CN112585859B - 电力转换装置 - Google Patents

Abstract

提供一种包括改善了散热性的电容器模块的电力转换装置。电力转换装置(1)具有构成电力转换电路的多个电子部件(10)、电容器模块(2)和装置壳体(30)。电容器模块(2)包含电容器元件(11)，并且通过包含立设于装置壳体(30)的内侧底面(31)的第一紧固部(41)和第二紧固部(42)的多个紧固部(40)而固定于装置壳体(30)。而且，电容器元件(11)以外的电子部件(10)中的至少一个安装于电容器模块(2)，并且从与第一紧固部(41)和第二紧固部(42)的排列方向正交的方向且与内侧底面(31)平行的方向观察，位于第一紧固部(41)与上述第二紧固部(42)之间。

Description

电力转换装置

相关申请的援引

本申请以2018年8月10日申请的日本专利申请2018-151645号以及2019年7月12日申请的日本专利申请2019-129723号为基础，在此援引其记载内容。

技术领域

本公开涉及一种电力转换装置。

背景技术

具有构成电力转换电路的多个电子部件的电力转换装置被用于各种用途。作为用于电力转换装置的电子部件，在专利文献1中公开了一种电容器模块，该电容器模块收纳电容器元件，并且安装有汇流条、放电电阻等电子部件。在将该电容器模块用于电力转换装置的情况下，通常与构成电力转换电路的其他电子部件一起固定在壳体内使用。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2014-207427号公报

发明内容

专利文献1所公开的电容器模块包括电容器元件、汇流条、放电电阻等发热性的电子部件。但是，专利文献1所公开的电容器模块只不过是在电容器模块的端部设置一个用于固定于壳体的固定部。因此，由于不能充分地进行从电容器模块向壳体的散热，因此，电容器模块的散热性较差。其结果是，伴随着使用，电容器元件的温度有可能过度地上升。

本公开提供一种包括改善了散热性的电容器模块的电力转换装置。

本公开的一个方式是一种电力转换装置，包括：多个电子部件，上述多个电子部件构成电力转换电路；

电容器模块，上述电容器模块包含上述多个电子部件中所包含的电容器元件；以及

装置壳体，上述装置壳体对上述多个电子部件和上述电容器模块进行收容，

上述电容器模块通过包含立设于上述装置壳体的内侧底面的第一紧固部和第二紧固部的多个紧固部而固定于上述装置壳体，

上述多个电子部件中的上述电容器元件以外的至少一个安装于上述电容器模块，并且从与上述第一紧固部和上述第二紧固部的排列方向正交的方向且与上述装置壳体的上述内侧底面平行的方向观察，位于上述第一紧固部与上述第二紧固部之间。

在上述电力转换装置中，安装于电容器模块的电子部件位于用于将电容器模块固定于装置壳体的第一紧固部与第二紧固部之间。由此，在该电子部件中产生的热量能够容易地经由第一紧固部和第二紧固部传播到装置壳体，从而改善散热性。

如上所述，根据本公开，能够提供一种包括改善了散热性的电容器模块的电力转换装置。

另外，权利要求书中记载的括号内的符号表示与后述实施方式中记载的具体元件的对应关系，并不对本公开的技术范围进行限定。

附图说明

参照附图和以下详细的记述，可以更明确本公开的上述目的、其它目的、特征和优点。附图如下上述。

图1是实施方式1的电力转换装置的俯视示意图。

图2是实施方式1的电力转换装置的立体示意图。

图3是实施方式1的电容器模块的立体示意图。

图4是图1的IV-IV线位置剖面局部放大图。

图5是图4的V-V线位置剖面局部放大图。

图6是图5的VI-VI线位置剖面局部放大图。

图7是变形方式1的与图1的IV-IV线位置相当的剖面局部放大图。

图8是变形方式2的与图1的IV-IV线位置相当的剖面局部放大图。

图9是变形方式3的电力转换装置的立体示意图。

图10是变形方式3的与图1的IV-IV线位置相当的剖面局部放大图。

具体实施方式

(实施方式1)

使用图1～图6，对上述电力转换装置的实施方式进行说明。如图1所示，本实施方式的电力转换装置1具有多个电子部件10、电容器壳体20、电容器模块2和装置壳体30。

多个电子部件10构成电力转换电路。

电容器模块2包含多个电子部件10中所包含的电容器元件11。

装置壳体30对多个电子部件10和电容器模块2进行收容。

电容器模块2通过包含立设于装置壳体30的内侧底面31的第一紧固部41和第二紧固部42的多个紧固部40而固定于装置壳体30。而且，多个电子部件10中的电容器元件11以外的至少一个安装于电容器模块2，并且从与第一紧固部41和第二紧固部42的排列方向正交的方向且与内侧底面31平行的方向观察，位于第一紧固部41与第二紧固部42之间。

以下，对本实施方式的电力转换装置1进行详述。

图1所示的多个电子部件10构成逆变器、转换器等电力转换电路。除了电容器元件11之外，多个电子部件10还包含作为其它电子部件的放电电阻12、放电电路13、电容器P汇流条14、电容器N汇流条15、半导体模块16和端子台17。另外，在本实施方式中，将电容器元件11的排列方向设为X方向，将后述的电容器壳体20的开口面23和其相反侧的面的相对方向设为厚度方向Y，将与X方向和Y方向正交的方向设为高度方向Z。

如图5所示，在本实施方式中，电容器元件11包括两个，并且收纳于电容器壳体20，由密封树脂22密封而形成电容器模块2。在本实施方式中，电容器壳体20是树脂制的，作为整体形状具有大致长方体形状。而且，沿电容器元件11的排列方向即X方向具有较长的形状。电容器壳体20具有在一个侧面上开口形成的开口面23，并且从开口面23露出灌封于电容器壳体20的密封树脂22的灌封面，从而形成电容器模块2的侧面21。并且，在侧面21上安装有作为其他电子部件的放电电阻12、放电电路13、电容器P汇流条14和电容器N汇流条15。另外，放电电路13包括包含未图示的开关等的电路整体。另外，在本实施方式中，如图3所示，电容器模块2为大致长方体形状，但是不限于此，电容器模块2也可以是例如侧面观察时形状为梯形的立体形状等其他形状。

如图5所示，电容器壳体20具有凹部24和第一被紧固部25，上述凹部24在与开口面23相反一侧的面上形成为凹状，上述第一被紧固部25位于凹部24内并紧固于第一紧固部41。凹部24位于两个电容器元件11之间。另外，第一被紧固部25由贯通孔构成，并且经由螺钉51紧固于第一紧固部41。

在本实施方式中，如图6所示，凹部24以沿高度方向Z延伸的方式形成。第一被紧固部25以在高度方向Z上将凹部24内隔开的方式形成为板状，在凹部24中形成有沿高度方向Z夹着第一被紧固部25的紧固部配置部241和螺钉安装部242。紧固部配置部241为配置有第一紧固部41的空间区域。螺钉安装部242为用于插入紧固用的螺钉的空间区域。而且，如图6所示，螺钉安装部242的壁厚W1厚于紧固部配置部241的壁厚W1。

如图4所示，在电容器壳体20的左右端部设置有第二被紧固部26和第三被紧固部27，上述第二被紧固部26经由螺钉52紧固于第二紧固部42，上述第三被紧固部27经由螺钉53紧固于第三紧固部43。第二被紧固部26和第三被紧固部27均形成为肋状，并且分别具有供螺钉52、53插通的贯通孔。

如图4所示，在装置壳体30的内侧底面31立设有各紧固部41～43。而且，在各紧固部41～43的高度方向Z上的高度中，位于电容器模块2的凹部24内的第一紧固部41的高度H1最高，第二紧固部42的高度H2和第三紧固部43的高度H3均低于H1。在本实施方式中，H2和H3为相同高度。而且，H1高于电容器模块2的高度方向Z的中央位置C的高度H0，H2和H3低于H0。H1～H3的高度没有特别限定，例如能够设为30mm～50mm。另外，在本实施方式中，装置壳体30是金属制的，但是也可以代替金属制而是树脂制的。

在本实施方式中，如图6所示，第一紧固部41与装置壳体30一体地形成且为金属制的，除了供螺钉51插入的部分以外为实心的。另外，尽管未图示，但是第二紧固部42和第三紧固部43也与装置壳体30一体地形成且为金属制的，除了供螺钉52、53插入的部分以外为实心的。

此外，如图4所示，放电电阻12和放电电路13具有延设部121，上述延设部121以从与第一紧固部41和第二紧固部42的排列方向正交的方向且与装置壳体30的内侧底面31平行的方向观察时比电容器元件11更靠近第一紧固部41的方式延伸设置。在本实施方式中，从上述方向观察，延设部121与第一紧固部41重叠。另外，延设部121沿高度方向Z突出。而且，第一紧固部41位于多个紧固部40中的最靠近作为电子部件10的放电电阻12和放电电路13的位置。

如图1所示，电容器P汇流条14和电容器N汇流条15安装于电容器模块2的侧面21。电容器P汇流条14在密封树脂22内连接到未图示的电容器元件11的正极电极面。同样地，电容器N汇流条15在密封树脂22内连接到未图示的电容器元件11的负极电极面。由此，两个电容器元件11处于通过电容器P汇流条14和电容器N汇流条15彼此并联连接的状态。

如图2所示，电容器P汇流条14和电容器N汇流条15以彼此沿Z方向相对配置的状态从由密封树脂22形成的侧面21突出。电容器P汇流条14和电容器N汇流条15在突出端侧包括连接到半导体模块16的输入端子的多个连接端子141、151。另外，半导体模块16的输出端子经由输出汇流条171连接到端子台17。

接着，对本实施方式的电力转换装置1的作用效果进行详述。

根据本实施方式的电力转换装置1，安装于电容器模块2的电子部件10位于用于将电容器模块2固定于装置壳体30的第一紧固部41与第二紧固部42之间。由此，在电子部件10中产生的热量能够容易地经由第一紧固部41和第二紧固部42传播到装置壳体30，从而改善散热性。

此外，在本实施方式中，在多个紧固部40中，位于最靠近安装于电容器模块2的电子部件10即放电电阻12和放电电路13的位置的第一紧固部41的距内侧底面31的高度H1在多个紧固部40中最高。由此，能够使从安装于电容器模块2的电子部件10产生的热量经由第一紧固部41主动地向外部释放，因此，能够进一步提高散热性。此外，也可以是：在多个紧固部40中，第一紧固部41以外的其他紧固部40位于最靠近安装于电容器模块2的电子部件10的位置，并且距内侧底面31的高度在多个紧固部40中最高。这种情况下也起到相同的作用效果。

另外，在本实施方式中，电容器元件11收容于电容器壳体20，电容器壳体20具有开口面23和凹部24，上述开口面23在电容器壳体20的一个面上开口形成，上述凹部24在与开口面23相反一侧的面上形成为凹状，在凹部24内具有紧固部配置部241、第一被紧固部25和螺钉安装部242，上述紧固部配置部241供第一紧固部41配置，上述第一被紧固部25紧固于第一紧固部41，上述螺钉安装部242用于在夹着第一被紧固部25而与紧固部配置部241相反的一侧安装紧固用的螺钉51。由此，由于第一紧固部41位于凹部24内，因此，作为发热体的放电电阻12、放电电路13与第一紧固部41的距离变近，从而能够进一步改善散热性。

另外，在本实施方式中，在凹部24中，螺钉安装部242的壁厚W2大于紧固部配置部241的壁厚W1。由此，由于能够在设置凹部24的同时将电容器壳体20的体积维持得较大，因此，能够通过改善从作为发热体的电子部件10向第一被紧固部25的热传导来提高散热性。

另外，在本实施方式中，安装于电容器模块2的电子部件10即放电电阻12具有延设部121，上述延设部121以从与第一紧固部41和第二紧固部42的排列方向正交的方向且与内侧底面31平行的方向观察时比电容器元件11更靠近紧固部40的至少一个的方式延伸设置。由此，由于更容易释放放电电阻12的热量，因此，改善了散热性。

此外，在本实施方式中，延设部121沿紧固部41～43的高度方向Z突出。由此，能够进一步改善散热性。

另外，在本实施方式中，安装于电容器模块2的电子部件10构成放电电阻12和放电电路13。由此，能够促进从电子部件10中发热量较多的放电电阻12和放电电路13释放热量，因此，有助于散热性的改善。

如上所述，根据本实施方式，能够提供包括改善了散热性的电容器模块2的电力转换装置1。

在本实施方式中，如图4所示，使第一紧固部41的高度H1高于电容器模块2的高度方向Z的中央位置C的高度H0，并且使第二紧固部42的高度H2和第三紧固部43的高度H3低于H0，但是作为其替代，如图7所示的变形方式1那样，也可以使H1～H3高于H0。另外，如图8所示的变形方式2那样，也可以将第一被紧固部25设置于电容器模块2的X方向的一个端部，将第二被紧固部26设置于X方向的另一个端部，使第一紧固部41紧固于该第一被紧固部25，并且使第二紧固部42紧固于该第二被紧固部26。另外，在任一个变形方式1、2中，对与实施方式1相同的结构标注相同的符号并省略其说明。在该变形方式1、2中，也起到与上述实施方式1的情况相同的作用效果。

另外，在本实施方式中，如图2所示，在多个电子部件10中，作为电容器元件11以外的其他电子部件10的放电电阻12、放电电路13、电容器P汇流条14和电容器N汇流条15安装于电容器模块2的灌封面即侧面21，但是其他电子部件也可以安装于侧面21以外的电容器模块2的侧面。例如，如图9、图10所示的变形方式3那样，多个电子部件10中所包含的电容器元件11以外的电子部件即放电电阻12和放电电路13也可以分别设置于电容器模块2的高度方向Z的上侧的面28。而且，在变形方式3中，放电电阻12和放电电路13具有以靠近第一紧固部41的方式延伸设置的延设部122。另外，在变形方式3中，对与实施方式1相同的结构标注相同的符号并省略其说明。

在该变形方式3中，如图10所示，从与第一紧固部41和第二紧固部42的排列方向正交的方向且与内侧底面31平行的方向观察，放电电阻12和放电电路13位于第一紧固部41与第二紧固部42之间，在变形方式3中也起到与上述实施方式1的情况相同的作用效果。

虽然根据实施方式对本公开进行了记述，但是应当理解为本公开并不限定于该实施方式、结构。本公开也包含各种各样的变形例、等同范围内的变形。除此之外，各种各样的组合、方式、进一步包含有仅一个要素、一个以上或一个以下的其他组合、方式也属于本公开的范畴、思想范围。

Claims (11)

1.一种电力转换装置，包括：

多个电子部件(10)，所述多个电子部件构成电力转换电路；

电容器模块(2)，所述电容器模块包含构成所述电力转换电路的电容器元件(11)；

装置壳体(30)，所述装置壳体对所述多个电子部件和所述电容器模块进行收容；以及

多个紧固部(40)，所述多个紧固部包含立设于所述装置壳体的内侧底面(31)的第一紧固部(41)和第二紧固部(42)，将所述电容器模块固定于所述装置壳体，

所述多个电子部件中的至少一个电子部件安装于所述电容器模块，并且从与所述第一紧固部和所述第二紧固部的排列方向正交的方向且与所述装置壳体的所述内侧底面平行的方向观察，位于所述第一紧固部与所述第二紧固部之间，

安装于所述电容器模块的所述至少一个电子部件具有延设部，所述延设部以从与所述第一紧固部和所述第二紧固部的排列方向正交的方向且与所述内侧底面平行的方向观察时比所述电容器元件更靠近所述紧固部的至少一个的方式延伸设置，

所述延设部沿所述紧固部的高度方向突出。

2.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，

在所述多个紧固部中，位于最靠近安装于所述电容器模块的所述电子部件的位置的紧固部的距所述内侧底面的高度在所述多个紧固部中最高。

3.如权利要求1或2所述的电力转换装置，其特征在于，

所述电容器元件收容于电容器壳体(20)，

该电容器壳体具有开口面(23)和凹部(24)，所述开口面在该电容器壳体的一个面上开口形成，所述凹部在与该开口面相反一侧的面上形成为凹状，

在该凹部内具有紧固部配置部(241)、第一被紧固部(25)和螺钉安装部(242)，所述紧固部配置部供所述第一紧固部配置，所述第一被紧固部紧固于所述第一紧固部，所述螺钉安装部用于在夹着该第一被紧固部而与所述紧固部配置部相反的一侧安装紧固用的螺钉。

4.如权利要求3所述的电力转换装置，其特征在于，

在所述凹部中，所述螺钉安装部的壁厚大于所述紧固部配置部的壁厚。

5.如权利要求1至4中任一项所述的电力转换装置，其特征在于，

安装于所述电容器模块的所述电子部件构成放电电阻(12)和/或放电电路(13)。

6.一种电力转换装置，包括：

多个电子部件(10)，所述多个电子部件构成电力转换电路；

电容器模块(2)，所述电容器模块包含构成所述电力转换电路的电容器元件(11)；

装置壳体(30)，所述装置壳体对所述多个电子部件和所述电容器模块进行收容；以及

多个紧固部(40)，所述多个紧固部包含立设于所述装置壳体的内侧底面(31)的第一紧固部(41)和第二紧固部(42)，将所述电容器模块固定于所述装置壳体，

所述多个电子部件中的至少一个电子部件安装于所述电容器模块，并且从与所述第一紧固部和所述第二紧固部的排列方向正交的方向且与所述装置壳体的所述内侧底面平行的方向观察，位于所述第一紧固部与所述第二紧固部之间，

在所述多个紧固部中，位于最靠近安装于所述电容器模块的所述电子部件的位置的紧固部的距所述内侧底面的高度在所述多个紧固部中最高。

7.如权利要求6所述的电力转换装置，其特征在于，

所述电容器元件收容于电容器壳体(20)，

该电容器壳体具有开口面(23)和凹部(24)，所述开口面在该电容器壳体的一个面上开口形成，所述凹部在与该开口面相反一侧的面上形成为凹状，

在该凹部内具有紧固部配置部(241)、第一被紧固部(25)和螺钉安装部(242)，所述紧固部配置部供所述第一紧固部配置，所述第一被紧固部紧固于所述第一紧固部，所述螺钉安装部用于在夹着该第一被紧固部而与所述紧固部配置部相反的一侧安装紧固用的螺钉。

8.如权利要求7所述的电力转换装置，其特征在于，

在所述凹部中，所述螺钉安装部的壁厚大于所述紧固部配置部的壁厚。

9.如权利要求6至8中任一项所述的电力转换装置，其特征在于，

安装于所述电容器模块的所述至少一个电子部件具有延设部，所述延设部以从与所述第一紧固部和所述第二紧固部的排列方向正交的方向且与所述内侧底面平行的方向观察时比所述电容器元件更靠近所述紧固部的至少一个的方式延伸设置。

10.如权利要求9所述的电力转换装置，其特征在于，

所述延设部沿所述紧固部的高度方向突出。

11.如权利要求6至10中任一项所述的电力转换装置，其特征在于，

安装于所述电容器模块的所述电子部件构成放电电阻(12)和/或放电电路(13)。