逆變器一體式電動壓縮機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在電動壓縮機(jī)的外殼中一體化組裝逆變器裝置的逆變器一體式電動壓縮機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]作為搭載于電動汽車或混合動力車等車輛上的空調(diào)裝置的壓縮機(jī)，使用一體化組裝逆變器裝置的逆變器一體式電動壓縮機(jī)。該逆變器一體式電動壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)為，將搭載于車輛上的電源單元提供的高電壓直流電力，在逆變器裝置中轉(zhuǎn)換為所需頻率的三相交流電力，且將其施加到電動機(jī)上而驅(qū)動。
[0003]逆變器裝置由如下構(gòu)成:連接于高電壓管線，且構(gòu)成抑制噪聲用的濾波電路的電感線圈或?yàn)V波電容器等高電壓系電氣零部件；含有將直流電力轉(zhuǎn)換為三相交流電力的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等多個半導(dǎo)體開關(guān)元件的逆變器電路；含有根據(jù)來自主控制裝置的指令控制逆變器電路的CPU (Central Processing Unit)等的控制電路；連接這些構(gòu)成機(jī)器之間的匯流條等，將通過P-N端子輸入的高電壓的直流電力轉(zhuǎn)換為三相交流電力，且從UVW端子輸出。
[0004]該逆變器裝置的結(jié)構(gòu)為，設(shè)置在逆變器收容殼體內(nèi)，上述逆變器收容殼體設(shè)置在電動壓縮機(jī)的外殼內(nèi)，通過從UVW端子貫通外殼的密封端子向電動機(jī)施加三相交流電力。逆變器收容殼體通過隔墻(外殼壁)而被設(shè)置，上述隔墻面朝流通于外殼內(nèi)的低壓制冷劑的流通路，將該隔墻作為散熱片對組裝在內(nèi)部的逆變器裝置的半導(dǎo)體開關(guān)元件或高電壓系電氣零部件等進(jìn)行冷卻，且組裝逆變器裝置后，再進(jìn)行密封。
[0005]內(nèi)置有電動機(jī)的電動壓縮機(jī)中，普遍使用絕緣性能高，且高價的多元醇酯(POE)類的制冷機(jī)油。但，也有期望絕緣性能低，且低價的聚亞烷基二醇(PAG)類制冷機(jī)油的用戶。這種情況下，密封端子與電動機(jī)卷繞線之間需要確保充分的絕緣性。為了對應(yīng)上述情況，專利文獻(xiàn)I中公開有通過加厚隔墻的逆變器收容殼體內(nèi)側(cè)，且在該部分設(shè)置密封端子，在端子的外殼內(nèi)側(cè)，確保充分的絕緣距離的同時，能夠設(shè)置絕緣構(gòu)件。
[0006]另外，專利文獻(xiàn)I所示的發(fā)明中，如果想要將半導(dǎo)體開關(guān)元件設(shè)置在隔墻上，確保其冷卻性能，因設(shè)置密封端子的加厚部，封裝半導(dǎo)體開關(guān)元件的基板的設(shè)置空間將受到制約。因此，需要將基板分為功率類基板和控制類基板，設(shè)為2層結(jié)構(gòu)，并且需要用來連接功率類基板與密封端子的匯流條。另一方面，如專利文獻(xiàn)2所示，如果將基板制作為一張，且要在該基板上封裝半導(dǎo)體開關(guān)元件或高電壓系電氣零部件，必須將隔墻的半導(dǎo)體開關(guān)元件的設(shè)置部加厚，使其靠近基板。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)1:日本專利特開2010-1859號公報
[0010]專利文獻(xiàn)2:日本專利特開2007-198341號公報發(fā)明概要
[0011]發(fā)明擬解決的問題
[0012]如上所述，為了使用PAG油而確保絕緣性，就必須加厚隔墻的密封端子設(shè)置部。由此，如果要確保半導(dǎo)體開關(guān)元件的冷卻性能，將基板制作成一張就非常困難。與此同時，需要匯流條等，零部件件數(shù)變多使逆變器裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化、大型化，因?yàn)槠涫杖輾んw變大，將無法避免逆變器一體式電動壓縮機(jī)的大型化、高成本化。
[0013]另外，為了能夠?qū)⒐β暑惢迮c控制類基板形成為一張，在隔墻設(shè)置加厚部而設(shè)置半導(dǎo)體開關(guān)元件的情況下，存在隨著加厚隔墻，而在外殼側(cè)或逆變器收容部側(cè)發(fā)生廢厚部，成為增加重量或增高成本的原因等課題。
[0014]本發(fā)明的目的在于，鑒于以上情況，提供一種小型輕量化及低成本化的逆變器一體式電動壓縮機(jī)，通過將基板形成為一張，且不需要將設(shè)置半導(dǎo)體開關(guān)元件的隔墻加厚的較大的設(shè)置面，從而實(shí)現(xiàn)逆變器裝置的零部件件數(shù)的消減及結(jié)構(gòu)的簡化、致密化、低成本化等。
[0015]解決課題的方法
[0016]本發(fā)明中涉及的逆變器一體式電動壓縮機(jī)，在內(nèi)置有壓縮機(jī)及電動機(jī)的外殼上，設(shè)置有通過其內(nèi)部的低壓制冷劑流路與隔墻隔離的逆變器收容殼體，且在該逆變器收容殼體內(nèi)組裝逆變器裝置而使其一體化，其特征在于，所述逆變器裝置具備:構(gòu)成濾波電路的多個高電壓類電氣零部件、多個半導(dǎo)體開關(guān)元件、以及，封裝有逆變器電路及控制電路的控制基板，所述多個半導(dǎo)體開關(guān)元件固定并設(shè)置在散熱塊的側(cè)面，該散熱塊設(shè)置在相對于所述隔墻的垂直方向。
[0017]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，不需要確保在隔墻的壁面上設(shè)置多個半導(dǎo)體開關(guān)元件的平坦的大面積的設(shè)置面，而且能夠?qū)雽?dǎo)體開關(guān)元件設(shè)置在與為了向其他高電壓類電氣零部件或電動機(jī)施加電力而設(shè)置的密封端子等大致同一高度的位置。由此，由具有與封裝有逆變器電路及控制電路的逆變器收容殼體內(nèi)大致同樣面積的一張基板構(gòu)成控制基板，且能夠使其結(jié)構(gòu)為，在該基板上封裝半導(dǎo)體開關(guān)元件或高電壓類電氣零部件的同時，直接連接該控制基板與密封端子。從而，能夠?qū)⒛孀兤餮b置及逆變器收容殼體小型化，進(jìn)而將逆變器一體式電動壓縮機(jī)小型輕量化、低成本化。而且，沒有必要通過匯流條或連接器對逆變器裝置的結(jié)構(gòu)零部件之間進(jìn)行連接，能夠?qū)崿F(xiàn)結(jié)構(gòu)的簡化、低成本化。與此同時，沒有必要在隔墻上設(shè)置用于設(shè)置半導(dǎo)體開關(guān)元件的加厚部，減少外殼或逆變器收容殼體的廢厚部，能夠?qū)崿F(xiàn)其輕量化、低成本化。
[0018]進(jìn)一步，本發(fā)明的逆變器一體式電動壓縮機(jī)，其特征在于，在上述的逆變器一體式電動壓縮機(jī)中，所述散熱塊，與所述隔墻單獨(dú)形成，且能夠在該隔墻上的任意位置固定并設(shè)置。
[0019]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，對應(yīng)于設(shè)置在逆變器收容殼體的逆變器裝置的結(jié)構(gòu)零部件的布局，能夠?qū)⑸釅K設(shè)置在任意的位置。與此同時，將半導(dǎo)體開關(guān)元件由外部用螺絲固定并設(shè)置在散熱塊上后，能夠?qū)⑸釅K用螺絲等固定并設(shè)置在隔墻上。從而，能夠提高構(gòu)成逆變器裝置的零部件的布局上的自由度的同時，能夠?qū)⑾鄬τ谏釅K的半導(dǎo)體開關(guān)元件的組裝簡單化。
[0020]進(jìn)一步，本發(fā)明的逆變器一體式電動壓縮機(jī)，其特征在于，在上述的逆變器一體式電動壓縮機(jī)中，所述散熱塊，從所述隔墻的壁面一體直立而成形。
[0021]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，與將散熱塊單獨(dú)形成的結(jié)構(gòu)相比，因?yàn)闆]有由接合而產(chǎn)生的接觸傳熱部，因此能夠相應(yīng)的提高從散熱塊向隔墻的傳熱效率。從而，提高固定并設(shè)置在散熱塊上的半導(dǎo)體開關(guān)元件的散熱效果、冷卻效果，能夠防止其過熱而提高逆變器裝置的耐熱性。
[0022]進(jìn)一步，本發(fā)明的逆變器一體式電動壓縮機(jī)，其特征在于，在上述的任一個逆變器一體式電動壓縮機(jī)中，所述散熱塊，與所述隔墻的接合部以逐漸擴(kuò)展?fàn)顑A斜。
[0023]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠充分確保從散熱塊向隔墻的傳熱面積，提高傳熱效果。從而，提高固定并設(shè)置在散熱塊上的半導(dǎo)體開關(guān)元件的散熱效果、冷卻效果，能夠防止其過熱而提高逆變器裝置的耐熱性。
[0024]進(jìn)一步，本發(fā)明的逆變器一體式電動壓縮機(jī)，其特征在于，在上述的任一個逆變器一體式電動壓縮機(jī)中，固定設(shè)置有所述散熱塊的所述半導(dǎo)體開關(guān)元件的側(cè)面，為與所述隔墻正交或交叉的垂直面或傾斜面。
[0025]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，將多個半導(dǎo)體開關(guān)元件立體設(shè)置于逆變器收容殼體內(nèi)，能夠?qū)⒃O(shè)置半導(dǎo)體開關(guān)元件所需的設(shè)置部的平面面積最小化。從而，能夠?qū)⒛孀兤餮b置及逆變器收容殼體小型致密化，進(jìn)而將逆變器一體式電動壓縮機(jī)小型輕量化、低成本化。另外，通過將散熱塊的側(cè)面形成為傾斜面，能夠使將半導(dǎo)體開關(guān)元