JP7294289B2 - power converter - Google Patents
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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- H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion 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
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Description
本開示は、電力変換装置に関する。 The present disclosure relates to power converters.
特許文献１の電力変換装置は、コンデンサと半導体装置とを接続しているバスバを備えている。コンデンサは、電力変換装置の動作に伴って、交流電圧が加えられる。コンデンサの電極は、交流電圧によって電荷が蓄積され、電極間にクーロン力が生じる。クーロン力は、交流電圧の振動数に比例して周期的に変化するため、コンデンサが振動する。 The power conversion device of Patent Literature 1 includes a bus bar connecting a capacitor and a semiconductor device. AC voltage is applied to the capacitor as the power converter operates. Electric charges are accumulated in the electrodes of the capacitor due to the AC voltage, and a Coulomb force is generated between the electrodes. Since the Coulomb force changes periodically in proportion to the frequency of the AC voltage, the capacitor vibrates.
電力変換装置は、コンデンサが振動した際に、コンデンサの振動がバスバに伝達される。コンデンサから伝達される振動が大きい場合、バスバは大きく振動し、バスバと接続している他の部材例えば半導体装置に、大きな振動を伝達する虞がある。 In the power converter, when the capacitor vibrates, the vibration of the capacitor is transmitted to the busbar. When the vibration transmitted from the capacitor is large, the bus bar vibrates greatly, and there is a possibility that the large vibration may be transmitted to other members, such as semiconductor devices, connected to the bus bar.
本開示は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、バスバがコンデンサから受ける振動の影響を低減できる電力変換装置を提供することである。 The present disclosure has been made based on this situation, and an object thereof is to provide a power conversion device capable of reducing the influence of vibrations that a bus bar receives from a capacitor.
その目的を達成するための本開示の１つの態様は、電力を変換する半導体装置（２０）と、バッテリ（１１）から供給される電力を平滑し、半導体装置に供給するコンデンサ（２１）と、コンデンサと接続されているコンデンサ接続部（２２ｄ）と、半導体装置に接続されている半導体接続部（２２ｅ）と、コンデンサ接続部と半導体接続部とを連結している連結板部（２２ｃ）と、をそれぞれ有する一対のバスバと、を備え、バスバは、連結板部から突出している突出部（２５）を有しており、
突出部は、
連結板部と連結板部の厚さ方向にずれた位置に設けられて、連結板部と平行な面を形成している平板部（２５ｂ）と、
連結板部と平板部とを連結し、段差を形成している段差形成部（２５ａ）と、
を有している電力変換装置である。
本開示の１つの態様は、
電力を変換する半導体装置（２０）と、
バッテリ（１１）から供給される電力を平滑し、半導体装置に供給するコンデンサ（２１）と、
コンデンサと接続されているコンデンサ接続部（２２ｄ）と、半導体装置に接続されている半導体接続部（２２ｅ）と、コンデンサ接続部と半導体接続部とを連結している連結板部（２２ｃ）と、をそれぞれ有する一対のバスバと、を備え、
バスバは、連結板部から突出している突出部（２５）を有しており、
一対のバスバは、突出部を有し、連結板部の厚さ方向に、連結板部同士および突出部同士が重なるように配置され、
一方のバスバの突出部の突出する方向は、他方のバスバの突出部が突出する方向と反対方向である電力変換装置である。
本開示の１つの態様は、
電力を変換する半導体装置（２０）と、
バッテリ（１１）から供給される電力を平滑し、半導体装置に供給するコンデンサ（２１）と、
コンデンサと接続されているコンデンサ接続部（２２ｄ）と、半導体装置に接続されている半導体接続部（２２ｅ）と、コンデンサ接続部と半導体接続部とを連結している連結板部（２２ｃ）と、をそれぞれ有する一対のバスバと、
半導体装置を冷却するための冷却器（２８）と、を備え、
バスバは、連結板部から突出している突出部（２５）を有しており、
半導体装置を冷却するための冷却器（２８）を備え、
一対のバスバは、突出部を有し、連結板部の厚さ方向に、連結板部同士および突出部同士が重なるように配置され、
冷却器は、連結板部に対し厚さ方向の一方側に配置されており、
一対のバスバのうち、厚さ方向の一方側に位置するバスバは、厚さ方向の一方側に突出する突出部を有している電力変換装置である。
One aspect of the present disclosure for achieving that object is a semiconductor device (20) that converts power, and a capacitor (21) that smoothes the power supplied from a battery (11) and supplies it to the semiconductor device. , a capacitor connecting portion (22d) connected to the capacitor, a semiconductor connecting portion (22e) connected to the semiconductor device, and a connecting plate portion (22c) connecting the capacitor connecting portion and the semiconductor connecting portion. a pair of busbars each having
The protrusion is
a flat plate portion (25b) provided at a position shifted in the thickness direction between the connecting plate portion and the connecting plate portion and forming a plane parallel to the connecting plate portion;
a step forming portion (25a) connecting the connecting plate portion and the flat plate portion to form a step;
It is a power conversion device having
One aspect of the present disclosure is
a semiconductor device (20) for converting electric power;
a capacitor (21) for smoothing power supplied from a battery (11) and supplying it to a semiconductor device;
a capacitor connecting portion (22d) connected to the capacitor, a semiconductor connecting portion (22e) connected to the semiconductor device, a connecting plate portion (22c) connecting the capacitor connecting portion and the semiconductor connecting portion; a pair of busbars each having
The bus bar has a protruding portion (25) protruding from the connecting plate portion,
The pair of busbars has projecting portions, and is arranged so that the connecting plate portions and the projecting portions overlap each other in the thickness direction of the connecting plate portions,
The direction in which the protrusion of one bus bar protrudes is the opposite direction to the direction in which the protrusion of the other bus bar protrudes.
One aspect of the present disclosure is
a semiconductor device (20) for converting electric power;
a capacitor (21) for smoothing power supplied from a battery (11) and supplying it to a semiconductor device;
a capacitor connecting portion (22d) connected to the capacitor, a semiconductor connecting portion (22e) connected to the semiconductor device, a connecting plate portion (22c) connecting the capacitor connecting portion and the semiconductor connecting portion; a pair of busbars each having
a cooler (28) for cooling the semiconductor device;
The bus bar has a protruding portion (25) protruding from the connecting plate portion,
a cooler (28) for cooling the semiconductor device;
The pair of busbars has projecting portions, and is arranged so that the connecting plate portions and the projecting portions overlap each other in the thickness direction of the connecting plate portions,
The cooler is arranged on one side in the thickness direction with respect to the connecting plate,
Of the pair of bus bars, the bus bar located on one side in the thickness direction is a power conversion device having a protruding portion that protrudes on one side in the thickness direction.
連結板部は、突出部が形成されていることにより、突出部が形成されていない連結板部と比較して自身の剛性が高くなる。よって、連結板部は、コンデンサから振動が伝達される場合でも、突出部により剛性が高くなっているため、自身が振動することが抑制される。したがって、バスバは、コンデンサからの振動の影響を低減できる。 Since the connecting plate portion has the projecting portion, the rigidity of the connecting plate portion is higher than that of the connecting plate portion without the projecting portion. Therefore, even when vibration is transmitted from the capacitor, the connecting plate portion has high rigidity due to the projecting portion, so that the connecting plate portion itself is suppressed from vibrating. Therefore, the busbar can reduce the influence of vibration from the capacitor.
以下、本開示の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形例の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成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複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合わせることができる。そして、複数の実施形態および変形例に記述された構成同士の明示されていない組み合わせも、以下の説明によって開示されているものとする。 A plurality of embodiments of the present disclosure will be described below based on the drawings. Note that redundant description may be omitted by assigning the same reference numerals to corresponding components in each embodiment. When only a part of the configuration is described in each embodiment, the configurations of other embodiments previously described can be applied to the other portions of the configuration. Moreover, not only the combinations of the configurations explicitly specified in the description of each embodiment, but also the configurations of a plurality of embodiments can be partially combined even if they are not specified unless there is a particular problem with the combination. Unspecified combinations of the configurations described in the multiple embodiments and modifications are also disclosed by the following description.
（第１実施形態）
図１に示すように、電力変換システム１は、バッテリ１１、電力変換装置１２およびモータ１３を備えている。バッテリ１１は、通電バスバ２４を介して電力変換装置１２に電力を供給する。電力変換装置１２は電力を変換し、変換した電力を、モータ用バスバ２３を介してモータ１３に供給する。本開示におけるモータ１３は、例えば車両の動力源として用いられるモータである。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the power conversion system 1 includes a
図２または図３に示すように電力変換装置１２は、インバータケース２６、半導体装置２０、コンデンサ２１、コンデンサケース２７、バスバ２２および冷却器２８を有している。インバータケース２６は、内部に半導体装置２０、コンデンサ２１、コンデンサケース２７、バスバ２２および冷却器２８を収容している。バスバ２２は、正極バスバ２２ａおよび負極バスバ２２ｂの双方を総称した名称である。
As shown in FIG. 2 or 3, the
図３は、図２のコンデンサケース２７およびインバータケース２６の図示を省略した図面である。半導体装置２０は、複数のスイッチング素子２０ａによって構成されている。図３に示すように、複数のスイッチング素子２０ａは、積層して配置されている。
FIG. 3 is a drawing in which illustration of the
本実施形態では、図３の矢印で示すようにＸ方向は、半導体接続部２２ｅが連結板部２２ｃから延びている方向の両側の方向を示すものである。図３の矢印で示すようにＹ方向は、複数のスイッチング素子２０ａの積層方向の両側の方向を示すものである。また、図４の矢印で示すようにＺ方向は、連結板部２２ｃの厚さ方向の両側の方向を示すものである。
In this embodiment, as indicated by the arrows in FIG. 3, the X direction indicates the directions on both sides of the direction in which the
図３に示すようにスイッチング素子２０ａは、Ｐ端子２０ｂ、Ｎ端子２０ｃおよび出力端子２０ｄを有している。Ｐ端子２０ｂ、Ｎ端子２０ｃおよび出力端子２０ｄは、Ｚ方向に長手方向が延びるように形成されている。
As shown in FIG. 3, the
Ｐ端子２０ｂは、正極バスバ２２ａの半導体接続部２２ｅと、Ｙ方向に対向する表面同士で接触している。Ｐ端子２０ｂと正極バスバ２２ａの半導体接続部２２ｅは、接触した状態で例えば溶接によって固定されている。また、Ｐ端子２０ｂ、Ｎ端子２０ｃおよび出力端子が延びている向きを、Ｚ方向一方側とする。
The
Ｎ端子２０ｃは、負極バスバ２２ｂの半導体接続部２２ｅと、Ｙ方向に対向する表面同士で接触している。Ｎ端子２０ｃと負極バスバ２２ｂの半導体接続部２２ｅは、接触した状態で例えば溶接によって固定されている。出力端子２０ｄは、モータ用バスバ２３に接続されている。
The
図３または図４に示すように、冷却器２８は、連結板部２２ｃに対して、Ｚ方向の他方側に配置されている。冷却器２８は、半導体装置２０と表面で接触もしくは近接して配置されている。冷却器２８は、冷却用の流体例えばＬＬＣなどを冷却器２８内の管などに通流させることで周囲を冷却する。よって、半導体装置２０は、冷却器２８と近接している部分で冷却される。
As shown in FIG. 3 or 4, the cooler 28 is arranged on the other side in the Z direction with respect to the connecting
図３に示すように電力変換装置１２は、複数のコンデンサ２１を有している。コンデンサ２１は、Ｚ方向に見て、Ｘ方向に長辺を形成し、Ｙ方向に短辺を形成している矩形状である。複数のコンデンサ２１は、長辺同士がＹ方向で対向するように配置されている。つまり、複数のコンデンサ２１は、Ｙ方向に並ぶように配置されている。
As shown in FIG. 3 , the
図４は、半導体装置２０および絶縁部材２９の図示を省略している。図４に示すように、コンデンサ２１は、Ｚ方向一方側の表面で正極バスバ２２ａのコンデンサ接続部２２ｄと電気的に接続されている。コンデンサ２１は、Ｚ方向他方側の表面で負極バスバ２２ｂのコンデンサ接続部２２ｄと電気的に接続されている。また、コンデンサ２１は、コンデンサケース２７の内部に収容されている。コンデンサケース２７の内部は、例えば樹脂の封止材３０が充填されている。よって、コンデンサ２１は、周囲を封止材３０で充填されている。
FIG. 4 omits illustration of the
電力変換装置１２は、一対のバスバ２２である正極バスバ２２ａおよび負極バスバ２２ｂを有している。図３または図４に示すように、正極バスバ２２ａおよび負極バスバ２２ｂは、連結板部２２ｃ、コンデンサ接続部２２ｄ、半導体接続部２２ｅおよび突出部２５を有している。正極バスバ２２ａおよび負極バスバ２２ｂは、例えばプレス等によって成形されている。連結板部２２ｃは、Ｚ方向に厚さを有し、ＸＹ平面を形成している板形状である。
The
図３または図４に示すように、正極バスバ２２ａの連結板部２２ｃと負極バスバ２２ｂの連結板部２２ｃは、Ｚ方向に、ＸＹ平面同士が重なるように配置されている。つまり、正極バスバ２２ａと負極バスバ２２ｂの連結板部２２ｃ同士は、ＸＹ平面同士がＺ方向に対向するように近接して配置されている。本開示において、平面同士重なるとは、互いに平面の少なくとも一部が対向することを示しており、全ての平面同士が対向することのみを示しているわけではない。
As shown in FIG. 3 or 4, the connecting
図５に示すように絶縁部材２９は、Ｚ方向における正極バスバ２２ａおよび負極バスバ２２ｂの連結板部２２ｃ間に配置されている。絶縁部材２９は、正極バスバ２２ａおよび負極バスバ２２ｂと近接もしくは接触しているように配置されている。絶縁部材２９により、正極バスバ２２ａおよび負極バスバ２２ｂは、互いの絶縁を確保することができる。
As shown in FIG. 5, the insulating
図３に示すようにコンデンサ接続部２２ｄは、連結板部２２ｃからＸ方向の一方側に向かって延びている。つまりコンデンサ接続部２２ｄは、連結板部２２ｃからコンデンサ２１側へと延びている。
As shown in FIG. 3, the
図４に示すようにコンデンサ接続部２２ｄは、コンデンサケース２７内部に配置され、周囲を封止材３０で充填されている。よって、コンデンサ接続部２２ｄは、封止材３０により、自身が動くことを抑制されている。一方で、連結板部２２ｃは、コンデンサケース２７の外部に配置されている。
As shown in FIG. 4, the
図３に示すように半導体接続部２２ｅは、連結板部２２ｃからＸ方向の他方側に長手方向が延びるように形成されている。つまり、半導体接続部２２ｅは、連結板部２２ｃから半導体装置２０側に延びている。電力変換装置１２は、複数の半導体接続部２２ｅを有しており、複数の半導体接続部２２ｅがＹ方向に並ぶように配置されている。複数の半導体接続部２２ｅが並ぶ方向は、複数のコンデンサ２１が並ぶ方向と同一である。
As shown in FIG. 3, the
図３に示すように正極バスバ２２ａは、連結板部２２ｃに突出部２５を形成している。同様に負極バスバ２２ｂは、連結板部２２ｃに突出部２５を形成している。図３の図面上では図示していないが、負極バスバ２２ｂの突出部２５は、Ｚ方向一方側から見て正極バスバ２２ａの突出部２５に重なる位置に形成されている。
As shown in FIG. 3, the
図５に示すように突出部２５は、段差形成部２５ａ、平板部２５ｂおよび境界部２５ｃを有している。正極バスバ２２ａの段差形成部２５ａは、連結板部２２ｃと段差形成部２５ａとの境界部分である境界部２５ｃから、連結板部２２ｃに対して角度αを形成して延びている。つまり、正極バスバ２２ａの段差形成部２５ａは、連結板部２２ｃに対して傾斜している傾斜面である。角度αは、例えば１０度から９０度の範囲内の角度である。
As shown in FIG. 5, the projecting
正極バスバ２２ａの平板部２５ｂは、段差形成部２５ａの境界部２５ｃと逆側の端部からＸ方向に延出するように形成されている。平板部２５ｂは、連結板部２２ｃと平行なＸＹ平面を形成している。また、平板部２５ｂは、Ｚ方向において距離ｄ１だけ、連結板部２２ｃに対してＺ方向一方側に離間した位置に配置されている。
The
図５に示すように、段差形成部２５ａは、連結板部２２ｃと平板部２５ｂを連結している部分である。つまり、段差形成部２５ａは、連結板部２２ｃと平板部２５ｂの間の段差を形成している部分の一部である。
As shown in FIG. 5, the
図２に示すように、境界部２５ｃは、Ｚ方向に見て、環状に形成されている。平板部２５ｂの外周縁は、全周で段差形成部２５ａと接続されている。境界部２５ｃは、長辺２５ｇおよび短辺２５ｈを有する矩形状に形成されている。長辺２５ｇは、境界部２５ｃの長手方向であるＹ方向に延びるように形成されており、２つの長辺２５ｇが境界部２５ｃの短手方向であるＸ方向で対向するように形成されている。
As shown in FIG. 2, the
短辺２５ｈは、２つの長辺２５ｇを接続しており、円弧状の形状である。連結板部２２ｃは、Ｚ方向に見て、Ｙ方向に長手方向を有し、Ｘ方向に短手方向を有する矩形状である。よって、長辺２５ｇが形成されている方向はＹ方向であり、連結板部２２ｃの長手方向と一致している。
The
図５に示すように、正極バスバの電流の向き３１と負極バスバの電流の向き３２は、互いに逆向きである。図３に示している第１領域線３４は、複数の半導体接続部２２ｅのうちＹ方向の一方側の端に位置する半導体接続部２２ｅとコンデンサ接続部２２ｄとを最短距離で結んだ線である。第２領域線３５は、複数の半導体接続部２２ｅのうちＹ方向の他方側の端に位置する半導体接続部２２ｅとコンデンサ接続部２２ｄとを最短距離で結んだ線である。
As shown in FIG. 5, the
図３に斜線で示している対向領域３３は、第１領域線３４と第２領域線３５によって挟まれる範囲であり、半導体接続部２２ｅとコンデンサ接続部２２ｄがＸ方向に対向している範囲である。つまり対向領域３３は、半導体接続部２２ｅとコンデンサ接続部２２ｄがＸ方向に重なっている範囲を示している。正極バスバ２２ａは、対向領域３３の範囲内に突出部２５を形成していない。
A facing
正極バスバ２２ａは、連結板部２２ｃにおける対向領域３３の範囲外に突出部２５を形成している。つまり、突出部２５は、連結板部２２ｃにおいて第２領域線３５よりもＹ方向の他方側の位置に形成されている。突出部２５は、Ｙ方向の他方側の端に位置する半導体接続部２２ｅよりもＹ方向の他方側の位置に形成されている。
The
コンデンサ接続部２２ｄの対向領域３３とＸ方向で重なっている部分に接続されているコンデンサ２１は、突出部２５とＸ方向に対向していない。一方で、コンデンサ接続部２２ｄの対向領域３３とＸ方向で重なっていない部分に接続されているコンデンサ２１のうち少なくとも一つのコンデンサ２１は、突出部２５とＸ方向に対向している。
The
複数の半導体接続部２２ｅは、突出部２５とＸ方向に対向していない。また、突出部２５は、半導体接続部２２ｅと、コンデンサ接続部２２ｄの対向領域３３とＸ方向で重なっていない部分と、を結ぶ対角線上に位置している。また負極バスバ２２ｂは、正極バスバ２２ａと同様に、半導体接続部２２ｅとコンデンサ接続部２２ｄがＸ方向に対向している範囲の外側に突出部２５を形成している。
The plurality of
図５に示すように負極バスバ２２ｂの段差形成部２５ａは、連結板部２２ｃに対して、正極バスバ２２ａの段差形成部２５ａとＺ方向において逆方向に傾斜している。つまり、負極バスバ２２ｂの突出部２５は、正極バスバ２２ａの突出部２５の突出方向とＺ方向逆側に突出している。
As shown in FIG. 5, the stepped
負極バスバ２２ｂの段差形成部２５ａは、連結板部２２ｃに対して角度βを形成して、境界部２５ｃから延びている。本実施形態では、角度αと角度βは、同一であるため、負極バスバ２２ｂの平板部２５ｂも正極バスバ２２ａと同様に、連結板部２２ｃからＺ方向に距離ｄ１だけ離間している。
The stepped
図４に示すように、冷却器２８は、正極バスバ２２ａおよび負極バスバ２２ｂよりもＺ方向の他方側に配置されている。また、負極バスバ２２ｂは、正極バスバ２２ａに対しＺ方向の他方側に配置されており、突出部２５をＺ方向の他方側に突出するように形成している。
As shown in FIG. 4, the cooler 28 is arranged on the other side in the Z direction relative to the
図３に示すように連結板部２２ｃは、Ｘ方向他方側に長手方向が延びている通電接続部２２ｆを有している。つまり、通電接続部２２ｆは、連結板部２２ｃから半導体接続部２２ｅが延びている方向と同一方向に延びている。また、正極バスバ２２ａおよび負極バスバ２２ｂの通電接続部２２ｆ同士は、Ｙ方向に並ぶように配置されている。
As shown in FIG. 3, the connecting
通電接続部２２ｆは、半導体接続部２２ｅとＹ方向に対向する位置に配置されている。ただし、通電接続部２２ｆは、連結板部２２ｃの半導体接続部２２ｅが形成されている部分よりもＹ方向の他方側に形成されている。
The
通電接続部２２ｆは、例えば締結孔２２ｇを有しており、締結孔２２ｇにて導電部材にねじ等で締結されている。また、導電部材は、コンデンサケース２７の外側に配置されているバッテリ１１に接続されている。バッテリ１１から通電接続部２２ｆに到達した電流は、連結板部２２ｃに伝達される。そして、連結板部２２ｃに到達した電流は、半導体接続部２２ｅへと伝達される。
The conducting
図４に示す段差形成部２５ａは、連結板部２２ｃと比較してＺ方向の断面係数が高い。よって、連結板部２２ｃは、突出部２５を形成していない連結板部と比較して、連結板部２２ｃ全体におけるＺ方向の断面係数が高くなる。したがって、連結板部２２ｃは、Ｚ方向の振動に対する剛性が高くなる。
The stepped
連結板部２２ｃは、突出部２５を形成していない構成と比較して、突出部２５により剛性が高くなっているため、自身が振動することが抑制される。よって、バスバ２２は、コンデンサ２１からの振動の影響を低減できる。また、電力変換装置１２は、例えば複数のコンデンサ２１の数を増やし、バスバ２２が複数のコンデンサ２１から受ける振動が増加した場合でも、突出部２５によって、自身が振動することを抑制できる。
The connecting
第１比較例の正極バスバは、半導体接続部とＰ端子が溶接によって接続されている溶接部を有しており、締結部材など他の部材によって固定されていない。また、第１比較例の正極バスバは、連結板部に突出部を形成していない。コンデンサから正極バスバに振動が伝達された場合、コンデンサ接続部は、封止材で周囲を充填されているため、振動することが抑制される。 The positive bus bar of the first comparative example has a welded portion where the semiconductor connecting portion and the P terminal are connected by welding, and is not fixed by another member such as a fastening member. Further, the positive bus bar of the first comparative example does not form a projecting portion on the connecting plate portion. When vibration is transmitted from the capacitor to the positive bus bar, the surrounding of the capacitor connecting portion is filled with the sealing material, so that the vibration is suppressed.
しかし、第１比較例の正極バスバの連結板部は、コンデンサケースの外部に配置されており、封止材や締結部材等によって固定されていないため、コンデンサ接続部よりも振動することを抑制されていない。よって、コンデンサの振動が連結板部に伝達された場合、連結板部はコンデンサ接続部よりもＺ方向に大きく振動する。 However, since the connection plate portion of the positive bus bar in the first comparative example is arranged outside the capacitor case and is not fixed by a sealing material, a fastening member, or the like, vibration is suppressed more than the capacitor connection portion. not Therefore, when the vibration of the capacitor is transmitted to the connecting plate portion, the connecting plate portion vibrates more in the Z direction than the capacitor connecting portion.
そして、連結板部の振動が半導体接続部に伝わり、半導体接続部はＺ方向に振動するため、Ｐ端子との溶接部に応力が加わる。その結果、溶接部は、Ｐ端子と半導体接続部の接触している部分が離間する虞がある。 Then, the vibration of the connecting plate portion is transmitted to the semiconductor connecting portion, and the semiconductor connecting portion vibrates in the Z direction, so stress is applied to the welded portion with the P terminal. As a result, there is a possibility that the contact portion between the P terminal and the semiconductor connecting portion may separate from the welded portion.
一方で本実施形態の正極バスバ２２ａは、連結板部２２ｃに突出部２５を形成している。よって、正極バスバ２２ａは、突出部２５によって自身が振動することが抑制されるため、連結板部２２ｃの振動によって、半導体接続部２２ｅとＰ端子２０ｂの接触部分に応力が加わることを抑制できる。よって、正極バスバ２２ａは、半導体接続部２２ｅとＰ端子２０ｂとの接続を締結部材等の他の部材を用いずに行うことができる。したがって、正極バスバ２２ａは、大型化することを抑制できる。
On the other hand, the
本実施形態の正極バスバ２２ａは、図２に示すように境界部２５ｃがＺ方向に見て環状に形成されている。つまり、突出部２５は、連結板部の外周縁２２ｈまで到達していない。よって、連結板部２２ｃは、連結板部の外周縁２２ｈが通常の平面によって形成されているため、Ｘ方向の寸法精度が良い精度で製造されている。
As shown in FIG. 2, the
本実施形態の連結板部２２ｃは、図３に示すように自身の長手方向と長辺２５ｇの方向を一致させて突出部２５を形成している。本実施形態の突出部２５は、最大で連結板部２２ｃの長手方向の長さまで、長辺２５ｇを形成することができる。
As shown in FIG. 3, the connecting
よって、本実施形態の連結板部２２ｃは、連結板部２２ｃと突出部２５の長手方向が一致していない構成と比較して、突出部２５を大きく形成することができる。したがって、本実施形態の連結板部２２ｃは、突出部２５を大きく形成することで、自身の振動を抑制できる。
Therefore, in the connecting
図５に示すように、正極バスバ２２ａおよび負極バスバ２２ｂの連結板部２２ｃ同士は、Ｚ方向に近接して配置されている。さらに、正極バスバの電流の向き３１と負極バスバの電流の向き３２は、互いに逆向きである。一方の電流の周りに生じる磁束の向きと他方の電流の周りに生じる磁束の向きは、逆向きになる。よって、一方の電流と他方の電流の周りに生じる磁束は、互いに打ち消しあう。
As shown in FIG. 5, the connecting
したがって、正極バスバ２２ａおよび負極バスバ２２ｂは、電流が流れる際のインダクタンスの増加を抑制することができる。一方で、正極バスバ２２ａおよび負極バスバ２２ｂの平板部２５ｂ同士は、連結板部２２ｃ同士と比較してＺ方向の離間距離が大きい。よって、平板部２５ｂを流れる電流同士は、連結板部２２ｃを流れる電流同士と比較して、磁束を打ち消す度合いが低下するため、インダクタンスが増加する。
Therefore, the
半導体装置２０は、複数のコンデンサ２１のうち半導体装置２０との距離が近いコンデンサ２１との間でのインピーダンスが最も小さくなる。つまり、半導体装置２０とコンデンサ２１間でやり取りされる電流は、図３に示す対向領域３３を通る場合に半導体接続部２２ｅとコンデンサ接続部２２ｄ間の距離が最も小さくなるため、インピーダンスが小さくなる。
The
スイッチング動作等によってスイッチング素子２０ａで高周波サージが生じた場合、高周波サージは、インピーダンスが低い経路を通る。よって、高周波サージは、半導体装置２０から対向領域３３を通過してコンデンサ２１に伝達される。
When a high-frequency surge occurs in the
本実施形態の連結板部２２ｃは、図３に示すように対向領域３３の外側に突出部２５を形成している。連結板部２２ｃは、高周波サージが流れる場合、高周波サージが多く流れる対向領域３３の外側に突出部２５が形成されているため、対向領域３３内に突出部２５を形成されている場合よりも、突出部２５の長さ分による電流経路の長さの増加を抑制できる。したがって、連結板部２２ｃは、突出部２５による電流経路の増加を抑制することで、インダクタンスが増加することを抑制できる。
The connecting
本実施形態の負極バスバ２２ｂは、図５に示すように連結板部２２ｃにＺ方向他方側に突出する突出部２５を有している。つまり、負極バスバ２２ｂは、正極バスバ２２ａの突出部２５が突出する方向と反対方向に突出する突出部２５を有している。
As shown in FIG. 5, the
よって、本実施形態の正極バスバ２２ａおよび負極バスバ２２ｂは、例えば負極バスバ２２ｂに突出部２５を形成していない構成と比較して、平板部２５ｂ同士のＺ方向における離間距離が大きい。したがって、正極バスバ２２ａおよび負極バスバ２２ｂは、平板部２５ｂを流れる電流によって生じる熱がもう一方のバスバ２２の平板部２５ｂに伝わることを抑制できる。
Therefore, in the
図４に示すように、本実施形態の負極バスバ２２ｂは、Ｚ方向他方側に突出する突出部２５を形成している。さらに、冷却器２８は、負極バスバ２２ｂに対して、Ｚ方向他方側に配置されている。よって、本実施形態の負極バスバ２２ｂは、負極バスバ２２ｂに突出部２５を形成していない構成より、Ｚ方向において突出部２５で冷却器２８に近づくことができる。したがって、本実施形態の負極バスバ２２ｂは、冷却器２８によって冷却される効率が上昇する。
As shown in FIG. 4, the
（第２実施形態）
本実施形態における電力変換システム１は、第１実施形態と同様の構成を有している。よって、本実施形態では、第１実施形態と同じ符号を用いる。なお、本実施形態では、主に第１実施形態と異なる点について説明する。
(Second embodiment)
The power conversion system 1 in this embodiment has the same configuration as in the first embodiment. Therefore, in this embodiment, the same reference numerals as in the first embodiment are used. Note that in this embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described.
図６に示すように、境界部２５ｃは、Ｚ方向の一方側から見て境界部２５ｃの一端２５ｄおよび他端２５ｅが、連結板部２２ｃの外周縁２２ｈに位置している。また、一端２５ｄおよび他端２５ｅは、Ｙ方向に離間している。図６および図７に示すように、平板部２５ｂは、連結板部２２ｃの外周縁２２ｈの位置まで形成されている。
As shown in FIG. 6, one
第１実施形態の平板部２５ｂは、図５に示すようにＸ方向の両側に段差形成部２５ａが延出している。図５において、Ｗ１は、段差形成部２５ａの幅を示している。第１実施形態の連結板部２２ｃは、平板部２５ｂのＸ方向両側に段差形成部２５ａを設けているため、連結板部２２ｃのＸ方向の長さのうち、段差形成部２５ａがＷ１の倍の長さを占めることになる。
As shown in FIG. 5, the
一方で、本実施形態の平板部２５ｂは、図７に示すようにＸ方向一方側に段差形成部２５ａが延出しているが、Ｘ方向他方側には段差形成部２５ａが形成されていない。図７において、Ｗ２は、段差形成部２５ａの幅を示している。本実施形態の連結板部２２ｃは、連結板部２２ｃのＸ方向の長さのうち、段差形成部２５ａがＷ２の長さを占めることになる。
On the other hand, in the
よって、本実施形態の段差形成部２５ａは、Ｗ２をＷ１よりも長い長さに形成できる。したがって、本実施形態の連結板部２２ｃは、図７に示す段差形成部２５ａのＺ方向の高さに相当するｄ２を、図５に示す第１実施形態の段差形成部２５ａのＺ方向の距離ｄ１より長く形成することができる。
Therefore, in the
本実施形態の負極バスバ２２ｂの突出部２５は、図７に示すように正極バスバ２２ａの突出部２５とＺ方向において同一方向に突出している。よって、正極バスバ２２ａおよび負極バスバ２２ｂは、段差形成部２５ａ同士および平板部２５ｂ同士が、連結板部２２ｃ同士と同程度のＺ方向の離間距離に形成されている。
As shown in FIG. 7, the protruding
したがって、本実施形態の正極バスバ２２ａおよび負極バスバ２２ｂは、例えば正極バスバおよび負極バスバ２２ｂの突出部２５の突出方向が異なる構成と比較して、段差形成部２５ａおよび平板部２５ｂ同士を近づけて配置させることができる。よって、本実施形態の正極バスバ２２ａおよび負極バスバ２２ｂの突出部２５を流れる電流同士の距離が近づくため、突出部２５を流れる電流のインダクタンスが増加することを抑制できる。
Therefore, in the
（他の実施形態）
以上、本開示の実施形態を説明したが、本開示は上記の実施形態に限定されるものではなく、次の実施形態も本開示の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
(Other embodiments)
Although the embodiments of the present disclosure have been described above, the present disclosure is not limited to the above embodiments, and the following embodiments are also included in the technical scope of the present disclosure. Various changes can be made within a range that does not deviate.
突出部２５は、段差形成部２５ａおよび平板部２５ｂを有すると記載したが、図１１に示すように平板部２５ｂを有していない構成であってもよい。その場合、段差形成部２５ａは、連結板部２２ｃからＺ方向に突出しており、ＸＺ断面の形状が例えば円弧状に形成されている。そして、段差形成部２５ａは、Ｘ方向の両側の端部である境界部２５ｃで連結板部２２ｃと一体につながっている。
Although the protruding
バスバ２２は、通電接続部２２ｆを有すると記載したが、通電接続部２２ｆを有さない構成であってもよい。
Although the
境界部２５ｃは、矩形状であると記載したが、正円形や正方形など長辺を有さない形状であってもよい。
Although the
正極バスバの電流の向き３１および負極バスバの電流の向き３２は、互いに逆向きであると記載したが、同一方向であってもよい。
Although the
正極バスバ２２ａおよび負極バスバ２２ｂの突出部２５同士は、Ｚ方向に見て重なるように配置されていると記載したが、少なくとも一部が重なるもしくは、全て重なっていない構成であってもよい。
Although the protruding
突出部２５は、対向領域３３の外側に形成されていると記載したが、対向領域３３の内側に形成してもよい。もしくは、突出部２５の一部が、対向領域３３の範囲の内側に入るように形成してもよい。
Although the projecting
角度αおよび角度βは、同一であると記載したが、角度αおよび角度βは異なっていてもよい。 Although the angles α and β are described as being identical, the angles α and β may be different.
図８の正極バスバ２２ａおよび負極バスバ２２ｂは、第１実施形態と同様に平板部２５ｂがＸ方向両側において段差形成部２５ａに接続されている形状である。さらに、正極バスバ２２ａおよび負極バスバ２２ｂの突出部２５の突出方向は、図８に示すように同一方向であってもよい。
The
図９に示すように、正極バスバ２２ａのみに突出部２５を形成している構成であってもよい。図９では、負極バスバ２２ｂは、突出部２５を形成していない。同様に、負極バスバ２２ｂが突出部２５を有し、正極バスバ２２ａが突出部２５を有さない構成にしてもよい。
As shown in FIG. 9, the structure which forms the
図１０に示すように、連結板部２２ｃは、突出部２５を複数有する構成であってもよい。図１０に示すように、複数の突出部２５は、Ｘ方向にて長辺２５ｇ同士が対向していることが望ましい。
As shown in FIG. 10, the connecting
上記実施形態では、コンデンサ２１に接触しているバスバが、正極バスバ２２ａおよび負極バスバ２２ｂの２つであると記載したが、３つ以上のバスバが接触しており、少なくとも一つのバスバが連結板部２２ｃに突出部２５を形成している構成であってもよい。
In the above-described embodiment, there are two bus bars in contact with the
連結板部２２ｃは、単一の部材ではなく複数の部材によって構成されていてもよい。例えば連結板部２２ｃは、コンデンサ接続部２２ｄを有する第１連結板部と、半導体接続部２２ｅを有する第２連結板部によって構成されている。第１連結板部と第２連結板部は、電気的に接続されており、第１連結板部もしくは第２連結板部の少なくとも一方に突出部２５を形成している。
The connecting
上記実施形態において、正極バスバ２２ａの構成として記載したものは、負極バスバ２２ｂに適用可能である。同様に負極バスバ２２ｂに適用可能であると記載した構成は、正極バスバ２２ａに適用可能である。
In the above embodiment, the configuration of the positive
１１・・・バッテリ、２０・・・半導体装置、２１・・・コンデンサ、２２ｃ・・・連結板部、２２ｄ・・・接続部、２２ｅ・・・半導体接続部、２５・・・突出部、２５ａ・・・段差形成部、２５ｂ・・・平板部、２５ｃ・・・境界部、２５ｄ・・・一端、２５ｅ・・・他端、２２ｈ・・・外周縁、２８・・・冷却器、３３・・・対向領域
DESCRIPTION OF
Claims (11)
バッテリ（１１）から供給される電力を平滑し、前記半導体装置に供給するコンデンサ（２１）と、
前記コンデンサと接続されているコンデンサ接続部（２２ｄ）と、前記半導体装置に接続されている半導体接続部（２２ｅ）と、前記コンデンサ接続部と前記半導体接続部とを連結している連結板部（２２ｃ）と、をそれぞれ有する一対のバスバと、を備え、
前記バスバは、前記連結板部から突出している突出部（２５）を有しており、
前記突出部は、
前記連結板部と前記連結板部の厚さ方向にずれた位置に設けられて、前記連結板部と平行な面を形成している平板部（２５ｂ）と、
前記連結板部と前記平板部とを連結し、段差を形成している段差形成部（２５ａ）と、
を有している電力変換装置。 a semiconductor device (20) for converting electric power;
a capacitor (21) for smoothing power supplied from a battery (11) and supplying it to the semiconductor device;
A capacitor connection portion (22d) connected to the capacitor, a semiconductor connection portion (22e) connected to the semiconductor device, and a connecting plate portion (22d) connecting the capacitor connection portion and the semiconductor connection portion ( 22c) and a pair of busbars each having
The bus bar has a projecting portion (25) projecting from the connecting plate portion ,
The protrusion is
a flat plate portion (25b) provided at a position offset in the thickness direction of the connecting plate portion and the connecting plate portion and forming a plane parallel to the connecting plate portion;
a step forming portion (25a) connecting the connecting plate portion and the flat plate portion to form a step;
A power conversion device having
前記境界部は、前記厚さ方向に見た場合、長手方向を有する矩形状に形成されており、
前記境界部の長手方向は、前記連結板部の長手方向と同一方向である請求項２または請求項３に記載の電力変換装置。 The connecting plate portion has a rectangular shape having a longitudinal direction when viewed in the thickness direction,
The boundary portion is formed in a rectangular shape having a longitudinal direction when viewed in the thickness direction,
The power converter according to claim 2 or 3 , wherein the longitudinal direction of the boundary portion is the same direction as the longitudinal direction of the connecting plate portion.
一方の前記バスバの前記突出部の突出する方向は、他方の前記バスバの前記突出部が突出する方向と同一方向である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電力変換装置。 The pair of busbars has the projecting portions, and is arranged such that the connecting plate portions overlap each other and the projecting portions overlap each other in the thickness direction of the connecting plate portions. are opposite to each other,
The power converter according to any one of claims 1 to 4 , wherein the projecting direction of the projecting portion of one of the bus bars is the same direction as the projecting direction of the projecting portion of the other bus bar.
一方の前記バスバの前記突出部の突出する方向は、他方の前記バスバの前記突出部が突出する方向と反対方向である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電力変換装置。 The pair of busbars has the projecting portion, and is arranged such that the connecting plate portions and the projecting portions overlap each other in the thickness direction of the connecting plate portion,
The power converter according to any one of claims 1 to 4 , wherein the projecting direction of the projecting portion of one of the busbars is opposite to the projecting direction of the projecting portion of the other busbar.
バッテリ（１１）から供給される電力を平滑し、前記半導体装置に供給するコンデンサ（２１）と、
前記コンデンサと接続されているコンデンサ接続部（２２ｄ）と、前記半導体装置に接続されている半導体接続部（２２ｅ）と、前記コンデンサ接続部と前記半導体接続部とを連結している連結板部（２２ｃ）と、をそれぞれ有する一対のバスバと、を備え、
前記バスバは、前記連結板部から突出している突出部（２５）を有しており、
前記一対のバスバは、前記突出部を有し、前記連結板部の厚さ方向に、前記連結板部同士および前記突出部同士が重なるように配置され、
一方の前記バスバの前記突出部の突出する方向は、他方の前記バスバの前記突出部が突出する方向と反対方向である電力変換装置。 a semiconductor device (20) for converting electric power;
a capacitor (21) for smoothing power supplied from a battery (11) and supplying it to the semiconductor device;
A capacitor connection portion (22d) connected to the capacitor, a semiconductor connection portion (22e) connected to the semiconductor device, and a connecting plate portion (22d) connecting the capacitor connection portion and the semiconductor connection portion ( 22c) and a pair of busbars each having
The bus bar has a projecting portion (25) projecting from the connecting plate portion ,
The pair of busbars has the projecting portion, and is arranged such that the connecting plate portions and the projecting portions overlap each other in the thickness direction of the connecting plate portion,
The power conversion device , wherein the projecting direction of the projecting portion of one of the bus bars is opposite to the projecting direction of the projecting portion of the other bus bar.
前記一対のバスバは、前記突出部を有し、前記連結板部の厚さ方向に、前記連結板部同士および前記突出部同士が重なるように配置され、
前記冷却器は、前記連結板部に対し前記厚さ方向の一方側に配置されており、
前記一対のバスバのうち、前記厚さ方向の前記一方側に位置するバスバは、前記厚さ方向の前記一方側に突出する前記突出部を有している請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の電力変換装置。 A cooler (28) for cooling the semiconductor device,
The pair of busbars has the projecting portion, and is arranged such that the connecting plate portions and the projecting portions overlap each other in the thickness direction of the connecting plate portion,
The cooler is arranged on one side in the thickness direction with respect to the connecting plate portion,
8. The bus bar according to any one of claims 1 to 7 , wherein, of the pair of bus bars, the bus bar positioned on the one side in the thickness direction has the projecting portion projecting on the one side in the thickness direction. 1. The power conversion device according to item 1.
バッテリ（１１）から供給される電力を平滑し、前記半導体装置に供給するコンデンサ（２１）と、
前記コンデンサと接続されているコンデンサ接続部（２２ｄ）と、前記半導体装置に接続されている半導体接続部（２２ｅ）と、前記コンデンサ接続部と前記半導体接続部とを連結している連結板部（２２ｃ）と、をそれぞれ有する一対のバスバと、
前記半導体装置を冷却するための冷却器（２８）と、を備え、
前記バスバは、前記連結板部から突出している突出部（２５）を有しており、
前記半導体装置を冷却するための冷却器（２８）を備え、
前記一対のバスバは、前記突出部を有し、前記連結板部の厚さ方向に、前記連結板部同士および前記突出部同士が重なるように配置され、
前記冷却器は、前記連結板部に対し前記厚さ方向の一方側に配置されており、
前記一対のバスバのうち、前記厚さ方向の前記一方側に位置するバスバは、前記厚さ方向の前記一方側に突出する前記突出部を有している電力変換装置。 a semiconductor device (20) for converting electric power;
a capacitor (21) for smoothing power supplied from a battery (11) and supplying it to the semiconductor device;
A capacitor connection portion (22d) connected to the capacitor, a semiconductor connection portion (22e) connected to the semiconductor device, and a connecting plate portion (22d) connecting the capacitor connection portion and the semiconductor connection portion ( 22c) and a pair of busbars each having
a cooler (28) for cooling the semiconductor device ;
The bus bar has a projecting portion (25) projecting from the connecting plate portion ,
A cooler (28) for cooling the semiconductor device,
The pair of busbars has the projecting portion, and is arranged such that the connecting plate portions and the projecting portions overlap each other in the thickness direction of the connecting plate portion,
The cooler is arranged on one side in the thickness direction with respect to the connecting plate portion,
A power conversion device, wherein, of the pair of bus bars, the bus bar located on the one side in the thickness direction has the projecting portion projecting on the one side in the thickness direction.
前記一対のバスバは、前記連結板部の厚さ方向に、前記連結板部同士が重なるように近接して配置され、前記連結板部を流れる電流の向きが互いに逆向きであり、
前記突出部は、前記半導体接続部と前記コンデンサ接続部とが対向する対向領域（３３）の外側に設けられている請求項９に記載の電力変換装置。 having a plurality of said capacitors;
the pair of busbars are arranged close to each other in the thickness direction of the connecting plate portions so that the connecting plate portions overlap each other, and the directions of currents flowing through the connecting plate portions are opposite to each other;
10. The power conversion device according to claim 9 , wherein the projecting portion is provided outside a facing region (33) where the semiconductor connecting portion and the capacitor connecting portion face each other.
一方の前記バスバの前記突出部の突出する方向は、他方の前記バスバの前記突出部が突出する方向と同一方向である請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の電力変換装置。 The pair of busbars has the projecting portions, and is arranged such that the connecting plate portions overlap each other and the projecting portions overlap each other in the thickness direction of the connecting plate portions. are opposite to each other,
The power converter according to any one of claims 1 to 10 , wherein the projecting direction of the projecting portion of one of the bus bars is the same direction as the projecting direction of the projecting portion of the other bus bar.
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