JP6673102B2

JP6673102B2 - コンデンサモジュール

Info

Publication number: JP6673102B2
Application number: JP2016166246A
Authority: JP
Inventors: 裕一志茂
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-08-26
Filing date: 2016-08-26
Publication date: 2020-03-25
Anticipated expiration: 2036-08-26
Also published as: JP2018032831A

Description

本明細書が開示する技術は、複数のコンデンサ素子と放電ユニットを備えたコンデンサモジュールに関する。

複数のコンデンサ素子と放電ユニットを備えたコンデンサモジュールとして、例えば、特許文献１に開示される技術がある。この技術では、並べて配置された複数の第１コンデンサ素子と、これら複数の第１コンデンサ素子から離れて配置される第２コンデンサ素子と、複数の第１コンデンサ素子を放電させる放電用制御基板（放電ユニット）と、を備えている。放電ユニットは、複数の第１コンデンサ素子のうちの内側配置された第１コンデンサ素子に対向して配置されている。そして、第２コンデンサ素子に接続されるＮ極バスバを利用して、内側の第１コンデンサ素子が発する熱を外部に逃がし得るようにＮ極バスバなどを構成する。特許文献１のコンデンサモジュールでは、内側に配置されているために外部に放出し難い第１コンデンサ素子が発する熱をＮ極バスバを介して外に逃がすことで、効率的な放熱を可能にしている。

特開２０１４−２２０３６２号公報

ところで、複数の第１コンデンサ素子に対向して配置されている放電用制御基板（放電ユニット）も、その動作時に発熱する。即ち、放電用制御基板は、複数の第１コンデンサ素子にチャージされた電荷を放電抵抗に消費させることによりこれらの第１コンデンサ素子を放電させる。典型的には、放電抵抗は、放電用制御基板に実装されており、放電時に急激に発熱する。そのため、コンデンサ素子が放電用制御基板に対向して配置されている場合には、動作時（放電時）の放電用制御基板が発する熱を受け易い。

例えば、上記特許文献１のコンデンサモジュールの場合には、並べて配置された４個の第１コンデンサ素子（１１ａ〜１１ｄ）のうち、３個の第１コンデンサ素子（１１ｂ〜１１ｄ）が放電用制御基板（５）に対向して配置され、残りの１個の第１コンデンサ素子（１１ａ）は放電用制御基板とは対向しない位置に配置されている。そのため、放電用制御基板の近くに配置されている第１コンデンサ素子（１１ｂ〜１１ｄ）は、放電用制御基板から離れて配置されている第１コンデンサ素子（１１ａ）よりも、放電用制御基板が発する熱を受け易い。尚、括弧内の符号は、特許文献１に表されている符号に対応する。

このように特許文献１のコンデンサモジュールでは、複数の第１コンデンサ素子はその通電時に自ら発熱することに加えて、そのうちの一部の第１コンデンサ素子（１１ｂ〜１１ｄ）はさらに放電用制御基板が発した熱も受ける。そのため、これら一部の第１コンデンサ素子（１１ｂ〜１１ｄ）は、残りの第１コンデンサ素子（１１ａ）に比べて高温になり易いことから、これら複数の第１コンデンサ素子（１１ａ〜１１ｄ）全体としては温度分布が不均一になり得る。

一般的に、コンデンサは熱に対する性能劣化が大きい。複数のコンデンサを有するコンデンサモジュールにおいては、これらのコンデンサの温度分布が不均一な場合、コンデンサの寿命にバラツキが生じ得る。すると、一部のコンデンサの寿命が他のコンデンサより短くなることで、コンデンサモジュール全体の交換時期が早まることから、コンデンサモジュールの寿命が延び難い。したがって、コンデンサモジュールの寿命を長くするには、複数のコンデンサ間の温度分布は均一であることが望ましい。本明細書は、コンデンサモジュールの寿命を延ばす技術を提供する。

本明細書が開示するコンデンサモジュールは、並列に配置されている複数のコンデンサ素子と、複数のコンデンサ素子を放電させる放電ユニットと、を備えている。そして、放電により発熱する放電ユニットの発熱源が複数のコンデンサ素子のうち一部のコンデンサ素子に対して隣接して配置されている。一部のコンデンサ素子が有する等価直列抵抗（ＥＳＲ：ＥｑｕｉｖａｌｅｎｔＳｅｒｉｅｓＲｅｓｉｓｔａｎｃｅ）の抵抗値が、放電ユニットの発熱源から離隔して配置されている残部のコンデンサ素子が有する等価直列抵抗の抵抗値よりも小さくなるように、一部のコンデンサ素子及び残部のコンデンサ素子を構成する。

コンデンサ素子の発熱量Ｐは、等価直列抵抗Ｒとコンデンサ素子を流れる電流Ｉの二乗との積に比例する（Ｐ∝Ｒ×Ｉ^２）。そのため、コンデンサ素子が有する等価直列抵抗は、その抵抗値が小さいほど当該コンデンサ素子が発熱し難い。したがって、放電により発熱する放電ユニットの発熱源に近い一部のコンデンサ素子の等価直列抵抗の抵抗値を、発熱源から離れた残部のコンデンサ素子の等価直列抵抗の抵抗値よりも小さくする。

具体的な一例を紹介する。放電ユニットの発熱源に近い一部のコンデンサ素子の放電時の発熱温度を「Ｔｘ」とし、放電ユニットの発熱源から遠い残部のコンデンサ素子の放電時の発熱温度を「Ｔｙ」とする。発熱源に近い一部のコンデンサ素子が放電ユニットの発熱源から受ける熱の温度を「Ｔａ」とし、発熱源から遠い残部のコンデンサ素子が発熱源から受ける熱の温度を「Ｔｂ」とする。当然に温度Ｔｂは温度Ｔａよりも低い。そして、コンデンサ素子が発熱源から受ける熱の温度差（＝Ｔａ−Ｔｂ）が、コンデンサ素子の発熱温度の差（＝Ｔｙ−Ｔｘ）に等しくなるように、一部のコンデンサ素子の等価直列抵抗と残部のコンデンサ素子の等価直列抵抗を選定し、選定された等価直列抵抗を実現するコンデンサ素子を選択する。より具体的には、一部のコンデンサ素子の等価直列抵抗を残部のコンデンサ素子の等価直列抵抗よりも小さくなるように、コンデンサ素子を選定する。これにより、放電時において、当該発熱源に近い一部のコンデンサ素子の温度と、当該発熱源から離れた残部のコンデンサ素子の温度と、がほぼ同一の温度Ｔｚになる。そのため、複数のコンデンサ素子間の温度分布が均一になることから、複数のコンデンサ素子の寿命のバラツキが抑制されてコンデンサモジュールの寿命を延ばすことが可能になる。

本明細書が開示する技術の詳細、及び、さらなる改良は、発明の実施の形態で説明する。

実施例のコンデンサモジュールの斜視図である。実施例のコンデンサモジュールの分解図である。実施例のコンデンサモジュールの断面図である。実施例のコンデンサモジュールの回路図である。コンデンサ素子の断面積と長さを示す説明図である。複数のコンデンサ素子の温度分布の例を示す説明図である。

図面を参照して実施例のコンデンサモジュールを説明する。図１に、実施例のコンデンサモジュール２の斜視図を示す。図２に、同コンデンサモジュール２の分解図を示す。図３に、コンデンサモジュール２の断面図を示す。この図３は、コンデンサモジュール２をその長手方向（同図に示す座標系のＹ軸方向）に沿って、正極バスバ５側のケース３の長壁部分を取り除くようにケース３を切断したものである。

図１〜３に示すように、コンデンサモジュール２は、主に、ケース３、正極バスバ５、負極バスバ６、ポッティング材９、コンデンサ素子群１０及び放電ユニット２０を備えている。尚、図１及び図２においては、図面表現上の便宜から、ポッティング材９の表記を省略していることに注意されたい。また、図３においては、便宜的にポッティング材９の部分をグレーに着色している。コンデンサモジュール２は、例えば、電気自動車（以下、単に車両と称する）に搭載される電力変換装置に使用される。

車両用の電力変換装置は、バッテリの直流電力を走行用モータの駆動に適した交流電力に変換する。例えば、バッテリの出力電圧は直流２００Ｖ（ボルト）であり、走行用モータの駆動電圧は交流６００Ｖである。そのため、車両用の電力変換装置は、バッテリの出力電圧（２００Ｖ）と走行用モータの駆動電圧（６００Ｖ）との間で昇圧・降圧を行う電圧コンバータや、直流電力を走行用モータの駆動に適した交流電力に変換するインバータなどを備えている。実施例のコンデンサモジュール２のコンデンサ素子群１０は、このような電力変換装置の電圧コンバータやインバータにおいて、平滑コンデンサやフィルタコンデンサとして使用される。そのため、コンデンサ素子群１０は、例えば、数ファラドの静電容量を有する。

コンデンサモジュール２のコンデンサ素子群１０には、車両の運転中、２００Ｖ〜６００Ｖの高電圧が加わる。放電ユニット２０は、車両のメインスイッチがオフされたときに、コンデンサ素子群１０がチャージしている電荷を強制的に放電する。また、放電ユニット２０は、車両が衝突した際、コンデンサ素子群１０がチャージしている電荷を強制的に放電する。

コンデンサ素子群１０などを収容するケース３は、例えば、樹脂製の箱体であり、蓋がなく上方（図１、３に示す座標系のＺ軸先端方向）が開口している。ケース３の幅、深さや奥行き等の寸法は、収容するコンデンサ素子群１０を構成するコンデンサ素子１１〜１４のサイズと個数により主に定まる。実施例では、４個のコンデンサ素子１１〜１４をその巻回面がケース３の開口に対して平行になるように並列に配置して収容している。本実施例では、コンデンサ素子１１〜１４は、その断面形状が角丸長方形である。そのため、長方形の長辺を含む巻回面をケース３の開口に向けてコンデンサ素子１１〜１４が収容されている。

本実施例では、ケース３の内底とコンデンサ素子１１〜１４の下側（図１、３に示す座標系のＺ軸の負方向）の面の間に隙間が形成されており、この隙間を含めて、コンデンサ素子１１〜１４の周囲にポッティング材９が充填されている（図３参照）。また、コンデンサ素子１１〜１４の上方の両側（図１、３に示す座標系のＹ軸両端方向）には、正極バスバ５及び負極バスバ６が配置されてケース３に収容されている。これらのバスバ５、６は、コンデンサ素子１１〜１４や放電ユニット２０を電気的に並列に接続したり、コンデンサモジュール２を外部に接続したりするために設けられている。

正極バスバ５及び負極バスバ６は、いずれも、コンデンサ素子群１０全体の長手方向（図１、３に示す座標系のＹ軸方向）の長さを有する。正極バスバ５及び負極バスバ６は、いずれも、例えば、平板形状に形成された銅製の導体線である。正極バスバ５は、一端側に上方に立ち上がる外部接続端子５ａを備えており、また他端側には、上方に立ち上がってから負極バスバ６の方向（図１、３に示す座標系のＸ軸先端方向）に延びるフランジ状の基板接続端子５ｂを備えている。

負極バスバ６も、外部接続端子６ａと基板接続端子６ｂを備えている。負極バスバ６の外部接続端子６ａは、正極バスバ５の近くまで同方向（図１、３に示す座標系のＸ軸の負方向）に延びてから上方に立ち上がるように形成されている。また、基板接続端子６ｂは、上方に立ち上がってから正極バスバ５の方向（図１、３に示す座標系のＸ軸の負方向）に延びるフランジ状に形成されている。外部接続端子５ａ、６ａは、コンデンサモジュール２を外部に対して電気的に接続可能にし、また基板接続端子５ｂ、６ｂは、放電ユニット２０を電気的かつ機械的に接続可能にする。

コンデンサ素子群１０は、実施例では４個のコンデンサ素子１１〜１４により構成されている。コンデンサ素子１１〜１４は、典型的には、金属化フィルムを扁平形状に巻回したフィルムコンデンサであり、基本的な構成は同じである。そのため、ここではコンデンサ素子１１を代表して構成を説明する。「扁平形状に巻回」とは、金属化フィルムの巻回軸の方向から見た場合のコンデンサ素子１１の形状、又は、金属化フィルムの巻回軸に直交する面でコンデンサ素子１１を切断した形状（以下、単に断面形状と称する）が、角丸長方形若しくは小判形になるように金属化フィルムを巻回することを意味する。

コンデンサ素子１１の金属化フィルムは、例えば、帯状の絶縁フィルムの片面にアルミニウム等の金属を蒸着したものであり、電荷を蓄積する電極板として機能する。典型的には、これを２枚、重ね合わせてロール状に所定の回数巻き付けることによってコンデンサ素子１１の本体部を形成する。この本体部には、２枚の金属化フィルムのそれぞれに電気的に接続される接続端子（不図示）が設けられており、これらの端子がコンデンサ素子１１の電極として機能する。接続端子のうち、正極端子は正極バスバ５に接続され、また負極端子は負極バスバ６に接続される。

コンデンサ素子１２についても、コンデンサ素子１１と同様に構成されて夫々の正極端子が正極バスバ５に接続され、また負極端子が負極バスバ６に接続されている。コンデンサ素子１３、１４については、コンデンサ素子１１、１２に対して、電気的な特性の一つである等価直列抵抗（ＥＳＲ：ＥｑｕｉｖａｌｅｎｔＳｅｒｉｅｓＲｅｓｉｓｔａｎｃｅ）の抵抗値が異なる以外は、コンデンサ素子１１、１２と同様に構成されている。コンデンサ素子１３、１４も、夫々、正極バスバ５及び負極バスバ６に接続されている。これにより、コンデンサ素子１１〜１４は、電気的に並列に接続される。コンデンサ素子１１、１２とコンデンサ素子１３、１４の等価直列抵抗の違いについては、後で詳しく説明する。

ポッティング材９は、流動性のある絶縁樹脂材であり、例えば、シリコン樹脂がこれに相当する。ポッティング材９は、時間の経過とともに硬化するものの他に、紫外線照射、加熱や薬剤添加により硬化するものがある。ポッティング材９は、流動状態時にコンデンサ素子１１〜１４が収容されたケース３内に充填された後、ゲル状又はゲル状と同程度に硬化する。本実施例では、例えば、コンデンサ素子１１〜１４の上側面が覆われる程度にポッティング材９をケース３内に満たす。このようにポッティング材９がケース３に充填されてコンデンサ素子群１０の周囲を覆うことにより、コンデンサ素子１１〜１４の電気的な絶縁特性が向上させている。

放電ユニット２０は、主に、回路基板２１、制御部２２、抵抗部２３を備えている。回路基板２１は、例えば、アルミナ製のセラミック基板であり、コンデンサ素子１１〜１４のうち、コンデンサ素子１１〜１３の上側面を覆い得る短冊形状に形成されている。回路基板２１には、正極バスバ５、負極バスバ６、制御部２２及び抵抗部２３を、電気的に接続する回路配線がプリント配線として印刷されている。この回路は、例えば、図４に示すように構成されている。図４に、コンデンサモジュール２の回路図を示す。

制御部２２は、例えば、制御端子２５から入力される制御信号によりオンオフする半導体スイッチ（例えば、ＩＧＢＴやパワーＭＯＳトランジスタ）により構成されている。この制御端子２５は、図１〜３には図示されていない。制御部２２の一端側（例えば、コレクタ端子）には、正極バスバ５の基板接続端子５ｂが接続され、同他端側（例えば、エミッタ端子）には、抵抗部２３の一端側が接続されている。そして、抵抗部２３の他端側に、負極バスバ６の基板接続端子６ｂが接続されている。正極バスバ５及び負極バスバ６には、コンデンサ素子群１０が接続されている。そのため、抵抗部２３は、コンデンサ素子群１０に対して、制御部２２を介して並列に接続されている。

抵抗部２３は、例えば、複数の抵抗を並列に接続した抵抗アレイである。本実施例では、抵抗部２３は、例えば、数ファラドのコンデンサ素子群１０にチャージされた電荷を、制御部２２の半導体スイッチの最大許容電流（最大許容電力）内で瞬時に放電し得る抵抗値に設定されている。そのため、抵抗部２３は、大電流が流れた場合にもそれに耐え得る、例えば、大電力用のメタルクラッド抵抗器を電気的に並列接続している。そのほか抵抗部２３は、ホーロー抵抗器やセメント抵抗器でもよい。

抵抗部２３を構成する抵抗器は、回路基板２１に実装されているとともに、大電流が流れた場合に発する熱を逃がすための放熱板（不図示）を備えている。セラミック製の回路基板２１も放熱板の役割を担う。本実施例では、抵抗部２３は、回路基板２１を介在してコンデンサ素子１１〜１４のうちのコンデンサ素子１１、１２に隣接するように配置されている。より具体的には、抵抗部２３は、回路基板２１を介しながらも、コンデンサ素子１１、１２の上側面を覆うように、位置している。

このため、制御部２２の半導体スイッチがオフ状態からオン状態に移行してコンデンサ素子群１０に対し抵抗部２３が電気的に並列に接続されて、コンデンサ素子群１０（コンデンサ素子１１〜１４）に蓄えられていた電荷が一時期に抵抗部２３に移動し、つまり抵抗部２３に大電流が流れて、抵抗部２３が発熱すると、その熱がコンデンサ素子１１、１２に伝わる。

即ち、コンデンサ素子１１〜１４のうち、コンデンサ素子１１、１２は、発熱した抵抗部２３の熱に晒される。これに対して、抵抗部２３から離れているコンデンサ素子１３、１４は、抵抗部２３の熱の影響を受け難い。そのため、例えば、コンデンサ素子１１〜１４がいずれも同様に発熱する場合には、抵抗部２３の熱の影響を受け易いコンデンサ素子１１、１２の方が、コンデンサ素子１３、１４よりも温度が高くなる。その結果、コンデンサ素子１１〜１４間の温度分布が不均一になる。

一般的に、フィルムコンデンサを含めてコンデンサは熱に対する性能劣化が大きい。そのため、複数のコンデンサ素子１１〜１４を有するコンデンサモジュール２においては、これらのコンデンサ素子１１〜１４の温度分布が不均一な場合には、コンデンサ素子１１〜１４の寿命にバラツキが生じ得る。仮に、コンデンサ素子１１、１２の温度がコンデンサ素子１３、１４よりも温度が高くなると、コンデンサ素子１１、１２の寿命がコンデンサ素子１３、１４より短くなるので、コンデンサモジュール２の交換時期が早まってしまう。コンデンサモジュール２の寿命を長くするには、コンデンサ素子１１〜１４間の温度分布は均一であることが望ましい。

そこで、本実施例では、コンデンサ素子１１〜１４を、次の［１］あるいは［２］のように構成する。

［１］例えば、抵抗部２３の熱の影響を受け易いコンデンサ素子１１、１２の静電容量を、抵抗部２３の熱の影響を受け難いコンデンサ素子１３、１４の静電容量よりも、大きく設定する。なお、ここからは、図５及び図６も参照して説明する。図５に、コンデンサ素子１１〜１４の断面積Ｓと長さＬを表した説明図を示す。図６に、コンデンサ素子１１〜１４の温度分布の例を表した説明図を示す。

一般的に、フィルムコンデンサは、その静電容量が増加するほど、その等価直列抵抗が低下する関係にある。その理由は以下の通りである。フィルムコンデンサの断面積（金属化フィルムの巻回径方向に切断した場合の断面積）をＳ、フィルムコンデンサの長さ（金属化フィルムの巻回軸Ｊ方向の長さ）をＬ、とした場合、直流回路における等価直列抵抗Ｒは、ｐ×（Ｌ／Ｓ）で表される（ｐは電気抵抗率）。そのため、金属化フィルムの絶縁体（絶縁フィルム）が同質である場合には、静電容量が増加すると、フィルムコンデンサの断面積Ｓが大きくなることから、等価直列抵抗Ｒは小さくなる。

したがって、図６に示すように、例えば、抵抗部２３の熱の影響を受け易いコンデンサ素子１１、１２の放電時（通電時）の発熱温度Ｔｘが、抵抗部２３の熱の影響を受け難いコンデンサ素子１３、１４の放電時（通電時）の発熱温度Ｔｙよりも、温度差Ｔｄだけ低くなるように、コンデンサ素子１１、１２として、コンデンサ素子１３、１４よりも等価直列抵抗の低い素子を選定する。ここで温度差Ｔｄは、抵抗部２３から、コンデンサ素子１１、１２が受ける熱の温度Ｔａとコンデンサ素子１３、１４が受ける熱の温度Ｔｂ（＜Ｔａ）との温度差Ｔｄに相当する。コンデンサ素子１１、１２の等価直列抵抗と、コンデンサ素子１３、１４の等価直列抵抗が上記関係を満たすように選定されると、放電時において、抵抗部２３に近いコンデンサ素子１１、１２の温度と、抵抗部２３から離れたコンデンサ素子１３、１４の温度と、がほぼ同一の温度Ｔｚになる。そのため、コンデンサ素子１１〜１４間の温度分布が均一になることから、コンデンサ素子１１〜１４の寿命のバラツキが抑制されてコンデンサモジュール２の寿命を延ばすことが可能になる。

［２］また、例えば、抵抗部２３の熱の影響を受け易いコンデンサ素子１１、１２の金属化フィルムの絶縁体（絶縁フィルム）の厚さを、抵抗部２３の熱の影響を受け難いコンデンサ素子１３、１４の静電容量よりも、厚く設定する。

一般的に、フィルムコンデンサは、その絶縁フィルムの厚さが増加するほど、その静電容量が低下する関係にある。その理由は以下の通りである。フィルムコンデンサの断面積（金属化フィルムの巻回径方向に切断した場合の断面積）をＳ、絶縁フィルムの誘電率をｅ、絶縁フィルムの厚さをｄ、とした場合、フィルムコンデンサの静電容量Ｃは、ｅ×（Ｓ／ｄ）で表される。そのため、絶縁フィルムの厚さｄが増加すると静電容量Ｃが減少する。したがって、静電容量Ｃを同容量（同値）に設定した場合には、減少した断面積Ｓを増加させる必要があるため、前述した等価直列抵抗Ｒ（＝ｐ×（Ｌ／Ｓ））から、等価直列抵抗Ｒが小さくなる。

したがって、この［２］においても、前述した［１］と同様に、コンデンサ素子１１〜１４の等価直列抵抗を設定する。即ち、図６に示すように、例えば、抵抗部２３の熱の影響を受け易いコンデンサ素子１１、１２の放電時の発熱温度Ｔｘが、抵抗部２３の熱の影響を受け難いコンデンサ素子１３、１４の放電時の発熱温度Ｔｙよりも、抵抗部２３から、コンデンサ素子１１、１２が受ける熱の温度Ｔａとコンデンサ素子１３、１４が受ける熱の温度Ｔｂ（＜Ｔａ）との温度差Ｔｄ（＝Ｔａ−Ｔｂ）だけ低くなるように（Ｔｙ−Ｔｘ＝Ｔｄ）、コンデンサ素子１１、１２の等価直列抵抗、及び、コンデンサ素子１３、１４の等価直列抵抗を定め、それらの等価直列抵抗を有するコンデンサ素子を選定する。これにより、放電時において、抵抗部２３に近いコンデンサ素子１１、１２の温度と、抵抗部２３から離れたコンデンサ素子１３、１４の温度と、がほぼ同一の温度Ｔｚになる。そのため、コンデンサ素子１１〜１４間の温度分布が均一になることから、コンデンサ素子１１〜１４の寿命のバラツキが抑制されてコンデンサモジュール２の寿命を延ばすことが可能になる。

以上のとおり、本実施例のコンデンサモジュール２では、並列に配置されている複数のコンデンサ素子１１〜１４と、複数のコンデンサ素子１１〜１４を放電させる放電ユニット２０と、を備えている。そして、複数のコンデンサ素子１１〜１４のうち一部のコンデンサ素子１３、１４に対して放電ユニット２０の抵抗部２３が隣接して配置されている。そして、当該一部のコンデンサ素子１３、１４が有する等価直列抵抗の抵抗値が、放電ユニット２０の抵抗部２３から離隔して配置されている残部のコンデンサ素子１１、１２が有する等価直列抵抗の抵抗値よりも小さくなるように、コンデンサ素子群１０のコンデンサ素子１１〜１４を構成する。これにより、放電ユニット２０の抵抗部２３に近いコンデンサ素子１３、１４は、その放電時の発熱温度Ｔｘが同抵抗部２３から離れたコンデンサ素子１１、１２の通電時の発熱温度Ｔｙよりも低くなる。

例えば、抵抗部２３に近いコンデンサ素子１３、１４の通電時の発熱温度Ｔｘが抵抗部２３から遠いコンデンサ素子１１、１２の通電時の発熱温度Ｔｙよりも、抵抗部２３から、一部のコンデンサ素子１３、１４が受ける熱の温度Ｔａと残部のコンデンサ素子１１、１２が受ける熱の温度Ｔｂだけ低くなるように（Ｔｙ−Ｔｘ＝Ｔｄ）、各コンデンサ素子の等価直列抵抗を定め、定められた等価直列抵抗を有するように各コンデンサ素子を選定する。具体的には、一部のコンデンサ素子１３、１４の等価直列抵抗が残部のコンデンサ素子１１、１２の等価直列抵抗よりも小さくなるように、各コンデンサ素子を選定する。これにより、放電時において、抵抗部２３に近いコンデンサ素子１３、１４の温度と、抵抗部２３から離れたコンデンサ素子１１、１２の温度と、がほぼ同一の温度Ｔｚになる。その結果、コンデンサ素子１１〜１４の温度分布が均一になる。そのため、コンデンサ素子１１〜１４の寿命のバラツキが抑制されてコンデンサモジュール２の交換時期を遅らせる、つまりコンデンサモジュール２の寿命を延ばすことが可能になる。

なお、放電時にコンデンサ素子１１、１２の温度とコンデンサ素子１３、１４の温度が厳密に一致する必要はない。放電時のコンデンサ素子１１、１２の温度とコンデンサ素子１３、１４の温度差が小さくなれば、温度差が大きい場合と比較して、コンデンサモジュール２の寿命が長くなる。

上記の実施例では、複数のコンデンサ素子として、コンデンサ素子が４個である場合（コンデンサ素子１１〜１４）を例示して説明したが、複数であればコンデンサ素子は２個の場合でも、５個以上の場合でもよい。また、放電により発熱する放電ユニットの発熱源として、放電ユニット２０の抵抗部２３を例示して説明したが、複数のコンデンサ素子の放電により発熱する発熱源であれば、例えば、抵抗器以外の電子デバイスでもよい。

実施例技術に関する留意点を述べる。コンデンサ素子群１０又はコンデンサ素子１１〜１４が複数のコンデンサ素子の一例に相当する。コンデンサ素子１１、１２が一部のコンデンサ素子の一例に相当する。コンデンサ素子１３、１４が残部のコンデンサ素子の一例に相当する。抵抗部２３が発熱源の一例に相当する。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、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。また、本明細書又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、本明細書又は図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、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：コンデンサモジュール
３：ケース
５：正極バスバ
６：負極バスバ
９：ポッティング材
１０：コンデンサ素子群
１１、１２、１３、１４：コンデンサ素子
２０：放電ユニット
２１：回路基板
２２：制御部
２３：抵抗部

Claims

並列に配置されている複数のコンデンサ素子と、
前記複数のコンデンサ素子を放電させる放電ユニットと、を備えており、
放電により発熱する前記放電ユニットの発熱源が前記複数のコンデンサ素子のうち一部のコンデンサ素子に対して隣接して配置されており、
前記一部のコンデンサ素子が有する等価直列抵抗の抵抗値は、前記発熱源から離隔して配置されている残部のコンデンサ素子が有する等価直列抵抗の抵抗値よりも小さい、ことを特徴とするコンデンサモジュール。