JP5335868B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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Description
次に、車両の加速時、特にエンジンENGに供給される空気量を制御するスロットル弁の開度が全開になる急加速時(例えば急勾配坂の登坂時で、アクセルの踏み込み量が大きい時)においては、前述した通常走行時の動作に加え、バッテリBATからの出力電力を電力変換装置INVによって三相交流電力に変換して電動機MG1に供給し、電動機MG1によって発生する回転駆動力を増加する。
図5に示すように、樹脂モールド用のケース12の内部には、複数のコンデンサからなるコンデンサセルCDSを配置する。ここで、本実施形態では、コンデンサセルCDSとして、金属を蒸着したフィルムを積層巻きし、金属吹き付けにより巻き軸方向の両面に電極11を形成したフィルムコンデンサを用いている。つまり、本実施形態のコンデンサでは、電極11が両側面に対向するようなコンデンサである。
本発明の第1の実施形態によるコンデンサモジュールCMとパワーモジュールPMUとの接続部の拡大断面図と電流経路を図11にて説明する。
このように、各コンデンサモジュールは、直下のパワーモジュールに対して、跳ね上がり電圧を低減する低インダクタンス配線の直近コンデンサとして働き、斜め隣下のパワーモジュールに対しては、容量を増やすコンデンサとなる。2つのパワーモジュールをもつ電力変換装置に対して、跳ね上がり電圧低減などの余分なコンデンサが必要ない。つまり、図1の電動機システムにおいて、2つの電動機MG1、MG2を制御する電力変換装置INVを、低インダクタンスで応力緩和構造をもつコンデンサモジュールを用いて、小型に実現することができる。
上アームのオンスイッチング(TR)の期間は、パワーモジュールPMU1の下アームのダイオードがオフするため、ダイオードのオフ時に発生する高周波のリカバリー電流が、図18の回路図の電流経路66-Aで流れる。このリカバリー電流により、通電した電流以上の貫通電流がIGBTに流れる。上アームのIGBTの電圧は、このオンスイッチング(TR)に、ほぼゼロ(実際は導通損失があるため数V)となる。一方、下アームのダイオード、はオフするため、このダイオードのオフ時のリカバリー電流による跳ね上がり電圧が下アームのダイオード、IGBTに生じる(ダイオードの波形は図示せず)。本実施例の構造では、電流経路66-Aは、低インダクタンス回路であるため、このダイオードのリカバリー電流による下アームの跳ね上がり電圧も低減できる。
INV…電力変換装置
MCU…電動機制御装置
CM、CM1、CM2…コンデンサモジュール
PMU,PMU1,PMU2…パワーモジュール
DCU、DCU1、DCU2…駆動回路装置
M、Mpu,Mnu、Mpv,Mnv、Mpw,Mnw…パワー半導体素子
3a,4a, 3a-U,4a-U, 3a-V,4a-V, 3a-W,4a-W, 24U, 24V, 24W, 24U-1, 24V-1, 24W-1, 24U-2, 24V-2, 24W-2,PMU1-3a-U, PMU1-3a-V, PMU1-3a-W, PMU1-4a-U, PMU1-4a-V, PMU1-4a-W,PMU2-3a-U, PMU2-3a-V, PMU2-3a-W, PMU2-4a-U, PMU2-4a-V, PMU2-4a-W…パワーモジュール接続部
3b,4b,3c,4c,CM1-3b-1U,CM1-3b-2U,CM1-3b-1V,CM1-3b-2V,CM1-3b-1W,CM1-3b-1W,CM1-4b-1U,CM1-4b-2U,CM1-4b-1V, CM1-4b-2V ,CM1-4b-1W,CM1-4b-1W,CM2-3b-1U,CM2-3b-2U,CM2-3b-1V,CM2-3b-2V,CM2-3b-1W,CM2-3b-1W,CM2-4b-1U,CM2-4b-2U,CM2-4b-1V, CM2-4b-2V,CM2-4b-1W,CM2-4b-1W…コンデンサモジュール接続部
8、9、CM1-8、CM1-9、CM2-8、CM2-9…幅広導体
10、CM1-10、CM2-10…絶縁シート
11、11-A、11-B…コンデンサセル電極
CDS、CDS-A、CDS-B…コンデンサセル
12…樹脂モールドケース
13…モールド樹脂
14,15、14-A,15-A、14-B,15-B…立ち上がり部
Claims (5)
- 直流電流を交流電流に変換する半導体素子を有するパワーモジュールと、
前記直流電流を平滑化する複数のコンデンサセルを有するコンデンサモジュールと、
前記パワーモジュールと前記コンデンサモジュールを収納する筐体と、
前記パワーモジュールを冷却する冷媒を流す冷却流路と、を備え、
前記冷却流路は、前記筐体と接触して形成され、
前記コンデンサモジュールは、前記複数のコンデンサセルを収納するケースと、前記コンデンサセルの一方の電極と接続された第1板状導体と、前記コンデンサセルの他方の電極と接続された第2板状導体と、前記複数のコンデンサセルと前記第1板状導体と前記第2板状導体を封止する樹脂封止と、を有し、
前記ケースは、底面と、前記底面と繋がる側面と、により構成され、
前記ケースは、当該ケースの前記底面と対向する面に開口が形成され、
前記コンデンサモジュールは、前記ケースの前記開口が前記パワーモジュールの配置されている側に向けられて配置され、
前記ケースの前記底面は、前記筐体の内壁に固定され、
前記第1板状導体と前記第2板状導体は、前記複数のコンデンサセルを挟んで、前記底面と対向した状態で前記樹脂封止により封止され、
前記第1板状導体と前記第2板状導体は、絶縁体との積層状態で、前記開口から突出し、
さらに前記第1板状導体と前記第2板状導体は、それぞれの先端部が前記パワーモジュールの電極と接続される電力変換装置。 - 請求項1に記載の電力変換装置であって、
前記半導体素子を駆動する駆動制御回路を備え、
前記駆動制御回路は、前記パワーモジュールと前記コンデンサモジュールの間に配置され、
前記第1板状導体と前記第2板状導体は、前記絶縁体との積層状態で前記樹脂封止の表面から突出して前記駆動制御回路の側部を横切る電力変換装置。 - 請求項1又は2に記載のいずれかの電力変換装置であって、
前記コンデンサモジュールに蓄えられた電荷を放電するための放電抵抗を備え、
前記放電抵抗は、前記筐体に接触するように配置される電力変換装置。 - 請求項1ないし3に記載のいずれかの電力変換装置であって、
前記第1板状導体は、前記コンデンサセルの電極と接続するための接続用端子部を有し、
前記接続用端子部は、前記第1板状導体面の一部を切り抜きして立ち上がるように形成される電力変換装置。 - 請求項1ないし4に記載のいずれかの電力変換装置であって、
前記パワーモジュールは、U相とV相とW相とに対応する複数の前記半導体素子と、当該複数の前記半導体素子に対応する複数の電極接続部と、を有し、
前記第1板状導体は、前記複数の電極接続部と接続される電力変換装置。
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