JP6409737B2 - 電力変換装置 - Google Patents

Description

本発明は、電力変換装置に関する。特に、複数の冷却器が平行に配置されており、隣り合う冷却器の間に半導体モジュールが挟まれている積層ユニットを有する電力変換装置に関する。

上記した積層ユニットを備えた電力変換装置が例えば特許文献１に開示されている。各半導体モジュールは、１個乃至数個のスイッチング素子を収容している。半導体モジュールの本体からは、内部でスイッチング素子と導通している平板状の端子が延びている。複数の半導体モジュールの端子は、平坦面が対向するように、半導体モジュールと冷却器の積層方向に並ぶことになる。半導体モジュールは複数の端子を備えているが、少なくとも一つの端子は、複数の半導体モジュールの間で相互に電気的に接続される。例えば共通のグランド線に接続されるべき端子が相互に電気的に接続される。複数の半導体モジュールの一列に並んだ端子はバスバと呼ばれる金属板を介して相互に電気的に接続される。バスバは、積層方向に並んでいる複数の半導体モジュールの端子の列に沿って配置されている板部と、各端子と対向するように板部から直角に折り曲げられた複数の接合部を有しており、各接合部が対応する端子と接合される。

バスバを一枚の金属板で作る場合、接合部は、隣接する半導体モジュールの端子間の領域に相当する部分を折り曲げて形成される。それゆえ、バスバを一枚の金属板で作る場合、従来、各端子に対応する接合部の高さ（半導体モジュールの端子延設方向における接合部の長さ）は、隣接する半導体モジュールの端子間隔よりも小さくせざるを得なかった。電力変換装置の半導体モジュールは大電力を扱うデバイスであり、端子とバスバの接合面積は大きいことが望ましい。接合面積が大きいと接合部に発生する寄生インダクタンスを小さくできるからである。しかしながら、隣接する半導体モジュールの間隔が狭くなると、接合部の高さも低くなってしまい、接合面積が小さくなる。そこで、特許文献１では、複数の端子同士を電気的に接続するバスバを２枚の金属板で構成する。積層方向に一列に並んでいる奇数番目（あるいは偶数番目）の端子との接合部を第１金属板に形成し、残りの端子との接合部を第２金属板に形成する。即ち、第１金属板と第２金属板の夫々には、半導体モジュールの端子間隔の２倍の間隔で接合部が並ぶことになる。第１金属板の接合部と第２金属板の接合部が一つずつ交互に並ぶように第１金属板と第２金属板を重ねることによって、接合部が端子間隔で一列に並ぶバスバが実現する。接合部は、各金属板において、端子間隔の２倍の長さの領域の中から折り曲げて形成することができる。それゆえ、接合部の高さは、隣り合う半導体モジュール間の端子間隔に相当する長さ以上にすることができる。

特開２０１４−１１０４００号公報

しかしながら、特許文献１の技術は、一列に並んだ端子群を相互に電気的に接続するバスバを２枚の金属板で構成するのでコストが嵩む。本明細書は、一枚の金属板からなるバスバでありながら、接合部の高さを端子間隔に相当する長さ以上にすることができるバスバを備えた電力変換装置を提供する。

本明細書が開示する電力変換装置は、複数の冷却器が平行に配置されており、隣り合う冷却器の間に半導体モジュールが挟まれている積層ユニットと、バスバを備える。バスバは、複数の半導体モジュールの夫々の側面から延びている平板状の端子と接合している。積層ユニットにおいて複数の半導体モジュールの端子は、隣接する端子の平坦面が対向するように、冷却器と半導体モジュールの積層方向に並んでいる。バスバは、積層方向に並んでいる端子の列に沿って配置されている第１板部と、第１板部の縁から１８０度折り返されている第２板部とを備えている。積層方向の端子の並びにおいて一方の端から奇数番目又は偶数番目の端子群の夫々と接合する第１接合部が第１板部から折り曲げられており、残りの端子群の夫々と接合する第２接合部が第２板部から折り曲げられている。

上記した電力変換装置では、一続きの金属板である第１板部と第２板部の夫々に、隣接する半導体モジュールの端子間隔の２倍の間隔で接合部が形成されている。そして、第２板部を１８０度折り返すことで、端子間隔で並ぶ接合部群が実現する。第１板部の接合部、及び、第２板部の接合部は、それぞれ、端子間隔の２倍の間隔で並んでいるので、接合部高さを端子間隔よりも大きくすることができる。この電力変換装置は、高さが端子間隔以上の接合部を有するバスバを一枚の金属板で作ることができるので、２枚の板を別々に加工して接合するバスバ（特許文献１のバスバ）と比較して低コストで実現することができる。

本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。

実施例の電力変換装置を含む電気自動車の電力系のブロック図である。 電力変換装置のハードウエアの斜視図である（一部省略）。 積層ユニットとバスバとコンデンサユニットの分解斜視図である。 展開した正極バスバの斜視図である。 接合部を折り曲げた正極バスバの斜視図である。 第２板部を９０度折り曲げた正極バスバの斜視図である。 第２板部を１８０度折り曲げた正極バスバの斜視図である。 正極バスバの展開図である。 変形例の正極バスバの展開図である。

図面を参照して実施例の電力変換装置を説明する。実施例の電力変換装置は電気自動車に搭載されており、バッテリの電力を走行用モータの駆動電力に変換する。図１に、電力変換装置２を含む電気自動車１００の電力系のブロック図を示す。電気自動車１００は、２個の走行用モータ８３ａ、８３ｂを備える。それゆえ、電力変換装置２は、２セットのインバータ回路１３ａ、１３ｂを備える。なお、２個のモータ８３ａ、８３ｂの出力は、動力分配機構８５で合成／分配されて車軸８６（即ち駆動輪）へと伝達される。

電力変換装置２は、システムメインリレー８２を介してバッテリ８１と接続されている。電力変換装置２は、バッテリ８１の電圧を昇圧する電圧コンバータ回路１２と、昇圧後の直流電力を交流に変換する２セットのインバータ回路１３ａ、１３ｂを備えている。

電圧コンバータ回路１２は、バッテリ側の端子に印加された電圧を昇圧してインバータ側の端子に出力する昇圧動作と、インバータ側の端子に印加された電圧を降圧してバッテリ側の端子に出力する降圧動作の双方を行うことが可能な双方向ＤＣ−ＤＣコンバータである。説明の便宜上、以下では、バッテリ側（低電圧側）の端子を入力端１８と称し、インバータ側（高電圧側）の端子を出力端１９と称する。また、入力端１８の正極と負極を夫々、入力正極端１８ａと入力負極端１８ｂと称する。出力端１９の正極と負極を夫々、出力正極端１９ａと出力負極端１９ｂと称する。「入力端１８」、「出力端１９」との表記は説明の便宜を図るためのものであり、先に述べたように、電圧コンバータ回路１２は双方向ＤＣ−ＤＣコンバータであるので、出力端１９から入力端１８へ電力が流れる場合がある。

電圧コンバータ回路１２は、２個のスイッチング素子９ａ、９ｂの直列回路、リアクトル７、フィルタコンデンサ５、各スイッチング素子に逆並列に接続されているダイオードで構成されている。リアクトル７は、一端が入力正極端１８ａに接続されており、他端は直列回路の中点に接続されている。フィルタコンデンサ５は、入力正極端１８ａと入力負極端１８ｂの間に接続されている。入力負極端１８ｂは、出力負極端１９ｂと直接に接続されている。スイッチング素子９ｂが主に昇圧動作に関与し、スイッチング素子９ａが主に降圧動作に関与する。図１の電圧コンバータ回路１２はよく知られているので詳細な説明は省略する。なお、符号８ａが示す破線矩形の範囲の回路が、後述する半導体モジュール８ａに対応する。符号２５ａ、２５ｂは、半導体モジュール８ａから延出している端子を示している。符号２５ａは、スイッチング素子９ａ、９ｂの直列回路の高電位側と導通している端子（正極端子２５ａ）を示している。符号２５ｂは、スイッチング素子９ａ、９ｂの直列回路の低電位側と導通している端子（負極端子２５ｂ）を表している。次に説明するように、正極端子２５ａ、負極端子２５ｂという表記は、他の半導体モジュールでも用いる。

インバータ回路１３ａは、２個のスイッチング素子の直列回路が３セット並列に接続された構成を有している。スイッチング素子９ｃと９ｄ、スイッチング素子９ｅと９ｆ、スイッチング素子９ｇと９ｈがそれぞれ直列回路を構成している。各スイッチング素子にはダイオードが逆並列に接続されている。３セットの直列回路の高電位側の端子（正極端子２５ａ）が電圧コンバータ回路１２の出力正極端１９ａに接続されており、３セットの直列回路の低電位側の端子（負極端子２５ｂ）が電圧コンバータ回路１２の出力負極端１９ｂに接続されている。３セットの直列回路の中点から３相交流（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）が出力される。３セットの直列回路の夫々が、後述する半導体モジュール８ｂ、８ｃ、８ｄに対応する。

インバータ回路１３ｂの構成はインバータ回路１３ａと同じであるため、図１では具体的な回路の図示を省略している。インバータ回路１３ｂもインバータ回路１３ａと同様に、２個のスイッチング素子の直列回路が３セット並列に接続された構成を有している。３セットの直列回路の高電位側の端子が電圧コンバータ回路１２の出力正極端１９ａに接続されており、３セットの直列回路の低電位側の端子が電圧コンバータ回路１２の出力負極端１９ｂに接続されている。各直列回路に対応するハードウエアを半導体モジュール８ｅ、８ｆ、８ｇと称する。

インバータ回路１３ａ、１３ｂの入力端に平滑コンデンサ６が並列に接続されている。平滑コンデンサ６は、別言すれば、電圧コンバータ回路１２の出力端１９に並列に接続されている。平滑コンデンサ６は、電圧コンバータ回路１２の出力電流の脈動を除去する。

スイッチング素子９ａ−９ｈは、トランジスタであり、典型的にはＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）であるが、他のトランジスタ、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）であってもよい。また、ここでいうスイッチング素子は、電力変換に用いられるものであり、パワー半導体素子と呼ばれることもある。

図１において、破線８ａ−８ｇの夫々が半導体モジュールに相当する。電力変換装置２は、２個のスイッチング素子の直列回路を７セット備えている。ハードウエアとしては、直列回路を構成する２個のスイッチング素子、および各スイッチング素子に逆並列に接続されているダイオードが一つのパッケージ（本体）に収容されている。以下では、半導体モジュール８ａ−８ｇのいずれか一つを区別なく示すときには半導体モジュール８と表記する。

７個の半導体モジュール（７セットの直列回路）の高電位側の端子（後の正極端子２５ａ）が平滑コンデンサ６の一方の電極に接続され、低電位側の端子（後の負極端子２５ｂ）が平滑コンデンサ６の他方の電極に接続される。図１において、符号３０が示す破線内の導電経路は、複数の半導体モジュール８の正極端子２５ａと平滑コンデンサ６を相互に接続するバスバ（正極バスバ）に対応する。符号４０が示す破線内の導電経路は、複数の負極端子２５ｂと平滑コンデンサ６を相互に接続するバスバ（負極バスバ）に対応する。次に、複数の半導体モジュール８と正極バスバ３０、負極バスバ４０の構造的関係について説明する。

図２に電力変換装置２のハードウエアの斜視図を示す。なお、図２では、電力変換装置２のハウジングと一部の部品の図示を省略している。複数の半導体モジュール８（８ａ−８ｇ）は、複数の冷却器２２とともに積層ユニット２０を構成している。図２は、積層ユニット２０、正極バスバ３０、負極バスバ４０、及び、図１の平滑コンデンサ６に相当するコンデンサ素子６ａを収容したコンデンサユニット１０６の斜視図である。積層ユニット２０は、複数のカードタイプの冷却器２２が平行に配置されているとともに、隣り合う冷却器２２の間にカードタイプの半導体モジュール８（８ａ−８ｇ）が挟まれているデバイスである。なお、図２と後述する図３では、積層ユニット２０の両端の冷却器にのみ符号２２を付してあり、他の冷却器には符号を省略した。カードタイプの半導体モジュール８は、その幅広面を冷却器２２に対向させて積層されている。各半導体モジュール８の一つの側面８０ａから３個の端子（正極端子２５ａ、負極端子２５ｂ、中点端子２５ｃ）が延びている。なお、図２と後述する図３では、積層ユニット２０の一端に位置する半導体モジュール８ａの端子にのみ符号２５ａ、２５ｂ、２５ｃを付し、残りの半導体モジュール８には端子を示す符号を省略した。

正極端子２５ａと負極端子２５ｂは、先に述べたように、半導体モジュール８に収容されている直列回路の高電位側の端子と低電位側の端子である。中点端子２５ｃは、直列回路の中点と導通している端子である。別言すれば、３個の端子２５ａ−２５ｃは、いずれも、半導体モジュール８の内部でスイッチング素子と導通している。３個の端子２５ａ−２５ｃは、半導体モジュール８の幅広面と交差する一側面８０ａから図中のＺ軸正方向に延びている。一側面８０ａの反対側の側面から複数の制御端子２９が図中のＺ軸負方向に延びている。制御端子２９は、半導体モジュール８に内蔵されているスイッチング素子のゲート電極と導通しているゲート端子、及び、半導体モジュール８に内蔵されている温度センサや電流センサと導通している信号端子などである。

以下、説明の便宜上、積層ユニット２０における冷却器２２と半導体モジュール８の積層方向を単純に「積層方向」と称する。図中のＸ方向が積層方向に相当する。

３個の端子２５ａ−２５ｃはいずれも平板状である。複数の半導体モジュール８の正極端子２５ａは、隣接する半導体モジュール８の正極端子２５ａの平坦面と対向するように、積層方向に一列に並んでいる。複数の半導体モジュール８の負極端子２５ｂも、隣接する半導体モジュール８の負極端子２５ｂの平坦面と対向するように、積層方向に一列に並んでいる。複数の半導体モジュール８の中点端子２５ｃも同様である。

複数の半導体モジュール８の正極端子２５ａとコンデンサユニット１０６が正極バスバ３０で接続され、複数の負極端子２５ｂとコンデンサユニット１０６が負極バスバ４０で接続される。中点端子２５ｃの接続先については説明を省略する。先に述べたように、コンデンサユニット１０６には、図１に示した平滑コンデンサ６に相当するコンデンサ素子６ａが収容されている。図３に、正極バスバ３０と負極バスバ４０を、積層ユニット２０とコンデンサユニット１０６から外した分解斜視図を示す。

正極バスバ３０は一枚の金属板で作られているが、説明の便宜上、第１板部３１、第２板部３２、複数の第１接合部３１ａ、複数の第２接合部３２ａ、電極接続部３９に分けて説明する。正極バスバ３０の詳しい構造は後に図４から図８を使って説明する。ここでは正極バスバ３０の構造を概説する。第１板部３１と第２板部３２は、積層ユニット２０において積層方向に並んでいる複数の正極端子２５ａの列に沿って配置されている。別の観点で表現すると、第１板部３１と第２板部３２は、その幅広面が、半導体モジュール８の正極端子２５ａの延設方向（図中のＺ方向）と交差する姿勢で配置されている。

第２板部３２は、第１板部３１の縁から１８０度折り返された部分である。複数の第１接合部３１ａは、積層方向の一群の正極端子２５ａの並びの一方の端から奇数番目の端子群の夫々と対向するように、第１板部３１から正極端子２５ａの延設方向に９０度折り曲げられた部分である。第２接合部３２ａは、一群の正極端子２５ａのうちの偶数番目の端子群の夫々と対向するように、第２板部３２から正極端子２５ａの延設方向に９０度折り曲げられた部分である。図３に示されているように、複数の第１接合部３１ａと複数の第２接合部３２ａが一つずつ交互に積層方向に並んでいる。複数の第１接合部３１ａの夫々は、積層方向に一列に並んだ複数の正極端子２５ａのうち、並びの一方の端から奇数番目の正極端子２５ａの夫々と接合されている。複数の第２接合部３２ａの夫々は、残りの正極端子２５ａの夫々と接合されている。各接合部と正極端子は溶接で接合されている。

負極バスバ４０も一枚の金属板で作られているが、説明の便宜のため、第１板部４１、第２板部４２、複数の第１接合部４１ａ、複数の第２接合部４２ａ、電極接続部４９に分けて説明する。負極バスバ４０の構造を概説する。第１板部４１と第２板部４２は、半導体モジュール８の負極端子２５ｂの延設方向（Ｚ方向）と交差する方向に広がるように配置されている。別言すれば、第１板部４１と第２板部４２は、積層方向（図中のＸ方向）からみたときに、負極端子２５ｂと交差するように配置されている。

第２板部４２は、第１板部４１の縁から１８０度折り返された部分である。複数の第１接合部４１ａは、積層方向に沿った一群の負極端子２５ｂの並びのうち、一方の端から奇数番目の端子群の夫々と対向するように、第１板部４１から負極端子２５ｂの延設方向に９０度折り曲げられた部分である。第２接合部４２ａは、一群の負極端子２５ｂのうちの偶数番目の端子群の夫々と対向するように、第２板部４２から負極端子２５ｂの延設方向に９０度折り曲げられた部分である。複数の第１接合部４１ａと複数の第２接合部４２ａは一つずつ交互に積層方向に並んでいる。複数の第１接合部４１ａの夫々は、積層方向に一列に並んだ複数の負極端子２５ｂのうち、並びの一方の端から奇数番目の負極端子２５ｂの夫々と接合されている。複数の第２接合部４２ａの夫々は、残りの負極端子２５ｂの夫々と接合されている。各接合部と正極端子は溶接で接合されている。また、負極バスバ４０の第１板部４１には、正極端子２５ａを通過させる複数の貫通孔４８が設けられている。

正極バスバ３０の第１板部３１には電極接続部３９が続いており、負極バスバ４０の第１板部４１には電極接続部４９が続いている。電極接続部３９、４９は、コンデンサユニット１０６の中に挿通される部分である。これらの電極接続部３９、４９が、コンデンサユニット１０６の中でコンデンサ素子６ａの各電極と接続されている。

正極バスバ３０の構造を、図４−図８を使って詳しく説明する。以下では、正極バスバ３０の製造工程も合せて説明する。なお、図４−図８では、前述した電極接続部３９の図示は省略した。正極バスバ３０は、一枚の金属板で作られている。図４は、折り曲げた部分を展開した正極バスバ３０ａの斜視図である。なお、以下の図４−図８では、加工途中の正極バスバを、符号３０に英字を付加して表すことにする。また、図４−図８に付した座標系の各軸は、図２、図３における座標系の各軸と同じ意味を有している。即ち、図４−図８では積層ユニット２０を描いていないが、図４−図８のＸ軸は積層ユニット２０における冷却器２２と半導体モジュール８の積層方向に相当し、Ｚ軸は、半導体モジュール８の端子２５ａ、２５ｂ、２５ｃの延設方向に相当する。

先に述べたように、正極バスバ３０は、一枚の金属板で作られているが、説明の便宜上、第１板部３１、第２板部３２、複数の第１接合部３１ａ、複数の第２接合部３２ａ、及び、電極接続部３９（図４−図８では不図示）に分けられる。第２板部３２は、積層方向（図中のＸ方向）に延びる折り曲げ線ＢＬ１に沿って第１板部３１から１８０度折り曲げられた部分である。折り曲げ線ＢＬ１は、第１板部３１の縁に相当する。第１板部３１から、複数の第１接合部３１ａが延びている。第２板部３２から、複数の第２接合部３２ａが延びている。図４の展開図においては、第１接合部３１ａと第２接合部３２ａは、Ｘ方向に延びているが、それらの接合部は後に９０度折り曲げられるため、完成品の正極バスバ３０では第１接合部３１ａと第２接合部３２ａはＺ方向（端子の延設方向）に沿って延びることになる。第１接合部３１ａは、第１板部３１に対して、図中の折り曲げ線ＢＬ２に沿って直角に折り曲げられる。第２接合部３２ａは、第２板部３２に対して、図中の折り曲げ線ＢＬ３に沿って直角に折り曲げられる。図５に、第１接合部３１ａと第２接合部３２ａを折り曲げたバスバ３０ｂの斜視図を示す。図５に示すように、第２接合部３２ａは、第１接合部３１ａとは反対側へ直角に折り曲げられる。

次に、第２板部３２を、積層方向（Ｘ方向）に延びる折り曲げ線ＢＬ１に沿って１８０度折り曲げる。参考までに、図６に、第２板部３２を９０度折り曲げた正極バスバ３０ｃの斜視図を示す。図７に、第２板部３２を１８０度折り曲げた正極バスバ（完成した正極バスバ３０）の斜視図を示す。図７の右上に、第２板部３２の折り返し部分の拡大図を示す。第２板部３２は、１８０度折り曲げられた後、第１板部３１に接合される。第２板部３２は第１板部３１に溶接される。完成した正極バスバ３０では、第１板部３１から折り曲げられた複数の第１接合部３１ａと第２板部３２から折り曲げられた複数の第２接合部３２ａが一つずつ交互に並ぶことになる。図２を参照して説明したように、複数の第１接合部３１ａの夫々は、積層ユニット２０において積層方向の奇数番目に位置する正極端子２５ａの夫々と接合される。また、複数の第２接合部３２ａの夫々は、残りの正極端子２５ａ（即ち、偶数番目の正極端子２５ａ）の夫々と接合される。

なお、第２板部３２を第１板部３１に接合することで、接合箇所にも電流が流れるようになり、第２接合部３２ａと第１板部３１の間で電流が流れ易くなる。このことは、第２接合部３２ａを介して導通される偶数番目の正極端子２５ａとコンデンサユニット１０６の間の電気抵抗が小さくなることを意味する。

図８を参照して、第１接合部３１ａと第２接合部３２ａの高さ（折り曲げ箇所から接合部の先端までの長さ）と、積層ユニット２０における隣り合う半導体モジュール８の端子間隔との関係を説明する。図８は、正極バスバの展開図（正極バスバ３０ａ）である。Ｘ１は、積層ユニット２０の一端の半導体モジュール８ｇの正極端子２５ａの位置に対応する。Ｘ２は、半導体モジュール８ｇに隣接する半導体モジュール８ｆ（図２参照）の正極端子２５ａの位置に対応する。Ｘ３は、半導体モジュール８ｆに隣接する半導体モジュール８ｅの正極端子２５ａの位置に対応する。即ち、Ｘ１とＸ２の間の距離Ｐｔ、Ｘ２とＸ３の間の距離Ｐｔは、積層ユニット２０において隣接する半導体モジュール８の端子間隔に相当する。一方、第１接合部３１ａは、端子間隔Ｐｔの２倍の間隔で設けられており、その高さは、端子間隔Ｐｔに等しい。第２接合部３２ａも同様であり、その高さは、端子間隔Ｐｔに等しい。このことは即ち、第２板部３２を設けずに第１板部３１に全ての正極端子２５ａに接続する複数の接合部を形成する場合と比較して、バスバ３０と正極端子２５ａとの接合面積を大きくできることを意味する。

なお、図８の展開図では、第１接合部３１ａ、第２接合部３２ａの高さを端子間隔Ｐｔに一致させた。しかし、第１接合部３１ａ、第２接合部３２ａのいずれも、符号Ｓｐが示す距離の分だけ、高さを延ばす余地があることに留意されたい。即ち、第１接合部３１ａ、第２接合部３１ａの高さは、端子間隔Ｐｔよりも大きくすることが可能である。

図４−図８を参照して正極バスバ３０について説明した。負極バスバ４０の構造は、貫通孔４８（図３参照）の有無を除いて、正極バスバ３０の構造と同じであるので、詳しい説明は省略する。

図８に示したように、展開した正極バスバ３０ａの第２板部３２は、第１板部３１の図中Ｙ方向で隣り合っている。図中のＹ方向とは、積層方向（Ｘ方向）に交差する方向である。第２板部は、積層方向で第１板部と隣り合っていてもよい。図９に、変形例の正極バスバの展開図（展開したバスバ１３０ａ）を示す。図９の展開図では、第２板部１３２は、積層方向（Ｘ方向）で第１板部３１に続いている。第２板部１３２の第２接合部１３２ａの近傍の形状は、図８に示した第２接合部３２ａの近傍の形状と同じである。図９の折り曲げ線ＢＬ４で第２板部１３２を１８０度折り返すと、複数の第１接合部３１ａと複数の第２接合部１３２ａが端子間隔Ｐｔで一つずつ交互に並んだ正極バスバが実現する。

以上説明したように、実施例の電力変換装置２では、積層ユニット２０に含まれる複数の半導体モジュール８の端子（正極端子２５ａ、負極端子２５ｂ）を電気的に接続するバスバ（正極バスバ３０、負極バスバ４０）について、次の利点を有する。即ち、バスバ（正極バスバ３０、負極バスバ４０）は、一枚の金属板で作ることができるバスバでありながら、端子との大きな接合面積を確保することができる。接合面積が大きいと、接合部分に電流が流れたときに生じる寄生インダクタンスが小さくなる。また、接合面積が大きいということは、端子とバスバ（接合部）とが溶接が容易である、という利点も与える。

実施例とその変形例の技術に関する留意点を述べる。図４−図９に説明した正極バスバ３０では、第１板部３１に、積層方向に沿った正極端子２５ａの並びのうち、一方の端から奇数番目の正極端子２５ａの夫々に接合する第１接合部３１ａを形成し、第２板部３２に残りの正極端子２５ａの夫々に接合する第２接合部３２ａを設けた。これに代えて、第１板部３１に偶数番目の正極端子２５ａの夫々に接合する第１接合部３１ａを形成し、第２板部３２に残りの正極端子２５ａの夫々に接合する第２接合部３２ａを設けてもよい。

実施例で説明した電力変換装置２のバスバ（正極バスバ３０）の特徴をまとめると以下の通りである。積層ユニットに積層されている複数の半導体モジュールの端子（正極端子２５ａ）が積層方向に一列に並んでいる。正極バスバの展開図３０ａには、端子の並びの間隔（端子間隔Ｐｔ）の２倍の間隔で第１接合部３１ａが一列に設けられている。第１接合部３１ａの並びに隣接して、端子間隔Ｐｔの２倍の間隔で第２接合部３２ａが一列に設けられている。第１接合部３１ａの並びと第２接合部３２ａの並びは、その並び方向（積層ユニットにおける積層方向）に端子間隔Ｐｔだけずれている。そして、第１接合部３１ａの並びと第２接合部３２ａの並びを分ける線（図４の折り曲げ線ＢＬ１）に沿って第２接合部３２ａが形成された第２板部３２を１８０度折り返す。こうして、端子間隔で一列に並ぶ接合部（第１接合部３１ａと第２接合部３２ａの混成）が形成される。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

２：電力変換装置
５：フィルタコンデンサ
６：平滑コンデンサ
６ａ：コンデンサ素子
７：リアクトル
８、８ａ−８ｇ：半導体モジュール
９ａ−９ｈ：スイッチング素子
１２：電圧コンバータ回路
１３ａ、１３ｂ：インバータ回路
２０：積層ユニット
２２：冷却器
２５ａ：正極端子
２５ｂ：負極端子
２５ｃ：中点端子
２９：制御端子
３０：正極バスバ
３０ａ−３０ｃ：製造途中の正極バスバ
３１、４１：第１板部
３１ａ、４１ａ：第１接合部
３２、４２：第２板部
３２ａ、４２ａ：第２接合部
３９、４９：電極接続部
４０：負極バスバ
４８：貫通孔
８１：バッテリ
１００：電気自動車
１０６：コンデンサユニット
１３０ａ：展開したバスバ（変形例）
ＢＬ１、ＢＬ２、ＢＬ３、ＢＬ４：折り曲げ線
Ｐｔ：端子間隔

Claims (2)

1. 複数の冷却器が平行に配置されており、隣り合う前記冷却器の間に、スイッチング素子を収容している半導体モジュールが挟まれている積層ユニットと、
   複数の前記半導体モジュールの夫々の側面から延びている平板状の端子と接合しているバスバと、
   を備えており、
   複数の前記半導体モジュールの前記端子は、隣接する端子の平坦面が対向するように、前記冷却器と前記半導体モジュールの積層方向に並んでおり、
   前記バスバは、前記積層方向に並んでいる複数の前記端子の列に沿って配置されている第１板部と、前記第１板部の縁から１８０度折り返されている第２板部とを備えており、
   前記積層方向に沿った前記端子の並びにおいて一方の端から奇数番目又は偶数番目の端子群の夫々と接合する第１接合部が前記第１板部から折り曲げられており、残りの端子群の夫々と接合する第２接合部が前記第２板部から折り曲げられている、
   ことを特徴とする電力変換装置。
2. 前記第１板部と前記第２板部が溶接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。

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