JP2003180089A - 車両用電力変換装置 - Google Patents
車両用電力変換装置Info
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
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- Dc-Dc Converters (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Mounting Components In General For Electric Apparatus (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】トランスまたはチョークコイルのずれ防止性能
の低下を防止しつつ部品点数および作業工数の低減が可
能な車両用電力変換装置を提供すること。 【解決手段】側方へ突出する複数の端子を有して底面が
金属ベースプレート１の上面に密着されるトランス３
は、金属ベースプレート１に固定されるブスバー集成体
６と一体のホルダ部７により金属ベースプレート１に弾
性付勢されて、そのずれを防止される。
の低下を防止しつつ部品点数および作業工数の低減が可
能な車両用電力変換装置を提供すること。 【解決手段】側方へ突出する複数の端子を有して底面が
金属ベースプレート１の上面に密着されるトランス３
は、金属ベースプレート１に固定されるブスバー集成体
６と一体のホルダ部７により金属ベースプレート１に弾
性付勢されて、そのずれを防止される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用単相又は三
相インバータ回路やＤＣ−ＤＣコンバータ回路として用
いられる車両用電力変換装置に関する。
相インバータ回路やＤＣ−ＤＣコンバータ回路として用
いられる車両用電力変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関車、ハイブリッド車、燃料電池
車などの種々の動力形式の自動車では、直流ー交流変換
用の単相又は三相インバータ装置や直流ー直流変換用の
ＤＣ−ＤＣコンバータ装置が用いられ、これらの車両用
電力変換装置では、トランスまたはチョークコイルが必
須に使用されている。これらのトランスまたはチョーク
コイルは、温度上昇により耐久性が低下するので金属ベ
ースプレートに固定してその冷却を図るのが通常であ
る。
車などの種々の動力形式の自動車では、直流ー交流変換
用の単相又は三相インバータ装置や直流ー直流変換用の
ＤＣ−ＤＣコンバータ装置が用いられ、これらの車両用
電力変換装置では、トランスまたはチョークコイルが必
須に使用されている。これらのトランスまたはチョーク
コイルは、温度上昇により耐久性が低下するので金属ベ
ースプレートに固定してその冷却を図るのが通常であ
る。
【０００３】これらのトランスまたはチョークコイルは
大きな重量をもつため、車両振動によりトランスまたは
チョークコイルに大きな横ずれ方向または縦ずれ方向の
付勢力が作用する。このため、従来、コ字状のホルダの
両端を金属ベースプレートの上面に締結し、このホルダ
の中央部でトランスまたはチョークコイルの上面を押さ
えてその横ずれや縦ずれを規制していた。
大きな重量をもつため、車両振動によりトランスまたは
チョークコイルに大きな横ずれ方向または縦ずれ方向の
付勢力が作用する。このため、従来、コ字状のホルダの
両端を金属ベースプレートの上面に締結し、このホルダ
の中央部でトランスまたはチョークコイルの上面を押さ
えてその横ずれや縦ずれを規制していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の車両用三相インバータ装置や車両用ＤＣ−ＤＣ
コンバータ装置では、トランスまたはチョークコイルを
いちいちホルダで固定せねばならず、ホルダを金属ベー
スプレートに締結する作業は作業空間がしばしば狭小で
あるために面倒であり、部品点数の増大も招いていた。
た従来の車両用三相インバータ装置や車両用ＤＣ−ＤＣ
コンバータ装置では、トランスまたはチョークコイルを
いちいちホルダで固定せねばならず、ホルダを金属ベー
スプレートに締結する作業は作業空間がしばしば狭小で
あるために面倒であり、部品点数の増大も招いていた。
【０００５】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、トランスまたはチョークコイルのずれ防止性能の
低下を防止しつつ部品点数および作業工数の低減が可能
な車両用電力変換装置を提供することを、その目的とし
ている。
あり、トランスまたはチョークコイルのずれ防止性能の
低下を防止しつつ部品点数および作業工数の低減が可能
な車両用電力変換装置を提供することを、その目的とし
ている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の車両用電力変換
装置は、冷却用の金属ベースプレートと、側方へ突出す
る複数の端子を有して底面が前記金属ベースプレートの
上面に密着されるトランスまたはチョークコイルと、側
面へ突出するか又は上面に露出する端子を有して底面が
前記金属ベースプレートの上面に密着されてインバータ
回路又は整流回路を構成する半導体モジュールと、多数
のブスバーを絶縁材により互いに絶縁しつつ一体化して
なるとともに前記金属ベースプレートの上方にて前記金
属ベースプレートと平行な姿勢で前記金属ベースプレー
トに固定されるブスバー集成体とを備え、前記トランス
またはチョークコイルの前記端子および前記半導体モジ
ュールの前記端子は、側面へ突出するか又は上面に露出
する前記ブスバーの端部に接続され、前記ブスバー集成
体は、前記トランスまたはチョークコイルの横ずれを規
制するホルダ部を有することを特徴としている。
装置は、冷却用の金属ベースプレートと、側方へ突出す
る複数の端子を有して底面が前記金属ベースプレートの
上面に密着されるトランスまたはチョークコイルと、側
面へ突出するか又は上面に露出する端子を有して底面が
前記金属ベースプレートの上面に密着されてインバータ
回路又は整流回路を構成する半導体モジュールと、多数
のブスバーを絶縁材により互いに絶縁しつつ一体化して
なるとともに前記金属ベースプレートの上方にて前記金
属ベースプレートと平行な姿勢で前記金属ベースプレー
トに固定されるブスバー集成体とを備え、前記トランス
またはチョークコイルの前記端子および前記半導体モジ
ュールの前記端子は、側面へ突出するか又は上面に露出
する前記ブスバーの端部に接続され、前記ブスバー集成
体は、前記トランスまたはチョークコイルの横ずれを規
制するホルダ部を有することを特徴としている。
【０００７】本発明によれば、トランスまたはチョーク
コイルおよび半導体モジュールの端子への接続を含むこ
の車両用電力変換装置の大電流配線を担当するブスバー
集成体が、大重量を有して車両から大きな付勢力が加え
られるトランスまたはチョークコイルの横ずれを防止す
るホルダ部をもつので、ブスバー集成体を金属ベースプ
レートに締結などにより固定するだけで、従来のホルダ
を用いることなくトランスまたはチョークコイルの横ず
れを防止することができ、部品点数および作業工数の低
減を実現することができる。
コイルおよび半導体モジュールの端子への接続を含むこ
の車両用電力変換装置の大電流配線を担当するブスバー
集成体が、大重量を有して車両から大きな付勢力が加え
られるトランスまたはチョークコイルの横ずれを防止す
るホルダ部をもつので、ブスバー集成体を金属ベースプ
レートに締結などにより固定するだけで、従来のホルダ
を用いることなくトランスまたはチョークコイルの横ず
れを防止することができ、部品点数および作業工数の低
減を実現することができる。
【０００８】ホルダ部としては、トランスまたはチョー
クコイルの側面に当接する形状のものでもよく、それら
の上面に当接する形状のものでもよい。
クコイルの側面に当接する形状のものでもよく、それら
の上面に当接する形状のものでもよい。
【０００９】好適な態様において、前記ホルダ部は、前
記トランスまたはチョークコイルの前記金属ベースプレ
ートから遠ざかる方向への縦ずれも規制するので、一
層、効果的となる。なお、横ずれ規制用のホルダ部と、
縦ずれ規制用のホルダ部とは、一体でも別体でもよい。
記トランスまたはチョークコイルの前記金属ベースプレ
ートから遠ざかる方向への縦ずれも規制するので、一
層、効果的となる。なお、横ずれ規制用のホルダ部と、
縦ずれ規制用のホルダ部とは、一体でも別体でもよい。
【００１０】好適な態様において、前記ホルダ部は、前
記トランスまたはチョークコイルの両側に位置する前記
ブスバー集成体の部分から前記トランスまたはチョーク
コイルの上面に延在し弾性変形して所定付勢力で前記ト
ランスまたはチョークコイルの上面を押さえる。このよ
うにすれば、簡単な形状のホルダ部により横ずれも縦ず
れも規制することができる。
記トランスまたはチョークコイルの両側に位置する前記
ブスバー集成体の部分から前記トランスまたはチョーク
コイルの上面に延在し弾性変形して所定付勢力で前記ト
ランスまたはチョークコイルの上面を押さえる。このよ
うにすれば、簡単な形状のホルダ部により横ずれも縦ず
れも規制することができる。
【００１１】好適な態様において、前記ホルダ部は、少
なくとも前記ブスバー集成体に収容された浮遊電位ブス
バー又は接地電位ブスバーを含む。このようにすれば、
このブスバーに優れた弾性付勢力を工程を複雑かするこ
となく与えることができる。
なくとも前記ブスバー集成体に収容された浮遊電位ブス
バー又は接地電位ブスバーを含む。このようにすれば、
このブスバーに優れた弾性付勢力を工程を複雑かするこ
となく与えることができる。
【００１２】
【発明を実施するための態様】本発明の車両用電力変換
装置を車両用ＤＣ−ＤＣコンバータ装置に適用した実施
例を図１を参照して以下に説明する。 （構造説明）この車両用ＤＣ−ＤＣコンバータ装置は、
車載の高圧バッテリ低圧バッテリとの間に配置されて高
圧バッテリから低圧バッテリへ送電する直流電圧変換回
路であって、高圧バッテリから入力される高圧直流電圧
を単相交流電圧に変換する単相インバータモジュール
１、この単相インバータモジュール１を構成する４つの
パワーＭＯＳトランジスタをＰＷＭスイッチング制御す
るコントローラ２と、単相インバータモジュール１から
出力される単相交流電圧を降圧する降圧トランス３と、
降圧トランス３の出力電圧を単相全波整流する全波整流
回路モジュール４と、全波整流回路モジュール４の出力
電圧を平滑するチョークコイル５と、ブスバー集成体６
とを有している。この種の車両用ＤＣ−ＤＣコンバータ
装置の回路構成およびその動作の詳細自体は周知である
とともに本発明と直接の関係もないので、さらなる説明
は省略する。ただし、ホルダ部７、８をもつブスバー集
成体６については、後で詳しく説明する。
装置を車両用ＤＣ−ＤＣコンバータ装置に適用した実施
例を図１を参照して以下に説明する。 （構造説明）この車両用ＤＣ−ＤＣコンバータ装置は、
車載の高圧バッテリ低圧バッテリとの間に配置されて高
圧バッテリから低圧バッテリへ送電する直流電圧変換回
路であって、高圧バッテリから入力される高圧直流電圧
を単相交流電圧に変換する単相インバータモジュール
１、この単相インバータモジュール１を構成する４つの
パワーＭＯＳトランジスタをＰＷＭスイッチング制御す
るコントローラ２と、単相インバータモジュール１から
出力される単相交流電圧を降圧する降圧トランス３と、
降圧トランス３の出力電圧を単相全波整流する全波整流
回路モジュール４と、全波整流回路モジュール４の出力
電圧を平滑するチョークコイル５と、ブスバー集成体６
とを有している。この種の車両用ＤＣ−ＤＣコンバータ
装置の回路構成およびその動作の詳細自体は周知である
とともに本発明と直接の関係もないので、さらなる説明
は省略する。ただし、ホルダ部７、８をもつブスバー集
成体６については、後で詳しく説明する。
【００１３】ただし、図１は、車両用ＤＣ−ＤＣコンバ
ータ装置の上記各回路部品の配置状態を示す模式平面図
であり、ブスバー配線状態やブスバーと各回路素子との
接続状態などは、コントローラ２と後述するブスバー集
成体６との接続部分以外は図示省略している。
ータ装置の上記各回路部品の配置状態を示す模式平面図
であり、ブスバー配線状態やブスバーと各回路素子との
接続状態などは、コントローラ２と後述するブスバー集
成体６との接続部分以外は図示省略している。
【００１４】以下、図１の車両用ＤＣ−ＤＣコンバータ
装置の各部構造を図２〜図４の縦断面図を参照して説明
する。図２は単相インバータモジュール１近傍の縦断面
図であり、図３は降圧トランス３のＹ方向縦断面図であ
り、図４は降圧トランス３のＸ方向縦断面図である。な
お、この実施例では図示簡単化のために単相インバータ
モジュール１を用いたが、単相インバータ回路の４つの
パワースイッチングトランジスタを別々にモジュール化
してもよいことは当然である。
装置の各部構造を図２〜図４の縦断面図を参照して説明
する。図２は単相インバータモジュール１近傍の縦断面
図であり、図３は降圧トランス３のＹ方向縦断面図であ
り、図４は降圧トランス３のＸ方向縦断面図である。な
お、この実施例では図示簡単化のために単相インバータ
モジュール１を用いたが、単相インバータ回路の４つの
パワースイッチングトランジスタを別々にモジュール化
してもよいことは当然である。
【００１５】図２において、単相インバータモジュール
１は冷却のためにアルミベースプレート９上に図示しな
いねじにより固定されている。１２は、単相インバータ
モジュール１の一つの主電極端子であって、単相インバ
ータモジュール１の樹脂モールドされた本体部の側面か
ら水平に突出している。単相インバータモジュール１の
底面は、アルミベースプレート９の部品当接面である上
面に密接されている。
１は冷却のためにアルミベースプレート９上に図示しな
いねじにより固定されている。１２は、単相インバータ
モジュール１の一つの主電極端子であって、単相インバ
ータモジュール１の樹脂モールドされた本体部の側面か
ら水平に突出している。単相インバータモジュール１の
底面は、アルミベースプレート９の部品当接面である上
面に密接されている。
【００１６】ブスバー集成体６は、アルミベースプレー
ト９の上方に所定間隔を隔てて平行となるようにアルミ
ベースプレート９に固定されている。ブスバー集成体６
は、互いに厚さ方向に所定間隔を隔てて上下二重に配列
された多数のブスバー（図２では、ブスバー６１、６２
のみ図示する）と、これらブスバーを互いに絶縁しつつ
一体化する樹脂板６３とからなる。ブスバー集成体６
は、ＩＣリードフレームを用いた樹脂モールドで形成さ
れてもよく、インサート樹脂成形により形成されてもよ
い。ブスバー集成体６は、窓６４を有している。ブスバ
ー６１の端部は、窓６４に面する樹脂板６３の側面から
水平に突出した後、折り曲げられて降下し、単相インバ
ータモジュール１の主電極端子１２の横にてさらに折り
曲げられて主電極端子１２に接しつつ延設されている。
ト９の上方に所定間隔を隔てて平行となるようにアルミ
ベースプレート９に固定されている。ブスバー集成体６
は、互いに厚さ方向に所定間隔を隔てて上下二重に配列
された多数のブスバー（図２では、ブスバー６１、６２
のみ図示する）と、これらブスバーを互いに絶縁しつつ
一体化する樹脂板６３とからなる。ブスバー集成体６
は、ＩＣリードフレームを用いた樹脂モールドで形成さ
れてもよく、インサート樹脂成形により形成されてもよ
い。ブスバー集成体６は、窓６４を有している。ブスバ
ー６１の端部は、窓６４に面する樹脂板６３の側面から
水平に突出した後、折り曲げられて降下し、単相インバ
ータモジュール１の主電極端子１２の横にてさらに折り
曲げられて主電極端子１２に接しつつ延設されている。
【００１７】図３において、降圧トランス３のコアは、
アルミベースプレート９の部品当接面である上面に密接
されている。ブスバー集成体６は、降圧トランス３の両
側に近接しつつアルミベースプレート９へ垂下する脚部
６５、６６をもち、脚部６５、６６の底面は、アルミベ
ースプレート９の部品当接面である上面に密接してボル
ト１０、１１により締結されている。降圧トランス３の
一次コイルの一端部をなす導体３１は、左方に突出して
ねじ３２によりブスバー集成体６のブスバー６７の露出
端部に締結されている。降圧トランス３の二次コイルの
一端部をなす導体３３は、右方に突出してねじ３４によ
りブスバー集成体６のブスバー６８の露出端部に締結さ
れている。
アルミベースプレート９の部品当接面である上面に密接
されている。ブスバー集成体６は、降圧トランス３の両
側に近接しつつアルミベースプレート９へ垂下する脚部
６５、６６をもち、脚部６５、６６の底面は、アルミベ
ースプレート９の部品当接面である上面に密接してボル
ト１０、１１により締結されている。降圧トランス３の
一次コイルの一端部をなす導体３１は、左方に突出して
ねじ３２によりブスバー集成体６のブスバー６７の露出
端部に締結されている。降圧トランス３の二次コイルの
一端部をなす導体３３は、右方に突出してねじ３４によ
りブスバー集成体６のブスバー６８の露出端部に締結さ
れている。
【００１８】図４において、降圧トランス３のコア上面
は、ブスバー集成体６からホルダ部をなすブスバー７に
より下方に弾性付勢されてその横ずれや縦ずれが防止さ
れている。ホルダ部７は、ブスバー集成体６の他のブス
バーと同じ銅で形成されており、好適には銅平板を打ち
抜くことによりすべてのブスバーとこのホルダ部をなす
ブスバー７とが形成されている。ブスバー（ホルダ部）
７は、いずれの回路素子にも接続されないか、またはア
ルミベースプレート９に電気的に接地されている。ブス
バー７は、降圧トランス３のコアを覆ってそれを機械的
に保護する効果と、このコアをアルミベースプレート２
と同様に冷却する効果も奏する。チョークコイル５を下
方に弾性付勢するホルダ部８は、降圧トランス３を下方
に弾性付勢するホルダ部７と同じ構造と作用効果とをも
つので、説明を省略する。 （実施例効果）上記したこの実施例の電力用回路装置お
よびその製造方法では、次の効果を奏することができ
る。
は、ブスバー集成体６からホルダ部をなすブスバー７に
より下方に弾性付勢されてその横ずれや縦ずれが防止さ
れている。ホルダ部７は、ブスバー集成体６の他のブス
バーと同じ銅で形成されており、好適には銅平板を打ち
抜くことによりすべてのブスバーとこのホルダ部をなす
ブスバー７とが形成されている。ブスバー（ホルダ部）
７は、いずれの回路素子にも接続されないか、またはア
ルミベースプレート９に電気的に接地されている。ブス
バー７は、降圧トランス３のコアを覆ってそれを機械的
に保護する効果と、このコアをアルミベースプレート２
と同様に冷却する効果も奏する。チョークコイル５を下
方に弾性付勢するホルダ部８は、降圧トランス３を下方
に弾性付勢するホルダ部７と同じ構造と作用効果とをも
つので、説明を省略する。 （実施例効果）上記したこの実施例の電力用回路装置お
よびその製造方法では、次の効果を奏することができ
る。
【００１９】この実施例によれば、ブスバー集成体６の
ブスバーと同一工程で作製されたブスバー型のホルダ部
７、８が降圧トランス３およびチョークコイル５を下方
に弾性付勢してそれらのずれを防止するので、部品点数
および作業工数の低減しつつトランスまたはチョークコ
イルのずれ防止効果を挙げることができる。
ブスバーと同一工程で作製されたブスバー型のホルダ部
７、８が降圧トランス３およびチョークコイル５を下方
に弾性付勢してそれらのずれを防止するので、部品点数
および作業工数の低減しつつトランスまたはチョークコ
イルのずれ防止効果を挙げることができる。
【図１】 実施例１の車両用ＤＣ−ＤＣコンバータ装置
の模式平面図である。
の模式平面図である。
【図２】 図１に示す単相インバータモジュール近傍の
縦断面図である。
縦断面図である。
【図３】 図１に示す降圧トランスのＹ方向縦断面図で
ある。
ある。
【図４】 図１に示す降圧トランスのＸ方向縦断面図で
ある。
ある。
１ 単相インバータモジュール
３ 降圧トランス
５ チョークコイル
６ ブスバー集成体
７ ホルダ部
８ ホルダ部
９ アルミベースプレート
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 4E353 AA01 BB07 BB13 CC02 CC04
CC12 CC13 CC33 DD01 DD11
DR02 DR17 DR27 DR34 DR36
DR49 EE10 GG02 GG13 GG20
5H007 AA17 BB06 CB02 HA01 HA03
HA07
5H115 PC06 PG04 PI16 PV03 PV09
SE03 UI34 UI36 UI40
5H730 AA08 AA17 AS13 ZZ04 ZZ07
ZZ12 ZZ16 ZZ17
Claims (4)
- 【請求項１】冷却用の金属ベースプレートと、 側方へ突出する複数の端子を有して底面が前記金属ベー
スプレートの上面に密着されるトランスまたはチョーク
コイルと、 側面へ突出するか又は上面に露出する端子を有して底面
が前記金属ベースプレートの上面に密着されてインバー
タ回路又は整流回路を構成する半導体モジュールと、 多数のブスバーを絶縁材により互いに絶縁しつつ一体化
してなるとともに前記金属ベースプレートの上方にて前
記金属ベースプレートと平行な姿勢で前記金属ベースプ
レートに固定されるブスバー集成体と、 を備え、 前記トランスまたはチョークコイルの前記端子および前
記半導体モジュールの前記端子は、側面へ突出するか又
は上面に露出する前記ブスバーの端部に接続され、 前記ブスバー集成体は、前記トランスまたはチョークコ
イルの横ずれを規制するホルダ部を有することを特徴と
する車両用電力変換装置。 - 【請求項２】請求項１記載の車両用電力変換装置におい
て、 前記ホルダ部は、前記トランスまたはチョークコイルの
前記金属ベースプレートから遠ざかる方向への縦ずれも
規制することを特徴とする車両用電力変換装置。 - 【請求項３】請求項１または２記載の車両用電力変換装
置において、 前記ホルダ部は、前記トランスまたはチョークコイルの
両側に位置する前記ブスバー集成体の部分から前記トラ
ンスまたはチョークコイルの上面に延在し弾性変形して
所定付勢力で前記トランスまたはチョークコイルの上面
を押さえることを特徴とする車両用電力変換装置。 - 【請求項４】請求項３記載の車両用電力変換装置におい
て、 前記ホルダ部は、少なくとも前記ブスバー集成体に収容
された浮遊電位ブスバー又は接地電位ブスバーを含むこ
とを特徴とする車両用電力変換装置。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2009302335A (ja) * | 2008-06-13 | 2009-12-24 | Toyota Motor Corp | 接続部材 |
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2001
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