JP7334750B2 - 電気機器 - Google Patents
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Description
本明細書に記載の開示は、電気機器に関するものである。
特許文献1には、スイッチング素子と、スイッチング素子に接続される正極端子および負極端子と、を備える半導体モジュールを有する電力変換装置が記載されている。半導体モジュールの1つの側面から正極端子と負極端子それぞれが延びている。
電力変換装置は半導体モジュールの他に、半導体モジュールの正極端子に接続される正極バスバと、半導体モジュールの負極端子に接続される負極バスバを有している。
この構成では、正極バスバの正極端子に接続される部位と負極バスバとの間で磁界が打ち消されにくくなっている。正極バスバ(第1給電部)と負極バスバ(第2給電部)のインダクタンスが小さくなりにくくなっている。
そこで本開示の目的は、第1給電部と第2給電部のインダクタンスが小さくなった電気機器を提供することである。
本開示の一態様による電気機器は、
スイッチ(357、358)と、スイッチに接続される第1端子(360)および第2端子(370)と、スイッチと第1端子と第2端子を被覆する樹脂部材(350)と、を備えるスイッチモジュール(390)と、
第1端子における樹脂部材から露出した部位(361、362)と電源(200)の備える2つの電極のうちの一方とに電気的に接続される第1給電部(310)と、
第2端子における樹脂部材から露出した部位(371、372)と電源の備える2つの電極のうちの他方とに電気的に接続される第2給電部(320)と、を有し、
第1給電部の第1端子に接続される部位と第2給電部の一部が、第1端子と第2端子の並ぶ並び方向に直交する直交方向で重複している。
スイッチ(357、358)と、スイッチに接続される第1端子(360)および第2端子(370)と、スイッチと第1端子と第2端子を被覆する樹脂部材(350)と、を備えるスイッチモジュール(390)と、
第1端子における樹脂部材から露出した部位(361、362)と電源(200)の備える2つの電極のうちの一方とに電気的に接続される第1給電部(310)と、
第2端子における樹脂部材から露出した部位(371、372)と電源の備える2つの電極のうちの他方とに電気的に接続される第2給電部(320)と、を有し、
第1給電部の第1端子に接続される部位と第2給電部の一部が、第1端子と第2端子の並ぶ並び方向に直交する直交方向で重複している。
これによれば、第1給電部の第1端子に接続される部位と第2導電部の一部との間で磁界が打ち消されやすくなっている。そのために第1給電部と第2給電部のインダクタンスが小さくなりやすくなっている。
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。
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、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に基づいて電気機器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、電気機器300、モータ400、および、図示しない基板を有する。なお、バッテリ200は電源に相当する。
先ず、図1に基づいて電気機器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、電気機器300、モータ400、および、図示しない基板を有する。なお、バッテリ200は電源に相当する。
基板には複数のECUが搭載されている。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。
<電気機器>
電気機器300はバッテリ200とモータ400との間の電力変換を行う。電気機器300はバッテリ200の直流電力を交流電力に変換する。電気機器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。
電気機器300はバッテリ200とモータ400との間の電力変換を行う。電気機器300はバッテリ200の直流電力を交流電力に変換する。電気機器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は電気機器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、電気機器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。
電気機器300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。
<電気機器の電気的接続>
電気機器300はコンデンサ330と、複数のレグ340と、複数のレグ340それぞれに接続される、正極端子360と負極端子370と出力端子440と、を有する。
電気機器300はコンデンサ330と、複数のレグ340と、複数のレグ340それぞれに接続される、正極端子360と負極端子370と出力端子440と、を有する。
なお、図1には複数のレグ340の代表としてU相レグ341、V相レグ342、および、W相レグ343を抜き出して図示している。また第1給電バスバ310は第1給電部に相当する。第2給電バスバ320は第2給電部に相当する。正極端子360は第1端子に相当する。負極端子370は第2端子に相当する。
バッテリ200の正極に第1給電バスバ310が接続されている。バッテリ200の負極に第2給電バスバ320が接続されている。第1給電バスバ310と第2給電バスバ320の間にコンデンサ330とU相レグ341~W相レグ343それぞれが接続されている。
コンデンサ330は2つの電極を有している。これら2つの電極のうちの一方の電極が第1給電バスバ310に接続されている。これら2つの電極のうちの他方の電極が第2給電バスバ320に接続されている。
U相レグ341~W相レグ343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341~W相レグ343それぞれはスイッチとしてハイサイドスイッチ357とローサイドスイッチ358を有する。またU相レグ341~W相レグ343それぞれはダイオードとしてハイサイドダイオード357aとローサイドダイオード358aを有する。ハイサイドスイッチ357とローサイドスイッチ358それぞれがスイッチに相当する。
図1に示すようにハイサイドスイッチ357のコレクタ電極が正極端子360に接続されている。正極端子360が第1給電バスバ310に接続されている。ハイサイドスイッチ357のエミッタ電極とローサイドスイッチ358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358のエミッタ電極が負極端子370に接続されている。負極端子370が第2給電バスバ320に接続されている。これによりハイサイドスイッチ357とローサイドスイッチ358は第1給電バスバ310から第2給電バスバ320へ向かって順に直列接続されている。
またこれらハイサイドスイッチ357それぞれのコレクタ電極にハイサイドダイオード357aのカソード電極が接続されている。これらハイサイドスイッチ357それぞれのエミッタ電極にハイサイドダイオード357a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357にハイサイドダイオード357aが逆並列接続されている。
同様にしてこれらローサイドスイッチ358それぞれのコレクタ電極にローサイドダイオード358aのカソード電極が接続されている。これらローサイドスイッチ358それぞれのエミッタ電極にローサイドダイオード358a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358にローサイドダイオード358aが逆並列接続されている。
さらに、U相レグ341の備えるハイサイドスイッチ357とローサイドスイッチ358との間の中点にU相バスバ410が接続されている。U相バスバ410が出力端子440とモータ400のU相ステータコイルに接続されている。
V相レグ342の備えるハイサイドスイッチ357とローサイドスイッチ358との間の中点にV相バスバ420が接続されている。V相バスバ420が出力端子440とモータ400のV相ステータコイルに接続されている。
W相レグ343の備えるハイサイドスイッチ357とローサイドスイッチ358との間の中点にW相バスバ430が接続されている。W相バスバ430が出力端子440とモータ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U相レグ341~W相レグ343の備えるハイサイドスイッチ357とローサイドスイッチ358それぞれがPWM制御される。これにより電気機器300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U相レグ341~W相レグ343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。
なお、電気機器300には、図2以降に示されるようにU相レグ341~W相レグ343の3個のレグ340の他に、9個のレグ340が設けられている。9個のレグ340それぞれのハイサイドスイッチ357のコレクタ電極に正極端子360が接続されている。9個のレグ340それぞれのローサイドスイッチ358のエミッタ電極に負極端子370が接続されている。これら9個のレグ340に接続された正極端子360と負極端子370それぞれが、第1給電バスバ310と第2給電バスバ320それぞれに接続されている。
<電気機器の機械的構成>
次に、電気機器300の機械的構成を説明する。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。y方向は並び方向に相当する。z方向は直交方向に相当する。なお図面においては「方向」の記載を省略している。また図面においてはバッテリ200を「BATT」と略記して示している。
次に、電気機器300の機械的構成を説明する。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。y方向は並び方向に相当する。z方向は直交方向に相当する。なお図面においては「方向」の記載を省略している。また図面においてはバッテリ200を「BATT」と略記して示している。
電気機器300はこれまでに説明した構成要素として、第1給電バスバ310、第2給電バスバ320、コンデンサ330、12個のレグ340、および、12個のレグ340それぞれに接続される正極端子360と負極端子370と出力端子440を有する。
また電気機器300は上記した構成要素の他に、コンデンサケース335、12個の被覆樹脂350、第1絶縁板381、および、第2絶縁板382を有する。なお、被覆樹脂350は樹脂部材に相当する。
電気機器300の機械的構成を説明するにあたって、まず被覆樹脂350とスイッチモジュール390について以下に説明する。
被覆樹脂350は略矩形形状を成している。図4および図5に示すように被覆樹脂350はy方向に離間して並ぶ第1外面351と第3外面353と、x方向に離間して並ぶ第2外面352と第4外面354と、z方向に離間して並ぶ第5外面355と第6外面356を有する。
第1外面351、第2外面352、第3外面353、および、第4外面354が環状に連結されている。第1外面351~第4外面354のz方向の一端側に第5外面355が連結されている。第1外面351~第4外面354のz方向の他端側に第6外面356が連結されている。
1つの被覆樹脂350に、1つのレグ340と、1つのレグ340に接続される正極端子360と負極端子370と出力端子440の一部それぞれが被覆されている。
また第5外面355から正極端子360と負極端子370と出力端子440それぞれの残りの部位が露出されている。1つのレグ340と、これに接続される正極端子360と負極端子370と出力端子440が1つの被覆樹脂350に被覆され、1つのスイッチモジュール390が形成されている。図2~図4に示すように、12個のスイッチモジュール390がx方向に積層する態様で並んでいる。なお、図4以降においては出力端子440の記載を省略している。
<正極端子>
正極端子360はハイサイドスイッチ357のコレクタ電極に接続される正極基部361と、正極基部361に接続される正極先端部362を有する。正極基部361は端子基部に相当する。正極先端部362は端子先端部に相当する。
正極端子360はハイサイドスイッチ357のコレクタ電極に接続される正極基部361と、正極基部361に接続される正極先端部362を有する。正極基部361は端子基部に相当する。正極先端部362は端子先端部に相当する。
図4および図5に示すように、正極基部361はz方向に延びている。そして正極基部361の一部が第5外面355から露出されている。第5外面355から露出した正極基部361の一部はx方向に厚さの薄い扁平形状を成している。
正極先端部362は正極基部361のz方向の端に接続されている。正極先端部362は正極基部361のz方向の端から遠ざかるようにx方向に延びている。
なお、図示しないが、正極端子360は正極先端部362を備えず、正極基部361のみを有していても良い。その場合、正極基部361に第1延長先端部314bが接続されていてもよい。
他にも、図示しないが、第5外面355から露出した正極基部361の一部がy方向に厚さの薄い扁平形状を成していてもよい。その場合、正極先端部362は正極基部361のz方向の端から遠ざかるようにy方向に延びていてもよい。
<負極端子>
負極端子370はローサイドスイッチ358のエミッタ電極に接続される負極基部371と、負極基部371に接続される負極先端部372を有する。
負極端子370はローサイドスイッチ358のエミッタ電極に接続される負極基部371と、負極基部371に接続される負極先端部372を有する。
図4および図5に示すように、負極基部371はz方向に延びている。そして負極基部371の一部が第5外面355から露出されている。第5外面355から露出した正極基部361の一部はx方向に厚さの薄い扁平形状を成している。
負極先端部372は負極基部371のz方向の端に接続されている。負極先端部372は負極基部371のz方向の端から遠ざかるようにx方向に延びている。
なお、図示しないが、負極端子370は負極先端部372を備えず、負極基部371のみを有していても良い。その場合、負極基部371に第2延長先端部324bが接続されていてもよい。
他にも、図示しないが、第5外面355から露出した負極基部371の一部がy方向に厚さの薄い扁平形状を成していてもよい。その場合、負極先端部372は負極基部371のz方向の端から遠ざかるようにy方向に延びていてもよい。
<第1給電バスバ>
図1に示すように第1給電バスバ310は第1供給部311と第1導電部312を有する。第1供給部311はバッテリ200の正極とコンデンサ330の電極のうちの一方とを接続している。第1導電部312はコンデンサ330の電極のうちの一方と12個の正極端子360それぞれの正極先端部362とを接続している。
図1に示すように第1給電バスバ310は第1供給部311と第1導電部312を有する。第1供給部311はバッテリ200の正極とコンデンサ330の電極のうちの一方とを接続している。第1導電部312はコンデンサ330の電極のうちの一方と12個の正極端子360それぞれの正極先端部362とを接続している。
第1導電部312は、別体の第1導電基部313と第1導電延長部314を有する。第1導電基部313は第1給電基部に相当する。第1導電延長部314は第1給電先端部に相当する。
第1導電基部313の一端がコンデンサ330の電極のうちの一方に接続されている。第1導電基部313の他端がスイッチモジュール390に向かってy方向に延びている。
第1導電延長部314の一端が第1導電基部313の他端に電気的および機械的に接続されている。第1導電延長部314の他端が12個の正極端子360の正極先端部362それぞれに向かってy方向に延びている。そして第1導電延長部314の他端が12個の正極端子360の正極先端部362それぞれに電気的および機械的に接続されている。
なお、別部品が電気的および機械的に接続されることは別部品が接合されることに相当している。
第1導電延長部314について詳しく言えば、第1導電延長部314は第1延長基部314aと複数の第1延長先端部314bを有する。
第1延長基部314aは第1導電基部313の他端に接続され、スイッチモジュール390に向かってy方向に延びている。複数の第1延長先端部314bそれぞれは、第1延長基部314aのスイッチモジュール390側の端に一体的に接続されている。
複数の第1延長先端部314bそれぞれはx方向に所定距離離間している。複数の第1延長先端部314bそれぞれが12個の正極端子360の正極先端部362それぞれに向かってy方向に延びている。複数の第1延長先端部314bそれぞれが12個の正極端子360の正極先端部362それぞれに電気的および機械的に接続されている。
<第2給電バスバ>
図1に示すように第2給電バスバ320は第2供給部321と第2導電部322を有する。第2供給部321はバッテリ200の負極とコンデンサ330の電極のうちの他方とを接続している。第2導電部322はコンデンサ330の電極のうちの他方と12個の負極端子370それぞれの負極先端部372とを接続している。
図1に示すように第2給電バスバ320は第2供給部321と第2導電部322を有する。第2供給部321はバッテリ200の負極とコンデンサ330の電極のうちの他方とを接続している。第2導電部322はコンデンサ330の電極のうちの他方と12個の負極端子370それぞれの負極先端部372とを接続している。
第2導電部322は、別体の第2導電基部323と第2導電延長部324を有する。第2導電基部323は第2給電基部に相当する。第2導電延長部324は第2給電先端部に相当する。
第2導電基部323の一端がコンデンサ330の電極のうちの他方に接続されている。第1導電基部313の他端がスイッチモジュール390に向かってy方向に延びている。
第2導電延長部324の一端が第2導電基部323の他端に電気的および機械的に接続されている。第2導電延長部324の他端が12個の負極端子370の負極先端部372それぞれに向かってy方向に延びている。そして第2導電延長部324の他端が12個の負極端子370の負極先端部372それぞれに電気的および機械的に接続されている。
第2導電延長部324について詳しく言えば、第2導電延長部324は第2延長基部324aと複数の第2延長先端部324bを有する。
第2延長基部324aは第2導電基部323の他端に接続され、スイッチモジュール390に向かってy方向に延びている。複数の第2延長先端部324bそれぞれは、第2延長基部324aのスイッチモジュール390側の端に一体的に接続されている。
複数の第2延長先端部324bそれぞれはx方向に所定距離離間している。複数の第2延長先端部324bそれぞれが12個の負極端子370の負極先端部372それぞれに向かってy方向に延びている。複数の第2延長先端部324bそれぞれが12個の負極端子370の負極先端部372それぞれに電気的および機械的に接続されている。
<第1絶縁板>
図3~図5に示すように第1絶縁板381はz方向において、第1導電基部313と第2導電基部323の間に設けられている。第1絶縁板381は第1導電基部313と第2導電基部323の絶縁性を保持する機能を有している。例えば第1絶縁板381は樹脂部材から成る。なお、第1絶縁板381は樹脂部材に限定されない。
図3~図5に示すように第1絶縁板381はz方向において、第1導電基部313と第2導電基部323の間に設けられている。第1絶縁板381は第1導電基部313と第2導電基部323の絶縁性を保持する機能を有している。例えば第1絶縁板381は樹脂部材から成る。なお、第1絶縁板381は樹脂部材に限定されない。
<第2絶縁板>
図3~図5に示すように第2絶縁板382はz方向において、第1導電延長部314と第2導電延長部324の間に設けられている。これによって第1導電延長部314と第2導電延長部324の絶縁性を保持する機能を有している。例えば第2絶縁板382は樹脂部材から成る。なお、第2絶縁板382は樹脂部材に限定されない。
図3~図5に示すように第2絶縁板382はz方向において、第1導電延長部314と第2導電延長部324の間に設けられている。これによって第1導電延長部314と第2導電延長部324の絶縁性を保持する機能を有している。例えば第2絶縁板382は樹脂部材から成る。なお、第2絶縁板382は樹脂部材に限定されない。
<コンデンサケース>
コンデンサケース335はコンデンサ330を収納するための筐体である。図5に示すようにコンデンサケース335はz方向に並ぶケース下部336およびケース上部337と、これらを連結するケース連結部338を有する。
コンデンサケース335はコンデンサ330を収納するための筐体である。図5に示すようにコンデンサケース335はz方向に並ぶケース下部336およびケース上部337と、これらを連結するケース連結部338を有する。
ケース下部336、ケース上部337、および、ケース連結部338によって区画されるケース空間に、コンデンサ330と第1導電基部313の一部と第2導電基部323の一部と第1絶縁板381の一部が収納されている。
またこのケース空間にエポキシが充填されている。これによってコンデンサ330と第1導電基部313の一部と第2導電基部323の一部と第1絶縁板381の一部がコンデンサケース335に固定されている。
<スイッチモジュールとコンデンサとの具体的な機械的接続>
図3に示すように第1導電基部313、第1導電延長部314、第1絶縁板381、第2絶縁板382、第2導電基部323、および、第2導電延長部324がz方向に積層している。
図3に示すように第1導電基部313、第1導電延長部314、第1絶縁板381、第2絶縁板382、第2導電基部323、および、第2導電延長部324がz方向に積層している。
図4および図5に示すように12個のスイッチモジュール390それぞれとコンデンサ330とがy方向に離間して並んでいる。被覆樹脂350の第3外面353がコンデンサ330側に位置している。被覆樹脂350の第1外面351がy方向でコンデンサ330から離間した側に位置している。
以下、図1~図5に基づいてスイッチモジュール390とコンデンサ330の機械的接続形態について説明する。
先ず、スイッチモジュール390に関する構成について説明する。図5に示すように第5外面355のコンデンサ330側の部位から正極端子360の一部が露出している。第5外面355のコンデンサ330からy方向に離間した側の部位から負極端子370の一部が露出している。
言い換えれば第5外面355の第3外面353側の部位から正極基部361の第5外面355から露出した一部および正極先端部362が露出している。第5外面355の第1外面351側の部位から負極先端部372の第5外面355から露出した一部および負極先端部372が露出している。
正極基部361の第5外面355から露出した一部および正極先端部362と、負極先端部372の第5外面355から露出した一部および負極先端部372がy方向で離間して並んでいる。正極基部361の第5外面355から露出した一部および正極先端部362が、負極先端部372の第5外面355から露出した一部および負極先端部372よりもy方向でコンデンサ330側に位置している。
次にコンデンサ330に関する構成について説明する。図5に示すようにコンデンサ330はz方向に離間して並ぶコンデンサ下面331とコンデンサ上面332とこれらを連結するコンデンサ連結面333を有する。コンデンサ下面331とコンデンサ上面332とがコンデンサ連結面333によって連結されている。
コンデンサ下面331にはバッテリ200の正極に接続される電極が設けられている。コンデンサ上面332にはバッテリ200の負極に接続される電極が設けられている。
次にコンデンサ330への第1導電基部313と第2導電基部323との接続形態について説明する。コンデンサ下面331に第1導電基部313の一端が接続されている。第1導電基部313はコンデンサ下面331に沿ってy方向にスイッチモジュール390に向かって延びた後、スイッチモジュール390側のコンデンサ連結面333に沿ってコンデンサ上面332に向かってz方向に延びている。その後、第1導電基部313はコンデンサ上面332側の端からy方向にスイッチモジュール390に向かって延びている。
同様にコンデンサ上面332に第2導電基部323の一端が接続されている。第2導電基部323はコンデンサ上面332に沿ってy方向にスイッチモジュール390に向かって延びた後、スイッチモジュール側のコンデンサ連結面333に沿ってコンデンサ下面331に向かってz方向に延びている。その後、第2導電基部323はコンデンサ下面331側の端からy方向にスイッチモジュール390に向かって延びている。
また第1導電基部313におけるy方向にスイッチモジュール390に向かって延びる部位と、第2導電部322におけるy方向にスイッチモジュール390に向かって延びる部位の間に、第1絶縁板381が設けられている。
言い換えれば第1導電基部313におけるy方向にスイッチモジュール390に向かって延びる部位と、第2導電基部323におけるy方向にスイッチモジュール390に向かって延びる部位と、第1絶縁板381と、がz方向で重複している。
次に第1絶縁板381について説明する。図5に示すように第1絶縁板381はT字状形状を成している。第1絶縁板381はスイッチモジュール390側のコンデンサ連結面333に沿ってz方向に延びる第1絶縁基部381aと、第1絶縁基部381aのz方向の中央からスイッチモジュール390に向かってy方向に延びる第1絶縁延長部381bを有している。
次に第1導電延長部314の第1導電基部313および正極先端部362への接続形態について説明する。第1導電延長部314はy方向にコンデンサ330側からスイッチモジュール390側に向かって延びている。第1導電基部313におけるスイッチモジュール390側の他端のコンデンサ上面332側に、第1導電延長部314の一端が溶接などによって電気的および機械的に接続されている。
そして第1導電延長部314のスイッチモジュール390側の他端が、正極先端部362の第5外面355から離間した側の部位とz方向で重複している。言い換えれば第1導電延長部314の第1延長先端部314bが、正極先端部362の第5外面355から離間した側の部位とz方向で重複している。第1導電延長部314の第1延長先端部314bが、正極先端部362の第5外面355から離間した側の部位に溶接などによって電気的および機械的に接続されている。
次に第2導電延長部324の第2導電基部323および負極先端部372への接続形態について説明する。第2導電延長部324がy方向にコンデンサ330側からスイッチモジュール390側に向かって延びている。第2導電基部323におけるスイッチモジュール390側の他端のコンデンサ上面332側に、第2導電延長部324の一端が溶接などによって電気的および機械的に接続されている。
そして第2導電延長部324のスイッチモジュール側の他端が、負極先端部372の第5外面355から離間した側の部位とz方向で重複している。言い換えれば第2導電延長部324の第2延長先端部324bが、負極先端部372の第5外面355から離間した側の部位とz方向で重複している。第2導電延長部324の第2延長先端部324bが、負極先端部372の第5外面355から離間した側の部位に溶接などによって電気的および機械的に接続されている。
また第2導電延長部324における、第2導電基部323との接続部位と負極先端部372との接続部位との間の部位が、第1導電延長部314における正極先端部362の接続される部位とz方向で重複している。
言い換えれば、第2導電延長部324における、第2導電基部323との接続部位と負極先端部372との接続部位との間の部位が、第1延長先端部314bとz方向で重複している。
なお、第2導電延長部324における、負極先端部372との接続部位と第1延長先端部314bとz方向で重複する部位との間には、y方向とz方向それぞれに延びる屈曲部325が形成されている。なお、屈曲部325は後述する第2湾曲部327の一部であってもよい。
次に第2絶縁板382について説明する。第2絶縁板382はy方向にコンデンサ330側からスイッチモジュール390側に向かって延びている。図5に示すようにコンデンサ330側で第2絶縁板382が第2導電延長部324と第1絶縁延長部381bの間に設けられている。スイッチモジュール390側で第2絶縁板382が第2導電延長部324と第1導電延長部314の間に設けられている。
また第2絶縁板382のコンデンサ330側の一端が第1絶縁延長部381bのコンデンサ上面332側の部位に設けられている。第2絶縁板382のスイッチモジュール390側の他端が第1延長先端部314bの第5外面355から離間した側の部位に設けられている。第2絶縁板382のスイッチモジュール390側の他端が第1延長先端部314bとz方向で重複している。
さらに図5に示すように第2絶縁板382におけるスイッチモジュール390側の他端が第1延長先端部314bよりも負極端子370側まで延びている。その分、第1導電延長部314と第2導電延長部324との絶縁性が保持されやすくなっている。
<作用効果>
これまでに説明したように、第2導電延長部324における、第2導電基部323との接続部位と負極先端部372との接続部位との間の部位が、第1延長先端部314bとz方向で重複している。
これまでに説明したように、第2導電延長部324における、第2導電基部323との接続部位と負極先端部372との接続部位との間の部位が、第1延長先端部314bとz方向で重複している。
そのために第1延長先端部314bと、第2導電延長部324における第1延長先端部314bとの間で磁界が打ち消されやすくなっている。そのために第1導電延長部314と第2導電延長部324のインダクタンスが小さくなりやすくなっている。
なお、正極端子360が正極基部361のみを有し、正極基部361が第1延長先端部314bと接続されている場合においても、第2導電延長部324の一部が第1延長先端部314bとz方向で重複する。第1延長先端部314bと第2導電延長部324との間で磁界が打ち消されやすくなっている。
これまでに説明したように正極先端部362は正極基部361における第5外面355から露出された部位のz方向の端に接続され、そこから遠ざかるようにx方向に延びている。そして第1導電延長部314の第1延長先端部314bが、正極先端部362の第5外面355から離間した側の部位と溶接などによって電気的および機械的に接続されている。
これによればz方向において正極先端部362の第5外面355から離間した側の部位と第1延長先端部314bとが重複する範囲が広くなりやすくなる。そのために正極先端部362の第5外面355から離間した側の部位と第1延長先端部314bとの電気的および機械的な接続信頼性が向上しやすくなっている。
これまでに説明したように、スイッチモジュール390とコンデンサ330がy方向に離間して並んでいる。上記したように第5外面355の第3外面353側から部位から正極端子360の一部が露出している。第5外面355の第1外面351側から部位から負極端子370の一部が露出している。
上記したように正極基部361の第5外面355から露出した一部および正極先端部362が、負極先端部372の第5外面355から露出した一部および負極先端部372よりもy方向でコンデンサ330側に位置している。コンデンサ330がy方向で負極先端部372の第5外面355から露出した一部および負極先端部372よりも、正極基部361の第5外面355から露出した一部および正極先端部362側に位置している。
そのために第2導電延長部324の構造が複雑になりにくくなっている。第2導電延長部324の一部が第1延長先端部314bとz方向で重複しやすくなっている。
これまでに説明したように、第1導電基部313におけるスイッチモジュール390側の他端のコンデンサ上面332側に、第1導電延長部314の一端が溶接などによって電気的および機械的に接続されている。さらに、第1導電延長部314の第1延長先端部314bが、正極先端部362の第5外面355から離間した側の部位に溶接などによって電気的および機械的に接続されている。
また同様に、第2導電基部323におけるスイッチモジュール390側の他端のコンデンサ上面332側に、第2導電延長部324の一端が溶接などによって電気的および機械的に接続されている。さらに、第2導電延長部324の第2延長先端部324bが、負極先端部372の第5外面355から離間した側の部位に溶接などによって電気的および機械的に接続されている。
これによれば、第1導電基部313と第1導電延長部314の相対的な位置ずれが低減されやすくなっている。第1導電延長部314と正極先端部362の相対的な位置ずれが低減されやすくなっている。第1導電延長部314と正極先端部362との接続不良が抑制されやすくなっている。
同様に第2導電基部323と第2導電延長部324の相対的な位置ずれが低減されやすくなっている。第2導電延長部324と負極先端部372の相対的な位置ずれが低減されやすくなっている。第2導電延長部324と負極先端部372との接続不良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、第1延長先端部314bが、正極先端部362の第5外面355から離間した側の部位に接続されている。そのために第1延長先端部314bと、第2導電延長部324における第1延長先端部314bとz方向で重複する部位とのz方向の距離が正極先端部362のz方向の厚み分小さくなっている。第1延長先端部314bと第2導電延長部324における第1延長先端部314bとz方向で重複する部位との間で磁界が打ち消されやすくなっている。
(第1変形例)
図6に示すように第1導電部312と第2導電部322それぞれのコンデンサ330との接続部位とスイッチモジュール390との接続部位の間の部位が屈曲していてもよい。なお、第1導電部312と第2導電部322それぞれの屈曲する際の角度は限定されない。
図6に示すように第1導電部312と第2導電部322それぞれのコンデンサ330との接続部位とスイッチモジュール390との接続部位の間の部位が屈曲していてもよい。なお、第1導電部312と第2導電部322それぞれの屈曲する際の角度は限定されない。
またコンデンサ330の備える電極の一方がコンデンサ下面331に設けられていなくても良い。コンデンサ330の備える電極の他方がコンデンサ上面332に備えられていなくても良い。
コンデンサ連結面333はx方向に離間して並ぶ第1連結面および第3連結面と、y方向に離間して並ぶ第2連結面333aと第4連結面333bを有する。第1連結面、第2連結面333a、第3連結面、および、第4連結面333bがz方向周りの周方向で環状に連結されている。第2連結面333aはスイッチモジュール390側に位置している。第4連結面333bがスイッチモジュール390からy方向に離間した側に位置している。
コンデンサ330の備える一方の電極が第2連結面333aに設けられていても良い。コンデンサ330の備える他方の電極が第4連結面333bに設けられていても良い。
(第2変形例)
図7に示すようにコンデンサ330の備える電極の一方が第2連結面333aに接続されている場合、第2連結面333aにコンデンサ上面332に向かってz方向に延びる第1導電基部313が接続されていても良い。
図7に示すようにコンデンサ330の備える電極の一方が第2連結面333aに接続されている場合、第2連結面333aにコンデンサ上面332に向かってz方向に延びる第1導電基部313が接続されていても良い。
同様にコンデンサ330の備える電極の他方が第4連結面333bに接続されている場合、第4連結面333bにコンデンサ上面332に向かってz方向に延びる第2導電基部323が接続されていても良い。
その場合、第1導電基部313におけるコンデンサ上面332側の端に、第1導電延長部314が接続されていてもよい。第1導電延長部314における、第1導電基部313に接続される部位と、正極先端部362に接続される部位の間の部位の一部が、屈曲していても良い。
同様に、第2導電基部323におけるコンデンサ上面332側の端に、第2導電延長部324が接続されていてもよい。第2導電延長部324における、第2導電基部323に接続される部位と、負極先端部372に接続される部位の間の部位の一部が、屈曲していても良い。
この場合、第1絶縁板381と第2絶縁板382が一体に連結される。第1絶縁板381と第2絶縁板382が一体的に連結された絶縁板を絶縁板380と示す。絶縁板380によって第1導電部312と第2導電部322の絶縁性が保持される。第1絶縁板381と第2絶縁板382が一体的に連結される分、電気機器300を構成する部品点数が減少する。
(第3変形例)
図9に示すように、第1導電基部313と第1導電延長部314が一体的に連結されていてもよい。第2導電基部323と第2導電延長部324が一体的に連結されていてもよい。第1絶縁板381と第2絶縁板382が一体的に連結されていてもよい。
図9に示すように、第1導電基部313と第1導電延長部314が一体的に連結されていてもよい。第2導電基部323と第2導電延長部324が一体的に連結されていてもよい。第1絶縁板381と第2絶縁板382が一体的に連結されていてもよい。
そのために以下の説明においては第1導電部312と第2導電部322と絶縁板380の関係について詳説している。なお、説明を簡便とするために第1導電延長部314における正極先端部362に接続される部位は第1延長先端部314bのまま記載している。
第2導電部322における第1延長先端部314bにz方向で重複する部位の一部にz方向に貫通する第1貫通孔326が形成されていても良い。
絶縁板380における、第1延長先端部314bにz方向で重複する部位の一部にz方向に貫通する第2貫通孔383が形成されていても良い。
他にも、図8および図9に示すように、絶縁板380における第2貫通孔383を区画する第2区画壁384から、第1貫通孔326を通る態様でz方向に延びる規定部385が形成されていても良い。
規定部385は、z方向に直交する方向で第1貫通孔326を区画する第1区画壁328に対向している。規定部385は図8および図9に示すような筒状形状を成している。
これによって第1導電部312と第2導電部322の相対的な位置ずれが抑制されやすくなっている。
また第1貫通孔326と第2貫通孔383とが連通した連通孔から、第1延長先端部314bと正極先端部362との電気的および機械的な接続を目視確認できるようになってる。
さらに図10に示すように、第2導電部322の第1貫通孔326周りの部位が、第1延長先端部314bにz方向で重複している。
これによって第1延長先端部314bと、第2導電部322の第1貫通孔326周りの部位との間で磁界が打ち消されやすくなっている。
(第4変形例)
図11に示すように、第2導電延長部324における、負極先端部372に接続される部位と第1延長先端部314bにz方向で重複する部位との間の部位に、U字状に湾曲する第2湾曲部327が形成されていてもよい。
図11に示すように、第2導電延長部324における、負極先端部372に接続される部位と第1延長先端部314bにz方向で重複する部位との間の部位に、U字状に湾曲する第2湾曲部327が形成されていてもよい。
なお、第2湾曲部327は第2導電延長部324に設けられていなくても良い。第2湾曲部327は第2導電部322のコンデンサ330に接続される部位と負極端子370に接続される部位との間の部位に設けられていれば良い。
同様に、第1導電延長部314における、正極先端部362に接続される部位と第1導電基部313に接続される部位との間の部位に、U字状に湾曲する第1湾曲部315が形成されていてもよい。
なお、第1湾曲部315は第1導電延長部314に設けられていなくても良い。第1湾曲部315は第1導電部312のコンデンサ330に接続される部位と正極端子360に接続される部位との間の部位に設けられていれば良い。
これによれば、第1延長先端部314bが第1湾曲部315を起点にz方向に屈曲しやすくなっている。そのために第1延長先端部314bと正極先端部362とのz方向の相対的な位置ずれが抑制されやすくなっている。
同様に、第2延長先端部324bが第2湾曲部327を起点にz方向に屈曲しやすくなっている。そのために第2延長先端部324bと負極先端部372とのz方向の相対的な位置ずれが抑制されやすくなっている。
なお、第2湾曲部327はU字状形状を成していなくても良い。第2湾曲部327がばね状形状を成していても良い。第1湾曲部315はU字状形状を成していなくても良い。第1湾曲部315がばね状形状を成していても良い。
(第5変形例)
図12に示すように第5外面355から露出した負極基部371のz方向の長さが、第5外面355から露出した正極基部361のz方向の長さよりも長くなっていても良い。これによれば第2導電延長部324における、負極先端部372との接続部位と、第1延長先端部314bとz方向で重複する部位との間に、y方向とz方向それぞれに延びる屈曲部325が形成されなくてもよい。
図12に示すように第5外面355から露出した負極基部371のz方向の長さが、第5外面355から露出した正極基部361のz方向の長さよりも長くなっていても良い。これによれば第2導電延長部324における、負極先端部372との接続部位と、第1延長先端部314bとz方向で重複する部位との間に、y方向とz方向それぞれに延びる屈曲部325が形成されなくてもよい。
(第6変形例)
図13に示すように第1導電延長部314に第3導電部316が連結されていてもよい。第3導電部316は第1導電延長部314に接続される2つの第3導電基部317と、第2導電延長部324にz方向で重複する第3導電延長部319と、第3導電基部317と第3導電延長部319とを連結する第3導電連結部318を有する。なお、第3導電部316は第3給電部に相当する。
図13に示すように第1導電延長部314に第3導電部316が連結されていてもよい。第3導電部316は第1導電延長部314に接続される2つの第3導電基部317と、第2導電延長部324にz方向で重複する第3導電延長部319と、第3導電基部317と第3導電延長部319とを連結する第3導電連結部318を有する。なお、第3導電部316は第3給電部に相当する。
2つの第3導電基部317はx方向に離間して並んでいる。2つの第3導電基部317それぞれが第1導電延長部314のx方向の端に溶接などによって電気的および機械的に接続されている。
第3導電連結部318が2つの第3導電基部317それぞれのy方向の端に連結されている。第3導電連結部318がz方向に第2導電延長部324側に向かって延びている。
第3導電延長部319はz方向に厚さの薄い扁平形状を成している。第3導電延長部319は第3導電連結部318の第2導電部322側のz方向の端に連結され、コンデンサ330から遠ざかる態様でy方向に延びている。
第3導電延長部319はz方向で正極端子360および負極端子370それぞれに重複している。
これによって図14に示すように、第2延長先端部324bの負極先端部372に接続される部位が第3導電延長部319とz方向で重複するようになっている。
また図14に示すように、第1延長先端部314bが、第2導電延長部324における、第2導電基部323との接続部位と負極先端部372との接続部位との間の部位とz方向で重複している。
これにより第2延長先端部324bの負極先端部372の接続される部位と、第3導電延長部319における第2延長先端部324bの負極先端部372の接続される部位とz方向で重複する部位との間で、磁界が打ち消されやすくなっている。
同様に第1延長先端部314bと、第2導電延長部324における第1延長先端部314bとz方向で重複する部位との間で磁界が打ち消されやすくなっている。
なお、図示しないが、第3導電延長部319における第2延長先端部324bの負極先端部372の接続される部位とz方向で重複する部位との間に絶縁板380が設けられていても良い。その場合、z方向における第3導電延長部319における第2延長先端部324bの負極先端部372の接続される部位とz方向で重複する部位との間の距離を小さくすることができるようになる。第3導電延長部319における第2延長先端部324bの負極先端部372の接続される部位との間で、磁界が打ち消されやすくなっている。
(第7変形例)
図15~図18に示すように、スイッチモジュール390に1つのスイッチが封入され、第5外面355から正極端子360または負極端子370のどちらか一方が露出される1イン1パッケージが電気機器300に適用されていてもよい。そして正極端子360と負極端子370は例えば図15に示すように、x方向に交互に離間して並んでいる。
図15~図18に示すように、スイッチモジュール390に1つのスイッチが封入され、第5外面355から正極端子360または負極端子370のどちらか一方が露出される1イン1パッケージが電気機器300に適用されていてもよい。そして正極端子360と負極端子370は例えば図15に示すように、x方向に交互に離間して並んでいる。
その場合、図15および図18に示すように、第1導電延長部314は、第1延長基部314aと、第1延長構造部314cと、第2延長構造部314dと、第3延長構造部314eを有する。
第1延長構造部314cは第1延長基部314aのコンデンサ330からy方向に離間した側の端に一体的に連結されている。第1延長構造部314cは第1延長基部314aから遠ざかる態様でy方向に延びている。
第2延長構造部314dは第1延長構造部314cのx方向の端に一体的に連結されている。そして第2延長構造部314dがz方向に遠ざかる態様で延びている。
第3延長構造部314eは第2延長構造部314dのz方向の端に一体的に連結されている。そして第3延長構造部314eが第2延長構造部314dからx方向に遠ざかる態様で延びている。
次に第2導電部322について説明する。これまでに説明したように第2導電延長部324は第2延長基部324aと第2延長基部324aのコンデンサ330からy方向に離間した側の端に連結される複数の第2延長先端部324bを有する。第2延長先端部324bはx方向に所定距離離間して並んでいる。
複数の第2延長先端部324bのうちの負極端子370に向かって延びる第2延長先端部324bには、図15および図17に示すように屈曲部325が形成されている。屈曲部325の分、第2延長先端部324bは負極端子370に近くに設けられている。
また図16および図18に示すように正極先端部362に第1延長構造部314cが接続されている。第1延長構造部314cの正極先端部362からz方向に離間した側に第2延長先端部324bが設けられている。
これによって第1延長構造部314cの正極先端部362に接続される部位と、第2延長先端部324bとがz方向で重複している。第1延長構造部314cの正極先端部362に接続される部位と、第2延長先端部324bとの間で磁界が打ち消されやすくなっている。
また上記したように複数の第2延長先端部324bはx方向に離間する態様で並んでいる。隣合う第2延長先端部324bの間の空隙に第2延長構造部314dが通されている。
図17および図18に示すように負極先端部372に第2延長先端部324bが接続されている。第2延長先端部324bの負極端子370からz方向に離間した側に第3延長構造部314eが設けられている。
これによって第2延長先端部324bの負極端子370に接続される部位と、第3延長構造部314eとがz方向で重複している。第2延長先端部324bの負極端子370に接続される部位と、第3延長構造部314eとの間で磁界が打ち消されやすくなっている。
なお、これまでに説明した変形例を説明する図6~図18においては変形例を説明するために必要な構成を抜き出して図示している。そのために図6~図18においては適宜コンデンサケース335などの記載が省略されている。
(その他の変形例)
本実施形態では電気機器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。しかしながら電気機器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気機器300が含まれる構成を採用することもできる。
本実施形態では電気機器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。しかしながら電気機器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気機器300が含まれる構成を採用することもできる。
なお、本実施形態では正極端子360をコンデンサ330側に配置し、負極端子370をコンデンサ330からy方向に離間した側に配置する例について示した。しかしながら負極端子370をコンデンサ330側に配置し、正極端子360をコンデンサ330からy方向に離間した側に配置してもよい。それに伴って第1給電バスバ310と第2給電バスバ320の配置を適宜変更してもよい。その場合、第2延長先端部324bに第1給電バスバ310の一部がz方向で重複していてもよい。
200…バッテリ、310…第1給電バスバ、313…第1導電基部、314…第1導電先端部、315…第1湾曲部、316…第3導電部、320…第2給電バスバ、323…第2導電基部、324…第2導電先端部、325…屈曲部、326…第1貫通孔、327…第2湾曲部、328…第1区画壁、330…コンデンサ、350…被覆樹脂、351…第3外面、353…第1外面、355…第5外面、357…ハイサイドスイッチ、358…ローサイドスイッチ、360…正極端子、361…正極基部、362…正極先端部、370…負極端子、371…負極基部、372…負極先端部、381…第1絶縁板、382…第2絶縁板、383…第2貫通孔、384…第2区画壁、385…規定部、390…スイッチモジュール
Claims (7)
- スイッチ(357、358)と、前記スイッチに接続される第1端子(360)および第2端子(370)と、前記スイッチと前記第1端子と前記第2端子を被覆する樹脂部材(350)と、を備えるスイッチモジュール(390)と、
前記第1端子における前記樹脂部材から露出した部位(361、362)と電源(200)の備える2つの電極のうちの一方とに電気的に接続される第1給電部(310)と、
前記第2端子における前記樹脂部材から露出した部位(371、372)と前記電源の備える2つの電極のうちの他方とに電気的に接続される第2給電部(320)と、を有し、
前記第1給電部の前記第1端子に接続される部位と前記第2給電部の一部が、前記第1端子と前記第2端子の並ぶ並び方向に直交する直交方向で重複している電気機器。 - 前記第1端子は、前記スイッチに接続され、前記直交方向に延び、前記樹脂部材から先端の露出される端子基部(361)と、前記端子基部の先端側の部位に接続され、前記直交方向に直交する方向に延びる端子先端部(362)を有し、
前記端子先端部に前記第1給電部が接続され、
前記第1給電部の前記端子先端部に接続される部位と前記第2給電部の一部が、前記直交方向で重複している請求項1に記載の電気機器。 - 前記第1給電部および前記第2給電部それぞれに接続されるコンデンサ(330)を有し、
前記コンデンサが前記第2端子よりも前記並び方向で前記第1端子側に位置している請求項1または2に記載の電気機器。 - 前記第1給電部は前記コンデンサに接続される第1給電基部(313)と前記第1給電基部と前記第1端子それぞれに接合される第1給電先端部(314)を有し、
前記第2給電部は前記コンデンサに接続される第2給電基部(323)と前記第2給電基部と前記第2端子それぞれに接合される第2給電先端部(324)を有する請求項3に記載の電気機器。 - 前記第1給電部と前記第2給電部の間に設けられる絶縁板(381、382)を有し、
前記第2給電部における前記第1給電部に前記直交方向で重複する部位の一部に、前記直交方向に貫通する第1貫通孔(326)が形成され、
前記絶縁板における前記第1給電部に前記直交方向で重複する部位の一部に、前記直交方向に貫通する第2貫通孔(383)が形成され、
前記絶縁板における前記第2貫通孔を区画する第2区画壁(384)から、前記第1貫通孔を区画する第1区画壁(328)に前記直交方向に直交する方向で対向し、前記直交方向に直交する方向で前記第1給電部と前記第2給電部の位置を規定する規定部(385)が形成されている請求項3または4に記載の電気機器。 - 前記第1給電部における前記コンデンサとの接続部位と前記第1端子との接続部位との間の部位と、前記第2給電部における前記コンデンサとの接続部位と前記第2端子との接続部位との間の部位に湾曲部(315、327)が形成されている請求項4または5に記載の電気機器。
- 前記第1給電部に電気的に接続される第3給電部(316)を有し、
前記第2給電部の前記第2端子と接続される部位と前記第3給電部の一部とが前記直交方向で重複している請求項1~6のいずれか1項に記載の電気機器。
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