DE112013006243T5

DE112013006243T5 - Elektrischer Kompressor mit integriertem Wechselrichter

Info

Publication number: DE112013006243T5
Application number: DE112013006243.7T
Authority: DE
Inventors: Koji Nakano; Keiji Nagasaka; Takashi Nakagami; Hiroyuki Kamitani; Makoto Hattori
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Automotive Thermal Systems Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Thermal Systems Ltd
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2013-10-18
Publication date: 2015-11-19
Also published as: JP6203492B2; US10156239B2; US20150285256A1; WO2014103482A1; JP2014131445A; CN104781554A; CN104781554B

Abstract

Bereitgestellt wird ein elektrischer Kompressor mit integriertem Wechselrichter, bei dem eine Wechselrichtervorrichtung weniger Komponenten und eine einfachere Konfiguration aufweist, kompakter ist und kostengünstiger ist und der elektrische Kompressor kleiner, leichter und kostengünstiger hergestellt wird, wobei nur ein Substrat verwendet wird und keine große Installationsoberfläche mit einer erhöhten Trennwand, an der ein Halbleiter-Schaltelement installiert ist, erforderlich ist. Der elektrische Kompressor mit integriertem Wechselrichter ist mit einem Wechselrichtergehäuse (2), das von einer Trennwand (3) unterteilt wird, und einem Niederdruck-Kühlmittelkanal innerhalb eines Gehäuses, einer Wechselrichtervorrichtung (1), die innerhalb des Wechselrichtergehäuses (2) enthalten ist, versehen; wobei die Wechselrichtervorrichtung (1) mit mehreren elektrischen Hochspannungskomponenten (5, 6), die einen Filterschaltkreis bilden, mehreren Halbleiter-Schaltelementen (7) und einem Steuersubstrat (8), an dem ein Wechselrichterschaltkreis und ein Steuerschaltkreis angebracht sind, versehen; und die mehreren Halbleiter-Schaltelemente (7) an den Seitenoberflächen (17) eines Wärmeabstrahlblocks (16), der senkrecht bezogen auf die Trennwand (3) bereitgestellt ist, sind fest installiert.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Kompressor mit integriertem Wechselrichter, wobei eine Wechselrichtervorrichtung integral in das Gehäuse des elektrischen Kompressors integriert ist.
Stand Der Technik
Elektrische Kompressoren mit integriertem Wechselrichter, in die 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.
Eine Wechselrichtervorrichtung besteht z. B. aus elektrischen Hochspannungskomponenten wie Induktionsspulen, Beruhigungskondensatoren und dergleichen, die einen Entstörfilterschaltkreis bilden, der mit einer Hochspannungsleitung verbunden ist, einem Wechselrichterschaltkreis, der mehrere Halbleiter-Schaltelemente aufweist, wie IGBT (Bipolartransistoren mit isolierter Gate-Elektrode), die Gleichstrom in dreiphasigen Wechselstrom umwandeln, einem Steuerschaltkreis, der eine CPU (Hauptprozessor) oder Ähnliches aufweist, die den Wechselrichterschaltkreis mit Anweisungen von einer Host-Steuervorrichtung steuern, und einer Stromsammelschiene oder Ähnlichem, die diese Unteranordnungen miteinander verbindet und so aufgebaut ist, dass sie Hochspannungsgleichstrom, der am P-N-Anschlusselement eingeht, in dreiphasigen Wechselstrom umwandelt, der dann von einem UWV-Anschlusselement ausgegeben wird.
Diese Wechselrichtervorrichtung ist innerhalb eines Wechselrichtergehäuses eingebaut und ist in dem Elektrokompressorgehäuse bereitgestellt und ist so aufgebaut, dass sie dreiphasigen Wechselstrom von einem UVW-Anschlusselement über ein verschlossenes Anschlusselement, das in das Gehäuse dringt, an einen Elektromotor anlegt. Das Wechselrichtergehäuse ist aus einer Trennwand (Gehäusewand) aufgebaut, die zu Niederdruck-Kühlmittelkanälen weist, die durch den Innenraum des Gehäuses verlaufen, und ist so aufgebaut, dass die Halbleiter-Schaltelemente und elektrischen Hochspannungskomponenten der Wechselrichtervorrichtung, die im Innenraum davon montiert sind, mithilfe dieser Trennwand als Wärmesenke gekühlt werden und ist hermetisch abgeschlossen, nachdem die Wechselrichtervorrichtung darin montiert wurde.
Im Allgemeinen wird teures Polyolester-(POE-)Kühlschmiermittel mit hoher Isolierungsleistung in elektrischen Kompressoren mit eingebautem Elektromotor verwendet. Es gibt jedoch auch Benutzer, die kostengünstiges Polyalkylglycol-(PAG-)Kühlschmiermittel verwenden, das eine niedrige Isolierungsleistung aufweist. In diesem Fall muss eine ausreichende Isolierung zwischen dem verschlossenen Anschlusselement und der Motorwicklung sichergestellt werden. Als Reaktion darauf offenbart Patentdokument 1, dass es möglich ist, einen ausreichenden Isolierungsabstand bereitzustellen und ein Isolationselement für die Anschlusselemente innerhalb des Gehäuses einzubauen, indem die Höhe der Trennwand in dem Wechselrichtergehäuse erhöht wird, indem ein verschlossenes Anschlusselement in dem Abschnitt eingebaut wird.
Wenn die Kühlleistung in der in Patentdokument 1 dargestellten Technologie durch Anordnen der Halbleiter-Schaltelemente an der Trennwand sichergestellt wird, unterliegt zudem der Freiraum zum Einbau der Platine, auf der die Halbleiter-Schaltelemente angebracht sind, einer Einschränkung durch den erhöhten Abschnitt, in dem das verschlossene Anschlusselement eingebaut ist. Deshalb wird es notwendig, die Platine in eine elektrische Platine und ein Steuersubstrat zu unterteilen, das eine Stromsammelschiene zum Verbinden der elektrischen Platine und des verschlossenen Anschlusselements benötigt. Wenn nur eine Platine verwendet wird und Halbleiter-Schaltelemente und elektrische Hochspannungskomponenten darauf angebracht sind wie in Patentdokument 2 dargestellt, muss unterdessen die Höhe der Trennwand erhöht werden, um den Teil davon, auf dem die Halbleiter-Schaltelemente angebracht sind, näher an die Platine zu bringen.
Liste der Anführungen
Patentdokumente

Patentdokument 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung Veröffentlichungs-Nr. 2010-1859A
Patentdokument 2: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung Veröffentlichungs-Nr. 2007-198341A

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Wie vorstehend beschrieben, muss zur Verwendung des PAG-Schmiermittels die Höhe des Teils der Trennwand, an dem das verschlossene Anschlusselement der Trennwand angebracht ist, erhöht werden, um Isolierung sicherzustellen, was die Verwendung von nur einer einzelnen Platine schwierig macht, wenn die Kühlleistung für die Halbleiter-Schaltelemente sichergestellt werden soll. Zusätzlich dazu wird die Anzahl an Komponenten erhöht, da eine Stromsammelschiene und dergleichen notwendig wird, was die Struktur der Wechselrichtervorrichtung komplexer macht und ihre Größe erhöht, und deshalb war es unvermeidlich, dass der elektrische Kompressor mit integriertem Wechselrichter größer und kostspieliger wurde.
Es bestand auch insofern ein Problem, als im Falle einer Struktur, bei der ein erhöhter Abschnitt der Trennwand zum Montieren der Halbleiter-Schaltelemente an der Trennwand bereitgestellt war, übermäßig dicke Teile im Gehäuse oder Wechselrichter-Gehäuseteil erzeugt wurden, indem die Höhe der Trennwand, die einen Faktor bei der Erhöhung von Gewicht und Kosten darstellt, erhöht wurde, und dergleichen.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts solcher Umstände entwickelt, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen eines elektrischen Kompressors mit integriertem Wechselrichter, wobei eine Wechselrichtervorrichtung weniger Komponenten und eine einfachere Konfiguration aufweist, kompakter und kostengünstiger ist und der elektrische Kompressor kleiner, leichter und kostengünstiger hergestellt wird, indem nur eine Platine verwendet wird und eine große Installationsoberfläche mit einer erhöhten Trennwand, auf der Halbleiter-Schaltelemente angebaut sind, unnötig wird.
Lösung für das Problem
Der elektrische Kompressor mit integriertem Wechselrichter der vorliegenden Erfindung ist mit Niederdruck-Kühlmittelkanälen und einem Wechselrichtergehäuse versehen, das durch eine Trennwand im Innenraum eines Gehäuses abgetrennt wird und in dem ein Kompressor und ein Elektromotor installiert sind, wobei eine Wechselrichtervorrichtung in dem Wechselrichtergehäuse enthalten und integriert ist; wobei die Wechselrichtervorrichtung mit mehreren elektrischen Hochspannungskomponenten, die einen Filterschaltkreis bilden, mehreren Halbleiter-Schaltelementen und einem Steuersubstrat, auf dem ein Wechselrichterschaltkreis und ein Steuerschaltkreis angebracht sind, versehen ist; und die mehreren Halbleiter-Schaltelemente fest auf der Seitenfläche eines Wärmeabstrahlblocks installiert sind, der in vertikaler Richtung bezogen auf die Trennwand angeordnet ist.
Bei dieser Konfiguration wird es nötig, eine flache Montageoberfläche zum Installieren der mehreren Halbleiter-Schaltelemente an der Wandfläche der Trennwand sicherzustellen, und zudem können die Halbleiter-Schaltelemente in einer Position in etwa der gleichen Höhe wie das verschlossene Anschlusselement und dergleichen zum Anlegen von Strom an die anderen elektrischen Hochspannungskomponenten und den Elektromotor installiert werden. Deshalb kann das Steuersubstrat aus einer Platine mit etwa der gleichen Oberfläche wie dem Innenraum des Wechselrichtergehäuses, worauf der Wechselrichterschaltkreis und der Steuerschaltkreis montiert sind, mit einem Aufbau, bei dem die Halbleiter-Schaltelemente und elektrischen Hochspannungskomponenten darauf angebracht sein können, aufgebaut sein und direkt mit dem Steuersubstrat und dem verschlossenen Anschlusselement verbunden sein. Demzufolge können die Wechselrichtervorrichtung und das Wechselrichtergehäuse kleiner hergestellt werden, und der elektrische Kompressor mit integriertem Wechselrichter kann wiederum kleiner, leichter und kostengünstiger hergestellt werden. Es besteht auch keine Notwendigkeit zum Verbinden der Komponenten der Wechselrichtervorrichtung mithilfe einer Stromsammelschiene oder Verbindungsstücken, was eine vereinfachte Konfiguration und gesenkte Kosten erlaubt. Zudem besteht keine Notwendigkeit zum Bereitstellen eines erhöhten Abschnitts der Trennwand zum Installieren der Halbleiter-Schaltelemente, wodurch übermäßig dicke Abschnitte im Gehäuse oder im Wechselrichtergehäuse reduziert werden können, was Gewichtsreduktionen und niedrigere Kosten ermöglicht.
Außerdem ist der elektrische Kompressor mit integriertem Wechselrichter der vorliegenden Erfindung so aufgebaut, dass der Wärmeabstrahlblock in dem vorstehenden elektrischen Kompressor mit integriertem Wechselrichter ein von der Trennwand separates Bauteil ist, was es ermöglicht, ihn an einer beliebigen Position an der Trennwand befestigt zu installieren.
Diese Konfiguration ermöglicht das Installieren des Wärmeabstrahlblocks an einer beliebigen Stelle entsprechend der Anordnung der Komponenten der Wechselrichtervorrichtung in dem Wechselrichtergehäuse. Zudem kann der Wärmeabstrahlblock mit Schrauben oder Ähnlichem an der Trennwand befestigt installiert werden, nachdem der Wärmeabstrahlblock mit Schrauben oder Ähnlichem befestigt installiert wurde, wobei sich die Halbleiter-Schaltelemente außen befinden. Demzufolge kann der Grad der Freiheit in der Gestaltung der Komponenten, die die Wechselrichtervorrichtung bilden, erhöht werden, und die Montage der Halbleiter-Schaltelemente am Wärmeabstrahlblock kann erleichtert werden.
Außerdem ist der elektrische Kompressor mit integriertem Wechselrichter der vorliegenden Erfindung so aufgebaut, dass der Wärmeabstrahlblock in dem vorstehenden elektrischen Kompressor mit integriertem Wechselrichter von der Wandfläche der Trennwand abstehend und in diese integriert gebildet ist.
Diese Konfiguration ermöglicht es, die Wärmeübertragungseffizienz vom Wärmeabstrahlblock zur Trennwand über die, bei der der Wärmeabstrahlblock ein separates Bauteil war, zu erhöhen, und zwar um diejenige Menge, dass es keinen Wärmeübertragungskontaktpunkt über eine Verbindungsstelle gibt. Demzufolge können die Wärmeableitungswirkung und die Kühlwirkung für die Halbleiter-Schaltelemente, die am Wärmeabstrahlblock befestigt installiert sind, erhöht werden, was Überhitzung verhindert und die Wärmebeständigkeit der Wechselrichtervorrichtung verbessert.
Außerdem ist der elektrische Kompressor mit integriertem Wechselrichter der vorliegenden Erfindung so aufgebaut, dass der Wärmeabstrahlblock bei jedem der vorstehenden elektrischen Kompressoren mit integriertem Wechselrichter so geneigt ist, dass er zum Ende der Verbindungsstelle desselben mit der Trennwand hin breiter wird.
Diese Konfiguration ermöglicht das Sicherstellen von ausreichend Wärmeübergangsfläche vom Wärmeabstrahlblock zur Trennwand, was die Wärmeableitungswirkung erhöht. Demzufolge können die Wärmeableitungswirkung und die Kühlwirkung für die Halbleiter-Schaltelemente, die am Wärmeabstrahlblock befestigt installiert sind, erhöht werden, was Überhitzung verhindert und die Wärmebeständigkeit der Wechselrichtervorrichtung verbessert.
Außerdem ist der elektrische Kompressor mit integriertem Wechselrichter der vorliegenden Erfindung so aufgebaut, dass die Seitenflächen des Wärmeabstrahlblocks, an denen die Halbleiter-Schaltelemente befestigt und installiert sind, bei jedem der vorstehenden elektrischen Kompressoren mit integriertem Wechselrichter vertikale Flächen oder geneigte Flächen sind, die die Trennwand senkrecht oder schräg kreuzen.
Diese Konfiguration ermöglicht das Installieren der mehreren Halbleiter-Schaltelemente in drei Dimensionen innerhalb des Wechselrichtergehäuses, wodurch die ebene Fläche der Installationsfläche, die zum Installieren der Halbleiter-Schaltelemente benötigt wird, minimiert wird. Demzufolge können die Wechselrichtervorrichtung und das Wechselrichtergehäuse kleiner und kompakter hergestellt werden, und der elektrische Kompressor mit integriertem Wechselrichter kann wiederum kleiner, leichter und kostengünstiger hergestellt werden. Außerdem erleichtert ein Herstellen der Seitenflächen des Wärmeabstrahlblocks als geneigte Flächen den Vorgang des Anziehens der Schrauben oder Ähnlichem beim Befestigen und Installieren der Halbleiter-Schaltelemente am Wärmeabstrahlblock.
Außerdem ist der elektrische Kompressor mit integriertem Wechselrichter der vorliegenden Erfindung so aufgebaut, dass die elektrischen Hochspannungskomponenten und der Wärmeabstrahlblock bei jedem der vorstehenden elektrischen Kompressoren mit integriertem Wechselrichter an der Wandfläche der Trennwand angeordnet sind, so dass das einzelne Steuersubstrat, auf dem die elektrischen Hochspannungskomponenten und die Halbleiter-Schaltelemente angebracht sind, auf der gegenüberliegenden Seite der elektrischen Hochspannungskomponenten installiert sind und den Wärmeabstrahlblock einschließen.
Diese Konfiguration ermöglicht ein effizientes Kühlen der mehreren elektrischen Hochspannungskomponenten, die an der Wandfläche der Trennwand installiert sind, und der Halbleiter-Schaltelemente, die mittels des Wärmeabstrahlblocks unter Verwendung der Trennwand installiert sind, die von dem Niederdruck-Kühlmittel, das durch die Niederdruck-Kühlmittelkanäle fließt, als Wärmesenke gekühlt wird. Zudem können der gewünschte Filterschaltkreis und Wechselrichterschaltkreis durch Einbauen eines Steuersubstrats, auf dem der Wechselrichterschaltkreis und der Steuerschaltkreis auf gegenüberliegenden Seiten davon angebracht sind, und Montieren der elektrischen Hochspannungskomponenten und Halbleiter-Schaltelemente auf dieser Platine, die über ein Verkabelungsmuster miteinander verbunden werden, konfiguriert werden. Demzufolge sind eine Stromsammelschiene oder Verbindungsstücke zwischen den Komponenten der Wechselrichtervorrichtung unnötig, was weniger Komponenten, eine vereinfachte Konfiguration und leichtere Montage und dergleichen zulässt, wodurch die Wechselrichtervorrichtung und das Wechselrichtergehäuse kleiner dimensioniert werden können und der elektrische Kompressor mit integriertem Wechselrichter wiederum kleiner und leichter und kostengünstiger hergestellt werden kann.
Außerdem ist der elektrische Kompressor mit integriertem Wechselrichter der vorliegenden Erfindung so aufgebaut, dass ein verschlossenes Anschlusselement zum Anlegen von Strom, der durch die Wechselrichtervorrichtung von Gleichstrom in dreiphasigen Wechselstrom einer bestimmten Frequenz umgewandelt wird, an dem Elektromotor die Trennwand innerhalb des Wechselrichtergehäuses bei jedem der vorstehenden elektrischen Kompressoren mit integriertem Wechselrichter durchdringend installiert ist, und dieses verschlossene Anschlusselement und das Steuersubstrat direkt miteinander verbunden sind.
Diese Konfiguration macht es unnötig, dass eine dreiphasige UVW-Stromsammelschiene oder Ähnliches dreiphasigen Wechselstrom, der von der Wechselrichtervorrichtung umgewandelt wird, an das verschlossene Anschlusselement (glasverschlossene Anschlusselement) ausgibt. Demzufolge kann bei dem elektrischen Kompressor mit integriertem Wechselrichter die Anzahl von Komponenten reduziert werden; die Konfiguration ist vereinfacht, und die Montage wird erleichtert.
Außerdem ist der elektrische Kompressor mit integriertem Wechselrichter der vorliegenden Erfindung so aufgebaut, dass das verschlossene Anschlusselement bei jedem der vorstehenden elektrischen Kompressoren mit integriertem Wechselrichter an einem Anschlusselement-Installationsteil angeordnet ist, bei dem die Höhe der Wandfläche der Trennwand, an der die elektrischen Hochspannungskomponenten und der Wärmeabstrahlblock installiert sind, in einem Abschnitt erhöht ist, so dass der angegebene Isolationsabstand zwischen dem inneren Ende des Anschlusselements und der Motorwicklung sichergestellt werden kann.
Diese Konfiguration ermöglicht ein Bereitstellen von ausreichender Isolierung zwischen dem inneren Ende des Anschlusselements und der Motorwicklung innerhalb des Gehäuses, in das der Elektromotor eingebaut ist, wodurch die Isolierungsleistung dazwischen sichergestellt wird. Demzufolge kann die erforderliche Isolierungsleistung selbst dann sichergestellt werden, wenn ein Polyalkylglycol-(PAG-)Kühlschmiermittel mit niedriger Isolierungsleistung verwendet wird.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Durch Installieren mehrerer Halbleiter-Schaltelemente, die an den Seitenflächen eines Wärmeabstrahlblocks befestigt sind, der in vertikaler Richtung bezogen auf eine Trennwand gemäß der vorliegenden Erfindung angeordnet ist, ist es nicht erforderlich, eine flache Installationsoberfläche mit einer großen Oberfläche zum Installieren der mehreren Halbleiter-Schaltelemente an der Wandfläche der Trennwand sicherzustellen. Zudem können die Halbleiter-Schaltelemente in einer Position bei etwa der gleichen Höhe wie des verschlossenen Anschlusselements installiert werden, und dergleichen, um Strom an die anderen elektrischen Hochspannungskomponenten und den Elektromotor anzulegen. Deshalb kann das Steuersubstrat aus einer Platine mit etwa der gleichen Oberfläche wie dem Innenraum des Wechselrichtergehäuses bestehen, auf der der Wechselrichterschaltkreis und der Steuerschaltkreis montiert sind, mit einem Aufbau, bei dem die Halbleiter-Schaltelemente und elektrischen Hochspannungskomponenten auf diesem angebracht sein können, und direkt mit dem Steuersubstrat und dem verschlossenen Anschlusselement verbunden sein. Deshalb können die Wechselrichtervorrichtung und das Wechselrichtergehäuse kleiner hergestellt werden, und der elektrische Kompressor mit integriertem Wechselrichter kann wiederum kleiner, leichter und kostengünstiger hergestellt werden. Es besteht auch keine Notwendigkeit zum Verbinden der Komponenten der Wechselrichtervorrichtung mithilfe einer Stromsammelschiene oder Verbindungsstücken, was eine vereinfachte Konfiguration und gesenkte Kosten erlaubt. Zudem besteht keine Notwendigkeit zum Bereitstellen eines erhöhten Abschnitts der Trennwand zum Installieren der Halbleiter-Schaltelemente, wodurch übermäßig dicke Abschnitte im Gehäuse oder im Wechselrichtergehäuse reduziert werden können, was Gewichtsreduktionen und niedrigere Kosten ermöglicht.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Draufsicht des Zustands, in dem das Wechselrichtergehäuse-Abdeckelement und das Steuersubstrat vom elektrischen Kompressor mit integriertem Wechselrichter einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung abgenommen sind.
2 ist eine entsprechende Querschnittsansicht entlang der Linie A-A, die das Steuersubstrat in 1 aufweist.
3 ist eine entsprechende Querschnittsansicht entlang der Linie B-B, die das Steuersubstrat in 1 aufweist.
4 ist eine Teilexplosionsansicht der Konfiguration, die schematisch in 3 dargestellt ist.
5 ist eine schematische Ansicht des Wärmeableitungszustands von Wärme von den Halbleiter-Schaltelementen.
6 ist eine Darstellung der Konfiguration entsprechend 4 in Bezug auf eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
7 ist eine Darstellung der Konfiguration entsprechend 4 in Bezug auf eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
Beschreibung von Ausführungsformen
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
[Erste Ausführungsform]
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun nachstehend anhand von 1 bis 5 beschrieben. Ein elektrischer Kompressor mit integriertem Wechselrichter ist mit einer Wechselrichtervorrichtung 1 versehen, die integral in einem Elektrokompressorgehäuse montiert ist, in dem ein Kompressor und der Elektromotor, der diesen antreibt, installiert wurden, wobei der Elektromotor von der Wechselrichtervorrichtung 1 angetrieben wird. Die Wechselrichtervorrichtung 1 ist integral in einem Aluminiumspritzgussgehäuse für einen elektrischen Kompressor montiert oder ist in einem integral gebildeten Aluminiumspritzguss-Wechselrichtergehäuse 2 untergebracht installiert und zu einer integralen Einheit mit dem elektrischen Kompressor ausgebildet.
Das Wechselrichtergehäuse 2 ist mit einem zylindrischen Abschnitt geformt, der in einer quadratischen Form in Radialrichtung hervorsteht, wobei der zylindrische Abschnitt integral aufgebaut ist, indem er mit dem zylindrischen Gehäuse des elektrischen Kompressors verbunden ist. Die Unterseite des Wechselrichtergehäuses 2 bildet eine Trennwand 3, die eine etwa flache Oberfläche ist, wobei die Trennwand 3 ein Ende des Elektrokompressorgehäuses verschließt und es in den Innenraum des Gehäuses und den Innenraum des Wechselrichtergehäuses 2 unterteilt.
Die Gehäuseseite der Trennwand 3 ist ein Gehäuse und Installationsbauteil für den Elektromotor, die einen Kühlmittelkanal bildet, durch den das Niederdruck-Kühlgas fließt, das von einem Kühlmittel-Einlassanschluss, der auf der Gehäuseseite angeordnet ist, eingezogen wird. Außerdem ist ein tragendes Installationsbauteil 4, das die Drehwelle des Elektromotors stützt, in der Endfläche der Gehäuseseite der Trennwand 3 angeordnet.
Die Wechselrichtervorrichtung 1 wandelt Hochspannungsgleichstrom von einer im Fahrzeug eingebauten Stromquelleneinheit in dreiphasigen Wechselstrom einer bestimmten Frequenz um und legt diesen an den Elektromotor an, wodurch der Motor angetrieben wird, und ist integral in dem Wechselrichtergehäuse 2 montiert, wie in 1 bis 3 dargestellt. Das Wechselrichtergehäuse 2 ist so aufgebaut, dass es von einer Abdeckung verschlossen wird, nachdem die Wechselrichtervorrichtung 1 untergebracht und installiert wurde.
Die Wechselrichtervorrichtung 1 besteht aus mehreren Hochspannungskomponenten wie einer ummantelten Induktionsspule 5, einem Beruhigungskondensator 6 und dergleichen, die einen Entstörfilterschaltkreis bilden, der mit der Gleichstrom-Hochspannungsleitung verbunden ist, mehreren (6) Halbleiter-Schaltelementen (elektrischen Elementen) 7 wie IGBT, die den Wechselrichterschaltkreis bilden, der Gleichstrom in dreiphasigen Wechselstrom einer bestimmten Frequenz umwandelt und diesen an den Elektromotor anlegt, und einem Steuersubstrat 8, auf dem dieser Filterschaltkreis und Wechselrichterschaltkreis angebracht sind, sowie einem Steuersubstrat, das bei niedriger Spannung arbeitet wie eine CPU, die den Wechselrichterschaltkreis steuert, und dergleichen.
Die Wechselrichtervorrichtung 1 selbst kann eine bekannte Vorrichtung sein, ist jedoch eine Wechselrichtervorrichtung 1, die ein Steuersubstrat 8 verwendet, wobei zusätzlich zu einem Steuerschaltkreis, der den Wechselrichterschaltkreis mit Anweisungen von einer Host-Steuervorrichtung steuert, auch ein Filterschaltkreis gebildet wird, indem eine Induktionsspule 5 und ein Beruhigungskondensator 6 angebracht werden und mit einem Verkabelungsmuster auf dem Steuersubstrat 8 verbunden werden, und ein Wechselrichterschaltkreis gebildet wird, indem mehrere Halbleiter-Schaltelemente 7 auf dem Steuersubstrat 8 angebracht werden.
Das Steuersubstrat 8 besteht aus einer Platine einer Größe S (siehe 4), die ungefähr die gesamte Oberfläche des Wechselrichtergehäuses 2 abdeckt und die im Innenraum desselben oberhalb, d. h. auf der Seite gegenüber der Trennwand 3, der Induktionsspule 5, des Beruhigungskondensators 6, der mehreren Halbleiter-Schaltelemente 7 und des verschlossenen Anschlusselements (glasverschlossenen Anschlusselements) 13, nachstehend beschrieben, die auf der Seite des Wechselrichtergehäuses 2 der Trennwand 3, wie nachstehend beschrieben, angebracht sind, untergebracht installiert ist.
Hochspannungsgleichstrom von der Stromquelleneinheit geht über ein Kabel und ein Verbindungsstück 9 durch ein P-N-Anschlusselement 10 an eine Hochspannungsleitung auf dem Steuersubstrat 8 ein. Außerdem gehen Anweisungen von der Host-Steuervorrichtung an den Steuerschaltkreis auf dem Steuersubstrat 8 von einem Anschlusselement 12 über eine Signalleitung und ein Verbindungsstück 11 ein. Außerdem wird der dreiphasige Wechselstrom einer bestimmten Frequenz, der von der Wechselrichtervorrichtung 1 umgewandelt wird, direkt vom Steuersubstrat 8 an das verschlossene Anschlusselement (das glasverschlossene Anschlusselement) 13 ausgegeben, das so angeordnet ist, dass es die Trennwand 3 innerhalb des Wechselrichtergehäuses 2 durchdringt, und über das verschlossene Anschlusselement 13 an den Elektromotor auf der Gehäuseseite geleitet.
Das verschlossene Anschlusselement (das glasverschlossene Anschlusselement) 13 ist in einem Anschlusselement-Installationsbauteil 14 installiert, das durch Erhöhen der Höhe eines Abschnitts auf der Seite des Wechselrichtergehäuses 2 der Trennwand 3 gebildet ist, wodurch ein Hohlraum 15 einer bestimmten Größe in der Gehäuseseite gebildet wird, um einen ausreichenden Isolationsabstand von der Motorwicklung des Elektromotors auf der Gehäuseseite sicherzustellen und eine Installation des notwendigen Isolationselements zu ermöglichen, und dergleichen.
Außerdem sind die Hochspannungs-Induktionsspule 5 und der Beruhigungskondensator 6 und die Halbleiter-Schaltelemente (elektrischen Elemente) 7 und dergleichen, die die Induktorvorrichtung 1 bilden, wärmeerzeugende Bauteile und erfordern Kühlung. Deshalb sind diese Komponenten so installiert, dass sie die Trennwand 3 berühren, wie in 2 dargestellt. Da die Trennwand 3 aus Aluminiumspritzguss besteht und von Niederdruck-Kühlgas über die Oberfläche derselben auf der Gehäuseseite, die die Niederdruck-Kühlgaskanäle berührt, wie vorstehend beschrieben, gekühlt wird, ist sie als Wärmesenke aufgebaut, die in der Lage ist, die verschiedenen vorstehenden wärmeerzeugenden Komponenten zu kühlen.
Insbesondere führt ein Einbauen der mehreren Halbleiter-Schaltelemente (elektrischen Elemente) 7 dergestalt, dass sie die Oberfläche der Trennwand 3 direkt berühren, dazu, dass die mehreren Halbleiter-Schaltelemente (elektrischen Elemente) 7 so eingebaut werden, dass sie eine große Oberfläche einnehmen und von dem Steuersubstrat 8 getrennt sind. Deshalb ist ein Wärmeabstrahlblock 16 aus Aluminiumlegierung auf der Oberfläche der Trennwand 3 in vertikaler Richtung bezogen auf die Trennwand 3 stehend so angeordnet, dass eine Mehrzahl (3) der Halbleiter-Schaltelemente (elektrischen Elemente) 7 an jeder der Oberflächen 17, die die vertikalen Flächen des Wärmeabstrahlblocks 16 bilden, befestigt installiert ist.
Der Wärmeabstrahlblock 16 ist in der vorliegenden Ausführungsform als separates Bauteil von der Trennwand 3 aufgebaut, die an der Trennwand 8 mit Schrauben 18 befestigt ist, so dass sie fest daran angebracht ist. Alle drei Halbleiter-Schaltelemente (elektrischen Elemente) 7, die einen oberen Arm und einen unteren Arm des Wechselrichterschaltkreises (Schaltungsschaltkreises) bilden, sind mit Schrauben 20 mit dazwischenliegenden Isolationslagen 19 an beiden Oberflächen des Wärmeabstrahlblocks 16 sicher an Ort und Stelle angeschraubt, wie in 4 dargestellt. Die Anschlusselemente 21 der Halbleiter-Schaltelemente (elektrischen Elemente) 7 verlaufen gerade zum Steuersubstrat 8 hin und sind am Steuersubstrat 8 angelötet.
Ferner kann der Wärmeabstrahlblock 16 aus Aluminiumlegierung geneigte Oberflächen aufweisen, so dass sich beide Oberflächen 17, die vertikale Flächen sind, zu den Verbindungen mit der Trennwand 3 hin verbreitern, um deren Kontaktoberfläche mit der Trennwand 3 zu vergrößern und um ausreichende Wärmeübergangsoberfläche vom Wärmeabstrahlblock 16 zur Trennwand 3 sicherzustellen, was die Wärmeableitungswirkung auf die Halbleiter-Schaltelemente 7 erhöht.
Gemäß der Konfiguration wie vorstehend beschrieben hat die vorliegende Ausführungsform folgende Wirkungsweisen und Effekte. Während des Betriebs der Klimaanlage geht Hochspannungsgleichstrom von einer im Fahrzeug eingebauten Stromquelleneinheit in die Wechselrichtervorrichtung 1 eines elektrischen Kompressors mit integriertem Wechselrichter über ein Stromquellenkabel ein. Gleichstromeingang in einen Filterschaltkreis auf einem Steuersubstrat 8 über ein Verbindungsstück 9 und P-N-Anschlusselement 10 wird durch eine Induktionsspule 5 und einen Beruhigungskondensator 6 geleitet, um Hochfrequenzrauschen und Stromwelligkeiten zu reduzieren, und wird dann zum Wechselrichterschaltkreis geleitet, der aus mehreren Halbleiter-Schaltelementen 7 besteht.
In dem Wechselrichterschaltkreis wird Gleichstrom durch den Schaltvorgang der Halbleiter-Schaltelemente 7, die anhand von Anweisungen von einem Steuerschaltkreis betrieben werden, in dreiphasigen Wechselstrom einer bestimmten Frequenz umgewandelt, und der Wechselstrom wird von einem UVW-Ausgangsbauteil am Steuersubstrat 8 an ein verschlossenes Anschlusselement 13, das direkt mit dem Steuersubstrat 8 verbunden ist, ausgegeben. Das verschlossene Anschlusselement 13 durchdringt das Gehäuse und legt den dreiphasigen Wechselstrom einer bestimmten Frequenz an einen Elektromotor an, der im Innenraum davon eingebaut ist, wodurch der Elektromotor drehend angetrieben wird und der Kompressor angetrieben wird.
Niederdruck-Kühlgas, das von einem angetriebenen Kompressor mittels eines Einlassanschlusses in das Gehäuse gezogen wird, fließt entlang einer Trennwand 3 in ein Wechselrichtergehäuse 2 und wird dann mithilfe des Elektromotorstators und der Kanäle innerhalb des Gehäuses in den Kompressor gezogen und auf einen hohen Druck komprimiert und zu einem Kühlmittelkreis ausgegeben. Die Trennwand 3 wird durch die Strömung dieses Niederdruck-Kühlgases gekühlt, und die Trennwand 3 wirkt als Wärmesenke zum Kühlen der Induktionsspule 5 und des Beruhigungskondensators 6, die die Trennwand 3 berührend installiert sind, und der Halbleiter-Schaltelemente (elektrischen Elemente) 7 und dergleichen, die über einen Wärmeabstrahlblock 16 installiert sind, wodurch die Wärmebeständigkeit der Wechselrichtervorrichtung 1 sichergestellt wird.
5 zeigt die Wärmeableitungskanäle für die Halbleiter-Schaltelemente (elektrischen Elemente) 7. Wärme, die in den Halbleiter-Schaltelementen 7 durch Schaltvorgänge erzeugt wird, wird thermisch an den Wärmeabstrahlblock 16 aus einem stark wärmeleitfähigen Aluminiumlegierungsmaterial übertragen und wird dann an die Niedertemperatur-Trennwand 3 abgeleitet, die von dem Niederdruck-Kühlmittel gekühlt wird, und wird ferner von der Trennwand 3 an das Kühlmittel abgeleitet und dadurch zwangsläufig gekühlt. Somit werden alle wärmeerzeugenden Komponenten in der Wechselrichtervorrichtung 1, die gekühlt werden müssen, gekühlt, und die Wärmebeständigkeit davon wird sichergestellt.
Da das verschlossene Anschlusselement 13 in einem Anschlusselement-Installationsbauteil 14 eingebaut ist, das ein erhöhter Abschnitt der Trennwand 3 ist, ist unterdessen ein Hohlraum 15 einer bestimmten Größe in dem Gehäuse gebildet, und das verschlossene Anschlusselement kann eingebaut werden. Somit kann ein ausreichender Isolationsabstand von der Motorwicklung des Elektromotors im Innenraum des Gehäuses sichergestellt werden, und der Hohlraum 15 kann verwendet werden, um ein erforderliches Isolationselement zu installieren. Deshalb ist es möglich, ein kostengünstiges Polyalkylglycol-(PAG-)Kühlschmiermittel mit niedriger Isolierungsleistung zu verwenden, was die für den Benutzer verfügbare Auswahl an Kühlschmiermittel erweitert.
Außerdem sind die mehreren Halbleiter-Schaltelemente 7, die die Wechselrichtervorrichtung 1 bilden, so aufgebaut, dass sie an den Seitenflächen 17 des Wärmeabstrahlblocks 16 befestigt installiert sind, der in vertikaler Richtung bezogen auf die Trennwand 3 angeordnet ist, die den Innenraum des Gehäuses und des Wechselrichtergehäuses 2 trennt. Deshalb kann nicht nur die Kühlleistung für die Halbleiter-Schaltelemente 7, wie vorstehend beschrieben, sichergestellt werden, sondern es muss auch keine flache Montageoberfläche mit einer großen Oberfläche zum Installieren der mehreren Halbleiter-Schaltelemente 7 an der Wandfläche der Trennwand 3 sichergestellt werden. Zudem können die Halbleiter-Schaltelemente 7 in einer Position bei ungefähr der gleichen Höhe wie das verschlossene Anschlusselement 13 und dergleichen installiert sein, um Strom an die anderen elektrischen Hochspannungskomponenten, wie die Induktionsspule 5 und den Beruhigungskondensator 6 und den Elektromotor anzulegen.
Somit kann das Steuersubstrat 8 aus einer Platine mit etwa der gleichen Oberfläche wie dem Innenraum des Wechselrichtergehäuses 2, auf der der Wechselrichterschaltkreis und der Steuerschaltkreis montiert sind, aufgebaut sein und mit einem Aufbau bereitgestellt sein, bei dem die Halbleiter-Schaltelemente 7 und die elektrischen Hochspannungskomponenten wie die Induktionsspule 5 und der Beruhigungskondensator 6 darauf angebracht sein können, und können direkt mit dem Steuersubstrat 8 und dem verschlossenen Anschlusselement 13 verbunden sein.
Deshalb können die Wechselrichtervorrichtung 1 und das Wechselrichtergehäuse 2 kleiner dimensioniert werden, und der elektrische Kompressor mit integriertem Wechselrichter kann wiederum kleiner, leichter und kostengünstiger hergestellt werden. Es besteht auch keine Notwendigkeit zum Verbinden der Komponenten der Wechselrichtervorrichtung 1 mithilfe einer Stromsammelschiene oder Verbindungsstücken, was eine vereinfachte Konfiguration und gesenkte Kosten erlaubt. Zudem besteht keine Notwendigkeit zum Bereitstellen eines erhöhten Abschnitts der Trennwand 3 zum Installieren der Halbleiter-Schaltelemente 7, wodurch übermäßig dicke Abschnitte im Gehäuse oder im Wechselrichtergehäuse 2 reduziert werden können, was Gewichtsreduktionen und niedrigere Kosten ermöglicht.
Außerdem ist der Wärmeabstrahlblock 16 in der vorliegenden Ausführungsform als ein von der Trennwand 3 separates Bauteil aufgebaut und kann an der Trennwand 3 an jeder Stelle befestigt installiert werden. Deshalb kann der Wärmeabstrahlblock 16 an einer beliebigen Stelle entsprechend der Anordnung der Komponenten der Wechselrichtervorrichtung 1 in dem Wechselrichtergehäuse 2 installiert werden. Zudem kann der Wärmeabstrahlblock 16 mit Schrauben 20 oder Ähnlichem befestigt installiert werden, wobei sich die Halbleiter-Schaltelemente 7 an der Außenseite befinden, und dann kann der Wärmeabstrahlblock 16 mit Schrauben 18 oder Ähnlichem an der Trennwand 3 befestigt installiert werden. Somit kann der Grad der Freiheit in der Gestaltung der Komponenten, die die Wechselrichtervorrichtung 1 bilden, erhöht werden, und die Montage der Halbleiter-Schaltelemente 7 am Wärmeabstrahlblock 16 kann erleichtert werden.
Außerdem kann ausreichende Wärmeübergangsoberfläche von dem Wärmeabstrahlblock 16 zur Trennwand 3 sichergestellt werden, und die Wärmeableitungswirkung auf die Halbleiter-Schaltelemente 7 kann erhöht werden, indem die Verbindungen zwischen dem Wärmeabstrahlblock 16 und der Trennwand 3 als geneigte Flächen hergestellt werden, die sich zum Ende hin verbreitern. Deshalb kann die Wärmeableitungswirkung für die Halbleiter-Schaltelemente 7, die am Wärmeabstrahlblock 16 befestigt installiert sind, erhöht werden, was Überhitzung verhindert und die Wärmebeständigkeit der Wechselrichtervorrichtung verbessert.
Außerdem sind in der vorliegenden Ausführungsform beide Oberflächen 17 des Wärmeabstrahlblocks 16, an denen die Halbleiter-Schaltelemente 7 installiert sind, vertikale Flächen, die die Trennwand 3 kreuzen. Deshalb können die mehreren Halbleiter-Schaltelemente 7 in drei Dimensionen innerhalb des Wechselrichtergehäuses 2 installiert werden, wodurch die ebene Fläche der Installationsfläche, die zum Installieren der Halbleiter-Schaltelemente 7 benötigt wird, minimiert wird. Somit können die Wechselrichtervorrichtung 1 und das Wechselrichtergehäuse 2 kleiner und kompakter hergestellt werden, und der elektrische Kompressor mit integriertem Wechselrichter kann wiederum kleiner, leichter und kostengünstiger hergestellt werden.
Außerdem sind die mehreren elektrischen Hochspannungskomponenten (Induktionsspule 5, Beruhigungskondensator 6 und dergleichen) und der Wärmeabstrahlblock 16 an der Wandfläche der Trennwand 3 angeordnet und so aufgebaut, dass ein einzelnes Steuersubstrat 8, auf dem die elektrischen Hochspannungskomponenten 5, 6 und die Halbleiter-Schaltelemente 7 montiert sind, auf der gegenüberliegenden Seite der elektrischen Hochspannungskomponente 5, 6 installiert sind und den Wärmeabstrahlblock 16 einschließen. Deshalb fungiert die Trennwand 3, die durch Niederdruck-Kühlmittel gekühlt wird, das durch die Niederdruck-Kühlmittelkanäle fließt, als Wärmesenke, um die mehreren elektrischen Hochspannungskomponenten 5, 6 und die Halbleiter-Schaltelemente 7, die über den Wärmeabstrahlblock 16 an der Wandfläche der Trennwand 3 installiert sind, effizient zu kühlen. Zudem ist ein einzelnes Steuersubstrat 8, auf dem ein Wechselrichterschaltkreis und ein Steuerschaltkreis auf den gegenüberliegenden Seiten desselben montiert sind, installiert, wobei der angegebene Filterschaltkreis und Wechselrichterschaltkreis durch Montieren der elektrischen Hochspannungskomponenten 5, 6 und Halbleiter-Schaltelemente 7 auf dem Steuersubstrat 8, über ein Verkabelungsmuster verbunden, aufgebaut sein können.
Somit sind eine Stromsammelschiene oder Verbindungsstücke zwischen den Komponenten der Wechselrichtervorrichtung 1 unnötig, was weniger Komponenten, eine vereinfachte Konfiguration und leichtere Montage und dergleichen zulässt, wodurch die Wechselrichtervorrichtung 1 und das Wechselrichtergehäuse 2 kleiner dimensioniert werden können und der elektrische Kompressor mit integriertem Wechselrichter wiederum kleiner und leichter und kostengünstiger hergestellt werden kann.
Außerdem ist ein verschlossenes Anschlusselement (glasverschlossenes Anschlusselement) 13 zum Anlegen von Strom, der von der Wechselrichtervorrichtung 1 von Gleichstrom in dreiphasigen Wechselstrom einer bestimmten Frequenz umgewandelt wurde, an den Elektromotor so aufgebaut, dass er die Trennwand 3 innerhalb des Wechselrichtergehäuses 2 durchdringend installiert ist, wobei das verschlossene Anschlusselement 13 und das Steuersubstrat 8 direkt miteinander verbunden sind. Deshalb ist keine UVW-Stromsammelschiene oder Ähnliches erforderlich, um den dreiphasigen Wechselstrom, der von der Wechselrichtervorrichtung 1 umgewandelt wurde, an das verschlossene Anschlusselement 13 auszugeben. Dies ermöglicht weniger dieser Komponenten, eine vereinfachte Konfiguration und leichtere Montage in dem elektrischen Kompressor mit integriertem Wechselrichter.
[Zweite Ausführungsform]
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend anhand von 6 beschrieben. Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich insofern von der ersten Ausführungsform oben, als der Wärmeabstrahlblock 16A in die Trennwand 3 integriert gebildet ist. Andere Punkte sind der ersten Ausführungsform ähnlich, so dass ihre Beschreibungen hier ausgelassen werden. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Wärmeabstrahlblock 16A, der vertikal von der Trennwand 3 des Wechselrichtergehäuses 2 ansteigt, integral mit der Trennwand 3 gebildet, wie in 6 dargestellt.
Somit wird durch Bilden des Wärmeabstrahlblocks 16A integral von der Trennwand 3 ansteigend die Wärmeübertragungseffizienz vom Wärmeabstrahlblock 16A zur Trennwand 3 über die der ersten Ausführungsform, bei der der Wärmeabstrahlblock 16 ein separates Bauteil war, um diejenige Menge erhöht, dass es keinen Wärmeübertragungskontaktpunkt über eine Verbindung gibt. Deshalb können die Wärmeableitungswirkung und die Kühlwirkung für die Halbleiter-Schaltelemente 7, die am Wärmeabstrahlblock 16A befestigt installiert sind, erhöht werden, was Überhitzung verhindert und die Wärmebeständigkeit der Wechselrichtervorrichtung 1 verbessert.
[Dritte Ausführungsform]
Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend anhand von 7 beschrieben. Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich insofern von der ersten und der zweiten Ausführungsform oben, als die Oberflächen des Wärmeabstrahlblocks 16B, an denen die Halbleiter-Schaltelemente 7 befestigt und installiert sind, geneigte Flächen 17A sind. Andere Punkte sind der ersten und der zweiten Ausführungsform ähnlich, so dass ihre Beschreibungen hier ausgelassen werden. In der vorliegenden Ausführungsform sind beide Oberflächen 17 eines Wärmeabstrahlblocks 16B, der vertikal von der Trennwand 3 des Wechselrichtergehäuses 2 ansteigt, an der Halbleiter-Schaltelemente 7 befestigt und installiert sind, geneigte Flächen 17A, die so geneigt sind, dass sie sich zu den Enden hin verbreitern, wie in 7 dargestellt.
Somit kann, indem die Oberflächen 17 eines Wärmeabstrahlblocks 166, an denen die Halbleiter-Schaltelemente 7 befestigt und installiert sind, als geneigte Flächen 17A hergestellt werden, ausreichende Wärmeübertragungsoberfläche vom Wärmeabstrahlblock 16B zu der Trennwand 3 sichergestellt werden, und die Wärmeableitungswirkung kann, während die flache Oberfläche der Installationsfläche, die zum Installieren der Halbleiter-Schaltelemente 7 benötigt werden, über die, bei der die Oberflächen 17 vertikale Flächen sind, erhöht werden. Zudem wird der Vorgang des Anziehens der Schrauben 20 oder Ähnlichem beim Befestigen und Installieren der Halbleiter-Schaltelemente 7 am Wärmeabstrahlblock 16B erleichtert. Ferner kann der Wärmeabstrahlblock 16 integral mit oder als separates Bauteil von der Trennwand 3 im Falle der vorliegenden Ausführungsform gebildet sein.
Es ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Erfindung gemäß der Ausführungsform wie vorstehend beschrieben beschränkt ist und Änderungen wie angemessen vorgenommen werden können, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel wurden in den vorstehenden Ausführungsformen Beispiele beschrieben, in denen eine Induktionsspule in einem Entstörfilterschaltkreis als Wechselrichtervorrichtung 1 bereitgestellt wurde, jedoch kann anderweitig auch eine Gleichtaktspule bereitgestellt sein, um Gleichtaktrauschen zu reduzieren. In diesem Fall könnte die Gleichtaktspule auf gleiche Weise wie die Induktionsspule 5 installiert sein.
Außerdem wurden in den vorstehenden Ausführungsformen Beispiele beschrieben, in denen die Trennwand 3 in das Wechselrichtergehäuse 2 integriert bereitgestellt wurde, jedoch könnte die Trennwand 3 auch so aufgebaut sein, dass sie in dem Gehäuse, in dem der Elektromotor installiert und untergebracht ist, integriert bereitgestellt ist. Außerdem war das Wechselrichtergehäuse 2 in den vorstehenden Ausführungsformen an einem Ende eines zylindrischen Gehäuses angeordnet, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht unbedingt auf derartige Ausführungsformen beschränkt. Das Wechselrichtergehäuse 2 kann am Außenumfang des Gehäuses angeordnet sein, und die Trennwand kann mithilfe einer Außenumfangswand des Gehäuses gebildet sein.
Bezugszeichenliste

1: Wechselrichtervorrichtung
2: Wechselrichtergehäuse
3: Trennwand
5: Induktionsspule (elektrische Hochspannungssystemkomponente)
6: Beruhigungskondensator (elektrische Hochspannungssystemkomponente)
7: Halbleiter-Schaltelement (elektrisches Element)
8: Steuersubstrat
13: Verschlossenes Anschlusselement
14: Anschlusselement-Installationsbauteil
16, 16A, 16B: Wärmeabstrahlblock
17: Seitenflächen von Wärmeabstrahlblock (vertikale Flächen)
17A: Geneigte Fläche

Claims

Elektrischer Kompressor mit integriertem Wechselrichter, der Folgendes aufweist: Niederdruck-Kühlmittelkanäle und ein Wechselrichtergehäuse, das von einer Trennwand im Innenraum eines Gehäuses unterteilt wird, wobei das Gehäuse einen Kompressor und einen Elektromotor, die darin installiert sind, aufweist, und eine Wechselrichtervorrichtung, die im Wechselrichtergehäuse enthalten und integriert ist; wobei die Wechselrichtervorrichtung mit mehreren elektrischen Hochspannungskomponenten versehen ist, die einen Filterschaltkreis, mehrere Halbleiter-Schaltelemente und ein Steuersubstrat mit einem darauf angebrachten Wechselrichterschaltkreis und Steuerschaltkreis bilden; und wobei die mehreren Halbleiter-Schaltelemente fest auf einer Seitenfläche eines Wärmeabstrahlblocks in einer vertikalen Richtung bezogen auf die Trennwand angeordnet installiert sind.
Elektrischer Kompressor mit integriertem Wechselrichter gemäß Anspruch 1, wobei der Wärmeabstrahlblock ein von der Trennwand separates Bauteil ist, das an einer beliebigen Stelle an der Trennwand befestigt installiert werden kann.
Elektrischer Kompressor mit integriertem Wechselrichter gemäß Anspruch 1, wobei der Wärmeabstrahlblock sich von der Trennwand erhebend integral gebildet ist.
Elektrischer Kompressor mit integriertem Wechselrichter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Wärmeabstrahlblock so aufgebaut ist, dass die Verbindungen mit der Trennwand so geneigt sind, dass sie sich zum Ende hin verbreitern.
Elektrischer Kompressor mit integriertem Wechselrichter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei beide Flächen des Wärmeabstrahlblocks, an dem die Halbleiter-Schaltelemente befestigt und installiert sind, vertikale Flächen oder geneigte Flächen sind, die die Trennwand senkrecht oder schräg kreuzen.
Elektrischer Kompressor mit integriertem Wechselrichter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die elektrischen Hochspannungskomponenten und der Wärmeabstrahlblock an der Wandfläche der Trennwand angeordnet sind und eines der Steuersubstrate, auf dem die elektrischen Hochspannungskomponenten und die Halbleiter-Schaltelemente auf gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind, mit den elektrischen Hochspannungskomponenten auf der gegenüberliegenden Seite installiert, wobei der Wärmeabstrahlblock eingeschlossen wird.
Elektrischer Kompressor mit integriertem Wechselrichter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein verschlossenes Anschlusselement zum Anlegen von Strom, der durch die Wechselrichtervorrichtung von Gleichstrom in dreiphasigen Wechselstrom einer bestimmten Frequenz umgewandelt wird, an dem Elektromotor die Trennwand innerhalb des Wechselrichtergehäuses durchdringend installiert ist und das verschlossene Anschlusselement und das Steuersubstrat direkt miteinander verbunden sind.
Elektrischer Kompressor mit integriertem Wechselrichter gemäß Anspruch 7, wobei das verschlossene Anschlusselement an einem Anschlusselement-Installationsbauteil angeordnet ist, bei dem die Höhe der Wandfläche der Trennwand, an der die elektrischen Hochspannungskomponenten und der Wärmeabstrahlblock installiert sind, in einem Abschnitt so erhöht ist, dass ein bestimmter Isolationsabstand zwischen dem inneren Ende des Anschlusselements und der Motorwicklung sichergestellt werden kann.