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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Kompressor mit integriertem Wechselrichter, in welchem eine Wechselrichtervorrichtung integral in das Gehäuse eines elektrischen Kompressors eingebaut ist.
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Stand der Technik
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Elektrische Kompressoren mit integriertem Wechselrichter, die Wechselrichtervorrichtungen integral enthalten, werden als Klimakompressoren verwendet, die in Elektrofahrzeugen, Hybridfahrzeugen und dergleichen eingebaut sind. Dieser elektrische Kompressor mit integriertem Wechselrichter ist so konfiguriert, dass Hochspannungs-Gleichstrom (DC), der von einer in einem Fahrzeug installierten Stromversorgungseinheit bereitgestellt wird, durch den Wechselrichter in einen Dreiphasenwechselstrom (AC) einer benötigten Frequenz umgewandelt wird, welcher dann in einen Elektromotor eingespeist wird, so dass der Elektromotor angetrieben wird.
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Die Wechselrichtervorrichtung ist durch eine Mehrzahl elektrischer Hochspannungskomponenten konfiguriert, wie eine Spule und einen Kondensator, die eine Filterschaltung zur Rauschunterdrückung konfigurieren, eine Mehrzahl von Halbleiterschaltelementen, wie IGBT, die einen Schaltkreis zum Umwandeln elektrischen Stroms konfigurieren, einem Schaltungssubstrat, auf dem eine Wechselrichterschaltung, einschließlich der Filterschaltung und dem Schaltkreis, oder eine Steuerschaltung dazu, und dergleichen montiert ist. Die Wechselrichtervorrichtung ist integriert, indem sie in einem Gehäuseteil des Wechselrichters enthalten ist, welches an der äußeren Peripherie des Gehäuses des elektrischen Kompressors bereitgestellt ist.
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Patentdokument 1 offenbart eine Wechselrichtervorrichtung, in welcher ein Steuerungssubstrat, auf welchem ein Kondensator oder ein Mikrocomputer montiert ist, und ein Wechselrichtersubstrat, auf welchem ein IGBT montiert ist, oder ein Substrat, welches diese beiden Substrate integriert, auf mehreren zylindrischen Beinen in einer in einem Gehäuse bereitgestellten Schaltungskammer installiert ist. Die Wechselrichtervorrichtung ist konfiguriert, die durch den Kondensator oder Mikrocomputer erzeugte Wärme über diese Beine abzuführen. Zusätzlich offenbart Patentdokument 2 eine Wechselrichtervorrichtung mit einer Konfiguration, in welcher ein Stromumformungssubstrat, auf welchem Schaltelemente, ein Kondensator, eine Spule und dergleichen montiert sind, auf einer Seite der Substratabdeckung installiert ist. Die Substratabdeckung ist an der Installationsoberfläche des Wechselrichters auf der Gehäuseseite befestigt. Ein aus einem gelartigen Material gebildetes fluides Element ist zwischen den Schaltelementen, dem Kondensator und der Spule und einer der Seite der Installationsoberfläche gegenüberliegenden Oberfläche und einem konkaven Abschnitt angeordnet, um Lücken zu justieren und Wärmeableitung sicherzustellen.
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Ferner offenbart Patentdokument 3 eine Wechselrichtervorrichtung, in welcher ein Schaltungssubstrat, auf welchem Schaltelemente, eine Filterspule, ein Kondensator und dergleichen montiert sind, in einem inneren Bereich eines Raums des Wechselrichtergehäuses auf einem substratstützenden Element angeordnet ist, so dass die Filterspule und der Kondensator nicht mit der unteren Wand des Gehäuseraums in Kontakt kommen. Ein Stromversorgungsanschluss, welcher metallene Klemmen aufweist, ist integral durch Harzinjektionsformen auf der Seite einer Wechselrichterabdeckung, welche den Gehäuseraum versiegelt, gebildet, und die metallenen Klemmen des Stromversorgungsanschlusses sind mit der Seite des Schaltungssubstrats durch Befestigen und Installieren der Wechselrichterabdeckung verbunden.
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Liste der Entgegenhaltungen
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Patentliteratur
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- Patentdokument 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung Veröffentlichungs-Nr. 2007-198341 A
- Patentdokument 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung Veröffentlichungs-Nr. 2007-295639 A
- Patentdokument 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung Veröffentlichungs-Nr. 2012-193660 A
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Technisches Problem
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Vier Ecken eines Wechselrichtersubstrats oder eines Schaltungssubstrats, die eine Wechselrichtervorrichtung konfigurieren, sind auf Stützbeinen, die in einem Wechselrichter-Gehäuseteil bereitgestellt sind, fest installiert. Da es jedoch notwendig ist, Vibrationsfestigkeit in Bezug auf die Vibration beim Fahren des Fahrzeugs oder dergleichen sicherzustellen, können an Stellen, an denen große Komponenten montiert sind, auch andere als die vier Ecken durch Stützbeine gestützt werden, oder ein Gelmaterial kann in das Wechselrichter-Gehäuseteil eingefüllt werden, um der Vibration entgegenzuwirken. Patentdokument 1 offenbart das Stützen einer zentralen Stelle sowie der Peripherie des Substrats mit zylindrischen Beinen, und Patentdokument 2 offenbart das Installieren eines Stromumwandlungssubstrats auf der Abdeckungsseite und das Anordnen eines aus einem gelartigen Material gebildeten fluiden Elements zwischen dem Stromumwandlungssubstrat und der Installationsoberfläche auf der Gehäuseseite.
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Die Installation eines zentralen Stützbeins oder das Einfüllen eines gelartigen Materials sind im Wesentlichen unnötig, wenn die Vibrationsfestigkeit des Substrats gewährleistet werden kann. Wie jedoch in Patentdokumenten 1 bis 3 beschrieben, da ein Schaltungssubstrat, das mit einer Filterschaltung oder einem Schaltkreis integriert ist, auf welchem ein Halbleiterschaltelement, eine Filterspule, ein Kondensator oder dergleichen montiert sind, von ausgedehnterer Größe ist, ist es notwendig, die Anzahl zentraler Stützbeine oder die Menge des eingefüllten gelartigen Materials zu vergrößern, um die Vibrationsfestigkeit zu gewährleisten, was Faktoren sind, die zu Zunahmen in der Größe oder dem Gewicht der Wechselrichtervorrichtung oder Zunahmen hinsichtlich der Kosten führen.
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Die vorliegende Erfindung wird unter Berücksichtigung dieser Umstände geschaffen, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, einen elektrischen Kompressor mit integriertem Wechselrichter bereitzustellen, welcher Vibrationsfestigkeit auf einem Substrat unter Verwendung von bestehenden Wechselrichterkomponenten gewährleistet und welcher die Konfiguration vereinfacht, Größe und Gewicht reduziert und Kosten senkt, indem das Installieren eines Gelmaterials oder zentraler Stützbeine unnötig gemacht wird.
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Lösung für das Problem
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Der elektrische Kompressor mit integriertem Wechselrichter der vorliegenden Erfindung setzt Folgendes ein, um die vorstehenden Probleme zu lösen. Ein elektrischer Kompressor mit integriertem Wechselrichter gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein elektrischer Kompressor mit integriertem Wechselrichter, für welchen eine Wechselrichtervorrichtung integral in einen durch die Gehäuseperipherie bereitgestellten Wechselrichter-Gehäuseteil eingebaut ist. Die integral eingebaute Wechselrichtervorrichtung ist aus einer Mehrzahl von elektrischen Hochspannungskomponenten gebildet, die eine Filterschaltung konfigurieren, einer Mehrzahl von Halbleiterschaltelementen, die einen Schaltkreis konfigurieren, und einem rechteckigen Hauptsubstrat, auf welchem eine Wechselrichterschaltung, einschließlich der Filterschaltung und des Schaltkreises, montiert ist. Das Hauptsubstrat ist gehäust, während vier Ecken davon durch Nabenteile an Stellen über den elektrischen Hochspannungskomponenten und den Halbleiterschaltelementen gestützt sind. Die Mehrzahl von elektrischen Hochspannungskomponenten ist parallel entlang einer Seite des Hauptsubstrats an einer Seite des Wechselrichter-Gehäuseteils angeordnet, wovon die obere Oberfläche eine Seite des Hauptsubstrats von unten stützt. Die Mehrzahl von Halbleiterschaltelementen ist parallel entlang einer anderen Seite, gegenüberliegend der einen Seite des Hauptsubstrats auf einer anderen Seite des Wechselrichter-Gehäuseteils angeordnet, wobei die andere Seite des Hauptsubstrats durch mehrere sich aufwärts erstreckenden Anschlussklemmen von unten gestützt wird.
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Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist in dem elektrischen Kompressor mit integriertem Wechselrichter, für welchen eine Wechselrichtervorrichtung integral in ein Wechselrichter-Gehäuseteil in einem Gehäuse eingebaut ist, wobei die integral eingebaute Wechselrichtervorrichtung von einer Mehrzahl von elektrischen Hochspannungskomponenten, einer Mehrzahl von Halbleiterschaltelementen und einem rechteckigen Hauptsubstrat gebildet wird, auf welchem eine Wechselrichterschaltung montiert ist, das rechteckige Hauptsubstrat gehäust, während vier Ecken davon durch Nabenteile an Stellen über den elektrischen Hochspannungskomponenten und den Halbleiterschaltelementen gestützt werden. Die Mehrzahl von elektrischen Hochspannungskomponenten ist parallel entlang einer Seite des Hauptsubstrats an einer Seite des Wechselrichter-Gehäuseteils angeordnet, wovon die obere Oberfläche eine Seite des Hauptsubstrats von unten stützt. Außerdem ist die Mehrzahl von Halbleiterschaltelementen parallel entlang einer anderen, der einen Seite gegenüberliegend der einen Seite des Hauptsubstrats an einer anderen Seite des Wechselrichter-Gehäuseteils angeordnet, wobei eine andere Seite des Hauptsubstrats durch mehrere sich aufwärts erstreckende Anschlussklemmen, von unten gestützt wird. Aus diesem Grund ist es möglich, das Hauptsubstrat, welches in dem Wechselrichter-Gehäuseteil untergebracht ist, während vier Ecken davon durch Nabenteile gestützt werden, zu installieren, während zwei gegenüberliegenden Seiten außer den vier Ecken davon von unten unter Verwendung der Mehrzahl von elektrischen Hochspannungskomponenten und der Mehrzahl von Halbleiterschaltelementen gestützt werden. Es ist ebenfalls möglich, das Hauptsubstrat durch das Festlegen von Stützpunkten gemäß der elektrischen Hochspannungskomponenten und der Halbleiterschaltelemente als Fixierungspunkte und Stützpunkte des Hauptsubstrats zuverlässig zu stützen. Dementsprechend ist es nicht notwendig, die Vibrationsfestigkeit des Hauptsubstrats durch Einfüllen eines Gelmaterials oder Errichten von Stützsäulen sicherzustellen. Indem diese unnötig gemacht werden und die Vibrationsfestigkeit des Hauptsubstrats unter Verwendung bestehender Wechselrichterkomponenten sichergestellt wird, ist es möglich, die Konfiguration zu vereinfachen, die Größe und das Gewicht zu reduzieren, Kosten zu senken, und die Verlässlichkeit zu verbessern.
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Ferner ist im elektrischen Kompressor mit integriertem Wechselrichter gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung die Mehrzahl von elektrischen Hochspannungskomponenten im oben beschriebenen elektrischen Kompressor mit integriertem Wechselrichter auf einer unteren Oberfläche einer Seite entlang einer axialen Richtung einer äußeren peripheren Wand eines zylindrischen Gehäuses installiert, das eine untere Oberfläche des Wechselrichter-Gehäuseteils bildet, und die Filterschaltung ist durch Montieren der Mehrzahl von elektrischen Hochspannungskomponenten auf dem Hauptsubstrat konfiguriert.
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Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Mehrzahl von elektrischen Hochspannungskomponenten auf einer unteren Oberfläche einer Seite entlang einer axialen Richtung einer äußeren peripheren Wand eines zylindrischen Gehäuses installiert, das eine untere Oberfläche des Wechselrichter-Gehäuseteils bildet, und die Filterschaltung ist durch Montieren der Mehrzahl von elektrischen Hochspannungskomponenten auf dem Hauptsubstrat konfiguriert. Aus diesem Grund werden durch Installieren vergleichsweise großer elektrischer Hochspannungskomponenten wie eine Spule, ein Kondensator und dergleichen, welche eine Filterschaltung auf einer unteren Oberfläche einer Seite entlang einer axialen Richtung einer äußeren peripheren Wand eines zylindrischen Gehäuses konfigurieren, das eine untere Oberfläche des Wechselrichter-Gehäuseteils bildet, die Höhenabmessungen des Wechselrichter-Gehäuseteils unterdrückt, um niedrig zu sein. Indem die Filterschaltung durch Montieren dieser elektrischen Hochspannungskomponenten auf dem Hauptsubstrat konfiguriert wird, ist es möglich, die Filterschaltung auf einfache Art, durch Weglassen von Sammelschienen und dergleichen, zu konfigurieren. Dementsprechend ist es möglich, die Größe und das Gewicht des elektrischen Kompressors mit integriertem Wechselrichter zu reduzieren, und durch Verringern der Größe des Wechselrichter-Gehäuseteils Kosten zu senken, und durch Eliminieren von Komponenten die Wechselrichtervorrichtung zu vereinfachen und die Größe zu reduzieren.
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In einem elektrischen Kompressor mit integriertem Wechselrichter ist gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ferner die Mehrzahl von Halbleiterschaltelementen in jedem einzelnen der oben beschriebenen elektrischen Kompressoren mit integriertem Wechselrichter fest auf einem wärmeemittierenden Block installiert, errichtet auf einer unteren Oberfläche einer anderen Seite entlang einer axialen Richtung einer äußeren peripheren Wand eines zylindrischen Gehäuses, die untere Oberfläche des Wechselrichter-Gehäuseteils bildend, und der Schaltkreis ist durch Montieren der Mehrzahl von Halbleiterschaltelementen auf dem Hauptsubstrat konfiguriert.
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Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Mehrzahl der Halbleiterschaltelemente fest auf einem wärmeemittierenden Block installiert, errichtet auf einer unteren Oberfläche einer anderen Seite entlang einer axialen Richtung einer äußeren peripheren Wand eines zylindrischen Gehäuses, die untere Oberfläche des Wechselrichter-Gehäuseteils bildend, und der Schaltkreis ist durch Montieren der Mehrzahl von Halbleiterschaltelementen auf dem Hauptsubstrat konfiguriert. Aus diesem Grund ist durch die Mehrzahl von Halbleiterschaltelementen, wie IGBT oder dergleichen, welche einen Schaltkreis konfigurieren, der fest auf einem wärmeemittierenden Block installiert ist, errichtet auf einer unteren Oberfläche einer anderen Seite entlang einer axialen Richtung einer äußeren peripheren Wand eines zylindrischen Gehäuses, die untere Oberfläche des Wechselrichter-Gehäuseteils bildend, die Wärmeableitungsleistung sichergestellt, während der Installationsraum der Halbleiterschaltelemente verschmälert wird. Des Weiteren ist es möglich, durch so weit wie mögliches Verkürzen der Anschlussklemmen und Montieren der Klemmen auf dem Hauptsubstrat die Stärke zum Stützen des Hauptsubstrats durch Konfigurieren des Schaltkreises sicherzustellen. Dementsprechend ist es durch Reduzieren der Größe des Wechselrichter-Gehäuseteils und Vereinfachen und Reduzieren der Wechselrichtervorrichtung möglich, die Größe und das Gewicht des elektrischen Kompressors mit integriertem Wechselrichter zu reduzieren und Kosten zu senken.
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In einem elektrischen Kompressor mit integriertem Wechselrichter gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der wärmeabstrahlende Block in dem oben beschriebenen elektrischen Kompressor mit integriertem Wechselrichter ferner ein aus einem wärmeleitfähigen Material gebildeter Block, in vertikaler Richtung auf der unteren Oberfläche des Wechselrichter-Gehäuseteils errichtet, und die Mehrzahl von Halbleiterschaltelementen ist fest auf beiden vertikalen Seitenflächen davon mit vertikal nach oben weisenden Anschlussklemmen installiert.
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Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der wärmeemittierende Block ein Block gebildet aus einem wärmeleitfähigen Material, in vertikaler Richtung auf der unteren Oberfläche des Wechselrichter-Gehäuseteils errichtet, und die Mehrzahl von Halbleiterschaltelementen ist fest auf beiden vertikalen Seitenflächen davon mit vertikal nach oben weisenden Anschlussklemmen installiert. Aus diesem Grund ist es möglich, durch dreidimensionales Installieren der Mehrzahl von Halbleiterschaltelementen wie IGBT, mit vertikal nach oben gerichteten Anschlussklemmen auf beiden vertikalen Seitenflächen des wärmeemittierenden Blocks, den Installationsraum davon zu verschmälern, und es ist möglich, die durch diese Elemente erzeugte Wärme durch den aus wärmeleitfähigem Material hergestellten Block zu der Gehäuseseite abzuleiten und die Kühlleistung vorteilhaft aufrechtzuerhalten. Des Weiteren ist es nicht notwendig, die Anschlussklemmen zu biegen, deren Steifheit ist durch Minimieren deren Längen sichergestellt, und es ist möglich, das Hauptsubstrat zu Stützen. Dementsprechend ist es durch Reduzieren der Größe des Wechselrichter-Gehäuseteils und Vereinfachen und Reduzieren der Wechselrichtervorrichtung möglich, die Größe und das Gewicht des elektrischen Kompressors mit integriertem Wechselrichter zu reduzieren und Kosten zu senken.
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In einem elektrischen Kompressor mit integriertem Wechselrichter gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung konfigurieren ferner die Mehrzahl von elektrischen Hochspannungskomponenten und die Mehrzahl von Halbleiterschaltelementen in jedem einzelnen der oben beschriebenen elektrischen Kompressoren mit integriertem Wechselrichter die Filterschaltung und den Schaltkreis auf dem Hauptsubstrat, indem jede Anschlussklemme durch Durchgangslöcher im Hauptsubstrat geführt und auf das Hauptsubstrat gelötet und in einem Muster darauf montiert wird.
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Gemäß dem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung konfigurieren die Mehrzahl von elektrischen Hochspannungskomponenten und die Mehrzahl von Halbleiterschaltelementen die Filterschaltung und den Schaltkreis auf dem Hauptsubstrat, indem jede Anschlussklemme durch Durchgangslöcher im Hauptsubstrat geführt und auf das Hauptsubstrat gelötet und in einem Muster darauf montiert wird. Indem die Anschlussklemmen durch die Durchgangslöcher im Hauptsubstrat geführt und gelötet werden, und die Mehrzahl von elektrischen Hochspannungskomponenten und die Mehrzahl von Halbleiterschaltelementen auf dem Hauptsubstrat montiert werden, ist es daher möglich, das Hauptsubstrat mit dieser Mehrzahl von elektrischen Hochspannungskomponenten und Mehrzahl von Halbleiterschaltelementen, gleichzeitig mit dem Konfigurieren der Filterschaltung und des Schaltkreises mit diesem Muster auf dem Hauptsubstrat, zuverlässig zu Stützen. Dementsprechend ist es möglich, die Vibrationsfestigkeit des Hauptsubstrats hinreichend zu verbessern, während die Konfiguration der Wechselrichtervorrichtung vereinfacht wird.
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Ferner wird in einem elektrischen Kompressor mit integriertem Wechselrichter gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung das Hauptsubstrat in jedem einzelnen der oben erwähnten elektrischen Kompressoren mit integriertem Wechselrichter nicht nur durch die Nabenteile, die Mehrzahl von elektrischen Hochspannungskomponenten, und die Mehrzahl von Halbleiterschaltelementen gestützt, sondern auch durch eine Zwischensubstrat-Verbindungsklemme, installiert nahe einem Zentrum des Wechselrichter-Gehäuseteils, welches eine Stelle unter dem Hauptsubstrat ist, um elektrisch mit einem Sub-Substrat verbunden zu werden, auf welchem eine mit einer Kommunikationsleitung verbundene Niederspannungs-Kommunikationsschaltung montiert ist, und/oder durch eine mit einer glasversiegelten Klemme verbundenen UVW-Sammelschiene, installiert um durch das Gehäuse an einer Stelle an der Vorderseite des Wechselrichter-Gehäuseteils zu führen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Hauptsubstrat nicht nur durch die Nabenteile, die Mehrzahl von elektrischen Hochspannungskomponenten, und die Mehrzahl von Halbleiterschaltelementen gestützt, sondern auch durch eine Zwischensubstrat-Verbindungsklemme, installiert nahe einem Zentrum des Wechselrichter-Gehäuseteils, welches eine Stelle unter dem Hauptsubstrat ist, um elektrisch und mechanisch mit einem Sub-Substrat verbunden zu werden, auf welchem eine mit einer Kommunikationsleitung verbundene Niederspannung-Kommunikationsschaltung montiert ist, und/oder durch eine mit einer glasversiegelten Klemme verbundenen UVW-Sammelschiene, installiert, um durch das Gehäuse an einer Stelle an der Vorderseite des Wechselrichter-Gehäuseteils zu führen, gestützt. Aus diesem Grund ist es möglich, das Hauptsubstrat nicht nur durch die Nabenteile, die Mehrzahl von elektrischen Hochspannungskomponenten, und die Mehrzahl von Halbleiterschaltelementen zu Stützen, sondern auch durch eine Zwischensubstrat-Verbindungsklemme, welches eine konstituierende Komponente der Wechselrichtervorrichtung ist, und/oder durch eine mit einer glasversiegelten Klemme verbundenen UVW-Sammelschiene oder dergleichen. Dementsprechend ist es möglich, das Hauptsubstrat unter Verwendung der konstituierenden Komponenten der Wechselrichtervorrichtung zuverlässiger zu Stützen, ohne neue Unterstützungselemente bereitzustellen. Es ist ebenfalls möglich, die Vibrationsfestigkeit zu verbessern, die Konfiguration zu vereinfachen, Größe und Gewicht zu reduzieren, und Kosten zu senken, ohne ein Gelmaterial oder eine Stützsäule bereitzustellen.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, das Hauptsubstrat, welches in dem Wechselrichter-Gehäuseteil untergebracht ist, während die vier Ecken davon durch Nabenteile gestützt werden, während zwei gegenüberliegenden Seiten, außer an den Ecken davon, von unten unter Verwendung der Mehrzahl von elektrischen Hochspannungskomponenten und der Mehrzahl von Halbleiterschaltelementen gestützt werden, zu installieren. Es ist ebenfalls möglich, das Hauptsubstrat durch Festlegen von Stützpunkten gemäß der elektrischen Hochspannungskomponenten und der Halbleiterschaltelemente als die Fixierungspunkte und Stützpunkte des Hauptsubstrats zuverlässig zu Stützen. Aus diesem Grund ist es nicht notwendig, die Vibrationsfestigkeit des Hauptsubstrats durch Einfüllen eines Gelmaterials oder Errichten von Stützsäulen sicherzustellen. Indem diese unnötig gemacht werden und die Vibrationsfestigkeit des Hauptsubstrats unter Verwendung bestehender Wechselrichterkomponenten sichergestellt wird, ist es möglich, die Konfiguration zu vereinfachen, die Größe und das Gewicht zu reduzieren, Kosten zu senken, und Verlässlichkeit zu verbessern.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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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.
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2 ist eine entsprechende Längsschnittansicht entlang der Linie a-a in 1.
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3 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer in einem Wechselrichter-Gehäuseteil des elektrischen Kompressors mit integriertem Wechselrichter untergebrachten Wechselrichtervorrichtung.
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4 ist eine perspektivische Ansicht einer Hinterseite einer Abdeckung, welche ein Wechselrichter-Gehäuseteil des elektrischen Kompressors mit integriertem Wechselrichter versiegelt.
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5 ist eine perspektivische Ansicht eines einzelnen mit der Abdeckung verbundenen Stromquellenkabels.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend bezugnehmend auf 1 bis 5 beschrieben. 1 ist eine perspektivische Ansicht der Hauptbestandteile eines elektrischen Kompressors mit integriertem Wechselrichter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine entsprechende Längsschnittansicht entlang der Linie a-a in 1. 3 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer in einem Wechselrichter-Gehäuseteil untergebrachten Wechselrichtervorrichtung. 4 ist eine perspektivische Ansicht einer Hinterseite einer Abdeckung, welche ein Wechselrichter-Gehäuseteil versiegelt. 5 ist eine perspektivische Ansicht eines einzelnen Stromquellenkabels. Ein elektrischer Kompressor mit integriertem Wechselrichter 1, mit einem zylindrischen Gehäuse 2, welches eine äußere Schale konfiguriert, wird bereitgestellt. Das Gehäuse 2 ist durch integrale Kombination eines Druckguss-Motorgehäuses 3 aus Aluminium mit eingebautem Elektromotor (nicht gezeigt) und einem Druckguss-Kompressorgehäuse aus Aluminium (nicht gezeigt) mit einem eingebauten Kompressionsmechanismus (nicht gezeigt) konfiguriert.
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Der elektrische Kompressor mit integriertem Wechselrichter 1 ist so konfiguriert, dass der in das Gehäuse 2 eingebaute elektrische Motor und Kompressionsmechanismus durch eine Kreiselwelle verbunden sind, und der Kompressionsmechanismus angetrieben wird, indem der elektrische Motor rotationsmäßig durch eine unten beschriebene Wechselrichtervorrichtung 7 angetrieben wird, wobei ein in das Innere des Motorgehäuses 3 über einen in der Seitenfläche der Hinterseite des Motorgehäuses 3 bereitgestellten Aufnahmeport 4 gezogene Niederdruckkühlgas über die Peripherie des elektrischen Motors eingezogen wird, durch den Kompressionsmechanismus auf einen hohen Druck komprimiert, und im Inneren des Kompressorgehäuses entladen wird, und dann nach außen geschickt wird.
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Das Motorgehäuse 3 weist eine Mehrzahl von darin ausgebildeten Kühlmittelflusspfaden 5 auf, um Kühlmittel zu erlauben, in der axialen Richtung entlang der inneren Umfangsoberfläche davon zu fließen, und eine Mehrzahl von Beinen 6 zum Montieren des auf dem Außenumfang davon bereitgestellten elektrischen Kompressors 1. Ein Wechselrichter-Gehäuseteil 8 zum integralen Einbauen der Wechselrichtervorrichtung 7 wird ebenfalls integral auf dem Außenumfang des Gehäuses 2 gebildet (auf der Seite des Motorgehäuses 3). Das Wechselrichter-Gehäuseteil 8 weist in der Draufsicht eine im Wesentlichen quadratische Form auf, konfiguriert mit einem zentralen Bereich der unteren Oberfläche als eine teilweise flache Basisoberfläche 9A, gebildet durch eine Wandoberfläche des Motorgehäuses 3, beide Seitenoberflächenbereiche als einen konkaven Bereich 9B entlang der äußeren peripheren Oberfläche des Gehäuses, und ein an der Peripherie nach oben erweiterter Flansch 10.
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Das Wechselrichter-Gehäuseteil 8 ist konfiguriert, um durch Anbringen einer Bedeckung 11 gezeigt in 4 an den Flansch 10 nach dem Einbauen der Wechselrichtervorrichtung 7 versiegelt zu werden. Ein Hochspannungskabel (Stromquellenkabel) 12 ist an der Innenoberflächenseite der Abdeckung 11 bereitgestellt. Wie in 5 gezeigt, wird ein Hochspannungskabel 12 mit einem Verbindungsstück 13 an einer Endseite bereitgestellt und mit Verbindungsklemmen 14 an der anderen Endseite, verbunden mit dem Kabel auf der Stromquellenseite, bereitgestellt. Das Verbindungsstück 13 ist an einem Ende unter Verwendung einer Schraube 15 fest an der inneren Oberfläche der Bedeckung 11 in einer Position entsprechend einer auf einem weiter unter beschriebenen Hauptsubstrat 23 bereitgestellten P-N-Klemme 29 installiert. Eine Verbindungsklemme 14 an dem anderen Ende ist unter Verwendung einer Mehrzahl von Schrauben 16 von der Außenoberflächenseite fest in einem Zustand installiert, bei dem ein Klemmenteil aus der Außenoberflächenseite der Bedeckung 11 herausragt.
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Das Hochspannungskabel 12 ist ein Teil des Stromquellenkabels und ist mit der in einem Fahrzeug installierten Stromversorgungseinheit durch ein Stromquellenkabel verbunden. Das Hochspannungskabel 12 dient dem Einspeisen von Hochspannungs-DC Strom, der von der Stromversorgungseinheit an die Wechselrichtervorrichtung 7 durch das an einem Ende davon bereitgestellten Verbindungsstück 13, angeschlossen an die auf dem Hauptsubstrat 23 der Wechselrichtervorrichtung 7 bereitgestellten P-N-Klemme, geliefert wird.
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Wie bekannt, wandelt die Wechselrichtervorrichtung 7 von der in dem Fahrzeug installierten Stromversorgungseinheit gelieferten Hochspannungs-DC-Strom um in Dreiphasen-AC-Strom einer benötigten Frequenz, basierend auf einem Befehl von einem Host-Controller, und speist den AC-Strom ein in einen elektrischen Motor, um den elektrischen Motor zu rotieren und anzutreiben. Wie in 1 bis 3 gezeigt, ist die Wechselrichtervorrichtung 7 mit dem an der äußeren Peripherie des Gehäuses 2 bereitgestellten Wechselrichter-Gehäuseteil 8 integral eingebaut.
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Die Wechselrichtervorrichtung 7 ist konfiguriert durch die Mehrzahl von elektrischen Hochspannungskomponenten (hiernach einfach als elektrische Komponenten bezeichnet), wie eine Spule 18 und ein Kondensator 19 im Fall der Konfiguration einer bekannten Filterschaltung 17 zum Rauschentfernen, die Mehrzahl (sechs) von Halbleiterschaltelementen 21 gebildet aus wärmeerzeugenden Leistungstransistoren wie IGBT zur Konfiguration eines bekannten Schaltkreises 20 zum Umwandeln von DC-Strom in Dreiphasen-AC-Strom, das rechteckige Hauptsubstrat 23, auf welchem eine Steuerschaltung 22 einschließlich einer Wechselrichterschaltung einschließlich einer Filterschaltung 17 und der Wechselschaltung 20, eines das obenstehende steuernden Mikrocomputers und dergleichen montiert sind, und ein Sub-Substrat 26, bereitgestellt mit einer Kommunikationsleitung 24 von dem Host-Controller, verbundenen mit einer Kommunikationsschaltung 25.
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Die Wechselrichtervorrichtung 7 kann bekannt sein; hier jedoch wird als das Hauptsubstrat 23 ein Substrat verwendet, auf welches die elektrischen Komponenten wie die Spule 18 und der Kondensator 19, die Filterschaltung 17 konfigurierend, durch Löten von Anschlussklemmen 18A und 19A montiert werden, und die Mehrzahl (sechs) von aus wärmeerzeugenden Leistungstransistoren wie IGBT gebildeten Halbleiterschaltelementen 21, den Schaltkreis 20 konfigurierend, durch Löten von Anschlussklemmen 21A darauf montiert wird (jeder IGBT hat drei Anschlussklemmen 21A um ein Gesamtes von 18 zu erhalten).
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Anders ausgedrückt, im Hauptsubstrat 23 sind die Filterschaltung 17 und der Schaltkreis 20 auf dem Hauptsubstrat 23 konfiguriert durch die Anschlussklemmen 18A und 19A der Spule 18 und des Kondensators 19, die Filterschaltung 17 konfigurierend, und die Anschlussklemmen 21A von der Mehrzahl von Halbleiterschaltelementen 21, den Schaltkreis 20 konfigurierend, durch entsprechende Durchgangslöcher auf dem Hauptsubstrat 23 führend, und diese Anschlussklemmen werden auf dem Substrat in einem Muster gelötet und montiert. Das Hauptsubstrat 23 ist an Nabenteilen 27, bereitgestellt an vier Ecken im Wechselrichter-Gehäuseteil 8, unter Verwendung von Schrauben 28 befestigt.
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Der Kondensator 19, welcher einer der elektrischen Hochspannungskomponenten ist, die die Filterschaltung 17 konfigurieren, ist konfiguriert um in einem Gehäuse untergebracht zu werden, und die Außenform ist in quadratischer Form festgelegt (einer rechteckigen Form), und die obere Oberfläche ist als eine flache, ebene Form festgelegt, wie in 2 und 3 gezeigt. Auf gleiche Weise ist die Spule 18, gewickelt in eine zylindrische Form, konfiguriert um in einem Gehäuse mit einer halbzylindrischen Form, für welche die obere Oberfläche eine flache, ebene Form ist, untergebracht zu werden. Dann werden die Spule 18 und der Kondensator 19 montiert, um parallel entlang einer Seite des Hauptsubstrats 23, auf eine rechteckige Form festgelegt, angeordnet zu sein.
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Ferner sind die Spule 18 und der Kondensator 19, montiert auf dem Hauptsubstrat 23, konfiguriert, um unter Verwendung eines Haftmittels auf der unteren Oberfläche, festgelegt um die konkave Oberfläche 9B auf einer Seite entlang der axialen Richtung der äußeren peripheren Wand des zylindrischen Gehäuses 2 zu sein, die untere Oberfläche des Wechselrichter-Gehäuseteil 8 bildend, so dass die untere Oberfläche des Hauptsubstrats 23 durch die entsprechende flache obere Oberflächen davon gestützt wird, fest installiert zu sein, und es ist möglich, auf das Hauptsubstrat 23 angewendeten Stress und Vibration zu Stützen. Zusätzlich wird auf diese Weise die P-N-Klemme 29 zum Einspeisen von DC-Strom von einer Stromquelle zu der Wechselrichtervorrichtung 7 errichtet, um aufwärts auf die obere Oberfläche gerichtet zu sein, an der durch den Kondensator 19 in dem Hauptsubstrat 23 gestützten Stelle, von welchem die untere Oberfläche durch die Spule 18 und den Kondensator 19 gestützt wird. Das Verbindungsstück 13 des Hochspannungskabels 12 ist mit der P-N-Klemme 29 verbunden.
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Zusätzlich, wie in 3 gezeigt, ist die Mehrzahl (sechs) von Halbleiterschaltelementen 21 fest auf einem wärmeabstrahlenden Block 30 installiert, errichtet auf der konkaven Oberfläche 9B auf der anderen Seite entlang der axialen Richtung der äußeren peripheren Wand des zylindrischen Gehäuses 2, die untere Oberfläche im Wechselrichter-Gehäuseteil 8 bildend. Der wärmeabstrahlende Block 30 ist ein rechteckiger Block mit einer vorbestimmten Länge, hergestellt aus einer Aluminiumlegierung, welche ein wärmeleitfähiges Material ist. Der wärmeabstrahlende Block 30 ist dreidimensional installiert mit den Halbleiterschaltelementen 21 in Gruppen von drei auf den vertikalen Seitenflächen geschraubt und fixiert, auf sowohl der linken als auch der rechten Seite davon, mit drei Anschlussklemmen 21A, die von jedem Halbleiterschaltelement 21 vertikal aufwärts gerichtet sind. Der wärmeabstrahlende Block 30 leitet die durch die Halbleiterschaltelemente 21 erzeugte Wärme zur Seite von Gehäuse 2 ab und hat eine Funktion zum Kühlen der Halbleiterschaltelemente 21.
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Wie in 1 gezeigt, sind eine Gesamtheit von 16 der Anschlussklemmen 21A der Mehrzahl von Halbleiterschaltelementen 21, installiert wie oben beschrieben, konfiguriert, um aufwärts durch Durchgangslöcher 23A hervorzustehen, bereitgestellt entlang der anderen Seite gegenüberliegend der einen Seite des Hauptsubstrats 23, welche durch die Spule 18 und Kondensator 19 gestützt wird. Die Anschlussklemmen 21A sind auf das Hauptsubstrat 23 montiert, indem sie an diesen Bereich gelötet sind. Dadurch ist diese Konfiguration fähig, die andere Seite gegenüberliegend der einen Seite des Hauptsubstrats 23 von unten mit mehreren Anschlussklemmen 21A der Mehrzahl von Halbleiterschaltelementen 21 zu Stützen. Hier ist der wärmeabstrahlende Block 30 auf der konkaven Oberfläche 9B im Wechselrichter-Gehäuseteil 8 geschraubt und fixiert; der wärmeabstrahlende Block 30 kann jedoch konfiguriert sein, um integral auf der Seite des Motorgehäuses 3 gebildet zu sein.
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Ferner ist das Sub-Substrat 26, auf welchem eine mit einer Kommunikationsleitung 24 verbundene Kommunikationsschaltung 25 montiert ist, an der Hinterseite des zentralen Bereichs auf der unteren Oberfläche des Wechselrichter-Gehäuseteils 8, unter Verwendung von Schrauben oder dergleichen, auf im Diagramm nicht gezeigten Nabenteilen fest installiert, so dass die flache Basisoberfläche 9A nicht kontaktiert wird. Das Sub-Substrat 26 ist zwischen der Spule 18 und dem Kondensator 19 und der Mehrzahl von Halbleiterschaltelementen 21 bereitgestellt, welche sowohl links als auch rechts auf Seiten des Wechselrichter-Gehäuseteils 8 angeordnet sind. Das Sub-Substrat 26 ist konfiguriert, um mit dem Hauptsubstrat 23 darüber angeordnet bereitgestellt zu werden. Das Sub-Substrat 26 ist elektrisch und mechanisch mit Hauptsubstrat 23, darüber über eine Zwischensubstrat-Verbindungsklemme 31 (siehe 3) angeordnet, verbunden. Dementsprechend ist sogar die Zwischensubstrat-Verbindungsklemme 31 konfiguriert, um fähig zu sein, das Hauptsubstrat 23 von unten zu Stützen.
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Zusätzlich wird der von DC-Strom durch Durchleiten durch den Schaltkreis 20 der Wechselrichtervorrichtung 7 in Dreiphasen-AC-Strom umgewandelte Strom an eine glasversiegelte Klemme 33 über eine UVW-Sammelschiene 32 von der Seite des Hauptsubstrats 23 ausgegeben. Die glasversiegelte Klemme 33 ist in einem Klemmeninstallationsloch 3A (siehe 3), so bereitgestellt, um an einer Stelle an der Vorderseite des Wechselrichter-Gehäuseteils 8 durch das Motorgehäuse 3 zu führen, installiert. Die glasversiegelte Klemme 33 speist den Dreiphasen-AC-Strom von der UVW-Sammelschiene 32 ein in den elektrischen Motor im Motorgehäuse 3. Die auf dem Hauptsubstrat 23 installierte UVW-Sammelschiene 32 ist konfiguriert, um mit der glasversiegelten Klemme 33 verbunden zu werden, und eine Seite des Hauptsubstrats 23 ist dadurch fixiert und gestützt.
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Wie oben beschrieben, in der vorliegenden Ausführungsform ist das Hauptsubstrat 23, welches in dem Wechselrichter-Gehäuseteil 8 durch Befestigen der vier Ecken davon an die Nabenteile 27 installiert ist, nicht nur unter Verwendung von Schrauben 28 befestigt, sondern eine Seite des Hauptsubstrats 23 ist von unten durch die Spule 18 und den Kondensator 19 gestützt, welche die Mehrzahl von elektrischen Hochspannungskomponenten sind, die die Filterschaltung 17 der Wechselrichtervorrichtung 7 konfigurieren, und die gegenüberliegende andere Seite ist von unten durch die mehreren Anschlussklemmen 21A der Mehrzahl von Halbleiterschaltelementen 21 wie IGBT gestützt, die den Schaltkreis 20 der Wechselrichtervorrichtung 7 konfigurieren.
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Zusätzlich zu dem oben Angeführten ist die zentrale Region des Hauptsubstrats 23 von unten gestützt durch die Zwischensubstrat-Verbindungsklemme 31, elektrisch und mechanisch verbunden zwischen dem Hauptsubstrat 23 und dem Sub-Substrat 26 unter dem Hauptsubstrat 23 angeordnet, und die andere Seite ist durch Verbinden der glasversiegelten Klemme 33 und der UVW-Sammelschiene 32 fixiert und gestützt. Aus diesem Grund wird die an das Hauptsubstrat 23 durch Fahrvibration angelegte Vibrationskraft des Fahrzeugs oder dergleichen, und Stress wie an das Hauptsubstrat 23 angelegte Schubkraft, wenn das Verbindungsstück 13 in die P-N Klemme 29 eingeführt wird, wie oben beschrieben durch Bereitstellen mehrerer Stützpunkte und Befestigungspunkte dispergiert und abgemildert, und es ist möglich die Vibrationsfestigkeit zu verbessern.
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Daher ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform das rechteckige Hauptsubstrat 23 gehäust, mit vier Ecken davon gestützt durch Nabenteile 27 an Stellen über der Mehrzahl von Halbleiterschaltelementen 21 wie IGBTs, die die Spule 18, den Kondensator 19, und Schaltkreis 20 konfigurieren, welche die Mehrzahl von elektrischen Hochspannungskomponenten sind, die die Filterschaltung 17 wie oben beschrieben konfigurieren. Die Spule 18 und der Kondensator 19 sind parallel entlang einer Seite des Hauptsubstrats 23 auf einer Seite des Wechselrichter-Gehäuseteils 8 angeordnet, und die eine Seite des Hauptsubstrats 23 ist von unten durch die oberen Oberflächen davon gestützt. Zusätzlich ist die Mehrzahl von Halbleiterschaltelementen 21 parallel entlang der anderen Seite, gegenüberliegend der einen Seite des Hauptsubstrats 23, auf der anderen Seite des Wechselrichter-Gehäuseteils 8 angeordnet, und die andere Seite des Hauptsubstrats 23 ist von unten durch die mehreren sich davon aufwärts erstreckenden Anschlussklemmen 21A gestützt.
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Deshalb ist es für das Hauptsubstrat 23 möglich, in dem Wechselrichter-Gehäuseteil 8 gehäust, mit vier Ecken durch Nabenteile 27 gestützt, durch Stützen von zwei von den vier Ecken verschiedenen gegenüberliegenden Seiten von unten, unter Verwendung der Mehrzahl von elektrischen Hochspannungskomponenten, das heißt, der Spule 18 und des Kondensators 19, und der Mehrzahl von Halbleiterschaltelementen 21, installiert zu werden. Es ist ebenfalls möglich, das Hauptsubstrat 23 durch Festlegen der Stützpunkte von Spule 18, des Kondensators 19, und der Halbleiterschaltelemente 21 als Fixierungspunkte und Stützpunkte von Hauptsubstrat 23 zuverlässig zu Stützen. Aus diesem Grund ist es nicht notwendig, die Vibrationsfestigkeit des Hauptsubstrats 23 durch Einfüllen des Gelmaterials oder Errichten von Stützsäulen sicherzustellen, und indem diese unnötig gemacht werden und die Vibrationsfestigkeit des Hauptsubstrats 23 unter Verwendung bestehender Wechselrichterkomponenten sichergestellt wird, ist es möglich, die Konfiguration zu vereinfachen, die Größe und das Gewicht zu reduzieren, Kosten zu senken, und Verlässlichkeit zu verbessern.
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Zusätzlich sind die Spule 18 und der Kondensator 19 auf dem konkaven Bereich 9B auf einer Seite entlang der axialen Richtung der äußeren peripheren Wand des zylindrischen Gehäuses 2 installiert, die untere Oberfläche des Wechselrichter-Gehäuseteils 8 bildend, und die Filterschaltung 17 ist durch Montieren der Spule 18 und des Kondensators 19 auf dem Hauptsubstrat 23 konfiguriert. Auf diese Weise werden durch Installieren relativ großer elektrischer Hochspannungskomponenten wie der Spule 18 und dem Kondensator 19, die die Filterschaltung 17 konfigurieren, auf der konkaven Oberfläche 9B auf einer Seite entlang der axialen Richtung der äußeren peripheren Wand des zylindrischen Gehäuses 2, das die untere Oberfläche des Wechselrichter-Gehäuseteils 8 bildet, die Höhenausdehnungen des Wechselrichter-Gehäuseteils 8 auf ein niedriges Niveau verringert. Ferner ist es möglich, durch Konfigurieren der Filterschaltung 17 durch Montieren dieser elektrischen Hochspannungskomponenten auf dem Hauptsubstrat 23, die Filterschaltung 17 auf einfache Weise, durch Weglassen von Sammelschienen und dergleichen, zu konfigurieren.
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Deswegen ist es möglich, durch Reduzieren der Größe des Wechselrichter-Gehäuseteils 8 und Vereinfachen und Reduzieren der Größe der Wechselrichtervorrichtung 7 durch Eliminieren von Komponenten oder dergleichen, die Größe und das Gewicht des elektrischen Kompressors mit integriertem Wechselrichter 1 zu reduzieren und Kosten zu senken.
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In ähnlicher Weise ist die Mehrzahl von Halbleiterschaltelementen 21 fest auf dem wärmeabstrahlenden Block 30 installiert, der auf der konkaven Oberfläche 9B auf der anderen Seiten entlang der axialen Richtung der äußeren peripheren Wand des zylindrischen Gehäuses 2 errichtet ist, die die untere Oberfläche des Wechselrichter-Gehäuseteils 8 bildet, und der Schaltkreis 20 ist durch Montieren der Mehrzahl von Halbleiterschaltelementen 21 auf dem Hauptsubstrat 23 konfiguriert. Auf diese Weise, indem die Mehrzahl (sechs) von Halbleiterschaltelementen 21 wie IGBT fest auf dem wärmeabstrahlenden Block 30 installiert ist, der auf der konkaven Oberfläche 9B auf der anderen Seiten entlang der axialen Richtung der äußeren peripheren Wand des zylindrischen Gehäuses 2 errichtet ist, die die untere Oberfläche des Wechselrichter-Gehäuseteils 8 bildet, ist die Wärmeableitung sichergestellt, während der Installationsraum der Halbleiterschaltelemente 21 verschmälert wird. Des Weiteren ist es möglich, durch so weit wie mögliches Verkürzen der Anschlussklemmen 21A und Montieren der Klemmen auf dem Hauptsubstrat 23 die Stärke zum Stützen des Hauptsubstrats 23 durch Konfigurieren des Schaltkreises 20 sicherzustellen.
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Aus diesem Grund ist es möglich, durch Reduzieren der Größe des Wechselrichter-Gehäuseteils 7 und Vereinfachen und Reduzieren der Größe der Wechselrichtervorrichtung 7 die Größe und das Gewicht des elektrischen Kompressors mit integriertem Wechselrichter 1 zu reduzieren und Kosten zu senken. Hier, im Fall der Verwendung von IGBT als Halbleiterschaltelemente 21, sind insgesamt 18 (3 an sechs Stellen) Anschlussklemmen 21A vorhanden, und es ist möglich, eine ausreichende Steifheit sicherzustellen, da das Hauptsubstrat 23 dadurch gestützt wird.
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Zusätzlich ist der wärmeabstrahlende Block 30 ein Block, der aus einem wärmeleitfähigen Material wie einer Aluminiumlegierung gebildet ist und in vertikaler Richtung auf der unteren Oberfläche des Wechselrichter-Gehäuseteils 8 errichtet ist. Die Mehrzahl von Halbleiterschaltelementen 21 ist fest auf den vertikalen Seitenflächen des wärmeabstrahlenden Blocks 30 mit den Anschlussklemmen 21A vertikal aufwärts gerichtet installiert. Auf diese Weise ist es möglich, durch dreidimensionales Installieren der Mehrzahl (sechs) von Halbleiterschaltelementen 21 wie IGBT auf beiden vertikalen Seitenflächen des wärmeabstrahlenden Blocks 30 mit den Anschlussklemmen 21A vertikal aufwärts gerichtet, den Installationsraum zu verschmälern, und es ist möglich, die durch diese Elemente erzeugte Wärme durch den aus wärmeleitfähigem Material hergestellten Block zu der Seite des Gehäuses 2 abzuleiten und die Kühlleistung vorteilhaft aufrechtzuerhalten.
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Des Weiteren ist es nicht notwendig, die Anschlussklemmen 21A, die sich von jedem der Halbleiterschaltelemente 21 erstrecken, zu biegen, wobei sich die Anschlussklemmen 21A sich gerade aufwärts erstrecken können, die Steifheit durch Minimieren deren Längen sichergestellt ist und es ist möglich, das Hauptsubstrat 23 zu stützen. Dementsprechend ist es möglich, durch Reduzieren der Größe des Wechselrichter-Gehäuseteils 8 und Vereinfachen und Reduzieren der Größe der Wechselrichtervorrichtung 7 die Größe und das Gewicht des elektrischen Kompressors mit integriertem Wechselrichter 1 zu reduzieren und die Kosten zu senken.
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Ferner sind in der vorliegenden Ausführungsform die Filterschaltung 17 und der Schaltkreis 20 auf dem Hauptsubstrat 23 konfiguriert, indem die Spule 18, der Kondensator 19 und die Mehrzahl von Halbleiterschaltelementen 21 montiert werden, indem jede der Anschlussklemmen 18A, 19A und 21A durch die Durchgangslöcher 23A im Hauptsubstrat 23 geführt und in einem Muster auf das Hauptsubstrat 23 gelötet werden. Aus diesem Grund sind die Filterschaltung 17 und der Schaltkreis 20 auf dem Hauptsubstrat 23 durch jede der Anschlussklemmen 18A, 19A und 21A konfiguriert, die durch die Durchgangslöcher 23A ins Hauptsubstrat 23 geführt und gelötet werden, und die Spule 18, der Kondensator 19 und die Mehrzahl von Halbleiterschaltelementen 21 werden montiert. Gleichzeitig ist es möglich, das Hauptsubstrat 23 zuverlässig mit der Spule 18, dem Kondensator 19 und der Mehrzahl von Halbleiterschaltelementen 21 zu stützen. Dementsprechend ist es möglich, die Vibrationsfestigkeit des Hauptsubstrats 23 hinreichend zu verbessern, während die Konfiguration der Wechselrichtervorrichtung vereinfacht wird.
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Außerdem ist das Hauptsubstrat 23 nicht nur durch die Nabenteile 27, die Spule 18, den Kondensator 19 und die Mehrzahl von Halbleiterschaltelementen 21 gestützt, sondern auch durch die verbundene Zwischensubstrat-Verbindungsklemme 31, die elektrisch und mechanisch mit dem Sub-Substrat 26, auf welchem die Niederspannungs-Kommunikationsschaltung 25 verbunden mit der Kommunikationsleitung 24 montiert ist, verbunden ist, und nahe dem zentralen Bereich des Wechselrichter-Gehäuseteils 8 installiert, welches ein unterer Bereich des Hauptsubstrat 23 ist, sowie auf gleiche Weise durch die mit der glasversiegelten Klemme 33, installiert um am Vorderseitenbereich des Wechselrichter-Gehäuseteils 8 durch das Gehäuse 2 zu führen, verbundene UVW-Sammelschiene 32.
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Dementsprechend ist es möglich, das Hauptsubstrat 23 unter Verwendung der Bestandteile der Wechselrichtervorrichtung 7 zuverlässig zu stützen, ohne neue Stützelemente bereitzustellen. Es ist ebenfalls möglich, die Vibrationsfestigkeit zu verbessern, die Konfiguration zu vereinfachen, die Größe und das Gewicht zu reduzieren und die Kosten der Wechselrichtervorrichtung 7 zu senken, ohne ein Gelmaterial oder eine zweckgerichtete Stützsäule oder dergleichen bereitzustellen.
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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 Geist und Umfang davon abzuweichen. Zum Beispiel ist in der oben beschriebenen Ausführungsform die auf der oberen Oberfläche des Hauptsubstrats 23 installierte P-N Klemme 24 konfiguriert, in einer Position über dem Kondensator 19 installiert zu werden. Die P-N Klemme 24 kann jedoch konfiguriert sein, in einer Position über der Spule 18 installiert zu werden. Zusätzlich weist der wärmeabstrahlende Block 30 zum Installieren der Mehrzahl von Halbleiterschaltelementen 21 eine rechteckige Form auf; so lange jedoch die Seitenflächen, auf welchen die Mehrzahl von Halbleiterschaltelemente 21 fest installiert ist, vertikale Seitenflächen sind, ist es für den wärmeabstrahlenden Block 30 nicht immer notwendig, eine rechteckige Form aufzuweisen.
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Ferner kann das Hauptsubstrat 23 an Stützpunkten und Fixierungspunkten, die verschieden von den Stützpunkten und Fixierungspunkten der oben beschriebenen Ausführungsform sind, fixiert und gestützt werden. Zusätzlich ist das DC-Stromversorgungsverfahren an die Wechselrichtervorrichtung 7 nicht beschränkt auf das der oben beschriebenen Ausführungsform und kann jedes beliebige Verfahren oder jede beliebige Konfiguration sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Elektrischer Kompressor mit integriertem Wechselrichter
- 2
- Gehäuse
- 3
- Motorgehäuse
- 7
- Wechselrichtervorrichtung
- 8
- Wechselrichter-Gehäuseteil
- 9B
- Untere Oberfläche des Wechselrichter-Gehäuseteils (konkave Oberfläche)
- 16A
- Filterschaltung
- 18
- Spule (elektrische Hochspannungskomponente)
- 18A
- Anschlussklemme
- 19
- Kondensator (elektrische Hochspannungskomponente)
- 19A
- Anschlussklemme
- 20
- Schaltkreis
- 21
- Halbleiterschaltelement
- 21A
- Anschlussklemme
- 22
- Wechselrichterschaltung und Steuerschaltung
- 20
- Hauptsubstrat
- 39
- Durchgangsloch
- 24
- Kommunikationsleitung
- 25
- Kommunikationsschaltung
- 26
- Sub-Substrat
- 27
- Nabenteil
- 30
- Wärmeabstrahlender Block
- 31
- Zwischensubstrat-Verbindungsklemme
- 32
- UVW-Sammelschiene
- 32
- Glasversiegelte Klemme
