JP5747943B2

JP5747943B2 - 電力変換装置

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Publication number: JP5747943B2
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Inventors: 大喜澤田; 岡村　誠; 誠岡村
Original assignee: Denso Corp
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Filing date: 2013-05-30
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Description

本発明は、バスバを備える電力変換装置に関する。

電気自動車やハイブリッド自動車等に搭載される電力変換装置として、複数の半導体モジュールと他の電子部品等とがバスバで接続されているものがある。例えば、特許文献１には、一枚の金属板を打ち抜いて、積層された複数の半導体モジュールの接続端子に接続される複数の接続端子を備える一体のバスバが備えられる電力変換装置が開示されている。

特開２００６−２９５９９７号公報

しかしながら、一枚の金属板から複数の接続端子を形成して、積層された複数の半導体モジュールと接続するため、半導体モジュールの積層ピッチが小さい場合には、バスバにおける接続端子のピッチ（隣接する接続端子間の距離）も小さくなる。一枚の金属板からなるバスバでは、隣接する接続端子との距離が小さくなれば、各接続端子の接続部の大きさは自ずと制約されることとなる。その結果、半導体モジュールの接続端子とバスバの接続端子の接続部を充分に確保できないという問題があった。

上記の問題に対して、バスバを複数の金属板から構成して、これらを積層したものを用いることが考えられる。例えば、バスバを複数積層してバスバ積層体を形成するとともに、隣接する接続端子は当該バスバ積層体において異なるバスバから延出されるように構成することが考えられる。これによれば、積層される各バスバにおいては、隣接する接続端子の間隔を大きくすることができ、当該接続端子の接続部を広く確保することができる。

しかしながら、複数の半導体モジュールにおいて、積層されたバスバのうち、外側の一対のバスバと接続されたものと、内側の一対のバスバに接続されたものとでインダクタンスが異なる。これは、半導体モジュールに接続されているバスバ間に生じる相互インダクタンス効果にばらつきが生じることに起因する。そして、装置全体のサージ電圧はもっとも高いインダクタンスに基づいて決まるため、各半導体モジュールの回路におけるインダクタンスにばらつきがあると、装置全体のインダクタンスとしては大きくなりやすいという問題がある。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、各半導体モジュール間の相互インダクタンス効果のばらつきを低減し、装置全体のインダクタンスを低減することができる電力変換装置を提供しようとするものである。

本発明の一態様は、電力変換回路の一部を構成する複数の半導体モジュールを積層してなる半導体モジュール積層体と、
板状の正極バスバ本体部と、該正極バスバ本体部から延出して上記半導体モジュールの正極端子に接続されるように構成されている複数の正極接続端子部とを備える正極バスバを、上記正極バスバ本体部が重なるように複数積層してなる正極バスバ積層体と、
板状の負極バスバ本体部と、該負極バスバ本体部から延出して上記半導体モジュールの負極端子に接続されるように構成されている複数の負極接続端子部とを備える負極バスバを、上記負極バスバ本体部が重なるように複数積層してなる負極バスバ積層体と、
を有し、
上記半導体モジュール積層体は、それぞれの上記正極端子及び上記負極端子の延出方向を揃えて積層された第１の半導体モジュールと第２の半導体モジュールを含んでおり、
上記正極バスバ積層体において複数備えられる上記正極バスバは、上記第１の半導体モジュールと上記第２の半導体モジュールの積層方向に直交する方向に沿って順に積層されている第１の正極バスバ及び第２の正極バスバを含んでおり、
上記負極バスバ積層体において複数備えられる上記負極バスバは、上記正極バスバ積層体における積層方向に沿って順に積層されている第１の負極バスバ及び第２の負極バスバを含んでおり、
上記第１の正極バスバ及び上記第１の負極バスバは、上記第１の半導体モジュールの正極端子及び負極端子にそれぞれ接続されているとともに、上記第２の正極バスバ及び上記第２の負極バスバは、上記第２の半導体モジュールの正極端子及び負極端子にそれぞれ接続されていることを特徴とする電力変換装置にある。

上記電力変換装置では、正極バスバ積層体における第１の正極バスバ及び第２の正極バスバの積層方向及び積層順と、負極バスバ積層体における第１の負極バスバ及び第２の負極バスバの積層方向及び積層順とが同一となるように構成されている。そして、半導体モジュール積層体に含まれる第１の半導体モジュールの正極端子には第１の正極バスバが接続され、第１の半導体モジュールの負極端子には第１の負極バスバが接続されている。また、第２の半導体モジュールの正極端子には第２の正極バスバが接続され、第２の半導体モジュールの負極端子には第２の負極バスバが接続されている。すなわち、一つの半導体モジュールの正極端子及び負極端子は、正極バスバ積層体及び負極バスバ積層体における積層順が同じである正極バスバ及び負極バスバに接続されている。そのため、第１の半導体モジュールにおける第１の正極バスバの正極接続端子部と第１の負極バスバの負極接続端子部との距離と、第２の半導体モジュールにおける第２の正極バスバの正極接続端子部と第２の負極バスバの上記負極接続端子部との距離との均一化が図られる。これにより、第１の半導体モジュールにおける相互インダクタンス効果と、第２の半導体モジュールにおける相互インダクタンス効果との差を小さくすることができる。すなわち、各半導体モジュール間の相互インダクタンス効果のばらつきを低減することができる。その結果、装置全体のインダクタンスを低減することができる。

以上のごとく、本発明によれば、各半導体モジュール間の相互インダクタンス効果のばらつきを低減し、装置全体のインダクタンスを低減することができる電力変換装置を提供することができる。

実施例１における、電力変換装置の平面図。図１における、II-II線断面図。実施例１における、正極バスバ積層体の斜視図。実施例１における、第１の正極バスバの正極接続端子部を折り曲げる前の平面図。図４における第１の正極バスバの正極接続端子部を折り曲げた後の平面図。実施例１における、第２の正極バスバの正極接続端子部を折り曲げる前の平面図。図６における第２の正極バスバの正極接続端子部を折り曲げた後の平面図。実施例１における、正極バスバ積層体の上面図。実施例１における、負極バスバ積層体の斜視図。実施例１における、第１の負極バスバの負極接続端子部を折り曲げる前の平面図。図１０における第１の負極バスバの負極接続端子部を折り曲げた後の平面図。実施例１における、第２の負極バスバの負極接続端子部を折り曲げる前の平面図。図１２における第２の負極バスバの負極接続端子部を折り曲げた後の平面図。実施例１における、負極バスバ積層体の上面図。図２におけるXV-XV線断面一部拡大図。図２におけるXVI-XVI線断面一部拡大図。実施例２における、電力変換装置の断面図。実施例２における、正極バスバ積層体の斜視図。実施例２における、第１の正極バスバの正極接続端子部を折り曲げる前の平面図。図１９における第１の正極バスバの正極接続端子部を折り曲げた後の平面図。実施例２における、第２の正極バスバの正極接続端子部を折り曲げる前の平面図。図２１における第２の正極バスバの正極接続端子部を折り曲げた後の平面図。実施例２における、負極バスバ積層体の上面図。実施例２における、第１の負極バスバの負極接続端子部を折り曲げる前の平面図。図２４における第１の負極バスバの負極接続端子部を折り曲げた後の平面図。実施例２における、第２の負極バスバの負極接続端子部を折り曲げる前の平面図。図２６における第２の負極バスバの負極接続端子部を折り曲げた後の平面図。図１７におけるXXVIII-XXVIII線断面一部拡大図。図１７におけるXXIX-XXIX線断面一部拡大図。

上記電力変換装置は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車に搭載されるインバータ等として用いることができる。

（実施例１）
本例の実施例に係る電力変換装置につき、図１〜図１６を用いて説明する。
本例の電力変換装置１は、図１に示すように、半導体モジュール積層体１０と、正極バスバ積層体２０と、負極バスバ積層体３０とを有する。

半導体モジュール積層体１０は電力変換回路の一部を構成する複数の半導体モジュール（第１の半導体モジュール１１、第２の半導体モジュール１２）を積層してなる。
半導体モジュール積層体１０において、第１の半導体モジュール１１と第２の半導体モジュール１２は、図２に示すように、それぞれの正極端子１１ｐ、１２ｐ及び負極端子１１ｎ、１２ｎの延出方向Ｚを揃えてＸ方向（以下、積層方向Ｘともいう）に積層されている。

半導体モジュール積層体１０は、図１及び図２に示すように、金属製のフレーム２に固定されている。第１の半導体モジュール１１と第２の半導体モジュール１２とが交互に配列して、第１の半導体モジュール１１と第２の半導体モジュール１２との間にそれぞれ冷却管１３が配置された状態で、これらが延出方向Ｚに直交する方向である積層方向Ｘに沿って積層されて構成されている。そして、フレーム２には一対の支承ピン１８が配置されている。半導体モジュール積層体１０は、支承ピン１８に係止されている板バネ部材からなる加圧部材１９によって積層方向Ｘに向かってフレーム２の内壁面に加圧されている。なお、加圧部材１９と半導体モジュール積層体１０との間には、加圧部材１９による加圧力を分散させるための補強板１９ａが介在されている。

冷却管１３はその外形が板状であって、その内部に冷媒流路を備える。図１に示すように、冷却管１３は、延出方向Ｚ及び積層方向Ｘに直交する方向である幅方向Ｙが長い。冷却管１３は、その幅方向Ｙの両端部において、隣り合う冷却管１３同士が変形可能な連結管１４によって連結されている。冷却管１３と連結管１４によって冷却器１５が構成されている。冷却器１５において、積層方向Ｙの一端側に配置された冷却管１３における幅方向Ｘの両端部には、冷媒導入管１６及び冷媒排出管１７が接続されている。かかる冷却器１５内を冷媒が流通することにより、第１の半導体モジュール１１及び第２の半導体モジュール１２が冷却されるように構成されている。

正極バスバ積層体２０は、図３に示すように、複数の正極バスバ（第１の正極バスバ２１、第２の正極バスバ２２）を積層してなる。第１の正極バスバ２１と第２の正極バスバ２２は、第１の半導体モジュール１１と第２の半導体モジュール１２の積層方向Ｘに直交する方向Ｚに沿って順に積層されている。

第１の正極バスバ２１は、図４に示すように、板状の正極バスバ本体部２１０と、正極バスバ本体部２１０から延出して複数の半導体モジュール１１の正極端子１１ｐ（図１）に接続されるように構成されている複数の正極接続端子部２１１とを備える。
正極バスバ本体部２１０は、図３、図４に示すように、半導体モジュール積層体１０の積層方向Ｘを長手方向とする長板状である。複数の正極接続端子部２１１は、正極バスバ本体部２１０の長辺側から、Ｘ方向及びＺ方向に直交するＹ方向に延出されて、Ｘ方向に等間隔に形成されている。本例では、５つの正極接続端子部２１１が備えられている。正極接続端子部２１１は、図４に示すＹ方向に平行な破線Ｌ１で示す位置において、図２及び図５に示すようにＺ方向に平行に、半導体モジュール積層体１０と反対側に折り曲げられている。これにより、各正極接続端子部２１１に、Ｚ方向に立設された折曲端部２１２がそれぞれ形成されている。また、折曲端部２１２は、図５に示すように、隣接する折曲端部２１２及び正極接続端子部２１１から距離Ｗ１だけ離隔している。

第２の正極バスバ２２は、図６に示すように、板状の正極バスバ本体部２２０と、正極バスバ本体部２２０から延出して第２の半導体モジュール１２の正極端子１２ｐ（図１）に接続されるように構成されている複数の正極接続端子部２２１とを備える。さらに、後述のコンデンサ３と接続されるコンデンサ接続端部２２３を備える。
正極バスバ本体部２２０は、上述の正極バスバ本体部２１０（図４）と同様に、図３、図６に示すように、半導体モジュール積層体１０の積層方向Ｘを長手方向とする長板状である。また、複数の正極接続端子部２２１も、上述の正極接続端子部２１１（図４）と同様に、正極バスバ本体部２２０の長辺側から、Ｘ方向及びＺ方向に直交するＹ方向に延出されて、Ｘ方向に等間隔に形成されている。本例では、６つの正極接続端子部２２１が備えられている。正極接続端子部２２１は、図６に示すＹ方向に平行な破線Ｌ２で示す位置において、図２及び図７に示すようにＺ方向に平行に、半導体モジュール積層体１０（図２）と反対側に折り曲げられている。これにより、各正極接続端子部２２１に、Ｚ方向に立設された折曲端部２２２が形成されている。また、折曲端部２２２は、図７に示すように、隣接する折曲端部２２２及び正極接続端子部２２１から距離Ｗ２だけ離隔している。
コンデンサ接続端部２２３は板状であって、正極接続端子部２２１が設けられる側と反対側に形成されており、後述のコンデンサ３の側壁に沿って断面Ｌ字状に折り曲げられている。

第１の正極バスバ２１及び第２の正極バスバ２２は、図３、図８に示すように、正極バスバ積層体２０において、正極バスバ本体部２１０、２２０が重ね合わされて積層されている。第１の正極バスバ２１と第２の正極バスバ２２は、半導体モジュール積層体１０の積層方向Ｘに直交する方向Ｚに沿って、半導体モジュール積層体１０に向かって第１の正極バスバ２１、第２の正極バスバ２２の順に並んでいる。第１の正極バスバ２１及び第２の正極バスバ２２は図示しないボルトで互いに締結されており、両者が電気的に接続されている。そして、それぞれの正極接続端子部２１１と正極接続端子部２２１は、図８に示すように、Ｚ方向から見た場合において重なり合わないように、Ｘ方向に交互に配列するように位置している。これにより、正極バスバ積層体２０において、図８に示すように、第１の正極バスバ２１に備えられる一つの折曲端部２１２は、第２の正極バスバ２２に備えられる複数の折曲端部２２２の少なくとも一つ（本例では、Ｘ方向における両隣の２つの折曲端部２２２）と隣接している。
なお、正極バスバ積層体２０において、図８に示すように各正極接続端子部２１１、２２１のＹ方向における端部が揃うように構成されている。また、折曲端部２１２、２２２はともに、図２に示すように、Ｚ方向における半導体モジュール積層体１０と反対側の端部（Ｚ方向における高さ位置）が揃うように構成されている。

負極バスバ積層体３０は、図９に示すように、複数の負極バスバ（第１の負極バスバ３１、第２の負極バスバ３２）を積層してなる。第１の負極バスバ３１と第２の負極バスバ３２は、第１の正極バスバ２１と第２の正極バスバ２２の積層方向Ｚに沿って順に積層されている。

第１の負極バスバ３１は、図９、図１０に示すように、板状の負極バスバ本体部３１０と、負極バスバ本体部３１０から延出して第１の半導体モジュール１１の負極端子１１ｎ（図１）に接続されるように構成されている複数の負極接続端子部３１１とを備える。さらに、後述のコンデンサ３と接続されるコンデンサ接続端部３１３を備える。
負極バスバ本体部３１０はＸ方向を長手方向とする長板状である。複数の負極接続端子部３１１は、図１０に示すように、負極バスバ本体部３１０の長辺側から、Ｙ方向に延出されて、Ｘ方向に等間隔に形成されている。本例では、５つの負極接続端子部３１１が備えられている。各負極接続端子部３１１は、図１０に示すＹ方向に平行な破線Ｌ３で示す位置において、図２及び図１１に示すようにＺ方向に平行に、半導体モジュール積層体１０と反対側に折り曲げられている。これにより、各負極接続端子部３１１に、Ｚ方向に立設された折曲端部３１２が形成されている。また、折曲端部３１２は、図１１に示すように、隣接する折曲端部３１２及び負極接続端子部３１１から距離Ｗ３だけ離隔している。
コンデンサ接続端部３１３は板状であって、負極バスバ本体部３１０において負極接続端子部３１１が設けられる側と反対側に形成されており、後述のコンデンサ３の側壁に沿って断面Ｌ字状に折り曲げられている。
負極バスバ本体部３１０には、図１０に示すように、第１の半導体モジュール１１の正極１１ｐ及び第２の半導体モジュール１２の正極１２ｐに対向する位置に貫通孔３１４が形成されている。貫通孔３１４はＹ方向を長手方向とする長孔である。

第２の負極バスバ３２は、図１２に示すように、板状の負極バスバ本体部３２０と、負極バスバ本体部３２０から延出して第２の半導体モジュール１２の負極端子１２ｐ（図１）に接続されるように構成されている複数の負極接続端子部３２１とを備える。
負極バスバ本体部３２０は、上述の負極バスバ本体部３１０（図１０）と同様に、図９、図１２に示すように、半導体モジュール積層体１０の積層方向Ｘを長手方向とする長板状である。また、複数の負極接続端子部３２１も、上述の負極接続端子部３１１（図１０）と同様に、負極バスバ本体部３２０の長辺側から、Ｙ方向に延出されて、Ｘ方向に等間隔に形成されている。本例では、６つの負極接続端子部３２１が備えられている。負極接続端子部３２１は、図１２に示すＹ方向に平行な破線Ｌ４で示す位置において、図２及び図１３に示すようにＺ方向に平行に、半導体モジュール積層体１０と反対側に折り曲げられている。これにより、各負極接続端子部３２１に、Ｚ方向に立設された折曲端部３２２が形成されている。また、折曲端部３２２は、図１３に示すように、隣接する折曲端部３２２及び負極接続端子部３２１から距離Ｗ４だけ離隔している。
負極バスバ本体部３２０には、図１３に示すように、第１の半導体モジュール１１の正極１１ｐ及び第２の半導体モジュール１２の正極１２ｐに対向する位置に貫通孔３２４が形成されている。貫通孔３２４は貫通孔３１４（図１１）と同一の形状である。

第１の負極バスバ３１及び第２の負極バスバ３２は、図９、図１４に示すように、負極バスバ積層体３０において、負極バスバ本体部３１０、３２０が重ね合わされて積層されている。第１の負極バスバ３１と第２の負極バスバ３２は、半導体モジュール積層体１０の積層方向Ｘに直交する方向Ｚに沿って、半導体モジュール積層体１０に向かって第１の負極バスバ３１、第２の負極バスバ３２の順に並んでいる。第１の負極バスバ３１及び第２の負極バスバ３２は図示しないボルトで互いに締結されており、両者が電気的に接続されている。そして、それぞれの負極接続端子部３１１と負極接続端子部３２１は、図９に示すようにＺ方向から見た場合において重なり合わないように、Ｘ方向に交互に配列するように位置している。これにより、負極バスバ積層体３０において、図１４に示すように、第１の負極バスバ３１に備えられる一つの折曲端部３１２は、第２の負極バスバ３２に備えられる複数の折曲端部３２２の少なくとも一つ（本例では、Ｘ方向における両隣の２つの折曲端部３２２）と隣接している。
なお、負極バスバ積層体３０において、折曲端部３１２、３２２はともに、図２に示すように、Ｙ方向における半導体モジュール積層体１０と反対側の端部が揃っている。また、折曲端部３１２、３２２はともに、図２に示すように、Ｚ方向における半導体モジュール積層体１０と反対側の端部（Ｚ方向における高さ位置）が揃うように構成されている。
さらに、貫通孔３１４と貫通孔３２４は重なりあって、図１及び図９に示すように、負極バスバ積層体３０において貫通孔３０１が形成されている。

半導体モジュール積層体１０のＹ方向に隣接してコンデンサ３が配置されている。コンデンサ３はＺ方向の一端側（半導体モジュール積層体１０において正極端子１１ｐ、１２ｐ及び負極端子１１ｎ、１２ｎが延出する側）に正極端子（図示せず）を備え、反対側の端部に負極端子（図示せず）を備える。コンデンサ３の正極端子と正極バスバ積層体２０におけるコンデンサ接続端部２２３とが接続され、コンデンサ３の負極端子と負極バスバ積層体３０におけるコンデンサ接続端部３１３とが接続されている。これにより、コンデンサ３は、正極バスバ積層体２０と負極バスバ積層体３０を介して半導体モジュール積層体１０と電気的に接続されている。

次に、本例の電力変換装置１における作用効果について、詳述する。
電力変換装置１において、正極バスバ積層体２０における第１の正極バスバ２１及び第２の正極バスバ２２の積層方向及びその積層順と、負極バスバ積層体３０における第１の負極バスバ３１及び第２の負極バスバ３２の積層方向及びその積層順とが同一となるように構成されている。そして、半導体モジュール積層体１０に含まれる第１の半導体モジュール１１の正極端子１１ｐには第１の正極バスバ２１が接続され、第１の半導体モジュール１１の負極端子１１ｎには第１の負極バスバ３１が接続されている。また、第２の半導体モジュール１２の正極端子１２ｐには第２の正極バスバ２２が接続され、第２の半導体モジュール１２の負極端子１２ｎには第２の負極バスバ３２が接続されている。すなわち、一つの半導体モジュール（第１の半導体モジュール１１、第２の半導体モジュール１２）の正極端子（１１ｐ、１２ｐ）及び負極端子（１１ｎ、１２ｎ）は、正極バスバ積層体２０及び負極バスバ積層体３０の各積層体において、積層順が同じバスバ（第１の正極バスバ２１及び第１の負極バスバ３１、第２の正極バスバ２２及び第２の負極バスバ３２）にそれぞれ接続されている。そのため、図１５、図１６に示すように、正極バスバ積層体２０及び負極バスバ積層体３０の積層方向Ｚにおいて、第１の半導体モジュール１１における第１の正極バスバ２１の正極接続端子部２１１と第１の負極バスバ３１の負極接続端子部３１１との距離ｄ１と、第２の半導体モジュール１２における第２の正極バスバ２２の正極接続端子部２２１と第２の負極バスバ３２の負極接続端子部３２１との距離ｄ２との均一化が図られる。これにより、第１の半導体モジュール１１における相互インダクタンス効果と、第２の半導体モジュール１２における相互インダクタンス効果との差を小さくすることができる。すなわち、各半導体モジュール（第１の半導体モジュール１１、第２の半導体モジュール１２）間の相互インダクタンス効果のばらつきを低減することができる。その結果、装置全体のインダクタンスを低減することができる。

さらに、本例では、図１５、図１６に示すように、正極バスバ積層体２０及び負極バスバ積層体３０の積層方向Ｚにおいて、第１の正極バスバ２１の正極バスバ本体部２１０と第１の負極バスバ３１の負極バスバ本体部３１０との距離と、第２の正極バスバ２２の正極バスバ本体部２２０と第２の負極バスバ３２の負極バスバ本体部３２０との距離が同一となっている。すなわち、上述の距離ｄ１と距離ｄ２が同一となっている。これにより、各半導体モジュール（第１の半導体モジュール１１、第２の半導体モジュール１２）間の相互インダクタンス効果が一層均一化されるため、装置全体のインダクタンスを一層低減することができる。

また、複数の正極接続端子部２１１、２２１及び複数の負極接続端子部３１１、３２１は、それぞれ正極端子１１ｐ、１２ｐ及び負極端子１１ｎ、１２ｎの延出方向Ｚに平行に折り曲げられて形成されている折曲端部２１２、２２２、３１２、３２２をそれぞれ有している。折曲端部２１２、２２２、３１２、３２２は、正極端子１１ｐ、１２ｐ及び負極端子１１ｎ、１２ｎに重ね合わせて接続されている。そして、正極バスバ積層体２０において、第１の正極バスバ２１に備えられる一つの折曲端部２１２は、第２の正極バスバ２２に備えられる複数の折曲端部２２２の少なくとも一つ（本例では２つ）と隣接している。また、負極バスバ積層体３０において、第１の負極バスバ３１に備えられる一つの折曲端部３１２は、第２の負極バスバ３２に備えられる複数の折曲端部３２２の少なくとも一つ（本例では２つ）と隣接している。これにより、正極バスバ積層体２０を構成する第１の正極バスバ２１においては、折曲端部２１２は、隣接する折曲端部２１２及び正極接続端子部２２１との距離Ｗ１が充分確保されている。これにより、折曲端部２１２を充分広く形成することができる。また、第２の正極バスバ２２、第１の負極バスバ３１、第２の負極バスバ３２においても同様に、それぞれ距離Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４が充分広く確保されているため、折曲端部２２２、３１２、３２２を充分広く形成することができる。

本例では、正極バスバ積層体２０及び負極バスバ積層体３０はともに各バスバ（２１、２２、３１、３２）の二層からなることとしたが、これに限定されず、両積層体２０、３０におけるバスバの積層数をさらに増やしてもよい。例えば、正極バスバ積層体２０において、第１の正極バスバ２１及び第２の正極バスバ２２に対してＺ方向に沿ってさらに第３の正極バスバを順に積層するとともに、負極バスバ積層体３０において、第１の負極バスバ３１及び第２の負極バスバ３２に対してＺ方向に沿ってさらに第３の負極バスバを順に積層することとしてもよい。この場合には、半導体モジュール積層体１０には第１の半導体モジュール１１及び第２の半導体モジュール１２に加えて、第３の正極バスバ及び第３の負極バスバに接続される第３の半導体モジュールが積層されていることとする。かかる構成によっても、各半導体モジュール間の相互インダクタンス効果のばらつきを低減でき、装置全体のインダクタンスを低減することができる。

（実施例２）
次に、実施例２に係る電力変換装置につき、図１７〜図２９を用いて説明する。
本例の電力変換装置１は、実施例１における半導体モジュール積層体１０（図２）に替えて、図１７に示す半導体モジュール積層体１００を備える。また、実施例１における正極接続端子部２１１、２２１、折曲端部２１２、２２２（図２）の一部に替えて、図１７における正極接続端子部２１１ａ、２２１ａ、折曲端部２１２ａ、２１２ｂ、２２２ａ、２２２ｂを備える。そして、実施例１における負極接続端子部３１１、３２１、折曲端部３１２、３２２（図２）の一部に替えて、図１７における負極接続端子部３１１ａ、３２１ａ、折曲端部３１２ａ、３１２ｂ、３２２ａ、３２２ｂを備える。
その他の構成要素は実施例１の場合と同様であり、本例においても実施例１の場合と同一の符号を用いてその説明を省略する。

実施例２における半導体モジュール積層体１００は、第１の半導体モジュール１１と第２の半導体モジュール１２をそれぞれの正極端子１１ｐ、１２ｐ及び負極端子１１ｎ、１２ｎの延出方向Ｚを揃えてＸ方向に積層してなる。実施例１の半導体モジュール積層体１０（図２）において、第１の半導体モジュール１１と第２の半導体モジュール１２は交互に配列しているが、半導体モジュール積層体１００においては、２つの第１の半導体モジュール１１と２つの第２の半導体モジュール１２が交互に配列している。

実施例２における第１の正極バスバ２１は、図１８、図１９に示すように、正極バスバ本体部２１０から延出して複数の半導体モジュール１１の正極端子１１ｐ（図１７）に接続されるように構成されている複数の正極接続端子部２１１ａ、２１１を備える。
複数の正極接続端子部２１１ａ、２１１は、正極バスバ本体部２１０の長辺側から、Ｘ方向及びＺ方向に直交するＹ方向に延出されて、Ｘ方向に等間隔に形成されている。本例では、２つの正極接続端子部２１１ａと一つの正極接続端子部２１１とが備えられている。正極接続端子部２１１ａは、図１９に示すＹ方向に平行な破線Ｌ１で示す位置において、図１７に示すようにＺ方向に平行に、半導体モジュール積層体１００と反対側に折り曲げられている。これにより、図２０に示すように、正極接続端子部２１１における折曲端部２１２に加えて、各正極接続端子部２１１ａに、Ｚ方向に立設された折曲端部２１２ａ、２１２ｂがそれぞれ形成されている。また、折曲端部２１２ａ、２１２ｂは、図２０に示すように、隣接する折曲端部２１２ａ（２１２）、２１２ｂ及び正極接続端子部２１１ａ（２１１）から距離Ｗ１だけ離隔している。

実施例２における第２の正極バスバ２２は、図１８、図２１に示すように、正極バスバ本体部２２０から延出して第２の半導体モジュール１２の正極端子１２ｐ（図１７）に接続されるように構成されている複数の正極接続端子部２２１ａを備える。
複数の正極接続端子部２２１ａは、上述の正極接続端子部２２１（図６）と同様に、正極バスバ本体部２２０の長辺側からＹ方向に延出されて、Ｘ方向に等間隔に形成されている。本例では、３つの正極接続端子部２２１ａが備えられている。正極接続端子部２２１ａは、図２１に示す破線Ｌ２で示す位置において、図１７及び図２２に示すようにＺ方向に平行に、半導体モジュール積層体１００と反対側に折り曲げられている。これにより、各正極接続端子部２２１ａに、Ｚ方向に立設された折曲端部２２２ａ、２２２ｂがそれぞれ形成されている。また、折曲端部２２２ａ、２２２ｂは、図２２に示すように、隣接する折曲端部２２２ａ、２２２ｂ及び正極接続端子部２２１ａから距離Ｗ２だけ離隔している。

正極接続端子部２１１ａ、２１１と正極接続端子部２２１ａは、図１８に示すように、Ｚ方向から見た場合において重なり合わないように、Ｘ方向に交互に配列するように位置している。これにより、正極バスバ積層体２０において、図１８に示すように、第１の正極バスバ２１に備えられる一つの折曲端部２１２ａ（２１２ｂ）は、第２の正極バスバ２２に備えられる複数の折曲端部２２２ａ、２２２ｂの少なくとも一つ（本例では、Ｘ方向における一方の隣に位置する１つの折曲端部２２２ａ（２２２ｂ））と隣接している。
これにより、実施例１の場合と同様に、正極バスバ積層体２０を構成する第１の正極バスバ２１において、図２０に示すように、折曲端部２１２ａ、２１２ｂは、隣接する折曲端部２１２ａ（２１２）、２１２ｂとの距離Ｗ１が充分確保されている。そのため、折曲端部２１２ａ、２１２ｂ、２１２を充分広く形成することができる。第２の正極バスバ２２においても同様に、図２２に示すように、距離Ｗ２が充分確保されているため、折曲端部２２２ａ、２２２ｂを充分広く形成することができる。

実施例２における第１の負極バスバ３１は、図２３、図２４に示すように、負極バスバ本体部３１０から延出して複数の半導体モジュール１１の負極端子１１ｎ（図１７）に接続されるように構成されている複数の負極接続端子部３１１ａ、３１１を備える。
複数の負極接続端子部３１１ａ、３１１は、正極バスバ本体部３１０の長辺側から、Ｘ方向及びＺ方向に直交するＹ方向に延出されて、Ｘ方向に等間隔に形成されている。本例では、２つの負極接続端子部３１１ａと一つの負極接続端子部３１１とが備えられている。負極接続端子部３１１ａは、図２４に示す破線Ｌ３で示す位置において、図１７に示すようにＺ方向に平行に、半導体モジュール積層体１０と反対側に折り曲げられている。これにより、図２５に示すように、負極接続端子部３１１における折曲端部３１２に加えて、各負極接続端子部３１１ａに、Ｚ方向に立設された折曲端部３１２ａ、３１２ｂがそれぞれ形成されている。また、折曲端部３１２ａ、３１２ｂは、図２５に示すように、隣接する折曲端部３１２ａ（３１２）、３１２ｂ及び負極接続端子部３１１ａ（３１１）から距離Ｗ３だけ離隔している。

実施例２における第２の負極バスバ２２は、図１８、図２６に示すように、負極バスバ本体部３２０から延出して第２の半導体モジュール１２の負極端子１２ｎ（図１７）に接続されるように構成されている複数の正極接続端子部３２１ａを備える。
複数の負極接続端子部３２１ａは、上述の負極接続端子部３２１（図１０）と同様に、負極バスバ本体部３２０の長辺側からＹ方向に延出されて、Ｘ方向に等間隔に形成されている。本例では、３つの負極接続端子部３２１ａが備えられている。負極接続端子部３２１ａは、図２６に示す破線Ｌ４で示す位置において、図１７及び図２７に示すようにＺ方向に平行に、半導体モジュール積層体１００と反対側に折り曲げられている。これにより、各負極接続端子部３２１ａに、Ｚ方向に立設された折曲端部３２２ａ、３２２ｂがそれぞれ形成されている。また、折曲端部３２２ａ、３２２ｂは、図２７に示すように、隣接する折曲端部３２２ａ、３２２ｂ及び負極接続端子部３２１ａから距離Ｗ４だけ離隔している。

負極接続端子部３１１ａ、３１１と負極接続端子部２２１ａは、図２３に示すように、Ｚ方向から見た場合において重なり合わないように、Ｘ方向に交互に配列するように位置している。これにより、負極バスバ積層体３０において、図２３に示すように、第１の負極バスバ３１に備えられる一つの折曲端部３１２ａ（３１２ｂ）は、第２の負極バスバ３２に備えられる複数の折曲端部３２２ａ、３２２ｂの少なくとも一つ（本例では、Ｘ方向における一方の隣の１つの折曲端部３２２ａ（３２２ｂ））と隣接している。
これにより、実施例１の場合と同様に、負極バスバ積層体３０を構成する第１の負極バスバ３１において、折曲端部３１２ａ、３１２ｂは、隣接する折曲端部３１２ａ（３１２）、３１２ｂとの距離Ｗ３が充分確保されている。そのため、折曲端部３１２ａ、３１２ｂを充分広く形成することができる。第２の負極バスバ３２においても同様に、距離Ｗ４が充分確保されているため、折曲端部３２２ａ、３２２ｂを充分広く形成することができる。

本例の電力変換装置１においても、実施例１の場合と同様に、図２８、図２９に示すように、第１の半導体モジュール１１における第１の正極バスバ２１の正極接続端子部２１１ａと第１の負極バスバ３１の負極接続端子部３１１ａとの距離ｄ１と、第２の半導体モジュール１２における第２の正極バスバ２２の正極接続端子部２２１ａと第２の負極バスバ３２の負極接続端子部３２１ａとの距離ｄ２とが同一となっている。これにより、各半導体モジュール（第１の半導体モジュール１１、第２の半導体モジュール１２）間の相互インダクタンス効果が一層均一化されるため、装置全体のインダクタンスを一層低減することができる。このように、実施例２における電力変換装置１によっても、実施例１における電力変換装置１と同等の作用効果を奏する。

１電力変換装置
１０、１００半導体モジュール積層体
１１第１の半導体モジュール
１２第２の半導体モジュール
２０正極バスバ積層体
２１第１の正極バスバ
２２第２の正極バスバ
３０負極バスバ積層体
３１第１の負極バスバ
３２第２の負極バスバ

Claims

電力変換回路の一部を構成する複数の半導体モジュール（１１、１２）を積層してなる半導体モジュール積層体（１０、１００）と、
板状の正極バスバ本体部（２１０、２２０）と、該正極バスバ本体部（２１０、２２０）から延出して上記半導体モジュール（１１、１２）の正極端子（１１ｐ、１２ｐ）に接続されるように構成されている複数の正極接続端子部（２１１、２２１、２１１ａ、２２１ａ）とを備える複数の正極バスバ（２１，２２）を、上記正極バスバ本体部（２１０、２２０）が重なるように積層してなる正極バスバ積層体（２０）と、
板状の負極バスバ本体部（３１０、３２０）と、該負極バスバ本体部（３１０、３２０）から延出して上記半導体モジュール（１１、１２）の負極端子（１１ｎ、１２ｎ）に接続されるように構成されている複数の負極接続端子部（３１１、３２１、３１１ａ、３２１ａ）とを備える複数の負極バスバ（３１、３２）を、上記負極バスバ本体部（３１０、３２０）が重なるように積層してなる負極バスバ積層体（３０）と、
を有し、
上記半導体モジュール積層体（１０、１００）における上記複数の半導体モジュール（１１、１２）は、それぞれの上記正極端子（１１ｐ、１２ｐ）及び上記負極端子（１１ｎ、１２ｎ）の延出方向（Ｚ）を揃えて積層された第１の半導体モジュール（１１）と第２の半導体モジュール（１２）を含んでおり、
上記正極バスバ積層体（２０）における上記複数の正極バスバ（２１、２２）は、上記第１の半導体モジュール（１１）と上記第２の半導体モジュール（１２）の積層方向（Ｘ）に直交する方向（Ｚ）に沿って順に積層されている第１の正極バスバ（２１）及び第２の正極バスバ（２２）を含んでおり、
上記負極バスバ積層体（３０）における上記複数の負極バスバ（３１、３２）は、上記第１の正極バスバ（２１）と上記第２の正極バスバ（２２）の積層方向（Ｚ）に沿って順に積層されている第１の負極バスバ（３１）及び第２の負極バスバ（３２）を含んでおり、
上記第１の半導体モジュール（１１）は、上記第１の正極バスバ（２１）及び上記第１の負極バスバ（３１）に接続され、上記第２の半導体モジュール（１２）は、上記第２の正極バスバ（２２）及び上記第２の負極バスバ（３２）に接続されていることを特徴とする電力変換装置（１）。
上記複数の正極接続端子部（２１１、２２１、２１１ａ、２２１ａ）及び上記複数の負極接続端子部（３１１、３２１、３１１ａ、３２１ａ）は、それぞれ上記正極端子（１１ｐ、１２ｐ）及び上記負極端子（１１ｎ、１２ｎ）の延出方向（Ｚ）に平行に折り曲げられて形成されているとともに上記正極端子（１１ｐ、１２ｐ）及び上記負極端子（１１ｎ、１２ｎ）に重ね合わせて接続されている折曲端部（２１２、２２２、２１２ａ、２１２ｂ、２２２ａ、２２２ｂ、３１２、３２２、３１２ａ、３１２ｂ、３２２ａ、３２２ｂ）をそれぞれ有しており、上記正極バスバ積層体（２０）において、上記第１の正極バスバ（２１）に備えられる一つの上記折曲端部（２１２、２１２ａ、２１２ｂ）は、上記第２の正極バスバ（２２）に備えられる複数の上記折曲端部（２２２、２２２ａ、２２２ｂ）の少なくとも一つと隣接しており、上記負極バスバ積層体（３０）において、上記第１の負極バスバ（３１）に備えられる一つの上記折曲端部（３１２、３１２ａ、３１２ｂ）は、上記第２の負極バスバ（３２）に備えられる複数の上記折曲端部（３２２、３２２ａ、３２２ｂ）の少なくとも一つと隣接していることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置（１）。
上記正極バスバ積層体（２０）及び上記負極バスバ積層体（３０）の積層方向（Ｚ）において、上記第１の正極バスバ（２１）の上記正極バスバ本体部（２１０）と上記第１の負極バスバ（３１）の上記負極バスバ本体部（３１０）との距離と、上記第２の正極バスバ（２２）の上記正極バスバ本体部（２２０）と上記第２の負極バスバ（３２）の上記負極バスバ本体部（３２０）との距離とが同一となるように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電力変換装置（１）。