JP4552513B2 - Power control unit and unit case thereof - Google Patents
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Description
本発明は、電力制御ユニットおよびこれのユニットケースに関し、詳しくは、直流電力を平滑化するコンデンサと該コンデンサにより平滑化された直流電力を入力する入力端子が上面に配置された第1の電力変換装置と第2の電力変換装置とを備える電力制御ユニットおよびこうした電力制御ユニットのユニットケースに関する。 The present invention relates to a power control unit and a unit case thereof, and more particularly, a first power conversion in which a capacitor for smoothing DC power and an input terminal for inputting DC power smoothed by the capacitor are arranged on the upper surface. The present invention relates to a power control unit including a device and a second power converter, and a unit case of such a power control unit.
従来、この種の電力制御ユニットとしては、インバータ部(スイッチングモジュール)の鉛直上方の空間に平滑コンデンサを配置するインバータ装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この装置では、インバータ部と平滑コンデンサとを接続する入力導体板を折り曲げて接合することにより平滑コンデンサの立体的な配置を実現し、平面方向の省スペース化を図っている。
しかしながら、上述のインバータ装置では、平面方向の省スペース化を図ることができるものの、高さ方向には大きなスペースを取ってしまうから、高さ方向のスペースに制約がある場合(例えば、車両の床下に搭載する場合など)には採用することが難しい。また、インバータ部と平滑コンデンサとを接続する入力導体板を折り曲げて接合しなければならないなど、インバータ部と平滑コンデンサとの接続部分が複雑になってしまう。さらに、こうしたユニットにおいてスイッチングモジュールなどの発熱部品の数が増大すると、より効率的に冷却を行なうことが望ましい。 However, although the above-described inverter device can save space in the plane direction, it takes a large space in the height direction, and therefore there is a restriction in the space in the height direction (for example, under the floor of the vehicle). It is difficult to adopt it when it is installed in a). Moreover, the connection part of an inverter part and a smoothing capacitor will become complicated, such as having to bend and join the input conductor board which connects an inverter part and a smoothing capacitor. Furthermore, when the number of heat generating components such as switching modules in such a unit increases, it is desirable to perform cooling more efficiently.
本発明の電力制御ユニットおよびこれのユニットケースは、ユニットをより小型化することを目的の一つとする。また、本発明の電力制御ユニットおよびこれのユニットケースは、部品の組付性を向上させることを目的の一つとする。さらに、本発明の電力制御ユニットおよびこれのユニットケースは、冷却効率を向上させることを目的の一つとする。 An object of the power control unit and the unit case of the present invention is to further reduce the size of the unit. The power control unit of the present invention and the unit case of the power control unit are intended to improve the assembling property of the parts. Furthermore, it is an object of the power control unit and the unit case of the present invention to improve the cooling efficiency.
本発明の電力制御ユニットおよびこれのユニットケースは、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。 The power control unit of the present invention and the unit case thereof employ the following means in order to achieve at least a part of the above-described object.
本発明の電力制御ユニットは、
直流電力を平滑化するコンデンサと、該コンデンサにより平滑化された直流電力を入力する入力端子が上面に配置された第1の電力変換装置と、第2の電力変換装置とを備える電力制御ユニットであって、
前記第1の電力変換装置および前記第2の電力変換装置を冷却するヒートシンク部の鉛直上側に該第1の電力変換装置を配置すると共に該ヒートシンク部の鉛直下側に該第2の電力変換装置を配置し、前記第1の電力変換装置の入力端子と前記コンデンサの接続端子とが略水平となるように該コンデンサを縦置きに配置することを特徴とする。
The power control unit of the present invention comprises:
A power control unit comprising: a capacitor for smoothing DC power; a first power converter having an input terminal for inputting DC power smoothed by the capacitor; and a second power converter. There,
The first power converter is disposed vertically above a heat sink that cools the first power converter and the second power converter, and the second power converter is vertically below the heat sink. And the capacitor is arranged vertically so that the input terminal of the first power converter and the connection terminal of the capacitor are substantially horizontal.
この本発明の電力制御ユニットでは、ヒートシンク部の鉛直上側に第1の電力変換装置を配置すると共に鉛直下側に第2の電力変換装置を配置し、第1の電力変換装置の入力端子とコンデンサの接続端子とが略水平となるようにコンデンサを縦置きに配置する。したがって、コンデンサを縦置きにするから平面方向のスペースを小さくすることができる。また、第1の電力変換装置の入力端子とコンデンサの接続端子とが略水平となるようにするから、コンデンサの縦置きによる高さ方向への影響を小さくしてユニットを小型化することができると共に第1の電力変換装置とコンデンサとの組付性を向上させることができる。さらに、ヒートシンク部の上下に第1の電力変換装置と第2の電力変換装置とを配置するから冷却効率を向上させることができる。 In the power control unit of the present invention, the first power conversion device is disposed vertically above the heat sink portion, the second power conversion device is disposed vertically below, and the input terminal and the capacitor of the first power conversion device The capacitors are placed vertically so that their connection terminals are substantially horizontal. Therefore, since the capacitor is placed vertically, the space in the plane direction can be reduced. In addition, since the input terminal of the first power conversion device and the connection terminal of the capacitor are made to be substantially horizontal, it is possible to reduce the influence of the capacitor in the vertical direction and reduce the size of the unit. In addition, the assembling property between the first power converter and the capacitor can be improved. Furthermore, since the first power conversion device and the second power conversion device are arranged above and below the heat sink portion, the cooling efficiency can be improved.
こうした本発明の電力制御ユニットにおいて、前記第2の電力変換装置の底面と前記コンデンサの底面とが略水平となるように前記第1の電力変換装置と該第2の電力変換装置と該コンデンサとを配置するものとすることもできる。こうすれば、ユニットの底面を略水平とすることができる。 In such a power control unit of the present invention, the first power converter, the second power converter, and the capacitor so that the bottom surface of the second power converter and the bottom surface of the capacitor are substantially horizontal. Can also be arranged. In this way, the bottom surface of the unit can be made substantially horizontal.
また、本発明の電力制御ユニットにおいて、前記第1の電力変換装置はインバータであり、前記第2の電力変換装置はDC/DCコンバータであるものとすることもできる。こうすれば、インバータとDC/DCコンバータとを備える電力制御ユニットに本発明を適用することができる。 In the power control unit of the present invention, the first power conversion device may be an inverter, and the second power conversion device may be a DC / DC converter. By so doing, the present invention can be applied to a power control unit including an inverter and a DC / DC converter.
本発明のユニットケースは、
直流電力を平滑化するコンデンサと該コンデンサにより平滑化された直流電力を入力する入力端子が上面に配置された第1の電力変換装置と第2の電力変換装置とを備える電力制御ユニットのユニットケースであって、
鉛直上側に配置された前記第1の電力変換装置および鉛直下側に配置された前記第2の電力変換装置を冷却するヒートシンク部と、前記第1の電力変換装置の入力端子と前記コンデンサの接続端子とが略水平となるように該コンデンサを縦置きに収納するコンデンサ収納部とを有するケース本体と、
該ケース本体の開口部を覆うケースカバーと、
を備えることを要旨とする。
The unit case of the present invention is
A unit case of a power control unit comprising a capacitor for smoothing DC power and a first power converter and a second power converter having an input terminal for inputting DC power smoothed by the capacitor on the top surface Because
A heat sink for cooling the first power conversion device arranged on the upper vertical side and the second power conversion device arranged on the lower vertical side, and connection between the input terminal of the first power conversion device and the capacitor A case main body having a capacitor storage portion for vertically storing the capacitor so that the terminals are substantially horizontal;
A case cover covering the opening of the case body;
It is a summary to provide.
この本発明のユニットケースでは、第1の電力変換装置と第2の電力変換装置とをヒートシンク部により冷却すると共に第1の電力変換装置の入力端子とコンデンサの接続端子とが略水平となるようにコンデンサ収納部によりコンデンサを縦置きに収納する。したがって、コンデンサを縦置きにするから平面方向のスペースを小さくすることができる。また、第1の電力変換装置の入力端子とコンデンサの接続端子とが略水平となるようにするから、コンデンサの縦置きによる高さ方向への影響を小さくしてユニットを小型化することができると共に第1の電力変換装置とコンデンサとの組付性を向上させることができる。さらに、ヒートシンク部の上下に第1の電力変換装置と第2の電力変換装置を配置するから冷却効率を向上させることができる。 In the unit case of the present invention, the first power converter and the second power converter are cooled by the heat sink portion, and the input terminal of the first power converter and the connection terminal of the capacitor are substantially horizontal. The capacitor is stored vertically in the capacitor storage section. Therefore, since the capacitor is placed vertically, the space in the plane direction can be reduced. In addition, since the input terminal of the first power conversion device and the connection terminal of the capacitor are made to be substantially horizontal, it is possible to reduce the influence of the capacitor in the vertical direction and reduce the size of the unit. In addition, the assembling property between the first power converter and the capacitor can be improved. Furthermore, since the first power conversion device and the second power conversion device are arranged above and below the heat sink portion, the cooling efficiency can be improved.
こうした本発明のユニットケースにおいて、前記ケース本体のコンデンサ収納部は、収納した前記コンデンサを前記ヒートシンク部側に押圧する押圧部を有するものとすることもできる。こうすれば、コンデンサをヒートシンク部側に押さえつけるからコンデンサの冷却効率を向上させることができる。 In such a unit case of the present invention, the capacitor storage portion of the case main body may have a pressing portion that presses the stored capacitor toward the heat sink portion. By doing so, the capacitor is pressed against the heat sink portion, so that the cooling efficiency of the capacitor can be improved.
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described using examples.
図1は、本発明の一実施例である電力制御ユニットとしてのパワーコントロールユニット(以下、PCUという)20の外観図であり、図2,3は、ケースカバー32を外した状態のPCU20の上面図および下面図であり、図4は、図2のA−A断面図である。実施例のPCU20は、例えば自動車に搭載されるものとして構成されており、図1〜4に示すように、直流電力を平滑化するコンデンサ40a〜40cと、コンデンサ40a〜40cにより平滑化された直流電力を交流電力に変換するインバータ50a〜50cと、直流電力の電圧を変換するDC/DCコンバータ60とを備え、これらの部品がケースカバー32とケース本体34とからなるユニットケース30に収納されている。
FIG. 1 is an external view of a power control unit (hereinafter referred to as a PCU) 20 as a power control unit according to an embodiment of the present invention. FIGS. 2 and 3 are top views of the PCU 20 with a
ケース本体34は、略箱形形状に形成されており、底面に、冷却媒体が通過するつづら折り状の冷却媒体通路が張り巡らされたヒートシンク部35と略円筒形状に鉛直下方に陥没しコンデンサ40a〜40cを収納するコンデンサ収納部36a〜36cとが形成されている。ヒートシンク部35の鉛直上側にはインバータ50a〜50cが配置されると共に鉛直下側にはDC/DCコンバータ60が配置されており、DC/DCコンバータ60の底面とコンデンサ収納部36a〜36cの底面とが略水平に位置するようになっている。コンデンサ収納部36a〜36cにはコンデンサ40a〜40cが縦置きに配置され、この縦置きに配置されたコンデンサ40a〜40cの上面に設けられた接続端子とインバータ50a〜50cの上面のコンデンサ40a〜40c側端部に設けられた入力端子とが略水平に位置するようバスバー70により接続されている。このように、ケース本体34を用いてインバータ50a〜50cを配置すると共にDC/DCコンバータ60を配置し、コンデンサ40a〜40cを縦置きすることにより、インバータ50a〜50cやDC/DCコンバータ60、コンデンサ40a〜40cをコンパクトに収納することができる。しかも、縦置きにしたコンデンサ40a〜40cの上面に設けられた接続端子とインバータ50a〜50cの上面に設けられた入力端子とを略水平に位置するようにしたから、平板状のバスバー70により接続することができる。
The case
また、ケース本体34のコンデンサ収納部36a〜36cの内側壁面には、ヒートシンク部35側とは反対側に弾性を有する押圧部材37が設けられており、収納したコンデンサ40a〜40cをヒートシンク部35側に押圧している。なお、インバータ50a〜50cなどのスイッチング制御を行なう制御基板については図示を省略した。
In addition, the inner wall surfaces of the
こうして構成されたPCU20では、ケース本体34のヒートシンク部35の上下側に配置されたインバータ50a〜50cやDC/DCコンバータ60、押圧部材37によりヒートシンク部35側に押圧されるコンデンサ40a〜40cがヒートシンク部35により冷却されることになる。
In the PCU 20 configured in this manner, the
以上説明した実施例のPCU20によれば、コンデンサ40a〜40cをコンデンサ収納部36a〜36cに縦置きに配置するから平面方向のスペースを小さくすることができる。また、コンデンサ40a〜40cの接続端子とインバータ50a〜50cの入力端子とが略水平に位置するように配置すると共にDC/DCコンバータ60の底面とコンデンサ収納部36a〜36cの底面とが略水平に位置するようになっているから、コンデンサ40a〜40cの縦置きによる高さ方向への影響を小さくしてPCU20を小型化することができると共にバスバー70により接続する際の組付性を向上させることができる。さらに、ヒートシンク部35の上下側にインバータ50a〜50cやDC/DCコンバータ60を配置すると共にコンデンサ40a〜40cを押圧部材37によりヒートシンク部35側に押圧するから、各部品の冷却効率を向上させることができる。
According to the PCU 20 of the embodiment described above, since the
ここで、実施例のPCU20では、インバータ50a〜50cが第1の電力変換装置に相当し、DC/DCコンバータ60が第2の電力変換装置に相当する。
Here, in PCU20 of an Example,
実施例のPCU20では、ヒートシンク部35の上下側にインバータ50a〜50cやDC/DCコンバータ60を配置するものとしたが、インバータ50a〜50cやDC/DCコンバータ60の数はいくつであっても構わない。また、インバータ50a〜50cやDC/DCコンバータ60でなくてもその他の電力変換装置を備えるものとしても構わない。
In the
実施例のPCU20では、DC/DCコンバータ60の底面とコンデンサ収納部36a〜36cの底面とが略水平に位置するようにしたが、略水平とならなくても、段差があっても差し支えない。
In the
実施例のPCU20では、コンデンサ収納部36a〜36cの内側壁面のヒートシンク部35側とは反対側に押圧部材37を設けるものとしたが、収納したコンデンサ40a〜40cをヒートシンク部35側に押圧することができれば、その他の部材を用いても構わない。また、こうした押圧部材37を設けなくても差し支えない。
In the
以上、本発明を実施するための最良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。 The best mode for carrying out the present invention has been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Of course, it can be implemented in the form.
20 PCU、30 ユニットケース、32 ケースカバー、34 ケース本体、35 ヒートシンク部、36a〜36c コンデンサ収納部、37 押圧部材、40a〜40c コンデンサ、50a〜50c インバータ、60 DC/DCコンバータ、70 バスバー。 20 PCU, 30 unit case, 32 case cover, 34 case body, 35 heat sink part, 36a to 36c capacitor storage part, 37 pressing member, 40a to 40c capacitor, 50a to 50c inverter, 60 DC / DC converter, 70 bus bar.
Claims (3)
前記第1の電力変換装置および前記第2の電力変換装置を冷却するヒートシンク部の鉛直上側に該第1の電力変換装置を配置すると共に該ヒートシンク部の鉛直下側に該第2の電力変換装置を配置し、前記第1の電力変換装置の入力端子と前記コンデンサの接続端子とが略水平となるように該コンデンサを縦置きに配置すると共に、前記第2の電力変換装置の底面と前記コンデンサの底面とが略水平となるように前記第1の電力変換装置と該第2の電力変換装置と該コンデンサとを配置することを特徴とする、
電力制御ユニット。 A power control unit comprising a capacitor for smoothing DC power, a first power converter having an input terminal for inputting DC power smoothed by the capacitor, and a second power converter. There,
The first power converter is disposed vertically above a heat sink that cools the first power converter and the second power converter, and the second power converter is vertically below the heat sink. Are arranged vertically so that the input terminal of the first power converter and the connection terminal of the capacitor are substantially horizontal, and the bottom surface of the second power converter and the capacitor The first power conversion device, the second power conversion device, and the capacitor are arranged so that the bottom surface of the first power conversion device is substantially horizontal .
Power control unit.
前記第1の電力変換装置は、インバータであり、
前記第2の電力変換装置は、DC/DCコンバータである、
電力制御ユニット。 The power control unit according to claim 1 ,
The first power converter is an inverter;
The second power conversion device is a DC / DC converter.
Power control unit.
鉛直上側に配置された前記第1の電力変換装置および鉛直下側に配置された前記第2の電力変換装置を冷却するヒートシンク部と、前記第1の電力変換装置の入力端子と前記コンデンサの接続端子とが略水平となるように該コンデンサを縦置きに収納するコンデンサ収納部とを有するケース本体と、
該ケース本体の開口部を覆うケースカバーと、
を備え、
前記ケース本体のコンデンサ収納部は、収納した前記コンデンサを前記ヒートシンク部側に押圧する押圧部を有する、
ユニットケース。
A unit case of a power control unit comprising a capacitor for smoothing DC power and a first power converter and a second power converter having an input terminal for inputting the DC power smoothed by the capacitor on the top surface Because
A heat sink for cooling the first power conversion device arranged on the vertical upper side and the second power conversion device arranged on the lower vertical side, and connection between the input terminal of the first power conversion device and the capacitor A case main body having a capacitor storage portion for vertically storing the capacitor so that the terminals are substantially horizontal;
A case cover covering the opening of the case body;
Equipped with a,
The capacitor storage portion of the case body has a pressing portion that presses the stored capacitor toward the heat sink portion.
Unit case.
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