專利名稱：逆變器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種，將直流電變換成交流電，并且將變換了的交流電向電流供給 對象供給的逆變器裝置。
背景技術(shù)：
近年來，為了減少排氣和提高燃油經(jīng)濟性，而將內(nèi)燃機以及電動機兩者作為動 力源來使用的、所謂混合動力車輛已為人知。在混合動力車輛上一般設(shè)有用于將從車載 蓄電池供給的直流電變換成三相交流電的逆變器裝置。被所述逆變器裝置變換了的三相 交流電被供給到作為電源供給對象的電動機。在混合動力車輛中，電流傳感器被安裝在 用于供電的導(dǎo)體、例如母線或者電纜等上，所述用于供電的導(dǎo)體將設(shè)置在逆變器裝置內(nèi) 的IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)等電源模塊和電動機連接。流經(jīng)母線或者電纜等的電 流通過所述電流傳感器被檢測出，向電動機供應(yīng)的電力基于檢測出的電流而被控制。例 如，專利文獻(xiàn)1記載了以往的逆變器裝置。在所述專利文獻(xiàn)1所記載的裝置中，母線的基端部被螺栓擰緊在電源模塊上。 母線的前端部與集磁芯或霍爾元件等電子部件一同被樹脂部件鑄型密封。電流傳感器由 所述鑄型密封的部分構(gòu)成。在以往的裝置中，通過將形成電流傳感器的樹脂部件作為逆 變器裝置的輸出端子板來使用而減少部件件數(shù)，從而使逆變器裝置的構(gòu)造簡化并使該逆 變器裝置小型化。專利文獻(xiàn)1 日本特開2006-194650號公報在所述以往裝置的情況下，由于電源模塊以及電流傳感器被母線連接，所以電 源模塊以及電流傳感器分開與母線長度對應(yīng)的距離。所述電源模塊和電流傳感器的分 離，使逆變器裝置大型化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種，具有電流傳感器的、小型化的逆變器裝置。本發(fā)明的一個形態(tài)為一種逆變器裝置，其具備將直流電變換成交流電的電源 模塊；母線(9)，其形成用于電流供給對象(電動機)的供電路徑，所述母線(9)被螺栓 (13)擰緊固定在所述電源模塊(2 4)上，包含所述母線(9)的所述供電路徑將由電源 模塊(2 4)變換的所述交流電供給到所述電流供給對象；和電流傳感器(10)，其具有 用于插入包含所述螺栓(13)的被檢測體的插入孔(10a)，所述電流傳感器(10)通過被插 入到所述插入孔(IOa)中的所述螺栓(13)而被安裝于所述電源模塊(2 4)和所述母線 (9)之間，所述電流傳感器(10)檢測流經(jīng)所述螺栓(13)的電流，由此檢測流經(jīng)所述供電 路徑的電流。


圖1是本發(fā)明第1實施方式的逆變器裝置的分解透視圖。
圖2是圖1的逆變器裝置的、被連接在電動機U相上的母線和電源模塊U相端 子的連接部分的分解透視圖。圖3是圖2的連接部分被組裝后的剖面圖。圖4是本發(fā)明第2實施方式的逆變器裝置的、被連接在電動機U相上的母線和電 源模塊U相端子的連接部分的分解透視圖。圖5是圖4的連接部分被組裝后的剖面圖。
具體實施例方式下面、參照圖1 圖3，對本發(fā)明的第1實施方式進(jìn)行說明。首先，參照圖1， 對于逆變器裝置的構(gòu)造概況進(jìn)行說明。在非限定的例子中，本實施方式的逆變器裝置適 宜搭載在混合動力車輛上。所述逆變器裝置將從車載蓄電池供給的直流電變換成三相交 流電，并且將變換了的三相交流電供給到作為混合動力車輛動力源的電動機。如圖1所示，所述逆變器裝置具備用于使由車載蓄電池供給的直流電平滑化 的平滑電容器1 ；用于將從平滑電容器1供給的、平滑化的直流電變換成三相交流電的3 個電源模塊2 4;用于促進(jìn)電源模塊2 4散熱的散熱片5。上部盒體8被未予圖示的 螺栓等組裝在散熱片5的上部。上部盒體8保護平滑電容器1和電源模塊2 4等電子 部件不受外部環(huán)境影響。設(shè)置在平滑電容器1上的母線6被連接到各個電源模塊2 4的未予圖示的輸入 端子上。由平滑電容器1平滑化了的直流電通過母線6被供給到電源模塊2 4中。各個電源模塊2 4具有上述IGBT等半導(dǎo)體元件。電源模塊2 4被并設(shè)在 搭載面5a上，該搭載面5a設(shè)置于上述散熱片5的上表面上。各個電源模塊2 4被安 裝在控制基板7上，該控制基板7被配設(shè)于電源模塊2 4和平滑電容器1之間。電源 模塊2 4包含分別輸出三相交流電的3相(U相、V相、W相)電的、均由導(dǎo)電性材料 形成的U相端子2a、V相端子3a、以及W相端子4a。在圖示的例子中，各個端子2a、 3a、4a為板狀部件，端子2a、3a、4a從電源模塊2、3、4沿一個方向突出。在端子2a、 3a、4a的前端部上分別形成有螺紋孔2b、3b、4b。電源模塊2 4將由平滑電容器1供 給的、平滑化的直流電變換成三相交流電，并且將變換了的三相交流電分別從端子2a、 3a、4a輸出。在控制基板7上安裝有與上述端子2a、3a、4a分別相對的3個電流傳感器10 12。各個電流傳感器10 12的前端部從控制基板7沿一個方向突出。在圖示的例子 中，電流傳感器10、11、12與端子2a、3a、4a朝著相同的方向突出，以使所述電流傳感 器10、11、12與電源模塊2、3、4所對應(yīng)的端子2a、3a、4a相對并接觸。在電流傳感 器10 12的前端部，以與螺紋孔2b、3b、4b成為同軸的形式分別形成有插入孔10a、 11a、12a。各個插入孔10a、11a、12a提供插入被檢測體的部分。各個電流傳感器10 12在電流流經(jīng)插入到相對應(yīng)的插入孔10a、11a、12a中的被檢測體時，檢測在所述被檢測 體周邊產(chǎn)生的磁場，并且基于檢測出的磁場來檢測流經(jīng)所述被檢測體的電流。在圖示的 例子中，被檢測體包含螺栓13。然而，在上述以往的逆變器裝置中，由于電源模塊以及電流傳感器被配置為分 離的形式，所以安裝有電源模塊的基板例如通過電線束等連接部件與電流傳感器連接。在這種構(gòu)造中，從電流傳感器輸出到基板的信號在通過電線束的時候，會出現(xiàn)例如受到 電磁波干擾等影響使得電流檢測精度降低的問題。在這點上，在本實施方式中，通過將 電流傳感器10 12安裝在控制基板7上，可以在不須通過電線束等銜接電流傳感器10 12和控制基板7的情況下，用最短的配線連結(jié)電流傳感器10 12以及控制基板7。由 此，由于從電流傳感器10 12輸出到控制基板7中的信號不易受到電磁干擾等的影響， 所以可以提高電流檢測精度。實施方式的逆變器裝置將由電源模塊2、3、4變換了的三相交流電通過母線9從 端子2a、3a、4a供給到上述電動機(U相、V相、W相)。接著，參照圖2以及圖3，僅對將連接在電動機U相上的U相母線9和U相端 子2a連接的部分的構(gòu)造進(jìn)行說明。如圖2以及圖3所示，U相母線9為平板狀的導(dǎo)電性部件，所述U相母線9被 配置在上述電流傳感器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可以由具有導(dǎo)電性的非磁性材料、例如不銹鋼等來形成。于是， 通過從U相母線9的插入孔9a插入、并螺入到上述螺紋孔2b中的螺栓13，U相母線9 隔著電流傳感器10被擰緊固定在U相端子2a上。因此，從U相端子2a輸出的U相電 以螺栓13以及U相母線9作為供電路徑被供給到電動機的U相中。分別連接在電動機 的V相以及W相上的V相以及W相母線(未予圖示)以與U相母線9相同的構(gòu)造，與 電源模塊3、4的端子3a、4a連接。如圖3所示，電流傳感器10由集磁芯10b、基板10d、和盒體IOe構(gòu)成，所述集 磁芯IOb作為用于收集因流經(jīng)螺栓13的電流而產(chǎn)生的磁場的磁路，在所述基板IOd上安 裝有包含霍爾元件IOc的各種電子部件等，所述盒體IOe收納這些部件并由箱體狀樹脂材 料形成。另外，集磁芯IOb以圍繞上述插入孔IOa的形式形成為環(huán)狀，并且在其一部分 形成有用于插入霍爾元件IOc的間隙。另外，基板IOd通過端子IOf連接在上述控制基 板7上。于是，在所述電流傳感器10中，如果由流經(jīng)上述螺栓13的電流而產(chǎn)生的磁場 被集磁芯IOb收集并放大的話，就會在上述間隙產(chǎn)生漏磁通，并且所述漏磁通作用于霍 爾元件10c。也就是說，在所述電流傳感器中，產(chǎn)生與加在霍爾元件IOc上的漏磁通對應(yīng) 的霍爾電壓，通過所述霍爾電壓來檢測流經(jīng)螺栓13的電流。電流傳感器11、12的構(gòu)造 以及電流檢測方法與電流傳感器10相同。在實施方式的逆變器裝置中，可以使電源模塊2 4與電流傳感器10 12接 近。這樣接近的配置有利于使逆變器裝置小型化。電流傳感器也可以檢測流經(jīng)螺栓的電 流，從而檢測流經(jīng)電動機各個相的供電路徑的電流。因此，可以得到能準(zhǔn)確地檢測流經(jīng) 電動機各個相的供電路徑的電流的、小尺寸的逆變器裝置。如上所述，基于本實施方式的逆變器裝置，可以得到以下的效果。(1)將螺栓插入到電流傳感器10 12的插入孔10a、11a、12a的同時，在電源 模塊2 4的各個端子2a、3a、4a和被連接在電動機各個相上的母線之間安裝了電流傳 感器10 12。然后，通過用電流傳感器10 12檢測流經(jīng)螺栓13的電流，來檢測流經(jīng) 電動機各個相的電流路徑的電流。由此，由于可以使電源模塊2 4和電流傳感器10 12互相接近，所以在能夠準(zhǔn)確地檢測流經(jīng)電動機各個相的供電路徑的電流的同時，能夠 使逆變器裝置小型化。
(2)將電流傳感器10 12安裝在控制基板7上。由此，由于從電流傳感器10 12被輸出到控制基板7上的信號不易受到電磁波干擾等影響，所以能夠提高電流檢測精度。接著，參照圖4以及圖5，對本發(fā)明的逆變器裝置的第2實施方式進(jìn)行說明。第 2實施方式的逆變器裝置的基本構(gòu)造與圖1 圖3示出的構(gòu)造相對應(yīng)，在此作為與圖2以 及圖3對應(yīng)的圖，分別用圖4以及圖5來顯示連接在電動機U相上的U相母線9與U相 端子2a的連接部分的分解透視構(gòu)造以及剖面構(gòu)造。另外，在圖4以及圖5中，通過對與 在圖2以及圖3示出的要素相同的要素分別附上相同的符號來省略重復(fù)的說明。以下， 以兩個實施方式的不同點為中心加以說明。如上所述，在將電流傳感器10安裝在U相端子2a和U相母線9之間的情況下， U相端子2a和U相母線9通過螺栓13電氣連接。但在這種情況下，根據(jù)螺栓13的大小 和材質(zhì)等不同，在想要向電動機供給大電流的時候，會出現(xiàn)螺栓13局部發(fā)熱的問題。于 是，在第2實施方式中，在電流傳感器10的插入孔IOa的內(nèi)部設(shè)置有導(dǎo)通部件14。電源 模塊和母線通過所述導(dǎo)通部件14電氣連接。由此，可以使流經(jīng)螺栓13的電流量減少， 從而可以抑制螺栓13的發(fā)熱。在圖4的例子中，在將上述電流傳感器10的插入孔IOa的直徑擴大之后，將用 于使U相端子2a和U相母線9電氣連接的圓筒狀導(dǎo)通部件14設(shè)置在所述插入孔IOa的內(nèi) 部。在此，如圖5所示，導(dǎo)通部件14為具有與插入孔IOa的軸向(圖中的軸線m方向) 長度相同的長度、且具有與插入孔IOa的內(nèi)徑大致相同的外徑的部件，并且形成為具有沿 著中心軸插入上述螺栓13的插入孔14a的形式。另外，所述導(dǎo)通部件14由例如銅等導(dǎo) 電性材料形成。于是，由于上述U相母線9以及U相端子2a分別抵接在導(dǎo)體部件14上 下方向的兩個端面上，使得這些部件通過導(dǎo)通部件14相互電氣連接。由此，由于從U相 端子2a流向U相母線9的電流的一部分會流經(jīng)導(dǎo)通部件14，所以可以使流經(jīng)螺栓13的 電流量減少，進(jìn)而可以抑制螺栓13的發(fā)熱。另外，電流傳感器10通過將由流經(jīng)螺栓13 的電流而產(chǎn)生的磁場、和由流經(jīng)導(dǎo)通部件14的電流而產(chǎn)生的磁場的合成磁場作為霍爾電 壓來檢測，來對流經(jīng)U相的供電路徑的電流進(jìn)行檢測。在圖示的例子中，被檢測體包括 螺栓13和導(dǎo)通部件14。V相母線與V相端子3a的連接部分、以及W相母線與W相端子4a的連接部分 也與上述連接部分的構(gòu)造相同。如以上說明，基于本實施方式，除了第1實施方式的效果，還可以得到以下的 效果。(3)把用于將連接在電動機各個相上的母線和電源模塊2 4各個端子2a、3a、 4a電氣連接的導(dǎo)通部件14設(shè)置在電源傳感器10 12的插入孔10a、11a、12a的內(nèi)部。 由此，由于即使在向電動機供給大電流的情況下，也可以使流經(jīng)螺栓的電流量減少，所 以可以抑制其發(fā)熱。(4)優(yōu)選地，導(dǎo)通部件14為具有與插入孔IOa的軸向長度相同的長度，并且具有 與插入孔IOa的內(nèi)徑大致相同的外徑的筒狀部件。螺栓13貫穿導(dǎo)通部件14的中心孔， 并且將導(dǎo)通部件14保持在電源模塊2(3、4)和U相母線9之間。基于此構(gòu)成，只須將導(dǎo) 通部件14插入到插入孔10中，就可通過所述導(dǎo)通部件14使電源模塊2的端子2a和母線9電氣連接。(5)優(yōu)選地，逆變器裝置適合向用于混合動力車輛動力源的電動機供給交流電。 在將內(nèi)燃機以及電動機兩者作為驅(qū)動源的混合動力車輛中，多為基于電流傳感器所檢測 出的檢測電流來控制從逆變器裝置向電動機的供電。因此，實施方式的逆變器裝置在被 應(yīng)用到混合動力車輛的電動機中時可以發(fā)揮較高的有用性。上述實施的方式，也可以更改為以下的形式并實施。雖然在上述第2實施方式中將導(dǎo)通部件14形成為圓筒狀，也可以例如在上述插 入孔10a、11a、12a被形成為剖面呈矩形的情況下，將導(dǎo)通部件形成為四角筒狀等、對導(dǎo) 通部件14的形狀進(jìn)行適當(dāng)更改?？傊灰悄鼙徊迦氲讲迦肟?0a、11a、12a的內(nèi) 部、且能使連接在電動機各個相上的母線和電源模塊2 4的各個端子2a、3a、4a電氣 連接的部件即可。雖然在上述各個實施方式中將電流傳感器10 12安裝在控制基板7上，但是例 如在具有各個端子2a、3a、4a和控制基板7互相分離的構(gòu)造的逆變器裝置中，在使電流 傳感器10 12接近到各個端子2a、3a、4a上時，有時難以將電流傳感器10 12安裝到 控制基板7上。在這種情況下，也可以通過例如電線束等連接部件來連接控制基板7和 電流傳感器10 12。即使采用了這樣的構(gòu)成，也可以得到使逆變器裝置小型化等的效果雖然在上述各個實施方式中電源模塊由IGBT等半導(dǎo)體元件構(gòu)成，其也可以由例 如電力MOSFET (場效應(yīng)晶體管)等半導(dǎo)體元件來構(gòu)成。雖然在上述各個實施方式中將本發(fā)明的逆變器裝置應(yīng)用于向混合動力車輛的電 動機供給三相交流電的逆變器裝置中，也可以應(yīng)用于向例如作為電動汽車動力源的電動 機供給三相交流電的逆變器裝置中來代替上述方式。
權(quán)利要求
1.一種逆變器裝置，具備 將直流電變換成交流電的電源模塊；母線，其形成用于電流供給對象的供電路徑，所述母線被螺栓擰緊固定在所述電源 模塊上，包含所述母線的所述供電路徑將由電源模塊變換的所述交流電供給到所述電流 供給對象；和電流傳感器，其具有用于插入包含所述螺栓的被檢測體的插入孔， 所述電流傳感器通過被插入到所述插入孔中的所述螺栓而被安裝于所述電源模塊和 所述母線之間，所述電流傳感器檢測流經(jīng)所述螺栓的電流，由此檢測流經(jīng)所述供電路徑 的電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變器裝置，其中，所述電源模塊以及所述電流傳感器被安裝在同一基板上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變器裝置，其中，所述被檢測體被設(shè)置在所述插入孔的內(nèi)部，并且包含用于使所述電源模塊和所述母 線電氣連接的導(dǎo)通部件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的逆變器裝置，其中，所述螺栓貫穿所述導(dǎo)通部件，將所述導(dǎo)通部件保持在所述電源模塊和所述母線之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變器裝置，其中，所述電源模塊包含沿一個方向突出的端子，所述電流傳感器與所述電源模塊的所述 端子朝著相同的方向突出，并且與所述端子相對并接觸。
全文摘要
逆變器裝置具有電源模塊(2)，其將直流電變換成交流電；母線(9)，其被螺栓(13)擰緊固定在設(shè)置于電源模塊(2)上的端子(2a)上。在電流傳感器(10)安裝于電源模塊(2)的端子(2a)和母線(9)之間的狀態(tài)下，母線(9)、電流傳感器(10)以及端子(2a)被螺栓(13)擰緊。電流傳感器(10)檢測流經(jīng)螺栓(13)的電流，由此來檢測流經(jīng)包含母線(9)的供電路徑的電流。
文檔編號H02M7/42GK102013822SQ20101028045
公開日2011年4月13日 申請日期2010年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月8日
發(fā)明者上野洋 申請人:株式會社東海理化電機制作所