JP2000134950A - Power-converting device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、バッテリー電源を
駆動電源として、その直流電圧を交流電圧に変換して、
所望の交流電力を負荷に供給する車両用電力変換装置に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery power source which is used as a drive power source and converts a DC voltage into an AC voltage.
The present invention relates to a vehicular power converter that supplies desired AC power to a load.
【０００２】[0002]
【従来の技術】最近、ＣＯ2 による地球温暖化対策が重
要視され、ＣＯ2 の排出量の少ないディーゼル車が見直
されつつあるが、ＮＯX と黒煙排出が当面の課題であ
る。その対策として、エンジンと発電電動機を組みあわ
せ排ガス量を抑制する低公害自動車が注目されてきてい
る。その電動機を駆動する電源として半導体素子及び電
子部品を搭載した電力変換装置が適用されている。2. Description of the Related Art Recently, the importance of measures against global warming by CO 2 has been emphasized, and diesel vehicles with low CO 2 emissions are being reviewed. However, emission of NO X and black smoke is an immediate problem. As a countermeasure, low-emission vehicles that combine an engine and a generator motor to reduce the amount of exhaust gas have attracted attention. As a power source for driving the electric motor, a power conversion device having a semiconductor element and electronic components mounted thereon is applied.
【０００３】低公害車の自動車用の機能は発進・加速時
にはモータでエンジンの動力補助を行い、排出ガス・黒
煙・騒音低減が可能になり、また車の減速エネルギーを
電気エネルギーに変換してバッテリーに充電する等で、
燃費向上、ＮＯX 削減に効果がある。[0003] The function of a low-emission vehicle for automobiles is to assist the power of the engine with a motor when starting and accelerating, to reduce exhaust gas, black smoke and noise, and to convert the deceleration energy of the car into electric energy. By charging the battery, etc.
Improved fuel economy, is effective in the NO X reduction.
【０００４】この電力変換装置は車両に搭載するため
に、外気に晒されるため、腐食性ガス・塩害・温度の耐
えられる耐環境性に優れた装置にするために、小型で密
閉構造が要求される。Since this power conversion device is exposed to the outside air for mounting on a vehicle, a small and hermetically sealed structure is required to make the device excellent in environmental resistance to withstand corrosive gas, salt damage and temperature. You.
【０００５】従来の車両用電力変換装置を図１４を用い
て説明する。図１４はその主回路図を示した図で、バッ
テリー１の直流電源をコンデンサ２で平滑にして、その
直流電源を複数のスイッチング素子３〜８（以下ＩＧＢ
Ｔと言う）でなる電力変換回路９で所望の交流電力に変
換し、負荷であるモータ１０に供給する。[0005] A conventional vehicle power converter will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a diagram showing the main circuit diagram, in which a DC power supply of a battery 1 is smoothed by a capacitor 2 and the DC power supply is connected to a plurality of switching elements 3 to 8 (hereinafter referred to as IGB).
T) is converted to desired AC power and supplied to a motor 10 as a load.
【０００６】この電力変換回路の実装方法は、図１５〜
図１７に示す。図１６は図１５の断面Ａ−Ａ、図１７は
図１５の断面Ｂ−Ｂを表す。冷却フィン１１の平面部に
ＩＧＢＴ３〜８とコンデンサ２を取付け、ＩＧＢＴ３〜
８を駆動するゲートドライブ基板１２及びそれを制御す
る制御基板１３は同一のユニット１４内に搭載され、Ｉ
ＧＢＴ３〜８との配線１７はユニット１４内部で行わ
れ、密閉ユニットの構造にしている。また、出力である
主回路ケーブル１５及び信号ケーブル１６についてもケ
ーブル貫通部１５ａ、１６ａは耐水圧構造（図示せず）
にしている。The method of mounting this power conversion circuit is shown in FIGS.
As shown in FIG. 16 shows a section AA in FIG. 15, and FIG. 17 shows a section BB in FIG. The IGBTs 3 to 8 and the capacitor 2 are mounted on the flat portion of the cooling fin 11 and the IGBTs 3 to 8 are attached.
And a control board 13 for controlling the same are mounted in the same unit 14, and
The wiring 17 to the GBTs 3 to 8 is performed inside the unit 14 and has a closed unit structure. Also, for the main circuit cable 15 and the signal cable 16, which are outputs, the cable penetration portions 15a and 16a have a water-resistant structure (not shown).
I have to.
【０００７】一般に低公害車両においては、ユニット１
４は後部に搭載したエンジン（図示せず）と一体のシス
テムで、その近傍に取り付けるのが最適である。また、
主回路ケーブル１５及び信号ケーブル１６の配線の流れ
からもエンジン（図示せず）とバッテリー１の間に位置
するのが通常である。Generally, in a low-emission vehicle, the unit 1
4 is a system integrated with an engine (not shown) mounted on the rear part, and is optimally mounted near the engine. Also,
In general, it is located between the engine (not shown) and the battery 1 from the flow of the wiring of the main circuit cable 15 and the signal cable 16.
【０００８】従来のディーゼルエンジンでは、発信・加
速時に高トルクを得るために、アクセルがいっぱい踏み
込まれ、エンジンに大量の燃料を送り込む。このときに
完全燃焼できなかった燃料の一部が黒煙として排出され
る。In a conventional diesel engine, the accelerator is fully depressed in order to obtain a high torque during transmission and acceleration, and a large amount of fuel is sent to the engine. At this time, part of the fuel that could not be completely burned is discharged as black smoke.
【０００９】低公害車バスは発進・走行時において、エ
ンジンとモータとその動力を分担する。図１８は、その
分担比率を示しており、電力変換装置で駆動するモータ
の分担をＡ、エンジン分担をＢとする。The low-emission vehicle bus shares an engine, a motor and its power when starting and running. FIG. 18 shows the sharing ratio, where A is the sharing of the motor driven by the power converter, and B is the sharing of the engine.
【００１０】エンジンの回転数が上がる、即ち走行速度
が上がると、ユニットで駆動するモータの動力分担Ｂが
減少し、エンジン動力分担Ｂの比率が増加する。従っ
て、発進・加速時にエンジンに送り込む燃料を減らすこ
とができる。When the engine speed increases, that is, when the running speed increases, the power share B of the motor driven by the unit decreases, and the ratio of the engine power share B increases. Therefore, it is possible to reduce the amount of fuel sent to the engine when starting and accelerating.
【００１１】また、発進・加速以外の車両停止時、つま
りアイドリング時には電力変換装置であるユニットはバ
ッテリーを充電するモードになっている。この状態がユ
ニットにとって、最も負荷が最大になり、発熱量が多い
ため、加速・走行時より冷却能力を高める必要がある。
そのためにも車両が停車した状態で冷却能力を高めるた
めに、図１５に示すように、ＩＧＢＴを搭載する冷却フ
ィンの羽根の方向を床面に対して垂直方向に向け、自然
対流を促進して所定の温度に抑制している。When the vehicle is stopped other than starting and accelerating, that is, when the vehicle is idling, the unit serving as the power converter is in a mode for charging the battery. In this state, the load is the largest for the unit and the calorific value is large. Therefore, it is necessary to increase the cooling capacity more than during acceleration and running.
Therefore, in order to increase the cooling capacity when the vehicle is stopped, as shown in FIG. 15, the direction of the blades of the cooling fins on which the IGBTs are mounted is oriented perpendicular to the floor surface to promote natural convection. It is suppressed to a predetermined temperature.
【００１２】[0012]
【発明が解決しようとする課題】車両の床面に搭載され
た車両用電力変換装置は、夏季においては道路のアスフ
ァルトの照り返しもあり、その周囲温度が４０℃以上を
超える状態になる。そして、前述したように、停車時及
び発進時には電力変換装置にとって最も高い負荷の状態
になり、ユニット内部の温度も高くなり信頼性の低下の
要因ともなることがある。The vehicle power converter mounted on the floor of the vehicle is lit up by asphalt on the road in summer, and its ambient temperature exceeds 40 ° C. or more. Then, as described above, when the vehicle stops and starts, the load becomes the highest for the power conversion device, and the temperature inside the unit increases, which may cause a reduction in reliability.
【００１３】回路を形成するＩＧＢＴは前述したように
冷却フィンに取り付け、その発生した熱は冷却フィンか
ら外部にほとんど放熱される。しかしながら、ＩＧＢＴ
の全体の放熱量の５％程度はその表面からユニット内部
に放熱される。そのため、ＩＧＢＴにゲート信号を与え
るゲート基板及びそれを制御する制御基板周囲の温度も
上昇し、夏季の場合は８０℃程度になる。The IGBT forming the circuit is attached to the cooling fin as described above, and the generated heat is almost radiated to the outside from the cooling fin. However, IGBT
About 5% of the total amount of heat radiation is radiated from the surface to the inside of the unit. Therefore, the temperature around the gate substrate that supplies the gate signal to the IGBT and the control substrate that controls the gate substrate also rises, and reaches about 80 ° C. in summer.
【００１４】このような状態で、停車、走行を繰り返す
と、基板内の電子部品及び半田付け部分が熱疲労破壊を
起こし、車両を停止に至らせるケースがある。これらの
課題を回避する手段としては、下記のことが考えられる
が、後述するデメリットも多い。 （１）ゲート基板及び制御基板を大気環境からへの影響
を直接受けない運転席への設置等が考えられる。その場
合、大型車の場合エンジンが車体の後部にあるため、運
転席までの距離が長く、ＩＧＢＴとゲート基板及び制御
基板間の配線が長くノイズがのりやすく誤動作により、
運転停止に至ることもある。 （２）冷却ファンにより放熱する。この方法はファン自
身が有寿命品であり、定期的な保守が必要であり、また
悪環境の点からも信頼性にも劣る。 （３）ユニット内部の放熱をヒートパイプで外部に導
く。この方法は設置スペースをとり、コストアップにも
なる。また、ユニット外部に放熱部が露出することな
り、パイプ自身が腐食し、ヒートパイプの生命でもある
冷媒が漏れ、その機能が損なわれることも考えられる。In such a state, if the vehicle stops and travels repeatedly, the electronic components and the soldered portion in the board may be damaged by thermal fatigue, and the vehicle may be stopped. The following can be considered as means for avoiding these problems, but there are many disadvantages described later. (1) It is conceivable to install the gate substrate and the control substrate in a driver's seat that is not directly affected by the atmospheric environment. In that case, in the case of a large car, the engine is located in the rear part of the vehicle body, so the distance to the driver's seat is long, the wiring between the IGBT and the gate board and the control board is long, noise is likely to be put on,
The operation may be stopped. (2) Dissipate heat by the cooling fan. In this method, the fan itself has a limited life, requires regular maintenance, and is inferior in reliability in terms of a bad environment. (3) The heat radiation inside the unit is guided outside by a heat pipe. This method takes up installation space and increases costs. In addition, the heat radiating portion is exposed to the outside of the unit, the pipe itself is corroded, the refrigerant that is the life of the heat pipe leaks, and its function may be impaired.
【００１５】そこで、本発明の目的は、上記問題を鑑
み、車両床下の腐食・温度変化の環境条件に耐えること
ができ、且つ、低価格で放熱効果、信頼性に優れる車両
用電力変換装置を提供する。In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a power conversion device for a vehicle which can withstand environmental conditions such as corrosion and temperature change under a vehicle floor, is low in cost, and has excellent heat radiation effect and reliability. provide.
【００１６】[0016]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、車両に搭載され、直流電源
からの電圧を平滑するコンデンサと複数のスイッチング
素子を有し上記コンデンサからの直流電圧を交流電圧に
変換するインバータ回路とこのインバータ回路を制御す
る制御回路とを有し、所望の交流電力を負荷に供給する
車両用電力変換装置において、上記コンデンサ、スイッ
チング素子及び制御回路を収納し、上記コンデンサ、ス
イッチング素子及び制御回路との間を遮蔽する遮蔽部を
有する筐体を具備し、上記遮蔽手段の一部を外気に晒し
たことを特徴とする。In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 1 is mounted on a vehicle and includes a capacitor for smoothing a voltage from a DC power supply and a plurality of switching elements. An inverter circuit for converting a DC voltage into an AC voltage, and a control circuit for controlling the inverter circuit, in a vehicle power converter for supplying a desired AC power to the load, the capacitor, the switching element and the control circuit A housing is provided having a shielding portion for housing and shielding between the capacitor, the switching element and the control circuit, and a part of the shielding means is exposed to the outside air.
【００１７】従って、発熱部である主回路部分と制御部
分と遮蔽部により分離でき、制御回路周辺の周囲温度及
びノイズを低減できる。また、請求項２記載の発明は、
遮蔽部を車両床面に対して垂直方向に形成したことを特
徴とする。従って、車両停止時及び発進時の制御回路周
辺部の周囲温度を低減できる。Accordingly, the main circuit portion, which is a heat generating portion, the control portion, and the shielding portion can be separated from each other, and the ambient temperature and noise around the control circuit can be reduced. The invention according to claim 2 is
The shielding portion is formed in a direction perpendicular to the vehicle floor. Therefore, the ambient temperature around the control circuit when the vehicle stops and starts can be reduced.
【００１８】更に、請求項３記載の発明は、遮蔽部を車
両床面に対して所定の角度で傾斜するよう形成し、走向
風を上記遮蔽部に導くガイドを設けたことを特徴とす
る。従って、車両走行時の主回路部分や制御回路周辺部
の温度上昇を低減できる。Further, the invention according to claim 3 is characterized in that the shielding portion is formed so as to be inclined at a predetermined angle with respect to the vehicle floor, and a guide for guiding the running wind to the shielding portion is provided. Therefore, it is possible to reduce the temperature rise in the main circuit portion and the peripheral portion of the control circuit when the vehicle travels.
【００１９】また更に、請求項４記載の発明は、走向風
を遮蔽部に導くガイドと、車両床面に対して垂直方向に
設けた上記遮蔽部とを有する筐体を、走向風に対して所
定の角度に傾斜して、車両に取り付けたこと特徴とす
る。従って、車両走行時の主回路部分や制御回路周辺部
の温度上昇を低減できる。Still further, according to a fourth aspect of the present invention, a housing having a guide for guiding a traveling wind to a shielding portion and the shielding portion provided in a direction perpendicular to a vehicle floor is provided. It is characterized by being attached to the vehicle at a predetermined angle. Therefore, it is possible to reduce the temperature rise in the main circuit portion and the peripheral portion of the control circuit when the vehicle travels.
【００２０】また、請求項５記載の発明は、遮蔽部を波
形形状に成形したことを特徴とする。従って、遮蔽部の
表面積が増加するので、放熱作用が促進し、車両停止時
及び走行時の主回路部分や制御回路周辺部の温度を低減
できる。Further, the invention according to claim 5 is characterized in that the shielding portion is formed in a corrugated shape. Therefore, since the surface area of the shielding portion increases, the heat radiation action is promoted, and the temperature of the main circuit portion and the peripheral portion of the control circuit when the vehicle stops and runs can be reduced.
【００２１】また、請求項６記載の発明は、遮蔽部に冷
却フィンを取り付けたことを特徴とする。従って、特に
車両停止時の主回路部分や制御回路周辺部の温度を低減
できる。According to a sixth aspect of the present invention, a cooling fin is attached to the shielding portion. Therefore, the temperature of the main circuit portion and the peripheral portion of the control circuit particularly when the vehicle is stopped can be reduced.
【００２２】更に、請求項７記載の発明は、車両に搭載
され、直流電源からの電圧を平滑するコンデンサと複数
のスイッチング素子を有し上記コンデンサからの直流電
圧を交流電圧に変換するインバータ回路とこのインバー
タ回路を制御する制御回路とを有し、所望の交流電力を
負荷に供給する車両用電力変換装置において、上記コン
デンサ及びスイッチング素子を収納する第１の筐体と、
制御回路を収納する第２の筐体とを有し、上記第１の筐
体と上記第２の筐体との間に間隙が形成されるよう上記
第１の筐体と上記第２の筐体とを配設したことを特徴と
する。Further, according to the present invention, there is provided an inverter circuit which is mounted on a vehicle and has a capacitor for smoothing a voltage from a DC power supply and a plurality of switching elements for converting a DC voltage from the capacitor to an AC voltage. A first housing that houses the capacitor and the switching element, in a vehicle power converter that includes a control circuit that controls the inverter circuit and supplies desired AC power to a load;
A second housing accommodating a control circuit, wherein the first housing and the second housing are formed such that a gap is formed between the first housing and the second housing; And a body.
【００２３】従って、車両停止時の主回路部分や制御回
路周辺部の温度を低減でき、制御回路に対して主回路部
分からのノイズ影響を低減できる。また、請求項８記載
の発明は、間隙を、車両床面に対して垂直方向に形成し
たことを特徴とする。従って、車両停止時及び発進時の
制御回路周辺部の周囲温度を低減できる。Therefore, the temperature of the main circuit portion and the peripheral portion of the control circuit when the vehicle is stopped can be reduced, and the influence of noise from the main circuit portion on the control circuit can be reduced. The invention according to claim 8 is characterized in that the gap is formed in a direction perpendicular to the vehicle floor. Therefore, the ambient temperature around the control circuit when the vehicle stops and starts can be reduced.
【００２４】請求項９記載の発明は、間隙を傾斜させ、
この傾斜させた間隙に走行風を導くガイドを設けたこと
を特徴とする。従つて、車両走行時の主回路部分や制御
回路周辺部の温度上昇を低減できる。According to a ninth aspect of the present invention, the gap is inclined,
A guide for guiding the traveling wind is provided in the inclined gap. Therefore, it is possible to reduce the temperature rise of the main circuit portion and the peripheral portion of the control circuit when the vehicle runs.
【００２５】また、請求項１０記載の発明は、第１の筐
体及び第２の筐体を、走向風に対して所定の角度に傾斜
して、車両に取り付けたこと特徴とする。従って、車両
走行時の主回路部分や制御回路周辺部の温度上昇を低減
できる。The invention according to claim 10 is characterized in that the first housing and the second housing are attached to the vehicle at a predetermined angle with respect to the traveling wind. Therefore, it is possible to reduce the temperature rise in the main circuit portion and the peripheral portion of the control circuit when the vehicle travels.
【００２６】更に、請求項１１記載の発明は、第１の筐
体及び第２の筐体のそれぞれの一片を波形形状に形成し
たことを特徴とする。従って、遮蔽部の表面積が増加す
るので、放熱作用が促進し、車両停止時及び走行時の主
回路部分や制御回路周辺部の温度を低減できる。Further, the invention according to claim 11 is characterized in that each of the first housing and the second housing is formed in a corrugated shape. Therefore, since the surface area of the shielding portion increases, the heat radiation action is promoted, and the temperature of the main circuit portion and the peripheral portion of the control circuit when the vehicle stops and runs can be reduced.
【００２７】最後に、請求項１２記載の発明は、第１の
筐体及び第２の筐体のそれぞれの一片に冷却フィンを取
り付けたことを特徴とする。従って、特に車両停止時の
主回路部分や制御回路周辺部の温度を低減できる。Finally, a twelfth aspect of the present invention is characterized in that a cooling fin is attached to each of the first housing and the second housing. Therefore, the temperature of the main circuit portion and the peripheral portion of the control circuit particularly when the vehicle is stopped can be reduced.
【００２８】[0028]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２９】（第１の実施の形態）本発明の第１の実施
の形態を図１乃至図３を用いて説明する。図１乃至３に
示すように、本実施の形態は、冷却フィン１１には平面
部にＩＧＢＴ３〜８とコンデンサ２を取付け、ＩＧＢＴ
３〜８の駆動及び制御するゲートドライブ基板１２・制
御基板１３は同一ユニット２０内に搭載されている。ま
た、主回路出力であるケーブル１５と信号ケーブル１６
を中継するケーブル貫通部１５ａ、１６ａは従来の方法
と同じく、耐水圧構造（図示せず）にしている。(First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 1 to 3, in the present embodiment, IGBTs 3 to 8 and capacitor 2 are attached to
The gate drive board 12 and the control board 13 for driving and controlling 3 to 8 are mounted in the same unit 20. Further, the cable 15 and the signal cable 16 which are the main circuit outputs
The cable penetrating portions 15a and 16a for relaying the same have a water pressure resistant structure (not shown) as in the conventional method.
【００３０】図２は図１の断面Ｃ−Ｃ、図３は図１の断
面Ｄ−Ｄを表し、主回路部であるＩＧＢＴ３〜８とゲー
トドライブ基板１２及び制御基板部１３を、分割遮蔽す
る四方を囲ったＢＯＸ形状である遮蔽プレート２１をユ
ニット２０の床面２２及び天井カバー２３にパッキン２
４を介してボルト２５で固定されている。遮蔽プレート
２１はユニット２０の奥行き寸法Ｍよりも、短くしてい
る。つまり、ＩＧＢＴ３〜８とゲート基板１２間の配線
１７はそのスペースＮを用いて行っている。遮蔽プレー
ト２１のユニット２０の内面に相対する面Ｘは、外気に
触れることになる。FIG. 2 shows a cross section CC of FIG. 1, and FIG. 3 shows a cross section DD of FIG. 1. The IGBTs 3 to 8, which are main circuit sections, the gate drive board 12 and the control board section 13 are divided and shielded. A packing plate 21 having a BOX shape surrounding all sides is attached to the floor surface 22 and the ceiling cover 23 of the unit 20 by packing 2.
4 and is fixed by bolts 25. The shielding plate 21 is shorter than the depth dimension M of the unit 20. That is, the wiring 17 between the IGBTs 3 to 8 and the gate substrate 12 is formed using the space N. The surface X of the shielding plate 21 facing the inner surface of the unit 20 comes into contact with the outside air.
【００３１】このように構成された本実施の形態におい
ては、ユニット２０は、ゲート基板１２及び制御基板１
３へのＩＧＢＴ３〜８表面から発熱損失はユニット２０
内部の遮蔽プレート２１から外気に自然対流で放熱され
る。また、遮蔽プレート２１は角形の煙突形状にもなっ
ており、車両が停止または走行状態に関係なく煙突効果
により、より一層大きな放熱効果が得られる。In the present embodiment thus configured, the unit 20 includes the gate substrate 12 and the control substrate 1
The heat loss from the IGBT 3-8 surface to unit 3 is unit 20
The heat is radiated from the internal shielding plate 21 to the outside air by natural convection. Further, the shielding plate 21 has a square chimney shape, and a greater heat radiation effect can be obtained by the chimney effect regardless of whether the vehicle is stopped or running.
【００３２】そして、ＩＧＢＴ３〜８とゲート基板１２
及び制御基板１３間に設けた遮蔽プレート２１は、鋼板
であるため、ＩＧＢＴ３〜８からのスイッチングサージ
及びノイズに対しても効果がある。The IGBTs 3 to 8 and the gate substrate 12
Since the shielding plate 21 provided between the control boards 13 is a steel plate, the shielding plate 21 is also effective against switching surge and noise from the IGBTs 3 to 8.
【００３３】（第２の実施の形態）図４に示すように、
本実施の形態は、主回路部とこの主回路を駆動・制御す
る基板部を収納するユニット３０内に、遮蔽する遮蔽プ
レート３１を走向風に対して所定の角度で傾斜させ、ユ
ニット３０本体に取り付け、更に走向風を導く走向風ガ
イド３２を設けている。尚、密閉構成は第１の実施の形
態と同様である。(Second Embodiment) As shown in FIG.
In the present embodiment, a shielding plate 31 for shielding is inclined at a predetermined angle with respect to a traveling wind in a unit 30 that accommodates a main circuit unit and a substrate unit that drives and controls the main circuit, and the unit 30 has a main body. A running wind guide 32 is provided to guide the running wind. Note that the sealing configuration is the same as in the first embodiment.
【００３４】このように構成された本実施の形態におい
ては、車両走行時に走行風を走向風ガイド３２で受け、
遮蔽プレート３１の外面Ｙに沿って走向風が通り、車両
の走行時にもユニット３０内部の熱を放熱でき、主回路
・基板周辺部の温度上昇を低減できる。In the present embodiment configured as above, the traveling wind is received by the traveling wind guide 32 when the vehicle is traveling.
The running wind passes along the outer surface Y of the shielding plate 31, and the heat inside the unit 30 can be radiated even when the vehicle is running, so that a rise in temperature around the main circuit and the substrate can be reduced.
【００３５】（第３の実施の形態）図５に示すように、
本実施の形態は、ユニット４０を傾斜して車両本体に取
り付け、更に走向風ガイド４１を取り付けている。(Third Embodiment) As shown in FIG.
In the present embodiment, the unit 40 is attached to the vehicle body in an inclined manner, and the running wind guide 41 is further attached.
【００３６】このように構成された本実施の形態におい
ては、図４に示した第２の実施の形態と比較して、車両
床面のスペースが必要になるが、低価格で構成すること
ができる。尚、車両本体のスペースの有無により使い分
けることも可能である。In this embodiment configured as described above, a space on the floor of the vehicle is required as compared with the second embodiment shown in FIG. it can. In addition, it is also possible to use properly according to the presence or absence of the space of the vehicle body.
【００３７】（第４の実施の形態）図６に示すように、
本実施の形態は、ユニット５０内に設けた主回路部とこ
の主回路を駆動・制御する基板部を遮蔽する遮蔽プレー
ト５１を波形形状に成形している。尚、密閉構成は第１
の実施の形態と同様である。(Fourth Embodiment) As shown in FIG.
In the present embodiment, a main circuit portion provided in the unit 50 and a shielding plate 51 for shielding a substrate portion for driving and controlling the main circuit are formed in a waveform. Note that the closed configuration is the first
This is the same as the embodiment.
【００３８】このように構成された本実施の形態におい
ては、電力変換装置の容量が大きくなった場合に、その
内部発熱量を放熱するために、放熱表面積を増やし、所
定の温度に抑制する。In the present embodiment configured as described above, when the capacity of the power converter becomes large, the heat radiation surface area is increased and the temperature is suppressed to a predetermined temperature in order to radiate the heat generated inside the power converter.
【００３９】（第５の実施の形態）図７に示すように、
本実施の形態は、ユニット６０内に設けた主回路部とこ
の主回路を駆動・制御する基板部を遮蔽する遮蔽プレー
ト６１に冷却フィン６２を取り付けている。このように
構成された本実施の形態においては、第４の実施の形態
に比べて、更なる放熱効果を得ることができる。(Fifth Embodiment) As shown in FIG.
In the present embodiment, cooling fins 62 are attached to a main circuit portion provided in a unit 60 and a shielding plate 61 for shielding a substrate portion for driving and controlling the main circuit. In the present embodiment configured as described above, a further heat radiation effect can be obtained as compared with the fourth embodiment.
【００４０】（第６の実施の形態）図８に示すように、
本実施の形態は、コンデンサ・半導体素子を構成する主
回路とこの主回路を駆動・制御する基板部を分離した構
成である。(Sixth Embodiment) As shown in FIG.
This embodiment has a configuration in which a main circuit constituting a capacitor / semiconductor element is separated from a substrate unit for driving and controlling the main circuit.
【００４１】即ち、コンデンサ・半導体素子を収納する
構成する主回路ユニット７０と主回路を駆動・制御する
制御基板部を収納した制御ユニット７１で分離し、それ
ぞれのユニットの密閉構成は図２、図３に示した第１の
実施の形態と基本構成は同じである。That is, the main circuit unit 70 containing the capacitor / semiconductor element is separated from the control unit 71 containing the control board unit for driving and controlling the main circuit, and the sealed configuration of each unit is shown in FIGS. The basic configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIG.
【００４２】主回路ユニット７０、制御ユニット７１そ
れぞれの床面７２、７３と天井カバー７４、７５にパッ
キン７６を介してボルト７７で固定されている。主回路
ユニット７０と制御ユニット７１間の配線７８は防水コ
ネクタ７９を介して行い、外側には配線７８を保護する
配線ダクト８０を、主回路ユニット７０と制御ユニット
７１に取り付け、ユニット相互間を固定プレート８１で
所定の間隔に保ちユニットの外周を外気にさらすように
している。The main circuit unit 70 and the control unit 71 are fixed to the floor surfaces 72 and 73 and the ceiling covers 74 and 75 by bolts 77 via packings 76. The wiring 78 between the main circuit unit 70 and the control unit 71 is made via a waterproof connector 79. A wiring duct 80 for protecting the wiring 78 is attached to the outside on the main circuit unit 70 and the control unit 71, and the units are fixed to each other. The plate 81 is kept at a predetermined interval to expose the outer periphery of the unit to the outside air.
【００４３】図９は、前述の防水コネクタ７９と固定プ
レート８１を兼用したダクト８２であり、主回路ユニッ
ト７０にダクト８２を溶接等により取り付けて、制御ユ
ニット７１とダクト８２間をパッキン７６を介してボル
ト７７で締結している。制御ユニット７１の上からの水
滴侵入防止のために防水プレート８３を溶接等により取
り付けている。FIG. 9 shows a duct 82 which also serves as the waterproof connector 79 and the fixing plate 81. The duct 82 is attached to the main circuit unit 70 by welding or the like, and the space between the control unit 71 and the duct 82 is interposed via a packing 76. Bolt 77. A waterproof plate 83 is attached by welding or the like to prevent water droplets from entering the control unit 71.
【００４４】この制御ユニット７１を主回路ユニット７
０に取り付ける方法は、プレート８３をダクト８２にひ
っかけることでなされ、極めて簡単である。また、主回
路ユニット７０の出力であるケーブル８４と信号ケーブ
ル８５を中継するケーブル貫通部８６、８７は、耐水圧
構造（図示省略）にしている。The control unit 71 is connected to the main circuit unit 7
The method of attaching to the zero is performed by hooking the plate 83 to the duct 82, and is extremely simple. The cable penetration portions 86 and 87 for relaying the cable 84 and the signal cable 85, which are outputs of the main circuit unit 70, have a water-resistant structure (not shown).
【００４５】この方法であると、前述の実施の形態によ
り奏する作用効果に加えて、万一の基板不良またＩＧＢ
Ｔの不良による交換が生じた場合は、容易にそれぞれの
ユニット単独で交換が可能となる。According to this method, in addition to the operation and effect obtained by the above-described embodiment, in addition to the board failure and the IGB
When replacement occurs due to a defect in T, each unit can easily be replaced alone.
【００４６】（第７の実施の形態）図１０に示すよう
に、本実施の形態は、一面を走向風に対して所定の角度
で傾斜させた主回路ユニット９０及び制御ユニット９１
を設けている。また更に、走向風を導く走向風ガイド９
２も設けている。尚、密閉構成は第１の実施の形態と同
様である。(Seventh Embodiment) As shown in FIG. 10, in this embodiment, a main circuit unit 90 and a control unit 91 whose one surface is inclined at a predetermined angle with respect to the traveling wind are provided.
Is provided. Furthermore, a strike wind guide 9 that guides the strike wind
2 is also provided. The sealing configuration is the same as in the first embodiment.
【００４７】このように構成された本実施の形態におい
ては、車両走行時に走行風を走向風ガイド９２を介して
両ユニット９０、９１の外面に沿って走向風が通り、車
両の走行時にもユニット内部の熱を放熱でき、主回路・
基板周辺部の温度上昇を低減できる。In the present embodiment configured as described above, the traveling wind flows along the outer surfaces of both units 90 and 91 through the traveling wind guide 92 during traveling of the vehicle, and the unit travels during traveling of the vehicle. The internal heat can be dissipated and the main circuit
The rise in temperature around the substrate can be reduced.
【００４８】（第８の実施の形態）図１１に示すよう
に、本実施の形態は、主回路ユニット７０及び制御ユニ
ット７１を傾斜して車両本体に取り付け、更に走向風ガ
イド１００を取り付けて構成にしたものである。(Eighth Embodiment) As shown in FIG. 11, the present embodiment is configured such that the main circuit unit 70 and the control unit 71 are attached to the vehicle body in an inclined manner, and the running wind guide 100 is further attached. It was made.
【００４９】このように構成された本実施の形態によれ
ば、第６の実施の形態と比較して、、車両床面のスペー
スが必要になるが、低価格で構成することができる。
尚、車両本体のスペースの有無により使い分けることも
可能である。According to the present embodiment configured as described above, a space on the vehicle floor is required as compared with the sixth embodiment, but it can be configured at a low cost.
In addition, it is also possible to use properly according to the presence or absence of the space of a vehicle main body.
【００５０】（第９の実施の形態）図１２に示すよう
に、本実施の形態は、主回路ユニット７０の１面を波形
形状プレート１０１で構成している。尚、密閉構成は第
１の実施の形態と同様である。(Ninth Embodiment) As shown in FIG. 12, in this embodiment, one surface of a main circuit unit 70 is constituted by a corrugated plate 101. Note that the sealing configuration is the same as in the first embodiment.
【００５１】このように構成された本実施の形態によれ
ば、インバータの容量が大きくなった場合に、その内部
発熱量を放熱するために、放熱表面積を増やしているの
で、所定の温度に抑制することが可能である。尚、制御
ユニット７１の１面若しくは両ユニット７０、７１の１
面を波形形状プレート１０１で構成してもよい。According to the present embodiment configured as described above, when the capacity of the inverter is increased, the heat radiation surface area is increased in order to radiate the heat generated inside the inverter. It is possible to One surface of the control unit 71 or one of the two units 70, 71
The surface may be constituted by a corrugated plate 101.
【００５２】（第１０の実施の形態）図１３に示すよう
に、本実施の形態は、主回路ユニット７０の１面に対し
て冷却フィン１０２を取り付けている。尚、密閉構成は
第１の実施の形態と同様である。(Tenth Embodiment) As shown in FIG. 13, in this embodiment, a cooling fin 102 is attached to one surface of a main circuit unit 70. Note that the sealing configuration is the same as in the first embodiment.
【００５３】このように構成された本実施の形態によれ
ば、図１２に示した第９の実施の形態と比較して、更な
る放熱効果を得ることができる。尚、制御ユニット７１
の１面若しくは両ユニット７０、７１の１面に冷却フィ
ン１０２を取り付けてもよい。According to the present embodiment configured as described above, a further heat radiation effect can be obtained as compared with the ninth embodiment shown in FIG. The control unit 71
The cooling fins 102 may be attached to one surface of the unit or one of the units 70 and 71.
【００５４】[0054]
【発明の効果】以上のように構成した車両用電力変換装
置は、車両が停止または走行状態に関係なく煙突効果に
より、より一層大きな放熱効果が得られ、主回路・基板
周辺部の温度上昇を低減できる。そして、スイッチング
素子と基板間を鋼板の遮蔽プレートであるため、スイッ
チング素子からのスイッチングサージ及びノイズに対し
ても効果がある。According to the power converter for a vehicle constructed as described above, a greater heat radiation effect can be obtained by the chimney effect irrespective of whether the vehicle is stopped or running, and the temperature rise in the main circuit / substrate peripheral area can be reduced. Can be reduced. Further, since a shielding plate made of a steel plate is provided between the switching element and the substrate, it is effective against switching surge and noise from the switching element.
【００５５】また、万一の基板不良またスイッチング素
子の不良による交換が生じた場合は、容易にそれぞれの
ユニット交換が可能となる。このように、車両本体スペ
ースを有効に活用し、低価格で小型・軽量で且つ、熱的
・電気的・保守的・信頼性に優れる自動車用変換装置を
提供できる。Further, in the event that a replacement occurs due to a board failure or switching element failure, each unit can be easily replaced. As described above, it is possible to provide a low cost, compact and lightweight vehicle converter that is excellent in thermal, electrical, conservative, and reliability by effectively utilizing the vehicle body space.
【図１】 本発明の第１の実施の形態を示す斜視図。FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of the present invention.
【図２】 図１に示した切断線Ｃ−Ｃについての断面
図。FIG. 2 is a sectional view taken along a cutting line CC shown in FIG. 1;
【図３】 図１に示した切断線Ｄ−Ｄについての断面
図。FIG. 3 is a sectional view taken along a cutting line DD shown in FIG. 1;
【図４】 本発明の第２の実施の形態を示す図２に相
当する断面図。FIG. 4 is a sectional view showing a second embodiment of the present invention and corresponding to FIG. 2;
【図５】 本発明の第３の実施の形態を示す図２に相
当する断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 2, showing a third embodiment of the present invention.
【図６】 本発明の第４の実施の形態を示す図３に相
当する断面図。FIG. 6 is a sectional view showing a fourth embodiment of the present invention and corresponding to FIG. 3;
【図７】 本発明の第５の実施の形態を示す図３に相
当する断面図。FIG. 7 is a sectional view showing a fifth embodiment of the present invention and corresponding to FIG. 3;
【図８】 本発明の第６の実施の形態を示す図３に相
当する断面図。FIG. 8 is a sectional view illustrating a sixth embodiment of the present invention and corresponding to FIG. 3;
【図９】 図８に示したダクト付近を示す拡大図。FIG. 9 is an enlarged view showing the vicinity of the duct shown in FIG. 8;
【図１０】 本発明の第７の実施の形態を示す図２に相
当する断面図。FIG. 10 is a sectional view corresponding to FIG. 2, showing a seventh embodiment of the present invention.
【図１１】 本発明の第８の実施の形態を示す図２に相
当する断面図。FIG. 11 is a sectional view showing an eighth embodiment of the present invention and corresponding to FIG. 2;
【図１２】 本発明の第９の実施の形態を示す図３に相
当する断面図。FIG. 12 is a sectional view showing a ninth embodiment of the present invention and corresponding to FIG. 3;
【図１３】 本発明の第１０の実施の形態を示す図３に
相当する断面図。FIG. 13 is a sectional view showing a tenth embodiment of the present invention and corresponding to FIG. 3;
【図１４】 一般的な車両用電力変換装置の回路図。FIG. 14 is a circuit diagram of a general vehicle power converter.
【図１５】 従来の車両用電力変換装置を示す斜視図。FIG. 15 is a perspective view showing a conventional vehicle power converter.
【図１６】 図１５に示した切断線Ａ−Ａについての断
面図。FIG. 16 is a sectional view taken along a cutting line AA shown in FIG. 15;
【図１７】 図１５に示した切断線Ｂ−Ｂについての断
面図。FIG. 17 is a sectional view taken along a cutting line BB shown in FIG. 15;
【図１８】 車両用電力変換装置を適用した際の駆動状
態を示す特性図。FIG. 18 is a characteristic diagram showing a driving state when the vehicle power converter is applied.
１……バッテリー ２……コンデンサ ３〜８……ＩＧＢＴ ９……電力変換回路 １０……モータ １１……冷却フィン １２……ゲート基板 １３……制御基板 ２０、３０、４０、５０、６０……ユニット ２１、３１、５１、６１、１０１……遮蔽プレート ３２、４１、９２、１００……走向風ガイド ６２、１０２……冷却フィン ７０、９０……主回路ユニット ７１、９１……制御ユニット DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Battery 2 ... Capacitor 3-8 ... IGBT 9 ... Power conversion circuit 10 ... Motor 11 ... Cooling fin 12 ... Gate board 13 ... Control board 20, 30, 40, 50, 60 ... Units 21, 31, 51, 61, 101 Shield plates 32, 41, 92, 100 Running wind guides 62, 102 Cooling fins 70, 90 Main circuit units 71, 91 Control unit
Claims (12)
を平滑するコンデンサと複数のスイッチング素子を有し
前記コンデンサからの直流電圧を交流電圧に変換するイ
ンバータ回路とこのインバータ回路を制御する制御回路
とを有し、所望の交流電力を負荷に供給する車両用電力
変換装置において、前記コンデンサ、スイッチング素子
及び制御回路を収納し、前記コンデンサ、スイッチング
素子及び制御回路との間を遮蔽する遮蔽部を有する筐体
を具備し、前記遮蔽手段の一部を外気に晒したことを特
徴とする車両用電力変換装置。An inverter circuit mounted on a vehicle and having a capacitor for smoothing a voltage from a DC power supply and a plurality of switching elements for converting a DC voltage from the capacitor to an AC voltage, and a control circuit for controlling the inverter circuit In a power converter for a vehicle that supplies desired AC power to a load, a shielding unit that houses the capacitor, the switching element, and the control circuit, and shields between the capacitor, the switching element, and the control circuit. A power conversion device for a vehicle, comprising: a housing having a cover, and exposing a part of the shielding means to outside air.
向に形成したことを特徴とする請求項１に記載の車両用
電力変換装置。2. The vehicular power converter according to claim 1, wherein the shielding portion is formed in a direction perpendicular to a vehicle floor.
角度で傾斜するよう形成し、走向風を前記遮蔽部に導く
ガイドを設けたことを特徴とする請求項１に記載の車両
用電力変換装置。3. The vehicle according to claim 1, wherein the shielding portion is formed so as to be inclined at a predetermined angle with respect to a vehicle floor, and a guide for guiding a running wind to the shielding portion is provided. Power converter.
車両床面に対して垂直方向に設けた前記遮蔽部とを有す
る前記筐体を、走向風に対して所定の角度に傾斜して、
前記車両に取り付けたこと特徴とする請求項１に記載の
車両用電力変換装置。4. A guide for guiding a running wind to the shielding portion,
The casing having the shielding portion provided in a direction perpendicular to the vehicle floor, inclined at a predetermined angle with respect to the traveling wind,
The vehicle power converter according to claim 1, wherein the power converter is attached to the vehicle.
を特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の車両用
電力変換装置。5. The power conversion device for a vehicle according to claim 1, wherein the shielding portion is formed in a wave shape.
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の車
両用電力変換装置。6. The vehicular power converter according to claim 1, wherein a cooling fin is attached to the shielding portion.
を平滑するコンデンサと複数のスイッチング素子を有し
前記コンデンサからの直流電圧を交流電圧に変換するイ
ンバータ回路とこのインバータ回路を制御する制御回路
とを有し、所望の交流電力を負荷に供給する車両用電力
変換装置において、前記コンデンサ及びスイッチング素
子を収納する第１の筐体と、制御回路を収納する第２の
筐体とを具備し、前記第１の筐体と前記第２の筐体との
間に間隙が形成されるよう前記第１の筐体と前記第２の
筐体とを配設したことを特徴とする車両用電力変換装
置。7. An inverter circuit mounted on a vehicle and having a capacitor for smoothing a voltage from a DC power supply and a plurality of switching elements, for converting a DC voltage from the capacitor to an AC voltage, and a control circuit for controlling the inverter circuit A power converter for a vehicle that supplies desired AC power to a load, comprising: a first housing that houses the capacitor and the switching element; and a second housing that houses a control circuit. Wherein the first housing and the second housing are arranged such that a gap is formed between the first housing and the second housing. Conversion device.
向に形成したことを特徴とする請求項７に記載の車両用
電力変換装置。8. The vehicle power converter according to claim 7, wherein the gap is formed in a direction perpendicular to a vehicle floor.
間隙に走行風を導くガイドを設けたことを特徴とする請
求項７に記載の車両用電力変換装置。9. The power conversion device for a vehicle according to claim 7, wherein the gap is inclined, and a guide for guiding traveling wind is provided in the inclined gap.
を、走向風に対して所定の角度に傾斜して、前記車両に
取り付けたこと特徴とする請求項７または８に記載の車
両用電力変換装置。10. The vehicle according to claim 7, wherein the first housing and the second housing are attached to the vehicle at a predetermined angle with respect to a traveling wind. Power conversion device for vehicles.
のそれぞれの一片を波形形状に形成したことを特徴とす
る請求項７乃至１０のいずれかに記載の車両用電力変換
装置。11. The vehicle power converter according to claim 7, wherein each of the first housing and the second housing is formed in a waveform.
のそれぞれの一片に冷却フィンを取り付けたことを特徴
とする請求項７乃至１０のいずれかに記載の車両用電力
変換装置。12. The power conversion device for a vehicle according to claim 7, wherein cooling fins are attached to respective ones of the first housing and the second housing.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10308256A JP2000134950A (en) | 1998-10-29 | 1998-10-29 | Power-converting device for vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10308256A JP2000134950A (en) | 1998-10-29 | 1998-10-29 | Power-converting device for vehicle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000134950A true JP2000134950A (en) | 2000-05-12 |
Family
ID=17978831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10308256A Pending JP2000134950A (en) | 1998-10-29 | 1998-10-29 | Power-converting device for vehicle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000134950A (en) |
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