JP7259504B2 - converter unit - Google Patents
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Description
本明細書に記載の開示は、コンバータユニットに関するものである。 The disclosure provided herein relates to a converter unit.
特許文献1に示されるように、スイッチング回路部、コンデンサ、および、リアクトルを備えるDC-DCコンバータが知られている。 As disclosed in Patent Document 1, a DC-DC converter is known that includes a switching circuit section, a capacitor, and a reactor.
特許文献1に記載のDC-DCコンバータでは、スイッチング回路部とコンデンサそれぞれがリアクトルと車両の上下方向で並んでいる。しかしながらこれらの並び態様によっては、DC-DCコンバータ(コンバータユニット)の上下方向に直交する方向の体格が増大する虞がある。 In the DC-DC converter described in Patent Document 1, the switching circuit section and the capacitor are arranged in the vertical direction of the reactor and the vehicle. However, depending on how these are arranged, there is a risk that the size of the DC-DC converter (converter unit) in the direction orthogonal to the vertical direction will increase.
そこで本明細書に記載の開示は、体格の増大の抑制されたコンバータユニットを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the disclosure described in this specification is to provide a converter unit in which an increase in physical size is suppressed.
開示の1つは、並び方向に並ぶ複数のリアクトル(531~534)と、
複数の電子素子(545,546,546a)を備える素子モジュール(549)と、
コンデンサ(510,550)と、を有し、
素子モジュールとコンデンサは並び方向で並び、
素子モジュールとコンデンサそれぞれは並び方向に直交する縦方向で複数のリアクトルと離間し、
素子モジュールとコンデンサそれぞれの並び方向の位置は、複数のリアクトルにおける並び方向の両端位置(BL)の間である
One disclosed is a plurality of reactors (531 to 534) arranged in a row direction,
an element module (549) comprising a plurality of electronic elements (545, 546, 546a);
a capacitor (510, 550);
The element modules and capacitors are aligned in the alignment direction,
Each of the element modules and the capacitors is separated from the multiple reactors in the vertical direction orthogonal to the arrangement direction,
The positions of the element modules and the capacitors in the alignment direction are between the end positions (BL) in the alignment direction of the plurality of reactors.
このように本開示では素子モジュール(549)とコンデンサ(510,550)それぞれの並び方向の位置が、複数のリアクトル(531~534)における並び方向の両端位置(BL)の間になっている。これによれば、素子モジュール(549)とコンデンサ(510,550)のうちの少なくとも一方の並び方向の位置が、複数のリアクトル(531~534)における両端位置(BL)の間の外に位置する構成と比べて、コンバータユニットの並び方向の体格の増大が抑制される。 In this way, in the present disclosure, the element module (549) and the capacitors (510, 550) are positioned between the two end positions (BL) in the arrangement direction of the plurality of reactors (531 to 534). . According to this, at least one of the element module (549) and the capacitors (510, 550) is positioned outside between the end positions (BL) of the plurality of reactors (531 to 534). Compared to the configuration, an increase in physical size in the direction in which the converter units are arranged is suppressed.
また素子モジュール(549)とコンデンサ(510,550)とが並び方向で並んでいる。そのために素子モジュール(549)とコンデンサ(510,550)とが縦方向で並ぶ構成と比べて、コンバータユニットの縦方向の体格の増大が抑制される。 Also, the element module (549) and the capacitors (510, 550) are aligned in the alignment direction. Therefore, compared with the configuration in which the element module (549) and the capacitors (510, 550) are arranged in the vertical direction, an increase in the size of the converter unit in the vertical direction is suppressed.
なお、上記の括弧内の参照番号は、後述の実施形態に記載の構成との対応関係を示すものに過ぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。 It should be noted that the reference numbers in parentheses above merely indicate the correspondence with the configurations described in the embodiments described later, and do not limit the technical scope in any way.
以下、実施形態を図に基づいて説明する。 Embodiments will be described below with reference to the drawings.
(第1実施形態)
<車載システム>
先ず、図1に基づいて電力変換ユニット520の設けられる車載システム100を説明する。この車載システム100は電気自動車用のシステムを構成している。車載システム100は、バッテリ200、電力変換装置300、および、モータ400を有する。電力変換装置300に電力変換ユニット520が含まれている。
(First embodiment)
<In-vehicle system>
First, the vehicle-mounted
また車載システム100は図示しない複数のECUを有する。これら複数のECUはバス配線を介して相互に信号を送受信している。複数のECUは協調して電気自動車を制御している。複数のECUの制御により、バッテリ200のSOCに応じたモータ400の回生と力行が制御される。SOCはstate of chargeの略である。ECUはelectronic control unitの略である。
In-
バッテリ200は燃料電池である。ただしバッテリ200としては複数の二次電池が直列接続された電池スタックを採用することもできる。二次電池としてはリチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池、および、有機ラジカル電池などを採用することができる。
電力変換装置300はバッテリ200とモータ400との間の電力変換を行う。電力変換装置300はバッテリ200の直流電力をモータ400の力行に適した電圧レベルの交流電力に変換する。
The
モータ400は図示しない電気自動車の出力軸に連結されている。モータ400の回転エネルギーは出力軸を介して電気自動車の走行輪に伝達される。モータ400は電力変換装置300から供給される交流電力によって力行する。これにより推進力が走行輪に付与される。
<電力変換装置>
次に電力変換装置300を説明する。電力変換装置300はコンバータ500とインバータ600を備えている。コンバータ500はバッテリ200の直流電力をモータ400の力行に適した電圧レベルに昇圧する。インバータ600はこの直流電力を交流電力に変換する。この交流電力がモータ400に供給される。
<Power converter>
Next, the
図1に示すようにコンバータ500は第1電力バスバ301と第2電力バスバ302を介してバッテリ200と電気的に接続されている。コンバータ500に含まれる電力変換ユニット520は第3電力バスバ303と第4電力バスバ304を介してインバータ600と電気的に接続されている。コンバータ500については後で詳説する。
As shown in FIG. 1, converter 500 is electrically connected to
インバータ600は第3電力バスバ303と第4電力バスバ304との間で並列接続された3相以上のレグを有する。これら3相以上のレグそれぞれは直列接続された2つのスイッチ素子を有する。これら2つのスイッチ素子の間の中点にバスバが接続されている。このバスバがモータ400のステータコイルと電気的に接続されている。インバータ600の構成についてはその説明と図示を省略する。
Inverter 600 has three or more phase legs connected in parallel between third power bus bar 303 and fourth
<コンバータの回路構成>
図1に示すようにコンバータ500は第1コンデンサ510と電力変換ユニット520を有する。電力変換ユニット520はリアクトル530、パワーモジュール540、第2コンデンサ550、連結バスバ560、および、Pバスバ571とNバスバ572を有する。電力変換ユニット520がコンバータユニットに相当する。なお厳密に区別すれば、第2コンデンサ550はインバータ600の構成要素である。
<Converter circuit configuration>
As shown in FIG. 1, converter 500 has
図1に示すように第1電力バスバ301の一端がバッテリ200の正極に接続されている。第2電力バスバ302の一端がバッテリ200の負極に接続されている。この第1電力バスバ301に第1コンデンサ510の有する2つの電極のうちの一方が接続されている。第2電力バスバ302に第1コンデンサ510の有する2つの電極のうちの他方が接続されている。
As shown in FIG. 1 , one end of first
リアクトル530の一端が第1電力バスバ301の他端に接続されている。リアクトル530の他端が連結バスバ560を介してパワーモジュール540に接続されている。これによりリアクトル530を介してバッテリ200の正極とパワーモジュール540とが電気的に接続されている。リアクトル530を介して第1コンデンサ510とパワーモジュール540とが電気的に接続されている。なお図1では各種バスバの接続部位を白丸で示している。これら接続部位は例えばボルトや溶接などによって電気的に接続されている。
One end of
パワーモジュール540と第2コンデンサ550はPバスバ571とNバスバ572との間で並列接続されている。パワーモジュール540と第2コンデンサ550とはリアクトル530を介さずに電気的に接続されている。
Pバスバ571は第3電力バスバ303に接続されている。Nバスバ572は第2電力バスバ302と第4電力バスバ304とに接続されている。図1ではPバスバ571における第3電力バスバ303との接続端に符号571aを付与している。Nバスバ572における第4電力バスバ304との接続端に符号572aを付与している。インバータ600が外部機器に相当する。
The
図1に示すようにリアクトル530はA相リアクトル531、B相リアクトル532、C相リアクトル533、および、D相リアクトル534を有する。これに応じてパワーモジュール540はA相レグ541、B相レグ542、C相レグ543、および、D相レグ544を有する。連結バスバ560はA相連結バスバ561、B相連結バスバ562、C相連結バスバ563、および、D相連結バスバ564を有する。
As shown in FIG. 1 , the
A相レグ541~D相レグ544それぞれは、半導体素子として、ハイサイドダイオード545とローサイドスイッチ546、および、還流ダイオード546aを有する。これら半導体素子が封止樹脂に被覆保護されて半導体パッケージが構成されている。ハイサイドダイオード545とローサイドスイッチ546、および、還流ダイオード546aが電子素子に相当する。
Each of the
本実施形態では、ハイサイドダイオード545としてショットキーバリアダイオードを採用している。ローサイドスイッチ546としてNチャネル型のIGBTを採用している。
In this embodiment, a Schottky barrier diode is adopted as the
図1に示すようにハイサイドダイオード545のアノード電極がローサイドスイッチ546のコレクタ電極に接続されている。これによりハイサイドダイオード545とローサイドスイッチ546とが直列接続されている。
As shown in FIG. 1, the anode electrode of
またローサイドスイッチ546のコレクタ電極に還流ダイオード546aのカソード電極が接続されている。ローサイドスイッチ546のエミッタ電極に還流ダイオード546aのアノード電極が接続されている。これによりローサイドスイッチ546に還流ダイオード546aが逆並列接続されている。
A collector electrode of the low-
なお、各相レグはハイサイドダイオード545の代わりにIGBTなどの能動素子を有してもよい。各相レグの備えるスイッチ素子の種類としては特に限定されず、例えばMOSFETを採用することもできる。
Note that each phase leg may have an active element such as an IGBT instead of the high-
そして各相レグに含まれるスイッチやダイオードなどの半導体素子は、Siなどの半導体、および、SiCなどのワイドギャップ半導体によって製造することができる。半導体素子の構成材料としては特に限定されない。 Semiconductor elements such as switches and diodes included in each phase leg can be manufactured from semiconductors such as Si and wide-gap semiconductors such as SiC. The constituent material of the semiconductor element is not particularly limited.
さらに言えば、各相レグそれぞれの有するスイッチの種類と構成材料が異なっていてもよい。例えば、A相レグ541の備えるスイッチがSiCから構成されるMOSFET、B相レグ542~D相レグ544それぞれの備えるスイッチがSiから構成されるIGBTであってもよい。
Furthermore, the types and constituent materials of the switches possessed by each phase leg may be different. For example, the switches provided in the
上記したようにハイサイドダイオード545とローサイドスイッチ546は封止樹脂によって被覆保護されている。この封止樹脂から、ハイサイドダイオード545のカソード電極、ハイサイドダイオード545とローサイドスイッチ546との間の中点、ローサイドスイッチ546のエミッタ電極とゲート電極それぞれに接続された端子の先端が露出されている。以下においてはこれら端子を、カソード端子547a、中点端子547b、エミッタ端子547c、および、ゲート端子547dと示す。
As described above, the high-
このカソード端子547aがPバスバ571に接続される。エミッタ端子547cがNバスバ572に接続される。これによりハイサイドダイオード545とローサイドスイッチ546とがPバスバ571からNバスバ572へ向かって順に直列接続されている。
This
また中点端子547bが連結バスバ560を介してリアクトル530の他端に接続されている。詳しく言えば、A相レグ541の中点端子547bがA相連結バスバ561を介してA相リアクトル531に接続されている。B相レグ542の中点端子547bがB相連結バスバ562を介してB相リアクトル532に接続されている。C相レグ543の中点端子547bがC相連結バスバ563を介してC相リアクトル533に接続されている。D相レグ544の中点端子547bがD相連結バスバ564を介してD相リアクトル534に接続されている。
Also, the
そして、上記したようにこれらA相リアクトル531~D相リアクトル534それぞれの一端が第1電力バスバ301に接続されている。以上に示した電気的な接続構成により、各相リアクトルは、バッテリ200の正極と、各相レグの中点端子547bとに接続されている。各相リアクトルを介して、第1コンデンサ510と各相レグとが電気的に接続されている。
One end of each of the
以上に示したように本実施形態のコンバータ500は相リアクトル、相レグ、および、相連結バスバそれぞれを4つ備える。4つの相レグそれぞれに含まれるローサイドスイッチ546のゲート端子547dが上記のゲートドライバに接続されている。ローサイドスイッチ546はECUとゲートドライバとによって開閉制御される。
As described above, the converter 500 of this embodiment includes four phase reactors, four phase legs, and four phase connection bus bars. The
ECUは制御信号を生成し、それをゲートドライバに出力する。ゲートドライバは制御信号を増幅し、それを相レグの備えるローサイドスイッチ546のゲート電極に出力する。これによりECUはローサイドスイッチ546を開閉制御して、コンバータ500に入力される直流電力の電圧レベルを昇圧する。
The ECU generates control signals and outputs them to the gate drivers. The gate driver amplifies the control signal and outputs it to the gate electrode of the
ECUは制御信号としてパルス信号を生成している。ECUはこのパルス信号のオンデューティ比と周波数を調整することで直流電力の昇圧レベルを調整している。またECUは4つの相レグのうちの駆動対象とする相レグの数を選択することで昇圧レベルを調整している。この昇圧レベルはモータ400の目標トルクとバッテリ200のSOCに応じて決定される。
The ECU generates pulse signals as control signals. The ECU adjusts the boost level of the DC power by adjusting the on-duty ratio and frequency of this pulse signal. Further, the ECU adjusts the boost level by selecting the number of phase legs to be driven among the four phase legs. This boost level is determined according to the target torque of
なお、これまでに説明したようにコンバータ500は複数の相リアクトル、相レグ、および、相連結バスバを有する。これは、バッテリ200からの供給電力の増大によってコンバータ500の構成要素が耐熱温度を超えるほどに昇温することを避けるためである。
As described above, converter 500 has a plurality of phase reactors, phase legs, and phase connection busbars. This is to avoid an increase in the temperature of components of converter 500 exceeding the heat-resistant temperature due to an increase in power supplied from
<電力変換ユニットの構成>
次に、電力変換ユニット520の構成を説明する。それに当たって、以下においては互いに直交の関係にある3方向をx方向、y方向、および、z方向とする。x方向が並び方向に相当する。縦方向がy方向に相当する。
<Configuration of power conversion unit>
Next, the configuration of
これまでに説明したように電力変換ユニット520は、図1に示すリアクトル530、パワーモジュール540、第2コンデンサ550、連結バスバ560、および、Pバスバ571とNバスバ572を有する。これらの他に電力変換ユニット520は、図2に示すケース580を有する。
As described above,
ケース580はz方向の厚さの薄い扁平形状の支持部581と、支持部581に一体的に連結された枠部582と、を有する。支持部581におけるz方向に面する主面581aから枠部582がz方向に起立している。枠部582は主面581aを囲む態様で環状に起立している。
The
枠部582はx方向に離間して互いに対向する第1側壁582aと第2側壁582b、および、y方向に離間して互いに対向する第3側壁582cと第4側壁582dを有する。第1側壁582aと第2側壁582bはy方向に延びている。第3側壁582cと第4側壁582dはx方向に延びている。第1側壁582a、第3側壁582c、第2側壁582b、および、第4側壁582dはz方向まわりの周方向で順に環状に連結されている。
The
以上により、主面581aの上方に枠部582によって囲まれた収納空間が構成されている。この収納空間に、リアクトル530、パワーモジュール540、第2コンデンサ550、連結バスバ560、および、Pバスバ571とNバスバ572が収納されている。なお図2ではPバスバ571における第3電力バスバ303との接続端571aのみを部分的に示している。Nバスバ572における第4電力バスバ304との接続端572aのみを部分的に示している。
As described above, a storage space surrounded by the
<冷却器>
図2に示すようにパワーモジュール540は、A相レグ541~D相レグ544の他に、これらを収納しつつ冷却する冷却器548を有する。
<Cooler>
As shown in FIG. 2, the
図3に示すように冷却器548は供給管548a、排出管548b、および、複数の中継管548cを有する。供給管548aと排出管548bは複数の中継管548cを介して連結されている。これら3つの管の中を冷媒が流れる。供給管548aから排出管548bへと複数の中継管548cを介して冷媒が流れる。
As shown in FIG. 3, the cooler 548 has a
供給管548aと排出管548bはそれぞれx方向に延びている。供給管548aと排出管548bはy方向で離間している。複数の中継管548cそれぞれは供給管548aから排出管548bへと向かってy方向に沿って延びている。
The
複数の中継管548cはx方向で離間して並んでいる。隣り合う2つの中継管548cの間に空隙が構成されている。冷却器548には計4個の空隙が構成されている。これら4個の空隙それぞれに半導体パッケージを構成するA相レグ541~D相レグ544が個別に収納されている。これによりA相レグ541~D相レグ544は中継管548cを介してx方向に並んでいる。
A plurality of
A相レグ541~D相レグ544それぞれの封止樹脂が中継管548cと接触している。これにより4つの相レグで発生した熱が中継管548cを介して冷媒に放熱可能になっている。なお、以下においては表記が煩雑となることを避けるために、複数の中継管548cとA相レグ541~D相レグ544をまとめて素子モジュール549と示す。
The sealing resin of each of the
<モジュールと第2コンデンサ>
図2に示すようにパワーモジュール540は支持部581に設けられる。冷却器548はy方向において第4側壁582d側に位置している。これと同様にして、第2コンデンサ550もy方向において第4側壁582d側に位置している。
<Module and second capacitor>
As shown in FIG. 2, the
そしてパワーモジュール540における相レグを含む部位(素子モジュール549)はx方向において第1側壁582a側に位置している。第2コンデンサ550はx方向において第2側壁582b側に位置している。素子モジュール549と第2コンデンサ550とがx方向で対向する態様で並んでいる。
A portion (element module 549) including the phase leg in the
また、第2コンデンサ550はy方向において供給管548aと排出管548bとの間に位置している。そのために第2コンデンサ550は、冷媒の流れる供給管548a、排出管548b、および、中継管548cそれぞれによって周りを囲まれている。
Also, the
<リアクトル>
上記したようにリアクトル530はA相リアクトル531~D相リアクトル534を有する。図2に示すようにこれら4つの相リアクトルはy方向において第3側壁582c側に位置している。そしてこれら4つの相リアクトルはx方向に並んでいる。
<Reactor>
As described above,
より詳しく言えば、A相リアクトル531、B相リアクトル532、C相リアクトル533、および、D相リアクトル534が第1側壁582a側から第2側壁582b側へと向かって順に並んでいる。これらx方向に並ぶ4つの相リアクトルのうち、A相リアクトル531が最も第1側壁582a側に位置している。D相リアクトル534が最も第2側壁582b側に位置している。A相リアクトル531とD相リアクトル534とが両端に位置している。
More specifically,
図2では、これらx方向に並ぶ4つの相リアクトルのx方向の端の位置を示す2つの基準線BLを破線で示している。これら2つの基準線BLのうちの一方は、A相リアクトル531における第1側壁582a側の端のx方向の位置を示している。2つの基準線BLのうちの他方は、D相リアクトル534における第2側壁582b側の端のx方向の位置を示している。
In FIG. 2, two reference lines BL indicating the positions of the ends in the x direction of the four phase reactors arranged in the x direction are indicated by broken lines. One of these two reference lines BL indicates the position of the end of the
<リアクトル、モジュール、第2コンデンサ>
図2に示すように、A相リアクトル531は素子モジュール549よりもx方向において第1側壁582a側に位置している。D相リアクトル534は第2コンデンサ550よりもx方向において第2側壁582b側に位置している。このため、素子モジュール549と第2コンデンサ550それぞれのx方向の位置は、x方向で並ぶ4つの相リアクトルのうちの両端に位置するA相リアクトル531とD相リアクトル534の間になっている。換言すれば、素子モジュール549と第2コンデンサ550それぞれのx方向の位置は、2つの基準線BLの間になっている。
<Reactor, module, second capacitor>
As shown in FIG. 2, the
素子モジュール549と第2コンデンサ550それぞれは、A相リアクトル531~D相リアクトル534とy方向で離間している。素子モジュール549はA相リアクトル531~C相リアクトル533とy方向で対向する態様で並んでいる。第2コンデンサ550はC相リアクトル533およびD相リアクトル534とy方向で対向する態様で並んでいる。このように素子モジュール549と第2コンデンサ550それぞれはA相リアクトル531~D相リアクトル534のうちの少なくとも1つとy方向で対向する態様で並んでいる。
The
これまでに説明したように素子モジュール549に含まれるA相レグ541~D相レグ544と、A相リアクトル531~D相リアクトル534とがA相連結バスバ561~D相連結バスバ564を介して電気的に接続される。これら4つの相連結バスバは、y方向において4つの相レグと4つの相リアクトルとの間に位置している。相連結バスバは相レグから相リアクトルへと向かって、両者のx方向の位置の相違に応じてx方向に延びつつ、y方向に延びている。
As described above, the
なお図示しないが、これら4つの相連結バスバの中央側は絶縁性の樹脂材料から成る端子台にインサート成形されている。そしてこの端子台には相連結バスバに流れる電流を検出するための電流センサがインサート成形されている。 Although not shown, the center sides of these four interconnecting bus bars are insert-molded in a terminal block made of an insulating resin material. A current sensor for detecting the current flowing through the phase-connecting busbar is insert-molded in this terminal block.
<作用効果>
上記したように、素子モジュール549と第2コンデンサ550それぞれのx方向の位置は、x方向で並ぶ4つの相リアクトルのうちの両端に位置するA相リアクトル531とD相リアクトル534の間になっている。
<Effect>
As described above, the positions of the
これによれば、素子モジュール549と第2コンデンサ550のうちの少なくとも一方のx方向の位置が、A相リアクトル531とD相リアクトル534の間の外に位置する構成と比べて、電力変換ユニット520のx方向の体格の増大が抑制される。
According to this, compared to the configuration in which at least one of the
また素子モジュール549と第2コンデンサ550とがx方向で並んでいる。そのために素子モジュール549と第2コンデンサ550とがy方向で並ぶ構成と比べて、電力変換ユニット520のy方向の体格の増大が抑制される。
Also, the
素子モジュール549と第2コンデンサ550それぞれはA相リアクトル531~D相リアクトル534のうちの少なくとも1つとy方向で対向している。
これによれば、素子モジュール549と第2コンデンサ550のうちの少なくとも一方が4つの相リアクトルのうちの少なくとも1つとy方向で非対向の構成と比べて、z方向における電力変換ユニット520の体格の増大が抑制される。
According to this, compared to the configuration in which at least one of the
上記したようにA相リアクトル531~D相リアクトル534はx方向に並んでいる。それとともにA相レグ541~D相レグ544はx方向に並んでいる。これら相リアクトルと相レグとはy方向で並んでいる。
As described above, the
これによれば、例えば複数の相レグがy方向に並ぶ構成と比べて、相リアクトルと相レグとを接続する相連結バスバの延長が抑制される。これにより相連結バスバのインダクタンス成分の増大が抑制される。相連結バスバを流れる電流の時間変化とインダクタンス成分に起因するサージ電圧の増大が抑制される。 According to this, extension of the phase connection bus bar which connects a phase reactor and a phase leg is suppressed compared with the structure which several phase legs are located in a line with the y direction, for example. This suppresses an increase in the inductance component of the interconnecting bus bar. An increase in surge voltage caused by a time change in the current flowing through the phase-connecting bus bar and an inductance component is suppressed.
以上、本開示の好ましい実施形態について説明したが、本開示は上記した実施形態になんら制限されることなく、本開示の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。 Although the preferred embodiments of the present disclosure have been described above, the present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present disclosure.
(第1の変形例)
本実施形態では第1コンデンサ510が電力変換ユニット520に含まれない例を示した。しかしながら例えば図3に示すように電力変換ユニット520に第1コンデンサ510が含まれる構成を採用することもできる。なお図3では表記が煩雑となることを避けるために連結バスバ560の表記を省略している。
(First modification)
In this embodiment, an example in which the
図3に示す変形例の場合、素子モジュール549と第2コンデンサ550とがx方向で隣り合う態様で並んでいる。これによれば、例えば素子モジュール549と第2コンデンサ550とが第1コンデンサ510を介してx方向で並ぶ構成と比べて、素子モジュール549に含まれる相レグと第2コンデンサ550とを接続するPバスバ571とNバスバ572の延長が抑制される。そのためにPバスバ571とNバスバ572のインダクタンス成分の増大が抑制される。Pバスバ571とNバスバ572を流れる電流の時間変化とインダクタンス成分に起因するサージ電圧の増大が抑制される。
In the case of the modification shown in FIG. 3, the
また図3に示す変形例では、Pバスバ571の接続端571aとNバスバ572の接続端572bそれぞれが、図3において実線矢印で示すように、素子モジュール549の中心をy方向に貫く中心線CLから第2コンデンサ550側に位置している。Pバスバ571とNバスバ572が接続バスバに相当する。
3, the
これによればPバスバ571とNバスバ572それぞれにおける第2コンデンサ550とインバータ600とを接続する部位の延長が抑制される。そのためにPバスバ571とNバスバ572それぞれのインダクタンス成分の増大が抑制される。これらバスバを流れる電流の時間変化とインダクタンス成分に起因するサージ電圧の増大が抑制される。
According to this, the extension of the part which connects the 2nd capacitor|
なお図3ではスイッチモジュール549が第1コンデンサ510と第2コンデンサ550との間に位置する例を示した。しかしながらこれに限定されず、例えば第2コンデンサ550が第1コンデンサ510とスイッチモジュール549との間に位置する構成を採用することもできる。
Note that FIG. 3 shows an example in which the
(第2の変形例)
本実施形態ではバッテリ200が燃料電池である例を示した。しかしながら、上記したようにバッテリ200は複数の二次電池が直列接続された電池スタックを構成していてもよい。この場合、電力変換装置300はモータ400の発電(回生)によって生成された交流電力をバッテリ200の充電に適した電圧レベルの直流電力に変換する。そのために電力変換装置300は上記したハイサイドダイオード545の代わりに、IGBTやMOSFETなどの能動素子を有する。
(Second modification)
In this embodiment, an example is shown in which the
(その他の変形例)
本実施形態では電力変換ユニット520にインバータ600の構成要素の一部である第2コンデンサ550が含まれる例を示した。しかしながら電力変換ユニット520にインバータ600の構成要素が含まれない構成を採用することもできる。電力変換ユニット520にインバータ600の構成要素の全てが含まれる構成を採用することもできる。
(Other modifications)
In this embodiment, an example in which the
本実施形態では電力変換ユニット520が電気自動車用の車載システム100に含まれる例を示した。しかしながら電力変換ユニット520の適用としては特に上記例に限定されない。例えばモータと内燃機関を備えるハイブリッドシステムに電力変換ユニット520が含まれる構成を採用することもできる。さらに言えば、車両用以外のシステムに電力変換ユニット520が含まれる構成を採用することもできる。
In this embodiment, an example in which the
本実施形態では電力変換装置300が1つのモータ400に接続される構成を示した。しかしながら電力変換装置300が2つのモータ400に接続される構成を採用することもできる。この場合、電力変換装置300はインバータ600を2つ備える。
In this embodiment, the configuration in which the
100…車載システム、200…バッテリ、300…電力変換装置、400…モータ、500…コンバータ、510…第1コンデンサ、520…電力変換ユニット、530…リアクトル、540…パワーモジュール、541…A相レグ、542…B相レグ、543…C相レグ、544…D相レグ、545…ハイサイドダイオード、546…ローサイドスイッチ、546a…還流ダイオード、560…連結バスバ、561…A相連結バスバ、562…B相連結バスバ、563…C相連結バスバ、564…D相連結バスバ、548…冷却器、549…素子モジュール、550…第2コンデンサ、571…Pバスバ、571a…接続端、572…Nバスバ、572a…接続端、600…インバータ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
複数の電子素子(545,546,546a)を備える素子モジュール(549)と、
コンデンサ(510,550)と、を有し、
前記素子モジュールと前記コンデンサは前記並び方向で並び、
前記素子モジュールと前記コンデンサそれぞれは前記並び方向に直交する縦方向で複数の前記リアクトルと離間し、
前記素子モジュールと前記コンデンサそれぞれの前記並び方向の位置は、複数の前記リアクトルにおける前記並び方向の両端位置(BL)の間であるコンバータユニット。 a plurality of reactors (531 to 534) arranged in the row direction;
an element module (549) comprising a plurality of electronic elements (545, 546, 546a);
a capacitor (510, 550);
the element module and the capacitor are arranged in the arrangement direction;
each of the element modules and the capacitors is separated from the plurality of reactors in a vertical direction perpendicular to the alignment direction;
A converter unit in which the positions of the element modules and the capacitors in the row direction are between both end positions (BL) in the row direction of the plurality of reactors.
複数の前記電子素子と複数の前記リアクトルとが連結バスバ(561~564)を介して接続されている請求項1または請求項2に記載のコンバータユニット。 a plurality of the electronic elements are arranged in the arrangement direction in the element module;
3. The converter unit according to claim 1, wherein the plurality of electronic elements and the plurality of reactors are connected via connecting busbars (561 to 564).
前記並び方向で前記素子モジュールと前記第2コンデンサとが隣り合う態様で並んでいる請求項1~3いずれか1項に記載のコンバータユニット。 The capacitor has a first capacitor (510) connected to the electronic element via the reactor and a second capacitor (550) connected to the electronic element,
The converter unit according to any one of claims 1 to 3, wherein the element module and the second capacitor are arranged side by side in the arrangement direction.
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