DE112016000235T5 - Leistungsumsetzungsvorrichtung - Google Patents

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Yosei Hara
Morio Kuwano
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Hitachi Automotive Systems Ltd
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Abstract

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verbindungszuverlässigkeit von Anschlüssen zu erhöhen und gleichzeitig Montageeigenschaften zu verbessern. Eine Leistungsumsetzungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: ein Leistungshalbleitermodul mit einem Leistungsanschluss; ein Kondensatormodul zum Liefern von geglätteter Leistung an das Leistungshalbleitermodul; und eine Formsammelschiene, in der ein Leiterteil zum elektrischen Verbinden des Leistungshalbleitermoduls und des Kondensatormoduls durch ein Harzmaterial abgedichtet ist, wobei das Kondensatormodul einen positiven Kondensatoranschluss und einen negativen Kondensatoranschluss aufweist, wobei der Leistungsanschluss, der positive Kondensatoranschluss und der negative Kondensatoranschluss derart ausgebildet sind, dass die Hauptoberflächen der Anschlüsse in die gleiche Richtung weisen, und die Formsammelschiene einen ersten Anschluss, der mit der Hauptoberfläche des Leistungsanschlusses in Kontakt steht, einen zweiten Anschluss, der mit der Hauptoberfläche des positiven Kondensatoranschlusses in Kontakt steht, und einen dritten Anschluss, der mit der Hauptoberfläche des negativen Kondensatoranschlusses in Kontakt steht, aufweist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Leistungsumsetzungsvorrichtung und insbesondere auf eine Leistungsumsetzungsvorrichtung zum Umsetzen von Gleichstrom in Wechselstrom.
  • Stand der Technik
  • Für einen Fahrzeugantriebsmotor, der in Hybridfahrzeugen und Elektrofahrzeugen verwendet wird, wird höhere Leistung benötigt und dementsprechend muss eine Leistungsumsetzungsvorrichtung für hohe Leistung ausgelegt sein. Eine Verbesserung der Verbindungszuverlässigkeit eines Leiterelements, das mit einem Leistungshalbleitermodul zur Leistungsumsetzung und einem Kondensatormodul zur Leistungsglättung, die in der Leistungsumsetzungsvorrichtung bereitgestellt sind, verbunden ist, ist für hohe Leistung erforderlich.
  • In PTL 1 ( JP 2008-252962 A ) ist ein Harzkörper 24 angeschlossen, um einen Anschluss einer Drossel 14 und einen Anschluss eines Kondensators 13 weiterzuleiten.
  • Entgegenhaltungsliste
  • Patentdokument(e)
    • PTL 1: JP 2008-252962 A
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verbindungszuverlässigkeit von Anschlüssen zu erhöhen und gleichzeitig Montageeigenschaften zu verbessern.
  • Lösung des Problems
  • Um die Aufgabe zu lösen, umfasst eine Leistungsumsetzungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung: ein Leistungshalbleitermodul (100) mit einem Leistungsanschluss (101); ein Kondensatormodul (200) zum Liefern von geglätteter Leistung an das Leistungshalbleitermodul; und eine Formsammelschiene (500), in der ein Leiterteil zum elektrischen Verbinden des Leistungshalbleitermoduls und des Kondensatormoduls (200) durch ein Harzmaterial abgedichtet ist, wobei das Kondensatormodul einen positiven Kondensatoranschluss (203) und einen negativen Kondensatoranschluss (204) aufweist, wobei der Leistungsanschluss, der positive Kondensatoranschluss und der negative Kondensatoranschluss derart ausgebildet sind, dass die Hauptoberflächen der Anschlüsse in die gleiche Richtung weisen, und die Formsammelschiene (500) einen ersten Anschluss (506), der mit der Hauptoberfläche des Leistungsanschlusses (101) in Kontakt steht, einen zweiten Anschluss (512), der mit der Hauptoberfläche des positiven Kondensatoranschlusses in Kontakt steht, und einen dritten Anschluss (514), der mit der Hauptoberfläche des negativen Kondensatoranschlusses in Kontakt steht, aufweist.
  • Vorteilhafte Effekte der Erfindung
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Verbindungszuverlässigkeit von Anschlüssen zu erhöhen und gleichzeitig Montageeigenschaften zu verbessern.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Hauptschaltungsteils 900 in einer Leistungsumsetzungsvorrichtung.
  • 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Hauptschaltungsteils 900 in der Leistungsumsetzungsvorrichtung.
  • 3 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht eines Leistungsanschlusses 101 und von Signalanschlüssen 102 in einem Leistungshalbleitermodul 100a im Bereich A, der in 2 dargestellt ist.
  • 4 ist eine Querschnittsansicht des Leistungshalbleitermoduls 100a in der in 2 dargestellten Ebene B bei Betrachtung in der Pfeilrichtung.
  • 5 ist eine Querschnittsansicht eines Kondensatormoduls 200 in der in 2 dargestellten Ebene C bei Betrachtung in der Pfeilrichtung
  • 6 ist eine perspektivische Ansicht einer gesamten Formsammelschiene 500.
  • 7 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Formsammelschiene 500.
  • 8 eine Querschnittsansicht der Formsammelschiene 500 in der in 6 dargestellten Ebene D bei Betrachtung in der Pfeilrichtung
  • 9 ist eine Querschnittsansicht der Formsammelschiene 500 in der in 6 dargestellten Ebene E bei Betrachtung in der Pfeilrichtung.
  • 10 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht eines ersten Anschlusses 506 in der Formsammelschiene 500 im Bereich C, der in 6 dargestellt ist.
  • 11 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht eines zweiten Anschlusses 512 und eines dritten Anschlusses 514 in der Formsammelschiene 500 im Bereich B in 6.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Spezielle Beispiele für den Inhalt der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden Beschreibung erläutert, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Beschreibung beschränkt und verschiedene Änderungen und Abwandlungen können von Fachleuten im Rahmen des technischen Gedankens vorgenommen werden, der in der Patentschrift offenbart ist. Die gleichen Funktionen sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und eine wiederholte Beschreibung davon kann in den Zeichnungen zur Beschreibung der vorliegenden Erfindung entfallen.
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Hauptschaltungsteils 900 in einer Leistungsumsetzungsvorrichtung. Hierbei empfängt der Hauptschaltungsteil 900 Gleichstromleistung aus einer fahrzeugmontierten Batterie und gibt Wechselstromleistung an einen Fahrzeugantriebsmotor aus. 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Hauptschaltungsteils 900 in der Leistungsumsetzungsvorrichtung. 3 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht eines Leistungsanschlusses 101 und von Signalanschlüssen 102 in einem Leistungshalbleitermodul 100a im Bereich A, der in 2 dargestellt ist. 4 ist eine Querschnittsansicht des Leistungshalbleitermoduls 100a in der in 2 dargestellten Ebene B bei Betrachtung in der Pfeilrichtung. 5 ist eine Querschnittsansicht eines Kondensatormoduls 200 in der in 2 dargestellten Ebene C bei Betrachtung in der Pfeilrichtung.
  • Die Leistungshalbleitermodule 100a bis 100f, die in 1 und 2 dargestellt sind, weisen Wechselrichterschaltungen zum Umsetzen von Gleichstromleistung in Wechselstromleistung auf. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform bildet das Leistungshalbleitermodul 100a Ober- und Unterzweigschaltungen zum Ausgeben einer Phase in einer Wechselrichterschaltung zum Ausgeben eines 3-phasigem Wechselstroms. Beispielsweise stellt das Leistungshalbleitermodul 100a Ober- und Unterzweigschaltungen für eine U-Phase, das Leistungshalbleitermodul 100b Ober- und Unterzweigschaltungen für eine V-Phase und das Leistungshalbleiter- oder Modul 100c Ober- und Unterzweigschaltungen für eine W-Phase dar. Die Leistungshalbleitermodule 100a bis 1000 bilden dann eine erste Wechselrichterschaltung aus.
  • Ebenso stellt das Leistungshalbleitermodul 100d Ober- und Unterzweigschaltungen für eine U-Phase, das Leistungshalbleitermodul 100e Ober- und Unterzweigschaltungen für eine V-Phase und das Leistungshalbleitermodul 100f Ober- und Unterzweigschaltungen für eine W-Phase dar. Die Leistungshalbleitermodule 100d bis 100f bilden dann eine zweite Wechselrichterschaltung aus. Das heißt, dass gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Leistungsumsetzungsvorrichtung zwei Wechselrichterschaltungen umfasst. Die beiden Wechselrichterschaltungen können verschiedene Motoren antreiben oder einen Motor antreiben.
  • Die in 1 und 2 dargestellten Kondensatormodule 200 glätten eine Gleichstromleistung, die aus der Batterie geliefert wird. Ein in 2 und 5 dargestelltes Kondensatormodul 200 weist eine Kondensatorzelle 201 wie beispielsweise einen Filmkondensator, einen positiven Kondensatoranschluss 203 und einen negativen Kondensatoranschluss 204 zum elektrischen Anschließen der Kondensatorzelle 201 und einer nachfolgend beschriebenen Formsammelschiene 500, ein Kondensatorgehäuse 202 zum Aufnehmen der Kondensatorzelle 201 darin und ein Dichtungsmaterial 205, das in das Kondensatorgehäuse 202 gefüllt ist, auf.
  • Der in 3 dargestellte Leistungsanschluss 101 empfängt Gleichstromleistung, die aus den Kondensatormodulen 200 geliefert wird.
  • Der Leistungsanschluss 101 als negativer Anschluss verzweigt sich in einen ersten negativen Leistungsanschluss 101a und einen zweiten negativen Leistungsanschluss 101c. Der Leistungsanschluss 101 als positiver Anschluss verzweigt sich in einen ersten positiven Leistungsanschluss 101lb und einen zweiten positiven Leistungsanschluss 101d. Dadurch ist es möglich, zu verhindern, dass der Strom, der in die Anschlüsse fließt, sich konzentriert, und eine niedrigere Induktivität zu erreichen. Ein Wechselstromanschluss 101e überträgt eine Wechselstromausgabe an den Fahrzeugantriebsmotor und ist neben dem ersten negativen Leistungsanschluss 101a angeordnet.
  • Wie in 3 gezeigt überlappt eine Hauptoberfläche 103 des Leistungsanschlusses 101 mit einer virtuellen Ebene 106, die im Wesentlichen parallel zu einer Anordnungsrichtung 105 des ersten negativen Leistungsanschlusses 101a, des ersten positiven Leistungsanschlusses 101b, des zweiten negativen Leistungsanschlusses 101c und des zweiten ersten positiven Leistungsanschlusses 101d ist.
  • Wie in 4 gezeigt ist eine Seitenoberfläche 104 des Leistungsanschlusses 101 im Wesentlichen orthogonal zu der virtuellen Ebene 106 ausgebildet. Mit anderen Worten überlappt die Seitenfläche 104 des Leistungsanschlusses 101 mit einer Ebene, die die virtuelle Ebene 106 schneidet.
  • 6 ist eine perspektivische Ansicht der gesamten Formsammelschiene 500. 7 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Formsammelschiene 500. 8 eine Querschnittsansicht der Formsammelschiene 500 in der in 6 dargestellten Ebene D bei Betrachtung in der Pfeilrichtung. 9 ist eine Querschnittsansicht der Formsammelschiene 500 in der in 6 dargestellten Ebene E bei Betrachtung in der Pfeilrichtung. 10 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht eines ersten Anschlusses 506 in der Formsammelschiene 500 im Bereich C, der in 6 dargestellt ist. 11 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht eines zweiten Anschlusses 512 und eines dritten Anschlusses 514 in der Formsammelschiene 500 im Bereich B in 6.
  • Wie in 8 gezeigt ist die Formsammelschiene 500 aus einer negativen Leiterplatte 501, einer positiven Leiterplatte 502, einem Harzmaterial 516, einer Wechselstrom-Sammelschiene 504 und einer Wechselstrom-Sammelschiene 505 ausgebildet.
  • Wie in 7 und 8 gezeigt ist die negative Leiterplatte 501 so angeordnet, dass sie auf der positiven Leiterplatte 502 derart gestapelt ist, dass eine Hauptoberfläche der negativen Leiterplatte 501 einer Hauptoberfläche der positiven Leiterplatte 502 gegenüberliegt.
  • Die in 7 dargestellte Wechselstrom-Sammelschiene 504 ist aus einer mit dem Leistungshalbleitermodul 100a verbundenen Wechselstrom-Sammelschiene 504a, einer mit dem Leistungshalbleitermodul 100b verbundenen Wechselstrom-Sammelschiene 504b und einer mit dem Leistungshalbleitermodul 100c verbundenen Wechselstrom-Sammelschiene 504c ausgebildet.
  • Die in 7 dargestellte Wechselstrom-Sammelschiene 505 ist aus einer mit dem Leistungshalbleitermodul 100d verbundenen Wechselstrom-Sammelschiene 505a, einer mit dem Leistungshalbleitermodul 100e verbundenen Wechselstrom-Sammelschiene 505b und einer mit dem Leistungshalbleitermodul 100f verbundenen Wechselstrom-Sammelschiene 505c ausgebildet.
  • Wie in 7 und 8 gezeigt dichtet das Harzmaterial 516 einen Teil von jeweils der positiven Leiterplatte 502, der negativen Leiterplatte 501, der Wechselstrom-Sammelschiene 504 und der Wechselstrom-Sammelschiene 505 ab. Ferner wird das Harzmaterial 516 zwischen die Hauptoberfläche der negativen Leiterplatte 501 und die Hauptoberfläche der positiven Leiterplatte 502 eingefügt, um dadurch die negative Leiterplatte 501 und die positive Leiterplatte 502 voneinander isoliert zu halten.
  • Die Formsammelschiene 500 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist eine integrierte Struktur auf, in der die Wechselstrom-Sammelschiene 504 und die Wechselstrom-Sammelschiene 505 zusätzlich zu der negativen Leiterplatte 501 und der positiven Leiterplatte 502 zusammen geformt sind und durch das Harzmaterial 516 abgedichtet sind. Dadurch ist die Formsammelschiene 500 als ein Teil mit starker elektrischer Verdrahtung ausgebildet, die durch das Harzmaterial 516 abgedichtet ist, und eine Verbesserung bei der Montage ist zu erwarten.
  • Wie in 7 und 10 gezeigt ist der erste Anschluss 506 aus den ersten negativen Leiteranschlüssen 507a bis 507f, den ersten positiven Leiteranschlüssen 508a bis 508f, den zweiten negativen Leiteranschlüssen 509a bis 509f, den zweiten positiven Leiteranschlüssen 510a bis 510f und den Wechselstrom-Leiteranschlüssen 503a bis 503f ausgebildet.
  • Die ersten negativen Leiteranschlüsse 507a bis 507f und die zweiten negativen Leiteranschlüsse 509a bis 509f zweigen von der negativen Leiterplatte 501 ab und Strom wird darauf verteilt. Die ersten positiven Leiteranschlüsse 508a bis 508f und die zweiten positiven Leiteranschlüsse 510a bis 510f zweigen von der positiven Leiterplatte 502 ab und Strom wird darauf verteilt.
  • Der erste negative Leiteranschluss 507a ist mit dem ersten negativen Leistungsanschluss 101a des Leistungshalbleitermoduls 100a verbunden, der erste positive Leiteranschluss 508a ist mit dem ersten positiven Leistungsanschluss 101b des Leistungshalbleitermoduls 100a, der zweite negative Leiteranschluss 509a Ist mit dem zweiten negativen Leistungsanschluss 101c des Leistungshalbleitermoduls 100a verbunden, der zweite positive Leiteranschluss 510a ist mit dem zweiten positiven Leistungsanschluss 101d des Leistungshalbleitungsmoduls 100a verbunden und der Wechselstrom-Leiteranschluss 503a ist mit dem Wechselstromanschluss 101e des Leistungshalbleitermoduls 100a verbunden. Andere Anschlüsse der Formsammelschiene 500 sind in ähnlicher Weise mit den Anschlüssen der Leistungshalbleitermodule 100b bis 100f verbunden.
  • Ferner ist der erste Anschluss 506 derart, dass die zweiten negativen Leiteranschlüsse 509a bis 509f zwischen den ersten positiven Leiteranschlüssen 508a bis 508f und den zweiten positiven Leiteranschlüssen 510a bis 510f angeordnet sind.
  • Wie in 8 und 10 gezeigt sind der erste negative Leiteranschluss 507a, der erste positive Leiteranschluss 508a, der zweite negative Leiteranschluss 509a, der zweite positive Leiteranschluss 510a und der Wechselstrom-Leiteranschluss 503a so ausgebildet, dass ihre Hauptoberflächen in die gleiche Richtung weisen. Hierbei sind die Hauptoberflächen jeweils mit den Anschlüssen der Leistungshalbleitermodule 100b bis 100f verbunden. Das heißt, dass eine Hauptoberfläche 517 des ersten Anschlusses 506 so ausgebildet ist, dass sie in die gleiche Richtung weist. Eine Seitenoberfläche 518 des ersten Anschlusses 506 ist quer zu der Hauptoberfläche 517 ausgebildet.
  • Wie in 7 gezeigt ist der zweite Anschluss 512 gemäß der vorliegenden Ausführungsform aus neun negativen Leitungsanschlüssen ausgebildet, die jeweils mit den negativen Kondensatoranschlüssen 204 verbunden sind. Ferner ist der dritte Anschluss 514 gemäß der vorliegenden Ausführungsform aus neun positiven Leiteranschlüssen ausgebildet, die jeweils mit den positiven Kondensatoranschlüssen 203 verbunden sind.
  • Wie in 9 und 11 gezeigt sind die zweiten Anschlüsse 512 und die dritten Anschlüsse 514 derart ausgebildet, dass eine Hauptoberfläche 521 eines zweiten Anschlusses 512 und eine Hauptoberfläche 525 eines dritten Anschlusses 514 in die gleiche Richtung weisen. Die Hauptoberflächen 521 sind mit den negativen Kondensatoranschlüssen 204 verbunden und die Hauptoberflächen 525 sind mit den positiven Kondensatoranschlüssen 203 verbunden. Eine Seitenfläche 522 des zweiten Anschlusses 512 ist quer zu der Hauptoberfläche 521 ausgebildet. Eine Seitenfläche 526 des dritten Anschlusses 514 ist quer zu der Hauptoberfläche 521 ausgebildet.
  • Ferner sind wie in 7 gezeigt die dritten Anschlüsse 514 so ausgebildet, dass die Hauptoberflächen 525 der dritten Anschlüsse 514 und die Hauptoberfläche 517 des ersten Anschlusses 506 in die gleiche Richtung weisen. Somit sind der erste Anschluss 506, die zweiten Anschlüsse 512 und die dritten Anschlüsse 514 so ausgebildet, dass die Hauptoberfläche 517 des ersten Anschlusses 506, die Hauptoberflächen 521 der zweiten Anschlüsse 512 und die Hauptoberflächen 525 der dritten Anschlüsse 514 in die gleiche Richtung weisen.
  • Wie in 1 und 2 gezeigt sind die Leistungshalbleitermodule 100a bis 100f so angeordnet, dass die Leistungsanschlüsse 101 der Hauptoberfläche 517 des ersten Anschlusses 506 zugewandt sind. Ferner sind die Kondensatormodule 200 so angeordnet, dass die positiven Kondensatoranschlüsse 203 den Hauptoberflächen 521 der zweiten Anschlüsse 512 zugewandt sind und die negativen Kondensatoranschlüsse 204 den Hauptoberflächen 525 der dritten Anschlüsse 514 zugewandt sind.
  • Wenn die Formsammelschiene 500 in der Position an die Leistungshalbleitermodule 100a bis 100f und die Kondensatormodule 200 angepasst ist, stehen die Hauptoberfläche 517 des ersten Anschlusses 506, die Hauptoberflächen 521 der zweiten Anschlüsse 512 und die Hauptoberflächen 525 der dritten Anschlüsse 514 mit den Leistungsanschlüssen 101, den positiven Kondensatoranschlüssen 203 oder den negativen Kondensatoranschlüssen 204 in Kontakt und die Position der Formsammelschiene 500 wird um die Kontaktpositionen korrigiert, um dadurch andere Anschlüsse in Kontakt zu bringen.
  • Aufgrund der Positionskorrektur der Formsammelschiene 500, die den ersten Anschluss 506, die zweiten Anschlüsse 512 und die dritten Anschlüsse 514 umfasst und als Teil durch das Harzmaterial 516 ausgebildet ist, können die Anschlüsse einschließlich der Leistungsanschlüsse 101, der positiven Kondensatoranschlüsse 203 und der negativen Kondensatoranschlüsse 204, die eine große Stromstärke benötigen, eine Variation in den Übergängen zu der Formsammelschiene 500 verringern und eine einfache Montage erreichen. Die Übergänge sind Schweißverbindungen, Klammerverbindungen und dergleichen.
  • Insbesondere ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform jeder der Leistungsanschlüsse 101 der Leistungshalbleitermodule 100a bis 100f aus dem ersten negativen Leistungsanschluss 101a, dem ersten positiven Leistungsanschluss 101b, dem zweiten negativen Leistungsanschluss 101c und dem zweiten positiven Leistungsanschluss 101d ausgebildet und die Hauptoberflächen der Anschlüsse weisen in die gleiche Richtung, um eine niedrigere Induktivität zu erreichen. Wenn die Anzahl der Anschlüsse zunimmt, ist die Positionskorrektur in Abhängigkeit von den Anschlüssen schwierig. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind jedoch in Abhängigkeit von den Leistungsanschlüssen 101 mehrere erste Anschlüsse 506 der Formsammelschiene 500 vorgesehen und die Hauptoberflächen 517 der ersten Anschlüsse 506 weisen in die gleiche Richtung, wodurch eine Variation in den Übergängen verringert wird und eine einfache Montage erreicht wird, während gleichzeitig eine niedrigere Induktivität erreicht wird.
  • Selbst dann, wenn ein Leistungsanschluss 101 der Leistungshalbleitermodule 100a bis 100f jeweils auf der positiven und der negativen Seite vorhanden ist, ist der technische Gedanke gemäß der vorliegenden Ausführungsform anwendbar. Selbst dann, wenn zwei Leistungsanschlüsse 101 auf der positiven Seite vorhanden sind und einer auf der negativen Seite vorhanden ist oder einer auf der positiven Seite vorhanden ist und zwei auf der negativen Seite vorhanden sind, ist der technische Gedanke gemäß der vorliegenden Ausführungsform anwendbar.
  • Ferner überlappen wie in 8 und 10 gezeigt die Hauptoberflächen 517 der jeweiligen Anschlüsse, die den erste Anschluss 506 bilden, auf einer virtuellen Ebene 520, die im Wesentlichen parallel zu einer Anordnungsrichtung 519 des ersten negativen Leiteranschlusses 507a, des ersten positiven Leiteranschlusses 508a, des zweiten negativen Leiteranschlusses 509a und des zweiten positiven Leiteranschlusses 510a ist. Dadurch ist es möglich, eine Variation der Übergänge weiter zu reduzieren und eine leichte Montage zu erreichen, während gleichzeitig eine geringere Induktivität erreicht wird.
  • Wie in 6 und 11 gezeigt überlappen die Hauptoberflächen 521 der zweiten Anschlüsse 512 auf einer virtuellen Ebene 524, die im Wesentlichen parallel zu einer Anordnungsrichtung 523 der zweiten Anschlüsse 512 ist. Ebenso überlappen die Hauptoberflächen 525 der dritten Anschlüsse 514 auf einer virtuellen Ebene 528, die im Wesentlichen parallel zu einer Anordnungsrichtung 527 der dritten Anschlüsse 514 ist. Dadurch ist es möglich, eine Variation der Übergänge weiter zu reduzieren und eine einfache Montage zu erreichen.
  • Ferner hält gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Formsammelschiene 500 die Wechselstrom-Sammelschiene 504 und die Wechselstrom-Sammelschiene 505 durch das Harzmaterial 516. Die Hauptoberflächen der Wechselstrom-Leiteranschlüsse 503a bis 503f sind so ausgebildet, dass sie in die gleiche Richtung wie die Hauptoberfläche 517 des ersten Anschlusses 506 weisen, und sind mit dem Wechselstromanschluss 101e des Leistungshalbleitermoduls 100a verbunden. Dadurch ist es möglich, eine Abweichung der Übergänge der Hauptschaltungssysteme weiter zu reduzieren und eine einfache Montage zu erreichen.
  • 529 in 8 gibt eine Orientierung an, in der die Hauptoberfläche 517 des ersten Anschlusses 506 der Hauptoberfläche 103 des Leistungsanschlusses 101 des Leistungshalbleitermoduls 100a gegenüberliegt, und gibt zudem eine Richtung an, in der sich die Formsammelschiene 500 bewegt, wenn das Leistungshalbleitermodul 100a und die Formsammelschiene 500 miteinander verbunden sind. 530 in 9 ist eine Orientierung, in der die Hauptoberflächen 521 der zweiten Anschlüsse 512 den Hauptoberflächen der negativen Kondensatoranschlüsse 204 gegenüberliegen, und gibt zudem eine Richtung an, in der sich die Formsammelschiene 500 bewegt, wenn die Kondensatormodule 200 und die Formsammelschiene 500 miteinander verbunden sind.
  • Bezugszeichenliste
    • 100a bis 100f ... Leistungshalbleitermodul, 101 ... Leistungsanschluss, 101a ... erster negativer Leistungsanschluss, 101b ... erster positiver Leistungsanschluss, 101c ... zweiter negativer Leistungsanschluss, 101d ... zweiter positiver Leistungsanschluss, 101e ... Wechselstromanschluss, 102 ... Signalanschluss, 103 ... die Hauptoberfläche, 104 ... Seitenoberfläche, 105 ... Anordnungsrichtung, 106 ... virtuelle Ebene, 200 ... Kondensatormodul, 201 ... Kondensatorzelle, 202 ... Kondensatorgehäuse, 203 ... positiver Kondensatoranschluss, 204 ... negativer Kondensatoranschluss, 205 ... Dichtungsmaterial, 500 ... Formsammelschiene, 501 ... negative Leiterplatte, 502 ... positive Leiterplatte, 503a bis 503f ... Wechselstrom-Leiteranschluss, 504 ... Wechselstrom-Sammelschiene, 505 ... Wechselstrom-Sammelschiene, 504a bis 504c ... Wechselstrom-Sammelschiene, 505a bis 505c ... Wechselstrom-Sammelschiene, 506 ... erster Anschluss, 507a bis 507f ... erster negativer Leiteranschluss, 508a bis 508f erster positiver Leiteranschluss, 509a bis 509f ... zweiter negativer Leiteranschluss, 510a bis 510f ... zweiter positiver Leiteranschluss, 512 ... zweiter Anschluss, 514 ... dritter Anschluss, 516 .. Harzmaterial, 517 ... Hauptoberfläche, 518 ... Seitenoberfläche, 519 ... Anordnungsrichtung, 520 ... virtuelle Ebene, 521 ... Hauptoberfläche, 522 ... Seitenoberfläche, 523 ... Anordnungsrichtung, 524 ... virtuelle Ebene, 525 ... Hauptoberfläche, 526 ... Seitenoberfläche, 527 ... Anordnungsrichtung, 528 ... virtuelle Ebene, 529 ... entgegengesetzte Richtung, 530 ... entgegengesetzte Richtung, 900 ... Hauptschaltungsteil

Claims (5)

  1. Leistungsumsetzungsvorrichtung, die umfasst: ein Leistungshalbleitermodul mit einem Leistungsanschluss; ein Kondensatormodul zum Liefern von geglätteter Leistung an das Leistungshalbleitermodul; und eine Formsammelschiene, in der ein Leiterteil zum elektrischen Verbinden des Leistungshalbleitermoduls und des Kondensatormoduls durch ein Harzmaterial abgedichtet ist, wobei das Kondensatormodul einen positiven Kondensatoranschluss und einen negativen Kondensatoranschluss aufweist, der Leistungsanschluss, der positive Kondensatoranschluss und der negative Kondensatoranschluss derart ausgebildet sind, dass die Hauptoberflächen der Anschlüsse in die gleiche Richtung weisen und die Formsammelschiene einen ersten Anschluss, der mit der Hauptoberfläche des Leistungsanschlusses in Kontakt steht, einen zweiten Anschluss, der mit der Hauptoberfläche des positiven Kondensatoranschlusses in Kontakt steht, und einen dritten Anschluss, der mit der Hauptoberfläche des negativen Kondensatoranschlusses in Kontakt steht, aufweist.
  2. Leistungsumsetzungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Leistungsanschluss aus einem ersten positiven Leistungsanschluss, einem ersten negativen Leistungsanschluss, einem zweiten positiven Leistungsanschluss und einem zweiten negativen Leistungsanschluss ausgebildet ist und so ausgebildet ist, dass die Hauptoberflächen der Anschlüsse in die gleiche Richtung weisen, und der erste Anschluss aus einem ersten positiven Leiteranschluss, der mit dem ersten positiven Leistungsanschluss verbunden ist, einem ersten negativen Leiteranschluss, der mit dem ersten negativen Leistungsanschluss verbunden ist, einem zweiten positiven Leiteranschluss, der mit dem zweiten positiven Leistungsanschluss verbunden ist, und einem zweiten negativen Leiteranschluss, der mit dem zweiten negativen Leistungsanschluss verbunden ist, ausgebildet ist und so ausgebildet ist, dass die Hauptoberflächen der Anschlüsse in die gleiche Richtung weisen.
  3. Leistungsumsetzungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Anschluss derart ausgebildet ist, dass die Hauptoberfläche des ersten positiven Leiteranschlusses, die Hauptoberfläche des ersten negativen Leiteranschlusses, die Hauptoberfläche des zweiten positiven Leiteranschlusses und die Hauptoberfläche des zweiten negativen Leiteranschlusses auf einer virtuellen Ebene überlappen, die parallel zu einer Anordnungsrichtung des ersten positiven Leiteranschlusses, des ersten negativen Leiteranschlusses, des zweiten positiven Leiteranschlusses und des zweiten negativen Leiteranschlusses ist.
  4. Leistungsumsetzungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die positiven Kondensatoranschlüsse ausgebildet sind und die positiven Kondensatoranschlüsse derart ausgebildet sind, dass die Hauptoberflächen der positiven Kondensatoranschlüsse auf einer virtuellen Ebene überlappen, die parallel zu einer Anordnungsrichtung der positiven Kondensatoranschlüsse ist.
  5. Leistungsumsetzungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die negativen Kondensatoranschlüsse ausgebildet sind und die negativen Kondensatoranschlüsse derart ausgebildet sind, dass die Hauptoberflächen der negativen Kondensatoranschlüsse auf einer virtuellen Ebene überlappen, die parallel zu einer Anordnungsrichtung der negativen Kondensatoranschlüsse ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6398800B2 (ja) * 2015-03-06 2018-10-03 株式会社デンソー 電力変換装置
JP6596402B2 (ja) * 2016-09-14 2019-10-23 日立オートモティブシステムズ株式会社 電力変換装置
JP7239380B2 (ja) * 2019-04-16 2023-03-14 株式会社日立製作所 電力変換装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19645636C1 (de) * 1996-11-06 1998-03-12 Telefunken Microelectron Leistungsmodul zur Ansteuerung von Elektromotoren
JP4305537B2 (ja) * 2007-03-15 2009-07-29 株式会社日立製作所 電力変換装置
JP5091521B2 (ja) 2007-03-29 2012-12-05 三菱重工業株式会社 一体型電動圧縮機
JP5227532B2 (ja) * 2007-04-02 2013-07-03 日立オートモティブシステムズ株式会社 インバータ回路用の半導体モジュール
JP4533404B2 (ja) * 2007-05-24 2010-09-01 日立オートモティブシステムズ株式会社 エンジン制御装置
JP4580997B2 (ja) * 2008-03-11 2010-11-17 日立オートモティブシステムズ株式会社 電力変換装置
JP4708459B2 (ja) * 2008-07-29 2011-06-22 日立オートモティブシステムズ株式会社 電力変換装置
JP4935883B2 (ja) * 2009-11-27 2012-05-23 株式会社デンソー バスバーアッセンブリ
JP2014050118A (ja) 2012-08-29 2014-03-17 Hitachi Ltd 電気回路装置および電気回路装置の製造方法
JP5879233B2 (ja) * 2012-08-31 2016-03-08 日立オートモティブシステムズ株式会社 パワー半導体モジュール
JP5957396B2 (ja) * 2013-03-05 2016-07-27 日立オートモティブシステムズ株式会社 両面冷却型電力変換装置
JP5879292B2 (ja) * 2013-03-28 2016-03-08 日立オートモティブシステムズ株式会社 電力変換装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019100071A1 (de) 2018-11-26 2020-05-28 Electronicon Kondensatoren Gmbh Hochleistungskondensatormodul

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