JP5633475B2 - Power converter - Google Patents
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Description
本発明は、電力の交流/直流間の変換、電圧の変換等を行う電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power conversion device that performs AC / DC conversion of power, voltage conversion, and the like.
直流電力を交流電力に変換し、また逆に交流電力を直流電力に変換する電力変換回路、いわゆるインバータが知られている。また、直流電圧を昇圧する、または降圧する電力変換回路、いわゆる昇圧コンバータが知られている。このような、電力の特性(交流/直流、電圧等)を変換する電力変換回路を複数組み合わせて一体として一つの電力変換装置を構成する場合がある。 2. Description of the Related Art A power conversion circuit that converts DC power to AC power and, conversely, converts AC power to DC power, a so-called inverter is known. A power conversion circuit that boosts or steps down a DC voltage, a so-called boost converter is also known. In some cases, a single power conversion device is configured by combining a plurality of such power conversion circuits that convert power characteristics (AC / DC, voltage, etc.).
電力変換装置の使用例として、駆動源として内燃機関と電動機を備えたハイブリッド車両がある。ハイブリッド車両の電動機として、三相交流同期電動機が用いられることがある。この電動機は、車両の慣性により回転軸を駆動して発電を行う発電機としても機能する。以降、電動機と、発電機と、電動機および発電機として機能可能な電気機器とを含む概念に対応する電気機器を回転電機と記して説明する。この回転電機を、車両に搭載された二次電池等の直流電源により駆動するために、また回転電機で回生された電力を二次電池に充電するためにインバータが用いられている。また、二次電池の端子電圧を昇圧して電動機に供給するために昇圧コンバータを備える場合もある。さらに、回転電機を2機備えるハイブリッド車両も知られ、この場合、2機の電動機のそれぞれに対応してインバータが用いられる。 As an example of using the power conversion device, there is a hybrid vehicle including an internal combustion engine and an electric motor as drive sources. A three-phase AC synchronous motor may be used as an electric motor of a hybrid vehicle. This electric motor also functions as a generator that generates electric power by driving the rotating shaft by the inertia of the vehicle. Hereinafter, an electric device corresponding to a concept including an electric motor, a generator, and an electric device that can function as the electric motor and the generator will be described as a rotating electric machine. An inverter is used to drive the rotating electrical machine with a DC power source such as a secondary battery mounted on a vehicle and to charge the secondary battery with electric power regenerated by the rotating electrical machine. In some cases, a boost converter is provided to boost the terminal voltage of the secondary battery and supply it to the motor. Furthermore, a hybrid vehicle including two rotating electric machines is also known, and in this case, an inverter is used corresponding to each of the two electric motors.
これらの電力変換回路は、例えば、IGBT素子等を内蔵した半導体モジュールを用いて構成される。下記特許文献1には、電力変換装置を構成する複数の半導体モジュールの端子をバスバーで接続した装置が記載されている。 These power conversion circuits are configured using, for example, a semiconductor module incorporating an IGBT element or the like. The following Patent Document 1 describes a device in which terminals of a plurality of semiconductor modules constituting a power conversion device are connected by a bus bar.
複数の電力変換回路を組み合わせて電力変換装置を構成し、各電力変換回路の半導体モジュールの端子をバスバーで接続する場合、複数の電力変換回路の間で、サージ電圧に因る干渉が生じる場合がある。サージ電圧の低減には、各半導体モジュールの正極端子に接続される正極バスバーと、負極端子に接続される負極バスバーのインダクタンスを小さくすることで効果があることが知られている。 When a power conversion device is configured by combining a plurality of power conversion circuits and the semiconductor module terminals of each power conversion circuit are connected by a bus bar, interference due to surge voltage may occur between the plurality of power conversion circuits. is there. It is known that the surge voltage can be reduced by reducing the inductance of the positive bus bar connected to the positive terminal of each semiconductor module and the negative bus bar connected to the negative terminal.
本発明は、正極バスバーと負極バスバーの少なくとも一方のインダクタンスを低減するための構造を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the structure for reducing the inductance of at least one of a positive electrode bus bar and a negative electrode bus bar.
本発明に係る電力変換装置は、それぞれが少なくとも一つの半導体モジュールを含む複数の電力変換回路を有する電力変換装置である。半導体モジュールは積層され、積層された半導体モジュールとコンデンサを接続するためのバスバーと、バスバーと個々の半導体モジュールの端子を接続する接続部材とを有する。バスバーは、半導体モジュールに共通に設けられる。接続部材は、バスバーの縁に沿って配列され、バスバーの、接続部材が配列された縁と個々の半導体モジュールの端子とを接続する。 The power conversion device according to the present invention is a power conversion device having a plurality of power conversion circuits each including at least one semiconductor module. The semiconductor modules are stacked, and have a bus bar for connecting the stacked semiconductor modules and capacitors, and a connecting member for connecting the bus bar and terminals of the individual semiconductor modules. The bus bar is provided in common to the semiconductor modules. The connection member is arranged along the edge of the bus bar, and connects the edge of the bus bar where the connection member is arranged and the terminal of each semiconductor module.
バスバーは、接続部材によって当該バスバーと接続される半導体モジュールが属する電力変換装置の各々に対応して仮想的に区分された変換回路対応領域を有する。つまり、一つの電力変換回路に属する半導体モジュールの端子に接続する接続部材が接続されるバスバーの領域が一つの変換回路対応領域として画定される。複数の電力変換装置に一対一に対応して変換回路対応領域が画定される。バスバーは、変換回路対応領域の間に、バスバーの、接続部材が配列された縁から切り込まれたスリットを有する。 The bus bar has a conversion circuit corresponding area virtually divided corresponding to each of the power conversion devices to which the semiconductor modules connected to the bus bar belong by the connection member. That is, the area of the bus bar to which the connection member connected to the terminal of the semiconductor module belonging to one power conversion circuit is connected is defined as one conversion circuit corresponding area. A conversion circuit corresponding area is defined in one-to-one correspondence with the plurality of power conversion devices. The bus bar has slits cut from the edge where the connection members of the bus bar are arranged between the conversion circuit corresponding regions.
バスバーは、半導体モジュールの正極端子と負極端子のそれぞれに対応して設けられる。正極端子に対応するバスバーである正極バスバーと、負極端子に対応するバスバーである負極バスバーは対面配置され、これらのバスバーの間に樹脂層が配置されている。樹脂層には、前記スリットを貫通する樹脂製の突起が設けられ、この突起をつぶすことにより、前記突起に貫通されるスリットが設けられたバスバーがかしめられ、樹脂層に対して固定される。 The bus bar is provided corresponding to each of the positive terminal and the negative terminal of the semiconductor module. A positive electrode bus bar that is a bus bar corresponding to the positive electrode terminal and a negative electrode bus bar that is a bus bar corresponding to the negative electrode terminal are arranged to face each other, and a resin layer is arranged between these bus bars. The resin layer is provided with a resin protrusion penetrating the slit. By crushing the protrusion, a bus bar provided with a slit penetrating the protrusion is caulked and fixed to the resin layer.
サージ電圧の低減には、電流経路となる導体を薄く、幅広くすることで効果があることが知られている。また、電流経路となる導体が2本ある場合、これらを流れる電流の向きが対向するようにし、近接させることで効果があることことが知られている。本発明に係る電力変換装置においては、かしめによりバスバーを固定しているため、例えばボルト等によるバスバーの固定に比べ、ボルト等を配置するための空間が必要なくなり、各バスバーを幅広く構成することができる。また、正極バスバーと負極バスバーを広い範囲で対向させ、かつ近接配置を容易にする。 It is known that reducing the surge voltage is effective by making the conductor that becomes the current path thin and wide. In addition, when there are two conductors serving as current paths, it is known that there is an effect by making the directions of currents flowing through these conductors face each other and making them close to each other. In the power conversion device according to the present invention, since the bus bar is fixed by caulking, for example, compared to fixing the bus bar with a bolt or the like, a space for arranging the bolt or the like is not necessary, and each bus bar can be configured widely. it can. Further, the positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar are opposed to each other in a wide range, and the proximity arrangement is facilitated.
さらに、正極バスバーおよび負極バスバーを流れる電流の向きが対向するようにできる。バスバーを流れる電流が、互いに相手方のバスバーを流れる電流の急激な変化を打ち消すように作用することで、それぞれのバスバーのインダクタンスが低減される。 Furthermore, the directions of the currents flowing through the positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar can be made to face each other. The currents flowing through the bus bars act so as to cancel out sudden changes in the currents flowing through the other bus bars, thereby reducing the inductance of each bus bar.
本発明の他の態様に係る電力変換装置は、それぞれが少なくとも一つの半導体モジュールを含む複数の電力変換回路を有する電力変換装置であって、前記半導体モジュールは積層され、さらに、積層された半導体モジュールの正極端子と負極端子の一方の端子同士を接続するための第1バスバーと、積層された半導体モジュールの正極端子と負極端子のもう一方の端子同士を接続するための、第1バスバーと対面配置された第2バスバーと、第1バスバーと第2バスバーのバスバーの間に配置される樹脂層と、第1バスバーの縁に沿って配列され、当該第1バスバーの前記縁と個々の半導体モジュールの前記一方の端子とを接続する第1接続部材と、第2バスバーの縁に沿って配列され、当該第2バスバーの前記縁と個々の半導体モジュールの前記もう一方の端子とを接続する第2接続部材と、有する。さらに、第1バスバーと第2バスバーは、対応する第1接続部材または第2接続部材によって当該バスバーと接続される半導体モジュールが属する電力変換装置の各々に対応して画定された変換回路対応領域を有し、第1バスバーと第2バスバーの少なくとも一方は、変換回路対応領域の間の少なくとも一つに、当該バスバーの前記縁から切り込まれたスリットを有する。前記樹脂層には、前記スリットを貫通する樹脂製の突起が設けられ、前記突起をつぶして、当該突起が貫通する前記スリットが設けられた第1バスバーまたは第2バスバーがかしめられている。さらにまた、第1バスバーと第2バスバーを流れる電流の向きが互いに対向するようにできる。 A power conversion device according to another aspect of the present invention is a power conversion device having a plurality of power conversion circuits each including at least one semiconductor module, wherein the semiconductor modules are stacked and further stacked. A first bus bar for connecting one of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal, and a first bus bar for connecting the other positive electrode terminal and the other negative electrode terminal of the stacked semiconductor modules. The second bus bar, the resin layer disposed between the bus bars of the first bus bar and the second bus bar, and arranged along the edge of the first bus bar, and the edges of the first bus bar and the individual semiconductor modules. A first connection member that connects the one terminal and an edge of the second bus bar, the edge of the second bus bar and each semiconductor module A second connecting member for connecting the other terminal, a. Furthermore, the first bus bar and the second bus bar have conversion circuit corresponding regions defined corresponding to each of the power conversion devices to which the semiconductor modules connected to the bus bar by the corresponding first connection member or second connection member belong. And at least one of the first bus bar and the second bus bar has a slit cut from the edge of the bus bar in at least one between the conversion circuit corresponding regions. The resin layer is provided with a resin protrusion penetrating the slit, and the first bus bar or the second bus bar provided with the slit penetrating the protrusion is caulked. Furthermore, the directions of the currents flowing through the first bus bar and the second bus bar can be made to face each other.
本発明のさらに他の態様に係る電力変換装置は、それぞれが少なくとも一つの半導体モジュールを含む複数の電力変換回路を有する電力変換装置であって、前記半導体モジュールは積層され、さらに、積層された半導体モジュールの正極端子と負極端子の一方の端子同士を接続するための第1接続プレートと、積層された半導体モジュールの正極端子と負極端子のもう一方の端子同士を接続するための第2接続プレートと、を有する。第1接続プレートは、前記半導体モジュールの積層方向に沿って延びる第1バスバー部と、第1バスバー部から延び、第1バスバー部と個々の半導体モジュールの対応する端子とを接続する第1接続片と、を含み、第2接続プレートは、前記半導体モジュールの積層方向に沿って延びる第2バスバー部と、第2バスバー部から延び、第2バスバー部と個々の半導体モジュールの対応する端子とを接続する第2接続片と、を含む。第1バスバー部と第2バスバー部は対面配置され、これらのバスバー部の間に樹脂層が配置される。第1バスバー部および第2バスバー部は、対応する第1接続片または第2接続片を介して接続する半導体モジュールが属する電力変換装置の各々に対応して画定された変換回路対応領域を有し、前記第1バスバー部と第2バスバー部の少なくとも一方は、変換回路対応領域の間の少なくとも一つに、接続片の付け根の位置より深く切り込まれたスリットを有する。前記樹脂層には、前記スリットを貫通する樹脂製の突起が設けられ、前記突起をつぶして、当該突起が貫通する前記スリットが設けられた第1接続プレートまたは第2接続プレートがかしめられている。さらにまた、第1バスバー部と第2バスバー部を流れる電流の向きが互いに対向するようにできる。 A power conversion device according to still another aspect of the present invention is a power conversion device having a plurality of power conversion circuits each including at least one semiconductor module, wherein the semiconductor modules are stacked and further stacked semiconductors A first connection plate for connecting one of the positive and negative terminals of the module; a second connection plate for connecting the other positive and negative terminals of the stacked semiconductor modules; Have. The first connection plate extends from the semiconductor module in the stacking direction, and the first connection piece extends from the first bus bar and connects the first bus bar and the corresponding terminal of each semiconductor module. The second connection plate includes a second bus bar portion extending along the stacking direction of the semiconductor modules, and a second bus bar portion extending from the second bus bar portion, and connecting the second bus bar portions and corresponding terminals of the individual semiconductor modules. A second connection piece. The first bus bar portion and the second bus bar portion are disposed facing each other, and a resin layer is disposed between the bus bar portions. Each of the first bus bar portion and the second bus bar portion has a conversion circuit corresponding region defined corresponding to each of the power conversion devices to which the semiconductor module connected via the corresponding first connection piece or second connection piece belongs. At least one of the first bus bar portion and the second bus bar portion has a slit that is cut deeper than a base of the connection piece in at least one of the conversion circuit corresponding regions. The resin layer is provided with a resin protrusion penetrating the slit, and the first connecting plate or the second connecting plate provided with the slit penetrating the protrusion is caulked. . Furthermore, the directions of the currents flowing through the first bus bar portion and the second bus bar portion can be made to face each other.
本発明によるバスバーの固定方法により、バスバーを幅広くすることができる。また、正極バスバーと負極バスバーの近接配置が可能となる。 With the bus bar fixing method according to the present invention, the bus bar can be widened. In addition, the positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar can be arranged close to each other.
以下、本発明の実施形態を、図面に従って説明する。図1は、本実施形態の電力変換装置10を含む回路構成図である。図1は、ハイブリッド車両の駆動用原動機としての第1および第2回転電機12,14を駆動する制御システムの回路構成を示す図である。二つの回転電機12,14は、二次電池16からの電力により回転駆動され、また回転電機12,14により発電された電力が二次電池16に充電される。この駆動および充電を行うのが電力変換装置10である。電力変換装置10は、二次電池16の電圧を昇圧する昇圧コンバータ18と、二次電池16の直流電力を三相交流電力に変換し、また回転電機12,14の発電した交流電力を直流電力に変換するインバータ20,22とを含む。第1回転電機12に対して第1インバータ20が、第2回転電気14に対して第2インバータ22が設けられている。昇圧コンバータ18は、電圧という電力の特性値を変換する電力変換装置または回路であり、インバータ20,22は、交流、直流という電力の特性を変換する電力変換装置または回路である。この実施形態の二つの回転電機12,14は、いずれも電動機、発電機として機能するが、電動機および発電機のいずれか一方として機能する回転電機であってもよい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit configuration diagram including a
昇圧コンバータ18は、リアクトル24とIGBT等のパワートランジスタを含む半導体モジュール26を有する。半導体モジュール26は、インバータ20,22の正極端子と接続される正極端子28、インバータ20,22の負極端子と接続される負極端子30、リアクトル24と接続される出力極端子32を有する。
第1インバータ20は、IGBT等のパワートランジスタを含む同一構造の三つの半導体モジュール34を有する。三つの半導体モジュール34の各々は、第1回転電機12に供給される三相交流電力の各相に対応している。半導体モジュール34は、正極端子36、負極端子38および出力極端子40を有する。三つの半導体モジュール34の正極端子36同士は正極母線42により接続され、さらに正極母線42により昇圧コンバータの正極端子28とも接続される。一方、三つの半導体モジュール34の負極端子38同士は、負極母線44により接続され、さらに負極母線44により昇圧コンバータの負極端子30とも接続される。三つの出力極端子40は、それぞれ第1回転電機12のコイルに電力を供給する三相の動力線に接続される。
The
第2インバータ22は、IGBT等のパワートランジスタを含む同一構造の三つの半導体モジュール46を有する。三つの半導体モジュール46の各々は、第2回転電機14に供給される三相交流電力の各相に対応している。半導体モジュール46は、正極端子48、負極端子50および出力極端子52を有する。三つの半導体モジュール46の正極端子48同士は正極母線42により接続され、さらに正極母線42により昇圧コンバータの正極端子28とも接続される。一方、三つの半導体モジュール46の負極端子50同士は、負極母線44により接続され、さらに負極母線44により昇圧コンバータの負極端子30とも接続される。三つの出力極端子52は、それぞれ第2回転電機14のコイルに電力を供給する三相の動力線に接続される。
The
正極母線42と負極母線44の間には、平滑用のコンデンサ54が配置される。さらに、昇圧コンバータ18、第1および第2インバータ20,22の動作を制御する制御装置56を電力変換装置10は備える。制御装置56は、各半導体モジュール26,34,46のパワートランジスタを制御することにより、昇圧コンバータ18、第1および第2インバータ20,22の動作を制御する。
A smoothing
図2は、電力変換装置10の一部の概観を示す斜視図である。昇圧コンバータ18、第1および第2インバータ20,22の各半導体モジュール26,34,46は、積層され半導体モジュールユニット58を構成している。好適には、各半導体モジュール26,34,46は、等ピッチで積層される。第1インバータ20に属する3個の半導体モジュール34と、第2インバータ22に属する3個の半導体モジュール46が両側に配置され、これらの間に昇圧コンバータ18に属する3個の半導体モジュール26が配置されている。第1および第2インバータに属する半導体モジュール34,46は、三相交流電力の相数に対応して3個でセットであるが、昇圧コンバータ18については、半導体モジュール26の個数は3個に限定されない。半導体モジュール26の数を決定するのは、半導体モジュール26に属するトランジスタ等の素子の許容電流値に因る。半導体モジュールの数を増やすことにより、1個当たりの電流を減らすことができ、使用条件に基づき、モジュールの個数が決定される。
FIG. 2 is a perspective view showing an overview of a part of the
半導体モジュール26,34,46の外観は共通であり、図2において上面に各端子が配置されている。第1インバータに属する半導体モジュール34において、図2に示すように奧から正極端子36、負極端子38、出力極端子40の順で配列されている。簡略化のために図示はしないが、昇圧コンバータに属する半導体モジュール26および第2インバータに属する半導体モジュール46においても同様に奧から正極端子28,48、負極端子30,50、出力極端子32,52の順で配列される。各出力極端子に接続される配線は、図示を省略されている。半導体モジュール26,34,46が等ピッチで積層される場合、各端子も等ピッチで配列される。
The external appearances of the
半導体モジュールユニット58は、更に各半導体モジュール26,34,46を冷却する冷却器を有する。冷却器は、各半導体モジュール26,34,46を挟むように配置される冷却板60と送液管62,64を含む。冷却板60は中空であり、内部の空間は送液管62,64と連通している。一方の送液管62から送られた冷却液は、複数ある冷却板60に分配され、各冷却板60内を流れて、もう一方の送液管64に達する。冷却板60を流れる冷却液が半導体モジュール26,34,46から熱を奪い、これらの半導体モジュールが冷却される。送液管64に集まった冷却液は、送液管64を介して不図示の放熱器に送られ、放熱後再び送液管62により冷却板60に送られる。
The
各半導体モジュールの正極端子28,36,48は、共通の正極接続プレート66に接続される。正極接続プレート66は、固定台68の上面に固定され、支持される。固定台68は、不図示の外部の部材、例えば電力変換装置10を収めるハウジングなどに固定される。この実施形態では、図2中、固定台68は、その両端に設けられた貫通孔68aにボルトを通して外部の部材に固定される。また、負極端子30,38,50は、共通の負極接続プレート70に接続される。負極接続プレート70(図3、図4および図5参照)も、固定台68に固定され、支持されている。図2では、負極接続プレート70は固定台68に隠れて現れていない。正極接続プレート66および負極接続プレート70の固定台68に対する固定方法については、後に詳述する。
The
正極接続プレート66はコンデンサ正極端子72に接続され、負極接続プレート70はコンデンサ負極端子74に接続されている。コンデンサ正極端子72およびコンデンサ負極端子74は、コンデンサケース76に収められるコンデンサ54に、ケース内部で接続されている。
The
図3は、半導体モジュール26,34,46の積層方向に直交する断面を示す図である。また、コンデンサ正極端子72およびコンデンサ負極端子74がコンデンサケース76内に延び、コンデンサ54に接続されていることが分かる。
FIG. 3 is a view showing a cross section orthogonal to the stacking direction of the
図4および図5は、正極接続プレート66および負極接続プレート70を抜き出して示した図である。図6は正極接続プレート66の平面図、図7は負極接続プレート70の平面図である。
4 and 5 are views showing the positive
正極接続プレート66は、半導体モジュールの積層方向に延びる板状の部分78と、板状の部分78の各半導体モジュールの正極端子28,36,48に面する縁から延びる正極接続片80とを含む。板状の部分78は、各半導体モジュールの正極端子28,36,48に共通の導体であり、いわゆるバスバーとして機能する。以降、この部分を正極バスバー部78と記す。正極バスバー部78は、図6において一点鎖線で囲まれている部分である。正極接続片80は、各正極端子28,36,48に対して一つずつ設けられ、半導体モジュールの積層方向に沿って配列され、それぞれ対応する正極端子に接続されている。正極端子28,36,48が等ピッチで配列される場合、正極接続片80も等ピッチで配列することが望ましい。正極接続片80は、正極バスバー部78の縁82からバスバー部78を延長するように延び、その延長方向に延びる折れ線に沿って先端部81が屈曲されている。先端部81は、バスバー部78の板面に対し直交し、半導体モジュールの正極端子28,36,48に平行となっている。正極接続片の先端部81の面と、板状の正極端子28,36,48の板面同士が密着して固定される。
The positive
正極バスバー部78には、コンデンサ正極端子72が結合されるコンデンサ接続点84が設けられている。コンデンサ接続点84は2箇所に設けることができ、その間には、正極接続片80が設けられた縁82と反対側の縁からえぐられるように設けられた凹部85が設けられている。凹部85は、コンデンサ負極端子74を避けるように設けられている。コンデンサ正極端子72と正極接続プレート66の結合は、図2に示されるように、ボルトによって行われている。図2において正極接続プレート66の下側に配置されたナットにボルト87を締結して、正極接続プレート66とコンデンサ正極端子72が結合されている。正極接続プレート66または正極バスバー部78の、コンデンサ接続点84周囲の領域は、コンデンサ正極端子72と接続されるコンデンサ接続領域である。
The positive electrode
正極接続プレート66は、各半導体モジュールの正極端子28,36,48およびコンデンサ正極端子72を接続する正極母線42として機能する。正極バスバー部78と正極接続片80は、一体に、例えば一枚の板金から打ち抜きおよび曲げ加工によって一体に形成することができる。また、板金製の正極バスバー部に、別に設けられた接続部材を接続するようにしてもよい。接続部材は板金以外の部材、例えば導線であってもよい。
The positive
負極接続プレート70は、半導体モジュールの積層方向に延びる板状の部分86と、板状の部分86の各半導体モジュールの負極端子30,38,50に面する縁から延びる負極接続片88とを含む。板状の部分86は、各半導体モジュールの負極端子30,38,50に共通の導体であり、いわゆるバスバーとして機能する。以降、この部分を負極バスバー部86と記す。負極バスバー部86は、図7において一点鎖線で囲まれている部分である。負極接続片88は、各負極端子30,38,50に対して一つずつ設けられ、半導体モジュールの積層方向に沿って配列され、それぞれ対応する負極端子に接続されている。負極端子30,38,50が等ピッチで配列される場合、負極接続片88も等ピッチで配列することが望ましい。負極接続片88は、負極バスバー部86の縁90からバスバー部86を延長するように延び、その延長方向に延びる折れ線に沿って先端部89が屈曲されている。先端部89は、バスバー部86の板面に対し直交し、半導体モジュールの負極端子30,38,50に平行となっている。負極接続片の先端部89の面と、板状の負極端子30,38,50の板面同士が密着して固定される。
The negative
負極バスバー部86には、コンデンサ負極端子74が結合されるコンデンサ接続点92が設けられている。コンデンサ接続点92は1箇所に設けられ、この位置は、正極接続プレート66に設けられた凹部85の位置に対応する。これにより、コンデンサ接続点92は、図2または図4に示されるように上方に露出し、負極接続プレート70も上方からボルト93により固定することができる。図2において、負極接続プレート70の下側に配置されたナットにボルト93を締結して、負極接続プレート70とコンデンサ負極端子74が結合されている。負極接続プレート70または負極バスバー部86の、コンデンサ接続点92周囲の領域は、コンデンサ負極端子74と接続されるコンデンサ接続領域である。このコンデンサ接続領域の、半導体モジュールの積層方向における両側(図7において左右方向の両側)には、負極接続片88が設けられた縁90の反対側の縁からえぐられるように設けられる凹部95が設けられている。凹部95は、正極接続プレート66とコンデンサ正極端子72の結合に用いられるボルト87およびこのボルト87が締結するナットを避けるために設けられ、ボルト87が通る部分を提供する。凹部95は、コンデンサ接続点84の周囲のコンデンサ接続領域に対応して設けられている。
The negative electrode
負極バスバー部86は、図7に示されるように、コンデンサ接続点92周囲および図7において左右方向の両側の端部の幅が広くなっている。コンデンサ接続点92周囲の幅の広い部分を中央幅広部97、両側端部の幅の広くなった部分を端部幅広部99と記す。この負極バスバー部86の端部幅広部99は、正極接続プレート66の両側端部と対向している。
As shown in FIG. 7, the negative electrode
負極接続プレート70は、各半導体モジュールの負極端子30,38,50およびコンデンサ負極端子74を接続する負極母線44として機能する。負極バスバー部86と負極接続片88は、一体に、例えば一枚の板金から打ち抜きおよび曲げ加工によって一体に形成することができる。また、板金製の正極バスバー部に、別に設けられた接続部材を接続するようにしてもよい。接続部材は板金以外の部材、例えば導線であってもよい。
The negative
上述のように、コンデンサ接続点84,92の数を、正極バスバー部78に2箇所、負極バスバー部86に1箇所とすることで、コンデンサ接続点を共に2箇所に設ける場合に比較して、負極バスバー部86を小形にすることができる。なお、コンデンサ接続点の数を、正極バスバー部において1箇所、負極バスバー部において2箇所とすることもできる。
As described above, the number of capacitor connection points 84 and 92 is two in the positive electrode
図6には、各半導体モジュールの正極端子28,36,48が示されている。正極接続片80を、接続片が接続される半導体モジュールの種類に応じて区別するために、符号80に添え字a,b,cを付す。すなわち、第1インバータ20に属する半導体モジュールの正極端子36に接続している正極接続片を符号80aで、第2インバータ22に属する半導体モジュールの正極端子48に接続している正極接続片を符号80bで、昇圧コンバータ18に属する半導体モジュールの正極端子28に接続している正極接続片を符号80cで示す。
FIG. 6 shows the
さらに、以降の説明のために、正極バスバー部78を、前記区別された正極接続片80a,80b,80cがそれぞれ対応する領域94,96,98に仮想的に区分する。この領域は、例えば図6に示す一点鎖線で囲まれた三つの領域である。なお、図6において、領域94,96,98の境界は、縁82に直交するよう描かれているが、これは便宜上のものである。正極接続片80aが繋がっている正極バスバー部の領域94は、第1インバータ20に属する半導体モジュール34に対応して画定された領域であり、以降第1インバータ対応領域94と記す。正極接続片80bが繋がっている正極バスバー部の領域96は、第2インバータ22に属する半導体モジュール46に対応して画定された領域であり、以降第2インバータ対応領域96と記す。正極接続片80cが繋がっている正極バスバー部の領域98は、昇圧コンバータ18に属する半導体モジュール26に対応して画定された領域であり、以降昇圧コンバータ対応領域98と記す。正極バスバー部78は、当該バスバー部の長手方向、すなわち各半導体モジュールの積層方向に並ぶ仮想的な三つの領域94,96,98を有する。
Furthermore, for the following description, the positive electrode
各電力変換回路、すなわち第1,第2インバータ20,22および昇圧コンバータ18は、別個に制御されている。一方、これらの電力変換回路に属する半導体モジュールの端子は、いずれも正極および負極接続プレート66,70に接続されている。このため、一つの電力変換回路で生じるサージ電圧が、接続プレート66,70を介して他の電力変換回路に影響を与え制御に干渉する場合がある。特に、半導体モジュールユニット58では、冷却器の構造を簡単にするために、半導体モジュール26,34,46と冷却板60を積層しており、さらに全体を小形としているために、電力変換回路の間の距離が短くなる。サージ電圧の干渉は、第1インバータ20と第2インバータ22の間で生じやすい。
Each power conversion circuit, that is, the first and
電力変換装置10においては、電力変換回路間の干渉を防止するため、電力変換回路の間の電流経路を長くする構造を正極接続プレート66に設けている。具体的には、正極接続プレート66のバスバー部78において、第1インバータ対応領域94と昇圧コンバータ対応領域98の間にスリット100を設け、また第2インバータ対応領域96と昇圧コンバータ対応領域98の間にスリット102を設けている。スリット100は、正極バスバー部78の、各半導体モジュールの正極端子に対向する縁82から内側に、第1インバータ対応領域94と昇圧コンバータ対応領域98の境界に沿って延びている。スリット102は、正極バスバー部の縁82から内側に、第2インバータ対応領域96と昇圧コンバータ対応領域98の境界に沿って延びている。電力変換回路間の電流経路が、スリット100,102を迂回することになり長くなる。接続部材である正極接続片80が等ピッチで配列されていても、各対応領域94,96,98の間の電流経路を、一つの対応領域に属する接続部材間の電流経路より長くすることができる。これらのスリット100,102により、電力変換回路間の電流経路が長くされることにより、一つの電力変換回路で生じたサージ電圧が他の電力回路に伝わる間に減衰し、干渉が抑制される。
In the
また、スリット100,102は、コンデンサ接続点84が2箇所設けられた正極バスバー部78と、コンデンサ接続点92が1箇所設けられた負極バスバー部86のうち、コンデンサ接続点が2箇所設けられた正極バスバー部78に設けられ、さらに、コンデンサ接続点84は、スリット100,102の延設方向の延長線上近傍に配置されている。そのため、例えば、コンデンサ接続点84を、接続部材の配列方向におけるバスバー部の端部に集めて設ける場合と異なり、各端子からコンデンサ接続点84への距離を短くしつつ、スリットにより、第1インバータ対応領域94に対向する端子と昇圧コンバータ対応領域98に対応する端子間の電流経路も長くできるため、サージ電圧の影響を好適に少なくできる。
The
スリット100の長さは、第1インバータ対応領域94と昇圧コンバータ対応領域98の間を流れる電流と、正極接続プレート66の発熱量の上限値に基づき決定することができる。正極接続プレート66の周囲にある部品、部材ごとに耐熱要件が定められており、この要件を満たすために正極接続プレート66の発熱量上限値が設定できる。スリット100の長さを長くすると、正極バスバー部78の、スリット100により狭められた残余の幅が狭くなり、この部分の発熱量が大きくなる。この発熱量が、上記のように定められた上限値以下となるようスリット100の長さを定める。スリット102の長さも同様に定めることができる。
The length of the
正極接続プレート66の複数の正極接続片80は、接続プレートに設けたスリットによって分けられて形成されたものと見ることもできる。しかし、上記のスリット100,102は、このスリットとは区別されるものである。スリット100,102は、接続片を分けたスリットの底の部分から更に深く切り込まれたものである。
The plurality of positive
スリット100,102の先端には、幅が拡大された拡幅部100a,102aが設けられている。後述するように、この拡幅部100a,102aを利用して、正極接続プレート66をかしめにより固定台に対し固定する。
図8、図9および図10は、固定台68と一体化された正極接続プレート66および負極接続プレート70を示す図である。図9は図8に示すB−B線断面図、図10は図8に示すC−C線断面図である。固定台68は、絶縁材料、例えば樹脂により構成され負極接続プレート70の負極バスバー部86を、インサート成形によって包み込むように形成されている。これにより、負極バスバー部86は樹脂により覆われ、これにより正極バスバー部78と負極バスバー部86の間に、または負極バスバー部86の、正極バスバー部78に対向する面に樹脂層103が配置される。樹脂層103の正極バスバー部78側の面には、かしめ突起105が設けられている。かしめ突起105は、固定台68の成形時に、固定台68と同時に、一体に成形されていよい。かしめ突起105は、正極接続プレート66のスリットの拡幅部100a,102aに対応する位置に設けられる。かしめ突起105は、成形時には、円錐または円錐台形状のような先細形状である。正極接続プレート66を固定台68に固定するとき、先細形状のかしめ突起105に、拡幅部100a,102aを合わせて装着する。このとき、かしめ突起105は、スリット100,102を貫通し、正極バスバー部78の板面に対し交差する方向に延びる。その後、正極バスバー部78の板面から突出する、かしめ突起105の先端を図9、図10に示すようにつぶしてかしめ、正極接続プレート66を固定台68に固定する。これにより、正極バスバー部78と負極バスバー部86が並行するように配置される。
8, 9, and 10 are views showing the positive
正極接続プレート66をボルトを用いて固定台68に固定しようとする場合、正極接続プレート66の表裏の一方からボルトを貫通させ、表裏の他方に配置されたナット等のねじ穴を有する部材と結合させることになる。ボルト、ナットなどの締結要素を配置するために、負極接続プレート70には締結要素を避けるよう孔や切り込みを設ける必要がある。例えば、負極接続プレートの端部幅広部99に孔をあける、端部幅広部99の幅を狭める等の必要がある。しかし、この実施形態のように、固定台68に設けたかしめ突起105による固定により、負極接続プレート70において孔等の締結要素を避けるための態様を採る必要がなく、負極接続プレート、特に負極バスバー部86の面積を広くすることができる。バスバー部の面積を広くすることで、インダクタンスを低下させ、サージ干渉電圧を低下させることができる。
When the positive
また、正極、負極接続プレート66,70を、ボルト、ナット等の締結要素を挟むように配置すれば、これらのプレートの面積を広くすることができるが、締結要素の分、これらのプレートの間隔が広がる。しかし、本実施形態のかしめによる固定であれば、樹脂層103の厚さまで、正極、負極接続プレート66,70、特に正極、負極バスバー部78,86を接近させることができる。前述のように、負極バスバー部86の面積を広くすることができ、これにより二つのプレートが対向する部分の面積も増やすことができる。正極バスバー部78および負極バスバー部86の、コンデンサ正極端子72およびコンデンサ負極端子74との接続領域以外の部分を、互いに対向する領域とすることができる。正極、負極バスバー部78,86のコンデンサ接続点84,92は、図6,7の左右方向において、バスバー部の中央付近に位置するため、正極、負極バスバー部78,86を流れる電流の向きはほぼ対向する。したがって、一方の電流により発生する磁界を、他方の電流が打ち消すように作用するため、相互にインダクタンスを抑制する効果が得られる。上述のように、正極、負極バスバー部78,86を接近させることにより、インダンクタンスを低下させ、サージ干渉電圧を低下させることができる。
Further, if the positive and negative
この実施形態では、スリット100,102に拡幅部100a,102aを設け、ここでかしめているが、かしめの強度が十分に得られるのであれば、スリットの幅を拡張せず、突起を貫通させてかしめを行ってもよい。また、スリット内の、先端以外の部分でかしめを行ってもよい。これらの場合の突起の断面形状は、スリットの延びる方向に長い長方形、長円形とすることができる。また、この実施形態の正極、負極を入れ替えてもよい。すなわち、実施形態の接続プレート66を半導体モジュール26,34,46の負極端子に、接続プレート70を半導体モジュール26,34,46の正極端子に接続するようにしてもよい。また、複数のスリットの一部のみに対応してかしめ突起を設け、かしめを行ってもよい。
In this embodiment, widened
電力変換装置10において、負極接続プレート70については、スリット等の電流経路を長くする構造を採用していないが、正極接続プレート66と同様に採用することも可能である。負極接続プレートにスリットを設けた場合、このスリットを利用して、負極接続プレートを固定台68に対し、かしめにより固定するようにすることができる。この態様を以下に説明する。
In the
図11は、スリットを設けた負極接続プレート108の構成を示す図である。負極接続プレート70と共通する構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。負極接続片88を、これらの接続片が接続される半導体モジュールの種類に応じて区別するために、符号88に添え字a,b,cを付す。すなわち、第1インバータ20に属する半導体モジュールの負極端子38に接続している負極接続片を符号88aで、第2インバータ22に属する半導体モジュールの負極端子50に接続している負極接続片を符号88bで、昇圧コンバータ18に属する半導体モジュールの負極端子30に接続している負極接続片を符号88cで示す。
FIG. 11 is a diagram showing the configuration of the negative
さらに、以降の説明のために、負極バスバー部86を、前記区別された負極接続片88a,88b,88cがそれぞれ対応する領域110,112,114に仮想的に区分する。この領域は、例えば図11に示す一点鎖線で囲まれた領域である。なお、図11において、領域110,112,114の境界は、縁90に直交するよう描かれているが、これは便宜上のものである。負極接続片88aが繋がっている負極バスバー部の領域110は、第1インバータ20に属する半導体モジュール34に対応して画定された領域であり、以降第1インバータ対応領域110と記す。負極接続片88bが繋がっている負極バスバー部の領域112は、第2インバータ22に属する半導体モジュール46に対応して画定された領域であり、以降第2インバータ対応領域112と記す。負極接続片88cが繋がっている負極バスバー部の領域114は、昇圧コンバータ18に属する半導体モジュール26に対応して画定された領域であり、以降昇圧コンバータ対応領域114と記す。負極バスバー部86は、当該バスバー部の長手方向、すなわち各半導体モジュールの積層方向に並ぶ仮想的な三つの領域110,112,114を有する。
Further, for the following description, the negative electrode
負極接続プレート108においても、正極接続プレート66と同様、電力変換回路間の干渉を防止するため、電力変換回路の間の電流経路を長くする構造に設けている。具体的には、負極接続プレート108のバスバー部86において、第1インバータ対応領域110と昇圧コンバータ対応領域114の間にスリット116を設け、また第2インバータ対応領域112と昇圧コンバータ対応領域114の間にスリット118を設けている。スリット116は、負極バスバー部86の、各半導体モジュールの負極端子に対向する縁90から内側に、第1インバータ対応領域110と昇圧コンバータ対応領域114の境界に沿って延びている。スリット118は、負極バスバー部の縁90から内側に、第2インバータ対応領域112と昇圧コンバータ対応領域114の境界に沿って延びている。電力変換回路間の電流経路が、スリット116,118を迂回することになり長くなる。接続部材である負極接続片88が等ピッチで配列されていても、各対応領域110,112,114の間の電流経路を、一つの対応領域に属する接続部材間の電流経路より長くすることができる。これらのスリット116,118により、電力変換回路間の電流経路が長くされることにより、一つの電力変換回路で生じたサージ電圧が他の電力回路に伝わる間に減衰し、干渉が抑制される。スリット116,118の長さについては、前述の正極接続プレート66のスリット100,102の場合と同様、周囲の部品の耐熱要件と、負極接続プレート108の発熱量から定めることができる。
Similarly to the positive
スリット116,118の先端には、幅が拡大された拡幅部116a,118aが設けられている。上記のスリットを有する負極接続プレート108をインサートして、固定台68をインサート成形により作成することができる。また、正極接続プレート66と同様に、拡幅部116a,118aを利用して、負極接続プレート108をかしめにより固定台119に対し固定するようにもできる。
図12は、正極、負極接続プレート66,108をかしめにより固定台119に固定した態様を示す断面図である。固定台119は、負極接続プレートの固定方法において前述の固定台68と相違するが、他の機能は固定台68と同じである。固定台119の上下に、正極、負極接続プレート66,108が配置される。固定台119は、正極、負極接続プレートの特に正極バスバー部78と負極バスバー部86の間に介在し、これらの間の絶縁を行う樹脂層121となる。樹脂層121は、負極バスバー部86の、正極バスバー部78に対向する面を覆う。この樹脂層121の正極バスバー部78側の面にはかしめ突起105が、負極バスバー部86側の面にはかしめ突起123が一体に成形されている。かしめ突起105は、図8から図10に示されたものと同一であるので説明を省略する。かしめ突起123は、負極接続プレート108に形成された拡幅部116a,118aに対応する位置に設けられる。また、かしめ突起123は、成形時には、円錐または円錐台形状のような先細形状である。負極接続プレート108を固定台119に固定するとき、先細形状のかしめ突起123に、拡幅部116a,118aを合わせて装着する。その後、かしめ突起123の先端を図12に示すようにつぶしてかしめ、負極接続プレート108を固定台119に固定する。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a state in which the positive and negative
スリット116,118に拡幅部116a,118aを設け、ここでかしめているが、かしめの強度が十分に得られるのであれば、スリットの幅を拡張せず、突起を貫通させてかしめを行ってもよい。この場合、また、スリット内の、先端以外の部分でかしめを行ってもよい。また、この実施形態の正極、負極を入れ替えてもよい。すなわち、実施形態の接続プレート66を半導体モジュール26,34,46の負極端子に、接続プレート108を半導体モジュール26,34,46の正極端子に接続するようにしてもよい。
上記の実施形態では、スリット100,102、116,118は、半導体モジュールの積層方向と直交する方向に沿って直線状に形成されていたが、前記直交方向に対して傾斜する方向に形成してもよく、また曲線、折れ線状に形成してもよい。また、スリットの長さが異なるようにしてもよい。
In the above embodiment, the
また、電力変換回路(第1コンバータ、昇圧コンバータ、第2コンバータ)の配列は、上記の実施形態の例に限られない。例えば、第1コンバータを構成する半導体モジュール群、第2インバータを構成する半導体モジュール群、昇圧コンバータを構成する半導体モジュール群の順番で積層、配列してよい。この場合、第2インバータ対応領域と昇圧コンバータ対応領域間のスリット長より、第1インバータ対応領域と第2インバータ対応領域間のスリット長を短くしてもよいし、第1インバータ対応領域と第2インバータ対応領域間にはスリットを設けなくてもよい。このようにしても、昇圧コンバータによりサージの影響が大きい場合には、昇圧コンバータと第1インバータとはバスバー上で離間するため、電流経路を長くしなくても、好適にサージ電圧の影響を抑えることも可能となる。なお、第1インバータを構成する半導体モジュール群と、第2インバータを構成する半導体モジュール群を入れ替えることも可能である。 In addition, the arrangement of the power conversion circuits (first converter, boost converter, second converter) is not limited to the example of the above embodiment. For example, the semiconductor module group constituting the first converter, the semiconductor module group constituting the second inverter, and the semiconductor module group constituting the boost converter may be stacked and arranged in this order. In this case, the slit length between the first inverter corresponding region and the second inverter corresponding region may be shorter than the slit length between the second inverter corresponding region and the boost converter corresponding region, or the first inverter corresponding region and the second inverter corresponding region. It is not necessary to provide a slit between the inverter corresponding regions. Even in this case, when the boost converter is greatly affected by the surge, the boost converter and the first inverter are separated from each other on the bus bar, so that the influence of the surge voltage is suitably suppressed without increasing the current path. It is also possible. In addition, it is also possible to interchange the semiconductor module group which comprises a 1st inverter, and the semiconductor module group which comprises a 2nd inverter.
電力変換装置10は、三つの電力変換回路、すなわち2個のインバータ、1個の昇圧コンバータを備えたものであるが、二つ、または4個以上の電力変換回路を備える電力変換装置においても、本発明は適用可能である。サージ電圧の干渉が生じやすい電力変換回路に対応する、バスバー上の変換回路対応領域の間に、スリット等の電流経路を長くする構造を設ける。隣接する変換回路対応領域同士の境界全てにスリット等を設けることもできる。
The
本発明の望ましい実施の態様を以下に記す。
(1)
3個の半導体モジュールを有する第1インバータと、
3個の半導体モジュールを有する第2インバータと、
第1および第2インバータを構成する各半導体モジュールの正極端子とコンデンサとを接続するための正極接続プレートと、
第1および第2インバータを構成する各半導体モジュールの負極端子とコンデンサとを接続するための負極接続プレートと、
を有し、
第1および第2のインバータに属する半導体モジュールは積層され、
正極接続プレートは、半導体モジュールの積層方向に沿って延びる正極バスバー部と、正極バスバー部から延び、正極バスバー部と半導体モジュールの正極端子とを接続する正極接続片と、を含み、
負極接続プレートは、半導体モジュールの積層方向に沿って延びる負極バスバー部と、負極バスバー部から延び、負極バスバー部と半導体モジュールの負極端子とを接続する負極接続片と、を含み、
正極バスバー部と負極バスバー部は対面配置され、負極バスバー部は樹脂部材で被覆され、
正極バスバー部と負極バスバー部はそれぞれ、第1インバータに属する半導体モジュールの端子に接続される接続片に繋がる部分である第1インバータ対応領域と、第2インバータに属する半導体モジュールの端子に接続される接続片に繋がる部分である第2インバータ対応領域と、を含み、
正極バスバー部の、第1インバータ対応領域と第2インバータ対応領域の間には、接続片の付け根の位置より深く切り込まれたスリットが設けられ、
前記樹脂部材には、前記スリットを貫通する樹脂製の突起が設けられ、
前記突起をつぶして正極接続プレートがかしめられている、
電力変換装置。
Preferred embodiments of the present invention are described below.
(1)
A first inverter having three semiconductor modules;
A second inverter having three semiconductor modules;
A positive electrode connection plate for connecting a positive terminal and a capacitor of each semiconductor module constituting the first and second inverters;
A negative electrode connection plate for connecting a negative electrode terminal and a capacitor of each semiconductor module constituting the first and second inverters;
Have
The semiconductor modules belonging to the first and second inverters are stacked,
The positive electrode connection plate includes a positive electrode bus bar portion extending along the stacking direction of the semiconductor modules, and a positive electrode connection piece extending from the positive electrode bus bar portion and connecting the positive electrode bus bar portion and the positive electrode terminal of the semiconductor module,
The negative electrode connection plate includes a negative electrode bus bar portion extending along the stacking direction of the semiconductor modules, and a negative electrode connection piece extending from the negative electrode bus bar portion and connecting the negative electrode bus bar portion and the negative electrode terminal of the semiconductor module,
The positive electrode bus bar part and the negative electrode bus bar part are arranged facing each other, the negative electrode bus bar part is covered with a resin member,
The positive electrode bus bar part and the negative electrode bus bar part are respectively connected to a first inverter corresponding region which is a part connected to a connection piece connected to a terminal of the semiconductor module belonging to the first inverter and a terminal of the semiconductor module belonging to the second inverter. A second inverter corresponding region that is a portion connected to the connection piece,
Between the first inverter corresponding region and the second inverter corresponding region of the positive electrode bus bar portion, a slit cut deeper than the base of the connection piece is provided,
The resin member is provided with a resin protrusion penetrating the slit,
The positive connection plate is crimped by crushing the protrusion,
Power conversion device.
(2)
上記(1)に記載の電力変換装置であって、
前記半導体モジュールの積層方向において第1インバータに属する半導体モジュールと第2インバータに属する半導体モジュールの間に、昇圧コンバータに属する少なくとも1個の半導体モジュールが配置され、
正極接続プレートは、正極バスバー部と昇圧コンバータに属する各半導体モジュールの正極端子とを接続する正極接続片を有し、
負極接続プレートは、負極バスバー部と昇圧コンバータに属する各半導体モジュールの負極端子とを接続する負極接続片を有し、
正極バスバー部と負極バスバー部はそれぞれ、昇圧コンバータに属する半導体モジュールの端子に接続される接続片に繋がる部分である昇圧コンバータ対応領域と、を含み、
前記スリットは、第1インバータ対応領域と昇圧コンバータ対応領域の間と、第2インバータ対応領域と昇圧コンバータ対応領域の間との少なくとも一方に設けられる、
電力変換装置。
(2)
The power conversion device according to (1) above,
At least one semiconductor module belonging to the boost converter is disposed between the semiconductor module belonging to the first inverter and the semiconductor module belonging to the second inverter in the stacking direction of the semiconductor modules,
The positive electrode connection plate has a positive electrode connection piece for connecting the positive electrode bus bar portion and the positive electrode terminal of each semiconductor module belonging to the boost converter,
The negative electrode connection plate has a negative electrode connection piece for connecting the negative electrode bus bar portion and the negative electrode terminal of each semiconductor module belonging to the boost converter,
Each of the positive bus bar portion and the negative bus bar portion includes a boost converter corresponding region that is a portion connected to a connection piece connected to a terminal of a semiconductor module belonging to the boost converter,
The slit is provided between at least one of the first inverter corresponding region and the boost converter corresponding region and between the second inverter corresponding region and the boost converter corresponding region.
Power conversion device.
(3)
上記(1)または(2)記載の電力変換装置であって、正極バスバー部と負極バスバー部を流れる電流の向きが対向する、電力変換装置。
(3)
The power conversion device according to (1) or (2) above, wherein the directions of currents flowing through the positive electrode bus bar portion and the negative electrode bus bar portion are opposed to each other.
(4)
3個の半導体モジュールを有する第1インバータと、
3個の半導体モジュールを有する第2インバータと、
第1および第2インバータを構成する各半導体モジュールの正極端子とコンデンサとを接続するための正極接続プレートと、
第1および第2インバータを構成する各半導体モジュールの負極端子とコンデンサとを接続するための負極接続プレートと、
を有し、
第1および第2のインバータに属する半導体モジュールは積層され、
正極接続プレートは、半導体モジュールの積層方向に沿う縁から切り込まれた第1のスリットにより分けられた正極接続片を有し、正極接続片の各々は個々の半導体モジュールの正極端子に接続され、
負極接続プレートは、半導体モジュールの積層方向に沿う縁から切り込まれた第1のスリットにより分けられた負極接続片を有し、負極接続片の各々は個々の半導体モジュールの負極端子に接続され、
正極接続プレートと負極接続プレートは互いに対面配置される部分を有し、負極接続プレートの前記対面配置される部分は樹脂部材で覆われ、
正極接続プレートの、第1インバータに関連する接続片と第2インバータに関連する接続片との間に設けられる少なくとも一つの第1のスリットの奥に、更に深く第2のスリットが設けられ、
前記樹脂部材には、前記第2のスリットを貫通する樹脂製の突起が設けられ、
前記突起をつぶして正極接続プレートがかしめられている、
電力変換装置。
(4)
A first inverter having three semiconductor modules;
A second inverter having three semiconductor modules;
A positive electrode connection plate for connecting a positive terminal and a capacitor of each semiconductor module constituting the first and second inverters;
A negative electrode connection plate for connecting a negative electrode terminal and a capacitor of each semiconductor module constituting the first and second inverters;
Have
The semiconductor modules belonging to the first and second inverters are stacked,
The positive electrode connection plate has positive electrode connection pieces separated by first slits cut from edges along the stacking direction of the semiconductor modules, and each of the positive electrode connection pieces is connected to a positive electrode terminal of an individual semiconductor module,
The negative electrode connection plate has a negative electrode connection piece divided by a first slit cut from an edge along the stacking direction of the semiconductor modules, and each of the negative electrode connection pieces is connected to a negative electrode terminal of an individual semiconductor module,
The positive electrode connection plate and the negative electrode connection plate have a portion arranged to face each other, and the portion of the negative electrode connection plate arranged to face is covered with a resin member,
A second slit is further deeply provided at the back of at least one first slit provided between the connection piece related to the first inverter and the connection piece related to the second inverter of the positive electrode connection plate,
The resin member is provided with a resin protrusion penetrating the second slit,
The positive connection plate is crimped by crushing the protrusion,
Power conversion device.
(5)
3個の半導体モジュールを有する第1インバータと、
3個の半導体モジュールを有する第2インバータと、
少なくとも一つの半導体モジュールを有する昇圧コンバータと、
第1および第2インバータと昇圧コンバータに属する各半導体モジュールの正極端子とコンデンサとを接続するための正極接続プレートと、
第1および第2インバータと昇圧コンバータに属する各半導体モジュールの負極端子とコンデンサとを接続するための負極接続プレートと、
を有し、
半導体モジュールは、第1インバータに属する半導体モジュールと第2インバータに属する半導体モジュールの間に昇圧コンバータに属する半導体モジュールが配置されるよう積層され、
正極接続プレートは、半導体モジュールの積層方向に沿う縁から切り込まれた第1のスリットにより分けられた正極接続片を有し、正極接続片の各々は個々の半導体モジュールの正極端子に接続され、
負極接続プレートは、半導体モジュールの積層方向に沿う縁から切り込まれた第1のスリットにより分けられた負極接続片を有し、負極接続片の各々は個々の半導体モジュールの負極端子に接続され、
正極接続プレートと負極接続プレートは互いに対面配置される部分を有し、負極接続プレートの前記対面配置される部分は樹脂部材で覆われ、
第1インバータに関連する接続片と昇圧コンバータに関連する接続片を分ける第1スリットと第2インバータに関連する接続片と昇圧コンバータに関連する接続片を分ける第1スリットとの少なくとも一方の奥には、更に深く第2スリットが設けられ、
前記樹脂部材には、前記第2のスリットを貫通する樹脂製の突起が設けられ、
前記突起をつぶして正極接続プレートがかしめられている、
電力変換装置。
(5)
A first inverter having three semiconductor modules;
A second inverter having three semiconductor modules;
A boost converter having at least one semiconductor module;
A positive electrode connection plate for connecting the positive terminal of each semiconductor module belonging to the first and second inverters and the boost converter and a capacitor;
A negative electrode connection plate for connecting a negative terminal and a capacitor of each semiconductor module belonging to the first and second inverters and the boost converter;
Have
The semiconductor module is stacked so that the semiconductor module belonging to the boost converter is disposed between the semiconductor module belonging to the first inverter and the semiconductor module belonging to the second inverter,
The positive electrode connection plate has positive electrode connection pieces separated by first slits cut from edges along the stacking direction of the semiconductor modules, and each of the positive electrode connection pieces is connected to a positive electrode terminal of an individual semiconductor module,
The negative electrode connection plate has a negative electrode connection piece divided by a first slit cut from an edge along the stacking direction of the semiconductor modules, and each of the negative electrode connection pieces is connected to a negative electrode terminal of an individual semiconductor module,
The positive electrode connection plate and the negative electrode connection plate have a portion arranged to face each other, and the portion of the negative electrode connection plate arranged to face is covered with a resin member,
At least one of the first slit that separates the connection piece related to the first inverter and the connection piece related to the boost converter, the connection piece related to the second inverter, and the first slit that separates the connection piece related to the boost converter. Is further provided with a second slit,
The resin member is provided with a resin protrusion penetrating the second slit,
The positive connection plate is crimped by crushing the protrusion,
Power conversion device.
(6)
上記(4)または(5)に記載の電力変換装置であって、正極接続プレートおよび負極接続プレートの前記互いに対面配置される部分を流れる電流の向きが対向する、電力変換装置。
(6)
The power conversion device according to (4) or (5), wherein the directions of the currents flowing through the portions of the positive electrode connection plate and the negative electrode connection plate that face each other face each other.
1 電力変換装置、18 昇圧コンバータ、20 第1インバータ、22 第2インバータ、26 半導体モジュール、28 正極端子、30 負極端子、34 半導体モジュール、36 正極端子、38 負極端子、46 半導体モジュール、48 正極端子、50 負極端子、54 コンデンサ、56 制御装置、58 半導体モジュールユニット、66 正極接続プレート、68 固定台、70 負極接続プレート、72 コンデンサ正極端子、74 コンデンサ負極端子、78 正極バスバー部、80 正極接続片、82 正極バスバー部の縁、94 第1インバータ対応領域、96 第2インバータ対応領域、98 昇圧コンバータ対応領域、100,102 スリット、100a,102a 拡幅部、103 樹脂層、105 かしめ突起。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power converter, 18 Boost converter, 20 1st inverter, 22 2nd inverter, 26 Semiconductor module, 28 Positive terminal, 30 Negative terminal, 34 Semiconductor module, 36 Positive terminal, 38 Negative terminal, 46 Semiconductor module, 48
Claims (5)
前記半導体モジュールは積層され、
さらに、
積層された半導体モジュールとコンデンサを接続するための、当該半導体モジュールに共通の第1バスバーおよび第2バスバーであって、対面配置される第1バスバーおよび第2バスバーと、
第1バスバーと第2バスバーの間に配置される樹脂層と、
第1バスバーの縁に沿って配列され、当該第1バスバーの前記縁と個々の半導体モジュールの正極端子と負極端子の一方とを接続する第1接続部材と、
第2バスバーの縁に沿って配列され、当該第2バスバーの前記縁と個々の半導体モジュールの正極端子と負極端子のもう一方とを接続する第2接続部材と、
を有し、
第1バスバーと第2バスバーは、対応する第1接続部材または第2接続部材によって当該バスバーと接続される半導体モジュールが属する電力変換装置の各々に対応して画定された変換回路対応領域を有し、
第1バスバーと第2バスバーの少なくとも一方は、変換回路対応領域の間の少なくとも一つに、当該バスバーの前記縁から切り込まれたスリットを有し、
前記樹脂層には、前記スリットを貫通する樹脂製の突起が設けられ、
前記突起をつぶして、当該突起が貫通する前記スリットが設けられた第1バスバーまたは第2バスバーがかしめられている、
電力変換装置。 A power conversion device having a plurality of power conversion circuits each including at least one semiconductor module,
The semiconductor modules are stacked,
further,
A first bus bar and a second bus bar, which are common to the semiconductor module, for connecting the stacked semiconductor module and the capacitor, the first bus bar and the second bus bar being arranged facing each other;
A resin layer disposed between the first bus bar and the second bus bar;
A first connecting member that is arranged along an edge of the first bus bar, and connects the edge of the first bus bar to one of the positive terminal and the negative terminal of each semiconductor module;
A second connecting member that is arranged along an edge of the second bus bar and connects the edge of the second bus bar to the positive terminal and the other of the negative terminal of each semiconductor module;
Have
Each of the first bus bar and the second bus bar has a conversion circuit corresponding region defined corresponding to each of the power conversion devices to which the semiconductor module connected to the bus bar by the corresponding first connection member or the second connection member belongs. ,
At least one of the first bus bar and the second bus bar has a slit cut from the edge of the bus bar in at least one of the conversion circuit corresponding regions,
The resin layer is provided with a resin protrusion penetrating the slit,
The first bus bar or the second bus bar provided with the slit through which the projection penetrates is caulked,
Power conversion device.
前記半導体モジュールは積層され、
さらに、
積層された半導体モジュールの正極端子と負極端子の一方の端子同士を接続するための第1バスバーと、
積層された半導体モジュールの正極端子と負極端子のもう一方の端子同士を接続するための、第1バスバーと対面配置された第2バスバーと、
第1バスバーと第2バスバーのバスバーの間に配置される樹脂層と、
第1バスバーの縁に沿って配列され、当該第1バスバーの前記縁と個々の半導体モジュールの前記一方の端子とを接続する第1接続部材と、
第2バスバーの縁に沿って配列され、当該第2バスバーの前記縁と個々の半導体モジュールの前記もう一方の端子とを接続する第2接続部材と、
を有し、
第1バスバーと第2バスバーに流れる電流の向きが対向し、
第1バスバーと第2バスバーは、対応する第1接続部材または第2接続部材によって当該バスバーと接続される半導体モジュールが属する電力変換装置の各々に対応して画定された変換回路対応領域を有し、
第1バスバーと第2バスバーの少なくとも一方は、変換回路対応領域の間の少なくとも一つに、当該バスバーの前記縁から切り込まれたスリットを有し、
前記樹脂層には、前記スリットを貫通する樹脂製の突起が設けられ、
前記突起をつぶして、当該突起が貫通する前記スリットが設けられた第1バスバーまたは第2バスバーがかしめられている、
電力変換装置。 A power conversion device having a plurality of power conversion circuits each including at least one semiconductor module,
The semiconductor modules are stacked,
further,
A first bus bar for connecting one of the positive and negative terminals of the stacked semiconductor modules;
A second bus bar disposed opposite to the first bus bar for connecting the other terminals of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the stacked semiconductor modules;
A resin layer disposed between the bus bars of the first bus bar and the second bus bar;
A first connecting member that is arranged along an edge of the first bus bar, and connects the edge of the first bus bar and the one terminal of each semiconductor module;
A second connecting member arranged along an edge of the second bus bar and connecting the edge of the second bus bar and the other terminal of each semiconductor module;
Have
The direction of the current flowing through the first bus bar and the second bus bar is opposite,
Each of the first bus bar and the second bus bar has a conversion circuit corresponding region defined corresponding to each of the power conversion devices to which the semiconductor module connected to the bus bar by the corresponding first connection member or the second connection member belongs. ,
At least one of the first bus bar and the second bus bar has a slit cut from the edge of the bus bar in at least one of the conversion circuit corresponding regions,
The resin layer is provided with a resin protrusion penetrating the slit,
The first bus bar or the second bus bar provided with the slit through which the projection penetrates is caulked,
Power conversion device.
前記半導体モジュールは積層され、
さらに、
積層された半導体モジュールの正極端子と負極端子の一方の端子同士を接続するための第1接続プレートと、
積層された半導体モジュールの正極端子と負極端子のもう一方の端子同士を接続するための第2接続プレートと、
を有し、
第1接続プレートは、前記半導体モジュールの積層方向に沿って延びる第1バスバー部と、第1バスバー部から延び、第1バスバー部と個々の半導体モジュールの対応する端子とを接続する第1接続片と、を含み、
第2接続プレートは、前記半導体モジュールの積層方向に沿って延びる第2バスバー部と、第2バスバー部から延び、第2バスバー部と個々の半導体モジュールの対応する端子とを接続する第2接続片と、を含み、
第1バスバー部と第2バスバー部は対面配置され、これらのバスバー部の間に樹脂層が配置され、
第1バスバー部および第2バスバー部は、対応する第1接続片または第2接続片を介して接続する半導体モジュールが属する電力変換装置の各々に対応して画定された変換回路対応領域を有し、
前記第1バスバー部と第2バスバー部の少なくとも一方は、変換回路対応領域の間の少なくとも一つに、接続片の付け根の位置より深く切り込まれたスリットを有し、
前記樹脂層には、前記スリットを貫通する樹脂製の突起が設けられ、
前記突起をつぶして、当該突起が貫通する前記スリットが設けられた第1接続プレートまたは第2接続プレートがかしめられている、
電力変換装置。 A power conversion device having a plurality of power conversion circuits each including at least one semiconductor module,
The semiconductor modules are stacked,
further,
A first connection plate for connecting one terminal of the positive and negative terminals of the stacked semiconductor modules;
A second connection plate for connecting the other terminals of the positive and negative terminals of the stacked semiconductor modules;
Have
The first connection plate extends from the semiconductor module in the stacking direction, and the first connection piece extends from the first bus bar and connects the first bus bar and the corresponding terminal of each semiconductor module. And including
The second connection plate extends from the second bus bar portion extending in the stacking direction of the semiconductor modules, and the second connection piece extends from the second bus bar portion and connects the second bus bar portion and corresponding terminals of the individual semiconductor modules. And including
The first bus bar part and the second bus bar part are arranged facing each other, and a resin layer is arranged between these bus bar parts,
Each of the first bus bar portion and the second bus bar portion has a conversion circuit corresponding region defined corresponding to each of the power conversion devices to which the semiconductor module connected via the corresponding first connection piece or second connection piece belongs. ,
At least one of the first bus bar portion and the second bus bar portion has a slit that is cut deeper than a base of the connection piece in at least one of the conversion circuit corresponding regions,
The resin layer is provided with a resin protrusion penetrating the slit,
The first connection plate or the second connection plate provided with the slit through which the protrusion penetrates is squeezed,
Power conversion device.
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