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Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anschlussverbindungsstruktur eines Leistungshalbleitermoduls, die in der Lage ist, eine Abnahme der Zuverlässigkeit der Verbindung durch ein Verbindungselement zwischen einem Verbindungsanschluss eines Leistungskabels und einer Mehrzahl von Leistungsstiftausgangsanschlüssen des Leistungshalbleitermoduls zu unterdrücken.
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Hintergrund
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Ein Hybrid-Arbeitsfahrzeug, bei dem ein Motor und eine Drehelektromaschine als Antriebsquelle montiert sind, umfasst eine Speicherbatterie, wie etwa eine Batterie, die die Drehelektromaschine mit Leistung versorgt und durch die Drehelektromaschine erzeugte Leistung speichert. Das Hybrid-Arbeitsfahrzeug, das diesen Aufbau aufweist, umfasst einen Inverter, der die Drehelektromaschine antreibt. Der Inverter führt eine Leistungsumwandlung unter Verwendung eines Leistungshalbleitermoduls durch.
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Patentschrift 1 offenbart eine Leistungsumwandlungsvorrichtung, die umfasst: eine Stapeleinheit, in der eine Mehrzahl von Leistungsmodulen, die Leistungsumwandlungsschaltelemente und eine Mehrzahl von Kühlmittelströmungskanälen umfasst, durch die ein Kühlmittel strömt, das die Leistungsmodule kühlt, gestapelt sind, ein Gehäuse, das die Stapeleinheit aufnimmt, ein fixiertes Harzelement, das an einer Außenfläche des Gehäuses fixiert ist, eine Steuerplatine, die an dem fixierten Element fixiert ist, die durch das fixierte Element an dem Gehäuse befestigt ist, und mit der Mehrzahl von Leistungsmodulen verbunden ist, einen ersten Fixierabschnitt, der die Steuerplatine an dem fixierten Element fixiert, und einen zweiten Fixierabschnitt, der das fixierte Element an dem Gehäuse fixiert, wobei ein Linearausdehnungskoeffizient des fixierten Elements ein Wert ist, der näher an einem Linearausdehnungskoeffizienten der Steuerplatine ist als an einem Linearausdehnungskoeffizienten des Gehäuses, und der erste Fixierabschnitt und der zweite Fixierabschnitt sind an getrennten Positionen im fixierten Element angeordnet. Da gemäß dieser Leistungsumwandlungsvorrichtung der Linearausdehnungskoeffizient des fixierten Elements ein Wert ist, der näher an dem Linearausdehnungskoeffizient der Steuerplatine ist als an dem Linearausdehnungskoeffizienten des Gehäuses, und der erste Fixierabschnitt und der zweite Fixierabschnitt an getrennten Positionen in dem fixierten Element angeordnet sind, kann verhindert werden, dass sich die Wärmedehnung des Gehäuses auf die Steuerplatine überträgt, und das Auftreten einer Wärmedehnung in der Steuerplatine kann unterdrückt werden.
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Liste der Literaturstellen
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Patentschriften
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- Patentschrift 1: Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2015-119536
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Zusammenfassung
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Technisches Problem
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Im Übrigen muss ein Leistungshalbleitermodul, wie etwa ein IGBT, innerhalb eines Invertergehäuses installiert werden, und der Verbindungsanschluss des Leistungskabels muss mit dem Leistungshalbleitermodul innerhalb des Invertergehäuses verbunden werden. In diesem Fall kann bei einem Leistungshalbleitermodul, bei dem ein Anschlussblock einstückig mit dem Leistungshalbleitermodul ausgebildet ist, der Verbindungsanschluss des Leistungskabels mit dem Anschlussblock verbunden sein. Wenn jedoch ein Anschluss des Leistungshalbleitermoduls ein Stiftausgangsanschluss ist, muss ein separater Anschlussblock vorgesehen werden.
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In diesem Fall muss der separat vorgesehene Anschlussblock einen Stiftverbindungsabschnitt zum Verbinden des Stiftausgangsanschlusses und einen Kabelverbindungsabschnitt zum Verbinden des Verbindungsanschlusses des Leistungskabels umfassen. Ferner muss eine Verbindungsplatine, auf der ein leitfähiges Muster ausgebildet ist, oder ein Verbindungselement, wie etwa eine Stromschiene, zwischen dem Stiftverbindungsabschnitt und dem Kabelverbindungsabschnitt vorgesehen werden.
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Bei einem Hybrid-Arbeitsfahrzeug, das einen Aufbau aufweist, bei dem ein Leistungsstiftausgangsanschluss eines Leistungshalbleitermoduls mit einem Verbindungsanschluss eines Leistungskabels mittels einer Verbindungsplatine, einer Stromschiene oder dergleichen verbunden ist, wird eine Last so ausgeübt, dass ein Stiftausgangsanschlussabschnitt des Leistungshalbleitermoduls und ein Verbindungsanschlussabschnitt des Leistungskabels aufgrund einer Wiederholung der Temperaturschwankung oder der Auswirkung von Vibrationen des Leistungshalbleitermoduls, die aus wiederholten Operationen bei hoher Last resultieren, relativ zueinander verschoben werden. Somit wirkt eine Belastung auf den Stiftverbindungsabschnitt und den Kabelverbindungsabschnitt, und die Zuverlässigkeit der Verbindung zwischen dem Leistungshalbleitermodul und dem Leistungskabel wird verschlechtert.
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Die Erfindung ist in Anbetracht der obigen Beschreibung konzipiert, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Anschlussverbindungsstruktur eines Leistungshalbleitermoduls vorzusehen, die in der Lage ist, eine Abnahme der Zuverlässigkeit der Verbindung durch ein Verbindungselement zwischen einem Verbindungsanschluss eines Leistungskabels und einer Mehrzahl von Leistungsstiftausgangsanschlüssen des Leistungshalbleitermoduls zu unterdrücken.
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Lösung des Problems
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Um das oben beschriebene Problem und die Aufgabe zu lösen, umfasst eine Anschlussverbindungsstruktur eines Leistungshalbleitermoduls nach der vorliegenden Erfindung: ein Leistungshalbleitermodul, das eine Mehrzahl von Stiftausgangsanschlüssen umfasst, die vertikal in einem Seitenkantenabschnitt an einer oberen Oberfläche angeordnet sind, wobei das Leistungshalbleitermodul in einem Gehäuse installiert ist; eine Harzhalterung, die an einer Seite des Leistungshalbleitermoduls angeordnet und in dem Gehäuse installiert ist; eine Verbindungsplatine, die eine Buchse umfasst, in der eine leitfähige Buchse, die einen Flanschabschnitt umfasst, in einem Hauptplatinenkörper angeordnet ist, wobei Anschlusslöcher, in die die Stiftausgangsanschlüsse eingesteckt werden, in dem Hauptplatinenkörper ausgebildet sind, wobei die Anschlusslöcher leitfähig mit der leitfähigen Buchse verbunden werden; und eine Schraube, die mit der Harzhalterung verschraubt ist, indem sie einen Verbindungsanschluss eines Leistungskabels und die leitfähige Buchse der Verbindungsplatine, die die Buchse umfasst, durchdringt, wobei die Stiftausgangsanschlüsse in die Anschlusslöcher eingesteckt werden und leitfähig mit den Anschlusslöchern verbunden werden, der Verbindungsanschluss des Leistungskabels leitfähig mit der leitfähigen Buchse verbunden wird, indem er zwischen der Schraube und der Harzhalterung verschraubt wird, und die Stiftausgangsanschlüsse mit dem Verbindungsanschluss des Leistungskabels leitfähig verbunden werden.
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Ferner umfasst bei der oben beschriebenen Anschlussverbindungsstruktur des Leistungshalbleitermoduls nach der vorliegenden Erfindung die Harzhalterung eine Gewindebuchse bezüglich der Schraube.
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Ferner fällt bei der oben beschriebenen Anschlussverbindungsstruktur des Leistungshalbleitermoduls nach der vorliegenden Erfindung eine Differenz zwischen einem Linearausdehnungskoeffizienten des Gehäuses des Leistungshalbleitermoduls und einem Linearausdehnungskoeffizienten der Harzhalterung in einen vorgegebenen Bereich.
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Ferner werden bei der oben beschriebenen Anschlussverbindungsstruktur des Leistungshalbleitermoduls nach der vorliegenden Erfindung die Stiftausgangsanschlüsse verlötet, während sie in die Anschlusslöcher eingesteckt werden, und werden leitfähig mit den Anschlusslöchern verbunden.
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Ferner wird bei der oben beschriebenen Anschlussverbindungsstruktur des Leistungshalbleitermoduls nach der vorliegenden Erfindung die Verbindung der Stiftausgangsanschlüsse mit den Anschlusslöchern in einem Zustand durchgeführt, in dem die leitfähige Buchse mit einer oberen Oberfläche der Harzhalterung in Kontakt kommt.
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Ferner wird bei der oben beschriebenen Anschlussverbindungsstruktur des Leistungshalbleitermoduls nach der vorliegenden Erfindung der Zustand, in dem die leitfähige Buchse mit der oberen Oberfläche der Harzhalterung in Kontakt kommt, durch ein vorläufiges Fixieren gebildet, bei dem die Schraube an der Harzhalterung fixiert wird, ohne dass der Verbindungsanschluss des Leistungskabel dazwischen angeordnet ist.
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Ferner wird bei der oben beschriebenen Anschlussverbindungsstruktur des Leistungshalbleitermoduls nach der vorliegenden Erfindung, wenn eine vollständige Fixierung durchgeführt wird, wobei der Verbindungsanschluss des Leistungskabels dazwischen angeordnet ist, bei jedem Mal, wenn die vorläufig fixierte Schraube entfernt wird, eine Stelle, von der die Schraube entfernt wird, durch die Schraube vollständig fixiert.
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Erfindungsgemäß ist es möglich, eine Abnahme der Zuverlässigkeit der Verbindung durch ein Verbindungselement zwischen einem Verbindungsanschluss eines Leistungskabels und einer Mehrzahl von Leistungsstiftausgangsanschlüssen eines Leistungshalbleitermoduls zu unterdrücken.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist ein Diagramm, das eine Anordnung und einen Aufbau innerhalb eines Inverters darstellt, der eine Anschlussverbindungsstruktur eines Leistungshalbleitermoduls umfasst, die einer Ausführungsform der Erfindung entspricht.
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2 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts A aus 1.
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3 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B der 2.
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4 ist ein erklärendes Diagramm, dass die Einwirkung von Belastung verdeutlicht, die auf einen Lötabschnitt aufgrund einer Verformung einer Verbindungsplatine, die eine Buchse umfasst, einwirkt, die mit einer Differenz des Linearausdehnungskoeffizienten zwischen einer Harzhalterung und einem Gehäuse des Leistungshalbleitermoduls einhergeht.
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5 ist ein Diagramm, das einen Zustand zeigt, bei dem ein Anschlussblock im Vorhinein montiert wird, indem eine vorläufige Fixierung durchgeführt wird.
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6 ist ein Diagramm, das einen Zustand zeigt, bei dem das Leistungshalbleitermodul an einem Invertergehäuse befestigt ist.
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7 ist ein Diagramm, das einen Zustand zeigt, bei dem ein vorläufig fixierter Anschlussblock an dem Invertergehäuse befestigt ist.
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8 ist ein Diagramm, das einen Zustand zeigt, bei dem das Verlöten eines Stiftausgangsanschlusses und das Befestigen einer Steuerplatine durchgeführt werden.
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9 ist ein Diagramm, das einen vollständig fixierten Zustand zeigt, bei dem ein Verbindungsanschluss eines Kondensators mit dem Anschlussblock verbunden ist.
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10 ist ein Diagramm, das einen vollständig fixierten Zustand zeigt, bei dem ein Verbindungsanschluss eines Leistungskabels mit dem Anschlussblock verbunden ist.
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11 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Anschlussverbindungsprozedur des Leistungshalbleitermoduls zeigt, die der vorliegenden Ausführungsform entspricht.
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12 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie C-C aus 2, die den Anschlussblock zeigt, wenn der Anschlussblock nicht durch eine Fixierschraube vorläufig fixiert ist.
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13 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B aus 2, die Zustände des Anschlussblocks zeigt, wenn der Anschlussblock nicht durch die Fixierschraube vorläufig fixiert ist, und wenn der Verbindungsanschluss des Leistungskabels im Anschlussblock angeschlossen ist.
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14 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie C-C aus 2, die den Anschlussblock zeigt, wenn der Anschlussblock durch die Fixierschraube vorläufig fixiert ist.
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15 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B aus 2, die Zustände des Anschlussblocks zeigt, wenn der Anschlussblock durch die Fixierschraube vorläufig fixiert ist, und wenn der Verbindungsanschluss des Leistungskabels durch die Fixierschraub vollständig im Anschlussblock fixiert ist.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Hiernach wird eine Ausführungsform zum Umsetzen der Erfindung unter Bezugnahme auf beigefügte Zeichnungen beschrieben.
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1 ist ein Diagramm, das eine Anordnung und einen Aufbau innerhalb eines Inverters 1 darstellt, der eine Anschlussverbindungsstruktur von Leistungshalbleitermodulen 10 aufweist, die einer Ausführungsform der Erfindung entspricht. Wie in 1 gezeigt, sind in dem Inverter 1 zwei Leistungshalbleitermodule 10, von denen jedes einen Stiftausgangsanschluss 2 umfasst, und drei Leistungshalbleitermodule 20, von denen jedes mit einem Anschlussblock 20a einstückig ausgebildet ist, parallel innerhalb eines Invertergehäuses 1a (eines erfindungsgemäßen Gehäuses) angeordnet. Ein Verkabelungsraum 1b, in dem ein Leistungskabel oder ein Glättungskondensator angeordnet ist, ist innerhalb des Invertergehäuses 1a ausgebildet. Ferner umfasst der Inverter 1 einen Kühlmechanismus (nicht gezeigt). Jedes der Leistungshalbleitermodule 10 und 20 ist an dem Invertergehäuse 1a durch Verschraubung an vier Ecken fixiert. Ein Teil des Gehäuses, in dem die Leistungshalbleitermodule 10 und 20 innerhalb des Invertergehäuses 1a angeordnet sein, ist ein Kühlteil, das durch den oben beschriebenen Kühlmechanismus gekühlt wird.
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Der Stiftausgangsanschluss 2 ist in einem Seitenkantenabschnitt an einer oberen Oberfläche jedes der Leistungshalbleitermodule 10 angeordnet und umfasst einen positiven Gleichstromanschluss (DC) 2p und einen negativen Anschluss 2n, die mit dem Kondensator verbunden sind, und ein U-Phasenanschluss 2u, einen V-Phasenanschluss 2v und einen W-Phasenanschluss 2w, die einem dreiphasigen Ausgang entsprechen. Jeder Stiftausgangsanschluss 2 umfasst drei Anschlüsse und führt eine Stromverteilung durch.
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Jedes der Leistungshalbleitermodule 10 nutzt den Stiftausgangsanschluss 2 als einen Verbindungsanschluss. Somit sind drei Anschlussblocks 3 vorgesehen, um das Leistungskabel anzuschließen. Die Anschlussblocks 3a und 3b verbinden den U-Phasenanschluss 2u, den V-Phasenanschluss 2v bzw. den W-Phasenanschluss 2w, und ein Anschlussblock 3c verbindet zwei positive Anschlüsse 2p und zwei negative Anschlüsse 2n. Jeder der Anschlussblocks 3 (3a, 3b und 3c) weist einen Aufbau auf, bei dem eine Verbindungsplatine, die eine Buchse 5 (5a, 5b und 5c) umfasst, an einer Harzhalterung 4 (4a, 4b und 4c) angeordnet ist. In 1 ist das angeschlossene Leistungskabel weggelassen. Die Anschlussblocks 3 sind an Seiten der Leistungshalbleitermodule 10 angeordnet. Das heißt, in der Figur sind die Anschlussblocks 3 an einer rechten Seite, einer linken Seite und einer oberen Seite der zwei parallel angeordneten Leistungshalbleitermodule angeordnet.
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2 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts A aus 1. Ferner ist 3 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B von 2. Wie in 2 gezeigt, sind die Anschlussblocks 3 an den Seiten der Leistungshalbleitermodule 10 angeordnet. Wie im Vorangegangenen beschrieben, ist jedes der Leistungshalbleitermodule 10 an dem Invertergehäuse 1a durch Schrauben 42 an vier Ecken fixiert. Ferner sind die Anschlussblocks 3 an dem Invertergehäuse 1a durch Schrauben 40 an beiden Enden fixiert. Eine Steuerplatine 11 ist an der oberen Oberfläche jedes der Leistungshalbleitermodule 10 befestigt. Ferner ist die Verbindungsplatine, die die Buchse 5 umfasst, durch Schrauben 41 an beiden Enden an der Harzhalterung 4 fixiert.
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Wie in 2 und 3 gezeigt, ist bei der Harzhalterung 4 eine Gewindebuchse 13, die an einer oberen Oberfläche freiliegt, um einen Verbindungsanschluss 31 eines Leistungskabels 30 zu fixieren, in einen Hauptharzhalterungskörper 12 eingebettet. Eine Höhe einer oberen Oberfläche des Hauptharzhalterungskörpers 12 ist nahezu gleich einer Höhe einer oberen Oberfläche jedes der Leistungshalbleitermodule 10. Bei der Verbindungsplatine, die die Buchse 5 umfasst, ist eine leitfähige Buchse 15, durch die eine mit der Gewindebuchse 13 verschraubte Fixierschraube 18 durch dringt, an einem Hauptplatinenkörper 14 befestigt, in dem ein Anschlussloch 16 ausgebildet ist, in das der Stiftausgangsanschluss 2 jedes der Leistungshalbleitermodule 10 eingesteckt wird. Die leitfähige Buchse 15 ist eine Buchse, die einen Flansch umfasst, und ist daran befestigt, während sie leicht von einer unteren Oberfläche des Hauptplatinenkörpers 14 hervorragt, indem sie durch den Hauptplatinenkörper 14 von einer oberen Oberflächenseite des Hauptplatinenkörpers 14 hindurchdringt. Ein leitfähiges Muster PT, das das Anschlussloch 16 und die leitfähige Buchse 15 elektrisch verbindet, ist in dem Hauptplatinenkörper 14 ausgebildet. Die Verbindungsplatine, die die Buchse 5 umfasst, ist oberhalb der Harzhalterung 4 und des Seitenkantenabschnitts jedes der Leistungshalbleitermodule 10 angeordnet, in dem der Stiftausgangsanschluss 2 angeordnet ist.
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Ferner wird der Stiftausgangsanschluss 2 einem Löten unterzogen, während er in das Anschlussloch 16 eingesteckt wird, und es wird ein Lötabschnitt 17 ausgebildet. Indes ist der Verbindungsanschluss 31 des Leistungskabels 30 an einer oberen Oberfläche der leitfähigen Buchse 15 angeordnet, und der Verbindungsanschluss 31 wird mit der leitfähigen Buchse 15 durch das Verschrauben der Schraube 18 mit der Gewindebuchse 13 verbunden, während er zwischen der leitfähigen Buchse 15 und der Schraube 18 angeordnet ist. Somit ist der Verbindungsanschluss 31 des Leistungskabels 30 mit dem Stiftausgangsanschluss 2 elektrisch verbunden. Die Schraube 18 ist ein Fixierelement zum Verbinden des Verbindungsanschlusses 31 des Leistungskabels 30 mit der leitfähigen Buchse 15.
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(Linearausdehnungskoeffizienten des Leistungshalbleitermoduls und der Harzhalterung)
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Wie in 4 gezeigt, schneiden sich, wenn der Stiftausgangsanschluss 2 und die Verbindungsplatine, die die Buchse 5 umfasst, bei Zimmertemperatur, beispielsweise bei 25°C (siehe 4(a)) miteinander verlötet werden, der Stiftausgangsanschluss 2 und die Verbindungsplatine, die die Buchse 5 umfasst, im rechten Winkel. Bei einer hohen Temperatur jedoch, beispielsweise bei 125°C oder mehr (siehe 4(b)), ist ein Linearausdehnungskoeffizient der Harzhalterung 4 größer als ein Linearausdehnungskoeffizient eines Gehäuses (Harzgehäuses) der Leistungshalbleitermodule 10. Somit hebt sich die Seite der leitfähigen Buchse 15 der Verbindungsplatine, die die Buchse 5 umfasst, in Relation dazu an, und die Verbindungsplatine, die die Buchse 5 umfasst, wird verformt. Aufgrund dieser Verformung wirkt eine Belastung auf den Lötabschnitt 17 des Stiftausgangsanschlusses 2 ein, und die Zuverlässigkeit der Verbindung in dem Lötabschnitt 17 wird verschlechtert. Im Falle eines Hybrid-Arbeitsfahrzeugs werden insbesondere ähnliche Vorgänge wiederholt durchgeführt, und somit wird die Temperaturschwankung wiederholt. Eine Belastungsschwankung, die mit dieser Temperaturschwankung einhergeht, verschlechtert die Zuverlässigkeit der Verbindung in dem Lötabschnitt 17.
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Aus diesem Grund werden bei der vorliegenden Ausführungsform Materialien derart verwendet, dass eine Differenz beim Linearausdehnungskoeffizienten zwischen dem Gehäuse der Leistungshalbleitermodule 10 und der Harzhalterung 4 in einen vorgegebenen Bereich fällt. Insbesondere wird ein Material des Hauptharzhalterungskörpers 12 bezüglich eines Materials des Gehäuses der Leistungshalbleitermodule 10 derart ausgewählt, dass eine Differenz beim Linearausdehnungskoeffizienten in einen vorgegebenen Bereich fällt. Genauer gesagt wird das Material derart ausgewählt, das ein Linearausdehnungskoeffizient des Materials des Hauptharzhalterungskörpers 12 das Doppelte oder weniger eines Linearausdehnungskoeffizienten des Materials des Gehäuses der Leistungshalbleitermodule 10 beträgt. Es wird bevorzugt, dass der Linearausdehnungskoeffizient des Hauptharzhalterungskörpers 12 so nahe wie möglich am Linearausdehnungskoeffizienten des Gehäuses der Leistungshalbleitermodule 10 liegt. Auf diese Weise wird zum Zeitpunkt der Erzeugung von Wärme in den Leistungshalbleitermodulen 10 eine Belastung, die auf den Lötabschnitt 17 einwirkt, verringert, und es ist möglich, eine Abnahme der Zuverlässigkeit der Verbindung in dem Lötabschnitt 17 zu verhindern. Wie im Vorangegangenen beschrieben, ist es möglich, eine Abnahme der Zuverlässigkeit der Verbindung in dem Lötabschnitt 17 zu verhindern, auch wenn eine Temperaturschwankung, die in dem Hybrid-Arbeitsfahrzeug auftritt, wiederholt wird.
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(Anschlussverbindung des Leistungshalbleitermoduls)
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Als Nächstes wird eine Beschreibung der Verbindungsprozedur zwischen dem Stiftausgangsanschluss 2 und dem Verbindungsanschluss 31 des Leistungskabels 30 durch die Anschlussblocks 3 unter Bezugnahme auf die 5 bis 10 und ein in 11 gezeigtes Ablaufdiagramm angegeben. Wie in 5 gezeigt, wird als Erstes die Verbindungsplatine, die die Buchse 5 umfasst, an der Harzhalterung 4 mittels der Schrauben 41 befestigt, und eine untere Oberfläche der leitfähigen Buchse 15 und eine obere Oberfläche der Gewindebuchse 13 werden durch die Fixierschraube 18 derart vorläufig fixiert, dass die untere Oberfläche und die obere Oberfläche sich in einem Kontaktzustand befinden, wodurch die Abschlussblocks 3 im Vorhinein montiert werden (Schritt S101).
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Wie in 6 gezeigt, werden danach die Leistungshalbleitermodule 10 mittels der Schrauben 42 innerhalb des Invertergehäuses 1a befestigt (Schritt S102). Die Montage der Anschlussblocks 3 in Schritt S101 und die Befestigung der Leistungshalbleitermodule 10 in Schritt S102 kann in einer umgekehrten Reihenfolge durchgeführt werden oder parallel durchgeführt werden. Wie in 7 gezeigt, werden die drei im Vorhinein montierten Anschlussblocks 3 mittels der Schrauben 40 an dem Invertergehäuse 1a befestigt (Schritt S103). In diesem Moment wird der Stiftausgangsanschluss 2 in das Anschlussloch 16 der Verbindungsplatine, die die Buchse 5 umfasst, eingesteckt. Das Anschlussloch 16 wird an einer Position vorgesehen, an der der Stiftausgangsanschluss 2 zum Zeitpunkt der Installation der Anschlussblocks 3 eingesteckt wird.
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Wie in 8 gezeigt, wird danach der Stiftausgangsanschluss 2, der in das Anschlussloch 16 in einem Bereich E eingesteckt ist, verlötet, um den Lötabschnitt 17 zu bilden, und der Stiftausgangsanschluss 2 wird mit der Verbindungsplatine, die die Buchse 5 umfasst, verbunden (Schritt S104). Ferner wird die Steuerplatine 11, die jedes der Leistungshalbleitermodule 10 steuert, an der oberen Oberfläche des Leistungshalbleitermoduls befestigt (Schritt S105).
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Wie in 9 gezeigt, wird danach die Fixierschraube 18, die vorläufig in dem Anschlussblock 3c an einer Gleichstromeingangsseite fixiert ist, entfernt (Schritt S106), ein Verbindungsanschluss 51, der mit einem Kondensator 50 verbunden ist, wird an der leitfähigen Buchse 15 angeordnet, und die entfernte Fixierschraube 18 wird erneut mit der Gewindebuchse 13 verschraubt, wodurch der Verbindungsanschluss 51 vollständig fixiert wird (Schritt S107).
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Wie in 10 gezeigt, wird des Weiteren die Fixierschraube 18, die vorläufig in den Anschlussblocks 3a und 3b an einer dreiphasigen Ausgangsseite fixiert ist, entfernt (Schritt S108), der Verbindungsanschluss 31 des Leistungskabels 30 wird an der leitfähigen Buchse 15 angeordnet, und die entfernte Fixierschraube 18 wird erneut mit der Gewindebuchse 13 verschraubt, wodurch der Verbindungsanschluss 31 vollständig fixiert wird (Schritt S109).
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Hierbei ist 12 eine Querschnittsansicht entlang der Linie C-C aus 2, die die Anschlussblocks 3 zeigt, wenn die Anschlussblocks 3 nicht durch die Fixierschraube 18 vorläufig fixiert sind. Des Weiteren ist 13 eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B aus 2, die Zustände der Anschlussblocks 3 zeigt, wenn die Anschlussblocks 3 nicht durch die Fixierschraube 18 vorläufig fixiert sind, und wenn der Verbindungsanschluss 31 des Leistungskabels 30 in den Anschlussblocks 3 angeschlossen ist.
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Wie in 12 und 13(a) gezeigt ist, kann, wenn ein vorläufiges Fixieren mittels der Fixierschraube 18 nicht durchgeführt wird, eine Lücke d zwischen der leitfähigen Buchse 15 und der Gewindebuchse 13 aufgrund eines Herstellungsfehlers oder einer Bauteiltoleranz der Verbindungsplatine, die die Buchse 5 umfasst, und der Harzhalterung 4 erzeugt werden. Wenn ein Löten durchgeführt wird, während die Lücke d erzeugt wird, und der Verbindungsanschluss 31 des Leistungskabels 30 mittels der Fixierschraube 18 verbunden wird, während die Lücke d erzeugt wird, wie in 13(b) gezeigt, wird der Hauptplatinenkörper 14 einhergehend mit dem Stauchen der Lücke d abgesenkt und verformt, es wirkt eine Belastung auf den Lötabschnitt 17 ein, der dem Löten unterzogen wird, und die Zuverlässigkeit der Verbindung im Lötabschnitt 17 wird verschlechtert.
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Wenn andererseits bei der vorliegenden Ausführungsform die Anschlussblocks 3 im Vorhinein montiert werden, werden die Anschlussblocks 3 durch die Fixierschraube 18 vorläufig fixiert. 14 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie C-C aus 2, die die Anschlussblocks 3 zeigt, wenn die Anschlussblocks 3 durch die Fixierschraube 18 vorläufig fixiert sind. Des Weiteren ist 15 eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B aus 2, die Zustände der Anschlussblocks 3 zeigt, wenn die Anschlussblocks 3 durch die Fixierschraube 18 vorläufig fixiert sind, und wenn der Verbindungsanschluss 31 des Leistungskabels 30 durch die Fixierschraube 18 in den Anschlussblocks 3 vollständig fixiert ist.
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Wie in 14 und 15(a) gezeigt, ist bei der vorliegenden Ausführungsform die leitfähige Buchse 15 der Verbindungsplatine, die die Buchse 5 umfasst, vorläufig durch die Fixierschraube 18 fixiert, und somit wird keine Lücke zwischen der leitfähigen Buchse 15 und der Gewindebuchse 13 erzeugt, und die leitfähige Buchse 15 und die Gewindebuchse 13 sind in einem Kontaktzustand. Das heißt, auch wenn die in 12 gezeigte Lücke d aufgrund eines Herstellungsfehlers oder einer Bauteiltoleranz zwischen der leitfähigen Buchse 15 und der Gewindebuchse 13 erzeugt wird, wird der Hauptplatinenkörper 14 wie in 14 durch vorläufiges Fixieren verformt, und somit befinden sich die leitfähige Buchse 15 und die Gewindebuchse 13 in dem Kontaktzustand, wie in 15(a) gezeigt. In diesem vorläufig fixierten Zustand wird der Stiftausgangsanschluss 2 verlötet, und der Lötabschnitt 17 wird gebildet. Auch wenn die Fixierschraube 18 entfernt wird und die entfernte Fixierschraube 18 vollständig fixiert wird, wobei der Verbindungsanschluss 31 dazwischen angeordnet ist, ändert sich danach, wie in 15(b) gezeigt, der Kontaktzustand zwischen der leitfähigen Buchse 15 und der Gewindebuchse 13 nicht, und eine Position des Hauptplatinenkörpers 14 ändert sich nicht. Somit wirkt keine Belastung auf den Lötabschnitt 17 ein, und ein Verbindungszustand des Lötabschnitts 17 kann mit hoher Zuverlässigkeit aufrechterhalten werden.
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Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wurde eine Beschreibung aufgrund der Annahme angegeben, dass ein vollständiges Fixieren mittels Fixierschrauben 18 durchgeführt wird, nachdem alle vorläufig fixierten Fixierschrauben 18 entfernt werden. Jedoch wird bevorzugt, dass jedes Mal, wenn eine vorläufig fixierte Fixierschraube 18 entfernt wird, das vollständige Fixieren nach und nach mittels einer entfernten Fixierschraube 18 durchgeführt wird, da ein vollständiges Fixieren durchgeführt werden kann, während ein Zustand aufrechterhalten wird, in dem keine Belastung auf den Lötabschnitt 17 in einem Kontaktzustand zwischen der leitfähigen Buchse 15 und der Gewindebuchse 13 einwirkt.
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Ferner wird bei der oben beschriebenen Ausführungsform die Fixierschraube 18 für ein vorläufiges Fixieren verwendet. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, und ein vorläufiges Fixieren kann mittels einer Schraube durchgeführt werden, die für ein vorläufiges Fixieren dediziert ist.
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Ferner wird bei der oben beschriebenen Ausführungsform ein vorläufiges Fixieren mittels der Fixierschraube 18 durchgeführt. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Der Kontaktzustand zwischen der leitfähigen Buchse 15 und der Gewindebuchse 13 kann gebildet werden, indem gegen die Verbindungsplatine, die die Buchse 5 umfasst, mit der Hand gedrückt wird, und das Verlöten des Stiftausgangsanschlusses 2 kann in diesem Zustand durchgeführt werden. Alternativ kann der Kontaktzustand zwischen der leitfähigen Buchse 15 und der Gewindebuchse 13 mittels einer Haltespannvorrichtung gebildet werden, und das Verlöten des Stiftausgangsanschlusses 2 kann in diesem Zustand durchgeführt werden. Kurz gesagt, kann das Verlöten des Stiftausgangsanschlusses 2 durchgeführt werden, während der Kontaktzustand zwischen der leitfähigen Buchse 15 und der Gewindebuchse 13 gebildet ist.
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Beispiele für einen Stift der Leistungshalbleitermodule 10 umfassen einen Leistungsstift und einen Steuerstift. Der Stiftausgangsanschluss 2, der mit den Anschlussblocks 3 der vorliegenden Ausführungsform verbunden ist, entspricht dem Leistungsstift. Der Steuerstift ist mit der Steuerplatine 11 verbunden, die in 8 gezeigt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Inverter
- 1a
- Invertergehäuse (Gehäuse)
- 1b
- Verkabelungsraum
- 2
- Stiftausgangsanschluss
- 2p
- Positiver Anschluss
- 2n
- Negativer Anschluss
- 2u
- U-Phasenanschluss
- 2v
- V-Phasenanschluss
- 2w
- W-Phasenanschluss
- 3, 3a, 3b, 3c
- Anschlussblock
- 4
- Harzhalterung
- 5
- Verbindungsplatine einschließlich Buchse
- 10, 20
- Leistungshalbleitermodule
- 11
- Steuerplatine
- 12
- Hauptharzhalterungskörper
- 13
- Gewindebuchse
- 14
- Hauptplatinenkörper
- 15
- Leitfähige Buchse
- 16
- Anschlussloch
- 17
- Lötabschnitt
- 18
- Fixierschraube
- 20a
- Anschlussblock
- 30
- Leistungskabel
- 31, 51
- Verbindungsanschluss
- 40, 41, 42
- Schraube
- 50
- Kondensator
- d
- Lücke
- E
- Bereich
- PT
- Leitfähiges Muster
