CN218733686U - 电动车的驱动控制装置 - Google Patents

Abstract

电动车的驱动控制装置(1)具备电动机部(5)和控制电动机部(5)的驱动的转换器部(6)。电动机部(5)收纳定子(52)和转子(53)，具有由金属形成的电动机框架(51)。电动机部(5)具有外周面(55)。转换器部(6)配置在电动机框架(51)的周围。转换器部(6)具有包含半导体元件的半导体模块(62)。半导体模块(62)与电动机框架(51)的外周面(55)直接接触或热接触。

Description

电动车的驱动控制装置

技术领域

本实用新型涉及具备冷却逆变器的功能的电动车的驱动控制装置。

背景技术

以往，电动车搭载有用于向电动机供电的驱动控制装置。驱动控制装置包括电抗器、电容器、逆变器等。逆变器将从架空线接收到的直流电转换为交流电，并将转换后的交流电提供给电动机。

一般来说，电抗器、电容器、逆变器以及冷却它们的冷却装置等收纳于同一壳体，并配置在电动车的车顶上或地板下。另一方面，电动机配置于设置在车辆的地板下的转向架上。

在电动车的车顶上和地板下，除了逆变器等以外，还配置了许多装置，因此，壳体的配置空间有时因与其它装置的关系而受到限制。这种情况下，需要变更驱动控制装置的规格，以使驱动控制装置的结构部件和壳体小型化。另外，随着驱动控制装置的规格的变更，与规格变更前相比，电动车的性能有时会下降。

专利文献1中记载了一种逆变器一体型电动机，虽然并非用于电动车的电动机，但内置有逆变器。如果能对电动车的电动机使用逆变器一体型电动机，则能将逆变器和电动机一起配置于转向架，因此，逆变器所占用的壳体内的空间空出，能缩小这部分的壳体。由此，能实现壳体的小型化，而不变更驱动控制装置的规格，因此，希望开发出用于电动车的电动机的逆变器一体型电动机。

逆变器一体型电动机中，逆变器产生的热的散热成为问题，因此，需要逆变器的冷却对策。专利文献1所记载的技术中，搭载了用于冷却逆变器的冷却单元。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2004－312960号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，专利文献1所记载的技术中，与用于冷却定子、转子等的冷却单元不同，需要用于冷却逆变器的冷却单元，因此，存在逆变器一体型电动机大型化的问题。

本实用新型是鉴于上述问题而完成的，其目的在于获得一种电动车的驱动控制装置，能确保冷却逆变器的功能，并能实现逆变器一体型电动机的小型化。

用于解决技术问题的技术手段

为了解决上述问题，达到目的，本实用新型所涉及的电动车的驱动控制装置具备电动机部和控制电动机部的驱动的转换器部。电动机部收纳定子和转子，具有由金属形成的电动机框架。电动机框架具有外周面。转换器部配置在电动机框架的周围。转换器部具有包含半导体元件的半导体模块。半导体模块与电动机框架的外周面直接接触或热接触。

发明效果

根据本实用新型，可起到如下效果：能确保冷却逆变器的功能，并能实现逆变器一体型电动机的小型化。

附图说明

图1是示出将本实用新型实施方式1所涉及的电动车的驱动控制装置搭载于电动车的状态的侧视图。

图2是示出将本实用新型实施方式1所涉及的电动车的驱动控制装置搭载于电动车的状态的俯视图。

图3是沿着图2所示的III-III线的剖视图。

图4是放大图3所示的转换器部而得的剖视图。

图5是示意性示出本实用新型实施方式1所涉及的电动车的驱动控制装置的转换器部和电动机部的立体图。

图6是沿着图5所示的VI-VI线的剖视图。

图7是示意性示出本实用新型实施方式2所涉及的电动车的驱动控制装置的转换器部和电动机部的立体图。

图8是示意性示出本实用新型实施方式3所涉及的电动车的驱动控制装置的转换器部和电动机部的立体图。

图9是示出本实用新型实施方式4所涉及的电动车的驱动控制装置的转换器部和电动机部的剖视图。

图10是放大图9所示的转换器部而得的剖视图。

图11是示出本实用新型实施方式5所涉及的电动车的驱动控制装置的转换器部和电动机部的剖视图。

图12是示出本实用新型实施方式6所涉及的电动车的驱动控制装置的转换器部和电动机部的剖视图。

图13是示出本实用新型实施方式7所涉及的电动车的驱动控制装置的转换器部和电动机部的剖视图。

图14是示出本实用新型实施方式8所涉及的电动车的驱动控制装置的转换器部和电动机部的剖视图，是与沿着图5所示的VI-VI线的剖视图相当的图。

具体实施方式

以下，基于附图详细说明本实用新型实施方式所涉及的电动车的驱动控制装置。另外，本实用新型并不由本实施方式所限定。

实施方式1.

图1是示出将本实用新型实施方式1所涉及的电动车的驱动控制装置1 搭载于电动车100的状态的侧视图。以下，将电动车100的长度方向设为X 轴方向，将电动车100的高度方向设为Y轴方向，将电动车100的宽度方向设为Z轴方向。X轴方向、Y轴方向和Z轴方向彼此正交。此外，有时也将电动车的驱动控制装置1称为驱动控制装置1。

如图1所示，电动车100是通过电动力行驶的铁路车辆，包括多个转向架7和驱动控制装置1。多个转向架7在X轴方向上彼此隔开间隔地配置。转向架7的每一个包括支承驱动控制装置1的转向架框架73。转向架框架73具有在X轴方向的中央部向下方突出的支承框架74。转向架框架73设置有在Z 轴方向上延伸的车轴72。车轴72的Z轴方向的两端安装有车轮71。

驱动控制装置1包括逆变器一体型电动机2、开关3和电抗器4。

开关3和电抗器4收纳在同一壳体8的内部，配置在电动车100的地板下。壳体8配置在相邻的转向架7之间。开关3与从未图示的架空线接收直流电的未图示的集电装置相连接。电抗器4具有如下功能：抑制来自未图示的架空线侧的浪涌电压，并且抑制因后述的半导体模块62的开关动作而产生的电流的纹波分量流出到架空线侧。电抗器4经由外部连接导体13与逆变器一体型电动机2相连接。

逆变器一体型电动机2在电动车100的地板下配置于转向架7。逆变器一体型电动机2与开关3和电抗器4分散配置在电动车100的地板下。另外，虽然省略图示，但在实际的电动车100的地板下除了驱动控制装置1以外，还配置有电动车100的行驶所需的各种装置。

图2是示出将本实用新型实施方式1所涉及的电动车的驱动控制装置1 搭载于电动车100的状态的俯视图。图3是沿着图2所示的III-III线的剖视图。图4是放大图3所示的转换器部6而得的剖视图。如图3所示，逆变器一体型电动机2是包括电动机部5和转换器部6的电动机。电动机部5具有向车轴72 施加驱动力来使车轮71旋转的功能。电动机部5具有作为电动机部5的外框的圆筒形状的电动机框架51、安装于电动机框架51的内周面的圆筒形状的定子52、配置在定子52的内侧的圆筒形状的转子53、以及通过转子53的中心的圆柱状的电动机轴54。以下说明中，在对于逆变器一体型电动机2的各结构要素说明方向时，以电动机部5的轴向、径向、周向为基准。

定子52起到使磁场产生的作用。定子52设有未图示的定子线圈。转子 53根据旋转磁场而旋转。电动机轴54与转子53一起旋转。电动机框架51收纳定子52和转子53。电动机框架51由金属形成。金属例如为铝、铁。电动机框架51通过电动机用固定构件59固定于支承框架74。电动机框架51具有外周面55。外周面55的形状没有特别限制，但本实施方式中呈圆周面状。电动机框架51的外周面55包含将电动机用固定构件59固定的固定面56。

如图2所示，在电动机轴54中轴向的一端设有小齿轮9a。在车轴72中轴向的一端设有与小齿轮9a啮合的大齿轮9b。电动机轴54的旋转力经由小齿轮9a和大齿轮9b传递到车轴72。由此，车轴72旋转，与车轴72相连结的车轮71一起旋转。

转换器部6具有控制电动机部5的驱动的功能。如图3所示，转换器部6 配置在电动机框架51的周围。转换器部6的一部分与电动机框架51的外周面55相接触。将电动机框架51夹在中间而在X轴方向的一个方向上配置有车轴 72，将电动机框架51夹在中间而在X轴方向的另一个方向上配置有电动机用固定构件59。转换器部6配置在电动机框架51的外周面55中、避开车轴72和电动机用固定构件59的位置。本实施方式中，转换器部6配置在电动机框架 51的外周面55中车轴72与电动机用固定构件59之间朝向上方的表面上。由此，能从转向架7的上方接近转换器部6。

如图4所示，转换器部6具有电容器61、半导体模块62、驱动控制基板 63和盖板64。本实施方式中，半导体模块62、电容器61、驱动控制基板63 和盖板64配置在电动机框架51的外周面55中朝向上方的表面。

电容器61具有如下功能：抑制来自未图示的架空线侧的浪涌电压，并且抑制因半导体模块62的开关动作而产生的电流的纹波分量流出到未图示的架空线侧。电容器61形成为大致沿着电动机框架51的外周面55的形状。电容器61通过电容器固定构件65固定到电动机框架51的外周面55。

半导体模块62具有将电容器61所保持的直流电压转换为任意频率和任意电压的交流电的功能。由半导体模块62转换得到的交流电被提供给电动机部5。半导体模块62经由半导体模块安装部57安装到电动机框架51的外周面55。半导体模块安装部57可以与电动机框架51的外周面55一体形成，也可以与电动机框架51分开形成并固定到电动机框架51的外周面55。半导体模块安装部57例如可以是与电动机框架51分开形成的铝制的冷却块。

驱动控制基板63是用于控制半导体模块62的驱动的基板。驱动控制基板63将半导体模块62夹在中间而与电动机框架51相反地配置。驱动控制基板63经由未图示的导体与半导体模块62相连接。驱动控制基板63经由控制信号电缆10与未图示的控制装置相连接。

盖板64是覆盖电容器61、半导体模块62和驱动控制基板63的构件。盖板64可开闭。当打开盖板64时，能从上方进行半导体模块62等的检查作业。

这里，参照图5，进一步对电动机部5、电容器61、半导体模块62和驱动控制基板63进行说明。图5是示意性示出本实用新型实施方式1所涉及的电动车的驱动控制装置1的转换器部6和电动机部5的立体图。电动机部5在本实施方式中通过三相交流来驱动。驱动控制装置1包括将转换器部6和电动机部5连接的U相导体11u、V相导体11v和W相导体11w。以下，有时也将 U相导体11u、V相导体11v和W相导体11w统称为电动机导体11。

电容器61和半导体模块62沿电动机部5的周向并排配置。电容器61的形状为长方体。电容器61具有面向电动机部5的电动机部侧安装面61a、以及设有多个外部连接端子61c和多个电容器侧连接端子61d的电容器侧端子面 61b。电容器61配置于电动机框架51的外周面55，以使得电容器侧连接端子 61d朝向半导体模块62一方。多个外部连接端子61c在轴向上彼此隔开间隔地配置。多个外部连接端子61c分别连接有与未图示的电抗器4相连的外部连接导体13。多个电容器侧连接端子61d在轴向上彼此隔开间隔地配置。

半导体模块62在轴向上隔开间隔并排配置有3个。纸面最左侧的半导体模块62与U相导体11u相连接。中央的半导体模块62与V相导体11v相连接。纸面最右侧的半导体模块62与W相导体11w相连接。

半导体模块62的形状为长方体。半导体模块62具有在驱动时产生热的半导体元件62e、冷却半导体元件62e的散热面62a、以及设有多个直流侧端子62c和多个交流侧端子62d的模块侧端子面62b。半导体模块62在使散热面 62a朝向电动机部5、且使模块侧端子面62b朝向电动机部5相反侧的状态下，配置于电动机框架51的外周面55。半导体元件62e是结温的上限值为比电动机部5的发热温度要高的温度的元件。当电动机框架51的材料为铁或铝时，在电动机部5的运行中电动机框架51的表面温度为100℃以上，因此，在结温的上限值为125℃以下的半导体元件62e中，难以将半导体模块62产生的热传递到电动机框架51。因此，本实施方式中，使用结温的上限值为150℃以上的半导体元件62e。半导体元件62e例如由具有耐热性的SiC元件等宽带隙半导体形成。宽带隙半导体中，半导体元件62e的结温的上限值为150℃至175℃。散热面62a的一部分或所有表面与电动机框架51的外周面55相接触。这里所说的接触是指散热面62a的一部分或所有表面与电动机框架51的外周面55直接接触，以使得将半导体元件62e所产生的热传递到电动机框架 51。此外，这里所说的接触也指散热面62a的一部分或所有表面与电动机框架51的外周面55热接触，以使得将半导体元件62e所产生的热传递到电动机框架51。即，在散热面62a的一部分或所有表面与电动机框架51的外周面55 之间，可以隔着将半导体元件62e所产生的热传递到电动机框架51的介质。散热面62a和模块侧面端子面62b的尺寸例如为长130mm×宽130mm。

多个直流侧端子62c在轴向上彼此隔开间隔地配置。多个交流侧端子 62d在轴向上彼此隔开间隔地配置。直流侧端子62c配置在相对于模块侧端子面62b的中心更靠近电容器61的位置。电容器侧连接端子61d和直流侧端子62c经由直流连接导体12彼此相连接。直流连接导体12优选使用利用绝缘膜夹住正侧的导体板和负侧的导体板的层压条。直流连接导体12与电动机框架51的外周面55大致平行。

交流侧端子62d夹住模块侧端子面62b的中心而配置在直流侧端子62c 的相反侧。交流侧端子62d经由电动机导体11与电动机部5的未图示的定子线圈相连接。电动机框架51形成有用于将电动机导体11引出到电动机框架 51之外的引出孔58。引出孔58配置在电动机框架51的外周面55中靠近轴向的一侧的位置。引出孔58在周向上比轴向上要长。多个电动机导体11在排列在周向上的状态下从引出孔58沿径向被引出。另外，可以将形成定子线圈的导体的一部分从引出孔58引出来作为电动机导体11使用，也可以将与定子线圈的导体不同的电缆、母线等用作为电动机导体11。如果将形成定子线圈的导体作为电动机导体11来使用，则与将其它电缆、母线等用作为电动机导体11的情况相比，无需电动机导体11的中继处理，因此，能更进一步实现驱动控制装置1的小型化和轻量化。

接着，参照图6来说明电动机部5的风道。图6是沿着图5所示的VI-VI 线的剖视图。图6中，仅图示出电动机部5的径向的单侧。此外，图6中，省略了半导体模块安装部57。此外，图6所示的虚线箭头示意性示出了半导体模块62中所产生的热传递到电动机框架51后散热到空气中的情形。电动机部5是全封闭型电动机。电动机部5的内部设有内部空气通风路径5a和外部空气通风路径5b。内部空气通风路径5a是在密闭的电动机部5的内部使内部空气循环的风道。外部空气通风路径5b是用于将外部空气引入电动机部5的内部来流通、之后向电动机部5的外部排出的风道。外部空气通风路径5b形成有供外部空气流入的进气口5c和排出外部空气的排气口5d。内部空气通风路径5a设有使内部空气循环并将内部空气送风到定子52和转子53的内部风扇5e。外部空气通风路径5b设有将外部空气从进气口5c向排气口5d送风的外部风扇5f。外部空气通风路径5b和内部空气通风路径5a隔着壁5g来配置。外部空气通风路径5b配置在电动机框架51与内部空气通风路径5a之间。

随着电动机部5的运行，在电动机部5的内部产生热。电动机部5的内部所产生的热使内部空气通风路径5a的内部空气的温度上升。温度上升后的内部空气通过内部风扇5e沿着内部空气通风路径5a循环。另一方面，外部空气从进气口5c流入外部空气通风路径5b。流入到外部空气通风路径5b的外部空气通过外部风扇5f沿着外部空气通风路径5b流动。外部空气是比内部空气更低温的空气。然后，在内部空气通风路径5a中循环的内部空气与在外部空气通风路径5b中流动的外部空气之间，通过壁5g进行热交换。由此，电动机部5的内部所产生的热经由在外部空气通风路径5b中流动的外部空气，被散热到电动机部5的外部。本实施方式中，多个半导体模块62沿着在外部空气通风路径5b中流动的外部空气的流动方向彼此隔开间隔地配置。各半导体模块62与外部空气通风路径5b被电动机框架51隔开。

接下来，说明本实施方式所涉及的电动车的驱动控制装置1的效果。

本实施方式中，如图1和图3所示，驱动控制装置1具备将电动机部5和转换器部6一体化后的逆变器一体型电动机2，由此，能将电动机部5和转换器部6汇总并配置于转向架7。因此，转换器部6所占用的壳体8内的空间空出，能缩小这部分的壳体8。由此，能实现壳体8的小型化，而不变更驱动控制装置1的规格。

本实施方式中，如图3所示，转换器部6配置在电动机框架51的周围，半导体模块62与电动机部5的外周面55相接触，由此，能将半导体模块62中所产生的热传递给电动机框架51。然后，如图6所示，从半导体模块62传递到电动机框架51的热从电动机框架51被散热到空气中。即，半导体模块62 中所产生的热能经由电动机框架51释放到空气中，因此，半导体模块62得以冷却。由此，与将用于冷却转换器部6的专用冷却风扇搭载于逆变器一体型电动机2、或使用管道等使由电动机部5内部的冷却风扇所产生的风沿着电动机框架51的外周面55流动来冷却转换器部6的情况相比，能力图实现逆变器一体型电动机2的小型化和轻量化。即，能确保冷却转换器部6的功能，且无需用于冷却转换器部6的专用的冷却单元，因此，能力图实现逆变器一体型电动机2的小型化和轻量化。另外，电动机框架51的表面温度在电动机部5的运行中变为100℃以上。本实施方式中，图5所示的半导体元件62e由结温的上限值为150℃至175℃的宽带隙半导体所形成。因此，能将半导体模块62的热可靠地传递到电动机框架51来冷却半导体模块62，而不被电动机框架51的表面温度和材料所左右。

本实施方式中，如图6所示，在电动机框架51与流过外部空气通风路径 5b的外部空气之间进行热交换。即，在外部空气通风路径5b中流动的外部空气吸收传递到电动机框架51的热。由此，经由电动机框架51，利用在外部空气通风路径5b中流动的外部空气来冷却半导体模块62。

本实施方式中，如图3所示，转换器部6配置在电动机框架51的周围，因此，能利用电动机框架51周围的空间来改变转换器部6的位置。由此，与将转换器部6配置在沿着逆变器一体型电动机2的轴向的一端的情况相比，能提高转换器部6的位置的选择自由度。

本实施方式中，如图5所示，半导体模块62使散热面62a朝向电动机部5，并配置于电动机框架51的外周面55，由此，能将半导体模块62中所产生的热高效地传递到电动机框架51。

本实施方式中，如图4所示，驱动控制基板63将半导体模块62夹在中间而与电动机框架51相反地配置，由此，能使驱动控制基板63与半导体模块 62之间的距离接近，并使连接驱动控制基板63和半导体模块62的导体变短。因此，能恰当地驱动半导体模块62，能最大限度地发挥半导体模块62的性能。

如图5所示，电容器61具有多个外部连接端子61c，由此，能将从转换器部6的外部布线的外部连接导体13直接连接到电容器61，因此，无需另外设置端子台等中继构件。因此，能力图实现转换器部6的小型化和轻量化。

如图5所示，电容器61配置于电动机框架51的外周面55，以使得电容器侧连接端子61d朝向半导体模块62一方，多个电容器侧连接端子61d在轴向上彼此隔开间隔地配置。半导体模块62的直流侧端子62c在轴向上彼此隔开间隔地配置，直流侧端子62c配置在相对于模块侧端子面62b的中心更靠近电容器61的位置。由此，能使电容器侧连接端子61d与直流侧端子62c之间沿着周向的距离变近，能利用直流连接导体12来连接电容器侧连接端子61d和直流侧端子62c。此外，通过使电容器侧连接端子61d与直流侧端子62c之间沿着周向的距离变近，从而能缩短直流连接导体12沿着周向的尺寸，因此，能力图实现直流连接导体12的小型化。另外，为了提高直流连接导体 12对从车轮71施加到转向架7的振动的耐振动性能，需要利用螺钉等固定构件将直流连接导体12固定到电动机框架51。直流连接导体12的尺寸越大则直流连接导体12变得越重，需要增加固定构件的根数、或使用牢固且较大的固定构件，因此会导致逆变器一体型电动机2的大型化、重量化和高成本化。在这点上，本实施方式中，通过实现直流连接导体12的小型化，从而能削减固定构件的根数、或能使用较小的固定构件，因此，能力图实现逆变器一体型电动机2的小型化、轻量化和低成本化。

本实施方式中，如图5所示，引出孔58配置在电动机框架51的外周面55 中靠近轴向一方的位置，多个电动机导体11在沿周向排列的状态下从引出孔58被引出，由此能缩小定子52和转子53的轴向的尺寸。

另外，本实施方式中，将电动机框架51的形状设为圆筒形状，但也可以设为方柱形状等。此外，本实施方式中，将电动机框架51的外周面55的形状设为圆周面状，但也可以设为四边环状等。此外，本实施方式中，驱动控制基板63将半导体模块62夹在中间而与电动机框架51相反地配置，但也可以将电容器61夹在中间而与电动机框架51相反地配置。

实施方式2.

图7是示意性示出本实用新型实施方式2所涉及的电动车的驱动控制装置1的转换器部6和电动机部5的立体图。本实施方式中，与上述实施方式1 的不同点在于，具有一个半导体模块62A。另外，实施方式2中，对与上述实施方式1重复的部分标注相同标号并省略说明。

本实施方式所涉及的转换器部6具有与U相导体11u、V相导体11v和W 相导体11w分别连接的一个半导体模块62A。半导体模块62A的形状为长方体。半导体模块62A例如长边为300mm，短边为130mm。配置半导体模块62A 和电动机部5，以使得半导体模块62A的长边方向与电动机部5的轴向平行。本实施方式中，使用一个半导体模块62A，因此，与上述实施方式1相比，能削减部件数量。

实施方式3.

图8是示意性示出本实用新型实施方式3所涉及的电动车的驱动控制装置1的转换器部6和电动机部5的立体图。本实施方式中，与上述实施方式1 的不同点在于，在周向上并排配置有多个半导体模块62。另外，实施方式3 中，对与上述实施方式1重复的部分标注相同标号并省略说明。

多个半导体模块62在周向上彼此隔开间隔地并排配置。本实施方式中，多个半导体模块62沿着与在未图示外部空气通风路径5b中流动的外部空气的流动方向正交的方向彼此隔开间隔地配置。多个半导体模块62各自的直流侧端子62c在周向上彼此隔开间隔地并排配置。多个半导体模块62各自的交流侧端子62d在周向上彼此隔开间隔地并排配置。半导体模块62的交流侧端子62d配置在比模块侧端子面62b的轴向的中心更靠近引出孔58的位置。

本实施方式中，多个半导体模块62沿着与在外部空气通风路径5b中流动的外部空气的流动方向正交的方向彼此隔开间隔地配置，由此，各半导体模块62安装于电动机框架51的外周面55中表面温度变得均匀的部分。因此，能抑制各半导体模块62的温度的偏差，能使各半导体模块62的寿命均衡化。本实施方式中，多个半导体模块62在周向上彼此隔开间隔并排地配置，由此，与将多个半导体模块62并排配置在电动机部5的轴向上的实施方式1相比，能缩短交流侧端子62d与引出孔58之间的距离。因此，能缩短从引出孔58引出的电动机导体11的长度。

实施方式4.

图9是示出本实用新型实施方式4所涉及的电动车的驱动控制装置1的转换器部6和电动机部5的剖视图。图10是放大图9所示的转换器部6而得的剖视图。本实施方式中，与上述实施方式1的不同点在于，还具备电动机用检测器66。另外，实施方式4中，对与上述实施方式1重复的部分标注相同标号并省略说明。

转换器部6具备电动机用检测器66。电动机用检测器66是检测电动机部 5的温度、振动、声音、局部放电、绝缘状态中的任一个的检测器。如图10 所示，电动机用检测器66经由电缆14与驱动控制基板63相连接。电动机用检测器66的检测信号被发送到驱动控制基板63。驱动控制基板63将电动机用检测器66的检测信号发送到未图示的控制装置。

本实施方式中，转换器部6具备检测电动机部5的温度、振动、声音、局部放电、绝缘状态中的任一个的电动机用检测器66，由此，能检测电动机部5的过温度、电动机部5内的轴承故障、定子线圈的绝缘故障、车轮71 和齿轮9a、9b的异常、转向架7的异常或它们的征兆。然后，通过将该检测信号发送到控制装置，从而能用于电动车100的保护、维护等。即，通过将具有电动机用检测器66和驱动控制基板63的转换器部6搭载于电动机部5，从而能实现CBM(Condition Based Maintenance：视情维护)。

实施方式5.

图11是示出本实用新型实施方式5所涉及的电动车的驱动控制装置1的转换器部6和电动机部5的剖视图。本实施方式中，转换器部6的配置与上述实施方式4不同。另外，实施方式5中，对与上述实施方式4重复的部分标注相同标号并省略说明。

电容器61、半导体模块62、驱动控制基板63和电动机用检测器66在夹着电动机部5与电动机用固定构件59的相反侧配置在电动机部5的电动机轴 54的更下方。本实施方式中，盖板64从电动机框架51的外周面55中朝向上方的面横跨到朝向电动机用固定构件59的相反侧的面来配置。转换器部6的一部分配置在电动机部5与车轴72之间。由此，通过将半导体模块62等集中配置在电动机部5的下部，从而能从转向架7的下方接近转换器部6。因此，在电动车100进入地坑的状态下能容易地进行转换器部6的维护。

实施方式6.

图12是示出本实用新型实施方式6所涉及的电动车的驱动控制装置1的转换器部6和电动机部5的剖视图。本实施方式中，电容器61的配置与上述实施方式4不同。另外，实施方式6中，对与上述实施方式4重复的部分标注相同标号并省略说明。

电容器61在夹着电动机部5与电动机用固定构件59的相反侧配置于电动机部5的外周面55。通过这样配置电容器61，从而能降低转换器部6的高度。

实施方式7.

图13是示出本实用新型实施方式7所涉及的电动车的驱动控制装置1的转换器部6和电动机部5的剖视图。本实施方式中，转换器部6的配置与上述实施方式4不同。另外，实施方式7中，对与上述实施方式4重复的部分标注相同标号并省略说明。

电容器61、半导体模块62、驱动控制基板63和电动机用检测器66在周向上从电动机框架51的外周面55中朝向电动机用固定构件59相反侧的面横跨到朝向下方的面并排地配置。本实施方式中，盖板64从电动机框架51的外周面55中朝向电动机用固定构件59相反侧的面横跨到朝向下方的面来配置。转换器部6的一部分配置在电动机部5与车轴72之间。由此，通过将半导体模块62等在周向上从电动机框架51的外周面55中朝向电动机用固定构件59相反侧的面横跨到朝向下方的面并排地配置，从而能从转向架7的下方、侧方接近半导体模块62等。

实施方式8.

图14是示出本实用新型实施方式8所涉及的电动车的驱动控制装置的转换器部6和电动机部5的剖视图，是与沿着图5所示的VI-VI线的剖视图相当的图。本实施方式中，用于冷却电动机部5的内部的冷却单元与上述实施方式1不同。另外，实施方式8中，对与上述实施方式1重复的部分标注相同标号并省略说明。图14所示的虚线箭头示意性示出了半导体模块62中所产生的热传递到电动机框架51后散热到空气中的情形。

如图14所示，在电动机部5的内部，并未设有图6所示的内部空气通风路径5a、外部空气通风路径5b、内部风扇5e、外部风扇5f。本实施方式的电动机部5例如具有通过热传递将电动机部5内的定子线圈等的发热传递到外部的结构、以及将所传递的热散发到大气中的结构，由此来对电动机部5进行冷却。

本实施方式中，半导体模块62通过与电动机部5的外周面55相接触，从而能将半导体模块62所产生的热传递到电动机框架51。然后，从半导体模块62传递到电动机框架51的热从电动机框架51被散热到空气中。即，半导体模块62中所产生的热能经由电动机框架51释放到空气中，因此，半导体模块62得以冷却。由此，与将用于冷却转换器部6的专用冷却风扇搭载于逆变器一体型电动机2、或使用管道等使由电动机部5内部的冷却风扇所产生的风沿着电动机框架51的外周面55流动来冷却转换器部6的情况相比，能力图实现逆变器一体型电动机2的小型化和轻量化。即，能确保冷却转换器部 6的功能，且无需用于冷却转换器部6的专用的冷却单元，因此，能力图实现逆变器一体型电动机2的小型化和轻量化。

如本实施方式那样，即使是不具有图6所示的内部空气通风路径5a、外部空气通风路径5b、内部风扇5e、外部风扇5f的电动机部5，也能使半导体模块62的热经由电动机框架51释放到空气中，因此，能冷却半导体模块62。即，在实现半导体模块62的冷却的基础上，电动机部5内部的冷却单元不限于风扇、通风路径，可以是任意装置。

上述实施方式所示的结构是表示本实用新型内容的一个示例的结构，也能够与其它公知技术进行组合，也能够在不脱离本实用新型主旨的范围内对结构的一部分进行省略、变更。

标号说明

1 电动车的驱动控制装置

2 逆变器一体型电动机

3 开关

4 电抗器

5 电动机部

5a 内部空气通风路径

5b 外部空气通风路径

5c 进气口

5d 排气口

5e 内部风扇

5f 外部风扇

5g 壁

6 转换器部

7 转向架

8 壳体

9a 小齿轮

9b 大齿轮

10 控制信号电缆

11 电动机导体

11u U相导体

11v V相导体

11w W相导体

12 直流连接导体

13 外部连接导体

14 电缆

51 电动机框架

52 定子

53 转子

54 电动机轴

55 外周面

56 固定面

57 半导体模块安装部

58 引出孔

59 电动机用固定构件

61 电容器

61a 电动机部侧安装面

61b 电容器侧端子面

61c 外部连接端子

61d 电容器侧连接端子

62、62A半导体模块

62a 散热面

62b 模块侧端子面

62c 直流侧端子

62d 交流侧端子

62e 半导体元件

63 驱动控制基板

64 盖板

65 电容器固定构件

66 电动机用检测器

71 车轮

72 车轴

73 转向架框架

74 支承框架

100 电动车。

Claims (17)

1.一种电动车的驱动控制装置，其特征在于，

具备电动机部和控制所述电动机部的驱动的转换器部，

所述电动机部收纳定子和转子，具有由金属形成的电动机框架，

所述电动机框架具有外周面，

所述转换器部配置在所述电动机框架的周围，

所述转换器部具有包含半导体元件的半导体模块，

所述半导体模块与所述电动机框架的所述外周面直接接触或热接触，

所述电动机框架的所述外周面包含固定于转向架的固定面，

所述转换器部配置在所述电动机框架的所述外周面中避开所述固定面的位置。

2.如权利要求1所述的电动车的驱动控制装置，其特征在于，

所述半导体元件是结温的上限值为比所述电动机部的发热温度要高的温度的元件。

3.如权利要求1或2所述的电动车的驱动控制装置，其特征在于，

所述半导体元件由宽带隙半导体形成。

4.如权利要求1或2所述的电动车的驱动控制装置，其特征在于，

在所述电动机框架的所述外周面一体形成有半导体模块安装部，

所述半导体模块安装于所述半导体模块安装部。

5.如权利要求1或2所述的电动车的驱动控制装置，其特征在于，

在所述电动机框架的所述外周面固定有与所述电动机框架分开形成的半导体模块安装部，

所述半导体模块经由所述半导体模块安装部安装于所述电动机框架。

6.如权利要求1或2所述的电动车的驱动控制装置，其特征在于，

所述半导体模块还具有设有连接端子的端子面、以及冷却所述半导体元件的散热面，

所述半导体模块在使所述散热面朝向所述电动机框架、并且使所述端子面朝向所电动机框架的相反侧的状态下，配置于所述电动机框架的所述外周面。

7.如权利要求1或2所述的电动车的驱动控制装置，其特征在于，

所述转换器部具有检测所述电动机部的温度、振动、声音、局部放电和绝缘状态中的任一个的检测器、以及控制所述半导体模块的驱动的驱动控制基板，

所述检测器的信号被输入到所述驱动控制基板。

8.如权利要求7所述的电动车的驱动控制装置，其特征在于，

所述驱动控制基板将所述半导体模块夹在中间而与所述电动机框架相反地配置。

9.如权利要求1或2所述的电动车的驱动控制装置，其特征在于，

所述转换器部具有与所述半导体模块相连接的电容器，

所述电容器形成为沿着所述电动机框架的所述外周面的形状，并安装于所述电动机框架的所述外周面。

10.如权利要求9所述的电动车的驱动控制装置，其特征在于，

所述电容器配置于所述电动机框架的所述外周面，以使得所述电容器的连接端子朝向所述半导体模块一方，

所述电容器的所述连接端子与所述半导体模块的连接端子通过与所述电动机框架的所述外周面平行的直流连接导体相连接。

11.如权利要求9所述的电动车的驱动控制装置，其特征在于，

所述电容器具有连接外部连接导体的外部连接端子。

12.如权利要求1或2所述的电动车的驱动控制装置，其特征在于，

所述电动机部由三相交流驱动，

还具备将所述转换器部和所述电动机部连接的U相导体、V相导体和W相导体，

所述转换器部具有与所述U相导体连接的所述半导体模块、与所述V相导体连接的所述半导体模块以及与所述W相导体连接的所述半导体模块，

多个所述半导体模块在所述电动机部的轴向上并排配置。

13.如权利要求1或2所述的电动车的驱动控制装置，其特征在于，

所述电动机部由三相交流驱动，

还具备将所述转换器部和所述电动机部连接的U相导体、V相导体和W相导体，

所述转换器部具有与所述U相导体连接的所述半导体模块、与所述V相导体连接的所述半导体模块以及与所述W相导体连接的所述半导体模块，

多个所述半导体模块在所述电动机部的周向上并排配置。

14.如权利要求1或2所述的电动车的驱动控制装置，其特征在于，

所述电动机部由三相交流驱动，

还具备将所述转换器部和所述电动机部连接的U相导体、V相导体和W相导体，

所述转换器部具有与所述U相导体、所述V相导体和所述W相导体分别连接的一个所述半导体模块，

所述半导体模块的形状为长方体，

配置所述半导体模块和所述电动机部，以使得所述半导体模块的长边方向与所述电动机部的轴向平行。

15.如权利要求6所述的电动车的驱动控制装置，其特征在于，

所述半导体模块的所述连接端子经由导体与所述电动机部的定子相连接。

16.如权利要求15所述的电动车的驱动控制装置，其特征在于，

所述电动机框架形成有用于将所述导体引出到所述电动机框架之外的引出孔，

所述引出孔配置在所述电动机框架的所述外周面中靠近轴向一方的位置。

17.如权利要求1或2所述的电动车的驱动控制装置，其特征在于，

在所述电动机部的内部设有外部空气通风路径，所述外部空气通风路径将外部空气引入所述电动机部的内部来流通，之后向所述电动机部的外部排出，

所述半导体模块与所述外部空气通风路径被所述电动机框架隔开。

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