JP2021515399A - 電子パワーデバイス用のケーシングおよび放熱体を形成するバスバーアセンブリ - Google Patents

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Abstract

本発明によるバスバーアセンブリは、中心軸(C)の周りに、接続されてかつ電気的に接触して配置されている複数のバスバーセクタ(S1からS6まで)と、中心軸に対して垂直な上部塞ぎ板および下部塞ぎ板(BPD)とを含み、バスバーセクタは各々、外側バスバー部分(B11からB16まで)と、複数の内部空間の範囲を定める少なくとも1つの内側バスバー部分(B21からB26まで、B31からB36まで)とを含み、上部塞ぎ板および下部塞ぎ板はバスバー部分の上面および下面それぞれに接触しており、バスバー部分は「プレスパック」と呼ばれるタイプの複数の電気的接触面を含む。【選択図】図2

Description

本発明は、2018年2月27日に出願されたフランス特許出願公開第1851689号の優先権を主張するものであり、その内容(文章、図面、および特許請求の範囲)は参照により本明細書に組み込まれる。
本発明は、一般に、パワーエレクトロニクス分野に関する。より詳細には、本発明は、限定されないが電流インバータおよび電力変換器などの電子パワーデバイス用のケーシングおよび放熱体を形成するバスバーアセンブリに関する。また、本発明は、前述のバスバーアセンブリを組み込んでいる電子パワーデバイスに関する。
電流インバータおよび電力変換器などの電子パワーデバイスが、輸送、工業、照明、加熱等の多数の活動分野において非常に広く行き渡っている。CO排出がより少ない再生可能エネルギー源に向かう所望のエネルギー遷移のために、パワーエレクトロニクスがさらに一層普及するようになり、増大する経済的制約および技術的制約に対応しなければならなくなるであろう。
電子パワーデバイスの分野における現在の研究開発が、特に、コストを削減すること、より高いコンパクト性のために電力密度を改善すること、信頼性を向上させること、寄生素子および電磁放射を減少させること、および消散エネルギーを熱的に伝達することに重点を置いている。
今日の炭化ケイ素(SiC)および窒化ガリウム(GaN)および間もなくダイヤモンドなどの新しい電力半導体の可用性は、より高い電流密度、増大した転流周波数、およびより高い電圧を有する電子パワーデバイスの設計を可能にする。さらに、電子パワーデバイスにおけるこれらの新しい半導体の効果的な使用はコンパクト性の向上をもたらす。
電子パワーデバイスのコンパクト性は、特に、解放された熱を除去しかつ耐電圧を確実にする必要性により制約される。より大きな放電リスクが、異なる電位を有する構成要素間の距離の増大を課すことが多いので、電圧の増大が変換器のコンパクト性を阻止する。構成要素により許容可能な最大電力密度は、接合部温度を臨界値より下に維持するために切り替えられる電流の振幅を制限する。効果的な冷却デバイスが、デバイスの熱平衡を維持するのに不可欠である。
コンパクト性の探索と様々な設計制約を順守することとの間の最良の可能性のある妥協を達成するために、抵抗性の、誘導性の、かつ容量性の寄生素子を減少させることが不可欠である。電力バスバーにおける寄生インダクタンスがスイッチング周波数の上昇を妨げる。スイッチング周波数の上昇はコンパクト性にとって好ましいが、スイッチング損失、および構成要素により消散される電力を増大させる。潜在的に破壊的な過剰な電圧から回路を保護し、電磁放射の制御を向上させ、生成される熱を減少させ、かつスイッチング速度を上げるために、寄生インダクタンスを低減する必要がある。
電子パワーデバイスの高められたコンパクト性の探索は、熱平衡を達成しかつ信頼性を確実にするために、温度を臨界値より下に維持することができる能動素子および受動素子を必要とする。構成要素に可能な限り近接して消散エネルギーを取り出すことが望ましい。構成要素から成る熱源と熱散逸手段から成るヒートシンクとの間の熱経路は最適化されなければならない。
電子パワーデバイスに適用される様々な制約は、各々ブリッジのスイッチング経路に対応する「電力モジュール」と呼ばれる基本的な電力スイッチングモジュールを有する、スイッチングブリッジのモジュール設計をもたらした。
3D設計が、パワーチップの両面冷却を有しかつ電子パワーデバイスのコンパクト性を高めるために一定の利益を有する電力モジュールに関して提案されている。
信頼性を向上させるために、詳細には熱サイクルが厳しい用途において、所謂「プレスパック」技術は、熱サイクルに因り機械的拘束に関係して劣化する溶接を排除するために使用される。「プレスパック」技術では、構成要素を定位置に接触した状態で維持する機械プレスまたはクランプ手段を使用して、電気的接触がもたらされる。また、「プレスパック」技術は、デバイスの分解およびしたがってそれらの修理を容易にするという利点を有する。
現在、前述の設計制約を満たすことにおいてより良い妥協を可能にし、かつ新規の電力半導体SiCおよびGaNならびに3D技術および「プレスパック」技術に適合されることを目的としている、よりコンパクトな最適化された電子パワーデバイスを製造するために、バスバーの新規のモジュール設計を提案することが有利であるように思われる。
第1の態様によれば、本発明は、中心軸の周りに、接続されてかつ電気的に接触して配置されている複数のバスバーセクタと、中心軸に対して垂直な上部塞ぎ板および下部塞ぎ板とを含む電子パワーデバイス用のケーシングおよび放熱体を形成するバスバーアセンブリに関し、バスバーセクタは各々、外側バスバー部分と、複数の内部空間の範囲を定める少なくとも1つの内側バスバー部分とを含み、上部塞ぎ板および下部塞ぎ板はバスバー部分の上面および下面それぞれに接触しており、バスバー部分は所謂「プレスパック」タイプの複数の電気的接触面を含む。
ある特性によれば、複数のバスバーセクタの外側バスバー部分は外面上に冷却フィンを含む。
別の特性によれば、複数のバスバーセクタのバスバー部分は銅および/またはアルミニウムで作製されており、プロファイルドバーを成形することおよび/または機械加工することおよび/または切削することにより製造される。
別の特性によれば、バスバーアセンブリは、接続面の隣接する外側バスバー部分間にかつ上部塞ぎ板および下部塞ぎ板と外側バスバー部分との間に配置されているシールを含む。
別の特性によれば、上部塞ぎ板および下部塞ぎ板は積層されており、各々、中心誘電体層と、該中心誘電体層の両面上に2つの導電板とを含み、該導電板はバスバー部分と電気的に接触している。
別の特性によれば、誘電体層は少なくとも1つの埋込み電子回路および/または能動もしくは受動埋込み電子部品を含む。
別の特性によれば、前記上部塞ぎ板および前記下部塞ぎ板の少なくとも1つは所謂「IMS」タイプである。
別の特性によれば、導電板は銅および/またはアルミニウムで作製されている。
別の特性によれば、前記バスバーセクタの各々において、複数の内部空間は、外側バスバー部分の電気的接触面と第1の内側バスバー部分の電気的接触面との間に範囲を定められている第1の内部空間を含み、該第1の内部空間は電子電力回路の「プレスパック」タイプの設置を対象とする。
別の特性によれば、バスバーセクタの各々において、複数の内部空間は、第1の内側バスバー部分と中心軸との間に収容されている少なくとも1つの他の内部空間を含む。
別の特性によれば、バスバーセクタの各々において、複数の内部空間は、第1の内側バスバー部分と第2の内側バスバー部分との間に収容されている第2の内部空間と、第2の内側バスバー部分と中心軸との間に収容されている第3の内部空間とを含む。
添付図面を参照して、本発明の特定の実施形態の以下の詳細な説明を読むと、他の利点および特性がより明らかになるであろう。
本発明によるバスバーアセンブリの特定の実施形態を示す斜視図である。 本発明によるバスバーアセンブリの特定の実施形態を示す斜視図である。 図1および図2のバスバーアセンブリ内に含まれているバスバーセクタを示す簡略設計図である。 図1および図2のバスバーアセンブリ内に含まれている塞ぎ板の簡略部分断面図である。 図5A〜図5Cは、図1および図2のバスバーアセンブリ内に含まれている塞ぎ板とバスバー部分との様々な組立てを示す簡略部分断面図である。 図5A〜図5Cは、図1および図2のバスバーアセンブリ内に含まれている塞ぎ板とバスバー部分との様々な組立てを示す簡略部分断面図である。 図5A〜図5Cは、図1および図2のバスバーアセンブリ内に含まれている塞ぎ板とバスバー部分との様々な組立てを示す簡略部分断面図である。
本発明によるバスバーアセンブリの特定の実施形態CONVが図1および図2に示されている。このバスバーアセンブリは、パックまたは円筒形ディスクの外観を有する。
バスバーアセンブリCONVは、バスバーの複数のセクタS1からS6までと、上部塞ぎ板BPおよび下部塞ぎ板BPとを本質的に含む。本実施形態では、バスバーの6つのセクタS1からS6までが存在する。当然、本発明において、バスバーのセクタの数は6つに限定されない。この数は、本発明が実施される用途によって決まる。
バスバーのセクタS1からS6までは同様の設計を有し、中心軸Cの周りに円形に接続されて配置されている。この場合、バスバーの各セクタS1からS6までは60°の角度セクタを占める。
本特定の実施形態では、バスバーのセクタS1からS6までは各々、外側バスバー部分と、第1の内側バスバー部分および第2の内側バスバー部分とから形成されている。バスバー部分は、アルミニウムまたは銅などの導電性金属から形成されている。バスバー部分はプロファイルドバーを成形することおよび/または機械加工することおよび/または切削することにより製造されることが可能であろう。
バスバーの任意のセクタSnを考慮に入れて、外側バスバー部分はB1nに指定されており、第1の内側バスバー部分および第2の内側バスバー部分はそれぞれ、B2nおよびB3nに指定されている。
図2に示されている通り、外側バスバー部分B11からB16までは、中心軸Cの周りに壁を形成するように配置されており、これはディスクの形状の円形ケーシングの外側壁である。内側バスバー部分B21からB26までは、中心軸Cの周りに、外側バスバー部分B11からB16までにより形成されている外側壁により範囲を定められている空間内に置かれている第1の内側壁を形成するように配置されている。内側バスバー部分B31からB36までは、中心軸Cの周りに、内側バスバー部分B21からB26までにより形成されている第1の内側壁により範囲を定められている空間内に置かれている第2の内側壁を形成するように配置されている。
外側壁ならびに第1の内側壁および第2の内側壁それぞれを形成するバスバー部分B1n、B2nおよびB3nは、中心軸Cを含む接続面PからPまでに配置されておりかつ上部塞ぎ板BPおよび下部塞ぎ板BPに対して垂直である長手方向対向端部により2つ1組みで接続されている。同じ側壁のバスバー部分は電気的に導通している。したがって、外側壁ならびに第1の内側壁および第2の内側壁は各々、電気バスバーを形成している。
図1および図2に認められる通り、バスバー部分B11からB16までは、その半円内の外側面上に形成されている複数の冷却フィンを含む。したがって、外側壁は熱放散体(thermal dissipator)を形成している。
バスバー部分B1n、B2nおよびB3nを含むバスバーセクタSn、ならびにこれらの部分間に設けられている内部空間E1、E2およびE3は、ここで、図3を参照して詳細に記載される。
図3においてF2に指定されている半円形外側面に加えて、バスバー部分B1nは、詳細には実質的に平面の2つの傾斜した接続面F1と、実質的に平面の内面F3とを含む。
図3において10に指定されている冷却フィンは、半円形外側面F2から径方向外向きに延在している。2つの接続面F1は該部分の長手方向対向端部を形成しており、対称中心軸ACに対して角度αで傾斜している。
本実施形態において60°の角度セクタを占めるバスバーセクタSnでは、この場合の角度αは30°である。バスバーアセンブリCONVでは、バスバーセクタSnの実質的に平面の接続面F1は、したがって、相当する接続面(図2のP1からP6まで参照)において、隣接するバスバーセクタS(n+1)およびS(n−1)の相当する接続面F1と接触している。ここで、接続面F1を説明するために本明細書に用いられている「平面の」という用語は、厳密に解釈されるべきでないことに留意すべきである。実際、以下により詳細に記載される通り、これらの接続面F1は、通常、シールを収容するための溝部などの装置を含む。また、取外し可能な機械的取付け手段がこれらの接続面F1上に配置され得る。
実質的に平面の内面F3は、電子電力回路(図示せず)を有するクランプ接触面である。接続面F1に関して示されている通り、内面F3を説明するために本明細書に用いられている「平面の」という用語は、用途に応じて様々な装置が設けられ得ると仮定すると、厳密に解釈されるべきでない。
バスバー部分B2nは、詳細には、該部分の長手方向対向端部を形成する2つの接続面F4と、第1の面F5および第2の面F6とを含む。
バスバー部分B1nの面F1と同様に、2つの接続面F4は対称中心軸ACに対して角度αで傾斜している。接続面F4は、隣接するバスバーセクタとの接続面(図2のP1からP6まで参照)に相当する。
第1の面F5は、前述の電子電力回路を有するクランプ接触面である。図3に示されている通り、チャネル11がこの第1の面F5に配置されており、通常、熱伝達機能および/または耐火機能および/または電気絶縁機能を有する液体を循環させるかまたは交換することを目的としている。当然、他の実施形態では、またもしくは排他的に、液体チャネルがバスバー部分B1nの内面F3に形成され得ると考えられる。ここで、耐火機能および電気絶縁機能は、放電および発火が開始されることと、したがってケーシングの連続的な可能性のある劣化とを回避することを可能にすることに留意すべきである。
面F3および面F5は、バスバー部分B1nとB2nとの間の、前述の電子電力回路の「プレスパック」タイプの組立てに適している。内部空間E1が面F3と面F5との間に配置されており、電子電力回路を受容することを目的としている。
通常、バスバー部分B1nおよびB2nは、バスバー間で連続電圧の負極性(−)および正極性(+)になることを目的としており、該負極性(−)は接地極性に相当する。スイッチングブリッジを使用する電子パワーデバイスにおいて、電子電力回路は、通常、スイッチングブリッジの経路に対応する電力モジュールとなるであろう。6つのバスバーセクタを有する、バスバーアセンブリの、本明細書に記載されている実施形態は、例えば、6相電気モータに電力を供給する6つの経路を有するスイッチングブリッジに適するであろう。
バスバー部分B2nの第2の面F6は、バスバー部分B3nの実質的に平面の第1の面F7に対向して配向されている実質的な平面である。この場合、第2の面F6と第1の面F7とは略平行であり、第2の内部空間E2を画定している。
第1の面F7に加えて、バスバー部分B3nは、詳細には、該部分の長手方向対向端部を形成している2つの接続面F8と、第2の面F9とを含む。
バスバー部分B1nの面F1と同様に、2つの接続面F8が対称中心軸ACに対して角度αで傾斜している。該接続面F8は、隣接するバスバーセクタとの接続面(図2のP1からP6まで参照)に相当する。ここで、溝部12が、インデックスかつ/またはクランプ手段(図示せず)を収容するために接続面F8に設けられている。
第2の面F9は実質的に平面であり、第1の面F7に平行であり、バスバーアセンブリCONVの中心内部空間E3の範囲を定めている。
バスバーアセンブリCONVによって提供される電子パワーデバイスによれば、バスバーのセクタS1からS6までの内部空間E2およびE3は、例えばエネルギー貯蔵手段を収容すること、ならびに/または熱伝達機能および/もしくは耐火機能および/もしくは電気絶縁機能を有する液体を循環させることもしくは交換することなど、様々な機能を実施し得ると考えられる。ここで、耐火機能ならびに電気絶縁機能は、放電および発火が開始されることと、したがってケーシングの連続的な可能性のある劣化とを回避することを可能にすることに留意すべきである。
したがって、例えば、スイッチングブリッジを使用する電子パワーデバイスでは、空間E2は容量性濾過手段を収容することに特化され得ると考えられ、空間E3は、熱伝達液体および/または耐火液体および/または電気的絶縁液体を循環させることもしくは交換することに特化され得ると考えられる。この場合、容量性濾過手段は、複数の部分B2nおよび複数の部分B3nにより形成されているバスバー間に接続され得ると考えられる。複数の部分B3nにより形成されているバスバーは、本例などでは、面F6と面F7との間での容量性濾過手段の「プレスパック」電気的接続のために、複数の部分B1nに電気的に結合され得ると考えられる。容量性濾過手段は、例えば、複数の空間E2内に分配されている複数の多層セラミックコンデンサにより形成され得ると考えられる。他の用途では、空間E2は、例えば、熱伝達液体および/または耐火液体および/または電気的絶縁液体を循環させることまたは交換することに特化され得ると考えられ、空間E3は、例えばコンデンサ、超コンデンサ、リチウムイオン電池等の形の、エネルギー貯蔵手段に特化され得ると考えられる。
バスバー部分間の電子部品の「プレスパック」組立ては、必要なクランプまたは絶縁ねじ通路を通して取り付けられているねじが短絡を回避することを確実にする弾性ファスナなどの既知の組立て技術を用いるであろう。
ここで、バスバーアセンブリCONVの円形ディスク形状は、前記アセンブリが電気回転機械、例えばトラクションモータまたは回生ブレーキシステムと関連する可逆的機械、への組込みに完全に適していることを意味することに留意すべきである。
上部塞ぎ板BPおよび下部塞ぎ板BP、ならびにバスバー部分とのそれらの配置が、ここで、図4ならびに図5A、図5Bおよび図5Cを参照して、以下に記載される。
図1および図2から明らかであるように、上部塞ぎ板BPおよび下部塞ぎ板BPは、ケーシングを形成するために、上部および下部においてバスバーアセンブリCONVを閉鎖する第1の機能を有する。上部塞ぎ板BPおよび下部塞ぎ板BPはバスバー部分の上面および下面それぞれに接触している。
図4に示されている通り、上部塞ぎ板BPおよび下部塞ぎ板BPは、各々が中心誘電体層CCと2つの導電板BP1およびBP2とを含む積層板である。該中心誘電体層CCは2つの導電板BP1とBP2との間に挟まれている。通常、板BPおよびBPを製造するために、IMS(絶縁金属基板)技術が用いられ得る。
導電板BP1およびBP2は、通常、アルミニウムまたは銅で作製されている。板BP1、BP2の厚さは、搬送されることが目的とされている電流密度に応じて選択される。導電板BP1およびBP2は、負極性(−)および正極性(+)になることが目的とされている第1の直流バスおよび第2の直流バスを形成している。以下の段落では、導電板BP1は形成されたケーシングの外側に配置されている板であること、および導電板BP2は形成されたケーシングの内側に配置されている板であることが考慮に入れられるべきである。
ファラデー箱が、外側バスバー部分B1nおよび導電板BP1を同じ電位、通常は負極性(−)のグランド電位にすることにより製造される。本発明によるバスバーアセンブリで形成されているケーシングは、このように、電磁両立性(EMC)に有利な電磁遮蔽を作り出すことを可能にする。
中心誘電体層CCは、通常、FR−4などのガラス繊維で補強されているエポキシ樹脂から形成されている。非補強ポリイミドばかりでなく、有機繊維により補強されている樹脂も使用され得ると考えられる。ある用途では、回路または能動電子部品もしくは受動電子部品、例えば制御回路、が、既知の技術を用いて、中心誘電体層CC内に埋め込まれ得ると考えられる。
ここで、本発明はSiP(システムインパッケージ)用途に完全に適していることに留意すべきである。
外側バスバー部分B1nと上部塞ぎ板BPまたは下部塞ぎ板BPとの間の封止組立ての例が図5Aに示されている。図5Aは、外側バスバー部分B1nの接続面F1上のこの組立てを示す。
この組立てでは、塞ぎ板BP、BPの導電板BP1は外側バスバー部分B1nと電気伝導状態にある。外側バスバー部分B1nと導電板BP1との間の機械的取付けは、例えば軸FX1のねじ(図示せず)により確実にされる。
図5Aに示されている通り、シール20および21、例えばViton(登録商標)シール、が、この接続面F1において2つの隣接した外側バスバー部分B1n間のかつ外側バスバー部分B1nと塞ぎ板BP、BPとの間のシールを確実にするために設けられている。シール20は、接続面F1の全高に沿って延在している溝部内に入れられており、前記面における封止を確実にする。シール21は、塞ぎ板BP、BP内に収容されている肩状部内に、より正確にはこの肩状部と外側バスバー部分B1nの面F3内に収容されている溝部との間に、配置されている。この場合、シール21は、また、導電板BP1と外側バスバー部分B1nとの間の電気的絶縁のために、それらの間の間隔を確実にする。
フィン10間に配置されている、取外し可能なストラップ手段(図5Aの矢印CE参照)がバスバーアセンブリCONVを機械的に組み立てるのに使用され得ることに留意すべきである。
バスバー部分B2nまたはB3nと塞ぎ板BPまたはBPとの間の組立ての第1の例が、図5Bに示されている。図5Bの組立て例は、導電板BP2および内側バスバー部分B2n、B3nが同じ電位に設定されることを目的としている事象に対応する。図5Bに示されている通り、内側バスバー部分B2n、B3nの端部は、この場合、導電板BP2に収容されている固定溝部内に入れられているインデックスタブ12を含む。熱伝達液体および/または耐火液体および/または電気的絶縁液体の通過または交換のためのチャネル13が、本明細書では、内側バスバー部分B2n、B3n内に認められる。内側バスバー部分B2n、B3nと塞ぎ板BP、BPとの間の機械的接続は、例えば絶縁されたねじ通路を通る軸FX2のねじ(図示せず)により、確実にされる。
内側バスバー部分B2nまたはB3nと塞ぎ板BPまたはBPとの間の組立ての第2の例が、図5Cに示されている。図5Cの組立て例は、導電板BP1と内側バスバー部分B2n、B3nとが同じ電位に設定されることを目的としている場合に対応している。図5Cに示されている通り、内側バスバー部分B2n、B3nの端部は、板BP、BP内に収容されている溝部15内に入れられており、これは機械的インデックスおよび導電板BP1との電気的接触を可能にする。導電板BP2および誘電体層CCの材料は溝部15から引き出されており、内側バスバー部分B2n、B3nの端部は導電板BP1とのみ電気的に接触している。電気絶縁体14が、導電板BP2との絶縁のために、溝部15内に設けられている。熱伝達液体および/または耐火液体および/または電気的絶縁液体の通過または交換のためのチャネル16が内側バスバー部分B2n、B3n内に認められる。内側バスバー部分B2n、B3nと塞ぎ板BP、BPとの間の機械的取付けは、例えば軸FX3のねじ(図示せず)により、確実にされる。
本発明は、例として本明細書に記載されている特定の実施形態に限定されない。本発明の用途による当業者が、添付の特許請求の範囲内に入る様々な変更形態および変形形態を提供し得ると考えられる。

Claims (11)

  1. 電子パワーデバイス用のケーシングおよび放熱体を形成するバスバーアセンブリであって、中心軸(C)の周りに、接続されてかつ電気的に接触して配置されている複数のバスバーセクタ(S1からS6まで)と、前記中心軸(C)に対して垂直な上部塞ぎ板および下部塞ぎ板とを含み、前記バスバーセクタは各々、外側バスバー部分、および複数の内部空間の範囲を定める少なくとも1つの内側バスバー部分を含み、前記上部塞ぎ板および前記下部塞ぎ板は前記バスバー部分の上面および下面それぞれに接触しており、前記バスバー部分は「プレスパック」タイプの複数の電気的接触面を含む、バスバーアセンブリ。
  2. 前記複数のバスバーセクタ(S1からS6まで)の前記外側バスバー部分は外面上に冷却フィンを含むことを特徴とする、請求項1に記載のバスバーアセンブリ。
  3. 前記複数のバスバーセクタ(S1からS6まで)の前記バスバー部分は銅および/またはアルミニウムで作製されており、プロファイルドバーを成形することおよび/または機械加工することおよび/または切削することにより製造されることを特徴とする、請求項1または2に記載のバスバーアセンブリ。
  4. 前記接続面の隣接する外側バスバー部分間にかつ前記上部塞ぎ板および前記下部塞ぎ板と前記外側バスバー部分との間に配置されているシールを含むことを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載のバスバーアセンブリ。
  5. 前記上部塞ぎ板および前記下部塞ぎ板は積層されており、各々、中心誘電体層(CC)と、前記中心誘電体層の両面に2つの導電板(BP1、BP2)とを含み、前記導電板は前記バスバー部分と電気的に接触していることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載のバスバーアセンブリ。
  6. 前記中心誘電体層(CC)は少なくとも1つの埋込み電子回路および/または能動もしくは受動埋め込み電子部品を含むことを特徴とする、請求項5に記載のバスバーアセンブリ。
  7. 前記上部塞ぎ板および前記下部塞ぎ板のうちの少なくとも1つは「IMS」タイプであることを特徴とする、請求項5または6に記載のバスバーアセンブリ。
  8. 前記導電板は銅および/またはアルミニウムで作製されていることを特徴とする、請求項5から7のいずれか一項に記載のバスバーアセンブリ。
  9. 前記バスバーセクタの各々において、前記複数の内部空間は、前記外側バスバー部分の電気的接触面と第1の内側バスバー部分の電気的接触面との間で範囲を定められている第1の内部空間(E1)を含み、前記第1の内部空間(E1)は電子電力回路の「プレスパック」タイプの設置を対象とすることを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載のバスバーアセンブリ。
  10. 前記バスバーセクタの各々において、前記複数の内部空間は、前記第1の内側バスバー部分と前記中心軸(C)との間に収容される少なくとも1つの他の内部空間を含むことを特徴とする、請求項9に記載のバスバーアセンブリ。
  11. 前記バスバーセクタの各々において、前記複数の内部空間は、前記第1の内側バスバー部分と第2の内側バスバー部分との間に収容される第2の内部空間と、前記第2の内側バスバー部分と前記中心軸との間に収容される第3の内部空間とを含むことを特徴とする、請求項9に記載のバスバーアセンブリ。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3078456B1 (fr) * 2018-02-27 2020-02-28 Institut Vedecom Module de commutation de puissance et dispositif electronique de puissance integrant celui-ci
WO2024059490A2 (en) * 2022-09-12 2024-03-21 H3X Technologies Inc. Distributed dc link

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002528028A (ja) * 1998-10-07 2002-08-27 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 多相のインバータ装置
JP2004186504A (ja) * 2002-12-04 2004-07-02 Hitachi Unisia Automotive Ltd 半導体装置
JP2013033901A (ja) * 2011-06-29 2013-02-14 Nissan Motor Co Ltd 半導体装置
JP2013143427A (ja) * 2012-01-10 2013-07-22 Nissan Motor Co Ltd 半導体装置
JP2014135410A (ja) * 2013-01-11 2014-07-24 Toyota Central R&D Labs Inc 冷却型スイッチング素子モジュール

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3555293A (en) * 1969-04-04 1971-01-12 Westinghouse Electric Corp Bus duct
US3584138A (en) * 1969-12-10 1971-06-08 Westinghouse Electric Corp Bus duct including improved housing
US4945188A (en) * 1987-08-14 1990-07-31 Cableware Pty. Ltd. Bus system
US5442135A (en) * 1993-03-25 1995-08-15 Siemens Energy & Automation, Inc. Electrical power distribution busway and housing
US5619014A (en) * 1993-03-25 1997-04-08 Siemens Energy & Automation, Inc. Busway busbar with plug-in tab
US6265666B1 (en) * 1998-10-02 2001-07-24 Siemens Energy & Automation, Inc. Electrical power distribution busway having a two-piece housing
US6778389B1 (en) * 2003-07-03 2004-08-17 Visteon Global Technologies, Inc. Microelectronic package with tubular housing
JP2005348522A (ja) * 2004-06-03 2005-12-15 Hitachi Ltd 電動パワーステアリング用モータおよびその製造方法
US7829994B2 (en) * 2007-09-24 2010-11-09 Sixis, Inc. Semiconductor substrate elastomeric stack
EP2161745B1 (en) * 2008-09-08 2012-08-08 Converteam Technology Ltd Stack assemblies containing semiconductor devices
CN105122626B (zh) * 2013-04-16 2017-08-22 三菱电机株式会社 逆变器装置以及逆变器一体化型电动机
CN106796928B (zh) * 2014-10-08 2019-09-06 瑞美技术有限责任公司 用于mosfet模块的基座表面
US9681568B1 (en) * 2015-12-02 2017-06-13 Ge Energy Power Conversion Technology Ltd Compact stacked power modules for minimizing commutating inductance and methods for making the same
US10742003B2 (en) * 2017-03-31 2020-08-11 Nidec Corporation Bus bar unit and motor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002528028A (ja) * 1998-10-07 2002-08-27 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 多相のインバータ装置
JP2004186504A (ja) * 2002-12-04 2004-07-02 Hitachi Unisia Automotive Ltd 半導体装置
JP2013033901A (ja) * 2011-06-29 2013-02-14 Nissan Motor Co Ltd 半導体装置
JP2013143427A (ja) * 2012-01-10 2013-07-22 Nissan Motor Co Ltd 半導体装置
JP2014135410A (ja) * 2013-01-11 2014-07-24 Toyota Central R&D Labs Inc 冷却型スイッチング素子モジュール

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