JP2014064407A - Power conversion device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power conversion device that has an improved vibration resistance.SOLUTION: A power conversion device 1 includes: a semiconductor unit 5 having a semiconductor module 6 and a cooler 7; and a capacitor device 2 having a plurality of capacitor elements and a capacitor case 20. The semiconductor module 6 has projecting power terminals 62 formed thereon. The capacitor case 20 has a bottom portion 21 and a side portion 22, and is opened at the opposite side to the bottom portion 21. The side portion 22 has a step portion 23 in part. The semiconductor unit 5 is arranged opposite to the open plane 200 of the capacitor case 20 in a direction perpendicular to a projection forming direction Y of the power terminals 62. The capacitor device 2 has a low part 2a low in height in the projection forming direction Y owing to the step portion 23, and a high part 2b higher in height in the projection forming direction Y than the low part 2a. Capacitor terminals 431 are disposed on the high part 2b for connection to the power terminals 62.

Description

本発明は、複数のコンデンサ素子を有するコンデンサ装置を備えた電力変換装置に関する。   The present invention relates to a power conversion device including a capacitor device having a plurality of capacitor elements.

電気自動車、ハイブリッド自動車等には、インバータ等の電力変換装置が搭載されている。電力変換装置としては、例えば、半導体素子を含む半導体モジュールと該半導体モジュールを冷却する冷却器とを有する半導体ユニットと、複数のコンデンサ素子と該複数のコンデンサ素子を収容するコンデンサケースとを有するコンデンサ装置とを備えたものがある（特許文献１参照）。   Electric vehicles, hybrid vehicles, and the like are equipped with power conversion devices such as inverters. As a power converter, for example, a capacitor unit having a semiconductor unit including a semiconductor module including a semiconductor element and a cooler that cools the semiconductor module, a plurality of capacitor elements, and a capacitor case that accommodates the plurality of capacitor elements (See Patent Document 1).

このような電力変換装置において、例えば、コンデンサ装置のコンデンサケースは、底面部と該底面部から立設された側面部とを有すると共に底面部側とは反対側を開口してなる。また、半導体ユニットは、半導体モジュールのパワー端子の突出形成方向に直交する方向において、コンデンサケースの開口面に対向して配置されている。そして、コンデンサ装置に設けられたコンデンサ端子は、半導体ユニットにおける半導体モジュールのパワー端子に接続されている。   In such a power conversion device, for example, the capacitor case of the capacitor device has a bottom surface portion and a side surface portion erected from the bottom surface portion, and is open on the side opposite to the bottom surface portion side. In addition, the semiconductor unit is disposed to face the opening surface of the capacitor case in a direction orthogonal to the projecting direction of the power terminals of the semiconductor module. And the capacitor | condenser terminal provided in the capacitor | condenser apparatus is connected to the power terminal of the semiconductor module in a semiconductor unit.

特開２００６−２９５９９７号公報JP 2006-295997 A

しかしながら、上記電力変換装置において、コンデンサ装置のコンデンサケースに端子等を配置するための段差部を設ける構成も考えられる。その場合、コンデンサケースに設けた段差部によってコンデンサ装置に低背側部分と高背側部分とが形成される。このとき、コンデンサ装置の高背側部分は、電力変換装置を搭載する車両等の振動の影響を受けやすい部分であり、振動による振れが他の部分よりも大きくなる。そのため、振動による振れによってコンデンサ装置の固定部分に応力が発生し、場合によっては固定部分の損傷や固定力の低下等の不具合が発生するおそれがある。   However, in the above power conversion device, a configuration in which a step portion for arranging terminals and the like is provided on the capacitor case of the capacitor device is also conceivable. In that case, a low back portion and a high back portion are formed in the capacitor device by the step portion provided in the capacitor case. At this time, the high-back side portion of the capacitor device is a portion that is easily affected by vibration of a vehicle or the like on which the power conversion device is mounted, and vibration due to vibration is larger than other portions. For this reason, stress is generated in the fixed portion of the capacitor device due to the vibration due to vibration, and in some cases, there is a possibility that problems such as damage to the fixed portion and a decrease in the fixing force may occur.

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、耐振性を向上させることができる電力変換装置を提供しようとするものである。   The present invention has been made in view of such a background, and an object thereof is to provide a power conversion device capable of improving vibration resistance.

本発明の一の態様は、半導体素子を含む半導体モジュールと該半導体モジュールを冷却する冷却器とを有する半導体ユニットと、
複数のコンデンサ素子と該複数のコンデンサ素子を収容するコンデンサケースとを有するコンデンサ装置とを備え、
上記半導体モジュールには、上記半導体素子に電気的に接続されるパワー端子が突出して形成されており、
上記コンデンサケースは、底面部と該底面部から立設された側面部とを有すると共に上記底面部側とは反対側を開口してなり、
上記側面部の一部には、段差部が設けられており、
上記半導体ユニットは、上記半導体モジュールの上記パワー端子の突出形成方向に直交する方向において、上記コンデンサケースの開口面に対向して配置されており、
上記コンデンサ装置は、上記段差部によって上記突出形成方向の高さが低い低背部と、該低背部よりも上記突出形成方向の高さが高い高背部とを有し、
該高背部には、上記半導体モジュールの上記パワー端子に接続されるコンデンサ端子が設けられていることを特徴とする電力変換装置にある（請求項１）。 One aspect of the present invention is a semiconductor unit having a semiconductor module including a semiconductor element and a cooler for cooling the semiconductor module;
A capacitor device having a plurality of capacitor elements and a capacitor case containing the plurality of capacitor elements;
The semiconductor module is formed with protruding power terminals that are electrically connected to the semiconductor element,
The capacitor case has a bottom surface portion and a side surface erected from the bottom surface portion, and is open on the side opposite to the bottom surface portion side,
A step portion is provided in a part of the side surface portion,
The semiconductor unit is disposed so as to face the opening surface of the capacitor case in a direction perpendicular to the protruding formation direction of the power terminal of the semiconductor module.
The capacitor device has a low back portion having a low height in the protruding formation direction due to the stepped portion, and a high back portion having a height in the protruding formation direction higher than the low back portion,
The power converter is characterized in that a capacitor terminal connected to the power terminal of the semiconductor module is provided on the high profile portion.

上記電力変換装置において、コンデンサ装置は、コンデンサケースの側面部に設けられた段差部によって上記突出形成方向の高さが低い低背部と、該低背部よりも上記突出形成方向の高さが高い高背部とを有する。そして、コンデンサ装置において車両等の振動の影響を受けやすい高背部には、半導体ユニットにおける半導体モジュールのパワー端子に接続されるコンデンサ端子が設けられている。   In the power conversion device, the capacitor device includes a low profile portion having a low height in the protruding formation direction by a step portion provided on a side surface portion of the capacitor case, and a high height in the protruding formation direction than the low profile portion. And a back. A capacitor terminal connected to the power terminal of the semiconductor module in the semiconductor unit is provided on the high back portion of the capacitor device that is easily affected by vibrations of the vehicle or the like.

すなわち、コンデンサ装置において振動による振れが他の部分よりも大きくなる高背部にコンデンサ端子を設け、該コンデンサ端子を半導体ユニットにおける半導体モジュールのパワー端子に接続している。そのため、コンデンサ装置の高背部における固定力を高めることができ、コンデンサ装置の耐振性を向上させることができる。これにより、振動による振れ（特に高背部の振れ）によってコンデンサ装置の固定部分に発生する応力を低減することができ、固定部分の損傷や固定力の低下等の不具合が発生することを防止することができる。   That is, a capacitor terminal is provided in a high-back portion where vibration due to vibration is larger than other portions in the capacitor device, and the capacitor terminal is connected to the power terminal of the semiconductor module in the semiconductor unit. Therefore, the fixing force at the high back portion of the capacitor device can be increased, and the vibration resistance of the capacitor device can be improved. As a result, it is possible to reduce the stress generated in the fixed part of the capacitor device due to vibration caused by vibration (particularly high back vibration), and to prevent the occurrence of problems such as damage to the fixed part and a decrease in the fixing force. Can do.

また、コンデンサケースに収容されたコンデンサ素子と半導体モジュールのパワー端子との間をコンデンサ端子が設けられたバスバ等の部材を用いて接続する構成とすれば、コンデンサ素子と半導体モジュールのパワー端子との間を１つのバスバ等の部材で直接的に接続することが可能となる。これにより、コンデンサ素子とパワー端子との間の熱抵抗を小さくすることができる。そして、発熱源であるコンデンサ素子に発生した熱を半導体モジュールを介して冷却器に効率よく放熱することができ、放熱性能を向上させることができる。   Further, if the capacitor element accommodated in the capacitor case and the power terminal of the semiconductor module are connected using a member such as a bus bar provided with the capacitor terminal, the capacitor element and the power terminal of the semiconductor module are connected. It becomes possible to directly connect between them with a member such as one bus bar. Thereby, the thermal resistance between the capacitor element and the power terminal can be reduced. Then, heat generated in the capacitor element that is a heat source can be efficiently radiated to the cooler via the semiconductor module, and the heat radiation performance can be improved.

また、上述したように、コンデンサ装置（コンデンサ素子）と半導体モジュール（パワー端子）との間を１つのバスバ等の部材で直接的に接続することが可能となるため、両者を接続するバスバ等の部材において局部的に断面積が小さくなることを防止することができる。これにより、コンデンサ装置と半導体モジュールとの間のＥＳＬ（等価直列インダクタンス）を低減することができる。   In addition, as described above, the capacitor device (capacitor element) and the semiconductor module (power terminal) can be directly connected by a member such as one bus bar. It can prevent that a cross-sectional area becomes small locally in a member. Thereby, ESL (equivalent series inductance) between the capacitor device and the semiconductor module can be reduced.

このように、耐振性を向上させることができる電力変換装置を提供することができる。   Thus, the power converter device which can improve vibration resistance can be provided.

実施例１における、電力変換装置を示す斜視図。The perspective view which shows the power converter device in Example 1. FIG. 実施例１における、コンデンサ装置を示す斜視図。1 is a perspective view showing a capacitor device in Embodiment 1. FIG.

上記電力変換装置において、上記コンデンサケースには、上記コンデンサ装置を被固定部に対して上記突出形成方向に固定するための複数の固定部が設けられていてもよい（請求項２）。
すなわち、コンデンサ装置を被固定部に対して上記突出形成方向に固定する構成の場合、車両等の振動によってコンデンサ装置の高背部が振れやすく、コンデンサ装置（コンデンサケース）の固定部に応力が発生しやすい。そのため、半導体モジュールのパワー端子に接続されるコンデンサ端子をコンデンサ装置の高背部に設けることによって耐振性を向上させるという上述の効果をより一層有効に発揮することができる。 In the power converter, the capacitor case may be provided with a plurality of fixing portions for fixing the capacitor device to the fixed portion in the protruding formation direction (claim 2).
In other words, when the capacitor device is fixed to the fixed portion in the protruding formation direction, the high-back portion of the capacitor device is likely to swing due to vibration of the vehicle or the like, and stress is generated in the fixed portion of the capacitor device (capacitor case). Cheap. Therefore, the above-described effect of improving the vibration resistance can be more effectively exhibited by providing the capacitor terminal connected to the power terminal of the semiconductor module on the high back portion of the capacitor device.

また、上記複数のコンデンサ素子は、上記コンデンサケース内に充填されたポッティング材によって封止されており、上記コンデンサ端子は、上記ポッティング材の内部から上記コンデンサケースの上記開口面を介して外側に取り出して設けられていてもよい（請求項３）。
この場合には、コンデンサ端子を半導体モジュールのパワー端子に容易かつ確実に接続することができる。これにより、耐振性をより一層確実に向上させることができる。 The plurality of capacitor elements are sealed with a potting material filled in the capacitor case, and the capacitor terminal is taken out from the inside of the potting material to the outside through the opening surface of the capacitor case. (Claim 3).
In this case, the capacitor terminal can be easily and reliably connected to the power terminal of the semiconductor module. Thereby, vibration resistance can be improved more reliably.

（実施例１）
上記電力変換装置にかかる実施例について、図を用いて説明する。
本例の電力変換装置１は、図１に示すごとく、半導体素子を含む半導体モジュール６と半導体モジュール６を冷却する冷却器７とを有する半導体ユニット５と、複数のコンデンサ素子と複数のコンデンサ素子を収容するコンデンサケース２０とを有するコンデンサ装置２とを備えている。 Example 1
The Example concerning the said power converter device is described using figures.
As shown in FIG. 1, the power conversion device 1 of this example includes a semiconductor unit 5 having a semiconductor module 6 including semiconductor elements and a cooler 7 for cooling the semiconductor module 6, a plurality of capacitor elements, and a plurality of capacitor elements. And a capacitor device 2 having a capacitor case 20 to be accommodated.

同図に示すごとく、半導体モジュール６には、半導体素子に電気的に接続されるパワー端子６２が突出して形成されている。コンデンサケース２０は、底面部２１と底面部２１から立設された側面部２２とを有すると共に底面部２１側とは反対側を開口してなる。側面部２２の一部には、段差部２３が設けられている。半導体ユニット５は、半導体モジュール６のパワー端子６２の突出形成方向Ｙに直交する方向において、コンデンサケース２０の開口面２００に対向して配置されている。   As shown in the figure, the semiconductor module 6 has a power terminal 62 projectingly connected to the semiconductor element. The capacitor case 20 has a bottom surface portion 21 and a side surface portion 22 erected from the bottom surface portion 21 and is open on the side opposite to the bottom surface portion 21 side. A step portion 23 is provided in a part of the side surface portion 22. The semiconductor unit 5 is disposed to face the opening surface 200 of the capacitor case 20 in a direction orthogonal to the protruding formation direction Y of the power terminal 62 of the semiconductor module 6.

同図に示すごとく、コンデンサ装置２は、段差部２３によって突出形成方向Ｙの高さが低い低背部２ａと、低背部２ａよりも突出形成方向Ｙの高さが高い高背部２ｂとを有する。高背部２ｂには、半導体モジュール６のパワー端子６２に接続されるコンデンサ端子４３１が設けられている。
以下、これを詳説する。 As shown in the figure, the capacitor device 2 includes a low profile portion 2a having a height in the protruding formation direction Y which is lower by the step portion 23, and a high profile portion 2b having a height in the projection forming direction Y higher than that of the low profile portion 2a. A capacitor terminal 431 connected to the power terminal 62 of the semiconductor module 6 is provided on the high-back portion 2b.
This will be described in detail below.

図１に示すごとく、電力変換装置１において、半導体ユニット５は、複数の半導体モジュール６を備えている。各半導体モジュール６は、スイッチング素子等の半導体素子を内蔵する本体部６１を有する。本体部６１は、半導体素子等をエポキシ樹脂等の絶縁樹脂で封止することによって四角形板状に形成されている。   As shown in FIG. 1, in the power conversion device 1, the semiconductor unit 5 includes a plurality of semiconductor modules 6. Each semiconductor module 6 has a main body 61 that contains a semiconductor element such as a switching element. The main body 61 is formed in a rectangular plate shape by sealing a semiconductor element or the like with an insulating resin such as an epoxy resin.

また、本体部６１には、スイッチング素子等の半導体素子に電気的に接続される３つのパワー端子６２が突出するようにして設けられている。３つのパワー端子６２のうち、２つのパワー端子６２は、後述するコンデンサ装置２の一対のコンデンサ端子４３１に接続されている。また、残りの１つのパワー端子６２は、図示を省略したが、バスバ等を介して三相モータに接続されている。   The main body 61 is provided with three power terminals 62 that are electrically connected to a semiconductor element such as a switching element so as to protrude. Of the three power terminals 62, the two power terminals 62 are connected to a pair of capacitor terminals 431 of the capacitor device 2 to be described later. The remaining one power terminal 62 is connected to a three-phase motor via a bus bar or the like, although not shown.

また、本体部６１には、スイッチング素子等の半導体素子に電気的に接続される複数の制御端子６３がパワー端子６２とは反対側に突出するようにして設けられている。制御端子６３は、図示を省略したが、スイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御回路が形成された制御回路基板に接続されている。   The main body 61 is provided with a plurality of control terminals 63 that are electrically connected to a semiconductor element such as a switching element so as to protrude to the opposite side of the power terminal 62. Although not shown, the control terminal 63 is connected to a control circuit board on which a control circuit for controlling the switching operation of the switching element is formed.

同図に示すごとく、半導体ユニット５において、冷却器７は、半導体モジュール６を冷却する冷媒を流通させる冷媒流路となる複数の冷却管７１を有する。半導体モジュール６と冷却管７１とは、本体部６１の主面に直交する方向において、交互に積層して配置されている。そして、各半導体モジュール６は、積層方向の両側から冷却管７１によって挟持されている。   As shown in the figure, in the semiconductor unit 5, the cooler 7 has a plurality of cooling pipes 71 serving as a refrigerant flow path for circulating a refrigerant for cooling the semiconductor module 6. The semiconductor modules 6 and the cooling pipes 71 are alternately stacked in the direction orthogonal to the main surface of the main body 61. Each semiconductor module 6 is sandwiched by cooling pipes 71 from both sides in the stacking direction.

また、隣り合う冷却管７１同士は、その両端部において変形可能な連結管７２によって連結されている。また、複数の冷却管７１のうち、積層方向の一端に配置された冷却管７１の両端部には、外部から冷媒を導入するための冷媒導入管７３と、外部に冷媒を排出するための冷媒排出管７４とが連結されている。   Adjacent cooling pipes 71 are connected to each other by connecting pipes 72 that can be deformed at both ends thereof. Further, among the plurality of cooling pipes 71, a refrigerant introduction pipe 73 for introducing a refrigerant from the outside and a refrigerant for discharging the refrigerant to the outside at both ends of the cooling pipe 71 disposed at one end in the stacking direction. A discharge pipe 74 is connected.

そして、冷却器７において、外部から冷媒導入管７３に導入された冷媒は、冷媒導入管７３側の連結管７２を通り、各冷却管７１内を流れる。各冷却管７１内を流れる冷媒は、半導体モジュール６との間で熱交換を行う。熱交換後の冷媒は、冷媒排出管７４側の連結管７２を通り、冷媒排出管７４から外部に排出される。   In the cooler 7, the refrigerant introduced into the refrigerant introduction pipe 73 from the outside flows through the connection pipe 72 on the refrigerant introduction pipe 73 side and flows in each cooling pipe 71. The refrigerant flowing in each cooling pipe 71 exchanges heat with the semiconductor module 6. The refrigerant after heat exchange passes through the connecting pipe 72 on the refrigerant discharge pipe 74 side and is discharged from the refrigerant discharge pipe 74 to the outside.

図１、図２に示すごとく、コンデンサ装置２において、コンデンサケース２０は、底面部２１と、その底面部２１から立設された側面部２２とを有する。側面部２２は、コンデンサケース２０内に収容された複数のコンデンサ素子（図示略）を取り囲むように四角形枠状に形成されている。また、コンデンサケース２０は、底面部２１側とは反対側を開口してなる開口面２００を有する。   As shown in FIGS. 1 and 2, in the capacitor device 2, the capacitor case 20 includes a bottom surface portion 21 and a side surface portion 22 erected from the bottom surface portion 21. The side surface portion 22 is formed in a rectangular frame shape so as to surround a plurality of capacitor elements (not shown) accommodated in the capacitor case 20. Further, the capacitor case 20 has an opening surface 200 formed by opening the opposite side to the bottom surface portion 21 side.

また、側面部２２は、互いに対向する第１側壁部２２１及び第２側壁部２２２を有する。また、側面部２２は、第１側壁部２２１及び第２側壁部２２２が対向する方向（Ｘ方向）に直交する方向、すなわち半導体モジュール６のパワー端子６２が突出して形成されている方向（突出形成方向Ｙ）において、互いに対向する第３側壁部２２３及び第４側壁部２２４を有する。   The side surface portion 22 has a first side wall portion 221 and a second side wall portion 222 that face each other. Further, the side surface portion 22 is formed in a direction orthogonal to a direction (X direction) in which the first side wall portion 221 and the second side wall portion 222 face each other, that is, a direction in which the power terminal 62 of the semiconductor module 6 protrudes (projection formation). In the direction Y), there are a third side wall part 223 and a fourth side wall part 224 facing each other.

また、側面部２２は、第１側壁部２２１と第３側壁部２２３との間に設けられ、側面部２２の一部に段差部２３を形成する２つの段差形成部２３１を有する。２つの段差形成部２３１のうち、一方の段差形成部２３１は、第２側壁部２２２に対向して配置されている。また、他方の段差形成部２３１は、第４側壁部２２４に対向して配置されている。そして、２つの段差形成部２３１は、側面部２２を内側に凹ませてなる段差部２３を形成している。   Further, the side surface part 22 is provided between the first side wall part 221 and the third side wall part 223 and has two step forming parts 231 that form the step part 23 in a part of the side surface part 22. Of the two step forming portions 231, one step forming portion 231 is disposed to face the second side wall portion 222. The other step forming portion 231 is disposed so as to face the fourth side wall portion 224. And the two level | step difference formation parts 231 form the level | step-difference part 23 which dented the side part 22 inside.

また、コンデンサケース２０内には、複数のコンデンサ素子（図示略）が収容されている。複数のコンデンサ素子は、コンデンサケース２０内に充填されたポッティング材２９によって封止されている。また、コンデンサケース２０の開口面２００には、ポッティング材２９を露出させてなるポッティング面２９０が形成されている。ポッティング材２９としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等を用いることができる。   Further, a plurality of capacitor elements (not shown) are accommodated in the capacitor case 20. The plurality of capacitor elements are sealed with a potting material 29 filled in the capacitor case 20. In addition, a potting surface 290 that exposes the potting material 29 is formed on the opening surface 200 of the capacitor case 20. As the potting material 29, for example, an epoxy resin, a silicone resin, or the like can be used.

図１に示すごとく、コンデンサ装置２には、一対の電源入力端子４１１が設けられている。一対の電源入力端子４１１は、それぞれコンデンサケース２０のポッティング面２９０から引き出され、屈曲形成してなる板状のバスバ４１の先端部を構成している。そして、一対の電源入力端子４１１は、コンデンサケース２０の側面部２２の第４側壁部２２４側に配置されている。   As shown in FIG. 1, the capacitor device 2 is provided with a pair of power input terminals 411. The pair of power input terminals 411 are drawn from the potting surface 290 of the capacitor case 20 and constitute the tip of a plate-like bus bar 41 formed by bending. The pair of power input terminals 411 are arranged on the side of the fourth side wall portion 224 of the side surface portion 22 of the capacitor case 20.

同図に示すごとく、コンデンサ装置２には、一対の電源供給端子４２１が設けられている。一対の電源供給端子４２１は、一対の電源入力端子４１１と同様に、それぞれコンデンサケース２のポッティング面２９０から引き出され、屈曲形成してなる板状のバスバ４２の先端部を構成している。そして、一対の電源供給端子４２１は、コンデンサケース２０の側面部２２に設けられた段差部２３に配置されている。   As shown in the figure, the capacitor device 2 is provided with a pair of power supply terminals 421. Like the pair of power input terminals 411, the pair of power supply terminals 421 constitutes the distal end portion of the plate-like bus bar 42 that is drawn from the potting surface 290 of the capacitor case 2 and bent. The pair of power supply terminals 421 are arranged on the step portion 23 provided on the side surface portion 22 of the capacitor case 20.

また、一対の電源入力端子４１１は、外部に設けられた電源の正極側及び負極側にそれぞれ電気的に接続されている。また、一対の電源入力端子４１１は、一対の電源供給端子４２１に電気的に接続されている。また、一対の電源供給端子４２１は、他の電子機器に電気的に接続されており、一対の電源入力端子４１１に入力された電源の電力を供給することができるよう構成されている。また、一対の電源入力端子４１１及び一対の電源供給端子４２１は、コンデンサケース２０内のコンデンサ素子等に電気的に接続されている。   The pair of power input terminals 411 are electrically connected to the positive electrode side and the negative electrode side of the power supply provided outside. The pair of power input terminals 411 are electrically connected to the pair of power supply terminals 421. In addition, the pair of power supply terminals 421 are electrically connected to other electronic devices, and are configured to be able to supply the power of the power input to the pair of power input terminals 411. Further, the pair of power input terminals 411 and the pair of power supply terminals 421 are electrically connected to a capacitor element or the like in the capacitor case 20.

同図に示すごとく、コンデンサ装置２には、複数の半導体モジュール６に接続される一対のコンデンサ端子４３１が設けられている。一対のコンデンサ端子４３１は、コンデンサケース２のポッティング面２９０から引き出されたバスバ４３の一部を構成しており、コンデンサケース２０の開口面２００（ポッティング面２９０）から突出するように設けられている。また、一対のコンデンサ端子４３１は、コンデンサケース２０内のコンデンサ素子等に電気的に接続されている。また、各コンデンサ端子４３１は、半導体モジュール６のパワー端子６２に接続される複数の接続部４３２を有する。   As shown in the figure, the capacitor device 2 is provided with a pair of capacitor terminals 431 connected to the plurality of semiconductor modules 6. The pair of capacitor terminals 431 constitute a part of the bus bar 43 drawn from the potting surface 290 of the capacitor case 2 and are provided so as to protrude from the opening surface 200 (potting surface 290) of the capacitor case 20. . Further, the pair of capacitor terminals 431 are electrically connected to a capacitor element or the like in the capacitor case 20. Each capacitor terminal 431 includes a plurality of connection portions 432 connected to the power terminal 62 of the semiconductor module 6.

同図に示すごとく、半導体ユニット５は、半導体モジュール６のパワー端子６２の突出形成方向Ｙに直交する方向（Ｚ方向）において、コンデンサケース２０の開口面２００（ポッティング面２９０）に対向して配置されている。また、半導体モジュール６の２つのパワー端子６２は、コンデンサ装置２の一対のコンデンサ端子４３１の接続部４３２に溶接等により接合されている。   As shown in the figure, the semiconductor unit 5 is disposed to face the opening surface 200 (potting surface 290) of the capacitor case 20 in a direction (Z direction) orthogonal to the protruding formation direction Y of the power terminal 62 of the semiconductor module 6. Has been. Further, the two power terminals 62 of the semiconductor module 6 are joined to the connection portions 432 of the pair of capacitor terminals 431 of the capacitor device 2 by welding or the like.

図２に示すごとく、コンデンサケース２０の底面部２１には、コンデンサ装置２を被固定部（例えば、電力変換装置１の筐体等）に固定するための底面固定部（固定部）２４が設けられている。底面固定部２４は、外側に突出するように設けられている。また、底面固定部２４には、突出形成方向Ｙに貫通して形成され、ボルト等の締結部材を挿通させる固定用孔２４１が設けられている。   As shown in FIG. 2, the bottom surface portion 21 of the capacitor case 20 is provided with a bottom surface fixing portion (fixing portion) 24 for fixing the capacitor device 2 to a fixed portion (for example, a housing of the power conversion device 1). It has been. The bottom surface fixing part 24 is provided so as to protrude outward. Further, the bottom surface fixing portion 24 is provided with a fixing hole 241 that is formed so as to penetrate in the protruding formation direction Y and through which a fastening member such as a bolt is inserted.

また、コンデンサケース２０において、側面部２２の第１側壁部２２１及び第２側壁部２２２には、コンデンサ装置２を被固定部に固定するための側面固定部（固定部）２５が設けられている。側面固定部２５は、外側に突出するように設けられている。また、側面固定部２５には、突出形成方向Ｙに貫通して形成され、ボルト等の締結部材を挿通させる固定用孔２５１が設けられている。
そして、コンデンサケース２０は、底面固定部２４及び側面固定部２５において、ボルト等の締結部材を用いて被固定部に対して突出形成方向Ｙに締結固定されている。 Further, in the capacitor case 20, the first side wall portion 221 and the second side wall portion 222 of the side surface portion 22 are provided with side surface fixing portions (fixing portions) 25 for fixing the capacitor device 2 to the fixed portion. . The side surface fixing part 25 is provided so as to protrude outward. Further, the side surface fixing portion 25 is provided with a fixing hole 251 that is formed so as to penetrate in the protruding formation direction Y and into which a fastening member such as a bolt is inserted.
And the capacitor | condenser case 20 is fastened and fixed in the protrusion formation direction Y with respect to the to-be-fixed part in the bottom face fixing | fixed part 24 and the side surface fixing | fixed part 25 using fastening members, such as a volt | bolt.

次に、本例のコンデンサ装置１における作用効果について説明する。
本例の電力変換装置１において、コンデンサ装置２は、コンデンサケース２０の側面部２２に設けられた段差部２３によって突出形成方向Ｙの高さが低い低背部２ａと、低背部２ａよりも突出形成方向Ｙの高さが高い高背部２ｂとを有する。そして、コンデンサ装置２において車両等の振動の影響を受けやすい高背部２ｂには、半導体ユニット５における半導体モジュール６のパワー端子６２に接続されるコンデンサ端子４３１が設けられている。 Next, the function and effect of the capacitor device 1 of this example will be described.
In the power conversion device 1 of the present example, the capacitor device 2 is formed by a step portion 23 provided on the side surface portion 22 of the capacitor case 20 so as to protrude lower than the low back portion 2a having a low height in the protruding formation direction Y and the low back portion 2a. And a high-back portion 2b having a high height in the direction Y. In the capacitor device 2, a capacitor terminal 431 connected to the power terminal 62 of the semiconductor module 6 in the semiconductor unit 5 is provided on the high-back portion 2 b that is easily affected by vibration of a vehicle or the like.

すなわち、コンデンサ装置２において振動による振れが他の部分よりも大きくなる高背部２ｂにコンデンサ端子４３１を設け、そのコンデンサ端子４３１を半導体ユニット５における半導体モジュール６のパワー端子６２に接続している。そのため、コンデンサ装置２の高背部２ｂにおける固定力を高めることができ、コンデンサ装置２の耐振性を向上させることができる。これにより、振動による振れ（特に高背部２ｂの振れ）によってコンデンサ装置２の固定部分（底面固定部２４、側面固定部２５）に発生する応力を低減することができ、固定部分の損傷や固定力の低下等の不具合が発生することを防止することができる。   That is, the capacitor terminal 431 is provided on the high-back portion 2 b where the vibration due to vibration in the capacitor device 2 is larger than the other portions, and the capacitor terminal 431 is connected to the power terminal 62 of the semiconductor module 6 in the semiconductor unit 5. Therefore, the fixing force in the high-back part 2b of the capacitor device 2 can be increased, and the vibration resistance of the capacitor device 2 can be improved. As a result, the stress generated in the fixed portion (the bottom surface fixing portion 24 and the side surface fixing portion 25) of the capacitor device 2 due to vibration due to vibration (particularly the vibration of the high-back portion 2b) can be reduced, and the fixing portion can be damaged or fixed. It is possible to prevent the occurrence of problems such as lowering.

また、コンデンサケース２０に収容されたコンデンサ素子と半導体モジュール６のパワー端子６２との間をコンデンサ端子４３１が設けられたバスバ４３を用いて接続している。すなわち、コンデンサ素子と半導体モジュール６のパワー端子６２との間を１つのバスバ４３で直接的に接続している。そのため、コンデンサ素子と半導体モジュール６のパワー端子６２との間の熱抵抗を小さくすることができる。これにより、発熱源であるコンデンサ素子に発生した熱を半導体モジュール６を介して冷却器７に効率よく放熱することができ、放熱性能を向上させることができる。   Further, the capacitor element housed in the capacitor case 20 and the power terminal 62 of the semiconductor module 6 are connected using a bus bar 43 provided with a capacitor terminal 431. That is, the capacitor element and the power terminal 62 of the semiconductor module 6 are directly connected by one bus bar 43. Therefore, the thermal resistance between the capacitor element and the power terminal 62 of the semiconductor module 6 can be reduced. Thereby, the heat generated in the capacitor element, which is a heat generation source, can be efficiently radiated to the cooler 7 via the semiconductor module 6, and the heat radiation performance can be improved.

また、上述したように、コンデンサ装置２（コンデンサ素子）と半導体モジュール６（パワー端子６２）との間を１つのバスバ４３で直接的に接続している。そのため、両者を接続するバスバ４３において局部的に断面積が小さくなることを防止することができる。これにより、コンデンサ装置２と半導体モジュール６との間のＥＳＬ（等価直列インダクタンス）を低減することができる。   Further, as described above, the capacitor device 2 (capacitor element) and the semiconductor module 6 (power terminal 62) are directly connected by one bus bar 43. Therefore, it is possible to prevent the cross-sectional area from being locally reduced in the bus bar 43 connecting the both. Thereby, ESL (equivalent series inductance) between the capacitor device 2 and the semiconductor module 6 can be reduced.

また、本例において、コンデンサケース２０には、コンデンサ装置２を被固定部に対して突出形成方向Ｙに固定するための複数の固定部（底面固定部２４、側面固定部２５）が設けられている。すなわち、本例のように、コンデンサ装置２を被固定部に対して突出形成方向Ｙに固定する構成の場合、振動によってコンデンサ装置２の高背部２ｂが振れやすく、コンデンサ装置２（コンデンサケース２０）の固定部（底面固定部２４、側面固定部２５）に応力が発生しやすい。そのため、半導体モジュール６のパワー端子６２に接続されるコンデンサ端子４３１をコンデンサ装置２の高背部２ｂに設けることによって耐振性を向上させるという上述の効果をより一層有効に発揮することができる。   In this example, the capacitor case 20 is provided with a plurality of fixing portions (the bottom surface fixing portion 24 and the side surface fixing portion 25) for fixing the capacitor device 2 in the protruding formation direction Y with respect to the fixed portion. Yes. That is, when the capacitor device 2 is fixed in the projecting direction Y with respect to the fixed portion as in this example, the high back portion 2b of the capacitor device 2 is likely to swing due to vibration, and the capacitor device 2 (capacitor case 20). Stress is likely to occur in the fixing parts (the bottom surface fixing part 24 and the side surface fixing part 25). Therefore, by providing the capacitor terminal 431 connected to the power terminal 62 of the semiconductor module 6 on the high-back portion 2b of the capacitor device 2, the above-described effect of improving the vibration resistance can be more effectively exhibited.

また、複数のコンデンサ素子は、コンデンサケース２０内に充填されたポッティング材２９によって封止されており、コンデンサ端子４３１は、ポッティング材２９の内部からコンデンサケース２０の開口面２００を介して外側に取り出して設けられている。そのため、コンデンサ端子４３１を半導体モジュール６のパワー端子６２に容易かつ確実に接続することができる。これにより、耐振性をより一層確実に向上させることができる。   The plurality of capacitor elements are sealed with a potting material 29 filled in the capacitor case 20, and the capacitor terminal 431 is taken out from the inside of the potting material 29 through the opening surface 200 of the capacitor case 20. Is provided. Therefore, the capacitor terminal 431 can be easily and reliably connected to the power terminal 62 of the semiconductor module 6. Thereby, vibration resistance can be improved more reliably.

このように、本例によれば、耐振性を向上させることができる電力変換装置１を提供することができる。   Thus, according to this example, the power converter device 1 which can improve vibration resistance can be provided.

１ 電力変換装置
２ コンデンサ装置
２ａ 低背部
２ｂ 高背部
２０ コンデンサケース
２００ 開口面
２１ 底面部
２２ 側面部
２３ 段差部
４３１ コンデンサ端子
５ 半導体ユニット
６ 半導体モジュール
６２ パワー端子
７ 冷却器
Ｙ 突出形成方向 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power converter device 2 Capacitor device 2a Low profile part 2b High profile part 20 Capacitor case 200 Opening surface 21 Bottom part 22 Side part 23 Step part 431 Capacitor terminal 5 Semiconductor unit 6 Semiconductor module 62 Power terminal 7 Cooler Y Projection formation direction

Claims (3)

半導体素子を含む半導体モジュール（６）と該半導体モジュール（６）を冷却する冷却器（７）とを有する半導体ユニット（５）と、
複数のコンデンサ素子と該複数のコンデンサ素子を収容するコンデンサケース（２０）とを有するコンデンサ装置（２）とを備え、
上記半導体モジュール（６）には、上記半導体素子に電気的に接続されるパワー端子（６２）が突出して形成されており、
上記コンデンサケース（２０）は、底面部（２１）と該底面部（２１）から立設された側面部（２２）とを有すると共に上記底面部（２１）側とは反対側を開口してなり、
上記側面部（２２）の一部には、段差部（２３）が設けられており、
上記半導体ユニット（５）は、上記半導体モジュール（６）の上記パワー端子（６２）の突出形成方向（Ｙ）に直交する方向において、上記コンデンサケース（２０）の開口面（２００）に対向して配置されており、
上記コンデンサ装置（２）は、上記段差部（２３）によって上記突出形成方向（Ｙ）の高さが低い低背部（２ａ）と、該低背部（２ａ）よりも上記突出形成方向（Ｙ）の高さが高い高背部（２ｂ）とを有し、
該高背部（２ｂ）には、上記半導体モジュール（６）の上記パワー端子（６２）に接続されるコンデンサ端子（４３１）が設けられていることを特徴とする電力変換装置（１）。 A semiconductor unit (5) having a semiconductor module (6) including a semiconductor element and a cooler (7) for cooling the semiconductor module (6);
A capacitor device (2) having a plurality of capacitor elements and a capacitor case (20) for accommodating the capacitor elements;
The semiconductor module (6) is formed with a protruding power terminal (62) electrically connected to the semiconductor element,
The capacitor case (20) has a bottom surface portion (21) and a side surface portion (22) erected from the bottom surface portion (21), and is open on the side opposite to the bottom surface portion (21) side. ,
A step portion (23) is provided in a part of the side surface portion (22).
The semiconductor unit (5) is opposed to the opening surface (200) of the capacitor case (20) in a direction orthogonal to the protruding formation direction (Y) of the power terminal (62) of the semiconductor module (6). Has been placed,
The capacitor device (2) includes a low profile portion (2a) having a low height in the projection formation direction (Y) by the step portion (23), and a projection profile direction (Y) lower than the low profile portion (2a). A high back (2b) with a high height,
The power converter (1), wherein a capacitor terminal (431) connected to the power terminal (62) of the semiconductor module (6) is provided on the high-profile part (2b). 請求項１に記載の電力変換装置（１）において、上記コンデンサケース（２０）には、上記コンデンサ装置（２）を被固定部に対して上記突出形成方向（Ｙ）に固定するための複数の固定部（２４、２５）が設けられていることを特徴とする電力変換装置（１）。   The power conversion device (1) according to claim 1, wherein the capacitor case (20) includes a plurality of capacitor devices (2) for fixing the capacitor device (2) to the fixed portion in the protruding formation direction (Y). A power converter (1) characterized in that fixed parts (24, 25) are provided. 請求項１又は２に記載の電力変換装置（１）において、上記複数のコンデンサ素子は、上記コンデンサケース（２０）内に充填されたポッティング材（２９）によって封止されており、上記コンデンサ端子（４３１）は、上記ポッティング材（２９）の内部から上記コンデンサケース（２０）の上記開口面（２００）を介して外側に取り出して設けられていることを特徴とする電力変換装置（１）。   3. The power conversion device (1) according to claim 1, wherein the plurality of capacitor elements are sealed by a potting material (29) filled in the capacitor case (20), and the capacitor terminals ( 431) is a power conversion device (1) characterized in that it is taken out from the inside of the potting material (29) through the opening surface (200) of the capacitor case (20).
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