动力控制单元的制作方法
【专利摘要】动力控制单元搭载于车辆且控制车辆行驶用的电力。动力控制单元具备：PCU壳体(50)，具有上盖(51)，并形成有在上盖(51)开口的开口部(53)；端子台(61)，收容于PCU壳体(50)，并与开口部(53)相向地配置；及基板(70)，收容于PCU壳体(50)，并安装电子元件(84)。端子台(61)具有壁部(62)。壁部(62)配置于基板(70)与开口部(53)之间，并向开口部(53)的开口面周边的上盖(51)延伸。通过这种结构，提供实现小型化及低成本化并抑制异物侵入的动力控制单元。
【专利说明】动力控制单元
【技术领域】
[0001]本发明通常涉及动力控制单元，更确切而言，涉及搭载于混合动力汽车或电动汽车等车辆且用于控制车辆行驶用的电力的动力控制单元。
【背景技术】
[0002]关于现有动力控制单元，例如，在日本特开平8-66050号公报中，公开了一种逆变器装置，其目的在于能够易于更换电容器，且能够削减逆变器装置的制造组装时的工序数，充分地实现成本降低(专利文献I)。在专利文献I所公开的逆变器装置中，与控制基板的端子台对应地设置具有能够开闭固定的结构的控制电路端子罩。控制电路端子罩安装于操作面板罩，该操作面板罩固定于控制基板。
[0003]另外，在日本特开2003-303939号公报中，公开了一种动力半导体装置及逆变器装置，其目的在于即使在受电的交流电压大的情况下也能够实现小型化(专利文献2)。在专利文献2所公开的动力半导体装置中，在彼此相邻的交流端子与P端子之间设有比这些端子的上端高的绝缘凸壁和比端子的下端凹陷的凹部。
[0004]另外，在日本特开平8-298711号公报中，公开了一种电气设备的安装结构，其目的在于消除螺栓与线束的干涉，防止线束的破损、咬入，由此实现品质的提高(专利文献3)。在专利文献3所记载的电气连接箱的螺栓紧固部竖立设有周壁，该周壁配置于螺栓侧面外方。在该周壁形成有螺栓插入时位于螺栓下方的周壁的前端向上方弯曲而成的弯曲壁。
[0005]另外，在日本特开2008-61401号公报中，公开了 一种电气连接箱的防水罩结构，其目的在于对于来自上方的浇水而将水滴迅速地排出，可靠地防止水浸入电气连接箱(专利文献4)。而且，在日本特开2006-298272号公报中，公开了一种转矩传递装置，其目的在于抑制混入润滑油中的微细金属等异物向电动发电机侧侵入(专利文献5)。而且，在日本特开2007-99012号公报中，公开了一种电气式转矩转换器，其目的在于实现轴向尺寸的缩短并防止电动发电机的性能下降(专利文献6)。
[0006]专利文献1:日本特开平8-66050号公报
[0007]专利文献2:日本特开2003-303939号公报
[0008]专利文献3:日本特开平8-298711号公报
[0009]专利文献4:日本特开2008-61401号公报
[0010]专利文献5:日本特开2006-298272号公报
[0011]专利文献6:日本特开2007-99012号公报
【发明内容】
[0012]发明所要解决的课题
[0013]在上述的专利文献I所公开的逆变器装置中，在未使用端子台时，将控制电路端子罩关闭，由此防止尘埃等向端子台侵入。然而，在以防止异物侵入为目的而设有这种罩体的情况下，可能发生元件个数增加而制造成本增大，或者需要用于安装罩体的空间、罩体的固定部而导致装置的大型化。
[0014]因此，本发明的目的在于解决上述的问题，提供一种实现小型化及低成本化并抑制异物的侵入的动力控制单元。
[0015]用于解决课题的方法
[0016]本发明的动力控制单元搭载于车辆且用于控制车辆行驶用的电力。动力控制单元具备:壳体，具有顶部，并形成有在顶部开口的开口部；端子台，收容于壳体，并与开口部相向地配置；及基板，收容于壳体，并安装电子元件。端子台具有第一壁部。第一壁部配置于基板与开口部之间，并向开口部的开口面周边的顶部延伸。
[0017]根据如此构成的动力控制单元，由于在从开口部向基板的路径上配置第一壁部，因此能够抑制异物向基板侵入。此时，由于第一壁部设于用于进行电路连接的端子台，因此能够实现动力控制单元的小型化及低成本化。
[0018]另外优选的是，第一壁部设置成对从壳体的外侧通过开口部看向基板的视线进行遮挡。根据如此构成的动力控制单元，能够更可靠地抑制异物向基板侵入。
[0019]另外优选的是，壳体还具有肋状部。肋状部配置于基板与开口部之间，并从界定开口部的顶部的内缘向壳体内部突出。第一壁部设置成对从壳体的外侧通过开口部并越过肋状部看向基板的视线进行遮挡。根据如此构成的动力控制单元，通过第一壁部及肋状部，能够更可靠地抑制异物向基板侵入。
[0020]另外优选的是，壳体还具有肋状部。肋状部配置于基板与开口部之间，并从界定开口部的顶部的内缘向壳体内部突出。第一壁部在高度方向上延伸至与肋状部重叠的位置。根据如此构成的动力控制单元，通过第一壁部及肋状部，能够更可靠地抑制异物向基板侵入。
[0021]另外优选的是，基板相对于端子台而配置于顶部的相反侧。端子台还具有第二壁部。第二壁部向与第一壁部相反且不存在基板的方向延伸。根据如此构成的动力控制单元，通过第一壁部及第二壁部，能够更可靠地抑制异物向基板侵入。
[0022]另外优选的是，动力控制单元还具备:汇流条，与端子台连接；螺栓，将汇流条紧固于端子台。开口部形成为能够从壳体的外侧通过开口部而到达螺栓。根据如此构成的动力控制单元，能够抑制异物通过螺栓紧固用的开口部而向基板侵入。
[0023]另外优选的是，动力控制单元还具备与端子台连接的汇流条。端子台还具有紧固部，该紧固部供用于紧固汇流条的螺栓插入。从螺栓相对于紧固部的插入方向观察的情况下，汇流条从紧固部向隔着紧固部而与基板相反的一侧延伸，第一壁部配置于紧固部与基板之间。
[0024]根据如此构成的动力控制单元，利用隔着紧固部而与基板相反的一侧作为配置汇流条的空间。而且，在配置基板的一侧，将第一壁部配置于紧固部与基板之间，由此能够抑制异物向基板侵入。
[0025]另外优选的是，从螺栓相对于紧固部的插入方向观察的情况下，第一壁部配置于紧固部四周的除汇流条的延伸方向之外的三个方向上。根据如此构成的动力控制单元，除汇流条的延伸方向之外的三个方向由第一壁部包围，由此能够更可靠地抑制异物向基板侵入。
[0026]另外优选的是,动力控制单元还具备:汇流条,与端子台连接；及动力控制单元构成元件，收容于壳体，并与汇流条连接。动力控制单元构成元件具有第三壁部。第三壁部配置于基板与开口部之间，并在顶部与汇流条之间向开口部的开口面周边的顶部延伸。
[0027]根据如此构成的动力控制单元，在与汇流条发生干涉的场所，通过配置于基板与开口部之间的第三壁部来抑制异物向基板侵入。此时，第三壁部设于原本为了与防止异物侵入这一目的不同的目的而设置的动力控制单元构成元件，因此能够实现动力控制单元的小型化及低成本化。
[0028]发明效果
[0029]如以上说明那样，根据本发明，能够提供一种实现小型化及低成本化并抑制异物侵入的动力控制单元。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1是表示与混合动力汽车的电动发电机控制相关的结构的电路图。
[0031]图2是表示图1中的动力控制单元的俯视图。
[0032]图3是表示从图1中的动力控制单元将上盖拆卸后的状态的俯视图。
[0033]图4是从正面侧观察到图3中的端子台的立体图。
[0034]图5是从背面侧观察到图3中的端子台的立体图。
[0035]图6是表示图3中的PCU壳体中收容的基板的俯视图。
[0036]图7是表示沿着图3中的VI1-VII线的动力控制单元的剖视图。
[0037]图8是将图7中的由双点划线VIII围成的范围放大表示的剖视图。
[0038]图9是表示图8中所示的动力控制单元的第一变形例的剖视图。
[0039]图10是表示图8中所示的动力控制单元的第二变形例的剖视图。
[0040]图11是表示沿着图3中的X1-XI线的动力控制单元的剖视图。
[0041]图12是表示沿着图3中的XI1-XII线的动力控制单元的剖视图。【具体实施方式】
[0042](实施方式I)
[0043]图1是表不与混合动力汽车的电动发电机控制相关的结构的电路图。混合动力汽车以汽油发动机、柴油发动机等内燃机和由能够充放电的二次电池(蓄电池)供给电力的电动机为动力源。
[0044]参照图1，混合动力汽车具有蓄电池单元40、车辆用驱动装置20及未图示的发动机。车辆用驱动装置20具有:电动发电机MG1、MG2 ;动力分割机构26，在未图示的发动机及电动发电机MG1、MG2之间分配动力；及动力控制单元(PQJ:Power Control Unit)21,进行在蓄电池单元40及电动发电机MG1、MG2间接收和发送的电力的控制。
[0045]电动发电机MGl主要作为发电机发挥功能，通过发动机的输出而进行发电。而且，电动发电机MGl在发动机起动时作为起动器而工作。电动发电机MG2主要作为电动机发挥功能，对发动机的输出进行辅助来提高驱动力。而且，电动发电机MG2在再生制动时进行发电，对蓄电池B充电。
[0046]在蓄电池单元40设有端子41、42。在PCU21设有DC端子43、44。端子41与DC端子43之间及端子42与DC端子44之间分别由线缆6及线缆8电连接。
[0047]蓄电池单元40具有:蓄电池B ;连接于蓄电池B的正极与端子41之间的系统主继电器SMR2 ;连接于蓄电池B的负极与端子42之间的系统主继电器SMR3 ;串联连接于蓄电池B的正极与端子41之间的系统主继电器SMRl及限制电阻R。系统主继电器SMRl?SMR3根据从后述的控制装置30提供的控制信号SE而被控制成导通/非导通状态。
[0048]蓄电池单元40具有:测定蓄电池B的端子间的电压VB的电压传感器10 ;及检测蓄电池B中流动的电流IB的电流传感器11。作为蓄电池B，能够使用镍氢、锂离子等二次电池、燃料电池等。作为取代蓄电池B的蓄电装置，也能够使用双电荷层电容器等的大容量电容器。
[0049]P⑶21具有:与电动发电机MG1、MG2分别对应而设置的逆变器22、14 ;与逆变器22、14共通而设置的升压转换器12 ;及控制装置30。
[0050]升压转换器12使DC端子43及DC端子44间的电压升压。升压转换器12具有:一端与DC端子43连接的电抗器32 ;升压用IPM (Intelligent Power Module)13 ;及平滑用电容器33。升压用IPM13具有:串联连接于输出升压后的电压VH的升压转换器12的输出端子间的IGBT元件Ql、Q2 '及与IGBT元件Ql、Q2分别并联连接的二极管Dl、D2。平滑用电容器33设于升压转换器12与逆变器22、14之间。平滑用电容器33抑制高压侧即逆变器22、14侧的电压、电流的变动。
[0051]P⑶21具有平滑用电容器34。平滑用电容器34设于蓄电池B与升压转换器12之间。平滑用电容器34抑制低压侧即蓄电池B侧的电压、电流的变动。
[0052]电抗器32的另一端与IGBT元件Ql的发射极及IGBT元件Q2的集电极连接。二极管Dl的负极与IGBT元件Ql的集电极连接，二极管Dl的正极与IGBT元件Ql的发射极连接。二极管D2的负极与IGBT元件Q2的集电极连接，二极管D2的正极与IGBT元件Q2的发射极连接。
[0053]混合动力汽车具有A/C (空气调节器)压缩机35。A/C压缩机35为了从蓄电池B供给电力而连接于升压转换器12的输入线间。
[0054]逆变器14将升压转换器12所输出的直流电压转换成三相交流而向驱动车轮的电动发电机MG2输出。逆变器14伴随着再生制动，使电动发电机MG2中发电产生的电力返回到升压转换器12。此时，升压转换器12以作为降压电路进行动作的方式由控制装置30控制。
[0055]逆变器14具有构成行驶用IPM18的U相臂15、V相臂16及W相臂17。U相臂15、V相臂16及W相臂17并联连接于升压转换器12的输出线间。
[0056]U相臂15具有:串联连接的IGBT元件Q3、Q4 ;及与IGBT元件Q3、Q4分别并联连接的二极管D3、D4。二极管D3的负极与IGBT元件Q3的集电极连接，二极管D3的正极与IGBT元件Q3的发射极连接。二极管D4的负极与IGBT元件Q4的集电极连接，二极管D4的正极与IGBT元件Q4的发射极连接。
[0057]V相臂16具有:串联连接的IGBT元件Q5、Q6 ;及与IGBT元件Q5、Q6分别并联连接的二极管D5、D6。二极管D5的负极与IGBT元件Q5的集电极连接，二极管D5的正极与IGBT元件Q5的发射极连接。二极管D6的负极与IGBT元件Q6的集电极连接，二极管D6的正极与IGBT元件Q6的发射极连接。
[0058]W相臂17具有:串联连接的IGBT元件Q7、Q8 ;及与IGBT元件Q7、Q8分别并联连接的二极管D7、D8。二极管D7的负极与IGBT元件Q7的集电极连接，二极管D7的正极与IGBT元件Q7的发射极连接。二极管D8的负极与IGBT元件Q8的集电极连接，二极管D8的正极与IGBT元件Q8的发射极连接。
[0059]各相臂的中间点与电动发电机MG2的各相线圈的各相端连接。即，电动发电机MG2是三相永磁同步电动机，U、V、W相这三个线圈各自的一端均与中性点连接。U相线圈的另一端与IGBT元件Q3、Q4的连接节点连接。V相线圈的另一端与IGBT元件Q5、Q6的连接节点连接。W相线圈的另一端与IGBT元件Q7、Q8的连接节点连接。
[0060]电流传感器25检测电动发电机MGl中流动的电流作为电动机电流值MCRTl，并向控制装置30输出电动机电流值MCRTl。电流传感器24检测电动发电机MG2中流动的电流作为电动机电流值MCRT2，并向控制装置30输出电动机电流值MCRT2。
[0061]逆变器22相对于升压转换器12而与逆变器14并联连接。逆变器22将升压转换器12所输出的直流电压转换成三相交流而向电动发电机MGl输出。逆变器22接收被升压转换器12升压后的电压例如为了使发动机起动而驱动电动发电机MG1。
[0062]另外，逆变器22通过从发动机的曲轴传递的旋转转矩而使由电动发电机MG I发电产生的电力返回到升压转换器12。此时，升压转换器12以作为降压电路进行动作的方式由控制装置30控制。另外，由于逆变器22的内部的结构与逆变器14相同，因此不重复详细的说明。
[0063]控制装置30接收转矩指令值TR1、TR2、电动机转速MRN1、MRN2、电压VB、VL、VH、电流IB的各值、电动机电流值MCRTl、MCRT2及起动信号IG0N。
[0064]在此，转矩指令值TRl、电动机转速MRNl及电动机电流值MCRTl与电动发电机MGl有关，转矩指令值TR2、电动机转速MRN2及电动机电流值MCRT2与电动发电机MG2有关。电压VB是蓄电池B的电压，电流IB是蓄电池B中流过的电流。电压VL是升压转换器12的升压前电压，电压VH是升压转换器12的升压后电压。
[0065]控制装置30对升压转换器12输出进行升压指示的控制信号PWU、进行降压指示的控制信号PWD及指示动作禁止的信号CSDN。
[0066]控制装置30对逆变器14输出将升压转换器12的输出即直流电压转换成用于驱动电动发电机MG2的交流电压的驱动指示PWMI2、将由电动发电机MG2发电产生的交流电压转换成直流电压而向升压转换器12侧返回的再生指示PWMC2。控制装置30对逆变器22输出将直流电压转换成用于驱动电动发电机MGl的交流电压的驱动指示PWMI1、将由电动发电机MGl发电产生的交流电压转换成直流电压而向升压转换器12侧返回的再生指示PWMClo
[0067]接下来，说明图1中的动力控制单元21的结构。图2是表示图1中的动力控制单元的俯视图。
[0068]参照图2，动力控制单元21具有PCU壳体50。PCU壳体50成为动力控制单元21的外观。P⑶壳体50由铝等金属形成。
[0069]P⑶壳体50具有壳体主体52及上盖51。壳体主体52具有在上侧开口的框体形状。上盖51以覆盖壳体主体52的开口的方式安装于壳体主体52。上盖51构成P⑶壳体50的面向铅垂上侧的侧面。
[0070]在上盖51形成有开口部53p、开口部53q及开口部53r (以下，在不作特别区分的情况下称为开口部53)。开口部53p、开口部53q及开口部531 形成于彼此隔开距离的位置。开口部53以将P⑶壳体50的外侧与内侧之间连通的方式形成。开口部53从P⑶壳体50的外侧沿着铅垂方向贯通上盖51，到达P⑶壳体50的内侧。
[0071]图3是表示从图1中的动力控制单元将上盖拆卸后的状态的俯视图。参照图2及图3，动力控制单元21还具有端子台61。端子台61收容于P⑶壳体50。端子台61配置于上盖51的背侧。端子台61在P⑶壳体50的内侧配置于与上盖51相邻的位置。端子台61配置于与形成于上盖51的开口部53相向的位置。
[0072]图4是从正面侧观察到图3中的端子台的立体图。图5是从背面侧观察到图3中的端子台的立体图。参照图3至图5，端子台61由树脂形成。端子台61由绝缘性材料形成。端子台61通过树脂成形而一体地形成。
[0073]端子台61作为其结构部位而具有紧固部55p、紧固部55q及紧固部55r (以下，在不作特别区分的情况下称为紧固部55)。紧固部55p、紧固部55q及紧固部55r沿着图4中的箭头210所示的一方向排列而连续设置。紧固部55p、紧固部55q及紧固部55r分别形成于与开口部53p、开口部53q及开口部53r相向的位置。
[0074]在混合动力汽车的组装时，动力控制单元21、电动发电机MG1、MG2、蓄电池单元40组装于车身，且这些单元间由线缆电连接。此时，汇流条(例如，图7中所示的汇流条86)使用螺栓而紧固于紧固部55。开口部53形成为，在这样的组装工序时，作业者插入扳手等工具而到达螺栓。
[0075]动力控制单元21具有多根汇流条46、多根汇流条47。汇流条46及汇流条47分别与紧固部55p及紧固部55q连接。紧固部55p分担图1中的电动发电机MGl及逆变器22间的电连接，紧固部55q分担图1中的电动发电机MG2及逆变器14间的电连接。
[0076]代表性地，说明紧固部55q和与之连接的多根汇流条47的方式，紧固部55q由与电动发电机MG2的U相、V相及W相分别对应设置的U相紧固部66、V相紧固部67及W相紧固部68构成。U相紧固部66、V相紧固部67及W相紧固部68沿着箭头210所示的方向排列设置。紧固部55q具有大致矩形的俯视形状，其中U相紧固部66、V相紧固部67及W相紧固部68所排列的一方向成为长度方向，与该方向正交的方向(图4中的箭头220所不的方向)成为宽度方向。
[0077]多根汇流条47由与电动发电机MG2的U相、V相及W相分别对应设置的U相汇流条47U、V相汇流条47V及W相汇流条47W构成。U相汇流条47U、V相汇流条47V及W相汇流条47W的一端分别与U相紧固部66、V相紧固部67及W相紧固部68连接，U相汇流条47U、V相汇流条47V及W相汇流条47W的另一端分别与图1中的行驶用IPM18的U相臂15、V相臂16及W相臂17连接。
[0078]汇流条47从紧固部55q向沿着图4中的箭头220所示的方向(箭头210所示的方向的正交方向)的一方的方向延伸，再向铅垂下方折弯。
[0079]紧固部55p及多根汇流条46以与紧固部55q及多根汇流条47同样的方式设置。
[0080]动力控制单元21还具有汇流条56、汇流条57及汇流条58。汇流条56、汇流条57及汇流条58由紧固部55r紧固。
[0081]紧固部55r由第一紧固部96、第二紧固部97、第三紧固部98及第四紧固部99构成。汇流条56与第一紧固部96连接，汇流条57与第二紧固部97及第三紧固部98连接，汇流条58与第四紧固部99连接。第一紧固部96分担图1中的DC端子43与平滑用电容器34及电抗器32之间的电连接。第二紧固部97及第三紧固部98分担图1中的DC端子44与A/C压缩机35及平滑用电容器34之间的电连接。第四紧固部99分担图1中的DC端子44与经由熔丝31的A/C压缩机35之间的电连接。
[0082]如图2中所示，汇流条56、汇流条57及汇流条58从紧固部55r向汇流条46及汇流条47的相反方向延伸。
[0083]图6是表示图3中的PCU壳体中收容的基板的俯视图。图7是表示沿着图3中的VI1-VII线的动力控制单元的剖视图。
[0084]参照图6及图7，动力控制单元21具有基板70k及基板70j (以下，在不作特别区分的情况下称为基板70)。基板70收容于P⑶壳体50。基板70在P⑶壳体50的内侧并与端子台61相邻配置。基板70与上盖51相向而平面地延伸配置。基板70具有大致矩形的平板形状。基板70构成图1中的控制装置30，在其表面上安装有电阻、二极管、IC芯片或晶体管等电子元件84。
[0085]在P⑶壳体50的内侧收容有平滑用电容器34。平滑用电容器34配置于上盖51与基板70之间。在图6中所示的俯视图中，平滑用电容器34配置于与基板70重叠的位置。在图6中所示的俯视图中，平滑用电容器34与端子台61并排设置，而且在其下方配置有基板70。
[0086]参照图7，在紧固部55q，使用螺栓60来紧固汇流条86。汇流条86在紧固部55q上与汇流条47重合。开口部53q在螺栓60的旋转轴的延长线上开口。
[0087]汇流条86从紧固部55q向隔着紧固部55q而与基板70及平滑用电容器34相反的方向延伸。在汇流条86连接有从图1中的电动发电机MG2延伸的线缆。在将PCU壳体50的内侧的空间以螺栓60的旋转轴为中心而左右分成第一空间310及第二空间320的情况下，汇流条47及汇流条86从紧固部55q向第一空间310延伸，基板70及平滑用电容器34配置于第二空间320。
[0088]接下来，对设于端子台61的壁部62的结构进行说明。
[0089]参照图4及图7，在本实施方式的动力控制单元21中，端子台61具有壁部62。壁部62 —体地设于端子台61。壁部62与紧固部55q —体地进行树脂成形。
[0090]壁部62配置于开口部53q与基板70之间。壁部62与连接开口部53q和基板70的直线相交地配置。基板70从开口部53q观察而配置于壁部62的背侧。壁部62从紧固部55q向开口部53q的开口面周边的上盖51延伸。壁部62从紧固部55q向大致铅垂上方延伸。壁部62配置于比开口部53r靠P⑶壳体50的内侧。在从对上盖51的贯通方向(铅垂方向)观察开口部53r的情况下，壁部62形成在隐藏于上盖51的背侧的位置。在壁部62的前端与上盖51之间形成有间隙。壁部62设置成对从P⑶壳体50的外侧通过开口部53看向基板70的视线230进行遮挡。
[0091]壁部62由背面部63、侧部64及侧部65构成。背面部63设于汇流条47及汇流条86延伸的一侧的相反侧。背面部63配置于第二空间320。侧部64及侧部65从背面部63的两端折弯而向汇流条47及汇流条86的延伸方向延伸。在从螺栓60相对于紧固部55q的插入方向观察的情况下，背面部63、侧部64及侧部65配置于紧固部55q四周的除汇流条47及汇流条86的延伸方向之外的三个方向上。
[0092]另外，虽然仅说明了在紧固部55q设置壁部62的方式，但也通过同样的方式在紧固部55p设置壁部62。[0093]在向混合动力汽车的组装工场搬运动力控制单元21时、将动力控制单元21向车身组装时，不管是液体还是固体，异物都可能通过开口部53向P⑶壳体50的内侧侵入。而且，也假定如下情况:在汇流条相对于端子台61进行紧固时若倾斜地插入螺栓，则需要对紧固部55再一次切削螺纹，此时产生的异物也会向PCU壳体50的内侧侵入。当这种异物向基板70侵入时，作为控制装置的基板70的可靠性下降。
[0094]作为消除这种可能的对策，可考虑:例如向基板70设置罩、对基板70的表面进行涂层、使用衬垫或海绵等来消除端子台61的周边的间隙等。然而，在向基板70设置罩的情况下，需要用于安装罩的空间而无法使动力控制单元小型化，或者需要另外的元件而使制造成本增大。在对基板70实施涂层的情况下，可能会形成异物向涂层侵入那样的微小的孔。而且，在发生异物沉入于涂层内等现象的情况下，无法保证基板70与异物之间的绝缘。而且，由于需要涂层工序的实施，因此会导致制造成本的增大。在使用衬垫或海绵等来消除端子台61的周边的间隙的情况下，这些密封件需要新的空间而无法使动力控制单元21小型化，或由于密封元件的追加而使制造成本增大。
[0095]相对于此，在本实施方式的动力控制单元21中，以对开口部53p及开口部53q与基板70之间的路径进行遮挡的方式设置壁部62。通过这样的结构，能够防止通过开口部53p及开口部53q而侵入到P⑶壳体50的内侧的异物趋向基板70。此时，壁部62 —体地设于端子台61，因此能够实现动力控制单元21的低成本化及小型化。
[0096]尤其是在本实施方式中，紧固部55p及紧固部55q四周的除汇流条的延伸方向之外的三个方向由壁部62包围。由此，即使异物通过开口部53p、53q侵入到紧固部55p、55q上，或者在紧固作业时螺栓误从紧固部55p、55q脱落，也能够防止异物或螺栓直接趋向基板70。而且，即使假设这些异物或螺栓从壁部62不存在的位置侵入到第一空间310侧，由于基板70配置于第二空间，因此也能够防止异物或螺栓到达基板70。
[0097]另外，由于基板70具有平面地扩展的平板形状，因此在动力控制单元21的俯视图中基板70的面积占据大的比例。另一方面，由于将来自外部的线缆与端子台61连接，因此端子台61配置于P⑶壳体50的侧面的附近。在这种情况下，在需要使基板70与端子台61分离得较大时，必须增大动力控制单元21的俯视图中的PCU壳体50的面积。相对于此，在本实施方式中，通过消除异物对基板70的侵入的可能，而能够将基板70与端子台61接近地配置，其结果是，能够有效地使动力控制单元21小型化。
[0098]图8是将图7中的双点划线VIII围成的范围放大表示的剖视图。参照图8，P⑶壳体50具有肋状部82。肋状部82形成于上盖51。肋状部82从界定开口部53q的上盖51的内缘向P⑶壳体50内部突出。肋状部82从界定开口部53q的上盖51的内缘向铅垂下方垂下而形成。肋状部82配置于开口部53q与基板70之间。肋状部82处于比开口部53r靠P⑶壳体50的内侧，并形成于比壁部62靠近开口部53r的位置。
[0099]在本实施方式的动力控制单元21中，壁部62设置成对从PCU壳体50的外侧通过开口部53q越过肋状部82看向基板70的视线240进行遮挡。
[0100]P⑶壳体50为在其内部不产生空气流动的大致密闭框体，因此通过开口部53q侵入到PCU壳体50内的异物向铅垂下方落下。在这种情况下，通过以对越过肋状部82的视线240进行遮挡的方式设置的壁部62，能够更可靠地防止异物趋向基板70。
[0101]图9是表示图8中所示的动力控制单元的第一变形例的剖视图。参照图9，在本变形例中，壁部62在高度方向(铅垂方向)上延伸至与肋状部82重叠的位置。根据这种结构，能够更可靠地防止异物趋向基板70。
[0102]图10是表示图8中所示的动力控制单元的第二变形例的剖视图。参照图10，在本变形例中，端子台61不仅具有壁部62，还具有作为第二壁部的壁部89。壁部89从紧固部55q向壁部62的相反方向(铅垂下方向)延伸。壁部89设于从端子台61与基板70之间偏移的位置。即，在从紧固部55q延伸的壁部89的延长线上不存在基板70。壁部89设于第一空间310。壁部89在高度方向(铅垂方向)上延伸至至少壁部89的一部分与基板70重叠的位置。
[0103]根据这种结构，通过壁部89，能够防止侵入到P⑶壳体50内的异物从第一空间310侧旋入紧固部55q而趋向基板70。
[0104]另外，参照图8至图10，虽然仅说明了在紧固部55q设置壁部62及壁部89的方式，但也按照同样的方式在紧固部55p设有壁部62及壁部89。
[0105]图11是表示沿着图3中的X1-XI线的动力控制单元的剖视图。参照图11，在本实施方式的动力控制单元21中，平滑用电容器34具有壁部91。壁部91 一体地设于连接汇流条56及汇流条57的一端的平滑用电容器34。壁部91配置于开口部53r与基板70之间。壁部91从成为平滑用电容器34的外包装的电容器壳体88向端子台61延伸，在其前端折弯，并向开口部53r的开口面周边的上盖51延伸。壁部91配置于汇流条56及汇流条57(也参照图3)与上盖51之间。壁部91与汇流条56及汇流条57相向地配置。
[0106]在紧固部55r中，汇流条56及汇流条57向基板70侧延伸，因此无法在紧固部55r竖立设置壁部。因此在本实施方式中，通过使壁部91从电容器壳体88向开口部53r的开口面周边的上盖51延伸，来防止异物通过开口部53r向基板70侵入。此时，壁部91作为构成动力控制单元21的元件而一体地设于已知的平滑用电容器34，因此与前面同样地能够实现动力控制单元21的低成本化及小型化。
[0107]另外，设置壁部91的动力控制单元构成元件并不限于平滑用电容器34，例如，只要与汇流条56、57连接的元件是升压用IPM13即可，也可以将壁部91与升压用IPM13 —体地设置。而且，在P⑶壳体50内存在热源，而壁部91以对该热源与基板70之间进行遮挡的方式配置的情况下，壁部91也发挥抑制从热源向基板70传热的功能。
[0108]对以上说明的本发明的实施方式I的动力控制单元的结构进行总结说明，本实施方式的动力控制单元21是搭载于作为车辆的混合动力汽车且用于控制车辆行驶用的电力的动力控制单元。动力控制单元21具备:作为壳体的PCU壳体50，具有作为顶部的上盖51，并形成有在上盖51开口的开口部53 ;端子台61，收容于P⑶壳体50，并与开口部53相向地配置；及基板70，收容于PCU壳体50，并安装电子元件84。端子台61具有作为第一壁部的壁部62。壁部62配置于基板70与开口部53之间而向开口部53的开口面周边的上盖51延伸。
[0109]根据如此构成的本发明的实施方式I的动力控制单元21，能够通过设置壁部62来防止异物向基板70的侵入。而且，通过将壁部62设于端子台61，不需要向基板实施涂层、安装罩、设置密封元件等，能够实现动力控制单元21的小型化及低成本化。
[0110](实施方式2)
[0111]在本实施方式中，对实施方式I的动力控制单元21所具备的端子台61的结构进一步说明。
[0112]图12是表示沿着图3中的XI1-XII线的动力控制单元的剖视图。参照图3、图5及图12，动力控制单元21具有联锁用连接器120。联锁用连接器120安装于端子台61。在动力控制单元21组装于车身的状态下，以将上盖51覆盖的方式再安装另一罩。此时，根据由该罩支承的销插入联锁用连接器120这一情况，来确认罩的安装状态。
[0113]在端子台61形成有连接器保持孔110。端子台61具有连接器安装凸起115。连接器安装凸起115与紧固部55p连续设置。连接器安装凸起115设于图4中的箭头210所示的方向的端子台61的端部。连接器保持孔110形成于连接器安装凸起115。
[0114]连接器保持孔110形成于与开口部53p相向的位置。连接器保持孔110沿着铅垂方向贯通连接器安装凸起115，并到达PCU壳体50的内部。联锁用连接器120从图12中的箭头240所示的方向插入连接器保持孔110，由此安装于连接器安装凸起115。
[0115]动力控制单元21具有壁部130。在本实施方式中，壁部130—体地设于端子台61。壁部130与紧固部55p —体地进行树脂成形。
[0116]基板70 (基板70k)在高度方向上相对于端子台61而配置于上盖51的相反侧。即，上盖51、端子台61及基板70按照所列举的顺序从上到下并列配置。壁部130配置于连接器保持孔110与基板70 (基板70k)之间。壁部130与连接连接器保持孔110和基板70的直线相交地配置。基板70从连接器保持孔110观察而配置于壁部130的背侧。壁部130从连接器安装凸起115向铅垂下方延伸。壁部130从连接器安装凸起115沿着联锁用连接器120对连接器保持孔110的插入方向延伸。通过这种结构，在联锁用连接器120相对于连接器保持孔110插入时，联锁用连接器120与壁部130不发生干涉，能够容易地实施插入作业。
[0117]基板70配置于从与连接器安装凸起115的连接器保持孔110的开口面相向的位置偏移的位置。壁部130从连接器安装凸起115在高度方向上延伸至基板70的附近。壁部130也可以从连接器安装凸起115在高度方向上延伸至与基板70重叠的位置。
[0118]在从联锁用连接器120相对于连接器保持孔110的插入方向观察的情况下，壁部130配置于连接器安装凸起115四周的除与隔着连接器保持孔110而配置有基板70这侧相反的一侧之外的三个方向上。
[0119]另外，壁部130并不限于端子台61，也可以一体地设于与基板70相邻配置的另一动力控制单元元件。
[0120]在向混合动力汽车的组装工场搬运动力控制单元21时、将动力控制单元21向车身组装时，异物可能通过开口部53p及连接器保持孔110向P⑶壳体50内侵入而趋向基板70。相对于此，在本实施方式的动力控制单元21中，以对连接器保持孔110与基板70之间的路径进行遮挡的方式设置壁部130。通过这种结构，能够防止通过连接器保持孔110侵入到P⑶壳体50的内侧的异物趋向基板70。此时，由于壁部130 —体地设于端子台61，因此能够实现动力控制单元21的低成本化及小型化。
[0121]对以上说明的本发明的实施方式2的动力控制单元的结构进行总结说明，本实施方式的动力控制单元21是搭载于车辆且用于控制车辆行驶用的电力的动力控制单元。动力控制单元21具备:作为壳体的PCU壳体50，具有作为顶部的上盖51，并形成有在上盖51开口的开口部53 ;端子台61，形成有用于保持作为连接器的联锁用连接器120的连接器保持孔110，并与开口部53相向地配置于P⑶壳体50 ;及基板70，收容于P⑶壳体50，并安装电子元件84。基板70相对于端子台61而位于上盖51的相反侧，并配置于从与连接器保持孔110的开口面相向的位置偏移的位置。动力控制单元21还具备作为壁部件的壁部130，该壁部130与作为动力控制单元构成元件的端子台61 —体地设置，并配置于基板70与连接器保持孔110之间。
[0122]根据如此构成的本发明的实施方式2的动力控制单元21，能够通过设置壁部130来防止异物向基板70的侵入。而且，通过将壁部130设于端子台61，不需要向基板实施涂层、安装罩、设置密封元件等，能够实现动力控制单元21的小型化及低成本化。
[0123]另外，也可以将本发明适用于在以燃料电池和二次电池为动力源的燃料电池混合动力车(FCHV:Fuel Cell Hybrid Vehicle)或电动汽车(EV:Electric Vehicle)上所搭载的电力控制单元。在本实施方式的混合动力汽车中，在燃料利用率最佳动作点处驱动内燃机，而在燃料电池混合动力车中，在发电效率最佳动作点处驱动燃料电池。而且，关于二次电池的使用，在双方的混合动力汽车中基本不变。
[0124]工业实用性
[0125]本发明主要适用于搭载于混合动力汽车、电动汽车等车辆且用于控制车辆行驶用的电力的动力控制单元。
[0126]附图标记说明
[0127]10电压传感器，11、24、25电流传感器，12升压转换器，14、22逆变器，15U相臂，16V相臂，17W相臂，20车辆用驱动装置，21动力控制单元，26动力分割机构，30控制装置，31熔丝，32电抗器，33,34平滑用电容器，35A/C压缩机，40蓄电池单元，41,42端子，43、44DC端子，46、47、56、57、58、86汇流条，47U U相汇流条，47V V相汇流条，47W W相汇流条，50PCU壳体，51上盖，52壳体主体，53、53p、53q、53r开口部，55、55p、55q、55r紧固部，60螺栓，61端子台，62、89、91壁部，63背面部，64、65侧部，66U相紧固部，67V相紧固部，68W相紧固部，70、70j、70k基板，82肋状部，84电子元件，88电容器壳体，96第一紧固部，97第二紧固部，98第三紧固部，99第四紧固部，110连接器保持孔，115连接器安装凸起，120联锁用连接器，130壁部，310第一空间，320第二空间。
【权利要求】
1.一种动力控制单元，搭载于车辆，用于控制车辆行驶用的电力，所述动力控制单元具备:壳体(50)，具有顶部(51)，并形成有在所述顶部(51)开口的开口部(53)；端子台(61)，收容于所述壳体(50)，并与所述开口部(53)相向地配置；以及基板(70)，收容于所述壳体(50)，并安装电子元件(84)，所述端子台(61)具有第一壁部(62 )，该第一壁部(62 )配置于所述基板(70 )与所述开口部(53)之间，并向所述开口部(53)的开口面周边的所述顶部(51)延伸。
2.根据权利要求1所述的动力控制单元，其中，所述第一壁部(62 )设置成对从所述壳体(50 )的外侧通过所述开口部(53 )看向所述基板(70)的视线进行遮挡。
3.根据权利要求1所述的动力控制单元，其中，所述壳体(50 )还具有肋状部(82 )，该肋状部(82 )配置于所述基板(70 )与所述开口部(53)之间，并从界定所述开口部(53)的所述顶部(51)的内缘向所述壳体(50)内部突出，所述第一壁部(62)设置成对从所述壳体(50)的外侧通过所述开口部(53)并越过所述肋状部(82)看向所述基板(7 0)的视线进行遮挡。
4.根据权利要求1所述的动力控制单元，其中，所述壳体(50 )还具有肋状部(82 )，该肋状部(82 )配置于所述基板(70 )与所述开口部(53)之间，并从界定所述开口部(53)的所述顶部(51)的内缘向所述壳体(50)内部突出，所述第一壁部(62)在高度方向上延伸至与所述肋状部(82)重叠的位置。
5.根据权利要求1所述的动力控制单元，其中，所述基板(70)相对于所述端子台(61)而配置于所述顶部(51)的相反侧，所述端子台(61)还具有第二壁部(89)，该第二壁部(89)向与所述第一壁部(62)相反且不存在所述基板(70)的方向延伸。
6.根据权利要求1所述的动力控制单元，其中，还具备:汇流条(47、86)，与所述端子台(61)连接；以及螺栓(60)，将所述汇流条(47、86)紧固于所述端子台(61)，所述开口部(53 )形成为能够从所述壳体(50 )的外侧通过所述开口部(53 )而到达所述螺栓(60)。
7.根据权利要求1所述的动力控制单元，其中，所述动力控制单元还具备与所述端子台(61)连接的汇流条(47、86)，所述端子台(61)还具有紧固部(55q)，该紧固部(55q)供用于紧固所述汇流条(47、86)的螺栓(60)插入，从螺栓(60)相对于所述紧固部(55q)的插入方向观察的情况下，所述汇流条(47、86)从所述紧固部(55q)向隔着所述紧固部(55q)而与所述基板(70)相反的一侧延伸，所述第一壁部(62)配置于所述紧固部(55q)与所述基板(70)之间。
8.根据权利要求7所述的动力控制单元，其中，从螺栓(70)相对于所述紧固部(55q)的插入方向观察的情况下，所述第一壁部(62)配置于所述紧固部(55q)四周的除所述汇流条(47、86)的延伸方向之外的三个方向上。
9.根据权利要求1所述的动力控制单元，其中，还具备:汇流条(56)，与所述端子台(61)连接；以及动力控制单元构成元件(34)，收容于所述壳体(50)，并与所述汇流条(56)连接，所述动力控制单元构成元件(34)具有第三壁部(91 )，该第三壁部(91)配置于所述基板(70 )与所述开口部(53 )之间，并在所述顶部(51)与所述汇流条(56 )之间向所述开口部(53)的开口面周边的所述 顶部(51)延伸。
【文档编号】H02M7/48GK103460587SQ201180069848
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2011年3月31日 优先权日:2011年3月31日
【发明者】芝健史郎 申请人:丰田自动车株式会社