CN113394953A - 电力变换器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电力变换器。电流传感器被设置在汇流条上，电抗器通过该汇流条连接到功率模块。电抗器通过分隔件与电流传感器分开，该分隔件由具有磁屏蔽效应的金属制成。电抗器的输出端子被设置在电抗器的在第一侧上的表面和电抗器的在第二侧上的表面中的任一个表面上，该第一侧跨过一个平面更远离电力变换器的安装表面，该第二侧从所述平面起更靠近安装表面，其中，所述平面穿过电抗器的中心。
Description
技术领域
本发明涉及一种要被设置在燃料电池单元中的电力变换器。
背景技术
例如，如日本未审专利申请公报第2012-105369号(JP 2012-105369A)中所述，已知一种被设置在燃料电池单元中的电力变换器。由于车辆中的安装空间的空间限制，要被设置在电动车辆中的燃料电池单元需要进一步减小尺寸。这种需求也适用于构成燃料电池单元的电力变换器。
电力变换器包括电抗器。由于由磁芯损耗引起的发热以及由线圈的传导损耗引起的发热，所以在被设置在电力变换器中的构成部件之中，电抗器的温度特别容易变高。随着电力变换器的尺寸减小，对构成部件的影响、特别是对电流传感器的影响变得更大。电流传感器与其他构成部件相比具有较低的耐热温度，并且靠近电抗器放置。此外，从电抗器泄漏的磁通量降低了由电流传感器测量的电流值的测量精度。随着由于电力变换器的尺寸减小而引起电抗器与电流传感器之间的距离减小，来自电抗器的漏磁通对电流传感器的影响增大。
发明内容
鉴于上述问题而完成了本发明，并且本发明的目标在于降低热和来自电抗器的漏磁通对要被设置在燃料电池单元中的电力变换器中的电流传感器的影响。
根据本发明的电力变换器是要被设置在燃料电池单元中的电力变换器，并且包括电抗器、功率模块、汇流条、电流传感器和分隔件。功率模块沿着电力变换器的安装表面与电抗器并排放置。电抗器的输出端子经由汇流条连接到功率模块的输入端子。电流传感器被设置在汇流条上。分隔件由具有磁屏蔽效应的金属制成，分隔件被构造成将电抗器与电流传感器分开。分隔件由具有磁屏蔽效应的金属制成，使得分隔件降低了来自电抗器的辐射热对电流传感器的影响，并且还减小了漏磁通对电流传感器的影响。
在根据本发明的电力变换器中，电抗器的输出端子被设置在电抗器的在第一侧上的表面和电抗器的在第二侧上的表面中的任一个表面上，该第一侧是跨过一个平面更远离安装表面的一侧，该第二侧是从所述平面起更靠近安装表面的一侧，其中，所述平面穿过电抗器的中心且平行于安装表面。在第一侧和第二侧中的与设有电抗器的输出端子的一侧相反的一侧上，汇流条延伸以便从放置有电抗器的空间穿过分隔件而到达放置有电流传感器的空间。由于在电抗器的输出端子的位置与汇流条穿过分隔件的位置之间设置了这种位置关系，所以确保了从电抗器到电流传感器的长的汇流条长度，并且降低了经由汇流条从电抗器到电流传感器的热传递。
在根据本发明的电力变换器中，分隔件可以包括：壁部，该壁部从安装表面竖立；以及底部，该底部被放置在电抗器和安装表面之间并且被连接到壁部。壁部可以被连接到放置有功率模块和电流传感器的空间的顶壁。当如此设置分隔件时，电抗器与设有电流传感器的空间隔离，并且也降低了经由空气从电抗器到电流传感器的热传递。
在根据本发明的电力变换器中，电抗器的输出端子可以被设置在电抗器的在第一侧上的表面上。功率模块的输入端子可以被设置在功率模块的面对安装表面的表面上。汇流条可以穿过壁部的在第二侧上的端部，并且可以连接到功率模块的输入端子。通过这种位置关系，在确保了从电抗器到电流传感器的汇流条长度的同时，可以将汇流条有序地从电抗器布线到功率模块。此外，通过这种位置关系，由于从电流传感器到功率模块的输入端子的汇流条长度缩短，所以可以通过冷却功率模块的冷却剂来去除设有电流传感器的部分中的热。水冷冷却器可以被附接到电抗器的在第二侧上的表面，其中，该水冷冷却器被构造成冷却电抗器。
在根据本发明的电力变换器中，汇流条的至少从分隔件到功率模块的输入端子的部分可以被笔直地形成。在汇流条周围产生与电流的量级对应的磁通量。在汇流条的从分隔件到功率模块的输入端子的部分被笔直地形成的情况下，磁通量是单向的，所以约束了各个方向上的磁通量作用在设有电流传感器的部分上。即，约束了由电流传感器测量的电流值的测量精度的降低。汇流条可以在从电抗器的输出端子到分隔件的部分中是弯曲的。为了将电抗器的输出端子连接到功率模块的输入端子，汇流条必须弯曲一次或多次。当汇流条在跨过分隔件与电流传感器相反的一侧上是弯曲的时，能够约束在其他部分中产生且具有不同方向的磁通量作用在设有电流传感器的部分上。
在根据本发明的电力变换器中，多个电抗器可以成一直线地设置在安装表面上。在这种情况下，为电抗器设置了相应的汇流条，使得成一直线地设置的电抗器经由相应的汇流条被并联地连接到单个功率模块。为汇流条设置相应的电流传感器。可以沿着电抗器的直线设置分隔件。对于一个电流传感器，分隔件减小了来自与该电流传感器对应的电抗器的热和漏磁通，并且还减小了来自其他电抗器的热和漏磁通的影响。
如上所述，通过本发明的电力变换器，由金属制成且将电抗器与电流传感器分开的分隔件降低了来自电抗器的辐射热对电流传感器的影响，并且也降低了漏磁通对电流传感器的影响。此外，确保了从电抗器到电流传感器的长的汇流条长度，并且降低了经由汇流条从电抗器到电流传感器的热传递。
附图说明
下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，其中相同的附图标记指示相同的元件，并且其中：
图1是燃料电池车辆的传动系统的示意图；
图2是示出燃料电池单元的结构的示意图；
图3是在移除了电抗器冷却器的状态下的底视图，并且示出了根据第一实施例的电力变换器的构成部件之间的位置关系和电连接关系；
图4是描述电力变换器的构成部件的耐热温度的视图；
图5是示出温度与从电抗器到电流传感器的汇流条的长度之间的关系的视图；
图6是描述磁通量对电流传感器的测量精度的影响的视图；
图7是描述磁通量对电流传感器的测量精度的影响的视图；
图8是在移除了电抗器冷却器的状态下的底视图，并且示出了分隔件与根据第一实施例的电力变换器的构成部件之间的位置关系；
图9是示出沿着图8中的箭头A-A截取的截面的箭头视图，并且示出了根据第一实施例的电力变换器的结构的细节；
图10是示出根据第一实施例的电力变换器的结构的细节的底视图；
图11是在附接有上盖板的状态下的顶视图，并且示出了根据第一实施例的电力变换器的结构的细节；
图12是在移除了上盖板的状态下的顶视图，并且示出了根据第一实施例的电力变换器的结构的细节；
图13是与沿着图8中的箭头A-A截取的截面的箭头视图对应的视图，并且示出了根据第二实施例的电力变换器的结构的细节；
图14是示出燃料电池组和电力变换器之间的位置关系的变型的视图；
图15是燃料电池车辆的传动系统的另一个示例的示意图；并且
图16是燃料电池车辆的传动系统的另一个示例的示意图。
具体实施方式
参考附图，下面描述本发明的实施例。应注意，当在以下实施例中提及数字(诸如元件的数目、数量、总量或范围)时，本发明不限于所提及的数字，除非特别明确地指出该数字或者原则上元件被明显地指出为该数字。此外，以下实施例中所述的结构等不一定必需是本发明所必不可少的，除非特别明确地指示或原则上明确地指出。
图1是燃料电池车辆的传动系统的示意图。燃料电池车辆是如下车辆：该车辆被构造成通过由燃料电池组9产生的电来驱动电动机2而由电动机2产生的驱动力来行驶。电动机2是能够作为发电机运行的电动发电机。电池6被连接到燃料电池组9和电动机2。电池6被构造成当燃料电池组9不能充分地发电时向电动机2供电，并且在再生操作期间，由电动机2产生的电被储存在电池6中。由于电动机2是交流电机，所以燃料电池组9和电池6经由逆变器4连接到电动机2，该逆变器4被构造成将直流电变换成交流电。
电力变换器10被附接至燃料电池组9，该电力变换器10被构造成提高由燃料电池组9产生的电力的电压。更具体地，电力变换器10是增压变换器。对于要被设置在燃料电池车辆中的燃料电池组9，降低成本和缩小尺寸是要解决的问题。这些问题可以通过减少单元电池的数目来解决。然而，当单元电池的数目减少时，整个燃料电池组9的总电压降低。因此，为了将输出电压增加到必要电压，燃料电池组9的输出部需要电力变换器10。为了能够在车辆的有限空间内进行高效布置，燃料电池组9和电力变换器10被设置为单个燃料电池单元8。
在下文中，在本说明书中，燃料电池单元被称为FC单元，并且燃料电池组被称为FC组。此外，作为增压变换器的电力变换器是用于燃料电池的DC-DC变换器，因此，在以下描述中，电力变换器被称为FDC。在图2中示出了FC单元8的结构的轮廓。FC单元8通过集成FC组9和FDC 10而构成。FDC 10被设置在FC组9上，使得FDC 10重叠在FC组9上。在下文中，FDC 10的被附接至FC组9的表面被称为安装表面，在该安装表面中，FDC 10被设置在FC单元8中。
图3是在移除了电抗器冷却器的状态下的底视图，并且示出了根据第一实施例的FDC 10的构成部件之间的位置关系和电连接关系。在FDC 10的壳体30的内部，放置有P端子11、电抗器12A、12B、12C、12D、电流传感器13A、13B、13C、13D、智能功率模块(IPM)14、电容器15、分线盒16以及N端子17。其中，P端子11和N端子17是FDC 10经由其连接到FC组9的端子。P端子11被放置在壳体30的在车辆宽度方向上的第一侧的端部中，并且连接到从FC组9延伸的P汇流条(未示出)。N端子17被放置在壳体30的在车辆宽度方向上的第二侧的端部中，并且连接到从FC组9延伸的N汇流条(未示出)。
FDC 10是多相增压变换器，并且包括相位1至相位4的四个电抗器12A至12D。电抗器12A至12D沿着车辆前后方向成一直线均匀地布置在P端子11附近。电抗器12A至12D通过使用汇流条并联地连接到P端子11。作为发热体的电抗器12A至12D由水冷电抗器冷却器(未示出)冷却。
电抗器12A至12D经由汇流条20A、20B、20C、20D并联地连接到IPM 14。IPM 14是如下功率模块，该功率模块包括层叠的多个功率卡，其中冷却器被夹在所述功率卡之间。功率卡被构造成使得构成逆变器的IGBT和二极管被一体地封装。用于冷却剂循环系统的冷却剂(冷却剂由散热器(未示出)冷却)被供应给IPM 14中的冷却器。穿过IPM 14中的冷却器的冷却剂被供应给上述电抗器冷却器。电流传感器13A、13B、13C、13D经由被连接到IPM 14的电抗器12A至12D被分别附接至汇流条20A、20B、20C、20D。电流传感器13A至13D是霍尔元件型电流传感器，每一个电流传感器均包括汇流条贯穿的磁芯以及被插入磁芯的间隙中的霍尔元件。
IPM 14与电流传感器13A至13D并排放置在与布置电抗器12A至12D的方向垂直的方向上。用于平滑的电容器15通过使用汇流条而连接到IPM 14的输出侧。分线盒16通过使用汇流条而连接到电容器15。N端子17通过使用汇流条而连接到分线盒16。IPM 14、电容器15以及分线盒16沿着车辆前后方向成一直线地布置在N端子17附近。用于电池的输出端子25、用于PCU的输出端子26、用于空气压缩机的逆变器的输出端子27以及用于空气压缩机的输出端子28连接到分线盒16。输出端子25、26、27、28被设置在壳体30的外侧上。
接下来将描述与FDC 10有关的问题。
在图4中示出了FDC 10的构成部件的耐热上限温度的示例。构成部件具有不同的耐热上限温度。具有最高耐热上限温度的构成部件是作为发热体的电抗器12A至12D。电抗器12A至12D由冷却剂冷却，以便不超过它们的耐热上限温度。同时，电流传感器13A至13D以及电容器15的耐热上限温度为约110℃至120℃，并且特别地低于其他构成部件的耐热上限温度。在图4中所示的示例中，电容器15的耐热温度低于电流传感器13A至13D的耐热温度，但是电流传感器13A至13D的耐热温度可以低于电容器15的耐热温度，这取决于产品。能够在电抗器12A至12D和IPM 14上执行通过冷却剂进行的水冷却，但是难以在电流传感器13A至13D和电容器15上执行水冷却。
电流传感器13A至13D和电容器15是有必要受保护以不受热的影响的构成部件。特别地，出于减小FDC 10尺寸的必要性，电流传感器13A至13D被放置在作为发热体的电抗器12A至12D的附近。因此，如果不采取任何措施，则电流传感器13A至13D将暴露于来自电抗器12A至12D的辐射热。在电流传感器13A至13D暴露于来自电抗器12A至12D的辐射热的环境下，电流传感器13A至13D的温度容易超过其耐热上限温度。鉴于此，如下文所述，FDC 10设有减小来自电抗器12A至12D的辐射热对电流传感器13A至13D的影响的结构。
电流传感器13A至13D的尺寸小于电抗器12A至12D的尺寸。因此，在将电流传感器13A至13D集体放置在一个位置的情况下，电抗器12A至12D通过其与电流传感器13A至13D连接的汇流条20A至20D根据相位而具有不同的长度。在图3中所示的示例中，相位1的汇流条20A的长度最短，相位2的汇流条20B、相位3的汇流条20C以及相位4的汇流条20D的长度依次变长。热经由汇流条20A至20D从电抗器12A至12D传递至电流传感器13A至13D。随着汇流条的长度变短，经由汇流条传递的热的量变大。
图5是示出在不存在由于辐射热而引起的温度升高的情况下温度与从电抗器到电流传感器的汇流条的长度之间的关系的视图。如图5中所示，为了将电流传感器的温度保持在其耐热上限温度或更低，有必要确保预定的汇流条长度或更长。在电抗器和电流传感器被放置在大致相同平面上的结构的情况下，为了确保必要的汇流条长度，有必要将电流传感器放置在离电抗器一定距离处。同时，为了缩小FDC的尺寸，有必要以与图3中所示的电流传感器13A至13D与电抗器12A至12D之间的位置关系类似的方式将电流传感器和电抗器放置成彼此靠近。鉴于此，如下文所述的，FDC 10设有降低经由汇流条20A至20D从电抗器12A至12D到电流传感器13A至13D的热传递的结构。
除了上述关于来自电抗器12A至12D的热对电流传感器13A至13D的影响的问题之外，FDC 10也存在关于来自外部的磁通量对电流传感器13A至13D的影响的问题。图6和图7是描述磁通量对电流传感器13A至13D的测量精度的影响的视图。这里仅示出了描述所必要的一些电抗器12A、12B、一些电流传感器13A、13B以及一些汇流条20A、20B。
电抗器通过重复地接通和断开开关元件并重复进行磁能的积累和释放来提高电压。因此，随着电抗器的运行，磁通量泄漏到电抗器周围。在图6中所示的示例中，在电抗器12A运行时，在电抗器12A的周围产生漏磁通101。例如，当漏磁通101作用在电流传感器13A上时，电流传感器13A的测量精度降低。鉴于此，如下文所述，FDC 10设有减小来自电抗器12A至12D的漏磁通对电流传感器13A至13D的影响的结构。
当电流流经汇流条时，与电流的大小对应的磁通量也在汇流条周围产生。在如图6中所示的汇流条20A从电抗器12A笔直地延伸的情况下，在汇流条20A周围产生的磁通量是单向的。因此，不同方向上的磁通量几乎不能作用在设有电流传感器13A的部分上。然而，与图7中所示的汇流条20B类似，在汇流条在从电抗器12B到电流传感器13B的路径的中间弯曲的情况下，在汇流条周围产生的磁通量不是单向的。在这种情况下，设有电流传感器13B的部分可能会受到在另一部分中产生且具有不同方向的磁通量102的影响。当电流传感器13B暴露于磁通量102时，电流传感器13B可能错误地测量电流。鉴于此，如下文所述的，FDC 10设有如下结构，该结构约束在其他部分中产生且具有不同方向的磁通量作用在设有电流传感器13A至13D的部分上。
下文描述了根据第一实施例的FDC 10的详细结构。如上所述，FDC 10设有降低来自电抗器12A至12D的辐射热对电流传感器13A至13D的影响的结构。该结构是图8中所示的分隔件31。图8是在移除了电抗器冷却器的状态下的底视图，并且示出了FDC 10的构成部件与分隔件31之间的位置关系。分隔件31沿着电抗器12A至12D的直线设置，以便将电抗器12A至12D与电流传感器13A至13D分开。分隔件31的在车辆前后方向上的两个端部均连接到壳体30。即，分隔件31将壳体30的内部分成在设有电抗器12A至12D的一侧上的空间以及在设有电流传感器13A至13D的一侧上的空间。当设置了这种分隔件31时，从电抗器12A至12D发出的辐射热被分隔件31阻挡。
分隔件31由具有磁屏蔽效应的金属(例如，铁)制成。分隔件31可以由其他材料(例如，具有隔热效果的隔热材料)与具有磁屏蔽效应的金属组合地形成。在FDC 10的壳体30由具有磁屏蔽效应的金属制成的情况下，分隔件31可以由与壳体30相同的材料制成。分隔件31降低来自电抗器12A至12D的辐射热对电流传感器13A至13D的影响，并且也降低来自电抗器12A至12D的漏磁通对电流传感器13A至13D的影响。
图9是示出沿着图8中的箭头A-A截取的截面的箭头视图，并且示出了根据第一实施例的FDC 10的结构的细节。在图9中，电抗器12被代表性地示出为电抗器12A至12D，电流传感器13被代表性地示出为电流传感器13A至13D，并且汇流条20被代表性地示出为汇流条20A至20D。图10示出根据第一实施例的FDC 10的结构的细节的底视图。
如图9中所示，FDC 10的内部被分隔件31分成两个空间。分隔件31包括：壁部31a，该壁部31a从FDC 10的安装表面50竖立；以及底部31b，该底部31b被放置在电抗器12和安装表面50之间并且连接到壁部31a。如图10中所示，底部31b的三个边缘连接到壳体30的侧壁，并且底部31b的一个边缘连接到壁部31a。电抗器12被容纳在由FDC 10的壳体30的侧壁和分隔件31所包围的空间中。当由此设置分隔件31时，电抗器12与设有电流传感器12的空间隔离，并且也降低了经由空气从电抗器12到电流传感器13的热传递。
电抗器冷却器18被设置在电抗器12和分隔件31的底部31b之间，该电抗器冷却器18被构造成冷却电抗器12。即，电抗器12的在下侧上的表面由电抗器冷却器18冷却。当以跨过平面51更远离安装表面50的一侧为第一侧并且以从平面51起更靠近安装表面50的一侧为第二侧(其中，平面51穿过电抗器12的中心且平行于安装表面50)时，电抗器12的在下侧上的表面为第二侧表面，并且电抗器12的在上侧上的表面为第一侧表面。在第一实施例中，电抗器12的输出端子12a被设置在作为第一侧表面的电抗器12的在上侧上的表面上。
分隔件31具有汇流条20所穿过的孔32。设有孔32的位置是底部31b的靠近壁部31a的部分。该位置是跨过平面51与设有电抗器12的输出端子12a的一侧(第一侧)相反的一侧(第二侧)。当在电抗器12的输出端子12a的位置与汇流条20通过其穿过分隔件31的孔32之间设置这种位置关系时，确保了从电抗器12到电流传感器13的长的汇流条长度。经由汇流条20的热传递量随着汇流条20的长度变长而变小。因而，降低了由于经由汇流条20从电抗器12到电流传感器13的热传递而引起的电流传感器13的温度升高。
汇流条20所连接的IPM 14的输入端子14a被设置在IPM 14的面对安装表面50的表面上，即被设置在IPM14的在下侧上的表面上。为了经由汇流条20将电抗器12的输出端子12a连接到IPM 14的输入端子14a，有必要将汇流条20弯曲多次。通过图8、图9应明白，汇流条20在跨过分隔件31与电流传感器13相反的一侧上是弯曲的，即在电抗器12的输出端子12a与分隔件31的孔32之间的区域中是弯曲的，并且汇流条20的从分隔件31的孔32到IPM14的输入端子14a的部分笔直地形成。
当电抗器12和IPM 14被放置成这种位置关系时，在确保了从电抗器12到电流传感器13的汇流条长度的同时，可以将汇流条从电抗器12有序地布线到IPM 14。此外，通过这种位置关系，从电流传感器13到IPM 14的输入端子14a的汇流条长度缩短，使得可以通过冷却IPM 14的冷却剂来去除设有电流传感器13的部分中的热。
在汇流条20周围产生了与电流的大小对应的磁通量。由于分隔件31由具有磁屏蔽效应的金属制成，所以约束了从分隔件31内部的汇流条20产生的磁通量作用在电流传感器13上。此外，由于汇流条20的从分隔件31到IPM 14的输入端子14a的部分笔直地形成，所以由此产生的磁通量是单向的，从而能够约束各个方向上的磁通量作用在设有电流传感器13的部分上。即，通过根据第一实施例的FDC 10的结构，降低了由电流传感器13测量的电流值的测量精度的下降。
分隔件31的壁部31a连接到放置有电流传感器13和IPM 14的空间的顶壁33。顶壁33是壳体30的一部分并且可以由与分隔件31相同的材料制成。与电子控制单元(ECU)成一体的IPM基板19被置于顶壁33上。IPM基板19跨过顶壁33连接到IPM 14。从电抗器12的上侧覆盖到IPM基板19的上侧的上盖板40被附接到壳体30的上部。图11是在附接有上盖板40的状态下的顶视图，并且示出了根据第一实施例的FDC 14的结构的细节。图12是在移除了上盖板40的状态下的顶视图，并且示出了根据第一实施例的FDC 10的结构的细节。
接下来将描述根据第二实施例的FDC。图13是示出了根据第二实施例的FDC 70的结构的细节的视图。在图13中，在根据第二实施例的FDC 70的构成部件中，与根据第一实施例的FDC 10的构成部件对应的构成部件具有与被指配给第一实施例中的FDC 10的构成部件的附图标记相同的附图标记。应注意，图8对应于根据第二实施例的FDC 70的底视图，而图13对应于沿着图8中的箭头A-A的截面的箭头视图。
如图13中所示，FDC 70的壳体30包括由高顶壁33a和低顶壁33b构成的顶壁。从高顶壁33a和低顶壁33b之间的边界起，分隔件31垂直向下地悬垂到安装表面50。FDC 70的内部由分隔件31分成两个空间。电抗器12被容纳在由FDC的壳体30的侧壁、分隔件31以及高顶壁33a包围的空间中。电流传感器13和IPM 14被容纳在由FDC的壳体30的侧壁、分隔件31以及低顶壁33b包围的空间中。当由此设置分隔件31时，从电抗器12发出的辐射热被分隔件31阻挡。此外，电抗器12与设有电流传感器13的空间隔离，因此，也降低了经由空气从电抗器12到电流传感器13的热传递。
电抗器冷却器18被设置在电抗器12和高顶壁33a之间，该电抗器冷却器18被构造成冷却电抗器12。即，在第二实施例中，作为第一侧表面的电抗器12的在上侧上的表面由电抗器冷却器18冷却。在第二实施例中，电抗器12的输出端子12a被设置在作为第二侧表面的电抗器12的在下侧上的表面上。
分隔件31具有汇流条20穿过其中的孔32。设有孔32的位置是分隔件31的一部分，该部分靠近顶壁33a、33b。该位置是跨过平面51与设置有电抗器12的输出端子12a的一侧(第二侧)相对的一侧(第一侧)。当在电抗器12的输出端子12a的位置与汇流条20通过其穿过分隔件31的孔32之间设置这种位置关系时，确保了从电抗器12到电流传感器13的长汇流条长度。经由汇流条20的热传递量随着汇流条20的长度变长而变小。因而，降低了由于经由汇流条20从电抗器12到电流传感器13的热传递引起的电流传感器13的温度升高。
汇流条20所连接的IPM 14的输入端子14a被设置在IPM 14的面对安装表面50的表面上，即被设置在IPM 14的在下侧上的表面上。因此，在第二实施例中，从分隔件31的孔32出来的汇流条20弯曲多次，并且连接到放置有电流传感器13的空间中的IPM 14的输入端子14a。由于汇流条20是弯曲的，所以在汇流条20周围产生的磁通量在放置有电流传感器13的空间中不是单向的。因而，从约束各个方向上的磁通量作用在设有电流传感器13的部分上的观点看，根据第一实施例的FDC 10的构造更优选。
在第二实施例中，与ECU成一体的IPM基板19被放在低顶壁33b上。IPM基板19跨过低顶壁33b连接到IPM 14。覆盖IPM基板19的上侧的上盖板40被附接到低顶壁33b上。
图14是示出FC组和FDC之间的位置关系的变型的视图。该变型中的FC单元108被构造成使得FDC 110被附接到FC组109的侧向侧。因而，在该变型中，FDC 110被设置在FC单元108上的安装表面不是水平表面而是垂直表面。根据第一实施例的FDC 100和根据第二实施例的FDC 70可以以与该变型中所示的FDC 110类似的方式被设置在FC单元中。
同时，图1中所示的燃料电池车辆的传动系统的形式被称为电池直接连接型。在电池直接连接型中，当电池6的输出电压为350V时，例如，将350V的电压原样提供给逆变器4。当FC组9的输出电压为250V时，FDC 10将电压从250V升压至350V，使得从FC单元8输出的电压等于电池6的输出电压。
作为燃料电池车辆的传动系统的形式，除了电池直接连接型之外，还存在并联增压型和串联增压型。设有根据本发明的电力变换器的燃料电池单元也适用于并联增压型和串联增压型。
图15是示出并联增压型的构造的示意图。在并联增压型中，电池增压变换器7被设置在电池6和逆变器4之间。电池增压变换器被称为BDC。BDC以与FDC 10并联的方式连接到逆变器4。在并联增压型中，当逆变器4的输入电压被设定成600V时，例如，FDC 10将FC组9的输出电压从250V升压到600V，并且BDC 7将电池6的输出电压从350V升压到600V。
图16是示出串联增压型的构造的示意图。在串联增压型中，BDC7被设置在电池6和逆变器4之间，使得BDC以与FDC 10串联的方式连接到逆变器4。在串联增压型中，当电池6的输出电压被设定成350V并且逆变器4的输入电压被设定成600V时，例如，FDC 10将电压从250V升压到600V，使得从FC单元8输出的电压等于电池6的输出电压。BDC 7将电压从350V升压到600V。
Claims (7)
1.一种要被设置在燃料电池单元中的电力变换器，所述电力变换器的特征在于包括：
电抗器；
功率模块，所述功率模块沿着所述电力变换器的安装表面与所述电抗器并排放置；
汇流条，所述电抗器的输出端子经由所述汇流条连接到所述功率模块的输入端子；
电流传感器，所述电流传感器被设置在所述汇流条上；以及
分隔件，所述分隔件由具有磁屏蔽效应的金属制成，所述分隔件被构造成将所述电抗器与所述电流传感器分开，其中：
所述电抗器的所述输出端子被设置在所述电抗器的在第一侧上的表面和所述电抗器的在第二侧上的表面中的任一个表面上，所述第一侧是跨过一个平面更远离所述安装表面的一侧，所述第二侧是从所述平面起更靠近所述安装表面的一侧，其中，所述平面穿过所述电抗器的中心且平行于所述安装表面；并且
在所述第一侧和所述第二侧中的与设有所述电抗器的所述输出端子的一侧相反的一侧上，所述汇流条延伸以便从放置有所述电抗器的空间穿过所述分隔件而到达放置有所述电流传感器的空间。
2.根据权利要求1所述的电力变换器，其特征在于：
所述分隔件包括：壁部，所述壁部从所述安装表面竖立；以及底部，所述底部被放置在所述电抗器和所述安装表面之间并且被连接到所述壁部；并且
所述壁部被连接到放置有所述功率模块和所述电流传感器的空间的顶壁。
3.根据权利要求2所述的电力变换器，其特征在于：
所述电抗器的所述输出端子被设置在所述电抗器的在所述第一侧上的所述表面上；
所述功率模块的所述输入端子被设置在所述功率模块的面对所述安装表面的表面上；并且
所述汇流条穿过所述壁部的在所述第二侧上的端部，并且被连接到所述功率模块的所述输入端子。
4.根据权利要求3所述的电力变换器，其特征在于，水冷冷却器被附接到所述电抗器的在所述第二侧上的所述表面，其中，所述水冷冷却器被构造成冷却所述电抗器。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的电力变换器，其特征在于，所述汇流条的至少从所述分隔件到所述功率模块的所述输入端子的部分被笔直地形成。
6.根据权利要求5所述的电力变换器，其特征在于，所述汇流条在从所述电抗器的所述输出端子到所述分隔件的部分中是弯曲的。
7.根据权利要求1至5中的任一项所述的电力变换器，其特征在于：
多个电抗器成一直线地设置在所述安装表面上；并且
所述分隔件沿着所述电抗器的所述直线设置。
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