JP7234845B2 - コンデンサユニット - Google Patents

Description

この明細書における開示は、コンデンサユニットに関する。

特許文献１は、複数個のコンデンサ素子を並列に接続して構成したコンデンサを開示している。コンデンサにおいて、負極バスバは、共通に構成されている。一方、正極バスバは、分割して構成されている。先行技術文献の記載内容は、この明細書における技術的要素の説明として、参照により援用される。

特開２００７―２０１１１７号公報

先行技術文献の構成では、複数のコンデンサ素子を並列に接続したコンデンサにおいて、負極バスバが共通に構成されている。このため、複数のコンデンサ素子のうち、一部のコンデンサ素子のみに電流が流れた場合であっても、共通に構成された負極バスバ全体の温度が上昇し得る。したがって、複数のコンデンサ素子が共通に構成されたバスバを介して互いに熱的に影響して、温度が上昇しやすかった。また、コンデンサを保護する目的で樹脂封止を行うことが知られている。樹脂封止を行った場合、樹脂によって覆われた部分が外部に放熱しにくく、温度が上昇しやすかった。上述の観点において、または言及されていない他の観点において、コンデンサユニットにはさらなる改良が求められている。

開示される１つの目的は、コンデンサへの通電で発生した熱を効果的に放熱可能なコンデンサユニットを提供することにある。

ここに開示されたコンデンサユニットは、ノイズを除去するためのフィルタコンデンサ素子（２１ｃ）と、フィルタコンデンサ素子の負極に接続されたフィルタ側負極バスバ（２５ｎ）と、電流を平滑化するための平滑コンデンサ素子（３１ｃ）と、平滑コンデンサ素子の負極に接続された平滑側負極バスバ（３５ｎ）と、フィルタ側負極バスバと平滑側負極バスバとを接続する接続バスバ（１５、２１５）と、フィルタコンデンサ素子と平滑コンデンサ素子とを封止する封止樹脂材（１３）とを備え、接続バスバは、封止樹脂材に封止されている封止部（１５ｆ）と、封止樹脂材から露出している露出部（１５ｒ、２１５ｒ）とを備え、フィルタ側負極バスバは、フィルタコンデンサ素子と接触しているフィルタ側負極接触部（２６ｎ）と、封止樹脂材から露出しているフィルタ側負極端子部（２７ｎ）とを有し、接続バスバは、フィルタ側負極接触部とフィルタ側負極端子部との間に接続している。

開示されたコンデンサユニットによると、接続バスバは、封止樹脂材に封止されている封止部と、封止樹脂材から露出している露出部とを備えている。このため、接続バスバの封止部によって接続バスバが安定して固定された状態を維持して、接続バスバの露出部によって封止樹脂材に阻害されることなく、接続バスバの熱を外部に放熱することができる。したがって、コンデンサへの通電で発生した熱を効果的に放熱可能なコンデンサユニットを提供できる。

この明細書における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。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。

電力変換装置を示す斜視図である。 図１のＩＩ－ＩＩ線における断面を示す断面図である。 電力変換装置の回路構成を示す回路図である。 樹脂封止される前のコンデンサユニットを示す斜視図である。 樹脂封止された後のコンデンサユニットを示す斜視図である。 第２実施形態における電力変換装置の断面を示す断面図である。

図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的におよび／または構造的に対応する部分および／または関連付けられる部分には同一の参照符号、または百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分および／または関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。

第１実施形態
図１において、電力変換装置１の内部構成を明確にするため、電力変換装置１の外側をなす筐体の一部について図示を省略している。以下において、互いに直交する３つの方向をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向とする。

電力変換装置１は、電源が出力した電圧の大きさや周波数を所望の値に変換する装置である。電力変換装置１で電力を所望の値に変換することで、電気負荷を適切に駆動することが可能となる。電力変換装置１は、コンデンサユニット１０と、リアクトルモジュール６０とパワーモジュール８０とを備えている。コンデンサユニット１０の詳細な構成については、後に説明する。

リアクトルモジュール６０は、リアクトル６１とリアクトルケース６２とリアクトル冷却器６５とを備えている。リアクトル６１は、電流が流れることで発熱する発熱部品である。リアクトル６１は、端子が露出した状態で封止樹脂によって封止されている。リアクトル６１は、リアクトルケース６２の内部に収納されている。

リアクトルケース６２は、例えば、金属などの熱伝導性能の良好な材料を主成分として構成されている。このため、リアクトルケース６２を樹脂などの材料で構成した場合に比べて、リアクトル６１で発生した熱を外部に放熱しやすい。

リアクトルケース６２には、リアクトル６１を冷却するための冷却媒体が内部を流れるリアクトル冷却器６５が設けられている。リアクトル冷却器６５は、冷却媒体の入口または出口として機能する出入口部６６を備えている。リアクトル冷却器６５は、冷却媒体の流路を形成している流路部６７を備えている。

パワーモジュール８０は、半導体装置８１と半導体冷却器８５とを備えている。半導体装置８１は、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴなどのスイッチング素子を含んでいる。半導体装置８１は、電流が流れることで発熱する発熱部品である。半導体装置８１は、矩形板状である。半導体装置８１は、複数枚設けられている。複数の半導体装置８１は、Ｘ方向に並んでいる。

半導体冷却器８５は、半導体装置８１を冷却する冷却媒体が内部を流れる冷却器である。半導体冷却器８５は、冷却媒体の流路のうち、円環状の流路をなす２本のヘッダ８６を備えている。ヘッダ８６は、Ｘ方向に沿って設けられている。半導体冷却器８５は、２本のヘッダ８６と連通して扁平状の流路をなす複数の扁平チューブ８７を備えている。半導体装置８１は、扁平チューブ８７に挟まれて両面が冷却されることとなる。半導体冷却器８５は、扁平チューブ８７が複数積層されて構成されている積層型冷却器である。

図２において、リアクトルケース６２は、リアクトル６１を収納するリアクトル配置部とコンデンサユニット１０が搭載される基部とを有している。リアクトル配置部と基部とは、連続して一体に構成されている。リアクトルケース６２に形成されている流路部６７は、基部の内側において、冷却媒体が循環可能な流路を形成している。流路部６７は、リアクトル配置部の内側において、リアクトル６１の周囲に冷却媒体が循環可能な流路を形成している。

コンデンサケース１２からは、各端子部２７ｐ、２７ｎ、３７ｐ、３７ｎが突出している。コンデンサケース１２からは、グランド端子部１７が突出している。リアクトルケース６２の基部には、ケースボス６３が設けられている。ケースボス６３には、コンデンサユニット１０を構成しているコンデンサケース１２が固定されている。ケースボス６３には、グランド端子部１７が接続された状態である。コンデンサユニット１０は、リアクトルケース６２に載置された状態で固定されている。

電力変換装置１において、コンデンサユニット１０とパワーモジュール８０とは、互いに離間した状態でＹ方向に並んで配置されている。コンデンサユニット１０とリアクトルケース６２の基部とは、互いに接触した状態でＹ方向に並んで配置されている。言い換えると、コンデンサユニット１０はＹ方向においてパワーモジュール８０およびリアクトルケース６２の基部と対向している。

以下に、電力変換装置１を利用する一例について説明する。図３は、電力変換装置１を用いて、直流電源２から出力される電力を変換し、モータ３を駆動する場合の回路図である。電力変換装置１には、直流電源２の高電位側が接続される正極入力端子２ｐが設けられている。電力変換装置１には、直流電源２の低電位側が接続される負極入力端子２ｎが設けられている。

電力変換装置１には、コンバータ部９１が設けられている。コンバータ部９１は、昇圧回路とも呼ばれる。コンバータ部９１は、リアクトル６１と半導体装置８１とを備えている。半導体装置８１は、高電位側のスイッチング素子と低電位側のスイッチング素子とを備えている。高電位側のスイッチング素子は、上アーム素子とも呼ばれる。低電位側のスイッチング素子は、下アーム素子とも呼ばれる。

コンバータ部９１の半導体装置８１において、高電位側のスイッチング素子のコレクタが高電位ラインと接続されている。さらに、高電位側のスイッチング素子のエミッタが低電位側のスイッチング素子のコレクタと接続されている。さらに、低電位側のスイッチング素子のエミッタが低電位ラインと接続されている。そして、各スイッチング素子のゲートが回路基板と接続されている。リアクトル６１は、一端が正極入力端子２ｐに接続され、他端が高電位側のスイッチング素子のエミッタと低電位側のスイッチング素子のコレクタに接続されている。

電力変換装置１には、インバータ部９２が設けられている。インバータ部９２は、モータ３の各相に対応して、３つの半導体装置８１を備えている。インバータ部９２の各半導体装置８１において、高電位側のスイッチング素子のコレクタが高電位ラインと接続されている。さらに、高電位側のスイッチング素子のエミッタが低電位側のスイッチング素子のコレクタと接続されている。さらに、低電位側のスイッチング素子のエミッタが低電位ラインと接続されている。そして、各スイッチング素子のゲートが回路基板と接続されている。また、高電位側のスイッチング素子のエミッタと低電位側のスイッチング素子のコレクタとが、モータ３の各相の端子であるＵ相端子３Ｕ、Ｖ相端子３Ｖ、Ｗ相端子３Ｗとのそれぞれに接続されている。

電力変換装置１には、ノイズ除去用コンデンサ１１が設けられている。ノイズ除去用コンデンサ１１は、直流電源２とコンバータ部９１との間に設けられている。ノイズ除去用コンデンサ１１は、２つのノイズ除去用コンデンサ素子１１ｃで構成されている。一方のノイズ除去用コンデンサ１１は、一端が正極入力端子２ｐと接続され、他端がグランドラインに接続されている。他方のノイズ除去用コンデンサ１１は、一端が負極入力端子２ｎと接続され、他端がグランドラインに接続されている。ノイズ除去用コンデンサ１１は、電流経路に伝搬したコモンモード電流をグランドラインに落として、コモンモードノイズを抑制する機能を備えている。ノイズ除去用コンデンサ１１は、Ｙコンデンサとも呼ばれる。ノイズ除去用コンデンサ１１は、コモンモードコンデンサとも呼ばれる。コモンモードノイズを低減する必要がない場合には、ノイズ除去用コンデンサ１１を省略してもよい。

電力変換装置１には、フィルタコンデンサ２１が設けられている。フィルタコンデンサ２１は、直流電源２とコンバータ部９１との間に設けられている。フィルタコンデンサ２１は、一端が正極入力端子２ｐと接続され、他端が負極入力端子２ｎと接続されている。言い換えると、フィルタコンデンサ２１は、直流電源２と並列に接続されている。フィルタコンデンサ２１は、直流電源２からのノーマルモードノイズを抑制する機能を備えている。フィルタコンデンサ２１は、Ｘコンデンサとも呼ばれる。フィルタコンデンサ２１は、ノーマルモードコンデンサとも呼ばれる。

電力変換装置１には、平滑コンデンサ３１が設けられている。平滑コンデンサ３１は、インバータ部９２の入力側に設けられている。平滑コンデンサ３１は、コンバータ部９１とインバータ部９２との間に設けられている。平滑コンデンサ３１は、一端が高電位ラインと接続され、他端が低電位ラインと接続されている。平滑コンデンサ３１は、バッテリ電圧の変動を平滑化する機能を備えている。平滑コンデンサ３１と並列に放電抵抗を備える構成としてもよい。

電力変換装置１の回路構成は、上述の例に限られない。例えば、電力変換装置１において、コンバータ部９１やインバータ部９２を複数備えてもよい。これによると、１つの電力変換装置１を用いて、複数台のモータ３を駆動できる。あるいは、電力変換装置１に昇圧機能が不要であれば、コンバータ部９１を備えない構成としてもよい。また、周波数を変化させる機能が不要であれば、インバータ部９２を備えない構成としてもよい。

コンデンサユニット１０の詳細な構成について、以下に説明する。図４は、樹脂封止される前のコンデンサユニット１０を示している。コンデンサユニット１０は、ノイズ除去用コンデンサ１１と、フィルタコンデンサ２１と、平滑コンデンサ３１との３つのコンデンサを備えている。コンデンサユニット１０は、コンデンサケース１２を備えている。コンデンサケース１２には、３つのコンデンサが収納されている。コンデンサケース１２に各コンデンサが収納された状態において、フィルタコンデンサ２１と平滑コンデンサ３１とは、Ｘ方向に並んで設けられている。

ノイズ除去用コンデンサ１１は、２つのノイズ除去用コンデンサ素子１１ｃを備えている。フィルタコンデンサ２１は、２つのフィルタコンデンサ素子２１ｃを備えている。平滑コンデンサ３１は、７つの平滑コンデンサ素子３１ｃを備えている。ノイズ除去用コンデンサ素子１１ｃは、フィルタコンデンサ素子２１ｃや平滑コンデンサ素子３１ｃよりも静電容量の小さなコンデンサ素子である。このため、ノイズ除去用コンデンサ１１は、フィルタコンデンサ素子２１ｃや平滑コンデンサ素子３１ｃよりも体格が小さい。フィルタコンデンサ２１や平滑コンデンサ３１を構成するコンデンサ素子の数は、上述の例に限られず、必要な静電容量を安定して確保できればよい。

コンデンサユニット１０は、フィルタ側負極バスバ２５ｎを備えている。フィルタ側負極バスバ２５ｎは、フィルタ側負極接触部２６ｎとフィルタ側負極端子部２７ｎとを備えている。フィルタ側負極接触部２６ｎは、各フィルタコンデンサ素子２１ｃの表面をなす負極に溶接されて接触固定されている。言い換えると、２つのフィルタコンデンサ素子２１ｃのそれぞれの負極と接触して、互いに接続している状態である。フィルタ側負極接触部２６ｎは、２つ設けられているノイズ除去用コンデンサ素子１１ｃの一方の端子と接続している。

フィルタ側負極端子部２７ｎは、フィルタ側負極接触部２６ｎから連続して延び出して設けられている。フィルタ側負極端子部２７ｎの一部は、少なくともコンデンサケース１２の外部まで延び出している。フィルタ側負極端子部２７ｎは、直流電源２の負極側が接続されることとなる。

コンデンサユニット１０は、フィルタ側正極バスバ２５ｐを備えている。フィルタ側正極バスバ２５ｐは、フィルタ側正極接触部とフィルタ側正極端子部とを備えている。フィルタ側正極接触部は、各フィルタコンデンサ素子２１ｃの表面をなす正極に溶接されて接触固定されている。すなわち、２つのフィルタコンデンサ素子２１ｃの正極と接触して、接続している状態である。フィルタ側正極接触部は、２つ設けられているノイズ除去用コンデンサ素子１１ｃのうち、フィルタ側負極部と接続していない方と接続している。

フィルタ側正極端子部は、フィルタ側正極接触部から連続して延び出して設けられている。フィルタ側正極端子部の一部は、少なくともコンデンサケース１２の外部まで延び出している。フィルタ側正極端子部は、直流電源２の正極側が接続されることとなる。

フィルタ側負極接触部２６ｎとフィルタ側正極接触部とは、ＸＺ平面と平行な面を有する電極面を形成している。フィルタコンデンサ素子２１ｃは、Ｙ方向においてフィルタ側負極接触部２６ｎとフィルタ側正極接触部とに挟まれている。フィルタ側負極端子部２７ｎの長手方向とフィルタ側正極端子部の長手方向とは、Ｚ方向に沿う方向である。フィルタ側負極バスバ２５ｎにおいて、フィルタ側負極接触部２６ｎとフィルタ側負極端子部２７ｎとの間の部分は、Ｙ方向に沿って延びている。フィルタ側正極バスバ２５ｐにおいて、フィルタ側正極接触部とフィルタ側正極端子部との間の部分は、Ｙ方向に沿って延びている。

コンデンサユニット１０は、２つのグランド端子部１７を備えている。グランド端子部１７は、ノイズ除去用コンデンサ素子１１ｃのフィルタ側正極バスバ２５ｐあるいはフィルタ側負極バスバ２５ｎとは接続していない方の端子と接続している。グランド端子部１７は、リアクトルケース６２などをグランドとするグランドラインを構成している。

コンデンサユニット１０は、平滑側負極バスバ３５ｎを備えている。平滑側負極バスバ３５ｎは、平滑側負極接触部３６ｎと平滑側負極端子部３７ｎとを備えている。平滑側負極接触部３６ｎは、各平滑コンデンサ素子３１ｃの表面をなす負極に溶接されて接触固定されている。言い換えると、７つの平滑コンデンサ素子３１ｃのそれぞれの負極と接触して、互いに接続している状態である。

平滑側負極端子部３７ｎは、平滑側負極接触部３６ｎから連続して延び出して設けられている。平滑側負極端子部３７ｎの一部は、少なくともコンデンサケース１２の外部まで延び出している。平滑側負極端子部３７ｎは、低電位ラインに接続されることとなる。平滑側負極バスバ３５ｎにおいて、平滑側負極端子部３７ｎは、２か所に設けられている。

コンデンサユニット１０は、平滑側正極バスバ３５ｐを備えている。平滑側正極バスバ３５ｐは、平滑側正極接触部と平滑側正極端子部とを備えている。平滑側正極接触部は、各平滑コンデンサ素子３１ｃの表面をなす正極に溶接されて接触固定されている。言い換えると、７つの平滑コンデンサ素子３１ｃのそれぞれの正極と接触して、互いに接続している状態である。

平滑側正極端子部は、平滑側正極接触部から連続して延び出して設けられている。平滑側正極端子部の一部は、少なくともコンデンサケース１２の外部まで延び出している。平滑側正極端子部は、高電位ラインに接続されることとなる。平滑側正極バスバ３５ｐにおいて、平滑側正極端子部は、２か所に設けられている。

平滑側負極接触部３６ｎと平滑側正極接触部とは、ＸＺ平面と平行な面を有する電極面を形成している。平滑コンデンサ素子３１ｃは、Ｙ方向において平滑側負極接触部３６ｎと平滑側正極接触部とに挟まれている。平滑側負極端子部３７ｎの長手方向と平滑側正極端子部の長手方向とは、Ｚ方向に沿う方向である。平滑側負極バスバ３５ｎにおいて、平滑側負極接触部３６ｎと平滑側負極端子部３７ｎとの間の部分は、Ｙ方向に沿って延びている。平滑側正極バスバ３５ｐにおいて、平滑側正極接触部と平滑側正極端子部との間の部分は、Ｙ方向に沿って延びている。

フィルタ側負極バスバ２５ｎと平滑側負極バスバ３５ｎとは、接続バスバ１５において接続されている。フィルタ側負極バスバ２５ｎと平滑側負極バスバ３５ｎとは、接続バスバ１５以外の部分では接続されておらず、互いに導通していない。接続バスバ１５は、フィルタ側負極接触部２６ｎとフィルタ側負極端子部２７ｎとの間の部分と、平滑側負極接触部３６ｎと平滑側負極端子部３７ｎとの間の部分とを接続している。接続バスバ１５は、コンデンサケース１２の壁面に沿って設けられている。接続バスバ１５は、長方形の板状である。接続バスバ１５の長手方向は、フィルタコンデンサ２１と平滑コンデンサ３１との並び方向であるＸ方向に沿う方向である。

図５は、樹脂封止された後のコンデンサユニット１０を示している。図において、封止樹脂材１３によって覆われている部分を破線で示し、封止樹脂材１３から露出している部分を実線で示している。ノイズ除去用コンデンサ１１とフィルタコンデンサ２１と平滑コンデンサ３１とは、コンデンサケース１２の収容空間に収納された状態で、封止樹脂材１３によって封止されている。ノイズ除去用コンデンサ１１とフィルタコンデンサ２１と平滑コンデンサ３１とは、封止樹脂材１３によって覆われることで周囲の水分や外部からの衝撃などから保護されている状態である。ノイズ除去用コンデンサ１１とフィルタコンデンサ２１と平滑コンデンサ３１とは、封止樹脂材１３によって覆われることで、コンデンサケース１２に対する相対的な移動が規制された状態である。

フィルタ側負極接触部２６ｎとフィルタ側正極接触部とは、封止樹脂材１３によって覆われることで保護されており、周囲との絶縁性が確保されている。一方、フィルタ側負極端子部２７ｎとフィルタ側正極端子部とは、封止樹脂材１３から露出している。

平滑側負極接触部３６ｎと平滑側正極接触部とは、封止樹脂材１３によって覆われることで保護されており、周囲との絶縁性が確保されている。一方、平滑側負極端子部３７ｎと平滑側正極端子部とは、封止樹脂材１３から露出している。

接続バスバ１５は、封止樹脂材１３によって覆われている封止部１５ｆを備えている。接続バスバ１５は、封止樹脂材１３から露出している露出部１５ｒを備えている。言い換えると、接続バスバ１５は、下半分が封止部１５ｆをなし、上半分が露出部１５ｒをなしている。接続バスバ１５は、封止樹脂材１３によって覆われている封止部１５ｆにおいて、コンデンサケース１２に対する相対的な移動が規制された状態である。

コンデンサユニット１０への通電に関して以下に説明する。電力変換装置１が電力変換を実施している間、フィルタコンデンサ２１を介してフィルタ側正極バスバ２５ｐからフィルタ側負極バスバ２５ｎに向かって電流が流れる。これにより、フィルタコンデンサ２１とフィルタ側正極バスバ２５ｐとフィルタ側負極バスバ２５ｎとにジュール熱が発生することとなる。ただし、フィルタ側負極バスバ２５ｎと平滑側負極バスバ３５ｎとは、接続バスバ１５によって接続されているため、平滑側負極バスバ３５ｎにも一部の電流が流れることとなる。この場合、平滑側負極バスバ３５ｎに流れる電流の多くは、接続バスバ１５から平滑側負極端子部３７ｎに向かって抵抗の小さい電流経路に集中して流れることとなる。言い換えると、平滑側負極接触部３６ｎ全体に電流が流れるのではなく、電流経路の最も短い接続バスバ１５から平滑側負極端子部３７ｎの間の部分に集中して流れることとなる。

電力変換装置１が電力変換を実施している間、平滑コンデンサ３１を介して平滑側正極バスバ３５ｐから平滑側負極バスバ３５ｎに向かって電流が流れる。これにより、平滑コンデンサ３１と平滑側正極バスバ３５ｐと平滑側負極バスバ３５ｎとにジュール熱が発生することとなる。ただし、フィルタ側負極バスバ２５ｎと平滑側負極バスバ３５ｎとは、接続バスバ１５によって接続されているため、フィルタ側負極バスバ２５ｎにも一部の電流が流れることとなる。この場合、フィルタ側負極バスバ２５ｎに流れる電流の多くは、接続バスバ１５からフィルタ側負極端子部２７ｎに向かって抵抗の小さい電流経路に集中して流れることとなる。言い換えると、フィルタ側負極接触部２６ｎ全体に電流が流れるのではなく、電流経路の最も短い接続バスバ１５からフィルタ側負極端子部２７ｎの間の部分に集中して流れることとなる。

以上のように、電力変換装置１が電力変換を実施することで、フィルタコンデンサ２１や平滑コンデンサ３１に直流電源２から出力された大きな電流が流れる場合がある。フィルタコンデンサ２１に電流が流れる場合には、フィルタ側正極バスバ２５ｐとフィルタコンデンサ２１とフィルタ側負極バスバ２５ｎに加えて、接続バスバ１５と平滑側負極バスバ３５ｎの一部に電流が流れる。一方、平滑コンデンサ３１に電流が流れる場合には、平滑側正極バスバ３５ｐと平滑コンデンサ３１と平滑側負極バスバ３５ｎに加えて、接続バスバ１５とフィルタ側負極バスバ２５ｎの一部に電流が流れる。まとめると、電力変換装置１が電力変換を実施している間、フィルタ側負極バスバ２５ｎと平滑側負極バスバ３５ｎと接続バスバ１５とに電流が流れやすい。

フィルタ側負極バスバ２５ｎは、封止樹脂材１３から露出しているフィルタ側負極端子部２７ｎから外部に積極的に放熱することができる。また、平滑側負極バスバ３５ｎは、封止樹脂材１３から露出している平滑側負極端子部３７ｎから外部に積極的に放熱することができる。接続バスバ１５は、封止樹脂材１３から露出している露出部１５ｒから外部に積極的に放熱することができる。このため、接続バスバ１５を流れる電流で発生したジュール熱を露出部１５ｒから外部に効果的に放熱できる。特に、接続バスバ１５は、フィルタ側負極バスバ２５ｎにおける電流経路や平滑側負極バスバ３５ｎにおける電流経路よりも、断面積が小さい。このため、断面積の小さい接続バスバ１５に集中して電流が流れることになる。したがって、接続バスバ１５は、大きなジュール熱が発生しやすい電流経路である。よって、接続バスバ１５に露出部１５ｒを設けて放熱性能を向上させることは、非常に重要である。

フィルタ側負極バスバ２５ｎと平滑側負極バスバ３５ｎとは、接続バスバ１５で一体に接続されている。このため、接続バスバ１５を介して、一方のバスバの熱が他方のバスバに熱伝導しやすい。しかしながら、接続バスバ１５は、露出部１５ｒを備えているため、接続バスバ１５を介してフィルタ側負極バスバ２５ｎと平滑側負極バスバ３５ｎとの間で伝導される熱を外部に効果的に放熱できる。

接続バスバ１５に電流が流れる場合、接続バスバ１５の周囲には磁場が発生する。電流が流れた際に発生する磁場は、電磁誘導と呼ばれる現象により、周囲の電流経路にリプル電流などのノイズを発生させることになる。磁場を発生させている電流経路からの距離が短いほど、電磁誘導によるノイズが大きく発生しやすい。磁場を発生させている電流経路と並行する長さが長いほど、電磁誘導によるノイズが大きく発生しやすい。

接続バスバ１５の近傍には、フィルタ側正極バスバ２５ｐの一部が位置している。このため、接続バスバ１５に電流が流れることで発生した磁場が、電磁誘導によりフィルタ側正極バスバ２５ｐの一部にノイズとして影響を与えることとなる。接続バスバ１５の長手方向は、Ｘ方向である。フィルタ側正極バスバ２５ｐのうち接続バスバ１５と最も近接している部分は、フィルタ側正極接触部とフィルタ側正極端子部との間の部分であり、その長手方向は、Ｙ方向である。このため、接続バスバ１５の長手方向と、フィルタ側正極バスバ２５ｐのうち接続バスバ１５と最も近接している部分の長手方向とは、直交する方向である。言い換えると、接続バスバ１５における電流の流れ方向と、フィルタ側正極バスバ２５ｐのうち接続バスバ１５と最も近接している部分における電流の流れ方向とは、直交する方向である。したがって、フィルタ側正極バスバ２５ｐのうち接続バスバ１５と最も近接している部分は、接続バスバ１５と並行する長さが最も短くなる角度に設けられている。

接続バスバ１５の長手方向と、フィルタ側正極接触部とフィルタ側正極端子部との間の部分の長手方向とを直交する方向としなくてもよい。２つの長手方向が互いに平行とならない交差する角度であれば、接続バスバ１５とフィルタ側正極バスバ２５ｐのうち接続バスバ１５と最も近接している部分とが並行する長さを短くして、ある程度ノイズの影響を低減できる。

また、接続バスバ１５の一部をＺ方向に屈曲させて、フィルタ側正極バスバ２５ｐから離れるように構成してもよい。これによると、磁場を発生させている接続バスバ１５とフィルタ側正極バスバ２５ｐとの距離を長くすることができる。このため、電磁誘導によるノイズの影響を小さくできる。さらに、接続バスバ１５の一部が実質的に撓んだような状態となる。このため、封止樹脂材１３で封止する前にフィルタコンデンサ２１と平滑コンデンサ３１との相対的な距離に製造誤差が生じている場合であっても、接続バスバ１５の撓み量を調整することで、この誤差を解消しやすい。

上述した実施形態によると、接続バスバ１５は、封止樹脂材１３に封止されている封止部１５ｆと、封止樹脂材１３から露出している露出部１５ｒとを備えている。このため、接続バスバ１５の熱を露出部１５ｒから外部に放熱しやすい。したがって、接続バスバ１５を介してフィルタコンデンサ２１の熱と平滑コンデンサ３１の熱とが互いに伝導することを抑制しやすい。さらに、封止部１５ｆで封止樹脂材１３に固定されている分、接続バスバ１５の耐振性を高めることができる。よって、コンデンサへの通電で発生した熱を効果的に放熱可能なコンデンサユニット１０を提供できる。また、封止部１５ｆは、封止樹脂材１３によって生じるデッドスペース内に収まることとなる。このため、接続バスバ１５全体を封止樹脂材１３から露出させる構成に比べて、コンデンサユニット１０を小型化しやすい。

接続バスバ１５は、フィルタ側負極バスバ２５ｎと平滑側負極バスバ３５ｎとを接続している。このため、接続バスバ１５に露出部１５ｒを備えて積極的に外部に放熱することで、フィルタ側負極バスバ２５ｎと平滑側負極バスバ３５ｎとの間での熱伝導を小さくすることができる。言い換えると、フィルタ側負極バスバ２５ｎの熱が平滑側負極バスバ３５ｎに大きく影響してしまうことを抑制しやすい。また、平滑側負極バスバ３５ｎの熱がフィルタ側負極バスバ２５ｎに大きく影響してしまうことを抑制しやすい。

フィルタコンデンサ素子２１ｃや平滑コンデンサ素子３１ｃなどに用いられるコンデンサ素子は、一般的に温度が高すぎると静電容量が低下しやすい。このため、各コンデンサを設計する際には、高温環境下を想定して必要な静電容量を確保できるように各コンデンサを構成するコンデンサ素子の数や静電容量を決める必要がある。ここで、接続バスバ１５を介したフィルタ側負極バスバ２５ｎと平滑側負極バスバ３５ｎとの間での熱伝導を小さくすることができれば、設計時に想定する高温環境の条件を緩和しやすい。したがって、フィルタコンデンサ２１や平滑コンデンサ３１を構成するコンデンサ素子の数を減らしやすい。あるいは、１つのコンデンサ素子の静電容量を小さくできるため、体格の小さなコンデンサ素子を採用しやすい。よって、コンデンサユニット１０を小型に設計しやすい。あるいは、コンデンサユニット１０の熱余裕度を向上させやすい。

接続バスバ１５は、フィルタ側負極接触部２６ｎとフィルタ側負極端子部２７ｎとの間に接続している。このため、平滑コンデンサ３１に電流が流れる際に一部の電流がフィルタ側負極バスバ２５ｎに流れる場合であっても、接続バスバ１５からフィルタ側負極端子部２７ｎの間の部分に集中して流れることとなる。言い換えると、フィルタ側負極接触部２６ｎには、ほとんど電流が流れることがない。したがって、フィルタ側負極接触部２６ｎにおいて大きなジュール熱が発生することを抑制できる。よって、フィルタコンデンサ２１やノイズ除去用コンデンサ１１の温度が大きく上昇することを抑制しやすい。

接続バスバ１５とフィルタ側正極バスバ２５ｐとが最も近接している部分において、接続バスバ１５の長手方向とフィルタ側正極バスバ２５ｐの長手方向とは、互いに交差する方向である。このため、接続バスバ１５とフィルタ側正極バスバ２５ｐとが並行に設けられている場合に比べて、電磁誘導によるノイズの影響を低く抑えやすい。

接続バスバ１５とフィルタ側正極バスバ２５ｐとが最も近接している部分において、接続バスバ１５の長手方向とフィルタ側正極バスバ２５ｐの長手方向とは、互いに直交する方向である。このため、接続バスバ１５とフィルタ側正極バスバ２５ｐとが取り得る相対的な角度の関係において、電磁誘導によるノイズの影響を最も低くすることができる。

フィルタ側負極バスバ２５ｎと平滑側負極バスバ３５ｎとは、接続バスバ１５以外の部分では互いに接続されていない。このため、接続バスバ１５以外の部分で接続バスバ１５と同様にジュール熱が発生することや、熱伝導が引き起こされることを防ぐことができる。したがって、コンデンサユニット１０に複数の接続バスバ１５を設ける場合に比べて、コンデンサユニット１０をシンプルで小型に設計しやすい。

第２実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。この実施形態では、接続バスバ２１５がコンデンサケース１２から突出している。

図６において、コンデンサユニット１０は、接続バスバ２１５を備えている。Ｙ方向における接続バスバ２１５の突出量は、Ｙ方向におけるフィルタ側負極端子部２７ｎの突出量よりも大きい。また、Ｙ方向における接続バスバ２１５の突出量は、Ｙ方向における平滑側負極端子部３７ｎの突出量よりも大きい。コンデンサユニット１０において、Ｙ方向に最も大きく突出している部分は、接続バスバ２１５である。

接続バスバ２１５の露出部２１５ｒのＹ方向の大きさは、接続バスバ２１５のＹ方向の大きさの半分よりも大きい。言い換えると、接続バスバ２１５において、封止樹脂材１３に封止されている部分よりも、封止樹脂材１３から露出している部分の面積の方が大きい。

露出部２１５ｒは、半導体冷却器８５に向かって近づく方向に突出している。露出部２１５ｒは、ヘッダ８６で冷却されたヘッダ８６の周囲の空気によって冷却可能な位置に設けられている。露出部２１５ｒは、半導体冷却器８５に対向した位置に設けられている。露出部２１５ｒは、半導体冷却器８５におけるヘッダ８６のＹ方向の投影領域内に設けられている。コンデンサユニット１０のうち、半導体冷却器８５と最も近接している部分は、露出部２１５ｒである。半導体装置８１は、発熱部品の一例を提供する。半導体冷却器８５は、冷却部の一例を提供する。

露出部２１５ｒの絶縁性を確保した上で、露出部２１５ｒと半導体冷却器８５とを接触させてもよい。また、露出部２１５ｒを、半導体冷却器８５に向かって突出させるのではなく、リアクトル冷却器６５などの別の冷却装置に向かって突出させてもよい。

上述した実施形態によると、露出部２１５ｒは、半導体装置８１を冷却するための半導体冷却器８５に対向した位置に設けられている。このため、半導体冷却器８５の冷気によって露出部２１５ｒを積極的に冷却することができる。したがって、露出部２１５ｒにおける放熱性能を高めやすい。

接続バスバ２１５において、封止樹脂材１３に封止されている部分よりも、封止樹脂材１３から露出している部分の面積の方が大きい。このため、接続バスバ２１５のうち、空気にさらされる部分の面積を大きく確保できる。したがって、接続バスバ２１５の放熱性能を高めやすい。

他の実施形態
この明細書および図面等における開示は、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および／または要素の組み合わせに限定されない。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、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、１つの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、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。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに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。

明細書および図面等における開示は、請求の範囲の記載によって限定されない。明細書および図面等における開示は、請求の範囲に記載された技術的思想を包含し、さらに請求の範囲に記載された技術的思想より多様で広範な技術的思想に及んでいる。よって、請求の範囲の記載に拘束されることなく、明細書および図面等の開示から、多様な技術的思想を抽出することができる。

１ 電力変換装置、 １０ コンデンサユニット、 １１ ノイズ除去用コンデンサ、 １１ｃ ノイズ除去用コンデンサ素子、 １２ コンデンサケース、 １３ 封止樹脂材、 １５ 接続バスバ、 １５ｆ 封止部、 １５ｒ 露出部、 １７ グランド端子部、 ２１ フィルタコンデンサ、 ２１ｃ フィルタコンデンサ素子、 ２５ｐ フィルタ側正極バスバ、 ２５ｎ フィルタ側負極バスバ、 ２６ｎ フィルタ側負極接触部、 ２７ｎ フィルタ側負極端子部、 ３１ 平滑コンデンサ、 ３１ｃ 平滑コンデンサ素子、 ３５ｐ 平滑側正極バスバ、 ３５ｎ 平滑側負極バスバ、 ３６ｎ 平滑側負極接触部、 ３７ｎ 平滑側負極端子部、 ６０ リアクトルモジュール、 ８０ パワーモジュール、 ８１ 半導体装置（発熱部品）、 ８５ 半導体冷却器（冷却部）、 ２１５ 接続バスバ、 ２１５ｒ 露出部

Claims (5)

1. ノイズを除去するためのフィルタコンデンサ素子（２１ｃ）と、
   前記フィルタコンデンサ素子の負極に接続されたフィルタ側負極バスバ（２５ｎ）と、
   電流を平滑化するための平滑コンデンサ素子（３１ｃ）と、
   前記平滑コンデンサ素子の負極に接続された平滑側負極バスバ（３５ｎ）と、
   前記フィルタ側負極バスバと前記平滑側負極バスバとを接続する接続バスバ（１５、２１５）と、
   前記フィルタコンデンサ素子と前記平滑コンデンサ素子とを封止する封止樹脂材（１３）とを備え、
   前記接続バスバは、
   前記封止樹脂材に封止されている封止部（１５ｆ）と、
   前記封止樹脂材から露出している露出部（１５ｒ、２１５ｒ）とを備え、
   前記フィルタ側負極バスバは、
   前記フィルタコンデンサ素子と接触しているフィルタ側負極接触部（２６ｎ）と、
   前記封止樹脂材から露出しているフィルタ側負極端子部（２７ｎ）とを有し、
   前記接続バスバは、前記フィルタ側負極接触部と前記フィルタ側負極端子部との間に接続しているコンデンサユニット。
2. 前記フィルタコンデンサ素子の正極に接続されたフィルタ側正極バスバ（２５ｐ）を備え、
   前記接続バスバと前記フィルタ側正極バスバとが最も近接している部分において、前記接続バスバの長手方向と前記フィルタ側正極バスバの長手方向とは、互いに交差する方向である請求項１に記載のコンデンサユニット。
3. 前記接続バスバと前記フィルタ側正極バスバとが最も近接している部分において、前記接続バスバの長手方向と前記フィルタ側正極バスバの長手方向とは、互いに直交する方向である請求項２に記載のコンデンサユニット。
4. 前記露出部は、発熱部品（８１）を冷却するための冷却部（８５）に対向した位置に設けられている請求項１から請求項３のいずれかに記載のコンデンサユニット。
5. 前記フィルタ側負極バスバと前記平滑側負極バスバとは、前記接続バスバ以外の部分では互いに接続されていない請求項１から請求項４のいずれかに記載のコンデンサユニット。

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