WO2018180897A1 - インバータユニット - Google Patents

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WO2018180897A1
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capacitor
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negative electrode
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鈴木丈元
新田優
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Aisin AW Co Ltd
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    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using DC to AC converters or inverters

Definitions

  • the present invention relates to an inverter unit including a switching element unit that forms an inverter circuit and a capacitor unit that smoothes a voltage on the DC side of the inverter circuit.
  • Patent Document 1 showing a document number below discloses a power conversion device in which a capacitor module (300) and a power module (500) are integrated (FIGS. 33A to 33C, etc.).
  • the reference numerals in parentheses are those of the reference document.
  • a flat plate-like power module (500) is laminated on a rectangular parallelepiped capacitor module (300) with a cooling water channel formation body (220) interposed therebetween.
  • the area of the power module (500) is smaller than the area of the capacitor module (300).
  • the flat conductor (301) extends from the position where the capacitor module (300) and the power module (500) do not overlap when viewed in the stacking direction toward the power module (500). .
  • the flat conductor (301) extends to a position overlapping the power module (500) when viewed in the direction orthogonal to the stacking direction, and is connected to the power module (301).
  • the capacitor module (300) does not overlap with the power module (500), and the capacitor module (300) and the power module (500) are connected via the flat plate conductor (301). Electrically connected.
  • the area of the power module (500) is smaller than the area of the capacitor module (300) in plan view, but a flat plate for connection to the capacitor module (300) is located beside the power module (500).
  • a conductor (301) is located. Since the flat conductor (301) extends from the capacitor module (300) along the stacking direction, it cannot be said that the impedance of the flat conductor (301) such as inductance and electrical resistance is sufficiently reduced. .
  • the inverter unit in view of the above includes a switching element unit that has a plurality of switching elements and forms an inverter circuit that converts power between direct current and alternating current, and a voltage on the direct current side of the inverter circuit.
  • An inverter unit comprising a capacitor unit for smoothing The capacitor unit includes a first portion having a first length in a first direction which is a direction orthogonal to a reference plane of the inverter unit, and a first portion having a length in the first direction shorter than the first length.
  • the switching element unit is seen in the first direction, overlapping the second part, and seen in the second direction, which is an alignment direction along the reference plane of the first part and the second part,
  • the first portion overlaps with the first portion.
  • the second portion of the capacitor unit and the switching element unit overlap when viewed in the first direction, and the switching element unit is stacked on the capacitor unit with the first direction as a so-called stacking direction.
  • the first portion of the capacitor unit and the switching element unit overlap each other when viewed in the second direction, and are orthogonal to the side of the switching element unit disposed on the capacitor unit (stacking direction (first direction)).
  • the space in the lateral direction (second direction) is effectively used.
  • the switching element unit can be disposed along the second direction so as to be adjacent to the first portion of the capacitor unit, the switching element unit and the capacitor unit can be electrically connected at a short distance. it can.
  • impedances such as an inductance and electrical resistance at the time of electrically connecting a switching element unit and a capacitor unit
  • impedances such as an inductance and electrical resistance at the time of electrically connecting a switching element unit and a capacitor unit
  • FIG. 1 is an external perspective view of the inverter unit 1
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the inverter unit 1
  • FIG. 3 is a schematic circuit block diagram of the inverter unit 1.
  • the inverter unit 1 includes a control unit 2, a switching element unit 3, and a capacitor unit 4 accommodated in a capacitor case 7, which are stacked in a first direction D ⁇ b> 1 (stacking direction). It is configured.
  • the switching element unit 3 includes a plurality of switching elements 30, and is connected to a rotating electrical machine 80 that serves as a driving force source of the vehicle and a DC power source 11, and is connected between DC and AC.
  • the control unit 2 includes an inverter control device 20 that generates a control signal for switching control of a plurality of switching elements 30 included in the inverter circuit 10, and a drive circuit 21 that relays the control signal by adding a driving force.
  • the capacitor unit 4 is a smoothing capacitor (DC link capacitor) that smoothes the DC link voltage Vdc, which is a DC side voltage of the inverter circuit 10.
  • the capacitor unit 4 includes a first portion 41 having a first length L1 in the first direction D1, which is a direction orthogonal to the reference plane R1 of the inverter unit 1, and a first direction D1.
  • the second length L2 is shorter than the first length L1.
  • the 1st part 41 and the 2nd part 42 are arrange
  • the switching element unit 3 overlaps with the second portion 42 as viewed in the first direction D1, and the first portion 41 and the second portion 42 are arranged along the reference plane R1.
  • the first portion 41 is disposed so as to overlap.
  • the capacitor unit 4 may be formed by one capacitor element 40. However, since the capacitor unit 4 has two portions having different lengths in the first direction D1 as described above, the capacitor unit 4 may be formed by a plurality of capacitor elements 40. Good.
  • FIGS. 6 to 8 exemplify forms having a plurality of capacitor elements 40. 6 to 8 show the arrangement of the capacitor elements 40 viewed along the third direction D3 orthogonal to the first direction D1 and the second direction D2, and the lower stage shows the capacitor elements viewed along the first direction. 40 arrangements are shown.
  • FIG. 6 illustrates a form in which the capacitor unit 4 is formed by having two first portions 41 and four second portions 42.
  • the capacitor unit 4 exemplifying a detailed configuration with reference to FIGS. 4 and 5 will be described below according to the embodiment shown in FIG.
  • Reference numerals 41a and 41b correspond to the first parts 41 having the same reference numerals in FIG. 2, FIG. 4,
  • FIG. Reference numerals 42a, 42b, and 42c correspond to the second portions 42 having the same reference numerals in FIG. 2, FIG. 4,
  • FIG. FIG. 7 illustrates a configuration in which the capacitor unit 4 is formed having two first portions 41 and five second portions 42.
  • reference numerals 41a and 41b corresponding to the first parts 41 having the same reference numerals in FIGS.
  • FIG. 8 illustrates a form in which the first portion 41 and the second portion 42 are formed in one capacitor element 40, and the capacitor unit 4 is formed by a plurality of capacitor elements 40.
  • the reference numerals 41a and 41b correspond to the first parts 41 having the same reference numerals in FIG. 2, FIG. 4, FIG. 5, etc.
  • the reference signs 42a, 42b, 42c are the same in FIG. This corresponds to the second part 42 of the code.
  • the capacitor unit 4 has a plurality of first and second portions 41 and 2 arranged as follows. It may be formed with the capacitor element 40. That is, the capacitor unit 4 includes a first portion 41 having a first length L1 in the first direction D1, and a second portion 42 having a second length L2 in the first direction D1, If the first portion 41 and the second portion 42 are disposed adjacent to each other along the reference plane R1, the first portion 41 and the second portion 42 may be formed of a single element (40) or a plurality of elements (40). Good.
  • the capacitor unit 40 When the capacitor unit 40 is formed by housing the capacitor element 40 in a case or cover, the length of the capacitor element 40 itself housed in the capacitor unit 4 in the first direction D1 is the same.
  • the capacitor unit 4 can be formed so that the first length L1 is longer than the second length L2 in the appearance of the capacitor unit 4. However, such a form is not included in the capacitor unit 4 of the present embodiment.
  • Impedances such as electrical resistance and inductance may increase. This may reduce the electrical characteristics of the inverter unit 1.
  • the length in the first direction D1 of the capacitor element 40 in the capacitor unit 4 in the first portion 41 is equal to the first direction of the capacitor element 40 in the second portion 42.
  • the target is longer than the length of D1.
  • the inverter unit 1 drives and controls the rotating electrical machine 80 via the inverter circuit 10.
  • the rotating electrical machine 80 as a vehicle driving force source is a rotating electrical machine that operates by a plurality of phases of alternating current (here, three-phase alternating current), and can function as both an electric motor and a generator.
  • the inverter circuit 10 is connected to the DC power supply 11 and the AC rotating electrical machine 80 and performs power conversion between the DC and a plurality of phases of AC (here, three-phase AC).
  • the DC power supply 11 is a high-voltage and large-capacity DC power supply such as a secondary battery (battery) such as a nickel metal hydride battery or a lithium ion battery, or an electric double layer capacitor, and the rated power supply voltage is 200 to 400, for example. [V].
  • the rotating electrical machine 80 converts the electric power from the DC power source 11 into power through the inverter circuit 10 (power running). Alternatively, the rotating electrical machine 80 converts rotational driving force transmitted from an internal combustion engine (not shown) and wheels into electric power, and charges the DC power supply 11 via the inverter circuit 10 (regeneration).
  • the inverter circuit 10 includes a plurality of switching elements 30.
  • the switching element 30 includes an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), a power MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Semiconductor Field Field Effect Transistor), a SiC MOSFET (Silicon Carbide Metal Metal Oxide Semiconductor Semiconductor FET), a SiC SIT (SiC-Static Inductor Transistor, SiC-SIT).
  • -It is preferable to apply a power semiconductor element capable of operating at a high frequency such as a MOSFET (Gallium Nitride-MOSFET).
  • FIG. 3 illustrates a form in which an IGBT is used as the switching element 30.
  • two switching elements 30 are connected in series between the DC positive electrode side (positive electrode P) and the DC negative electrode side (negative electrode N) of the inverter circuit 10 to constitute one arm 30A.
  • this series circuit (one arm 30A) is connected in parallel with three lines (three phases). That is, a bridge circuit in which a set of series circuits (arms) corresponds to each of the stator coils 81 corresponding to the U phase, V phase, and W phase of the rotating electrical machine 80 is configured.
  • a free wheel diode 35 is connected to each switching element 30 in parallel with the direction from the lower side to the upper side as a forward direction.
  • the intermediate point of the series circuit (arm 30A) by the switching elements 30 of each phase that is, the switching element 30 on the positive electrode P side (upper switching element 31) and the switching element 30 on the negative electrode N side (lower switching)
  • the connection point with the element 32) is connected to the three-phase stator coil 81 of the rotating electrical machine 80.
  • the inverter circuit 10 having a plurality of such switching elements 30 is often configured as a unit called IPM (Intelligent Power Module) or IPD (Intelligent Power Device).
  • the switching element unit 3 of this embodiment is such an IPM or IPD.
  • IPM Intelligent Power Module
  • IPD Intelligent Power Device
  • the switching element unit 3 is such an IPM or IPD.
  • an example in which the three-phase arm 30A is configured as one switching element unit 3 is illustrated, but one IPM or IPD forms a one-phase arm 30A, and a plurality of IPMs or IPDs
  • the switching element unit 3 may be configured.
  • the inverter circuit 10 is controlled by an inverter control device (INV-CTRL) 20.
  • the inverter control device 20 is constructed using a logic circuit such as a microcomputer as a core member.
  • the inverter control device 20 receives a request signal from another control device such as the vehicle control device (VHL-CTRL) 100, which is one of the highest control devices of the vehicle, via a CAN (Controller (Area Network).
  • VHL-CTRL vehicle control device
  • CAN Controller (Area Network
  • the actual current flowing through the stator coil 81 of each phase of the rotating electrical machine 80 is detected by the current sensor 12, and the magnetic pole position at each time point of the rotor of the rotating electrical machine 80 is detected by the rotation sensor 13 such as a resolver. Obtains these detection results.
  • the inverter control device 20 performs current feedback control using the detection results of the current sensor 12 and the rotation sensor 13.
  • the inverter control device 20 is configured to have various functional units for current feedback control, and each functional unit is realized by cooperation of hardware such as a microcomputer and software (program). . Since the current feedback control is known, a detailed description thereof is omitted here.
  • the control terminal (for example, the gate terminal of the IGBT) of each switching element 30 constituting the inverter circuit 10 is connected to the inverter control device 20 via the drive circuit (DRV-CCT) 21 and is individually controlled to be switched.
  • the operating voltage (power supply voltage of the circuit) of the vehicle control device 100 and the inverter control device 20 configured with a microcomputer or the like as the core is, for example, 5 [V] or 3.3 [V], and drives the rotating electrical machine 80. Therefore, the operating voltage (the power supply voltage of the circuit) is greatly different from the high-voltage circuit for the purpose.
  • the inverter control device 20 and the like operate with power supplied from a low-voltage DC power source (not shown) that is a power source having a lower voltage (for example, 12 to 24 [V]) than the DC power source 11. Since the operating voltages are greatly different in this way, the drive circuit 21 has a driving capability of switching control signals (for example, gate driving signals) for the respective switching elements 30 (for example, capability of operating subsequent circuits such as voltage amplitude and output current). Each relay is relayed (amplified). In the control unit 2, an inverter control device 20 and a drive circuit 21 are formed.
  • the capacitor unit 4 is inserted from the side along the second direction D2 into the case body 71 of the capacitor case 7 whose one end side in the second direction D2 is open.
  • a slide cover 74 is attached to an open portion of the case body 71 through which the capacitor unit 4 has passed, and the capacitor unit 4 is accommodated in the capacitor case 7.
  • the capacitor case 7 accommodates all the capacitor elements 40 of the capacitor unit 4 including at least one capacitor element 40.
  • the bottom surface of the case body 71 is used as the reference plane R1 of the inverter unit 1. In a state where the capacitor unit 4 is accommodated in the capacitor case 7, the bottom surface R4 of the capacitor unit 4 substantially coincides with the reference surface R1. Therefore, when viewed from the capacitor unit 4 alone, the bottom surface R4 of the capacitor unit 4 is equivalent to the reference surface.
  • the switching element unit 3 is attached above the capacitor case 7 in which the capacitor unit 4 is accommodated, and the control unit 2 is further attached above the switching element unit 3. That is, the capacitor unit 4, the switching element unit 3, and the control unit 2 are stacked in order along the first direction D1 to form the inverter unit 1.
  • the capacitor case 7 includes a refrigerant flow path 8 through which a refrigerant flows between the switching element unit 3 and the second portion 42 in the first direction D1.
  • a refrigerant flow path 8 through which a refrigerant flows between the switching element unit 3 and the second portion 42 in the first direction D1.
  • cooling fins 3F are formed below the switching element unit 3 (on the capacitor case 7 side along the first direction D1).
  • the switching element unit 3 is cooled by exchanging heat between the refrigerant flowing through the refrigerant flow path 8 and the fins 3F.
  • the capacitor unit 4 is also a member that generates heat.
  • the switching element unit 3 has an AC terminal 3A (U-phase terminal 3U, V-phase terminal 3V, W-phase terminal 3W) for connection to an AC bus bar 93 (see FIG. 1) for connection to the stator coil 81 of the rotating electrical machine 80. , And a DC terminal 3D (positive terminal 3P, negative terminal 3N) connected to the DC link voltage Vdc.
  • the current sensor 12 is attached to the sensor attachment portion 78 of the capacitor case 7.
  • An AC bus bar 93 passes through the current sensor 12, and for example, the current of each phase is detected in a non-contact manner.
  • One end side of the AC bus bar 93 is connected to the AC terminal 3 ⁇ / b> A of the switching element unit 3.
  • An AC connection terminal 95 is formed on the other end side of the AC bus bar 93 and is connected to the stator coil 81. Although details will be described later, the DC terminal 3D (positive terminal 3P, negative terminal 3N) is electrically connected to the first bus bar 5 (first positive bus bar 5P, first negative bus bar 5N) of the capacitor unit 4.
  • the inverter unit 1 is fixed to a vehicle or the like by passing a fastening member through a fixed terminal 97 provided on the AC terminal block 9 and a fixed terminal 98 formed on the capacitor case 7.
  • the capacitor unit 4 includes the first portion 41 having the first length L1 in the first direction D1 and the second portion 42 having the second length L2 in the first direction D1.
  • the first portion 41 and the second portion 42 are disposed adjacent to each other along the reference plane R1.
  • the switching element unit 3 overlaps with the second portion 42 in the first direction D1, and in the second direction D2, which is the alignment direction of the first portion 41 and the second portion 42 along the reference plane R1.
  • the first portion 41 is disposed so as to overlap. That is, as apparent from FIGS. 1 and 2, the first portion 41 of the capacitor unit 4 and the switching element unit 3 overlap each other when viewed in the second direction D2, and the switching disposed on the capacitor unit 4 is performed.
  • the space on the side (second direction D2) of the element unit 3 is effectively used.
  • the switching element unit 3 is disposed so as to be adjacent to the first portion 41 of the capacitor unit 4 along the second direction D2, and electrically connects the switching element unit 3 and the capacitor unit 4 at a short distance. Can be connected.
  • the first bus bar 5 first positive bus bar 5P, first negative bus bar 5N
  • the DC terminal 3D positive terminal 3P, negative electrode
  • the terminal 3N is close and is electrically connected at a short distance. Accordingly, it is possible to reduce impedance such as inductance and electric resistance when the switching element unit 3 and the capacitor unit 4 are electrically connected.
  • the capacitor unit 4 of the present embodiment has a structure capable of reducing the impedance of the capacitor unit 4 itself and the impedance with other components such as the switching element unit 3. Since the reduction of the impedance of the capacitor unit 4 itself has been described above, a structure for reducing the impedance between other parts such as the switching element unit 3, specifically, the terminal arrangement and the like will be described below.
  • FIG. 4 is an external perspective view of the capacitor unit 4 from above
  • FIG. 5 is an external perspective view of the capacitor unit 4 from below.
  • a first positive electrode 41P and a first negative electrode 41N that are positive and negative electrodes of the capacitor unit 4 are formed as side electrodes 41E along side surfaces along the first direction D1, respectively.
  • a second positive electrode formed along one of the first electrode surface E1 and the second electrode surface E2 on one side in the first direction D1.
  • the second positive electrode 42P formed along the second electrode surface E2 is formed on one side in the first direction D1, and the second negative electrode formed along the first electrode surface E1 on the other side.
  • An electrode 42N is formed.
  • the first electrode surface E1 is a surface along the reference surface R1
  • the second electrode surface E2 is a surface that is separated from the first electrode surface E1 by the second length L2 and is parallel to the first electrode surface E1. .
  • the switching element unit 3 includes the positive terminal 3P and the negative terminal 3N as the direct current terminal 3D connected to the positive electrode P and the negative electrode N on the direct current side of the inverter circuit 10. Yes. Further, the capacitor unit 4 connects the DC terminal 3D (positive terminal 3P, negative terminal 3N) of the switching element unit 3 and the side electrode 41E (first positive electrode 41P, first negative electrode 41N) of the first portion 41.
  • the first bus bar 5 is provided.
  • the first bus bar 5 includes a first positive electrode bus bar 5P and a first negative electrode bus bar 5N.
  • the first positive electrode bus bar 5P electrically contacts the first positive electrode 41P and the positive electrode terminal 3P, and the first negative electrode bus bar 5N
  • the first negative electrode 41N and the negative terminal 3N are electrically connected.
  • the side electrode 41E is an electrode along the side surface of the first portion 41 along the first direction D1.
  • each of the first bus bars 5 has a first direction extending portion 51 that extends in the first direction D1 while being in contact with the side surface electrode 41E.
  • the 1st bus-bar 5 has the connection part 52 bent in the 3rd direction D3 from the edge part of the 1st direction extension part 51, respectively.
  • the two first portions 41 (41a, 41b) are divided and arranged at two positions along the third direction D3 with a gap therebetween.
  • the side electrodes 41E of the two first parts 41 (41a, 41b) that are divided are arranged on the first parts 41 (41a, 41b) so as to face each other when viewed in the third direction D3.
  • the two first bus bars 5 are respectively in contact with the side surface electrode 41E, and the two first bus bars 5 are also opposed to each other when viewed in the third direction D3.
  • the connecting portions 52 bent from the end portions of the respective first direction extending portions 51 are bent in directions close to each other.
  • the positive electrode terminal 3P and the negative electrode terminal 3N of the switching element unit 3 are disposed between the two first parts 41 (41a, 41b) that are separately disposed.
  • the positive terminal 3P is fastened and electrically connected to the first positive connection part 52P bent from the end of the first positive bus bar 5P using a fastening member.
  • the negative electrode terminal 3N is fastened and electrically connected to the first negative electrode connection portion 52N bent from the end of the first negative electrode bus bar 5N using a fastening member.
  • the DC terminal 3D (the positive terminal 3P and the negative terminal 3N) of the switching element unit 3 is arranged between the two first portions 41 (41a, 41b), so that the capacitor unit 4 and the switching element unit are arranged. 3 and the space utilization efficiency of the inverter unit 1 is increased. Further, since the side electrode 41E is formed on each of the surfaces where the first portion 41 (41a, 41b) is opposed, the distance between the DC terminal 3D (3P, 3N) of the switching element unit 3 and the side electrode 41E. Is also close.
  • the length of the first bus bar 5 (5P, 5N) that electrically connects the DC terminal 3D (3P, 3N) of the switching element unit 3 and the side surface electrode 41E can be shortened, and the first bus bar 5 (5P , 5N) can also be reduced.
  • the second portion 42 is provided with the second positive electrode 42P formed along the second electrode surface E2 on one side in the first direction D1 as the positive and negative electrodes of the capacitor unit 4, A second negative electrode 42N formed along the first electrode surface E1 is formed on the other side.
  • the capacitor unit 4 has a second positive electrode bus bar 6P electrically connected to the second positive electrode 42P and a second negative electrode bus bar 6N electrically connected to the second negative electrode 42N.
  • the second positive electrode bus bar 6P has a positive electrode flat plate portion 62P formed in a flat plate shape along the electrode surface (the first electrode surface E1 or the second electrode surface E2, here the second electrode surface E2) along which the second positive electrode 42P extends. (Flat plate portion 62).
  • the second negative electrode bus bar 6N has a negative electrode flat plate portion 62N formed in a flat plate shape along the electrode surface (the first electrode surface E1 or the second electrode surface E2, here, the first electrode surface E1) along which the second negative electrode 42N extends. (Flat plate portion 62).
  • the second positive bus bar 6P and the second negative bus bar 6N are collectively referred to as the second bus bar 6.
  • the second positive electrode 42P and the second negative electrode 42N connected to the flat plate portion 62 of the second bus bar 6 can be formed as relatively wide electrodes without being obstructed by the capacitor unit 4 or the switching element unit 3. Therefore, the impedance can be reduced.
  • the flat plate portion 62 of the second bus bar 6 connected to the second positive electrode 42P and the second negative electrode 42N is also formed as a relatively wide conductor in the direction along the reference plane R1. Impedance can be reduced.
  • the first positive bus bar 5P is formed continuously and integrally with the second positive bus bar 6P. More specifically, it is integrally formed continuously with the positive electrode flat plate portion 62P of the second positive electrode bus bar 6P. Further, the first negative electrode bus bar 5N is integrally formed continuously with the second negative electrode bus bar 6N. More specifically, it is integrally formed continuously with the negative electrode flat plate portion 62N of the second negative electrode bus bar 6N.
  • the second bus bar 6 further includes a first partial connection portion 61 that is bent toward the capacitor element 40 along the first direction D1 from the first electrode surface E1 and the second electrode surface E2.
  • the first partial connection portion 61 is formed continuously and integrally with the flat plate portion 62 of the second bus bar 6.
  • the positive electrode first partial connecting portion 61P is integrally formed by bending from the positive electrode flat plate portion 62P of the second positive electrode bus bar 6P.
  • the negative electrode first partial connection portion 61N is integrally formed by bending from the negative electrode flat plate portion 62N of the second negative electrode bus bar 6N.
  • the side electrode 41E formed in the first portion 41 is not formed only on the surface where the two first portions 41 (41a, 41b) are opposed to each other, but in each first portion 41 (41a, 41b). It is formed on both side surfaces in the three directions D3.
  • the positive electrode first partial connection portion 61P and the negative electrode first partial connection portion 61N are electrically connected to the side electrode 41E formed on the surface where the two first portions 41 (41a, 41b) are not opposed to each other. Yes.
  • both the positive and negative electrodes formed as the side electrodes 41E in the first portion 41 are electrically connected to the first direction extending portion 51 of the first bus bar 5 or the first partial connecting portion 61 of the second bus bar 6. ing.
  • the positive and negative electrodes of the second portion 42 are electrically connected to the flat plate portion 62 of the second bus bar 6. Further, the first bus bar 5 and the second bus bar 6 are formed continuously and integrally. Therefore, the positive and negative electrodes of all the parts forming the capacitor unit 4 (the first part 41 and the second part 42 or all the capacitor elements 40) are electrically connected by the continuous bus bar.
  • the capacitor unit 4 can be appropriately connected to the DC side of the inverter circuit 10 so that a potential difference due to impedance does not occur between the first portion 41 and the second portion 42 in the capacitor unit 4. That is, the impedance of the capacitor unit 4 itself is reduced to form a DC link capacitor having excellent electrical characteristics.
  • the connecting portion 52 of the first bus bar 5 is short and is electrically connected to the switching element unit 3 at a position close to the capacitor unit 4. Therefore, the impedance at the connection point between the DC link capacitor and the inverter circuit 10 is also reduced.
  • the flat plate portion 62 of the second bus bar 6 is further integrally formed with a DC power supply connection portion 63 (positive DC power supply connection portion 63P, negative DC power supply connection portion 63N). Has been. Therefore, the impedance at the connection point between the DC link capacitor and the DC power supply 11 is also reduced.
  • the capacitor case 7 has a plate-like protruding portion along the first direction extending portion 51 of each of the first positive electrode bus bar 5P and the first negative electrode bus bar 5N.
  • 79 is preferably provided.
  • FIG. 9 illustrates a form in which the case main body 71 is provided with a plate-like protrusion 79A.
  • FIG. 10 illustrates an example in which a plate-like protrusion 79 ⁇ / b> B is provided on a slide cover 74 attached to the case main body 71.
  • the slide cover 74 is illustrated here, the cover may be attached to the case main body 71 with a fastening member such as a screw.
  • An eddy current is generated in the plate-like protrusion 79 by a magnetic field generated by a current flowing through the first bus bar 5 (the first positive bus bar 5P and the first negative bus bar 5N).
  • the direction of the magnetic field generated by the eddy current is opposite to the direction of the magnetic field generated by the current flowing through the first bus bar 5. That is, the magnetic field generated by the eddy current is in a direction to cancel the magnetic field generated by the current flowing through the first bus bar 5, and the inductance of the first bus bar 5 is reduced by the mutual inductance effect.
  • the inverter unit 1 including the switching element unit 3 and the capacitor unit 4 and having a small size and reduced wiring impedance can be realized.
  • the inverter unit (1) including the capacitor unit (4) for smoothing the DC side voltage (Vdc) is:
  • the capacitor unit (4) includes a first portion (41) having a first length (L1) in a first direction (D1) that is a direction orthogonal to the reference plane (R1) of the inverter unit (1).
  • the switching element unit (3) overlaps with the second part (42) when viewed in the first direction (D1), and the reference of the first part (41) and the second part (42).
  • the first portion (41) is overlapped with the first portion (41) when viewed in the second direction (D2), which is the alignment direction along the surface (R1).
  • the second portion (42) of the capacitor unit (4) and the switching element unit (3) overlap with each other when viewed in the first direction (D1), and the first direction (D1) is so-called laminated.
  • the switching element unit (3) is laminated on the capacitor unit (4).
  • the first part (41) of the capacitor unit (4) and the switching element unit (3) overlap with each other when viewed in the second direction (D2), and the switching element disposed on the capacitor unit (4).
  • a space in the side of the unit (3) (lateral direction (second direction (D2)) orthogonal to the stacking direction (first direction (D1)) is effectively used. That is, the switching element unit (3) can be disposed adjacent to the first portion (41) of the capacitor unit (4) along the second direction (D2).
  • the switching element unit (3) and the capacitor unit (4) can be electrically connected at a short distance. Therefore, it is possible to reduce impedance such as inductance and electric resistance when the switching element unit (3) and the capacitor unit (4) are electrically connected. That is, according to this configuration, the impedance of the wiring of the inverter unit (1) including the switching element unit (3) and the capacitor unit (4) can be reduced.
  • the capacitor unit (4) has a plurality of capacitor elements (40) therein, and the length of the capacitor element (40) in the first portion (41) in the first direction (D1) is It is preferable that the length of the capacitor element (40) in the second portion (42) is longer than the length in the first direction (D1).
  • the capacitor element (40) When the capacitor element (40) is accommodated in the case or cover to form the capacitor unit (4), the capacitor element (40) itself accommodated in the capacitor unit (4) in the first direction (D1). Even if the length is the same, it is possible to form the capacitor unit (4) so that the first length (L1) is longer than the second length (L2) in the appearance of the capacitor unit (4). is there. In this case, for example, it is necessary to connect the capacitor element (40) by a bus bar or the like inside the capacitor unit (4), or to provide a useless space, so that the impedance reduction is limited. For this reason, it is preferable that the capacitor elements (40) exist densely inside the capacitor unit (4).
  • the length in the first direction (D1) in the first portion (41) of the capacitor element (40) existing inside the capacitor unit (4) is the same as that in the first direction (D1) in the second portion (42).
  • the impedance is appropriately reduced.
  • the first portion (41) includes a first positive electrode (41P) and a first negative electrode (41N) which are positive and negative electrodes of the capacitor unit (4), respectively, in the first direction (D1).
  • the switching element unit (3) is connected to the positive electrode (P) and the negative electrode (N) on the DC side of the inverter circuit (10).
  • a first positive electrode bus bar (5P) having a positive electrode terminal (3P) and a negative electrode terminal (3N), and electrically connecting the first positive electrode (41P) and the positive electrode terminal (3P);
  • the first negative electrode bus bar (5N) that electrically connects the electrode (41N) and the negative electrode terminal (3N) respectively extends in the first direction (D1) while being in contact with the side electrode (41E).
  • the side electrode (41E) of the first portion (41) can also be provided at a position overlapping the switching element module (3) when viewed in the second direction (D2).
  • Bus bars (first positive bus bar (5P), first negative bus bar (5N)) for connecting the side electrode (41E) and the DC terminals (positive terminal (3P), negative terminal (3N)) of the switching element unit (3). ) Is provided in contact with the side electrode (41E). That is, the bus bar (5P, 5N) is arranged at a position overlapping the switching element module (3) when viewed in the second direction (D2), and the DC of the side electrode (41E) and the switching element unit (3). It can be located near both terminals (3P, 3N). Therefore, the impedance of the bus bar (5P, 5N) can be further reduced.
  • the first portion (41) includes a first positive electrode (41P) and a first negative electrode (41N) as side electrodes (41E), and the switching element unit (3) includes the positive terminal (3P).
  • the negative electrode terminal (3N), and the first positive electrode bus bar (5P) and the first negative electrode bus bar (5N) each have the first direction extending portion (51),
  • the first portion (41 (41a, 41b)) is divided into two locations along a third direction (D3) orthogonal to the first direction (D1) and the second direction (D2) with an interval between them.
  • the positive electrode terminal (3P) and the negative electrode terminal (3N) of the switching element unit (3) are arranged between the two first parts (41 (41a, 41b)) divided, Two of the above-mentioned divided Of the two first parts (41 (41a, 41b)), the side electrodes (41E) of one part (41 (41a, 41b)) face each other when viewed in the third direction (D3).
  • the first positive electrode (41P) is formed on one (41a (or 41b)), the first negative electrode (41N) is formed on the other (41b (or 41a)), and the first positive bus bar (5P) And the first negative electrode bus bar (5N) are arranged so as to face each other along the first positive electrode (41P) and the first negative electrode (41N) as viewed in the third direction (D3). It is preferable that
  • the direct current terminals (3D (positive terminal (3P) and negative terminal (3N))) of the switching element unit (3) are arranged between the two first parts (41 (41a, 41b)), so that the capacitor The distance between the unit (4) and the switching element unit (3) is shortened, and the space utilization efficiency of the inverter unit (1) is increased. Moreover, since the side electrode (41E) is formed in each of the surface where two 1st parts (41 (41a, 41b)) oppose, the DC terminal (3D (3P, 3N) of a switching element unit (3) ) And the side electrode (41E) also become closer.
  • the lengths of the bus bars (first positive bus bar (5P), first negative bus bar (5N)) that electrically connect the DC terminals (3P, 3N) and the side electrodes (41E) of the switching element (3) are also short. can do. As a result, the impedance of the bus bars (5P, 5N) can also be reduced.
  • the first portion (41) includes a first positive electrode (41P) and a first negative electrode (41N) as side electrodes (41E), and the switching element unit (3) includes the positive terminal (3P) and When the negative electrode terminal (3N) is provided, and the first positive electrode bus bar (5P) and the first negative electrode bus bar (5N) each have the first direction extending portion (51), the reference surface ( The surface along R1) is defined as a first electrode surface (E1), the second electrode is separated from the first electrode surface (E1) by the second length (L2), and a surface parallel to the first electrode surface (E1) is a second surface.
  • the second portion (42) serves as the positive and negative electrodes of the capacitor unit (4), and the first electrode surface (E1) and the electrode on one side in the first direction (D1).
  • the first negative electrode bus bar (5N) is formed and the second negative electrode bus bar (6 ) In it is preferable that continuously is formed.
  • the capacitor unit (4) has the first part (41) and the second part (42).
  • the first positive electrode bus bar (5P) and the first negative electrode bus bar (5N) are connected to the side electrode (41E) of the first portion (41).
  • the second positive electrode (42P) and the second negative electrode (42N) formed along the two electrode surfaces (first electrode surface (E1) and second electrode surface (E2)) of the second portion (42).
  • the second portion (42) can also be appropriately connected to the DC side of the inverter circuit (10).
  • the two electrode surfaces (E1, E2) of the second portion (42) have a second direction (D2) orthogonal to the first direction (D1) in which the capacitor unit (4) and the switching element unit (3) are stacked, and It is formed along the third direction (D3) (that is, along the reference plane (R1)). Therefore, the second positive electrode (42P) and the second negative electrode (42N) can be formed as relatively wide electrodes without being obstructed by the capacitor unit (4) or the switching element unit (3), and the impedance Can be reduced. Similarly, the second positive bus bar (6P) and the second negative bus bar (6N) connected to these electrodes (42P, 42N) are also formed as relatively wide conductors in the direction along the reference plane (R1). Therefore, the impedance can be reduced.
  • first positive bus bar (5P) is formed continuously with the second positive bus bar (6P)
  • first negative bus bar (5N) is formed continuously with the second negative bus bar (6N).
  • the inverter unit (1) includes a capacitor case (7) that accommodates the capacitor unit.
  • the capacitor case (7) includes the first positive electrode bus bar (5P) and the first negative electrode bus bar (5N), respectively. It is preferable to have a plate-like protrusion (79) along the first direction extension (51).
  • this inductance is reduced.
  • an eddy current is generated in the plate-like protrusion (79) by the magnetic field generated by the current flowing through the first bus bar (5) (the first positive bus bar (5P) and the first negative bus bar (5N)).
  • the direction of the magnetic field generated by the eddy current is opposite to the direction of the magnetic field generated by the current flowing through the first bus bar (5). That is, the magnetic field generated by the eddy current is in a direction to cancel the magnetic field generated by the current flowing through the first bus bar (5), and the inductance of the first bus bar (5) is reduced by the mutual inductance effect.
  • a capacitor case (7) that accommodates the capacitor unit (4) is provided, and the capacitor case (7) includes the switching element unit (3) and the second portion (42) in the first direction (D1). It is preferable to provide a refrigerant flow path (8) through which the refrigerant flows.
  • Both the switching element unit (3) and the capacitor unit (4) are units that generate heat.
  • both units can be cooled by one cooling member. Therefore, the inverter unit (1) having a cooling function can be configured in a small size.
  • a control unit (2) for driving and controlling the inverter circuit (10) is provided, and the capacitor unit (4), the switching element unit (3), and the control unit (2) are arranged in the first direction (D1). Are preferably stacked in the order of description.
  • the plurality of units (4, 3, 2) are stacked along the first direction (D1), whereby the inverter unit (1) can be configured in a small size.
  • Inverter unit 2 Control unit 3: Switching element unit 4: Capacitor unit 5: First bus bar 5N: First negative bus bar 5P: First positive bus bar 6: Second bus bar 6N: Second negative bus bar 6P: Second positive electrode Bus bar 7: Capacitor case 8: Refrigerant flow path 10: Inverter circuit 11: DC power supply 30: Switching element 40: Capacitor element 41: First portion 41E: Side electrode 41N: First negative electrode 41P: First positive electrode 42: First 2 part 42N: 2nd negative electrode 42P: 2nd positive electrode 51: 1st direction extension part 79: Plate-like protrusion part 79A: Plate-like protrusion part 79B: Plate-like protrusion part 80: Rotating electrical machine D1: First direction D2 : Second direction D3: third direction E1: first electrode surface E2: second electrode surface N: negative electrode P: positive electrode R1: base Surface P: positive electrode R1: the reference plane

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Abstract

スイッチング素子ユニット及びコンデンサユニットを備え、配線インピーダンスが低減されたインバータユニットを実現する。コンデンサユニット４は、インバータユニットの基準面Ｒ１に直交する第１方向Ｄ１における長さが、第１長さＬ１の第１部分４１と、第１長さＬ１よりも短い第２長さＬ２の第２部分４２とを有すると共に、第１部分４１と第２部分４２とが基準面Ｒ１に沿って隣接して配置されている。スイッチング素子ユニット３は、第１方向Ｄ１に見て、第２部分４２と重複し、第１部分４１と第２部分４２との基準面Ｒ１に沿った並び方向である第２方向Ｄ２に見て、第１部分４１と重複して配置されている。

Description

インバータユニット
　本発明は、インバータ回路を形成するスイッチング素子ユニットと、インバータ回路の直流側の電圧を平滑するコンデンサユニットとを備えたインバータユニットに関する。
　インバータ回路を形成するスイッチング素子ユニットや、インバータ回路の直流側の平滑コンデンサを形成するコンデンサユニットが一体化されてインバータユニットが構成される場合がある。下記に文献番号を示す特許文献１には、コンデンサモジュール（３００）と、パワーモジュール（５００）とが一体化された電力変換装置が開示されている（図３３（Ａ）～（Ｃ）等。尚、背景技術において括弧内の符号は参照する文献のもの。）。この電力変換装置では、直方体状のコンデンサモジュール（３００）の上に、冷却用の水路形成体（２２０）を挟んで平板状のパワーモジュール（５００）が積層配置されている。
　積層方向に沿った平面視において、パワーモジュール（５００）の面積はコンデンサモジュール（３００）の面積よりも小さい。コンデンサモジュール（３００）からは、積層方向に見てコンデンサモジュール（３００）とパワーモジュール（５００）とが重複しない位置から、パワーモジュール（５００）の方向へ、平板導体（３０１）が延伸している。平板導体（３０１）は積層方向に直交する方向に見てパワーモジュール（５００）と重複する位置まで延伸し、パワーモジュール（３０１）と接続される。積層方向に直交する方向に見て、コンデンサモジュール（３００）はパワーモジュール（５００）とは重複することなく、平板導体（３０１）を介して、コンデンサモジュール（３００）とパワーモジュール（５００）とが電気的に接続される。
　上述したように、平面視においてパワーモジュール（５００）の面積はコンデンサモジュール（３００）の面積よりも小さいが、パワーモジュール（５００）の横には、コンデンサモジュール（３００）との接続のための平板導体（３０１）が位置している。積層方向に沿ってコンデンサモジュール（３００）から平板導体（３０１）が延伸しているため、インダクタンスや電気抵抗など、平板導体（３０１）のインピーダンスが充分に低減されているとは言えない面がある。
特開２０１３－１７６２９７号公報
　上記背景に鑑みて、スイッチング素子ユニット及びコンデンサユニットを備えたインバータユニットの配線のインピーダンスの低減が望まれる。
　１つの態様として、上記に鑑みたインバータユニットは、複数のスイッチング素子を有して直流と交流との間で電力を変換するインバータ回路を形成するスイッチング素子ユニットと、前記インバータ回路の直流側の電圧を平滑するコンデンサユニットとを備えたインバータユニットであって、
　前記コンデンサユニットは、当該インバータユニットの基準面に直交する方向である第１方向における長さが第１長さの第１部分と、前記第１方向における長さが前記第１長さよりも短い第２長さの第２部分とを有すると共に、前記第１部分と前記第２部分とが前記基準面に沿って隣接して配置され、
　前記スイッチング素子ユニットは、前記第１方向に見て、前記第２部分と重複し、前記第１部分と前記第２部分との前記基準面に沿った並び方向である第２方向に見て、前記第１部分と重複して配置されている。
　この構成によれば、第１方向に見てコンデンサユニットの第２部分とスイッチング素子ユニットとが重複しており、第１方向をいわゆる積層方向としてコンデンサユニットの上にスイッチング素子ユニットが積層配置される。さらに、第２方向に見てコンデンサユニットの第１部分とスイッチング素子ユニットとが重複しており、コンデンサユニットの上に配置されたスイッチング素子ユニットの側方（積層方向（第１方向）に直交する横方向（第２方向））のスペースが有効に利用されている。つまり、スイッチング素子ユニットは、第２方向に沿って、コンデンサユニットの第１部分と隣接するように配置することができるので、短い距離でスイッチング素子ユニットとコンデンサユニットとを電気的に接続することができる。これにより、スイッチング素子ユニットとコンデンサユニットとを電気的に接続する際のインダクタンスや電気抵抗などのインピーダンスを低減させることができる。即ち、本構成によれば、スイッチング素子ユニット及びコンデンサユニットを備えたインバータユニットの配線のインピーダンスを低減することができる。
　インバータユニットのさらなる特徴と利点は、図面を参照して説明する実施形態についての以下の記載から明確となる。
インバータユニットの外観斜視図 インバータユニットの分解斜視図 インバータユニットの模式的回路ブロック図 コンデンサユニットの上方からの外観斜視図 コンデンサユニットの下方からの外観斜視図 コンデンサ素子の配置例を模式的に示す図 コンデンサ素子の配置例を模式的に示す図 コンデンサ素子の配置例を模式的に示す図 インバータユニットの分解斜視図 インバータユニットの分解斜視図
　以下、インバータユニットの実施形態を図面に基づいて説明する。図１はインバータユニット１の外観斜視図、図２はインバータユニット１の分解斜視図、図３はインバータユニット１の模式的回路ブロック図を示している。図１及び図２に示すように、インバータユニット１は、制御ユニット２と、スイッチング素子ユニット３と、コンデンサケース７に収容されたコンデンサユニット４とが第１方向Ｄ１（積層方向）に積層されて構成されている。図３に示すように、スイッチング素子ユニット３は、複数のスイッチング素子３０を有して構成され、車両の駆動力源となる回転電機８０と直流電源１１に接続されて直流と交流との間で電力を変換するインバータ回路１０を形成している。制御ユニット２は、インバータ回路１０が有する複数のスイッチング素子３０をスイッチング制御するための制御信号を生成するインバータ制御装置２０、及び、制御信号に駆動力を付加して中継するドライブ回路２１を有して構成されている。コンデンサユニット４は、インバータ回路１０の直流側の電圧である直流リンク電圧Ｖｄｃを平滑する平滑コンデンサ（直流リンクコンデンサ）である。
　図２に示すように、コンデンサユニット４は、インバータユニット１の基準面Ｒ１に直交する方向である第１方向Ｄ１における長さが第１長さＬ１の第１部分４１と、第１方向Ｄ１における長さが第２長さＬ２の第２部分４２とを有する。尚、第２長さＬ２は第１長さＬ１よりも短い。また、第１部分４１と第２部分４２とは、基準面Ｒ１に沿って隣接して配置されている。図１及び図２に示すように、スイッチング素子ユニット３は、第１方向Ｄ１に見て、第２部分４２と重複し、第１部分４１と第２部分４２との基準面Ｒ１に沿った並び方向である第２方向Ｄ２に見て、第１部分４１と重複して配置されている。
　コンデンサユニット４は、１つのコンデンサ素子４０によって形成されていても良いが、上述したように第１方向Ｄ１における長さが異なる２つの部分を有するため、複数のコンデンサ素子４０によって形成されていてもよい。図６～図８は、複数のコンデンサ素子４０を有して形成されている形態を例示している。図６～図８における上段は、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に直交する第３方向Ｄ３に沿って見たコンデンサ素子４０の配置を示し、下段は第１方向に沿って見たコンデンサ素子４０の配置を示している。
　図６は、２つの第１部分４１、４つの第２部分４２を有してコンデンサユニット４が形成されている形態を例示している。下記に図４、図５等も参照して詳細な構成を例示するコンデンサユニット４は、図６に示す形態に準じたものとして説明する。符号４１ａ，４１ｂは、図２、図４、図５等における同一符号の第１部分４１に対応している。また、符号４２ａ，４２ｂ，４２ｃは、図２、図４、図５等における同一符号の第２部分４２に対応している。図７は、２つの第１部分４１、５つの第２部分４２を有してコンデンサユニット４が形成されている形態を例示している。図７では、図２、図４、図５等における同一符号の第１部分４１に対応する符号４１ａ，４１ｂ、図２、図４、図５等における同一符号の第２部分４２に対応する符号４２ｃのみを例示している。図８は、１つのコンデンサ素子４０に第１部分４１と第２部分４２とが形成され、さらに複数のコンデンサ素子４０によってコンデンサユニット４が形成されている形態を例示している。この場合も、符号４１ａ，４１ｂは、図２、図４、図５等における同一符号の第１部分４１に対応し、符号４２ａ，４２ｂ，４２ｃは、図２、図４、図５等における同一符号の第２部分４２に対応している。
　このようにコンデンサユニット４が複数のコンデンサ素子４０によって形成される場合には、種々のバリエーションが存在する。コンデンサユニット４は、第１部分４１と第２部分とが以下のように配置されていれば、１つのコンデンサ素子４０によって形成されていても、図６～図８に例示したように、複数のコンデンサ素子４０を有して形成されていても何れでも良い。即ち、コンデンサユニット４は、第１方向Ｄ１における長さが第１長さＬ１の第１部分４１と、第１方向Ｄ１における長さが第２長さＬ２の第２部分４２とを有し、第１部分４１と第２部分４２とが、基準面Ｒ１に沿って隣接して配置されていれば、単一の素子（４０）で形成されても複数の素子（４０）で形成されてもよい。
　尚、ケースやカバーにコンデンサ素子４０が収容されてコンデンサユニット４が形成される場合に、コンデンサユニット４の内部に収容されるコンデンサ素子４０自体の第１方向Ｄ１の長さが同一であっても、コンデンサユニット４の外観において第１長さＬ１が第２長さＬ２よりも長くなるようにコンデンサユニット４を形成することが可能である。しかし、本実施形態のコンデンサユニット４ではこのような形態は含まれない。第１方向Ｄ１の長さが同一のコンデンサ素子４０を用いたコンデンサユニット４の外部で第１方向Ｄ１の長さを異ならせるためには、コンデンサユニット４の内部で何らかの配線等が必要となるため、電気抵抗やインダクタンスなどのインピーダンスが増加する可能性がある。これは、インバータユニット１の電気的特性を低下させる可能性がある。従って、コンデンサ素子４０が単一か複数かに拘わらず、第１部分４１におけるコンデンサユニット４内のコンデンサ素子４０の第１方向Ｄ１の長さが、第２部分４２におけるコンデンサ素子４０の第１方向Ｄ１の長さよりも長い形態を対象とする。
　ここで、インバータユニット１の回路構成について説明する。上述したように、インバータユニット１は、インバータ回路１０を介して回転電機８０を駆動制御する。車両の駆動力源としての回転電機８０は、複数相の交流（ここでは３相交流）により動作する回転電機であり、電動機としても発電機としても機能することができる。インバータ回路１０は、直流電源１１及び交流の回転電機８０に接続されて直流と複数相の交流（ここでは３相交流）との間で電力変換を行う。直流電源１１は、例えば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などの二次電池（バッテリ）や、電気二重層キャパシタなどの大電圧大容量の直流電源であり、定格の電源電圧は、例えば２００～４００［Ｖ］である。回転電機８０は、インバータ回路１０を介して直流電源１１からの電力を動力に変換する（力行）。或いは、回転電機８０は、不図示の内燃機関や車輪から伝達される回転駆動力を電力に変換し、インバータ回路１０を介して直流電源１１を充電する（回生）。
　インバータ回路１０は、複数のスイッチング素子３０を有して構成される。スイッチング素子３０には、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やパワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）やＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴ（Silicon Carbide - Metal Oxide Semiconductor FET）やＳｉＣ－ＳＩＴ（SiC - Static Induction Transistor）、ＧａＮ－ＭＯＳＦＥＴ（Gallium Nitride - MOSFET）などの高周波での動作が可能なパワー半導体素子を適用すると好適である。図３には、スイッチング素子３０としてＩＧＢＴが用いられる形態を例示している。
　図３に示すように、インバータ回路１０の直流正極側（正極Ｐ）と直流負極側（負極Ｎ）との間に２つのスイッチング素子３０が直列に接続されて１つのアーム３０Ａが構成される。３相交流の場合には、この直列回路（１つのアーム３０Ａ）が３回線（３相）並列接続される。つまり、回転電機８０のＵ相、Ｖ相、Ｗ相に対応するステータコイル８１のそれぞれに一組の直列回路（アーム）が対応したブリッジ回路が構成される。また、それぞれのスイッチング素子３０には、下段側から上段側へ向かう方向を順方向として、並列にフリーホイールダイオード３５が接続されている。対となる各相のスイッチング素子３０による直列回路（アーム３０Ａ）の中間点、つまり、正極Ｐの側のスイッチング素子３０（上段側スイッチング素子３１）と負極Ｎの側のスイッチング素子３０（下段側スイッチング素子３２）との接続点は、回転電機８０の３相のステータコイル８１にそれぞれ接続される。
　このようなスイッチング素子３０を複数個有したインバータ回路１０は、しばしば、ＩＰＭ（Intelligent Power Module）やＩＰＤ（Intelligent Power Device）と称されるユニットとして構成される。本実施形態のスイッチング素子ユニット３は、そのようなＩＰＭやＩＰＤである。ここでは、３相分のアーム３０Ａが１つのスイッチング素子ユニット３として構成されている形態を例示しているが、１つのＩＰＭやＩＰＤが１相のアーム３０Ａを形成し、複数のＩＰＭやＩＰＤにより、スイッチング素子ユニット３が構成されていてもよい。
　インバータ回路１０は、インバータ制御装置（INV-CTRL）２０により制御される。インバータ制御装置２０は、マイクロコンピュータ等の論理回路を中核部材として構築されている。例えば、インバータ制御装置２０は、車両の最も上位の制御装置の１つである車両制御装置（VHL-CTRL）１００等の他の制御装置等からＣＡＮ（Controller Area Network）などを介して要求信号として提供される回転電機８０の目標トルクに基づいて、ベクトル制御法を用いた電流フィードバック制御を行って、インバータ回路１０を介して回転電機８０を制御する。
　回転電機８０の各相のステータコイル８１を流れる実電流は電流センサ１２により検出され、回転電機８０のロータの各時点での磁極位置は、レゾルバなどの回転センサ１３により検出され、インバータ制御装置２０はこれらの検出結果を取得する。インバータ制御装置２０は、電流センサ１２及び回転センサ１３の検出結果を用いて、電流フィードバック制御を実行する。インバータ制御装置２０は、電流フィードバック制御のために種々の機能部を有して構成されており、各機能部は、マイクロコンピュータ等のハードウエアとソフトウエア（プログラム）との協働により実現される。電流フィードバック制御については、公知であるのでここでは詳細な説明は省略する。
　インバータ回路１０を構成する各スイッチング素子３０の制御端子（例えばＩＧＢＴのゲート端子）は、ドライブ回路（DRV-CCT）２１を介してインバータ制御装置２０に接続されており、それぞれ個別にスイッチング制御される。マイクロコンピュータなどを中核として構成された車両制御装置１００やインバータ制御装置２０の動作電圧（回路の電源電圧）は、例えば５［Ｖ］や３．３［Ｖ］であり、回転電機８０を駆動するための高圧系回路とは、動作電圧（回路の電源電圧）が大きく異なる。多くの場合、インバータ制御装置２０等は、直流電源１１よりも低電圧（例えば１２～２４［Ｖ］）の電源である低圧直流電源（不図示）から電力を供給されて動作する。このように動作電圧が大きく異なるため、ドライブ回路２１は、各スイッチング素子３０に対するスイッチング制御信号（例えばゲート駆動信号）の駆動能力（例えば電圧振幅や出力電流など、後段の回路を動作させる能力）をそれぞれ高めて中継する（増幅する）。制御ユニット２には、インバータ制御装置２０及びドライブ回路２１が形成されている。
　図２に示すように、コンデンサユニット４は、第２方向Ｄ２の一端側が開放されたコンデンサケース７のケース本体７１に、第２方向Ｄ２に沿って側方から挿入される。コンデンサユニット４が通ったケース本体７１の開放部分には、スライドカバー７４が取り付けられ、コンデンサユニット４は、コンデンサケース７に収容される。コンデンサケース７は、少なくとも１つのコンデンサ素子４０を備えたコンデンサユニット４の全てのコンデンサ素子４０を収容する。本実施形態では、ケース本体７１の底面をインバータユニット１の基準面Ｒ１としている。コンデンサユニット４がコンデンサケース７に収容された状態において、コンデンサユニット４の底面Ｒ４は、基準面Ｒ１とほぼ一致する。従って、コンデンサユニット４単体で見た場合には、コンデンサユニット４の底面Ｒ４を基準面としても等価である。
　コンデンサユニット４が収容されたコンデンサケース７の上方に、スイッチング素子ユニット３が取り付けられ、さらに、スイッチング素子ユニット３の上方に制御ユニット２が取り付けられる。つまり、コンデンサユニット４、スイッチング素子ユニット３、制御ユニット２が、第１方向Ｄ１に沿って順に積層されて、インバータユニット１が形成される。
　コンデンサケース７は、第１方向Ｄ１における、スイッチング素子ユニット３と第２部分４２との間に、冷媒が流通する冷媒流路８を備えている。スイッチング素子ユニット３の下方（第１方向Ｄ１に沿ってコンデンサケース７の側）には、冷却用のフィン３Ｆが形成されている。冷媒流路８を流れる冷媒とフィン３Ｆとの間で熱交換することによって、スイッチング素子ユニット３が冷却される。また、スイッチング素子ユニット３よりも発熱量は小さいがコンデンサユニット４も発熱する部材である。スイッチング素子ユニット３とコンデンサユニット４との間に、冷媒流路８を備えることによって、両ユニットを１つの冷却部材によって冷却することができる。従って、インバータユニット１を小型化することができる。
　スイッチング素子ユニット３は、回転電機８０のステータコイル８１に接続するための交流バスバー９３（図１参照）と接続するための交流端子３Ａ（Ｕ相端子３Ｕ，Ｖ相端子３Ｖ、Ｗ相端子３Ｗ）、及び、直流リンク電圧Ｖｄｃに接続される直流端子３Ｄ（正極端子３Ｐ，負極端子３Ｎ）を有している。図１及び図２に示すように、コンデンサケース７のセンサ取付部７８には、電流センサ１２が取り付けられている。電流センサ１２には交流バスバー９３が貫通しており、例えば非接触で各相の電流が検出される。交流バスバー９３の一端側はスイッチング素子ユニット３の交流端子３Ａと接続されている。交流バスバー９３の他端側には、交流接続端子９５が形成されており、ステータコイル８１と接続される。詳細は、後述するが、直流端子３Ｄ（正極端子３Ｐ，負極端子３Ｎ）は、コンデンサユニット４の第１バスバー５（第１正極バスバー５Ｐ，第１負極バスバー５Ｎ）と電気的に接続される。尚、インバータユニット１は、交流端子台９に設けられた固定端子９７、及び、コンデンサケース７に形成された固定端子９８に締結部材を貫通させて、車両等に固定される。
　上述したように、コンデンサユニット４は、第１方向Ｄ１における長さが第１長さＬ１の第１部分４１と、第１方向Ｄ１における長さが第２長さＬ２の第２部分４２とを有し、第１部分４１と第２部分４２とは、基準面Ｒ１に沿って隣接して配置されている。また、スイッチング素子ユニット３は、第１方向Ｄ１に見て、第２部分４２と重複し、第１部分４１と第２部分４２との基準面Ｒ１に沿った並び方向である第２方向Ｄ２に見て、第１部分４１と重複して配置されている。即ち、図１及び図２より明らかなように、第２方向Ｄ２に見てコンデンサユニット４の第１部分４１とスイッチング素子ユニット３とが重複しており、コンデンサユニット４の上に配置されたスイッチング素子ユニット３の側方（第２方向Ｄ２）のスペースが有効に利用されている。
　つまり、スイッチング素子ユニット３は、第２方向Ｄ２に沿って、コンデンサユニット４の第１部分４１と隣接するように配置されており、短い距離でスイッチング素子ユニット３とコンデンサユニット４とを電気的に接続することができる。詳細は後述するが、図１に示すように、コンデンサユニット４の第１バスバー５（第１正極バスバー５Ｐ，第１負極バスバー５Ｎ）と、スイッチング素子ユニット３の直流端子３Ｄ（正極端子３Ｐ，負極端子３Ｎ）とは、近接しており短い距離で電気的に接続されている。従って、スイッチング素子ユニット３とコンデンサユニット４とを電気的に接続する際のインダクタンスや電気抵抗などのインピーダンスを低減させることができる。
　本実施形態のコンデンサユニット４は、コンデンサユニット４自体のインピーダンス、並びに、スイッチング素子ユニット３などの他の部品との間のインピーダンスを低減することができる構造を備えている。コンデンサユニット４自体のインピーダンスの低減については上記において説明したので、以下、スイッチング素子ユニット３などの他の部品との間のインピーダンスを低減するための構造、具体的には端子配置などについて説明する。
　図４は、コンデンサユニット４の上方からの外観斜視図であり、図５は、コンデンサユニット４の下方からの外観斜視図である。第１部分４１には、コンデンサユニット４の正負それぞれの電極である第１正電極４１Ｐ及び第１負電極４１Ｎが、それぞれ第１方向Ｄ１に沿う側面に沿った側面電極４１Ｅとして形成されている。第２部分４２には、コンデンサユニット４の正負それぞれの電極として、第１方向Ｄ１における一方側に第１電極面Ｅ１及び第２電極面Ｅ２の何れか一方に沿って形成された第２正電極４２Ｐ、他方側に第１電極面Ｅ１及び第２電極面Ｅ２の何れか他方に沿って形成された第２負電極４２Ｎが形成されている。本実施形態では、第１方向Ｄ１における一方側に第２電極面Ｅ２に沿って形成された第２正電極４２Ｐが形成され、他方側に第１電極面Ｅ１に沿って形成された第２負電極４２Ｎが形成されている。尚、第１電極面Ｅ１は、基準面Ｒ１に沿う面であり、第２電極面Ｅ２は、第１電極面Ｅ１から第２長さＬ２離間すると共に第１電極面Ｅ１に平行な面である。
　また、図２を参照して上述したように、スイッチング素子ユニット３は、インバータ回路１０の直流側の正極Ｐ及び負極Ｎに接続される直流端子３Ｄとして、正極端子３Ｐ及び負極端子３Ｎを備えている。また、コンデンサユニット４は、スイッチング素子ユニット３の直流端子３Ｄ（正極端子３Ｐ，負極端子３Ｎ）と、第１部分４１の側面電極４１Ｅ（第１正電極４１Ｐ，第１負電極４１Ｎ）とを接続する第１バスバー５を備えている。第１バスバー５は、第１正極バスバー５Ｐ及び第１負極バスバー５Ｎを含み、第１正極バスバー５Ｐは、第１正電極４１Ｐと正極端子３Ｐとを電気的に接し、第１負極バスバー５Ｎは、第１負電極４１Ｎと負極端子３Ｎとを電気的に接続する。
　上述したように、側面電極４１Ｅは、第１部分４１において第１方向Ｄ１に沿う側面に沿った電極である。図４及び図５に示すように、第１バスバー５は、それぞれ、側面電極４１Ｅに接した状態で第１方向Ｄ１に延びる第１方向延在部５１を有している。また、第１バスバー５は、それぞれ第１方向延在部５１の端部から第３方向Ｄ３へ屈曲した接続部５２を有している。２つの第１部分４１（４１ａ，４１ｂ）は、第３方向Ｄ３に沿った２箇所に、間隔を空けて分割配置されている。分割配置された２つの第１部分４１（４１ａ，４１ｂ）の側面電極４１Ｅは、第３方向Ｄ３に見て対向するように、それぞれの第１部分４１（４１ａ，４１ｂ）に配置されている。２つの第１バスバー５は、それぞれ側面電極４１Ｅに接しており、２つの第１バスバー５も第３方向Ｄ３に見て対向している。それぞれの第１方向延在部５１の端部から屈曲した接続部５２は、互いに近接する方向へ屈曲している。
　スイッチング素子ユニット３の正極端子３Ｐ及び負極端子３Ｎは、分割配置された２つの第１部分４１（４１ａ，４１ｂ）の間に配置される。正極端子３Ｐは、第１正極バスバー５Ｐの端部から屈曲した第１正極接続部５２Ｐに締結部材を用いて締結されて電気的に接続される。同様に、負極端子３Ｎは、第１負極バスバー５Ｎの端部から屈曲した第１負極接続部５２Ｎに締結部材を用いて締結されて電気的に接続される。
　このように、２つの第１部分４１（４１ａ，４１ｂ）の間に、スイッチング素子ユニット３の直流端子３Ｄ（正極端子３Ｐ及び負極端子３Ｎ）が配置されることにより、コンデンサユニット４とスイッチング素子ユニット３との距離が短くなり、インバータユニット１の空間利用効率が高くなる。また、１つの第１部分４１（４１ａ，４１ｂ）が対向する面のそれぞれに側面電極４１Ｅが形成されているので、スイッチング素子ユニット３の直流端子３Ｄ（３Ｐ，３Ｎ）と側面電極４１Ｅとの距離も近くなる。従って、スイッチング素子ユニット３の直流端子３Ｄ（３Ｐ，３Ｎ）と側面電極４１Ｅとを電気的に接続する第１バスバー５（５Ｐ，５Ｎ）の長さも短くすることができ、第１バスバー５（５Ｐ，５Ｎ）のインピーダンスも低減することができる。
　上述したように、第２部分４２には、コンデンサユニット４の正負それぞれの電極として、第１方向Ｄ１における一方側に第２電極面Ｅ２に沿って形成された第２正電極４２Ｐが形成され、他方側に第１電極面Ｅ１に沿って形成された第２負電極４２Ｎが形成されている。コンデンサユニット４は、第２正電極４２Ｐに電気的に接続される第２正極バスバー６Ｐ、第２負電極４２Ｎに電気的に接続される第２負極バスバー６Ｎを有している。第２正極バスバー６Ｐは、第２正電極４２Ｐが沿う電極面（第１電極面Ｅ１又は第２電極面Ｅ２、ここでは第２電極面Ｅ２）に沿って平板状に形成された正極平板部６２Ｐ（平板部６２）を有している。第２負極バスバー６Ｎは、第２負電極４２Ｎが沿う電極面（第１電極面Ｅ１又は第２電極面Ｅ２、ここでは第１電極面Ｅ１）に沿って平板状に形成された負極平板部６２Ｎ（平板部６２）を有している。尚、第２正極バスバー６Ｐ、第２負極バスバー６Ｎを総称して第２バスバー６と称する。
　第２バスバー６の平板部６２に接続される第２正電極４２Ｐ及び第２負電極４２Ｎは、コンデンサユニット４やスイッチング素子ユニット３によって阻害されることなく、比較的広い電極として形成することができるので、インピーダンスを低減することができる。また、これらの第２正電極４２Ｐ及び第２負電極４２Ｎに接続される第２バスバー６の平板部６２も、同様に、基準面Ｒ１に沿った方向において比較的広い導体として形成されているので、インピーダンスを低減することができる。
　図４及び図５に示すように、第１正極バスバー５Ｐは、第２正極バスバー６Ｐに連続して一体的に形成されている。より具体的には、第２正極バスバー６Ｐの正極平板部６２Ｐに連続して一体的に形成されている。また、第１負極バスバー５Ｎは、第２負極バスバー６Ｎに連続して一体的に形成されている。より具体的には、第２負極バスバー６Ｎの負極平板部６２Ｎに連続して一体的に形成されている。
　第２バスバー６は、さらに、第１電極面Ｅ１及び第２電極面Ｅ２から、第１方向Ｄ１に沿って共にコンデンサ素子４０の側に屈曲した第１部分接続部６１を有している。第１部分接続部６１は、第２バスバー６の平板部６２に連続して一体的に形成されている。具体的には、正極第１部分接続部６１Ｐは、第２正極バスバー６Ｐの正極平板部６２Ｐから屈曲して一体的に形成されている。負極第１部分接続部６１Ｎは、第２負極バスバー６Ｎの負極平板部６２Ｎから屈曲して一体的に形成されている。第１部分４１に形成される側面電極４１Ｅは、２つの第１部分４１（４１ａ，４１ｂ）が対向する面にだけ形成されるのではなく、それぞれの第１部分４１（４１ａ，４１ｂ）において第３方向Ｄ３の双方の側面に形成されている。正極第１部分接続部６１Ｐ及び負極第１部分接続部６１Ｎは、それぞれ、２つの第１部分４１（４１ａ，４１ｂ）が対向していない面に形成された側面電極４１Ｅに電気的に接続されている。
　即ち、第１部分４１において側面電極４１Ｅとして形成されている正負両電極は、第１バスバー５の第１方向延在部５１又は第２バスバー６の第１部分接続部６１に電気的に接続されている。また、第２部分４２の正負両電極は、第２バスバー６の平板部６２に電気的に接続されている。さらに、第１バスバー５と第２バスバー６とは、連続して一体的に形成されている。従って、コンデンサユニット４を形成する全ての部位（第１部分４１及び第２部分４２、或いは、全てのコンデンサ素子４０）の正負両電極は、連続したバスバーによって電気的に接続されている。従って、例えばコンデンサユニット４における第１部分４１と第２部分４２との間にインピーダンスによる電位差が生じないように、適切にコンデンサユニット４をインバータ回路１０の直流側に接続することができる。即ち、コンデンサユニット４自体のインピーダンスを低減して電気的特性の優れた直流リンクコンデンサが形成される。
　また、第１バスバー５の接続部５２は短く、コンデンサユニット４から近い位置でスイッチング素子ユニット３と電気的に接続される。従って、直流リンクコンデンサとインバータ回路１０との接続箇所におけるインピーダンスも低減される。尚、図４及び図５に示すように、第２バスバー６の平板部６２には、さらに、直流電源接続部６３（正極直流電源接続部６３Ｐ，負極直流電源接続部６３Ｎ）も一体的に形成されている。従って、直流リンクコンデンサと直流電源１１との接続箇所におけるインピーダンスも低減される。
　ところで、第１正極バスバー５Ｐ及び第１負極バスバー５Ｎには、大電流が流れる。この電流により発生する磁界によってインダクタンスが増加する。このインダクタンスを低減するため、　図９及び図１０に示すように、コンデンサケース７に、第１正極バスバー５Ｐ及び第１負極バスバー５Ｎのそれぞれの第１方向延在部５１に沿った板状突出部７９が設けられると好適である。図９には、ケース本体７１に板状突出部７９Ａが設けられている形態を例示している。また、図１０には、ケース本体７１に取り付けられるスライドカバー７４に板状突起部７９Ｂが設けられている形態を例示している。尚、ここではスライドカバー７４を例示しているが、カバーはケース本体７１に対してネジなどの締結部材によって取り付けられる形態であってもよい。
　第１バスバー５（第１正極バスバー５Ｐ及び第１負極バスバー５Ｎ）を流れる電流によって生じた磁界によって、板状突出部７９に渦電流が発生する。この渦電流が発生する磁界は、第１バスバー５を流れる電流によって生じた磁界と向きが逆方向となる。即ち、渦電流によって生じる磁界は、第１バスバー５を流れる電流によって生じる磁界を打ち消す方向であり、相互インダクタンス効果によって、第１バスバー５のインダクタンスが低減される。
　以上、説明したように、スイッチング素子ユニット３及びコンデンサユニット４を備え、小型で配線インピーダンスが低減されたインバータユニット１を実現することができる。
〔実施形態の概要〕
　以下、上記において説明したインバータユニット（１）の概要について簡単に説明する。
　１つの態様として、複数のスイッチング素子（３０）を有して直流と交流との間で電力を変換するインバータ回路（１０）を形成するスイッチング素子ユニット（３）と、前記インバータ回路（１０）の直流側の電圧（Ｖｄｃ）を平滑するコンデンサユニット（４）とを備えたインバータユニット（１）は、
　前記コンデンサユニット（４）は、当該インバータユニット（１）の基準面（Ｒ１）に直交する方向である第１方向（Ｄ１）における長さが第１長さ（Ｌ１）の第１部分（４１）と、前記第１方向（Ｄ１）における長さが前記第１長さ（Ｌ１）よりも短い第２長さ（Ｌ２）の第２部分（４２）とを有すると共に、前記第１部分（４１）と前記第２部分（４２）とが前記基準面（Ｒ１）に沿って隣接して配置され、
　前記スイッチング素子ユニット（３）は、前記第１方向（Ｄ１）に見て、前記第２部分（４２）と重複し、前記第１部分（４１）と前記第２部分（４２）との前記基準面（Ｒ１）に沿った並び方向である第２方向（Ｄ２）に見て、前記第１部分（４１）と重複して配置されている。
　この構成によれば、第１方向（Ｄ１）に見てコンデンサユニット（４）の第２部分（４２）とスイッチング素子ユニット（３）とが重複しており、第１方向（Ｄ１）をいわゆる積層方向としてコンデンサユニット（４）の上にスイッチング素子ユニット（３）が積層配置される。さらに、第２方向（Ｄ２）に見てコンデンサユニット（４）の第１部分（４１）とスイッチング素子ユニット（３）とが重複しており、コンデンサユニット（４）の上に配置されたスイッチング素子ユニット（３）の側方（積層方向（第１方向（Ｄ１））に直交する横方向（第２方向（Ｄ２）））のスペースが有効に利用されている。つまり、スイッチング素子ユニット（３）は、第２方向（Ｄ２）に沿って、コンデンサユニット（４）の第１部分（４１）と隣接するように配置することができる。また、これにより、スイッチング素子ユニット（３）とコンデンサユニット（４）とを短い距離で電気的に接続することができる。従って、スイッチング素子ユニット（３）とコンデンサユニット（４）とを電気的に接続する際のインダクタンスや電気抵抗などのインピーダンスを低減させることができる。即ち、本構成によれば、スイッチング素子ユニット（３）及びコンデンサユニット（４）を備えたインバータユニット（１）の配線のインピーダンスを低減することができる。
　ここで、前記コンデンサユニット（４）は、内部に複数のコンデンサ素子（４０）を有し、前記第１部分（４１）における前記コンデンサ素子（４０）の前記第１方向（Ｄ１）の長さは、前記第２部分（４２）における前記コンデンサ素子（４０）の前記第１方向（Ｄ１）の長さよりも長いと好適である。
　ケースやカバーにコンデンサ素子（４０）が収容されてコンデンサユニット（４）が形成される場合に、コンデンサユニット（４）の内部に収容されるコンデンサ素子（４０）自体の第１方向（Ｄ１）の長さが同一であっても、コンデンサユニット（４）の外観において第１長さ（Ｌ１）が第２長さ（Ｌ２）よりも長くなるようにコンデンサユニット（４）を形成することは可能である。この場合には、例えば、コンデンサユニット（４）の内部でバスバー等によってコンデンサ素子（４０）を接続したり、無駄な空間を設けたりする必要があり、インピーダンスの低減は限定的となる。このため、コンデンサユニット（４）の内部には、コンデンサ素子（４０）が密に存在していることが好ましい。即ち、コンデンサユニット（４）の内部に存在するコンデンサ素子（４０）の第１部分（４１）における第１方向（Ｄ１）の長さが、第２部分（４２）における第１方向（Ｄ１）の長さよりも長いと、適切にインピーダンスが低減される。
　また、前記第１部分（４１）には、前記コンデンサユニット（４）の正負それぞれの電極である第１正電極（４１Ｐ）及び第１負電極（４１Ｎ）が、それぞれ前記第１方向（Ｄ１）に沿う側面に沿った側面電極（４１Ｅ）を有して備えられ、前記スイッチング素子ユニット（３）は、前記インバータ回路（１０）の直流側の正極（Ｐ）及び負極（Ｎ）に接続される正極端子（３Ｐ）及び負極端子（３Ｎ）を備え、前記第１正電極（４１Ｐ）と前記正極端子（３Ｐ）とを電気的に接続する第１正極バスバー（５Ｐ）、及び、前記第１負電極（４１Ｎ）と前記負極端子（３Ｎ）とを電気的に接続する第１負極バスバー（５Ｎ）は、それぞれ、前記側面電極（４１Ｅ）に接した状態で前記第１方向（Ｄ１）に延びる第１方向延在部（５１）を有すると好適である。
　上述したように、第１部分（４１）は、第２方向（Ｄ２）に見てスイッチング素子モジュール（３）と重複している。従って、第１部分（４１）の側面電極（４１Ｅ）も、第２方向（Ｄ２）に見てスイッチング素子モジュール（３）と重複する位置に設けることができる。側面電極（４１Ｅ）と、スイッチング素子ユニット（３）の直流端子（正極端子（３Ｐ），負極端子（３Ｎ））とを接続するバスバー（第１正極バスバー（５Ｐ），第１負極バスバー（５Ｎ））は、側面電極（４１Ｅ）に接した状態で設けられている。即ち、当該バスバー（５Ｐ，５Ｎ）は、第２方向（Ｄ２）に見てスイッチング素子モジュール（３）と重複する位置に配置されており、側面電極（４１Ｅ）及びスイッチング素子ユニット（３）の直流端子（３Ｐ，３Ｎ）の双方の近くに位置することができる。従って、当該バスバー（５Ｐ，５Ｎ）のインピーダンスを更に低減することができる。
　また、前記第１部分（４１）が、側面電極（４１Ｅ）としての第１正電極（４１Ｐ）及び第１負電極（４１Ｎ）を備え、前記スイッチング素子ユニット（３）が、前記正極端子（３Ｐ）及び前記負極端子（３Ｎ）を備え、前記第１正極バスバー（５Ｐ）及び前記第１負極バスバー（５Ｎ）が、それぞれ、前記第１方向延在部（５１）を有する場合、さらに、２つの前記第１部分（４１（４１ａ，４１ｂ））が、前記第１方向（Ｄ１）及び前記第２方向（Ｄ２）に直交する第３方向（Ｄ３）に沿った２箇所に、間隔を空けて分割配置され、前記スイッチング素子ユニット（３）の前記正極端子（３Ｐ）及び前記負極端子（３Ｎ）が、分割配置された２つの前記第１部分（４１（４１ａ，４１ｂ））の間に配置され、分割配置された２つの前記第１部分（４１（４１ａ，４１ｂ））の前記側面電極（４１Ｅ）が前記第３方向（Ｄ３）に見て対向するように、２つの前記第１部分（４１（４１ａ，４１ｂ））の内の一方（４１ａ（又は４１ｂ））に前記第１正電極（４１Ｐ）が形成され、他方（４１ｂ（又は４１ａ））に前記第１負電極（４１Ｎ）が形成され、前記第１正極バスバー（５Ｐ）及び前記第１負極バスバー（５Ｎ）は、それぞれ、前記第１正電極（４１Ｐ）及び前記第１負電極（４１Ｎ）に沿うと共に前記第３方向（Ｄ３）に見て対向するように配置されていると好適である。
　２つの第１部分（４１（４１ａ，４１ｂ））の間に、スイッチング素子ユニット（３）の直流端子（３Ｄ（正極端子（３Ｐ）及び負極端子（３Ｎ）））が配置されることにより、コンデンサユニット（４）とスイッチング素子ユニット（３）との距離が短くなり、インバータユニット（１）の空間利用効率が高くなる。また、２つの第１部分（４１（４１ａ，４１ｂ））が対向する面のそれぞれに側面電極（４１Ｅ）が形成されているので、スイッチング素子ユニット（３）の直流端子（３Ｄ（３Ｐ，３Ｎ））と側面電極（４１Ｅ）との距離も近くなる。従って、スイッチング素子（３）の直流端子（３Ｐ，３Ｎ）と側面電極（４１Ｅ）とを電気的に接続するバスバー（第１正極バスバー（５Ｐ），第１負極バスバー（５Ｎ））の長さも短くすることができる。その結果、バスバー（５Ｐ，５Ｎ）のインピーダンスも低減することができる。
　前記第１部分（４１）が、側面電極（４１Ｅ）としての第１正電極（４１Ｐ）及び第１負電極（４１Ｎ）を備え、前記スイッチング素子ユニット（３）が、前記正極端子（３Ｐ）及び前記負極端子（３Ｎ）を備え、前記第１正極バスバー（５Ｐ）及び前記第１負極バスバー（５Ｎ）が、それぞれ、前記第１方向延在部（５１）を有する場合、さらに、前記基準面（Ｒ１）に沿う面を第１電極面（Ｅ１）とし、前記第１電極面（Ｅ１）から前記第２長さ（Ｌ２）離間すると共に前記第１電極面（Ｅ１）に平行な面を第２電極面（Ｅ２）として、前記第２部分（４２）は、前記コンデンサユニット（４）の正負それぞれの電極として、前記第１方向（Ｄ１）における一方側に前記第１電極面（Ｅ１）及び前記第２電極面（Ｅ２）の何れか一方（Ｅ１（又はＥ２））に沿って形成された第２正電極（４２Ｐ）、他方側に前記第１電極面（Ｅ１）及び前記第２電極面（Ｅ２）の何れか他方（Ｅ１（又はＥ２））に沿って形成された第２負電極（４２Ｎ）を備え、前記第１電極面（Ｅ１）及び前記第２電極面（Ｅ２）の何れか一方（Ｅ１（又はＥ２））に沿うと共に前記第２正電極（４２Ｐ）に電気的に接続される第２正極バスバー（６Ｐ）と、前記第１電極面（Ｅ１）及び前記第２電極面（Ｅ２）の何れか他方（Ｅ２（又はＥ１））に沿うと共に前記第２負電極（４２Ｎ）に電気的に接続される第２負極バスバー（６Ｎ）とを備え、前記第１正極バスバー（５Ｐ）が前記第２正極バスバー（６Ｐ）に連続して形成されると共に、前記第１負極バスバー（５Ｎ）が前記第２負極バスバー（６Ｎ）に連続して形成されていると好適である。
　上述したように、コンデンサユニット（４）は、第１部分（４１）と第２部分（４２）とを有している。第１部分（４１）の側面電極（４１Ｅ）には、第１正極バスバー（５Ｐ）及び第１負極バスバー（５Ｎ）が接続される。第２部分（４２）の２つの電極面（第１電極面（Ｅ１），第２電極面（Ｅ２））に沿って形成された第２正電極（４２Ｐ）及び第２負電極（４２Ｎ）に、第２正極バスバー（６Ｐ）及び第２負極バスバー（６Ｎ）が接続されることにより、第２部分（４２）も適切にインバータ回路（１０）の直流側に接続することができる。第２部分（４２）の２つの電極面（Ｅ１，Ｅ２）は、コンデンサユニット（４）及びスイッチング素子ユニット（３）が積層される第１方向（Ｄ１）に直交する第２方向（Ｄ２）及び第３方向（Ｄ３）に沿って（つまり、基準面（Ｒ１）に沿って）形成されている。従って、第２正電極（４２Ｐ）及び第２負電極（４２Ｎ）は、コンデンサユニット（４）やスイッチング素子ユニット（３）によって阻害されることなく、比較的広い電極として形成することができ、インピーダンスを低減することができる。また、これらの電極（４２Ｐ，４２Ｎ）に接続される第２正極バスバー（６Ｐ）及び第２負極バスバー（６Ｎ）も、同様に、基準面（Ｒ１）に沿った方向において比較的広い導体として形成することができるので、そのインピーダンスを低減することができる。さらに、第１正極バスバー（５Ｐ）が第２正極バスバー（６Ｐ）に連続して形成されると共に、第１負極バスバー（５Ｎ）が第２負極バスバー（６Ｎ）に連続して形成されているので、コンデンサユニット（４）における第１部分（４１）と第２部分（４２）との間にインピーダンスによる電位差が生じることを低減して適切にコンデンサユニット（４）をインバータ回路（１０）の直流側に接続することができる。
　また、インバータユニット（１）は、前記コンデンサユニットを収容するコンデンサケース（７）を備え、前記コンデンサケース（７）は、前記第１正極バスバー（５Ｐ）及び前記第１負極バスバー（５Ｎ）のそれぞれの前記第１方向延在部（５１）に沿った板状突出部（７９）を有すると好適である。
　第１正極バスバー（５Ｐ）及び第１負極バスバー（５Ｎ）には大電流が流れ、この電流により発生する磁界によってインダクタンスが増加する。板状突出部（７９）を設けることによって、このインダクタンスが低減される。具体的には、第１バスバー（５）（第１正極バスバー（５Ｐ）及び第１負極バスバー（５Ｎ））を流れる電流によって生じた磁界によって、板状突出部（７９）には渦電流が発生する。この渦電流が発生する磁界は、第１バスバー（５）を流れる電流によって生じた磁界と向きが逆方向となる。即ち、渦電流によって生じる磁界は、第１バスバー（５）を流れる電流によって生じる磁界を打ち消す方向となり、相互インダクタンス効果によって、第１バスバー（５）のインダクタンスが低減される。
　また、前記コンデンサユニット（４）を収容するコンデンサケース（７）を備え、前記コンデンサケース（７）は、前記第１方向（Ｄ１）における、前記スイッチング素子ユニット（３）と前記第２部分（４２）との間に、冷媒が流通する冷媒流路（８）を備えると好適である。
　スイッチング素子ユニット（３）及びコンデンサユニット（４）は共に発熱するユニットである。スイッチング素子ユニット（３）とコンデンサユニット（４）との間に、冷媒流路（８）を備えることによって、両ユニットを１つの冷却部材によって冷却することができる。従って、冷却機能を備えたインバータユニット（１）を小型に構成することができる。
　また、前記インバータ回路（１０）を駆動制御する制御ユニット（２）を備え、前記コンデンサユニット（４）、前記スイッチング素子ユニット（３）、前記制御ユニット（２）が、前記第１方向（Ｄ１）に沿って記載の順に積層されていると好適である。
　この構成によれば、これら複数のユニット（４，３，２）が第１方向（Ｄ１）に沿って積層されることにより、インバータユニット（１）を小型に構成することができる。
１　　　：インバータユニット
２　　　：制御ユニット
３　　　：スイッチング素子ユニット
４　　　：コンデンサユニット
５　　　：第１バスバー
５Ｎ　　：第１負極バスバー
５Ｐ　　：第１正極バスバー
６　　　：第２バスバー
６Ｎ　　：第２負極バスバー
６Ｐ　　：第２正極バスバー
７　　　：コンデンサケース
８　　　：冷媒流路
１０　　：インバータ回路
１１　　：直流電源
３０　　：スイッチング素子
４０　　：コンデンサ素子
４１　　：第１部分
４１Ｅ　：側面電極
４１Ｎ　：第１負電極
４１Ｐ　：第１正電極
４２　　：第２部分
４２Ｎ　：第２負電極
４２Ｐ　：第２正電極
５１　　：第１方向延在部
７９　　：板状突出部
７９Ａ　：板状突出部
７９Ｂ　：板状突出部
８０　　：回転電機
Ｄ１　　：第１方向
Ｄ２　　：第２方向
Ｄ３　　：第３方向
Ｅ１　　：第１電極面
Ｅ２　　：第２電極面
Ｎ　　　：負極
Ｐ　　　：正極
Ｒ１　　：基準面
Ｐ　　　：正極
Ｒ１　　：基準面
 

Claims (8)

  1. 　複数のスイッチング素子を有して直流と交流との間で電力を変換するインバータ回路を形成するスイッチング素子ユニットと、前記インバータ回路の直流側の電圧を平滑するコンデンサユニットとを備えたインバータユニットであって、
    　前記コンデンサユニットは、当該インバータユニットの基準面に直交する方向である第１方向における長さが第１長さの第１部分と、前記第１方向における長さが前記第１長さよりも短い第２長さの第２部分とを有すると共に、前記第１部分と前記第２部分とが前記基準面に沿って隣接して配置され、
    　前記スイッチング素子ユニットは、前記第１方向に見て、前記第２部分と重複し、前記第１部分と前記第２部分との前記基準面に沿った並び方向である第２方向に見て、前記第１部分と重複して配置されているインバータユニット。
  2. 　前記コンデンサユニットは、内部に複数のコンデンサ素子を有し、前記第１部分における前記コンデンサ素子の前記第１方向の長さは、前記第２部分における前記コンデンサ素子の前記第１方向の長さよりも長い請求項１に記載のインバータユニット。
  3. 　前記第１部分には、前記コンデンサユニットの正負それぞれの電極である第１正電極及び第１負電極が、それぞれ前記第１方向に沿う側面に沿った側面電極を有して備えられ、
    　前記スイッチング素子ユニットは、前記インバータ回路の直流側の正極及び負極に接続される正極端子及び負極端子を備え、
    　前記第１正電極と前記正極端子とを電気的に接続する第１正極バスバー、及び、前記第１負電極と前記負極端子とを電気的に接続する第１負極バスバーは、それぞれ、前記側面電極に接した状態で前記第１方向に延びる第１方向延在部を有する請求項１又は２に記載のインバータユニット。
  4. 　２つの前記第１部分が、前記第１方向及び前記第２方向に直交する第３方向に沿った２箇所に、間隔を空けて分割配置され、
    　前記スイッチング素子ユニットの前記正極端子及び前記負極端子は、分割配置された２つの前記第１部分の間に配置され、
    　分割配置された２つの前記第１部分の前記側面電極が前記第３方向に見て対向するように、２つの前記第１部分の内の一方に前記第１正電極が形成され、他方に前記第１負電極が形成され、
    　前記第１正極バスバー及び前記第１負極バスバーは、それぞれ、前記第１正電極及び前記第１負電極に沿うと共に前記第３方向に見て対向するように配置されている請求項３に記載のインバータユニット。
  5. 　前記基準面に沿う面を第１電極面とし、前記第１電極面から前記第２長さ離間すると共に前記第１電極面に平行な面を第２電極面として、
    　前記第２部分は、前記コンデンサユニットの正負それぞれの電極として、前記第１方向における一方側に前記第１電極面又は前記第２電極面の何れか一方に沿って形成された第２正電極、他方側に前記第１電極面又は前記第２電極面の何れか一方に沿って形成された第２負電極を備え、
    　前記第１電極面及び前記第２電極面の何れか一方に沿うと共に前記第２正電極に電気的に接続される第２正極バスバーと、前記第１電極面及び前記第２電極面の何れか他方に沿うと共に前記第２負電極に電気的に接続される第２負極バスバーとを備え、
    　前記第１正極バスバーが前記第２正極バスバーに連続して形成されると共に、前記第１負極バスバーが前記第２負極バスバーに連続して形成されている請求項３又は４に記載のインバータユニット。
  6. 　前記コンデンサユニットを収容するコンデンサケースを備え、
    　前記コンデンサケースは、前記第１正極バスバー及び前記第１負極バスバーのそれぞれの前記第１方向延在部に沿った板状突出部を有する請求項３から５の何れか一項に記載のインバータユニット。
  7. 　前記コンデンサユニットを収容するコンデンサケースを備え、
    　前記コンデンサケースは、前記第１方向における、前記スイッチング素子ユニットと前記第２部分との間に、冷媒が流通する冷媒流路を備える請求項１から６の何れか一項に記載のインバータユニット。
  8. 　前記インバータ回路を駆動制御する制御ユニットを備え、前記コンデンサユニット、前記スイッチング素子ユニット、前記制御ユニットが、前記第１方向に沿って記載の順に積層されている請求項１から７の何れか一項に記載のインバータユニット。
     
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