JP5724811B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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Description
上記DC−DCコンバータ部は、上記インバータ部及び上記コンデンサの少なくとも一方に対して、上記インバータ部と上記コンデンサとの並び方向である縦方向と直交する高さ方向に配置されており、
上記DC−DCコンバータ部は、上記入力バスバーと電気的に接続されるコンバータ入力端子を引き出してなり、
上記コンデンサは、上記入力バスバーと電気的に接続される一対の第1端子と、上記インバータ部と電気的に接続される一対の第2端子とを引き出してなり、
上記入力バスバーにおける上記主入力端子と反対側の端部に設けたバスバー端子に、上記コンバータ入力端子が中継バスバーを介して接続され、上記バスバー端子に、上記コンデンサの上記第1端子が接続されており、
上記コンバータ入力端子と上記中継バスバーとの接続部は、上記高さ方向から見たとき、上記コンデンサ及び上記インバータ部よりも上記主入力端子に近い位置に配置されていることを特徴とする電力変換装置にある(請求項1)。
上記電力変換装置の実施例につき、図1〜図10を用いて説明する。
本例の電力変換装置1は、図1〜図4に示すごとく、直流電源と接続される一対の主入力端子11と、該主入力端子11から入力された直流電力の電圧を平滑化するコンデンサ2と、直流電力を交流電力に変換するインバータ部3と、直流電力を異なる電圧の直流電力に変換するDC−DCコンバータ部4とを備えている。
そして、DC−DCコンバータ部4は、例えば、直流電源の電圧を降圧して、補機用の直流電力を生成するために用いられる。
すなわち、電力変換装置1は、車両に搭載された一つの直流電源(バッテリ)によって、三相交流の回転電機の駆動と、補機の作動とを行えるようにすることができる。
コンデンサ2は、図4に示すごとく、主入力端子11と電気的に接続される一対の第1端子21と、インバータ部3と電気的に接続される一対の第2端子22とを引き出してなる。一対の第1端子21は、コンデンサ2に内蔵されたコンデンサ素子の一対の電極にそれぞれ電気的に接続され、一対の第2端子22も、コンデンサ素子の一対の電極にそれぞれ電気的に接続されている。
コンバータ入力端子41は、高さ方向Zから見たとき、コンデンサ2及びインバータ部3よりも主入力端子11に近い位置に配置されている。
また、主入力端子11には、横方向Yに並んで2つの挿通孔が形成されており、そのうちの一方が、直流電源の端子との締結に用いる挿通孔111である。また、バスバー端子12にも縦方向Xに並んで2つの挿通孔が形成されており、そのうちの一方がコンバータ入力端子41との締結に用いる挿通孔121であり、他方がコンデンサ2の第1バスバー21との締結に用いる挿通孔122である。
また、電力変換装置1は、インバータ部3から交流電力を出力する出力端子16を載置する出力端子台160を備えている。すなわち、インバータ部3から横方向Yに引き出された交流端子32と接続される出力端子16を、樹脂等からなる出力端子台160に載置している。出力端子台160において、出力端子16を三相交流の回転電機の端子と接続できるよう構成してある。
また、本例において、出力端子16は6本形成されているが、これらのうちの3本が一つの回転電機における3つの電極に接続され、他の3本が他の一つの回転電機における3つの電極にそれぞれ接続されている。つまり、本例の電力変換装置1は、2つの回転電機をそれぞれ駆動できるよう構成してある。ただし、駆動する回転電機の個数は特に限定されるものではない。
中継端子台6は、主端子台5に対して、高さ方向Zに並んで配置され、主端子台5におけるバスバー端子12を載置した載置面512に対向するように配置されている。
中継端子台6は樹脂等の絶縁体からなり、図8、図9に示すごとく、筒状部61と共に一対の端子固定部62を備えている。該端子固定部62は、筒状部61と一体的に成形されており、コンバータ入力端子41を中継バスバー60と接続固定する部分である。
また、中継端子台6は、2つのボルト632によって、後述する電力変換装置1のケース14に固定されている。
インバータ部3は、スイッチング素子を内蔵した複数の半導体モジュールと、これらを冷却するための冷却器とを有する(図示略、上記特許文献1参照)。冷却器は、半導体モジュールをその両面から冷却できるよう構成された複数の冷媒流路を有する。すなわち、複数の半導体モジュールと複数の冷媒流路とが互いに積層されている。この積層方向は縦方向Xであって、インバータ部3とコンデンサ2との並び方向である。各半導体モジュールからは、高さ方向Zの一方でありDC−DCコンバータ部4側へ突出した主電極端子と、その反対側に突出した制御端子とを有する(図示略)。制御端子は、半導体モジュールを制御する制御回路が形成された制御回路基板に接続され、該制御回路基板は、インバータ部3におけるDC−DCコンバータ部4と反対側に配されている(図示略)。
この状態で、インバータ部3、コンデンサ2、及び主端子台5を内側に配設した中間ピース141と、DC−DCコンバータ部4及び中継端子台6を内側に配設した下方ピース143とを組み合わせる。この状態においては、コンバータ入力端子41と接続された中継バスバー60と入力バスバー10のバスバー端子12とは締結されていない。そこで、下方ピース143に設けられた下方端子固定用孔146からボルト633を挿入して、中継バスバー60の上方端子部601とバスバー端子12とを主端子台5にボルト633によって共締めする。このとき、中継端子台6に設けた筒状部61の内側を通すように、ボルト633及び工具を挿入することができる。
ボルト締結後、下方端子固定用孔146は、樹脂等からなるキャップ147によって塞ぐ。
中間ピース141に上方ピース142を取り付けると、図1に示すごとく、上方ピース142に設けられた上方端子固定用孔144と端子挿入用孔145とが主入力端子11に向かって開口した状態で配置される。
次いで、上方端子固定用孔144を蓋部148によって塞ぐ。
以上により、電力変換装置1と直流電源との接続が完了する。
上記電力変換装置1においては、DC−DCコンバータ部4が、インバータ部3及びコンデンサ2に対して、インバータ部3とコンデンサ2との並び方向である縦方向Xと直交する高さ方向Zに配置されている。それゆえ、DC−DCコンバータ部4とインバータ部3とコンデンサ2とが特定方向に積層された3層構造とはならず、電力変換装置1の特定方向の寸法を小さくすることができる。つまり、DC−DCコンバータ部4をインバータ部3及びコンデンサ2と一体化することによる電力変換装置1の特定方向の大型化を防ぐことができる。
また、出力端子台160の配置方向がコンデンサ2に対する主端子台5の配置方向と同一である。そのため、電力変換装置1内におけるデッドスペースを低減しやすく、特に横方向Yの体格を小さくすることができる。また、主端子台5と出力端子台160とを電力変換装置1における同じ側に配置することができるため、外部機器(直流電源及び回転電機)との接続作業の効率化を図ることができる。
10 入力バスバー
11 主入力端子
12 バスバー端子
2 コンデンサ
21 第1端子
22 第2端子
3 インバータ部
4 DC−DCコンバータ部
41 コンバータ入力端子
5 主端子台
6 中継端子台
Claims (6)
- 直流電源と接続される主入力端子(11)をそれぞれ一端に有する一対の入力バスバー(10)と、上記主入力端子(11)から入力された直流電力の電圧を平滑化するコンデンサ(2)と、直流電力を交流電力に変換するインバータ部(3)と、直流電力を異なる電圧の直流電力に変換するDC−DCコンバータ部(4)とを備えた電力変換装置(1)であって、
上記DC−DCコンバータ部(4)は、上記インバータ部(3)及び上記コンデンサ(2)の少なくとも一方に対して、上記インバータ部(3)と上記コンデンサ(2)との並び方向である縦方向(X)と直交する高さ方向(Z)に配置されており、
上記DC−DCコンバータ部(4)は、上記入力バスバー(10)と電気的に接続されるコンバータ入力端子(41)を引き出してなり、
上記コンデンサ(2)は、上記入力バスバー(10)と電気的に接続される一対の第1端子(21)と、上記インバータ部(3)と電気的に接続される一対の第2端子(22)とを引き出してなり、
上記入力バスバー(10)における上記主入力端子(11)と反対側の端部に設けたバスバー端子(12)に、上記コンバータ入力端子(41)が中継バスバー(60)を介して接続され、上記バスバー端子(12)に、上記コンデンサ(2)の上記第1端子(21)が接続されており、
上記コンバータ入力端子(41)と上記中継バスバー(60)との接続部は、上記高さ方向(Z)から見たとき、上記コンデンサ(2)及び上記インバータ部(3)よりも上記主入力端子(11)に近い位置に配置されていることを特徴とする電力変換装置(1)。 - 請求項1に記載の電力変換装置(1)において、上記主入力端子(11)と上記バスバー端子(12)とをそれぞれ載置する載置面を、互いに上記高さ方向(Z)の反対側に有する主端子台(5)を備えていることを特徴とする電力変換装置(1)。
- 請求項2に記載の電力変換装置(1)において、上記主端子台(5)は、上記コンデンサ(2)に対して、上記縦方向(X)と上記高さ方向(Z)との双方に直交する横方向(Y)に配置されていることを特徴とする電力変換装置(1)。
- 請求項3に記載の電力変換装置(1)において、上記インバータ部(3)から交流電力を出力する出力端子(16)を載置する出力端子台(160)を備え、上記インバータ部(3)に対する上記出力端子台(160)の配置方向は、上記コンデンサ(2)に対する上記主端子台(5)の配置方向と同一であることを特徴とする電力変換装置(1)。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の電力変換装置(1)において、上記コンバータ入力端子(41)は、一対の上記中継バスバー(60)を配設してなる中継端子台(6)を介して上記バスバー端子(12)に接続されていることを特徴とする電力変換装置(1)。
- 請求項5に記載の電力変換装置(1)において、上記中継端子台(6)は、上記高さ方向(Z)に貫通した筒状部(61)を備え、該筒状部(61)は、上記中継バスバー(60)と上記入力バスバー(10)の上記バスバー端子(12)との締結部に向かって開口していることを特徴とする電力変換装置(1)。
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