JP5375395B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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Description
このバスバー端子部940の配設ピッチは、複数のパワー端子921の配置に合わせてある。
そのため、組み立て時の作業効率において不利であり、上記電力変換装置9は、生産性に優れたものとは言い難い。
上記半導体モジュールは、積層方向に直交する方向に突出したパワー端子を有し、
該パワー端子は、上記バスバーに対して少なくとも先端部を接触させた状態で接合されており、
上記複数の半導体モジュールの上記パワー端子は、積層方向に並んで配置されており、
上記バスバーにおける上記パワー端子が接続されるバスバー端子部は、積層方向に複数個、所定の間隔をもって形成されており、
上記バスバー端子部における上記パワー端子との対向面は、積層方向を向いており、
上記パワー端子と上記バスバー端子部との少なくとも一方は可撓性を有し、
上記バスバー端子部は、上記パワー端子との対向面が上記半導体モジュールの本体部側へ傾斜しており、
複数の上記バスバー端子部は、上記対向面を同一方向に傾斜させていることを特徴とする電力変換装置にある(請求項1)。
この場合には、上記パワー端子が上記バスバー端子部の対向面に追従するように変形して、バスバー端子部に密着する。そのため、予め所定の間隔をもって形成されたバスバー端子部は動かない。それゆえ、パワー端子の先端部においてバスバー端子部と接合する際に、その作業効率を向上させることができる。すなわち、接合位置が変動しないため、例えば、溶接ロボット等によって溶接することが容易となる。
この場合には、パワー端子がバスバー端子部を押圧した状態で接合されているため、パワー端子とバスバー端子部との一層優れた接合信頼性を確保することができる。
この場合には、上記パワー端子の先端部を、より確実にバスバー端子部に接触させることができる。
本発明の実施例にかかる電力変換装置につき、図1〜図10を用いて説明する。
本例の電力変換装置1は、図1、図2に示すごとく、電力変換回路を構成するスイッチング素子を内蔵した複数の半導体モジュール2と、該複数の半導体モジュール2を冷却するための複数の冷却管3とを積層配置してなると共に、複数の半導体モジュール2を外部と電気的に接続するためのバスバー4を備えている。
図1〜図3に示すごとく、バスバー4におけるパワー端子21が接続されるバスバー端子部40は、積層方向Xに複数個、所定の間隔をもって形成されている。
パワー端子21は可撓性を有する。
バスバー端子部40は、図1、図4に示すごとく、パワー端子21との対向面41が半導体モジュール2の本体部22側へ傾斜している。
また、パワー端子21は、該パワー端子21の先端部211がバスバー端子部40を押圧するように付勢されている。すなわち、パワー端子21としては、例えば銅もしくは銅合金等からなる薄板状または板バネ状のものを採用することができる。
一方、バスバー4は、例えば銅もしくは銅合金等からなり、厚板状で充分な剛性を有する。
図4に示すごとく、半導体モジュール2は、スイッチング素子を内蔵した本体部22の一方の端面から2本のパワー端子21を突出形成してなる。また、本体部22の他方の端面からは、制御回路基板に接続される複数の制御端子23が突出形成されている。
ローサイド側の半導体モジュール2においては、一方のパワー端子21が電極の負極側に接続される負極側のバスバー(図示略)に接続され、他方のパワー端子21が回転電機に接続される出力用のバスバー4に接続されている(図3)。
各バスバー4は、ハイサイド側の半導体モジュール2における一方のパワー端子21とローサイド側の半導体モジュール2における一方のパワー端子21とに、直列的に接続されている。また、各バスバー4は、ハイサイド側の3つの半導体モジュール2を互いに並列接続すると共に、ローサイド側の3つの半導体モジュール2を互いに並列接続している。
このようにして、3つのバスバー4は、パワー端子21と接続される複数のバスバー端子部40を有し、これらすべてのバスバー端子部40の位置関係は、互いに固定されている。
一方、バスバー4のアッセンブリ12とは別に、図3、図5に示すごとく、複数の半導体モジュール2と複数の冷却管3とを積層するとともにとともに、この積層体11を積層方向Xに圧縮して、冷却管3と半導体モジュール2とを密着させる。
次いで、バスバー端子部42の端部42とパワー端子21の先端部211とを溶接する。図1等における符号13の部分が溶接部である。溶接は、例えばアーク溶接によって行うことができる。
以上により、電力変換装置1を得ることができる。
上記電力変換装置1において、バスバー端子部40は、対向面41が半導体モジュール2の本体部22側へ傾斜している。そのため、パワー端子21の位置が設計通りの位置に対して積層方向に多少ずれていても、パワー端子21とバスバー端子部40とを互いに密着させやすくすることができる。
すなわち、複数の半導体モジュール2と複数の冷却管3とを積層したとき、半導体モジュール2や冷却管3の厚みの公差が累積して、積層方向Xの両端の半導体モジュール2のパワー端子21の間の距離のずれが大きくなることが考えられる。
このようにして、積層方向に半導体モジュール2の位置がずれることがあっても、すべての半導体モジュール2のパワー端子21を少なくともその先端部211においてバスバー端子部40に密着させることができ、その状態で接合することができる。
本例は、図11、図12に示すごとく、バスバー端子部40の剛性を、パワー端子21よりも低くし、バスバー端子部40を変形させてパワー端子21に追従させて、パワー端子21とバスバー端子部40とを接合した電力変換装置1の例である。
すなわち、例えば、バスバー端子部40を薄板状または板バネ状のものによって構成し、パワー端子21を剛性の高い金属板によって構成する。
なお、バスバー4のうち、バスバー端子部40の部分のみについて剛性を低くしてもよい。
その他は、実施例1と同様の構成を有し、同様の作用効果を奏する。
本例は、図13に示すごとく、パワー端子21とバスバー端子部40との双方を変形させて接触させた電力変換装置1の例である。
例えば、パワー端子21とバスバー端子部40との剛性を略同等としておくと共に、両者に可撓性を持たせておく。これにより、パワー端子21とバスバー端子部40との双方が弾性変形しながら部分的に密着する。
その他は、実施例1と同様の構成を有し、同様の作用効果を奏する。
また、パワー端子21とバスバー4との接合は、溶接の他、例えば、はんだ付けなどを用いることもできる。
2 半導体モジュール
21 パワー端子
211 先端部
22 本体部
3 冷却管
4 バスバー
40 バスバー端子部
41 対向面
Claims (4)
- 電力変換回路を構成するスイッチング素子を内蔵した複数の半導体モジュールと、該複数の半導体モジュールを冷却するための複数の冷却管とを積層配置してなると共に、上記複数の半導体モジュールを外部と電気的に接続するためのバスバーを備えた電力変換装置であって、
上記半導体モジュールは、積層方向に直交する方向に突出したパワー端子を有し、
該パワー端子は、上記バスバーに対して少なくとも先端部を接触させた状態で接合されており、
上記複数の半導体モジュールの上記パワー端子は、積層方向に並んで配置されており、
上記バスバーにおける上記パワー端子が接続されるバスバー端子部は、積層方向に複数個、所定の間隔をもって形成されており、
上記バスバー端子部における上記パワー端子との対向面は、積層方向を向いており、
上記パワー端子と上記バスバー端子部との少なくとも一方は可撓性を有し、
上記バスバー端子部は、上記パワー端子との対向面が上記半導体モジュールの本体部側へ傾斜しており、
複数の上記バスバー端子部は、上記対向面を同一方向に傾斜させていることを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1において、上記バスバー端子部は、上記パワー端子よりも剛性が高いことを特徴とする電力変換装置。
- 請求項2において、上記パワー端子は、該パワー端子の先端部が上記バスバー端子部を押圧するように付勢されていることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項1〜3のいずれか一項において、上記パワー端子の突出方向から見たとき、上記複数の半導体モジュールにおける上記パワー端子の付根部は、その積層方向位置が、上記バスバー端子部の上記対向面の範囲内にあることを特徴とする電力変換装置。
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