WO2016186095A1

WO2016186095A1 - 電力変換装置

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Publication number: WO2016186095A1
Application number: PCT/JP2016/064550
Authority: WO
Inventors: 文洋岡崎; 元奥塚; 祐一郎野村; 雅春永野
Original assignee: カルソニックカンセイ株式会社
Priority date: 2015-05-18
Filing date: 2016-05-17
Publication date: 2016-11-24
Also published as: US10298145B2; DE112016002272T5; CN107710587B; CN107710587A; US20180262122A1

Abstract

電力変換装置１は、直流電力を三相交流電力に変換し、三相交流端子から三相交流電力を出力するパワーモジュール２０と、パワーモジュール２０に接続される複数のパワーモジュール端子２５と、モータ端子２６と、有する出力バスバー２４と、出力バスバー２４を保持するバスバーホルダ２３と、出力バスバー２４が貫通する貫通孔３を有し、パワーモジュール２０、出力バスバー２４及びバスバーホルダ２３を収容するケース２と、を備える。三相交流端子は、パワーモジュール２０上に並んで配置される。複数のパワーモジュール端子２５は、三相交流端子に対応するように出力バスバー２４にそれぞれ形成され、ケース２内に出力バスバー２４とパワーモジュール２０とを収容した際に三相交流端子上に位置する。

Description

電力変換装置

　本発明は、電動自動車やハイブリッド自動車等に搭載される電力変換装置に関するものである。

　ＪＰ２０１３－２３３０５２Ａには、電動自動車やハイブリッド自動車等にて、駆動用のモータジェネレータの上方に配置されるインバータ装置が開示されている。このインバータ装置は、モータジェネレータへバッテリ電力を供給すると共に、モータジェネレータの回生電力をバッテリに充電するパワーモジュールと、パワーモジュールにモータジェネレータを接続するための三本の交流バスバーと、を備える。３本の交流バスバーは、開口を貫通して筐体外部に突出している。

　しかしながら、特許文献１のインバータ装置では、複雑に入り組んでいるインバータ装置の端子に３本の交流バスバーを溶接等によって一つずつ組み付けなければならず、組み立ての際の作業性を向上させることが困難である。

　本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、電力変換装置の組み立ての際の作業性を向上させることを目的とする。

　本発明のある態様による電力変換装置は、直流電力を三相交流電力に変換し、三相交流端子から三相交流電力を出力するパワーモジュールと、前記パワーモジュールに接続される複数の接続端子と、前記複数の接続端子と交差する方向に形成され外部負荷に接続される負荷端子と、を有する三相バスバーと、前記三相バスバーを保持するバスバーホルダと、前記三相バスバーが貫通する貫通孔を有し、前記パワーモジュール、前記三相バスバー及び前記バスバーホルダを収容するケースと、を備え、前記三相交流端子は、前記パワーモジュール上に並んで配置され、前記複数の接続端子は、前記三相交流端子に対応するように前記三相バスバーにそれぞれ形成され、前記ケース内に前記三相バスバーと前記パワーモジュールとを収容した際に前記三相交流端子上に位置する。

　上記態様によれば、ケース内に三相バスバーとパワーモジュールとを収容するだけで、パワーモジュールの三相交流端子上に三相バスバーの対応する接続端子がそれぞれ位置するので、複数の接続端子を三相交流端子にそのまま一度に組み付けることができる。したがって、三相バスバーとパワーモジュールとの接続を容易に行うことができ、電力変換装置の組み立ての際の作業性を向上させることができる。

図１は、本発明の実施形態に係る電力変換装置の機能を説明するブロック図である。図２は、本発明の実施形態に係る電力変換装置の構成を説明する平面の断面図である。図３は、本発明の実施形態に係る電力変換装置の構成を説明する側面の断面図である。図４は、冷却水の循環流路について説明する構成図である。図５は、冷却水流路を説明する図であり、図３におけるＶ－Ｖ線に沿う断面図である。図６は、冷却水流路を説明する図であり、図３におけるＶＩ－ＶＩ線に沿った断面図である。図７は、電力変換装置における出力バスバーの斜視図である。図８は、電力変換装置における出力バスバーの平面図である。図９Ａは、出力バスバーを保持するバスバーホルダをケース内に配置する前の電力変換装置の斜視図である。図９Ｂは、出力バスバーを保持するバスバーホルダをケース内に配置した後の電力変換装置の斜視図である。図１０は、図９ＢのＸ－Ｘ線に沿うケース及びバスバーホルダの断面図である。図１１は、本発明の実施形態の変形例に係るケース及びバスバーホルダの断面図である。

　以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る電力変換装置１について説明する。

　まず、図１から図７を参照して、電力変換装置１の全体構成について説明する。

　図１は、電力変換装置１の機能を説明するブロック図である。

　電力変換装置１は、図１に示すように、バッテリ（蓄電装置）５と、回転電機としてのモータジェネレータ（外部負荷）６と、に電気的に接続される。電力変換装置１は、例えば、電動自動車又はプラグインハイブリッド自動車に設けられる。

　電力変換装置１は、バッテリ５の直流電力をモータジェネレータ６の駆動に適した交流電力に変換することで、モータジェネレータ６に駆動用の電力を供給する。また、電力変換装置１は、モータジェネレータ６の回生電力（三相交流電力）を直流電力に変換することで、バッテリ５に充電用の電力を供給する。さらに、電力変換装置１は、車両に設けられる図示しない充電用の外部コネクタを介して、外部からバッテリ５に充電用の電力を供給することもできる。

　バッテリ５は、例えばリチウムイオン二次電池で構成される。バッテリ５は、電力変換装置１に直流電力を供給し、電力変換装置１から供給される直流電力によって充電される。バッテリ５の電圧は、例えば２４０Ｖ～４００Ｖの間で変動し、それよりも高い電圧が入力されることで充電される。

　モータジェネレータ６は、例えば永久磁石同期電動機で構成される。モータジェネレータ６は、電力変換装置１から供給される交流電力によって駆動される。モータジェネレータ６が駆動することで、図示しない車両の駆動輪が回転駆動して車両が走行する。モータジェネレータ６は、車両が減速するときには発電機として機能し、回生電力を発生させる。

　図２は、電力変換装置１の構成を説明する平面の断面図であり、図３は、電力変換装置１の構成を説明する側面の断面図である。

　電力変換装置１は、図２及び図３に示すように、コンデンサモジュール１０と、パワーモジュール２０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０と、充電装置４０と、充電・ＤＣ／ＤＣコントローラ５０と、インバータコントローラ７０と、これらを収容する箱型のケース２内と、を備える。これらの各部は、バスバー又は配線により電気的に接続される。

　ケース２は、図３に示すように、底部２ｃを有し上方が開口する下ケース２ｂと、下ケース２ｂの開口を閉塞する上ケース２ａと、によって箱型に構成される。

　下ケース２ｂ内には、パワーモジュール２０，ＤＣ／ＤＣコンバータ３０，及び充電装置４０が底部２ｃに当接するように設けられ、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、パワーモジュール２０と充電装置４０との間に配置される。下ケース２ｂ内には、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の上方を跨ぐようにコンデンサモジュール１０が配置される。パワーモジュール２０の上面にはドライバ基板２１が配置され、ドライバ基板２１の上方にはインバータコントローラ７０が配置される。充電装置４０の上方には、充電・ＤＣ／ＤＣコントローラ５０が配置される。なお、コンデンサモジュール１０は、図示しない脚部を有し、当該脚部が下ケース２ｂに取り付けられることでケース２内に取り付けられる。

　下ケース２ｂの底部２ｃの内部には、冷却水流路４（冷却媒体流路）が形成される。冷却水流路４には冷却水（冷却媒体）が流通し、冷却水は、冷却水流路４の直上に載置されるパワーモジュール２０，ＤＣ／ＤＣコンバータ３０，及び充電装置４０を冷却する。ここで、図４から図６を参照して冷却水流路４について説明する。

　図４は、冷却水の循環流路７について説明する構成図である。

　ケース２には、図４に示すように、冷却水流路４に外部から冷却水を供給する供給流路９４と、充電装置冷却部９３から外部に冷却水を排出する排出流路９５と、が設けられる。

　冷却水流路４を流通した冷却水は、排出流路９５を介して外部に接続された循環流路７に排出される。循環流路７に排出された冷却水は、車両の最前部に配設されるサブラジエータ８によって冷却される。サブラジエータ８によって冷却された冷却水は、供給流路９４を介して冷却水流路４に供給される。循環流路７におけるサブラジエータ８と供給流路９４との間には、循環流路７及び冷却水流路４に冷却水を循環させるウォーターポンプ９が設けられる。

　供給流路９４及び排出流路９５は、車両の前方を向くようにケース２に配置される。これにより、サブラジエータ８と冷却水流路４との距離を最短にすることができる。

　図５は、冷却水流路４を説明する図であり、図３におけるＶ－Ｖ線に沿う断面図である。

　図５に示すように、冷却水流路４は、パワーモジュール２０に沿って形成されるパワーモジュール冷却部９１と、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０に沿って形成されるＤＣ／ＤＣコンバータ冷却部９２と、充電装置４０に沿って形成される充電装置冷却部９３と、を有する。パワーモジュール冷却部９１と、ＤＣ／ＤＣコンバータ冷却部９２と、充電装置冷却部９３とは、冷却水流路４に直列に配列される。

　冷却水流路４を流通する冷却水は、供給流路９４から供給され、パワーモジュール２０を冷却して、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０を冷却して、充電装置４０を冷却した後に、排出流路９５から外部の循環流路７へと排出される。排出流路９５から循環流路７へと排出された冷却水は、図４に示すサブラジエータ８によって冷却され、供給流路９４から冷却水流路４へと再度供給される。

　ここで、パワーモジュール２０は車両の走行時に動作するのに対して、充電装置４０は車両の停止時に動作する。そのため、充電装置４０の冷却が必要である場合に、パワーモジュール２０の冷却によって冷却水が高温となることを回避できる。したがって、パワーモジュール冷却部９１及び充電装置冷却部９３が冷却水流路４に直列に配置されていても、冷却水は、パワーモジュール２０及び充電装置４０の両方を十分に冷却できる。また、パワーモジュール冷却部９１及び充電装置冷却部９３は、冷却水流路４に直列に配列されるので、冷却水の流路を個別に複数設ける必要がなく、簡素な冷却水流路４の構成で電力変換装置１を冷却することができる。

　なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、パワーモジュール２０や充電装置４０と同時に動作するものであるが、パワーモジュール２０や充電装置４０と比較すると発熱量が小さい。そのため、ＤＣ／ＤＣコンバータ冷却部９２が冷却水流路４に直列に配列されていても、電力変換装置１の冷却効率への影響はない。

　図６は、冷却水流路４を説明する図であり、図３におけるＶＩ－ＶＩ線に沿った断面図である。

　図６に示すように、パワーモジュール冷却部９１は、パワーモジュール２０に臨む面が開口して形成され流通する冷却水によってパワーモジュール２０を直接冷却する上部冷却部９１ａと、供給流路９４から供給される冷却水を上方の上部冷却部９１ａに導く上昇接続部９１ｂと、上部冷却部９１ａを流通した冷却水を下方のＤＣ／ＤＣコンバータ冷却部９２に導く下降接続部９１ｃと、を有する。

　図５及び図６に示すように、供給流路９４の流路面積はパワーモジュール冷却部９１の流路面積と比較して小さい。しかしながら、供給流路９４から供給された冷却水は、上昇接続部９１ｂの壁部にぶつかって上昇する際に、パワーモジュール冷却部９１の幅方向（図５では左右方向）いっぱいに拡がる。よって、上昇接続部９１ｂが設けられることで、上部冷却部９１ａの一部に冷却水が偏ることが防止されるので、パワーモジュール２０全体を満遍なく冷却することができる。

　図６に示すように、パワーモジュール２０の下面には、複数のヒートシンク２０ａが突設される。上部冷却部９１ａを流通する冷却水は、パワーモジュール２０の下面とヒートシンク２０ａとに接触して、パワーモジュール２０を直接冷却する。また、パワーモジュール冷却部９１には、供給流路９４から導かれた冷却水が最初に供給される。よって、パワーモジュール冷却部９１には、冷却水流路４の中で最も低温の状態で冷却水が流通する。これにより、電力変換装置１の中でも最も発熱量の大きなパワーモジュール２０を効率的に冷却することができる。

　図５に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ冷却部９２は、パワーモジュール冷却部９１から第１接続部９６を介して逆方向に折り返される。これにより、パワーモジュール冷却部９１における冷却水の流れ方向とＤＣ／ＤＣコンバータ冷却部９２における冷却水の流れ方向とは、互いに対向する向きになる。

　ＤＣ／ＤＣコンバータ冷却部９２は、冷却水の流れ方向に沿って形成される３つのリブ２ｅによって４つの流路に分割される。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ冷却部９２内で冷却水が偏ることが防止されるので、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０全体を満遍なく冷却することができる。

　充電装置冷却部９３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ冷却部９２から第２接続部９７を介して逆方向に折り返される第１冷却部９３ａと、第１冷却部９３ａから排出流路９５に向けて更に逆方向に折り返される第２冷却部９３ｂと、を有する。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ冷却部９２における冷却水の流れ方向と第１冷却部９３ａにおける冷却水の流れ方向とは、互いに対向する向きになる。また、第１冷却部９３ａにおける冷却水の流れ方向と第２冷却部９３ｂにおける冷却水の流れ方向とは、互いに対向する向きになる。

　第１冷却部９３ａと第２冷却部９３ｂとは、充電装置４０上に実装される発熱量の大きな電子部品（図示省略）の配列に沿ってそれぞれ形成される。第１冷却部９３ａは、冷却水の流れ方向に沿って形成されるリブ２ｆによって２つの流路に分割される。第２冷却部９３ｂも同様に、冷却水の流れ方向に沿って形成されるリブ２ｇによって２つの流路に分割される。これにより、充電装置冷却部９３内で冷却水が偏ることが防止されるので、充電装置４０全体を満遍なく冷却することができる。

　また、第１冷却部９３ａから第２冷却部９３ｂが逆方向に折り返されるので、供給流路９４と排出流路９５とを、ケース２の同一の側面に形成することができる。よって、供給流路９４と排出流路９５とのサブラジエータ８に対する距離を短くできるので、冷却水の供給と排出とを短い循環流路７で行うことができる。

　図２及び図３に戻って、電力変換装置１の構成の説明を続ける。

　下ケース２ｂの底部２ｃの外面は、図３に示すように、モータジェネレータ６に臨む。下ケース２ｂの底部２ｃは、後述する出力バスバー（三相バスバー）２４が挿通する貫通孔３を有する。貫通孔３は、下ケース２ｂにおける冷却水流路４が形成される領域の外に形成される。よって、冷却水流路４が形成される領域内に貫通孔３を形成する場合と比較して、貫通孔３のためにシール等を設ける必要がないので、下ケース２ｂを小型化できると共に、冷却水の密封性を確保できる。

　コンデンサモジュール１０は、複数のコンデンサ素子（コンデンサ）によって構成され、第１バスバー１１，第２バスバー１２，及び電力配線１３を備える。第１バスバー１１，第２バスバー１２，及び電力配線１３は、コンデンサモジュール１０の内部にて、正極と負極とを共用する。コンデンサモジュール１０は、例えばバッテリ５から供給される直流電力の電圧やモータジェネレータ６からパワーモジュール２０を介して回生される回生電力の電圧を平滑化する。このように、コンデンサモジュール１０は、電圧を平滑化することで、ノイズの除去や電圧変動の抑制を行う。

　パワーモジュール２０は、ドライバ基板２１と、図示しない複数のパワー素子と、を有する。ドライバ基板２１は、後述するインバータコントローラ７０からの信号に基づいて、パワーモジュール２０のパワー素子のＯＮ／ＯＦＦを制御する。また、パワーモジュール２０は、電流センサ２２と、出力バスバー２４と、に接続される。電流センサ２２は、出力バスバー２４に取り付けられて出力バスバー２４の電流を検出するセンサである。出力バスバー２４は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相からなる三相のバスバーとしてパワーモジュール２０のＵ相、Ｖ相、Ｗ相からなる三相交流端子のそれぞれに直接接続され、モータジェネレータ６に三相交流電力を出力する。パワーモジュール２０は、ドライバ基板２１にパワー素子のＯＮ／ＯＦＦが制御されることによって、バッテリ５からの直流電力、又はモータジェネレータ６からの交流電力をそれぞれ変換する。

　ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、バスバー３１を介して車両側コネクタ８２に接続される。車両側コネクタ８２には、車両の各部にＤＣ／ＤＣコンバータ３０が出力する直流電源を供給するハーネス等が接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、バッテリ５から供給される直流電力の電圧を変換して、他の機器へと供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、バッテリ５の直流電力（例えば４００Ｖ）を１２Ｖの直流電力に降圧する。降圧された直流電力は、車両に設けられるコントローラや、照明，ファン等の電源として供給される。ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、第２バスバー１２を介してコンデンサモジュール１０及びバッテリ５に接続される。

　充電装置４０は、普通充電コネクタ８１を介して車両の外部から供給される商用電源の交流電力（例えば交流２００Ｖ）を直流電力（例えば直流５００Ｖ）に変換する。充電装置４０により変換された直流電力は、電力配線１３からコンデンサモジュール１０を介してバッテリ５に供給される。これによりバッテリ５が充電される。

　以上のように構成される電力変換装置１では、パワーモジュール２０，ＤＣ／ＤＣコンバータ３０，及び充電装置４０が、コンデンサモジュール１０に隣接して配置され、第１バスバー１１，第２バスバー１２，及び電力配線１３によりそれぞれ接続される。よって、パワーモジュール２０，ＤＣ／ＤＣコンバータ３０，及び充電装置４０とコンデンサモジュール１０とのそれぞれの距離を短くできる。したがって、直流電力の経路での抵抗（Ｒ［Ω］）やインダクタンス（Ｌ［Ｈ］）を小さくすることができ、電力の損失を少なくすることができる。

　また、コンデンサモジュール１０は、発熱量が多いパワーモジュール２０と充電装置４０との間に配置される。よって、パワーモジュール２０と充電装置４０とで互いに熱による影響を与えることを抑制できる。特に、パワーモジュール２０の動作（モータジェネレータ６の力行及び回生）と、充電装置４０の動作（普通充電コネクタ８１を介して接続される外部コネクタからのバッテリ５の充電）と、は同時に実行されることがないので、これらの間における熱による影響を排除することができる。

　充電・ＤＣ／ＤＣコントローラ５０は、車両の図示しないコントローラからの指示に基づいて、電力変換装置１によるモータジェネレータ６の駆動及びバッテリ５の充電を制御する。バッテリ５の充電には、充電装置４０を介した普通充電コネクタ８１からの充電、又は充電装置４０を介さない急速充電コネクタ６３からの充電が、充電・ＤＣ／ＤＣコントローラ５０によって選択される。

　インバータコントローラ７０は、図１に示すように、車両の図示しないコントローラからの指示及び後述する電流センサ２２で検出したパワーモジュール２０の出力バスバー２４の電流値に基づいて、パワーモジュール２０を動作させる信号をドライバ基板２１に出力する。

　これらのインバータコントローラ７０，パワーモジュール２０，及びコンデンサモジュール１０によって、直流電力と交流電力とを相互に変換するインバータモジュールが構成される。

　インバータコントローラ７０の側方には、図２に示すように、リレーコントローラ６０が配置される。リレーコントローラ６０は、充電・ＤＣ／ＤＣコントローラ５０によって制御され、リレー６１の接点を開閉制御する。リレー６１は、正側リレー６１ａと負側リレー６１ｂとによって構成される。リレー６１は、急速充電コネクタ６３に図示しない充電用の外部コネクタが接続された場合に接点が開いて接続され、急速充電コネクタ６３から供給される直流電力（例えば５００Ｖ）を第２バスバー１２へと供給する。供給された直流電力によりバッテリ５が充電される。

　コンデンサモジュール１０の第１バスバー１１は、図２及び図３に示すように、コンデンサモジュール１０の一方の側面から側方に突出し、直接螺合等によってパワーモジュール２０に接続される。第１バスバー１１は、正極と負極とを一対とする三組のバスバーからなる。

　コンデンサモジュール１０の第２バスバー１２は、図３に示すように、コンデンサモジュール１０の底面から下方に突出し、直接螺合等によってＤＣ／ＤＣコンバータ３０に接続される。また、第２バスバー１２は、図２に示すように、正極と負極とを一対とする一組のバスバーからなり、リレー６１の正側リレー６１ａ及び負側リレー６１ｂに正極と負極とがそれぞれ接続される。さらに、第２バスバー１２は、バッテリ５に接続されるバッテリ側コネクタ５１と、電動コンプレッサに接続されるコンプレッサ側コネクタ５２と、にバスバー１４を介して接続される。

　コンデンサモジュール１０の電力配線１３は、図２及び図３に示すようにコンデンサモジュール１０における第１バスバー１１が突出する側面の反対面から引き出される柔軟な可撓性ケーブルであり、充電装置４０に接続される。充電装置４０は、普通充電コネクタ８１にバスバー４１を介して接続される。

　充電・ＤＣ／ＤＣコントローラ５０及び信号線コネクタ６５は、図２及び図３に示すように、信号線５５によって接続される。信号線コネクタ６５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０，充電装置４０，充電・ＤＣ／ＤＣコントローラ５０，及びインバータコントローラ７０に接続される信号線５５を、ケース２の外部との間で接続可能にする。

　また、充電・ＤＣ／ＤＣコントローラ５０及びリレーコントローラ６０は、信号線５５とともに同梱される信号線６２によって接続される。

　信号線５５及び信号線６２は、コンデンサモジュール１０の上面を通過して充電・ＤＣ／ＤＣコントローラ５０のコネクタ５６に接続される。コンデンサモジュール１０の上面には、信号線５５及び信号線６２を支持する複数のガイド部５８が形成される。

　パワーモジュール２０の出力バスバー２４は、図３に示すように、パワーモジュール端子（接続端子）２５と、モータ端子（負荷端子）２６と、を有する。

　出力バスバー２４のパワーモジュール端子２５は、パワーモジュール２０のＤＣ／ＤＣコンバータ３０と対向する側面の反対面に複数接続される。パワーモジュール２０は、出力バスバー２４の側方に位置する。パワーモジュール端子２５には、図７に示すように、共締め孔２５ａが形成される。

　出力バスバー２４のモータ端子２６は、図３に示すように、出力バスバー２４の下方に位置するモータジェネレータ６に接続される。モータ端子２６は、パワーモジュール端子２５に対して直角に交差するように形成される。モータ端子２６の先端は、ケース２の底部２ｃの貫通孔３を挿通して外部に露出する。これにより、モータ端子２６が図示しないハーネス等を介してモータジェネレータ６に接続可能になる。

　このように、パワーモジュール２０と出力バスバー２４とを収容するケース２は、出力バスバー２４が挿通する貫通孔３を有するので、上ケース２ａが取り外されたケース２にパワーモジュール２０と出力バスバー２４とを組み付けるだけで、出力バスバー２４が貫通孔３を挿通してケース２から突出する。したがって、ケース２を反転させる必要がないので、電力変換装置１の組み立ての際の作業性を向上させることができる。

　図７は、電力変換装置１における出力バスバー２４の斜視図であり、図８は、電力変換装置１における出力バスバー２４の平面図である。

　出力バスバー２４は、図７に示すように、バスバーホルダ２３によって保持される。バスバーホルダ２３は、出力バスバー２４を保持するバスバー保持部２３ａと、電流センサ２２が内部に取り付けられた状態でバスバー保持部２３ａ内に係合されるセンサ部２３ｂと、から構成される。出力バスバー２４のパワーモジュール端子２５及びモータ端子２６は、図７に破線で示すように、バスバーホルダ２３の内部で電気的に接続される。

　バスバー保持部２３ａは、ケース２に取り付けられる一対の取付部としての脚部２３ｃを有する。脚部２３ｃは、ケース２に当接する底面２３ｄと、出力バスバー２４をケース２に締結するための締結孔２３ｅと、図８に示すように脚部２３ｃの両側側方にそれぞれ突出するように形成された二組のガイド２３ｆと、を有する。ガイド２３ｆは、出力バスバー２４が貫通する方向に延在するリブ状に形成される。

　図９Ａは、出力バスバー２４を保持するバスバーホルダ２３をケース２内に配置する前の電力変換装置１の斜視図であり、図９Ｂは、出力バスバー２４を保持するバスバーホルダ２３をケース２内に配置した後の電力変換装置１の斜視図である。また、図１０は、図９ＢのＸ－Ｘ線に沿うケース２及びバスバーホルダ２３の断面図である。なお、図９Ａ及び図９Ｂでは、ケース２，出力バスバー２４を保持するバスバーホルダ２３，及びパワーモジュール２０以外の電力変換装置１の構成を省略している。

　図９Ａ及び図９Ｂに示すように、パワーモジュール２０がケース２の底部２ｃに当接するように配置された後、バスバーホルダ２３がパワーモジュール２０とケース２の側部との間に上方から挿入される。バスバーホルダ２３の挿入は、図１０に示すように、脚部２３ｃの底面２３ｄがケース２の底部２ｃに当接するまで行われる。このように、ケース２の底部２ｃには、パワーモジュール２０，出力バスバー２４及びバスバーホルダ２３が設けられる

　バスバーホルダ２３は、ケース２内に挿入される際に、脚部２３ｃに形成された二組のガイド２３ｆに案内されることによって位置が規定される。具体的には、バスバーホルダ２３は、一組のガイド２３ｆのうちケース２に向かって突出するガイドによってケース２に対する位置が規定され、パワーモジュール２０に向かって突出するガイドによって、パワーモジュール２０に対する位置が規定される。ガイド２３ｆは、出力バスバー２４が貫通する方向に延在するリブ状に形成されているので、ガイド２３ｆをケース２の側部等に引っ掛けることなく、バスバーホルダ２３をケース２内に挿入することができる。そのため、ガイド２３ｆによって、バスバーホルダ２３をケース２内の一定の場所に安定して配置することができる。

　バスバーホルダ２３の挿入が完了すると、出力バスバー２４のパワーモジュール端子２５は、パワーモジュール２０の三相交流端子の上部に当接し重なる。その後、パワーモジュール端子２５と三相交流端子とは、パワーモジュール端子２５の共締め孔２５ａを挿通する図示しないねじによって締結される。したがって、出力バスバー２４とパワーモジュール２０との接続を容易に行うことができる。

　バスバーホルダ２３の挿入後、バスバーホルダ２３は、締結孔２３ｅを挿通する図示しないねじによってケース２に締結される。

　このように、パワーモジュール２０と出力バスバー２４とを収容するケース２は、出力バスバー２４が挿通する貫通孔３を有するので、上ケース２ａが取り外されたケース２にパワーモジュール２０と出力バスバー２４とを組み付けるだけで、出力バスバー２４が貫通孔３を挿通してケース２から突出する。

　以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。

　ケース２内に出力バスバー２４とパワーモジュール２０とを収容するだけで、パワーモジュール２０の三相交流端子上に出力バスバー２４の対応するパワーモジュール端子２５がそれぞれ位置するので、複数のパワーモジュール端子２５を三相交流端子にそのまま一度に組み付けることができる。したがって、出力バスバー２４とパワーモジュール２０との接続を容易に行うことができ、電力変換装置１の組み立ての際の作業性を向上させることができる。

　また、バスバーホルダ２３は、ケース２の底部２ｃに取り付けられて複数のパワーモジュール端子２５とモータ端子２６とをケース２に固定する脚部２３ｃを有する。複数のパワーモジュール端子２５は、脚部２３ｃがケース２の底部２ｃに取り付けられた際に、パワーモジュール２０の三相交流端子上に位置する。これによって、出力バスバー２４をケース２に取り付け、互いに重なったパワーモジュール端子２５と三相交流端子とを接続するだけで、出力バスバー２４とパワーモジュール２０との接続が完了する。したがって、出力バスバー２４とパワーモジュール２０との組み立て性を向上させることができる。

　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

　例えば、上記した実施形態では、バスバーホルダ２３の挿入は、脚部２３ｃの底面２３ｄがケース２の底部２ｃに当接するまで行われたが、脚部２３ｃに限らずバスバーホルダ２３の一部がケース２の一部に当接するまで行われることとしてもよい。

　図１１は、本発明の実施形態の変形例に係るケース２０２及びバスバーホルダ２２３の断面図である。

　図１１に示すように、バスバーホルダ２２３は取付部としての幅広な腕部２２３ｇを備え、ケース２０２は、腕部２２３ｇを挿入可能な段部２０２ｄを備える。腕部２２３ｇがケース２０２の段部２０２ｄの上面に当接するまでバスバーホルダ２２３の挿入が行われた後、腕部２２３ｇが段部２０２ｄに取り付けられことで、バスバーホルダ２２３はケース２０２に固定される。バスバーホルダ２２３の挿入が完了すると、出力バスバー２４のパワーモジュール端子２５は、パワーモジュール２０の三相交流端子の上部に当接し重なる。

　このような態様によっても、脚部２３ｃの代わりに腕部２２３ｇによって、バスバーホルダ２２３のケース２０２に対する取付位置を調節することができるので、上記した実施形態と同様の効果を得ることができる。

　また、バスバーホルダ２３のガイド２３ｆに対応する溝をケース２の側部やパワーモジュール２０の側部に設けることとしてもよい。このような態様によっても、バスバーホルダ２３をケース２内の一定の場所に位置させることができる。

　なお、上記実施形態は、適宜組み合わせ可能である。

　本願は、２０１５年５月１８日に日本国特許庁に出願された特願２０１５－１０１０８９及び２０１６年４月２７日に日本国特許庁に出願された特願２０１６－０８９２２４に基づく優先権を主張し、これらの出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims

　直流電力を三相交流電力に変換し、三相交流端子から三相交流電力を出力するパワーモジュールと、
　前記パワーモジュールに接続される複数の接続端子と、前記複数の接続端子と交差する方向に形成され外部負荷に接続される負荷端子と、を有する三相バスバーと、
　前記三相バスバーを保持するバスバーホルダと、
　前記三相バスバーが貫通する貫通孔を有し、前記パワーモジュール、前記三相バスバー及び前記バスバーホルダを収容するケースと、を備え、
　前記三相交流端子は、前記パワーモジュール上に並んで配置され、
　前記複数の接続端子は、前記三相交流端子に対応するように前記三相バスバーにそれぞれ形成され、前記ケース内に前記三相バスバーと前記パワーモジュールとを収容した際に前記三相交流端子上に位置する電力変換装置。
　請求項１に記載の電力変換装置であって、
　前記バスバーホルダは、前記ケースの一部に取り付けられて前記複数の接続端子と前記負荷端子とを前記ケースに固定する取付部をさらに有し、
　前記複数の接続端子は、前記取付部が前記ケースの前記一部に取り付けられた際に、前記三相交流端子上に位置する電力変換装置。
　請求項２に記載の電力変換装置であって、
　前記取付部は、前記バスバーホルダの前記ケースに対する位置を規定するガイドを有する電力変換装置。
　請求項３に記載の電力変換装置であって、
　前記ガイドは、前記三相バスバーが貫通する方向に延在するリブである電力変換装置。
　請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の電力変換装置であって、
　前記負荷端子は、前記三相バスバーが前記貫通孔を挿通して前記ケースの外部に露出する電力変換装置。
　請求項５に記載の電力変換装置であって、
　前記ケースは、前記パワーモジュールを冷却するための冷却媒体が流通する冷却媒体流路を有し、
　前記貫通孔は、前記ケースの前記冷却媒体流路が設けられる領域の外に形成される電力変換装置。
　請求項６に記載の電力変換装置であって、
　前記ケースは、前記パワーモジュール、前記三相バスバー及び前記バスバーホルダが設けられる底部を有する箱型に形成され、
　前記冷却媒体流路は、前記底部の内部に形成される電力変換装置。
　請求項６又は請求項７に記載の電力変換装置であって、
　前記パワーモジュールを挟んで前記三相バスバーと対向して設けられ、蓄電装置から供給される直流電圧を変換するＤＣ／ＤＣコンバータと、
　前記ＤＣ／ＤＣコンバータを挟んで前記パワーモジュールと対向して設けられ、外部コネクタを介して供給される三相交流電力を直流電力に変換して前記蓄電装置に充電させる充電装置と、を更に備える電力変換装置。
　請求項８に記載の電力変換装置であって、
　前記冷却媒体流路を流通する冷却媒体は、前記パワーモジュールを冷却して前記ＤＣ／ＤＣコンバータを冷却して前記充電装置を冷却した後に外部へと排出される電力変換装置。
　請求項８又は９に記載の電力変換装置であって、
　前記ＤＣ／ＤＣコンバータの上方を跨ぐように前記ケースに取り付けられ前記蓄電装置から供給される電圧を平滑化するコンデンサを有するコンデンサモジュールを更に備える電力変換装置。
　請求項５から請求項１０のいずれか一つに記載の電力変換装置であって、
　前記貫通孔が形成される前記ケースの外面は前記外部負荷に臨む電力変換装置。