JP7205516B2

JP7205516B2 - 電力変換装置

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Publication number: JP7205516B2
Application number: JP2020073049A
Authority: JP
Inventors: 大介山崎
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2020-04-15
Filing date: 2020-04-15
Publication date: 2023-01-17
Anticipated expiration: 2040-04-15
Also published as: WO2021210306A1; US20230032317A1; JP2021170875A

Description

本明細書に記載の開示は、電力変換装置に関するものである。

特許文献１に示されるように、複数の制御端子を備える複数の半導体モジュールと、複数の信号端子を備える電流センサと、複数の制御端子と複数の信号端子の接続される制御回路基板と、を有する電力変換装置が知られている。

特開２０１９－９７２３７号公報

複数の制御端子と複数の信号端子それぞれは、はんだを介して制御回路基板に接続されている。外力などによる振動によってこれら制御端子（第１信号端子）と信号端子（第２信号端子）が損傷する虞がある。

そこで本開示の目的は、第１信号端子と第２信号端子の損傷が抑制された電力変換装置を提供することである。

本開示の一態様による電力変換装置は、
複数の第１信号端子（５２２）を備えた第１電気部品（９００）と、
複数の第２信号端子（４５１，５３１）を備えた第２電気部品（７００，７１０）と、
第１電気部品と第２電気部品それぞれを収納しつつ固定するケース（６００）と、
上面（８００ａ）、上面の裏側の下面（８００ｂ）、および、上面と下面に開口し、複数の第１信号端子の挿入される複数の第１貫通孔（８１１）と複数の第２信号端子の挿入される複数の第２貫通孔（８２１，８３１）を備える基板（８００）と、
上面と下面の並ぶ並び方向に開口する複数のガイド孔（８４１）を備え、複数のガイド孔と複数の第２貫通孔とが並び方向で並ぶ態様で、基板の上面と下面の少なくとも一方に連結されるガイド部（８４０）と、
複数の第１信号端子と基板とを接続する第１接続部（８６０）と、
複数の第２信号端子と基板とを接続する第２接続部（８５０，８７０）と、を有し、
単位面積あたりに含まれる第１貫通孔の数が、単位面積あたりに含まれる第２貫通孔の数より多くなっており、
基板の並び方向に直交する平面方向における中央側に、複数の第１貫通孔が形成され、
基板の平面方向における端側に、複数の第２貫通孔が形成され、
基板の平面方向における端側が、ケースに固定されている。

このように本開示では、単位面積あたりに含まれる第１貫通孔（８１１）の数が、単位面積あたりに含まれる第２貫通孔（８２１，８３１）の数より多くなっている。単位面積当たりに含まれる第１信号端子（５２２）と基板（８００）とを接続する第１接続部（８６０）の接続点数が、単位面積当たりに含まれる第２信号端子（４５１，５３１）と基板（８００）とを接続する第２接続部（８５０，８７０）との接続点数よりも多くなっている。そのために基板（８００）における複数の第１貫通孔（８１１）の形成された部位がたわみにくくなっている。複数の第１信号端子（５２２）が損傷しにくくなっている。

また基板（８００）における複数の第２貫通孔（８２１，８３１）の形成された部位に、ガイド部（８４０）が連結されている。そのために基板（８００）におけるガイド部（８４０）の連結部位がたわみにくくなっている。複数の第２信号端子（４５１，５３１）が損傷しにくくなっている。

このようにして基板（８００）における複数の第２貫通孔（８２１，８３１）の形成された部位のみにガイド部（８４０）が連結されていても、複数の第１信号端子（５２２）と複数の第２信号端子（４５１，５３１）それぞれが損傷しにくくなっている。一部のみにガイド部（８４０）が設けられているので、電力変換装置の体格が増大することが抑制されやすくなっている。

なお、上記の括弧内の参照番号は、後述の実施形態に記載の構成との対応関係を示すものに過ぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。

車載システムを示す回路図である。電力変換装置の構成要素を説明するための上面図である。基板の上面図である。電力変換装置の上面図である。図４に示すＶ－Ｖ線に沿う断面図である。変形例を説明するための断面図である。変形例を説明するための断面図である。

以下、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。

また、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も可能である。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、実施形態と変形例、および、変形例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）
先ず、図１に基づいて電力変換装置３００の設けられる車載システム１００を説明する。この車載システム１００は電気自動車用のシステムを構成している。車載システム１００はバッテリ２００、電力変換装置３００、および、モータ４００を有する。

また車載システム１００は図示しない複数のＥＣＵを有する。これら複数のＥＣＵはバス配線を介して相互に信号を送受信している。複数のＥＣＵは協調して電気自動車を制御している。複数のＥＣＵの制御により、バッテリ２００のＳＯＣに応じたモータ４００の回生と力行が制御される。ＳＯＣはstate of chargeの略である。ＥＣＵはelectronic control unitの略である。

バッテリ２００は複数の二次電池を有する。これら複数の二次電池は直列接続された電池スタックを構成している。この電池スタックのＳＯＣがバッテリ２００のＳＯＣに相当する。二次電池としてはリチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池、および、有機ラジカル電池などを採用することができる。

＜電力変換装置＞
電力変換装置３００はインバータ５００を有している。電力変換装置３００はインバータ５００としてバッテリ２００とモータ４００との間の電力変換を行う。電力変換装置３００はバッテリ２００の直流電力を交流電力に変換する。電力変換装置３００はモータ４００の発電（回生）によって生成された交流電力を直流電力に変換する。

モータ４００は図示しない電気自動車の出力軸に連結されている。モータ４００の回転エネルギーは出力軸を介して電気自動車の走行輪に伝達される。逆に、走行輪の回転エネルギーは出力軸を介してモータ４００に伝達される。

モータ４００は電力変換装置３００から供給される交流電力によって力行する。これにより走行輪への推進力の付与が成される。またモータ４００は走行輪から伝達される回転エネルギーによって回生する。この回生によって発生した交流電力は、電力変換装置３００によって直流電力に変換される。この直流電力がバッテリ２００に供給される。また直流電力は電気自動車に搭載された各種電気負荷にも供給される。

インバータ５００には後述のスイッチなどの半導体素子が含まれている。本実施形態ではスイッチとしてｎチャネル型のＩＧＢＴを採用している。ただしこれらスイッチとしては、ＩＧＢＴではなくＭＯＳＦＥＴを採用することもできる。スイッチとしてＭＯＳＦＥＴを採用する場合、ダイオードはなくともよい。

これらスイッチは、Ｓｉなどの半導体、および、ＳｉＣなどのワイドギャップ半導体によって製造することができる。半導体素子の構成材料としては特に限定されない。

＜インバータ＞
インバータ５００はコンデンサ５３０とレグ群５１０を有する。バッテリ２００に第１給電バスバ３０１と第２給電バスバ３０２とが接続されている。第１給電バスバ３０１と第２給電バスバ３０２との間にコンデンサ５３０とレグ群５１０が並列接続されている。レグ群５１０とモータ４００とが出力バスバ４４０を介して接続されている。

レグ群５１０はＵ相レグ５１３、Ｖ相レグ５１４、および、Ｗ相レグ５１５を有する。これら３相のレグそれぞれは直列接続された２つのスイッチを有する。

Ｕ相レグ５１３～Ｗ相レグ５１５それぞれはスイッチとしてハイサイドスイッチ５１１とローサイドスイッチ５１２を有する。またＵ相レグ５１３～Ｗ相レグ５１５それぞれはダイオードとしてハイサイドダイオード５１１ａとローサイドダイオード５１２ａを有する。

図１に示すようにハイサイドスイッチ５１１のコレクタ電極は第１給電バスバ３０１に接続されている。ハイサイドスイッチ５１１のエミッタ電極とローサイドスイッチ５１２のコレクタ電極とが接続されている。ローサイドスイッチ５１２のエミッタ電極が第２給電バスバ３０２に接続されている。これによりハイサイドスイッチ５１１とローサイドスイッチ５１２は第１給電バスバ３０１から第２給電バスバ３０２へ向かって順に直列接続されている。

これら複数のスイッチが樹脂部材５２１によって樹脂封止されている。これによってスイッチモジュール５２０が構成されている。ハイサイドスイッチ５１１のコレクタ電極に接続されたコレクタ端子の一部が樹脂部材５２１から露出されている。ローサイドスイッチ５１２のエミッタ電極に接続されたエミッタ端子の一部が樹脂部材５２１から露出されている。ハイサイドスイッチ５１１とローサイドスイッチ５１２それぞれのゲート電極に接続されたゲート端子やセンサ端子などのスイッチ端子５２２の一部が樹脂部材５２１から露出されている。スイッチ端子５２２は第１信号端子に相当する。

またこれら複数の端子の他にハイサイドスイッチ５１１のエミッタ電極とローサイドスイッチ５１２のコレクタ電極それぞれに接続された出力端子の一部が樹脂部材５２１から露出されている。

ハイサイドスイッチ５１１のコレクタ電極にハイサイドダイオード５１１ａのカソード電極が接続されている。ハイサイドスイッチ５１１のエミッタ電極にハイサイドダイオード５１１ａのアノード電極が接続されている。これによりハイサイドスイッチ５１１にハイサイドダイオード５１１ａが逆並列接続されている。

ローサイドスイッチ５１２のコレクタ電極にローサイドダイオード５１２ａのカソード電極が接続されている。ローサイドスイッチ５１２のエミッタ電極にローサイドダイオード５１２ａのアノード電極が接続されている。これによりローサイドスイッチ５１２にローサイドダイオード５１２ａが逆並列接続されている。

Ｕ相レグ５１３の備えるハイサイドスイッチ５１１のエミッタ電極とローサイドスイッチ５１２のコレクタ電極それぞれに接続された出力端子にＵ相バスバ４１０が接続されている。Ｕ相バスバ４１０はモータ４００のＵ相ステータコイルに接続されている。

Ｖ相レグ５１４の備えるハイサイドスイッチ５１１のエミッタ電極とローサイドスイッチ５１２のコレクタ電極それぞれに接続された出力端子にＶ相バスバ４２０が接続されている。Ｖ相バスバ４２０はモータ４００のＶ相ステータコイルに接続されている。

Ｗ相レグ５１５の備えるハイサイドスイッチ５１１のエミッタ電極とローサイドスイッチ５１２のコレクタ電極それぞれに接続された出力端子にＷ相バスバ４３０が接続されている。Ｗ相バスバ４３０はモータ４００のＷ相ステータコイルに接続されている。

モータ４００を力行する場合、ＥＣＵからの制御信号によってレグ群５１０の備えるハイサイドスイッチ５１１とローサイドスイッチ５１２それぞれがＰＷＭ制御される。これによりインバータ５００で３相交流が生成される。モータ４００が発電（回生）する場合、ＥＣＵは例えば制御信号の出力を停止する。これによりモータ４００の発電によって生成された交流電力が３相のレグ群５１０の備えるダイオードを通る。この結果、交流電力が直流電力に変換される。

＜センサ＞
Ｕ相バスバ４１０～Ｗ相バスバ４３０に電流センサ３１０が設けられている。電流センサ３１０はインバータ５００の備える複数のレグとモータ４００との間に流れる交流電流を検出する。この電流センサ３１０は複数の電流検出端子４５１を備える電流検出端子群４５２を有している。電流検出端子４５１は第２信号端子に相当する。

また、コンデンサ５３０の有する２つの電極それぞれに接続される第１給電バスバ３０１と第２給電バスバ３０２に電圧センサ３２０が設けられている。電圧センサ３２０はコンデンサ５３０の備える２つの電極間の電圧を検出する。この電圧センサ３２０は複数の電圧検出端子５３１を備える電圧検出端子群５３２を有している。電圧検出端子５３１は第２信号端子に相当する。

＜電力変換装置の構成＞
次に、電力変換装置３００の構成を説明する。それに当たって、以下においては互いに直交の関係にある３方向をｘ方向、ｙ方向、および、ｚ方向とする。ｚ方向は並び方向に相当する。平面方向はｚ方向に直交する方向に相当する。ｘ方向とｙ方向それぞれは平面方向に直交する方向の１つの方向になっている。なお図面においては方向の記載を省略している。

図２に示すように電力変換装置３００は、これまでに説明したインバータ５００の他に、ケース６００、コンデンサケース７００、端子台７１０、基板８００、ガイド部８４０、固定部８５０、第１はんだ部８６０、第２はんだ部８７０、および、冷却器を有する。第１はんだ部８６０は第１接続部に相当する。固定部８５０と第２はんだ部８７０は第２接続部に相当する。第２はんだ部８７０は、はんだ部材に相当する。

冷却器には上記したスイッチモジュール５２０が積層配置されている。これによってパワーモジュール９００が構成されている。パワーモジュール９００は第１電気部品に相当する。コンデンサケース７００と端子台７１０は第２電気部品に相当する。なお、第１電気部品はパワーモジュール９００単体に限定されず、パワーモジュール９００の他に電気機器を有していてもよい。

図２に示すようにケース６００は底部６１０および側壁部６２０を有する。底部６１０はｚ方向に厚さの薄い扁平形状を成している。底部６１０はｚ方向に並ぶ内底面６１０ａとその裏側の外底面を有している。

側壁部６２０は内底面６１０ａに連結されている。側壁部６２０は外底面から遠ざかる態様で内底面６１０ａから環状に起立している。

側壁部６２０はｘ方向に互いに離間して対向する第１壁部６２１と第３壁部６２３、および、ｙ方向で互いに離間して対向する第２壁部６２２と第４壁部６２４を有している。

これら第１壁部６２１、第２壁部６２２、第３壁部６２３、第４壁部６２４はｚ方向のまわりの周方向に環状に連結されている。これら側壁部６２０の先端側でケース６００の開口が区画されている。

上記した底部６１０および第１壁部６２１～第４壁部６２４によって区画されたケース６００の収納空間にコンデンサケース７００、端子台７１０、および、パワーモジュール９００が収納されている。図５に示すように側壁部６２０の先端側の上端面６２０ａに基板８００が設けられている。

図２および図５に示すようにこれらコンデンサケース７００、端子台７１０、パワーモジュール９００、および、基板８００それぞれは締結部材８３０などによってケース６００に固定されている。

コンデンサケース７００、端子台７１０、および、パワーモジュール９００は締結部材８３０を介して底部６１０に連結されている。基板８００は自身の平面方向の端側で、上端面６２０ａに締結部材８３０を介して連結されている。なお、コンデンサケース７００、端子台７１０、および、パワーモジュール９００の被締結部位は底部６１０に限定されない。コンデンサケース７００、端子台７１０、および、パワーモジュール９００の一部または全部が締結部材８３０を介して側壁部６２０に連結されていてもよい。

図２に示すように、これらコンデンサケース７００、端子台７１０、および、パワーモジュール９００は、ケース６００の収納空間でｙ方向に離間する態様で並んでいる。

収納空間においてコンデンサケース７００と端子台７１０はｙ方向における端側に配置されている。収納空間においてパワーモジュール９００はｙ方向における中央側に配置されている。

具体的に言えば、コンデンサケース７００はｙ方向で第２壁部６２２側に配置されている。端子台７１０はｙ方向で第４壁部６２４側に配置されている。パワーモジュール９００はｙ方向でコンデンサケース７００と端子台７１０の間に配置されている。

コンデンサケース７００は内部に収納空間を有する筐体である。この収納空間にコンデンサ５３０が収納されている。

上記したようにコンデンサ５３０に第１給電バスバ３０１および第２給電バスバ３０２が接続されている。第１給電バスバ３０１および第２給電バスバ３０２に電圧センサ３２０が設けられている。電圧センサ３２０は複数の電圧検出端子５３１を備えた電圧検出端子群５３２を有している。

コンデンサ５３０と第１給電バスバ３０１および第２給電バスバ３０２それぞれの一部がコンデンサケース７００の収納空間に収納されている。これらはコンデンサケース７００の収納空間で封止樹脂によって封止されている。

そして封止樹脂およびコンデンサケース７００から、第１給電バスバ３０１と第２給電バスバ３０２それぞれの残りと電圧センサ３２０が露出されている。電圧検出端子群５３２が封止樹脂およびコンデンサケース７００から露出されている。

封止樹脂およびコンデンサケース７００から露出された第１給電バスバ３０１と第２給電バスバ３０２の一部はコンデンサケース７００からパワーモジュール９００側へ向かって延びている。そしてこれらはパワーモジュール９００に電気的および機械的に接続されている。

また封止樹脂およびコンデンサケース７００から露出された第１給電バスバ３０１と第２給電バスバ３０２の残りはコンデンサケース７００からバッテリ２００に接続される図示しない第１コネクタに向かって延びている。そしてこれらは第１コネクタに電気的および機械的に接続されている。なお、図２においては第１給電バスバ３０１、第２給電バスバ３０２、および、第１コネクタの記載を省略している。

封止樹脂およびコンデンサケース７００から露出された電圧検出端子群５３２はコンデンサケース７００から遠ざかる態様で基板８００へ向かって延びている。基板８００へ向かって延びた電圧検出端子群５３２は基板８００に電気的および機械的に接続されている。電圧検出端子群５３２と基板８００との具体的な接続形態については後で説明する。

端子台７１０はＵ相バスバ４１０～Ｗ相バスバ４３０を支持する樹脂製の支持台である。上記したようにＵ相バスバ４１０～Ｗ相バスバ４３０に電流センサ３１０が設けられている。電流センサ３１０は複数の電流検出端子４５１を備えた電流検出端子群４５２を有している。

端子台７１０にＵ相バスバ４１０～Ｗ相バスバ４３０の一部と電流センサ３１０の一部がインサート成形されている。

そして端子台７１０からＵ相バスバ４１０～Ｗ相バスバ４３０の残りと、電流センサ３１０の残りが露出されている。電流検出端子群４５２が端子台７１０から露出されている。

端子台７１０から露出されたＵ相バスバ４１０～Ｗ相バスバ４３０の一部は端子台７１０からパワーモジュール９００側へ向かって延びている。そしてこれらはパワーモジュール９００に電気的および機械的に接続されている。

端子台７１０から露出されたＵ相バスバ４１０～Ｗ相バスバ４３０の残りは端子台７１０からモータ４００の接続される図示しない第２コネクタに向かって延びている。そしてこれらは第２コネクタに電気的および機械的に接続されている。なお、図２においてはＵ相バスバ４１０～Ｗ相バスバ４３０および第２コネクタの記載を省略している。

端子台７１０から露出された電流検出端子群４５２は、端子台７１０から離れる態様で基板８００へ向かって延びている。基板８００へ向かって延びた電流検出端子群４５２は基板８００に電気的および機械的に接続されている。電流検出端子群４５２と基板８００との具体的な接続形態については後で説明する。

パワーモジュール９００は上記したように冷却器と複数のスイッチモジュール５２０を有している。冷却器にスイッチモジュール５２０が積層配置されている。スイッチモジュール５２０の備える樹脂部材５２１から複数のスイッチ端子５２２の一部が露出されている。

複数のスイッチ端子５２２は積層されてスイッチ端子群５２３を成している。スイッチ端子群５２３は樹脂部材５２１から遠ざかる態様で基板８００へ向かって延びている。基板８００へ向かって延びたスイッチ端子群５２３は基板８００に電気的および機械的に接続されている。スイッチ端子群５２３と基板８００との具体的な接続形態については後で説明する。

基板８００はｚ方向に厚さの薄い扁平形状を成している。基板８００はｚ方向に対向する上面８００ａとその裏側の下面８００ｂを有している。基板８００には上面８００ａと下面８００ｂに開口する複数のスイッチ端子孔８１１、複数の電圧検出端子孔８２１、および、複数の電流検出端子孔８３１が形成されている。スイッチ端子孔８１１は第１貫通孔に相当する。電圧検出端子孔８２１と電流検出端子孔８３１それぞれは第２貫通孔に相当する。

複数のスイッチ端子孔８１１によってスイッチ端子孔群８１２が構成されている。複数の電圧検出端子孔８２１によって電圧検出端子孔群８２２が構成されている。複数の電流検出端子孔８３１によって電流検出端子孔群８３２が構成されている。

図３に示すように、スイッチ端子孔群８１２、電圧検出端子孔群８２２、および、電流検出端子孔群８３２はｙ方向に離間する態様で基板８００に形成されている。

基板８００におけるｙ方向の端側に電圧検出端子孔群８２２と電流検出端子孔群８３２が形成されている。基板８００におけるｙ方向における中央側にスイッチ端子孔群８１２が形成されている。

具体的に言えば、基板８００の第２壁部６２２側の部位に電圧検出端子孔群８２２が形成されている。基板８００の第４壁部６２４側の部位に電流検出端子孔群８３２が形成されている。電圧検出端子孔群８２２と電流検出端子孔群８３２の間にスイッチ端子孔群８１２が形成されている。

また基板８００における電圧検出端子孔群８２２の形成された部位と、基板８００における電流検出端子孔群８３２の形成された部位それぞれの下面８００ｂに、ガイド部８４０が連結されている。基板８００における電圧検出端子孔群８２２の形成された部位と、基板８００における電流検出端子孔群８３２の形成された部位それぞれの上面８００ａに固定部８５０が連結されている。

なお、基板８００の電圧検出端子孔群８２２の形成された部位の一部の下面８００ｂにガイド部８４０が連結されていてもよい。基板８００における電流検出端子孔群８３２の形成された部位の一部の下面８００ｂにガイド部８４０が連結されていてもよい。基板８００の電圧検出端子孔群８２２の形成された部位と基板８００における電流検出端子孔群８３２の形成された部位のどちらか一方の下面８００ｂにのみガイド部８４０が連結されていてもよい。

これらガイド部８４０と固定部８５０とがｚ方向で並んでいる。ガイド部８４０と固定部８５０それぞれは、はんだを介して基板８００に連結されている。

ガイド部８４０は略直方体である。ガイド部８４０は絶縁性を備えた樹脂などによって形成されている。ガイド部８４０には、ｚ方向に並ぶ下面８００ｂ側の第１側面８４０ａとその裏側の第２側面８４０ｂを貫く複数のガイド孔８４１が形成されている。

ガイド部８４０が基板８００に連結されることで、複数のガイド孔８４１と複数の電圧検出端子孔８２１とがｚ方向で連通している。複数のガイド孔８４１と複数の電流検出端子孔８３１とがｚ方向で連通している。

固定部８５０は略直方体である。固定部８５０は絶縁性を備えた樹脂などによって形成されている。固定部８５０には、ｚ方向に並ぶ上面８００ａ側の第３側面８５０ａからその裏側の第４側面８５０ｂに向かって凹む複数の固定孔８５１が形成されている。

図５に示すように固定部８５０に複数の導電部材８５２がインサート成形されている。複数の導電部材８５２それぞれの一部が固定孔８５１を区画する区画壁から露出されている。これら複数の導電部材８５２それぞれの区画壁から露出された部位が、固定孔８５１の内部でｘ方向に向かい合っている。また複数の導電部材８５２の一部が固定孔８５１から離間する態様で固定部８５０の外壁から露出されている。これら複数の導電部材８５２の外壁から露出された部位が第２はんだ部８７０を介して基板８００に接続されている。

このようにして固定部８５０が基板８００に連結されることで、複数の固定孔８５１と複数の電圧検出端子孔８２１とがｚ方向で連通している。複数の固定孔８５１と複数の電流検出端子孔８３１とがｚ方向で連通している。

そのために複数のガイド孔８４１と複数の電圧検出端子孔８２１と複数の固定孔８５１によって複数の電圧検出連通孔８８１が形成されている。複数のガイド孔８４１と複数の電流検出端子孔８３１と複数の固定孔８５１によって複数の電流検出連通孔８９１が形成されている。

＜端子と基板との接続＞
図５に示すように複数のスイッチ端子５２２が上記した複数のスイッチ端子孔８１１に挿入されている。スイッチ端子孔８１１に挿入されたスイッチ端子５２２は第１はんだ部８６０を介して基板８００に接続されている。このようにしてスイッチ端子５２２が基板８００に電気的および機械的に接続されている。

図５に示すように複数の電圧検出端子５３１が上記した複数の電圧検出連通孔８８１それぞれに挿入されている。複数の電流検出端子４５１が上記した複数の電流検出連通孔８９１それぞれに挿入されている。

上記したように、複数の導電部材８５２それぞれの区画壁から露出された部位が、固定孔８５１の内部でｘ方向に向かい合っている。複数の電圧検出連通孔８８１それぞれの一部を区画する固定部８５０の区画壁から露出された複数の導電部材８５２それぞれの間に、複数の電圧検出端子５３１が挿入されている。複数の電流検出連通孔８９１それぞれの一部を区画する固定部８５０の区画壁から露出された複数の導電部材８５２それぞれの間に、複数の電流検出端子４５１が挿入されている。

そのために複数の電圧検出連通孔８８１に挿入された複数の電圧検出端子５３１と複数の電流検出連通孔８９１に挿入された複数の電流検出端子４５１に複数の導電部材８５２から付勢力が付勢されている。

そのために複数の電圧検出端子５３１と複数の電流検出端子４５１それぞれが複数の導電部材８５２によってｘ方向に挟持されている。また上記したようにこれら複数の導電部材８５２の一部が固定部８５０の外壁から露出されている。複数の導電部材８５２の外壁から露出された部位が第２はんだ部８７０を介して基板８００に接続されている。これによって複数の電圧検出端子５３１と複数の電流検出端子４５１それぞれが基板８００に電気的および機械的に接続されている。なお、複数の導電部材８５２それぞれの区画壁から露出された部位は固定孔８５１の内部で平面方向に向かい合っていればよい。

これによって図４および図５に示すように複数のスイッチ端子５２２を備えるスイッチ端子群５２３が第１はんだ部８６０を介してｙ方向における中央側で基板８００に接続されている。複数の電圧検出端子５３１を備える電圧検出端子群５３２がｙ方向の端側で固定部８５０と第２はんだ部８７０を介して基板８００に接続されている。複数の電流検出端子４５１を備える電流検出端子群４５２がｙ方向の端側で固定部８５０と第２はんだ部８７０を介して基板８００に接続されている。

具体的に言えば、複数のスイッチ端子５２２を備えるスイッチ端子群５２３が第１はんだ部８６０を介して電圧検出端子群５３２と電流検出端子群４５２の間で基板８００に接続されている。複数の電圧検出端子５３１を備える電圧検出端子群５３２が第２壁部６２２側で固定部８５０と第２はんだ部８７０を介して基板８００に接続されている。複数の電流検出端子４５１を備える電流検出端子群４５２が第４壁部６２４側で固定部８５０と第２はんだ部８７０を介して基板８００に接続されている。

＜単位面積あたりに含まれる基板孔の個数＞
図３に示すようにスイッチ端子孔群８１２の備える複数のスイッチ端子孔８１１はｙ方向に８行に、ｘ方向に３列に並んでいる。電圧検出端子孔群８２２の備える複数の電圧検出端子孔８２１はｙ方向に１行に、ｘ方向に１０列に並んでいる。電流検出端子孔群８３２の備える複数の電流検出端子孔８３１はｙ方向に１行に、ｘ方向に１０列に並んでいる。

ｙ方向に隣り合う２つのスイッチ端子孔８１１の第２隣接間距離は、ｘ方向に隣り合う２つのスイッチ端子孔８１１の第１隣接間距離よりも小さくなっている。ｘ方向に隣り合う２つの電圧検出端子孔８２１の第３隣接間距離は、ｙ方向に隣り合う２つのスイッチ端子孔８１１の第２隣接間距離と同等になっている。

図３に示す破線で囲まれた第１隣接間距離の２倍の長さに第２隣接間距離の２倍の長さを乗じた単位面積当たりに含まれるスイッチ端子孔８１１の個数が、単位面積当たりに含まれる電圧検出端子孔８２１の個数よりも多くなっている。具体的に言えば単位面積当たりに含まれるスイッチ端子孔８１１の個数は９個になっている。単位面積当たりに含まれる電圧検出端子孔８２１の個数は５個になっている。

なお、電圧検出端子孔８２１のｙ方向の配列は１行に限定されない。電圧検出端子孔８２１のｙ方向の配列は２行以上あってもよい。単位面積当たりに含まれるスイッチ端子孔８１１の個数が、単位面積当たりに含まれる電圧検出端子孔８２１の個数よりも多くなっていればよい。

電流検出端子孔８３１とスイッチ端子孔８１１との関係も、上記した電圧検出端子孔８２１とスイッチ端子孔８１１との関係と同様である。単位面積当たりに含まれるスイッチ端子孔８１１の個数が、単位面積当たりに含まれる電流検出端子孔８３１の個数よりも多くなっている。

なお、当然ながらスイッチ端子孔群８１２、電圧検出端子孔群８２２、電流検出端子孔群８３２の備える端子孔の配列形態は上記に限定されない。単位面積当たりに含まれる電圧検出端子孔８２１および電流検出端子孔８３１の個数も上記に限定されない。その場合においても、単位面積当たりに含まれるスイッチ端子孔８１１の個数が、単位面積当たりに含まれる電圧検出端子孔８２１および電流検出端子孔８３１の個数よりも多くなっていればよい。

＜連結部位の厚さ＞
これまでに説明したように基板８００の電圧検出端子孔群８２２の形成された部位と、基板８００の電流検出端子孔群８３２の形成された部位の下面８００ｂそれぞれにガイド部８４０が連結されている。

基板８００の電圧検出端子孔群８２２の形成された部位と、基板８００の電流検出端子孔群８３２の形成された部位それぞれの上面８００ａに固定部８５０が連結されている。

以下においては、説明を簡便とするために、基板８００にガイド部８４０と固定部８５０が含まれているとみなし、基板８００におけるガイド部８４０と固定部８５０が連結された部位を連結部位と示す。

図５に示すように基板８００の電圧検出端子孔群８２２の形成された部位とガイド部８４０および固定部８５０とが連結された第１連結部位のｚ方向の厚さは、基板８００のスイッチ端子孔群８１２の形成された部位のｚ方向厚さよりも大きくなっている。これによって第１連結部位の断面係数が、基板８００のスイッチ端子孔群８１２の形成された部位の断面係数よりも大きくなっている。

同様に基板８００の電流検出端子孔群８３２の形成された部位とガイド部８４０および固定部８５０とが連結された第２連結部位のｚ方向の厚さは、基板８００におけるスイッチ端子孔群８１２の形成された部位のｚ方向の厚さよりも大きくなっている。これによって第２連結部位の断面係数が、基板８００におけるスイッチ端子孔群８１２の形成された部位の断面係数よりも大きくなっている。

＜作用効果＞
これまでに説明したように、単位面積当たりに含まれるスイッチ端子孔８１１の個数は、単位面積当たりに含まれる電流検出端子孔８３１および電圧検出端子孔８２１の個数それぞれよりも多くなっている。

単位面積当たりに含まれるスイッチ端子５２２と基板８００とを接続する第１はんだ部８６０の接続点数が、単位面積当たりに含まれる電流検出端子４５１と基板８００とを接続する固定部８５０および第２はんだ部８７０との接続点数よりも多くなっている。

単位面積当たりに含まれるスイッチ端子５２２と基板８００とを接続する第１はんだ部８６０の接続点数が、単位面積当たりに含まれる電圧検出端子５３１と基板８００とを接続する固定部８５０および第２はんだ部８７０との接続点数よりも多くなっている。

そのために基板８００におけるスイッチ端子孔群８１２の形成された部位がｚ方向でたわみにくくなっている。スイッチ端子群５２３に応力がかかることが抑制されやすくなっている。これによってスイッチ端子群５２３が損傷しにくくなっている。またスイッチ端子群５２３と第１はんだ部８６０との接続不良が起こりにくくなっている。

また第１連結部位のｚ方向の厚さは、基板８００のスイッチ端子孔群８１２の形成された部位のｚ方向の厚さよりも大きくなっている。第２連結部位のｚ方向の厚さは、基板８００におけるスイッチ端子孔群８１２の形成された部位のｚ方向の厚さよりも大きくなっている。

第１連結部位の断面係数が、基板８００のスイッチ端子孔群８１２の形成された部位の断面係数よりも大きくなっている。第２連結部位の断面係数が、基板８００におけるスイッチ端子孔群８１２の形成された部位の断面係数よりも大きくなっている。

これによって第１連結部位と第２連結部位それぞれがｚ方向でたわみにくくなっている。電流検出端子群４５２と電圧検出端子群５３２に応力がかかることが抑制されやすくなっている。その結果、電流検出端子群４５２と電圧検出端子群５３２が損傷しにくくなっている。

基板８００の電圧検出端子孔群８２２と電流検出端子孔群８３２の形成された部位のみにガイド部８４０および固定部８５０が連結されていても、基板８００に接続される複数の端子群それぞれが損傷しにくくなっている。このように一部のみにガイド部８４０および固定部８５０が設けられているので、電力変換装置３００の体格が増大することが抑制されやすくなっている。

これまでに説明したようにｙ方向における中央側でスイッチ端子群５２３が第１はんだ部８６０を介して基板８００に接続されている。ｙ方向の端側で電圧検出端子群５３２が固定部８５０と第２はんだ部８７０を介して基板８００に接続されている。ｙ方向の端側で電流検出端子群４５２が固定部８５０と第２はんだ部８７０を介して基板８００に接続されている。電圧検出端子群５３２と電流検出端子群４５２はスイッチ端子群５２３よりも基板８００との接続点が少なくなっている。

また基板８００が自身の平面方向の端側で上端面６２０ａに締結部材８３０を介して連結されている。そのために基板８００が平面方向の端側で、平面方向の中央側よりもｚ方向にたわみにくくなっている。これによって電圧検出端子群５３２および電流検出端子群４５２それぞれにかかる応力が抑制されやすくなっている。

（第１変形例）
これまでに説明した実施形態では基板８００にガイド部８４０と固定部８５０が連結された形態を示した。しかしながら図６に示すように基板８００に固定部８５０が連結されていなくてもよい。その場合、基板８００側へ延びた複数の電流検出端子４５１が電流検出端子孔８３１とガイド孔８４１の連通する連通孔に挿入され、第２はんだ部８７０を介して基板８００に接続されていてもよい。

同様に図６に示すように基板８００側へ延びた複数の電圧検出端子５３１が電圧検出端子孔８２１とガイド孔８４１の連通する連通孔に挿入され、第２はんだ部８７０を介して基板８００に接続されていてもよい。

その場合においても、基板８００の電圧検出端子孔群８２２の形成された部位とガイド部８４０とが連結された第３連結部位のｚ方向の厚さは、基板８００のスイッチ端子孔群８１２の形成された部位のｚ方向厚さよりも大きくなっている。第３連結部位の断面係数が、基板８００のスイッチ端子孔群８１２の形成された部位の断面係数よりも大きくなっている。

基板８００の電流検出端子孔群８３２の形成された部位とガイド部８４０とが連結された第４連結部位のｚ方向の厚さは、基板８００におけるスイッチ端子孔群８１２の形成された部位のｚ方向の厚さよりも大きくなっている。第４連結部位の断面係数が、基板８００におけるスイッチ端子孔群８１２の形成された部位の断面係数よりも大きくなっている。

そのために第３連結部位と第４連結部位それぞれがｚ方向でたわみにくくなっている。その結果、電流検出端子群４５２と電圧検出端子群５３２が損傷しにくくなっている。

またガイド孔８４１によって電流検出端子群４５２および電圧検出端子群５３２の平面方向の振幅が抑制されやすくなっている。そのために第２はんだ部８７０に応力がかかりにくくなっている。電流検出端子群４５２および電圧検出端子群５３２それぞれと第２はんだ部８７０との接続不良が抑制されやすくなっている。

また複数のスイッチ端子５２２を備えるスイッチ端子群５２３が第１はんだ部８６０を介してｙ方向における中央側で基板８００に接続されている。複数の電圧検出端子５３１を備える電圧検出端子群５３２がｙ方向の端側で第２はんだ部８７０を介して基板８００に接続されている。複数の電流検出端子４５１を備える電流検出端子群４５２がｙ方向の端側で第２はんだ部８７０を介して基板８００に接続されている。

具体的に言えば、複数のスイッチ端子５２２を備えるスイッチ端子群５２３が第１はんだ部８６０を介して電圧検出端子群５３２と電流検出端子群４５２の間で基板８００に接続されている。複数の電圧検出端子５３１を備える電圧検出端子群５３２が第２壁部６２２側で第２はんだ部８７０を介して基板８００に接続されている。複数の電流検出端子４５１を備える電流検出端子群４５２が第４壁部６２４側で第２はんだ部８７０を介して基板８００に接続されている。

電圧検出端子群５３２と電流検出端子群４５２はスイッチ端子群５２３よりも基板８００との接続点が少なくなっている。基板８００が自身の平面方向の端側で上端面６２０ａに締結部材８３０を介して連結されている。基板８００が平面方向の端側で、平面方向の中央側よりもｚ方向にたわみにくくなっている。これによって電圧検出端子群５３２および電流検出端子群４５２それぞれにかかる応力が抑制されやすくなっている。

（第２変形例）
これまでに説明した実施形態では図４に示すように電圧検出端子群５３２と電流検出端子群４５２がｙ方向の端側で基板８００に接続され、スイッチ端子群５２３がｙ方向の中央側で基板８００に接続された形態を示した。しかしながら図７に示すように、電圧検出端子群５３２と電流検出端子群４５２が平面方向の一方向であるｘ方向の端側で基板８００に接続され、スイッチ端子群５２３がｘ方向の中央側で基板８００に接続されていてもよい。

（その他の変形例）
本実施形態では電力変換装置３００にインバータ５００の含まれる例を示した。しかしながら電力変換装置３００にはインバータ５００のほかにコンバータが含まれてもよい。

本実施形態では電力変換装置３００が電気自動車用の車載システム１００に含まれる例を示した。しかしながら電力変換装置３００の適用としては特に上記例に限定されない。例えばモータ４００と内燃機関を備えるハイブリッドシステムに電力変換装置３００が含まれる構成を採用することもできる。

本実施形態では電力変換装置３００に１つのモータ４００の接続される例を示した。しかしながら電力変換装置３００に複数のモータ４００の接続される構成を採用することもできる。この場合、電力変換装置３００はインバータ５００を構成するための３相のスイッチモジュール５２０を複数有する。

４５１…電流検出端子、５２２…スイッチ端子、５３１…電圧検出端子、６００…ケース、７００…コンデンサケース、７１０…端子台、８００…基板、８００ａ…上面、８００ｂ…下面、８１１…スイッチ端子孔、８２１…電圧検出端子孔、８３１…電流検出端子孔、８４０…ガイド部、８４１…ガイド孔、８５０…固定部、８５２…導電部材、８６０…第１はんだ部、８７０…第２はんだ部、９００…パワーモジュール

Claims

複数の第１信号端子（５２２）を備えた第１電気部品（９００）と、
複数の第２信号端子（４５１，５３１）を備えた第２電気部品（７００，７１０）と、
前記第１電気部品と前記第２電気部品それぞれを収納しつつ固定するケース（６００）と、
上面（８００ａ）、前記上面の裏側の下面（８００ｂ）、および、前記上面と前記下面に開口し、複数の前記第１信号端子の挿入される複数の第１貫通孔（８１１）と複数の前記第２信号端子の挿入される複数の第２貫通孔（８２１，８３１）を備える基板（８００）と、
前記上面と前記下面の並ぶ並び方向に開口する複数のガイド孔（８４１）を備え、複数の前記ガイド孔と複数の前記第２貫通孔とが前記並び方向で並ぶ態様で、前記基板の前記上面と前記下面の少なくとも一方に連結されるガイド部（８４０）と、
複数の前記第１信号端子と前記基板とを接続する第１接続部（８６０）と、
複数の前記第２信号端子と前記基板とを接続する第２接続部（８５０，８７０）と、を有し、
単位面積あたりに含まれる前記第１貫通孔の数が、単位面積あたりに含まれる前記第２貫通孔の数より多くなっており、
前記基板の前記並び方向に直交する平面方向における中央側に、複数の前記第１貫通孔が形成され、
前記基板の前記平面方向における端側に、複数の前記第２貫通孔が形成され、
前記基板の前記平面方向における端側が、前記ケースに固定されている電力変換装置。
前記第２接続部は、はんだ部材（８７０）を有する請求項１に記載の電力変換装置。
前記第２接続部は、導電部材（８５２）を備える固定部（８５０）と、はんだ部材（８７０）を有する請求項１に記載の電力変換装置。