JP2021052471A - Power conversion device - Google Patents

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Abstract

To shorten a temperature rise time of a bus bar in a reflow process in a power conversion device.SOLUTION: The power conversion device includes a bus bar 10c, a power module case 10b that holds the bus bar 10c, and a power device 10a that is soldered to the bus bar 10c. The bus bar 10c includes an upper bus bar 10e and a lower bus bar arranged in parallel and facing each other. The power module case 10b has a bus bar exposure opening 10b3 that exposes a surface on the opposite side of a facing surface of the lower bus bar of the upper bus bar 10e.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、電力変換装置に関するものである。 The present invention relates to a power converter.

電気自動車等の車両には、バッテリとモータとの間に電力変換装置（ＰＣＵ：Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）が設けられている。このような電力変換装置は、複数のパワーデバイス（パワー半導体チップ）や、これらのパワーデバイスを収容するパワーモジュールケースを備えている。例えば特許文献１に開示されているように、パワーモジュールケースには電送路となるバスバーが内包されており、バスバーとパワーデバイスとがはんだ接続されている。 Vehicles such as electric vehicles are provided with a power conversion device (PCU: Power Control Unit) between the battery and the motor. Such a power conversion device includes a plurality of power devices (power semiconductor chips) and a power module case for accommodating these power devices. For example, as disclosed in Patent Document 1, the power module case includes a bus bar serving as a transmission path, and the bus bar and the power device are solder-connected.

特開２０１４−１８７８１８号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-187818

ところで、このようなバスバーとパワーデバイスとをはんだ付けする場合には、一般的にリフロー炉によってはんだを溶融させ、バスバーとパワーデバイスの端子とを接続している。ところが、リフロー工程においては、バスバーを内包するパワーモジュールケースの全体がリフロー炉にて加熱される。リフロー工程では、バスバーを目標温度まで昇温する必要があるため、バスバーが目標温度に到達するまではリフロー炉にてパワーモジュールが高温状態を保持されることとなる。このため、リフロー工程におけるパワーモジュールケースの負荷を低減するため、バスバーの昇温時間を短縮することが望まれている。 By the way, when soldering such a bus bar and a power device, generally, the solder is melted by a reflow furnace to connect the bus bar and the terminal of the power device. However, in the reflow process, the entire power module case containing the bus bar is heated in the reflow furnace. In the reflow process, it is necessary to raise the temperature of the bus bar to the target temperature, so that the power module is kept in a high temperature state in the reflow furnace until the bus bar reaches the target temperature. Therefore, in order to reduce the load on the power module case in the reflow process, it is desired to shorten the heating time of the bus bar.

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、電力変換装置において、リフロー工程におけるバスバーの昇温時間を短縮化することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to shorten the heating time of the bus bar in the reflow process in the power conversion device.

本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。 The present invention employs the following configuration as a means for solving the above problems.

第１の発明は、バスバーと、上記バスバーを保持するパワーモジュールケースと、上記バスバーにはんだ接続されるパワーデバイスとを備える電力変換装置であって、上記バスバーとして、平行に対向配置された第１バスバーと第２バスバーとを備え、上記パワーモジュールケースは、上記第１バスバーの上記第２バスバーの対向面と反対側の面を露出するバスバー露出開口を有するという構成を採用する。 The first invention is a power conversion device including a bus bar, a power module case for holding the bus bar, and a power device solder-connected to the bus bar, and the first bus bar is arranged in parallel and opposed to each other. The power module case includes a bus bar and a second bus bar, and adopts a configuration in which the power module case has a bus bar exposure opening that exposes a surface of the first bus bar opposite to the opposite surface of the second bus bar.

第２の発明は、上記第１の発明において、上記第１バスバーの延伸方向に沿って、上記バスバー露出開口が分散して複数設けられているという構成を採用する。 The second invention adopts the configuration in which, in the first invention, a plurality of exposed bus bar openings are dispersedly provided along the extending direction of the first bus bar.

第３の発明は、上記第２の発明において、上記パワーモジュールケースは、上記バスバー露出開口同士の間に配置されると共に、上記第１バスバーを跨ぐブリッジ電送路を内包する架橋部を有するという構成を採用する。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the power module case is arranged between the exposed bus bar openings and has a cross-linking portion including a bridge transmission path straddling the first bus bar. Is adopted.

第４の発明は、上記第１〜第３いずれかの発明において、上記バスバーが長尺状の板形状と基部と、上記基部の側縁部から突出すると共に上記パワーデバイスにはんだ接続される接続部とを有し、上記パワーモジュールケースが、上記基部の上記側縁部を露出させることなくモールドしているという構成を採用する。 In the fourth aspect of the invention, in any one of the first to third inventions, the bus bar has a long plate shape and a base portion, and a connection in which the bus bar protrudes from a side edge portion of the base portion and is solder-connected to the power device. A configuration is adopted in which the power module case has a portion and is molded without exposing the side edge portion of the base portion.

第５の発明は、上記第１〜第４いずれかの発明において、上記第１バスバーと上記第２バスバーとの配列方向から見て、上記第１バスバーの延伸方向と直交する方向から上記第１バスバーを挟んで複数の上記パワーデバイスが配置されているという構成を採用する。 The fifth invention is the first aspect of the invention in any one of the first to fourth aspects, from a direction orthogonal to the extending direction of the first busbar when viewed from the arrangement direction of the first busbar and the second busbar. A configuration is adopted in which a plurality of the above power devices are arranged across the bus bar.

本発明によれば、第１バスバーと第２バスバーとが平行に対向配置され、さらに第１バスバーの第２バスバーとの対向面と反対側の面の一部が、パワーモジュールケースに設けられたバスバー露出開口によって露出されている。このため、リフロー工程にて、バスバー露出開口にて露出された領域では、リフロー炉内の熱がパワーモジュールによって遮蔽されることなく第１バスバーに到達する。このため、第１バスバーを短時間で昇温させることができる。さらに、第１バスバーと第２バスバーとが対向配置されているため、第１バスバーを介して第２バスバーも短時間で昇温することができる。したがって、本発明によれば、電力変換装置において、リフロー工程におけるバスバーの昇温時間を短縮化することが可能となる。 According to the present invention, the first bus bar and the second bus bar are arranged to face each other in parallel, and a part of the surface of the first bus bar opposite to the surface facing the second bus bar is provided in the power module case. It is exposed by the busbar exposure opening. Therefore, in the region exposed by the exposed opening of the bus bar in the reflow process, the heat in the reflow furnace reaches the first bus bar without being shielded by the power module. Therefore, the temperature of the first bus bar can be raised in a short time. Further, since the first bus bar and the second bus bar are arranged to face each other, the temperature of the second bus bar can be raised in a short time via the first bus bar. Therefore, according to the present invention, in the power conversion device, it is possible to shorten the heating time of the bus bar in the reflow process.

本発明の一実施形態における電力変換装置の概略構成を示す分解斜視図である。It is an exploded perspective view which shows the schematic structure of the power conversion apparatus in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における電力変換装置が備えるパワーモジュールの模式的な平面図である。It is a schematic plan view of the power module included in the power conversion apparatus in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における電力変換装置が備えるバスバーを実線にて示したパワーモジュールの模式的な平面図である。It is a schematic plan view of the power module which showed the bus bar provided in the power conversion apparatus in one Embodiment of this invention by a solid line. （ａ）が図２のＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）が図２のＢ−Ｂ断面図である。(A) is a sectional view taken along the line AA of FIG. 2, and FIG. 2B is a sectional view taken along the line BB of FIG.

以下、図面を参照して、本発明に係る電力変換装置の一実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of the power conversion device according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本実施形態の電力変換装置１の概略構成を示す分解斜視図である。本実施形態の電力変換装置１は、電気自動車等の車両に搭載され、不図示のモータ（負荷）とバッテリとの間に設けられている。このような本実施形態の電力変換装置１は、図１に示すように、インテリジェントパワーモジュール２と、コンデンサ３と、本体ケース４とを備えている。 FIG. 1 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of the power conversion device 1 of the present embodiment. The power conversion device 1 of the present embodiment is mounted on a vehicle such as an electric vehicle, and is provided between a motor (load) (not shown) and a battery. As shown in FIG. 1, the power conversion device 1 of the present embodiment includes an intelligent power module 2, a capacitor 3, and a main body case 4.

インテリジェントパワーモジュール２は、パワーモジュール１０、回路基板１１及び不図示の電流センサ等を備えている。パワーモジュール１０は、パワー半導体素子を有する不図示の複数のパワーデバイス１０ａ（図２参照）、これらのパワーデバイス１０ａを保持するパワーモジュールケース１０ｂ、パワーデバイス１０ａに接続されたバスバー１０ｃ（図２参照）、及び、冷却用のウォータジャケット１０ｄ等を備えている。回路基板１１は、パワーモジュール１０に積層されており、パワーデバイス１０ａを駆動する駆動回路等を備えている。不図示の電流センサは、バスバー１０ｃを流れる電流を検出するセンサでありパワーモジュールケース１０ｂに保持されている。 The intelligent power module 2 includes a power module 10, a circuit board 11, a current sensor (not shown), and the like. The power module 10 includes a plurality of power devices 10a (see FIG. 2) (not shown) having power semiconductor elements, a power module case 10b holding these power devices 10a, and a bus bar 10c connected to the power device 10a (see FIG. 2). ), And a water jacket 10d for cooling and the like are provided. The circuit board 11 is laminated on the power module 10 and includes a drive circuit or the like for driving the power device 10a. The current sensor (not shown) is a sensor that detects the current flowing through the bus bar 10c and is held in the power module case 10b.

コンデンサ３は、インテリジェントパワーモジュール２と接続されており、パワーモジュール１０を挟んで回路基板１１と反対側に配置されている。本体ケース４は、インテリジェントパワーモジュール２及びコンデンサ３を収容するケースであり、上部ケース４ａと、中央ケース４ｂと、下部ケース４ｃとを備えている。これらの上部ケース４ａ、中央ケース４ｂ及び下部ケース４ｃは、パワーモジュール１０と回路基板１１との積層方向に分割可能に接続されている。上部ケース４ａは、回路基板１１側からインテリジェントパワーモジュール２を覆っており、中央ケース４ｂと締結されている。中央ケース４ｂは、リアクトルが内蔵されると共に、インテリジェントパワーモジュール２の周囲を覆っている。下部ケース４ｃは、インテリジェントパワーモジュール２とモータとを接続するための接続コネクタが設けられており、中央ケース４ｂに締結されている。 The capacitor 3 is connected to the intelligent power module 2 and is arranged on the opposite side of the circuit board 11 with the power module 10 interposed therebetween. The main body case 4 is a case for accommodating the intelligent power module 2 and the capacitor 3, and includes an upper case 4a, a central case 4b, and a lower case 4c. The upper case 4a, the central case 4b, and the lower case 4c are connected so as to be divisible in the stacking direction of the power module 10 and the circuit board 11. The upper case 4a covers the intelligent power module 2 from the circuit board 11 side, and is fastened to the central case 4b. The central case 4b has a built-in reactor and covers the periphery of the intelligent power module 2. The lower case 4c is provided with a connector for connecting the intelligent power module 2 and the motor, and is fastened to the central case 4b.

この電力変換装置１は、パワーデバイス、コンデンサ３及びリアクトル等で構成される昇降圧回路や、インバータ回路を備えており、バッテリから供給された電力を三相交流電力に変換してモータに供給したり、モータからの回生電力をバッテリに回送したりする。 The power conversion device 1 includes a buck-boost circuit composed of a power device, a capacitor 3, a reactor, and an inverter circuit, and converts the power supplied from the battery into three-phase AC power and supplies the power to the motor. Or, the regenerated power from the motor is forwarded to the battery.

図２は、本実施形態の電力変換装置１が備えるパワーモジュール１０の平面図である。上述のように、インテリジェントパワーモジュール２が備えるパワーモジュール１０は、複数のパワーデバイス１０ａと、これらのパワーデバイス１０ａを保持するパワーモジュールケース１０ｂと、パワーデバイス１０ａに接続されたバスバー１０ｃとを備えている。 FIG. 2 is a plan view of the power module 10 included in the power conversion device 1 of the present embodiment. As described above, the power module 10 included in the intelligent power module 2 includes a plurality of power devices 10a, a power module case 10b holding these power devices 10a, and a bus bar 10c connected to the power device 10a. There is.

パワーデバイス１０ａは、回路基板１１に設けられた駆動回路によって駆動されるスイッチング素子を含むチップ化されたスイッチングデバイスであり、例えばインバータ回路のアームを形成している。このようなパワーデバイス１０ａは、図２に示すように、後述する上側バスバー１０ｅ（及び後述する下側バスバー１０ｆ）を平面視にて挟み込むように複数配置されており、上側バスバー１０ｅの一方側の領域（上側バスバー１０ｅの延伸方向と直交する方向における上側バスバー１０ｅの一方側の領域）と、他方側の領域（上側バスバー１０ｅの延伸方向と直交する方向における上側バスバー１０ｅの他方側の領域）との各々の領域にて、上側バスバー１０ｅの延伸方向に沿って配列されている。本実施形態においては、上側バスバー１０ｅの一方側の領域と上側バスバー１０ｅの他方側の領域との各々に７つで合計１４個のパワーデバイス１０ａが配列されている。 The power device 10a is a chipped switching device including a switching element driven by a drive circuit provided on the circuit board 11, and forms, for example, an arm of an inverter circuit. As shown in FIG. 2, a plurality of such power devices 10a are arranged so as to sandwich the upper bus bar 10e (and the lower bus bar 10f described later) described later in a plan view, and are arranged on one side of the upper bus bar 10e. A region (a region on one side of the upper bus bar 10e in a direction orthogonal to the stretching direction of the upper bus bar 10e) and a region on the other side (a region on the other side of the upper bus bar 10e in a direction orthogonal to the stretching direction of the upper bus bar 10e). In each region of, the upper bus bar 10e is arranged along the stretching direction. In the present embodiment, seven power devices 10a are arranged in each of the region on one side of the upper bus bar 10e and the region on the other side of the upper bus bar 10e, for a total of 14 power devices 10a.

パワーモジュールケース１０ｂは、絶縁性の樹脂材料によって形成されており、上側バスバー１０ｅ（及び下側バスバー１０ｆ）が延びる方向を長手方向とする略長方形状とされている。このパワーモジュールケース１０ｂは、パワーデバイス１０ａを収容するための収容凹部１０ｂ１をパワーデバイス１０ａと同数有している。 The power module case 10b is made of an insulating resin material, and has a substantially rectangular shape with the direction in which the upper bus bar 10e (and the lower bus bar 10f) extends is the longitudinal direction. The power module case 10b has the same number of accommodating recesses 10b1 for accommodating the power device 10a as the power device 10a.

また、パワーモジュールケース１０ｂは、平面視の短手方向における略中央部に、長手方向に直線状に延びる中央バスバー保持部１０ｂ２を有している。この中央バスバー保持部１０ｂ２は、上側バスバー１０ｅ及び下側バスバー１０ｆを内包する部位である。さらに、本実施形態のパワーモジュールケース１０ｂは、中央バスバー保持部１０ｂ２に対して形成された複数のバスバー露出開口１０ｂ３を有している。 Further, the power module case 10b has a central bus bar holding portion 10b2 extending linearly in the longitudinal direction at a substantially central portion in the lateral direction in a plan view. The central bus bar holding portion 10b2 is a portion that includes the upper bus bar 10e and the lower bus bar 10f. Further, the power module case 10b of the present embodiment has a plurality of exposed bus bar openings 10b3 formed with respect to the central bus bar holding portion 10b2.

これらのバスバー露出開口１０ｂ３は、上側バスバー１０ｅの表面の一部を露出する開口部である。このようなバスバー露出開口１０ｂ３は、上側バスバー１０ｅが延びる方向（延伸方向）に沿って配列されている。つまり、本実施形態においては、パワーモジュールケース１０ｂは、上側バスバー１０ｅの延伸方向に沿ってバスバー露出開口１０ｂ３が分散して複数設けられている。 These bus bar exposed openings 10b3 are openings that expose a part of the surface of the upper bus bar 10e. Such bus bar exposed openings 10b3 are arranged along the direction in which the upper bus bar 10e extends (stretching direction). That is, in the present embodiment, the power module cases 10b are provided with a plurality of exposed bus bar openings 10b3 dispersed along the extending direction of the upper bus bar 10e.

バスバー露出開口１０ｂ３同士の間には、架橋部１０ｂ４が設けられている。つまり、架橋部１０ｂ４は、複数設けられており、バスバー露出開口１０ｂ３と同様に上側バスバー１０ｅに沿って配列されている。これらの架橋部１０ｂ４の内部には、後述するブリッジバスバー１０ｇ（上側バスバー１０ｅを跨ぐブリッジ電送路）が内包されている。このように、本実施形態においてパワーモジュールケース１０ｂは、バスバー露出開口１０ｂ３同士の間に配置されると共に、上側バスバー１０ｅを跨ぐブリッジバスバー１０ｇを内包する架橋部１０ｂ４を備えている。 A cross-linked portion 10b4 is provided between the bus bar exposed openings 10b3. That is, a plurality of cross-linked portions 10b4 are provided, and are arranged along the upper bus bar 10e in the same manner as the bus bar exposed opening 10b3. Inside these bridge portions 10b4, a bridge bus bar 10 g (a bridge transmission path straddling the upper bus bar 10e), which will be described later, is included. As described above, in the present embodiment, the power module case 10b is arranged between the bus bar exposed openings 10b3 and includes a bridge portion 10b4 including a bridge bus bar 10g straddling the upper bus bar 10e.

また、このようなパワーモジュールケース１０ｂの側面部には、コンデンサ３やモータのコネクタ等と電気的に接続するための接続端子１０ｂ５が複数設けられている。これらの接続端子１０ｂ５のいくつかは、例えばブリッジバスバー１０ｇと接続されている。さらに、このようなパワーモジュールケース１０ｂには、パワーデバイス１０ａを回路基板１１に電気的に接続するための端子が複数設けられている。 Further, a plurality of connection terminals 10b5 for electrically connecting to the capacitor 3 and the connector of the motor are provided on the side surface of the power module case 10b. Some of these connection terminals 10b5 are connected to, for example, a bridge bus bar 10g. Further, such a power module case 10b is provided with a plurality of terminals for electrically connecting the power device 10a to the circuit board 11.

バスバー１０ｃは、不図示のバッテリと不図示のモータとの間で電流を流すための電送路であり、例えば銅によって形成されている。本実施形態においてパワーモジュール１０は、バスバー１０ｃとして、上側バスバー１０ｅ（第１バスバー）と、下側バスバー１０ｆ（第２バスバー）と、ブリッジバスバー１０ｇとを備えている。 The bus bar 10c is a transmission path for passing an electric current between a battery (not shown) and a motor (not shown), and is formed of, for example, copper. In the present embodiment, the power module 10 includes an upper bus bar 10e (first bus bar), a lower bus bar 10f (second bus bar), and a bridge bus bar 10g as the bus bar 10c.

図３は、バスバー１０ｃを実線にて示したパワーモジュール１０の模式的な平面図である。また、図４（ａ）は図２のＡ−Ａ断面図であり、図４（ｂ）は図２のＢ−Ｂ断面図である。例えば、図４に示すように、上側バスバー１０ｅと下側バスバー１０ｆとは、対向配置されるようにして平行に配置されている。上側バスバー１０ｅは下側バスバー１０ｆの上方に配置されており、下側バスバー１０ｆは上側バスバー１０ｅの下側に配置されている。これらの上側バスバー１０ｅと下側バスバー１０ｆとは、平面視にて（上側バスバー１０ｅと下側バスバー１０ｆとの配列方向から見て）、パワーデバイス１０ａの長手方向に沿って略直線状に延伸されている。これらの上側バスバー１０ｅと下側バスバー１０ｆとは、パワーモジュールケース１０ｂに設けられた接続端子１０ｂ５を介して不図示のバッテリ（昇圧回路）、コンデンサ３等と接続されている。 FIG. 3 is a schematic plan view of the power module 10 in which the bus bar 10c is shown by a solid line. 4A is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 2, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. For example, as shown in FIG. 4, the upper bus bar 10e and the lower bus bar 10f are arranged in parallel so as to face each other. The upper bus bar 10e is arranged above the lower bus bar 10f, and the lower bus bar 10f is arranged below the upper bus bar 10e. The upper bus bar 10e and the lower bus bar 10f are stretched substantially linearly along the longitudinal direction of the power device 10a in a plan view (viewed from the arrangement direction of the upper bus bar 10e and the lower bus bar 10f). ing. The upper bus bar 10e and the lower bus bar 10f are connected to a battery (boosting circuit), a capacitor 3 and the like (not shown) via a connection terminal 10b5 provided on the power module case 10b.

上側バスバー１０ｅと下側バスバー１０ｆとの間には、絶縁層１０ｈが設けられている。この絶縁層１０ｈは、例えば樹脂によって形成されており、パワーモジュールケース１０ｂの一部によって形成されていても良いし、パワーモジュールケース１０ｂとは別体の部材とされていても良い。 An insulating layer 10h is provided between the upper bus bar 10e and the lower bus bar 10f. The insulating layer 10h is formed of, for example, a resin, and may be formed by a part of the power module case 10b, or may be a member separate from the power module case 10b.

また、図４（ａ）に示すように、上側バスバー１０ｅ及び下側バスバー１０ｆは、各々が長尺状の板形状とされた基部１０ｉと、基部１０ｉの側縁部から突出して上方に向けられた接続部１０ｊとを有している。接続部１０ｊは、はんだ１０ｋを介してパワーデバイス１０ａの端子１０ａ１と接続される部位である。接続部１０ｊは、上側バスバー１０ｅ及び下側バスバー１０ｆとの延伸方向にて、パワーデバイス１０ａの端子１０ａ１の配置位置に応じて離散的に設けられている。 Further, as shown in FIG. 4A, the upper bus bar 10e and the lower bus bar 10f are respectively directed upward from the base portion 10i having a long plate shape and the side edge portion of the base portion 10i. It also has a connecting portion 10j. The connection portion 10j is a portion connected to the terminal 10a1 of the power device 10a via the solder 10k. The connecting portions 10j are discretely provided in the extending direction of the upper bus bar 10e and the lower bus bar 10f according to the arrangement position of the terminals 10a1 of the power device 10a.

本実施形態においては、上側バスバー１０ｅの板状とされた基部１０ｉの表裏面のうち、下側バスバー１０ｆとの対向面と反対側の面が、バスバー露出開口１０ｂ３を介して露出されている。一方で、板状とされた基部１０ｉの側縁部は、接続部１０ｊが設けられた領域を除いてパワーモジュールケース１０ｂによって覆われている。つまり、基部１０ｉの側縁部は、パワーモジュールケース１０ｂによって露出されることなくモールドされている。 In the present embodiment, of the front and back surfaces of the plate-shaped base portion 10i of the upper bus bar 10e, the surface opposite to the surface facing the lower bus bar 10f is exposed through the bus bar exposure opening 10b3. On the other hand, the side edge portion of the plate-shaped base portion 10i is covered with the power module case 10b except for the region where the connecting portion 10j is provided. That is, the side edge portion of the base portion 10i is molded without being exposed by the power module case 10b.

ブリッジバスバー１０ｇは、平面視において上側バスバー１０ｅの一方側の領域に配置されたパワーデバイス１０ａと、平面視において上側バスバー１０ｅの他方側の領域に配置されたパワーデバイス１０ａとを接続、またはコンデンサ３やモータのコネクタ等と接続するバスバー１０ｃである。このブリッジバスバー１０ｇは、図４（ｂ）に示すように、上側バスバー１０ｅ及び下側バスバー１０ｆを跨ぐように設けられており、パワーモジュールケース１０ｂの架橋部１０ｂ４に上方から覆われた状態で内包されている。 The bridge bus bar 10g connects the power device 10a arranged in the area on one side of the upper bus bar 10e in the plan view and the power device 10a arranged in the area on the other side of the upper bus bar 10e in the plan view, or the capacitor 3 The bus bar 10c is connected to the connector of the motor or the motor. As shown in FIG. 4B, the bridge bus bar 10g is provided so as to straddle the upper bus bar 10e and the lower bus bar 10f, and is included in the bridge portion 10b4 of the power module case 10b in a state of being covered from above. Has been done.

このような本実施形態の電力変換装置１を製造する場合において、パワーモジュール１０を組み立てる場合には、リフロー工程にて、バスバー１０ｃとパワーデバイス１０ａとをはんだ１０ｋによって接合する。具体的には、まず、接続部１０ｊを露出させた状態でバスバー１０ｃを内包するパワーモジュールケース１０ｂを形成し、このパワーモジュールケース１０ｂの収容凹部１０ｂ１にパワーデバイス１０ａを配置する。その後、接続部１０ｊとパワーデバイス１０ａの端子１０ａ１とに接触するようにはんだを配置し、パワーモジュールケース１０ｂ及びパワーデバイス１０ａをリフロー炉に入れ加熱することで、バスバー１０ｃとパワーデバイス１０ａとをはんだ１０ｋによって接合する。 In the case of manufacturing the power conversion device 1 of the present embodiment, when assembling the power module 10, the bus bar 10c and the power device 10a are joined by the solder 10k in the reflow process. Specifically, first, the power module case 10b including the bus bar 10c is formed with the connection portion 10j exposed, and the power device 10a is arranged in the accommodating recess 10b1 of the power module case 10b. After that, solder is arranged so as to come into contact with the connection portion 10j and the terminal 10a1 of the power device 10a, and the power module case 10b and the power device 10a are placed in a reflow furnace and heated to solder the bus bar 10c and the power device 10a. Join by 10k.

以上のような本実施形態の電力変換装置１は、バスバー１０ｃと、バスバー１０ｃを保持するパワーモジュールケース１０ｂと、バスバー１０ｃにはんだ接続されるパワーデバイス１０ａとを備えている。さらに、本実施形態の電力変換装置１においては、バスバー１０ｃとして、平行に対向配置された上側バスバー１０ｅと下側バスバー１０ｆとを備え、パワーモジュールケース１０ｂが、上側バスバー１０ｅの下側バスバー１０ｆの対向面と反対側の面を露出するバスバー露出開口１０ｂ３を有している。 The power conversion device 1 of the present embodiment as described above includes a bus bar 10c, a power module case 10b holding the bus bar 10c, and a power device 10a solder-connected to the bus bar 10c. Further, in the power conversion device 1 of the present embodiment, the bus bar 10c includes an upper bus bar 10e and a lower bus bar 10f arranged in parallel facing each other, and the power module case 10b is a lower bus bar 10f of the upper bus bar 10e. It has a bus bar exposed opening 10b3 that exposes the surface opposite to the facing surface.

このような本実施形態の電力変換装置１によれば、上側バスバー１０ｅと下側バスバー１０ｆとが平行に対向配置され、さらに上側バスバー１０ｅの下側バスバー１０ｆとの対向面と反対側の面の一部が、パワーモジュールケース１０ｂに設けられたバスバー露出開口１０ｂ３によって露出されている。このため、リフロー工程にて、バスバー露出開口１０ｂ３にて露出された領域では、リフロー炉内の熱がパワーモジュールケース１０ｂによって遮蔽されることなく上側バスバー１０ｅに到達する。このため、上側バスバー１０ｅを短時間で昇温させることができる。さらに、上側バスバー１０ｅと下側バスバー１０ｆとが対向配置されているため、上側バスバー１０ｅを介して下側バスバー１０ｆも短時間で昇温することができる。したがって、本実施形態の電力変換装置１によれば、リフロー工程におけるバスバー１０ｃの昇温時間を短縮化することが可能となる。 According to the power conversion device 1 of the present embodiment, the upper bus bar 10e and the lower bus bar 10f are arranged to face each other in parallel, and the surface of the upper bus bar 10e opposite to the lower bus bar 10f. A part is exposed by the bus bar exposure opening 10b3 provided in the power module case 10b. Therefore, in the region exposed by the bus bar exposure opening 10b3 in the reflow step, the heat in the reflow furnace reaches the upper bus bar 10e without being shielded by the power module case 10b. Therefore, the temperature of the upper bus bar 10e can be raised in a short time. Further, since the upper bus bar 10e and the lower bus bar 10f are arranged to face each other, the temperature of the lower bus bar 10f can be raised in a short time via the upper bus bar 10e. Therefore, according to the power conversion device 1 of the present embodiment, it is possible to shorten the heating time of the bus bar 10c in the reflow process.

また、本実施形態の電力変換装置１においては、上側バスバー１０ｅの延伸方向に沿って、バスバー露出開口１０ｂ３が分散して複数設けられている。このような本実施形態の電力変換装置１によれば、局所的にバスバー露出開口１０ｂ３を設ける場合よりも、上側バスバー１０ｅの延伸方向における複数箇所にて上側バスバー１０ｅの表面が露出されるため、上側バスバー１０ｅを延伸方向にて均等に昇温させることができる。さらに、下側バスバー１０ｆも延伸方向にて均等に昇温させることができる。 Further, in the power conversion device 1 of the present embodiment, a plurality of exposed bus bar openings 10b3 are provided in a dispersed manner along the extending direction of the upper bus bar 10e. According to the power conversion device 1 of the present embodiment as described above, the surface of the upper bus bar 10e is exposed at a plurality of locations in the extending direction of the upper bus bar 10e as compared with the case where the bus bar exposure opening 10b3 is locally provided. The temperature of the upper bus bar 10e can be raised evenly in the stretching direction. Further, the lower bus bar 10f can also be heated uniformly in the stretching direction.

また、本実施形態の電力変換装置１においては、パワーモジュールケース１０ｂが、バスバー露出開口１０ｂ３同士の間に配置されると共に、上側バスバー１０ｅを跨ぐブリッジバスバー１０ｇを内包する架橋部１０ｂ４を有している。このような本実施形態の電力変換装置１によれば、ブリッジバスバー１０ｇを内包する架橋部１０ｂ４がバスバー露出開口１０ｂ３同士の間に配置されているため、パワーモジュールケース１０ｂの強度を向上させることが可能となる。 Further, in the power conversion device 1 of the present embodiment, the power module case 10b is arranged between the bus bar exposed openings 10b3 and has a bridge portion 10b4 including a bridge bus bar 10g straddling the upper bus bar 10e. There is. According to the power conversion device 1 of the present embodiment, since the bridge portions 10b4 containing the bridge bus bar 10 g are arranged between the bus bar exposed openings 10b3, the strength of the power module case 10b can be improved. It will be possible.

また、本実施形態の電力変換装置１においては、上側バスバー１０ｅ及び下側バスバー１０ｆが長尺状の板形状と基部１０ｉと、基部１０ｉの側縁部から突出すると共にパワーデバイス１０ａにはんだ接続される接続部１０ｊとを有し、パワーモジュールケース１０ｂが、基部１０ｉの側縁部を露出させることなくモールドしている。このような本実施形態の電力変換装置１によれば、少なくとも上側バスバー１０ｅ及び下側バスバー１０ｆの基部１０ｉがパワーモジュールケース１０ｂにモールドされているため、上側バスバー１０ｅ及び下側バスバー１０ｆをパワーモジュールケース１０ｂにて確実に保持し、パワーモジュール１０の絶縁を確保することが可能となる。 Further, in the power conversion device 1 of the present embodiment, the upper bus bar 10e and the lower bus bar 10f are elongated plate-shaped and the base portion 10i, project from the side edge portion of the base portion 10i, and are solder-connected to the power device 10a. The power module case 10b is molded without exposing the side edge portion of the base portion 10i. According to the power conversion device 1 of the present embodiment, since at least the base portion 10i of the upper bus bar 10e and the lower bus bar 10f is molded in the power module case 10b, the upper bus bar 10e and the lower bus bar 10f are power modules. It is possible to securely hold the power module 10 in the case 10b and secure the insulation of the power module 10.

また、本実施形態の電力変換装置１においては、上側バスバー１０ｅと下側バスバー１０ｆとの配列方向（上側バスバー１０ｅの露出領域の法線方向）から見て、上側バスバー１０ｅの延伸方向と直交する方向から上側バスバー１０ｅを挟んで複数のパワーデバイス１０ａが配置されている。このような本実施形態の電力変換装置１によれば、多数のパワーデバイス１０ａを短時間で昇温される上側バスバー１０ｅ（及び下側バスバー１０ｆ）に近づけて配置することができ、多数のパワーデバイス１０ａを短時間で上側バスバー１０ｅ（及び下側バスバー１０ｆ）に接合することができる。 Further, in the power conversion device 1 of the present embodiment, it is orthogonal to the extending direction of the upper bus bar 10e when viewed from the arrangement direction of the upper bus bar 10e and the lower bus bar 10f (the normal direction of the exposed region of the upper bus bar 10e). A plurality of power devices 10a are arranged so as to sandwich the upper bus bar 10e from the direction. According to the power conversion device 1 of the present embodiment, a large number of power devices 10a can be arranged close to the upper bus bar 10e (and the lower bus bar 10f) whose temperature is raised in a short time, and a large number of powers can be arranged. The device 10a can be joined to the upper bus bar 10e (and the lower bus bar 10f) in a short time.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described above with reference to the accompanying drawings, it goes without saying that the present invention is not limited to the above embodiment. The various shapes and combinations of the constituent members shown in the above-described embodiment are examples, and can be variously changed based on design requirements and the like within a range that does not deviate from the gist of the present invention.

例えば、上記実施形態においては、バスバー露出開口１０ｂ３を複数設ける構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、単一のバスバー露出開口１０ｂ３を備える構成を採用することも可能である。 For example, in the above embodiment, a configuration in which a plurality of exposed bus bar openings 10b3 are provided has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, it is possible to adopt a configuration having a single bus bar exposed opening 10b3.

また、上記実施形態においては、ブリッジバスバー１０ｇを架橋部１０ｂ４が内包する構成を採用した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、架橋部１０ｂ４がブリッジバスバー１０ｇを内包しない構成を採用することも可能である。 Further, in the above embodiment, a configuration is adopted in which the bridge bus bar 10 g is included in the bridge portion 10b4. However, the present invention is not limited to this. For example, it is possible to adopt a configuration in which the cross-linking portion 10b4 does not include the bridge bus bar 10g.

１……電力変換装置、２……インテリジェントパワーモジュール、３……コンデンサ、４……本体ケース、１０……パワーモジュール、１０ａ……パワーデバイス、１０ａ１……端子、１０ｂ……パワーモジュールケース、１０ｂ１……収容凹部、１０ｂ２……中央バスバー保持部、１０ｂ３……バスバー露出開口、１０ｂ４……架橋部、１０ｂ５……接続端子、１０ｃ……バスバー、１０ｄ……ウォータジャケット、１０ｅ……上側バスバー（第１バスバー）、１０ｆ……下側バスバー（第２バスバー）、１０ｇ……ブリッジバスバー（ブリッジ電送路）、１０ｈ……絶縁層、１０ｉ……基部、１０ｊ……接続部、１０ｋ……はんだ、１１……回路基板 1 ... Power converter, 2 ... Intelligent power module, 3 ... Condenser, 4 ... Main body case, 10 ... Power module, 10a ... Power device, 10a1 ... Terminal, 10b ... Power module case, 10b1 ...... Containment recess, 10b2 ... Central bus bar holding part, 10b3 ... Bus bar exposed opening, 10b4 ... Bridge part, 10b5 ... Connection terminal, 10c ... Bus bar, 10d ... Water jacket, 10e ... Upper bus bar (No. 1 bus bar), 10f ... lower bus bar (second bus bar), 10g ... bridge bus bar (bridge transmission path), 10h ... insulating layer, 10i ... base, 10j ... connection, 10k ... solder, 11 …… Circuit board

Claims (5)

バスバーと、前記バスバーを保持するパワーモジュールケースと、前記バスバーにはんだ接続されるパワーデバイスとを備える電力変換装置であって、
前記バスバーとして、平行に対向配置された第１バスバーと第２バスバーとを備え、
前記パワーモジュールケースは、前記第１バスバーの前記第２バスバーの対向面と反対側の面を露出するバスバー露出開口を有する
ことを特徴とする電力変換装置。 A power conversion device including a bus bar, a power module case for holding the bus bar, and a power device soldered to the bus bar.
As the bus bar, a first bus bar and a second bus bar arranged in parallel facing each other are provided.
The power module case is a power conversion device having a bus bar exposed opening that exposes a surface of the first bus bar opposite to the opposite surface of the second bus bar. 前記第１バスバーの延伸方向に沿って、前記バスバー露出開口が分散して複数設けられていることを特徴とする請求項１記載の電力変換装置。 The power conversion device according to claim 1, wherein a plurality of exposed bus bar openings are dispersedly provided along the extending direction of the first bus bar. 前記パワーモジュールケースは、前記バスバー露出開口同士の間に配置されると共に、前記第１バスバーを跨ぐブリッジ電送路を内包する架橋部を有することを特徴とする請求項２記載の電力変換装置。 The power conversion device according to claim 2, wherein the power module case is arranged between the exposed openings of the bus bars and has a bridge portion including a bridge transmission path straddling the first bus bar. 前記バスバーが長尺状の板形状と基部と、前記基部の側縁部から突出すると共に前記パワーデバイスにはんだ接続される接続部とを有し、
前記パワーモジュールケースは、前記基部の前記側縁部を露出させることなくモールドしている
ことを特徴とする請求項１〜３いずれか一項に記載の電力変換装置。 The bus bar has an elongated plate shape and a base, and a connection portion that protrudes from the side edge portion of the base portion and is solder-connected to the power device.
The power conversion device according to any one of claims 1 to 3, wherein the power module case is molded without exposing the side edge portion of the base portion. 前記第１バスバーと前記第２バスバーとの配列方向から見て、前記第１バスバーの延伸方向と直交する方向から前記第１バスバーを挟んで複数の前記パワーデバイスが配置されていることを特徴とする請求項１〜４いずれか一項に記載の電力変換装置。 A plurality of the power devices are arranged with the first bus bar sandwiched from a direction orthogonal to the extending direction of the first bus bar when viewed from the arrangement direction of the first bus bar and the second bus bar. The power conversion device according to any one of claims 1 to 4.
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