JPH11252895A - 電力用電子回路装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】装置構成の複雑化を廃しつつ内部冷却性の向上
を実現した電力用電子回路装置を提供すること。 【解決手段】箱状金属製の本体ケース１の開口は金属製
の蓋２により開閉または着脱可能に密閉され、本体ケー
ス１の底部１１には電力用電子回路３１〜３３が固定さ
れる。本構成では特に、電力用電子回路装置の発熱部品
をなす平滑コンデンサ３５が蓋２の内側主面に接離自在
に接触される。このようにすれば、装置構造や製造工程
を複雑化したり、部品点数を増加することなく、更に、
蓋の開閉に支障をきたすことなく、電力用電子回路中の
発熱部品を良好に冷却することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば電気自動
車に搭載されるモータ制御用の三相インバータ装置など
の電力用電子回路装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気自動車には各種のモータ制御用の三
相インバータ回路が搭載される。このような三相インバ
ータ回路は、電池電力を三相交流電力に変換するもので
あって、そのスイッチングにより電流の急激な変化を招
き、電磁波ノイズを放射し、電池に悪影響を与える。こ
のため、三相インバータ回路の入力側には平滑コンデン
サを設けて電池電流の変動を低減し、更に三相インバー
タ回路を金属ケースに密閉して外部放射電磁波ノイズを
低減し、外部からの衝撃により内部部品が破壊されるの
を防止することが提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の三相イ
ンバータ回路における電磁波ノイズの低減や電池電流脈
動の低減を図るためには平滑コンデンサを大型コンデン
サを用いる必要があるが、大型コンデンサは、熱伝導性
に劣る誘電材料を渦巻き状に多数巻装して作製されるた
めに、その中央部における誘電体損失によりコンデンサ
の内部温度が上昇し、それによりコンデンサの性能や寿
命が劣化するという問題があった。

【０００４】もちろん、平滑コンデンサに特別の冷却構
造を付与することにより、その温度を低下させることも
考えられるが、装置の体格、製造工程、部品点数の増
大、延長を招き、好ましくない。本発明は上記問題点に
鑑みなされたものであり、装置構成の複雑化を廃しつつ
内部冷却性の向上を実現した電力用電子回路装置を提供
することを、その解決するべき課題としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の電力用電
子回路装置によれば、箱状金属製の本体ケースの開口は
金属製の蓋により開閉または着脱可能に密閉され、本体
ケースの底部には電力用電子回路が固定される。本構成
では特に、電力用電子回路装置の発熱部品が、蓋の内側
主面に接離自在に接触される。

【０００６】このようにすれば、装置構造や製造工程を
複雑化したり、部品点数を増加することなく、更に、蓋
の開閉に支障をきたすことなく、電力用電子回路中の発
熱部品を良好に冷却することができる。請求項２記載の
構成によれば請求項１記載の電力用電子回路装置におい
て更に、本体ケース及び蓋は、外部から供給される冷却
液体が流れる液体通路をそれぞれ有し、蓋の液体通路は
可撓性ホースを通じて外部冷却装置に接続されている。

【０００７】このようにすれば、大発熱部品をその冷却
性を悪化させることなく２階建てに重ねてコンパクト化
することができる。また、これら大発熱部品に共通接続
されるブスバーは上下の大発熱部品の間に位置して蓋ま
たは本体ケースの底部に平行に延設することにより、上
下の大発熱部品の端子をこのブスバーに接続することが
でき、ブスバー延設距離の短縮によりその抵抗損失を低
減することができる。

【０００８】更に、本構成によれば、蓋は可撓性ホース
により外部放熱装置に接続されているので、水冷構造を
蓋に設けることにより、蓋の開閉に支障をきたすことが
ない。請求項３記載の構成によれば請求項１または２記
載の電力用電子回路装置において更に、蓋の外周端縁は
本体ケースの開口端縁に締結され、蓋の平坦な中央部は
蓋の撓みにより発熱部品の平坦な表面に圧接される。こ
のようにすれば、蓋を本体ケースの開口に被せて蓋の外
周端縁を本体ケースの開口端縁に締結する際、蓋が撓ん
で発熱部品を押さえるので、構造の複雑化を必要とする
ことなく、蓋と発熱部品との間の熱抵抗を良好に低減す
ることができる。

【０００９】請求項４記載の構成によれば請求項２また
は３記載の電力用電子回路装置において更に、電力用電
子回路装置は、モータ制御用の三相インバータ回路モジ
ュール及び平滑コンデンサを含み、発熱部品は平滑コン
デンサからなる。このようにすれば、平滑コンデンサの
金属缶体が、インバータ回路から発せられる大きな電磁
スイッチングノイズをシールドすることができる。

【００１０】請求項５記載の電力用電子回路装置によれ
ば、請求項１記載の電力用電子回路装置と同様に、箱状
金属製の本体ケースの開口は金属製の蓋により開閉また
は着脱可能に密閉され、本体ケースの底部には電力用電
子回路が固定される。本構成では特に、電力用電子回路
装置の発熱部品は、三相インバータ回路モジュール及び
平滑コンデンサであって、平滑コンデンサは本体ケース
の底部に密接される。

【００１１】このようにすれば、複雑な冷却構造を採用
することなく、平滑コンデンサを金属製の本体ケースを
通じて良好に冷却することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】蓋は、少なくともその中央部すな
わち発熱部品と接触する面が平坦であることが好ましい
が、全体として平板形状でなくてもよく、たとえば、外
周端縁にリブを設けてもよい。平滑コンデンサは、渦巻
き型コンデンサを押しつぶして扁平化した形状が好まし
いが、円筒形状としてもよい。

【００１３】本発明の電力用電子回路装置の好適な態様
を以下の実施例により具体的に説明する。

【００１４】

【実施例１】この実施例の電力用電子回路装置をなす三
相インバータ装置の縦断面図を図１に示し、その斜視図
を図２に示す。この三相インバータ装置は、電気自動車
の走行モータを制御するためのものであって、本体ケー
ス１、本体ケース１の開口を閉鎖する蓋２、本体ケース
１の底部１１に固定された三相インバータ回路３、本体
ケース１及び蓋２に冷却水を供給する冷却水配管４を有
している。

【００１５】本体ケース１は、上端開口のアルミ製角箱
であって、その底部１１には液体通路１２が形成されて
いる。蓋２は、２枚の金属板を重ねてその外周端縁を全
周にわたってろう付けしてなり、内部に液体通路２１が
形成されている。三相インバータ回路３の回路図を図３
に示す。

【００１６】この三相インバータ回路３は、三相分のイ
ンバータモジュール３１〜３３、コントローラ３４、平
滑コンデンサ３５を有している。インバータモジュール
３１〜３３及び平滑コンデンサ３５の高位直流端及び低
位直流端は直流ケーブル３６、３７を通じて外部の電池
（図示せず）に接続され、インバータモジュール３１〜
３３の各交流出力端は交流ブスバー３Ｕ、３Ｖ、３Ｗを
通じて図示しない三相ブラシレスＤＣモータに接続され
ている。インバータモジュール３１〜３３はそれぞれ上
アーム及び下アームをなすＩＧＢＴとそれと逆並列接続
されたダイオードとを有し、インバータ回路を構成して
いる。コントローラ３４は各ＩＧＢＴをスイッチング制
御するための制御回路であり、外部の制御電源から給電
されている。

【００１７】インバータモジュール３１〜３３及びコン
トローラ３４は、本体ケース１の底部１１にねじにより
固定されており、直流ケーブル３６、３７はインバータ
モジュール３１〜３３の上端に設けられた端子から端子
台４７を経て電池へ延設されている。交流ブスバー３
Ｕ、３Ｖ、３Ｗもインバータモジュール３１〜３３の上
端に設けられた端子からコネクタ３９を通じてモータへ
延設されている。

【００１８】平滑コンデンサ３５は、本体ケース１の底
部１１に固定されて電流センサを内蔵した支柱１３によ
りコントローラ３４の直上に底部１１と平行に支承され
ている。平滑コンデンサ３５は偏平管状のケースに収容
されており、このケースの図１中、右端に高低一対の端
子が突出している。平滑コンデンサ３５の上記偏平管状
のケースは低位側端子に電気的に接続されており、更に
上記偏平管状のケースの外周面の図１中、上側は絶縁シ
ート５を通じて蓋２の内側主面に密着されている。

【００１９】冷却水配管４は、ゴム製のホース４１〜４
３と、ジョイント４４〜４７とを有する。ホース４１は
本体ケース１の液体通路１２の入口にジョイント４４を
通じて連結され、ホース４２は本体ケース１の液体通路
１２の出口及び蓋２の液体通路２１の入口にジョイント
４５、４６を通じて連結され、ホース４３は蓋２の液体
通路２１の出口にジョイント４７を通じて連結され、冷
却水は図２に示す矢印の向きに流れて本体ケース１及び
蓋２を冷却した後、外部のラジエータへ図示しない冷却
水ポンプの運転により循環されている。

【００２０】この三相インバータ装置の点検または修理
においては、ボルト６をゆるめて本体ケース１から取り
はずせばよい。蓋２と平滑コンデンサ３５とは単に接触
しているだけであり、ホース４１〜４３はゴムホースで
あるので、なんら支障なく蓋２を取りはずすことができ
る。なお、平滑コンデンサ３５の外周面の図１中、上側
は僅かに本体ケース１の開口から上方へでている。この
ため、蓋２を再び取り付ける際、ボルト６を締め込む
と、蓋２が撓んでその応力により蓋２と平滑コンデンサ
５とが絶縁フィルムを通じて強く密着し、伝熱抵抗が低
減される。

【００２１】

【実施例２】本発明の三相インバータ装置の他の実施例
を図４を参照して以下に説明する。ただし、説明を簡素
化するために、実施例１の三相インバータ装置の構成要
素と主要機能が共通する構成要素には同一符号を付す。
この実施例の三相インバータ装置は、平滑コンデンサ３
５を絶縁フィルム５を通じて本体ケース１の底部１１に
密着した点だけが実施例１の構成と異なっている。

【００２２】この実施例においても、発熱部品である平
滑コンデンサ３５の外表面を本体ケース１に密着させて
いるので、その内部温度を良好に低下させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の三相インバータ装置の一実施例を示す
縦断面図である。

【図２】図１に示す三相インバータ装置の斜視図であ
る。

【図３】図１に示す三相インバータ装置の回路図であ
る。

【図４】本発明の三相インバータ装置の他実施例を示す
縦断面図である。

【符号の説明】

１は本体ケース、２は蓋、３は三相インバータ回路（電
力用電子回路）、３５は平滑コンデンサ（発熱部品）、
３１〜３３はインバータモジュール（三相インバータ回
路モジュール）、２１は蓋２の液体通路、４１〜４３は
ゴム製のホース（可撓性ホース）。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】底部に対面する位置に開口を有する箱状金
   属製の本体ケースと、前記本体ケースに開閉または着脱
   可能に固定されて前記開口を密閉する金属製の蓋と、前
   記本体ケースの底部に配設された電力用電子回路とを備
   える電力用電子回路装置において、 前記電力用電子回路装置の発熱部品は、前記蓋の内側主
   面に接離自在に接触することを特徴とする電力用電子回
   路装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の電力用電子回路装置におい
   て、 前記本体ケース及び蓋は、外部から供給される冷却液体
   が流れる液体通路をそれぞれ有し、 前記蓋の液体通路は可撓性ホースを通じて外部冷却装置
   に接続されていることを特徴とする電力用電子回路装
   置。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の電力用電子回路装
   置において、 前記蓋の外周端縁は前記本体ケースの開口端縁に締結さ
   れ、前記蓋の平坦な中央部は前記蓋の撓みにより前記発
   熱部品の平坦な表面に圧接されることを特徴とする電力
   用電子回路装置。
4. 【請求項４】請求項２または３記載の電力用電子回路装
   置において、 前記電力用電子回路装置は、モータ制御用の三相インバ
   ータ回路モジュール及び平滑コンデンサを含み、前記発
   熱部品は前記平滑コンデンサからなることを特徴とする
   電力用電子回路装置。
5. 【請求項５】底部に対面する位置に開口を有する箱状金
   属製の本体ケースと、前記本体ケースに開閉または着脱
   可能に固定されて前記開口を密閉する金属製の蓋と、前
   記本体ケースの底部に配設された三相インバータ回路モ
   ジュールと、前記三相インバータ回路モジュールの入力
   電流の脈動を低減する平滑コンデンサとを備える電力用
   電子回路装置において、 前記平滑コンデンサの外表面は、前記本体ケースの底部
   に接触する姿勢で前記本体ケースに固定されることを特
   徴とする電力用電子回路装置。