CN214959301U - 逆变器装置 - Google Patents

Abstract

一种逆变器装置，能够在实现整体的小型化的同时有效地进行EMC应对。逆变器控制装置(10)的逆变器部(20)是马达驱动用的逆变器装置。逆变器部(20)具有：电容器单元(141)，其对来自电池(BT)的电压进行平滑；功率模块单元(13)，其向电动马达(15)提供驱动电流；逆变器控制部(11)，其向功率模块单元(13)输出控制信号；以及遮蔽体(16)，其对逆变器控制部(11)遮蔽来自功率模块单元(13)的电磁场噪声。功率模块单元(13)、电容器单元(14)、遮蔽体(16)、逆变器控制部(11)依次配置，遮蔽体(16)与功率模块单元(13)的间隔距离比遮蔽体(16)与逆变器控制部(11)的间隔距离大。

Description

逆变器装置

技术领域

本实用新型涉及逆变器装置。

背景技术

在电动汽车(EV)等向驱动用马达输入大电流的逆变器装置中，电磁场噪声(EMC)也增大。

已经公开了以散热和接地为目的而在控制电路板的下方配置了电磁屏蔽板(遮蔽体)的逆变器装置(电力转换装置)。例如，在专利文献1中公开了逆变器装置(电力转换装置)。

但是，没有公开在逆变器装置内使用的电容器与电磁屏蔽板的位置关系。另外，在以散热为目的的情况下，需要将电磁屏蔽板牢固地固定在树脂外壳(壳体)上，因而无法用简单的方法进行安装。

专利文献1：日本特开2012-210000号公报

实用新型内容

本实用新型是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供能够在实现整体的小型化的同时有效地进行EMC应对的逆变器装置。

本申请的例示的实用新型为一种逆变器装置，其用于马达驱动，该逆变器装置具有：电容器单元，其对来自电源的电压进行平滑；功率模块单元，其向马达提供驱动电流；逆变器控制部，其向所述功率模块单元输出控制信号；以及遮蔽体，其对所述逆变器控制部遮蔽来自所述功率模块单元的电磁场噪声，所述功率模块单元、所述电容器单元、所述遮蔽体以及所述逆变器控制部依次配置，其特征在于，所述遮蔽体与所述功率模块单元的间隔距离比所述遮蔽体与所述逆变器控制部的间隔距离大。

在上述实施方式中，所述遮蔽体安装于所述电容器单元。

在上述实施方式中，所述遮蔽体具有主体部和连通孔，该连通孔连通所述功率模块单元这一侧和所述逆变器控制部这一侧，所述逆变器控制部具有电子部件，该电子部件具有集成电路，在所述电子部件与所述功率模块单元之间存在所述主体部。

在上述实施方式中，所述电容器单元具有凸部，在将所述遮蔽体安装于所述电容器单元的状态下，该凸部从所述功率模块单元这一侧向所述逆变器控制部这一侧贯通所述遮蔽体的所述连通孔。

在上述实施方式中，所述遮蔽体具有突片，在将所述遮蔽体安装于所述电容器单元的状态下，该突片位于所述电容器单元的侧方。

在上述实施方式中，该逆变器装置还具有供所述电容器单元和所述突片钩挂的钩挂部。

在上述实施方式中，所述钩挂部具有：孔部，其设置于所述突片；以及爪部，其设置于所述电容器单元，并钩挂于所述孔部。

在上述实施方式中，所述遮蔽体具有主体部和连通孔，该连通孔连通所述功率模块单元这一侧和所述逆变器控制部这一侧，所述电容器单元具有凸部，在将所述遮蔽体安装于所述电容器单元的状态下，该凸部从所述功率模块单元这一侧向所述逆变器控制部这一侧贯通所述遮蔽体的所述连通孔，所述凸部的长度比从所述突片的前端至所述孔部的中心轴线的长度大。

在上述实施方式中，所述电容器单元具有多个电容器侧舌片，该多个电容器侧舌片具有贯通孔，所述遮蔽体具有多个遮蔽体侧舌片，该多个遮蔽体侧舌片具有贯通孔，在将所述遮蔽体安装于所述电容器单元的状态下，所述多个电容器侧舌片的至少一个所述贯通孔与所述多个遮蔽体侧舌片的至少一个所述贯通孔重叠。

在上述实施方式中，所述遮蔽体由铝合金构成。

根据本申请的例示的实用新型，由于能够确保作为电磁场噪声产生源的功率模块单元与遮蔽体的距离，因此能够在到达遮蔽体之前使电磁场噪声在某种程度上衰减。因此，由于遮蔽体应该遮蔽的电磁场噪声减少，因此能够相应地减小遮蔽体的尺寸(厚度)。因此，能够在实现逆变器装置整体的小型化的同时有效地进行EMC应对。

附图说明

图1是搭载了本实用新型的逆变器装置的车辆的概略结构图。

图2是图1所示的逆变器装置的分解立体图。

图3是示出从电容器单元卸下遮蔽体的状态的立体图。

标号说明

3：控制部；5a、5b：车轮；6：减速器；7：差动齿轮；8：驱动轴；10：逆变器控制装置；11：逆变器控制部；110：布线板；111：电子部件；12：功率模块控制部；13：功率模块单元；14：电容器单元；140：壳体；141：凸部；142：电容器侧舌片；142a：贯通孔；15：电动马达；16：遮蔽体；160：主体部；161：连通孔；162：突片；163：遮蔽体侧舌片；163a：贯通孔；17：钩挂部；171：孔部；172：爪部；20：逆变器部；BT：电池；H：长度(高度)；L：长度。

具体实施方式

以下，参照附图对本实用新型的实施方式进行详细地说明。

图1是搭载了本实用新型的逆变器装置的车辆的概略结构图，图2是图1所示的逆变器装置的分解立体图，图3是示出从电容器单元卸下遮蔽体的状态的立体图。

在图2和图3中，规定了X轴、与X轴垂直的Y轴、与X轴和Y轴垂直的Z轴来进行说明。另外，将图2和图3中的上侧称为“上”或“上方”，将下侧称为“下”或“下方”。

在图1中，电动马达15例如是三相交流马达，是车辆的驱动力源。电动马达15的旋转轴线与减速器6和差动齿轮7连结。由此，电动马达15的驱动力(扭矩)经由这些减速器6、差动齿轮7、驱动轴(驱动轴)8传递至一对车轮5a、5b。

逆变器控制装置10的逆变器部(本实用新型的逆变器装置)20具有：功率模块单元13，其向电动马达15提供驱动电力；功率模块控制部12，其向功率模块单元13输出驱动信号；逆变器控制部11，其向功率模块控制部12输出控制信号；电容器单元14，其对来自电池BT的电压进行平滑；以及遮蔽体16，其对逆变器控制部11遮蔽来自功率模块单元13的电磁场噪声。

逆变器部20由来自负责车辆整体的控制的控制部3的控制信号控制，驱动电动马达15。

功率模块单元13具有连接按U相、V相以及W相各两个(上臂的功率开关元件和下臂的功率开关元件)共计6个功率开关元件而成的桥式电路(电力转换电路)。

另外，作为功率开关元件，例如举出了IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor：绝缘栅双极晶体管)、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field EffectTransistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)等。

功率模块单元13根据来自功率模块控制部12的驱动信号(PWM控制信号)，切换功率开关元件的接通/断开。由此，将来自电池(电源)BT的直流电力转换为交流电力(三相交流电力)，驱动电动马达15。

电池BT是作为车辆的动力源的电能的供给源，例如由多个二次电池构成。

在逆变器部20上，在与电池BT的连接部配置有电容器单元14。电容器单元14连接在高电位线(正极电位B+)与低电位线(负极电位B-(GND))之间。该电容器单元14具有对来自电池BT的输入电压进行平滑的功能，具有大容量的平滑电容器(薄膜电容器)。

如图2所示，功率模块单元13、功率模块控制部12、电容器单元14、遮蔽体16以及逆变器控制部11沿着Z轴方向从下侧依次配置。

而且，遮蔽体16与功率模块单元13的间隔距离比遮蔽体16与逆变器控制部11的间隔距离大。

根据该结构，由于能够充分确保作为电磁场噪声产生源的功率模块单元13与遮蔽体的距离。因此能够在到达遮蔽体16之前使电磁场噪声在某种程度上衰减。因此，由于遮蔽体16应该遮蔽的电磁场噪声减少，因此能够相应地减小遮蔽体16的尺寸(厚度)。因此，能够在实现逆变器部20整体的小型化的同时有效地进行EMC应对。另外，绕过遮蔽体16的电磁场噪声影响逆变器控制部11的范围也较小。

遮蔽体16具有主体部160和在厚度方向(Z轴方向)上连通功率模块单元13侧和逆变器控制部11侧的多个连通孔161。另外，主体部160由俯视呈矩形状的平板构成。

逆变器控制部11具有俯视呈矩形状的布线板110和安装在布线板110上并具有集成电路的电子部件111。在本实施方式中，遮蔽体16的主体部160存在于电子部件111与电容器单元14(功率模块单元13)之间。换言之，在电子部件111的正下方不存在遮蔽体16的连通孔161，从逆变器控制部11侧观察时，电子部件111在从连通孔161偏移的位置处安装在布线板110上。

具有集成电路的电子部件111特别容易受到电磁场噪声的影响。通过使主体部160介于连结作为电磁场噪声的发送源的功率模块单元13和电子部件111的直线上，能够进行更有效的EMC应对。在功率模块单元13中，也优选主体部160介于连结特别容易发送电磁场噪声的IGBT元件和电子部件111的直线上。作为该电子部件111，举出了微型计算机、存储器、传感器、线束等。

另外，可以在布线板110上安装多个电子部件111，也可以在布线板110上安装不具有集成电路的电子部件。

作为遮蔽体16的构成材料，没有特别限定，举出了铝、铝合金、电磁场片等。其中，遮蔽体16也优选由铝合金构成。铝合金可以廉价地获得和加工，电磁场噪声的遮蔽效果也高，因此是优选的。

遮蔽体16安装在电容器单元14上。在逆变器部20的组装作业时，由于能够同时在电容器单元14上安装遮蔽体16，因此其组装作业容易。

如图2和图3所示，电容器单元14具有从其壳体140的上表面向Z轴方向正侧突出的多个凸部141。在将遮蔽体16安装于电容器单元14的状态下，各凸部141从功率模块单元13侧向逆变器控制部11侧贯通遮蔽体16的连通孔161。由此，能够正确地进行电容器单元14和遮蔽体16的定位。

各凸部141的外形呈圆形状，各连通孔161的形状也与各凸部141的外形对应地呈圆形，但不限于此。

并且，在各凸部141的上端部，例如通过螺钉紧固等固定有逆变器控制部11的布线板110。

电容器单元14的壳体140例如可以通过树脂材料的注射成型来制作。

遮蔽体16在其主体部160的外周缘具有向Z轴方向负侧突出的多个突片162。在将遮蔽体16安装于电容器单元14的状态下，各突片162位于电容器单元14的侧方。由此，能够更正确地进行电容器单元14和遮蔽体16的定位。另外，从提高定位精度的观点出发，优选突片162在主体部160的对置的两条边上至少设置一组，除此之外，更优选在与上述两条边不同的其他对置的两条边上也至少设置一组。

逆变器部20还具有供电容器单元14和突片162钩挂的钩挂部17。通过设置钩挂部17，在将遮蔽体16安装于电容器单元14时，可以将它们临时固定。

在图示的结构中，钩挂部17由在突片162的厚度方向上贯通设置的孔部171和在电容器单元14的侧面向侧方突出设置的爪部172构成。在组装逆变器部20时，若将遮蔽体16安装于电容器单元14，则爪部172插入孔部171并卡住。通过该简单的结构，能够容易地将遮蔽体16临时固定于电容器单元14。

另外，孔部171形成在突片162的下端部(远离与主体部160的边界部的部位)。因此，在加工一张板材制作遮蔽体16时，即使突片162相对于主体部160弯折，也能够防止或抑制孔部171周边的变形，因此在将遮蔽体16安装于电容器单元14时，不容易产生与爪部172的位置偏移。在通过树脂材料的注射成型来制作电容器单元14的壳体140的情况下，通过采用在注射成型用的模具的接合面设置凸部的构造，能够容易地形成爪部172。

在本实施方式的情况下，各凸部141的Z轴方向的长度(高度)H设定得比从突片162的前端(Z轴方向的下端)至孔部171的中心轴线的长度L大。根据该结构，通过利用各凸部141将遮蔽体16在各连通孔161中引导，能够在对电容器单元14和遮蔽体16进行定位的同时进行将爪部172钩挂于孔部171的操作。因此，能够更容易且可靠地进行逆变器部20的组装作业。

另外，钩挂部17也可以由设置在突片162上并朝向电容器单元14侧突出的爪部和设置在电容器单元14的侧面上并钩挂爪部的凹部构成。

电容器单元14在其侧面上具有向侧方突出的多个电容器侧舌片142。在各电容器侧舌片142上形成有沿其厚度方向(Z轴方向)贯通的贯通孔142a。

另外，遮蔽体16在其主体部160的外周缘具备具有向侧方突出的部分的遮蔽体侧舌片163。在遮蔽体侧舌片163的向侧方突出的部分形成有在其厚度方向(Z轴方向)上贯通的贯通孔163a。

而且，在本实施方式中，构成为在将遮蔽体16安装于电容器单元14的状态下，多个电容器侧舌片142的全部贯通孔142a与对应的遮蔽体侧舌片163的贯通孔163a重叠。

通过以上结构，由于能够用螺钉将电容器单元14和遮蔽体16紧固在一起，因此能够减少逆变器部20的组装工时，并且能够牢固地固定遮蔽体16和电容器单元14。

另外，钩挂部17的固定只要为暂时固定(临时固定)即可，因此也可以减小孔部171和爪部172的尺寸。

另外，也可以构成为，在将遮蔽体16安装于电容器单元14的状态下，多个电容器侧舌片142的一部分的贯通孔142a与对应的遮蔽体侧舌片163的贯通孔163a重叠。

以上，根据优选的实施方式对本实用新型的逆变器装置进行了说明，但本实用新型并不限于此。

例如，本实用新型的逆变器装置可以在上述实施方式的结构中追加其他任意的结构，也可以与发挥同样功能的任意的结构置换。

Claims (10)

1.一种逆变器装置，其用于马达驱动，

该逆变器装置具有：

电容器单元，其对来自电源的电压进行平滑；

功率模块单元，其向马达提供驱动电流；

逆变器控制部，其向所述功率模块单元输出控制信号；以及

遮蔽体，其对所述逆变器控制部遮蔽来自所述功率模块单元的电磁场噪声，

所述功率模块单元、所述电容器单元、所述遮蔽体以及所述逆变器控制部依次配置，

其特征在于，

所述遮蔽体与所述功率模块单元的间隔距离比所述遮蔽体与所述逆变器控制部的间隔距离大。

2.根据权利要求1所述的逆变器装置，其特征在于，

所述遮蔽体安装于所述电容器单元。

3.根据权利要求1所述的逆变器装置，其特征在于，

所述遮蔽体具有主体部和连通孔，该连通孔连通所述功率模块单元这一侧和所述逆变器控制部这一侧，

所述逆变器控制部具有电子部件，该电子部件具有集成电路，

在所述电子部件与所述功率模块单元之间存在所述主体部。

4.根据权利要求3所述的逆变器装置，其特征在于，

所述电容器单元具有凸部，在将所述遮蔽体安装于所述电容器单元的状态下，该凸部从所述功率模块单元这一侧向所述逆变器控制部这一侧贯通所述遮蔽体的所述连通孔。

5.根据权利要求2所述的逆变器装置，其特征在于，

所述遮蔽体具有突片，在将所述遮蔽体安装于所述电容器单元的状态下，该突片位于所述电容器单元的侧方。

6.根据权利要求5所述的逆变器装置，其特征在于，

该逆变器装置还具有供所述电容器单元和所述突片钩挂的钩挂部。

7.根据权利要求6所述的逆变器装置，其特征在于，

所述钩挂部具有：

孔部，其设置于所述突片；以及

爪部，其设置于所述电容器单元，并钩挂于所述孔部。

8.根据权利要求7所述的逆变器装置，其特征在于，

所述遮蔽体具有主体部和连通孔，该连通孔连通所述功率模块单元这一侧和所述逆变器控制部这一侧，

所述电容器单元具有凸部，在将所述遮蔽体安装于所述电容器单元的状态下，该凸部从所述功率模块单元这一侧向所述逆变器控制部这一侧贯通所述遮蔽体的所述连通孔，

所述凸部的长度比从所述突片的前端至所述孔部的中心轴线的长度大。

9.根据权利要求3所述的逆变器装置，其特征在于，

所述电容器单元具有多个电容器侧舌片，该多个电容器侧舌片具有贯通孔，

所述遮蔽体具有多个遮蔽体侧舌片，该多个遮蔽体侧舌片具有贯通孔，

在将所述遮蔽体安装于所述电容器单元的状态下，所述多个电容器侧舌片的至少一个所述贯通孔与所述多个遮蔽体侧舌片的至少一个所述贯通孔重叠。

10.根据权利要求1所述的逆变器装置，其特征在于，

所述遮蔽体由铝合金构成。

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