逆变器设计制造方法专利技术集装置

1、(19)(12)(21)申请号 (22)申请日 (30)2009-206955 2009.09.08 (71)申请人 日本国爱知县丹羽郡大口町丰田三丁260(72)发明人 (74)专利代理机构 有限公司 代理人 H02M7/42(10)申请公布号 CN 102013822 (43)申请公布日 (54)(57)逆变器装置具电源模块 (2)其将直流电变换成交流电(9)其被螺栓(13)拧紧固定在设置于电源模块 (2) 上的端子 (2a) 上。在电流传感器 (10) 安装于电源模块 (2) 的端子 (2a)(9)(9)器(10)(13)CN 102013822 (9)CN 102013822 权利要求

2、书 1 页 说明书 5 页 附图 3 PAGE PAGE 2CN 102013822 CN 102013822 1/1CNCN102013829母线，其形成用于电流供给对象的供电路径，所述母线被螺栓拧紧固定在所述电源模块上，包含所述母线的所述供电路径将由电源模块变换的所述交流电供给到所述电流所述电流传感器通过被插入到所述插入孔中的所述螺栓而被安装于所述电源模块和所述母线之间，所述电流传感器检测流经所述螺栓的电流，由此检测流经所述供电路径的电流。11所述被检测体被设置在所述插入孔的内部，并且包含用于使所述电源模块和所述母线电气连接的导通部件。3所述螺栓贯穿所述导通部件，将所述导通部件保持在所述电

3、源模块和所述母线之1CN102013829说明书CN102013829说明书CN 102013822 PAGE 3/5 PAGE PAGE 30001 本发明涉及一种，将直流电变换成交流电，并且将变换了的交流电向电流供给0002 近年来，为了减少排气和提高燃油经济性，而将内燃机以及电动机两者作为动力源来使用的、所谓混合动力车辆已为人知。 在混合动力车辆上一般设有用于将从车载蓄电池供给的直流电变换成三相交流电的逆变器装置。 被所述逆变器装置变换了的三相交流电被供给到作为电源供给对象的电动机。 在混合动力车辆中，电流传感器被安装在用于供电的导体、例如母线或者电缆等上，所述用于供电的导体将设置在逆变

4、器装置内IGBT流通过所述电流传感器被检测出，向电动机供应的电力基于检测出的电流而被控制。 例10003 1母线的前端部与集磁芯或霍尔元件等电子部件一同被树脂部件铸型密封。 电流传感器由所述铸型密封的部分构成。 在以往的装置中，通过将形成电流传感器的树脂部件作为逆变器装置的输出端子板来使用而减少部件件数，从而使逆变器装置的构造简化并使该逆变器装置小型化。0004 12006-1946500005 在所述以往装置的情况下，由于电源模块以及电流传感器被母线连接，所以电源模块以及电流传感器分开与母线长度对应的距离。 所述电源模块和电流传感器的分0006 0007 (9)，(9)(13) 拧紧固定在所

5、述电源模块 (2 4) 上，包含所述母线 (9) 的所述供电路径将由电源模块 (2 4) 变换的所述交流电供给到所述电流供给对象 ；和电流传感器 (10)，其具有(13)(10a(10)(10a(13)(24)(9) 之间，所述电流传感器 (10) 检测流经所述螺栓 (13) 的电流，由此检测流经所述供电0008 11CN102013829说明书CN102013829说明书CN 102013822 PAGE 4/5 PAGE PAGE 421U U 相端32图42U相上的母线和电U 相端子的连接部分的分解透视图。54001313，11，对于逆变器装置的构造概况进行说明。 在非限定的例子中，本实

6、施方式的逆变器装置适宜搭载在混合动力车辆上。 所述逆变器装置将从车载蓄电池供给的直流电变换成三相交158124162416240016 24IGBT 24搭载5a 上，该搭载5a 设置于上述散热5的上表面上。 各个电源模24装在控制基7该控制基7被配设于电源模24和平滑电容1间。 电源模块24包含分别输出三相交流电的3 相(U 相、V 相、W 相) 电的、均由导电性材料形成的U 相端子2a、V 相端子3a、以及W 相端子4a。 在图示的例子中，各个端子2a、 3a、4a2a、3a、4a2、3、42a3a、4a 的前端部上分别形成有螺纹孔2b、3b、4b。 电源模块24将由平滑电容器1给的、平滑

7、化的直流电变换成三相交流电，并且将变换了的三相交流电分别从端子 2a、 3a、4a 输出。0017 72a、3a、4a31012。 各个电流传感器 10 12 的前端部从控制基板 7 沿一个方向突出。 在图示的例子中，电流传感器 10、11、12 与端子 2a、3a、4a 朝着相同的方向突出，以使所述电流传感器 10、11、12 与电源模块 2、3、4 所对应的端子 2a、3a、4a 相对并接触。 在电流传感器 10 12 的前端部，以与螺纹孔 2b、3b、4b 成为同轴的形式分别形成有插入孔 10a、 11a、12a10a、11a、12a101210a、11a、12a体周边产生的磁场，并且基

8、于检测出的磁场来检测流经所述被检测体的电流。 在图示的13。0018 然而，在上述以往的逆变器装置中，由于电源模块以及电流传感器被配置为分CN102013829说明书CN102013829说明书CN 102013822 PAGE 5/5 PAGE PAGE 5在这种构造中，从电流传感器输出到基板的信号在通过电线束的时候，会出现例如受到电磁波干扰等影响使得电流检测精度降低的问题。 在这点上，在本实施方式中，通过将电流传感器101271012710127。 由此，由于从电流传感器 10 12 输出到控制基板 7 中的信号不易受到电磁干扰等的影响，0019 2、3、492a、3a、4a U 相、V

9、相、W 0020 23U U 9U 相端2a 连接的部分的构造进行说明。002123U9U 9配置在上述电流传感器 10 的上部，并且在其前端部具有插入螺栓 13 的插入孔 9a。 在非限定的例子中，螺栓 13 可以由具有导电性的非磁性材料、例如不锈钢等来形成。 于是，通过U 相母9的插入9a 插入、并螺入到上述螺纹2b 中的螺13，U 相母9隔着电流传感10被拧紧固定U 相端2a 上。 U 相端2a 输出U 相电以螺13U 相母9作为供电路径被供给到电动机U 相中。 分别连接在电动机的V相以W 相上V 相以W 相母未予图U 相母9相同的构造，与3、43a、4a 连接。002231010b10

10、d10e构成，所述集磁芯 10b 作为用于收集因流经螺栓 13 的电流而产生的磁场的磁路，在所述基板 10d 上安装有包含霍尔元件 10c 的各种电子部件等，所述盒体 10e 收纳这些部件并由箱体状树脂材10b 10a 的形式形成为环状，并且在其一部分10c10d 10f 连接在上述控制基板 7 上。 于是，在所述电流传感器 10 中，如果由流经上述螺栓 13 的电流而产生的磁场被集磁芯 10b 收集并放大的话，就会在上述间隙产生漏磁通，并且所述漏磁通作用于霍尔元件 10c。 也就是说，在所述电流传感器中，产生与加在霍尔元件 10c 上的漏磁通对应的霍尔电压，通过所述霍尔电压来检测流经螺栓 1

11、3 的电流。 电流传感器 11、12 的构造100023 241012流，从而检测流经电动机各个相的供电路径的电流。 因此，可以得到能准确地检测流经0024 0025 (1)101210a、11a、12a 的同时，在电源模块 2 4 的各个端子 2a、3a、4a 和被连接在电动机各个相上的母线之间安装了电流传1012101213241012CN102013829说明书CN102013829说明书CN 102013822 PAGE 6/5 PAGE PAGE 60026 (2)10127101270027 45，22 实施方式的逆变器装置的基本构造与图 1 图 3 示出的构造相对应，在此作为与图

12、 2 以及图3对应的图，分别用图4以及图5来显示连接在电动机U 相上的U 相母线9U 相端子2a 的连接部分的分解透视构造以及剖面构造。 另外，在图4以及图5中，通过对与在图 2 以及图 3 示出的要素相同的要素分别附上相同的符号来省略重复的说明。 以下，002810 安装在U2a和U9 U 相端子2a 和U 相母线9通过螺栓13电气连接。 但在这种情况下，根据螺栓13的大小和材质等不同，在想要向电动机供给大电流的时候，会出现螺栓 13 局部发热的问题。 于是，在第2实施方式中，在电流传感器10的插入孔10a 的内部设置有导通部件14。 电源1413130029 41010a 的直径扩大之后，

13、将用于使U 相端子2a 和U 相母线9电气连接的圆筒状导通部件14设置在所述插入孔10a 的内部。 在此，如图5所示，导通部件14为具有与插入孔10a 的轴向( 图中的轴线m 方向)长度相同的长度、且具有与插入孔10a的内径大致相同的外径的部件，并且形成为具有沿着中心轴插入上述螺栓 13 的插入孔 14a 的形式。 另外，所述导通部件 14 由例如铜等导电性材料形成。 于是，由于上述U 相母线9 以及U 相端子2a 分别抵接在导体部件14上下方向的两个端面上，使得这些部件通过导通部件 14 相互电气连接。 由此，由于从U 相端子 2a 流向 U 相母线 9的电流的一部分会流经导通部件 14，所

14、以可以使流经螺13 的131014U 相的供电路径的电流进行检测。 在图示的例子中，被检测体包括1314。0030 V相母线与V3a的连接部分、以及W相母线与W4a的连接部分0031 10032 (3)242a、3a 4a 14101210a、11a、12a 的内部。由此，由于即使在向电动机供给大电流的情况下，也可以使流经螺栓的电流量减少，所以可以抑制其发热。0033 (4)1410a的轴向长度相同的长度，并且具有与插入孔 10a 的内径大致相同的外径的筒状部件。 螺栓 13 贯穿导通部件 14 的中心孔，并且将导通部件14保持在电源模块2(3、4) 和U 相母线9之间。 基于此构成，只须将导

15、14101422aCN102013829说明书CN102013829说明书CN 102013822 PAGE 7/5 PAGE PAGE 790034 (5)在将内燃机以及电动机两者作为驱动源的混合动力车辆中，多为基于电流传感器所检测出的检测电流来控制从逆变器装置向电动机的供电。 因此，实施方式的逆变器装置在被应用到混合动力车辆的电动机中时可以发挥较高的有用性。0035 0036 21410a、11a、12a1410a、11a、12a 的内242a、3a、4a 电气连接的部件即可。003710127如在具有各个端子 2a、3a、4a 和控制基板 7 互相分离的构造的逆变器装置中，在使电流10122a、3a、4a1012控制基板 7 上。 在这种情况下，也可以通过例如电线束等连接部件来连接控制基板 7 和电流传感器 10 12。 即使采用了这样的构成，也可以得到使逆变器装置小型化等的效0038 虽然在上述各个实施方式中电源模块由IGBT等半导体元件构成，其也可以由例MOSFET0039 虽然在上述各个实施方式中将本发明的逆变器装置应用于向混合动力车辆的