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JP6479417B2 - Electric vehicle control device - Google Patents

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JP6479417B2 JP2014223755A JP2014223755A JP6479417B2 JP 6479417 B2 JP6479417 B2 JP 6479417B2 JP 2014223755 A JP2014223755 A JP 2014223755A JP 2014223755 A JP2014223755 A JP 2014223755A JP 6479417 B2 JP6479417 B2 JP 6479417B2
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Description

本発明の実施形態は、電気車制御装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to an electric vehicle control apparatus.

従来、電気車に搭載された電動機に電力を供給するための複数のインバータ(電力変換装置)を、単一の筐体に収容したインバータユニットを備える電気車制御装置が知られている。この電気車制御装置は、インバータユニットに加えて、インバータユニットを冷却する冷却ユニットやインバータを制御する制御ユニットを有することが多い。この種の電気車制御装置は、電気車における客室の下部に収容されるため、装置サイズが問題となる場合があった。   2. Description of the Related Art Conventionally, an electric vehicle control device including an inverter unit in which a plurality of inverters (power conversion devices) for supplying electric power to an electric motor mounted on an electric vehicle is housed in a single casing is known. In many cases, the electric vehicle control device includes a cooling unit for cooling the inverter unit and a control unit for controlling the inverter in addition to the inverter unit. Since this type of electric vehicle control device is accommodated in the lower part of the passenger compartment of the electric vehicle, the size of the device may be a problem.

特開2011−229372号公報JP2011-229372A

本発明が解決しようとする課題は、装置の小型化を図ることができる電気車制御装置を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide an electric vehicle control device capable of reducing the size of the device.

実施形態の電気車制御装置は、インバータユニットと、コンデンサと、冷却ユニットと、制御ユニットと、を持つ。インバータユニットは、電力用スイッチング素子を駆動させて、電気車の走行駆動力を発生する電動機に電力を供給するインバータを有する。コンデンサは、インバータに並列に接続される。冷却ユニットは、インバータユニットの一方側に設けられ、電力用スイッチング素子を冷却する。制御ユニットは、インバータユニットの他方側に設けられる。   The electric vehicle control device according to the embodiment includes an inverter unit, a capacitor, a cooling unit, and a control unit. The inverter unit includes an inverter that drives a power switching element to supply electric power to an electric motor that generates a driving force for driving the electric vehicle. The capacitor is connected in parallel to the inverter. The cooling unit is provided on one side of the inverter unit and cools the power switching element. The control unit is provided on the other side of the inverter unit.

制御ユニットは、ゲート基板と、放電回路基板と、制御回路基板とを持つ。ゲート基板は、電力用スイッチング素子のゲート端子に対して電圧を印加するゲート回路を搭載する。放電回路基板は、コンデンサに蓄えられた電力を放電させる放電回路の少なくとも一部を搭載する。制御回路基板は、入力信号に基づいてゲート回路を制御する制御回路を搭載する。制御ユニットは、制御回路基板と放電回路基板とが同一面を形成するように隣接して配置され、制御回路基板および放電回路基板に対向してゲート基板が配置される。   The control unit has a gate substrate, a discharge circuit substrate, and a control circuit substrate. The gate substrate is mounted with a gate circuit that applies a voltage to the gate terminal of the power switching element. The discharge circuit board is mounted with at least a part of a discharge circuit that discharges the electric power stored in the capacitor. The control circuit board is equipped with a control circuit that controls the gate circuit based on the input signal. The control unit is arranged adjacent to the control circuit board and the discharge circuit board so as to form the same surface, and the gate board is arranged to face the control circuit board and the discharge circuit board.

実施形態の電気車制御装置1が搭載される電気車Tを側面から見た模式図。The schematic diagram which looked at the electric vehicle T by which the electric vehicle control apparatus 1 of embodiment is mounted from the side. 実施形態の電気車制御装置1が搭載される電気車Tを正面から見た模式図。The schematic diagram which looked at the electric vehicle T by which the electric vehicle control apparatus 1 of embodiment is mounted from the front. 実施形態の電気車制御装置1の外観の一例を示す正面図。The front view which shows an example of the external appearance of the electric vehicle control apparatus 1 of embodiment. 実施形態の電気車制御装置1の外観の一例を示す上面図。The top view which shows an example of the external appearance of the electric vehicle control apparatus 1 of embodiment. 実施形態の電気車制御装置1の外観の一例を示す下面図。The bottom view which shows an example of the external appearance of the electric vehicle control apparatus 1 of embodiment. 実施形態の電気車制御装置1において、第1基板ユニット40に収容されるゲート基板を示す平面図。The top view which shows the gate board | substrate accommodated in the 1st board | substrate unit 40 in the electric vehicle control apparatus 1 of embodiment. 実施形態の電気車制御装置1の電気的な構成を示す回路図。The circuit diagram which shows the electric constitution of the electric vehicle control apparatus 1 of embodiment. 実施形態の電気車制御装置1を上面から見た簡略構成図。The simplified block diagram which looked at the electric vehicle control apparatus 1 of embodiment from the upper surface. 実施形態の電気車制御装置1における制御ユニットを俯瞰的に見た斜視図。The perspective view which looked at the control unit in the electric vehicle control apparatus 1 of embodiment from the bird's eye view.

以下、実施形態の電気車制御装置を、図面を参照して説明する。必要に応じて、XYZ座標系を用いて説明を行う。
図1は、実施形態の電気車制御装置1が搭載される電気車Tを側面から見た模式図である。図2は、実施形態の電気車制御装置1が搭載される電気車Tを正面から見た模式図である。図3は、実施形態の電気車制御装置1の外観の一例を示す正面図である。図4は、実施形態の電気車制御装置1の外観の一例を示す上面図である。図5は、実施形態の電気車制御装置1の外観の一例を示す下面図である。なお、図1〜5におけるY方向は、電気車Tの進行方向である。
Hereinafter, an electric vehicle control apparatus according to an embodiment will be described with reference to the drawings. Description will be made using an XYZ coordinate system as necessary.
Drawing 1 is a mimetic diagram which looked at electric car T in which electric car control device 1 of an embodiment is carried from the side. Drawing 2 is a mimetic diagram which looked at electric car T in which electric car control device 1 of an embodiment is carried from the front. FIG. 3 is a front view illustrating an example of an appearance of the electric vehicle control device 1 according to the embodiment. FIG. 4 is a top view illustrating an example of an appearance of the electric vehicle control device 1 according to the embodiment. FIG. 5 is a bottom view illustrating an example of the appearance of the electric vehicle control device 1 according to the embodiment. 1 to 5 is the traveling direction of the electric vehicle T.

電気車制御装置1は、図1に示すように、客室2の下部に配置される。また、電気車制御装置1は、図2に示すように、X方向において他の電気車制御装置1と対向するように配置される。電気車制御装置1は、集電装置3から供給された架線電力が供給される。電気車制御装置1は、架線電力を三相交流に変換して、電動機4に供給する。これにより電気車制御装置1は、電動機4にトルクを発生させ、電気車をY方向に走行させる。実施形態において、電動機4は、例えば永久磁石同期電動機である。   As shown in FIG. 1, the electric vehicle control device 1 is disposed in the lower part of the passenger cabin 2. Moreover, the electric vehicle control apparatus 1 is arrange | positioned so that the other electric vehicle control apparatus 1 may be opposed in a X direction, as shown in FIG. The electric vehicle control device 1 is supplied with the overhead wire power supplied from the current collector 3. The electric vehicle control device 1 converts overhead power into three-phase alternating current and supplies it to the electric motor 4. As a result, the electric vehicle control device 1 causes the electric motor 4 to generate torque and causes the electric vehicle to travel in the Y direction. In the embodiment, the electric motor 4 is, for example, a permanent magnet synchronous motor.

電気車制御装置1は、図3〜5に示すように、冷却ユニット10と、インバータユニット20と、電力供給端子群30と、第1基板ユニット40と、第2基板ユニット50とを有する。   As shown in FIGS. 3 to 5, the electric vehicle control device 1 includes a cooling unit 10, an inverter unit 20, a power supply terminal group 30, a first board unit 40, and a second board unit 50.

冷却ユニット10は、インバータユニット20の一方側(+X方向側)に設けられ、インバータユニット20内の電力用スイッチング素子を冷却する。冷却ユニット10は、格子状に通気穴が形成された冷却用カバー12内に、インバータユニット20の熱を排熱させる排熱機構が収容されている。この排熱機構は、インバータユニット20における複数の電力用スイッチング素子の熱が伝導される受熱板と、当該受熱板に接続されてインバータユニット20から略X方向に延伸する排熱パイプと、排熱パイプに形成された排熱フィンとを含む。排熱パイプには、インバータユニット20との間で循環される冷却媒体が通過される。発熱機構には、電気車Tが走行することにより冷却用カバー12の通気穴からY方向に空気が供給される。冷却媒体は供給された空気と熱交換される。この結果、インバータユニット20の熱を奪って冷却する。   The cooling unit 10 is provided on one side (+ X direction side) of the inverter unit 20 and cools the power switching element in the inverter unit 20. In the cooling unit 10, a heat exhaust mechanism that exhausts heat from the inverter unit 20 is accommodated in a cooling cover 12 in which ventilation holes are formed in a lattice shape. The exhaust heat mechanism includes a heat receiving plate through which heat of a plurality of power switching elements in the inverter unit 20 is conducted, an exhaust heat pipe connected to the heat receiving plate and extending from the inverter unit 20 in an approximately X direction, and exhaust heat And exhaust heat fins formed on the pipe. A cooling medium circulated with the inverter unit 20 is passed through the exhaust heat pipe. Air is supplied to the heat generating mechanism in the Y direction from the vent hole of the cooling cover 12 as the electric vehicle T travels. The cooling medium is heat exchanged with the supplied air. As a result, the inverter unit 20 is deprived of heat and cooled.

インバータユニット20は、冷却ユニット10から見て−X方向側に設けられる。インバータユニット20は、電力用スイッチング素子を駆動させて、電動機4に電力を供給するインバータを有する。
インバータユニット20は、インバータを収容する。なお、この実施形態におけるインバータユニット20は、2つのインバータを単一の筐体に収容した2in1型のインバータユニットについて説明する。
The inverter unit 20 is provided on the −X direction side when viewed from the cooling unit 10. The inverter unit 20 includes an inverter that drives a power switching element to supply power to the motor 4.
The inverter unit 20 accommodates an inverter. In addition, the inverter unit 20 in this embodiment demonstrates the 2in1 type | mold inverter unit which accommodated two inverters in the single housing | casing.

インバータユニット20は、バスバー部24と、電力用端子部22とを有する。電力用端子部22は、インバータにおける複数の電力用スイッチング素子およびバスバー部24と接続される複数の端子である。バスバー部24は、電力供給端子群30における端子と電力用端子部22における端子とを接続するように成形された複数の板状導体である。バスバー部24は、電力用端子部22を介して電力用スイッチング素子から供給された駆動用電流を電力供給端子群30の出力端子に供給する。   The inverter unit 20 includes a bus bar portion 24 and a power terminal portion 22. The power terminal unit 22 is a plurality of terminals connected to the plurality of power switching elements and the bus bar unit 24 in the inverter. The bus bar portion 24 is a plurality of plate-like conductors formed so as to connect the terminals in the power supply terminal group 30 and the terminals in the power terminal portion 22. The bus bar unit 24 supplies the drive current supplied from the power switching element via the power terminal unit 22 to the output terminal of the power supply terminal group 30.

電力供給端子群30は、電力入力端子32と、三相交流電力出力端子34と、放電端子36とを有する。
電力入力端子32は、各インバータにおける正極線に接続された正極端子(P)と、各インバータにおける負極線に接続された負極端子(N)である。正極端子(P)と負極端子(N)間には、架線電力に対応した直流電圧が印加される。
The power supply terminal group 30 includes a power input terminal 32, a three-phase AC power output terminal 34, and a discharge terminal 36.
The power input terminal 32 is a positive terminal (P) connected to the positive line in each inverter and a negative terminal (N) connected to the negative line in each inverter. A DC voltage corresponding to the overhead wire power is applied between the positive terminal (P) and the negative terminal (N).

三相交流電力出力端子34は、2つのインバータのそれぞれのU相、V相、およびW相に対応した電力出力端子(U1、V1、W1、U2、V2、W2)である。三相交流電力出力端子34は、バスバー部24を介して2つのインバータのそれぞれのU相、V相、およびW相に対応した電力を出力する。また、三相交流電力出力端子34は、電力線を介して2つの電動機4に接続される。三相交流電力出力端子34は、2つのインバータのそれぞれについてのU相電流、V相電流、およびW相電流がバスバー部24から供給され、供給されたU相電流、V相電流、およびW相電流を2つの電動機4に供給する。   The three-phase AC power output terminal 34 is a power output terminal (U1, V1, W1, U2, V2, W2) corresponding to each of the U phase, V phase, and W phase of the two inverters. The three-phase AC power output terminal 34 outputs power corresponding to the U phase, V phase, and W phase of the two inverters via the bus bar portion 24. The three-phase AC power output terminal 34 is connected to the two motors 4 via the power line. The three-phase AC power output terminal 34 is supplied with the U-phase current, the V-phase current, and the W-phase current for each of the two inverters from the bus bar unit 24, and the supplied U-phase current, V-phase current, and W-phase. Current is supplied to the two motors 4.

放電端子36は、後述するフィルタコンデンサ107に蓄えられた電力を放電させるための端子である。放電端子36は、バスバー部24を介してフィルタコンデンサ107に接続される。また、放電端子36は、抵抗を介してグランド端子に接続される。放電端子36は、フィルタコンデンサ107から放電された電力を、抵抗を介してグランド端子に導く。   The discharge terminal 36 is a terminal for discharging electric power stored in the filter capacitor 107 described later. The discharge terminal 36 is connected to the filter capacitor 107 via the bus bar portion 24. The discharge terminal 36 is connected to the ground terminal via a resistor. The discharge terminal 36 guides the electric power discharged from the filter capacitor 107 to the ground terminal via a resistor.

第1基板ユニット40および第2基板ユニット50は、インバータユニット20の一方側(−X方向側)に設けられる。第1基板ユニット40および第2基板ユニット50は、X方向において積層するように配置される。第1基板ユニット40には、図6に示すゲート基板40Aが収容される。第2基板ユニット50には、後述する放電回路基板60および制御回路基板50Aが収容される。   The first substrate unit 40 and the second substrate unit 50 are provided on one side (−X direction side) of the inverter unit 20. The first substrate unit 40 and the second substrate unit 50 are arranged so as to be stacked in the X direction. The first substrate unit 40 accommodates a gate substrate 40A shown in FIG. The second board unit 50 accommodates a discharge circuit board 60 and a control circuit board 50A which will be described later.

図6は、実施形態の電気車制御装置1において、第1基板ユニット40に収容されるゲート基板を示す平面図である。
ゲート基板は、2つのインバータに対応した2つのゲート回路部40−1、40−2を有する。各ゲート回路部40−1、40−2は、インバータのU相、V相、W相ごとに上アームおよび下アームの電力用スイッチング素子のゲート端子にゲート電圧を印加するスイッチ回路を有する。また、各ゲート回路部40−1、40−2は、電力用スイッチング素子に印加されるゲート電圧を所定の電圧に変換するトランス回路を有する。
FIG. 6 is a plan view showing a gate substrate accommodated in the first substrate unit 40 in the electric vehicle control apparatus 1 of the embodiment.
The gate substrate has two gate circuit portions 40-1 and 40-2 corresponding to two inverters. Each of the gate circuit units 40-1 and 40-2 has a switch circuit that applies a gate voltage to the gate terminals of the power switching elements of the upper arm and the lower arm for each of the U phase, V phase, and W phase of the inverter. Each of the gate circuit units 40-1 and 40-2 includes a transformer circuit that converts a gate voltage applied to the power switching element into a predetermined voltage.

図7は、実施形態の電気車制御装置1の電気的な構成を示す回路図である。
電気車制御装置1は、集電装置100と、高速遮断器101と、充電抵抗用短絡接触器102と、充電抵抗器103と、開放接触器104と、リアクトル105と接続される。電気車制御装置1は、上述した電力供給端子群30における電力入力端子32の正極端子(32(P))がリアクトル105に接続される。また、電力入力端子32における負極端子(32(N))が、グランド端子として機能する車輪112に接続される。電気車制御装置1は、正極端子(32(P))と負極端子(32(N))との間に架線電力に応じた電圧が印加される。
FIG. 7 is a circuit diagram illustrating an electrical configuration of the electric vehicle control device 1 according to the embodiment.
The electric vehicle control device 1 is connected to a current collector 100, a high-speed circuit breaker 101, a charging resistance short-circuit contactor 102, a charging resistor 103, an open contactor 104, and a reactor 105. In the electric vehicle control device 1, the positive terminal (32 (P)) of the power input terminal 32 in the power supply terminal group 30 described above is connected to the reactor 105. Moreover, the negative electrode terminal (32 (N)) in the power input terminal 32 is connected to the wheel 112 functioning as a ground terminal. In the electric vehicle control device 1, a voltage corresponding to the overhead wire power is applied between the positive terminal (32 (P)) and the negative terminal (32 (N)).

電気車制御装置1は、放電回路106と、フィルタコンデンサ107と、直流電圧センサ108とを有する。放電回路106、フィルタコンデンサ107、および直流電圧センサ108は、電力入力端子32の正極端子(P)および負極端子(N)間に並列に接続される。
放電回路106は、正端子(32(P))と負端子(32(N))との間に直列接続されたフィルタリアクトル106aおよび放電用スイッチ部106bを有する。
フィルタコンデンサ107は、インバータユニット20における電力用スイッチング素子の収容ケースに取り付けられる。フィルタコンデンサ107は、インバータ110A、110Bに供給される架線電力を蓄積する。フィルタコンデンサ107に蓄積された電力は、放電用スイッチ部106bが非導通状態から導通状態に切り替えられたことに応じてフィルタリアクトル106aを介して放電される。放電電力は、上述した放電端子36から放電される。
The electric vehicle control apparatus 1 includes a discharge circuit 106, a filter capacitor 107, and a DC voltage sensor 108. The discharge circuit 106, the filter capacitor 107, and the DC voltage sensor 108 are connected in parallel between the positive terminal (P) and the negative terminal (N) of the power input terminal 32.
The discharge circuit 106 includes a filter reactor 106a and a discharge switch unit 106b connected in series between a positive terminal (32 (P)) and a negative terminal (32 (N)).
The filter capacitor 107 is attached to a housing case for the power switching element in the inverter unit 20. The filter capacitor 107 stores overhead power supplied to the inverters 110A and 110B. The electric power stored in the filter capacitor 107 is discharged through the filter reactor 106a in response to the switch part 106b for discharging being switched from the non-conductive state to the conductive state. Discharge power is discharged from the discharge terminal 36 described above.

電力入力端子32の正極端子(32(P))と負極端子(32(N))との間には、インバータユニット20に収容されるインバータ群109が接続される。インバータ群109には、インバータ110Aとインバータ110Bとが含まれる。なお、インバータ群109には、インバータ110Aとインバータ110Bと共に受熱板10Aに形成される放電用スイッチ部106bが含まれる。インバータ110A、110Bは、U相、V相、W相ごとに、正極端子(32(P))と負極端子(32(N))との間に直列に接続された上アームおよび下アームの電力用スイッチング素子を有する。電力用スイッチング素子は、例えばIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)である。電力用スイッチング素子は、ゲート回路の動作によりゲート端子にゲート電圧が印加されたことに応じて、非導通状態から導通状態に切り替えられる。   An inverter group 109 accommodated in the inverter unit 20 is connected between the positive terminal (32 (P)) and the negative terminal (32 (N)) of the power input terminal 32. The inverter group 109 includes an inverter 110A and an inverter 110B. The inverter group 109 includes a discharge switch portion 106b formed on the heat receiving plate 10A together with the inverter 110A and the inverter 110B. Inverters 110A and 110B have an upper arm power and a lower arm power connected in series between the positive terminal (32 (P)) and the negative terminal (32 (N)) for each of the U phase, the V phase, and the W phase. Switching element. The power switching element is, for example, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor). The power switching element is switched from the non-conductive state to the conductive state in response to the gate voltage being applied to the gate terminal by the operation of the gate circuit.

インバータ110A、110Bには、三相交流電力出力端子34が接続される。インバータ110A、110Bにおける電力用スイッチング素子は、U相、V相、W相のそれぞれに対応して三相交流電力出力端子34−1(U1、V1、W1)、34−2(U2、V2、W2)が接続される。インバータ110A、110Bから出力された三相交流電力は、三相交流電力出力端子34−1、34−2を介して電動機111A、111Bに供給される。   A three-phase AC power output terminal 34 is connected to the inverters 110A and 110B. The switching elements for power in the inverters 110A and 110B correspond to the U-phase, V-phase, and W-phase, respectively, as three-phase AC power output terminals 34-1 (U1, V1, W1), 34-2 (U2, V2,. W2) is connected. The three-phase AC power output from the inverters 110A and 110B is supplied to the motors 111A and 111B via the three-phase AC power output terminals 34-1 and 34-2.

次に、実施形態の電気車制御装置1における各部のレイアウトについて説明する。図8は、実施形態の電気車制御装置1を上面から見た簡略構成図である。図9は、実施形態の電気車制御装置1における制御ユニットを俯瞰的に見た斜視図である。図8において、インバータユニット20および電力供給端子群30の筐体、第1基板ユニット40および第2基板ユニット50における筐体に相当する部分を点線で示し、筐体に収容された構成を実線で示す。   Next, the layout of each part in the electric vehicle control apparatus 1 of the embodiment will be described. FIG. 8 is a simplified configuration diagram of the electric vehicle control device 1 according to the embodiment as viewed from above. FIG. 9 is a perspective view of the control unit in the electric vehicle control device 1 according to the embodiment as seen from above. In FIG. 8, the casing of the inverter unit 20 and the power supply terminal group 30, the portion corresponding to the casing in the first substrate unit 40 and the second substrate unit 50 are indicated by dotted lines, and the configuration accommodated in the casing is indicated by a solid line. Show.

第1基板ユニット40は、ゲート基板40Aを有する。第2基板ユニット50は、制御回路基板50Aと、放電回路基板60とを有する。   The first substrate unit 40 has a gate substrate 40A. The second board unit 50 includes a control circuit board 50A and a discharge circuit board 60.

ゲート基板40Aは、電力用スイッチング素子のゲート端子に対して電圧を印加するゲート回路が搭載される。ゲート基板40Aには、−Y方向側の端部に制御信号の入力コネクタ40aが設けられる。入力コネクタ40aに入力された制御信号は、ゲート回路に供給される。   The gate substrate 40A is mounted with a gate circuit that applies a voltage to the gate terminal of the power switching element. The gate substrate 40A is provided with a control signal input connector 40a at the end on the -Y direction side. The control signal input to the input connector 40a is supplied to the gate circuit.

制御回路基板50Aは、入力信号に基づいてゲート回路を制御する制御回路が搭載される。制御回路基板50Aには、入力信号の入力回路50aと、制御信号の出力コネクタ50bが設けられる。入力回路50aは、制御回路基板50AにおけるY方向の一方端(+Y方向側)に形成される。出力コネクタ50bは、制御回路基板50AにおけるY方向の他方端(−Y方向側)に形成される。
入力信号は、例えば、ノッチ指令に基づいて生成された電動機の駆動指令である。制御回路は、入力回路50aに入力された入力信号に基づいて制御信号を生成して、コネクタ50bから制御信号を出力する。
The control circuit board 50A is mounted with a control circuit that controls the gate circuit based on the input signal. The control circuit board 50A is provided with an input signal input circuit 50a and a control signal output connector 50b. The input circuit 50a is formed at one end (+ Y direction side) in the Y direction on the control circuit board 50A. The output connector 50b is formed at the other end (−Y direction side) in the Y direction of the control circuit board 50A.
The input signal is, for example, a motor drive command generated based on a notch command. The control circuit generates a control signal based on the input signal input to the input circuit 50a, and outputs the control signal from the connector 50b.

放電回路基板60には、フィルタコンデンサ107に蓄えられた電力を放電させる放電回路106が搭載される。また、放電回路基板60には、制御信号の入力コネクタ60aと、制御信号の出力コネクタ60bが設けられる。また、放電回路基板60には、入力コネクタ60aと出力コネクタ60bとを電気的に接続する信号伝達回路60cが形成される。
入力コネクタ60aは、放電回路基板60におけるY方向の一方端(+Y方向側)に形成される。入力コネクタ60aは、出力コネクタ50bと嵌合することで、制御回路基板50Aと放電回路基板60とを電気的に接続する。出力コネクタ60bは、放電回路基板60におけるY方向の他方端(−Y方向側)に形成される。信号伝達回路60cは、制御回路から出力された制御信号が入力コネクタ60aから供給され、供給された制御信号を出力コネクタ60bに供給する。
On the discharge circuit board 60, a discharge circuit 106 that discharges the electric power stored in the filter capacitor 107 is mounted. The discharge circuit board 60 is provided with a control signal input connector 60a and a control signal output connector 60b. The discharge circuit board 60 is formed with a signal transmission circuit 60c that electrically connects the input connector 60a and the output connector 60b.
The input connector 60a is formed on one end (+ Y direction side) of the discharge circuit board 60 in the Y direction. The input connector 60a is electrically connected to the control circuit board 50A and the discharge circuit board 60 by fitting with the output connector 50b. The output connector 60b is formed at the other end (−Y direction side) of the discharge circuit board 60 in the Y direction. The signal transmission circuit 60c is supplied with the control signal output from the control circuit from the input connector 60a, and supplies the supplied control signal to the output connector 60b.

出力コネクタ60bは、放電回路基板60における基板表面からX方向に突出するように形成される。出力コネクタ60bは、入力コネクタ40aと嵌合され、放電回路基板60とゲート基板40Aとを電気的接続する。出力コネクタ60bは、信号伝達回路60cから伝達された制御信号を入力コネクタ40aに出力する。   The output connector 60b is formed so as to protrude in the X direction from the substrate surface of the discharge circuit substrate 60. The output connector 60b is fitted with the input connector 40a and electrically connects the discharge circuit substrate 60 and the gate substrate 40A. The output connector 60b outputs the control signal transmitted from the signal transmission circuit 60c to the input connector 40a.

このような制御ユニットは、制御回路基板50Aと放電回路基板60とが同一面を形成するように隣接して配置される。また、制御ユニットは、制御回路基板50Aと放電回路基板60に対向してゲート基板40Aが配置される。   Such control units are arranged adjacent to each other so that the control circuit board 50A and the discharge circuit board 60 form the same surface. In the control unit, a gate substrate 40A is arranged to face the control circuit substrate 50A and the discharge circuit substrate 60.

このように構成することにより、第1基板ユニット40および第2基板ユニット50のY方向長さを、インバータユニット20および冷却ユニット10のY方向長さと同等または短くするよう配置させることができる。また、制御ユニットは、制御回路基板50Aと放電回路基板60とを含む層とゲート基板40Aを含む層とが2層構造になるように構成される。これにより、制御ユニットは、制御回路基板50Aと放電回路基板60とゲート基板40Aの3層構造とするよりも、X方向長さが短くなる。   By configuring in this way, the Y-direction lengths of the first substrate unit 40 and the second substrate unit 50 can be arranged to be equal to or shorter than the Y-direction lengths of the inverter unit 20 and the cooling unit 10. The control unit is configured such that the layer including the control circuit board 50A and the discharge circuit board 60 and the layer including the gate substrate 40A have a two-layer structure. Thus, the control unit has a shorter length in the X direction than the three-layer structure of the control circuit board 50A, the discharge circuit board 60, and the gate board 40A.

なお、制御回路基板50Aおよび放電回路基板60とゲート基板40Aとを積層させるためのコネクタは、−Y方向の端部付近に設けたが、+Y方向の端部付近に設けてもよい。ただし、制御回路基板50Aの+Y方向側には入力回路50aが配設されるため、入力回路50aの形成箇所以外に制御信号の出力コネクタを設ける必要がある。   Note that the connector for stacking the control circuit board 50A, the discharge circuit board 60, and the gate board 40A is provided near the end in the -Y direction, but may be provided near the end in the + Y direction. However, since the input circuit 50a is disposed on the + Y direction side of the control circuit board 50A, it is necessary to provide a control signal output connector in addition to the place where the input circuit 50a is formed.

また、電気車制御装置1は、電力用スイッチング素子20bと、放電回路基板60と接続された放電用スイッチ部106bとが冷却ユニット10における受熱板10Aに形成される。電力用スイッチング素子20bは、X方向において制御回路基板50Aと対向するよう配設される。また、放電用スイッチ部106bは、X方向において放電回路基板60と対向するように配設される。   In the electric vehicle control device 1, the power switching element 20 b and the discharge switch unit 106 b connected to the discharge circuit board 60 are formed on the heat receiving plate 10 </ b> A in the cooling unit 10. The power switching element 20b is arranged to face the control circuit board 50A in the X direction. Further, the discharge switch section 106b is disposed so as to face the discharge circuit board 60 in the X direction.

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、制御回路基板50Aと放電回路基板60とが同一面を形成するように隣接して配置され、制御回路基板50Aと放電回路基板60に対向してゲート基板40Aが配置されるので、制御回路基板50Aと放電回路基板60とゲート基板40Aとを2層構造とすることができ、この結果、装置の小型化を図ることができる。   According to at least one embodiment described above, the control circuit board 50A and the discharge circuit board 60 are disposed adjacent to each other so as to form the same surface, and the control circuit board 50A and the discharge circuit board 60 are opposed to the gate. Since the substrate 40A is disposed, the control circuit substrate 50A, the discharge circuit substrate 60, and the gate substrate 40A can have a two-layer structure, and as a result, the apparatus can be miniaturized.

実施形態において、制御回路基板50Aは、ゲート基板40AよりもY方向における長さを短くすることができる。このことを利用し、実施形態によれば、制御回路基板50Aを放電回路基板60とY方向において隣接して配置することにより、ゲート基板40AのY方向長さと、制御回路基板50AのY方向長さと放電回路基板60のY方向長さとの合計長さとを略同一にすることができる。
また、この実施形態によれば、制御ユニットがインバータユニット20や冷却ユニット10よりも大きくなることが無く、第1基板ユニット40および第2基板ユニット50を箱型ないし略直方体に形成することができ、電気車制御装置1の取り付けを容易にすることができる。
In the embodiment, the control circuit substrate 50A can be shorter in the Y direction than the gate substrate 40A. Utilizing this, according to the embodiment, the control circuit board 50A is disposed adjacent to the discharge circuit board 60 in the Y direction, whereby the Y direction length of the gate substrate 40A and the Y direction length of the control circuit board 50A are arranged. And the total length of the discharge circuit board 60 in the Y direction can be made substantially the same.
Further, according to this embodiment, the control unit does not become larger than the inverter unit 20 and the cooling unit 10, and the first substrate unit 40 and the second substrate unit 50 can be formed in a box shape or a substantially rectangular parallelepiped. The electric vehicle control device 1 can be easily attached.

さらに、実施形態によれば、放電回路基板60に制御回路基板50Aから出力された信号を中継してゲート基板40Aに出力する信号伝達回路60cが形成されるので、制御回路基板50Aから出力された制御信号を、信号伝達回路60cを経由してゲート基板40Aに供給することができる。   Furthermore, according to the embodiment, since the signal transmission circuit 60c that relays the signal output from the control circuit board 50A to the discharge circuit board 60 and outputs the signal to the gate board 40A is formed, the signal output from the control circuit board 50A is formed. The control signal can be supplied to the gate substrate 40A via the signal transmission circuit 60c.

さらに、実施形態によれば、制御回路基板50Aおよび放電回路基板60に、相互に隣接する面に形成されたコネクタ(50b、60a)をそれぞれ設け、隣接されたコネクタ(50b、60a)同士が嵌合されて制御回路基板50Aと放電回路基板60とを電気的に接続させ、放電回路基板60およびゲート基板40Aに、相互に対向する面に形成されたコネクタ(60b、40a)をそれぞれ設け、対向されたコネクタ(60b、40a)同士が嵌合されて放電回路基板60とゲート基板40Aとを電気的に接続させる。この結果、実施形態によれば、制御回路基板50A、放電回路基板60、およびゲート基板40Aを電線で接続する必要が無く、省スペース化を図ることができる。さらに、この実施形態によれば、配線作業の煩雑さを軽減することができる。   Further, according to the embodiment, the control circuit board 50A and the discharge circuit board 60 are provided with the connectors (50b, 60a) formed on the surfaces adjacent to each other, and the adjacent connectors (50b, 60a) are fitted to each other. The control circuit board 50A and the discharge circuit board 60 are electrically connected to each other, and the discharge circuit board 60 and the gate board 40A are provided with connectors (60b, 40a) formed on the surfaces facing each other. The connectors (60b, 40a) thus formed are fitted together to electrically connect the discharge circuit substrate 60 and the gate substrate 40A. As a result, according to the embodiment, there is no need to connect the control circuit board 50A, the discharge circuit board 60, and the gate board 40A with electric wires, and space can be saved. Furthermore, according to this embodiment, the complexity of wiring work can be reduced.

さらに、実施形態によれば、制御回路基板50Aが、出力コネクタ50bが形成された面とは反対側に外部から供給された信号を入力する入力回路50aを有するので、一方の端部から入力信号を入力させ、他方の端部から制御信号を出力させることができる。この結果、制御回路基板50A内において制御信号を、制御回路基板50A内において処理を受けながら、ほぼ−Y方向に一方通行で流すことが可能となるため、基板内の信号送受信を効率的にすることができる。   Furthermore, according to the embodiment, the control circuit board 50A has the input circuit 50a for inputting a signal supplied from the outside on the side opposite to the surface on which the output connector 50b is formed. And a control signal can be output from the other end. As a result, the control signal can be made to flow in one direction substantially in the −Y direction while being processed in the control circuit board 50A, so that signal transmission / reception in the board is made efficient. be able to.

さらに、実施形態によれば、電力用スイッチング素子20bと、放電回路基板60と接続された放電用スイッチ部106bとが冷却ユニット10における受熱板10Aに形成され、電力用スイッチング素子20bを制御回路基板50Aと対向させ、放電用スイッチ部106bを放電回路基板60と対向させるので、制御回路基板50Aと電力用スイッチング素子20bとを接続する配線を短くすると共に、放電回路基板60と放電用スイッチ部106bとを接続する配線を短くすることができる。また、この実施形態によれば、配線作業の煩雑さを軽減することができる。   Furthermore, according to the embodiment, the power switching element 20b and the discharge switch unit 106b connected to the discharge circuit board 60 are formed on the heat receiving plate 10A in the cooling unit 10, and the power switching element 20b is connected to the control circuit board. Since the discharge switch portion 106b is opposed to the discharge circuit board 60, the wiring connecting the control circuit board 50A and the power switching element 20b is shortened, and the discharge circuit board 60 and the discharge switch portion 106b are opposed to each other. The wiring for connecting to can be shortened. Moreover, according to this embodiment, the complexity of wiring work can be reduced.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1…電気車制御装置、4、111A、111B…電動機、10…冷却ユニット、10A…受熱板、20…インバータユニット、20b…電力用スイッチング素子、40…第1基板ユニット、40a…入力コネクタ、40A…ゲート基板、50…第2基板ユニット、50a…入力回路、50A…制御回路基板、50b…出力コネクタ、60…放電回路基板、60a…入力コネクタ、60b…出力コネクタ、60c…信号伝達回路、106…放電回路、107…フィルタコンデンサ、110A、110B…インバータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric vehicle control apparatus 4, 111A, 111B ... Electric motor, 10 ... Cooling unit, 10A ... Heat-receiving plate, 20 ... Inverter unit, 20b ... Electric power switching element, 40 ... First board unit, 40a ... Input connector, 40A ... Gate board, 50 ... Second board unit, 50a ... Input circuit, 50A ... Control circuit board, 50b ... Output connector, 60 ... Discharge circuit board, 60a ... Input connector, 60b ... Output connector, 60c ... Signal transmission circuit, 106 ... Discharge circuit, 107 ... Filter capacitor, 110A, 110B ... Inverter

Claims (5)

電力用スイッチング素子を駆動させて、電気車の走行駆動力を発生する電動機に電力を供給するインバータを有するインバータユニットと、
前記インバータに並列に接続されたコンデンサと、
前記インバータユニットの一方側に設けられ、前記電力用スイッチング素子を冷却する冷却ユニットと、
前記インバータユニットの他方側に設けられた制御ユニットと、を有し、
前記制御ユニットは、
前記電力用スイッチング素子のゲート端子に対して電圧を印加するゲート回路を搭載したゲート基板と、
前記コンデンサに蓄えられた電力を放電させる放電回路の少なくとも一部を搭載した放電回路基板と、
入力信号に基づいて前記ゲート回路を制御する制御回路を搭載した制御回路基板と、を有し、
前記制御回路基板と前記放電回路基板とが同一面を形成するように隣接して配置され、前記制御回路基板および前記放電回路基板に対向して前記ゲート基板が配置される、
電気車制御装置。
An inverter unit having an inverter that drives an electric power switching element to supply electric power to an electric motor that generates a traveling driving force of the electric vehicle;
A capacitor connected in parallel to the inverter;
A cooling unit provided on one side of the inverter unit for cooling the power switching element;
A control unit provided on the other side of the inverter unit,
The control unit is
A gate substrate mounted with a gate circuit for applying a voltage to the gate terminal of the power switching element;
A discharge circuit board on which at least a part of a discharge circuit for discharging the electric power stored in the capacitor is mounted;
A control circuit board equipped with a control circuit for controlling the gate circuit based on an input signal,
The control circuit board and the discharge circuit board are disposed adjacent to form the same surface, and the gate substrate is disposed to face the control circuit board and the discharge circuit board.
Electric vehicle control device.
前記放電回路基板には、前記制御回路基板から出力された信号を中継して前記ゲート基板に出力する信号伝達回路が形成される、
請求項1に記載の電気車制御装置。
The discharge circuit board is formed with a signal transmission circuit that relays a signal output from the control circuit board and outputs the signal to the gate board.
The electric vehicle control device according to claim 1.
前記制御回路基板および前記放電回路基板は、相互に隣接する面に形成されたコネクタをそれぞれ有し、隣接されたコネクタ同士が嵌合されて前記制御回路基板と前記放電回路基板とを電気的に接続させ、
前記放電回路基板および前記ゲート基板は、相互に対向する面に形成されたコネクタをそれぞれ有する、対向されたコネクタ同士が嵌合されて前記放電回路基板と前記ゲート基板とを電気的に接続させ、
請求項1または2に記載の電気車制御装置。
The control circuit board and the discharge circuit board each have connectors formed on surfaces adjacent to each other, and the adjacent connectors are fitted together to electrically connect the control circuit board and the discharge circuit board. Connect
The discharge circuit substrate and the gate substrate each have a connector formed on surfaces facing each other, and the opposed connectors are fitted together to electrically connect the discharge circuit substrate and the gate substrate;
The electric vehicle control device according to claim 1 or 2.
前記制御回路基板は、前記コネクタが形成された面とは反対側に外部から供給された信号を入力する入力回路を有する、
請求項3に記載の電気車制御装置。
The control circuit board has an input circuit for inputting a signal supplied from the outside on the side opposite to the surface on which the connector is formed.
The electric vehicle control device according to claim 3.
前記電力用スイッチング素子と、前記放電回路基板と接続された放電用スイッチ部とが前記冷却ユニットにおける受熱板に形成され、
前記電力用スイッチング素子は、前記制御回路基板と対向し、
前記放電用スイッチ部は、前記放電回路基板と対向するように配置される、
請求項1から4のうち何れか1項に記載の電気車制御装置。
The power switching element and the discharge switch connected to the discharge circuit board are formed on a heat receiving plate in the cooling unit,
The power switching element faces the control circuit board,
The discharge switch portion is disposed to face the discharge circuit board.
The electric vehicle control device according to any one of claims 1 to 4.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH05327240A (en) * 1992-05-22 1993-12-10 Tokyo Electric Co Ltd Circuit board supporting device
JP4418318B2 (en) * 2004-07-26 2010-02-17 株式会社日立製作所 Power conversion device and electric vehicle using the same
JP4850564B2 (en) * 2006-04-06 2012-01-11 日立オートモティブシステムズ株式会社 Power converter
JP2010011671A (en) * 2008-06-30 2010-01-14 Hitachi Ltd Power convertor
JP4657329B2 (en) * 2008-07-29 2011-03-23 日立オートモティブシステムズ株式会社 Power converter and electric vehicle
JP5567381B2 (en) * 2010-04-27 2014-08-06 日立オートモティブシステムズ株式会社 Power converter
JP5417314B2 (en) * 2010-12-27 2014-02-12 日立オートモティブシステムズ株式会社 Power converter
JP5505451B2 (en) * 2012-04-13 2014-05-28 株式会社デンソー Power converter
JP5686145B2 (en) * 2013-01-29 2015-03-18 トヨタ自動車株式会社 Power converter for electric vehicles

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