CN112019066A - 电力转换单元 - Google Patents

Abstract

一种电力转换单元，包括：多个开关模块(530～536)，多个所述开关模块沿排列方向排列；母线(303、304)，所述母线与多个开关模块各自的连接端子(540a、540b)连接；以及电容器(550)，所述电容器经由母线与多个开关模块中的每一个连接。母线具有比连接端子的总数多的多个连接部(311h、315i)，多个连接端子连接到多个连接部中的一部分。

Description

电力转换单元

技术领域

本公开涉及电力转换单元。

背景技术

如JP2018-98913A所示，已知多个半导体模块经由母线与电容器元件连接的电力转换装置。

JP2018-98913A中记载的母线包括：电极部，上述电极部连接到电容器元件；以及基部，上述基部连结到电极部。基部中形成有多个孔。支部从该孔的缘部延伸。半导体模块的端子的前端穿过该孔。接着，该端子的前端与支部连接。

然而，在母线的基部形成有与多个半导体模块所包括的端子的总数相同数量的孔和枝部。因此，随着半导体模块的数量增加，母线的形状必须改变以增加孔和支部的数量。这样，JP2018-98913A中记载的母线相对于半导体模块的端子数量的增加而言，通用性低。

发明内容

因此，本公开的目的是提供母线的通用性得到提高的电力转换单元。

根据本发明的一个方面的电力转换单元包括：多个开关模块，多个所述开关模块沿排列方向排列；母线，所述母线与多个开关模块各自的连接端子连接；以及电容器，所述电容器经由母线与多个开关模块中的每一个连接。母线具有比连接端子的总数多的多个连接部，多个连接端子连接到多个连接部中的一部分。

据此，即使开关模块的数量增加而导致连接端子的总数增加，也能够在不改变母线的形状设计的情况下，将多个开关模块与电容器连接。这样，母线相对于开关模块的数量的变化的通用性得以提高。

附图说明

图1是示出车载系统的电路图。

图2是电力转换单元的局部立体图。

图3是电力转换单元的局部分解立体图。

图4是示出功率模块的俯视图。

图5是示出P母线连接到功率模块的状态的俯视图。

图6是示出电容器元件连接到P母线的状态的俯视图。

图7是示出P母线设置于绝缘基板的状态的俯视图。

图8是示出N母线分别连接到功率模块和电容器元件的状态的俯视图。

图9是示出功率模块与P母线的连接方式的变形例的俯视图。

图10是示出功率模块与P母线的连接方式的变形例的俯视图。

图11是示出功率模块与P母线的连接方式的变形例的俯视图。

图12是示出功率模块与P母线的连接方式的变形例的俯视图。

具体实施方式

以下，基于附图对实施方式进行说明。其中，在图4～图12中示意性地示出各种构成要素。

(第一实施方式)

首先，基于图1对电力转换单元300所设置的车载系统100进行说明。该车载系统100构成电动汽车用的系统。车载系统100包括电池200、电力转换单元300和马达400。

另外，车载系统100具有未图示的多个ECU。这些多个ECU经由母线配线相互进行信号的发送、接收。多个ECU协作以对电动汽车进行控制。通过多个ECU的控制，对与电池200的SOC对应的马达400的动力运行和再生进行控制。SOC是state of charge(充电状态)的简称。ECU是electronic control unit(电子控制单元)的简称。

电池200具有多个二次电池。这些多个二次电池构成串联连接的电池堆。该电池堆的SOC相当于电池200的SOC。作为二次电池，能够采用锂离子二次电池、镍氢二次电池以及有机自由基电池等。

电力转换单元300所包括的电力转换装置500进行电池200与马达400之间的电力转换。电力转换装置500将电池200的直流电力转换为适用于马达400的动力运行的电压电平的交流电力。电力转换装置500将通过马达400的发电(再生)而生成的交流电力转换为适用于向电池200充电的电压电平的直流电力。

马达400具有第一MG 401和第二MG 402。这两个MG的输出轴经由齿轮箱403连结到电动汽车的车轴404。第一MG 401和第二MG 402各自的旋转能量经由齿轮箱403和轴404传递到电动汽车的行驶轮。相反地，行驶轮的旋转能量经由车轴404和齿轮箱403传递到第一MG 401和第二MG 402。MG是motor generator(电动发电机)的简称。

第一MG 401和第二MG 402各自通过从电力转换装置500供给的交流电力来动力运行。由此，推进力被施加给行驶轮。另外，第一MG 401和第二MG 402通过从行驶轮传递的旋转能量来再生。由该再生产生的交流电力通过电力转换装置500转换为直流电力，并且被降压。该直流电力被供给至电池200。另外，直流电力还被供给至装设于电动汽车的各种电负载。

接着，对电力转换单元300所包括的电力转换装置500进行说明。电力转换装置500包括转换器501和逆变器502。转换器501将电池200的直流电力升压到适用于马达400的动力运行的电压电平。逆变器502将该直流电力转换为交流电力。该交流电力被供给至马达400。另外，逆变器502将由马达400产生的交流电力转换为直流电力。转换器501将该直流电力降压到适用于对电池200充电的电压电平。

如图1所示，转换器501经由正极母线301和负极母线302而与电池200电连接。转换器501经由P母线303和N母线304而与逆变器502电连接。

转换器501包括第一电容器510、电抗器520和A相开关模块530。

如图1所示，正极母线301的一端连接到电池200的正极。负极母线302的一端连接到电池200的负极。第一电容器510所具有的两个电极中的一个连接到该正极母线301。第一电容器510所具有的两个电极中的另一个连接到负极母线302。

电抗器520的一端连接到正极母线301的另一端。电抗器520的另一端经由未图示的A相母线连接到A相开关模块530。由此，电池200的正极与A相开关模块530经由电抗器520电连接。另外，在图1中，各种母线的连接部位以白色圆圈表示。这些连接部位例如通过螺栓或焊接等方式电连接。

A相开关模块530包括高侧开关541和低侧开关542。另外，A相开关模块530还包括高侧二极管541a和低侧二极管542a。这些半导体元件例如由图2所示的密封树脂543包覆保护。

在本实施方式中，作为高侧开关541和低侧开关542，采用n通道型的IGBT。分别连接到这些高侧开关541和低侧开关542各自的集电极、发射极和栅极的端子的前端露出到开关模块的密封树脂543的外部。

如图1所示，连接有高侧开关541的发射极和低侧开关542的集电极。由此，高侧开关541和低侧开关542串联连接。

另外，在高侧开关541的集电极连接有高侧二极管541a的阴极电极。高侧二极管541a的阳极电极连接到高侧开关541的发射极。由此，高侧二极管541a反向并联连接到高侧开关541。

同样地，低侧二极管542a的阴极电极连接到低侧开关542的集电极。低侧二极管542a的阳极电极连接到低侧开关542的发射极。由此，低侧二极管542a反向并联连接到低侧开关542。

如上所述，高侧开关541和低侧开关542通过密封树脂543包覆保护。分别连接到高侧开关541的集电极、高侧开关541和低侧开关542之间的中点以及低侧开关542的发射极的端子的前端从该密封树脂543露出。连接到高侧开关541和低侧开关542各自的栅极的端子的前端从密封树脂543露出。下面将这些端子表示为集电极端子540a、中点端子540c、发射极端子540b和栅极端子540d。

该集电极端子540a连接到P母线303。发射极端子540b连接到N母线304。由此，高侧开关541和低侧开关542从P母线303朝向N母线304依次串联连接。

另外，中点端子540c经由未图示的A相母线连接到电抗器520的另一端。此外，如上所述，电抗器520的一端连接到正极母线301。通过如上所述的电连接结构，电抗器520连接到电池200的正极和A相开关模块530的中点端子540c。

高侧开关541和低侧开关542各自的栅极端子540d连接到上述栅极驱动器。ECU生成控制信号，并且将该控制信号输出到栅极驱动器。栅极驱动器使控制信号增幅，并且将该控制信号输出到栅极端子540d。由此，高侧开关541和低侧开关542通过ECU进行开闭控制。其结果是，输入到转换器501的直流电力的电压电平被升、降压。

ECU生成作为控制信号的脉冲信号。ECU通过调节该脉冲信号的导通占空比和频率来调节直流电力的升、降压电平。根据马达400的目标转矩和电池200的SOC来确定该升、降压电平。

在电池200的直流电力升压的情况下，ECU使高侧开关541和低侧开关542分别交替地开闭。与之相反地，在对从逆变器502供给的直流电力进行降压的情况下，ECU将输出到低侧开关542的控制信号固定到低电平。与此同时，ECU将输出到高速开关541的控制信号依次切换到高电平和低电平。

逆变器502具有第二电容器550和U相开关模块531～Z相开关模块536。第二电容器550所具有的两个电极中的一个连接到P母线303。第二电容器550所具有的两个电极中的另一个连接到N母线304。U相开关模块531～Z相开关模块536分别连接到P母线303和N母线304。

U相开关模块531～Z相开关模块536分别具有与A相开关模块530相同的构成要素。即，U相开关模块531～Z相开关模块536各自具有高侧开关541、低侧开关542、高侧二极管541a、低侧二极管542a和密封树脂543。另外，这些六相的开关模块各自具有集电极端子540a、发射极端子540b、中点端子540c和栅极端子540d。

X相开关模块534～Z相开关模块536形成为与U相开关模块531～W相开关模块533相同的结构。因此，在图1中简化地示出了X相开关模块534～Z相开关模块536。

这些六相开关模块各自的集电极端子540a连接到P母线303。发射极端子540b连接到N母线304。

此外，U相开关模块531的中点端子540c经由U相母线561连接到第一MG 401的U相定子线圈。V相开关模块532的中点端子540c经由V相母线562连接到第一MG 401的V相定子线圈。W相开关模块533的中点端子540c经由W相母线563连接到第一MG 401的W相定子线圈。

同样地，X相开关模块534的中点端子540c经由X相母线564连接到第二MG 402的X相定子线圈。Y相开关模块535的中点端子540c经由Y相母线565连接到第二MG 402的Y相定子线圈。Z相开关模块536的中点端子540c经由Z相母线566连接到第二MG 402的Z相定子线圈。

如到目前为止说明的那样，逆变器502具有与第一MG 401和第二MG402各自所具有的三相定子线圈对应的共计六相的开关模块。这些六相的开关模块各自所包括的高侧开关541和低侧开关542中每一个的栅极端子540d连接到上述栅极驱动器。

在分别使第一MG 401和第二MG 402动力运行的情况下，通过来自ECU的控制信号的输出，对六相的开关模块所包括的高侧开关541和低侧开关542中的每一个进行PWM控制。由此，在逆变器502中生成三相交流。在第一MG 401和第二MG 402分别发电(再生)的情况下，ECU例如停止控制信号的输出。由此，通过发电生成的交流电力穿过六相的开关模块所包括的二极管。其结果是，交流电力被转换为直流电力。

另外，不特别地限定A相开关模块530、U相开关模块531～Z相开关模块536各自所包括的开关元件的种类，例如也能够采用MOSFET。此外，这些开关模块中包括的开关、二极管等半导体元件能够通过Si等半导体以及SiC等宽带隙半导体来制造。作为半导体元件的构成材料，不特别地限定。

接着，对电力转换单元300的结构进行说明。在以下说明中，将处于相互正交的关系中的三个方向设为x方向、y方向以及z方向。x方向相当于排列方向。

如图2和图3所示，电力转换单元300除了到目前为止基于图1说明的电力转换装置500之外，还包括冷却器610、电容器外壳630和绝缘板640。

冷却器610在对到目前为止说明的共计七个开关模块进行收纳的同时，具有对这些开关进行冷却的功能。电容器外壳630具有对第一电容器510和第二电容器550进行收纳的功能。同时，电容器外壳630具有分别支撑正极母线301、负极母线302、P母线303和N母线304的功能。绝缘板640具有在将P母线303和N母线304绝缘的同时，规定两者的位置的功能。

另外，在图2中，省略了正极母线301和负极母线302的图示。在图3中，省略了正极母线301、负极母线302以及第一电容器510的图示。

如到目前为止说明的那样，开关模块具有密封树脂543。该密封树脂543形成为x方向的厚度薄的扁平形状。如图2～图4所示，密封树脂543形成为具有六个面的长方体形状。密封树脂543具有：在x方向上分开排列的第一主表面543a和第二主表面543b；在y方向上分开排列的左表面543c和右表面543d；以及在z方向上分开排列的上表面543e和下表面。

如图2～图4所示，集电极端子540a、发射极端子540b和中点端子540c各自的前端从上表面543e突出。集电极端子540a、发射极端子540b和中点端子540c从右表面543d朝向左表面543c依次排列。此外，栅极端子540d的前端从上述的下表面突出。集电极端子540a和发射极端子540b相当于连接端子。

如图4所示，冷却器610具有供给管611、排出管612和多个中继管613。供给管611和排出管612经由多个中继管613连结。向供给管611供给制冷剂。该制冷剂经由多个中继管613从供给管611流向排出管612。

供给管611和排出管612分别沿x方向延伸。供给管611和排出管612在y方向上分开。多个中继管613分别从供给管611朝向排出管612沿y方向延伸。供给管611中的、从外部供给制冷剂的供给口611a与排出管612中的、将从中继管613供给的制冷剂排出到外部的排出口612a在y方向上分开排列。多个中继管613在x方向上分开排列。在相邻的两个中继管613之间构成有空隙。冷却器610构成有共计七个空隙。这七个空隙分别单独地设置有A相开关模块530、U相开关模块531～Z相开关模块536。由此，构成功率模块。

在这样设置于冷却器610的空隙的状态下，七相的开关模块各自的第二主表面543b在x方向上位于供给口611a(排出口612a)侧。在y方向上，右表面543d位于供给管611侧。左表面543c位于排出管612侧。因此，七相的开关模块各自的集电极端子540a、发射极端子540b和中点端子540c，从供给管611朝向排出管612沿y方向依次排列。

这些七相的开关模块各自的主表面与中继管613接触。通过从未图示的弹簧体施加的作用力来增大两者的接触面积。由此，在七相的开关模块中分别产生的热量能够经由中继管613向制冷剂散热。

另外，在本实施方式中，在x方向上沿与供给口611a分开的方向，U相开关模块531～W相开关模块533、A相开关模块530、X相开关模块534～Z相开关模块536按顺序排列。因此，U相开关模块531～W相开关模块533比X相开关模块534～Z相开关模块536位于更靠分别在供给管611和中继管613流动的制冷剂的上游侧。U相开关模块531～W相开关模块533形成为比X相开关模块534～Z相开关模块536更容易通过制冷剂冷却。

电容器外壳630由绝缘性的树脂材料形成。第一电容器510和第二电容器550收纳于电容器外壳630。尽管未图示，但是从电容器外壳630连接到第一电容器510的正极母线301和负极母线302的一部分露出。

如图3所示，本实施方式的第二电容器550包括第一电容器元件551和第二电容器元件552。这些第一电容器元件551和第二电容器元件552分别形成为沿y方向延伸的棱柱形状。第一电容器元件551和第二电容器元件552分别具有沿y方向分开排列的两个底面。这两个底面分别形成有电极。

第一电容器元件551和第二电容器元件552以在x方向上排列的方式收纳于电容器外壳630。P母线303连接到这两个电容器元件所具有的两个电极中的一个。N母线304连接到两个电极中的另一个。两个电容器元件并联连接在P母线303与N母线304之间。这两个电容器元件的静电容量的总量形成为第二电容器550的静电容量。

P母线303通过对金属制的平板进行冲压加工来制造。如图3所示，P母线303将在z方向的厚度薄的第一基部311与y方向的厚度薄的第一电极部312一体地连结。P母线303在面向x方向的平面上形成为大致L字形状。

第一基部311在面向z方向的平面上形成为以x方向为长边方向的矩形。第一基部311具有沿z方向排列的第一上表面311a和第一下表面。另外，第一基部311还具有将这两个表面连结的四个侧表面。第一基部311具有：沿y方向排列的第一左表面311c和第一右表面311d；以及沿x方向排列的第一前表面311e和第一后表面311f。

如图3所示，在第一基部311形成有贯通第一上表面311a和第一下表面的第一通孔311g。第一通孔311g在y方向上位于比第一右表面311d更靠第一左表面311c一侧。第一基部311中的第一右表面311d侧形成为第一通孔311g的非形成区域。

在本实施方式中，在第一基部311形成有共计十个第一通孔311g。这些十个第一通孔311g沿x方向分开排列。将x方向和y方向作为行列方向，十个第一通孔311g排列成十行一列。

另外，在第一基部311h一体地连结有第一连接部311h，上述第一连接部311h从划分第一通孔311g的环状的侧表面朝向第一上表面311a的上方沿z方向立起。共计十个第一连接部311h沿x方向分开排列。

第一电极部312在面向y方向的平面上形成以x方向为长边方向的矩形。第一电极部312具有沿y方向排列的第一电极面312a和第一背面312b。此外，第一电极部312具有将这两个表面连结的四个侧表面。

第一电极部312的x方向的长度比第一基部311的x方向的长度长。以第一电极部312所具有的x方向作为长边而延伸的两个侧表面中的一个的一部分，连结到第一基部311的第一右表面311d。以第一电极部312所具有的x方向作为长边而延伸的两个侧表面中的一个的一部分，未连结到第一基部311。

在下文中，为了使表述简便，将包括第一电极部312中的与第一基部311的连结部位且沿x方向延伸的部位表示为第一连结部313。将包括第一电极部312中的与第一基部311的非连结部位且沿x方向延伸的部位表示为第一非连结部314。

在该第一连结部313所具有的面向y方向的平面上，以z方向作为短边而延伸的两个侧表面中的一个一体地连结到第一非连结部314。第一非连结部314以与这两个侧表面中的一侧分开的方式沿x方向延伸。此外，这两个侧表面中的另一侧在面向x方向的平面上连续地连接于第一基座311的第一前表面311e。

由于以上所示的第一基部311和第一电极部312的连结方式，因此，与形成于第一基部311的第一连接部311h与第一连结部313之间的爬电距离相比，第一连接部311h与第一非连结部314之间的爬电距离更长。

绝缘板640由绝缘性的树脂材料形成。如图3所示，绝缘板640形成z方向的厚度薄的平板形状。

绝缘板640在面向z方向的平面上形成以x方向为长边方向的矩形。绝缘板640具有沿z方向排列的第二上表面640a和第二下表面。另外，绝缘板640还具有将这两个表面连结的四个侧表面。绝缘板640具有：沿y方向排列的第二左表面640c和第二右表面640d；以及沿x方向排列的第二前表面640e和第二后表面640f。

如图3所示，在绝缘板640形成有贯通第二上表面640a和第二下表面的第二通孔640g和第三通孔640h。第二通孔640g在y方向上比第三通孔640h更远离第二左表面640c。换言之，第三通孔640h在y方向上比第二通孔640g更位于第二左表面640c一侧。

在本实施方式中，在绝缘板640形成有共计十个第二通孔640g和共计十个第三通孔640h。十个第二通孔640g沿x方向分开排列。十个第三通孔640h也沿x方向分开排列。这些十个第二通孔640g和十个第三通孔640h沿y方向分开排列。将x方向和y方向作为行列方向，共计二十个通孔排列成十行两列。

N母线304通过对金属制的平板进行冲压加工来制造。如图3所示，N母线304将z方向的厚度薄的第二基部315与y方向的厚度薄的第二电极部316一体地连结。N母线304在面向x方向的平面上形成大致L字形状。

第二基部315在面向z方向的平面上形成为以x方向为长边方向的矩形。第二基部315具有沿z方向排列的第三上表面315a和第三下表面。另外，第二基部315还具有将这两个表面连结的四个侧表面。第二基部315具有：沿y方向排列的第三左表面315c和第三右表面315d；以及沿x方向排列的第三前表面315e和第三后表面315f。

如图3所示，在第二基部315形成有贯通第三上表面315a和第三下表面的第四通孔315g和第五通孔315h。第四通孔315g在y方向上比第五通孔315h更远离第三左表面315c。换言之，第五通孔315h在y方向上比第四通孔315g更位于第三左表面315c一侧。

在本实施方式中，在第二基部315形成有共计十个第四通孔315g和共计十个第五通孔315h。十个第四通孔315g沿x方向分开排列。十个第五通孔315h也沿x方向分开排列。这些十个第四通孔315g和十个第五通孔315h沿y方向分开排列。将x方向和y方向作为行列方向，共计二十个通孔排列成十行两列。

另外，在第二基部315一体地连结有第二连接部315i，上述第二连接部315i从划分第五通孔315h的环状的侧表面朝向第三上表面315a的上方沿z方向立起。共计十个第二连接部315i沿x方向分开排列。

第二电极部316在面向y方向的平面上形成以x方向为长边方向的矩形。第二电极部316具有沿y方向排列的第二电极面316a和第二背面316b。此外，第二电极部316具有将这两个表面连结的四个侧表面。

第二电极部316的x方向的长度比第二基部315的x方向的长度长。以第二电极部316所具有的x方向作为长边而延伸的两个侧表面中的一个的一部分，连结到第二基部315的第三右表面315d。以第二电极部316所具有的x方向作为长边而延伸的两个侧表面中的一个的一部分，未连结到第二基部315。

在下文中，为了使表述简便，将包括第二电极部316中的、与第二基部315的连结部位且沿x方向延伸的部位表示为第二连结部317。将包括第二电极部316中的与第二基部315的非连结部位且沿x方向延伸的部位表示为第二非连结部318。

在该第二连结部317所具有的面向y方向的平面上，以z方向作为短边而延伸的两个侧表面中的一个一体地连结到第二非连结部318。第二非连结部318以与这两个侧表面中的一个分开的方式沿x方向延伸。此外，这两个侧表面中的另一个在面向x方向的平面上连续地连接于第二基部315的第三前表面315e。

由于以上所示的第二基部315和第二电极部316的连结方式，因此，与形成于第二基部315的第二连接部315i与第二连结部317之间的爬电距离相比，第二连接部315i与第二非连结部318之间的爬电距离更长。

接着，基于图4至图8，对经由开关模块的P母线303和N母线304的第一电容器元件551和第二电容器元件552的连接方式进行说明。在这些附图中，为了使表述明确，分别以涂黑的方式示出集电极端子540a、发射极端子540b和中点端子540c。

另外，在图4～图8中为了便于说明，将P母线303和N母线304中每一个示出为单独地配置于开关模块。然而，例如，也可以将经由绝缘板640将这两个母线一体地连结的母线模块配置于开关模块。也可以将连结到第一电容器元件551和第二电容器元件552，并且一部分收纳于电容器外壳630的母线模块配置于开关模块。

以下，对沿x方向排列的十个第一通孔311g和第一连接部311h分别赋予数字随着从第一前表面311e朝向第一后表面311f而增大的编号数来进行说明。同样地，将沿x方向排列的十个第二通孔640g和第三通孔640h分别赋予数字随着从第二前表面640e朝向第二后表面640f而增大的编号数来进行说明。对沿x方向排列的十个第四通孔315g、第五通孔315h和第二连接部315i分别赋予数字随着从第三前表面315e朝向第三后表面315f而增大的编号数来进行说明。在图5～图8中，在通孔附近图示了表示该编号数的1～10的编号。第一个编号数在x方向上位于冷却器610的供给口611a(排出口612a)一侧。换言之，供给口611a位于在排列方向(x方向)上排列的多个连接部311h、315i中的两端的一侧。

如图5所示，P母线303以第一基部311的第一下表面在z方向上分别与七相的开关模块各自的上表面543e和冷却器610的供给管611相对的方式，在z方向上设置于功率模块的上方。七相的开关模块的集电极端子540穿过形成于第一基部311的共计十个第一通孔311g中的七个。在本实施方式中，集电极端子540a穿过从第一个到第三个第一通孔311g。

具体而言，U相开关模块531～W相开关模块533的集电极端子540a穿过端侧的第一个到第三个第一通孔311g。A相开关模块530的集电极端子540穿过中央侧的第四个第一通孔311g。X相开关模块534～Z相开关模块536的集电极端子540a穿过中央侧的第五个到第七个第一通孔311g。

穿过第一通孔311g的集电极端子540a在z方向上朝第一上表面311a的上方突出。向该第一上表面311a的上方突出的集电极端子540a的前端与第一连接部311h，以在x方向上相对的方式通过激光照射来接合。

如图6所示，第一电容器元件551和第二电容器元件552以在z方向上与第一基部311的第一上表面311a中的第一通孔311g的非形成区域相对的方式，设置于P母线303。此时，第一电容器元件551在y方向上与第一连结部313相对。第二电容器元件552在y方向上分别与第一连结部313和第一非连结部314相对。第一电容器元件551所具有的两个电极中的一个接合到第一连结部313的第一电极面312a。第二电容器元件552所具有的两个电极中的一个，接合到第一连结部313和第一非连结部314各自的第一电极面312a。

由于上述连接结构，因此，经由第一电极部312和第一基部311的第一电容器元件551与集电极端子540a之间的通电路径长度容易变短。经由第一电极部312和第一基部311的第二电容器元件552与集电极端子540a之间的通电路径长度更容易变长。

如图7所示，绝缘板640在z方向上以第二下表面与P母线303的第一基部311的第一上表面311a相对的方式，层叠于P母线303。通过该层叠配置，形成于绝缘板640的共计十个第二通孔640g与形成于P母线303的共计十个第一通孔311g在z方向上连通。在共计十个第二通孔640g插通有共计十个第一连接部311h。

与此同时，七相的开关模块的集电极端子540a穿过共计十个第二通孔640g中的七个。在本实施方式中，集电极端子540a穿过从第一个到第七个第二通孔640g。

另外，在上述层叠配置中，绝缘板640中的第三通孔640h的形成部位与P母线303在z方向上不相对。七相的开关模块的发射极端子540b穿过共计十个第三通孔640h中的七个。在本实施方式中，发射极端子540b穿过从第一个到第七个第三通孔640h。

如图8所示，N母线304的第二基部315以第三下表面与绝缘板640的第二上表面640a在z方向上相对的方式，层叠于绝缘板640。通过该层叠配置，形成于N母线304的共计十个第四通孔315g与形成于绝缘板640的共计十个第二通孔640g在z方向上连通。在共计十个第四通孔315g插通有共计十个第一连接部311h。

与此同时，七相的开关模块的集电极端子540a穿过共计十个第四通孔315g中的七个。在本实施方式中，集电极端子540a穿过第一个到第七个第四通孔315g。

此外，通过上述层叠配置，形成于N母线304的共计十个第五通孔315h与形成于绝缘板640的共计十个第三通孔640h在z方向上连通。

与此同时，七相的开关模块的发射极端子540b穿过共计十个第五通孔315h中的七个。在本实施方式中，发射极端子540b穿过第一个到第七个第五通孔315h。

具体而言，U相开关模块531～W相开关模块533的发射极端子540b穿过端侧的第一个到第三个第五通孔315h。A相开关模块530的发射极端子540b穿过中央侧的第四个第五通孔315h。X相开关模块534～Z相开关模块536的发射极端子540b穿过中央侧的第五个到第七个第五通孔315h。

穿过第五通孔315h的发射极端子540b在z方向上朝第三上表面315a的上方突出。突出于该第三上表面315a上方的发射极端子540b的前端与第二连接部315i以在x方向上相对的方式，通过激光照射被接合。

另外，如图8所示，N母线304的第二电极部316的第二电极面316a在y方向上分别与第一电容器元件551和第二电容器元件552相对。第一电容器元件551所具有的两个电极中的另一个接合到第二连结部317的第二电极面316a。第二电容器元件552所具有的两个电极中的另一个，接合到第二连结部317和第二非连结部318各自的第二电极面316a。

由于该连接结构，因此，经由第二电极部316和第二基部315的第一电容器元件551与发射极端子540b之间的通电路径长度容易变短。经由第二电极部316和第二基部315的第二电容器元件552与发射极端子540b之间的通电路径长度更容易变长。

如上所述，P母线303具有十个用于与七个集电极端子540a连接的第一通孔311g和第一连接部311h。N母线304具有十个用于与七个发射极端子540连接的第五通孔315h和第二连接部315i。另外，N母线304还具有十个用于供七个集电极端子540a穿过的第四通孔315g。绝缘板640具有十个第二通孔640g和第三通孔640h，上述第二通孔640g用于供第一连接部311h和集电极端子540a穿过，上述第三通孔640h用于供发射极端子540b穿过。

这样，P母线303具有比集电极端子540a的总数更多的第一通孔311g和第一连接部311h。N母线304具有比发射极端子540b的总数更多的第五通孔315h和第二连接部315i。另外，N母线304还具有比集电极端子540的总数更多的第四通孔315g。绝缘板640具有比集电极端子540a(发射极端子540b)的总数更多的第二通孔640g和第三通孔640h。

据此，即使开关模块的数量增加而导致集电极端子540a和发射极端子540b各自的总数增加，也能够在不改变P母线303和N母线304和绝缘板640各自的形状设计的情况下，将开关模块与第二电容器550连接。如上所述，P母线303和N母线304以及绝缘板640中的每一个相对于开关模块的数量的变化的通用性得到提高。

然而，经由P母线303和N母线304的开关模块与第二电容器550之间的电感分量，具有随着P母线303和N母线304各自的通电路径长度的变长而增高的性质。随着电感分量的增高，在流过这些母线的电流的时间变化时产生的浪涌电压增大。

在P母线303中，电流在第一连接部311h中的和集电极端子540a的连接部位与第一电容器元件551所具有的两个电极中的一个和第一电极部312的接合部位之间的第一通电路径中流动。另外，在P母线303中，电流还在第一连接部311h中的、和集电极端子540a的连接部位与第二电容器元件552所具有的两个电极中的一个和第一电极部312的接合部位之间的第二通电路径中流动。P母线303中的开关模块与第二电容器550之间的通电路径长度成为这些第一通电路径和第二通电路径的合计值。因此，P母线303中的开关模块与第二电容器550之间的电感分量随着第一通电路径和第二通电路径的合计值的增大而增加。

在N母线304中，电流在第二连接部315i中的、和发射极端子540b的连接部位与第一电容器元件551所具有的两个电极中的另一个和第二电极部316的接合部位之间的第三通电路径中流动。此外，在N母线304中，电流还在第二连接部315i中的、和发射极端子540b的连接部位与第二电容器元件552所具有的两个电极中的另一个和第二电极部316的连接部位之间的第四通电路径中流动。

N母线304中的开关模块与第二电容器550之间的通电路径长度成为这些第三通电路径和第四通电路径的合计值。因此，N母线304中的开关模块与第二电容器550之间的电感分量随着第三通电路径和第四通电路径的合计值的增大而增加。

通过以上，经由P母线303和N母线304的多个开关模块与第二电容器550之间的电感分量随着相对于各开关模块的第一通电路径长度～第四通电路径长度的总和的总通电路径长度的增加而增大。

如上所述，在本实施方式中，经由第一电极部312和第一基部311的第一电容器元件551与集电极端子540a之间的通电路径长度容易变短。经由第二电极部316和第二基部315的第一电容器元件551与发射极端子540b之间的通电路径长度容易变短。

此外，经由第一电极部312和第一基部311的第二电容器元件552与集电极端子540a之间的通电路径长度容易变长。经由第二电极部316和第二基部315的第二电容器元件552与发射极端子540b之间的通电路径长度容易变长。

与编号数高的第一连接部311h和第二连接部315i中的每一个相比，编号数低的第一连接部311h和第二连接部315i中的每一个在母线内的通电路径中更远离第二电容器元件552。

通过以上，在本实施方式中例示的第一电容器元件551和第二电容器元件552相对于P母线303和N母线304中的每一个的连接方式的情况下，总通电路径长度在开关模块的端子连接到编号数低的连接部时容易变长。与开关模块的端子仅连接到编号数为中间附近的连接部的情况相比，总通电路径长度在开关模块的端子仅连接到编号数低的连接部的情况下更容易变长。换言之，与经由沿排列方向排列的多个连接部311h、315i中的、位于中央侧的连接部(也就是说，编号数为中间附近的连接部)与电极之间的基部311、315和电极部312、316的通电路径长度相比，经由沿排列方向排列的多个连接部311h、315i中的、位于两端侧的连接部(也就是说，编号数低的连接部和编号数高的连接部)与电极之间的基部311、315和电极部312、316的通电路径长度更长。另外，具体例示而言，低编号数是第一个到第三个。中间附近的编号数是第四个到第七个。此外，高编号数是第八个到第十个。

与此相对的是，在本实施方式中，集电极端子540a连接到第一个到第七个第一连接部311h。发射极端子540b连接到第一个到第七个第二连接部315i。

详细而言，U相开关模块531～W相开关模块533的集电极端子540a和发射极端子540b连接到第一个到第三个第一连接部311h和第二连接部315i。A相开关模块530的集电极端子540a和发射极端子540b连接到第四个第一连接部311h和第二连接部315i。X相开关模块534～Z相开关模块536的集电极端子540a和发射极端子540b连接到第五个到第七个第一连接部311h和第二连接部315i。

因而，与X相～Z相的开关模块和第二电容器550之间的总通电路径长度相比，U相～W相的开关模块与第二电容器550之间的总通电路径长度更容易变长。与X相～Z相的开关模块和第二电容器550之间的电感分量相比，U相～W相的开关模块与第二电容器550之间的电感分量更容易变高。

因而，在使U相～W相的开关模块中包括的高侧开关541和低侧开关542的切换速度加速时，在该开关模块中产生的浪涌电压容易变高。因此，认为能够通过使这些开关的切换速度延迟来对浪涌电压的升高进行抑制。然而，在这种情况下，会产生因开关损耗的增大而引起升温这样的新的技术问题。

与此相对，在本实施方式中，U相～W相的开关模块位于比X相～Z相的开关模块更靠制冷剂的上游侧。因此，与X相～Z相的开关模块相比，U相～W相的开关模块更容易通过制冷剂来冷却。因此，即使通过使U相～W相的开关模块中包括的开关的切换速度延迟来对浪涌电压的上升进行抑制，该开关模块中的升温也被抑制。

以上，对本公开的优选实施方式进行了说明，但是本公开不受上述实施方式的限制，能够在不脱离本公开的主旨的范围内进行各种变形并实施。

(第一变形例)

在本实施方式中，示出了冷却器610中收纳有七个开关模块的示例。然而，例如，如图9所示，冷却器610中也可以收纳有九个开关模块。这样，即使增大开关模块的数量，也能够在不改变P母线303和N母线304各自的形状的情况下，经由这些母线将九个开关模块与第二电容器550连接。另外，在图9中，为了抑制符号的增大，对新的开关模块标注符号536。

此外，如图10所示，冷却器610中也可以收纳有四个开关模块。在上面的结构中，即使在不改变P母线303和N母线304各自的形状的情况下，也能够经由这些母线将四个开关模块和第二电容器550连接。

(第二变形例)

在本实施方式中，示出了集电极端子540a连接到第一个到第七个第一连接部311h的示例。示出了发射极端子540b连接到第一个到第七个第二连接部315i的示例。然而，开关模块的端子也可以连接到任意第几个连接部。

例如，在图11所示的变形例中，集电极端子540连接到第二个到第八个第一连接部311h，并且发射极端子540b连接到第二个到第八个第二连接部315i。在图12所示的变形例中，集电极端子540连接到第四个到第七个第一连接部311h，并且发射极端子540b连接到第四个到第七个第二连接部315i。

这样，开关模块的端子也可以连接到任意第几个连接部，但是最好选择经由P母线303和N母线304的开关模块与第二电容器550之间的总通电路径长度变短的连接部作为连接对象。

如本实施方式中说明的那样，P母线303和N母线304的总通电路径长度在开关模块的端子连接到编号数低的连接部时容易变长。具体而言，例如，在集电极端子540a连接到第一个第一连接部311h，发射极端子540b连接到第一个第二连接部315i时，总通电路径长度容易变长。

与此相对，在图11和图12所示的变形例中，开关模块的端子未连接到第一个第一连接部311h和第一个第二连接部315i。因此，经由P母线303和N母线304的多个开关模块与第二电容器550之间的总通电路径长度容易变短。经由P母线303和N母线304的多个开关模块与第二电容器550之间的电感分量容易降低。

另外，当然，与编号数低的第一连接部311h和第二连接部315i中的每一个相比，编号高的第一连接部311h和第二连接部315i中的每一个在上述通电路径长度下更远离第一电容器元件551。因此，在将母线连接到编号数高的连接部时，总通电路径长度容易变长。与开关模块的端子仅连接到编号数为中间附近的连接部的情况相比，总通电路径长度在开关模块的端子仅连接到编号数高的连接部的情况下更容易变长。

为了避免这种情况，特别是在图12所示的变形例中，集电极端子540a连接到编号数为中间附近的第四个到第七个第一连接部311h，并且发射极端子540b连接到第四个到第七个第二连接部315i。这样，也可以将通电路径长度容易变长的连接部与开关模块的端子不连接。更限定而言，也可以将通电路径长度最容易变长的连接部与开关模块的端子不连接。由此，减少由电感分量引起的浪涌电压。

另外，尽管未图示，但是集电极端子540a也可以连接到编号数为中间附近的一侧到高的一侧的、第五个到第八个第一连接部311h，并且发射极端子540b也可以连接到第五个到第八个第二连接部315i。集电极端子540a也可以连接到编号低的一侧到中间附近的一侧的、第三个到第六个第一连接部311h，并且发射极端子540b也可以连接到第三个到第六个第二连接部315i。开关模块的端子也可以连接到两端侧的连接部。此外，与编号数低的连接部的端子的非连接数N1和与编号数高的连接部的端子的非连接数N2可以相同也可以不同。

进一步而言，能够采用这样的结构，即位于两端侧的编号数低的一侧的连接部和编号数高的一侧的连接部中的每一个与开关模块的端子的连接，而位于中央侧的编号数为中间附近一侧的连接部中的至少一个不与端子连接。

(第三变形例)

在本实施方式中，示出了P母线303具有十个第一通孔311g和第一连接部311h的示例。示出了绝缘板640具有十个第二通孔640g和第三通孔640h的示例。示出了N母线304具有十个第四通孔315g、第五通孔315h和第二连接部315i的示例。然而，这些通孔和连接部的数量不限定于上述示例。只要比假定连接的多个开关模块的集电极端子540a(发射极端子540b)的总数多即可。

(第四变形例)

在本实施方式中，示出了在第一连结部313所具有的面向y方向的平面上，以z方向为短边而延伸的两个侧表面中的另一个在面向x方向的平面上连续地连接于第一基部311的第一前表面311e的示例。然而，该侧表面和第一前表面311e也可以在面向x方向的平面上不连续地连接。

同样地，在本实施方式中，示出了在第二连结部317所具有的面向y方向的平面上，以z方向为短边而延伸两个侧表面中的另一个在面向x方向的平面上连续地连接于第二基部315的第三前表面315e的示例。然而，该侧表面和第三前表面315e也可以在面向x方向的平面上不连续地连接。例如，由于这两个表面的x方向的位置不同，因此，也可以两个表面在面向x方向的平面上形成为不连续。

(第五变形例)

在本实施方式中，示出了高侧开关541和低侧开关542以及高侧二极管541a和低侧二极管542a通过密封树脂543包覆保护，以构成一个开关模块的示例。

然而，也可以与此不同，例如，将高端开关541和高端二极管541a树脂密封以构成一个开关模块。还可以将低侧开关542和低侧二极管542a树脂密封以构成一个开关模块。作为开关模块的构成方式，不特别地限定。

(其他变形例)

在本实施方式中，示出了电力转换单元300具有电力转换装置500的所有构成要素的示例。然而，只要电力转换单元300包括转换器501和逆变器502中的一个的构成要素即可。或者，只要电力转换单元300包括转换器501和逆变器502各自的一部分构成要素即可。只要在至少电力转换单元300包括第二电容器550和多个开关模块作为电力转换装置500的构成要素即可。

在本实施方式中，示出了电力转换单元300包括在电动汽车用的车载系统100中的示例。然而，电力转换单元300的应用不特别地限定于上述示例。例如，也能够采用在包括马达和内燃机的混合动力系统中包括电力转换单元300的结构。

在本实施方式中，示出了马达400具有第一MG 401和第二MG 402这两个MG的示例。然而，也能够采用马达400具有单个MG的结构。在这种情况下，电力转换单元300的逆变器502具有最低三相的开关模块。

Claims (5)

1.一种电力转换单元，包括：

多个开关模块(530～536)，多个所述开关模块沿排列方向排列；

母线(303、304)，所述母线与多个所述开关模块各自的连接端子(540a、540b)连接；以及

电容器(550)，所述电容器经由所述母线与多个所述开关模块中的每一个连接，

所述母线具有比所述连接端子的总数多的多个连接部(311h、315i)，

多个所述连接端子连接到多个所述连接部中的一部分。

2.如权利要求1所述电力转换单元，其特征在于，

所述母线除了多个所述连接部以外，还具有：基部(311、315)，所述基部将多个所述连接部中的每一个一体地连结；以及电极部(312、316)，所述电极部与所述基部一体地连结，并且与所述电容器的电极连接。

3.如权利要求2所述的电力转换单元，其特征在于，

在多个所述连接部中的、从所述电极经由所述基部和所述电极部的通电路径长度最长的所述连接部与所述连接端子不连接。

4.如权利要求2或3所述的电力转换单元，其特征在于，

沿所述排列方向排列有多个所述连接部，

与经由沿所述排列方向排列的多个所述连接部中的、位于中央侧的所述连接部与所述电极之间的所述基部和所述电极部的通电路径长度相比，经由沿所述排列方向排列的多个所述连接部中的、位于两端侧的所述连接部与所述电极之间的所述基部和所述电极部的通电路径长度更长。

5.如权利要求4所述的电力转换单元，其特征在于，

还包括冷却器(610)，所述冷却器对多个所述开关模块中的每一个进行收纳，并且进行冷却，

所述冷却器具有：多个中继管(613)，多个所述中继管通过沿所述排列方向分开排列来构成对所述开关模块进行收纳的间隙；供给管(611)，所述供给管向多个所述中继管中的每一个供给制冷剂；以及排出管(612)，所述排出管将流过多个所述中继管中每一个的所述制冷剂排出，

所述供给管中的、从外部供给所述制冷剂的供给口(611a)位于沿排列方向排列的多个所述连接部中的两端的一侧。

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