JPWO2021024321A1 - 電力変換装置 - Google Patents

Abstract

組み立て工数を削減可能な電力変換装置を提供する。電力変換装置は、コンデンサを収容する筐体（５０）と、第１の正極と第１の負極とを有し、前記筐体（５０）に対して第２の外面の側に位置する第１の電力変換モジュール（１０）と、第２の正極と第２の負極とを有し、前記筐体（５０）に対して第３の外面の側に位置する第２の電力変換モジュール（２０）と、前記コンデンサの第１の電極を前記第１の正極に接続する第１の正極バスバーと、前記コンデンサの第２の電極を前記第２の負極に接続する第１の負極バスバーと、前記第１の正極に前記第１の正極バスバーと共に固定され前記第２の正極に固定される第２の正極バスバー（８０）と、前記第１の負極に固定され前記第２の負極に前記第１の負極バスバーと共に固定される第２の負極バスバー（９０）とを備える。

Description

本発明は、電力変換装置に関する。

従来、各パワーモジュールの負極同士を接続する−バスバーと、各パワーモジュールの正極同士を接続する＋バスバーと、−バスバーと＋バスバーの中央部に接続された平滑用コンデンサとを備える、インバータ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−１９２２９６号公報

しかしながら、従来の技術では、パワーモジュールとバスバーとの接続工程と、平滑用コンデンサとバスバーとの接続工程とが分かれているので、組み立て工数を削減することが難しい。

そこで、本開示は、組み立て工数を削減可能な電力変換装置を提供する。

本開示は、
第１の方向に面する第１の外面と、前記第１の方向に直角な第２の方向に面する第２の外面と、前記第２の方向とは反対向きの第３の方向に面する第３の外面との内側に少なくとも一つのコンデンサを収容する筐体と、
少なくとも一つの第１の正極と少なくとも一つの第１の負極とを有し、前記筐体に対して前記第２の外面の側に位置する第１の電力変換モジュールと、
少なくとも一つの第２の正極と少なくとも一つの第２の負極とを有し、前記筐体に対して前記第３の外面の側に位置する第２の電力変換モジュールと、
前記コンデンサの第１の電極を前記第１の正極に接続する第１の正極バスバーと、
前記コンデンサの第２の電極を前記第２の負極に接続する第１の負極バスバーと、
前記第１の負極に固定され、且つ、前記第２の負極に前記第１の負極バスバーと共に固定される第２の負極バスバーと、
前記第１の正極に前記第１の正極バスバーと共に固定され、且つ、前記第２の正極に固定される第２の正極バスバーとを備える、電力変換装置を提供する。

本開示の技術によれば、組み立て工数を削減可能な電力変換装置を提供できる。

電力変換装置の構成例を示す回路図である。 コンデンサを収容する筐体の斜視図である。 一対の電力変換モジュールの斜視図である。 一対の電力変換モジュールを筐体に組み付けた構成を示す斜視図である。 図４の構成に第２の負極バスバーを組み付けた構成を示す斜視図である。 図５の構成に絶縁シートを組み付けた構成を示す斜視図である。 図６の構成に第２の正極バスバーを組み付けた構成（電力変換装置）を示す斜視図である。 電力変換装置の側面図である。 電力変換装置の正面図である。

以下、本開示に係る実施形態を図面を参照して説明する。なお、平行、直角、直交、水平、垂直、上下、左右などの方向には、本発明の効果を損なわない程度のずれが許容される。また、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向は、それぞれ、Ｘ軸に平行な方向、Ｙ軸に平行な方向、Ｚ軸に平行な方向を表す。Ｘ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向は、互いに直交する。ＸＹ平面、ＹＺ平面、ＺＸ平面は、それぞれ、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に平行な仮想平面、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に平行な仮想平面、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に平行な仮想平面を表す。

図１は、一実施形態における電力変換装置の構成例を示す回路図である。図１に示す電力変換装置１０１は、一対の電源端子８７，９７から供給される直流の入力電力を所望の交流の出力電力に変換するインバータである。電力変換装置１０１は、コンデンサ５６、第１の電力変換モジュール１０、第２の電力変換モジュール２０、第１の正極バスバー６０、第１の負極バスバー７０、第２の正極バスバー８０及び第２の負極バスバー９０を備える。

コンデンサ５６は、一対の電源端子８７，９７に印加される直流の電源電圧を平滑化する容量素子であり、その具体例として、電解コンデンサなどがある。コンデンサ５６は、第１の正極バスバー６０に接続される第１の電極５１と、第１の負極バスバー７０に接続される第２の電極５２とを有する。第１の電極５１は、第１の正極バスバー６０を介して第２の正極バスバー８０に接続されている。第２の電極５２は、第１の負極バスバー７０を介して第２の負極バスバー９０に接続されている。

第２の正極バスバー８０及び第２の負極バスバー９０は、一対の電源端子８７，９７を介して接続される不図示の直流電源からの直流電力が供給される導電性部位である。直流電源の具体例として、バッテリ、コンバータ、レギュレータ、整流回路などがある。第２の負極バスバー９０は、電位が第２の正極バスバー８０よりも低い部位である。第２の負極バスバー９０と第２の正極バスバー８０との間に直流の電源電圧が生じる。

第１の電力変換モジュール１０は、一対の電源端子８７，９７から一対のバスバー８０，９０に入力される直流電力を変換することによって、モータＭ１を駆動する三相の交流電力を生成する。同様に、第２の電力変換モジュール２０は、一対の電源端子８７，９７から一対のバスバー８０，９０に入力される直流電力を変換することによって、モータＭ２を駆動する三相の交流電力を生成する。

例えば、第１の電力変換モジュール１０は、車両の車輪を回転させるモータＭ１を駆動する第１のパワーモジュールとして使用され、第２の電力変換モジュール２０は、車両の車輪を回転させるモータＭ２を駆動する第２のパワーモジュールとして使用される。電力変換モジュールの用途は、これに限られない。

第１の電力変換モジュール１０は、複数のスイッチング素子１１ｕ，１１ｖ，１１ｗ，１２ｕ，１２ｖ，１２ｗにより構成される三相ブリッジ回路を有するパワー半導体モジュールである。第１の電力変換モジュール１０は、第２の負極バスバー９０に接続される複数の第１の負極１４ｕ，１４ｖ，１４ｗと、第２の正極バスバー８０に接続される複数の第１の正極１３ｕ，１３ｖ，１３ｗと、モータＭ１に接続される複数の出力電極１ｕ，１ｖ，１ｗとを有する。

Ｕ相のスイッチング素子１１ｕ，１２ｕは、互いに直列に接続されており、それらの中間の接続ノードは、モータＭ１のＵ相コイルに接続されるＵ相の出力電極１ｕに接続されている。Ｖ相のスイッチング素子１１ｖ，１２ｖは、互いに直列に接続されており、それらの中間の接続ノードは、モータＭ１のＶ相コイルに接続されるＶ相の出力電極１ｖに接続されている。Ｗ相のスイッチング素子１１ｗ，１２ｗは、互いに直列に接続されており、それらの中間の接続ノードは、モータＭ１のＷ相コイルに接続されるＷ相の出力電極１ｗに接続されている。

ハイサイドのスイッチング素子１１ｕ，１１ｖ，１１ｗは、それぞれ、対応する第１の正極１３ｕ，１３ｖ，１３ｗに接続される第１の主電極と、対応する出力電極１ｕ，１ｖ，１ｗに接続される第２の主電極と、不図示の駆動回路に接続される制御電極とを有する。ローサイドのスイッチング素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗは、それぞれ、対応する出力電極１ｕ，１ｖ，１ｗに接続される第１の主電極と、対応する第１の負極１４ｕ，１４ｖ，１４ｗに接続される第２の主電極と、不図示の駆動回路に接続される制御電極とを有する。

同様に、第２の電力変換モジュール２０は、複数のスイッチング素子２１ｕ，２１ｖ，２１ｗ，２２ｕ，２２ｖ，２２ｗにより構成される三相ブリッジ回路を有するパワー半導体モジュールである。第２の電力変換モジュール２０は、第２の負極バスバー９０に接続される複数の第２の負極２４ｕ，２４ｖ，２４ｗと、第２の正極バスバー８０に接続される複数の第２の正極２３ｕ，２３ｖ，２３ｗと、モータＭ２に接続される複数の出力電極２ｕ，２ｖ，２ｗとを有する。

Ｕ相のスイッチング素子２１ｕ，２２ｕは、互いに直列に接続されており、それらの中間の接続ノードは、モータＭ２のＵ相コイルに接続されるＵ相の出力電極２ｕに接続されている。Ｖ相のスイッチング素子２１ｖ，２２ｖは、互いに直列に接続されており、それらの中間の接続ノードは、モータＭ２のＶ相コイルに接続されるＶ相の出力電極２ｖに接続されている。Ｗ相のスイッチング素子２１ｗ，２２ｗは、互いに直列に接続されており、それらの中間の接続ノードは、モータＭ２のＷ相コイルに接続されるＷ相の出力電極２ｗに接続されている。

ハイサイドのスイッチング素子２１ｕ，２１ｖ，２１ｗは、それぞれ、対応する第２の正極２３ｕ，２３ｖ，２３ｗに接続される第１の主電極と、対応する出力電極２ｕ，２ｖ，２ｗに接続される第２の主電極と、不図示の駆動回路に接続される制御電極とを有する。ローサイドのスイッチング素子２２ｕ，２２ｖ，２２ｗは、それぞれ、対応する出力電極２ｕ，２ｖ，２ｗに接続される第１の主電極と、対応する第２の負極２４ｕ，２４ｖ，２４ｗに接続される第２の主電極と、不図示の駆動回路に接続される制御電極とを有する。

スイッチング素子１１ｕ，１１ｖ，１１ｗ，１２ｕ，１２ｖ，１２ｗは、それぞれ、ダイオードが第１の主電極と第２の主電極との間に逆並列に接続されている。また、スイッチング素子１１ｕ，１１ｖ，１１ｗ，１２ｕ，１２ｖ，１２ｗは、それぞれ、電圧駆動型の半導体素子であり、制御電極（ゲート）と、第１の主電極（コレクタ又はドレイン）と、第２の主電極（エミッタ又はソース）とを有する。スイッチング素子の具体例として、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などが挙げられる。図１は、スイッチング素子１１ｕ，１１ｖ，１１ｗ，１２ｕ，１２ｖ，１２ｗが、ゲートとコレクタとエミッタとを有するＩＧＢＴの場合を例示する。

スイッチング素子１１ｕ，１１ｖ，１１ｗ，１２ｕ，１２ｖ，１２ｗは、Ｓｉ（シリコン）などの半導体を含むスイッチング素子でもよいが、ＳｉＣ（炭化ケイ素）やＧａＮ（窒化ガリウム）やＧａ_２Ｏ_３（酸化ガリウム）やダイヤモンドなどのワイドバンドギャップ半導体を含むスイッチング素子でもよい。ワイドバンドギャップ半導体をスイッチング素子に適用することにより、スイッチング素子の損失低減の効果が高まる。

次に、図１に示す電力変換装置１０１の構造例について、図２〜９を参照して説明する。なお、各図に示す各部の形状は、一例であり、本発明は、この一例に限定されるものではない。

図２は、コンデンサを収容する筐体の斜視図である。図２に示す筐体５０は、第１の外面５５と第２の外面５３と第３の外面５４との内側に少なくとも一つのコンデンサ５６（図１参照）を収容する。

図２において、筐体５０は、外形が略直方体に形成されている。第１の外面５５は、第１の方向に面する筐体面であり、本例での第１の方向は、負のＹ軸方向に相当する。第２の外面５３は、第１の方向に直角な第２の方向に面する筐体面であり、本例での第２の方向は、正のＺ軸方向に相当する。第３の外面５４は、第２の方向とは反対向きの第３の方向に面する筐体面であり、本例での第３の方向は、負のＺ軸方向に相当する。

筐体５０は、第１の外面５５と第２の外面５３と第３の外面５４とを含む複数の外面によってコンデンサ５６を囲む。第２の外面５３と第３の外面５４は、Ｚ軸方向において互いに対向する。第２の外面５３は、第１の外面５５の正のＺ軸方向の側に接続され、第３の外面５４は、第１の外面５５の負のＺ軸方向の側に接続される。

第１の正極バスバー６０及び第１の負極バスバー７０は、導電性の部材であり、例えば板状の部材から形成されている。第１の正極バスバー６０及び第１の負極バスバー７０の少なくとも一部は、筐体５０に対して第１の外面５５の側に位置する。図２に示す形態では、第１の正極バスバー６０及び第１の負極バスバー７０は、互いにＺ軸方向に間隔を空けて第１の外面５５から延び出ている。

第１の正極バスバー６０は、筐体５０に内蔵されるコンデンサ５６の第１の電極５１に接続されている。第１の正極バスバー６０は、第１の電極５１と一体成形された部材でもよいし、第１の電極５１とは異なる部材で成形されて第１の電極５１に接続される部材でもよい。第１の正極バスバー６０は、第１の外面５５から負のＹ軸方向に延び出てから正のＺ軸方向に折れ曲がる第１のベース部６４と、第１のベース部６４から正のＺ軸方向に延伸する複数の第１の正極端子６１，６２，６３とを有する。複数の第１の正極端子６１，６２，６３は、Ｘ軸方向に互いに間隔を空けて、正のＺ軸方向に第１のベース部６４から突き出る平板部である。

第１の負極バスバー７０は、筐体５０に内蔵されるコンデンサ５６の第２の電極５２に接続されている。第１の負極バスバー７０は、第２の電極５２と一体成形された部材でもよいし、第２の電極５２とは異なる部材で成形されて第２の電極５２に接続される部材でもよい。第１の負極バスバー７０は、第１の外面５５から負のＹ軸方向に延び出てから負のＺ軸方向に折れ曲がる第２のベース部７４と、第２のベース部７４から負のＺ軸方向に延伸する複数の第１の負極端子７１，７２，７３とを有する。複数の第１の負極端子７１，７２，７３は、Ｘ軸方向に互いに間隔を空けて、負のＺ軸方向に第２のベース部７４から突き出る平板部である。

図３は、一対の電力変換モジュールの斜視図であり、第１の電力変換モジュール１０と第２の電力変換モジュール２０とをＺ軸方向に間隔を空けて配置した状態を示している。第１の電力変換モジュール１０及び第２の電力変換モジュール２０は、いずれも、外形が略直方体に形成されている。第１の電力変換モジュール１０及び第２の電力変換モジュール２０を同一の構成にすることによって、第１の電力変換モジュール１０と第２の電力変換モジュール２０との間で部品を共通化でき、コストが低減する。

第１の電力変換モジュール１０は、上述の複数のスイッチング素子１１ｕ，１１ｖ，１１ｗ，１２ｕ，１２ｖ，１２ｗにより構成される三相ブリッジ回路を、略直方体状の筐体の内部に備える。第２の電力変換モジュール２０は、上述のスイッチング素子２１ｕ，２１ｖ，２１ｗ，２２ｕ，２２ｖ，２２ｗにより構成される三相ブリッジ回路を、略直方体状の筐体の内部に備える。

第１の電力変換モジュール１０は、複数の第１の正極１３ｕ，１３ｖ，１３ｗ及び複数の第１の負極１４ｕ，１４ｖ，１４ｗが形成された外面（本例では、負のＹ軸方向に面する筐体面１５）を有する。複数の第１の正極１３ｕ，１３ｖ，１３ｗ及び複数の第１の負極１４ｕ，１４ｖ，１４ｗは、正極と負極が互い違いに配置されるようにＸ軸方向に配列されている。複数の第１の正極１３ｕ，１３ｖ，１３ｗ及び複数の第１の負極１４ｕ，１４ｖ，１４ｗは、いずれも、方形状の外部電極であるが、その形状は、これに限られない。複数の第１の正極１３ｕ，１３ｖ，１３ｗ及び複数の第１の負極１４ｕ，１４ｖ，１４ｗには、それぞれ、固定用のボルトが挿入される固定孔が形成されている。また、本例では、互いにＹ軸方向に同じ高さで形成された複数の第１の負極１４ｕ，１４ｖ，１４ｗは、互いにＹ軸方向に同じ高さで形成された複数の第１の正極１３ｕ，１３ｖ，１３ｗに比べてＹ軸方向に高く形成されている。

第２の電力変換モジュール２０は、複数の第２の正極２３ｕ，２３ｖ，２３ｗ及び複数の第２の負極２４ｕ，２４ｖ，２４ｗが形成された外面（本例では、負のＹ軸方向に面する筐体面２５）を有する。複数の第２の正極２３ｕ，２３ｖ，２３ｗ及び複数の第２の負極２４ｕ，２４ｖ，２４ｗは、正極と負極が互い違いに配置されるようにＸ軸方向に配列されている。複数の第２の正極２３ｕ，２３ｖ，２３ｗ及び複数の第２の負極２４ｕ，２４ｖ，２４ｗは、いずれも、方形状の外部電極であるが、その形状は、これに限られない。複数の第２の正極２３ｕ，２３ｖ，２３ｗ及び複数の第２の負極２４ｕ，２４ｖ，２４ｗには、それぞれ、固定用のボルトが挿入される固定孔が形成されている。また、本例では、互いにＹ軸方向に同じ高さで形成された複数の第２の負極２４ｕ，２４ｖ，２４ｗは、互いにＹ軸方向に同じ高さで形成された複数の第２の正極２３ｕ，２３ｖ，２３ｗに比べてＹ軸方向に高く形成されている。

第２の電力変換モジュール２０は、モータＭ２に接続するための複数の出力電極２ｕ，２ｖ，２ｗが形成された外面（本例では、正のＹ軸方向又は負のＺ軸方向に面する筐体面）を有する。第１の電力変換モジュール１０は、図３では隠れているが、モータＭ１に接続するための複数の出力電極１ｕ，１ｖ，１ｗが形成された外面（本例では、正のＹ軸方向又は正のＺ軸方向に面する筐体面）を有する。複数の出力電極１ｕ，１ｖ，１ｗ及び２ｕ，２ｖ，２ｗが形成される外面は、他の筐体面でもよい。

図４は、一対の電力変換モジュールを筐体に組み付けた構成を示す斜視図である。第１の電力変換モジュール１０は、筐体５０に対して第２の外面５３の側に位置し、例えば、正のＺ軸方向から挿入されるボルト等の締結部材で第２の外面５３に固定される。第２の電力変換モジュール２０は、筐体５０に対して第３の外面５４の側に位置し、例えば、負のＺ軸方向から挿入されるボルト等の締結部材で第３の外面５４に固定される。

第１の正極バスバー６０は、筐体５０内のコンデンサ５６の第１の電極５１を、複数の第１の正極１３ｕ，１３ｖ，１３ｗに接続する。第１の正極バスバー６０は、複数の第１の正極１３ｕ，１３ｖ，１３ｗのうち対応する正極に接触して固定される複数の第１の正極端子６１，６２，６３を有する。複数の第１の正極端子６１，６２，６３には、それぞれ、固定用のボルトが挿入される固定孔が形成されている。

第１の負極バスバー７０は、筐体５０内のコンデンサ５６の第２の電極５２を、複数の第２の負極２４ｕ，２４ｖ，２４ｗに接続する。第１の負極バスバー７０は、複数の第２の負極２４ｕ，２４ｖ，２４ｗのうち対応する負極に接触して固定される複数の第１の負極端子７１，７２，７３を有する。複数の第１の負極端子７１，７２，７３には、それぞれ、固定用のボルトが挿入される固定孔が形成されている。

図５は、図４の構成に第２の負極バスバーを組み付けた構成を示す斜視図である。第２の負極バスバー９０は、第１の正極バスバー６０及び第１の負極バスバー７０の少なくとも一部が第２の負極バスバー９０と筐体５０の第１の外面５５との間に位置するように組み付けられる。

第２の負極バスバー９０は、複数の第１の負極１４ｕ，１４ｖ，１４ｗ及び複数の第２の負極２４ｕ，２４ｖ，２４ｗを相互に導通可能に接続する導電性の部材であり、例えば板状の部材から形成されている。第２の負極バスバー９０は、一つの部材から形成されているが、複数の部材から形成されてもよい。第２の負極バスバー９０は、ＺＸ平面に平行な方形状の負極プレート９８と、負極プレート９８から負のＺ軸方向に延伸する複数の第２の負極端子９４，９５，９６と、負極プレート９８から正のＺ軸方向に延伸する複数の第３の負極端子９１，９２，９３と、負極プレート９８から負のＸ軸方向に延伸する負極電源端子９７とを有する。

負極電源端子９７は、第１の方向及び第２の方向に直角な第４の方向に延伸し、不図示の直流電源の負極側と接続するための端子の一例であり、本例での第４の方向は、負のＸ軸方向に相当する。

複数の第２の負極端子９４，９５，９６は、Ｘ軸方向に互いに間隔を空けて、負のＺ軸方向に負極プレート９８から突き出る平板部である。複数の第３の負極端子９１，９２，９３は、Ｘ軸方向に互いに間隔を空けて、正のＺ軸方向に負極プレート９８から突き出る平板部である。負極電源端子９７は、負のＸ軸方向に負極プレート９８から突き出る平板部である。

第２の負極バスバー９０は、複数の第２の負極２４ｕ，２４ｖ，２４ｗのうち対応する負極に固定される複数の第２の負極端子９４，９５，９６と、複数の第１の負極１４ｕ，１４ｖ，１４ｗのうち対応する負極に固定される複数の第３の負極端子９１，９２，９３とを有する。本例では、第１の負極バスバー７０の複数の第１の負極端子７１，７２，７３は、複数の第２の負極端子９４，９５，９６と複数の第２の負極２４ｕ，２４ｖ，２４ｗとの間に挟まれる。複数の第２の負極端子９４，９５，９６は、それぞれ、複数の第１の負極端子７１，７２，７３のうち対応する負極端子に接触する。複数の第３の負極端子９１，９２，９３は、それぞれ、複数の第１の負極１４ｕ，１４ｖ，１４ｗのうち対応する負極に接触する。複数の第２の負極端子９４，９５，９６及び複数の第３の負極端子９１，９２，９３には、それぞれ、固定用のボルトが挿入される固定孔が形成されている。

図６は、図５の構成に絶縁シート３０を組み付けた構成を示す斜視図である。絶縁シート３０は、第２の負極バスバー９０の負極プレート９８に対向するように設置される絶縁体である。絶縁シート３０の形状は、方形であるが、この形状に限られない。

図７は、図６の構成に第２の正極バスバーを組み付けた構成（電力変換装置）を示す斜視図である。第２の正極バスバー８０は、絶縁シート３０の少なくとも一部が第２の正極バスバー８０と第２の負極バスバー９０との間に位置するように組み付けられる。絶縁シート３０は、第２の負極バスバー９０の負極プレート９８と第２の正極バスバー８０の正極プレート８８との間に挟まれるので、重なり合う第２の負極バスバー９０と第２の正極バスバー８０との間で、電気的にショートすることを防止できる。

第２の正極バスバー８０は、複数の第１の正極１３ｕ，１３ｖ，１３ｗ及び複数の第２の正極２３ｕ，２３ｖ，２３ｗを相互に導通可能に接続する導電性の部材であり、例えば板状の部材から形成されている。第２の正極バスバー８０は、一つの部材から形成されているが、複数の部材から形成されてもよい。第２の正極バスバー８０は、ＺＸ平面に平行な方形状の正極プレート８８と、正極プレート８８から正のＺ軸方向に延伸する複数の第２の正極端子８１，８２，８３と、正極プレート８８から負のＺ軸方向に延伸する複数の第３の正極端子８４，８５，８６と、正極プレート８８から負のＸ軸方向に延伸する正極電源端子８７とを有する。

正極電源端子８７は、第１の方向及び第２の方向に直角な第４の方向（本例では、負のＸ軸方向に相当）に延伸し、不図示の直流電源の正極側と接続するための端子の一例である。

複数の第２の正極端子８１，８２，８３は、Ｘ軸方向に互いに間隔を空けて、正のＺ軸方向に正極プレート８８から突き出る平板部である。複数の第３の正極端子８４，８５，８６は、Ｘ軸方向に互いに間隔を空けて、負のＺ軸方向に正極プレート８８から突き出る平板部である。正極電源端子８７は、負のＸ軸方向に正極プレート８８から突き出る平板部である。

図６，７を対比して参照すると、第２の正極バスバー８０は、複数の第１の正極１３ｕ，１３ｖ，１３ｗのうち対応する正極に固定される複数の第２の正極端子８１，８２，８３と、複数の第２の正極２３ｕ，２３ｖ，２３ｗのうち対応する正極に固定される複数の第３の正極端子８４，８５，８６とを有する。本例では、第１の正極バスバー６０の複数の第１の正極端子６１，６２，６３（図６参照）は、複数の第２の正極端子８１，８２，８３（図７参照）と複数の第１の正極１３ｕ，１３ｖ，１３ｗ（図６参照）との間に挟まれる。複数の第２の正極端子８１，８２，８３は、それぞれ、複数の第１の正極端子６１，６２，６３のうち対応する正極端子に接触する。複数の第３の正極端子８４，８５，８６は、それぞれ、複数の第２の正極２３ｕ，２３ｖ，２３ｗのうち対応する正極に接触する。複数の第２の正極端子８１，８２，８３及び複数の第３の正極端子８４，８５，８６には、それぞれ、固定用のボルトが挿入される固定孔が形成されている。

図６，７に示すように、第２の正極バスバー８０の複数の第２の正極端子８１，８２，８３は、第１の正極１３ｕ，１３ｖ，１３ｗに第１の正極バスバー６０の第１の正極端子６１，６２，６３と共にボルト１１１，１１２，１１３等の固定部材により固定される。第２の正極バスバー８０の複数の第３の正極端子８４，８５，８６は、第２の正極２３ｕ，２３ｖ，２３ｗにボルト１１４，１１５，１１６等の固定部材により固定される。一方、第２の負極バスバー９０の複数の第２の負極端子９４，９５，９６は、第２の負極２４ｕ，２４ｖ，２４ｗに第１の負極バスバー７０の第１の負極端子７１，７２，７３と共にボルト１２４，１２５，１２６等の固定部材により固定される。第２の負極バスバー９０の複数の第３の負極端子９１，９２，９３は、第１の負極１４ｕ，１４ｖ，１４ｗにボルト１２１，１２２，１２３等の固定部材により固定される。

このように、第２の正極バスバー８０は、複数の第１の正極１３ｕ，１３ｖ，１３ｗに第１の正極バスバー６０と共に固定されるので、第２の正極バスバー８０と第１の電力変換モジュール１０と筐体５０とを容易に組み付けでき、その組み付け工数を削減できる。また、それらの組み付けと同時に、第２の正極バスバー８０と複数の第１の正極１３ｕ，１３ｖ，１３ｗとコンデンサ５６の第１の電極５１との相互の電気的な接続を実現できる。同様に、第２の負極バスバー９０は、複数の第２の負極２４ｕ，２４ｖ，２４ｗに第１の負極バスバー７０と共に固定されるので、第２の負極バスバー９０と第２の電力変換モジュール２０と筐体５０とを容易に組み付けでき、その組み付け工数を削減できる。また、それらの組み付けと同時に、第２の負極バスバー９０と複数の第２の負極２４ｕ，２４ｖ，２４ｗとコンデンサ５６の第２の電極５２との相互の電気的な接続を実現できる。このように、本実施形態における電力変換装置１０１の構造によれば、電力変換装置１０１の組み立て工数を削減できる。

図８は、負のＺ軸方向から見たときの電力変換装置の側面図である。図９は、負のＸ軸方向から見たときの電力変換装置の正面図である。

負のＸ軸方向から見たとき、第２の負極バスバー９０は、第１の電極５１から第２の電極５２へコンデンサ５６に流れる電流ｉｃとは逆向きの電流ｉｂを流す導体部を有するように設置されている。当該導体部は、本例では、コンデンサ５６に流れる電流ｉｃの方向に平行に配置された負極プレート９８である。このような導体部を設けることにより、電流ｉｃによる磁界の向きと電流ｉｂによる磁界の向きとが互いに反対になるので、電流ｉｂ，ｉｃが流れる経路のインダクタンスが低減する。その結果、各スイッチング素子のスイッチング時に生じるサージ電圧を抑制でき、ひいては、電力変換モジュールの発熱を低減でき、電力変換装置の高効率化を実現できる。電流ｉｃは、コンデンサ５６を充電する向きの電流である。

例えば、第１の正極１３ｕ，１３ｖ，１３ｗ、第１の正極バスバー６０、コンデンサ５６、第１の負極バスバー７０、第２の負極端子９４，９５，９６、負極プレート９８、第３の負極端子９１，９２，９３、第１の負極１４ｕ，１４ｖ，１４ｗの順に電流が流れる。

また、負のＸ軸方向から見たとき、第２の正極バスバー８０は、第２の電極５２から第１の電極５１へコンデンサ５６に流れる電流ｉｄとは逆向きの電流ｉｅを流す導体部を有するように設置されている。当該導体部は、本例では、コンデンサ５６に流れる電流ｉｄの方向に平行に配置された正極プレート８８である。このような導体部を設けることにより、電流ｉｄによる磁界の向きと電流ｉｅによる磁界の向きとが互いに反対になるので、電流ｉｄ，ｉｅが流れる経路のインダクタンスが低減する。その結果、各スイッチング素子のスイッチング時に生じるサージ電圧を抑制でき、ひいては、電力変換モジュールの発熱を低減でき、電力変換装置の高効率化を実現できる。電流ｉｄは、コンデンサ５６が放電する向きの電流である。

例えば、第２の負極２４ｕ，２４ｖ，２４ｗ、第１の負極バスバー７０、コンデンサ５６、第１の正極バスバー６０、第２の正極端子８１，８２，８３、正極プレート８８、第３の正極端子８４，８５，８６、第２の正極２３ｕ，２３ｖ，２３ｗの順に電流が流れる。

以上、電力変換装置を実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。

例えば、本開示に係る電力変換装置は、三相交流を生成するインバータに限られず、三相以外の交流を生成するインバータでもよい。

また、本開示に係る電力変換装置は、直流を交流に変換するインバータに限られず、直流を直流に変換するコンバータでもよい。その具体例として、入力電圧を昇圧して出力する昇圧コンバータ、入力電圧を降圧して出力する降圧コンバータ、入力電圧を昇圧又は降圧して出力する昇降圧コンバータなどがある。電力変換装置がコンバータの場合、本開示の技術は、コンデンサにより平滑化される直流の入力電圧を変換して第１の負荷に直流の出力電圧を供給する第１の電力変換モジュールと、当該コンデンサにより平滑化される直流の入力電圧を変換して第２の負荷に直流の出力電圧を供給する第２の電力変換モジュールとを備える構成に適用できる。

電力変換モジュールにおいて、第１の正極、第１の負極、第２の正極、第２の負極は、いずれも複数の場合に限られず、それらの電極のうち一部の電極の個数は、電極の共通化によって、単数としてもよい。第１の正極、第１の負極、第２の正極、第２の負極の各電極の個数に合わせて、各バスバーの端子の個数を単数又は複数にしてもよい。

また、第２の正極バスバーと第２の負極バスバーとのＹ軸方向での積層順は、図示の形態に限られず、両バスバーの積層順を入れ替えてもよい。

また、図３において、複数の第１の負極１４ｕ，１４ｖ，１４ｗを、ハイサイドのスイッチング素子が接続される正極に置換し、複数の第１の正極１３ｕ，１３ｖ，１３ｗを、ローサイドのスイッチング素子が接続される負極に置換してもよい。同様に、図３において、複数の第２の負極２４ｕ，２４ｖ，２４ｗを、ハイサイドのスイッチング素子が接続される正極に置換し、複数の第２の正極２３ｕ，２３ｖ，２３ｗを、ローサイドのスイッチング素子が接続される負極に置換してもよい。

１０ 第１の電力変換モジュール
１３ｕ，１３ｖ，１３ｗ 第１の正極
１４ｕ，１４ｖ，１４ｗ 第１の負極
２０ 第２の電力変換モジュール
２３ｕ，２３ｖ，２３ｗ 第２の正極
２４ｕ，２４ｖ，２４ｗ 第２の負極
３０ 絶縁シート
５０ 筐体
５１ 第１の電極
５２ 第２の電極
５３ 第２の外面
５４ 第３の外面
５５ 第１の外面
５６ コンデンサ
６０ 第１の正極バスバー
６１，６２，６３ 第１の正極端子
７０ 第１の負極バスバー
７１，７２，７３ 第１の負極端子
８０ 第２の正極バスバー
８１，８２，８３ 第２の正極端子
８４，８５，８６ 第３の正極端子
８７ 正極電源端子
９０ 第２の負極バスバー
９１，９２，９３ 第３の負極端子
９４，９５，９６ 第２の負極端子
９７ 負極電源端子
１０１ 電力変換装置
１１１〜１１６，１２１〜１２６ ボルト

Claims (9)

1. 第１の方向に面する第１の外面と、前記第１の方向に直角な第２の方向に面する第２の外面と、前記第２の方向とは反対向きの第３の方向に面する第３の外面との内側に少なくとも一つのコンデンサを収容する筐体と、
   少なくとも一つの第１の正極と少なくとも一つの第１の負極とを有し、前記筐体に対して前記第２の外面の側に位置する第１の電力変換モジュールと、
   少なくとも一つの第２の正極と少なくとも一つの第２の負極とを有し、前記筐体に対して前記第３の外面の側に位置する第２の電力変換モジュールと、
   前記コンデンサの第１の電極を前記第１の正極に接続する第１の正極バスバーと、
   前記コンデンサの第２の電極を前記第２の負極に接続する第１の負極バスバーと、
   前記第１の正極に前記第１の正極バスバーと共に固定され、且つ、前記第２の正極に固定される第２の正極バスバーと、
   前記第１の負極に固定され、且つ、前記第２の負極に前記第１の負極バスバーと共に固定される第２の負極バスバーとを備える、電力変換装置。
2. 前記第１の正極バスバーは、前記第２の方向に延伸し、且つ、前記第１の正極に前記第２の正極バスバーと共に固定される少なくとも一つの第１の正極端子を有し、
   前記第１の負極バスバーは、前記第３の方向に延伸し、且つ、前記第２の負極に前記第２の負極バスバーと共に固定される少なくとも一つの第１の負極端子を有する、請求項１に記載の電力変換装置。
3. 前記第２の正極バスバーは、前記第２の方向に延伸し、且つ、前記第１の正極に前記第１の正極端子と共に固定される少なくとも一つの第２の正極端子を有し、
   前記第２の負極バスバーは、前記第３の方向に延伸し、且つ、前記第２の負極に前記第１の負極端子と共に固定される少なくとも一つの第２の負極端子を有する、請求項２に記載の電力変換装置。
4. 前記第２の正極バスバーは、前記第３の方向に延伸し、且つ、前記第２の正極に固定される少なくとも一つの第３の正極端子を有し、
   前記第２の負極バスバーは、前記第２の方向に延伸し、且つ、前記第１の負極に固定される少なくとも一つの第３の負極端子を有する、請求項３に記載の電力変換装置。
5. 前記第２の正極バスバーは、電源の正極側と接続するための正極電源端子を有し、
   前記第２の負極バスバーは、電源の負極側と接続するための負極電源端子を有し
   前記正極電源端子及び前記負極電源端子は、前記第１の方向及び前記第２の方向に直角な第４の方向に延伸する、請求項４に記載の電力変換装置。
6. 前記第１の正極バスバー及び前記第１の負極バスバーの少なくとも一部は、前記筐体に対して前記第１の外面の側に位置する、請求項１から５のいずれか一項に記載の電力変換装置。
7. 前記第１の正極バスバー及び前記第１の負極バスバーの少なくとも一部は、前記第２の正極バスバー又は前記第２の負極バスバーと、前記第１の外面との間に位置する、請求項６に記載の電力変換装置。
8. 前記第２の正極バスバーと前記第２の負極バスバーとは、重なり合う、請求項７に記載の電力変換装置。
9. 前記第１の方向及び前記第２の方向に直角な第４の方向から見たとき、
   前記第２の負極バスバーは、前記第１の電極から前記第２の電極へ前記コンデンサに流れる電流とは逆向きの電流を流す導体部を有し、
   前記第２の正極バスバーは、前記第２の電極から前記第１の電極へ前記コンデンサに流れる電流とは逆向きの電流を流す導体部を有する、請求項１から８のいずれか一項に記載の電力変換装置。

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