JP5799843B2 - Power converter - Google Patents

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Description

本発明は、放電抵抗を備えた電力変換装置に関する。   The present invention relates to a power conversion device provided with a discharge resistor.

従来から、直流電力と交流電力との間で電力変換を行うための電力変換装置(下記特許文献1参照)が知られている。電力変換装置は、スイッチング素子を内蔵した半導体モジュールと、該半導体モジュールに加わる電圧を平滑化するためのコンデンサとを備える。   2. Description of the Related Art Conventionally, a power conversion device (see Patent Document 1 below) for performing power conversion between DC power and AC power is known. The power conversion device includes a semiconductor module incorporating a switching element and a capacitor for smoothing a voltage applied to the semiconductor module.

図15に示すごとく、コンデンサ95は、ケース92と、該ケース92内に収容したコンデンサ素子(図示しない)と、該コンデンサ素子をケース92内に封止する封止部材93とを備える。コンデンサ素子には一対の接続端子94が接続している。接続端子94の一部は、封止部材93から突出している。接続端子94は、図示しない直流電源および半導体モジュールに、電気的に接続している。   As shown in FIG. 15, the capacitor 95 includes a case 92, a capacitor element (not shown) accommodated in the case 92, and a sealing member 93 that seals the capacitor element in the case 92. A pair of connection terminals 94 are connected to the capacitor element. A part of the connection terminal 94 protrudes from the sealing member 93. The connection terminal 94 is electrically connected to a DC power source and a semiconductor module (not shown).

また、接続端子94には、放電抵抗96が接続している。コンデンサ95の放電電流Iを放電抵抗96に流すことにより、コンデンサ素子に蓄えた電荷を放電するようになっている。図15に示すごとく、コンデンサ95と放電抵抗96との間には、リレー等が介在していない。すなわち、このコンデンサ95は、電力変換装置を使用している間も放電抵抗96に放電電流Iを流し続け、コンデンサ素子に蓄えた電荷を少しずつ、常に放電している。   A discharge resistor 96 is connected to the connection terminal 94. By flowing the discharge current I of the capacitor 95 through the discharge resistor 96, the electric charge stored in the capacitor element is discharged. As shown in FIG. 15, no relay or the like is interposed between the capacitor 95 and the discharge resistor 96. That is, the capacitor 95 keeps flowing the discharge current I through the discharge resistor 96 even while using the power converter, and always discharges the charge stored in the capacitor element little by little.

コンデンサ95と放電抵抗96との間にリレーを設け、電力変換装置の使用を停止した後にのみリレーをオンにして放電することも可能であるが、この場合、リレーが故障すると、放電できなくなることがある。そこで、上述のように、リレーを設けず、常に放電電流Iを流すようにすれば、電力変換装置を使用した後、コンデンサ95を確実に放電することができる。そのため、感電事故等をより確実に防止することができる。   It is possible to provide a relay between the capacitor 95 and the discharge resistor 96 and turn on the relay only after stopping the use of the power converter, but in this case, if the relay breaks down, it becomes impossible to discharge. There is. Therefore, as described above, if the discharge current I is always supplied without providing a relay, the capacitor 95 can be reliably discharged after using the power converter. Therefore, an electric shock accident or the like can be prevented more reliably.

このように、電力変換装置を使用している間は、放電抵抗96には放電電流Iが常に流れ、放電抵抗96は常に発熱する。   Thus, while the power conversion device is used, the discharge current I always flows through the discharge resistor 96, and the discharge resistor 96 always generates heat.

特開2006−42498号公報JP 2006-42498 A

しかしながら、従来の電力変換装置は、コンデンサ95の接続端子94と、放電抵抗96とをワイヤー91によって直接接続しているため、上記のように放電抵抗96から常時発生している熱がワイヤー91を通ってコンデンサ95に伝わりやすいという問題があった。そのため、コンデンサ95の温度が上昇しやすい構造になっていた。温度が上昇すると、コンデンサ95の寿命が短くなる等の不具合が生じる。そのため、コンデンサの温度上昇を抑制できる電力変換装置が望まれていた。   However, in the conventional power converter, since the connection terminal 94 of the capacitor 95 and the discharge resistor 96 are directly connected by the wire 91, the heat that is always generated from the discharge resistor 96 as described above is applied to the wire 91. There is a problem that it is easy to be transmitted to the capacitor 95 through. For this reason, the temperature of the capacitor 95 is likely to rise. When the temperature rises, problems such as shortening the life of the capacitor 95 occur. Therefore, a power conversion device that can suppress the temperature rise of the capacitor has been desired.

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、コンデンサの温度上昇を抑制しやすい電力変換装置を提供しようとするものである。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a power conversion device that can easily suppress a rise in the temperature of a capacitor.

本発明は、半導体素子を封止した本体部からパワー端子が突出した複数の半導体モジュールを有する電力変換装置であって、
上記パワー端子には、直流電源の正電極に接続される正極端子と、上記直流電源の負電極に接続される負極端子とがあり、
金属板からなり、上記正極端子に接続した正極バスバーと、上記負極端子に接続した負極バスバーとの一対のバスバーと、
上記正極バスバーおよび上記負極バスバーに接続し、上記半導体モジュールに加わる電圧を平滑化するコンデンサと、
該コンデンサの放電電流が流れる放電抵抗とを備え、
該放電抵抗は、上記正極バスバーおよび上記負極バスバーに接続され
上記半導体モジュールは冷却器によって冷却されており、
上記半導体モジュールを冷却する冷媒が流れる冷媒流路が形成された複数の冷却管と、上記複数の半導体モジュールとを積層して積層体を構成してあり、上記複数の冷却管のうち、上記積層体の積層方向における一方の端部に位置する端部冷却管には、上記冷却管に上記冷媒を導入するための導入パイプと、上記冷却管から上記冷媒を導出するための導出パイプとの一対のパイプが接続し、該一対のパイプは、上記パワー端子の突出方向と上記積層方向との双方に直交する幅方向における両端にて上記端部冷却管に接続しており、上記積層方向に隣り合う2つの上記冷却管は、上記幅方向における両端において連結管によって互いに連結され、上記複数の冷却管と、上記一対のパイプと、複数の上記連結管とによって上記冷却器が構成され、
上記一対のバスバーのうち少なくとも一方の上記バスバーは、上記積層方向に配列した複数の上記連結管に、上記突出方向に重なり合う位置に配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)。
The present invention is a power conversion device having a plurality of semiconductor modules in which power terminals protrude from a main body portion in which a semiconductor element is sealed,
The power terminal includes a positive terminal connected to the positive electrode of the DC power source and a negative terminal connected to the negative electrode of the DC power source,
A pair of bus bars consisting of a metal plate and connected to the positive terminal and a negative bus bar connected to the negative terminal ,
A capacitor connected to the positive bus bar and the negative bus bar and smoothing a voltage applied to the semiconductor module;
A discharge resistor through which the discharge current of the capacitor flows,
The discharge resistance is connected to the positive bus bar and the negative bus bar ,
The semiconductor module is cooled by a cooler,
A plurality of cooling pipes formed with a refrigerant flow path through which a cooling medium for cooling the semiconductor module and the plurality of semiconductor modules are laminated to form a laminated body, and the laminated pipe among the plurality of cooling pipes. The end cooling pipe located at one end in the body stacking direction has a pair of an introduction pipe for introducing the refrigerant into the cooling pipe and an outlet pipe for extracting the refrigerant from the cooling pipe. The pair of pipes are connected to the end cooling pipe at both ends in the width direction orthogonal to both the protruding direction of the power terminal and the stacking direction, and adjacent to the stacking direction. Two matching cooling pipes are connected to each other by connecting pipes at both ends in the width direction, and the cooler is configured by the plurality of cooling pipes, the pair of pipes, and the plurality of connecting pipes,
At least one of the bus bars of the pair of bus bars is arranged at a position overlapping with the plurality of connecting pipes arranged in the stacking direction in the projecting direction. 1).

上記電力変換装置においては、平滑用のコンデンサを接続した正極バスバーおよび負極バスバーに、放電抵抗を接続してある。それゆえ、正極バスバー及び負極バスバーを通じてコンデンサの放電電流を放電抵抗へ流すことができる。そして、放電電流が流れて放電抵抗が発熱しても、コンデンサの温度が上昇しにくくなる。すなわち、放電抵抗から発生した熱は正極バスバー及び負極バスバーに伝わり、その熱の多くは正極バスバー及び負極バスバーから放熱される。また、正極バスバーおよび負極バスバーは金属板からなり、熱容量が大きいため、放電抵抗から発生した熱がこれらのバスバーに伝わっても、バスバーの温度はあまり上昇しない。そのため、バスバーに接続されたコンデンサの温度も上昇しにくい。   In the power converter, a discharge resistor is connected to the positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar to which a smoothing capacitor is connected. Therefore, the discharge current of the capacitor can flow to the discharge resistor through the positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar. Even when the discharge current flows and the discharge resistor generates heat, the temperature of the capacitor does not easily rise. That is, the heat generated from the discharge resistance is transferred to the positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar, and most of the heat is radiated from the positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar. Moreover, since the positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar are made of a metal plate and have a large heat capacity, the temperature of the bus bar does not increase so much even if the heat generated from the discharge resistance is transmitted to these bus bars. Therefore, the temperature of the capacitor connected to the bus bar is also difficult to rise.

以上のごとく、本例によれば、コンデンサの温度上昇を抑制しやすい電力変換装置を提供することができる。   As described above, according to this example, it is possible to provide a power conversion device that can easily suppress the temperature rise of the capacitor.

実施例1における、電力変換装置の平面図。The top view of the power converter device in Example 1. FIG. 図1のA−A断面図。AA sectional drawing of FIG. 図1の要部拡大図。The principal part enlarged view of FIG. 図3のC−C断面図。CC sectional drawing of FIG. 図1のB−B断面図。BB sectional drawing of FIG. 実施例1における、正極バスバーおよび絶縁樹脂体を取り除いた電力変換装置の平面図。The top view of the power converter device which removed the positive electrode bus bar and the insulating resin body in Example 1. FIG. 実施例1における、正極バスバーと、負極バスバーと、放電抵抗とを取り除いた電力変換装置の平面図。The top view of the power converter device which removed the positive electrode bus bar, the negative electrode bus bar, and the discharge resistance in Example 1. 実施例1における、半導体モジュールと冷媒流路を一体化した例。The example which integrated the semiconductor module and the refrigerant | coolant flow path in Example 1. FIG. 実施例2における、電力変換装置の平面図。The top view of the power converter device in Example 2. FIG. 実施例3における、電力変換装置の平面図。The top view of the power converter device in Example 3. FIG. 図10の要部拡大図。The principal part enlarged view of FIG. 実施例3における、フレームの平面図。The top view of the flame | frame in Example 3. FIG. 実施例3における、放電抵抗の斜視図。The perspective view of the discharge resistance in Example 3. FIG. 実施例4における、電力変換装置の要部拡大図。The principal part enlarged view of the power converter device in Example 4. FIG. 従来例における、放電抵抗とコンデンサの接続構造を表した斜視図。The perspective view showing the connection structure of the discharge resistance and a capacitor | condenser in a prior art example.

上記電力変換装置は、例えば、電気自動車やハイブリッド車に搭載され、車載バッテリーから供給される直流電力を交流電力に変換するための車載用電力変換装置とすることができる。
また、上記連結管には、上記幅方向における上記導入パイプを設けた側に取り付けられた導入側連結管と、上記導出パイプを設けた側に取り付けられた導出側連結管とがあり、上記バスバーは、上記積層方向に配列した複数の上記導入側連結管に、上記突出方向に重なり合う位置に配されていることが好ましい(請求項2)。
For example, the power conversion device is mounted on an electric vehicle or a hybrid vehicle, and can be a vehicle-mounted power conversion device for converting DC power supplied from a vehicle-mounted battery into AC power.
The connection pipe includes an introduction-side connection pipe attached to the side where the introduction pipe is provided in the width direction, and a lead-out side connection pipe attached to the side where the lead-out pipe is provided. Is preferably arranged at a position overlapping with the plurality of introduction-side connecting pipes arranged in the stacking direction in the projecting direction.

上記電力変換装置において、上記半導体モジュールは冷却器によって冷却されている。
そのため、冷却器を使って冷却した半導体モジュールに、正極バスバーおよび負極バスバーが接続することになる。そのため、これらのバスバーを、半導体モジュールを介して、冷却器によって冷却することが可能になる。これにより、放電抵抗から発生した熱が、バスバーを伝わる際に冷却されやすくなり、コンデンサの温度上昇を抑制しやすくなる。
In the power conversion device, the semiconductor module that has been cooled by the cooler.
Therefore , the positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar are connected to the semiconductor module cooled using the cooler. Therefore, these bus bars can be cooled by the cooler via the semiconductor module. As a result, the heat generated from the discharge resistor is easily cooled when being transmitted through the bus bar, and the temperature rise of the capacitor is easily suppressed.

また、上記半導体モジュールを冷却する冷媒が流れる複数の冷媒流路を備え、該複数の冷媒流路と上記複数の半導体モジュールとが積層して積層体を構成しており、複数の上記冷媒流路のうち、上記積層体の積層方向における一方の端部に位置する冷媒流路には、該冷媒流路に上記冷媒を導入するための導入パイプと、上記冷媒流路から上記冷媒を導出するための導出パイプとが設けられ、上記複数の冷媒流路と、上記導入パイプと、上記導出パイプとによって上記冷却器が構成されている。
そのため、半導体モジュールと冷媒流路とが積層されているため、半導体モジュールを上記積層方向における両側から冷却することができ、半導体モジュールの冷却効率を上げることが可能となる。そのため、半導体モジュールに接続されている正極バスバーおよび負極バスバーも冷却しやすくなる。これにより、放電抵抗から発生した熱が、バスバーを伝わる際に冷却されやすくなり、コンデンサの温度上昇をより抑制しやすくなる。
A plurality of refrigerant flow paths through which a refrigerant for cooling the semiconductor module flows; the plurality of refrigerant flow paths and the plurality of semiconductor modules being stacked to form a laminated body; and the plurality of refrigerant flow paths Among these, in the refrigerant flow path located at one end in the stacking direction of the laminated body, an introduction pipe for introducing the refrigerant into the refrigerant flow path, and for deriving the refrigerant from the refrigerant flow path and derivation pipe is provided above a plurality of refrigerant flow paths, and the introduction pipe, the cooler by the above derivation pipe has been configured.
Therefore, since the semiconductor module and the coolant channel are stacked, the semiconductor module can be cooled from both sides in the stacking direction, and the cooling efficiency of the semiconductor module can be increased. Therefore, the positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar connected to the semiconductor module can be easily cooled. As a result, the heat generated from the discharge resistor is easily cooled when being transmitted through the bus bar, and the temperature rise of the capacitor is more easily suppressed.

また、上記正極バスバーおよび上記負極バスバーは、上記パワー端子に接続した複数のパワー用接続端子と、該複数のパワー用接続端子に対して上記積層方向に隣接する位置に設けられ上記放電抵抗に接続した抵抗用接続端子とをそれぞれ有し、上記複数のパワー用接続端子と上記抵抗用接続端子とが、上記積層方向において一定のピッチで配設されていることが好ましい(請求項)。
この場合には、上記複数のパワー用接続端子と上記抵抗用接続端子とが一定のピッチで配設されているため、電力変換装置の製造時に、パワー用接続端子をパワー端子に接続する工程と、抵抗用接続端子を放電抵抗に接続する工程とを、連続して行うことができる。そのため、これらの接続工程を短時間で行うことが可能になる。また、これらの接続工程を別々の設備で行う必要がなくなり、1つの設備で行うことが可能となる。そのため、設備の数を少なくすることができ、電力変換装置の製造コストを低減できる。
The positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar are connected to the discharge resistor provided at a position adjacent to the plurality of power connection terminals in the stacking direction with respect to the plurality of power connection terminals. has the a resistor connecting terminals, respectively, said plurality of connection terminals and connection terminals for the resistor for power, it is preferably disposed at a constant pitch in the stacking direction (claim 3).
In this case, since the plurality of power connection terminals and the resistance connection terminals are arranged at a constant pitch, a step of connecting the power connection terminals to the power terminals at the time of manufacturing the power converter, The step of connecting the resistance connection terminal to the discharge resistor can be continuously performed. Therefore, these connection processes can be performed in a short time. Moreover, it is not necessary to perform these connection processes with separate facilities, and it is possible to perform with one facility. Therefore, the number of facilities can be reduced, and the manufacturing cost of the power conversion device can be reduced.

また、上記正極バスバーおよび上記負極バスバーは、上記パワー端子に接続するための複数のパワー用接続端子を備え、該複数のパワー用接続端子のうち上記積層方向における一端に位置するパワー用接続端子には、上記放電抵抗の端子が上記パワー端子と共に接続していることが好ましい(請求項)。
この場合には、電力変換装置の製造時に、上記積層方向における一端に位置するパワー端子と、放電抵抗の端子とを、バスバーに同時に接続できる。そのため、接続工程に要する時間を短くすることができる。また、バスバーに、放電抵抗に接続するための専用の部位を設ける必要がなくなるため、バスバーを小型化できると共に、バスバーの製造コストを低減することができる。
The positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar include a plurality of power connection terminals for connection to the power terminals, and the power connection terminals located at one end in the stacking direction among the plurality of power connection terminals. The terminal of the discharge resistor is preferably connected together with the power terminal (claim 4 ).
In this case, at the time of manufacturing the power conversion device, the power terminal located at one end in the stacking direction and the terminal of the discharge resistor can be simultaneously connected to the bus bar. Therefore, the time required for the connection process can be shortened. In addition, since it is not necessary to provide a dedicated portion for connecting to the discharge resistor in the bus bar, the bus bar can be reduced in size and the manufacturing cost of the bus bar can be reduced.

また、上記複数の半導体モジュールと上記冷却器とを固定する金属製のフレームを備え、該フレームは上記冷却器によって冷却され、上記フレームに上記放電抵抗が取り付けられていることが好ましい(請求項)。
この場合には、冷却器を使って、フレームを介して、放電抵抗を冷却することが可能になる。したがって、放電抵抗の温度が上昇しにくくなり、放電抵抗からコンデンサへ伝わる熱を低減できる。そのため、コンデンサの温度上昇を抑制しやすくなる。
Also comprises a metal frame for fixing the and the cooler the plurality of semiconductor modules, the frame is cooled by the cooler, it is preferable that the discharge resistor is attached to the frame (claim 5 ).
In this case, it becomes possible to cool the discharge resistance through the frame using a cooler. Therefore, the temperature of the discharge resistor is unlikely to rise, and the heat transferred from the discharge resistor to the capacitor can be reduced. Therefore, it becomes easy to suppress the temperature rise of the capacitor.

また、上記フレームは、上記パワー端子の突出方向に開口した抵抗収納穴を有し、該抵抗収納穴に上記放電抵抗が収納されていることが好ましい(請求項)。
この場合には、放電抵抗は、抵抗収納穴の内面によって周囲を囲まれるため、放電抵抗から発生した熱が周囲に逃げやすくなる。そのため、放電抵抗の温度が上昇しにくくなり、放電抵抗からコンデンサへ伝わる熱を低減できる。これにより、コンデンサの温度上昇をより効果的に抑制することが可能となる。
Furthermore, the frame has a resistance housing hole opened in the projecting direction of the power terminals, it is preferable that the discharge resistor is housed in the resistor housing hole (claim 6).
In this case, since the discharge resistance is surrounded by the inner surface of the resistance accommodation hole, the heat generated from the discharge resistance easily escapes to the surroundings. For this reason, the temperature of the discharge resistor is unlikely to rise, and the heat transferred from the discharge resistor to the capacitor can be reduced. This makes it possible to more effectively suppress the temperature rise of the capacitor.

また、上記パワー端子の突出方向から見た場合に、上記放電抵抗の少なくとも一部が上記冷却器と重複していることが好ましい(請求項)。
この場合には、冷却器の近くに放電抵抗を配置できるため、冷却器を使って放電抵抗を冷却することが可能になる。そのため、放電抵抗の温度が上昇しにくくなり、放電抵抗からコンデンサへ伝わる熱を低減できる。そのため、コンデンサの温度上昇を抑制しやすくなる。
Also, when viewed from the projecting direction of the power terminals, it is preferable that at least a part of the discharge resistor is a duplicate of the cooler (claim 7).
In this case, since the discharge resistor can be disposed near the cooler, the discharge resistor can be cooled using the cooler. For this reason, the temperature of the discharge resistor is unlikely to rise, and the heat transferred from the discharge resistor to the capacitor can be reduced. Therefore, it becomes easy to suppress the temperature rise of the capacitor.

また、上記複数の半導体モジュールと上記冷却器とを固定する金属製のフレームを備え、該フレームは上記冷却器によって冷却され、上記正極バスバーと上記負極バスバーとの間に介在して両者の絶縁を図ると共に上記フレームに固定された絶縁樹脂体に、上記放電抵抗が搭載されていることが好ましい(請求項)。
この場合には、冷却器を使って、フレーム及び絶縁樹脂体を通じて放電抵抗を冷却できる。したがって、放電抵抗の温度が上昇しにくくなり、放電抵抗からコンデンサへ伝わる熱を低減できる。そのため、コンデンサの温度上昇を抑制しやすくなる。また、放電抵抗を搭載した絶縁樹脂体は、正極バスバーと負極バスバーとの絶縁を図るための部材でもあり、一つで二つの機能を有している。そのため、電力変換装置の部品点数を低減でき、製造コストを下げることが可能になる。
Further, a metal frame for fixing the plurality of semiconductor modules and the cooler is provided, the frame is cooled by the cooler, and is interposed between the positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar to insulate both of them. an insulating resin member fixed to the frame there is ensured, it is preferable that the discharge resistor is mounted (claim 8).
In this case, the discharge resistance can be cooled through the frame and the insulating resin body using a cooler. Therefore, the temperature of the discharge resistor is unlikely to rise, and the heat transferred from the discharge resistor to the capacitor can be reduced. Therefore, it becomes easy to suppress the temperature rise of the capacitor. In addition, the insulating resin body on which the discharge resistor is mounted is also a member for insulation between the positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar, and has two functions. Therefore, the number of parts of the power conversion device can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced.

また、複数の上記正極端子および複数の上記負極端子は、上記本体部からそれぞれ同一方向に突出しており、上記正極端子と上記正極バスバーとを接続した正極接続部と、上記負極端子と上記負極バスバーとを接続した負極接続部と、上記バスバーと上記放電抵抗とを接続した抵抗接続部とは、上記冷却器に対して、上記正極端子および上記負極端子の突出方向における同一方向側に位置していることが好ましい(請求項)。
この場合には、上記正極接続部と、上記負極接続部と、上記抵抗接続部とが、冷却器に対して上記突出方向における同一方向側に位置しているため、電力変換装置の製造時において、これらの接続部を溶接等によって接続する際に、同一方向から全ての接続部の接続作業を行うことが可能になる。そのため、接続部ごとに、電力変換装置の向きを変える必要がなくなり、電力変換装置を製造しやすくなる。
In addition, the plurality of positive terminals and the plurality of negative terminals protrude in the same direction from the main body, respectively, a positive connection part connecting the positive terminal and the positive bus bar, and the negative terminal and the negative bus bar. And the resistance connecting part connecting the bus bar and the discharge resistor are located on the same direction side in the protruding direction of the positive terminal and the negative terminal with respect to the cooler. (Claim 9 ).
In this case, since the positive electrode connecting portion, the negative electrode connecting portion, and the resistance connecting portion are located on the same direction side in the protruding direction with respect to the cooler, at the time of manufacturing the power conversion device When connecting these connection portions by welding or the like, it is possible to perform connection work of all the connection portions from the same direction. Therefore, it is not necessary to change the direction of the power converter for each connection portion, and the power converter can be easily manufactured.

(実施例1)
本発明の実施例にかかる電力変換装置につき、図1〜図8を使って説明する。図1、図2に示すごとく、本例の電力変換装置1は、複数の半導体モジュール2と、正極バスバー3と、負極バスバー4と、コンデンサ5と、放電抵抗6とを備える。
半導体モジュール2は、半導体素子を封止した本体部20を有する。この本体部20から複数のパワー端子21が突出している。パワー端子21には、直流電源(図示しない)の正電極に接続される正極端子21aと、直流電源の負電極に接続される負極端子21bと、交流負荷に接続される交流端子21cとがある。
(Example 1)
A power converter according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 1 and 2, the power conversion device 1 of this example includes a plurality of semiconductor modules 2, a positive bus bar 3, a negative bus bar 4, a capacitor 5, and a discharge resistor 6.
The semiconductor module 2 has a main body 20 in which a semiconductor element is sealed. A plurality of power terminals 21 protrude from the main body 20. The power terminal 21 includes a positive terminal 21a connected to a positive electrode of a DC power source (not shown), a negative terminal 21b connected to a negative electrode of the DC power source, and an AC terminal 21c connected to an AC load. .

正極バスバー3および負極バスバー4は金属板からなる。正極バスバー3は正極端子21aに接続しており、負極バスバー4は負極端子21bに接続している。
コンデンサ5は、正極バスバー3および負極バスバー4に接続し、半導体モジュール2に加わる電圧を平滑化している。
放電抵抗6には、コンデンサ5の放電電流が流れる。放電抵抗6は、正極バスバー3および負極バスバー4に接続されている。
The positive electrode bus bar 3 and the negative electrode bus bar 4 are made of metal plates. The positive electrode bus bar 3 is connected to the positive electrode terminal 21a, and the negative electrode bus bar 4 is connected to the negative electrode terminal 21b.
The capacitor 5 is connected to the positive bus bar 3 and the negative bus bar 4 to smooth the voltage applied to the semiconductor module 2.
A discharge current of the capacitor 5 flows through the discharge resistor 6. The discharge resistor 6 is connected to the positive electrode bus bar 3 and the negative electrode bus bar 4.

図1に示すごとく、電力変換装置1は、半導体モジュール2を冷却する冷媒16が流れる複数の冷媒流路70を備える。冷媒流路70は、冷却管71内に形成されている。そして、複数の冷却管71(冷媒流路70)と複数の半導体モジュール2とが積層して積層体10を構成している。複数の冷却管71のうち、積層体10の積層方向(X方向)における一方の端部に位置する冷却管71aには、冷媒流路70に冷媒16を導入するための導入パイプ72と、冷媒流路70から冷媒16を導出するための導出パイプ73とが設けられている。複数の冷媒流路70と、導入パイプ72と、導出パイプ73とによって冷却器7が構成されている。導入パイプ72から冷媒16を導入すると、冷媒16は複数の冷媒流路70内に分配されて流れ、導出パイプ73から導出する。これにより、複数の半導体モジュール2を冷却している。   As shown in FIG. 1, the power conversion device 1 includes a plurality of refrigerant flow paths 70 through which the refrigerant 16 that cools the semiconductor module 2 flows. The refrigerant flow path 70 is formed in the cooling pipe 71. A plurality of cooling pipes 71 (refrigerant flow paths 70) and a plurality of semiconductor modules 2 are stacked to constitute the stacked body 10. Among the plurality of cooling pipes 71, a cooling pipe 71 a located at one end in the stacking direction (X direction) of the stacked body 10 includes an introduction pipe 72 for introducing the refrigerant 16 into the refrigerant flow path 70, and a refrigerant A lead-out pipe 73 for leading the refrigerant 16 from the flow path 70 is provided. The cooler 7 is configured by the plurality of refrigerant flow paths 70, the introduction pipe 72, and the outlet pipe 73. When the refrigerant 16 is introduced from the introduction pipe 72, the refrigerant 16 is distributed and flows into the plurality of refrigerant flow paths 70, and is led out from the outlet pipe 73. Thereby, the plurality of semiconductor modules 2 are cooled.

図2に示すごとく、半導体モジュール2は、パワー端子21a〜21cの他に、複数の制御端子22を備える。制御端子は、制御回路基板15に接続している。この制御回路基板15を使って、半導体モジュール2内の半導体素子のスイッチング動作を制御することにより、正極端子21aと負極端子21bとの間に印加される直流電圧を交流電圧に変換し、交流端子21cから出力している。   As shown in FIG. 2, the semiconductor module 2 includes a plurality of control terminals 22 in addition to the power terminals 21 a to 21 c. The control terminal is connected to the control circuit board 15. By using this control circuit board 15 to control the switching operation of the semiconductor elements in the semiconductor module 2, the DC voltage applied between the positive terminal 21a and the negative terminal 21b is converted into an AC voltage, and the AC terminal 21c is output.

図1に示すごとく、複数の正極端子21aに正極バスバー3が接続している。正極バスバー3は、板状本体部38と、該板状本体部38から突出した複数のパワー用接続端子39とを備える。個々のパワー用接続端子39は、各半導体モジュール2の正極端子21aに接続している。   As shown in FIG. 1, the positive electrode bus bar 3 is connected to a plurality of positive electrode terminals 21a. The positive electrode bus bar 3 includes a plate-like main body portion 38 and a plurality of power connection terminals 39 protruding from the plate-like main body portion 38. Each power connection terminal 39 is connected to the positive electrode terminal 21 a of each semiconductor module 2.

また、図6に示すごとく、負極バスバー4も同様の構造になっている。すなわち、負極バスバー4は、板状本体部48と、該板状本体部48から突出したパワー用接続端子49とを備える。個々のパワー用接続端子49は、パワー端子21の突出方向(Z方向:図2参照)と、積層体10の積層方向(X方向)との双方に直交する方向(Y方向)に延出している。そして、パワー用接続端子49は、正極端子21aと負極端子21bとの間を通り、負極端子21bに接続している。   Moreover, as shown in FIG. 6, the negative electrode bus bar 4 has the same structure. That is, the negative electrode bus bar 4 includes a plate-like main body portion 48 and power connection terminals 49 protruding from the plate-like main body portion 48. Each power connection terminal 49 extends in a direction (Y direction) orthogonal to both the protruding direction of the power terminal 21 (Z direction: see FIG. 2) and the stacking direction (X direction) of the laminate 10. Yes. The power connection terminal 49 passes between the positive terminal 21a and the negative terminal 21b and is connected to the negative terminal 21b.

なお、半導体モジュール2における、正極端子21aと負極端子21bの位置は、逆にしてもよい。   The positions of the positive terminal 21a and the negative terminal 21b in the semiconductor module 2 may be reversed.

本例の電力変換装置1は、積層体10を固定するための金属製のフレーム8を備える。図7に示すごとく、フレーム8はZ方向から見た場合の形状が略矩形状であり、積層体10を固定するための積層体固定部81と、コンデンサ5を収容するための収容凹部50とを備える。フレーム8における、X方向に直交する内面82,83のうち、導入パイプ72および導出パイプ73を設けた側の内面82(一方の内面82)と、積層体10との間には、ばね部材14が設けられている。ばね部材14を使って、積層体10をX方向に押圧し、他方の内面83に押し付けることにより、積層体10をフレーム8内に固定している。ばね部材14と積層体10との間には、ばね部材14の弾性力によって冷却管71aが凹むことを防止するための補強板17が設けられている。   The power conversion device 1 of this example includes a metal frame 8 for fixing the laminated body 10. As shown in FIG. 7, the frame 8 has a substantially rectangular shape when viewed from the Z direction, a laminated body fixing portion 81 for fixing the laminated body 10, an accommodation recess 50 for housing the capacitor 5, and Is provided. Among the inner surfaces 82 and 83 orthogonal to the X direction in the frame 8, the spring member 14 is disposed between the inner surface 82 (one inner surface 82) on the side where the introduction pipe 72 and the outlet pipe 73 are provided and the laminate 10. Is provided. The laminated body 10 is fixed in the frame 8 by pressing the laminated body 10 in the X direction using the spring member 14 and pressing the laminated body 10 against the other inner surface 83. A reinforcing plate 17 is provided between the spring member 14 and the laminated body 10 to prevent the cooling pipe 71a from being dented by the elastic force of the spring member 14.

また、積層体10を構成する複数の冷却管71のうち、パイプ72,73を取り付けた冷却管71aとはX方向における反対側に位置する冷却管71bは、フレーム8の他方の内面83に接触している。そのためフレーム8は、冷却管71bによって冷却される。   Of the plurality of cooling pipes 71 constituting the laminated body 10, the cooling pipe 71 b located on the opposite side in the X direction from the cooling pipe 71 a to which the pipes 72 and 73 are attached contacts the other inner surface 83 of the frame 8. doing. Therefore, the frame 8 is cooled by the cooling pipe 71b.

なお、本例では、フレーム8における一方の内面82と積層体10との間にばね部材14を設けたが、他方の内面83と積層体10との間にばね部材14を設けてもよい。この場合、フレーム8は、一方の内面82に向けて押圧されることになる。また、本例では、ばね部材14と積層体10との間には、補強板17しか設けていないが、これらの間にリアクトル等の、他の電子部品を介在させてもよい。   In this example, the spring member 14 is provided between one inner surface 82 and the laminate 10 in the frame 8, but the spring member 14 may be provided between the other inner surface 83 and the laminate 10. In this case, the frame 8 is pressed toward one inner surface 82. In this example, only the reinforcing plate 17 is provided between the spring member 14 and the laminated body 10, but other electronic components such as a reactor may be interposed between them.

図2に示すごとく、フレーム8の収容凹部50には、コンデンサケース55が嵌合している。このコンデンサケース55に、コンデンサ素子53が収容され、封止部材54によって封止されている。コンデンサケース55は、Z方向における、パワー端子21の突出側に開口している。コンデンサケース55の開口端縁550は、Z方向において、パワー端子21の先端部210よりも、収容凹部50の底部510から離れた位置に存在している。   As shown in FIG. 2, a capacitor case 55 is fitted in the housing recess 50 of the frame 8. A capacitor element 53 is accommodated in the capacitor case 55 and is sealed by a sealing member 54. The capacitor case 55 opens on the protruding side of the power terminal 21 in the Z direction. The opening edge 550 of the capacitor case 55 exists in a position farther from the bottom 510 of the housing recess 50 than the tip 210 of the power terminal 21 in the Z direction.

本例では、コンデンサ素子53としてフィルムコンデンサを用いている。コンデンサ素子53の両端面は、電気的接続を行うための電極面530,531になっている。この電極面530,531に、接続端子51,52が接続している。接続端子51,52は、ボルト57,58(図1参照)によって、バスバー3,4にそれぞれ締結されている。これにより、バスバー3,4とコンデンサ素子53とを電気的に接続している。   In this example, a film capacitor is used as the capacitor element 53. Both end surfaces of the capacitor element 53 are electrode surfaces 530 and 531 for electrical connection. Connection terminals 51 and 52 are connected to the electrode surfaces 530 and 531. The connection terminals 51 and 52 are fastened to the bus bars 3 and 4 by bolts 57 and 58 (see FIG. 1), respectively. As a result, the bus bars 3 and 4 and the capacitor element 53 are electrically connected.

コンデンサ素子53の電極面530,531のうち、収納凹部50の底部510に近い側にある電極面531は正側の電極面であり、底部510から遠い位置にある電極面530は負側の電極面である。
電極面531には正側接続端子51が接続している。正側接続端子51は、第1部分51aと、第2部分51bと、第3部分51cと、第4部分51dと、第5部分51eとからなる。第1部分51aは、正側の電極面531に接続している。第2部分51bは、第1部分51aの、Y方向における半導体モジュール2側の端部からZ方向に立設し、コンデンサケース55の開口端縁550を超える位置まで延びている。第3部分51cは、第2部分51bからY方向に延び、開口端縁550を跨いでいる。第4部分51dは、第3部分51cからZ方向における底部510側に延びている。また、第5部分51eは、第4部分51dから、Y方向における半導体モジュール2側に延出している。この第5部分51eは、ボルト57によって、正極バスバー3に締結されている。
Of the electrode surfaces 530 and 531 of the capacitor element 53, the electrode surface 531 on the side closer to the bottom 510 of the housing recess 50 is the positive electrode surface, and the electrode surface 530 far from the bottom 510 is the negative electrode. Surface.
The positive connection terminal 51 is connected to the electrode surface 531. The positive side connection terminal 51 includes a first portion 51a, a second portion 51b, a third portion 51c, a fourth portion 51d, and a fifth portion 51e. The first portion 51 a is connected to the positive electrode surface 531. The second portion 51 b is erected in the Z direction from the end of the first portion 51 a on the semiconductor module 2 side in the Y direction, and extends to a position beyond the opening edge 550 of the capacitor case 55. The third portion 51c extends in the Y direction from the second portion 51b and straddles the opening edge 550. The fourth portion 51d extends from the third portion 51c to the bottom 510 side in the Z direction. The fifth portion 51e extends from the fourth portion 51d to the semiconductor module 2 side in the Y direction. The fifth portion 51 e is fastened to the positive bus bar 3 by a bolt 57.

コンデンサ素子53の負側の電極面530には、負側接続端子52が接続している。負側接続端子52の構造は、正側接続端子51の構造と略同一である。図1に示すごとく、正極バスバー3の板状本体部38には、Z方向に貫通した貫通部580が形成されている。この貫通部580において、ボルト58を使って、負側接続端子52を負極バスバー4に締結している。   A negative connection terminal 52 is connected to the negative electrode surface 530 of the capacitor element 53. The structure of the negative connection terminal 52 is substantially the same as the structure of the positive connection terminal 51. As shown in FIG. 1, the plate-like main body 38 of the positive electrode bus bar 3 is formed with a through portion 580 penetrating in the Z direction. In the through portion 580, the negative side connection terminal 52 is fastened to the negative electrode bus bar 4 using a bolt 58.

図2、図5に示すごとく、負極バスバー4の板状本体部48は、絶縁樹脂体30に覆われている。そして、この絶縁樹脂体30に、正極バスバー3の板状本体部38が載置されている。絶縁樹脂体30によって、正極バスバー3と負極バスバー4とを電気的に絶縁している。   As shown in FIGS. 2 and 5, the plate-like main body 48 of the negative electrode bus bar 4 is covered with an insulating resin body 30. The plate-like main body 38 of the positive electrode bus bar 3 is placed on the insulating resin body 30. The positive electrode bus bar 3 and the negative electrode bus bar 4 are electrically insulated by the insulating resin body 30.

図5に示すごとく、絶縁樹脂体30の一部は、負極バスバー4を覆っておらず、放電抵抗6を搭載するための抵抗搭載板300になっている。また、図1、図5に示すごとく、抵抗搭載板300は、負極バスバー4を被覆する部分(被覆部301)からX方向における導入パイプ72側に延出した第1部分300aと、該第1部分300aからY方向における導出パイプ16側に延出した第2部分300bとからなる。抵抗搭載板300は、締結部材32によってフレーム8に締結されている。   As shown in FIG. 5, a part of the insulating resin body 30 does not cover the negative electrode bus bar 4 but serves as a resistance mounting plate 300 for mounting the discharge resistance 6. As shown in FIGS. 1 and 5, the resistance mounting plate 300 includes a first portion 300 a extending from the portion covering the negative electrode bus bar 4 (covering portion 301) toward the introduction pipe 72 in the X direction, and the first portion 300 a. The second portion 300b extends from the portion 300a to the outlet pipe 16 side in the Y direction. The resistance mounting plate 300 is fastened to the frame 8 by a fastening member 32.

図3に示すごとく、放電抵抗6は、セラミックからなる枠体63と、該枠体63内に収納された電気抵抗体(図示しない)と、該電気抵抗体を枠体63内に封止するセメント64とを備える。枠体63から、電気抵抗体の端子61,62がX方向の同一方向に延出している。また、枠体63は略長方形状に形成され、一対の被固定部310を備える。被固定部310は、Z方向から見た形状が半円状であり、それぞれ枠体63の短辺L1,L2からY方向に向かって互いに反対側に突出している。この被固定部310において、放電抵抗6を絶縁樹脂体30(抵抗搭載板300)に固定している。   As shown in FIG. 3, the discharge resistor 6 includes a frame body 63 made of ceramic, an electric resistor (not shown) housed in the frame body 63, and the electric resistor is sealed in the frame body 63. Cement 64. From the frame 63, the terminals 61 and 62 of the electrical resistor extend in the same direction in the X direction. The frame 63 is formed in a substantially rectangular shape and includes a pair of fixed portions 310. The fixed portion 310 has a semicircular shape when viewed from the Z direction, and protrudes from the short sides L1 and L2 of the frame 63 toward the opposite sides in the Y direction. In this fixed portion 310, the discharge resistor 6 is fixed to the insulating resin body 30 (resistance mounting plate 300).

図4に示すごとく、絶縁樹脂体30は、Z方向における放電抵抗6側に突出した一対のボス33を有する。ボス33の中心から、Z方向に向かって一対の固定ピン34が突出している。また、放電抵抗6の被固定部310には、Z方向に貫通した固定用貫通孔35が形成されている。固定ピン34は、固定用貫通孔35に挿通している。また、固定ピン34の先端340は、放電抵抗6における絶縁樹脂体30とは反対側の表面65から突出している。この先端340は、熱を加えて溶融変形した熱かしめ部31になっている。熱かしめ部31の外径は、固定用貫通孔35の内径よりも大きい。そして、熱かしめ部31とボス33との間で、放電抵抗6をZ方向に挟持することにより、放電抵抗6を固定している。   As shown in FIG. 4, the insulating resin body 30 has a pair of bosses 33 projecting toward the discharge resistor 6 in the Z direction. A pair of fixing pins 34 protrude from the center of the boss 33 in the Z direction. Further, a fixing through hole 35 penetrating in the Z direction is formed in the fixed portion 310 of the discharge resistor 6. The fixing pin 34 is inserted into the fixing through hole 35. Further, the tip 340 of the fixing pin 34 protrudes from the surface 65 of the discharge resistor 6 opposite to the insulating resin body 30. The tip 340 is a heat caulking portion 31 that is melted and deformed by applying heat. The outer diameter of the heat caulking portion 31 is larger than the inner diameter of the fixing through hole 35. The discharge resistor 6 is fixed by sandwiching the discharge resistor 6 in the Z direction between the heat caulking portion 31 and the boss 33.

放電抵抗6に放電電流を流すと、上記電気抵抗体を封止した部分(発熱部分69)が発熱する。本例では、ボス33を設けることにより、発熱部分69と絶縁樹脂体30との間に隙間dを形成している。これにより、放電抵抗6の発熱による、絶縁樹脂体30への影響を少なくしている。   When a discharge current is passed through the discharge resistor 6, the portion where the electrical resistor is sealed (the heat generating portion 69) generates heat. In this example, by providing the boss 33, a gap d is formed between the heat generating portion 69 and the insulating resin body 30. Thereby, the influence on the insulating resin body 30 by the heat generation of the discharge resistor 6 is reduced.

また、図3に示すごとく、放電抵抗6の正側の端子61は正極バスバー3に接続し、負側の端子62は負極バスバー4に接続している。バスバー3,4は、端子61,62に接続するための接続体37,47をそれぞれ有する。正極バスバー3の接続体37は、板状本体部38から放電抵抗6に向かってX方向に延出する第1部分371と、該第1部分371の先端からY方向におけるコンデンサ5(図1参照)とは反対側に延出する第2部分372とを備える。第2部分372は端子61と接続している。また、負極バスバー4の接続体47も同様の構造をしており、パワー用接続端子49からX方向に延出する第1部分471と、該第1部分471の先端からY方向に延出する第2部分472とを備える。第2部分472は端子62と接続している。   Further, as shown in FIG. 3, the positive terminal 61 of the discharge resistor 6 is connected to the positive bus bar 3, and the negative terminal 62 is connected to the negative bus bar 4. The bus bars 3 and 4 have connection bodies 37 and 47 for connecting to the terminals 61 and 62, respectively. The connection body 37 of the positive electrode bus bar 3 includes a first portion 371 extending in the X direction from the plate-like main body portion 38 toward the discharge resistor 6, and the capacitor 5 in the Y direction from the tip of the first portion 371 (see FIG. 1). ) And a second portion 372 extending to the opposite side. The second portion 372 is connected to the terminal 61. The connecting body 47 of the negative electrode bus bar 4 has the same structure, and extends from the power connection terminal 49 in the X direction and extends from the tip of the first portion 471 in the Y direction. A second portion 472. The second portion 472 is connected to the terminal 62.

図3に示すごとく、本例では、バスバー3,4と放電抵抗6とは直接接続しており、これらの間にリレー等が介在していない。すなわち、本例では、電力変換装置1を使用している間も放電抵抗6に放電電流を流し続け、コンデンサ素子53に蓄えた電荷を少しずつ、常に放電している。   As shown in FIG. 3, in this example, the bus bars 3 and 4 and the discharge resistor 6 are directly connected, and no relay or the like is interposed therebetween. In other words, in this example, the discharge current is kept flowing through the discharge resistor 6 while the power conversion device 1 is used, and the charge stored in the capacitor element 53 is always discharged little by little.

コンデンサ5と放電抵抗6との間にリレーを設け、電力変換装置の使用を停止した後にのみリレーをオンにして放電することも可能であるが、この場合、リレーが故障すると、放電できなくなることがある。そこで、本例のように、リレーを設けず、常に放電電流を流すようにすれば、電力変換装置1を使用した後、コンデンサ5を確実に放電することができる。そのため、感電事故等をより確実に防止することができる。
したがって、電力変換装置1を使用している間は、放電抵抗6に放電電流が常に流れ続け、放電抵抗6は常に発熱する。
It is possible to provide a relay between the capacitor 5 and the discharge resistor 6 and turn on the relay only after stopping the use of the power converter, but in this case, if the relay breaks down, it becomes impossible to discharge. There is. Therefore, as in this example, if a discharge current is always supplied without providing a relay, the capacitor 5 can be reliably discharged after using the power conversion device 1. Therefore, an electric shock accident or the like can be prevented more reliably.
Accordingly, while the power conversion device 1 is used, a discharge current always flows through the discharge resistor 6 and the discharge resistor 6 always generates heat.

図5に示すごとく、バスバー3,4と放電抵抗6とを接続した部分(抵抗接続部13)は、Z方向において、冷却器7に対して制御回路基板15の反対側に位置している。また、正極バスバー3と正極端子21aとを接続した部分(正極接続部11)も、Z方向において、冷却器7に対して制御回路基板15の反対側に位置している。さらに、負極バスバー4と負極端子21bとを接続した部分(負極接続部12)も、Z方向において、冷却器7に対して制御回路基板15の反対側に位置している。すなわち、抵抗接続部13と、正極接続部11と、負極接続部12とは、それぞれZ方向における同一方向側に位置している。   As shown in FIG. 5, the portion where the bus bars 3, 4 and the discharge resistor 6 are connected (resistance connection portion 13) is located on the opposite side of the control circuit board 15 with respect to the cooler 7 in the Z direction. Further, the portion (positive electrode connecting portion 11) connecting the positive electrode bus bar 3 and the positive electrode terminal 21a is also located on the opposite side of the control circuit board 15 with respect to the cooler 7 in the Z direction. Furthermore, the part (negative electrode connection part 12) which connected the negative electrode bus bar 4 and the negative electrode terminal 21b is also located in the other side of the control circuit board 15 with respect to the cooler 7 in a Z direction. That is, the resistance connection part 13, the positive electrode connection part 11, and the negative electrode connection part 12 are respectively located on the same direction side in the Z direction.

本例の作用効果について説明する。
図1に示すごとく、本例においては、平滑用のコンデンサ5を接続した正極バスバー3および負極バスバー4に、放電抵抗6を接続してある。それゆえ、正極バスバー3及び負極バスバー4を通じてコンデンサ5の放電電流を放電抵抗6へ流すことができる。そして、放電電流が流れて放電抵抗6が発熱しても、コンデンサ5の温度が上昇しにくくなる。すなわち、放電抵抗6から発生した熱は正極バスバー3及び負極バスバー4に伝わり、その熱の多くは正極バスバー3及び負極バスバー4から放熱される。また、正極バスバー3および負極バスバー4は金属板からなり、熱容量が大きいため、放電抵抗6から発生した熱がこれらのバスバー3,4に伝わっても、バスバー3,4の温度はあまり上昇しない。そのため、バスバー3,4に接続されたコンデンサ5の温度も上昇しにくい。
The effect of this example will be described.
As shown in FIG. 1, in this example, a discharge resistor 6 is connected to a positive bus bar 3 and a negative bus bar 4 to which a smoothing capacitor 5 is connected. Therefore, the discharge current of the capacitor 5 can flow to the discharge resistor 6 through the positive electrode bus bar 3 and the negative electrode bus bar 4. And even if the discharge current flows and the discharge resistor 6 generates heat, the temperature of the capacitor 5 is hardly increased. That is, the heat generated from the discharge resistor 6 is transmitted to the positive electrode bus bar 3 and the negative electrode bus bar 4, and most of the heat is radiated from the positive electrode bus bar 3 and the negative electrode bus bar 4. Moreover, since the positive electrode bus bar 3 and the negative electrode bus bar 4 are made of a metal plate and have a large heat capacity, even if heat generated from the discharge resistor 6 is transmitted to the bus bars 3 and 4, the temperature of the bus bars 3 and 4 does not increase so much. Therefore, the temperature of the capacitor 5 connected to the bus bars 3 and 4 is also difficult to rise.

また、本例では、半導体モジュール2は冷却器7によって冷却されている。
このようにすると、冷却器7を使って冷却した半導体モジュール2に、正極バスバー3および負極バスバー4が接続することになる。そのため、これらのバスバー3,4を、半導体モジュール2を介して、冷却器7によって冷却することが可能になる。これにより、放電抵抗6から発生した熱が、バスバー3,4を伝わる際に冷却されやすくなり、コンデンサ5の温度上昇をより抑制しやすくなる。
In this example, the semiconductor module 2 is cooled by the cooler 7.
If it does in this way, the positive electrode bus bar 3 and the negative electrode bus bar 4 will be connected to the semiconductor module 2 cooled using the cooler 7. Therefore, these bus bars 3 and 4 can be cooled by the cooler 7 via the semiconductor module 2. Thereby, the heat generated from the discharge resistor 6 is easily cooled when being transmitted through the bus bars 3 and 4, and the temperature rise of the capacitor 5 is more easily suppressed.

また、図1に示すごとく、本例では、Z方向から見た場合に、放電抵抗6の一部が冷却器7と重複している。
このようにすると、冷却器7の近くに放電抵抗6を配置できるため、冷却器7を使って放電抵抗6を冷却することが可能になる。そのため、放電抵抗6の温度が上昇しにくくなり、放電抵抗6からコンデンサ5へ伝わる熱を低減できる。そのため、コンデンサ5の温度上昇を抑制しやすくなる。
As shown in FIG. 1, in this example, a part of the discharge resistor 6 overlaps with the cooler 7 when viewed from the Z direction.
In this way, since the discharge resistor 6 can be disposed near the cooler 7, the discharge resistor 6 can be cooled using the cooler 7. For this reason, the temperature of the discharge resistor 6 is unlikely to rise, and the heat transmitted from the discharge resistor 6 to the capacitor 5 can be reduced. Therefore, it becomes easy to suppress the temperature rise of the capacitor 5.

また、本例は、図1に示すごとく、複数の半導体モジュール2と冷却器7とを固定する金属製のフレーム8を備える。フレーム8は冷却器7の冷却管71bによって冷却される。また、正極バスバー3と負極バスバー4との間に介在して両者を絶縁すると共にフレーム8に固定された絶縁樹脂体30(図2、図5参照)に、放電抵抗6が搭載されている。
このようにすると、冷却器7を使って、フレーム8及び絶縁樹脂体30を通じて放電抵抗6を冷却できる。したがって、放電抵抗6の温度が上昇しにくくなり、放電抵抗6からコンデンサ5へ伝わる熱を低減できる。そのため、コンデンサ5の温度上昇を抑制しやすくなる。また、放電抵抗6を搭載した絶縁樹脂体30は、正極バスバー3と負極バスバー4との絶縁を図るための部材でもあり、一つで二つの機能を有している。そのため、電力変換装置1の部品点数を低減でき、製造コストを下げることが可能になる。
In addition, as shown in FIG. 1, this example includes a metal frame 8 that fixes the plurality of semiconductor modules 2 and the cooler 7. The frame 8 is cooled by the cooling pipe 71 b of the cooler 7. In addition, the discharge resistor 6 is mounted on an insulating resin body 30 (see FIGS. 2 and 5) that is interposed between the positive electrode bus bar 3 and the negative electrode bus bar 4 to insulate them and is fixed to the frame 8.
In this way, the discharge resistor 6 can be cooled through the frame 8 and the insulating resin body 30 using the cooler 7. Therefore, the temperature of the discharge resistor 6 is unlikely to rise, and the heat transferred from the discharge resistor 6 to the capacitor 5 can be reduced. Therefore, it becomes easy to suppress the temperature rise of the capacitor 5. The insulating resin body 30 on which the discharge resistor 6 is mounted is also a member for insulation between the positive electrode bus bar 3 and the negative electrode bus bar 4, and has two functions. Therefore, the number of parts of the power conversion device 1 can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced.

また、図5に示すごとく、本例では、正極接続部11と、負極接続部12(図1参照)と、抵抗接続部13とは、冷却器7に対して、Z方向における同一方向側に位置している。
このようにすると、電力変換装置1の製造時において、これらの接続部11,12,13を溶接等によって接続する際に、同一方向から全ての接続部11,12,13の接続作業を行うことが可能になる。そのため、接続部11,12,13ごとに、電力変換装置1の向きを変える必要がなくなり、電力変換装置1を製造しやすくなる。
Further, as shown in FIG. 5, in this example, the positive electrode connection portion 11, the negative electrode connection portion 12 (see FIG. 1), and the resistance connection portion 13 are on the same direction side in the Z direction with respect to the cooler 7. positioned.
If it does in this way, when connecting these connection parts 11, 12, and 13 by welding etc. at the time of manufacture of the power converter device 1, the connection operation of all the connection parts 11, 12, and 13 will be performed from the same direction. Is possible. Therefore, it is not necessary to change the direction of the power conversion device 1 for each of the connection parts 11, 12, and 13, and the power conversion device 1 can be easily manufactured.

また、本例では図1に示すごとく、複数の冷媒流路70と複数の半導体モジュール2とを積層して積層体10を構成してある。
このようにすると、半導体モジュール2を積層方向(X方向)における両側から冷却することができ、半導体モジュール2の冷却効率を上げることが可能となる。そのため、半導体モジュール2に接続されている正極バスバー3および負極バスバー4も冷却しやすくなる。これにより、放電抵抗6から発生した熱が、バスバー3,4を伝わる際に冷却されやすくなり、コンデンサ5の温度上昇をより抑制しやすくなる。
Further, in this example, as shown in FIG. 1, a laminated body 10 is configured by laminating a plurality of refrigerant flow paths 70 and a plurality of semiconductor modules 2.
In this way, the semiconductor module 2 can be cooled from both sides in the stacking direction (X direction), and the cooling efficiency of the semiconductor module 2 can be increased. Therefore, the positive electrode bus bar 3 and the negative electrode bus bar 4 connected to the semiconductor module 2 are also easily cooled. Thereby, the heat generated from the discharge resistor 6 is easily cooled when being transmitted through the bus bars 3 and 4, and the temperature rise of the capacitor 5 is more easily suppressed.

以上のごとく、本例によれば、コンデンサの温度上昇を抑制しやすい電力変換装置を提供することができる。   As described above, according to this example, it is possible to provide a power conversion device that can easily suppress the temperature rise of the capacitor.

なお、本例では、冷媒流路70を内部に有する複数の冷却管71と、複数の半導体モジュール2とを積層して積層体10を構成したが、図8に示すごとく、半導体素子を内蔵した半導体モジュール2の本体部20を、積層方向(X方向)に直交する方向から間に空間を設けつつ囲むと共に、本体部20よりも積層方向(X方向)の幅の大きい枠部28を本体部20と一体に備えた冷却器一体型半導体モジュール78を積層することで、半導体モジュール2と冷媒流路70とが積層される構造にしてもよい。   In addition, in this example, although the laminated body 10 was comprised by laminating | stacking the several cooling pipe 71 which has the refrigerant flow path 70 inside, and the several semiconductor module 2, as shown in FIG. 8, the semiconductor element was incorporated. The main body 20 of the semiconductor module 2 is surrounded while providing a space from a direction orthogonal to the stacking direction (X direction), and a frame 28 having a larger width in the stacking direction (X direction) than the main body 20 is provided. The semiconductor module 2 and the coolant channel 70 may be stacked by stacking the cooler-integrated semiconductor module 78 provided integrally with the semiconductor module 20.

(実施例2)
本例は、放電抵抗6の取り付け構造を変更した例である。図9に示すごとく、本例の電力変換装置1は、実施例1と同様に、積層体10及びコンデンサ5を固定するための金属製のフレーム8を備える。本例では、放電抵抗6を絶縁樹脂体30に搭載せず、フレーム8に直接、搭載した。
その他、実施例1と同様の構成を備える。
(Example 2)
In this example, the mounting structure of the discharge resistor 6 is changed. As shown in FIG. 9, the power conversion device 1 of this example includes a metal frame 8 for fixing the multilayer body 10 and the capacitor 5, as in the first embodiment. In this example, the discharge resistor 6 is not mounted on the insulating resin body 30 but directly mounted on the frame 8.
In addition, the same configuration as that of the first embodiment is provided.

本例の作用効果について説明する。本例では、実施例1と同様に、冷却器7を使って、フレーム8を介して、放電抵抗6を冷却することができる。そのため、放電抵抗6の温度が上昇しにくくなり、放電抵抗6からコンデンサ5へ伝わる熱を低減できる。そのため、コンデンサ5の温度上昇を抑制しやすくなる。   The effect of this example will be described. In this example, the discharge resistor 6 can be cooled via the frame 8 using the cooler 7 as in the first embodiment. For this reason, the temperature of the discharge resistor 6 is unlikely to rise, and the heat transmitted from the discharge resistor 6 to the capacitor 5 can be reduced. Therefore, it becomes easy to suppress the temperature rise of the capacitor 5.

また、本例では、絶縁樹脂体30を介在させずに、放電抵抗6をフレーム8に直接、搭載している。そのため、放電抵抗6から発生する熱を、フレーム8によって冷却しやすくなる。これにより、コンデンサ5の温度上昇を一層、抑制しやすくなる。
その他、実施例1と同様の作用効果を備える。
In this example, the discharge resistor 6 is directly mounted on the frame 8 without the insulating resin body 30 interposed. Therefore, the heat generated from the discharge resistor 6 can be easily cooled by the frame 8. Thereby, it becomes easier to suppress the temperature rise of the capacitor 5.
In addition, the same functions and effects as those of the first embodiment are provided.

(実施例3)
本例は、放電抵抗の固定方法を変更した例である。本例では図12に示すごとく、フレーム8に、Z方向へ開口する抵抗収納穴85を形成した。そして図10、図11に示すごとく、この抵抗収納穴85に放電抵抗6を収納した。放電抵抗6は、抵抗収納穴85の内面850に接触している。
(Example 3)
In this example, the fixing method of the discharge resistance is changed. In this example, as shown in FIG. 12, a resistance accommodation hole 85 that opens in the Z direction is formed in the frame 8. Then, as shown in FIGS. 10 and 11, the discharge resistor 6 was accommodated in the resistance accommodation hole 85. The discharge resistor 6 is in contact with the inner surface 850 of the resistor housing hole 85.

実施例1と同様に、本例のバスバー3,4は、パワー端子21に接続した複数のパワー用接続端子39,49を備える。また、バスバー3,4は、放電抵抗6に接続した抵抗用接続端子36,46を有する。抵抗用接続端子36,46は、複数のパワー用接続端子に対してX方向に隣接する位置に設けられている。そして、複数のパワー用接続端子39,49と抵抗用接続端子36,46とは、X方向において一定のピッチで配設されている。パワー用接続端子39,49と、抵抗用接続端子36,46とは、形状が同一である。   As in the first embodiment, the bus bars 3 and 4 of this example include a plurality of power connection terminals 39 and 49 connected to the power terminal 21. The bus bars 3 and 4 have resistance connection terminals 36 and 46 connected to the discharge resistor 6. The resistance connection terminals 36 and 46 are provided at positions adjacent to the plurality of power connection terminals in the X direction. The plurality of power connection terminals 39 and 49 and the resistance connection terminals 36 and 46 are arranged at a constant pitch in the X direction. The power connection terminals 39 and 49 and the resistance connection terminals 36 and 46 have the same shape.

図12に示すごとく、フレーム8には、該フレーム8の側壁87から内側へ突出した矩形状の突部86を形成してある。そして、この突部86に、上記抵抗収納穴85が形成されている。図10に示すごとく、抵抗収納穴85は、Z方向から見た場合に、導入パイプ72と導出パイプ73との間に位置している。また、積層体10を構成する複数の冷却管71のうちX方向の一端に位置する冷却管71aは、突部86に接触している。   As shown in FIG. 12, the frame 8 is formed with a rectangular protrusion 86 protruding inward from the side wall 87 of the frame 8. The resistance housing hole 85 is formed in the protrusion 86. As shown in FIG. 10, the resistance accommodation hole 85 is located between the introduction pipe 72 and the extraction pipe 73 when viewed from the Z direction. Further, the cooling pipe 71 a located at one end in the X direction among the plurality of cooling pipes 71 constituting the stacked body 10 is in contact with the protrusion 86.

放電抵抗6は、一対の端子61,62を備える。この端子61,62が、バスバー3,4の抵抗用接続端子36,46に接続している。また、放電抵抗6は、ボルト68によって、突部86に固定されている。   The discharge resistor 6 includes a pair of terminals 61 and 62. The terminals 61 and 62 are connected to the resistance connection terminals 36 and 46 of the bus bars 3 and 4. Further, the discharge resistor 6 is fixed to the protrusion 86 by a bolt 68.

図13に示すごとく、放電抵抗6は、セラミック製の封止部材60と、該封止部材60に封止された電気抵抗体(図示しない)と、端子61,62と、放熱板67とを備える。放熱板67は、封止部材60の主面に接触している。また、放熱板67から、2つの加締部671,672がX方向に突出している。この加締部671,672によって、封止部材60をY方向に加締めることにより、放熱板67を封止部材60に固定している。   As shown in FIG. 13, the discharge resistor 6 includes a ceramic sealing member 60, an electric resistor (not shown) sealed by the sealing member 60, terminals 61 and 62, and a heat dissipation plate 67. Prepare. The heat sink 67 is in contact with the main surface of the sealing member 60. Further, two crimping portions 671 and 672 protrude from the heat radiating plate 67 in the X direction. The heat sink 67 is fixed to the sealing member 60 by crimping the sealing member 60 in the Y direction by the crimping portions 671 and 672.

また、放熱板67の、Y方向における一端から、抵抗接続板673がX方向へ突出するよう形成されている。抵抗接続板673の先端には、ボルト挿通孔674がZ方向へ貫通するよう形成されている。このボルト挿通孔674にボルト68(図10参照)を挿入し、突部86(図12参照)に形成した螺子孔861に螺合することにより、放電抵抗6をフレーム8に固定してある。   Further, the resistance connection plate 673 is formed so as to protrude in the X direction from one end of the heat dissipation plate 67 in the Y direction. A bolt insertion hole 674 is formed at the tip of the resistance connection plate 673 so as to penetrate in the Z direction. The discharge resistor 6 is fixed to the frame 8 by inserting a bolt 68 (see FIG. 10) into the bolt insertion hole 674 and screwing it into a screw hole 861 formed in the protrusion 86 (see FIG. 12).

また、図13に示すごとく、放熱板67には係止部675が形成されている。係止部675は、封止部材60の側面600よりもY方向におけるコンデンサ5(図10参照)側へ突出している。放電抵抗6を抵抗収納穴85(図11参照)に収納すると、係止部675が突部86に係止する。このように本例では、係止部675を突部86に係止させた状態で、ボルト68を使って放電抵抗6をフレーム8に固定している。   Further, as shown in FIG. 13, a locking portion 675 is formed on the heat radiating plate 67. The locking portion 675 protrudes from the side surface 600 of the sealing member 60 toward the capacitor 5 (see FIG. 10) side in the Y direction. When the discharge resistor 6 is stored in the resistance storage hole 85 (see FIG. 11), the locking portion 675 is locked to the protrusion 86. As described above, in this example, the discharge resistor 6 is fixed to the frame 8 using the bolt 68 in a state where the locking portion 675 is locked to the protrusion 86.

本例では、放電抵抗6を抵抗収納穴85に収納すると、抵抗収納穴85の内面850に、放電抵抗6の放熱板67が接触するようになっている。   In this example, when the discharge resistor 6 is housed in the resistor housing hole 85, the heat radiating plate 67 of the discharge resistor 6 comes into contact with the inner surface 850 of the resistor housing hole 85.

また、図13に示すごとく、放電抵抗6の2つの端子61,62は、それぞれ複数箇所において屈曲している。2つの端子61,62のうち、正極バスバー3に接続する端子61は、第1部分611〜第4部分614の4つの部分からなる。第1部分611は、封止部材60からZ方向に突出している。また、第2部分612は、第1部分611からX方向に延出している。さらに第3部分613は、第2部分612からY方向におけるコンデンサ5(図10参照)側へ延出している。そして第4部分614は、第3部分613からZ方向へ突出している。図11に示すごとく、この第4部分614を、抵抗用接続端子36に接続してある。
本例では、端子61を上記形状とすることにより、負極バスバーの抵抗用接続端子46に端子61が接触することを防止している。
Further, as shown in FIG. 13, the two terminals 61 and 62 of the discharge resistor 6 are bent at a plurality of locations, respectively. Of the two terminals 61 and 62, the terminal 61 connected to the positive electrode bus bar 3 is composed of four parts: a first part 611 to a fourth part 614. The first portion 611 protrudes from the sealing member 60 in the Z direction. The second portion 612 extends from the first portion 611 in the X direction. Further, the third portion 613 extends from the second portion 612 to the capacitor 5 (see FIG. 10) side in the Y direction. The fourth portion 614 protrudes from the third portion 613 in the Z direction. As shown in FIG. 11, the fourth portion 614 is connected to the resistance connection terminal 36.
In this example, the terminal 61 is prevented from coming into contact with the resistance connection terminal 46 of the negative electrode bus bar by forming the terminal 61 in the above shape.

また、図13に示すごとく、放電抵抗6の2つの端子61,62のうち、負極バスバー3に接続する端子62は、第1部分621〜第3部分623の3つの部分からなる。第1部分621は、封止部材60からZ方向に突出している。第2部分622は、第1部分621からX方向に延出している。また、第3部分623は、第2部分622からZ方向に延出している。図11に示すごとく、この第3部分623を、抵抗用接続端子46に接続してある。   As shown in FIG. 13, of the two terminals 61 and 62 of the discharge resistor 6, the terminal 62 connected to the negative electrode bus bar 3 is composed of three parts: a first part 621 to a third part 623. The first portion 621 protrudes from the sealing member 60 in the Z direction. The second portion 622 extends from the first portion 621 in the X direction. The third portion 623 extends from the second portion 622 in the Z direction. As shown in FIG. 11, the third portion 623 is connected to the resistance connection terminal 46.

正側の端子61の第4部分614と、負側の端子62の第3部分623とは、互いに平行であり、それぞれの先端は、Z方向における高さ位置が略同一である。   The fourth portion 614 of the positive-side terminal 61 and the third portion 623 of the negative-side terminal 62 are parallel to each other, and the heights of the respective tips are substantially the same in the Z direction.

一方、図10に示すごとく、フレーム8内には、ばね部材14が設けられている。ばね部材14は、フレーム8の、X方向に直交する2つの側壁87,88のうち、放電抵抗6を設けた側の側壁87とは反対側の側壁88と、積層体10との間に介在している。このばね部材14を使って、積層体10を突部86に向けて押圧することにより、半導体モジュール2と冷却管71との接触圧を確保しつつ、積層体10をフレーム8内に固定している。
その他、実施例1と同様の構成を備える。
On the other hand, as shown in FIG. 10, a spring member 14 is provided in the frame 8. The spring member 14 is interposed between the laminated body 10 and the side wall 88 opposite to the side wall 87 on the side where the discharge resistance 6 is provided, of the two side walls 87 and 88 orthogonal to the X direction of the frame 8. doing. By using the spring member 14 to press the laminated body 10 toward the protrusion 86, the laminated body 10 is fixed in the frame 8 while ensuring the contact pressure between the semiconductor module 2 and the cooling pipe 71. Yes.
In addition, the same configuration as that of the first embodiment is provided.

本例の作用効果について説明する。図10に示すごとく、本例ではフレーム8に抵抗収納穴85を形成し、この抵抗収納穴85に放電抵抗6を収納してある。
このようにすると、放電抵抗6は、抵抗収納穴85の内面850によって周囲を囲まれるため、放電抵抗6から発生した熱が周囲に逃げやすくなる。そのため、放電抵抗6の温度が上昇しにくくなり、放電抵抗6からコンデンサ5へ伝わる熱を低減できる。これにより、コンデンサ5の温度上昇をより効果的に抑制することが可能となる。
The effect of this example will be described. As shown in FIG. 10, in this example, a resistance accommodation hole 85 is formed in the frame 8, and the discharge resistor 6 is accommodated in the resistance accommodation hole 85.
In this way, since the discharge resistor 6 is surrounded by the inner surface 850 of the resistor housing hole 85, the heat generated from the discharge resistor 6 can easily escape to the surroundings. For this reason, the temperature of the discharge resistor 6 is unlikely to rise, and the heat transmitted from the discharge resistor 6 to the capacitor 5 can be reduced. Thereby, the temperature rise of the capacitor 5 can be more effectively suppressed.

また、本例のバスバー3,4は、図10に示すごとく、複数のパワー用接続端子39,49と、抵抗用接続端子36,46とを有する。そして、複数のパワー用接続端子39,49と抵抗用接続端子36,46とが、X方向に一定のピッチで配設されている。
このようにすると、電力変換装置1の製造時に、パワー用接続端子39,49をパワー端子21に接続する工程と、抵抗用接続端子36,46を放電抵抗6に接続する工程とを、連続して行うことができる。そのため、これらの接続工程を短時間で行うことが可能になる。また、これらの接続工程を1つの設備で行うことができるため、設備の数を減らすことができ、電力変換装置1の製造コストを低減することが可能になる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
Further, as shown in FIG. 10, the bus bars 3 and 4 of the present example have a plurality of power connection terminals 39 and 49 and resistance connection terminals 36 and 46. A plurality of power connection terminals 39 and 49 and resistance connection terminals 36 and 46 are arranged at a constant pitch in the X direction.
If it does in this way, at the time of manufacture of power converter 1, the process of connecting power connection terminals 39 and 49 to power terminal 21, and the process of connecting connection terminals 36 and 46 for resistance to discharge resistor 6 are continued. Can be done. Therefore, these connection processes can be performed in a short time. Moreover, since these connection processes can be performed by one installation, the number of installations can be reduced and the manufacturing cost of the power converter device 1 can be reduced.
In addition, the same effects as those of the first embodiment are obtained.

(実施例4)
本例は、バスバー3,4の形状を変更した例である。図14に示すごとく、本例のバスバー3,4は、パワー端子21に接続するための複数のパワー用接続端子39,49を備える。そして、複数のパワー用接続端子39,49のうちX方向における一端に位置するパワー用接続端子39a,49aには、放電抵抗6の端子61,62がパワー端子21と共に接続している。
このようにすると、電力変換装置1の製造時に、X方向における一端に位置する正極端子21aと、放電抵抗6の正側の端子61とを、正極バスバー3に同時に接続できる。また、同様に、X方向における一端に位置する負極端子21bと、放電抵抗6の負側の端子62とを、負極バスバー4に同時に接続できる。そのため、接続工程に要する時間を短くすることができる。また、バスバー3,4に、放電抵抗6に接続するための専用の部位を設ける必要がなくなるため、バスバー3,4を小型化できると共に、バスバー3,4の製造コストを低減することができる。
Example 4
In this example, the shape of the bus bars 3 and 4 is changed. As shown in FIG. 14, the bus bars 3 and 4 of this example include a plurality of power connection terminals 39 and 49 for connection to the power terminal 21. The terminals 61 and 62 of the discharge resistor 6 are connected together with the power terminal 21 to the power connection terminals 39 a and 49 a located at one end in the X direction among the plurality of power connection terminals 39 and 49.
In this way, the positive electrode terminal 21a located at one end in the X direction and the positive terminal 61 of the discharge resistor 6 can be simultaneously connected to the positive electrode bus bar 3 when the power conversion device 1 is manufactured. Similarly, the negative electrode terminal 21 b located at one end in the X direction and the negative terminal 62 of the discharge resistor 6 can be simultaneously connected to the negative electrode bus bar 4. Therefore, the time required for the connection process can be shortened. In addition, since it is not necessary to provide a dedicated portion for connecting to the discharge resistor 6 on the bus bars 3 and 4, the bus bars 3 and 4 can be reduced in size and the manufacturing cost of the bus bars 3 and 4 can be reduced.

1 電力変換装置
2 半導体モジュール
21 パワー端子
21a 正極端子
21b 負極端子
3 正極バスバー
4 負極バスバー
5 コンデンサ
6 放電抵抗
7 冷却器
8 フレーム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power converter 2 Semiconductor module 21 Power terminal 21a Positive electrode terminal 21b Negative electrode terminal 3 Positive electrode bus bar 4 Negative electrode bus bar 5 Capacitor 6 Discharge resistance 7 Cooler 8 Frame

Claims (9)

半導体素子を封止した本体部からパワー端子が突出した複数の半導体モジュールを有する電力変換装置であって、
上記パワー端子には、直流電源の正電極に接続される正極端子と、上記直流電源の負電極に接続される負極端子とがあり、
金属板からなり、上記正極端子に接続した正極バスバーと、上記負極端子に接続した負極バスバーとの一対のバスバーと、
上記正極バスバーおよび上記負極バスバーに接続し、上記半導体モジュールに加わる電圧を平滑化するコンデンサと、
該コンデンサの放電電流が流れる放電抵抗とを備え、
該放電抵抗は、上記正極バスバーおよび上記負極バスバーに接続され
上記半導体モジュールは冷却器によって冷却されており、
上記半導体モジュールを冷却する冷媒が流れる冷媒流路が形成された複数の冷却管と、上記複数の半導体モジュールとを積層して積層体を構成してあり、上記複数の冷却管のうち、上記積層体の積層方向における一方の端部に位置する端部冷却管には、上記冷却管に上記冷媒を導入するための導入パイプと、上記冷却管から上記冷媒を導出するための導出パイプとの一対のパイプが接続し、該一対のパイプは、上記パワー端子の突出方向と上記積層方向との双方に直交する幅方向における両端にて上記端部冷却管に接続しており、上記積層方向に隣り合う2つの上記冷却管は、上記幅方向における両端において連結管によって互いに連結され、上記複数の冷却管と、上記一対のパイプと、複数の上記連結管とによって上記冷却器が構成され、
上記一対のバスバーのうち少なくとも一方の上記バスバーは、上記積層方向に配列した複数の上記連結管に、上記突出方向に重なり合う位置に配されていることを特徴とする電力変換装置。
A power conversion device having a plurality of semiconductor modules in which power terminals protrude from a body portion in which a semiconductor element is sealed,
The power terminal includes a positive terminal connected to the positive electrode of the DC power source and a negative terminal connected to the negative electrode of the DC power source,
A pair of bus bars consisting of a metal plate and connected to the positive terminal and a negative bus bar connected to the negative terminal ,
A capacitor connected to the positive bus bar and the negative bus bar and smoothing a voltage applied to the semiconductor module;
A discharge resistor through which the discharge current of the capacitor flows,
The discharge resistance is connected to the positive bus bar and the negative bus bar ,
The semiconductor module is cooled by a cooler,
A plurality of cooling pipes formed with a refrigerant flow path through which a cooling medium for cooling the semiconductor module and the plurality of semiconductor modules are laminated to form a laminated body, and the laminated pipe among the plurality of cooling pipes. The end cooling pipe located at one end in the body stacking direction has a pair of an introduction pipe for introducing the refrigerant into the cooling pipe and an outlet pipe for extracting the refrigerant from the cooling pipe. The pair of pipes are connected to the end cooling pipe at both ends in the width direction orthogonal to both the protruding direction of the power terminal and the stacking direction, and adjacent to the stacking direction. Two matching cooling pipes are connected to each other by connecting pipes at both ends in the width direction, and the cooler is configured by the plurality of cooling pipes, the pair of pipes, and the plurality of connecting pipes,
At least one of the bus bars of the pair of bus bars is arranged at a position overlapping the plurality of connecting pipes arranged in the stacking direction in the protruding direction.
上記連結管には、上記幅方向における上記導入パイプを設けた側に取り付けられた導入側連結管と、上記導出パイプを設けた側に取り付けられた導出側連結管とがあり、上記バスバーは、上記積層方向に配列した複数の上記導入側連結管に、上記突出方向に重なり合う位置に配され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。  The connection pipe includes an introduction-side connection pipe attached to the side where the introduction pipe is provided in the width direction, and a lead-out side connection pipe attached to the side where the lead-out pipe is provided. The power conversion device according to claim 1, wherein the plurality of introduction-side connecting pipes arranged in the stacking direction are arranged at positions overlapping in the projecting direction. 請求項1又は2に記載の電力変換装置において、上記正極バスバーおよび上記負極バスバーは、上記パワー端子に接続した複数のパワー用接続端子と、該複数のパワー用接続端子に対して上記積層方向に隣接する位置に設けられ上記放電抵抗に接続した抵抗用接続端子とをそれぞれ有し、上記複数のパワー用接続端子と上記抵抗用接続端子とが、上記積層方向において一定のピッチで配設されていることを特徴とする電力変換装置。 3. The power converter according to claim 1, wherein the positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar are connected to the power terminals in a stacking direction with respect to the plurality of power connection terminals. Each having a resistance connection terminal provided at an adjacent position and connected to the discharge resistor, wherein the plurality of power connection terminals and the resistance connection terminals are arranged at a constant pitch in the stacking direction. A power converter characterized by comprising: 請求項1又は2に記載の電力変換装置において、上記正極バスバーおよび上記負極バスバーは、上記パワー端子に接続するための複数のパワー用接続端子を備え、該複数のパワー用接続端子のうち上記積層方向における一端に位置するパワー用接続端子には、上記放電抵抗の端子が上記パワー端子と共に接続していることを特徴とする電力変換装置。 3. The power conversion device according to claim 1, wherein the positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar include a plurality of power connection terminals for connection to the power terminals, and the stacked layers among the plurality of power connection terminals. A power converter, wherein a terminal of the discharge resistor is connected together with the power terminal to a power connection terminal located at one end in the direction. 請求項〜請求項のいずれか1項に記載の電力変換装置において、上記複数の半導体モジュールと上記冷却器とを固定する金属製のフレームを備え、該フレームは上記冷却器によって冷却され、上記フレームに上記放電抵抗が取り付けられていることを特徴とする電力変換装置。 The power converter according to any one of claims 1 to 4, comprising a metal frame for fixing the and the cooler the plurality of semiconductor modules, the frame is cooled by the cooler, The power conversion device, wherein the discharge resistor is attached to the frame. 請求項に記載の電力変換装置において、上記フレームは、上記突出方向に開口した抵抗収納穴を有し、該抵抗収納穴に上記放電抵抗が収納されていることを特徴とする電力変換装置。 The power converter according to claim 5, said frame has a resistance housing hole that is open in the direction out above Ki突, power conversion in which the discharge resistor in the resistor housing hole, characterized in that it is housed apparatus. 請求項〜請求項のいずれか1項に記載の電力変換装置において、上記突出方向から見た場合に、上記放電抵抗の少なくとも一部が上記冷却器と重複していることを特徴とする電力変換装置。 Features The power converter according to any one of claims 1 to 5, when viewed from the direction out above Ki突, at least a part of the discharge resistor is a duplicate of the cooler A power converter. 請求項〜請求項のいずれか1項に記載の電力変換装置において、上記複数の半導体モジュールと上記冷却器とを固定する金属製のフレームを備え、該フレームは上記冷却器によって冷却され、上記正極バスバーと上記負極バスバーとの間に介在して両者の絶縁を図ると共に上記フレームに固定された絶縁樹脂体に、上記放電抵抗が搭載されていることを特徴とする電力変換装置。 The power converter according to any one of claims 1 to 4, comprising a metal frame for fixing the and the cooler the plurality of semiconductor modules, the frame is cooled by the cooler, A power conversion device, wherein the discharge resistor is mounted on an insulating resin body that is interposed between the positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar to insulate both of them and is fixed to the frame. 請求項〜請求項のいずれか1項に記載の電力変換装置において、複数の上記正極端子および複数の上記負極端子は、上記本体部からそれぞれ同一方向に突出しており、上記正極端子と上記正極バスバーとを接続した正極接続部と、上記負極端子と上記負極バスバーとを接続した負極接続部と、上記バスバーと上記放電抵抗とを接続した抵抗接続部とは、上記冷却器に対して、上記突出方向における同一方向側に位置していることを特徴とする電力変換装置。 The power converter according to any one of claims 1 to 8, the plurality of the positive electrode terminal and a plurality of the negative electrode terminal protrudes respectively in the same direction from the body portion, the positive electrode terminal and the The positive electrode connecting portion connecting the positive electrode bus bar, the negative electrode connecting portion connecting the negative electrode terminal and the negative electrode bus bar, and the resistance connecting portion connecting the bus bar and the discharge resistor are as follows: power conversion apparatus characterized by being located in the same direction of the upper Ki突 out direction.
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