JP5979090B2 - コンデンサモジュール - Google Patents

Description

この発明は、複数のコンデンサを有するコンデンサモジュールに関するものである。

近年、ハイブリッドカーやＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）等の電気で駆動する自動車が普及している。上記ハイブリットカーやＥＶではバッテリー等のＤＣ電圧をＡＣ電圧に変換するインバータがモータ駆動を実現している。

ＤＣ電圧は、通常数１００Ｖの高電圧であり、また駆動力を得るためには大電流での動作が必要となる。このような高電圧、大電流が要求されるためインバータのＤＣ電圧を保持するコンデンサは、ブスバーと呼ばれる金属平板上の電極板で、複数個を並列接続し、さらにケースに収納し、ケース内をモールド材で充電したコンデンサモジュールの形状で使用されている。

コンデンサモジュールを形成した場合の課題に発熱がある。各コンデンサは電流により自己発熱する。複数のコンデンサが密集したコンデンサモジュールでは、コンデンサの自己発熱と周囲のコンデンサからの熱伝導により加熱される。またインバータ等の電力変換装置のそばに設置される場合、パワーモジュール、リアクトル等の発熱部品からの輻射熱をうける。このようにしてコンデンサが過熱されると、コンデンサ寿命の短縮などシステム障害となる不具合が誘発される。

従来のコンデンサモジュールにおいては、発熱体の近くに配置されるコンデンサに対し、電流経路の抵抗を部分的に高くなるように構成し、コンデンサへの電流量を抑制し、コンデンサの自己発熱を抑制している（例えば、特許文献１参照）。また、別の従来のコンデンサモジュールにおいては、導体ケースを準備し、コンデンサから冷却フィンへの放熱経路を形成する工夫をしている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１１−９６９１７号公報（第６頁、第４図） 特開２０１２−１９１７６８号公報（第６頁、第２図）

従来のコンデンサモジュールでは、発熱体の近くに配置されるコンデンサの発熱を抑制ため、このコンデンサへの電流量を抑制し、他のコンデンサで電流量を負担するので、全てのコンデンサの容量を十分に活用できないという問題点があった。また、コンデンサモジュールを電力変換器、例えばインバータの平滑コンデンサとして使用した場合、インバータのスイッチング動作により、数１０ｋＨｚから数１００ｋＨｚの高周波電流が伝播する。このような高周波電流が伝播すると、全てのコンデンサで発熱量が急増するため、コンデンサモジュールとして放熱が不十分となる問題点があった。さらに、コンデンサの発熱を、導体ケースを利用して冷却フィンへ放熱するため、高い冷却効果を発揮する。しかし導体ケースを別途準備する必要があり、装置の大型化、コスト増となる問題点があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、コンデンサモジュール内のコンデンサ容量を有効に活用しつつ、高周波電流による発熱を、簡素な構造で冷却するコンデンサモジュールを得るものである。

この発明に係る半導体装置においては、ケース内に配置された複数のコンデンサと、前記ケースに接して配置され、前記コンデンサを冷却する冷却部と、前記複数のコンデンサの正極端子と負極端子とをそれぞれ接続する一対の金属部材とを備え、前記金属部材は、前記コンデンサに接続する板状部を有し、前記冷却部の最も温度の低い位置に対応して配置された前記コンデンサに接続する前記板状部のインダクタンスが他の前記コンデンサに接続する前記板状部のインダクタンスよりも低くなるように構成されたものである。

この発明は、冷却器の冷却効果の高い位置に配置されたコンデンサに接続する板状部のインダクタンスを他のコンデンサに接続する板状部のインダクタンスよりも低くなるようにしたものである。そのため、冷却効果の高い位置に配置されたコンデンサに、優先的に電流、特に高周波電流を伝播させたので、コンデンサモジュールの発熱を効率的に冷却することが可能となるコンデンサモジュールを得ることができる。

この発明の実施の形態１におけるコンデンサモジュールの概略図である。 この発明の実施の形態２におけるコンデンサモジュールの概略図である。 この発明の実施の形態３におけるコンデンサモジュールの概略図である。 この発明の実施の形態４におけるコンデンサモジュールの概略図である。 この発明の実施の形態５におけるコンデンサモジュールの概略図である。 この発明の実施の形態６におけるコンデンサモジュールの概略図である。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１におけるコンデンサモジュールの概略図である。図１（ａ）は、コンデンサモジュールの側面図である。図１（ｂ）は、コンデンサモジュールの点線ＡＢにおける断面図である。はじめに、この発明の実施の形態１におけるコンデンサモジュールの全体構成について説明する。図１（ａ）に示すように、コンデンサモジュール１は、コンデンサ１０１，１０２，１０３，１０４，１１１，１１２，１１３，１１４、１２１，１２２，１２３，１２４、ケースであるモジュールケース１３０、モジュールケース内に充填されたモールド材１３１、コンデンサの正極端子に接続された板状部を有する一対の金属部材である正極側ブスバー１４０、コンデンサの負極端子に接続された板状部を有する一対の金属部材である負極側ブスバー１５０（図示せず）、冷却器１０００で構成される。

図１（ｂ）示すように、正極側ブスバー１４０は、正極側ブスバー１４０１，１４０２，１４０３を備える。負極側ブスバー１５０は、負極側ブスバー１５０１，１５０２，１５０３を備える。正極側ブスバー１４０１は、コンデンサ１０１，１０２，１０３，１０４の正極と連結する板状部である。負極側ブスバー１５０１は、コンデンサ１０１，１０２，１０３，１０４の負極と連結する板状部である。正極側ブスバー１４０２は、コンデンサ１１１，１１２，１１３，１１４の正極と連結する板状部である。負極側ブスバー１５０２は、コンデンサ１１１，１１２，１１３，１１４の負極と連結する板状部である。正極側ブスバー１４０３は、コンデンサ１２１，１２２，１２３，１２４の正極と連結する板状部である。負極側ブスバー１５０３は、コンデンサ１２１，１２２，１２３，１２４の負極と連結する板状部である。図１（ｂ）における各ブスバーの縦方向がブスバーの幅、各ブスバーの横方向がブスバーの厚さである。正極側ブスバー１４０１と負極側ブスバー１５０１とは、他の正極側ブスバー１４０２，１４０３、負極側ブスバー１５０２，１５０３よりも幅の広い板状部で構成される。

本発明のコンデンサモジュールは複数のコンデンサで構成される。各コンデンサは正極、負極の電極を同一面に有し、この電極面が同じ方向に揃うように積層されて、モジュールケース１３０内に収納される。モジュールケース１３０内はモールド材１３１で充填されている。コンデンサモジュール１内のコンデンサは正極端子を正極側ブスバー１４０、負極端子を負極側ブスバー１５０により結線され、並列接続状態で連結される。

一対の金属部材である正極側ブスバー１４０、負極側ブスバー１５０は板状部である複数の金属平板により構成され、正極側ブスバー１４０と負極側ブスバー１５０との間に絶縁物を挟みこむ構造をとる。正極側ブスバー１４０、負極側ブスバー１５０は外部と接続するための接続端子である正極側ブスバーの外部接続端子１４１、負極側ブスバーの外部接続端子１５１を備える。これらの正極側ブスバー１４０の外部接続端子１４１、負極側ブスバー１５０の外部接続端子１５１はモジュールケース１３０の外部へ突出している。

モジュールケース１３０はコンデンサ１０１から１０４が配置された面が、冷却器１０００に接するように冷却器１０００上に固定される。そのため、冷却器１０００の最も温度の低い位置に対応して配置したコンデンサ１０１から１０４は、他の位置に配置されたコンデンサに比較し、冷却が容易となる。

本実施の形態では、コンデンサ１０１から１０４を連結する正極側ブスバー１４０１、負極側ブスバー１５０１を他のコンデンサを連結するブスバーよりも幅の広い板状部（金属平板）で構成する。このように幅の広い板状部で構成されたブスバーは、他のコンデンサを連結するブスバーよりも、低いインダクタンスを有する。従って、外部からコンデンサモジュール１へ入力される高周波電流は、コンデンサ１０１から１０４を優先的に伝播する。そのため、コンデンサ１０１から１０４は入力された高周波電流により他のコンデンサよりも発熱する。しかし、コンデンサ１０１から１０４は冷却器１０００の温度の最も温度の低い位置に対応して配置されているため、冷却効果が高く、コンデンサ１０１から１０４の冷却が容易となる。その結果、コンデンサモジュール１全体での発熱が効果的に抑制される。

以上のように構成されたコンデンサモジュールにおいては、冷却器１０００に接するコンデンサ１０１から１０４に接続される板状部は、その他の板状部よりも幅を広くしたので、インダクタンスを低減することができる。そのため、外部から入力される高周波電流は優先的にこのコンデンサ１０１から１０４へ伝播することができ、コンデンサモジュールの発熱部を冷却器の最も温度の低い位置に対応して配置することで、効率的に冷却することが可能となり、別途冷却機構を設ける必要がないので、部品点数の増加、大型化、コスト増を回避することができる。

また、本実施例では、コンデンサを積層したコンデンサモジュールを用いたが、円周状に配置されたコンデンサモジュールを用いて円筒状の冷却器の内部に配置し、円筒の内壁に接するコンデンサに優先的に電流が流れるように板状部を構成しても良い。このような構成とすることで、円筒状の冷却器の内壁に接する最も冷却される位置に配置されたコンデンサが優先的に冷却されることとなり、コンデンサモジュール全体での発熱が効率的に抑制される。

実施の形態２．
本実施の形態２においては、実施の形態１で用いたコンデンサ１０１から１０４を連結する正極側ブスバー１４０１、負極側ブスバー１５０１を他の層のコンデンサを連結するブスバーよりも幅の広い板状部（金属平板）を備えた金属部材を、コンデンサ２０１から２０４を連結する正極側ブスバー２４０１、負極側ブスバー２５０１、コンデンサ２１１から２１４を連結する正極側ブスバー２４０２、負極側ブスバー２５０２、コンデンサ２２１から２２４を連結する正極側ブスバー２４０３、負極側ブスバー２５０３を冷却器２０００側から離れるのに伴い段階的に幅が狭くなる板状部を備えた金属部材とした点が異なる。このように段階的に幅が狭くなるように板状部を配置したことで、冷却器に近いブスバーが低インダクタンスとなり、外部からの高周波電流を優先的に伝播する。これにより冷却器側のコンデンサの発熱量は増加するが、このコンデンサは冷却器の最も温度の低い位置に対応して配置したので、容易に冷却され、コンデンサモジュール全体としての発熱を抑制することが可能となる。

図２は、この発明の実施の形態２におけるコンデンサモジュールの概略図である。図２（ａ）は、コンデンサモジュールの側面図である。図２（ｂ）は、コンデンサモジュールの点線ＡＢにおける断面図である。はじめに、この発明の実施の形態２におけるコンデンサモジュールの全体構成について説明する。図２（ａ）に示すように、コンデンサモジュール２は、コンデンサ２０１，２０２，２０３，２０４，２１１，２１２，２１３，２１４、２２１，２２２，２２３，２２４、モジュールケース２３０、モジュールケース内に充填されたモールド材２３１、コンデンサの正極端子に接続された板状部を有する一対の金属部材である正極側ブスバー２４０、コンデンサの負極端子に接続された板状部を有する一対の金属部材である負極側ブスバー２５０（図示せず）、冷却器２０００で構成される。

図２（ｂ）示すように、正極側ブスバー２４０は、正極側ブスバー２４０１，２４０２，２４０３を備える。負極側ブスバー２５０は、負極側ブスバー２５０１，２５０２，２５０３を備える。正極側ブスバー２４０１は、コンデンサ２０１，２０２，２０３，２０４の正極と連結する板状部である。負極側ブスバー２５０１は、コンデンサ２０１，２０２，２０３，２０４の負極と連結する板状部である。正極側ブスバー２４０２は、コンデンサ２１１，２１２，２１３，２１４の正極と連結する板状部である。負極側ブスバー２５０２は、コンデンサ２１１，２１２，２１３，２１４の負極と連結する板状部である。正極側ブスバー２４０３は、コンデンサ２２１，２２２，２２３，２２４の正極と連結する板状部である。負極側ブスバー２５０３は、コンデンサ２２１，２２２，２２３，２２４の負極と連結する板状部である。図２（ｂ）における各ブスバーの縦方向がブスバーの幅、各ブスバーの横方向がブスバーの厚さである。正極側ブスバー２４０１と負極側ブスバー２５０１とは、他の正極側ブスバー２４０２，２４０３、負極側ブスバー２５０２，２５０３よりも幅の広い板状部で構成される。また、正極側ブスバー２４０２と負極側ブスバー２５０２とは、正極側ブスバー２４０３、負極側ブスバー２５０３よりも幅の広い板状部で構成される。

本発明のコンデンサモジュールは複数のコンデンサで構成される。各コンデンサは正極、負極の電極を同一面に有し、この電極面が同じ方向に揃うように積層されて、モジュールケース２３０内に収納される。モジュールケース２３０内はモールド材２３１で充填されている。コンデンサモジュール２内のコンデンサは正極端子を正極側ブスバー２４０、負極端子を負極側ブスバー２５０により結線され、並列接続状態で連結される。

正極側ブスバー２４０、負極側ブスバー２５０は板状部である複数の金属平板により構成され、正極側ブスバー２４０と負極側ブスバー２５０との間に絶縁物を挟みこむ構造をとる。正極側ブスバー２４０、負極側ブスバー２５０は外部と接続するための接続端子である正極側ブスバーの外部接続端子２４１、負極側ブスバーの外部接続端子２５１を備える。これらの正極側ブスバー２４０の外部接続端子２４１、負極側ブスバー２５０の外部接続端子２５１はモジュールケース２３０の外部へ突出している。

コンデンサモジュール２はコンデンサ２０１から２０４の面が、冷却器２０００の最も温度の低い位置に対応して配置するように冷却器２０００上に固定される。そのため、冷却器２０００に接するコンデンサ２０１から２０４は、他のコンデンサに比較し、冷却が容易となる。

本実施の形態２では、正極側ブスバー２４０１と負極側ブスバー２５０１とは、他の正極側ブスバー２４０２，２４０３、負極側ブスバー２５０２，２５０３よりも幅の広い板状部で構成される。また、正極側ブスバー２４０２と負極側ブスバー２５０２とは、正極側ブスバー２４０３、負極側ブスバー２５０３よりも幅の広い板状部で構成される。このように段階的に幅を変化させた板状部で構成されたブスバーは、板状部の幅が広くなるのに伴い段階的に低いインダクタンスを有する。従って、外部からコンデンサモジュール２へ入力される高周波電流は、幅の広い板状部に連結されたコンデンサを優先的に伝播する。そのため、コンデンサ２０１から２０４は入力された高周波電流により他のコンデンサよりも発熱する。しかし、コンデンサ２０１から２０４は冷却器２０００の最も温度の低い位置に対応して配置しているため、冷却が容易となる。その結果、コンデンサモジュール２全体での発熱が効果的に抑制される。

以上のように構成されたコンデンサモジュールにおいては、冷却器２０００側から離れるのに伴い段階的に板状部の幅を狭くしたので、冷却器２０００側のコンデンサ２０１から２０４に接続される板状部のインダクタンスを低減することができる。そのため、外部から入力される高周波電流は優先的にこのコンデンサ２０１から２０４へ伝播することができ、コンデンサモジュールの発熱部を冷却器の最も温度の低い位置に対応して配置することで、効率的に冷却することが可能となり、別途冷却機構を設ける必要がないので、部品点数の増加、大型化、コスト増を回避することができる。

実施の形態３．
本実施の形態３においては、実施の形態１で用いた冷却器１０００を冷媒流路３００１を有する冷却器３０００とし、冷媒流路３００１の上流側の最も温度の低い位置に対応して配置されるコンデンサと連結する部分のブスバーの幅を広くした点が異なる。このように冷媒流路３００１の上流側の最も冷却された部分に配置されるコンデンサと連結する部分のブスバーの幅を広くしたことで、冷却流路の上流側に近いブスバーが低インダクタンスとなり、外部からの高周波電流を優先的に伝播する。これにより冷却器の冷媒流路上流側の最も温度の低い位置に対応して配置されるコンデンサの発熱量は増加するが、このコンデンサは最も冷却された位置に配置したので、容易に冷却され、コンデンサモジュール全体としての発熱を抑制することが可能となる。

図３は、この発明の実施の形態３におけるコンデンサモジュールの概略図である。図３（ａ）は、コンデンサモジュールの側面図である。図３（ｂ）は、コンデンサモジュールの線ＡＢにおける断面図である。はじめに、この発明の実施の形態３におけるコンデンサモジュールの全体構成について説明する。図３（ａ）に示すように、コンデンサモジュール３は、コンデンサ３０１，３０２，３０３，３０４，３１１，３１２，３１３，３１４、３２１，３２２，３２３，３２４、モジュールケース３３０、モジュールケース内に充填されたモールド材３３１、コンデンサの正極端子に接続された板状部を有する一対の金属部材である正極側ブスバー３４０、コンデンサの負極端子に接続された板状部を有する一対の金属部材である負極側ブスバー３５０（図示せず）、冷却器３０００、冷媒流路３００１で構成される。

図３（ｂ）示すように、正極側ブスバー３４０は、正極側ブスバー３４０１，３４０２，３４０３を備える。負極側ブスバー３５０は、負極側ブスバー３５０１，３５０２，３５０３を備える。正極側ブスバー３４０１は、コンデンサ３０１，３０２，３０３，３０４の正極と連結する板状部である。負極側ブスバー３５０１は、コンデンサ３０１，３０２，３０３，３０４の負極と連結する板状部である。正極側ブスバー３４０２は、コンデンサ３１１，３１２，３１３，３１４の正極と連結する板状部である。負極側ブスバー３５０２は、コンデンサ３１１，３１２，３１３，３１４の負極と連結する板状部である。正極側ブスバー３４０３は、コンデンサ３２１，３２２，３２３，３２４の正極と連結する板状部である。負極側ブスバー３５０３は、コンデンサ３２１，３２２，３２３，３２４の負極と連結する板状部である。図３（ｂ）における各ブスバーの縦方向がブスバーの幅、各ブスバーの横方向がブスバーの厚さである。正極側ブスバー３４０１と負極側ブスバー３５０１とは、コンデンサ３０１と連結する部分が正極側ブスバー３４０１と負極側ブスバー３５０１との他のコンデンサ３０２、３０３、３０４と連結する部分、他の正極側ブスバー３４０２，３４０３、負極側ブスバー３５０２，３５０３よりも幅の広い板状部で構成される。

本発明のコンデンサモジュールは複数のコンデンサで構成される。各コンデンサは正極、負極の電極を同一面に有し、この電極面が同じ方向に揃うように積層されて、モジュールケース３３０内に収納される。モジュールケース３３０内はモールド材３３１で充填されている。コンデンサモジュール３内のコンデンサは正極端子を正極側ブスバー３４０、負極端子を負極側ブスバー３５０により結線され、並列接続状態で連結される。

正極側ブスバー３４０、負極側ブスバー３５０は板状部である複数の金属平板により構成され、正極側ブスバー３４０と負極側ブスバー３５０との間に絶縁物を挟みこむ構造をとる。正極側ブスバー３４０、負極側ブスバー３５０は外部と接続するための接続端子である正極側ブスバーの外部接続端子３４１、負極側ブスバーの外部接続端子３５１を備える。これらの正極側ブスバー３４０の外部接続端子３４１、負極側ブスバー３５０の外部接続端子３５１はモジュールケース３３０の外部へ突出している。

コンデンサモジュール３はコンデンサ３０１から３０４の側面が、冷却器３０００の最も温度の低い位置に対応して配置するように冷却器３０００上に固定される。そのため、冷却器３０００に接するコンデンサ３０１から３０４は、他のコンデンサに比較し、冷却が容易となる。

本実施の形態では、コンデンサ３０１と連結する部分が正極側ブスバー３４０１と負極側ブスバー３５０１とを連結する部分が他のコンデンサ３０２、３０３、３０４と連結する部分、他の層のコンデンサを連結するブスバーよりも幅の広い板状部（金属平板）で構成する。このようにコンデンサ３０１と連結する部分が幅の広い板状部で構成されたブスバーは、他のコンデンサ３０２、３０３、３０４と、他の層のコンデンサを連結するブスバーよりも、低いインダクタンスを有する。従って、外部からコンデンサモジュール３へ入力される高周波電流は、コンデンサ３０１を優先的に伝播する。そのため、コンデンサ３０１は入力された高周波電流により他のコンデンサよりも発熱する。しかし、コンデンサ３０１は冷却器３０００に面し冷媒流路３００１の上流側の最も温度の低い位置に対応して配置されているため、冷却が容易となる。その結果、コンデンサモジュール３全体での発熱が効果的に抑制される。

以上のように構成されたコンデンサモジュールにおいては、冷媒流路の上流側の最も温度の低い位置に対応して配置されるコンデンサ３０１に接続される板状部は、その他の板状部よりも幅を広くしたので、インダクタンスを低減することができる。そのため、外部から入力される高周波電流は優先的にこのコンデンサ３０１へ伝播することができ、コンデンサモジュールの最も発熱する部分を冷媒流路の上流側の最も温度の低い位置に対応して配置することで、効率的に冷却することが可能となり、別途冷却機構を設ける必要がないので、部品点数の増加、大型化、コスト増を回避することができる。

実施の形態４．
本実施の形態４においては、実施の形態２で用いたコンデンサ２０１から２０４を連結する正極側ブスバー２４０１、負極側ブスバー２５０１、コンデンサ２１１から２１４を連結する正極側ブスバー２４０２、負極側ブスバー２５０２、コンデンサ２２１から２２４を連結する正極側ブスバー２４０３、負極側ブスバー２５０３を、冷却器４０００側から離れるのに伴いコンデンサ４０１から４０４を連結する正極側ブスバー４４０１、負極側ブスバー４５０１、コンデンサ４１１から４１４を連結する正極側ブスバー４４０２、負極側ブスバー４５０２、コンデンサ４２１から４２４を連結する正極側ブスバー４４０３、負極側ブスバー４５０３と段階的に幅が狭くなるようにした。さらに、冷媒流路４００１の上流側の最も温度の低い位置から下流側へ遠ざかるのに伴いブスバーの幅が段階的に狭くなる板状部を備えた金属部材とした点が異なる。このように冷媒流路の最も温度の低い位置から遠ざかるのに伴い段階的に幅が狭くなるように板状部を配置したことで、冷却器の最も冷却された部分に近いブスバーが低インダクタンスとなり、外部からの高周波電流を優先的に伝播する。これにより冷媒流路の上流側のコンデンサの発熱量は増加するが、このコンデンサは最も温度の低い位置に対応して配置したので、容易に冷却され、コンデンサモジュール全体としての発熱を抑制することが可能となる。

図４は、この発明の実施の形態４におけるコンデンサモジュールの概略図である。図４（ａ）は、コンデンサモジュールの側面図である。図４（ｂ）は、コンデンサモジュールの線ＡＢにおける断面図である。はじめに、この発明の実施の形態４におけるコンデンサモジュールの全体構成について説明する。図４（ａ）に示すように、コンデンサモジュール４は、コンデンサ４０１，４０２，４０３，４０４，４１１，４１２，４１３，４１４、４２１，４２２，４２３，４２４、モジュールケース４３０、モジュールケース内に充填されたモールド材４３１、コンデンサの正極端子に接続された板状部を有する一対の金属部材である正極側ブスバー４４０、コンデンサの負極端子に接続された板状部を有する一対の金属部材である負極側ブスバー４５０（図示せず）、冷却器４０００、冷媒流路４００１で構成される。

図４（ｂ）示すように、正極側ブスバー４４０は、正極側ブスバー４４０１，４４０２，４４０３を備える。負極側ブスバー４５０は、負極側ブスバー４５０１，４５０２，４５０３を備える。正極側ブスバー４４０１は、コンデンサ４０１，４０２，４０３，４０４の正極と連結する板状部である。負極側ブスバー４５０１は、コンデンサ４０１，４０２，４０３，４０４の負極と連結する板状部である。正極側ブスバー４４０２は、コンデンサ４１１，４１２，４１３，４１４の正極と連結する板状部である。負極側ブスバー４５０２は、コンデンサ４１１，４１２，４１３，４１４の負極と連結する板状部である。正極側ブスバー４４０３は、コンデンサ４２１，４２２，４２３，４２４の正極と連結する板状部である。負極側ブスバー４５０３は、コンデンサ４２１，４２２，４２３，４２４の負極と連結する板状部である。図４（ｂ）における各ブスバーの縦方向がブスバーの幅、各ブスバーの横方向がブスバーの厚さである。正極側ブスバー４４０１と負極側ブスバー４５０１とは、他の正極側ブスバー４４０２，４４０３、負極側ブスバー４５０２，４５０３よりも幅の広い板状部で構成される。

本発明のコンデンサモジュールは複数のコンデンサで構成される。各コンデンサは正極、負極の電極を同一面に有し、この電極面が同じ方向に揃うように積層されて、モジュールケース４３０内に収納される。モジュールケース４３０内はモールド材４３１で充填されている。コンデンサモジュール４内のコンデンサは正極端子を正極側ブスバー４４０、負極端子を負極側ブスバー４５０により結線され、並列接続状態で連結される。

正極側ブスバー４４０、負極側ブスバー４５０は板状部である複数の金属平板により構成され、正極側ブスバー４４０と負極側ブスバー４５０との間に絶縁物を挟みこむ構造をとる。正極側ブスバー４４０、負極側ブスバー４５０は外部と接続するための接続端子である正極側ブスバーの外部接続端子４４１、負極側ブスバーの外部接続端子４５１を備える。これらの正極側ブスバー４４０の外部接続端子４４１、負極側ブスバー４５０の外部接続端子４５１はモジュールケース４３０の外部へ突出している。

コンデンサモジュール４はコンデンサ４０１から４０４が、冷媒流路４００１を備える冷却器４０００に接するように冷却器４０００上に固定される。そのため、冷媒流路４００１の上流側の最も温度の低い位置に対応して配置したコンデンサ４０１は、他のコンデンサに比較し、冷却が容易となる。また、冷却器４０００に接するコンデンサ４０１から４０４は、他のコンデンサよりも冷却器４０００の温度の低い位置に対応して配置していることから、他のコンデンサよりも冷却が容易となる。

本実施の形態では、コンデンサ４０１から４０４を連結する正極側ブスバー４４０１、負極側ブスバー４５０１を他の層のコンデンサを連結するブスバーよりも幅の広い板状部（金属平板）で構成する。このように幅の広い板状部で構成されたブスバーは、他の層のコンデンサを連結するブスバーよりも、低いインダクタンスを有する。さらに、各コンデンサを連結するブスバーは、冷媒流路の上流側から下流側へ向かって段階的に幅が狭くなるように構成される。従って、外部からコンデンサモジュール４へ入力される高周波電流は、コンデンサ４０１から４０４を優先的に伝播する。中でも、コンデンサ４０１に優先的に伝播する。そのため、コンデンサ４０１から４０４は入力された高周波電流により他のコンデンサよりも発熱する。しかし、コンデンサ４０１から４０４は冷却器４０００の温度の低い位置に対応して配置されているため、冷却が容易となる。また、コンデンサ４０１は冷媒流路４００１の上流側の最も温度の低い位置に対応して配置されているため、冷却が容易となる。その結果、コンデンサモジュール４全体での発熱が効果的に抑制される。

以上のように構成されたコンデンサモジュールにおいては、冷却器４０００は冷媒流路４００１を備え、冷却器４０００に接するコンデンサ４０１から４０４に接続される板状部は、その他の板状部よりも幅を広くしたので、インダクタンスを低減することができる。また、板状部は、冷媒流路４００１の上流側から下流側へ向かって段階的に幅が狭くなるように構成する。そのため、外部から入力される高周波電流は優先的にこのコンデンサ４０１、そして４０１から４０４へ伝播することができ、コンデンサモジュールの発熱部を冷却器の最も温度の低い位置に対応して配置することで、効率的に冷却することが可能となり、別途冷却機構を設ける必要がないので、部品点数の増加、大型化、コスト増を回避することができる。

実施の形態５．
本実施の形態５においては、実施の形態１で用いたコンデンサ１０１から１０４を数１０ｋＨｚから数１００ｋＨｚの高周波領域で他のコンデンサよりもインピーダンスの低いコンデンサ５０１から５０４とした点が異なる。このように高周波領域で他のコンデンサよりもインピーダンスの低いコンデンサを冷却器に接する位置（最も冷却される位置）に配置したことで、このコンデンサは、外部からの高周波電流を優先的に伝播する。これにより冷却器側のコンデンサの発熱量は増加するが、このコンデンサは冷却器の最も温度の低い位置に対応して配置したので、容易に冷却され、コンデンサモジュール全体としての発熱を抑制することが可能となる。

図５は、この発明の実施の形態５におけるコンデンサモジュールの概略図である。図５（ａ）は、コンデンサモジュールの側面図である。図５（ｂ）は、コンデンサモジュールの点線ＡＢにおける断面図である。はじめに、この発明の実施の形態５におけるコンデンサモジュールの全体構成について説明する。図５（ａ）に示すように、コンデンサモジュール１は、コンデンサ５０１，５０２，５０３，５０４，５１１，５１２，５１３，５１４、５２１，５２２，５２３，５２４、モジュールケース５３０、モジュールケース内に充填されたモールド材５３１、コンデンサの正極端子に接続された板状部を有する一対の金属部材である正極側ブスバー５４０、コンデンサの負極端子に接続された板状部を有する一対の金属部材である負極側ブスバー５５０（図示せず）、冷却器５０００で構成される。

図５（ｂ）示すように、正極側ブスバー５４０は、正極側ブスバー５４０１，５４０２，５４０３を備える。負極側ブスバー５５０は、負極側ブスバー５５０１，５５０２，５５０３を備える。正極側ブスバー５４０１は、コンデンサ５０１，５０２，５０３，５０４の正極と連結する板状部である。負極側ブスバー５５０１は、コンデンサ５０１，５０２，５０３，５０４の負極と連結する板状部である。正極側ブスバー５４０２は、コンデンサ５１１，５１２，５１３，５１４の正極と連結する板状部である。負極側ブスバー５５０２は、コンデンサ５１１，５１２，５１３，５１４の負極と連結する板状部である。正極側ブスバー５４０３は、コンデンサ５２１，５２２，５２３，５２４の正極と連結する板状部である。負極側ブスバー５５０３は、コンデンサ５２１，５２２，５２３，５２４の負極と連結する板状部である。図５（ｂ）における各ブスバーの縦方向がブスバーの幅、各ブスバーの横方向がブスバーの厚さである。正極側ブスバー５４０１と負極側ブスバー５５０１とは、他の正極側ブスバー５４０２，５４０３、負極側ブスバー５５０２，５５０３よりも幅の広い板状部で構成される。また、正極側ブスバー５４０２と負極側ブスバー５５０２とは、正極側ブスバー５４０３、負極側ブスバー５５０３よりも幅の広い板状部で構成される。

本発明のコンデンサモジュールは複数のコンデンサで構成される。各コンデンサは正極、負極の電極を同一面に有し、この電極面が同じ方向に揃うように積層されて、モジュールケース５３０内に収納される。モジュールケース５３０内はモールド材５３１で充填されている。コンデンサモジュール５内のコンデンサは正極端子を正極側ブスバー５４０、負極端子を負極側ブスバー５５０により結線され、並列接続状態で連結される。また、コンデンサ５０１から５０４は、数１０ｋＨｚから数１００ｋＨｚの高周波領域で他のコンデンサ５１１から５１４、５２１から５２４よりもインピーダンスの低いコンデンサとした。

正極側ブスバー５４０、負極側ブスバー５５０は板状部である複数の金属平板により構成され、正極側ブスバー５４０と負極側ブスバー５５０との間に絶縁物を挟みこむ構造をとる。正極側ブスバー５４０、負極側ブスバー５５０は外部と接続するための接続端子である正極側ブスバーの外部接続端子５４１、負極側ブスバーの外部接続端子５５１を備える。これらの正極側ブスバー５４０の外部接続端子５４１、負極側ブスバー５５０の外部接続端子５５１はモジュールケース５３０の外部へ突出している。

コンデンサモジュール５はコンデンサ５０１から５０４が、冷却器５０００の最も温度の低い位置に対応して配置されるように冷却器５０００上に固定される。そのため、冷却器５０００に接するコンデンサ５０１から５０４は、他のコンデンサに比較し、冷却が容易となる。

本実施の形態では、コンデンサ５０１から５０４を連結する正極側ブスバー５４０１、負極側ブスバー５５０１を他の層のコンデンサを連結するブスバーよりも幅の広い板状部（金属平板）で構成する。このように幅の広い板状部で構成されたブスバーは、他の層のコンデンサを連結するブスバーよりも、低いインダクタンスを有する。従って、外部からコンデンサモジュール５へ入力される高周波電流は、コンデンサ５０１から５０４を優先的に伝播する。そのため、コンデンサ５０１から５０４は入力された高周波電流により他のコンデンサよりも発熱する。しかし、コンデンサ５０１から５０４は冷却器５０００の最も温度の低い位置に対応して配置しているため、冷却が容易となる。その結果、コンデンサモジュール５全体での発熱が効果的に抑制される。

以上のように構成されたコンデンサモジュールにおいては、冷却器５０００の最も温度の低い位置に対応して配置されたコンデンサ５０１から５０４に接続される板状部は、その他の板状部よりも幅を広くしたので、インダクタンスを低減することができる。また、コンデンサ５０１から５０４は、数１０ｋＨｚから数１００ｋＨｚの高周波領域で他のコンデンサよりもインピーダンスの低いコンデンサとした。そのため、外部から入力される高周波電流は優先的にこのコンデンサ５０１から５０４へ伝播することができ、コンデンサモジュールの発熱部を冷却器５０００の最も温度の低い位置に対応して配置することで、効率的に冷却することが可能となり、別途冷却機構を設ける必要がないので、部品点数の増加、大型化、コスト増を回避することができる。

実施の形態６．
本実施の形態６においては、実施の形態２で用いたコンデンサ２０１から２０４を連結する正極側ブスバー２４０１、負極側ブスバー２５０１、コンデンサ２１１から２１４を連結する正極側ブスバー２４０２、負極側ブスバー２５０２、コンデンサ２２１から２２４を連結する正極側ブスバー２４０３、負極側ブスバー２５０３を冷却器２０００側から離れるのに伴い段階的に幅が狭くなる板状部を備えた金属部材とし、さらに、各ブスバーの断面積が同じになるようにした点が異なる。このように各ブスバーを構成することで、低周波電流は、全てのコンデンサに均等に分配し、高周波電流は、インダクタンスの低いブスバーに連結されたコンデンサへ優先的に伝播する。これにより冷却器の最も温度の低い位置に対応して配置されたコンデンサの発熱量は増加するが、このコンデンサは最も温度の低い位置に対応して配置したので、容易に冷却され、コンデンサモジュール全体としての発熱を抑制することが可能となる。

図６は、この発明の実施の形態６におけるコンデンサモジュールの概略図である。図６（ａ）は、コンデンサモジュールの側面図である。図６（ｂ）は、コンデンサモジュールの点線ＡＢにおける断面図である。はじめに、この発明の実施の形態６におけるコンデンサモジュールの全体構成について説明する。図６（ａ）に示すように、コンデンサモジュール６は、コンデンサ６０１，６０２，６０３，６０４，６１１，６１２，６１３，６１４、６２１，６２２，６２３，６２４、モジュールケース６３０、モジュールケース内に充填されたモールド材６３１、コンデンサの正極端子に接続された板状部を有する一対の金属部材である正極側ブスバー６４０、コンデンサの負極端子に接続された板状部を有する一対の金属部材である負極側ブスバー６５０（図示せず）、冷却器６０００で構成される。

図６（ｂ）示すように、正極側ブスバー６４０は、正極側ブスバー６４０１，６４０２，６４０３を備える。負極側ブスバー６５０は、負極側ブスバー６５０１，６５０２，６５０３を備える。正極側ブスバー６４０１は、コンデンサ６０１，６０２，６０３，６０４の正極と連結する板状部である。負極側ブスバー６５０１は、コンデンサ６０１，６０２，６０３，６０４の負極と連結する板状部である。正極側ブスバー６４０２は、コンデンサ６１１，６１２，６１３，６１４の正極と連結する板状部である。負極側ブスバー６５０２は、コンデンサ６１１，６１２，６１３，６１４の負極と連結する板状部である。正極側ブスバー６４０３は、コンデンサ６２１，６２２，６２３，６２４の正極と連結する板状部である。負極側ブスバー６５０３は、コンデンサ６２１，６２２，６２３，６２４の負極と連結する板状部である。図６（ｂ）における各ブスバーの縦方向がブスバーの幅、各ブスバーの横方向がブスバーの厚さである。正極側ブスバー６４０１と負極側ブスバー６５０１とは、他の正極側ブスバー６４０２，６４０３、負極側ブスバー６５０２，６５０３よりも幅の広い板状部で構成される。また、正極側ブスバー６４０２と負極側ブスバー６５０２とは、正極側ブスバー６４０３、負極側ブスバー６５０３よりも幅の広い板状部で構成される。

本発明のコンデンサモジュールは複数のコンデンサで構成される。各コンデンサは正極、負極の電極を同一面に有し、この電極面が同じ方向に揃うように積層されて、モジュールケース６３０内に収納される。モジュールケース６３０内はモールド材６３１で充填されている。コンデンサモジュール６内のコンデンサは正極端子を正極側ブスバー６４０、負極端子を負極側ブスバー６５０により結線され、並列接続状態で連結される。

正極側ブスバー６４０、負極側ブスバー６５０は板状部である複数の金属平板により構成され、正極側ブスバー６４０と負極側ブスバー６５０との間に絶縁物を挟みこむ構造をとる。正極側ブスバー６４０、負極側ブスバー６５０は外部と接続するための接続端子である正極側ブスバーの外部接続端子６４１、負極側ブスバーの外部接続端子６５１を備える。これらの正極側ブスバー６４０の外部接続端子６４１、負極側ブスバー６５０の外部接続端子６５１はモジュールケース６３０の外部へ突出している。

コンデンサモジュール６はコンデンサ６０１から６０４が、冷却器６０００の最も温度の低い位置に対応して配置されるように冷却器６０００上に固定される。そのため、冷却器６０００に接するコンデンサ６０１から６０４は、他のコンデンサに比較し、冷却が容易となる。

本実施の形態６では、正極側ブスバー６４０１と負極側ブスバー６５０１とは、他の正極側ブスバー６４０２，６４０３、負極側ブスバー６５０２，６５０３よりも幅の広い板状部で構成される。また、正極側ブスバー６４０２と負極側ブスバー６５０２とは、正極側ブスバー６４０３、負極側ブスバー６５０３よりも幅の広い板状部で構成される。このように段階的に幅を変化させた板状部で構成されたブスバーは、板状部の幅が広くなるのに伴い段階的に低いインダクタンスを有する。従って、外部からコンデンサモジュール６へ入力される高周波電流は、幅の広い板状部に連結されたコンデンサを優先的に伝播する。そのため、コンデンサ６０１から６０４は入力された高周波電流により他のコンデンサよりも発熱する。しかし、コンデンサ６０１から６０４は冷却器６０００の最も温度の低い位置に対応して配置しているため、冷却が容易となる。その結果、コンデンサモジュール６全体での発熱が効果的に抑制される。

以上のように構成されたコンデンサモジュールにおいては、冷却器６０００に接するコンデンサ６０１から６０４に接続される板状部は、その他の板状部よりも幅を広くしたので、インダクタンスを低減することができる。また、全ての板状部の断面積を同じになるようにしたので、低周波電流は均等に分配される。そのため、外部から入力される高周波電流は優先的にこのコンデンサ６０１から６０４へ伝播することができ、コンデンサモジュールの発熱部を冷却器の最も温度の低い位置に対応して配置したことで、効率的に冷却することが可能となり、別途冷却機構を設ける必要がないので、部品点数の増加、大型化、コスト増を回避することができる。

１，２，３，４，５，６ コンデンサモジュール、１０１，１０２，１０３，１０４，１１１，１１２，１１３，１１４，１２１，１２２，１２３，１２４，２０１，２０２，２０３，２０４，２１１，２１２，２１３，２１４，２２１，２２２，２２３，２２４，３０１，３０２，３０３，３０４，３１１，３１２，３１３，３１４，３２１，３２２，３２３，３２４，４０１，４０２，４０３，４０４，４１１，４１２，４１３，４１４，４２１，４２２，４２３，４２４，５０１，５０２，５０３，５０４，５１１，５１２，５１３，５１４，５２１，５２２，５２３，５２４，６０１，６０２，６０３，６０４，６１１，６１２，６１３，６１４，６２１，６２２，６２３，６２４ コンデンサ、１３０，２３０，３３０，４３０，５３０，６３０ モジュールケース、１３１，２３１，３３１，４３１，５３１，６３１ モールド樹脂、１４０，２４０，３４０，４４０，５４０，６４０，１４０１，１４０２，１４０３，２４０１，２４０２，２４０３，３４０１，３４０２，３４０３，４４０１，４４０２，４４０３，５４０１，５４０２，５４０３，６４０１，６４０２，６４０３ 正極側ブスバー、１５０，２５０，３５０，４５０，５５０，６５０，１５０１，１５０２，１５０３，２５０１，２５０２，２５０３，３５０１，３５０２，３５０３，４５０１，４５０２，４５０３，５５０１，５５０２，５５０３，６５０１，６５０２，６５０３ 負極側ブスバー、１４１，２４１，３４１，４４１，５４１，６４１ 正極側ブスバーの外部端子、１５１，２５１，３５１，４５１，５５１，６５１ 負極側ブスバーの外部端子、１０００，２０００，３０００，４０００，５０００，６０００ 冷却器、３００１，４００１ 冷媒流路。

Claims (6)

1. ケース内に配置された複数のコンデンサと、
   前記ケースに接して配置され、前記コンデンサを冷却する冷却部と、
   前記複数のコンデンサの正極端子と負極端子とをそれぞれ接続する一対の金属部材とを備え、
   前記金属部材は、前記コンデンサに接続する板状部を有し、前記冷却部の最も温度の低い位置に対応して配置された前記コンデンサに接続する前記板状部のインダクタンスが他の前記コンデンサに接続する前記板状部のインダクタンスよりも低くなるように構成されたことを特徴とするコンデンサモジュール。
2. 前記板状部は、前記冷却部から離れる方向へ向かって段階的にインダクタンスが高くなるように構成されたことを特徴とする請求項１に記載のコンデンサモジュール。
3. 前記冷却部は冷媒流路を有し、前記板状部は、前記冷媒流路に対して平行に配置され、前記冷媒流路の上流側に対応したインダクタンスが前記冷媒流路の下流側に対応したインダクタンスよりも低くなるように構成されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコンデンサモジュール。
4. 前記板状部は、前記冷媒流路の上流側から下流側へ向かって段階的にインダクタンスが高くなるように構成されたことを特徴とする請求項３に記載のコンデンサモジュール。
5. 前記冷却部の温度の低い位置側に対応して配置された前記コンデンサは、前記冷却部の温度の高い位置側に対応して配置された前記コンデンサよりも高周波特性の良いコンデンサを用いたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のコンデンサモジュール。
6. 前記板状部は、電気抵抗が同じになるように構成されたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のコンデンサモジュール。