JP2016100940A - Electric power conversion system - Google Patents
Electric power conversion system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016100940A JP2016100940A JP2014234716A JP2014234716A JP2016100940A JP 2016100940 A JP2016100940 A JP 2016100940A JP 2014234716 A JP2014234716 A JP 2014234716A JP 2014234716 A JP2014234716 A JP 2014234716A JP 2016100940 A JP2016100940 A JP 2016100940A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- power conversion
- main body
- heat sink
- generating component
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、電力変換装置に関し、特に、ハイブリッド自動車である車両に対して好適に適用され得る電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power conversion device, and more particularly to a power conversion device that can be suitably applied to a vehicle that is a hybrid vehicle.
近年、四輪自動車等の車両においては、駆動システムに内燃機関であるエンジンと電動モータとを協働して用いるハイブリッド自動車が普及してきている。 In recent years, in vehicles such as four-wheeled vehicles, hybrid vehicles using an engine that is an internal combustion engine and an electric motor in cooperation with a drive system have become widespread.
かかるハイブリッド自動車においては、エンジンと電動モータとを協働した状態で稼働させる電子制御装置の構成要素の一つとして、電力変換装置が用いられている。このような電力変換装置は、相対的に大きな電力を入出力するものであるため、電力変換装置の動作時に発熱し伝熱された熱を放熱するヒートシンクを備えている。 In such a hybrid vehicle, a power conversion device is used as one of the components of an electronic control device that operates an engine and an electric motor in cooperation. Since such a power conversion apparatus inputs and outputs relatively large power, the power conversion apparatus includes a heat sink that generates heat and dissipates heat transferred during operation of the power conversion apparatus.
かかるヒートシンクは、電力変換の際にスイッチング動作を行いながら発熱する発熱部品である複数の半導体素子に熱的に接触して、発せられた熱を受けて伝熱しながら、複数の放熱フィンからヒートシンクの周囲の大気中に放熱するものである。 Such a heat sink is in thermal contact with a plurality of semiconductor elements, which are heat-generating components that generate heat while performing a switching operation at the time of power conversion. It dissipates heat to the surrounding atmosphere.
かかる状況下で、特許文献1は、電力半導体装置に関し、直流から交流に電力変換を行なうスイッチング素子と、三相交流から直流へ電力変換を行なうフライホィールダイオードと、スイッチング素子の温度を検出する温度センサ部と、を樹脂封止して形成された複数のパワーモジュール、スイッチング素子を制御する制御回路部を有する制御基板、及びスイッチング素子に供給する電源の電圧変動を抑制する平滑用コンデンサを一体的に組み付けたインサートケースを、各々、放熱用のヒートシンク3に装着した構成を開示する。 Under such circumstances, Patent Document 1 relates to a power semiconductor device, a switching element that performs power conversion from direct current to alternating current, a flywheel diode that performs power conversion from three-phase alternating current to direct current, and a temperature at which the temperature of the switching element is detected. A sensor unit and a plurality of power modules formed by resin-sealing, a control board having a control circuit unit for controlling the switching element, and a smoothing capacitor for suppressing voltage fluctuations of the power supplied to the switching element are integrated The structure which mounted | wore the heat sink 3 for heat dissipation with each insert case assembled | attached to is disclosed.
しかしながら、本発明者の検討によれば、特許文献1の構成においては、発熱部品であるスイッチング素子の熱をヒートシンクを用いて放熱させており、その放熱経路は発熱源であるスイッチング素子からヒートシンクの放熱フィンまで放射状に画成されるものであるため、実用上効率よく放熱させるためには、熱源設置面から放熱フィンまでにある程度の厚みを持たせ、放熱経路の断面積を稼いだヒートシンクが必要となると考えられる。 However, according to the study of the present inventor, in the configuration of Patent Document 1, the heat of the switching element, which is a heat generating component, is dissipated using a heat sink, and the heat dissipation path from the switching element, which is a heat generating source, to the heat sink. Since heat radiation fins are defined radially, a heat sink that has a certain thickness from the heat source installation surface to the heat radiation fins and gains the cross-sectional area of the heat radiation path is necessary for efficient heat dissipation. It is thought that it becomes.
ここで、本発明者の更なる検討によれば、インバータ等の電力変換装置の構成部品は、天面が平坦なヒートシンク上に実装されており、電力変換動作時に発せられた熱は、ヒートシンク内を放射状に伝熱していくため、ヒートシンクには放熱経路として使用されない領域(非放熱経路領域)が生じてしまい、ヒートシンクが占有する領域を有効活用できない傾向が考えられるし、また、一様に平坦な天面を有するヒートシンク上にインバータ等の構成部品を実装するため、その構成が嵩高となり、この結果、装置全体のサイズが大きくなる傾向が考えられ、改良の余地がある。 Here, according to further studies by the present inventors, the components of the power conversion device such as an inverter are mounted on a heat sink having a flat top surface, and the heat generated during the power conversion operation is Since heat is transferred radially, the heat sink has a region that is not used as a heat dissipation path (non-heat dissipation path region), and the area occupied by the heat sink may not be used effectively. Since components such as an inverter are mounted on a heat sink having a simple top surface, the configuration becomes bulky. As a result, the size of the entire device tends to increase, and there is room for improvement.
本発明は、以上の検討を経てなされたものであり、発熱部品の放熱経路を阻害することなく、装置全体のサイズを小型化することができる電力変換装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made through the above-described studies, and an object thereof is to provide a power conversion device that can reduce the size of the entire device without obstructing the heat dissipation path of the heat-generating component.
以上の目的を達成するべく、本発明は、動作時に発熱する発熱部品と、前記発熱部品と熱的に接触する非発熱部品と、前記発熱部品及び前記非発熱部品を実装するヒートシンクと、を備えて、電力変換機能を呈する電力変換装置において、前記ヒートシンクは、本体部と、前記本体部に設けられた放熱フィンと、を備え、前記本体部は、前記発熱部品が実装されると共に放熱経路を画成する厚肉部と、前記非発熱部品が実装されると共に前記放熱経路外に設定される薄肉部と、を有することを第1の局面とする。 In order to achieve the above object, the present invention comprises a heat generating component that generates heat during operation, a non-heat generating component that is in thermal contact with the heat generating component, and a heat sink that mounts the heat generating component and the non-heat generating component. In the power conversion device exhibiting a power conversion function, the heat sink includes a main body portion and a heat radiating fin provided in the main body portion, and the main body portion has a heat dissipation path mounted with the heat generating component. It is a first aspect to have a defined thick portion and a thin portion on which the non-heat-generating component is mounted and set outside the heat dissipation path.
また、本発明は、第1の局面に加えて、前記薄肉部は、前記本体部の周縁の端部領域に設けられていることを第2の局面とする。 Moreover, this invention makes it 2nd aspect that the said thin part is provided in the edge part area | region of the periphery of the said main-body part in addition to 1st aspect.
また、本発明は、第1又は第2の局面に加えて、前記薄肉部は、前記非発熱部品の少なくとも一部を収容する凹部を有することを第3の局面とする。 Moreover, in addition to the 1st or 2nd aspect, this invention makes it the 3rd aspect that the said thin part has a recessed part which accommodates at least one part of the said non-heat-generating component.
また、本発明は、第1から第3のいずれかの局面に加えて、前記非発熱部品は、電気配線を固定する端子台、前記電気配線を位置決めする位置決め部材及び前記電気配線を流れる電流を検出する電流センサのいずれかを含むことを第4の局面とする。 According to the present invention, in addition to any one of the first to third aspects, the non-heat generating component includes a terminal block for fixing the electric wiring, a positioning member for positioning the electric wiring, and a current flowing through the electric wiring. The fourth aspect includes any of the current sensors to be detected.
以上の本発明の第1の局面にかかる電力変換装置によれば、ヒートシンクが、本体部と、本体部に設けられた放熱フィンと、を備え、本体部が、発熱部品が実装されると共に放熱経路を画成する厚肉部と、非発熱部品が実装されると共に放熱経路外に設定される薄肉部と、を有するものであるため、発熱部品の放熱経路を阻害することなく、装置全体のサイズを小型化することができる。特に、ヒートシンクの厚肉部上に実装された発熱源から放熱フィンに向かう熱勾配に従った放熱経路から成る領域(伝熱拡散領域)の直線状の外輪郭線より外方の部分の天地高を削減して薄肉化した薄肉部に、非発熱部品(動作時に発熱しない備品、及び動作時に発熱しても発熱部品よりもその発熱量が小さい部品)を配置することにより、発熱部品の放熱経路を阻害することなく、装置内のスペースの有効活用が可能になるため、装置の低背化、装置全体のサイズの小型化、及びヒートシンクの駄肉削減による重量低減やコスト低減が可能となる。 According to the power conversion device according to the first aspect of the present invention described above, the heat sink includes the main body portion and the heat radiation fin provided on the main body portion, and the main body portion is mounted with the heat-generating component and dissipates heat. Since it has a thick part that defines the path and a thin part that is mounted on the outside of the heat dissipation path while mounting non-heat generating parts, it does not obstruct the heat dissipation path of the heat generating parts, The size can be reduced. In particular, the height above and below the linear outline of the area (heat transfer diffusion area) consisting of a heat dissipation path that follows the heat gradient from the heat source mounted on the thick part of the heat sink toward the heat dissipation fins By disposing non-heat-generating parts (equipment that does not generate heat during operation, and parts that generate less heat than heat-generating parts even if it generates heat) in the thin-walled part that is reduced in thickness, the heat dissipation path of the heat-generating parts Therefore, it is possible to effectively use the space in the apparatus without obstructing the above, and thus it is possible to reduce the weight and cost by reducing the height of the apparatus, reducing the size of the entire apparatus, and reducing the thickness of the heat sink.
また、本発明の第2の局面にかかる電力変換装置によれば、薄肉部が、ヒートシンクの本体部の周縁の端部領域に設けられているものであるため、ヒートシンクの放熱経路領域として使用しない周縁の残余領域に薄肉部を設けながら、ヒートシンクの放熱経路領域として使用する中央部の主領域に対して発熱部品を配置することができ、放熱経路領域を実質阻害しない態様で必要な放熱経路領域を確保しながら、装置全体のサイズの小型化を確実に実現することができる。 Moreover, according to the power converter device concerning the 2nd aspect of this invention, since the thin part is provided in the edge part area | region of the peripheral part of the main-body part of a heat sink, it is not used as a heat dissipation path area | region of a heat sink. Heat-dissipating parts can be placed in the central main area used as the heat-dissipating path area of the heat sink while providing a thin part in the remaining area of the periphery, and the heat-dissipating path area required in a manner that does not substantially impede the heat-dissipating path area The overall size of the apparatus can be reliably reduced while ensuring the above.
また、本発明の第3の局面にかかる電力変換装置によれば、薄肉部が、非発熱部品の少なくとも一部を収容する凹部を有するものであるため、非発熱部品を、発熱部品やその関連部品が収容されるケース内の収容空間に不要に侵入させない態様で、ヒートシンクに実装することができ、装置全体のサイズの小型化を確実に実現することができる。 Moreover, according to the power converter device concerning the 3rd aspect of this invention, since the thin part has a recessed part which accommodates at least one part of a non-heat-generating component, a non-heat-generating component is made into a heat-generating component and its related. It can be mounted on the heat sink in a manner that does not unnecessarily enter the housing space in the case in which the parts are housed, and the size of the entire apparatus can be reliably reduced.
また、本発明の第4の局面にかかる電力変換装置によれば、非発熱部品が、電気配線を固定する端子台、電気配線を位置決めする位置決め部材及び電気配線を流れる電流を検出する電流センサのいずれかを含むものであるため、放熱経路領域として使用しない残余領域に、それ自体が実質発熱しない構成部品を配置することができ、放熱経路領域を実質阻害しない態様で必要な放熱経路領域を確保しながら、装置全体のサイズの小型化を確実に実現することができる。 According to the power converter of the fourth aspect of the present invention, the non-heat generating component includes a terminal block for fixing the electrical wiring, a positioning member for positioning the electrical wiring, and a current sensor for detecting a current flowing through the electrical wiring. Since any one of them is included, it is possible to arrange components that do not generate heat substantially in the remaining area that is not used as the heat dissipation path area, while ensuring the necessary heat dissipation path area in a manner that does not substantially disturb the heat dissipation path area. Therefore, the size of the entire apparatus can be reliably reduced.
以下、図1から図3を適宜参照して、本発明の実施形態における電力変換装置につき、詳細に説明する。なお、図中、x軸、y軸及びz軸は、3軸直交座標系を成し、z軸の方向は、上下方向に相当するものとし、x−z平面を水平面とする。 Hereinafter, the power converter according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3 as appropriate. In the figure, the x-axis, y-axis, and z-axis constitute a three-axis orthogonal coordinate system, the z-axis direction corresponds to the vertical direction, and the xz plane is the horizontal plane.
図1は、本実施形態における電力変換装置の構成を示す斜視図である。図2は、図1のA−A断面図である。また、図3は、図2の部分拡大図である。 FIG. 1 is a perspective view illustrating a configuration of a power conversion device according to the present embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG.
図1から図3に示すように、電力変換装置1は、ロアケース10と、ロアケース10の上部に図示を省略する嵌合構造等を介して固定されて装着されると共に、電力変換装置1の上部を塞ぐアッパケース40と、ロアケース10の下部に配置されると共に、ロアケース10を図示を省略する締結部材等を介して装着するヒートシンク60と、ロアケース10及びアッパケース40が協働して画成する内部収容空間内に収容されたパワーモジュール70と、を主として備え、図示を省略するハイブリッド自動車等の車両に装着される。電力変換装置1は、典型的には、いずれも車両に装着され、図示を省略するが、2次電池であるバッテリから駆動用の電動モータに供給する直流電流を交流電流(3相電流)に変換するDC(Direct Current)/AC(Alternate Current)変換機能を有する。なお、電力変換装置1は、必要に応じ、かかる電動モータ又は図示を省略する回生機構からバッテリに供給する交流電流を直流電流に変換するAC/DC変換機能を有していてもよい。
As shown in FIG. 1 to FIG. 3, the power conversion device 1 is mounted and fixed to the
ロアケース10及びアッパケース40は、典型的には、いずれも非導電性の樹脂(合成樹脂)製の成形品であり、ヒートシンク60は、典型的には、アルミ材等の金属製の鋳造品である。また、ロアケース10及びアッパケース40が協働して画成する内部収容空間には、パワーモジュール70、回路基板80、出力バスバー100及び電流センサ120が収容される。
Both the
具体的には、ロアケース10は、x−y平面に平行な平面上を上下軸回りに周回する側周壁12と、側周壁12の底部を塞ぐ底壁13と、を主として備える。
Specifically, the
底壁13の一部には、下方に向けて突設された内側端子台14と、内側端子台14に対してx軸の正方向側に配置されると共に、上方に向けて突設された位置決めピン18と、内側端子台14に対してx軸の負方向側に配置されると共に、ロアケース10の内部を開放する開口部19と、が設けられる。内側端子台14及び位置決めピン18は、各々、y軸の方向に3個並置された態様で設けられ、典型的には、ロアケース10の成形時に底壁13と一体成形されるものである。内側端子台14及び位置決めピン18は、電気的等の動作をしないものであるので、非発熱部品である。内側端子台14には、各々、金属製等のカラー16が嵌装され、カラー16は、典型的には、各々、それの上端が内側端子台14の上面と面一に設定される。開口部19において、パワーモジュール70の底部が、ロアケース10及びアッパケース40が協働して画成する内部収容空間からその外方に露出する。底壁13の内側端子台14、位置決めピン18及び開口部19以外の残余部分には、締結部材を介して底壁13をヒートシンク60に締結する締結部が設けられる。かかる締結部材及び締結部の図示は、省略する。
A part of the
側周壁12の一部には、x軸の正方向に向け各々突設される外側端子台20がy軸の方向に3個並置された態様で設けられる。外側端子台20は、典型的には、各々、ロアケース10の成形時に側周壁12と一体成形されるものである。外側端子台20には、各々、それの上面から下方に向けて陥設された凹部22が形成されている。凹部22には、各々、金属製等のカラー24が嵌装され、カラー24は、典型的には、各々、それらの上端が対応する外側端子台20の上面と面一に設定される。外側端子台20の上面には、各々、対応する出力バスバー100の外側端部が載置され、出力バスバー100の外側端部は、各々、締結部材26を介して、符号を省略する電動モータ側のバスバーの端部と共にカラー24のネジ孔等に締結される。側周壁12には、その上端部から下方に向けて陥設された切り欠き部28及び30が形成されている。切り欠き部28は、3個並置された外側端子台20に各々対応して設けられ、対応する出力バスバー100を、ロアケース10及びアッパケース40が協働して画成する内部収容空間からその外方に各々延出させる。なお、各々の切り欠き部28に代えて、側周壁12を貫通する貫通孔を各々設けてもかまわない。
A part of the side
アッパケース40は、x−y平面に平行な平面上を上下軸回りに周回する側周壁42と、その上部を塞ぐ上壁43と、を主として備える。
The
側周壁42の一部には、その下端部から上方に向けて陥設された切り欠き部44及び46が形成されている。切り欠き部44は、ロアケース10の切り欠き部28に各々対応して設けられ、対応する出力バスバー100を延出させる。但し、切り欠き部44は、ロアケース10の切り欠き部28のみで対応する出力バスバー100を各々延出させる場合や、切り欠き部28に代えて側周壁12を貫通する貫通孔が各々設けられる場合には、省略される。切り欠き部46は、ロアケース10の切り欠き部30に対応して設けられ、切り欠き部30と協働して、いずれも図示を省略するが、電力制御用のECU(Electronic Control Unit)に電気的に接続される入出力信号用コネクタを受ける受け部を構成する。
A part of the side
上壁43の一部は、その形状が上方に突出するように変化した突出壁47を構成する。突出壁47も下方においては、回路基板80の上面に実装される平滑コンデンサ等の高背部品が配置される。
A part of the
ヒートシンク60は、典型的には矩形状の本体部62と、本体部62の下面から下方に突設される複数のフィン64と、を主として備える。
The
本体部62におけるx軸の正方向側の周縁の端部領域には、その上面から下方に向けて陥設される凹部66が形成されている。凹部66には、ロアケース10の内側端子台14が位置整合された態様で対応して収容される。内側端子台14の上面位置は、典型的には、凹部66内に設定される。本体部62において、凹部66が形成されていない部分の上下方向の厚さは、凹部66が形成されている部分の上下方向の厚さよりも厚くなる。つまり、本体部62において、凹部66が形成されていない部分は、上下方向の肉厚が厚い厚肉部であり、凹部66が形成されている部分は、上下方向の肉厚が薄い薄肉部である。
A
本体部62の上面から複数のフィン64に向けては、パワーモジュール70を起点として下方に開いた放射角を有する放射状の伝熱拡散領域68が画成される。伝熱拡散領域68は、パワーモジュール70の動作時に発せられる熱が本体部62から複数のフィン64に向けて熱勾配に従って放射状に拡散しながら伝熱されて複数のフィン64から放熱される際に画成される放熱経路から成る領域である。これ故、伝熱拡散領域68を包含する外輪郭線69は、本体部62の横断面において円形であると共に本体部62の横断面において下方向に対して45°の開き角を有する直線として見積もれる。ここで、凹部66は、本体部62において伝熱拡散領域68の外側領域に設定される。ロアケース10の底壁13における開口部19の周辺部分は、伝熱拡散領域68の外側領域で本体部62の上面に当接する。凹部66に装着されるロアケース10の内側端子台14及び底壁13の一部が本体部62上に当接するロアケース10の位置決めピン18は、本体部62を介して、パワーモジュール70中の複数のパワー半導体素子と熱的に接触する。なお、凹部66に装着される内側端子台14は、その一部が凹部66内に収容されるものであってもよい。また、凹部66に装着される構成要素は、内側端子台14の代わりに、位置決めピン18や電流センサ120であってもよい。
A radial heat
パワーモジュール70は、典型的には、図示を省略するIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等の電力変換用の複数のパワー半導体素子と、非導電性の樹脂(合成樹脂)製の成形品であると共に、複数のパワー半導体素子を収容するモジュールケース72と、一端が複数のパワー半導体素子に電気的に接続すると共に、他端がモジュールケース72から延出して延在する典型的には導電製の板状部材から成るパワーモジュール側バスバー74と、を主として備える。パワーモジュール70は、動作時に発熱する発熱部品である。
The
モジュールケース72の底部は、ヒートシンク60の上面に向けて開放される。複数のパワー半導体素子は、モジュールケース72に装着されると共に、モジュールケース72の開放された底部及びロアケース10の開口部19を介して、ヒートシンク60の上面に当接する。複数のパワー半導体素子及びヒートシンク60の上面間には、複数のパワー半導体素子の底部の伝熱性を向上するために、ヒートシンク60の熱伝導率と同等又はそれ以上の熱伝導率を呈する典型的には金属製のヒートスプレッダ76を介装させてもよい。モジュールケース72の開放された底部及びパワーモジュール側バスバー74の延出部以外の残余部分には、締結部材を介してモジュールケース72をヒートシンク60に締結する締結部が設けられる。かかる締結部材及び締結部の図示は、省略する。なお、モジュールケース72は、必要に応じて、その底部が開放されていない構成のものであってもよく、かかる場合には、複数のパワー半導体素子は、モジュールケース72を介して、ヒートシンク60の上面に熱的に接触する。
The bottom of the
パワーモジュール側バスバー74は、典型的には、3相電流のU相、V相及びW相に対応してy軸の方向に3個並置された態様で設けられた電気配線であり、各々、それらの幅方向がy軸の方向に沿う姿勢で水平配置されながら上下方向で屈曲した金属製の一枚の板状部材から成る。パワーモジュール側バスバー74は、各々、モジュールケース72から延出すると共にx軸の正方向に延在して、ロアケース10の内側端子台14の上面で終端し、それらの終端部は、各々、対応する内側端子台14の上面に載置されると共に、締結部材102を介して、対応する出力バスバー100の内側端部と共にカラー16のネジ孔等に締結される。パワーモジュール側バスバー74の終端部の上面、出力バスバー100の内側端部の上面、及び締結部材102の頂部の上下方向位置は、ヒートシンク60の本体部62に形成された凹部66の深さ、及び凹部66に対する内側端子台14の収容深さを調整することにより、ロアケース10及びアッパケース40が協働して画成する内部収容空間の有効体積を増大するように調整自在である。
The power module
回路基板80は、典型的には、x−y平面に平行に配設されると共に、平板状のPCB(Printed Circuit Board)等の回路基板であり、ロアケース10又はアッパケース40に装着される。
The
回路基板80には、平滑コンデンサ等の高背部品や複数のパワー半導体素子の駆動制御用のCPU(Central Processing Unit)、抵抗素子やメモリ等の低背部品が実装され、図中、これらの実装部品で回路基板80の周囲の空間が占有される領域を実装部品占有領域82として示す。ヒートシンク60の本体部62に形成された凹部66の深さ、及び凹部66に対する内側端子台14の収容深さが大きく確保されているため、締結部材102の頂部の上下方向における位置が低められ、その結果、回路基板80の下側の実装部品占有領域82の容積は、その上下方向における位置がパワーモジュール70のモジュールケース72の上面近傍まで下がった位置で、均等に大きく確保される。
Mounted on the
出力バスバー100は、典型的には、3相電流のU相、V相及びW相に対応してy軸の方向に3個並置された態様で設けられた電気配線であり、各々、それらの幅方向がy軸の方向に沿う姿勢で水平配置されながら上下方向で屈曲した金属製の一枚の板状部材から成る。出力バスバー100は、各々、それらの内側端部及び外側端部間をx軸の方向に延在する。
The
出力バスバー100の内側端部は、各々、対応する内側端子台14の上面に載置されると共に、締結部材102を介して、対応するパワーモジュール側バスバー74の終端部と共にカラー16のネジ孔等に締結される。出力バスバー100の外側端部は、各々、対応する外側端子台20の上面に載置されると共に、締結部材26を介して、対応する電動モータ側のバスバーの端部と共にカラー24のネジ孔等に締結される。出力バスバー100のx軸の方向の中央部よりもx軸の負方向側の中間部は、各々、ロアケース10の対応する位置決めピン18が挿通され、位置決めピン18で嵌合されて位置決めされる。出力バスバー100の中央部よりもx軸の正方向側の中間部は、各々、対応する電流センサ120のケース121に形成された貫通孔122をx軸の方向に挿通する。出力バスバー100の中央部よりもx軸の負方向側の中間部から出力バスバー100の内側端部に向けて延在するシールド板104は、位置決めピン18の上端、出力バスバー100の上面及び締結部材102の頂部と、回路基板80の下側の実装部品占有領域82と、の間の空き空間を利用して、締結部材102の頂部の上方に侵入して配設される。
The inner end portions of the output bus bars 100 are respectively placed on the upper surfaces of the corresponding inner terminal blocks 14, and the screw holes of the
電流センサ120は、典型的には、ロアケース10に装着され、出力バスバー100を対応して流れるU相、V相及びW相の3相電流の電流を検出すべく、y軸の方向に3個並置された態様で設けられ、透磁性の樹脂(合成樹脂)製の成形品であるケース121と、ケース121内に内属され図示を省略するホール素子等の電流素子と、ケース121をx軸の方向に貫通する貫通孔122と、を備える。貫通孔122には、各々、対応する出力バスバー100が挿通され、電流センサ120は、対応する出力バスバー100に流れる電流を検出する。電流センサ120は、パワーモジュール70に比較すれば動作時に発する熱量が格段に小さいものであるため、実質的には非発熱部品であると評価し得る。ロアケース10に装着される電流センサ120は、本体部62を介して、パワーモジュール70中の複数のパワー半導体素子と熱的に接触する。
Typically, three
以上の説明から明らかなように、本実施形態における電力変換装置1においては、ヒートシンク60が、本体部62と、本体部62に設けられた放熱フィン64と、を備え、本体部62が、発熱部品が実装されると共に放熱経路68を画成する厚肉部と、非発熱部品14、18、120が実装されると共に放熱経路68外に設定される薄肉部と、を有するものであるため、発熱部品の放熱経路68を阻害することなく、装置全体のサイズを小型化することができる。特に、ヒートシンク60の厚肉部上に実装された発熱源から放熱フィン64に向かう熱勾配に従った放熱経路から成る領域領域(伝熱拡散領域)68の直線状の外輪郭線69より外方の部分の天地高を削減して薄肉化した薄肉部に、非発熱部品(動作時に発熱しない備品、及び動作時に発熱しても発熱部品よりもその発熱量が小さい部品)14、18、120を配置することにより、発熱部品の放熱経路68を阻害することなく、装置内のスペースの有効活用が可能になるため、装置の低背化、装置全体のサイズの小型化、及びヒートシンク60の駄肉削減による重量低減やコスト低減が可能となる。
As is clear from the above description, in the power conversion device 1 in the present embodiment, the
また、本実施形態における電力変換装置1においては、薄肉部が、ヒートシンク60の本体部62の周縁の端部領域に設けられているものであるため、ヒートシンク60の放熱経路領域68として使用しない周縁の残余領域に薄肉部を設けながら、ヒートシンク60の放熱経路領域68として使用する中央部の主領域に対して発熱部品を配置することができ、放熱経路領域68を実質阻害しない態様で必要な放熱経路領域68を確保しながら、装置全体のサイズの小型化を確実に実現することができる。
Further, in the power conversion device 1 according to the present embodiment, since the thin portion is provided in the end region of the peripheral edge of the
また、本実施形態における電力変換装置1においては、薄肉部が、非発熱部品14、18、120の少なくとも一部を収容する凹部22を有するものであるため、非発熱部品14、18、120を、発熱部品やその関連部品が収容されるケース10、40内の収容空間に不要に侵入させない態様で、ヒートシンク60に実装することができ、装置全体のサイズの小型化を確実に実現することができる。
Moreover, in the power converter device 1 in this embodiment, since the thin part has the recessed
また、本実施形態における電力変換装置1においては、非発熱部品14、18、120が、電気配線74、100を固定する端子台14、電気配線74、100を位置決めする位置決め部材18及び電気配線74、100を流れる電流を検出する電流センサ120のいずれかを含むものであるため、放熱経路領域68として使用しない残余領域に、それ自体が実質発熱しない構成部品14、18、120を配置することができ、放熱経路領域68を実質阻害しない態様で必要な放熱経路領域68を確保しながら、装置全体のサイズの小型化を確実に実現することができる。
Further, in the power conversion device 1 according to the present embodiment, the non-heat-generating
なお、本発明は、部材の種類、形状、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。 In the present invention, the type, shape, arrangement, number, and the like of the members are not limited to the above-described embodiment, and the gist of the invention is appropriately replaced such that the constituent elements are appropriately replaced with those having the same operational effects. Of course, it can be changed as appropriate without departing from the scope.
以上のように、本発明は、発熱部品の放熱経路を阻害することなく、装置全体のサイズを小型化することができる電力変換装置を提供することができるものであり、その汎用普遍的な性格からハイブリッド自動車等の車両用の電力変換装置に広く適用され得るものと期待される。 As described above, the present invention can provide a power conversion device that can reduce the size of the entire device without obstructing the heat dissipation path of the heat-generating component, and has a universal universal character. Therefore, it is expected to be widely applicable to power conversion devices for vehicles such as hybrid vehicles.
1…電力変換装置
10…ロアケース
12…側周壁
13…底壁
14…内側端子台
16…カラー
18…位置決めピン
19…開口部
20…外側端子台
22…凹部
24…カラー
26…締結部材
28…切り欠き部
30…切り欠き部
40…アッパケース
42…側周壁
43…上壁
44…切り欠き部
46…切り欠き部
47…突出壁
60…ヒートシンク
62…本体部
64…フィン
66…凹部
68…伝熱拡散領域
69…外輪郭線
70…パワーモジュール
72…モジュールケース
74…パワーモジュール側バスバー
76…ヒートスプレッダ
80…回路基板
82…実装部品占有領域
100…出力バスバー
102…締結部材
104…シールド板
120…電流センサ
121…ケース
122…貫通孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (4)
前記ヒートシンクは、本体部と、前記本体部に設けられた放熱フィンと、を備え、
前記本体部は、前記発熱部品が実装されると共に放熱経路を画成する厚肉部と、前記非発熱部品が実装されると共に前記放熱経路外に設定される薄肉部と、を有することを特徴とする電力変換装置。 In a power conversion device that exhibits a power conversion function, comprising a heat generation component that generates heat during operation, a non-heat generation component that is in thermal contact with the heat generation component, and a heat sink that mounts the heat generation component and the non-heat generation component.
The heat sink includes a main body part, and a heat radiation fin provided in the main body part,
The main body includes a thick part that defines the heat dissipation path while mounting the heat generating component, and a thin part that is mounted outside the heat dissipation path while mounting the non-heat generating component. A power converter.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014234716A JP2016100940A (en) | 2014-11-19 | 2014-11-19 | Electric power conversion system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014234716A JP2016100940A (en) | 2014-11-19 | 2014-11-19 | Electric power conversion system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016100940A true JP2016100940A (en) | 2016-05-30 |
Family
ID=56077667
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014234716A Pending JP2016100940A (en) | 2014-11-19 | 2014-11-19 | Electric power conversion system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016100940A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019145745A (en) * | 2018-02-23 | 2019-08-29 | 三井化学株式会社 | Component and electronic device |
WO2023223804A1 (en) * | 2022-05-16 | 2023-11-23 | 三菱電機株式会社 | Power module, method for manufacturing power module, and power conversion device |
WO2024171848A1 (en) * | 2023-02-14 | 2024-08-22 | 三菱電機株式会社 | Power module, method for manufacturing power module, and power conversion device |
-
2014
- 2014-11-19 JP JP2014234716A patent/JP2016100940A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019145745A (en) * | 2018-02-23 | 2019-08-29 | 三井化学株式会社 | Component and electronic device |
WO2023223804A1 (en) * | 2022-05-16 | 2023-11-23 | 三菱電機株式会社 | Power module, method for manufacturing power module, and power conversion device |
WO2024171848A1 (en) * | 2023-02-14 | 2024-08-22 | 三菱電機株式会社 | Power module, method for manufacturing power module, and power conversion device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6278695B2 (en) | Electronic control unit and electric power steering apparatus using the same | |
JP5579234B2 (en) | Electronic circuit component cooling structure and inverter device using the same | |
CN102916566A (en) | Power supply unit using housing in which printed circuit board is housed | |
JP5447433B2 (en) | Electronic device and power conversion device provided with electronic device | |
TW201349690A (en) | Inverter device | |
JPWO2017154696A1 (en) | Circuit structure | |
JP6020379B2 (en) | Semiconductor device | |
JP4958990B2 (en) | Automotive power converter | |
JP6555134B2 (en) | Electronic control unit and electric power steering apparatus using the same | |
JP2016100943A (en) | Electric power conversion system | |
JP2016100940A (en) | Electric power conversion system | |
JP5103445B2 (en) | Induction heating cooker | |
JP6838501B2 (en) | Electronic control device and electric power steering device using this | |
CN108476601B (en) | Electronic control unit and electric power steering apparatus using the same | |
JP7052609B2 (en) | Power converter | |
KR101360730B1 (en) | Cooling device and electronic device thereof | |
JP2015082960A (en) | Dc-dc converter device | |
JP6503650B2 (en) | Power converter cooling structure | |
CN211128747U (en) | Heat extraction structure and electronic equipment | |
WO2020080248A1 (en) | Circuit structure and electrical junction box | |
JP2017022908A (en) | Inverter device | |
JP6166081B2 (en) | Electronic control device for vehicle | |
JP6282966B2 (en) | Motor control unit | |
JP2015076933A (en) | Power conversion device | |
JP5698637B2 (en) | Semiconductor device |