WO2021157193A1 - 電力変換装置 - Google Patents

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WO2021157193A1
WO2021157193A1 PCT/JP2020/046062 JP2020046062W WO2021157193A1 WO 2021157193 A1 WO2021157193 A1 WO 2021157193A1 JP 2020046062 W JP2020046062 W JP 2020046062W WO 2021157193 A1 WO2021157193 A1 WO 2021157193A1
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WO
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capacitor
bus bar
resin mold
module
power conversion
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PCT/JP2020/046062
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English (en)
French (fr)
Inventor
伸尭 高橋
Original Assignee
株式会社デンソー
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Publication date
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Priority to US17/831,589 priority patent/US20220294360A1/en

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/003Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/14Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
    • H05K7/1422Printed circuit boards receptacles, e.g. stacked structures, electronic circuit modules or box like frames
    • H05K7/1427Housings
    • H05K7/1432Housings specially adapted for power drive units or power converters
    • H05K7/14329Housings specially adapted for power drive units or power converters specially adapted for the configuration of power bus bars
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/14Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
    • H05K7/1422Printed circuit boards receptacles, e.g. stacked structures, electronic circuit modules or box like frames
    • H05K7/1427Housings
    • H05K7/1432Housings specially adapted for power drive units or power converters

Definitions

  • the disclosure in this specification relates to a power conversion device.
  • Patent Document 1 discloses a power conversion device having a bus bar arranged close to a capacitor.
  • the capacitor of Patent Document 1 can receive heat dissipation from the bus bar.
  • the apparatus of Patent Document 1 has sufficient room for improvement in terms of suppressing the heat reception of the capacitor, and improvement is required.
  • the purpose of the disclosure in this specification is to provide a power conversion device that suppresses the heat effect of heat dissipation from the bus bar on the capacitor.
  • One of the disclosed power conversion devices has a power conversion unit that performs power conversion and supplies a current to the load, a capacitor connected to the power conversion unit, and a bus bar through which a current flows, and the bus bar is an insulating resin.
  • a bus bar module molded by, and a case for accommodating a power converter, a capacitor, and a bus bar module.
  • the bus bar module includes a fixed portion that is integrally provided with the bus bar module and is fixed to the case by a fixture, and the fixed portion is larger than the bus bar when the bus bar module and the capacitor are viewed in the height direction. It has a shape that protrudes toward the capacitor and is located between the bus module and the capacitor.
  • the bus bar module has a fixed portion that protrudes toward the capacitor side of the bus bar, which generates a large amount of heat due to electric current.
  • the fixed portion is located between the bus bar and the capacitor. Therefore, the bus bar is provided at a position away from the capacitor by at least the size of the fixed portion.
  • the power conversion device has a configuration in which heat dissipation from the bus bar is difficult to transfer to the capacitor. In this way, it is possible to provide a power conversion device that suppresses the heat effect of heat dissipation from the bus bar on the capacitor.
  • a first embodiment that discloses an example of a power conversion device will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
  • the power conversion device can be applied to an in-vehicle power conversion device mounted on a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle.
  • a power conversion device that can achieve the object specified in the specification can be applied to, for example, an inverter device, a converter device, or the like.
  • This converter device includes a power supply device for AC input DC output, a power supply device for DC input DC output, and a power supply device for AC input AC output.
  • a device applied to the inverter device as an example of the power conversion device will be described below.
  • the power conversion device 1 includes an inverter circuit 200. As shown in FIG. 1, the inverter circuit 200 includes a plurality of semiconductor modules 2 and constitutes a power conversion unit. By turning on and off the semiconductor element 20 (IGBT element) included in the semiconductor module 2, the DC power supplied from the DC power source 100 is converted into AC power. The vehicle runs by driving the three-phase AC motor 110 using the obtained AC power.
  • IGBT element semiconductor element 20
  • the DC power supply 100 is, for example, a plurality of secondary batteries.
  • a lithium ion secondary battery, a nickel hydrogen secondary battery, an organic radical battery, or the like can be adopted.
  • the power conversion device 1 includes a three-phase leg connected in parallel between a P bus bar connected to the positive electrode of the DC power supply 100 and an N bus bar connected to the negative electrode of the DC power supply 100.
  • the leg of each phase includes a plurality of semiconductor elements 20 connected in series between the P bus bar and the N bus bar.
  • the inverter circuit 200 includes three upper and lower arm circuits including two arms connected in series.
  • a smoothing capacitor 3 is connected to the input side, and a three-phase AC motor 110 as a load is connected to the output side.
  • the three upper and lower arm circuits are, for example, U-phase, V-phase, and W-phase from the smoothing capacitor 3 side.
  • the arm on the high potential side of each upper and lower arm circuit can be said to be an upper arm.
  • the arm on the low potential side can also be said to be the lower arm.
  • the current sensor 5 detects the output current of the arm.
  • the current sensor 5 outputs an electric signal corresponding to the output current of the arm to the control device.
  • This electrical signal is a feedback signal.
  • the feedback signal is a signal corresponding to the output current.
  • the power conversion device 1 includes a bus bar including an input side bus bar and an output side bus bar.
  • the power conversion device 1 includes a bus bar for power input / output.
  • This bus bar includes a conductive member connected to the terminal portion on the input side and a conductive member connected to the terminal portion on the output side in the power conversion device 1.
  • This bus bar is a conductive member connected to the input side or the output side with respect to at least one of the semiconductor module 2 and the capacitor. Since such a bus bar forms one of the electric power paths and generates heat, it dissipates heat to surrounding parts.
  • the input side bus bars are, for example, P bus bars and N bus bars.
  • the output side bus bar is, for example, a bus bar provided in the power path through which the output current of the arm flows to the three-phase AC motor 110.
  • the current sensor 5 detects the output current flowing through the output side bus bar.
  • the output-side bus bar is provided in a power path that connects the connection portion 21a between the upper arm and the lower arm in the U phase and the winding of the three-phase AC motor 110.
  • the output-side bus bar is provided in a power path that connects the connection portion 21b between the upper arm and the lower arm in the V phase and the winding of the three-phase AC motor 110.
  • the output-side bus bar is provided in a power path that connects the connection portion 21c between the upper arm and the lower arm in the W phase and the winding of the three-phase AC motor 110.
  • the power conversion device 1 includes a case 10 for accommodating a plurality of electric components.
  • the power conversion device 1 houses the capacitor unit 30 in the case 10.
  • the capacitor unit 30 includes at least a smoothing capacitor 3 and a Y capacitor 4.
  • the smoothing capacitor 3 is connected in parallel to the semiconductor module 2.
  • One of the Y capacitors 4 is connected to the positive electrode wiring and is connected to the ground.
  • One of the Y capacitors 4 is connected to the negative electrode wiring and is connected to the ground.
  • the Y capacitor 4 is electrically connected to the body ground of the chassis or the like via the case ground of the power conversion device 1.
  • the case 10 houses a plurality of semiconductor modules 2, a smoothing capacitor 3, a Y capacitor 4, a current sensor 5, a control circuit board, and the like.
  • the plurality of semiconductor modules 2 are examples of power conversion units that perform power conversion and supply current to the load.
  • the smoothing capacitor 3 is connected to the semiconductor module 2 so as to be energized.
  • the smoothing capacitor 3 and the Y capacitor 4 are integrally formed as a capacitor unit 30 and are fixed in the case 10.
  • the internal space of the case 10 is divided into a capacitor accommodating space and a semiconductor module accommodating space by, for example, a partition wall portion.
  • a control circuit board and the like are installed in the semiconductor module accommodation space.
  • the semiconductor module 2 includes a main body portion in which the semiconductor element 20 is built, and a power terminal and a control terminal protruding from the main body portion.
  • the semiconductor module 2 is also called a power module.
  • the power terminal includes an input terminal to which a DC voltage is applied and an output terminal connected to an output side bus bar on the three-phase AC motor 110 side.
  • the input terminal is connected to the terminal of the capacitor and is electrically connected to the output unit of the DC power supply 100 via the input side bus bar.
  • the control terminal is connected to the control circuit board.
  • the control circuit board constitutes a circuit board on which electronic components such as arithmetic elements that control the operation of the semiconductor element 20 are mounted. The on / off operation of the semiconductor element 20 is controlled by the control circuit board. By this control, the DC power supplied from the DC power supply 100 is converted into AC power.
  • the control circuit board is electrically connected to a connector protruding to the outside of the case 10 via wiring. This connector can be connected to a peripheral device installed outside
  • the capacitor unit 30 has a built-in smoothing capacitor 3 and a Y capacitor 4 that are resin-sealed with the terminals connected to other electrical components exposed.
  • the resin to be sealed is made of a thermosetting resin such as an epoxy resin.
  • the sealing resin is filled in the gap between each capacitor element and terminal and the accommodating portion of each capacitor. With this configuration, the sealing resin seals the capacitor element, the terminal, and the like. Some of the terminals and the like protrude from the sealing resin.
  • the capacitor unit 30 is fixed to, for example, a support base by a fixture such as a bolt, a screw, or a rivet, or a coupling means such as a welding bond or a brazing bond.
  • the support base is provided integrally with the case 10 or is attached to the case 10.
  • the smoothing capacitor 3 and the Y capacitor 4 may be collectively referred to as a capacitor.
  • Case 10 forms one container.
  • the case 10 is formed by combining a plurality of case members.
  • the case 10 is composed of a plurality of case members.
  • the case 10 includes, for example, a first case member and a second case member.
  • the first case member and the second case member are resin molded products formed by containing a resin material.
  • the first case member is a lower case that surrounds a component including a bus bar module 6 among a plurality of electrical components.
  • the case 10 supports the bus bar module 6 so that the bus bar module 6 does not move in the case 10.
  • the bus bar module 6 is fixed to the first case member.
  • the second case member is an upper case attached to the lower case so as to cover the internal space of the lower case.
  • the first case member integrally includes, for example, a top wall portion, a side wall portion erected from the peripheral edge of the top wall portion, and a joint portion.
  • the top wall portion of the first case member corresponds to the ceiling portion of the case 10, and covers the semiconductor module 2, the current sensor 5, the control circuit board, and the like above.
  • the second case member integrally includes, for example, a bottom wall portion, a side wall portion erected from the peripheral edge of the bottom wall portion, and a joint portion. The joints of the first case member and the second case member are joined to each other to form a housing.
  • the bottom wall portion of the second case member corresponds to the bottom portion of the case 10, and the bus module 6 is installed.
  • the case 10 is provided with a mounted portion which is a portion to be mounted on the installation member on the vehicle side.
  • the installation member is one of the vehicle chassis, the body, and the vehicle side member which is a member mounted on the vehicle.
  • the installation member is one of the vehicle-side members, which is a functional component of a motor device or the like mounted on the vehicle.
  • the attached portion and the installation member are connected by a fixing tool such as a bolt or a screw.
  • the bus bar module 6 is installed at a position lower in the height direction (HD) than the capacitor unit 30, the semiconductor module 2, and the current sensor 5. Further, the bus module 6 is installed at a height position so as not to have a portion that overlaps with the capacitor unit 30 in the direction orthogonal to the height direction. The bus bar module 6 is installed at a height position so as not to have a portion that overlaps with the current sensor 5 in the direction orthogonal to the height direction. Further, the capacitor unit 30 is installed at a height position so as not to have a portion that overlaps the semiconductor module 2 and the current sensor 5 in the direction orthogonal to the height direction. The capacitor unit 30 is installed at a position lower than the semiconductor module 2 and the current sensor 5 in the height direction.
  • the bus bar module 6 includes a bus bar 7 which is an output side bus bar or an input side bus bar, and a resin portion containing the bus bar 7.
  • the bus bar module 6 includes a fixed portion integrally provided with the resin portion of the bus bar module 6.
  • the fixed portion is made of the same material as the resin portion.
  • the fixed portion is fixed to the case 10 by a fastening force of a fixing tool 8 such as a bolt or a screw.
  • the resin portion contains, for example, a resin having an insulating property.
  • the resin portion seals the bus bar 7 except for the terminal portion that is electrically connected.
  • the plurality of terminal portions protrude from the resin portion.
  • the bus bar 7 is provided in the bus bar module 6 by being inserted into a mold forming the bus bar module 6 and integrally molded with the resin portion by solidifying the surrounding resin portion.
  • the bus bar module 6 is formed by having a first resin mold portion 61, a second resin mold portion 62 having a shape intersecting the first resin mold portion 61, and a connecting portion 63.
  • the first resin mold portion 61 has a shape extending along the side wall 30a on the Y capacitor 4 side of the capacitor unit 30.
  • the current sensor 5 is arranged so as to overlap the first resin mold portion 61 and the Y capacitor 4 in the height direction.
  • the current sensor 5 preferably has a positional relationship that does not overlap with the bus bar 7 in the height direction.
  • the first resin mold portion 61 is built in by resin-molding a part of the bus bar 7 so that the first terminal portion 71 of the bus bar 7 is exposed to the outside.
  • the first terminal portion 71 is connected to the terminal of the current sensor 5 by a bus bar 51 extending in the height direction.
  • the first terminal unit 71 is an input terminal unit in which the electric power output from the power conversion unit is input to the bus module 6.
  • the first terminal portion 71 is an input terminal portion of a current path forming each of the U phase, the V phase, and the W phase of the three phases.
  • the second resin mold portion 62 is orthogonal to the first resin mold portion 61 and extends along the side wall 30b where the Y capacitor 4 and the smoothing capacitor 3 are lined up in the capacitor unit 30.
  • the second resin mold portion 62 is built in by resin-molding a part of the bus bar 7 so that the second terminal portion 72 of the bus bar 7 is exposed to the outside.
  • the second terminal portion 72 is an output terminal portion that outputs a current to the three-phase AC motor 110 in the bus module 6.
  • the second terminal portion 72 is an output terminal portion of a current path forming each of the U phase, the V phase, and the W phase of the three phases.
  • the connecting portion 63 has a built-in bus bar that connects the bus bar portion in the first resin mold section 61 and the bus bar portion in the second resin mold section 62.
  • the bus bar 7 includes three bus bars that extend along the resin mold portion and are arranged in a direction orthogonal to the extending direction.
  • the bus bar module 6 has an L shape along the outer peripheral edge of the capacitor unit 30 when the bus bar module 6 and the capacitor are viewed in the height direction. Due to this shape, the center of gravity of the bus bar module 6 is located closer to the capacitor than the first resin mold portion 61, the second resin mold portion 62, and the connecting portion 63. Therefore, it is most stable to support the bus module 6 at the position of the center of gravity included in the area on the capacitor side (CS) of the connecting portion 63 due to its weight balance.
  • FIG. 3 shows the positions of each component when the bus module 6, the capacitor, etc. are viewed in the height direction (HD).
  • the capacitor unit 30 and the current sensor 5 are shown by a two-dot chain line, and the smoothing capacitor 3 and the Y capacitor 4 are shown by a broken line.
  • the capacitor side (CS) shows an area located closer to the capacitor than the portion of the bus bar 7 built in the first resin mold portion 61.
  • the capacitor side shows an area located closer to the capacitor than the portion of the bus bar 7 built in the second resin mold portion 62.
  • the fixed portion of the bus module 6 includes a first fixed portion 64 and a second fixed portion 65. As shown in FIG. 3, the fixed portion is not provided on the opposite side edge portions 61b and 62b of the outer peripheral edge of the bus bar module 6 located on the bus bar side (BS) opposite to the capacitor side. preferable.
  • the first fixed portion 64 has a shape that protrudes toward the capacitor side from the bus bar 7 when the bus bar module 6 and the capacitor are viewed in the height direction.
  • the first fixed portion 64 is provided on the capacitor side edge portion 61a located on the capacitor side in the first resin mold portion 61.
  • a single or a plurality of first fixed portions 64 are provided in the first resin mold portion 61.
  • the first fixed portion 64 is located between the bus bar 7 and the capacitor when the bus bar module 6 and the capacitor are viewed in the height direction. With this configuration, the portion of the bus bar 7 built in the first resin mold portion 61 is separated from the capacitor by at least the size of the first fixed portion 64.
  • the second fixed portion 65 has a shape that protrudes toward the capacitor side from the bus bar 7 when the bus bar module 6 and the capacitor are viewed in the height direction.
  • the second fixed portion 65 is provided on the capacitor side edge portion 62a located on the capacitor side in the second resin mold portion 62.
  • a single or a plurality of second fixed portions 65 are provided in the second resin mold portion 62.
  • the second fixed portion 65 is located between the bus bar 7 and the capacitor when the bus bar module 6 and the capacitor are viewed in the height direction. With this configuration, the portion of the bus bar 7 built in the second resin mold portion 62 is separated from the capacitor by at least the size of the second fixed portion 65.
  • a hole or a recess having an inner diameter slightly smaller than the outer diameter of the shaft portion of the fixture 8 is formed at a position corresponding to the first fixed portion 64 and the second fixed portion 65.
  • This hole or recess is a pilot hole for the fixture 8.
  • a female screw is formed by screwing a male screw formed on the shaft portion of the fixture 8 into the hole or recess.
  • the case 10 may have a configuration in which a female screw is formed at a position corresponding to the first fixed portion 64 and the second fixed portion 65. The female screw is formed so that the male screw formed on the shaft portion of the fixture 8 can be screwed.
  • the case 10 and the first fixed portion 64 and the second fixed portion 65 are connected by screwing the male screw of the fixture 8 inserted into each fixed portion into the female screw of the case 10.
  • the power conversion device 1 includes a power conversion unit, a capacitor connected to the power conversion unit, and a bus bar module 6 having a bus bar 7 and molding the bus bar 7 with an insulating resin.
  • the power conversion device 1 includes a case 10 that houses a power conversion unit, a capacitor, and a bus module 6.
  • the bus bar module 6 is provided integrally with the bus bar module 6 and includes a fixed portion fixed to the case 10 by a fixture 8.
  • the fixed portion has a shape that protrudes toward the capacitor from the bus bar 7 when the bus bar module 6 and the capacitor are viewed in the height direction. The fixed portion is further located between the bus bar 7 and the capacitor.
  • the bus bar module 6 has a fixed portion that protrudes toward the capacitor side of the bus bar 7 that generates a large amount of heat due to an electric current.
  • the fixed portion is located between the bus bar 7 and the capacitor. Therefore, the bus bar 7 is provided at a position separated from the capacitor by at least the size of the fixed portion. Therefore, the power conversion device 1 has a configuration in which the heat radiation of the bus bar 7 is difficult to transfer to the capacitor. In this way, the power conversion device 1 can suppress the heat effect of the heat dissipation of the bus bar 7 on the capacitor.
  • the fixed portion is provided on the opposite side edge portions 61b and 62b located on the opposite side of the outer peripheral edge of the bus bar module 6 from the capacitor side when the bus bar module 6 and the capacitor are viewed in the height direction. do not have.
  • the fixed portion is provided on the capacitor side edge portions 61a and 62a located on the capacitor side. According to this configuration, the bus module 6 can be installed at a position away from the capacitor by the space required for providing the fixed portion on the opposite side edge portions 61b and 62b. As a result, the distance between the bus bar 7 and the capacitor can be further increased, so that it is possible to provide the power conversion device 1 in which the heat radiation of the bus bar 7 is difficult to transfer heat to the capacitor.
  • the bus bar 7 included in the bus bar module 6 is three bus bars that connect the winding of each phase in the three-phase AC motor 110, which is a load, and the power conversion unit.
  • the three bus bars are arranged side by side in the bus bar module 6 in the direction in which the fixed portion projects toward the capacitor. According to this configuration, the bus bar on the output side that connects the three-phase AC motor 110 and the output unit of the power conversion unit can be installed at a position away from the capacitor. Therefore, it is possible to provide the power conversion device 1 that relaxes the heat transfer from the bus bar on the output side to the capacitor.
  • the bus bar module 6 includes a first resin mold portion 61 in which the first terminal portion 71 is exposed to the outside, a second resin mold portion 62 in which the second terminal portion 72 is exposed, a first resin mold portion 61, and a second resin mold. It is formed to have a connecting portion 63 that connects the portions 62.
  • the second resin mold portion 62 extends in a direction intersecting the extending direction of the first resin mold portion 61. The center of gravity of the bus module 6 is located closer to the capacitor than the first resin mold portion 61, the second resin mold portion 62, and the connecting portion 63.
  • the first resin mold portion 61 and the second resin mold portion 62 extend so as to intersect each other and are connected by the connecting portion 63. Further, since the center of gravity of the bus bar module 6 is located on the side where the fixed portion is located and closer to the capacitor than the bus bar module 6, the effect of suppressing the vibration of the bus bar module 6 is high. Therefore, when the power conversion device 1 is mounted on a moving body such as a vehicle, it is possible to provide the bus bar module 6 capable of suppressing resonance.
  • the bus bar module 6 is formed by having a first resin mold portion 61, a second resin mold portion 62, and a connecting portion 63.
  • the fixed portion includes a first fixed portion 64 and a second fixed portion 65.
  • the first fixed portion 64 is located between the bass bar portion built in the first resin mold portion 61 and the capacitor when the bus bar module 6 and the capacitor are viewed in the height direction.
  • the second fixed portion 65 is located between the bass bar portion built in the second resin mold portion 62 and the capacitor when the bus bar module 6 and the capacitor are viewed in the height direction.
  • the portion of the bus bar built in the first resin mold portion 61 is provided at a position separated from the capacitor by at least the size of the first fixed portion 64. Further, the portion of the bus bar built in the second resin mold portion 62 is provided at a position separated from the capacitor by at least the size of the second fixed portion 65. Therefore, it is possible to provide the bus bar module 6 having the bus bar 7 separated from the capacitor in both the first resin mold section 61 and the second resin mold section 62.
  • the capacitor includes a smoothing capacitor 3 and a Y capacitor 4.
  • the Y capacitor 4 is provided in an area closer to the bus bar module 6 than the smoothing capacitor 3 when the bus bar module 6 and the capacitor are viewed in the height direction. According to this configuration, the Y capacitor 4 having a smaller temperature rise than the smoothing capacitor 3 and a margin to the heat resistant temperature is installed in a thermally severe environment. Thereby, it is possible to provide the power conversion device 1 capable of suppressing the amount of heat received by the smoothing capacitor 3 which is weaker than the Y capacitor 4.
  • the Y capacitor 4 is an area closer to the bus bar module 6 than the smoothing capacitor 3 when the bus bar module 6 and the capacitor are viewed in the height direction, and the first resin mold portion 61 and the second resin mold section 62 are formed. It is provided at a position adjacent to both. According to this, it is possible to realize a configuration in which the heat-sensitive smoothing capacitor 3 is separated from the built-in bus bar portion in both the first resin mold portion 61 and the second resin mold portion 62. Therefore, it is possible to provide the power conversion device 1 capable of further suppressing the amount of heat received by the capacitor.
  • the capacitor and the bass module 6 are installed so as not to overlap in the direction orthogonal to the height direction. According to this configuration, the capacitors and the bass module 6 are installed so that their height positions are different and all of them do not overlap in the direction orthogonal to the height direction. Therefore, the capacitor can be installed away from the bus bar 7 which is the heat generating portion in the height direction. Since the capacitor is separated from the bus bar 7 in both the protruding direction and the height direction of the fixed portion, it is possible to further suppress the thermal effect of the heat dissipation of the bus bar 7 on the capacitor.
  • Disclosure of this specification is not limited to the illustrated embodiments.
  • the disclosure includes exemplary embodiments and modifications by those skilled in the art based on them.
  • the disclosure is not limited to the combination of parts and elements shown in the embodiment, and can be implemented in various modifications. Disclosure can be carried out in various combinations.
  • the disclosure can have additional parts that can be added to the embodiment.
  • the disclosure includes parts and elements of the embodiment omitted. Disclosures include replacements or combinations of parts, elements between one embodiment and another.
  • the technical scope disclosed is not limited to the description of the embodiments.
  • the technical scope disclosed is indicated by the description of the scope of claims, and should be understood to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the description of the scope of claims.
  • the power conversion device that can achieve the purpose disclosed in the specification is not limited to the configuration shown in FIG. 2 regarding the positional relationship between the bus module 6 and each electric component in the height direction.
  • the bus module 6 may be installed at a position higher in the height direction than the capacitor unit 30, the semiconductor module 2, and the current sensor 5.

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Abstract

電力変換装置(1)は半導体モジュールに接続されているコンデンサユニット(30)と、バスバ(7)を絶縁性樹脂によってモールドするバスバモジュール(6)とを備える。バスバモジュール(6)はバスバモジュール(6)に一体に設けられて、固定具(8)によってケース(10)に固定されている第1被固定部(64)および第2被固定部(65)を備える。第1被固定部(64)および第2被固定部(65)はバスバモジュール(6)およびコンデンサユニット(30)を高さ方向に見た場合に、バスバ(7)よりもコンデンサ側に突出する形状である。第1被固定部(64)および第2被固定部(65)はバスバ(7)とコンデンサユニット(30)との間に位置している。

Description

電力変換装置 関連出願の相互参照
 この出願は、2020年2月5日に日本に出願された特許出願第2020-018238号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
 この明細書における開示は、電力変換装置に関する。
 特許文献1には、コンデンサに近接して配されたバスバを有する電力変換装置が開示されている。
特開2016-82646号公報
 特許文献1のコンデンサは、バスバの放熱を受熱し得る。特許文献1の装置は、コンデンサの受熱を抑制する点に関して、改善の余地が十分にあり、改良が求められる。
 この明細書における開示の目的は、バスバの放熱がコンデンサに与える熱影響を抑制する電力変換装置を提供することである。
 この明細書に開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。また、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例であって、技術的範囲を限定するものではない。
 開示された電力変換装置の一つは、電力変換を行い、電流を負荷に供給する電力変換部と、電力変換部に接続されているコンデンサと、電流が流れるバスバを有しバスバを絶縁性樹脂によってモールドするバスバモジュールと、電力変換部、コンデンサおよびバスバモジュールを収容するケースと、を備え、
 バスバモジュールは、バスバモジュールに一体に設けられて、固定具によってケースに固定されている被固定部を備え、被固定部は、バスバモジュールおよびコンデンサを高さ方向に見た場合に、バスバよりもコンデンサ側に突出する形状であり、かつバスバとコンデンサとの間に位置している。
 この電力変換装置によれば、バスバモジュールは電流による発熱量が大きいバスバよりもコンデンサ側に突出する被固定部を有している。バスバモジュールおよびコンデンサを高さ方向に見た場合に、被固定部はバスバとコンデンサとの間に位置する。このため、バスバは、少なくとも被固定部の大きさ分、コンデンサから離れた位置に設けられる。電力変換装置は、バスバの放熱がコンデンサまで熱伝達しにくい構成を有する。このように、バスバの放熱がコンデンサに与える熱影響を抑制する電力変換装置を提供できる。
第1実施形態の電力変換装置に係る回路図である。 第1実施形態の電力変換装置の概要構成を示す図である。 バスバと周辺機器との位置関係を示す図である。
 以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
 <第1実施形態>
 電力変換装置の一例を開示する第1実施形態について図1~図3を参照しながら説明する。電力変換装置は、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載された車載用電力変換装置に適用することができる。明細書に明示の目的を達成可能な電力変換装置は、例えば、インバータ装置、コンバータ装置等に適用することができる。このコンバータ装置は、交流入力直流出力の電源装置、直流入力直流出力の電源装置、交流入力交流出力の電源装置を含む。この実施形態では、電力変換装置の一例としてインバータ装置に適用した装置を以下に説明する。
 電力変換装置1は、インバータ回路200を備えている。図1に示すように、インバータ回路200は、複数の半導体モジュール2を備え、電力変換部を構成する。半導体モジュール2が備える半導体素子20(IGBT素子)をオンオフさせることにより、直流電源100から供給される直流電力を交流電力に変換している。車両は、得られた交流電力を用いて三相交流モータ110を駆動して走行する。
 直流電源100は、例えば複数の二次電池である。二次電池には、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池、および有機ラジカル電池などを採用することができる。電力変換装置1は、直流電源100の正極に接続されたPバスバと直流電源100の負極に接続されたNバスバとの間で並列に接続された3相のレグを備える。各相のレグは、PバスバとNバスバとの間で直列接続された複数の半導体素子20を備える。
 インバータ回路200は、直列に接続された2つのアームを含む上下アーム回路を3個備えているともいえる。インバータ回路200は、入力側に平滑コンデンサ3が接続され、出力側に負荷としての三相交流モータ110が接続されている。3個の上下アーム回路は、例えば、平滑コンデンサ3側からU相、V相、W相とする。各上下アーム回路の高電位側のアームは、上アームともいえる。低電位側のアームは、下アームともいえる。
 電流センサ5は、アームの出力電流を検出する。電流センサ5は、アームの出力電流に対応する電気信号を制御装置に出力する。この電気信号はフィードバック信号である。フィードバック信号は、出力電流に相当する信号である。
 電力変換装置1は、入力側バスバと出力側バスバを含むバスバを備えている。電力変換装置1は、電力入出用のバスバを備えている。このバスバは、電力変換装置1において、入力側の端子部に接続される導電性部材、出力側の端子部に接続される導電性部材を含む。このバスバは、半導体モジュール2とコンデンサの少なくとも一つに対して、入力側または出力側に接続されている導電性部材である。このようなバスバは、電力経路の一つをなし発熱するため、周囲の部品に対して放熱する。入力側バスバは、例えばPバスバとNバスバである。
 出力側バスバは、例えばアームの出力電流が三相交流モータ110へ流れる電力経路に設けられたバスバである。電流センサ5は、出力側バスバを流れる出力電流を検出する。出力側バスバは、U相における上アームと下アームとの接続部21aと三相交流モータ110の巻線とを連絡する電力経路に設けられている。出力側バスバは、V相における上アームと下アームとの接続部21bと三相交流モータ110の巻線とを連絡する電力経路に設けられている。出力側バスバは、W相における上アームと下アームとの接続部21cと三相交流モータ110の巻線とを連絡する電力経路に設けられている。
 電力変換装置1は、複数の電気部品を収容するケース10を備える。電力変換装置1は、ケース10にコンデンサユニット30を収納している。コンデンサユニット30は、少なくとも平滑コンデンサ3とYコンデンサ4を含んでいる。平滑コンデンサ3は、半導体モジュール2に対して並列に接続されている。Yコンデンサ4の一つは、正極配線に接続され、グランドに接続されている。Yコンデンサ4の一つは、負極配線に接続され、グランドに接続されている。車両においてYコンデンサ4は、電力変換装置1のケースグランドを介してシャーシ等のボディグランドに電気的に接続される。
 ケース10には、複数の半導体モジュール2、平滑コンデンサ3、Yコンデンサ4、電流センサ5、制御回路基板等が収容されている。複数の半導体モジュール2は、電力変換を行い、負荷に電流を供給する電力変換部の一例である。平滑コンデンサ3は、通電可能に半導体モジュール2に接続されている。平滑コンデンサ3、Yコンデンサ4は、コンデンサユニット30として一体に形成されて、ケース10内において固定されている。
 ケース10の内部空間は、例えば、隔壁部によって、コンデンサ収容空間と半導体モジュール収容空間とに区画されている。半導体モジュール収容空間には、半導体モジュール2の他に、制御回路基板等が設置されている。
 半導体モジュール2は、半導体素子20を内蔵した本体部と、本体部から突出したパワー端子および制御端子とを備える。半導体モジュール2は、パワーモジュールとも呼ばれる。パワー端子は、直流電圧が加わる入力端子と、三相交流モータ110側の出力側バスバに接続されている出力端子とを含む。入力端子は、コンデンサの端子に接続され、入力側バスバを介して直流電源100の出力部に電気的に接続されている。制御端子は、制御回路基板に接続されている。制御回路基板は、半導体素子20の動作を制御する演算素子等の電子部品が実装されている回路基板を構成する。半導体素子20のオンオフ動作は、制御回路基板によって制御される。この制御により、直流電源100から供給される直流電力を交流電力に変換している。制御回路基板は、配線を介して、ケース10の外部に突出するコネクタに電気的に接続されている。このコネクタは、電力変換装置1の外部に設置された周辺機器に接続可能である。
 コンデンサユニット30は、他の電気部品と接続される端子を露出させた状態で樹脂封止された平滑コンデンサ3とYコンデンサ4とを内蔵している。封止する樹脂は、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂からなる。封止樹脂は、各コンデンサ素子および端子と、各コンデンサの収容部との間の隙間に充填されている。この構成により、封止樹脂は、コンデンサ素子および端子等を封止している。端子等の一部は、封止樹脂から突出している。コンデンサユニット30は、ボルト、ねじ、リベット等の固定具、溶接結合、ろう付け結合等の結合手段により、例えば支持台に固定されている。支持台は、ケース10一体に設けられ、またはケース10に装着されている。以下、平滑コンデンサ3とYコンデンサ4は、総称してコンデンサと称することがある。
 ケース10は一つの容器を形成する。ケース10は、複数のケース部材を組み合わせて形成されている。ケース10は、複数のケース部材によって構成されている。ケース10は、例えば第1ケース部材と第2ケース部材とを含んでいる。第1ケース部材、第2ケース部材は、樹脂材料を含んで形成された樹脂成形品である。例えば、第1ケース部材は、複数の電気部品のうち、バスバモジュール6を含む部品を取り囲む下部ケースである。ケース10は、バスバモジュール6がケース10内で移動しないようにバスバモジュール6を支持している。第1ケース部材には、バスバモジュール6が固定されている。例えば、第2ケース部材は、下部ケースの内部空間を覆うように下部ケースに装着されている上部ケースである。
 第1ケース部材は、例えば、天壁部と、天壁部の周縁から立設する側壁部と、接合部とを一体に備えている。第1ケース部材の天壁部は、ケース10の天井部に相当し、半導体モジュール2、電流センサ5、制御回路基板等を上方において覆っている。第2ケース部材は、例えば、底壁部と、底壁部の周縁から立設する側壁部と、接合部とを一体に備えている。第1ケース部材と第2ケース部材は、互いの接合部同士が結合して筐体を形成している。第2ケース部材の底壁部は、ケース10の底部に相当し、バスバモジュール6が設置されている。
 ケース10は、車両側の設置部材に取り付けられる部分である被取付部を備えている。設置部材は、車両のシャーシ、ボディ、車両に搭載されている部材である車両側部材の一つである。設置部材は、車両に搭載されたモータ装置等の機能部品である車両側部材の一つである。被取付部と設置部材は、ボルト、ねじ等の固定具によって結合されている。
 図2に示すように、バスバモジュール6は、コンデンサユニット30、半導体モジュール2、電流センサ5よりも高さ方向(HD)について低い位置に設置されている。さらにバスバモジュール6は、コンデンサユニット30に対して高さ方向に直交する方向に重なる部分を有しないような高さ位置に設置されている。バスバモジュール6は、電流センサ5に対して高さ方向に直交する方向に重なる部分を有しないような高さ位置に設置されている。さらにコンデンサユニット30は、半導体モジュール2や電流センサ5に対して高さ方向に直交する方向に重なる部分を有しないような高さ位置に設置されている。コンデンサユニット30は、半導体モジュール2や電流センサ5よりも高さ方向について低い位置に設置されている。
 バスバモジュール6は、出力側バスバまたは入力側バスバであるバスバ7と、バスバ7を内蔵する樹脂部とを備える。バスバモジュール6は、バスバモジュール6の樹脂部に一体に設けられている被固定部を備える。被固定部は、樹脂部と同じ材質で形成されている。被固定部は、ボルト、ねじ等の固定具8による締結力によって、ケース10に固定されている。樹脂部は、例えば絶縁性を有する樹脂を含んでいる。樹脂部は、電気的に接続される端子部を除いてバスバ7を封止している。複数の端子部は、樹脂部から突出している。バスバ7は、バスバモジュール6を形成する金型内にインサートされて、周囲の樹脂部分の固化により樹脂部と一体に成形されることでバスバモジュール6に設けられる。
 バスバモジュール6は、第1樹脂モールド部61と、第1樹脂モールド部61に対して交差する形状である第2樹脂モールド部62と、連結部63とを有して形成されている。第1樹脂モールド部61は、コンデンサユニット30におけるYコンデンサ4側の側壁30aに沿うように延びる形状である。例えば、電流センサ5は、図3に示すように高さ方向について、第1樹脂モールド部61とYコンデンサ4とにまたがるように重なって配置されている。電流センサ5は、放熱の影響を抑えるために、高さ方向についてバスバ7と重ならない位置関係であることが好ましい。第1樹脂モールド部61は、バスバ7における第1端子部71が外部に露出するようにバスバ7の一部を樹脂モールドして内蔵する。図2に図示する例では、第1端子部71は、高さ方向に延びるバスバ51によって電流センサ5の端子に接続されている。第1端子部71は、電力変換部から出力された電力がバスバモジュール6に入力される入力端子部である。第1端子部71は、三相のうちのU相、V相、W相のそれぞれをなす電流経路の入力端子部である。
 第2樹脂モールド部62は、第1樹脂モールド部61に対して直交しコンデンサユニット30においてYコンデンサ4と平滑コンデンサ3とが並ぶ側壁30bに沿うように延びている。第2樹脂モールド部62は、バスバ7における第2端子部72が外部に露出するようにバスバ7の一部を樹脂モールドして内蔵する。第2端子部72は、バスバモジュール6において、三相交流モータ110へ電流を出力する出力端子部である。第2端子部72は、三相のうちのU相、V相、W相のそれぞれをなす電流経路の出力端子部である。連結部63は、第1樹脂モールド部61内のバスバの部分と第2樹脂モールド部62内のバスバの部分とをつなぐバスバを内蔵している。バスバ7は、樹脂モールド部に沿ってそれぞれ延び、この延びる方向に対して直交する方向に並んでいる3個のバスバを含んでいる。
 バスバモジュール6は、バスバモジュール6およびコンデンサを高さ方向に見た場合に、コンデンサユニット30の外周縁に沿うL字状をなしている。この形状のため、バスバモジュール6の重心は、第1樹脂モールド部61、第2樹脂モールド部62および連結部63よりもコンデンサ寄りに位置する。したがって、バスバモジュール6は、その重量バランスから、連結部63よりもコンデンサ側(CS)のエリアに含まれる重心位置で支持することが最も安定する。
 図3は、バスバモジュール6、コンデンサ等を高さ方向(HD)に見た状態の各部品の位置を示している。バスバモジュール6との位置関係を説明するために、図3にコンデンサユニット30と電流センサ5は二点鎖線で示し、平滑コンデンサ3とYコンデンサ4は破線で示している。図3においてコンデンサ側(CS)は、第1樹脂モールド部61に内蔵されているバスバ7の部分よりもコンデンサ寄りに位置するエリアを示している。図3においてコンデンサ側は、第2樹脂モールド部62に内蔵されているバスバ7の部分よりもコンデンサ寄りに位置するエリアを示している。
 バスバモジュール6の被固定部は、第1被固定部64と第2被固定部65を含んでいる。図3に示すように被固定部は、バスバモジュール6の外周縁のうち、コンデンサ側とは反対側のバスバ側(BS)に位置する反対側縁部61b,62bには設けられていないことが好ましい。
 第1被固定部64は、バスバモジュール6およびコンデンサを高さ方向に見た場合に、バスバ7よりもコンデンサ側に突出する形状である。第1被固定部64は、第1樹脂モールド部61において、コンデンサ側に位置するコンデンサ側縁部61aに設けられている。第1被固定部64は、第1樹脂モールド部61において単数または複数個設けられている。第1被固定部64は、バスバモジュール6およびコンデンサを高さ方向に見た場合に、バスバ7とコンデンサとの間に位置している。この構成により、第1樹脂モールド部61に内蔵されているバスバ7の部分は、少なくとも第1被固定部64の大きさ分、コンデンサから離間している。
 第2被固定部65は、バスバモジュール6およびコンデンサを高さ方向に見た場合に、バスバ7よりもコンデンサ側に突出する形状である。第2被固定部65は、第2樹脂モールド部62において、コンデンサ側に位置するコンデンサ側縁部62aに設けられている。第2被固定部65は、第2樹脂モールド部62において単数または複数個設けられている。第2被固定部65は、バスバモジュール6およびコンデンサを高さ方向に見た場合に、バスバ7とコンデンサとの間に位置している。この構成により、第2樹脂モールド部62に内蔵されているバスバ7の部分は、少なくとも第2被固定部65の大きさ分、コンデンサから離間している。
 ケース10には、第1被固定部64と第2被固定部65に対応する位置に、固定具8の軸部の外径よりも若干小さい内径を有する穴部または凹部が形成されている。この穴部または凹部は、固定具8の下穴である。この穴部または凹部には、固定具8の軸部に形成された雄ねじがねじ込まれることにより、雌ねじが形成される。またケース10には、第1被固定部64と第2被固定部65に対応する位置に、雌ねじが形成されている構成でもよい。この雌ねじは、固定具8の軸部に形成された雄ねじが螺合可能なように形成されている。ケース10と第1被固定部64や第2被固定部65は、各被固定部に挿通された固定具8の雄ねじがケース10の雌ねじに螺合することにより、結合される。
 第1実施形態の電力変換装置1がもたらす作用効果について説明する。電力変換装置1は、電力変換部と、電力変換部に接続されているコンデンサと、バスバ7を有しバスバ7を絶縁性樹脂によってモールドするバスバモジュール6とを備える。電力変換装置1は、電力変換部、コンデンサおよびバスバモジュール6を収容するケース10を備える。バスバモジュール6は、バスバモジュール6に一体に設けられて、固定具8によってケース10に固定されている被固定部を備える。被固定部は、バスバモジュール6およびコンデンサを高さ方向に見た場合にバスバ7よりもコンデンサ側に突出する形状である。被固定部は、さらにバスバ7とコンデンサとの間に位置している。
 この電力変換装置1によれば、バスバモジュール6は電流による発熱量が大きいバスバ7よりもコンデンサ側に突出する被固定部を有する。バスバモジュール6およびコンデンサを高さ方向に見た場合に、被固定部はバスバ7とコンデンサとの間に位置する。このため、バスバ7は、少なくとも被固定部の大きさ分、コンデンサから離れた位置に設けられることになる。したがって、電力変換装置1は、バスバ7の放熱がコンデンサまで熱伝達しにくい構成を有する。このように電力変換装置1は、バスバ7の放熱がコンデンサに与える熱影響を抑制できる。
 被固定部は、バスバモジュール6およびコンデンサを高さ方向に見た場合に、バスバモジュール6の外周縁のうち、コンデンサ側とは反対側に位置する反対側縁部61b,62bには設けられていない。被固定部は、コンデンサ側に位置するコンデンサ側縁部61a,62aに設けられている。この構成によれば、被固定部を反対側縁部61b,62bに設けるために必要なスペース分、バスバモジュール6をコンデンサから遠ざけた位置に設置することが可能になる。これにより、バスバ7とコンデンサの距離をさらに離すことができるので、バスバ7の放熱がコンデンサまで熱伝達しにくい電力変換装置1を提供できる。
 バスバモジュール6が有するバスバ7は、負荷である三相交流モータ110における各相の巻線と電力変換部とを接続する3個のバスバである。3個のバスバは、バスバモジュール6の内部において、被固定部がコンデンサ側に突出する方向に並んで配置されている。この構成によれば、三相交流モータ110と電力変換部の出力部とを連絡する出力側のバスバをコンデンサから遠ざけた位置に設置することができる。したがって、出力側のバスバからコンデンサへの熱伝達を緩和する電力変換装置1を提供できる。
 バスバモジュール6は、第1端子部71が外部に露出する第1樹脂モールド部61と、第2端子部72が露出する第2樹脂モールド部62と、第1樹脂モールド部61と第2樹脂モールド部62とを連結する連結部63とを有して形成されている。第2樹脂モールド部62は、第1樹脂モールド部61の延設方向に対して交差する方向に延びている。バスバモジュール6の重心は、第1樹脂モールド部61、第2樹脂モールド部62および連結部63よりもコンデンサ寄りに位置している。
 この構成によれば、第1樹脂モールド部61と第2樹脂モールド部62とは互いに交差するように延びておりかつ連結部63によって連結されている。さらにバスバモジュール6の重心は、被固定部が位置する側であってバスバモジュール6よりもコンデンサ寄りに位置するため、バスバモジュール6の振動を抑制する効果が高い。したがって、車両等の移動体に電力変換装置1を搭載した場合に、共振を抑制可能なバスバモジュール6を提供できる。
 バスバモジュール6は、第1樹脂モールド部61と第2樹脂モールド部62と連結部63とを有して形成されている。被固定部は、第1被固定部64と第2被固定部65とを含む。第1被固定部64は、バスバモジュール6およびコンデンサを高さ方向に見た場合に、第1樹脂モールド部61に内蔵されているバスバの部分とコンデンサとの間に位置する。第2被固定部65は、バスバモジュール6およびコンデンサを高さ方向に見た場合に、第2樹脂モールド部62に内蔵されているバスバの部分とコンデンサとの間に位置する。
 この構成によれば、第1樹脂モールド部61に内蔵されたバスバの部分は少なくとも第1被固定部64の大きさ分、コンデンサから離れた位置に設けられる。さらに第2樹脂モールド部62に内蔵されたバスバの部分は少なくとも第2被固定部65の大きさ分、コンデンサから離れた位置に設けられる。したがって、第1樹脂モールド部61と第2樹脂モールド部62との両方において、コンデンサから離間したバスバ7を有するバスバモジュール6を提供できる。
 コンデンサは、平滑コンデンサ3とYコンデンサ4とを含む。Yコンデンサ4は、バスバモジュール6およびコンデンサを高さ方向に見た場合に、平滑コンデンサ3よりもバスバモジュール6に接近したエリアに設けられている。この構成によれば、平滑コンデンサ3よりも温度上昇が小さく耐熱温度まで余裕があるYコンデンサ4の方を熱的に厳しい環境に設置する。これにより、Yコンデンサ4よりも熱に弱い平滑コンデンサ3の受熱量を抑制可能な電力変換装置1を提供できる。
 Yコンデンサ4は、バスバモジュール6およびコンデンサを高さ方向に見た場合に、平滑コンデンサ3よりもバスバモジュール6に接近したエリアでありかつ第1樹脂モールド部61と第2樹脂モールド部62との両方に隣接する位置に設けられている。これによれば、熱に弱い平滑コンデンサ3を、第1樹脂モールド部61と第2樹脂モールド部62との両方において、内蔵されたバスバの部分から離す構成を実現できる。したがって、コンデンサの受熱量をさらに抑制可能な電力変換装置1を提供できる。
 コンデンサとバスバモジュール6は、高さ方向に直交する方向に重ならないように設置されている。この構成によれば、コンデンサとバスバモジュール6は、高さ位置が異なり、その全部が高さ方向に直交する方向にオーバーラップしないように設置されている。このため、コンデンサを、発熱部であるバスバ7から高さ方向に離して設置できる。コンデンサはバスバ7に対して被固定部の突出方向と高さ方向との両方に離間するので、バスバ7の放熱がコンデンサに与える熱影響をさらに抑制可能である。
 <他の実施形態>
 この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品、要素の組み合わせに限定されず、種々変形して実施することが可能である。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品、要素が省略されたものを包含する。開示は、一つの実施形態と他の実施形態との間における部品、要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示される技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。
 明細書に開示の目的を達成可能な電力変換装置は、バスバモジュール6と各電気部品との高さ方向に係る位置関係について、図2に示す構成に限定されない。例えば、バスバモジュール6は、コンデンサユニット30、半導体モジュール2、電流センサ5よりも高さ方向について高い位置に設置されている構成でもよい。

Claims (8)

  1.  電力変換を行い、電流を負荷に供給する電力変換部(2)と、
     前記電力変換部に接続されているコンデンサ(3,4)と、
     電流が流れるバスバ(7)を有し前記バスバを絶縁性樹脂によってモールドするバスバモジュール(6)と、
     前記電力変換部、前記コンデンサおよび前記バスバモジュールを収容するケース(10)と、
     を備え、
     前記バスバモジュールは、前記バスバモジュールに一体に設けられて、固定具(8)によって前記ケースに固定されている被固定部(64,65)を備え、
     前記被固定部は、前記バスバモジュールおよび前記コンデンサを高さ方向に見た場合に、前記バスバよりも前記コンデンサ側に突出する形状であり、かつ前記バスバと前記コンデンサとの間に位置している電力変換装置。
  2.  前記被固定部は、前記バスバモジュールおよび前記コンデンサを高さ方向に見た場合に、前記バスバモジュールの外周縁のうち、前記コンデンサ側とは反対側に位置する反対側縁部(61b,62b)には設けられておらず、前記コンデンサ側に位置するコンデンサ側縁部(61a,62a)に設けられている請求項1に記載の電力変換装置。
  3.  前記バスバは、前記負荷である三相交流モータ(110)における各相の巻線と前記電力変換部とを接続する3個のバスバであり、
     3個の前記バスバは、前記バスバモジュールの内部において、前記被固定部が前記コンデンサ側に突出する方向に並んで配置されている請求項1または請求項2に記載の電力変換装置。
  4.  前記バスバモジュールは、前記バスバにおける第1端子部(71)が外部に露出する第1樹脂モールド部(61)と、前記バスバにおける第2端子部(72)が露出し、前記第1樹脂モールド部の延設方向に対して交差する方向に延びる第2樹脂モールド部(62)と、前記第1樹脂モールド部と前記第2樹脂モールド部とを連結する連結部(63)と、を有して形成されており、
     前記バスバモジュールの重心は、前記第1樹脂モールド部、前記第2樹脂モールド部および前記連結部よりも前記コンデンサ寄りに位置している請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の電力変換装置。
  5.  前記バスバモジュールは、前記バスバにおける第1端子部(71)が外部に露出する第1樹脂モールド部(61)と、前記バスバにおける第2端子部(72)が露出し、前記第1樹脂モールド部の延設方向に対して交差する方向に延びる第2樹脂モールド部(62)と、前記第1樹脂モールド部と前記第2樹脂モールド部とを連結する連結部(63)と、を有して形成されており、
     前記被固定部は、
      前記バスバモジュールおよび前記コンデンサを高さ方向に見た場合に、前記第1樹脂モールド部によってモールドされた前記バスバの部分と前記コンデンサとの間に位置する第1被固定部(64)と、
      前記バスバモジュールおよび前記コンデンサを高さ方向に見た場合に、前記第2樹脂モールド部によってモールドされた前記バスバの部分と前記コンデンサとの間に位置する第2被固定部(65)とを含む請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の電力変換装置。
  6.  前記コンデンサは、平滑コンデンサ(3)とYコンデンサ(4)とを含み、
     前記Yコンデンサは、前記バスバモジュールおよび前記コンデンサを高さ方向に見た場合に、前記平滑コンデンサよりも前記バスバモジュールに接近したエリアに設けられている請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の電力変換装置。
  7.  前記コンデンサは、平滑コンデンサ(3)とYコンデンサ(4)とを含み、
     前記Yコンデンサは、前記バスバモジュールおよび前記コンデンサを高さ方向に見た場合に、前記平滑コンデンサよりも前記バスバモジュールに接近したエリアであって、かつ前記第1樹脂モールド部と前記第2樹脂モールド部との両方に隣接する位置に設けられている請求項4または請求項5に記載の電力変換装置。
  8.  前記コンデンサと前記バスバモジュールは、前記高さ方向に直交する方向に重ならないように設置されている請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の電力変換装置。
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