JP7383979B2 - power converter - Google Patents
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Description
本明細書に記載の開示は、放電抵抗を備える電力変換装置に関するものである。 The disclosure described in this specification relates to a power converter device including a discharge resistor.
特許文献1に記載された電力変換装置は半導体素子を内蔵する半導体モジュールと、半導体モジュールのスイッチング動作を制御する制御回路基板と、半導体モジュールに接続される直流バスバーと、直流バスバーに電気的に接続される放電抵抗と、を有する。 The power conversion device described in Patent Document 1 includes a semiconductor module containing a semiconductor element, a control circuit board that controls the switching operation of the semiconductor module, a DC bus bar connected to the semiconductor module, and an electrical connection to the DC bus bar. and a discharge resistance.
放電抵抗と制御回路基板はケースに収容されている。ケースの内部で放電抵抗と制御回路基板が並んでいる。 The discharge resistor and control circuit board are housed in a case. Inside the case, the discharge resistor and control circuit board are lined up.
放電抵抗は通電によって発熱する。放電抵抗から輻射熱が発せられる。この輻射熱が制御回路基板に照射される。これによって制御回路基板が昇温する虞がある。 A discharge resistor generates heat when energized. Radiant heat is emitted from the discharge resistor. This radiant heat is applied to the control circuit board. This may cause the temperature of the control circuit board to rise.
そこで本明細書に記載の開示は、制御回路基板の昇温が抑制された電力変換装置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 power conversion device in which temperature rise of a control circuit board is suppressed.
開示の1つは、
複数のスイッチ(511,512)に接続される制御回路基板(330)と、
複数のスイッチに接続される放電抵抗(320)と、
制御回路基板と放電抵抗の間に設けられ、放電抵抗を保持するブラケット(820)と、
制御回路基板と放電抵抗とブラケットそれぞれを収納するケース(600)と、を有し、
ケースは、枠部(610)と、制御回路基板とブラケットとの間で枠部に連なり制御回路基板を固定する基部(620)と、基部に連なり制御回路基板から遠ざかるように放電抵抗側に延びる突出部(621)と、を有し、
放電抵抗およびブラケットが、枠部と基部と突出部で囲まれる空間に設けられている。
One of the disclosures is
a control circuit board (330) connected to the plurality of switches (511, 512);
a discharge resistor (320) connected to the plurality of switches;
a bracket (820) provided between the control circuit board and the discharge resistor and holding the discharge resistor;
It has a case (600) that houses a control circuit board, a discharge resistor, and a bracket, respectively,
The case includes a frame part (610), a base part (620) which is connected to the frame part between the control circuit board and the bracket and fixes the control circuit board, and a base part (620) which is connected to the base part and extends toward the discharge resistor side away from the control circuit board. It has a protrusion (621),
A discharge resistor and a bracket are provided in a space surrounded by the frame, the base, and the protrusion.
これによれば放電抵抗で生じた輻射熱が制御回路基板に照射されることが、ブラケットによって抑制される。そのために制御回路基板の昇温が抑制される。 According to this, the bracket prevents the control circuit board from being irradiated with radiant heat generated by the discharge resistor. Therefore, temperature rise of the control circuit board 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。 Note that the reference numbers in parentheses above merely indicate 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。 Hereinafter, embodiments will be described based on the drawings.
(第1実施形態)
先ず、図1に基づいて電力変換装置300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。
(First embodiment)
First, an in-
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は複数の二次電池を有する。これら複数の二次電池は直列接続された電池スタックを構成している。この電池スタックのSOCがバッテリ200のSOCに相当する。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>
電力変換装置300はインバータ500を有している。電力変換装置300はインバータ500としてバッテリ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の直流電力を交流電力に変換する。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直流電力に変換する。
<Power converter>
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。逆に、走行輪の回転エネルギーは出力軸を介してモータ400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。これにより走行輪への推進力の付与が成される。またモータ400は走行輪から伝達される回転エネルギーによって回生する。この回生によって発生した交流電力は、電力変換装置300によって直流電力に変換される。この直流電力がバッテリ200に供給される。また直流電力は電気自動車に搭載された各種電気負荷にも供給される。
The
インバータ500には後述のスイッチなどの半導体素子が含まれている。本実施形態ではスイッチとしてnチャネル型のIGBTを採用している。ただしこれらスイッチとしては、IGBTではなくMOSFETを採用することもできる。スイッチとしてMOSFETを採用する場合、ダイオードはなくともよい。
これらスイッチは、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。 These switches 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.
<インバータ>
インバータ500は放電抵抗320とコンデンサ310とレグ群510を有する。バッテリ200に第1給電バスバ301と第2給電バスバ302とが接続されている。第1給電バスバ301と第2給電バスバ302との間にコンデンサ310と放電抵抗320とレグ群510が並列接続されている。レグ群510とモータ400とが出力バスバ440を介して接続されている。第1給電バスバ301および第2給電バスバ302は導電体に相当する。
<Inverter>
レグ群510はU相レグ513、V相レグ514、および、W相レグ515を有する。これら3相のレグそれぞれは直列接続された2つのスイッチを有する。
U相レグ513~W相レグ515それぞれはスイッチとしてハイサイドスイッチ511とローサイドスイッチ512を有する。またU相レグ513~W相レグ515それぞれはダイオードとしてハイサイドダイオード511aとローサイドダイオード512aを有する。
Each of the
図1に示すようにハイサイドスイッチ511のコレクタ電極は第1給電バスバ301に接続されている。ハイサイドスイッチ511のエミッタ電極とローサイドスイッチ512のコレクタ電極とが接続されている。ローサイドスイッチ512のエミッタ電極が第2給電バスバ302に接続されている。これによりハイサイドスイッチ511とローサイドスイッチ512は第1給電バスバ301から第2給電バスバ302へ向かって順に直列接続されている。
As shown in FIG. 1, the collector electrode of the high-
これらスイッチが樹脂部材521によって樹脂封止されてスイッチモジュール520が構成されている。ハイサイドスイッチ511のコレクタ電極に接続されたコレクタ端子516の一部が樹脂部材521から露出されている。ローサイドスイッチ512のエミッタ電極に接続されたエミッタ端子517の一部が樹脂部材521から露出されている。ハイサイドスイッチ511とローサイドスイッチ512それぞれのゲート電極に接続されたゲート端子518の一部が樹脂部材521から露出されている。
These switches are resin-sealed with a
またこれら複数の端子の他にハイサイドスイッチ511のエミッタ電極とローサイドスイッチ512のコレクタ電極それぞれに接続された出力端子519の一部が樹脂部材521から露出されている。
In addition to these multiple terminals, a portion of the
ハイサイドスイッチ511のコレクタ電極にハイサイドダイオード511aのカソード電極が接続されている。ハイサイドスイッチ511のエミッタ電極にハイサイドダイオード511aのアノード電極が接続されている。これによりハイサイドスイッチ511にハイサイドダイオード511aが逆並列接続されている。
A cathode electrode of a
ローサイドスイッチ512のコレクタ電極にローサイドダイオード512aのカソード電極が接続されている。ローサイドスイッチ512のエミッタ電極にローサイドダイオード512a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512にローサイドダイオード512aが逆並列接続されている。
A cathode electrode of a low-
U相レグ513の備えるハイサイドスイッチ511とローサイドスイッチ512との間の中点にU相バスバ410が接続されている。U相バスバ410はモータ400のU相ステータコイルに接続されている。
A
V相レグ514の備えるハイサイドスイッチ511とローサイドスイッチ512との間の中点にV相バスバ420が接続されている。V相バスバ420はモータ400のV相ステータコイルに接続されている。
A V-
W相レグ515の備えるハイサイドスイッチ511とローサイドスイッチ512との間の中点にW相バスバ430が接続されている。W相バスバ430はモータ400のW相ステータコイルに接続されている。
A W-
モータ400を力行する場合、ECUからの制御信号によってレグ群510の備えるハイサイドスイッチ511とローサイドスイッチ512それぞれがPWM制御される。これによりインバータ500で3相交流が生成される。モータ400が発電(回生)する場合、ECUは例えば制御信号の出力を停止する。これによりモータ400の発電によって生成された交流電力が3相のレグ群510の備えるダイオードを通る。この結果、交流電力が直流電力に変換される。
When the
<電力変換装置の構成>
次に、電力変換装置300の構成を説明する。以下において直交の関係にある3方向をx方向、y方向、z方向とする。
<Configuration of power converter>
Next, the configuration of
電力変換装置300はこれまでに説明した回路の構成要素の他に、制御回路基板330、コンデンサケース340、ケース600、カバー、冷却器700、付勢体720、固定台800、ブラケット820、および、ワイヤー830を有する。
In addition to the circuit components described above, the
ケース600とカバーによって閉塞される空間に制御回路基板330、コンデンサケース340、冷却器700、付勢体720、固定台800、ブラケット820、および、ワイヤー830が収納されている。
A
制御回路基板330にインバータ500を制御するECUおよびゲートドライバが搭載されている。
An ECU and a gate driver that control the
コンデンサケース340はコンデンサ310を収納する機能を果たす。それとともにコンデンサケース340は第1給電バスバ301と第2給電バスバ302を支持する機能を果たす。コンデンサケース340はケース600に図示しないボルトなどによって固定されている。
カバーは第1カバー670と第2カバー680を有する。第1カバー670と第2カバー680それぞれはケース600の有する開口を閉塞する態様でケース600に連結される。
The cover includes a
冷却器700は上記した複数のスイッチモジュール520を収納しつつ、冷却する機能を果たす。複数のスイッチモジュール520は冷却器700に収納されてパワーモジュール710を構成している。スイッチモジュール520と冷却器700との接触状態は付勢体720から付与される付勢力によって確保される。
The cooler 700 functions to house and cool the plurality of
固定台800はケース600に固定され、ブラケット820を固定する役割を果たす。固定台800には導電性の端子810である第1端子811と第2端子812が備えられている。
The fixing
ブラケット820は固定台800に固定され、放電抵抗320を保持する機能を果たす。放電抵抗320には第1電極321と第2電極322が形成されている。放電抵抗320は通電によって発熱している。放電抵抗320から等方的に輻射熱が放射されている。
The
ワイヤー830は第1ワイヤー831と第2ワイヤー832を有する。第1ワイヤー831と第2ワイヤー832それぞれは一端に第3端子833を備えている。第1ワイヤー831と第2ワイヤー832それぞれは他端に第4端子834を備えている。
The
第1ワイヤー831の第3端子833は放電抵抗320の第1電極321に接続されている。第1ワイヤー831の第4端子834は第1端子811に接続されている。第1ワイヤー831を介して第1電極321と第1端子811とが電気的に接続されている。
A
第2ワイヤー832の第3端子833は放電抵抗320の第2電極322に接続されている。第2ワイヤー832の第4端子834は第2端子812に接続されている。第2ワイヤー832を介して第2電極322と第2端子812とが電気的に接続されている。
A
<ケース>
図3および図5に示すようにケース600は枠部610と、基部620と、第1内壁部621と、第2内壁部622と、第3内壁部623と、を有する。枠部610はz方向のまわりの周方向に延びて環状を成している。この枠部610の備える2つの先端のうちの一方に基部620が連結され、枠部610の有する開口の一部を閉塞している。第1内壁部621~第3内壁部623については後で詳説する。第1内壁部621は突出部に相当する。
<Case>
As shown in FIGS. 3 and 5, the
図2に示すように枠部610はx方向に並ぶ第1側壁611と第2側壁612、および、y方向に並ぶ第3側壁613と第4側壁614を有する。第1側壁611、第3側壁613、第2側壁612、第4側壁614は周方向で順に環状に連結されている。
As shown in FIG. 2, the
基部620はz方向に並ぶ第1主面620aと第2主面620bを備えたz方向に厚さの薄い扁平形状を成している。基部620は第2主面620b側が枠部610の備える2つの先端のうちの一方に連結されている。
The
第1内壁部621~第3内壁部623はx方向に厚さの薄い扁平形状を成している。第2内壁部622はx方向に延びて第1側壁611と第2側壁612に連結されている。第1内壁部621はy方向に延びて第3側壁613と第2内壁部622に連結されている。第3内壁部623はy方向に延びて第3側壁613と第2内壁部622に連結されている。
The first
これら第1内壁部621~第3内壁部623それぞれはケース600の機械的な強度を保つための補強部材として機能している。なお第3内壁部623は第2側壁612に連結されていなくてもよい。
Each of these first to third
また基部620には第1主面620aと第2主面620bをz方向に貫く開口窓640が形成されている。図2および図5に示すように開口窓640は矩形を成している。
Further, an
基部620における開口窓640を区画する複数の縁部のうち第2側壁612側に位置する第1縁部624に第1内壁部621が連結されている。第1内壁部621は第1縁部624側から枠部610の内部空間側に向かってz方向に延びている。
The first
また基部620における開口窓640を区画する複数の縁部のうち第4側壁614側に位置する第2縁部625に第2内壁部622が連結されている。第2内壁部622は第2縁部625側から枠部610の内部空間側に向かってz方向に延びている。
Further, the second
<カバー>
図5に示すように枠部610の備える2つの先端のうちの一方に第1カバー670が連結されている。第1カバー670によって枠部610の先端に連結された基部620の備える開口窓640が閉塞されている。
<Cover>
As shown in FIG. 5, a
また枠部610の備える2つの先端のうちの他方に第2カバー680が連結されている。第2カバー680によって枠部610の備える2つの先端のうちの他方に形成された開口が閉塞されている。
Further, a
そのためにこれまでに示したケース600、第1カバー670、および、第2カバー680の内部に収納空間が区画される。
For this purpose, a storage space is defined inside the
<パワーモジュール>
これまで示したようにパワーモジュール710は複数のスイッチモジュール520と冷却器700を有する。図5に示すようにスイッチモジュール520の樹脂部材521はx方向に厚さの薄い扁材形状を成している。樹脂部材521の上面521aから複数のゲート端子518やセンサ端子の一部が露出されている。樹脂部材521の下面521bからコレクタ端子516、エミッタ端子517、出力端子519の一部が露出されている。
<Power module>
As shown above, the
冷却器700は図4に示すように供給管701、排出管702、および、複数の中継管703を有する。供給管701と排出管702は複数の中継管703を介して連結されている。供給管701に冷媒が供給される。この冷媒が複数のこの中継管703を介して供給管701から排出管702へと流れる。供給管701における外部から冷媒の供給される供給口701aと、排出管702における中継管703から供給された冷媒を外部に排出する排出口702aとがy方向で離間して並んでいる。
The cooler 700 has a
供給管701と排出管702はx方向に延びている。供給管701と排出管702はy方向で離間している。複数の中継管703それぞれは供給管701から排出管702に向かってy方向に沿って延びている。複数の中継管703はx方向に離間している。隣合う2つの中継管703の間に空隙が構成されている。冷却器700には計3個の空隙が構成されている。これら3個の空隙それぞれにスイッチモジュール520が個別に設けられている。
The
<パワーモジュールの収納形態>
図3に示すように第1側壁611と第3内壁部623の間にパワーモジュール710と付勢体720が収納されている。パワーモジュール710は付勢体720よりもx方向で第1側壁611側に位置している。第1側壁611にはx方向に第1側壁611から第3内壁部623に向かって突出した凸部601が形成されている。
<Power module storage format>
As shown in FIG. 3, a
パワーモジュール710の備える冷却器700の第3内壁部623側の中継管703がx方向で付勢体720と接触している。付勢体720はこの中継管703と第3内壁部623との間でx方向に圧縮される。付勢体720は第3内壁部623から凸部601へ向かう付勢力をパワーモジュール710に付与している。
The
この付勢力によってパワーモジュール710の第1側壁611側の中継管703が凸部601にx方向で押し当てられる。そのためにパワーモジュール710がx方向で圧縮される。これによって中継管703の空隙に設けられたスイッチモジュール520が積極的に冷却されている。
This urging force causes the
<コンデンサケース>
図3に示すように第4側壁614と第2内壁部622の間にコンデンサケース340が収納されている。コンデンサケース340は筐体形状を成している。コンデンサケース340の内部にコンデンサ310がされている。
<Capacitor case>
As shown in FIG. 3, a
図6に示すようにコンデンサ310の備える2つの電極のうちの一方に第1給電バスバ301が接続されている。コンデンサ310の備える2つの電極のうちの他方に第2給電バスバ302が接続されている。コンデンサケース340の内部でコンデンサ310が被覆樹脂によって樹脂封止されている。
As shown in FIG. 6, the first power
図3に示すように被覆樹脂から露出した第1給電バスバ301は第1導電部331と第1給電部332とを有する。第1導電部331はz方向に厚さの薄い扁平形状を成している。第1導電部331はy方向に第4側壁614側から第3側壁613側に向かって延びている。
As shown in FIG. 3, the first power
第3側壁613側に延びる第1導電部331の一部が第1側壁611側に位置している。第3側壁613側に延びる第1導電部331の残りの一部が第2側壁612側に位置している。第1側壁611側に位置する第1導電部331の一部がパワーモジュール710とz方向で並ぶ。第1側壁611側に位置する第1導電部331の一部がパワーモジュール710よりもz方向で第1カバー670側に位置している。
A part of the first
パワーモジュール710と並ぶ第1導電部331にz方向に貫通する複数の貫通孔が形成されている。図3に示すようにこれら貫通孔の第2側壁612側の縁部にz方向に起立した、x方向に厚さの薄い第1給電部332が連結されている。
A plurality of through holes penetrating in the z direction are formed in the first
パワーモジュール710と並ぶ第1導電部331に形成された複数の貫通孔にスイッチモジュール520の樹脂部材521から露出したコレクタ端子516が通されている。図3および図5に示すように第1給電部332とコレクタ端子516とがx方向で対向する。第1給電部332とコレクタ端子516とがレーザーなどによって溶接されている。
The
上記した第3側壁613側に延びる第1導電部331の残りの一部はz方向で第1端子811と並び、ボルトなどによって連結されている。第1端子811に連結される第1導電部331の部位を第1接続部位333と示す。第1接続部位333にはz方向に貫通する貫通孔が形成されている。図3において第1接続部位333を破線で囲って示している。第1接続部位333と第1端子811との連結形態については後で詳説する。
The remaining portion of the first
同様に被覆樹脂から露出した第2給電バスバ302は第2導電部341と第2給電部342を有する。第2導電部341はz方向に厚さの薄い扁平形状を成している。第2導電部341はy方向に第4側壁614側から第3側壁613側に向かって延びている。
Similarly, the second power
第3側壁613側に延びる第2導電部341の一部が第1側壁611側に位置している。第3側壁613側に延びる第2導電部341の残りの一部が第2側壁612側に位置している。第1側壁611側に位置する第2導電部341の一部がパワーモジュール710とz方向で並ぶ。第1側壁611側に位置する第2導電部341の一部がパワーモジュール710よりもz方向で第1カバー670側に位置している。
A part of the second
パワーモジュール710と並ぶ第2導電部341にz方向に貫通する複数の貫通孔が形成されている。図3に示すようにこれら貫通孔の第2側壁612側の縁部にz方向に起立した、x方向に厚さの薄い第2給電部342が連結されている。
A plurality of through holes penetrating in the z direction are formed in the second
第2導電部341に形成された複数の貫通孔にスイッチモジュール520の樹脂部材521から露出したエミッタ端子517が通されている。図3および図5に示すように第2給電部342とエミッタ端子517とがx方向で対向する。第2給電部342とエミッタ端子517とがレーザーなどによって溶接されている。
The
上記した第3側壁613側に延びる第2導電部341の残りの一部はz方向で第2端子812と並び、ボルトなどによって連結されている。第2端子812に連結される第2導電部341の部位を第2接続部位343と示す。第2接続部位343にはz方向に貫通する貫通孔が形成されている。図3において第2接続部位343を一点鎖線で囲って示している。第2接続部位343と第2端子812との連結形態については後で詳説する。
The remaining portion of the second
<制御回路基板の収納形態>
図5に示すようにケース600の基部620と第1カバー670の間に制御回路基板330が配置されている。制御回路基板330は基部620の第1主面620a側にボルトなどによって連結されている。
<Storage form of control circuit board>
As shown in FIG. 5, a
図2および図5に示すように制御回路基板330はパワーモジュール710とz方向で対向している。制御回路基板330はz方向に並ぶ第1基板面と第2基板面と、これら基板面をz方向に貫く貫通孔を有している。
As shown in FIGS. 2 and 5, the
制御回路基板330に形成された貫通孔にスイッチモジュール520の樹脂部材521から露出したゲート端子518が通されている。ゲート端子518は基板にはんだなどによって連結されている。
A
<固定台>
図5に示すように第2側壁612と第1内壁部621の間に固定台800が位置している。固定台800は第1固定部801と第2固定部802を有する。第1固定部801は直方体形状を成している。第1固定部801は基部620に図示しないボルトなどによって固定されている。固定台800は支持部に相当する。
<Fixed stand>
As shown in FIG. 5, a fixing
図6に示すように第2固定部802はz方向に厚さの薄い扁平形状を成している。第2固定部802は第1固定部801の第3側壁613側の部位に連結されて、y方向に第3側壁613側に向かって延びている。第2固定部802は基部620とz方向で離間して並んでいる。第2固定部802は支持壁部に相当する。
As shown in FIG. 6, the
第2固定部802の基部620側の第1固定面802aに第2固定部802から基部620に向かって延びる第1保持部804と第2保持部805が形成されている。第1保持部804と第2保持部805はy方向に離間して並んでいる。第1固定面802aは第2支持面に相当する。
A first holding
図6に示すように第1保持部804は第2保持部805よりもy方向で第3側壁613側に位置している。第1保持部804と第2保持部805それぞれにはz方向に凹む開口を区画する壁面にボルト溝の形成された図示しないボルト孔が形成されている。第1保持部804と第2保持部805それぞれの基部620側の保持面806にブラケット820が搭載されている。ブラケット820とこれら保持部との連結形態については後で詳説する。
As shown in FIG. 6, the first holding
図5に示すように第1固定面802aの裏側の第2固定面802bに第2固定部802から第2カバー680に向かってz方向に延びる複数の端子台850が形成されている。これら複数の端子台850にはz方向に凹む開口を区画する壁面にボルト溝の形成された図示しないボルト孔が形成されている。第2固定面802bは第1支持面に相当する。
As shown in FIG. 5, a plurality of
また図5および図7に示すように第2固定部802の第2固定面802b側にはx方向に離間して並ぶ導電性の第1端子811と第2端子812が備えられている。第1端子811は第2端子812よりもx方向で第2側壁612側に位置している。
Further, as shown in FIGS. 5 and 7, the
図7に示すように第1端子811と第2端子812それぞれは第2固定面802bからz方向に延びる第1伸長部813と、第1伸長部813の先端からx方向に第1側壁611側に延びる第2伸長部814を有する。図5に示すように第2伸長部814は第2固定部802に形成された複数の端子台850よりもz方向で第2カバー680側に位置している。
As shown in FIG. 7, the
第2伸長部814はz方向の厚さの薄い扁平形状を成している。第2伸長部814にはz方向に貫くy方向に並ぶ2つの貫通孔が形成されている。端子台850と第2伸長部814との連結形態については後で詳説する。
The
<ブラケット>
図6~図8に示すように第1保持部804と第2保持部805それぞれの保持面806にブラケット820が搭載されている。ブラケット820は搭載部821と搭載部821に連結された第1爪部822と第2爪部823を有する。
<Bracket>
As shown in FIGS. 6 to 8, a
図8に示すように搭載部821はz方向に厚さの薄い扁平形状を成している。搭載部821はz方向に対向する基部620側の第1搭載面821aと保持面806側の第2搭載面821bを有する。搭載部821には第1搭載面821aと第2搭載面821bをz方向に貫く貫通孔が2つ形成されている。
As shown in FIG. 8, the mounting
搭載部821に形成された2つの貫通孔のうちの一方の貫通孔が第1保持部804に形成されたボルト孔とz方向で連通する。搭載部821に形成された2つの貫通孔のうちの他方の貫通孔が第2保持部805に形成されたボルト孔とz方向で連通する。搭載部821に形成された貫通孔と保持部に形成されたボルト孔が連通して形成された第1連通孔にボルトの軸部が通される。ボルトの軸部の先端が保持部のボルト孔のボルト溝に締結される。これによって搭載部821が保持部にボルト締結されている。
One of the two through holes formed in the mounting
また搭載部821には第2搭載面821bから第2固定部802の第1固定面802a側に向かってz方向に延びる第1爪部822と第2爪部823が連結されている。図7に示すように第1爪部822と第2爪部823はx方向に離間して並んでいる。搭載部821の第2側壁612側の縁に第1爪部822が連結されている。搭載部821の第1側壁611側の縁に第2爪部823が連結されている。
Further, the mounting
第1爪部822と第2爪部823それぞれは第2搭載面821bからz方向に延びる第3伸長部824と、第3伸長部824の先端から他方の第3伸長部824側にx方向に向かって延びる第4伸長部825を有する。
The
<ブラケットと放電抵抗の固定>
図7に示すように搭載部821の第2搭載面821bに放電抵抗320が搭載される。放電抵抗320は直方体形状を成している。放電抵抗320は第2搭載面821b側の第1抵抗面320aと第2固定部802の第1固定面802a側の第2抵抗面320bを有する。第2抵抗面320bの一部が上記した第1爪部822と第2爪部823それぞれの第4伸長部825とz方向で対向している。放電抵抗320が第2搭載面821bと第4伸長部825によってz方向に挟持され、固定されている。
<Fixing the bracket and discharge resistor>
As shown in FIG. 7, the
また図7に示すように放電抵抗320は第1抵抗面320aと第2抵抗面320bの他にこれらを連結するx方向に離間して並ぶ第1連結面320cとy方向に離間して並ぶ第2連結面320dを有する。第1連結面320cは第1爪部822と第2爪部823それぞれの第4伸長部825とx方向で対向している。そのために第2搭載面821bと第4伸長部825によってz方向に挟持された放電抵抗320のx方向への移動が第4伸長部825によって規制されている。
Further, as shown in FIG. 7, the
また図7に示すように第1抵抗面320aと第2抵抗面320bの一部と第1連結面320cそれぞれがブラケット820に対向している。第2連結面320dと第2抵抗面320bの残りの一部がブラケット820と非対向になっている。これらを以下、適宜、非対向部位325と示す。
Further, as shown in FIG. 7, the
<放電抵抗>
放電抵抗320は上記したようにz方向に並ぶ第1抵抗面320aと第2抵抗面320bを備えた直方体形状を成している。図7および図8に示すように放電抵抗320には第2抵抗面320bからz方向に延びる第1電極321と第2電極322が形成されている。第1電極321は第2電極322よりもx方向で第1爪部822側に位置している。
<Discharge resistance>
As described above, the
図7および図8に示すように第1電極321と第2電極322それぞれは第5伸長部323と第6伸長部324を有する。第5伸長部323は第2抵抗面320bからz方向に第1固定面802aに向かって延びている。第6伸長部324は第5伸長部323の先端からy方向に第1保持部804へ向かって延びている。
As shown in FIGS. 7 and 8, each of the
<放電抵抗とコンデンサの電気的接続>
上記したように第1ワイヤー831と第2ワイヤー832それぞれは一端と他端それぞれに第3端子833と第4端子834を備えている。第3端子833と第4端子834それぞれはz方向に厚さの薄い扁平形状を成している。第4端子834にはz方向に貫通する貫通孔が形成されている。
<Electrical connection between discharge resistor and capacitor>
As described above, each of the
放電抵抗320の第1電極321の第6伸長部324と第1ワイヤー831の第3端子833とがz方向で並ぶ。第1電極321の第6伸長部324と第1ワイヤー831の第3端子833とレーザー溶接などによって接合されている。放電抵抗320と第1ワイヤー831とが電気的に接続されている。
The sixth extension portion 324 of the
図3に示すように第1端子811の第2伸長部814と第1ワイヤー831の第4端子834とがz方向で並んでいる。図5に示すように第2固定面802bに形成された端子台850と第1端子811の第2伸長部814と第1ワイヤー831の第4端子834がz方向で並んでいる。
As shown in FIG. 3, the
端子台850に形成されたボルト孔と第1端子811の第2伸長部814に形成された貫通孔と第1ワイヤー831の第4端子834に形成された貫通孔とがz方向で連通する。この第2連通孔にボルトの軸部が通される。第1端子811と第4端子834が電気的に接続される。第1端子811と第4端子834が端子台850に機械的に連結されている。なお、第1端子811と第4端子834とはレーザーなどによって溶接されていてもよい。
The bolt hole formed in the
図3に示すように第1端子811の第2伸長部814と第1接続部位333とがz方向で並んでいる。第2固定面802bに形成された端子台850と第1端子811の第2伸長部814と第1接続部位333がz方向で並んでいる。
As shown in FIG. 3, the
端子台850に形成されたボルト孔と第1端子811に形成された貫通孔と第1接続部位333に形成された貫通孔とがz方向で連通する。この第3連通孔にボルトの軸部が通される。これによって第1端子811と第1接続部位333が電気的に接続される。第1端子811と第1接続部位333が端子台850に機械的に連結されている。
The bolt hole formed in the
同様に放電抵抗320の第2電極322の第6伸長部324と第2ワイヤー832の第3端子833とがz方向で並ぶ。第2電極322の第6伸長部324と第2ワイヤー832の第3端子833とレーザー溶接などによって接合されている。放電抵抗320と第2ワイヤー832とが電気的に接続されている。
Similarly, the sixth extension portion 324 of the
図7に示すように第2端子812の第2伸長部814と第2ワイヤー832の第4端子834とがz方向で並んでいる。第2固定面802bに形成された端子台850と第2端子812の第2伸長部814と第2ワイヤー832の第4端子834がz方向で並んでいる。
As shown in FIG. 7, the second
端子台850に形成されたボルト孔と第2端子812の第2伸長部814に形成された貫通孔と第2ワイヤー832の第4端子834に形成された貫通孔とがz方向で連通する。この第4連通孔にボルトの軸部が通される。第2端子812と第4端子834とが電気的に接続される。第2端子812と第4端子834が端子台850に機械的に連結されている。なお、第2端子812と第4端子834とはレーザーなどによって溶接されていてもよい。
A bolt hole formed in the
図3に示すように第2端子812の第2伸長部814と第2接続部位343とがz方向で並んでいる。第2固定面802bに形成された端子台850と第2端子812の第2伸長部814と第2接続部位343がz方向で並んでいる。
As shown in FIG. 3, the
端子台850に形成されたボルト孔と第2端子812に形成された貫通孔と第2接続部位343に形成された貫通孔とがz方向で連通する。この第5連通孔にボルトの軸部が通される。これによって第2端子812と第2接続部位343とが電気的に接続されている。第2端子812と第2接続部位343が端子台850に機械的に連結されている。
The bolt hole formed in the
<作用効果>
上記したように放電抵抗320が搭載部821の第2搭載面821bと第1爪部822と第2爪部823それぞれの第4伸長部825によってz方向で挟持されている。図5および図6に示すように搭載部821のz方向の投影面積は放電抵抗320のz方向の投影面積よりも大きくなっている。搭載部821のz方向の投影領域内に放電抵抗320が含まれている。
<Effect>
As described above, the
放電抵抗320は搭載部821よりもz方向で第2固定部802側に位置している。搭載部821は放電抵抗320よりもz方向で基部620側に位置している。搭載部821は基部620の第2主面620b側に位置している。基部620の第2主面620bの裏側の第1主面620aに制御回路基板330が連結されている。制御回路基板330と搭載部821と放電抵抗320がこの順でz方向に並んでいる。
The
放電抵抗320から輻射熱が等方的に放射されている。そのために放電抵抗320から制御回路基板330に向かって放射される輻射熱が搭載部821によって遮られやすくなっている。その結果、放電抵抗320から放射される輻射熱が制御回路基板330に受熱されにくくなっている。制御回路基板330の昇温が抑制されやすくなっている。
Radiant heat is isotropically radiated from the
上記したように第1縁部624に第1内壁部621が連結されている。図5に示すように第1内壁部621と放電抵抗320とがx方向で並んでいる。第1内壁部621が放電抵抗320の非対向部位325と制御回路基板330の間に位置している。放電抵抗320の非対向部位325から制御回路基板330に向かって放射される輻射熱が第1内壁部621によって遮られやすくなっている。
As described above, the first
これまでに示したように第1保持部804と第2保持部805それぞれの保持面806に搭載部821が搭載されている。搭載部821に放電抵抗320が固定されている。第1保持部804と第2保持部805は第2固定部802に連結されている。
As shown above, the mounting
図6に示すように第2固定部802は一端が第1固定部801に連結されている。第2固定部802はz方向で基部620から離間して並んでいる。搭載部821に固定された放電抵抗320と第1固定部801とがy方向で並んでいる。
As shown in FIG. 6, one end of the
図6に示すように第1固定部801が放電抵抗320の非対向部位325と制御回路基板330の間に位置している。放電抵抗320の非対向部位325から制御回路基板330に向かって放射される輻射熱が第1固定部801によって遮られやすくなっている。
As shown in FIG. 6, the
また図6に示すように放電抵抗320がy方向で第1保持部804と第2保持部805の間に位置している。第1保持部804と第2保持部805が放電抵抗320の非対向部位325と制御回路基板330の間に位置している。放電抵抗320の非対向部位325から制御回路基板330に向かって放射される輻射熱が第1保持部804と第2保持部805によって遮られやすくなっている。
Further, as shown in FIG. 6, the
また図6に示すように放電抵抗320の第2抵抗面320bが第2固定部802の第1固定面802aとz方向で離間して並んでいる。第2固定面802bには第1端子811と第2端子812が備えられている。第1端子811と第2端子812それぞれに第1給電バスバ301の第1接続部位333と第2給電バスバ302の第2接続部位343が接続されている。
Further, as shown in FIG. 6, the
第1給電バスバ301と第2給電バスバ302は通電により発熱している。しかしながら第2抵抗面320bが第1固定面802aとz方向で離間している分、第1給電バスバ301および第2給電バスバ302と放電抵抗320との間の熱抵抗が高まりやすくなっている。そのために第1給電バスバ301および第2給電バスバ302から放電抵抗320への伝熱が抑制されやすくなっている。その結果、放電抵抗320から制御回路基板330への伝熱が抑制されやすくなっている。
The first power
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 embodiments described above, and can be implemented with various modifications within the scope of the gist of the present disclosure.
(第1変形例)
図9に示すように放電抵抗320の第2抵抗面320bは第2固定部802の第1固定面802aに接触していてもよい。第2抵抗面320bと第1固定面802aとが接触している構成においても放電抵抗320の非対向部位325と制御回路基板330との間に搭載部821、第1内壁部621、第1固定部801、第1保持部804、および、第2保持部805が位置している。放電抵抗320の非対向部位325から制御回路基板330へ放射される輻射熱がこれらによって遮られやすくなっている。
(First modification)
As shown in FIG. 9, the
(第2変形例)
図10に示すようにコンデンサケース340が放電抵抗320とz方向で並んでいてもよい。これまでに示したように第2抵抗面320bと第1固定面802aとがz方向で離間して並んでいる。その場合、放電抵抗320とコンデンサケース340に備えられたコンデンサ310との間の熱抵抗が第2抵抗面320bと第1固定面802aとのz方向の離間距離の分、高まりやすくなっている。そのために図10の構成において放電抵抗320からコンデンサ310への伝熱が抑制されやすくなっている。
(Second modification)
As shown in FIG. 10, the
(第3変形例)
図11に示すように第1内壁部621と第2側壁612を連結する第4内壁部626が形成されていてもよい。第4内壁部626は固定台800よりも第3側壁613側に位置していてもよい。その場合第4内壁部626が枠部610の内部空間側に向かってz方向に延びることで、第4内壁部626と放電抵抗320とがy方向で並ぶ。第4内壁部626が放電抵抗320の非対向部位325と制御回路基板330の間に位置している。放電抵抗320の非対向部位325から制御回路基板330に向かって放射される輻射熱が第4内壁部626によって遮られやすくなっている。
(Third modification)
As shown in FIG. 11, a fourth
(その他の変形例)
本実施形態では電力変換装置300にインバータ500の含まれる例を示した。しかしながら電力変換装置300にはインバータ500のほかにコンバータが含まれてもよい。
(Other variations)
In this embodiment, an example in which the
本実施形態では電力変換装置300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装置300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装置300が含まれる構成を採用することもできる。
In this embodiment, an example is shown in which the
本実施形態では電力変換装置300に1つのモータ400の接続される例を示した。しかしながら電力変換装置300に複数のモータ400の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はインバータを構成するための3相のスイッチモジュールを複数有する。
In this embodiment, an example is shown in which one
301…第1給電バスバ、302…第2給電バスバ、320…放電抵抗、330…制御回路基板、325…非対向部位、511…ハイサイドスイッチ、512…ローサイドスイッチ、600…ケース、621…基部、800…固定台、802…第2固定部、802a…第1固定面、802b…第2固定面、820…ブラケット 301... 1st power feeding bus bar, 302... 2nd feeding bus bar, 320... discharge resistor, 330... control circuit board, 325... non-opposing part, 511... high side switch, 512... low side switch, 600... case, 621... base, 800...Fixing base, 802...Second fixing part, 802a...First fixing surface, 802b...Second fixing surface, 820...Bracket
Claims (4)
複数の前記スイッチに接続される放電抵抗(320)と、
前記制御回路基板と前記放電抵抗の間に設けられ、前記放電抵抗を保持するブラケット(820)と、
前記制御回路基板と前記放電抵抗と前記ブラケットそれぞれを収納するケース(600)と、を有し、
前記ケースは、枠部(610)と、前記制御回路基板と前記ブラケットとの間で前記枠部に連なり前記制御回路基板を固定する基部(620)と、前記基部に連なり前記制御回路基板から遠ざかるように前記放電抵抗側に延びる突出部(621)と、を有し、
前記放電抵抗および前記ブラケットが、前記枠部と前記基部と前記突出部で囲まれる空間に設けられている電力変換装置。 a control circuit board (330) connected to the plurality of switches (511, 512);
a discharge resistor (320) connected to the plurality of switches;
a bracket (820) provided between the control circuit board and the discharge resistor and holding the discharge resistor;
a case (600) that houses each of the control circuit board, the discharge resistor, and the bracket;
The case includes a frame (610), a base (620) that extends to the frame between the control circuit board and the bracket and fixes the control circuit board, and a base (620) that extends to the base and moves away from the control circuit board. a protrusion (621) extending toward the discharge resistance side,
A power converter device , wherein the discharge resistor and the bracket are provided in a space surrounded by the frame portion, the base portion, and the protrusion portion .
前記枠部は一方向に並ぶ第1側壁(611)および第2側壁(612)を有し、
前記第2側壁に前記基部の一部が連なり、
前記基部における前記第2側壁に連なる部位が前記第1側壁に向かって延び、
前記基部における前記第2側壁に連なる部位の前記第1側壁側の先端に、前記突出部が設けられ、
前記第1側壁と前記突出部と前記第2側壁とが前記一方向で並び、
前記第1側壁と前記突出部の間に前記パワーモジュールが設けられ、
前記突出部と前記第2側壁の間に前記放電抵抗が設けられ、
前記制御回路基板が前記一方向に延びるとともに、前記突出部の延長方向に関して前記パワーモジュール、前記突出部、および、前記基部に重なるように設けられ、
前記放電抵抗と、前記制御回路基板における前記パワーモジュールと前記延長方向で重なる部位と、を結ぶ斜め方向に関して、前記放電抵抗と、前記制御回路基板における前記パワーモジュールと重なる部位と、の間に前記突出部が位置している請求項1に記載の電力変換装置。 further comprising a power module (710) including a plurality of switch modules (520) in which a plurality of the switches are sealed with resin,
The frame portion has a first side wall (611) and a second side wall (612) arranged in one direction,
A portion of the base portion is continuous with the second side wall,
A portion of the base that is continuous with the second side wall extends toward the first side wall,
The protrusion is provided at a tip of the base on the first side wall side of a portion continuous with the second side wall,
the first side wall, the protrusion, and the second side wall are arranged in the one direction;
the power module is provided between the first side wall and the protrusion,
The discharge resistor is provided between the protrusion and the second side wall,
The control circuit board extends in the one direction and is provided so as to overlap the power module, the protrusion, and the base in the direction of extension of the protrusion,
With respect to an oblique direction connecting the discharge resistor and a portion of the control circuit board that overlaps with the power module in the extension direction, the The power conversion device according to claim 1, wherein the protrusion is located.
前記枠部は、前記一方向および前記延長方向の両方向に直交する直交方向(y)において前記放電抵抗および前記ブラケットと並ぶ第3側壁(613)をさらに有し、
前記固定台は、前記基部に固定され前記制御回路基板から遠ざかるように前記放電抵抗側に延びる第1固定部(801)と、前記第1固定部に連なり前記直交方向に関して前記第3側壁側に向かって延びて前記ブラケットを支持する第2固定部(802)と、を有し、
前記第2固定部が延びる方向に前記第1固定部と前記放電抵抗が対向している請求項2に記載の電力変換装置。 a fixing base (800) that supports the bracket;
The frame further includes a third side wall (613) that is aligned with the discharge resistor and the bracket in an orthogonal direction (y) that is orthogonal to both the one direction and the extension direction,
The fixing base includes a first fixing part (801) fixed to the base and extending toward the discharge resistor side so as to move away from the control circuit board, and a first fixing part (801) connected to the first fixing part and extending toward the third side wall in the orthogonal direction. a second fixing part (802) extending towards the bracket and supporting the bracket;
The power conversion device according to claim 2, wherein the first fixing part and the discharge resistor face each other in a direction in which the second fixing part extends.
前記放電抵抗に接続されるワイヤー(831、832)と、
前記導電体と前記ワイヤーとを電気的に接続する導電性の端子(811、812)と、をさらに有し、
前記端子が設けられた前記第2固定部は、前記ブラケットが設けられる、前記基部側の第1固定面(802a)と、前記第1固定面の裏側で前記端子が設けられる側の第2固定面(802b)と、をさらに有し、
前記第1固定面に、前記第2固定部から前記基部に向かって延びて、前記第1固定面から離れた先端の保持面(806)に前記ブラケットが搭載される保持部(804,805)が形成され、
前記ブラケットは、前記基部側の第1搭載面(821a)と、前記保持面側で前記放電抵抗が搭載される第2搭載面(821b)を有し、
前記放電抵抗における前記第1固定面側の抵抗面(320b)に電極(321,322)が形成され、
前記ワイヤーが前記第2固定部を跨いで前記電極と前記端子とを接続することで、前記放電抵抗と前記端子とが電気的に接続され、
前記放電抵抗が前記第1固定面から離間している請求項3に記載の電力変換装置。 a conductor (301, 302) connected to the switch ;
Wires (831, 832) connected to the discharge resistor;
further comprising conductive terminals (811, 812) that electrically connect the conductor and the wire,
The second fixing part provided with the terminal includes a first fixing surface (802a) on the base side where the bracket is provided, and a second fixing surface (802a) on the side where the terminal is provided on the back side of the first fixing surface. further comprising a surface (802b) ;
A holding part (804, 805) on the first fixing surface, extending from the second fixing part toward the base, and having the bracket mounted on a holding surface (806) at a tip remote from the first fixing surface. is formed,
The bracket has a first mounting surface (821a) on the base side and a second mounting surface (821b) on the holding surface side on which the discharge resistor is mounted,
electrodes (321, 322) are formed on the resistance surface (320b) on the first fixed surface side of the discharge resistor;
The wire straddles the second fixing part and connects the electrode and the terminal, so that the discharge resistor and the terminal are electrically connected,
The power conversion device according to claim 3, wherein the discharge resistor is spaced apart from the first fixed surface.
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