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JP5952142B2 - Power control unit - Google Patents

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JP5952142B2 JP2012196476A JP2012196476A JP5952142B2 JP 5952142 B2 JP5952142 B2 JP 5952142B2 JP 2012196476 A JP2012196476 A JP 2012196476A JP 2012196476 A JP2012196476 A JP 2012196476A JP 5952142 B2 JP5952142 B2 JP 5952142B2
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Description

本発明は、電気自動車に搭載され、走行用モータに交流電力を供給するパワーコントロールユニット関する。本明細書における電気自動車には、モータとエンジンを備えるハイブリッド車や燃料電池車を含む。   The present invention relates to a power control unit that is mounted on an electric vehicle and supplies AC power to a traveling motor. The electric vehicle in this specification includes a hybrid vehicle and a fuel cell vehicle including a motor and an engine.

電気自動車は、モータを駆動するためのデバイスとして、インバータ回路や電圧コンバータ回路など様々な電気デバイスを必要とする。他方、それらの電気デバイスを搭載する空間(典型的にはエンジンコンパートメント)には制限があるため、それらの電気デバイスには小型化が求められる。   An electric vehicle requires various electric devices such as an inverter circuit and a voltage converter circuit as devices for driving a motor. On the other hand, since the space (typically the engine compartment) in which these electric devices are mounted is limited, the electric devices are required to be downsized.

電気デバイスを小型化する一つの方策として、インバータ回路と電圧コンバータ回路を一つの筐体に収める技術がある(例えば、特許文献1)。なお、電気自動車用のインバータ回路は発熱が大きいため、冷却器を備えることが多い。特許文献1の技術は、冷却器も筐体に収める。   As a measure for reducing the size of an electric device, there is a technique of housing an inverter circuit and a voltage converter circuit in one housing (for example, Patent Document 1). Note that an inverter circuit for an electric vehicle generates a large amount of heat and thus often includes a cooler. In the technique of Patent Document 1, the cooler is also housed in the casing.

特開2005−032830号公報JP 2005-032830 A

電気デバイスを小型化すると、内部の部品が発した熱が筐体内部に籠り易くなるため、温度上昇を抑制する必要がある。特に、走行用のモータに交流電力を供給するパワーコントロールユニット(インバータ回路を含む)は、大電流を扱うため、発熱量が大きい。なお、以下では、簡単化のため、「パワーコントロールユニット」を略してPCU(Power Control Unit)と称する。   If the electric device is downsized, the heat generated by the internal components is likely to enter the inside of the housing, and thus it is necessary to suppress the temperature rise. In particular, a power control unit (including an inverter circuit) that supplies AC power to a traveling motor handles a large current and therefore generates a large amount of heat. Hereinafter, for the sake of simplicity, the “power control unit” is abbreviated as “PCU (Power Control Unit)”.

本願出願人は、バスバ(大電流を通す導電体であり、棒状の金属部材による導電体。通常はPCU筐体内で配索される)の一部を、PCUの外側に配索することによって、PCUの温度上昇を抑制することを提案した(特願2011−112071号、本願出願時は未公開)。本明細書は、特願2011−112071号で提案した技術をさらに改良し、バスバの一部をPCU筐体外側に配索する際に、PCU内部の熱を受けて温度が上昇するバスバを効率よく冷却する技術を提供する。   By assigning a part of the bus bar (a conductor through which a large current is passed, a conductor made of a rod-shaped metal member, which is usually routed in the PCU housing) to the outside of the PCU, It was proposed to suppress the PCU temperature rise (Japanese Patent Application No. 2011-112071, unpublished at the time of filing this application). The present specification further improves the technology proposed in Japanese Patent Application No. 2011-112071, and when a part of the bus bar is routed outside the PCU housing, the bus bar whose temperature rises due to heat inside the PCU is improved. Provide cooling technology.

本明細書が開示する技術は、走行用のモータに交流電力を供給するPCUであり、インバータ回路を冷却する冷却器が内蔵されているPCUを対象とする。本明細書が開示する技術は、PCUと外部のデバイスを電気的に接続するバスバをPCUの筐体外側に配索し、そのバスバの一部を、冷却器に対応する筐体外壁部分の外面に接触させる。そのような構造を採用することによって、バスバを積極的に冷却することができる。なお、冷却器に対応する筐体外壁部分とは、冷却器の近傍に位置する外壁部分である。「バスバの一部を、冷却器に対応する筐体外壁部分の外面に接触させる」とは、より具体的には、バスバの一部と冷却器が筐体の外壁を挟んで対向するとともに、バスバと冷却器が筐体外壁に接するようにバスバを配索することに相当する。   The technology disclosed in this specification is a PCU that supplies AC power to a traveling motor, and is intended for a PCU that includes a cooler for cooling an inverter circuit. In the technology disclosed in this specification, a bus bar that electrically connects a PCU and an external device is routed outside the casing of the PCU, and a part of the bus bar is disposed on the outer surface of the outer wall portion of the casing corresponding to the cooler. Contact. By adopting such a structure, the bus bar can be actively cooled. The housing outer wall portion corresponding to the cooler is an outer wall portion located in the vicinity of the cooler. More specifically, “contacting a part of the bus bar with the outer surface of the outer wall part of the housing corresponding to the cooler” means that a part of the bus bar and the cooler face each other across the outer wall of the housing, This corresponds to arranging the bus bar so that the bus bar and the cooler are in contact with the outer wall of the housing.

本明細書が開示する技術の別の一態様では、バスバを被覆する被覆材の筐体部分と接する部分に、被覆材の材質よりも熱伝導率が高い樹脂を埋め込むと良い。バスバと筐体外壁との間に熱伝導率の高い材料を介在させることによって、バスバを効率よく冷却することができる。   In another aspect of the technology disclosed in this specification, a resin having a higher thermal conductivity than that of the material of the covering material may be embedded in a portion in contact with the casing portion of the covering material that covers the bus bar. By interposing a material having high thermal conductivity between the bus bar and the outer wall of the housing, the bus bar can be efficiently cooled.

PCUのより具体的な態様の一例は、モータ用の電力を蓄えるメインバッテリの出力電圧を降圧する降圧回路を内蔵しており、冷却器は、インバータ回路のスイッチング素子(典型的にはIGBT)を冷却するものである。そして、バスバのより具体的な態様の一例は、降圧回路の出力を、メインバッテリよりも出力電圧が低い低電圧バッテリ(補機バッテリ)に供給するための導電材の一部である。降圧回路も発熱量の大きい回路であり、バスバはその降圧回路の熱により温度が上昇する。筐体外壁を挟んでバスバと対峙する冷却器が、そのバスバを効果的に冷却する。   An example of a more specific aspect of the PCU includes a step-down circuit that steps down the output voltage of the main battery that stores electric power for the motor, and the cooler includes a switching element (typically an IGBT) of the inverter circuit. It is to be cooled. An example of a more specific aspect of the bus bar is a part of the conductive material for supplying the output of the step-down circuit to a low voltage battery (auxiliary battery) whose output voltage is lower than that of the main battery. The step-down circuit is a circuit that generates a large amount of heat, and the temperature of the bus bar rises due to the heat of the step-down circuit. A cooler facing the bus bar across the outer wall of the housing effectively cools the bus bar.

本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。   Details and further improvements of the technology disclosed in this specification will be described in the following “DETAILED DESCRIPTION”.

実施例の電気自動車の電力系のブロック図である。It is a block diagram of the electric power system of the electric vehicle of an Example. 一例の冷却器の斜視図である。It is a perspective view of an example cooler. PCUの模式的外観図である。It is a typical external view of PCU. PCUの筐体側壁とバスバの断面図である。It is sectional drawing of the housing | casing side wall and bus bar of PCU.

図面を参照して実施例のPCU2(パワーコントロールユニット)を説明する。PCU2は、2個のモータとエンジンを駆動力として備えるハイブリッド車に搭載されるデバイスである。まず、PCU2を含む、ハイブリッド車1の電力系を説明する。図1に、ハイブリッド車1の電力系のブロック図を示す。ハイブリッド車1では、2個のモータ45、46の駆動軸とエンジン43の駆動軸が動力分配機構44に連結しており、動力分配機構44の出力は車軸47とデフ48を介して駆動輪49に伝達される。詳しい説明は省略するが、動力分配機構44は、プラネタリギアで構成されており、エンジン43の出力と2個のモータ45、46の出力を適宜に合成/分配して車軸47へ伝達する。また、場合によっては、動力分配機構44は、エンジン43の出力を一方のモータ45の出力軸へと伝達する。この場合、モータ45はエンジン43によって駆動され、発電機として機能する。さらに、ドライバがブレーキペダルを踏んだ際、動力分配機構44は、車軸47をモータ45と連動させる。この場合、モータ45は、車両の運動エネルギから駆動力を得て回転し、発電する。車両の運動エネルギを使って発電することは一般に「回生」と呼ばれる。   The PCU 2 (power control unit) of the embodiment will be described with reference to the drawings. The PCU 2 is a device mounted on a hybrid vehicle including two motors and an engine as driving forces. First, the power system of the hybrid vehicle 1 including the PCU 2 will be described. FIG. 1 shows a block diagram of a power system of the hybrid vehicle 1. In the hybrid vehicle 1, the drive shafts of the two motors 45, 46 and the drive shaft of the engine 43 are connected to the power distribution mechanism 44, and the output of the power distribution mechanism 44 is driven through the axle 47 and the differential 48 to drive wheels 49. Is transmitted to. Although a detailed description is omitted, the power distribution mechanism 44 is constituted by a planetary gear, and the output of the engine 43 and the outputs of the two motors 45 and 46 are appropriately combined / distributed and transmitted to the axle 47. In some cases, the power distribution mechanism 44 transmits the output of the engine 43 to the output shaft of one motor 45. In this case, the motor 45 is driven by the engine 43 and functions as a generator. Further, when the driver steps on the brake pedal, the power distribution mechanism 44 interlocks the axle 47 with the motor 45. In this case, the motor 45 rotates by obtaining a driving force from the kinetic energy of the vehicle. Generating electricity using the kinetic energy of the vehicle is generally called “regeneration”.

ハイブリッド車1の電力系は、主として、メインバッテリ40、低電圧バッテリ(補機バッテリ)41、及び、PCU(パワーコントロールユニット)で構成される。その他にも、例えば、メインバッテリ40とPCU2の間には、システムメインリレーが備えられている。電力系を構成するデバイスは他にもあるが、ここでは、それらの説明は省略する。   The power system of the hybrid vehicle 1 mainly includes a main battery 40, a low voltage battery (auxiliary battery) 41, and a PCU (power control unit). In addition, for example, a system main relay is provided between the main battery 40 and the PCU 2. There are other devices that constitute the power system, but the description thereof is omitted here.

メインバッテリ40は、モータを駆動するための電力を蓄えるバッテリであり、その出力電圧は例えば300ボルトである。低電圧バッテリ41は、ルームランプやカーナビゲーションなど、メインバッテリ40の出力電圧よりも低い電圧で駆動するデバイスに電力を供給するためのバッテリであり、その出力電圧は例えば12ボルトである。ルームランプやカーナビゲーションなど、低電圧で駆動するデバイスは「補機」と総称されることがある。それゆえ、「低電圧バッテリ」は、「補機バッテリ」と呼ばれることがある。なお、PCU2に内蔵される制御基板34も補機に相当する。   The main battery 40 is a battery that stores electric power for driving the motor, and its output voltage is, for example, 300 volts. The low voltage battery 41 is a battery for supplying power to a device that is driven at a voltage lower than the output voltage of the main battery 40, such as a room lamp or a car navigation system, and the output voltage thereof is, for example, 12 volts. Devices that are driven at a low voltage, such as room lamps and car navigation systems, are sometimes collectively referred to as “auxiliaries”. Therefore, the “low voltage battery” is sometimes called an “auxiliary battery”. The control board 34 built in the PCU 2 also corresponds to an auxiliary machine.

PCU2は、昇降圧コンバータ33、降圧コンバータ37、2個のインバータ回路35、36、2個のコンデンサ31、32、及び、制御基板34を含む。メインバッテリ40は、昇降圧コンバータ33と降圧コンバータ37に接続される。別言すれば、メインバッテリ40の出力電力は、昇降圧コンバータ33と降圧コンバータ37にそれぞれ入力される。PCU2の筐体には、上記のデバイスが格納される。   The PCU 2 includes a step-up / down converter 33, a step-down converter 37, two inverter circuits 35 and 36, two capacitors 31 and 32, and a control board 34. The main battery 40 is connected to the step-up / down converter 33 and the step-down converter 37. In other words, the output power of the main battery 40 is input to the step-up / down converter 33 and the step-down converter 37, respectively. The above device is stored in the housing of the PCU 2.

昇降圧コンバータ33は、メインバッテリ40の出力電圧を、モータ駆動に適した電圧(例えば600ボルト)に昇圧する。また、昇降圧コンバータ33は、モータ45が発電する場合には、その電力をメインバッテリ40の電圧まで降圧する。   The step-up / step-down converter 33 boosts the output voltage of the main battery 40 to a voltage suitable for driving the motor (for example, 600 volts). Further, the step-up / down converter 33 steps down the electric power to the voltage of the main battery 40 when the motor 45 generates power.

降圧コンバータ37は、メインバッテリ40の出力電圧を、低電圧バッテリ41の充電に適した電圧に降圧する。降圧コンバータ37の高電圧側はメインバッテリ40に接続しており、低電圧側は、中継器38、39を介して補機バッテリ41の電力線42に接続している。電力線42には様々な補機が接続されるが、図1の「to AUX」の文字が、様々な補機が接続されることを簡略に表している。中継器38、39は、PCU2の筐体の側面に設置されているボックスであり、それらの間を接続する導体には棒状の金属材が用いられる。その棒状の金属部材がバスバ4に相当する。なお、中継器38は、PCU2の内部の電気ケーブル(バスバ)と、PCU2の筐体の外に配索されるバスバ4を接続するためのボックスであるので、図1では、PCUの筐体を表す矩形の境界に中継器38を描いてある。中継器38、39、バスバ4については後に改めて説明する。   The step-down converter 37 steps down the output voltage of the main battery 40 to a voltage suitable for charging the low voltage battery 41. The high voltage side of the step-down converter 37 is connected to the main battery 40, and the low voltage side is connected to the power line 42 of the auxiliary battery 41 via the repeaters 38 and 39. Although various auxiliary machines are connected to the power line 42, the letters “to AUX” in FIG. 1 simply indicate that various auxiliary machines are connected. The repeaters 38 and 39 are boxes installed on the side surface of the casing of the PCU 2, and a bar-shaped metal material is used as a conductor connecting between them. The rod-shaped metal member corresponds to the bus bar 4. The repeater 38 is a box for connecting the electric cable (bus bar) inside the PCU 2 and the bus bar 4 routed outside the casing of the PCU 2, so in FIG. A repeater 38 is drawn on the boundary of the rectangle to be represented. The repeaters 38 and 39 and the bus bar 4 will be described later.

昇降圧コンバータ33の低電圧側(メインバッテリ40と接続する側)と高電圧側(インバータ回路35、36と接続する側)には、それぞれ、コンデンサ31、32が接続されている。これらのコンデンサは、電流の脈動を抑制する(いわゆる電流の平滑化)のために備えられている。   Capacitors 31 and 32 are connected to the low voltage side (side connected to the main battery 40) and the high voltage side (side connected to the inverter circuits 35 and 36) of the step-up / down converter 33, respectively. These capacitors are provided to suppress current pulsation (so-called current smoothing).

昇降圧コンバータ33の高電圧側には、コンデンサ32を介して、2個のインバータ回路35、36が接続されている。インバータ回路35、36は、それぞれ、昇圧された直流電力を、モータの駆動に適した交流電力に変換し、夫々のモータ45、46に供給する。インバータ回路35、36は、2個のスイッチング回路(典型的にはIGBTなどのトランジスタとそれに逆並列に接続されるダイオード)の直列接続回路が3セット並列に接続した回路構成を有している。   Two inverter circuits 35 and 36 are connected to the high voltage side of the buck-boost converter 33 via a capacitor 32. The inverter circuits 35 and 36 convert the boosted DC power into AC power suitable for driving the motor, and supply the AC power to the motors 45 and 46, respectively. The inverter circuits 35 and 36 have a circuit configuration in which three sets of series connection circuits of two switching circuits (typically transistors such as IGBTs and diodes connected in antiparallel thereto) are connected in parallel.

昇降圧コンバータ33や降圧コンバータ37も、インバータ回路と同様にスイッチング回路を備える。昇降圧コンバータ33、降圧コンバータ37、及び、2個のインバータ回路35、36が備えるスイッチング回路は、制御基板34に実装されたコントローラによって制御される。具体的には、コントローラは、スイッチング回路のトランジスタのゲートに加えるPWM信号を生成して各トランジスタに与える。昇降圧コンバータ、降圧コンバータ、及び、インバータ回路の具体的な回路構成は良く知られているので詳しい説明は省略する。   The step-up / step-down converter 33 and the step-down converter 37 also include a switching circuit like the inverter circuit. The switching circuit included in the step-up / down converter 33, the step-down converter 37, and the two inverter circuits 35, 36 is controlled by a controller mounted on the control board 34. Specifically, the controller generates a PWM signal to be applied to the gates of the transistors of the switching circuit and supplies the PWM signals to each transistor. Since detailed circuit configurations of the step-up / step-down converter, the step-down converter, and the inverter circuit are well known, detailed description thereof will be omitted.

電気自動車のモータは出力が大きく、インバータ回路は大電流を扱うため、発熱が大きい。特に、スイッチング回路の発熱が大きく、従って、PCU2は、スイッチング回路を冷却するための冷却器を備える。図2に、冷却器3の構造を示す。なお、この冷却器3は、2個のトランジスタ(IGBT)と2個のダイオードを樹脂でモールドした複数のパッケージ13と冷媒が通る複数の冷却プレート12が交互に積層した構造を有しており、パワーユニットとでも称すべきものであるが、本明細書では、冷却器に焦点を置いているので、上記の積層体を冷却器3と称する。   Electric motors have a large output, and the inverter circuit handles a large current, so it generates a lot of heat. In particular, the switching circuit generates a large amount of heat, and thus the PCU 2 includes a cooler for cooling the switching circuit. FIG. 2 shows the structure of the cooler 3. The cooler 3 has a structure in which a plurality of packages 13 in which two transistors (IGBT) and two diodes are molded with resin, and a plurality of cooling plates 12 through which a coolant passes are alternately stacked. Although it should also be called a power unit, in this specification, since the focus is on the cooler, the above laminate is referred to as the cooler 3.

冷却器3の構造を概説する。パッケージ13は、2個のトランジスタ(IGBT)15と2個のダイオード16を樹脂で封止したものである。パッケージ13の内部にて、2個のトランジスタ15は直列に接続している。2個のダイオード16は、それぞれ、トランジスタ15に逆並列に接続している。トランジスタとダイオードの逆並列の回路がスイッチング回路に相当する。すなわち、パッケージ13は、2個のスイッチング回路が直列に接続された回路構成を内部に備えている。パッケージ13の下側には、3本の金属板状の端子17が延びている。それらは、2個のスイッチング回路の直列接続に高電圧側に繋がる端子、低電圧側に繋がる端子、及び、直列接続の中間に繋がる端子である。これらの端子17には大電流が流れるため、金属板が用いられる。パッケージ13の上側には、IGBTのゲートに繋がる制御線18が延びている。ゲートに供給する電流(すなわちPWM信号)は、エミッタやコレクタに流れる電流(モータを駆動するための電流)よりもはるかに小さく、それゆえ、制御線18には金属細線が用いられる。   The structure of the cooler 3 will be outlined. The package 13 is formed by sealing two transistors (IGBT) 15 and two diodes 16 with resin. Inside the package 13, the two transistors 15 are connected in series. Each of the two diodes 16 is connected to the transistor 15 in antiparallel. An antiparallel circuit of a transistor and a diode corresponds to a switching circuit. That is, the package 13 includes a circuit configuration in which two switching circuits are connected in series. Three metal plate-like terminals 17 extend below the package 13. They are a terminal connected to the high voltage side in series connection of two switching circuits, a terminal connected to the low voltage side, and a terminal connected in the middle of the series connection. Since a large current flows through these terminals 17, a metal plate is used. A control line 18 connected to the gate of the IGBT extends on the upper side of the package 13. The current supplied to the gate (that is, the PWM signal) is much smaller than the current flowing through the emitter and collector (current for driving the motor), and therefore, a thin metal wire is used for the control line 18.

前述したように、インバータ回路は、2個のスイッチング回路の直列接続が3セット並列に接続された構造を有している、それぞれのパッケージ13が一つの直列回路を構成するので、3個のパッケージ13で一つのインバータ回路が構成される。図2に示すように、冷却器3には、6個のパッケージ13が積層されており、そのうちの3個のパッケージ13が一方のインバータ回路35に相当し、残りの3個のパッケージ13が他方のインバータ回路36に相当する。なお、昇降圧コンバータ33や降圧コンバータ37もスイッチング回路を備えており、昇降圧コンバータ33や降圧コンバータ37のスイッチング回路を内蔵したパッケージがインバータ回路用のパッケージと一緒に積層される場合もある。   As described above, the inverter circuit has a structure in which three sets of series connection of two switching circuits are connected in parallel, and each package 13 constitutes one series circuit. 13 constitutes one inverter circuit. As shown in FIG. 2, six packages 13 are stacked in the cooler 3, of which three packages 13 correspond to one inverter circuit 35 and the remaining three packages 13 are the other. It corresponds to the inverter circuit 36. Note that the step-up / down converter 33 and the step-down converter 37 also include a switching circuit, and a package incorporating the switching circuit of the step-up / down converter 33 or the step-down converter 37 may be stacked together with the inverter circuit package.

パッケージ13は、両側にセラミック製の絶縁プレート19を配して、隣接した冷却プレート12に挟持される。冷却プレート12は、内部を冷媒が通り、2枚の冷却プレート12がパッケージ13を両側から冷却する。隣接する冷却プレート12は、2個の管(接続管)で接続されており、積層体の一端の冷却プレート12には冷媒供給と排出のためのパイプ14が接続される。一方のパイプ14から供給される冷媒は、一方の接続管を通じて全ての冷却プレート12に行き亘る。冷却プレート12を横断してパッケージ13から熱を奪った冷媒は、別の接続管とパイプ14を通じて排出される。   The package 13 is sandwiched between adjacent cooling plates 12 with ceramic insulating plates 19 on both sides. The cooling plate 12 has a coolant passing through it, and the two cooling plates 12 cool the package 13 from both sides. Adjacent cooling plates 12 are connected by two pipes (connection pipes), and a pipe 14 for supplying and discharging refrigerant is connected to the cooling plate 12 at one end of the laminate. The refrigerant supplied from one pipe 14 reaches all the cooling plates 12 through one connection pipe. The refrigerant that has taken heat from the package 13 across the cooling plate 12 is discharged through another connecting pipe and pipe 14.

図3にPCU2の外観図を示す。図3は、PCUの筐体を斜め下方から見た図である。図1を参照して説明したように、PCU2の側面に中継器38、39が取り付けられている、中継器38は、内部の降圧コンバータ37の低電圧側端子とバスバ4の一端を接続するためのボックスであり、中継器39は、バスバ4の他端と補機系の電力線を繋ぐワイヤハーネス51を接続するためのボックスである。夫々のボックス内では、端子やバスバなどの金属板同士がボルトにて確実に接続される。   FIG. 3 shows an external view of the PCU 2. FIG. 3 is a view of the casing of the PCU as viewed obliquely from below. As described with reference to FIG. 1, the repeaters 38 and 39 are attached to the side surface of the PCU 2. The repeater 38 connects the low voltage side terminal of the internal step-down converter 37 and one end of the bus bar 4. The repeater 39 is a box for connecting a wire harness 51 that connects the other end of the bus bar 4 and the power line of the auxiliary system. In each box, metal plates such as terminals and bus bars are securely connected by bolts.

バスバ4は、PCU2の一つの側面(第1の側面2a)にて中継器38から延びており、第1側面2aに沿って進み、隣接する第2の側面2bに沿って湾曲し、その第2側面2bに設けられた中継器39へと続いている。バスバ4は、本来はPCU2の筐体内部に配索されてもよいのであるが、PCU2の筐体を小型化すると、筐体内部にバスバを配索するスペースが適切に確保できなくなる場合がある。実施例のPCU2はそのような状況にあり、それゆえ、バスバ4を筐体外側に配索している。バスバ4を筐体外側に配索することによって、PCU2の筐体がその分小型化できている。   The bus bar 4 extends from the repeater 38 on one side surface (first side surface 2a) of the PCU 2, proceeds along the first side surface 2a, curves along the adjacent second side surface 2b, and has its first It continues to the repeater 39 provided on the two side surfaces 2b. The bus bar 4 may originally be routed inside the housing of the PCU 2, but if the housing of the PCU 2 is reduced in size, a space for routing the bus bar inside the housing may not be secured appropriately. . The PCU 2 of the embodiment is in such a situation, and therefore the bus bar 4 is routed outside the housing. By arranging the bus bar 4 outside the casing, the casing of the PCU 2 can be reduced in size accordingly.

前述したように、PCU2の筐体には、昇降圧コンバータ33、降圧コンバータ37、2個のインバータ回路35、36、2個のコンデンサ31、32、及び、制御基板34が格納される。前述したように、インバータ回路35、36の主要構成部品であるスイッチング回路は冷却器3に含まれる。即ち、図2に示した冷却器3もPCU2に内蔵される。なお、図3では、図2に示した冷却器3を単純な直方体で示してある。バスバ4は、冷却器3に対応する筐体外壁部分に接するように配索されている。別言すれば、冷却器3は、PCU2の筐体外壁を挟んでバスバ4と対向している。図4に、図3のVI−VI矢視における断面図を示す。冷却器3は、PCU2の外壁21の内面に接しており、バスバ4は、外壁21の外面(上記した第1側面2a)に接している。   As described above, the step-up / down converter 33, the step-down converter 37, the two inverter circuits 35 and 36, the two capacitors 31 and 32, and the control board 34 are stored in the casing of the PCU 2. As described above, the switching circuit which is a main component of the inverter circuits 35 and 36 is included in the cooler 3. That is, the cooler 3 shown in FIG. 2 is also built in the PCU 2. In FIG. 3, the cooler 3 shown in FIG. 2 is shown as a simple rectangular parallelepiped. The bus bar 4 is routed so as to be in contact with a housing outer wall portion corresponding to the cooler 3. In other words, the cooler 3 faces the bus bar 4 with the casing outer wall of the PCU 2 interposed therebetween. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI in FIG. The cooler 3 is in contact with the inner surface of the outer wall 21 of the PCU 2, and the bus bar 4 is in contact with the outer surface of the outer wall 21 (the first side surface 2a described above).

なお、バスバ4は、絶縁性の被覆材5で被覆されている。そしてバスバ4を被覆する被覆材5の一部に樹脂プレート6が埋設されている。樹脂プレート6は、PCU2の筐体(外壁21)と対向する部分に埋設されている。樹脂プレート6は、その熱伝導率が被覆材5の熱伝導率よりも高い樹脂で作られている。   The bus bar 4 is covered with an insulating covering material 5. A resin plate 6 is embedded in a part of the covering material 5 that covers the bus bar 4. The resin plate 6 is embedded in a portion facing the housing (outer wall 21) of the PCU 2. The resin plate 6 is made of a resin whose thermal conductivity is higher than that of the covering material 5.

PCU2の特徴と利点を説明する。PCU2は、筐体全体を小型化するため、バスバ4を筐体外側に配索している。バスバ4は、その一端が降圧コンバータ37の出力端(低電圧側の端子)に連なっており、降圧コンバータ37の出力を、メインバッテリ40よりも出力電圧が低い低電圧バッテリ41(補機バッテリ)に供給するための導電材である。バスバ4は、降圧コンバータ37の熱を伝え易く、それゆえ、高温になり易い。そこで、バスバ4は、その一部が、PCU2の筐体外側にて、筐体外壁21を挟んで冷却器3と対向するように配索されている。前述したように、冷却器3とバスバ4はともに筐体外壁21に接している。そのようなバスバ4のレイアウトにより、バスバ4は、冷却器3によって効果的に冷却される。特に、バスバ4を被覆する被覆材5には、筐体外壁21と接する部分に、被覆材5の材質よりも熱伝導率が高い樹脂プレート6が埋め込まれている。この熱伝導率の高い樹脂プレートが、バスバ4の冷却を促進する。   The features and advantages of the PCU 2 will be described. The PCU 2 routes the bus bar 4 outside the casing in order to reduce the size of the entire casing. One end of the bus bar 4 is connected to the output terminal (low voltage side terminal) of the step-down converter 37, and the output of the step-down converter 37 is a low voltage battery 41 (auxiliary battery) whose output voltage is lower than that of the main battery 40. It is a conductive material for supplying to. The bus bar 4 is easy to transfer the heat of the step-down converter 37, and therefore tends to become high temperature. Therefore, the bus bar 4 is routed so that a part of the bus bar 4 faces the cooler 3 across the outer wall 21 of the casing on the outer side of the casing of the PCU 2. As described above, both the cooler 3 and the bus bar 4 are in contact with the housing outer wall 21. Due to the layout of the bus bar 4, the bus bar 4 is effectively cooled by the cooler 3. In particular, in the covering material 5 covering the bus bar 4, a resin plate 6 having a higher thermal conductivity than that of the material of the covering material 5 is embedded in a portion in contact with the housing outer wall 21. The resin plate having a high thermal conductivity promotes cooling of the bus bar 4.

実施例にて説明した技術に関する留意点を述べる。熱伝導率の高い樹脂プレート6は、バスバ4を囲むように設けられていてもよい。また、樹脂プレート6の代わりに、熱伝導率が、被覆材のもともとの材料の熱伝導率よりも高い樹脂を被覆材に配合したものを用いてもよい。例えば、熱伝導率の高い樹脂の粉末をもともとの絶縁性の被覆材の材料に混ぜ合わせたもの被覆材5の材料として利用することも好適である。   Points to be noted regarding the technology described in the embodiments will be described. The resin plate 6 having high thermal conductivity may be provided so as to surround the bus bar 4. Further, instead of the resin plate 6, a resin in which a resin having a higher thermal conductivity than that of the original material of the covering material is mixed with the covering material may be used. For example, it is also suitable to use the material of the covering material 5 in which resin powder having a high thermal conductivity is mixed with the original insulating covering material.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。   Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical usefulness by achieving one of the objects.

1:ハイブリッド車
2:パワーコントロールユニット(PCU)
2a、2b:PCU側面
3:冷却器
4:バスバ
5:被覆材
6:樹脂プレート
12:冷却プレート
13:パッケージ
14:パイプ
21:外壁
31、32:コンデンサ
33:昇降圧コンバータ
34:制御基板
35、36:インバータ回路
37:降圧コンバータ
38、39:中継器
40:メインバッテリ
41:補機バッテリ
1: Hybrid vehicle 2: Power control unit (PCU)
2a, 2b: PCU side surface 3: cooler 4: bus bar 5: coating material 6: resin plate 12: cooling plate 13: package 14: pipe 21: outer wall 31, 32: capacitor 33: buck-boost converter 34: control board 35, 36: inverter circuit 37: step-down converter 38, 39: repeater 40: main battery 41: auxiliary battery

Claims (4)

走行用のモータに交流電力を供給するパワーコントロールユニットであり、
インバータ回路を冷却する冷却器が内蔵されており、
パワーコントロールユニットと他のデバイスを電気的に接続するバスバがパワーコントロールユニットの外側に配索されているとともに、そのバスバの一部が前記冷却器に対応する筐体外壁部分の外面に接していることを特徴とするパワーコントロールユニット。
It is a power control unit that supplies AC power to the motor for running,
Built-in cooler to cool the inverter circuit,
A bus bar that electrically connects the power control unit and other devices is routed outside the power control unit, and a part of the bus bar is in contact with the outer surface of the outer wall portion of the housing corresponding to the cooler. Power control unit characterized by that.
前記バスバを被覆する被覆材の前記筐体外壁部分と接する部位に、被覆材の材質よりも熱伝導率が高い樹脂が埋め込まれていることを特徴とする請求項1に記載のパワーコントロールユニット。   2. The power control unit according to claim 1, wherein a resin having a higher thermal conductivity than a material of the covering material is embedded in a portion of the covering material that covers the bus bar that contacts the outer wall portion of the casing. 前記バスバの一部と前記冷却器が、筐体の外壁を挟んで対向していることを特徴とする請求項1または2に記載のパワーコントロールユニット。   The power control unit according to claim 1, wherein a part of the bus bar and the cooler are opposed to each other with an outer wall of the housing interposed therebetween. 前記パワーコントロールユニットは、モータ用の電力を蓄えるメインバッテリの出力電圧を降圧する降圧回路を内蔵しており、
前記冷却器は、インバータ回路のスイッチング素子を冷却するものであり、
前記バスバは、降圧回路の出力を、メインバッテリよりも出力電圧が低い低電圧バッテリに供給するための導電材の一部であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のパワーコントロールユニット。
The power control unit includes a step-down circuit that steps down the output voltage of the main battery that stores electric power for the motor.
The cooler cools the switching element of the inverter circuit,
The said bus bar is a part of electrically-conductive material for supplying the output of a pressure | voltage fall circuit to the low voltage battery whose output voltage is lower than a main battery, The any one of Claim 1 to 3 characterized by the above-mentioned. Power control unit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP5638898B2 (en) * 2010-09-24 2014-12-10 矢崎総業株式会社 Wire harness wiring structure and shield cover
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