JP2015173565A - Electric power conversion system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電力変換装置に関し、詳しくは、リアクトルと、コンデンサと、DCDCコンバータおよびパワーモジュールの少なくとも一方と、を備える電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power conversion device, and more particularly, to a power conversion device including a reactor, a capacitor, and at least one of a DCDC converter and a power module.
従来、この種の電力変換装置としては、リアクトルとコンデンサとが収容ケースに収容され、リアクトルに接続されたリアクトル接続端子とコンデンサに接続されたコンデンサ接続端子と直流電源に接続された電源接続端子とが正極バスバーに接続されているものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この電力変換器では、正極バスバーにおいて、熱がリアクトル接続端子からコンデンサ接続端子に伝わる経路の長さを熱がリアクトル接続端子から電源接続端子へ伝わる経路の長さより長くすることにより、リアクトルからコンデンサに熱が伝わることを抑制し、コンデンサの温度上昇を抑制している。 Conventionally, as this type of power converter, a reactor and a capacitor are housed in a housing case, a reactor connection terminal connected to the reactor, a capacitor connection terminal connected to the capacitor, and a power connection terminal connected to a DC power source Is connected to the positive bus bar (for example, see Patent Document 1). In this power converter, in the positive bus bar, the length of the path through which heat is transferred from the reactor connection terminal to the capacitor connection terminal is made longer than the length of the path through which heat is transferred from the reactor connection terminal to the power supply connection terminal. It suppresses the heat from being transmitted and suppresses the temperature rise of the capacitor.
ところで、こうした電力変換装置の収容ケースにおけるリアクトルとコンデンサとが設置された面の裏面側にDCDCコンバータやパワーモジュールを収容した金属ケースを設置し、収容ケースの裏面と金属ケースの裏面とが互いに接合されたときに両者間の空間が冷却水路をなす形状に形成されたものでは、収容ケースの裏面と金属ケースの裏面とで形成された空間に冷却水を供給したときに収容ケースと金属ケースとの接合部から冷却水が漏れ、金属ケース内へ冷却水が浸入してしまう場合がある。こうした冷却水の浸入は、DCDCコンバータやパワーモジュールに好ましくない影響を与えるため、抑制されることが望ましい。また、上述の電力変換器では、リアクトル接続端子とコンデンサ接続端子とが正極バスバーに接続されているため、リアクトルで発生した熱が正極バスバーを介してコンデンサに伝搬しやすい。こうした熱の伝搬は、コンデンサの昇温を招くため、抑制されるのが望ましい。 By the way, the metal case which accommodated the DCDC converter and the power module is installed on the back side of the surface where the reactor and the capacitor in the housing case of such a power converter are installed, and the back surface of the housing case and the back surface of the metal case are joined to each other. When the cooling water is supplied to the space formed by the back surface of the storage case and the back surface of the metal case, the storage case and the metal case In some cases, the cooling water leaks from the joints, and the cooling water enters the metal case. Such intrusion of cooling water adversely affects the DCDC converter and the power module, so it is desirable to be suppressed. Moreover, in the above-mentioned power converter, since the reactor connection terminal and the capacitor connection terminal are connected to the positive electrode bus bar, the heat generated in the reactor easily propagates to the capacitor via the positive electrode bus bar. It is desirable that such heat propagation is suppressed because it causes the capacitor to rise in temperature.
本発明の電力変換装置は、DCDCコンバータおよびパワーモジュールの少なくとも一方が設置された金属ケース内への冷却水の侵入を抑制すると共にリアクトルからコンデンサへの熱の伝搬を抑制することを主目的とする。 The main purpose of the power converter of the present invention is to suppress the penetration of cooling water into the metal case in which at least one of the DCDC converter and the power module is installed, and to suppress the propagation of heat from the reactor to the condenser. .
本発明の電力変換装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The power converter of the present invention employs the following means in order to achieve the main object described above.
本発明の電力変換装置は、
リアクトルと、コンデンサと、DCDCコンバータおよびパワーモジュールの少なくとも一方と、を備える電力変換装置であって、
前記リアクトルと前記コンデンサとが内側に配置された第1金属ケースと、
前記DCDCコンバータおよび前記パワーモジュールの少なくとも一方が内側に配置された第2金属ケースと、
前記リアクトルに接続されたリアクトルバスバと前記コンデンサに接続されたコンデンサバスバとが接続された端子台と、
を備え、
前記第1金属ケースの一側面および前記第2金属ケースの一側面は、互いに接合されると共に接合されたときに冷却水路をなす形状に形成されており、
前記端子台は、前記リアクトルと前記コンデンサとの間から前記第1金属ケースの一側面と前記第2金属ケースの一側面とを貫くよう挿入されてなり、前記第1金属ケース側の端部が前記リアクトルバスバと前記コンデンサバスバとに接続され、前記第2金属ケース側の端部が前記第1金属ケースと前記第2金属ケースとの接合部を覆ってなる
ことを要旨とする。
The power converter of the present invention is
A power conversion device including a reactor, a capacitor, and at least one of a DCDC converter and a power module,
A first metal case in which the reactor and the capacitor are disposed inside;
A second metal case in which at least one of the DCDC converter and the power module is disposed inside;
A terminal block to which a reactor bus bar connected to the reactor and a capacitor bus bar connected to the capacitor are connected;
With
One side of the first metal case and one side of the second metal case are joined to each other and formed into a shape that forms a cooling water channel when joined.
The terminal block is inserted between the reactor and the capacitor so as to penetrate one side surface of the first metal case and one side surface of the second metal case, and an end portion on the first metal case side is formed. The gist is that the end portion on the second metal case side is connected to the reactor bus bar and the capacitor bus bar and covers the joint portion between the first metal case and the second metal case.
この本発明の電力変換装置では、端子台は、リアクトルとコンデンサとの間から第1金属ケースの一側面と第2金属ケースの一側面とを貫くよう挿入されてなり、第1金属ケース側の端部がリアクトルバスバとコンデンサバスバとに接続され、第2金属ケース側の端部が第1金属ケースと第2金属ケースとの接合部を覆っている。これにより、第1金属ケースの一側面と第2金属ケースの一側面とで形成される冷却水路に供給された冷却水が第1金属ケースと第2金属ケースとの接合部から漏洩したときでも、端子台の第2金属ケース側の端部で第2金属ケース内への冷却水の浸入を抑制することができる。また、端子台がリアクトルとコンデンサとの間に挿入されているから、リアクトルからコンデンサへの熱の伝搬を抑制することができる。この結果、DCDCコンバータおよびパワーモジュールの少なくとも一方が設置された第2金属ケース内への冷却水の侵入を抑制すると共にリアクトルからコンデンサへの熱の伝搬を抑制することができる。 In this power conversion device of the present invention, the terminal block is inserted from between the reactor and the capacitor so as to penetrate one side surface of the first metal case and one side surface of the second metal case, The end portion is connected to the reactor bus bar and the capacitor bus bar, and the end portion on the second metal case side covers the joint portion between the first metal case and the second metal case. Thereby, even when the cooling water supplied to the cooling water channel formed by one side surface of the first metal case and one side surface of the second metal case leaks from the joint between the first metal case and the second metal case. Intrusion of cooling water into the second metal case can be suppressed at the end of the terminal block on the second metal case side. Further, since the terminal block is inserted between the reactor and the capacitor, it is possible to suppress the propagation of heat from the reactor to the capacitor. As a result, it is possible to suppress the penetration of cooling water into the second metal case in which at least one of the DCDC converter and the power module is installed, and to suppress the propagation of heat from the reactor to the capacitor.
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, the form for implementing this invention is demonstrated using an Example.
図1は本発明の一実施例としての電力変換装置20の構成の概略を示す構成図であり、図2は電力変換装置20の要部の断面を示す要部断面図であり、図3は図2の破線で囲った部分の拡大断面図である。なお、図1では、電力変換装置20内の構成の説明のため、後述する熱伝導性絶縁部材30については図示していない。電力変換装置20は、図示しない電源からの電力を変換する装置であり、平滑用の一次側コンデンサ22と、リアクトル24と、平滑用の二次側コンデンサ26と、二次側コンデンサ26で蓄電した電荷を放電する放電抵抗28と、スナバコンデンサ29と、が収容された金属ケース40と、金属ケース40に接合されDCDCコンバータ72とパワーモジュール74とが収容された金属ケース70と、金属ケース40の中央部と金属ケース70の中央部とを貫くよう挿入された端子台80とから構成されている。
FIG. 1 is a block diagram showing an outline of the configuration of a
金属ケース40は、アルミニウムなど熱伝導性の比較的良好な金属により形成されており、リアクトル24,一次側コンデンサ22,二次側コンデンサ26,スナバコンデンサ29が内側に配置されている。
The
金属ケース70は、アルミニウムなど熱伝導性の比較的良好な金属により形成されており、DCDCコンバータ72,パワーモジュール74が載置される底部70bと、底部70bの上方を覆うように取り付けられたカバー70cとを備える。
The
金属ケース70の側面70a(底部70bのDCDCコンバータ72,パワーモジュール74が載置された面の裏側の面)の外周は金属ケース40の側面40a(リアクトル24,一次側コンデンサ22が配置された面の裏側の面)の外周と接合され、側面70aの中央部(端子台80の周辺部)は側面40aの中央部(端子台80の周辺部)と接合されている。金属ケース70の側面70aと金属ケース40の側面40aは、接合されたときに冷却水路をなす形状に形成されている。金属ケース70の側面70aと金属ケース40の側面40aとで構成された空間Sには、冷却水供給口44aから冷却水が供給され、空間Sを流通した冷却水が冷却水排出口44bから排出される。金属ケース40と金属ケース70との接合部には、図3に示すように、空間Sからの冷却水の漏洩を抑制するシール90が設けられている。
The outer periphery of the side surface 70a of the metal case 70 (the surface on the back side of the surface on which the
一次側コンデンサ22,二次側コンデンサ26,リアクトル24,スナバコンデンサ29には、それぞれの側面から端子台80の金属ケース40側の端部82aに延伸するバスバ50〜60,62,64が接続されている。放電抵抗28には、二次側コンデンサ26のバスバ58に接続されたバスバ62と、一次側コンデンサ22のバスバ52と二次側コンデンサ26のバスバ60とに接続されたバスバ64とが接続されている。
端子台80は、エポキシ樹脂など熱伝導性の比較的良好な絶縁性材料により形成され金属ケース40のリアクトル24と一次側コンデンサ22,二次側コンデンサ26,スナバコンデンサ29との間から金属ケース70を貫くよう挿入された挿入部82と、挿入部82の金属ケース40側の端部82aに設けられアルミニウムなどの導電性材料により形成された接続端子84a〜84gと、挿入部82の金属ケース70側の端部82bに設けられアルミニウムなどの導電性材料により形成された接続端子84hと、アルミニウムなどの導電性材料により形成され挿入部82の内部に配策され接続端子84bと接続端子84hとを接続する内部配線86とを備える。
The
接続端子84a,84c〜84gは、それぞれバスバ50,68,66,60,54,58に接続されている。接続端子84bは、一次側コンデンサ22のバスバ52とリアクトル24のバスバ54とに接続されている。接続端子84hは、金属ケース70内のDCDCコンバータ72に接続されたバスバ66とパワーモジュール74に接続されたバスバ68とに接続されている。
The
挿入部82の端部82bは、金属ケース40の中央部と金属ケース70の中央部との接合部(シール92が設けられた接合部)を覆う形状に形成されている。端部82bと金属ケース40,金属ケース70との接合部には、空間Sからの冷却水の漏洩を抑制するためのシール92,94が設けられている。
The
こうして構成された電力変換装置20では、挿入部82の端部82bで金属ケース40と金属ケース70の接合部(シール90〜94が取り付けられた接合部)を覆うことにより、空間Sから冷却水が漏洩したときでも、シール90〜94と端部82bとで金属ケース70内に冷却水が侵入することをより抑制することができ,冷却水の侵入によるDCDCコンバータ72やパワーモジュール74の損傷をより抑制することができる。また、リアクトル24と一次側コンデンサ22,二次側コンデンサ26,スナバコンデンサ29との間に端子台80が配置されているから、リアクトル24から一次側コンデンサ22,二次側コンデンサ26,スナバコンデンサ29への熱の伝搬を抑制することができる。したがって、金属ケース70内への冷却水の侵入を抑制すると共にリアクトル24から一次側コンデンサ22,二次側コンデンサ26,スナバコンデンサ29への熱の伝搬を抑制することができる。
In the
以上説明した実施例の電力変換装置20によれば、リアクトル24と一次側コンデンサ22,二次側コンデンサ26,スナバコンデンサ29とを金属ケース40に配置し、リアクトル24と一次側コンデンサ22,二次側コンデンサ26,スナバコンデンサ29との間に端子台80を挿入し、端子台80の挿入部82の端部82bで金属ケース40と金属ケース70との接合部を覆うことにより、金属ケース70内への冷却水の侵入を抑制すると共にリアクトル24から一次側コンデンサ22,二次側コンデンサ26,スナバコンデンサ29への熱の伝搬を抑制することができる。
According to the
実施例の電力変換装置20では、電力変換装置20がリアクトル24や一次側コンデンサ22,二次側コンデンサ26,放電抵抗28を搭載しているものとしたが、放電抵抗28を搭載していなかったり、一次側コンデンサ22および二次側コンデンサ26のいずれか一方を搭載していないものとしてもよい。
In the
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、リアクトル24が「リアクトル」に相当し、一次側コンデンサ22が「コンデンサ」に相当し、DCDCコンバータ72が「DCDCコンバータ」に相当し、パワーモジュール74が「パワーモジュール」に相当し、金属ケース40が「第1金属ケース」に相当し、金属ケース70が「第2金属ケース」に相当し、端子台80が「端子台」に相当する。
The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem is the same as that of the embodiment described in the column of means for solving the problem. Therefore, the elements of the invention described in the column of means for solving the problems are not limited. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problems should be made based on the description of the column, and the examples are those of the invention described in the column of means for solving the problems. It is only a specific example.
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using the Example, this invention is not limited at all to such an Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is with various forms. Of course, it can be implemented.
本発明は、電力変換装置の製造産業などに利用可能である。 The present invention is applicable to the manufacturing industry of power conversion devices.
20 電力変換装置、22 一次側コンデンサ、24 リアクトル、26 二次側コンデンサ、28 放電抵抗、29 スナバコンデンサ、30 熱伝導性絶縁部材、40,70 金属ケース、40a,70a 側面、44a 冷却水供給口、44b 冷却水排出口、50〜68 バスバ、70b 底部、70c カバー、72 DCDCコンバータ、74 パワーモジュール、80 端子台、82 挿入部、82a,82b 端部、84a〜84h 接続端子、86 内部配線、90〜94 シール、S 空間。
20 Power Converter, 22 Primary Capacitor, 24 Reactor, 26 Secondary Capacitor, 28 Discharge Resistance, 29 Snubber Capacitor, 30 Thermal Conductive Insulating Member, 40, 70 Metal Case, 40a, 70a Side, 44a Cooling
Claims (1)
前記リアクトルと前記コンデンサとが内側に配置された第1金属ケースと、
前記DCDCコンバータおよび前記パワーモジュールの少なくとも一方が内側に配置された第2金属ケースと、
前記リアクトルに接続されたリアクトルバスバと前記コンデンサに接続されたコンデンサバスバとが接続された端子台と、
を備え、
前記第1金属ケースの一側面および前記第2金属ケースの一側面は、互いに接合されると共に接合されたときに冷却水路をなす形状に形成されており、
前記端子台は、前記リアクトルと前記コンデンサとの間から前記第1金属ケースの一側面と前記第2金属ケースの一側面とを貫くよう挿入されてなり、前記第1金属ケース側の端部が前記リアクトルバスバと前記コンデンサバスバとに接続され、前記第2金属ケース側の端部が前記第1金属ケースと前記第2金属ケースとの接合部を覆ってなる
電力変換装置。 A power conversion device including a reactor, a capacitor, and at least one of a DCDC converter and a power module,
A first metal case in which the reactor and the capacitor are disposed inside;
A second metal case in which at least one of the DCDC converter and the power module is disposed inside;
A terminal block to which a reactor bus bar connected to the reactor and a capacitor bus bar connected to the capacitor are connected;
With
One side of the first metal case and one side of the second metal case are joined to each other and formed into a shape that forms a cooling water channel when joined.
The terminal block is inserted between the reactor and the capacitor so as to penetrate one side surface of the first metal case and one side surface of the second metal case, and an end portion on the first metal case side is formed. A power conversion device connected to the reactor bus bar and the capacitor bus bar, wherein an end portion on the second metal case side covers a joint portion between the first metal case and the second metal case.
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WO2017092192A1 (en) * | 2015-11-30 | 2017-06-08 | 中山大洋电机股份有限公司 | Electric motor controller |
JP2018129489A (en) * | 2017-02-10 | 2018-08-16 | 株式会社ケーヒン | Semiconductor device |
JP2021048753A (en) * | 2019-09-20 | 2021-03-25 | 株式会社ケーヒン | Electric power conversion system |
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2014
- 2014-03-12 JP JP2014048887A patent/JP2015173565A/en active Pending
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JP7244395B2 (en) | 2019-09-20 | 2023-03-22 | 日立Astemo株式会社 | power converter |
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