JP6973269B2

JP6973269B2 - Power converter

Info

Publication number: JP6973269B2
Application number: JP2018084045A
Authority: JP
Inventors: 和成小島
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-04-25
Filing date: 2018-04-25
Publication date: 2021-11-24
Anticipated expiration: 2038-04-25
Also published as: JP2019193443A

Description

本発明は、スイッチング回路部とコンデンサモジュールとを有する電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power conversion device having a switching circuit unit and a capacitor module.

例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等に搭載されるインバータ等の電力変換装置は、スイッチング回路部及びコンデンサモジュールを備えている。特許文献１には、コンデンサ素子を封止樹脂にて封止してなるコンデンサモジュールが開示されている。そして、コンデンサモジュールとスイッチング回路部とをバスバー（以下において、コンデンサバスバーという。）にて接続した構成が開示されている。 For example, a power conversion device such as an inverter mounted on an electric vehicle, a hybrid vehicle, or the like includes a switching circuit unit and a capacitor module. Patent Document 1 discloses a capacitor module in which a capacitor element is sealed with a sealing resin. A configuration in which the capacitor module and the switching circuit unit are connected by a bus bar (hereinafter, referred to as a capacitor bus bar) is disclosed.

コンデンサバスバーは、コンデンサ素子及びスイッチング回路部と接続されると共に、直流電源にも電気的に接続されている。すなわち、コンデンサバスバーは、直流電源とスイッチング回路部との間の電流経路ともなり、直流電源とコンデンサとの間の電流経路ともなり、コンデンサとスイッチング回路部との間の電流経路ともなる。 The capacitor bus bar is connected to the capacitor element and the switching circuit unit, and is also electrically connected to the DC power supply. That is, the capacitor bus bar also serves as a current path between the DC power supply and the switching circuit section, a current path between the DC power supply and the capacitor, and a current path between the capacitor and the switching circuit section.

特開２０１４−２０７４２７号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-207427

しかしながら、特許文献１に記載の電力変換装置においては、以下の課題がある。
すなわち、近年の電力変換装置の高出力化に伴い、直流電源からスイッチング回路部へ流れる電流が大きくなる傾向にある。そうすると、コンデンサバスバーにおける発熱量も大きくなりやすい。 However, the power conversion device described in Patent Document 1 has the following problems.
That is, with the increase in output of power conversion devices in recent years, the current flowing from the DC power supply to the switching circuit section tends to increase. Then, the amount of heat generated in the condenser bus bar tends to increase.

特許文献１に記載の電力変換装置においては、コンデンサバスバーの一部がコンデンサモジュールの封止樹脂内に配置されている。そして、コンデンサバスバーは、スイッチング回路部と接続される部位と、直流電源に接続される部位とを、封止樹脂の互いに異なる部分から露出させている。それゆえ、直流電源からスイッチング回路部へ流れる電流は、一旦コンデンサモジュールの封止樹脂内を通ることとなる。そうすると、この電流経路に大きな電流が流れたとき、この電流に起因する熱を放熱し難いという課題が生じうる。また、コンデンサ素子への伝熱量が大きくなりやすく、コンデンサ素子の温度上昇を招くおそれがある。 In the power conversion device described in Patent Document 1, a part of the capacitor bus bar is arranged in the sealing resin of the capacitor module. The capacitor bus bar exposes a portion connected to the switching circuit portion and a portion connected to the DC power supply from different portions of the sealing resin. Therefore, the current flowing from the DC power supply to the switching circuit section once passes through the sealing resin of the capacitor module. Then, when a large current flows through this current path, there may be a problem that it is difficult to dissipate heat caused by this current. In addition, the amount of heat transferred to the capacitor element tends to be large, which may lead to an increase in the temperature of the capacitor element.

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、コンデンサバスバーの熱を効率的に放熱しやすく、コンデンサ素子の温度上昇を抑制しやすい電力変換装置を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a power conversion device that can easily dissipate heat of a capacitor bus bar efficiently and suppress a temperature rise of a capacitor element.

本発明の一態様は、スイッチング回路部（２０）と、
該スイッチング回路部に電気的に接続されたコンデンサモジュール（３）と、
上記コンデンサモジュールと並列接続された付属コンデンサモジュール（５）と、
上記スイッチング回路部、上記コンデンサモジュール及び上記付属コンデンサモジュールを収容する装置ケース（１２）と、を有し、
上記コンデンサモジュールは、コンデンサ素子（３１）と、
該コンデンサ素子を収容するコンデンサケース（３２）と、
該コンデンサケース内において上記コンデンサ素子を封止する封止樹脂（３３）と、
上記コンデンサ素子と上記スイッチング回路部のパワー端子とを接続するコンデンサバスバー（４）と、を有し、
上記コンデンサバスバーは、上記封止樹脂の内部において上記コンデンサ素子に接続される素子接続部（４１）と、
上記封止樹脂の外部において上記パワー端子と接続される端子接続部（４２）と、
上記封止樹脂の外部において直流電源に電気的に接続された電源配線（５４）に接続される電源接続部（４３）と、を有し、
上記コンデンサバスバーにおける、上記端子接続部と上記電源接続部との間の電流経路を構成する直流経路部（４４）は、上記封止樹脂の外部に露出しており、
上記付属コンデンサモジュールは、上記コンデンサバスバーの上記電源接続部に接続されており、
上記付属コンデンサモジュールは、上記電源接続部に、締結部材（１１）によって着脱可能に固定されており、
上記付属コンデンサモジュールを固定する固定部材（１３５）と、上記締結部材とは、固定方向が互いに同一である、電力変換装置（１）にある。
本発明の他の態様は、スイッチング回路部（２０）と、
該スイッチング回路部に電気的に接続されたコンデンサモジュール（３）と、を有し、
上記コンデンサモジュールは、コンデンサ素子（３１）と、
該コンデンサ素子を収容するコンデンサケース（３２）と、
該コンデンサケース内において上記コンデンサ素子を封止する封止樹脂（３３）と、
上記コンデンサ素子と上記スイッチング回路部のパワー端子とを接続するコンデンサバスバー（４）と、を有し、
上記コンデンサバスバーは、上記封止樹脂の内部において上記コンデンサ素子に接続される素子接続部（４１）と、
上記封止樹脂の外部において上記パワー端子と接続される端子接続部（４２）と、
上記封止樹脂の外部において直流電源に電気的に接続された電源配線（５４）に接続される電源接続部（４３）と、を有し、
上記コンデンサバスバーにおける、上記端子接続部と上記電源接続部との間の電流経路を構成する直流経路部（４４）は、上記封止樹脂の外部に露出しており、
上記コンデンサモジュールは、上記コンデンサバスバーとして、上記コンデンサ素子における互いに反対側の電極に接続された正極バスバー（４Ｐ）及び負極バスバー（４Ｎ）を有し、上記正極バスバーと上記負極バスバーとは、互いの上記直流経路部の一部において、絶縁層（４６）を介して厚み方向に対向配置した対向部（４５）を有し、上記電源接続部は、厚み方向から見たとき、上記対向部及び上記絶縁層から突出しており、
上記対向部は、平板状の本体対向部（４５１）と、該本体対向部から該本体対向部の厚み方向に立設した立設対向部（４５２）とを有し、上記絶縁層は、一対の上記本体対向部の間に介在する本体絶縁部（４６１）と、一対の上記立設対向部の間に介在する立設絶縁部（４６２）とを有し、上記電源接続部は、上記立設対向部から、該立設対向部の厚み方向に屈曲してなり、上記本体対向部と平行に形成されている、電力変換装置（１）にある。 One aspect of the present invention includes a switching circuit unit (20) and
A capacitor module (3) electrically connected to the switching circuit section and
The attached capacitor module (5) connected in parallel with the above capacitor module,
It has the switching circuit unit, the capacitor module, and the device case (12) for accommodating the attached capacitor module .
The capacitor module includes a capacitor element (31) and
A capacitor case (32) for accommodating the capacitor element and
A sealing resin (33) that seals the capacitor element in the capacitor case,
It has a capacitor bus bar (4) that connects the capacitor element and the power terminal of the switching circuit section.
The capacitor bus bar has an element connection portion (41) connected to the capacitor element inside the sealing resin and the element connection portion (41).
A terminal connection portion (42) connected to the power terminal outside the sealing resin, and
It has a power supply connection portion (43) connected to a power supply wiring (54) electrically connected to a DC power supply outside the sealing resin.
The DC path portion (44) constituting the current path between the terminal connection portion and the power supply connection portion in the capacitor bus bar is exposed to the outside of the sealing resin .
The attached capacitor module is connected to the power supply connection portion of the capacitor bus bar.
The attached capacitor module is detachably fixed to the power supply connection portion by a fastening member (11).
The fixing member (135) for fixing the attached capacitor module and the fastening member are in the power conversion device (1) having the same fixing direction.
Another aspect of the present invention includes a switching circuit unit (20) and
It has a capacitor module (3) electrically connected to the switching circuit unit, and has.
The capacitor module includes a capacitor element (31) and
A capacitor case (32) for accommodating the capacitor element and
A sealing resin (33) that seals the capacitor element in the capacitor case,
It has a capacitor bus bar (4) that connects the capacitor element and the power terminal of the switching circuit section.
The capacitor bus bar has an element connection portion (41) connected to the capacitor element inside the sealing resin and the element connection portion (41).
A terminal connection portion (42) connected to the power terminal outside the sealing resin,
It has a power supply connection portion (43) connected to a power supply wiring (54) electrically connected to a DC power supply outside the sealing resin.
The DC path portion (44) constituting the current path between the terminal connection portion and the power supply connection portion in the capacitor bus bar is exposed to the outside of the sealing resin.
The capacitor module has a positive electrode bus bar (4P) and a negative electrode bus bar (4N) connected to electrodes on opposite sides of the capacitor element as the capacitor bus bar, and the positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar are mutually exclusive. A part of the DC path portion has a facing portion (45) arranged to face each other in the thickness direction via an insulating layer (46), and the power supply connecting portion has the facing portion and the facing portion when viewed from the thickness direction. Protruding from the insulating layer,
The facing portion has a flat plate-shaped main body facing portion (451) and an erected facing portion (452) erected from the main body facing portion in the thickness direction of the main body facing portion, and the insulating layer is a pair. The main body insulating portion (461) interposed between the main body facing portions and the standing insulating portion (462) interposed between the pair of standing facing portions, and the power supply connecting portion is the standing portion. It is in the power conversion device (1) which is bent in the thickness direction of the vertical facing portion from the standing facing portion and is formed in parallel with the main body facing portion.

上記電力変換装置において、上記コンデンサバスバーにおける、上記端子接続部と上記電源接続部との間の電流経路を構成する直流経路部は、上記封止樹脂の外部に露出している。これにより、電源接続部から端子接続部への直流経路部に大電流が流れたとき、その電流に起因する熱を、効率的に放熱しやすい。そして、直流経路部において発生した熱が、コンデンサモジュールの封止樹脂内にこもることを抑制することができる。その結果、コンデンサ素子の温度上昇を効果的に抑制することができる。 In the power conversion device, the DC path portion constituting the current path between the terminal connection portion and the power supply connection portion in the capacitor bus bar is exposed to the outside of the sealing resin. As a result, when a large current flows through the DC path portion from the power supply connection portion to the terminal connection portion, the heat generated by the current can be easily dissipated efficiently. Then, it is possible to prevent the heat generated in the DC path portion from being trapped in the sealing resin of the capacitor module. As a result, the temperature rise of the capacitor element can be effectively suppressed.

以上のごとく、上記態様によれば、バスバーの熱を効率的に放熱しやすく、コンデンサ素子の温度上昇を抑制しやすい電力変換装置を提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。 As described above, according to the above aspect, it is possible to provide a power conversion device that can easily dissipate the heat of the bus bar efficiently and suppress the temperature rise of the capacitor element.
The reference numerals in parentheses described in the scope of claims and the means for solving the problem indicate the correspondence with the specific means described in the embodiments described later, and limit the technical scope of the present invention. It's not a thing.

実施形態１における、電力変換装置の平面説明図。The plan view of the power conversion apparatus in Embodiment 1. 実施形態１における、図１とは反対側から見た電力変換装置の平面説明図。The plan view of the power conversion apparatus seen from the side opposite to FIG. 1 in Embodiment 1. FIG. 実施形態１における、コンデンサモジュールの斜視図。The perspective view of the capacitor module in Embodiment 1. FIG. 図３のIV−IV線矢視断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV of FIG. 図４のＶ−Ｖ線矢視断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line VV of FIG. 図４のVI−VI線矢視断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI of FIG. 図３のVII視図。VII view of FIG. 図３のVIII視図。VIII view of FIG. 実施形態１における、電力変換装置の回路図。The circuit diagram of the power conversion apparatus in Embodiment 1. 実施形態１における、付属コンデンサモジュールの断面説明図。The cross-sectional explanatory view of the attached capacitor module in Embodiment 1. FIG. 実施形態１における、コンデンサバスバー（正極バスバー）における電流経路を示す説明図。The explanatory view which shows the current path in the condenser bus bar (positive electrode bus bar) in Embodiment 1. FIG. 実施形態１における、コンデンサバスバー（負極バスバー）における電流経路を示す説明図。The explanatory view which shows the current path in the capacitor bus bar (negative electrode bus bar) in Embodiment 1. FIG.

（実施形態１）
電力変換装置に係る実施形態について、図１〜図１２を参照して説明する。
本形態の電力変換装置１は、図１、図２に示すごとく、スイッチング回路部２０と、スイッチング回路部２０に電気的に接続されたコンデンサモジュール３と、を有する。 (Embodiment 1)
An embodiment of the power conversion device will be described with reference to FIGS. 1 to 12.
As shown in FIGS. 1 and 2, the power conversion device 1 of the present embodiment includes a switching circuit unit 20 and a capacitor module 3 electrically connected to the switching circuit unit 20.

コンデンサモジュール３は、図３〜図８に示すごとく、コンデンサ素子３１と、コンデンサケース３２と、封止樹脂３３と、コンデンサバスバー４と、を有する。コンデンサケース３２は、コンデンサ素子３１を収容するケースである。封止樹脂３３は、コンデンサケース３２内においてコンデンサ素子３１を封止する。コンデンサバスバー４は、コンデンサ素子３１とスイッチング回路部２０のパワー端子２１（図１参照）とを接続する。 As shown in FIGS. 3 to 8, the capacitor module 3 has a capacitor element 31, a capacitor case 32, a sealing resin 33, and a capacitor bus bar 4. The capacitor case 32 is a case for accommodating the capacitor element 31. The sealing resin 33 seals the capacitor element 31 in the capacitor case 32. The capacitor bus bar 4 connects the capacitor element 31 and the power terminal 21 (see FIG. 1) of the switching circuit unit 20.

図４、図５に示すごとく、コンデンサバスバー４は、素子接続部４１と、端子接続部４２と、電源接続部４３と、を有する。素子接続部４１は、封止樹脂３３の内部においてコンデンサ素子３１に接続される部位である。端子接続部４２は、封止樹脂３３の外部においてパワー端子２１と接続される部位である。電源接続部４３は、封止樹脂３３の外部において直流電源に電気的に接続された電源配線に接続される部位である。なお、本形態において、電源配線は、後述する付属バスバー５４にて構成されている（図２参照）。 As shown in FIGS. 4 and 5, the capacitor bus bar 4 has an element connection portion 41, a terminal connection portion 42, and a power supply connection portion 43. The element connection portion 41 is a portion connected to the capacitor element 31 inside the sealing resin 33. The terminal connection portion 42 is a portion connected to the power terminal 21 outside the sealing resin 33. The power supply connection portion 43 is a portion connected to the power supply wiring electrically connected to the DC power supply outside the sealing resin 33. In this embodiment, the power supply wiring is configured by the attached bus bar 54 described later (see FIG. 2).

図１〜図４に示すごとく、コンデンサバスバー４における、端子接続部４２と電源接続部４３との間の電流経路を構成する直流経路部４４は、封止樹脂３３の外部に露出している。 As shown in FIGS. 1 to 4, the DC path portion 44 constituting the current path between the terminal connection portion 42 and the power supply connection portion 43 in the capacitor bus bar 4 is exposed to the outside of the sealing resin 33.

本形態の電力変換装置１は、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両に搭載され、図９の回路図に示すように、直流電源ＢＡＴと交流の回転電機ＭＧとの間に接続される。そして、電力変換装置１は、スイッチング回路部２０におけるスイッチング動作によって、直流電力と交流電力との間の電力変換を行うことができるよう構成されている。 The power conversion device 1 of this embodiment is mounted on a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle, and is connected between a DC power supply BAT and an AC rotary electric machine MG as shown in the circuit diagram of FIG. The power conversion device 1 is configured to be able to perform power conversion between DC power and AC power by the switching operation in the switching circuit unit 20.

スイッチング回路部２０は、スイッチング素子２ｕ、２ｄを内蔵した半導体モジュール２を複数個備えている。複数の半導体モジュール２は、図１、図２に示すごとく、複数の冷却管２２と共に積層配置されている。冷却管２２は、内部に冷媒流路を有する。複数の冷却管２２は互いの冷媒流路を連結している。 The switching circuit unit 20 includes a plurality of semiconductor modules 2 having built-in switching elements 2u and 2d. As shown in FIGS. 1 and 2, the plurality of semiconductor modules 2 are stacked and arranged together with the plurality of cooling pipes 22. The cooling pipe 22 has a refrigerant flow path inside. The plurality of cooling pipes 22 are connected to each other's refrigerant flow paths.

各半導体モジュール２は、パワー端子２１を積層方向Ｘに直交する方向に突出している。これらのパワー端子２１に、コンデンサバスバー４の端子接続部４２が接続される。なお、以下において、積層方向Ｘを、単にＸ方向ともいう。また、パワー端子２１の突出方向を、適宜、Ｚ方向といい、Ｘ方向とＺ方向との双方に直交する方向を、適宜Ｙ方向という。 Each semiconductor module 2 projects the power terminal 21 in a direction orthogonal to the stacking direction X. The terminal connection portion 42 of the capacitor bus bar 4 is connected to these power terminals 21. In the following, the stacking direction X is also simply referred to as the X direction. Further, the protruding direction of the power terminal 21 is appropriately referred to as the Z direction, and the direction orthogonal to both the X direction and the Z direction is appropriately referred to as the Y direction.

複数の半導体モジュール２は、コンデンサモジュール３に対してＹ方向に並ぶ位置に配置されている。コンデンサモジュール３は、Ｘ方向に長尺な形状を有している。この長手方向の略半分の領域において、コンデンサモジュール３に対して半導体モジュール２の積層体（すなわち、スイッチング回路部２０）が、Ｙ方向に対向している。また、コンデンサモジュール３は、コンデンサケース３２の開口面３２１を、Ｙ方向におけるスイッチング回路部２０側に向けている。つまり、封止樹脂３３のポッティング面が、Ｙ方向におけるスイッチング回路部２０側を向いている。 The plurality of semiconductor modules 2 are arranged at positions arranged in the Y direction with respect to the capacitor module 3. The capacitor module 3 has a long shape in the X direction. In this substantially half region in the longitudinal direction, the laminate of the semiconductor module 2 (that is, the switching circuit unit 20) faces the capacitor module 3 in the Y direction. Further, in the capacitor module 3, the opening surface 321 of the capacitor case 32 is directed toward the switching circuit unit 20 in the Y direction. That is, the potting surface of the sealing resin 33 faces the switching circuit portion 20 side in the Y direction.

各半導体モジュール２は、図９に示すごとく、スイッチング素子として、互いに直列接続された上アームスイッチング素子２ｕと下アームスイッチング素子２ｄとを内蔵している。そして、上アームスイッチング素子２ｕの高電位側が正極のパワー端子２１に接続され、下アームスイッチング素子２ｄの低電位側が負極のパワー端子２１に接続されている。上アームスイッチング素子２ｕと下アームスイッチング素子２ｄとの接続部は、図示を省略する出力用の交流端子に接続されている。この交流端子は、回転電機ＭＧに接続されている。 As shown in FIG. 9, each semiconductor module 2 incorporates an upper arm switching element 2u and a lower arm switching element 2d connected in series with each other as switching elements. The high potential side of the upper arm switching element 2u is connected to the power terminal 21 of the positive electrode, and the low potential side of the lower arm switching element 2d is connected to the power terminal 21 of the negative electrode. The connection portion between the upper arm switching element 2u and the lower arm switching element 2d is connected to an AC terminal for output (not shown). This AC terminal is connected to the rotary electric machine MG.

図３〜図９に示すごとく、コンデンサバスバー４としては、コンデンサ素子３１における互いに反対側の電極に接続された正極バスバー４Ｐ及び負極バスバー４Ｎがある。正極バスバー４Ｐの端子接続部４２が、正極のパワー端子２１に接続され、負極バスバー４Ｎの端子接続部４２が、負極のパワー端子２１に接続される。また、正極バスバー４Ｐの電源接続部４３が、直流電源ＢＡＴの正極に電気的に接続され、負極バスバー４Ｎの電源接続部４３が、直流電源ＢＡＴの負極に電気的に接続される。 As shown in FIGS. 3 to 9, the capacitor bus bar 4 includes a positive electrode bus bar 4P and a negative electrode bus bar 4N connected to electrodes on opposite sides of the capacitor element 31. The terminal connection portion 42 of the positive electrode bus bar 4P is connected to the power terminal 21 of the positive electrode, and the terminal connection portion 42 of the negative electrode bus bar 4N is connected to the power terminal 21 of the negative electrode. Further, the power supply connection portion 43 of the positive electrode bus bar 4P is electrically connected to the positive electrode of the DC power supply BAT, and the power supply connection portion 43 of the negative electrode bus bar 4N is electrically connected to the negative electrode of the DC power supply BAT.

電力変換装置１は、図１、図２、図９に示すごとく、コンデンサモジュール３と並列接続された付属コンデンサモジュール５を有する。付属コンデンサモジュール５は、コンデンサバスバー４の電源接続部４３に接続されている。これにより、コンデンサモジュール３と付属コンデンサモジュール５とは、互いに並列接続されている。図２に示すごとく、付属コンデンサモジュール５は、電源接続部４３に、締結部材１１によって着脱可能に固定されている。 As shown in FIGS. 1, 2, and 9, the power conversion device 1 has an attached capacitor module 5 connected in parallel with the capacitor module 3. The attached capacitor module 5 is connected to the power supply connection portion 43 of the capacitor bus bar 4. As a result, the capacitor module 3 and the attached capacitor module 5 are connected to each other in parallel. As shown in FIG. 2, the attached capacitor module 5 is detachably fixed to the power supply connection portion 43 by the fastening member 11.

図１、図２に示すごとく、付属コンデンサモジュール５は、コンデンサモジュール３に対してＹ方向に並ぶように配され、スイッチング回路部２０に対してＸ方向に並ぶように配されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the attached capacitor modules 5 are arranged so as to be arranged in the Y direction with respect to the capacitor module 3 and arranged so as to be arranged in the X direction with respect to the switching circuit unit 20.

図１０に示すごとく、付属コンデンサモジュール５も、コンデンサモジュール３と同様に、コンデンサケース５２内に、コンデンサ素子５１を内蔵してなる。コンデンサ素子５１は、コンデンサケース５２内において、封止樹脂５３によって封止されている。コンデンサケース５２は、開口面５２１を、Ｙ方向における、コンデンサモジュール３側に向けている。すなわち、付属コンデンサモジュール５は、封止樹脂５３のポッティング面を、Ｙ方向におけるコンデンサモジュール３側に向けている。 As shown in FIG. 10, the attached capacitor module 5 also has a capacitor element 51 built in the capacitor case 52, similarly to the capacitor module 3. The capacitor element 51 is sealed by the sealing resin 53 in the capacitor case 52. The capacitor case 52 has the opening surface 521 facing the capacitor module 3 side in the Y direction. That is, the attached capacitor module 5 has the potting surface of the sealing resin 53 facing the capacitor module 3 side in the Y direction.

付属コンデンサモジュール５は、コンデンサ素子５１の一対の電極にそれぞれ接続された、一対の付属バスバー５４を有する。これらの付属バスバー５４は、コンデンサケース５２の外側面に延設されている。なお、正極側の付属バスバー５４Ｐは、コンデンサケース５２の開口面５２１から突出して、コンデンサケース５２の外側面に延びている。図１０には表れていないが、負極側の付属バスバー５４Ｎも同様に、開口面５２１から突出して、コンデンサケース５２の外側面に延びている。図２において主として破線にて示すごとく、付属バスバー５４Ｎは、正極側の付属バスバー５４Ｐと絶縁を保ちつつ厚み方向に重なってＹ方向に延びるＹ方向延設部５４Ｎｙを有する。また、付属バスバー５４Ｎは、Ｙ方向延設部５４Ｎｙの一部に重なると共に接続されて、Ｘ方向に延びるように、コンデンサケース５２の外側面に配されたＸ方向延設部５４Ｎｘを有する。本形態においては、Ｙ方向延設部５４ＮｙとＸ方向延設部５４Ｎｘとが、互いに別部材によって構成されている。 The attached capacitor module 5 has a pair of attached bus bars 54 connected to a pair of electrodes of the capacitor element 51, respectively. These attached bus bars 54 extend to the outer surface of the capacitor case 52. The attached bus bar 54P on the positive electrode side protrudes from the opening surface 521 of the capacitor case 52 and extends to the outer surface of the capacitor case 52. Although not shown in FIG. 10, the attached bus bar 54N on the negative electrode side also protrudes from the opening surface 521 and extends to the outer surface of the capacitor case 52. As shown mainly by the broken line in FIG. 2, the attached bus bar 54N has a Y-direction extending portion 54Ny that overlaps with the attached bus bar 54P on the positive electrode side and extends in the Y direction while maintaining insulation. Further, the attached bus bar 54N has an X-direction extension portion 54Nx arranged on the outer surface of the capacitor case 52 so as to overlap and be connected to a part of the Y-direction extension portion 54Ny and extend in the X direction. In this embodiment, the Y-direction extension portion 54Ny and the X-direction extension portion 54N x are configured by separate members from each other.

図２、図９に示すごとく、コンデンサバスバー４の電源接続部４３は、付属バスバー５４を介して、直流電源ＢＡＴに接続される。すなわち、付属バスバー５４は、一方の端部に、コンデンサバスバー４と接続される第１接続部５４１を有する。この第１接続部５４１が、締結部材１１によって、コンデンサバスバー４の電源接続部４３に接続されている。また、付属バスバー５４の他方の端部に、直流電源ＢＡＴからの接続配線が接続される第２接続部５４２が形成されている。 As shown in FIGS. 2 and 9, the power supply connection portion 43 of the condenser bus bar 4 is connected to the DC power supply BAT via the attached bus bar 54. That is, the attached bus bar 54 has a first connection portion 541 connected to the condenser bus bar 4 at one end thereof. The first connection portion 541 is connected to the power supply connection portion 43 of the condenser bus bar 4 by the fastening member 11. Further, a second connection portion 542 to which the connection wiring from the DC power supply BAT is connected is formed at the other end of the attached bus bar 54.

電力変換装置１は、スイッチング回路部２０、コンデンサモジュール３及び付属コンデンサモジュール５を収容する装置ケース１２を有する。図１に示すごとく、コンデンサモジュール３は、固定部材１３３によって装置ケース１２に固定されている。図２に示すごとく、付属コンデンサモジュール５は、固定部材１３５によって装置ケース１２に固定されている。 The power conversion device 1 has a device case 12 that houses a switching circuit unit 20, a capacitor module 3, and an accessory capacitor module 5. As shown in FIG. 1, the capacitor module 3 is fixed to the device case 12 by the fixing member 133. As shown in FIG. 2, the attached capacitor module 5 is fixed to the device case 12 by the fixing member 135.

付属コンデンサモジュール５を固定する固定部材１３５と、締結部材１１とは、固定方向が互いに同一である。すなわち、固定部材１３５及び締結部材１１は、図２における紙面の表から裏へ向かう方向に、締結されている。一方、図１に示す、コンデンサモジュール３を固定する固定部材１３３は、固定部材１３５及び締結部材１１と反対向きの固定方向となっている。
なお、本形態においては、締結部材１１も、固定部材１３３、１３５も、ボルトにて構成することができる。 The fixing member 135 for fixing the attached capacitor module 5 and the fastening member 11 have the same fixing direction. That is, the fixing member 135 and the fastening member 11 are fastened in the direction from the front to the back of the paper in FIG. 2. On the other hand, the fixing member 133 for fixing the capacitor module 3 shown in FIG. 1 has a fixing direction opposite to that of the fixing member 135 and the fastening member 11.
In this embodiment, both the fastening member 11 and the fixing members 133 and 135 can be formed of bolts.

上述のように、コンデンサモジュール３は、コンデンサバスバー４として、正極バスバー４Ｐ及び負極バスバー４Ｎを有する。図５、図６に示すごとく、正極バスバー４Ｐと負極バスバー４Ｎとは、互いの直流経路部４４の一部において、絶縁層４６を介して厚み方向に対向配置した対向部４５を有する。電源接続部４３は、厚み方向（本形態においては、Ｚ方向）から見たとき、対向部４５及び絶縁層４６から突出している。電源接続部４３は、対向部４５及び絶縁層４６から、Ｘ方向の一方側に突出している。 As described above, the capacitor module 3 has a positive electrode bus bar 4P and a negative electrode bus bar 4N as the capacitor bus bar 4. As shown in FIGS. 5 and 6, the positive electrode bus bar 4P and the negative electrode bus bar 4N have facing portions 45 arranged opposite to each other in the thickness direction via the insulating layer 46 in a part of each other's DC path portions 44. The power supply connection portion 43 protrudes from the facing portion 45 and the insulating layer 46 when viewed from the thickness direction (in this embodiment, the Z direction). The power supply connection portion 43 projects from the facing portion 45 and the insulating layer 46 to one side in the X direction.

対向部４５は、平板状の本体対向部４５１と立設対向部４５２とを有する。立設対向部４５２は、本体対向部４５１から本体対向部４５１の厚み方向（すなわちＺ方向）に立設した部位である。絶縁層４６は、本体絶縁部４６１と立設絶縁部４６２とを有する。本体絶縁部４６１は、一対の本体対向部４５１の間に介在する部位である。立設絶縁部４６２は、一対の立設対向部４５２の間に介在する部位である。 The facing portion 45 has a flat plate-shaped main body facing portion 451 and an upright facing portion 452. The erected facing portion 452 is a portion erected from the main body facing portion 451 in the thickness direction (that is, the Z direction) of the main body facing portion 451. The insulating layer 46 has a main body insulating portion 461 and an erected insulating portion 462. The main body insulating portion 461 is a portion interposed between the pair of main body facing portions 451. The erected insulating portion 462 is a portion interposed between the pair of erected facing portions 452.

電源接続部４３は、立設対向部４５２から、立設対向部４５２の厚み方向（すなわちＸ方向）に屈曲してなる。電源接続部４３は、本体対向部４５１と平行に形成されている。なお、電源接続部４３と本体対向部４５１とが平行であるとは、両者の厚み方向が略同じ方向となる状態を意味する。また、絶縁層４６は、樹脂成形体からなる。 The power supply connection portion 43 is bent from the erection facing portion 452 in the thickness direction (that is, the X direction) of the erection facing portion 452. The power supply connection portion 43 is formed in parallel with the main body facing portion 451. The fact that the power supply connection portion 43 and the main body facing portion 451 are parallel means a state in which the thickness directions of the two are substantially the same. Further, the insulating layer 46 is made of a resin molded body.

図４、図７、図８に示すごとく、本体対向部４５１は、Ｘ方向に長尺の長尺対向部４５１ａと、長尺対向部４５１ａにおけるＸ方向の端部から、Ｙ方向におけるコンデンサ素子３１と反対側に突出した突出対向部４５１ｂとを有する。また、長尺対向部４５１ａから、Ｙ方向におけるコンデンサ素子３１と反対側に、複数の端子接続部４２が突出している。突出対向部４５１ｂの、Ｙ方向における、端子接続部４２と反対側の端縁から、立設対向部４５２が立設している。 As shown in FIGS. 4, 7, and 8, the main body facing portion 451 has a long facing portion 451a that is long in the X direction and a capacitor element 31 in the Y direction from the end portion of the long facing portion 451a in the X direction. It has a protruding facing portion 451b protruding on the opposite side to the above. Further, a plurality of terminal connection portions 42 project from the long facing portion 451a on the opposite side of the capacitor element 31 in the Y direction. An upright facing portion 452 is erected from the end edge of the protruding facing portion 451b on the opposite side of the terminal connecting portion 42 in the Y direction.

なお、コンデンサモジュール３は、Ｘ方向における、コンデンサバスバー４が突出していない領域の一部において、放電基板３６を配設している。放電基板３６は、コンデンサモジュール３内のコンデンサ素子３１に電気的に接続されている。コンデンサモジュール３に充電された電荷を、放電基板３６において放電することができるよう構成されている。 The capacitor module 3 disposes of the discharge board 36 in a part of the region where the capacitor bus bar 4 does not protrude in the X direction. The discharge board 36 is electrically connected to the capacitor element 31 in the capacitor module 3. It is configured so that the electric charge charged in the capacitor module 3 can be discharged in the discharge board 36.

次に、本実施形態の作用効果につき説明する。
上記電力変換装置１において、コンデンサバスバー４における、端子接続部４２と電源接続部４３との間の電流経路を構成する直流経路部４４は、封止樹脂３３の外部に露出している。これにより、図１１、図１２に示すごとく、電源接続部４３から端子接続部４２への直流経路部４４に大電流が流れたとき、その電流に起因する熱を、効率的に放熱しやすい。そして、直流経路部４４において発生した熱が、コンデンサモジュール３の封止樹脂３３内にこもることを抑制することができる。その結果、コンデンサ素子３１の温度上昇を効果的に抑制することができる。 Next, the action and effect of this embodiment will be described.
In the power conversion device 1, the DC path portion 44 constituting the current path between the terminal connection portion 42 and the power supply connection portion 43 in the capacitor bus bar 4 is exposed to the outside of the sealing resin 33. As a result, as shown in FIGS. 11 and 12, when a large current flows through the DC path portion 44 from the power supply connection portion 43 to the terminal connection portion 42, the heat generated by the current can be easily dissipated efficiently. Then, it is possible to prevent the heat generated in the DC path portion 44 from being trapped in the sealing resin 33 of the capacitor module 3. As a result, the temperature rise of the capacitor element 31 can be effectively suppressed.

例えば、回転電機ＭＧによる車両走行時等において、直流電源ＢＡＴとスイッチング回路部２０との間の直流経路部４４に大電流が流れることもある（図１１、図１２の矢印ｉ参照）。このとき、直流経路部４４が発熱するが、直流経路部４４が封止樹脂３３内に配置されていると、放熱が困難となり、コンデンサ素子３１の温度上昇にもつながりかねない。これに対して、上記ように、直流経路部４４が封止樹脂３３の外に配置されている。そのため、直流経路部４４の熱を放熱しやすく、コンデンサ素子３１の温度上昇も抑制することができる。 For example, when the vehicle is running by the rotary electric machine MG, a large current may flow in the DC path section 44 between the DC power supply BAT and the switching circuit section 20 (see arrows i in FIGS. 11 and 12). At this time, the DC path portion 44 generates heat, but if the DC path portion 44 is arranged in the sealing resin 33, heat dissipation becomes difficult and the temperature of the capacitor element 31 may rise. On the other hand, as described above, the DC path portion 44 is arranged outside the sealing resin 33. Therefore, the heat of the DC path portion 44 can be easily dissipated, and the temperature rise of the capacitor element 31 can be suppressed.

電力変換装置１は、付属コンデンサモジュール５を有し、付属コンデンサモジュール５は、コンデンサバスバー４の電源接続部４３に接続されている。これにより、コンデンサモジュール３と付属コンデンサモジュール５とをコンデンサバスバー４を介して互いに接続することができる。それゆえ、コンデンサモジュール３と付属コンデンサモジュール５との間の電流経路を短くすることができる。そのため、コンデンサ素子３１とコンデンサ素子５１との間のインダクタンス偏差を抑制することができる。それゆえ、コンデンサ素子間の電流共振を抑制することができる。その結果、コンデンサ素子３１、５１における発熱を抑制することができる。 The power conversion device 1 has an attached capacitor module 5, and the attached capacitor module 5 is connected to a power supply connection portion 43 of the capacitor bus bar 4. As a result, the capacitor module 3 and the attached capacitor module 5 can be connected to each other via the capacitor bus bar 4. Therefore, the current path between the capacitor module 3 and the attached capacitor module 5 can be shortened. Therefore, the inductance deviation between the capacitor element 31 and the capacitor element 51 can be suppressed. Therefore, the current resonance between the capacitor elements can be suppressed. As a result, heat generation in the capacitor elements 31 and 51 can be suppressed.

付属コンデンサモジュール５は、電源接続部４３に、締結部材１１によって着脱可能に固定されている。これにより、付属コンデンサモジュール５の交換作業を容易にすることができる。つまり、付属コンデンサモジュール５を、コンデンサモジュール３やスイッチング回路部２０と分離することが容易となる。それゆえ、例えば、付属コンデンサモジュール５のみを交換することが容易となる。 The attached capacitor module 5 is detachably fixed to the power supply connection portion 43 by a fastening member 11. This makes it possible to facilitate the replacement work of the attached capacitor module 5. That is, it becomes easy to separate the attached capacitor module 5 from the capacitor module 3 and the switching circuit unit 20. Therefore, for example, it becomes easy to replace only the attached capacitor module 5.

また、付属コンデンサモジュール５を装置ケース１２に固定する固定部材１３５と、付属コンデンサモジュール５と電源接続部４３とを固定する締結部材１１とは、固定方向が互いに同一である。これにより、付属コンデンサモジュール５の組み付け作業あるいは交換作業を容易に行うことができる。 Further, the fixing member 135 for fixing the attached capacitor module 5 to the device case 12 and the fastening member 11 for fixing the attached capacitor module 5 and the power supply connecting portion 43 have the same fixing direction. As a result, the assembly work or the replacement work of the attached capacitor module 5 can be easily performed.

正極バスバー４Ｐと負極バスバー４Ｎとは、互いの直流経路部４４の一部において、絶縁層４６を介して厚み方向に対向配置した対向部４５を有する。電源接続部４３は、厚み方向から見たとき、対向部４５及び絶縁層４６から突出している。これにより、電源接続部４３における接続作業を行う場合、電源接続部４３に作用する負荷が封止樹脂３３に伝わることを抑制しやすい。それゆえ、コンデンサバスバー４が突出した部分における封止樹脂３３に、クラックが入るなどの不具合を抑制することができる。 The positive electrode bus bar 4P and the negative electrode bus bar 4N have facing portions 45 arranged opposite to each other in the thickness direction via an insulating layer 46 in a part of each other's DC path portions 44. The power supply connection portion 43 protrudes from the facing portion 45 and the insulating layer 46 when viewed from the thickness direction. As a result, when the connection work in the power supply connection portion 43 is performed, it is easy to suppress the load acting on the power supply connection portion 43 from being transmitted to the sealing resin 33. Therefore, it is possible to suppress problems such as cracks in the sealing resin 33 at the portion where the condenser bus bar 4 protrudes.

対向部４５は、本体対向部４５１と立設対向部４５２とを有し、絶縁層４６は、本体絶縁部４６１と立設絶縁部４６２とを有する。そして、電源接続部４３は、立設対向部４５２から、立設対向部４５２の厚み方向に屈曲してなり、本体対向部４５１と平行に形成されている。このような構成とすることで、電源接続部４３に作用する応力が、封止樹脂３３に伝わることを一層効果的に抑制することができる。 The facing portion 45 has a main body facing portion 451 and a standing facing portion 452, and the insulating layer 46 has a main body insulating portion 461 and a standing insulating portion 462. The power supply connecting portion 43 is bent from the standing facing portion 452 in the thickness direction of the standing facing portion 452, and is formed in parallel with the main body facing portion 451. With such a configuration, it is possible to more effectively suppress the stress acting on the power supply connection portion 43 from being transmitted to the sealing resin 33.

以上のごとく、本実施形態によれば、バスバーの熱を効率的に放熱しやすく、コンデンサ素子の温度上昇を抑制しやすい電力変換装置を提供することができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide a power conversion device that can easily dissipate the heat of the bus bar efficiently and suppress the temperature rise of the capacitor element.

本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。 The present invention is not limited to each of the above embodiments, and can be applied to various embodiments without departing from the gist thereof.

１電力変換装置
２０スイッチング回路部
３コンデンサモジュール
３１コンデンサ素子
３２コンデンサケース
３３封止樹脂
４コンデンサバスバー
４１素子接続部
４２端子接続部
４３電源接続部 1 Power converter 20 Switching circuit part 3 Capacitor module 31 Capacitor element 32 Capacitor case 33 Encapsulating resin 4 Capacitor bus bar 41 Element connection part 42 Terminal connection part 43 Power supply connection part

Claims

Switching circuit section (20) and
A capacitor module (3) electrically connected to the switching circuit section and
The attached capacitor module (5) connected in parallel with the above capacitor module,
It has the switching circuit unit, the capacitor module, and the device case (12) for accommodating the attached capacitor module.
The capacitor module includes a capacitor element (31) and
A capacitor case (32) for accommodating the capacitor element and
A sealing resin (33) that seals the capacitor element in the capacitor case,
It has a capacitor bus bar (4) that connects the capacitor element and the power terminal of the switching circuit section.
The capacitor bus bar has an element connection portion (41) connected to the capacitor element inside the sealing resin and the element connection portion (41).
A terminal connection portion (42) connected to the power terminal outside the sealing resin, and
It has a power supply connection portion (43) connected to a power supply wiring (54) electrically connected to a DC power supply outside the sealing resin.
The DC path portion (44) constituting the current path between the terminal connection portion and the power supply connection portion in the capacitor bus bar is exposed to the outside of the sealing resin.
The attached capacitor module is connected to the power supply connection portion of the capacitor bus bar.
The attached capacitor module is detachably fixed to the power supply connection portion by a fastening member (11).
A power conversion device (1) in which the fixing member (135) for fixing the attached capacitor module and the fastening member have the same fixing direction.

The capacitor module has a positive electrode bus bar (4P) and a negative electrode bus bar (4N) connected to electrodes on opposite sides of the capacitor element as the capacitor bus bar, and the positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar are mutually exclusive. A part of the DC path portion has a facing portion (45) arranged to face each other in the thickness direction via an insulating layer (46), and the power supply connecting portion has the facing portion and the facing portion when viewed from the thickness direction. The power conversion device according to claim 1, which protrudes from the insulating layer.

The facing portion has a flat plate-shaped main body facing portion (451) and an upright facing portion (452) erected from the main body facing portion in the thickness direction of the main body facing portion, and the insulating layer is described above. The main body insulating portion (461) interposed between the main body facing portion in the facing portion of the positive electrode bus bar and the main body facing portion in the facing portion of the negative electrode bus bar, and the standing facing portion in the facing portion of the positive electrode bus bar. It has an erected insulating portion (462) interposed between the portion and the erected facing portion in the facing portion of the negative electrode bus bar, and the power supply connecting portion is erected from the erected facing portion. The power conversion device according to claim 2, which is bent in the thickness direction of the portion and is formed in parallel with the main body facing portion.

Switching circuit section (20) and
It has a capacitor module (3) electrically connected to the switching circuit unit, and has.
The capacitor module includes a capacitor element (31) and
A capacitor case (32) for accommodating the capacitor element and
A sealing resin (33) that seals the capacitor element in the capacitor case,
It has a capacitor bus bar (4) that connects the capacitor element and the power terminal of the switching circuit section.
The capacitor bus bar has an element connection portion (41) connected to the capacitor element inside the sealing resin and the element connection portion (41).
A terminal connection portion (42) connected to the power terminal outside the sealing resin, and
It has a power supply connection portion (43) connected to a power supply wiring (54) electrically connected to a DC power supply outside the sealing resin.
The DC path portion (44) constituting the current path between the terminal connection portion and the power supply connection portion in the capacitor bus bar is exposed to the outside of the sealing resin.
The capacitor module has a positive electrode bus bar (4P) and a negative electrode bus bar (4N) connected to electrodes on opposite sides of the capacitor element as the capacitor bus bar, and the positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar are mutually exclusive. A part of the DC path portion has a facing portion (45) arranged to face each other in the thickness direction via an insulating layer (46), and the power supply connecting portion has the facing portion and the facing portion when viewed from the thickness direction. Protruding from the insulating layer,
The facing portion has a flat plate-shaped main body facing portion (451) and an upright facing portion (452) erected from the main body facing portion in the thickness direction of the main body facing portion, and the insulating layer is described above. The main body insulating portion (461) interposed between the main body facing portion in the facing portion of the positive electrode bus bar and the main body facing portion in the facing portion of the negative electrode bus bar, and the standing facing portion in the facing portion of the positive electrode bus bar. It has an erected insulating portion (462) interposed between the portion and the erected facing portion in the facing portion of the negative electrode bus bar, and the power supply connecting portion is erected from the erected facing portion. A power conversion device (1) that is bent in the thickness direction of the portion and is formed parallel to the main body facing portion.

The power conversion device according to claim 4, which has an attached capacitor module (5) connected in parallel with the capacitor module, and the attached capacitor module is connected to the power supply connection portion of the capacitor bus bar.

The power conversion device according to claim 5, wherein the attached capacitor module is detachably fixed to the power supply connection portion by a fastening member (11).