JP7095645B2 - 電力変換装置 - Google Patents

Description

この明細書における開示は、電力変換装置に関する。

特許文献１は、複数の半導体モジュールと、複数の半導体モジュールに接続したコンデンサとを備える電力変換装置を開示している。複数の半導体モジュールは、直流電源からバスバを介して供給される直流電力を交流電力に変換して出力端子に出力する。

特開２０１６－８２６４６号公報

特許文献１には、直流電源から直流電力が供給される電流ラインにおいて、異常時等に電流を遮断する機能が記載されていない。電流ラインを構成するバスバは、曲がり部を有する場合に、割れなどが生じる懸念がある。

この明細書における開示の目的は、曲がり部の割れを抑制する効果とヒューズ機能とを併せ持つバスバを備えた電力変換装置を提供することである。

この明細書に開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。また、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、一つの態様として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一例であって、技術的範囲を限定するものではない。

開示された電力変換装置の一つは、複数の半導体モジュール（２）と、半導体モジュールと通電可能に接続されているコンデンサ（３）と、外部側の端子（１８１）とコンデンサ側の端子（７１）とを連結するバスバ（９；１０９；２０９；３０９）と、を備え、
バスバは、第１板状部（９１）と、第２板状部（９２；１９２）と、第１板状部と第２板状部とをつなぐ曲がり部（９１４）とを備え、
第１板状部は、第１板状部の外周縁の一部をなす窪み部であって、開口端部（９１３ａ）から閉端部（９１３ｂ）まで窪む窪み形状を形成する窪み部（９１３）を備え、
窪み部における開口端部は、曲がり部における両端部のうち一方の端部に位置するように第１板状部に設けられている。

この電力変換装置によれば、曲がり部の端部に窪み部の開口端部を設けた構成により、曲がり部の割れを抑制することに貢献できる。さらに、第１板状部は窪み部が形成された外周縁を備えるため、窪み部によって他の部分よりも断面積が狭くなる部位を電流遮断部として機能させることができる。以上によれば、曲がり部の割れを抑制する効果とヒューズ機能とを併せ持つバスバを備えた電力変換装置を提供できる。

第１実施形態の電力変換装置に係る回路図である。 第１実施形態の電力変換装置の構成を示す断面図である。 図２におけるIII－III断面図である。 図２におけるIV－IV断面図である。 図３におけるＶ－Ｖ断面図である。 電力変換装置におけるケース本体と第２外壁部の分解斜視図である。 第１実施形態に係るバスバを示す平面図である。 図７のバスバをVIII方向に視た側面図である。 第２実施形態に係るバスバを示す平面図である。 図９のバスバをＸ方向に視た側面図である。 第３実施形態における、隣り合うバスバの平面図である。 第４実施形態における、隣り合うバスバの平面図である。 第５実施形態における、隣り合うバスバの平面図である。

以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１実施形態）
電力変換装置の一例を開示する第１実施形態について図１～図８を参照しながら説明する。電力変換装置は、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載された車載用電力変換装置に適用することができる。

図２に示すように、電力変換装置１は、積層体１０と、コンデンサ３と、金属製のケース４と、加圧部材５とを備えている。積層体１０は、それぞれ半導体素子２０を内蔵した複数の半導体モジュール２と、半導体モジュール２を冷却する複数の冷却管１１とを積層して形成されている。コンデンサ３は、通電可能に半導体モジュール２に接続されている。

加圧部材５は、積層体１０を積層体１０の積層方向であるＸ方向に加圧している。これにより、半導体モジュール２と冷却管１１との接触圧を確保しつつ、積層体１０をケース４内に固定している。積層体１０とコンデンサ３と加圧部材５とは、ケース４に収納されている。ケース４は、外郭をなす外壁４１と、ケース４内に形成されて外壁４１に連結した隔壁部４２とを有する。

コンデンサ３は、コンデンサ収納空間ＳＣに収納されたコンデンサ素子３０と、コンデンサ収納空間ＳＣに充填されコンデンサ素子３０を封止する封止部材３１とを備える。コンデンサ３は、Ｘ方向において積層体１０に隣り合う位置に設けられている。コンデンサ３は、半導体モジュール２に電気的に接続されている。コンデンサ３は、半導体モジュール２に加わる直流電圧を平滑化する平滑コンデンサとして機能する。

図１に示すように、インバータ回路２００は、複数の半導体モジュール２を備えている。半導体モジュール２が備える半導体素子２０（ＩＧＢＴ素子）をオンオフさせることにより、直流電源８１から供給される直流電力を交流電力に変換している。車両は、得られた交流電力を用いて三相交流モータ８２を駆動して走行する。

図３、図４に示すように、電力変換装置１は隔壁部４２を備える。隔壁部４２は、介在隔壁部４２ａと底隔壁部４２ｂと側方隔壁部４２ｃとを含んでいる。底隔壁部４２ｂは、介在隔壁部４２ａに直交している。底隔壁部４２ｂは、コンデンサ収納空間ＳＣの開口部１２とは反対側に設けられている。介在隔壁部４２ａは、積層体１０とコンデンサ３との間に介在する壁部である。介在隔壁部４２ａには、その厚さ方向またはＸ方向に、加圧部材５の加圧力Ｆが加わっている。介在隔壁部４２ａは、外壁４１のいずれの部位よりも厚さが薄くなっている。

側方隔壁部４２ｃは、介在隔壁部４２ａと底隔壁部４２ｂとの双方に直交している。介在隔壁部４２ａと底隔壁部４２ｂと側方隔壁部４２ｃと外壁４１とによって囲まれた空間は、コンデンサ収納空間ＳＣを構成する。介在隔壁部４２ａと底隔壁部４２ｂと側方隔壁部４２ｃとは、ケース４の外壁４１のいずれの部位よりも厚さが薄くなっている。

ケース４内の空間は、隔壁部４２によって、コンデンサ収納空間ＳＣと積層体収納空間ＳＬとに区画されている。積層体収納空間ＳＬには、積層体１０の他に、制御回路基板６や端子台１６が収納されている。

図３、図４に示すように、コンデンサ３は、コンデンサ収納空間ＳＣに収納されたコンデンサ素子３０と、封止部材３１と、電極板３２，３３とを備える。封止部材３１は、コンデンサ素子３０をコンデンサ収納空間ＳＣに封止している。コンデンサ素子３０は、電極板３２，３３に接続されている。コンデンサ素子３０は、いわゆるフィルムコンデンサである。

封止部材３１は、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂からなる。封止部材３１は、コンデンサ収納空間ＳＣにおける、コンデンサ素子３０および電極板３２，３３と、ケース４との間の隙間を充填されている。この構成により、封止部材３１は、コンデンサ素子３０および電極板３２，３３を封止している。電極板３２，３３は、コンデンサ素子３０の電極面３５０，３５１に接続されている。電極板３２，３３の一部は、封止部材３１から突出している。電極板３２，３３は、直流電流が流れる直流バスバ３４と一体化している。

コンデンサ３を製造する際には、コンデンサ収納空間ＳＣにコンデンサ素子３０を収納し、さらに未硬化の封止部材３１を注入する。そして熱を加えて封止部材３１を硬化させて、コンデンサ３を製造する。

図４に示すように、Ｘ方向における積層体１０と介在隔壁部４２ａとの間には、加圧部材５が設けられている。加圧部材５の一例は、板ばねである。加圧部材５は、積層体１０をケース４の外壁４１ａに向けて加圧している。加圧部材５の加圧力Ｆは、介在隔壁部４２ａおよびコンデンサ３に作用している。

図５に示すように、Ｘ方向に隣り合う２つの冷却管１１は、冷却管１１の長手方向であるＹ方向の両端部において連結管１７によって連結されている。複数の冷却管１１のうち、Ｘ方向の一端に位置する端部冷却管１１ａには、冷媒１５を導入するための導入管１３と、冷媒１５を導出するための導出管１４とが接続されている。導入管１３から冷媒１５を導入すると、冷媒１５は、連結管１７を通って全ての冷却管１１を流れ導出管１４から導出する。この冷媒流れにより、半導体モジュール２を冷却している。

半導体モジュール２は、半導体素子２０を内蔵した本体部２１と、本体部２１から突出したパワー端子２２と、制御端子２３とを備える。パワー端子２２は、直流電圧が加わる直流端子２２ｐおよび直流端子２２ｎと、三相交流モータ８２に接続されている交流端子２２ｃとを含む。直流端子２２ｐと直流端子２２ｎは、直流バスバ３４を介してコンデンサ３に接続されている。

制御端子２３は、制御回路基板６に接続されている。半導体素子２０のオンオフ動作は、制御回路基板６によって制御される。この制御により、直流電源８１から供給される直流電力を交流電力に変換している。

図２に示すように、電力変換装置１は、直流電源８１からの電力が供給される入力端子７１と、三相交流モータ８２側に電力を出力する出力端子７２とを備える。電力変換装置１は、外部側の端子である入力コネクタ端子１８１とコンデンサ３側の端子である入力端子７１とを連結するバスバ９を備える。入力端子７１は、コンデンサ３に通電可能に接続されている。入力端子７１は、バスバ９を介して、直流電源８１側の端子である入力コネクタ端子１８１に電気的に接続されている。半導体モジュール２の交流端子２２ｃは、交流バスバ７２０に接続されている。交流バスバ７２０の端部は出力端子７２を構成する。

図２、図５に示すように、ケース４内には、入力端子７１と出力端子７２とを載置する端子台１６が収納されている。端子台１６は樹脂製である。端子台１６は、Ｙ方向についてコンデンサ３に隣り合う位置に設けられている。

図２、図６に示すように、ケース４の外壁４１には、コネクタ挿入孔４９が形成されている。コネクタ挿入孔４９はＹ方向に貫通している。コネクタ挿入孔４９には、コネクタ１８が挿入されている。コネクタ１８の入力コネクタ端子１８１は、電源入力用のバスバ９に接続されている。コネクタ１８の出力コネクタ端子１８２は、出力端子７２に接続されている。電力変換装置１は、コネクタ１８を介して、直流電源８１と三相交流モータ８２とに電気的に接続されている。

図２、図３に示すように、ケース４は、積層体１０とコンデンサ３を収納するケース本体４０１と、ケース本体４０１に装着されたカバー４０２，４０３とを備える。カバー４０２、カバー４０３は、ケース４の外壁４１の一部である。

図２、図３、図６に示すように、ケース本体４０１には、隔壁部４２の他に、複数の補強壁４３が形成されている。補強壁４３は、ケース４の剛性を高めている。これにより、補強壁４３は、加圧部材５の加圧力Ｆによってケース４が変形にくい効果を奏する。

ケース４の外壁４１のうち、外壁部４１ａは、導入管１３および導出管１４が設けられている。外壁部４１ａは、第１外壁部４１１と第２外壁部４１２とを重ねた二重構造になっている。第１外壁部４１１はケース４の内側に位置し、第２外壁部４１２はケース４の外側に位置している。第１外壁部４１１には、Ｘ方向に貫通した貫通穴４４が形成されている。第２外壁部４１２は、外側から貫通穴４４を塞いでいる。第２外壁部４１２は、ボルト４８等の螺子によって、第１外壁部４１１に固定されている。

図３に示すように、隣り合う２枚の補強壁部４３ａと補強壁部４３ｂとに係るＹ方向の間隔Ｌは、冷却管１１のＹ方向長さよりも短い。このため、電力変換装置１を製造する際に、２枚の補強壁部４３ａと補強壁部４３ｂとの隙間Ｇから、冷却管１１をケース４内に入れることはできない。したがって、電力変換装置１においては、冷却管１１を貫通穴４４からケース４内に入れるようにしている。

図２、図４、図５に示すように、封止部材３１はコンデンサ収納空間ＳＣに充填されているため、封止部材３１を隔壁部４２や外壁４１に接触させることができる。これにより、コンデンサ素子３０から発生した熱は、封止部材３１を介して金属製のケース４に伝わりやすい。このため、コンデンサ素子３０からケース４までの熱抵抗を小さくできるので、コンデンサ３の冷却効率を高めることができる。

隔壁部４２のうち、コンデンサ３と積層体１０との間に介在する介在隔壁部４２ａは、外壁４１のいずれの部位よりも薄く構成されている。これによれば、ケース４を小型化でき、かつ軽量化することができる。さらに封止部材３１によってコンデンサ収納空間ＳＣを充填しているため、封止部材３１を介在隔壁部４２ａに接触させることができる。したがって、封止部材３１と介在隔壁部４２ａとの隙間がなく、介在隔壁部４２ａに加わった加圧部材５の加圧力Ｆを封止部材３１によって受け止めることができる。この効果により、介在隔壁部４２ａを薄くすることができ、ケース４の小型化および軽量化が図れる。

介在隔壁部４２ａの他に、底隔壁部４２ｂおよび側方隔壁部４２ｃも、外壁４１のいずれの部位よりも厚さを薄く形成されている。このため、ケース４をより軽量化することができ、かつ小型化することができる。したがって、電力変換装置１を軽量化および小型化することに寄与する。

外壁４１は、Ｘ方向においてコンデンサ３よりも積層体１０から遠い位置に配された支持外壁部４１ｄを含んでいる。封止部材３１は支持外壁部４１ｄに接触している。この構成によれば、封止部材３１に加わった加圧部材５の加圧力Ｆを、隔壁部４２よりも厚い支持外壁部４１ｄによって受け止めることができる。

加圧部材５は、積層体１０と外壁部４１ａとの間に設けるように構成してもよい。この場合、加圧部材５によって積層体１０を介在隔壁部４２ａに向けて加圧することになる。

バスバ９について図２、図７、図８を参照して説明する。バスバ９は電源等の外部からの電流が流れる導電性部材であるため、バスバ９には異常な大電流が瞬間的に流れることがある。バスバ９は、導電性を有する板材を曲げ加工、切断加工、またはプレス加工によって形状を形作ることにより製造可能である。バスバ９は全体として板状をなしている。

バスバ９は、第１板状部９１と、第２板状部９２と、第１板状部９１と第２板状部９２をつなぐ第１曲がり部９１４とを少なくとも含む部材である。第１板状部９１と第２板状部９２は、バスバ９の長手方向に沿うように並んでいる。電力変換装置１は、複数のバスバ９を備えている。複数のバスバ９は、高電位である第１バスバと、第１バスバよりも低電位である第２バスバとを含んでいる。第１バスバの第１板状部９１と第２バスバの第１板状部９１は、対向するように並んでいる。第１バスバの第２板状部９２と第２バスバの第２板状部９２は、対向するように並んでいる。

第１板状部９１は、バスバ９の長手方向に長い形状である。第１板状部９１は、バスバ９においてコンデンサ３側に位置している。第１板状部９１は、入力端子７１に接続されている。第１板状部９１は、ボルト９１１等の螺子によって入力端子７１に螺合接続されている。第１板状部９１は、コンデンサ３側の端部に、螺子が挿通可能な貫通穴９１５を有している。第１板状部９１は、貫通穴９１５の周縁部に設けられた螺合接続部を有している。第１板状部９１は、入力端子７１に対してリベットによってリベット接続されているリベット接続部を有する構成でもよい。この場合、貫通穴９１５は、リベットの軸部が挿通可能なように形成されている。

第２板状部９２は、バスバ９において外部の電源側に位置している。第２板状部９２は、バスバ９の長手方向に長い形状である。第２板状部９２は、第２曲がり部９３２を介して第３板状部９３に連結されている。第２板状部９２は、コンデンサ３側の端部に曲げ基板部９２１を備えている。第１曲がり部９１４は、曲げ基板部９２１の根元部分ともいえる。曲げ基板部９２１は、第１曲がり部９１４から短幅方向に延びる部分である。第２板状部９２は、曲げ基板部９２１から長手方向に延びている。

第２板状部９２は、電源側の端部に曲げ基板部９２２を備えている。第２曲がり部９３２は、曲げ基板部９２２の根元部分ともいえる。曲げ基板部９２２は、第２曲がり部９３２から短幅方向に延びる部分である。第２板状部９２は、曲げ基板部９２２から曲げ基板部９２１まで長手方向に延びている。第２曲がり部９３２は、第１曲がり部９１４と同様の加工方法によって形成することができる。

第２板状部９２と第３板状部９３とは、第２曲がり部９３２を境界として互いに直交するようにバスバ９に設けられている。第１板状部９１と第３板状部９３は、互いに平行な姿勢であり、第２板状部９２に対して交差または直交する関係にある。第１板状部９１は、第２板状部９２に対して、一方側に短幅方向長さ突出するように折れ曲がっている。第３板状部９３は、第２板状部９２に対して、第１板状部９１とは反対側である他方側に短幅方向長さ突出するように折れ曲がっている。第３板状部９３は、第２曲がり部９３２から短幅方向に延びる部分である。第２曲がり部９３２は、バスバ９の長手方向に沿う曲がり線を有している。この曲がり線は、第２曲がり部９３２の稜線に相当する。

第３板状部９３は、入力コネクタ端子１８１に接続されている。第３板状部９３は、ボルト９３１等の螺子によって入力コネクタ端子１８１に螺合接続されている。第３板状部９３は、入力コネクタ端子１８１側の端部に、螺子が挿通可能な貫通穴９３３を有している。第３板状部９３は、貫通穴９３３の周縁部に設けられた螺合接続部を有している。第３板状部９３は、入力コネクタ端子１８１に対してリベットによってリベット接続されているリベット接続部を有する構成でもよい。この場合、貫通穴９３３は、リベットの軸部が挿通可能なように形成されている。また、バスバ９は、第３板状部９３を備えない構成でもよい。この場合、バスバ９は、第２曲がり部９３２を備えず、第２板状部９２の端部が入力コネクタ端子１８１に接続されることになる。

第１板状部９１と第２板状部９２とは、第１曲がり部９１４によって面の向きが変化している。第１曲がり部９１４はバスバ９における曲げ部の一つである。第１板状部９１と第２板状部９２とは、第１曲がり部９１４を境界として互いに交差するようにバスバ９に設けられている。バスバ９は、例えば第１板状部９１と第２板状部９２とが第１曲がり部９１４を境界として互いに直交するように面の向きが変化する形状を有する。第１曲がり部９１４は、長手方向に沿う曲がり線を有している。この曲がり線は、第１曲がり部９１４の稜線に相当する。

第１板状部９１には、第１板状部９１における外周縁の一部として窪み部９１３が形成されている。窪み部９１３は、細長い矩形状の第１板状部９１の外周縁において、長手方向に対して交差または直交する方向に窪んだ部分である。窪み部９１３は、第１曲がり部９１４よりも、コンデンサ３側の入力端子７１に近い位置に設けられている。窪み部９１３は、第１板状部９１において、長手方向に対して直交する方向である短幅方向の長さを他の部分よりも短くする機能をもつ。長手方向はＹ方向に相当し、短幅方向はＸ方向に相当する。バスバ９は、窪み部９１３を備えることによって、他の部分よりも横断面積が小さい部分を有することになる。この明細書および特許請求の範囲におけるバスバ９に関する横断面積は、バスバ９の長手方向に直交する断面の面積を意味する。

窪み部９１３は、第１板状部９１において短幅方向の一端に形成された開口端部９１３ａと、短幅方向の他端側において閉じる閉端部９１３ｂとを含んで形成されている。窪み部９１３は、開口端部９１３ａから閉端部９１３ｂまで窪む窪み形状を形成している。開口端部９１３ａは、窪み形状の開口を形成している。閉端部９１３ｂは、窪み形状の底部を形成している。窪み形状には、例えば、スリット状の開口、半トラック状の開口、矩形状の開口、楔状の開口を採用することができる。窪み部９１３は、バスバ９における、切り欠き部、打ち抜き部と称することもできる。窪み部９１３は、プレス加工、切断加工等によって形成することができる。

図７、図８に示すように、開口端部９１３ａは、第１曲がり部９１４における長手方向の両端部のうち、コンデンサ３側である一方の端部に位置している。開口端部９１３ａは、第１曲がり部９１４における長手方向の両端部の一部でもある。第１板状部９１は、第１曲がり部９１４から短幅方向に延びる曲げ基板部９１ｂを備えている。第１曲がり部９１４は、曲げ基板部９１ｂの根元部分ともいえる。曲げ基板部９１ｂは、第１曲がり部９１４から短幅方向に延びる部分である。第１板状部９１は、曲げ基板部９１ｂから狭小部９１ａを介して長手方向に延びている。開口端部９１３ａは、曲げ基板部９１ｂの根元部分における一方側端部に相当する。開口端部９１３ａは、この位置に設けられていることにより、第１曲がり部９１４を形成する加工する際に、応力の分散に寄与している。

第１板状部９１は、一端の開口端部９１３ａとは反対側に位置する他端から、閉端部９１３ｂに至る部分である狭小部９１ａを備える。開口端部９１３ａから閉端部９１３ｂまでの深さ寸法は、狭小部９１ａにおける他端から閉端部９１３ｂまでの長さ寸法に対して同等または大きく設定されている。曲げ基板部９１ｂの短幅方向長さは、狭小部９１ａの短幅方向長さの２倍以上に設定されている。曲げ基板部９１ｂの短幅方向長さは、窪み部９１３の深さ寸法と狭小部９１ａの短幅方向長さとの合計値と同等に設定されている。

狭小部９１ａは、第１板状部９１の短幅方向長さが窪み部９１３の存在によって小さく形成された部分である。狭小部９１ａは、窪み部９１３の存在によって、第１板状部９１において最も横断面積が小さい部分である。狭小部９１ａは、第１板状部９１において最も電流密度が大きくなる部分である。異常時に定格を超える大電流がバスバ９に流れた場合に、狭小部９１ａの溶断によって回路を開くことにより、電気回路の保護が図れる。

狭小部９１ａは、バスバ９において最も横断面積が小さい部分となるように形成することが好ましい。この構成を採用する場合、狭小部９１ａは、バスバ９において最も電流密度が大きくなる部分になる。バスバ９には、第１板状部９１を厚さ方向に貫通する貫通穴部９１２が設けられている。貫通穴部９１２は、窪み部９１３の周辺に位置していることが好ましい。貫通穴部９１２は、第１板状部９１における肉抜きまたは肉盗みともいえる。また、貫通穴部９１２は、バスバ９を所定の位置に設置するために、ケース等に設けられた位置決め用の突起部が嵌る穴部として活用してもよい。

第１実施形態の電力変換装置１がもたらす作用効果について説明する。電力変換装置１は、複数の半導体モジュール２と、半導体モジュール２と通電可能に接続されているコンデンサ３と、バスバ９とを備える。バスバ９は、外部側の端子とコンデンサ３側の端子とを連結する導電性部材である。バスバ９は、第１板状部９１と、第２板状部９２と、第１板状部９１と第２板状部９２とをつなぐ曲がり部とを備える。第１板状部９１は、第１板状部９１の外周縁の一部をなす窪み部を備える。窪み部９１３は、開口端部９１３ａから閉端部９１３ｂまで窪む窪み形状を形成する。窪み部９１３における開口端部９１３ａは、曲がり部における両端部のうち一方の端部に位置するように第１板状部９１に設けられている。

この電力変換装置１は、曲がり部の端部に開口端部９１３ａが設けられているため、曲がり部の形成時に板状部を曲げ加工しやすい効果を奏する。この効果によれば、曲がり部にかかる過度の応力や負荷が抑えられ、曲がり部の割れを抑制することに貢献できる。したがって、バスバ９の品質向上が図れる。さらに第１板状部９１は窪み部９１３が形成された外周縁を備えるため、窪み部９１３によって他の部分よりも横断面積が狭くなる部位を形成することができる。他の部分よりも横断面積が狭くなる部位は、バスバ９に異常な大電流が流れた時に、他の部分よりも溶断しやすいため、電流遮断部として機能させることができる。以上のように、電力変換装置１は、曲がり部の割れを抑制する効果とヒューズ機能とを併せ持つバスバ９を提供できる。

第１板状部９１は、第１板状部９１の外周縁のうち一端の開口端部９１３ａとは反対側に位置する他端から、閉端部９１３ｂに至る部分である狭小部９１ａを備える。窪み部９１３は、開口端部９１３ａから閉端部９１３ｂまでの深さ寸法が狭小部９１ａにおける他端から閉端部９１３ｂまでの長さ寸法よりも大きくなるように形成されている。

この構成によれば、窪み部９１３の存在によって狭小部９１ａの横断面積を、第１板状部９１の他の部位の横断面積よりも半分以下に設定することができる。これにより、バスバ９に異常な大電流が流れた場合に、狭小部９１ａを、より確実に電流遮断部として機能させることができる。

狭小部９１ａは、バスバ９において最も横断面積が小さい部分である。この構成によれば、バスバ９に異常な大電流が流れた場合にバスバ９全体において狭小部９１ａの電流密度が最大になるので、最も早く溶断させることができる。

窪み部９１３は、曲がり部よりもコンデンサ３側の端子に近い位置に設けられている。この構成によれば、コンデンサ３からの放熱を利用して、バスバ９における窪み部９１３周辺を温度上昇させやすい構成を提供できる。これにより、異常な大電流時に第１板状部９１において溶断を起こしやすいバスバ９を提供できる。

バスバ９は、窪み部９１３の周辺において第１板状部９１を貫通する貫通穴部９１２を備えている。この構成によれば、窪み部９１３の周辺に貫通穴部９１２を設けることによって、窪み部９１３の周辺における表面積を小さくできる。これにより、窪み部９１３の周辺におけるバスバ表面からの放熱量を抑制できるので、異常な大電流時に第１板状部９１において溶断を起こしやすいバスバ９を提供できる。

バスバ９は、外部側の端子とコンデンサ３側の端子とのそれぞれに対して、螺子によって螺合接続されている螺合接続部を備える。またはバスバ９は、外部側の端子とコンデンサ３側の端子とのそれぞれに対して、リベットによってリベット接続されているリベット接続部を備える。この構成によれば、バスバ９が両端側において螺合接続部またはリベット接続部を有するので、外力等の負荷がかかった場合に溶接結合よりも応力の分散が図れる。これにより、バスバ９において強度が低い窪み部９１３付近の応力集中を抑えることができるので、外力等の負荷によるバスバ９の破損を抑制でき、強度の確保が図れる。

（第２実施形態）
第２実施形態について、図９および図１０を参照して説明する。第２実施形態の電力変換装置１は、第１実施形態に対して、バスバ１０９が相違する。第２実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については第１実施形態と同様であり、以下、第１実施形態と異なる点について説明する。

図９、図１０に示すように、バスバ１０９は、バスバ９に対して窪み部９２３を備える点が相違する。バスバ１０９の第２板状部１９２には、第２板状部１９２における外周縁の一部として窪み部９２３が形成されている。窪み部９２３は、細長い矩形状の第２板状部１９２の外周縁において、長手方向に対して交差または直交する方向に窪んだ部分である。窪み部９２３は、第１曲がり部９１４よりも、電源側の入力コネクタ端子１８１に近い位置に設けられている。窪み部９２３は、第１板状部９１において、短幅方向の長さを他の部分よりも短くする機能をもつ。バスバ１０９は、窪み部９２３を備えることによって、第２板状部１９２の他の部分よりも横断面積が小さい部分を有することになる。

窪み部９２３は、第２板状部１９２において短幅方向の一端に形成された開口端部と、短幅方向の他端側において閉じる閉端部とを含んで形成されている。窪み部９２３の開口端部は、窪み形状の開口を形成している。窪み部９２３の閉端部は、窪み形状の底部を形成している。窪み部９２３の窪み形状には、例えば、スリット状の開口、半トラック状の開口、矩形状の開口、楔状の開口を採用することができる。窪み部９２３は、バスバ１０９における、切り欠き部、打ち抜き部と称することもできる。窪み部９２３は、プレス加工、切断加工等によって形成することができる。

第２板状部９２は、窪み部９２３の開口端部とは反対側に位置する他端から、窪み部９２３の閉端部に至る部分である狭小部を備える。この狭小部は、横断面積に関して、狭小部９１ａと同様の構成を有し、同様の作用を奏する。

第２実施形態によれば、第２板状部１９２は、第２板状部１９２における外周縁の一部をなす窪み部９２３を備える。窪み部９２３は、開口端部から閉端部まで窪む窪み形状を形成している。この構成によれば、第２板状部１９２にも窪み部９２３が形成された外周縁を備えるため、窪み部９２３によって他の部分よりも横断面積が狭くなる部位を形成できる。バスバ１０９は、他の部分よりも横断面積が狭くなる狭小部を少なくとも２箇所備える。このため、異常な大電流が流れた時に、電流遮断機能を確実に発揮する電力変換装置１を提供できる。

（第３実施形態）
第３実施形態について、図１１を参照して説明する。第３実施形態の電力変換装置１は、第１実施形態に対して、バスバ２０９とバスバ３０９を備える点が相違する。第３実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については第１実施形態と同様であり、以下、第１実施形態と異なる点について説明する。

図１１に示すように、電力変換装置１は、バスバ２０９とバスバ３０９とを備える。バスバ２０９とバスバ３０９は、高電位である第１バスバと、第１バスバよりも低電位である第２バスバとに相当する。

バスバ２０９は、バスバ９に対して以下の構成が相違している。バスバ２０９の第１板状部９１は、第２板状部９２に対して、第３板状部９３と同じ側である他方側に短幅方向長さ突出するように折れ曲がっている。第１板状部９１と第３板状部９３は、第２板状部９２に対して、同じ側に短幅方向長さ突出するように折れ曲がっている。

バスバ３０９は、バスバ９に対して以下の構成が相違している。バスバ３０９の第３板状部９３は、第２板状部９２に対して、第１板状部９１と同じ側である他方側に短幅方向長さ突出するように折れ曲がっている。第１板状部９１と第３板状部９３は、バスバ２０９の第１板状部９１と第３板状部９３とは反対の側に、短幅方向長さ突出するように折れ曲がっている。

図１１に示すように、バスバ２０９の第１板状部９１とバスバ３０９の第１板状部９１は、対向するように並んでいる。バスバ２０９の第２板状部９２とバスバ３０９の第２板状部９２は、対向するように並んでいる。バスバ２０９とバスバ３０９とは、一方の窪み部９１３の開口端部と他方の窪み部９１３の開口端部とが向かい合うように設置されている。つまり、バスバ２０９における開口端部はバスバ３０９側に開口しており、バスバ３０９における開口端部はバスバ２０９側に開口している。

第３実施形態の電力変換装置１によれば、第１バスバにおける第１板状部と第２バスバにおける第１板状部とは、対向する位置関係となるように設けられている。第１バスバの窪み部における開口端部と第２バスバの窪み部における開口端部は、向かい合っている。

この構成によれば、第１バスバと第２バスバとにおいて、隣接する２つの窪み部９１３によって、一方の狭小部と他方の狭小部とが隣接しない。このため、隣接するバスバの狭小部からの放熱の影響を抑えることができるので、想定外の電流値で狭小部が溶断する事態を回避できる。

（第４実施形態）
第４実施形態について、図１２を参照して説明する。第４実施形態の電力変換装置１は、第１実施形態や第３実施形態に対して、バスバ９とバスバ２０９を備える点が相違する。第４実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については前述の実施形態と同様であり、以下、前述の実施形態と異なる点について説明する。

図１２に示すように、電力変換装置１は、バスバ９とバスバ２０９とを備える。バスバ９とバスバ２０９は、高電位である第１バスバと、第１バスバよりも低電位である第２バスバとに相当する。バスバ９の構成については、第１実施形態の開示を援用する。バスバ２０９の構成については、第３実施形態の開示を援用する。

図１２に示すように、バスバ９の第１板状部９１とバスバ２０９の第１板状部９１は、対向するように並んでいる。バスバ９の第２板状部９２とバスバ２０９の第２板状部９２は、対向するように並んでいる。バスバ９とバスバ２０９とは、一方の狭小部９１ａと他方の狭小部９１ａとが向かい合うように隣接して設置されている。バスバ９における窪み部９１３の開口端部は、隣接するバスバ２０９とは反対側に向かって開口している。バスバ２０９における窪み部９１３の開口端部は、隣接するバスバ９とは反対側に向かって開口している。

第４実施形態の電力変換装置１によれば、第１バスバにおける第１板状部と第２バスバにおける第１板状部とは、対向する位置関係となるように設けられている。第１バスバの窪み部における開口端部と第２バスバの窪み部における開口端部は、背中合わせに配置されている。

この構成によれば、第１バスバと第２バスバとにおいて、隣接する２つの窪み部９１３によって、一方の狭小部と他方の狭小部とが隣接して接近するようになる。このため、狭小部は、ジュール熱による自身の発熱に加え、隣接するバスバの狭小部からの放熱を受けて温度上昇する。これにより、異常時に大電流が流れた場合に、狭小部が溶断する電流遮断機能をより確実に発揮させることができる。

（第５実施形態）
第５実施形態について、図１３を参照して説明する。第５実施形態の電力変換装置１は、前述の実施形態に対して、バスバ９とバスバ３０９を備える点が相違する。第５実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については前述の実施形態と同様であり、以下、前述の実施形態と異なる点について説明する。

図１３に示すように、電力変換装置１は、バスバ９とバスバ３０９とを備える。バスバ９とバスバ３０９は、高電位である第１バスバと、第１バスバよりも低電位である第２バスバとに相当する。バスバ９の構成については第１実施形態の開示を援用し、バスバ３０９の構成については第３実施形態の開示を援用する。

図１２に示すように、バスバ９の第１板状部９１とバスバ３０９の第１板状部９１は、対向するように並んでいる。バスバ９の第２板状部９２とバスバ３０９の第２板状部９２は、対向するように並んでいる。バスバ９とバスバ３０９とは、一方の窪み部９１３の開口端部９１３ａと他方の窪み部９１３の開口端部９１３ａとが同じ方向に向かって開口するように設置されている。バスバ９における狭小部９１ａは、バスバ３０９における窪み部９１３の開口端部に向かいあるように隣接している。

第４実施形態によれば、第１バスバにおける第１板状部と第２バスバにおける第１板状部とは、対向する位置関係となるように設けられている。第１バスバの窪み部における開口端部と第２バスバの窪み部における開口端部は、同じ側を向いている。

第１バスバの開口端部と第２バスバの開口端部とが向かい合う場合は、第１バスバと第２バスバとにおいて、電流が隣接して長手方向に並走する部分が減少する。このため、第１バスバと第２バスバとにおいてインダクタンスの打ち消し作用が小さくなり、インダクタンスが増加するという効果を奏する。一方、第１バスバの開口端部と第２バスバの開口端部とが背中合わせになる場合は、一方のバスバの狭小部と他方のバスバの狭小部とが隣接して接近する。この構成の場合、第４実施形態と同様に、狭小部の電流遮断機能をより確実に発揮させることができるという効果を奏する。第４実施形態の電力変換装置１によれば、第１バスバの開口端部と第２バスバの開口端部が同じ側を向いているため、両方の効果をバランスよく享受することができる。

（他の実施形態）
この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品、要素の組み合わせに限定されず、種々変形して実施することが可能である。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品、要素が省略されたものを包含する。開示は、一つの実施形態と他の実施形態との間における部品、要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示される技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。

明細書に開示の目的を達成可能な電力変換装置１は、バスバにおいて、第１曲がり部９１４の長手方向両端部のうち少なくとも一方の端部に位置する開口端部９１３ａを備える。バスバは、第１曲がり部９１４の長手方向両端部のそれぞれに位置する開口端部９１３ａを備える構成でもよい。

第３実施形態～第５実施形態におけるバスバ２０９、バスバ３０９は、第２実施形態のように、第２板状部に窪み部９２３を備える構成としてもよい。

２…半導体モジュール、 ３…コンデンサ、 ９，１０９，２０９，３０９…バスバ
７１…入力端子（コンデンサ側の端子）、 ９１…第１板状部、 ９１ａ…狭小部
９２，１９２…第２板状部、 １８１…入力コネクタ端子（外部側の端子）
９１２…貫通穴部、 ９１３，９２３…窪み部、 ９１３ａ…開口端部
９１３ｂ…閉端部、 ９１４…第１曲がり部（曲がり部）

Claims (10)

1. 複数の半導体モジュール（２）と、
   前記半導体モジュールと通電可能に接続されているコンデンサ（３）と、
   外部側の端子（１８１）と前記コンデンサ側の端子（７１）とを連結するバスバ（９；１０９；２０９；３０９）と、
   を備え、
   前記バスバは、第１板状部（９１）と、第２板状部（９２；１９２）と、前記第１板状部と前記第２板状部とをつなぐ曲がり部（９１４）とを備え、
   前記第１板状部は、前記第１板状部における外周縁の一部をなす窪み部であって、開口端部（９１３ａ）から閉端部（９１３ｂ）まで窪む窪み形状を形成する窪み部（９１３）を備え、
   前記窪み部における前記開口端部は、前記曲がり部における両端部のうち一方の端部に位置するように前記第１板状部に設けられている電力変換装置。
2. 前記第１板状部は、前記第１板状部の前記外周縁のうち一端の前記開口端部とは反対側に位置する他端から、前記閉端部に至る部分である狭小部（９１ａ）を備え、
   前記窪み部は、前記開口端部から前記閉端部までの深さ寸法が前記狭小部における前記他端から前記閉端部までの長さ寸法よりも大きくなるように形成されている請求項１に記載の電力変換装置。
3. 前記狭小部は、前記バスバにおいて最も横断面積が小さい部分である請求項２に記載の電力変換装置。
4. 前記窪み部は、前記曲がり部よりも前記コンデンサ側の前記端子に近い位置に設けられている請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電力変換装置。
5. 前記バスバは、前記窪み部の周辺において前記第１板状部を貫通する貫通穴部（９１２）を備える請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電力変換装置。
6. 前記バスバは、前記外部側の前記端子と前記コンデンサ側の前記端子とのそれぞれに対して、螺子によって螺合接続されている螺合接続部またはリベットによってリベット接続されているリベット接続部を備える請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電力変換装置。
7. 前記第２板状部は、前記第２板状部における外周縁の一部をなす窪み部であって、開口端部から閉端部まで窪む窪み形状を形成する窪み部（９２３）を備える請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の電力変換装置。
8. 前記バスバ（２０９，３０９）は、高電位である第１バスバと、前記第１バスバよりも低電位である第２バスバとを含み、
   前記第１バスバにおける前記第１板状部と前記第２バスバにおける前記第１板状部とは、対向する位置関係となるように設けられており、
   前記第１バスバの前記窪み部における前記開口端部と前記第２バスバの前記窪み部における前記開口端部は、向かい合っている請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の電力変換装置。
9. 前記バスバ（９；２０９）は、高電位である第１バスバと、前記第１バスバよりも低電位である第２バスバとを含み、
   前記第１バスバにおける前記第１板状部と前記第２バスバにおける前記第１板状部とは、対向する位置関係となるように設けられており、
   前記第１バスバの前記窪み部における前記開口端部と前記第２バスバの前記窪み部における前記開口端部は、背中合わせに配置されている請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の電力変換装置。
10. 前記バスバ（９；３０９）は、高電位である第１バスバと、前記第１バスバよりも低電位である第２バスバとを含み、
    前記第１バスバにおける前記第１板状部と前記第２バスバにおける前記第１板状部とは、対向する位置関係となるように設けられており、
    前記第１バスバの前記窪み部における前記開口端部と前記第２バスバの前記窪み部における前記開口端部は、同じ側を向いている請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の電力変換装置。

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