JPH11146507A - 電気車用電動機制御装置 - Google Patents
電気車用電動機制御装置Info
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- JPH11146507A JPH11146507A JP9302504A JP30250497A JPH11146507A JP H11146507 A JPH11146507 A JP H11146507A JP 9302504 A JP9302504 A JP 9302504A JP 30250497 A JP30250497 A JP 30250497A JP H11146507 A JPH11146507 A JP H11146507A
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- case
- control device
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、制御装置内の温度を外気温に左右さ
れず低く保ちつつ、なおかつ制御装置内部への水の浸入
を防ぐような密閉構造を有し、さらに小形であることを
特徴とする制御装置を提供するものである。 【解決手段】密閉用ガスケット４と良熱伝導体５は互い
の機能を害さないよう取り付け面に対して、水平に隣合
わせで配置しているので、ヒートシンク１と側面ケース
２と上面ケース３間の熱伝導が良く、ヒートシンク１を
流れる冷却水が側面ケース２と上面ケース３の熱を吸収
しやすくするため、ケース全体が冷却水に近い温度に保
たれる。
れず低く保ちつつ、なおかつ制御装置内部への水の浸入
を防ぐような密閉構造を有し、さらに小形であることを
特徴とする制御装置を提供するものである。 【解決手段】密閉用ガスケット４と良熱伝導体５は互い
の機能を害さないよう取り付け面に対して、水平に隣合
わせで配置しているので、ヒートシンク１と側面ケース
２と上面ケース３間の熱伝導が良く、ヒートシンク１を
流れる冷却水が側面ケース２と上面ケース３の熱を吸収
しやすくするため、ケース全体が冷却水に近い温度に保
たれる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気車用電動機制
御装置の冷却構造に関する。
御装置の冷却構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、電気車用電動機制御装置は電
動機に供給する電力を制御するパワー半導体を有し、そ
のパワー半導体が電動機の出力にほぼ比例して損失を発
生するため、パワー半導体の下面にヒートシンクを設け
てその損失を放熱する必要があった。また、制御装置の
主回路は人体に害をおよぼすほどの高電圧を有するため
電気的に絶縁性を確保するとともに、制御装置内部への
水の浸入を防ぐため、前記パワー半導体とその主回路と
パワー半導体を制御するコントローラとをケースにより
保護，密閉する必要があった。
動機に供給する電力を制御するパワー半導体を有し、そ
のパワー半導体が電動機の出力にほぼ比例して損失を発
生するため、パワー半導体の下面にヒートシンクを設け
てその損失を放熱する必要があった。また、制御装置の
主回路は人体に害をおよぼすほどの高電圧を有するため
電気的に絶縁性を確保するとともに、制御装置内部への
水の浸入を防ぐため、前記パワー半導体とその主回路と
パワー半導体を制御するコントローラとをケースにより
保護，密閉する必要があった。
【０００３】前記目的を達成するため、従来は、パワー
半導体の下にアルミニウムで製作した低熱抵抗のヒート
シンクを設け、前記パワー素子を搭載したヒートシンク
に、密閉用ガスケットをはさんで内部の回路を保護する
ための側面カバーをかぶせ、さらに、側面ケースの上面
に、密閉用ガスケットをはさんで上面ケースをかぶせる
構造をとり、上記目的を満足する構造をとっていた。
半導体の下にアルミニウムで製作した低熱抵抗のヒート
シンクを設け、前記パワー素子を搭載したヒートシンク
に、密閉用ガスケットをはさんで内部の回路を保護する
ための側面カバーをかぶせ、さらに、側面ケースの上面
に、密閉用ガスケットをはさんで上面ケースをかぶせる
構造をとり、上記目的を満足する構造をとっていた。
【０００４】ガスケットを用い、ケースを密閉する公知
例としては、特開平7−263873 号など多数ある。
例としては、特開平7−263873 号など多数ある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、近年、より複
雑な制御を行うため、高速のマイコンが要求され、それ
に伴うマイコンクロック周波数の増加によって必然的に
増加する発熱量により、弱電回路であるコントローラの
総発熱量が従来よりも増加し、制御装置内の雰囲気温度
を上昇させる結果となった。
雑な制御を行うため、高速のマイコンが要求され、それ
に伴うマイコンクロック周波数の増加によって必然的に
増加する発熱量により、弱電回路であるコントローラの
総発熱量が従来よりも増加し、制御装置内の雰囲気温度
を上昇させる結果となった。
【０００６】さらに、電気車用電動機制御装置は、電動
機から最短路の位置に配置されるため、環境の厳しい、
ボンネット内に納める必要があり、熱原動機と電動機を
有するハイブリッド車では、熱原動機からの放熱が多
く、ボンネット内の雰囲気温度はより過酷なものとなる
ため、制御装置をハイブリッド車に搭載する場合、内部
弱電回路の放熱という制御装置における熱の問題が無視
できなくなってきた。
機から最短路の位置に配置されるため、環境の厳しい、
ボンネット内に納める必要があり、熱原動機と電動機を
有するハイブリッド車では、熱原動機からの放熱が多
く、ボンネット内の雰囲気温度はより過酷なものとなる
ため、制御装置をハイブリッド車に搭載する場合、内部
弱電回路の放熱という制御装置における熱の問題が無視
できなくなってきた。
【０００７】本発明の目的は、制御装置内の温度を外気
温に左右されず低く保ちつつ、なおかつ制御装置内部へ
の水の浸入を防ぐような密閉構造を有し、さらに小形で
あることを特徴とする電気車用電動機制御装置を提供す
るものである。
温に左右されず低く保ちつつ、なおかつ制御装置内部へ
の水の浸入を防ぐような密閉構造を有し、さらに小形で
あることを特徴とする電気車用電動機制御装置を提供す
るものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１に記載の電気車用電動機制御装置は、電動
機を制御するためのパワー半導体と、前記パワー半導体
素子を制御するコントローラと、前記パワー半導体を冷
却するヒートシンクと、前記ヒートシンクに取り付けら
れ、前記パワー半導体、及び前記コントローラを保護す
るための側面ケースと、前記側面ケースの前記ヒートシ
ンク側とは対称位置に取り付けられ、前記コントロー
ラ、及び前記パワー半導体素子を密閉する上面ケース
と、前記ヒートシンクと前記側面ケースの間、及び前記
側面ケースと前記上面ケースとの間に密閉用ガスケット
と良熱伝導体とを有し、前記密閉用ガスケットと前記良
熱伝導体は互いの機能を害さないよう取り付け面に対し
て、水平に隣合わせで配置しているので、ヒートシンク
と側面ケースと上面ケース間の熱伝導が良く、ヒートシ
ンクを流れる冷却水が側面ケースと上面ケースの熱を吸
収しやすくするため、ケース全体が冷却水に近い温度に
保たれる。つまり、冷却水が低温に保たれれば、外気温
に左右されず低温に保たれることになる。また、良熱伝
導体と並列にガスケットを有しているので、水密性も同
時に確保できる。
め、請求項１に記載の電気車用電動機制御装置は、電動
機を制御するためのパワー半導体と、前記パワー半導体
素子を制御するコントローラと、前記パワー半導体を冷
却するヒートシンクと、前記ヒートシンクに取り付けら
れ、前記パワー半導体、及び前記コントローラを保護す
るための側面ケースと、前記側面ケースの前記ヒートシ
ンク側とは対称位置に取り付けられ、前記コントロー
ラ、及び前記パワー半導体素子を密閉する上面ケース
と、前記ヒートシンクと前記側面ケースの間、及び前記
側面ケースと前記上面ケースとの間に密閉用ガスケット
と良熱伝導体とを有し、前記密閉用ガスケットと前記良
熱伝導体は互いの機能を害さないよう取り付け面に対し
て、水平に隣合わせで配置しているので、ヒートシンク
と側面ケースと上面ケース間の熱伝導が良く、ヒートシ
ンクを流れる冷却水が側面ケースと上面ケースの熱を吸
収しやすくするため、ケース全体が冷却水に近い温度に
保たれる。つまり、冷却水が低温に保たれれば、外気温
に左右されず低温に保たれることになる。また、良熱伝
導体と並列にガスケットを有しているので、水密性も同
時に確保できる。
【０００９】さらに、請求項２に記載の電気車用電動機
制御装置では、電動機を制御するためのパワー半導体
と、前記パワー半導体素子を制御するコントローラと、
前記パワー半導体を冷却するとともに、前記コントロー
ラと前記パワー半導体の側面を覆い保護するヒートシン
クと、前記ヒートシンクに取り付けられ、前記コントロ
ーラ、及び前記パワー半導体素子を密閉する上面ケース
と、前記ヒートシンクと前記上面ケースとの間に密閉用
ガスケットと良熱伝導体とを有し、前記密閉用ガスケッ
トと前記良熱伝導体は互いの機能を害さないよう取り付
け面に対して、水平に隣合わせで配置されているため、
請求項１に比べ側面ケースの分、より冷却性能を上げる
ことができる。
制御装置では、電動機を制御するためのパワー半導体
と、前記パワー半導体素子を制御するコントローラと、
前記パワー半導体を冷却するとともに、前記コントロー
ラと前記パワー半導体の側面を覆い保護するヒートシン
クと、前記ヒートシンクに取り付けられ、前記コントロ
ーラ、及び前記パワー半導体素子を密閉する上面ケース
と、前記ヒートシンクと前記上面ケースとの間に密閉用
ガスケットと良熱伝導体とを有し、前記密閉用ガスケッ
トと前記良熱伝導体は互いの機能を害さないよう取り付
け面に対して、水平に隣合わせで配置されているため、
請求項１に比べ側面ケースの分、より冷却性能を上げる
ことができる。
【００１０】さらに、請求項３に記載の電気車用電動機
制御装置は、電動機を制御するためのパワー半導体と、
前記パワー半導体素子を制御するコントローラと、前記
パワー半導体を冷却するヒートシンクと、前記ヒートシ
ンクに取り付けられ、前記パワー半導体、及び前記コン
トローラを保護するための側面ケースと、前記側面ケー
スの前記ヒートシンク側とは対称位置に取り付けられ、
前記コントローラ、及び前記パワー半導体素子を密閉す
る上面ケースと、前記上面ケースか前記側面ケースのい
ずれかに取り付けられた熱電素子と、前記熱電素子の放
熱面に取り付けられたファンと、前記ヒートシンクと前
記側面ケースの間、及び前記側面ケースと前記上面ケー
スとの間に密閉用ガスケットと良熱伝導体とを有し、前
記密閉用ガスケットと前記良熱伝導体は互いの機能を害
さないよう取り付け面に対して、水平に隣合わせで配置
されているため、熱電素子により能動的にケース温度を
制御することが可能であり、よって冷却水温度以下にケ
ース温度を保つことも可能である。
制御装置は、電動機を制御するためのパワー半導体と、
前記パワー半導体素子を制御するコントローラと、前記
パワー半導体を冷却するヒートシンクと、前記ヒートシ
ンクに取り付けられ、前記パワー半導体、及び前記コン
トローラを保護するための側面ケースと、前記側面ケー
スの前記ヒートシンク側とは対称位置に取り付けられ、
前記コントローラ、及び前記パワー半導体素子を密閉す
る上面ケースと、前記上面ケースか前記側面ケースのい
ずれかに取り付けられた熱電素子と、前記熱電素子の放
熱面に取り付けられたファンと、前記ヒートシンクと前
記側面ケースの間、及び前記側面ケースと前記上面ケー
スとの間に密閉用ガスケットと良熱伝導体とを有し、前
記密閉用ガスケットと前記良熱伝導体は互いの機能を害
さないよう取り付け面に対して、水平に隣合わせで配置
されているため、熱電素子により能動的にケース温度を
制御することが可能であり、よって冷却水温度以下にケ
ース温度を保つことも可能である。
【００１１】さらに、本発明の実施例に係わる電気車用
電動機制御装置は、上面ケースにフィンを有しているた
めコントローラから放熱される熱を吸収しやすくなって
いる。
電動機制御装置は、上面ケースにフィンを有しているた
めコントローラから放熱される熱を吸収しやすくなって
いる。
【００１２】さらに、本発明の別の実施例に係わる電気
車用電動機制御装置は、前記上面ケース，側面ケースは
外部に断熱材を備えているので、外気温の影響を受けに
くい構造となっている。
車用電動機制御装置は、前記上面ケース，側面ケースは
外部に断熱材を備えているので、外気温の影響を受けに
くい構造となっている。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明に関する第１の実施例につ
いて説明する。図１は実施例１の構成について説明する
図である。図１において、１０は電動機に供給する電力
を制御するパワー半導体であり、本実施例ではインテリ
ジェントパワーモジュールを使用している。また、パワ
ー半導体１０は図示しないコンデンサ、前記コンデンサ
とパワー半導体１０とをつなぐ図示しないブスバととも
に高電圧のかかる主回路を構成している。パワー半導体
１０は電動機に供給する電力に応じて、損失を発生する
ので、その熱を外部へ逃がすため水冷式のヒートシンク
１により冷却される。
いて説明する。図１は実施例１の構成について説明する
図である。図１において、１０は電動機に供給する電力
を制御するパワー半導体であり、本実施例ではインテリ
ジェントパワーモジュールを使用している。また、パワ
ー半導体１０は図示しないコンデンサ、前記コンデンサ
とパワー半導体１０とをつなぐ図示しないブスバととも
に高電圧のかかる主回路を構成している。パワー半導体
１０は電動機に供給する電力に応じて、損失を発生する
ので、その熱を外部へ逃がすため水冷式のヒートシンク
１により冷却される。
【００１４】１１はパワー半導体１０内の多数の制御回
路に、絶縁され、かつ独立した電圧源を供給するために
使用される電源用ＩＣであり、その電圧源回路自体は図
示しない他の電子部品とともに構成されている。電源用
ＩＣ１１は、パワー半導体１０に供給する電力に応じて
損失を発生し発熱するため、１１の電源ＩＣ１には放熱
フィン１２が取り付けられ制御装置内部に熱を放出して
いる。
路に、絶縁され、かつ独立した電圧源を供給するために
使用される電源用ＩＣであり、その電圧源回路自体は図
示しない他の電子部品とともに構成されている。電源用
ＩＣ１１は、パワー半導体１０に供給する電力に応じて
損失を発生し発熱するため、１１の電源ＩＣ１には放熱
フィン１２が取り付けられ制御装置内部に熱を放出して
いる。
【００１５】電動機の制御は、パワー半導体１０のスイ
ッチング制御により達成されるが、このＯＮ，ＯＦＦの
制御信号はコントローラから送られてくる。本実施例の
場合、コントローラはコントローラ基板２４上に取り付
けられた、マイコン２０，マイコンを冷却するファン２
２，マイコン２０及び図示しないその他電子部品，前記
電子部品に供給する電圧を制御する電源用ＩＣ２１，電
源用ＩＣ２１から出る熱を放熱する放熱フィン２３によ
り構成されている。このコントローラは、図示しない上
位のコントローラから電動機のトルク指令、もしくは回
転指令を受け、その指令に応じてパワー半導体１０をス
イッチング制御し、電動機のトルク、もしくは回転数を
コントロールしている。
ッチング制御により達成されるが、このＯＮ，ＯＦＦの
制御信号はコントローラから送られてくる。本実施例の
場合、コントローラはコントローラ基板２４上に取り付
けられた、マイコン２０，マイコンを冷却するファン２
２，マイコン２０及び図示しないその他電子部品，前記
電子部品に供給する電圧を制御する電源用ＩＣ２１，電
源用ＩＣ２１から出る熱を放熱する放熱フィン２３によ
り構成されている。このコントローラは、図示しない上
位のコントローラから電動機のトルク指令、もしくは回
転指令を受け、その指令に応じてパワー半導体１０をス
イッチング制御し、電動機のトルク、もしくは回転数を
コントロールしている。
【００１６】以上説明した、パワー半導体１０を含む主
回路、マイコン２０を含むコントローラは、電気車に搭
載されることから、外部からの水の浸入を防ぐ必要があ
るため、側面ケース２，上面ケース３によって外部から
保護密閉されている。通常、このようにケースによって
密閉する場合、ケース間、ケースとヒートシンク間に密
閉用ガスケットを使用し、密閉性をより強固なものとし
ているが、本実施例ではさらに、ガスケット４の隣に良
熱伝導体５を用意し、水分の浸入を防ぐとともにケース
とヒートシンク間の熱伝導率を上げる構造をとってい
る。
回路、マイコン２０を含むコントローラは、電気車に搭
載されることから、外部からの水の浸入を防ぐ必要があ
るため、側面ケース２，上面ケース３によって外部から
保護密閉されている。通常、このようにケースによって
密閉する場合、ケース間、ケースとヒートシンク間に密
閉用ガスケットを使用し、密閉性をより強固なものとし
ているが、本実施例ではさらに、ガスケット４の隣に良
熱伝導体５を用意し、水分の浸入を防ぐとともにケース
とヒートシンク間の熱伝導率を上げる構造をとってい
る。
【００１７】近年、より複雑な制御を行うため、高速の
マイコンが要求され、それに伴うマイコンクロック周波
数の増加によって必然的に増加する発熱量により、弱電
回路であるコントローラ上の半導体の総発熱量が従来よ
りも増加し、制御装置内の雰囲気温度を相対的に上昇さ
せる結果となっている。また、一般に電気車用電動機制
御装置は、電動機から最短路の位置に配置されるため、
環境の厳しい、ボンネット内に納める必要があり、特に
熱原動機と電動機を有するハイブリッド車では、熱原動
機からの放熱が多く、ボンネット内の雰囲気温度はより
過酷なものとなるため、制御装置の内部回路の放熱とい
う問題が無視できなくなってきた。
マイコンが要求され、それに伴うマイコンクロック周波
数の増加によって必然的に増加する発熱量により、弱電
回路であるコントローラ上の半導体の総発熱量が従来よ
りも増加し、制御装置内の雰囲気温度を相対的に上昇さ
せる結果となっている。また、一般に電気車用電動機制
御装置は、電動機から最短路の位置に配置されるため、
環境の厳しい、ボンネット内に納める必要があり、特に
熱原動機と電動機を有するハイブリッド車では、熱原動
機からの放熱が多く、ボンネット内の雰囲気温度はより
過酷なものとなるため、制御装置の内部回路の放熱とい
う問題が無視できなくなってきた。
【００１８】従来のようにガスケット４のみにより密閉
されたケースでは、より少ない締め付けで、密閉性を向
上させるため金属板を弾性材料で挟み込む構造のガスケ
ットを採用しているため、ヒートシンクとケース間の熱
伝導が悪く、ヒートシンクとケースとは熱的に独立した
ものとなる。よって、制御装置内部では発熱する電子部
品が多数あるため、長時間たつと、制御装置内部の温度
は外部周温より高くなり、熱原動機，電動機を有するハ
イブリッド車のように、電動機制御装置の外部周温が内
部電子部品の動作保証範囲を超えることがある場合に
は、電子部品の動作保証温度を超えるという問題があっ
た。熱伝導をよくするため、金属ガスケットを採用する
方法もあるが、電気車用制御装置に採用されるヒートシ
ンクは、熱伝導率をあげるため、また、軽量化のため
に、他の金属と比較して硬度の低いアルミニウムを使用
することが多いことから、金属ガスケットを採用するの
に必要な締め付けトルクを確保することができず採用す
ることができない。
されたケースでは、より少ない締め付けで、密閉性を向
上させるため金属板を弾性材料で挟み込む構造のガスケ
ットを採用しているため、ヒートシンクとケース間の熱
伝導が悪く、ヒートシンクとケースとは熱的に独立した
ものとなる。よって、制御装置内部では発熱する電子部
品が多数あるため、長時間たつと、制御装置内部の温度
は外部周温より高くなり、熱原動機，電動機を有するハ
イブリッド車のように、電動機制御装置の外部周温が内
部電子部品の動作保証範囲を超えることがある場合に
は、電子部品の動作保証温度を超えるという問題があっ
た。熱伝導をよくするため、金属ガスケットを採用する
方法もあるが、電気車用制御装置に採用されるヒートシ
ンクは、熱伝導率をあげるため、また、軽量化のため
に、他の金属と比較して硬度の低いアルミニウムを使用
することが多いことから、金属ガスケットを採用するの
に必要な締め付けトルクを確保することができず採用す
ることができない。
【００１９】本発明の実施例１の電気車用電動機制御装
置では、ヒートシンク１と側面ケース２間，側面ケース
２と上面ケース３間の熱伝導がよく、内部主回路、及び
コントローラを覆うケース全体がほぼ水温に近い温度に
保たれるため、外部周温の上昇に依存せず、制御装置内
部の温度はほぼ一定に保たれる。通常、ヒートシンク１
を流れる冷却水は、電子部品の動作保証温度よりも、か
なり低い温度に保たれるため、上記問題が解決できる。
また、車が炎天下に放置され、冷却系が機能していない
状態でも、ケースの熱容量に冷却水の熱容量が加算され
るため、ケース内部の温度上昇もより遅いものとなる。
置では、ヒートシンク１と側面ケース２間，側面ケース
２と上面ケース３間の熱伝導がよく、内部主回路、及び
コントローラを覆うケース全体がほぼ水温に近い温度に
保たれるため、外部周温の上昇に依存せず、制御装置内
部の温度はほぼ一定に保たれる。通常、ヒートシンク１
を流れる冷却水は、電子部品の動作保証温度よりも、か
なり低い温度に保たれるため、上記問題が解決できる。
また、車が炎天下に放置され、冷却系が機能していない
状態でも、ケースの熱容量に冷却水の熱容量が加算され
るため、ケース内部の温度上昇もより遅いものとなる。
【００２０】次に、以上説明した構造の違いによる放熱
の流れについて、図２，図３を用いて説明する。図２は
本発明の実施例１についての放熱の流れを説明する図で
あり、図３は従来のガスケット４のみを用いた制御装置
の放熱の流れを示す図である。実施例１では、パワー半
導体１０から発せられる熱はヒートシンク１を通して冷
却水に吸収される。また、制御装置内部の電子部品から
発せられる、熱はケース内部を対流により上昇し、マイ
コンの冷却を兼ねる電動ファン２２により、上面ケース
３のフィンに当てられ上面ケース３に伝達される。
の流れについて、図２，図３を用いて説明する。図２は
本発明の実施例１についての放熱の流れを説明する図で
あり、図３は従来のガスケット４のみを用いた制御装置
の放熱の流れを示す図である。実施例１では、パワー半
導体１０から発せられる熱はヒートシンク１を通して冷
却水に吸収される。また、制御装置内部の電子部品から
発せられる、熱はケース内部を対流により上昇し、マイ
コンの冷却を兼ねる電動ファン２２により、上面ケース
３のフィンに当てられ上面ケース３に伝達される。
【００２１】上面ケース３に伝達された熱は、良熱伝導
体５を通り側面ケース２からヒートシンク１へと伝わり
冷却水４０に吸収される。上面ケース３，側面ケース
２，ヒートシンク１の材料であるアルミニウムの熱抵
抗、及び冷却水４０とヒートシンク１間の熱抵抗に比較
して外部空気とケースとの熱抵抗は、大きいため、内部
の熱のほとんどが冷却水４０へと流れることになる。こ
のことにより、ケースの温度がほぼ冷却水の温度に保た
れるわけである。
体５を通り側面ケース２からヒートシンク１へと伝わり
冷却水４０に吸収される。上面ケース３，側面ケース
２，ヒートシンク１の材料であるアルミニウムの熱抵
抗、及び冷却水４０とヒートシンク１間の熱抵抗に比較
して外部空気とケースとの熱抵抗は、大きいため、内部
の熱のほとんどが冷却水４０へと流れることになる。こ
のことにより、ケースの温度がほぼ冷却水の温度に保た
れるわけである。
【００２２】これに対して、密閉にガスケット４のみを
用いた方式では、制御装置内部の電子部品から発せられ
る、熱はケース内部を対流により上昇し、マイコン２０
の冷却を兼ねる電動ファン２２により、上面ケース３の
フィンに当てられ上面ケース３に伝達され、その後の放
熱経路は上面ケース３から外気への道しかもたない。よ
って、熱回路的に外気温と直結することになり、外気温
の影響を受けやすい構造であることがわかる。
用いた方式では、制御装置内部の電子部品から発せられ
る、熱はケース内部を対流により上昇し、マイコン２０
の冷却を兼ねる電動ファン２２により、上面ケース３の
フィンに当てられ上面ケース３に伝達され、その後の放
熱経路は上面ケース３から外気への道しかもたない。よ
って、熱回路的に外気温と直結することになり、外気温
の影響を受けやすい構造であることがわかる。
【００２３】次に、本発明に関する第２の実施例につい
て図４を用いて説明する。実施例２は実施例１の改良版
であり、ケース全体をより冷却水温に近いものとするた
め、ヒートシンク１に側面ケースの役割をもたせ、側面
までヒートシンクを延長し、ヒートシンクの側面にも冷
却水を流すことで、実施例１に示したケース全体を冷却
水温に保つ効果を得やすくしたものである。
て図４を用いて説明する。実施例２は実施例１の改良版
であり、ケース全体をより冷却水温に近いものとするた
め、ヒートシンク１に側面ケースの役割をもたせ、側面
までヒートシンクを延長し、ヒートシンクの側面にも冷
却水を流すことで、実施例１に示したケース全体を冷却
水温に保つ効果を得やすくしたものである。
【００２４】次に、本発明に関する第３の実施例につい
て図５を用いて説明する。実施例３も実施例１の改良版
である。ケース上面に熱電素子であるペルチェ素子３１
を搭載し、ケースに伝えられる熱を吸熱し、制御装置外
部にファン３２を用いて放熱する構造となっている。ペ
ルチェ素子３１、及び前記ペルチェ素子に取り付けられ
た放熱用のファン３２の制御は、制御装置内部のコント
ローラが行い、コントローラ基板上に取り付けられた図
示しない温度センサの値をフィードバックすることによ
ってペルチェ素子３１とファン３２のＯＮ，ＯＦＦを制
御している。
て図５を用いて説明する。実施例３も実施例１の改良版
である。ケース上面に熱電素子であるペルチェ素子３１
を搭載し、ケースに伝えられる熱を吸熱し、制御装置外
部にファン３２を用いて放熱する構造となっている。ペ
ルチェ素子３１、及び前記ペルチェ素子に取り付けられ
た放熱用のファン３２の制御は、制御装置内部のコント
ローラが行い、コントローラ基板上に取り付けられた図
示しない温度センサの値をフィードバックすることによ
ってペルチェ素子３１とファン３２のＯＮ，ＯＦＦを制
御している。
【００２５】このＯＮ，ＯＦＦの制御はコントローラ上
のマイコン２０が図示しないトランジスタを制御するこ
とで達成しているが、本実施例では、さらにコントロー
ラ上の２つのマイコン指令の論理和をとりトランジスタ
を制御していることから、片方のマイコンに異常が発生
しても、もう片方のマイコンで制御できるため、冷却面
の安全性が向上している。また、ペルチェ素子３１及び
ファン３２が故障し、内部温度が許容範囲を超えた場
合、上位のコントローラに、温度異常があることを知ら
せることも行っている。
のマイコン２０が図示しないトランジスタを制御するこ
とで達成しているが、本実施例では、さらにコントロー
ラ上の２つのマイコン指令の論理和をとりトランジスタ
を制御していることから、片方のマイコンに異常が発生
しても、もう片方のマイコンで制御できるため、冷却面
の安全性が向上している。また、ペルチェ素子３１及び
ファン３２が故障し、内部温度が許容範囲を超えた場
合、上位のコントローラに、温度異常があることを知ら
せることも行っている。
【００２６】以上の制御構成により、外部周温が上昇し
ても制御装置内部の温度を上昇させることなく電動機を
制御することができる。
ても制御装置内部の温度を上昇させることなく電動機を
制御することができる。
【００２７】さらに、図示しないが、本発明に関する別
の実施例ではケースの周囲を図示しない断熱材で覆い、
外部の熱の影響を受けにくい構造を採用している。
の実施例ではケースの周囲を図示しない断熱材で覆い、
外部の熱の影響を受けにくい構造を採用している。
【００２８】
【発明の効果】以上実施例において説明したように、請
求項１に記載の電気車用電動機制御装置は、ヒートシン
クと側面ケースの間、及び側面ケースと上面ケースとの
間に密閉用ガスケットと良熱伝導体とを有し、前記密閉
用ガスケットと前記良熱伝導体は互いの機能を害さない
よう、取り付け面に対して、水平に隣合わせで配置され
ているため、ヒートシンク，側面ケース，上面ケース間
の熱伝導がよく、制御装置のケース全体がほぼ冷却水温
に保たれるため、内部の電子回路が外部周温の影響を受
け難くすることができる。
求項１に記載の電気車用電動機制御装置は、ヒートシン
クと側面ケースの間、及び側面ケースと上面ケースとの
間に密閉用ガスケットと良熱伝導体とを有し、前記密閉
用ガスケットと前記良熱伝導体は互いの機能を害さない
よう、取り付け面に対して、水平に隣合わせで配置され
ているため、ヒートシンク，側面ケース，上面ケース間
の熱伝導がよく、制御装置のケース全体がほぼ冷却水温
に保たれるため、内部の電子回路が外部周温の影響を受
け難くすることができる。
【００２９】請求項２に記載の電気車用電動機制御装置
は、請求項１の側面ケースとヒートシンクが１体構造化
されているため、より冷却水効果を得ることができる。
は、請求項１の側面ケースとヒートシンクが１体構造化
されているため、より冷却水効果を得ることができる。
【００３０】また、請求項３に記載の電気車用電動機制
御装置は、上面ケース、もしくは側面ケースに熱電素子
を搭載し、ケースの温度を一定に保つように制御してい
るため、さらに、ケースの吸熱効果を得ることができ
る。
御装置は、上面ケース、もしくは側面ケースに熱電素子
を搭載し、ケースの温度を一定に保つように制御してい
るため、さらに、ケースの吸熱効果を得ることができ
る。
【００３１】請求項４に記載の実施例に関する電気車用
電動機制御装置は、上面ケース，側面ケースの内側にフ
ィンを設けることにより、電子部品から発生する熱を効
率よくケースに吸収し、冷却水に放熱することができ
る。
電動機制御装置は、上面ケース，側面ケースの内側にフ
ィンを設けることにより、電子部品から発生する熱を効
率よくケースに吸収し、冷却水に放熱することができ
る。
【００３２】また、請求項５に記載の別の実施例に関す
る電気車用電動機制御装置によれば、ケース外面を断熱
材で覆うことにより、外気温の影響をさらに抑えること
ができる。
る電気車用電動機制御装置によれば、ケース外面を断熱
材で覆うことにより、外気温の影響をさらに抑えること
ができる。
【図１】第１の実施例である電気車用電動機制御装置の
断面図である。
断面図である。
【図２】本発明の実施例１の放熱の流れを示す図であ
る。
る。
【図３】従来の放熱の流れを示す図である。
【図４】本発明の実施例２である電気車用電動機制御装
置の断面図である。
置の断面図である。
【図５】本発明の実施例３である電気車用電動機制御装
置の断面図である。
置の断面図である。
１…ヒートシンク、２…側面ケース、３…上面ケース、
４…ガスケット、５…良熱伝導体、６…ネジ、７…ガス
ケットＢ、８…ヒートシンク２、１０…パワー半導体、
１１…電源用ＩＣ１、１２，２３…放熱フィン、１３…
基板１、２０…マイコン、２１…電源用ＩＣ、２２…電
動ファン、２４…基板２、３０…熱電素子、３１…ペル
チェ素子、４０…冷却水。
４…ガスケット、５…良熱伝導体、６…ネジ、７…ガス
ケットＢ、８…ヒートシンク２、１０…パワー半導体、
１１…電源用ＩＣ１、１２，２３…放熱フィン、１３…
基板１、２０…マイコン、２１…電源用ＩＣ、２２…電
動ファン、２４…基板２、３０…熱電素子、３１…ペル
チェ素子、４０…冷却水。
Claims (5)
- 【請求項１】電動機を制御するためのパワー半導体と、
前記パワー半導体素子を制御するコントローラと、前記
パワー半導体を冷却するヒートシンクと、前記ヒートシ
ンクに取り付けられ、前記パワー半導体、及び前記コン
トローラを保護するための側面ケースと、前記側面ケー
スの前記ヒートシンク側とは対称位置に取り付けられ、
前記コントローラ、及び前記パワー半導体素子を密閉す
る上面ケースと、前記ヒートシンクと前記側面ケースの
間、及び前記側面ケースと前記上面ケースとの間に密閉
用ガスケットと良熱伝導体とを有し、前記密閉用ガスケ
ットと前記良熱伝導体は互いの機能を害さないよう取り
付け面に対して、水平に隣合わせで配置されたことを特
徴とする電気車用電動機制御装置。 - 【請求項２】電動機を制御するためのパワー半導体と、
前記パワー半導体素子を制御するコントローラと、前記
パワー半導体を冷却するとともに、前記コントローラと
前記パワー半導体の側面を覆い保護するヒートシンク
と、前記ヒートシンクに取り付けられ、前記コントロー
ラ、及び前記パワー半導体素子を密閉する上面ケース
と、前記ヒートシンクと前記上面ケースとの間に密閉用
ガスケットと良熱伝導体とを有し、前記密閉用ガスケッ
トと前記良熱伝導体は互いの機能を害さないよう取り付
け面に対して、水平に隣合わせで配置されたことを特徴
とする電気車用電動機制御装置。 - 【請求項３】電動機を制御するためのパワー半導体と、
前記パワー半導体素子を制御するコントローラと、前記
パワー半導体を冷却するヒートシンクと、前記ヒートシ
ンクに取り付けられ、前記パワー半導体、及び前記コン
トローラを保護するための側面ケースと、前記側面ケー
スの前記ヒートシンク側とは対称位置に取り付けられ、
前記コントローラ、及び前記パワー半導体素子を密閉す
る上面ケースと、前記上面ケースか前記側面ケースのい
ずれかに取り付けられた熱電素子と、前記熱電素子の放
熱面に取り付けられたファンと、前記ヒートシンクと前
記側面ケースの間、及び前記側面ケースと前記上面ケー
スとの間に密閉用ガスケットと良熱伝導体とを有し、前
記密閉用ガスケットと前記良熱伝導体は互いの機能を害
さないよう取り付け面に対して、水平に隣合わせで配置
されたことを特徴とする電気車用電動機制御装置。 - 【請求項４】前記上面ケース、及び側面ケースは内側に
フィンを持つことを特徴とする請求項１ないし３に記載
の電気車用電動機制御装置。 - 【請求項５】前記上面ケース，側面ケースは外部に断熱
材を有することを特徴とする請求項１ないし３に記載の
電気車用電動機制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9302504A JPH11146507A (ja) | 1997-11-05 | 1997-11-05 | 電気車用電動機制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9302504A JPH11146507A (ja) | 1997-11-05 | 1997-11-05 | 電気車用電動機制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11146507A true JPH11146507A (ja) | 1999-05-28 |
Family
ID=17909767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9302504A Pending JPH11146507A (ja) | 1997-11-05 | 1997-11-05 | 電気車用電動機制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11146507A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6542365B2 (en) | 2000-04-19 | 2003-04-01 | Denso Corporation | Coolant cooled type semiconductor device |
| CN103047633A (zh) * | 2011-10-11 | 2013-04-17 | 台达电子工业股份有限公司 | 防水装置 |
| WO2022208707A1 (ja) * | 2021-03-31 | 2022-10-06 | 三菱電機株式会社 | 車載充電装置 |
-
1997
- 1997-11-05 JP JP9302504A patent/JPH11146507A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6542365B2 (en) | 2000-04-19 | 2003-04-01 | Denso Corporation | Coolant cooled type semiconductor device |
| US6845012B2 (en) | 2000-04-19 | 2005-01-18 | Denso Corporation | Coolant cooled type semiconductor device |
| US7027302B2 (en) | 2000-04-19 | 2006-04-11 | Denso Corporation | Coolant cooled type semiconductor device |
| US7106592B2 (en) | 2000-04-19 | 2006-09-12 | Denso Corporation | Coolant cooled type semiconductor device |
| US7248478B2 (en) | 2000-04-19 | 2007-07-24 | Denso Corporation | Coolant cooled type semiconductor device |
| US7250674B2 (en) | 2000-04-19 | 2007-07-31 | Denso Corporation | Coolant cooled type semiconductor device |
| CN103047633A (zh) * | 2011-10-11 | 2013-04-17 | 台达电子工业股份有限公司 | 防水装置 |
| WO2022208707A1 (ja) * | 2021-03-31 | 2022-10-06 | 三菱電機株式会社 | 車載充電装置 |
| JPWO2022208707A1 (ja) * | 2021-03-31 | 2022-10-06 |
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