JP2022153956A - 電力変換装置及びそれを用いた回転電機 - Google Patents
電力変換装置及びそれを用いた回転電機 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022153956A JP2022153956A JP2021056749A JP2021056749A JP2022153956A JP 2022153956 A JP2022153956 A JP 2022153956A JP 2021056749 A JP2021056749 A JP 2021056749A JP 2021056749 A JP2021056749 A JP 2021056749A JP 2022153956 A JP2022153956 A JP 2022153956A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuse
- hole
- conversion device
- power semiconductor
- housing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 91
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 158
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 85
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 85
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 72
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 19
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 10
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 claims description 8
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract description 9
- 230000008018 melting Effects 0.000 abstract description 9
- 239000000779 smoke Substances 0.000 abstract description 6
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 44
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 43
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 33
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 25
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 23
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 12
- 238000004382 potting Methods 0.000 description 10
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 9
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 9
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 8
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 8
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 7
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 7
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 5
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 2
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 2
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Description
図1は実施の形態1に係る電力変換装置300を備えた回転電機1000の回路を示す図、図2は電力変換装置300の平面図で、カバー130及び制御基板124を取り除いて示した図、図3は電力変換装置300の平面図で、カバー130を取り除いて示した図、図4は電力変換装置300の平面図、図5は実施の形態1に係る回転電機1000の概略を示す断面図、図6は電力変換装置300の要部を示す斜視図で、バスバー突出部125aの部分を拡大し、カバー130を取り除いて示した図、図7は電力変換装置300の正極側端子190とヒューズ部136を示す斜視図、図8は図6のA-A断面位置で切断した電力変換装置300の要部を示す断面図である。図2、図3、及び図4は、ケース部133を取り除いて示した図である。なお、以下の説明で、単に軸方向と記載した場合は、回転電機、または回転電機本体部の軸方向を示し、径方向と記載した場合は、回転電機、または回転電機本体部の径方向を示すものとする。
回転電機1000は、図5に示すように、電力変換装置300と回転電機本体部200とを備える。電力変換装置300は、回転電機本体部200の軸方向の他方側に並置される。電力変換装置300と回転電機本体部200とは一体化されている。電力変換装置300は、回転電機本体部200に電力を供給する。回転電機本体部200は、内燃機関(図示せず)を駆動する電動機として動作し、或いは内燃機関により駆動されて発電する発電機として動作する。本実施の形態1による回転電機1000は、内燃機関の始動用回転電機として構成されている。回転電機1000は、筐体であるハウジング10に設けられた取付部(図示せず)を車両の車体、もしくは内燃機関にボルトで強固に固定される。
回転電機本体部200は、回転子軸4と、界磁巻線5を有して回転子軸4固定され、回転子軸4と一体回転する回転子6と、回転子6の径方向外側に配置された固定子3と、回転子6及び固定子3の外側を覆うハウジング10とを備える。固定子3は、固定子鉄心32、及び固定子鉄心32に装着された固定子巻線31を備える。ハウジング10は、負荷側に設けられるブラケットであるフロントブラケット1、及び反負荷側に設けられるブラケットであるリヤブラケット2を備える。フロントブラケット1及びリヤブラケット2は、鉄などの金属材料を用いて椀状に形成される。フロントブラケット1から軸方向の一方側に突出した回転子軸4の端部に、プーリ9が装着される。回転電機本体部200は、プーリ9とプーリ9に巻き掛けられたベルト(図示せず)とを介して内燃機関のクランク軸(図示せず)に連結される。リヤブラケット2及び車体は、固定子鉄心32及びフロントブラケット1を介して電気的に接続される。回転電機1000の軸方向において、フロントブラケット1が設けられた軸方向一方側をフロント側、リヤブラケット2が設けられた軸方向他方側をリヤ側とする。
電力変換装置300は、図2に示すように、固定子用電力半導体モジュール121、界磁用電力半導体モジュール120、平滑コンデンサ122、フィルタコンデンサ126、フィルタコイル127、及びこれらを内側に配置する筐体部140を備える。電力変換装置300は、図3に示すように、固定子用電力半導体モジュール121及び界磁用電力半導体モジュール120を制御する制御基板124を備える。電力変換装置300は、図4に示すように、筐体部140を覆う樹脂製のカバー130を備える。電力変換装置300は、図5に示すように、筐体部140の外側に、回転子6に電力を供給するブラシ100、及び回転子6の回転を検出する回転センサ110を備える。固定子用電力半導体モジュール121、界磁用電力半導体モジュール120、平滑コンデンサ122、フィルタコンデンサ126、及びフィルタコイル127は、パワー回路部を構成する。平滑コンデンサ122、フィルタコンデンサ126、フィルタコイル127、ブラシ100、及び回転センサ110は、それぞれが制御部品として構成され、固定子用電力半導体モジュール121及び界磁用電力半導体モジュール120と同様に回転電機本体部200に供給する電力を制御する。
最初に、図1を用いて回転電機1000における電流の流れを説明する。回転電機1000を電動機として動作させる場合と発電機として動作させる場合では、電流の流れは異なる。ここでは、回転電機1000を電動機として動作させる場合について説明する。
正極側導体125がヒューズ部136を備えることで、固定子用電力半導体モジュール121に短絡電流が通電した際の、固定子用電力半導体モジュール121の焼損を抑制することができる。以下、具体的に説明する。
正極側端子190とヒューズ部136について説明する。正極側導体125は、筐体部140の内側で電力用半導体スイッチング素子の電極に接続され、筐体部140から外側に突出したバスバー突出部125aを有する。図7において、破線で囲まれた部分がバスバー突出部125aである。電力変換装置300は、バスバー突出部125aを取り囲む樹脂製のケース部133を備える。側壁131とケース部133を同じ材料で一体的に形成しても構わない。
ヒューズ部136及びその周囲の構成の変形例について説明する。図9は図6のA-A断面位置で切断した別の電力変換装置300の要部を示す断面図、図10は図6のA-A断面位置で切断した別の電力変換装置300の要部を示す断面図、図11は図6のA-A断面位置で切断した別の電力変換装置300の要部を示す断面図、図12は実施の形態1に係る電力変換装置300のヒューズ部136を示す平面図、図13は実施の形態1に係る別の電力変換装置300の正極側端子190とヒューズ部136を示す斜視図である。
実施の形態2に係る電力変換装置300について説明する。図14は実施の形態2に係る電力変換装置300の要部を示す断面図で、図6のA-A断面位置と同等の位置で切断した図、図15は実施の形態2に係る別の電力変換装置300の要部を示す断面図で、図6のA-A断面位置と同等の位置で切断した図である。実施の形態2に係る電力変換装置300は、ケース部133がケース側突出周壁133bを有した構成になっている。
実施の形態3に係る電力変換装置300について説明する。図16は実施の形態3に係る電力変換装置300の要部を示す断面図で、図6のA-A断面位置と同等の位置で切断した図、図17は電力変換装置300の要部を示す平面図で、ヒューズ樹脂部材137のハッチングを省略して示した図、貫通孔133aの部分を示した図、図18は電力変換装置300の要部を説明する図で、短絡電流が通電してヒューズ部136が溶断した時のコンタ図である。実施の形態3に係る電力変換装置300は、貫通孔133aの内部が実施の形態1とは異なる構成になっている。
実施の形態4に係る電力変換装置300について説明する。図19は実施の形態4に係る電力変換装置300の要部を示す断面図で、図6のA-A断面位置と同等の位置で切断した図である。実施の形態4に係る電力変換装置300は、突出部132aの構成が実施の形態1とは異なる構成になっている。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも1つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
Claims (17)
- 筐体部と、
前記筐体部の内側に配置された電力用半導体素子と、
前記筐体部の内側で前記電力用半導体素子の電極に接続され、前記筐体部から外側に突出したバスバー突出部を有するバスバーと、
前記バスバー突出部を取り囲むケース部と、を備え、
前記バスバー突出部の突出端部に電力供給源に接続される接続端子が設けられ、前記バスバー突出部における前記接続端子よりも前記電力用半導体素子の側の部分に、断面積が前後の部分よりも小さくなったヒューズ部が設けられ、
前記ケース部は、前記ヒューズ部が配置された部分に貫通孔を有し、前記貫通孔にヒューズ樹脂部材が充填されている電力変換装置。 - 前記バスバー突出部は、前記筐体部の壁を貫通して外側に延出した基部と、前記基部から前記壁に沿って延出した前記ヒューズ部と、前記ヒューズ部の延出端に接続され、前記接続端子が設けられた接続端子部と、を備えている請求項1に記載の電力変換装置。
- 前記ヒューズ部の延出方向に見て、前記ヒューズ部の両側に前記基部と前記接続端子部とが重複している請求項2に記載の電力変換装置。
- 前記筐体部は、有底筒状に形成され、前記筐体部の底壁は、金属からなる放熱部材であり、
前記バスバーは、前記筐体部の側壁を貫通し、前記側壁の外側に突出し、
前記ケース部は、前記筐体部の前記側壁の外側に配置され、
前記底壁は、前記側壁よりも外側に突出し、前記ケース部は、前記底壁の突出部に当接している請求項1から3のいずれか1項に記載の電力変換装置。 - 前記貫通孔に当接した前記突出部の部分は、前記ヒューズ部の側と前記ヒューズ部とは反対側の外壁面の側との間を貫通する底壁貫通孔を有している請求項4に記載の電力変換装置。
- 前記底壁の前記突出部は、前記貫通孔の内側に向かって突出している貫通孔内突出部を有している請求項4に記載の電力変換装置。
- 前記ヒューズ樹脂部材は、前記貫通孔における、前記ヒューズ部よりも前記貫通孔の一方の開口側及び他方の開口側の一方または双方に充填されている請求項1から6のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 前記筐体部を覆うカバーを備え、
前記カバーは、前記筐体部を覆う部分から延出したカバー延出部を有し、
前記カバー延出部は、前記接続端子を除き、前記貫通孔が設けられた前記ケース部の部分を覆っている請求項1から7のいずれか1項に記載の電力変換装置。 - 前記カバー延出部は、前記カバー延出部から突出し、前記貫通孔の開口部の外側を取り囲むカバー側突出周壁を有している請求項8に記載の電力変換装置。
- 前記ケース部は、前記貫通孔の開口部の外側部分から前記カバー延出部に向かって突出し、前記貫通孔の開口部の外側を取り囲むケース側突出周壁を有している請求項8または9に記載の電力変換装置。
- 前記ヒューズ部の前後の前記バスバーの部分が前記貫通孔の内部に配置されている請求項1から10のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 前記バスバー突出部の部分と前記バスバー突出部を除く前記バスバーの部分とが別の部材で形成されている請求項1から11のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 前記ヒューズ樹脂部材は、アーク放電を消弧する樹脂材からなる請求項1から12のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 前記ヒューズ樹脂部材は、複数の異なる樹脂材からなる請求項1から13のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 前記筐体部の内部を封止する封止樹脂部材を備えた請求項1から14のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 前記ヒューズ樹脂部材は、前記封止樹脂部材のヤング率よりも低いヤング率を有した樹脂材からなる請求項15に記載の電力変換装置。
- 請求項1から16のいずれか1項に記載の電力変換装置と、
回転子軸、前記回転子軸と一体回転する回転子、前記回転子の径方向外側に配置された固定子、及び前記回転子及び前記固定子の外側を覆うハウジングを設けた回転電機本体部と、を備えた回転電機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021056749A JP7086249B1 (ja) | 2021-03-30 | 2021-03-30 | 電力変換装置及びそれを用いた回転電機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021056749A JP7086249B1 (ja) | 2021-03-30 | 2021-03-30 | 電力変換装置及びそれを用いた回転電機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP7086249B1 JP7086249B1 (ja) | 2022-06-17 |
JP2022153956A true JP2022153956A (ja) | 2022-10-13 |
Family
ID=82057333
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021056749A Active JP7086249B1 (ja) | 2021-03-30 | 2021-03-30 | 電力変換装置及びそれを用いた回転電機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7086249B1 (ja) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014093881A (ja) * | 2012-11-05 | 2014-05-19 | Toyota Motor Corp | 電力変換装置 |
JP2016082626A (ja) * | 2014-10-10 | 2016-05-16 | 株式会社デンソー | 電力変換装置 |
WO2019043807A1 (ja) * | 2017-08-30 | 2019-03-07 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
JP2019047550A (ja) * | 2017-08-30 | 2019-03-22 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
JP2019161967A (ja) * | 2018-03-16 | 2019-09-19 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
-
2021
- 2021-03-30 JP JP2021056749A patent/JP7086249B1/ja active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014093881A (ja) * | 2012-11-05 | 2014-05-19 | Toyota Motor Corp | 電力変換装置 |
JP2016082626A (ja) * | 2014-10-10 | 2016-05-16 | 株式会社デンソー | 電力変換装置 |
WO2019043807A1 (ja) * | 2017-08-30 | 2019-03-07 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
JP2019047550A (ja) * | 2017-08-30 | 2019-03-22 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
JP2019161967A (ja) * | 2018-03-16 | 2019-09-19 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7086249B1 (ja) | 2022-06-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4851575B2 (ja) | 制御装置一体型回転電機 | |
JP4361486B2 (ja) | 電気モータの電力用電子部品及び制御用電子部品を搭載する装置構造 | |
JP4054137B2 (ja) | パワー半導体素子の給電及び放熱装置 | |
JP5970668B2 (ja) | 電動式パワーステアリング用パワーモジュールおよびこれを用いた電動式パワーステアリング駆動制御装置 | |
JP5039171B2 (ja) | 電動式駆動装置およびその電動式駆動装置を搭載した電動式パワーステアリング装置 | |
JP6621491B2 (ja) | 回転電機 | |
US10263495B2 (en) | Rotary electric machine | |
JP6129286B1 (ja) | 電力供給ユニット一体型回転電機 | |
JP5893099B1 (ja) | 電力供給ユニット一体型回転電機 | |
JP2017017975A (ja) | 電動コンプレッサ | |
JP7086249B1 (ja) | 電力変換装置及びそれを用いた回転電機 | |
JP6869309B2 (ja) | 電力変換装置および電力変換装置一体型回転電機 | |
JP2017184295A (ja) | 回転電機 | |
US11552525B2 (en) | Rotating electrical machine including a refrigerant passage | |
JP2016201932A (ja) | 制御装置一体型回転電機 | |
JP3972855B2 (ja) | インバータモジュール | |
JP7224417B1 (ja) | 電力変換装置及びそれを備えた回転電機 | |
US10629521B2 (en) | Molded module | |
JP6272521B1 (ja) | 制御装置一体型回転電機 | |
JP6934985B1 (ja) | 回転電機 | |
JP2004088983A (ja) | インバータ搭載型回転電機及び回路装置 | |
JP6415512B2 (ja) | 制御装置一体型回転電機 | |
JP2007049823A (ja) | パワーモジュール及び基板 | |
JP7166408B1 (ja) | 回転電機 | |
JP7186843B1 (ja) | 回転電機 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210330 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220329 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220413 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220510 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220607 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7086249 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |