KR20170140334A - 기전 일체형의 회전 전기 기기 장치 - Google Patents

기전 일체형의 회전 전기 기기 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20170140334A
KR20170140334A KR1020177034048A KR20177034048A KR20170140334A KR 20170140334 A KR20170140334 A KR 20170140334A KR 1020177034048 A KR1020177034048 A KR 1020177034048A KR 20177034048 A KR20177034048 A KR 20177034048A KR 20170140334 A KR20170140334 A KR 20170140334A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tray
bus bar
conductive
electric machine
rotary electric
Prior art date
Application number
KR1020177034048A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101968852B1 (ko
Inventor
가즈히로 하세가와
Original Assignee
닛산 지도우샤 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 filed Critical 닛산 지도우샤 가부시키가이샤
Publication of KR20170140334A publication Critical patent/KR20170140334A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101968852B1 publication Critical patent/KR101968852B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/27—Devices for sensing current, or actuated thereby
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30—Structural association with control circuits or drive circuits
    • H02K11/33—Drive circuits, e.g. power electronics
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/20—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/20—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H02K5/203—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium specially adapted for liquids, e.g. cooling jackets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/22—Arrangements for cooling or ventilating by solid heat conducting material embedded in, or arranged in contact with, the stator or rotor, e.g. heat bridges
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2029—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant with phase change in electronic enclosures
    • H05K7/20336—Heat pipes, e.g. wicks or capillary pumps
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H05K7/20936—Liquid coolant with phase change
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/20—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H02K5/207—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium with openings in the casing specially adapted for ambient air
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/22—Auxiliary parts of casings not covered by groups H02K5/06-H02K5/20, e.g. shaped to form connection boxes or terminal boxes
    • H02K5/225—Terminal boxes or connection arrangements

Abstract

회전 전기 기기(8)와, 회전 전기 기기(8)에 접속되는 전력 변환 장치(9)와, 회전 전기 기기(8) 및 전력 변환 장치(9)를 일체적으로 수용하는 하우징(1)과, 하우징(1)에 설치되고, 전력 변환 장치(9)가 회전 전기 기기(8)와 반대측에 설치되는 설치 부재(15)를 갖는다. 설치 부재(15)의 회전 전기 기기(8)와 반대측에, 설치 부재(15)에 대하여 전기적으로 절연된 상태에서, 전력 변환 장치(9)를 구성하는 전자 부품(13)에 접속되는 도전 접속 부재(19)가 설치된다. 설치 부재(15)의 회전 전기 기기(8)측에, 전자 부품(13) 및 도전 접속 부재(19)를 냉각하는 냉각부(33)가 설치된다.

Description

기전 일체형의 회전 전기 기기 장치
본 발명은 회전 전기 기기 및 전력 변환 장치를 일체적으로 하우징에 수용하는 기전 일체형의 회전 전기 기기 장치에 관한 것이다.
회전 전기 기기인 모터와 전력 변환 장치인 인버터를 하우징에 일체적으로 수용함에 있어서, 하우징에 설치한 설치 자리 상에 인버터를 설치하는 구성이 알려져 있다(특허문헌 1 참조). 인버터의 고온화를 억제하기 위해서, 특허문헌 1의 기술은, 컴프레서 가동 시의 저온 가스 냉매에 의해 하우징을 냉각하고, 이 냉열에 의해 설치 자리 상의 인버터를 냉각하고 있다.
일본 특허 공개 제2005-36773호 공보
특허문헌 1의 기술은, 하우징이 냉각될 때의 냉열에 의해 설치 자리 상의 인버터를 냉각하고 있기는 하지만, 인버터는, 모터의 코일에서 발생하는 열이 전달됨으로써 고온화될 우려가 있다.
그래서, 본 발명은 회전 전기 기기에서 발생하는 열에 의한 전력 변환 장치의 고온화를 억제하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명은 회전 전기 기기와, 전력 변환 장치와, 회전 전기 기기 및 전력 변환 장치를 일체적으로 수용하는 하우징을 구비한 기전 일체형의 회전 전기 기기 장치이며, 전력 변환 장치가 회전 전기 기기와 반대측에 설치되는 설치 부재를 구비하고 있다. 이 전력 변환 장치는, 전력 변환 장치를 구성하는 전자 부품에 접속되는 도전 접속 부재를, 설치 부재의 회전 전기 기기와 반대측에, 설치 부재에 대하여 전기적으로 절연된 상태에서 설치하고, 또한 추가로, 전자 부품 및 도전 부재를 냉각하는 냉각부를, 설치 부재의 회전 전기 기기측에 구비하고 있다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 회전 전기 기기 장치의 사시도이다.
도 2는, 도 1의 회전 전기 기기 장치에 사용되는 인버터 모듈의 사시도이다.
도 3은, 도 2에 대하여 전자 부품을 생략한 사시도이다.
도 4는, 도 3의 하부측에서 본 사시도이다.
도 5는, 도 3의 버스 바를 구비하는 부분의 모식적인 단면도이다.
도 6은, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른, 도 2에 대응하는 사시도이다.
도 7은, 제3 실시 형태에 의한 도 5에 대응하는 모식적인 단면도이다.
도 8은, 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 버스 바를 구비하는 부분의 분해 사시도이다.
도 9는, 제5 실시 형태에 있어서의 구획벽 구비 절연 시트의 버스 바를 포함하는 단면도이다.
도 10은, 본 발명의 제6 실시 형태에 따른 인버터 모듈의 측면도이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해서, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기전 일체형의 회전 전기 기기 장치의 사시도이다. 회전 전기 기기 장치의 하우징(1)은 대략 원통 형상의 모터부(3)와, 모터부(3)의 원통 형상 부분의 도 1 중에서 상부측에 일체적으로 설치되어 대략 직육면체 형상의 인버터부(5)와, 인버터부(5)의 상부를 덮는 커버(7)를 구비하고 있다.
모터부(3) 내에는, 회전 전기 기기로서의 삼상교류 모터(이하, 간단히 모터라고 한다.)(8)가 수용된다. 인버터부(5) 상의 커버(7)에 덮인 부분에는, 전력 변환 장치로서의 인버터(9)가 수용된다. 즉, 하우징(1)은 모터(8) 및 인버터(9)를 일체적으로 수용한다.
인버터(9)는 전자 부품으로서, 평활 콘덴서(11), 파워 반도체 소자를 갖는 파워 모듈(13) 등을 구비하고 있다. 인버터(9)는 설치 부재로서의 트레이(15)의 모터(8)와 반대측의 상면에 설치된다. 하우징(1)의 인버터부(5)에는, 트레이(15)를 실어서 고정하기 위한 직사각형의 저벽이 설치되어 있다.
트레이(15)는 직사각형의 판상 부재로 구성되어 있다. 트레이(15)의 재질은, 도전성 부재로 구성되는 금속이나, 비도전성 부재로 구성되는 수지, 세라믹 등이다. 트레이(15)에, 인버터 부품인 상기한 전자 부품을 복수 탑재함으로써, 도 2에 도시한 바와 같은 인버터 모듈(17)이 구성된다.
트레이(15) 상에 있어서 평활 콘덴서(11)와 반대측의 위치에는, 도전 접속 부재로서의 3개의 버스 바(19)가 설치되어 있다. 3개의 버스 바(19)는 모터(8)에 전력을 공급하는 전력 공급 단자를 구성하고 있어, 모터(8)의 U, V, W의 각 상에 대응하여 설치되어 있다.
버스 바(19)의 파워 모듈(13)에 근접하는 위치에는, 전류 센서(21)가 설치되어 있다. 도 2에 대하여 전자 부품을 생략한 도 3에 도시한 바와 같이, 버스 바(19)의 전류 센서(21)측의 단부에, 상방을 향하여 돌출되도록 하여 센서 접속 단자(23)가 설치되어 있다. 전류 센서(21)는 센서 접속 단자(23)를 통하여 버스 바(19)에 접속된다.
전류 센서(21)는 파워 모듈(13)로부터 인출된 3개의 단자(25)에 접속되어 있다. 이에 의해 전류 센서(21)는 파워 모듈(13)의 단자(25)로부터 버스 바(19)를 향하여 흐르는 전류를 검출한다.
여기에서의 트레이(15)는 도전성 부재로 구성되는 금속제로 하고 있다. 이 때문에, 금속제의 트레이(15)와 버스 바(19) 사이에는, 전기적인 절연을 도모하기 위해서, 절연지 등의 전기적 절연 부재로서의 절연 시트(27)가 설치되어 있다. 절연 시트(27)는 3개의 버스 바(19)의 전체를 포함하는 거의 정사각 형상으로 형성되고, 트레이(15) 및 버스 바(19)에 대하여 예를 들어 접착에 의해 각각 고정한다.
버스 바(19)의 전류 센서(21)와 반대측의 단부에는, 도시하지 않은 단자 부재가 접속 고정되는 단자 구멍(19a)을 형성하고 있다. 도시하지 않은 단자 부재는 모터(8)측과 접속한다. 단자 구멍(19a)에 대응하는 위치의 트레이(15)는 도 4에 도시한 바와 같이, 단자 구멍(19a)보다도 충분히 큰 개구 구멍(15a)을 형성하고 있다. 이에 의해, 모터(8)측에 접속하는 도시하지 않은 단자 부재와 금속제의 트레이(15)가 비접촉 상태로 되도록 이격된다. 절연 시트(27)에도, 단자 구멍(19a)에 대응하여 개구 구멍(15a)과 거의 동일한 직경의 개구 구멍을 형성하고 있다.
직육면체 형상으로 도시되어 있는 평활 콘덴서(11)는 도 3에 도시하는 직사각형의 도전 플레이트(29) 상에 설치되어 있고, 도전 플레이트(29)와 트레이(15) 사이에는, 전기적인 절연 부재가 되는 절연 시트(31)가 설치되어 있다. 절연 시트(31)는 외주연부가 도전 플레이트(29)의 외주연부의 외측으로 돌출되도록, 전체로서 도전 플레이트(29)보다도 약간 큰 직사각형으로 하고 있다. 절연 시트(31)는 트레이(15) 및 도전 플레이트(29)에 대하여 예를 들어 접착에 의해 각각 고정한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 도전 플레이트(29) 및 절연 시트(31)는 평활 콘덴서(11)로부터 파워 모듈(13)측으로 돌출된 일부가, 파워 모듈(13)의 일부의 하부에 위치하고 있다. 이에 의해, 평활 콘덴서(11)와 파워 모듈(13)을 도전 플레이트(29)를 통하여 전기적으로 접속되어 있다.
파워 모듈(13)은 스위칭 소자 등을 수지 몰드 성형한 상태에서, 트레이(15) 상에 체결구나 접착 등에 의해 고정하고 있다. 파워 모듈(13)은 도전 플레이트(29)에 대응하는 부분에 있어서, 수지 몰드부를 형성하고 있지 않고, 수지 몰드부를 형성하고 있지 않은 부분에 의해 평활 콘덴서(11)와 전기적으로 접속한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 트레이(15)의 모터(8)측에는, 수로 형성 부재(33)를 접합 고정하고 있다. 수로 형성 부재(33)는 트레이(15)에 대향하는 측이 개구하는 개구부를 구비하고, 개구부를 트레이(15)의 표면(이면)에 접합 고정함으로써, 트레이(15)와의 사이에 트레이 냉각수 통로(35)가 형성된다. 수로 형성 부재(33)와 트레이(15) 사이에 트레이 냉각수 통로(35)를 형성함으로써, 냉각부로서의 냉각기(36)가 구성된다.
수로 형성 부재(33)는 직사각형의 트레이(15)에 있어서의 짧은 변부를 따라서 평행하게 형성되는 제1 주통로 형성부(33a), 제2 주통로 형성부(33b), 제3 주통로 형성부(33c)를 구비한다. 제1 주통로 형성부(33a)와 제2 주통로 형성부(33b)는, 각각의 일방측의 단부끼리가 제1 연락 통로 형성부(33d)로 접속된다. 제2 주통로 형성부(33b)와 제3 주통로 형성부(33c)는, 제1 연락 통로 형성부(33d)와 반대측의 단부끼리가 제2 연락 통로 형성부(33e)로 접속된다.
따라서, 수로 형성 부재(33)는 지그재그형으로 형성된다. 수로 형성 부재(33)의 형상에 대응하여 트레이 냉각수 통로(35)도 지그재그형으로 된다. 지그재그형의 수로 형성 부재(33)의 주연에는, 플랜지(33f)가 전체 둘레에 걸쳐 형성되어 있다. 플랜지(33f)를 트레이(15)에 접착 등에 의해 밀폐 상태에서 접합 고정한다.
제1 주통로 형성부(33a)의 제1 연락 통로 형성부(33d)와 반대측의 단부 부근에는, 냉각수 입구 배관(37)을 접속하고 있다. 한편, 제3 주통로 형성부(33c)의 제2 연락 통로 형성부(33e)와 반대측의 단부 부근에는, 냉각수 출구 배관(39)을 접속하고 있다.
냉각수 입구 배관(37)에는, 외부로부터 도시하지 않은 냉각수 펌프에 의해 냉각수가 공급되어서 트레이 냉각수 통로(35)에 흐른다. 냉각 매체인 냉각수는, 트레이 냉각수 통로(35)를 제1 주통로 형성부(33a)로부터 제3 주통로 형성부(33c)를 향하여 흐르고, 냉각수 출구 배관(39)으로부터 냉각기(36)의 외부로 배출된다.
냉각기(36)의 외부로 배출된 냉각수는, 하우징(1)의 모터부(3)의 벽부 내에 설치되어 있는 도시하지 않은 냉각수 통로를 통하여 모터(8)를 냉각한다. 모터(8)를 냉각한 냉각수는, 하우징(1)의 외부로 배출된다.
평활 콘덴서(11), 파워 모듈(13) 및 전류 센서(21)를 설치하기 전의 상태의 수로 형성 부재(33)를 포함하는 트레이(15) 전체를, 라미네이트 필름으로 덮어도 된다. 그 때, 라미네이트 필름은, 버스 바(19) 및 도전 플레이트(29)에 대해서는, 전기적 도통부를 제외한 부위를 덮는다. 또한 라미네이트 필름은, 수로 형성 부재(33)에 대해서는, 냉각수 입구 배관(37) 및 냉각수 출구 배관(39)을 제외한 부위를 덮는다.
도 5는, 상기 라미네이트 필름을 포함하는 구성에 있어서의 도 3의 버스 바(19)를 구비하는 부분의 모식적인 단면도이다. 이 경우, 상하의 라미네이트 필름(41a, 41b) 상호간에, 하부의 라미네이트 필름(41b)으로부터 순서대로, 수로 형성 부재(33), 냉각수(43), 트레이(15), 절연 시트(27), 버스 바(19)가 존재한다.
본 실시 형태는, 도 5에 도시한 바와 같이, 냉각수(43)가, 트레이(15)의 버스 바(19)와 반대측의 이면에 직접 접촉하여 트레이(15)의 전체를 보다 효율적으로 냉각한다. 트레이(15)가 냉각됨으로써, 트레이(15) 상의 버스 바(19)나, 평활 콘덴서(11), 파워 모듈(13) 등의 전자 부품을 구비하는 인버터(9)도 효과적으로 냉각된다.
또한, 모터(8)의 코일에서 발생한 열이, 버스 바(19)를 통하여 인버터(9)(파워 모듈(13))에 전달되는 경우가 있다. 이 경우, 상기와 같이 트레이(15)가 냉각됨으로써, 절연 시트(27)를 통하여 버스 바(19)가 냉각되므로, 모터(8)측에서 발생한 열의 인버터(9)(파워 모듈(13))에의 전달을 억제할 수 있다. 이에 의해, 인버터(9)(파워 모듈(13))의 고온화를 억제할 수 있다.
버스 바(19)는 냉각되어서 고온화를 억제할 수 있으므로, 버스 바(19)에 접속되는 전류 센서(21)는 고온화에 의한 검출 오차를 억제할 수 있어, 출력이 안정되고 전류 검출 정밀도가 높아진다. 또한, 버스 바(19)는 고온화를 억제함으로써, 통전 시의 전기 저항을 낮게 억제할 수 있어, 신뢰성이 높아진다.
본 실시 형태는, 트레이(15)는 도전성 부재인 금속으로 구성되고, 트레이(15)와 버스 바(19) 사이에 절연 시트(27)가 설치되어 있다. 이 때문에, 절연 시트(27)에 의해 트레이(15)와 버스 바(19) 사이를 전기적으로 절연하면서, 버스 바(19)의 냉각을 확보할 수 있다. 트레이(15)를 열저항이 비교적 작은 금속으로 하고 있는 점에서, 버스 바(19)의 열을, 트레이(15)를 통하여 효율적으로 냉각기(36)로 방열할 수 있다. 또한, 트레이(15)와 버스 바(19) 사이를 절연 시트(27)에 의해 전기적으로 절연함으로써, 트레이(15)와 인버터(9)(파워 모듈(13)) 사이도 용이하게 전기적으로 절연할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 수로 형성 부재(33)는 트레이(15)에 대향하는 측이 개구하는 개구부를 구비하고 있고, 트레이(15)의 표면(이면)에 개구부를 접합 고정하고 있다. 개구부의 내측에는, 냉매가 수용되는 냉매 수용 공간이 형성되어 있다. 이에 의해, 수로 형성 부재(33) 내의 냉매 수용 공간에 흐르는 냉매가 트레이(15)를 직접 냉각하게 되기 때문에, 트레이(15)를 효과적으로 냉각할 수 있게 된다.
또한, 상술에서는, 본 실시 형태의 절연 시트(27, 31)로서 절연지를 예시했지만, 반드시 그것에 한정하는 것은 아니고, 트레이(15)와, 버스 바(19) 또는 도전 플레이트(29)를 전기적으로 절연하는 것이면 된다.
본 발명의 제2 실시 형태로서, 트레이(15)가 비도전성 부재로 구성되는 수지나 세라믹 등인 경우를 설명한다. 이 경우, 도 5에 있어서, 절연 시트(27)가 불필요하게 된다. 평활 콘덴서(11)측의 절연 시트(31)도 불필요하게 된다.
따라서, 제2 실시 형태는, 절연 시트(27, 31)가 불필요하게 되는 만큼, 부품 개수를 삭감할 수 있는 데다가, 버스 바(19)나 도전 플레이트(29)에 대한 냉각 효과도 높아져서, 버스 바(19)나 인버터(9)의 온도 상승을 보다 한층 억제할 수 있다. 버스 바(19)의 냉각 효과가 높아짐으로써, 버스 바(19)의 온도 상승을 보다 한층 억제할 수 있고, 전류 센서(21)의 전류 검출 정밀도도 보다 한층 높아진다.
도 6은, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른, 도 2에 대응하는 사시도이다. 제3 실시 형태는, 버스 바(19)의 트레이(15)와 반대측의 상부에 전기적으로 절연된 상태에서 방열 부재로서의 금속 부재(45)가 설치되어 있다. 구체적으로는, 도전성 부재로 구성되는 금속 부재(45)와 버스 바(19) 사이에 전기적인 절연을 실시하는 절연지 등의 절연 시트(47)를 개재 장착한다. 절연 시트(47)와, 금속 부재(45) 및 버스 바(19)의 사이는, 예를 들어 접착제에 의해 고정한다.
금속 부재(45)는 3개의 버스 바(19)의 병렬 배치 방향을 따라서 연장하고, 양단부에 하방으로 돌출되는 돌출부(45a)를 구비한다. 돌출부(45a)의 하단은 트레이(15)의 표면에 접촉시켜서, 예를 들어 접착제에 의해 고정한다.
도 7은, 제3 실시 형태에 의한, 도 5에 대응하는 모식적인 단면도이며, 트레이(15)의 버스 바(19)의 단자 구멍(19a) 측으로부터 금속 부재(45)를 보았을 때의 단면도이다. 이 경우, 도 5에 대하여 버스 바(19)와 상부의 라미네이트 필름(41a) 사이에, 금속 부재(45) 및 절연 시트(47)가 추가된 구조로 된다. 또한, 절연 시트(47)는 절연 시트(27)와 일체적으로 구성해도 된다.
제3 실시 형태는, 냉각수(43)에 의해 냉각되는 트레이(15)를 통하여 금속 부재(45)가 냉각된다. 이때, 버스 바(19)의 열은, 절연 시트(47)를 통하여 금속 부재(45)로 방열된다. 따라서, 버스 바(19)는 트레이(15)로부터 절연 시트(27)를 통하여 냉각되는 것 이외에, 트레이(15)와 반대측의 면으로부터도 금속 부재(45)에 의해 냉각된다. 이 때문에, 버스 바(19)의 냉각 효과가 더욱 향상되어, 버스 바(19)의 온도 상승을 더 억제할 수 있고, 전류 센서(21)의 전류 검출 정밀도도 더욱 높아진다.
제3 실시 형태는, 금속 부재(45)는 도전성 부재로 구성되고, 금속 부재(45)와 버스 바(19) 사이에 절연 시트(47)가 설치되어 있다. 이 때문에, 절연 시트(47)에 의해 금속 부재(45)와 버스 바(19) 사이를 전기적으로 절연하면서, 버스 바(19)의 냉각을 확보할 수 있다.
본 발명의 제4 실시 형태로서, 방열 부재인 금속 부재(45) 대신에, 비도전성 부재로 구성되는 수지나 세라믹 등도 사용해도 된다. 이 경우, 도 7에 있어서, 절연 시트(47)가 불필요하게 된다. 이에 의해, 부품 개수의 삭감 및 버스 바(19)의 냉각 효과가 더욱 향상된다.
또한, 금속 부재(45)의 돌출부(45a)는 트레이(15)에 접촉시키지 않고 이격시킨 상태로 해도 된다. 이 경우, 금속 부재(45)는 트레이(15)를 통하여 냉각하는 것은 아니고, 도시하지 않은 기타의 냉각 부재에 의해, 금속 부재(45)를 냉각하게 해도 된다. 또한, 금속 부재(45)를 트레이(15)와 접촉시키지 않고 외측으로 연장시키고, 금속 부재(45)의 주위 분위기에 의해 냉각하도록, 소위 공랭시키도록 해도 된다.
또한, 트레이(15)와 금속 부재(45)의 돌출부(45a)의 사이, 금속 부재(45)와 절연 시트(47) 사이, 절연 시트(47)와 버스 바(19) 사이에 각각 방열 그리스를 도포해도 된다. 방열 그리스는 방열성이 우수한 열전도성 그리스이며, 열전도면에 도포함으로써, 열저항을 낮추어서 방열 효과를 보다 높일 수 있다.
도 8, 도 9는, 제5 실시 형태를 나타낸다. 제5 실시 형태는, 도 3에 도시한 제1 실시 형태에 있어서의 절연 시트(27) 대신에, 구획벽 구비 절연 시트(49)를 사용하고 있다. 기타의 구성은, 제1 실시 형태와 마찬가지이다.
구획벽 구비 절연 시트(49)는 평판형의 평면부(49a) 상에 세로 벽(49b)을 구비하고 있다. 세로 벽(49b)은 3개의 버스 바(19) 전체의 주위를 둘러싸는 외벽(49a1)과, 서로 인접하는 버스 바(19) 상호간에 위치하여 버스 바(19) 상호를 구획하는 구획벽(49b2)을 구비하고 있다. 도 9에 도시한 바와 같이, 외벽(49a1) 및 구획벽(49b2)의 평면부(49a)로부터의 높이는, 버스 바(19)의 판 두께와 거의 동등하다.
3개의 버스 바(19)를 외벽(49a1)과 구획벽(49b2)에 둘러싸인 3개의 영역에 각각 수용한다. 이에 의해, 3개의 버스 바(19)는 구획벽 구비 절연 시트(49)에 대하여 위치 결정된 상태에서 설치할 수 있음과 함께, 서로 인접하는 것끼리가 구획벽(49b2)에 의해 전기적으로 절연된다.
제5 실시 형태는, 버스 바(19)가 복수 설치되고, 복수의 버스 바(19) 상호간에는 전기적 절연 부재가 되는 구획벽(49b2)이 설치되어 있다. 이에 의해, 복수의 버스 바(19)끼리의 전기적인 절연이 보다 확실하게 이루어진다.
서로 인접하는 버스 바(19)끼리는, 구획벽(49b2)에 의해 전기적으로 절연할 수 있으므로, 보다 가깝게 한 상태에서 트레이(15) 상에 설치할 수 있다. 이에 의해, 트레이(15)에 있어서의 버스 바(19)의 설치 영역을 보다 작게 할 수 있어, 인버터 모듈(17) 전체의 소형화, 나아가서는 회전 전기 기기 장치인 모터 장치 전체의 소형화를 달성할 수 있다.
버스 바(19)는 주위의 측면을 세로 벽(49b)에 접촉시킴으로써, 도 3과 같이 저면만 절연 시트(27)에 접촉시키는 경우와 비교하여 구획벽 구비 절연 시트(49)와의 접촉 면적이 증대한다. 이에 의해, 버스 바(19)의 열을, 구획벽 구비 절연 시트(49)를 통하여 더 효과적으로 트레이(15)로 방열할 수 있다. 또한, 버스 바(19)는 외벽(49a1)과 구획벽(49b2)으로 둘러싸인 3개의 영역에 위치 결정된 상태에서 수용할 수 있으므로, 트레이(15)에 대한 설치 작업이 용이하게 된다.
도 10은, 제6 실시 형태를 나타낸다. 제6 실시 형태는, 트레이(15)의 이면측에, 도 4에 있어서의 수로 형성 부재(33)를 구비하는 냉각기(36) 대신에, 히트 파이프(51)가 설치되어 있다. 히트 파이프(51)는 평활 콘덴서(11)에 대응하는 측을 응축부(51a)라 하고, 냉각이 특히 필요한 버스 바(19)나 파워 모듈(13)에 대응하는 측을 증발부(51b)라 하고 있다.
파워 모듈(13)이나 버스 바(19)는 히트 파이프(51)의 증발부(51b)로 방열함으로써, 냉각기(36)를 설치한 경우와 마찬가지로 하여 냉각된다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명했지만, 이들 실시 형태는 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위하여 기재된 단순한 예시에 지나지 않고, 본 발명은 당해 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 범위는, 상기 실시 형태에서 개시한 구체적인 기술 사항에 한하지 않고, 거기에서 용이하게 유도할 수 있는 여러가지 변형, 변경, 대체 기술 등도 포함한다.
예를 들어, 트레이(15)가 도전성 부재로 구성되는 금속제인 경우, 버스 바(19)와 접하는 부위만을 전기적 절연 부재로 구성해도 된다.
또한, 전력 변환 장치로서 인버터(9)에 한하지 않고 DC-DC 컨버터에도 본 발명을 적용할 수 있고, 회전 전기 기기로서 모터(8)에 한하지 않고 발전기에도 본 발명을 적용할 수 있다. 또한, 냉각부로서, 펠티에 소자를 사용해도 된다.
본 발명은 회전 전기 기기 및 전력 변환 장치를 일체적으로 하우징에 수용하는 기전 일체형의 회전 전기 기기 장치에 적용된다.
1: 하우징
8: 모터(회전 전기 기기)
9: 인버터(전력 변환 장치)
13: 파워 모듈(전자 부품)
15: 트레이(설치 부재)
19: 버스 바(도전 접속 부재)
27, 47: 절연 시트(전기적 절연 부재)
36: 냉각기(냉각부)
45: 금속 부재(방열 부재)
49b2: 구획벽 구비 절연 시트의 구획벽(전기적 절연 부재)
51: 히트 파이프(냉각부)

Claims (8)

  1. 회전 전기 기기와,
    회전 전기 기기에 접속되는 전력 변환 장치와,
    상기 회전 전기 기기 및 상기 전력 변환 장치를 일체적으로 수용하는 하우징과,
    상기 하우징에 설치되고, 상기 전력 변환 장치가 상기 회전 전기 기기와 반대측에 설치되는 설치 부재와,
    상기 설치 부재의 상기 회전 전기 기기와 반대측에, 설치 부재에 대하여 전기적으로 절연된 상태에서 설치되고, 상기 전력 변환 장치를 구성하는 전자 부품에 접속되는 도전 접속 부재와,
    상기 설치 부재의 상기 회전 전기 기기측에 설치되고, 상기 전자 부품 및 도전 접속 부재를 냉각하는 냉각부를 갖는 것을 특징으로 하는, 기전 일체형의 회전 전기 기기 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉각부는 상기 설치 부재측의 적어도 일부에 개구부가 설치되고,
    상기 설치 부재는 상기 개구부에 설치되는 것을 특징으로 하는, 기전 일체형의 회전 전기 기기 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 설치 부재는 도전성 부재로 구성되고,
    상기 설치 부재와 상기 도전 접속 부재 사이에 전기적 절연 부재가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 기전 일체형의 회전 전기 기기 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 설치 부재는 비도전성 부재로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 기전 일체형의 회전 전기 기기 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도전 접속 부재의 상기 설치 부재와 반대측에, 전기적으로 절연된 상태에서 방열 부재가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 기전 일체형의 회전 전기 기기 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    방열 부재는 도전성 부재로 구성되고,
    상기 방열 부재와 상기 도전 접속 부재 사이에 전기적 절연 부재가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 기전 일체형의 회전 전기 기기 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 방열 부재는 비도전성 부재로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 기전 일체형의 회전 전기 기기 장치.
    것을 특징으로 한다.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도전 접속 부재는 복수 설치되고,
    상기 복수의 도전 접속 부재 상호간에는 전기적 절연 부재가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 기전 일체형의 회전 전기 기기 장치.
KR1020177034048A 2015-05-26 2015-05-26 기전 일체형의 회전 전기 기기 장치 KR101968852B1 (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2015/065116 WO2016189658A1 (ja) 2015-05-26 2015-05-26 機電一体型の回転電機装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170140334A true KR20170140334A (ko) 2017-12-20
KR101968852B1 KR101968852B1 (ko) 2019-04-12

Family

ID=57394066

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177034048A KR101968852B1 (ko) 2015-05-26 2015-05-26 기전 일체형의 회전 전기 기기 장치

Country Status (10)

Country Link
US (1) US10361608B2 (ko)
EP (1) EP3306790B1 (ko)
JP (1) JP6409968B2 (ko)
KR (1) KR101968852B1 (ko)
CN (1) CN107710563B (ko)
BR (1) BR112017025208B1 (ko)
CA (1) CA2986743C (ko)
MX (1) MX368087B (ko)
RU (1) RU2658635C1 (ko)
WO (1) WO2016189658A1 (ko)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014019433A1 (de) * 2014-12-22 2016-06-23 Audi Ag Elektronikbaueinheit für einen Elektromotor eines Einzelradantriebs eines Kraftfahrzeugs, Einzelradantrieb sowie Kraftfahrzeug
CN108233820A (zh) * 2016-12-16 2018-06-29 上海电驱动股份有限公司 一种bsg电机控制器用集成电气模块
WO2019208245A1 (ja) * 2018-04-25 2019-10-31 日本電産株式会社 モータユニット
CN110784068A (zh) * 2018-07-27 2020-02-11 台达电子工业股份有限公司 水冷式马达驱动器一体机
JP7225032B2 (ja) * 2019-06-03 2023-02-20 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 スイッチング素子ユニット及び電動圧縮機
JP7432322B2 (ja) 2019-08-27 2024-02-16 株式会社Subaru モータ装置
JP7208124B2 (ja) * 2019-09-20 2023-01-18 日立Astemo株式会社 電力変換装置およびモータ一体型電力変換装置
US11313359B2 (en) * 2019-10-01 2022-04-26 St9 Gas And Oil, Llc Electric drive pump for well stimulation
US10888036B1 (en) * 2019-12-18 2021-01-05 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Thermal management assemblies for electronic assemblies circumferentially mounted on a motor
DE102020114299B4 (de) 2020-05-28 2022-03-10 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Balkonträger zum Verbinden eines Inverters mit einer elektrischen Maschine
CN116529993A (zh) * 2020-11-25 2023-08-01 日产自动车株式会社 逆变器一体型电机

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005036773A (ja) 2003-07-18 2005-02-10 Denso Corp 車両用インバータ一体型電動コンプレッサ
JP2005168133A (ja) * 2003-12-01 2005-06-23 Mitsuba Corp 電動モータ
JP2005237141A (ja) * 2004-02-20 2005-09-02 Toyota Motor Corp インバータおよびインバータの製造方法
JP2011182480A (ja) * 2010-02-26 2011-09-15 Hitachi Automotive Systems Ltd 回転電機システム
JP2011223744A (ja) * 2010-04-09 2011-11-04 Toyota Motor Corp 高電圧機器一体型電動機
KR20120006309A (ko) * 2010-07-12 2012-01-18 현대모비스 주식회사 차량의 인버터 출력 버스바 모듈
JP2013162017A (ja) * 2012-02-07 2013-08-19 Mitsubishi Electric Corp 電気品箱および空気調和機
JP2013192374A (ja) * 2012-03-14 2013-09-26 Yaskawa Electric Corp モータ駆動装置および車両
JP2013233052A (ja) * 2012-05-01 2013-11-14 Hitachi Automotive Systems Ltd インバータ装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19817333C5 (de) * 1998-04-18 2007-04-26 Conti Temic Microelectronic Gmbh Elektrische Antriebseinheit aus Elektromotor und Elektronikmodul
DE60321928D1 (de) 2002-09-13 2008-08-14 Aisin Aw Co Antriebseinrichtung
DE60321937D1 (de) * 2002-09-13 2008-08-14 Aisin Aw Co Antriebseinrichtung
RU64447U1 (ru) * 2007-02-19 2007-06-27 Общество с ограниченной ответственностью "Центртехкомплект" Автоматический регулятор приводов переменного тока
US8429957B2 (en) * 2008-05-02 2013-04-30 Envirotest Systems Holdings Corp. System and method for quantifying the presence of components in the exhaust of commercial and/or heavy-duty vehicles
JP5169764B2 (ja) * 2008-11-19 2013-03-27 トヨタ自動車株式会社 電力変換装置
JP5384569B2 (ja) * 2011-07-07 2014-01-08 日立オートモティブシステムズ株式会社 電子制御装置
JP5259884B1 (ja) 2011-09-29 2013-08-07 株式会社安川電機 モータ駆動装置および車両
JP5594275B2 (ja) * 2011-11-10 2014-09-24 株式会社安川電機 回転電機
JP5917102B2 (ja) 2011-11-15 2016-05-11 日立オートモティブシステムズ株式会社 インバータ装置、電気駆動システム
JP2013192367A (ja) 2012-03-14 2013-09-26 Hitachi Automotive Systems Ltd 電力変換装置
JP5825310B2 (ja) * 2013-09-05 2015-12-02 株式会社安川電機 モータ駆動装置および車両
JP6838853B2 (ja) 2014-11-14 2021-03-03 日産自動車株式会社 回転電機システム

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005036773A (ja) 2003-07-18 2005-02-10 Denso Corp 車両用インバータ一体型電動コンプレッサ
JP2005168133A (ja) * 2003-12-01 2005-06-23 Mitsuba Corp 電動モータ
JP2005237141A (ja) * 2004-02-20 2005-09-02 Toyota Motor Corp インバータおよびインバータの製造方法
JP2011182480A (ja) * 2010-02-26 2011-09-15 Hitachi Automotive Systems Ltd 回転電機システム
JP2011223744A (ja) * 2010-04-09 2011-11-04 Toyota Motor Corp 高電圧機器一体型電動機
KR20120006309A (ko) * 2010-07-12 2012-01-18 현대모비스 주식회사 차량의 인버터 출력 버스바 모듈
JP2013162017A (ja) * 2012-02-07 2013-08-19 Mitsubishi Electric Corp 電気品箱および空気調和機
JP2013192374A (ja) * 2012-03-14 2013-09-26 Yaskawa Electric Corp モータ駆動装置および車両
JP2013233052A (ja) * 2012-05-01 2013-11-14 Hitachi Automotive Systems Ltd インバータ装置

Also Published As

Publication number Publication date
CA2986743A1 (en) 2016-12-01
WO2016189658A1 (ja) 2016-12-01
CN107710563A (zh) 2018-02-16
BR112017025208A2 (pt) 2018-08-07
JPWO2016189658A1 (ja) 2018-03-01
EP3306790A1 (en) 2018-04-11
EP3306790A4 (en) 2018-08-01
CA2986743C (en) 2018-12-11
BR112017025208B1 (pt) 2022-06-28
US10361608B2 (en) 2019-07-23
MX2017014681A (es) 2018-01-24
CN107710563B (zh) 2020-06-30
RU2658635C1 (ru) 2018-06-22
JP6409968B2 (ja) 2018-10-24
EP3306790B1 (en) 2021-07-28
MX368087B (es) 2019-09-19
KR101968852B1 (ko) 2019-04-12
US20180152079A1 (en) 2018-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101968852B1 (ko) 기전 일체형의 회전 전기 기기 장치
US11509196B2 (en) Motor vehicle and power converter device for a motor vehicle
KR102131684B1 (ko) 차량 탑재용 전력 변환 장치
JP5699995B2 (ja) 電力変換装置
JP5535292B2 (ja) 電力変換装置
JP6180857B2 (ja) 電力変換装置
JP5664472B2 (ja) 電力変換装置
JP6253815B2 (ja) 電力変換装置
KR102458738B1 (ko) 커패시터 직접냉각방식의 인버터
JP6945671B2 (ja) 電力変換装置
WO2021053975A1 (ja) 電力変換装置およびモータ一体型電力変換装置
WO2019244502A1 (ja) 電力変換装置
JP6187582B2 (ja) 電力変換装置
JP2021515410A (ja) 電源部品の冷却のための冷却機構
JP5707910B2 (ja) 積層型冷却器
JP6076277B2 (ja) 電力変換装置
JP2005072147A (ja) 半導体装置
JP5644643B2 (ja) 負荷駆動装置
CN215580872U (zh) 电容模块、电力转换装置和车辆
JP7327211B2 (ja) 電力変換装置
JP2013025948A (ja) 電池モジュール
JP5434862B2 (ja) 電力変換装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant