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JP7779809B2 - complex device - Google Patents
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JP7779809B2 - complex device - Google Patents

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JP7779809B2 JP2022101523A JP2022101523A JP7779809B2 JP 7779809 B2 JP7779809 B2 JP 7779809B2 JP 2022101523 A JP2022101523 A JP 2022101523A JP 2022101523 A JP2022101523 A JP 2022101523A JP 7779809 B2 JP7779809 B2 JP 7779809B2
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Description

本発明は、冷媒圧縮機能と熱媒体加熱機能とを有する複合装置に関する。 The present invention relates to a combined device having a refrigerant compression function and a heat medium heating function.

特許文献1には、ハイブリッド自動車や電気自動車などの車両に適用可能な車両用空気調和装置が記載されている。特許文献1に記載された車両用空気調和装置は、冷媒を圧縮する電動圧縮機と、電動圧縮機から吐出された冷媒を放熱させて車室内に供給される空気を加熱する放熱器と、放熱された冷媒を減圧膨張させる膨張弁と、減圧膨張された冷媒と外気との間で熱交換を行わせる蒸発器に相当する熱交換器を含む冷媒回路を有している。また、特許文献1に記載された車両用空気調和装置は、放熱器による車室内の暖房を補助するため、熱媒体を加熱する熱媒体加熱電気ヒータと、加熱された熱媒体で車室内に供給される空気を加熱する熱媒体-空気熱交換器と、を有している。 Patent Document 1 describes a vehicle air conditioning system that can be used in vehicles such as hybrid and electric vehicles. The vehicle air conditioning system described in Patent Document 1 has a refrigerant circuit that includes an electric compressor that compresses a refrigerant, a radiator that dissipates heat from the refrigerant discharged from the electric compressor to heat the air supplied to the vehicle cabin, an expansion valve that reduces the pressure and expands the heat-dissipated refrigerant, and a heat exchanger equivalent to an evaporator that exchanges heat between the reduced-pressure, expanded refrigerant and outside air. The vehicle air conditioning system described in Patent Document 1 also has an electric heat medium heater that heats the heat medium to assist the radiator in heating the vehicle cabin, and a heat medium-air heat exchanger that heats the air supplied to the vehicle cabin with the heated heat medium.

特開2014-213765号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-213765

特許文献1に記載された車両用空気調和装置は、放熱器による暖房能力の不足を補完することが可能である。しかし、特許文献1に記載された車両用空気調和装置では、電動圧縮機や熱媒体加熱電気ヒータなどが個別に設けられている。このため、装置全体が大型化し、設置スペースなどの面で改良の余地があった。 The vehicle air conditioning system described in Patent Document 1 is capable of compensating for the lack of heating capacity provided by the radiator. However, the vehicle air conditioning system described in Patent Document 1 has an electric compressor, a heat medium heater, and other components installed separately. This makes the entire system larger, leaving room for improvement in terms of installation space, etc.

本発明は、車両用空気調和装置等の小型化に資することができる複合装置を提供すると共に、複合装置において電力の供給等に用いられるスイッチング素子のサージ電圧による損傷を防止しつつスイッチング損失の増加を抑制することを目的とする。 The present invention aims to provide a combined device that can contribute to the miniaturization of vehicle air conditioning systems and the like, and to prevent damage caused by surge voltages to switching elements used in combined devices for power supply, etc., while suppressing increases in switching loss.

本発明の一側面によると、冷媒圧縮機能及び熱媒体加熱機能を有する複合装置が提供される。複合装置は、冷媒を圧縮する圧縮機構及び前記圧縮機構を駆動する電動モータを内部に収容すると共に、冷媒を内部に流入させる冷媒流入口及び前記圧縮機構で圧縮された冷媒を外部に流出させる冷媒流出口を有する圧縮機ハウジングと、熱媒体を加熱する電気ヒータを内部に収容すると共に、熱媒体を内部に流入させる熱媒体流入口及び前記電気ヒータで加熱された熱媒体を外部に流出させる熱媒体流出口を有するヒータハウジングと、前記電動モータを駆動するモータ駆動回路及び前記電気ヒータを制御するヒータ制御回路を含む電子回路が実装された回路基板を内部に収容する回路ハウジングとを含む。前記圧縮機ハウジング、前記ヒータハウジング及び前記回路ハウジングは、一体的に結合されている。また、前記モータ駆動回路及び前記ヒータ制御回路は、それぞれスイッチング素子を含む。そして、前記ヒータ制御回路のスイッチング素子のスイッチング周波数は、前記モータ駆動回路のスイッチング素子のスイッチング周波数よりも低く設定され、前記ヒータ制御回路のスイッチング素子のスイッチング速度は、前記モータ駆動回路のスイッチング素子のスイッチング速度よりも遅く設定され、及び、前記電子回路は、前記モータ駆動回路のスイッチング素子に接続される配線の寄生インダクタンスが前記ヒータ制御回路のスイッチング素子に接続される配線の寄生インダクタンスよりも小さくなるように形成されている。 One aspect of the present invention provides a combined device having refrigerant compression and heat medium heating functions. The combined device includes a compressor housing that houses a compression mechanism that compresses the refrigerant and an electric motor that drives the compression mechanism, and has a refrigerant inlet through which the refrigerant flows into the compressor housing and a refrigerant outlet through which the refrigerant compressed by the compression mechanism flows out to the outside; a heater housing that houses an electric heater that heats a heat medium, and has a heat medium inlet through which the heat medium flows into the compressor housing and a heat medium outlet through which the heat medium heated by the electric heater flows out to the outside; and a circuit housing that houses a circuit board mounted with electronic circuits including a motor drive circuit that drives the electric motor and a heater control circuit that controls the electric heater. The compressor housing, heater housing, and circuit housing are integrally joined. Furthermore, the motor drive circuit and heater control circuit each include a switching element. The switching frequency of the switching elements of the heater control circuit is set lower than the switching frequency of the switching elements of the motor drive circuit, the switching speed of the switching elements of the heater control circuit is set slower than the switching speed of the switching elements of the motor drive circuit, and the electronic circuit is configured so that the parasitic inductance of the wiring connected to the switching elements of the motor drive circuit is smaller than the parasitic inductance of the wiring connected to the switching elements of the heater control circuit.

本発明によれば、車両用空気調和装置等の小型化に資することができる複合装置を提供することができる。また、本発明によれば、複合装置において電力の供給等に用いられるスイッチング素子のサージ電圧による損傷を防止しつつスイッチング損失の増加を抑制することができる。 The present invention provides a combined device that can contribute to the miniaturization of vehicle air conditioning systems and the like. Furthermore, the present invention can prevent damage caused by surge voltages to switching elements used in combined devices for power supply, etc., while suppressing increases in switching loss.

実施形態に係る複合装置の正面図である。FIG. 1 is a front view of a multifunction device according to an embodiment. 実施形態に係る複合装置の右側面図である。FIG. 2 is a right side view of the multifunction peripheral according to the embodiment. 実施形態に係る複合装置の上面図である。FIG. 2 is a top view of the multifunction device according to the embodiment. 実施形態に係る複合装置の部分概略断面図であり、図2のA-A断面図に相当する図である。3 is a partial schematic cross-sectional view of the composite device according to the embodiment, which corresponds to the cross-sectional view taken along line AA in FIG. 2. FIG. 実施形態に係る複合装置のモータ駆動回路及びヒータ制御回路を含む電子回路の要部構成例を示す図である。2 is a diagram illustrating an example of the configuration of a main part of an electronic circuit including a motor drive circuit and a heater control circuit of a multifunction peripheral according to an embodiment. FIG. 実施形態に係る複合装置の部分概略断面図であり、図3のB-B断面図に相当する図である。4 is a partial schematic cross-sectional view of the composite device according to the embodiment, which corresponds to the cross-sectional view taken along line BB in FIG. 3. 実施形態に係る複合装置の制御系の概略構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a control system of the multifunction peripheral according to the embodiment. 前記電子回路が実装された回路基板の配線パターン例を示す図である。3A and 3B are diagrams showing examples of wiring patterns of a circuit board on which the electronic circuit is mounted.

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings.

図1~図4は、本発明の実施形態に係る複合装置1の概略構成を示している。図1は、実施形態に係る複合装置1の正面図であり、図2は、実施形態に係る複合装置1の右側面図であり、図3は、実施形態に係る複合装置1の上面図であり、図4は、実施形態に係る複合装置の部分概略断面図であり、図2のA-A断面図に相当する図である。 Figures 1 to 4 show the general configuration of a multifunction device 1 according to an embodiment of the present invention. Figure 1 is a front view of the multifunction device 1 according to an embodiment, Figure 2 is a right side view of the multifunction device 1 according to an embodiment, Figure 3 is a top view of the multifunction device 1 according to an embodiment, and Figure 4 is a partial schematic cross-sectional view of the multifunction device according to an embodiment, which corresponds to the A-A cross-sectional view of Figure 2.

実施形態に係る複合装置1は、冷媒を圧縮する冷媒圧縮機能と、冷媒とは別の熱媒体を加熱する熱媒体加熱機能とを有している。つまり、複合装置1は、冷媒圧縮機と熱媒体加熱装置とが一体化された構成を有する。 The combined device 1 according to this embodiment has a refrigerant compression function that compresses a refrigerant and a heat medium heating function that heats a heat medium separate from the refrigerant. In other words, the combined device 1 has a configuration in which a refrigerant compressor and a heat medium heating device are integrated.

複合装置1は、上述したような車両用空気調和装置に適用され得る。すなわち、複合装置1は、冷媒が循環する冷媒回路と、電動ポンプなどで構成されるポンプ部によって熱媒体が循環する熱媒体回路とに組み込まれて使用され得る。例えば、複合装置1の冷媒圧縮機能部は、前記冷媒回路に組み込まれ、膨張弁と、蒸発器(又はこれに相当する熱交換器)とを通過した冷媒を圧縮すると共に、圧縮された冷媒を、車室内に供給される空気を加熱する放熱器(冷媒-空気熱交換器)に供給するように構成され得る。また、複合装置1の熱媒体加熱機能部は、前記熱媒体回路に組み込まれ、車室内に供給される空気を加熱する熱媒体-空気熱交換器を通過した熱媒体を加熱すると共に、加熱された熱媒体を前記熱媒体-空気熱交換器に供給するように構成され得る。なお、冷媒及び熱媒体は、それぞれ任意に選択され得るが、例えば、冷媒としては気体冷媒が用いられ、熱媒体としては液体が用いられ得る。また、特に限定されないが、熱媒体には、通常、水(不凍液などが混入されたものを含む)が用いられる。したがって、熱媒体加熱機能(熱媒体加熱装置)は、水加熱機能(水加熱装置)とも称され得る。 The combined device 1 can be applied to the vehicle air conditioning system described above. That is, the combined device 1 can be incorporated into a refrigerant circuit through which a refrigerant circulates and a heat medium circuit through which a heat medium circulates using a pump unit such as an electric pump. For example, the refrigerant compression function unit of the combined device 1 can be incorporated into the refrigerant circuit and configured to compress the refrigerant that has passed through an expansion valve and an evaporator (or an equivalent heat exchanger) and supply the compressed refrigerant to a radiator (refrigerant-air heat exchanger) that heats the air supplied to the vehicle cabin. The heat medium heating function unit of the combined device 1 can be incorporated into the heat medium circuit and configured to heat the heat medium that has passed through a heat medium-air heat exchanger that heats the air supplied to the vehicle cabin and supply the heated heat medium to the heat medium-air heat exchanger. The refrigerant and heat medium can each be selected arbitrarily. For example, a gaseous refrigerant can be used as the refrigerant, and a liquid can be used as the heat medium. Although not particularly limited, water (including water mixed with antifreeze, etc.) is typically used as the heat medium. Therefore, the heat medium heating function (heat medium heating device) can also be referred to as a water heating function (water heating device).

図1~図4を参照すると、複合装置1は、ハウジング2を有する。複合装置1のハウジング2は、第1ハウジング2Aと、第2ハウジング2Bと、第3ハウジング2Cと、第1カバー2Dと、第2カバー2Eと、第3カバー2Fとを含み、これらが図示省略のボルトなどの締結部材によって一体的に結合(締結)されて構成されている。 Referring to Figures 1 to 4, the composite device 1 has a housing 2. The housing 2 of the composite device 1 includes a first housing 2A, a second housing 2B, a third housing 2C, a first cover 2D, a second cover 2E, and a third cover 2F, which are integrally joined (fastened) together by fastening members such as bolts (not shown).

第1ハウジング2Aは、略円筒状に形成されている。第1ハウジング2Aの内部には、冷媒を圧縮する圧縮機構3と、圧縮機構3を駆動する電動モータ4とが軸方向に直列に収容されている。特に限定されないが、圧縮機構3は、固定スクロールと可動(旋回)スクロールとを含むスクロール圧縮機構であり得る。また、電動モータ4の出力軸4aは、圧縮機構3(例えば、前記可動(旋回)スクロール)に連結されている。 The first housing 2A is formed in a generally cylindrical shape. A compression mechanism 3 that compresses the refrigerant and an electric motor 4 that drives the compression mechanism 3 are housed within the first housing 2A in series in the axial direction. Although not limited to this, the compression mechanism 3 may be a scroll compression mechanism including a fixed scroll and a movable (orbiting) scroll. The output shaft 4a of the electric motor 4 is connected to the compression mechanism 3 (e.g., the movable (orbiting) scroll).

第1ハウジング2Aの2つの開口端のうちの一方の開口端(図1、図2における下側のの開口端)、すなわち、第1ハウジング2Aの圧縮機構3側の開口端は、第1カバー2Dによって閉塞されている。なお、冷媒を圧縮する圧縮機構3及びこれを駆動する電動モータ4を収容する第1ハウジング2Aは「圧縮機ハウジング」とも称され得る。 One of the two open ends of the first housing 2A (the lower open end in Figures 1 and 2), i.e., the open end of the first housing 2A on the compression mechanism 3 side, is closed by a first cover 2D. The first housing 2A, which houses the compression mechanism 3 that compresses the refrigerant and the electric motor 4 that drives it, may also be referred to as the "compressor housing."

第2ハウジング2Bは、第1ハウジング2Aの側方に配置されている。第2ハウジング2Bは、略矩形筒状に形成されている。第2ハウジング2Bの内部には、熱媒体を加熱する電気ヒータ5が収容されている。 The second housing 2B is located to the side of the first housing 2A. The second housing 2B is formed in a generally rectangular cylindrical shape. An electric heater 5 that heats the heat medium is housed inside the second housing 2B.

第2ハウジング2Bの2つの開口端のうちの一方の開口端(図1、図2における下側のの開口端)は、第2カバー2Eによって閉塞されている。なお、熱媒体を加熱する電気ヒータ5を収容する第2ハウジング2Bは、「ヒータハウジング」とも称され得る。 One of the two open ends of the second housing 2B (the lower open end in Figures 1 and 2) is closed by a second cover 2E. The second housing 2B, which houses the electric heater 5 that heats the heat medium, may also be referred to as the "heater housing."

第3ハウジング2Cは、上面が開放された箱型に形成されている。第3ハウジング2Cの内部には、電動モータ4を駆動(制御)するモータ駆動回路20及び電気ヒータ5を制御するヒータ制御回路30が収容されている。具体的には、本実施形態においては、モータ駆動回路20及びヒータ制御回路30を含む電子回路が実装された回路基板6が第3ハウジング2Cの内部に収容されている。 The third housing 2C is box-shaped and open at the top. The third housing 2C houses a motor drive circuit 20 that drives (controls) the electric motor 4 and a heater control circuit 30 that controls the electric heater 5. Specifically, in this embodiment, the third housing 2C houses a circuit board 6 on which electronic circuits including the motor drive circuit 20 and the heater control circuit 30 are mounted.

第3ハウジング2Cの底壁7は、第1ハウジング2Aの他方の開口端(図1、図2における上側の開口端)、すなわち、第1ハウジング2Aの電動モータ4側の開口端と、第2ハウジング2Bの他方の開口端(図1、図2における上側の開口端)とを閉塞している。これにより、第1ハウジング2Aの内部と第3ハウジング2Cの内部とが仕切られ、第2ハウジング2Bの内部と第3ハウジング2Cの内部とが仕切られている。つまり、第3ハウジング2Cの底壁7は、第1ハウジング2Aの内部と第3ハウジング2Cの内部とを仕切る第1仕切部71と、第2ハウジング2Bの内部と第3ハウジング2Cの内部とを仕切る第2仕切部72を有する。 The bottom wall 7 of the third housing 2C closes the other open end of the first housing 2A (the upper open end in Figures 1 and 2), i.e., the open end of the first housing 2A facing the electric motor 4, and the other open end of the second housing 2B (the upper open end in Figures 1 and 2). This separates the interior of the first housing 2A from the interior of the third housing 2C, and separates the interior of the second housing 2B from the interior of the third housing 2C. In other words, the bottom wall 7 of the third housing 2C has a first partition 71 that separates the interior of the first housing 2A from the interior of the third housing 2C, and a second partition 72 that separates the interior of the second housing 2B from the interior of the third housing 2C.

第3ハウジング2Cの上面(開口端)は、第3カバー2Fによって閉塞されている。なお、モータ駆動回路20及びヒータ制御回路30(具体的にはこれらを含む前記電子回路が実装された回路基板6)を収容する第3ハウジング2Cは、「回路ハウジング」又は「基板ハウジング」とも称され得る。 The top surface (open end) of the third housing 2C is closed by the third cover 2F. The third housing 2C, which houses the motor drive circuit 20 and heater control circuit 30 (specifically, the circuit board 6 on which the electronic circuits including these are mounted), may also be referred to as the "circuit housing" or "board housing."

そして、複合装置1においては、主に圧縮機構3、電動モータ4及びモータ駆動回路20によって冷媒圧縮機能(電動圧縮機)が実現され、主に電気ヒータ5及びヒータ制御回路30によって熱媒体加熱機能(熱媒体加熱装置)が実現される。 In the combined device 1, the refrigerant compression function (electric compressor) is realized mainly by the compression mechanism 3, electric motor 4, and motor drive circuit 20, and the heat medium heating function (heat medium heating device) is realized mainly by the electric heater 5 and heater control circuit 30.

第1ハウジング2Aには、前記冷媒回路を循環する冷媒を内部に流入させるための冷媒流入口8が形成されている。流入させる冷媒は、例えば、膨張弁と蒸発器(またはこれに相当する熱交換器)とを通過した冷媒、すなわち、低温低圧の冷媒である。本実施形態において、冷媒流入口8は、第1ハウジング2Aの第3ハウジング2C側の部位、つまり、第1ハウジング2Aの内部と第3ハウジング2Cの内部とを仕切る第1仕切部71の近傍に設けられている。好ましくは、冷媒流入口8は、冷媒の少なくとも一部が第1仕切部71に沿って流れるように、前記冷媒回路を循環する冷媒を第1ハウジング2A内に流入させるように構成されている。 The first housing 2A is formed with a refrigerant inlet 8 for allowing the refrigerant circulating through the refrigerant circuit to flow into the interior. The refrigerant to be introduced is, for example, a refrigerant that has passed through an expansion valve and an evaporator (or an equivalent heat exchanger), i.e., a low-temperature, low-pressure refrigerant. In this embodiment, the refrigerant inlet 8 is provided in the portion of the first housing 2A facing the third housing 2C, i.e., near the first partition 71 that separates the interior of the first housing 2A from the interior of the third housing 2C. Preferably, the refrigerant inlet 8 is configured to allow the refrigerant circulating through the refrigerant circuit to flow into the first housing 2A so that at least a portion of the refrigerant flows along the first partition 71.

冷媒流入口8を介して第1ハウジング2Aの内部に流入した(低温低圧の)冷媒は、第1ハウジング2Aの内部を流れて圧縮機構3に吸入される。圧縮機構3に吸入された冷媒は、圧縮機構3によって圧縮され、高温高圧の冷媒となって圧縮機構3から吐出される。吐出された(高温高圧の)冷媒は、第1ハウジング2Aに形成された冷媒流出口9から流出し、例えば、上述の放熱器(冷媒-空気熱交換器)に供給される。 The (low-temperature, low-pressure) refrigerant that flows into the first housing 2A through the refrigerant inlet 8 flows through the first housing 2A and is drawn into the compression mechanism 3. The refrigerant drawn into the compression mechanism 3 is compressed by the compression mechanism 3 and discharged as high-temperature, high-pressure refrigerant. The discharged (high-temperature, high-pressure) refrigerant flows out through the refrigerant outlet 9 formed in the first housing 2A and is supplied, for example, to the radiator (refrigerant-air heat exchanger) mentioned above.

本実施形態において、冷媒流出口9は、第1ハウジング2Aの第1カバー2D側の部位に、すなわち、冷媒流入口8から図1、図2における上下方向に離れた位置に設けられている。このため、本実施形態において、冷媒流入口8から第1ハウジング2A内に流入した冷媒は、第1ハウジング2A内を図1、図2における上側から下側に向かって流れる。 In this embodiment, the refrigerant outlet 9 is located on the first cover 2D side of the first housing 2A, i.e., at a position spaced apart from the refrigerant inlet 8 in the vertical direction in Figures 1 and 2. Therefore, in this embodiment, the refrigerant that flows into the first housing 2A from the refrigerant inlet 8 flows from the top to the bottom within the first housing 2A in Figures 1 and 2.

なお、第1仕切部71は、冷媒流入口8を介して第1ハウジング2A内に流入する(低温低圧の)冷媒によって冷却され得る。また、電動モータ4は、第1ハウジング2Aの内部を流れる冷媒によって冷却され得る。さらに、冷媒流入口8、第1ハウジング2Aの内部及び冷媒流出口9は、前記冷媒回路の一部を構成する。 The first partition 71 can be cooled by the (low-temperature, low-pressure) refrigerant flowing into the first housing 2A through the refrigerant inlet 8. The electric motor 4 can also be cooled by the refrigerant flowing inside the first housing 2A. The refrigerant inlet 8, the interior of the first housing 2A, and the refrigerant outlet 9 constitute part of the refrigerant circuit.

第2ハウジング2Bには、前記熱媒体回路を循環する熱媒体を内部に流入させるための熱媒体流入口10が形成されている。流入させる熱媒体は、例えば、上述の熱媒体-空気熱交換器を通過した熱媒体、すなわち、低温の熱媒体である。本実施形態において、熱媒体流入口10は、第2ハウジング2Bの第3ハウジング2C側の部位、つまり、第2ハウジング2Bの内部と第3ハウジング2Cの内部とを仕切る第2仕切部72の近傍であって且つ図1における奥側(図2における右側)に設けられている。好ましくは、熱媒体流入口10は、熱媒体の少なくとも一部が第2仕切部72に沿って流れるように、前記熱媒体回路を循環する熱媒体を第2ハウジング2B内に流入させるように構成されている。 The second housing 2B is formed with a heat medium inlet 10 for allowing the heat medium circulating through the heat medium circuit to flow into the interior. The heat medium to be introduced is, for example, a heat medium that has passed through the heat medium-air heat exchanger described above, i.e., a low-temperature heat medium. In this embodiment, the heat medium inlet 10 is provided in the portion of the second housing 2B facing the third housing 2C, i.e., near the second partition 72 that separates the interior of the second housing 2B from the interior of the third housing 2C, and on the far side in FIG. 1 (right side in FIG. 2). Preferably, the heat medium inlet 10 is configured to allow the heat medium circulating through the heat medium circuit to flow into the second housing 2B so that at least a portion of the heat medium flows along the second partition 72.

熱媒体流入口10を介して第2ハウジング2Bの内部に流入した(低温の)熱媒体は、第2ハウジング2Bの内部を流れ、その際、電気ヒータ5によって加熱されて昇温する。加熱された熱媒体は、第2ハウジング2Bに形成された熱媒体流出口11から流出し、例えば、上述の熱媒体-空気熱交換器に供給される。 The (low-temperature) heat medium that flows into the second housing 2B through the heat medium inlet 10 flows inside the second housing 2B, where it is heated by the electric heater 5 and increases in temperature. The heated heat medium flows out through the heat medium outlet 11 formed in the second housing 2B and is supplied, for example, to the heat medium-air heat exchanger described above.

本実施形態において、熱媒体流出口11は、第2ハウジング2Bの内部と第3ハウジング2Cの内部とを仕切る第2仕切部72の近傍であって且つ図1における手前側(図2における左側)に設けられている。このため、本実施形態において、熱媒体流入口10から第2ハウジング2B内に流入した熱媒体は、第2ハウジング2B内を、第2仕切部72に沿って、図2、図4における右側から左側に向かって流れる。つまり、複合装置1において、熱媒体の流れ方向は、冷媒の流れ方向に略直交している。 In this embodiment, the heat medium outlet 11 is located near the second partition 72 that separates the interior of the second housing 2B from the interior of the third housing 2C, and on the near side in FIG. 1 (left side in FIG. 2). Therefore, in this embodiment, the heat medium that flows into the second housing 2B from the heat medium inlet 10 flows within the second housing 2B along the second partition 72 from right to left in FIGS. 2 and 4. In other words, in the combined device 1, the flow direction of the heat medium is approximately perpendicular to the flow direction of the refrigerant.

なお、第2仕切部72は、熱媒体流入口10を介して第2ハウジング2B内に流入する(低温の)熱媒体によって冷却され得る。また、熱媒体流入口10、第2ハウジング2Bの内部及び熱媒体流出口11は、前記熱媒体回路の一部を構成する。 The second partition 72 can be cooled by a (low-temperature) heat medium flowing into the second housing 2B through the heat medium inlet 10. The heat medium inlet 10, the interior of the second housing 2B, and the heat medium outlet 11 form part of the heat medium circuit.

ここで、図には示されていないが、モータ駆動回路20から電動モータ4への給電線及びヒータ制御回路30から電気ヒータ5への給電線は、それぞれ気密及び液密な状態で第3ハウジング2Cの底壁7を貫通して延びている。 Although not shown in the figure, the power supply line from the motor drive circuit 20 to the electric motor 4 and the power supply line from the heater control circuit 30 to the electric heater 5 each extend through the bottom wall 7 of the third housing 2C in an airtight and liquid-tight manner.

次に、電動モータ4を駆動するモータ駆動回路20及び電気ヒータ5を制御するヒータ制御回路30について説明する。図5は、モータ駆動回路20及びヒータ制御回路30を含む前記電子回路の要部構成例を示す図である。 Next, we will explain the motor drive circuit 20 that drives the electric motor 4 and the heater control circuit 30 that controls the electric heater 5. Figure 5 is a diagram showing an example of the main configuration of the electronic circuit including the motor drive circuit 20 and the heater control circuit 30.

本実施形態において、モータ駆動回路20は、車両に搭載された高電圧バッテリなどの高電圧電源HVからの直流電圧を三相交流電圧に変換して電動モータ4に供給することで電動モータ4を駆動(制御)するように構成されている。また、ヒータ制御回路30は、高電圧電源HVの電気ヒータ5への印加(高電圧電源HVと電気ヒータ5との間の通電)を制御することで電気ヒータ5の温度を制御するように構成されている。さらに、本実施形態において、前記電子回路は、高電圧電源HVからの直流電圧を平滑化する平滑コンデンサSCを含んでいる。 In this embodiment, the motor drive circuit 20 is configured to drive (control) the electric motor 4 by converting DC voltage from a high-voltage power supply HV, such as a high-voltage battery mounted on the vehicle, into three-phase AC voltage and supplying it to the electric motor 4. The heater control circuit 30 is also configured to control the temperature of the electric heater 5 by controlling the application of power from the high-voltage power supply HV to the electric heater 5 (the flow of electricity between the high-voltage power supply HV and the electric heater 5). Furthermore, in this embodiment, the electronic circuit includes a smoothing capacitor SC that smoothes the DC voltage from the high-voltage power supply HV.

図5に示されるように、前記電子回路において、平滑コンデンサSCは、高電圧電源HVの電源ライン(HV+)と接地ライン(HVGND)との間に接続されている。平滑コンデンサSCは、高電圧電源HVからモータ駆動回路20及びヒータ制御回路30に供給される直流電圧を平滑化する。 As shown in FIG. 5, in the electronic circuit, smoothing capacitor SC is connected between the power line (HV+) and ground line (HVGND) of the high-voltage power supply HV. Smoothing capacitor SC smoothes the DC voltage supplied from the high-voltage power supply HV to the motor drive circuit 20 and heater control circuit 30.

モータ駆動回路20は、第1パワーモジュール21と、第1ドライバ22とを有する。なお、平滑コンデンサSCを含んだ状態をモータ駆動回路20ということもある。 The motor drive circuit 20 includes a first power module 21 and a first driver 22. Note that the motor drive circuit 20 may also refer to the state including the smoothing capacitor SC.

第1パワーモジュール21は、6つのパワースイッチング素子(以下単に「第1スイッチング素子」という)Q1~Q6と、6つのダイオードD1~D6とを含む。特に限定されないが、第1スイッチング素子Q1~Q6は、IGBT(絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ)であり得る。第1パワーモジュール21は、第1スイッチング素子Q1~Q6がPWM制御されることにより、高電圧電源HVからの直流電圧を三相交流電圧に変換して電動モータ4に供給する。 The first power module 21 includes six power switching elements (hereinafter simply referred to as "first switching elements") Q1-Q6 and six diodes D1-D6. Although not limited to these, the first switching elements Q1-Q6 may be IGBTs (insulated gate bipolar transistors). By PWM-controlling the first switching elements Q1-Q6, the first power module 21 converts the DC voltage from the high-voltage power supply HV into three-phase AC voltage and supplies it to the electric motor 4.

具体的には、第1パワーモジュール21は、高電圧電源HVの電源ラインと接地ラインとの間に、互いに並列に設けられたU相アーム、V相アーム及びW相アームを有する。 Specifically, the first power module 21 has a U-phase arm, a V-phase arm, and a W-phase arm arranged in parallel with each other between the power line of the high-voltage power supply HV and the ground line.

U相アームには、2つの第1スイッチング素子Q1、Q2が直列に接続されており、各第1スイッチング素子Q1、Q2にはダイオードD1、D2がそれぞれ逆並列に接続されている。 The U-phase arm has two first switching elements Q1 and Q2 connected in series, and diodes D1 and D2 connected in anti-parallel to each of the first switching elements Q1 and Q2, respectively.

V相アームには、2つの第1スイッチング素子Q3、Q4が直列に接続されており、各第1スイッチング素子Q3、Q4にはダイオードD3、D4がそれぞれ逆並列に接続されている。 Two first switching elements Q3 and Q4 are connected in series in the V-phase arm, and diodes D3 and D4 are connected in anti-parallel to each of the first switching elements Q3 and Q4, respectively.

W相アームには、2つの第1スイッチング素子Q5、Q6が直列に接続されており、各第1スイッチング素子Q5、Q6にはダイオードD5、D6がそれぞれ逆並列に接続されている。 Two first switching elements Q5 and Q6 are connected in series in the W-phase arm, and diodes D5 and D6 are connected in anti-parallel to each of the first switching elements Q5 and Q6, respectively.

また、U、V、W相アームのそれぞれの中間点は、それぞれの一端においてスター結線された電動モータ4のU、V、W相コイルの他端に接続されている。つまり、U相アームの第1スイッチング素子Q1、Q2の中間点がU相コイルに接続され、V相アームの第1スイッチング素子Q3、Q4の中間点がV相コイルに接続され、及び、W相アームの第1スイッチング素子Q5、Q6の中間点がW相コイルに接続されている。 Furthermore, the midpoints of the U-, V-, and W-phase arms are connected at one end to the other end of the U-, V-, and W-phase coils of the electric motor 4, which are star-connected. In other words, the midpoints of the first switching elements Q1 and Q2 of the U-phase arm are connected to the U-phase coil, the midpoints of the first switching elements Q3 and Q4 of the V-phase arm are connected to the V-phase coil, and the midpoints of the first switching elements Q5 and Q6 of the W-phase arm are connected to the W-phase coil.

したがって、第1パワーモジュール21は、各相アームの電源ライン側の第1スイッチング素子Q1,Q3,Q5のON期間と、接地ライン側の第1スイッチング素子Q2,Q4,Q6のON期間との比率が制御される(PWM制御される)ことにより、平滑コンデンサSCによって平滑化された、高電圧電源HVからの直流電圧を三相交流電圧に変換して電動モータ4に供給することができ、これにより、電動モータ4を駆動し、及び圧縮機構3を駆動することができる。 Therefore, by controlling (PWM-controlled) the ratio between the ON periods of the first switching elements Q1, Q3, and Q5 on the power line side of each phase arm and the ON periods of the first switching elements Q2, Q4, and Q6 on the ground line side, the first power module 21 converts the DC voltage from the high-voltage power supply HV, smoothed by the smoothing capacitor SC, into a three-phase AC voltage and supplies it to the electric motor 4, thereby driving the electric motor 4 and the compression mechanism 3.

第1ドライバ22は、後述する制御ユニット15からの制御信号(PWM信号)に基づき、第1スイッチング素子Q1~Q6(のゲート)をON/OFF駆動(スイッチング)する。 The first driver 22 drives (switches) the gates of the first switching elements Q1 to Q6 on and off based on a control signal (PWM signal) from the control unit 15 (described later).

つまり、本実施形態において、モータ駆動回路20の動作(第1スイッチング素子Q1~Q6のスイッチング動作)、ひいては、電動モータ4及び圧縮機構3(すなわち、冷媒圧縮機能)の動作は、制御ユニット15によって制御されるようになっている。 In other words, in this embodiment, the operation of the motor drive circuit 20 (the switching operation of the first switching elements Q1 to Q6), and ultimately the operation of the electric motor 4 and compression mechanism 3 (i.e., the refrigerant compression function), is controlled by the control unit 15.

ヒータ制御回路30は、第2パワーモジュール31と、第2ドライバ32とを有する。 The heater control circuit 30 has a second power module 31 and a second driver 32.

第2パワーモジュール31は、高電圧電源HVの電気ヒータ5への印加を制御する2つのスイッチング素子(以下「第2スイッチング素子」という)Q7、Q8を含む。第2スイッチング素子Q7、Q8は、モータ駆動回路20の第1スイッチング素子Q1~Q6と同様、IGBTであり得る。本実施形態において、2つの第2スイッチング素子Q7、Q8のうちの一方の第2スイッチング素子Q7は、電気ヒータ5よりも高電圧電源HVの出力側(電圧側)に設けられ、他方の第2スイッチング素子Q8は、電気ヒータ5よりも高電圧電源HVの接地側に設けられている。 The second power module 31 includes two switching elements (hereinafter referred to as "second switching elements") Q7 and Q8 that control the application of power from the high-voltage power supply HV to the electric heater 5. Like the first switching elements Q1 to Q6 of the motor drive circuit 20, the second switching elements Q7 and Q8 may be IGBTs. In this embodiment, one of the two second switching elements Q7 and Q8, the second switching element Q7, is located closer to the output side (voltage side) of the high-voltage power supply HV than the electric heater 5, and the other second switching element Q8 is located closer to the ground side of the high-voltage power supply HV than the electric heater 5.

第2パワーモジュール31は、第2スイッチング素子Q7、Q8が制御(PWM制御)されることにより、高電圧電源HVと電気ヒータ5との間の通電をON/OFFし、これによって、電気ヒータ5の温度、さらには、電気ヒータ5によって加熱される熱媒体の温度を制御する。 The second power module 31 controls (PWM control) the second switching elements Q7 and Q8 to turn on and off the current between the high-voltage power supply HV and the electric heater 5, thereby controlling the temperature of the electric heater 5 and, further, the temperature of the heat medium heated by the electric heater 5.

第2ドライバ32は、モータ駆動回路20の第1ドライバ22と同様、制御ユニット15からの制御信号(PWM信号)に基づき、第2スイッチング素子Q7、Q8(のゲート)をON/OFF駆動(スイッチング)する。 Like the first driver 22 of the motor drive circuit 20, the second driver 32 drives (switches) the second switching elements Q7 and Q8 (their gates) on and off based on a control signal (PWM signal) from the control unit 15.

つまり、本実施形態において、ヒータ制御回路30(第2スイッチング素子Q7、Q8)の動作、ひいては、電気ヒータ5(熱媒体加熱機能)の動作は、制御ユニット15によって制御されるようになっている。 In other words, in this embodiment, the operation of the heater control circuit 30 (second switching elements Q7, Q8), and therefore the operation of the electric heater 5 (heat medium heating function), is controlled by the control unit 15.

ここで、図6を参照して、平滑コンデンサSC、モータ駆動回路20の第1スイッチング素子Q1~Q6及びヒータ制御回路30の第2スイッチング素子Q7、Q8の配置構造について説明する。図6は、複合装置1の部分概略断面図(図3のB-B断面図に相当する)である。 Now, with reference to Figure 6, we will explain the arrangement of the smoothing capacitor SC, the first switching elements Q1-Q6 of the motor drive circuit 20, and the second switching elements Q7 and Q8 of the heater control circuit 30. Figure 6 is a partial schematic cross-sectional view of the multifunction device 1 (corresponding to the B-B cross-sectional view in Figure 3).

上述のように、モータ駆動回路20及びヒータ制御回路30(さらには平滑コンデンサSC)を含む前記電子回路は、回路基板6に実装されて第3収容空間S3に収容されている。回路基板6は、図6に示されるように、例えば、第3収容空間S3内に設けられた複数の基板取付部12に取り付けられている。本実施形態において、複数の基板取付部12のそれぞれは、第3ハウジング2Cの底壁7から上側に(第1ハウジング2A及び第2ハウジング2Bから離れる方向に)突出するボス状に形成され、複数の基板取付部12の上面に回路基板6がねじ13によって取り付けられている。 As described above, the electronic circuitry including the motor drive circuit 20 and heater control circuit 30 (and smoothing capacitor SC) is mounted on a circuit board 6 and housed in the third housing space S3. As shown in FIG. 6, the circuit board 6 is attached to, for example, a plurality of board mounting portions 12 provided within the third housing space S3. In this embodiment, each of the plurality of board mounting portions 12 is formed in the shape of a boss that protrudes upward (away from the first housing 2A and the second housing 2B) from the bottom wall 7 of the third housing 2C, and the circuit board 6 is attached to the upper surface of the plurality of board mounting portions 12 with screws 13.

本実施形態において、平滑コンデンサSC、モータ駆動回路20の第1スイッチング素子Q1~Q6及びヒータ制御回路30の第2スイッチング素子Q7、Q8は、冷媒流入口8から第1ハウジング2Aの内部に流入した冷媒によって冷却され得る位置に配置されている。 In this embodiment, the smoothing capacitor SC, the first switching elements Q1-Q6 of the motor drive circuit 20, and the second switching elements Q7 and Q8 of the heater control circuit 30 are positioned so that they can be cooled by the refrigerant that flows into the first housing 2A from the refrigerant inlet 8.

具体的には、平滑コンデンサSC、モータ駆動回路20の第1スイッチング素子Q1~Q6及びヒータ制御回路30の第2スイッチング素子Q7、Q8は、基板取付部12に取り付けられた回路基板6の下面(第3ハウジング2Cの底壁7側の面)に実装され、第1ハウジング2Aの内部と第3ハウジング2Cの内部とを仕切る第1仕切部71に熱的に接触するように配置されている。ここで、「第1仕切部71に熱的に接触する」とは、第1仕切部71との間で熱交換可能な状態にあることをいい、第1仕切部71に直接接触していること、第1仕切部71に熱交換可能な程度に近接していること、及び、熱伝導率が高い熱交換部材などを介して第1仕切部71に間接的に接触することなどが含まれる。 Specifically, the smoothing capacitor SC, the first switching elements Q1-Q6 of the motor drive circuit 20, and the second switching elements Q7 and Q8 of the heater control circuit 30 are mounted on the underside of the circuit board 6 attached to the board mounting portion 12 (the surface facing the bottom wall 7 of the third housing 2C), and are arranged so as to be in thermal contact with the first partition 71 that separates the interior of the first housing 2A from the interior of the third housing 2C. Here, "in thermal contact with the first partition 71" means being in a state where heat exchange is possible with the first partition 71, and includes being in direct contact with the first partition 71, being close enough to the first partition 71 so that heat exchange is possible, and being in indirect contact with the first partition 71 via a heat exchange member or the like with high thermal conductivity.

図7は、実施形態に係る複合装置1の制御系の概略構成を示すブロック図である。図7に示されるように、本実施形態において、複合装置1の制御ユニット15には、上位の制御装置(例えば、上述の車両用空調装置の制御装置)から、冷媒圧縮機能の動作要求(起動要求、停止要求を含む)や熱媒体加熱機能の動作要求(起動要求、停止要求を含む)などが入力される。 Figure 7 is a block diagram showing the schematic configuration of the control system of the combined device 1 according to this embodiment. As shown in Figure 7, in this embodiment, operation requests (including start requests and stop requests) for the refrigerant compression function and operation requests (including start requests and stop requests) for the heat medium heating function are input to the control unit 15 of the combined device 1 from a higher-level control device (for example, the control device of the vehicle air conditioning system described above).

また、制御ユニット15には、第1スイッチング素子Q1~Q6の温度又はその相関値を検出する第1温度検出部51や第2スイッチング素子Q7、Q8の温度又はその相関値を検出する第2温度検出部52などの各種検出部の検出結果も入力されている。 The control unit 15 also receives the detection results of various detectors, such as the first temperature detector 51, which detects the temperature of the first switching elements Q1 to Q6 or their correlation values, and the second temperature detector 52, which detects the temperature of the second switching elements Q7 and Q8 or their correlation values.

そして、制御ユニット15は、入力された前記上位の制御装置からの動作要求及び/又は前記各種検出部の検出結果に応じた制御信号を第1ドライバ22及び/又は第2ドライバ32に供給し、これによって、第1スイッチング素子Q1~Q6の動作(すなわち、モータ駆動回路20の動作)を制御し、及び/又は、第2スイッチング素子Q7、Q8(すなわち、ヒータ制御回路30の動作)を制御するように構成されている。 The control unit 15 then supplies control signals to the first driver 22 and/or second driver 32 in response to the input operation request from the higher-level control device and/or the detection results of the various detection units, thereby controlling the operation of the first switching elements Q1 to Q6 (i.e., the operation of the motor drive circuit 20) and/or the second switching elements Q7 and Q8 (i.e., the operation of the heater control circuit 30).

ところで、前記電子回路の配線、すなわち、回路基板6上の配線パターンは、寄生インダクタンスを有している。配線の寄生インダクタンスは、配線の長さが長いほど大きくなる傾向がある。また、前記電子回路において、平滑コンデンサSCと、モータ駆動回路20の第1スイッチング素子Q1~Q6及びヒータ制御回路30の第2スイッチング素子Q7,Q8のそれぞれとの間の配線の寄生インダクタンスをLとすると、各スイッチング素子のスイッチング(ターンオフ)時に発生するサージ電圧ΔVは、ΔV=L×di/dtとなる。ここで、「di/dt」は、スイッチング素子に流れる電流の傾きであり、スイッチング素子のスイッチング(ターンオフ)速度に依存する。 The wiring of the electronic circuit, i.e., the wiring pattern on the circuit board 6, has parasitic inductance. The parasitic inductance of wiring tends to increase as the length of the wiring increases. Furthermore, if the parasitic inductance of the wiring between the smoothing capacitor SC and each of the first switching elements Q1-Q6 of the motor drive circuit 20 and the second switching elements Q7 and Q8 of the heater control circuit 30 in the electronic circuit is L, then the surge voltage ΔV generated when each switching element is switched (turned off) is ΔV = L × di/dt. Here, "di/dt" is the slope of the current flowing through the switching element and depends on the switching (turned off) speed of the switching element.

スイッチング素子を効率的に動作させるためには、スイッチング素子のスイッチング速度を速くした方がよい。但し、スイッチング速度を速くすると、「di/dt」が増加してサージ電圧ΔVも上昇する。サージ電圧ΔVがスイッチング素子の耐圧電圧を超えてしまうと、スイッチング素子の損傷を招く。そのため、同一の回路に用いられた複数のスイッチング素子のスイッチング速度は、通常、平滑コンデンサから最も離れた位置にある(配線長が最も長い)スイッチング素子に関する配線の寄生インダクタンスに制約される。すなわち、平滑コンデンサから最も離れた位置にあるスイッチング素子以外のスイッチング素子についても、平滑コンデンサから最も離れた位置にあるスイッチング素子と同じように、スイッチング速度が遅く設定される。このため、全体としてスイッチング損失が必要以上に増加してしまうことになる。 In order to operate switching elements efficiently, it is better to increase the switching speed of the switching elements. However, increasing the switching speed increases "di/dt" and the surge voltage ΔV. If the surge voltage ΔV exceeds the withstand voltage of the switching element, it may damage the switching element. For this reason, the switching speed of multiple switching elements used in the same circuit is usually limited by the parasitic inductance of the wiring associated with the switching element located farthest from the smoothing capacitor (the switching element with the longest wiring length). In other words, switching elements other than the switching element located farthest from the smoothing capacitor are also set to have slow switching speeds, just like the switching element located farthest from the smoothing capacitor. This results in overall switching losses increasing more than necessary.

つまり、全てのスイッチング素子を効率的に動作させつつ、サージ電圧による各スイッチング素子の損傷を防止することは難しいという問題がある。 In other words, it is difficult to operate all switching elements efficiently while preventing damage to each switching element due to surge voltages.

実施形態に係る複合装置1は、以下のような構成を採用し、これによって、上記問題に対処するようにしている。 The multifunction device 1 according to the embodiment employs the following configuration to address the above problem.

(1)まず、ヒータ制御回路30の第2スイッチング素子Q7、Q8の駆動周波数(スイッチング周波数)は、モータ駆動回路20の第1スイッチング素子Q1~Q6の駆動周波数(スイッチング周波数)よりも低い。 (1) First, the drive frequency (switching frequency) of the second switching elements Q7 and Q8 of the heater control circuit 30 is lower than the drive frequency (switching frequency) of the first switching elements Q1 to Q6 of the motor drive circuit 20.

モータ駆動回路20(の第1スイッチング素子Q1~Q6)は、高電圧電源HVからの直流電圧を三相交流電圧に変換するものであり、第1スイッチング素子Q1~Q6のスイッチング周波数が低くなると、出力波形に歪み等が生じるおそれがある。出力波形に歪み等が生じると、電動モータ4の安定した動作が得られない。このため、モータ駆動回路20の第1スイッチング素子Q1~Q6のスイッチング周波数は、ある程度高くせざるを得ない。例えば、第1スイッチング素子Q1~Q6のスイッチング周波数は、kHzオーダー以上の周波数である必要がある。 The motor drive circuit 20 (its first switching elements Q1 to Q6) converts the DC voltage from the high-voltage power supply HV into three-phase AC voltage. If the switching frequency of the first switching elements Q1 to Q6 becomes low, distortion may occur in the output waveform. If distortion occurs in the output waveform, stable operation of the electric motor 4 cannot be achieved. For this reason, the switching frequency of the first switching elements Q1 to Q6 of the motor drive circuit 20 must be set to a certain level. For example, the switching frequency of the first switching elements Q1 to Q6 needs to be on the order of kHz or higher.

他方、ヒータ制御回路30(の第2スイッチング素子Q7、Q8)は、高電圧電源HVと電気ヒータ5との間の通電をON/OFFするものであるので、第2スイッチング素子Q7、Q8のスイッチング周波数は、それほど高くする必要はない。例えば、第2スイッチング素子Q7、Q8のスイッチング周波数は、Hzオーダーの周波数で十分である。 On the other hand, since the heater control circuit 30 (the second switching elements Q7, Q8) turns on and off the current between the high-voltage power supply HV and the electric heater 5, the switching frequency of the second switching elements Q7, Q8 does not need to be very high. For example, a switching frequency on the order of Hz is sufficient for the second switching elements Q7, Q8.

そこで、本実施形態では、第2スイッチング素子Q7、Q8のスイッチング周波数が、第1スイッチング素子Q1~Q6のスイッチング周波数よりも低く設定されている。 Therefore, in this embodiment, the switching frequency of the second switching elements Q7 and Q8 is set lower than the switching frequency of the first switching elements Q1 to Q6.

(2)次に、ヒータ制御回路30の第2スイッチング素子Q7、Q8のスイッチング速度は、モータ駆動回路20の第1スイッチング素子Q1~Q6のスイッチング速度よりも遅い。 (2) Next, the switching speed of the second switching elements Q7 and Q8 of the heater control circuit 30 is slower than the switching speed of the first switching elements Q1 to Q6 of the motor drive circuit 20.

スイッチング素子のスイッチング速度を遅くすると、「di/dt」が小さくなる。そのため、スイッチング素子がスイッチング(ターンオフ)したときに発生するサージ電圧ΔVが低下する。したがって、スイッチング素子のスイッチング速度を遅くすることで、スイッチング(ターンオフ)時に発生するサージ電圧ΔVがスイッチング素子の耐圧電圧を超えること、つまり、サージ電圧によってスイッチング素子が損傷することが防止され得る。但し、スイッチング素子のスイッチング速度が遅くなると、スイッチング損失が増加することになる(効率が低下する)。 Slowing the switching speed of a switching element reduces "di/dt." This reduces the surge voltage ΔV that occurs when the switching element switches (turns off). Therefore, slowing the switching speed of a switching element can prevent the surge voltage ΔV that occurs when switching (turns off) from exceeding the withstand voltage of the switching element, preventing damage to the switching element due to the surge voltage. However, slowing the switching speed of a switching element increases switching losses (reducing efficiency).

ここで、上記(1)に記載されているように、本実施形態において、ヒータ制御回路30の第2スイッチング素子Q7、Q8のスイッチング周波数は、モータ駆動回路20の第1スイッチング素子Q1~Q6のスイッチング周波数よりも低く設定されている。つまり、第2スイッチング素子Q7、Q8は、第1スイッチング素子Q1~Q6と比べて、スイッチング回数が少ない。このことは、第2スイッチング素子Q7、Q8のスイッチング速度を遅くしても、第1スイッチング素子Q1~Q6のスイッチング速度を遅くした場合に比べて、スイッチング損失の増加が少なくて済むこと、すなわち、全体としてのスイッチング損失の増加が抑制され得ることを意味している。 As described in (1) above, in this embodiment, the switching frequency of the second switching elements Q7, Q8 of the heater control circuit 30 is set lower than the switching frequency of the first switching elements Q1 to Q6 of the motor drive circuit 20. In other words, the second switching elements Q7, Q8 switch less frequently than the first switching elements Q1 to Q6. This means that even if the switching speed of the second switching elements Q7, Q8 is slowed, the increase in switching loss is smaller than when the switching speed of the first switching elements Q1 to Q6 is slowed. In other words, the increase in switching loss overall can be suppressed.

そこで、本実施形態では、第2スイッチング素子Q7、Q8のスイッチング速度が、第1スイッチング素子Q1~Q6のスイッチング速度よりも遅く設定されている。特に限定されないが、本実施形態においては、第2スイッチング素子Q7、Q8のゲート抵抗(図示省略)が、モータ駆動回路20の第1スイッチング素子Q1~Q6のゲート抵抗(図示省略)より高い抵抗値を有しており、これによって、第2スイッチング素子Q7、Q8のスイッチング速度が第1スイッチング素子Q1~Q6のスイッチング速度よりも遅くなっている。 In this embodiment, therefore, the switching speed of the second switching elements Q7, Q8 is set slower than the switching speed of the first switching elements Q1 to Q6. Although not particularly limited, in this embodiment, the gate resistance (not shown) of the second switching elements Q7, Q8 has a higher resistance value than the gate resistance (not shown) of the first switching elements Q1 to Q6 of the motor drive circuit 20, which causes the switching speed of the second switching elements Q7, Q8 to be slower than the switching speed of the first switching elements Q1 to Q6.

(3)そして、前記電子回路において、モータ駆動回路20の第1スイッチング素子Q1~Q6に関する配線の寄生インダクタンスは、ヒータ制御回路30の第2スイッチング素子Q7、Q8に関する配線の寄生インダクタンスよりも小さくなっている。 (3) In the electronic circuit, the parasitic inductance of the wiring related to the first switching elements Q1 to Q6 of the motor drive circuit 20 is smaller than the parasitic inductance of the wiring related to the second switching elements Q7 and Q8 of the heater control circuit 30.

上記(2)に記載されたように、本実施形態において、第2スイッチング素子Q7、Q8のスイッチング速度は、第1スイッチング素子Q1~Q6のスイッチング速度よりも遅く設定されている。したがって、第2スイッチング素子Q7、Q8における「di/dt」は、第1スイッチング素子Q1~Q6における「di/dt」よりも小さい。このことは、サージ電圧ΔV(=L×di/dt)を考慮したとき、第2スイッチング素子Q7、Q8に関する配線の寄生インダクタンスが、第1スイッチング素子Q1~Q6に関する配線の寄生インダクタンスよりも大きくてもよいことを意味している。つまり、第2スイッチング素子Q7、Q8に関する配線の寄生インダクタンスが、第1スイッチング素子Q1~Q6に関する配線の寄生インダクタンスよりも大きくなっても、第2スイッチング素子Q7、Q8のスイッチング(ターンオフ)時に発生するサージ電圧ΔVが第2スイッチング素子Q7、Q8の耐圧電圧を超えないようにすることが可能である。 As described in (2) above, in this embodiment, the switching speed of the second switching elements Q7, Q8 is set slower than the switching speed of the first switching elements Q1 to Q6. Therefore, the "di/dt" of the second switching elements Q7, Q8 is smaller than the "di/dt" of the first switching elements Q1 to Q6. This means that, when considering the surge voltage ΔV (= L × di/dt), the parasitic inductance of the wiring associated with the second switching elements Q7, Q8 may be greater than the parasitic inductance of the wiring associated with the first switching elements Q1 to Q6. In other words, even if the parasitic inductance of the wiring associated with the second switching elements Q7, Q8 is greater than the parasitic inductance of the wiring associated with the first switching elements Q1 to Q6, it is possible to prevent the surge voltage ΔV generated when the second switching elements Q7, Q8 are switched (turned off) from exceeding the breakdown voltage of the second switching elements Q7, Q8.

そこで、本実施形態において、前記電子回路は、モータ駆動回路20の第1スイッチング素子Q1~Q6に関する配線の寄生インダクタンスが、ヒータ制御回路30の第2スイッチング素子Q7、Q8に関する配線の寄生インダンクタンスよりも小さくなるように、形成されている。 Therefore, in this embodiment, the electronic circuit is configured so that the parasitic inductance of the wiring related to the first switching elements Q1 to Q6 of the motor drive circuit 20 is smaller than the parasitic inductance of the wiring related to the second switching elements Q7 and Q8 of the heater control circuit 30.

配線の寄生インダクタンスは、配線の長さが短いほど小さくなる。そのため、本実施形態の前記電子回路において、平滑コンデンサSCは、ヒータ制御回路30の第2スイッチング素子Q7、Q8よりもモータ駆動回路20の第1スイッチング素子Q1~Q6に近い位置に配置され(図5参照)、これによって、第1スイッチング素子Q1~Q6に関する配線(具体的には平滑コンデンサSCと第1スイッチング素子Q1~Q6との間の配線)の長さが、第2スイッチング素子Q7、Q8に関する配線(具体的には平滑コンデンサSCと第2スイッチング素子Q7、Q8との間の配線)の長さよりも短くなっている。 The parasitic inductance of wiring decreases as the wiring length decreases. Therefore, in the electronic circuit of this embodiment, smoothing capacitor SC is positioned closer to the first switching elements Q1-Q6 of the motor drive circuit 20 than to the second switching elements Q7, Q8 of the heater control circuit 30 (see Figure 5). As a result, the length of the wiring related to the first switching elements Q1-Q6 (specifically, the wiring between smoothing capacitor SC and the first switching elements Q1-Q6) is shorter than the length of the wiring related to the second switching elements Q7, Q8 (specifically, the wiring between smoothing capacitor SC and the second switching elements Q7, Q8).

また、配線の寄生インダクタンスは、配線の幅が広い(配線が太い)ほど小さくなる。そのため、本実施形態の前記電子回路において、第1スイッチング素子Q1~Q6に関する配線は、第2スイッチング素子Q7、Q8に関する配線よりも幅広に(太く)形成されている。但し、本実施形態において、第2スイッチング素子Q7、Q8に関する配線は、第1スイッチング素子Q1~Q6に関する配線との共用部を含んでいる。したがって、本実施形態においては、平滑コンデンサSCと第1スイッチング素子Q1~Q6との間の配線(図5において破線で囲まれた配線)が、平滑コンデンサSCと第2スイッチング素子Q7、Q8との間の配線における前記共用部以外の部分、すなわち、第1スイッチング素子Q1~Q6と第2スイッチング素子Q7、Q8との間の配線(図5において一点鎖線で囲まれた配線)よりも幅広に(太く)形成されている。 Furthermore, the wider the wiring (thicker the wiring), the smaller the parasitic inductance of the wiring. Therefore, in the electronic circuit of this embodiment, the wiring related to the first switching elements Q1 to Q6 is made wider (thicker) than the wiring related to the second switching elements Q7 and Q8. However, in this embodiment, the wiring related to the second switching elements Q7 and Q8 includes a shared portion with the wiring related to the first switching elements Q1 to Q6. Therefore, in this embodiment, the wiring between the smoothing capacitor SC and the first switching elements Q1 to Q6 (the wiring surrounded by the dashed line in Figure 5) is made wider (thicker) than the portion of the wiring between the smoothing capacitor SC and the second switching elements Q7 and Q8 other than the shared portion, i.e., the wiring between the first switching elements Q1 to Q6 and the second switching elements Q7 and Q8 (the wiring surrounded by the dashed line in Figure 5).

具体的には、図8に示されるように、回路基板6の下面(第3ハウジング2Cの底壁7側の面)において、平滑コンデンサSCは、ヒータ制御回路30の第2スイッチング素子Q7、Q8よりもモータ駆動回路20の第1スイッチング素子Q1~Q6に近い位置に配置(実装)されている。また、回路基板6の上面(第3カバー2F側の面)において、平滑コンデンサSCと第1スイッチング素子Q1~Q6との間の配線パターンP1a、P1bの長さは、平滑コンデンサSCと第2スイッチング素子Q7、Q8との間の配線パターンP1a+P2a、P1b+P2bの長さよりも短くなっている。さらに、平滑コンデンサSCと第1スイッチング素子Q1~Q6との間の配線パターンP1a、P1bは、回路基板6上の他の配線パターン、例えば、第1スイッチング素子Q1~Q6と第2スイッチング素子Q7、Q8との間の第2配線パターンP2a、P2bや第2スイッチング素子Q7、Q8から電気ヒータ5に向かって延びる第3配線パターンP3a、P3bよりも幅広に形成されている。 8, on the underside of the circuit board 6 (the surface facing the bottom wall 7 of the third housing 2C), the smoothing capacitor SC is positioned (mounted) closer to the first switching elements Q1 to Q6 of the motor drive circuit 20 than the second switching elements Q7 and Q8 of the heater control circuit 30. Furthermore, on the upper surface of the circuit board 6 (the surface facing the third cover 2F), the lengths of the wiring patterns P1a and P1b between the smoothing capacitor SC and the first switching elements Q1 to Q6 are shorter than the lengths of the wiring patterns P1a+P2a and P1b+P2b between the smoothing capacitor SC and the second switching elements Q7 and Q8. Furthermore, the wiring patterns P1a and P1b between the smoothing capacitor SC and the first switching elements Q1 to Q6 are formed wider than other wiring patterns on the circuit board 6, such as the second wiring patterns P2a and P2b between the first switching elements Q1 to Q6 and the second switching elements Q7 and Q8, and the third wiring patterns P3a and P3b extending from the second switching elements Q7 and Q8 toward the electric heater 5.

実施形態に係る複合装置1によれば以下の効果が得られる。 The multifunction device 1 according to this embodiment provides the following advantages:

実施形態に係る複合装置1は、冷媒を圧縮する圧縮機構3及び圧縮機構3を駆動する電動モータ4を内部に収容すると共に、冷媒流入口8及び冷媒流出口9を有する第1ハウジング(圧縮機ハウジング)2Aと、熱媒体を加熱する電気ヒータ5を内部に収容すると共に、熱媒体流入口10及び熱媒体流出口11を有する第2ハウジング(ヒータハウジング)2Bと、電動モータ4を駆動するモータ駆動回路20及び電気ヒータ5を制御するヒータ制御回路30を含む電子回路が実装された回路基板6を内部に収容する第3ハウジング(回路ハウジング)2Cとを含み、これら第1ハウジング(圧縮機ハウジング)2A、第2ハウジング2B(ヒータハウジング)及び第3ハウジング(回路ハウジング)2Cが一体的に結合されている。 The combined device 1 according to this embodiment includes a first housing (compressor housing) 2A that houses a compression mechanism 3 that compresses a refrigerant and an electric motor 4 that drives the compression mechanism 3 and has a refrigerant inlet 8 and a refrigerant outlet 9; a second housing (heater housing) 2B that houses an electric heater 5 that heats a heat medium and has a heat medium inlet 10 and a heat medium outlet 11; and a third housing (circuit housing) 2C that houses a circuit board 6 on which electronic circuits are mounted, including a motor drive circuit 20 that drives the electric motor 4 and a heater control circuit 30 that controls the electric heater 5. The first housing (compressor housing) 2A, second housing 2B (heater housing), and third housing (circuit housing) 2C are integrally joined together.

このような複合装置1は、冷媒を圧縮する冷媒圧縮機(電動圧縮機)及び熱媒体を加熱する熱媒体加熱装置として機能し得るものであり、冷媒を圧縮しながら、熱媒体を加熱することができる。このため、複合装置1は、上述したような車両用空気調和装置に適用され得る。そして、複合装置1が車両用空気調和装置に適用されることにより、電動圧縮機及び熱媒体加熱装置を別個に有する従来の構成に比べて、車両用空気調和装置の小型化を図ることが可能である。 This type of combined device 1 can function as both a refrigerant compressor (electric compressor) that compresses a refrigerant and a heat medium heater that heats a heat medium, and can heat the heat medium while compressing the refrigerant. Therefore, the combined device 1 can be applied to the vehicle air conditioning system described above. Furthermore, by applying the combined device 1 to a vehicle air conditioning system, it is possible to reduce the size of the vehicle air conditioning system compared to conventional configurations that have separate electric compressors and heat medium heaters.

複合装置1において、モータ駆動回路20は、直流電圧を三相交流電圧に変換する第1スイッチング素子Q1~Q6を含み、ヒータ制御回路30は、電気ヒータ5への通電をON/OFFする第2スイッチング素子Q7、Q8を含む。また、第2スイッチング素子Q7、Q8のスイッチング周波数(駆動周波数)は、第1スイッチング素子Q1~Q6のスイッチング周波数(駆動周波数)よりも低く設定され、第2スイッチング素子Q7、Q8のスイッチング速度は、第1スイッチング素子Q1~Q6のスイッチング速度よりも遅く設定され、及び、前記電子回路は、第1スイッチング素子Q1~Q6に関する配線の寄生インダクタンスが、第2スイッチング素子Q7、Q8に関する配線の寄生インダクタンスよりも小さくなるように形成されている。 In the composite device 1, the motor drive circuit 20 includes first switching elements Q1-Q6 that convert DC voltage into three-phase AC voltage, and the heater control circuit 30 includes second switching elements Q7, Q8 that turn on and off the power to the electric heater 5. The switching frequency (drive frequency) of the second switching elements Q7, Q8 is set lower than the switching frequency (drive frequency) of the first switching elements Q1-Q6, the switching speed of the second switching elements Q7, Q8 is set slower than the switching speed of the first switching elements Q1-Q6, and the electronic circuit is configured so that the parasitic inductance of the wiring related to the first switching elements Q1-Q6 is smaller than the parasitic inductance of the wiring related to the second switching elements Q7, Q8.

具体的には、回路基板6において、平滑コンデンサSCは、ヒータ制御回路30の第2スイッチング素子Q7、Q8よりもモータ駆動回路20の第1スイッチング素子Q1~Q6に近い位置に配置されており、平滑コンデンサSCと第1スイッチング素子Q1~Q6との間の配線パターンP1a,P1bの長さが、平滑コンデンサSCと第2スイッチング素子Q7、Q8との間の配線パターンP1a+P2a,P1b+P2bの長さよりも短くなっている。また、平滑コンデンサSCと第1スイッチング素子Q1~Q6との間の配線パターンP1a,P1bは、第1スイッチング素子Q1~Q6と第2スイッチング素子Q7、Q8との間の配線パターンP2a,P2bを含む回路基板6上の他の配線パターンよりも幅広に形成されている。 Specifically, on the circuit board 6, the smoothing capacitor SC is positioned closer to the first switching elements Q1 to Q6 of the motor drive circuit 20 than the second switching elements Q7 and Q8 of the heater control circuit 30, and the length of the wiring patterns P1a and P1b between the smoothing capacitor SC and the first switching elements Q1 to Q6 is shorter than the length of the wiring patterns P1a + P2a and P1b + P2b between the smoothing capacitor SC and the second switching elements Q7 and Q8. Furthermore, the wiring patterns P1a and P1b between the smoothing capacitor SC and the first switching elements Q1 to Q6 are formed wider than the other wiring patterns on the circuit board 6, including the wiring patterns P2a and P2b between the first switching elements Q1 to Q6 and the second switching elements Q7 and Q8.

このため、冷媒圧縮機能及び熱媒体加熱機能を損なうことなく、第1スイッチング素子Q1~Q6及び第2スイッチング素子Q7、Q8のサージ電圧による損傷を防止しつつ、第1スイッチング素子Q1~Q6及び第2スイッチング素子Q7、Q8によるスイッチング損失の増加を抑制することができる。具体的には、第1スイッチング素子Q1~Q6については、これらに関する配線の寄生インダクタンスを小さくすることにより、スイッチング速度を遅くする(スイッチング損失を増加させる)ことなく、サージ電圧による損傷を防止する。他方、第2スイッチング素子Q7、Q8については、スイッチング速度を遅くすることでサージ電圧による損傷を防止すると共に、スイッチング周波数を低くすることでスイッチング損失の増加を抑制する。そして、これらにより、複合装置1において、第1スイッチング素子Q1~Q6及び第2スイッチング素子Q7、Q8のサージ電圧による損傷の防止と、第1スイッチング素子Q1~Q6及び第2スイッチング素子Q7、Q8によるスイッチング損失の増加の抑制とを両立させることを可能としている。 As a result, damage to the first switching elements Q1-Q6 and the second switching elements Q7, Q8 due to surge voltages can be prevented without impairing the refrigerant compression function or the heat medium heating function, while an increase in switching loss due to the first switching elements Q1-Q6 and the second switching elements Q7, Q8 can be suppressed. Specifically, for the first switching elements Q1-Q6, by reducing the parasitic inductance of the associated wiring, damage due to surge voltages can be prevented without slowing the switching speed (increasing switching loss). On the other hand, for the second switching elements Q7, Q8, damage due to surge voltages can be prevented by slowing the switching speed, and an increase in switching loss can be suppressed by lowering the switching frequency. As a result, in the combined device 1, it is possible to both prevent damage to the first switching elements Q1-Q6 and the second switching elements Q7, Q8 due to surge voltages and suppress an increase in switching loss due to the first switching elements Q1-Q6 and the second switching elements Q7, Q8.

また、複合装置1において、第1ハウジング(圧縮機ハウジング)2Aの冷媒流入口8は、第1ハウジング(圧縮機ハウジング)2Aの内部と第3ハウジング(回路ハウジング)2Cの内部とを仕切る第1仕切部71の近傍に設けられており、第3ハウジング(回路ハウジング)2C内において、平滑コンデンサSC、第1スイッチング素子Q1~Q6及び第2スイッチング素子Q7、Q8は、第1仕切部71に熱的に接触するように配置されている。 In addition, in the combined device 1, the refrigerant inlet 8 of the first housing (compressor housing) 2A is located near the first partition 71 that separates the interior of the first housing (compressor housing) 2A from the interior of the third housing (circuit housing) 2C, and within the third housing (circuit housing) 2C, the smoothing capacitor SC, first switching elements Q1 to Q6, and second switching elements Q7 and Q8 are arranged so as to be in thermal contact with the first partition 71.

このため、平滑コンデンサSC、第1スイッチング素子Q1~Q6及び第2スイッチング素子Q7、Q8が、第1ハウジング(圧縮機ハウジング)内に流入する冷媒によって冷却され得る第1仕切部71との間の熱交換によって効果的に冷却され得る。つまり、平滑コンデンサSC、第1スイッチング素子Q1~Q6及び第2スイッチング素子Q7、Q8に対する高い冷却性(放熱性)が確保され、その結果、複合装置1の安定した動作が実現され得る。 As a result, the smoothing capacitor SC, first switching elements Q1-Q6, and second switching elements Q7 and Q8 can be effectively cooled by heat exchange with the first partition 71, which can be cooled by the refrigerant flowing into the first housing (compressor housing). In other words, high cooling (heat dissipation) performance is ensured for the smoothing capacitor SC, first switching elements Q1-Q6, and second switching elements Q7 and Q8, resulting in stable operation of the combined device 1.

なお、上述の実施形態において、平滑コンデンサSC、第1スイッチング素子Q1~Q6及び第2スイッチング素子Q7、Q8は、第1仕切部71に熱的に接触するように配置されている。しかし、これに限られるものではない。複合装置1において、第2ハウジング(ヒータハウジング)2Bの熱媒体流入口10は、第2ハウジング2B(ヒータハウジング)2Bの内部と第3ハウジング(回路ハウジング)2Cの内部とを仕切る第2仕切部72の近傍に設けられており、第2仕切部72は、第2ハウジング2B内に流入する熱媒体によって冷却され得る。したがって、平滑コンデンサSC、第1スイッチング素子Q1~Q6及び第2スイッチング素子Q7、Q8は、第2仕切部72に熱的に接触するように配置されてもよい。あるいは、平滑コンデンサSC、第1スイッチング素子Q1~Q6及び第2スイッチング素子Q7、Q8の一部が第1仕切部71に熱的に接触するように配置され、残りが第2仕切部72に熱的に接触するように配置されてもよい。このようにしても平滑コンデンサSC、第1スイッチング素子Q1~Q6及び第2スイッチング素子Q7、Q8に対する冷却性(放熱性)が確保され得る。 In the above-described embodiment, the smoothing capacitor SC, the first switching elements Q1 to Q6, and the second switching elements Q7 and Q8 are arranged in thermal contact with the first partition 71. However, this is not limited to this. In the combined device 1, the heat medium inlet 10 of the second housing (heater housing) 2B is located near the second partition 72 that separates the interior of the second housing 2B (heater housing) 2B from the interior of the third housing (circuit housing) 2C, and the second partition 72 can be cooled by the heat medium flowing into the second housing 2B. Therefore, the smoothing capacitor SC, the first switching elements Q1 to Q6, and the second switching elements Q7 and Q8 may be arranged in thermal contact with the second partition 72. Alternatively, portions of the smoothing capacitor SC, the first switching elements Q1 to Q6, and the second switching elements Q7 and Q8 may be arranged in thermal contact with the first partition 71, and the remainders may be arranged in thermal contact with the second partition 72. This also ensures cooling (heat dissipation) for the smoothing capacitor SC, first switching elements Q1 to Q6, and second switching elements Q7 and Q8.

また、上記では、主に複合装置1が車両用空気調和装置に適用される場合について説明されている。しかし、これに限られるものではない。複合装置1は、冷媒を圧縮する電動圧縮機及び熱媒体を加熱する熱媒体加熱装置を利用する種々の装置やシステムに適用することが可能である。 Furthermore, the above description mainly focuses on the case where the combined device 1 is applied to a vehicle air conditioning system. However, this is not limited to this. The combined device 1 can be applied to various devices and systems that use an electric compressor to compress a refrigerant and a heat medium heater to heat a heat medium.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に制限されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて変形及び変更が可能であることはもちろんである。 The above describes an embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to the above embodiment, and modifications and variations are possible based on the technical concept of the present invention.

1…複合装置、2…ハウジング、2A…第1ハウジング(圧縮機ハウジング)、2B…第2ハウジング(ヒータハウジング)、2C…第3ハウジング(回路ハウジング)、3…圧縮機構、4…電動モータ、5…電気ヒータ、6…回路基板、8…冷媒流入口、9…冷媒流出口、10…熱媒体流入口、11…熱媒体流出口、15…制御ユニット、20…モータ駆動回路、30…ヒータ制御回路、Q1~Q6…第1スイッチング素子(モータ駆動回路のスイッチング素子)、Q7,Q8…第2スイッチング素子(ヒータ制御回路のスイッチング素子)、SC…平滑コンデンサ 1...combined device, 2...housing, 2A...first housing (compressor housing), 2B...second housing (heater housing), 2C...third housing (circuit housing), 3...compression mechanism, 4...electric motor, 5...electric heater, 6...circuit board, 8...refrigerant inlet, 9...refrigerant outlet, 10...heat medium inlet, 11...heat medium outlet, 15...control unit, 20...motor drive circuit, 30...heater control circuit, Q1-Q6...first switching element (switching element of motor drive circuit), Q7, Q8...second switching element (switching element of heater control circuit), SC...smoothing capacitor

Claims (6)

冷媒圧縮機能及び熱媒体加熱機能を有する複合装置であって、
冷媒を圧縮する圧縮機構及び前記圧縮機構を駆動する電動モータを内部に収容すると共に、冷媒を内部に流入させる冷媒流入口及び前記圧縮機構で圧縮された冷媒を外部に流出させる冷媒流出口を有する圧縮機ハウジングと、
熱媒体を加熱する電気ヒータを内部に収容すると共に、熱媒体を内部に流入させる熱媒体流入口及び前記電気ヒータで加熱された熱媒体を外部に流出させる熱媒体流出口を有するヒータハウジングと、
前記電動モータを駆動するモータ駆動回路及び前記電気ヒータを制御するヒータ制御回路を含む電子回路が実装された回路基板を収容する回路ハウジングと、
を含み、
前記圧縮機ハウジング、前記ヒータハウジング及び前記回路ハウジングは、一体的に結合されており、
前記モータ駆動回路及び前記ヒータ制御回路は、それぞれスイッチング素子を含み、
前記ヒータ制御回路のスイッチング素子のスイッチング周波数は、前記モータ駆動回路のスイッチング素子のスイッチング周波数よりも低く設定され、
前記ヒータ制御回路のスイッチング素子のスイッチング速度は、前記モータ駆動回路のスイッチング素子のスイッチング速度よりも遅く設定され、
前記電子回路は、前記モータ駆動回路のスイッチング素子に関する配線の寄生インダクタンスが前記ヒータ制御回路のスイッチング素子に関する配線の寄生インダクタンスよりも小さくなるように形成されている、
複合装置。
A composite device having a refrigerant compression function and a heat medium heating function,
a compressor housing that accommodates a compression mechanism that compresses a refrigerant and an electric motor that drives the compression mechanism, and that has a refrigerant inlet through which the refrigerant flows into the compressor housing and a refrigerant outlet through which the refrigerant compressed by the compression mechanism flows out of the compressor housing;
a heater housing that accommodates an electric heater for heating a heat medium and has a heat medium inlet for allowing the heat medium to flow into the heater housing and a heat medium outlet for allowing the heat medium heated by the electric heater to flow out of the heater housing;
a circuit housing that accommodates a circuit board on which electronic circuits including a motor drive circuit that drives the electric motor and a heater control circuit that controls the electric heater are mounted;
Including,
the compressor housing, the heater housing, and the circuit housing are integrally joined together;
the motor drive circuit and the heater control circuit each include a switching element,
a switching frequency of a switching element of the heater control circuit is set lower than a switching frequency of a switching element of the motor drive circuit;
a switching speed of a switching element of the heater control circuit is set slower than a switching speed of a switching element of the motor drive circuit;
the electronic circuit is formed so that a parasitic inductance of wiring relating to the switching elements of the motor drive circuit is smaller than a parasitic inductance of wiring relating to the switching elements of the heater control circuit.
Composite device.
前記モータ駆動回路のスイッチング素子は、電源からの直流電圧を交流電圧に変換するように構成され、
前記ヒータ制御回路のスイッチング素子は、前記電源と前記電気ヒータとの間の通電をON/OFFするように構成され、
前記電子回路は、前記電源からの直流電圧を平滑化する平滑コンデンサをさらに含み、
前記回路基板において、前記平滑コンデンサは、前記ヒータ制御回路のスイッチング素子よりも前記モータ駆動回路のスイッチング素子に近い位置に配置されている、
請求項1に記載の複合装置。
a switching element of the motor drive circuit configured to convert a DC voltage from a power supply into an AC voltage;
a switching element of the heater control circuit configured to turn on/off the current flow between the power source and the electric heater;
the electronic circuit further includes a smoothing capacitor that smoothes the DC voltage from the power supply;
On the circuit board, the smoothing capacitor is disposed closer to the switching element of the motor drive circuit than to the switching element of the heater control circuit.
The composite device according to claim 1 .
前記回路基板において、前記平滑コンデンサと前記モータ駆動回路のスイッチング素子との間の配線パターンの長さが前記平滑コンデンサと前記ヒータ制御回路のスイッチング素子との間の配線パターンの長さよりも短い、請求項2に記載の複合装置。 The composite device described in claim 2, wherein, on the circuit board, the length of the wiring pattern between the smoothing capacitor and the switching element of the motor drive circuit is shorter than the length of the wiring pattern between the smoothing capacitor and the switching element of the heater control circuit. 前記回路基板において、前記平滑コンデンサと前記モータ駆動回路のスイッチング素子との間の配線パターンが他の配線パターンよりも幅広に形成されている、請求項2に記載の複合装置。 The composite device described in claim 2, wherein the wiring pattern between the smoothing capacitor and the switching element of the motor drive circuit on the circuit board is formed wider than other wiring patterns. 前記圧縮機ハウジングの内部と前記回路ハウジングの内部とが第1仕切部で仕切られていると共に、前記圧縮機ハウジングの前記冷媒流入口が前記第1仕切部の近傍に設けられており、
前記回路ハウジング内において、前記平滑コンデンサ、前記モータ駆動回路のスイッチング素子及び前記ヒータ制御回路のスイッチング素子は、前記第1仕切部に熱的に接触するように配置されている、
請求項2~4のいずれか一つに記載の複合装置。
an interior of the compressor housing and an interior of the circuit housing are separated by a first partition portion, and the refrigerant inlet of the compressor housing is provided in the vicinity of the first partition portion,
Within the circuit housing, the smoothing capacitor, the switching element of the motor drive circuit, and the switching element of the heater control circuit are arranged to be in thermal contact with the first partition portion.
The composite device according to any one of claims 2 to 4.
前記ヒータハウジングの内部と前記回路ハウジングの内部とが第2仕切部で仕切られていると共に、前記ヒータハウジングの前記熱媒体流入口が前記第2仕切部の近傍に設けられており、
前記回路ハウジング内において、前記平滑コンデンサ、前記モータ駆動回路のスイッチング素子及び前記ヒータ制御回路のスイッチング素子は、前記第2仕切部に熱的に接触するように配置されている、
請求項2~4のいずれか一つに記載の複合装置。
an interior of the heater housing and an interior of the circuit housing are separated by a second partition, and the heat medium inlet of the heater housing is provided near the second partition,
Within the circuit housing, the smoothing capacitor, the switching element of the motor drive circuit, and the switching element of the heater control circuit are arranged to be in thermal contact with the second partition portion.
The composite device according to any one of claims 2 to 4.
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