WO2014073159A1 - 高電圧電気装置及び電動圧縮機 - Google Patents

高電圧電気装置及び電動圧縮機 Download PDF

Info

Publication number
WO2014073159A1
WO2014073159A1 PCT/JP2013/005968 JP2013005968W WO2014073159A1 WO 2014073159 A1 WO2014073159 A1 WO 2014073159A1 JP 2013005968 W JP2013005968 W JP 2013005968W WO 2014073159 A1 WO2014073159 A1 WO 2014073159A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heat generating
generating components
electric
cooling
circuit board
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/005968
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
酒井　剛志
Original Assignee
株式会社デンソー
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社デンソー filed Critical 株式会社デンソー
Priority to US14/442,038 priority Critical patent/US20150292511A1/en
Priority to DE112013005378.0T priority patent/DE112013005378T5/de
Priority to CN201380058752.7A priority patent/CN104782041B/zh
Publication of WO2014073159A1 publication Critical patent/WO2014073159A1/ja

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00—Pumping installations or systems
    • F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/14—Structural association with mechanical loads, e.g. with hand-held machine tools or fans
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30—Structural association with control circuits or drive circuits
    • H02K11/33—Drive circuits, e.g. power electronics
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20218—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant without phase change in electronic enclosures
    • H05K7/20254—Cold plates transferring heat from heat source to coolant
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20218—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant without phase change in electronic enclosures
    • H05K7/20263—Heat dissipaters releasing heat from coolant
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/003—Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections

Definitions

  • the present disclosure relates to a high voltage electric device and an electric compressor.
  • the inverter device in which a smoothing capacitor is provided on a power substrate has been proposed in Patent Document 1, for example.
  • the inverter device has a configuration in which a power board is disposed in a box-shaped module case, and a resin mold layer is filled in the module case from the power board to a position covering at least the smoothing capacitor. According to this, since the smoothing capacitor is fixed by the resin mold layer, the vibration resistance of the smoothing capacitor is improved.
  • an object of the present disclosure is to provide a high-voltage electric device and an electric compressor that can achieve downsizing in a configuration including a plurality of heat generating components having different physiques.
  • a plurality of heat generating components that are used at a high voltage and have different physiques, an electric circuit board on which the plurality of heat generating components are fixed via lead wires, A case that houses the heat generating component and the electric circuit board, and an insulating member that seals the heat generating component and the electric circuit board inside the case.
  • the plurality of heat generating components When the outermost peripheral surface on the cooling part side cooled by the refrigerant among the insulating members is a reference surface, the plurality of heat generating components have the shortest distances from the reference surface.
  • the degree of freedom of the layout of the plurality of heat generating parts can be improved while ensuring the insulation of the plurality of heat generating parts. For this reason, since a plurality of heat generating components can be arranged at a fixed distance from the reference surface which is a position having a higher cooling effect, the cooling performance of the plurality of heat generating components is improved. Therefore, it is possible to reduce the size of the plurality of heat generating components, and thus to reduce the size of the high-voltage electric device.
  • the high voltage electric device can be miniaturized.
  • the insulating member includes a heat dissipation insulating plate that contacts the plurality of heat generating components on the side opposite to the electric circuit board in the plurality of heat generating components.
  • the heat dissipation of a plurality of heat generating components can be improved by the heat dissipation insulating plate. For this reason, the plurality of heat generating components can be further reduced in size, and thus the high-voltage electric device can be reduced in size.
  • the drawing It is a circuit diagram of the whole system concerning a 1st embodiment. It is sectional drawing of the electric compressor with which the inverter apparatus which concerns on 1st Embodiment was integrated. It is sectional drawing of the inverter apparatus which concerns on 1st Embodiment. It is sectional drawing of the inverter apparatus and cooling part which concern on 2nd Embodiment. It is sectional drawing of the inverter apparatus and cooling part which concern on 3rd Embodiment. It is sectional drawing of the inverter apparatus and cooling part which concern on 4th Embodiment. It is sectional drawing of the inverter apparatus and cooling part which concern on 5th Embodiment. It is sectional drawing of the inverter apparatus and cooling part which concern on 6th Embodiment.
  • the system including the electric compressor according to this embodiment includes a high voltage battery 10, a high voltage relay system 20, a smoothing capacitor 30, an inverter device 40, an electric motor 50, A compression mechanism 60 and a coupling mechanism 70 are provided.
  • the high voltage battery 10 is a direct current power source for driving the inverter device 40.
  • the high voltage relay system 20 has a function for preventing an inrush current from flowing through the inverter device 40 when a high voltage is applied to the inverter device 40. For this reason, the high voltage relay system 20 includes a switch 21 connected to the positive electrode of the high voltage battery 10 and a switch 22 connected to the negative electrode of the high voltage battery 10.
  • the high voltage relay system 20 includes a switch 23 and a resistor 24. A series connection of the switch 23 and the resistor 24 is connected to the switch 21 in parallel. For example, when an abnormal state of the system is detected by an ECU (Electrical Control Unit) (not shown), the switches 21 to 23 are disconnected by the ECU.
  • ECU Electronic Control Unit
  • the smoothing capacitor 30 is a capacitor that charges electricity in the high voltage range of the voltage applied from the high voltage battery 10 and discharges electricity in the low voltage range of the voltage applied from the high voltage battery 10. Thereby, the smoothing capacitor 30 plays a role of smoothing the voltage applied to the inverter device 40.
  • the inverter device 40 is a high voltage electric device for converting a DC voltage of the high voltage battery 10 into an AC voltage.
  • the inverter device 40 includes a filter circuit 41, a switching circuit 42, and a drive circuit 143.
  • the filter circuit 41 plays a role for absorbing noise due to the operation of the switching circuit 42.
  • the filter circuit 41 includes a series connection of a capacitor 41a and a resistor 41b, and a capacitor 41c connected in parallel to the series connection.
  • the capacitor 41a absorbs noise having a slightly lower frequency characteristic than the capacitor 41c.
  • the capacitor 41c absorbs noise having a higher frequency than the capacitor 41a.
  • a film capacitor is used as the capacitor 41a.
  • an aluminum electrolytic capacitor is used as the capacitor 41c.
  • ESR Equivalent series resistance
  • the aluminum electrolytic capacitor has a larger internal resistance than the film capacitor, and the aluminum electrolytic capacitor and the film capacitor differ in internal resistance by about one digit.
  • a resistor 41b is connected in series to a capacitor 41a as a film capacitor.
  • each resistance value is set such that R1 + R2, which is the sum of the resistance value R1 of the internal resistance of the capacitor 41a and the resistance value R2 of the resistance 41b, matches the resistance value R3 of the internal resistance of the capacitor 41c.
  • R1 + R2 which is the sum of the resistance value R1 of the internal resistance of the capacitor 41a and the resistance value R2 of the resistance 41b
  • the frequency characteristics of the series connection of the capacitor 41a and the resistor 41b are adjusted to be approximately the same as the frequency characteristics of the capacitor 41c.
  • the capacitance of the capacitor 41a as a film capacitor is set to about the capacitance required mainly at low temperatures, good frequency characteristics can be obtained for the entire filter circuit 41.
  • the switching circuit 42 is a circuit that drives the high-voltage electric motor 50 by generating a three-phase AC voltage and current of U phase, V phase, and W phase.
  • the switching circuit 42 includes a U-phase arm 42a, a V-phase arm 42b, and a W-phase arm 42c. These arms 42a to 42c are connected in parallel between the power supply line and the ground line.
  • Each arm 42a to 42c is composed of two switching elements 42d connected in series, and a diode element 42e for passing a current from the emitter side to the collector side is connected between the collector and emitter of each switching element 42d. . Further, the intermediate point of each arm 42 a to 42 c is connected to each phase end of each phase coil of electric motor 50.
  • Each switching element 42d is, for example, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), and each diode element 42e is an FWD (Free Wheeling Diode).
  • the drive circuit 143 is a circuit that operates each switching element 42d of the switching circuit 42. Thereby, the drive circuit 143 controls the electric current sent through each phase of the electric motor 50 so that the electric motor 50 outputs a predetermined torque. In addition, the drive circuit 143 executes detection of voltage and current necessary for driving the electric motor 50, output of switching signals, various control calculations, and the like.
  • the electric motor 50 is a high-voltage motor configured such that one end of three coils of U phase, V phase, and W phase is commonly connected to the middle point.
  • the other end of the U-phase coil of the electric motor 50 is connected to the intermediate point of each switching element 42 d of the U-phase arm 42 a of the switching circuit 42.
  • the electric motor 50 operates based on the three-phase power supplied from the inverter device 40.
  • the compression mechanism 60 is a mechanism that compresses, for example, a refrigerant by being driven by the electric motor 50.
  • the compression mechanism 60 is applied to a refrigeration cycle, for example.
  • the connection mechanism 70 is a connection shaft that connects the electric motor 50 and the compression mechanism 60, and is a so-called shaft.
  • the compression mechanism 60, the electric motor 50, and the inverter device 40 are integrated as shown in FIG.
  • the compression mechanism 60 and the electric motor 50 connected by the connection mechanism 70 are housed in a cylindrical housing 80, so that an electric compressor is configured.
  • the housing 80 includes a suction port 81 for sucking the refrigerant into the housing 80, a discharge port 82 for discharging the refrigerant compressed through the electric motor 50 and the compression mechanism 60 to the outside of the housing 80, have.
  • the electric motor 50 transmits the rotational driving force to the compression mechanism 60 via the coupling mechanism 70.
  • the compression mechanism 60 operates so that the refrigerant is sucked into the housing 80 from the suction port 81 and compressed, and the compressed refrigerant is discharged from the discharge port 82.
  • the suction port 81 side of the electric compressor is a cooling unit 90 cooled by the refrigerant. That is, the temperature of the housing 80 in the vicinity of the suction port 81 is kept at a low temperature, and this portion is the cooling unit 90.
  • the inverter device 40 is fixed to the outer wall surface of the housing 80 that constitutes the cooling unit 90. In the present embodiment, the inverter device 40 is located on the central axis of the coupling mechanism 70.
  • the inverter device 40 includes a case 43, an electric circuit board 44, a plurality of heat generating components 45, a plurality of electronic components 46, a mold resin 47, and a heat dissipation insulating plate 48. Configured.
  • the case 43 is a container-like component that houses the electric circuit board 44, the plurality of heat generating components 45, the plurality of electronic components 46, the mold resin 47, and the heat dissipation insulating plate 48.
  • the case 43 has an opening 43a that connects the inside and the outside.
  • Such a case 43 is formed by pressing or cutting a metal material such as a die-cast ADC 12.
  • the metal material such as the die-cast ADC 12 may be formed by casting and cutting.
  • the electric circuit board 44 is a plate-like component having one surface 44a and another surface 44b opposite to the one surface 44a.
  • the electric circuit board 44 includes a plurality of built-in components 44 c built in the electric circuit board 44.
  • the built-in component 44c is a resistance element, wiring, or the like.
  • As the electric circuit board 44 for example, a glass epoxy board or a ceramic board is employed.
  • the plurality of heat generating components 45 are electronic components that are used at a high voltage and generate a large amount of heat. Each heat generating component 45 is electrically connected and fixed to a wiring (not shown) formed on one surface 44 a of the electric circuit board 44 via a lead wire 49.
  • the plurality of heat generating components 45 are a semiconductor power device 45a, filter capacitors 41a and 41c, and a resistor 41b connected in series with the capacitor 41a. In FIG. 3, the capacitor 41c is omitted.
  • the semiconductor power device 45a is obtained by molding a semiconductor chip on which the switching circuit 42 is formed with a resin.
  • the capacitors 41a and 41c are ceramic capacitors, the above-described film capacitors, or the like.
  • the resistor 41b is configured as a discrete component. As described above, each heat generating component 45 is an electronic component having a different type and a different physique.
  • the plurality of electronic components 46 are components mounted on the other surface 44 b of the electric circuit board 44.
  • As the plurality of electronic components 46 there are a component 46a obtained by molding a semiconductor chip on which a drive circuit 143 is formed with a resin, and a surface mount component 46b.
  • the component 46 b is electrically connected and fixed to a wiring (not shown) formed on the other surface 44 b of the electric circuit board 44 via a lead wire 49.
  • the mold resin 47 is a sealing member that seals the plurality of heat generating components 45, the plurality of electronic components 46, the electric circuit board 44, and the heat dissipation insulating plate 48 inside the case 43.
  • the mold resin 47 is made of, for example, an epoxy resin.
  • the “sealing” includes not only the meaning of completely enveloping the plurality of heat-generating components 45 but also the meaning of fixing a part thereof like the heat dissipation insulating plate 48.
  • the heat radiating insulating plate 48 is a heat radiating plate for releasing the heat of the plurality of heat generating components 45 to the outside.
  • the heat radiation insulating plate 48 is located on the opposite side of the plurality of heat generating components 45 from the electric circuit board 44 and is in contact with the plurality of heat generating components 45.
  • the heat dissipation insulating plate 48 is sealed with the mold resin 47 so that the opposite surface 48 b opposite to the contact surface 48 a with which the plurality of heat generating components 45 are in contact is exposed from the mold resin 47.
  • the heat radiation insulating plate 48 is made of ceramic such as aluminum nitride or alumina in order to enable heat radiation and insulation.
  • the inverter device 40 As a method for manufacturing the inverter device 40, first, a plurality of heat generating components 45 and a plurality of electronic components 46 mounted on an electric circuit board 44 are placed in a case 43 together with a heat dissipation insulating plate 48. Then, the case 43 is placed in a mold (not shown), and a mold resin 47 is poured into the mold, whereby the electric circuit board 44, the plurality of heat generating components 45, the plurality of electronic components 46, and the heat dissipation in the case 43. The insulating plate 48 is sealed. Thus, the inverter device 40 is completed.
  • the inverter device 40 is, for example, screwed to the housing 80 by a flange portion (not shown) provided in the case 43.
  • the above is the overall configuration of the system including the electric compressor according to the present embodiment.
  • the opening end surface 43b of the case 43, the exposed surface 47a of the mold resin 47 exposed from the case 43 and the heat dissipation insulating plate 48, and the opposite surface 48b of the heat dissipation insulating plate 48 are located on the same plane. is doing.
  • This surface is a surface in which a part of the case 43, the mold resin 47, and the heat radiation insulating plate 48 is in direct contact with the cooling unit 90 and is cooled by the cooling unit 90.
  • this surface is the cooling surface 40 a
  • the cooling surface 40 a of the inverter device 40 is in contact with the housing 80 of the cooling unit 90. Thereby, the heat of each heat generating component 45 is transmitted to the cooling unit 90 via the heat radiation insulating plate 48 and the cooling surface 40a.
  • the plurality of heat generating components 45 have the shortest distances from the reference surface 40b. .
  • the plurality of heat generating components 45 have different body shapes, when the positions of the heat generating components 45 on the side of the heat insulating insulating plate 48 are aligned, the heat generating components 45 and the electric circuit board 44 are arranged as shown in FIG. The width of the gap is different. However, since the mold resin 47 enters the gap, the insulation between each heat generating component 45 and the electric circuit board 44 is maintained.
  • the reference surface 40b is defined as described above, in the present embodiment, the cooling surface 40a and the reference surface 40b are the same surface.
  • the effect obtained by arranging the plurality of heat generating components 45 in the inverter device 40 as described above will be described.
  • the plurality of heat generating components 45 are arranged on the cooling unit 90 side, the cooling performance of each heat generating component 45 is improved.
  • the plurality of heat generating components 45 are arranged at a fixed distance from the reference surface 40b, which is a position with a higher cooling effect, the cooling performance of the plurality of heat generating components 45 is improved. For this reason, each heat-emitting component 45 itself can be reduced in size, and the inverter apparatus 40 can be reduced in size.
  • the insulation distance between the plurality of heat generating parts 45 and the insulation distance between the plurality of heat generating parts 45 and the electric circuit board 44 are reduced. be able to. That is, the spatial distance between components can be significantly reduced. Therefore, the inverter device 40 can be reduced in size.
  • the plurality of heat generating components 45 having different physiques are sealed with the mold resin 47, the degree of freedom in layout of the plurality of heat generating components 45 is improved while ensuring the insulation of the plurality of heat generating components 45. Therefore, in consideration of the cooling performance of the plurality of heat generating components 45, even if the plurality of heat generating components 45 are disposed with reference to the cooling surface 40a, the design can be made sufficiently small.
  • the inverter device 40 includes a heat dissipation insulating plate 48.
  • the heat dissipation insulating plate 48 can further improve the cooling performance of the plurality of heat generating components 45. Accordingly, it is possible to further reduce the size of the plurality of heat generating components 45, and thus to reduce the size of the high-voltage electric device.
  • the mold resin 47 and the heat dissipation insulating plate 48 of the present embodiment correspond to “insulating members”.
  • the case 43 forms a hollow container.
  • the case 43 accommodates an electric circuit board 44, a plurality of heat generating components 45, a plurality of electronic components 46, and a mold resin 47 in a hollow portion.
  • the inverter device 40 is not provided with the heat radiation insulating plate 48.
  • the resistor 41b is omitted.
  • the mold resin 47 seals the electric circuit board 44, the plurality of heat generating components 45, and the plurality of electronic components 46, and is also provided between the plurality of heat generating components 45 and the case 43 in the case 43. Thereby, the insulation between the plurality of heat generating components 45 and the case 43 is ensured. In order to ensure the insulation, grease and resin may be provided between the plurality of heat generating components 45 and the case 43.
  • the case 43 is fixed to the cooling unit 90 so that the plurality of heat generating components 45 inside the case 43 are positioned on the cooling unit 90 side. That is, the outer wall surface directly contacting the cooling unit 90 in the case 43 becomes the cooling surface 40 a cooled by the cooling unit 90.
  • the cooling unit 90 is not limited to the electric compressor of the first embodiment.
  • the cooling part 90 should just be cooled by water cooling, air cooling, etc., for example.
  • the outermost peripheral surface on the cooling unit 90 side of the mold resin 47 becomes the reference surface 40b.
  • the plurality of heat generating components 45 have the same shortest distance from the reference surface 40b.
  • the inverter device 40 As described above, by adopting a configuration in which the entire mold resin 47 is covered with the case 43, the inverter device 40 having excellent interchangeability / compatibility with the conventional structure can be obtained. Further, since the inverter device 40 does not include the heat dissipation insulating plate 48, it is possible to reduce the size by reducing the number of components.
  • the mold resin 47 of the present embodiment corresponds to “insulating member”. (Third embodiment) In the present embodiment, parts different from the second embodiment will be described. As shown in FIG. 5, a heat radiation insulating plate 48 is provided between the inner wall surface of the case 43 and the plurality of heat generating components 45. Thereby, the cooling property of the several heat-emitting component 45 can be improved.
  • the reference surface 40b is the same surface as the opposite surface 48b of the heat radiation insulating plate 48 in this embodiment. Since the plurality of heat generating components 45 are in contact with the contact surface 48a of the heat radiation insulating plate 48, the heat generating components 45 have the shortest distances from the reference surface 40b.
  • the mold resin 47 and the heat dissipation insulating plate 48 of the present embodiment correspond to “insulating members”. (Fourth embodiment) In the present embodiment, parts different from the first embodiment will be described. As shown in FIG. 6, the heat dissipation insulating plate 48 is disposed on the exposed surface 47 a of the mold resin 47. Therefore, the heat-radiating insulating plate 48 protrudes from the opening end surface 43 b of the case 43 and the exposed surface 47 a of the mold resin 47.
  • the cooling surface 40a includes an opening end surface 43b of the case 43, an exposed surface 47a of the mold resin 47 exposed from the case 43 and the heat radiation insulating plate 48, an opposite surface 48b of the heat radiation insulating plate 48, and a side surface 48c. That is, the cooling surface 40 a is not a single plane but a surface including the step of the heat-radiating insulating plate 48.
  • the reference surface 40b is the outermost peripheral surface on the cooling unit 90 side of the mold resin 47 and the heat radiating insulating plate 48, as in the first embodiment. That is, in the present embodiment, the reference surface 40b is composed of the exposed surface 47a of the mold resin 47, the opposite surface 48b of the heat dissipation insulating plate 48, and the side surface 48c, and includes the steps of the heat dissipation insulating plate 48 as with the cooling surface 40a. It has become a face. That is, the cooling surface 40a and the reference surface 40b are the same surface.
  • the cooling unit 90 includes a recess 91 on the surface where the inverter device 40 is installed.
  • the recess 91 is a portion where the heat dissipation insulating plate 48 of the inverter device 40 is disposed.
  • the concave portion 91 is formed in the same size as the heat radiation insulating plate 48.
  • the case 43 of the inverter device 40 can be made smaller by the thickness of the heat dissipation insulating plate 48 by projecting the heat dissipation insulating plate 48 from the exposed surface 47a of the mold resin 47 and sealing with the mold resin 47. it can.
  • the heat dissipation insulating plate 48 is accommodated in the recess 91 of the cooling unit 90, so that the inverter device 40 can be reduced in size by the thickness of the heat dissipation insulating plate 48.
  • a through hole 92 that connects the inside and the outside of the cooling unit 90 is formed in the recess 91 of the cooling unit 90. For this reason, the cooling surface 40a of the inverter device 40 is cooled by directly contacting the refrigerant of the cooling unit 90. Thereby, the cooling performance of the plurality of heat generating components 45 is further improved, so that the plurality of heat generating components 45 can be further reduced in size.
  • the inverter device 40 may be installed in a place where the cooling unit 90 does not receive the force of the refrigerant or a place where the force is relatively small.
  • a step 43 c is provided on the inner wall surface of the case 43 of the inverter device 40 on the surface on which the heat dissipation insulating plate 48 is installed.
  • the heat-radiating insulating plate 48 is disposed separately on the upper and lower steps of the step 43c. The thickness of the two heat radiating insulating plates 48 is the same.
  • the reference surface 40 b that is the outermost peripheral surface on the cooling unit 90 side of the mold resin 47 and the heat radiation insulating plate 48 is a surface corresponding to the step 43 c of the case 43. That is, the reference surface 40b is not a single plane but a surface including the step of the case 43. Even if the reference plane 40b is defined in this way, the distance from the reference plane 40b to the capacitor 41a in the upper stage of the step 43c of the case 43 and the distance from the reference plane 40b to the semiconductor power device 45a in the lower stage of the step 43c of the case 43. The distance is the same.
  • the cooling surface 40a is a surface that contacts the cooling unit 90 in the case 43, and is not the same surface as the reference surface 40b.
  • the configurations of the electric compressor and the inverter device 40 described in the above embodiments are examples, and the present disclosure is not limited to the configurations described above, and other configurations that can realize the present disclosure may be employed.
  • the configuration of the electric compressor shown in FIG. 2 is an example, and other configurations may be used.
  • the mold resin 47 is buried between the electric circuit board 44 and the plurality of heat generating components 45, but the plurality of heat generating components 45 are surface-mounted on one surface 44 a of the electric circuit board 44. May be.
  • cooling unit 90 having the through hole 92 shown in the fifth embodiment can be applied to the inverter device 40 other than the fifth embodiment.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Compressor (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

　冷却部（９０）に取り付けられる高電圧電気装置（４０）は、高電圧で用いられると共に体格の異なる複数の発熱部品（４５）と、リード線（４９）を介して複数の発熱部品が固定された電気回路基板（４４）と、複数の発熱部品と電気回路基板とを収容するケース（４３）と、ケースの内部において複数の発熱部品と電気回路基板とを封止する絶縁部材（４７、４８）と、を備える。絶縁部材のうち冷媒によって冷やされる冷却部側の最外周面を基準面（４０ｂ）とすると、複数の発熱部品は基準面からの最短距離が互いに一致している。電動圧縮機は、高電圧電気装置と、高電圧電気装置から供給される電力によって動作する電動モータ（５０）と、電動モータによって駆動されると共に冷凍サイクルに適用される圧縮機構（６０）と、を備える。冷却部は、圧縮機構に吸入された冷媒によって冷やされるものである。

Description

高電圧電気装置及び電動圧縮機 関連出願の相互参照
　本開示は、２０１２年１１月１２日に出願された日本出願番号２０１２－２４８２４３号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
　本開示は、高電圧電気装置及び電動圧縮機に関する。
　従来より、パワー基板上に平滑用コンデンサが設けられたインバータ装置が、例えば特許文献１で提案されている。具体的に、インバータ装置は、箱状のモジュールケースにパワー基板が配置され、パワー基板から少なくとも平滑用コンデンサを覆う位置まで樹脂モールド層がモジュールケースに充填された構成を有している。これによると、平滑用コンデンサが樹脂モールド層で固定されるので、平滑用コンデンサの耐振動性が向上する。
特開２０１０－７４９３５号公報　しかしながら、上記従来の技術では、発熱部品である平滑用コンデンサが樹脂モールド層の中心部に配置されているため、平滑用コンデンサの冷却性に問題がある。そこで、平滑用コンデンサの冷却性を向上させるために装置を小型化することが考えられる。特に、平滑用コンデンサだけでなく体格の異なる複数の発熱部品を備えた構成では装置がさらに大型化してしまうため、冷却性を上げるためにはさらなる小型化が必要となる。
　本開示は上記点に鑑み、体格の異なる複数の発熱部品を備えた構成において、小型化を実現することができる高電圧電気装置及び電動圧縮機を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本開示の第１の態様において、高電圧で用いられると共に体格の異なる複数の発熱部品と、リード線を介して複数の発熱部品が固定された電気回路基板と、複数の発熱部品と電気回路基板とを収容するケースと、ケースの内部において複数の発熱部品と電気回路基板とを封止する絶縁部材と、を備えている。
　そして、絶縁部材のうち冷媒によって冷やされる冷却部側の最外周面を基準面とすると、複数の発熱部品は基準面からの最短距離が互いに一致している。
　これによると、体格の異なる複数の発熱部品が絶縁部材で封止されているので、複数の発熱部品の絶縁性を確保しつつ、複数の発熱部品のレイアウトの自由度を向上させることができる。このため、より冷却効果の高い位置である基準面から一定の距離に複数の発熱部品を配設することができるので、複数の発熱部品の冷却性が向上する。したがって、複数の発熱部品を小型化することができ、ひいては高電圧電気装置を小型化することができる。
　また、複数の発熱部品の絶縁距離及び複数の発熱部品と電気回路基板との絶縁距離が縮小するので、高電圧電気装置を小型化することができる。
　本開示の第２の態様において、絶縁部材は、複数の発熱部品において電気回路基板とは反対側で複数の発熱部品に接触する放熱絶縁板を有している。
　これによると、放熱絶縁板によって複数の発熱部品の放熱性を向上させることができる。このため、複数の発熱部品をさらに小型化することができ、ひいては高電圧電気装置を小型化することができる。
　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
第１実施形態に係るシステム全体の回路図である。 第１実施形態に係るインバータ装置が一体化された電動圧縮機の断面図である。 第１実施形態に係るインバータ装置の断面図である。 第２実施形態に係るインバータ装置及び冷却部の断面図である。 第３実施形態に係るインバータ装置及び冷却部の断面図である。 第４実施形態に係るインバータ装置及び冷却部の断面図である。 第５実施形態に係るインバータ装置及び冷却部の断面図である。 第６実施形態に係るインバータ装置及び冷却部の断面図である。
　以下、本開示の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
（第１実施形態）
　以下、第１実施形態について図１、２、３を参照して説明する。図１に示されるように、本実施形態に係る電動圧縮機を含んだシステムは、高電圧バッテリ１０と、高電圧リレーシステム２０と、平滑コンデンサ３０と、インバータ装置４０と、電動モータ５０と、圧縮機構６０と、連結機構７０と、を備えている。
　高電圧バッテリ１０は、インバータ装置４０を駆動するための直流電源である。高電圧リレーシステム２０は、インバータ装置４０に高電圧を印加するときにインバータ装置４０に突入電流が流れないようにするための機能を有している。このため、高電圧リレーシステム２０は、高電圧バッテリ１０の正極に接続されたスイッチ２１と、高電圧バッテリ１０の負極に接続されたスイッチ２２と、を有している。また、高電圧リレーシステム２０はスイッチ２３及び抵抗２４を有している。これらスイッチ２３及び抵抗２４の直列接続がスイッチ２１に並列に接続されている。例えば図示しないＥＣＵ（Electrical Control Unit）によってシステムの異常状態が検知された場合に各スイッチ２１～２３はＥＣＵによって切断される。
　平滑コンデンサ３０は、高電圧バッテリ１０から印加される電圧のうち高電圧範囲で電気を充電し、高電圧バッテリ１０から印加される電圧のうち低電圧範囲で電気を放電するコンデンサである。これにより、平滑コンデンサ３０はインバータ装置４０に印加する電圧を平滑にする役割を果たす。
　インバータ装置４０は、高電圧バッテリ１０の直流電圧を交流電圧に変換するための高電圧電気装置である。インバータ装置４０は、フィルタ回路４１と、スイッチング回路４２と、駆動回路１４３と、を有している。
　フィルタ回路４１は、スイッチング回路４２の動作によるノイズを吸収するための役割を果たす。フィルタ回路４１は、コンデンサ４１ａと抵抗４１ｂとの直列接続と、当該直列接続に並列に接続されたコンデンサ４１ｃと、を有して構成されている。コンデンサ４１ａは、コンデンサ４１ｃよりも周波数特性を少し落としたノイズを吸収する。コンデンサ４１ｃはコンデンサ４１ａよりも高周波数のノイズを吸収する。
　コンデンサ４１ａとして、例えばフィルムコンデンサが用いられる。コンデンサ４１ｃとして、例えばアルミ電解コンデンサが用いられる。フィルムコンデンサは高温になると絶縁抵抗の低下、静電容量の変化、誘電正接の変化が問題となる傾向にある。アルミ電解コンデンサは低温時にＥＳＲ（等価直列抵抗）が大きくなり周波数特性が落ちることやＥＳＲによる電圧変化が問題になる傾向にある。また、アルミ電解コンデンサはフィルムコンデンサと比較して内部抵抗が大きく、アルミ電解コンデンサとフィルムコンデンサは１桁程度内部抵抗が異なる。
　そこで、フィルムコンデンサとしてのコンデンサ４１ａに抵抗４１ｂが直列接続されている。そして、常温時において、コンデンサ４１ａの内部抵抗の抵抗値Ｒ１と抵抗４１ｂの抵抗値Ｒ２とを足した値であるＲ１＋Ｒ２がコンデンサ４１ｃの内部抵抗の抵抗値Ｒ３に一致するように各抵抗値が設定されている。これにより、コンデンサ４１ａと抵抗４１ｂとの直列接続の周波数特性がコンデンサ４１ｃの周波数特性と同等程度になるように調整されている。ここで、フィルムコンデンサとしてのコンデンサ４１ａの静電容量が主に低温時に必要な静電容量程度に設定されていると、フィルタ回路４１全体として良い周波数特性が得られる。
　スイッチング回路４２は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相の交流の電圧及び電流を発生させて高電圧の電動モータ５０を駆動する回路である。スイッチング回路４２は、Ｕ相アーム４２ａと、Ｖ相アーム４２ｂと、Ｗ相アーム４２ｃと、を備えている。これら各アーム４２ａ～４２ｃは、電源ラインとグランドラインとの間に並列に接続されている。
　各アーム４２ａ～４２ｃは直列に接続された２つのスイッチング素子４２ｄで構成され、各スイッチング素子４２ｄのコレクタ－エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオード素子４２ｅがそれぞれ接続されている。また、各アーム４２ａ～４２ｃの中間点は、電動モータ５０の各相コイルの各相端に接続されている。なお、各スイッチング素子４２ｄは例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）であり、各ダイオード素子４２ｅはＦＷＤ（Free Wheeling Diode）である。
　駆動回路１４３は、スイッチング回路４２の各スイッチング素子４２ｄを動作させる回路である。これにより、駆動回路１４３は、電動モータ５０が所定のトルクを出力するように電動モータ５０の各相に流す電流を制御する。また、駆動回路１４３は、電動モータ５０を駆動するために必要な電圧や電流の検出、スイッチング信号の出力、及び各種制御演算等を実行する。
　電動モータ５０は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３つのコイルの一端が中点に共通接続されて構成された高電圧用のモータである。電動モータ５０のＵ相コイルの他端がスイッチング回路４２のＵ相アーム４２ａの各スイッチング素子４２ｄの中間点に接続されている。Ｖ相コイル及びＷ相コイルについても同様である。これにより、電動モータ５０はインバータ装置４０から供給される３相電力に基づいて動作する。
　圧縮機構６０は、電動モータ５０によって駆動されることにより例えば冷媒を圧縮する機構である。圧縮機構６０は、例えば冷凍サイクルに適用される。また、連結機構７０は、電動モータ５０と圧縮機構６０とを連結する連結軸であり、いわゆるシャフトである。
　上記のシステムにおいて、圧縮機構６０、電動モータ５０、及びインバータ装置４０は図２に示されるように一体化されている。連結機構７０によって連結された圧縮機構６０と電動モータ５０とが円筒状のハウジング８０に収容されることにより電動式の圧縮機として構成されている。
　ハウジング８０は、当該ハウジング８０の中に冷媒を吸入するための吸入ポート８１と、電動モータ５０及び圧縮機構６０を通って圧縮された冷媒をハウジング８０の外に吐出するための吐出ポート８２と、を有している。ハウジング８０の内部において、電動モータ５０が連結機構７０を介して圧縮機構６０に回転駆動力を伝達する。これにより、圧縮機構６０は吸入ポート８１から冷媒をハウジング８０の内部に吸入して圧縮し、圧縮した冷媒を吐出ポート８２から吐出するように動作する。
　ここで、ハウジング８０には吸入ポート８１から冷媒が吸入されるため、電動圧縮機のうちの吸入ポート８１側は当該冷媒によって冷やされた冷却部９０となっている。すなわち、吸入ポート８１の近傍のハウジング８０の温度は低温に保たれ、この部分が冷却部９０とされている。そして、インバータ装置４０は、冷却部９０を構成するハウジング８０の外壁面に固定されている。なお、本実施形態では、インバータ装置４０は連結機構７０の中心軸上に位置している。
　インバータ装置４０は、図３に示されるように、ケース４３と、電気回路基板４４と、複数の発熱部品４５と、複数の電子部品４６と、モールド樹脂４７と、放熱絶縁板４８と、を備えて構成されている。
　ケース４３は、電気回路基板４４、複数の発熱部品４５、複数の電子部品４６、モールド樹脂４７、及び放熱絶縁板４８を収容する容器状の部品である。本実施形態では、ケース４３は内部と外部とを繋ぐ開口部４３ａを有している。このようなケース４３は、例えばダイカストＡＤＣ１２等の金属材料がプレス加工や切削されて形成されている。ダイカストＡＤＣ１２等の金属材料は、鋳造加工と切削加工等により形成していてもよい。
　電気回路基板４４は、一面４４ａ及びこの一面４４ａの反対側の他面４４ｂを有する板状の部品である。電気回路基板４４は、当該電気回路基板４４に内蔵された複数の内蔵部品４４ｃを備えている。内蔵部品４４ｃとしては、抵抗素子や配線等である。電気回路基板４４として例えばガラスエポキシ基板やセラミック基板等が採用される。
　複数の発熱部品４５は、高電圧で用いられると共に発熱量の多い電子部品である。各発熱部品４５は、電気回路基板４４の一面４４ａに形成された図示しない配線にリード線４９を介して電気的に接続及び固定されている。また、複数の発熱部品４５は、半導体パワーデバイス４５ａ、フィルタ用のコンデンサ４１ａ、４１ｃ、及びコンデンサ４１ａと直列に接続された抵抗４１ｂである。なお、図３ではコンデンサ４１ｃを省略している。
　半導体パワーデバイス４５ａは、スイッチング回路４２が形成された半導体チップを樹脂でモールドしたものである。コンデンサ４１ａ、４１ｃはセラミックコンデンサや上述のフィルムコンデンサ等である。抵抗４１ｂはディスクリート部品として構成されている。このように、各発熱部品４５は種類が異なると共にそれぞれ体格の異なる電子部品である。
　複数の電子部品４６は、電気回路基板４４の他面４４ｂに実装された部品である。複数の電子部品４６として、駆動回路１４３が形成された半導体チップを樹脂でモールドした部品４６ａや表面実装型の部品４６ｂがある。本実施形態では、当該部品４６ｂが電気回路基板４４の他面４４ｂに形成された図示しない配線にリード線４９を介して電気的に接続及び固定されている。
　モールド樹脂４７は、ケース４３の内部において複数の発熱部品４５、複数の電子部品４６、電気回路基板４４、及び放熱絶縁板４８を封止する封止部材である。モールド樹脂４７は、例えばエポキシ樹脂等で形成されている。なお、「封止」とは、複数の発熱部品４５のように完全に包み込むという意味だけでなく、放熱絶縁板４８のように一部を固定するという意味も含む。
　放熱絶縁板４８は、複数の発熱部品４５の熱を外部に放出するための放熱板である。放熱絶縁板４８は、複数の発熱部品４５において電気回路基板４４とは反対側に位置すると共に複数の発熱部品４５に接触している。また、放熱絶縁板４８は、複数の発熱部品４５が接触している接触面４８ａとは反対側の反対面４８ｂがモールド樹脂４７から露出するようにモールド樹脂４７に封止されている。放熱絶縁板４８は、放熱性及び絶縁性を可能とするため、例えば窒化アルミニウムやアルミナ等のセラミックにより形成されている。
　インバータ装置４０の製造方法としては、まず、複数の発熱部品４５及び複数の電子部品４６を電気回路基板４４に実装したものを放熱絶縁板４８と共にケース４３の中に配置する。そして、このケース４３を図示しない金型に配置して金型内にモールド樹脂４７を流し込むことにより、ケース４３の中で電気回路基板４４、複数の発熱部品４５、複数の電子部品４６、及び放熱絶縁板４８を封止する。こうしてインバータ装置４０が完成する。インバータ装置４０は、ケース４３に設けられた図示しないフランジ部によってハウジング８０に例えばねじ止めされている。以上が、本実施形態に係る電動圧縮機を含んだシステムの全体構成である。
　上記のインバータ装置４０の構成において、ケース４３の開口端面４３ｂ、ケース４３及び放熱絶縁板４８から露出したモールド樹脂４７の露出面４７ａ、及び放熱絶縁板４８の反対面４８ｂは、同一平面上に位置している。この面は、ケース４３、モールド樹脂４７、及び放熱絶縁板４８のうちの一部が冷却部９０に直接接触する面であると共に冷却部９０によって冷却される面である。この面を冷却面４０ａとすると、インバータ装置４０の冷却面４０ａが冷却部９０のハウジング８０に接触している。これにより、各発熱部品４５の熱が放熱絶縁板４８及び冷却面４０ａを介して冷却部９０に伝達される。
　また、モールド樹脂４７及び放熱絶縁板４８のうち冷媒によって冷やされる冷却部９０側の最外周面を基準面４０ｂとすると、複数の発熱部品４５は基準面４０ｂからの最短距離が互いに一致している。上述のように、複数の発熱部品４５は体型が異なるので、各発熱部品４５の放熱絶縁板４８側の位置を揃えると、図３に示されるように各発熱部品４５と電気回路基板４４との隙間の幅がそれぞれ異なる。しかしながら、この隙間にはモールド樹脂４７が入り込んでいるので、各発熱部品４５と電気回路基板４４との絶縁性は保たれている。なお、上記のように基準面４０ｂを定義すると、本実施形態では冷却面４０ａと基準面４０ｂとが同一面となる。
　続いて、インバータ装置４０において上記のように複数の発熱部品４５を配置したことによる効果について述べる。まず、複数の発熱部品４５を冷却部９０側に配置しているので、各発熱部品４５の冷却性が向上する。特に、より冷却効果の高い位置である基準面４０ｂから一定の距離に複数の発熱部品４５を配置しているので、複数の発熱部品４５の冷却性が向上する。このため、各発熱部品４５自体を小型化することができ、ひいてはインバータ装置４０を小型化することができる。
　また、複数の発熱部品４５や電気回路基板４４がモールド樹脂４７で封止されているので、複数の発熱部品４５の絶縁距離及び複数の発熱部品４５と電気回路基板４４との絶縁距離を縮小することができる。つまり、部品同士の空間距離を大幅に削減することができる。したがって、インバータ装置４０を小型化することができる。
　ここで、体格の異なる複数の発熱部品４５がモールド樹脂４７で封止されているので、複数の発熱部品４５の絶縁性を確保しつつ、複数の発熱部品４５のレイアウトの自由度が向上する。したがって、複数の発熱部品４５の冷却性を考慮して、冷却面４０ａを基準にして複数の発熱部品４５を配設しても十分小型に設計することができる。
　さらに、本実施形態では、インバータ装置４０は放熱絶縁板４８を備えている。この放熱絶縁板４８によって複数の発熱部品４５の冷却性をさらに向上させることができる。したがって、複数の発熱部品４５をさらに小型化することができ、ひいては高電圧電気装置を小型化することができる。
　なお、本実施形態のモールド樹脂４７及び放熱絶縁板４８が「絶縁部材」に対応する。
（第２実施形態）
　本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態では、図４に示されるように、ケース４３は中空状の容器をなしている。ケース４３は、中空部分に電気回路基板４４、複数の発熱部品４５、複数の電子部品４６、及びモールド樹脂４７を収容している。本実施形態ではインバータ装置４０に放熱絶縁板４８は備えられていない。なお、図４では抵抗４１ｂを省略している。
　モールド樹脂４７は、電気回路基板４４、複数の発熱部品４５、及び複数の電子部品４６を封止すると共に、ケース４３内において複数の発熱部品４５とケース４３との間にも設けられている。これにより、複数の発熱部品４５とケース４３との絶縁性が確保されている。なお、当該絶縁性を確保するため、複数の発熱部品４５とケース４３との間にグリースと樹脂が設けられていても良い。
　また、ケース４３の内部の複数の発熱部品４５が冷却部９０側に位置するように、ケース４３が冷却部９０に固定されている。すなわち、ケース４３のうち冷却部９０に直接接触する外壁面が冷却部９０によって冷却される冷却面４０ａとなる。ここで、冷却部９０は、第１実施形態の電動圧縮機に限られない。冷却部９０は、例えば、水冷や空冷等により冷やされるものであれば良い。
　本実施形態では、モールド樹脂４７のうち冷却部９０側の最外周面が基準面４０ｂとなる。そして、複数の発熱部品４５は当該基準面４０ｂからの最短距離が互いに一致している。
　以上のように、ケース４３でモールド樹脂４７の全体を覆う構成とすることで、従来構造との交換性／互換性に優れたインバータ装置４０とすることができる。また、インバータ装置４０は放熱絶縁板４８を備えていないので、部品点数の削減による小型化を可能にすることができる。なお、本実施形態のモールド樹脂４７が「絶縁部材」に対応する。
（第３実施形態）
　本実施形態では、第２実施形態と異なる部分について説明する。図５に示されるように、ケース４３の内壁面と複数の発熱部品４５との間に放熱絶縁板４８が設けられている。これにより、複数の発熱部品４５の冷却性を向上させることができる。
　また、モールド樹脂４７及び放熱絶縁板４８のうち冷却部９０側の最外周面を基準面４０ｂとすると、本実施形態では基準面４０ｂは放熱絶縁板４８の反対面４８ｂと同一面となる。複数の発熱部品４５は放熱絶縁板４８の接触面４８ａにそれぞれ接触しているので、各発熱部品４５は基準面４０ｂからの最短距離が互いに一致している。
　なお、本実施形態のモールド樹脂４７及び放熱絶縁板４８が「絶縁部材」に対応する。
（第４実施形態）
　本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について説明する。図６に示されるように、放熱絶縁板４８はモールド樹脂４７の露出面４７ａの上に配置されている。したがって、放熱絶縁板４８はケース４３の開口端面４３ｂ及びモールド樹脂４７の露出面４７ａから突出している。
　冷却面４０ａは、ケース４３の開口端面４３ｂ、ケース４３及び放熱絶縁板４８から露出したモールド樹脂４７の露出面４７ａ、放熱絶縁板４８の反対面４８ｂ及び側面４８ｃから構成されている。すなわち、冷却面４０ａは単一の平面ではなく、放熱絶縁板４８の段差を含んだ面になっている。
　また、基準面４０ｂは、第１実施形態と同様に、モールド樹脂４７及び放熱絶縁板４８のうち冷却部９０側の最外周面である。すなわち、本実施形態では、基準面４０ｂはモールド樹脂４７の露出面４７ａ、放熱絶縁板４８の反対面４８ｂ及び側面４８ｃから構成されており、冷却面４０ａと同様に放熱絶縁板４８の段差を含んだ面になっている。つまり、冷却面４０ａと基準面４０ｂとは同じ面になっている。
　一方、冷却部９０は、インバータ装置４０が設置される面に凹部９１を備えている。凹部９１は、インバータ装置４０の放熱絶縁板４８が配置される部分である。凹部９１は、放熱絶縁板４８と同じサイズに形成されている。
　このように、放熱絶縁板４８をモールド樹脂４７の露出面４７ａから突出させてモールド樹脂４７で封止することにより、放熱絶縁板４８の厚みの分だけインバータ装置４０のケース４３を小さくすることができる。そして、インバータ装置４０を冷却部９０に取り付けると、放熱絶縁板４８は冷却部９０の凹部９１に収納されるので、放熱絶縁板４８の厚みの分だけインバータ装置４０を小型化することができる。
（第５実施形態）
　本実施形態では、第４実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態では、図７に示されるように、冷却部９０の凹部９１に冷却部９０の内部と外部とを繋ぐ貫通孔９２が形成されている。このため、インバータ装置４０の冷却面４０ａは、冷却部９０の冷媒に直接接触することにより冷やされるようになっている。これにより、複数の発熱部品４５の冷却性がさらに向上するので、複数の発熱部品４５の更なる小型化が可能となる。
　なお、放熱絶縁板４８の強度を考慮して、インバータ装置４０は冷却部９０のうち冷媒の力を受けない場所や当該力が比較的小さい場所に設置されてもよい。
（第６実施形態）
　本実施形態では、第３実施形態と異なる部分について説明する。図８に示されるように、インバータ装置４０のケース４３の内壁面のうち放熱絶縁板４８が設置された面に段差４３ｃが設けられている。また、放熱絶縁板４８は、段差４３ｃの上段と下段とにそれぞれ分離して配置されている。２つの放熱絶縁板４８の厚みは同じである。
　このような構造の場合、モールド樹脂４７及び放熱絶縁板４８のうち冷却部９０側の最外周面である基準面４０ｂは、ケース４３の段差４３ｃに応じた面になっている。すなわち、基準面４０ｂは、単一の平面ではなく、ケース４３の段差を含んだ面になっている。このように基準面４０ｂが定義されたとしても、ケース４３の段差４３ｃの上段において基準面４０ｂからコンデンサ４１ａまでの距離と、ケース４３の段差４３ｃの下段において基準面４０ｂから半導体パワーデバイス４５ａまでの距離と、は同じになっている。
　以上のように、ケース４３の内壁面に段差４３ｃが設けられているので、複数の発熱部品４５の配置の自由度が向上する。したがって、インバータ装置４０を小型化することができる。なお、本実施形態では冷却面４０ａはケース４３のうち冷却部９０に接触する面であり、基準面４０ｂとは同一面ではない。
　上記実施形態の変形例について述べる。上記各実施形態で示された電動圧縮機やインバータ装置４０の構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本開示を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、図２に示された電動圧縮機の構成は一例であり、他の構成でも良い。
　また、上記各実施形態では、電気回路基板４４と複数の発熱部品４５との間にモールド樹脂４７が埋められているが、複数の発熱部品４５は電気回路基板４４の一面４４ａに表面実装されていても良い。
　さらに、上記各実施形態を適宜組み合わせても良い。例えば、第５実施形態で示された貫通孔９２を有する冷却部９０を、第５実施形態以外のインバータ装置４０に適用することができる。
　本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (6)

  1. 　高電圧で用いられると共に体格の異なる複数の発熱部品（４５）と、
    　リード線（４９）を介して前記複数の発熱部品（４５）が固定された電気回路基板（４４）と、
    　前記複数の発熱部品（４５）と前記電気回路基板（４４）とを収容するケース（４３）と、
    　前記ケース（４３）の内部において前記複数の発熱部品（４５）と前記電気回路基板（４４）とを封止する絶縁部材（４７、４８）と、
    　を備え、
    　前記絶縁部材（４７、４８）のうち冷媒によって冷やされる冷却部（９０）側の最外周面を基準面（４０ｂ）とすると、前記複数の発熱部品（４５）は前記基準面（４０ｂ）からの最短距離が互いに一致していることを特徴とする、冷却部（９０）に取り付けられる高電圧電気装置（４０）。
  2. 　前記絶縁部材（４７、４８）は、前記複数の発熱部品（４５）において前記電気回路基板（４４）とは反対側で前記複数の発熱部品（４５）に接触する放熱絶縁板（４８）を有していることを特徴とする請求項１に記載の高電圧電気装置（４０）。
  3. 　前記ケース（４３）及び前記絶縁部材（４７、４８）のうち前記冷却部（９０）に接触する面であると共に前記冷却部（９０）によって冷却される面を冷却面（４０ａ）とすると、
    　前記冷却面（４０ａ）は、前記冷却部（９０）の冷媒に直接接触することにより冷やされるようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載の高電圧電気装置（４０）。
  4. 　前記複数の発熱部品（４５）は、半導体パワーデバイス（４５ａ）、フィルタ用のコンデンサ（４１ａ、４１ｃ）、及び当該コンデンサ（４１ａ）と直列に接続された抵抗（４１ｂ）であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の高電圧電気装置（４０）。
  5. 　前記冷却部（９０）は、冷凍サイクルに適用される圧縮機構（６０）に吸入された冷媒によって冷やされるものであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の高電圧電気装置（４０）。
  6. 　請求項１ないし５のいずれか１つに記載の高電圧電気装置（４０）と、
    　前記高電圧電気装置（４０）から供給される電力によって動作する電動モータ（５０）と、
    　前記電動モータ（５０）によって駆動されると共に冷凍サイクルに適用される圧縮機構（６０）と、
    　を備え、
    　前記冷却部（９０）は、前記圧縮機構（６０）に吸入された冷媒によって冷やされるものであることを特徴とする電動圧縮機。
PCT/JP2013/005968 2012-11-12 2013-10-08 高電圧電気装置及び電動圧縮機 WO2014073159A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/442,038 US20150292511A1 (en) 2012-11-12 2013-10-08 High voltage electric device and electric compressor
DE112013005378.0T DE112013005378T5 (de) 2012-11-12 2013-10-08 Hochspannungs-Elektroeinrichtung und Elektrokompressor
CN201380058752.7A CN104782041B (zh) 2012-11-12 2013-10-08 高电压电气装置以及电动压缩机

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012-248243 2012-11-12
JP2012248243A JP5861614B2 (ja) 2012-11-12 2012-11-12 高電圧電気装置及び電動圧縮機

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014073159A1 true WO2014073159A1 (ja) 2014-05-15

Family

ID=50684285

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2013/005968 WO2014073159A1 (ja) 2012-11-12 2013-10-08 高電圧電気装置及び電動圧縮機

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20150292511A1 (ja)
JP (1) JP5861614B2 (ja)
CN (1) CN104782041B (ja)
DE (1) DE112013005378T5 (ja)
WO (1) WO2014073159A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106300948A (zh) * 2015-06-03 2017-01-04 广州汽车集团股份有限公司 一种车载三相电机逆变器及其母线电容电路
CN107155390A (zh) * 2014-12-26 2017-09-12 日产自动车株式会社 电力变换装置

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6466133B2 (ja) * 2014-10-22 2019-02-06 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 電気回路、電動圧縮機および電気回路の制御方法
JP6410920B2 (ja) * 2015-03-10 2018-10-24 三菱電機株式会社 電力変換装置及び冷凍サイクル装置
DE102015214785B3 (de) * 2015-08-03 2016-08-04 Magna powertrain gmbh & co kg Elektrischer Verdichter
DE102015219867A1 (de) * 2015-10-13 2017-04-13 Lenze Drives Gmbh Platine, B-Lagerschild, Motorbausatz und Elektromotor
JP6053896B1 (ja) * 2015-11-06 2016-12-27 三菱電機株式会社 制御装置一体型回転電機
FR3044864B1 (fr) * 2015-12-02 2018-01-12 Valeo Systemes De Controle Moteur Dispositif electrique et procede d'assemblage d'un tel dispositif electrique
CN107370270B (zh) * 2016-05-11 2020-08-18 德昌电机(深圳)有限公司 马达及马达的旋转组件
DE102016118743B4 (de) * 2016-10-04 2020-01-02 Rheinmetall Landsysteme Gmbh Bodenstartgerät zum Starten und Warten von Strahltriebwerken von Flugzeugen und anderen Fluggeräten
JP7052531B2 (ja) * 2018-04-26 2022-04-12 株式会社デンソー 電力変換装置
US20190357386A1 (en) * 2018-05-16 2019-11-21 GM Global Technology Operations LLC Vascular polymeric assembly
EP3719975A1 (de) * 2019-04-04 2020-10-07 Siemens Aktiengesellschaft Elektrische maschine
JP7318446B2 (ja) * 2019-09-20 2023-08-01 Tdk株式会社 コイルユニット、ワイヤレス送電装置、ワイヤレス受電装置、及びワイヤレス電力伝送システム
DE102019218462A1 (de) * 2019-11-28 2021-06-02 Robert Bosch Gmbh Schaltungsanordnung zur Reduzierung von Leitungsreflexionen im Bereich einer Spannungsversorgungsleitung eines Fortbewegungsmittels und Ultraschallsensor umfassend eine solche Schaltungsanordnung
JP7314814B2 (ja) * 2020-01-29 2023-07-26 株式会社豊田自動織機 電動圧縮機
JP2022059408A (ja) * 2020-10-01 2022-04-13 株式会社日立製作所 パワー半導体装置
JP2024025254A (ja) * 2022-08-11 2024-02-26 株式会社デンソー 駆動装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002315358A (ja) * 2001-04-17 2002-10-25 Hitachi Ltd インバータ装置
JP2004128099A (ja) * 2002-10-01 2004-04-22 Hitachi Ltd 水冷インバータ
JP2010074935A (ja) * 2008-09-18 2010-04-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd インバータ装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2798036B1 (fr) * 1999-08-26 2002-01-18 Sagem Module electronique et procede de fabrication d'un tel module
JP2002070743A (ja) * 2000-08-29 2002-03-08 Sanden Corp 冷媒圧縮用電動式圧縮機
JP3676719B2 (ja) * 2001-10-09 2005-07-27 株式会社日立製作所 水冷インバータ
US7023699B2 (en) * 2002-06-10 2006-04-04 Visteon Global Technologies, Inc. Liquid cooled metal thermal stack for high-power dies
JP3997855B2 (ja) * 2002-07-15 2007-10-24 株式会社豊田自動織機 電動コンプレッサ
JP3838204B2 (ja) * 2003-02-19 2006-10-25 株式会社豊田自動織機 電動コンプレッサ及び電動コンプレッサの組立方法
JP2005171951A (ja) * 2003-12-15 2005-06-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電動圧縮機
JP4429251B2 (ja) * 2005-10-17 2010-03-10 三菱電機株式会社 電力変換装置
JP2007198341A (ja) * 2006-01-30 2007-08-09 Sanden Corp 電動圧縮機及び該電動圧縮機を用いた車両用空調システム
US7684198B2 (en) * 2006-08-31 2010-03-23 Adlink Technology Inc. Stacked heat-transfer interface structure
JP4909712B2 (ja) * 2006-11-13 2012-04-04 日立オートモティブシステムズ株式会社 電力変換装置
JP2008128076A (ja) * 2006-11-20 2008-06-05 Aisan Ind Co Ltd 流体ポンプ
JP4586034B2 (ja) * 2007-03-16 2010-11-24 株式会社日立製作所 モータ駆動用半導体装置とそれを有する３相モータ及びモータ駆動装置並びにファンモータ
JP5018451B2 (ja) * 2007-12-18 2012-09-05 株式会社豊田自動織機 電動圧縮機
JP5378729B2 (ja) * 2008-08-29 2013-12-25 アァルピィ東プラ株式会社 樹脂成形体及びその製造方法
US7928597B2 (en) * 2008-12-12 2011-04-19 General Electric Company Power system and method for driving an electromotive traction system and auxiliary equipment through a common power bus
JP2010212577A (ja) * 2009-03-12 2010-09-24 Aisin Aw Co Ltd 半導体モジュール
JP5517650B2 (ja) * 2010-02-01 2014-06-11 三菱重工業株式会社 インバータ一体型電動圧縮機

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002315358A (ja) * 2001-04-17 2002-10-25 Hitachi Ltd インバータ装置
JP2004128099A (ja) * 2002-10-01 2004-04-22 Hitachi Ltd 水冷インバータ
JP2010074935A (ja) * 2008-09-18 2010-04-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd インバータ装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107155390A (zh) * 2014-12-26 2017-09-12 日产自动车株式会社 电力变换装置
EP3240178A4 (en) * 2014-12-26 2018-01-10 Nissan Motor Co., Ltd. Power conversion device
US10658940B2 (en) 2014-12-26 2020-05-19 Nissan Motor Co., Ltd. Power converter
CN107155390B (zh) * 2014-12-26 2020-06-23 日产自动车株式会社 电力变换装置
CN106300948A (zh) * 2015-06-03 2017-01-04 广州汽车集团股份有限公司 一种车载三相电机逆变器及其母线电容电路

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014096957A (ja) 2014-05-22
CN104782041B (zh) 2017-05-03
CN104782041A (zh) 2015-07-15
DE112013005378T5 (de) 2015-08-13
JP5861614B2 (ja) 2016-02-16
US20150292511A1 (en) 2015-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5861614B2 (ja) 高電圧電気装置及び電動圧縮機
US9877419B2 (en) Power conversion apparatus
JP4898931B2 (ja) インバータ一体型電動圧縮機
KR101748639B1 (ko) 전력 변환 장치
JP5107114B2 (ja) インバータ一体型電動圧縮機
JP3760887B2 (ja) 車両用インバータ一体型モータ
EP1926361B1 (en) Inverter attached to an electric compressor
US10122247B2 (en) Inverter-integrated electric compressor
US8097992B2 (en) Electric compressor
CN104781554B (zh) 逆变器一体式电动压缩机
JP5957396B2 (ja) 両面冷却型電力変換装置
WO2017163828A1 (ja) インバータ一体型電動圧縮機
WO2010064565A1 (ja) インバータ一体型電動圧縮機およびそのインバータ装置
JP2004190547A (ja) インバータ一体型電動コンプレッサ及びその組み立て方法
JP2003153552A (ja) インバータ回路の配設構造と配設方法及び圧縮機
JP2003322082A (ja) 車両用インバータ一体型電動コンプレッサ
WO2014129215A1 (ja) インバータ一体型電動圧縮機
WO2016189658A1 (ja) 機電一体型の回転電機装置
WO2016140147A1 (ja) パワー半導体モジュール及び電力変換装置
JP5574794B2 (ja) インバータ一体型電動圧縮機
JP2005020803A (ja) 制御ユニットと圧縮機用制御ユニットおよび圧縮機
WO2017002693A1 (ja) 電動コンプレッサ
JP6369355B2 (ja) インバータ装置および電動圧縮機
JP2017150380A (ja) 電動圧縮機
WO2020107873A1 (zh) 一种一体化电机

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13852450

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14442038

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1120130053780

Country of ref document: DE

Ref document number: 112013005378

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13852450

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1