

42b散热片(冷却部、对置部分)

44逆变器(第二电力控制装置)

44b散热片(冷却部、对置部分)

46转换器壳体(第一电力控制装置保持机构)

47逆变器壳体(第二电力控制装置保持机构)

60b倾斜部(引导部)

71a制冷剂入口

D电气器件

P假想线

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的一个实施方式的电力控制单元及电气器件进行说明。首先，对能够搭载本发明的一个实施方式的电力控制单元及电气器件的车辆进行说明。

图1是表示能够搭载本发明的一个实施方式的电力控制单元及电气器件的配置在车辆的前部座席与前部座席之间的中控台的立体图，图2是中控台的俯视图，图3是中控台的局部剖视图。

如图1～图3所示，在本实施方式的车辆10中，在底板11上形成的中央通道12上配置有中控台30，在中控台30中内装有电气器件D。另外，在中央通道12内(中央通道12的下方)，一端与未图示的内燃机连接的排气管20沿前后方向延伸设置。另外，在图3中，符号16M是对中央通道12进行加强的中央横梁。

<中控台>

中控台30配置在左前部座席14L与右前部座席14R之间，由外装罩55覆盖内部空间，该外装罩55在上表面上从前方起依次设有杯托(cupholder)52、变速手柄51、能够收容小物品的托盘53及乘坐人员的扶手54等。在外装罩55的后端安装了设有吸气格栅56的罩构件57。在后述的冷却风扇36工作时，吸气格栅56将车室87内的空气作为电气器件D的冷却风而取入。

<电气器件>

接下来，参照图3及图4，对内装于中控台30的电气器件D进行详细叙述。图4是电气器件D的分解立体图。

电气器件D具备高压蓄电池32、ECU41及高压系设备35，上述的高压蓄电池32、ECU41及高压系设备35通过由框架构件31支承而被单元化。框架构件31通过上部框架构件31U、下部框架构件31D、及将上部框架构件31U与下部框架构件31D相连的中间框架构件31M由前部罩构件31F、左罩构件31L、右罩构件31R及后部罩构件31B包围而构成。

高压蓄电池32、ECU41及高压系设备35从车辆后方起依次配置。高压系设备35包括：在中间框架构件31M的前表面上安装的接线盒33；以及在接线盒33的前方配置，且对高压蓄电池32的电压进行转换的电力控制单元34。在中间框架构件31M的后表面上安装有上述的ECU41。虽然电力控制单元34的详细结构在后文进行叙述，但电力控制单元34包括DC-DC转换器42及逆变器44，在前部罩构件31F与接线盒33之间形成的空间中，上述的DC-DC转换器42及逆变器44沿左右纵向配置。需要说明的是，纵向配置是指三边中最短的边沿左右方向延伸。另外，在DC-DC转换器42与逆变器44之间，以沿前后方向延伸的方式形成有后述的冷却通路39。与在车辆前方的电动机室中载置的电动机(未图示)连接的三相线73从逆变器44向前方延伸出。

在高压蓄电池32的左侧面上，在其与左罩构件31L之间安装有吸气管道37，在高压蓄电池32的右侧面上，在其与右罩构件31R之间安装有排气管道38。另外，单电池电压传感器(CVS)46由CVS罩45覆盖而固定于下部框架构件31D的下表面。通过将下部框架构件31D螺栓紧固连结于中央通道12，从而将电气器件D固定于中央通道12。在前部罩构件31F的前表面上安装有冷却风扇36。由冷却风扇36从中控台30的吸气格栅56取入的空气通过吸气管道37→高压蓄电池32→排气管道38，从排气管道38通过在DC-DC转换器42与逆变器44之间形成的冷却通路39而被冷却风扇36吸入，并从冷却风扇36向下方的排气流路80F排气。

<电力控制单元>

接下来，参照图5～图8，对电力控制单元34及冷却通路39进行详细叙述。图5是逆变器44及逆变器壳体47的分解立体图，图6是DC-DC转换器42、转换器壳体46及收容了逆变器44的逆变器壳体47的分解立体图，图7是收容在电气器件D中的电力控制单元34周围的局部剖视图，图8是从左侧观察收容在电气器件D中的电力控制单元34而得到的侧视图。需要说明的是，图7及图8是取下盖体49及左罩构件31L后的图。

收容逆变器44的逆变器壳体47配置成，由金属形成的有底箱状的壳体主体48的开口部48a通过同样由金属形成的盖体49(参照图4)覆盖，开口部48a在左右方向上朝向左侧。壳体主体48以包围矩形形状的底面60的方式立起设置有上壁部61、下壁部62、前壁部63及后壁部64，在底面60上靠近前壁部63而形成有矩形形状的贯通孔65。以从逆变器主体44a的背面立起设置多个散热片44b，且使散热片44b从在底面60上形成的贯通孔65突出的方式，将逆变器44固定在逆变器壳体47的前侧空间47a中。

另外，如图6及图7所示，在底面60上，在形成有贯通孔65的平坦部60a与后壁部64之间，设有以距开口部48a的深度逐渐变深的方式倾斜的倾斜部60b，逆变器壳体47的后侧空间47b通过倾斜部60b而随着朝向后方逐渐变宽。如图7及图8所示，在逆变器壳体47的后侧空间47b中，作为电子器件88，将经由配线74与未图示的空调压缩机连接的减振线圈88a及熔丝88b以由共用的支架89支承的状态设置。在设置减振线圈88a的情况下，通过变更空调压缩机的共振频率，能够使空调压缩机的共振频率从电力控制单元34的共振频带错开，从而能够抑制在空调压缩机与电力控制单元34之间产生共振现象的情况。配线74与三相线73一起收容在逆变器壳体47中(参照图8)。

另外，壳体主体48的底面60在从背侧观察时，如图6所示，以包围贯通孔65、平坦部60a及倾斜部60b的方式设有台阶部66，并形成有由台阶部66包围的凹状空间67。在逆变器44固定于逆变器壳体47的状态下，台阶部66的高度与从贯通孔65突出的散热片44b的高度大致相等。在台阶部66的四处设有安装DC-DC转换器42及转换器壳体46的凸起68。

DC-DC转换器42从转换器主体42a的背面立起设置有多个散热片42b。转换器壳体46在有底箱状的转换器收容部70的一方设有构成冷却通路39的制冷剂入口71a的导入部71，在转换器收容部70的另一方设有构成冷却通路39的制冷剂出口72a的导出部72。转换器收容部70在内部收容DC-DC转换器42的散热片42b，且使转换器主体42a从转换器收容部70的开口部70a突出。转换器壳体46配置成，转换器收容部70的开口部70a在左右方向上朝向右侧，且导入部71位于后方，导出部72位于前方。转换器收容部70在矩形形状的底板81的上下立起设置有上板部82及下板部83，上板部82及下板部83由对开口部70a进行划分的前侧柱84和后侧柱85连结。在转换器收容部70的后方设有与导入部71连通的导入部连通孔70b，在转换器收容部70的前方设有与导出部72连通的导出部连通孔70c。

导入部71构成为，制冷剂入口71a与转换器收容部70的开口部70a设置在相同方向上，内部的导入部流路71b经由导入部连通孔70b而与转换器收容部70连通，并经由背侧连通孔71c而与逆变器壳体47的背面的凹状空间67连通。

在导入部71上设有薄板状的隔板25，该隔板25具有在俯视下与转换器收容部70的底板81平行地延伸的固定部26和从该固定部26朝向制冷剂入口71a弯曲的弯曲部27，从而将导入部流路71b分为两部分，将从制冷剂入口71a进入的制冷剂向导入部连通孔70b和背侧连通孔71c分配。即，隔板25从通过作为对置部分的逆变器44的散热片44b与DC-DC转换器42的散热片42b之间而向后侧延伸的假想线P朝向制冷剂入口71a弯曲。在隔板25上还以沿着制冷剂的流动方向的方式在上下方向上分离地形成有多个肋28，这多个肋28将弯曲部27的起点27a和终点27b连结，从而提高弯曲部27的刚性，并且对流入的制冷剂进行整流。

导出部72形成有与转换器收容部70和凹状空间67连通的导出部流路72b，使得在转换器壳体46组装于逆变器壳体47的状态(以下，称为组装状态。)下，将转换器收容部70的前侧柱84与比转换器壳体46向前方伸出的逆变器壳体47的底面60之间的空间密封，且导出部72在前端部以朝向斜前方(右侧前方)的方式倾斜设置有制冷剂出口72a。另外，在转换器壳体46上，延伸设置有在组装时与逆变器壳体47的台阶部66抵接来对凹状空间67进行密封的凸缘部76。

在收容了逆变器44的逆变器壳体47上形成的四处凸起68中，在两处凸起68上紧固连结转换器壳体46，并且在四处凸起68上紧固连结DC-DC转换器42，由此组装电力控制单元34。

在这样构成的电力控制单元34中，DC-DC转换器42在前后方向上，在后侧比逆变器44形成得长，DC-DC转换器42的前方与收容逆变器44的逆变器壳体47的前侧空间47a对置，DC-DC转换器42的后方与收容连接于空调压缩机的减振线圈88a及熔丝88b的逆变器壳体47的后侧空间47b对置。另外，转换器壳体46的背侧连通孔71c与逆变器壳体47的底面60的倾斜部60b对置。

并且，在上下由逆变器壳体47的台阶部66划分的区域内，形成有从导入部71的制冷剂入口71a至导出部72的制冷剂出口72a的冷却通路39，该冷却通路39形成为如下结构，即，分支为从制冷剂入口71a至导入部流路71b→导入部连通孔70b→转换器收容部70→导出部流路72b→制冷剂出口72a的转换器冷却通路39a和从制冷剂入口71a至导入部流路71b→背侧连通孔71c→凹状空间67→导出部流路72b→制冷剂出口72a的逆变器冷却通路39b。在逆变器冷却通路39b中，从背侧连通孔71c向凹状空间67流动的制冷剂由在逆变器壳体47的底面60上形成的作为引导部的倾斜部60b引导，由此能够顺畅地流动而抑制压力损失。在冷却通路39内，收容于转换器收容部70的DC-DC转换器42的散热片42b与向凹状空间67突出的逆变器44的散热片44b夹着转换器壳体46的底板81而对置配置。因此，散热片42b和散热片44b暴露在通过冷却通路39的制冷剂中，DC-DC转换器主体42a和逆变器主体44a的热经由散热片42b和散热片44b而散热。

在这样构成的电力控制单元34中，DC-DC转换器42和逆变器44在收容于分别对它们进行保持的转换器壳体46和逆变器壳体47的状态下，在左右方向上对置配置。在DC-DC转换器42与逆变器44之间形成有沿前后方向延伸的冷却通路39，通过组装转换器壳体46和逆变器壳体47，从而DC-DC转换器42的散热片42b与逆变器44的散热片44b在冷却通路39内沿左右方向对置配置。冷却通路39的制冷剂入口71a在对置方向上配置于DC-DC转换器42侧，且在前后方向上配置于后侧。另外，逆变器44配置成在后侧比DC-DC转换器42短，在逆变器44的后侧设有作为引导部的倾斜部60b，该引导部从制冷剂入口71a将制冷剂向DC-DC转换器42与逆变器44的对置部分引导。冷却通路39设有从假想线P上朝向制冷剂入口71a弯曲的隔板25，该假想线P通过作为对置部分的转换器壳体46的底板81而向后侧延伸。

因此，能够通过隔板25将从制冷剂入口71a流入的制冷剂向DC-DC转换器42的散热片42b和逆变器44的散热片44b分配，由此能够对DC-DC转换器42和逆变器44进行适当地冷却。另外，能够通过隔板25的位置来对从制冷剂入口71a向转换器冷却通路39a流入的制冷剂量和向逆变器冷却通路39b流入的制冷剂量进行调整，因此还能够根据冷却要求来对DC-DC转换器42和逆变器44进行冷却。

在隔板25上形成有沿着制冷剂的流动方向将弯曲部27的起点27a和终点27b以大致直线连结的肋28，因此能够提高弯曲部27的刚性，并且能够对流入的制冷剂进行整流。

电气器件D配置在冷却通路39的上游，流过高压蓄电池32的制冷剂在作为对置方向的左右方向上从逆变器44侧向DC-DC转换器42侧流动，从而对高压蓄电池32进行冷却。由此，能够缩短电气器件D内的制冷剂的流路，并且能够有效地对高压蓄电池32和电力控制单元34进行冷却。

并且，DC-DC转换器42和逆变器44分别具有箱型形状，并且以三边中最短的边沿左右方向延伸的方式配置，由此能够在左右方向上实现小型化，因此能够配置于在车辆10的左前部座席14L与右前部座席14R之间配置的中控台30内。

需要说明的是，本发明没有限定于前述的实施方式，能够适当地进行变形、改良等。

例如，作为引导部，例示了倾斜部60b，但并不限于倾斜部60b，还可以适当变更为弯曲的弯曲部、在阶梯上形成的阶梯部等。

另外，在作为制冷剂的流动方向一侧的前后方向后侧，将逆变器44配置为比DC-DC转换器42短，但也可以在前后方向前侧，将逆变器44配置为比DC-DC转换器42短。另外，逆变器44与DC-DC转换器42可以左右相反地对置，也可以在前后方向或上下方向上对置。

另外，在上述实施方式中，将高压蓄电池32及电力控制单元34配置于中控台30，但不限于此，也可以配置在底板下，还可以配置在行李室下。另外，也可以分别配置高压蓄电池32及电力控制单元34。

Claims

1.一种电力控制单元，其具备：

第一电力控制装置；

第一电力控制装置保持机构，其保持该第一电力控制装置；

第二电力控制装置，其与所述第一电力控制装置对置配置；以及

第二电力控制装置保持机构，其保持该第二电力控制装置，

其中，

在所述第一电力控制装置与所述第二电力控制装置之间形成有沿着与对置方向正交的正交方向延伸的冷却流路，

通过组装所述第一电力控制装置保持机构和所述第二电力控制装置保持机构，从而所述第一电力控制装置的冷却部与所述第二电力控制装置的冷却部在所述冷却流路内对置配置，

所述冷却流路的制冷剂入口在所述对置方向上配置于所述第一电力控制装置侧，且在所述正交方向上配置于一侧，

在所述第二电力控制装置的所述一侧设有引导部，所述引导部从所述制冷剂入口将制冷剂向所述第一电力控制装置的所述冷却部与所述第二电力控制装置的所述冷却部的对置部分引导，

在所述冷却流路上设有制冷剂分配机构，所述制冷剂分配机构从通过所述对置部分而向所述一侧延伸的假想线上朝向所述制冷剂入口弯曲。

2.根据权利要求1所述的电力控制单元，其中，

在所述制冷剂分配机构上形成有沿着制冷剂的流动方向将弯曲部的起点和终点以大致直线连结的肋。

3.一种电气器件，其具备：

蓄电池；以及

权利要求1或2所述的所述电力控制单元，

其中，

所述蓄电池配置在所述冷却流路的上游，

4.根据权利要求3所述的电气器件，其中，

所述第一电力控制装置和所述第二电力控制装置分别具有箱型形状，且以三边中最短的边沿所述对置方向延伸的方式配置，

所述电气器件收容于在车辆的前部座席之间配置的中控台中。