JP5382874B2 - パワーコントロールユニット - Google Patents
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Description
冷却流路(例えば、後述の実施形態における冷却流路20)を構成するウォータージャケット(例えば、後述の実施形態におけるウォータージャケット10)と、
リアクトル(例えば、後述の実施形態におけるリアクトル41)と、
一次側及び二次側コンデンサ(例えば、後述の実施形態における一次側コンデンサ42,二次側コンデンサ43)と、
複数のスイッチング素子(例えば、後述の実施形態におけるトランジスタS1,S2,UH,UL,VH,VL,WH,WL)を内蔵するパワーモジュール(例えば、後述の実施形態におけるパワーモジュール60)と、
前記パワーモジュールのスイッチング素子を駆動する駆動回路(例えば、後述の実施形態におけるゲートドライブ基板9)と、
直流電源に接続される接続コネクタ(例えば、後述の実施形態における接続コネクタ44)と、
を備え、
前記リアクトル、前記一次側及び二次側コンデンサ、及び前記接続コネクタは、前記ウォータージャケットの重力方向下方に設けられた第1空間(例えば、後述の実施形態における第1空間14)に配置され、
前記パワーモジュール及び前記駆動回路は、前記ウォータージャケットの重力方向上方に設けられた第2空間(例えば、後述の実施形態における第2空間15)に配置され、
前記リアクトルが前記ウォータージャケットの下面に固定されるとともに、前記パワーモジュールが前記ウォータージャケットの上面に固定され、
前記第1空間では、前記リアクトルと前記一次側コンデンサとが、隣接し、かつ所定の方向(例えば、後述の実施形態におけるウォータージャケット10の長手方向)に並列して配置されるとともに、前記接続コネクタと前記二次側コンデンサとが、前記所定の方向と直交する方向において、前記リアクトル及び前記一次側コンデンサに対して互いに反対側に配置されており、
前記二次側コンデンサは、一端側に設けられた二次側コンデンサ正極端子(例えば、後述の実施形態における二次側コンデンサ正極端子50a)及び二次側コンデンサ負極端子(例えば、後述の実施形態における二次側コンデンサ負極端子51a)と、中間部に設けられた二次側コンデンサ中間部負極端子(例えば、後述の実施形態における二次側コンデンサ中間部負極端子51c)と、を備え、
前記二次側コンデンサの二次側コンデンサ中間部負極端子は、前記一次側コンデンサの一次側コンデンサ負極端子(例えば、後述の実施形態における一次側コンデンサ負極端子47b)と接続されており、
前記二次側コンデンサの二次側コンデンサ正極端子と二次側コンデンサ負極端子は、前記パワーモジュールの一端側に接続されることを特徴とする。
前記二次側コンデンサは、他端側に設けられた他の二次側コンデンサ正極端子(例えば、後述の実施形態における他の二次側コンデンサ正極端子50b)及び他の二次側コンデンサ負極端子(例えば、後述の実施形態における他の二次側コンデンサ負極端子51b)を備え、
前記他の二次側コンデンサ正極端子及び前記他の二次側コンデンサ負極端子は、前記パワーモジュールの他端側に接続されることを特徴とする。
前記ウォータージャケットには、前記冷却流路の流入口(例えば、後述の実施形態における流入口21)と流出口(例えば、後述の実施形態における流出口22)が設けられており、
前記リアクトルは、前記冷却流路の流入口近傍で、前記ウォータージャケットの下面に固定されることを特徴とする。
少なくとも前記スイッチング素子から構成されるインバータ回路(例えば、後述の実施形態におけるインバータ回路5,6)を備え、
前記インバータ回路は、車輪を駆動する第1の電動機(例えば、後述の実施形態におけるモータ4)と接続される第1インバータ回路、及びエンジンにより駆動される第2の電動機(例えば、後述の実施形態における発電機2)と接続される第2インバータ回路を備え、
前記パワーモジュールは、前記ウォータージャケット内の前記パワーモジュールの下方に位置する冷却流路(例えば、後述の実施形態における幅広の流路25)の上流側から下流側に向かって、前記コンバータ回路のスイッチング素子、前記第1のインバータ回路のスイッチング素子、前記第2のインバータ回路のスイッチング素子の順に配置されることを特徴とする。
前記パワーモジュールの側方で、前記第2空間内に配置される電流センサ(例えば、後述の実施形態における電流センサ75,76)をさらに備えることを特徴とする。
前記第2空間内に配置される制御装置(例えば、後述の実施形態における制御装置8)をさらに備えることを特徴とする。
また、直流電源への接続コネクタからパワーモジュールまで、回路構成に沿って近接配置したことによって、各々の接続配線が短くて済み、損失が抑えられるとともに、小型軽量化ができる。
さらに、コンバータ回路やインバータ回路を構成するスイッチング素子をパワーモジュール内の一つの基板に収めたことで、構成を簡単にできると共に、接続配線を短縮することができる。
また、二次側コンデンサの中間部に一次側コンデンサの負極側を接続することで、一次側コンデンサの負極側をウォータージャケットの上方のパワーモジュールまで接続する必要がなくなるので、高さ方向での配線が少なくて済み、接続配線を簡潔にすることができるとともに、レイアウトの自由度を向上することができる。
これらコンバータ回路7、第1インバータ回路5及び第2インバータ回路6は、制御装置(ECU)8からの制御指令により駆動回路としてのゲートドライブ基板(GDCB)9を介して駆動制御される。
2 発電機(第2の電動機)
4 モータ(第1の電動機)
5,6 インバータ回路
7 コンバータ回路
8 制御装置
9 ゲートドライブ基板(駆動回路)
10 ウォータージャケット
14 第1空間
15 第2空間
20 冷却流路
21 流入口
22 流出口
41 リアクトル
42 一次側コンデンサ
43 二次側コンデンサ
44 接続コネクタ
47b 一次側コンデンサ負極端子
50a 二次側コンデンサ正極端子
50b 他の二次側コンデンサ正極端子
51a 二次側コンデンサ負極端子
51b 他の二次側コンデンサ負極端子
51c 二次側コンデンサ中間部負極端子
60 パワーモジュール
75,76 電流センサ
S1,S2,UH,UL,VH,VL,WH,WL トランジスタ(スイッチング素子)
Claims (6)
- 冷却流路を構成するウォータージャケットと、
リアクトルと、
一次側及び二次側コンデンサと、
複数のスイッチング素子を内蔵するパワーモジュールと、
前記パワーモジュールのスイッチング素子を駆動する駆動回路と、
直流電源に接続される接続コネクタと、
を備え、
前記リアクトル、前記一次側及び二次側コンデンサ、及び前記接続コネクタは、前記ウォータージャケットの重力方向下方に設けられた第1空間に配置され、
前記パワーモジュール及び前記駆動回路は、前記ウォータージャケットの重力方向上方に設けられた第2空間に配置され、
前記リアクトルが前記ウォータージャケットの下面に固定されるとともに、前記パワーモジュールが前記ウォータージャケットの上面に固定され、
前記第1空間では、前記リアクトルと前記一次側コンデンサとが、隣接し、かつ所定の方向に並列して配置されるとともに、前記接続コネクタと前記二次側コンデンサとが、前記所定の方向と直交する方向において、前記リアクトル及び前記一次側コンデンサに対して互いに反対側に配置されており、
前記二次側コンデンサは、一端側に設けられた二次側コンデンサ正極端子及び二次側コンデンサ負極端子と、中間部に設けられた二次側コンデンサ中間部負極端子と、を備え、
前記二次側コンデンサの二次側コンデンサ中間部負極端子は、前記一次側コンデンサの一次側コンデンサ負極端子と接続されており、
前記二次側コンデンサの二次側コンデンサ正極端子と二次側コンデンサ負極端子は、前記パワーモジュールの一端側に接続されることを特徴とするパワーコントロールユニット。 - 前記二次側コンデンサは、他端側に設けられた他の二次側コンデンサ正極端子及び他の二次側コンデンサ負極端子を備え、
前記他の二次側コンデンサ正極端子及び前記他の二次側コンデンサ負極端子は、前記パワーモジュールの他端側に接続されることを特徴とする請求項1に記載のパワーコントロールユニット。 - 前記ウォータージャケットには、前記冷却流路の流入口と流出口が設けられており、
前記リアクトルは、前記冷却流路の流入口近傍で、前記ウォータージャケットの下面に固定されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のパワーコントロールユニット。 - 少なくとも前記スイッチング素子から構成されるインバータ回路を備え、
前記インバータ回路は、車輪を駆動する第1の電動機と接続される第1インバータ回路、及びエンジンにより駆動される第2の電動機と接続される第2インバータ回路を備え、 前記パワーモジュールは、前記ウォータージャケット内の前記パワーモジュールの下方に位置する冷却流路の上流側から下流側に向かって、前記コンバータ回路のスイッチング素子、前記第1のインバータ回路のスイッチング素子、前記第2のインバータ回路のスイッチング素子の順に配置されることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のパワーコントロールユニット。 - 前記パワーモジュールの側方で、前記第2空間内に配置される電流センサをさらに備えることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のパワーコントロールユニット。
- 前記第2空間内に配置される制御装置をさらに備えることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のパワーコントロールユニット。
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