JP5776904B2 - converter - Google Patents
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Description
本発明は、入力電圧を変換して出力するコンバータに関する。 The present invention relates to a converter that converts and outputs an input voltage.
近年、将来の石油枯渇や地球温暖化への対策として、燃料ガス及び酸化ガスの電気化学反応によって発電する燃料電池を駆動電源とする燃料電池システムが搭載された燃料電池車両の開発が進められている。このような燃料電池システムは、複数の燃料電池セルを直列接続してなる燃料電池スタックと、燃料電池スタックの出力電力を昇圧してインバータを介して駆動モータに出力する昇圧コンバータとを備えている。 In recent years, as a measure against future oil depletion and global warming, development of a fuel cell vehicle equipped with a fuel cell system that uses a fuel cell that generates power by an electrochemical reaction of fuel gas and oxidant gas as a driving power source has been promoted. Yes. Such a fuel cell system includes a fuel cell stack in which a plurality of fuel cells are connected in series, and a boost converter that boosts the output power of the fuel cell stack and outputs the boosted power to a drive motor via an inverter. .
昇圧コンバータとしては、リアクトル、IPM(Intelligent power module)、及びIPMを制御する制御回路を有する制御基板を備えたものが知られており(例えば、特許文献1参照)、さらに、これらリアクトル、IPM、及び制御基板が、車両搭載時の姿勢においてこの順に下から積層された配置で(以下、特に断らない限り、上及び下は、車両搭載姿勢での上及び下を意味するものとする。)、コンバータケース内に収納にされた構造のものもある。 As a step-up converter, there is known a reactor, an IPM (Intelligent Power Module), and a control board having a control circuit for controlling the IPM (for example, refer to Patent Document 1). Further, these reactor, IPM, The control board is stacked from the bottom in this order in the vehicle mounting posture (hereinafter, unless otherwise specified, the terms “upper” and “bottom” mean “upper” and “bottom” in the vehicle mounting posture). Some are housed in a converter case.
このような積層順の配置は、低重心化や防水性能上の理由、つまり、リアクトルが昇圧コンバータの他の構成要素よりも相対的に大型で重量物であることや、制御基板をできるだけ地面から遠ざけたいこと等の理由からは好ましい。 This arrangement in the stacking order is for reasons of low center of gravity and waterproof performance, that is, the reactor is relatively large and heavy compared to the other components of the boost converter, and the control board is as far from the ground as possible. It is preferable for reasons such as wanting to keep away.
しかしながら、このような配置の場合、入力電圧検出線及び出力電圧検出線の配線長さが冗長となってしまうことを防ぐために、昇圧前の電圧検出には入力電圧検出線をリアクトルの上面側(IPM側を向く面)に接続すると共に、昇圧後の電圧検出には出力電圧検出線をIPMの下面側(リアクトル側を向く面)に接続することが好ましい。このように入力電圧検出線及び出力電圧検出線を接続した場合には、上方からの組み付け作業が困難になり、工数増大を招くという課題がある。また、同様のことが保守時等における分解作業の際にもいえる。 However, in such an arrangement, in order to prevent redundant wiring lengths of the input voltage detection line and the output voltage detection line, the input voltage detection line is connected to the upper surface side of the reactor ( while connected to the surface) facing the IPM side, the voltage detection after boosting it is preferable to connect the output voltage detection line on the lower surface side of the IPM (surface facing the reactor side). When the input voltage detection line and the output voltage detection line are connected as described above, there is a problem that the assembling work from above becomes difficult and man-hours are increased. The same can be said for the disassembling work during maintenance.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、製造時及び保守時等における作業性の向上ひいては工数の低減を図ることのできるコンバータを提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a converter capable of improving workability at the time of manufacturing, maintenance, and the like, and thus reducing the number of man-hours.
上記目的を達成するために、本発明は、
入力電圧を昇圧又は/及び降圧して出力可能なコンバータであって、
コンバータケース内に、リアクトル、パワーモジュール及び該パワーモジュールを制御する制御基板が下からこの順に積層配置されてなり、
前記リアクトルの前記パワーモジュール側の面に位置する入力電圧検出用の入力端子接続部と、前記パワーモジュールの前記リアクトル側の面に位置する出力電圧検出用の出力端子接続部とを有し、
前記入力端子接続部及び前記出力端子接続部が、前記リアクトル、前記パワーモジュール、及び前記制御基板の積層方向に沿う上面視において、前記パワーモジュールの外形よりも外側に位置するように配置されているものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides:
A converter capable of output by stepping up and / or stepping down an input voltage,
In the converter case, a reactor, a power module and a control board for controlling the power module are stacked in this order from the bottom,
An input voltage detecting input terminal connecting portion located on the power module side surface of the reactor, and an output voltage detecting output terminal connecting portion located on the reactor side surface of the power module;
The input terminal connection portion and the output terminal connection portion are arranged so as to be located outside the outer shape of the power module in a top view along the stacking direction of the reactor, the power module, and the control board. Is.
この構成によれば、リアクトルの上にパワーモジュール及び制御基板を積層させた状態のままでも、入力端子接続部及び出力端子接続部がパワーモジュールの外側に露出しているので、これら端子接続部への端子の取り付け作業及び取り外し作業を上方から行うことが可能となる。 According to this configuration, even when the power module and the control board are stacked on the reactor, the input terminal connection portion and the output terminal connection portion are exposed to the outside of the power module. It is possible to perform the attaching and removing operations of the terminals from above.
上記構成においては、一端が前記制御基板に接続された電圧検出線を有し、
前記電圧検出線は、他端が前記入力端子接続部に接続された入力電圧線と、他端が前記出力端子接続部に接続された出力電圧線とに分岐部から分岐しており、前記分岐部から前記入力端子接続部までの前記入力電圧線の配線長さと前記分岐部から前記出力端子接続部までの前記出力電圧線の配線長さが異なる構成とされていても良い。
In the above configuration, one end has a voltage detection line connected to the control board,
The voltage detection line branches from a branch portion into an input voltage line whose other end is connected to the input terminal connection portion and an output voltage line whose other end is connected to the output terminal connection portion. The wiring length of the input voltage line from the part to the input terminal connection part and the wiring length of the output voltage line from the branch part to the output terminal connection part may be different.
この構成によれば、入力電圧線の配線長さと出力電圧線の配線長さとの違いから、両電圧線同士の区別が容易となるので、入力電圧線の入力端子及び出力電圧線の出力端子をそれぞれ出力端子接続部及び入力端子接続部へと誤って接続してしまうという誤組付けをより確実に回避することが可能となる。 According to this configuration, because the difference between the wiring length of the input voltage line and the wiring length of the output voltage line makes it easy to distinguish between the two voltage lines, the input terminal of the input voltage line and the output terminal of the output voltage line are connected to each other. It is possible to more reliably avoid the erroneous assembly of erroneous connection to the output terminal connection portion and the input terminal connection portion.
上記構成においては、前記分岐部、前記入力端子接続部、及び前記出力端子接続部は、上記上面視における前記電圧検出線の一端からの配線長さが、短い方から順に、前記分岐部、前記入力端子接続部又は前記出力端子接続部の一方の端子接続部、前記入力端子接続部又は前記出力端子接続部の他方の端子接続部となるように配置されていてもよい。 In the above configuration, the branch portion, the input terminal connection portion, and the output terminal connection portion are arranged in such a manner that the wiring length from one end of the voltage detection line in the top view is in order from the shortest, the branch portion, You may arrange | position so that it may become one terminal connection part of the input terminal connection part or the said output terminal connection part, the other terminal connection part of the said input terminal connection part or the said output terminal connection part.
この構成によれば、入力電圧線の配線長さと出力電圧線の配線長さとの違いがより顕著になり、誤組付け抑制効果をより一層高めることが可能となる。 According to this configuration, the difference between the wiring length of the input voltage line and the wiring length of the output voltage line becomes more prominent, and the effect of suppressing erroneous assembly can be further enhanced.
本発明によれば、製造時及び保守時等における作業性の向上ひいては工数の低減を図ることのできるコンバータを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the converter which can aim at the improvement of workability | operativity at the time of manufacture, maintenance, etc. and reduction of a man-hour can be provided.
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明の一実施形態にかかるコンバータを備えた燃料電池システム1が車両に搭載された場合の一システム構成例を示す図であり、燃料電池システム1は、燃料電池11、FDCコンバータ12、バッテリ13、バッテリコンバータ14、インバータ15、及びコントローラ16、負荷20等を備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a system configuration example when a fuel cell system 1 including a converter according to an embodiment of the present invention is mounted on a vehicle. The fuel cell system 1 includes a
尚、以下の説明においては、特に断らない限り「前方」とは燃料電池車両の前進方向(図2,3においてFRの矢線が指し示す方向)のことを示し、「後方」とは燃料電池車両の後進方向のことを示す。また、「右側」とは燃料電池車両の前進方向を向いた場合の右側のことを示し、「左側」とは燃料電池車両の前進方向を向いた場合の左側のことを示す。 In the following description, unless otherwise specified, “front” indicates the forward direction of the fuel cell vehicle (the direction indicated by the arrow of FR in FIGS. 2 and 3), and “rear” indicates the fuel cell vehicle. Indicates backward direction. Further, “right side” indicates the right side when facing the forward direction of the fuel cell vehicle, and “left side” indicates the left side when facing the forward direction of the fuel cell vehicle.
燃料電池11は、複数のセル(発電セル)が積層されてなるセルスタック(セル積層体)を備えた例えば高分子電解質形燃料電池である。この燃料電池11には、セルスタックからの出力端子電圧Vfcを検出するための電圧センサ、および出力電流を検出するための電流センサ(いずれも図示省略)が取り付けられている。
The
セルは、イオン交換膜からなる電解質膜およびこれを両面から挟んだ一対の電極からなる膜−電極アッセンブリ(MEA;Membrane Electrode Assembly)と、この膜−電極アッセンブリを外側から挟持する一対のセパレータと、で構成されている。セパレータは例えば金属を基材とする導通体であり、各電極に空気等の酸化ガス(反応ガス)および水素ガス等の燃料ガス(反応ガス)を供給するための流体流路を有しており、互いに隣接するセルに供給される異種流体の混合を遮断する。 The cell includes an electrolyte membrane composed of an ion exchange membrane and a membrane-electrode assembly (MEA) composed of a pair of electrodes sandwiching the electrolyte membrane from both sides, a pair of separators sandwiching the membrane-electrode assembly from the outside, It consists of The separator is, for example, a conductor based on a metal, and has a fluid flow path for supplying an oxidizing gas (reactive gas) such as air and a fuel gas (reactive gas) such as hydrogen gas to each electrode. , Blocking mixing of different fluids supplied to cells adjacent to each other.
燃料電池11からの出力を昇圧等するFDCコンバータ12は、燃料電池11の出力端子電圧Vfcを制御する役割を担っており、一次側(入力側:燃料電池11側)に入力されたFC出力端子電圧Vfcを、一次側と異なる電圧値に変換(昇圧または降圧)して二次側(出力側:インバータ15側)に出力し、また逆に、二次側に入力された電圧を、二次側と異なる電圧に変換して一次側に出力する双方向の電圧変換装置である。
The FDC converter 12 that boosts the output from the
このFDCコンバータ12により、燃料電池11の出力端子電圧Vfcが目標出力に応じた電圧(すなわち、目標出力端子電圧)となるように制御される。FDCコンバータ12の具体的な構造については、後に詳述する。
The
バッテリ13は、負荷20に対して燃料電池11と並列に接続されており、余剰電力の貯蔵源、回生制動時の回生エネルギー貯蔵源、燃料電池車両の加速または減速に伴う負荷変動時のエネルギーバッファとして機能する。バッテリ13としては、例えば、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・水素蓄電池、リチウム二次電池等の二次電池が利用される。
The
バッテリ13とインバータ15との間に接続されたバッテリコンバータ14は、インバータ15の入力電圧Vinを制御する役割を担っており、例えばFDCコンバータ12と同様の回路構成を有している。
The
インバータ15は、例えばパルス幅変調方式で駆動されるPWMインバータであり、コントローラ(制御装置)16からの制御指令に従って、燃料電池11またはバッテリ13から出力される直流電力を三相交流電力に変換して、トラクションモータ21の回転トルクを制御する。
The
トラクションモータ21は、本燃料電池車両の主動力となるものであり、減速時には回生電力を発生するようにもなっている。ディファレンシャル22は減速装置であり、トラクションモータ21の高速回転を所定の回転数に減速し、タイヤ23,23が設けられたシャフトを回転させる。
The
コントローラ16は、燃料電池システム1の制御用のコンピュータシステムであり、例えばCPU、RAM、ROM等を備えている。コントローラ16は、センサ群17から供給される各種の信号(例えば、アクセル開度をあらわす信号や車速をあらわす信号、燃料電池11の出力電流や出力端子電圧をあらわす信号など)を入力して、負荷20の要求電力(すなわち、システム全体の要求電力)を求める。
The
負荷20の要求電力は、例えば車両走行電力と補機電力との合計値である。補機電力には車載補機類(加湿器、エアコンプレッサ、水素ポンプ、および冷却水循環ポンプ等)で消費される電力、車両走行に必要な装置(変速機、車輪制御装置、操舵装置、および懸架装置等)で消費される電力、乗員空間内に配設される装置(空調装置、照明器具、およびオーディオ等)で消費される電力などが含まれる。
The required power of the
コントローラ16は、負荷20の要求電力から燃料電池11とバッテリ13とのそれぞれの出力電力の配分を決定し、配分した出力電力に基づいてFDCコンバータ12およびバッテリコンバータ14の動作を制御する。
The
次に、図2を参照し、FDCコンバータ12の全体構成について説明する。
FDCコンバータ12は、FDCケース401及びFDCカバー402により構成されたFDC容器400の内部に、複数のリアクトルからなるリアクトル部41、IPM(Intelligent Power Module)42、及び制御基板43が収納されてなる。
Next, the overall configuration of the
The
FDCケース401は、その上部が開口しており、FDCコンバータ12の構成要素を下方から支えるケースである。FDCカバー402は、FDCケース401の上部の開口部を覆う蓋であって、その下端部がFDCケース401の上部シール面に当接した状態で、FDCケース401に締結固定されている。
The upper part of the
FDCケース401の上端部且つ後方側には、後方に向かって水平に突出するような板状のFDCフランジ403が形成されている。このFDCフランジ403は、燃料電池11を収納する燃料電池ケースにFDCコンバータ12を締結固定する際に、燃料電池ケース側の締結面に対して上方から重ねられて締結固定される部分である。
A plate-
リアクトル部41は、相対的に重量が大きく大型であることから、FDCコンバータ12ひいては燃料電池車両の低重心化を図るべく、FDC容器400の最下部に配置されている。このリアクトル部41の上部には、IPM42が積層配置されている。これにより、リアクトル部41とIPM42との接続距離を短縮し、FDCコンバータ12のコンパクト化が図られている。
IPM42は、例えば、電力を制御するパワーMOSFETや絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT) などのパワーデバイスと、該パワーデバイスの駆動回路と、自己保護機能を備えてなる。このIPM42の上部には、IPM42を制御する制御回路を備えた制御基板43が積層配置されている。
The
このように、制御基板43をIPM42の上部に配置すれば、制御基板43に対するリアクトル部41からのノイズの影響を極力抑えることができる。また、制御基板43をFDCコンバータ12の最上部に配置すれば、FDC容器400への組み込み時におけるワイヤハーネス300の配線の容易化を図ることができ、且つ、走行時に跳ね上がる下方側からの水に対する防水効果を高めることができる。
As described above, if the
次に、図3とその要部拡大図である図4を参照し、FDC容器400の内部構造について詳述する。図3は、FDCコンバータ12の内部構造を上面視で模式的に示した図であって、FDCコンバータ12のFDCカバー402を取り外した状態を示している。
Next, the internal structure of the
図3に示すように、FDC容器400の内部では、リアクトル部41の上部にIPM42及び制御基板43がユニット化されており、当該ユニット410がFDCケース401に対し、それぞれ第1固定部421、第2固定部422、第3固定部423、及び第4固定部424において4つのボルトで締結固定されている。
As shown in FIG. 3, in the
FDCケース401に対するユニット410の締結固定は、後方側で2箇所(第1固定部、第2固定部422)、前方側で2箇所(第3固定部423、第4固定部424)となっている。後方側の第1固定部421、第2固定部422のうち、一方の第2固定部422は、上面視略長方形をなすユニット410の後方左側のコーナー部付近に配置されているが、他方の第1固定部421は、当該ユニット410の後方側の両コーナー部の間、より具体的には、当該ユニット410の後方右側のコーナー部から後方左側のコーナー部側に所定距離だけ寄せた位置に配置されている。
The
FDCフランジ403には、燃料電池11が発電した電力を受け入れるための端子である二つのバスバー(FDCバスバー431、432)が、燃料電池車両の左右方向に並ぶように配置されている。P極側のFDCバスバー431及びN極側のFDCバスバー432は、それぞれ燃料電池11が発電した電力をFDCコンバータ12に向けて出力するための端子である二つのFCバスバー(図示略)と電気的に接続されるものである。
On the
このため、FDCバスバー431、432は、FDC容器400の内側から後方側に向かって水平に突出するように配置されていると共に、FDCコンバータ12を燃料電池ケースに締結固定した状態においては、それぞれFCバスバーと上面視で重なるような位置に配置されている。
For this reason, the FDC bus bars 431 and 432 are arranged so as to protrude horizontally from the inner side to the rear side of the
なお、図3及び図4においては、本実施形態に係るN極側のFDCバスバー432として、第1のN極バスバー片432aに、第2のN極バスバー片432b及び第3のN極バスバー片432cが接続されたものが図示されているが、FDCバスバー432の構成は、このような態様に限定されるものではない。また、P極側のFDCバスバー431の構成についても、図3及び図4に図示した態様に限定されるものではない。
3 and 4, as the N-pole-side
制御基板43における後方左側からは、電圧検出用のワイヤハーネス300がFDCバスバー431,432に向けて延出している。ワイヤハーネス300は、先端に入力端子311を備えた入力電圧検出用の第1ワイヤハーネス310と、先端に出力端子321を備えた出力電圧検出用の第2ワイヤハーネス320と、先端にN極端子331を備えたN極電圧検出用の第3ワイヤハーネス330と、を備えている。
From the rear left side of the
これら第1ワイヤハーネス310乃至第3ワイヤハーネス330は、制御基板43との接続端から所定長延出した箇所にある分岐部350までは1つに束ねられているが、それ以降はそれぞれ3本に枝分かれしている。第1ワイヤハーネス310の入力端子311は、リアクトル部41のIPM42側の面に位置する第1接続部(入力端子接続部)351においてP極側のFDCバスバー431の端部と接続されている。
The
第2ワイヤハーネス320の出力端子321は、IPM42のリアクトル部41側の面に位置する第2接続部(出力端子接続部)352において第2のN極バスバー片432bの端部と接続されている。第3ワイヤハーネス330のN極端子331は、第3接続部353において第3のN極バスバー片432cの端部と接続されている。
The output terminal 321 of the
次に、IPM42及び制御基板43の外形と、第1接続部351乃至第3接続部353の配置との相対的な関係について説明する。
これら第1接続部351乃至第3接続部353は、図3に示すような上面視において、IPM42の外形よりも外側に配置されている。また、制御基板43の外形は、図3に示すように、IPM42の外形よりも小さい。
Next, the relative relationship between the outer shape of the
These first connection portion 351 to third connection portion 353 are arranged outside the outer shape of the
したがって、ルアクトル部41の上部にIPM42及び制御基板43を積層して、制御基板43から延出しているワイヤハーネス300の第1ワイヤハーネス310乃至第3ワイヤハーネス330をそれぞれ第1接続部351乃至第3接続部353に接続する際には、これら第1接続部351乃至第3接続部353が上方から見て外側に露出していることになる。
Therefore, the
これにより、作業者は、ボルト締結による当該接続作業をリアクトル部41の上部にIPM42及び制御基板43を積層させたままの状態で、上方から容易に行なうことができる。また、自動ラインでの組立も可能になる。
Thereby, the worker can easily perform the connection work by bolt fastening from above in a state where the
さらに、保守点検時等においても同様であり、例えば第1ワイヤハーネス310乃至第3ワイヤハーネス330をそれぞれ第1接続部351乃至第3接続部353から取り外す作業についても、作業者は、ボルトの取り外し作業をリアクトル部41の上部にIPM42及び制御基板43を積層させたままの状態で、上方から容易に行なうことができる。
Furthermore, the same applies to maintenance inspections and the like. For example, for the work of removing the
次に、第1接続部351乃至第3接続部353と、第1固定部421及び第2固定部422と、分岐部350との相対的な位置関係について説明する。
これら第1接続部351乃至第3接続部353、第1固定部421及び第2固定部422、並びに分岐部350は、燃料電池車両の左右方向に沿う方向において、右側から左側(図3及び図4では紙面上側から下側)に向かって、第1接続部351、第1固定部421、第2接続部352、分岐部350、第3接続部353、第2固定部422の順に配置されている。
Next, the relative positional relationship among the first connection portion 351 to the third connection portion 353, the
The first connecting portion 351 to the third connecting portion 353, the
この配置のうち、まず、第1接続部351、第1固定部421、及び第2接続部352に着目し、それらの相対的な位置関係による作用効果について説明すると、第1接続部351と第2接続部352とが、第1固定部421の左右に振り分けられているので、作業者が製造時及び保守時などに、第1接続部351及び第2接続部352にそれぞれ接続すべき入力端子311及び出力端子321を互い違いに誤って組み付けてしまう、という不具合をより確実に回避することが可能となる。
Of these arrangements, first, focusing on the first connecting portion 351, the
つまり、本実施形態では、第2接続部352は第1固定部421と第2固定部422との間に配置されるが、第1接続部351は第1固定部421の左右方向外側に配置されるので、作業者からすると、第1接続部351と第2接続部352との目視による区別が極めて容易であり、上記のように誤って組み付けてしまう可能性は、第1固定部421と第2固定部422との間に第1接続部351と第2接続部352の両方が配置されている場合と比較して著しく減少する。
In other words, in the present embodiment, the second connection portion 352 is disposed between the
次に、上記配置のうち、第1接続部351、第2接続部352、及び分岐部350に着目し、それらの相対的な位置関係による作用効果について説明すると、分岐部350が第1接続部351と第2接続部352の両方よりも左右方向の外側に配置されているので、分岐部350から第1接続部351までの距離と、分岐部350から第3接続部352までの距離とを異ならせることが可能となり、本実施形態では、分岐部350から第1接続部351までの距離が第2接続部352までの距離よりも長くなる。
Next, focusing on the first connecting portion 351, the second connecting portion 352, and the branching
これにより、分岐部350から延出する第1ワイヤハーネス310及び第2ワイヤ0ハーネス320の配線長さについては、第1ワイヤハーネス310の方が第2ワイヤハーネス320よりも長くなるので、作業者からすると、第1接続部351と第2接続部352にそれぞれ接続すべき第1ワイヤハーネス310と第2ワイヤハーネス320との目視による区別が極めて容易となっている。
Thereby, about the wiring length of the
したがって、作業者が製造時及び保守時などに、第1接続部351及び第2接続部352にそれぞれ接続すべき入力端子311及び出力端子321を互い違いに誤って組み付けてしまう、という不具合をより確実に回避することが可能となる。 Accordingly, it is possible to more reliably prevent the operator from erroneously assembling the input terminal 311 and the output terminal 321 to be connected to the first connection portion 351 and the second connection portion 352, respectively, at the time of manufacturing and maintenance. It is possible to avoid it.
とりわけ本実施形態では、電圧検出用のワイヤハーネス300を制御基板43の後方中央部からではなく、後方左側端部から延出させているので、分岐部350から第1接続部351までの第1ワイヤハーネス310の配線長さと、分岐部350から第2接続部352又は第3接続部353までの第2ワイヤハーネス320の配線長さ又は第3ワイヤハーネス330の配線長さとの格差を、目視で区別可能な程度に拡げ得て、誤組み付けに対する抑制効果をより一層高めている。
In particular, in the present embodiment, since the voltage
次に、第1接続部351乃至第3接続部353における各端子接続部の構造と、第1ワイヤハーネス310乃至第3ワイヤハーネス330の配索構造との関係について説明する。
Next, the relationship between the structure of each terminal connection part in the 1st connection part 351 thru | or the 3rd connection part 353 and the wiring structure of the
第1接続部351乃至第3接続部353における各端子接続構造は、図4に示すように、入力端子311、出力端子321、及びN極端子331の接続を一方向からのみ受け入れ且つ接続後の各端子311,321,331の周り止めを奏するものであり、この端子受け入れ方向に沿って延在する規制部361,362,363を備えている。
Each terminal connection structure in the first connection portion 351 to the third connection portion 353 accepts the connection of the input terminal 311, the output terminal 321, and the N-pole terminal 331 from only one direction as shown in FIG. Each terminal 311, 321, 331 is stopped and provided with restricting
本実施形態では、入力端子311、出力端子321、及びN極端子331の各端子受け入れ方向、つまり、各規制部361,362,363の延在方向を、それぞれ異ならせている。
In the present embodiment, the terminal receiving directions of the input terminal 311, the output terminal 321, and the N pole terminal 331, that is, the extending directions of the restricting
すなわち、出力端子321の受け入れ方向は、左右方向に対して平行とされていて、出力端子321は、FDCコンバータ12の左側から左右方向に沿って右側に向けて真横から接続される。これに対し、入力端子311及びN極端子331の受け入れ方向は、それぞれ左右方向に対して後方側及び前方側に傾いており、その傾きの方向が互いに逆になっている。
In other words, the receiving direction of the output terminal 321 is parallel to the left-right direction, and the output terminal 321 is connected from right to the right side along the left-right direction from the left side of the
これにより、第3ワイヤハーネス330を分岐部350から最短の配線長さで第3接続部353に接続することができなくなっている。つまり、第3ワイヤハーネス330は、左右方向外側(左側)に一旦迂回させてからでないと、第3ワイヤハーネス330のN極端子331を第3接続部353に接続することができない。
As a result, the
このように、本実施形態では、図3及び図4に示すように、分岐部350から第2接続部351までの配線長さと、分岐部350から第3接続部353までの配線長さに一定以上の差がない場合(例えば、等しい長さである場合や略等しい長さである場合)でも、必然的に第2ワイヤハーネス320の方が第3ワイヤハーネス330よりも長くなるので、作業者からすると、第2接続部352と第3接続部353にそれぞれ接続すべき第2ワイヤハーネス320と第3ワイヤハーネス330との目視による区別が極めて容易となる。
As described above, in this embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, the wiring length from the
よって、作業者が製造時及び保守時などに、第2接続部351及び第3接続部353にそれぞれ接続すべき出力端子321及びN極端子331を互い違いに誤って組み付けてしまう、という不具合をより確実に回避することが可能となる。 Therefore, the problem that the worker mistakenly assembles the output terminal 321 and the N pole terminal 331 to be connected to the second connection part 351 and the third connection part 353, respectively, at the time of manufacture and maintenance, etc. It is possible to avoid it reliably.
また、入力端子311、出力端子321、及びN極端子331の各端子受け入れ方向が、左右方向と平行か左右方向に対して若干傾いているだけであるため、各端子受け入れ方向が前後方向と平行か前後方向に対して若干傾いている場合と比較して、FDCコンバータ12の前後方向の寸法(いわゆる、L寸)を短縮化することが可能となり、燃料電池車両としての衝突安全性能を向上させることができる。
Further, since the terminal receiving directions of the input terminal 311, the output terminal 321, and the N pole terminal 331 are parallel to the horizontal direction or are slightly inclined with respect to the horizontal direction, the terminal receiving directions are parallel to the front-rear direction. Compared with the case where the
さらに、N極端子331に対応する規制部363が左右方向に対して若干傾いた方向に沿って延在し、且つ、この延在方向が第3のN極バスバー片432cの延在方向と交差する方向であるため、当該規制部363を避けるために第3のN極バスバー片432cを余計に屈曲させる必要がなくなり、第3のN極バスバー片432cの短縮化ひいては低コスト及び軽量化が可能になる。
Further, the restricting
以上、説明したように、本実施形態では、第1接続部351乃至第3接続部353をIPM42の外形よりも外側に配置し、これら第1接続部351乃至第3接続部353を上方から見て外側に露出するようにしている。したがって、制御基板43から延出するワイヤハーネス300のIPM42への接続を上方からFDCケース401に向かって行えるようになり、FDCコンバータ12の組み付け性及び分解性の向上並びに組み付け工数及び分解工数の低減を図ることが可能である。
As described above, in the present embodiment, the first connection portion 351 to the third connection portion 353 are arranged outside the outer shape of the
また、第1ワイヤハーネス310及び第2ワイヤハーネス320の分岐部350からの各延出長さに目視で確認できるだけの格差を設けているので、入力端子311と出力端子321と互い違いに接続しまうという誤組付けを効果的に防止することも可能である。
Moreover, since the difference which can be confirmed visually is provided in each extension length from the
1 燃料電池システム
12 FDCコンバータ
41 リアクトル部(リアクトル)
42 IPM(パワーモジュール)
43 制御基板
400 FDC容器(コンバータケース)
300 ワイヤハーネス(電圧検出線)
310 第1ワイヤハーネス(電圧検出線、入力電圧線)
311 入力端子
320 第2ワイヤハーネス(電圧検出線、出力電圧線)
321 出力端子
350 分岐部
351 第1接続部(入力端子接続部)
352 第2接続部(出力端子接続部)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
42 IPM (Power Module)
43
300 Wire harness (voltage detection line)
310 First wire harness (voltage detection line, input voltage line)
311
321
352 Second connection (output terminal connection)
Claims (3)
コンバータケース内に、リアクトル、パワーモジュール及び該パワーモジュールを制御する制御基板が下からこの順に積層配置されてなり、
前記リアクトルの前記パワーモジュール側の面に位置する入力電圧検出用の入力端子接続部と、前記パワーモジュールの前記リアクトル側の面を延長した平面に位置する出力電圧検出用の出力端子接続部とを有し、
前記入力端子接続部及び前記出力端子接続部が、前記リアクトル、前記パワーモジュール、及び前記制御基板の積層方向に沿う上面視において、前記パワーモジュールの外形よりも外側に位置するように配置されているコンバータ。 A converter capable of output by stepping up and / or stepping down an input voltage,
In the converter case, a reactor, a power module and a control board for controlling the power module are stacked in this order from the bottom,
An input terminal for detecting input voltage located on the surface of the reactor on the side of the power module, and an output terminal connecting part for detecting output voltage located on a plane extending from the surface of the reactor on the side of the reactor. Have
The input terminal connection portion and the output terminal connection portion are arranged so as to be located outside the outer shape of the power module in a top view along the stacking direction of the reactor, the power module, and the control board. converter.
一端が前記制御基板に接続された電圧検出線を有し、
前記電圧検出線は、他端が前記入力端子接続部に接続された入力電圧線と、他端が前記出力端子接続部に接続された出力電圧線とに分岐部から分岐しており、前記分岐部から前記入力端子接続部までの前記入力電圧線の配線長さと前記分岐部から前記出力端子接続部までの前記出力電圧線の配線長さが異なるコンバータ。 The converter of claim 1, wherein
One end has a voltage detection line connected to the control board,
The voltage detection line branches from a branch portion into an input voltage line whose other end is connected to the input terminal connection portion and an output voltage line whose other end is connected to the output terminal connection portion. A converter in which a wiring length of the input voltage line from a part to the input terminal connection part is different from a wiring length of the output voltage line from the branch part to the output terminal connection part.
前記分岐部、前記入力端子接続部、及び前記出力端子接続部は、上記上面視における前記電圧検出線の一端からの配線長さが、短い方から順に、前記分岐部、前記入力端子接続部又は前記出力端子接続部の一方の端子接続部、前記入力端子接続部又は前記出力端子接続部の他方の端子接続部となるように配置されているコンバータ。 The converter of claim 2,
The branch section, the input terminal connection section, and the output terminal connection section are arranged in order from the shortest wiring length from one end of the voltage detection line in the top view, the branch section, the input terminal connection section, or The converter arrange | positioned so that it may become one terminal connection part of the said output terminal connection part, the said input terminal connection part, or the other terminal connection part of the said output terminal connection part.
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