JP2023161492A - 電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】この電力変換装置100は、半導体モジュール1と、コンデンサモジュール2と、半導体モジュールの電力変換の制御を行う制御基板3と、絶縁性樹脂によって形成された板状の固定板4とを備える。また、電力変換装置100は、半導体モジュール1、コンデンサモジュール2および制御基板3を収容する筐体5を備える。コンデンサモジュール2は、平滑コンデンサCを含み、平滑コンデンサCと装置外部のバッテリ300とに電気的に接続される接続端子21、および、半導体モジュール1と電気的に接続される第2接続端子22を有する。そして、固定板4は、コンデンサモジュール2と、制御基板3との間において、第1接続端子21および第2接続端子22のうち、少なくとも一方を覆うように配置される。
【選択図】図1
Description
電力変換装置100は、モータ200に取り付けられ、装置外部のバッテリ300から供給される電力を変換して、変換した電力を装置外部のモータ200に対して供給(出力)するインバータ装置である。モータ200は、たとえば、電気自動車またはハイブリッド自動車などの車両用のモータである。すなわち、電力変換装置100は、車両用インバータ装置(電力変換装置)である。なお、装置外部のモータ200は、特許請求の範囲の「装置外部の負荷」の一例であり、装置外部のバッテリ300は、特許請求の範囲の「装置外部の電源」の一例である。
図8に示すように、コンデンサケース23内には、複数(5つ)の平滑コンデンサCが収容されている。また、コンデンサケース23は、平滑コンデンサC側に向かって内側にへこむ凹部23aを有している。具体的には、Z1方向側から見て、トラック形状を有する平滑コンデンサCの形状に合わせて、凹部23aの外縁が、内側(X1方向側)にへこむように形成されている。
図9に示すように、筐体5は、コンデンサモジュール2を取り囲むように設けられる側壁を含む。具体的には、本体部51は、コンデンサモジュール2を取り囲むように設けられる側壁51bを含む。そして、カバー部材52は、コンデンサモジュール2を取り囲むように設けられる側壁52aを含む。なお、側壁51bおよび52aは、特許請求の範囲の「側壁」の一例である。
半導体モジュール1の出力側接続部13は、複数の導体配線6に対応して設けられている。具体的には、図10に示すように、出力側接続部13は、3つの導体配線6に対応して、3つ設けられている。すなわち、半導体モジュール1は、複数(3つ)の導体配線6に対応して設けられる複数(3つ)の出力側接続部13を有している。そして、図10に示すように、固定板4は、複数の出力側接続部13と制御基板3との間において、複数の出力側接続部13を覆うように配置されている。なお、複数の出力側接続部13は、特許請求の範囲の「複数の接続部」の一例である。
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
今回開示された実施形態は、全ての点で例示であり制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更(変形例)が含まれる。
2 コンデンサモジュール
3 制御基板
4 固定板(絶縁板)
4a 開口部
4d 干渉回避部
4e 壁部
5 筐体
6 導体配線
11 制御端子
13 出力側接続部
21 接続端子(第1接続端子)
22 接続端子(第2接続端子)
23 コンデンサケース
23a 凹部
51a 締結用穴部
51b 側壁
52a 側壁
100 電力変換装置
200 モータ(負荷)
300 バッテリ(電源)
C 平滑コンデンサ
また、絶縁板が、コンデンサモジュールの第1接続端子と筐体との間において、第1接続端子を覆うように配置されているので、筐体が外部からの衝撃などによって内側にへこむように変形した場合でも、金属によって形成された筐体がコンデンサモジュールの第1接続端子に接触することを防止することができる。その結果、金属によって形成された筐体が外部からの衝撃などによって内側に凹むように変形した場合において、コンデンサモジュールの第1接続端子と、変形した筐体とが短絡することを防止することができる。また、壁部が、筐体の側壁と第1接続端子との間において、筐体の側壁に沿って延びるように形成されているので、筐体が外部からの衝撃などによって内側にへこむように変形した場合でも、金属によって形成された筐体がコンデンサモジュールの第1接続端子に接触することを防止することができる。その結果、金属によって形成された筐体が外部からの衝撃などによって内側に凹むように変形した場合において、コンデンサモジュールの第1接続端子と、変形した筐体とが短絡することを容易に防止することができる。
この発明の第2の局面による電力変換装置は、電力変換を行う半導体モジュールと、平滑コンデンサを含み、平滑コンデンサと装置外部の電源とに電気的に接続される第1接続端子、および、半導体モジュールと電気的に接続される第2接続端子を有するコンデンサモジュールと、半導体モジュールの電力変換の制御を行う制御基板と、半導体モジュール、コンデンサモジュールおよび制御基板を収容する筐体と、コンデンサモジュールと制御基板との間において、第1接続端子および第2接続端子のうち、少なくとも一方を覆うように配置されるとともに、絶縁性樹脂によって形成された板状の絶縁板と、を備え、筐体は、絶縁板を締結固定するための複数の締結用穴部を有し、コンデンサモジュールは、平滑コンデンサを内部に収容するコンデンサケースをさらに含み、コンデンサケースは、平滑コンデンサ側に向かって内側にへこむ凹部を有しており、複数の締結用穴部のうちの少なくとも1つが、コンデンサケースの凹部に対応する位置に設けられている。
これにより、絶縁板を、コンデンサモジュールと制御基板との間において、第1接続端子を覆うように配置する場合には、コンデンサモジュールの第1接続端子と制御基板との間を気中絶縁する(空気で絶縁を行う)場合よりも、コンデンサモジュールの第1接続端子と制御基板との間の距離を小さくすることができる。その結果、筐体の大型化を抑制することができるので、筐体の大型化に起因して装置が大型化するのを抑制することができる。また、絶縁板を、コンデンサモジュールと制御基板との間において、第2接続端子を覆うように配置する場合には、コンデンサモジュールの第2接続端子と制御基板との間を気中絶縁する場合よりも、コンデンサモジュールの第2接続端子と制御基板との間の距離を小さくすることができる。その結果、筐体の大型化を抑制することができるので、筐体の大型化に起因して装置が大型化するのを抑制することができる。
また、平滑コンデンサ側に向かって内側にへこむ凹部に対応する位置に、複数の締結用穴部のうちの少なくとも1つが設けられるので、凹部によって設けられるスペースを活用して、締結用穴部を設けることができる。その結果、コンデンサケースの凹部がへこむ方向における筐体の大型化を抑制することができるので、筐体の大型化に起因して装置が大型化するのを抑制することができる。
Claims (10)
- 電力変換を行う半導体モジュールと、
平滑コンデンサを含み、前記平滑コンデンサと装置外部の電源とに電気的に接続される第1接続端子、および、前記半導体モジュールと電気的に接続される第2接続端子を有するコンデンサモジュールと、
前記半導体モジュールの電力変換の制御を行う制御基板と、
前記半導体モジュール、前記コンデンサモジュールおよび前記制御基板を収容する筐体と、
前記コンデンサモジュールと前記制御基板との間において、前記第1接続端子および前記第2接続端子のうち、少なくとも一方を覆うように配置されるとともに、絶縁性樹脂によって形成された板状の絶縁板と、を備える、電力変換装置。 - 前記制御基板は、前記半導体モジュールおよび前記コンデンサモジュールの上方に配置されており、
前記絶縁板は、前記第1接続端子および前記第2接続端子と、前記制御基板との間において、前記第1接続端子および前記第2接続端子を覆うように配置されている、請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記制御基板は、前記筐体には直接固定されずに、前記絶縁板を介して前記筐体に固定されている、請求項1または2に記載の電力変換装置。
- 前記筐体は、金属によって形成されており、
前記絶縁板は、前記コンデンサモジュールの前記第1接続端子と前記筐体との間において、前記第1接続端子を覆うように配置されている、請求項1または2に記載の電力変換装置。 - 前記筐体は、前記コンデンサモジュールを取り囲むように設けられる側壁を含み、
前記第1接続端子は、前記側壁に対向する位置に設けられており、
前記絶縁板は、前記筐体の前記側壁と前記第1接続端子との間において、前記側壁に沿って延びるように形成された壁部を有している、請求項4に記載の電力変換装置。 - 前記筐体は、前記絶縁板を締結固定するための複数の締結用穴部を有し、
前記コンデンサモジュールは、前記平滑コンデンサを内部に収容するコンデンサケースをさらに含み、
前記コンデンサケースは、前記平滑コンデンサ側に向かって内側にへこむ凹部を有しており、
前記複数の締結用穴部のうちの少なくとも1つが、前記コンデンサケースの前記凹部に対応する位置に設けられている、請求項1または2に記載の電力変換装置。 - 前記半導体モジュールは、前記制御基板に接続される制御端子を有し、
前記絶縁板は、前記制御基板に沿って延びるように形成されるとともに、前記制御端子に対応して設けられる開口部を有し、
前記制御端子は、前記開口部を介して、前記制御基板に接続されている、請求項1または2に記載の電力変換装置。 - 装置外部の負荷と電気的に接続される複数の導体配線をさらに備え、
前記半導体モジュールは、前記複数の導体配線に対応して設けられ、前記複数の導体配線と前記半導体モジュールとを接続する複数の接続部を有し、
前記絶縁板は、前記複数の接続部と前記制御基板との間において、前記複数の接続部を覆うように配置されている、請求項1または2に記載の電力変換装置。 - 前記制御基板は、前記制御基板に沿った方向における前記複数の接続部同士の間において、前記絶縁板と締結固定されるように構成されている、請求項8に記載の電力変換装置。
- 前記絶縁板は、前記複数の接続部の各々に対応して設けられ、前記複数の接続部との干渉を回避するようにへこむ凹状の干渉回避部を有する、請求項8に記載の電力変換装置。
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