JP2006271063A - バスバーの冷却構造 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却本体によりバスバーを強制的に冷却し、バスバーの温度上昇を抑制することができるバスバーの冷却構造を提供する。
【解決手段】バスバーの冷却構造は、例えばインバータ等のパワーモジュールと、バッテリーとの電気的接続に用いられるバスバー１を冷却するバスバーの冷却構造であって、バスバー１に放熱絶縁シート２を介して熱的に接続された冷却本体３により熱伝導によりバスバー１が強制的に冷却されるようになっている。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えばインバータ等のパワーモジュールと、バッテリーとの電気的接続に用いられるバスバーの冷却構造に関するものである。

従来、絶縁板の上面にバスバー収納溝が形成されており、このバスバー収納溝にバスバーが収納されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

実開平５−２３７２８号のマイクロフィルム（図１）

車載用インバータ等のパワーモジュールは入出力電流が増加傾向にあり、今後更なる高電流化が予想され、そのためパワーモジュールと接続されるバスバーの発熱も増加傾向にある。
しかしながら、上記従来のものは、バスバーを強制的に冷却する手段が施されて無く、バスバーの高温化により、パワーモジュールでの半導体モジュール内のチップの温度上昇が大きくなり、チップが破壊する、あるいはパワーモジュール内部の温度の上昇により、パワーモジュール内の基板の実装部品が破壊するといった問題点があった。
特に、車載用インバータ等のパワーモジュールでは、モータなどの高出力化や限られた少スペースでのモジュール化が求められており、高電流化、バスバーの小型化により、さらなるバスバーの温度上昇が生じ、上記問題点がより大きな問題点になっていた。

この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、冷却本体によりバスバーを強制的に冷却し、バスバーの温度上昇を抑制することができるバスバーの冷却構造を得ることを目的とするものである。

この発明に係るバスバーの冷却構造は、バスバーに放熱絶縁部を介して熱的に接続された冷却本体により熱伝導により強制的にバスバーが冷却される。

この発明によるバスバーの冷却構造によれば、冷却本体によりバスバーを強制的に冷却し、バスバーの温度上昇を抑制することができる。

以下、この発明の各実施の形態について図に基づいて説明するが、各図において、同一、または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１のバスバーの冷却構造を示す斜視図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
このバスバーの冷却構造では、平板状の冷却本体３上に、放熱絶縁部である放熱絶縁シート２が載置されている。この放熱絶縁シート２上には両端が折曲された３個のバスバー１がそれぞれの間に放熱絶縁シート２を介して積層されている。
アルミニウム製でブロック状の冷却本体３は、図示されていないが、内部に蛇行した冷却通路が形成されており、この冷却通路に一方向に冷却水が流れることで冷却本体３は冷却される。
放熱絶縁シート２は、例えばシリコーン系樹脂を主成分とし、厚さ数ｍｍで高熱伝導性、かつ高絶縁性のもの（日東シンコー株式会社製 商標名ＨＴシート）である。

上記構成のバスバーの冷却構造では、各バスバー１は、放熱絶縁シート２を介して冷却本体３と面接触しており、バスバー１で生じた熱は、熱伝導により冷却本体３に流れ、バスバー１は強制的に冷却され、バスバー１の温度上昇は抑えられる。
また、冷却本体３とバスバー１との間に介在し、またバスバー１間に介在した放熱絶縁シート２は、絶縁性及び放熱性に優れており、冷却本体３とバスバー１との間、バスバー１間で短絡が生じることはなく、また放熱絶縁シート２における熱抵抗は小さく、効率良くバスバー１の温度上昇は抑えられる。

なお、冷却本体３上に、放熱絶縁シート２を介して個々のバスバー１をそれぞれ横方向に並べるようにすれば、バスバー１を積層した図１及び２のものと比較して、冷却本体３と各バスバー１との間の熱抵抗が、小さくなり、それだけバスバー１の冷却効果はさらに向上する。

上述したように、このバスバーの冷却構造によれば、高温化するバスバー１を強制的に冷却することで、バスバー１の温度上昇が抑制され、バスバー１の高電流化や小型化が可能となり、モータ等の高出力化や限られた少スペースでのモジュール化に対し、車載用インバータ等のさらなる高出力化、小型化等にも対応可能となる。
また、バスバー１間は、放熱絶縁シート２が介在することで絶縁され、インサートモールド成形によりバスバー１間を絶縁したものと比較して構成が簡単である。

実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２のバスバーの冷却構造を示す斜視図である。
このバスバーの冷却構造では、さらにバスバー１を冷却本体３に密着させる固定具４を備えている点が実施の形態１と異なり、他の構成は実施の形態１と同じである。
固定具４は、３段に積層されたバスバー１を横切って覆った固定具本体４ａと、この固定具本体４ａの両端部を冷却本体３に螺着した固定ネジ４ｂとから構成されている。

この固定具４を備えることで、バスバー１に対する押圧力でバスバー１のそりや変形が矯正される。これにより、冷却本体３、放熱絶縁シート２及びバスバー１それぞれは互いに密接し、それだけ接触面積が大きくなり、バスバー１の冷却効率は向上する。

実施の形態３．
図４はこの発明の実施の形態３における固定具本体６を示す断面図である。
このバスバーの冷却構造では、弾性を有する固定具本体６の中間部にバスバー１側に突出した突起７が形成されている点が実施の形態２と異なり、他の構成は実施の形態２と同じである。
この固定具本体６に突起７を設けることで、実施の形態２のものと比較して、バスバー１に対する冷却本体３側への荷重がより増加するので、冷却本体３、放熱絶縁シート２及びバスバー１それぞれはより互いに密接し、より接触面積が大きくなり、さらには放熱絶縁シート２を押しつぶすことにより、放熱絶縁シート２の厚みが減少するので、これにより、バスバー１と冷却本体３間の熱抵抗がさらに減少し、バスバー１の冷却効率はさらに向上する。

なお、バスバー１を３個の固定具４で冷却本体３に固定していたが、固定具をバスバー１の長手方向に延びた形状の固定具とし、特に冷却を必要とするバスバー１の箇所に対応して固定具本体にバスバー側に突出した突起を設けることで、必要冷却箇所を重点的に冷却することが可能となる。

なお、上記各実施の形態では、放熱絶縁部として放熱絶縁シート２を用いた場合について説明したが、バスバーの周囲に放熱絶縁材で被覆された、放熱絶縁部である放熱絶縁被覆を設けるようにしてもよい。

この発明の実施の形態１のバスバーの冷却構造を示す斜視図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。 この発明の実施の形態２のバスバーの冷却構造を示す斜視図である。 この発明の実施の形態３における固定具本体を示す断面図である。

符号の説明

１ バスバー、２ 放熱絶縁シート（放熱絶縁部）、３ 冷却本体、４ 固定具、４ａ 固定具本体、４ｂ 固定ネジ、６ 固定具本体、７ 突起。

Claims (3)

1. バスバーに放熱絶縁部を介して熱的に接続された冷却本体により熱伝導によりバスバーが強制的に冷却されるバスバーの冷却構造。
2. さらに、前記バスバーを前記冷却本体に密着させる固定具を備えた請求項１に記載のバスバーの冷却構造。
3. 前記固定具は、前記バスバー側に突出した突起を有する弾性の固定具本体を備えた請求項２に記載のバスバーの冷却構造。

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