JP6830162B2 - インバータモジュール - Google Patents
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Description
直流と複数相の交流との間で電力を変換するためのインバータ回路を構成する複数のスイッチング素子と、正極バスバーと、負極バスバーと、前記複数相の各相に対応する複数の出力バスバーと、を備えるインバータモジュールであって、
複数の前記スイッチング素子には、前記複数相の各相に対応する上段側スイッチング素子と下段側スイッチング素子とが含まれ、
各相に対応する前記上段側スイッチング素子と前記下段側スイッチング素子とは第一方向に並んで配置され、
複数の前記上段側スイッチング素子が前記第一方向に交差する第二方向に並んで配置されるとともに、複数の前記下段側スイッチング素子が前記第二方向に並んで配置され、
前記正極バスバーが、複数の前記上段側スイッチング素子の第一面に接する状態で前記第二方向に沿って配置され、
前記負極バスバーが、複数の前記下段側スイッチング素子の第一面とは反対側の第二面に接する状態で前記第二方向に沿って配置され、
前記複数相の各相に対応する出力バスバーが、対応する相の前記上段側スイッチング素子の前記第一面とは反対側の第二面に接し、かつ、対応する相の前記下段側スイッチング素子の前記第一面に接する状態で、前記第一方向に沿って配置され、
前記複数相の各相に対応する出力バスバーにおける厚み方向で前記上段側スイッチング素子に接する面とは反対側の上段出力反接合面部と、前記負極バスバーにおける厚み方向で前記下段側スイッチング素子に接する面とは反対側の負極反接合面部とが同一平面上に配置され、或いは、前記複数相の各相に対応する出力バスバーにおける厚み方向で前記下段側スイッチング素子に接する面とは反対側の下段出力反接合面部と、前記正極バスバーにおける厚み方向で前記上段側スイッチング素子に接する面とは反対側の正極反接合面部とが同一平面上に配置されている。
インバータモジュール及び当該インバータモジュールを備えるインバータユニットの第1実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態のインバータユニット1及びインバータモジュール10は、例えば電気自動車やハイブリッド車において車両(車輪)の駆動力源として働く回転電機5を制御する回転電機制御システムに組み込まれて用いられる。本実施形態の回転電機5は、直流電源2を電力源とし、複数相(一例として、U相,V相,W相からなる3相)の交流で駆動される交流回転電機である。
インバータモジュール及びインバータユニットの第2実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態では、インバータモジュール10に含まれる正極バスバー14、負極バスバー15、及び出力バスバー16〜18の具体的構造が第1実施形態とは異なっている。以下、本実施形態のインバータモジュール10及びインバータユニット1について、主に第1実施形態との相違点について説明する。なお、特に明記しない点に関しては、第1実施形態と同様であり、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
(1)上記の第1実施形態では、正極バスバー14及び負極バスバー15がそれぞれ第二方向D2の両側に端子部14T,15Tを有する構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば図18に示すように、正極バスバー14及び負極バスバー15が、それぞれ、第二方向D2の一方の側だけに端子部14T,15Tを有しても良い。この場合、図示するように、正極端子部14Tが第二方向D2の一方側に配置され、負極端子部15Tが第二方向D2の他方側に配置されても良い。或いは、図示は省略するが、正極端子部14T及び負極端子部15Tが第二方向D2の同じ側に配置されても良い。
以上をまとめると、本開示に係るインバータモジュールは、好適には、以下の各構成を備える。
複数の前記スイッチング素子(11)には、前記複数相の各相に対応する上段側スイッチング素子(11U)と下段側スイッチング素子(11L)とが含まれ、
各相に対応する前記上段側スイッチング素子(11U)と前記下段側スイッチング素子(11L)とは第一方向(D1)に並んで配置され、
複数の前記上段側スイッチング素子(11U)が前記第一方向(D1)に交差する第二方向(D2)に並んで配置されるとともに、複数の前記下段側スイッチング素子(11L)が前記第二方向(D2)に並んで配置され、
前記正極バスバー(14)が、複数の前記上段側スイッチング素子(11U)の第一面に接する状態で前記第二方向(D2)に沿って配置され、
前記負極バスバー(15)が、複数の前記下段側スイッチング素子(11L)の第一面とは反対側の第二面に接する状態で前記第二方向(D2)に沿って配置され、
前記複数相の各相に対応する出力バスバー(16,17,18)が、対応する相の前記上段側スイッチング素子(11U)の前記第一面とは反対側の第二面に接し、かつ、対応する相の前記下段側スイッチング素子(11L)の前記第一面に接する状態で、前記第一方向(D1)に沿って配置され、
前記複数相の各相に対応する出力バスバー(16,17,18)における厚み方向で前記上段側スイッチング素子(11U)に接する面(16U,17U,18U)とは反対側の上段出力反接合面部(16Y,17Y,18Y)と、前記負極バスバー(15)における厚み方向で前記下段側スイッチング素子(11L)に接する面(15S)とは反対側の負極反接合面部(15X)とが同一平面上に配置され、或いは、前記複数相の各相に対応する出力バスバー(16,17,18)における厚み方向で前記下段側スイッチング素子(11L)に接する面(16L,17L,18L)とは反対側の下段出力反接合面部(16Z,17Z,18Z)と、前記正極バスバー(14)における厚み方向で前記上段側スイッチング素子(11U)に接する面(14S)とは反対側の正極反接合面部(14X)とが同一平面上に配置されている。
前記第一方向(D1)と前記第二方向(D2)とが互いに直交していることが好ましい。
複数の前記上段側スイッチング素子(11U)が互いに同一平面上に配置され、
複数の前記下段側スイッチング素子(11L)が互いに同一平面上に配置され、
前記正極バスバー(14)における、複数の前記上段側スイッチング素子(11U)のそれぞれの前記第一面との接点となる複数の正極接合面部(14S)が、互いに同一平面上に配置され、
前記負極バスバー(15)における、複数の前記下段側スイッチング素子(11L)のそれぞれの前記第二面との接点となる複数の負極接合面部(15S)が、互いに同一平面上に配置されていることが好ましい。
前記複数相の各相に対応する前記上段側スイッチング素子(11U)と前記下段側スイッチング素子(11L)とが互いに同一平面上に配置され、
前記複数相の各相に対応する出力バスバー(16,17,18)における、前記上段側スイッチング素子(11U)の前記第二面との接点となる上段出力接合面部(16U,17U,18U)が、前記負極接合面部(15S)と同一平面上に配置され、前記下段側スイッチング素子(11L)の前記第一面との接点となる下段出力接合面部(16L,17L,18L)が、前記正極接合面部(14S)と同一平面上に配置されていることが好ましい。
前記下段出力反接合面部(16Z,17Z,18Z)と前記正極反接合面部(14X)とが共通の第一基準面(R1)上に配置され、
前記負極バスバー(15)の端部が、前記第一基準面(R1)上に位置するように設けられていることが好ましい。
前記複数相の各相に対応する出力バスバー(16,17,18)における前記上段出力接合面部(16U,17U,18U)が設けられた側の部分の端部が、前記第一基準面(R1)上に位置するように設けられていることが好ましい。
前記上段出力反接合面部(16Z,17Z,18Z)と前記負極反接合面部(15X)とが共通の第二基準面(R2)上に配置され、
前記正極バスバー(14)の端部が、前記第二基準面(R2)上に位置するように設けられていることが好ましい。
前記複数相の各相に対応する出力バスバー(16,17,18)における前記下段出力接合面部(16L,17L,18L)が設けられた側の部分の端部が、前記第二基準面(R2)上に位置するように設けられていることが好ましい。
前記上段側スイッチング素子(11U)及び前記下段側スイッチング素子(11L)のそれぞれが、整流用のダイオード(12)を内蔵したチップ型素子であることが好ましい。
前記上段側スイッチング素子(11U)及び前記下段側スイッチング素子(11L)のうちのいずれか一方のスイッチング素子の制御端子(13)が、前記正極バスバー(14)及び前記負極バスバー(15)のうちのいずれか当該スイッチング素子(11)が接する方のバスバーに対して前記第一方向(D1)に隣接する位置に配置され、
前記上段側スイッチング素子(11U)及び前記下段側スイッチング素子(11L)のうちのいずれか他方のスイッチング素子の制御端子(13)が、当該スイッチング素子(11)が接する前記出力バスバー(16,17,18)に対して前記第二方向(D2)に隣接する位置に配置されていることが好ましい。
前記上段側スイッチング素子(11U)及び前記下段側スイッチング素子(11L)の制御端子(13)が、それぞれ、前記正極バスバー(14)及び前記負極バスバー(15)のうちのいずれか当該スイッチング素子(11)が接する方のバスバーに対して前記第一方向(D1)に隣接する位置に配置されていることが好ましい。
前記正極バスバー(14)及び前記負極バスバー(15)が、それぞれの両端部においてコンデンサ(3)に接続されていることが好ましい。
4 インバータ回路
10 インバータモジュール
11 スイッチング素子
11U 上段側スイッチング素子
11L 下段側スイッチング素子
12 ダイオード
13 制御端子
14 正極バスバー
14S 正極接合面部
14X 正極反接合面部
14T 正極端子部
15 負極バスバー
15S 負極接合面部
15X 負極反接合面部
15T 負極端子部
16 第一出力バスバー(出力バスバー)
17 第二出力バスバー(出力バスバー)
18 第三出力バスバー(出力バスバー)
16U 上段出力接合面部
16Y 上段出力反接合面部
17U 上段出力接合面部
17Y 上段出力反接合面部
18U 上段出力接合面部
18Y 上段出力反接合面部
16L 下段出力接合面部
16Z 下段出力反接合面部
17L 下段出力接合面部
17Z 下段出力反接合面部
18L 下段出力接合面部
18Z 下段出力反接合面部
20 コンデンサモジュール
21 第一部分
22 第二部分
23 コンデンサ素子
23L 最長辺
24 正電極
25 負電極
26 正極端子
27 負極端子
30 コンデンサケース
31M 取付部
32M 取付部
36 冷媒流路
38 ヒートシンク
R1 第一基準面
R2 第二基準面
S 支持面
D1 第一方向(幅方向)
D2 第二方向(配列方向)
D3 第三方向(高さ方向、厚み方向)
H1 第一高さ
H2 第二高さ
P1 凹状空間
P2 窪み空間
Claims (12)
- 直流と複数相の交流との間で電力を変換するためのインバータ回路を構成する複数のスイッチング素子と、正極バスバーと、負極バスバーと、前記複数相の各相に対応する複数の出力バスバーと、を備えるインバータモジュールであって、
複数の前記スイッチング素子には、前記複数相の各相に対応する上段側スイッチング素子と下段側スイッチング素子とが含まれ、
各相に対応する前記上段側スイッチング素子と前記下段側スイッチング素子とは第一方向に並んで配置され、
複数の前記上段側スイッチング素子が前記第一方向に交差する第二方向に並んで配置されるとともに、複数の前記下段側スイッチング素子が前記第二方向に並んで配置され、
前記正極バスバーが、複数の前記上段側スイッチング素子の第一面に接する状態で前記第二方向に沿って配置され、
前記負極バスバーが、複数の前記下段側スイッチング素子の第一面とは反対側の第二面に接する状態で前記第二方向に沿って配置され、
前記複数相の各相に対応する出力バスバーが、対応する相の前記上段側スイッチング素子の前記第一面とは反対側の第二面に接し、かつ、対応する相の前記下段側スイッチング素子の前記第一面に接する状態で、前記第一方向に沿って配置され、
前記複数相の各相に対応する出力バスバーにおける厚み方向で前記上段側スイッチング素子に接する面とは反対側の上段出力反接合面部と、前記負極バスバーにおける厚み方向で前記下段側スイッチング素子に接する面とは反対側の負極反接合面部とが同一平面上に配置され、或いは、前記複数相の各相に対応する出力バスバーにおける厚み方向で前記下段側スイッチング素子に接する面とは反対側の下段出力反接合面部と、前記正極バスバーにおける厚み方向で前記上段側スイッチング素子に接する面とは反対側の正極反接合面部とが同一平面上に配置されているインバータモジュール。 - 前記第一方向と前記第二方向とが互いに直交している請求項1に記載のインバータモジュール。
- 複数の前記上段側スイッチング素子が互いに同一平面上に配置され、
複数の前記下段側スイッチング素子が互いに同一平面上に配置され、
前記正極バスバーにおける、複数の前記上段側スイッチング素子のそれぞれの前記第一面との接点となる複数の正極接合面部が、互いに同一平面上に配置され、
前記負極バスバーにおける、複数の前記下段側スイッチング素子のそれぞれの前記第二面との接点となる複数の負極接合面部が、互いに同一平面上に配置されている請求項1又は2に記載のインバータモジュール。 - 前記複数相の各相に対応する前記上段側スイッチング素子と前記下段側スイッチング素子とが互いに同一平面上に配置され、
前記複数相の各相に対応する出力バスバーにおける、前記上段側スイッチング素子の前記第二面との接点となる上段出力接合面部が、前記負極接合面部と同一平面上に配置され、前記下段側スイッチング素子の前記第一面との接点となる下段出力接合面部が、前記正極接合面部と同一平面上に配置されている請求項3に記載のインバータモジュール。 - 前記下段出力反接合面部と前記正極反接合面部とが共通の第一基準面上に配置され、
前記負極バスバーの端部が、前記第一基準面上に位置するように設けられている請求項1から4のいずれか一項に記載のインバータモジュール。 - 前記複数相の各相に対応する出力バスバーにおける、前記上段側スイッチング素子の前記第二面との接点となる上段出力接合面部が設けられた側の部分の端部が、前記第一基準面上に位置するように設けられている請求項5に記載のインバータモジュール。
- 前記上段出力反接合面部と前記負極反接合面部とが共通の第二基準面上に配置され、
前記正極バスバーの端部が、前記第二基準面上に位置するように設けられている請求項1から6のいずれか一項に記載のインバータモジュール。 - 前記複数相の各相に対応する出力バスバーにおける、前記下段側スイッチング素子の前記第一面との接点となる下段出力接合面部が設けられた側の部分の端部が、前記第二基準面上に位置するように設けられている請求項7に記載のインバータモジュール。
- 前記上段側スイッチング素子及び前記下段側スイッチング素子のそれぞれが、整流用のダイオードを内蔵したチップ型素子である請求項1から8のいずれか一項に記載のインバータモジュール。
- 前記上段側スイッチング素子及び前記下段側スイッチング素子のうちのいずれか一方のスイッチング素子の制御端子が、前記正極バスバー及び前記負極バスバーのうちのいずれか当該スイッチング素子が接する方のバスバーに対して前記第一方向に隣接する位置に配置され、
前記上段側スイッチング素子及び前記下段側スイッチング素子のうちのいずれか他方のスイッチング素子の制御端子が、当該スイッチング素子が接する前記出力バスバーに対して前記第二方向に隣接する位置に配置されている請求項1から9のいずれか一項に記載のインバータモジュール。 - 前記上段側スイッチング素子及び前記下段側スイッチング素子の制御端子が、それぞれ、前記正極バスバー及び前記負極バスバーのうちのいずれか当該スイッチング素子が接する方のバスバーに対して前記第一方向に隣接する位置に配置されている請求項1から9のいずれか一項に記載のインバータモジュール。
- 前記正極バスバー及び前記負極バスバーが、それぞれの両端部においてコンデンサに接続されている請求項1から11のいずれか一項に記載のインバータモジュール。
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