车辆用电动发电机制造技术

本发明专利技术得到能在有限轴向尺寸或径向尺寸中确保充分的冷却风风路从而取得散热板的充分冷却性的车辆用电动发电机。本发明专利技术中，第１和第２散热板分别做成扇状，并安装Ｎ沟道型功率ＭＯＳＦＥＴ，具有功率ＭＯＳＦＥＴ的漏极电位。第１电路板配备串联连接功率ＭＯＳＦＥＴ的嵌入导体，第２电路板具有连接功率ＭＯＳＦＥＴ的源极端子并具有负电位的嵌入导体。而且，将第１散热板、第２散热板、第１电路板和第２电路板，在与后壳体的轴向一端外侧的轴正交的平面上往径向排列，并配置成以轴为中心的扇状。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及装载在车辆上对发动机进行启动、助推，而且具有发电机功能 的控制装置内置型车辆用电动发电机，尤其涉及具有功率半导体元件的控制装 置的小型化，还涉及高冷却性、抗振性、耐绝缘性这些可靠性的提高。
技术介绍
近年，以防止地球暖化为背景，要求削减二氧化碳排放量，专心开发混合 动力型车或空转停机型车。这些车辆中，将控制装置和车辆用电动发电机连接 时，控制装置与车辆用电动发电机之间的距离隔开远，则其布线变长。因而， 控制装置与车辆用电动发电机之间的布线电阻变大，使电压降变大，所以难以 得到希望的转矩特性、转速。而且，由于布线长度变大，也存在重量增大、成 本升高的问题。鉴于此情况，提出配备半导体元件的控制装置一体型车辆用电动发电机(例 如参考专利文献1)。此控制装置形成包含电位不同的3个散热板的结构。而且，为了使冷却效率得到满足，构成半导体元件与电极片的比率不小于5。 专利文献l:日本国特开2004 — 208487号公报机舱内设置车辆用电动发电机的空间非常小。因此，车辆用电动发电机中 内置的控制装置需要谋求其整个结构的小型化。另一方面，控制装置中，尤其 是半导体元件的发热量大，因此需要加大散热板的规模，以抑制半导体元件的 温度升高。因而，已有的控制装置一体型车辆用电动发电机中，使半导体元件 冷却用的散热板占控制装置的大部分体积。已有的控制装置一体型车辆用电动发电机中，将装载N沟道型半导体元件 的上臂幵关的漏极侧所对应的散热板和下臂开关的漏极侧所对应的散热板往 旋转轴的径向排列配置，还将具有负电位的电极片对旋转轴的轴向配置在这些散热板的更下方。因此，已有的控制装置一体型车辆用电动发电机中，将上下臂开关漏极侧 所对应的两个散热板和具有负电位的电极片在轴向排列成2层，因此车辆用电动发电机的轴向尺寸大。于是，有限的轴向尺寸中，使两个散热板和电极片往轴向排成2层，难以 确保足够的冷却风风路，从而难以确保装载最应冷却的半导体元件的两个散热 板的充分冷却性。而且，已有的控制装置一体型车辆用电动发电机中，将上臂开关的漏极侧 所对应的散热板和下臂开关的漏极侧所对应的散热板在与旋转轴正交的同一 平面上往径向形成2层，配置满车辆用电动发电机的径向容许空间。因此，对 旋转轴的径向，不能超过此范围扩大两个散热板的散热面积，所以有限的径向 尺寸中难以确保两个散热板的最佳散热面积。又，由转子配备的风扇的旋转产生的冷却风完成这些散热板的冷却。然而， 将两个散热板在与旋转轴正交的同一平面上配置满车辆用电动发电机的径向 容许空间，因此对贯穿两个散热板进行冷却的冷却风的轴向流动无充分的热交 换面积。还难以充分确保冷却风在两个散热板间通风用的风路的面积。对贯穿这些散热板进行冷却的冷却风的径向流动而言，也与上述轴向流动 相同，存在热交换面积和风路面积的问题；此外，还存在以下问题。即，冷却 风在与位于上游方的下臂开关漏极侧对应的散热板作热交换后，对与位于下游 方的上臂开关漏极侧对应的散热板进行冷却，所以与上臂开关漏极侧对应的散 热板不能充分冷却。本专利技术是为了解决上述课题而完成的，其第l目的为得到能在有限的轴 尺寸中确保足够的冷却风风路，从而取得散热板的充分冷却性的车辆用电动发 电机。其第2目的为得到能在有限的径向尺寸中扩大散热板径向尺寸，使散热 板确保最佳散热面积还使冷却风不相互干扰地沿第1和第2散热板往径向流 通，从而能提高两个散热板的冷却性的车辆用电动发电机。
技术实现思路
为了解决上述课题，本专利技术的车辆用电动发电机，配备具有旋转自如地 设置在壳体内的转子、配置成围绕此转子的外径侧的定子、以及固定在所述转 子的至少轴向一端面上的风扇并作为发电机和电动机起作用的马达；以及控制 供给所述马达的电流的功率半导体器件。而且，所述功率半导体器件具有安 装N沟道型半导体元件组成的第1开关元件，而且具有该第1开关元件的漏极 电位的扇状的第l散热板；安装N沟型道半导体元件组成的第2开关元件，而且具有该第2开关元件的漏极电位的扇状的第2散热板；使电串联所述第1开关元件和第2开关元件的第1电极构件，在第1绝缘树脂中嵌入成形的扇状的 第1电路板；以及使电连接所述第2开关元件的源极端子并具有负电位的第2 电极构件，在第2绝缘树脂中嵌入成形的扇状的第2电路板。还将所述第l散 热板、所述第2散热板、所述第1电路板和第2电路板，在与所述壳体的轴向 一端外侧的所述转子的轴正交的平面上往径向排列，并配置成以该轴为中心的扇状o又，本专利技术的车辆用电动发电机，配备具有旋转自如地设置在壳体内的 转子、配置成围绕此转子的外径侧的定子、以及具有固定在所述转子的至少轴 向一端面上的风扇并作为发电机和电动机起作用的马达；以及控制供给所述马 达的电流的功率半导体器件。而且，所述功率半导体器件具有在与所述壳体 的轴向一端外侧的所述转子的轴正交的平面上，以该轴为中心配置成扇状并安 装N沟道型半体元件组成的第1开关元件，而且具有该第1开关元件的漏极电 位的扇状的第1散热板；以及在所述第1散热板与所述壳体的轴向一端面之间 对所述转子的轴正交的平面上，以该轴为中心配置成扇状并安装N沟道型半体 元件组成的第2开关元件，而且具有该第2开关元件的漏极电位的扇状的第2 散热板。根据本专利技术，将第1和第2散热板以及第1和第2电路板往轴向配置成1 层，因此即使功率半导体器件的轴向尺寸小，有限的轴向尺寸中也能确保足够 的冷却风风路。还能确保第1和第2散热板的最佳散热面积(即热交换面积)。 因此，使第l和第2散热板的冷却性提高，能有效抑制第l和第2开关元件的温度升高。又，根据本专利技术，将第1和第2散热板往轴向配置成2层，所以可往径向扩大第1和第2散热板的尺寸，也能在有限的径向尺寸中确保第l和第2散热 板的最佳散热面积(即热交换面积)。而且，冷却风不相互干扰地沿第1和第2 散热板往径向流通，因此能使第1和第2开关元件产生的热有效地从第1和第 2散热板散热。还在冷却风的径向流动中，第1散热板上热交换而温度升高的 冷却风不供第2散热板冷却，使第1和第2散热板的冷却性提高。附图说明图1是示出本专利技术实施方式1的车辆用电动发电机的总体组成的纵剖视图。 图2是说明本专利技术实施方式1的车辆用电动发电机的动作用的电路图。 图3是从后方看本专利技术实施方式1的车辆用电动发电机的后方端面图。 图4是本专利技术实施方式1的车辆用电动发电机的从后方看卸下罩盖的状态 的后方端面图。图5是示出本专利技术实施方式1的车辆用电动发电机的控制装置的俯视图。 图6是图4的A-A向视剖视图。 图7是图4的B-B向视剖视图。 图8是图4的C-C向视剖视图。图9是示出本专利技术实施方式2的车辆用电动发电机的总体组成的纵剖视图。 图10是本专利技术实施方式2的车辆用电动发电机的从后方看卸下罩盖的状态 的后方端面图。图11是示出本专利技术实施方式2的车辆用电动发电机的控制装置的俯视图。 图12是图IO的D-D向视剖视图。 图13是图IO的E-E向视剖视图。图14是示出本专利技术实施方式3的车辆用电动发电机的总体组成的纵剖视图。图15是从后方看本专利技术实施方式3的车辆用电动发电机的后方端面图。 图16是本专利技术实施方式3的车辆用电动发电机的从后方看卸下罩盖的状态的后方端面图。图17是示出本专利技术实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆用电动发电机，配备：　具有旋转自如地设置在壳体内的转子、配置成围绕此转子的外径侧的定子、以及具有固定在所述转子的至少轴向一端面上的风扇并作为发电机和电动机起作用的马达；以及　控制供给所述马达的电流的功率半导体器件，其特征在于，　所述功率半导体器件具有：　安装Ｎ沟道型半导体元件组成的第１开关元件而且具有该第１开关元件的漏极电位的扇状的第１散热板；　安装Ｎ沟型道半导体元件组成的第２开关元件而且具有该第２开关元件的漏极电位的扇状的第２散热板；　使电串联连接所述第１开关元件和第２开关元件的第１电极构件，在第１绝缘树脂中嵌入成形的扇状的第１电路板；以及　使电连接所述第２开关元件的源极端子并具有负电位的第２电极构件，在第２绝缘树脂中嵌入成形的扇状的第２电路板，　将所述第１散热板、所述第２散热板、所述第１电路板和第２电路板，在与所述壳体的轴向一端外侧的所述转子的轴正交的平面上往径向排列，并配置成以该轴为中心的扇状。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2005-12-16 363196/2005;JP 2005-12-16 363180/2001、一种车辆用电动发电机，配备具有旋转自如地设置在壳体内的转子、配置成围绕此转子的外径侧的定子、以及具有固定在所述转子的至少轴向一端面上的风扇并作为发电机和电动机起作用的马达；以及控制供给所述马达的电流的功率半导体器件，其特征在于，所述功率半导体器件具有安装N沟道型半导体元件组成的第1开关元件而且具有该第1开关元件的漏极电位的扇状的第1散热板；安装N沟型道半导体元件组成的第2开关元件而且具有该第2开关元件的漏极电位的扇状的第2散热板；使电串联连接所述第1开关元件和第2开关元件的第1电极构件，在第1绝缘树脂中嵌入成形的扇状的第1电路板；以及使电连接所述第2开关元件的源极端子并具有负电位的第2电极构件，在第2绝缘树脂中嵌入成形的扇状的第2电路板，将所述第1散热板、所述第2散热板、所述第1电路板和第2电路板，在与所述壳体的轴向一端外侧的所述转子的轴正交的平面上往径向排列，并配置成以该轴为中心的扇状。2、 如权利要求1中所述的车辆用电动发电机，其特征在于， 旋转驱动所述风扇时，确保冷却风风路分别在所述第1散热板和所述第2散热板的背离壳体侧、所述第1和第2散热板的壳体侧和所述第1和第2散热 板之间。3、 如权利要求l或2中所述的车辆用电动发电机，其特征在于， 将通风孔形成轴向贯通所述第l和第2散热板。4、 如权利要求1至3中任一项所述的车辆用电动发电机，其特征在于， 所述第l散热板位于内径侧，所述第2散热板位于外径侧。5、 如权利要求4中所述的车辆用电动发电机，其特征在于， 将外部输出端子连接到第1散热板，并形成所述第1散热板的径向宽度大于所述第2散热板的径向宽度。6、 如权利要求1至5中任一项所述的车辆用电动发电机，其特征在于， 以将分别对应于3相的各相的3个圆弧状的分离散热板排成扇状的方式构成所述第2散热板，所述第2电极构件的一部分在与所述3个分离散热板的所 述第2开关元件的安装面同一面的位置而且接近该3个分离散热板地从所述第 2绝缘树脂露出，并将分别安装在所述3个分离散热板的所述第2开关元件的 源极端子连接到所述第2电极构件的该露出面。7、 如权利要求6中所述的车辆用电动发电机，其特征在于， 将所述第2电极构件连接到所述壳体。8、 如权利要求7中所述的车辆用电动发电机，其特征在于，使所述3个分离散热板在所述第2绝缘树脂中模塑成形得与所述第2电极 构件合为一体。9、 如权利要求1至8中任一项所述的车辆用电动发电机，其特征在于， 所述第1和第2绝缘树脂是...

【专利技术属性】
技术研发人员：日野泰成，浅尾淑人，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]