DE112008000691T5

DE112008000691T5 - Elektrischer Einheit mit Kondensator

Info

Publication number: DE112008000691T5
Application number: DE112008000691T
Authority: DE
Inventors: Takashi Toyota-shi Hamatani
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2007-03-19
Filing date: 2008-03-18
Publication date: 2010-04-29
Anticipated expiration: 2028-03-19
Also published as: CN101636803A; CN101636803B; DE112008000691B4; JP2008235441A; US8102653B2; DE112008000691T8; WO2008123269A1; US20100014252A1; JP4702311B2

Abstract

Eine elektrische Einheit, aufweisend:
einen Kondensator (200);
ein Gehäuse (510, 520) zur Aufnahme des Kondensators (200);
ein elektronisches Bauteil (530, 540), das in dem Gehäuse (510, 520) aufgenommen ist und durch Durchführung einer Funktion mit elektrischer Leitung Wärme erzeugt; und
einen Reflektor (220, 1220, 2220), der zwischen dem elektronischen Bauteil und dem Kondensator (200) angeordnet ist, um von dem elektronischen Bauteil abgestrahlte Wärme zu reflektieren.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Einheit mit einem Kondensator und insbesondere eine elektrische Einheit, welche einen Kondensator und ein elektronisches Bauteil unterschiedlich zum Kondensator innerhalb eines Gehäuses aufnimmt.
Stand der Technik
Elektrofahrzeuge und Hybridfahrzeug mit einem Motor als Antriebsquelle sind im praktischen Gebrauch. Elektrische Energie von einer Batterie wird verstärkt und gewandelt, um dem Motor zugeführt zu werden. Elektronische Bauteile (z. B. ein Halbleiterelement, das einen Inverter bildet) zur Zufuhr der elektrischen Energie an den Motor sind für gewöhnlich in einem Gehäuse aufgenommen und nach außen hin geschützt. Mit Blick auf Platzeinsparung ist in den letzten Jahren eine Forderung nach einer Miniaturisierung des Gehäuses zur Aufnahme der elektronischen Bauteile zur Zufuhr von elektrischer Energie an den Motor entstanden. Eine solche Technik zur Miniaturisierung des Gehäuses ist beispielsweise in der Japanischen Patentoffenlegungsnummer 2004-312925 beschrieben.
Eine elektrische Ausstattung, wie sie in der Japanischen Patentveröffentlichungsnummer 2004-312925 beschrieben ist, enthält eine Inverterschaltung, ein Gehäuse mit einem offenen oberen Abschnitt und zur Aufnahme der Inverterschaltung in einem unteren Abschnitt, einen Kondensator, der mit der Inverterschaltung verbunden ist und ein Gehäuse, das den Kondensator aufnimmt. Das Gehäuse, das den Kondensator aufnimmt, ist mit einer oberen Umfangsoberfläche des Gehäuses verbunden, welches die Inverterschaltung aufnimmt. Ein Invertersteuersubstrat ist zwischen dem Inverter und dem Kondensator angeordnet.
Bei dem elektrischen Gerät gemäß der Japanischen Patentoffenlegungsnummer 2004-312925 kann die obere Öffnung des Gehäuses, welches den Inverter aufnimmt, durch das Gehäuse verschlossen werden, welches den Kondensator aufnimmt. Somit können der Kondensator, die Inverterschaltung und das Invertersteuersubstrat vor äußeren Einflüssen geschützt werden, ohne dass ein Bauteil alleine zum Schließen der Öffnung des Gehäuses vorgesehen werden muss. Der Raum für das Bauteil, das nur zum Schließen der Öffnung des Gehäuses dient, kann somit verringert werden, was zu einer Miniaturisierung des elektrischen Geräts führt.
Jedoch ist bei dem elektrischen Gerät gemäß der Japanischen Patentveröffentlichungsnummer 2004-312925 dem Effekt einer Wärmestrahlung von der Inverterschaltung etc. in Richtung Kondensator keine Beachtung geschenkt. Insbesondere erzeugen die Inverterschaltung und eine Schaltung auf dem Invertersteuersubstrat aufgrund der elektrischen Leitung Wärme und strahlen eine Wärmestrahlung ab. Wenn die emittierte Wärmestrahlung vom Kondensator aufgenommen wird, sodass die Temperatur des Kondensators ansteigt, kann sich die Leistungsfähigkeit des Kondensators verschlechtern. Insbesondere bei der Tendenz in Richtung einer noch geringeren Distanz zwischen Inverterschaltung etc. und Kondensator, wenn die Gehäuse miniaturisiert werden, nimmt der Effekt einer Wärmestrahlung von der Inverterschaltung etc. bei einem Temperaturanstieg des Kondensators zu.
Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die obigen Probleme zu beseitigen und Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektrische Einheit zu schaffen, welche einen Kondensator und ein elektronisches Bauteil unterschiedlich zu einem Kondensator innerhalb eines Gehäuses aufnimmt und das in der Lage ist, einen Temperaturanstieg des Kondensators zu unterbinden.
Eine elektrische Einheit gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet einen Kondensator, ein Gehäuse zur Aufnahme des Kondensators, ein elektronisches Bauteil, das in dem Gehäuse aufgenommen ist und durch Durchführung einer Funktion mittels elektrischer Leitung Wärme erzeugt, und einen Reflektor zwischen dem elektronischen Bauteil und dem Kondensator, um Wärme zu reflektieren, die von dem elektronischen Bauteil abgestrahlt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind der Kondensator und das elektronische Bauteil innerhalb des Gehäuses aufgenommen. Dieses elektronische Bauteil erzeugt aufgrund einer elektrischen Leitung Wärme. Der Reflektor zur Reflektion von Wärme (Wärmestrahlung), welche von dem elektronischen Bauteil abgestrahlt wird, ist zwischen dem elektronischen Bauteil und dem Kondensator angeordnet. Selbst wenn daher das elektronische Bauteil Wärme erzeugt und eine Wärmestrahlung abgibt, wird die in Richtung Kondensator abgestrahlte Wärmestrahlung daran gehindert, direkt von dem Kondensator aufgenommen zu werden. Im Ergebnis kann eine elektrische Einheit geschaffen werden, welche einen Kondensator und ein elektronisches Bauteil in einem Gehäuse aufnimmt und in der Lage ist, einen Temperaturanstieg im Kondensator zu unterdrücken.
Bevorzugt wird ein Material mit hohem thermischen Reflektionsvermögen und hoher thermischer Leitfähigkeit als Material für den Reflektor verwendet. Der Reflektor ist mit dem Gehäuse verbunden, wobei er am Kondensator anliegt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung hat das Material für den Reflektor hohes thermisches Reflektionsvermögen und hohe thermische Leitfähigkeit. Weiterhin ist der Reflektor mit dem Gehäuse verbunden, wobei er am Kondensator anliegt. Somit kann von dem elektronischen Bauteil abgestrahlte Wärme vom Reflektor reflektiert werden und Wärme vom Kondensator kann über den Reflektor aktiv auf das Gehäuse übertragen werden. Somit kann ein Temperaturanstieg des Kondensators noch weiter unterdrückt werden.
Weiterhin bevorzugt ist der Reflektor mit dem Gehäuse durch einen Befestigungsteil mit hoher thermischer Leitfähigkeit verbunden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Reflektor mit dem Gehäuse durch ein Befestigungsteil mit hoher thermischer Leitfähigkeit verbunden. Somit kann Wärme, die vom Kondensator auf den Reflektor übertragen wurde, über das Verbindungsteil an das Gehäuse weitergegeben werden.
Weiterhin bevorzugt ist das Material für den Reflektor Aluminium.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Reflektor aus Aluminium mit hohem thermischen Reflektionsvermögen und hoher thermischer Leitfähigkeit, sodass ein Großteil der Wärmestrahlung von dem elektronischen Bauteil reflektiert werden kann und ein Großteil der Wärme vom Kondensator auf das Gehäuse übertragen werden kann.
Weiterhin bevorzugt liegt der Kondensator an dem Gehäuse an.
Gemäß der vorliegenden Erfindung liegt der Kondensator an dem Gehäuse an, sodass Wärme von dem Kondensator direkt auf das Gehäuse übertragen wird. Damit kann ein Temperaturanstieg des Kondensators weiter unterdrückt werden.
Weiterhin bevorzugt enthält das Gehäuse eine Wandoberfläche, welche an einer Außenseite mit einem Kühlmitteldurchlass versehen ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Wandfläche des Gehäuses durch den Kühlmitteldurchlass gekühlt, sodass von dem elektronischen Bauteil in das Gehäuse abgeleitete Wärme dem Gehäuse in einer größeren Menge übertragen wird. Ein Temperaturanstieg im inneren des Gehäuses wird damit unterdrückt, sodass auch ein Temperaturanstieg des Kondensators unterdrückt wird.
Weiterhin bevorzugt ist das elektronische Bauteil ein Halbleiterelement, das an einer Innenseite der Wandoberfläche anliegt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird Wärme vom Halbleiterelement auf den Kühlmitteldurchlass durch die Wandfläche übertragen, sodass eine Wärmemenge, die von dem Halbleiterelement in das Gehäuse abgeleitet wird, verringert werden kann. Ein Temperaturanstieg im inneren des Gehäuses wird damit weiter verringert, sodass ein Temperaturanstieg des Kondensators ebenfalls weiter unterdrückt wird.
Weiterhin bevorzugt enthält die elektrische Einheit ein Halbleiterelement, das an einer Innenseite der Wandfläche anliegt. Das elektronische Bauteil ist ein elektronisches Bauteil, das auf einem Substrat angeordnet ist, welches an einer Innenseite des Gehäuses relativ zu dem Halbleiterelement angeordnet ist, um das Halbleiterelement zu steuern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Wärmestrahlung, die von dem elektronischen Bauteil abgestrahlt wird, das an einer Innenseite des Gehäuses relativ zu dem Halbleiterelement angeordnet ist, um dieses Halbleiterelement zu steuern, vom Reflektor reflektiert werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
1 ist ein Schaltkreisdiagramm einer Schaltung zum Betreiben eines Motors eines Hybridfahrzeugs mit einer PCU gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 und 3 zeigen eine PCU gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine Schnittdarstellung durch eine PCU gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 zeigt den Wärmefluss in der PCU gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 ist eine Schnittdarstellung einer PCU gemäß einer ersten Abwandlung der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 ist eine Schnittdarstellung einer PCU gemäß einer zweiten Abwandlung der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
8 ist eine Schnittdarstellung einer PCU gemäß einer dritten Abwandlung der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Beste Arten zur Durchführung der Erfindung
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der nachfolgenden Beschreibung sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Ihre Begriffe und Funktionen sind ebenfalls gleich. Folglich werden detaillierte Beschreibungen hiervon nicht wiederholt.
Bezug nehmend auf 1 wird nachfolgend eine Schaltung zum Antrieb eines Motors für ein Hybridfahrzeug mit einer Energiesteuereinheit (nachfolgend als PCU bezeichnet) 500 gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Es sei festzuhalten, dass das Fahrzeug, in welchem die PCU 500 eingebaut ist, nicht auf ein Hybridfahrzeug beschränkt sein muss, sondern auch ein beliebiges Elektrofahrzeug sein kann. Weiterhin ist die Energiesteuereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf den Einsatz in einem Fahrzeug beschränkt.
Die Schaltung zum Antrieb des Motors enthält einen Verstärkerwandler 100, einen Kondensator 200, IPMs 300A, 300B für einen Inverter und Motorgeneratoren 400A, 400B.
Der Verstärkerwandler 100 umfasst einen Verstärker-IPM 110 und eine Drossel 120. Der Verstärker-IPM 110 enthält zwei IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) und zwei Dioden parallel zu dem IGBTs, sodass ein Stromfluss von einer Emitterseite zu einer Kollektorseite der IGBTs ermöglicht ist. Die Drossel 120 ist mit einem Ende mit einer Energieversorgungsleitung einer Fahrtbatterie verbunden und mit dem anderen Ende mit einem Knotenpunkt zwischen den beiden IGBTs des Verstärker-IPM 110.
Der Verstärkerwandler 110 verstärkt eine Gleichstromspannung von der Batterie und liefert die sich ergebende Spannung an den Kondensator 200, indem ein Gate eines jeden IGBT vom Verstärker-IMP 110 in Antwort auf ein Anweisungssignal von einer nicht gezeigten ECU (Electronic Control Unit) ein/ausgeschaltet wird (elektrische Leitung/Unterbrechung). Zusätzlich wandelt während eines regenerativen Bremsvorgangs des Hybridfahrzeugs der Verstärkerwandler 100 eine von den Motorgeneratoren 400A, 400B zum Antrieb des Fahrzeugs und durch die IPMS 300A, 300B für einen Inverter gewandelte Gleichspannung herunter und liefert die sich ergebende Spannung an die Fahrtbatterie. Es sei festzuhalten, dass allgemein bekannte Techniken für den Verstärkerwandler 100 und jeden IGBT verwendet werden können, sodass detaillierte Beschreibungen hier nicht wiederholt werden.
Der Kondensator 200 glättet die Spannung der Gleichstromenergie vom Verstärkerwandler 100 und liefert die geglättete Gleichstromenergie an die IPMs 300A, 300B für einen Inverter. Es sei festzuhalten, dass der Kondensator 200 aufgrund der elektrischen Stromführung Wärme erzeugt.
Die IPMs 300A, 300B für den Inverter enthalten sechs IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) und sechs Dioden in Parallelschaltung zu dem IGBTs, sodass ein Stromfluss von einer Emitterseite zu einer Kollektorseite der IGBTs ermöglicht ist. Die IPMs 300A, 300B für den Inverter wandeln den von der Batterie gelieferten Gleichstrom für die Fahrt in einen Wechselstrom und liefern den sich ergebenden Strom an die Motorgeneratoren 400A, 400B, indem ein Gate eines jeden IGBT in Antwort auf ein Anweisungssignal von der ECU ein/ausgeschaltet wird (elektrische Leitung/Unterbrechung). Es sei festzuhalten, das allgemein bekannte Techniken für die IPMs 300A, 300B für den Inverter und die IGBTs verwendet werden können, sodass eine detaillierte weitere Beschreibung hier nicht erfolgt.
Jeder IGBT für den Verstärker-IPM 110 und die IPMs 300A, 300B für den Inverter erzeugt Wärme, wenn sein Gate ein/ausgeschaltet wird (Elektrische Leitung/Unterbrechung). Es sei festzuhalten, das in der nachfolgenden Beschreibung der Verstärker-IPM 110 und die IPMs 300A, 300B für den Inverter gemeinschaftlich als IPM 530 bezeichnet und als einziges Modul angesehen werden. Es sei festzuhalten, das der Verstärker-IPM 110 und die IPMs 300A, 300B für den Inverter nicht notwendigerweise auf ein einzelnes Modul beschränkt sein müssen. Der IPM 530 erzeugt mehr Wärme als der Kondensator 200.
Bezug nehmend auf die 2 und 4 wird nachfolgend die PCU 500 gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Gemäß 2 hat die PCU 500 ein Inneres, das durch ein Gehäuse 510 aus Aluminium und einer Bodenplatte 520 verschlossen ist.
Das Gehäuse 510 ist im Wesentlichen von flächenparalleler Form mit einem oben offenen Abschnitt. Eine untere Umfangsoberfläche des Gehäuses 510 und die Bodenplatte 520 sind mit (nicht gezeigten) Verschraubungen aneinander anliegend festgelegt.
Der Innenraum der PCU 500, der durch das Gehäuse 510 und die Bodenplatte 520 gebildet ist, nimmt den IPM 530, ein Steuersubstrat 540 und den Kondensator 200 auf.
Der IPM 530 ist an einer oberen Oberfläche der Bodenplatte 520 anliegend angeordnet. Es sei festzuhalten, das der IPM 530 so angeordnet werden kann, das er an der oberen Oberfläche der Bodenplatte 520 mit einer (nicht gezeigten) dazwischen liegenden Wärmeabstrahlplatte anliegt.
Das Steuersubstrat 540 ist eine rechteckförmige Platte, auf der eine Steuerschaltung angeordnet ist, welche elektronische Bauteile aufweist, beispielsweise einen Gatetreiber, einen Transformator etc. und liegt oberhalb des IPM 530. Das Steuersubstrat 540 ist über Verbindungsleitungen 532 elektrisch mit dem IPM 530 verbunden. In Antwort auf ein Anweisungssignal von der ECU erzeugt die auf dem Steuersubstrat 540 angeordnete Steuerschaltung ein Steuersignal zum Ein- und Ausschalten eines jeden IGBT im IPM 530 und sendet das Steuersignal an den IPM 530. Der IPM 530 wird auf der Grundlage dieses Steuersignals gesteuert, sodass die Ausgänge der Motorgeneratoren 400A, 400B gesteuert werden. Die Steuerschaltung auf dem Steuersubstrat 540 erzeugt aufgrund eines Stromflusses Wärme. Es sei festzuhalten, das die auf dem Steuersubstrat 540 angeordneten elektronischen Bauteile nicht auf eine Steuerschaltung für den IPM 530 beschränkt sind, vorausgesetzt, es handelt sich um elektronische Bauteile, die aufgrund von elektrischer Leitung Wärme erzeugen.
Der in einem Gehäuse 210 aufgenommene Kondensator 200 ist im Wesentlichen von flächenparalleler Form. An einer Außenseite einer Seitenfläche des Gehäuses 210 ist ein Sitzabschnitt 212 angeordnet, durch welchen ein Befestigungsbolzen 214 läuft. Wie später beschrieben wird, wird der Befestigungsbolzen 214 an einem Vorsprung 512 (vergleiche 4) befestigt, der von einer Innenseite einer oberen Fläche des Gehäuses 510 nach unten vorsteht. Im Ergebnis ist der Kondensator 200 am Gehäuse 510 befestigt, wobei der Kondensator 200 oberhalb des Steuersubstrats 540 liegt. Ein Metall mit hoher thermischer Leitfähigkeit (z. B. Aluminium) wird als Material für den Befestigungsbolzen 214 verwendet.
Eine Busschiene 216, die von einer unteren Fläche des Kondensators 200 aus nach unten weist und ein Verbindungsanschluss 534 an einer Seitenfläche des IPM 530 sind miteinander verbunden, sodass der Kondensator 200 und der IPM 530 elektrisch miteinander verbunden sind.
3 zeigt den Kondensator 200 und das Gehäuse 510 gesehen in Richtung des Pfeils A in 2. Gemäß 3 ist das Gehäuse 210 des Kondensators 200 mit einem Vergussmaterial 230 aus Harz gefüllt, in welchem der Kondensatorelementkörper (nicht gezeigt) eingebettet ist.
Ein im Wesentlichen rechteckförmiger Reflektor 220 ist unterhalb des Kondensatorelementkörpers in dem Vergussmaterial 230 eingebettet. Somit liegt der Reflektor 220 zwischen der Steuerschaltung auf dem Steuersubstrat 540 und dem Kondensatorelementkörper, wobei er am Kondensator 200 anliegt. Der Reflektor 220 erstreckt sich über die gesamte untere Oberfläche des Kondensators 200. Aluminium mit hohem thermischen Reflektionsvermögen und hoher thermischer Leitfähigkeit wird bevorzugt als Material für den Reflektor 220 verwendet. Es sei festzuhalten, dass das Material für den Reflektor 220 nicht konkret auf Aluminium beschränkt ist, vorausgesetzt, dass es sich um Material mit hohem thermischen Reflektionsvermögen und hoher thermischer Leitfähigkeit handelt. Ein Endabschnitt 222, der zur Außenseite des Vergussmaterials 230 ragt, ist an den vier Ecken des Reflektors 220 vorgesehen.
4 ist eine Schnittdarstellung durch die PCU 500 entlang einer in 3 strichpunktiert dargestellten Linie. Wie in 4 gezeigt, ist der Befestigungsbolzen 214 am Vorsprung 512 befestigt, der nach unten von der Innenseite der oberen Ober fläche des Gehäuses 510 vorsteht, wobei der Oberflächenabschnitt 212 des Gehäuses 210 und ein Endabschnitt 222 des Reflektors 220 dazwischen liegen. Somit liegt der Sitz 212 des Gehäuses 210 am Gehäuse 510 an. Ein Kopf des Befestigungsbolzens 214 liegt am Reflektor 220 an und ein Schaftabschnitt von Befestigungsbolzen 214 am Gehäuse 510.
Ein Kühlmitteldurchlass 522 mit einer Kühlrippe 524 ist im inneren der Bodenplatte 520 ausgebildet. Ein Kühlmittel (nachfolgend als LLC (Long Life Coolant) bezeichnet) fließt durch den Kühlmitteldurchlass 522. Das LLC absorbiert Wärme, die vom IPM 530 und dem Gehäuse 510 über die Kühlrippe 524 übertragen wurde, wenn es entlang des Kühlmitteldurchlasses 522 fließt. Genauer gesagt, Wärme vom IPM 530 und vom Gehäuse 510 wird auf das LLC übertragen, welches durch den Kühlmitteldurchlass 522 fließt. Das LLC zirkuliert zwischen einem Radiator (nicht gezeigt) und dem Kühlmitteldurchlass 522 durch eine (nicht gezeigte) elektrische Wasserpumpe. Wärme vom LLC wird über den Radiator (nicht gezeigt) an die Außenluft abgegeben.
Ein Wärmefluss im Inneren der PCU 500 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit obigem Aufbau wird beschrieben.
Die PCU 500 nimmt den Kondensator 200, den IPM 530 und das Steuersubstrat 540 auf. Der IPM 530 und die Steuerschaltung auf dem Steuersubstrat 540 erzeugen durch Stromfluss Wärme. Der Reflektor 220 aus Aluminium mit hohem thermischem Reflektionsvermögen ist zwischen der Steuerschaltung auf dem Steuersubstrat 540 und dem Kondensatorelementkörper angeordnet.
Selbst wenn daher der IPM 530 und die Steuerschaltung auf dem Steuersubstrat 540 Wärme erzeugen und Wärmestrahlung abgeben, wie durch den Pfeil B in 5 gezeigt, wird die in Richtung Kondensator 200 laufende Wärmestrahlung vom Reflektor 220 reflektiert und daran gehindert, direkt in dem Kondensatorelementkörper absorbiert zu werden. Im Ergebnis kann ein Temperaturanstieg des Kondensators 200 unterdrückt werden, sodass eine Verschlechterung der Leistungsfähigkeit des Kondensators 200 unterbunden ist.
Weiterhin liegt die untere Umfangsfläche vom Gehäuse 510 an der Bodenplatte 520 mit dem Kühlmitteldurchlass 522 an. Daher wird das Gehäuse 510 durch die Bodenplatte 520 gekühlt. Der Endabschnitt 222 vom Reflektor 220 ist mit dem Vorsprung 512 des so gekühlten Gehäuses 510 durch den Befestigungsbolzen 214 verbunden, der aus dem Metal mit hoher thermischer Leitfähigkeit ist. Der Reflektor 220 von hoher thermischer Leitfähigkeit ist in dem Vergussmaterial 230 am Kondensator 200 anliegend eingegossen. Wie durch den Pfeil C in 5 gezeigt, kann damit Wärme vom Kondensator 200 aktiv vom Reflektor 220, der am Kondensator 200 anliegt, über die Befestigungsbolzen 214 an das Gehäuse 510 übertragen werden. Im Ergebnis kann ein Temperaturanstieg des Kondensators 200 weiter unterdrückt werden.
Weiterhin liegt der Sitz 212 am Gehäuse 210 des Kondensators 200 direkt am Vorsprung 512 des Gehäuses 510 an. Somit wird gemäß dem Pfeil D in 5 die Wärme vom Kondensator 200 direkt über den Sitz 212 an das Gehäuse 510 übertragen. Im Ergebnis kann ein Temperaturanstieg des Kondensators 200 noch weiter unterdrückt werden.
Da weiterhin der IPM 530 an der Bodenplatte 520 anliegt, wird ein Großteil der vom IPM 530 erzeugten Wärme an das LLC übertragen, das durch den Kühlmitteldurchlass 522 im inneren der Bodenplatte 520 fließt. Somit wird die Wärmemenge, die in die PCU 500 vom IPM 530 abgegeben wird, verringert. Da weiterhin das Gehäuse 510 durch die Bodenplatte 520 gekühlt wird, wie oben beschrieben, wird eine größere Menge an Wärme, die vom IPM 530 in die PCU 500 übertragen wird, an das Gehäuse 510 abgegeben. Ein Temperaturanstieg im inneren der PCU 500 kann damit unterdrückt werden, sodass auch ein Temperaturanstieg im Kondensator 200 unterdrückt ist.
Wie oben beschrieben ist bei der PCU der vorliegenden Ausführungsform der Reflektor aus Aluminium mit hohem thermischem Reflektionsvermögen zwischen dem IPM, der Steuerschaltung zur Steuerung des IPM und dem Kondensator angeordnet. Somit wird Wärmestrahlung, die vom IPM und der Steuerschaltung abgegeben wird, vom Reflektor reflektiert und daran gehindert, direkt vom Kondensator absorbiert zu werden. Folglich kann ein Temperaturanstieg des Kondensators unterdrückt werden, sodass eine Verschlechterung der Leistung des Kondensators unterdrückt ist.
<Erste Abwandlung>
Bei der voran stehenden Ausführungsform wurde der Reflektor 220 als im Vergussmaterial 230 eingebettet beschrieben. Im Gegensatz hierzu kann bei einer ersten Abwandlung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Reflektor 1220, der nicht in das Vergussmaterial 230 eingebettet ist, sondern die gesamte untere Oberfläche des Kondensators 200 abdeckt, vorgesehen sein, wie in 6 gezeigt. In diesem Fall liegt kein Material 230 unterhalb des Reflektors 1220 vor, sodass im Vergleich zum Reflektor 220 die Wärmestrahlung noch besser daran gehindert werden kann, direkt von dem Kondensatorelementkörper absorbiert zu werden. Zusätzlich kann der Reflektor 1220 problemlos an der unteren Oberfläche des Kondensators 200 vorgesehen werden, da der Reflektor 1220 nicht im Vergussmaterial 230 eingegossen werden muss.
<Zweite Abwandlung>
In der vorliegenden Ausführungsform wurde der Reflektor 220 mit den Endabschnitten 222 beschrieben, welche über die Befestigungsbolzen 214 mit dem Gehäuse 510 verbunden sind. Im Gegensatz hierzu kann gemäß 7 bei einer zweiten Abwandlung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Reflektor 2220 vorgesehen werden, der Endabschnitte 2222 aufweist, die mit dem Gehäuse 510 über die Befestigungsbolzen 214 verbunden sind und sich soweit erstrecken, das sie an einer Innenseite der Seitenfläche des Gehäuses 510 anliegen. In diesem Fall liegt der Reflektor 2220 an der Seitenfläche des Gehäuses 510 näher an der Bodenplatte 520 (Kühlmitteldurchlass 522) als der Vorsprung 512 an der oberen Oberfläche des Gehäuses 510 an, sodass die Wärme vom Kondensator 200 aktiver auf das Gehäuse 510 übertragen werden kann. Im Ergebnis kann ein Temperaturanstieg des Kondensators 200 weiter unterdrückt werden.
<Dritte Abwandlung>
In der vorliegenden Ausführungsform wurde der Kondensator 200 beschrieben, wobei eine Außenseite einer oberen Fläche des Gehäuses 210 nicht an der Innenseite der oberen Fläche des Gehäuses 510 anliegt. Im Gegensatz kann gemäß 8 bei einer dritten Abwandlung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Raum zwischen dem Gehäuse 210 und der oberen Fläche des Gehäuses 510 mit einem Vergussmaterial 240 aus einem Harz mit höherer thermischer Leitfähigkeit als Luft gefüllt sein. In diesem Fall erhöht sich die Menge von Wärme, die vom Gehäuse 210 an das Gehäuse 510 übertragen wird im Vergleich zu der Menge, bei der beispielsweise Luft zwischen dem Gehäuse 210 und der oberen fache des Gehäuses 510 vorhanden ist. Im Ergebnis kann ein Temperaturanstieg des Kondensators 200 weiter unterdrückt werden.
Es versteht sich, dass die hier beschriebenen Ausführungsformen illustrativ und in jeder Hinsicht nicht einschränkend sind. Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird durch die Ansprüche und nicht durch die obige Beschreibung definiert und es ist beabsichtigt, dass jegliche Modifikationen innerhalb des Rahmens und Umfangs der vorliegenden Erfindung äquivalent zu dem Umfang der Ansprüche enthalten sind.
ZUSAMMENFASSUNG
Eine PCU (500) hat einen von einem Gehäuse (510) aus Aluminium und einer Bodenplatte (520) verschlossenen Innenraum. Der Innenraum der PCU (500) nimmt einen IPM (530), ein Steuersubstrat (540) und einen Kondensator (200) auf. Der IPM (530) ist so angeordnet, dass er an einer oberen Fläche der Bodenplatte (520) anliegt. Das Steuersubstrat (540) ist eine rechteckförmige Platte, auf der eine Steuerschaltung angeordnet ist, welche elektronische Bauteile enthält, beispielsweise einen Gatetreiber, einen Transformator etc. und liegt oberhalb des IPM (530). Der Kondensator (200) ist in einem Gehäuse (210) von im wesentlichen flächenparalleler Form aufgenommen. Ein Reflektor (220) aus Aluminium mit hohem thermischen Reflektionsvermögen und hoher thermischer Leitfähigkeit ist an der gesamten unteren Oberfläche des Kondensators (200) angeordnet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2004-312925 [0002, 0003, 0004, 0005]

Claims

Eine elektrische Einheit, aufweisend: einen Kondensator (200); ein Gehäuse (510, 520) zur Aufnahme des Kondensators (200); ein elektronisches Bauteil (530, 540), das in dem Gehäuse (510, 520) aufgenommen ist und durch Durchführung einer Funktion mit elektrischer Leitung Wärme erzeugt; und einen Reflektor (220, 1220, 2220), der zwischen dem elektronischen Bauteil und dem Kondensator (200) angeordnet ist, um von dem elektronischen Bauteil abgestrahlte Wärme zu reflektieren.
Die elektronische Einheit nach Anspruch 1, wobei ein Material mit hohem thermischen Reflektionsvermögen und hoher thermischer Leitfähigkeit als Material für den Reflektor (220, 1220, 2220) verwendet wird, und wobei der Reflektor (220, 2220) mit dem Gehäuse (510) verbunden ist, während er am Kondensator (200) anliegt.
Die elektronische Einheit nach Anspruch 2, wobei der Reflektor (220, 1220, 2220) mit dem Gehäuse (510) durch ein Befestigungsteil (214) mit hoher thermischer Leitfähigkeit verbunden ist.
Die elektrische Einheit nach Anspruch 1, wobei ein Material für den Reflektor (220, 1220, 2220) Aluminium ist.
Die elektrische Einheit nach Anspruch 1, wobei der Kondensator (200) an dem Gehäuse (510) anliegt.
Die elektrische Einheit nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse (520) eine Wandfläche aufweist, die mit einem Kühlmitteldurchlass (522) an einer Außenseite versehen ist.
Die elektrische Einheit nach Anspruch 6, wobei das elektronische Bauteil ein Halbleiterelement (530) ist, das an einer Innenseite der Wandfläche anliegt.
Die elektrische Einheit nach Anspruch 6, weiterhin aufweisend ein Halbleiterelement (530), das an einer Innenseite der Wandfläche anliegt, wobei das elektronische Bauteil ein elektronisches Bauteil (540) ist, das an einem Substrat angeordnet ist, welches an einer Innenseite des Gehäuses (510, 520) relativ zu dem Halbleiterelement (530) angeordnet ist, um das Halbleiterelement (530) zu steuern.