JP6711211B2

JP6711211B2 - バスバ構造

Info

Publication number: JP6711211B2
Application number: JP2016168124A
Authority: JP
Inventors: 純志中川; 清元田中
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-08-30
Filing date: 2016-08-30
Publication date: 2020-06-17
Anticipated expiration: 2036-08-30
Also published as: JP2018037487A

Description

本発明はバスバ構造に関する。

特許文献１に開示されるバスバ構造では、２つのバスバが、それぞれの板面に対する法線方向に距離Ｌを空けて配置されている。

特開２０１２−０１０４２６号公報

バスバ同士の距離が短縮化すると、バスバ構造、及びバスバ構造を有する装置が小型化することができて好ましい。

また、高い機械的強度を有するバスバの端部を備えるバスバ構造が求められている。そこで、発明者等は、バスバの端部をヘミング加工することを想起した。しかし、この想起したバスバ構造では、ヘミング加工の精度に応じてバスバ同士の距離の短縮化が図ることができないとの課題を発見した。

この課題について、図３に示す電力変換装置９０を一具体例として説明する。電力変換装置９０は、コンデンサモジュール９１と、Ｐバスバ９２と、Ｎバスバ９３と、絶縁樹脂板９４とを含み、Ｐバスバ９２及びＮバスバ９３がバスバ構造を構成する。Ｐバスバ９２及びＮバスバ９３は、コンデンサモジュール９１から延びた板状のＰバスバ本体９２ａとＮバスバ本体９３ａとをそれぞれ備える。Ｐバスバ本体９２ａとＮバスバ本体９３ａとは、絶縁樹脂板９４を挟む。Ｐバスバ９２は、Ｐバスバ本体９２ａの一端部においてそれぞれヘミング加工されたＰバスバ折り返し部９２ｂを備える。具体的には、Ｐバスバ折り返し部９２ｂは、絶縁樹脂板９４側に折り返されている。

Ｐバスバ折り返し部９２ｂは、絶縁樹脂板９４側に折り返されているため、Ｐバスバ９２及びＮバスバ９３との距離Ｌ９は、Ｐバスバ９２の厚み、具体的には、Ｐバスバ折り返し部９２ｂの厚みが含まれることになる。また、ヘミング加工の精度によって、ヘミング加工された部分であるＰバスバ折り返し部９２ｂ、又はその近傍が盛り上がり、Ｐバスバ折り返し部９２ｂの厚みが増大することがある。これらによって、Ｐバスバ９２及びＮバスバ９３との距離Ｌ９の短縮化が図れないことがあった。

本発明に係るバスバ構造は、バスバ同士の距離の短縮化を図るものとする。

本発明に係るバスバ構造は、
Ｐバスバと、
Ｎバスバと、
前記Ｐバスバと前記Ｎバスバとの間に配置されている絶縁体と、を備え、
前記Ｐバスバは、前記絶縁体と対向しているＰバスバ本体と、前記Ｐバスバ本体の一端部において折り返されているＰバスバ折り返し部と、を含み、
前記Ｎバスバは、前記絶縁体と対向しているＮバスバ本体と、前記Ｎバスバ本体の一端部において折り返されているＮバスバ折り返し部と、を含み、
前記Ｐバスバ折り返し部及び前記Ｎバスバ折り返し部は、前記絶縁体から遠ざかる方向に折り返されている。
このような構成によれば、バスバの厚みに応じることなく、絶縁体の厚みのみに応じて、ＰバスバとＮバスバとの距離を定めることができる。Ｐバスバ折り返し部及びＮバスバ折り返し部は、絶縁体から遠ざかる方向に折り返されているため、ヘミング加工等によるＰバスバ折り返し部及びＮバスバ折り返し部の厚みの増大が生じても、ＰバスバとＮバスバとの距離に影響を与えない。したがって、バスバ同士の距離の短縮化を図ることができる。

本発明に係るバスバ構造は、バスバ同士の距離の短縮化を図ることができる。

実施の形態１に係る電力変換装置の斜視図である。実施の形態１に係る電力変換装置を模式的に示す断面図である。関連する電力変換装置を模式的に示す断面図である。

以下、本発明を適用した具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

（実施の形態１）
以下、図１及び図２を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、実施の形態１に係る電力変換装置の斜視図である。図２は、実施の形態１に係る電力変換装置を模式的に示す断面図である。図１及び図２では、ｘｙｚ３次元直交座標系を規定した。

図１及び図２に示すように、電力変換装置１０は、コンデンサモジュール１と、Ｐバスバ２と、Ｎバスバ３と、絶縁樹脂シート４とを含む。図２に示すコンデンサモジュール１の断面は、簡略化している。電力変換装置１０は、バスバ構造を備え、当該バスバ構造は、Ｐバスバ２と、Ｎバスバ３とを含む。

コンデンサモジュール１は、直流電力を受けると、交流電力を電気的に生成する。コンデンサモジュール１は、例えば、コンデンサ素子を含む。

Ｐバスバ２は、Ｐバスバ本体２ａと、Ｐバスバ本体２ａの一端部において折り返されているＰバスバ折り返し部２ｂとを含む。Ｐバスバ折り返し部２ｂの主面と、Ｐバスバ本体２ａの主面とが交差してなす角度の一例は、１８０°である。例えば、Ｐバスバ２の端部をヘミング加工することによって、Ｐバスバ折り返し部２ｂを形成することができる。Ｐバスバ本体２ａは、絶縁樹脂シート４と対向している。Ｐバスバ２は、コンデンサモジュール１に、電気が受け渡し可能に接続されている。Ｐバスバ２は、例えば、純銅製であるが、アルミニウム、銅やアルミニウムを主成分とする合金等の高導電率を有する金属材料から構成してもよい。

Ｎバスバ３は、Ｎバスバ本体３ａと、Ｎバスバ本体３ａの一端部において折り返されているＮバスバ折り返し部３ｂとを含む。Ｎバスバ折り返し部３ｂの主面と、Ｎバスバ本体３ａの主面とが交差してなす角度の一例は、１８０°である。例えば、Ｎバスバ３の端部をヘミング加工することによって、Ｎバスバ折り返し部３ｂを形成することができる。Ｎバスバ３は、Ｐバスバ２との距離Ｌ１を空けて配置されている。Ｎバスバ本体３ａは、絶縁樹脂シート４と対向している。Ｎバスバ３は、コンデンサモジュール１に、電気が受け渡し可能に接続されている。Ｎバスバ３は、例えば、純銅製であるが、アルミニウム、銅や、これらを主成分とする合金等の高導電率を有する金属材料を用いて構成してもよい。

絶縁樹脂シート４は、電気を絶縁する性質を有する樹脂材料、又は、この樹脂材料を主成分とする材料からなるシート状体である。絶縁樹脂シート４は、例えば、プリプレグ材を用いて形成することができる。プリプレグ材の一具体例は、ガラスクロス等をフィラーを添加したエポキシ樹脂に含漬し、当該エポキシ樹脂を半硬化させることによって、形成することができる。絶縁樹脂シート４は、Ｐバスバ２とＮバスバ３との間に配置されている。

以上、電力変換装置１０によれば、Ｐバスバ折り返し部２ｂ及びＮバスバ折り返し部３ｂは、いずれも、絶縁樹脂シート４から遠ざかる方向に折り返されている。そのため、Ｐバスバ２とＮバスバ３との間には、Ｐバスバ２、特に、Ｐバスバ折り返し部２ｂの厚みが含まれていない。したがって、Ｐバスバ２とＮバスバ３との距離Ｌ１は、Ｐバスバ９２とＮバスバ９３との距離Ｌ９と比較して、小さい傾向にある。Ｐバスバ２、特に、Ｐバスバ折り返し部２ｂの厚みに応じることなく、絶縁樹脂シート４の厚みのみに応じて、ＰバスバとＮバスバと距離を定める。

また、Ｐバスバ折り返し部２ｂとは、Ｐバスバ本体２ａにおける絶縁樹脂シート４側ではなく、Ｐバスバ本体２ａにおける絶縁樹脂シート４側と反対側の面に位置する。また、Ｎバスバ折り返し部３ｂとは、Ｎバスバ本体３ａにおける絶縁樹脂シート４側ではなく、Ｎバスバ本体３ａにおける絶縁樹脂シート４側と反対側の面に位置する。Ｐバスバ２とＮバスバ３との間には、Ｐバスバ折り返し部２ｂとＮバスバ折り返し部３ｂとが含まれていない。ヘミング加工等によって、Ｎバスバ折り返し部３ｂの厚みがＮバスバ本体３ａより増大しても、Ｐバスバ２とＮバスバ３との距離に影響を与えない。したがって、Ｐバスバ２とＮバスバ３との距離の短縮化を図ることができる。

ここで、Ｐバスバ２及びＮバスバ３の距離を短縮化することによって、インダクタンスを低減し得る。具体的には、Ｐバスバ２及びＮバスバ３の相互間に生じる相互インダクタンスによる等価直列インダクタンスを低減し得る。また、このインダクタンスの低減によって、電力変換装置１０に含まれ得る素子の動作時に発生し得るサージ電圧を抑制し得る。また、このサージ電圧の抑制によって、電力変換装置１０に含まれ得る構成、例えば、素子及び制御基板の小型化を図ることができる。

電力変換装置１０は、四輪車等の移動体に搭載されるＰＣＵ（パワーコントロールユニット）の一構成として利用されるとよい。電力変換装置１０の小型化を図ることによって、ＰＣＵの小型化も図ることができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、実施の形態１に係る電力変換装置１０は、絶縁樹脂シート４を備えるが、その代わりに絶縁体を備えてもよい。絶縁体は、Ｐバスバ２と、Ｎバスバ３とを電気的に絶縁する性質を備えればよい。

２Ｐバスバ
２ａＰバスバ本体２ｂＰバスバ折り返し部
３Ｎバスバ
３ａＮバスバ本体３ｂＮバスバ折り返し部
４絶縁樹脂シート

Claims

Ｐバスバと、
Ｎバスバと、
前記Ｐバスバと前記Ｎバスバとの間に配置されている絶縁体と、を備え、
前記Ｐバスバは、前記絶縁体と対向しているＰバスバ本体と、前記Ｐバスバ本体の一端部において折り返されているＰバスバ折り返し部と、を含み、
前記Ｎバスバは、前記絶縁体と対向しているＮバスバ本体と、前記Ｎバスバ本体の一端部において折り返されているＮバスバ折り返し部と、を含み、
前記Ｐバスバ折り返し部及び前記Ｎバスバ折り返し部は、ヘミング加工によって前記絶縁体から遠ざかる方向に折り返されている、
バスバ構造。