JPH06303704A - Driving device for electric vehicle - Google Patents
Driving device for electric vehicleInfo
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- JPH06303704A JPH06303704A JP8347593A JP8347593A JPH06303704A JP H06303704 A JPH06303704 A JP H06303704A JP 8347593 A JP8347593 A JP 8347593A JP 8347593 A JP8347593 A JP 8347593A JP H06303704 A JPH06303704 A JP H06303704A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、電気自動車の駆動装置
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a drive device for an electric vehicle.
【0002】[0002]
【従来の技術】電気自動車の駆動方式として、バッテリ
からの直流電力をインバータ回路で断続制御して走行モ
ータに多相交流電力として給電するいわゆるインバータ
制御方式が採用されている。このインバータ回路は半導
体電力スイッチ等の発熱性電気部品を有しており、これ
を冷却する装置が必要とされる。そこで、実開平4−7
7292号公報に示される如く、該発熱性電気部品をブ
ロックからなる冷却フィン付の冷却基板に電気的に絶縁
して搭載し、かつ、更に、冷却効果を向上するために、
この冷却基板に強制送風を行うという空冷方式が適用さ
れている。2. Description of the Related Art As a drive system for an electric vehicle, a so-called inverter control system has been adopted in which direct current power from a battery is intermittently controlled by an inverter circuit to supply multi-phase alternating current power to a traveling motor. This inverter circuit has a heat generating electric component such as a semiconductor power switch, and a device for cooling it is required. Then, the actual Kaihei 4-7
As disclosed in Japanese Patent No. 7292, the exothermic electric component is mounted on a cooling board with a cooling fin and made of a block in an electrically insulated manner, and in order to further improve the cooling effect,
An air-cooling system in which forced air is blown to this cooling substrate is applied.
【0003】しかしながら、電気自動車の走行モータの
起動電流は通常の走行電流の数倍以上といった大電流と
なり、各半導体電力スイッチの発熱は通常走行時の数十
倍(電流の二乗倍)に達する。このために、起動電流が
半導体電力スイッチを一時的に大きく温度上昇させて破
壊するのを防止するために、ヒートシンクとしての冷却
基板の熱容量を通常の電力スイッチ用冷却基板に比べて
格段に増大する必要があり、このため、冷却基板はこの
起動時の温度上昇抑制を目的として大型、高重量とする
必要があった。けれども、このような冷却基板の大型大
重量化は、電気自動車にとって非常に重要な課題である
車重軽減によるその加速性の向上及び走行必要電力の節
減と相反するという欠点があった。However, the starting current of the running motor of the electric vehicle becomes a large current such as several times or more of the normal running current, and the heat generation of each semiconductor power switch reaches several tens of times (square of current) during normal running. Therefore, in order to prevent the start-up current from temporarily increasing the temperature of the semiconductor power switch and destroying it, the heat capacity of the cooling board as a heat sink is significantly increased as compared with that of a normal power switch cooling board. Therefore, the cooling substrate needs to be large and heavy in order to suppress the temperature rise at the time of startup. However, such a large size and large weight of the cooling substrate has a drawback that it is a very important issue for an electric vehicle, which is contradictory to the improvement of the acceleration by reducing the vehicle weight and the reduction of electric power required for running.
【0004】この欠点を解決するために、特開平4−2
75492号公報に示される如く、液冷方式を適用して
冷却基板の冷却性能を向上する技術が提案されている。In order to solve this drawback, Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 4-2
As disclosed in Japanese Patent No. 75492, there is proposed a technique of applying a liquid cooling system to improve the cooling performance of a cooling substrate.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たいずれの冷却方式においても、方式間で冷却基板に大
小の差があるものの、冷却基板は大型のものが必要であ
る。そして、このような大型の冷却基板を車室前方また
は後方の駆動装置収納室内に配設する場合、基板の配置
によっては衝突発生時にこの冷却基板が破損しにくく、
駆動装置収納室の破損による衝突エネルギ吸収作用を阻
害する可能性があるため、他の構成要素の配置を考慮せ
ねばならず、設計自由度が低下する。However, in any of the above-mentioned cooling methods, a large cooling board is required although there is a difference in size between the cooling boards. And, when such a large cooling board is arranged in the drive device storage compartment in the front or rear of the vehicle compartment, the cooling board is less likely to be damaged when a collision occurs depending on the arrangement of the boards,
Since there is a possibility that the collision energy absorbing action due to the breakage of the drive device storage chamber may be obstructed, the layout of other components must be taken into consideration, and the degree of freedom in design is reduced.
【0006】そこで本発明は、衝突エネルギー吸収構造
の設計自由度の拡大を図った電気自動車の駆動装置を提
供することを目的としている。Therefore, an object of the present invention is to provide a drive device for an electric vehicle in which the degree of freedom in designing a collision energy absorption structure is expanded.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】第1発明の電気自動車の
駆動装置は、金属厚板からなり電気自動車の車室前方ま
たは後方の駆動装置収納室内に配設される冷却基板と、
バッテリからの供給電流を断続制御して走行モータに給
電する複数の半導体電力スイッチを有し前記冷却基板上
に載置されるインバータ回路とを備え、前記冷却基板
は、その板厚方向が車両前後方向と略一致となる姿勢で
前記駆動装置収納室内に配設されることを特徴としてい
る。According to a first aspect of the present invention, there is provided a drive device for an electric vehicle, which includes a cooling plate which is made of a thick metal plate and which is disposed in a drive device storage chamber in front of or behind the electric vehicle.
An inverter circuit having a plurality of semiconductor power switches for intermittently controlling a current supplied from a battery to supply power to a traveling motor, and the inverter circuit mounted on the cooling substrate. It is characterized in that it is arranged in the drive device accommodating chamber in a posture that substantially coincides with the direction.
【0008】第2発明の電気自動車の駆動装置は、金属
厚板からなり電気自動車の車室前方または後方の駆動装
置収納室内に配設される冷却基板と、バッテリからの供
給電流を断続制御して走行モータに給電する複数の半導
体電力スイッチを有し前記冷却基板上に載置されるイン
バータ回路とを備え、前記冷却基板は中空構造であるこ
とを特徴としている。A drive device for an electric vehicle according to a second aspect of the present invention intermittently controls a current supplied from a battery and a cooling substrate which is made of a thick metal plate and is disposed in a drive device storage chamber in the front or rear of the electric vehicle. And a plurality of semiconductor power switches for supplying electric power to the traveling motor, and the inverter circuit mounted on the cooling substrate, wherein the cooling substrate has a hollow structure.
【0009】また、上記第1、第2発明において、イン
バータ回路の他に、バッテリ供給電流平滑用の電力コン
デンサ、車両電気負荷駆動用のDC−DCコンバータ等
の回路素子を前記冷却基板上に併設することが好まし
い。In the first and second inventions, in addition to the inverter circuit, circuit elements such as a power capacitor for smoothing a battery supply current and a DC-DC converter for driving an electric vehicle load are provided on the cooling board. Preferably.
【0010】[0010]
【作用及び発明の効果】第1発明によると、冷却基板
が、その板厚方向を車両前後方向と略一致させて駆動装
置収納室内に配設されているので、衝突に際して衝突エ
ネルギを駆動装置収納室内の破損により吸収する際に、
冷却基板が障害となることが少ない。従って、冷却基板
を駆動装置収納室内に配置することに起因する他の構成
要素の衝突エネルギー吸収構造のための配置制限を軽減
することができ、設計的自由度を拡大することができ
る。According to the first aspect of the present invention, since the cooling substrate is arranged in the drive device accommodating chamber with its plate thickness direction substantially aligned with the vehicle front-rear direction, collision energy is stored in the drive device accommodating space during a collision. When absorbing due to damage in the room,
The cooling board is less of an obstacle. Therefore, it is possible to reduce the restriction on the arrangement of the other components for the collision energy absorption structure due to the arrangement of the cooling substrate in the drive device housing chamber, and it is possible to expand the degree of freedom in design.
【0011】第2発明によると、冷却基板が中空構造で
あるため、衝突に際して駆動装置収納室内の破損と共に
該冷却基板が破損(変形)しやすい。つまり、冷却基板
自体が衝突エネルギー吸収機能を持っている。従って、
第1発明と同様に他の構成要素の衝突エネルギー吸収構
造のための配置制限を軽減することができる。また、上
記第1、第2発明において、冷却基板にインバータ回路
の各半導体電力スイッチとともに、バッテリ供給電流平
滑用の電力コンデンサ、車両電気負荷駆動用のDC−D
Cコンバータ等を併設すると、電力コンデンサ及びDC
−DCコンバータ用の冷却装置を追加せずとも、これら
の冷却を良好に実施することができる。なお、電力コン
デンサ及びDC−DCコンバータ用の冷却装置として空
冷式の冷却基板を追加することは可能であるが、冷却フ
ァン、ダクト、冷却フィン付の冷却基板を別設する必要
があり、部品点数が増加してしまい、重量増加となって
しまう。また、電力コンデンサ及びDC−DCコンバー
タ用の冷却装置として液冷式の冷却基板を追加すること
は可能であるが、配管及び追加の冷却基板を別設し、接
続する必要があり、狭小なエンジンルーム内の位置取り
が複雑化し、重量増加となってしまう。According to the second aspect of the invention, since the cooling substrate has a hollow structure, the cooling substrate is likely to be damaged (deformed) along with damage to the drive device housing chamber upon collision. That is, the cooling substrate itself has a collision energy absorbing function. Therefore,
Similar to the first aspect of the invention, it is possible to reduce the arrangement restriction for the collision energy absorbing structure of other components. In addition, in the first and second aspects of the invention, the cooling substrate is provided with each semiconductor power switch of the inverter circuit, the power capacitor for smoothing the battery supply current, and the DC-D for driving the vehicle electric load.
If a C converter etc. is installed, a power capacitor and DC
-These cooling can be satisfactorily performed without adding a cooling device for the DC converter. It is possible to add an air-cooled cooling board as a cooling device for the power condenser and the DC-DC converter, but it is necessary to separately install a cooling fan, a duct, and a cooling board with cooling fins. Will increase, resulting in an increase in weight. Further, although it is possible to add a liquid cooling type cooling board as a cooling device for the power condenser and the DC-DC converter, it is necessary to separately install and connect a pipe and an additional cooling board, and thus a narrow engine. Positioning in the room becomes complicated and the weight increases.
【0012】そして、この構成によると、半導体電力ス
イッチのヒートシンクとしての冷却基板は、起動電流に
よる大発熱を吸収するために、通常の走行時の発熱に対
しては充分に余裕があるので、起動時の電流増大、発熱
増大が無いDC−DCコンバータ及び電力コンデンサを
冷却基板に追設しても、半導体電力スイッチのモータ起
動時のヒートシンク機能をほとんど劣化させない。すな
わち、電力コンデンサ及びDC−DCコンバータと半導
体電力スイッチとを同一の冷却基板上に搭載すると、半
導体電力スイッチの冷却をほとんど阻害することなく、
駆動電流制御装置全体の小型重量削減、部品点数削減を
実現することができる。According to this structure, the cooling board as the heat sink of the semiconductor power switch absorbs a large amount of heat generated by the starting current, and therefore has a sufficient margin for the heat generated during normal running. Even if a DC-DC converter and a power capacitor, which do not increase current and heat generation, are additionally provided on the cooling substrate, the heat sink function of the semiconductor power switch during motor startup is hardly deteriorated. That is, when the power capacitor, the DC-DC converter, and the semiconductor power switch are mounted on the same cooling board, the cooling of the semiconductor power switch is hardly impeded.
It is possible to reduce the size and weight of the entire drive current control device and the number of parts.
【0013】更に、電力コンデンサ及びDC−DCコン
バータの各両端は、冷却基板上において、インバータ回
路の各半導体電力スイッチを接続する銅バー(電力配
線)を延長して接続すればよく、僅かにDC−DCコン
バータの低圧出力端子のみを追加すればよく、冷却基板
上の端子構造や配線が複雑化することもない。Further, the both ends of the power capacitor and the DC-DC converter may be connected by extending the copper bar (power wiring) for connecting each semiconductor power switch of the inverter circuit on the cooling substrate, and slightly connecting to DC. Only the low-voltage output terminal of the DC converter needs to be added, and the terminal structure and wiring on the cooling board are not complicated.
【0014】[0014]
【実施例】以下、本発明について一実施例を図1を参照
して説明する。図1において、1は主バッテリ、12は
コントローラであり、電気自動車ECの車室Cに収容さ
れている。2は走行駆動用モータ(以下、モータとい
う)、3はモータ2への供給電力を制御する電力制御
部、4は冷却水循環用のポンプ、5は冷却水放熱用のラ
ジエータであり、それぞれ電気自動車のエンジンルーム
Eに収容されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. In FIG. 1, reference numeral 1 is a main battery, and 12 is a controller, which is housed in a passenger compartment C of an electric vehicle EC. Reference numeral 2 is a drive motor (hereinafter referred to as motor), 3 is a power control unit that controls the power supplied to the motor 2, 4 is a pump for circulating cooling water, and 5 is a radiator for radiating cooling water. It is housed in the engine room E.
【0015】ポンプ4は内蔵のモータ(図示せず)によ
り駆動されて冷却水をラジエータ5から吸入し、電力制
御部3、モータ2、ラジエータ5の順に循環させ、ラジ
エータ5で冷却された冷却水は、電力制御部3及びモー
タ2を順に冷却する。ポンプ4とラジエータ5とはそれ
らを接続する配管とともに本発明でいう液冷装置を構成
している。また、この液冷装置と電力制御部3は本発明
でいう駆動制御装置を構成している。The pump 4 is driven by a built-in motor (not shown), sucks cooling water from the radiator 5, circulates the electric power control unit 3, the motor 2, and the radiator 5 in this order, and the cooling water cooled by the radiator 5 Cools the power control unit 3 and the motor 2 in order. The pump 4 and the radiator 5 constitute a liquid cooling device according to the present invention together with piping for connecting them. Further, the liquid cooling device and the electric power control unit 3 constitute a drive control device according to the present invention.
【0016】次に、この電気自動車の電気回路を図2を
参照しつつ説明する。バッテリ1の高位端及び接地端
は、高位ラインHL及び接地ラインLLを通じて、電力
制御部3の高位直流入力端子3a及び接地端子3bに個
別接続されるとともに、整流装置60の一対の直流出力
端6a、6bに個別接続されている。整流装置6は、商
用電源60から入力される商用AC100V電力を所定
電圧まで昇圧するトランス61と、トランス61の二次
電圧を整流するSCR回路62と、バッテリ電圧の大き
さに基づいてそれが所定レベルになるようにSCR回路
62のターンオン期間を制御する位相制御回路63とを
備えている。整流装置60のAC入力端子6c、6dは
商用電源60に対して接離可能なプラグ形式となってい
る。Next, the electric circuit of this electric vehicle will be described with reference to FIG. The high level terminal and the ground terminal of the battery 1 are individually connected to the high level DC input terminal 3a and the ground terminal 3b of the power control unit 3 through the high level line HL and the ground line LL, and the pair of DC output terminals 6a of the rectifier 60 are connected. , 6b are individually connected. The rectifying device 6 includes a transformer 61 that boosts commercial AC 100V power input from the commercial power source 60 to a predetermined voltage, an SCR circuit 62 that rectifies the secondary voltage of the transformer 61, and a predetermined value based on the magnitude of the battery voltage. The phase control circuit 63 controls the turn-on period of the SCR circuit 62 so that the level becomes a level. The AC input terminals 6c and 6d of the rectifier 60 are of a plug type that can be connected to and disconnected from the commercial power source 60.
【0017】この実施例における電力制御部3は、一端
が高位直流入力端子3aに接続される銅バー(又は太い
絶縁被覆銅ケーブルでもよい)91と、一端が接地端子
3bに接続される銅バー(又は太い絶縁被覆銅ケーブル
でもよい)92と、銅バー91、92間にそれぞれ高位
出力端及び接地端が個別に接続されるU相インバータ回
路32、V相インバータ回路33、W相インバータ回路
34と、銅バー91、92間に接続されるリップル電流
吸収用の電力コンデンサ31と、一対の直流入力端が銅
バー91、92間に接続されるDC−DCコンバータ3
5と、これらを搭載する後述の冷却基板36及びケース
37(図3参照)とからなる。The power control unit 3 in this embodiment has a copper bar (or a thick insulating coated copper cable) 91 having one end connected to the high-level DC input terminal 3a and a copper bar having one end connected to the ground terminal 3b. (Or a thick insulation-coated copper cable may be used) 92, and the U-phase inverter circuit 32, the V-phase inverter circuit 33, and the W-phase inverter circuit 34 in which the high-order output terminal and the ground terminal are individually connected between the copper bars 91 and 92. And a power capacitor 31 for absorbing ripple current connected between the copper bars 91 and 92, and a DC-DC converter 3 having a pair of DC input terminals connected between the copper bars 91 and 92.
5 and a cooling board 36 and a case 37 (see FIG. 3), which will be described later, on which they are mounted.
【0018】各相インバータ回路32〜34は、それぞ
れ一対のnpnバイポーラ電力トランジスタ(IGBT
などでもよい)からなるインバータ回路で構成されてお
り、全体として三相インバータ回路30を構成してい
る。各相インバータ回路32〜34の出力端は出力端子
3U、3V、3Wを通じてモータ2に給電され、モータ
2は減速機7を通じて左前輪8a及び右前輪8bを駆動
する。Each phase inverter circuit 32-34 includes a pair of npn bipolar power transistors (IGBTs).
Etc. may be used), and the three-phase inverter circuit 30 is configured as a whole. The output ends of the inverter circuits 32 to 34 of the respective phases are fed to the motor 2 through the output terminals 3U, 3V and 3W, and the motor 2 drives the left front wheel 8a and the right front wheel 8b through the speed reducer 7.
【0019】DC−DCコンバータ35は、バッテリ1
のDC電圧(ここでは200Vとしている)を所定のD
C電圧(ここでは12Vとしている)に降圧する周知の
回路であって、その出力直流電圧は電力制御部3の出力
端子3cを通じて車両の低圧電源ラインMLに供給され
る。なお、DC−DCコンバータ35は常時又は必要に
応じて低圧電源ラインMLの電圧値を監視しており、低
圧電源ラインMLの電圧値を所定範囲に維持する機能を
有している。The DC-DC converter 35 is the battery 1
DC voltage (here, set to 200V) of D
It is a well-known circuit that reduces the voltage to C voltage (here, 12 V), and its output DC voltage is supplied to the low voltage power line ML of the vehicle through the output terminal 3c of the power control unit 3. The DC-DC converter 35 constantly or as needed monitors the voltage value of the low-voltage power supply line ML and has a function of maintaining the voltage value of the low-voltage power supply line ML within a predetermined range.
【0020】低圧電源ラインML、接地ラインLL間に
は、車両用の電気負荷13、それに給電する低圧バッテ
リ10、コントローラ12が接続されており、コントロ
ーラ12は入力されるアクセル11の踏量に基づいて各
相インバータ回路32〜34を断続制御し、アクセル踏
量に応じた三相交流電力をモータ2に供給し、モータ2
は減速機構7を通じて駆動用の左右前輪8a、8b(図
2参照)を駆動する。Between the low-voltage power supply line ML and the ground line LL, an electric load 13 for the vehicle, a low-voltage battery 10 for supplying the electric load to the vehicle, and a controller 12 are connected, and the controller 12 is based on the pedaling amount of the accelerator 11. The inverter circuits 32 to 34 for each phase are intermittently controlled to supply the three-phase AC power according to the accelerator pedal depression amount to the motor 2.
Drives left and right front wheels 8a, 8b (see FIG. 2) through the reduction mechanism 7.
【0021】これにより、アクセル6の踏量に応じて車
両速度を制御することができる。電力制御部3の一部省
略斜視図を図3に示す。図3では、金属長尺角箱形状の
ケース37の天板と前板とが省略された状態が図示され
ている。ケース37内には、冷却基板36が収容されて
いる。冷却基板36は長尺厚肉銅板からなる主部36a
と、その長尺方向の一端から上記長尺方向と直角に延設
された配管ジョイント用の基部36bとからなる。ケー
ス37の側板37aには給水用の冷却配管40及び排水
用の冷却配管41が貫通しており、冷却配管40及び排
水用の冷却配管41の先端はそれぞれ冷却基板36の基
部36bに設けられた吸入孔及び排水孔(図示せず)に
溶接などにより連結されている。As a result, the vehicle speed can be controlled according to the depression amount of the accelerator 6. A partially omitted perspective view of the power control unit 3 is shown in FIG. FIG. 3 illustrates a state in which the top plate and the front plate of the metal long rectangular box-shaped case 37 are omitted. The cooling board 36 is housed in the case 37. The cooling board 36 is a main portion 36a made of a long thick copper plate.
And a pipe joint base 36b extending from one end in the lengthwise direction at a right angle to the lengthwise direction. A cooling pipe 40 for water supply and a cooling pipe 41 for drainage penetrate through the side plate 37a of the case 37, and the tips of the cooling pipe 40 and the drainage cooling pipe 41 are respectively provided on the base portion 36b of the cooling substrate 36. The suction hole and the drain hole (not shown) are connected by welding or the like.
【0022】また、ケース37の側板37aから上記出
力端子3U、3V、3Wが電気絶縁されつつ突出してお
り、同様に、ケース37の側板37bから入力端子3
a、3及び出力端子3c(図示せず)が電気絶縁されつ
つ突出している。冷却基板36の前側の主面には各相イ
ンバータ回路32〜34が上記長尺方向へ一列に載置さ
れており、冷却基板36の後側の主面にはDC−DCコ
ンバータ35及び電力コンデンサ31が上記長尺方向へ
一列に載置されている。The output terminals 3U, 3V, 3W project from the side plate 37a of the case 37 while being electrically insulated. Similarly, the output terminal 3U, 3V, 3W protrudes from the side plate 37b of the case 37 to the input terminal 3.
a, 3 and the output terminal 3c (not shown) project while being electrically insulated. The inverter circuits 32 to 34 of each phase are mounted in a line in the lengthwise direction on the front main surface of the cooling board 36, and the DC-DC converter 35 and the power capacitor 35 are mounted on the rear main surface of the cooling board 36. 31 are placed in a line in the lengthwise direction.
【0023】この電力制御部3のA−A線矢視断面図を
図4に示す。冷却基板36には、一端が冷却配管40に
接続される4個の冷却液通路36cと、一端が冷却配管
41に接続される4個の冷却液通路36dとが長尺方向
に穿設され、冷却液通路36c、36dの両他端は図示
しない連通孔により連通されている。冷却液通路36
c、36dにはモータ2駆動時においてポンプ4により
冷却水を供給され、冷却される。FIG. 4 shows a cross-sectional view of the power control unit 3 taken along the line AA. In the cooling substrate 36, four cooling liquid passages 36c, one end of which is connected to the cooling pipe 40, and four cooling liquid passages 36d, one end of which are connected to the cooling pipe 41, are bored in the longitudinal direction. The other ends of the cooling liquid passages 36c and 36d are communicated with each other by a communication hole (not shown). Coolant passage 36
Cooling water is supplied to the c and 36d by the pump 4 when the motor 2 is driven and is cooled.
【0024】図4に断面を図示するV相インバータ回路
33は、銅板からなるベース33aを有し、ベース33
a上には良伝熱性のセラミックス基板(例えばアルミナ
基板)33bが接合されている。セラミックス基板33
b上には、ハイサイド側のトランジスタ(本発明でいう
半導体電力スイッチ)33c及びローサイド側のトラン
ジスタ(本発明でいう半導体電力スイッチ)33dが配
設されており、更に、これらセラミックス基板33b及
びトランジスタ33c、33dは金属カバー33eによ
り保護されている。The V-phase inverter circuit 33 whose cross section is shown in FIG. 4 has a base 33a made of a copper plate.
A ceramic substrate (for example, an alumina substrate) 33b having a good heat transfer property is bonded onto the surface a. Ceramic substrate 33
A high-side transistor (semiconductor power switch in the present invention) 33c and a low-side transistor (semiconductor power switch in the present invention) 33d are provided on the surface b, and the ceramic substrate 33b and the transistor are further provided. 33c and 33d are protected by a metal cover 33e.
【0025】当然、他のインバータ回路32、34も同
様の構造を有する。一方、図4に断面を図示するDC−
DCコンバータ35も、銅板からなるベース35aを有
し、を有し、ベース35a上には良伝熱性のセラミック
ス基板(例えばアルミナ基板)35bが接合されてい
る。セラミックス基板35b上には、複数のトランジス
タ(ここでは1個のみを図示)35c及びトランス35
dが配設されており、更に、これらセラミックス基板3
5b、トランジスタ35c及びトランス35dは金属カ
バー35eにより保護されている。なお、銅バー91、
92の図示は省略している。ベース33a及び35aは
冷却基板36に接着剤又はねじにより接合されている。
電力コンデンサ31の存在部分での、電力制御部3の断
面図を図5に示す。Of course, the other inverter circuits 32 and 34 have the same structure. On the other hand, DC- whose cross section is shown in FIG.
The DC converter 35 also has a base 35a made of a copper plate, and a ceramic substrate (for example, an alumina substrate) 35b having good heat conductivity is bonded onto the base 35a. A plurality of transistors (only one is shown here) 35c and a transformer 35 are provided on the ceramic substrate 35b.
d is provided, and further, these ceramic substrates 3
5b, the transistor 35c and the transformer 35d are protected by a metal cover 35e. The copper bar 91,
The illustration of 92 is omitted. The bases 33a and 35a are joined to the cooling substrate 36 with an adhesive or screws.
FIG. 5 shows a cross-sectional view of the power control unit 3 in the portion where the power capacitor 31 is present.
【0026】このように構成した本実施例の電力制御部
3は以下の効果を奏する。まず、冷却基板36を液冷し
ているので、空冷用の放熱フィンを必要としない。ま
た、冷却基板36と冷却通路36c、36d内の冷却水
との間の熱抵抗が空冷式における冷却空気と冷却基板3
6との間でそれより格段に小さく、かつ、水の比熱は冷
却基板のそれに比べて格段に大きいことから、冷却基板
36を大幅に小型軽量としても、そのヒートシンク機能
を維持することができる。The power control unit 3 of the present embodiment having the above-mentioned structure has the following effects. First, since the cooling substrate 36 is liquid-cooled, the radiation fin for air cooling is not required. Further, the thermal resistance between the cooling substrate 36 and the cooling water in the cooling passages 36c and 36d is the cooling air and the cooling substrate 3 in the air cooling type.
6, the specific heat of water is much smaller than that of the cooling board, and the specific heat of water is much larger than that of the cooling board. Therefore, even if the cooling board 36 is made significantly smaller and lighter, its heat sink function can be maintained.
【0027】更に、冷却基板36の板厚方向が車両前後
方向と略一致してエンジンルームE内に配設されている
ので、衝突に際して衝突エネルギをエンジンルームE
(車体前部)のクラッシュにより吸収するに際し、冷却
基板36がその障害となることがない。更に、万一、エ
ンジンルームEと車室Cとの間の隔壁が破損したとして
も冷却基板36が車室内に飛び込んで乗員に被害を惹起
することもない。Further, since the thickness direction of the cooling substrate 36 is arranged in the engine room E so as to be substantially coincident with the vehicle front-rear direction, the collision energy at the time of a collision is kept in the engine room E.
The cooling board 36 does not become an obstacle when absorbing by the crash of the front part of the vehicle body. Further, even if the partition wall between the engine room E and the passenger compartment C is damaged, the cooling board 36 does not jump into the passenger compartment and cause damage to passengers.
【0028】また、本実施例では、バッテリ供給電流平
滑用の電力コンデンサ31及び車両電気負荷13給電用
のバッテリ10を充電するDC−DCコンバータ35
が、冷却基板36に搭載されているので、これら電力コ
ンデンサ31及びDC−DCコンバータ35の液冷のた
めに新たに冷却基板を別設する必要が無く、これら追加
の冷却基板に冷却配管をジョイントする手間が省け、更
に冷却基板及び配管系の重量軽減を図ることができる。Further, in the present embodiment, the DC-DC converter 35 for charging the power capacitor 31 for smoothing the battery supply current and the battery 10 for feeding the vehicle electric load 13 is charged.
However, since it is mounted on the cooling board 36, it is not necessary to separately install a cooling board for liquid cooling of the power capacitor 31 and the DC-DC converter 35, and a cooling pipe is jointed to these additional cooling boards. It is possible to save time and labor and to reduce the weight of the cooling substrate and the piping system.
【0029】なお、インバータ回路32〜34のモータ
2の起動時のヒートシンク機能を有する冷却基板36は
通常の走行時の発熱に対しては充分に余裕があるので、
モータ2の起動時でも特別に電流増大、発熱増大が無い
充電用のDC−DCコンバータ35を冷却基板36に追
設しても、モータ起動時のインバータ回路32〜34の
冷却にとって何ら問題とならない。また、電力コンデン
サ31も起動時でも特別に電流増大、発熱増大が無いの
で、モータ起動時のインバータ回路32〜34の冷却に
とって何ら問題とならない。Since the cooling board 36 having a heat sink function at the time of starting the motor 2 of the inverter circuits 32 to 34 has a sufficient margin for heat generation during normal traveling,
Even if the DC-DC converter 35 for charging, which does not increase current and heat even when the motor 2 is started, is additionally provided on the cooling board 36, there is no problem in cooling the inverter circuits 32 to 34 when the motor is started. . In addition, since the power capacitor 31 does not increase in current or heat even when it is started, there is no problem in cooling the inverter circuits 32 to 34 when the motor is started.
【0030】更に、電力コンデンサ31及びDC−DC
コンバータ35の各両端は、インバータ回路32〜34
を接続する銅バー91、92を必要な長さだけ延長して
接続すればよく、内部配線が複雑化したり、ケース37
に多くの端子を新設したりする必要も無い。このように
すれば、電力コンデンサ31やDC−DCコンバータ3
5を良好に冷却することができ、DC−DCコンバータ
35のトランジスタや電力コンデンサ31の寿命延長を
実現することができる。Further, the power capacitor 31 and DC-DC
Each end of the converter 35 has inverter circuits 32-34.
It suffices to extend the copper bars 91, 92 for connecting the cables by a necessary length and connect the copper bars 91, 92 to each other.
There is no need to newly install many terminals. In this way, the power capacitor 31 and the DC-DC converter 3
5 can be satisfactorily cooled, and the life of the transistor of the DC-DC converter 35 and the power capacitor 31 can be extended.
【0031】なお、上記実施例では、冷却基板36上に
電力コンデンサ31及びDC−DCコンバータ35の両
方を搭載したが、いずれか一方でもよいことはもちろん
である。また、冷却基板36上にバッテリを充電する整
流装置(充電器)を搭載してもよく、冷却基板36とし
て長尺厚肉アルミニウム板を用いてもよい。In the above embodiment, both the power capacitor 31 and the DC-DC converter 35 are mounted on the cooling board 36, but it goes without saying that either one may be mounted. Further, a rectifying device (charger) for charging the battery may be mounted on the cooling board 36, and a long thick aluminum plate may be used as the cooling board 36.
【図1】 本発明に係る電気自動車の模式ブロック図で
ある。FIG. 1 is a schematic block diagram of an electric vehicle according to the present invention.
【図2】 図1の電気自動車の電気回路図である。FIG. 2 is an electric circuit diagram of the electric vehicle of FIG.
【図3】 図1の電力制御部の斜視図である。3 is a perspective view of the power control unit of FIG. 1. FIG.
【図4】 図3のAーA線矢視断面図である。4 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
【図5】 図3の断面図である。5 is a cross-sectional view of FIG.
1 バッテリ 2 走行モータ 4 ポンプ(液冷装置)、 5 ラジエータ(液冷装置) 30 インバータ回路 31 電力コンデンサ 33c トランジスタ(半導体電力スイッチ) 33d トランジスタ(半導体電力スイッチ) 35 DC−DCコンバータ 36 冷却基板 36c 冷却液通路 36d 冷却液通路 C 車室 E エンジンルーム 1 Battery 2 Traveling Motor 4 Pump (Liquid Cooling Device), 5 Radiator (Liquid Cooling Device) 30 Inverter Circuit 31 Power Capacitor 33c Transistor (Semiconductor Power Switch) 33d Transistor (Semiconductor Power Switch) 35 DC-DC Converter 36 Cooling Substrate 36c Cooling Liquid passage 36d Cooling liquid passage C Car room E Engine room
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関森 俊幸 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 沖 良二 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 鈴井 康介 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Toshiyuki Sekimori 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Co., Ltd. (72) Inventor Ryoji Oki 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Co., Ltd. (72) Inventor Kosuke Suzui 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Co., Ltd.
Claims (4)
または後方の駆動装置収納室内に配設される冷却基板
と、 バッテリからの供給電流を断続制御して走行モータに給
電する複数の半導体電力スイッチを有し前記冷却基板上
に載置されるインバータ回路とを備え、 前記冷却基板は、その板厚方向が車両前後方向と略一致
となる姿勢で前記駆動装置収納室内に配設されることを
特徴とする電気自動車の駆動装置。1. A cooling substrate made of a thick metal plate and arranged in a drive device storage chamber in front of or behind a vehicle compartment of an electric vehicle, and a plurality of semiconductors for intermittently controlling a current supplied from a battery to supply electric power to a traveling motor. An inverter circuit having an electric power switch and mounted on the cooling board, wherein the cooling board is arranged in the drive device accommodating chamber in a posture in which a plate thickness direction thereof substantially coincides with a vehicle front-rear direction. A drive device for an electric vehicle characterized by the above.
または後方の駆動装置収納室内に配設される冷却基板
と、 バッテリからの供給電流を断続制御して走行モータに給
電する複数の半導体電力スイッチを有し前記冷却基板上
に載置されるインバータ回路とを備え、 前記冷却基板は中空構造であることを特徴とする電気自
動車の駆動装置。2. A cooling board which is made of a thick metal plate and is arranged in a drive device housing chamber in the front or rear of a vehicle compartment of an electric vehicle, and a plurality of semiconductors for intermittently controlling a current supplied from a battery to supply electric power to a traveling motor. An inverter circuit having a power switch and mounted on the cooling substrate, wherein the cooling substrate has a hollow structure.
と共にバッテリ供給電流平滑用電圧コンデンサ及び車両
用電気負荷駆動用DC−DCコンバータの少なくとも一
方が併設され、かつ、これらは前記インバータ回路の直
流入力端間に並列接続される請求項1または2いずれか
記載の電気自動車の駆動装置。3. The cooling circuit is provided with at least one of a battery supply current smoothing voltage capacitor and a vehicle electric load driving DC-DC converter together with the inverter circuit, and these are DC input of the inverter circuit. The drive device for an electric vehicle according to claim 1, wherein the drive devices are connected in parallel between the ends.
液通路を有し、前記冷却液通路によって中空構造となっ
ている請求項1または2いずれか記載の電気自動車の駆
動装置。4. The drive device for an electric vehicle according to claim 1, wherein the cooling substrate has a cooling liquid passage through which a cooling liquid circulates, and the cooling liquid passage has a hollow structure.
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