CN107231823A - 电力转换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于使贯通电流传感器的母线的温度进一步降低。本发明的电力转换装置具有：传导电流的母线(201)；具有形成供上述母线(201)贯通的贯通孔(304)的芯部(302)的电流传感器(30)；在上述芯部(302)的上述贯通孔(304)的内部且在与上述母线(201)相对的位置配置的基体部(206)；和导热部件(208)，上述基体部(206)具有从上述贯通孔(304)突出的延伸部(207)，上述延伸部(207)延伸至上述导热部件(208)并且与该导热部件(208)热接触。

Description

电力转换装置
技术领域
本发明涉及电力转换装置。其涉及车辆中使用的将直流电流转换为交流电流或者将交流电流转换为直流电流的电力转换装置。
背景技术
近年来，混合动力车或电动车等的电压/电流值逐年增加，另外，因为搭载在车辆中，所以也同时要求小型化。日本特开2012-58199号公报(专利文献1)的目的在于通过在有限的空间内获得最大限度的母线截面积而减少发热，但是在处理流过大电流时产生的热量时并不充分。
另外，日本特开2012-163454号公报(专利文献2)中，希望通过使霍尔元件远离发热的母线而减少热影响，但是因为母线截面形状变形，可以设想产生的电磁场会紊乱。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-58199号公报
专利文献2：日本特开2012-163454号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
本发明要解决的课题是使贯通电流传感器的母线的温度进一步降低。
用于解决课题的技术方案
为了解决上述课题，本发明的电力转换装置包括：传导电流的母线；具有形成供所述母线贯通其中的贯通孔的芯部的电流传感器；配置在所述芯部的所述贯通孔的内部且与所述母线相对的位置的基体部；和导热部件，所述基体部具有从所述贯通孔突出的延伸部，所述延伸部延伸至所述导热部件并且与该导热部件热接触。
发明效果
根据本发明，能够使贯通电流传感器的母线的散热效率提高。
附图说明
图1是卸下未图示的盖后的、本实施方式的电力转换装置1的整体立体图。
图2是电力转换装置1的分解立体图。
图3是主电路组件2的整体立体图。
图4是主电路组件2的分解立体图。
图5是从图3的平面A的箭头方向观察到的主电路组件2的截面。
图6是图5的部分C的主电路组件2的放大图。
图7是从图6的箭头方向观察到的主电路组件2的放大图。
具体实施方式
以下，用附图等说明本发明的实施方式。以下说明本发明的内容的具体例，本发明不限定于这些说明，能够在本说明书公开的技术思想范围内由本领域的技术人员进行各种变更和修正。另外，在用于说明本发明的所有图中，具有相同的功能的部分标注相同的附图标记，有时省略其重复说明。
图1是卸下未图示的盖后的、本实施方式的电力转换装置1的整体立体图。图2是电力转换装置1的分解立体图。图3是主电路组件2的整体立体图。图4是主电路组件2的分解立体图。图5是从图3的平面A的箭头方向观察到的主电路组件2的截面。图6是图5的部分C的主电路组件2的放大图。图7是从图6的箭头方向观察到的主电路组件2的放大图。
如图2所示，箱体10收纳主电路组件2和中继母线11。箱体10为了抑制噪声和提高冷却性能，用铝铸件等金属形成。主电路组件2经由中继母线11与箱体10所具有的外部接口15连接。中继母线11包括：对后述的模塑母线200与外部接口15进行中继的直流中继母线12；和对后述的交流母线201与外部接口15进行中继的交流中继母线13。
图4所示的功率半导体模块203具有将直流电力转换为交流电力的逆变器电路。功率半导体模块203设置有3个，分别输出U相交流电流、V相交流电流和W相交流电流。
图4所示的电容器模块204使对功率半导体模块203供给的直流电力平滑化。噪声除去用电容器205除去直流中继母线12中混入的直流电流的噪声。为了改善除去噪声的功能，噪声除去用电容器205与模塑母线200的连接部，以相比于电容器模块204与模塑母线200的连接部更接近直流中继母线12的方式配置。
模塑母线200具有将功率半导体模块203与电容器模块204电连接的金属制的母线和覆盖该母线的模塑部件。
图4所示的流路形成体208形成收纳功率半导体模块203的空间、收纳电容器模块204的空间和用于使制冷剂流动的流路。流路形成体208的流路主要是为了使功率半导体模块203冷却而形成，但也可以为了使电容器模块204冷却而在电容器模块204的下部形成。
如图4所示，本实施方式中，主电路组件2具有对直流电力的电压进行升压或降压的DCDC转换器模块21。该DCDC转换器模块21固定在与配置功率半导体模块203和电容器模块204的面不同的流路形成体208，由此DCDC转换器模块21能够充分地确保散热面。
图4所示的基体板202以将功率半导体模块203按压于流路形成体208的方式固定于流路形成体208。
图4所示的电流传感器30检测从功率半导体模块203输出的交流电流。如图6所示，电流传感器30包括：芯部302；用于检测交流电流的霍尔元件303；和收纳芯部302和霍尔元件303的电流传感器壳体301。电流传感器壳体301由绝缘性的树脂形成。芯部302是包括铁氧体或硅钢等的磁性体，包围成为贯通孔304的空间的周围地形成为环状。霍尔元件303配置在芯部302的间隙部，检测与经过贯通孔304的电流相应地变化的磁通。
图4和图6所示的交流母线201与功率半导体模块203连接，向电流传感器30延伸，进而贯通芯部302。
如图3和图4所示，端子座209隔着电流传感器30配置在与功率半导体模块203相反的一侧。贯通芯部302的交流母线201的一部分被夹在端子座209与交流中继母线13之间，由此交流母线201与交流中继母线13连接并且交流母线201被端子座209支承。另外，端子座209是树脂成形品，形成有用于固定交流母线201的阴螺纹。
图3和图4所示的突出部220支承端子座209。该突出部220以与流路形成体208热连接的方式与流路形成体208连接。由此，交流母线201经由端子座209和突出部220被流路形成体208中流过的致冷剂冷却。
混合动力车或电动车的驱动用电动机中使用的电力转换装置1所处的温度环境非常严苛，并且要求进一步的小型化。传导驱动用电动机中流动的电流的交流母线201较大程度地发热。另一方面，交流母线201所贯通的芯部302、霍尔元件303、电流传感器壳体301与电力转换装置1的其他结构部件相比，耐热性较低。于是，为了抑制交流母线201的发热，增大了交流母线201的截面积。但是，要求电力转换装置1的小型化，交流母线201的截面积的增大存在极限。
例如，霍尔元件303耐热约125℃，树脂制的电流传感器壳体301耐热120℃，电力转换装置1所处的气氛温度是105℃，具有冷却结构的流路形成体208一般具有水冷结构，制冷剂的温度是85℃。电力转换装置1的内部空间即交流母线201的周围温度因电力转换装置1所处的气氛温度(105℃)而升高。于是，仅是使交流母线201的热量向电力转换装置1的内部空间散热时，交流母线201的热量向电流传感器30传导，电流传感器30高温化。因此，电力转换装置1的内部空间与电流传感器30的“温度梯度”减小，电流传感器30的散热不充分。
本实施方式中的交流母线201中流过的交流电流非常大，是500A左右，另外，贯通电流传感器30的贯通孔304的交流母线201的温度上升至160℃左右。
于是，如图6和图7所示，基体部206配置在电流传感器30的芯部302的贯通孔304的内部且位于与交流母线201相对的位置。另外，基体部206具有从贯通孔304突出的延伸部207。而且，延伸部207延伸至流路形成体208并且与该流路形成体208热接触。
由此，交流母线201的热量向基体部206传导，进而经由延伸部207向流路形成体208导热。能够使电流传感器30的对于热的可靠性提高。另外，作为其他效果，能够使交流母线201的截面积缩小，于是也能够使电流传感器30的芯部302的尺寸缩小，能够使电力转换装置1的本身的尺寸缩小。
另外，本实施方式中使用了交流母线201，但只要是发热量较大的电流传导用的母线，就能够应用本发明。
另外，基体部206也可以与电流传感器30形成为一体，形成电流传感器30与基体部206的电流传感器模块体。此时，电流传感器模块体的基体部206与从流路形成体208突出的延伸部207热连接。
另外，本实施方式中，流路形成体208实现导热部件的功能，但箱体10也可以实现导热部件的功能。此时，箱体10具有延伸部207和基体部206。
另外，本实施方式中，为了降低导热通路的热阻，基体部206和延伸部207和流路形成体208一体地形成，但也可以使它们构成为不同的部件，将它们机械连接而使它们热连接。
另外，电流传感器30的芯部302为了确保与交流母线201的绝缘距离，在芯部302的内周与交流母线201之间设置有间隙。于是，电流传感器壳体301采用树脂制造并且用传递模塑等埋设芯部302，内部包含芯部302。由此能够在芯部302的内周与交流母线201之间减小间隙，能够缩小芯部302的尺寸。但是，芯部302更易于受到来自交流母线201的热影响。
于是，使与交流母线201相对的基体部206埋设在电流传感器壳体301中，与基体部206连接的延伸部207与流路形成体208热接触，由此能够降低交流母线201的温度。另外，因为用传递模塑等将基体部206埋设在电流传感器30中，所以能够减少组装工作量。
附图标记说明
1……电力转换装置，2……主电路组件，10……箱体，11……中继母线，12……直流中继母线，13……交流中继母线，15……外部接口，21……DCDC转换器模块，200……模塑母线，201……交流母线，202……基体板，203……功率半导体模块，204……电容器模块，205……噪声除去用电容器，206……基体部，207……延伸部，208……冷却形成体，209……端子座，220……突出部，30……电流传感器，301……电流传感器壳体，302……芯部，303……霍尔元件，304……贯通孔。

Claims (4)

1.一种电力转换装置，其特征在于，包括：
传导电流的母线；
具有形成供所述母线贯通其中的贯通孔的芯部的电流传感器；
配置在所述芯部的所述贯通孔的内部且与所述母线相对的位置的基体部；和
导热部件，
所述基体部具有从所述贯通孔突出的延伸部，
所述延伸部延伸至所述导热部件并且与该导热部件热接触。
2.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于：
所述基体部、所述延伸部和所述导热部件一体形成。
3.如权利要求1或2所述的电力转换装置，其特征在于：
具有将直流电流转换为交流电流的功率半导体模块，
所述导热部件是形成供用于冷却所述功率半导体模块的致冷剂流动的流路的流路形成体。
4.如权利要求1～3中任一项所述的电力转换装置，其特征在于：
所述电流传感器具有埋设所述芯部和所述基体部的树脂壳体。
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