CN112840421A - 车载电源装置 - Google Patents

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Abstract

车载电源装置具有多个电容器、对多个电容器进行保持的保持结构体、安装有多个电容器并且固定有保持结构体的安装基板、以及安装于安装基板的发热部件。多个电容器分别具有电容器主体、以及自电容器主体延伸的引线端子。保持结构体具有：基部；多个第1保持部，它们被基部捆束并且对多个电容器主体进行保持；多个第2保持部，它们分别与多个第1保持部连结；以及固定结构部，其自基部的外缘朝向安装基板伸出并且固定于安装基板。多个电容器的各自的电容器主体由多个第1保持部中的对应的1个第1保持部进行保持。多个电容器的各自的引线端子由多个第2保持部中的对应的1个第2保持部进行保持。安装基板设有供引线端子贯穿并且与引线端子连接的通孔。在多个第2保持部设有沿着与通孔一致的贯通轴线延伸的保持贯通孔。保持贯通孔的内壁与引线端子接触。该车载电源装置能够小型化。

Description

车载电源装置
技术领域
本发明涉及各种车辆所使用的车载电源装置。
背景技术
图5是现有的车载电源装置的外观侧视图。车载电源装置1具有安装于安装基板2的蓄电部3、电力转换部4以及控制部5。电力转换部4能够进行如下这两个动作：将自车载电源装置1的外部供给的电力向蓄电部3充电时的充电动作、向车载电源装置1的外部输出电力时的放电动作。电力转换部4通过进行切换动作的转换器功能来进行上述的充电动作和放电动作。控制部5根据状况对电力转换部4的动作进行控制。
电力转换部4会随着转换器功能的切换动作而产生大量的热。因此，为了抑制从电力转换部4对蓄电部3的热的影响、对控制部5的噪声的影响，将电力转换部4以与蓄电部3和控制部5不靠近的方式配置于安装基板2上。
例如，在专利文献1中公开了与车载电源装置1类似的现有的车载电源装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000-243656号公报
发明内容
车载电源装置具有多个电容器、对多个电容器进行保持的保持结构体、安装有多个电容器并且固定有保持结构体的安装基板、以及安装于安装基板的发热部件。多个电容器分别具有电容器主体、以及自电容器主体延伸的引线端子。保持结构体具有：基部；多个第1保持部，它们被基部捆束并且对多个电容器主体进行保持；多个第2保持部，它们分别与多个第1保持部连结；以及固定结构部，其自基部的外缘朝向安装基板伸出并且固定于安装基板。多个电容器的各自的电容器主体由多个第1保持部中的对应的1个第1保持部进行保持。多个电容器的各自的引线端子由多个第2保持部中的对应的1个第2保持部进行保持。安装基板设有供引线端子贯穿并且与引线端子连接的通孔。在多个第2保持部设有沿着与通孔一致的贯通轴线延伸的保持贯通孔。保持贯通孔的内壁与引线端子接触。
该车载电源装置能够小型化。
附图说明
图1是实施方式的车载电源装置的外观立体图。
图2是实施方式的车载电源装置的局部外观侧视图。
图3是实施方式的车载电源装置的局部剖视图。
图4是实施方式的车载电源装置的电路框图。
图5是现有的车载电源装置的侧面外观图。
具体实施方式
图1是实施方式的车载电源装置6的外观立体图。图2是车载电源装置6的局部外观侧视图。图3是车载电源装置6的局部剖视图。
车载电源装置6包括多个电容器7、保持结构体8、安装基板9以及发热部件10。多个电容器7由保持结构体8进行保持并且安装于安装基板9的安装面9A。另外，保持结构体8固定于安装基板9。发热部件10安装并固定于安装基板9。
各个电容器7具有电容器主体12、以及自电容器主体12延伸的引线端子11。电容器主体12作为形成电容器7的静电电容的电容器而发挥作用。电容器主体12沿着轴向D12延伸。保持结构体8具有基部13、多个保持部14、多个保持部15以及固定结构部16。多个保持部14和多个保持部15相对于多个电容器7分别设置。固定结构部16自基部13的外缘朝向安装基板9伸出并且固定于安装基板9。
多个保持部14由基部13捆束。保持部14对电容器7的电容器主体12进行保持。保持部15与保持部14连结。保持部15对电容器7的引线端子11进行保持。
在安装基板9设有通孔17。电容器7的引线端子11贯穿通孔17，引线端子11利用接合部18而与通孔17接合。在安装基板9的与安装面9A相反的那一侧的面9B设有导线图案。引线端子11利用接合部18而还与该导线图案接合。在保持部15设有保持贯通孔19，该保持贯通孔19具有与通孔17一致的贯通轴线17L。电容器7的引线端子11与保持贯通孔19的内壁接触。
在车载电源装置6工作时，发热部件10所发出的热经由接合部18和引线端子11而向电容器7的电容器主体12传播。在作为热的传播路径的自接合部18到电容器主体12之间的部分，保持部15以与引线端子11接触的状态配置。因此，传递至引线端子11的热的一部分会向保持部15传递，保持部15作为针对引线端子11而言的散热器而发挥作用。传递至保持部15的热会向保持结构体8扩散。因此，能够抑制热向容易因热而产生劣化的电容器7的电容器主体12传播。因此，能够使发热部件10靠近电容器7地配置，其结果是，能够实现车载电源装置6的小型化。
在图5所示的现有的车载电源装置1中，电力转换部4以不靠近蓄电部3、控制部5的方式配置于安装基板2上，因此，车载电源装置1的底面积、容积较大。特别是，在蓄电部3的容量较大的情况下，随着电力转换部4的热的产生量变大，需要进一步避免靠近的配置，导致车载电源装置1的底面积、容积更大。
如前述那样，实施方式的车载电源装置6能够实现小型化。
以下，对车载电源装置6的详细情况进行说明。图4是车载电源装置6的电路框图。车载电源装置6具有蓄电电路22和充放电电路23。充放电电路23具有充电电路23A和放电电路23B。车载电源装置6搭载于车辆20的车身21。多个电容器7串联或者并联地相互连接而构成蓄电电路22。充放电电路23的充电电路23A对蓄电电路22进行充电，放电电路23B使蓄电电路22放电。发热部件10可以是整个充放电电路23，也可以是充电电路23A或放电电路23B，或者也可以是在充电电路23A、放电电路23B中使用的半导体开关元件、变压器、扼流线圈。
车载电源装置6主要作为车辆电池24的辅助的角色来向车辆负载25供给电力。因此，为了能够在短时间内供给大电流，蓄电电路22由实质上相同形状且相同特性的多个电容器7构成。另外，如上所述，为了能够在短时间内供给大电流，电容器7期望具有较低的内部电阻值，优选为双电层电容器。
由于多个电容器7实质上具有相同特性，因此因自电容器7的外部受到的热而引起的特性的劣化也大致等同。若热向多个电容器7中的例如电容器7A偏向地传递，则与其他电容器7相比电容器7A的劣化会突出地发展。在电容器7A的劣化突出地发展的情况下，车载电源装置6的特性劣化也会迅速地发展。对于保持结构体8而言，其除了对多个电容器7进行保持以外，还具有抑制热向多个电容器7中的特定的电容器7A偏向地传递的功能。因此，能够利用保持结构体8抑制多个电容器7的劣化的发展，并且能够使多个电容器7的劣化的发展大致均匀化。
如先前所叙述的那样，各个电容器7具有引线端子11和电容器主体12。另外，保持结构体8具有基部13、多个保持部14、多个保持部15以及固定结构部16。多个保持部14的各保持部14以及多个保持部15的各保持部15相对于所有的电容器7而言1对1地设置。固定结构部16自基部13的外缘朝向安装基板9伸出并且固定于安装基板9。
基部13、保持部14、保持部15以及固定结构部16基本上由单一的树脂设为单个的结构体。或者，至少基部13、保持部14以及保持部15由单一的树脂设为单个的结构体。由此，针对在基部13、保持部14、保持部15以及固定结构部16中的任一个产生的热、向基部13、保持部14、保持部15以及固定结构部16中的任一个传递的热而言，该热易于向构成保持结构体8的基部13、保持部14、保持部15以及固定结构部16的整体扩散。因此，能够利用保持结构体8抑制因热而产生的多个电容器7的劣化的发展，并且能够使劣化的发展在多个电容器7中大致均匀化。另外，保持部14和保持部15借助连结部26而连结，但连结部26、保持部14以及保持部15与上述的情况相同，由单一的树脂设为单个的结构体。再者，保持结构体8的热容量比多个电容器7的热容量之和大。由此，传递至保持结构体8的热不容易向电容器7的特别是电容器主体12传递。
另外，多个保持部14被基部13捆束，保持部14对电容器7的电容器主体12进行保持。多个保持部14相互连结。多个电容器7被基部13捆束。此时，如图1所示，多个电容器7中的位于外周侧的电容器7P包围多个电容器7中的位于内侧的电容器7C。由此，在图1所示的16个电容器7中，位于外周侧的12个电容器7P由与基部13直接连结的保持部14进行保持，位于内侧的4个电容器7C由相互连结的保持部14进行保持。
在各个保持部14设有突起部14A和突起部14B。突起部14A从保持部14向图中的上方向突出并且与电容器7的电容器主体12接触地设置。另外，突起部14B从保持部14向图中的下方向突出并且与电容器7的电容器主体12接触地设置。换言之，突起部14A从保持部14的与安装基板9所在侧相反的那一侧的部分向与朝向安装基板9的方向相反的方向突出，并且与电容器7的电容器主体12接触。另外，突起部14B从保持部14的与安装基板9相对的部分朝向安装基板9突出，并且与电容器7的电容器主体12接触。
与保持部14同样，突起部14A和突起部14B通过对各个电容器主体12进行保持来保持电容器7。再者，突起部14A和突起部14B并非在整周的范围保持电容器7的电容器主体12，而是由多个突起部14A和多个突起部14B利用多个点来分散地保持电容器7的电容器主体12。由此，电容器7的电容器主体12的从保持结构体8暴露的暴露面较大，此外，突起部14A和突起部14B能够与保持部14一起平衡性良好地保持电容器7的电容器主体12。
作为其结果，假设即使在电容器7的电容器主体12的温度上升了的情况下，通过使电容器7的电容器主体12的能够向外部环境释放热的暴露面较大，从而也能够抑制电容器7的过量的温度上升。
再者，突起部14A和突起部14B能够在以多个点分散的状态下保持电容器7的电容器主体12。由此，所有的电容器7的电容器主体12的轴向D12易于一致。作为其结果，能够抑制由于电容器7的电容器主体12的轴向D12的倾斜等而导致应力集中地产生于特定的电容器7A的电容器主体12、特定的电容器7A的引线端子11的情况。车载电源装置6的可靠性提高。
另外，通过将突起部14A和突起部14B的位置关系设为以下的状态，从而使突起部14A和突起部14B能够平衡性良好地对电容器7的电容器主体12进行保持。突起部14A从保持部14向与配置有安装基板9的方向相反的方向突出地设置。另外，突起部14B从保持部14朝向安装基板9突出地设置。并且，保持部14中的未设置突起部14A的部分的相对于安装基板9而言的相反方向上的区域为空隙区域14C。在空隙区域14C的相反侧，在保持部14的安装基板9的方向上设置有突起部14B。换言之，突起部14A和突起部14B配置于在从电容器主体12的轴向D12观察时相互不重叠的位置。由此，能够使电容器主体12的自保持结构体8暴露的部分的面积较大，并且突起部14A和突起部14B能够平衡性良好地保持电容器7的电容器主体12。
在实施方式中，保持结构体8具有突起部14A和突起部14B这两者。也可以在保持部14不设置突起部14B而设有突起部14A。或者，也可以在保持部14不设置突起部14A而设有突起部14B。
再者，也可以在保持部14不设置突起部14A和突起部14B。
在此，如先前所叙述的那样，至少基部13、保持部14以及保持部15为单一的结构体，因此它们的热耦合较强。因此，假设即使在多个电容器7中的特定的电容器7A的附近存在热源，也能使热迅速地向保持结构体8的整体扩散，其原因在于该热源也还靠近对特定的电容器7A的电容器主体12进行保持的保持部14。
再者，各个保持部15与对应的保持部14连结地设置。并且，保持部15对电容器7的引线端子11进行保持。因此，自发热部件10经由安装基板9和接合部18而向引线端子11传递的热的大部分会从保持部15向保持部14进而向基部13传播，能抑制向电容器7的电容器主体12传递的热。
在此，进一步地，为了使上述的保持部15和安装基板9的热耦合状态可靠，将设于安装基板9的通孔17和设于保持部15的保持贯通孔19设置于相同轴线上。即，通孔17和保持贯通孔19沿着贯穿通孔17和保持贯通孔19的直线即贯通轴线17L延伸(参照图3)。由于各个电容器7具有两个引线端子11，因此，在一个保持部15设置有与1个电容器7对应的两个保持贯通孔19。并且，引线端子11贯穿通孔17和保持贯通孔19。引线端子11借助接合部18而与通孔17接合。另外，不仅在安装基板9的面9B还在通孔17的内壁也设有导线图案，因此，安装基板9和借助接合部18而连接的引线端子11的热耦合较强。另外，引线端子11与设于保持部15的保持贯通孔19的内壁接触，并且贯穿保持贯通孔19和通孔17。
在此，保持贯通孔19的口径并非必须设为与引线端子11的外径一致或比引线端子11的外径小。换言之，只要保持贯通孔19的内壁的局部与引线端子11的外周的局部接触，那么就也可以不是保持贯通孔19的内壁的整个面与引线端子11接触的情况。通过使保持贯通孔19的内壁的局部与引线端子11的外表面的局部接触，从而使从安装基板9经由接合部18和引线端子11而向电容器主体12传递的热的一部分向保持部15分流而减少。
根据以上结构，能够使发热部件10和电容器7相互靠近地配置，其结果是，能够实现车载电源装置6的小型化。
另外，保持部15也可以与安装基板9的安装面9A接触，或者，保持部15也可以与安装基板9的安装面9A不接触而是隔着空间15S相对。在保持部15与安装基板9接触的情况下，在安装基板9产生的热能够高效地向保持结构体8传播。另一方面，在保持部15与安装基板9不接触而是隔着空间15S相对的情况下，特别是，在将引线端子11安装于安装基板9时接合部18的焊接所需的热不会向保持结构体8逃散，能够稳定地形成接合部18。
在实施方式中，电容器主体12具有圆柱形状，用于保持电容器主体12的保持部14具有包括中空部14S的圆筒形状或者圆环形状。电容器主体12沿着轴向D12插入保持部14的中空部14S。供引线端子11插入的保持贯通孔19与通孔17设于相同轴线上，因此，电容器7的在以插入方向轴线为中心的旋转方向上的位置必然会被限定，该插入方向轴线是沿着将电容器7插入保持部的插入方向延伸的轴线。因此，电容器主体12不需要具有限制其朝向的形状，也可以具有圆柱形状。
另外，车载电源装置6在车辆20行驶时等时候会从车身21受到振动等机械性的应力。保持结构体8能够缓和来自车身21的向电容器7的特别是引线端子11施加的应力，能提高引线端子11、接合部18的连接可靠性。特别是，电容器主体12具有圆柱形状，用于保持电容器主体12的保持部14具有圆筒形状或者圆环形状，由此，保持部14不会将电容器主体12完全固定，而是能够具有些许游隙地固定为相互的位置关系可变。因此，能够缓和施加于引线端子11的扭转方向上的应力。
在至此的说明中对如下情况进行了说明：通过使用保持结构体8，从车载电源装置6工作时的特性的观点出发能够得到能实现小型化的效果。以下，对在将电容器7安装于安装基板9时换言之是在车载电源装置6的生产阶段中保持结构体8也有效地发挥作用的情况进行说明。
在将电容器主体12向保持结构体8的特别是保持部14插入时，同时会将引线端子11向保持部15的保持贯通孔19插入并且进一步向通孔17插入。在此，由于保持贯通孔19与通孔17设于相同轴线上，因此能向存在于不同平面的保持贯通孔19和通孔17同时顺利地插入引线端子11。
在此，还设有从保持部15的保持贯通孔19朝向电容器主体12扩展的锥状引导件15A。由此，在将引线端子11向通孔17插入之前所进行的向保持贯通孔19的插入变得容易。作为其结果，引线端子11易于向保持贯通孔19和通孔17这两者插入。
另外，通过使保持贯通孔19和引线端子11维持于接触状态，从而能在通过软钎焊等将引线端子11安装于安装基板9时使向引线端子11传递的热向电容器7的电容器主体12和保持部15分散。因此，能抑制施加于电容器7的电容器主体12的热，并且能抑制由于热而引起的电容器7的特性劣化。
另外，通过使保持部15与安装基板9非接触地隔着空间15S而被定位，在图3中，易于从安装基板9的电容器7的方向视觉辨认接合部18是否形成有填角。如先前所叙述的那样，在通孔17的内壁也设有导线图案。因此，在恰当的安装的情况下，在将引线端子11安装于安装基板9时，针对接合部18而言会在安装基板9的安装面9A和面9B沿着引线端子11而形成填角。因此，通过使保持部15与安装基板9非接触地隔着空间15S而被定位，能够确认安装状态。
如上所述，车载电源装置6具有多个电容器7、对多个电容器7进行保持的保持结构体8、安装有多个电容器7并且固定有保持结构体8的安装基板9、以及安装于安装基板9的发热部件10。多个电容器7分别具有电容器主体12、以及自电容器主体12延伸的引线端子11。保持结构体8具有基部13、被基部13捆束的多个保持部14、分别与多个保持部14连结的多个保持部15、以及从基部13的外缘朝向安装基板9伸出并且固定于安装基板9的固定结构部16。多个保持部14对多个电容器主体12进行保持。多个电容器7的各自的电容器主体12由多个保持部14中的对应的1个保持部14进行保持。多个电容器7的各自的引线端子11由多个保持部15中的对应的1个保持部15进行保持。安装基板9设有供引线端子11贯穿并且与引线端子11连接的通孔17。在多个保持部15设有沿着与通孔17一致的贯通轴线17L延伸的保持贯通孔19。保持贯通孔19的内壁与引线端子11接触。
安装基板9具有与电容器7相对的安装面9A。多个保持部15隔着空间15S而与安装基板9的安装面9A相对。
电容器主体12也可以具有圆柱形状。多个保持部14也可以具有圆环形状并且对电容器主体12进行保持。
保持结构体8也可以还具有从多个保持部14向与安装基板9相反的方向分别突出的多个突起部14A。多个电容器7的各自的电容器主体12也可以与多个突起部14A中的对应的1个突起部14A接触。
保持结构体8也可以还具有从多个保持部14朝向安装基板9分别突出的多个突起部14B。多个电容器7的各自的电容器主体12也可以与多个突起部14B中的对应的1个突起部14B接触。
在从电容器主体12的轴向D12观察时，突起部14A和突起部14B也可以相互不重叠。
附图标记说明
6、车载电源装置；7、电容器；8、保持结构体；9、安装基板；10、发热部件；11、引线端子；12、电容器主体；13、基部；14、保持部(第1保持部)；14A、突起部(第1突起部)；14B、突起部(第2突起部)；14C、空隙区域；15、保持部(第2保持部)；15A、锥状引导件；16、固定结构部；17、通孔；18、接合部；19、保持贯通孔；20、车辆；21、车身；22、蓄电电路；23、充放电电路；23A、充电电路；23B、放电电路；24、车辆电池；25、车辆负载；26、连结部。

Claims (7)

1.一种车载电源装置，其中，
该车载电源装置具有：
多个电容器；
保持结构体，其对所述多个电容器进行保持；
安装基板，其安装有所述多个电容器并且固定有所述保持结构体；以及
发热部件，其安装于所述安装基板，
所述多个电容器的各个电容器具有电容器主体、以及自所述电容器主体延伸的引线端子，
所述保持结构体具有：
基部；
多个第1保持部，它们被基部捆束并且对所述多个电容器主体进行保持；
多个第2保持部，它们分别与所述多个第1保持部连结；以及
固定结构部，其自所述基部的外缘朝向所述安装基板伸出并且固定于所述安装基板，
所述多个电容器的所述各个电容器的所述电容器主体由所述多个第1保持部中的对应的1个所述第1保持部进行保持，
所述多个电容器的所述各个电容器的所述引线端子由所述多个第2保持部中的对应的1个所述第2保持部进行保持，
所述安装基板设置有供所述引线端子贯穿并且与所述引线端子连接的通孔，
在所述多个第2保持部设置有沿着与所述通孔一致的贯通轴线延伸的保持贯通孔，
所述保持贯通孔的内壁与所述引线端子接触。
2.根据权利要求1所述的车载电源装置，其中，
所述安装基板具有与所述电容器相对的安装面，
所述多个第2保持部隔着空间而与所述安装基板的所述安装面相对。
3.根据权利要求1或2所述的车载电源装置，其中，
所述电容器主体具有圆柱形状，
所述多个第1保持部具有圆环形状并且对所述电容器主体进行保持。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的车载电源装置，其中，
所述保持结构体还具有多个第1突起部，该多个第1突起部从所述多个第1保持部向与所述安装基板相反的方向分别突出，
所述多个电容器的所述各个电容器的所述电容器主体与所述多个第1突起部中的对应的1个所述第1突起部接触。
5.根据权利要求4所述的车载电源装置，其中，
所述保持结构体还具有多个第2突起部，该多个第2突起部从所述多个第1保持部朝向所述安装基板分别突出，
所述多个电容器的所述各个电容器的所述电容器主体与所述多个第2突起部中的对应的1个所述第2突起部接触。
6.根据权利要求5所述的车载电源装置，其中，
在从所述电容器主体的轴向观察时，所述第1突起部和所述第2突起部相互不重叠。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的车载电源装置，其中，
所述保持结构体还具有多个突起部，该多个突起部从所述多个第1保持部朝向所述安装基板分别突出，
所述多个电容器的所述各个电容器的所述电容器主体与所述多个突起部中的对应的1个所述突起部接触。
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