高电压装置以及高电压装置的安全系统

技术领域

本说明书公开的技术例如涉及高电压装置以及高电压装置的安全系统。

背景技术

例如，已知搭载驱动马达、对驱动马达供给电流的逆变器、以及电池，利用马达驱动来行驶的车辆。逆变器等高电压装置收容于适当的框体。框体搭载于车辆的前部部分等。

在对车辆的前部部分施加冲击而框体破损时，有时寻求使逆变器等高电压装置的内部的布线等物理性地绝缘而防止漏电的手段。例如，提出了具备具有填充有液体或者凝胶状的绝缘密封剂的中空部的壁部的框体(日本特开2013-126809)。构成为在该框体中，在框体受到外力时，通过中空部的内压上升，从壁部朝向框体的内部的高电压装置喷射绝缘密封剂。

发明内容

然而，根据在碰撞时在框体的中空部产生的内压，即使在框体的内部的整体配置绝缘密封剂，也有时难以使绝缘密封剂遍布至框体的内部的各个角落。在该情况下，除了高电压装置的一部分露出以外，还难以避免破损的高电压装置中的短路、漏电。

本说明书公开的技术提供在碰撞时等通过使绝缘密封剂有效地到达并且附着到高电压装置而能够使高电压装置更可靠地绝缘的技术。

本发明的第1方式所涉及的高电压装置用于车辆。所述高电压装置具备：

高电压装置本体；

框体，收容所述高电压装置本体；

喷出部件，向框体的内部伴随气流而雾状或者泡沫状地喷出绝缘密封剂；以及

控制装置，在检测到针对所述车辆的预定的冲击力时，使所述喷出部件动作。

根据这样的结构，例如，在对车辆施加了冲击力时，喷出部件将绝缘密封剂伴随气流而雾状或者泡沫状地喷出到框体的内部。因此，喷出部件能够使绝缘密封剂有效地并且广泛地遍布到框体的内部。另外，喷出部件能够使绝缘密封剂有效地还到达高电压装置。因此，能够更可靠地避免或者抑制由于高电压装置的露出以及破损引起的短路以及漏电。

根据这样的结构，喷出部件将绝缘密封剂伴随气流而雾状或者泡沫状地喷出到框体的内部。因此，能够预先准备必要量的绝缘密封剂。因此，能够抑制为了碰撞安全而高电压装置的质量增大。

本发明的第2方式所涉及的高电压装置的安全系统用于车辆。所述高电压装置的安全系统包括：

高电压装置本体；

框体，收容所述高电压装置本体；

喷出部件，向框体的内部伴随气流而雾状或者泡沫状地喷出绝缘密封剂；

冲击力检测传感器，检测针对车辆的冲击力；以及

控制装置，在检测到针对车辆的预定的冲击力时，使喷出部件动作。

根据这样的结构，例如，在对车辆施加了冲击力时，喷出部件将绝缘密封剂伴随气流而雾状或者泡沫状地喷出到框体的内部。因此，喷出部件能够使绝缘密封剂有效地并且广泛地遍布到框体的内部。因此，所述高电压装置能够更可靠地避免或者抑制由于电力变换装置本体的露出或者破损引起的短路、漏电。另外，喷出部件将绝缘密封剂雾状或者泡沫状地喷出到框体的内部，所以能够预先准备必要量的绝缘密封剂。因此，能够抑制为了碰撞安全而高电压装置的质量增大。

附图说明

下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：

图1是示出包括本说明书公开的高电压装置的高电压装置的安全系统的一个例子的图。

图2是示出在图1所示的高电压装置中通过喷出部件的动作将绝缘密封剂喷出到框体的内部的状况的图。

具体实施方式

在本公开的一个实施方式中，所述绝缘密封剂含有湿气硬化型的树脂成分。由此，绝缘密封剂在附着到框体的内部的部位等，迅速地形成绝缘性的覆膜或者填充破损地方。因此，绝缘密封剂稳定并且可靠地覆盖电力变换装置本体。因此，能够有效地抑制或者避免电力变换装置本体的露出、短路、漏电。

在本公开的一个实施方式中，在绝缘密封剂中，作为树脂成分含有阻燃性聚氨酯。通过阻燃性聚氨酯附着到框体、高电压装置，能够有效地抑制或者避免电力变换装置本体、其他的燃烧。

在本公开的一个实施方式中，喷出部件收容于框体。由此，填充体以及喷出部件被框体保护，所以即使针对车辆检测到预定的冲击力，仍确保期待的动作。因此，喷出部件能够将绝缘密封剂更可靠地喷出到框体的内部。

在本公开的一个实施方式中，喷出部件以指向框体的内部的上方侧的面而喷出绝缘密封剂的方式设置。由此，能够使绝缘密封剂碰撞到框体的内部的上方侧的面，在框体的内部飞散而扩散。由此，能够使绝缘密封剂有效地广泛地遍布到框体的内部。另外，由此，还能够抑制绝缘密封剂的量。

在本公开的一个实施方式中，喷出部件具备产生气体而压送的气体产生压送装置。由此，将绝缘密封剂伴随高压的气流而喷出到框体的内部。因此，能够使绝缘密封剂更有效地并且更可靠地遍布到框体的内部，能够有效地抑制或者避免高电压装置的露出等。另外，还能够抑制绝缘密封剂的量。

在本公开的一个实施方式中，高电压装置本体包括逆变器。有实现关于逆变器的碰撞安全有用的情况。

在本说明书公开的电力变换装置以及电力变换装置的安全系统中，任意地组合这些各种实施方式。即，将这些实施方式的1个或者2个以上组合到本说明书公开的电力变换装置或者电力变换装置安全系统。

以下，适当地参照附图，说明本说明书公开的车辆的高电压装置以及高电压装置的安全系统。图1是示出包括高电压装置的高电压装置的安全系统的一个例子的图。图2是示出在图1所示的系统中通过喷出部件的动作将绝缘密封剂喷出到高电压装置的框体的内部的状况的图。

此外，高电压装置没有特别限定，例如可以举出逆变器、转换器、旋风转换器(cyclone converter)等电力变换装置、高电压的继电器装置等。另外，高电压装置例如是车辆用。作为车辆，可以举出使用马达来驱动车轴的车辆。例如，可以举出电池式电池电动汽车(BEV)、混合动力电池电动汽车(HEV)、插电式混合动力电池电动汽车(PHEV)、燃料电池电动汽车(FCV)。

高电压装置的安全系统

图1所示的车辆2的高电压装置的安全系统100具备高电压装置10和电子控制单元(ECU)40。此外，在图1中，上表示车辆上方，下表示车辆下方，前表示车辆前方，后表示车辆后方。在以下的说明中，在称为上方、下方、前方以及后方时，分别意味着车辆2中的方向。

高电压装置

高电压装置10具备框体12和收容于框体12的内部的逆变器14。框体12例如由壳体本体和罩构成。另外，框体12例如用铝铸造等形成。另外，框体12构成为收容逆变器14并且能够确保高气密性。逆变器14是本说明书公开的高电压装置具备的高电压装置本体的一个例子。

逆变器14与高电压装置10的外部的马达120连接。另外，逆变器14经由高电压装置10的外部的转换器等与电池130连接。

绝缘密封剂的喷射单元

在框体12的内部，具备绝缘密封剂的喷射单元20。喷射单元20包括将绝缘密封剂填充到容器24的填充体22和气体产生压送装置30。作为填充体22的一部分的容器24用金属制等构成，具备能够从气体产生压送装置30导入气体的耐压构造。喷射单元20是本说明书公开的高电压装置具备的喷射部件的一个例子。

在容器24的车辆2的上方侧的一部分，具备通过从气体产生压送装置30导入气体而能够将绝缘密封剂雾状或者泡沫状地喷射的喷嘴26。喷嘴26具备接近框体12的内部的上表面13而向上方打开的开口。以使从喷嘴26的开口通过气体喷射的绝缘密封剂碰撞到上表面13，之后使绝缘密封剂在框体12的内部飞散的方式配置有喷嘴26。

绝缘密封剂是绝缘性的液体组成物或者凝胶状组成物，具备在喷出时成为雾状或者泡沫状的程度的流动性、特性。作为雾状喷出是指，将绝缘密封剂作为细的液滴喷出，例如，意味着按照在绝缘密封剂伴随气流而碰撞到框体12的内表面的情况下绝缘密封剂附着到碰撞面进而绝缘密封剂能够从碰撞面飞散以及扩散的程度，将绝缘密封剂作为细的液滴喷出。另外，泡沫状地喷出是指，例如，绝缘密封剂是伴随气泡的并且作为除了伴随气流扩散并碰撞到框体12的内表面而附着以外进而能够从碰撞面飞散以及扩散的程度的泡沫状体喷出。

与将绝缘密封剂作为液体、凝胶状体、或者泡沫状体仅排出到框体12的内部不同，通过将绝缘密封剂作为雾状或者泡沫状喷出，绝缘密封剂抵抗重力而扩散。因此，绝缘密封剂广泛地遍布到框体12的内部。另外，绝缘密封剂在附着到被附着体之后，也抵抗重力而难以滴落。

另外，通过这样喷出绝缘密封剂，不仅是逆变器14的上表面而且在侧面也能够附着绝缘密封剂来覆盖。进而，例如能够将绝缘密封剂还覆盖或者填充至破损的逆变器14的破损部分。另外，例如，在框体12的上部、侧部、底部也能够附着绝缘密封剂来覆盖。另外，例如，在框体12的上部、侧部以及底部中的破损部分也能够覆盖或者填充绝缘密封剂。

能够用作绝缘密封剂的组成物没有特别限定，能够适当地使用公知的组成物。作为绝缘密封剂，也可以是绝缘性的树脂组成物。这样的树脂组成物例如作为树脂成分，能够组合从由聚氨酯、聚苯乙烯、聚乙烯或者聚丙烯等聚烯烃、苯酚树脂、聚氯乙烯、尿素树脂、硅酮、聚酰亚胺以及密胺树脂构成的群选择的1种或者2种以上而使用。其中，有使用阻燃性的聚氨酯树脂有效的情况。

包含这些树脂成分的树脂组成物能够适当地包含与树脂成分对应的公知的硬化剂和/或催化剂。作为硬化剂和/或催化剂，没有特别限定，例如可以举出聚异氰酸酯、有机酸、无机酸或者胺等。

其中，作为绝缘密封剂，有使用通过空气中的水分硬化(湿气硬化)的树脂成分有效的情况。其原因为，通过这样的树脂成分，易于形成覆盖性能优良的覆膜。另外，其原因为，通过这样的树脂成分到达间隙，填充该间隙。作为这样的树脂成分，例如，可以举出聚氨酯、硅树脂。通过使用上述树脂成分，例如，在框体12破损的情况下，到达该破损部分的树脂成分硬化，从而能够可靠地覆盖甚至填充该破损部分。

为了泡沫状地喷出绝缘密封剂，例如，除了作为绝缘密封剂的树脂成分等有效成分以外，还可以适当地包含发泡剂、制泡剂等。

气体产生压送装置30是能够雾状或者泡沫状地将绝缘密封剂进行喷雾的气体压送到填充体22的装置即可。作为通过气体产生压送装置30产生的气体，例如，能够使用二氧化碳、氮等公知的绝缘性的气体。另外，能够使用阻燃性的气体。

气体产生压送装置30没有特别限定，例如，可以举出如用于车辆用安全气囊那样的、将气体产生剂点燃而产生气体的充气机、将二氧化碳等在常压下成为气体的液体填充到带阀的罐的液化气罐等。气体产生压送装置30构成为能够将气体压送到填充体22的容器24。

在车辆2的一部分具备ECU 40。ECU 40除了CPU、储存控制程序等的ROM、作为程序等的动作区域的RAM等以外，还包括成为与外围电路的接口的接口。ECU 40控制车辆2的各部，并且进行利用车辆2中的马达120的行驶、制动、充放电等各种控制。ECU 40是本说明书公开的高电压装置中的控制装置的一个例子。

ECU 40例如根据来自车辆2具备的加速度传感器60等的信号，推测碰撞位置、碰撞时的冲击力的大小。ECU 40进而根据这样的信号、推测等，判定在高电压装置10中是否喷出绝缘密封剂。进而，ECU 40构成为在判定为喷射绝缘密封剂时，使喷射单元20的气体产生压送装置30动作，将气体导入到填充体22，输出喷出绝缘密封剂的控制信号。此外，加速度传感器60是本说明书公开的高电压装置的安全系统具备的冲击力检测传感器的一个例子。

接下来，参照图2，说明这样的高电压装置10中的绝缘密封剂的喷射。以下，设为车辆2与其他车辆等碰撞，ECU 40根据来自加速度传感器60等的信号等判定为喷射绝缘密封剂，之后，向收容于高电压装置10的框体12的内部的喷射单元20输出喷射绝缘密封剂的控制信号而进行说明。另外，设为作为绝缘密封剂，使用含有湿气硬化型聚氨酯和发泡剂以及溶剂等的组成物而进行说明。

喷射单元20的气体产生压送装置30例如在具备充气机的情况下，通过点火剂的作用将气体产生剂点燃，一下子产生气体，产生的气体被压送到填充体22的容器24内。

其结果，如图2所示，伴随压送的气体的气流，从喷嘴26的开口朝向框体12的上表面13泡沫状地喷出填充到容器24的绝缘密封剂。碰撞到上表面13的、包含泡沫状的湿气硬化型聚氨酯的绝缘密封剂以从上方四面八方地散布的方式飞散，到达收容于框体12的内部的逆变器14、与外部的连接线等的表面并附着而开始硬化。在逆变器14中有破损的情况下，覆盖该破损部分地填充而开始硬化。另外，绝缘密封剂在框体12的内壁、由于碰撞在框体12产生了破损部分的情况下，还到达该破损部分，覆盖或者填充该部位，开始硬化。

绝缘密封剂伴随气流成为泡沫状而喷出，所以其自身扩散性优良进而绝缘密封剂以碰撞到框体12的上表面13而飞散的方式指向框体12的上方而喷出，从而绝缘密封剂的扩散性进一步提高。

另外，绝缘密封剂是泡沫状，所以即使在附着到框体12的内部的上表面、上方侧的壁面的情况下，也不易向下方流下而附着，能够覆盖该部分。

根据以上，绝缘密封剂普遍地到达框体12的逆变器14的上表面、侧面等而附着并覆盖。另外，绝缘密封剂除了框体12的上表面13以外，还包括内壁部的上方而普遍地到达框体12并覆盖。因此，根据该高电压装置10，不良由于碰撞引起的高电压装置10的破损方式、配置状态的变更如何，都能够使作为高电压装置本体的逆变器14以及框体12有效地绝缘。

另外，绝缘密封剂包含湿气硬化型的树脂成分，与气氛中的水分、附着目的地的水分反应而硬化，所以一般在几十秒至几分钟以内，绝缘密封剂大致硬化。绝缘密封剂在附着地方迅速地硬化，能够可靠地覆盖或者填充附着地方，所以能够更可靠地绝缘。

在以上的说明中，设为泡沫状地喷出绝缘密封剂而进行了说明，但在作为雾状喷出的方式中，也能够使绝缘密封剂发挥同样的飞散性以及扩散性及附着性以及覆盖性。

在以上的说明中，设为绝缘密封剂包含湿气硬化型的树脂成分，但即便并非湿气硬化型，通过泡沫状或者雾状地喷出绝缘密封剂，也能够发挥飞散性以及扩散性及附着性以及覆盖性。

在以上的说明中，设为朝向框体12的内部的上表面13喷出绝缘密封剂，但不限定于此，例如，也可以朝向框体12的内部的侧壁、逆变器14喷射，碰撞并通过飞散而扩散。

在以上的说明中，作为喷射单元20中的气体产生压送装置30使用充气机，但也可以是气罐。另外，即使使喷射单元20自身成为将绝缘密封剂作为气溶胶喷出的气溶胶装置，也能够得到同样的作用以及效果。

在以上的说明中，通过在框体12的内部具备喷射单元20，能够利用框体12保护喷射单元20，但不限定于此，也可以将喷射单元20的至少一部分设置于框体12的外部，例如，将包括喷嘴26的一部分设置于框体12的内部。

以上，详细说明了本说明书公开的技术的具体例，但它们仅为例示，未限定权利要求书。在权利要求书记载的技术中，包括使以上例示的具体例各种各样地变形、变更而得到的例子。在本说明书或者附图说明的技术要素单独或者通过各种组合发挥技术上的有用性，不限定于申请时的权利要求所记载的组合。本说明书或者附图例示的技术能够同时达成多个目的，达成其中的一个目的自身具有技术上的有用性。