CN111835212A - 逆变器装置 - Google Patents
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Abstract
提供逆变器装置，能够实现省空间化。本发明的逆变器装置的一个方式具有：第一逆变器部；第二逆变器部；箱体，其具有底部、从所述底部立起的侧面部以及封闭所述侧面部的上侧开口的上部，该箱体收纳所述第一逆变器部和所述第二逆变器部；第一端子组，其设置于所述第一逆变器部，与位于所述箱体的下方的第一外部装置连接；以及第二端子组，其设置于所述第二逆变器部，与位于所述箱体的下方的第二外部装置连接，所述箱体的底部设置有底部开口部，所述第一端子组和所述第二端子组通过所述底部开口部并与所述第二外部装置连接。
Description
技术领域
本发明涉及逆变器装置。
背景技术
专利文献1公开了逆变器装置的一例。在专利文献1中，逆变器设置于马达上，从逆变器的侧面端子延伸的电源缆线在沿逆变器的侧面和下表面延伸之后，与位于逆变器的下方的马达的上表面连接。
专利文献1：日本特开2014-738119号公报
在专利文献1中，从逆变器的侧面端子延伸的电源缆线在沿逆变器的侧面和下表面延伸之后，与位于逆变器的下方的马达的上表面连接，因此电源缆线需要较大的空间。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的之一在于提供能够实现省空间化的逆变器装置。
本发明的逆变器装置的一个方式具有：第一逆变器部；第二逆变器部；箱体，其具有底部、从所述底部立起的侧面部以及封闭所述侧面部的上侧开口的上部，该箱体收纳所述第一逆变器部和所述第二逆变器部；第一端子组，其设置于所述第一逆变器部，与位于所述箱体的下方的第一外部装置连接；以及第二端子组，其设置于所述第二逆变器部，与位于所述箱体的下方的第二外部装置连接，所述箱体的底部设置有底部开口部，所述第一端子组和所述第二端子组通过所述底部开口部并与所述第二外部装置连接。
根据本发明的逆变器装置，能够实现省空间化。
附图说明
图1是本发明的实施方式的逆变器装置的主视立体图。
图2是从右上方观察逆变器装置的立体图。
图3是从后方观察逆变器装置的左侧面的立体图。
图4是从下方观察逆变器装置的立体图。
图5是从上方观察逆变器装置的左侧面的立体图。
图6是示出卸下了逆变器装置的顶盖的状态的立体图。
图7是示出从图6的状态卸下了逆变器控制基板的状态的立体图。
图8是示出从图7的状态卸下了电容器部的状态的立体图。
图9是DCDC转换器的立体图。
图10是示出从图9的状态卸下了DCDC控制基板的状态的立体图。
图11是示出从图9的状态卸下了电源基板的状态的立体图。
图12是示出从图10的状态卸下了屏蔽材料的状态的立体图。
图13是从下方观察图12的状态的DCDC转换器的立体图。
图14是从下方观察升压电抗器的立体图。
图15是第一逆变器电路、第二逆变器电路以及三相端子的立体图。
图16是从下方观察图15的第一逆变器电路、第二逆变器电路以及三相端子的立体图。
图17是图16的第一逆变器电路、第二逆变器电路以及三相端子的仰视图。
图18是从图16的状态去除了三相端子的状态的立体图。
图19是在图16的状态下安装了接头壳体的状态的立体图。
图20是从下方观察接头壳体的立体图。
图21是从上方观察接头壳体的立体图。
图22是示出从图4的状态卸下了接头外壳的状态的图。
图23是示出三相端子、电流传感器以及传感器用连接器的立体图。
图24A是对传感器用连接器的浮动结构进行说明的纵剖视图。
图24B是对传感器用连接器的浮动结构进行说明的立体图。
图25是从下方观察图23的三相端子、平板部件以及模块汇流条的立体图。
图26是箱体的顶盖的立体图。
图27是外壳主体的右侧立体图。
图28是外壳主体的左侧立体图。
图29是外壳主体的右侧视图。
图30是外壳主体的俯视图。
图31是从背面的上方观察外壳主体的立体图。
图32是沿图30的32-32的纵剖面。
图33是示出设置于外壳主体的第一流路和第二流路的局部透视图。
图34是沿图30的34-34的纵剖面。
图35是外壳主体的仰视图。
图36是从下方观察外壳主体的立体图。
图37是示出逆变器装置的组装方法的流程图。
图38是示出逆变器装置的组装方法的图。
图39是示出逆变器装置的组装方法的图。
图40是示出逆变器装置的组装方法的图。
图41是示出逆变器装置的组装方法的图。
图42是示出逆变器装置的组装方法的图。
图43是示出逆变器装置的组装方法的图。
图44是示出逆变器装置的组装方法的图。
图45是示出逆变器装置的组装方法的图。
图46是示出逆变器装置的组装方法的图。
图47是示出逆变器装置的组装方法的图。
图48是逆变器装置的分解立体图。
图49是逆变器装置的电路图。
标号说明
10：逆变器装置；12：顶盖；14：外壳主体；16：信号连接器；18：箱体；20：DC输入部；22：管部件；22a：第一分支路；22b：第二分支路；23a：第一管路；23b：第二管路；24：箱体的底部；26：三相端子；30：接头壳体；40：DCDC转换器；42：升压电抗器；50：电容器部；60：第一逆变器电路；70：第二逆变器电路。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式的逆变器装置的冷却结构进行说明。另外，本发明的范围不限定于以下的实施的方式，能够在本发明的技术思想的范围内任意地变更。而且，在以下的附图中，为了容易地理解各个结构，存在使各个结构中的比例尺以及数量等与实际的结构中的比例尺以及数量等不同的情况。
在附图中，适当地示出XYZ坐标系作为三维直角坐标系。在XYZ坐标系中，Z轴方向为铅直方向，是图1和图2中的逆变器装置的高度方向。X轴方向是与Z轴方向垂直的方向。X轴方向在图1和图2中是逆变器装置的宽度方向(左右方向)。Y轴方向是与X轴方向和Z轴方向双方垂直的方向。
在以下的说明中，将逆变器装置的高度方向(Z轴方向)作为上下方向。有时相对于某个对象将Z轴方向的正侧(+Z侧)称为“上侧”，有时相对于某个对象将Z轴方向的负侧(-Z侧)称为“下侧”。另外，前后方向、前侧以及后侧仅是为了说明而使用的名称，并不限定实际的位置关系和方向。在本实施方式中，将从Z轴方向的上方(+Z侧)观察-Z侧的情况称为俯视观察的情况。
图1是示出本实施方式的逆变器装置10的外观的主视立体图。逆变器装置10例如在汽车的发动机室内配置于两个马达(发电用马达和驱动用马达)上。逆变器装置10具有第一逆变器电路60(图8)和第二逆变器电路70(图8)，例如，第一逆变器电路60与驱动用马达连接，第二逆变器电路70与发电用马达连接。
如图1所示，在对外观进行观察时，逆变器装置10具有顶盖12和外壳主体14。外壳主体14的右侧面14a安装有信号连接器(signal connector)16。顶盖12设置于外壳主体14上，从而逆变器装置10的箱体18由顶盖12和外壳主体14构成。顶盖12通过螺栓20固定于外壳主体14。箱体18的前部(前表面)18a安装有DC输入部19。DC输入部19例如被输入来自汽车的电池(未图示)的直流电流。DC输入部19通过螺栓21固定于箱体18的前部18a。DC输入部19也可以称为DC连接器。
在图1中，Z方向为箱体18的高度方向，X方向为箱体18的宽度方向，Y方向为箱体18的长度方向。
图2是从右上方观察逆变器装置10的立体图。图3是从后方观察逆变器装置10的左侧面的立体图。图2的标号12a是指顶盖12的上表面部。如图2和图3所示，箱体18的后部(外壳主体14的背面14c)安装有管部件22。管部件22是用于将冷却水(例如，LLC)导入箱体18中的部件。LLC是Long Life Coolant的简称。管部件22在外壳主体14的背面14c的近前处分支为两个分支路22a和22b。标号A表示管部件22分支的部位(分支点)。后述的供对第一逆变器电路60进行冷却的冷却水流动的分支路22a有时称为第一分支路，供对第二逆变器电路70进行冷却的冷却水流动的分支路22b有时称为第二分支路。另外，冷却水是制冷剂的一例，也可以使用冷却水以外的制冷剂(例如，冷却油)。
管部件22的一部分或全部可以是金属制的，也可以是树脂制的。在管部件22是金属制的情况下，例如，第一分支路22a的一部分也可以是橡胶制的管。具体而言，也可以是第一分支路22的分支点A附近由金属制的管构成，与外壳主体14的背面14c平行地延伸的部分由橡胶制的管构成，第一分支路22的下游端附近(第一流路开口部18b附近)由金属制的管构成。通过使用橡胶制的管，能够吸收第一流路开口部18b与第二流路开口部18c之间的距离的制造误差。
第一逆变器电路60例如是控制驱动用马达的逆变器电路，第二逆变器电路70例如是控制发电用马达的逆变器电路。
如图3所示，三相端子26、28从箱体18的底部24向下方延伸。而且，外壳主体14的左侧面14b设置有通气过滤器37。另外，箱体18的底部24也是外壳主体14的底部，因此标号24表示箱体18的底部，同时也表示外壳主体的底部。
图4是从下方观察逆变器装置10的立体图。从箱体18的底部24伸出的三相端子26、28在逆变器装置10的宽度方向上彼此隔开规定的间隔。底部24安装有接头壳体30。接头壳体30是与位于逆变器装置10的下方的马达(未图示)接触的外壳，也可以称为马达接头外壳。接头壳体30例如是一体成型品。接头壳体30是与外壳主体14(即箱体18)分别制造的，并安装于外壳主体14。从接头壳体30向下方突出的三相端子26、28能够与位于逆变器装置10的下方的马达直接连接。由此，不需要用于将三相端子26、28与马达连接的缆线。接头壳体30的形状能够按照外壳主体14的形状等而确定。关于接头壳体30的形状，将在后面使用图20和图21进行说明。在箱体18的底部24，开口部25设置于安装接头壳体30的位置。
图5是从上方观察逆变器装置10的左侧面的立体图。
图6是示出卸下了逆变器装置10的顶盖12的状态的立体图。箱体18中收纳有DCDC转换器40、电源基板43、电容器部50、逆变器电路控制基板51、第一逆变器电路60以及第二逆变器电路70。第一逆变器电路60和第二逆变器电路70位于电容器部50的下方，因此在图6中未示出。
DCDC转换器40具有DCDC控制基板41和升压电抗器42。升压电抗器42位于DCDC控制基板41的下方。在DCDC控制基板41的下方并且升压电抗器42的旁边设置有电源基板43。DCDC转换器40对从DC输入部19向逆变器装置10输入(提供)的直流电流(来自电池的供电)进行升压。即，从DC输入部(电源输入部)19向逆变器装置10提供的电压在被DCDC转换器40升压之后，被提供至逆变器部(电容器部50、第一逆变器电路60以及第二逆变器电路70)。在电流从DCDC转换器40向电池流动时，DCDC转换器40进行降压处理。如图6所示，DC输入部19安装于外壳主体14的前表面14d。
DCDC控制基板41控制DCDC转换器40的动作。DCDC控制基板41检测输入输出电压/电流作为输入信号，并例如进行交织方式的控制。DCDC控制基板41生成用于对搭载(安装)于电源基板43的MOSFET进行驱动(半桥接)的信号。电源基板43搭载有功率器件(MOSFET)或平滑电容器，并且电源基板43根据来自DCDC控制基板41的功率器件驱动信号(PWM信号)进行用于进行电力转换的开关动作以及开关动作后的平滑处理。
电容器部50例如由电解电容器构成。电容器部50位于逆变器电路控制基板51的下方。电容器部50有时被称为薄膜电容器。逆变器电路控制基板51也可以称为逆变器控制基板。
图7是示出从图6的状态卸下了逆变器控制基板51的状态的立体图。图8是示出从图7的状态卸下了电容器部50的状态的立体图。图8示出了第一逆变器电路60和第二逆变器电路70。第一逆变器电路60和第二逆变器电路70在箱体18的宽度方向(X方向)上排列配置。第二逆变器电路70的附近的外壳主体左侧面14b设置有放电电阻35。
图9是DCDC转换器40的立体图。图10是示出从图9的状态卸下了DCDC控制基板41的状态的立体图。图11是示出从图9的状态卸下了电源基板43的状态的立体图。图12是示出从图10的状态卸下了屏蔽材料44的状态的立体图。图13是从其他方向观察图12的状态的DCDC转换器40的立体图。图14是从下方观察升压电抗器42的立体图。
如图9所示，DCDC转换器40具有DCDC控制基板41、升压电抗器42以及电源基板43。DCDC控制基板41与升压电抗器42之间设置有第一屏蔽材料44。另外，电源基板43的上表面和下表面设置有规定数量的半导体元件43a(图6)，但在图9中，省略了该半导体元件的图示。
DCDC控制基板41控制升压电抗器42和电源基板43。
升压电抗器42例如具有电磁铁芯(未图示)、卷绕于该电磁铁芯的导线42a以及收纳电磁铁芯和导线42a的电抗器外壳42b。导线42a例如是带有绝缘覆膜的导线，并呈线圈状卷绕于电磁铁芯。另外，在图9和图10中，省略了升压电抗器42的外壳42b的一部分，以便能够看到升压电抗器42的导线42a。
电源基板43具有多个半导体元件43a(图6)，该半导体元件通过被接通/断开来蓄积/释放升压电抗器42的磁能。
第一屏蔽材料44防止升压电抗器42所产生的噪音到达DCDC控制基板41。即，第一密封材料44是保护升压电抗器42免收噪音影响的部件。在俯视时(即，从Z方向的上方观察时)，第一屏蔽材料44是比DCDC控制基板41稍大的平板状的部件。
如图14所示，多个散热片45从电抗器外壳42b的底面向下方伸出。如后所述，散热片45配置为与冷却水接触。通过散热片45被冷却水冷却，DCDC转换器40被冷却。散热片45也可以称为散热部。散热片45与制冷剂直接接触。
图15是第一逆变器电路60、第二逆变器电路70以及三相端子26、28的立体图。如图15所示，第一逆变器电路60具有大致长方体形状。第二逆变器电路70具有与第一逆变器电路60相同的形状。
如图15所示，第一逆变器电路60具有逆变器电源基板61和IGBT 63。逆变器电源基板61具有在IGBT 63上层叠的结构。第二逆变器电路70具有逆变器电源基板71和IGBT 73。逆变器电源基板71具有在IGBT 73上层叠的结构。IGBT是Insulated Gate BiploarTransistor的简称。
三相端子26由U相用端子26a、V相用端子26b以及W相用端子26c构成。三相端子28由U相用端子28a、V相用端子28b以及W相用端子28c构成。
图16是从下方观察图15的第一逆变器电路60、第二逆变器电路70以及三相端子26、28的立体图。箱体18中设置有供三相端子26和28安装的安装部(未图示)。第一逆变器电路60和第二逆变器电路70位于大致相同平面，三相端子26和28位于从第一逆变器电路60和第二逆变器电路70向下方隔开规定距离的地方。箱体18的底部24位于三相端子26和28与第一逆变器电路60和第二逆变器电路70之间，因此在图16中，三相端子26和28位于从第一逆变器电路60和第二逆变器电路70向下方离开规定距离的地方。
图17是图16的状态的第一逆变器电路60、第二逆变器电路70、三相端子26、28、连接器92、96以及平板部件93、97的仰视图。
图18是从图16的状态去除了三相端子26、28的状态的立体图。如图16～图18所示，多个散热片62从第一逆变器电路60的下表面伸出。而且，多个散热片72从第二逆变器电路70的下表面伸出。散热片62和72也可以称为散热部。在第一逆变器电路60的下表面以包围散热片62的方式安装有O形圈64。在第二逆变器电路70的下表面以包围散热片72的方式安装有O形圈74。散热片62和72与制冷剂直接接触。因此，可以说第一逆变器电路60和第二逆变器电路70与制冷剂直接接触。
图19是在图16的状态下安装了接头壳体30的状态的立体图。
图20是从下方观察接头壳体30的立体图。图21是从上方观察接头壳体30的立体图。从图4的状态卸下接头壳体30，则成为图22。
如图20所示，接头壳体30具有固定于箱体18的底部24的基部38以及从该基部38向箱体18的下方突出的突出部39。基部38是具有规定的厚度的板状部件。接头壳体30的外周(突出部39的外周)设置有槽部33。槽部33设置有液体衬垫(未图示)。液体衬垫是用于防水和防尘的密封部件。
如图21所示，接头壳体30的内表面(固定于箱体18的底部24的面)设置有作为四个凹陷部的第一凹部31a、第二凹部31b、第三凹部31c以及第四凹部31d。各个凹部的深度比基部38的厚度小(浅)。第一凹部31a是用于螺钉退避的凹部，第二凹部31b是用于汇流条退避的凹部，第三凹部31c是用于螺钉退避的凹部，第四凹部31d是用于螺钉退避的凹部。接头壳体30设置有两个开口部36a、36b。开口部36a是供三相端子26通过的开口部，开口部36b是供三相端子28通过的开口部。两个开口部36a和36b在成型接头壳体30时一体地形成。即，两个开口部36a和36b与接头壳体30同时一体成型。可以说箱体18的底部24的开口部25在与接头壳体30的两个开口部36a和36b对应的位置具有两个开口部25a和25b。接头壳体30安装于箱体18的底部24时，覆盖箱体18的底部24的开口部25。
图23示出了三相端子28(28a、28b、28c)、具有三个供该三相端子28通过的孔94a的箱形状的电流传感器94、传感器用连接器96、具有规定的厚度的平板部件97以及设置于平板部件97的汇流条98。在俯视时，平板部件97是大致长方形的板状的部件。平板部件97具有突起部95。标号97a表示平板部件97的大致长方形的短边，标号97b表示长边。电流传感器94是检测马达的电流的传感器。
汇流条98是L字形状的汇流条。汇流条98的L字的长边部分大部分沿着平板部件97的长边97b在平板部件97中延伸，L字的短边部分(弯曲部)从平板部件97的短边97a向平板部件97的外部伸出。而且，L字的短边部分相对于平板部件97的表面97c沿垂直方向延伸。电流传感器94具有与平板部件97的表面97c平行的凸缘部94a。
电流传感器94和传感器用连接器96设置于平板部件97上。电流传感器94的凸缘部94a通过螺钉(未图示)固定于平板部件97的突起部95。另外，三相端子26和其周边的结构(电流传感器91、传感器用连接器92、平板部件93)与图23所示的结构相同，因此省略说明。
传感器用连接器96是与位于逆变器装置10的下方的马达(未图示)的传感器(例如，热敏电阻)连接的连接器。热敏电阻是温度传感器的一例。即，作为外部装置的马达具有检测规定的物理量(温度)的温度传感器，逆变器电路具有用于接收来自温度传感器的信号的连接器96。传感器用连接器96可以固定于平板部件97，也可以具有能够相对于平板部件97浮动的结构(浮动结构)。如图24A所示，在采用浮动结构的情况下，传感器用连接器96在下部具有两个拓宽部96a，平板部件97具有从上方与该拓宽部96a卡合的两个倒L字部99。图24A是纵剖面。拓宽部96a从传感器用连接器96的下部向水平方向外侧伸出。倒L字部99由垂直部分99a和水平部分99b构成。水平部分99b从垂直部分99a向水平方向内侧延伸。传感器用连接器96具有浮动结构时，传感器用连接器96能够相对于逆变器电路在规定的范围相对移动。
由图24A可知，传感器用连接器96的拓宽部96a与倒L字部99的卡合是隔着间隙而嵌合，从而传感器用连接器96能够相对于平板部件97以规定量移动。更详细而言，传感器用连接器96能够沿图24A的纸面的左右方向(箭头A方向)以及上下方向(箭头B方向)以规定量移动，并且也能够沿与图24A的纸面垂直的方向(图24B的箭头C方向)以规定量移动。倒L字部99以规定的自由度保持传感器用连接器96，因此也能够称为保持部件。通过两个倒L字部99，形成传感器用连接器96的保持部。
图24B是图24A的立体图。在向倒L字部99组装传感器用连接器96时，使传感器用连接器96沿箭头C方向移动，从而将传感器用连接器96***两个倒L字部99之间的空间90。在***传感器用连接器96后，倒L字部99的箭头C方向两端设置有在箭头C方向上闭合空间90的螺杆等(未图示)。另外，为了容易理解，在图24A和图24B中，比实际情况夸张地示出了倒L字部99与传感器用连接器96的拓宽部96a的间隙。
在将传感器用连接器96组装于倒L字部99后的状态下，传感器用连接器96能够在由两个倒L字部99形成/规定的空间90内，沿箭头A、B以及C方向以规定量移动(相对于平板部件97相对移动)。倒L字部99是设置于(固定于)逆变器电路的部件，并且可以说是保持传感器用连接器96的保持部。传感器用连接器96以隔着间隙的方式嵌合于倒L字部99。
传感器用连接器96具有浮动结构时，将逆变器装置10安装于马达时的作业变得容易。更具体而言，传感器用连接器96的位置能够相对于马达的传感器(热敏电阻)的位置以规定量移动，因此浮动结构吸收了传感器用连接器96的位置的误差。通过该误差的吸收，将逆变器装置10安装于马达时的作业变得容易。
图25是从下方观察图23的立体图。由图23和图25可知，三相端子28是L字状的端子。L字的一边贯通电流传感器94，并相对于平板部件97沿垂直方向延伸。L字的另一边在电流传感器94的下方弯曲，并在电流传感器94中延伸。图25的三相端子28、平板部件97以及汇流条98能够通过一体成型来制造。
图26是箱体18的顶盖12的立体图。如图26所示，顶盖12具有大致平坦的上表面部12a以及从上表面部12a向下方延伸的外周部12b。
图27是从右侧面14a的上方观察外壳主体14的立体图。图28是从左侧面14b的上方观察外壳主体14的立体图。
如图27或图28所示，外壳主体14具有连接右侧面14a的后端部与左侧面14b的后端部的背面14c，并且具有连接右侧面14a的前端部与左侧面14b的前端部的前表面14d。背面14c的高度大于前表面14d的高度。
图29是外壳主体14的右侧视图。在本实施方式中，有时将外壳主体14的右侧面14a、左侧面14b、背面14c以及前表面14d统称为外壳主体14的侧面部(或周部)15。侧面部15的上侧形成有上侧开口部15a。外壳主体14具有从底部24立起的侧面部15，侧面部15的上侧开口部15a被箱体18的上部即顶盖12封住(封闭)。
图30是外壳主体14的俯视图。图31是从背面14c的上方观察外壳主体14的立体图。
如图30或图31所示，用于向逆变器装置10提供冷却水的管部件22在外壳主体14的背面14c的近前处分支为第一分支路22a和第二分支路22b。供对第一逆变器电路60进行冷却的冷却水流动的第一分支路22a与设置于外壳主体14的背面14c的左下的第一流路开口部18b连接。供对第二逆变器电路70进行冷却的冷却水流动的第二分支路22b与设置于外壳主体14的背面14c的右下的第二流路开口部18c连接。
如图27和图28所示，在外壳主体14的内部，在配置有第一逆变器电路60的区域设置有较浅的浴缸状的第一***部80，在配置有第二逆变器电路70的区域设置有较浅的浴缸状的第二***部82。在本实施方式中，通过第一***部80和第二***部82，在箱体18的底部24形成有台阶。而且，在较高的底部(第一***部80和第二***部82)载置有两个逆变器电路60和70。
在外壳主体14的内部，设置有第一管路23a，该第一管路23a从形成于外壳主体14的背面14c的第一流路开口部18b(图31)延伸至第一***部80。而且，在外壳主体14的内部，设置有第二管路23b，该第二管路23b从外壳主体14的背面14c的第二流路开口部18c延伸至第二***部82。
第一***部80在与第一管路23a连接的部位具有第一冷却水入口部80a。第一冷却水入口部80a为圆形的开口部。第二***部82在与第二管路23b连接的部位具有第二冷却水入口部82a。第二冷却水入口部82a为圆形的开口部。
浴缸状的第一***部80是从箱体18的底部24的上表面24a起具有规定的高度的大致长方体状的***部，并在上表面具有第一凹陷部81。第一凹陷部81具有规定的深度。第一凹陷部81具有第一入口凹部81a、平面部81b以及第一出口凹部81c。第一入口凹部81a是与第一冷却水入口部80a连接的部分。第一入口凹部81a设置于比第一凹陷部81的平面81b低的位置。
从第一管路23a流入的冷却水从第一冷却水入口部80a进入第一入口凹部81a，然后，积存在第一凹陷部81的平面部分81b。在俯视时，平面部分81b与第一冷却水入口部80a(或第一管路23a)相比被拓宽，因此冷却水的流速变慢，从而能够形成冷却水在平面部分81b低速流动或滞留的状态。在俯视时，平面部分81b具有与第一逆变器电路60大致相同的形状。另外，在本实施方式中，在俯视时，平面部分81b的宽度(X方向的尺寸)以及长度(Y方向的尺寸)以规定量小于第一逆变器电路60的宽度以及长度。另外，第一***部80和第二***部82也是箱体18的底部24的一部分，因此可以说箱体18的底部24具有由第一***部80和第二***部82规定的第一底部以及形成于比该第一底部低的位置的第二底部(由上表面24a规定的第二底部)。
第一逆变器电路60的散热片62位于第一凹陷部81。第一逆变器电路60的散热片62被冷却水冷却，由此第一逆变器电路60被冷却。第一凹陷部81的深度稍大于散热片62的高度。
第一凹陷部81的下游端设置有第一出口凹部81c。第一出口凹部81c是向下方延伸的圆柱形的开口部(圆柱形的孔)。第一出口凹部81c的下端与通过钻孔加工设置于箱体18的底部24的第一流路84(图32)连接。
图32是沿图30的32-32线切断外壳主体14的纵剖视图。图32的剖视图是在切断第一出口凹部81c的面观察到的纵剖视图。图33是示出设置于外壳主体14的第一流路84和第二流路85的局部透视图。
如图32所示，圆柱状的第一出口凹部81c的下端与第一流路84的上游端84a连接。第一流路84延伸至外壳主体14的前表面14d。第一流路84的出口(下游端)84b设置于外壳主体的前表面14d。第一流路84是在箱体18的底部24的厚度(高度)的大致中央形成的长孔。
如图28和图33所示，浴缸状的第二***部82是具有规定的高度的大致长方体状的***部，并在上表面具有第二凹陷部83。第二凹陷部83具有规定的深度。第二凹陷部83具有第二入口凹部83a、平面部83b以及第二出口凹部83c。第二入口凹部83a是与第二冷却水入口部82a连接的部分。第二入口凹部83a设置于比第二凹陷部83的平面部83b低的位置。
从第二管路23b流入的冷却水从第二冷却水入口部82a进入第二入口凹部83a，然后，积存在第二凹陷部83的平面部分83b。在俯视时，平面部分83b与第二冷却水入口部82a(或第二管路23b)相比被拓宽，因此冷却水的流速变慢，从而能够形成冷却水在平面部分83b低速流动或滞留的状态。在俯视时，平面部分83b具有与第二逆变器电路70大致相同的形状。另外，在本实施方式中，在俯视时，平面部分83b的宽度以及长度以规定量小于第二逆变器电路70的宽度以及长度。
第二逆变器电路70的散热片72位于第二凹陷部83。第二逆变器电路70的散热片72被冷却水冷却，由此第二逆变器电路70被冷却。第二凹陷部83的深度稍大于散热片72的高度。
第二凹陷部83的下游端设置有第二出口凹部83c。第二出口凹部83c是向下方延伸的圆柱形的开口部。第二出口凹部83c的下端与通过钻孔加工设置于箱体18的底部24的第二流路85连接。
图34是沿图30的34-34线切断外壳主体14的纵截面。图34的剖视图是在切断第二出口凹部83c的面观察到的纵剖视图。如图34所示，圆柱状的第二出口凹部83c的下端与第二流路85的上游端85a连接。第二流路85延伸至外壳主体14的前表面14d。第一流路85的出口(下游端)85b设置于外壳主体的前表面14d。
如图33以及图34所示，第二流路85的外壁具有从箱体18的底部24***的部分85c。
在箱体18的底部24，第三凹陷部86设置于配置有电抗器的区域。在俯视时，第三凹陷部86具有L字形状。第三凹陷部86从箱体18的底部24的上表面24a起向下方具有规定的深度。从第三凹陷部86***的部分85c是第二流路85通过第三凹陷部86的部分。
第二流路85通过第三凹陷部86后，通过箱体18的底部24中，并延伸至外壳主体14的前表面14d的出口85b。DCDC转换器40的电抗器42被在第二流路85流动的冷却水冷却。DCDC转换器40的发热量比第二逆变器电路70的发热量小。在本实施方式中，在对发热量较大的第二逆变器电路70进行冷却之后，对发热量较小的DCDC转换器40进行冷却。即，在箱体18内，按照发热量从大到小的顺序，从冷却流路的上游侧向下游侧配置发热部件(第二逆变器电路70、DCDC转换器40)。各个部件的发热量能够使用设计阶段的数值预先计算/获得。
从设置于外壳主体14的背面14c的第一流路开口部18b到设置于外壳主体14的前表面14d的第一流路出口84b为止的冷却水所通过的路也可以统称为第一制冷剂流路。在本实施方式中，第一制冷剂流路设置于箱体18的底部24。第一制冷剂流路由第一管路23a、第一凹陷部81以及第一流路84构成。第一制冷剂流路是在第一逆变器电路60的下方延伸的流路。
从设置于外壳主体14的背面14c的第二流路开口部18c到设置于外壳主体14的前表面14d的第二流路出口85b为止的冷却水所通过的路也可以统称为第二制冷剂流路。在本实施方式中，第二制冷剂流路设置于箱体18的底部24。第二制冷剂流路由第二管路23b、第二凹陷部83以及第二流路85构成。第二制冷剂流路是在第二逆变器电路70的下方延伸的流路。第一制冷剂流路与第二制冷剂流路大致平行地延伸。
图35是外壳主体14的仰视图。L字的部分24b是贯通孔。另外，图36是从下方观察外壳主体14的立体图(安装有接头壳体30的状态)。接头壳体30与外壳主体14接合的部分是用图35的标号24c示出的环状部(包含六个螺栓孔24d的环状部)。
＜逆变器装置的组装方法＞
参照图22、图27、图31以及图37～图47对逆变器装置10的组装方法进行说明。图37是对组装方法进行说明的流程图。S是Step的简称。
首先，准备如图27所示的外壳主体14。然后，如图31所示，在外壳主体14的背面14c安装管部件22。管部件22的安装例如通过压入(press fitting)来进行(S1)。
在S1之后，如图38所示，在第二凹陷部83的附近的外壳主体14的底部24上安装放电电阻35。更详细而言，在底部24上并且以与左侧面14b的内侧面接触的方式安装放电电阻35。而且，在外壳主体14的前表面14d安装DC输入部19(S2)。S2的安装通过基于螺栓的紧固来进行。
在S2之后，如图39所示，在外壳主体14安装升压电抗器42、电源基板43以及汇流条46(S3)。S3的安装通过基于螺栓的紧固来进行。
在S3之后，如图40所示，在外壳主体14安装第一逆变器电路60以及第二逆变器电路70(S4)。第一逆变器电路60以及第二逆变器电路70由IGBT 63、73以及IGBT终端等构成，因此在流程图中表现为IGBT部件的安装。S4的安装通过基于螺栓的紧固来进行。而且，在S4中，在第一逆变器电路60的下表面安装O形圈64，在第二逆变器电路70的下表面安装O形圈74。
在俯视时，第一逆变器电路60的Y轴方向的长度大于第一***部80的Y轴方向的长度。由此，在将第一逆变器电路60安装到外壳主体14的底部24的情况下，第一逆变器电路60的前侧的部分(朝向外壳主体14的前表面14d的部分)从第一***部80突出。
而且，第二逆变器电路70的Y轴方向的长度大于第二***部82的Y轴方向的长度。由此，在将第二逆变器电路70安装到外壳主体14的底部24的情况下，第二逆变器电路70的前侧的部分(朝向外壳主体14的前表面14d的部分)从第二***部82突出。
在S4之后，如图41所示，在外壳主体14安装DCDC转换器40的控制基板41和DC汇流条47(S5)。S5的安装通过基于螺栓的紧固来进行。DC汇流条47连接DC输入部19与电源基板43。
在S5之后，如图42所示，安装电容器部(薄膜电容器)50和汇流条48(S6)。汇流条48连接电源基板43与电容器部50。S6的安装通过基于螺栓的紧固来进行。
也可以将第一逆变器电路60和第二逆变器电路70以及配置于它们之上的电容器部50统称为逆变器部。
在S6之后，如图43所示，在电容器部50上安装逆变器控制基板51(S7)。S7的安装通过基于螺栓的紧固来进行。
在S7之后，如图44所示，在外壳主体14的右侧面14a安装信号连接器16(S8)。S8的安装通过基于螺栓的紧固来进行。之后，将需要的线束(未图示)***外壳主体14内(S9)。之后，沿着外壳主体14的周部15的上方缘15b涂布液体密封材料(S10)。
在S10之后，如图45所示，在外壳主体14安装顶盖12(S11)。S11的安装通过基于螺栓20的紧固来进行。在S10涂布的液体密封件是为了防水和防尘而用于对外壳主体14与顶盖12之间进行密封的。
在S11之后，如图22所示，反转箱体18，将马达三相端子26和设置有传感器用连接器92的平板部件93安装于第一逆变器电路60，并将马达三相端子28和设置有传感器用连接器96的平板部件97安装于第二逆变器电路70(S12)。S12的安装通过基于螺栓的紧固来进行。在S12之后，第一逆变器电路60和第二逆变器电路70的端子部分66和76与马达三相端子通过焊接而接合(S13)。在S13之后，通过螺栓安装马达电流传感器94(S14)。在S14之后，在外壳主体14的底部24的环状部24c(图35)涂布液体密封材料(S15)。在S15涂布的液体密封件是为了防水和防尘而用于对外壳主体14与接头壳体30之间进行密封的。
在S15之后，如图46所示，通过螺栓在外壳主体14安装接头壳体30(S16)。
在S16之后，如图47所示，将通气过滤器37***外壳主体14的左侧面14b(S17)。通气过滤器37是用于使空气在箱体18的内部与外部之间通过的部件，并具有用于防止异物进入箱体18的内部的过滤功能。
通过上述S1～S17组装逆变器装置10。
图48是逆变器装置10的分解立体图。图49是逆变器装置10的电路图。
＜实施方式的效果＞
根据本实施方式，箱体18的底部24设置有供第一逆变器电路60和第二逆变器电路70的三相端子26和28等通过的开口部25(25a、25b)，因此在逆变器装置10设置于外部装置(例如，马达)上的情况下，能够使逆变器电路的端子组直接与外部装置连接。由此，不需要在专利文献1中使用的电源缆线，从而也不需要用于电源缆线的空间。因此，能够实现省空间化。
根据本实施方式，设置分支的第一制冷剂流路和第二制冷剂流路，并通过第一制冷剂流路对第一逆变器电路60进行冷却，通过第二制冷剂流路对第二逆变器电路70进行冷却。即，能够同时/并列对第一逆变器电路60和第二逆变器电路70进行冷却。因此，能够对两个逆变器电路60、70均等地进行冷却，从而能够提高两个逆变器电路60、70的冷却效率。这样，根据本实施方式，能够提高逆变器装置10的冷却效率。
而且，在箱体18的底部24设置第一制冷剂流路和第二制冷剂流路，因此能够抑制逆变器装置10的冷却结构的大型化。即，不需要将冷却流路设置为独立于箱体的部件，因此能够实现箱体的小型化。
由图2和图6可知，顶盖12相对于外壳主体14的底部24倾斜。而且，覆盖DCDC转换器40的箱体上部比覆盖逆变器部(第一逆变器电路60、第二逆变器电路70)的箱体上部低，因此能够在DCDC转换器40的上方确保能够自由使用的空间。顶盖12的倾斜是从逆变器部的上方朝向DCDC转换器40的上方下降的倾斜。
逆变器部具有逆变器电源基板61、71、电容器部50以及逆变器控制基板51，电容器部50设置于电源基板61、71上。而且，逆变器控制基板51设置于电容器部50上。通过这样的层叠结构，逆变器部的组装变得容易。而且，能够使逆变器部变得紧凑。
另外，在本实施方式的逆变器装置10中，也能够采用以下的结构。
第一制冷剂流路和第二制冷剂流路在箱体18内是两条流路，但也可以是在伸出箱体之前或者伸出箱体之后合流而成为一条流路。
第一逆变器电路60与驱动用马达连接，第二逆变器电路70与发电用马达连接，但也可以是第一逆变器电路60与发电用马达连接，第二逆变器电路70与驱动用马达连接。
DCDC转换器40的电源基板43的位置也可以位于被第一流路84冷却的位置。
各个部件的安装不限定于螺栓紧固。
与本实施方式的逆变器装置10连接的设备没有特别限定，也可以搭载于马达以外的设备或驱动装置。即，逆变器装置10的三相端子26和28也能够与马达以外的驱动装置等连接。箱体18具有能够分割成顶盖12和外壳主体14的双构件结构，也可以具有其他结构(例如，三构件结构)。
上述实施方式的逆变器装置10具有DCDC转换器40，但逆变器装置10也可以不具有DCDC转换器40。在该情况下，在配置有DCDC转换器40的位置配置电容器部50。而且，通过在第二制冷剂流路流动的冷却水对电容器部50进行冷却。而且，逆变器控制基板51设置于逆变器电源基板61、71上。从DC输入部19向逆变器装置10提供的电压在被提供至电容器部50之后，被提供至第一逆变器电路60和第二逆变器电路70。
在上述实施方式中，第一制冷剂流路由第一管路23a、第一凹陷部81以及第一流路84构成，但也可以将在箱体18的外部的管部件22(第一管路23a)包含在第一制冷剂流路中。而且，第二制冷剂流路由第二管路23b、第二凹陷部83以及第二流路85构成，但也可以将在箱体18的外部的管部件22(第一管路23b)包含在第二制冷剂流路中。
而且，能够在相互不矛盾的范围内适当地组合上述说明的各个结构。
Claims (14)
1.一种逆变器装置，其具有：
第一逆变器部；
第二逆变器部；
箱体，其具有底部、从所述底部立起的侧面部以及封闭所述侧面部的上侧开口的上部，该箱体收纳所述第一逆变器部和所述第二逆变器部；
第一端子组，其设置于所述第一逆变器部，与位于所述箱体的下方的第一外部装置连接；以及
第二端子组，其设置于所述第二逆变器部，与位于所述箱体的下方的第二外部装置连接，
其特征在于，
所述箱体的底部设置有底部开口部，
所述第一端子组和所述第二端子组通过所述底部开口部并分别与所述第一外部装置和所述第二外部装置连接。
2.根据权利要求1所述的逆变器装置，其特征在于，
所述箱体的底部设置有覆盖所述底部开口部的接头壳体，
所述接头壳体具有与所述底部开口部的一部分对应的第一开口部，并且具有与所述底部开口部的其他部分对应的第二开口部，
所述第一端子组通过所述底部开口部以及所述第一开口部并与所述第一外部装置连接，所述第二端子组通过所述底部开口部以及所述第二开口部并与所述第二外部装置连接。
3.根据权利要求1或2所述的逆变器装置，其特征在于，
所述第一外部装置具有检测规定的物理量的第一传感器，
所述第一逆变器部具有用于接收来自所述第一传感器的信号的第一连接器，
所述第一连接器通过所述底部开口部以及所述第一开口部并向所述箱体的外部延伸，
所述第二外部装置具有检测规定的物理量的第二传感器，
所述第二逆变器部具有用于接收来自所述第二传感器的信号的第二连接器，
所述第二连接器通过所述底部开口部以及所述第二开口部并向所述箱体的外部延伸。
4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的逆变器装置，其特征在于，
所述第一连接器具有能够相对于所述第一逆变器部在规定的范围相对移动的浮动结构，
所述第二连接器具有能够相对于所述第二逆变器部在规定的范围相对移动的浮动结构。
5.根据权利要求4所述的逆变器装置，其特征在于，
所述第一连接器以隔着间隙的方式嵌合于固定在所述第一逆变器部上的第一连接器保持部，
所述第二连接器以隔着间隙的方式嵌合于固定在所述第二逆变器部上的第二连接器保持部。
6.根据权利要求2所述的逆变器装置，其特征在于，
所述接头壳体是与所述第一开口部和所述第二开口部一体成型的一体成型品，是与所述箱体分开成型的成型品。
7.根据权利要求2所述的逆变器装置，其特征在于，
所述接头壳体经由第一密封部件安装于所述箱体的底部。
8.根据权利要求2所述的逆变器装置，其特征在于，
所述接头壳体具有固定于所述箱体的底部的基部以及从所述基部向所述箱体的下方突出的突出部，
所述突出部的外周设置有槽，
所述槽设置有与所述第一外部装置和所述第二外部装置接触的第二密封部件。
9.根据权利要求2所述的逆变器装置，其特征在于，
所述接头壳体的基部是具有规定的厚度的板状部件，
所述板状部件的面中的固定于所述箱体的底部的面设置有多个比所述规定的厚度浅的凹陷部。
10.根据权利要求2所述的逆变器装置，其特征在于，
所述箱体中设置有供所述第一端子组安装的第一安装部以及供所述第二端子组安装的第二安装部，
所述第一端子组从所述第一安装部朝向所述底部开口部的一部分延伸，
所述第二端子组从所述第二安装部朝向所述底部开口部的其他部分延伸，
所述第一安装部设置有第一布线部，该第一布线部沿与所述第一端子组延伸的方向不同的方向延伸，
所述第二安装部设置有第二布线部，该第二布线部沿与所述第二端子组延伸的方向不同的方向延伸。
11.根据权利要求10所述的逆变器装置，其特征在于，
检测所述第一逆变器部的电流的第一电流传感器设置于所述第一安装部，
检测所述第二逆变器部的电流的第二电流传感器设置于所述第二安装部。
12.根据权利要求1～11中的任意一项所述的逆变器装置，其特征在于，
所述第一外部装置是第一马达，
所述第二外部装置是第二马达。
13.根据权利要求1～12中的任意一项所述的逆变器装置，其特征在于，
所述第一端子组和所述第二端子组分别至少包含三相端子。
14.根据权利要求1～13中的任意一项所述的逆变器装置，其特征在于，
所述第一逆变器部是控制驱动用马达的逆变器部，
所述第二逆变器部是控制发电用马达的逆变器部。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| JP2019067535A JP2020167856A (ja) | 2019-03-29 | 2019-03-29 | インバータ装置 |
| JP2019-067535 | 2019-03-29 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111835212A true CN111835212A (zh) | 2020-10-27 |
Family
ID=72716514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010223688.5A Withdrawn CN111835212A (zh) | 2019-03-29 | 2020-03-26 | 逆变器装置 |
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|---|---|---|---|---|
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2020
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