DE112012000100T5

DE112012000100T5 - Wechselrichtervorrichtung

Info

Publication number: DE112012000100T5
Application number: DE112012000100T
Authority: DE
Inventors: Kohei Ito; Tatsuya Kondo; Tomoyuki Suzuki
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2012-02-24
Publication date: 2013-07-04
Also published as: JP5534353B2; CN103081331A; WO2012132689A1; JP2012217263A; CN103081331B; US9018807B2; US20120248909A1

Abstract

Die Anordnung von jeweiligen Komponenten wird optimiert, um die elektrische Verbindungsstruktur mit einer drehenden Elektromaschine zu vereinfachen und Kühlleistung sicherzustellen. Eine Wechselrichtervorrichtung 1 enthält eine Mehrzahl von Schaltbauteilen, die elektrische Leistung umwandeln zwischen DC-Leistung und AC-Leistung, eine Basisplatte, auf der die Schaltbauteile platziert sind, Wärmeableitlamellen, die auf der Basisplatte bereitgestellt sind, AC-Anschlüsse 25, über die AC-Leistung in eine drehende Elektromaschine 3, als eine Antriebsleistungsquelle eines Fahrzeugs V, eingegeben und von dieser ausgegeben wird, und einen Kondensator, der DC-Leistung glättet. Eine drehende Welle 3a der drehenden Elektromaschine ist angeordnet, um sich in einer Breitenrichtung des Fahrzeugs V zu erstrecken, die Basisplatte ist benachbart zu den AC-Anschlüssen 25 in der Breitenrichtung des Fahrzeugs angeordnet, eine Mehrzahl der AC-Phasenanschlüsse ist sequenziell in einer Richtung senkrecht zu der drehenden Welle 3a der drehenden Elektromaschine 3 angeordnet, und der Kondensator ist benachbart zu den Wärmeableitlamellen auf der Rückseite in einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs V angeordnet.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wechselrichtervorrichtung, die eine Mehrzahl von Schaltbauteilen enthält, die elektrische Leistung zwischen DC-Leistung und AC-Leistung umwandeln, eine Basisplatte, die eine Bauteilplatzierungsfläche enthält, auf der diese Mehrzahl von Schaltbauteilen platziert sind, Wärmeableitlamellen, die auf der Seite der Basisplatte der Bauteilplatzierungsfläche gegenüberliegend, bereitgestellt sind, AC-Anschlüsse, über die AC-Leistung in eine drehende Elektromaschine, die als eine Antriebsleistungsquelle eines Fahrzeugs dient, eingegeben und von dieser ausgegeben wird, und die elektrisch mit den Schaltbauteilen verbunden sind, und einen Kondensator, der die DC-Leistung glättet.
Technischer Hintergrund
In den vergangenen Jahren ist ein Hybridfahrzeug oder ein Elektrofahrzeug, das als Antriebsleistungsquelle eine drehende Elektromaschine enthält, ins Rampenlicht getreten bezüglich Energieeinsparung oder bezüglich einer Reduzierung der Umweltbelastung. Es gibt viele Fälle, bei denen eine DC-Leistungsquelle, wie beispielsweise eine Hochspannungsbatterie allgemein bereitgestellt wird, und die drehende Elektromaschine durch AC-Leistung in dem Hybridfahrzeug oder dergleichen angetrieben wird. Aus diesem Grund ist das Hybridfahrzeug oder dergleichen mit einer Wechselrichtervorrichtung zwischen der DC-Leistungsquelle und der drehenden Elektromaschine bereitgestellt.
Eine Vorrichtung, die beispielsweise in der folgenden Patentliteratur 1 offenbart ist, ist bereits bekannt als oben genannte Wechselrichtervorrichtung. Nachfolgend werden Begriffe bzw. Namen und Bezugszeichen entsprechender Bauteile, die in der Patentliteratur 1 offenbart sind, in eckige Klammern gesetzt in der Beschreibung des Abschnitts, der den technischen Hintergrund betrifft. Wie in den 2 und 3 der Patentliteratur 1 gezeigt, enthält diese Vorrichtung eine Basisplatte [Motorsubstrat 120 und Kühllamellen 12], auf der eine Mehrzahl von Schaltbauteilen [MOS-FETs 111a bis 111f] bereitgestellt sind, Wärmeableitlamellen [Kühllamellen 12], die auf der Seite bereitgestellt sind, die der Fläche der Basisplatte gegenüberliegt, auf der die Schaltbauteile platziert sind, eine Mehrzahl von AC-Phasenanschlüsse [AC-Anschlüsse 71, 72 und 73], über die AC-Leistung in eine drehende Elektromaschine [Motorgenerator 940] eingegeben und von dieser ausgegeben wird, und Kondensatoren [Elektrolytkondensatoren 21, 22 und 23], die eine DC-Leistung glätten.
In der Patentliteratur 1 sind die Wechselrichtervorrichtung und die drehende Elektromaschine derart angeordnet, dass sie voneinander in der Breitenrichtung eines Fahrzeugs beabstandet sind. Ferner ist in der Patentliteratur 1 die Versetzung der Mehrzahl von AC-Phasenanschlüssen, der Wärmeableitlamellen und der Kondensatoren, wenn die Wechselrichtervorrichtung an dem Fahrzeug montiert ist, nicht klar beschrieben. Bezug nehmend auf die 2, 5 und 7 der Patentliteratur 1 kann jedoch verstanden werden, dass die Mehrzahl der AC-Phasenanschlüsse sequenziell in Richtung parallel zu einer Drehwelle der drehenden Elektromaschine angeordnet sind, und die Kondensatoren auf der vorderen Seite der Wärmeableitlamellen in Fahrtrichtung des Fahrzeugs angeordnet sind.
Bei diesem Aufbau wird eine elektrische Verbindungsstruktur zwischen der drehenden Elektromaschine und der Mehrzahl von AC-Phasenanschlüssen der Wechselrichtervorrichtung jedoch vergrößert und kompliziert. Ferner werden bezüglich der Fahrtrichtung des Fahrzeugs die Kühllamellen im Schatten der Kondensatoren versteckt, die einen relativ großen Bereich in Richtung senkrecht zu der Basisplatte besetzen. Aus diesem Grund besteht die Möglichkeit, dass es nicht möglich ist, die Kondensatoren und die Schaltbauteile effizient zu kühlen. Wenn die Kühlleistung der Komponenten (der Schaltbauteile, der Kondensatoren oder dergleichen) der Wechselrichtervorrichtung oder der elektrischen Verbindung zwischen der Wechselrichtervorrichtung und der drehenden Elektromaschine, als eine Antriebsleistungsquelle des Fahrzeugs, in Betracht gezogen wird, ist die Versetzung der jeweiligen Komponenten der Wechselrichtervorrichtung, die in der Patentliteratur 1 offenbart sind, nicht zwingend optimiert.
Zitatliste
Patentliteratur

JP-A-2008-29094

Zusammenfassung der Erfindung
Das durch die Erfindung zu lösende Problem
Entsprechend ist es wünschenswert, die Anordnung der jeweiligen Komponenten in einer Wechselrichtervorrichtung, die mit einer drehenden Elektromaschine als eine Antriebsleistungsquelle eines Fahrzeugs verbunden ist, derart zu optimieren, dass eine elektrische Verbindungsstruktur zwischen der Wechselrichtervorrichtung und der drehenden Elektromaschine vereinfacht und die Kühlleistung sichergestellt wird.
Mittel zum Lösen des Problems
Gemäß der Erfindung wird eine Wechselrichtervorrichtung bereitgestellt, die eine Mehrzahl von Schaltbauteilen enthält, die elektrische Leistung zwischen DC-Leistung und AC-Leistung umwandeln, eine Basisplatte, die eine Bauteilplatzierungsfläche enthält, auf der diese Mehrzahl von Schaltbauteilen platziert sind, Wärmeableitlamellen, die auf der Seite der Basisplatte, der Bauteilplatzierungsfläche gegenüberliegend, bereitgestellt sind, AC-Anschlüsse, über die die AC-Leistung in eine drehende Elektromaschine als eine Leistungsantriebsquelle eines Fahrzeugs eingegeben und von dieser ausgegeben wird, und die elektrisch mit den Schaltbauteilen verbunden sind, und einen Kondensator, der DC-Leistung glättet. Die Wechselrichtervorrichtung ist an einem Gehäuse der drehenden Elektromaschine fixiert, das die drehende Elektromaschine aufnimmt. Die Struktur der Wechselrichtervorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine drehende Welle bzw. Drehwelle der drehenden Elektromaschine derart angeordnet ist, dass sie sich in einer Breitenrichtung des Fahrzeugs erstreckt, die Basisplatte benachbart zu den AC-Anschlüssen in der Breitenrichtung des Fahrzeugs angeordnet ist, eine Mehrzahl der AC-Phasenanschlüsse als AC-Anschlüsse sequenziell in einer Richtung senkrecht zu der drehenden Welle der drehenden Elektromaschine angeordnet sind, und der Kondensator benachbart zu den Wärmeableitlamellen auf der Rückseite in Fahrtrichtung des Fahrzeugs angeordnet ist.
Gemäß dem charakteristischen Aufbau sind die Mehrzahl der AC-Phasenanschlüsse, als die AC-Anschlüsse, auf der gleichen Seite der Basisplatte in der Breitenrichtung des Fahrzeugs angeordnet, während sie sequenziell angeordnet sind in Richtung senkrecht zu der drehenden Welle der drehenden Elektromaschine, die angeordnet ist, um sich in der Breitenrichtung des Fahrzeugs zu erstrecken. Da es möglich ist, die Mehrzahl der AC-Phasenanschlüsse entsprechend mit den Spulen der drehenden Elektromaschine auf der gleichen Seite in der axialen Richtung der drehenden Welle der drehenden Elektromaschine zu verbinden, ist es entsprechend möglich, eine elektrische Verbindungsstruktur zwischen der Wechselrichtervorrichtung und der drehenden Elektromaschine zu vereinfachen. Da der Kondensator ferner benachbart zu den Wärmeableitlamellen auf der Rückseite in der Fahrtrichtung des Fahrzeugs angeordnet ist, ist es möglich, die Schaltbauteile zu kühlen, indem Wärme von den Wärmeableitlamellen durch den Fahrtwind abgeleitet wird, der erzeugt wird aufgrund der Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs, und ebenso den Kondensator zu kühlen, indem der Fahrtwind zu dem Kondensator geleitet wird. Gemäß dem oben genannten charakteristischen Aufbau ist es folglich möglich die Anordnung der jeweiligen Komponenten in einer Wechselrichtervorrichtung zu optimieren, die mit der drehenden Elektromaschine, als die Antriebsleistungsquelle des Fahrzeugs, verbunden ist, so dass es möglich ist, eine elektrische Verbindungsstruktur zwischen der Wechselrichtervorrichtung und der drehenden Elektromaschine zu vereinfachen und eine Kühlleistung sicherzustellen.
Die Wärmeableitlamellen können hier auf der Seite angeordnet sein, die der drehenden Elektromaschine bezüglich der Bauteilplatzierungsfläche gegenüberliegt.
Gemäß diesem Aufbau sind die Wärmeableitlamellen auf der Seite angeordnet, die bezüglich der Bauteilplatzierungsfläche der drehenden Elektromaschine und dem Gehäuse der drehenden Elektromaschine gegenüberliegt. Verglichen mit einem Fall, bei dem die Wärmeableitlamellen auf der gleichen Seite angeordnet sind, wie die drehende Elektromaschine und das Gehäuse der drehenden Elektromaschine, in Bezug auf die Bauteilplatzierungsfläche, werden die Wärmeableitlamellen entsprechend nicht leicht beeinträchtigt durch die Wärme, die von der drehenden Elektromaschine erzeugt wird, und Kühlluft wird einfach zu den Wärmeableitlamellen geliefert. Folglich ist es möglich, durch die Wärmeableitlamellen die Wärme von der Basisplatte effizient abzuleiten.
Eine Erstreckungsrichtung der Wärmeableitlamellen, die sich in der Form einer flachen Platte erstrecken, kann ferner auf eine Richtung entlang einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs festgelegt sein.
Gemäß diesem Aufbau ist es möglich, den Fahrtwind, der zwischen den Wärmeableitlamellen strömt, effizient zu dem Kondensator zu leiten. Entsprechend ist es möglich, den Kondensator effizient zu kühlen.
Die Wechselrichtervorrichtung kann ferner Leistungsversorgungsanschlüsse enthalten, die mit dem Kondensator verbunden sind, und über die die DC-Leistung in eine DC-Leistungsquelle eingegeben und von dieser ausgegeben wird, und die Leistungsversorgungsanschlüsse können auf der Rückseite des Kondensators in Fahrtrichtung des Fahrzeugs angeordnet sein.
Gemäß diesem Aufbau sind die Leistungsversorgungsanschlüsse auf der Rückseite des Kondensators in der Fahrtrichtung des Fahrzeugs angeordnet. Entsprechend ist es von den jeweiligen Komponenten der Wechselrichtervorrichtung möglich, die Leistungsversorgungsanschlüsse an dem hintersten Endbereich des Fahrzeugs in der Fahrtrichtung anzuordnen. Folglich ist es einfach, die elektrische Verbindung zwischen dem Leistungsversorgungsanschluss und der DC-Leistungsquelle, die oft in dem Fahrzeug auf der Rückseite einer Antriebsleistungsquelleaufnahmekammer montiert ist, die eine Antriebsleistungsquelle (die die drehende Elektromaschine enthält) des Fahrzeugs im Allgemeinen aufnimmt, mit dem kürzesten Pfad zu erreichen. Als Ergebnis ist es möglich, die elektrische Verbindungsstruktur zwischen der Wechselrichtervorrichtung und der DC-Leistungsquelle zu vereinfachen.
Darüber hinaus kann die Mehrzahl der AC-Phasenanschlüsse an Positionen angeordnet sein, die Spulen der drehenden Elektromaschine überlappen, bei einer Betrachtung in radialer Richtung der drehenden Elektromaschine.
Bezüglich der Anordnung von zwei Bauteilen bedeutet hingegen „überlappt, bei einer Betrachtung in einer senkrechten Richtung”, dass ein Beobachtungspunkt, wo die zwei Bauteile einander überlappen, in mindestens einem Teil eines Bereichs vorhanden ist, wenn die senkrechte Richtung als eine Beobachtungs- bzw. Betrachtungsrichtung verwendet wird, und der Beobachtungspunkt sich in jeder Richtung senkrecht zu der Beobachtungs- bzw. Betrachtungsrichtung bewegt.
Gemäß diesem Aufbau ist es möglich, die Mehrzahl der AC-Phasenanschlüsse mit den Spulen der drehenden Elektromaschine in der radialen Richtung der drehenden Elektromaschine in der Form einer geraden Linie zu verbinden, und mit einer minimalen Anzahl von notwendigen Bauteilen die AC-Phasenanschlüsse elektrisch mit den Spulen zu verbinden. Folglich ist es möglich, die elektrische Verbindungsstruktur zwischen der Wechselrichtervorrichtung und den Spulen zu vereinfachen.
Die AC-Anschlüsse können ferner angeordnet sein, um von der Basisplatte in einer ersten vorbestimmten Referenzrichtung in Draufsicht, bei Betrachtung in einer Richtung senkrecht zu der Bauteilplatzierungsfläche vorzustehen; der Kondensator kann angeordnet sein in einem Kondensatoranordnungsbereich, der festgelegt ist in einer rechteckigen Form in der Draufsicht; und der Kondensatoranordnungsbereich kann derart festgelegt sein, dass die langen Seiten der rechteckigen Form parallel zu der ersten Referenzrichtung in der Draufsicht sind, und können benachbart zu einem Basisanordnungsbereich festgelegt sein, in dem die Basisplatte und die AC-Anschlüsse angeordnet sind, in einer zweiten Referenzrichtung, die eine Richtung senkrecht zu der ersten Referenzrichtung ist.
Die „rechteckige Form” wird indes als Begriff verwendet, der eine Form darstellt, die als im Wesentlichen eine rechteckige Form im Ganzen angesehen wird, obwohl es einige verformte Bereiche gibt.
Gemäß diesem Aufbau sind der Basisanordnungsbereich, in dem die Basisplatte und die AC-Anschlüsse, die von der Basisplatte in der ersten Referenzrichtung vorstehen, angeordnet sind, und der rechteckige Kondensatoranordnungsbereich, in dem der Kondensator angeordnet ist und der lange Seiten parallel zu der ersten Referenzrichtung aufweist, benachbart zueinander in der zweiten Referenzrichtung in Draufsicht in einer Richtung senkrecht zu der Bauteilplatzierungsfläche angeordnet. Die Basisplatte, die AC-Anschlüsse und der Kondensator sind also nicht sequenziell in der ersten Referenzrichtung angeordnet, und der Kondensator ist benachbart zu der Basisplatte und den AC-Anschlüssen in der zweiten Referenzrichtung angeordnet. Entsprechend ist es möglich, die Basisplatte, die AC-Anschlüsse und den Kondensator alle kompakt in einem Bereich anzuordnen, der eine rechteckige Form in Draufsicht aufweist, indem die Positionen von beiden Endbereichen des Kondensatoranordnungsbereichs in der ersten Referenzrichtung gemäß den Positionen von beiden Endbereichen des Basisanordnungsbereichs in der ersten Referenzrichtung eingestellt werden. Folglich ist es möglich, eine Wechselrichtervorrichtung bereitzustellen, deren Gesamtgröße reduziert werden kann.
Der Kondensator hat indes einen relativ großen Freiheitsgrad in Bezug auf das Design seiner Größe und Form, verglichen mit den AC-Anschlüssen, die AC-Leistung in die externe Vorrichtung eingeben und von dieser ausgeben, oder der Basisplatte, auf der die Schaltbauteile bereitgestellt sind. Aus diesem Grund ist es möglich, die Größe und die Form des Kondensators gemäß der Größe und der Form des Kondensatoranordnungsbereichs einzustellen, so dass die oben genannte Wechselrichtervorrichtung geeignet bereitgestellt werden kann.
Darüber hinaus kann die Länge des Kondensatoranordnungsbereichs in der ersten Referenzrichtung festgelegt werden, um länger zu sein als die Länge der Basisplatte in der ersten Referenzrichtung, und die AC-Anschlüsse können in einem Bereich angeordnet sein, der den Kondensatoranordnungsbereich überlappt, bei Betrachtung in der zweiten Referenzrichtung.
Gemäß diesem Aufbau sind die AC-Anschlüsse angeordnet, um in dem Bereich aufgenommen zu sein, der gebildet wird aufgrund der Differenz zwischen der Länge des Kondensatoranordnungsbereichs und der Länge der Basisplatte in der ersten Referenzrichtung. Entsprechend ist es möglich, die Basisplatte, die AC-Anschlüsse und den Kondensator alle kompakt anzuordnen.
Darüber hinaus kann ein Verbindungsträger, der elektrische Verbindungsbauteile, die mindestens die Schaltbauteile und die AC-Anschlüsse verbinden, abstützt, auf der gleichen Seite der Basisplatte bereitgestellt sein, wie die Bauteilplatzierungsfläche; der Basisanordnungsbereich kann festgelegt sein, um die Anordnungsbereiche für die Wärmeableitlamellen und den Verbindungsträger zu enthalten; und die Länge und die Position des Kondensatoranordnungsbereichs in einer senkrechten Referenzrichtung, die eine Richtung senkrecht zu der Bauteilplatzierungsfläche ist, können festgelegt werden, um der Länge und der Position des Basisanordnungsbereichs in der senkrechten Referenzrichtung zu entsprechen.
Der Begriff „entspricht” wird indes verwendet als Begriff verwendet, der angibt, dass Ereignisse (die die Länge und die Position umfassen), also Objekte, die zu vergleichen sind, im Wesentlichen gleich zueinander sind. „Entspricht” umfasst also nicht nur einen Zustand, bei dem Ereignisse, also Objekte, die zu vergleichen sind, exakt gleich zueinander sind, sondern auch einen Zustand, bei dem sie voneinander abweichen. „Entspricht” umfasst beispielsweise auch einen Zustand, bei dem Unterschiede zwischen den Ereignissen vorliegen, also die zu vergleichenden Objekte ausreichend klein sind, verglichen zu allen Ereignissen, und die Ereignisse im Wesentlichen gleich zueinander sind, so dass periphere Bereiche designed und hergestellt werden können, oder einen Zustand, bei dem es Unterschiede gibt, die verursacht werden durch erlaubte bzw. tolerierte Fehler im Design oder in der Herstellung.
Gemäß diesem Aufbau ist es möglich, die Schaltbauteile elektrisch mit den AC-Anschlüssen zu verbinden, während die elektrischen Verbindungsbauteile durch den Verbindungsträger geeignet abgestützt werden.
In dem oben genannten Aufbau ist darüber hinaus der Basisanordnungsbereich festgelegt, um die Anordnungsbereiche der Wärmeableitlamellen und den Verbindungsträger zu enthalten, und die Länge und die Position des Kondensatoranordnungsbereichs in der senkrechten Referenzrichtung werden festgelegt, um der Länge und der Position des Basisanordnungsbereichs in der senkrechten Referenzrichtung zu entsprechen. Aus diesem Grund kann in Bezug auf die Positionsbeziehung in der Richtung entlang der senkrechten Referenzrichtung der Kondensator angeordnet sein, um in dem Bereich aufgenommen zu sein, der durch alle, die Basisplatte, die AC-Anschlüsse, die Wärmeableitlamellen und den Verbindungsträger besetzt ist. Folglich werden alle, die Basisplatte, die AC-Anschlüsse, die Wärmeableitlamellen, der Verbindungsträger und der Kondensator zusammen leicht angeordnet, um in den Bereich aufgenommen zu werden, der eine rechteckige Form aufweist, bei einer Betrachtung in mindestens einer von der ersten und zweiten Referenzrichtung, ohne ungenutzte Räume. Als Ergebnis ist es möglich, eine Wechselrichtervorrichtung zu schaffen, deren Gesamtgröße weiter reduziert werden kann.
Darüber hinaus kann die Wechselrichtervorrichtung ferner eine Steuerungskarte enthalten, die bereitgestellt ist mit mindestens einer Treiberschaltung für die Schaltbauteile. Die Steuerungskarte kann benachbart zu beiden, dem Kondensatoranordnungsbereich und dem Basisanordnungsbereich in einer senkrechten Referenzrichtung sein, die eine Richtung senkrecht zu der Bauteilplatzierungsfläche ist, und kann an einer Position angeordnet sein, die beide, den Kondensatoranordnungsbereich und den Basisanordnungsbereich in der Draufsicht überlappt.
Gemäß diesem Aufbau ist die Steuerungskarte benachbart zu dem Kondensatoranordnungsbereich und dem Basisanordnungsbereich, ohne signifikant beabstandet zu sein von dem Kondensatoranordnungsbereich und dem Basisanordnungsbereich in der senkrechten Referenzrichtung. Entsprechend ist es möglich, eine Vergrößerung der Wechselrichtervorrichtung in der senkrechten Referenzrichtung zu unterdrücken. Da die Steuerungskarte an der Position angeordnet ist, die beide Bereiche, den Kondensatoranordnungsbereich und den Basisanordnungsbereich in der Draufsicht überlappt (bei Betrachtung in der senkrechten Referenzrichtung), können alle Hauptkomponenten, die auch die Steuerungskarte umfassen, der Wechselrichtervorrichtung einfach angeordnet werden, um in den Raum aufgenommen zu werden, der eine rechteckige Form in der Draufsicht hat.
Die Wechselrichtervorrichtung kann ferner Leistungsversorgungsanschlüsse enthalten, über die die DC-Leistung in eine DC-Leistungsquelle eingegeben und von dieser ausgegeben wird, DC-Anschlüsse, über die die DC-Leistung in die Schaltbauteile eingegeben und von diesen ausgegeben wird, und Kondensatorverbindungsbauteile, die elektrisch die Leistungsversorgungsanschlüsse mit den DC-Anschlüssen über den Kondensator verbinden. Die Steuerungskarte kann ferner bereitgestellt sein mit einer Spannungsdetektionsschaltung, die eine Spannung detektiert zwischen beiden Elektroden des Kondensators. Zweigverbindungsbereiche, die von den Kondensatorverbindungsbauteilen abzweigen können und sich in der senkrechten Referenzrichtung erstrecken, können mit der Spannungsdetektionsschaltung verbunden sein, während sie durch die Steuerungskarte verlaufen.
Gemäß diesem Aufbau erstrecken sich die Zweigverbindungsbereiche, die von den Kondensatorverbindungsbauteilen abzweigen, die elektrisch die Leistungsversorgungsanschlüsse und die DC-Anschlüsse verbinden, in der senkrechten Referenzrichtung und verlaufen durch die Steuerungskarte. Entsprechend ist es möglich, die Kondensatorverbindungsbauteile über eine kurze Distanz mit der Spannungsdetektionsschaltung zu verbinden.
Darüber hinaus können die Leistungsversorgungsanschlüsse und die DC-Anschlüsse an Positionen angeordnet sein, die verschieden sind in der ersten Referenzrichtung und punktsymmetrisch sind zueinander bezüglich des Schwerpunkts der Form des Kondensatoranordnungsbereichs in der Draufsicht.
„Punktsymmetrie” wird indes verwendet als ein Begriff, der eine Symmetrie darstellt, die im Wesentlichen punktsymmetrisch im Ganzen ist, obwohl es einige Positionsabweichungen gibt.
Wie oben beschrieben ist es in dem Aufbau, bei dem der Kondensatoranordnungsbereich benachbart zu dem Basisanordnungsbereich in der zweiten Referenzrichtung gesetzt ist, möglich, die Positionen von beiden Endbereichen des Kondensatoranordnungsbereichs in der ersten Referenzrichtung gemäß den Positionen der beiden Endbereiche des Basisanordnungsbereichs in der ersten Referenzrichtung festzulegen. Beispielsweise ist es möglich, die Länge und die Position des Kondensatoranordnungsbereichs in der ersten Referenzrichtung festzulegen, um der Länge und der Position des Basisanordnungsbereichs in der ersten Referenzrichtung zu entsprechen. In diesem Fall ist der Bereich, in dem die Basisplatte angeordnet ist, von dem Basisanordnungsbereich in der ersten Referenzrichtung, ausgenommen die AC-Anschlussbereiche, ein Bereich, der nur einen vorbestimmten Bereich auf einer Seite des Kondensatoranordnungsbereichs belegt bzw. besetzt. Aus diesem Grund entsprechen der Schwerpunkt der Form der Basisplatte in der Draufsicht und der Schwerpunkt der Form des Kondensatoranordnungsbereichs (und des Kondensators) in der Draufsicht den Positionen, die voneinander in der ersten Referenzrichtung verschieden sind. Unter Berücksichtigung des Designs oder dergleichen der elektrischen Verbindungsbauteile, die die DC-Anschlüsse mit den Schaltbauteilen verbinden, ist es indes vorzuziehen, dass die DC-Anschlüsse, über die DC-Leistung in die Schaltbauteile eingegeben und von diesen ausgegeben wird, an der Position des Schwerpunkts der Basisplatte in der ersten Referenzrichtung angeordnet sind. In diesem Fall entsprechen der DC-Anschluss und der Schwerpunkt des Kondensatoranordnungsbereichs (und des Kondensators) den Positionen, die verschieden sind voneinander in der ersten Referenzrichtung.
Bei diesem Aufbau, gemäß der oben genannten Struktur, sind die Leistungsversorgungsanschlüsse und die DC-Anschlüsse an Positionen angeordnet, die in der ersten Referenzrichtung verschieden sind und die zueinander punktsymmetrisch sind bezüglich des Schwerpunkts des Kondensatoranordnungsbereichs in der Draufsicht. In der Struktur, bei der eine Mehrzahl von Kondensatorbauteilen zwischen die Leistungsversorgungsanschlüsse und die DC-Anschlüsse geschaltet sind, ist es entsprechend möglich, die Längen der elektrischen Verbindungspfade, die durch die jeweiligen Kondensatorbauteile und die Kondensatorverbindungsbauteile zwischen den Leistungsversorgungsanschlüssen und den DC-Anschlüssen verlaufen, einander entsprechend festzulegen. Entsprechend ist es möglich, die Ströme, die durch die jeweiligen Kondensatorbauteile fließen, im Wesentlichen auszugleichen bzw. zu neutralisieren. Da das Ausmaß an Wärme, die durch die jeweiligen Kondensatorbauteile erzeugt wird, auch im Wesentlichen aufgrund dieser Tatsache ausgeglichen bzw. neutralisiert wird, ist es möglich, die Größe jedes Kondensatorbauteils zu reduzieren, und folglich die Gesamtgröße der Wechselrichtervorrichtung und des Kondensators zu reduzieren.
Die Mehrzahl der Schaltbauteile kann darüber hinaus eine Wechselrichterschaltung bilden. Die Wechselrichterschaltung kann eine Drei-Abschnitt-Struktur haben, die drei Abschnitte enthält, die Schaltbauteile enthalten, die obere Zweige bzw. Stufenzweige bilden, die mit einer Seite einer positiven Elektrode verbunden sind, und Schaltbauteile, die untere Zweige bzw. Stufenzweige bilden, die mit der Seite einer negativen Elektrode verbunden sind. Eine Richtung, in der die oberen und unteren Zweige jedes Abschnitts miteinander verbunden sind, kann eine Richtung entlang der ersten Referenzrichtung sein, und die drei Abschnitte können im Wesentlichen in der zweiten Referenzrichtung sequenziell angeordnet sein.
Gemäß diesem Aufbau ist es möglich, elektrische Leistung zwischen DC-Leistung und Drei-Phasen-AC-Leistung durch die Wechselrichterschaltung, die die Struktur mit den drei Abschnitten aufweist, umzuwandeln.
In diesem Fall, in der oben genannten Struktur, ist die Richtung, in der die oberen und unteren Zweige von jedem der Abschnitte miteinander verbunden sind, und eine Richtung, in der die Schaltbauteile und der AC-Anschluss von jedem der Abschnitte miteinander verbunden sind, die Richtung entlang der ersten Referenzrichtung. Entsprechend ist es möglich, die Formen der elektrischen Verbindungsbauteile, die die Schaltbauteile elektrisch mit den AC-Anschlüssen verbinden, in die Form zu vereinfachen, die der Form einer geraden Linie nahe kommt. Da es möglich ist die Formen der elektrischen Verbindungsbauteile für die jeweiligen Phasen festzulegen, um einander zu entsprechen, ist es möglich, die Anordnung der elektrischen Verbindungsbauteile für die jeweiligen Phasen für die AC-Anschlüsse zu vereinfachen.
Da die drei Abschnitte, von denen die oberen und unteren Zweige in der ersten Referenzrichtung sequenziell angeordnet sind, darüber hinaus sequenziell in der zweiten Referenzrichtung angeordnet sind, sind eine Richtung, in der der obere Zweig der jeweiligen Abschnitte miteinander verbunden sind, eine Richtung, in der der untere Zweig von den jeweiligen Abschnitten miteinander verbunden sind, und eine Richtung, in der die Zweige mit der positiven oder negativen Elektrode der DC-Anschlüsse verbunden sind, die benachbart auf der Seite des Kondensators angeordnet sind, die Richtung entlang der zweiten Referenzrichtung. Entsprechend ist es möglich, die Formen der elektrischen Verbindungsbauteile, die die Schaltbauteile elektrisch mit dem DC-Anschlüssen verbinden, in die Form zu vereinfachen, die der Form einer geraden Linie nahe kommt. Da es möglich ist, die Formen der elektrischen Verbindungsbauteile für die jeweiligen Elektroden einander entsprechend festzulegen, ist es möglich, die Anordnung der elektrischen Verbindungsbauteile für die jeweiligen Elektroden für die DC-Anschlüsse zu vereinfachen.
Die oberen und unteren Zweige bzw. Stufenzweige können derart angeordnet sein, dass eine Längsrichtung von jedem von den oberen und unteren Zweigen eine Richtung entlang der ersten Referenzrichtung ist.
Gemäß dieser Struktur ist es möglich, die Längen der elektrischen Verbindungsbauteile für die jeweiligen Elektroden in der zweiten Referenzrichtung zu reduzieren, verglichen mit dem Fall, bei dem die oberen und unteren Zweige derart angeordnet sind, dass die Längsrichtung von jedem der oberen und unteren Zweige eine Richtung entlang der zweiten Referenzrichtung ist. Folglich ist es möglich, den elektrischen Widerstand der elektrischen Verbindungsbauteile für die jeweiligen Elektroden zu reduzieren, die als Übertragungspfad für DC-Leistung dienen, so dass es möglich ist, die Energieeffizienz zu verbessern.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Fahrzeugantriebsvorrichtung und einer Wechselrichtervorrichtung, die an einem Fahrzeug montiert sind.
2 zeigt eine schematische Ansicht, die die Struktur bzw. den Aufbau einer Wechselrichterschaltung zeigt.
3 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht eines Wechselrichtermoduls.
4 zeigt eine Draufsicht der Wechselrichtervorrichtung, bei Betrachtung in einer Z-Richtung.
5 zeigt eine Seitenansicht der Wechselrichtervorrichtung, bei Betrachtung in einer X-Richtung.
6 zeigt eine Seitenansicht der Wechselrichtervorrichtung, bei Betrachtung in einer Y-Richtung.
7 zeigt eine schematische Ansicht, die den Aufbau einer elektrischen Schaltung zeigt, die in einem Kondensator bereitgestellt ist.
8 zeigt eine schematische Ansicht, die einen Zustand zeigt, bei dem die Fahrzeugantriebsvorrichtung und die Wechselrichtervorrichtung an einem Fahrzeug montiert sind.
Ausführungsformen der Erfindung
Ein Ausführungsbeispiel einer Wechselrichtervorrichtung gemäß der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In diesem Ausführungsbeispiel wird beispielhaft eine Wechselrichtervorrichtung 1 eines Systems beschrieben, das eine drehende Elektromaschine 3 steuert, die als eine Antriebsleistungsquelle für die Räder eines Hybridfahrzeugs V dient (im Folgenden einfach als „Fahrzeug V” bezeichnet). Wie in 8 gezeigt enthält das Hybridfahrzeug V einen internen Verbrennungsmotor 61, eine Fahrzeugantriebsvorrichtung 62, die eine drehende Elektromaschine 3 enthält, und einen Wechselrichter 1. Die Wechselrichtervorrichtung 1 enthält eine Wechselrichterschaltung 7 und steuert die drehende Elektromaschine 3, die eine externe Vorrichtung ist, gesehen von der Wechselrichtervorrichtung 1 aus. In diesem Ausführungsbeispiel ist indes die drehende Elektromaschine 3 aus einem AC-Motor gebildet, der durch einen Dreiphasen-Wechselstrom angetrieben wird. Die drehende Elektromaschine 3 kann arbeiten als ein Motor, der mit elektrischer Leistung beliefert wird und Leistung erzeugt, und als ein Generator, der mit Leistung beliefert wird und elektrische Leistung erzeugt. In diesem Ausführungsbeispiel wird eine Struktur verwendet, bei der die Fahrzeugantriebsvorrichtung 62 (hier ein Antriebsvorrichtungsgehäuse als ein Gehäuse für eine drehende Elektromaschine, das die drehende Elektromaschine 3 aufnimmt) und die Wechselrichtervorrichtung 1 integriert miteinander ausgebildet sind, wie in 1 gezeigt.
Die Wechselrichtervorrichtung 1 ist mit der drehenden Elektromaschine 3 als eine Antriebsleistungsquelle des Fahrzeugs V und einer Batterie 2 als eine DC-Leistungsquelle, die eine Energiequelle der drehenden Elektromaschine ist, verbunden (siehe 2 und 8). Ferner enthält die Wechselrichtervorrichtung 1 eine Mehrzahl von Schaltbauteilen 14, die die elektrische Energie zwischen DC-Leistung und AC-Leistung umwandeln, eine Basisplatte 11, die eine Bauteilplatzierungsfläche 11a enthält, auf der die Mehrzahl von Schaltbauteilen 14 platziert sind, Verbindungsanschlüsse 25 für die drehende Elektromaschine, die AC-Leistung in die drehende Elektromaschine 3 eingeben und von dieser ausgeben, einen Kondensator 31, der verwendet wird, um die DC-Leistung zu glätten, Leistungsversorgungsanschlüsse 33, die DC-Leistung in die Batterie 2 eingeben und von dieser ausgeben, und eine Steuerungskarte 41, die den Betrieb von mindestens den Schaltbauteilen 14 steuert. In dieser Struktur hat die Wechselrichtervorrichtung 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel charakteristische Merkmale im Aufbau der Basisplatte 11, der Verbindungsanschlüsse 25 für die drehende Elektromaschine und des Kondensators 31. Ferner hat die Wechselrichtervorrichtung 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel auch charakteristische Merkmale bezüglich des Aufbaus der jeweiligen Komponenten, wenn sie an dem Fahrzeug V montiert sind. Die Wechselrichtervorrichtung 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird im Einzelnen nachfolgend beschrieben.
In diesem Ausführungsbeispiel entsprechen indes die Verbindungsanschlüsse 25 für die drehende Elektromaschine den „AC-Anschlüssen” der Erfindung. Ferner sind in der folgenden Beschreibung die jeweiligen Richtungen, also eine „X-Richtung”, eine „Y-Richtung” und eine „Z-Richtung” definiert basierend auf der Bauteilplatzierungsfläche 11a ausgenommen für den Fall, bei dem die Richtungen speziell spezifiziert sind und voneinander unterschieden werden. Darüber hinaus sind Richtungen, die parallel zu der Bauteilplatzierungsfläche 11a und senkrecht zueinander sind, definiert als die „X-Richtung” bzw. die „Y-Richtung”. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine vertikale Richtung in 4 die „X-Richtung”. Die Seite nahe den Verbindungsanschlüssen 25 für die drehende Elektromaschine relativ zu der Basisplatte 11 (die untere Seite in 4) entspricht der „+X-Richtung”, und die Seite nahe der Basisplatte 11 bezüglich der Verbindungsanschlüsse 25 für die drehende Elektromaschine (die obere Seite in 4) entspricht der „–X-Richtung”. Darüber hinaus ist eine horizontale Richtung in 4 die „Y-Richtung”. Die Seite nahe dem Kondensator 31 relativ zu der Basisplatte 11 und den Verbindungsanschlüssen 25 für die drehende Elektromaschine (linke Seite in 4) entspricht der „+Y-Richtung”, und die Seite nahe der Basisplatte 11 und den Verbindungsanschlüssen 25 für die drehende Elektromaschine relativ zu dem Kondensator 31 (die rechte Seite in 4) entspricht der „–Y-Richtung”.
Eine Richtung senkrecht zu der Bauteilplatzierungsfläche 11a (eine Richtung senkrecht zu beiden Richtungen, der X-Richtung und der Y-Richtung) ist darüber hinaus als eine „Z-Richtung” definiert. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine vertikale Richtung in 5 die „Z-Richtung” die Seite nahe der Steuerungskarte relativ zu der Basisplatte 11 und dem Kondensator 31 (die obere Seite in 5) entspricht der „+Z-Richtung”, und die Seite nahe der Basisplatte 11 und dem Kondensator 31 relativ zu der Steuerungskarte 41 (die untere Seite in 5) entspricht der „–Z-Richtung”. In diesem Ausführungsbeispiel entsprechen die X-Richtung, die Y-Richtung und die Z-Richtung einer „ersten Referenzrichtung”, einer „zweiten Referenzrichtung” bzw. einer „senkrechten Referenzrichtung” gemäß der Erfindung.
1. Aufbau der Wechselrichterschaltung
Zuerst wird der Aufbau der Wechselrichterschaltung 7 beschrieben. Die Wechselrichterschaltung 7 gemäß diesem Ausführungsbeispiel enthält eine Mehrzahl von (sechs in diesem Ausführungsbeispiel) Schaltbauteilen 14. Die Schaltbauteile 14 sind elektronische Bauteile, die elektrische Leistung zwischen DC-Leistung und AC-Leistung umwandeln, und dienen als Kern der Wechselrichterschaltung 7 und der Wechselrichtervorrichtung 1. Wie in 2 gezeigt ist die Wechselrichterschaltung 7 aus einer Brückenschaltung gebildet, zwei Schaltbauteile 14 sind in Serie zwischen die Seite einer positiven Elektrode P der Batterie 2 und die Seite einer negativen Elektrode N (beispielsweise die Masseseite) der Batterie 2 geschaltet, und drei Serienschaltungen, die jeweils aus zwei Schaltbauteilen gebildet sind, sind parallel geschaltet. Die Wechselrichterschaltung 7 hat also eine Struktur mit drei Abschnitten umfassend drei Abschnitte, die die Schaltbauteile 14 enthalten, die die oberen Zweige bilden, die mit der Seite der positiven Elektrode P verbunden sind, und die Schaltbauteile 14, die die unteren Zweige bilden, die mit der Seite der negativen Elektrode N verbunden sind. Die Abschnitte entsprechen den drei Phasen (U-Phase, V-Phase und W-Phase) der Spulen (Statorspulen) 3b (siehe 8) der drehenden Elektromaschine 3.
In 2 kennzeichnet das Bezugszeichen 14a ein Schaltelement einer oberen Stufenseite für eine U-Phase, das Bezugszeichen 14b kennzeichnet ein Schaltelement einer oberen Stufenseite für eine V-Phase, und das Bezugszeichen 14c kennzeichnet ein Schaltbauteil für eine obere Stufenseite für eine W-Phase. Ferner kennzeichnet das Bezugszeichen 14d ein Schaltbauteil einer unteren Stufenseite für eine U-Phase, das Bezugszeichen 14e kennzeichnet ein Schaltbauteil einer unteren Stufenseite für eine V-Phase und das Bezugszeichen 14f kennzeichnet ein Schaltbauteil einer unteren Stufenseite für eine W-Phase. „Obere Stufenseite” meint hier ein Zweig, der der Seite der positiven Elektrode P entspricht bzw. zu dieser korrespondiert, und „untere Stufenseite” meint einen Zweig, der der Seite der negativen Elektrode N entspricht bzw. zu dieser korrespondiert.
Kollektoren der Schaltbauteile 14a, 14b und 14c der oberen Stufenseite für die jeweiligen Phasen sind mit der Seite der positiven Elektrode P über eine vierte Sammelschiene bzw. Stromschiene 23d verbunden, und Emitter von diesen sind mit den Kollektoren der Schaltbauteile 14d, 14e und 14f der unteren Stufenseite für die jeweiligen Phasen über Sammelschienen 23a, 23b und 23c verbunden. Darüber hinaus sind die Emitter der Schaltbauteile 14d, 14e und 14f der unteren Stufenseite für die jeweiligen Phasen mit der Seite der negativen Elektrode N über eine fünfte Sammelschiene bzw. Stromschiene 23e verbunden. Ein Diodenbauteil 15 ist parallel zwischen den Emitter und den Kollektor von jedem der Schaltbauteile 14 geschaltet. Eine Anode des Diodenbauteils 15 ist mit dem Emitter jedes Schaltbauteils 14 verbunden, und dessen Kathode ist mit dem Kollektor jedes Schaltbauteils 14 verbunden. Das Diodenbauteil 15 wird als FWD (Free Wheel Diode = Freilaufdiode) verwendet.
Die jeweiligen Zweige, die die Schaltbauteile (14a und 14d), (14b und 14e) und (14c und 14f) enthalten, bilden ein Paar und die jeweils entsprechenden Sammelschienen 23a, 23b und 23c sind mit den Spulen 3b (siehe 8) für die jeweiligen Phasen der drehenden Elektromaschine 3 über die Verbindungsanschlüsse 25a, 25b und 25c für die drehende Elektromaschine verbunden. Ferner sind Gates bzw. Gateanschlüsse der jeweiligen Schaltbauteile 14 mit einer Treiberschaltung 43 (siehe 5) verbunden, die auf einer Steuerungskarte 41 bereitgestellt ist, und individuell einer Schaltsteuerung unterworfen.
Die Wechselrichtervorrichtung 1, die die Wechselrichterschaltung 7 enthält, wandelt DC-Leistung, die von der Batterie 2 geliefert wird, in Dreiphasen-AC-Leistung und liefert die Dreiphasen-AC-Leistung an die drehende Elektromaschine 3 durch Steuerung der jeweiligen Schaltbauteile 14 (beispielsweise durch Durchführen der Pulsbreitenmodulationssteuerung oder dergleichen für die jeweiligen Schaltbauteile) basierend auf der erforderlichen Drehzahl und dem geforderten Drehmoment, die für die drehende Elektromaschine 3 erforderlich sind. Entsprechend wird ein Leistungsbetrieb bzw. eine Elektrofahrtbetrieb der drehenden Elektromaschine 3 durchgeführt gemäß der geforderten Drehzahl und dem geforderten Drehmoment. Wenn die drehende Elektromaschine 3 als Generator arbeitet und mit elektrischer Leistung von der Seite der drehenden Elektromaschine 3 beliefert wird, wandelt indes die Wechselrichtervorrichtung 1 die erzeugte Dreiphasen-AC-Leistung in DC-Leistung um und lädt die Batterie 2, indem die jeweiligen Schaltbauteile 14 gesteuert werden.
2. Gesamtaufbau der Wechselrichtervorrichtung
Als nächstes wird der Gesamtaufbau der Wechselrichtervorrichtung 1 hauptsächlich unter Bezugnahme auf die 3 und 4 beschrieben. Die Wechselrichtervorrichtung 1 enthält ein Wechselrichtermodul 6, einen Kondensator 31 und die Steuerungskarte 41. Diese sind in einem Wechselrichtergehäuse 5 aufgenommen (nachfolgend einfach als „Gehäuse 5” bezeichnet), das in einer rechteckigen Parallelepipedform gebildet ist. Das Wechselrichtermodul 6 ist ein Modul, auf dem die oben genannte Wechselrichterschaltung 7 montiert ist, und ist zwischen der Batterie 2 und der drehenden Elektromaschine 3 angeordnet. Der Kondensator 31 ist ferner zwischen der Batterie 2 und dem Wechselrichtermodul 6 angeordnet.
Das Wechselrichtermodul 6 enthält als Hauptkomponenten die Basisplatte 11, die Mehrzahl von Schaltbauteilen 14, die auf der Basisplatte 11 bereitgestellt sind, und einen Verbindungsträger 21, der die Mehrzahl von Sammelschienen 23 trägt.
Die Basisplatte 11 ist ein plattenähnliches Bauteil, das als eine Basis dient, auf der die Schaltbauteile 14 platziert sind. Die Basisplatte 11 ist aus einem Metallmaterial, wie beispielsweise Kupfer oder Aluminium. Wie in 3 und dergleichen gezeigt, sind ein isolierendes Bauteil 12 und Bauteiltsubstrate 13 auf der oberen Fläche (die Fläche, die der +Z-Richtungsseite entspricht; ähnlich nachfolgend) der Basisplatte 11 gestapelt, also die Fläche (Bauteilplatzierungsfläche 11a) der Basisplatte 11, auf der die Schaltbauteile 14 platziert sind, um parallel oder im Wesentlichen parallel zueinander zu sein. Diese Stapelrichtung entspricht der Z-Richtung.
Das isolierende Bauteil 12 ist aus einem blattähnlichem Bauteil gebildet, das beides eine elektrische Isolation und eine thermische Leitfähigkeit aufweist, und ist aus einem Blattbauteil aus einem Harz in diesem Ausführungsbeispiel gebildet. Die Bauteilsubstrate 13 sind aus einem leitfähigen Material gebildet (beispielsweise ein Metallmaterial wie Kupfer oder Aluminium), und sind an die Basisplatte 11 mit dem isolierenden Bauteil 12 dazwischen liegend angeordnet durch Thermokompressions-Bonden fest angebracht. Das Bauteilsubstrat 13 dient auch als ein Wärmestreuer. Wie in 3 gezeigt ist in diesem Ausführungsbeispiel ein isolierendes Bauteil 12 auf der Basisplatte 11 angeordnet und sechs Bauteilsubstrate 13 sind auf dem isolierenden Bauteil 12 angeordnet. Diese sechs Bauteilsubstrate 13 sind angeordnet, um in zwei Reihen in der X-Richtung und in drei Reihen in der Y-Richtung aufgereiht zu sein.
Ein Schaltbauteil 14 und ein Diodenbauteil 15 sind auf der oberen Fläche von jedem Bauteilsubstrat 13 angeordnet. Entsprechend sind in diesem Ausführungsbeispiel sechs Schaltbauteile 14 und sechs Diodenbauteile 15 auf der Bauteilplatzierungsfläche 11a der Basisplatte 11 bereitgestellt, wobei das isolierende Bauteil 12 und die Bauteilsubstrate 13 dazwischen liegend angeordnet sind. Ferner enthält die Wechselrichterschaltung 7 die Schaltbauteile 14 und die Diodenbauteile 15. In diesem Ausführungsbeispiel wird ein IGBT (Bipolartransistor mit isoliertem Gate) als Schaltbauteil 14 verwendet. Ein MOSFET (Metalloxidhalbleiterfeldeffekttransistor) oder dergleichen kann indes verwendet werden als Schaltbauteil 14. In diesem Ausführungsbeispiel, wie in 3 oder dergleichen gezeigt, sind darüber hinaus das Schaltbauteil 14 und das Diodenbauteil 15, die auf dem gleichen Bauteilsubstrat 13 platziert sind, benachbart zueinander derart angeordnet, um in der X-Richtung ausgerichtet zu sein bzw. in Reihe zu sein.
Ein erstes Elektrodenbauteil 17 ist angeordnet, während es die obere Fläche (Emitterelektrode) des Schaltbauteils 14 elektrisch mit der oberen Fläche (Anodenelektrode) des Diodenbauteils 15 verbindet. In diesem Ausführungsbeispiel ist das erste Elektrodenbauteil 17 gebildet, indem ein gürtelähnliches Bauteil (plattenähnliches Bauteil), das eine konstante Breite hat, gebogen wird. Ferner ist ein zweites Elektrodenbauteil 18 auf der oberen Fläche von jedem der Bauteilsubstrate 13 platziert. Das zweite Elektrodenbauteil 18 verbindet die untere Fläche (Kollektorelektrode) des Schaltbauteils 14 elektrisch mit der unteren Fläche (Kathodenelektrode) des Diodenbauteils 15 über das Bauteilsubstrat 13. Das zweite Elektrodenbauteil 18 ist aus einem blockähnlichen Bauteil in diesem Ausführungsbeispiel gebildet. Beide, das erste und das zweite Elektrodenbauteil 17 und 18 sind aus einem leitfähigen Material (beispielsweise ein Metallmaterial wie Kupfer oder Aluminium).
In diesem Ausführungsbeispiel bilden die Schaltbauteile (14a und 14d), (14b und 14e) und (14c und 14f) ein Paar, die jeweiligen entsprechenden Diodenbauteile 15, die jeweiligen entsprechenden ersten Elektrodenbauteile 17, die jeweiligen entsprechenden zweiten Elektrodenbauteile 18 und die jeweiligen entsprechenden Sammelschienen 23a, 23b und 23c (im Folgenden werden diese einfach als „Diodenbauteile 15 und dergleichen” bezeichnet) bilden die jeweiligen Abschnitte der Wechselrichterschaltung 7. Von diesen bilden die Schaltbauteile 14a, 14b und 14c, die jeweils entsprechenden Diodenbauteile 15 und dergleichen die jeweiligen oberen Zweige der Wechselrichterschaltung 7. Ferner bilden die Schaltbauteile 14d, 14e und 14f, die jeweiligen entsprechenden Diodenbauteile 15 und dergleichen, die jeweiligen unteren Zweige der Wechselrichterschaltung 7.
Darüber hinaus ist in diesem Ausführungsbeispiel, wie in den 3 und 4 gezeigt, die Richtung, in der die oberen und unteren Zweige jedes Abschnitts miteinander verbunden sind, festgelegt auf eine Richtung entlang der X-Richtung. In diesem Ausführungsbeispiel, wie man aus der 4 verstehen kann, weichen die Bereiche, die besetzt sind von den oberen und unteren Zweigen der jeweiligen Abschnitte in der Y-Richtung leicht voneinander ab, ohne exakt einander zu entsprechen. Diese oberen und unteren Zweige besetzen jedoch im Wesentlichen den gleichen Bereich in der Y-Richtung, und eine Richtung, in der die oberen und unteren Zweige miteinander verbunden sind, ist im Wesentlichen entlang der X-Richtung. Entsprechend stellt die „Richtung entlang der X-Richtung” von diesem Ausführungsbeispiel eine Richtung parallel zu der X-Richtung dar, oder eine Richtung, die bezüglich der X-Richtung um einen vorbestimmten Winkel geneigt ist. In diesem Fall kann der vorbestimmte Winkel in dem Bereich von beispielsweise ±20° sein, vorzugsweise in dem Bereich von ±10°. Da die Richtung, in der die oberen und unteren Zweige jedes Abschnitts miteinander verbunden sind, festgelegt ist auf die Richtung entlang der X-Richtung, wie oben beschrieben, ist es möglich, die Formen der Bereiche der Sammelschienen 23a, 23b und 23c, die in Richtung der Verbindungsanschlüsse 25a, 25b und 25c für die drehende Elektromaschine in die Form zu vereinfachen, die der Form einer geraden Linie entlang der X-Richtung nahe kommt. Da es möglich ist, die Formen der Sammelschienen 23a, 23b und 23c gleich zueinander oder im Wesentlichen gleich zueinander auszubilden, ist es folglich möglich, die Anordnung von jeder der Sammelschienen 23a, 23b und 23c zu vereinfachen.
In diesem Ausführungsbeispiel sind ferner das Diodenbauteil 15 und das Schaltbauteil 14, die jeden Zweig bilden, benachbart zueinander in der X-Richtung angeordnet. Darüber hinaus ist das gurtähnliche Elektrodenbauteil 17, das das Schaltbauteil 14 und das Diodenbauteil 15 verbindet, ebenfalls angeordnet, um sich in der X-Richtung entsprechend zu erstrecken. Wie oben beschrieben ist jeder der Zweige gebildet, um sich im Ganzen in der X-Richtung zu erstrecken. Mit anderen Worten, die oberen und unteren Zweige jedes Abschnitts sind angeordnet, dass die Längsrichtung von jedem der oberen und unteren Zweige die Richtung entlang der X-Richtung ist. Entsprechend ist es möglich, die Längen der Sammelschienen 23d und 23e in der Y-Richtung zu verkürzen, verglichen mit dem Fall, bei dem die oberen und unteren Zweige derart angeordnet sind, dass die Längsrichtung von jedem der oberen und unteren Zweige die Richtung entlang der Y-Richtung ist. Folglich ist es möglich, den elektrischen Widerstand der Sammelschienen 23d und 23e, die als Übertragungspfad für die DC-Leistung dienen, zu reduzieren, so dass es möglich ist, die Energieeffizienz zu verbessern.
In diesem Ausführungsbeispiel sind ferner drei Abschnitte sequenziell in der Y-Richtung angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel entsprechen die Bereiche, die in der X-Richtung durch die oberen Zweige, die die jeweiligen Abschnitte bilden, besetzt sind, exakt einander. Ähnlich entsprechen die Bereiche, die in der X-Richtung durch die unteren Zweige besetzt sind, die die jeweiligen Abschnitte bilden, exakt einander. Entsprechend sind in diesem Ausführungsbeispiel drei Abschnitte sequenziell in der Richtung parallel zu der Y-Richtung angeordnet. Folglich ist es möglich, die Formen der Bereiche der Sammelschienen 23d und 23e, die die jeweiligen Abschnitte verbinden, in die Form zu vereinfachen, die der Form einer geraden Linie entlang der Y-Richtung nahe kommt. Da es möglich ist, die Formen der Sammelschienen 23d und 23e gleich zueinander oder im Wesentlichen gleich zueinander auszubilden, ist es darüber hinaus möglich, die Anordnung von jeder der Sammelschienen 23d und 23e zu vereinfachen.
Wie in 3 gezeigt sind die Wärmeableitlamellen 11d auf der Seite der Basisplatte 11, der Bauteilplatzierungsfläche 11a gegenüberliegend, bereitgestellt. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Wärmeableitlamellen 11b integriert mit der Basisplatte 11 gebildet. Die Wärmeableitlamellen 11b leiten die Wärme der Schaltbauteile 14 (Wärme, die aufgrund eines Schaltbetriebs erzeugt wird), die über die Bauteilsubstrate 13 und das isolierende Bauteil 12 an die Basisplatte 11 übertragen wird, von deren Oberfläche ab. Wie in den 3 und 6 und dergleichen gezeigt, sind in diesem Ausführungsbeispiel die Wärmeableitlamellen 11b derart gebildet, um in der Z-Richtung vorzuragen und sich in der Form einer flachen Platte in Richtung parallel zu der Y-Richtung zu erstrecken.
Der Verbindungsträger 21 hat eine Struktur, die die Mehrzahl der Sammelschienen 23 abstützt bzw. trägt, und ist auf der Seite der Bauteilplatzierungsfläche 11a der Basisplatte 11 bereitgestellt, um an der Basisplatte 11 fixiert zu sein. Fünf Sammelschienen 23, also eine erste Sammelschiene 23a, eine zweite Sammelschiene 23b, eine dritte Sammelschiene 23c, eine vierte Sammelschiene 23d und eine fünfte Sammelschiene 23e sind in diesem Ausführungsbeispiel als Bussammelschienen 23 bereitgestellt. Diese fünf Sammelschienen 23 werden durch den Verbindungsträger 21 integriert abgestützt. Die Sammelschiene 23 ist aus einem leitfähigen Material (beispielsweise ein Metallmaterial, wie Kupfer oder Aluminium), und ist gebildet durch Biegen eines flachen Bauteils in eine vorbestimmte Form gemäß diesem Ausführungsbeispiel.
Die erste Sammelschiene 23a, die zweite Sammelschiene 23b und die dritte Sammelschiene 23c sind elektrische Verbindungsbauteile, die die Schaltbauteile 14 und die Diodenbauteile 15 der oberen Zweige elektrisch verbinden mit den Verbindungsanschlüssen 25 für die drehende Elektromaschine über die ersten Elektrodenbauteile 17 bzw. die Schaltbauteile 14 und die Diodenbauteile 15 der unteren Zweige elektrisch verbinden mit den Verbindungsanschlüssen 25 für die drehende Elektromaschine über die zweiten Elektrodenbauteile 18. Die Sammelschienen 23a, 23b und 23c erstrecken sich insgesamt in einer Richtung entlang der X-Richtung, so dass sie parallel zu der Richtung sind, in der die oberen und unteren Zweige jedes Abschnitts miteinander verbunden sind. Die vierte Sammelschiene 23d ist ein elektrisches Verbindungsbauteil, das die Diodenbauteile 15 und die Schaltbauteile 14 der oberen Zweige über die zweiten Elektrodenbauteile 18 elektrisch verbindet mit einem positiven elektrodenseitigen DC-Anschluss 34a, also einem DC-Anschluss 34, der der positiven Elektrode P entspricht. Die fünfte Sammelschiene 23e ist ein elektrisches Verbindungsbauteil, das die Diodenbauteile 15 und die Schaltbauteile 14 der unteren Zweige über die ersten Elektrodenbauteile 17 elektrisch mit einem negativen elektrodenseitigen DC-Anschluss 34b verbindet, also mit einem DC-Anschluss 34, der der negativen Elektrode N entspricht. Die Sammelschienen 23d und 23e erstrecken sich in einer Richtung insgesamt entlang der Y-Richtung, um parallel zueinander zu sein zwischen einem Satz von drei oberen Zweigen und einem Satz von drei unteren Zweigen.
In diesem Ausführungsbeispiel sind eine Mehrzahl von Verbindungsbereichen 24, die durch den Verbindungsträger 21 abgestützt sind, der integriert mit den jeweiligen Sammelschienen 23 gebildet ist, mit den oberen Flächen des ersten und zweiten Elektrodenbauteils 17 und 18 verbunden, um gegen die oberen Flächen des ersten und zweiten Elektrodenbauteils 17 und 18 gedrückt zu werden, so dass die elektrische Verbindung zwischen den jeweiligen Sammelschienen 23 und dem ersten und zweiten Elektrodenbauteil 17 und 18 erreicht wird. In dem Ausführungsbeispiel sind die jeweiligen Sammelschienen 23 mit dem ersten und zweiten Elektrodenbauteil 17 und 18 durch Laserschweißen verbunden, das einen YAG-Laser, einen CO₂-Laser, einen Halbleiterlaser oder dergleichen verwendet.
Die Verbindungsanschlüsse 25 für die drehende Elektromaschine sind Anschlüsse, die AC-Leistung in die drehende Elektromaschine 3, als eine Antriebsleistungsquelle des Fahrzeugs V, eingeben und von dieser ausgeben. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Verbindungsanschlüsse 25a, 25b und 25c für die drehende Elektromaschine für drei Phasen bereitgestellt, als Verbindungsanschlüsse 25 für die drehende Elektromaschine. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Verbindungsanschluss 25a für die drehende Elektromaschine für eine U-Phase integriert gebildet mit der ersten Sammelschiene 23a an dem Endbereich der ersten Sammelschiene 23a entsprechend zu der +X-Richtungsseite. Ähnlich ist der Verbindungsanschluss 25b für die drehende Elektromaschine für eine V-Phase integriert gebildet mit der zweiten Sammelschiene 23b an dem Endbereich der zweiten Sammelschiene 23b entsprechend zu der +X-Richtungsseite, und der Verbindungsanschluss 25c für die drehende Elektromaschine für eine W-Phase ist integriert gebildet mit der dritten Sammelschiene 23c an dem Endbereich der dritten Sammelschiene 23c entsprechend zu der +X-Richtungsseite. Diese drei Verbindungsanschlüsse 25a, 25b und 25c für die drehende Elektromaschine sind sequenziell angeordnet in Richtung parallel zu der Y-Richtung in Übereinstimmung mit der Anordnung der drei Abschnitte, die die Wechselrichterschaltung 7 bilden. In diesem Ausführungsbeispiel, wie nachfolgend beschrieben, entspricht indes die Y-Richtung einer Richtung, die senkrecht zu der Drehwelle 3a der drehenden Elektromaschine 3 ist. Die drei Verbindungsanschlüsse 25a, 25b und 25c für die drehende Elektromaschine sind entsprechend sequenziell angeordnet in Richtung senkrecht zu der drehenden Welle 3a. In diesem Ausführungsbeispiel entsprechen die Verbindungsanschlüsse 25a, 25b und 25c für die drehende Elektromaschine für die jeweiligen Phasen den „AC-Phasenanschlüssen” gemäß der Erfindung.
Der Kondensator 31 ist zwischen die Batterie 2 und das Wechselrichtermodul 6 parallel geschaltet, und glättet DC-Leistung zwischen der Batterie 2 und dem Wechselrichtermodul 6. Der Kondensator 31 enthält einen Gehäusebereich 31a und ein Kondensatorbauteil 31b. Der Gehäusebereich 31a ist in der Form einer Badewanne gebildet, die derart gebildet ist, dass beide Seiten in der X-Richtung abgedeckt werden, beide Seiten in der Y-Richtung und eine Seite in der Z-Richtung, und hat eine rechteckige Form, bei Betrachtung in der Z-Richtung (in Draufsicht gesehen in der Z-Richtung; nachfolgend ähnlich, selbst in Ansichten bei Betrachtung in den jeweiligen Richtungen). Leistungsversorgungsanschlüsse 33, die DC-Leistung in die Batterie 2 eingeben und von dieser ausgeben, und DC-Anschlüsse 34, die DC-Leistung in die Schaltbauteile 14 eingeben und von diesen ausgeben, sind integriert mit dem Gehäusebereich 31a gebildet. Die Leistungsversorgungsanschlüsse 33 und die DC-Anschlüsse 34 sind elektrisch durch Sammelschienen 36 miteinander verbunden. Die Kondensatorsammelschienen 36 sind aus einem leitfähigen Material (beispielsweise ein Metallmaterial wie Kupfer oder Aluminium), und sind in der Form einer flachen Platte in diesem Ausführungsbeispiel ausgebildet. Zwei Kondensatorsammelschienen 36, also eine erste und eine zweite Kondensatorsammelschiene 36a und 36b sind als Kondensatorsammelschienen 36 in diesem Ausführungsbeispiel bereitgestellt. In diesem Ausführungsbeispiel entsprechen die Kondensatorsammelschienen 36a und 36b den „Kondensatorverbindungsbauteilen” der Erfindung.
Die erste Kondensatorsammelschiene 36a verbindet elektrisch einen positiven elektrodenseitigen Leistungsversorgungsanschluss 33a, der ein Leistungsversorgungsanschluss 33 ist, der der positiven Elektrode P entspricht, mit dem positiven elektrodenseitigen DC-Anschluss 34a (siehe 2). Die zweite Kondensatorsammelschiene 36b verbindet einen negativen elektrodenseitigen Leistungsversorgungsanschluss 33b, der ein Leistungsversorgungsanschluss 33 ist, der der negativen Elektrode N entspricht, elektrisch mit dem negativen elektrodenseitigen DC-Anschluss 34b. Wie in 4 gezeigt sind die erste und die zweite Kondensatorsammelschiene 36a und 36b an Positionen angeordnet, die einander überlappen, bei Betrachtung in der Z-Richtung. In dem Gehäusebereich 31a, der in der Form einer Badewanne gebildet ist, ist ferner ein Anschluss von einer Elektrode des Kondensatorbauteils 31b mit der ersten Kondensatorsammelschiene 36a verbunden, und ein Anschluss der anderen Elektrode des Kondensatorbauteils 31b ist mit der zweiten Kondensatorsammelschiene 36b verbunden.
Jede von der ersten und zweiten Kondensatorsammelschiene 36a und 36b ist insgesamt in einer rechteckigen Form gebildet, bei einer Betrachtung in der Z-Richtung. Darüber hinaus enthalten die erste und die zweite Kondensatorsammelschiene 36a und 36b vorstehende Bereiche 37, die in –X-Richtung vorstehen und eine rechteckige Form haben bei einer Betrachtung in der Z-Richtung. Die zwei vorstehenden Bereiche 37 sind an den Endbereichen der Kondensatorsammelschienen 36a und 36b gebildet, die zu der –X-Richtungsseite entsprechen bzw. korrespondieren, an Positionen, die in der Y-Richtung voneinander verschieden sind. Ein Widerstand 38 ist zwischen zwei vorstehende Bereiche 37 geschaltet. Der Widerstand 38, der parallel zu dem Kondensatorbauteil 31b geschaltet ist, dient als ein Entladewiderstand, der Ladungen, die in dem Kondensatorbauteil 31b angesammelt sind, entlädt, wenn die Lieferung der elektrischen Leistung von der Batterie 2 gestoppt wird.
Zweigverbindungsbereiche 39, die von den vorstehenden Bereichen 37 abzweigen und sich zu der +Z-Richtungsseite in der Z-Richtung erstrecken, sind an den Endbereichen der vorstehenden Bereiche 37 der ersten und zweiten Kondensatorsammelschiene 36a und 36b gebildet, die jeweils zu der –X-Richtungsseite entsprechen. Die Zweigverbindungsbereiche 39 sind aus einem leitfähigen Material (beispielsweise ein Metallmaterial wie Kupfer oder Aluminium), und sind in einer linearen Form (die Form eines Drahts) in diesem Ausführungsbeispiel ausgebildet. Das Kondensatorbauteil 31b, die erste und zweite Kondensatorsammelschiene 36a und 36b, der Widerstand 38 und ein Teil der Zweigverbindungsbereiche 39, das der –Z-Richtungsseite entsprechen, sind mit einem Harz geformt, während sie in dem Gehäusebereich 31a angeordnet sind. Ein Epoxidharz, ein Acrylharz, ein Urethanharz und dergleichen können indes als Formharz verwendet werden. Ein Teil der Zweigverbindungsbereiche 39, das zu der +Z-Richtungsseite entspricht, ist von Harz freigelegt und erstreckt sich in der Z-Richtung.
Die Steuerungskarte 41 hat hauptsächlich eine Funktion zum Steuern der Operationen der jeweiligen Schaltbauteile 14. Aus diesem Grund ist die Steuerungskarte 41 mit einer Treiberschaltung 43 bereitgestellt, die individuell das Schalten von mindestens den Schaltbauteilen 14 (siehe 5) steuert. In diesem Ausführungsbeispiel ist ferner die Steuerungskarte 41 mit einer Spannungsdetektionsschaltung 44 bereitgestellt, die die Spannung detektiert zwischen beiden Elektroden des Kondensators 31. Die Steuerungskarte 41 ist darüber hinaus auch mit einer Stromdetektionsschaltung bereitgestellt, die Wechselstrom detektiert, der durch die Sammelschienen 23a, 23b und 23c fließt; mit einer Temperaturdetektionsschaltung, die Temperaturen der Schaltbauteile 14 detektiert; und mit dergleichen. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Steuerungskarte 41 auf der oberen Seite des Wechselrichtermoduls 6 und des Kondensators 31 angeordnet (+Z-Richtungsseite), um so nahe an dem Wechselrichtermodul 6 und dem Kondensator 31 zu sein.
3. Aufbau der jeweiligen Komponenten der Wechselrichtervorrichtung
Als nächstes wird der Aufbau der jeweiligen Komponenten der Wechselrichtervorrichtung 1 hauptsächlich unter Bezugnahme auf die 4 bis 7 beschrieben. Der Aufbau gesehen in der Z-Richtung, der Aufbau gesehen in der X-Richtung und der Aufbau zwischen zwei Anschlüssen 33 und 34 werden hier nacheinander beschrieben.
3-1. Aufbau gesehen in Z-Richtung
In diesem Ausführungsbeispiel ist der Verbindungsträger 21, der die Mehrzahl von (fünf in diesem Ausführungsbeispiel) Sammelschienen 23 abstützt, bereitgestellt, um an der Basisplatte 11 fixiert zu sein. Von den fünf Sammelschienen 23 erstrecken sich hier die Sammelschienen 23a, 23b und 23c insgesamt in Richtung entlang der X-Richtung. Die Sammelschienen 23d und 23e erstrecken sich insgesamt in Richtung entlang der Y-Richtung zwischen den oberen und unteren Zweigen, hier an der Position des Schwerpunkts 11c (siehe 7) der Basisplatte 11 in der X-Richtung (die Anordnungsposition in der X-Richtung; ähnlich nachfolgend), bei Betrachtung in der Z-Richtung. Die Sammelschienen 23a, 23b und 23c sind senkrecht zu den Sammelschienen 23d und 23e, bei einer Betrachtung jeweils in der Z-Richtung.
Die Sammelschienen 23a, 23b und 23c sind derart gebildet, dass die Länge von jedem der Bereiche der Sammelschienen 23a, 23b und 23c in der X-Richtung auf der +X-Richtungsseite der Sammelschienen 23d und 23e (die Länge in der X-Richtung; ähnlich nachfolgend) länger ist als von jedem der Bereiche der Sammelschienen 23a, 23b und 23c in der X-Richtung auf der –X-Richtungsseite der Sammelschienen 23d und 23e. Aus diesem Grund ist jede von den Sammelschienen 23a, 23b und 23c angeordnet, um von der Basisplatte 11 in der X-Richtung vorzustehen. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Sammelschienen 23a, 23b und 23c angeordnet, um von der Basisplatte 11 in Richtung +X-Richtungsseite vorzustehen. Die Endbereiche der Sammelschienen 23a, 23b und 23c, die zu der –X-Richtungsseite entsprechen bzw. korrespondieren, sind indes an den Positionen angeordnet, die die Basisplatte 11 bei Betrachtung in der Z-Richtung überlappen.
Die Verbindungsanschlüsse 25 (25a, 25b und 25c) für die drehende Elektromaschine für die jeweiligen Phasen sind ferner an den Endbereichen der Sammelschienen 23a, 23b und 23c gebildet, die jeweils zu der +X-Richtungsseite korrespondieren. In diesem Ausführungsbeispiel sind entsprechend die Verbindungsanschlüsse 25 für die drehende Elektromaschine für die jeweiligen Phasen angeordnet, um von der Basisplatte 11 in Richtung +X-Richtungsseite vorzustehen. Darüber hinaus sind die Verbindungsanschlüsse 25 für die drehende Elektromaschine angeordnet, um auch von dem Verbindungsträger 21 in Richtung +X-Richtungsseite vorzustehen. In diesem Fall sind die Verbindungsanschlüsse 25a, 25b und 25c für die drehende Elektromaschine für die jeweiligen Phasen derart angeordnet, dass die Endbereiche der Verbindungsanschlüsse für die drehende Elektromaschine, die zu der +X-Richtungsseite korrespondieren, zueinander ausgerichtet sind. In diesem Ausführungsbeispiel ist ein „Basisanordnungsbereich R2” als ein Bereich definiert, in dem die Basisplatte 11, der Verbindungsträger 21, die Sammelschienen 23a, 23b und 23c und die Verbindungsanschlüsse 25 für die drehende Elektromaschine angeordnet sind. Wie in 4 gezeigt ist der Basisanordnungsbereich R2 ein rechteckiger Bereich, der einen Bereich belegt von dem Endbereich der Basisplatte 11, der zu der –X-Richtungsseite korrespondiert, bis zu den Endbereichen der Verbindungsanschlüsse 25 für die drehende Elektromaschine, die zu der +X-Richtungsseite korrespondieren, und besetzt einen Bereich von dem Endbereich der Basisplatte 11, der zu der –Y-Richtungsseite korrespondiert, bis zu dem Endbereich des Verbindungsträgers 21, der zu der +Y-Richtungsseite korrespondiert, bei einer Betrachtung in der Z-Richtung. In diesem Ausführungsbeispiel ist darüber hinaus der Basisanordnungsbereich R2 derart festgelegt, dass lange Seiten der rechteckigen Form parallel zu der X-Richtung sind, bei Betrachtung in Z-Richtung.
In diesem Ausführungsbeispiel ist ferner ein „Kondensatoranordnungsbereich R1” als ein Bereich definiert, in dem der Kondensator 31, und die Leistungsversorgungsanschlüsse 33, die DC-Anschlüsse 34, und die Kondensatorsammelschienen 36, die an dem Kondensator 31 angebracht sind, angeordnet sind. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Leistungsversorgungsanschlüsse 33, die DC-Anschlüsse 34 und die Kondensatorsammelschienen 36 alle integriert mit dem Gehäusebereich 3la des Kondensators 31 ausgebildet, oder sind in dem Gehäusebereich 31a angeordnet. Entsprechend ist der Kondensatoranordnungsbereich R1 auf einen rechteckigen Bereich festgelegt, der der Form des Gehäusebereichs 31a bei Betrachtung in Z-Richtung entspricht. In diesem Ausführungsbeispiel ist darüber hinaus der Kondensatoranordnungsbereich R1 derart festgelegt, dass lange Seiten der rechteckigen Form parallel zu der X-Richtung sind, bei Betrachtung in der Z-Richtung.
Wie in 4 gezeigt sind der Kondensatoranordnungsbereich R1 und der Basisanordnungsbereich R2 in der Y-Richtung benachbart zueinander angeordnet. Der Kondensatoranordnungsbereich R1 ist hier festgelegt benachbart zu dem Basisanordnungsbereich R2 auf der +Y-Richtungsseite. In diesem Fall ist die Länge des Kondensatoranordnungsbereichs R1 in der X-Richtung festgelegt, um länger zu sein als die Länge der Basisplatte 11 in der X-Richtung. In diesem Ausführungsbeispiel weichen die Position des Endbereichs des Gehäusebereichs 31a, der zu der –X-Richtungsseite korrespondiert und den Endbereich des Kondensatoranordnungsbereichs R1 definiert, der zu der –X-Richtungsseite korrespondiert, in der X-Richtung und die Position des Endbereichs der Basisplatte 11, der zu der –X-Richtungsseite korrespondiert, in der X-Richtung leicht voneinander ab, ohne exakt einander zu entsprechen. Diese Bereiche sind jedoch im Wesentlichen gleich zueinander. Der Endbereich des Gehäusebereichs 31a, der zu der +X-Richtungsseite korrespondiert und den Endbereich des Kondensatoranordnungsbereichs R1 definiert, der zu der +X-Richtungsseite korrespondiert, ist indes an einer Position, die von dem Endbereich der Basisplatte 11, der zu der +X-Richtungsseite korrespondiert, in Richtung +X-Richtungsseite abweicht.
In diesem Aufbau ist ein Bereich, der die Basisplatte 11 nicht überlappt und den Kondensatoranordnungsbereich R1 überlappt, bei Betrachtung in der Y-Richtung, an der Position gebildet, die benachbart zu der Basisplatte 11 auf der +X-Richtungsseite ist, aufgrund der Differenz zwischen der Länge des Kondensatoranordnungsbereichs R1 und der Länge der Basisplatte 11 in der X-Richtung. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Verbindungsanschlüsse 25 für die drehende Elektromaschine derart angeordnet, dass die Verbindungsanschlüsse für die drehende Elektromaschine insgesamt in dem Bereich aufgenommen sind, der in dieser Weise gebildet ist, also der Bereich zwischen dem Endbereich der Basisplatte 11, der zu der +X-Richtungsseite korrespondiert, und dem Endbereich des Gehäusebereichs 31a, der zu der +X-Richtungsseite korrespondiert, in der X-Richtung.
In diesem Ausführungsbeispiel sind darüber hinaus die Länge und die Position des Kondensatoranordnungsbereichs R1 in der X-Richtung festgelegt, um der Länge und der Position des Basisanordnungsbereichs R2 in der X-Richtung zu entsprechen. Beides, die Länge und die Position des Kondensatoranordnungsbereichs R1 in der X-Richtung sind hier gesetzt, um sowohl der Länge als auch der Position des Basisanordnungsbereichs R2 in der X-Richtung zu entsprechen.
In diesem Ausführungsbeispiel weichen die Position des Endbereichs der Basisplatte 11, der zu der –X-Richtungsseite korrespondiert und den Endbereich des Basisanordnungsbereichs R2 definiert, der zu der –X-Richtungsseite korrespondiert, in der X-Richtung, und die Position des Endbereichs des Gehäusebereichs 31a, der zu der –X-Richtungsseite korrespondiert und den Endbereich des Kondensatoranordnungsbereichs R1 definiert, der zu der –X-Richtungsseite korrespondiert, in der X-Richtung leicht voneinander ab, ohne exakt einander zu entsprechen. Diese Positionen sind jedoch im Wesentlichen gleich. Ähnlich weichen die Positionen der Endbereiche der Verbindungsanschlüsse 25 für die drehende Elektromaschine, die zu der +X-Richtungsseite korrespondieren und den Endbereich des Basisanordnungsbereichs R2 definieren, der zu der +X-Richtungsseite korrespondiert, in der X-Richtung, und die Position des Endbereichs des Gehäusebereichs 31a, der zu der +X-Richtungsseite korrespondiert und den Endbereich des Kondensatoranordnungsbereichs R1 definiert, der zu der +X-Richtungsseite korrespondiert, in der X-Richtung leicht voneinander ab, ohne exakt einander zu entsprechen. Diese Positionen sind jedoch im Wesentlichen gleich zueinander. Entsprechend sind in diesem Ausführungsbeispiel die Positionen von beiden Endbereichen des Kondensatoranordnungsbereichs R1 in der X-Richtung festgelegt, um im Wesentlichen gleich zu sein wie die Positionen der beiden Endbereiche des Basisanordnungsbereichs R2 in der X-Richtung. Die Länge des Kondensatoranordnungsbereichs R1 in der X-Richtung ist aus im Wesentlichen gleich der Länge des Basisanordnungsbereichs R2 in der X-Richtung.
Wie oben beschrieben meint der Begriff „entspricht” gemäß diesem Ausführungsbeispiel, dass Ereignisse, also Objekte, die zu vergleichen sind (hier die Ereignisse, die die Position in der X-Richtung und die Länge in der X-Richtung umfassen), im Wesentlichen gleich zueinander sind. „Entspricht” umfasst also nicht nur einen Zustand bei dem Ereignisse, also zu vergleichende Objekte, exakt gleich zueinander sind, sondern auch einen Zustand, bei dem es Unterschiede zwischen diesen Ereignissen gibt. Beispielsweise umfasst „entspricht” auch einen Zustand, bei dem Unterschiede zwischen den Ereignissen sind, also Objekten, die zu vergleichen sind, im Wesentlichen klein sind verglichen mit allen Ereignissen, und die Ereignisse sind im Wesentlichen gleich zueinander, so dass Umfangsbereiche designed oder hergestellt werden können, oder ein Zustand, bei dem es Unterschiede gibt, die verursacht werden durch erlaubte Fehler im Design oder in der Herstellung. Eine „erlaubte Differenz” in diesem Fall kann innerhalb von ±10% sein, vorzugsweise innerhalb von ±5%, und speziell vorzugsweise innerhalb von ±3% basierend auf (100%) von beispielsweise der Länge von jedem der Bereiche R1 und R2 in der X-Richtung.
Der Kondensator 31 hat einen relativ hohen Freiheitsgrad im Design seiner Größe und der Form, verglichen mit den Verbindungsanschlüssen 25 für die drehende Elektromaschine, die AC-Leistung in die drehende Elektromaschine 3 eingeben oder von dieser ausgeben, oder verglichen mit der Basisplatte 11, auf der die Schaltbauteile 14 bereitgestellt werden. Aus diesem Grund ist es relativ einfach, die Größe und die Form des Kondensators 31 gemäß der Größe und Form des Kondensatoranordnungsbereichs R1 einzustellen. In Anbetracht dieser Tatsache sind in diesem Ausführungsbeispiel die Länge und die Position des Kondensatoranordnungsbereichs R1 in der X-Richtung festgelegt, um der Länge und der Position des Basisanordnungsbereichs R2 in der X-Richtung zu entsprechen. Bezüglich einer Positionsbeziehung in der Richtung entlang der X-Richtung kann entsprechend der Kondensator 31 angeordnet werden, um in den Bereich aufgenommen zu sein, der besetzt wird von der Basisplatte 11 und den Verbindungsanschlüssen 25 für die drehende Elektromaschine. Folglich können alle, die Basisplatte 11, die Verbindungsanschlüsse 25 für die drehende Elektromaschine, und der Kondensator 31 angeordnet werden, um kompakt in dem Gehäuse 5 aufgenommen zu werden, das eine rechteckige Form aufweist, bei Betrachtung in der Z-Richtung, ohne ungenutzte Räume. Als Ergebnis ist es möglich, die Größe der Wechselrichtervorrichtung 1 zu reduzieren.
In diesem Ausführungsbeispiel, wie in 4 gezeigt, ist die Steuerungskarte 41 derart angeordnet, dass der Endbereich der Steuerungskarte, der zu der –X-Richtungsseite korrespondiert, ausgerichtet ist zu beiden, dem Kondensatoranordnungsbereich R1 und dem Basisanordnungsbereich R2, von denen die Endbereiche, die zu der –X-Richtungsseite korrespondieren, im Wesentlichen einander entsprechen. In diesem Ausführungsbeispiel sind entsprechend die Positionen der Endbereiche des Kondensatoranordnungsbereichs R1, des Basisanordnungsbereichs R2 und der Steuerungskarte 41, die zu der –X-Richtungsseite korrespondieren bei Betrachtung in der Z-Richtung, in der X-Richtung im Wesentlichen gleich zueinander. Darüber hinaus ist die Steuerungskarte 41 derart angeordnet, dass der Endbereich der Steuerungskarte, der zu der +X-Richtungsseite korrespondiert, ausgerichtet ist zu dem Endbereich der Basisplatte 11, der zu der +X-Richtungsseite korrespondiert. Entsprechend sind in diesem Ausführungsbeispiel die Positionen der Endbereiche der Basisplatte 11 und der Steuerungskarte 41, die zu der X-Richtungsseite korrespondieren, bei Betrachtung in der Z-Richtung, in der X-Richtung im Wesentlichen gleich zueinander. Folglich ist die Steuerungskarte 41, die in einer rechteckigen Form in Übereinstimmung mit der Form des Gehäuses 5 gebildet ist, an einer Position angeordnet, die beide Bereiche, den Kondensatoranordnungsbereich R1 und den Basisanordnungsbereich R2 überlappt, bei Betrachtung in der Z-Richtung. Spezieller ist die Steuerungskarte 41 an einer Position angeordnet, die teilweise einen Teil des Kondensatoranordnungsbereichs R1, der zu der –X-Richtungsseite korrespondiert und den gesamten Bereich des Basisanordnungsbereichs R2, in dem die Basisplatte 11 angeordnet ist, überlappt, bei Betrachtung in der Z-Richtung.
Die Steuerungskarte 41 ist indes an einer Position angeordnet, die die Verbindungsanschlüsse 25 für die drehende Elektromaschine nicht überlappt (eine Position, die verschieden ist von den Positionen der Verbindungsanschlüsse 25 für die drehende Elektromaschine), bei Betrachtung in der Z-Richtung. Entsprechend ist es möglich, den Verbindungsanschlüssen 25 für die drehende Elektromaschine zu erlauben, elektrisch mit den Spulen 3b der drehenden Elektromaschine 3 verbunden zu werden, ohne Störung bzw. Interferenz mit der Steuerungskarte 41, während alle Hauptkomponenten, die auch die Steuerungskarte umfassen, der Wechselrichtervorrichtung 1 in dem Gehäuse aufgenommen sind, das eine rechteckige Form aufweist, bei Betrachtung in der Z-Richtung.
3-2. Aufbau gesehen in der X-Richtung
In diesem Ausführungsbeispiel enthält die Basisplatte 11 die Wärmeableitlamellen 11b, die in der Z-Richtung aufgerichtet und auf der Oberfläche der Basisplatte 11, der Bauteilplatzierungsfläche 11a gegenüberliegend, bereitgestellt sind (siehe 3 und 5, und dergleichen). Aus diesem Grund ist der Anordnungsbereich für die Wärmeableitlamellen 11b auch in dem „Basisanordnungsbereich R2” enthalten, der definiert ist als der Bereich, in dem die Basisplatte 11, der Verbindungsträger 21, die Sammelschienen 23a, 23b und 23c und die Verbindungsanschlüsse 25 für die drehende Elektromaschine angeordnet sind. In diesem Fall, wie in 5 gezeigt, ist der Basisanordnungsbereich R2 ein rechteckiger Bereich, der einen Bereich besetzt von Spitzenbereichen der Wärmeableitlamellen 11b (die Endbereiche der Wärmeableitlamellen, die zu der –Z-Richtungsseite korrespondieren) bis zu dem Endbereich des Verbindungsträgers 21, der zu der +Z-Richtungsseite korrespondiert, und einen Bereich besetzt von dem Endbereich der Basisplatte 11, der zu der –Y-Richtungsseite korrespondiert, bis zu dem Endbereich des Verbindungsträgers 21, der zu der +Y-Richtungsseite korrespondiert, bei einer Betrachtung in der X-Richtung. Der Kondensatoranordnungsbereich R1 ist indes festgelegt auf einen rechteckigen Bereich, der der Form des Gehäusebereichs 31a entspricht, selbst bei Betrachtung in der X-Richtung.
In diesem Fall, wie in 5 gezeigt, sind die Länge und die Position des Kondensatoranordnungsbereichs R1 in der Z-Richtung festgelegt, um der Länge und der Position des Basisanordnungsbereichs R2 in der Z-Richtung zu entsprechen. Beides, die Länge und die Position des Kondensatoranordnungsbereichs R1 in der Z-Richtung sind hier festgelegt, um beiden, der Länge und der Position des Basisanordnungsbereichs R2 in der Z-Richtung zu entsprechen.
In diesem Ausführungsbeispiel weichen die Positionen der spitzen Bereiche der Wärmeableitlamellen 11b (die Endbereiche der Wärmeableitlamellen, die zu der –Z-Richtungsseite korrespondieren), die den Endbereich des Basisanordnungsbereichs R2 definieren, der zu der –Z-Richtungsseite korrespondiert, in der Z-Richtung, und die Position des Bodens des Gehäusebereichs 31a (der Endbereich des Gehäusebereichs, der zu der –Z-Richtungsseite korrespondiert), der den Endbereich des Kondensatoranordnungsbereichs R1 definiert, der zu der –Z-Richtungsseite korrespondiert, in der Z-Richtung leicht voneinander ab, ohne exakt einander zu entsprechen. Diese Positionen sind jedoch im Wesentlichen gleich zueinander. Ähnlich weicht die Position des Endbereichs des Verbindungsträgers 21, der zu der +Z-Richtungsseite korrespondiert, der den Endbereich des Basisanordnungsbereichs R2 definiert, der zu der +Z-Richtungsseite korrespondiert, in der Z-Richtung und die Position des Endbereichs des Formharzes, der zu der +Z-Richtungsseite korrespondiert (nicht gezeigt), der den Endbereich des Kondensatoranordnungsbereichs R1 definiert, der zu der +Z-Richtungsseite korrespondiert, in der Z-Richtung leicht voneinander ab, ohne exakt einander zu entsprechen. Diese Positionen sind jedoch im Wesentlichen gleich zueinander. In diesem Ausführungsbeispiel sind entsprechend beide Endbereiche des Kondensatoranordnungsbereichs R1 in der Z-Richtung festgelegt, um im Wesentlichen gleich zu sein wie die Positionen beider Endbereiche des Basisanordnungsbereichs R2 in der Z-Richtung. Die Länge des Kondensatoranordnungsbereichs R1 in der Z-Richtung ist im Wesentlichen gleich der Länge des Basisanordnungsbereichs R2 in der Z-Richtung.
Wie oben beschrieben, sind in diesem Ausführungsbeispiel die Länge und die Position des Kondensatoranordnungsbereichs R1 in der Z-Richtung festgelegt, um der Länge und der Position des Basisanordnungsbereichs R2 in der Z-Richtung zu entsprechen. Bezüglich einer Positionsbeziehung in Richtung entlang der Z-Richtung kann entsprechend der Kondensator 31 angeordnet werden, um in dem Bereich aufgenommen zu werden, der besetzt ist von allen, der Basisplatte 11, die die Wärmeableitlamellen 11b enthält, den Verbindungsanschlüssen 25 für die drehende Elektromaschine und dem Verbindungsträger 21. Folglich können die Basisplatte 11, die die Wärmeableitlamellen 11b enthält, die Verbindungsanschlüsse 25 für die drehende Elektromaschine, der Verbindungsträger 21 und der Kondensator 31 angeordnet werden, um kompakt in dem Gehäuse 5 aufgenommen zu werden, das eine rechteckige Form aufweist bei Betrachtung in der X-Richtung, ohne ungenutzte Räume.
Wie oben beschrieben sind in diesem Ausführungsbeispiel die Länge und die Position des Kondensatoranordnungsbereichs R1 festgelegt, um der Länge und der Position des Basisanordnungsbereichs R2 in beiden Richtungen, der X-Richtung und der Z-Richtung zu entsprechen. Aus diesem Grund können alle Hauptkomponenten der Wechselrichtervorrichtung 1 kompakt in dem Gehäuse 5 aufgenommen werden, das eine rechteckige Parallelepipedform hat, ohne das ungenutzte Räume vorhanden sind. Entsprechend ist es möglich, die Größe der Wechselrichtervorrichtung 1 zu reduzieren. Es gibt viele Fälle, wo es eine Begrenzung der Montage der Wechselrichtervorrichtung an dem Fahrzeug V gibt bei der Verwendung zur Steuerung der drehenden Elektromaschine 3, die in einem Hybridfahrzeug V bereitgestellt ist, wie in diesem Ausführungsbeispiel. Aus diesem Grund kann die Struktur der Wechselrichtervorrichtung 1, deren Größe so weit wie möglich reduziert werden kann, wie oben beschrieben, einen signifikanten Vorteil insbesondere in der oben genannten Verwendung haben.
In diesem Ausführungsbeispiel, wie in 5 gezeigt, ist darüber hinaus die Steuerungskarte 41 benachbart zu beiden, dem Kondensatoranordnungsbereich R1 und dem Basisanordnungsbereich R2 angeordnet, deren Endbereiche, die zu der +Z-Richtungsseite korrespondieren, im Wesentlichen einander entsprechen, in der +Z-Richtung. Entsprechend wird eine Größenzunahme der Wechselrichtervorrichtung 1 in der Z-Richtung unterdrückt. In diesem Fall ist in diesem Ausführungsbeispiel die Treiberschaltung 43 auf der Steuerungskarte 41 bereitgestellt, die benachbart angeordnet ist zu dem Basisanordnungsbereich R2 in der +Z-Richtung, und die Spannungsdetektionsschaltung 44, die auf der Steuerungskarte 41 bereitgestellt ist, ist benachbart angeordnet zu dem Kondensatoranordnungsbereich R1 in der +Z-Richtung. Während sie durch die Steuerungskarte 41 verlaufen, sind die Zweigverbindungsbereiche 39, die an den vorstehenden Bereichen 37 der Kondensatorsammelschienen 36a und 36b gebildet sind und in der Richtung +Z-Richtungsseite sich erstrecken, in der Form einer geraden Linie entlang der Z-Richtung, mit der Spannungsdetektionsschaltung 44 verbunden, die benachbart zu dem Kondensatoranordnungsbereich R1 in der +Z-Richtung bereitgestellt ist. Entsprechend ist es möglich, zwei Kondensatorsammelschienen 36a und 36b, die mit den beiden Elektroden des Kondensators 31 verbunden sind, mit einem kürzesten Abstand mit der Spannungsdetektionsschaltung 44 zu verbinden.
3-3. Aufbau der Leistungsversorgungsanschlüsse und DC-Anschlüsse
Als nächstes wird der Aufbau der Leistungsversorgungsanschlüsse 33 und der DC-Anschlüsse 34 hauptsächlich unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. In diesem Ausführungsbeispiel, wie oben beschrieben, sind die Verbindungsanschlüsse 25 für die drehende Elektromaschine für die jeweiligen Phasen angeordnet, um von der Basisplatte 11 in Richtung +X-Richtungsseite vorzustehen, und die Länge und die Position des Kondensatoranordnungsbereichs R1 in der X-Richtung ist festgelegt, um der Länge und Position des Basisanordnungsbereichs R2 in der X-Richtung zu entsprechen. Aus diesem Grund, wenn die Längen der Basisplatte 11 und des Kondensators 31 (des Kondensatoranordnungsbereichs R1) in der X-Richtung miteinander verglichen werden, ist die Länge des Kondensators 31 in der X-Richtung länger. Entsprechend unterscheidet sich die Position des Schwerpunkts 11c der Basisplatte 11 in der X-Richtung, bei Betrachtung in der Z-Richtung (der Schwerpunkt der planaren Form der Basisplatte, bei Betrachtung in der Z-Richtung; ähnlich nachfolgend) von der Position des Schwerpunkts 31c des Kondensators 31 (der als im Wesentlichen dem Schwerpunkt des Kondensatoranordnungsbereichs R1 entsprechend angesehen wird) in der X-Richtung. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Schwerpunkt 31c des Kondensators 31 angeordnet, um von dem Schwerpunkt 11c der Basisplatte 11 in Richtung +X-Richtungsseite abzuweichen, die eine Seite in der X-Richtung ist. Da die Basisplatte 11 und der Kondensator 31 jeweils eine rechteckige Form haben, bei Betrachtung in der Z-Richtung, sind die Schwerpunkte 11c und 31c der Basisplatte und des Kondensators Kreuzungspunkte zwischen virtuellen diagonalen Linien der jeweiligen äußeren Ränder bzw. Ecken der rechteckigen Formen der Basisplatte und des Kondensators bei Betrachtung in der Z-Richtung.
Wie in der 7 in diesem Ausführungsbeispiel gezeigt, sind hier die DC-Anschlüsse 34 an der Position des Schwerpunkts 11c der Basisplatte 11 in der X-Richtung angeordnet gemäß den Positionen der Sammelschienen 23d und 23e in der X-Richtung. Der Grund hierfür liegt darin, dass es möglich ist, die Formen der Sammelschienen 23d und 23e, die die DC-Anschlüsse 34 mit den jeweiligen Schaltbauteilen 14 verbinden, in diesem Fall gleich zueinander oder im Wesentlichen gleich zueinander auszubilden. Aus diesem Grund ist in diesem Ausführungsbeispiel die Position des Schwerpunkts 31c des Kondensators 31 in der X-Richtung derart, um von den DC-Anschlüssen 34 in Richtung +X-Richtungsseite abzuweichen.
Bei diesem Aufbau sind in diesem Ausführungsbeispiel die Leistungsversorgungsanschlüsse 33 und die DC-Anschlüsse 34 an den Positionen angeordnet, die punktsymmetrisch zueinander sind in Bezug auf den Schwerpunkt 31c des Kondensators 31, bei Betrachtung in der Z-Richtung. Die Leistungsversorgungsanschlüsse 33 sind also an den Positionen angeordnet, die punktsymmetrisch zu den DC-Anschlüssen 34 sind, in Bezug auf den Schwerpunkt 31c des Kondensators 31 als ein Referenzpunkt. Die Leistungsversorgungsanschlüsse 33 sind also an irgendwelchen Positionen auf dem Umfangsrandbereich des Gehäusebereichs 31a des Kondensators 31 angeordnet und an Positionen auf einer virtuellen Ebene, die durch die DC-Anschlüsse 34 und den Schwerpunkt 31c des Kondensators 31 verläuft. In diesem Fall ist ein Versetzungsabstand von dem DC-Anschluss 34 zu dem Schwerpunkt 31c des Kondensators 31 in der X-Richtung (die Länge in der X-Richtung) im Wesentlichen gleich einem Versetzungsabstand von dem Schwerpunkt 31c des Kondensators 31 zu dem Leistungsversorgungsanschluss 33. In diesem Fall sind indes die Leistungsversorgungsanschlüsse 33 und die DC-Anschlüsse 34 an Positionen angeordnet, die in der X-Richtung verschieden sind.
Da der oben genannte Aufbau der Leistungsversorgungsanschlüsse 33 und der DC-Anschlüsse 34 in diesem Ausführungsbeispiel verwendet wird, ist es möglich, die Längen der elektrischen Verbindungspfade, die über die Kondensatorsammelschienen 36a und 36b und die jeweiligen Schaltbauteile 31b verlaufen, die zwischen den Leistungsversorgungsanschlüssen 33 und den DC-Anschlüssen 34 bereitgestellt sind, im Wesentlichen gleich zueinander in der Struktur auszubilden, bei der eine Mehrzahl von (zwei in diesem Ausführungsbeispiel) Kondensatorbauteilen 31b parallel zwischen die Leistungsversorgungsanschlüsse 33 und die DC-Anschlüsse 34 geschaltet sind. Dies ist schematisch in 7 gezeigt. Entsprechend ist es möglich, die Ströme, die durch die jeweiligen Kondensatorbauteile 31b fließen, im Wesentlichen auszugleichen. Da das Ausmaß der Wärme, die von den jeweiligen Kondensatorbauteilen 31b erzeugt wird, ebenso aufgrund dieser Tatsache im Wesentlichen ausgeglichen wird, ist es möglich, die Größe jedes Kondensatorbauteils 31b zu reduzieren und folglich die Gesamtgröße der Wechselrichtervorrichtung 1 und des Kondensators 31 zu reduzieren.
4. Aufbau in einem Zustand, bei dem die Wechselrichtervorrichtung an einem Fahrzeug montiert ist
Wie aus der bisherigen Beschreibung offensichtlich, ist die Erstreckungsrichtung der flachen plattenähnlichen Wärmeableitlamellen 11b, die auf der Basisplatte 11 bereitgestellt sind, die Richtung entlang der Y-Richtung in diesem Ausführungsbeispiel. Ferner ist der Kondensator 31 benachbart zu der Basisplatte 11, die die Wärmeableitlamellen 11b enthält, auf der +Y-Richtungsseite angeordnet. Darüber hinaus sind die Leistungsversorgungsanschlüsse 33 integriert mit einem Wandbereich gebildet, der zu der +Y-Richtungsseite korrespondiert, des Gehäusebereichs 31a des Kondensators 31. Darüber hinaus sind die drei Verbindungsanschlüsse 25a, 25b und 25c für die drehende Elektromaschine sequenziell angeordnet in Richtung parallel zu der Y-Richtung.
Die Fahrzeugantriebsvorrichtung 62 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist indes in einem Hybridfahrzeug V vom FF(Front Engine Front Drive)-Typ, wie in 8 gezeigt, und benachbart zu einem internen Verbrennungsmotor 61 angeordnet, der quer in einer Antriebsleistungsquellenaufnahmekammer (Motorraum) montiert ist, die auf der Frontseite eines Fahrersitzes bereitgestellt ist, um in der Breitenrichtung des Fahrzeugs V aufgereiht zu sein. Die drehende Welle 3a der drehenden Elektromaschine 3, die in der Fahrzeugantriebsvorrichtung 62 enthalten ist, ist parallel angeordnet zu einer Kurbelwelle des internen Verbrennungsmotors 61, und ist mit der Kurbelwelle verbunden, um angetrieben zu werden. Die Kurbelwelle des internen Verbrennungsmotors 61 und die drehende Welle 3a der drehenden Elektromaschine 3 sind also in der Breitenrichtung des Fahrzeugs V angeordnet, und sind senkrecht zu der Fahrtrichtung T des Fahrzeugs V angeordnet.
In diesem Aufbau ist die Wechselrichtervorrichtung 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel an dem oberen Bereich der Fahrzeugantriebsvorrichtung 62 fixiert und an dem Fahrzeug V in dem folgenden Zustand montiert. Die X-Richtung, die bis hierher beschrieben wurde, entspricht der Breitenrichtung des Fahrzeugs V, also einer Richtung parallel zu der drehenden Welle 3a der drehenden Elektromaschine 3. Die Y-Richtung entspricht ferner der Fahrtrichtung T des Fahrzeugs V, also einer Richtung senkrecht zu der drehenden Welle 3a der drehenden Elektromaschine 3. In diesem Ausführungsbeispiel entspricht indes die –Y-Richtungsseite der Frontseite in der Fahrtrichtung T des Fahrzeugs V und die +Y-Richtungsseite entspricht der Rückseite in der Fahrtrichtung T des Fahrzeugs V. Die Z-Richtung kann leicht geneigt sein bezüglich der Fahrtrichtung T des Fahrzeugs V, entspricht jedoch im Wesentlichen der Fahrtrichtung (siehe 1).
In dem Zustand, bei dem die Wechselrichtervorrichtung an dem Fahrzeug V in diesem Ausführungsbeispiel montiert ist, ist entsprechend die Erstreckungsrichtung der flachen plattenähnlichen Wärmeableitlamellen 11b, die auf der Basisplatte 11 der Wechselrichtervorrichtung 1 bereitgestellt sind, eine Richtung entlang der Fahrtrichtung T des Fahrzeugs V, und der Kondensator 31 ist benachbart zu den Wärmeableitlamellen 11b auf der Rückseite in der Fahrtrichtung T des Fahrzeugs V angeordnet. Folglich wird Fahrtwind, der aufgrund der Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs V erzeugt wird, geeignet zu den Räumen zwischen der Mehrzahl von Wärmeableitlamellen 11b geleitet, so dass es möglich ist, Wärme von den Wärmeableitlamellen 11b effizient abzuleiten. Als Ergebnis ist es möglich, die Schaltbauteile 14 effizient zu kühlen. Da der Fahrtwind, der zwischen den Wärmeableitlamellen 11b strömt, ferner geeignet zu dem Kondensator 31 geleitet wird, ist es auch möglich, den Kondensator 31 effizient zu kühlen.
Die Wärmeableitlamellen 11b, die auf der Basisplatte 11 bereitgestellt sind, sind hier auf der Seite bereitgestellt, die der Fahrzeugantriebsvorrichtung 62 und der drehenden Elektromaschine 3 gegenüberliegt in Bezug auf die Bauteilplatzierungsfläche 11a, hier auf der oberen Seite der Basisplatte in der vertikalen Richtung. Entsprechend sind die Wärmeableitlamellen 11b an der Position angeordnet, die von der Fahrzeugantriebsvorrichtung 62 und der drehenden Elektromaschine 3 beabstandet ist, die ein relativ großes Ausmaß an Wärme erzeugt. Da die Wärmeableitlamellen nicht leicht durch die Wärme beeinträchtigt werden, die von der drehenden Elektromaschine 3 erzeugt wird, und Kühlluft leicht an die Wärmeableitlamellen 11b geliefert werden kann, wird folglich Wärme effizient von der Basisplatte 11 durch die Wärmeableitlamellen 11b abgeleitet. Als Ergebnis ist es möglich, die Schaltbauteile 14 effizient zu kühlen.
Ferner sind die Leistungsversorgungsanschlüsse 33 auf der Rückseite des Kondensators 31 oder des Wechselrichtermoduls 6 angeordnet (siehe 3 und 4, und dergleichen), die die drei Verbindungsanschlüsse 25a, 25b und 25c für die drehenden Elektromaschine umfasst, in der Fahrtrichtung T des Fahrzeugs V. In diesem Ausführungsbeispiel, wie in 8 gezeigt, sind die Leistungsversorgungsanschlüsse 33 an der Position des hintersten Endbereichs des Gehäuses 5 in der Fahrtrichtung T des Fahrzeugs V angeordnet. Die Batterie 2 ist mit den Leistungsversorgungsanschlüssen 33 über elektrische Leistungsleitungen oder dergleichen verbunden.
Es gibt hier viele Fälle, bei denen die Batterie 2, die dazu neigt, relativ groß zu sein, im Allgemeinen in dem Fahrzeug an der hinteren Seite bzw. Rückseite der Antriebsleistungsquellenempfangskammer (Motorraum) montiert ist, wie beispielsweise unterhalb der Sitze des Fahrzeugs V, in einem zentralen Gang, in einem Kofferraum oder dergleichen, wie in 8 gezeigt. Diesbezüglich sind in dem oben genannten Aufbau die Leistungsversorgungsanschlüsse 33 an der Position des hintersten Endbereichs des Gehäuses in der Fahrtrichtung T des Fahrzeugs V angeordnet. Entsprechend ist es möglich, die Leistungsversorgungsanschlüsse 33 elektrisch mit der Batterie 2 mit dem kürzesten Pfad zu verbinden. Folglich ist es möglich, die elektrische Verbindungsstruktur zwischen der Wechselrichtervorrichtung 1 und der Batterie 2 zu vereinfachen.
In dem Zustand, bei dem die Wechselrichtervorrichtung an dem Fahrzeug V in diesem Ausführungsbeispiel montiert ist, sind darüber hinaus die drei Verbindungsanschlüsse 25a, 25b und 25c für die drehende Elektromaschine auf der gleichen Seite der Basisplatte 11 in der Breitenrichtung des Fahrzeugs angeordnet. Ferner sind die drei Verbindungsanschlüsse 25a, 25b und 25c für die drehende Elektromaschine sequenziell in der Fahrtrichtung T des Fahrzeugs V angeordnet, also in der Richtung senkrecht zu der drehenden Welle 3a der drehenden Elektromaschine 3. Darüber hinaus sind in diesem Ausführungsbeispiel die Verbindungsanschlüsse 25a, 25b und 25c für die drehende Elektromaschine angeordnet, um die Spulen 3b der drehenden Elektromaschine 2 zu überlappen (hier insbesondere Spulenendbereiche, die Bereiche sind, die in der axialen Richtung von den Statoren der drehenden Elektromaschine 3 vorstehen), bei Betrachtung in einer radialen Richtung der drehenden Elektromaschine 3. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Verbindungsanschlüsse 25a, 25b und 25c für die drehende Elektromaschine auf der oberen Seite der Fahrzeugantriebsvorrichtung 62 angeordnet, die die drehende Elektromaschine 3 enthält, in der vertikalen Richtung, um die Spulen 3b der drehenden Elektromaschine 3 in einer Draufsicht gesehen in der vertikalen Richtung zu überlappen. Entsprechend ist es möglich, die Verbindungsanschlüsse 25a, 25b und 25c für die drehende Elektromaschine mit den Spulen 3b der drehenden Elektromaschine 3 entlang der radialen Richtung der drehenden Elektromaschine 3 in der Form einer geraden Linie auf der gleichen Seite in der axialen Richtung der drehenden Elektromaschine 3 zu verbinden. Folglich ist es möglich, die Verbindungsanschlüsse 25a, 25b und 25c für die drehende Elektromaschine elektrisch mit den Spulen 3b mit einer minimalen Anzahl von notwendigen Bauteilen zu verbinden, so dass es möglich ist, die elektrische Verbindungsstruktur zwischen der Wechselrichtervorrichtung 1 und den Spulen 3b zu vereinfachen.
Wie oben beschrieben, sind in der Wechselrichtervorrichtung 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Anordnungspositionen der jeweiligen Komponenten der Wechselrichtervorrichtung 1 optimiert unter Berücksichtigung des Zustands, bei dem die Wechselrichtervorrichtung an dem Fahrzeug V montiert ist. Entsprechend ist es möglich, beides, die elektrische Verbindungsstruktur zwischen der Wechselrichtervorrichtung 1 und der drehenden Elektromaschine 3 und die elektrische Verbindungsstruktur zwischen der Wechselrichtervorrichtung 1 und der Batterie 2 zu vereinfachen, und die Kühlleistung zum Kühlen der Schaltbauteile 14, des Kondensators 31 oder dergleichen sicherzustellen.
5. Andere Ausführungsbeispiele
Andere Ausführungsbeispiele der Wechselrichtervorrichtung gemäß der Erfindung werden beschrieben. So lange es keine Widersprüche gibt, können Strukturen, die in den folgenden jeweiligen Ausführungsbeispielen offenbart sind, kombiniert werden mit Strukturen, die in anderen Ausführungsbeispielen offenbart sind, um angewendet zu werden.

(1) Ein Fall, bei dem die Länge und die Position des Kondensatoranordnungsbereichs R1 in der X-Richtung festgelegt sind, um der Länge und Position des Basisanordnungsbereichs R2 in der X-Richtung zu entsprechen, ist beispielhaft in dem oben genannten Ausführungsbeispiel beschrieben worden. Das Ausführungsbeispiel der Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Eine Struktur, bei der die Längen des Kondensatoranordnungsbereichs R1 und des Basisanordnungsbereichs R2 in der X-Richtung festgelegt sind, um beispielsweise nicht einander zu entsprechen, ist auch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung. In diesem Fall kann eine Struktur, bei der die Position von nur einem von den beiden Endbereichen des Kondensatoranordnungsbereichs R1 in der X-Richtung festgelegt ist, um der Position von nur einem der beiden Endbereiche des Basisanordnungsbereichs R2 in der X-Richtung zu entsprechen, oder eine Struktur, bei der die Positionen von beiden Endbereichen des Kondensatoranordnungsbereichs R1 in der X-Richtung festgelegt sind, um nicht den Positionen von beiden Endbereichen des Basisanordnungsbereichs R2 in der X-Richtung zu entsprechen, verwendet werden. Alternativ ist auch eine Struktur, bei der die Längen des Kondensatoranordnungsbereichs R1 und des Basisanordnungsbereichs R2 in der X-Richtung festgelegt sind, um einander zu entsprechen, und die Positionen von beiden Endbereichen des Kondensatoranordnungsbereichs R1 in der X-Richtung festgelegt sind, um nicht den Positionen der beiden Endbereiche des Basisanordnungsbereichs R2 in der X-Richtung zu entsprechen, ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
(2) Ein Fall, bei dem die Länge und die Position des Kondensatoranordnungsbereichs R1 in der Z-Richtung festgelegt sind, um der Länge und der Position des Basisanordnungsbereichs R2 in der Z-Richtung zu entsprechen, ist anhand eines Beispiels in dem obigen Ausführungsbeispiel beschrieben worden. Das Ausführungsbeispiel der Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise ist auch eine Struktur, bei der die Längen des Kondensatoranordnungsbereichs R1 und des Basisanordnungsbereichs R2 in der Z-Richtung festgelegt sind, um nicht einander zu entsprechen, ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung. In diesem Fall kann eine Struktur verwendet werden, bei der die Position von nur einem von den beiden Endbereichen des Kondensatoranordnungsbereichs R1 in der Z-Richtung festgelegt ist, um der Position von nur einem der beiden Endbereiche des Basisanordnungsbereichs R2 in der Z-Richtung zu entsprechen, oder eine Struktur, bei der die Positionen von beiden Endbereichen des Kondensatoranordnungsbereichs R1 in der Z-Richtung festgelegt sind, um nicht den Positionen der beiden Endbereiche des Basisanordnungsbereichs R2 in der Z-Richtung zu entsprechen. Alternativ ist auch eine Struktur ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der die Längen des Kondensatoranordnungsbereichs R1 und des Basisanordnungsbereichs R2 in der Z-Richtung festgelegt sind, um einander zu entsprechen, und die Positionen von beiden Endbereichen des Kondensatoranordnungsbereichs R1 in der Z-Richtung festgelegt sind, um nicht den Positionen der beiden Endbereiche des Basisanordnungsbereichs R2 in der Z-Richtung zu entsprechen.
(3) Ein Fall, bei dem die Steuerungskarte 41 benachbart zu beiden, dem Kondensatoranordnungsbereich R1 und dem Basisanordnungsbereich R2 in der Z-Richtung angeordnet ist, ist beispielhaft in dem oben genannten Ausführungsbeispiel beschrieben worden. Das Ausführungsbeispiel der Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise ist also auch eine Struktur ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der die Steuerungskarte 41 angeordnet ist, um von dem Kondensatoranordnungsbereich R1 und dem Basisanordnungsbereich R2 in der Z-Richtung ein gewisses Ausmaß beabstandet zu sein.
(4) Ein Fall, bei dem die Zweigverbindungsbereiche 39, die von den Kondensatorsammelschienen 36a und 36b abzweigen und sich von diesen erstrecken, mit der Spannungsdetektionsschaltung verbunden sind, während sie durch die Steuerungskarte 41 verlaufen, ist beispielhaft in dem oben genannten Ausführungsbeispiel beschrieben worden. Das Ausführungsbeispiel der Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Eine Struktur, bei der die Zweigverbindungsbereiche 39 um die Steuerungskarte 41 herum verlaufen und mit der Spannungsdetektionsschaltung 44 verbunden sind, ohne durch die Steuerungskarte 41 zu verlaufen, ist auch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
(5) Ein Fall, bei dem die Leistungsversorgungsanschlüsse 33 an den Positionen punktsymmetrisch zu den DC-Anschlüssen 34 angeordnet sind in Bezug auf den Schwerpunkt 31c des Kondensators 31 als ein Referenzpunkt, und auf der Rückseite der Verbindungsanschlüsse 25a, 25b und 25c für die drehende Elektromaschine oder des Kondensators 31 in der Fahrtrichtung T des Fahrzeugs V angeordnet sind, ist beispielhaft in dem oben genannten Ausführungsbeispiel beschrieben worden. Das Ausführungsbeispiel der Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Anordnungspositionen der Leistungsversorgungsanschlüsse 33 können willkürlich festgelegt werden ungeachtet den Anordnungspositionen der DC-Anschlüsse 34 oder des Schwerpunkts 31c des Kondensators 31.
(6) Ein Fall, bei dem die Verbindungsanschlüsse 25a, 25b und 25c für die drehende Elektromaschine sequenziell in Richtung senkrecht zu der drehenden Welle 3a der drehenden Elektromaschine 3 angeordnet sind, und derart angeordnet sind, dass die Endbereiche der Verbindungsanschlüsse für die drehende Elektromaschine, die zu der +X-Richtungsseite korrespondieren, zueinander ausgerichtet angeordnet sind, ist beispielhaft in dem oben genannten Ausführungsbeispiel beschrieben worden. Das Ausführungsbeispiel der Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise ist auch eine Struktur ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der die Verbindungsanschlüsse 25a, 25b und 25c für die drehende Elektromaschine sequenziell angeordnet sind in einer Richtung, die die drehende Welle 3a der drehenden Elektromaschine 3 kreuzt (geneigt ist bezüglich der drehenden Welle) und die Endbereiche der Verbindungsanschlüsse für die drehende Elektromaschine, die zu der +X-Richtungsseite korrespondieren, angeordnet sind, um in der Form einer geraden Linie in der Richtung aufgereiht zu sein, die die drehende Welle 3a der drehenden Elektromaschine 3 kreuzt (diesbezüglich geneigt ist). Bezüglich der Positionen der jeweiligen Endbereiche der Verbindungsanschlüsse 25a, 25b und 25c für die drehende Elektromaschine, die zu der +X-Richtungsseite korrespondieren, ist ferner auch eine Struktur ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der die Endbereiche der Verbindungsanschlüsse für die drehende Elektromaschine derart angeordnet sind, dass eine virtuelle Linie, die sequenziell die Endbereiche der Verbindungsanschlüsse für die drehende Elektromaschine von einer Seite in Richtung der anderen Seite in der Y-Richtung verbindet, eine Form einer unterbrochenen Linie bzw. Reihe aufweist.
(7) Ein Fall, bei dem eine Richtung, in der die oberen und unteren Zweige von jedem der Abschnitte miteinander verbunden sind, die Richtung entlang der X-Richtung ist, und die drei Abschnitte sequenziell in der Y-Richtung angeordnet sind, ist beispielhaft in dem oben genannten Ausführungsbeispiel beschrieben worden. Das Ausführungsbeispiel der Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise ist auch eine Struktur ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der eine Richtung, in der die oberen und unteren Zweige von jedem der Abschnitte miteinander verbunden sind, eine Richtung entlang der Y-Richtung ist, und die drei Abschnitte sequenziell in der X-Richtung angeordnet sind.
(8) Ein Fall, bei dem die oberen und unteren Zweige derart angeordnet sind, dass die Längsrichtung von jedem von dem oberen und unteren Zweig die Richtung entlang der X-Richtung ist, ist beispielhaft in dem oben genannten Ausführungsbeispiel beschrieben worden. Das Ausführungsbeispiel der Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise ist auch eine Struktur ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der die oberen und unteren Zweige derart angeordnet sind, dass die Längsrichtung von jedem von den oberen und unteren Zweigen die Richtung entlang der Y-Richtung ist.
(9) Ein Fall, bei dem die Wärmeableitlamellen 11b auf der Seite, der Fahrzeugantriebsvorrichtung 62 und der drehenden Elektromaschine 3 gegenüberliegend, in Bezug auf die Bauteilplatzierungsfläche 11a angeordnet sind (auf der oberen Seite in der vertikalen Richtung), ist beispielhaft in dem oben genannten Ausführungsbeispiel beschrieben worden. Das Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Beispielsweise ist auch eine Struktur ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der die Wärmeableitlamellen 11b auf der gleichen Seite bereitgestellt sind, wie die Fahrzeugantriebsvorrichtung 62 und die drehende Elektromaschine 3, in Bezug auf die Bauteilplatzierungsfläche 11a (auf der unteren Seite in der vertikalen Richtung).
(10) Ein Fall, bei dem die Erstreckungsrichtung der Wärmeableitlamellen 11b festgelegt ist auf die Richtung entlang der Fahrtrichtung T des Fahrzeugs V, und der Kondensator 31 benachbart zu den Wärmeableitlamellen 11b auf der Rückseite in der Fahrtrichtung T des Fahrzeugs V angeordnet ist, um den Fahrtwind, der aufgrund der Fahrt des Fahrzeugs V erzeugt wird, zu nutzen, ist beispielhaft in dem oben genannten Ausführungsbeispiel beschrieben worden. Das Ausführungsbeispiel der Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise ist auch eine Struktur ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der die Erstreckungsrichtung der Wärmeableitlamellen 11b festgelegt ist auf eine Richtung, die die Fahrtrichtung T des Fahrzeugs V kreuzt (einschließlich eine Richtung senkrecht zu der Fahrtrichtung T des Fahrzeugs V), wenn der Kondensator 31 benachbart zu den Wärmeableitlamellen 11b auf der Rückseite in der Fahrtrichtung T des Fahrzeugs V angeordnet ist.
(11) Ein Fall, bei dem die Wechselrichtervorrichtung 1 an dem Fahrzeug V montiert ist, um mit der Fahrzeugantriebsvorrichtung 62 integriert zu sein, und die Verbindungsanschlüsse 25a, 25b und 25c für die drehende Elektromaschine angeordnet sind, um die Spulen 3b zu überlappen, bei Betrachtung in der radialen Richtung der drehenden Elektromaschine 3, ist beispielhaft in dem oben genannten Ausführungsbeispiel beschrieben worden. Das Ausführungsbeispiel der Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise ist auch eine Struktur ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der die Fahrzeugantriebsvorrichtung 62 und die Wechselrichtervorrichtung 1 an dem Fahrzeug V montiert sind, um physikalisch voneinander getrennt zu sein.
(12) Selbst in Bezug auf andere Strukturen ist das Ausführungsbeispiel, das in dieser Beschreibung offenbart ist, in allen Aspekten verdeutlicht, und das Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Die Strukturen, die nicht in den Ansprüchen dieser Anmeldung offenbart sind, können also geeignet modifiziert werden innerhalb eines Bereichs, der nicht abweicht von der Aufgabe der Erfindung.

Gewerbliche Anwendbarkeit
Die Erfindung kann geeignet verwendet werden für eine Wechselrichtervorrichtung, die eine Mehrzahl von Schaltbauteilen enthält, die elektrische Leistung umwandeln zwischen DC-Leistung und AC-Leistung, eine Basisplatte, die eine Bauteilplatzierungsfläche enthält, auf der diese Mehrzahl von Schaltbauteilen platziert sind, Wärmeableitlamellen, die auf der Seite der Basisplatte der Bauteilplatzierungsfläche gegenüberliegend bereitgestellt sind, eine Mehrzahl von AC-Phasenanschlüssen als AC-Anschlüsse, die AC-Leistung in eine drehende Elektromaschine als eine Antriebsleistungsquelle eines Fahrzeugs eingeben und von dieser ausgeben, und einen Kondensator, der DC-Leistung glättet.
Bezugszeichenliste

1: Wechselrichtervorrichtung
2: Batterie (DC-Leistungsquelle)
3: drehende Elektromaschine
3a: drehende Welle
3b: Spule
7: Wechselrichterschaltung
11: Basisplatte
11a: Bauteilplatzierungsfläche
11b: Wärmeableitlamelle
12: isolierendes Bauteil
13: Bauteilsubstrat
14: Schaltbauteil
21: Verbindungsträger
23: Sammelschiene (elektrisches Verbindungsbauteil)
25: Verbindungsanschluss für die drehende Elektromaschine (AC-Anschluss)
25a: Verbindungsanschluss für die drehende Elektromaschine für die U-Phase (AC-Phasenanschluss)
25b: Verbindungsanschluss für die drehende Elektromaschine für die V-Phase (AC-Phasenanschluss)
25c: Verbindungsanschluss für die drehende Elektromaschine für die W-Phase (AC-Phasenanschluss)
31: Kondensator
31c: Schwerpunkt
33: Leistungsversorgungsanschluss
34: DC-Anschluss
36: Kondensatorsammelschiene (Kondensatorverbindungsbauteil)
39: Zweigverbindungsbereich
41: Steuerungskarte
43: Treiberschaltung
44: Spannungsdetektionsschaltung
R1: Kondensatoranordnungsbereich
R2: Basisanordungsbereich
V: Hybridfahrzeug (Fahrzeug)
X: X-Richtung (erste Referenzrichtung)
Y: Y-Richtung (zweite Referenzrichtung)
Z: Z-Richtung (senkrechte Referenzrichtung)
T: Fahrtrichtung des Fahrzeugs

Claims

Wechselrichtervorrichtung mit einer Mehrzahl von Schaltbauteilen, die elektrische Leistung umwandeln zwischen DC-Leistung und AC-Leistung, einer Basisplatte, die eine Bauteilplatzierungsfläche enthält, auf der die Mehrzahl von Schaltbauteilen platziert ist, Wärmeableitlamellen, die bereitgestellt sind auf der Seite der Basisplatte, die der Bauteilplatzierungsfläche gegenüberliegt, AC-Anschlüssen, über die AC-Leistung in eine drehende Elektromaschine eingegeben und von dieser ausgegeben wird, als eine Antriebsleistungsquelle eines Fahrzeugs, und die elektrisch mit den Schaltbauteilen verbunden sind, und einem Kondensator, der DC-Leistung glättet, wobei die Wechselrichtervorrichtung an einem Gehäuse der drehenden Elektromaschine fixiert ist, das die drehende Elektromaschine aufnimmt, wobei eine Drehwelle der drehenden Elektromaschine angeordnet ist, um sich in der Breitenrichtung des Fahrzeugs zu erstrecken, die Basisplatte benachbart zu den AC-Anschlüssen in der Breitenrichtung des Fahrzeugs angeordnet ist, eine Mehrzahl von AC-Phasenanschlüssen als AC-Anschlüsse sequenziell angeordnet sind in einer Richtung senkrecht zu der drehende Welle der drehenden Elektromaschine, und der Kondensator benachbart zu den Wärmeableitlamellen auf der Rückseite in der Fahrtrichtung des Fahrzeugs angeordnet ist.
Wechselrichtervorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Wärmeableitlamellen auf der Seite, der drehenden Elektromaschine gegenüberliegend, in Bezug auf die Bauteilplatzierungsfläche angeordnet sind.
Wechselrichtervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der eine Erstreckungsrichtung der Wärmeableitlamellen, die sich in der Form einer flachen Platte erstrecken, festgelegt ist, um eine Richtung entlang einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs zu sein.
Wechselrichtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner mit: Leistungsversorgungsanschlüssen, die mit dem Kondensator verbunden sind, und über die DC-Leistung in eine DC-Leistungsquelle eingegeben und von dieser ausgegeben wird, wobei die Leistungsversorgungsanschlüsse auf der Rückseite des Kondensators in der Fahrtrichtung des Fahrzeugs angeordnet sind.
Wechselrichtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Mehrzahl der AC-Phasenanschlüsse an Positionen angeordnet sind, die Spulen der drehenden Elektromaschine überlappen, bei Betrachtung in einer radialen Richtung der drehenden Elektromaschine.
Wechselrichtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die AC-Anschlüsse angeordnet sind, um von der Basisplatte in einer vorbestimmten ersten Referenzrichtung in Draufsicht gesehen in einer Richtung senkrecht zu der Bauteilplatzierungsfläche vorzustehen, der Kondensator in einem Kondensatoranordnungsbereich angeordnet ist, der festgelegt ist in einer rechteckigen Form in der Draufsicht, und der Kondensatoranordnungsbereich derart festgelegt ist, dass lange Seiten der rechteckigen Form parallel zu der ersten Referenzrichtung in der Draufsicht sind, und benachbart zu einem Basisanordnungsbereich festgelegt ist, in dem die Basisplatte und die AC-Anschlüsse angeordnet sind, in einer zweiten Referenzrichtung, die eine Richtung senkrecht zu der ersten Referenzrichtung ist.
Wechselrichtervorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Länge des Kondensatoranordnungsbereichs in der ersten Referenzrichtung festgelegt ist, um länger zu sein als die Länge der Basisplatte in der ersten Referenzrichtung, und die AC-Anschlüsse in einem Bereich angeordnet sind, der den Kondensatoranordnungsbereich überlappt, bei einer Betrachtung in der zweiten Referenzrichtung.
Wechselrichtervorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, bei der ein Verbindungsträger, der elektrische Verbindungsbauteile trägt, die mindestens die Schaltbauteile und die AC-Anschlüsse elektrisch verbinden, auf der gleichen Seite der Basisplatte bereitgestellt ist, wie die Bauteilplatzierungsfläche, der Basisanordnungsbereich festgelegt ist, um Anordnungsbereiche der Wärmeableitlamellen und den Verbindungsträger zu enthalten, und die Länge und Position des Kondensatoranordnungsbereichs in einer senkrechten Referenzrichtung, die eine Richtung senkrecht zu der Bauteilplatzierungsfläche ist, festgelegt sind, um der Länge und der Position des Basisanordnungsbereichs in der senkrechten Referenzrichtung zu entsprechen.
Wechselrichtervorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, ferner mit: einer Steuerungskarte, die mit mindestens einer Treiberschaltung für die Schaltbauteile bereitgestellt ist, wobei die Steuerungskarte benachbart zu beiden, dem Kondensatoranordnungsbereich und dem Basisanordnungsbereich in einer senkrechten Referenzrichtung ist, die eine Richtung senkrecht zu der Bauteilplatzierungsfläche ist, und die an einer Position angeordnet ist, die beide Bereiche von dem Kondensatoranordnungsbereich und dem Basisanordnungsbereich in der Draufsicht überlappt.
Wechselrichtervorrichtung nach Anspruch 9, ferner mit: Leistungsversorgungsanschlüssen, über die DC-Leistung in eine DC-Leistungsquelle eingegeben und von diesen ausgegeben wird; DC-Anschlüssen, über die DC-Leistung in die Schaltbauteile eingegeben und von diesen ausgegeben wird; und Kondensatorverbindungsbauteilen, die die Leistungsversorgungsanschlüsse elektrisch mit den DC-Anschlüssen über den Kondensator verbinden, wobei die Steuerungskarte ferner bereitgestellt ist mit einer Spannungsdetektionsschaltung, die eine Spannung zwischen beiden Elektroden des Kondensators detektiert, und Zweigverbindungsbereichen, die von den Kondensatorverbindungsbauteilen abzweigen und sich in der senkrechten Richtung erstrecken, mit der Spannungsdetektionsschaltung verbunden sind, während sie durch die Steuerungskarte verlaufen.
Wechselrichtervorrichtung nach Anspruch 10, bei der die Leistungsversorgungsanschlüsse und die DC-Anschlüsse an Positionen angeordnet sind, die in der ersten Referenzrichtung verschieden sind und die punktsymmetrisch zueinander sind in Bezug auf den Schwerpunkt der Form des Kondensatoranordnungsbereichs in der Draufsicht.
Wechselrichtervorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, bei der die Mehrzahl von Schaltbauteilen eine Wechselrichterschaltung bilden, die Wechselrichterschaltung eine Drei-Abschnitt-Struktur hat, enthaltend drei Abschnitte, die Schaltbauteile enthalten, die obere Zweige bilden, die mit der Seite der positiven Elektrode verbunden sind, und Schaltbauteile, die untere Zweige bilden, die mit der Seite einer negativen Elektrode verbunden sind, und eine Richtung, in der die oberen und unteren Zweige von jedem der Abschnitte miteinander verbunden sind, eine Richtung entlang der ersten Referenzrichtung ist, und die drei Abschnitte sequenziell in der zweiten Referenzrichtung angeordnet sind.
Wechselrichtervorrichtung nach Anspruch 12, bei der die oberen und unteren Zweige derart angeordnet sind, dass eine Längsrichtung von jedem der oberen und unteren Zweige eine Richtung entlang der ersten Referenzrichtung ist.