JP5546503B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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Description
上記パワー端子は、上記バスバに接続する接続端部を備えており、
上記バスバは、上記パワー端子の上記接続端部が配置される配置面を有すると共に上記パワー端子の上記接続端部が接続される被接続端部を備えており、
上記バスバの上記配置面には、複数の上記パワー端子の上記接続端部が上記バスバの上記配置面に直交する直交方向において積層配置されており、
上記各パワー端子の上記接続端部の先端部には、上記直交方向において他の上記パワー端子の上記接続端部と重ならない非重合部が設けられており、
上記各パワー端子の上記接続端部の上記非重合部は、上記バスバの上記被接続端部に対して溶接されていることを特徴とする電力変換装置にある(請求項1)。
上記パワー端子は、上記バスバに接続する接続端部を備えており、
上記バスバは、上記パワー端子の上記接続端部が配置される配置面を有すると共に上記パワー端子の上記接続端部が接続される被接続端部を備えており、
上記バスバの上記配置面には、複数の上記パワー端子の上記接続端部が上記バスバの上記配置面に直交する直交方向において互いに重ならないように並んで配置されており、
上記各パワー端子の上記接続端部は、上記バスバの上記被接続端部に対して溶接されていることを特徴とする電力変換装置にある(請求項4)。
そのため、複数のパワー端子の接続端部をそれぞれバスバの被接続端部に対して溶接することにより、バスバの被接続端部に対して複数のパワー端子の接続端部を容易に接続することができる。また、それぞれの溶接は、バスバの被接続端部と1つのパワー端子の接続端部との溶接、つまり2つの部材の間の溶接となる。そのため、各溶接を容易に行うことができる。
この場合には、外側にあるパワー端子の接続端部の非重合部をバスバの被接続端部に対して溶接する作業が容易となる。
この場合には、パワー端子の接続端部の非重合部をバスバの被接続端部に対して溶接する際に、隣接するパワー端子の接続端部の非重合部とバスバの被接続端部との溶接部分へのアーク飛びを防止することができる。
この場合には、パワー端子の接続端部をバスバの被接続端部に対して溶接する際に、隣接するパワー端子の接続端部とバスバの被接続端部との溶接部分へのアーク飛びを防止することができる。
電力変換装置にかかる実施例について、図を用いて説明する。
本例の電力変換装置1は、図1〜図6に示すごとく、半導体素子23を内蔵してなると共に半導体素子23に導通するパワー端子21を有する複数の半導体モジュール2と、パワー端子21が接続される複数のバスバ4とを備えている。
バスバ4の配置面421には、複数のパワー端子21の接続端部213がバスバ4の配置面421に直交する直交方向Xにおいて積層配置されている。各パワー端子21の接続端部213の先端部には、直交方向Xにおいて他のパワー端子21の接続端部213と重ならない非重合部214が設けられている。各パワー端子21の接続端部213の非重合部214は、バスバ4の被接続端部42に対して溶接されている。
以下、これを詳説する。
各冷却管31は、内部に水等の冷却媒体を流通させる冷媒流路を設けてなる。また、複数の冷却管31は、その長手方向の両端において、互いに連結管32によって連結されている。また、積層方向の一端に配された冷却管31には、冷却媒体を導入するための冷媒導入管331と、冷却媒体を排出するための冷媒排出管332とが連結されている。
また、一方の半導体モジュール2aと他方の半導体モジュール2bとは、U相パワー端子21u同士が同じU相バスバに対して溶接により接続されている。また、V相パワー端子21v同士、W相パワー端子21w同士も、同じV相バスバ、W相バスバに対して溶接により接続されている。
各パワー端子21a、21bの接続端部213の先端部には、直交方向Xにおいて他のパワー端子21の接続端部213と重ならない非重合部214が設けられている。
具体的には、パワー端子21a、21bの接続端部213の非重合部214とバスバ4の被接続端部42との先端同士を接触させ、その部分を溶融させることにより、両者を接合してある(同図の溶接部51)。
図6に示すごとく、電力変換装置1は、電源19の直流電圧を昇圧する昇圧回路61と、昇圧後の直流電圧を交流電圧に変換するインバータ回路62とを備えている。
昇圧回路61は、複数の半導体素子23を備えている。各半導体素子23は、スイッチング素子(IGBT素子)231とスイッチング素子231に逆並列接続されたフライホイールダイオード232とからなる。
そして、一方の半導体モジュール2a(図2(a))には、3個の正極側半導体素子23pが内蔵されており、他方の半導体モジュール2b(図2(b))には、3個の負極側半導体素子23nが内蔵されている。
本例の電力変換装置1において、バスバ4の配置面421には、複数のパワー端子21の接続端部213がバスバ4の配置面421に直交する直交方向Xにおいて積層配置されている。また、各パワー端子21の接続端部213の先端部には、直交方向Xにおいて他のパワー端子21の接続端部213と重ならない非重合部214が設けられている。すなわち、各パワー端子21の接続端部213の非重合部214は、直交方向Xにおいて、他のパワー端子21と重なることなく、バスバ4の被接続端部42に対して対向配置されることになる。
本例は、図7、図8に示すごとく、パワー端子21の接続端部213の構成を変更した例である。
本例では、同図に示すごとく、バスバ4の配置面421に隣接するパワー端子21bよりも外側にあるパワー端子21aの接続端部213の非重合部214は、バスバ4の配置面421に隣接するパワー端子21bの接続端部213の非重合部214と平行かつ同一平面上にあり、バスバ4の配置面421に近接(接触)している。
その他は、実施例1と同様の構成である。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
本例は、図9、図10に示すごとく、バスバ4の被接続端部42の構成を変更した例である。
本例では、同図に示すごとく、バスバ4の被接続端部42には、その先端から切り込まれた切欠部422が設けられている。切欠部422は、バスバ4の被接続端部42に対して溶接された2つのパワー端子21a、21bの接続端部213の非重合部214同士の間に形成されている。すなわち、バスバ4の被接続端部42の切欠部422の両側に、それぞれパワー端子21a、21bの接続端部213の非重合部214が配置され、溶接されている。
その他は、実施例1と同様の構成である。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
本例は、図11〜図14に示すごとく、パワー端子21の接続端部213及びバスバ4の被接続端部42の構成を変更した例である。
本例では、同図に示すごとく、パワー端子21a、21bの接続端部213の非重合部214とバスバ4の被接続端部42との溶接部分は、互いに先が尖った尖端形状である。
その他は、実施例1と同様の構成である。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
本例は、図15〜図17に示すごとく、半導体モジュール2の構成を変更した例である。
本例では、図17に示すごとく、半導体モジュール2と冷却管3との積層方向において、電源の正極側に接続される半導体モジュール2a同士が隣り合うように並んで配置され、並列接続されている。また、電源の負極側に接続される半導体モジュール2b同士が隣り合うように並んで配置され、並列接続されている。
図15(b)に示すごとく、半導体モジュール2aの他方も、もう一方と同様である。
図15(b)に示すごとく、半導体モジュール2bの他方も、もう一方と同様である。
その他は、実施例1と同様の構成であり、同様の作用効果を有する。
本例は、図18、図19に示すごとく、半導体モジュール2の構成を変更した例である。
本例では、図18(a)に示すごとく、半導体モジュール2と冷却管3との積層方向において、隣り合う半導体モジュール2の一方は、正極側バスバ(図示略)に接続される正極側パワー端子21p及び負極バスバ(図示略)に接続される負極側パワー端子21nを有する。また、W相バスバ(図示略)に接続されるW相パワー端子21wを有する。なお、W相パワー端子21wに代えて、U相バスバ、V相バスバに接続されるU相パワー端子21u、V相パワー端子21vでもよい。
図18(b)に示すごとく、半導体モジュール2の他方も、もう一方と同様である。
その他は、実施例1と同様の構成であり、同様の作用効果を有する。
本例は、図20、図21に示すごとく、半導体モジュール2の構成を変更した例である。
本例では、図20(a)に示すごとく、半導体モジュール2と冷却管3との積層方向において、隣り合う半導体モジュール2の一方は、正極側バスバ(図示略)に接続される正極側パワー端子21p及び負極バスバ(図示略)に接続される負極側パワー端子21nを有する。また、それぞれU相バスバ、V相バスバ、W相バスバ(いずれも図示略)に接続されるU相パワー端子21u、V相パワー端子21v、W相パワー端子21wを有する。
図20(b)に示すごとく、半導体モジュール2の他方も、もう一方と同様である。
その他は、実施例1と同様の構成であり、同様の作用効果を有する。
電力変換装置にかかる実施例について、図を用いて説明する。
本例の電力変換装置1は、図22〜図24に示すごとく、半導体素子23を内蔵してなると共に半導体素子23に導通するパワー端子21を有する複数の半導体モジュール2と、パワー端子21が接続される複数のバスバ4とを備えている。
バスバ4の配置面421には、複数のパワー端子21の接続端部213がバスバ4の配置面421に直交する直交方向Xにおいて互いに重ならないように並んで配置されている。各パワー端子21の接続端部213は、バスバ4の被接続端部42に対して溶接されている。
以下、これを詳説する。
各冷却管31は、内部に水等の冷却媒体を流通させる冷媒流路を設けてなる。また、複数の冷却管31は、その長手方向の両端において、互いに連結管32によって連結されている。また、積層方向の一端に配された冷却管31には、冷却媒体を導入するための冷媒導入管331と、冷却媒体を排出するための冷媒排出管332とが連結されている。
また、一方の半導体モジュール2aと他方の半導体モジュール2bとは、U相パワー端子21u同士が同じU相バスバに対して溶接により接続されている。また、V相パワー端子21v同士、W相パワー端子21w同士も、同じV相バスバ、W相バスバに対して溶接により接続されている。
各パワー端子21a、21bの接続端部213は、バスバ4の被接続端部42に対して溶接されている。具体的には、パワー端子21の接続端部213とバスバ4の被接続端部42との先端同士を接触させ、その部分を溶融させることにより、両者を接合してある(同図の溶接部51)。
図6を参照のごとく、電力変換装置1は、電源19の直流電圧を昇圧する昇圧回路61と、昇圧後の直流電圧を交流電圧に変換するインバータ回路62とを備えている。
昇圧回路61は、複数の半導体素子23を備えている。各半導体素子23は、スイッチング素子(IGBT素子)231とスイッチング素子231に逆並列接続されたフライホイールダイオード232とからなる。
そして、一方の半導体モジュール2a(図22(a))には、3個の正極側半導体素子23pが内蔵されており、他方の半導体モジュール2b(図22(b))には、3個の負極側半導体素子23nが内蔵されている。
本例の電力変換装置1において、バスバ4の配置面421には、複数のパワー端子21の接続端部213がバスバ4の配置面421に直交する直交方向Xにおいて互いに重ならないように並んで配置されている。
そのため、複数のパワー端子21の接続端部213をそれぞれバスバ4の被接続端部42に対して溶接することにより、バスバ4の被接続端部42に対して複数のパワー端子21の接続端部213を容易に接続することができる。また、それぞれの溶接は、バスバ4の被接続端部42と1つのパワー端子21の接続端部213との溶接、つまり2つの部材の間の溶接となる。そのため、各溶接を容易に行うことができる。
2 半導体モジュール
21 パワー端子
23 半導体素子
213 接続端部
214 非重合部
4 バスバ
42 被接続端部
421 配置面
X 直交方向
Claims (5)
- 半導体素子を内蔵してなると共に該半導体素子に導通するパワー端子を有する複数の半導体モジュールと、上記パワー端子が接続される複数のバスバとを備えた電力変換装置において、
上記パワー端子は、上記バスバに接続する接続端部を備えており、
上記バスバは、上記パワー端子の上記接続端部が配置される配置面を有すると共に上記パワー端子の上記接続端部が接続される被接続端部を備えており、
上記バスバの上記配置面には、複数の上記パワー端子の上記接続端部が上記バスバの上記配置面に直交する直交方向において積層配置されており、
上記各パワー端子の上記接続端部の先端部には、上記直交方向において他の上記パワー端子の上記接続端部と重ならない非重合部が設けられており、
上記各パワー端子の上記接続端部の上記非重合部は、上記バスバの上記被接続端部に対して溶接されていることを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1に記載の電力変換装置において、上記バスバの上記配置面に隣接する上記パワー端子よりも外側にある上記パワー端子の上記接続端部の上記非重合部は、少なくとも一部が上記バスバの上記配置面に隣接する上記パワー端子の上記接続端部の上記非重合部と平行かつ同一平面上にあり、上記バスバの上記配置面に近接又は接触していることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項1又は2に記載の電力変換装置において、上記バスバの上記被接続端部には、その先端から切り込まれた切欠部が設けられており、該切欠部は、上記バスバの上記被接続端部に対して溶接された上記複数のパワー端子の上記接続端部の上記非重合部同士の間に形成されていることを特徴とする電力変換装置。
- 半導体素子を内蔵してなると共に該半導体素子に導通するパワー端子を有する複数の半導体モジュールと、上記パワー端子が接続される複数のバスバとを備えた電力変換装置において、
上記パワー端子は、上記バスバに接続する接続端部を備えており、
上記バスバは、上記パワー端子の上記接続端部が配置される配置面を有すると共に上記パワー端子の上記接続端部が接続される被接続端部を備えており、
上記バスバの上記配置面には、複数の上記パワー端子の上記接続端部が上記バスバの上記配置面に直交する直交方向において互いに重ならないように並んで配置されており、
上記各パワー端子の上記接続端部は、上記バスバの上記被接続端部に対して溶接されていることを特徴とする電力変換装置。 - 請求項4に記載の電力変換装置において、上記バスバの上記被接続端部には、その先端から切り込まれた切欠部が設けられており、該切欠部は、上記バスバの上記被接続端部に対して溶接された上記複数のパワー端子の上記接続端部同士の間に形成されていることを特徴とする電力変換装置。
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