JP2023161479A - 電気機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】電源で発生した熱によって電気部品が過度の高温に達することが抑制された電気機器を提供する。【解決手段】電気部品70と、電気部品から所定方向Xに離れた位置に設けられ、電源に接続されるコネクタ80と、電気部品とコネクタとを電気的に接続するバスバ53、57と、これらの周りを環状に囲む側壁110、120、130、140を有するケース100と、を備え、側壁は、所定方向に関して電気部品とコネクタの間に位置する基準壁132と、所定方向に関してコネクタを介して基準壁とは反対側に設けられ、所定方向に関してコネクタと並ぶとともに、所定方向に直交する直交方向Yに関して、基準壁と並ぶ並び壁134と、基準壁と並び壁をつなぐとともに、直交方向に関してコネクタと並ぶ連続壁136と、を備え、締結部材が、連続壁に直交方向に並ぶ位置に設けられている。【選択図】図5

Description

本明細書に記載の開示は、コネクタを備える電気機器に関するものである。
特許文献1に、コンデンサ、直流電源とコンデンサに接続されるコネクタ、および、これらを収納するケースを備える電力変換装置が記載されている。
特開2019-13142号公報
ケースは外郭を成す4つの外壁部を備える。外壁部の1つにコネクタが設けられている。コネクタが設けられた外壁部の端につながる2つの外壁部の間に、コンデンサが設けられている。コンデンサの入力端子と、コネクタの入力コネクタ端子と、が締結部材を介して締結されている。締結部材と、コネクタの設けられる外壁部につながる外壁部と、の間の距離が長い。電源で発生した熱が外壁部に放熱されにくい。電源で発生した熱によって電気部品が過度の高温に達するする虞があった。
本開示の目的は、電源で発生した熱によって電気部品が過度の高温に達することが抑制された電気機器を提供することである。
本開示の一態様による電気機器は、
受動素子(33)の収納される電気部品(70)と、
電気部品から所定方向(X;Y)に離れた位置に設けられ、外部電源(20)に接続されるコネクタ(80)と、
電気部品とコネクタとを電気的に接続するバスバ(53、57)と、
コネクタとバスバを締結する締結部材(210)と、
電気部品、コネクタ、バスバ、および、締結部材の周りを環状に囲む側壁(110、120、130、140;110、120、130、140、160)を有するケース(100)と、を備え、
側壁は、
所定方向に関して電気部品とコネクタの間に位置する基準壁(132;142;162a、162b)と、
所定方向に関してコネクタを介して基準壁とは反対側に設けられ、所定方向に関してコネクタと並ぶとともに、所定方向に直交する直交方向(Y;X)に関して、基準壁と並ぶ並び壁(134;144;164a、164b)と、
基準壁と並び壁をつなぐとともに、直交方向に関してコネクタと並ぶ連続壁(136;146;164b、164a)と、を備え、
締結部材が、連続壁に直交方向に並ぶ位置に設けられている。
これによれば、外部電源(20)で発生した熱が、連続壁(136;146;164b、164a)に放熱されやすい。外部電源(20)で発生した熱によって電気部品(70)が過度の高温に達することが抑制される。
なお、上記の括弧内の参照番号は、後述の実施形態に記載の構成との対応関係を示すものに過ぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。
電気機器を含む車載システムの概略構成を示す模式図である。 電気機器を含む車載システムの電気回路図である。 第1実施形態の電気機器の上面図である。 図3に示すIV-IV線に沿う第1実施形態の電気機器の断面図である。 第1実施形態の電気機器の上面図である。 第2実施形態の電気機器の上面図である。 第3実施形態の電気機器の上面図である。 第4実施形態の電気機器の上面図である。 第5実施形態の電気機器の上面図である。 第6実施形態の電気機器の上面図である。
以下、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。
また、各実施形態で組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士、実施形態と変形例、および、変形例同士を部分的に組み合せることも可能である。
(第1実施形態)
図1に示すように電気機器30は電気自動車のモータルーム1に設けられている。電気機器30は電力変換部31と基板32を備える。電力変換部31は、バッテリ20とモータ40との間で電力変換を行う。なおバッテリ20は外部電源に相当する。基板32には、複数のECUが搭載されている。複数のECUは協調して電気自動車を制御している。複数のECUの制御により、バッテリ20のSOCに応じたモータ40の回生と力行が制御される。SOCはstate of chargeの略である。ECUはelectronic control unitの略である。なお、電気機器30が搭載される対象は電気自動車に限定されない。他の一例として電気機器30はハイブリッド自動車に搭載されていてもよい。
車両の進行方法に関して後方側に、電気機器30はコネクタ80を備えている。コネクタ80は接続ケーブル83を介してバッテリ20に接続される。バッテリ20から接続ケーブル83とコネクタ80を介して電気機器30に電力が供給される。以下、車両の進退方向をX方向と称する場合がある。車両の左右方向をY方向と称する場合がある。車両の進退方向と車両の左右方向に直交する方向をZ方向と称する場合がある。なお、X方向は、所定方向に相当する。Y方向は、所定方向に直交する直交方向に相当する。Z方向は、所定方向と直交方向に直交する高さ方向に相当する。
図2に基づいて電気機器30が設けられる車載システム10を説明する。車載システム10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10は、バッテリ20、電気機器30、および、モータ40を有する。バッテリ20は複数の二次電池を有する。複数の二次電池は直列接続された電池スタックを構成している。この電池スタックのSOCがバッテリ20のSOCに相当する。二次電池としてはリチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池、および、有機ラジカル電池などを採用することができる。
電力変換部31は基板32の制御信号に基づいてバッテリ20とモータ40との間の電力変換を行う。電力変換部31は、バッテリ20の直流電力を交流電力に変換する。電力変換部31は、モータ40の発電(回生)によって生成された交流電力を直流電力に変換する。電力変換部31には、スイッチなどの半導体素子が含まれている。本実施形態ではスイッチとしてnチャネル型のIGBTを採用している。ただしこれらスイッチとしては、IGBTではなくMOSFETを採用することもできる。スイッチとしてMOSFETを採用する場合、ダイオードはなくともよい。これらスイッチは、Siなどの半導体、および、SiCなどのワイドギャップ半導体によって製造することができる。半導体素子の構成材料としては特に限定されない。
モータ40は、電気自動車の出力軸に連結されている。モータ40の回転エネルギーは出力軸を介して電気自動車の走行輪に伝達される。逆に、走行輪の回転エネルギーは出力軸を介してモータ40に伝達される。モータ40は電気機器30から供給される交流電力によって力行する。これにより走行輪への推進力の付与が成される。またモータ40は走行輪から伝達される回転エネルギーによって回生する。この回生によって発生した交流電力は、電気機器30によって直流電力に変換される。この直流電力がバッテリ20に供給される。また直流電力は電気自動車に搭載された各種電気負荷にも供給される。
<電力変換部の電気的接続>
電力変換部31はバッテリ20に第1給電部51と第2給電部55を介して電気的に接続されている。電力変換部31は、コンデンサ33、U相レグ34、V相レグ35、および、W相レグ36を有する。なお、コンデンサ33は受動素子に相当する。第1給電部51と第2給電部55との間にコンデンサ33およびU相レグ34~W相レグ36それぞれが接続されている。U相レグ34~W相レグ36に、基板32が電気的に接続されている。基板32は、U相レグ34~W相レグ36の備えるスイッチのオンオフ制御を行っている。
コンデンサ33は、交流を直流に整流する際に生じる脈流を平滑化する平滑コンデンサである。コンデンサ33は2つの電極と2つの端子を有している。コンデンサ33の備える1つの電極に、1つの端子である第1端子33aが接続されている。コンデンサ33の備える別の1つの電極に、別の1つの端子である第2端子33bが接続されている。第1端子33aが第1給電部51に電気的に接続されている。第2端子33bが第2給電部55に電気的に接続されている。
U相レグ34~W相レグ36それぞれは直列接続された2つのスイッチを有する。U相レグ34~W相レグ36それぞれはスイッチとしてハイサイドスイッチ37とローサイドスイッチ38を有する。またU相レグ34~W相レグ36それぞれはダイオードとしてハイサイドダイオード37aとローサイドダイオード38aを有する。
ハイサイドスイッチ37のコレクタ電極は第1給電部51に接続されている。ハイサイドスイッチ37のエミッタ電極はローサイドスイッチ38のコレクタ電極に接続されている。ローサイドスイッチ38のエミッタ電極は第2給電部55に接続されている。これによりハイサイドスイッチ37とローサイドスイッチ38は第1給電部51から第2給電部55へ向かって順に直列接続されている。
またハイサイドスイッチ37それぞれのコレクタ電極に、ハイサイドダイオード37aのカソード電極が接続されている。ハイサイドスイッチ37のエミッタ電極に、ハイサイドダイオード37aのアノード電極が接続されている。ハイサイドスイッチ37に、ハイサイドスイッチ37が逆並列接続されている。
同様にして、ローサイドスイッチ38それぞれのコレクタ電極に、ローサイドダイオード38aのカソード電極が接続されている。ローサイドスイッチ38のエミッタ電極にローサイドダイオード38aのアノード電極が接続されている。ローサイドスイッチ38に、ローサイドダイオード38aが逆並列接続されている。
さらに、U相レグ34の備えるハイサイドスイッチ37とローサイドスイッチ38との間の中点にU相バスバ41が接続されている。U相バスバ41はモータ40のU相ステータコイルに接続されている。V相レグ35の備えるハイサイドスイッチ37とローサイドスイッチ38との間の中点にV相バスバ42が接続されている。V相バスバ42はモータ40のV相ステータコイルに接続されている。W相レグ36の備えるハイサイドスイッチ37とローサイドスイッチ38との間の中点にW相バスバ43が接続されている。W相バスバ43はモータ40のW相ステータコイルに接続されている。
モータ40を力行する場合、基板32に設けられたECUからの制御信号によって、U相レグ34~W相レグ36の備えるハイサイドスイッチ37とローサイドスイッチ38それぞれがPWM制御される。これにより電気機器30で3相交流が生成される。モータ40が発電(回生)する場合、ECUは例えば制御信号の出力を停止する。これによりモータ40の発電によって生成された交流電力がU相レグ34~W相レグ36の備えるダイオードを通る。この結果、交流電力が直流電力に変換される。
<電気機器の機械的構成>
電気機器30はこれまでに説明した回路の構成要素の他に、冷却器60、コンデンサケース70、ケース100、複数の第1締結部材210、および、複数の第2締結部材220を有する。また上記したU相レグ34~W相レグ36それぞれは被覆樹脂に覆われてスイッチモジュール39を構成する。冷却器60はU相~W相のスイッチモジュール39を収納しつつ、冷却する機能を果たす。複数のスイッチモジュール39は冷却器60に収納されてパワーモジュール65を構成する。なお、コンデンサケース70は電気部品に相当する。
またこれまでに説明した第1給電部51は、第1コネクタバスバ52、第1介在バスバ53、および、第1接続バスバ54を備える。第1コネクタバスバ52は、第1介在バスバ53を介して、第1接続バスバ54に接続される。第1コネクタバスバ52は、バッテリ20の正極と第1介在バスバ53とを電気的に接続する。第1介在バスバ53は、第1コネクタバスバ52とコンデンサ33の第1端子33aとを電気的に接続する。第1接続バスバ54は、第1端子33aとパワーモジュール65の備えるハイサイドスイッチ37のコレクタ端子とを電気的に接続する。
同様に、これまでに説明した第2給電部55は、第2コネクタバスバ56、第2介在バスバ57、および、第2接続バスバ58を備える。第2コネクタバスバ56は、第2介在バスバ57を介して、第2接続バスバ58に接続される。第2コネクタバスバ56は、第2介在バスバ57を介して、第2接続バスバ58に接続される。第2コネクタバスバ56は、バッテリ20の負極と第2介在バスバ57とを電気的に接続する。第2介在バスバ57は、第2コネクタバスバ56とコンデンサ33の第2端子33bとを電気的に接続する。第2接続バスバ58は、第2端子33bとパワーモジュール65の備えるローサイドスイッチ38のエミッタ端子とを電気的に接続する。
以下、第1介在バスバ53と第2介在バスバ57を合わせて介在バスバ53、57と称する場合がある。第1コネクタバスバ52と第2コネクタバスバ56を合わせてコネクタバスバ52、56と称する場合がある。第1接続バスバ54と第2接続バスバ58を合わせて、接続バスバ54、58と称する場合がある。
<冷却器とパワーモジュール>
図3に示すように、冷却器60は供給管61、排出管63、および、複数の中継管62を有する。供給管61と排出管63は複数の中継管62を介して連結されている。供給管61と排出管63はX方向に沿って延びている。供給管61と排出管63はY方向に離れて並んでいる。複数の中継管62は、供給管61と排出管63の間でY方向に沿って延びている。複数の中継管62はX方向にスイッチモジュール39の厚さ分、離れて並んでいる。Y方向に関して中継管62の一端が供給管61に繋がっている。Y方向に関して中継管62の他端が排出管63に繋がっている。
X方向に関して、供給管61の一端に、冷媒が供給される供給口61aが設けられている。X方向に関して、排出管63の一端に、冷媒が排出される排出口63aが設けられている。供給口61aから供給管61に流れた冷媒が、複数の中継管62を介して、排出管63へ流れて、排出口63aから排出される。
X方向に隣合う2つの中継管62の間の空隙に、一例として3個の空隙が構成されている。これら3個の空隙それぞれに、U相スイッチモジュール39a、V相スイッチモジュール39b、W相モジュール39cが個別に設けられている。なお、パワーモジュール65に含まれるスイッチモジュール39の数は3個に限定されない。モータ40の個数に応じてスイッチモジュール39の数が3の倍数ずつ増大してもよい。
スイッチモジュール39から主端子と接続端子が露出されている。主端子は、ハイサイドスイッチ37のコレクタ端子と、ローサイドスイッチ38のエミッタ端子と、ハイサイドスイッチ37のエミッタ端子とローサイドスイッチ38のコレクタ端子に接続される中間端子と、を備える。接続端子は、ハイサイドスイッチ37およびローサイドスイッチ38のゲート電極に接続されるゲート端子である。
主端子と接続端子とはZ方向に関してスイッチモジュール39の反対側に設けられる。主端子と接続端子は、スイッチモジュール39から遠ざかるように延びている。接続端子は基板32に向かって延びている。接続端子は、基板32に設けられる電気部品とはんだなどを介して電気的に接続されている。主端子は、コンデンサ33に向かって延びている。主端子は、第1接続バスバ54および第2接続バスバ58を介して、コンデンサ33に電気的に接続されている。
<コンデンサケース>
コンデンサケース70は、コンデンサ33を収納するケースである。コンデンサケース70は一例として直方体形状を成す。コンデンサ33はコンデンサケース70の内部で封止樹脂によって、コンデンサケース70に固定される。第1端子33aの一部と第2端子33bの一部がコンデンサケース70から露出されている。第1端子33aの一部がパワーモジュール65とコネクタ80それぞれに向かって延びている。なお、図面においては、第1端子33aにおけるパワーモジュール65に向かって延びる部位の記載を省略している。図面においては、第1端子33aにおけるコネクタ80に向かって延びる部位のみを選択的に記載している。同様に、図面においては、第2端子33bにおけるパワーモジュール65に向かって延びる部位の記載を省略している。図面においては、第2端子33bにおけるコネクタ80に向かって延びる部位のみを記載している。
<コネクタ>
コネクタ80はバッテリ20の電力をコンデンサ33に供給するための電気部品である。コネクタ80は、第1コネクタバスバ52、第2コネクタバスバ56、および、これらを固定する樹脂製の固定部82を有する。第1コネクタバスバ52および第2コネクタバスバ56が、固定部82にインサート成形されている。第1コネクタバスバ52および第2コネクタバスバ56は、Z方向に離れて並ぶ一端と他端を有する。第1コネクタバスバ52および第2コネクタバスバ56の一端と他端それぞれが、固定部82から露出されている。第1コネクタバスバ52の一端が、第1締結部材210を介して第1介在バスバ53に電気的に接続される。第2コネクタバスバ56の一部が、第1締結部材210を介して第2介在バスバ57に電気的に接続される。第1コネクタバスバ52の他端がバッテリ20の正極につながる接続ケーブル83に電気的に接続される。第2コネクタバスバ56の他端がバッテリ20の負極につながる接続ケーブル83に電気的に接続される。
<ケース>
図3~図5に示すように、ケース100は、介在バスバ53、57、接続バスバ54、58、パワーモジュール65、コンデンサケース70、および、コネクタ80の一部を収納するケースである。ケース100は、第1側壁110、第2側壁120、第3側壁130、第4側壁140、仕切り壁150、および、カバー190を備える。ケース100は冷却器60を流れる冷媒によって冷却されている。
第1側壁110と第3側壁130とがX方向に離れて並んでいる。第1側壁110がY方向に沿って延びている。第3側壁130がY方向とX方向に沿って延びている。第2側壁120と第4側壁140とがY方向に離れて並んでいる。第2側壁120がX方向に沿って延びている。第4側壁140がX方向に沿って延びている。第2側壁120は、第4側壁140とY方向で対向する対向壁121と、対向壁121に繋がる延長壁122と、を備える。なお、図面においては対向壁121と延長壁122との境界を破線で示している。
第1側壁110の一端と、対向壁121の一端とが、繋がっている。対向壁121の他端と、延長壁122の一端とが、繋がっている。延長壁122の他端が、第3側壁130に、繋がっている。また第1側壁110の他端と、第4側壁140の一端とが、繋がっている。第4側壁140の他端が、第3側壁130の他端に、繋がっている。
第1側壁110~第4側壁140が、第1側壁110、第2側壁120、第3側壁130、第4側壁140の順に環状に連続して延びている。第1側壁110~第4側壁140は、Z方向の一端に位置する底側端部170と、Z方向の他端に位置する底側端部170とは反対側の天側端部180と、を備える。第1側壁110~第4側壁140によって、底側端部170側に、U相バスバ41~W相バスバ43を通すための、第1開口部171が構成されている。
第3側壁130は、基準壁132と並び壁134と連続壁136とを備える。X方向に関して、基準壁132と並び壁134は、第1側壁110からの距離が異なっている。第1側壁110と基準壁132との間の距離は、第1側壁110と並び壁134との間の距離よりも短い。言い換えれば、第1側壁110と並び壁134との間の距離は、第1側壁110と並び壁134との間の距離よりも長い。基準壁132と並び壁134はX方向に関して所定距離離れるとともに、Y方向に並んでいる。
X方向に関して、基準壁132と並び壁134の間に連続壁136が設けられている。基準壁132と並び壁134の間で、連続壁136がX方向に延びている。連続壁136を介して、基準壁132と並び壁134が一体的に繋がっている。
基準壁132はY方向に関して第4側壁140側に設けられている。基準壁132の一端が、第4側壁140の他端に繋がっている。並び壁134はY方向に関して第2側壁120側に設けられている。並び壁134の一端が、延長壁122の他端に繋がっている。
また基準壁132の他端が、連続壁136の一端に繋がっている。並び壁134の他端が、連続壁136の他端に繋がっている。連続壁136はY方向に関して第2側壁120と第4側壁140の間に設けられている。第2側壁120と連続壁136との間の距離は、第2側壁120と第4側壁140との間の距離よりも短い。言い換えれば、第2側壁120と第4側壁140との間の距離は、第2側壁120と連続壁136との間の距離よりも長い。さらに、連続壁136はX方向に関してコンデンサケース70の重複範囲に含まれている。連続壁136はX方向に関してコンデンサケース70の投影領域内に含まれている。
また図4に示すように、ケース100は、仕切り壁150によって、コンデンサケース70およびコネクタ80の一部が収納される第1収納空間101と、パワーモジュール65が収納される第2収納空間102と、に区画される。仕切り壁150は第1仕切り部152、第2仕切り部154、第3仕切り部156、および、第4仕切り部158を備える。
第1仕切り部152~第4仕切り部158が同一の材料によって繋がっている。第1仕切り部152は、xy平面に沿って延びている。Z方向に関して、第1仕切り部152は、天側端部180と底側端部170の間に設けられている。第1仕切り部152は、第1側壁110の第1内面110a、第2側壁120の第2内面120a、第4側壁140の第4内面140aに繋がっている。
第1仕切り部152は、天側端部180側の第1仕切り上面152aと、底側端部170側の第1仕切り下面152bを備える。第1仕切り部152は、第1仕切り上面152aと第1仕切り下面152bに開口する、接続バスバ54、58を通すための第2開口部151が設けられている。第1仕切り部152における第1側壁110から離れた側の端の第1仕切り上面152aに、第2仕切り部154が設けられている。
第2仕切り部154は第1仕切り上面152aから遠ざかるように天側端部180側に向かってZ方向に延びている。第2仕切り部154は第2内面120aと第4内面140aに繋がっている。第2仕切り部154における天側端部180側の端に第3仕切り部156の一端が連結されている。第3仕切り部156は、第2内面120aと、並び壁134の第3内面130aと、第4内面140aと、に繋がっている。
第3仕切り部156は、天側端部180側の第3仕切り上面156aと、底側端部170側の第3仕切り下面156bとを備える。第3仕切り部156には、第3仕切り上面156aと第3仕切り下面156bに開口する、コネクタ80を通すための第3開口部157が設けられている。第1側壁110、第2側壁120、第3側壁130、第4側壁140、第1仕切り部152、第2仕切り部154、および、第3仕切り部156によって、略L字状に囲まれた第1収納空間101が構成されている。
第3開口部157の第1側壁110側の縁に、第4仕切り部158の一端が連結されている。第4仕切り部158は第3仕切り部156から遠ざかるようにして天側端部180に向かって延びている。第1側壁110、第2側壁120、第4仕切り部158、および、第4側壁140によって、天側端部180側に、カバー190が設けられる第4開口部181が構成されている。第1側壁110、第2側壁120、第3側壁130、第4側壁140、および、仕切り壁150によって、第4開口部181側に、第2収納空間102が構成されている。
<第1収納空間における各種構成要素の配置>
図4および図5に示すように、第1収納空間101に、介在バスバ53、57、コンデンサケース70、および、コネクタ80が収納されている。なお、図4の断面の位置を明確とするために、図5にも断面線を破線で示している。
第1収納空間101において、X方向に関して第1側壁110から第3側壁130に向かって、コンデンサケース70、介在バスバ53、57、コネクタ80の順に並んでいる。第1収納空間101における、第1側壁110、第2側壁120、および、第4側壁140に囲まれる、第1側壁110側の空間に、コンデンサケース70が収納されている。第1収納空間101における、第2側壁120、並び壁134、および、連続壁136で囲まれる、第3側壁130側の空間に、コネクタ80が収納されている。介在バスバ53、57が、第1側壁110側の空間と第3側壁130側の空間に渡って設けられている。
より詳細に言えば、X方向に関してコンデンサケース70とコネクタ80の間に基準壁132が設けられている。X方向に関してコネクタ80の反対側にコネクタ80とX方向で並ぶ並び壁134が設けられている。並び壁134と基準壁132とがY方向に関して並んでいる。並び壁134と基準壁132とが連続壁136を介して繋がっている。連続壁136はY方向に関してコネクタ80と並んでいる。
Z方向に関して第2開口部151と並ぶ態様で、コンデンサケース70が第1仕切り部152に設けられている。コンデンサケース70から、接続バスバ54、58と、第1端子33aと、第2端子33bとが、露出されている。接続バスバ54、58がコンデンサケース70から遠ざかる態様で、カバー190側に向かってZ方向に延びている。第1端子33aと第2端子33bが、コンデンサケース70から第3側壁130に向かってX方向に延びている。
コンデンサケース70から露出した接続バスバ54、58が第2開口部151を通っている。接続バスバ54、58がパワーモジュール65に含まれるスイッチモジュール39の主端子に電気的に接続されている。また第3開口部157にコネクタ80が通されている。コネクタ80の一部が第1収納空間101に設けられている。
第1収納空間101に設けられたコネクタ80から、コネクタバスバ52、56の一部が露出されている。コネクタバスバ52、56に第1締結部材210を介して介在バスバ53、57が接続されている。第1締結部材210は連続壁136に対してY方向で並ぶ位置に設けられている。介在バスバ53、57に第2締結部材220を介して端子33a、33bが接続されている。なお、第1端子33aと第2端子33bを合わせて単に端子33a、33bと称する場合がある。第2締結部材220は対向壁121に対してY方向で並ぶ位置に設けられている。
第1介在バスバ53は、第1端子33aと第1コネクタバスバ52とを電気的に接続している。第2介在バスバ57は、第2端子33bと第2コネクタバスバ56とを電気的に接続している。
<介在バスバ>
介在バスバ53、57は、第1介在部53a、57a、第2介在部53b、57b、第3介在部53c、57c、第4介在部53d、57d、および、第5介在部53e、57e、を備える。第1介在バスバ53が、第1介在部53a、第2介在部53b、第3介在部53c、第4介在部53d、および、第5介在部53eを備える。第2介在バスバ57が、第1介在部57a、第2介在部57b、第3介在部57c、第4介在部57d、および、第5介在部57eを備える。第1介在バスバ53と第2介在バスバ57とがY方向に並んでいる。
上記したように第1端子33aと第2端子33bはコンデンサケース70からコネクタ80に向かってX方向に延びている。第1端子33aと第1介在バスバ53とが第2締結部材220を介して締結されている。第2端子33bと第2介在バスバ57とが第2締結部材220を介して締結されている。第1介在部53a、57aは、第2締結部材220から離れるように延びている。第1介在部53a、57aにおける第2締結部材220から離れた端が、第1仕切り部152よりもX方向に関して第3側壁130側に設けられている。
第1介在部53a、57aにおける第2締結部材220から離れた端に、第2介在部53b、57bが繋がっている。第2介在部53b、57bは、Z方向にカバー190側に向かって延びている。第2介在部53b、57bが、第1仕切り部152よりも底側端部170側の空間と、第1仕切り部152よりも天側端部180側の空間にわたって設けられている。第2介在部53b、57bにおけるカバー190側の端に、第3介在部53c、57cが繋がっている。
第3介在部53c、57cは第2側壁120に向かってY方向に延びている。第3介在部53c、57cにおける第2側壁120側の端に、第4介在部53d、57dが繋がっている。第4介在部53d、57dはカバー190から遠ざかるようにZ方向に延びている。第4介在部53d、57dは、第1仕切り部152よりも天側端部180側の空間で、第2仕切り部154に沿ってZ方向に延びている。第4介在部53d、57dにおけるカバー190から離れた端に、第5介在部53e、57eが繋がっている。
第2介在部53b、57b、第3介在部53c、57c、および、第4介在部53d、57dによってU字形状が形成されている。介在バスバ53、57は、自身の厚さ方向、すなわち、Z方向にU字状に屈曲し、U字形状を形成しているとも言える。第5介在部53e、57eは、第3側壁130に向かってX方向に延びている。第5介在部53e、57eにおける第3側壁130側の端に、コネクタバスバ52、56が第1締結部材210を介して締結されている。第5介在部53eにおける第3側壁130側の端に、第1コネクタバスバ52が第1締結部材210を介して締結されている。第5介在部57eにおける第3側壁130側の端に、第2コネクタバスバ56が第1締結部材210を介して締結されている。
第5介在部53e、57eは延長壁122に沿ってX方向に延びている。第5介在部53e、57eは、第1収納空間101における対向壁121と第4側壁140の間の空間と、第1収納空間101における延長壁122と連続壁136の間の空間に渡って設けられている。第1締結部材210が基準壁132よりも並び壁134側に設けられている。第1締結部材210が並び壁134と連続壁136の間の空間に設けられている。さらに言えば、第1締結部材210が延長壁122と並び壁134と連続壁136に囲まれている。第1締結部材210が延長壁122と並び壁134と連続壁136に囲まれた空間に設けられている。
なお、第5介在部53eに締結される第1締結部材210と延長壁122との間に、製造時において工具が入り込める程度の空隙が設けられている。第5介在部57eに締結される第1締結部材210と連続壁136との間に、製造時において工具が入り込める程度の空隙が設けられている。
また介在バスバ53、57の長さは、コンデンサケース70と第1締結部材210との間の距離よりも長い。介在バスバ53、57の長さとは、第1介在部53a、57a~第5介在部53e、57eを合わせた長さのことである。
さらに、第1締結部材210が第2締結部材220よりもZ方向に関してカバー190側に設けられている。第1締結部材210がZ方向に関して第1仕切り部152よりもカバー190側に設けられている。X方向に関して、第1締結部材210がコンデンサケース70と非重複になっている。X方向に関して、第2仕切り部154が第1締結部材210と第2締結部材220の間に設けられている。Z方向に関して、第2仕切り部154の一部が、第1締結部材210と第2締結部材220の間に設けられている。これによれば第2仕切り部154によってコンデンサケース70への熱の伝熱が抑制されやすい。
<第2収納空間における各種構成要素の配置>
第2収納空間102に、基板32とパワーモジュール65が収納されている。基板32とパワーモジュール65とがZ方向に関して並んでいる。第2収納空間102において、基板32がパワーモジュール65よりもカバー190側に設けられている。第2収納空間102において、パワーモジュール65が第2開口部151に向かい合う態様で設けられている。パワーモジュール65に含まれるスイッチモジュール39から延びる接続端子が基板32に電気的に接続されている。
<作用効果>
これまでに説明したように、バッテリ20からコネクタバスバ52、56と介在バスバ53、57を介して、コンデンサ33に電力が供給されている。コネクタバスバ52、56と介在バスバ53、57とが第1締結部材210を介して締結されている。介在バスバ53、57とコンデンサ33とが第2締結部材220を介して締結されている。バッテリ20からコンデンサ33に電力が供給されると、コネクタバスバ52、56、第1締結部材210、介在バスバ53、57、および、第2締結部材220を介して、バッテリ20で発生した熱がコンデンサ33に伝熱する。以下、説明を簡便とするためにバッテリ20で発生した熱を単にバッテリ20の熱と称する場合がある。
コネクタバスバ52、56、第1締結部材210、介在バスバ53、57、および、第2締結部材220は、バッテリ20とコンデンサ33との伝熱経路であるとも言える。電力供給に伴い、バッテリ20の熱が伝熱経路を介してコンデンサ33に伝熱すると、コンデンサ33が過度の高温に達するする虞がある。バッテリ20の熱は、コネクタバスバ52、56から第1締結部材210を介して介在バスバ53、57に伝熱される。伝熱経路において、コネクタバスバ52、56と、第1締結部材210と、介在バスバ53、57とが重なる重複部位で、高温になりやすい。
第1締結部材210は、第1締結部材210は連続壁136に対してY方向で並ぶ位置に設けられている。これによれば、バッテリ20の熱が重複部位から連続壁136に放熱されやすい。重複部位から介在バスバ53、57に伝熱される熱が抑制されやすい。介在バスバ53、57を介して伝熱される熱によって、コンデンサ33が過度の高温に達することが抑制されやすい。過度の高温とは、コンデンサ33の機能を保証できる上限の温度に相当する。コンデンサ33は、過度の高温や過度の低温では機能が低下する虞があるために、コンデンサ33の機能が保証できる温度範囲で電気機器30を動作させることが必要である。
また本実施形態とは異なり、第3側壁130が基準壁132のみで構成され、コンデンサケース70と基準壁132の間にコネクタ80と第1締結部材210が設けられる場合、コンデンサケース70と第1締結部材210との距離が本実施形態と比べて短くなる。コンデンサケース70と基準壁132の間に第1締結部材210が設けられる形態と比較して、本実施形態ではコンデンサケース70と第1締結部材210との距離が長くなる。その分、バッテリ20の熱が伝熱経路で放熱されやすい。
これまでに説明したように、連続壁136がY方向に関して第2側壁120と第4側壁140の間に設けられている。連続壁136がX方向に関してコンデンサケース70の重複範囲に含まれている。これによれば、電気機器30の体格が増大することが抑制される。電気機器30の搭載スペースが少なくて済むようになる。コンデンサ33への伝熱の抑制と、体格の増大の抑制が両立可能になる。
これまでに説明したように、Z方向に関して、第1締結部材210が第1仕切り部152よりもカバー190側に設けられている。X方向に関して、コンデンサケース70の非重複範囲に、第1締結部材210が設けられている。これによれば、コンデンサケース70と第1締結部材210との距離が長くなる。バッテリ20の熱が伝熱経路で放熱されやすい。
これまでに説明したように、延長壁122と並び壁134と連続壁136に囲まれた空間に第1締結部材210が設けられている。これによれば、バッテリ20の熱が、延長壁122と連続壁136と並び壁134に放熱されやすくなる。介在バスバ53、57に伝熱される熱が抑制されやすくなる。
これまでに説明したように、介在バスバ53、57は、第1介在部53a、57a~第5介在部53e、57eを備える。第1介在部53a、57a~第5介在部53e、57eを合わせた介在バスバ53、57の長さは、コンデンサケース70と第1締結部材210との間の距離よりも長い。これによれば、バッテリ20の熱が伝熱経路で放熱されやすい。
これまでに説明したように、第1介在バスバ53と第2介在バスバ57とがY方向に並んでいる。これによれば、第1介在バスバ53の周りに生じる磁界と、第2介在バスバ57の周りに生じる磁界とが打ち消し合う。介在バスバ53、57の長さが、コンデンサケース70と第1締結部材210との間の距離よりも長くなっていても、介在バスバ53、57に電磁ノイズが侵入しにくくなる。
これまでに説明したように、電気機器30が車両のモータルーム1に設けられている。車両の進行方向に関して後方側にコネクタ80が位置するように、電気機器30がモータルーム1に設けられている。これによれば、車両が進行方向の前方側で外部の障壁などに衝突した際に、コネクタ80が損傷することが抑制されやすい。
以下第2実施形態~第6実施形態について説明する。第2実施形態~第5実施形態においては、Y方向が所定方向に相当する。X方向が直交方向に相当する。第6実施形態については、X方向が所定方向に相当しY方向が直交方向に相当する場合と、Y方向が所定方向に相当しX方向が直交方向に相当する場合の両方を含む。
(第2実施形態)
第1実施形態においては、介在バスバ53、57がZ方向に屈曲しながらX方向に延びて、第1締結部材210が、延長壁122と並び壁134と連続壁136に囲まれる空間に設けられる形態について説明した。しかしながら介在バスバ53、57の延びる方向はX方向に限定されず、X方向以外の方向に延びていても良い。第1締結部材210が、延長壁122と並び壁134と連続壁136に囲まれる空間以外の空間に設けられていても良い。
図6に示すように、第2実施形態においては、第4側壁140が、基準壁142、並び壁144、および、連続壁146を備えている。第4側壁140が、2つの基準壁142、1つの並び壁144、および、2つの連続壁146を備えている。1つの基準壁142の端が第1側壁110の端に繋がっている。別の1つの基準壁142の端が第3側壁130の端に繋がっている。第1側壁110側の基準壁142が第3側壁130に向かって延びている。第3側壁130側の基準壁142が第1側壁110に向かって延びている。第3側壁130に向かって延びた基準壁142の端に連続壁146が繋がっている。第1側壁110に向かって延びた基準壁142の端に連続壁146が繋がっている。2つの連続壁146が並び壁144を介して繋がっている。
さらに第2実施形態においては、2つの連続壁146と並び壁144によって区画される空間にコネクタ80が設けられている。コンデンサケース70とコネクタ80の間に、両者を電気的に接続する介在バスバ53、57が設けられている。介在バスバ53、57がY方向に沿って延びている。Y方向に沿って延びる介在バスバ53、57の端とコネクタバスバ52、56とが第1締結部材210を介して締結されている。
第1締結部材210が、2つの連続壁146と並び壁144によって区画される空間に設けられている。第1締結部材210が、2つの連続壁146にとX方向に関して並んでいる。バッテリ20の熱が、コネクタバスバ52、56、第1締結部材210、および、介在バスバ53、57の重複部位から2つの連続壁146に熱が放熱される。バッテリ20の熱が重複部位から介在バスバ53、57に伝熱される熱が抑制されやすい。介在バスバ53、57を介して伝熱される熱によって、コンデンサ33が過度の高温に達することが抑制されやすい。
(第3実施形態)
第1実施形態および第2実施形態においては、コンデンサケース70が直方体形状である形態について説明した。しかしながらコンデンサケース70の形態は直方体形状に限定されない。図7に示すように、第3実施形態においてはコンデンサケース70の一部が凹んだ形状を成している。その場合、コンデンサケース70の凹んだ部位から、第1端子33aと第2端子33bが露出する。コンデンサケース70の凹んだ部位から露出した第1端子33aと第2端子33bに、Y方向に延びる介在バスバ53、57が第2締結部材220を介して締結される。介在バスバ53、57におけるコンデンサケース70から離れた端に締結される第1締結部材210が、2つの連続壁146にとX方向に関して並んでいる。
(第4実施形態)
図8に示すように、第4実施形態においては、コンデンサケース70が円筒形状を成している。その場合、円筒形状の側面から、第1端子33aと第2端子33bが露出する。円筒形状の側面から露出した第1端子33aと第2端子33bに、Y方向に延びる介在バスバ53、57が第2締結部材220を介して締結される。介在バスバ53、57におけるコンデンサケース70から離れた端に締結される第1締結部材210が、2つの連続壁146にとX方向に関して並んでいる。
(第5実施形態)
図9に示すように、第5実施形態においては、第1側壁110が対向壁111と延長壁112を備える。対向壁111はX方向に関して第3側壁130に対向する。延長壁112は対向壁111の端に繋がって、第2側壁120から遠ざかるように延びている。
第5実施形態においては、第4側壁140が、2つの基準壁142、1つの並び壁144、2つの連続壁146の他に、第1突出壁141と第2突出壁143を備えている。第1側壁110から第3側壁130に向かって、第1突出壁141、基準壁142、並び壁144、基準壁142の順に並んでいる。第1突出壁141と基準壁142とが第2突出壁143を介して繋がっている。基準壁142と壁144とが連続壁146を介して繋がっている。
並び壁144と、2つの連続壁146によって、第1締結部材210が設けられる空間が区画されている。第1締結部材210が、2つの連続壁146とX方向に関して並んでいる。延長壁112、第1突出壁141、第2突出壁143によって、第1締結部材210が設けられる空間と並ぶ、別の空間が区画されている。なお、1つの延長壁112、1つの並び壁144、1つの連続壁146に、電気機器30を構成する構成要素が含まれていても良い。
(第6実施形態)
図10に示すように、第6実施形態においては、ケース100が第1側壁110~第4側壁140の他に、環状壁160を備えている。第6実施形態において、第1側壁110~第4側壁140、および、環状壁160が側壁に相当する。環状壁160は、第3側壁130と第4側壁140との間の隅に設けられている。第3側壁130と第4側壁140との間の隅において、環状壁160は第3側壁130と第4側壁140に繋がっている。環状壁160は、X方向に離間して並ぶ第1環状壁162aおよび第3環状壁164aと、Y方向に離間して並ぶ第2環状壁164bおよび第4環状壁162bと、を備える。
第1環状壁162aが第4側壁140の端に繋がっている。第4環状壁162bが第3側壁130の端部に繋がっている。第2環状壁164bが第1環状壁162aの第4側壁140から離れた端に繋がっている。第3環状壁164aが第4環状壁162bの第3側壁130から離れた端に繋がっている。第2環状壁164bの第1環状壁162aから離れた端と第3環状壁164aの第4環状壁162bから離れた端とが繋がっている。
第1環状壁162a、第2環状壁164b、第3環状壁164a、および、第4環状壁162bによって囲まれる空間に、コネクタ80が設けられている。介在バスバ53、57が、コンデンサケース70からコネクタ80に向かって斜めに延びている。介在バスバ53、57が、xy平面においてX方向とY方向の間の方向で、コンデンサケース70からコネクタ80に向かって延びている。
X方向に関してコンデンサケース70とコネクタ80の間に第1環状壁162aが設けられている。X方向に関してコネクタ80の反対側にコネクタ80とX方向で並ぶ第3環状壁164aが設けられている。第3環状壁164aが第1環状壁162aとX方向で並ぶとともに、第3環状壁164aにおける第4環状壁162b側の部位が第1環状壁162aとY方向に関して並んでいる。第3環状壁164aと第1環状壁162aとが第2環状壁164bを介して繋がっている。第2環状壁164bはY方向に関してコネクタ80と並んでいる。第1締結部材210が、第2環状壁164bとY方向に関して並んでいる。この場合、第1環状壁162aが基準壁、第3環状壁164aが並び壁、第2環状壁164bが連続壁に相当すると言える。
またY方向に関してコンデンサケース70とコネクタ80の間に第4環状壁162bが設けられている。Y方向に関してコネクタ80の反対側にコネクタ80とY方向で並ぶ第2環状壁164bが設けられている。第2環状壁164bが第4環状壁162bとY方向で並ぶとともに、2環状壁164bにおける第1環状壁162a側の部位が第4環状壁162bとX方向に関して並んでいる。第4環状壁162bと第2環状壁164bとが第3環状壁164aを介して繋がっている。第3環状壁164aはX方向に関してコネクタ80と並んでいる。第1締結部材210が、第3環状壁164aとX方向に関して並んでいる。この場合、第4環状壁162bが基準壁、第2環状壁164bが並び壁、第3環状壁164aが連続壁に相当すると言える。
これによれば、第1締結部材210が、第2環状壁164bとY方向に関して並び、第3環状壁164aとX方向に関して並ぶ。バッテリ20の熱が、コネクタバスバ52、56、第1締結部材210、および、介在バスバ53、57の重複部位から、第2環状壁164bと第3環状壁164aに熱が放熱される。バッテリ20の熱が重複部位から介在バスバ53、57に伝熱される熱が抑制されやすい。介在バスバ53、57を介して伝熱される熱によって、コンデンサ33が過度の高温に達することが抑制されやすい。
(その他の変形例)
本開示は、実施形態に準拠して記述されたが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態が本開示に示されているが、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範ちゅうや思想範囲に入るものである。
1 モータルーム、 100 ケース、 110、120 側壁、 122 延長壁、 130 側壁、 132 基準壁、 134 壁、 136 連続壁、 140 側壁、 142 基準壁、 144 壁、 146 連続壁、 160 側壁、 162a、162b 基準壁、 164a 壁、 164a 連続壁、 164b 壁、 164b、166 連続壁、 20 外部電源、 210 締結部材、 33 受動素子、 53、57 バスバ、 70 電気部品、 80 コネクタ、 U 字状、 X 所定方向、 X 直交方向、 Y 所定方向、 Y 直交方向。

Claims (10)

  1. 受動素子(33)の収納される電気部品(70)と、
    前記電気部品から所定方向(X;Y)に離れた位置に設けられ、外部電源(20)に接続されるコネクタ(80)と、
    前記電気部品と前記コネクタとを電気的に接続するバスバ(53、57)と、
    前記コネクタと前記バスバを締結する締結部材(210)と、
    前記電気部品、前記コネクタ、前記バスバ、および、前記締結部材の周りを環状に囲む側壁(110、120、130、140;110、120、130、140、160)を有するケース(100)と、を備え、
    前記側壁は、
    前記所定方向に関して前記電気部品と前記コネクタの間に位置する基準壁(132;142;162a、162b)と、
    前記所定方向に関して前記コネクタを介して前記基準壁とは反対側に設けられ、前記所定方向に関して前記コネクタと並ぶとともに、前記所定方向に直交する直交方向(Y;X)に関して、前記基準壁と並ぶ並び壁(134;144;164a、164b)と、
    前記基準壁と前記並び壁をつなぐとともに、前記直交方向に関して前記コネクタと並ぶ連続壁(136;146;164b、164a)と、を備え、
    前記締結部材が、前記連続壁に前記直交方向に並ぶ位置に設けられている電気機器。
  2. 前記所定方向に関して前記電気部品との重複範囲に、前記連続壁が設けられている請求項1に記載の電気機器。
  3. 前記所定方向と前記直交方向に直交する高さ方向に関して、前記電気部品と前記締結部材とが離れており、
    前記所定方向に関して前記電気部品との非重複範囲に、前記締結部材が設けられている請求項1または2に記載の電気機器。
  4. 前記側壁は、前記直交方向に関して前記連続壁の反対側に設けられ、前記所定方向に関して前記コネクタと並ぶとともに、前記電気部品に向かって延びる延長壁(122)をさらに備え、
    前記延長壁、前記並び壁、および、前記連続壁によって区画される空間に、前記締結部材が設けられている請求項1~3のいずれか1項に記載の電気機器。
  5. 前記連続壁を複数有し、
    前記並び壁、および、複数の前記連続壁によって区画される空間に、前記締結部材が設けられている請求項1~3のいずれか1項に記載の電気機器。
  6. 前記連続壁と前記並び壁を2つずつ有し、
    1つの前記連続壁が前記所定方向に沿って延び、別の1つの前記連続壁が前記直交方向に沿って延び、
    1つの前記並び壁が前記所定方向に沿って延び、別の1つの前記並び壁が前記直交方向に沿って延び、
    2つの前記連続壁、および、2つの前記並び壁によって区画される空間に、前記締結部材が設けられている請求項5に記載の電気機器。
  7. 前記バスバの長さが、前記電気部品と前記締結部材の間の距離よりも長い請求項1~6のいずれか1項に記載の電気機器。
  8. 前記バスバが、自身の厚さ方向にU字状に屈曲しながら前記所定方向に延びている請求項1~7のいずれか1項に記載の電気機器。
  9. 前記バスバを2つ備え、
    2つの前記バスバが、前記直交方向に関して並んでいる請求項1~8のいずれか1項に記載の電気機器。
  10. 車両の進行方向に関して後方側に前記コネクタが位置するように、モータルーム(1)に設けられている請求項1~9のいずれか1項に記載の電気機器。
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