JPWO2018229929A1 - 電力変換装置 - Google Patents

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Abstract

電力変換装置の小型化を達成すること。ケース（３０）と、パワーモジュール（４）と、平滑コンデンサ（５）と、強電接続部（８）と、を備える。パワーモジュール（４）は、ケース（３０）に収容される。平滑コンデンサ（５）は、ケース（３０）にコンデンサ固定ボルト（５４）で固定され、電圧変動を抑制する。強電接続部（８）は、パワーモジュール（４）と平滑コンデンサ（５）が電気的に接続される。コンデンサ固定ボルト（５４）により平滑コンデンサ（５）をケース（３０）に固定する位置をコンデンサ固定点（９Ｃ）とするとき、コンデンサ固定点（９Ｃ）は平滑コンデンサ（５）の角隅部（５ａ）を避けた位置に配置される。パワーモジュール（４）と平滑コンデンサ（５）とを、強電接続部（８）において接近させる。

Description

本開示は、電力変換装置に関する。
従来、電力変換装置において、半導体モジュールとコンデンサが隣接位置に配置されている。コンデンサは、方形状であり、ボルトにより電力変換装置のケースに固定される。ボルトは、コンデンサの４つの角隅部に締結される（例えば、特許文献１参照）。
特開2013-9581号公報
しかし、従来の電力変換装置において、コンデンサの４つの角隅部がボルト固定によるコンデンサ固定点になるので、半導体モジュールとコンデンサとの間には、工具用のスペースを設けなければならない。このため、電力変換装置の体積が拡大され、大型化されてしまう、という問題がある。
本開示は、上記問題に着目してなされたもので、電力変換装置の小型化を達成すること目的とする。
上記目的を達成するため、本開示の電力変換装置は、ケースと、半導体モジュールと、平滑コンデンサと、強電接続部と、を備える。
半導体モジュールは、ケースに収容される。
平滑コンデンサは、ケースに固定ボルトで固定され、電圧変動を抑制する。
強電接続部では、半導体モジュールと平滑コンデンサが電気的に接続される。
固定ボルトにより平滑コンデンサをケースに固定する位置をコンデンサ固定点とするとき、コンデンサ固定点は平滑コンデンサの角隅部を避けた位置に配置される。
半導体モジュールと平滑コンデンサとを、強電接続部において接近させる。
このように、半導体モジュールと平滑コンデンサとを、強電接続部において接近させることで、電力変換装置の小型化を達成することができうる。
実施例１のインバータ装置が適用された電気自動車の駆動システムの回路図である。 実施例１におけるインバータ装置の平面図である。 実施例１における平滑コンデンサの斜視図である。 実施例１〜２におけるパワーモジュールと平滑コンデンサの接続を説明する概略断面図であって、図２のII-II線又は図７のIII-III線又は図７のIV-IV線の概略断面図である。 従来例におけるインバータ装置の平面図である。 実施例２のインバータ装置が適用されたレンジエクステンダ電気自動車の駆動システムの回路図である。 実施例２におけるインバータ装置の平面図である。
以下、本発明の電力変換装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１及び実施例２に基づいて説明する。
まず、構成を説明する。
実施例１における電力変換装置は、走行用駆動源などとして電気自動車（電動車両の一例）に搭載されるモータジェネレータのインバータ装置（電力変換装置の一例）に適用したものである。以下、実施例１の構成を、「駆動システムの回路構成」と、「インバータ装置の構成」と、「要部構成」に分けて説明する。
［駆動システムの回路構成］
図１は、実施例１のインバータ装置が適用された電気自動車の駆動システムの回路図を示す。以下、図１に基づいて、実施例１の駆動システムの回路構成を説明する。
駆動システム１Ａは、直流電源２（強電バッテリ）と、インバータ装置３Ａと、モータジェネレータ１１と、を備える。
直流電源２は、電気自動車の駆動用高電圧バッテリであり、複数の二次電池を直列又は並列に接続した電池（不図示）等を備える。直流電源２は、Ｐバスバー１２（プラス、正）とＮバスバー１３（マイナス、負）との間に直流電圧を出力する。
インバータ装置３Ａは、直流電源２から供給される直流電力を交流電力に変換し、変換された電力をモータジェネレータ１１に出力する。また、インバータ装置３Ａは、モータジェネレータ１１で発電した交流電力を直流電力に変換し、変換された電力を直流電源２に出力する。インバータ装置３Ａは、パワーモジュール４（半導体モジュール）と、平滑コンデンサ５と、三相ライン６と、を備える。
パワーモジュール４は、IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）又はMOSFET（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）等のモジュール化された複数のスイッチング素子からなるスイッチ群を基板上に複数有する。そして、不図示のコントローラからの制御信号に基づき、スイッチング素子をオン及びオフさせることで直流電源２からの直流電力を変換して、三相ライン６を通じてモータジェネレータ１１に交流電力を出力する。また、パワーモジュール４は、モータジェネレータ１１の回生動作によって、モータジェネレータ１１の回生電力（交流電力）を直流電力に変換して、直流電源２に供給され、直流電源２がモータジェネレータ１１の回生電力によって充電される。
パワーモジュール４の交流側には、三相ライン６を通じてモータジェネレータ１１が電気的に接続される。パワーモジュール４の直流側には、平滑コンデンサ５が電気的に接続される。パワーモジュール４は、複数のスイッチング素子と複数のダイオードを有する。スイッチング素子には、IGBT又はMOSFET等のトランジスタが用いられる。ダイオードは還流用のダイオードである。スイッチング素子とダイオードは、互いに電流の導通方向を逆向きにしつつ、並列に接続される。スイッチング素子とダイオードとの並列回路を複数直列に接続した回路が、Ｕ、Ｖ、Ｗ相の各アーム回路40U，40V，40Wとなる。複数のアーム回路40U，40V，40WはＰバスバー１２とＮバスバー１３との間に並列に接続される。
平滑コンデンサ５は、電圧変動を平滑にする。平滑コンデンサ５は、電圧が高いときに蓄電し、電圧が低いときに放電して電圧の変動を抑える。即ち、平滑コンデンサ５は、Ｕ、Ｖ、Ｗ相の各アーム回路40U，40V，40Wの直流側の入出力電圧を平滑する。平滑コンデンサ５は、Ｐバスバー１２とＮバスバー１３との間に接続される。
三相ライン６は、導電性を有するＵ、Ｖ、Ｗ相の各バスバー６Ｕ，６Ｖ，６Ｗを備える。Ｕ、Ｖ、Ｗ相の各バスバー６Ｕ，６Ｖ，６Ｗは、Ｕ、Ｖ、Ｗ相の各アーム回路40U，40V，40Wと、モータジェネレータ１１の各相のステータコイルとの間を電気的に接続する。
モータジェネレータ１１は、例えば、ロータに永久磁石を埋設し、ステータにステータコイルが巻き付けられた同期型モータである。モータジェネレータ１１は、車両の車軸に連結され、インバータ装置３Ａから供給される電力により、電磁気的な作用で動作して回転力を発生する。
［インバータ装置の構成］
図２は、実施例１におけるインバータ装置の平面図を示す。以下、図２に基づいて、実施例１におけるインバータ装置３Ａの構成を説明する。
インバータ装置３Ａは、パワーモジュール４等を収容するためのケース３０を有する。なお、図２にはケース３０の底面のみを示す。ケース３０は、例えば、モータジェネレータ１１の上方位置に配置される。このケース３０の内部には、パワーモジュール４と、平滑コンデンサ５と、三相ライン６と、回路基板７と、強電接続部８と、Ｐバスバー１２と、Ｎバスバー１３と、が収容される。なお、ケース３０は、例えば金属製である。
パワーモジュール４は、平滑コンデンサ５と並列に配置され、ＰＭ固定ボルト４１によりケース３０に固定される。Ｕ、Ｖ、Ｗ相の各アーム回路40U，40V，40Wは、回路基板７の基板上面７ａに実装される。Ｕ、Ｖ、Ｗ相の各アーム回路40U，40V，40Wは、列状（前後方向）に並べられる。また、Ｚ方向（図２の紙面に直交する方向、上下方向）において、回路基板７の下側には、不図示の冷却器が設けられている。冷却器は、冷媒（例えば冷却水）が流れる冷媒流路を有する。この冷媒と、パワーモジュール４の駆動時に発生する熱と、が熱交換することにより、パワーモジュール４が冷却される。例えば、パワーモジュール４の冷却方式は、直接冷却型（直接水冷構造）である。なお、パワーモジュール４の冷却方式は、間接冷却型（間接水冷構造）や冷却器一体型でも良い。
Ｕ、Ｖ、Ｗ相の各アーム回路40U，40V，40Wの各相端子４Ｕ，４Ｖ，４Ｗは、Ｕ、Ｖ、Ｗ相の各アーム回路40U，40V，40Wの右側に設けられる。このＵ、Ｖ、Ｗ相の各端子４Ｕ，４Ｖ，４Ｗは、Ｕ、Ｖ、Ｗ相の各アーム回路40U，40V，40Wと接続されている。このＵ、Ｖ、Ｗ相の各端子４Ｕ，４Ｖ，４ＷとＵ、Ｖ、Ｗ相の各バスバー６Ｕ，６Ｖ，６Ｗの一端には、ＡＣ締結ボルト４２を挿通するＡＣ締結ボルト挿通孔（不図示）が形成されている。また、パワーモジュール４には、Ｚ方向において、各端子４Ｕ，４Ｖ，４ＷのＡＣ締結ボルト挿通孔の下方に不図示のＡＣ穴部が形成されている。このため、ＡＣ締結ボルト４２は、１つの端子と１つのバスバーの２つのＡＣ締結ボルト挿通孔に挿通され、ＡＣ穴部にボルト締めされる。つまり、ＡＣ締結ボルト４２により、各端子４Ｕ，４Ｖ，４Ｗと各バスバー６Ｕ，６Ｖ，６Ｗがパワーモジュール４に固定される。Ｕ、Ｖ、Ｗ相の各バスバー６Ｕ，６Ｖ，６Ｗの他端は、不図示のモータジェネレータ１１が有するステータコイルのＵ相・Ｖ相・Ｗ相の各相に接続される。これにより、パワーモジュール４とモータジェネレータ１１とが接続される。
Ｕ、Ｖ、Ｗ相の各アーム回路40U，40V，40Wに対応するＰＮ端子４Ｐ，４Ｎは、Ｕ、Ｖ、Ｗ相の各アーム回路40U，40V，40Wの左側に設けられる。このＰＮ端子４Ｐ，４Ｎは、１つのＰ端子４Ｐと１つのＮ端子４Ｎを一組として、Ｕ、Ｖ、Ｗ相の各アーム回路40U，40V，40Wと接続されている。ＰＮ端子４Ｐ，４Ｎには、ＤＣ締結ボルト４３（締結ボルト）を挿通する端子側挿通孔４Ｈが形成されている（図４参照）。また、パワーモジュール４には、各端子４Ｐ，４Ｎの端子側挿通孔４Ｈの下方にＤＣ穴部４４（図４参照）が形成されている。ＤＣ穴部４４は、パワーモジュール４に６つ形成されている。
平滑コンデンサ５は、パワーモジュール４の左側に配置される。平滑コンデンサ５は、パワーモジュール４と不図示の直流電源２との間に設けられる。この平滑コンデンサ５は、電源Ｐバスバー５５と、電源Ｎバスバー５６と、直流Ｐバスバー５７と、直流Ｎバスバー５８と、を有する。電源Ｐバスバー５５と電源Ｎバスバー５６は、不図示の直流電源２に接続される。また、直流Ｐバスバー５７と直流Ｎバスバー５８は、Ｕ、Ｖ、Ｗ相の各相に対応するＰＮ端子４Ｐ，４ＮとＤＣ締結ボルト４３により締結される。これにより、パワーモジュール４と平滑コンデンサ５とが電気的に接続される。このパワーモジュール４と平滑コンデンサ５とが電気的に接続される部分が、強電接続部８である。なお、パワーモジュール４と平滑コンデンサ５の接続に関する詳細は後述する。ここで、電源Ｐバスバー５５と直流Ｐバスバー５７は、Ｐバスバー１２を構成するものであり、電源Ｎバスバー５６と直流Ｎバスバー５８は、Ｎバスバー１３を構成するものである。
［要部構成］
図３は、実施例１における平滑コンデンサの斜視図を示す。図４は、実施例１におけるパワーモジュールと平滑コンデンサの接続を説明する概略断面図を示す。以下、図２〜図４に基づいて、実施例１における要部構成を説明する。
平滑コンデンサ５は、図３に示すように、直方体状のコンデンサ本体部５１と、３つのコンデンサ固定部５２と、電源Ｐバスバー５５と、電源Ｎバスバー５６と、直流Ｐバスバー５７と、直流Ｎバスバー５８と、を有する。
コンデンサ本体部５１は、図２に示すように、平面視で方形状である。コンデンサ本体部５１の上面51a（引出面）の高さ位置（上下方向の位置）は、図４に示すように、バスバー締結面１０の高さ位置（上下方向の位置）と近しい位置（近傍位置）である。ここで、「バスバー締結面１０」とは、Ｐ端子４Ｐと直流Ｐバスバー５７を締結する面（図４参照）、又は、Ｎ端子４Ｎと直流Ｎバスバー５８を締結する面のことである。また、「近しい位置」とは、Ｐ端子４Ｐと直流Ｐバスバー５７の接触時、又は、Ｎ端子４Ｎと直流Ｎバスバー５８の接触時の抵抗（接触抵抗）が要求される所定の範囲とすることをいう。例えば、この「近しい位置」の範囲は、図４に示すように、上方近傍位置10Bから下方近傍位置10Cまでの範囲とする。なお、この「近しい位置」には、バスバー締結面１０の高さ位置が上面51aの高さ位置と同一位置10A（同じ位置）は含まない。また、通常、バスバー締結面１０の高さ位置と上面51aの高さ位置とを同じ位置にすることで、接触時の抵抗（接触抵抗）が最小になる。
コンデンサ固定部５２は、図２及び図３に示すように、コンデンサ本体部５１における前方・後方・左方の各辺５ｂの外周位置に、１つずつ設けられている。コンデンサ固定部５２は、平滑コンデンサ５の四辺５ｂのうち三辺５ｂの外周位置に設けられる。即ち、コンデンサ固定部５２は、平滑コンデンサ５の角隅部５ａを避けた位置に配置される。各コンデンサ固定部５２には、図３に示すように、固定ボルト挿通孔５３が形成されている。この各固定ボルト挿通孔５３には、図２に示すように、コンデンサ固定ボルト５４（固定ボルト）が挿通される。コンデンサ固定ボルト５４は、ケース３０に形成された不図示のケース穴部にボルト締めされる。このコンデンサ固定ボルト５４により、平滑コンデンサ５がケース３０に固定される。ここで、コンデンサ固定ボルト５４により平滑コンデンサ５をケース３０に固定する位置を、コンデンサ固定点９Ｃとする。
電源Ｐバスバー５５と電源Ｎバスバー５６は、図２及び図３に示すように、コンデンサ本体部５１の上面51aから引き出される。次に、電源Ｐバスバー５５の形状について説明する。電源Ｐバスバー５５は、図３に示すように、上面51aから上方へ垂直方向に延び、途中で水平方向に折れ曲げられた電源側屈曲部100を有する。この電源Ｐバスバー５５は、電源側屈曲部100から平滑コンデンサ５が有する端子台200まで水平方向に延びる。次に、電源Ｎバスバー５６の形状について説明する。電源Ｎバスバー５６は、電源Ｐバスバー５５と同様に、電源側屈曲部100を有する。また、電源Ｎバスバー５６は、電源側屈曲部100から端子台200まで水平方向に延びる。この電源Ｐバスバー５５と電源Ｎバスバー５６は、不図示の直流電源２から延びるバスバーと接続される。
直流Ｐバスバー５７と直流Ｎバスバー５８は、図３に示すように、コンデンサ本体部５１の上面51aの右側から引き出される。引き出された直流Ｐバスバー５７と直流Ｎバスバー５８は、右側へ延びている。即ち、直流Ｐバスバー５７と直流Ｎバスバー５８は、図２に示すように、平滑コンデンサ５からパワーモジュール４へと延びている。また、直流Ｐバスバー５７と直流Ｎバスバー５８は、Ｕ、Ｖ、Ｗ相の各相に対応するため、それぞれ３本ずつ引き出される。直流Ｐバスバー５７と直流Ｎバスバー５８の間には、図３に示すように、樹脂部201が形成されている。この樹脂部201により、直流Ｐバスバー５７と直流Ｎバスバー５８の接触が防止される。
次に、直流Ｐバスバー５７の形状について説明する。直流Ｐバスバー５７は、図４に示すように、上面51aから上方へ垂直方向に延び、途中で水平方向（右側）に折れ曲げられた第１屈曲部101を有する。この直流Ｐバスバー５７は、第１屈曲部101から水平方向に延び、途中で下方に垂直方向に折り曲げられた第２屈曲部102を有する。この直流Ｐバスバー５７は、第２屈曲部102から垂直方向に延び、途中で第１屈曲部101とは反対側（第１屈曲部101が位置する方向とは反対側）の水平方向（右側）に折り曲げられた第３屈曲部103を有する。この直流Ｐバスバー５７は、第３屈曲部103からパワーモジュール４のＰ端子４Ｐまで水平方向に延びる。また、直流Ｐバスバー５７の前後方向の幅は、図２及び図３に示すように、上面51aから第２屈曲部102までが幅広に形成され、第２屈曲部102からパワーモジュール４のＰ端子４Ｐまでが幅狭に形成される。さらに、図３に示すように、直流Ｐバスバー５７には、ＤＣ締結ボルト４３を挿通するバスバー側挿通孔５９が形成されている。
次に、直流Ｎバスバー５８の形状について説明する。直流Ｎバスバー５８は、直流Ｐバスバー５７と同様に、第１屈曲部101と第２屈曲部102と第３屈曲部103を有する。この直流Ｎバスバー５８は、第３屈曲部103からパワーモジュール４のＮ端子４Ｎまで水平方向に延びる。また、直流Ｎバスバー５８の前後方向の幅は、直流Ｐバスバー５７とは異なり、上面51aからパワーモジュール４のＰ端子４Ｐまで同等に形成される。さらに、図３に示すように、直流Ｎバスバー５８には、ＤＣ締結ボルト４３を挿通するバスバー側挿通孔５９が形成されている。
直流Ｐバスバー５７と直流Ｎバスバー５８は、図２に示すように、強電接続部８にてＵ、Ｖ、Ｗ相の各相に対応するＰＮ端子４Ｐ，４Ｎと接続される。ここで、強電接続部８は、ＰＮ端子４Ｐ，４Ｎと直流Ｐバスバー５７と直流Ｎバスバー５８が配置された部分を含み、パワーモジュール４と平滑コンデンサ５とが電気的に接続される部分を含む。即ち、強電接続部８の範囲は、前後方向はＵ相のＮ端子４ＮからＷ相のＰ端子４Ｐまでであり、左右方向は直流Ｐバスバー５７と直流Ｎバスバー５８からＰＮ端子４Ｐ，４Ｎまでである。
次に、直流Ｐバスバー５７及びＰ端子４Ｐと直流Ｎバスバー５８及びＮ端子４Ｎとの接続について説明する。まず、これらを接続する前に、パワーモジュール４と平滑コンデンサ５とを、強電接続部８において接近させる。パワーモジュール４と平滑コンデンサ５との間の距離は、工具用のスペースを考慮しなくて良い距離（例えば、数ミリ程度）である。
次いで、ＤＣ穴部４４と端子側挿通孔４Ｈとバスバー側挿通孔５９の上下方向の位置を一致させる。例えば、図４に示すように、パワーモジュール４のＤＣ穴部４４と、Ｕ相のＰ端子４Ｐの端子側挿通孔４Ｈと、直流Ｐバスバー５７のバスバー側挿通孔５９と、の上下方向の位置を一致させる。
続いて、ＤＣ締結ボルト４３は、バスバー側挿通孔５９と端子側挿通孔４Ｈに挿通され、ＤＣ穴部４４にボルト締めされる。つまり、ＤＣ締結ボルト４３により、直流Ｐバスバー５７とＰ端子４Ｐがパワーモジュール４に締結される。また、ＤＣ締結ボルト４３により、直流Ｎバスバー５８とＮ端子４Ｎがパワーモジュール４に締結される。
ここで、ＤＣ締結ボルト４３により直流Ｐバスバー５７とＰ端子４Ｐがパワーモジュール４に締結される位置と、ＤＣ締結ボルト４３により直流Ｎバスバー５８とＮ端子４Ｎがパワーモジュール４に締結される位置と、をそれぞれバスバー締結点９Ｂとする。即ち、実施例１では、６点のバスバー締結点９Ｂが配置される。
続いて、図２に基づいて、実施例１におけるコンデンサ固定点の詳細構成を説明する。
コンデンサ固定点９Ｃは、平滑コンデンサ５の四辺５ｂのうち三辺５ｂ（前方・後方・左方）の外周位置かつ中央部分に設けられる。即ち、コンデンサ固定点９Ｃは、平滑コンデンサ５の角隅部５ａを避けた位置に配置される。このコンデンサ固定点９Ｃは、コンデンサ固定ボルト５４により平滑コンデンサ５がケース３０に固定される直接固定点である。
また、バスバー締結点９Ｂは、平滑コンデンサ５の四辺５ｂのうち残りの一辺５ｂ（右方）の外周位置に設けられる。即ち、バスバー締結点９Ｂは、平滑コンデンサ５の角隅部５ａを避けた位置に配置される。
ここで、ＤＣ締結ボルト４３により直流Ｐバスバー５７及び直流Ｎバスバー５８とＰＮ端子４Ｐ，４Ｎがパワーモジュール４に締結される。このため、パワーモジュール４と平滑コンデンサ５とが電気的に接続される。また、ＰＭ固定ボルト４１によりパワーモジュール４がケース３０に固定されている。このため、バスバー締結点９Ｂは、パワーモジュール４を介してケース３０に固定される間接固定点である。
このように、バスバー締結点９Ｂは、電気的接続とコンデンサ固定とを兼用する。また、６点のバスバー締結点９Ｂにより、直接固定点としてのコンデンサ固定点９Ｃと同等の固定性を持たせることが可能である。このため、バスバー締結点９Ｂは、コンデンサ固定点９Ｃとされる。即ち、図２に示すように、４つのコンデンサ固定点９Ｃのうち、左右方向の対角線上（対向位置）に配置された２つのコンデンサ固定点９Ｃの一方がバスバー締結点９Ｂにされる。
次に、作用を説明する。
実施例１のインバータ装置３Ａにおける作用を、「課題発生作用」、「インバータ装置の特徴作用」に分けて説明する。
［課題発生作用］
図５は、従来例におけるインバータ装置の平面図を示す。以下、図５に基づいて、課題発生作用を説明する。
従来、電力変換装置としてのインバータ装置において、半導体モジュールとコンデンサが隣接位置に配置されている。コンデンサは、平面視で方形状であり、ボルトによりインバータ装置のケースに固定される。ボルトは、コンデンサの４つの角隅部に締結される。
しかし、従来のインバータ装置において、コンデンサの４つの角隅部がボルト固定によるコンデンサ固定点になるので、半導体モジュールとコンデンサとの間には、工具用のスペースを設けなければならない。このため、インバータ装置の体積が拡大され、大型化されてしまう、という課題がある。例えば、図５において、インバータ装置の平面視で左右方向にインバータ装置の体積が拡大され、大型化されてしまう。
また、コンデンサから延びるバスバーの長さは、工具用のスペース分の長さが必要となる。このため、バスバーの長さ拡大によるコストがかかってしまう、という課題がある。
［インバータ装置の特徴作用］
上記のように、工具用のスペースを設けなければならず、インバータ装置が大型化されてしまう。これに対し、実施例１では、コンデンサ固定ボルト５４により平滑コンデンサ５をケース３０に固定する位置をコンデンサ固定点９Ｃとするとき、コンデンサ固定点９Ｃは平滑コンデンサ５の角隅部５ａを避けた位置に配置される。また、パワーモジュール４と平滑コンデンサ５とを、強電接続部８において接近させる。即ち、コンデンサ固定点９Ｃは平滑コンデンサ５の角隅部５ａを避けた位置に配置されるので、パワーモジュール４と平滑コンデンサ５との間には、工具用のスペースを設けなくて良い。このため、パワーモジュール４と平滑コンデンサ５との間の距離が短縮される。この結果、インバータ装置３Ａの小型化（コンパクト化）が達成される。
加えて、パワーモジュール４と平滑コンデンサ５との電気的な接続をバスバー構造とした場合、パワーモジュール４と平滑コンデンサ５との間の距離を短縮できる。このため、平滑コンデンサ５から延びる直流Ｐバスバー５７と直流Ｎバスバー５８の長さが短縮される。従って、直流Ｐバスバー５７と直流Ｎバスバー５８のコストを低減することができる。
実施例１では、ＤＣ締結ボルト４３により直流Ｐバスバー５７と直流Ｎバスバー５８をパワーモジュール４に締結する位置をバスバー締結点９Ｂとするとき、バスバー締結点９Ｂは電気的接続とコンデンサ固定とを兼用する。そして、バスバー締結点９Ｂは、コンデンサ固定点９Ｃとされる。
例えば、仮に、コンデンサ固定点をコンデンサの角隅部を避けた位置に配置することにより、コンデンサ固定点の数が減少することがある。即ち、４点固定が３点固定になってしまう。このため、ケースに対する固定強度が低下するおそれがある。また、従来のインバータ装置では、バスバー締結点をコンデンサ固定点にする、という開示がなかった。
これに対し、実施例１において、バスバー締結点９Ｂは電気的接続とコンデンサ固定とを兼用する。そして、バスバー締結点９Ｂは、コンデンサ固定点９Ｃとされる構成とした。即ち、バスバー締結点９Ｂをコンデンサ固定点９Ｃとすることにより、コンデンサ固定点９Ｃの数が減少することがなく、４点固定になる。従って、コンデンサ固定点９Ｃ全体として、平滑コンデンサ５に対する固定強度を確保することができる。
実施例１では、平滑コンデンサ５の各辺５ｂの外周位置にコンデンサ固定点９Ｃが設けられる。そして、コンデンサ固定点９Ｃのうち対角線上に配置された２つのコンデンサ固定点９Ｃの一方がバスバー締結点９Ｂにされる。
例えば、方形状の平滑コンデンサであり、平滑コンデンサの各辺の外周位置にコンデンサ固定点を設け、４点固定とする。このとき、４点全てが直接固定点となるため、コンデンサ固定点９Ｃ全体として、ケースに対する固定強度が比較的高くなる。
これに対し、実施例１では、コンデンサ固定点９Ｃのうち対角線上に配置された２つのコンデンサ固定点９Ｃの一方がバスバー締結点９Ｂにされる構成とした。即ち、１つのコンデンサ固定点９Ｃをバスバー締結点９Ｂにしても、４点全てが直接固定点の場合と同等のケース３０に対する固定強度を保てる。従って、コンデンサ固定点９Ｃを１つ削減しつつ、コンデンサ固定点９Ｃ全体として、ケース３０に対する固定強度を４点全てが直接固定点の固定強度と同等にすることができる。加えて、コンデンサ固定点９Ｃは３か所で済む。
実施例１では、直流Ｐバスバー５７とＰ端子４Ｐを締結する面と、直流Ｎバスバー５８とＮ端子４Ｎを締結する面と、をバスバー締結面１０とする。また、平滑コンデンサ５から直流Ｐバスバー５７と直流Ｎバスバー５８を引き出す面を上面51aとするとき、バスバー締結面１０の高さ位置は上面51aの高さ位置と近しい位置である。即ち、バスバー締結面１０と上面51aの高さ位置を近しい位置にすることにより、直流Ｐバスバー５７とＰ端子４Ｐとの間の距離と、直流Ｎバスバー５８とＮ端子４Ｎとの間の距離と、を短縮できる。このため、平滑コンデンサ５から延びる直流Ｐバスバー５７と直流Ｎバスバー５８の長さが短縮される。従って、直流Ｐバスバー５７と直流Ｎバスバー５８のコストをより低減することができる。
実施例１では、直流Ｐバスバー５７と直流Ｎバスバー５８は、上面51aから上方へ垂直方向に延び、途中で水平方向（右側）に折れ曲げられた第１屈曲部101を有する。この直流Ｐバスバー５７と直流Ｎバスバー５８は、第１屈曲部101から水平方向に延び、途中で下方に垂直方向に折り曲げられた第２屈曲部102を有する。この直流Ｐバスバー５７と直流Ｎバスバー５８は、第２屈曲部102から垂直方向に延び、途中で第１屈曲部101とは反対側（第１屈曲部101が位置する方向とは反対側）の水平方向（右側）に折り曲げられた第３屈曲部103を有する。この直流Ｐバスバー５７と直流Ｎバスバー５８は、第３屈曲部103からパワーモジュール４のＰ端子４Ｐまで水平方向に延びる。
例えば、モータジェネレータ１１の振動等でパワーモジュール４と平滑コンデンサ５が相対変位することがある。このとき、直流Ｐバスバー５７と直流Ｎバスバー５８は、第１屈曲部101と第２屈曲部102と第３屈曲部103を有するため、その相対変位を吸収することができる。このため、直流Ｐバスバー５７と直流Ｎバスバー５８は、屈曲部を有さないバスバーや屈曲部が１つのバスバー等よりも、バスバー締結点９Ｂにおける応力集中を回避できる。従って、強電接続部８の耐久信頼性を向上することができる。
次に、効果を説明する。
実施例１におけるインバータ装置３Ａにあっては、下記に列挙する効果が得られる。
(1) ケース３０と、半導体モジュール（パワーモジュール４）と、平滑コンデンサ５と、強電接続部８と、を備える。
半導体モジュール（パワーモジュール４）は、ケース３０に収容される。
平滑コンデンサ５は、ケース３０に固定ボルト（コンデンサ固定ボルト５４）で固定され、電圧変動を抑制する。
強電接続部８では、半導体モジュール（パワーモジュール４）と平滑コンデンサ５が電気的に接続される。
固定ボルト（コンデンサ固定ボルト５４）により平滑コンデンサ５をケース３０に固定する位置をコンデンサ固定点９Ｃとするとき、コンデンサ固定点９Ｃは平滑コンデンサ５の角隅部５ａを避けた位置に配置される。
半導体モジュール（パワーモジュール４）と平滑コンデンサ５とを、強電接続部８において接近させる。
このため、電力変換装置（インバータ装置３Ａ）の小型化を達成する電力変換装置（インバータ装置３Ａ）を提供することができる。
(2) 平滑コンデンサ５はバスバー（直流Ｐバスバー５７と直流Ｎバスバー５８）を有する。
強電接続部８では、バスバー（直流Ｐバスバー５７と直流Ｎバスバー５８）と半導体モジュール（パワーモジュール４）とが締結ボルト（ＤＣ締結ボルト４３）により電気的に接続される。
締結ボルト（ＤＣ締結ボルト４３）によりバスバー（直流Ｐバスバー５７と直流Ｎバスバー５８）を半導体モジュール（パワーモジュール４）に締結する位置をバスバー締結点９Ｂとするとき、バスバー締結点９Ｂは電気的接続とコンデンサ固定とを兼用する。
バスバー締結点９Ｂは、コンデンサ固定点９Ｃとされる。
このため、(1)の効果に加え、コンデンサ固定点９Ｃ全体として、平滑コンデンサ５に対する固定強度を確保することができる。
(3) 平滑コンデンサ５は、方形状である。
平滑コンデンサ５の各辺５ｂの外周位置にコンデンサ固定点９Ｃが設けられる。
コンデンサ固定点９Ｃのうち対角線上に配置された２つのコンデンサ固定点９Ｃの一方がバスバー締結点９Ｂにされる。
このため、(2)の効果に加え、コンデンサ固定点９Ｃを１つ削減しつつ、コンデンサ固定点９Ｃ全体として、ケース３０に対する固定強度を４点全てが直接固定点の固定強度と同等にすることができる。
(4) 平滑コンデンサ５はバスバー（直流Ｐバスバー５７と直流Ｎバスバー５８）を有する。
半導体モジュール（パワーモジュール４）は、バスバー（直流Ｐバスバー５７と直流Ｎバスバー５８）と締結する端子（ＰＮ端子４Ｐ，４Ｎ）を有する。
端子（ＰＮ端子４Ｐ，４Ｎ）とバスバー（直流Ｐバスバー５７と直流Ｎバスバー５８）を締結する面をバスバー締結面１０とする。そして、平滑コンデンサ５からバスバーを引き出す面を引出面（上面51a）とするとき、バスバー締結面１０の高さ位置は引出面（上面51a）の高さ位置と近傍位置である。
このため、(1)〜(3)の効果に加え、直流Ｐバスバー５７と直流Ｎバスバー５８のコストをより低減することができる。
(5) 平滑コンデンサ５からバスバー（直流Ｐバスバー５７と直流Ｎバスバー５８）を引き出す面を引出面（上面51a）とする。
このとき、バスバー（直流Ｐバスバー５７と直流Ｎバスバー５８）は、引出面（上面51a）から上方へ垂直方向に延び、途中で水平方向に折れ曲げられた第１屈曲部101を有する。
また、バスバー（直流Ｐバスバー５７と直流Ｎバスバー５８）は、第１屈曲部101から水平方向に延び、途中で下方に垂直方向に折り曲げられた第２屈曲部102を有する。
さらに、バスバー（直流Ｐバスバー５７と直流Ｎバスバー５８）は、第２屈曲部102から垂直方向に延び、途中で第１屈曲部101とは反対側の水平方向に折り曲げられた第３屈曲部103を有する。
また、バスバー（直流Ｐバスバー５７と直流Ｎバスバー５８）は、第３屈曲部103から半導体モジュール（パワーモジュール４）が有する端子（ＰＮ端子４Ｐ，４Ｎ）まで水平方向に延びる。
このため、(2)〜(4)の効果に加え、強電接続部８の耐久信頼性を向上することができる。
実施例２は、２つのパワーモジュールが１つの平滑コンデンサに電気的に接続され、コンデンサ固定点のうち対角線上に配置された２つのコンデンサ固定点の両方がバスバー締結点にされる例である。
まず、構成を説明する。
実施例２における電力変換装置は、走行用駆動源などとしてレンジエクステンダ電気自動車（電動車両の一例）に搭載されるモータジェネレータのインバータ装置（電力変換装置の一例）に適用したものである。レンジエクステンダ電気自動車（EV）は、２つのモータジェネレータと発電専用のエンジンを有する。このレンジエクステンダ電気自動車は、その２つのモータジェネレータのうち、１つを走行用とし、もう１つを発電用として用いる。なお、発電は、駆動用のモータジェネレータの回生動作と、エンジンを動力源として発電用のモータジェネレータと、により行われる。また、駆動用と発電用の２つを有する構成（例えばパワーモジュール４）を表記するにあたり、特定の駆動用や発電用を指さない場合には、駆動用と発電用のそれぞれの構成に共通する記載である。以下、実施例２の構成を、「駆動システムの回路構成」と、「インバータ装置の構成」と、「要部構成」とに分けて説明する。
［駆動システムの回路構成］
図６は、実施例２のインバータ装置が適用された電気自動車の駆動システムの回路図を示す。以下、図６に基づいて、実施例２の駆動システムの回路構成を説明する。
駆動システム１Ｂは、インバータ装置３Ｂと、駆動用と発電用の２つのモータジェネレータ１１と、を備える。なお、直流電源２（強電バッテリ）は図示と説明を省略する。また、駆動システム１Ｂは、実施例１の駆動システム１Ａに、発電用のモータジェネレータ１１が追加されたものである。
インバータ装置３Ｂは、直流電源２から供給される直流電力を交流電力に変換し、変換された電力を駆動用のモータジェネレータ１１に出力する。また、インバータ装置３Ａは、駆動用と発電用のモータジェネレータ１１で発電した交流電力を直流電力に変換し、変換された電力を直流電源２に出力する。インバータ装置３Ｂは、駆動用と発電用の２つのパワーモジュール４（半導体モジュール）と、１つの平滑コンデンサ５と、駆動用と発電用の２つの三相ライン６と、を備える。なお、インバータ装置３Ｂは、実施例１のインバータ装置３Ａに、発電用のパワーモジュール４と発電用の三相ライン６が追加されたものである。また、発電用の三相ライン６は、実施例１の三相ライン６と同様である。
発電用のパワーモジュール４は、発電用のモータジェネレータ１１の回生動作によって、モータジェネレータ１１の回生電力（交流電力）を直流電力に変換して、直流電源２に供給され、直流電源２がモータジェネレータ１１の回生電力によって充電される。なお、その他の構成については、実施例１のパワーモジュール４と同様である。
平滑コンデンサ５は、駆動用と発電用の２つのパワーモジュール４に設けられたＵ、Ｖ、Ｗ相の各アーム回路40U，40V，40Wの直流側の入出力電圧を平滑する。即ち、１つの平滑コンデンサ５により、２つのパワーモジュール４の入出力電圧を平滑する。
発電用のモータジェネレータ１１は、例えば、ロータに永久磁石を埋設し、ステータにステータコイルが巻き付けられた同期型モータである。モータジェネレータ１１は、不図示のエンジンを動力源として発電する。このため、発電用のモータジェネレータ１１は、エンジンを動力源として回生動作する。
なお、他の構成は、実施例１の「駆動システムの回路構成」と同様であるので、対応する構成に同一符号を付して説明を省略する。また、図６に図示されない構成については、図示並びに説明を省略する。
［インバータ装置の構成］
図７は、実施例２におけるインバータ装置の平面図を示す。以下、図７に基づいて、実施例２におけるインバータ装置３Ｂの構成を説明する。
インバータ装置３Ｂは、パワーモジュール４等を収容するためのケース３０を有する。なお、図７にはケース３０の底面のみを示す。ケース３０は、例えば、駆動用と発電用の２つのモータジェネレータ１１の上方位置に配置される。このケース３０の内部には、駆動用と発電用の２つのパワーモジュール４と、１つの平滑コンデンサ５と、駆動用と発電用の２つの三相ライン６と、が収容される。また、このケース３０の内部には、駆動用と発電用の２つの回路基板７と、駆動用と発電用の２つの強電接続部８と、Ｐバスバー１２と、Ｎバスバー１３と、駆動用と発電用の２つの冷却器１４と、が収容される。
パワーモジュール４は、平滑コンデンサ５と並列に配置され、ＰＭ固定ボルト４１により冷却器１４に固定される。駆動用のパワーモジュール４は、平滑コンデンサ５の右側に配置され、発電用のパワーモジュール４は、平滑コンデンサ５の左側に配置される。また、Ｚ方向（図７の紙面に直交する方向、上下方向）において、回路基板７の下側には、冷却器１４が設けられている。冷却器１４は、不図示の冷却器固定ボルトによりケース３０に固定される。この冷却器１４は、実施例１と同様に、冷媒（例えば冷却水）が流れる冷媒流路を有する。また、冷却器１４と外部とを接続する冷媒流入路と冷媒流出路は図示及び説明を省略する。
駆動用と発電用の２つのパワーモジュール４は、Ｕ、Ｖ、Ｗ相の各アーム回路40U，40V，40W等の配置は異なるものの、具体的な構成の説明は実施例１と同様である。即ち、平滑コンデンサ５を中心として、左側に発電用の構成すなわち発電用のパワーモジュール４を含むその他の構成が配置され、右側に駆動用の構成すなわち駆動用のパワーモジュール４を含むその他の構成が配置される。また、パワーモジュール４とモータジェネレータ１１の電気的な接続については、実施例１と同様に、駆動用の構成は駆動用同士で接続され、発電用の構成は発電用同士で接続される。
平滑コンデンサ５は、駆動用と発電用の２つのパワーモジュール４の間に配置される。即ち、平滑コンデンサ５の両側に、２つのパワーモジュール４が配置される。ここで、駆動用のパワーモジュール４と平滑コンデンサ５とが電気的に接続される部分が、駆動用の強電接続部８（平滑コンデンサ５の右側）である。また、発電用のパワーモジュール４と平滑コンデンサ５とが電気的に接続される部分が、発電用の強電接続部８（平滑コンデンサ５の左側）である。なお、電源Ｐバスバー５５と電源Ｎバスバー５６の図示は省略したが、電源Ｐバスバー５５と電源Ｎバスバー５６は直流電源２に接続される。
なお、他の構成は、実施例１の「インバータ装置の構成」と同様であるので、対応する構成に同一符号を付して説明を省略する。また、図７に図示されない構成については、図示並びに説明を省略する。
［要部構成］
以下、図４と図７に基づいて、実施例２における要部構成を説明する。
平滑コンデンサ５は、直方体状のコンデンサ本体部５１と、２つのコンデンサ固定部５２と、直流Ｐバスバー５７と、直流Ｎバスバー５８と、を有する。なお、電源Ｐバスバー５５と電源Ｎバスバー５６については図示及び説明を省略する。
コンデンサ固定部５２は、図２及び図３に示すように、コンデンサ本体部５１における前方・後方の各辺５ｂの外周位置に、１つずつ設けられている。コンデンサ固定部５２は、平滑コンデンサ５の四辺５ｂのうち二辺５ｂの外周位置に設けられる。即ち、コンデンサ固定部５２は、平滑コンデンサ５の角隅部５ａを避けた位置に配置される。
直流Ｐバスバー５７と直流Ｎバスバー５８は、図７に示すように、コンデンサ本体部５１の上面51aの左側と右側からそれぞれ引き出される。左側から引き出された発電用の直流Ｐバスバー５７と直流Ｎバスバー５８は、左側へ延びている。即ち、左側の直流Ｐバスバー５７と直流Ｎバスバー５８は、平滑コンデンサ５から発電用のパワーモジュール４へと延びている。また、右側から引き出された駆動用の直流Ｐバスバー５７と直流Ｎバスバー５８は、右側へ延びている。即ち、右側の直流Ｐバスバー５７と直流Ｎバスバー５８は、平滑コンデンサ５から駆動用のパワーモジュール４へと延びている。また、左右の直流Ｐバスバー５７と直流Ｎバスバー５８は、Ｕ、Ｖ、Ｗ相の各相に対応するため、それぞれ３本ずつ引き出される。
右側に配置される直流Ｐバスバー５７と直流Ｎバスバー５８の形状は、実施例１の直流Ｐバスバー５７と直流Ｎバスバー５８の形状と同様である。一方、左側に配置される直流Ｐバスバー５７と直流Ｎバスバー５８の形状は、実施例１の直流Ｐバスバー５７と直流Ｎバスバー５８の形状とは、水平方向に折れ曲げられる向きが左右反対になる。即ち、左側に配置される直流Ｐバスバー５７と直流Ｎバスバー５８では、上面51aから上方へ垂直方向に延び、途中で水平方向（左側）に折れ曲げられた第１屈曲部101を有することになる。なお、第３屈曲部103も同様である。
直流Ｐバスバー５７及び直流Ｎバスバー５８とＰＮ端子４Ｐ，４Ｎの電気的な接続は、実施例１と同様に、駆動用の構成は駆動用同士で接続され、発電用の構成は発電用同士で接続される。また、これらを接続する前に、駆動用のパワーモジュール４と平滑コンデンサ５とを、駆動用の強電接続部８において接近させる。次いで、発電用のパワーモジュール４と平滑コンデンサ５とを、発電用の強電接続部８において接近させる。駆動用のパワーモジュール４と平滑コンデンサ５との間の距離と、発電用のパワーモジュール４と平滑コンデンサ５との間の距離と、は工具用のスペースを考慮しなくて良い距離（例えば、数ミリ程度）である。次いで、実施例１と同様に、直流Ｐバスバー５７及びＰ端子４Ｐと直流Ｎバスバー５８及びＮ端子４Ｎとを接続する。
ここで、実施例２のバスバー締結点９Ｂについて説明する。実施例２のバスバー締結点９Ｂは、平滑コンデンサ５の左側と右側の両方に配置される。両側ともに、６点のバスバー締結点９Ｂが配置される。
続いて、図７に基づいて、実施例２におけるコンデンサ固定点の詳細構成を説明する。
コンデンサ固定点９Ｃは、平滑コンデンサ５の四辺５ｂのうち二辺５ｂ（前方・後方）の外周位置かつ中央部分に設けられる。即ち、コンデンサ固定点９Ｃは、平滑コンデンサ５の角隅部５ａを避けた位置に配置される。このコンデンサ固定点９Ｃは、コンデンサ固定ボルト５４により平滑コンデンサ５がケース３０に固定される直接固定点である。
また、バスバー締結点９Ｂは、平滑コンデンサ５の四辺５ｂのうち残りの二辺５ｂ（左方・右方）の外周位置に設けられる。即ち、左右のバスバー締結点９Ｂは、平滑コンデンサ５の角隅部５ａを避けた位置に配置される。
ここで、ＤＣ締結ボルト４３により直流Ｐバスバー５７及び直流Ｎバスバー５８とＰＮ端子４Ｐ，４Ｎがパワーモジュール４に締結される。このため、パワーモジュール４と平滑コンデンサ５とが電気的に接続される。また、ＰＭ固定ボルト４１によりパワーモジュール４が冷却器１４に固定されている。さらに、冷却器１４は、不図示の冷却器固定ボルトによりケース３０に固定されている。このため、バスバー締結点９Ｂは、パワーモジュール４と冷却器１４を介してケース３０に固定される間接固定点である。
このように、バスバー締結点９Ｂは、電気的接続とコンデンサ固定とを兼用する。また、左右それぞれに配置された６点のバスバー締結点９Ｂにより、直接固定点としてのコンデンサ固定点９Ｃと同等の固定性を持たせることが可能である。このため、バスバー締結点９Ｂは、コンデンサ固定点９Ｃとされる。即ち、図２に示すように、４つのコンデンサ固定点９Ｃのうち、左右方向の対角線上（対向位置）に配置された２つのコンデンサ固定点９Ｃの両方がバスバー締結点９Ｂにされる。
なお、他の構成は、実施例１の「要部構成」と同様であるので、対応する構成に同一符号を付して説明を省略する。また、図７に図示されない構成については、図示並びに説明を省略する。
次に、作用を説明する。
実施例２におけるインバータ装置３Ｂの作用は、実施例１と同様に、「課題発生作用」を示す。このため、図示並びに説明を省略する。また、実施例２におけるインバータ装置３Ｂにあっては、実施例１と異なる「インバータ装置の特徴作用」のみを下記に示す。
実施例２では、平滑コンデンサ５の各辺５ｂの外周位置にコンデンサ固定点９Ｃが設けられる。コンデンサ固定点９Ｃのうち対角線上に配置された２つのコンデンサ固定点９Ｃの両方がバスバー締結点９Ｂにされる。
例えば、方形状の平滑コンデンサであり、平滑コンデンサの各辺の外周位置にコンデンサ固定点を設け、４点固定とする。このとき、４点全てが直接固定点となるため、コンデンサ固定点９Ｃ全体として、ケースに対する固定強度が比較的高くなる。
これに対し、実施例２では、コンデンサ固定点９Ｃのうち対角線上に配置された２つのコンデンサ固定点９Ｃの両方がバスバー締結点９Ｂにされる構成とした。即ち、２つのコンデンサ固定点９Ｃをバスバー締結点９Ｂにしても、４点全てが直接固定点の場合と同等のケース３０に対する固定強度を保てる。従って、コンデンサ固定点９Ｃを２つ削減しつつ、コンデンサ固定点９Ｃ全体として、ケース３０に対する固定強度を４点全てが直接固定点の固定強度と同等にすることができる。加えて、コンデンサ固定点９Ｃは２か所で済む。
また、例えば、実施例１にモータジェネレータを１つ追加すると、パワーモジュールと平滑コンデンサを新たに１つずつ設けることになる。これでは、インバータ装置の体積が拡大され、大型化されてしまう。
これに対し、実施例２では、２つのパワーモジュール４の入出力電圧を平滑する平滑コンデンサ５を共通化した。
また、単に平滑コンデンサ５を共通化したのみでは、実施例１の「課題発生作用」において説明したように、平滑コンデンサの４つの角隅部をボルト固定すると、半導体モジュールとコンデンサとの間には、工具用のスペースを設けなければならない。このため、インバータ装置の体積が拡大され、大型化されてしまう。
これに対し、実施例２では、２つのパワーモジュール４と１つの平滑コンデンサ５を有するインバータ装置３Ｂにおいて、コンデンサ固定点９Ｃは平滑コンデンサ５の角隅部５ａを避けた位置に配置される。また、２つのパワーモジュール４と平滑コンデンサ５とを、強電接続部８において接近させる。即ち、コンデンサ固定点９Ｃは平滑コンデンサ５の角隅部５ａを避けた位置に配置されるので、２つのパワーモジュール４と平滑コンデンサ５との間には、工具用のスペースを設けなくて良い。このため、駆動用のパワーモジュール４と平滑コンデンサ５との間の距離と、発電用のパワーモジュール４と平滑コンデンサ５との間の距離と、が短縮される。従って、インバータ装置３Ｂの小型化（コンパクト化）が達成される。
このように、実施例２では、２つのパワーモジュール４を有する構成において、平滑コンデンサ５を共通化して１つとする。また、実施例２では、２つのパワーモジュール４と平滑コンデンサ５とを、強電接続部８において接近させる。これにより、インバータ装置３Ｂの小型化（コンパクト化）が達成される。加えて、コンデンサ固定点９Ｃは２か所で済む。
次に、効果を説明する。
実施例２におけるインバータ装置３Ｂにあっては、実施例１の(1)，(2)，(4)，(5)に記載した効果が得られる。また、実施例２のインバータ装置３Ｂにあっては、下記(6)の効果を得ることができる。
(6) 平滑コンデンサ５は、方形状である。
平滑コンデンサ５の各辺５ｂの外周位置にコンデンサ固定点９Ｃが設けられる。
コンデンサ固定点９Ｃのうち対角線上に配置された２つのコンデンサ固定点９Ｃの両方がバスバー締結点９Ｂにされる。
このため、上記(2)の効果に加え、コンデンサ固定点９Ｃを２つ削減しつつ、コンデンサ固定点９Ｃ全体として、ケース３０に対する固定強度を４点全てが直接固定点の固定強度と同等にすることができる。
以上、本開示の電力変換装置を実施例１及び実施例２に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
実施例１及び実施例２では、平滑コンデンサ５の四辺５ｂのうち少なくとも一辺５ｂの外周位置にバスバー締結点９Ｂを配置する例を示した。しかし、これに限られない。例えば、平滑コンデンサの各辺の外周位置に、コンデンサ固定点を配置して、４点全てが直接固定点としても良い。このように構成しても、上記(1)に記載した効果が得られる。
実施例１では、コンデンサ固定点９Ｃを、平滑コンデンサ５の四辺５ｂのうち三辺５ｂ（前方・後方・左方）の外周位置かつ中央部分に設ける例を示した。また、実施例２では、コンデンサ固定点９Ｃを、平滑コンデンサ５の四辺５ｂのうち二辺５ｂ（前方・後方）の外周位置かつ中央部分に設ける例を示した。しかし、これに限れない。例えば、コンデンサ固定点９Ｃは、平滑コンデンサ５の各辺５ｂの外周位置かつ中央部分以外の部分に設けられても良い。要するに、コンデンサ固定点９Ｃは、平滑コンデンサ５の各辺５ｂの外周位置に設けられていれば良い。このように構成しても、上記(3)又は(6)に記載した効果が得られる。
実施例１及び実施例２では、上面51aの高さ位置を、バスバー締結面１０の高さ位置と近しい位置（近傍位置）とする例を示した。しかし、これに限られない。例えば、バスバー締結面の高さ位置は、上面の高さ位置と同じ位置（図４の同一位置10A）であっても良い。要するに、バスバー締結面の高さ位置は上面の高さ位置と同じ位置又は近傍位置であれば良い。具体的には、バスバー締結面の高さ位置は、上面の高さ位置と同一位置10A又は上方近傍位置10Bから下方近傍位置10Cまでの範囲内であれば良い。このように構成しても、上記(4)に記載した効果が得られる。
実施例１及び実施例２では、直流Ｐバスバー５７と直流Ｎバスバー５８は、上面51aから上方へ垂直方向に延び、途中で水平方向（右側）に折れ曲げられた第１屈曲部101を有する。この直流Ｐバスバー５７は、第１屈曲部101から水平方向に延び、途中で下方に垂直方向に折り曲げられた第２屈曲部102を有する。この直流Ｐバスバー５７は、第２屈曲部102から垂直方向に延び、途中で第１屈曲部101とは反対側（第１屈曲部101が位置する方向とは反対側）の水平方向（右側）に折り曲げられた第３屈曲部103を有する。この直流Ｐバスバー５７は、第３屈曲部103からパワーモジュール４のＰ端子４Ｐまで水平方向に延びる例を示した。しかし、これに限られない。例えば、直流Ｐバスバーと直流Ｎバスバーの形状は、上面から上方へ垂直方向に延び、途中で水平方向に折れ曲げられた第１屈曲部を有する。この直流Ｐバスバーと直流Ｎバスバーは、第１屈曲部からパワーモジュールのＰ端子とＮ端子まで水平方向に延びても良い。
実施例１及び実施例２では、本開示の電力変換装置を、モータジェネレータ１１の交流/直流の変換装置として用いられるインバータ装置３Ａ，３Ｂに適用する例を示した。しかし、本開示の電力変換装置は、少なくともケースと、半導体モジュールと平滑コンデンサと強電接続部とを備える電力変換装置であれば、インバータ装置以外の様々な電力変換装置に対しても適用することができる。また、電気自動車（電動車両の一例）等の電動車両に搭載されるインバータ装置に限られない。
【０００１】
技術分野
［０００１］
本開示は、電力変換装置に関する。
背景技術
［０００２］
従来、電力変換装置において、半導体モジュールとコンデンサが隣接位置に配置されている。コンデンサは、方形状であり、ボルトにより電力変換装置のケースに固定される。ボルトは、コンデンサの４つの角隅部に締結される（例えば、特許文献１参照）。
先行技術文献
特許文献
［０００３］
［特許文献１］特開２０１３−９５８１号公報
発明の概要
発明が解決しようとする課題
［０００４］
しかし、従来の電力変換装置において、コンデンサの４つの角隅部がボルト固定によるコンデンサ固定点になるので、半導体モジュールとコンデンサとの間には、工具用のスペースを設けなければならない。このため、電力変換装置の体積が拡大され、大型化されてしまう、という問題がある。
［０００５］
本開示は、上記問題に着目してなされたもので、電力変換装置の小型化を達成すること目的とする。
課題を解決するための手段
［０００６］
上記目的を達成するため、本開示の電力変換装置は、ケースと、半導体モジュールと、平滑コンデンサと、強電接続部と、を備える。
半導体モジュールは、ケースに収容される。
平滑コンデンサは、半導体モジュールと並列に配置され、ケースに固定ボルトで固定され、電圧変動を抑制する。
強電接続部では、半導体モジュールと平滑コンデンサが電気的に接続される。
【０００２】
固定ボルトにより平滑コンデンサをケースに固定する位置をコンデンサ固定点とするとき、コンデンサ固定点は平滑コンデンサの角隅部を避けた位置に配置される。
発明の効果
［０００７］
このように、固定ボルトにより平滑コンデンサをケースに固定する位置をコンデンサ固定点とするとき、コンデンサ固定点は平滑コンデンサの角隅部を避けた位置に配置されることで、電力変換装置の小型化を達成することができうる。
図面の簡単な説明
［０００８］
［図１］実施例１のインバータ装置が適用された電気自動車の駆動システムの回路図である。
［図２］実施例１におけるインバータ装置の平面図である。
［図３］実施例１における平滑コンデンサの斜視図である。
［図４］実施例１〜２におけるパワーモジュールと平滑コンデンサの接続を説明する概略断面図であって、図２のＩＩ−ＩＩ線又は図７のＩＩＩ−ＩＩＩ線又は図７のＩＶ−ＩＶ線の概略断面図である。
［図５］従来例におけるインバータ装置の平面図である。
［図６］実施例２のインバータ装置が適用されたレンジエクステンダ電気自動車の駆動システムの回路図である。
［図７］実施例２におけるインバータ装置の平面図である。
発明を実施するための形態
［０００９］
以下、本発明の電力変換装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１及び実施例２に基づいて説明する。
実施例１
［００１０］
まず、構成を説明する。
実施例１における電力変換装置は、走行用駆動源などとして電気自動車（電動車両の一例）に搭載されるモータジェネレータのインバータ装置（電力変換装置の一例）に適用したものである。以下、実施例１の構成を、「駆動シ
【０００１】
技術分野
［０００１］
本開示は、電力変換装置に関する。
背景技術
［０００２］
従来、電力変換装置において、半導体モジュールとコンデンサが隣接位置に配置されている。コンデンサは、方形状であり、ボルトにより電力変換装置のケースに固定される。ボルトは、コンデンサの４つの角隅部に締結される（例えば、特許文献１参照）。
先行技術文献
特許文献
［０００３］
［特許文献１］特開２０１３−９５８１号公報
発明の概要
発明が解決しようとする課題
［０００４］
しかし、従来の電力変換装置において、コンデンサの４つの角隅部がボルト固定によるコンデンサ固定点になるので、半導体モジュールとコンデンサとの間には、工具用のスペースを設けなければならない。このため、電力変換装置の体積が拡大され、大型化されてしまう、という問題がある。
［０００５］
本開示は、上記問題に着目してなされたもので、電力変換装置の小型化を達成すること目的とする。
課題を解決するための手段
［０００６］
上記目的を達成するため、本開示の電力変換装置は、ケースと、ケースに収容される半導体モジュールと、半導体モジュールと並列に配置され、ケースに固定ボルトで固定され、電圧変動を抑制する平滑コンデンサと、半導体モジュールと平滑コンデンサが電気的に接続される強電接続部と、を備える。
【０００２】
固定ボルトにより平滑コンデンサをケースに固定する位置をコンデンサ固定点とするとき、コンデンサ固定点は平滑コンデンサの角隅部を避けた位置に配置される。
平滑コンデンサはバスバーを有する。
強電接続部では、バスバーと半導体モジュールとが締結ボルトにより電気的に接続される。締結ボルトによりバスバーを半導体モジュールに締結する位置をバスバー締結点とするとき、バスバー締結点は電気的接続とコンデンサ固定とを兼用する。
バスバー締結点は、コンデンサ固定点とされる。
発明の効果
［０００７］
このように、固定ボルトにより平滑コンデンサをケースに固定する位置をコンデンサ固定点とするとき、コンデンサ固定点は平滑コンデンサの角隅部を避けた位置に配置されることで、電力変換装置の小型化を達成することができうる。
図面の簡単な説明
［０００８］
［図１］実施例１のインバータ装置が適用された電気自動車の駆動システムの回路図である。
［図２］実施例１におけるインバータ装置の平面図である。
［図３］実施例１における平滑コンデンサの斜視図である。
［図４］実施例１〜２におけるパワーモジュールと平滑コンデンサの接続を説明する概略断面図であって、図２のＩＩ−ＩＩ線又は図７のＩＩＩ−ＩＩＩ線又は図７のＩＶ−ＩＶ線の概略断面図である。
［図５］従来例におけるインバータ装置の平面図である。
［図６］実施例２のインバータ装置が適用されたレンジエクステンダ電気自動車の駆動システムの回路図である。
［図７］実施例２におけるインバータ装置の平面図である。
発明を実施するための形態
［０００９］
以下、本発明の電力変換装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１及び実施例２に基づいて説明する。
実施例１
［００１０］
まず、構成を説明する。
実施例１における電力変換装置は、走行用駆動源などとして電気自動車（電動車両の一例）に搭載されるモータジェネレータのインバータ装置（電力変換装置の一例）に適用したものである。以下、実施例１の構成を、「駆動シ

Claims (5)

  1. ケースと、
    前記ケースに収容される半導体モジュールと、
    前記ケースに固定ボルトで固定され、電圧変動を抑制する平滑コンデンサと、
    前記半導体モジュールと前記平滑コンデンサが電気的に接続される強電接続部と、を備え、
    前記固定ボルトにより前記平滑コンデンサを前記ケースに固定する位置をコンデンサ固定点とするとき、前記コンデンサ固定点は前記平滑コンデンサの角隅部を避けた位置に配置され、
    前記半導体モジュールと前記平滑コンデンサとを、前記強電接続部において接近させる
    ことを特徴とする電力変換装置。
  2. 請求項１に記載された電力変換装置において、
    前記平滑コンデンサはバスバーを有し、
    前記強電接続部では、前記バスバーと前記半導体モジュールとが締結ボルトにより電気的に接続され、
    前記締結ボルトにより前記バスバーを前記半導体モジュールに締結する位置をバスバー締結点とするとき、前記バスバー締結点は電気的接続とコンデンサ固定とを兼用し、
    前記バスバー締結点は、前記コンデンサ固定点とされる
    ことを特徴とする電力変換装置。
  3. 請求項２に記載された電力変換装置において、
    前記平滑コンデンサは、方形状であり、
    前記平滑コンデンサの各辺の外周位置に前記コンデンサ固定点が設けられ、
    前記コンデンサ固定点のうち対角線上に配置された２つの前記コンデンサ固定点の一方又は両方が前記バスバー締結点にされる
    ことを特徴とする電力変換装置。
  4. 請求項１から請求項３までの何れか一項に記載された電力変換装置において、
    前記平滑コンデンサはバスバーを有し、
    前記半導体モジュールは、前記バスバーと締結する端子を有し、
    前記端子と前記バスバーを締結する面をバスバー締結面とし、前記平滑コンデンサから前記バスバーを引き出す面を引出面とするとき、前記バスバー締結面の高さ位置は前記引出面の高さ位置と同じ位置又は近傍位置である
    ことを特徴とする電力変換装置。
  5. 請求項２から請求項４までの何れか一項に記載された電力変換装置において、
    前記平滑コンデンサから前記バスバーを引き出す面を引出面とするとき、
    前記バスバーは、
    前記引出面から上方へ垂直方向に延び、途中で水平方向に折れ曲げられた第１屈曲部を有し、
    前記第１屈曲部から水平方向に延び、途中で下方に垂直方向に折り曲げられた第２屈曲部を有し、
    前記第２屈曲部から垂直方向に延び、途中で前記第１屈曲部とは反対側の水平方向に折り曲げられた第３屈曲部を有し、
    前記第３屈曲部から前記半導体モジュールが有する端子まで水平方向に延びる
    ことを特徴とする電力変換装置。
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