JP2000134950A - Power-converting device for vehicle - Google Patents

Power-converting device for vehicle

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JP2000134950A
JP2000134950A JP10308256A JP30825698A JP2000134950A JP 2000134950 A JP2000134950 A JP 2000134950A JP 10308256 A JP10308256 A JP 10308256A JP 30825698 A JP30825698 A JP 30825698A JP 2000134950 A JP2000134950 A JP 2000134950A
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JP
Japan
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vehicle
housing
capacitor
shielding
unit
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JP10308256A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Sato
和弘 佐藤
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Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve cooling effect and reliability by providing an enclosure with a shielding part for shielding an area among a capacitor, a switching element, and a control circuit, and exposing one portion of a shielding means to the fresh air. SOLUTION: In a device, IGBTs 3-8 and a capacitor 2 are mounted to the flat surface part of a cooling fin 11, and a gate drive substrate 12 and a control substrate 13 for driving and controlling the IGBTs 3-8 are mounted in the same unit 20. Then, a box-shaped shielding plate 21 for dividing and shielding the IGBTs 3-8 that are main circuit parts and the gate drive substrate 12 and the control substrate part 13 is fixed to a floor surface 22 and an overhead cover 23 of the unit 20 via a packing 24 using a bolt 25. Therefore, heat generation loss from the surface of the IGBTs 3-8 to the gate substrate 12 and the control substrate 13 is radiated from the shielding plate 21 in a square, chimney shape inside the unit 20 to the fresh air by natural convection, thus reducing temperature increase around the main circuit and the substrate and improving cooling effect and reliability.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、バッテリー電源を
駆動電源として、その直流電圧を交流電圧に変換して、
所望の交流電力を負荷に供給する車両用電力変換装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery power source which is used as a drive power source and converts a DC voltage into an AC voltage.
The present invention relates to a vehicular power converter that supplies desired AC power to a load.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近、CO2 による地球温暖化対策が重
要視され、CO2 の排出量の少ないディーゼル車が見直
されつつあるが、NOX と黒煙排出が当面の課題であ
る。その対策として、エンジンと発電電動機を組みあわ
せ排ガス量を抑制する低公害自動車が注目されてきてい
る。その電動機を駆動する電源として半導体素子及び電
子部品を搭載した電力変換装置が適用されている。
2. Description of the Related Art Recently, the importance of measures against global warming by CO 2 has been emphasized, and diesel vehicles with low CO 2 emissions are being reviewed. However, emission of NO X and black smoke is an immediate problem. As a countermeasure, low-emission vehicles that combine an engine and a generator motor to reduce the amount of exhaust gas have attracted attention. As a power source for driving the electric motor, a power conversion device having a semiconductor element and electronic components mounted thereon is applied.

【0003】低公害車の自動車用の機能は発進・加速時
にはモータでエンジンの動力補助を行い、排出ガス・黒
煙・騒音低減が可能になり、また車の減速エネルギーを
電気エネルギーに変換してバッテリーに充電する等で、
燃費向上、NOX 削減に効果がある。
[0003] The function of a low-emission vehicle for automobiles is to assist the power of the engine with a motor when starting and accelerating, to reduce exhaust gas, black smoke and noise, and to convert the deceleration energy of the car into electric energy. By charging the battery, etc.
Improved fuel economy, is effective in the NO X reduction.

【0004】この電力変換装置は車両に搭載するため
に、外気に晒されるため、腐食性ガス・塩害・温度の耐
えられる耐環境性に優れた装置にするために、小型で密
閉構造が要求される。
Since this power conversion device is exposed to the outside air for mounting on a vehicle, a small and hermetically sealed structure is required to make the device excellent in environmental resistance to withstand corrosive gas, salt damage and temperature. You.

【0005】従来の車両用電力変換装置を図14を用い
て説明する。図14はその主回路図を示した図で、バッ
テリー1の直流電源をコンデンサ2で平滑にして、その
直流電源を複数のスイッチング素子3〜8(以下IGB
Tと言う)でなる電力変換回路9で所望の交流電力に変
換し、負荷であるモータ10に供給する。
[0005] A conventional vehicle power converter will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a diagram showing the main circuit diagram, in which a DC power supply of a battery 1 is smoothed by a capacitor 2 and the DC power supply is connected to a plurality of switching elements 3 to 8 (hereinafter referred to as IGB).
T) is converted to desired AC power and supplied to a motor 10 as a load.

【0006】この電力変換回路の実装方法は、図15〜
図17に示す。図16は図15の断面A−A、図17は
図15の断面B−Bを表す。冷却フィン11の平面部に
IGBT3〜8とコンデンサ2を取付け、IGBT3〜
8を駆動するゲートドライブ基板12及びそれを制御す
る制御基板13は同一のユニット14内に搭載され、I
GBT3〜8との配線17はユニット14内部で行わ
れ、密閉ユニットの構造にしている。また、出力である
主回路ケーブル15及び信号ケーブル16についてもケ
ーブル貫通部15a、16aは耐水圧構造(図示せず)
にしている。
The method of mounting this power conversion circuit is shown in FIGS.
As shown in FIG. 16 shows a section AA in FIG. 15, and FIG. 17 shows a section BB in FIG. The IGBTs 3 to 8 and the capacitor 2 are mounted on the flat portion of the cooling fin 11 and the IGBTs 3 to 8 are attached.
And a control board 13 for controlling the same are mounted in the same unit 14, and
The wiring 17 to the GBTs 3 to 8 is performed inside the unit 14 and has a closed unit structure. Also, for the main circuit cable 15 and the signal cable 16, which are outputs, the cable penetration portions 15a and 16a have a water-resistant structure (not shown).
I have to.

【0007】一般に低公害車両においては、ユニット1
4は後部に搭載したエンジン(図示せず)と一体のシス
テムで、その近傍に取り付けるのが最適である。また、
主回路ケーブル15及び信号ケーブル16の配線の流れ
からもエンジン(図示せず)とバッテリー1の間に位置
するのが通常である。
Generally, in a low-emission vehicle, the unit 1
4 is a system integrated with an engine (not shown) mounted on the rear part, and is optimally mounted near the engine. Also,
In general, it is located between the engine (not shown) and the battery 1 from the flow of the wiring of the main circuit cable 15 and the signal cable 16.

【0008】従来のディーゼルエンジンでは、発信・加
速時に高トルクを得るために、アクセルがいっぱい踏み
込まれ、エンジンに大量の燃料を送り込む。このときに
完全燃焼できなかった燃料の一部が黒煙として排出され
る。
In a conventional diesel engine, the accelerator is fully depressed in order to obtain a high torque during transmission and acceleration, and a large amount of fuel is sent to the engine. At this time, part of the fuel that could not be completely burned is discharged as black smoke.

【0009】低公害車バスは発進・走行時において、エ
ンジンとモータとその動力を分担する。図18は、その
分担比率を示しており、電力変換装置で駆動するモータ
の分担をA、エンジン分担をBとする。
The low-emission vehicle bus shares an engine, a motor and its power when starting and running. FIG. 18 shows the sharing ratio, where A is the sharing of the motor driven by the power converter, and B is the sharing of the engine.

【0010】エンジンの回転数が上がる、即ち走行速度
が上がると、ユニットで駆動するモータの動力分担Bが
減少し、エンジン動力分担Bの比率が増加する。従っ
て、発進・加速時にエンジンに送り込む燃料を減らすこ
とができる。
When the engine speed increases, that is, when the running speed increases, the power share B of the motor driven by the unit decreases, and the ratio of the engine power share B increases. Therefore, it is possible to reduce the amount of fuel sent to the engine when starting and accelerating.

【0011】また、発進・加速以外の車両停止時、つま
りアイドリング時には電力変換装置であるユニットはバ
ッテリーを充電するモードになっている。この状態がユ
ニットにとって、最も負荷が最大になり、発熱量が多い
ため、加速・走行時より冷却能力を高める必要がある。
そのためにも車両が停車した状態で冷却能力を高めるた
めに、図15に示すように、IGBTを搭載する冷却フ
ィンの羽根の方向を床面に対して垂直方向に向け、自然
対流を促進して所定の温度に抑制している。
When the vehicle is stopped other than starting and accelerating, that is, when the vehicle is idling, the unit serving as the power converter is in a mode for charging the battery. In this state, the load is the largest for the unit and the calorific value is large. Therefore, it is necessary to increase the cooling capacity more than during acceleration and running.
Therefore, in order to increase the cooling capacity when the vehicle is stopped, as shown in FIG. 15, the direction of the blades of the cooling fins on which the IGBTs are mounted is oriented perpendicular to the floor surface to promote natural convection. It is suppressed to a predetermined temperature.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】車両の床面に搭載され
た車両用電力変換装置は、夏季においては道路のアスフ
ァルトの照り返しもあり、その周囲温度が40℃以上を
超える状態になる。そして、前述したように、停車時及
び発進時には電力変換装置にとって最も高い負荷の状態
になり、ユニット内部の温度も高くなり信頼性の低下の
要因ともなることがある。
The vehicle power converter mounted on the floor of the vehicle is lit up by asphalt on the road in summer, and its ambient temperature exceeds 40 ° C. or more. Then, as described above, when the vehicle stops and starts, the load becomes the highest for the power conversion device, and the temperature inside the unit increases, which may cause a reduction in reliability.

【0013】回路を形成するIGBTは前述したように
冷却フィンに取り付け、その発生した熱は冷却フィンか
ら外部にほとんど放熱される。しかしながら、IGBT
の全体の放熱量の5%程度はその表面からユニット内部
に放熱される。そのため、IGBTにゲート信号を与え
るゲート基板及びそれを制御する制御基板周囲の温度も
上昇し、夏季の場合は80℃程度になる。
The IGBT forming the circuit is attached to the cooling fin as described above, and the generated heat is almost radiated to the outside from the cooling fin. However, IGBT
About 5% of the total amount of heat radiation is radiated from the surface to the inside of the unit. Therefore, the temperature around the gate substrate that supplies the gate signal to the IGBT and the control substrate that controls the gate substrate also rises, and reaches about 80 ° C. in summer.

【0014】このような状態で、停車、走行を繰り返す
と、基板内の電子部品及び半田付け部分が熱疲労破壊を
起こし、車両を停止に至らせるケースがある。これらの
課題を回避する手段としては、下記のことが考えられる
が、後述するデメリットも多い。 (1)ゲート基板及び制御基板を大気環境からへの影響
を直接受けない運転席への設置等が考えられる。その場
合、大型車の場合エンジンが車体の後部にあるため、運
転席までの距離が長く、IGBTとゲート基板及び制御
基板間の配線が長くノイズがのりやすく誤動作により、
運転停止に至ることもある。 (2)冷却ファンにより放熱する。この方法はファン自
身が有寿命品であり、定期的な保守が必要であり、また
悪環境の点からも信頼性にも劣る。 (3)ユニット内部の放熱をヒートパイプで外部に導
く。この方法は設置スペースをとり、コストアップにも
なる。また、ユニット外部に放熱部が露出することな
り、パイプ自身が腐食し、ヒートパイプの生命でもある
冷媒が漏れ、その機能が損なわれることも考えられる。
In such a state, if the vehicle stops and travels repeatedly, the electronic components and the soldered portion in the board may be damaged by thermal fatigue, and the vehicle may be stopped. The following can be considered as means for avoiding these problems, but there are many disadvantages described later. (1) It is conceivable to install the gate substrate and the control substrate in a driver's seat that is not directly affected by the atmospheric environment. In that case, in the case of a large car, the engine is located in the rear part of the vehicle body, so the distance to the driver's seat is long, the wiring between the IGBT and the gate board and the control board is long, noise is likely to be put on,
The operation may be stopped. (2) Dissipate heat by the cooling fan. In this method, the fan itself has a limited life, requires regular maintenance, and is inferior in reliability in terms of a bad environment. (3) The heat radiation inside the unit is guided outside by a heat pipe. This method takes up installation space and increases costs. In addition, the heat radiating portion is exposed to the outside of the unit, the pipe itself is corroded, the refrigerant that is the life of the heat pipe leaks, and its function may be impaired.

【0015】そこで、本発明の目的は、上記問題を鑑
み、車両床下の腐食・温度変化の環境条件に耐えること
ができ、且つ、低価格で放熱効果、信頼性に優れる車両
用電力変換装置を提供する。
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a power conversion device for a vehicle which can withstand environmental conditions such as corrosion and temperature change under a vehicle floor, is low in cost, and has excellent heat radiation effect and reliability. provide.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の発明は、車両に搭載され、直流電源
からの電圧を平滑するコンデンサと複数のスイッチング
素子を有し上記コンデンサからの直流電圧を交流電圧に
変換するインバータ回路とこのインバータ回路を制御す
る制御回路とを有し、所望の交流電力を負荷に供給する
車両用電力変換装置において、上記コンデンサ、スイッ
チング素子及び制御回路を収納し、上記コンデンサ、ス
イッチング素子及び制御回路との間を遮蔽する遮蔽部を
有する筐体を具備し、上記遮蔽手段の一部を外気に晒し
たことを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 1 is mounted on a vehicle and includes a capacitor for smoothing a voltage from a DC power supply and a plurality of switching elements. An inverter circuit for converting a DC voltage into an AC voltage, and a control circuit for controlling the inverter circuit, in a vehicle power converter for supplying a desired AC power to the load, the capacitor, the switching element and the control circuit A housing is provided having a shielding portion for housing and shielding between the capacitor, the switching element and the control circuit, and a part of the shielding means is exposed to the outside air.

【0017】従って、発熱部である主回路部分と制御部
分と遮蔽部により分離でき、制御回路周辺の周囲温度及
びノイズを低減できる。また、請求項2記載の発明は、
遮蔽部を車両床面に対して垂直方向に形成したことを特
徴とする。従って、車両停止時及び発進時の制御回路周
辺部の周囲温度を低減できる。
Accordingly, the main circuit portion, which is a heat generating portion, the control portion, and the shielding portion can be separated from each other, and the ambient temperature and noise around the control circuit can be reduced. The invention according to claim 2 is
The shielding portion is formed in a direction perpendicular to the vehicle floor. Therefore, the ambient temperature around the control circuit when the vehicle stops and starts can be reduced.

【0018】更に、請求項3記載の発明は、遮蔽部を車
両床面に対して所定の角度で傾斜するよう形成し、走向
風を上記遮蔽部に導くガイドを設けたことを特徴とす
る。従って、車両走行時の主回路部分や制御回路周辺部
の温度上昇を低減できる。
Further, the invention according to claim 3 is characterized in that the shielding portion is formed so as to be inclined at a predetermined angle with respect to the vehicle floor, and a guide for guiding the running wind to the shielding portion is provided. Therefore, it is possible to reduce the temperature rise in the main circuit portion and the peripheral portion of the control circuit when the vehicle travels.

【0019】また更に、請求項4記載の発明は、走向風
を遮蔽部に導くガイドと、車両床面に対して垂直方向に
設けた上記遮蔽部とを有する筐体を、走向風に対して所
定の角度に傾斜して、車両に取り付けたこと特徴とす
る。従って、車両走行時の主回路部分や制御回路周辺部
の温度上昇を低減できる。
Still further, according to a fourth aspect of the present invention, a housing having a guide for guiding a traveling wind to a shielding portion and the shielding portion provided in a direction perpendicular to a vehicle floor is provided. It is characterized by being attached to the vehicle at a predetermined angle. Therefore, it is possible to reduce the temperature rise in the main circuit portion and the peripheral portion of the control circuit when the vehicle travels.

【0020】また、請求項5記載の発明は、遮蔽部を波
形形状に成形したことを特徴とする。従って、遮蔽部の
表面積が増加するので、放熱作用が促進し、車両停止時
及び走行時の主回路部分や制御回路周辺部の温度を低減
できる。
Further, the invention according to claim 5 is characterized in that the shielding portion is formed in a corrugated shape. Therefore, since the surface area of the shielding portion increases, the heat radiation action is promoted, and the temperature of the main circuit portion and the peripheral portion of the control circuit when the vehicle stops and runs can be reduced.

【0021】また、請求項6記載の発明は、遮蔽部に冷
却フィンを取り付けたことを特徴とする。従って、特に
車両停止時の主回路部分や制御回路周辺部の温度を低減
できる。
According to a sixth aspect of the present invention, a cooling fin is attached to the shielding portion. Therefore, the temperature of the main circuit portion and the peripheral portion of the control circuit particularly when the vehicle is stopped can be reduced.

【0022】更に、請求項7記載の発明は、車両に搭載
され、直流電源からの電圧を平滑するコンデンサと複数
のスイッチング素子を有し上記コンデンサからの直流電
圧を交流電圧に変換するインバータ回路とこのインバー
タ回路を制御する制御回路とを有し、所望の交流電力を
負荷に供給する車両用電力変換装置において、上記コン
デンサ及びスイッチング素子を収納する第1の筐体と、
制御回路を収納する第2の筐体とを有し、上記第1の筐
体と上記第2の筐体との間に間隙が形成されるよう上記
第1の筐体と上記第2の筐体とを配設したことを特徴と
する。
Further, according to the present invention, there is provided an inverter circuit which is mounted on a vehicle and has a capacitor for smoothing a voltage from a DC power supply and a plurality of switching elements for converting a DC voltage from the capacitor to an AC voltage. A first housing that houses the capacitor and the switching element, in a vehicle power converter that includes a control circuit that controls the inverter circuit and supplies desired AC power to a load;
A second housing accommodating a control circuit, wherein the first housing and the second housing are formed such that a gap is formed between the first housing and the second housing; And a body.

【0023】従って、車両停止時の主回路部分や制御回
路周辺部の温度を低減でき、制御回路に対して主回路部
分からのノイズ影響を低減できる。また、請求項8記載
の発明は、間隙を、車両床面に対して垂直方向に形成し
たことを特徴とする。従って、車両停止時及び発進時の
制御回路周辺部の周囲温度を低減できる。
Therefore, the temperature of the main circuit portion and the peripheral portion of the control circuit when the vehicle is stopped can be reduced, and the influence of noise from the main circuit portion on the control circuit can be reduced. The invention according to claim 8 is characterized in that the gap is formed in a direction perpendicular to the vehicle floor. Therefore, the ambient temperature around the control circuit when the vehicle stops and starts can be reduced.

【0024】請求項9記載の発明は、間隙を傾斜させ、
この傾斜させた間隙に走行風を導くガイドを設けたこと
を特徴とする。従つて、車両走行時の主回路部分や制御
回路周辺部の温度上昇を低減できる。
According to a ninth aspect of the present invention, the gap is inclined,
A guide for guiding the traveling wind is provided in the inclined gap. Therefore, it is possible to reduce the temperature rise of the main circuit portion and the peripheral portion of the control circuit when the vehicle runs.

【0025】また、請求項10記載の発明は、第1の筐
体及び第2の筐体を、走向風に対して所定の角度に傾斜
して、車両に取り付けたこと特徴とする。従って、車両
走行時の主回路部分や制御回路周辺部の温度上昇を低減
できる。
The invention according to claim 10 is characterized in that the first housing and the second housing are attached to the vehicle at a predetermined angle with respect to the traveling wind. Therefore, it is possible to reduce the temperature rise in the main circuit portion and the peripheral portion of the control circuit when the vehicle travels.

【0026】更に、請求項11記載の発明は、第1の筐
体及び第2の筐体のそれぞれの一片を波形形状に形成し
たことを特徴とする。従って、遮蔽部の表面積が増加す
るので、放熱作用が促進し、車両停止時及び走行時の主
回路部分や制御回路周辺部の温度を低減できる。
Further, the invention according to claim 11 is characterized in that each of the first housing and the second housing is formed in a corrugated shape. Therefore, since the surface area of the shielding portion increases, the heat radiation action is promoted, and the temperature of the main circuit portion and the peripheral portion of the control circuit when the vehicle stops and runs can be reduced.

【0027】最後に、請求項12記載の発明は、第1の
筐体及び第2の筐体のそれぞれの一片に冷却フィンを取
り付けたことを特徴とする。従って、特に車両停止時の
主回路部分や制御回路周辺部の温度を低減できる。
Finally, a twelfth aspect of the present invention is characterized in that a cooling fin is attached to each of the first housing and the second housing. Therefore, the temperature of the main circuit portion and the peripheral portion of the control circuit particularly when the vehicle is stopped can be reduced.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0029】(第1の実施の形態)本発明の第1の実施
の形態を図1乃至図3を用いて説明する。図1乃至3に
示すように、本実施の形態は、冷却フィン11には平面
部にIGBT3〜8とコンデンサ2を取付け、IGBT
3〜8の駆動及び制御するゲートドライブ基板12・制
御基板13は同一ユニット20内に搭載されている。ま
た、主回路出力であるケーブル15と信号ケーブル16
を中継するケーブル貫通部15a、16aは従来の方法
と同じく、耐水圧構造(図示せず)にしている。
(First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 1 to 3, in the present embodiment, IGBTs 3 to 8 and capacitor 2 are attached to
The gate drive board 12 and the control board 13 for driving and controlling 3 to 8 are mounted in the same unit 20. Further, the cable 15 and the signal cable 16 which are the main circuit outputs
The cable penetrating portions 15a and 16a for relaying the same have a water pressure resistant structure (not shown) as in the conventional method.

【0030】図2は図1の断面C−C、図3は図1の断
面D−Dを表し、主回路部であるIGBT3〜8とゲー
トドライブ基板12及び制御基板部13を、分割遮蔽す
る四方を囲ったBOX形状である遮蔽プレート21をユ
ニット20の床面22及び天井カバー23にパッキン2
4を介してボルト25で固定されている。遮蔽プレート
21はユニット20の奥行き寸法Mよりも、短くしてい
る。つまり、IGBT3〜8とゲート基板12間の配線
17はそのスペースNを用いて行っている。遮蔽プレー
ト21のユニット20の内面に相対する面Xは、外気に
触れることになる。
FIG. 2 shows a cross section CC of FIG. 1, and FIG. 3 shows a cross section DD of FIG. 1. The IGBTs 3 to 8, which are main circuit sections, the gate drive board 12 and the control board section 13 are divided and shielded. A packing plate 21 having a BOX shape surrounding all sides is attached to the floor surface 22 and the ceiling cover 23 of the unit 20 by packing 2.
4 and is fixed by bolts 25. The shielding plate 21 is shorter than the depth dimension M of the unit 20. That is, the wiring 17 between the IGBTs 3 to 8 and the gate substrate 12 is formed using the space N. The surface X of the shielding plate 21 facing the inner surface of the unit 20 comes into contact with the outside air.

【0031】このように構成された本実施の形態におい
ては、ユニット20は、ゲート基板12及び制御基板1
3へのIGBT3〜8表面から発熱損失はユニット20
内部の遮蔽プレート21から外気に自然対流で放熱され
る。また、遮蔽プレート21は角形の煙突形状にもなっ
ており、車両が停止または走行状態に関係なく煙突効果
により、より一層大きな放熱効果が得られる。
In the present embodiment thus configured, the unit 20 includes the gate substrate 12 and the control substrate 1
The heat loss from the IGBT 3-8 surface to unit 3 is unit 20
The heat is radiated from the internal shielding plate 21 to the outside air by natural convection. Further, the shielding plate 21 has a square chimney shape, and a greater heat radiation effect can be obtained by the chimney effect regardless of whether the vehicle is stopped or running.

【0032】そして、IGBT3〜8とゲート基板12
及び制御基板13間に設けた遮蔽プレート21は、鋼板
であるため、IGBT3〜8からのスイッチングサージ
及びノイズに対しても効果がある。
The IGBTs 3 to 8 and the gate substrate 12
Since the shielding plate 21 provided between the control boards 13 is a steel plate, the shielding plate 21 is also effective against switching surge and noise from the IGBTs 3 to 8.

【0033】(第2の実施の形態)図4に示すように、
本実施の形態は、主回路部とこの主回路を駆動・制御す
る基板部を収納するユニット30内に、遮蔽する遮蔽プ
レート31を走向風に対して所定の角度で傾斜させ、ユ
ニット30本体に取り付け、更に走向風を導く走向風ガ
イド32を設けている。尚、密閉構成は第1の実施の形
態と同様である。
(Second Embodiment) As shown in FIG.
In the present embodiment, a shielding plate 31 for shielding is inclined at a predetermined angle with respect to a traveling wind in a unit 30 that accommodates a main circuit unit and a substrate unit that drives and controls the main circuit, and the unit 30 has a main body. A running wind guide 32 is provided to guide the running wind. Note that the sealing configuration is the same as in the first embodiment.

【0034】このように構成された本実施の形態におい
ては、車両走行時に走行風を走向風ガイド32で受け、
遮蔽プレート31の外面Yに沿って走向風が通り、車両
の走行時にもユニット30内部の熱を放熱でき、主回路
・基板周辺部の温度上昇を低減できる。
In the present embodiment configured as above, the traveling wind is received by the traveling wind guide 32 when the vehicle is traveling.
The running wind passes along the outer surface Y of the shielding plate 31, and the heat inside the unit 30 can be radiated even when the vehicle is running, so that a rise in temperature around the main circuit and the substrate can be reduced.

【0035】(第3の実施の形態)図5に示すように、
本実施の形態は、ユニット40を傾斜して車両本体に取
り付け、更に走向風ガイド41を取り付けている。
(Third Embodiment) As shown in FIG.
In the present embodiment, the unit 40 is attached to the vehicle body in an inclined manner, and the running wind guide 41 is further attached.

【0036】このように構成された本実施の形態におい
ては、図4に示した第2の実施の形態と比較して、車両
床面のスペースが必要になるが、低価格で構成すること
ができる。尚、車両本体のスペースの有無により使い分
けることも可能である。
In this embodiment configured as described above, a space on the floor of the vehicle is required as compared with the second embodiment shown in FIG. it can. In addition, it is also possible to use properly according to the presence or absence of the space of the vehicle body.

【0037】(第4の実施の形態)図6に示すように、
本実施の形態は、ユニット50内に設けた主回路部とこ
の主回路を駆動・制御する基板部を遮蔽する遮蔽プレー
ト51を波形形状に成形している。尚、密閉構成は第1
の実施の形態と同様である。
(Fourth Embodiment) As shown in FIG.
In the present embodiment, a main circuit portion provided in the unit 50 and a shielding plate 51 for shielding a substrate portion for driving and controlling the main circuit are formed in a waveform. Note that the closed configuration is the first
This is the same as the embodiment.

【0038】このように構成された本実施の形態におい
ては、電力変換装置の容量が大きくなった場合に、その
内部発熱量を放熱するために、放熱表面積を増やし、所
定の温度に抑制する。
In the present embodiment configured as described above, when the capacity of the power converter becomes large, the heat radiation surface area is increased and the temperature is suppressed to a predetermined temperature in order to radiate the heat generated inside the power converter.

【0039】(第5の実施の形態)図7に示すように、
本実施の形態は、ユニット60内に設けた主回路部とこ
の主回路を駆動・制御する基板部を遮蔽する遮蔽プレー
ト61に冷却フィン62を取り付けている。このように
構成された本実施の形態においては、第4の実施の形態
に比べて、更なる放熱効果を得ることができる。
(Fifth Embodiment) As shown in FIG.
In the present embodiment, cooling fins 62 are attached to a main circuit portion provided in a unit 60 and a shielding plate 61 for shielding a substrate portion for driving and controlling the main circuit. In the present embodiment configured as described above, a further heat radiation effect can be obtained as compared with the fourth embodiment.

【0040】(第6の実施の形態)図8に示すように、
本実施の形態は、コンデンサ・半導体素子を構成する主
回路とこの主回路を駆動・制御する基板部を分離した構
成である。
(Sixth Embodiment) As shown in FIG.
This embodiment has a configuration in which a main circuit constituting a capacitor / semiconductor element is separated from a substrate unit for driving and controlling the main circuit.

【0041】即ち、コンデンサ・半導体素子を収納する
構成する主回路ユニット70と主回路を駆動・制御する
制御基板部を収納した制御ユニット71で分離し、それ
ぞれのユニットの密閉構成は図2、図3に示した第1の
実施の形態と基本構成は同じである。
That is, the main circuit unit 70 containing the capacitor / semiconductor element is separated from the control unit 71 containing the control board unit for driving and controlling the main circuit, and the sealed configuration of each unit is shown in FIGS. The basic configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIG.

【0042】主回路ユニット70、制御ユニット71そ
れぞれの床面72、73と天井カバー74、75にパッ
キン76を介してボルト77で固定されている。主回路
ユニット70と制御ユニット71間の配線78は防水コ
ネクタ79を介して行い、外側には配線78を保護する
配線ダクト80を、主回路ユニット70と制御ユニット
71に取り付け、ユニット相互間を固定プレート81で
所定の間隔に保ちユニットの外周を外気にさらすように
している。
The main circuit unit 70 and the control unit 71 are fixed to the floor surfaces 72 and 73 and the ceiling covers 74 and 75 by bolts 77 via packings 76. The wiring 78 between the main circuit unit 70 and the control unit 71 is made via a waterproof connector 79. A wiring duct 80 for protecting the wiring 78 is attached to the outside on the main circuit unit 70 and the control unit 71, and the units are fixed to each other. The plate 81 is kept at a predetermined interval to expose the outer periphery of the unit to the outside air.

【0043】図9は、前述の防水コネクタ79と固定プ
レート81を兼用したダクト82であり、主回路ユニッ
ト70にダクト82を溶接等により取り付けて、制御ユ
ニット71とダクト82間をパッキン76を介してボル
ト77で締結している。制御ユニット71の上からの水
滴侵入防止のために防水プレート83を溶接等により取
り付けている。
FIG. 9 shows a duct 82 which also serves as the waterproof connector 79 and the fixing plate 81. The duct 82 is attached to the main circuit unit 70 by welding or the like, and the space between the control unit 71 and the duct 82 is interposed via a packing 76. Bolt 77. A waterproof plate 83 is attached by welding or the like to prevent water droplets from entering the control unit 71.

【0044】この制御ユニット71を主回路ユニット7
0に取り付ける方法は、プレート83をダクト82にひ
っかけることでなされ、極めて簡単である。また、主回
路ユニット70の出力であるケーブル84と信号ケーブ
ル85を中継するケーブル貫通部86、87は、耐水圧
構造(図示省略)にしている。
The control unit 71 is connected to the main circuit unit 7
The method of attaching to the zero is performed by hooking the plate 83 to the duct 82, and is extremely simple. The cable penetration portions 86 and 87 for relaying the cable 84 and the signal cable 85, which are outputs of the main circuit unit 70, have a water-resistant structure (not shown).

【0045】この方法であると、前述の実施の形態によ
り奏する作用効果に加えて、万一の基板不良またIGB
Tの不良による交換が生じた場合は、容易にそれぞれの
ユニット単独で交換が可能となる。
According to this method, in addition to the operation and effect obtained by the above-described embodiment, in addition to the board failure and the IGB
When replacement occurs due to a defect in T, each unit can easily be replaced alone.

【0046】(第7の実施の形態)図10に示すよう
に、本実施の形態は、一面を走向風に対して所定の角度
で傾斜させた主回路ユニット90及び制御ユニット91
を設けている。また更に、走向風を導く走向風ガイド9
2も設けている。尚、密閉構成は第1の実施の形態と同
様である。
(Seventh Embodiment) As shown in FIG. 10, in this embodiment, a main circuit unit 90 and a control unit 91 whose one surface is inclined at a predetermined angle with respect to the traveling wind are provided.
Is provided. Furthermore, a strike wind guide 9 that guides the strike wind
2 is also provided. The sealing configuration is the same as in the first embodiment.

【0047】このように構成された本実施の形態におい
ては、車両走行時に走行風を走向風ガイド92を介して
両ユニット90、91の外面に沿って走向風が通り、車
両の走行時にもユニット内部の熱を放熱でき、主回路・
基板周辺部の温度上昇を低減できる。
In the present embodiment configured as described above, the traveling wind flows along the outer surfaces of both units 90 and 91 through the traveling wind guide 92 during traveling of the vehicle, and the unit travels during traveling of the vehicle. The internal heat can be dissipated and the main circuit
The rise in temperature around the substrate can be reduced.

【0048】(第8の実施の形態)図11に示すよう
に、本実施の形態は、主回路ユニット70及び制御ユニ
ット71を傾斜して車両本体に取り付け、更に走向風ガ
イド100を取り付けて構成にしたものである。
(Eighth Embodiment) As shown in FIG. 11, the present embodiment is configured such that the main circuit unit 70 and the control unit 71 are attached to the vehicle body in an inclined manner, and the running wind guide 100 is further attached. It was made.

【0049】このように構成された本実施の形態によれ
ば、第6の実施の形態と比較して、、車両床面のスペー
スが必要になるが、低価格で構成することができる。
尚、車両本体のスペースの有無により使い分けることも
可能である。
According to the present embodiment configured as described above, a space on the vehicle floor is required as compared with the sixth embodiment, but it can be configured at a low cost.
In addition, it is also possible to use properly according to the presence or absence of the space of a vehicle main body.

【0050】(第9の実施の形態)図12に示すよう
に、本実施の形態は、主回路ユニット70の1面を波形
形状プレート101で構成している。尚、密閉構成は第
1の実施の形態と同様である。
(Ninth Embodiment) As shown in FIG. 12, in this embodiment, one surface of a main circuit unit 70 is constituted by a corrugated plate 101. Note that the sealing configuration is the same as in the first embodiment.

【0051】このように構成された本実施の形態によれ
ば、インバータの容量が大きくなった場合に、その内部
発熱量を放熱するために、放熱表面積を増やしているの
で、所定の温度に抑制することが可能である。尚、制御
ユニット71の1面若しくは両ユニット70、71の1
面を波形形状プレート101で構成してもよい。
According to the present embodiment configured as described above, when the capacity of the inverter is increased, the heat radiation surface area is increased in order to radiate the heat generated inside the inverter. It is possible to One surface of the control unit 71 or one of the two units 70, 71
The surface may be constituted by a corrugated plate 101.

【0052】(第10の実施の形態)図13に示すよう
に、本実施の形態は、主回路ユニット70の1面に対し
て冷却フィン102を取り付けている。尚、密閉構成は
第1の実施の形態と同様である。
(Tenth Embodiment) As shown in FIG. 13, in this embodiment, a cooling fin 102 is attached to one surface of a main circuit unit 70. Note that the sealing configuration is the same as in the first embodiment.

【0053】このように構成された本実施の形態によれ
ば、図12に示した第9の実施の形態と比較して、更な
る放熱効果を得ることができる。尚、制御ユニット71
の1面若しくは両ユニット70、71の1面に冷却フィ
ン102を取り付けてもよい。
According to the present embodiment configured as described above, a further heat radiation effect can be obtained as compared with the ninth embodiment shown in FIG. The control unit 71
The cooling fins 102 may be attached to one surface of the unit or one of the units 70 and 71.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上のように構成した車両用電力変換装
置は、車両が停止または走行状態に関係なく煙突効果に
より、より一層大きな放熱効果が得られ、主回路・基板
周辺部の温度上昇を低減できる。そして、スイッチング
素子と基板間を鋼板の遮蔽プレートであるため、スイッ
チング素子からのスイッチングサージ及びノイズに対し
ても効果がある。
According to the power converter for a vehicle constructed as described above, a greater heat radiation effect can be obtained by the chimney effect irrespective of whether the vehicle is stopped or running, and the temperature rise in the main circuit / substrate peripheral area can be reduced. Can be reduced. Further, since a shielding plate made of a steel plate is provided between the switching element and the substrate, it is effective against switching surge and noise from the switching element.

【0055】また、万一の基板不良またスイッチング素
子の不良による交換が生じた場合は、容易にそれぞれの
ユニット交換が可能となる。このように、車両本体スペ
ースを有効に活用し、低価格で小型・軽量で且つ、熱的
・電気的・保守的・信頼性に優れる自動車用変換装置を
提供できる。
Further, in the event that a replacement occurs due to a board failure or switching element failure, each unit can be easily replaced. As described above, it is possible to provide a low cost, compact and lightweight vehicle converter that is excellent in thermal, electrical, conservative, and reliability by effectively utilizing the vehicle body space.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の第1の実施の形態を示す斜視図。FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of the present invention.

【図2】 図1に示した切断線C−Cについての断面
図。
FIG. 2 is a sectional view taken along a cutting line CC shown in FIG. 1;

【図3】 図1に示した切断線D−Dについての断面
図。
FIG. 3 is a sectional view taken along a cutting line DD shown in FIG. 1;

【図4】 本発明の第2の実施の形態を示す図2に相
当する断面図。
FIG. 4 is a sectional view showing a second embodiment of the present invention and corresponding to FIG. 2;

【図5】 本発明の第3の実施の形態を示す図2に相
当する断面図。
FIG. 5 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 2, showing a third embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の第4の実施の形態を示す図3に相
当する断面図。
FIG. 6 is a sectional view showing a fourth embodiment of the present invention and corresponding to FIG. 3;

【図7】 本発明の第5の実施の形態を示す図3に相
当する断面図。
FIG. 7 is a sectional view showing a fifth embodiment of the present invention and corresponding to FIG. 3;

【図8】 本発明の第6の実施の形態を示す図3に相
当する断面図。
FIG. 8 is a sectional view illustrating a sixth embodiment of the present invention and corresponding to FIG. 3;

【図9】 図8に示したダクト付近を示す拡大図。FIG. 9 is an enlarged view showing the vicinity of the duct shown in FIG. 8;

【図10】 本発明の第7の実施の形態を示す図2に相
当する断面図。
FIG. 10 is a sectional view corresponding to FIG. 2, showing a seventh embodiment of the present invention.

【図11】 本発明の第8の実施の形態を示す図2に相
当する断面図。
FIG. 11 is a sectional view showing an eighth embodiment of the present invention and corresponding to FIG. 2;

【図12】 本発明の第9の実施の形態を示す図3に相
当する断面図。
FIG. 12 is a sectional view showing a ninth embodiment of the present invention and corresponding to FIG. 3;

【図13】 本発明の第10の実施の形態を示す図3に
相当する断面図。
FIG. 13 is a sectional view showing a tenth embodiment of the present invention and corresponding to FIG. 3;

【図14】 一般的な車両用電力変換装置の回路図。FIG. 14 is a circuit diagram of a general vehicle power converter.

【図15】 従来の車両用電力変換装置を示す斜視図。FIG. 15 is a perspective view showing a conventional vehicle power converter.

【図16】 図15に示した切断線A−Aについての断
面図。
FIG. 16 is a sectional view taken along a cutting line AA shown in FIG. 15;

【図17】 図15に示した切断線B−Bについての断
面図。
FIG. 17 is a sectional view taken along a cutting line BB shown in FIG. 15;

【図18】 車両用電力変換装置を適用した際の駆動状
態を示す特性図。
FIG. 18 is a characteristic diagram showing a driving state when the vehicle power converter is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1……バッテリー 2……コンデンサ 3〜8……IGBT 9……電力変換回路 10……モータ 11……冷却フィン 12……ゲート基板 13……制御基板 20、30、40、50、60……ユニット 21、31、51、61、101……遮蔽プレート 32、41、92、100……走向風ガイド 62、102……冷却フィン 70、90……主回路ユニット 71、91……制御ユニット DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Battery 2 ... Capacitor 3-8 ... IGBT 9 ... Power conversion circuit 10 ... Motor 11 ... Cooling fin 12 ... Gate board 13 ... Control board 20, 30, 40, 50, 60 ... Units 21, 31, 51, 61, 101 Shield plates 32, 41, 92, 100 Running wind guides 62, 102 Cooling fins 70, 90 Main circuit units 71, 91 Control unit

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 車両に搭載され、直流電源からの電圧
を平滑するコンデンサと複数のスイッチング素子を有し
前記コンデンサからの直流電圧を交流電圧に変換するイ
ンバータ回路とこのインバータ回路を制御する制御回路
とを有し、所望の交流電力を負荷に供給する車両用電力
変換装置において、前記コンデンサ、スイッチング素子
及び制御回路を収納し、前記コンデンサ、スイッチング
素子及び制御回路との間を遮蔽する遮蔽部を有する筐体
を具備し、前記遮蔽手段の一部を外気に晒したことを特
徴とする車両用電力変換装置。
An inverter circuit mounted on a vehicle and having a capacitor for smoothing a voltage from a DC power supply and a plurality of switching elements for converting a DC voltage from the capacitor to an AC voltage, and a control circuit for controlling the inverter circuit In a power converter for a vehicle that supplies desired AC power to a load, a shielding unit that houses the capacitor, the switching element, and the control circuit, and shields between the capacitor, the switching element, and the control circuit. A power conversion device for a vehicle, comprising: a housing having a cover, and exposing a part of the shielding means to outside air.
【請求項2】 前記遮蔽部を車両床面に対して垂直方
向に形成したことを特徴とする請求項1に記載の車両用
電力変換装置。
2. The vehicular power converter according to claim 1, wherein the shielding portion is formed in a direction perpendicular to a vehicle floor.
【請求項3】 前記遮蔽部を車両床面に対して所定の
角度で傾斜するよう形成し、走向風を前記遮蔽部に導く
ガイドを設けたことを特徴とする請求項1に記載の車両
用電力変換装置。
3. The vehicle according to claim 1, wherein the shielding portion is formed so as to be inclined at a predetermined angle with respect to a vehicle floor, and a guide for guiding a running wind to the shielding portion is provided. Power converter.
【請求項4】 走向風を前記遮蔽部に導くガイドと、
車両床面に対して垂直方向に設けた前記遮蔽部とを有す
る前記筐体を、走向風に対して所定の角度に傾斜して、
前記車両に取り付けたこと特徴とする請求項1に記載の
車両用電力変換装置。
4. A guide for guiding a running wind to the shielding portion,
The casing having the shielding portion provided in a direction perpendicular to the vehicle floor, inclined at a predetermined angle with respect to the traveling wind,
The vehicle power converter according to claim 1, wherein the power converter is attached to the vehicle.
【請求項5】 前記遮蔽部を波形形状に成形したこと
を特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の車両用
電力変換装置。
5. The power conversion device for a vehicle according to claim 1, wherein the shielding portion is formed in a wave shape.
【請求項6】 前記遮蔽部に冷却フィンを取り付けた
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の車
両用電力変換装置。
6. The vehicular power converter according to claim 1, wherein a cooling fin is attached to the shielding portion.
【請求項7】 車両に搭載され、直流電源からの電圧
を平滑するコンデンサと複数のスイッチング素子を有し
前記コンデンサからの直流電圧を交流電圧に変換するイ
ンバータ回路とこのインバータ回路を制御する制御回路
とを有し、所望の交流電力を負荷に供給する車両用電力
変換装置において、前記コンデンサ及びスイッチング素
子を収納する第1の筐体と、制御回路を収納する第2の
筐体とを具備し、前記第1の筐体と前記第2の筐体との
間に間隙が形成されるよう前記第1の筐体と前記第2の
筐体とを配設したことを特徴とする車両用電力変換装
置。
7. An inverter circuit mounted on a vehicle and having a capacitor for smoothing a voltage from a DC power supply and a plurality of switching elements, for converting a DC voltage from the capacitor to an AC voltage, and a control circuit for controlling the inverter circuit A power converter for a vehicle that supplies desired AC power to a load, comprising: a first housing that houses the capacitor and the switching element; and a second housing that houses a control circuit. Wherein the first housing and the second housing are arranged such that a gap is formed between the first housing and the second housing. Conversion device.
【請求項8】 前記間隙を、車両床面に対して垂直方
向に形成したことを特徴とする請求項7に記載の車両用
電力変換装置。
8. The vehicle power converter according to claim 7, wherein the gap is formed in a direction perpendicular to a vehicle floor.
【請求項9】 前記間隙を傾斜させ、この傾斜させた
間隙に走行風を導くガイドを設けたことを特徴とする請
求項7に記載の車両用電力変換装置。
9. The power conversion device for a vehicle according to claim 7, wherein the gap is inclined, and a guide for guiding traveling wind is provided in the inclined gap.
【請求項10】 前記第1の筐体及び前記第2の筐体
を、走向風に対して所定の角度に傾斜して、前記車両に
取り付けたこと特徴とする請求項7または8に記載の車
両用電力変換装置。
10. The vehicle according to claim 7, wherein the first housing and the second housing are attached to the vehicle at a predetermined angle with respect to a traveling wind. Power conversion device for vehicles.
【請求項11】 前記第1の筐体及び前記第2の筐体
のそれぞれの一片を波形形状に形成したことを特徴とす
る請求項7乃至10のいずれかに記載の車両用電力変換
装置。
11. The vehicle power converter according to claim 7, wherein each of the first housing and the second housing is formed in a waveform.
【請求項12】 前記第1の筐体及び前記第2の筐体
のそれぞれの一片に冷却フィンを取り付けたことを特徴
とする請求項7乃至10のいずれかに記載の車両用電力
変換装置。
12. The power conversion device for a vehicle according to claim 7, wherein cooling fins are attached to respective ones of the first housing and the second housing.
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