JP6443151B2 - Bus bar module - Google Patents
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Description
本発明は、バスバモジュールに関する。 The present invention relates to a bus bar module.
従来、直流電力と交流電力との間で電力を変換する電力変換装置では、バスバを流れる電流を検出して、当該電力変換の制御に利用している。このようなバスバに流れる電流を検出する電流センサとして、磁気抵抗素子を有する電流センサが特許文献1に開示されている。
Conventionally, in a power converter that converts power between DC power and AC power, a current flowing through the bus bar is detected and used for control of the power conversion. As a current sensor for detecting a current flowing through such a bus bar, a current sensor having a magnetoresistive element is disclosed in
電力変換装置には、複数のバスバが封止部材にモールドされてなるバスバモジュールを備えたものがある。そして、装置全体の小型化に伴って、バスバモジュールにおいてバスバ同士が近接して配置されやすくなっている。そのため、電流センサが近接するバスバの通電により生じた磁界の影響(外乱)を受けて、電流センサの検出精度が低下してしまう。そして、特許文献1に開示の構成では、隣り合うバスバからの磁界が電流センサに及ぼす影響を考慮した構成となっていない。そのため、隣り合うバスバからの磁界の電流センサへの影響を低減するには、隣り合うバスバとの距離を大きく確保したり、隣り合うバスバからの磁界を遮るために比較的大型の遮蔽板を設けたりする必要があり、バスバモジュールが大型化しやすい。その結果、電流センサにおける電流の検出精度を維持しつつ、バスバモジュールを小型化するには改善の余地がある。
Some power converters include a bus bar module in which a plurality of bus bars are molded on a sealing member. And with the miniaturization of the entire apparatus, the bus bars are easily arranged close to each other in the bus bar module. For this reason, the detection accuracy of the current sensor is lowered due to the influence (disturbance) of the magnetic field generated by the energization of the bus bar adjacent to the current sensor. The configuration disclosed in
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、電流センサの検出精度を向上できるとともに、小型化できるバスバモジュールを提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of such a background, and an object of the present invention is to provide a bus bar module that can improve the detection accuracy of a current sensor and can be miniaturized.
本発明の一態様は、板状をなすとともに、厚さ方向に直交する方向へ延出する複数のバスバと、該複数のバスバを互いの延出方向が平行となるようにモールドする封止部材と、を備え、
上記複数のバスバは、第1バスバと、該第1バスバの厚さ方向に離間して積層された一対の積層バスバとを含んでおり、
上記一対の積層バスバは、上記第1バスバと、上記厚さ方向及び上記延出方向に直交する幅方向に隣り合うとともに、互いに反対方向の電流が流れるように構成されており、
上記一対の積層バスバから生じる磁界が互いに打ち消し合う位置には、磁界の変化から上記第1バスバに流れる電流の電流値を検出する第1電流センサが上記第1バスバに対向して配置されていることを特徴とするバスバモジュールにある。
One aspect of the present invention is a sealing member that forms a plate shape and a plurality of bus bars that extend in a direction orthogonal to the thickness direction, and that molds the plurality of bus bars so that their extending directions are parallel to each other. And comprising
The plurality of bus bars include a first bus bar and a pair of stacked bus bars stacked separately in the thickness direction of the first bus bar,
The pair of stacked bus bars are configured to be adjacent to the first bus bar in the width direction perpendicular to the thickness direction and the extending direction, and to allow currents in opposite directions to flow.
At a position where the magnetic fields generated from the pair of laminated bus bars cancel each other, a first current sensor that detects a current value of a current flowing through the first bus bar from a change in the magnetic field is disposed to face the first bus bar. It is in the bus bar module characterized by this.
上記バスバモジュールにおいては、一対の積層バスバには、互いに反対方向の電流が流れるように構成されている。そして、一対の積層バスバから生じる磁界が互いに打ち消し合う位置に第1電流センサが配置されている。一対の積層バスバに電流が流れることにより両者から生じる磁界の、第1電流センサへの影響が低減されるため、第1電流センサによる第1バスバの流れる電流の電流値の検出精度を向上することができる。さらに、第1電流センサの検出精度を向上することができるため、従来よりも、一対の積層バスバと第1バスバとの距離を小さくすることができる。これにより、バスバモジュールの小型化に寄与する。 The bus bar module is configured such that currents in opposite directions flow through the pair of stacked bus bars. The first current sensor is disposed at a position where the magnetic fields generated from the pair of laminated bus bars cancel each other. Since the influence of the magnetic field generated by the current flowing through the pair of laminated bus bars on the first current sensor is reduced, the detection accuracy of the current value of the current flowing through the first bus bar by the first current sensor is improved. Can do. Furthermore, since the detection accuracy of the first current sensor can be improved, the distance between the pair of laminated bus bars and the first bus bar can be made smaller than before. This contributes to miniaturization of the bus bar module.
以上のごとく、本発明によれば、電流センサの検出精度を向上できるとともに、小型化できるバスバモジュールを提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a bus bar module that can improve the detection accuracy of the current sensor and can be miniaturized.
本発明のバスバモジュールは、電気自動車やハイブリッド自動車に搭載される電力変換装置に使用することができる。 The bus bar module of the present invention can be used for a power conversion device mounted on an electric vehicle or a hybrid vehicle.
(実施例1)
実施例に係るバスバモジュールにつき、図1〜図5を用いて説明する。
本例のバスバモジュール1は、複数のバスバ10、封止部材20及び電流センサ30を備える。
複数のバスバ10は、板状をなすとともに、厚さ方向Zに直交する方向Yへ延出している。
封止部材20は、複数のバスバ10を互いの延出方向Yが平行となるようにモールドしている。
複数のバスバ10は、第1バスバ11と、第1バスバ11の厚さ方向Zに離間して積層された一対の積層バスバ17とを含んでいる。
一対の積層バスバ17は、第1バスバ11と厚さ方向Z及び延出方向Yに直交する幅方向Xに隣り合うとともに、互いに反対方向の電流A1、A2が流れるように構成されている。
一対の積層バスバ17から生じる磁界が互いに打ち消し合う位置には、磁界の変化から第1バスバ11に流れる電流の電流値を検出する第1電流センサ31が第1バスバ11に対向して配置されている。
Example 1
The bus bar module according to the embodiment will be described with reference to FIGS.
The
The plurality of
The sealing
The plurality of
The pair of laminated
At a position where the magnetic fields generated from the pair of laminated
以下、本例のバスバモジュール1について、詳述する。
バスバモジュール1は、図1に示すように、複数の半導体モジュール101を備える電力変換回路100を構成する電力変換装置(図示せず)に備えられている。当該電力変換装置は、電力変換回路100に接続された直流電源102の直流電力を昇降圧回路103で昇圧する。そして、当該高圧直流電力を複数の半導体モジュール101から構成されるインバータ回路104によって三相交流電力に変換することにより、交流負荷105に電力を供給するように構成されている。
Hereinafter, the
As shown in FIG. 1, the
バスバモジュール1は、図2、図3に示すように、複数のバスバ10として、第1バスバ11、第2バスバ12、第3バスバ13、第4バスバ14、第5バスバ15、第6バスバ16及び一対の積層バスバ17を備える。複数のバスバ10は、いずれも板状を成しており、厚さ方向Zに直交する方向Yへ延出している。複数のバスバ10のそれぞれの端部は、所定方向に折れ曲がって、後述の接続端子をそれぞれ形成している。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
図3に示すように、第1〜第6バスバ11〜16は、半導体モジュール10と交流負荷105とを電気的に接続する交流バスバである。図2に示すように、第1〜第6バスバ11〜16は、半導体モジュール10に接続される半導体モジュール接続端子11a〜16aと、交流負荷105に接続される交流負荷接続端子11b〜16bとをそれぞれ備える。
As shown in FIG. 3, the first to
一対の積層バスバ17は、第1積層バスバ171と第2積層バスバ172とからなる。図1に示すように、
第1積層バスバ171は、図1、図2に示すように、リアクトル106の出力側に接続されるリアクトル出力側接続端子171aと、半導体モジュール101に接続される半導体モジュール側接続端子171bとを備える。図1に示すように、第2積層バスバ172は、フィルタコンデンサ107の出力側に接続されるコンデンサ出力側接続端子172aと、リアクトル106の入力側に接続されるリアクトル入力側接続端子172bと、を備える。
The pair of laminated
As shown in FIGS. 1 and 2, the first laminated
図2、図3及び図4に示すように、複数のバスバ10は、互いの延出方向Yが平行となるように封止部材20にモールドされている。図2、図3に示すように、封止部材20はケース本体21及びケース蓋22を形成している。ケース本体21には、第1〜第6バスバ11〜16及び第2積層バスバ172が幅方向Xに並ぶようにモールドされている。ケース蓋22には、第1積層バスバ171がモールドされている。そして、ケース蓋22をケース本体21に取り付けた状態において、第1積層バスバ171は、第2積層バスバ172に互いの延出方向Yが平行となるとともに、厚さ方向Zに離間して並ぶように積層されている。
As shown in FIGS. 2, 3, and 4, the plurality of
図2、図3に示すように、ケース本体21には、電流センサ30が収納される収納部21aが形成されている。電流センサ30として、ケース本体21にモールドされた各バスバ11〜16、172にそれぞれ対向するように、第1電流センサ31、第2電流センサ32、第3電流センサ33、第4電流センサ34、第5電流センサ35、第6電流センサ36及び第7電流センサ37が備えられている。各電流センサ31〜37は、電流センサ搭載基板25に搭載されている。電流センサ搭載基板25は、電流センサ搭載基板25は、ケース本体21内側に形成されたボス211を介して、ねじ212によって固定されている。そして、図3に示すように、各電流センサ31〜37は、第1〜第6バスバ11〜16及び第1積層バスバ171とZ方向において重なるように配設されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
一方、図3に示すように、ケース蓋22には、第1積層バスバ171がモールドされている。そして、第1積層バスバ171は、ケース蓋22をケース本体21に取り付けた状態において、第1積層バスバ171の延出方向Yと、第2積層バスバ172の延出方向Yとが平行となるように、Z方向に積層されている。これにより、一対の積層バスバ17が形成されている。第1積層バスバ171と第2積層バスバ172との間に電流センサ30が位置している。また、図3に示すように、本例では、一対の積層バスバ17は、複数のバスバ10において、幅方向Xの最も端に位置している。
On the other hand, as shown in FIG. 3, a first
そして、図4に示すように、第1積層バスバ171における電流の流れる向きA1と、第2積層バスバ172における電流の流れる向きA2とが逆向きとなっている。また、図1に示すように、第1積層バスバ171はリアクトル106の出力側に接続され、第2積層バスバ172はリアクトル106の入力側に接続されている。そのため、両バスバ171、172に流れる電流値は同一となっている。
As shown in FIG. 4, the current flow direction A1 in the first
各電流センサ31〜37は磁気抵抗素子を有しており、周囲の磁界の変化から電流値を検出するGMR(Giant Magneto Resistive)タイプの電流センサである。電流センサ搭載基板25に図示しない配線パターンが形成されている。各電流センサ31〜37は、当該配線パターンに接続されて、図2、図3に示すように、ケース本体21においてZ方向上側に突出して設けられた制御基板接続端子23と導通されている。制御基板接続端子23は制御基板18に接続されている。
Each of the
図3に示すように、ケース本体21及びケース蓋22には、遮蔽板40がモールドされている。遮蔽板40は、一対の積層バスバ17の少なくともいずれか一方を厚さ方向Zから挟む位置に設けられている。本例では、一対の積層バスバ17の両方を厚さ方向Zから挟む位置に設けられている。遮蔽板40は、一対の積層バスバ17から生じる磁界を遮るものである。また、本例では、第1〜第6バスバ11〜16においても、厚さ方向Zから挟む位置に遮蔽板41〜46が設けられている。
As shown in FIG. 3, a shielding
次に、一対の積層バスバ17の周囲の磁界について、説明する。図3に示すように、第1電流センサ31は第1積層バスバ171から生じる第1磁界B1と第2積層バスバ172から生じる第2磁界B2とが打ち消し合う位置に配設されている。そして、本例では、図3に示すように、第1電流センサ31と第1積層バスバ171との距離L1と、第1電流センサ31と第2積層バスバ172との距離L2とは同一となっている。図5に示すように、一対の積層バスバ17のうち、第1積層バスバ171は紙面奥方向へ電流A1が流れ、第2積層バスバ172は紙面手前方向へ電流A2が流れる。
Next, the magnetic field around the pair of laminated bus bars 17 will be described. As shown in FIG. 3, the first
このように、第1積層バスバ171から生じる第1磁界B1と、第2積層バスバ172から生じる第2磁界B2とは、逆向きとなる。そのため、一対の積層バスバ17と隣り合う第1バスバ11の第1電流センサ31の周囲では、第1磁界B1と第2磁界B2とが互いに打ち消し合うこととなる。その結果、第1バスバ11の第1電流センサ31における一対の積層バスバ17からの磁界B1、B2の影響(外乱)を抑制することができる。
Thus, the first magnetic field B1 generated from the first
一方、一対の積層バスバ17の間に位置する第2積層バスバ172の第7電流センサ37の周囲では、第1磁界B1と第2磁界B2との向きが平行に近くなるため、互いの磁界が強め合うこととなる。その結果、第2積層バスバ172の電流センサ37におけるS/N比が高まり、検出精度が向上する。
On the other hand, around the seventh
次に、本例のバスバモジュール1における作用効果について、詳述する。
本例のバスバモジュール1においては、一対の積層バスバ17には、互いに反対方向の電流A1、A2が流れるように構成されている。そして、一対の積層バスバ17から生じる磁界が互いに打ち消し合う位置に第1電流センサ31が配置されている。これにより、一対の積層バスバ17に電流が流れることにより両者から生じる磁界の、第1電流センサ31への影響が低減されるため、第1電流センサ31による第1バスバ11の流れる電流の電流値の検出精度を向上することができる。さらに、第1電流センサ31の検出精度を向上することができるため、従来よりも、一対の積層バスバ17と第1バスバ11との距離D1を小さくすることができる。これにより、バスバモジュール1の小型化に寄与する。
Next, the effect in the
In the
また、本例では、第1電流センサ31と第1積層バスバ171との距離L1と、第1電流センサ31と第2積層バスバ172との距離L2とは同一となっている。すなわち、一対の積層バスバ17に流れる電流の電流値A1、A2が互いに同一であるとともに、第1電流センサ31が一対の積層バスバ17の両方から等距離の位置に位置している。これにより、第1電流センサ31の周囲において、一対の積層バスバ17の磁界B1、B2が互いに確実に打ち消されることとなる。その結果、第1電流センサ31の検出精度を一層向上することができる。
In this example, the distance L1 between the first
また、本例では、一対の積層バスバ17の両方を厚さ方向Zから挟む位置に、積層バスバ17から生じる磁界B1、B2を遮る一対の遮蔽板40が備えられている。これにより、一対の遮蔽板40が磁界B1、B2を遮るため、隣り合う第1バスバ11における第1電流センサ31への積層バスバ17からの磁界B1、B2の影響(外乱)を抑制することができる。その結果、第1電流センサ31の検出精度を向上することができる。
In this example, a pair of shielding
本例では、一対の遮蔽板40は、一対の積層バスバ17の両方を厚さ方向Zから挟む位置に設けているが、これに替えて、一対の積層バスバ17のいずれか一方を厚さ方向Zから挟む位置に設けてもよい。例えば、図6に示す変形例では、一対の遮蔽板40は、一対の積層バスバ17のうち、第1積層バスバ171を厚さ方向Zから挟む位置に設けている。この場合においても、本例と同等の作用効果を奏する。
In this example, the pair of shielding
なお、複数のバスバ10における一対の積層バスバ17の配置は、一対の積層バスバ17が接続される相手側部材(本例ではリアクトル106)の配置や、バスバの取り回しのしやすさなどに合わせて、適宜変更することができる。本例では、一対の積層バスバ17は、複数のバスバ10において、幅方向Xの最も端に位置している。これにより、複数のバスバ10において、第2積層バスバ172が幅方向Xの最も端に位置した構成において、本例のように、第1積層バスバ171を上述の如く積層するだけで、隣り合う第1バスバ11における第1電流センサ31の検出精度を向上することができる。
The arrangement of the pair of laminated bus bars 17 in the plurality of bus bars 10 is in accordance with the arrangement of the counterpart member (
また、複数のバスバ10において、一対の積層バスバ17の幅方向Xの両方に、複数のバスバ10のうち少なくとも一つのバスバが位置していてもよい。例えば、図7に示す変形例では、一対の積層バスバ17の幅方向Xの一方に第1バスバ11が位置するとともに、他方に第2バスバ12が位置する。この場合には、一対の積層バスバ17に接続される部材の第2バスバ12における電流センサ32に対しても、一対の積層バスバ17からの磁界B1、B2の影響(外乱)を抑制しうる。そのため、一対の積層バスバ17と第1バスバ11との幅方向Xにおける距離d1を小さくすることができるとともに、一対の積層バスバ17と第2バスバ12との幅方向Xにおける距離d3も小さくすることができる。このように、両方を小さくすることができるため、バスバモジュール1の小型化に一層寄与する。
In the plurality of bus bars 10, at least one bus bar among the plurality of bus bars 10 may be positioned in both the width directions X of the pair of stacked bus bars 17. For example, in the modification shown in FIG. 7, the
また、本例では、一対の積層バスバ17は、昇降圧回路103を構成するリアクトル106の入力端子及び出力端子にそれぞれ接続されている。これにより、第1積層バスバ171に流れる電流の電流値と第2積層バスバ172に流れる電流の電流値とが必ず同一の電流値となるとともに、両者は同一のリアクトル106に接続されているため、比較的近い位置に配設されやすい。そのため、第1積層バスバ171と第2積層バスバ172とを電流の流れる向きが互いに反対となるように積層して、一対の積層バスバ17を容易に構成することができる。
In this example, the pair of laminated bus bars 17 are connected to the input terminal and the output terminal of the
なお、第1積層バスバ171及び第2積層バスバ172が接続される対象は、両バスバ171、172に流れる電流の電流値が同一で、流れる向きが反対とすることができるものであればよい。また、当該接続対象は、第1積層バスバ171と第2積層バスバ172とで同一であっても、異なっていてもよい。
The target to which the first
以上のごとく、本例によれば、電流センサ31の検出精度を向上できるとともに、小型化できるバスバモジュール1を提供することができる。
As described above, according to this example, it is possible to provide the
1 バスバモジュール
10 複数のバスバ
11 第1バスバ
12 第2バスバ
17 一対の積層バスバ
171 第1積層バスバ
172 第2積層バスバ
20 封止部材
21 ケース本体
22 ケース蓋
30 電流センサ
31 第1電流センサ
40 遮蔽板
106 リアクトル
DESCRIPTION OF
Claims (6)
上記複数のバスバ(10)は、第1バスバ(11)と、該第1バスバ(11)の厚さ方向に離間して積層された一対の積層バスバ(17)とを含んでおり、
上記一対の積層バスバ(17)は、上記第1バスバ(11)と上記厚さ方向及び上記延出方向に直交する幅方向に隣り合うとともに、互いに反対方向の電流が流れるように構成されており、
上記一対の積層バスバ(17)から生じる磁界が互いに打ち消し合う位置には、磁界の変化から上記第1バスバ(11)に流れる電流の電流値を検出する第1電流センサ(31)が上記第1バスバ(11)に対向して配置されていることを特徴とするバスバモジュール(1)。 A plurality of bus bars (10) that form a plate shape and extend in a direction perpendicular to the thickness direction, and a sealing member that molds the plurality of bus bars (10) so that their extending directions are parallel to each other ( 20), and
The plurality of bus bars (10) include a first bus bar (11) and a pair of stacked bus bars (17) stacked apart from each other in the thickness direction of the first bus bar (11).
The pair of laminated bus bars (17) are configured to be adjacent to the first bus bar (11) in the width direction perpendicular to the thickness direction and the extending direction, and to allow currents in opposite directions to flow. ,
At a position where the magnetic fields generated from the pair of laminated bus bars (17) cancel each other, a first current sensor (31) for detecting the current value of the current flowing through the first bus bar (11) from the change of the magnetic field is the first. A bus bar module (1), which is disposed to face the bus bar (11).
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