电力转换装置

技术领域

本发明涉及电力转换装置。

背景技术

在电动汽车等由马达驱动的车辆中，如图5所示，针对将来自电池BT的直流电(在图示的例子中具有UVW三相)转换成交流电而供给至马达MT的逆变器IVT，通常设置有使电压平滑的电容器CP。由于电容器CP发热，因而需要进行冷却。

针对上述情况，专利文献1公开了经由冷却板对电容器进行冷却的技术(例如参照专利文献1的说明书第0042段至第0045段)。

专利文献1：日本特许第6457895号公报

不过，在设置冷却板的情况下，需要考虑如何使电容器产生的热量经由冷却板可靠地释放至外部。

发明内容

本发明正是鉴于上述问题而完成的，目的在于提供一种电力转换装置，有助于在利用冷却板将电容器模块产生的热量可靠地传递至外部的同时避免结构复杂化。

为了实现上述目的，本发明提供一种电力转换装置，具有：电容器模块；以及冷却通路部，该冷却通路部供冷却介质在内部流通，且具有在第一方向上与所述电容器模块相对的第一对置部，所述电容器模块具有壳体和冷却板，所述冷却板具有位于所述壳体的外侧且从所述壳体在自然状态下沿与所述第一方向交叉的第二方向延伸的延伸部，所述延伸部以在所述第一方向上弹性变形的方式与所述第一对置部接触。

根据本发明的电力转换装置，具有：电容器模块；以及冷却通路部，该冷却通路部具有在第一方向上与电容器模块相对的第一对置部，电容器模块具有壳体和冷却板，冷却板供冷却介质在内部流通，且具有位于壳体的外侧且从壳体在自然状态下沿与第一方向交叉的第二方向延伸的延伸部，延伸部以在第一方向上弹性变形的方式与第一对置部接触，因此，能通过延伸部的弹力作用使冷却板与冷却通路部的第一对置部可靠地紧贴，从而将电容器模块产生的热量经由冷却板可靠地传递至冷却通路部的第一对置部。

此外，在本发明的电力转换装置中，优选所述壳体具有在所述第一方向上与所述第一对置部相对的第一外壁面，自然状态下的所述延伸部以越靠前端则越远离所述第一外壁面的方式相对于所述第一外壁面以第一角度倾斜，在所述电容器模块从所述延伸部的前端侧朝所述延伸部的基部侧组装于所述冷却通路部的状态下，所述延伸部相对于所述第一外壁面以比所述第一角度小的第二角度倾斜，或与所述第一外壁面平行地隔开间隔相对，或与所述第一外壁面紧贴。

根据本发明的电力转换装置，壳体具有在第一方向上与第一对置部相对的第一外壁面，自然状态下的延伸部以越靠前端则越远离第一外壁面的方式相对于第一外壁面以第一角度倾斜，在电容器模块从延伸部的前端侧朝延伸部的基部侧组装于冷却通路部的状态下，延伸部相对于第一外壁面以比第一角度小的第二角度倾斜，或与第一外壁面平行地隔开间隔相对，或与第一外壁面紧贴，因此，能避免延伸部阻碍电容器模块组装于冷却通路部，提高组装效率。

此外，在本发明的电力转换装置中，优选所述第一对置部呈相对于所述第一外壁面以所述第二角度倾斜的板状。

根据本发明的电力转换装置，第一对置部呈相对于第一外壁面以第二角度倾斜的板状，因此，能利用第一对置部引导电容器模块组装于冷却通路部，进一步提高组装效率。

此外，在本发明的电力转换装置中，优选所述冷却通路部具有在与所述第一方向垂直且与所述第二方向交叉的第三方向上与所述电容器模块相对的第二对置部，所述电力转换装置还具有功率模块，在所述第三方向上，所述第二对置部、所述功率模块和所述电容器模块依次层叠。

根据本发明的电力转换装置，冷却通路部具有在与第一方向垂直且与第二方向交叉的第三方向上与电容器模块相对的第二对置部，电力转换装置还具有功率模块，在第三方向上，第二对置部、功率模块和电容器模块依次层叠，因此，能改善电容器模块向冷却通路部组装时的作业性。

此外，在本发明的电力转换装置中，优选所述电容器模块还包括电容器、正极母线和负极母线，所述正极母线及所述负极母线分别与所述电容器电连接，所述正极母线具有第一主体部、从所述第一主体部突出且与电池连接的电池用正极端子以及从所述第一主体部突出且与功率模块连接的功率模块用正极端子，所述负极母线具有第二主体部、从所述第二主体部突出且与电池连接的电池用负极端子以及从所述第一主体部突出且与功率模块连接的功率模块用负极端子，所述第一主体部、所述第二主体部和所述电容器收纳于所述壳体，所述正极母线还具有在所述壳体的外侧延伸且构成所述延伸部的第一延伸部，和/或，所述负极母线还具有在所述壳体的外侧延伸且构成所述延伸部的第二延伸部。

根据本发明的电力转换装置，正极母线还具有在壳体的外侧延伸且构成延伸部的第一延伸部，和/或，负极母线还具有在壳体的外侧延伸且构成延伸部的第二延伸部，因此，能利用第一延伸部和/或第二延伸部改善电容器的冷却效果，并且，与在正极母线、负极母线之外另行设置用于将电容器的热量释放到壳体的冷却部件的情况不同，能减少组装工序，提高组装效率，并且，容易降低制造成本。

(发明效果)

根据本发明，具有：电容器模块；以及冷却通路部，该冷却通路部具有在第一方向上与电容器模块相对的第一对置部，电容器模块具有壳体和冷却板，冷却板具有位于壳体的外侧且从壳体在自然状态下沿与第一方向交叉的第二方向延伸的延伸部，延伸部以在第一方向上弹性变形的方式与第一对置部接触，因此，能通过延伸部的弹力作用使冷却板与冷却通路部的第一对置部可靠地紧贴，从而将电容器模块产生的热量经由冷却板可靠地传递至冷却通路部的第一对置部。

附图说明

图1是示意表示本发明实施方式的电力转换装置的侧剖视图，其中省略了正极母线等的图示。

图2是示意表示本发明实施方式的电力转换装置所包括的电容器模块的立体图。

图3是示意表示本发明实施方式的电力转换装置所包括的电容器模块中的正极母线的第一主体部、电容器和负极母线的第一主体部的布置形态的俯视图。

图4是示意表示本发明变形例的电力转换装置的侧剖视图。

图5是示意表示现有的马达驱动系统的框图。

(符号说明)

1电力转换装置

100电容器模块

110壳体

111底壁

112侧壁

1121 第一侧壁

1121a第一外壁面

1122 第二侧壁

1123 第三侧壁

1124 第四侧壁

120电容器

130正极母线

131第一主体部

132电池用正极端子

133功率模块用正极端子

140负极母线

141第二主体部

142电池用负极端子

143功率模块用负极端子

144冷却板

150灌封材料

200冷却通路部

210第一对置部

220第二对置部

300功率模块

EX 延伸部

具体实施方式

下面，结合图1至图3对本发明实施方式的电力转换装置进行说明。

此处，为方便说明，将相互正交的三个方向设为X方向、Y方向和Z方向，且将X方向的一侧设为X1，将X方向的另一侧设为X2，将Y方向的一侧设为Y1，将Y方向的另一侧设为Y2，将Z方向的一侧设为Z1，将Z方向的另一侧设为Z2。

(电力转换装置的整体结构)

如图1所示，电力转换装置1具有：电容器模块100；以及冷却通路部200，该冷却通路部200供冷却介质(例如水)在内部流通，且具有在X方向(相当于本发明中的第一方向)上与电容器模块100相对的第一对置部210。并且，如图1所示，电容器模块100具有壳体110和冷却板144，冷却板144具有位于壳体110的外侧且从壳体110在自然状态下(参照图1中的虚线)沿与X方向交叉的W方向(相当于本发明中的第二方向)延伸的延伸部EX，延伸部EX以在X方向上弹性变形的方式与第一对置部210接触。

此处，如图1所示，电力转换装置1还具有功率模块300。功率模块300例如由具有多个开关元件的IGBT模块或MOSFET模块等构成。

(电容器模块的整体结构)

如图2和图3所示，电容器模块100包括壳体110、电容器120、正极母线130和负极母线140。正极母线130及负极母线140分别与电容器120电连接。正极母线130具有第一主体部131、从第一主体部131突出且与电池(未图示)连接的电池用正极端子132以及从第一主体部131突出且与功率模块300连接的功率模块用正极端子133。负极母线140具有第二主体部141、从第二主体部142突出且与电池连接的电池用负极端子142以及从第二主体部142突出且与功率模块300连接的功率模块用负极端子143。正极母线130的第一主体部131、负极母线140的第二主体部141和电容器120收纳于壳体110。

(电容器的结构)

如图2和图3所示，电容器120沿X方向排列设置有多个。

此处，电容器120例如是薄膜电容器。

(正极母线的结构)

如图2和图3所示，在正极母线130中，第一主体部131呈板状，且以其板厚方向与Z方向(相当于本发明中的第三方向)一致的方式收纳于壳体110。

此外，如图2所示，在正极母线130中，电池用正极端子132和功率模块用正极端子133分别突出到壳体110的外部。具体而言，电池用正极端子132从第一主体部131朝向X2方向侧延伸；功率模块用正极端子133从第一主体部131沿着Y方向延伸(在图示的例子中，在第一主体部131的Y方向的两侧分别设置有沿X方向间隔排列的多个功率模块用正极端子133)。

此外，在正极母线130中，第一主体部131、电池用正极端子132和功率模块用正极端子133由单个金属制部件形成(在图示的例子中，正极母线130由单个金属制部件形成)。

(负极母线的结构)

如图2和图3所示，在负极母线140中，第二主体部141呈板状，且以其板厚方向与Z方向一致的方式收纳于壳体110。并且，正极母线130的第一主体部131、电容器120和负极母线140的第二主体部141沿Z方向依次层叠。

此外，如图2所示，在负极母线140中，电池用负极端子142和功率模块用负极端子143分别突出到壳体110的外部。具体而言，电池用负极端子142从第二主体部141朝向X2方向侧延伸，且与电池用正极端子132在Y方向上隔开间隔；功率模块用负极端子143从第二主体部141沿着Y方向延伸(在图示的例子中，在第二主体部141的Y方向的两侧分别设置有沿X方向间隔排列的多个功率模块用负极端子143，且这些功率模块用负极端子143分别与功率模块用正极端子133在X方向上隔开间隔)。

此外，如图2所示，负极母线140还具有从第二主体部141延伸至壳体110的外侧面以使电容器120的热量向外部释放的冷却板144。具体而言，冷却板144包括从第二主体部141朝向Z1方向侧延伸的第一部分1441、从第一部分1441朝向X1方向侧折弯延伸的第二部分1442以及从第二部分1442朝向Z2方向侧折弯的第三部分1443，该第三部分1443构成延伸部EX。

此外，在负极母线140中，第二主体部141、电池用负极端子142、功率模块用负极端子143和冷却板144由单个金属制部件形成(在图示的例子中，负极母线140由单个金属制部件形成)。

(壳体的结构)

如图2所示，壳体110整体呈开口盒状。具体而言，壳体110呈Z1方向侧开口的长方体形状，具有底壁111以及从底壁111的周缘朝向Z1方向侧延伸的侧壁112。底壁111的厚度方向与Z方向一致。侧壁112包括第一侧壁1121、第二侧壁1122、第三侧壁1123和第四侧壁1124。第一侧壁1121和第三侧壁1123在X方向上相对。第二侧壁1122和第四侧壁1124在Y方向上相对。

此外，如图2所示，在壳体110内填充有灌封材料150，灌封材料150将正极母线130和负极母线140的至少一部分覆盖。具体而言，灌封材料150覆盖正极母线130的第一主体部131和负极母线140的第二主体部141，正极母线130的电池用正极端子132和功率模块用正极端子133从灌封材料150突出，负极母线140的电池用负极端子142、功率模块用负极端子143和冷却板144从灌封材料150突出。

此外，如图1所示，壳体110具有在X方向上与第一对置部210相对的第一外壁面1121a，自然状态下的延伸部EX以越靠前端(图1中是下端)则越远离第一外壁面1121a的方式相对于第一外壁面1121a(在图示的例子中沿Z方向延伸，但并不局限于此)以第一角度α倾斜(参照图1中虚线所示的延伸部的状态)，在电容器模块100从延伸部EX的前端侧(图1中的Z2方向侧)朝延伸部EX的基部侧(图1中的Z1方向侧)组装于冷却通路部200的状态下，延伸部EX相对于第一外壁面1121a以比第一角度α小的第二角度β倾斜(参照图1中实线所示的延伸部的状态)。

(冷却通路部的结构)

如上所述，冷却通路部200具有在X方向上与电容器模块100相对的第一对置部210。

此外，如图1所示，第一对置部210呈相对于壳体110的第一外壁面1121a以第二角度β倾斜的板状。

此外，如图1所示，冷却通路部200还具有在与X方向垂直且与W方向交叉的Z方向上与电容器模块100相对的第二对置部220(在图示的例子中，第二对置部220从第一对置部210的Z1方向侧的端部朝X1方向侧延伸，但并不局限于此)。并且，如图1所示，在Z方向上，第二对置部220、功率模块300和电容器模块100依次层叠。

此外，如图1所示，冷却通路部200还具有从第一对置部210(在图示的例子中是第一对置部210的Z2方向侧的端部)朝与电容器模块100相反的一侧延伸的部分。

(本实施方式的主要效果)

根据本实施方式的电力转换装置1，具有：电容器模块100；以及冷却通路部200，该冷却通路部200具有在X方向上与电容器模块100相对的第一对置部210，电容器模块100具有壳体110和冷却板144，冷却板144具有位于壳体110的外侧且从壳体110在自然状态下沿W方向延伸的延伸部EX，延伸部EX以在X方向上弹性变形的方式与第一对置部210接触，因此，能通过延伸部EX的弹力作用使冷却板144与冷却通路部200的第一对置部210可靠地紧贴，从而将电容器模块100产生的热量经由冷却板144可靠地传递至冷却通路部210的第一对置部210。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明的具体实现并不受上述实施方式的限制。

例如，在上述实施方式中，在电容器模块100组装于冷却通路部200的状态下，延伸部EX相对于第一外壁面1121a以第二角度β倾斜，但并不局限于此，在电容器模块100组装于冷却通路部200的状态下，如图4所示，延伸部EX也可与第一外壁面1121a平行地隔开间隔相对，还可与第一外壁面1121a紧贴。

此外，在上述实施方式中，在Z方向上，第二对置部220、功率模块300和电容器模块100依次层叠，但并不局限于此，第二对置部220、功率模块300和电容器模块100的位置关系可根据需要适当变更。

此外，在上述实施方式中，第一对置部210呈相对于壳体110的第一外壁面1121a以第二角度β倾斜的板状，但并不局限于此，如图4所示，第一对置部210也可与壳体110的第一外壁面1121a平行，还可形成为其它形状。

此外，在上述实施方式中，冷却通路部200具有第二对置部220以及从第一对置部朝向与电容器模块100相反的一侧延伸的部分，但并不局限于此，冷却通路部200的形状可根据需要适当变更，例如也可省略第二对置部220和上述部分。

此外，在上述实施方式中，负极母线140具有从第二主体部141延伸至壳体110的外侧面以使电容器120的热量向外部释放的冷却板144，但并不局限于此，也可以是正极母线130具有从第一主体部131延伸至壳体110的外侧面以使电容器120的热量向外部释放的冷却板而负极母线140不具有冷却板144，或者是正极母线130具有冷却板且负极母线140具有冷却板144。

此外，在上述实施方式中，冷却板144的形状不局限于图示的形状，可根据需要适当变更，并且，冷却板144也可由与正极母线130、负极母线140分体的单独的部件构件。

应当理解，本发明在其范围内，能将实施方式中的各个部分自由组合，或是将实施方式中的各个部分适当变形、省略。