CN111835213A - 逆变器单元 - Google Patents

Abstract

本发明提供逆变器单元，该逆变器单元的一个方式将直流电流转换成交流电流而提供给马达。逆变器单元具有：壳体，其设置有向外部开口的收纳室；电路板，其位于收纳室；以及电容器，其位于比电路板靠壳体的底壁部侧的收纳室，具有电容器罩。电容器罩具有：顶壁，其与电路板对置；侧壁，其从顶壁的缘部向底壁部侧延伸；以及筒状的突出部，其设置于侧壁的外侧。顶壁、侧壁以及突出部是由树脂一体成型的成型体。

Description

逆变器单元

技术领域

本发明涉及逆变器单元。

背景技术

例如在专利文献1中公开了对电容器单元进行收纳的电容器壳体以及从薄膜电容器出来的汇流条从电容器壳体突出的电容器模块。

专利文献1：日本特开2007-143272号公报

但是，在专利文献1所公开的技术中，在将汇流条端子与其他汇流条端子连接时，需要定位用的端子台等分体部件，从而产生整体构造变得大型，并且组装工时增加的问题。

发明内容

本发明是考虑以上那样的点而完成的，其目的在于提供一种逆变器单元，不会使整体构造变得大型而容易组装汇流条端子。

本发明的一个方式提供一种逆变器单元，其将直流电流转换成交流电流而提供给马达，其中，该逆变器单元具有：壳体，其设置有向外部开口的收纳室；电路板，其位于所述收纳室；以及电容器，其位于比所述电路板靠所述壳体的底壁部侧的所述收纳室，具有电容器罩，所述电容器罩具有：顶壁，其与所述电路板对置；侧壁，其从所述顶壁的缘部向所述底壁部侧延伸；以及筒状的突出部，其设置于侧壁的外侧，所述顶壁、所述侧壁以及所述突出部是由树脂一体成型的成型体。

根据本发明的一个方式，能够提供一种逆变器单元，不会使整体构造变得大型而容易组装汇流条端子。

附图说明

图1是一个实施方式的逆变器单元的俯视图。

图2是沿着图1的II-II线的一个实施方式的逆变器单元的剖视示意图。

图3是省略了第1罩和第2罩的一个实施方式的逆变器单元的俯视图。

图4是电容器罩26的俯视图。

图5是图4中的A-A线视剖视图。

图6是示出在图5所示的连接部91中将第1汇流条31和汇流条98连接的状态的剖视图。

标号说明

1：逆变器单元；10：壳体；11：第1收纳室(收纳室)；21：控制基板(电路板)；23：电容器；26：电容器罩；26A：顶壁；26B：侧壁(第1侧壁)；26C：固定壁；90：端子台(突出部)；93：圆筒部件(导电部件)；100A～100D：钩部；101：第1部分；102：第2部分；103：第3部分。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式的逆变器单元进行说明。另外，本发明的范围不限于以下的实施方式，可以在本发明的技术思想的范围内任意地变更。另外，在以下的附图中，为了容易理解各结构，有时使实际的构造与各构造中的比例尺或数量等不同。

在以下的说明中，基于将逆变器单元1搭载于位于水平路面上的车辆的情况下的位置关系来限定重力方向而进行说明。另外，在附图中，适当地示出XYZ坐标系来作为三维正交坐标系。在XYZ坐标系中，Z轴方向表示铅垂方向(即上下方向)，+Z方向为上侧(重力方向的相反侧)，-Z方向为下侧(重力方向)。另外，X轴方向是与Z轴方向垂直的方向，表示搭载逆变器单元1的车辆的前后方向。Y轴方向是与X轴方向和Z轴方向这两个方向垂直的方向，表示车辆的宽度方向(左右方向)。

以下，根据附图对本发明的例示的一个实施方式的逆变器单元1和具有逆变器单元1的马达单元3进行说明。

图1是逆变器单元1的俯视图。

逆变器单元1配置于马达单元3。马达单元3具有逆变器单元1、马达2以及马达壳3a。另外，马达单元3可以具有使马达2的旋转减速的减速装置(省略图示)。

本实施方式的马达单元3搭载于混合动力汽车(HEV)、插电式混合动力汽车(PHV)、电动汽车(EV)等以马达作为动力源的车辆，作为它们的动力源来使用。

马达壳3a的内部设置有对马达2进行收纳的收纳空间。在马达壳3a的收纳空间中收纳有马达2。另外，在马达壳3a的外周面固定有逆变器单元1。

马达2被从逆变器单元1提供交流电流。马达2通过逆变器单元1而被控制。马达2具有：转子2a，其以沿水平方向延伸的马达轴线J为中心而进行旋转；以及定子2b，其位于转子2a的径向外侧。定子2b的线圈线与逆变器单元1连接。

图2是沿着图1的II-II线的逆变器单元1的剖视示意图。图3是省略了第1罩40和第2罩50的图示的逆变器单元1的俯视图。

逆变器单元1将直流电流转换成交流电流而提供给马达2。如图2所示，逆变器单元1具有：壳体10、控制基板(电路板)21、电源基板22、电容器23、绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，以下称为IGBT)24、第1汇流条31、第2汇流条32、第3汇流条(汇流条)34、第1罩40以及第2罩50。

在壳体10的内部设置有收纳空间13。在收纳空间13中收纳有控制基板21、电源基板22、电容器23、IGBT 24、第1汇流条31、第2汇流条32以及汇流条保持架33。

收纳空间13被划分成第1收纳室11和第2收纳室12。即，在壳体10中设置有第1收纳室11和第2收纳室12。第1收纳室11和第2收纳室12向外部开口。第1收纳室11和第2收纳室12的开口朝向上侧。即，第1收纳室11和第2收纳室12向相同方向开口。另外，第1收纳室11和第2收纳室12的开口方向与上下方向一致。第1收纳室11和第2收纳室12相互相邻。

控制基板21、电源基板22、电容器23以及IGBT 24收纳于第1收纳室11。如图3所示，第1汇流条31和第2汇流条32跨越第1收纳室11和第2收纳室12而被收纳。

壳体10例如由具有导电性的铝合金构成。壳体10接地。壳体10具有第1底壁部10a、第2底壁部10b、侧壁部10c以及分隔壁部10d。收纳空间13是被第1底壁部10a、第2底壁部10b以及侧壁部10c包围的空间。

侧壁部10c在从上下方向观察时呈大致矩形的环状。侧壁部10c从水平方向包围收纳空间13。在侧壁部10c的上端面10ca固定有第1罩40和第2罩50。

第1底壁部10a和第2底壁部10b位于侧壁部10c的下端。第1底壁部10a和第2底壁部10b位于收纳空间13的下侧。第1底壁部10a位于第1收纳室11的下侧。第2底壁部10b位于第2收纳室12的下侧。

第2底壁部10b位于比第1底壁部10a靠上侧的位置。因此，第2收纳室12的上下方向的尺寸(沿着开口方向的尺寸)比第1收纳室11的上下方向的尺寸小。另外，第2收纳室12的容积比第1收纳室11的容积小。在第2收纳室12中主要收纳第1汇流条31的一部分和第2汇流条32的一部分。在第2收纳室12内，第1汇流条31和第2汇流条32的板厚方向与上下方向一致。根据本实施方式，能够使第2收纳室12的上下方向的尺寸比第1收纳室11小，从而使逆变器单元1整体小型化。

分隔壁部10d将收纳空间13划分成第1收纳室11和第2收纳室12。在分隔壁部10d设置有使第1收纳室11和第2收纳室12相互连通的分隔壁开口10da。第1汇流条31和第2汇流条32通过分隔壁开口10da。

如图2所示，控制基板21位于第1收纳室11。控制基板21与马达2连接而对马达2进行控制。例如在马达单元3具有旋转变压器等编码器的情况下，控制基板21根据由编码器测定的马达2的转速而对马达2的转速进行反馈控制。

电源基板22、电容器23以及IGBT 24位于第1收纳室11。电容器23和IGBT 24分别与电源基板22连接。电源基板22、电容器23以及IGBT 24构成逆变器25。逆变器25经由第1汇流条31和第2汇流条32而与外部电源装置9连接。外部电源装置9例如是搭载于车辆的二次电池。逆变器25将从外部电源装置9提供的直流电流转换成交流电流。

如图3所示，第1汇流条31和第2汇流条32排列设置于逆变器单元1。第1汇流条31和第2汇流条32由导电性的板材构成。一对第1汇流条31和一对第2汇流条32构成布线部30。即，逆变器单元1具有布线部30。

布线部30跨越第1收纳室11和第2收纳室12而设置。布线部30将电源基板22和外部电源装置9连接。即，布线部30将外部电源装置9和逆变器25连接。布线部30与从外部电源装置9延伸出的电源线缆9a连接。布线部30将从外部电源装置9经由电源线缆9a而提供的直流电流提供给逆变器25。

第1汇流条31和第2汇流条32支承于汇流条保持架33。第1汇流条31和第2汇流条32借助汇流条保持架33而固定于壳体10。在第1汇流条31和第2汇流条32的一端分别设置有与外部电源装置9连接的连接部31a、32a。即，布线部30具有位于第2收纳室12的连接部31a、32a。

在从外部电源装置9延伸出的电源线缆9a的前端设置有连接端子131、132。将连接部31a和连接端子131螺纹紧固。将连接部32a和连接端子132螺纹紧固。布线部30与外部电源装置9连接。

第1汇流条31和第2汇流条32的另一端在设置于电容器23的树脂制的罩(电容器罩)26的端子台90中与其他汇流条端子98、99连接(详细内容在后面说明)。

如图2所示，第1罩40覆盖第1收纳室11的开口。第1罩40呈板状。第1罩40通过冲压加工而成型。第1罩40的板厚方向与第1收纳室11的开口方向(在本实施方式中为上下方向)一致。

第1罩40具有上表面40a和下表面40b。下表面40b构成第1收纳室11的内侧面的一部分。下表面40b与壳体10的上端面10ca接触。上表面40a是朝向下表面40b的相反侧的面。上表面40a是朝向第1收纳室11的开口方向的面。

如图1所示，第1罩40在周缘部通过多个固定螺钉18固定于壳体10。在第1罩40的周缘部设置有沿板厚方向贯穿第1罩40的多个贯通孔(省略图示)。固定螺钉18插入到第1罩40的贯通孔中而螺纹紧固于壳体10。由此，第1罩40固定于壳体10。

在第1罩40的周缘部设置有多个定位孔49。在本实施方式中，在第1罩40设置有两个定位孔49。定位孔49沿板厚方向贯穿第1罩40。在逆变器单元1的组装工序中，在定位孔49中插入设置于组装装置(省略图示)的定位销。由此，第1罩40和组装装置相互定位。

如图2所示，第2罩50呈板状。第2罩50通过冲压加工而成型。第2罩50具有罩主体部51、突出部52以及按压部53。

罩主体部51呈板厚方向与上下方向一致的板状。罩主体部51的板厚方向与第2收纳室12的开口方向(在本实施方式中为上下方向)一致。罩主体部51覆盖第2收纳室12的开口。即，第2罩50覆盖第2收纳室12的开口。

罩主体部51具有上表面51a和下表面51b。下表面51b构成第2收纳室12的内侧面的一部分。下表面51b与壳体10的上端面10ca接触。上表面51a是朝向下表面51b的相反侧的面。上表面51a是朝向第2收纳室12的开口方向的面。

如图1所示，罩主体部51在周缘部通过多个固定螺钉18固定于壳体10。在罩主体部51的周缘部设置有沿板厚方向贯穿罩主体部51的多个贯通孔(省略图示)。固定螺钉18插入到罩主体部51的贯通孔中而螺纹紧固于壳体10。由此，第2罩50固定于壳体10。

如图1所示，在罩主体部51的周缘部设置有多个定位孔59。在本实施方式中，在罩主体部51设置有两个定位孔59。定位孔59沿板厚方向贯穿罩主体部51。在逆变器单元1的组装工序中，在定位孔59中插入设置于组装装置(省略图示)的定位销。由此，第2罩50和组装装置相互定位。

在进行将布线部30的连接部31a、32a和外部电源装置9的连接端子131、132分别连接的连接工序时，作业人员使第2收纳室12的开口打开。在本实施方式的逆变器单元1分别设置有覆盖第1收纳室11的开口的第1罩40和覆盖第2收纳室12的开口的第2罩50。根据本实施方式，作业人员能够在使第1收纳室11的开口关闭的状态下进行连接工序。因此，在进行连接工序时，能够抑制第1收纳室11内的控制基板21和逆变器25被尘埃等污染。

如图3所示，控制基板21具有多个连接器CT1、CT2、CT3、CT4、CT5、CT6、CT7、CT8。连接器CT1和连接器CT2是向逆变器25提供电压的电压提供用的连接器。连接器CT3是被提供来自马达2的反馈信号(例如在线圈中流动的电流的检测值)的信号接收用的连接器。连接器CT4是被提供来自对电容器23的温度进行测定的传感器的信号的信号接收用的连接器。连接器CT5是被提供来自对罩50的打开进行检测的传感器的信号的信号接收用的连接器。连接器(逆变器输出用连接器)CT6是向逆变器25输出PWM信号的PWM信号输出用的连接器。连接器CT7是被从车辆提供电压(例如12V左右)的电源提供用的连接器。连接器CT8是被提供来自辅助设备(例如油泵)的反馈信号的信号接收用的连接器。

如图2所示，控制基板21借助固定螺钉27而固定于逆变器25。控制基板21利用固定螺钉27而固定于构成逆变器25的电容器23的电容器罩26。具体而言，控制基板21安装于设置在电容器罩26的顶壁26A的支承部61。具有螺纹部的螺纹部件62位于支承部61(参照图4)。固定螺钉27与螺纹部件62的螺纹部螺纹紧固，由此控制基板21以被电容器罩26从下方支承的状态被固定。

图4是电容器罩26的俯视图。如图2和图4所示，电容器罩26具有顶壁26A、侧壁26B以及固定壁26C。顶壁26A位于上侧，与控制基板21对置。侧壁26B从顶壁部26A的缘部向下方延伸。固定壁26C从侧壁26B向外侧突出。在顶壁部26A设置有多个(在图4中为9个)上述支承部61。

电容器罩26具有端子台(突出部)90和钩部100A～100D。

端子台90设置于侧壁26B的-Y侧的外侧。电容器罩26的顶壁26A、侧壁26B、固定壁26C以及端子台90是由树脂一体成型的成型体。

端子台90具有分别为筒状的两个连接部91、92。

图5是图4中的A-A线视剖视图。另外，连接部91和连接部92采用同样的结构，因此，以下代表性地对连接部91进行说明。

如图5所示，连接部91呈沿上下方向延伸的圆筒形状。在电容器罩26的开口方向与连接部91的轴向交叉的情况下，需要设置能够在与注射成型电容器罩26时的模具的开闭方向交叉的方向上移动的滑动铁芯部件，因而生产效率降低。电容器罩26的开口方向和连接部91的轴向为相同方向，因此无需使用上述滑动铁芯部件，生产率提高。

连接部91具有沿上下方向贯通的贯通孔91a。金属制的圆筒部件93作为导电部件而位于贯通孔91a。圆筒部件93固定于连接部91。圆筒部件93具有上下贯通的贯通孔。电容器罩26(连接部91)和圆筒部件62例如通过双色成型而一体化。圆筒部件93的上表面位于比连接部91的上表面靠上侧的位置。圆筒部件93的下表面位于比连接部91的下表面靠下侧的位置。

图6是示出在图5所示的连接部91中将第1汇流条31和汇流条98连接的状态的剖视图。

如图3所示，位于第1收纳室11的第1汇流条31的前端部固定于圆筒部件93的上表面。位于侧壁26B的外侧的汇流条98的前端部固定于圆筒部件93的下表面。第1汇流条31、圆筒部件93以及汇流条98通过螺纹部件96进行固定。

在金属制的具有导电性的圆筒部件93的上表面固定有第1汇流条31、在下表面固定有汇流条98，由此能够将第1汇流条31和汇流条98电连接。因此，能够将从外部电源装置9提供到第1汇流条31的直流电流容易地提供到汇流条98。

在连接部92中，第2汇流条32的前端部固定于圆筒部件93的上表面。在连接部92中，位于侧壁26B的外侧的汇流条99的前端部固定于圆筒部件93的下表面。第2汇流条32、圆筒部件93以及汇流条99通过螺纹部件96进行固定。

在金属制的具有导电性的圆筒部件93的下表面固定有第2汇流条32、在下表面固定有汇流条99，由此能够将第2汇流条32和汇流条99电连接。因此，能够将从外部电源装置9提供到第2汇流条32的直流电流容易地提供到汇流条99。

汇流条98例如是从电容器23中的薄膜电容器延伸的汇流条。该薄膜电容器具有图3所示的端子98A。端子98A与电源基板22连接。汇流条99例如是从电容器23中的薄膜电容器延伸的汇流条。该薄膜电容器具有图3所示的端子99A。端子99A与电源基板22连接。

因此，在端子台90中，将第1汇流条31和汇流条98电连接，将第2汇流条32和汇流条99电连接，由此能够将从外部电源装置9提供的直流电流容易地提供到电源基板22。

预先使在连接部91固定有汇流条98、在连接部92固定有汇流条99的电容器23位于壳体2的第1收纳空间11，由此能够从壳体10的开口侧将第1汇流条31固定于连接部91、将第2汇流条32固定于连接部92，因此作业性提高。

钩部100A～100D采用同样的结构，因此以下对钩部100A进行说明。

如图4所示，钩部100A具有第1部分101、第2部分102以及第3部分103。第1部分101向远离侧壁26B的方向(+X方向)突出。第2部分102从第1部分101的前端向远离第1部分101的方向(+Y方向)延伸。第2部分102呈圆弧状。第3部分103从第2部分102的前端向靠近侧壁26B的方向延伸。第3部分103的前端远离侧壁26B。

由侧壁26B、第1部分101、第2部分102以及第3部分103包围的空间例如是对与控制基板21连接的布线/线缆等进行保持的保持区域。第3部分103的前端与侧壁26B之间的间隙是用于将布线/线缆等插入到保持区域的插入部和用于将布线/线缆等从保持区域取出的取出部。

如图3所示，在钩部100A保持有与连接器CT4连接的第4布线。在钩部100B保持有与连接器CT5连接的第5布线和与连接器CT6连接的第6布线。在钩部100C保持有与连接器CT3连接的第3布线。在钩部100D保持有与连接器CT1连接的第1布线和与连接器CT2连接的第2布线。

通过使钩部100A～100D保持第1布线～第6布线，能够使第1布线～第6布线不与其他部件等发生干涉而固定。

如以上所说明的那样，在本实施方式的逆变器单元1中，在电容器罩26设置有端子台90，因此不会使整体构造变得大型而容易组装汇流条端子31、32。

以上，参照附图对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明当然不限于该例子。在上述例子中示出的各构成部件的各形状或组合等只是一例，可以在不脱离本发明的主旨的范围内根据设计要求等而进行各种变更。另外，本发明不受实施方式限定。例如在上述实施方式中，作为马达单元3的用途，以车辆的动力源为例，但马达单元的用途不限于此。

Claims (5)

1.一种逆变器单元，其将直流电流转换成交流电流而提供给马达，其中，

该逆变器单元具有：

壳体，其设置有向外部开口的收纳室；

电路板，其位于所述收纳室；以及

电容器，其位于比所述电路板靠所述壳体的底壁部侧的所述收纳室，具有电容器罩，

所述电容器罩具有：

顶壁，其与所述电路板对置；

侧壁，其从所述顶壁的缘部向所述底壁部侧延伸；以及

筒状的突出部，其设置于侧壁的外侧，

所述顶壁、所述侧壁以及所述突出部是由树脂一体成型的成型体。

2.根据权利要求1所述的逆变器单元，其中，

在所述突出部中一体成型有导电部件，该导电部件具有导电性并且以同轴的方式贯穿所述突出部。

3.根据权利要求1或2所述的逆变器单元，其中，

所述电容器罩的开口方向和所述突出部的轴向为相同方向。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的逆变器单元，其中，

该逆变器单元具有设置于所述侧壁的外侧的钩部，

所述钩部包含：

第1部分，其向远离所述侧壁的方向突出；

第2部分，其从所述第1部分的前端向远离所述第1部分的方向延伸；以及

第3部分，其从所述第2部分的前端向靠近所述侧壁的方向延伸。

5.根据权利要求4所述的逆变器单元，其中，

所述电路板具有被输入控制用电力的连接器、输出电力的连接器、被从辅助设备输入控制信号的连接器、被从马达输入控制信号的连接器、输出控制用信号的连接器、以及与各所述连接器连接的多个布线，

所述多个布线中的至少一个布线被所述钩部保持。

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