JPH11274001A - 電力貯蔵装置及びこれを用いた電力変換装置 - Google Patents

電力貯蔵装置及びこれを用いた電力変換装置

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JPH11274001A
JPH11274001A JP10291733A JP29173398A JPH11274001A JP H11274001 A JPH11274001 A JP H11274001A JP 10291733 A JP10291733 A JP 10291733A JP 29173398 A JP29173398 A JP 29173398A JP H11274001 A JPH11274001 A JP H11274001A
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敦 鈴木
Kaname Sasaki
要 佐々木
Heikichi Kuwabara
平吉 桑原
Hirohisa Yamamura
博久 山村
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】電力貯蔵装置及び電力変換装置において、ケー
スの漏れ電流を防止してノイズの発生を防ぎ、安全性を
保持し、長寿命化、小形化及び高容量化を図る。 【解決手段】コンデンサ、バッテリ等よりなる電力貯蔵
装置３０２は、陽極箔４、陰極箔５及び絶縁体７を有す
る電力貯蔵素子３と、熱伝導性が良好で導電性を有する
ケース１０とを備え、電力貯蔵素子３の電極箔５をケー
ス１０に絶縁部材１４を介して電気的に絶縁し且つ熱的
に接触して設ける。電力貯蔵装置３０２とインバータ回
路とを近接して冷却装置に熱的に接触して配置する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電力貯蔵装置及び
これを用いた電力変換装置に係わり、電力貯蔵素子及び
ケースを備えたコンデンサ、バッテリー等の電力貯蔵装
置及びこれをインバータ回路に組合わせて用いた電力変
換装置に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】コンデンサ、バッテリー等の電力貯蔵装
置は、電気電子回路に用いられ、電力の貯蔵、供給が行
われる。従来の電力貯蔵装置の一例として、アルミ電解
コンデンサについて述べる。アルミ電解コンデンサは、
電極と誘電体及び絶縁紙により構成される巻回形のコン
デンサ素子をケースに収納し、コンデンサ素子の電極に
接続される電極端子を有する蓋により密封されて構成さ
れている。
【０００３】コンデンサは、交流電圧を印加すると、素
子内部で電力損失が発生するため発熱する。このとき、
コンデンサ素子は、素子自身温度が高いほど劣化が進む
ため、寿命を確保するためにはコンデンサ温度を低く抑
える必要がある。一方、コンデンサの発熱量はコンデン
サの電気容量に比例するため、コンデンサの冷却能力が
小さいと、寿命が短くなったり、コンデンサ容量を大き
くできずに、コンデンサ自体を大きくしなくてはならな
い。
【０００４】このように、コンデンサの小型化のために
は、コンデンサの冷却能力の向上が必要である。また、
コンデンサの他、バッテリーなどの電力貯蔵装置におい
ても充放電時において電力貯蔵素子が発熱するため、コ
ンデンサと同様に冷却能力の向上が必要である。
【０００５】このような観点から、例えば米国特許第３
６８１６６６号に記載されているコンデンサは、巻回形
のコンデンサ素子の陰極箔をはみ出させて、これを金属
製のコンデンサケースに加圧して接触させることで、冷
却能力を向上させている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記米
国特許第３６８１６６６号に開示されたコンデンサにお
いては、コンデンサ素子の陰極箔をはみ出させて直接金
属製のコンデンサケースに接触させているため、ケース
自身に漏れ電流が流れる構成となっており、ラジオノイ
ズが発生したり、保守点検が困難となるという問題があ
った。例えば、半導体スイッチング素子を主回路に構成
する電気自動車用電力変換装置に上記コンデンサを用い
た場合においては、コンデンサケースに漏れ電流がある
と、車載ラジオを始めとする車外からの電波受信に対し
てノイズを発生させる原因となる。また、電力変換装置
の保守点検時においては、作業者が触手により作業を行
う場合が多く、主要部品であるコンデンサケースに漏れ
電流があると、それに対する安全性を確保して保守点検
をしなければならなかった。また、バッテリーなどの電
力貯蔵装置においても、同様な問題があった。
【０００７】本発明は、ケースの漏れ電流を防止して周
囲に電波障害の原因となるノイズの発生を防ぐことがで
き、保守点検時の安全性を保持することができるととも
に、電力貯蔵素子の温度を低く保って、長寿命化、小形
化及び高容量化が可能な電力貯蔵装置及び電力変換装置
を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の第１の特徴は、陽極、陰極及びその間に介在
された絶縁体を有する電力貯蔵素子と、前記電力貯蔵素
子を収納し、熱伝導性が良好で導電性を有するケースと
を備えた電力貯蔵装置において、前記電力貯蔵素子の少
なくとも一つの電極を前記ケースに電気的に絶縁し且つ
熱的に接触して設けたことにある。
【０００９】好ましくは、前記電力貯蔵素子は、陽極
箔、陰極箔及びその間に介在された絶縁紙を有し複数層
に形成され、前記ケースは金属材料で形成され、前記電
力貯蔵素子とケースとの間に熱伝導が良好な電気的絶縁
部材を介在させたことにある。さらには、前記ケースは
筒状または箱状に形成され、前記電気的絶縁部材は、シ
ート部材で形成されて前記ケースの底面に設けられたこ
とにある。また、前記絶縁紙は電解液が含浸され、前記
ケースは筒状または箱状に形成され、前記電気的絶縁部
材は、前記ケース内のほぼ前面を覆うように形成された
ことにある。
【００１０】本発明の第２の特徴は、陽極箔、陰極箔及
びその間に介在された絶縁紙を有し複数層に形成された
電力貯蔵素子と、前記電力貯蔵素子を収納し、熱伝導性
が良好で導電性を有するケースとを備えた電力貯蔵装置
において、前記電力貯蔵素子の少なくとも一方の電極を
延長し、この延長した電極の端部を前記ケースの底面に
設けた電気的絶縁部材に当接し、この電気的絶縁部材を
熱伝導が良好で且つ弾力性を有する材料で形成したこと
にある。
【００１１】好ましくは、前記貯蔵素子は、陽極箔、陰
極箔及びその間に介在された絶縁紙を重ね巻きして複数
層に形成され、電気的絶縁部材はその厚さを１．１ｍｍ
以下としたことにある。
【００１２】本発明の第３の特徴は、陽極箔、陰極箔及
びその間に介在された絶縁紙を複数回重ね巻きして複数
層に形成された電力貯蔵素子と、前記電力貯蔵素子を収
納し、熱伝導性が良好で導電性を有する金属製ケースと
を備え、前記ケースの一側開口面を塞ぐように蓋を設け
た電力貯蔵装置において、前記ケースの底面に熱伝導が
良好で且つ弾力性を有する材料で形成したシート状の電
気的絶縁部材を設け、前記陰極箔の一側端部を前記陽極
箔の一側端部より延長してその端部を電気的絶縁部材に
当接し、前記蓋で前記電力貯蔵素子を前記電気的絶縁部
材へ押圧するようにしたことことにある。
【００１３】本発明の第４の特徴は、陽極箔、陰極箔及
びその間に介在された絶縁紙を有し複数層に形成された
電力貯蔵素子と、前記電力貯蔵素子を収納し、熱伝導性
が良好で導電性を有するケースとを備えた電力貯蔵装置
において、前記電力貯蔵素子の少なくとも一方の電極を
延長し、この延長した電極の端部を前記ケースの底面に
設けた熱伝導が良好な電気的絶縁部材に当接し、前記ケ
ースの底面外側にヒートシンクを熱的に接触して設けた
ことにある。
【００１４】本発明の第５の特徴は、陽極、陰極及びそ
の間に介在された絶縁体を有する電力貯蔵素子と、前記
電力貯蔵素子を収納したケースとを備えた電力貯蔵装置
において、前記ケースを熱伝導性が良好で電気的絶縁性
を有する材料で構成し、前記電力貯蔵素子の少なくとも
一つの電極を前記ケースに熱的に接触して設けたことに
ある。
【００１５】本発明の第６の特徴は、貯蔵素子及びケー
スを有する電力貯蔵装置と、前記電力貯蔵装置を入力電
源とし、且つ電動機の回転を制御するインバータ回路と
を備え、前記貯蔵素子は、陽極箔、陰極箔及びその間に
介在された絶縁紙を複数層に形成され、前記ケースは、
前記電力貯蔵素子を収納し、熱伝導性が良好で導電性を
有してなる電力変換装置において、前記電力貯蔵素子の
少なくとも一つの電極を前記ケースに電気的に絶縁し且
つ熱的に接触して設け、前記電力貯蔵装置と前記インバ
ータ回路とを近接して配置するとともに、前記電力貯蔵
装置と前記インバータ回路とにまたがってヒートシンク
を熱的に接触して設けたことにある。
【００１６】好ましくは、前記ヒートシンクは、前記イ
ンバータ回路に熱的に接触する部分と前記電力貯蔵装置
に熱的に接触する部分とに少なくとも冷却用流路を形成
するとともに、前記インバータ回路に熱的に接する側か
ら冷却用流体を供給するようにしたことにある。さらに
は、前記インバータ回路を設置した底面に隣接する側面
に前記電力貯蔵装置を設置し、前記電力貯蔵装置の一側
に設けられた電極端子を前記インバータ回路に近接させ
たことにある。
【００１７】かかる電力貯蔵装置及びこれを用いた電力
変換装置は、電力貯蔵素子の少なくとも一つの電極をケ
ースに電気的に絶縁し且つ熱的に接触して設けたので、
漏れ電流を防止することができるとともに、電力貯蔵素
子で発生した熱をケースから有効に放熱でき、これによ
り電力貯蔵素子の温度を低く保つことができる。また、
ケースを金属材料で形成し、電力貯蔵素子とケースとの
間に熱伝導が良好な電気的絶縁部材を介在させたので、
ケースの外部に電気的絶縁部材を設けるものに比較して
ケース外面からの放熱を電気的絶縁部材で阻害すること
がなく、ケース外面からの放熱性能を確保できる。シー
ト部材で形成された熱伝導が良好な絶縁部材をケースの
底面に設けたので、簡単な構成で、電力貯蔵素子とケー
スとの電気的絶縁性と熱伝達性能を得ることができる。
ケースを金属材料で形成し、縁部材をケース内のほぼ全
面を覆うように形成したので、ケースの外面からの放熱
を確保しつつ、絶縁紙に含浸された導電性を有する電解
液がケース内にしみ出ても絶縁部材によりケースと電極
との短絡を確実に防止することができる。
【００１８】さらに、電極の端部が当接する電気的絶縁
部材を弾力性を有する材料で形成したので、延長された
複数層の電極の端部に凹凸が生じていても弾力にて吸収
して良好な熱的接触を得ることができ、これにより電力
貯蔵素子の温度をより一層低く保つことができる。ま
た、電気的絶縁部材の厚さを１．１ｍｍ以下としたの
で、電極の端部からケースへの熱抵抗を電気的絶縁部材
が無い場合より低減することができ、熱伝達性能を向上
することができる。
【００１９】しかも、電力貯蔵素子の少なくとも一方の
電極を延長し、この延長した電極の端部をケースの底面
に設けた熱伝導が良好な電気的絶縁部材に当接し、ケー
スの底面外側にヒートシンクを熱的に接触して設けたの
で、電力貯蔵素子からケース底面に熱伝導された熱をす
ぐにヒートシンクで冷却でき、冷却性能を優れたものと
することができる。
【００２０】上記電力変換装置は、電力貯蔵素子の少な
くとも一つの電極を前記ケースに電気的に絶縁し且つ熱
的に接触して設け、電力貯蔵装置とインバータ回路とを
近接して配置するとともに、電力貯蔵装置とインバータ
回路とにまたがってヒートシンクを熱的に接触して設け
たので、電力貯蔵装置とインバータ回路を効果的に冷却
できるとともに、ヒートシンクの構成を簡単にでき、し
かも配線の長さを短くすることができ、これによりイン
ダクタンスの低減も可能となる。また、ヒートシンクの
インバータ回路に熱的に接触する部分と電力貯蔵装置に
熱的に接触する部分とに少なくとも冷却用流路を形成す
るとともに、電力貯蔵装置に熱的に接する側から冷却用
流体を供給するようにしたので、電力貯蔵装置とインバ
ータ回路をより効果的に冷却でき、しかもインバータ回
路を優先的に冷却できてより信頼性の高いものとするこ
とができる。さらには、インバータ回路を設置した底面
に隣接する側面に電力貯蔵装置を設置し、電力貯蔵装置
の一側に設けられた電極端子をインバータ回路に近接さ
せたので、電力貯蔵装置とインバータ回路とを結ぶ配線
の長さをより短くすることができ、より一層のインダク
タンス低減を図ることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の電力貯蔵装置及び
電力変換装置の各実施例を図面を用いて説明する。各実
施例の図において、同一符号は同一物または相当物を示
し、重複する説明を省略する。
【００２２】以下、本発明の電力貯蔵装置の第1実施例
を図１から図３を用いて説明する。図１は本発明のコン
デンサの第１実施例を示す縦断面図、図２は図１に用い
るコンデンサ素子を一部分解して構成を明らかにした斜
視図、図3は図1のコンデンサの絶縁部材の厚さに対する
熱抵抗比の特性図である。
【００２３】電力貯蔵装置となるコンデンサ３０は、電
力貯蔵素子となるコンデンサ素子３と、該コンデンサ素
子３を収納する金属製のコンデンサケース１０と、該コ
ンデンサケース１０の上面開口を塞ぐ上蓋８と、上蓋８
を貫通して設けられた電極端子１ａ、１ｂと、該電極端
子１ａ、１ｂとコンデンサ素子３とを接続する電流リー
ド２ａ、２ｂと、コンデンサ素子３の下端とコンデンサ
ケース１０との内底面との間に介在する電気的絶縁部材
１４、などから構成されている。コンデンサ素子３は、
それぞれテープ状の陰極箔５、絶縁紙７及び陽極箔４
と、陽極箔４表面に形成された誘電体６とを複数重ね巻
きして複数層に構成された巻回形である。この実施例の
アルミ電解コンデンサの場合、陽極箔４、陰極箔５は、
ともに構成材料はアルミニウムであり、そして誘電体６
としてアルミナ膜が化学処理等により形成されている。
また、絶縁紙７には、電解液が含侵されており、通電時
にこの電解液がアルミナ膜と化学反応を起こしてガスを
発生させる。
【００２４】陰極箔５の一側すなわち下側端部は、図２
に示すように、コンデンサケース１０の底面側にコンデ
ンサ素子３から全体的に延長して形成されている。この
一側端部の反対側端部からは電極リード２ａ、２ｂが部
分的に突出して形成されている。前記陰極箔５の延長し
た部分は、絶縁部材１４当接してコンデンサケース１０
の底面上に配置されている。この際、コンデンサケース
１０の上蓋８はコンデンサ素子３を絶縁部材１４に押し
付けるようにコンデンサケースに固定され、コンデンサ
素子３の一側端部が絶縁部材１４と熱的に良好に接触さ
れるようになっている。また、コンデンサケース１０と
上蓋８の間にはシール材１５が挿入され、コンデンサケ
ース１０内部の気密性を保持している。前述したように
コンデンサケース１０内部ではガスが発生し、内圧が上
昇していく。そのため、一定圧以上になった場合に、内
部ガスを外気へ逃がす防爆弁（図中せず）が上蓋８また
はコンデンサケース１０に設けられている。絶縁部材１
４は、良好な電気絶縁性を有すると同時に良好な熱伝導
性を有し、しかも弾力性を有する部材で構成されてい
る。例えば、酸化アルミニウム粒子を充填した軟らかい
シリコンエラストマである。陰極箔５の一側端部の延長
した部分は、例えばこの第１実施例のように多重円筒状
になっている場合には、絶縁部材１４との接触側の凹凸
が大きく、充分に絶縁部材１４に熱的に接触できない虞
があるが、この凹凸を吸収して接触面積を増加させるよ
うに絶縁部材１４はエラストマ状の柔らかい部材を用い
ている。このようにすることにより、各部品の接触部分
での接触熱抵抗が押し付け力の付加により低減すること
ができる。その結果、コンデンサ素子３から発生した熱
は、熱伝導性の高い陰極箔５及び絶縁部材１４を介して
コンデンサケース１０に効率よく伝わるため、コンデン
サ３０２の放熱能力が高くなる。同時に、絶縁部材１４
をコンデンサ素子３とコンデンサケース１０の間に挿入
しているため、コンデンサケース１０に漏れ電流が流れ
ることを容易に防ぎ得る構造となっており、例えば電気
自動車に搭載されたラジオ受信に対するノイズ発生を防
止することができる。
【００２５】絶縁部材１４の厚さと熱抵抗の関係を求め
た実験結果を図３を用いて説明する。本実験において、
コンデンサ素子３の陰極箔５の厚さは０．０５ｍｍ、こ
れに陽極箔４と絶縁紙７の２枚を合わせた厚さは０．３
３ｍｍであり、押し付け力は０．１ＭＰａである。一
方、エラストマの主成分はシリコンであり、熱伝導率は
０．８Ｗ／ｍ・Ｋである。実験結果を示すグラフは、絶
縁部材１４の無い場合を厚さ０ｍｍの点にプロットし、
このときの熱抵抗を１とした場合の熱抵抗の比を、各絶
縁部材１４の厚さについて示している。これによると、
絶縁部材１４の厚さが１．１ｍｍ以下の領域で、絶縁部
材１４の挿入の効果が得られることがわかる。この厚さ
は、絶縁部材１４自身の柔らかさにより陰極箔５の凹凸
が吸収されるとともに、コンデンサケース１０底面との
ギャップが充分小さくなる領域であることを示してい
る。
【００２６】次に、本発明の電力貯蔵装置の第２実施例
を図４を用いて説明する。図４は本発明のコンデンサの
第２実施例によるコンデンサ素子を分解して構成を明ら
かにする斜視図である。この第２実施例においては、コ
ンデンサ素子３は、実装効率や製法を良好にするため、
積層形としたものである。陰極箔５一側すなわち下側端
部は、コンデンサケースの底面側にコンデンサ素子３か
ら全体的に延長して形成されている。
【００２７】次に、本発明の電力貯蔵装置の第３実施例
を図５を用いて説明する。図５は本発明のコンデンサの
第３実施例による断面図である。この第３実施例におい
ては、絶縁性部材１４はコンデンサケース１０のほぼ全
ての内表面を覆うように設けられている。この場合、絶
縁部材１４の形成方法としては、テープ状のものを接着
したり、内表面にコーティングしたりする方法が考えら
れる。この構成においては、絶縁紙７に含侵した電解液
がコンデンサケース１０内にしみ出た場合、電解液自身
は導電性があるため、コンデンサケース１０に短絡し、
漏れ電流が発生するのを防ぐ役割がある。図５では、電
極端子１ａ、１ｂが上面になるように設置する場合を想
定しているため、絶縁部材１４はコンデンサケース１０
の上部には形成されていないが、電極端子１ａ、１ｂが
側面または下面になるように設置されることが想定され
る場合には、絶縁部材１４がコンデンサケース内表面の
全面に形成されることが望ましい。
【００２８】次に、本発明の電力貯蔵装置の第４実施例
を図６を用いて説明する。図６は本発明のコンデンサの
第4実施例による断面図である。この第4実施例において
は、コンデンサケース１０a自身を熱伝導が良好な電気
絶縁性部材として構成されている。この構成において
は、ケースに漏れ電流が流れることがなく、外部からに
対しても絶縁される。
【００２９】次に、本発明の電力貯蔵装置の第５実施例
を図７を用いて説明する。図７は本発明のコンデンサの
第5実施例による断面図である。この第5実施例において
は、コンデンサ３０２はコンデンサ素子３から発生した
熱を効率良く放熱するための冷却装置を備えている。コ
ンデンサ３０２の上蓋８の上面に当接して押圧部材２８
が配置され、ヒートシンク２１にネジ止めされたボルト
２６にて前記押圧部材２８を上蓋８に押圧されるように
取付けられている。これにより、コンデンサケース１０
が液冷ヒートシンク２１側に押圧されることになる。コ
ンデンサケース１０底面と液冷ヒートシンク２１との間
には熱伝導グリース１６が介在されて良好な熱伝達性能
が得られるようになっている。液冷ヒートシンク２１
は、液入口パイプ２３、出口パイプ２４、伝熱面となる
液流路２２から構成されている。このように、コンデン
サ素子３から発生した熱は、電気的絶縁部材１４を介し
てコンデンサケース１０の底面に伝達され、コンデンサ
ケース１０底面から冷却装置の液冷ヒートシンク２１に
効率よく伝達され、冷却水中に放熱される。なお、コン
デンサを冷却装置に取付ける変形例として、コンデンサ
ケースの外周面下端部に複数の取付けフランジを固着
し、コンデンサケースをこの取付けフランジを利用して
液冷ヒートシンク上にボルトにて取付けることが考えら
れる。
【００３０】さらに、本発明の他の実施例としては、陰
極箔のはみ出した部分の厚みを大きくすることで、絶縁
部材との接触面積を大きくし、熱抵抗の低減を図ること
が考えられる。この場合突出部分の厚みは、ちょうど絶
縁紙２枚分と陽極箔１枚分の厚みに相当する厚さだけ増
加させることが望ましい。
【００３１】また、陰極箔の突出部はコンデンサ組み立
て時の加圧力によって若干押しつぶされることになる。
ここで、この陰極箔の突出部の平面度を上げてさらに熱
抵抗を低減させるために、組み立て前にこの陰極箔を組
み立て時に加わる加圧力以上に加圧した後に組み立てる
ことが望ましい。
【００３２】また、絶縁部材として接着材を用い、接着
材の内部に陰極箔の延長した部分が埋め込まれるように
押し付けて接着剤を固化させることにより、接触面積を
大きくし、熱抵抗の低減を図ることが考えられる。
【００３３】また、コンデンサ素子の押し付け手段とし
て、弾性部材をコンデンサ素子と上蓋の間に挿入するこ
とが考えられる。これにより、装置の振動や衝撃による
変形が生じた場合でも安定した加圧力を得られるため、
装置の信頼性が向上する。
【００３４】次に、本発明の電力変換装置の第１実施例
を図８及び図９を用いて説明する。図８は本発明の電力
変換装置の第１実施例の回路図、図９は図８の回路を備
えた電力変換装置の構成を示す断面図である。
【００３５】図８は、本発明になるアルミ電解コンデン
サ３０２及びバッテリー３０３を電気自動車用の電力変
換装置として適用したものである。この電力変換装置
は、バッテリ−３０３からの直流電流をインバータ回路
３０１で可変電圧可変周波数の交流電流に変換して３相
交流電動機３０５を制御するものである。インバータ回
路３０１の各相３０１ｕ、３０１ｖ、３０１ｗの直流側
には、バッテリー３０３からの直流電流のリップル成分
を除去するためのフィルタコンデンサ３０２が接続され
ているる。また、インバータ回路３０１の主回路は、例
えばＩＧＢＴといった半導体スイッチング素子２０３や
フリーホイールダイオード３０４等により構成されてい
る。インバータ回路３０１は、入力された直流を正・負
・中性の３つのレベルを有するパルスを出力することに
よりＰＷＭ変調された可変電圧可変周波数の３相交流を
出力する。３相電動機３０５は、可変電圧可変周波数の
交流を入力することによってその回転が制御され、自動
車が力行する。また、電動機３０５が発電機として動作
する回生時は、上記力行時とは反対にエネルギーがバッ
テリ３０３に流れる。
【００３６】インバータ回路３０１の半導体スイッチン
グ素子２０３は、発熱密度が大きいため、効率の良い冷
却が必要であり、図9に示すように、液冷却方式を採用
する場合が多い。即ち、インバータ冷却用のヒートシン
ク２１上にインバータ回路３０１を熱的に接触して載置
し、インバータ回路３０１の直下に位置する部分にコン
デンサ冷却用流路２２が設けられている。一方、コンデ
ンサ３０２は、前記ヒートシンク２１の側方に延長され
た部分の上に熱的に接触して載置されている。このよう
な構成にすることにより、ヒートシンク２１をインバー
タ回路３０１及びコンデンサ３０２の冷却用として共有
可能であり、かつ半導体スイッチング素子とコンデンサ
の配置が必然的に近くなるので、コンデンサ３０２及び
インバータ回路３０１の陽極端子１ａ、２０２ａ間及び
陰極端子１ｂ、２０２ｂ間を接続する配線２０１の長さ
が短縮でき、インダクタンスの低減も同時に可能とな
る。
【００３７】次に、本発明の電力変換装置の第２実施例
を図１０を用いて説明する。図１０は本発明の電力変換
装置の第２実施例の構成を示す断面図である。この第2
実施例においては、コンデンサ３０２はヒートシンク２
１の側壁に熱的に接触して横向きに配置され、電極端子
１ａ、１ｂの先端部がインバータ回路３０１により近接
するように構成され、配線２０１ａ、２０１ｂにてイン
バータ回路３０１との電気的な接続がなされている。コ
ンデンサ３０２底面は、液冷ヒートシンク２１と一体で
形成されている側面と熱的に接続されて冷却性能が確保
されていると同時に、インバータ回路３０１とコンデン
サ３０２の配置がさらに近くなるので配線２０１の長さ
が短縮でき、インダクタンスの低減も同時に可能とな
る。
【００３８】以上の説明では、電力貯蔵装置の一形態と
してアルミ電解コンデンサを例に各実施例を述べたが、
他の種類のコンデンサや電池等の電力貯蔵装置の基本的
構成は同じであるため、他の電力貯蔵装置においてもそ
のまま適用できるものである。
【００３９】なお、本発明は、その精神または主要な特
徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施する
ことができる。そのため、本発明に記載した好ましい実
施例は例示的なものであり、限定的なものではない。本
発明の範囲は、特許請求範囲によって示されており、そ
の特許請求の範囲の意味の中に入るすべての変形例は本
発明に含まれるものである。
【００４０】
【発明の効果】本発明によれば、ケースの漏れ電流を防
止して周囲に電波障害の原因となるノイズの発生を防ぐ
ことができ、保守点検時の安全性を保持することができ
るとともに、電力貯蔵素子の温度を低く保って、長寿命
化、小形化及び高容量化が可能な電力貯蔵装置を得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のコンデンサの第１実施例を示す縦断面
図である。
【図２】図１に用いるコンデンサ素子を一部分解して構
成を明らかにした斜視図である。
【図３】図1のコンデンサの絶縁部材の厚さに対する熱
抵抗比の特性図である。
【図４】本発明のコンデンサの第２実施例によるコンデ
ンサ素子を分解して構成を明らかにする斜視図である。
【図５】本発明のコンデンサの第３実施例による断面図
である。
【図６】本発明のコンデンサの第4実施例による断面図
である。
【図７】本発明のコンデンサの第5実施例による断面図
である。
【図８】本発明の電力変換装置の第１実施例の回路図で
ある。
【図９】図８の回路を備えた電力変換装置の構成を示す
断面図である。
【図１０】本発明の電力変換装置の第２実施例の構成を
示す断面図である。
【符号の説明】
１…電極端子、２…電極リード、３…コンデンサ素子、
４…陽極箔、５…陰極箔、６…誘電体、７…絶縁体、８
…上蓋、１０…収納ケース、１０a…電気絶縁性ケー
ス、１１…弾性支持体、１２… 支持板、１３…電極箔
露出部、１４…絶縁部材、１４a…接着材、１５…シー
ル材、１６…熱伝導グリース、１７…ケースカバー、２
１…液冷ヒートシンク、２２…冷却液流路、２３…冷却
液入口パイプ、２４…冷却液出口パイプ、２５… 冷却
液、２６…ボルト、２７…フランジ、２０１ａ、２０１
ｂ…配線、２０２ａ… 陽極端子、２０２ｂ…陰極端
子、２０３…半導体スイッチング素子、２０４…セラミ
ック絶縁基板、２０５…熱拡散板、３０１…インバータ
回路、３０１ｕ…インバータＵ相、３０１ｖ…インバー
タＶ相、３０１ｗ…インバータＷ相、３０２…フィルタ
コンデンサ、３０３…バッテリー、３０４…フリーホイ
ールダイオード、３０５…３相電動機。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山村 博久 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】陽極、陰極及びその間に介在された絶縁体
    を有する電力貯蔵素子と、前記電力貯蔵素子を収納し、
    熱伝導性が良好で導電性を有するケースとを備えた電力
    貯蔵装置において、前記電力貯蔵素子の少なくとも一つ
    の電極を前記ケースに電気的に絶縁し且つ熱的に接触し
    て設けたことを特徴とする電力貯蔵装置。
  2. 【請求項２】前記電力貯蔵素子は、陽極箔、陰極箔及び
    その間に介在された絶縁紙を有し複数層に形成され、前
    記ケースは金属材料で形成され、前記電力貯蔵素子とケ
    ースとの間に熱伝導が良好な電気的絶縁部材を介在させ
    たことを特徴とする請求項１に記載の電力貯蔵装置。
  3. 【請求項３】前記ケースは筒状または箱状に形成され、
    前記電気的絶縁部材は、シート部材で形成されて前記ケ
    ースの底面に設けられたことを特徴とする請求項２に記
    載の電力貯蔵装置。
  4. 【請求項４】前記絶縁紙は電解液が含浸され、前記ケー
    スは筒状または箱状に形成され、前記電気的絶縁部材
    は、前記ケース内のほぼ全面を覆うように形成されたこ
    とを特徴とする請求項２に記載の電力貯蔵装置。
  5. 【請求項５】陽極箔、陰極箔及びその間に介在された絶
    縁紙を有し複数層に形成された電力貯蔵素子と、前記電
    力貯蔵素子を収納し、熱伝導性が良好で導電性を有する
    ケースとを備えた電力貯蔵装置において、前記電力貯蔵
    素子の少なくとも一方の電極を延長し、この延長した電
    極の端部を前記ケースの底面に設けた電気的絶縁部材に
    当接し、この電気的絶縁部材を熱伝導が良好で且つ弾力
    性を有する材料で形成したことを特徴とする電力貯蔵装
    置。
  6. 【請求項６】前記貯蔵素子は、陽極箔、陰極箔及びその
    間に介在された絶縁紙を重ね巻きして複数層に形成さ
    れ、電気的絶縁部材はその厚さを１．１ｍｍ以下とした
    ことを特徴とする請求項５に記載の電力貯蔵装置。
  7. 【請求項７】陽極箔、陰極箔及びその間に介在された絶
    縁紙を複数回重ね巻きして複数層に形成された電力貯蔵
    素子と、前記電力貯蔵素子を収納し、熱伝導性が良好で
    導電性を有する金属製ケースとを備え、前記ケースの一
    側開口面を塞ぐように蓋を設けた電力貯蔵装置におい
    て、前記ケースの底面に熱伝導が良好で且つ弾力性を有
    する材料で形成したシート状の電気的絶縁部材を設け、
    前記陰極箔の一側端部を前記陽極箔の一側端部より延長
    してその端部を電気的絶縁部材に当接し、前記蓋で前記
    電力貯蔵素子を前記電気的絶縁部材へ押圧するようにし
    たことを特徴とする電力貯蔵装置。
  8. 【請求項８】陽極箔、陰極箔及びその間に介在された絶
    縁紙を有し複数層に形成された電力貯蔵素子と、前記電
    力貯蔵素子を収納し、熱伝導性が良好で導電性を有する
    ケースとを備えた電力貯蔵装置において、前記電力貯蔵
    素子の少なくとも一方の電極を延長し、この延長した電
    極の端部を前記ケースの底面に設けた熱伝導が良好な電
    気的絶縁部材に当接し、前記ケースの底面外側にヒート
    シンクを熱的に接触して設けたことを特徴とする電力貯
    蔵装置。
  9. 【請求項９】陽極、陰極及びその間に介在された絶縁体
    を有する電力貯蔵素子と、前記電力貯蔵素子を収納した
    ケースとを備えた電力貯蔵装置において、前記ケースを
    熱伝導性が良好で電気的絶縁性を有する材料で構成し、
    前記電力貯蔵素子の少なくとも一つの電極を前記ケース
    に熱的に接触して設けたことを特徴とする電力貯蔵装
    置。
  10. 【請求項１０】貯蔵素子及びケースを有する電力貯蔵装
    置と、前記電力貯蔵装置を入力電源とし、且つ電動機の
    回転を制御するインバータ回路とを備え、前記貯蔵素子
    は、陽極箔、陰極箔及びその間に介在された絶縁紙を複
    数層に形成され、前記ケースは、前記電力貯蔵素子を収
    納し、熱伝導性が良好で導電性を有してなる電力変換装
    置において、前記電力貯蔵素子の少なくとも一つの電極
    を前記ケースに電気的に絶縁し且つ熱的に接触して設
    け、前記電力貯蔵装置と前記インバータ回路とを近接し
    て配置するとともに、前記電力貯蔵装置と前記インバー
    タ回路とにまたがってヒートシンクを熱的に接触して設
    けたことを特徴とする電力変換装置。
  11. 【請求項１１】前記ヒートシンクは、前記インバータ回
    路に熱的に接触する部分と前記電力貯蔵装置に熱的に接
    触する部分とに少なくとも冷却用流路を形成するととも
    に、前記インバータ回路に熱的に接する側から冷却用流
    体を供給するようにしたことを特徴とする請求項１０に
    記載の電力変換装置。
  12. 【請求項１２】前記インバータ回路を設置した底面に隣
    接する側面に前記電力貯蔵装置を設置し、前記電力貯蔵
    装置の一側に設けられた電極端子を前記インバータ回路
    に近接させたことを特徴とする請求項１０に記載の電力
    変換装置。
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