搭载于电动车辆的电力转换装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及搭载于电动汽车或混合动力车等电动车辆的电力转换装置。
【背景技术】
[0002]目前，作为搭载于电动汽车或混合动力车等电动车辆上的电力转换装置，提案有尽管具备大容量的平滑用电解电容器，但车辆搭载性优异的电力转换装置(参照JPll -136960A)。该电力转换装置具备由半导体元件构成的作为三相变换器电路的功率模块、控制功率模块的控制基板、输入电流平滑用的电容器。相互并联连接的多个圆筒型电解电容器以向控制基板的延伸方向排列成一列的状态收纳于扁平罐形状的金属电容器壳体中。金属电容器壳体覆盖控制基板而配置。与控制基板的外部连接的连接器配置于被电容器覆盖的控制基板上。
[0003]但是，在上述电力转换装置中，由于将与控制基板的外部连接的连接器配置于被电容器覆盖的控制基板上，所以存在电容器与控制基板的间隙窄，与外部连接线束的连接器连接的作业性差的问题。
【发明内容】
[0004]本发明是鉴于上述问题点而创立的，其目的在于提供一种适合确保控制基板和外部连接线束的连接器连接的作业性的搭载于电动车辆上的电力转换装置。
[0005]本发明一方面的电力转换装置具备:控制基板，其对包含半导体元件的功率模块进行控制；连接器，其设于控制基板上，与外部控制装置连接；强电部件，其重叠配置于控制基板上；壳体，其收纳控制基板及强电部件。将壳体的底部凸形状地鼓出形成，强电部件的一部分收纳于壳体的凸状地鼓出的区域，使强电元件向被重叠配置的所述控制基板的投影面积比控制基板的表面积小。连接器配置在控制基板中比重叠配置的强电部件向控制基板的投影面宽的区域。
[0006]与后附的附图一同如下详细地说明本发明的实施方式。
【附图说明】
[0007]图1是表示本发明一实施方式的搭载于电动车辆的电力转换装置向动力装置的搭载状态的正面图；
[0008]图2是表示搭载于电动车辆的电力转换装置向动力装置的搭载状态的侧面图；
[0009]图3是搭载于电动车辆的电力转换装置的立体图；
[0010]图4是搭载于电动车辆的电力转换装置的从其它方向看到的立体图；
[0011]图5是搭载于电动车辆的电力转换装置的剖面图；
[0012]图6是搭载于电动车辆的电力转换装置的平面图。
【具体实施方式】
[0013]以下，基于实施方式对本发明的搭载于电动车辆的电力转换装置进行说明。图1及图2分别是表示一实施方式的搭载于电动车辆上的电力转换装置向动力装置的搭载状态的正面图及侧面图。
[0014]在图1中，电动汽车或混合动力车等电动车辆中的动力装置I在电动汽车上主要配置于电机室内，在混合动力车上主要配置于发动机室内。
[0015]动力装置I具备驱动车辆的电动发电机2和电力转换装置3，该电力转换装置3向电动发电机2供给蓄电池电力，同时将电动发电机2的再生电力对蓄电池充电。在电动发电机2上附设有未图示的向车轮传递动力的变速驱动桥，动力装置I和变速驱动桥一体结合并被弹性装配于车身上。电动发电机2在动力装置I中为质量最重的部件。因此，电动发电机2配置于车辆的上下方向的下侧，在其上方配置电力转换装置3。
[0016]电力转换装置3被收纳在固定配置于电动发电机2的上方的铸铝制的壳体4内。电力转换装置3具备将从蓄电池供给的直流电力平滑化的平滑电容器5、和将平滑化的直流电力转换成多相交流电力并向电动发电机2供给的包含变换器的功率模块6。S卩，变换器由多个开关用功率元件(例如insulated gate bipolar transistor (通称为IGBT))构成，作为功率模块6而一体化。另外，电力转换装置3也以将由电动发电机2产生的再生电力转换成直流电力并对蓄电池充电的方式进行电力转换。
[0017]电力转换装置3具备:用于使由变换器构成的功率模块6动作的控制基板7 (驱动器基板)；用于根据车辆运转状态控制控制基板7的电动机控制基板8 ;用于对功率模块6进行冷却的冷却器9。冷却器9由铸铝制造，在内部具备供冷却介质流通的空间。因此，电力转换装置3在组装状态下，如图示例，从壳体4内的底部依次配置有平滑电容器5、控制基板7、功率模块6，且在它们的侧部配置有电动机控制基板8，在壳体4的开口部配置有冷却器9。
[0018]但是，在电力转换装置3的组装阶段，在使上下翻转的冷却器9的底面上按顺序配置功率模块6、控制基板7、平滑电容器5，且在它们的侧部配置电动机控制基板8，构成一体化的电力转换装置3的内容物。而且，在一体化了的电力转换装置3的内容物上覆盖壳体4，并将壳体4通过螺栓紧固等固定在冷却器9的底面上，完成电力转换装置3的组装。而且，在将组装完成后的电力转换装置3在上下方向上翻转的状态下通过螺栓紧固等固定于电动发电机2的壳体31上，完成对动力装置I的组装。
[0019]电动发电机2的壳体31由圆环状的转子和定子构成，具备圆柱状的外形形状。因此，在形成圆柱状的电动发电机2的壳体31的轴向两端分别设有向上方的支承凸部32，通过在这些支承凸部32安装电力转换装置3，能够在电动发电机2的上部安装电力转换装置3。
[0020]电动发电机2的壳体31的上部形状根据支承凸部32，两端部成为凸部，中央部成为凹部33 (参照图2)。该凹部33在电力转换装置3的底面为平面时，在两者间产生间隙，由电力转换装置3和电动发电机2构成的动力装置I的上下方向尺寸增大。因此，在本实施方式中，将电力转换装置3的壳体4的底部形状向下侧设为凸形状11，在电动发电机2的上面的凹部33内收纳一部分。因此，电力转换装置3的内装部件的一部分可以配置在向壳体4的下侧成为凸形状11的区域，可以将电力转换装置3从电动发电机2的支承凸部32向上方的尺寸减小与该容积量相应的量。
[0021]在本实施方式中，在向壳体4的下侧成为凸形状11的区域内置有平滑电容器5的一部分。其结果，能够减小由电力转换装置3和电动发电机2构成的动力装置I的上下方向尺寸。
[0022]此外，图示了电动发电机2上面的凹部33和电力转换装置3的壳体4的凸形状11的位置配置于电动发电机2的轴向中央。但是，电动发电机2的凹部33和壳体4的凸形状11的位置也可以配置在从电动发电机2的轴向中央位置向左右方向的任一方偏移的位置。
[0023]图3?图6是表示电力转换装置3的详情的图，图3是立体图，图4是从其它方向观察的立体图，图5是剖面图，图6是平面图。图3?图6所示的电力转换装置3图示从向电动发电机2的安装状态将上下方向进行了翻转的组装时的状态。
[0024]S卩，在最下层冷却器9的将底板12向上配置，使其与底板12的上部紧密贴合而固定配置功率模块6 (变换器)，在功率模块6的上部固定配置有控制基板7。在功率模块6的一端设有朝向上方延伸的与平滑电容器5连接的中间母线13，且在另一端设有朝向上方延伸的用于与电动发电机2连接的输出母线14。
[0025]输出母线14向离开冷却器9的底面的方向(上下方向)伸长，其中途部经由未图示的绝缘材料被固定于冷却器9的底面的托架15支承，且其前端构成向电动发电机2的连接端子。在输出母线14的中途部配置有被托架15支承的电流传感器16。S卩，功率模块6在其上方层叠有控制基板7的状态下，在一方具备中间母线13，在另一方具备输出母线14。同样，控制基板7也配置在由中间母线13和输出母线14夹持的区域。
[0026]在控制基板7的上部，与控制基板7隔开间隔而配置有平滑电容器5。平滑电容器5跨过功率模块6及控制基板7由固定于冷却器9的底板12的托架17支承。中间母线13的上端与平滑电容器5的一端部连结。在平滑电容器5的一端部具备与蓄电池连接的输入母线18 (参照图5)。输入母线18配置于图中的上下方向，以绝缘状态贯通冷却器9的底板12，其前端构成向蓄电池的连接端子。
[0027]控制基板7具备被其上方配置的强电部件即平滑电容器5覆盖的区域A、被作为强电部件的输出母线14及电流传感器16覆盖的区域B、未由这些强电部件(平滑电容器5、输出母线14及电流传感器16)覆盖的区域C。控制基板7的区域C位于配置有输出母线14的一侧，在该区域C经由弱电线束23配置有与电动机控制基板8连接的弱电连接器20a、20b。
[0028]电动机控制基板8经由未图示的托架在相对于功率模块6、输出母线14及平滑电容器5的侧部的冷却器9的底板12垂直的方向上固定配置。电动机控制基板8在控制基板7的未被平滑电容器5覆盖的区域C的侧方，即以从横向封闭由平滑电容器5和输出母线14夹持的空间的方式配置。即，电动机控制基板8以相对于控制基板7正交的状态配置。
[0029]在设于电动机控制基板8的弱电连接器21a、21b、21c上分别连接在与设于控制基板7的弱电连接器20a、20b及设于电流传感器16的弱电连接器22a、22b连接器连接的弱电线束23的另一端设置的连接器。弱电线束23中，与远离电动机控制基板8的弱电连接器20a、22a连接的较长的弱电线束23通过设于平滑电容器5的另一端部的树脂夹持件24支承其中途部，以使其不因来自外部的振动而振动。
[0030]这些各弱电线束23在将电力转换装置3的各构成部件即功率模块6、控制基板7、平滑电容器5、电动机控制基板8或入输出母线14、中间母线13及电流传感器16等部件向冷却器9安装装配之后，完成配线作业。在各构成部件的安装装配