JP2017085822A - Power converter - Google Patents

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航 中山
Wataru Nakayama
航 中山
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology for collecting signal lines of a temperature sensor for measuring a temperature of a cooler into existing wiring in order in a power converter comprising the cooler.SOLUTION: The power converter comprises: a laminate cooler 3 in which a plurality of coolers is laminated while holding a power card 32a therebetween; a case 2 housing the laminate cooler 3 therein; a terminal block 4 supporting a bus bar 42a that is connected to the power card 32a, and including a current sensor for measuring a current of the bus bar 42a; and a temperature sensor 41 extending from the terminal block 4. A load is applied to the laminate cooler 3 towards an inner wall 21 of the case while bringing an end face of the laminate cooler 3 in a lamination direction into contact with the inner wall 21. A distal end 41c of the temperature sensor 41 including elements is connected to the inner wall 21. A signal line 45a of the current sensor and a signal line 45b of the temperature sensor extend from the terminal block 4 and are connected to a circuit board 6 that processes signals of the sensors.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本明細書が開示する技術は、冷却器を備える電力変換器に関する。   The technology disclosed in the present specification relates to a power converter including a cooler.

電力変換器は、例えば、電動車両の電源電力を走行用のモータの駆動電力に変換するデバイスとして用いられる。電力変換器は、電源電力を変換するためのパワーカードを備える。このパワーカードは発熱するため、電力変換器は、冷却器を備えることが多い。   The power converter is used, for example, as a device that converts power source power of an electric vehicle into driving power of a traveling motor. The power converter includes a power card for converting power supply power. Since this power card generates heat, the power converter often includes a cooler.

例えば、特許文献1に、冷却器を備える電力変換器が開示されている。電力変換器は、パワーカードを冷却するために、複数のパワーカードと複数の冷却器を交互に積層した積層冷却器を備える。複数のパワーカードの夫々に設けられている出力端子にはバスバと呼ばれる細長金属板が接続されており、複数のバスバは端子台に支持されている。端子台には、各バスバの電流を計測する電流センサも備えられている。また、特許文献2には、バスバの電流計測器にバスバの温度を計測するための温度センサを組み込む技術が開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses a power converter including a cooler. The power converter includes a stacked cooler in which a plurality of power cards and a plurality of coolers are alternately stacked in order to cool the power card. An elongated metal plate called a bus bar is connected to an output terminal provided in each of the plurality of power cards, and the plurality of bus bars are supported by a terminal block. The terminal block is also provided with a current sensor for measuring the current of each bus bar. Patent Document 2 discloses a technique in which a temperature sensor for measuring the temperature of a bus bar is incorporated into a current measuring instrument of the bus bar.

特開2015−033201号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-033201 特開2012−078328号公報JP 2012-078328 A

ところで、パワーカードを冷却する冷却器の温度を計測したい場合がある。例えば、冷却器の温度は、冷却器の内部を流れる冷媒の温度として、冷媒流量の制御等に利用される。しかし、冷却器の温度を計測する温度センサが独立に設けられると、温度センサの信号線も、同様に、独立して設ける必要がある。この信号線は、信号を処理する回路基板に独立して接続される。独立した配線は、電力変換器内のレイアウトを複雑にする。本明細書では、冷却器の温度を計測するための温度センサの信号線を整然と既存の配線にまとめ、温度センサのための独立した配線を不要とする技術を提供する。   By the way, there is a case where it is desired to measure the temperature of the cooler that cools the power card. For example, the temperature of the cooler is used for controlling the flow rate of the refrigerant as the temperature of the refrigerant flowing in the cooler. However, if the temperature sensor for measuring the temperature of the cooler is provided independently, the signal line of the temperature sensor also needs to be provided independently. This signal line is independently connected to a circuit board for processing signals. Independent wiring complicates the layout within the power converter. In the present specification, a technique is provided in which signal lines of a temperature sensor for measuring the temperature of the cooler are arranged in an orderly manner, and an independent wiring for the temperature sensor is not required.

本明細書が開示する電力変換器は、複数の冷却器が積層されている積層冷却器であって、隣接する2つの冷却器の間に半導体素子を封止したパワーカードが挟まれている積層冷却器と、積層冷却器を収容しているケースと、積層冷却器に隣接して配置されており、複数のパワーカードの夫々に設けられている端子に接続されている複数のバスバを支持しているとともに各バスバを流れる電流を計測する電流センサを備えている端子台と、端子台から延びており、温度センサ素子を含む先端がケースに接続されている温度センサと、を備える。冷却器の積層方向に沿った積層冷却器の端面がケースの内壁に接しつつ積層方向に沿った荷重が内壁に向かって積層冷却器に加えられており、温度センサの先端が内壁に接続されている。そして、電流センサの信号線と温度センサの信号線が平行に端子台から延びているとともに電流センサの信号と温度センサの信号を処理する回路基板に接続されている。   The power converter disclosed in the present specification is a stacked cooler in which a plurality of coolers are stacked, and a stacked power card in which a semiconductor device is sealed between two adjacent coolers. A cooler, a case housing the stacked cooler, and a plurality of bus bars arranged adjacent to the stacked cooler and connected to terminals provided on each of the plurality of power cards. And a terminal block provided with a current sensor for measuring a current flowing through each bus bar, and a temperature sensor extending from the terminal block and having a tip including a temperature sensor element connected to the case. The load along the stacking direction is applied toward the inner wall while the end face of the stacking cooler along the stacking direction of the cooler is in contact with the inner wall of the case, and the tip of the temperature sensor is connected to the inner wall. Yes. The signal line of the current sensor and the signal line of the temperature sensor extend in parallel from the terminal block and are connected to a circuit board that processes the signal of the current sensor and the signal of the temperature sensor.

上記のように、積層冷却器には、積層方向の荷重がケースの内壁に向かって加えられている。このため、積層冷却器の端面はケースの内壁に密着している。したがって、ケースの内壁の温度を計測すれば、冷却器の温度を推測することができる。上記の構成によれば、端子台が積層冷却器に隣接しており、温度センサは、この端子台から延びており、温度センサの温度センサ素子を含む先端がケースの内壁に接続されている。これにより、冷却器の温度を計測するための温度センサを電力変換器に組み付けることが容易となる。さらに、端子台から電流センサの信号線が回路基板へ延びており、温度センサの信号線が電流センサの信号線と平行に端子台から延びている。これにより、電流センサの信号線と共に温度センサの信号線を配索することができ、簡易な構造で整然と温度センサの信号線を電流センサの信号線とまとめて回路基板に接続することができる。本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。   As described above, a load in the stacking direction is applied to the stacked cooler toward the inner wall of the case. For this reason, the end surface of the stacked cooler is in close contact with the inner wall of the case. Therefore, if the temperature of the inner wall of the case is measured, the temperature of the cooler can be estimated. According to the above configuration, the terminal block is adjacent to the stacked cooler, the temperature sensor extends from the terminal block, and the tip including the temperature sensor element of the temperature sensor is connected to the inner wall of the case. Thereby, it becomes easy to assemble a temperature sensor for measuring the temperature of the cooler to the power converter. Further, the signal line of the current sensor extends from the terminal block to the circuit board, and the signal line of the temperature sensor extends from the terminal block in parallel with the signal line of the current sensor. Thereby, the signal line of the temperature sensor can be routed together with the signal line of the current sensor, and the signal line of the temperature sensor can be neatly connected to the circuit board together with the signal line of the current sensor with a simple structure. Details and further improvements of the technology disclosed in this specification will be described in the following “DETAILED DESCRIPTION”.

実施例の電力変換器の平面図である。It is a top view of the power converter of an Example. 端子台の平面図である。It is a top view of a terminal block. 端子台の側面図である。It is a side view of a terminal block. 図1のIV−IV線における断面図である。It is sectional drawing in the IV-IV line of FIG.

図面を参照して実施例の電力変換器を説明する。実施例の電力変換器は直流を交流に変換するインバータである。図1は、実施例のインバータ100の平面図を示す。インバータ100は、電動車両(例えば、ハイブリッド車)に搭載される。インバータ100は、車載バッテリの直流電力を走行用モータの駆動に適した交流電力に変換する電力変換器であり、直流電力を交流電力に変換するためのインバータ回路を含む。インバータ100は、インバータ回路を構成する複数の半導体素子(いわゆるスイッチング素子)を含む。走行用モータを駆動するために、インバータ回路には、大きな電流が流れる。そのため、インバータ回路を構成する半導体素子は発熱する。インバータ100は、それら複数の半導体素子を集約して効率良く冷却することができる。図中にはXYZ座標系が示されており、本明細書では、適宜XYZ座標系を用いて構成を説明する。   A power converter according to an embodiment will be described with reference to the drawings. The power converter of the embodiment is an inverter that converts direct current into alternating current. FIG. 1 is a plan view of an inverter 100 according to the embodiment. Inverter 100 is mounted on an electric vehicle (for example, a hybrid vehicle). Inverter 100 is a power converter that converts DC power of a vehicle-mounted battery into AC power suitable for driving a traveling motor, and includes an inverter circuit for converting DC power into AC power. Inverter 100 includes a plurality of semiconductor elements (so-called switching elements) constituting an inverter circuit. In order to drive the traveling motor, a large current flows through the inverter circuit. For this reason, the semiconductor elements constituting the inverter circuit generate heat. The inverter 100 can efficiently cool the plurality of semiconductor elements by collecting them. In the drawing, an XYZ coordinate system is shown, and in this specification, the configuration will be described using the XYZ coordinate system as appropriate.

インバータ100は、ケース2と、積層冷却器3と、端子台4と、板バネ5と、を備える。ケース2は、各部品3、4、5を収容するケースである。ケース2は、各部品3、4、5の他に、車載バッテリから延びるパワーケーブルを接続するためのコネクタや、後述するパワーカードに接続されるコンデンサ等の部品も収容される。図1では、これら部品の図示を省略している。また、インバータ100では、各部品3、4、5がケース2に収容された後に、ケース2の開口がカバーにより塞がれる。図1では、当該カバーの図示が省略されている。   The inverter 100 includes a case 2, a stacked cooler 3, a terminal block 4, and a leaf spring 5. The case 2 is a case that accommodates the components 3, 4, and 5. In addition to the components 3, 4, and 5, the case 2 also accommodates components such as a connector for connecting a power cable extending from the in-vehicle battery and a capacitor connected to a power card described later. In FIG. 1, illustration of these components is omitted. In the inverter 100, the opening of the case 2 is closed by the cover after the components 3, 4, and 5 are accommodated in the case 2. In FIG. 1, illustration of the cover is omitted.

積層冷却器3は、扁平な4個の冷却器31a−31dを備えている。4個の冷却器31a−31dは、各冷却器の扁平形状における面積最大の側面(法線がY軸方向を向く側面)が互いに対向するように、積層されている。隣接する2個の冷却器31a、31bの間には、半導体素子を封止するパワーカード32aが挟まれている。同様に、隣接する2個の冷却器31b、31cの間、及び、隣接する2個の冷却器31c、31dの間にも、パワーカード32b、32cが、それぞれ、挟まれている。別言すれば、4個の冷却器31a−31dと3個のパワーカード32a−32cは、一つずつ交互に積層されている。そして、2個の冷却器のそれぞれが、各パワーカードのY軸方向の両面に接している。Y軸が、冷却器31a−31dの積層方向に一致する。なお、各冷却器と各パワーカードの間には絶縁板36が挟まれている。   The stacked cooler 3 includes four flat coolers 31a to 31d. The four coolers 31a to 31d are stacked such that the side surfaces having the largest area in the flat shape of each cooler (side surfaces whose normals face the Y-axis direction) face each other. A power card 32a for sealing the semiconductor element is sandwiched between two adjacent coolers 31a and 31b. Similarly, power cards 32b and 32c are sandwiched between two adjacent coolers 31b and 31c and between two adjacent coolers 31c and 31d, respectively. In other words, the four coolers 31a-31d and the three power cards 32a-32c are alternately stacked one by one. Each of the two coolers is in contact with both sides of each power card in the Y-axis direction. The Y axis coincides with the stacking direction of the coolers 31a-31d. An insulating plate 36 is sandwiched between each cooler and each power card.

4個の冷却器31a−31dは、連結管33、34により連結されている。連結管33により供給される冷媒は、連結管33により、4個の冷却器31a−31dに分配される。冷却器31aと31bの間に挟まれているパワーカード32aで発生する熱は、冷却器31aと31bを通過する冷媒に吸収される。パワーカード32b、32cで発生する熱も、同様に、各パワーカードに接している各冷却器を通過する冷媒に吸収される。4個の冷却器31a−31dを通過した冷媒は、連結管34に集められ、連結管34から排出される。これにより、パワーカード32a−32cに封止される半導体素子が冷却される。   The four coolers 31a to 31d are connected by connecting pipes 33 and 34. The refrigerant supplied through the connecting pipe 33 is distributed to the four coolers 31a-31d through the connecting pipe 33. The heat generated in the power card 32a sandwiched between the coolers 31a and 31b is absorbed by the refrigerant passing through the coolers 31a and 31b. Similarly, the heat generated in the power cards 32b and 32c is absorbed by the refrigerant passing through each cooler in contact with each power card. The refrigerant that has passed through the four coolers 31 a to 31 d is collected in the connecting pipe 34 and discharged from the connecting pipe 34. As a result, the semiconductor elements sealed in the power cards 32a-32c are cooled.

また、積層冷却器3の積層方向における一方の端面、即ち、Y軸正方向における端面は、ケース2の内壁21に接している。そして、積層冷却器3の他方の端面、即ち、Y軸負方向における端面は、板バネ5に接している。板バネ5は、ケース2の底面に固定されている固定ピンにより、支持されている。即ち、積層冷却器3は、ケース2の内壁21と、板バネ5に挟まれている。そして、積層冷却器3には、板バネ5により、積層方向に沿った荷重が加えられている。別言すれば、積層冷却器3には、板バネ5により、ケース2の内壁21に向かって荷重が加えられている。この荷重により、各冷却器31a−31dと各パワーカード32a−32cとの密着性が高められ、積層冷却器3の冷却効率が高められる。   Further, one end face in the stacking direction of the stacked cooler 3, that is, an end face in the Y-axis positive direction is in contact with the inner wall 21 of the case 2. The other end surface of the stacked cooler 3, that is, the end surface in the Y-axis negative direction is in contact with the leaf spring 5. The leaf spring 5 is supported by a fixing pin that is fixed to the bottom surface of the case 2. That is, the laminated cooler 3 is sandwiched between the inner wall 21 of the case 2 and the leaf spring 5. A load along the stacking direction is applied to the stacked cooler 3 by a leaf spring 5. In other words, a load is applied to the laminated cooler 3 by the leaf spring 5 toward the inner wall 21 of the case 2. With this load, the adhesion between each cooler 31a-31d and each power card 32a-32c is enhanced, and the cooling efficiency of the stacked cooler 3 is enhanced.

3個のパワーカード32a−32cは、それぞれ、直列接続されている2個の半導体素子、即ち、2個の半導体素子の直列回路を封止している。各直列回路は、車載バッテリと並列に接続される。各直列回路の2個の半導体素子の接続点は、走行用モータに接続される。そして、3個のパワーカード32a−32cのそれぞれに収容されている3個の直列回路を並列に接続することにより、インバータ100のインバータ回路が構成される。インバータ回路は、よく知られている技術であるので説明は省略する。   Each of the three power cards 32a to 32c seals two semiconductor elements connected in series, that is, a series circuit of two semiconductor elements. Each series circuit is connected in parallel with the in-vehicle battery. The connection point of the two semiconductor elements in each series circuit is connected to the traveling motor. And the inverter circuit of the inverter 100 is comprised by connecting three series circuits accommodated in each of the three power cards 32a-32c in parallel. Since the inverter circuit is a well-known technique, description thereof is omitted.

パワーカード32a−32cは、同一の形状を有している。パワーカード32aは、3個のパワー端子と、ゲート端子を備えている。3個のパワー端子は、パワーカード32aのケース2の開口側に位置する側面(即ち、Z軸正方向側の側面)に設けられている。3個のパワー端子は、それぞれ、半導体素子の直列回路の両端と、2個の半導体素子の接続点に接続されている。図1では、3個のパワー端子のうち、2個の半導体素子の接続点に接続されているパワー端子、即ち、走行用モータに接続されるパワー端子に符号35aを付している。一方、ゲート端子は、3個のパワー端子が設けられている側面と反対側の側面(即ち、Z軸負方向側の側面)に設けられている。そのため、図1では、ゲート端子は見えない。同様に、パワーカード32b、32cも、それぞれ、3個のパワー端子とゲート端子を備えている。図1では、パワーカード32b、32cの2個の半導体素子の接続点に接続されているパワー端子に、それぞれ、符号35b、35cを付している。   The power cards 32a-32c have the same shape. The power card 32a includes three power terminals and a gate terminal. The three power terminals are provided on the side surface (that is, the side surface on the Z-axis positive direction side) located on the opening side of the case 2 of the power card 32a. The three power terminals are respectively connected to both ends of a series circuit of semiconductor elements and a connection point of the two semiconductor elements. In FIG. 1, a power terminal connected to a connection point of two semiconductor elements among the three power terminals, that is, a power terminal connected to the traveling motor is denoted by reference numeral 35 a. On the other hand, the gate terminal is provided on the side surface opposite to the side surface on which the three power terminals are provided (that is, the side surface on the Z-axis negative direction side). Therefore, the gate terminal is not visible in FIG. Similarly, the power cards 32b and 32c are each provided with three power terminals and a gate terminal. In FIG. 1, the power terminals connected to the connection points of the two semiconductor elements of the power cards 32b and 32c are denoted by reference numerals 35b and 35c, respectively.

端子台4は、3個のパワーカード32a−32cの各パワー端子35a−35cを走行用モータ(不図示)に接続するための端子台である。図1に示すように、端子台4は積層冷却器3に隣接して配置されている。端子台4と積層冷却器3は、積層方向と直交する方向に沿って並んでいる。端子台4は、樹脂製の本体40と、3本のバスバ42a−42cと、温度センサ41を備えている。バスバは、細長の金属板である。3本のバスバ42a−42cは、積層方向と直交する方向(即ち、X軸方向)に沿って延びている。3本のバスバ42a−42cの一端は、それぞれ、パワー端子35a−35cに接続されている。3本のバスバ42a−42cの他端は、本体40に支持されている。温度センサ41は、本体40から3本のバスバ42a−42cと平行に延びており、温度センサ41の先端には、丸端子41cが接続されている。丸端子41cには、温度センサ41の温度センサ素子が含まれる。丸端子41cは、ケース2の内壁21に接続されている。   The terminal block 4 is a terminal block for connecting the power terminals 35a-35c of the three power cards 32a-32c to a traveling motor (not shown). As shown in FIG. 1, the terminal block 4 is disposed adjacent to the stacked cooler 3. The terminal block 4 and the stacked cooler 3 are arranged along a direction orthogonal to the stacking direction. The terminal block 4 includes a resin main body 40, three bus bars 42 a to 42 c, and a temperature sensor 41. The bus bar is an elongated metal plate. The three bus bars 42a to 42c extend along a direction orthogonal to the stacking direction (that is, the X-axis direction). One ends of the three bus bars 42a-42c are connected to the power terminals 35a-35c, respectively. The other ends of the three bus bars 42 a to 42 c are supported by the main body 40. The temperature sensor 41 extends in parallel with the three bus bars 42 a to 42 c from the main body 40, and a circular terminal 41 c is connected to the tip of the temperature sensor 41. The round terminal 41 c includes the temperature sensor element of the temperature sensor 41. The round terminal 41 c is connected to the inner wall 21 of the case 2.

図1に示すように、ケース2の内壁21には、積層冷却器3の積層方向(即ち、Y軸方向)における端面が接している。そして、積層冷却器3には、積層方向の荷重がケース2の内壁21に向かって加えられている。このため、積層冷却器3の端面は、ケース2の内壁21に密着している。したがって、内壁21の温度は、積層冷却器3の温度、特に、積層冷却器3の積層方向における端部に位置する冷却器31aの温度、即ち、内壁21に接している冷却器31aの温度と相関関係にある。上述したように、温度センサ41の温度センサ素子を含む丸端子41cは、内壁21に接続されている。温度センサ41の温度センサ素子は、内壁21の温度を検出する。内壁21の温度を検出することにより、内壁21と相関関係にある冷却器31aの温度を推測することができる。典型的には、温度センサ41が計測する内壁21の温度をそのまま冷却器31aの温度推定値として用いても良い。   As shown in FIG. 1, the end wall of the stacked cooler 3 in the stacking direction (that is, the Y-axis direction) is in contact with the inner wall 21 of the case 2. A load in the stacking direction is applied to the stacked cooler 3 toward the inner wall 21 of the case 2. For this reason, the end surface of the laminated cooler 3 is in close contact with the inner wall 21 of the case 2. Therefore, the temperature of the inner wall 21 is the temperature of the stacked cooler 3, in particular, the temperature of the cooler 31a located at the end of the stacked cooler 3 in the stacking direction, that is, the temperature of the cooler 31a in contact with the inner wall 21. There is a correlation. As described above, the round terminal 41 c including the temperature sensor element of the temperature sensor 41 is connected to the inner wall 21. The temperature sensor element of the temperature sensor 41 detects the temperature of the inner wall 21. By detecting the temperature of the inner wall 21, the temperature of the cooler 31 a that is correlated with the inner wall 21 can be estimated. Typically, the temperature of the inner wall 21 measured by the temperature sensor 41 may be used as it is as the estimated temperature value of the cooler 31a.

図2、3を参照して、端子台4について、さらに説明する。図2は、端子台4の平面図である。図3は、端子台4の側面図である。図2に示すように、温度センサ41は、3本のバスバ42a−42cと平行に延びるリード線41bと、リード線41bの一端に接続されている丸端子41cと、を備えている。温度センサ41のリード線41bの他端は、本体40に支持されている。上述したように、温度センサ41の温度センサ素子41aは、丸端子41cに含まれている。また、図2に示すように、3本のバスバ42a−42cのX軸正方向の端部44a−44cは、本体40に埋設されている。また、端子台4は、3本のバスバ42a−42cのそれぞれを流れる電流を測定するための3個の電流センサ43a−43cを備えている。3個の電流センサ43a−43cは、パワーカード32a−32cと走行用モータの間を流れる電流を計測するための電流センサである。電流センサ43a−43cは、例えば、バスバを流れる電流によりバスバの周囲に発生する磁界を検出する磁電変換素子である。電流センサ43aは、バスバ42aと対向する位置に配置され、本体40に埋設されている。他の電流センサ43b、43cも同様に、バスバ42b、42cと対向する位置に配置されている。   The terminal block 4 will be further described with reference to FIGS. FIG. 2 is a plan view of the terminal block 4. FIG. 3 is a side view of the terminal block 4. As shown in FIG. 2, the temperature sensor 41 includes a lead wire 41b extending in parallel with the three bus bars 42a-42c, and a round terminal 41c connected to one end of the lead wire 41b. The other end of the lead wire 41 b of the temperature sensor 41 is supported by the main body 40. As described above, the temperature sensor element 41a of the temperature sensor 41 is included in the round terminal 41c. In addition, as shown in FIG. 2, end portions 44 a to 44 c in the X axis positive direction of the three bus bars 42 a to 42 c are embedded in the main body 40. The terminal block 4 includes three current sensors 43a-43c for measuring the current flowing through each of the three bus bars 42a-42c. The three current sensors 43a-43c are current sensors for measuring a current flowing between the power card 32a-32c and the traveling motor. The current sensors 43a to 43c are, for example, magnetoelectric conversion elements that detect a magnetic field generated around the bus bar by a current flowing through the bus bar. The current sensor 43 a is disposed at a position facing the bus bar 42 a and is embedded in the main body 40. Similarly, the other current sensors 43b and 43c are arranged at positions facing the bus bars 42b and 42c.

図3に示すように、3本のバスバ42a−42cの端部44a−44cは、本体40のX軸正方向の側面から露出している。端部44a−44cの露出している部分に、走行用モータ(不図示)から延びるパワーケーブル(不図示)が接続される。また、図3に示すように、端子台4の本体40のZ軸負方向の側面から信号線45a、45b、45c、45dが延びている。信号線45aは、3本の平行に延びる信号線から構成されており、各信号線は、電流センサ43a−43cのそれぞれに接続されている。信号線45bは、信号線45aと平行に延びており、温度センサ41に接続されている。信号線45cは、温度センサ41と電流センサ43a−43cに共通のグランド線であり、温度センサ41と電流センサ43a−43cに接続される。信号線45dは、電流センサ43a−43cに電力を供給するための線であり、電流センサ43a−43cに接続される。   As shown in FIG. 3, the end portions 44 a-44 c of the three bus bars 42 a-42 c are exposed from the side surface of the main body 40 in the X axis positive direction. A power cable (not shown) extending from the traveling motor (not shown) is connected to the exposed portions of the end portions 44a-44c. As shown in FIG. 3, signal lines 45a, 45b, 45c, and 45d extend from the side surface of the main body 40 of the terminal block 4 in the negative Z-axis direction. The signal line 45a is composed of three signal lines extending in parallel, and each signal line is connected to each of the current sensors 43a-43c. The signal line 45 b extends in parallel with the signal line 45 a and is connected to the temperature sensor 41. The signal line 45c is a ground line common to the temperature sensor 41 and the current sensors 43a-43c, and is connected to the temperature sensor 41 and the current sensors 43a-43c. The signal line 45d is a line for supplying power to the current sensors 43a-43c, and is connected to the current sensors 43a-43c.

図4を参照して、インバータ100の構成について、さらに説明する。図4は、図1のIV−IV線における断面図である。図4に示すように、ケース2の外側でケース2の底面が位置する側(即ち、Z軸負方向側)に、回路基板6が配置されている。回路基板6は、ケース2の底面に取り付けられる基板用ケースに収容される。図4では、基板用ケースの図示を省略している。回路基板6には、パワーカード32a−32cからZ軸方向に延びるゲート端子と、端子台4からZ軸方向に延びる信号線45a、45b、45c、45dが接続されている。図4では、パワーカード32aから延びるゲート端子に符号37を付している。ゲート端子は、ケース2の底面に設けられている貫通孔23を通過して、回路基板6に接続されている。信号線45a、45b、45c、45dも、ケース2の底面に設けられている貫通孔24を通過して、回路基板6に接続されている。回路基板6は、パワーカード32a−32cに含まれる半導体素子のオンオフを制御するためのPWM信号を生成し、ゲート端子を介して、当該PWM信号を各半導体素子に供給する。また、回路基板6は、端子台4の信号線45a、45bから、電流センサ43a−43cの信号と温度センサ41の信号を取得し、これら信号を処理する。   With reference to FIG. 4, the configuration of inverter 100 will be further described. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. As shown in FIG. 4, the circuit board 6 is disposed outside the case 2 on the side where the bottom surface of the case 2 is located (that is, the Z-axis negative direction side). The circuit board 6 is accommodated in a board case attached to the bottom surface of the case 2. In FIG. 4, the illustration of the substrate case is omitted. A gate terminal extending in the Z-axis direction from the power cards 32a-32c and signal lines 45a, 45b, 45c, 45d extending in the Z-axis direction from the terminal block 4 are connected to the circuit board 6. In FIG. 4, reference numeral 37 is given to the gate terminal extending from the power card 32a. The gate terminal passes through a through hole 23 provided in the bottom surface of the case 2 and is connected to the circuit board 6. The signal lines 45 a, 45 b, 45 c, 45 d are also connected to the circuit board 6 through the through holes 24 provided on the bottom surface of the case 2. The circuit board 6 generates a PWM signal for controlling on / off of the semiconductor elements included in the power cards 32a to 32c, and supplies the PWM signal to each semiconductor element via the gate terminal. Further, the circuit board 6 acquires the signals of the current sensors 43a to 43c and the signal of the temperature sensor 41 from the signal lines 45a and 45b of the terminal block 4, and processes these signals.

また、図4に示すように、温度センサ41の丸端子41cは、ねじ41dによりケース2の内壁21に接続されている。ねじ41dの締結力により、丸端子41cは内壁21に密着している。上述したように、丸端子41cには、温度センサ41の温度センサ素子41aが含まれている。丸端子41cが内壁21に密着することにより、温度センサ41は、内壁21の温度を検出することができる。   Moreover, as shown in FIG. 4, the round terminal 41c of the temperature sensor 41 is connected to the inner wall 21 of the case 2 by a screw 41d. The round terminal 41c is in close contact with the inner wall 21 by the fastening force of the screw 41d. As described above, the round terminal 41c includes the temperature sensor element 41a of the temperature sensor 41. The temperature sensor 41 can detect the temperature of the inner wall 21 by bringing the round terminal 41 c into close contact with the inner wall 21.

本実施例の効果を説明する。上述したように、端子台4は、積層冷却器3に隣接して配置されており、温度センサ41は、この端子台4に支持されている。そして、温度センサ41の丸端子41cは、積層冷却器3の積層方向の端面が接しているケース2の内壁21に接続されている。これにより、積層冷却器3の温度を計測するための温度センサ41をインバータ100に簡易に組み付けることができる。また、端子台4は、電流センサ43a−43cの信号線45aを備えており、この信号線45aは回路基板6に接続されている。温度センサ41が端子台4に支持されることにより、温度センサ41の信号線45bは、電流センサ43a−43cの信号線45aと一緒にまとめて配索され、回路基板6に接続される。したがって、温度センサ41の信号線45bを独立に配策する必要がなくなる。   The effect of the present embodiment will be described. As described above, the terminal block 4 is disposed adjacent to the stacked cooler 3, and the temperature sensor 41 is supported by the terminal block 4. The round terminal 41 c of the temperature sensor 41 is connected to the inner wall 21 of the case 2, which is in contact with the end surface in the stacking direction of the stacked cooler 3. Thereby, the temperature sensor 41 for measuring the temperature of the laminated cooler 3 can be easily assembled to the inverter 100. Further, the terminal block 4 includes signal lines 45 a of current sensors 43 a to 43 c, and the signal lines 45 a are connected to the circuit board 6. Since the temperature sensor 41 is supported by the terminal block 4, the signal line 45 b of the temperature sensor 41 is routed together with the signal line 45 a of the current sensors 43 a to 43 c and connected to the circuit board 6. Therefore, it is not necessary to route the signal line 45b of the temperature sensor 41 independently.

また、温度センサ41が端子台4に支持されることにより、温度センサ41のグランド線と電流センサ43a−43cのグランド線を1本の信号線45cで共有することができる。これにより、信号線の本数を削減することができる。また、温度センサ41が端子台4に支持されることにより、インバータ100の体格を大きくすること無く、温度センサ41をインバータ100に組み付けることができる。   Further, since the temperature sensor 41 is supported by the terminal block 4, the ground line of the temperature sensor 41 and the ground lines of the current sensors 43a to 43c can be shared by one signal line 45c. Thereby, the number of signal lines can be reduced. Further, since the temperature sensor 41 is supported by the terminal block 4, the temperature sensor 41 can be assembled to the inverter 100 without increasing the size of the inverter 100.

また、温度センサ41は、ケース2の内壁21に接続される。このため、計測対象である冷却器31aに直接に温度センサ41を接続する必要が無く、冷却器31aを加工する必要がない。したがって、冷却器31aを加工することなく、積層冷却器3の温度を計測するための温度センサ41を簡易にインバータ100に組み付けることができる。   The temperature sensor 41 is connected to the inner wall 21 of the case 2. For this reason, it is not necessary to connect the temperature sensor 41 directly to the cooler 31a to be measured, and it is not necessary to process the cooler 31a. Therefore, the temperature sensor 41 for measuring the temperature of the stacked cooler 3 can be easily assembled to the inverter 100 without processing the cooler 31a.

以下、実施例で示した技術に関する留意点を述べる。インバータ100は、「電力変換器」の一例である。例えば、インバータ100の代わりに、インバータ回路と双方向コンバータ回路を備える電力変換器に本実施例の技術を採用してもよい。この場合、双方向コンバータ回路に利用される半導体素子を含むパワーカードが1つ追加され、当該パワーカードに対応して冷却器が1つ追加される。この場合、冷却器の数は5個で、パワーカードの数は4個である。本実施例の冷却器の数とパワーカードの数は、一例である。   Hereinafter, points to be noted regarding the technology shown in the embodiments will be described. The inverter 100 is an example of a “power converter”. For example, instead of the inverter 100, the technique of the present embodiment may be adopted in a power converter including an inverter circuit and a bidirectional converter circuit. In this case, one power card including a semiconductor element used for the bidirectional converter circuit is added, and one cooler is added corresponding to the power card. In this case, the number of coolers is five and the number of power cards is four. The number of coolers and the number of power cards in this embodiment are examples.

パワーカード32a−32cと走行用モータを接続するための端子台4に代えて、パワーカード32a−32cと車載バッテリを接続するための端子台に本実施例の技術を採用してもよい。この場合、当該端子台は、パワーカード32a−32cと車載バッテリの間を流れる電流を計測するための電流センサを備えており、温度センサ41は、当該端子台に支持されており、温度センサ41の信号線は、当該電流センサの信号線とともに回路基板6に接続されてもよい。   Instead of the terminal block 4 for connecting the power card 32a-32c and the traveling motor, the technique of the present embodiment may be adopted for the terminal block for connecting the power card 32a-32c and the in-vehicle battery. In this case, the terminal block includes a current sensor for measuring a current flowing between the power card 32a-32c and the in-vehicle battery, and the temperature sensor 41 is supported by the terminal block. The signal line may be connected to the circuit board 6 together with the signal line of the current sensor.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。   Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical usefulness by achieving one of the objects.

2:ケース
3:積層冷却器
4:端子台
5:板バネ
6:回路基板
21:内壁
31a−31d:冷却器
32a−32c:パワーカード
35a−35c:パワー端子
41:温度センサ
41c:丸端子
42a−42c:バスバ
43a−43c:電流センサ
45a、45b、45c:信号線
100:インバータ
2: Case 3: Laminated cooler 4: Terminal block 5: Leaf spring 6: Circuit board 21: Inner walls 31a-31d: Cooler 32a-32c: Power card 35a-35c: Power terminal 41: Temperature sensor 41c: Round terminal 42a −42c: Bus bar 43a-43c: Current sensors 45a, 45b, 45c: Signal line 100: Inverter

Claims (1)

複数の冷却器が積層されている積層冷却器であって、隣接する2つの冷却器の間に半導体素子を封止したパワーカードが挟まれている積層冷却器と、
前記積層冷却器を収容しているケースと、
前記積層冷却器に隣接して配置されており、複数の前記パワーカードの夫々に設けられている端子に接続されている複数のバスバを支持しているとともに各バスバを流れる電流を計測する電流センサを備えている端子台と、
前記端子台から延びており、温度センサ素子を含む先端が前記ケースに接続されている温度センサと、
備えており、
前記冷却器の積層方向における前記積層冷却器の端面が前記ケースの内壁に接しつつ前記積層方向に沿った荷重が前記内壁に向かって前記積層冷却器に加えられており、
前記温度センサの前記先端が前記内壁に接続されており、
前記電流センサの信号線と前記温度センサの信号線が平行に前記端子台から延びているとともに前記電流センサの信号と前記温度センサの信号を処理する回路基板に接続されている、ことを特徴とする電力変換器。
A stacked cooler in which a plurality of coolers are stacked, and a stacked cooler in which a power card sealing a semiconductor element is sandwiched between two adjacent coolers;
A case housing the stacked cooler;
A current sensor that is arranged adjacent to the stacked cooler and supports a plurality of bus bars connected to terminals provided in each of the plurality of power cards and measures a current flowing through each bus bar A terminal block comprising:
A temperature sensor extending from the terminal block and having a tip including a temperature sensor element connected to the case;
Has
A load along the stacking direction is applied to the stacked cooler toward the inner wall while the end face of the stacked cooler in the stacking direction of the cooler is in contact with the inner wall of the case,
The tip of the temperature sensor is connected to the inner wall;
The signal line of the current sensor and the signal line of the temperature sensor extend in parallel from the terminal block, and are connected to a circuit board that processes the signal of the current sensor and the signal of the temperature sensor. To power converter.
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