JP2019030043A - 電力変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インダクタンスの低減を図りやすく、生産性に優れた電力変換装置を提供すること。【解決手段】電力変換装置１は、パワー端子２１を突出してなる半導体モジュール２と、コンデンサ３と、バスバー４と、を有する。パワー端子２１は、互いに反対側を向いた第１端子面２１１と第２端子面２１２とを有する。バスバー４は、半導体モジュール２と接続される複数の半導体側端子４２と、コンデンサ３と接続されるコンデンサ側端子４３と、を有する。パワー端子２１は、第１端子面２１１と第２端子面２１２との双方において、半導体側端子４２と接続されている。第１端子面２１１に、複数の半導体側端子４２の一部である第１バスバー端子４２１が接続され、第２端子面２１２に、複数の半導体側端子４２の他の一部である第２バスバー端子４２２が接続されている。【選択図】図１

Description

本発明は、電力変換装置に関する。

電力変換装置として、半導体モジュールとコンデンサとを接続する一対のバスバーを備えたものが、特許文献１に開示されている。この電力変換装置においては、半導体モジュールのパワー端子の片面に、バスバーの端子接続部が接続されている。

特開２０１４−１１０４００号公報

しかしながら、上記電力変換装置においては、以下の課題がある。
パワー端子をバスバーの端子接続部に接続する際には、例えば溶接等を行う。このとき、パワー端子を端子接続部に対して位置決めした状態で、溶接等を行うこととなる。ところが、パワー端子の片面にのみバスバーの端子接続部が接続される構成においては、パワー端子と端子接続部との位置決めが必ずしも容易であるとは言えない。したがって、電力変換装置の生産性を向上させる余地があると言える。

また、近年の電力変換装置の大電流化等に伴い、バスバーにおけるインダクタンスの低減が求められている。ここで、上記のようにパワー端子の片面にのみ端子接続部が配置された構成においては、バスバーとパワー端子との間の電流経路に制約が生じる。それゆえ、バスバーにおける電流経路の幅を大きくし難い。その結果、バスバーにおけるインダクタンスの低減を図り難くなる。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、インダクタンスの低減を図りやすく、生産性に優れた電力変換装置を提供しようとするものである。

本発明の一態様は、半導体素子を内蔵すると共にパワー端子（２１）を突出してなる半導体モジュール（２）と、
該半導体モジュールと電気的に接続されたコンデンサ（３）と、
上記半導体モジュールの上記パワー端子と上記コンデンサの電極とを接続するバスバー（４）と、を有し、
上記パワー端子は、互いに反対側を向いた第１端子面（２１１）と第２端子面（２１２）とを有し、
上記バスバーは、上記半導体モジュールと接続される複数の半導体側端子（４２）と、上記コンデンサと接続されるコンデンサ側端子（４３）と、を有し、
上記パワー端子は、上記第１端子面と上記第２端子面との双方において、上記半導体側端子と接続され、
上記第１端子面に、複数の上記半導体側端子の一部である第１バスバー端子（４２１）が接続され、
上記第２端子面に、複数の上記半導体側端子の他の一部である第２バスバー端子（４２２）が接続されている、電力変換装置（１）にある。

上記電力変換装置において、上記パワー端子は、上記第１端子面と上記第２端子面との双方において、上記半導体側端子と接続されている。それゆえ、半導体モジュールとバスバーとを接続する際に、パワー端子をバスバーの半導体側端子に対して位置決めしやすい。すなわち、パワー端子の第１端子面と第２端子面との双方から、半導体側端子である第１バスバー端子と第２バスバー端子とが当接するように、パワー端子を配置することで、パワー端子と半導体側端子との位置決めを容易に行うことができる。その結果、バスバーと半導体モジュールとの接続を容易にすることができ、電力変換装置の生産性を向上させることができる。

また、バスバーは、パワー端子に対して、第１端子面と第２端子面との双方に接続されていることとなる。そのため、パワー端子に至るまでのバスバーにおける電流経路、若しくはパワー端子からバスバーに流れる電流経路を、パワー端子における第１端子面側と第２端子面側との双方に形成することができる。つまり、１つのパワー端子に対して、第１バスバー端子と第２バスバー端子との双方に電流経路を確保することができる。そのため、電流経路の幅を大きくすることができる。その結果、バスバーにおけるインダクタンスの低減を図ることができる。

以上のごとく、上記態様によれば、インダクタンスの低減を図りやすく、生産性に優れた電力変換装置を提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

実施形態１における、電力変換装置の説明図。 図１のII−II線矢視断面相当の、電力変換装置の一部の断面説明図。 図１のIII−III線矢視断面相当の、電力変換装置の一部の断面説明図。 実施形態１における、パワー端子と半導体側端子との接続部の断面説明図。 図４のＶ視図。 図５のVI視図。 実施形態１における、正極パワー端子及び負極パワー端子における半導体側端子との接続部の斜視説明図。 実施形態１における、バスバーを取り除いた状態の電力変換装置の平面図。 実施形態１における、半導体モジュールの正面説明図。 実施形態１における、正極バスバーと負極バスバーとが一体化されたアッシーの斜視図。 実施形態１における、正極バスバーの斜視図。 実施形態１における、負極バスバーの斜視図。 実施形態１における、半導体側端子を形成する前の金属板の平面図。 実施形態２における、パワー端子と半導体側端子との接続部の平面説明図。 実施形態２における、正極バスバーと負極バスバーとが一体化されたアッシーの斜視図。 実施形態２における、正極パワー端子及び負極パワー端子とバスバーとの接続部の平面説明図。 実施形態２の変形形態における、正極パワー端子及び負極パワー端子とバスバーとの接続部の平面説明図。 実施形態３における、パワー端子と半導体側端子との接続部の断面説明図。 実施形態４における、パワー端子と半導体側端子との接続部の平面説明図。 図１９のXX視図。 実施形態５における、パワー端子と接続されたバスバーの一部の斜視図。 実施形態５における、バスバーの半導体側端子の平面説明図。 実施形態５における、パワー端子と半導体側端子との接続部の断面説明図。 実施形態５における、正極バスバーと負極バスバーとが一体化されたアッシーに、パワー端子が接続された状態を示す斜視図。 実施形態６における、積層方向に隣り合う２つの半導体モジュールとそれらに接続される半導体側端子の位置関係を示す説明図。

（実施形態１）
電力変換装置に係る実施形態について、図１〜図１３を参照して説明する。
本実施形態の電力変換装置１は、図１〜図３に示すごとく、半導体モジュール２と、コンデンサ３と、バスバー４と、を有する。
半導体モジュール２は、半導体素子を内蔵すると共にパワー端子２１を突出してなる。コンデンサ３は、半導体モジュール２と電気的に接続されている。バスバー４は、半導体モジュール２のパワー端子２１とコンデンサ３の電極３１とを接続している。

図４、図５に示すごとく、パワー端子２１は、互いに反対側を向いた第１端子面２１１と第２端子面２１２とを有する。
図１〜図３に示すごとく、バスバー４は、半導体モジュール２と接続される複数の半導体側端子４２と、コンデンサ３と接続されるコンデンサ側端子４３と、を有する。

図４、図５に示すごとく、パワー端子２１は、第１端子面２１１と第２端子面２１２との双方において、半導体側端子４２と接続されている。
そして、第１端子面２１１に、複数の半導体側端子４２の一部である第１バスバー端子４２１が接続されている。第２端子面２１２に、複数の半導体側端子４２の他の一部である第２バスバー端子４２２が接続されている。

電力変換装置１は、図２、図３、図８に示すごとく、複数の半導体モジュール２を有する。そして、複数の半導体モジュール２が、第１端子面２１１及び第２端子面２１２の法線方向に積層配置されている。半導体モジュール２は、図８、図９に示すごとく、パワー端子２１として、正極パワー端子２１Ｐと負極パワー端子２１Ｎとを互いに同じ方向に突出してなる。複数の半導体モジュール２の正極パワー端子２１Ｐと、複数の半導体モジュール２の負極パワー端子２１Ｎとは、積層方向Ｘ及び突出方向Ｚの双方に直交する横方向Ｙに、互いにずれた位置に配置されている。以下において、適宜、積層方向Ｘを単にＸ方向、横方向Ｙを単にＹ方向、突出方向Ｚを単にＺ方向ともいう。

本実施形態において、半導体モジュール２は、複数の半導体素子を、モジュール本体部２０に内蔵してなる。半導体素子としては、例えばＩＧＢＴ、すなわち絶縁ゲートバイポーラトランジスタ、或いは、ＭＯＳＦＥＴ、すなわちＭＯＳ型電界効果トランジスタを用いることができる。半導体モジュール２は、図９に示すごとく、モジュール本体部２０から２本のパワー端子２１と１本の出力端子２２とを突出してなる。

半導体モジュール２における２本のパワー端子２１としては、正極パワー端子２１Ｐと負極パワー端子２１Ｎとを、隣り合うように配置してある。これら２本のパワー端子２１と１本の出力端子２２は、モジュール本体部２０から同じ方向、すなわちＺ方向に突出している。モジュール本体部２０からは、図示を省略する制御端子も突出している。

パワー端子２１は、平板状の端子である。そして、図２〜図５に示すごとく、平板状のパワー端子２１の一対の主面が、第１端子面２１１及び第２端子面２１２である。なお、出力端子２２も、同様の平板状の端子である。そして、図８に示すごとく、複数の半導体モジュール２におけるパワー端子２１及び出力端子２２は、いずれも一対の主面の法線方向がＸ方向を向いている。

複数の半導体モジュール２は、複数の冷却管１２と共に積層されている。複数の冷却管１２は、Ｙ方向の両端部において互いに連結されている。また、Ｘ方向の一端に配された冷却管１２に、冷媒導入管１２１と冷媒排出管１２２とが接続されている。冷媒導入管１２１から導入された冷媒は、複数の冷却管１２に分配される。そして、各冷却管１２を流通して半導体モジュール２との熱交換を行った冷媒は、冷媒排出管１２２から排出されることとなる。

電力変換装置１は、図１〜図３に示すごとく、バスバー４として、正極バスバー４Ｐと負極バスバー４Ｎとを備えている。正極バスバー４Ｐは、半導体モジュール２の正極パワー端子２１Ｐとコンデンサ３の一方の電極３１とを電気的に接続する。また、負極バスバー４Ｎは、半導体モジュール２の負極パワー端子２１Ｎとコンデンサ３の他方の電極３１とを電気的に接続する。

正極バスバー４Ｐの半導体側端子４２が正極パワー端子２１Ｐに接続され、正極バスバー４Ｐのコンデンサ側端子４３がコンデンサ３の一方の電極３１に接続される。また、負極バスバー４Ｎの半導体側端子４２が負極パワー端子２１Ｎに接続され、負極バスバー４Ｎのコンデンサ側端子４３がコンデンサ３の他方の電極３１に接続される。コンデンサ側端子４３とコンデンサ３の電極３１とは、ボルト１１によって固定される。

図１１に示す正極バスバー４Ｐと、図１２に示す負極バスバー４Ｎとは、図２、図３、図１０に示すごとく、絶縁樹脂１３によって互いに電気的に絶縁された状態で、一体化されている。なお、図２、図３、図１０以外の図において、絶縁部材１３は適宜省略してある。

図２、図３に示すごとく、複数の半導体モジュール２の各パワー端子２１は、上述したように、第１端子面２１１と第２端子面２１２との双方において、半導体側端子４２と接続されている。
共通のパワー端子２１に接続される第１バスバー端子４２１と第２バスバー端子４２２とは、図６に示すごとく、第１端子面２１１及び第２端子面２１２の法線方向、すなわちＸ方向から見たとき、互いに重ならないように配置されている。そして、正極バスバー４Ｐにおいては、Ｘ方向から見たとき、２本の第２バスバー端子４２２の間に、１本の第１バスバー端子４２１が配置されている。また、負極バスバー４Ｎにおいては、Ｘ方向から見たとき、２本の第１バスバー端子４２１の間に、１本の第２バスバー端子４２２が配置されている。

図５、図７に示すごとく、共通のパワー端子２１に接続される第１バスバー端子４２１と第２バスバー端子４２２とのうち、一方は２個以上形成され、他方は１個以上形成されている。
本実施形態の場合、正極バスバー４Ｐにおいては、共通の正極パワー端子２１Ｐに、１個の第１バスバー端子４２１と２個の第２バスバー端子４２２とが接続される。負極バスバー４Ｎにおいては、共通の負極パワー端子２１Ｎに、２個の第１バスバー端子４２１と１個の第２バスバー端子４２２とが接続される。

図７、図１０に示すごとく、正極パワー端子２１Ｐに接続される複数の半導体側端子４２のうち最も負極パワー端子２１Ｎに近い半導体側端子４２と、負極パワー端子２１Ｎに接続される複数の半導体側端子４２のうち最も正極パワー端子２１Ｐに近い半導体側端子４２とは、Ｘ方向に互いにずれている。これら２つの半導体側端子４２は、前者が第２バスバー端子４２２であり、後者が第１バスバー端子４２１である。そして、これらが、互いに、第１端子面２１１及び第２端子面２１２の法線方向、すなわち積層方向Ｘにずれている。

図１０〜図１２に示すごとく、バスバー４は、Ｙ方向において、互いに反対側に、コンデンサ側端子４３と半導体側端子４２とを有する。共通のパワー端子２１に接続される複数の半導体側端子４２のうち、Ｙ方向において最もコンデンサ側端子４３に近い位置に配された半導体側端子４２は、Ｘ方向に一直線状に並んで配置されている。

図４に示すごとく、半導体側端子４２は、パワー端子２１の立設方向に交差する端子基部４２５と、該端子基部４２５から屈曲してパワー端子２１の第１端子面２１１及び第２端子面２１２に沿って立設した端子立設部４２３とを有する。共通のパワー端子２１に接続される第１バスバー端子４２１と第２バスバー端子４２２とは、端子立設部４２３を、パワー端子２１の立設方向に沿う方向における同じ側に立設させてなる。端子立設部４２３は、半導体モジュール２と反対側に向って立設している。

すなわち、端子立設部４２３は、Ｚ方向において、半導体モジュール２のモジュール本体部２０と反対側に向って立設している。端子基部４２５は、Ｚ方向に略直交した状態で配されている。端子立設部４２３は、パワー端子２１と略平行に立設している。

図１１、図１２に示すごとく、バスバー４は、主面がＺ方向を向くように配置された平板状のバスバー本体部４０を、Ｙ方向における半導体側端子４２とコンデンサ側端子４３との間に有する。そして、バスバー４は、Ｙ方向の一端において、バスバー本体部４０から複数に分岐した分岐部４４を有する。複数の分岐部４４は、Ｘ方向に並んでいる。互いにＸ方向に隣り合う分岐部４４における互いに対向する端縁に、共通のパワー端子２１に接続される半導体側端子４２が設けてある。図２、図３、図５に示すごとく、分岐部４４からＸ方向に、半導体側端子４２の端子基部４２５が突出している。そして、端子立設部４２３が、端子基部４２５からＺ方向に屈曲して立設している。

図４に示すごとく、端子基部４２５と端子立設部４２３との間の屈曲部４２４の外側曲面４２４ｆは、端子基部４２５の表面４２５ｆと端子立設部４２３の表面４２３ｆとを滑らかにつなぐ曲面状に形成されている。なお、Ｙ方向から見たときの屈曲部４２４の外側曲面４２４ｆの曲率半径は、例えば、バスバー２の板厚ｔ以上とすることができる。より好ましくは、外周面４２４の曲率半径を、バスバー４の板厚ｔの２倍以上とすることもできる。

半導体側端子４２の端子立設部４２３とパワー端子２１とは、互いに重ね合わされた状態で、接続されている。すなわち、パワー端子２１の第１端子面２１１と第２端子面２１２との双方に、それぞれ第１バスバー端子４２１の端子立設部４２３と第２バスバー端子４２２と端子立設部４２３とが重ね合わされた状態となっている。そして、端子立設部４２３の先端とパワー端子２１の先端とが、Ｚ方向における同じ向きを向いている。具体的には、端子立設部４２３の先端とパワー端子２１の先端とが、Ｚ方向におけるモジュール本体部２０と反対側を向いている。そして、端子立設部４２３の先端部とパワー端子２１の先端部とが、溶接等によって互いに接合されている。

ここで、溶接は、例えばレーザー溶接を用いることができる。なお、図４において、溶接等の接合部の形状については、図示を省略してある。他の図においても同様である。また、端子立設部４２３とパワー端子２１との接合手段としては、溶接に限らず、例えば、ろう付け、はんだ付け等を用いてもよい。

電力変換装置１は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車に搭載されたものとすることができる。そして、電力変換装置１は、直流電力を三相交流電力に変換して、回転電機を駆動するよう構成することができる。また、回転電機において発電された交流電力を、直流電力に変換して、回生することもできる。

コンデンサ３は、複数の半導体モジュール２によって構成されたインバータ回路部と、直流電源との間の配線に電気的に接続される。そして、コンデンサ３は、インバータ回路部に印加される電圧を平滑化する平滑コンデンサとすることができる。

次に、本実施形態の作用効果につき説明する。
上記電力変換装置１において、パワー端子２１は、第１端子面２１１と第２端子面２１２との双方において、半導体側端子４２と接続されている。それゆえ、半導体モジュール２とバスバー４とを接続する際に、パワー端子２１をバスバー４の半導体側端子４２に対して位置決めしやすい。すなわち、パワー端子２１の第１端子面２１１と第２端子面２１２との双方から、半導体側端子４２である第１バスバー端子４２１と第２バスバー端子４２２とが当接するように、パワー端子２１を配置することで、パワー端子２１と半導体側端子４２との位置決めを容易に行うことができる。

つまり、バスバー４に対してパワー端子２１を位置決めする際に、Ｘ方向において、パワー端子２１が、第１バスバー端子４２１と第２バスバー端子４２２との間に挟み込まれるようにする。こうすることでバスバー４に対してパワー端子２１が安定して配置される。この状態において、半導体側端子４２とパワー端子２１とを溶接等する際に、半導体側端子４２とパワー端子２１とが位置ずれし難く、安定した位置決めが可能となる。その結果、バスバー４と半導体モジュール２との接続を容易にすることができ、電力変換装置１の生産性を向上させることができる。

また、バスバー４は、パワー端子２１に対して、第１端子面２１１と第２端子面２１２との双方に接続されていることとなる。そのため、図４、図５に矢印ｉにて示すように、パワー端子２１に至るまでのバスバー４における電流経路を、パワー端子２１における第１端子面２１１側と第２端子面２１２側との双方に形成することができる。また、パワー端子２１からバスバー４に流れる電流経路を、パワー端子２１における第１端子面２１１側と第２端子面２１２側との双方に形成することができる。つまり、１つのパワー端子２１に対して、第１バスバー端子４２１と第２バスバー端子４２２との双方に電流経路を確保することができる。そのため、電流経路の幅を大きくすることができる。その結果、バスバー４におけるインダクタンスの低減を図ることができる。

また、共通のパワー端子２１に接続される第１バスバー端子４２１と第２バスバー端子４２２とは、Ｘ方向から見たとき、互いに重ならないように配置されている。これにより、バスバー２の製造コストを低減しやすい。すなわち、例えば１枚の金属板を切り曲げすることにより、バスバー２における半導体側端子４２を形成するにあたり、製造容易であり、材料コストを低減しやすい。つまり、例えば、図５に示す半導体側端子４２を形成する場合、図１３に示すように金属板４９にスリットＳ１を入れた状態から、同図の破線Ｂに沿って曲げ加工することが考えられる。この場合、金属板４９を効率よく利用して半導体側端子４２を形成することができる。それゆえ、材料コストを低減することができる。

半導体側端子４２は、端子立設部４２３を有する。これにより、端子立設部４２３とパワー端子２１とを広い面積にて対向させることができる。そのため、半導体側端子４２に対するパワー端子２１の位置決めが容易になる。そして、共通のパワー端子２１に接続される第１バスバー端子４２１と第２バスバー端子４２２とは、端子立設部４２３を、Ｚ方向における同じ側に立設させてなる。それゆえ、パワー端子２１に対する第１バスバー端子４２１と第２バスバー端子４２２との当接状態を、略同様の状態とすることができる。それゆえ、パワー端子２１に対する第１バスバー端子４２１及び第２バスバー端子４２２の溶接を、効率的に行いやすい。また、第１バスバー端子４２１と第２バスバー端子４２２とが、端子立設部４２３を、Ｚ方向における同じ側に立設させていることにより、Ｚ方向におけるバスバー４の小型化を図りやすくなる。ひいては、Ｚ方向における電力変換装置１の小型化を図りやすくなる。

端子立設部４２３は、半導体モジュール２と反対側に向って立設している。これにより、図４に示すごとく、端子立設部４２３に流れる電流ｉとパワー端子２１に流れる電流ｉとが互いに逆向きになる。つまり、端子立設部４２３の先端部とパワー端子２１の先端部との接合部において折り返される電流経路は、Ｘ方向に重なり合う端子立設部４２３とパワー端子２１とにおいて、互いに逆向きとなる。これにより、端子立設部４２３に流れる電流ｉに起因する磁束とパワー端子２１に流れる電流ｉに起因する磁束とが互いに打ち消し合う。その結果、パワー端子２１と半導体側端子４２との接続部分付近におけるインダクタンスを低減することができる。

また、端子基部４２５と端子立設部４２３との間の屈曲部４２４の外側曲面４２４ｆは、端子基部４２５の表面４２５ｆと端子立設部４２３の表面４２３ｆとを滑らかにつなぐ曲面状に形成されている。これにより、第１バスバー端子４２１と第２バスバー端子４２２との間にパワー端子２１を挿入する際に、屈曲部４２４の外側曲面４２４ｆがガイドの機能を発揮する。それゆえ、バスバー４に対するパワー端子２１の位置決めを容易にすることができる。その結果、電力変換装置１の生産性を向上させることができる。

また、共通のパワー端子２１に接続される第１バスバー端子４２１と第２バスバー端子４２２とのうち、一方は２個以上形成され、他方は１個以上形成されている。これにより、第１バスバー端子４２１と第２バスバー端子４２２との間に、パワー端子２１を安定して配置することができる。それゆえ、バスバー４に対してパワー端子２１を位置決めしやすく、溶接等の作業を容易に行うことができる。特に、第１バスバー端子４２１と第２バスバー端子４２２とが、Ｘ方向から見て互いに重ならないように配置されている場合において、第１バスバー端子４２１と第２バスバー端子４２２との数を上記のようにすることで、安定した接続構造を実現しやすい。

また、図８に示すごとく、複数の半導体モジュール２の正極パワー端子２１Ｐと、複数の半導体モジュール２の負極パワー端子２１Ｎとは、Ｙ方向に、互いにずれた位置に配置されている。これにより、正極パワー端子２１Ｐと負極パワー端子２１Ｎとの間の電気的絶縁を容易に確保しやすい。それゆえ、正極と負極との電気的絶縁を確保しつつ、Ｘ方向に隣り合う半導体モジュール２の間隔を狭くすることができる。その結果、電力変換装置１の小型化を実現しやすい。

図７に示すごとく、正極パワー端子２１Ｐに接続される複数の半導体側端子４２のうち最も負極パワー端子２１Ｎに近い半導体側端子４２と、負極パワー端子２１Ｎに接続される複数の半導体側端子４２のうち最も正極パワー端子２１Ｐに近い半導体側端子４２とは、Ｘ方向に互いにずれている。これにより、正極バスバー４Ｐと負極バスバー４Ｎとの間の電気的絶縁を確保しやすい。

また、共通のパワー端子２１に接続される複数の半導体側端子４２のうち、Ｙ方向において最もコンデンサ側端子４３に近い位置に配された半導体側端子４２は、Ｘ方向に一直線状に並んで配置されている。これにより、コンデンサ側端子４３から各パワー端子２１までの電流経路の長さのばらつきを抑制しやすくなる。これにより、複数の半導体モジュール２の間における電気特性を揃えやすくなる。

以上のごとく、上記態様によれば、インダクタンスの低減を図りやすく、生産性に優れた電力変換装置を提供することができる。

（実施形態２）
本実施形態は、図１４〜図１６に示すごとく、バスバー４における半導体側端子４２を、実施形態１に対して変更した形態である。
すなわち、共通のパワー端子２１に接続される第１バスバー端子４２１と第２バスバー端子４２２とは、第１端子面２１１及び第２端子面２１２の法線方向から見たとき、互いに重なるように配置されている。

また、本実施形態においては、一つのパワー端子２１に接続される第１バスバー端子４２１と第２バスバー端子４２２とは、それぞれ１本ずつである。また、半導体側端子４２は、Ｙ方向において、パワー端子２１の略全体にわたって対向するように形成されている。
なお、実施形態２以降において用いた符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。

本実施形態においては、Ｘ方向において、第１バスバー端子４２１と第２バスバー端子４２２とに流れる電流ｉの向きが互いに逆向きになる。特に、第１バスバー端子４２１における端子基部４２５と、第２バスバー端子４２２における端子基部４２５とは、電流経路が略同軸であり、かつ電流ｉの向きがＸ方向の逆向きになる。その結果、それぞれの電流ｉによって形成される磁束が、互いに打ち消し合い、インダクタンスの低減を図ることができる。

また、Ｙ方向における半導体側端子４２の幅を大きくすることができる。これにより、電流経路の幅を大きくすることとなり、インダクタンスをより低減することができる。また、広い幅にわたって、半導体側端子４２とパワー端子２１とを対向配置することとなる。そのため、半導体側端子４２の端子立設部４２３に流れる電流に起因する磁束と、パワー端子２１に流れる電流に起因する磁束との打ち消し効果によっても、インダクタンスの低減を図ることができる。
その結果、インダクタンスの低減を一層効果的に図ることができる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

なお、図１７に示すごとく、半導体側端子４２を、パワー端子２１のＹ方向における一部にて対向するように形成することもできる。そして、第１バスバー端子４２１と第２バスバー端子４２２とを、互いにＹ方向に部分的にずらしてもよい。つまり、Ｘ方向から見たとき、第１バスバー端子４２１と第２バスバー端子４２２とが、一部分が重なり、他の部分が重ならないように配置することもできる。この場合、正極バスバー４Ｐにおける第２バスバー端子４２２が、Ｙ方向において、負極バスバー４Ｎの半導体側端子４２側に配置され、負極バスバー４Ｎにおける第１バスバー端子４２１が、Ｙ方向において、正極バスバー４Ｐの半導体側端子４２側に配置されるようにする。
このような構成とすることにより、正極バスバー４Ｐの半導体側端子４２と、負極バスバー４Ｎの半導体側端子４２との間の絶縁距離を確保しやすい。

（実施形態３）
本実施形態は、図１８に示すごとく、半導体側端子４２の端子立設部４２３が、半導体モジュール２側に向って立設している形態である。
第１バスバー端子４２１と第２バスバー端子４２２との双方において、端子立設部４２３が、端子基部４２５から半導体モジュール２のモジュール本体部２０側に向って立設している。

本実施形態においては、端子基部４２５と端子立設部４２３との間の屈曲部４２４において、半導体側端子４２とパワー端子２１とが溶接等によって接合される。
その他の構成は、実施形態１と同様である。

本実施形態においては、パワー端子２１と半導体側端子４２との接合部を、端子基部４２５と端子立設部４２３との間の屈曲部４２４付近に設けることができる。それゆえ、バスバー４における、半導体モジュール２とコンデンサ３との間の電流経路を短くしやすい。その結果、インダクタンスの低減を図りやすい。また、半導体側端子４２が端子立設部４２３を有し、端子立設部４２３がパワー端子２１に対向配置されているため、半導体側端子４２に対するパワー端子２１の位置決めを容易に行うことができる。そして、Ｚ方向における組付け公差や寸法公差があっても、パワー端子２１と半導体側端子４２との対向部を確保できるため、両者の安定した接続状態を確保することができる。

また、図１８に示すごとく、Ｘ方向における半導体モジュール２の両側に、冷却管１２が配されている。そして、冷却管１２は、半導体モジュール２のモジュール本体部２０よりも、Ｚ方向に突出している。それゆえ、冷却管１２とパワー端子２１との間に、空間が生じている。本実施形態においては、この空間に向って、半導体側端子４２の端子立設部４２３が立設している。それゆえ、冷却管１２とバスバー４との絶縁距離を確保しながら、Ｚ方向における電力変換装置１の小型化を図ることができる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

（実施形態４）
本実施形態は、図１９、図２０に示すごとく、共通のパワー端子２１に接続される第１バスバー端子４２１と第２バスバー端子４２２とは、それぞれ複数個ずつ形成されている形態である。
そして、第１バスバー端子４２１の個数と第２バスバー端子４２２の個数とは同数である。

本実施形態においては、共通のパワー端子２１に接続される第１バスバー端子４２１と第２バスバー端子４２２とは、それぞれ２個ずつ形成されている。ただし、この個数は特に限定されることなく、例えば、共通のパワー端子２１に接続される第１バスバー端子４２１と第２バスバー端子４２２とを、３個以上ずつ形成することもできる。

本実施形態においては、２本の第１バスバー端子４２１と２本の第２バスバー端子４２２とは、Ｙ方向において、交互に配列されている。すなわち、Ｘ方向から見たとき、２本の第１バスバー端子４２１の間に、１本の第２バスバー端子４２２が配置され、２本の第２バスバー端子４２２の間に、１本の第１バスバー端子４２１が配置されている。
その他の構成は、実施形態１と同様である。

本実施形態においては、バスバー４からパワー端子２１に流れ込む電流ｉや、パワー端子２１からバスバー４へ流れる電流を、第１端子面２１１側と第２端子面２１２側とにおいて、均等にしやすい。その結果、インダクタンスの低減を図りやすい。また、電流経路を均等に分散しやすくなるため、バスバー４とパワー端子２１との接合部付近における発熱を抑制しやすい。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

（実施形態５）
本実施形態は、図２１〜図２４に示すごとく、バスバー４の半導体側端子４２が、Ｚ方向に直交する平板状に形成された態様である。
すなわち、本実施形態においては、半導体側端子４２が、実施形態１において示した端子立設部４２３を有していない。それゆえ、図２２に示すごとく、バスバー４は、平板状の金属板に、Ｙ方向に長尺なスリットＳ２を形成した構成となっている。このスリットＳ２におけるＸ方向の両側に、半導体側端子４２が形成されることとなる。

そして、図２１、図２３に示すごとく、スリットＳ２に、パワー端子２１が挿入される。パワー端子２１は、スリットＳ２における両側の半導体側端子４２、すなわち第１バスバー端子４２１と第２バスバー端子４２２との双方に、接続される。

図２２に示すごとく、スリットＳ２は、Ｙ方向の一方に開口している。その開口部に、テーパ部４５１が形成されている。これにより、バスバー４に半導体モジュール２のパワー端子２１を組み付ける際、パワー端子２１をＹ方向からスリットＳ２に挿入することが容易となる。つまり、テーパ部４５１がガイドとなり、パワー端子２１をバスバー４に対して位置決めしやすくなる。

本実施形態においても、図２４に示すごとく、正極バスバー４Ｐと負極バスバー４Ｎとの双方が、上述したバスバー４の構成を有する。そして、正極バスバー４Ｐの半導体側端子４２にパワー端子２１Ｐが接続され、負極バスバー４Ｎの半導体側端子４２にパワー端子２１Ｎが接続されている。
その他、本実施形態は、実施形態１と同様の構成および作用効果を有する。

（実施形態６）
本実施形態は、図２５に示すごとく、Ｘ方向に隣り合う半導体モジュール２が、異なるバスバー４に接続された形態である。
Ｘ方向に隣り合う半導体モジュール２の一方と他方とは、それぞれ正極バスバー４Ｐの半導体側端子４２と負極バスバー４Ｎの半導体側端子４２とに接続されている。Ｘ方向に隣り合う半導体モジュール２のパワー端子２１における互いに近い側の端子面に接続される半導体側端子４２は、互いにＸ方向に重ならない位置に形成されている。

特に、本実施形態においては、各半導体モジュール２が、半導体素子（すなわちスイッチング素子）を１個ずつ備えたものである。そして、複数の半導体モジュール２のうちの一部が、スイッチング回路における上アームの半導体素子を備え、他方がスイッチング回路における下アームの半導体素子を備える。上アームの半導体モジュール２Ｐが、正極バスバー４Ｐに接続される正極パワー端子２１Ｐを備え、下アームの半導体モジュール２が、負極バスバー４Ｎに接続される負極パワー端子２１Ｎを備えている。

そして、上アーム側の半導体モジュール２Ｐと下アーム側の半導体モジュール２Ｎとが、Ｘ方向に交互に配置されている。また、正極パワー端子２１Ｐと負極パワー端子２１Ｎとが、Ｘ方向に対向配置されている。
各パワー端子２１において、第１端子面２１１に第１バスバー端子４２１が接続され、第２端子面２１２に第１バスバー端子４２２が接続されている点は、実施形態１と同様である。

本実施形態においては、正極バスバー２１Ｐの第２端子面２１２に接続される第２バスバー端子４２２と、負極バスバー２１Ｎの第１端子面２１１に接続される第１バスバー端子４２１とが、互いに、Ｘ方向に重ならない位置に形成されている。すなわち、これらの半導体側端子４２は、互いに、Ｙ方向にずれた位置に形成されている。
正極バスバー２１Ｐの第１端子面２１１に接続される第１バスバー端子４２１と、負極バスバー２１Ｎの第２端子面２１２に接続される第２バスバー端子４２１とも、互いに、Ｘ方向に重ならない位置に形成されている。
その他の構成は、実施形態１と同様である。

本実施形態においては、積層方向に隣り合う、正極バスバー４Ｐの半導体側端子４２と負極バスバー４Ｎの半導体側端子４２との間の空間距離を確保して、両者の絶縁性を確保しやすくすることができる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。

１ 電力変換装置
２ 半導体モジュール
２１ パワー端子
２１１ 第１端子面
２１２ 第２端子面
３ コンデンサ
４ バスバー
４２ 半導体側端子
４２１ 第１バスバー端子
４２２ 第２バスバー端子

Claims (13)

1. 半導体素子を内蔵すると共にパワー端子（２１）を突出してなる半導体モジュール（２）と、
   該半導体モジュールと電気的に接続されたコンデンサ（３）と、
   上記半導体モジュールの上記パワー端子と上記コンデンサの電極とを接続するバスバー（４）と、を有し、
   上記パワー端子は、互いに反対側を向いた第１端子面（２１１）と第２端子面（２１２）とを有し、
   上記バスバーは、上記半導体モジュールと接続される複数の半導体側端子（４２）と、上記コンデンサと接続されるコンデンサ側端子（４３）と、を有し、
   上記パワー端子は、上記第１端子面と上記第２端子面との双方において、上記半導体側端子と接続され、
   上記第１端子面に、複数の上記半導体側端子の一部である第１バスバー端子（４２１）が接続され、
   上記第２端子面に、複数の上記半導体側端子の他の一部である第２バスバー端子（４２２）が接続されている、電力変換装置（１）。
2. 共通の上記パワー端子に接続される上記第１バスバー端子と上記第２バスバー端子とは、上記第１端子面及び上記第２端子面の法線方向から見たとき、互いに重ならないように配置されている、請求項１に記載の電力変換装置。
3. 共通の上記パワー端子に接続される上記第１バスバー端子と上記第２バスバー端子とは、上記第１端子面及び上記第２端子面の法線方向から見たとき、互いに重なるように配置されている、請求項１に記載の電力変換装置。
4. 上記半導体側端子は、上記パワー端子の立設方向に交差する端子基部（４２５）と、該端子基部から屈曲して上記パワー端子の上記第１端子面及び上記第２端子面に沿って立設した端子立設部（４２３）とを有し、共通の上記パワー端子に接続される上記第１バスバー端子と上記第２バスバー端子とは、上記端子立設部を、上記パワー端子の立設方向に沿う方向における同じ側に立設させてなる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電力変換装置。
5. 上記端子立設部は、上記半導体モジュール側に向って立設している、請求項４に記載の電力変換装置。
6. 上記端子立設部は、上記半導体モジュールと反対側に向って立設している、請求項４に記載の電力変換装置。
7. 上記端子基部と上記端子立設部との間の屈曲部の外側曲面（４２４）は、上記端子基部の表面と上記端子立設部の表面とを滑らかにつなぐ曲面状に形成されている、請求項６に記載の電力変換装置。
8. 共通の上記パワー端子に接続される上記第１バスバー端子と上記第２バスバー端子とのうち、一方は２個以上形成され、他方は１個以上形成されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の電力変換装置。
9. 共通の上記パワー端子に接続される上記第１バスバー端子と上記第２バスバー端子とは、それぞれ複数個ずつ形成されており、上記第１バスバー端子の個数と上記第２バスバー端子の個数とは同数である、請求項８に記載の電力変換装置。
10. 複数の上記半導体モジュールが、上記第１端子面及び上記第２端子面の法線方向に積層配置されており、上記半導体モジュールは、上記パワー端子として、正極パワー端子（２１Ｐ）と負極パワー端子（２１Ｎ）とを互いに同じ方向に突出してなり、上記複数の半導体モジュールの上記正極パワー端子と、上記複数の半導体モジュールの上記負極パワー端子とは、積層方向（Ｘ）及び突出方向（Ｚ）の双方に直交する横方向（Ｙ）に、互いにずれた位置に配置されている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の電力変換装置。
11. 上記バスバーとして、上記コンデンサにおける互いに異なる電極に接続される正極バスバー（４Ｐ）と負極バスバー（４Ｎ）とを有し、上記正極パワー端子に接続される複数の上記半導体側端子のうち最も上記負極パワー端子に近い上記半導体側端子と、上記負極パワー端子に接続される複数の上記半導体側端子のうち最も上記正極パワー端子に近い上記半導体側端子とは、上記第１端子面及び上記第２端子面の法線方向に、互いにずれている、請求項１０に記載の電力変換装置。
12. 上記バスバーとして、上記コンデンサにおける互いに異なる電極に接続される正極バスバー（４Ｐ）と負極バスバー（４Ｎ）とを有し、複数の上記半導体モジュールが、上記第１端子面及び上記第２端子面の法線方向に積層配置されており、積層方向に隣り合う上記半導体モジュールの一方と他方とは、それぞれ上記正極バスバーの上記半導体側端子と上記負極バスバーの上記半導体側端子とに接続されており、上記積層方向に隣り合う上記半導体モジュールの上記パワー端子における互いに近い側の端子面に接続される上記半導体側端子は、互いに積層方向に重ならない位置に形成されている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の電力変換装置。
13. 互いに積層配置された上記半導体モジュールを複数個有し、上記バスバーは、上記半導体モジュールの積層方向（Ｘ）と上記パワー端子の突出方向（Ｚ）との双方に直交する横方向（Ｙ）において、互いに反対側に、上記コンデンサ側端子と上記半導体側端子とを有し、共通の上記パワー端子に接続される複数の上記半導体側端子のうち、上記横方向において最も上記コンデンサ側端子に近い位置に配された上記半導体側端子は、上記積層方向に一直線状に並んで配置されている、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の電力変換装置。

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