JP2008295139A - Power converter integrated with drive device - Google Patents

Power converter integrated with drive device Download PDF

Info

Publication number
JP2008295139A
JP2008295139A JP2007135918A JP2007135918A JP2008295139A JP 2008295139 A JP2008295139 A JP 2008295139A JP 2007135918 A JP2007135918 A JP 2007135918A JP 2007135918 A JP2007135918 A JP 2007135918A JP 2008295139 A JP2008295139 A JP 2008295139A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
drive device
cooler
cooling
power converter
power conversion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2007135918A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4600428B2 (en
Inventor
Yasuyuki Okochi
靖之 大河内
Kenichi Wakabayashi
健一 若林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2007135918A priority Critical patent/JP4600428B2/en
Publication of JP2008295139A publication Critical patent/JP2008295139A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4600428B2 publication Critical patent/JP4600428B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H05K7/20927—Liquid coolant without phase change

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power converter integrated with a drive device that cools a capacitor while preventing a power-module malfunction. <P>SOLUTION: The power converter 1 integrated with a drive device is formed by integrally composing a drive device 2 having a motor, and a power converter 3 for driving and controlling the drive device 2. The power converter 3 is composed of a power module 31, which comprises a plurality of switching elements 311 and an element cooler for cooling a plurality of the switching elements 311, a control substrate 32 for controlling the drive device 2, and a capacitor 33 for smoothing voltage variations occurring due to switching of the switching elements 311. It is configured by arranging an intermediate cooler 35, which cools the capacitor 33 and cooling and lubricating oil for cooling and lubricating the drive device 2, between the power converter 3 and the drive device 2. The power converter 3 is formed by laminating in the order of the capacitor 33, the power module 31, and the control substrate 32 in the order close to the intermediate cooler 35. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、電動機を有する駆動装置と、該駆動装置を駆動制御する電力変換装置とを一体的に構成してなる駆動装置一体型電力変換装置に関する。   The present invention relates to a drive device-integrated power conversion device in which a drive device having an electric motor and a power conversion device that drives and controls the drive device are integrally configured.

従来より、図８に示すごとく、電動機を有する駆動装置９２と、該駆動装置９２を駆動制御する電力変換装置９３とを一体的に構成してなる駆動装置一体型電力変換装置９が知られている（例えば、特許文献１参照）。
電力変換装置９３は、複数のスイッチング素子（図示略）を有するパワーモジュール９３１と、駆動装置９２を制御する制御基板９３２と、上記スイッチング素子のスイッチングにより生じる電圧変動を平滑化するコンデンサ９３３とからなる。 Conventionally, as shown in FIG. 8, there is known a drive device integrated power conversion device 9 in which a drive device 92 having an electric motor and a power conversion device 93 that drives and controls the drive device 92 are integrally configured. (For example, refer to Patent Document 1).
The power conversion device 93 includes a power module 931 having a plurality of switching elements (not shown), a control board 932 that controls the driving device 92, and a capacitor 933 that smoothes voltage fluctuation caused by switching of the switching elements. .

また、電力変換装置９３と駆動装置９２との間には、図８に示すごとく、駆動装置９２を冷却するとともに潤滑させる冷却潤滑油及びパワーモジュール９３１を冷却する冷却器９３５が配設されている。
そして、電力変換装置９３は、冷却器９３５に近い順に、パワーモジュール９３１、コンデンサ９３３、制御基板９３２を積層配置してなる。 Further, as shown in FIG. 8, a cooling lubricant for cooling and lubricating the driving device 92 and a cooler 935 for cooling the power module 931 are disposed between the power conversion device 93 and the driving device 92. .
The power conversion device 93 is formed by stacking a power module 931, a capacitor 933, and a control board 932 in the order closer to the cooler 935.

ところが、かかる構成では、パワーモジュール９３１は駆動装置９２に比較的近接して配置されることとなるため、駆動装置９２からの電磁ノイズがパワーモジュール９３１へと到達しやすい。それゆえ、上記電磁ノイズに起因してパワーモジュール９３１が誤作動を生じやすいという問題があった。
また、駆動装置一体型電力変換装置９を作動させると、パワーモジュール９３１だけではなくコンデンサ９３３も熱を帯びる。ところが、上記従来の構成ではコンデンサ９３３を冷却することが困難であるという問題があった。 However, in such a configuration, the power module 931 is disposed relatively close to the drive device 92, so that electromagnetic noise from the drive device 92 easily reaches the power module 931. Therefore, there is a problem that the power module 931 is liable to malfunction due to the electromagnetic noise.
In addition, when the drive device integrated power converter 9 is operated, not only the power module 931 but also the capacitor 933 is heated. However, the conventional configuration has a problem that it is difficult to cool the capacitor 933.

特開２００３−１９９３６３号公報JP 2003-199363 A

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、パワーモジュールの誤作動を防ぐことができるとともに、コンデンサを冷却することができる駆動装置一体型電力変換装置を提供しようとするものである。   The present invention has been made in view of such conventional problems, and is intended to provide a drive device-integrated power conversion device capable of preventing malfunction of a power module and cooling a capacitor. is there.

本発明は、電動機を有する駆動装置と、該駆動装置を駆動制御する電力変換装置とを一体的に構成してなる駆動装置一体型電力変換装置であって、
上記電力変換装置は、複数のスイッチング素子と該複数のスイッチング素子を冷却する素子冷却器とからなるパワーモジュールと、上記駆動装置を制御する制御基板と、上記スイッチング素子のスイッチングにより生じる電圧変動を平滑化するコンデンサとからなり、
上記電力変換装置と上記駆動装置との間には、上記駆動装置を冷却するとともに潤滑させる冷却潤滑油及び上記コンデンサを冷却する中間冷却器が配設されており、
上記電力変換装置は、上記中間冷却器に近い順に、上記コンデンサ、上記パワーモジュール、上記制御基板を積層配置してなることを特徴とする駆動装置一体型電力変換装置にある（請求項１）。 The present invention is a drive device-integrated power conversion device in which a drive device having an electric motor and a power conversion device that drives and controls the drive device are integrally configured,
The power converter smoothes voltage fluctuations caused by switching of the switching element, a power module including a plurality of switching elements and an element cooler for cooling the plurality of switching elements, a control board for controlling the driving device, and the switching element. Consisting of capacitors
Between the power conversion device and the drive device, a cooling lubricant for cooling and lubricating the drive device and an intermediate cooler for cooling the condenser are disposed,
The power conversion device is a drive device-integrated power conversion device in which the capacitor, the power module, and the control board are stacked in the order close to the intermediate cooler (Claim 1).

次に、本発明の作用効果につき説明する。
上記電力変換装置と上記駆動装置との間には、上記中間冷却器が配設されている。また、上記電力変換装置は、上記中間冷却器に近い順に、上記コンデンサ、上記パワーモジュール、上記制御基板を積層してなる。すなわち、本発明の駆動装置一体型電力変換装置においては、パワーモジュールと駆動装置との間にコンデンサが介設されている。かかる構成により、パワーモジュールを駆動装置から遠ざけることができるとともに、駆動装置からの電磁ノイズをコンデンサによって遮断することができる。それゆえ、上記電磁ノイズに起因するパワーモジュールの誤作動を防ぐことができる。 Next, the effects of the present invention will be described.
The intermediate cooler is disposed between the power converter and the driving device. Further, the power conversion device is formed by stacking the capacitor, the power module, and the control board in the order closer to the intermediate cooler. That is, in the drive device integrated power converter of the present invention, a capacitor is interposed between the power module and the drive device. With this configuration, the power module can be moved away from the drive device, and electromagnetic noise from the drive device can be blocked by the capacitor. Therefore, malfunction of the power module due to the electromagnetic noise can be prevented.

また、上記中間冷却器はコンデンサに隣接配置されているため、中間冷却器によって、コンデンサをも冷却することができる。
また、上記のごとくコンデンサを冷却することにより、コンデンサの許容リップル電流を増大させることができ、ひいては、コンデンサの小型化や長寿命化を図ることができる。 Further, since the intermediate cooler is disposed adjacent to the condenser, the condenser can also be cooled by the intermediate cooler.
Further, by cooling the capacitor as described above, the allowable ripple current of the capacitor can be increased, and as a result, the capacitor can be reduced in size and extended in life.

以上のごとく、本発明によれば、パワーモジュールの誤作動を防ぐことができるとともに、コンデンサを冷却することができる駆動装置一体型電力変換装置を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a drive device-integrated power conversion device that can prevent malfunction of a power module and cool a capacitor.

本発明（請求項１）の駆動装置一体型電力変換装置は、例えば、ハイブリッド自動車等に用いられるものである。   The drive device-integrated power conversion device of the present invention (Claim 1) is used in, for example, a hybrid vehicle.

また、上記素子冷却器は、複数の冷却管を有し、該複数の冷却管は、該冷却管と交互に配置される上記スイッチング素子を両面から挟持できるように積層配置してあることが好ましい（請求項２）。
この場合には、上記スイッチング素子を両側面から効率良く冷却することができ、ひいては、パワーモジュールを効率良く冷却することができる。 The element cooler preferably includes a plurality of cooling pipes, and the plurality of cooling pipes are stacked so that the switching elements arranged alternately with the cooling pipes can be sandwiched from both sides. (Claim 2).
In this case, the switching element can be efficiently cooled from both side surfaces, and consequently, the power module can be efficiently cooled.

また、上記素子冷却器及び上記中間冷却器は、冷却媒体の流路である冷媒流路を有しており、上記素子冷却器の冷媒流路と上記中間冷却器の冷媒流路とは互いに接続されていることが好ましい（請求項３）。
この場合には、素子冷却器と中間冷却器とにおいて共通の冷却媒体を流すことができる。そのため、中間冷却器に冷却媒体を導入するための導入口と、素子冷却器に冷却媒体を導入するための導入口とを別々に設ける必要がなくなる。その結果、駆動装置一体型電力変換装置の小型化を図ることができる。 The element cooler and the intermediate cooler have a refrigerant flow path that is a flow path of a cooling medium, and the refrigerant flow path of the element cooler and the refrigerant flow path of the intermediate cooler are connected to each other. (Claim 3).
In this case, a common cooling medium can be passed between the element cooler and the intermediate cooler. Therefore, there is no need to separately provide an inlet for introducing the cooling medium into the intermediate cooler and an inlet for introducing the cooling medium into the element cooler. As a result, it is possible to reduce the size of the drive device integrated power converter.

また、上記中間冷却器の上記冷媒流路には、上記素子冷却器を通過した後の冷却媒体が流れるよう構成してあることが好ましい（請求項４）。
この場合には、駆動装置一体型電力変換装置の冷却を効率良く行うことができる。すなわち、パワーモジュールを充分に冷却しない場合には、熱によりパワーモジュールが破壊されてしまうおそれがある。これに対して、上記構成とすることにより、充分な冷却能力を有する冷却媒体によってパワーモジュールを充分に冷却することができ、熱によってパワーモジュールが破壊されることを防ぐことができる。また、コンデンサはパワーモジュールよりも発熱量が小さいため、素子冷却器を通過した後の冷却媒体であっても充分にコンデンサを冷却することができる。それゆえ、上述のごとく素子冷却器を通過した後の冷却媒体によってコンデンサ及び冷却潤滑油を冷却するという構成を採用することにより、複数の冷媒流路を設けることなく電力変換装置の冷却を一層効率良く行うことができる。
その結果、駆動装置一体型電力変換装置の冷却を効率良く行うことができる。 Further, it is preferable that a cooling medium after passing through the element cooler flows in the refrigerant flow path of the intermediate cooler.
In this case, it is possible to efficiently cool the drive device integrated power converter. That is, when the power module is not sufficiently cooled, the power module may be destroyed by heat. On the other hand, by setting it as the said structure, a power module can fully be cooled with the cooling medium which has sufficient cooling capability, and it can prevent that a power module is destroyed by a heat | fever. Further, since the capacitor generates less heat than the power module, the capacitor can be sufficiently cooled even with the cooling medium after passing through the element cooler. Therefore, by adopting a configuration in which the condenser and the cooling lubricating oil are cooled by the cooling medium after passing through the element cooler as described above, the power conversion device can be cooled more efficiently without providing a plurality of refrigerant flow paths. Can be done well.
As a result, the driving device-integrated power conversion device can be efficiently cooled.

本発明の実施例に係る駆動装置一体型電力変換装置につき、図１〜図７を用いて説明する。
本例の駆動装置一体型電力変換装置１は、図１に示すごとく、電動機を有する駆動装置２と、該駆動装置２を駆動制御する電力変換装置３とを一体的に構成してなる。 A drive device integrated power converter according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the drive device-integrated power conversion device 1 of this example is configured by integrally forming a drive device 2 having an electric motor and a power conversion device 3 that drives and controls the drive device 2.

電力変換装置３は、図１、図３〜図５に示すごとく、複数のスイッチング素子３１１と該複数のスイッチング素子３１１を冷却する素子冷却器３１６とからなるパワーモジュール３１と、駆動装置を制御する制御基板３２と、スイッチング素子３１１のスイッチングにより生じる電圧変動を平滑化するコンデンサ３３とからなる。   As shown in FIGS. 1 and 3 to 5, the power conversion device 3 controls a power module 31 including a plurality of switching elements 311 and an element cooler 316 that cools the plurality of switching elements 311, and a driving device. It comprises a control board 32 and a capacitor 33 that smoothes voltage fluctuations caused by switching of the switching element 311.

電力変換装置３と駆動装置２との間には、図１、図３、図４に示すごとく、駆動装置２を冷却するとともに潤滑させる冷却潤滑油及びコンデンサ３３を冷却する中間冷却器３５が配設されている。
電力変換装置３は、中間冷却器３５に近い順に、コンデンサ３３、パワーモジュール３１、制御基板３２を積層配置してなる。 Between the power conversion device 3 and the drive device 2, as shown in FIGS. 1, 3, and 4, an intermediate cooler 35 that cools the drive device 2 and cools the lubricating oil that cools and lubricates the drive device 2 and the condenser 33 is disposed. It is installed.
The power conversion device 3 is formed by stacking a capacitor 33, a power module 31, and a control board 32 in the order closer to the intermediate cooler 35.

次に、本例の駆動装置一体型電力変換装置１を詳細に説明する。
ハイブリッド自動車等に用いられる駆動装置２は、図７に示すごとく、例えば、二つの電動機２１を有する。
該電動機２１は、同図に示すごとく、例えば、Ｕ相コイル２１１とＶ相コイル２１２とＷ相コイル３１３とからなる三相交流モータとすることができる。そして、かかる電動機２１を駆動させるのが電力変換装置３である。 Next, the drive device integrated power converter 1 of this example will be described in detail.
As shown in FIG. 7, the drive device 2 used for a hybrid vehicle or the like includes, for example, two electric motors 21.
As shown in the figure, the electric motor 21 can be, for example, a three-phase AC motor including a U-phase coil 211, a V-phase coil 212, and a W-phase coil 313. The electric power converter 3 drives the electric motor 21.

該電力変換装置３は、例えば、図７に示すごとく、二つのパワーモジュール３１を有する。
そして、パワーモジュール３１は、バッテリ４から流れてきた直流電力を交流電力に変換して、該交流電力を電動機２１へと出力している。また、パワーモジュール３１は、電動機２１によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ４へと送り、該バッテリ４を充電している。 The power converter 3 includes two power modules 31 as shown in FIG. 7, for example.
The power module 31 converts the DC power flowing from the battery 4 into AC power and outputs the AC power to the electric motor 21. In addition, the power module 31 converts AC power generated by the electric motor 21 into DC power and sends it to the battery 4 to charge the battery 4.

パワーモジュール３１は、図３、図４に示すごとく、制御基板３２とコンデンサ３３との間に配置されている。
また、パワーモジュール３１は、図５に示すごとく、スイッチング素子３１１を素子冷却器３１６の冷却管３１８の主面３１９により挟み込まれてなる。 As shown in FIGS. 3 and 4, the power module 31 is disposed between the control board 32 and the capacitor 33.
As shown in FIG. 5, the power module 31 includes the switching element 311 sandwiched between the main surfaces 319 of the cooling pipes 318 of the element cooler 316.

スイッチング素子３１１は、図６、図７に示すごとく、例えばＩＧＢＴ素子３１１ａとダイオード３１１ｂとからなる。そして、図６に示すごとく、ＩＧＢＴ素子３１１ａ及びダイオード３１１ｂの長手方向の端部は、これらに隣接して配置されたスペーサ３１４とともに長手方向から樹脂モールド３１５によって覆われている。   As shown in FIGS. 6 and 7, the switching element 311 includes, for example, an IGBT element 311a and a diode 311b. And as shown in FIG. 6, the edge part of the longitudinal direction of IGBT element 311a and the diode 311b is covered with the resin mold 315 from the longitudinal direction with the spacer 314 arrange | positioned adjacent to these.

また、図５に示すごとく、スイッチング素子３１１は、ＩＧＢＴ素子３１１ａ及びダイオード３１１ｂの両側に配され放熱機能をも有する接続端子部３１３において、例えばセラミック板などの薄い絶縁部材（図示略）を介して冷却管３１８の主面３１９と密着固定されている。かかる構成とすることにより、スイッチング素子３１１を片面で放熱する場合よりも効率良くスイッチング素子３１１を冷却することができる。その結果、スイッチング素子３１１の小型化を図ることができる。   Further, as shown in FIG. 5, the switching element 311 is connected to both sides of the IGBT element 311a and the diode 311b through a thin insulating member (not shown) such as a ceramic plate in a connection terminal portion 313 having a heat dissipation function. The main surface 319 of the cooling pipe 318 is tightly fixed. With this configuration, the switching element 311 can be cooled more efficiently than when the switching element 311 dissipates heat on one side. As a result, the switching element 311 can be downsized.

また、図３、図４に示すごとく、本例のパワーモジュール３１とコンデンサ３３との間には、樹脂に埋設されたバスバからなる入出力端子部３４が配設されている。
また、コンデンサ３３は、入出力端子部３４と中間冷却器３５との間に配置されており、入出力端子部３４を介してパワーモジュール３１と電気的に接続されている。すなわち、図７に示すごとく、電力変換装置３における、電動機２１と接続される直流電圧ラインＬ１とＬ２との間には、スイッチング素子３１１のスイッチングにより生じる電圧変動を平滑化するコンデンサ３３が接続されている。 As shown in FIGS. 3 and 4, an input / output terminal portion 34 made of a bus bar embedded in resin is disposed between the power module 31 and the capacitor 33 of this example.
The capacitor 33 is disposed between the input / output terminal portion 34 and the intermediate cooler 35, and is electrically connected to the power module 31 via the input / output terminal portion 34. That is, as shown in FIG. 7, a capacitor 33 that smoothes voltage fluctuation caused by switching of the switching element 311 is connected between the DC voltage lines L <b> 1 and L <b> 2 connected to the electric motor 21 in the power conversion device 3. ing.

また、上述のごとく、電力変換装置３は、制御基板３２を有している。該制御基板３２は、図３に示すごとく、スイッチング素子３１１に設けられた信号端子３１２とはんだ接合などで電気的に接続されている。また、制御基板３２は、コンピュータ（図示略）の指令によりスイッチング素子３１１の駆動タイミングを調整する。これにより、電動機２１の回転数や出力を制御している。   Further, as described above, the power conversion device 3 includes the control board 32. As shown in FIG. 3, the control board 32 is electrically connected to a signal terminal 312 provided in the switching element 311 by soldering or the like. The control board 32 adjusts the drive timing of the switching element 311 according to a command from a computer (not shown). Thereby, the rotation speed and output of the electric motor 21 are controlled.

また、上述のごとく、電力変換装置３と駆動装置２との間には中間冷却器３５が設置されている。
該中間冷却器３５は、コンデンサ３３を冷却するための冷却媒体としての水が流れる冷媒流路３５１と、電動機２１を冷却するとともに潤滑する冷却潤滑油が流れる油路３５２とを有する。
上記冷媒流路３５１は、中間冷却器３５におけるコンデンサ３３側に配されており、上記油路３５２は、中間冷却器３５における駆動装置１側に配されている。そして、冷媒流路３５１と油路３５２とは、仕切板３５０によって仕切られている。 Further, as described above, the intermediate cooler 35 is installed between the power conversion device 3 and the drive device 2.
The intermediate cooler 35 has a refrigerant flow path 351 through which water as a cooling medium for cooling the condenser 33 flows, and an oil path 352 through which cooling lubricating oil that cools and lubricates the electric motor 21 flows.
The refrigerant flow path 351 is disposed on the condenser 33 side in the intermediate cooler 35, and the oil path 352 is disposed on the drive device 1 side in the intermediate cooler 35. The refrigerant flow path 351 and the oil path 352 are partitioned by a partition plate 350.

また、素子冷却器３１６も、冷却媒体の流路である冷媒流路３１０を有しており、素子冷却器３１６の冷媒流路３１０と中間冷却器３５の冷媒流路３５１とは互いに接続されている。すなわち、素子冷却器３１６の冷媒流路３１０は、図２、図４に示すホース３７によって、中間冷却器３５の冷媒流路３５１と接続されている。そして、中間冷却器３５の冷媒流路３５１には、素子冷却器３１６の冷却流路３１０を通過した後の水が流れるよう構成されている。   The element cooler 316 also has a refrigerant flow path 310 that is a flow path for the cooling medium, and the refrigerant flow path 310 of the element cooler 316 and the refrigerant flow path 351 of the intermediate cooler 35 are connected to each other. Yes. That is, the refrigerant flow path 310 of the element cooler 316 is connected to the refrigerant flow path 351 of the intermediate cooler 35 by the hose 37 shown in FIGS. And it is comprised so that the water after passing the cooling flow path 310 of the element cooler 316 may flow into the refrigerant flow path 351 of the intermediate cooler 35.

なお、本例では上記冷却媒体として水を用いたが、例えば、エチレングリコール系の不凍液を混入した水、アンモニア等の自然冷媒、フロリナート等のフッ化炭素系冷媒、ＨＣＦＣ１２３、ＨＦＣ１３４ａ等のフロン系冷媒、メタノール、アルコール等のアルコール系冷媒、アセトン等のケトン系冷媒等種々のものを用いることができる。   In this example, water is used as the cooling medium. For example, water mixed with ethylene glycol antifreeze, natural refrigerant such as ammonia, fluorocarbon refrigerant such as fluorinate, chlorofluorocarbon refrigerant such as HCFC123 and HFC134a. Various refrigerants such as alcohol refrigerants such as methanol and alcohol, and ketone refrigerants such as acetone can be used.

次に、本例の駆動装置一体型電力変換装置１における冷却媒体としての水の流れを説明する。
電力変換装置３のパワーモジュール３１における素子冷却器３１６は、図５に示すごとく、複数の冷却管３１８を有し、該複数の冷却管３１８は、該冷却管３１８と交互に配置されるスイッチング素子３１１を両面から挟持できるように積層配置してある。素子冷却器３１６を流れる水は、図２、図３、図５に示す供給口３１７ａから供給され、複数の冷却管３１８内を並列に流れてもう一方の排出口３１７ｂから排出される。 Next, the flow of water as a cooling medium in the drive device-integrated power conversion device 1 of this example will be described.
The element cooler 316 in the power module 31 of the power conversion device 3 includes a plurality of cooling pipes 318 as shown in FIG. 5, and the plurality of cooling pipes 318 are switching elements arranged alternately with the cooling pipes 318. 311 is laminated so that it can be clamped from both sides. The water flowing through the element cooler 316 is supplied from the supply port 317a shown in FIGS. 2, 3, and 5, flows in parallel in the plurality of cooling pipes 318, and is discharged from the other discharge port 317b.

次に、素子冷却器３１６から流れてきた水は、ホース３７を介して中間冷却器３５に接続されている供給パイプ３５７ａ（図２）から中間冷却器３５に導入される。そして、その水は、中間冷却器３５の冷媒流路３５１内を通過して、コンデンサ３３及び冷却潤滑油を冷却した後、排出パイプ３５７ｂから外部ラジエータ等へと排出される。   Next, water flowing from the element cooler 316 is introduced into the intermediate cooler 35 through a supply pipe 357 a (FIG. 2) connected to the intermediate cooler 35 through the hose 37. Then, the water passes through the refrigerant flow path 351 of the intermediate cooler 35, cools the condenser 33 and the cooling lubricating oil, and then is discharged from the discharge pipe 357b to an external radiator or the like.

次に、本例の作用効果につき説明する。
電力変換装置３と駆動装置２との間には、中間冷却器３５が配設されている。また、電力変換装置３は、中間冷却器３５に近い順に、コンデンサ３３、パワーモジュール３１、制御基板３２を積層してなる。すなわち、本例の駆動装置一体型電力変換装置１においては、パワーモジュール３１と駆動装置３２との間にコンデンサ３３が介設されている。かかる構成により、パワーモジュール３１を駆動装置２から遠ざけることができるとともに、駆動装置２からの電磁ノイズをコンデンサ３３によって遮断することができる。それゆえ、電磁ノイズに起因するパワーモジュール３１の誤作動を防ぐことができる。 Next, the function and effect of this example will be described.
An intermediate cooler 35 is disposed between the power conversion device 3 and the drive device 2. Further, the power conversion device 3 is formed by stacking a capacitor 33, a power module 31, and a control board 32 in the order closer to the intermediate cooler 35. That is, in the drive device integrated power converter 1 of this example, the capacitor 33 is interposed between the power module 31 and the drive device 32. With this configuration, the power module 31 can be moved away from the drive device 2 and electromagnetic noise from the drive device 2 can be blocked by the capacitor 33. Therefore, malfunction of the power module 31 due to electromagnetic noise can be prevented.

また、中間冷却器３５はコンデンサ３３に隣接配置されているため、中間冷却器３５によって、コンデンサ３３をも冷却することができる。
また、上記のごとく、コンデンサ３３を冷却することによりコンデンサ３３の許容リップル電流を増大させることができ、ひいては、コンデンサ３３の小型化や長寿命化を図ることができる。 Further, since the intermediate cooler 35 is disposed adjacent to the condenser 33, the condenser 33 can also be cooled by the intermediate cooler 35.
In addition, as described above, the allowable ripple current of the capacitor 33 can be increased by cooling the capacitor 33, and as a result, the capacitor 33 can be reduced in size and extended in life.

本例において、素子冷却器３１６は、複数の冷却管３１８を有し、該複数の冷却管３１８は、該冷却管３１８と交互に配置されるスイッチング素子３１１を両面から挟持できるように積層配置してある。これにより、スイッチング素子３１１を両側面から効率良く冷却することができ、ひいては、パワーモジュール３１を効率良く冷却することができる。   In this example, the element cooler 316 includes a plurality of cooling pipes 318, and the plurality of cooling pipes 318 are stacked so that the switching elements 311 arranged alternately with the cooling pipes 318 can be sandwiched from both sides. It is. Thereby, the switching element 311 can be efficiently cooled from both side surfaces, and consequently, the power module 31 can be efficiently cooled.

また、素子冷却器３１６及び中間冷却器３５は、冷却媒体の流路である冷媒流路３１０、３５１を有しており、素子冷却器３１６の冷媒流路３１０と中間冷却器の冷媒流路３５１とは互いに接続されている。これにより、素子冷却器３１６と中間冷却器３５とにおいて共通の冷却媒体を流すことができる。その結果、中間冷却器３５に冷却媒体を導入するための導入口と、素子冷却器３１６に冷却媒体を導入するための導入口とを別々に設ける必要がなくなる。その結果、電力変換装置３の小型化を図ることができる。   The element cooler 316 and the intermediate cooler 35 have refrigerant flow paths 310 and 351 that are flow paths for the cooling medium, and the refrigerant flow path 310 of the element cooler 316 and the refrigerant flow path 351 of the intermediate cooler. Are connected to each other. Thereby, a common cooling medium can be made to flow in the element cooler 316 and the intermediate cooler 35. As a result, there is no need to separately provide an inlet for introducing the cooling medium into the intermediate cooler 35 and an inlet for introducing the cooling medium into the element cooler 316. As a result, the power converter 3 can be downsized.

また、中間冷却器３５の冷媒流路３５１には、素子冷却器３１６を通過した後の冷却媒体が流れるよう構成してあるため、駆動装置一体型電力変換装置１の冷却を効率良く行うことができる。すなわち、コンデンサ３３はパワーモジュール３１よりも発熱量が小さいため、パワーモジュール３１を冷却した冷却媒体であっても充分にコンデンサ３３を冷却することができる。それゆえ、上述のごとく、パワーモジュール３１を冷却した後の冷却媒体によってコンデンサ３３及び冷却潤滑油を冷却するという構成を採用することにより、電力変換装置３の冷却を一層効率良く行うことができる。   In addition, since the cooling medium after passing through the element cooler 316 flows in the refrigerant flow path 351 of the intermediate cooler 35, the drive device-integrated power conversion device 1 can be efficiently cooled. it can. That is, since the capacitor 33 generates less heat than the power module 31, the capacitor 33 can be sufficiently cooled even with a cooling medium that has cooled the power module 31. Therefore, as described above, by adopting the configuration in which the condenser 33 and the cooling lubricating oil are cooled by the cooling medium after cooling the power module 31, the power conversion device 3 can be cooled more efficiently.

以上のごとく、本例によれば、パワーモジュールの誤作動を防ぐことができるとともに、コンデンサを冷却することができる駆動装置一体型電力変換装置を提供することができる。   As described above, according to this example, it is possible to provide a drive device-integrated power conversion device that can prevent malfunction of the power module and cool the capacitor.

実施例における、駆動装置一体型電力変換装置の説明図。Explanatory drawing of the drive device integrated power converter device in an Example. 実施例における、駆動装置一体型電力変換装置の斜視図。The perspective view of the drive device integrated power converter device in an Example. 実施例における、電力変換装置の断面説明図。Cross-sectional explanatory drawing of the power converter device in an Example. 図３と直交する方向における、電力変換装置の断面説明図。Cross-sectional explanatory drawing of the power converter device in the direction orthogonal to FIG. 実施例における、パワーモジュールの側面図。The side view of the power module in an Example. 実施例における、スイッチング素子の断面説明図。Cross-sectional explanatory drawing of the switching element in an Example. 実施例における、駆動装置一体型電力変換装置の回路図。The circuit diagram of the drive device integrated power converter device in an Example. 従来例における、駆動装置一体型電力変換装置の説明図。Explanatory drawing of the drive device integrated power converter device in a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

１ 駆動装置一体型電力変換装置
２ 駆動装置
３ 電力変換装置
３１ パワーモジュール
３１１ スイッチング素子
３２ 制御基板
３３ コンデンサ
３５ 中間冷却器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Drive device integrated power converter 2 Drive device 3 Power converter 31 Power module 311 Switching element 32 Control board 33 Capacitor 35 Intermediate cooler

Claims (4)

電動機を有する駆動装置と、該駆動装置を駆動制御する電力変換装置とを一体的に構成してなる駆動装置一体型電力変換装置であって、
上記電力変換装置は、複数のスイッチング素子と該複数のスイッチング素子を冷却する素子冷却器とからなるパワーモジュールと、上記駆動装置を制御する制御基板と、上記スイッチング素子のスイッチングにより生じる電圧変動を平滑化するコンデンサとからなり、
上記電力変換装置と上記駆動装置との間には、上記駆動装置を冷却するとともに潤滑させる冷却潤滑油及び上記コンデンサを冷却する中間冷却器が配設されており、
上記電力変換装置は、上記中間冷却器に近い順に、上記コンデンサ、上記パワーモジュール、上記制御基板を積層配置してなることを特徴とする駆動装置一体型電力変換装置。 A drive device-integrated power conversion device configured integrally with a drive device having an electric motor and a power conversion device that drives and controls the drive device,
The power converter smoothes voltage fluctuations caused by switching of the switching element, a power module including a plurality of switching elements and an element cooler for cooling the plurality of switching elements, a control board for controlling the driving device, and the switching element. Consisting of capacitors
Between the power conversion device and the drive device, a cooling lubricant for cooling and lubricating the drive device and an intermediate cooler for cooling the condenser are disposed,
The power conversion device is a drive device-integrated power conversion device in which the capacitor, the power module, and the control board are stacked in the order closer to the intermediate cooler. 請求項１において、上記素子冷却器は、複数の冷却管を有し、該複数の冷却管は、該冷却管と交互に配置される上記スイッチング素子を両面から挟持できるように積層配置してあることを特徴とする駆動装置一体型電力変換装置。   2. The element cooler according to claim 1, wherein the element cooler includes a plurality of cooling pipes, and the plurality of cooling pipes are stacked so as to sandwich the switching elements arranged alternately with the cooling pipes from both sides. The drive device integrated power converter characterized by the above-mentioned. 請求項１又は２において、上記素子冷却器及び上記中間冷却器は、冷却媒体の流路である冷媒流路を有しており、上記素子冷却器の冷媒流路と上記中間冷却器の冷媒流路とは互いに接続されていることを特徴とする駆動装置一体型電力変換装置。   3. The element cooler and the intermediate cooler according to claim 1 or 2, wherein each of the element cooler and the intermediate cooler includes a refrigerant flow path that is a flow path for a cooling medium, A drive unit-integrated power conversion device characterized in that the roads are connected to each other. 請求項３において、上記中間冷却器の上記冷媒流路には、上記素子冷却器を通過した後の冷却媒体が流れるよう構成してあることを特徴とする駆動装置一体型電力変換装置。   4. The drive unit-integrated power converter according to claim 3, wherein the cooling medium after passing through the element cooler flows in the refrigerant flow path of the intermediate cooler.
JP2007135918A 2007-05-22 2007-05-22 Drive unit integrated power converter Active JP4600428B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007135918A JP4600428B2 (en) 2007-05-22 2007-05-22 Drive unit integrated power converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007135918A JP4600428B2 (en) 2007-05-22 2007-05-22 Drive unit integrated power converter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008295139A true JP2008295139A (en) 2008-12-04
JP4600428B2 JP4600428B2 (en) 2010-12-15

Family

ID=40169321

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007135918A Active JP4600428B2 (en) 2007-05-22 2007-05-22 Drive unit integrated power converter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4600428B2 (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012096112A1 (en) * 2011-01-13 2012-07-19 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 Semiconductor device
JP2013051848A (en) * 2011-08-31 2013-03-14 Toyota Motor Corp Electric power conversion apparatus for electric vehicle and electric vehicle
JP2013051747A (en) * 2011-08-30 2013-03-14 Denso Corp Power converter
WO2013080747A1 (en) * 2011-11-28 2013-06-06 日立オートモティブシステムズ株式会社 Electromechanical electric drive device
JP2014103733A (en) * 2012-11-19 2014-06-05 Denso Corp Electric power conversion apparatus
WO2015001408A3 (en) * 2013-07-01 2015-04-30 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Inverter case
JP2017017863A (en) * 2015-07-01 2017-01-19 日立オートモティブシステムズ株式会社 Power converter
JP2018148794A (en) * 2018-06-29 2018-09-20 日立オートモティブシステムズ株式会社 Power converter
WO2019219675A1 (en) * 2018-05-15 2019-11-21 Valeo Siemens Eautomotive Germany Gmbh Housing for an inverter having a cooling system for an electric drive

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001308266A (en) * 2000-04-21 2001-11-02 Denso Corp Semiconductor module device
JP2003199363A (en) * 2001-12-27 2003-07-11 Aisin Aw Co Ltd Motor drive device control unit
JP2004266973A (en) * 2003-03-04 2004-09-24 Nichicon Corp Inverter arrangement
JP2005073374A (en) * 2003-08-22 2005-03-17 Denso Corp Power conversion apparatus
JP2005224008A (en) * 2004-02-05 2005-08-18 Toyota Motor Corp Inverter device, inverter integrated type rotating electric machine and vehicle equipped with rotating machine
JP2005253167A (en) * 2004-03-03 2005-09-15 Hitachi Ltd Vehicle driving unit and electric four-wheel drive vehicle using it
JP2006230064A (en) * 2005-02-16 2006-08-31 Toyota Motor Corp Power conversion unit
JP2006295997A (en) * 2005-04-05 2006-10-26 Denso Corp Power converter
JP2007089258A (en) * 2005-09-20 2007-04-05 Aisin Aw Co Ltd Inverter
JP2007116840A (en) * 2005-10-21 2007-05-10 Nichicon Corp Inverter module and inverter-integrated alternating current motor using the same

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001308266A (en) * 2000-04-21 2001-11-02 Denso Corp Semiconductor module device
JP2003199363A (en) * 2001-12-27 2003-07-11 Aisin Aw Co Ltd Motor drive device control unit
JP2004266973A (en) * 2003-03-04 2004-09-24 Nichicon Corp Inverter arrangement
JP2005073374A (en) * 2003-08-22 2005-03-17 Denso Corp Power conversion apparatus
JP2005224008A (en) * 2004-02-05 2005-08-18 Toyota Motor Corp Inverter device, inverter integrated type rotating electric machine and vehicle equipped with rotating machine
JP2005253167A (en) * 2004-03-03 2005-09-15 Hitachi Ltd Vehicle driving unit and electric four-wheel drive vehicle using it
JP2006230064A (en) * 2005-02-16 2006-08-31 Toyota Motor Corp Power conversion unit
JP2006295997A (en) * 2005-04-05 2006-10-26 Denso Corp Power converter
JP2007089258A (en) * 2005-09-20 2007-04-05 Aisin Aw Co Ltd Inverter
JP2007116840A (en) * 2005-10-21 2007-05-10 Nichicon Corp Inverter module and inverter-integrated alternating current motor using the same

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012096112A1 (en) * 2011-01-13 2012-07-19 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 Semiconductor device
JP2012147596A (en) * 2011-01-13 2012-08-02 Aisin Aw Co Ltd Semiconductor device
JP2013051747A (en) * 2011-08-30 2013-03-14 Denso Corp Power converter
JP2013051848A (en) * 2011-08-31 2013-03-14 Toyota Motor Corp Electric power conversion apparatus for electric vehicle and electric vehicle
WO2013080747A1 (en) * 2011-11-28 2013-06-06 日立オートモティブシステムズ株式会社 Electromechanical electric drive device
JP2014103733A (en) * 2012-11-19 2014-06-05 Denso Corp Electric power conversion apparatus
WO2015001408A3 (en) * 2013-07-01 2015-04-30 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Inverter case
JP2017017863A (en) * 2015-07-01 2017-01-19 日立オートモティブシステムズ株式会社 Power converter
WO2019219675A1 (en) * 2018-05-15 2019-11-21 Valeo Siemens Eautomotive Germany Gmbh Housing for an inverter having a cooling system for an electric drive
CN112088588A (en) * 2018-05-15 2020-12-15 法雷奥西门子新能源汽车德国有限公司 Housing for an inverter with a cooling system for an electric drive
US11277946B2 (en) 2018-05-15 2022-03-15 Valeo Siemens Eautomotive Germany Gmbh Housing for an inverter having a cooling system for an electric drive
CN112088588B (en) * 2018-05-15 2023-12-08 法雷奥西门子新能源汽车德国有限公司 Housing for an inverter of an electric drive with a cooling system
JP2018148794A (en) * 2018-06-29 2018-09-20 日立オートモティブシステムズ株式会社 Power converter

Also Published As

Publication number Publication date
JP4600428B2 (en) 2010-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4600428B2 (en) Drive unit integrated power converter
JP4644275B2 (en) Power converter and electric vehicle
JP4452953B2 (en) Power converter
JP5099431B2 (en) Inverter unit
JP5241344B2 (en) Power module and power converter
JP2017112768A (en) Electric power conversion system
JP5488638B2 (en) Power converter
JP5157408B2 (en) Power converter
JP2017152612A (en) Electric power conversion system
WO2006103721A1 (en) Power converter cooling structure
JP2009261125A (en) Power control unit
JP2006303455A (en) Power semiconductor module
US20200068749A1 (en) Cooling structure of power conversion device
JP2007335518A (en) Container for storing electric apparatus for vehicle
JP2014138445A (en) Electric power conversion apparatus
JP2015136223A (en) power converter
JP5178455B2 (en) Power converter
JP2014204589A (en) Power conversion apparatus
JP5712750B2 (en) Power converter
JP5262752B2 (en) Power converter
JP6724876B2 (en) Power converter
JP2010016941A (en) Power converter
JP5644643B2 (en) Load drive device
JP2016149836A (en) Electric power conversion system
JP2021040422A (en) Power conversion device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090604

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100823

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100831

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100913

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131008

Year of fee payment: 3

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4600428

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131008

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250