CN108369863A - 电容器单元以及电力转换装置 - Google Patents

Abstract

电容器单元21一体地具备：电容器主体33；一对汇流条31、32，分别连接于电容器主体33的一对电极33A、33B；以及树脂制壳体30，内包电容器主体33和汇流条31、32，汇流条31、32分别具备：输入端子31A、32A，在一端侧供直流电的高压电缆的连接端子连接；以及输出端子31B、32B，在另一端侧供逆变器基板连接。

Description

电容器单元以及电力转换装置

技术领域

本发明涉及一种电容器单元以及具备该电容器单元的电力转换装置。

背景技术

例如，在搭载于电动汽车、混合动力车等的空调装置中，使用一体地嵌入有电力转换装置的电动压缩机。在这种电动压缩机中，构成为：通过电力转换装置将由搭载于车辆的电源单元供给的高压的直流电转换为所需频率的三相交流电，并将其施加于电动压缩机，由此进行驱动。

作为这种电力转换装置，以往提出了一种技术，即，具备：半导体模块；汇流条，连接于该半导体模块的直流电源端子并向半导体模块供给直流电；以及电容器模块，电连接于该汇流条，一体地构成汇流条和电容器模块(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-336761号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在以往的构成中，汇流条是连结于电容器模块的外部而与电容器模块一体化的构造，在汇流条分别连接有电力电缆以及半导体模块。因此，连结有汇流条的电容器模块大型化，结果存在电力转换装置大型化这一问题。

本发明是鉴于上述事实而完成的发明，其目的在于，提供一种谋求了小型化的电容器单元以及电力转换装置。

技术方案

为了解决上述问题、达成目的，本发明的电容器单元的特征在于，一体地具备：电容器主体；一对汇流条，分别连接于电容器主体的一对电极；以及树脂制壳体，内包电容器主体和汇流条，汇流条分别具备：输入端子，在一端侧供直流电的电力电缆连接；以及输出端子，在另一端侧供基板连接。

根据该构成，能将电容器主体、输入端子以及输出端子紧凑地集中配置于壳体，能谋求电容器单元的小型化。

此外，汇流条可以插入成型于壳体。根据该构成，能简单地将汇流条配置于避开电容器主体的位置，能简单地实现电容器单元的小型化。

此外，壳体可以形成为具有上表面开口的容纳部的箱状，在容纳部容纳电容器主体，并且通过树脂材料固定电容器主体。根据该构成，容纳于壳体内的电容器主体由树脂材料覆盖，由此，能谋求电容器单元的水密性的提高。

此外，壳体可以具备：输入端子支承部，分别支承输入端子；以及固定部，并排设置于这些输入端子支承部，用于将该壳体固定于固定对象物。根据该构成，例如能简单地将电容器单元装配固定于外部装置等固定对象物。

此外，固定部可以是能供直流电的屏蔽接地电缆连接的接地端子部。根据该构成，固定部同时进行电容器单元的装配、以及供给至电容器单元的直流电的抗噪声措施，因此，能谋求装配构成的简化。

此外，壳体可以具备向侧方突出并分别支承输出端子的输出端子支承部，输出端子支承部可以形成于比壳体的上表面低的高度位置。根据该构成，能以将基板的一部分载置于输出端子支承部的状态，将基板与输出端子连接。因此，能与电容器单元邻接地配置基板，由此，与之相应地，能减小基板的面积，能谋求成本降低以及小型化。

此外，本发明的电力转换装置可以具备：上述电容器单元；以及逆变器基板，连接于电容器单元的输出端子，将直流电源转换为三相交流电源。根据该构成，随着电容器单元的小型化，能谋求电力转换单元的小型化。

有益效果

根据本发明，能将电容器主体、输入端子以及输出端子紧凑地集中配置于壳体，能谋求电容器单元的小型化。

附图说明

图1是表示具备本实施方式的电力转换装置的车载用电动压缩机的一例的概略构成图。

图2是表示构成电力转换装置的电容器单元和逆变器基板的配置构成的立体图。

图3是电容器单元的内部透视立体图。

图4是表示容纳于电容器单元的壳体的电容器主体和汇流条的分解立体图。

图5是电容器单元的俯视图。

图6是表示设置有电力转换装置的状态的侧视图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行详细说明。需要说明的是，本发明并不受本实施方式的限定。此外，在实施方式的构成要素中，包含本领域技术人员能够且容易置换的部分、或者实质上相同的部分。而且，以下记载的构成要素可以适当地进行组合。

图1是表示具备本实施方式的电力转换装置的车载用电动压缩机的一例的概略构成图。车载用电动压缩机10是构成搭载于车辆的空调装置(未图示)的设备，吸入在空调装置的制冷剂回路内循环的低压制冷剂，对该制冷剂进行压缩并再次排出至制冷剂回路内。车载用电动压缩机10构成为具备：构成外壳的壳体11；内置于该壳体11的电动机12以及压缩机构13。压缩机构13经由旋转轴与电动机12连结，通过电动机12的旋转驱动来驱动压缩机构13。

车载用电动压缩机10具备向电动机12供给电力的电力转换装置20。电力转换装置20装配于车载用电动压缩机10的壳体11而与车载用电动压缩机10成为一体。电力转换装置20将由搭载于车辆的电池等电源单元15供给的直流电转换为所需频率的三相交流电并施加于电动机12，驱动该电动机12。电力转换装置20构成为具备：电容器单元21和逆变器基板22。电容器单元21去除叠加在由电源单元15供给的直流电中的纹波成分而使其平滑化，将平滑化后的直流电输出至逆变器基板22。逆变器基板22将平滑化后的直流电转换为三相交流电，将三相交流电施加于车载用电动压缩机10的电动机12。此外，逆变器基板22基于来自搭载于车辆的ECU(省略图示)的控制信号对电力转换装置20的动作进行控制。

图2是表示构成电力转换装置的电容器单元和逆变器基板的配置构成的立体图，图3是电容器单元的内部透视立体图。此外，图4是表示容纳于电容器单元的壳体的电容器主体和汇流条的分解立体图，图5是电容器单元的俯视图。

如图2所示，逆变器基板22安装有：开关电路23A，由将直流电转换为三相交流电的IGBT等多个开关元件(省略图示)构成；以及控制电路23B，对该开关电路23A等进行控制。此外，在逆变器基板22设有供直流电输入的PN端子部24。该PN端子部24具有一对孔部25A、25B，该一对孔部25A、25B贯通逆变器基板22，沿着该逆变器基板22的一侧边缘并排设置，在逆变器基板22的表面的孔部25A、25B的周围分别形成有连接盘部26A、26B。此外，在逆变器基板22设有输出由直流电转换成的所需频率的三相交流电的UVW端子部(省略图示)。

另一方面，如图2以及图3所示，电容器单元21的外形形成为大致方形形状(长方体形状)，具备：一对输入端子31A、32A；以及一对输出端子31B、32B。在输入端子31A、32A分别连接有从电源单元15(图1)延伸的高压电缆(电力电缆)16的连接端子17A、17B。输入端子31A、32A和连接端子17A、17B分别形成为环状，连接端子17A、17B通过螺钉(省略图示)固定于输入端子31A、32A。此外，输出端子31B、32B形成为向上方突出的爪状，直接插入逆变器基板22的上述孔部25A、25B并分别焊接于连接盘部26A、26B。由此，电容器单元21通过输出端子31B、32B安装于逆变器基板22。

如图3所示，电容器单元21具备：树脂制壳体30；内置于该壳体30的一对汇流条31、32以及电容器主体(也称为元件)33。壳体30形成为具有上表面开口的容纳部30A的箱状，在该容纳部30A的一方的侧部，一体地设有以露出上述输入端子31A、32A的状态进行支承的输入端子支承部30B。此外，在位于输入端子支承部30B的相反侧的容纳部30A的侧部，壳体30一体地具备以露出上述输出端子31B、32B的状态进行支承的输出端子支承部30C。

如图3以及图4所示，汇流条31、32分别将长条的板材折弯而形成。汇流条31、32匹配壳体30的容纳部30A的形状而折弯，插入成型于壳体30。根据该构成，能容易地将汇流条31、32配置于避开容纳部30A内的空间的位置。如图4所示，一个汇流条31在一端侧具备上述输入端子31A，在另一端侧具备上述输出端子31B和电容器连接端子31C。此外，另一个汇流条32在一端侧具备上述输入端子32A和电容器连接端子32C，在另一端侧具备上述输出端子32B。这些电容器连接端子31C、32C分别以向上方突出的方式折弯而形成，在相互对置的位置露出至容纳部30A内。

电容器主体33具有将大致椭圆柱横向放置的形状，如图3所示，容纳于壳体30的容纳部30A。如图4所示，电容器主体33在椭圆形的侧面部分别具备电极33A、33B，在该电极33A、33B分别设有供电容器连接端子31C、32C插入的孔部33A1、33B1。由于电容器连接端子31C、32C露出至壳体30的容纳部30A内，因此，将电容器主体33容纳于容纳部30A时，在电极的孔部33A1、33B1插入有电容器连接端子31C、32C。电极33A、33B与电容器连接端子31C、32C分别通过焊接进行固定。之后，在容纳部30A注入具有固化性的液态树脂材料34(图3)，该树脂材料34进行固化，由此，电容器主体33固定于容纳部30A。根据该构成，容纳于壳体30的容纳部30A的电容器主体33以及电容器连接端子31C、32C由树脂材料34覆盖，由此，能谋求电容器单元21的水密性的提高。

此外，如图5所示，壳体30具备固定孔(固定部)30D、30E，该固定孔(固定部)30D、30E分别并排设置于输入端子支承部30B以及输出端子支承部30C，用于固定该壳体30。这些固定孔30D、30E上下贯通壳体30，例如在直接或间接螺纹固定于车载用电动压缩机10的壳体11(固定对象物、图1)时使用。在本实施方式中，如图2所示，构成为：一体地设于高压电缆16的屏蔽接地电缆16A的接地端子17C能连接于输入端子支承部30B侧的固定孔30D。该接地端子17C经由固定用螺钉以及壳体11接地，由此，固定孔30D作为接地端子支承部发挥功能。

接着，对电力转换装置20的设置构成进行说明。图6是表示设置有电力转换装置的状态的侧视图。电力转换装置20装配于设于车载用电动压缩机10的壳体11的控制盒50内。控制盒50具有多个用于装配电容器单元21以及逆变器基板22的支承腿51，并通过螺钉52装配于该支承腿51。

如图6所示，在本构成中，电容器单元21的输出端子支承部30C形成为向壳体30的侧方突出。该输出端子支承部30C设于比壳体30的上表面30A1低的部分，具体而言，形成于比壳体30的上表面30A1低至少逆变器基板22的厚度方向的距离以上的高度位置。即，壳体30的上表面30A1与输出端子支承部30C的上表面30C1之间的高度h1形成为至少大于逆变器基板22的厚度h2。因此，能以将逆变器基板22的一部分载置于输出端子支承部30C的上表面30C1的状态，使输出端子31B、32B贯通连接于逆变器基板22的孔部25A、25B。该情况下，能抑制逆变器基板22向高于电容器单元21的方向延伸。

因此，能与电容器单元21邻接地横向排列配置逆变器基板22，由此，例如与将电容器单元安装于逆变器基板上相比，能减小逆变器基板的大小，并且能减小电容器单元与逆变器基板的厚度方向的大小。此外，例如与将电容器单元经由汇流条连接于逆变器基板相比，省略向外部延伸的汇流条，由此，至少能减小电容器单元与逆变器基板的设置面积。如此，在本实施方式中，输出端子支承部30C向壳体30的侧方突出，设于比壳体30的上表面30A1低的部分，因此，能与电容器单元21邻接地横向排列配置逆变器基板22，由此，与之相应地，能减小逆变器基板22的面积，能实现电力转换装置20的小型化以及成本降低。

以上，本实施方式的电容器单元21一体地具备：电容器主体33；一对汇流条31、32，分别连接于电容器主体33的一对电极33A、33B；以及树脂制壳体30，内包电容器主体33和汇流条31、32，汇流条31、32分别具备：输入端子31A、32A，在一端侧供直流电的高压电缆16的连接端子17A、17B连接；以及输出端子31B、32B，在另一端侧供逆变器基板22的PN端子部24连接，因此，能将电容器主体33、输入端子31A、32A以及输出端子31B、32B紧凑地集中配置于壳体30，能谋求电容器单元21的小型化。

此外，根据本实施方式，汇流条31、32插入成型于壳体30，因此，能简单地将汇流条31、32配置于避开电容器主体33的位置，能简单地实现电容器单元21的小型化。

此外，根据本实施方式，壳体30形成为具有上表面30A1开口的容纳部30A的箱状，在容纳部30A容纳电容器主体33，并且通过树脂材料34固定电容器主体33，因此，容纳于壳体30的容纳部30A的电容器主体33由树脂材料34覆盖，由此，能谋求电容器单元21的水密性的提高。

此外，根据本实施方式，壳体30具备：输入端子支承部30B、30B，分别支承输入端子31A、32A；以及固定孔30D，并排设置于这些输入端子支承部30B、30B，用于将该壳体30固定于壳体11，因此，例如能简单地将电容器单元21装配固定于车载用电动压缩机10的壳体11。

此外，根据本实施方式，固定孔30D设为能供高压电缆16的屏蔽接地电缆16A连接的接地端子部，因此，固定孔30D同时进行电容器单元21的装配、以及供给至电容器单元21的直流电的抗噪声措施，因此，能谋求装配构成的简化。

此外，根据本实施方式，壳体30具备向侧方突出并分别支承输出端子31B、32B的输出端子支承部30C，输出端子支承部30C形成于比壳体30的上表面30A1低的高度位置，因此，能以将逆变器基板22的一部分载置于输出端子支承部30C的状态，将逆变器基板22与输出端子31B、32B连接。因此，能与电容器单元21邻接地横向排列配置逆变器基板22，由此，与之相应地，能减小逆变器基板22的面积，能谋求电力转换装置20的成本降低以及小型化。

以上，对本发明的一实施方式进行了说明，但本实施方式是作为例子而提出的，并非旨在限定发明的范围。本实施方式可以通过其他各种方式来实施，在不脱离发明的主旨的范围内，可以进行各种省略、置换、变更。本实施方式及其变形包含于发明的范围、主旨，同样，包含于权利要求书所记载的发明及其同等的范围。在本实施方式中，电力转换装置20采用设于车载用电动压缩机10的构成，但如果是利用由直流电转换成的三相交流电的设备，则也可以设于其他设备。

符号说明

10 车载用电动压缩机

11 壳体(固定对象物)

12 电动机

13 压缩机构

15 电源单元

16 高压电缆(电力电缆)

16A 屏蔽接地电缆

17A、17B 连接端子

17C 接地端子

20 电力转换装置

21 电容器单元

22 逆变器基板

24 PN端子部

25A、25B 孔部

26A、26B 连接盘部

30 壳体

30A 容纳部

30A1 上表面

30B 输入端子支承部

30C 输出端子支承部

30D 固定孔(固定部、接地端子支承部)

30E 固定孔(固定部)

31、32 汇流条

31A、32A 输入端子

31B、32B 输出端子

31C、32C 电容器连接端子

33 电容器主体

33A、33B 电极

34 树脂材料

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.(修改后)

一种电容器单元，其特征在于，一体地具备：

电容器主体；

一对汇流条，分别连接于所述电容器主体的一对电极；以及

树脂制壳体，内包所述电容器主体和所述汇流条，

所述汇流条分别具备：输入端子，在一端侧供直流电的电力电缆连接；以及输出端子，在另一端侧供基板连接，

所述壳体具备：输入端子支承部，分别支承所述输入端子；以及固定部，并排设置于这些输入端子支承部，用于将所述壳体固定于固定对象物。

2.根据权利要求1所述的电容器单元，其特征在于，

所述汇流条插入成型于所述壳体。

3.根据权利要求1或2所述的电容器单元，其特征在于，

所述壳体形成为具有上表面开口的容纳部的箱状，在所述容纳部容纳所述电容器主体，并且通过树脂材料固定所述电容器主体。

4.(删除)

5.(修改后)

根据权利要求1所述的电容器单元，其特征在于，

所述固定部是能供所述直流电的屏蔽接地电缆连接的接地端子支承部。

6.(修改后)

根据权利要求1、2、3、5中任一项所述的电容器单元，其特征在于，

所述壳体具备向侧方突出并分别支承所述输出端子的输出端子支承部，所述输出端子支承部形成于比所述壳体的上表面低的高度位置。

7.(修改后)

一种电力转换装置，其特征在于，具备：

权利要求1、2、3、5、6中任一项所述的电容器单元；以及作为所述基板的逆变器基板，连接于所述电容器单元的所述输出端子，将直流电源转换为三相交流电源。

说明或声明(按照条约第19条的修改)

将权利要求1修改为“一种电容器单元，其特征在于，一体地具备：电容器主体；一对汇流条，分别连接于所述电容器主体的一对电极；以及树脂制壳体，内包所述电容器主体和所述汇流条，所述汇流条分别具备：输入端子，在一端侧供直流电的电力电缆连接；以及输出端子，在另一端侧供基板连接，所述壳体具备：输入端子支承部，分别支承所述输入端 子；以及固定部，并排设置于这些输入端子支承部，用于将所述壳体固定于固定对象物。”

删除了权利要求4。

将权利要求5修改为从属于权利要求1。

将权利要求6修改为从属于权利要求1、2、3、5中任一项。

将权利要求7修改为从属于权利要求1、2、3、5、6中任一项。

Claims (7)

1.一种电容器单元，其特征在于，一体地具备：

电容器主体；

一对汇流条，分别连接于所述电容器主体的一对电极；以及

树脂制壳体，内包所述电容器主体和所述汇流条，

所述汇流条分别具备：输入端子，在一端侧供直流电的电力电缆连接；以及输出端子，在另一端侧供基板连接。

2.根据权利要求1所述的电容器单元，其特征在于，

所述汇流条插入成型于所述壳体。

3.根据权利要求1或2所述的电容器单元，其特征在于，

所述壳体形成为具有上表面开口的容纳部的箱状，在所述容纳部容纳所述电容器主体，并且通过树脂材料固定所述电容器主体。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电容器单元，其特征在于，

所述壳体具备：输入端子支承部，分别支承所述输入端子；以及固定部，并排设置于这些输入端子支承部，用于将所述壳体固定于固定对象物。

5.根据权利要求4所述的电容器单元，其特征在于，

所述固定部是能供所述直流电的屏蔽接地电缆连接的接地端子支承部。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电容器单元，其特征在于，

所述壳体具备向侧方突出并分别支承所述输出端子的输出端子支承部，所述输出端子支承部形成于比所述壳体的上表面低的高度位置。

7.一种电力转换装置，其特征在于，具备：

权利要求1至6中任一项所述的电容器单元；以及作为所述基板的逆变器基板，连接于所述电容器单元的所述输出端子，将直流电源转换为三相交流电源。