JP2015122884A - Electric power conversion system and arrangement structure of the same - Google Patents

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賢史 山中
Masashi Yamanaka
賢史 山中
渉 舟津
Wataru Funatsu
渉 舟津
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power conversion system which can be arranged between two large components even though a gap between the two large components is small.SOLUTION: An electric power conversion system 1 includes a case 4, a pair of pipes 6, and a plurality of connectors 7. The case 4 accommodates a device body of the electric power conversion system 1. The pair of pipes 6 are connected to a cooler within the case, and protrude from the case 4. The plurality of connectors 7 are mounted on the case 4 so as to protrude outside the case 4. The case 4 includes four wall parts 5 encompassing the device body within the case from four directions. Out of the four wall parts 5, a pipe projection wall part 5a from which the pair of pipes 6 protrude, and a connector mount wall part 5b on which the connectors 7 are mounted are provided to position the device body between them in a protrusion direction (X direction) of the pipes 6.

Description

本発明は、外郭を構成するケースと、該ケースから突出する一対のパイプと、上記ケースに取り付けられた複数のコネクタとを有する電力変換装置、及びその配置構造に関する。   The present invention relates to a power conversion device having a case constituting an outer shell, a pair of pipes protruding from the case, and a plurality of connectors attached to the case, and an arrangement structure thereof.

例えば直流電力と交流電力との間で電力変換を行う電力変換装置として、装置本体部と、該装置本体部を収容するケースとを備えるものが知られている(下記特許文献1参照)。装置本体部は、半導体素子を内蔵した半導体モジュールと、該半導体モジュールを冷却する冷却器と、上記半導体モジュールの動作制御をする制御回路基板とから構成されている。   For example, a power conversion device that performs power conversion between direct current power and alternating current power is known that includes a device main body and a case that houses the device main body (see Patent Document 1 below). The apparatus main body includes a semiconductor module incorporating a semiconductor element, a cooler that cools the semiconductor module, and a control circuit board that controls the operation of the semiconductor module.

上記冷却器には、一対のパイプが取り付けられている。この一対のパイプは、ケースの壁部からケース外に突出している。これら一対のパイプのうち、一方のパイプから冷媒を冷却器に導入し、この冷却器内を流れた冷媒を、他方のパイプから導出している。これにより、上記半導体モジュールを冷却するよう構成してある。   A pair of pipes is attached to the cooler. The pair of pipes protrudes out of the case from the wall portion of the case. Of the pair of pipes, the refrigerant is introduced from one pipe into the cooler, and the refrigerant flowing through the cooler is led out from the other pipe. Thus, the semiconductor module is configured to be cooled.

また、ケースの壁部には、上記装置本体部を外部装置に電気接続するためのコネクタを、複数個取り付けてある。個々のコネクタは、上記壁部に、ケース外側へ突出するように取り付けられている。   In addition, a plurality of connectors for electrically connecting the device main body to an external device are attached to the wall portion of the case. Each connector is attached to the wall portion so as to protrude to the outside of the case.

上記電力変換装置では、パイプとコネクタとを、それぞれケースから、互いに直交する方向に突出させている。また、電力変換装置自体は、例えば車両内に、エンジンやモータ等の大型部品と共に、配置されている。   In the power converter, the pipe and the connector are protruded from the case in directions orthogonal to each other. Further, the power conversion device itself is disposed in a vehicle, for example, together with large components such as an engine and a motor.

特開2011−147261号公報JP 2011-147261 A

しかしながら、上記電力変換装置は、狭いスペースに配置しにくいという問題がある。すなわち、上記電力変換装置は(図12、図13参照)、ケース94からパイプ96が突出する方向と、コネクタ97が突出する方向が直交しているため、2個の大型部品92(92a,92b)の間に電力変換装置91を配置しようとすると、パイプ96とコネクタ97のいずれか一方が、隣の大型部品92に向かって突出することになる。そのため、2個の大型部品92aの間隔Lを広く開けておかないと、電力変換装置91を配置できないという問題がある。   However, the power conversion device has a problem that it is difficult to arrange in a narrow space. That is, in the power conversion device (see FIGS. 12 and 13), the direction in which the pipe 96 protrudes from the case 94 and the direction in which the connector 97 protrudes are orthogonal to each other, so two large parts 92 (92a, 92b) When the power conversion device 91 is arranged between the pipe 96 and the connector 97, the pipe 96 or the connector 97 protrudes toward the adjacent large component 92. Therefore, there is a problem that the power conversion device 91 cannot be arranged unless the distance L between the two large components 92a is wide.

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、2個の大型部品の間隔が狭くても、これら2個の大型部品の間に配置できる電力変換装置と、その配置構造を提供しようとするものである。   The present invention has been made in view of such a background, and intends to provide a power conversion device that can be disposed between two large components even when the interval between the two large components is narrow, and an arrangement structure thereof. Is.

本発明の第1の態様は、半導体素子を内蔵した半導体モジュールと、該半導体モジュールを冷却する冷却器と、上記半導体モジュールに接続し該半導体モジュールの動作制御をする制御回路基板とを有する装置本体部と、
該装置本体部を収容するケースと、
上記冷却器に接続し、該冷却器内を流れる冷媒の流通経路をなすと共に、上記ケースから突出した一対のパイプと、
上記ケースに、ケース外側に突出するように取り付けられ、上記装置本体部をそれぞれ外部装置に電気的に接続する複数個のコネクタとを備え、
上記ケースは、上記装置本体部を四方から取り囲む4枚の壁部を有し、
該4枚の壁部のうち、上記一対のパイプが突出するパイプ突出壁部と、上記複数個のコネクタを取り付けたコネクタ取付壁部とは、上記パイプの突出方向において上記装置本体部を挟む位置に設けられていることを特徴とする電力変換装置にある。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a device body having a semiconductor module incorporating a semiconductor element, a cooler that cools the semiconductor module, and a control circuit board that is connected to the semiconductor module and controls the operation of the semiconductor module. And
A case for housing the apparatus main body,
A pair of pipes connected to the cooler, forming a flow path for the refrigerant flowing in the cooler and projecting from the case;
A plurality of connectors that are attached to the case so as to protrude to the outside of the case and electrically connect the device main body to external devices, respectively.
The case has four wall portions surrounding the device main body from four sides,
Of the four wall portions, a pipe protruding wall portion from which the pair of pipes protrudes and a connector mounting wall portion to which the plurality of connectors are attached sandwich the apparatus main body in the protruding direction of the pipe. It is in the power converter characterized by being provided in.

また、本発明の第2の態様は、電力変換装置を、2個の大型部品の間に、該2個の大型部品の配列方向に対して上記パイプが直交するように配置してあり、上記複数のコネクタと上記一対のパイプとの、いずれの突出方向長さよりも、上記大型部品と上記ケースとの間の最大間隔の方が狭いことを特徴とする、電力変換装置の配置構造にある。   Further, according to a second aspect of the present invention, the power conversion device is disposed between two large components so that the pipe is orthogonal to the arrangement direction of the two large components. In the arrangement structure of the power conversion device, the maximum distance between the large component and the case is narrower than any length in the protruding direction between the plurality of connectors and the pair of pipes.

上記電力変換装置においては、ケースを構成する4枚の壁部のうち、上記パイプ突出壁部と上記コネクタ取付壁部とを、上記パイプの突出方向において装置本体部を挟む位置に設けてある。
そのため、パイプとコネクタとを、ケースからそれぞれ逆向きに、互いに平行な方向に突出させることができる。したがって、パイプとコネクタとがいずれも大型部品に向かって突出しないように、電力変換装置を2個の大型部品の間に配置することができる。そのため、2個の大型部品の間隔が狭くても、これら2個の大型部品の間に電力変換装置を配置することが可能になる。
In the power conversion device, of the four wall portions constituting the case, the pipe protruding wall portion and the connector mounting wall portion are provided at a position sandwiching the device main body portion in the protruding direction of the pipe.
Therefore, the pipe and the connector can be protruded from the case in opposite directions and in directions parallel to each other. Therefore, the power converter can be disposed between the two large components so that neither the pipe nor the connector protrudes toward the large component. Therefore, even if the interval between the two large components is narrow, the power conversion device can be disposed between the two large components.

また、上記電力変換装置の配置構造においては、複数のコネクタと一対のパイプとの、いずれの突出方向長さよりも、大型部品とケースとの間の最大間隔の方が狭くなっている。
そのため、ケースと大型部品とをより接近させることができる。したがって、2個の大型部品の間隔がより狭くても、これら2個の大型部品の間に電力変換装置を配置することができる。
Moreover, in the arrangement structure of the power converter, the maximum distance between the large component and the case is narrower than the length of any of the plurality of connectors and the pair of pipes in the protruding direction.
Therefore, a case and a large sized part can be brought closer. Therefore, even if the interval between the two large components is narrower, the power conversion device can be arranged between the two large components.

以上のごとく、本発明によれば、2個の大型部品の間隔が狭くても、これら2個の大型部品の間に配置できる電力変換装置と、その配置構造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 power conversion device that can be disposed between two large components even when the interval between the two large components is narrow, and an arrangement structure thereof.

なお、上記「大型部品」とは、上記一対のパイプの間や、2個のコネクタの間に配置することができない大きさの部品を意味する。例えば、エアクリーナボックスやエンジン、車体の壁等がこれに該当する。   The “large component” means a component having a size that cannot be disposed between the pair of pipes or between two connectors. For example, an air cleaner box, an engine, a wall of a vehicle body, and the like correspond to this.

また、大型部品やケースの表面には、凹凸が形成されている場合がある。この場合、これら大型部品とケースとの間隔は一定ではない。そのため、これらの間の最も広い間隔を、上記「最大間隔」と定義した。   In addition, irregularities may be formed on the surface of a large component or case. In this case, the distance between these large parts and the case is not constant. Therefore, the widest interval between them is defined as the “maximum interval”.

実施例1における、電力変換装置の斜視図。The perspective view of the power converter device in Example 1. FIG. 実施例1における、電力変換装置を設けた車両の概念図。The conceptual diagram of the vehicle which provided the power converter device in Example 1. FIG. 図2の要部拡大図。The principal part enlarged view of FIG. 図2のIV-IV断面図。IV-IV sectional drawing of FIG. 図2のV-V断面図。VV sectional drawing of FIG. 実施例1における、車体に固定した直後の電力変換装置の平面図。The top view of the power converter device in Example 1 immediately after fixing to the vehicle body. 図6のVII矢視図。VII arrow line view of FIG. 実施例1における、電力変換装置の断面図であって、図9のVIII-VIII断面図。It is sectional drawing of the power converter device in Example 1, Comprising: It is VIII-VIII sectional drawing of FIG. 図8のIX-IX断面図。IX-IX sectional drawing of FIG. 図8のX-X断面図。XX sectional drawing of FIG. 図10のXI-XI断面図。XI-XI sectional drawing of FIG. 比較例1における、電力変換装置を設けた車両の概念図。The conceptual diagram of the vehicle which provided the power converter device in the comparative example 1. FIG. 比較例2における、電力変換装置を設けた車両の概念図。The conceptual diagram of the vehicle which provided the power converter device in the comparative example 2. FIG.

上記電力変換装置は、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載するための車載用電力変換装置とすることができる。   The power conversion device can be a vehicle-mounted power conversion device to be mounted on a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle.

(実施例1)
上記電力変換装置、及びその配置構造に係る実施例について、図1〜図11を用いて説明する。図1に示すごとく、本例の電力変換装置1は、ケース4と、一対のパイプ6(6a,6b)と、複数個のコネクタ7(7a,7b,7c)とを備える。図8、図9に示すごとく、ケース4には、電力変換装置1の装置本体部11が収容されている。装置本体部11は、半導体モジュール2と、該半導体モジュール2を冷却する冷却器3と、制御回路基板12とを有する。半導体モジュール2は、IGBT素子等の半導体素子(図示しない)を内蔵している。制御回路基板12は、半導体モジュール2に接続しており、該半導体モジュール2の動作制御を行っている。
Example 1
The said power converter device and the Example which concerns on the arrangement structure are described using FIGS. As shown in FIG. 1, the power converter 1 of this example includes a case 4, a pair of pipes 6 (6a, 6b), and a plurality of connectors 7 (7a, 7b, 7c). As shown in FIGS. 8 and 9, the case 4 houses the device main body 11 of the power conversion device 1. The apparatus main body 11 includes a semiconductor module 2, a cooler 3 that cools the semiconductor module 2, and a control circuit board 12. The semiconductor module 2 includes a semiconductor element (not shown) such as an IGBT element. The control circuit board 12 is connected to the semiconductor module 2 and controls the operation of the semiconductor module 2.

一対のパイプ6は、冷却器3に接続しており、冷却器3内を流れる冷媒30の流通経路をなしている。図1、図3に示すごとく、一対のパイプ6は、ケース4から突出している。また、複数個のコネクタ7は、ケース4に、ケース4外側に突出するように取り付けられている。個々のコネクタ7は、装置本体部11をそれぞれ外部装置8に電気的に接続するために設けられている。   The pair of pipes 6 are connected to the cooler 3 and form a flow path for the refrigerant 30 flowing in the cooler 3. As shown in FIGS. 1 and 3, the pair of pipes 6 protrude from the case 4. The plurality of connectors 7 are attached to the case 4 so as to protrude outward from the case 4. Each connector 7 is provided to electrically connect the apparatus main body 11 to the external device 8.

図8に示すごとく、ケース4は、装置本体部11を四方から取り囲む4枚の壁部5(5a〜5d)を有する。これら4枚の壁部5のうち、一対のパイプ6が突出するパイプ突出壁部5aと、複数個のコネクタ7(図3参照)を取り付けたコネクタ取付壁部5bとは、パイプ6の突出方向(X方向)において装置本体部11を挟む位置に設けられている。   As shown in FIG. 8, the case 4 has four wall portions 5 (5a to 5d) surrounding the device main body 11 from four directions. Of these four wall portions 5, the pipe protruding wall portion 5 a from which the pair of pipes 6 protrudes and the connector mounting wall portion 5 b to which a plurality of connectors 7 (see FIG. 3) are attached are the protruding direction of the pipe 6. It is provided at a position sandwiching the apparatus main body 11 in the (X direction).

図1に示すごとく、本例の電力変換装置1は、3個のコネクタ7を備える。コネクタ7には、直流コネクタ7aと、交流コネクタ7bと、制御コネクタ7cとがある。直流コネクタ7aは、上述した装置本体部11と直流電源8a(図2参照)とを電気的に接続するために設けられている。交流コネクタ7bは、装置本体部11と交流モータ8b(図2参照)とを電気的に接続している。また、制御コネクタ7cは、制御回路基板12を、図示しないECUに接続するために設けられている。個々のコネクタ7から、ケーブル70が延びている。制御コネクタ7cは、ケース4に予め固定されたケース側部分71と、該ケース側部分71に接続されるケーブル側部分72との、2つの部分からなる。   As shown in FIG. 1, the power conversion device 1 of this example includes three connectors 7. The connector 7 includes a DC connector 7a, an AC connector 7b, and a control connector 7c. The DC connector 7a is provided to electrically connect the above-described apparatus main body 11 and the DC power source 8a (see FIG. 2). The AC connector 7b electrically connects the apparatus main body 11 and the AC motor 8b (see FIG. 2). The control connector 7c is provided for connecting the control circuit board 12 to an ECU (not shown). Cables 70 extend from the individual connectors 7. The control connector 7 c includes two parts: a case side part 71 fixed in advance to the case 4 and a cable side part 72 connected to the case side part 71.

図1に示すごとく、本例のケース4は、パイプ突出壁部5aとコネクタ取付壁部5bの他に、これらを連結する2枚の連結壁部5c,5dを備える。また、ケース4は、上記4枚の壁部5(5a〜5d)にそれぞれ連結した上壁板46を備える。この上壁板46に、後述するコネクタ接続用開口部41と本体開口部47とが形成されている。コネクタ接続用開口部41はコネクタ用カバー42によって塞がれている。本体開口部47は、本体カバー44によって塞がれている。また、図9、図10に示すごとく、本例のケース4は、4枚の壁部5にそれぞれ連結した底壁板49を備える。   As shown in FIG. 1, the case 4 of this example includes two connecting wall portions 5c and 5d that connect the pipe protruding wall portion 5a and the connector mounting wall portion 5b. The case 4 includes an upper wall plate 46 connected to each of the four wall portions 5 (5a to 5d). A connector connection opening 41 and a main body opening 47 which will be described later are formed in the upper wall plate 46. The connector connection opening 41 is closed by a connector cover 42. The main body opening 47 is closed by the main body cover 44. Further, as shown in FIGS. 9 and 10, the case 4 of this example includes bottom wall plates 49 respectively connected to the four wall portions 5.

一方、図2に示すごとく、本例の電力変換装置1は、電気自動車やハイブリッド車等の車両81に搭載するための、車載用電力変換装置である。電力変換装置1は、2個の大型部品13(13a,13b)の間に配されている。車両81は、電力変換装置1の他に、エンジン82、直流電源8a、交流モータ8b、ライト83、ブレーキ85、ギヤ86等の機器を備える。上述した2個の大型部品13のうち一方の大型部品13aは、エンジン82に送る空気を清浄化するエアクリーナであり、他方の大型部品13bは、ECUやヒューズボックス等を収容する総合部品ボックスである。   On the other hand, as shown in FIG. 2, the power conversion device 1 of this example is a vehicle-mounted power conversion device to be mounted on a vehicle 81 such as an electric vehicle or a hybrid vehicle. The power converter 1 is disposed between two large components 13 (13a, 13b). In addition to the power conversion device 1, the vehicle 81 includes devices such as an engine 82, a DC power supply 8 a, an AC motor 8 b, a light 83, a brake 85, and a gear 86. One large component 13a of the two large components 13 described above is an air cleaner that cleans the air sent to the engine 82, and the other large component 13b is a general component box that houses an ECU, a fuse box, and the like. .

図3に示すごとく、本例では、2個の大型部品13の間に、これら2個の大型部品13の配列方向(Y方向)に対してパイプ6が直交するように、電力変換装置1を配置してある。また、本例では、X方向とY方向との双方に直交する直交方向(Z方向)から、ボルト43やケース固定ボルト400を挿し込むことができる向きに、電力変換装置1を配置してある。   As shown in FIG. 3, in this example, the power conversion device 1 is placed between two large components 13 so that the pipe 6 is orthogonal to the arrangement direction (Y direction) of the two large components 13. It is arranged. Further, in this example, the power conversion device 1 is arranged in a direction in which the bolt 43 and the case fixing bolt 400 can be inserted from an orthogonal direction (Z direction) orthogonal to both the X direction and the Y direction. .

また、図3〜図5に示すごとく、パイプ突出壁部5aとコネクタ取付壁部5bには、ケース4を搭載部45に固定するための固定部40を、それぞれX方向に突出するよう形成してある。固定部40は、パイプ突出壁部5aとコネクタ取付壁部5bにのみ形成されており、連結壁部5c,5dには形成されていない。   Further, as shown in FIGS. 3 to 5, fixing portions 40 for fixing the case 4 to the mounting portion 45 are formed on the pipe protruding wall portion 5 a and the connector mounting wall portion 5 b so as to protrude in the X direction. It is. The fixing portion 40 is formed only on the pipe protruding wall portion 5a and the connector mounting wall portion 5b, and is not formed on the connecting wall portions 5c and 5d.

また、本例では図3に示すごとく、個々のコネクタ7(7a,7b,7c)と一対のパイプ6(6a,6b)との、いずれのX方向長さよりも、大型部品13とケース4との間の最大間隔Gの方が狭い。本例では、複数のコネクタ7(7a〜7c)と一対のパイプ(6a,6b)のうち、X方向長さが最も短い部品は、入力コネクタ7aである。この入力コネクタ7aのX方向長さL1よりも、上記最大間隔Gの方が狭くなっている。   Moreover, in this example, as shown in FIG. 3, the large-sized component 13 and the case 4 and the individual connectors 7 (7a, 7b, 7c) and the pair of pipes 6 (6a, 6b) are longer than any length in the X direction. The maximum gap G between the two is narrower. In this example, among the plurality of connectors 7 (7a to 7c) and the pair of pipes (6a, 6b), the component having the shortest length in the X direction is the input connector 7a. The maximum gap G is narrower than the length L1 of the input connector 7a in the X direction.

また、上記固定部40のX方向長さL2は、入力コネクタ7aのX方向長さL1よりも短い。本例では、この固定部40のX方向長さL2よりも、上記最大間隔Gを狭くしてある。   Further, the X-direction length L2 of the fixed portion 40 is shorter than the X-direction length L1 of the input connector 7a. In this example, the maximum gap G is narrower than the length L2 of the fixed portion 40 in the X direction.

また、図4に示すごとく、本例の電力変換装置1は、車両81のボディ84とエンジン82とにX方向から挟まれる位置に配されている。パイプ6は車両外側へ突出している。パイプ6に取り付けたホース60は、車両81の下側へ延びている。このホース60は、図示しない冷却装置に繋がっている。   As shown in FIG. 4, the power conversion device 1 of this example is arranged at a position sandwiched between the body 84 of the vehicle 81 and the engine 82 from the X direction. The pipe 6 protrudes outside the vehicle. A hose 60 attached to the pipe 6 extends to the lower side of the vehicle 81. The hose 60 is connected to a cooling device (not shown).

次に、電力変換装置1を車両81に取り付ける工程について説明する。取り付け工程を行うときには、図6、図7に示すごとく、まず、コネクタ用カバー42及びコネクタ7を取り付けていない電力変換装置1を用意して、これを2個の大型部品13の間に配置する。この際、2個の大型部品13の配列方向(Y方向)に対してパイプ6の向きを直交させる。また、コネクタ接続用開口部41がZ方向に開口するように、電力変換装置1を配置する。そして、ケース固定ボルト400を固定部40に差し込んで、ケース4を車両81の搭載部45に固定する。   Next, the process of attaching the power conversion device 1 to the vehicle 81 will be described. When performing the attaching process, as shown in FIGS. 6 and 7, first, the power conversion device 1 to which the connector cover 42 and the connector 7 are not attached is prepared and disposed between the two large components 13. . At this time, the direction of the pipe 6 is orthogonal to the arrangement direction (Y direction) of the two large components 13. Moreover, the power converter device 1 is arrange | positioned so that the opening part 41 for connector connection may open in a Z direction. Then, the case fixing bolt 400 is inserted into the fixing portion 40 to fix the case 4 to the mounting portion 45 of the vehicle 81.

上述したように、コネクタ用カバー42を取り付けていない状態で電力変換装置1を配置するため、配置した直後の状態では、コネクタ接続用開口部41から、装置本体部11の直流入力端子15と交流出力端子16とを視認できる。また、図7に示すごとく、電力変換装置1のコネクタ取付壁部5bには、入力コネクタ7aを挿入するための入力コネクタ挿入孔51と、出力コネクタ7bを挿入するための出力コネクタ挿入孔52とが形成されており、これらの挿入孔51,52から、ケース内部の端子15,15を視認できるようになっている。また、コネクタ取付壁部5bには、制御コネクタ7cのケース側部分71が予め取り付けられている。   As described above, since the power conversion device 1 is disposed without the connector cover 42 attached, in the state immediately after the placement, the connector input opening 41 and the DC input terminal 15 of the device main body 11 are connected to the alternating current. The output terminal 16 can be visually recognized. Further, as shown in FIG. 7, the connector mounting wall 5b of the power conversion device 1 has an input connector insertion hole 51 for inserting the input connector 7a, and an output connector insertion hole 52 for inserting the output connector 7b. The terminals 15 and 15 inside the case can be visually recognized from these insertion holes 51 and 52. Moreover, the case side part 71 of the control connector 7c is previously attached to the connector attachment wall part 5b.

電力変換装置1を車両81に固定した後、入力コネクタ7aを入力コネクタ挿入孔51に挿入し、さらに、出力コネクタ7bを出力コネクタ挿入孔52に挿入する。そして、個々のコネクタ7a,7bの端子(図示しない)を、直流入力端子15又は交流出力端子16に重ね合わせ、コネクタ接続用開口部41(図6参照)から図示しない端子締結ボルトを挿入して、これらを締結する。その後、コネクタ用カバー42(図1参照)を使ってコネクタ接続用開口部42を塞ぐ。そして、ボルト43(図3参照)を用いて、コネクタ用カバー42をケース4に固定する。   After fixing the power converter 1 to the vehicle 81, the input connector 7 a is inserted into the input connector insertion hole 51, and the output connector 7 b is further inserted into the output connector insertion hole 52. Then, the terminals (not shown) of the individual connectors 7a and 7b are superimposed on the DC input terminal 15 or the AC output terminal 16, and a terminal fastening bolt (not shown) is inserted from the connector connection opening 41 (see FIG. 6). Conclude these. Thereafter, the connector connecting opening 42 is closed using the connector cover 42 (see FIG. 1). Then, the connector cover 42 is fixed to the case 4 using bolts 43 (see FIG. 3).

また、制御コネクタ7cのケース側部分71に、ケーブル側部分72(図1参照)を接続し、各パイプ6a,6bにホース60(図4参照)を接続する。以上説明した作業を行うことにより、電力変換装置1を車両81に取り付ける。   Moreover, the cable side part 72 (refer FIG. 1) is connected to the case side part 71 of the control connector 7c, and the hose 60 (refer FIG. 4) is connected to each pipe 6a, 6b. The power conversion device 1 is attached to the vehicle 81 by performing the operations described above.

次に、電力変換装置1の内部の構造について説明する。図8、図9に示すごとく、本例の電力変換装置1は、複数の半導体モジュール2と複数の冷却管31とを積層した積層体110を備える。個々の半導体モジュール2は、IGBT素子等の半導体素子を内蔵した本体部21と、該本体部21から突出した制御端子22と、パワー端子23とを備える。制御端子22は、制御回路基板12に接続している。図10に示すごとく、パワー端子23には、直流電圧が加わる正極端子23a及び負極端子23bと、交流出力端子16に接続される交流端子23cとがある。制御回路基板12が半導体モジュール2のスイッチング動作を制御することにより、正極端子23aと負極端子23bとの間に加わる直流電圧を交流電圧に変換し、交流端子23cから出力している。これにより、交流モータ8bを駆動するよう構成されている。   Next, the internal structure of the power converter 1 will be described. As shown in FIGS. 8 and 9, the power conversion device 1 of this example includes a stacked body 110 in which a plurality of semiconductor modules 2 and a plurality of cooling pipes 31 are stacked. Each of the semiconductor modules 2 includes a main body portion 21 containing a semiconductor element such as an IGBT element, a control terminal 22 protruding from the main body portion 21, and a power terminal 23. The control terminal 22 is connected to the control circuit board 12. As shown in FIG. 10, the power terminal 23 includes a positive electrode terminal 23 a and a negative electrode terminal 23 b to which a DC voltage is applied, and an AC terminal 23 c connected to the AC output terminal 16. The control circuit board 12 controls the switching operation of the semiconductor module 2 to convert the DC voltage applied between the positive terminal 23a and the negative terminal 23b into an AC voltage and output it from the AC terminal 23c. Thus, the AC motor 8b is configured to be driven.

また、図8に示すごとく、ケース4の中壁410と積層体110との間には、加圧部材17(板ばね)を設けてある。この加圧部材17によって積層体110をX方向に加圧し、積層体110をケース4のパイプ突出壁部5aに押し当てている。これにより、冷却管31と半導体モジュール2との接触圧を確保しつつ、積層体110をケース4内に固定している。   Further, as shown in FIG. 8, a pressure member 17 (plate spring) is provided between the inner wall 410 of the case 4 and the laminated body 110. The pressurizing member 17 pressurizes the laminated body 110 in the X direction, and presses the laminated body 110 against the pipe protruding wall portion 5 a of the case 4. Thereby, the laminated body 110 is fixed in the case 4 while ensuring a contact pressure between the cooling pipe 31 and the semiconductor module 2.

また、X方向に隣り合う2個の冷却管31は、Y方向における両端において、連結管32によって連結されている。複数の冷却管31と連結管32とによって、本例の冷却器3を構成してある。また、複数の冷却管31のうち、パイプ突出壁部5aに最も近い冷却管31aには、上述した一対のパイプ60a,60bが接続している。一方のパイプ60aから冷媒30を導入すると、該冷媒30は、連結管32を通って全ての冷却管31を流れ、他方のパイプ60bから導出する。これにより、半導体モジュール2を冷却するよう構成されている。   Further, the two cooling pipes 31 adjacent in the X direction are connected by connecting pipes 32 at both ends in the Y direction. A plurality of cooling pipes 31 and connecting pipes 32 constitute the cooler 3 of this example. The pair of pipes 60a and 60b described above are connected to the cooling pipe 31a closest to the pipe protruding wall portion 5a among the plurality of cooling pipes 31. When the refrigerant 30 is introduced from one pipe 60a, the refrigerant 30 flows through all the cooling pipes 31 through the connecting pipe 32 and is led out from the other pipe 60b. Thereby, the semiconductor module 2 is configured to be cooled.

また、ケース4には、直流電圧を平滑化するためのコンデンサ14を収容してある。図8に示すごとく、コンデンサ14は、複数のコンデンサ素子141と、該コンデンサ素子141を収容するコンデンサケース142と、コンデンサ素子141をコンデンサケース142内に封止する封止部材143とを有する。コンデンサ素子141は、いわゆるフィルムコンデンサである。図10に示すごとく、コンデンサ素子141のZ方向における両端面144,145は、電極面になっている。この両端面144,145に、それぞれバスバー146,147を接続してある。これらのバスバー146,147の端子148,149は、積層体11側へ突出している。この端子148,149は、半導体モジュール2の正極端子23a、及び負極端子23bに、図示しない導電板によって接続されている。また、バスバー146,147は、それぞれ直流入力端子15(図8参照)に、図示しない導電部材によって接続されている。   Further, the case 4 accommodates a capacitor 14 for smoothing the DC voltage. As shown in FIG. 8, the capacitor 14 includes a plurality of capacitor elements 141, a capacitor case 142 that houses the capacitor elements 141, and a sealing member 143 that seals the capacitor elements 141 in the capacitor case 142. The capacitor element 141 is a so-called film capacitor. As shown in FIG. 10, both end surfaces 144 and 145 in the Z direction of the capacitor element 141 are electrode surfaces. Bus bars 146 and 147 are connected to both end faces 144 and 145, respectively. Terminals 148 and 149 of these bus bars 146 and 147 protrude to the laminated body 11 side. The terminals 148 and 149 are connected to the positive terminal 23a and the negative terminal 23b of the semiconductor module 2 by a conductive plate (not shown). The bus bars 146 and 147 are each connected to the DC input terminal 15 (see FIG. 8) by a conductive member (not shown).

図11に示すごとく、半導体モジュール2の交流端子23cには、交流バスバー18が接続している。本例の電力変換装置1は、3本の交流バスバー18(18u,18v,18w)を備える。これら3本の交流バスバー18u,18v,18wを封止樹脂19によって封止し、一体化してバスバーモジュール161を構成してある。各々の交流バスバー18の一端は、半導体モジュール2の交流端子23cに接続しており、他端は、上述した交流出力端子16に繋がっている。   As shown in FIG. 11, the AC bus bar 18 is connected to the AC terminal 23 c of the semiconductor module 2. The power conversion apparatus 1 of this example includes three AC bus bars 18 (18u, 18v, 18w). These three AC bus bars 18u, 18v, 18w are sealed with a sealing resin 19 and integrated to form a bus bar module 161. One end of each AC bus bar 18 is connected to the AC terminal 23c of the semiconductor module 2, and the other end is connected to the AC output terminal 16 described above.

本例の作用効果について説明する。図8に示すごとく、本例の電力変換装置1においては、ケース4を構成する4枚の壁部5のうち、パイプ突出壁部5aとコネクタ取付壁部5bとを、X方向において装置本体部11を挟む位置に設けてある。
そのため、パイプ6とコネクタ7とを、ケース4からそれぞれ逆向きに、互いに平行な方向に突出させることができる。したがって、図3に示すごとく、パイプ6とコネクタ7とがいずれも大型部品13に向かって突出しないように、電力変換装置1を2個の大型部品13a,13bの間に配置することができる。そのため、2個の大型部品13a,13bの間隔L3が狭くても、これら2個の大型部品13a,13bの間に電力変換装置1を配置することが可能になる。
The effect of this example will be described. As shown in FIG. 8, in the power conversion device 1 of the present example, among the four wall portions 5 constituting the case 4, the pipe protruding wall portion 5 a and the connector mounting wall portion 5 b are connected to the device main body portion in the X direction. 11 is provided at a position sandwiching 11.
Therefore, the pipe 6 and the connector 7 can be protruded from the case 4 in opposite directions in parallel directions. Therefore, as shown in FIG. 3, the power converter 1 can be arranged between the two large components 13 a and 13 b so that neither the pipe 6 nor the connector 7 protrudes toward the large component 13. Therefore, even if the space | interval L3 of the two large components 13a and 13b is narrow, it becomes possible to arrange | position the power converter device 1 between these two large components 13a and 13b.

すなわち、仮に、図12、図13に示すごとく、ケース94のパイプ突出壁部95aとコネクタ突出壁部95bとが直交していたとすると、2個の大型部品92(92a,92b)の間に電力変換装置91を配置した場合に、パイプ96とコネクタ97とのいずれか一方が必ず大型部品92に向かって突出してしまう。そのため、2個の大型部品92の間隔Lを広くしなければ、電力変換装置91を配置できなくなる。   That is, as shown in FIGS. 12 and 13, assuming that the pipe projecting wall portion 95a and the connector projecting wall portion 95b of the case 94 are orthogonal to each other, the electric power is generated between the two large components 92 (92a, 92b). When the conversion device 91 is arranged, one of the pipe 96 and the connector 97 always protrudes toward the large component 92. Therefore, the power conversion device 91 cannot be arranged unless the distance L between the two large components 92 is increased.

これに対して、図3に示すごとく、本例のようにパイプ突出壁部5aとコネクタ突出壁部5bとを直交させず、パイプ突出壁部5aとコネクタ突出壁部5bとを、X方向において装置本体部11(図8参照)を挟む位置に配置すれば、パイプ6とコネクタ7とをそれぞれ平行にすることができるため、パイプ6とコネクタ7とがいずれも大型部品13に向かって突出しないように、電力変換装置1を2個の大型部品13の間に配置することができる。そのため、2個の大型部品13の間隔L3が狭くても、電力変換装置91を配置することが可能となる。   On the other hand, as shown in FIG. 3, the pipe protruding wall portion 5a and the connector protruding wall portion 5b are not orthogonal to each other as in this example, and the pipe protruding wall portion 5a and the connector protruding wall portion 5b are If it arrange | positions in the position which pinches | interposes the apparatus main body part 11 (refer FIG. 8), since the pipe 6 and the connector 7 can be made parallel, respectively, neither the pipe 6 nor the connector 7 protrudes toward the large sized component 13. Thus, the power converter device 1 can be arrange | positioned between the two large sized components 13. FIG. Therefore, even if the space | interval L3 of the two large components 13 is narrow, it becomes possible to arrange | position the power converter device 91. FIG.

また、図3に示すごとく、本例のケース4は、電力変換装置1を搭載部45に固定するための固定部40を備える。固定部40は、パイプ突出壁部5a及びコネクタ取付壁部5bから、それぞれX方向に突出するように形成されている。
このようにすると、固定部40をY方向に突出させなくてすむ。そのため、大型部品13とケース4との間隔をより狭くすることができる。
As shown in FIG. 3, the case 4 of this example includes a fixing unit 40 for fixing the power conversion device 1 to the mounting unit 45. The fixing portion 40 is formed so as to protrude in the X direction from the pipe protruding wall portion 5a and the connector mounting wall portion 5b.
If it does in this way, it is not necessary to make the fixing | fixed part 40 protrude in a Y direction. Therefore, the space | interval of the large sized component 13 and the case 4 can be made narrower.

また、図3に示すごとく、本例における電力変換装置の配置構造10では、電力変換装置1を、2個の大型部品13の間に、Y方向に対してパイプ6が直交するように配置してある。そして、複数のコネクタ7(7a,7b,7c)と一対のパイプ6(6a,6b)との、いずれの突出方向長さよりも、大型部品13とケース4との間の最大間隔Gの方を狭くしてある。
そのため、ケース4の連結壁部5c,5dと大型部品13とをより接近させることができる。したがって、2個の大型部品13の間隔L3がより狭くても、これら2個の大型部品13の間に電力変換装置1を配置することができる。
Further, as shown in FIG. 3, in the power converter arrangement structure 10 in this example, the power converter 1 is arranged between two large components 13 so that the pipe 6 is orthogonal to the Y direction. It is. Then, the maximum distance G between the large component 13 and the case 4 is longer than any length in the protruding direction between the plurality of connectors 7 (7a, 7b, 7c) and the pair of pipes 6 (6a, 6b). It is narrow.
Therefore, the connecting wall portions 5c, 5d of the case 4 and the large component 13 can be brought closer to each other. Therefore, even if the space | interval L3 of the two large components 13 is narrower, the power converter device 1 can be arrange | positioned between these two large components 13. FIG.

また、図6に示すごとく、本例における電力変換装置の配置構造10では、ケース4に、装置本体部11をコネクタ7に接続するための端子15,16に向かって開口したコネクタ接続用開口部41を形成してある。このコネクタ接続用開口部41は、Z方向に開口している。
そのため、コネクタ接続用開口部41が、大型部品13等によって隠れない。したがって、コネクタ7の端子と装置本体部11の端子15,16との締結作業を容易に行えるようにしつつ、2個の大型部品13の間の狭い空間に、電力変換装置1を配置することが可能となる。
Further, as shown in FIG. 6, in the power converter arrangement structure 10 in this example, the connector connection opening that opens in the case 4 toward the terminals 15 and 16 for connecting the device main body 11 to the connector 7. 41 is formed. The connector connection opening 41 is open in the Z direction.
Therefore, the connector connection opening 41 is not hidden by the large component 13 or the like. Therefore, it is possible to arrange the power conversion device 1 in a narrow space between the two large components 13 while facilitating the fastening operation between the terminals of the connector 7 and the terminals 15 and 16 of the device main body 11. It becomes possible.

以上のごとく、本例によれば、2個の大型部品の間隔が狭くても、これら2個の大型部品の間に配置できる電力変換装置と、その配置構造を提供することができる。   As described above, according to this example, it is possible to provide a power conversion device that can be disposed between two large components even when the interval between the two large components is narrow, and an arrangement structure thereof.

1 電力変換装置
10 配置構造
11 装置本体部
12 制御回路基板
2 半導体モジュール
3 冷却器
30 冷媒
4 ケース
5 壁部
5a パイプ突出壁部
5b コネクタ取付壁部
6 パイプ
7 コネクタ
8 外部装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power converter 10 Arrangement structure 11 Apparatus main-body part 12 Control circuit board 2 Semiconductor module 3 Cooler 30 Refrigerant 4 Case 5 Wall part 5a Pipe protrusion wall part 5b Connector mounting wall part 6 Pipe 7 Connector 8 External apparatus

Claims (4)

半導体素子を内蔵した半導体モジュール(2)と、該半導体モジュール(2)を冷却する冷却器(3)と、上記半導体モジュール(2)に接続し該半導体モジュール(2)の動作制御をする制御回路基板(12)とを有する装置本体部(11)と、
該装置本体部(11)を収容するケース(4)と、
上記冷却器(3)に接続し、該冷却器(3)内を流れる冷媒(30)の流通経路をなすと共に、上記ケース(4)から突出した一対のパイプ(6)と、
上記ケース(4)に、ケース外側に突出するように取り付けられ、上記装置本体部(11)をそれぞれ外部装置(8)に電気的に接続する複数個のコネクタ(7)とを備え、
上記ケース(4)は、上記装置本体部(11)を四方から取り囲む4枚の壁部(5)を有し、
該4枚の壁部(5)のうち、上記一対のパイプ(6)が突出するパイプ突出壁部(5a)と、上記複数個のコネクタ(7)を取り付けたコネクタ取付壁部(5b)とは、上記パイプの突出方向において上記装置本体部(11)を挟む位置に設けられていることを特徴とする電力変換装置(1)。
A semiconductor module (2) incorporating a semiconductor element, a cooler (3) for cooling the semiconductor module (2), and a control circuit connected to the semiconductor module (2) to control the operation of the semiconductor module (2) An apparatus body (11) having a substrate (12);
A case (4) for housing the apparatus main body (11);
A pair of pipes (6) projecting from the case (4), connected to the cooler (3), forming a flow path for the refrigerant (30) flowing through the cooler (3);
A plurality of connectors (7) attached to the case (4) so as to protrude outward from the case and electrically connecting the device main body (11) to the external device (8),
The case (4) has four wall portions (5) surrounding the device main body (11) from four directions,
Of the four wall portions (5), a pipe protruding wall portion (5a) from which the pair of pipes (6) protrudes, and a connector mounting wall portion (5b) to which the plurality of connectors (7) are attached. Is provided at a position sandwiching the device main body (11) in the projecting direction of the pipe.
上記ケース(4)は、上記電力変換装置(1)を搭載部(45)に固定するための固定部(40)を、上記パイプ突出壁部(5a)と上記コネクタ取付壁部(5b)とからそれぞれ上記突出方向に突出するよう形成してあることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置(1)。   The case (4) includes a fixing portion (40) for fixing the power converter (1) to the mounting portion (45), the pipe protruding wall portion (5a), the connector mounting wall portion (5b), and the like. The power conversion device (1) according to claim 1, wherein each of the power conversion devices (1) is formed so as to protrude in the protruding direction. 請求項1又は請求項2に記載の電力変換装置(1)を、2個の大型部品(13)の間に、該2個の大型部品の配列方向に対して上記パイプ(6)が直交するように配置してあり、上記複数のコネクタ(7)と上記一対のパイプ(6a,6b)との、いずれの突出方向長さよりも、上記大型部品(13)と上記ケース(4)との間の最大間隔(G)の方が狭いことを特徴とする、電力変換装置の配置構造(10)。   In the power conversion device (1) according to claim 1 or 2, the pipe (6) is orthogonal to the arrangement direction of the two large components between the two large components (13). Between the large component (13) and the case (4) rather than any length in the protruding direction between the plurality of connectors (7) and the pair of pipes (6a, 6b). The arrangement (10) of the power converter is characterized in that the maximum gap (G) is narrower. 上記ケース(4)は、上記装置本体部(11)を上記コネクタに接続するための端子(15,16)に向かって開口したコネクタ接続用開口部(41)と、該コネクタ接続用開口部(41)を塞ぐコネクタ用カバー(42)とを備え、上記コネクタ接続用開口部(41)は、上記突出方向と上記配列方向との双方に直交する直交方向に開口していることを特徴とする、請求項3に記載の電力変換装置の配置構造(10)。   The case (4) includes a connector connection opening (41) opened toward the terminals (15, 16) for connecting the apparatus main body (11) to the connector, and the connector connection opening ( 41), and the connector connection opening (41) opens in an orthogonal direction orthogonal to both the projecting direction and the arrangement direction. The arrangement structure (10) of the power converter device according to claim 3.
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