JP2018042309A - Power conversion device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology that prevents a short circuit in a positive electrode bus bar and a negative electrode bus bar disposed close and opposite to each other.SOLUTION: A positive electrode bus bar 30 and a negative electrode bus bar 40 respectively connect positive electrode terminals 25a and negative electrode terminals 25b of a plurality of semiconductor modules 8 to a capacitor element 61. An insulation plate 50 is sandwiched between the positive electrode bus bar 30 and the negative electrode bus bar 40. A protective cover 70 is disposed opposite the insulation plate 50 of the negative electrode bus bar 40. The negative electrode bus bar 40 has a third hole 45 through which the positive electrode terminal 25a and a first branch part 33 pass. The insulation plate 50 has a cylindrical part 53 through which the positive electrode terminal 25a and the first branch part 33 pass, and the cylindrical part 53 passes through the third hole 45 of the negative electrode bus bar 40. The protective cover 70 has a fourth hole 73 through which the positive electrode terminal 25a and the first branch part 33 pass. The leading end of the cylindrical part 53 of the insulation plate 50 abuts on an edge of the fourth hole 73. The positive electrode terminal 25a and the first branch part 33 are welded at a point projecting from the cylindrical part 53.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本明細書が開示する技術は、電力変換装置に関する。特に、複数の冷却器が平行に配置されており、隣り合う冷却器の間に半導体モジュールが挟まれている積層ユニットを有する電力変換装置に関する。   The technology disclosed in this specification relates to a power conversion device. In particular, the present invention relates to a power conversion device having a stacked unit in which a plurality of coolers are arranged in parallel and a semiconductor module is sandwiched between adjacent coolers.

上記した積層ユニットを備えた電力変換装置が例えば特許文献1に開示されている。各半導体モジュールは、1個乃至数個のスイッチング素子を収容している。半導体モジュールの本体からは、内部でスイッチング素子と導通している複数の端子(例えば第1端子と第2端子)が延びている。複数の半導体モジュールの夫々の端子は、半導体モジュールと冷却器の積層方向に一例に並ぶことになる。第1端子群と第2端子群が2列に並ぶことになる。積層ユニットの隣には、コンデンサ素子を収容したコンデンサユニットが位置している。夫々の半導体モジュールの第1端子とコンデンサ素子の一方の電極が第1バスバで接続されており、夫々の半導体モジュールの第2端子とコンデンサ素子の他方の電極が第2バスバで接続されている。第1バスバと第2バスバは、夫々、板状の基部を有しており、その基部から、夫々の端子と接合される複数の枝部が延びている。通常、端子と枝部は溶接で接合される。第1バスバの板状の基部と第2バスバの板状の基部は近接して対向配置される。2枚の基部を近接して対向配置することで、バスバのインダクタンスが低減される。   For example, Patent Document 1 discloses a power conversion device including the above-described laminated unit. Each semiconductor module accommodates one to several switching elements. A plurality of terminals (for example, a first terminal and a second terminal) that are electrically connected to the switching element are extended from the main body of the semiconductor module. The terminals of the plurality of semiconductor modules are arranged in one example in the stacking direction of the semiconductor module and the cooler. The first terminal group and the second terminal group are arranged in two rows. Next to the multilayer unit, a capacitor unit containing a capacitor element is located. The first terminal of each semiconductor module and one electrode of the capacitor element are connected by a first bus bar, and the second terminal of each semiconductor module and the other electrode of the capacitor element are connected by a second bus bar. Each of the first bus bar and the second bus bar has a plate-like base portion, and a plurality of branch portions joined to the respective terminals extend from the base portion. Usually, a terminal and a branch part are joined by welding. The plate-like base portion of the first bus bar and the plate-like base portion of the second bus bar are disposed in close proximity to each other. By arranging the two bases close to each other and facing each other, the bus bar inductance is reduced.

特開2015−015787号公報JP2015-015787A

第1バスバの夫々の枝部と夫々の第1端子が溶接で接合され、第2バスバの夫々の枝部と夫々の第2端子が溶接で接合される。第1端子群と第2端子群が二列に並んでいるため、溶接の際に、溶接箇所を周囲から隔離する保護シートなどは使い難い。一方、第1バスバと第2バスバの基部同士が近接対向配置されている。それゆえ、溶接時に飛散する溶接粉によって、2個のバスバが短絡するおそれがある。溶接粉による短絡を防止する構造が望まれている。   Each branch part of the first bus bar and each first terminal are joined by welding, and each branch part of the second bus bar and each second terminal are joined by welding. Since the first terminal group and the second terminal group are arranged in two rows, it is difficult to use a protective sheet or the like that isolates the welded part from the surroundings during welding. On the other hand, the base portions of the first bus bar and the second bus bar are arranged close to each other. Therefore, there is a possibility that the two bus bars are short-circuited by the welding powder scattered during welding. A structure that prevents a short circuit due to welding powder is desired.

本明細書が開示する電力変換装置は、積層ユニットと、コンデンサユニットと、板状の第1バスバと、板状の第2バスバと、絶縁板と、保護カバーを備える。積層ユニットは、複数の冷却器が並んで配置されており、隣り合う冷却器の間に、スイッチング素子を収容している半導体モジュールが挟まれている。コンデンサユニットは、積層ユニットの隣りに配置されている。コンデンサユニットの中にコンデンサ素子が収容されており、コンデンサ素子の周囲に充填材が充填されている。第1バスバは、複数の半導体モジュールの夫々の側面から延びている第1端子と接合しているとともに、コンデンサ素子の一方の電極と接続している。第2バスバは、板状の第1バスバと対向配置されている。第2バスバは、夫々の半導体モジュールの側面から延びている第2端子と接合しているとともに、コンデンサ素子の他方の電極と接続している。絶縁板は、第1バスバと第2バスバの間に挟まれており、第1バスバを第2バスバから絶縁する。   The power converter disclosed in the present specification includes a laminated unit, a capacitor unit, a plate-like first bus bar, a plate-like second bus bar, an insulating plate, and a protective cover. In the stacked unit, a plurality of coolers are arranged side by side, and a semiconductor module containing a switching element is sandwiched between adjacent coolers. The capacitor unit is arranged next to the multilayer unit. A capacitor element is accommodated in the capacitor unit, and a filler is filled around the capacitor element. The first bus bar is joined to a first terminal extending from each side surface of the plurality of semiconductor modules, and is connected to one electrode of the capacitor element. The second bus bar is disposed to face the plate-like first bus bar. The second bus bar is joined to the second terminal extending from the side surface of each semiconductor module and is connected to the other electrode of the capacitor element. The insulating plate is sandwiched between the first bus bar and the second bus bar, and insulates the first bus bar from the second bus bar.

複数の半導体モジュールの第1端子は、冷却器と半導体モジュールの積層方向に沿って一列に並んでおり、複数の第2端子は、第1端子の列と平行に一列に並んでいる。板状の第1バスバは、複数の第1端子の夫々が通る複数の第1孔を有しているとともに、夫々の第1孔の縁から夫々の第1端子と接合される第1枝部が延びている。板状の第2バスバは、第1バスバの積層ユニットとは反対側に位置しており、複数の第2端子の夫々が通る複数の第2孔を有しているとともに、夫々の第2孔の縁から夫々の第2端子と接合される第2枝部が延びている。第2バスバは、第1端子の夫々と第1枝部の夫々が通る複数の第3孔を備えている。絶縁板は、夫々の第1端子と第1枝部が貫通する複数の筒部を備えているとともに、夫々の筒部が第2バスバの夫々の第3孔を通過している。保護カバーは、絶縁板の反対側で第2バスバと重なっており、夫々の第1端子と第1枝部が通る複数の第4孔が設けられており、夫々の第4孔の縁に絶縁板の夫々の筒部の先端が当接している。夫々の第1端子と第1枝部は、筒部から突き出た箇所で溶接されている。保護カバーの一部がコンデンサユニットの充填材に埋設されている。   The first terminals of the plurality of semiconductor modules are arranged in a line along the stacking direction of the cooler and the semiconductor module, and the plurality of second terminals are arranged in a line parallel to the line of the first terminals. The plate-like first bus bar has a plurality of first holes through which each of the plurality of first terminals passes, and a first branch portion joined to each first terminal from the edge of each first hole. Is extended. The plate-like second bus bar is located on the side opposite to the stacked unit of the first bus bar, has a plurality of second holes through which each of the plurality of second terminals passes, and each second hole. A second branch portion joined to each of the second terminals extends from the edge. The second bus bar includes a plurality of third holes through which the first terminals and the first branches pass, respectively. The insulating plate includes a plurality of cylindrical portions through which the respective first terminals and the first branch portions pass, and the respective cylindrical portions pass through the respective third holes of the second bus bar. The protective cover overlaps with the second bus bar on the opposite side of the insulating plate, and is provided with a plurality of fourth holes through which the first terminals and the first branch portions pass, and is insulated at the edges of the respective fourth holes. The tips of the respective cylindrical portions of the plate are in contact with each other. Each 1st terminal and the 1st branch part are welded in the location protruded from the cylinder part. A part of the protective cover is embedded in the filler of the capacitor unit.

上記した電力変換装置によると、まず、第1バスバと第2バスバの間に配置される絶縁板が、第1バスバと第2バスバの短絡を防止する。特に、第1バスバの第1枝部と第1端子が第2バスバの第3孔を通るが、第1端子と第1枝部は絶縁板の筒部で囲まれており、第1端子及び第1枝部が第2バスバに接触することが防止される。第2バスバに保護カバーが重ねられる。保護カバーには複数の第4孔が設けられている。夫々の第4孔を、夫々の第1端子と第1枝部が通る。夫々の第4孔の縁に、絶縁板の夫々の筒部の先端が当接している。そして、第1端子と第1枝部は、筒部から突出した箇所で溶接されている。溶接粉は、筒部の中に落ちても、筒部の内側は第2バスバから隔離されているので短絡を起こさない。また、筒部の外側は保護カバーで覆われることになるので、筒部の外側に落ちた溶接粉が第2バスバに付着することもない。こうして、第1バスバと第2バスバの短絡が防止される。なお、保護カバーは、その一部がコンデンサユニットの充填材に埋設されるため、しっかりと固定される。   According to the power converter described above, first, the insulating plate disposed between the first bus bar and the second bus bar prevents a short circuit between the first bus bar and the second bus bar. In particular, the first branch portion and the first terminal of the first bus bar pass through the third hole of the second bus bar, and the first terminal and the first branch portion are surrounded by the cylindrical portion of the insulating plate, The first branch portion is prevented from contacting the second bus bar. A protective cover is overlaid on the second bus bar. The protective cover is provided with a plurality of fourth holes. Each 4th hole passes each 1st terminal and a 1st branch part. The tip of each cylindrical portion of the insulating plate is in contact with the edge of each fourth hole. And the 1st terminal and the 1st branch part are welded in the location projected from the cylinder part. Even if the welding powder falls into the cylindrical portion, the inner side of the cylindrical portion is isolated from the second bus bar, so that no short circuit occurs. Moreover, since the outer side of a cylinder part is covered with a protective cover, the welding powder which fell to the outer side of a cylinder part does not adhere to a 2nd bus bar. Thus, a short circuit between the first bus bar and the second bus bar is prevented. The protective cover is firmly fixed because a part of the protective cover is embedded in the filler of the capacitor unit.

本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。   Details and further improvements of the technology disclosed in this specification will be described in the following “DETAILED DESCRIPTION”.

実施例の電力変換装置を含む電気自動車の電力系のブロック図である。It is a block diagram of the electric power system of the electric vehicle containing the power converter device of an Example. 積層ユニットとバスバとコンデンサユニットのアセンブリの斜視図である。It is a perspective view of the assembly of a lamination unit, a bus bar, and a capacitor unit. 積層ユニットとバスバとコンデンサユニットの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a laminated unit, a bus bar, and a capacitor unit. 図2のIV−IV線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the IV-IV line of FIG. 図2のV−V線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the VV line of FIG.

図面を参照して実施例の電力変換装置を説明する。実施例の電力変換装置は電気自動車に搭載され、バッテリの電力を走行用モータの駆動電力に変換するデバイスである。図1に、電力変換装置2を含む電気自動車100の電力系のブロック図を示す。電気自動車100は、2個の走行用モータ83a、83bを備える。それゆえ、電力変換装置2は、2セットのインバータ回路13a、13bを備える。なお、2個のモータ83a、83bの出力は、ギアボックス85で合成/分配されて車軸86(即ち駆動輪)へと伝達される。   A power converter according to an embodiment will be described with reference to the drawings. The power conversion apparatus according to the embodiment is a device that is mounted on an electric vehicle and converts battery power into driving power for a travel motor. FIG. 1 shows a block diagram of a power system of an electric vehicle 100 including the power conversion device 2. The electric vehicle 100 includes two traveling motors 83a and 83b. Therefore, the power conversion device 2 includes two sets of inverter circuits 13a and 13b. The outputs of the two motors 83a and 83b are combined / distributed by the gear box 85 and transmitted to the axle 86 (that is, drive wheels).

電力変換装置2は、システムメインリレー82を介してバッテリ81と接続されている。電力変換装置2は、バッテリ81の電圧を昇圧する電圧コンバータ回路12と、昇圧後の直流電力を交流に変換する2セットのインバータ回路13a、13bを備えている。   The power conversion device 2 is connected to a battery 81 via a system main relay 82. The power conversion device 2 includes a voltage converter circuit 12 that boosts the voltage of the battery 81, and two sets of inverter circuits 13a and 13b that convert the boosted DC power into AC.

電圧コンバータ回路12は、バッテリ側の端子に印加された電圧を昇圧してインバータ側の端子に出力する昇圧動作と、インバータ側の端子に印加された電圧を降圧してバッテリ側の端子に出力する降圧動作の双方を行うことが可能な双方向DC−DCコンバータである。説明の便宜上、以下では、バッテリ側(低電圧側)の端子を入力端18と称し、インバータ側(高電圧側)の端子を出力端19と称する。また、入力端18の正極と負極を夫々、入力正極端18aと入力負極端18bと称する。出力端19の正極と負極を夫々、出力正極端19aと出力負極端19bと称する。「入力端18」、「出力端19」との表記は説明の便宜を図るためのものであり、先に述べたように、電圧コンバータ回路12は双方向DC−DCコンバータであるので、出力端19から入力端18へ電力が流れる場合がある。   The voltage converter circuit 12 boosts the voltage applied to the battery-side terminal and outputs the boosted voltage to the inverter-side terminal, and steps down the voltage applied to the inverter-side terminal and outputs the voltage to the battery-side terminal. This is a bidirectional DC-DC converter capable of performing both step-down operations. For convenience of explanation, a terminal on the battery side (low voltage side) is hereinafter referred to as an input end 18, and a terminal on the inverter side (high voltage side) is referred to as an output end 19. Further, the positive electrode and the negative electrode of the input end 18 are referred to as an input positive electrode end 18a and an input negative electrode end 18b, respectively. The positive electrode and the negative electrode of the output end 19 are referred to as an output positive electrode end 19a and an output negative electrode end 19b, respectively. The notations "input terminal 18" and "output terminal 19" are for convenience of explanation, and as described above, the voltage converter circuit 12 is a bidirectional DC-DC converter. In some cases, power flows from 19 to the input terminal 18.

電圧コンバータ回路12は、2個のスイッチング素子9a、9bの直列回路、リアクトル7、フィルタコンデンサ5、各スイッチング素子に逆並列に接続されているダイオードで構成されている。リアクトル7は、一端が入力正極端18aに接続されており、他端は直列回路の中点に接続されている。フィルタコンデンサ5は、入力正極端18aと入力負極端18bの間に接続されている。入力負極端18bは、出力負極端19bと直接に接続されている。スイッチング素子9bが主に昇圧動作に関与し、スイッチング素子9aが主に降圧動作に関与する。図1の電圧コンバータ回路12はよく知られているので詳細な説明は省略する。なお、符号8aが示す破線矩形の範囲の回路が、後述する半導体モジュール8aに対応する。符号25a、25bは、半導体モジュール8aから延出している端子を示している。符号25aは、スイッチング素子9a、9bの直列回路の高電位側と導通している端子(正極端子25a)を示している。符号25bは、スイッチング素子9a、9bの直列回路の低電位側と導通している端子(負極端子25b)を表している。次に説明するように、正極端子25a、負極端子25bという表記は、他の半導体モジュールでも用いる。   The voltage converter circuit 12 includes a series circuit of two switching elements 9a and 9b, a reactor 7, a filter capacitor 5, and a diode connected in antiparallel to each switching element. Reactor 7 has one end connected to input positive end 18a and the other end connected to the midpoint of the series circuit. The filter capacitor 5 is connected between the input positive terminal 18a and the input negative terminal 18b. The input negative electrode end 18b is directly connected to the output negative electrode end 19b. The switching element 9b is mainly involved in the step-up operation, and the switching element 9a is mainly involved in the step-down operation. Since the voltage converter circuit 12 of FIG. 1 is well known, detailed description thereof is omitted. Note that a circuit within a broken-line rectangle indicated by reference numeral 8a corresponds to a semiconductor module 8a described later. Reference numerals 25a and 25b denote terminals extending from the semiconductor module 8a. The code | symbol 25a has shown the terminal (positive electrode terminal 25a) electrically connected with the high potential side of the series circuit of switching element 9a, 9b. Reference numeral 25b represents a terminal (negative electrode terminal 25b) that is electrically connected to the low potential side of the series circuit of the switching elements 9a and 9b. As will be described next, the notation of the positive terminal 25a and the negative terminal 25b is also used in other semiconductor modules.

インバータ回路13aは、2個のスイッチング素子の直列回路が3セット並列に接続された構成を有している。スイッチング素子9cと9d、スイッチング素子9eと9f、スイッチング素子9gと9hがそれぞれ直列回路を構成している。各スイッチング素子にはダイオードが逆並列に接続されている。3セットの直列回路の高電位側の端子(正極端子25a)が電圧コンバータ回路12の出力正極端19aに接続されており、3セットの直列回路の低電位側の端子(負極端子25b)が電圧コンバータ回路12の出力負極端19bに接続されている。3セットの直列回路の中点から3相交流(U相、V相、W相)が出力される。3セットの直列回路の夫々が、後述する半導体モジュール8b、8c、8dに対応する。   The inverter circuit 13a has a configuration in which three sets of series circuits of two switching elements are connected in parallel. Switching elements 9c and 9d, switching elements 9e and 9f, and switching elements 9g and 9h constitute a series circuit. A diode is connected in antiparallel to each switching element. The terminals on the high potential side (positive terminal 25a) of the three sets of series circuits are connected to the output positive terminal 19a of the voltage converter circuit 12, and the terminals on the low potential side (negative terminal 25b) of the three sets of series circuits are voltage. The output negative terminal 19b of the converter circuit 12 is connected. Three-phase alternating current (U-phase, V-phase, W-phase) is output from the midpoint of the three sets of series circuits. Each of the three sets of series circuits corresponds to semiconductor modules 8b, 8c, and 8d described later.

インバータ回路13bの構成はインバータ回路13aと同じであるため、図1では具体的な回路の図示を省略している。インバータ回路13bもインバータ回路13aと同様に、2個のスイッチング素子の直列回路が3セット並列に接続された構成を有している。3セットの直列回路の高電位側の端子が電圧コンバータ回路12の出力正極端19aに接続されており、3セットの直列回路の低電位側の端子が電圧コンバータ回路12の出力負極端19bに接続されている。各直列回路に対応するハードウエアを半導体モジュール8e、8f、8gと称する。   Since the configuration of the inverter circuit 13b is the same as that of the inverter circuit 13a, a specific circuit is not shown in FIG. Similarly to the inverter circuit 13a, the inverter circuit 13b has a configuration in which three sets of series circuits of switching elements are connected in parallel. The terminals on the high potential side of the three sets of series circuits are connected to the output positive end 19a of the voltage converter circuit 12, and the terminals on the low potential side of the three sets of series circuits are connected to the output negative end 19b of the voltage converter circuit 12. Has been. Hardware corresponding to each series circuit is referred to as semiconductor modules 8e, 8f, and 8g.

インバータ回路13a、13bの入力端に平滑コンデンサ6が並列に接続されている。平滑コンデンサ6は、別言すれば、電圧コンバータ回路12の出力端19に並列に接続されている。平滑コンデンサ6は、電圧コンバータ回路12の出力電流の脈動を除去する。   A smoothing capacitor 6 is connected in parallel to the input terminals of the inverter circuits 13a and 13b. In other words, the smoothing capacitor 6 is connected in parallel to the output end 19 of the voltage converter circuit 12. Smoothing capacitor 6 removes pulsation of the output current of voltage converter circuit 12.

スイッチング素子9a−9hは、トランジスタであり、典型的にはIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)であるが、他のトランジスタ、例えば、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)であってもよい。また、ここでいうスイッチング素子は、電力変換に用いられるものであり、パワー半導体素子と呼ばれることもある。   The switching elements 9a-9h are transistors and are typically IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors), but may be other transistors such as MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors). Moreover, the switching element here is used for power conversion, and may be called a power semiconductor element.

図1において、破線8a−8gの夫々が半導体モジュールに相当する。電力変換装置2は、2個のスイッチング素子の直列回路を7セット備えている。ハードウエアとしては、直列回路を構成する2個のスイッチング素子、および各スイッチング素子に逆並列に接続されているダイオードが一つのパッケージに収容されている。以下では、半導体モジュール8a−8gのいずれか一つを区別なく示すときには半導体モジュール8と表記する。   In FIG. 1, each of broken lines 8a-8g corresponds to a semiconductor module. The power conversion device 2 includes seven sets of series circuits of two switching elements. As hardware, two switching elements constituting a series circuit and a diode connected in antiparallel to each switching element are accommodated in one package. Hereinafter, when any one of the semiconductor modules 8a to 8g is shown without distinction, it is referred to as a semiconductor module 8.

7個の半導体モジュール(7セットの直列回路)の高電位側の端子(正極端子25a)が平滑コンデンサ6の正極電極に接続され、低電位側の端子(負極端子25b)が平滑コンデンサ6の負極電極に接続される。図1において、符号30が示す破線内の導電経路は、複数の半導体モジュール8の正極端子25aと平滑コンデンサ6の正極電極を相互に接続するバスバ(正極バスバ)に対応する。符号40が示す破線内の導電経路は、複数の負極端子25bと平滑コンデンサ6の負極電極を相互に接続するバスバ(負極バスバ)に対応する。次に、複数の半導体モジュール8と正極バスバ30、負極バスバ40の構造について説明する。   The terminals on the high potential side (positive terminal 25a) of the seven semiconductor modules (seven sets of series circuits) are connected to the positive electrode of the smoothing capacitor 6, and the terminal on the low potential side (negative terminal 25b) is the negative electrode of the smoothing capacitor 6. Connected to the electrode. In FIG. 1, the conductive path within the broken line indicated by reference numeral 30 corresponds to a bus bar (positive bus bar) that connects the positive terminals 25 a of the plurality of semiconductor modules 8 and the positive electrodes of the smoothing capacitor 6 to each other. A conductive path in a broken line indicated by reference numeral 40 corresponds to a bus bar (negative electrode bus bar) that connects the plurality of negative electrode terminals 25b and the negative electrode of the smoothing capacitor 6 to each other. Next, the structure of the plurality of semiconductor modules 8, the positive electrode bus bar 30, and the negative electrode bus bar 40 will be described.

図2に電力変換装置2のハードウエアの斜視図を示す。なお、図2では、電力変換装置2のハウジングと一部の部品の図示を省略している。複数の半導体モジュール8(8a−8g)は、複数の冷却器22とともに積層ユニット20を構成している。半導体モジュール8a−8gは全て同じ形状であるので、図2と後述する図3では、代表して左端の半導体モジュールにのみ、符号8を付し、他の半導体モジュールには符号を省略した。また、図2と後述する図3では、左端の2個の冷却器にのみ、符号22を付し、他の冷却器には符号を省略した。   FIG. 2 shows a perspective view of the hardware of the power conversion device 2. 2, illustration of the housing and some components of the power converter device 2 is omitted. The plurality of semiconductor modules 8 (8a-8g) together with the plurality of coolers 22 constitute a stacked unit 20. Since all the semiconductor modules 8a-8g have the same shape, in FIG. 2 and FIG. 3 to be described later, only the leftmost semiconductor module is represented by reference numeral 8, and the other semiconductor modules are omitted. In FIG. 2 and FIG. 3 to be described later, only the leftmost two coolers are denoted by reference numeral 22, and the other coolers are not denoted by reference numerals.

図2は、電力変換装置2の斜視図であるが、積層ユニット20、正極バスバ30、負極バスバ40、及び、コンデンサユニット60のアセンブリのみを描いてあり、他の部品は図示を省略した。積層ユニット20は、複数のカードタイプの冷却器22が平行に配置されているとともに、隣り合う冷却器22の間にカードタイプの半導体モジュール8が挟まれているデバイスである。カードタイプの半導体モジュール8は、その幅広面を冷却器22に対向させて積層されている。各半導体モジュール8の一つの側面80aから3個の端子(正極端子25a、負極端子25b、中点端子25c)が延びている。図2と後述する図3では、積層ユニット20の左端に位置する半導体モジュール8の端子にのみ符号25a、25b、25cを付し、残りの半導体モジュール8には端子を示す符号を省略した。   FIG. 2 is a perspective view of the power conversion apparatus 2, but only the assembly of the laminated unit 20, the positive electrode bus bar 30, the negative electrode bus bar 40, and the capacitor unit 60 is illustrated, and the other components are not shown. The stacked unit 20 is a device in which a plurality of card-type coolers 22 are arranged in parallel and a card-type semiconductor module 8 is sandwiched between adjacent coolers 22. The card type semiconductor module 8 is laminated with its wide surface facing the cooler 22. Three terminals (a positive terminal 25a, a negative terminal 25b, and a midpoint terminal 25c) extend from one side surface 80a of each semiconductor module 8. 2 and FIG. 3 to be described later, only the terminals of the semiconductor module 8 located at the left end of the stacked unit 20 are denoted by reference numerals 25a, 25b, and 25c, and the remaining semiconductor modules 8 are omitted from the reference numerals indicating the terminals.

正極端子25aと負極端子25bは、先に述べたように、半導体モジュール8に収容されている直列回路の高電位側の端子と低電位側の端子である。中点端子25cは、直列回路の中点と導通している端子である。別言すれば、3個の端子25a−25cは、いずれも、半導体モジュール8の内部でスイッチング素子と導通している。3個の端子25a−25cは、半導体モジュール8の幅広面と交差する一側面80aから図中のZ軸正方向に延びている。一側面80aの反対側の側面から複数の制御端子が図中のZ軸負方向に延びている。制御端子は、半導体モジュール8に内蔵されているスイッチング素子のゲート電極と導通しているゲート端子、及び、半導体モジュール8に内蔵されている温度センサや電流センサと導通している信号端子などである。   As described above, the positive electrode terminal 25a and the negative electrode terminal 25b are a high potential side terminal and a low potential side terminal of the series circuit accommodated in the semiconductor module 8. The midpoint terminal 25c is a terminal that is electrically connected to the midpoint of the series circuit. In other words, all the three terminals 25 a to 25 c are electrically connected to the switching element inside the semiconductor module 8. The three terminals 25 a to 25 c extend in the positive direction of the Z axis in the drawing from one side surface 80 a that intersects the wide surface of the semiconductor module 8. A plurality of control terminals extend in the Z-axis negative direction from the side surface opposite to the one side surface 80a. The control terminal is a gate terminal that is electrically connected to a gate electrode of a switching element incorporated in the semiconductor module 8, a signal terminal that is electrically connected to a temperature sensor or a current sensor incorporated in the semiconductor module 8, and the like. .

以下、説明の便宜上、積層ユニット20における冷却器22と半導体モジュール8の積層方向を単純に「積層方向」と称する。図中のX方向が積層方向に相当する。   Hereinafter, for convenience of explanation, the stacking direction of the cooler 22 and the semiconductor module 8 in the stacking unit 20 is simply referred to as “stacking direction”. The X direction in the figure corresponds to the stacking direction.

図中の右端の冷却器22には、冷媒供給口28と冷媒排出口29が設けられている。隣接する冷却器22同士は、2個の連結管で接続されている。一方の連結管は、積層方向からみて冷媒供給口28と重なるように位置している。他方の連結管は、積層方向からみて冷媒排出口29と重なるように位置している。冷媒供給口28と冷媒排出口29には、不図示の冷媒循環装置が接続される。冷媒供給口28から供給される冷媒は、一方の連結管を通じて全ての冷却器22に分配される。冷媒は冷却器22を通る間に隣接する半導体モジュール8から熱を吸収する。熱を吸収した冷媒は、他方の連結管と冷媒排出口29を通じて積層ユニット20から排出される。各半導体モジュール8は、その両側から冷却されるので、積層ユニット20は冷却性能が高い。   The rightmost cooler 22 in the drawing is provided with a refrigerant supply port 28 and a refrigerant discharge port 29. Adjacent coolers 22 are connected by two connecting pipes. One connecting pipe is positioned so as to overlap the refrigerant supply port 28 when viewed from the stacking direction. The other connecting pipe is positioned so as to overlap with the refrigerant outlet 29 when viewed from the stacking direction. A refrigerant circulation device (not shown) is connected to the refrigerant supply port 28 and the refrigerant discharge port 29. The refrigerant supplied from the refrigerant supply port 28 is distributed to all the coolers 22 through one connecting pipe. The refrigerant absorbs heat from the adjacent semiconductor module 8 while passing through the cooler 22. The refrigerant that has absorbed heat is discharged from the stacked unit 20 through the other connecting pipe and the refrigerant discharge port 29. Since each semiconductor module 8 is cooled from both sides, the stacked unit 20 has high cooling performance.

各半導体モジュール8の3個の端子25a−25cはいずれも平板状である。複数の半導体モジュール8の正極端子25aは、隣接する半導体モジュール8の正極端子25aの平坦面と対向するように、積層方向に一列に並んでいる。複数の半導体モジュール8の負極端子25bも、隣接する半導体モジュール8の負極端子25bの平坦面と対向するように、積層方向に一列に並んでいる。複数の半導体モジュール8の中点端子25cも同様である。複数の半導体モジュール8の正極端子25a、負極端子25b、中点端子25cは、3列に並んでいる。   Each of the three terminals 25a-25c of each semiconductor module 8 is flat. The positive terminals 25a of the plurality of semiconductor modules 8 are arranged in a line in the stacking direction so as to face the flat surface of the positive terminals 25a of the adjacent semiconductor modules 8. The negative terminals 25b of the plurality of semiconductor modules 8 are also arranged in a line in the stacking direction so as to face the flat surface of the negative terminals 25b of the adjacent semiconductor modules 8. The same applies to the midpoint terminals 25c of the plurality of semiconductor modules 8. The positive terminal 25a, the negative terminal 25b, and the midpoint terminal 25c of the plurality of semiconductor modules 8 are arranged in three rows.

図3に、正極バスバ30と負極バスバ40と積層ユニット20とコンデンサユニット60(コンデンサ素子61)のアセンブリの分解斜視図を示す。なお、図2のコンデンサユニット60には、2個のコンデンサ素子61が収容されている。図3では、コンデンサユニット60のケースを省略し、内部のコンデンサ素子61を描いてある。詳しくは後述するが、コンデンサユニット60のケースの中でコンデンサ素子61の周囲は充填材で満たされている。コンデンサ素子61は、図1の平滑コンデンサ6に相当する。   FIG. 3 shows an exploded perspective view of an assembly of the positive electrode bus bar 30, the negative electrode bus bar 40, the multilayer unit 20, and the capacitor unit 60 (capacitor element 61). Note that two capacitor elements 61 are accommodated in the capacitor unit 60 of FIG. In FIG. 3, the case of the capacitor unit 60 is omitted, and the internal capacitor element 61 is drawn. As will be described in detail later, the periphery of the capacitor element 61 is filled with a filler in the case of the capacitor unit 60. The capacitor element 61 corresponds to the smoothing capacitor 6 in FIG.

複数の半導体モジュール8の正極端子25aとコンデンサ素子61の正極電極61aが正極バスバ30で接続され、複数の負極端子25bとコンデンサ素子61の負極電極61bが負極バスバ40で接続される。   The positive electrode terminals 25 a of the plurality of semiconductor modules 8 and the positive electrode 61 a of the capacitor element 61 are connected by the positive electrode bus bar 30, and the negative electrode terminals 25 b and the negative electrode 61 b of the capacitor element 61 are connected by the negative electrode bus bar 40.

正極バスバ30は、板状の電極部39、板状の基部31、及び、複数の枝部33を備えている。電極部39が、コンデンサ素子61の正極電極61aに接続される。正極バスバ30の基部31には、複数の第1孔32が設けられており、各第1孔32の縁から枝部33がZ方向に延びている。各第1孔32を各半導体モジュール8の正極端子25aが通り、その正極端子25aと枝部33が接合される。   The positive electrode bus bar 30 includes a plate-like electrode portion 39, a plate-like base portion 31, and a plurality of branch portions 33. The electrode part 39 is connected to the positive electrode 61 a of the capacitor element 61. A plurality of first holes 32 are provided in the base portion 31 of the positive electrode bus bar 30, and branch portions 33 extend in the Z direction from the edges of the first holes 32. The positive terminal 25a of each semiconductor module 8 passes through each first hole 32, and the positive terminal 25a and the branch portion 33 are joined.

負極バスバ40は、板状の電極部49、板状の基部41、及び、複数の枝部43を備えている。電極部49が、コンデンサ素子61の負極電極61bに接続される。負極バスバ40の基部41には、複数の第2孔42が設けられており、各第2孔42の縁から枝部43がZ方向に延びている。各第2孔42を各半導体モジュール8の負極端子25bが通り、その負極端子25bと枝部43が接合される。   The negative electrode bus bar 40 includes a plate-like electrode portion 49, a plate-like base portion 41, and a plurality of branch portions 43. The electrode portion 49 is connected to the negative electrode 61 b of the capacitor element 61. A plurality of second holes 42 are provided in the base portion 41 of the negative electrode bus bar 40, and branch portions 43 extend in the Z direction from the edges of the second holes 42. The negative terminal 25b of each semiconductor module 8 passes through each second hole 42, and the negative terminal 25b and the branch portion 43 are joined.

負極バスバ40は、正極バスバ30の積層ユニット20とは反対側に位置している。負極バスバ40には、複数の第3孔45が設けられており、各第3孔45を、半導体モジュール8の正極端子25aが通過する。正極バスバ30の板状の基部31と、負極バスバ40の板状の基部41が近接対向する。   The negative electrode bus bar 40 is located on the opposite side of the positive electrode bus bar 30 from the stacked unit 20. A plurality of third holes 45 are provided in the negative electrode bus bar 40, and the positive terminal 25 a of the semiconductor module 8 passes through each third hole 45. The plate-like base 31 of the positive electrode bus bar 30 and the plate-like base 41 of the negative electrode bus bar 40 are close to each other.

正極バスバ30と負極バスバ40の間に絶縁板50が挟まれている。絶縁板50は、正極バスバ30と負極バスバ40の間を絶縁する。絶縁板50には、複数の筒部53と、複数の第5孔54が設けられている。絶縁板50の積層方向(X方向)の両側には、Y方向に延びているリブ51が設けられており、各リブ51から突起52が延びている。一対のリブ51の間に、負極バスバ40の基部41が収まる。   An insulating plate 50 is sandwiched between the positive electrode bus bar 30 and the negative electrode bus bar 40. The insulating plate 50 insulates between the positive electrode bus bar 30 and the negative electrode bus bar 40. The insulating plate 50 is provided with a plurality of cylindrical portions 53 and a plurality of fifth holes 54. Ribs 51 extending in the Y direction are provided on both sides of the insulating plate 50 in the stacking direction (X direction), and protrusions 52 extend from the ribs 51. The base portion 41 of the negative electrode bus bar 40 is accommodated between the pair of ribs 51.

絶縁板50の反対側で負極バスバ40と重なるように、保護カバー70が配置されている。保護カバー70には、複数の第4孔73が設けられており、各第4孔73を、正極端子25aと正極バスバ30の枝部33が通過する。保護カバー70は、絶縁材で作られている絶縁部72と、銅で作られている金属部71を有している。金属部71に、第4孔73が設けられている。保護カバー70には、絶縁板50の突起52に対応する箇所に貫通孔74が設けられている。絶縁板50と負極バスバ40と保護カバー70が重ね合わさると、絶縁板50の突起52が保護カバー70の貫通孔74に嵌合し、絶縁板50と保護カバー70がしっかりと連結される。図3において符号72aが示す箇所は、保護カバー70のうち、コンデンサユニット60に埋設される箇所を示している。この点については後述する。   A protective cover 70 is disposed so as to overlap the negative electrode bus bar 40 on the opposite side of the insulating plate 50. The protective cover 70 is provided with a plurality of fourth holes 73 through which the positive terminal 25a and the branch portion 33 of the positive bus bar 30 pass. The protective cover 70 has an insulating part 72 made of an insulating material and a metal part 71 made of copper. A fourth hole 73 is provided in the metal part 71. The protective cover 70 is provided with a through hole 74 at a location corresponding to the protrusion 52 of the insulating plate 50. When the insulating plate 50, the negative electrode bus bar 40, and the protective cover 70 are overlapped, the protrusion 52 of the insulating plate 50 is fitted into the through hole 74 of the protective cover 70, and the insulating plate 50 and the protective cover 70 are firmly connected. In FIG. 3, a portion indicated by reference numeral 72 a indicates a portion of the protective cover 70 that is embedded in the capacitor unit 60. This point will be described later.

図4を参照して正極バスバ30、負極バスバ40、絶縁板50、保護カバー70の関係を説明する。図4は、図2のIV−IV線に沿った断面図であり、正極端子25aを横断する断面である。なお、図4は、積層ユニット20と正極バスバ30と負極バスバ40と絶縁板50と保護カバー70のアセンブリの一部の断面のみ示した。   The relationship among the positive electrode bus bar 30, the negative electrode bus bar 40, the insulating plate 50, and the protective cover 70 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 2, and is a cross section crossing the positive electrode terminal 25a. 4 shows only a partial cross section of the assembly of the laminated unit 20, the positive electrode bus bar 30, the negative electrode bus bar 40, the insulating plate 50, and the protective cover 70.

正極バスバ30、負極バスバ40、絶縁板50、保護カバー70は、重なっている。先に述べたように、絶縁板50は、正極バスバ30と負極バスバ40に挟まれており、両者の間を絶縁する。正極バスバ30、負極バスバ40、絶縁板50、保護カバー70のうち、正極バスバ30が最も半導体モジュール8の近くに位置する。その正極バスバ30に、絶縁板50が重なり、その上に負極バスバ40が重なり、その上に保護カバー70が重なる。正極バスバ30の枝部33は、正極バスバ30の基部31の半導体モジュール側に溶接されている。枝部33は、基部31の第1孔32の縁から延びている。   The positive electrode bus bar 30, the negative electrode bus bar 40, the insulating plate 50, and the protective cover 70 are overlapped. As described above, the insulating plate 50 is sandwiched between the positive electrode bus bar 30 and the negative electrode bus bar 40 and insulates between the two. Among the positive electrode bus bar 30, the negative electrode bus bar 40, the insulating plate 50, and the protective cover 70, the positive electrode bus bar 30 is positioned closest to the semiconductor module 8. An insulating plate 50 overlaps the positive electrode bus bar 30, a negative electrode bus bar 40 overlaps thereon, and a protective cover 70 overlaps thereon. The branch portion 33 of the positive electrode bus bar 30 is welded to the semiconductor module side of the base portion 31 of the positive electrode bus bar 30. The branch portion 33 extends from the edge of the first hole 32 of the base portion 31.

正極バスバ30に設けられた第1孔32と、絶縁板50に設けられた筒部53と、負極バスバ40に設けられた第3孔45と、保護カバー70に設けられた第4孔73は、正極バスバ30と負極バスバ40の積層方向(図中のZ方向)からみて重複する。それらの孔を半導体モジュール8の正極端子25aと、正極バスバ30の枝部33が通っている。絶縁板50の筒部53の内側を、正極端子25aと正極バスバ30の枝部33が通っており、筒部53そのものは、負極バスバ40の第3孔45を通過している。筒部53の先端は、保護カバー70の第4孔73の縁に当接している。   The first hole 32 provided in the positive electrode bus bar 30, the cylindrical portion 53 provided in the insulating plate 50, the third hole 45 provided in the negative electrode bus bar 40, and the fourth hole 73 provided in the protective cover 70 are The positive electrode bus bar 30 and the negative electrode bus bar 40 overlap when viewed from the stacking direction (Z direction in the figure). The positive electrode terminal 25a of the semiconductor module 8 and the branch portion 33 of the positive electrode bus bar 30 pass through these holes. The positive electrode terminal 25 a and the branch portion 33 of the positive electrode bus bar 30 pass through the inside of the cylindrical portion 53 of the insulating plate 50, and the cylindrical portion 53 itself passes through the third hole 45 of the negative electrode bus bar 40. The distal end of the cylindrical portion 53 is in contact with the edge of the fourth hole 73 of the protective cover 70.

上記の構造により、正極端子25aの近傍では、負極バスバ40が、正極バスバ30の枝部33と正極端子25aから隔離される。まず、絶縁板50の筒部53が負極バスバ40の第3孔45を通り、その筒部53の内側を正極端子25aと枝部33が通ることで、第3孔45の周囲が正極端子25aと枝部33から隔離される。また、筒部53の先端が保護カバー70の第4孔73の縁に当接することで、負極バスバ40の基部41の表面に対向する空間Spを保護カバー70の金属部71が覆い、基部41の表面を正極端子25aと枝部33から隔離する。正極端子25aと正極バスバ30の枝部33は、筒部53と第4孔73から突き出た箇所で溶接されている。図4における矢印Aが、溶接のためのレーザ光を模式的に表している。即ち、矢印Aが指す箇所が、正極端子25aと枝部33の溶接箇所になる。溶接の際、正極端子25aあるいは枝部33から溶接粉が飛散する場合がある。図4において、符号Qが示す点線が、溶接粉を模式的に表している。先に述べたように、正極端子25aの周辺において、負極バスバ40は、正極端子25aと枝部33から隔離されているので、溶接粉が負極バスバ40に付着することがない。よって、溶接粉を介して負極バスバ40と正極バスバ30が短絡することが防止される。なお、保護カバー70の第4孔73は金属部71に設けられており、溶接粉は金属部71に付着する。溶接粉は金属部71に付着するので、他へ散乱することが防止される。   With the above structure, the negative electrode bus bar 40 is isolated from the branch portion 33 of the positive electrode bus bar 30 and the positive electrode terminal 25a in the vicinity of the positive electrode terminal 25a. First, the cylindrical portion 53 of the insulating plate 50 passes through the third hole 45 of the negative electrode bus bar 40, and the positive electrode terminal 25a and the branch portion 33 pass through the inside of the cylindrical portion 53, so that the periphery of the third hole 45 is the positive electrode terminal 25a. And isolated from the branch portion 33. Further, the tip of the cylindrical portion 53 abuts against the edge of the fourth hole 73 of the protective cover 70, so that the space Sp facing the surface of the base 41 of the negative electrode bus bar 40 is covered with the metal portion 71 of the protective cover 70. Is isolated from the positive electrode terminal 25 a and the branch portion 33. The positive electrode terminal 25 a and the branch portion 33 of the positive electrode bus bar 30 are welded at portions protruding from the cylindrical portion 53 and the fourth hole 73. An arrow A in FIG. 4 schematically represents a laser beam for welding. That is, the location indicated by the arrow A is a location where the positive electrode terminal 25 a and the branch portion 33 are welded. During welding, welding powder may scatter from the positive electrode terminal 25a or the branch portion 33. In FIG. 4, the dotted line indicated by the symbol Q schematically represents the welding powder. As described above, since the negative electrode bus bar 40 is isolated from the positive electrode terminal 25a and the branch portion 33 around the positive electrode terminal 25a, the welding powder does not adhere to the negative electrode bus bar 40. Therefore, the negative electrode bus bar 40 and the positive electrode bus bar 30 are prevented from being short-circuited via the welding powder. The fourth hole 73 of the protective cover 70 is provided in the metal part 71, and the welding powder adheres to the metal part 71. Since the welding powder adheres to the metal part 71, it is prevented from being scattered to other parts.

図5に、図2のV−V線に沿った断面を示す。図5は、筒部53を横断する断面を示している。図5においても、負極バスバ40の第3孔45の縁と、正極端子25a及び枝部33の間を絶縁板50の筒部53が隔離しているとともに、正極端子25aの周囲では、保護カバー70が負極バスバ40を覆っていることが理解される。   FIG. 5 shows a cross section taken along line VV in FIG. FIG. 5 shows a cross section traversing the cylindrical portion 53. Also in FIG. 5, the cylindrical portion 53 of the insulating plate 50 separates the edge of the third hole 45 of the negative electrode bus bar 40 from the positive electrode terminal 25a and the branch portion 33, and a protective cover is provided around the positive electrode terminal 25a. It is understood that 70 covers the negative electrode bus bar 40.

図5を参照して、コンデンサユニット60の内部構造を説明する。コンデンサ素子61は、コンデンサユニット60のケース68の中に収容されている。ケース68は、絶縁性の樹脂で作られている。ケース68の内部でコンデンサ素子61の周囲には充填材69が充填されている。充填材69は、例えば、シリコーン含有のポッティング材である。ケース68の内部で、正極バスバ30の電極部39がコンデンサ素子61の正極電極61aに接続されており、負極バスバ40の電極部49がコンデンサ素子61の負極電極61bに接続されている。   The internal structure of the capacitor unit 60 will be described with reference to FIG. The capacitor element 61 is accommodated in the case 68 of the capacitor unit 60. The case 68 is made of an insulating resin. A filler 69 is filled around the capacitor element 61 inside the case 68. The filler 69 is, for example, a silicone-containing potting material. Inside the case 68, the electrode part 39 of the positive electrode bus bar 30 is connected to the positive electrode 61a of the capacitor element 61, and the electrode part 49 of the negative electrode bus bar 40 is connected to the negative electrode 61b of the capacitor element 61.

また、保護カバー70の一部72aは、コンデンサユニット60の内部に入り込んでおり、充填材69に埋設されている。保護カバー70の一部72aが充填材69に埋設されているので、保護カバー70は、コンデンサユニット60にしっかりと固定される。   A part 72 a of the protective cover 70 enters the capacitor unit 60 and is embedded in the filler 69. Since a part 72 a of the protective cover 70 is embedded in the filler 69, the protective cover 70 is firmly fixed to the capacitor unit 60.

電力変換装置2は、正極バスバ30と負極バスバ40と絶縁板50と保護カバー70を備えることで、正極バスバ30と負極バスバ40の短絡が防止される。特に、正極バスバ30の枝部33と半導体モジュール8の正極端子25aを溶接する際の溶接粉による短絡が防止される。   The power conversion device 2 includes the positive electrode bus bar 30, the negative electrode bus bar 40, the insulating plate 50, and the protective cover 70, thereby preventing a short circuit between the positive electrode bus bar 30 and the negative electrode bus bar 40. In particular, a short circuit caused by welding powder when welding the branch portion 33 of the positive electrode bus bar 30 and the positive electrode terminal 25a of the semiconductor module 8 is prevented.

実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。実施例の正極バスバ30が請求項の第1バスバの一例に相当し、負極バスバ40が実施例の第2バスバの一例に相当する。実施例の正極端子25aが請求項の第1端子の一例に相当し、実施例の負極端子25bが請求項の第2端子の一例に相当する。実施例の正極バスバ30の枝部33が請求項の「第1枝部」の一例に相当し、負極バスバ40の枝部43が請求項の「第2枝部」の一例に相当する。実施例の「正極」と「負極」が逆転していてもよい。   Points to be noted regarding the technology described in the embodiments will be described. The positive electrode bus bar 30 of the embodiment corresponds to an example of a first bus bar in the claims, and the negative electrode bus bar 40 corresponds to an example of a second bus bar of the embodiment. The positive electrode terminal 25a of the embodiment corresponds to an example of a first terminal in the claims, and the negative electrode terminal 25b of the embodiment corresponds to an example of a second terminal in the claims. The branch portion 33 of the positive electrode bus bar 30 of the embodiment corresponds to an example of “first branch portion” in the claims, and the branch portion 43 of the negative electrode bus bar 40 corresponds to an example of “second branch portion” of the claims. The “positive electrode” and “negative electrode” in the embodiments may be reversed.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。   Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical usefulness by achieving one of the objects.

2:電力変換装置
5:フィルタコンデンサ
6:平滑コンデンサ
7:リアクトル
8、8a−8g:半導体モジュール
9a−9h:スイッチング素子
12:電圧コンバータ回路
13a、13b:インバータ回路
20:積層ユニット
22:冷却器
25a:正極端子
25b:負極端子
25c:中点端子
30:正極バスバ
31、41:基部
32:第1孔
33、43:枝部
39、49:電極部
40:負極バスバ
42:第2孔
45:第3孔
50:絶縁板
51:リブ
52:突起
53:筒部
54:第5孔
60:コンデンサユニット
61:コンデンサ素子
61a:正極電極
61b:負極電極
68:ケース
69:充填材
70:保護カバー
71:金属部
72:絶縁部
81:バッテリ
82:システムメインリレー
83a、83b:モータ
85:ギアボックス
100:電気自動車
2: Power converter 5: Filter capacitor 6: Smoothing capacitor 7: Reactor 8, 8a-8g: Semiconductor module 9a-9h: Switching element 12: Voltage converter circuit 13a, 13b: Inverter circuit 20: Multilayer unit 22: Cooler 25a : Positive terminal 25b: Negative terminal 25c: Midpoint terminal 30: Positive bus bar 31, 41: Base part 32: First hole 33, 43: Branch part 39, 49: Electrode part 40: Negative electrode bus bar 42: Second hole 45: Second 3 hole 50: insulating plate 51: rib 52: projection 53: tube portion 54: fifth hole 60: capacitor unit 61: capacitor element 61a: positive electrode 61b: negative electrode 68: case 69: filler 70: protective cover 71: Metal part 72: Insulating part 81: Battery 82: System main relay 83a, 83b: Motor 85: Gear box 100: Electricity Dosha

Claims (1)

複数の冷却器が並んで配置されており、隣り合う前記冷却器の間に、スイッチング素子を収容している半導体モジュールが挟まれている積層ユニットと、
前記積層ユニットの隣りに配置されており、コンデンサ素子を収容しているとともに前記コンデンサ素子の周囲に充填材が充填されているコンデンサユニットと、
複数の前記半導体モジュールの夫々の側面から延びている第1端子と接合しているとともに、前記コンデンサ素子の一方の電極と接続している板状の第1バスバと、
板状の前記第1バスバと対向配置されており、夫々の前記半導体モジュールの前記側面から延びている第2端子と接合しているとともに、前記コンデンサ素子の他方の電極と接続している板状の第2バスバと、
前記第1バスバと前記第2バスバの間に挟まれている絶縁板と、
保護カバーと、
を備えており、
複数の前記半導体モジュールの前記第1端子は、前記冷却器と前記半導体モジュールの積層方向に沿って一列に並んでおり、複数の前記第2端子は、前記第1端子の列と平行に一列に並んでおり、
前記第1バスバは、複数の前記第1端子の夫々が通る複数の第1孔を有しているとともに、夫々の第1孔の縁から夫々の前記第1端子と接合される第1枝部が延びており、
前記第2バスバは、前記第1バスバの前記積層ユニットとは反対側に位置しており、複数の前記第2端子の夫々が通る複数の第2孔を有しているとともに、夫々の第2孔の縁から夫々の前記第2端子と接合される第2枝部が延びており、前記第1端子の夫々と前記第1枝部の夫々が通る複数の第3孔を備えており、
前記絶縁板は、夫々の前記第1端子と前記第1枝部が貫通する複数の筒部を備えているとともに、夫々の筒部が前記第2バスバの夫々の前記第3孔を通過しており、
前記保護カバーは、前記絶縁板の反対側で前記第2バスバと重なっており、夫々の前記第1端子と前記第1枝部が通る複数の第4孔が設けられており、夫々の第4孔の縁に前記絶縁板の夫々の筒部の先端が当接しており、
夫々の前記第1端子と前記第1枝部は、前記筒部から突き出た箇所で溶接されており、
前記保護カバーの一部が前記コンデンサユニットの前記充填材に埋設されている、電力変換装置。
A plurality of coolers are arranged side by side, and a laminated unit in which a semiconductor module containing a switching element is sandwiched between the adjacent coolers, and
A capacitor unit which is arranged next to the multilayer unit and contains a capacitor element and is filled with a filler around the capacitor element;
A plate-like first bus bar that is joined to a first terminal extending from each side surface of the plurality of semiconductor modules and connected to one electrode of the capacitor element;
A plate-like plate disposed opposite to the plate-like first bus bar, joined to the second terminal extending from the side surface of each semiconductor module, and connected to the other electrode of the capacitor element No. 2 bus bar,
An insulating plate sandwiched between the first bus bar and the second bus bar;
A protective cover;
With
The first terminals of the plurality of semiconductor modules are arranged in a line along the stacking direction of the cooler and the semiconductor module, and the plurality of second terminals are arranged in a line parallel to the line of the first terminals. Lined up
The first bus bar has a plurality of first holes through which each of the plurality of first terminals passes, and a first branch portion joined to each first terminal from an edge of each first hole. Is extended,
The second bus bar is located on the opposite side of the first bus bar from the stacked unit, has a plurality of second holes through which the plurality of second terminals pass, and each second bus bar. A second branch portion joined to each of the second terminals extends from an edge of the hole, and includes a plurality of third holes through which each of the first terminals and each of the first branch portions pass.
The insulating plate includes a plurality of cylindrical portions through which the first terminals and the first branch portions pass, and the cylindrical portions pass through the third holes of the second bus bar. And
The protective cover overlaps the second bus bar on the opposite side of the insulating plate, and is provided with a plurality of fourth holes through which the first terminals and the first branch portions pass, respectively. The tip of each cylindrical portion of the insulating plate is in contact with the edge of the hole,
Each said 1st terminal and said 1st branch part are welded in the location protruded from the said cylinder part,
A power converter, wherein a part of the protective cover is embedded in the filler of the capacitor unit.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10842055B2 (en) 2019-01-24 2020-11-17 Denso Corporation Power converter and manufacturing method of the same
WO2021014512A1 (en) * 2019-07-19 2021-01-28 株式会社デンソー Power converter
US20220230808A1 (en) * 2019-10-02 2022-07-21 Denso Corporation Capacitor

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006295997A (en) * 2005-04-05 2006-10-26 Denso Corp Power converter
WO2014016925A1 (en) * 2012-07-25 2014-01-30 トヨタ自動車株式会社 Power converter
JP2014110400A (en) * 2012-12-04 2014-06-12 Denso Corp Power conversion device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006295997A (en) * 2005-04-05 2006-10-26 Denso Corp Power converter
WO2014016925A1 (en) * 2012-07-25 2014-01-30 トヨタ自動車株式会社 Power converter
JP2014110400A (en) * 2012-12-04 2014-06-12 Denso Corp Power conversion device

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10842055B2 (en) 2019-01-24 2020-11-17 Denso Corporation Power converter and manufacturing method of the same
WO2021014512A1 (en) * 2019-07-19 2021-01-28 株式会社デンソー Power converter
JPWO2021014512A1 (en) * 2019-07-19 2021-12-09 株式会社デンソー Power converter
JP7092268B2 (en) 2019-07-19 2022-06-28 株式会社デンソー Power converter
US20220230808A1 (en) * 2019-10-02 2022-07-21 Denso Corporation Capacitor

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