电力变换装置及电源模块
2019-11-22

电力变换装置及电源模块

本发明提供能够小型化的电力变换装置及电源模块。利用表面侧紧固装置(BLT1)将电源模块(300)的四角从其表面紧固于冷却套(19A)。然后,倒置框体(12)的上下,将螺母螺合于从冷却套(19A)的背面突出的螺栓(350),将电源模块(300)紧固于框体(12)。即,利用背面侧紧固装置(BLT2)将电源模块(300)的周缘中间点从背面侧紧固于冷却套(19A)。在与螺栓(350)相对的电源模块壳体(302)的上表面配设电源模块(300)的交流端子(159)、直流正极端子连接部(314a)和直流负极端子连接部(316a)。从而,能够实现电源模块(300)的小型化。

图18(a)是表示图17所示的电源模块300和层叠导体板700的连接部位380(参照图17(a))的放大图。

电源模块300主要包括:例如包括树脂材料的电源模块壳体302内的配线的半导体模块部;由金属材料例如Cu、Al、AlSiC等构成的金属基座304;与外部的连接端子(直流正极端子314或控制端子320U等)。还有,作为与外部连接的端子,电源模块300具有:用于与马达连接的U、V、W相的交流端子159;与电容器模块500连接的直流正极端子314及直流负极端子316(参照图9)。

从冷却水入口配管13流入冷却水流路19的冷却水沿作为箭头418的方向的长方形的长边流动,在长方形的短边的另一侧的侧面的跟前附近如箭头421a及421b—样折返,再次沿长方形的长边向箭头422的方向流动,从未图示的出口孔向冷却水出口配管14流出。在冷却套19A的上表面开设有四个开口400及402。开口400在冷却水的往路和返路分别设置有各一个。开口402也相同。在开口400、402分别固定有电源模块300,各电源模块300的散热用散热片从各自的开口向冷却水的流动中突出。在冷却水的流动的方向即沿框体12的长边的方向上排列的两组电源模块300例如经由0型密封圈800等密封部件,将冷却套19A的开口水密性地堵塞而被固定。

图20是用于说明将电源模块固定于冷却套的螺栓的固定方法的变形例的图,(a)是电源模块的俯视图,(b)是(a)的E-E剖视图。

如上所述,在控制电路基板20和电源模块300之间配置有驱动电路基板22,因此,从控制电路基板20向驱动电路基板22传递逆变器电路的动作时序,基于此利用驱动电路基板22制作栅信号,向电源模块300的栅分别施加。这样,沿电连接关系配置有控制电路基板20或驱动电路基板22,因此,能够简单化电配线,实现电力变换装置200的小型化。另外,驱动电路基板22相对于控制电路基板20配置为比电源模块300或电容器模块500更近的距离。因此,从驱动电路基板22到控制电路基板20的配线距离比其他部件(电源模块300等)和控制电路基板20的配线距离短。从而,能够抑制从直流正极侧连接端子部512传递的电磁噪声或IGBT328、330的开关动作引起的电磁噪声从驱动电路基板22进入至控制电路基板20的配线。

(8)实施方式的电力变换装置具备一对电源模块300,但也可以将本发明适用于具有一个电源模块的电力变换装置。在这种情况下,在冷却套19A设置一个开口即可。

电池136还作为用于驱动辅机用马达195的电源来使用。作为辅机,例如为驱动空调的压缩机的马达、或驱动控制用液压泵的马达,从电池136向逆变器装置43供给直流电力,在逆变器装置43中变换为交流电力,供给于马达195。逆变器装置43具有与逆变器

在图8(b)所示的电源模块300的A边侧的中央部附近即上臂控制端子320U附近配置小螺钉321。在该小螺钉321固定被安装了驱动电路174的驱动电路基板22,并且,使上臂控制端子320U贯通在驱动电路基板22形成的孔。然后,利用焊接等接合驱动电路基板22上的端子和臂控制端子320U。通过这样的结构,上臂控制端子320U和驱动电路基板22上的端子的接合部成为相对于小螺钉321近的距离,因此,提高车辆行驶时的耐振动性。

如图17(b)所示,该层叠导体板700包括平板状的正极侧导体板702及负极侧导体板704和夹在这些正极侧导体板702和负极侧导体板704的绝缘片706。即,层叠导体板700形成为层叠构造,因此,能够实现减少从电源模块300到电容器模块500的寄生电感。

将以上的实施方式可以如下所述地变形。

在电力变换装置200的长边侧的外周设置有使用于与电动发电机192或194连接的两组交流终端箱17。交流终端18是为了电连接电源模块300和电动发电机192、194而使用。从电源模块300输出的交流电流经由交流终端18向电动发电机192、194传递。

电源模块300主要包括:例如包括树脂材料的电源模块壳体302内的配线的半导体模块部;由金属材料例如Cu、Al、AlSiC等构成的金属基座304;与外部的连接端子(直流正极端子314或控制端子320U等)。还有,作为与外部连接的端子,电源模块300具有:用于与马达连接的U、V、W相的交流端子159;与电容器模块500连接的直流正极端子314及直流负极端子316(参照图9)。