JP2021164169A - コンデンサ素子用バスバ、コンデンサ、および、電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
Description
正極バスバおよび負極バスバそれぞれは、電気回路に電気的に接続される主バスバ(370)と、それぞれ主バスバの異なる場所に一端が連結され、複数のコンデンサ素子それぞれに他端が個別に連結される複数の枝バスバ(380a〜380h)と、を有し、
複数の枝バスバそれぞれの一端とコンデンサ素子との間のインピーダンスは、主バスバにおける電気回路の接続箇所(370e)と一端の連結個所との間のインピーダンスが大きくなるほどに、小さくなっている。
複数のコンデンサ素子それぞれとスイッチ素子(361,362)を含む電気回路(350)とを電気的に接続する正極バスバ(301,330)および負極バスバ(302,340)と、を有し、
正極バスバおよび負極バスバそれぞれは、電気回路に電気的に接続される主バスバ(370)と、それぞれ主バスバの異なる場所に一端が連結され、複数のコンデンサ素子それぞれに他端が個別に連結される複数の枝バスバ(380a〜380h)と、を有し、
複数の枝バスバそれぞれの一端とコンデンサ素子との間のインピーダンスは、主バスバにおける電気回路の接続箇所(370e)と一端の連結個所との間のインピーダンスが大きくなるほどに、小さくなっている。
インダクタンスの同等な複数のコンデンサ素子(320a〜320h)と、
複数のコンデンサ素子それぞれと電気回路とを電気的に接続する正極バスバ(301,330)および負極バスバ(302,340)と、を有し、
正極バスバおよび負極バスバそれぞれは、電気回路に電気的に接続される主バスバ(370)と、それぞれ主バスバの異なる場所に一端が連結され、複数のコンデンサ素子それぞれに他端が個別に連結される複数の枝バスバ(380a〜380h)と、を有し、
複数の枝バスバそれぞれの一端とコンデンサ素子との間のインピーダンスは、主バスバにおける電気回路の接続箇所(370e)と一端の連結個所との間のインピーダンスが大きくなるほどに、小さくなっている。
<車載システム>
先ず、図1に基づいて電力変換装置300の設けられる車載システム100を説明する。この車載システム100は電気自動車用のシステムを構成している。車載システム100は、バッテリ200、電力変換装置300、および、モータ400を有する。
次に電力変換装置300を説明する。電力変換装置300はインバータを含んでいる。インバータはバッテリ200の直流電力を交流電力に変換する。この交流電力がモータ400に供給される。またインバータはモータ400で生成された交流電力を直流電力に変換する。この直流電力がバッテリ200に供給される。
次に、平滑コンデンサ310を説明する。それに当たって、以下においては互いに直交の関係にある3方向を、x方向、y方向、z方向と示す。図面においては「方向」の記載を省略して、単に、x、y、zと図示する。
図2に示すように平滑コンデンサ310はコンデンサ素子320を8個有している。これら8個のコンデンサ素子320それぞれは同等の製品である。そのために8個のコンデンサ素子320それぞれの静電容量とインダクタンスは同等になっている。ただし、これら8個のコンデンサ素子320の静電容量とインダクタンスには製造誤差などのために±5%程度の差がある。以下においては説明を簡便とするため、8個のコンデンサ素子320に序数を付与して、必要に応じて、第1コンデンサ素子320a〜第8コンデンサ素子320hと示す。
正極バスバ330と負極バスバ340は金属製の平板をプレス加工することで製造される。正極バスバ330は8個のコンデンサ素子320それぞれの上端面321a側に設けられる。負極バスバ340は8個のコンデンサ素子320それぞれの下端面321b側に設けられる。正極バスバ330と負極バスバ340がコンデンサ素子用バスバに相当する。
図2〜図5に示すように主バスバ370は、延長方向の異なる第1延長部371と第2延長部372を有する。これら延長部の延長方向に直交する断面積は延長方向で一定になっている。そのためにこれら延長部の延長方向におけるインピーダンスは一定になっている。
図3と図5に示すように、枝バスバ380は第2延長部372の側面から離間する態様でx方向に延びている。第1側面370cに連結された枝バスバ380と第2側面370dに連結された枝バスバ380の延長方向はx方向で逆向きになっている。枝バスバ380における主バスバ370の側面との連結端が一端に相当する。
図3と図4に示すように正極バスバ330は、第2延長部372の下面370bがコンデンサ素子320の上端面321aとz方向で対向する態様で8個のコンデンサ素子320に設けられる。この対向配置状態で、正極バスバ330の第1延長部371は8個のコンデンサ素子320のz方向への投影領域外に位置している。
以上に詳説した平滑コンデンサ310の構成のため、正極バスバ330におけるPバスバ301の接続される貫通孔370eとコンデンサ素子320の正端子との間の通電経路長は、接続対象のコンデンサ素子320の位置する列番号が大きくなるにしたがって長くなっている。負極バスバ340におけるNバスバ302の接続される貫通孔370eとコンデンサ素子320の負端子との間の通電経路長は、接続対象のコンデンサ素子320の位置する列番号が大きくなるにしたがって長くなっている。
Z1=(Zpm1+Zpb1)+(Znb1+Znm1)
Z2=(Zpm1+Zpm2+Zpb2)+(Znb2+Znm2+Znm1)
Z3=(Zpm1+Zpm2+Zpm3+Zpb3)+(Znb3+Znm3+Znm2+Znm1)
Z4=(Zpm1+Zpm2+Zpm3+Zpm4+Zpb4)+(Znb4+Znm4+Znm3+Znm2+Znm1)
Z1=Zm1+Zb1
Z2=Zm1+Zm2+Zb2
Z3=Zm1+Zm2+Zm3+Zb3
Z4=Zm1+Zm2+Zm3+Zm4+Zb4
Zb1<Zb2<Zb3<Zb4
Zb1=Zm2+Zb2=Zm2+Zm3+Zb3=Zm2+Zm3+Zm4+Zb4
上記したように、主バスバ370における貫通孔370eと枝バスバ380との間の通電経路のインピーダンスは、その枝バスバ380の主バスバ370における連結位置が貫通孔370eから遠ざかるほどに大きくなっている。これに反して、枝バスバ380の通電経路のインピーダンスは、その枝バスバ380の主バスバ370における連結位置が貫通孔370eから遠ざかるほどに小さくなっている。そのため、複数のコンデンサ素子320それぞれの正極バスバ330と負極バスバ340における通電経路のインピーダンスに差が生じることが抑制される。
次に、第2実施形態を図10および図11に基づいて説明する。
次に、第3実施形態を図12および図13に基づいて説明する。
次に、第4実施形態を図14に基づいて説明する。
次に、第5実施形態を図15に基づいて説明する。
次に、第6実施形態を図16に基づいて説明する。
各実施形態ではy方向で並ぶ4つの枝バスバ380それぞれがy方向で離間する例を示した。しかしながら例えば図18に示すようにy方向で並ぶ4つの枝バスバ380の一部が互いに連結された構成を採用することもできる。
各実施形態では平滑コンデンサ310が8個のコンデンサ素子320を有する例を示した。しかしながら平滑コンデンサ310が備えるコンデンサ素子320の数としては複数であればよく上記例に限定されない。
本実施形態では電力変換装置300が電気自動車用の車載システムに適用される例を示した。しかしながら電力変換装置300、これに含まれる平滑コンデンサ310、および、これに含まれる正極バスバ330と負極バスバ340それぞれは、他の例えばハイブリッド自動車用の車載システムに適用することもできる。
Claims (8)
- インダクタンスの同等な複数のコンデンサ素子(320a〜320h)それぞれとスイッチ素子(361,362)を含む電気回路(350)とを電気的に接続する正極バスバ(301,330)および負極バスバ(302,340)を有し、
前記正極バスバおよび前記負極バスバそれぞれは、前記電気回路に電気的に接続される主バスバ(370)と、それぞれ前記主バスバの異なる場所に一端が連結され、複数の前記コンデンサ素子それぞれに他端が個別に連結される複数の枝バスバ(380a〜380h)と、を有し、
複数の前記枝バスバそれぞれの前記一端と前記コンデンサ素子との間のインピーダンスは、前記主バスバにおける前記電気回路の接続箇所(370e)と前記一端の連結個所との間のインピーダンスが大きくなるほどに、小さくなっているコンデンサ素子用バスバ。 - 複数の前記枝バスバの少なくとも一部における前記枝バスバの延長方向に直交する断面積が異なっている請求項1に記載のコンデンサ素子用バスバ。
- 複数の前記枝バスバの少なくとも一部における前記コンデンサ素子との接続面積が異なっている請求項1または請求項2に記載のコンデンサ素子用バスバ。
- 複数の前記枝バスバの少なくとも一部における前記一端と前記他端との間の長さが異なっている請求項1〜3いずれか1項に記載のコンデンサ素子用バスバ。
- 複数の前記枝バスバの少なくとも1つに切り欠き(381)が形成されている請求項1〜4いずれか1項に記載のコンデンサ素子用バスバ。
- 複数の前記枝バスバの少なくとも1つは前記主バスバの構成材料とは異なる異種材料を含んでいる請求項1〜5いずれか1項に記載のコンデンサ素子用バスバ。
- インダクタンスの同等な複数のコンデンサ素子(320a〜320h)と、
複数の前記コンデンサ素子それぞれとスイッチ素子(361,362)を含む電気回路(350)とを電気的に接続する正極バスバ(301,330)および負極バスバ(302,340)と、を有し、
前記正極バスバおよび前記負極バスバそれぞれは、前記電気回路に電気的に接続される主バスバ(370)と、それぞれ前記主バスバの異なる場所に一端が連結され、複数の前記コンデンサ素子それぞれに他端が個別に連結される複数の枝バスバ(380a〜380h)と、を有し、
複数の前記枝バスバそれぞれの前記一端と前記コンデンサ素子との間のインピーダンスは、前記主バスバにおける前記電気回路の接続箇所(370e)と前記一端の連結個所との間のインピーダンスが大きくなるほどに、小さくなっているコンデンサ。 - スイッチ素子(361,362)を含む電気回路(350)と、
インダクタンスの同等な複数のコンデンサ素子(320a〜320h)と、
複数の前記コンデンサ素子それぞれと前記電気回路とを電気的に接続する正極バスバ(301,330)および負極バスバ(302,340)と、を有し、
前記正極バスバおよび前記負極バスバそれぞれは、前記電気回路に電気的に接続される主バスバ(370)と、それぞれ前記主バスバの異なる場所に一端が連結され、複数の前記コンデンサ素子それぞれに他端が個別に連結される複数の枝バスバ(380a〜380h)と、を有し、
複数の前記枝バスバそれぞれの前記一端と前記コンデンサ素子との間のインピーダンスは、前記主バスバにおける前記電気回路の接続箇所(370e)と前記一端の連結個所との間のインピーダンスが大きくなるほどに、小さくなっている電力変換装置。
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