JP6890750B6 - 平滑コンデンサユニット - Google Patents

Description

本発明は、直流と交流との間で電力を変換するインバータ回路の直流側の電圧を平滑するためのコンデンサを備えた平滑コンデンサユニットに関する。

インバータ回路及び平滑コンデンサユニットを含む電力変換装置の信頼性を高める上で、電力変換装置を適切に冷却することが望ましい。例えば、特許第５５２１０９１号公報（特許文献１）には、平滑コンデンサユニットを冷却する構造が開示されている。この平滑コンデンサユニットは、絶縁物を挟んで積層された２枚の平板導体を有し、それぞれの平板導体に平滑コンデンサの正極及び負極がそれぞれ電気的に接続されている。そして、冷却用の水路形成体は、積層された平板導体と、インバータ回路が形成されたパワーモジュールとに挟まれて配置されている（［０１６０］、図３３（Ｃ）等）。

この水路形成体は、パワーモジュール、平板導体、平滑コンデンサを冷却することができる。また、水路形成体は、パワーモジュールから平滑コンデンサユニットへの熱の伝搬も抑制することができる。但し、２枚の平板導体は絶縁物を介して積層されているため、一方の平板導体は、絶縁物及び他方の平板導体を介して水路形成体に接触することになるため、水路形成体との間で直接的に熱交換することができない。つまり、２枚の平板導体が均一には冷却されず、平板導体及び平滑コンデンサを均一に冷却することが困難である。

特許５５２１０９１号公報

上記背景に鑑みて、インバータ回路の直流側の電圧を平滑するためのコンデンサを備えた平滑コンデンサユニットの正負両極を均一に冷却する技術が望まれる。

１つの態様として、上記に鑑みた、直流と交流との間で電力を変換するインバータ回路の直流側の電圧を平滑するためのコンデンサを備えた平滑コンデンサユニットは、
前記インバータ回路の直流の正極端子に接続される正極バスバーと、
前記インバータ回路の直流の負極端子に接続される負極バスバーと、を備え、
前記コンデンサは、第１コンデンサ素子及び第２コンデンサ素子の少なくとも２つのコンデンサ素子を有し、
前記第１コンデンサ素子は、第１正極端子面と第１負極端子面とを有し、
前記第２コンデンサ素子は、第２正極端子面と第２負極端子面とを有し、
前記第１正極端子面と前記第２負極端子面とが同じ方向を向くように、前記第１コンデンサ素子と前記第２コンデンサ素子とが配置され、
前記正極バスバーは、前記第１正極端子面に面接触する第１正極接触部及び前記第２正極端子面に面接触する第２正極接触部を備え、
前記負極バスバーは、前記第１負極端子面に面接触する第１負極接触部及び前記第２負極端子面に面接触する第２負極接触部を備え、
前記第１正極接触部及び前記第２負極接触部が、冷却ユニットに面接触する。

この構成によれば、第１正極端子面と第２負極端子面とが同じ方向を向くので、正極バスバーの第１正極接触部及び負極バスバーの第２負極接触部も、同じ側に配置されることになる。従って、第１正極接触部と第２負極接触部とに、適切に冷却ユニットを面接触させることができる。正極バスバーの第１正極接触部と、負極バスバーの第２負極接触部とが、共に冷却ユニットに面接触するので、正極バスバー及び負極バスバーを共に冷却することができる。即ち、インバータ回路の直流側の電圧を平滑するためのコンデンサを備えた平滑コンデンサユニットの正負両極を均一に冷却することができる。

コンデンサユニットのさらなる特徴と利点は、図面を参照して説明する実施形態についての以下の記載から明確となる。

インバータユニットの模式的回路ブロック図 インバータユニットの模式的断面図 インバータユニットの模式的断面図 コンデンサユニットの一例を示す斜視図 コンデンサユニットの一例を示す側面図

以下、コンデンサユニットの実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、車両の車輪の駆動力源となる回転電機８０を駆動制御するインバータユニット１に用いられるコンデンサユニット４を例示する。図１は、コンデンサユニット４が用いられるインバータユニット１の模式的な回路ブロック図である。インバータユニット１は、制御ユニット２と、スイッチング素子ユニット３と、コンデンサユニット４とを有して構成されている。コンデンサユニット４は、インバータユニット１の中核となるインバータ回路１０の直流側の電圧（直流リンク電圧Ｖｄｃ）を平滑するコンデンサを備えたユニットである。本実施形態では、コンデンサユニット４は、このコンデンサとして２つのコンデンサ素子４０を備えている。

回転電機８０は、ｎを自然数とした複数相の交流（ここでは３相交流）により動作する回転電機であり、電動機としても発電機としても機能することができる。インバータ回路１０は、直流電源１１及び交流の回転電機８０に接続されて直流と複数相の交流との間で電力変換を行う。直流電源１１は、例えば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などの二次電池（バッテリ）や、電気二重層キャパシタなどの大電圧大容量の直流電源であり、定格の電源電圧は、例えば２００〜４００［Ｖ］である。回転電機８０は、インバータ回路１０を介して直流電源１１からの電力を動力に変換する（力行）。或いは、回転電機８０は、不図示の内燃機関や車輪から伝達される回転駆動力を電力に変換し、インバータ回路１０を介して直流電源１１を充電する（回生）。

図１に示すように、スイッチング素子ユニット３は、複数のスイッチング素子３０を有して構成され、車両の駆動力源となる回転電機８０と直流電源１１に接続されて直流と交流との間で電力を変換するインバータ回路１０を形成している。スイッチング素子３０には、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やパワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）やＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴ（Silicon Carbide - Metal Oxide Semiconductor FET）やＳｉＣ−ＳＩＴ（SiC - Static Induction Transistor）、ＧａＮ−ＭＯＳＦＥＴ（Gallium Nitride - MOSFET）などの高周波での動作が可能なパワー半導体素子を適用すると好適である。図１には、スイッチング素子３０としてＩＧＢＴが用いられる形態を例示している。

図１に示すように、インバータ回路１０の直流正極側と直流負極側との間に２つのスイッチング素子３０が直列に接続されて１つのアーム５が構成される。３相交流の場合には、この直列回路（１つのアーム５）が３回線（３相）並列接続される。つまり、回転電機８０のＵ相、Ｖ相、Ｗ相に対応するステータコイル８１のそれぞれに一組の直列回路（アーム５）が対応したブリッジ回路が構成される。また、それぞれのスイッチング素子３０には、下段側から上段側へ向かう方向を順方向として、並列にフリーホイールダイオード３５が接続されている。対となる各相のスイッチング素子３０による直列回路（アーム５）の中間点、つまり、正極の側の上段側スイッチング素子３１と負極の側の下段側スイッチング素子３２との接続点は、回転電機８０の３相のステータコイル８１にそれぞれ接続される。

このようなスイッチング素子３０を複数個有したインバータ回路１０は、しばしば、ＩＰＭ（Intelligent Power Module）やＩＰＤ（Intelligent Power Device）と称されるユニットとして構成される。本実施形態のスイッチング素子ユニット３は、そのようなＩＰＭやＩＰＤである。ここでは、３相分のアーム５が１つのスイッチング素子ユニット３として構成されている形態を例示しているが、１つのＩＰＭやＩＰＤが１相のアーム５を形成し、複数のＩＰＭやＩＰＤにより、スイッチング素子ユニット３が構成されていてもよい。

制御ユニット２は、インバータ回路１０が有する複数のスイッチング素子３０をスイッチング制御するための制御信号を生成するインバータ制御装置（INV-CTRL）２０、及び、制御信号に駆動力を付加して中継するドライブ回路２１（DRV-CCT）を有して構成されている。インバータ制御装置２０は、マイクロコンピュータ等の論理回路を中核部材として構築されている。例えば、インバータ制御装置２０は、車両の最も上位の制御装置の１つである車両制御装置（VHL-CTRL）１００等の他の制御装置等からＣＡＮ（Controller Area Network）などを介して要求信号として提供される回転電機８０の目標トルクに基づいて、ベクトル制御法を用いた電流フィードバック制御を行って、インバータ回路１０を介して回転電機８０を制御する。

回転電機８０の各相のステータコイル８１を流れる実電流は電流センサ１２により検出され、回転電機８０のロータの各時点での磁極位置は、レゾルバなどの回転センサ１３により検出され、インバータ制御装置２０はこれらの検出結果を取得する。インバータ制御装置２０は、電流センサ１２及び回転センサ１３の検出結果を用いて、電流フィードバック制御を実行する。インバータ制御装置２０は、マイクロコンピュータ等のハードウエアとソフトウエア（プログラム）との協働により、電流フィードバック制御のための種々の制御を実行する。電流フィードバック制御については、公知であるのでここでは詳細な説明は省略する。

インバータユニット１は、例えば、図２及び図３に示すように、コンデンサユニット４とスイッチング素子ユニット３との間に冷却ユニット９を備えて構成される。冷却ユニット９は、例えば内部にフィンや冷却水などの冷媒が流れる流路を備え、スイッチング素子ユニット３やコンデンサユニット４と熱交換することによって、これらを冷却する。尚、図２及び図３には不図示であるが、制御ユニット２は、第１方向Ｄ１において、スイッチング素子ユニット３を挟んで冷却ユニット９とは逆側に配置される。

以下、図２及び図３に示すインバータユニット１の模式図に加え、さらに図４及び図５も参照して、コンデンサユニット４のより具体的な態様について説明する。図４は、コンデンサユニット４の外観斜視図を示しており、図５は、コンデンサユニットの側面図を示している。

上述したように、コンデンサユニット４は、複数のコンデンサ素子４０を備えて構成されている。本実施形態では、コンデンサユニット４が２つのコンデンサ素子４０を備えて構成されている形態を例示しているが、３つ以上のコンデンサ素子４０を備えることを妨げるものではない。本実施形態では、コンデンサユニット４は、インバータ回路１０を平滑するためのコンデンサとして、第１コンデンサ素子４１及び第２コンデンサ素子４２を備えている。また、コンデンサユニット４は、第１コンデンサ素子４１及び第２コンデンサ素子４２の正極と、インバータ回路１０の直流の正極端子１０Ｐ（図１参照）との間を電気的に接続する正極バスバー６と、第１コンデンサ素子４１及び第２コンデンサ素子４２の負極と、インバータ回路１０の直流の負極端子１０Ｎ（図１参照）との間を電気的に接続する負極バスバー７とを備えている。

第１コンデンサ素子４１は、第１正極端子面４１Ｐと第１負極端子面４１Ｎとを有し、第２コンデンサ素子４２は、第２正極端子面４２Ｐと第２負極端子面４２Ｎとを有している。正極バスバー６は、第１正極端子面４１Ｐに面接触する第１正極接触部６１及び第２正極端子面４２Ｐに面接触する第２正極接触部６２を備えている。負極バスバー７は、第１負極端子面４１Ｎに面接触する第１負極接触部７１及び第２負極端子面４２Ｎに面接触する第２負極接触部７２を備えている。

第１コンデンサ素子４１の２つの端子面、即ち第１正極端子面４１Ｐと第１負極端子面４１Ｎとは互いに平行な平面であり、第２コンデンサ素子４２の２つの端子面、即ち第２正極端子面４２Ｐと第２負極端子面４２Ｎとは互いに平行な平面である。また、本実施形態では、コンデンサ素子４０の外面を構成する面の内、端子面を除く面が端子面に直交する平面によって形成されている形態を例示している。つまり、第１コンデンサ素子４１では、第１正極端子面４１Ｐ及び第１負極端子面４１Ｎ以外の面が、第１正極端子面４１Ｐ及び第１負極端子面４１Ｎに直交する平面である。また、第２コンデンサ素子４２では、第２正極端子面４２Ｐ及び第２負極端子面４２Ｎ以外の面が、第２正極端子面４２Ｐ及び第２負極端子面４２Ｎに直交する平面である。しかし、コンデンサ素子４０における端子面以外の面の形状は、この形態に限定されるものではない。他の面の形状は平面に限らず、曲面であってもよい。例えば、コンデンサ素子４０は底面及び天面を端子面とする円柱状であってもよい。

コンデンサユニット４には、第１正極端子面４１Ｐと第２負極端子面４２Ｎとが同じ方向を向くように、第１コンデンサ素子４１と第２コンデンサ素子４２とが配置されている。第１正極端子面４１Ｐには、正極バスバー６の第１正極接触部６１が面接触し、第２負極端子面４２Ｎには、負極バスバー７の第２負極接触部７２が面接触する。従って、第１正極接触部６１及び第２負極接触部７２も、第１方向Ｄ１において同じ側に配置されることになる。

図２及び図３に示すように、冷却ユニット９は、第１正極接触部６１及び第２負極接触部７２に面接触するように配置されている。つまり、正極バスバー６及び負極バスバー７の双方が、冷却ユニット９に面接触するので、正極バスバー６及び負極バスバー７の双方を同じように冷却することができる。

ところで、第１コンデンサ素子４１は、第１正極端子面４１Ｐと第１負極端子面４１Ｎとが第１方向Ｄ１において互いに反対方向を向くように形成されており、第２コンデンサ素子４２は、第２正極端子面４２Ｐと第２負極端子面４２Ｎとが第１方向Ｄ１において互いに反対方向を向くように形成されている。従って、コンデンサユニット４には、第１正極端子面４１Ｐと第２負極端子面４２Ｎとが同じ方向を向くように、且つ、第２正極端子面４２Ｐと第１負極端子面４１Ｎとが同じ方向を向くように、第１コンデンサ素子４１と第２コンデンサ素子４２とが配置されている。また、第１コンデンサ素子４１と第２コンデンサ素子４２の電極に応じて、正極バスバー６及び負極バスバー７も配置されている。

上記においては、冷却ユニット９が、第１コンデンサ素子４１及び第２コンデンサ素子４２の第１方向Ｄ１における上方から第１正極接触部６１及び第２負極接触部７２に面接触するように配置されている形態を例示した。しかし、これとは反対に、冷却ユニット９が、第１コンデンサ素子４１及び第２コンデンサ素子４２の第１方向Ｄ１における下方に配置される形態とすることもできる。この場合、第１コンデンサ素子４１の下面が第１正極端子面４１Ｐ、これに接触する正極バスバー６の部分が第１正極接触部６１となり、第２コンデンサ素子４２の下面が第２負極端子面４２Ｎ、これに接触する負極バスバー７の部分が第２負極接触部７２となる。

図２〜図５に示すように、正極バスバー６は、上述した第１正極接触部６１及び第２正極接触部６２に加え、第１正極接触部６１と第２正極接触部６２とを接続する正極バスバー連結部６３をさらに有している。また、負極バスバー７は、上述した第１負極接触部７１及び第２負極接触部７２に加え、第１負極接触部７１と第２負極接触部７２とを接続する負極バスバー連結部７３をさらに有している。

図２〜図５に示すように、第１コンデンサ素子４１と第２コンデンサ素子４２とは、第２方向Ｄ２（第１コンデンサ素子４１と第２コンデンサ素子４２と配列方向）に沿って互いに隣り合って配置されている。正極バスバー連結部６３及び負極バスバー連結部７３は、共に第１コンデンサ素子４１と第２コンデンサ素子４２との間に配置されている。また、正極バスバー連結部６３と負極バスバー連結部７３とは、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に交差する第３方向Ｄ３に沿って並ぶように互いに隣り合って配置されている。

上述したように、第１コンデンサ素子４１と第２コンデンサ素子４２とは、第１正極端子面４１Ｐと第２負極端子面４２Ｎとが同じ方向を向くように、且つ、第２正極端子面４２Ｐと第１負極端子面４１Ｎとが同じ方向を向くように配置されている。従って、正極バスバー６及び負極バスバー７は、第１正極接触部６１と第２負極接触部７２とが同じ方向を向き、第２正極接触部６２と第１負極接触部７１とが同じ方向を向くように配置される。

本実施形態では、第１正極接触部６１と第２負極接触部７２との間に、正極バスバー連結部６３が配置されて、第１方向Ｄ１の異なる側に配置された第１正極接触部６１と第２正極接触部６２とが連結されている。また、本実施形態では、第２正極接触部６２と第１負極接触部７１との間に、負極バスバー連結部７３が配置されて、第１方向Ｄ１の異なる側に配置された第１負極接触部７１と第２負極接触部７２とが連結されている。

尚、本実施形態の態様に限定されることなく、正極バスバー連結部６３と負極バスバー連結部７３とは、第１方向Ｄ１（コンデンサ素子４０の端子面に直交する方向）及び第２方向Ｄ２に見て重複することなく配置されていればよい。例えば、第３方向Ｄ３において、正極バスバー連結部６３と負極バスバー連結部７３とが、図４等とは逆の位置に配置されていてもよい。

正極バスバー６及び負極バスバー７は、それぞれの第１接続部（６１，７１）が第２方向Ｄ２に沿って延伸し、第１コンデンサ素子４１と第２コンデンサ素子４２との間を第１方向Ｄ１に屈曲してそれぞれの連結部（６３，７３）として第１方向Ｄ１に延伸し、再度第２方向Ｄ２に屈曲してそれぞれの第２接続部（６２，７２）として第２方向Ｄ２に沿った同じ方向に延伸した形状、つまり第３方向Ｄ３視で屈曲部が直角のＺ型或いはＮ型の形状である。従って、図２や図５に示すように、第３方向Ｄ３視で、正極バスバー連結部６３と負極バスバー連結部７３とは、少なくとも一部が重複する。一方、図３及び図４に示すように、第１方向Ｄ１視及び第２方向Ｄ２視で、正極バスバー連結部６３と負極バスバー連結部７３とは、重複しない。また、図４に示されているように、それぞれの連結部（６３，７３）の第３方向Ｄ３における幅は、第１接続部（６１，７１）及び第２接続部（６２，７２）の第３方向Ｄ３における幅よりも狭い。

ところで、上述したように、インバータ回路１０は、ｎを自然数としてｎ本のアーム５を有して直流とｎ相の交流との間で電力を変換する。例えば、各アーム５は、インバータ回路１０の直流の正極端子１０Ｐとして、それぞれアーム正極端子５Ｐを有し、負極端子１０Ｎとして、それぞれアーム負極端子５Ｎを有していてもよい。この場合、コンデンサユニット４は、ｎ本のアーム５のアーム正極端子５Ｐ及びアーム負極端子５Ｎと電気的に接続されることになる。つまり、図４及び図５に示すように、正極バスバー６は、インバータ回路１０のｎ個のアーム正極端子５Ｐに接続される正極側アーム接続端子６５をｎ個有し、負極バスバー７は、インバータ回路１０のｎ個のアーム負極端子５Ｎに接続される負極側アーム接続端子７５をｎ個有する。

インバータ回路１０が複数相のアーム５を有して直流と複数相の交流との間で電力を変換する場合、正極バスバー６及び負極バスバー７は、各相との間で適切に電流を流すことが好ましい。平均的に見れば（実効値として考えれば）、各相に流れる電流は均等である。従って、各相に接続されるアーム接続端子（正極側アーム接続端子６５、負極側アーム接続端子７５）を流れる電流の合計が、ｎ相分のアーム接続端子に分岐する前のバスバー（正極バスバー６及び負極バスバー７）に流れることになる。

例えば、ｎ相分のアーム接続端子に分岐する前のバスバーの本体部分の電流流路の断面積が、ｎ相分のアーム接続端子の合計よりも小さいとバスバーの本体部分のインピーダンスが高くなってしまい好ましくない。尚、バスバー（６，７）の電流経路の断面積は、電流が流れる方向に直交する方向での、バスバー（６，７）の断面の面積である。インピーダンスを考慮すると、直流電源１１の正極側に接続される正極側電源接続端子６０からｎ個の正極側アーム接続端子６５の分岐部までで最小となる正極バスバー６の電流流路の断面積は、ｎ個の正極側アーム接続端子６５の電流流路の断面積の合計以上であると好適である。同様に、直流電源１１の負極側に接続される負極側電源接続端子７０からｎ個の負極側アーム接続端子７５の分岐部までで最小となる前記負極バスバー７の電流流路の断面積は、ｎ個の負極側アーム接続端子７５の電流流路の断面積の合計以上であると好適である。

図４に示すように、本実施形態では、複数に分岐した正極側アーム接続端子６５を除けば、正極バスバー連結部６３の電流流路の断面積が正極バスバー６の中で最小となる。同様に、複数に分岐した負極側アーム接続端子７５を除けば、負極バスバー連結部７３の電流流路の断面積が負極バスバー７の中で最小となる。従って、正極バスバー連結部６３の電流流路の断面積が、ｎ個の正極側アーム接続端子６５の電流流路の断面積の合計以上であり、負極バスバー連結部７３の電流流路の断面積が、ｎ個の前記負極側アーム接続端子７５の電流流路の断面積の合計以上であると好適である。

〔実施形態の概要〕
以下、上記において説明したコンデンサユニット（４）の概要について簡単に説明する。

直流と交流との間で電力を変換するインバータ回路（１０）の直流側の電圧（Ｖｄｃ）を平滑するためのコンデンサを備えた平滑コンデンサユニット（４）は、１つの態様として、
前記インバータ回路（１０）の直流の正極端子（１０Ｐ）に接続される正極バスバー（６）と、
前記インバータ回路（１０）の直流の負極端子（１０Ｎ）に接続される負極バスバー（７）と、を備え、
前記コンデンサは、第１コンデンサ素子（４１）及び第２コンデンサ素子（４２）の少なくとも２つのコンデンサ素子（４０）を有し、
前記第１コンデンサ素子（４１）は、第１正極端子面（４１Ｐ）と第１負極端子面（４１Ｎ）とを有し、
前記第２コンデンサ素子（４２）は、第２正極端子面（４２Ｐ）と第２負極端子面（４２Ｎ）とを有し、
前記第１正極端子面（４１Ｐ）と前記第２負極端子面（４２Ｎ）とが同じ方向を向くように、前記第１コンデンサ素子（４１）と前記第２コンデンサ素子（４２）とが配置され、
前記正極バスバー（６）は、前記第１正極端子面（４１Ｐ）に面接触する第１正極接触部（６１）及び前記第２正極端子面（４２Ｐ）に面接触する第２正極接触部（６２）を備え、
前記負極バスバー（７）は、前記第１負極端子面（４１Ｎ）に面接触する第１負極接触部（７１）及び前記第２負極端子面（４２Ｎ）に面接触する第２負極接触部（７２）を備え、
前記第１正極接触部（７１）及び前記第２負極接触部（７２）が、冷却ユニット（９）に面接触する。

この構成によれば、第１正極端子面（４１Ｐ）と第２負極端子面（４２Ｎ）とが同じ方向を向くので、正極バスバー（６）の第１正極接触部（６１）及び負極バスバー（７）の第２負極接触部（７２）も、同じ側に配置されることになる。従って、第１正極接触部（６１）と第２負極接触部（７２）とに、適切に冷却ユニット（９）を面接触させることができる。正極バスバー（６）の第１正極接触部（６１）と、負極バスバー（７）の第２負極接触部（７２）とが、共に冷却ユニット（９）に面接触するので、正極バスバー（６）及び負極バスバー（７）を共に冷却することができる。即ち、インバータ回路（１０）の直流側の電圧（Ｖｄｃ）を平滑するためのコンデンサを備えた平滑コンデンサユニット（４）の正負両極を均一に冷却することができる。

ここで、前記第１正極端子面（４１Ｐ）と前記第１負極端子面（４１Ｎ）とが互いに反対方向を向くように前記第１コンデンサ素子（４１）が形成され、前記第２正極端子面（４２Ｐ）と前記第２負極端子面（４２Ｎ）とが互いに反対方向を向くように前記第２コンデンサ素子（４２）が形成され、前記第１コンデンサ素子（４１）と前記第２コンデンサ素子（４２）とが互いに隣り合って配置され、前記正極バスバー（６）が、前記第１コンデンサ素子（４１）と前記第２コンデンサ素子（４２）との間に配置されて、前記第１正極接触部（６１）と前記第２正極接触部（６２）とを接続する正極バスバー連結部（６３）をさらに有し、前記負極バスバー（７）が、前記第１コンデンサ素子（４１）と前記第２コンデンサ素子（４２）との間に配置されて、前記第１負極接触部（７１）と前記第２負極接触部（７２）とを接続する負極バスバー連結部（７３）をさらに有し、前記正極バスバー連結部（６３）と前記負極バスバー連結部（７３）とが、前記第１コンデンサ素子（４１）と前記第２コンデンサ素子（４２）との配列方向（Ｄ２）に交差する方向（Ｄ３）に並ぶように互いに隣り合って配置されていると好適である。

この構成によれば、第１コンデンサ素子（４１）と第２コンデンサ素子（４２）との間に、正極バスバー連結部（６３）が配置されるので、第１コンデンサ素子（４１）と第２コンデンサ素子（４２）とで互いに反対側に配置された正極端子面に接触する第１正極接触部（６１）と、第２正極接触部（６２）とを短い距離で連結することができる。同様に、第１コンデンサ素子（４１）と第２コンデンサ素子（４２）との間に、負極バスバー連結部（７３）が配置されるので、第１コンデンサ素子（４１）と第２コンデンサ素子（４２）とで互いに反対側に配置された負極端子面に接触する第１負極接触部（７１）と、第２負極接触部（７２）とを短い距離で連結することができる。その結果、正極バスバー連結部（６３）及び負極バスバー連結部（７３）によって正極バスバー（６）や負極バスバー（７）の抵抗やインダクタンスが増加することを抑制することができる。

また、この構成によれば、第１コンデンサ素子（４１）と第２コンデンサ素子（４２）との間において、正極バスバー連結部（６３）及び負極バスバー連結部（７３）が、第１コンデンサ素子（４１）と第２コンデンサ素子（４２）との配列方向（Ｄ２）に交差する方向（Ｄ３）に並ぶように互いに隣り合って配置されている。従って、第１コンデンサ素子（４１）と第２コンデンサ素子（４２）とを近接して配置することができ、コンデンサユニット（４）を小型化することができる。また、第１コンデンサ素子（４１）と第２コンデンサ素子（４２）とを近接して配置することによって、インダクタンスの増加など電気的特性の低下も抑制することができる。

ここで、前記インバータ回路（１０）が、ｎを自然数としてｎ本のアーム（５）を有して直流とｎ相の交流との間で電力を変換するものである場合、前記正極バスバー（６）が、前記インバータ回路（１０）のそれぞれの前記アーム（５）のアーム正極端子（５Ｐ）に接続される正極側アーム接続端子（６５）をｎ個有すると共に直流電源（１１）の正極側に接続される正極側電源接続端子（６０）を有し、前記負極バスバー（７）が、それぞれの前記アーム（５）のアーム負極端子（５Ｎ）に接続される負極側アーム接続端子（７５）をｎ個有すると共に前記直流電源（１１）の負極側に接続される負極側電源接続端子（７０）を有し、前記正極側電源接続端子（６０）からｎ個の前記正極側アーム接続端子（６５）の分岐部までで最小となる前記正極バスバー（６）の電流流路の断面積は、ｎ個の前記正極側アーム接続端子（６５）の電流流路の断面積の合計以上であり、前記負極側電源接続端子（７０）からｎ個の前記負極側アーム接続端子（７５）の分岐部までで最小となる前記負極バスバー（７）の電流流路の断面積は、ｎ個の前記負極側アーム接続端子（７５）の電流流路の断面積の合計以上であると好適である。

特に、上述したように、前記正極バスバー（６）が前記正極バスバー連結部（６３）を有し、前記負極バスバー（７）が前記負極バスバー連結部（７３）を有しており、前記インバータ回路（１０）が、ｎを自然数としてｎ本のアーム（５）を有して直流とｎ相の交流との間で電力を変換するものである場合、前記正極バスバー（６）が、前記インバータ回路（１０）のそれぞれの前記アーム（５）のアーム正極端子（５Ｐ）に接続される正極側アーム接続端子（６５）をｎ個有し、前記負極バスバー（７）が、それぞれの前記アーム（５）のアーム負極端子（５Ｎ）に接続される負極側アーム接続端子（７５）をｎ個有し、前記正極バスバー連結部（６３）の電流流路の断面積は、ｎ個の前記正極側アーム接続端子（６５）の電流流路の断面積の合計以上であり、前記負極バスバー連結部（７３）の電流流路の断面積は、ｎ個の前記負極側アーム接続端子（７５）の電流流路の断面積の合計以上であると好適である。

インバータ回路（１０）が複数相のアーム（５）を有して直流と複数相の交流との間で電力を変換する場合、正極バスバー（６）及び負極バスバー（７）は、各相との間で適切に電流を流すことが好ましい。平均的に見れば（実効値として考えれば）、各相に流れる電流は均等である。従って、各相に接続されるアーム接続端子（正極側アーム接続端子（６５）、負極側アーム接続端子（７５））を流れる電流の合計が、ｎ相分のアーム接続端子に分岐する前のバスバー（正極バスバー（６）及び負極バスバー（７））に流れることになる。ｎ相分のアーム接続端子に分岐する前のバスバーの電流流路の断面積が、ｎ相分のアーム接続端子の合計よりも小さいと、抵抗成分を含むバスバーのインピーダンスが高くなってしまい好ましくない。従って、直流電源（１１）の正極側に接続される正極側電源接続端子（６０）からｎ個の正極側アーム接続端子（６５）の分岐部までで最小となる正極バスバー（６）の電流流路の断面積は、ｎ個の正極側アーム接続端子（６５）の電流流路の断面積の合計以上であると好適である。同様に、直流電源（１１）の負極側に接続される負極側電源接続端子（７０）からｎ個の負極側アーム接続端子（７５）の分岐部までで最小となる負極バスバー（７）の電流流路の断面積は、ｎ個の前記負極側アーム接続端子（７５）の電流流路の断面積の合計以上であると好適である。

上述したように、正極バスバー（６）が正極バスバー連結部（６３）を有している場合には、複数に分岐した正極側アーム接続端子（６５）を除けば、正極バスバー連結部（６３）の電流流路の断面積が正極バスバー（６）の中で最小となる可能性が高い。同様に、負極バスバー（７）が負極バスバー連結部（７３）を有している場合には、複数に分岐した負極側アーム接続端子（７５）を除けば、負極バスバー連結部（７３）の電流流路の断面積が負極バスバー（７）の中で最小となる可能性が高い。従って、正極バスバー連結部（６３）の電流流路の断面積が、ｎ個の正極側アーム接続端子（６５）の電流流路の断面積の合計以上であり、負極バスバー連結部（７３）の電流流路の断面積が、ｎ個の前記負極側アーム接続端子（７５）の電流流路の断面積の合計以上であると好適である。

４ ：コンデンサユニット
５ ：アーム
５Ｎ ：アーム負極端子
５Ｐ ：アーム正極端子
６ ：正極バスバー
７ ：負極バスバー
９ ：冷却ユニット
１０ ：インバータ回路
１０Ｎ ：負極端子
１０Ｐ ：正極端子
１１ ：直流電源
４０ ：コンデンサ素子
４１ ：第１コンデンサ素子
４１Ｎ ：第１負極端子面
４１Ｐ ：第１正極端子面
４２ ：第２コンデンサ素子
４２Ｎ ：第２負極端子面
４２Ｐ ：第２正極端子面
６０ ：正極側電源接続端子
６１ ：第１正極接触部
６２ ：第２正極接触部
６３ ：正極バスバー連結部
６５ ：正極側アーム接続端子
７０ ：負極側電源接続端子
７１ ：第１負極接触部
７２ ：第２負極接触部
７３ ：負極バスバー連結部
７５ ：負極側アーム接続端子
Ｄ１ ：第１方向
Ｄ２ ：第２方向（第１コンデンサ素子と第２コンデンサ素子との配列方向）
Ｄ３ ：第３方向（配列方向に交差する方向）
Ｖｄｃ ：直流リンク電圧（インバータ回路の直流側の電圧）

Claims (1)

1. 直流と交流との間で電力を変換するインバータ回路の直流側の電圧を平滑するためのコンデンサを備えた平滑コンデンサユニットであって、
   前記インバータ回路の直流の正極端子に接続される正極バスバーと、
   前記インバータ回路の直流の負極端子に接続される負極バスバーと、を備え、
   前記コンデンサは、第１コンデンサ素子及び第２コンデンサ素子の少なくとも２つのコンデンサ素子を有し、
   前記第１コンデンサ素子は、第１正極端子面と第１負極端子面とを有し、
   前記第２コンデンサ素子は、第２正極端子面と第２負極端子面とを有し、
   前記第１正極端子面と前記第２負極端子面とが同じ方向を向くように、前記第１コンデンサ素子と前記第２コンデンサ素子とが配置され、
   前記正極バスバーは、前記第１正極端子面に面接触する第１正極接触部及び前記第２正極端子面に面接触する第２正極接触部を備え、
   前記負極バスバーは、前記第１負極端子面に面接触する第１負極接触部及び前記第２負極端子面に面接触する第２負極接触部を備え、
   前記第１正極接触部及び前記第２負極接触部が、冷却ユニットに面接触し、
   前記第１正極端子面と前記第１負極端子面とが互いに反対方向を向くように前記第１コンデンサ素子が形成され、
   前記第２正極端子面と前記第２負極端子面とが互いに反対方向を向くように前記第２コンデンサ素子が形成され、
   前記第１コンデンサ素子と前記第２コンデンサ素子とが互いに隣り合って配置され、
   前記正極バスバーは、前記第１コンデンサ素子と前記第２コンデンサ素子との間に配置されて、前記第１正極接触部と前記第２正極接触部とを接続する正極バスバー連結部をさらに有し、
   前記負極バスバーは、前記第１コンデンサ素子と前記第２コンデンサ素子との間に配置されて、前記第１負極接触部と前記第２負極接触部とを接続する負極バスバー連結部をさらに有し、
   前記正極バスバー連結部と前記負極バスバー連結部とが、前記第１コンデンサ素子と前記第２コンデンサ素子との配列方向に交差する方向に並ぶように互いに隣り合って配置されている平滑コンデンサユニット。

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