JP5936745B1 - Power converter for vehicle - Google Patents

Power converter for vehicle Download PDF

Info

Publication number
JP5936745B1
JP5936745B1 JP2015101134A JP2015101134A JP5936745B1 JP 5936745 B1 JP5936745 B1 JP 5936745B1 JP 2015101134 A JP2015101134 A JP 2015101134A JP 2015101134 A JP2015101134 A JP 2015101134A JP 5936745 B1 JP5936745 B1 JP 5936745B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
module
bus bar
converter
capacitor module
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015101134A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2016220345A (en
Inventor
文洋 岡崎
文洋 岡崎
元 奥塚
元 奥塚
祐一郎 野村
祐一郎 野村
雅春 永野
雅春 永野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Calsonic Kansei Corp
Original Assignee
Calsonic Kansei Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Calsonic Kansei Corp filed Critical Calsonic Kansei Corp
Priority to JP2015101134A priority Critical patent/JP5936745B1/en
Priority to CN201680028859.0A priority patent/CN107710586B/en
Priority to PCT/JP2016/064541 priority patent/WO2016186089A1/en
Priority to DE112016002239.5T priority patent/DE112016002239T5/en
Priority to US15/574,038 priority patent/US10381922B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5936745B1 publication Critical patent/JP5936745B1/en
Publication of JP2016220345A publication Critical patent/JP2016220345A/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

【課題】装置を小型化できる車両用電力変換装置を提供する。【解決手段】蓄電装置と負荷との間で電力を変換する車両用電力変換装置であって、蓄電装置の直流電力と負荷に供給される交流電力とを変換するパワーモジュールと、外部コネクタを介して供給される交流電力を直流電力に変換して蓄電装置に出力する充電装置と、パワーモジュールと充電装置とに接続され、電圧を平滑化するコンデンサモジュールと、を備える。【選択図】図1A power converter for a vehicle that can be downsized is provided. A power conversion device for a vehicle that converts electric power between a power storage device and a load, the power module converting DC power of the power storage device and AC power supplied to the load, and an external connector A charging device that converts the supplied AC power into DC power and outputs the DC power to the power storage device, and a capacitor module that is connected to the power module and the charging device and smoothes the voltage. [Selection] Figure 1

Description

本発明は、電動自動車やハイブリッド自動車等に搭載される車両用電力変換装置に関するものである。   The present invention relates to a vehicle power conversion device mounted on an electric vehicle, a hybrid vehicle, or the like.

電動自動車やハイブリッド自動車等に搭載される電力変換装置は、蓄電装置(バッテリ)の直流電力をインバータにより交流電力に変換してモータを駆動する。   BACKGROUND ART A power conversion device mounted on an electric vehicle, a hybrid vehicle, or the like drives a motor by converting DC power of a power storage device (battery) into AC power using an inverter.

このような電力変換装置において、外部の商用電源等からバッテリを充電させるコネクタ及び充電器を備えたもの(特許文献1)が知られている。   Among such power conversion devices, a device including a connector and a charger for charging a battery from an external commercial power source or the like is known (Patent Document 1).

特開2010−259274号公報JP 2010-259274 A

特許文献1に記載の従来の技術において、バッテリの電力をインバータに供給する場合と、充電器によりバッテリを充電する場合とで、リレーにより回路を切り換えている。そのため、インバータに用いられる平滑コンデンサに加えて、充電器に突入電力を抑制する平滑化コンデンサを備える必要があり、電力変換装置が大型化し、重量が増加するという問題があった。   In the prior art described in Patent Document 1, the circuit is switched by a relay between when the battery power is supplied to the inverter and when the battery is charged by the charger. Therefore, in addition to the smoothing capacitor used for the inverter, it is necessary to provide the charger with a smoothing capacitor that suppresses inrush power, and there is a problem that the power conversion device is increased in size and weight.

本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、装置を小型化できる車両用電力変換装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made paying attention to such problems, and an object of the present invention is to provide a vehicular power conversion device capable of downsizing the device.

本発明のある実施態様によると、蓄電装置と負荷との間で電力を変換する車両用電力変換装置であって、蓄電装置の直流電力と負荷に供給される交流電力とを変換するパワーモジュールと、外部コネクタを介して供給される交流電力を直流電力に変換して蓄電装置に出力する充電装置と、パワーモジュールと充電装置とに接続され、それぞれの作動時の電圧を平滑化するコンデンサモジュールと、を備え、コンデンサモジュールは、パワーモジュールのU相、V相、W相の3相に対応する端子に直接固定される第1バスバーと、蓄電装置に接続される第2バスバーと、充電装置に接続される電力配線と、が導出され、第1バスバーと、第2バスバーと、電力配線とは、コンデンサモジュールの内部バスバーから分岐することを特徴とする。 According to an embodiment of the present invention, a vehicle power conversion device that converts electric power between a power storage device and a load, the power module converting DC power of the power storage device and AC power supplied to the load; A charging device that converts alternating current power supplied via an external connector into direct current power and outputs the direct current power to a power storage device, and a capacitor module that is connected to the power module and the charging device and smoothes the voltage during each operation; The capacitor module includes a first bus bar fixed directly to a terminal corresponding to the three phases of the U phase, V phase, and W phase of the power module, a second bus bar connected to the power storage device, and a charging device. A power wiring to be connected is derived, and the first bus bar, the second bus bar, and the power wiring branch from the internal bus bar of the capacitor module .

本発明によると、コンデンサモジュールは、パワーモジュールと充電装置とに接続され、それぞれの作動時の電圧を平滑化するように構成されているので、コンデンサモジュールをパワーモジュールと充電装置とで共用することで、電力変換装置を小型化することができ、重量を軽減できる。   According to the present invention, since the capacitor module is connected to the power module and the charging device and is configured to smooth the voltage at the time of each operation, the capacitor module is shared by the power module and the charging device. Thus, the power converter can be miniaturized and the weight can be reduced.

本発明の実施形態の電力変換装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the power converter of the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の電力変換装置の構成ブロック図である。1 is a configuration block diagram of a power conversion device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の電力変換装置の構成ブロック図である。1 is a configuration block diagram of a power conversion device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の電力変換装置の電気回路図である。It is an electric circuit diagram of the power converter of the embodiment of the present invention.

以下に、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施形態の電力変換装置1の機能ブロック図である。   FIG. 1 is a functional block diagram of a power conversion device 1 according to an embodiment of the present invention.

電力変換装置1(車両用電力変換装置)は、電動車両又はプラグインハイブリッド車両に備えられ、蓄電装置(バッテリ)5の電力を回転電機(モータジェネレータ)6の駆動に適した電力に変換する。モータジェネレータ6は、電力変換装置1から供給される電力により駆動され、車両が駆動される。   The power conversion device 1 (vehicle power conversion device) is provided in an electric vehicle or a plug-in hybrid vehicle, and converts the electric power of the power storage device (battery) 5 into electric power suitable for driving the rotating electrical machine (motor generator) 6. The motor generator 6 is driven by the electric power supplied from the power conversion device 1 to drive the vehicle.

電力変換装置1は、モータジェネレータ6の回生電力を直流電力に変換して、バッテリ5を充電する。また、電力変換装置1は、車両に備えられた急速充電用のコネクタ又は普通充電用のコネクタから電力が供給されることで、バッテリ5を充電する。   The power converter 1 converts the regenerative power of the motor generator 6 into DC power and charges the battery 5. Further, the power conversion device 1 charges the battery 5 by being supplied with power from a quick charging connector or a normal charging connector provided in the vehicle.

バッテリ5は、例えばリチウムイオン二次電池で構成される。バッテリ5は、電力変換装置1に直流電力を供給し、電力変換装置1から供給される直流電力により充電される。バッテリ5の電圧は例えば240V〜400Vの間で変動し、それよりも高い電圧が入力されることで、バッテリ5が、充電される。   The battery 5 is composed of, for example, a lithium ion secondary battery. The battery 5 supplies direct-current power to the power conversion device 1 and is charged by the direct-current power supplied from the power conversion device 1. The voltage of the battery 5 fluctuates between 240V and 400V, for example, and the battery 5 is charged by inputting a voltage higher than that.

モータジェネレータ6は、例えば永久磁石同期電動機として構成される。モータジェネレータ6は、電力変換装置1から供給される交流電力により駆動されて、車両を駆動する。車両が減速するときは、モータジェネレータ6が回生電力を発生する。   The motor generator 6 is configured as a permanent magnet synchronous motor, for example. Motor generator 6 is driven by AC power supplied from power conversion device 1 to drive the vehicle. When the vehicle decelerates, the motor generator 6 generates regenerative power.

電力変換装置1は、ケース2内に、コンデンサモジュール10、パワーモジュール20、DC/DCコンバータ30、充電装置40、充電・DCDCコントローラ50及びインバータコントローラ70を備える。これら各部は、バスバー又は配線により電気的に接続される。   The power conversion device 1 includes a capacitor module 10, a power module 20, a DC / DC converter 30, a charging device 40, a charging / DCDC controller 50, and an inverter controller 70 in a case 2. These parts are electrically connected by a bus bar or wiring.

コンデンサモジュール10は、複数のコンデンサ素子(図4参照)により構成される。コンデンサモジュール10は、電圧を平滑化することで、ノイズの除去や電圧変動の抑制を行なう。コンデンサモジュール10は、第1バスバー11と、第2バスバー12と、電力配線13とを備える。   The capacitor module 10 includes a plurality of capacitor elements (see FIG. 4). The capacitor module 10 performs noise removal and voltage fluctuation suppression by smoothing the voltage. The capacitor module 10 includes a first bus bar 11, a second bus bar 12, and a power wiring 13.

第1バスバー11は、パワーモジュール20に接続される。第2バスバー12は、DC/DCコンバータ30、リレー61、バッテリ5及び電動コンプレッサ9に接続される。電力配線13は、可撓性を有するケーブル(例えばリッツ線)により構成され、充電装置40に接続される。第1バスバー11と、第2バスバー12と、電力配線13とは、コンデンサモジュール10の内部で正極と負極とを共有する。   The first bus bar 11 is connected to the power module 20. The second bus bar 12 is connected to the DC / DC converter 30, the relay 61, the battery 5 and the electric compressor 9. The power wiring 13 is configured by a flexible cable (for example, a litz wire) and is connected to the charging device 40. The first bus bar 11, the second bus bar 12, and the power wiring 13 share the positive electrode and the negative electrode inside the capacitor module 10.

パワーモジュール20は、複数のパワー素子(図4参照)をON/OFFすることにより直流電力と交流電力とを相互に変換する。複数のパワー素子は、パワーモジュール20に備えられるドライバ基板21によりON/OFFが制御される。   The power module 20 mutually converts DC power and AC power by turning on / off a plurality of power elements (see FIG. 4). ON / OFF of the plurality of power elements is controlled by a driver board 21 provided in the power module 20.

パワーモジュール20は、コンデンサモジュール10の第1バスバー11に接続される。第1バスバー11は、正極及び負極からなる3組のバスバーからなる。パワーモジュール20は、U相、V相、W相からなる3相の出力バスバー24を備える。出力バスバー24は、電流センサ22に接続される。電流センサ22は、モータジェネレータ6側に三相の交流電力を出力するモータ側バスバー25を備える。   The power module 20 is connected to the first bus bar 11 of the capacitor module 10. The first bus bar 11 includes three sets of bus bars including a positive electrode and a negative electrode. The power module 20 includes a three-phase output bus bar 24 including a U phase, a V phase, and a W phase. The output bus bar 24 is connected to the current sensor 22. The current sensor 22 includes a motor-side bus bar 25 that outputs three-phase AC power to the motor generator 6 side.

インバータコントローラ70は、車両のコントローラ(図示せず)からの指示及び電流センサ22からのU相、V相、W相の電流の検出結果に基づいて、パワーモジュール20を動作させる信号をドライバ基板21に出力する。ドライバ基板21は、インバータコントローラ70からの信号に基づいて、パワーモジュール20を制御する。インバータコントローラ70、ドライバ基板21、パワーモジュール20及びコンデンサモジュール10により、直流電力と交流電力とを相互に変換するインバータモジュールが構成される。   The inverter controller 70 sends a signal for operating the power module 20 to the driver board 21 based on an instruction from a vehicle controller (not shown) and detection results of U-phase, V-phase, and W-phase currents from the current sensor 22. Output to. The driver board 21 controls the power module 20 based on a signal from the inverter controller 70. The inverter controller 70, the driver board 21, the power module 20, and the capacitor module 10 constitute an inverter module that mutually converts DC power and AC power.

DC/DCコンバータ30は、バッテリ5から供給される直流電力の電圧を変換して、他の機器へと供給する。DC/DCコンバータ30は、バッテリ5の直流電力(例えば400V)を12Vの直流電力に降圧する。降圧された直流電力は、車両に備えられるコントローラや照明、ファン等の電源として供給される。DC/DCコンバータ30は、第2バスバー12を介してコンデンサモジュール10及びバッテリ5に接続される。   The DC / DC converter 30 converts the voltage of the DC power supplied from the battery 5 and supplies it to other devices. The DC / DC converter 30 steps down the DC power (for example, 400V) of the battery 5 to 12V DC power. The stepped-down DC power is supplied as a power source for a controller, lighting, fan or the like provided in the vehicle. The DC / DC converter 30 is connected to the capacitor module 10 and the battery 5 via the second bus bar 12.

充電装置40は、車両に備えられる充電用の外部コネクタから普通充電コネクタ81を介して供給される商用電源(例えば交流200V)を直流電力(例えば500V)に変換する。充電装置40により変換された直流電力は、電力配線13からコンデンサモジュール10を介してバッテリ5に供給される。これによりバッテリ5が充電される。   The charging device 40 converts a commercial power source (for example, AC 200V) supplied from a charging external connector provided in the vehicle via a normal charging connector 81 into DC power (for example, 500V). The DC power converted by the charging device 40 is supplied from the power wiring 13 to the battery 5 via the capacitor module 10. Thereby, the battery 5 is charged.

充電・DCDCコントローラ50は、電力変換装置1によるモータジェネレータ6の駆動及びバッテリ5の充電を制御する。具体的には、充電・DCDCコントローラ50は、車両のコントローラからの指示に基づいて、充電装置40による普通充電コネクタ81を介したバッテリ5の充電、急速充電コネクタ63を介したバッテリ5の充電及びモータジェネレータ6の駆動、DC/DCコンバータ30による降圧を制御する。   The charging / DCDC controller 50 controls driving of the motor generator 6 and charging of the battery 5 by the power conversion device 1. Specifically, the charging / DCDC controller 50 charges the battery 5 via the normal charging connector 81 by the charging device 40, charges the battery 5 via the quick charging connector 63, based on an instruction from the vehicle controller. The motor generator 6 is controlled and the step-down by the DC / DC converter 30 is controlled.

リレーコントローラ60は、充電・DCDCコントローラ50の制御により、リレー61の断続を制御する。リレー61は、正側リレー61a及び負側リレー61bにより構成される。リレー61は、外部コネクタから急速充電コネクタ63を介して接続された場合に通電し、急速充電コネクタ63から供給される直流電力(例えば500V)を第2バスバー12へと供給する。供給された直流電力によりバッテリ5が充電される。   The relay controller 60 controls the on / off state of the relay 61 under the control of the charging / DCDC controller 50. The relay 61 includes a positive relay 61a and a negative relay 61b. The relay 61 is energized when connected from an external connector via the quick charge connector 63, and supplies DC power (for example, 500 V) supplied from the quick charge connector 63 to the second bus bar 12. The battery 5 is charged with the supplied DC power.

図2及び図3は、本実施形態の電力変換装置1の構成ブロック図である。図2は電力変換装置1の上面図であり、図3は、電力変換装置1の側面図である。   2 and 3 are configuration block diagrams of the power conversion device 1 of the present embodiment. FIG. 2 is a top view of the power conversion device 1, and FIG. 3 is a side view of the power conversion device 1.

ケース2の内部では、コンデンサモジュール10の周囲に、パワーモジュール20、DC/DCコンバータ30及び充電装置40が配置される。   Inside the case 2, the power module 20, the DC / DC converter 30, and the charging device 40 are disposed around the capacitor module 10.

より具体的には、コンデンサモジュール10は、ケース2の内部において、パワーモジュール20と充電装置40との間に配置される。コンデンサモジュール10はDC/DCコンバータ30に積層され、コンデンサモジュール10の下方側にDC/DCコンバータ30が配置される。充電装置40は充電・DCDCコントローラ50に積層され、充電・DCDCコントローラ50の下方側に充電装置40が配置される。   More specifically, the capacitor module 10 is disposed between the power module 20 and the charging device 40 inside the case 2. The capacitor module 10 is stacked on the DC / DC converter 30, and the DC / DC converter 30 is disposed below the capacitor module 10. The charging device 40 is stacked on the charging / DCDC controller 50, and the charging device 40 is disposed below the charging / DCDC controller 50.

コンデンサモジュール10の一方の側面には、第1バスバー11が突出する。第1バスバー11には、パワーモジュール20が直接螺合等により接続される。パワーモジュール20において、第1バスバー11とは逆側に、U相、V相、W相からなる3相の出力バスバー24が突出する。   The first bus bar 11 protrudes from one side surface of the capacitor module 10. The power module 20 is directly connected to the first bus bar 11 by screwing or the like. In the power module 20, a three-phase output bus bar 24 including a U phase, a V phase, and a W phase protrudes on the side opposite to the first bus bar 11.

出力バスバー24には、電流センサ22が直接螺合等により接続される。電流センサ22の下方側(図3参照)には、モータ側バスバー25が突出する。モータ側バスバー25は、パワーモジュール20の出力バスバー24のU相、V相、W相それぞれに直接接続され、3相の交流電力を出力する。モータ側バスバー25は、ケース2から露出して構成され、ハーネス等によりモータジェネレータ6に接続される。   The current sensor 22 is directly connected to the output bus bar 24 by screwing or the like. A motor-side bus bar 25 protrudes below the current sensor 22 (see FIG. 3). The motor-side bus bar 25 is directly connected to each of the U-phase, V-phase, and W-phase of the output bus bar 24 of the power module 20 and outputs three-phase AC power. The motor side bus bar 25 is configured to be exposed from the case 2 and connected to the motor generator 6 by a harness or the like.

パワーモジュール20の上面にはドライバ基板21が積層される。ドライバ基板21の上方には、インバータコントローラ70とリレーコントローラ60とが積層して配置される。   A driver substrate 21 is laminated on the upper surface of the power module 20. Above the driver board 21, an inverter controller 70 and a relay controller 60 are stacked.

コンデンサモジュール10の底面側には、第2バスバー12が突出する。第2バスバー12は、コンデンサモジュール10の下方に積層して配置されるDC/DCコンバータ30に直接螺合により接続される。第2バスバー12は、また、正側リレー61a及び負側リレー61bへと接続される(図1参照)。   The second bus bar 12 protrudes from the bottom surface side of the capacitor module 10. The second bus bar 12 is directly screwed to the DC / DC converter 30 disposed below the capacitor module 10 in a stacked manner. The second bus bar 12 is also connected to a positive relay 61a and a negative relay 61b (see FIG. 1).

第2バスバー12は、バッテリ5が接続されるバッテリ側コネクタ51と電動コンプレッサ9が接続されるコンプレッサ側コネクタ52とに、バスバー14を介して接続する。   The second bus bar 12 is connected to the battery side connector 51 to which the battery 5 is connected and the compressor side connector 52 to which the electric compressor 9 is connected via the bus bar 14.

DC/DCコンバータ30は、バスバー31を介して車両側コネクタ82に接続される。車両側コネクタ82は、DC/DCコンバータ30が出力する直流電源を車両の各部に供給するハーネス等が接続される。   The DC / DC converter 30 is connected to the vehicle-side connector 82 via the bus bar 31. The vehicle-side connector 82 is connected to a harness or the like that supplies DC power output from the DC / DC converter 30 to each part of the vehicle.

コンデンサモジュール10の第1バスバー11とは反対の側には、電力配線13が突出する。電力配線13は、可撓性を有する柔軟なケーブルであり、充電装置40に接続される。充電装置40は普通充電コネクタ81にバスバー41を介して接続される。   On the opposite side of the capacitor module 10 from the first bus bar 11, a power wiring 13 protrudes. The power wiring 13 is a flexible cable having flexibility, and is connected to the charging device 40. The charging device 40 is connected to the normal charging connector 81 via the bus bar 41.

信号線コネクタ65は、電力変換装置1のDC/DCコンバータ30、充電装置40、充電・DCDCコントローラ50及びインバータコントローラ70に接続される信号線を、ケース2の外部とで接続する。   The signal line connector 65 connects signal lines connected to the DC / DC converter 30, the charging device 40, the charging / DCDC controller 50, and the inverter controller 70 of the power conversion device 1 to the outside of the case 2.

信号線コネクタ65から充電・DCDCコントローラ50へと信号線55が接続される。信号線55は、充電・DCDCコントローラ50からリレーコントローラ60に至る信号線62と同梱されて、コンデンサモジュール10の上面を通過して充電・DCDCコントローラ50のコネクタ56に接続される。コンデンサモジュール10の上面には信号線55及び信号線62を支持するガイド部58が形成される。   A signal line 55 is connected from the signal line connector 65 to the charging / DCDC controller 50. The signal line 55 is bundled with the signal line 62 from the charging / DCDC controller 50 to the relay controller 60, passes through the upper surface of the capacitor module 10, and is connected to the connector 56 of the charging / DCDC controller 50. A guide portion 58 that supports the signal line 55 and the signal line 62 is formed on the upper surface of the capacitor module 10.

ケース2は、上ケース2aと下ケース2bとにより構成される。下ケース2bには冷却水流路4が形成されている。冷却水流路4には冷却水が流通するように構成されており、冷却水流路4の直上に載置されるパワーモジュール20、DC/DCコンバータ30及び充電装置40を冷却する。   The case 2 is composed of an upper case 2a and a lower case 2b. A cooling water flow path 4 is formed in the lower case 2b. The cooling water flow path 4 is configured such that cooling water flows, and the power module 20, the DC / DC converter 30, and the charging device 40 placed immediately above the cooling water flow path 4 are cooled.

このように、コンデンサモジュール10は、第1バスバー11、第2バスバー12及び電力配線13を介してパワーモジュール20、DC/DCコンバータ30及び充電装置40とに接続される。このような構成により、コンデンサモジュール10と、パワーモジュール20、DC/DCコンバータ30及び充電装置40との距離を短くできるので、直流電力の経路での抵抗(R)やインダクタンス(L)を小さくすることができ、電力損失や電気ノイズを低減できる。   As described above, the capacitor module 10 is connected to the power module 20, the DC / DC converter 30, and the charging device 40 via the first bus bar 11, the second bus bar 12, and the power wiring 13. With such a configuration, the distance between the capacitor module 10 and the power module 20, the DC / DC converter 30 and the charging device 40 can be shortened, so that the resistance (R) and inductance (L) in the DC power path are reduced. Power loss and electrical noise can be reduced.

さらに、コンデンサモジュール10を、発熱量が多いパワーモジュール20と充電装置40との間に配置したので、パワーモジュール20と充電装置40とで互いに熱による影響を与えることを抑制できる。特に、パワーモジュール20の動作(モータジェネレータ6の力行、回生)と、充電装置40の動作(普通充電コネクタ81によるバッテリ5の充電)とは同時に実行されることがないので、これらの間での熱による影響を排除することができる。   Furthermore, since the capacitor module 10 is disposed between the power module 20 and the charging device 40 that generate a large amount of heat, the power module 20 and the charging device 40 can be prevented from being affected by heat. In particular, the operation of the power module 20 (powering and regeneration of the motor generator 6) and the operation of the charging device 40 (charging of the battery 5 by the normal charging connector 81) are not performed at the same time. The influence of heat can be eliminated.

次に、コンデンサモジュール10の構成を説明する。   Next, the configuration of the capacitor module 10 will be described.

図4は本実施形態のコンデンサモジュール10を中心とした電気回路図である。   FIG. 4 is an electric circuit diagram centering on the capacitor module 10 of the present embodiment.

コンデンサモジュール10は、コンデンサケース110の内部に複数のコンデンサ120が収容されて構成される。コンデンサモジュール10は、正極及び負極からなる一対の内部バスバー130を備え、一対の内部バスバー130の間に複数のコンデンサ120が並列に接続される。コンデンサ120及び内部バスバー130は樹脂材料によりモールドされる。   The capacitor module 10 is configured by housing a plurality of capacitors 120 inside a capacitor case 110. The capacitor module 10 includes a pair of internal bus bars 130 composed of a positive electrode and a negative electrode, and a plurality of capacitors 120 are connected in parallel between the pair of internal bus bars 130. Capacitor 120 and internal bus bar 130 are molded of a resin material.

内部バスバー130は、第1バスバー11、第2バスバー12及び電力配線13へとそれぞれ分岐する。   The internal bus bar 130 branches to the first bus bar 11, the second bus bar 12, and the power wiring 13, respectively.

第1バスバー11は、パワーモジュール20のU相、V相、W相の3相に対応する3組の正極及び負極のバスバーからなり、コンデンサケース110の底面から一方の側面へと突設される。   The first bus bar 11 includes three sets of positive and negative bus bars corresponding to the three phases of the U, V, and W phases of the power module 20, and protrudes from the bottom surface of the capacitor case 110 to one side surface. .

第2バスバー12は1組の正極及び負極のバスバーからなり、コンデンサケース110の底面から前述の一方の側面に隣接する第2の側面へと突設される。電力配線13は、正極及び負極を有する可撓性を有するケーブルからなり、コンデンサケース110の底面側に延設される。   The second bus bar 12 includes a pair of positive and negative bus bars, and protrudes from the bottom surface of the capacitor case 110 to the second side surface adjacent to the one side surface. The power wiring 13 is made of a flexible cable having a positive electrode and a negative electrode, and extends to the bottom surface side of the capacitor case 110.

第1バスバー11は、ケース2に内装されている状態でコンデンサモジュール10の一方の側面側に位置するパワーモジュール20が備えるU相、V相、W相の3相に対応する端子に接する形状とされている。第1バスバー11は、パワーモジュール20の端子に接する状態で螺合等により連結される。   The first bus bar 11 has a shape in contact with terminals corresponding to the three phases of the U phase, the V phase, and the W phase provided in the power module 20 located on one side of the capacitor module 10 in a state of being housed in the case 2. Has been. The first bus bar 11 is connected by screwing or the like while being in contact with the terminal of the power module 20.

第2バスバー12は、ケース2に内装されている状態でコンデンサモジュール10の底面側に位置するDC/DCコンバータ30が備える端子に接する形状とされている。第2バスバー12は、DC/DCコンバータ30の端子に接する状態で螺合等により連結される。DC/DCコンバータ30の端子には、バスバー14が接続される。バスバー14は、リレー61、バッテリ側コネクタ51及びコンプレッサ側コネクタ52へと接続される。   The second bus bar 12 has a shape in contact with a terminal included in the DC / DC converter 30 located on the bottom surface side of the capacitor module 10 in a state of being housed in the case 2. The second bus bar 12 is connected by screwing or the like in contact with the terminal of the DC / DC converter 30. The bus bar 14 is connected to a terminal of the DC / DC converter 30. The bus bar 14 is connected to the relay 61, the battery side connector 51, and the compressor side connector 52.

電力配線13は、ケース2に内装されている状態でコンデンサモジュール10の前記一方の側面に対向する側面に位置する充電装置40が備える端子へと接続される。電力配線13は可撓性を有するので、充電装置40の上方に配置される充電・DCDCコントローラ50や、ケース2内に備えられる他の部品や構造物を避けて、充電装置40の端子に接続される。   The power wiring 13 is connected to a terminal included in the charging device 40 located on a side surface facing the one side surface of the capacitor module 10 in a state of being housed in the case 2. Since the power wiring 13 is flexible, it is connected to the terminal of the charging device 40 while avoiding the charging / DCDC controller 50 disposed above the charging device 40 and other components and structures provided in the case 2. Is done.

このような構成により、パワーモジュール20は、モータジェネレータ6の力行及び回生時(充電装置40が動作していないとき)に動作し、コンデンサモジュール10はこのときのパワーモジュール20の直流電力を平滑化する。充電装置40は、パワーモジュール20が動作していない普通充電コネクタ81によるバッテリ5の充電時に動作し、コンデンサモジュール10はこのときの充電装置40の直流電力を平滑化する。このように、コンデンサモジュール10が、パワーモジュール20と充電装置40との直流電力を平滑化する平滑コンデンサとして機能する。   With such a configuration, the power module 20 operates during power running and regeneration of the motor generator 6 (when the charging device 40 is not operating), and the capacitor module 10 smoothes the DC power of the power module 20 at this time. To do. The charging device 40 operates when the battery 5 is charged by the normal charging connector 81 where the power module 20 is not operating, and the capacitor module 10 smoothes the DC power of the charging device 40 at this time. Thus, the capacitor module 10 functions as a smoothing capacitor that smoothes the DC power between the power module 20 and the charging device 40.

以上のように、本発明の実施形態では、蓄電装置(バッテリ5)と負荷(モータジェネレータ6)との間で電力を変換して供給する電力変換装置1であって、バッテリ5の直流電力とモータジェネレータ6に供給する交流電力とを変換するパワーモジュール20と、外部コネクタ(普通充電コネクタ81)を介して供給される電力によりバッテリ5を充電させる充電装置40と、パワーモジュール20と充電装置40とに接続され、パワーモジュール20と充電装置40とで、それぞれの作動時の電圧を平滑化するコンデンサモジュールと、を備えるように構成した。   As described above, in the embodiment of the present invention, the power conversion device 1 converts and supplies power between the power storage device (battery 5) and the load (motor generator 6), A power module 20 that converts AC power supplied to the motor generator 6, a charging device 40 that charges the battery 5 with power supplied via an external connector (normal charging connector 81), the power module 20, and the charging device 40 And the power module 20 and the charging device 40 are configured to include a capacitor module that smoothes the voltage during each operation.

このように構成することにより、パワーモジュール20と充電装置40との電力ライン上にコンデンサモジュール10を備える。すなわち、コンデンサモジュール10が、パワーモジュール20と充電装置40とで共用されるので、個別にコンデンサを別に設ける必要がなく、電力変換装置1のサイズを小型化することができると共に、電力変換装置の重量を軽減できる。   With this configuration, the capacitor module 10 is provided on the power line between the power module 20 and the charging device 40. That is, since the capacitor module 10 is shared by the power module 20 and the charging device 40, it is not necessary to separately provide a capacitor, the size of the power conversion device 1 can be reduced, and the power conversion device Weight can be reduced.

また、本発明の実施形態の電力変換装置1は、バッテリ5の直流電圧を変換するDC/DCコンバータ30を備え、DC/DCコンバータ30は、コンデンサモジュール10に接続され、コンデンサモジュール10が、パワーモジュール20と、充電装置40と、DC/DCコンバータ30とで、それぞれの作動時における電圧を平滑化する。   The power conversion device 1 according to the embodiment of the present invention includes a DC / DC converter 30 that converts a DC voltage of the battery 5. The DC / DC converter 30 is connected to the capacitor module 10, and the capacitor module 10 The module 20, the charging device 40, and the DC / DC converter 30 smooth the voltage during each operation.

このように構成することにより、DC/DCコンバータ30に平滑化のためのコンデンサを別に設ける必要がなく、電力変換装置1のサイズを小型化することができると共に、電力変換装置の重量を軽減できる。   With this configuration, it is not necessary to provide a smoothing capacitor in the DC / DC converter 30, the size of the power converter 1 can be reduced, and the weight of the power converter can be reduced. .

また、本発明の実施形態の電力変換装置1は、コンデンサモジュール10は、第1の端子(第1バスバー11)、第2の端子(第2バスバー12)及び第3の端子(電力配線13)を備え、第1の端子はパワーモジュール20に接続され、第2の端子はDC/DCコンバータ30に接続され、第3の端子は、コンデンサモジュール10における第1の端子が設けられる側とは逆の側に備えられ、充電装置40に接続される。このような構成により、ケース2内でコンデンサモジュール10と、パワーモジュール20、DC/DCコンバータ30及び充電装置40と電力経路を短くできるので、直流電力の経路での抵抗(R)やインダクタンス(L)を小さくすることができ、電力損失や電気ノイズを低減できると共に、電力変換装置1を小型化することができる。   In the power conversion device 1 according to the embodiment of the present invention, the capacitor module 10 includes the first terminal (first bus bar 11), the second terminal (second bus bar 12), and the third terminal (power wiring 13). The first terminal is connected to the power module 20, the second terminal is connected to the DC / DC converter 30, and the third terminal is opposite to the side of the capacitor module 10 where the first terminal is provided. And is connected to the charging device 40. With such a configuration, the power path of the capacitor module 10, the power module 20, the DC / DC converter 30, and the charging device 40 can be shortened in the case 2, so that the resistance (R) and inductance (L ) Can be reduced, power loss and electrical noise can be reduced, and the power converter 1 can be downsized.

また、本発明の実施形態の電力変換装置1は、負荷(モータジェネレータ6)とは異なる電動コンプレッサ9に接続するコンプレッサ側コネクタ52と、コンデンサモジュール10とコンプレッサ側コネクタと52を接続する第4の端子(バスバー14)を備えたので、ノイズを発生する可能性のある電動コンプレッサ9に接続する第4の端子ノイズを、コンデンサモジュール10により平滑化することができる。   In addition, the power conversion device 1 according to the embodiment of the present invention includes a compressor-side connector 52 connected to the electric compressor 9 different from the load (motor generator 6), and a fourth connector that connects the capacitor module 10 and the compressor-side connector 52. Since the terminal (bus bar 14) is provided, the fourth terminal noise connected to the electric compressor 9 that may generate noise can be smoothed by the capacitor module 10.

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。   The embodiment of the present invention has been described above, but the above embodiment is merely one example of application of the present invention, and the technical scope of the present invention is limited to the specific configuration of the above embodiment. is not.

上記実施形態では、コンデンサモジュール10と充電装置40との間を可撓性を有するケーブル(電力配線13)により接続したが、これに限られない。コンデンサモジュール10と充電装置40との間をバスバーにより接続してもよいし、コンデンサモジュール10と、パワーモジュール20又はDC/DCコンバータ30との間を可撓性を有するケーブルにより接続してもよい。   In the above embodiment, the capacitor module 10 and the charging device 40 are connected by a flexible cable (power wiring 13), but the present invention is not limited to this. The capacitor module 10 and the charging device 40 may be connected by a bus bar, or the capacitor module 10 and the power module 20 or the DC / DC converter 30 may be connected by a flexible cable. .

1 電力変換装置(車両用電力変換装置)
2 ケース
2a 上ケース
2b 下ケース
4 冷却水流路
5 蓄電装置(バッテリ)
6 電動機(モータ)
9 電動コンプレッサ
10 コンデンサモジュール
11 第1バスバー
12 第2バスバー
13 電力配線
14 バスバー
20 パワーモジュール
30 DC/DCコンバータ
40 充電装置
50 充電・DCDCコントローラ
52 コンプレッサ側コネクタ
60 リレーコントローラ
61 リレー
70 インバータコントローラ
81 普通充電コネクタ
82 車両側コネクタ
110 コンデンサケース
120 コンデンサ
130 内部バスバー
1 Power converter (Vehicle power converter)
2 Case 2a Upper case 2b Lower case 4 Cooling water flow path 5 Power storage device (battery)
6 Electric motor
DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 Electric compressor 10 Capacitor module 11 1st bus bar 12 2nd bus bar 13 Electric power wiring 14 Bus bar 20 Power module 30 DC / DC converter 40 Charging device 50 Charging / DCDC controller 52 Compressor side connector 60 Relay controller 61 Relay 70 Inverter controller 81 Normal charging Connector 82 Vehicle side connector 110 Capacitor case 120 Capacitor 130 Internal bus bar

Claims (6)

蓄電装置と負荷との間で電力を変換する車両用電力変換装置であって、
前記蓄電装置の直流電力と前記負荷に供給される交流電力とを変換するパワーモジュールと、
外部コネクタを介して供給される交流電力を直流電力に変換して前記蓄電装置を充電させる充電装置と、
前記パワーモジュールと前記充電装置とに接続され、それぞれの作動時の電圧を平滑化するコンデンサモジュールと、
を備え
前記コンデンサモジュールは、前記パワーモジュールのU相、V相、W相の3相に対応する端子に直接固定される第1バスバーと、前記蓄電装置に接続される第2バスバーと、前記充電装置に接続される電力配線と、が導出され、
前記第1バスバーと、前記第2バスバーと、前記電力配線とは、前記コンデンサモジュールの内部バスバーから分岐する
ことを特徴とする車両用電力変換装置。
A vehicle power conversion device that converts power between a power storage device and a load,
A power module that converts DC power of the power storage device and AC power supplied to the load;
A charging device for charging the power storage device by converting AC power supplied via an external connector into DC power;
A capacitor module that is connected to the power module and the charging device and smoothes a voltage during each operation;
Equipped with a,
The capacitor module includes a first bus bar directly fixed to terminals corresponding to three phases of the U phase, V phase, and W phase of the power module, a second bus bar connected to the power storage device, and the charging device. The power wiring to be connected is derived,
The vehicular power conversion device , wherein the first bus bar, the second bus bar, and the power wiring branch from an internal bus bar of the capacitor module .
請求項1に記載の車両用電力変換装置であって、  The vehicle power conversion device according to claim 1,
前記コンデンサモジュールは、前記パワーモジュールと前記充電装置との間に隣接して配置される  The capacitor module is disposed adjacent to the power module and the charging device.
ことを特徴とする車両用電力変換装置。A vehicular power conversion device.
請求項1に記載の車両用電力変換装置であって、
前記蓄電装置から供給される直流電圧を変換するDC/DCコンバータを備え、
前記DC/DCコンバータは、前記コンデンサモジュールに接続され、
前記コンデンサモジュールが、前記パワーモジュール、前記充電装置と及び前記DC/DCコンバータにおけるぞれぞれの作動時の電圧を平滑化する
ことを特徴とする車両用電力変換装置。
The vehicle power conversion device according to claim 1,
A DC / DC converter for converting a DC voltage supplied from the power storage device;
The DC / DC converter is connected to the capacitor module;
The vehicular power converter , wherein the capacitor module smoothes the voltage when the power module, the charging device, and the DC / DC converter are activated .
請求項3に記載の車両用電力変換装置であって、  The vehicle power conversion device according to claim 3,
前記パワーモジュールと、前記DC/DCコンバータと、前記充電装置と、前記コンデンサモジュールとを収装するケースを更に備え、  A case for accommodating the power module, the DC / DC converter, the charging device, and the capacitor module;
前記パワーモジュールと、前記DC/DCコンバータと、前記充電装置と、前記コンデンサモジュールとは、前記ケース内の同一の空間内に設けられる  The power module, the DC / DC converter, the charging device, and the capacitor module are provided in the same space in the case.
ことを特徴とする車両用電力変換装置。A vehicular power conversion device.
請求項3又は4に記載の車両用電力変換装置であって、  The vehicle power conversion device according to claim 3 or 4,
前記電力配線は、前記コンデンサモジュールにおける前記第1バスバー及び第2バスバーが設けられる一方側に対向する他方側に備えられ、前記充電装置に接続される  The power wiring is provided on the other side of the capacitor module facing the one side where the first bus bar and the second bus bar are provided, and is connected to the charging device.
ことを特徴とする車両用電力変換装置。A vehicular power conversion device.
請求項5に記載の車両用電力変換装置であって、  The vehicle power conversion device according to claim 5,
前記負荷とは異なる電動コンプレッサに接続されるコネクタと、前記コンデンサモジュールと前記コネクタとを接続する第3バスバーを備えることを特徴とする車両用電力変換装置。  A vehicle power converter comprising: a connector connected to an electric compressor different from the load; and a third bus bar for connecting the capacitor module and the connector.
JP2015101134A 2015-05-18 2015-05-18 Power converter for vehicle Active JP5936745B1 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015101134A JP5936745B1 (en) 2015-05-18 2015-05-18 Power converter for vehicle
CN201680028859.0A CN107710586B (en) 2015-05-18 2016-05-17 Power conversion device
PCT/JP2016/064541 WO2016186089A1 (en) 2015-05-18 2016-05-17 Power conversion device
DE112016002239.5T DE112016002239T5 (en) 2015-05-18 2016-05-17 power converter
US15/574,038 US10381922B2 (en) 2015-05-18 2016-05-17 Power converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015101134A JP5936745B1 (en) 2015-05-18 2015-05-18 Power converter for vehicle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP5936745B1 true JP5936745B1 (en) 2016-06-22
JP2016220345A JP2016220345A (en) 2016-12-22

Family

ID=56184745

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015101134A Active JP5936745B1 (en) 2015-05-18 2015-05-18 Power converter for vehicle

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5936745B1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019170043A (en) * 2018-03-22 2019-10-03 トヨタ自動車株式会社 Motor system
DE102021100014A1 (en) 2020-01-10 2021-07-15 Denso Corporation Electric power distribution device
DE112021001447T5 (en) 2020-03-06 2022-12-29 Denso Corporation Wiring module and power distribution device comprising the same
DE112020006502T5 (en) 2020-01-10 2023-03-02 Denso Corporation power distribution device

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7276068B2 (en) 2019-10-16 2023-05-18 株式会社デンソー charging device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011217548A (en) * 2010-04-01 2011-10-27 Hitachi Automotive Systems Ltd Power conversion device
WO2013080665A1 (en) * 2011-11-30 2013-06-06 本田技研工業株式会社 Power control unit
JP2014096898A (en) * 2012-11-08 2014-05-22 Honda Motor Co Ltd Power conversion device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011217548A (en) * 2010-04-01 2011-10-27 Hitachi Automotive Systems Ltd Power conversion device
WO2013080665A1 (en) * 2011-11-30 2013-06-06 本田技研工業株式会社 Power control unit
JP2014096898A (en) * 2012-11-08 2014-05-22 Honda Motor Co Ltd Power conversion device

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019170043A (en) * 2018-03-22 2019-10-03 トヨタ自動車株式会社 Motor system
JP7040197B2 (en) 2018-03-22 2022-03-23 株式会社デンソー Motor system
DE102021100014A1 (en) 2020-01-10 2021-07-15 Denso Corporation Electric power distribution device
DE112020006502T5 (en) 2020-01-10 2023-03-02 Denso Corporation power distribution device
DE112021001447T5 (en) 2020-03-06 2022-12-29 Denso Corporation Wiring module and power distribution device comprising the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016220345A (en) 2016-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6821294B2 (en) Electric vehicle charging system
KR101284331B1 (en) Recharge systen for green car and method thereof
JP5667423B2 (en) Plug-in hybrid vehicle charging device and method
CN107710586B (en) Power conversion device
JP5936745B1 (en) Power converter for vehicle
WO2014073058A1 (en) Power source device
JP5919423B1 (en) Power converter
JP2012019673A (en) Charger of plug-in hybrid vehicle
JP6646739B2 (en) Power converter
WO2011004588A1 (en) Electric vehicle control device
KR102010294B1 (en) Electric vehicle and operating method of the same
JP5919424B1 (en) Capacitor module
JP5919421B1 (en) Power converter
JP2018022731A (en) Power module and power control unit
US10355586B2 (en) Power converter
JP5919422B1 (en) Power converter
JP6676497B2 (en) Power module
JP6079455B2 (en) Charging apparatus and control method
JP5919419B1 (en) Power converter
KR20130095082A (en) Electric vehicle and operating method of the same
JP2012090458A (en) Power supply device
JP2019110697A (en) Drive device of rotary electric machine
JP5919420B1 (en) Power converter
KR102194406B1 (en) Charging assembly
JP2010220455A (en) Charger for vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160419

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160510

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5936745

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S343 Written request for registration of root pledge or change of root pledge

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R316354

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

SZ02 Written request for trust registration

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R316Z02

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S803 Written request for registration of cancellation of provisional registration

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R316803

SZ02 Written request for trust registration

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R316Z02

SZ03 Written request for cancellation of trust registration

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R316Z03

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350