JP6786463B2 - Power converter - Google Patents

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Description

本発明は、電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power converter.

従来、ケース内において冷却器の受熱面上に配置される半導体モジュールと、半導体モジュールに接続されるバスバーと、冷却器の端面とケースとの間に配置されてバスバーに流れる電流を検出する電流センサと、を備える電力変換装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a semiconductor module arranged on the heat receiving surface of the cooler in the case, a bus bar connected to the semiconductor module, and a current sensor arranged between the end surface of the cooler and the case to detect the current flowing through the bus bar. A power conversion device including the above is known (see, for example, Patent Document 1).

特開2015−076933号公報JP 2015-076933

ところで、上記従来技術に係る電力変換装置において、半導体モジュールに接続される制御回路基板は、半導体モジュールに重なるように配置されているので、冷却器の端面に配置される電流センサと制御回路基板との距離が長くなる虞がある。電流センサと制御回路基板とを接続するハーネスなどの接続線が長くなると、ノイズに対する耐性が低下する虞があり、制御回路基板に接続される部品を集中的に配置することが望まれている。 By the way, in the power conversion device according to the above-mentioned prior art, since the control circuit board connected to the semiconductor module is arranged so as to overlap the semiconductor module, the current sensor and the control circuit board arranged on the end face of the cooler There is a risk that the distance will be long. If the connection line such as the harness that connects the current sensor and the control circuit board becomes long, the resistance to noise may decrease, and it is desired to centrally arrange the parts connected to the control circuit board.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、制御部に接続する部品を効率よく配置することが可能な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 in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a power conversion device capable of efficiently arranging parts connected to a control unit.

上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明は以下の態様を採用した。
(1)本発明の一態様に係る電力変換装置は、モータ(例えば、実施形態での第1モータ12および第2モータ13)に対して電力を授受する電力変換回路を構成する半導体モジュール(例えば、実施形態でのパワーモジュール21)と、平面視において前記半導体モジュールと重なるように配置され、前記半導体モジュールを制御する制御部(例えば、実施形態での電子制御ユニット28)と、前記半導体モジュールと前記制御部との間に配置されたリアクトル(例えば、実施形態でのリアクトル22)と、前記リアクトルに流れる電流を検出するとともに、前記半導体モジュールと前記制御部との間に配置された電流検出部(例えば、実施形態での第3電流センサ27)と、前記電流検出部と前記制御部とを接続する接続線(例えば、実施形態での信号線64,75)と、を備える。
In order to solve the above problems and achieve the above object, the present invention has adopted the following aspects.
(1) The power conversion device according to one aspect of the present invention is a semiconductor module (for example, a semiconductor module) constituting a power conversion circuit that transfers power to and from a motor (for example, the first motor 12 and the second motor 13 in the embodiment). , The power module 21) in the embodiment, a control unit (for example, the electronic control unit 28 in the embodiment) arranged so as to overlap the semiconductor module in a plan view and controlling the semiconductor module, and the semiconductor module. The reactor (for example, the reactor 22 in the embodiment) arranged between the control unit and the current flowing through the reactor are detected, and the current detection unit arranged between the semiconductor module and the control unit. (For example, the third current sensor 27 in the embodiment) and a connection line (for example, signal lines 64, 75 in the embodiment) connecting the current detection unit and the control unit are provided.

(2)上記(1)に記載の電力変換装置では、前記電力変換回路の電流を検出するとともに、前記半導体モジュールと前記制御部との間に配置された第2の電流検出部(例えば、実施形態での第1電流センサ25および第2電流センサ26)と、前記第2の電流検出部と前記制御部とを接続する第2の接続線(例えば、実施形態での信号線65,76)と、を備えてもよい。 (2) In the power conversion device according to (1) above, the current of the power conversion circuit is detected, and a second current detection unit (for example, implementation) arranged between the semiconductor module and the control unit is used. The first current sensor 25 and the second current sensor 26) in the embodiment, and the second connection line connecting the second current detection unit and the control unit (for example, the signal lines 65 and 76 in the embodiment). And may be provided.

(3)上記(1)または(2)に記載の電力変換装置では、前記半導体モジュールと前記制御部との間に配置され、前記リアクトルの温度を検出する温度検出素子(例えば、実施形態での温度センサ22b)と、前記温度検出素子と前記制御部とを接続する第3の接続線(例えば、実施形態での信号線74)と、を備えてもよい。 (3) In the power conversion device according to (1) or (2) above, a temperature detection element (for example, in the embodiment) that is arranged between the semiconductor module and the control unit and detects the temperature of the reactor (for example, in the embodiment). A temperature sensor 22b) and a third connection line (for example, a signal line 74 in the embodiment) that connects the temperature detection element and the control unit may be provided.

(4)上記(1)〜(3)のいずれか1項に記載の電力変換装置では、前記接続線の形状は、ピン状に形成されてもよい。 (4) In the power conversion device according to any one of (1) to (3) above, the shape of the connecting line may be formed in a pin shape.

上記(1)によれば、リアクトルおよび電流検出部は半導体モジュールと制御部との間に配置されているので、リアクトルおよび電流検出部と半導体モジュールとを接続する接続線が長くなってしまうことを抑制することができる。また、電力変換装置の製造時において、半導体モジュールと制御部とを接続する工程と併せて、リアクトルおよび電流検出部と制御部とを接続する工程を連続的に行うことができ、製造工程の複雑化を抑制することができる。 According to (1) above, since the reactor and the current detection unit are arranged between the semiconductor module and the control unit, the connection line connecting the reactor and the current detection unit and the semiconductor module becomes long. It can be suppressed. Further, in the manufacturing of the power conversion device, the process of connecting the reactor and the current detection unit and the control unit can be continuously performed in addition to the process of connecting the semiconductor module and the control unit, which complicates the manufacturing process. It is possible to suppress the conversion.

さらに、上記(2)の場合、電流検出部に加えて第2の電流検出部も半導体モジュールと制御部との間に配置されているので、制御部と接続される複数の電流検出部を効率よく配置することができ、接続に要する手間が嵩むことを防ぐことができる。
さらに、上記(3)の場合、温度検出素子と制御部とを容易に、かつ効率的に接続することができる。
さらに、上記(4)の場合、電流検出部と制御部とを容易に、かつ効率的に接続することができる。
Further, in the case of (2) above, since the second current detection unit is also arranged between the semiconductor module and the control unit in addition to the current detection unit, the efficiency of a plurality of current detection units connected to the control unit is improved. It can be arranged well, and it is possible to prevent the time and effort required for connection from increasing.
Further, in the case of (3) above, the temperature detection element and the control unit can be easily and efficiently connected.
Further, in the case of (4) above, the current detection unit and the control unit can be easily and efficiently connected.

本発明の実施形態に係る電力変換装置の構成を模式的に示す側面図である。It is a side view which shows typically the structure of the electric power conversion apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る電力変換装置を搭載する車両の一部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a part of the vehicle which carries the electric power conversion apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態の第1変形例に係る電力変換装置の構成を模式的に示す側面図である。It is a side view which shows typically the structure of the electric power conversion apparatus which concerns on 1st modification of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の第2変形例に係る電力変換装置の構成を模式的に示す側面図である。It is a side view which shows typically the structure of the electric power conversion apparatus which concerns on the 2nd modification of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の第3変形例に係る電力変換装置の構成を模式的に示す側面図である。It is a side view which shows typically the structure of the electric power conversion apparatus which concerns on 3rd modification of embodiment of this invention.

以下、本発明の電力変換装置の一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, an embodiment of the power conversion device of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

本実施形態による電力変換装置は、モータとバッテリとの間の電力授受を制御する。例えば、電力変換装置は、電動車両などの車両に搭載されている。電動車両は、電気自動車、ハイブリッド車両、および燃料電池車両などである。電気自動車は、バッテリを動力源として駆動する。ハイブリッド車両は、バッテリおよび内燃機関を動力源として駆動する。燃料電池車両は、燃料電池を駆動源として駆動する。
図1は、本発明の実施形態に係る電力変換装置1の構成を模式的に示す側面図である。図2は、本発明の実施形態に係る電力変換装置1を搭載する車両10の一部の構成を示す図である。
The power conversion device according to the present embodiment controls the power transfer between the motor and the battery. For example, the power conversion device is mounted on a vehicle such as an electric vehicle. Electric vehicles include electric vehicles, hybrid vehicles, fuel cell vehicles, and the like. Electric vehicles are powered by batteries. Hybrid vehicles are powered by batteries and internal combustion engines. A fuel cell vehicle is driven by using a fuel cell as a drive source.
FIG. 1 is a side view schematically showing the configuration of the power conversion device 1 according to the embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a partial configuration of a vehicle 10 equipped with the power conversion device 1 according to the embodiment of the present invention.

図2に示すように、車両10は、電力変換装置1に加えて、バッテリ11と、走行駆動用の第1モータ12、発電用の第2モータ13と、を備えている。
バッテリ11は、バッテリケースと、バッテリケース内に収容される複数のバッテリモジュールと、を備えている。バッテリモジュールは、直列に接続される複数のバッテリセルを備えている。バッテリ11は、電力変換装置1の直流コネクタ1aに接続される正極端子PBおよび負極端子NBを備えている。バッテリ11の正極端子PBおよび負極端子NBは、バッテリケース内において直列に接続される複数のバッテリモジュールの正極端および負極端に接続されている。
As shown in FIG. 2, the vehicle 10 includes a battery 11, a first motor 12 for traveling drive, and a second motor 13 for power generation, in addition to the power conversion device 1.
The battery 11 includes a battery case and a plurality of battery modules housed in the battery case. The battery module includes a plurality of battery cells connected in series. The battery 11 includes a positive electrode terminal PB and a negative electrode terminal NB connected to the DC connector 1a of the power conversion device 1. The positive electrode terminal PB and the negative electrode terminal NB of the battery 11 are connected to the positive electrode end and the negative electrode end of a plurality of battery modules connected in series in the battery case.

第1モータ12は、バッテリ11から供給される電力によって回転駆動力を発生させる。第2モータ13は、回転軸に入力される回転駆動力によって回生電力を発生させる。また、第1モータ12は、車両10の減速時には、駆動輪から第1モータ12の回転軸へ入力される回転駆動力によって発生する回生電力により、バッテリ11を充電することも可能である。例えば、第1モータ12および第2モータ13の各々は、3相交流のブラシレスDCモータである。3相は、U相、V相、およびW相である。第1モータ12および第2モータ13の各々は、インナーロータ型であり、界磁用の永久磁石を有する回転子と、回転子を回転させる回転磁界を発生させるための3相のステータ巻線を有する固定子とを備えている。第1モータ12の3相のステータ巻線は、電力変換装置1の第1の3相コネクタ1bに接続されている。第2モータ13の3相のステータ巻線は、電力変換装置1の第2の3相コネクタ1cに接続されている。 The first motor 12 generates a rotational driving force by the electric power supplied from the battery 11. The second motor 13 generates regenerative power by the rotational driving force input to the rotary shaft. Further, the first motor 12 can also charge the battery 11 by the regenerative power generated by the rotational driving force input from the driving wheels to the rotating shaft of the first motor 12 when the vehicle 10 is decelerated. For example, each of the first motor 12 and the second motor 13 is a three-phase AC brushless DC motor. The three phases are the U phase, the V phase, and the W phase. Each of the first motor 12 and the second motor 13 is an inner rotor type, and has a rotor having a permanent magnet for a field magnet and a three-phase stator winding for generating a rotating magnetic field for rotating the rotor. It has a stator to have. The three-phase stator windings of the first motor 12 are connected to the first three-phase connector 1b of the power converter 1. The three-phase stator windings of the second motor 13 are connected to the second three-phase connector 1c of the power converter 1.

電力変換装置1は、パワーモジュール21と、リアクトル22と、コンデンサユニット23と、抵抗器24と、第1電流センサ25と、第2電流センサ26と、第3電流センサ27と、電子制御ユニット28と、ゲートドライブユニット29と、を備えている。
パワーモジュール21は、第1モータ12および第2モータ13に対して電力を授受する電力変換回路を構成する半導体モジュールを備えている。パワーモジュール21は、半導体素子から成る半導体モジュールとして、第1電力変換回路部31と、第2電力変換回路部32と、第3電力変換回路部33と、を備えている。第1電力変換回路部31は、第1の3相コネクタ1bによって第1モータ12の3相のステータ巻線に接続されている。第1電力変換回路部31は、バッテリ11から第3電力変換回路部33を介して入力される直流電力を3相交流電力に変換する。第2電力変換回路部32は、第2の3相コネクタ1cによって第2モータ13の3相のステータ巻線に接続されている。第2電力変換回路部32は、第2モータ13から入力される3相交流電力を直流電力に変換する。
The power conversion device 1 includes a power module 21, a reactor 22, a capacitor unit 23, a resistor 24, a first current sensor 25, a second current sensor 26, a third current sensor 27, and an electronic control unit 28. And a gate drive unit 29.
The power module 21 includes a semiconductor module that constitutes a power conversion circuit that transfers power to and from the first motor 12 and the second motor 13. The power module 21 includes a first power conversion circuit unit 31, a second power conversion circuit unit 32, and a third power conversion circuit unit 33 as a semiconductor module composed of semiconductor elements. The first power conversion circuit unit 31 is connected to the three-phase stator winding of the first motor 12 by the first three-phase connector 1b. The first power conversion circuit unit 31 converts the DC power input from the battery 11 via the third power conversion circuit unit 33 into three-phase AC power. The second power conversion circuit unit 32 is connected to the three-phase stator winding of the second motor 13 by the second three-phase connector 1c. The second power conversion circuit unit 32 converts the three-phase AC power input from the second motor 13 into DC power.

第1電力変換回路部31および第2電力変換回路部32の各々は、ブリッジ接続される複数のスイッチング素子によって形成されるブリッジ回路を備えている。例えば、スイッチング素子は、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、またはMOSFET(Metal Oxide Semi-conductor Field Effect Transistor)などのトランジスタである。例えば、ブリッジ回路においては、対を成すハイ側およびロー側U相トランジスタUH,ULと、対を成すハイ側およびロー側V相トランジスタVH,VLと、対を成すハイ側およびロー側W相トランジスタWH,WLとが、ブリッジ接続されている。ハイ側の各トランジスタUH,VH,WHは、コレクタが正極端子PIに接続されてハイサイドアームを構成している。 Each of the first power conversion circuit unit 31 and the second power conversion circuit unit 32 includes a bridge circuit formed by a plurality of switching elements connected by a bridge. For example, the switching element is a transistor such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) or a MOSFET (Metal Oxide Semi-conductor Field Effect Transistor). For example, in a bridge circuit, a pair of high-side and low-side U-phase transistors UH and UL, a pair of high-side and low-side V-phase transistors VH and VL, and a pair of high-side and low-side W-phase transistors The WH and WL are bridge-connected. In each of the high-side transistors UH, VH, and WH, a collector is connected to the positive electrode terminal PI to form a high-side arm.

各相においてハイサイドアームの各正極端子PIは正極バスバーに接続されている。ロー側の各トランジスタUL,VL,WLは、エミッタが負極端子NIに接続されてローサイドアームを構成している。各相においてローサイドアームの各負極端子NIは負極バスバーに接続されている。各相においてハイサイドアームの各トランジスタUH,VH,WHのエミッタは、入出力端子TIにおいてローサイドアームの各トランジスタUL,VL,WLのコレクタに接続されている。 In each phase, each positive electrode terminal PI of the high side arm is connected to a positive electrode bus bar. The emitters of each of the low-side transistors UL, VL, and WL are connected to the negative electrode terminal NI to form a low-side arm. In each phase, each negative electrode terminal NI of the low side arm is connected to the negative electrode bus bar. In each phase, the emitters of the transistors UH, VH, and WH of the high side arm are connected to the collectors of the transistors UL, VL, and WL of the low side arm at the input / output terminal TI.

第1電力変換回路部31の各相において入出力端子TIは第1バスバー51によって第1の3相コネクタ1bに接続されている。第1電力変換回路部31の各相の入出力端子TIは、第1バスバー51および第1の3相コネクタ1bを介して第1モータ12の各相のステータ巻線に接続されている。第2電力変換回路部32の各相において入出力端子TIは第2バスバー52によって第2の3相コネクタ1cに接続されている。 In each phase of the first power conversion circuit unit 31, the input / output terminal TI is connected to the first three-phase connector 1b by the first bus bar 51. The input / output terminals TI of each phase of the first power conversion circuit unit 31 are connected to the stator windings of each phase of the first motor 12 via the first bus bar 51 and the first three-phase connector 1b. In each phase of the second power conversion circuit unit 32, the input / output terminal TI is connected to the second three-phase connector 1c by the second bus bar 52.

第2電力変換回路部32の各相の入出力端子TIは、第2バスバー52および第2の3相コネクタ1cを介して第2モータ13の各相のステータ巻線に接続されている。ブリッジ回路は、各トランジスタUH,UL,VH,VL,WH,WLのコレクタ−エミッタ間においてエミッタからコレクタに向けて順方向となるように接続されるダイオードを備えている。 The input / output terminals TI of each phase of the second power conversion circuit unit 32 are connected to the stator windings of each phase of the second motor 13 via the second bus bar 52 and the second three-phase connector 1c. The bridge circuit includes a diode connected between the collector and the emitter of each transistor UH, UL, VH, VL, WH, and WL so as to be forward from the emitter to the collector.

第1電力変換回路部31および第2電力変換回路部32の各々は、ゲートドライブユニット29から各トランジスタUH,VH,WH,UL,VL,WLのゲートに入力されるスイッチング指令であるゲート信号に基づき、各相のトランジスタ対のオン(導通)/オフ(遮断)を切り替える。
第1電力変換回路部31は、バッテリ11から第3電力変換回路部33を介して入力される直流電力を3相交流電力に変換し、第1モータ12の3相のステータ巻線への通電を順次転流させることで、3相のステータ巻線に交流のU相電流、V相電流、およびW相電流を通電する。
第2電力変換回路部32は、第2モータ13の回転に同期がとられた各相のトランジスタ対のオン(導通)/オフ(遮断)駆動によって、第2モータ13の3相のステータ巻線から出力される3相交流電力を直流電力に変換する。
Each of the first power conversion circuit unit 31 and the second power conversion circuit unit 32 is based on a gate signal which is a switching command input from the gate drive unit 29 to the gate of each transistor UH, VH, WH, UL, VL, WL. , Switches the transistor pair of each phase on (conducting) / off (disconnecting).
The first power conversion circuit unit 31 converts the DC power input from the battery 11 via the third power conversion circuit unit 33 into three-phase AC power, and energizes the three-phase stator windings of the first motor 12. The three-phase stator windings are energized with alternating current U-phase current, V-phase current, and W-phase current by sequentially commutating.
The second power conversion circuit unit 32 drives the on (conduction) / off (disconnection) of the transistor pairs of each phase synchronized with the rotation of the second motor 13 to drive the three-phase stator windings of the second motor 13. The three-phase AC power output from is converted to DC power.

第3電力変換回路部33は、バッテリ11から出力される電力によって第1モータ12を駆動する場合には、バッテリ11の出力電圧を昇圧して正極端子PV及び負極端子NV側へ出力することが可能である。
第3電力変換回路部33は、第1モータ12又は第2モータによる回生電力によってバッテリ11を充電する場合には、第1モータ12又は第2モータの出力電圧を降圧して正極端子PB及び負極端子NB側からバッテリ11側へ出力することが可能である。
When the first motor 12 is driven by the electric power output from the battery 11, the third power conversion circuit unit 33 may increase the output voltage of the battery 11 and output it to the positive electrode terminal PV and the negative electrode terminal NV side. It is possible.
When the battery 11 is charged by the regenerated power of the first motor 12 or the second motor, the third power conversion circuit unit 33 lowers the output voltage of the first motor 12 or the second motor to lower the output voltage of the first motor 12 or the second motor to lower the positive electrode terminal PB and the negative electrode. It is possible to output from the terminal NB side to the battery 11 side.

第3電力変換回路部33は、対を成すハイ側およびロー側のスイッチング素子を備えている。例えば、第3電力変換回路部33は、ハイ側の第1トランジスタS1およびロー側の第2トランジスタS2を備えている。第1トランジスタS1は、コレクタが正極端子PVに接続されてハイサイドアームを構成している。ハイサイドアームの正極端子PVは正極バスバーに接続されている。第2トランジスタS2は、エミッタが負極端子NVに接続されてローサイドアームを構成している。 The third power conversion circuit unit 33 includes a pair of high-side and low-side switching elements. For example, the third power conversion circuit unit 33 includes a first transistor S1 on the high side and a second transistor S2 on the low side. In the first transistor S1, a collector is connected to the positive electrode terminal PV to form a high side arm. The positive electrode terminal PV of the high side arm is connected to the positive electrode bus bar. The emitter of the second transistor S2 is connected to the negative electrode terminal NV to form a low side arm.

ローサイドアームの負極端子NVは負極バスバーに接続されている。ハイサイドアームの第1トランジスタS1のエミッタはローサイドアームの第2トランジスタS2のコレクタに接続されている。第3電力変換回路部33は、第1トランジスタS1および第2トランジスタS2の各々のコレクタ−エミッタ間においてエミッタからコレクタに向けて順方向となるように接続されるダイオードを備えている。 The negative electrode terminal NV of the low side arm is connected to the negative electrode bus bar. The emitter of the first transistor S1 of the high side arm is connected to the collector of the second transistor S2 of the low side arm. The third power conversion circuit unit 33 includes a diode connected between the collectors of the first transistor S1 and the second transistor S2 so as to be forward from the emitter to the collector.

ハイサイドアームの第1トランジスタS1とローサイドアームの第2トランジスタS2との接続点は、第3バスバー53によってリアクトル22に接続されている。リアクトル22の両端は、第1トランジスタS1および第2トランジスタS2の接続点と、バッテリ11の正極端子PBとに接続されている。リアクトル22は、コイル22aと、コイル22aの温度を検出する温度センサ22bとを備えている。温度センサ22bは、信号線によって電子制御ユニット28に接続されている。 The connection point between the first transistor S1 of the high side arm and the second transistor S2 of the low side arm is connected to the reactor 22 by the third bus bar 53. Both ends of the reactor 22 are connected to the connection points of the first transistor S1 and the second transistor S2 and the positive electrode terminal PB of the battery 11. The reactor 22 includes a coil 22a and a temperature sensor 22b that detects the temperature of the coil 22a. The temperature sensor 22b is connected to the electronic control unit 28 by a signal line.

第3電力変換回路部33は、ゲートドライブユニット29から第1トランジスタS1および第2トランジスタS2の各々のゲートに入力されるスイッチング指令であるゲート信号に基づき、トランジスタ対のオン(導通)/オフ(遮断)を切り替える。
第3電力変換回路部33は、昇圧時において、第2トランジスタS2がオン(導通)および第1トランジスタS1がオフ(遮断)に設定される第1状態と、第2トランジスタS2がオフ(遮断)および第1トランジスタS1がオン(導通)に設定される第2状態とを交互に切り替える。
The third power conversion circuit unit 33 turns on (conducts) / turns off (cuts off) the transistor pair based on the gate signal which is a switching command input from the gate drive unit 29 to each gate of the first transistor S1 and the second transistor S2. ) Is switched.
The third power conversion circuit unit 33 has a first state in which the second transistor S2 is set to on (conduction) and the first transistor S1 is set to off (cutoff) at the time of boosting, and the second transistor S2 is turned off (cut off). And the second state in which the first transistor S1 is set to be on (conducting) are alternately switched.

第1状態では、順次、バッテリ11の正極端子PB、リアクトル22、第2トランジスタS2、バッテリ11の負極端子NBへと電流が流れ、リアクトル22が直流励磁されて磁気エネルギーが蓄積される。第2状態では、リアクトル22に流れる電流が遮断されることに起因する磁束の変化を妨げるようにしてリアクトル22の両端間に起電圧(誘導電圧)が発生する。リアクトル22に蓄積された磁気エネルギーによる誘導電圧はバッテリ電圧に重畳されて、バッテリ11の端子間電圧よりも高い昇圧電圧が第3電力変換回路部33の正極端子PVと負極端子NVとの間に印加される。 In the first state, a current flows sequentially to the positive electrode terminal PB of the battery 11, the reactor 22, the second transistor S2, and the negative electrode terminal NB of the battery 11, and the reactor 22 is DC excited to store magnetic energy. In the second state, an electromotive voltage (induced voltage) is generated between both ends of the reactor 22 so as to prevent a change in magnetic flux due to the interruption of the current flowing through the reactor 22. The induced voltage due to the magnetic energy stored in the reactor 22 is superimposed on the battery voltage, and a boost voltage higher than the voltage between the terminals of the battery 11 is generated between the positive electrode terminal PV and the negative electrode terminal NV of the third power conversion circuit unit 33. It is applied.

第3電力変換回路部33は、回生時において、第2状態と、第1状態とを交互に切り替える。第2状態では、順次、第3電力変換回路部33の正極端子PV、第1トランジスタS1、リアクトル22、バッテリ11の正極端子PBへと電流が流れ、リアクトル22が直流励磁されて磁気エネルギーが蓄積される。第1状態では、リアクトル22に流れる電流が遮断されることに起因する磁束の変化を妨げるようにしてリアクトル22の両端間に起電圧(誘導電圧)が発生する。リアクトル22に蓄積された磁気エネルギーによる誘導電圧は降圧されて、第3電力変換回路部33の正極端子PVおよび負極端子NV間の電圧よりも低い降圧電圧がバッテリ11の正極端子PBと負極端子NBとの間に印加される。 The third power conversion circuit unit 33 alternately switches between the second state and the first state at the time of regeneration. In the second state, a current flows sequentially to the positive electrode terminal PV of the third power conversion circuit unit 33, the first transistor S1, the reactor 22, and the positive electrode terminal PB of the battery 11, and the reactor 22 is DC excited to accumulate magnetic energy. Will be done. In the first state, an electromotive voltage (induced voltage) is generated between both ends of the reactor 22 so as to prevent a change in magnetic flux due to the interruption of the current flowing through the reactor 22. The induced voltage due to the magnetic energy stored in the reactor 22 is stepped down, and the step-down voltage lower than the voltage between the positive electrode terminal PV and the negative electrode terminal NV of the third power conversion circuit unit 33 is lower than the voltage between the positive electrode terminal PB and the negative electrode terminal NB of the battery 11. Is applied between and.

コンデンサユニット23は、第1平滑コンデンサ41と、第2平滑コンデンサ42と、ノイズフィルタ43と、を備えている。
第1平滑コンデンサ41は、バッテリ11の正極端子PBと負極端子NBとの間に接続されている。第1平滑コンデンサ41は、第3電力変換回路部33の回生時における第1トランジスタS1および第2トランジスタS2のオン/オフの切換動作に伴って発生する電圧変動を平滑化する。
The capacitor unit 23 includes a first smoothing capacitor 41, a second smoothing capacitor 42, and a noise filter 43.
The first smoothing capacitor 41 is connected between the positive electrode terminal PB and the negative electrode terminal NB of the battery 11. The first smoothing capacitor 41 smoothes the voltage fluctuation generated by the on / off switching operation of the first transistor S1 and the second transistor S2 at the time of regeneration of the third power conversion circuit unit 33.

第2平滑コンデンサ42は、第1電力変換回路部31および第2電力変換回路部32の各々の正極端子PIおよび負極端子NI間、並びに第3電力変換回路部33の正極端子PVおよび負極端子NV間に接続されている。第2平滑コンデンサ42は、第1電力変換回路部31および第2電力変換回路部32の各々の各トランジスタUH,UL,VH,VL,WH,WLのオン/オフの切換動作に伴って発生する電圧変動を平滑化する。第2平滑コンデンサ42は、第3電力変換回路部33の昇圧時における第1トランジスタS1および第2トランジスタS2のオン/オフの切換動作に伴って発生する電圧変動を平滑化する。 The second smoothing capacitor 42 is provided between the positive electrode terminal PI and the negative electrode terminal NI of the first power conversion circuit unit 31 and the second power conversion circuit unit 32, and the positive electrode terminal PV and the negative electrode terminal NV of the third power conversion circuit unit 33. It is connected in between. The second smoothing capacitor 42 is generated in association with the on / off switching operation of each of the transistors UH, UL, VH, VL, WH, and WL of each of the first power conversion circuit unit 31 and the second power conversion circuit unit 32. Smooth voltage fluctuations. The second smoothing capacitor 42 smoothes the voltage fluctuation generated by the on / off switching operation of the first transistor S1 and the second transistor S2 when the third power conversion circuit unit 33 is boosted.

ノイズフィルタ43は、第1電力変換回路部31および第2電力変換回路部32の各々の正極端子PIおよび負極端子NI間、並びに第3電力変換回路部33の正極端子PVおよび負極端子NV間に接続されている。ノイズフィルタ43は、直列に接続される2つのコンデンサを備えている。2つのコンデンサの接続点は、車両のボディグラウンドなどに接続されている。
抵抗器24は、第1電力変換回路部31および第2電力変換回路部32の各々の正極端子PIおよび負極端子NI間、並びに第3電力変換回路部33の正極端子PVおよび負極端子NV間に接続されている。
The noise filter 43 is provided between the positive electrode terminal PI and the negative electrode terminal NI of the first power conversion circuit unit 31 and the second power conversion circuit unit 32, and between the positive electrode terminal PV and the negative electrode terminal NV of the third power conversion circuit unit 33. It is connected. The noise filter 43 includes two capacitors connected in series. The connection points of the two capacitors are connected to the body ground of the vehicle or the like.
The resistor 24 is provided between the positive electrode terminal PI and the negative electrode terminal NI of the first power conversion circuit unit 31 and the second power conversion circuit unit 32, and between the positive electrode terminal PV and the negative electrode terminal NV of the third power conversion circuit unit 33. It is connected.

第1電流センサ25は、第1電力変換回路部31の各相の入出力端子TIと第1の3相コネクタ1bとを接続するバスバー51に配置され、U相、V相、およびW相の各々の電流を検出する。第2電流センサ26は、第2電力変換回路部32の各相の入出力端子TIと第2の3相コネクタ1cとを接続するバスバー52に配置され、U相、V相、およびW相の各々の電流を検出する。第3電流センサ27は、第1トランジスタS1および第2トランジスタS2の接続点とリアクトル22とを接続するバスバー53に配置され、リアクトル22に流れる電流を検出する。
第1電流センサ25、第2電流センサ26、および第3電流センサ27の各々は、信号線によって電子制御ユニット28に接続されている。例えば、信号線の形状は、ピン状に形成されており、回路基板61の孔部(不図示)に挿入された状態で回路基板61に対して半田付けされている。
The first current sensor 25 is arranged on the bus bar 51 that connects the input / output terminals TI of each phase of the first power conversion circuit unit 31 and the first three-phase connector 1b, and is of U-phase, V-phase, and W-phase. Detect each current. The second current sensor 26 is arranged on the bus bar 52 that connects the input / output terminal TI of each phase of the second power conversion circuit unit 32 and the second three-phase connector 1c, and is of U-phase, V-phase, and W-phase. Detect each current. The third current sensor 27 is arranged on the bus bar 53 that connects the connection points of the first transistor S1 and the second transistor S2 and the reactor 22, and detects the current flowing through the reactor 22.
Each of the first current sensor 25, the second current sensor 26, and the third current sensor 27 is connected to the electronic control unit 28 by a signal line. For example, the shape of the signal line is formed in a pin shape, and is soldered to the circuit board 61 in a state of being inserted into a hole (not shown) of the circuit board 61.

電子制御ユニット28は、第1電流センサ25及び第2電流センサ26によって検出される電流値に基づき、例えば第1モータ12及び第2モータ13の電流フィードバック制御を行うことが可能である。また、電子制御ユニット28は、第1電流センサ25及び第2電流センサ26によって検出される電流値に基づき、第1電力変換回路部31および第2電力変換回路部32の過電流保護制御を行うことも可能である。
電子制御ユニット28は、例えば第3電流センサ27によって検出される電流値が所定の閾値を超えないように、第3電力変換回路部33を制御することで、第3電力変換回路部33を構成する第1トランジスタS1および第2トランジスタS2を保護することが可能である。
また、第3電力変換回路部33が、複数のチョッパ回路を並列接続して構成されたインターリーブ回路である場合には、複数のチョッパ回路の各リアクトルに電流センサを接続して、各リアクトルに流れる電流値を均等化するように制御しても良い。
The electronic control unit 28 can perform current feedback control of, for example, the first motor 12 and the second motor 13 based on the current values detected by the first current sensor 25 and the second current sensor 26. Further, the electronic control unit 28 performs overcurrent protection control of the first power conversion circuit unit 31 and the second power conversion circuit unit 32 based on the current values detected by the first current sensor 25 and the second current sensor 26. It is also possible.
The electronic control unit 28 constitutes the third power conversion circuit unit 33 by controlling the third power conversion circuit unit 33 so that the current value detected by the third current sensor 27 does not exceed a predetermined threshold value, for example. It is possible to protect the first transistor S1 and the second transistor S2.
Further, when the third power conversion circuit unit 33 is an interleaved circuit configured by connecting a plurality of chopper circuits in parallel, a current sensor is connected to each reactor of the plurality of chopper circuits and flows to each reactor. It may be controlled so as to equalize the current values.

電子制御ユニット28は、第1モータ12および第2モータ13の各々の動作を制御する。例えば、電子制御ユニット28は、CPU(Central Processing Unit)などのプロセッサによって所定のプログラムが実行されることにより機能するソフトウェア機能部である。ソフトウェア機能部は、CPUなどのプロセッサ、プログラムを格納するROM(Read Only Memory)、データを一時的に記憶するRAM(Random Access Memory)、およびタイマーなどの電子回路を備えるECU(Electronic Control Unit)である。 The electronic control unit 28 controls the operation of each of the first motor 12 and the second motor 13. For example, the electronic control unit 28 is a software functional unit that functions by executing a predetermined program by a processor such as a CPU (Central Processing Unit). The software function unit is an ECU (Electronic Control Unit) equipped with a processor such as a CPU, a ROM (Read Only Memory) for storing programs, a RAM (Random Access Memory) for temporarily storing data, and an electronic circuit such as a timer. is there.

なお、電子制御ユニット28の少なくとも一部は、LSI(Large Scale Integration)などの集積回路であってもよい。
例えば、電子制御ユニット28は、第1電流センサ25の電流検出値と第1モータ12に対するトルク指令値に応じた電流目標値とを用いる電流のフィードバック制御などを実行し、ゲートドライブユニット29に入力する制御信号を生成する。
例えば、電子制御ユニット28は、第2電流センサ26の電流検出値と第2モータ13に対する回生指令値に応じた電流目標値とを用いる電流のフィードバック制御などを実行し、ゲートドライブユニット29に入力する制御信号を生成する。
At least a part of the electronic control unit 28 may be an integrated circuit such as an LSI (Large Scale Integration).
For example, the electronic control unit 28 executes current feedback control using the current detection value of the first current sensor 25 and the current target value corresponding to the torque command value for the first motor 12, and inputs the current to the gate drive unit 29. Generate a control signal.
For example, the electronic control unit 28 executes current feedback control using the current detection value of the second current sensor 26 and the current target value corresponding to the regeneration command value for the second motor 13, and inputs the current to the gate drive unit 29. Generate a control signal.

制御信号は、第1電力変換回路部31および第2電力変換回路部32の各々の各トランジスタUH,VH,WH,UL,VL,WLをオン(導通)/オフ(遮断)駆動するタイミングを示す信号である。例えば、制御信号は、パルス幅変調された信号などである。 The control signal indicates the timing for driving each transistor UH, VH, WH, UL, VL, WL of the first power conversion circuit unit 31 and the second power conversion circuit unit 32 on (conducting) / off (disconnecting). It is a signal. For example, the control signal is a pulse width modulated signal or the like.

ゲートドライブユニット29は、電子制御ユニット28から受け取る制御信号に基づいて、第1電力変換回路部31および第2電力変換回路部32の各々の各トランジスタUH,VH,WH,UL,VL,WLを実際にオン(導通)/オフ(遮断)駆動するためのゲート信号を生成する。例えば、ゲートドライブユニット29は、制御信号の増幅およびレベルシフトなどを実行して、ゲート信号を生成する。 The gate drive unit 29 actually performs each transistor UH, VH, WH, UL, VL, WL of each of the first power conversion circuit unit 31 and the second power conversion circuit unit 32 based on the control signal received from the electronic control unit 28. Generates a gate signal to drive on (conducting) / off (cutting off). For example, the gate drive unit 29 generates a gate signal by performing amplification and level shifting of the control signal.

ゲートドライブユニット29は、第3電力変換回路部33の第1トランジスタS1および第2トランジスタS2の各々をオン(導通)/オフ(遮断)駆動するためのゲート信号を生成する。例えば、ゲートドライブユニット29は、第3電力変換回路部33の昇圧時における昇圧電圧指令または第3電力変換回路部33の回生時における降圧電圧指令に応じたデューティー比のゲート信号を生成する。デューティー比は、スイッチング周期における第1トランジスタS1および第2トランジスタS2のオン時間の比率である。 The gate drive unit 29 generates a gate signal for driving each of the first transistor S1 and the second transistor S2 of the third power conversion circuit unit 33 on (conducting) / off (disconnecting). For example, the gate drive unit 29 generates a gate signal having a duty ratio according to a boost voltage command at the time of boosting of the third power conversion circuit unit 33 or a step-down voltage command at the time of regeneration of the third power conversion circuit unit 33. The duty ratio is the ratio of the on-time of the first transistor S1 and the second transistor S2 in the switching cycle.

図1に示すように、電力変換装置1において、パワーモジュール21と、電子制御ユニット28およびゲートドライブユニット29が搭載された回路基板61とは、平面視において重なるように配置されている。パワーモジュール21と回路基板61とを接続するゲート信号用の信号線62は、パワーモジュール21および回路基板61の相互の対向面上から引き出され、パワーモジュール21と回路基板61との間に配置されている。 As shown in FIG. 1, in the power conversion device 1, the power module 21 and the circuit board 61 on which the electronic control unit 28 and the gate drive unit 29 are mounted are arranged so as to overlap each other in a plan view. The signal line 62 for the gate signal connecting the power module 21 and the circuit board 61 is drawn out from the facing surfaces of the power module 21 and the circuit board 61, and is arranged between the power module 21 and the circuit board 61. ing.

リアクトル22は、パワーモジュール21と回路基板61との間に配置されている。これにより、パワーモジュール21は、回路基板61とリアクトル22との間の外部に配置され、回路基板61とリアクトル22との間に配置されていない。リアクトル22の温度センサ22bと回路基板61とを接続する信号線63は、リアクトル22および回路基板61の相互の対向面上から引き出され、リアクトル22と回路基板61との間に配置されている。リアクトル22とパワーモジュール21の第3電力変換回路部33とを接続する第3バスバー53は、回路基板61に対するパワーモジュール21の対向面と、リアクトル22の側面との間に配置されている。リアクトル22の側面は、パワーモジュール21および回路基板61の配列方向に交差する方向における表面である。第3バスバー53に設けられている第3電流センサ27と、第3電流センサ27と回路基板61とを接続する信号線64とは、パワーモジュール21と回路基板61との間に配置されている。 The reactor 22 is arranged between the power module 21 and the circuit board 61. As a result, the power module 21 is arranged outside between the circuit board 61 and the reactor 22, and is not arranged between the circuit board 61 and the reactor 22. The signal line 63 connecting the temperature sensor 22b of the reactor 22 and the circuit board 61 is drawn out from the facing surfaces of the reactor 22 and the circuit board 61, and is arranged between the reactor 22 and the circuit board 61. The third bus bar 53 that connects the reactor 22 and the third power conversion circuit unit 33 of the power module 21 is arranged between the surface of the power module 21 facing the circuit board 61 and the side surface of the reactor 22. The side surface of the reactor 22 is a surface in a direction intersecting the arrangement direction of the power module 21 and the circuit board 61. The third current sensor 27 provided on the third bus bar 53 and the signal line 64 connecting the third current sensor 27 and the circuit board 61 are arranged between the power module 21 and the circuit board 61. ..

パワーモジュール21の第1電力変換回路部31および第2電力変換回路部32に接続される第1バスバー51および第2バスバー52は、回路基板61に対するパワーモジュール21の対向面上から引き出されている。第1バスバー51および第2バスバー52の各々に設けられる第1電流センサ25および第2電流センサ26と、第1電流センサ25および第2電流センサ26の各々と回路基板61とを接続する信号線65とは、パワーモジュール21と回路基板61との間に配置されている。 The first bus bar 51 and the second bus bar 52 connected to the first power conversion circuit unit 31 and the second power conversion circuit unit 32 of the power module 21 are drawn out from the surface of the power module 21 facing the circuit board 61. .. A signal line connecting the first current sensor 25 and the second current sensor 26 provided in each of the first bus bar 51 and the second bus bar 52, each of the first current sensor 25 and the second current sensor 26, and the circuit board 61. The 65 is arranged between the power module 21 and the circuit board 61.

第1バスバー51、第2バスバー52、および第3バスバー53、並びに第1電流センサ25、第2電流センサ26、および第3電流センサ27は、平面視においてリアクトル22とは重ならないように、パワーモジュール21と回路基板61との間に配置されている。
パワーモジュール21および回路基板61の配列方向においてパワーモジュール21から見てリアクトル22の反対側には、パワーモジュール21が搭載される冷却部66が配置されている。冷却部66は、冷媒が流通する冷媒流路と、パワーモジュール21の表面に接触する搭載面とを備えている。例えば、冷却部66の冷媒流路は、ウォータージャケットによって形成されている。
The first bus bar 51, the second bus bar 52, the third bus bar 53, and the first current sensor 25, the second current sensor 26, and the third current sensor 27 are powered so as not to overlap the reactor 22 in a plan view. It is arranged between the module 21 and the circuit board 61.
A cooling unit 66 on which the power module 21 is mounted is arranged on the opposite side of the reactor 22 when viewed from the power module 21 in the arrangement direction of the power module 21 and the circuit board 61. The cooling unit 66 includes a refrigerant flow path through which the refrigerant flows and a mounting surface that contacts the surface of the power module 21. For example, the refrigerant flow path of the cooling unit 66 is formed by a water jacket.

上述したように、本実施形態の電力変換装置1によれば、リアクトル22およびリアクトル22に流れる電流を検出する第3電流センサ27は、パワーモジュール21と、電子制御ユニット28が搭載された回路基板61との間に配置されているので、リアクトル22および第3電流センサ27と電子制御ユニット28とを接続する接続線が長くなってしまうことを抑制することができる。また、電力変換装置1の製造時において、パワーモジュール21と電子制御ユニット28とを接続する工程と併せて、リアクトル22および第3電流センサ27と電子制御ユニット28とを接続する工程を連続的に行うことができ、製造工程の複雑化を抑制することができる。 As described above, according to the power conversion device 1 of the present embodiment, the third current sensor 27 that detects the current flowing through the reactor 22 and the reactor 22 is a circuit board on which the power module 21 and the electronic control unit 28 are mounted. Since it is arranged between the reactor 22 and the third current sensor 27, it is possible to prevent the connection line connecting the reactor 22 and the third current sensor 27 from becoming long. Further, at the time of manufacturing the power conversion device 1, in addition to the step of connecting the power module 21 and the electronic control unit 28, the step of connecting the reactor 22 and the third current sensor 27 and the electronic control unit 28 is continuously performed. This can be done, and the complexity of the manufacturing process can be suppressed.

さらに、第3電流センサ27に加えて第1電流センサ25および第2電流センサ26もパワーモジュール21と電子制御ユニット28との間に配置されているので、電子制御ユニット28と接続される複数の電流センサを集中的に効率よく配置することができ、接続に要する手間が嵩むことを防ぐことができる。
さらに、第3電流センサ27と回路基板61とを接続する信号線64と、第1電流センサ25および第2電流センサ26の各々と回路基板61とを接続する信号線65とは、ピン状に形成されているので、容易かつ効率的な接続を行うことができる。
さらに、パワーモジュール21の少なくとも一面を冷却する冷却部66を備えるので、パワーモジュール21を適正に冷却することができる。
Further, since the first current sensor 25 and the second current sensor 26 are also arranged between the power module 21 and the electronic control unit 28 in addition to the third current sensor 27, a plurality of current sensors 25 connected to the electronic control unit 28 are connected. The current sensors can be centrally and efficiently arranged, and it is possible to prevent the time and effort required for connection from increasing.
Further, the signal line 64 connecting the third current sensor 27 and the circuit board 61 and the signal line 65 connecting each of the first current sensor 25 and the second current sensor 26 to the circuit board 61 are formed in a pin shape. Since it is formed, an easy and efficient connection can be made.
Further, since the cooling unit 66 for cooling at least one surface of the power module 21 is provided, the power module 21 can be appropriately cooled.

以下、実施形態の変形例について説明する。
上述した実施形態において、電力変換装置1は、パワーモジュール21が搭載される1つの冷却部66を備えるとしたが、これに限定されない。
Hereinafter, a modified example of the embodiment will be described.
In the above-described embodiment, the power conversion device 1 includes, but is not limited to, one cooling unit 66 on which the power module 21 is mounted.

図3は、本発明の実施形態の第1変形例に係る電力変換装置1の構成を模式的に示す側面図である。
図3に示すように、第1変形例に係る電力変換装置1は、パワーモジュール21および回路基板61の配列方向においてパワーモジュール21の両面を両側から挟み込む2つの冷却部66を備えている。2つの冷却部66は、パワーモジュール21および回路基板61の配列方向においてパワーモジュール21から見てリアクトル22の反対側に配置される第1冷却部66aと、パワーモジュール21とリアクトル22との間に配置される第2冷却部66bである。
FIG. 3 is a side view schematically showing the configuration of the power conversion device 1 according to the first modification of the embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 3, the power conversion device 1 according to the first modification includes two cooling units 66 that sandwich both sides of the power module 21 from both sides in the arrangement direction of the power module 21 and the circuit board 61. The two cooling units 66 are located between the power module 21 and the reactor 22 with the first cooling unit 66a arranged on the opposite side of the reactor 22 when viewed from the power module 21 in the arrangement direction of the power module 21 and the circuit board 61. The second cooling unit 66b to be arranged.

第3バスバー53は、パワーモジュール21の側面とリアクトル22の側面との間に配置されている。パワーモジュール21の側面は、パワーモジュール21および回路基板61の配列方向に交差する方向における表面である。第3バスバー53の第3電流センサ27と、第3電流センサ27と回路基板61とを接続する信号線64とは、第2冷却部66bと回路基板61との間に配置されている。
第1バスバー51および第2バスバー52は、パワーモジュール21の側面上から引き出されている。第1バスバー51および第2バスバー52の第1電流センサ25および第2電流センサ26は、パワーモジュール21の側面の直近に配置されている。第1電流センサ25および第2電流センサ26の各々は信号線65によって回路基板61と接続されている。
The third bus bar 53 is arranged between the side surface of the power module 21 and the side surface of the reactor 22. The side surface of the power module 21 is a surface in a direction intersecting the arrangement direction of the power module 21 and the circuit board 61. The third current sensor 27 of the third bus bar 53 and the signal line 64 connecting the third current sensor 27 and the circuit board 61 are arranged between the second cooling unit 66b and the circuit board 61.
The first bus bar 51 and the second bus bar 52 are pulled out from the side surface of the power module 21. The first current sensor 25 and the second current sensor 26 of the first bus bar 51 and the second bus bar 52 are arranged in the immediate vicinity of the side surface of the power module 21. Each of the first current sensor 25 and the second current sensor 26 is connected to the circuit board 61 by a signal line 65.

上述した実施形態において、電力変換装置1は、電子制御ユニット28およびゲートドライブユニット29が搭載された回路基板61を備えるとしたが、これに限定されない。 In the above-described embodiment, the power conversion device 1 includes, but is not limited to, the circuit board 61 on which the electronic control unit 28 and the gate drive unit 29 are mounted.

図4は、本発明の実施形態の第2変形例に係る電力変換装置1の構成を模式的に示す側面図である。
図4に示すように、第2変形例に係る電力変換装置1は、電子制御ユニット28が搭載された第1回路基板71と、ゲートドライブユニット29が搭載された第2回路基板72とを備えている。パワーモジュール21と、第1回路基板71と、第2回路基板72とは、平面視において重なるように配置されている。パワーモジュール21と第2回路基板72とを接続するゲート信号用の信号線73は、パワーモジュール21および第2回路基板72の相互の対向面上から引き出され、パワーモジュール21と第2回路基板72との間に配置されている。パワーモジュール21および第2回路基板72の配列方向においてパワーモジュール21から見て第2回路基板72の反対側には、パワーモジュール21を搭載する冷却部66が配置されている。
FIG. 4 is a side view schematically showing the configuration of the power conversion device 1 according to the second modification of the embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 4, the power conversion device 1 according to the second modification includes a first circuit board 71 on which the electronic control unit 28 is mounted and a second circuit board 72 on which the gate drive unit 29 is mounted. There is. The power module 21, the first circuit board 71, and the second circuit board 72 are arranged so as to overlap each other in a plan view. The signal line 73 for the gate signal connecting the power module 21 and the second circuit board 72 is drawn out from the facing surfaces of the power module 21 and the second circuit board 72, and the power module 21 and the second circuit board 72 are drawn from each other. It is placed between and. A cooling unit 66 for mounting the power module 21 is arranged on the opposite side of the second circuit board 72 when viewed from the power module 21 in the arrangement direction of the power module 21 and the second circuit board 72.

リアクトル22は、パワーモジュール21を搭載する冷却部66と第1回路基板71との間に配置されている。これにより、パワーモジュール21は、第1回路基板71とリアクトル22との間の外部に配置され、第1回路基板71とリアクトル22との間に配置されていない。リアクトル22の温度センサ22bと第1回路基板71とを接続する信号線74は、リアクトル22および第1回路基板71の相互の対向面上から引き出され、リアクトル22と第1回路基板71との間に配置されている。第3バスバー53は、パワーモジュール21の側面とリアクトル22の側面との間に配置されている。第3バスバー53の第3電流センサ27と、第3電流センサ27と第1回路基板71とを接続する信号線75とは、冷却部66と第1回路基板71との間に配置されている。例えば、信号線75の形状は、ピン状に形成されており、回路基板71の孔部(不図示)に挿入された状態で回路基板61に対して半田付けされている。 The reactor 22 is arranged between the cooling unit 66 on which the power module 21 is mounted and the first circuit board 71. As a result, the power module 21 is arranged outside between the first circuit board 71 and the reactor 22, and is not arranged between the first circuit board 71 and the reactor 22. The signal line 74 connecting the temperature sensor 22b of the reactor 22 and the first circuit board 71 is drawn out from the facing surfaces of the reactor 22 and the first circuit board 71, and is between the reactor 22 and the first circuit board 71. It is located in. The third bus bar 53 is arranged between the side surface of the power module 21 and the side surface of the reactor 22. The third current sensor 27 of the third bus bar 53 and the signal line 75 connecting the third current sensor 27 and the first circuit board 71 are arranged between the cooling unit 66 and the first circuit board 71. .. For example, the shape of the signal line 75 is formed in a pin shape, and is soldered to the circuit board 61 in a state of being inserted into a hole (not shown) of the circuit board 71.

第1バスバー51および第2バスバー52は、パワーモジュール21の側面上から引き出されている。第1バスバー51および第2バスバー52の第1電流センサ25および第2電流センサ26は、パワーモジュール21の側面の直近に配置されている。第1電流センサ25および第2電流センサ26の各々は信号線76によって第1回路基板71と接続されている。例えば、信号線76の形状は、ピン状に形成されている。 The first bus bar 51 and the second bus bar 52 are pulled out from the side surface of the power module 21. The first current sensor 25 and the second current sensor 26 of the first bus bar 51 and the second bus bar 52 are arranged in the immediate vicinity of the side surface of the power module 21. Each of the first current sensor 25 and the second current sensor 26 is connected to the first circuit board 71 by a signal line 76. For example, the shape of the signal line 76 is formed in a pin shape.

上述した実施形態の第2変形例において、電力変換装置1は、パワーモジュール21が搭載される1つの冷却部66を備えるとしたが、これに限定されない。 In the second modification of the above-described embodiment, the power conversion device 1 includes, but is not limited to, one cooling unit 66 on which the power module 21 is mounted.

図5は、本発明の実施形態の第3変形例に係る電力変換装置1の構成を模式的に示す側面図である。
図5に示すように、第3変形例に係る電力変換装置1は、パワーモジュール21および第1回路基板71の配列方向においてパワーモジュール21を両側から挟み込む2つの冷却部66を備えている。2つの冷却部66は、第1冷却部66aおよび第2冷却部66bである。2つの冷却部66は、パワーモジュール21および第1回路基板71の配列方向においてパワーモジュール21から見てリアクトル22の反対側に配置される第1冷却部66aと、パワーモジュール21とリアクトル22との間に配置される第2冷却部66bである。
FIG. 5 is a side view schematically showing the configuration of the power conversion device 1 according to the third modification of the embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 5, the power conversion device 1 according to the third modification includes two cooling units 66 that sandwich the power module 21 from both sides in the arrangement direction of the power module 21 and the first circuit board 71. The two cooling units 66 are a first cooling unit 66a and a second cooling unit 66b. The two cooling units 66 are the first cooling unit 66a arranged on the opposite side of the reactor 22 when viewed from the power module 21 in the arrangement direction of the power module 21 and the first circuit board 71, and the power module 21 and the reactor 22. A second cooling unit 66b arranged between them.

リアクトル22は、パワーモジュール21を搭載する第2冷却部66bと第1回路基板71との間に配置されている。これにより、パワーモジュール21は、第1回路基板71とリアクトル22との間の外部に配置され、第1回路基板71とリアクトル22との間に配置されていない。第3バスバー53の第3電流センサ27と、第3電流センサ27と第1回路基板71とを接続する信号線75とは、第2冷却部66bと第1回路基板71との間に配置されている。 The reactor 22 is arranged between the second cooling unit 66b on which the power module 21 is mounted and the first circuit board 71. As a result, the power module 21 is arranged outside between the first circuit board 71 and the reactor 22, and is not arranged between the first circuit board 71 and the reactor 22. The third current sensor 27 of the third bus bar 53 and the signal line 75 connecting the third current sensor 27 and the first circuit board 71 are arranged between the second cooling unit 66b and the first circuit board 71. ing.

なお、上述した実施形態において、電力変換装置1は車両に搭載されるとしたが、これに限定されず、他の機器に搭載されてもよい。
なお、上述した実施形態において、電力変換装置1は、第1モータ12および第2モータ13の2つのモータとの電力授受を制御する第1電力変換回路部31および第2電力変換回路部32を備えるとしたが、これに限定されない。電力変換装置1は、1つまたは複数のモータを制御するように構成されてもよい。
In the above-described embodiment, the power conversion device 1 is mounted on the vehicle, but the present invention is not limited to this, and the power conversion device 1 may be mounted on other devices.
In the above-described embodiment, the power conversion device 1 includes a first power conversion circuit unit 31 and a second power conversion circuit unit 32 that control power transfer between the first motor 12 and the second motor 13. It was prepared, but it is not limited to this. The power converter 1 may be configured to control one or more motors.

なお、上述した実施形態において、電力変換装置1は、走行駆動用の第1モータ12と発電用の第2モータ13との電力授受を制御するとしたが、これに限定されない。例えば、電力変換装置1は、空調装置などの電動コンプレッサに備えられるポンプ駆動用モータなどの他のモータを制御してもよい。 In the above-described embodiment, the power conversion device 1 controls power transfer between the first motor 12 for driving and the second motor 13 for power generation, but the present invention is not limited to this. For example, the power conversion device 1 may control another motor such as a pump drive motor provided in an electric compressor such as an air conditioner.

本発明の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 The embodiments of the present invention are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention as well as the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.

1…電力変換装置、10…車両、11…バッテリ、12…第1モータ、13…第2モータ、21…パワーモジュール(半導体モジュール)、22…リアクトル、22b…温度センサ(温度検出素子)、25…第1電流センサ(第2の電流検出部)、26…第2電流センサ(第2の電流検出部)、27…第3電流センサ(電流検出部)、28…電子制御ユニット(制御部)、29…ゲートドライブユニット、64…信号線(接続線)、65…信号線(第2の接続線)、61…回路基板、66…冷却部、66a…第1冷却部、66b…第2冷却部、71…第1回路基板、72…第2回路基板、74…信号線(第3の接続線)、75…信号線(接続線)、76…信号線(第2の接続線) 1 ... Power converter, 10 ... Vehicle, 11 ... Battery, 12 ... 1st motor, 13 ... 2nd motor, 21 ... Power module (semiconductor module), 22 ... Reactor, 22b ... Temperature sensor (temperature detection element), 25 … First current sensor (second current detection unit), 26… second current sensor (second current detection unit), 27… third current sensor (current detection unit), 28… electronic control unit (control unit) , 29 ... Gate drive unit, 64 ... Signal line (connection line), 65 ... Signal line (second connection line), 61 ... Circuit board, 66 ... Cooling unit, 66a ... First cooling unit, 66b ... Second cooling unit , 71 ... 1st circuit board, 72 ... 2nd circuit board, 74 ... signal line (third connection line), 75 ... signal line (connection line), 76 ... signal line (second connection line)

Claims (4)

モータに対して電力を授受する電力変換回路を構成する半導体モジュールと、
平面視において前記半導体モジュールと重なるように配置され、前記半導体モジュールを制御する制御部と、
前記半導体モジュールと前記制御部との間に配置されたリアクトルと、
前記半導体モジュールと前記制御部との間に配置され、前記リアクトルに流れる電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部と前記制御部とを接続する接続線と、
を備える、
ことを特徴とする電力変換装置。
Semiconductor modules that make up a power conversion circuit that sends and receives power to the motor,
A control unit that is arranged so as to overlap the semiconductor module in a plan view and controls the semiconductor module.
A reactor arranged between the semiconductor module and the control unit,
A current detection unit, which is arranged between the semiconductor module and the control unit and detects a current flowing through the reactor,
A connection line connecting the current detection unit and the control unit,
To prepare
A power conversion device characterized by that.
前記半導体モジュールと前記制御部との間に配置され、前記半導体モジュールに流れる電流を検出する第2の電流検出部と、
前記第2の電流検出部と前記制御部とを接続する第2の接続線と、
を備える、
ことを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
A second current detection unit, which is arranged between the semiconductor module and the control unit and detects a current flowing through the semiconductor module,
A second connection line connecting the second current detection unit and the control unit,
To prepare
The power conversion device according to claim 1.
前記半導体モジュールと前記制御部との間に配置され、前記リアクトルの温度を検出する温度検出素子と、
前記温度検出素子と前記制御部とを接続する第3の接続線と、
を備える
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電力変換装置。
A temperature detection element, which is arranged between the semiconductor module and the control unit and detects the temperature of the reactor,
A third connection line connecting the temperature detection element and the control unit,
The power conversion device according to claim 1 or 2, wherein the power conversion device is provided.
前記接続線の形状は、ピン状に形成されている、
ことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の電力変換装置。
The shape of the connecting wire is formed in a pin shape.
The power conversion device according to any one of claims 1 to 3, wherein the power conversion device is characterized by the above.
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