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Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Kompressor mit integriertem Wechselrichter, wobei eine Wechselrichtervorrichtung integral in das Gehäuse des elektrischen Kompressors integriert ist.
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Elektrische Kompressoren mit integriertem Wechselrichter, wobei eine Wechselrichtervorrichtung integral integriert ist, werden als Klimakompressoren verwendet, die in Elektrofahrzeugen, Hybridfahrzeugen oder Ähnlichem eingebaut sind. Der elektrische Kompressor mit integriertem Wechselrichter ist so konfiguriert, dass er durch Umwandeln von Gleichstrom mit hoher Spannung aus einer Stromversorgungseinheit, die im Fahrzeug eingebaut ist, in dreiphasigen Wechselstrom einer bestimmten Frequenz und Anlegen des umgewandeltem Stroms an den Elektromotor betrieben wird.
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Eine Wechselrichtervorrichtung ist zum Beispiel aus Hochspannungssystemkomponenten, wie Induktionsspulen und Beruhigungskondensatoren, die einen Entstörfilterschaltkreis bilden, der in einer Hochspannungsleitung von einer Stromquelle bereitgestellt ist, einem Subsubstrat, auf dem ein Schaltungsschaltkreis mit einer Mehrzahl von Schaltelementen (elektrischen Elementen) wie IGBT (d.h. insulated gate bipolar transistor = Bipolartransistor mit isoliertem Gate) angebracht ist, die Gleichstrom in dreiphasigen Wechselstrom umwandeln, einem Hauptsubstrat (einer gedruckten Leiterplatte), auf dem ein Steuerschaltkreis angebracht ist, der bei einer niedrigen Spannung arbeitet, wie eine CPU, und eine Stromsammelschiene oder Ähnliches, die diese Hochspannungssystemkomponenten, das Subsubstrat und das Hauptsubstrat miteinander verbindet, den Gleichstromeingang über ein P-N-Anschlusselement in dreiphasigen Wechselstrom umwandelt und den umgewandelten Strom aus UWV-Anschlusselementen ausgibt, aufgebaut.
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Ein Stromquellenkabel, das Gleichstrom von einer Stromquelle zur Wechselrichtervorrichtung leitet, konfiguriert einen Filterschaltkreis durch Verbinden eines Stromquellenkabel-Verbindungsstücks mit einem auf der Wechselrichter-Gehäuseteilseite bereitgestellten Verbindungsabschnitt eines Verbindungsstücks und Verbinden einer Induktionsspule, eines Beruhigungskondensators und dergleichen mithilfe eines Anschlussblocks oder einer Stromsammelschiene mit der Gleichstromleitung vom Verbindungsstück und ist mit einem P-N-Anschlusselement verbunden, das auf der Substratseite vorgesehen ist, wie zum Beispiel in der
JP 2009-275 606 A beschrieben.
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Außerdem offenbart die
JP 2012-193 660 A eine Technologie, bei der ein Stromeingangsanschlussbildungsabschnitt in einer metallenen Wechselrichterabdeckung gebildet wird, die einen Wechselrichtergehäuseraum verschließt, in dem eine Platine eingebaut ist, auf der Filterspulen und Kondensatoren montiert sind, und ein Stromquellenverbindungsstück aus Harz integral bereitgestellt wird, indem metallene Anschlusselemente in diesem Anschlussbildungsabschnitt mit Harz umspritzt werden, wobei das Stromquellenkabel mit dem Stromquellenverbindungsstück verbunden wird und die metallenen Anschlusselemente des Stromquellenverbindungsstücks aus Harz und die Platine durch Befestigen der Wechselrichterabdeckung mit dem Gehäuse verbunden werden.
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Aus der
EP 1 034 983 A2 ist eine Verteiler-Verbindungsbox bekannt, bei der eine Vielzahl von Verbinderanschlüssen fest an einem Gehäuse montiert sind, in dem eine Schaltungsplatine fest aufgenommen ist, sodass die Verbinderanschlüsse ein jeweiliges Ende davon außerhalb des Gehäuses positioniert haben und ein jeweiliges anderes Ende im Inneren des Gehäuses positioniert und fest an der Schaltungsplatine festgelegt haben. An einem Bodenteil des Gehäuses sind integral ausgebildete Vorsprünge so vorstehend vorgesehen, dass sie in einem Bereich etwa gegenüber den Verbinderanschlüssen mit der Unterseite der Schaltungsplatine in Kontakt sind, um die Verformung des Gehäuses beim Einsetzen eines externen Verbinderanschlusses in bzw. auf die Verbinderanschlüsse der Verbindungsbox zu verhindern.
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Jedoch erfordert die in der
JP 2009-275 606 A beschriebene Technologie, dass ein Anschlussblock oder eine Stromsammelschiene in einem Gleichstrom-Eingangssystem vom Stromquellenkabel bereitgestellt ist, um die Hochspannungssystemkomponenten zu verbinden, um einen Filterschaltkreis zu bilden, wie Spulen und Kondensatoren. Daher bestanden insofern Probleme, als die Wechselrichtervorrichtung eine komplexere Konfiguration aufwies und die Kosten und Größe derselben aufgrund der erhöhten Anzahl von Komponenten erhöht war, während es aufgrund der erhöhten Anzahl von Verbindungsabschnitten über die Stromsammelschiene schwieriger war, deren Zuverlässigkeit sicherzustellen.
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Unterdessen ist die in der
JP 2012-193 660 A beschriebene Technologie in der Lage, die Konfiguration des Gleichstromeingangssystems zu vereinfachen, da die Spulen und Kondensatoren auf einem Substrat montiert werden können, ein integriertes Stromquellenverbindungsstück aus Harz integral bereitgestellt werden kann, das das Stromquellenkabel mit der Wechselrichterabdeckung verbindet, und metallene Anschlusselemente in diesem Verbindungsstück beim Anbringen der Wechselrichterabdeckung mit der Platine verbunden werden können. Jedoch gab es problematische Fälle, bei denen bei Einführung der Anschlusselemente übermäßige Druckkraft auf die Platine ausgeübt wurde, wenn die metallenen Anschlusselemente mit der Platine verbunden wurden, und es bestand ein Risiko, dass diese mechanische Spannung die Platine oder die Montagekomponenten beschädigen würde.
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Angesichts dieser Umstände ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung das Bereitstellen eines elektrischen Kompressors mit integriertem Wechselrichter, wobei ein Gleichstromeingangssystem als Konfiguration zum direkten Verbinden eines Stromquellenkabel-Verbindungsstücks mit einem P-N-Anschlusselement auf einem Hauptsubstrat vereinfacht ist, am Substrat hervorgerufene mechanische Spannung in diesem Fall reduziert werden kann und eine Beschädigung des Substrat und der Montagekomponenten vermieden werden kann.
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Der elektrische Kompressor mit integriertem Wechselrichter der vorliegenden Erfindung umfasst die Merkmale des Patentanspruches 1, um die vorstehenden Probleme zu lösen.
Und zwar ist der elektrische Kompressor mit integriertem Wechselrichter gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein elektrischer Kompressor mit integriertem Wechselrichter, bei dem eine Wechselrichtervorrichtung integral in einen Wechselrichter-Gehäuseabschnitt integriert ist, der am Außenumfang eines Gehäuses bereitgestellt ist, wobei ein P-N-Anschlusselement für den Eingang von Gleichstrom mit hoher Spannung an einem Hauptsubstrat der Wechselrichtervorrichtung bereitgestellt ist und ein Stromquellenkabel angeschlossen werden kann, indem ein Verbindungsstück in das P-N-Anschlusselement eingeführt wird, wobei das Verbindungsstück an einem Ende des Stromquellenkabels bereitgestellt ist und eine elektrische Komponente, die die Wechselrichtervorrichtung darstellt, auf der gegenüberliegenden Seite des P-N-Anschlusselements positioniert ist, um das Hauptsubstrat dazwischen einzuschließen, und die beim Einführen des Verbindungsstücks am Hauptsubstrat hervorgerufene mechanische Spannung von der elektrischen Komponente getragen wird.
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Da gemäß der vorliegenden Erfindung ein P-N-Anschlusselement für den Eingang von Gleichstrom mit hoher Spannung an einem Hauptsubstrat einer Wechselrichtervorrichtung bereitgestellt ist und ein Stromquellenkabel durch Einführen eines bereitgestellten Verbindungsstücks in das P-N-Anschlusselement angeschlossen werden kann, wobei das Verbindungsstück an einem Ende des Anschlusselements bereitgestellt ist und eine elektrische Komponente, die die Wechselrichtervorrichtung darstellt, auf der gegenüberliegenden Seite des P-N-Anschlusselements angeordnet ist, um das Hauptsubstrat dazwischen einzuschließen, und die beim Einführen des Verbindungsstücks am Hauptsubstrat hervorgerufene mechanische Spannung von den elektrischen Komponenten getragen wird, kann die beim Einführen des Verbindungsstücks am Hauptsubstrat hervorgerufene mechanische Spannung reduziert werden, indem sie von der elektrischen Komponente getragen wird, die auf der gegenüberliegenden Seite des P-N-Anschlusselements angeordnet ist, um das Hauptsubstrat einzuschließen. Demzufolge kann eine Beschädigung des Hauptsubstrats und der Montagekomponenten aufgrund der mechanischen Spannung durch die übermäßige Druckkraft beim Einführen des Verbindungsstücks zuverlässig beseitigt werden. Außerdem kann das Weglassen eines Anschlussblocks oder einer Stromsammelschiene, der bzw. die im Gleichstromeingangssystem bereitgestellt sind, um die Anzahl von Komponenten der Wechselrichtervorrichtung zu reduzieren, die Konfiguration vereinfachen, Kosten senken und Größe und Gewicht reduzieren, während eine Abnahme der über die Stromsammelschiene hergestellten Verbindungen die Anzahl von Herstellungsschritten reduzieren und die Zuverlässigkeit verbessern kann.
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Vorzugsweise ist bei dem vorstehenden elektrischen Kompressor mit integriertem Wechselrichter das Verbindungsstück, das an einem Ende des Stromquellenkabels bereitgestellt ist, in einer Position bereitgestellt, die dem P-N-Anschlusselement an der Seite der Abdeckung entspricht, die den Wechselrichter-Gehäuseabschnitt verschließt, wobei es in das P-N-Anschlusselement eingeführt werden kann, wenn die Abdeckung angebaut wird.
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Da gemäß der vorliegenden Erfindung das Verbindungsstück, das an einem Ende des Stromquellenkabels bereitgestellt ist, in einer Position bereitgestellt ist, die dem P-N-Anschlusselement an der Seite der Abdeckung entspricht, die den Wechselrichter-Gehäuseabschnitt abdeckt, wobei es in den P-N-Anschlusselement eingeführt werden kann, wenn die Abdeckung angebaut wird, kann das Stromquellenkabel mit dem P-N-Anschlusselement in der Wechselrichtervorrichtung verbunden werden, indem das Verbindungsstück, das an der Innenfläche der Abdeckung angeordnet ist, in das P-N-Anschlusselement gleichzeitig eingeführt wird, wenn die Abdeckung angebaut wird, um den Wechselrichter-Gehäuseabschnitt zu verschließen. Demzufolge können die Verbindungsstruktur des Stromquellenkabels und das Verbindungsverfahren dafür vereinfacht werden, und das Verbindungsstück kann zuverlässig in das P-N-Anschlusselement eingeführt werden, ohne übermäßige mechanische Spannung am Hauptsubstrat hervorzurufen, auch wenn das Verbindungsstück durch Drücken der Abdeckung mit einem gewissen Grad übermäßiger Druckkraft angeschlossen wird.
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Erfindungsgemäß weist bei dem elektrischen Kompressor mit integriertem Wechselrichter die elektrische Komponente einen Stützabschnitt auf, der das Hauptsubstrat auf der gegenüberliegenden Oberflächenseite des Hauptsubstrats stützt, und ist auf der hinteren Oberflächenseite des Hauptsubstrats entsprechend der Position, an der das P-N-Anschlusselement angeordnet ist, positioniert.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann, da die elektrische Komponente einen Stützabschnitt aufweist, der das Hauptsubstrat auf der gegenüberliegenden Oberflächenseite des Hauptsubstrats stützt, und auf der hinteren Oberflächenseite des Hauptsubstrats entsprechend der Position, an der das P-N-Anschlusselement angeordnet ist, positioniert ist, beim Einführen des Verbindungsstücks in das P-N-Anschlusselement am Hauptsubstrat hervorgerufene mechanische Spannung vom zugewandten Stützabschnitt der elektrischen Komponente, die an der hinteren Oberflächenseite davon positioniert ist, gestützt werden. Demzufolge kann am Hauptsubstrat hervorgerufene mechanische Spannung weitgehend reduziert werden, und Beschädigung am Hauptsubstrat oder Beschädigung an den Montagekomponenten können zuverlässig vermieden werden.
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Vorzugsweise sind bei jedem der vorstehend beschriebenen elektrischen Kompressoren mit integriertem Wechselrichter die elektrischen Komponenten Beruhigungskondensatoren, die einen Entstörfilterschaltkreis bilden, der in der Hochspannungsgleichstromleitung der Wechselrichtervorrichtung bereitgestellt ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung können, da die elektrischen Komponenten Beruhigungskondensatoren sind, die einen Entstörfilterschaltkreis bilden, der in der Hochspannungsgleichstromleitung der Wechselrichtervorrichtung bereitgestellt ist, die elektrischen Komponenten so verwendet werden, wie sie sind, um mechanische Spannung zu tragen, die am Hauptsubstrat hervorgerufen werden, indem Beruhigungskondensatoren, die innerhalb des Gehäuses untergebracht sind und eine rechteckige Außenform aufweisen, auf der gegenüberliegenden Seite des P-N-Anschlusselements angeordnet werden, um das Hauptsubstrat einzuschließen. Durch Überarbeiten der Anordnung vorhandener elektrischer Komponenten, um diese effektiv als Elemente zum Tragen von am Hauptsubstrat hervorgerufener mechanischer Spannung zu verwenden, wird es demzufolge möglich, eine Konfiguration einzusetzen, bei der das Stromquellenkabel direkt mit dem P-N-Anschlusselement am Hauptsubstrat verbunden ist, was die Anzahl von Komponenten in der Wechselrichtervorrichtung reduzieren, Kosten senken und Größe und Gewicht reduzieren kann.
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Die vorliegende Erfindung kann die beim Einführen eines Verbindungsstücks am Hauptsubstrat hervorgerufene mechanische Spannung reduzieren, indem die elektrischen Komponenten, die auf der gegenüberliegenden Seite des P-N-Anschlusselements angeordnet sind, um das Hauptsubstrat dazwischen einzuschließen, die mechanische Spannung tragen, auch bei einer Konfiguration, bei der das Stromquellenkabel direkt mit dem P-N-Anschlusselement verbunden wird, das am Hauptsubstrat bereitgestellt ist, indem das Verbindungsstück eingeführt wird, das an einem Ende des Stromquellenkabels bereitgestellt ist. Deshalb kann die Beschädigung des Hauptsubstrats und der Montagekomponenten aufgrund der mechanischen Spannung durch die übermäßige Druckkraft beim Einführen des Verbindungsstücks vermieden werden. Außerdem kann das Weglassen eines Anschlussblocks oder einer Stromsammelschiene, der bzw. die im Gleichstromeingangssystem bereitgestellt sind, um die Anzahl in von Komponenten der Wechselrichtervorrichtung zu reduzieren, die Konfiguration vereinfachen, Kosten senken und Größe und Gewicht reduzieren. Außerdem kann ein Reduzieren der Anzahl der über die Stromsammelschiene hergestellten Verbindungen die Anzahl von Herstellungsschritten reduzieren und die Zuverlässigkeit verbessern.
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- 1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Konfiguration von Hauptbestandteilen eines elektrischen Kompressors mit integriertem Wechselrichter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 2 ist eine entsprechende Längsschnittansicht entlang der Linie a-a in 1.
- 3 ist eine perspektivische Ansicht einer hinteren Oberflächenseite einer Abdeckung, die einen Wechselrichter-Gehäuseabschnitt des elektrischen Kompressors mit integriertem Wechselrichter, der in 1 abgebildet ist, verschließt.
- 4 ist eine perspektivische Ansicht einer Stromquellenkabel-Einzeleinheit, die mit der in 3 abgebildeten Abdeckung verbunden ist.
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezug auf 1 bis 4 beschrieben.
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1 ist eine perspektivische Ansicht, die Hauptbestandteile eines elektrischen Kompressors mit integriertem Wechselrichter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 2 ist eine entsprechende Längsschnittansicht entlang der Linie a-a in 1. 3 ist eine perspektivische Ansicht einer hinteren Oberflächenseite einer Abdeckung, die einen Wechselrichter-Gehäuseabschnitt verschließt. 4 ist eine perspektivische Ansicht einer Stromquellenkabel-Einzeleinheit. Der elektrische Kompressor 1 mit integriertem Wechselrichter weist ein zylinderförmiges Gehäuse 2 auf, das eine Außenschale bildet. Das Gehäuse 2 besteht aus einem Motorgehäuse 3 zum Einbau eines Elektromotors (nicht dargestellt) und einem Kompressorgehäuse (nicht dargestellt) zum Einbau eines Kompressormechanismus (nicht dargestellt), die zu einer Einzeleinheit verbunden sind.
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Der elektrische Kompressor 1 mit integriertem Wechselrichter ist so konfiguriert, dass ein Elektromotor und ein Kompressormechanismus, im Gehäuse 2 eingebaut, über eine Drehwelle miteinander verbunden sind und der Kompressormechanismus den Elektromotor mithilfe einer nachstehend erörterten Wechselrichtervorrichtung 7 antreibt, ein Niederdruck-Kühlgas, das in den Innenraum des Motorgehäuses 3 über einen Einlass 4 angesogen wird, der an der hinteren Endseitenoberfläche desselben angeordnet ist, über den Umfang des Elektromotors angesogen, durch den Kompressormechanismus zu einem hohen Druck komprimiert und innerhalb des Kompressorgehäuses abgegeben und dann ausgegeben wird.
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Eine Mehrzahl von Kühlmittel-Strömungswegen 5 ist im Motorgehäuse 3 gebildet, damit das Kühlmittel entlang einer Axialrichtung der Innenumfangsoberflächenseite strömen kann, und Bügel 6 zum Anbringen des elektrischen Kompressors 1 mit integriertem Wechselrichter sind an mehreren Stellen um den Außenumfangsabschnitt desselben bereitgestellt. Ein Wechselrichter-Gehäuseabschnitt 8 ist ebenfalls integral im Außenumfangsabschnitt des Gehäuses 2 (auf der Seite des Motorgehäuses 3) gebildet, um die Wechselrichtervorrichtung 7 integral aufzunehmen. Der Wechselrichter-Gehäuseabschnitt 8 hat in einer Draufsicht eine etwa quadratische Form und ist so konfiguriert, dass die Bodenoberfläche desselben eine teilweise und annähernd flache Sockelfläche 9 bildet, die aus Wandflächen des Motorgehäuses 3 besteht, und ein Flanschabschnitt 10 verläuft am Umfang desselben nach oben.
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Der Wechselrichter-Gehäuseabschnitt 8 ist ebenfalls so konfiguriert, dass er durch Anbau einer Abdeckung 11 am Flansch 10, wie in 3 dargestellt, verschlossen wird, nachdem die Wechselrichtervorrichtung 7 eingesetzt wurde. Ein Hochspannungskabel (Stromquellenkabel) 12 ist an der Innenoberflächenseite der Abdeckung 11 bereitgestellt. Das Hochspannungskabel 12 ist an einem Ende mit einem Verbindungsstück 13 versehen und ist am anderen Ende mit einem Verbindungsstück-Anschlusselement 14 versehen, das mit dem Stromquellenkabel verbunden ist. Das Verbindungsstück 13 ist an einem Ende mit einer Schraube 15 an der Innenoberfläche der Abdeckung 11 an einer Position befestigt angeordnet, die einem P-N-Anschlusselement 24 entspricht, das am Hauptsubstrat 20 bereitgestellt ist wie nachstehend beschrieben. Das Verbindungsstück-Anschlußelement 14 am anderen Ende ist mit einer Mehrzahl von Schrauben 16 an der Außenoberfläche der Abdeckung 11 in einem Zustand befestigt angeordnet, bei dem der Anschlusselementabschnitt von der Außenoberflächenseite der Abdeckung 11 hervorragt.
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Das Hochspannungskabel 12 bildet einen Abschnitt des Stromquellenkabels. Hochspannungsgleichstrom aus der Stromquelleneinheit wird an die Wechselrichtervorrichtung 7 angelegt, indem das Hochspannungskabel 12 mit der Stromversorgungseinheit, die im Fahrzeug eingebaut ist, über ein Stromkabel verbunden wird und das Verbindungsstück 13, das an einem Ende desselben bereitgestellt ist, mit dem P-N-Anschlusselement 24 verbunden wird, das am Hauptsubstrat 20 der Wechselrichtervorrichtung 7 bereitgestellt ist.
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Die Wechselrichtervorrichtung 7 treibt den Elektromotor an, indem Hochspannungsgleichstrom von der Stromversorgungseinheit, die im Fahrzeug eingebaut ist, in dreiphasigen Wechselstrom einer bestimmten Frequenz umgewandelt wird und dann an den Elektromotor angelegt wird. Die Wechselrichtervorrichtung 7 ist integral in den Wechselrichter-Gehäuseabschnitt 8 integriert, wie in 1 und 2 dargestellt, und besteht aus einer Mehrzahl von Hochspannungssystemkomponenten, wie einer ummantelten Spule 17 und einem Beruhigungskondensator 18, die einen Filterschaltkreis bilden, einem Subsubstrat 19, dem Hauptsubstrat 20 und dergleichen.
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Die Wechselrichtervorrichtung 7 kann die Vorrichtung sein, die öffentlich bekannt ist, jedoch kann zum Zwecke der Integration eine Vorrichtung verwendet werden, bei der die Mehrzahl der Hochspannungssystemkomponenten, wie eine ummantelte Spule 17 und ein Beruhigungskondensator 18, die einen Filterschaltkreis bilden, an ein Hauptsubstrat 20 gelötet und verbunden werden. Beruhigungskondensatoren 18 sind im Allgemeinen so konfiguriert, dass sie in einem Gehäuse untergebracht sind und eine rechteckige äußere (rechteckig quaderförmig ausgebildete) Form und eine ebene Form mit einer flachen oberen Oberfläche, wie in 2 dargestellt, aufweisen. Die Hochspannungssystemkomponenten wie der Beruhigungskondensator 18 und die ummantelte Spule 17 (z. B. eine Gleichtaktspule, Normaltaktspule oder Ähnliches) sind mit einer Hochspannungsleitung am Hauptsubstrat 20 verbunden, um einen allgemein bekannten Entstörfilterschaltkreis zu bilden.
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Das Subsubstrat 19 weist einen darauf angebrachten Schaltungsschaltkreis 21 auf, der aus einer Mehrzahl von (sechs) Schaltelementen (elektrischen Elementen) wie IGBT und dergleichen aufgebaut ist, der Gleichstrom in dreiphasigen Wechselstrom umwandelt. Zum Kühlen der elektrischen Elemente, die wärmeerzeugende Teile sind, ist das Subsubstrat 19 in Kontakt mit der an der Wandfläche des Motorgehäuses 3 ausgebildeten Sockelfläche 9 angeordnet, die die Unterseite des Wechselrichter-Gehäuseabschnitts 8 bildet, so dass die elektrischen Elemente mit der Sockelfläche 9 als Wärmesenke gekühlt werden.
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Ein Steuerschaltkreis 22, der bei niedriger Spannung arbeitet wie eine CPU, ist auf dem Hauptsubstrat 20 angebracht und soll den Betrieb der Wechselrichtervorrichtung 7 mithilfe von Steuersignalen von einer elektronischen Steuereinheit (ECU), die im Fahrzeug eingebaut ist, steuern. Auf der Oberseite des Hauptsubstrats 20 sind das P-N-Anschlusselement 24 für den Eingang von Hochspannungsgleichstrom aus dem Hochspannungskabel 12 mittels eines Verbindungsstücks 13 und ein UVW-Anschlusselement 25 zur Ausgabe dreiphasigen Wechselstroms einer bestimmten Frequenz, der aus dem Gleichstrom hergestellt wird, vorgesehen.
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Das UVW-Anschlusselement 25 ist mit einem glasverschlossenen Anschlusselement 26 verbunden, das im Wechselrichter-Gehäuseabschnitt 8 eingebaut ist, wobei es das Motorgehäuse 3 durchdringt, um dreiphasigen Wechselstrom an den Elektromotor anzulegen, der innerhalb des Motorgehäuses 3 mithilfe eines glasverschlossenen Anschlusselements 26 eingebaut ist. Außerdem wird die Hochspannungsleitung mit dem P-N-Anschlusselement 24 durch Einfügung eines Verbindungsstück 13 verbunden, das an der Seite der Abdeckung 11 bereitgestellt ist, die dem P-N-Anschlusselement 24 entspricht. Es ist immerhin ein gewisses Maß an Druckkraft beim Einführen des Verbindungsstücks 13 erforderlich, und die mechanische Spannung derselben wird am Hauptsubstrat 20 verursacht.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist ein rechteckig geformter (rechteckig quaderförmig ausgebildeter) Beruhigungskondensator 18, der einer der Hochspannungssystemkomponenten ist, an der hinteren Oberflächenseite des Hauptsubstrats 20 entsprechend der Position, in der das P-N-Anschlusselement 24 angeordnet ist, positioniert, um die am Hauptsubstrat 20 hervorgerufene mechanische Spannung zu tragen, wobei die oben beschriebene am Hauptsubstrat 20 hervorgerufene mechanische Spannung an derjenigen Oberseite des Hauptsubstrats (Stützabschnitt) getragen wird, die die gegenüberliegende Oberfläche des Hauptsubstrats bildet. Der Beruhigungskondensator 18 ist elektrisch und mechanisch mit dem Hauptsubstrat 20 verbunden und wird von der Bodenoberfläche des Wechselrichter-Gehäuseabschnitts 8 in einem mittels Kleber befestigten Zustand getragen, wobei die vorstehende mechanische Spannung ausreichend gestützt werden kann.
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Durch solches Anordnen des Beruhigungskondensators 18, der eine der elektrischen Komponenten ist, die die Wechselrichtervorrichtung 7 bilden, in einer Position auf der gegenüberliegenden Seite des P-N-Anschlusselements 24, bereitgestellt am Hauptsubstrat 20, um das Hauptsubstrat 20 dazwischen einzuschließen, ist es möglich, auch wenn mechanische Spannung am Hauptsubstrat 20 durch übermäßige Druckkraft beim Einführen des Verbindungsstücks 13 in das P-N-Anschlusselement 24 hervorgerufen wird, dass die mechanische Spannung durch den Einsatz vorhandener elektrischer Komponenten getragen wird.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ermöglichen somit ein Bereitstellen eines P-N-Anschlusselements 24, das Hochspannungsgleichstrom am Hauptsubstrat 20 der Wechselrichtervorrichtung 17 zuführt, und ein Einführen in das P-N-Anschlusselement 24 eines Verbindungsstücks 13, das an einem Ende desselben bereitgestellt ist, das Anschließen eines Stromquellenkabels (Hochspannungskabel 12). Außerdem kann durch Anordnen des Beruhigungskondensators 18, der eine der elektrischen Komponenten ist, die die Wechselrichtervorrichtung 7 bilden, auf der gegenüberliegenden Seite des P-N-Anschlusselements 24, um das Hauptsubstrat 20 dazwischen einzuschließen, die am Hauptsubstrat 20 beim Einführen des Verbindungsstücks 13 hervorgerufene mechanische Spannung vom Beruhigungskondensator 18 getragen werden.
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Daher kann die am Hauptsubstrat 20 beim Einführen des Verbindungsstücks 13 hervorgerufene mechanische Spannung reduziert werden, indem sie vom Beruhigungskondensator 18 getragen wird, der eine der elektrischen Komponenten ist und auf der gegenüberliegenden Seite des P-N-Anschlusselements 24 angeordnet ist, um das Hauptsubstrat 20 dazwischen einzuschließen, sogar wenn ein Stromquellenkabel direkt durch Einführen des Verbindungsstücks 13, das an einem Ende des Stromquellenkabels (Hochspannungskabel 12) bereitgestellt ist, in das P-N-Anschlusselement 24, das am Hauptsubstrat 20 bereitgestellt ist, angeschlossen wird.
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Demzufolge kann die Beschädigung des Hauptsubstrats 20 und der Montagekomponenten aufgrund der mechanischen Spannung durch die übermäßige Druckkraft beim Einführen des Verbindungsstücks 13 zuverlässig beseitigt werden. Außerdem kann das Weglassen eines Anschlussblocks oder einer Stromsammelschiene, der bzw. die im Gleichstromeingangssystem bereitgestellt sind, um die Anzahl in von Komponenten der Wechselrichtervorrichtung 7 zu reduzieren, die Konfiguration vereinfachen, Kosten senken und Größe und Gewicht reduzieren. Außerdem kann ein Reduzieren der Anzahl der über die Stromsammelschiene hergestellten Verbindungen die Anzahl von Herstellungsschritten reduzieren und die Zuverlässigkeit verbessern.
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Außerdem ist das Verbindungsstück 13, das an einem Ende des Stromquellenkabels, d. h. des Hochspannungskabels 12 bereitgestellt ist, in einer Position bereitgestellt, die dem P-N-Anschlusselement 24 auf der Seite der Abdeckung 11 entspricht, die den Wechselrichter-Gehäuseabschnitt 8 verschließt, wobei es in das P-N-Anschlusselement 24 eingeführt werden kann, wenn die Abdeckung 11 eingebaut ist. Nachdem die Wechselrichtervorrichtung 7 untergebracht und eingebaut wurde, kann deshalb das Hochspannungskabel 12 an der Stromquellenseite mit dem P-N-Anschlusselement 24 in der Wechselrichtervorrichtung 7 verbunden werden, indem das Verbindungsstück 13, das an der Innenfläche der Abdeckung 11 angeordnet ist, in das P-N-Anschlusselement 24 eingeführt wird, während die Abdeckung 11 angebracht wird, um den Wechselrichter-Gehäuseabschnitt 8 zu verschließen.
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Somit kann die Verbindungsstruktur des Stromquellenkabels (Hochspannungskabel 12) vereinfacht werden, und das betreffende Anschlussverfahren kann vereinfacht werden. Außerdem kann das Verbindungsstück 13 zuverlässig in das P-N-Anschlusselement 24 eingeführt werden, ohne übermäßige mechanische Spannung am Hauptsubstrat 20 zu verursachen, auch wenn das Verbindungsstück 13 durch Drücken der Abdeckung 11 mit einem gewissen Grad übermäßiger Kraft angeschlossen wird.
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Außerdem wird in der vorliegenden Ausführungsform die zum Hauptsubstrat 20 weisende obere Oberfläche einer der elektrischen Komponenten (Beruhigungskondensator 18), die auf der gegenüberliegenden Seite des P-N-Anschlusselements 24 bereitgestellt ist, um das Hauptsubstrat 20 dazwischen einzuschließen, als Stützabschnitt eingesetzt und an der hinteren Oberflächenseite des Hauptsubstrats 20 entsprechend der Position, in der das P-N-Anschlusselement 24 angeordnet ist, positioniert. Deshalb wird mechanische Spannung, die am Hauptsubstrat 20 beim Einführen des Verbindungsstücks 13 in das P-N-Anschlusselement 24 hervorgerufen wird, verteilt und von der zugewandten oberen Oberfläche der elektrischen Komponente (Beruhigungskondensator 18), die an der hinteren Oberflächenseite derselben angeordnet ist, getragen. Demzufolge kann am Hauptsubstrat 20 hervorgerufene mechanische Spannung weitgehend reduziert werden, und Beschädigung am Hauptsubstrat 20 oder Beschädigung an den Montagekomponenten können zuverlässig vermieden werden.
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Außerdem können Beruhigungskondensatoren 18, die in der Hochspannungsgleichstromleitung der Wechselrichtervorrichtung 7 bereitgestellt einen Entstörfilterschaltkreis bilden, als die vorstehenden elektrischen Komponenten verwendet werden. Da die Beruhigungskondensatoren 18 im Allgemeinen im Gehäuse untergebracht sind und eine rechteckige äußere Form aufweisen, können sie so verwendet werden, wie sie als elektrische Komponenten sind, die die mechanische Spannung tragen, die direkt am Hauptsubstrat 20 hervorgerufen wird, indem sie auf der gegenüberliegenden Seite des P-N-Anschlusselements 24 angeordnet werden, um das Hauptsubstrat 20 dazwischen einzuschließen. Durch Überarbeiten der Anordnung vorhandener elektrischer Komponenten, um diese effektiv als Elemente zum Tragen von am Hauptsubstrat 20 hervorgerufener mechanischer Spannung zu verwenden, wird es demzufolge möglich, eine Konfiguration einzusetzen, bei der das Stromquellenkabel direkt mit dem P-N-Anschlusselement 24 am Hauptsubstrat 20 verbunden ist, was die Anzahl von Komponenten in der Wechselrichtervorrichtung 7 reduzieren, Kosten senken und Größe und Gewicht reduzieren kann.
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Zum Beispiel ist ein Beispiel in der vorstehenden Ausführungsform beschrieben, wobei Beruhigungskondensatoren 18 als die elektrischen Komponenten verwendet werden, die auf der gegenüberliegenden Seite des P-N-Anschlusselements 24 angeordnet werden, um das Hauptsubstrat 20 dazwischen einzuschließen, jedoch können beispielsweise auch Hochspannungssystemkomponenten wie ummantelte Spulen 17, Gleichtaktspulen oder Normaltaktspulen, die in einem Gehäuse untergebracht sind, oder andere elektrische Komponenten oder Gehäuse und dergleichen verwendet werden.
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Außerdem wurde ein Stromquellenkabel beschrieben, bei dem ein Hochspannungskabel 12 innerhalb einer Abdeckung 11 angeordnet und mit einem Stromquellenkabel verbunden war, es könnte jedoch auch aus einem einzelnen Kabel bestehen. Außerdem kann die Wechselrichtervorrichtung 7 jede Konfiguration aufweisen, solange sie so konfiguriert ist, dass ein P-N-Anschlusselement 24 auf einem Hauptsubstrat 20 bereitgestellt und mit einem Stromquellenkabel verbunden ist. Zum Beispiel kann die Wechselrichtervorrichtung 7 als integrierte Einheit mithilfe einer Harzstruktur konfiguriert sein und dann in dem Wechselrichter-Gehäuseabschnitt 8 angeordnet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Elektrischer Kompressor mit integriertem Wechselrichter
- 2
- Gehäuse
- 3
- Motorgehäuse
- 4
- Einlass
- 5
- Kühlmittel-Strömungswege
- 6
- Bügel
- 7
- Wechselrichtervorrichtung
- 8
- Wechselrichter-Gehäuseabschnitt
- 9
- Sockelfläche
- 10
- Flanschabschnitt
- 11
- Abdeckung
- 12
- Hochspannungskabel (Stromquellenkabel)
- 13
- Verbindungsstück
- 14
- Verbindungsstück-Anschlusselement
- 15
- Schraube
- 16
- Schrauben
- 17
- Spule
- 18
- Beruhigungskondensator (elektrische Komponenten)
- 19
- Subsubstrat
- 20
- Hauptsubstrat
- 21
- Schaltungsschaltkreis
- 22
- Steuerschaltkreis
- 24
- P-N-Anschlusselement
- 25
- UVW-Anschlusselement
- 26
- Anschlusselement
