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公開番号2024080720
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-17
出願番号2022193888
出願日2022-12-05
発明の名称回転電機ユニット
出願人三菱電機株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H02M 7/48 20070101AFI20240610BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】コイルで発生する熱による電流検出部の温度上昇を抑制すること。
【解決手段】回転電機ユニットは、回転電機と、軸方向において回転電機と並んで配置される電力変換装置と、を備え、電力変換装置は、パワーモジュールと、コイルとパワーモジュールとを電気的に接続する中継導体と、中継導体に取り付けられる電流検出部と、パワーモジュールを冷却する冷却部と、を備え、パワーモジュールは、上アーム側のスイッチング素子と、下アーム側のスイッチング素子と、冷却部に熱的に結合されるとともに、上アーム側のスイッチング素子が載置される高電位側熱拡散板と、冷却部に熱的に結合されるとともに、下アーム側のスイッチング素子が載置される低電位側熱拡散板と、低電位側熱拡散板と接した状態で低電位側熱拡散板と接続される出力端子と、を備え、中継導体は、出力端子と接した状態で出力端子と接続されている。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
固定子と、前記固定子に対して軸心回りに回転する回転子と、前記固定子に巻装されるコイルと、を有する回転電機と、
前記回転子の軸心に沿った軸方向において、前記回転電機と並んで配置される電力変換装置と、
を備え、
前記電力変換装置は、
パワーモジュールと、
前記コイルと前記パワーモジュールとを電気的に接続する中継導体と、
前記中継導体に取り付けられ、前記中継導体を流れる電流を検出する電流検出部と、
前記パワーモジュールを冷却する冷却部と、を備え、
前記パワーモジュールは、
上アーム側のスイッチング素子と、
下アーム側のスイッチング素子と、
前記冷却部に熱的に結合されるとともに、前記上アーム側のスイッチング素子が載置され、前記上アーム側のスイッチング素子で発生する熱を拡散させる高電位側熱拡散板と、
前記冷却部に熱的に結合されるとともに、前記下アーム側のスイッチング素子が載置され、前記下アーム側のスイッチング素子で発生する熱を拡散させる低電位側熱拡散板と、
前記低電位側熱拡散板と接した状態で前記低電位側熱拡散板と接続される出力端子と、
を備え、
前記中継導体は、前記出力端子と接した状態で前記出力端子と接続されている、
回転電機ユニット。
続きを表示（約 460 文字）【請求項２】
前記出力端子は、前記高電位側熱拡散板よりも、前記低電位側熱拡散板側に配置されている、
請求項１に記載の回転電機ユニット。
【請求項３】
前記中継導体は、屈曲部を有しており、
前記電流検出部は、前記屈曲部と前記出力端子との間に配置されている、
請求項１または２に記載の回転電機ユニット。
【請求項４】
前記下アーム側のスイッチング素子は、並列接続される２つの低電位側トランジスタを備え、
前記出力端子は、２つの前記低電位側トランジスタからの距離が等しくなるよう配置されている、
請求項１または２に記載の回転電機ユニット。
【請求項５】
前記パワーモジュールは、前記低電位側熱拡散板と前記上アーム側のスイッチング素子とを電気的に接続する内部バスバーをさらに備え、
前記内部バスバーは、２つの前記低電位側トランジスタからの距離が等しくなるよう配置されている、
請求項４に記載の回転電機ユニット。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、回転電機ユニットに関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、回転電機と電力変換装置を一体化することにより、装置全体を小型化した回転電機ユニットが知られている。例えば、特許文献１には、軸方向に並んで配置される回転電機および電力変換装置を備える回転電機ユニットが開示される。電力変換装置は、周方向に配置される複数のパワーモジュールを備える。回転電機のコイルは、中継バスバーを介して、パワーモジュールに電気的に接続される。中継バスバーを用いることで、回転電機と電力変換装置とを接続するための配線および端子台などが不要となり、回転電機ユニットの小型化が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第４７０８９５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
回転電機の駆動により、コイルは高温になる。コイルで発生する熱により、中継バスバーの温度も上昇する。コイルの電流を検出するための電流検出部を中継バスバーに取り付けた場合、中継バスバーからの輻射熱により、電流検出部の温度も上昇する。ここで、高温条件下では、電流検出部に用いられるホール素子の検出精度が低下する可能性がある。電流検出部の検出精度の低下を防止するため、電流検出部の温度上昇を抑制することが求められる。
【０００５】
本開示は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、コイルで発生する熱による電流検出部の温度上昇を抑制することができる回転電機ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示に係る回転電機ユニットは、固定子と、前記固定子に対して軸心回りに回転する回転子と、前記固定子に巻装されるコイルと、を有する回転電機と、前記回転子の軸心に沿った軸方向において、前記回転電機と並んで配置される電力変換装置と、を備え、前記電力変換装置は、パワーモジュールと、前記コイルと前記パワーモジュールとを電気的に接続する中継導体と、前記中継導体に取り付けられ、前記中継導体を流れる電流を検出する電流検出部と、前記パワーモジュールを冷却する冷却部と、を備え、前記パワーモジュールは、上アーム側のスイッチング素子と、下アーム側のスイッチング素子と、前記冷却部に熱的に結合されるとともに、前記上アーム側のスイッチング素子が載置され、前記上アーム側のスイッチング素子で発生する熱を拡散させる高電位側熱拡散板と、前記冷却部に熱的に結合されるとともに、前記下アーム側のスイッチング素子が載置され、前記下アーム側のスイッチング素子で発生する熱を拡散させる低電位側熱拡散板と、前記低電位側熱拡散板と接した状態で前記低電位側熱拡散板と接続される出力端子と、を備え、前記中継導体は、前記出力端子と接した状態で前記出力端子と接続されている。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、コイルで発生する熱による電流検出部の温度上昇を抑制することができる回転電機ユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施の形態に係る回転電機ユニットの回路図である。
実施の形態に係る回転電機ユニットの斜視図である。
実施の形態に係る回転電機の断面図である。
実施の形態に係る電力変換装置の上面図である。
実施の形態に係るパワーモジュール、中継バスバー、および電流検出部の上面図である。
実施の形態に係る電力変換装置の概略断面図である。
実施の形態に係る電流検出部の電流センサのホール素子の温度特性の一例を示すグラフである。
実施の形態に係る回転電機ユニットにおいて、コイルで発生した熱の移動経路を説明する図である。
図８に示すコイルで発生した熱の移動経路における各位置の間での熱抵抗の一例を示す表である。
図１０（ａ）は、図８に示すコイルで発生した熱の移動経路における各位置の温度の一例を示す表であり、図１０（ｂ）は、各位置の温度の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施の形態に係る回転電機ユニット１について、図面を参照して説明する。
最初に、図１を参照して、回転電機ユニット１の回路構成（電気的構成）を説明する。なお、本実施の形態では、回転電機ユニット１として、２回路のインバータを備えた２重３相駆動方式の回転電機ユニットを例に説明する。
【００１０】
回転電機ユニット１は、回転電機２と、電力変換装置３を備える。回転電機２と、電力変換装置３とは、一体化されている。回転電機ユニット１は、例えば、車両に搭載される。電力変換装置３には、車両に搭載される車載電池Ｅから直流電力が入力される。電力変換装置３は、車載電池Ｅから出力される直流電力を交流電力に変換して回転電機２に供給する。回転電機２は、電力変換装置３から供給される交流電力により回転し、車両の駆動輪を駆動する。
（【００１１】以降は省略されています）

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