JP7119430B2

JP7119430B2 - power converter

Info

Publication number: JP7119430B2
Application number: JP2018037878A
Authority: JP
Inventors: 哲史梶野; 貴幸神田; 耕亮徳永; 正彦延原; 誘紀郎後藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-03-02
Filing date: 2018-03-02
Publication date: 2022-08-17
Anticipated expiration: 2038-03-02
Also published as: JP2019154158A

Description

本発明は、半導体素子を内蔵した半導体モジュールと、該半導体モジュールを冷却する冷却器と、半導体モジュールに接続したバスバーとを備える電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power converter including a semiconductor module containing a semiconductor element, a cooler for cooling the semiconductor module, and a bus bar connected to the semiconductor module.

従来から、半導体素子を内蔵した半導体モジュールと、該半導体モジュールを冷却する冷却器と、半導体モジュールに接続したバスバーとを備える電力変換装置が知られている（下記特許文献１参照）。この電力変換装置は、上記半導体素子をスイッチング動作させ、これにより、直流電源から入力される直流電圧を昇圧したり、直流電力を交流電力に変換したりするよう構成されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a power converter including a semiconductor module containing a semiconductor element, a cooler for cooling the semiconductor module, and a bus bar connected to the semiconductor module (see Patent Document 1 below). This power conversion device is configured to switch the semiconductor element, thereby boosting a DC voltage input from a DC power supply and converting DC power into AC power.

半導体素子をスイッチング動作させると、半導体モジュールが発熱する。そのため、上記電力変換装置では、上記冷却器を用いて半導体モジュールを冷却している。また、半導体モジュールは、複数本のパワー端子を備える。このパワー端子に上記バスバーが接続している。このバスバーを介して、上記直流電源等と半導体モジュールとを電気接続してある。 When the semiconductor element is switched, the semiconductor module generates heat. Therefore, in the power converter, the semiconductor module is cooled using the cooler. Also, the semiconductor module has a plurality of power terminals. The bus bar is connected to this power terminal. The DC power supply and the like are electrically connected to the semiconductor module via this bus bar.

バスバーは、上記パワー端子の突出方向において、冷却器に隣り合う位置に配されている（図１４参照）。バスバーに電流が流れると発熱するため、このようにバスバーを冷却器に隣り合う位置に配置することにより、バスバーを冷却するよう構成してある。 The bus bar is arranged at a position adjacent to the cooler in the projecting direction of the power terminals (see FIG. 14). Since heat is generated when a current flows through the bus bar, the bus bar is cooled by arranging the bus bar at a position adjacent to the cooler.

特開２０１３－１４６１１８号公報JP 2013-146118 A

しかしながら、上記電力変換装置は、バスバーの冷却効率に改善の余地があった。すなわち、上記電力変換装置では、バスバーの一部が上記冷却器に対向していない（図１４参照）。そのため、バスバーの、冷却器に対向する面積が小さく、バスバーを効率的に冷却しにくい。 However, the above power converter has room for improvement in the cooling efficiency of the busbar. That is, in the power converter, a part of the busbar does not face the cooler (see FIG. 14). Therefore, the area of the busbar facing the cooler is small, making it difficult to cool the busbar efficiently.

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、バスバーの冷却効率をより高めることができる電力変換装置を提供しようとするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a problem, and it is an object of the present invention to provide a power conversion device capable of further enhancing the cooling efficiency of bus bars.

本発明の一態様は、半導体素子（２１）を内蔵したモジュール本体部（２０）と、該モジュール本体部から突出したパワー端子（２２）とを備える半導体モジュール（２）と、
該半導体モジュールを冷却する冷却器（３）と、
上記パワー端子に接続した複数のバスバー（４）とを備え、
該複数のバスバーのうち少なくとも一つのバスバーは、上記パワー端子の突出方向（Ｚ）から見たときに上記冷却器と重なる位置に配されその板厚方向が上記突出方向と一致したバスバー本体部（４１）と、該バスバー本体部から上記突出方向における上記冷却器側に延出した折曲部（４２）とを有する折曲バスバー（４_B）であり、
上記折曲部の厚さ方向から見たときに、上記折曲部と上記冷却器とが重なるよう構成されており、
上記折曲部としては、厚さ方向が互いに直交する第１折曲部（４２_A）及び第２折曲部（４２_B）を有し、
上記第１折曲部は、該第１折曲部の厚さ方向から見たときに、上記冷却器と重なり、
上記第２折曲部は、該第２折曲部の厚さ方向から見たときに、上記冷却器と重なり、
上記折曲部は、上記折曲バスバーを外部機器に電気接続するための接続端子（４２ _C ）であり、
上記半導体モジュールと、複数個のリアクトル（７）とよって昇圧回路（１７）が構成され、上記パワー端子には、上記リアクトルに電気接続されるリアクトル接続端子（２２ _L ）と、直流電源（８）の負電極に電気接続される負極端子（２２ _N ）と、昇圧した直流電圧を出力する正極端子（２２ _P ）とがあり、上記バスバーには、上記リアクトル接続端子に接続したリアクトル接続バスバー（４ _L ）と、上記負極端子に接続した負極バスバー（４ _N ）と、上記正極端子に接続した正極バスバー（４ _P ）とがあり、個々の上記リアクトルは、上記リアクトル接続バスバーを介して上記リアクトル接続端子に電気接続しており、上記負極バスバーを上記折曲バスバーとしてある、電力変換装置（１）にある。 One aspect of the present invention is a semiconductor module (2) comprising a module body (20) containing a semiconductor element (21) and a power terminal (22) projecting from the module body;
a cooler (3) for cooling the semiconductor module;
A plurality of bus bars (4) connected to the power terminals,
At least one bus bar among the plurality of bus bars is disposed at a position overlapping with the cooler when viewed from the direction (Z) in which the power terminals protrude, and a bus bar main body (a bus bar main body portion ( 41) and a bent portion (42) extending from the busbar main body portion toward the cooler _side in the projecting direction,
When viewed from the thickness direction of the bent portion, the bent portion and the cooler are configured to overlap,
The bent portion includes a first bent portion (42 _A ) and a second bent portion (42 _B ) whose thickness directions are perpendicular to each other,
The first bent portion overlaps the cooler when viewed from the thickness direction of the first bent portion,
The second bent portion overlaps the cooler when viewed from the thickness direction of the second bent portion,
The bent portion is a connection terminal (42 _C ) for electrically connecting the bent bus bar to an external device,
A booster circuit (17) is configured by the semiconductor module and a plurality of reactors (7), and the power terminal includes a reactor connection terminal (22 _L ) electrically connected to the reactor and a DC power supply (8). and a positive terminal (22 _P ) for outputting a boosted DC voltage _. The bus bar has a reactor connection bus bar (4 _L ), a negative bus bar (4 _N ) connected to the negative terminal , and a positive bus bar (4 _P ) connected to the positive terminal , and the individual reactors are connected to the reactor via the reactor connection bus bar. A power conversion device (1) electrically connected to a terminal and having said negative bus bar as said bent bus bar .

上記電力変換装置では、半導体モジュールに接続した複数のバスバーのうち、少なくとも一つを、上記折曲バスバーとしてある。この折曲バスバーは、上記突出方向から見たときに冷却器に重なる位置に配されたバスバー本体部と、上記折曲部とを備える。折曲部の厚さ方向から見たときに、折曲部と冷却器とが重なるよう構成されている。
そのため、折曲バスバーのバスバー本体部を、冷却器に対向配置できると共に、折曲部を、冷却器に対向配置できる。したがって、バスバー本体部と折曲部とを両方とも冷却器によって冷却でき、折曲バスバーの冷却効率を高めることができる。 In the power converter, at least one of the plurality of bus bars connected to the semiconductor module is the bent bus bar. The bent busbar includes a busbar body portion arranged at a position overlapping the cooler when viewed from the projecting direction, and the bent portion. The bent portion and the cooler are configured to overlap each other when viewed from the thickness direction of the bent portion.
Therefore, the busbar body portion of the bent busbar can be arranged to face the cooler, and the bent portion can be arranged to face the cooler. Therefore, both the busbar body portion and the bent portion can be cooled by the cooler, and the cooling efficiency of the bent busbar can be improved.

以上のごとく、上記態様によれば、バスバーの冷却効率をより高めることができる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 converter that can further improve the cooling efficiency of the busbar.
It should be noted that the symbols in parentheses described in the claims and the means for solving the problems indicate the corresponding relationship with the specific means described in the embodiments described later, and limit the technical scope of the present invention. not a thing

参考形態１における、電力変換装置の断面図であって、図３のI-I断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view of the power conversion device in Reference Embodiment 1 , and is a cross-sectional view of II in FIG. 3 ; 図１からバスバー等を取り除いた図。FIG. 2 is a view of FIG. 1 with busbars and the like removed; 図１のIII-III断面図。III-III sectional drawing of FIG. 図１のIV-IV断面図。IV-IV sectional drawing of FIG. 図１のV-V断面図。VV sectional drawing of FIG. 参考形態１における、接続端子および端子台の斜視図。FIG. 2 is a perspective view of a connection terminal and a terminal block in reference form 1 ; 参考形態１における、電力変換装置の回路図。FIG. 2 is a circuit diagram of a power conversion device in reference form 1 ; 実施形態１における、電力変換装置の部分断面図。2 is a partial cross-sectional view of the power conversion device in Embodiment 1. FIG. 実施形態１における、負極バスバーの斜視図。3 is a perspective view of a negative electrode busbar in Embodiment 1. FIG. 図８のX-X断面図。X-X sectional drawing of FIG. 実施形態２における、電力変換装置の部分断面図。FIG. 5 is a partial cross-sectional view of a power conversion device according to Embodiment 2 ; 実施形態３における、電力変換装置の部分断面図。FIG. 10 is a partial cross-sectional view of a power conversion device according to Embodiment 3 ; 参考形態２における、接続端子および端子台の斜視図。FIG. 11 is a perspective view of a connection terminal and a terminal block in reference form 2 ; 比較形態における、電力変換装置の断面図。Sectional drawing of the power converter device in a comparative form.

（参考形態１）
上記電力変換装置に係る参考形態について、図１～図７を参照して説明する。本形態の電力変換装置１は、図１～図３に示すごとく、半導体モジュール２と、冷却器３と、複数のバスバー４（４_P，４_N，４_L）とを備える。半導体モジュール２は、半導体素子２１（図７参照）を内蔵したモジュール本体部２０と、該モジュール本体部２０から突出したパワー端子２２とを備える。冷却器３は、半導体モジュール２を冷却するために設けられている。バスバー４は、上記パワー端子２２に接続している。 ( Reference form 1 )
A reference embodiment relating to the above power converter will be described with reference to FIGS. 1 to 7. FIG. As shown in FIGS. 1 to 3, the power converter 1 of this embodiment includes a semiconductor module 2, a cooler 3, and a plurality of bus bars 4 (4 _P , 4 _N , 4 _L ). The semiconductor module 2 includes a module body portion 20 containing a semiconductor element 21 (see FIG. 7) and power terminals 22 projecting from the module body portion 20 . Cooler 3 is provided to cool semiconductor module 2 . A bus bar 4 is connected to the power terminal 22 .

図１、図４、図５に示すごとく、複数のバスバー４のうち一つのバスバー４は、バスバー本体部４１と折曲部４２とを有する折曲バスバー４_Bである。バスバー本体部４１は、パワー端子の突出方向（Ｚ方向）から見たときに冷却器３と重なる位置に配されている。バスバー本体部４１は、その板厚方向がＺ方向と一致するように配されている。折曲部４２は、バスバー本体部４１からＺ方向における冷却器３側に延出している。 As shown in FIGS. 1, 4, and 5, one of the plurality of busbars 4 is a bent busbar _4B having a busbar body portion 41 and a bent portion . The busbar body portion 41 is arranged at a position overlapping the cooler 3 when viewed from the power terminal projecting direction (Z direction). The busbar body portion 41 is arranged so that its plate thickness direction coincides with the Z direction. The bent portion 42 extends from the busbar body portion 41 toward the cooler 3 in the Z direction.

図４、図５に示すごとく、折曲部４２の厚さ方向（Ｘ方向）から見たときに、折曲部４２と冷却器３とが重なるよう構成されている。 As shown in FIGS. 4 and 5, the bent portion 42 and the cooler 3 are configured to overlap when viewed from the thickness direction (X direction) of the bent portion 42 .

本形態の電力変換装置１は、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載するための、車載用電力変換装置である。図７に示すごとく、本形態の電力変換装置１は、複数の半導体モジュール２と、平滑用のコンデンサ１１とを備える。個々の半導体モジュール２は、リアクトル７に電気接続している。上記半導体モジュール２と、複数のリアクトル７とによって、昇圧回路１７を構成してある。 A power conversion device 1 of the present embodiment is an in-vehicle power conversion device to be mounted in a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle. As shown in FIG. 7 , the power conversion device 1 of this embodiment includes a plurality of semiconductor modules 2 and a smoothing capacitor 11 . Each semiconductor module 2 is electrically connected to the reactor 7 . A booster circuit 17 is configured by the semiconductor module 2 and the plurality of reactors 7 .

個々の半導体モジュール２は、スイッチング素子２１_Sと、該スイッチング素子２１_Sに逆並列接続されたフリーホイールダイオード２１_Fと、整流ダイオード２１_Dとを備える。本形態の電力変換装置１は、スイッチング素子２１_Sをオンオフ動作させることにより、直流電源８の直流電圧を昇圧するよう構成されている。 Each semiconductor module 2 includes a switching element 21 _S , a freewheel diode 21 _F connected in antiparallel to the switching element 21 _S , and a rectifier diode 21 _D. The power converter 1 of this embodiment is configured to boost the DC voltage of the DC power supply 8 by turning on and off the switching element _21S .

電力変換装置１は、８個のスイッチング素子２１_Sを備える。２個のスイッチング素子２１_Sによって、スイッチング素子群２９を構成してある。個々のスイッチング素子群２９（２９_A～２９_D）は、それぞれ別のリアクトル７に接続している。本形態では、複数のスイッチング素子群２９（２９_A～２９_D）を、互いに位相をずらしてオンオフ動作させている。これにより、個々のリアクトル７に大きな電流が流れることを抑制し、リアクトル７の低寿命化を抑制している。 The power conversion device 1 includes eight switching elements 21 _S. A switching element group 29 is composed of two switching elements 21 _S. Individual switching element groups 29 (29 _A to 29 _D ) are connected to different reactors 7, respectively. In this embodiment, a plurality of switching element groups 29 (29 _A to 29 _D ) are turned on and off while being out of phase with each other. This suppresses a large current from flowing through the individual reactors 7 and suppresses the shortening of the life of the reactors 7 .

電力変換装置１は、昇圧した直流電力を出力する出力端子４６_P，４６_Nを備える。出力端子４６_P，４６_Nは、図示しないインバータに接続する。このインバータを用いて、昇圧後の直流電力を交流電力に変換し、図示しない三相交流モータを駆動する。これにより、上記車両を走行させている。 The power conversion device 1 includes output terminals 46 _P and 46 _N for outputting boosted DC power. Output terminals 46 _P and 46 _N are connected to an inverter (not shown). Using this inverter, the boosted DC power is converted into AC power to drive a three-phase AC motor (not shown). This allows the vehicle to run.

図２に示すごとく、本形態の電力変換装置１は、内側ケース５_Iと外側ケース５_Eとの、２つのケース５を備える。内側ケース５_I内に、半導体モジュール２、冷却器３、コンデンサ１１等が収容されている。これらのケース５_I，５_Eは金属製である。 As shown in FIG. 2, the power converter ₁ of this embodiment includes two cases 5, an inner case 5I and an outer case _5E . _A semiconductor module 2, a cooler 3, a capacitor 11, and the like are accommodated in the inner case 5I. These cases 5 _I and 5 _E are made of metal.

また、図２に示すごとく、本形態では、複数の半導体モジュール２と、複数の冷却管３０とを積層して積層体１０を構成してある。複数の冷却管３０によって上記冷却器３を構成している。積層体１０の積層方向（Ｘ方向）において積層体１０に隣り合う位置には、加圧部材１６（板ばね）が配されている。この加圧部材１６を用いて、積層体１０を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３０との接触圧を確保すると共に、積層体１０を内側ケース５_I内に固定している。 Further, as shown in FIG. 2, in this embodiment, a laminate 10 is configured by laminating a plurality of semiconductor modules 2 and a plurality of cooling pipes 30 . A plurality of cooling pipes 30 constitute the cooler 3 . A pressure member 16 (leaf spring) is arranged at a position adjacent to the laminate 10 in the lamination direction (X direction) of the laminate 10 . The pressure member 16 is used to press the laminate 10 in the X direction. Thereby, the contact pressure between the semiconductor module 2 and the cooling pipe 30 is ensured, and the laminate 10 is fixed inside the inner case _5I .

Ｘ方向に隣り合う２本の冷却管３０の間には、これらを連結する連結管３１が配されている。連結管３１は、冷却管３０の長手方向（Ｙ方向）における、冷却管３０の両端部に配されている。また、複数の冷却管３０のうちＸ方向における一端に配された端部冷却管３０_A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とが接続している。導入管１３から冷媒１５を導入すると、冷媒１５は連結管３１を通って全ての冷却管３０を流れ、導出管１４から導出する。これにより、個々の半導体モジュール２を冷却している。 Between two cooling pipes 30 adjacent to each other in the X direction, a connecting pipe 31 is arranged to connect them. The connecting pipes 31 are arranged at both ends of the cooling pipe 30 in the longitudinal direction (Y direction) of the cooling pipe 30 . An end cooling pipe _30A arranged at one end in the X direction among the plurality of cooling pipes 30 has an introduction pipe 13 for introducing the coolant 15 and an outlet pipe 14 for leading the coolant 15. Connected. When the refrigerant 15 is introduced from the introduction pipe 13 , the refrigerant 15 flows through all the cooling pipes 30 through the connecting pipe 31 and is discharged from the outlet pipe 14 . Thereby, each semiconductor module 2 is cooled.

図２、図３に示すごとく、半導体モジュール２は、半導体素子２１（図７参照）を内蔵したモジュール本体部２０と、該モジュール本体部２０から突出したパワー端子２２と、制御端子２３とを備える。制御端子２３は、制御回路基板１８に接続している。この制御回路基板１８を用いて、スイッチング素子２１_Sのオンオフ動作を制御している。 As shown in FIGS. 2 and 3, the semiconductor module 2 includes a module main body 20 containing a semiconductor element 21 (see FIG. 7), a power terminal 22 projecting from the module main body 20, and a control terminal 23. . The control terminal 23 is connected to the control circuit board 18 . The control circuit board 18 is used to control the on/off operation of the switching element _21S .

図１、図３に示すごとく、パワー端子２２には、上記リアクトル７（図７参照）に電気接続されるリアクトル接続端子２２_Lと、直流電源８の負電極に電気接続される負極端子２２_Nと、昇圧した直流電圧を出力する正極端子２２_Pとがある。また、電力変換装置１は、上記バスバー４として、リアクトル接続端子２２_Lに接続したリアクトル接続バスバー４_Lと、負極端子２２_Nに接続した負極バスバー４_Nと、正極端子２２_Pに接続した正極バスバー４_Pとを備える。 As shown in FIGS. 1 and 3, the power terminals 22 include a reactor connection terminal 22 _L electrically connected to the reactor 7 (see FIG. 7) and a negative electrode terminal 22 _N electrically connected to the negative electrode of the DC power supply 8 . and a positive terminal 22 _P for outputting a boosted DC voltage. In addition, the power conversion device 1 includes, as the _busbars 4, a reactor connection busbar 4L connected to the reactor connection terminal _22L , a negative electrode _busbar 4N connected to the negative electrode terminal _22N , and a positive electrode _busbar connected to the positive electrode terminal 22P. 4 _P and.

図１に示すごとく、リアクトル接続バスバー４_Lは、上記リアクトル７（図７参照）に接続するためのリアクトル接続用端子４８を備える。また、正極バスバー４_Pと負極バスバー４_Nとは、所定間隔をおいて重ね合されている。正極バスバー４_P及び負極バスバー４_Nは、それぞれコンデンサ１１の端子１１１（１１１_P，１１１_N）に接続している。 As shown in FIG. 1, the reactor connection bus bar _4L includes reactor connection terminals 48 for connection to the reactor 7 (see FIG. 7). Also, the positive bus bar 4 _P and the negative bus bar 4 _N are superimposed with a predetermined gap therebetween. The positive bus bar 4 _P and the negative bus bar 4 _N are connected to terminals 111 (111 _P , 111 _N ) of the capacitor 11, respectively.

本形態では、負極バスバー４_Nを、上記折曲バスバー４_Bとしてある。すなわち、負極バスバー４_Nに、折曲部４２を形成してある。本形態の折曲部４２は、折曲バスバー４_Bを外部機器（すなわち直流電源８）に接続するための接続端子４２_Cである。 In this embodiment, the negative busbar _4N is the bent busbar _4B . That is, the bent portion 42 is formed in the negative electrode bus bar _4N . The bent portion 42 of this embodiment is a connection terminal _42C for connecting the bent busbar _4B to an external device (that is, the DC power supply 8).

図１、図４、図５に示すごとく、折曲バスバー４_Bは、上記バスバー本体部４１と、折曲部４２とを備える。バスバー本体部４１は、半導体モジュール２のパワー端子２２（２２_N）に接続されるモジュール接続部４１１と、端子形成部４１２とを備える。端子形成部４１２は、モジュール接続部４１１とは別体に形成されており、モジュール接続部４１１にボルト締結されている。この端子形成部４１２から上記折曲部４２がＺ方向に突出している。 As shown in FIGS. 1, 4, and 5, the bent busbar _4B includes the busbar body portion 41 and a bent portion . The busbar body portion 41 includes a module connecting portion 411 connected to the power terminal 22 (22 _N ) of the semiconductor module 2 and a terminal forming portion 412 . The terminal forming portion 412 is formed separately from the module connecting portion 411 and bolted to the module connecting portion 411 . The bent portion 42 protrudes from the terminal forming portion 412 in the Z direction.

図４、図５に示すごとく、内側ケース５_Iには、絶縁材料からなる端子台６が設けられている。この端子台６に接続端子４２_C（すなわち折曲部４２）を固定してある。 As shown in FIGS. 4 and 5, the inner case _5I is provided with a terminal block 6 made of an insulating material. A connection terminal 42 _C (that is, a bent portion 42 ) is fixed to the terminal block 6 .

図６に示すごとく、端子台６は、直方体形状の端子台本体部６１と、該端子台本体部６１からＹ方向に突出した突部６２を備える。突部６２には貫通孔６２０が形成されている。この貫通孔６２０にボルトを挿入して、ケース５（内側ケース５_I）の雌螺子部５９（図４参照）に螺合してある。これにより、端子台６をケース５に固定してある。 As shown in FIG. 6, the terminal block 6 includes a rectangular parallelepiped terminal block main body 61 and a protrusion 62 projecting from the terminal block main body 61 in the Y direction. A through hole 620 is formed in the protrusion 62 . A bolt is inserted into the through hole 620 and screwed into the female screw portion 59 (see FIG. 4) of the case 5 (inner case 5 _I ). The terminal block 6 is thereby fixed to the case 5 .

また、図６に示すごとく、端子形成部４１２には２個の貫通孔４４_A，４４_Bが形成されており、折曲部４２には１個の貫通孔４４_Cが形成されている。第１の貫通孔４４_Aは、端子形成部４１２をモジュール接続部４１１（図１参照）にボルト締結するために用いられる。第２の貫通孔４４_Bは、端子形成部４１２を端子台６に締結するために用いられる。さらに、折曲部４２の貫通孔４４_Cは、電源バスバー１９（図５参照）を折曲部４２に締結するために用いられる。上記電源バスバー１９を介して、折曲バスバー４_B（すなわち負極バスバー４_N）を、直流電源８の負電極に電気接続してある。 As shown in FIG. 6, the terminal forming portion 412 is formed with two through holes _44A and _44B , and the bent portion 42 is formed with one through hole _44C . The first through hole _44A is used for bolting the terminal forming portion 412 to the module connecting portion 411 (see FIG. 1). The second through hole 44 _B is used to fasten the terminal forming portion 412 to the terminal block 6 . Furthermore, the through hole 44 _C of the bent portion 42 is used to fasten the power bus bar 19 (see FIG. 5) to the bent portion 42 . The bent bus bar 4 _B (that is, the negative bus bar 4 _N ) is electrically connected to the negative electrode of the DC power supply 8 via the power bus bar 19 .

本形態の作用効果について説明する。図４、図５に示すごとく、本形態では、半導体モジュール２に接続した複数のバスバー４（４_L，４_P，４_N）のうち、一つのバスバー４を、折曲バスバー４_Bとしてある。この折曲バスバー４_Bは、Ｚ方向から見たときに冷却器３に重なる位置に配されたバスバー本体部４１と、上記折曲部４２とを備える。図４に示すごとく、折曲部４２の厚さ方向（Ｘ方向）から見たときに、折曲部４２と冷却器３とが重なるよう構成されている。
そのため、折曲バスバー４_Bのバスバー本体部４１を、冷却器３に対向配置できると共に、折曲部４２を、冷却器３に対向配置できる。したがって、バスバー本体部４１と折曲部４２とを両方とも冷却器３によって冷却でき、折曲バスバー４_Bの冷却効率を高めることができる。 The effects of this embodiment will be described. As shown in FIGS. 4 and 5, in this embodiment, one of a plurality of _busbars 4 ( _4L , 4P, _4N ) connected to the semiconductor module 2 is a bent busbar _4B . The bent busbar 4 _B includes a busbar body portion 41 arranged at a position overlapping the cooler 3 when viewed from the Z direction, and the bent portion 42 . As shown in FIG. 4, when viewed from the thickness direction (X direction) of the bent portion 42, the bent portion 42 and the cooler 3 are configured to overlap each other.
Therefore, the busbar body portion 41 of the bent busbar 4 _B can be arranged to face the cooler 3 and the bent portion 42 can be arranged to face the cooler 3 . Therefore, both the busbar body portion 41 and the bent portion 42 can be cooled by the cooler 3, and the cooling efficiency of the bent busbar _4B can be enhanced.

すなわち、図１４に示すごとく、従来の電力変換装置では、バスバー４を折り曲げていなかった。そのため、バスバー４を一方向（Ｚ方向）からしか冷却器３に対向させることができず、バスバー４の冷却効率を向上しにくかった。これに対して、図４、図５に示すごとく、本形態のように、バスバー４の一部を屈曲させて折曲部４２を形成すれば、バスバー本体部４１をＺ方向において冷却器３に対向でき、かつ、折曲部４２をＸ方向において冷却器３に対向させることができる。そのため、このバスバー４（折曲バスバー４_B）の、冷却器３に対向する面積を大きくすることができ、冷却効率を高めることができる。 That is, as shown in FIG. 14, in the conventional power converter, the bus bar 4 is not bent. Therefore, the busbar 4 can only be opposed to the cooler 3 from one direction (the Z direction), making it difficult to improve the cooling efficiency of the busbar 4 . On the other hand, as shown in FIGS. 4 and 5, if a part of the busbar 4 is bent to form a bent portion 42 as in the present embodiment, the busbar body portion 41 can be bent to the cooler 3 in the Z direction. They can face each other, and the bent portion 42 can face the cooler 3 in the X direction. Therefore, the area of the bus bar 4 (bent bus bar 4 _B ) facing the cooler 3 can be increased, and the cooling efficiency can be enhanced.

また、図４、図５に示すごとく、本形態の折曲部４２は、折曲バスバー４_Bを外部機器（本形態では直流電源８）に電気接続するための接続端子４２_Cである。
このようにすると、折曲部４２を用いて折曲バスバー４_Bの冷却効率を高めることができると共に、折曲部４２を、外部接続用の接続端子としても利用できる。 As shown in FIGS. 4 and 5, the bent portion 42 of this embodiment is a connection terminal _42C for electrically connecting the bent bus bar _4B to an external device (the DC power supply 8 in this embodiment).
In this way, the bent portion 42 can be used to enhance the cooling efficiency of the bent busbar _4B , and the bent portion 42 can be used as a connection terminal for external connection.

また、図４、図５に示すごとく、本形態の電力変換装置１は、半導体モジュール２と冷却器３とを収容する金属製のケース５（５_I）を備える。このケース５に、絶縁材料からなる端子台６が設けられている。この端子台６に接続端子４２_C（すなわち折曲部４２）を固定してある。
このようにすると、冷却器３によってケース５を冷却でき、さらに端子台６を冷却することができる。したがって、この端子台６に取り付けた折曲部４２を冷却でき、折曲バスバー４_Bをより効果的に冷却できる。 Moreover, as shown in FIGS. 4 and 5, the power conversion device 1 of this embodiment includes a metal case 5 (5 _I ) that accommodates the semiconductor module 2 and the cooler 3 . A terminal block 6 made of an insulating material is provided in the case 5 . A connection terminal 42 _C (that is, a bent portion 42 ) is fixed to the terminal block 6 .
In this way, the case 5 can be cooled by the cooler 3, and the terminal block 6 can be cooled. Therefore, the bent portion 42 attached to the terminal block 6 can be cooled, and the bent bus bar _4B can be cooled more effectively.

また、図１に示すごとく、本形態のバスバー本体部４１は、上記モジュール接続部４１１と、該モジュール接続部４１１とは別体に形成された端子形成部４１２とを備える。この端子形成部４１２に、接続端子４２_C（すなわち折曲部４２）を形成してある。
このようにすると、端子形成部４１２をモジュール接続部４１１とは別体に形成してあるため、モジュール接続部４１１の面積を低減できる。そのため、モジュール接続部４１１の製造歩留まりを高めることができる。また、モジュール接続部４１１と端子形成部４１２とを別体にすると、電力変換装置１の製造時に、接続端子４２_Cの位置を微調整しやすくなる。 Further, as shown in FIG. 1 , the busbar body portion 41 of this embodiment includes the module connecting portion 411 and a terminal forming portion 412 formed separately from the module connecting portion 411 . A connection terminal 42 _C (that is, a bent portion 42 ) is formed on the terminal forming portion 412 .
In this way, since the terminal forming portion 412 is formed separately from the module connecting portion 411, the area of the module connecting portion 411 can be reduced. Therefore, the manufacturing yield of the module connecting portion 411 can be increased. In addition, when the module connecting portion 411 and the terminal forming portion 412 are separated from each other, it becomes easier to finely adjust the position of the connecting terminal _42C when the power conversion device 1 is manufactured.

また、図７に示すごとく、本形態では、半導体モジュール２と、複数個のリアクトル７とによって、昇圧回路１７を構成してある。そして、負極バスバー４_Nを上記折曲バスバー４_Bとしてある。
複数個のリアクトル７を用いて昇圧回路１７を構成する場合は、直流電源８の電流はリアクトル接続バスバー４_Lに分岐して流れるため、個々のリアクトル接続用端子４８に流れる電流は比較的少ない。そのため、リアクトル接続用端子４８の発熱量は比較的少ない。これに対して、負極バスバー４_Nの接続端子４２_Cは、直流電源８の電流Ｉが共通して流れるため、発熱しやすい。このように、負極バスバー４_Nの接続端子４２_Cは特に発熱しやすいが、本形態では、この接続端子４２_Cを折り曲げて冷却器３に重なり合うよう構成してあるため、接続端子４２_Cを効果的に冷却でき、温度上昇を抑制できる。 Further, as shown in FIG. 7, in this embodiment, the semiconductor module 2 and a plurality of reactors 7 constitute a booster circuit 17 . The negative bus bar _4N is the bent bus bar _4B .
When the booster circuit 17 is configured using a plurality of reactors 7, the current of the DC power supply 8 is branched to the reactor connection busbar _4L and flows, so the current flowing through each reactor connection terminal 48 is relatively small. Therefore, the amount of heat generated by the reactor connection terminals 48 is relatively small. On the other hand, the connection terminal 42 _C of the negative bus bar 4 _N is likely to generate heat because the current I of the DC power supply 8 flows in common therethrough. As described above, the connection terminal _42C of the negative bus _bar _4N is particularly _prone to heat generation. can be effectively cooled and the temperature rise can be suppressed.

以上のごとく、本形態によれば、バスバーの冷却効率をより高めることができる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 converter that can further improve the cooling efficiency of the busbar.

なお、本形態では、図１に示すごとく、内側ケース５_Iと外側ケース５_Eとの２つのケース５を設けたが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、１個のケース５のみを有し、このケース５に端子台６を設けても良い。また、本形態では、図７に示すごとく、複数の半導体モジュール２を用いて昇圧回路１７のみを形成したが、本発明はこれに限るものではなく、昇圧回路１７とインバータ回路とを両方とも形成しても良い。 In this embodiment, as shown in FIG. ₁ , two cases 5, ie, the inner case 5I and the outer case _5E are provided, but the present invention is not limited to this. That is, only one case 5 may be provided, and the terminal block 6 may be provided in this case 5 . Further, in this embodiment, as shown in FIG. 7, only the booster circuit 17 is formed using a plurality of semiconductor modules 2, but the present invention is not limited to this, and both the booster circuit 17 and the inverter circuit are formed. You can

また、本形態では、複数のバスバー４（４_P，４_N，４_L）のうち、一つのバスバー４（４_N）のみ折曲バスバー４_Bにしたが、本発明はこれに限るものではなく、２つ以上のバスバー４を折曲バスバー４_Bにしてもよい。 Further, in the present embodiment, only one busbar 4 ( _4N ) among the plurality of _busbars 4 ( _4P , 4N, _4L ) is the bent busbar _4B , but the present invention is not limited to this. , two or more busbars 4 may be bent busbars _4B .

以下の実施形態においては、図面に用いた符号のうち、参考形態１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、参考形態１と同様の構成要素等を表す。 In the following embodiments, among the reference numerals used in the drawings, the same reference numerals as those used in Reference Embodiment 1 represent the same components as those of Reference Embodiment 1 unless otherwise specified.

（実施形態１）
本形態は、折曲バスバー４_Bの形状を変更した例である。図８、図９に示すごとく、本形態の折曲バスバー４_Bは、第１折曲部４２_Aと第２折曲部４２_Bとの、２個の折曲部４２を備える。第１折曲部４２_Aは、図１０に示すごとく、一対の冷却管３０の間に介在している。本形態では、加圧部材１６の加圧力Ｆを用いて、第１折曲部４２_Aを冷却管３０に向けて押圧している。 ( Embodiment 1 )
This embodiment is an example in which the shape of the bent busbar _4B is changed. As shown in FIGS. 8 and 9, the bent busbar _4B of this embodiment includes two bent portions 42, a first bent portion _42A and a second bent portion _42B . The first bent portion _42A is interposed between the pair of cooling pipes 30 as shown in FIG. In this embodiment, the pressing force F of the pressing member 16 is used to press the first bent portion 42 _A toward the cooling pipe 30 .

また、図９、図１０に示すごとく、本形態では、第１折曲部４２_Aを絶縁部材４９によって封止してある。これにより、第１折曲部４２_Aと冷却管３０との間の絶縁性を確保している。絶縁部材４９は、合成樹脂からなる。 Further, as shown in FIGS. 9 and 10, in this embodiment, the first bent portion 42A is sealed with an insulating member 49. _As shown in FIG. This ensures insulation between the first bent portion 42 _A and the cooling pipe 30 . The insulating member 49 is made of synthetic resin.

また、図８に示すごとく、第２折曲部４２_Bは、内側ケース５_Iの外側に配されている。第２折曲部４２_Bは、外部機器に接続するための接続端子４２_Cである。内側ケース５_Iには端子台６が搭載されており、この端子台６に接続端子４２_C（すなわち第２折曲部４２_B）を固定してある。第２折曲部４２_Bの厚さ方向（Ｙ方向）から見たときに、第２折曲部４２_Bは冷却器３と重なるよう構成されている。 Further, as shown in FIG. 8, the second bent portion _42B is arranged outside the inner case _5I . The second bent portion _42B is a connection terminal _42C for connecting to an external device. _A terminal block 6 is mounted on the inner case 5I, and the connection terminal _42C (that is, the second bent portion _42B ) is fixed to the terminal block 6. As shown in FIG. The second bent portion _42B is configured to overlap the cooler 3 when viewed from the thickness direction (Y direction) of the second bent portion _42B .

本形態では参考形態１と同様に、負極バスバー４_Nを、折曲バスバー４_Bとしてある。そして、第２折曲部４２_B（すなわち接続端子４２_C）を、直流電源８の負電極に電気接続してある。また、半導体モジュール２と、複数個のリアクトル７（図７参照）とによって、昇圧回路１７を構成してある。 In this embodiment, as in the first embodiment , the negative busbar _4N is a bent busbar _4B . The second bent portion 42 _B (that is, the connection terminal 42 _C ) is electrically connected to the negative electrode of the DC power supply 8 . A booster circuit 17 is configured by the semiconductor module 2 and a plurality of reactors 7 (see FIG. 7).

本形態の作用効果について説明する。本形態では図１０に示すごとく、加圧部材１６を用いて、折曲部４２（第１折曲部４２_A）を冷却管３０に向けて押圧している。
このようにすると、冷却管３０によって折曲部４２を直接、冷却することができる。そのため、折曲部４２をより効率的に冷却でき、折曲バスバー４_Bの冷却効率をより高めることができる。 The effects of this embodiment will be described. In this embodiment, as shown in FIG. 10, the pressure member 16 is used to press the bent portion 42 (first bent portion 42 _A ) toward the cooling pipe 30 .
By doing so, the bent portion 42 can be directly cooled by the cooling pipe 30 . Therefore, the bent portion 42 can be cooled more efficiently, and the cooling efficiency of the bent busbar _4B can be further enhanced.

また、本形態では、２本の冷却管３０の間に、折曲部４２を介在させてある。
このようにすると、折曲部４２を冷却管３０によって、Ｘ方向における両側から冷却することができる。そのため、折曲バスバー４_Bの冷却効率を特に高めることができる。 Moreover, in this embodiment, a bent portion 42 is interposed between the two cooling pipes 30 .
By doing so, the bent portion 42 can be cooled from both sides in the X direction by the cooling pipes 30 . Therefore, the cooling efficiency of the bent busbar _4B can be particularly enhanced.

また、本形態では図８に示すごとく、負極バスバー４_Nを折曲バスバー４_Bとしてある。この負極バスバー４_Nの接続端子４２_Cを、第２折曲部４２_Bとしてある。また、半導体モジュール２と、複数のリアクトル７とを用いて昇圧回路１７（図７参照）を構成してある。
この場合は、負極バスバー４_Nの接続端子４２_C（第２折曲部４２_B）に、直流電源８（図７参照）の電流Ｉが共通して流れるため、接続端子４２_Cが特に発熱しやすいが、本形態ではこの接続端子４２_Cを折り曲げて、Ｙ方向から見たときに接続端子４２_Cが冷却器３と重なるようにしてあるため、接続端子４２_Cを効果的に冷却できる。また、第１折曲部４２_Aは冷却管３０によって直接、冷却されるため、折曲バスバー４_Bの冷却効果を特に高めることができる。そのため、発熱しやすい接続端子４２_Cを、効率的に冷却できる。
その他、参考形態１と同様の構成および作用効果を備える。 Further, in this embodiment, as shown in FIG. 8, the negative bus bar _4N is a bent bus bar _4B . The connection terminal _42C of the negative bus bar _4N is the second bent portion _42B . A booster circuit 17 (see FIG. 7) is configured using the semiconductor module 2 and a plurality of reactors 7 .
In this case, since the current I of the DC power supply 8 (see FIG. 7) flows commonly through the connection terminal 42 _C (second bent portion 42 _B ) of the negative bus bar 4 _N , the connection terminal 42 _C particularly heats up. However, in this embodiment, the connection terminal _42C is bent so that the connection terminal _42C overlaps with the cooler 3 when viewed from the Y direction, so the connection terminal _42C can be effectively cooled. Further, since the first bent portion _42A is directly cooled by the cooling pipe 30, the cooling effect of the bent busbar _4B can be particularly enhanced. Therefore, the connection terminal _42C , which tends to generate heat, can be efficiently cooled.
In addition, it has the same configuration and effects as those of the first embodiment .

（実施形態２）
本形態は、絶縁部材４９の構成を変更した例である。図１１に示すごとく、本形態では、第１折曲部４２_Aと冷却管３０との間に、板状の絶縁部材４９を介在させている。絶縁部材４９は、セラミックスからなる。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。 ( Embodiment 2 )
This embodiment is an example in which the configuration of the insulating member 49 is changed. As shown in FIG. 11 , in this embodiment, a plate-shaped insulating member 49 is interposed between the first bent portion 42 _A and the cooling pipe 30 . The insulating member 49 is made of ceramics.
In addition, it has the same configuration and effects as those of the first embodiment .

（実施形態３）
本形態は、第１折曲部４２_Aの冷却構造を変更した例である。図１２に示すごとく、本形態では、第１折曲部４２_Aと加圧部材１６との間に冷却管３０が介在していない。本形態では、加圧部材１６が第１折曲部４２_Aに接触している。第１折曲部４２_Aは、Ｘ方向における片側からのみ、冷却管３０によって冷却される。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。 ( Embodiment 3 )
This embodiment is an example in which the cooling structure of the first bent portion _42A is changed. As shown in FIG. 12, in this embodiment, the cooling pipe 30 is not interposed between the first bent portion 42A and the pressure member 16. _As shown in FIG. In this embodiment, the pressure member 16 is in contact with the first bent portion _42A . The first bent portion _42A is cooled by the cooling pipe 30 only from one side in the X direction.
In addition, it has the same configuration and effects as those of the first embodiment .

（参考形態２）
本形態は、折曲部４２の構造を変更した例である。図１３に示すごとく、本形態の折曲部４２は、端子形成部４１２からＺ方向に延出した第１部分４２１と、該第１部分４２１からＸ方向に突出した肩部４２２と、該肩部４２２からＺ方向に延出した第３部分４２３とを備える。この第３部分４２３に貫通孔４４_Cを形成してある。電源バスバー１９（図５参照）を第３部分４２３に重ね合せ、貫通孔４４_Cにボルトを挿入して端子台６内のナットに螺合するよう構成してある。これにより、電源バスバー１９を第３部分４２３および端子台６に締結するよう構成してある。 ( Reference form 2 )
This embodiment is an example in which the structure of the bent portion 42 is changed. As shown in FIG. 13, the bent portion 42 of this embodiment includes a first portion 421 extending from the terminal forming portion 412 in the Z direction, a shoulder portion 422 projecting from the first portion 421 in the X direction, and a shoulder portion 422 extending from the first portion 421 in the X direction. and a third portion 423 extending from the portion 422 in the Z direction. A through hole 44 _C is formed in the third portion 423 . A power supply bus bar 19 (see FIG. 5) is superimposed on the third portion 423, and a bolt is inserted into the through hole _44C and screwed into a nut in the terminal block 6. As shown in FIG. Thereby, the power bus bar 19 is configured to be fastened to the third portion 423 and the terminal block 6 .

また、本形態では、肩部４２２に、第２の貫通孔４４_Bを形成してある。この貫通孔４４_Bにボルトを挿入して端子台６内のナットに螺合する。これにより、折曲部４２を端子台６に固定している。本形態では、肩部４２２に第２の貫通孔４４_Bを形成してあるため、電源バスバー１９締結用の貫通孔４４_Cに近い位置で、折曲部４２を固定することができる。そのため、外部からの振動によって電源バスバー１９（図５参照）が揺動し、折曲部４２のうち貫通孔４４_Cの周辺の部位に力が加わった場合でも、折曲部４２をしっかり固定することができる。
その他、参考形態１と同様の構成および作用効果を備える。 Further, in this embodiment, the shoulder portion 422 is formed with a second through hole _44B . A bolt is inserted into the through hole 44 _B and screwed to the nut inside the terminal block 6 . Thereby, the bent portion 42 is fixed to the terminal block 6 . In this embodiment, the second through hole 44 _B is formed in the shoulder portion 422 , so that the bent portion 42 can be fixed at a position close to the through hole 44 _C for fastening the power bus bar 19 . Therefore, even if the power supply bus bar 19 (see FIG. 5) swings due to external vibration and force is applied to the portion of the bent portion 42 around the through hole _44C , the bent portion 42 is firmly fixed. be able to.
In addition, it has the same configuration and effects as those of the first embodiment .

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 the above embodiments, and can be applied to various embodiments without departing from the scope of the invention.

１電力変換装置
２半導体モジュール
２０モジュール本体部
２１半導体素子
２２パワー端子
３冷却器
４バスバー
４_B 折曲バスバー
４１バスバー本体部
４２折曲部 1 power conversion device 2 semiconductor module 20 module main body 21 semiconductor element 22 power terminal 3 cooler 4 busbar 4 _B -bent busbar 41 busbar main body 42 bent portion

Claims

A semiconductor module (2) comprising a module body (20) containing a semiconductor element (21) and a power terminal (22) projecting from the module body;
a cooler (3) for cooling the semiconductor module;
A plurality of bus bars (4) connected to the power terminals,
At least one bus bar among the plurality of bus bars is disposed at a position overlapping with the cooler when viewed from the direction (Z) in which the power terminals protrude, and a bus bar main body (a bus bar main body portion ( 41) and a bent portion (42) extending from the busbar main body portion toward the cooler _side in the projecting direction,
When viewed from the thickness direction of the bent portion, the bent portion and the cooler are configured to overlap,
The bent portion includes a first bent portion (42 _A ) and a second bent portion (42 _B ) whose thickness directions are perpendicular to each other,
The first bent portion overlaps the cooler when viewed from the thickness direction of the first bent portion,
The second bent portion overlaps the cooler when viewed from the thickness direction of the second bent portion,
The bent portion is a connection terminal (42 _C ) for electrically connecting the bent bus bar to an external device,
A booster circuit (17) is configured by the semiconductor module and a plurality of reactors (7), and the power terminal includes a reactor connection terminal (22 _L ) electrically connected to the reactor and a DC power supply (8). and a positive terminal (22 _P ) for outputting a boosted DC voltage _. The bus bar has a reactor connection bus bar (4 _L ), a negative bus bar (4 _N ) connected to the negative terminal , and a positive bus bar (4 _P ) connected to the positive terminal , and the individual reactors are connected to the reactor via the reactor connection bus bar. A power conversion device (1) electrically connected to a terminal, wherein the negative bus bar is the bent bus bar .

A metal case (5) for housing the semiconductor module and the cooler is further provided, the case is provided with a terminal block (6) made of an insulating material, and the connection terminals are fixed to the terminal block. The power converter according to claim 1 , wherein a

The busbar main body includes a module connecting portion (411) connected to the power terminal of the semiconductor module, and a terminal forming portion (412) formed separately from the module connecting portion. 3. The power converter according to claim 1, wherein said connection terminal is formed in said portion.

The cooler comprises a plurality of cooling pipes (30), a plurality of semiconductor modules and a plurality of cooling pipes are laminated to form a laminate (10), and a pressure member (16) is used. 2. The power conversion device according to claim 1, wherein the bending portion is pressed toward the cooling pipe by a .

5. The power converter according to claim 4 , wherein said bent portion is interposed between said two cooling pipes.