JP7414878B2 - 電力変換装置 - Google Patents

Description

本開示は、電力変換装置に関する。

従来、パワーモジュールと、パワーモジュールに取り付けられた第１基板と、パワーモジュールに取り付けられたバスバーアセンブリと、バスバーアセンブリに取り付けられた第２基板と、を備えている電力変換装置が知られている。第１基板は、第１プリント配線板と、第１基板間接続用コネクタと、を有している。第２基板は、第２プリント配線板と、第２基板間接続用コネクタと、を有している。第１プリント配線板は、パワーモジュールとバスバーアセンブリとの間に配置されている。バスバーアセンブリは、第２プリント配線板と第１プリント配線板との間に配置されている。第１基板間接続用コネクタおよび第２基板間接続用コネクタは、互いに接続されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０２０－１５０７４９号公報

しかしながら、特許文献１に記載された構成では、第１プリント配線板は、複数のねじによってパワーモジュールに締め付けられている。これにより、第１プリント配線板におけるねじが配置される部分には、電子部品を配置することができない。したがって、第１プリント配線板における電子部品が実装可能な領域が小さくなってしまうという課題があった。

本開示は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、第１基板の第１プリント配線板における電子部品が実装可能な領域を拡大することができる電力変換装置を提供するものである。

本開示に係る電力変換装置は、パワーモジュール設置部材と、パワーモジュール設置部材に設けられたパワーモジュールと、パワーモジュール設置部材に設けられたバスバーアセンブリと、バスバーアセンブリに設けられた第１基板と、を備え、パワーモジュールは、パワーモジュール設置部材とバスバーアセンブリとの間に配置されており、第１基板は、パワーモジュールとバスバーアセンブリとの間に配置された第１プリント配線板と、第１プリント配線板に設けられた第１接続部材とを有し、第１接続部材は、電気伝導性および弾性を有し、第１接続部材とパワーモジュールの信号端子とが互いに接触することによって、第１接続部材とパワーモジュールの信号端子とが互いに電気的に接続されている。

本開示に係る電力変換装置によれば、第１基板の第１プリント配線板における電子部品が実装可能な領域を拡大することができる。

実施の形態１に係る電力変換装置を示す斜視図である。 図１の電力変換装置を示す平面図である。 図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った矢視断面図である。 図１の電力変換装置を示す分解斜視図である。 図３のパワーモジュールを示す拡大断面図である。 図１のバスバーアセンブリおよび第１基板を示す拡大斜視図である。 図６のバスバーアセンブリおよび第１基板を示す平面図である。 図７のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿った矢視断面図である。 図７のバスバーアセンブリを示す平面図である。 図９のＸ－Ｘ線に沿った矢視断面図である。 実施の形態１に係る電力変換装置の組立手順を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る電力変換装置を構成する各部材の組付方向および各部材の電気的接続を示す説明図である。 実施の形態２に係る電力変換装置の要部を示す断面図である。 図１３のＡ部を示す拡大図である。 実施の形態３に係る電力変換装置の要部を示す断面図である。 実施の形態４に係る電力変換装置の要部を示す断面図である。 実施の形態５に係る電力変換装置の要部を示す断面図である。 実施の形態６に係る電力変換装置の要部を示す断面図である。 実施の形態７に係る電力変換装置の要部を示す断面図である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る電力変換装置を示す斜視図である。図２は、図１の電力変換装置を示す平面図である。図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った矢視断面図である。図４は、図１の電力変換装置を示す分解斜視図である。実施の形態１に係る電力変換装置は、例えば、電動化車両に用いられる。電動化車両としては、例えば、ハイブリッド自動車、電気自動車が挙げられる。

実施の形態１に係る電力変換装置は、パワーモジュール設置部材１と、３つのパワーモジュール２と、バスバーアセンブリ３と、３つの第１基板４と、第２基板５と、平滑コンデンサ６と、を備えている。

パワーモジュール設置部材１は、それぞれのパワーモジュール２を冷却する機能を有している。パワーモジュール設置部材１は、支持部材１０１と、支持部材１０１に設けられた冷却板１０２と、支持部材１０１に設けられた２本のパイプ１０３と、を有している。支持部材１０１と冷却板１０２との間には、冷却冷媒が流れる流路１０４が形成されている。２本のパイプ１０３のうちの一方を介して、冷却冷媒が流路１０４の中に入り、他方を介して、冷却冷媒が流路１０４の外に出る。流路１０４を流れる冷却冷媒としては、例えば、水が挙げられる。

冷却板１０２は、パワーモジュール実装部１０５と、複数の冷却フィン１０６と、を有している。パワーモジュール実装部１０５は、板形状に形成されている。パワーモジュール実装部１０５における厚さ方向に向く一対の面のうちの一方を実装面１０７とし、他方を冷却面１０８とする。実装面１０７には、パワーモジュール２が実装されている。冷却面１０８には、複数の冷却フィン１０６が設けられている。冷却面１０８は、流路１０４に面している。

３つのパワーモジュール２は、パワーモジュール実装部１０５の実装面１０７に沿って並んで配置されている。３つのパワーモジュール２が並べられている方向をＸ方向とする。実装面１０７に沿った平面においてＸ方向に直交する方向をＹ方向とする。実装面１０７に沿った平面に直交する方向をＺ方向とする。

流路１０４に冷却冷媒が流れることによって、冷却フィン１０６が冷却される。冷却フィン１０６が冷却されることによって、冷却板１０２が冷却される。冷却板１０２が冷却されることによって、パワーモジュール２が冷却される。

バスバーアセンブリ３は、パワーモジュール設置部材１に設けられている。バスバーアセンブリ３とパワーモジュール設置部材１との間にパワーモジュール２が配置されている。バスバーアセンブリ３は、図示しない複数のねじによってパワーモジュール設置部材１に固定されている。

３つの第１基板４は、３つのパワーモジュール２が並べられている方向に並んで配置されている。言い換えれば、３つの第１基板４は、Ｘ方向に並んで配置されている。それぞれの第１基板４は、バスバーアセンブリ３に設けられている。それぞれの第１基板４は、それぞれのパワーモジュール２に１つずつ対応して配置されている。それぞれの第１基板４は、それぞれのパワーモジュール２とバスバーアセンブリ３との間に配置されている。それぞれの第１基板４は、それぞれの第１基板４に対応するパワーモジュール２に供給される電流を制御するドライブ基板となっている。実施の形態１に係る電力変換装置では、３つの第１基板４を備えている構成について説明する。しかしながら、１つの第１基板４を備えている電力変換装置の構成であってもよい。

第２基板５は、バスバーアセンブリ３に設けられている。第２基板５と第１基板４との間にバスバーアセンブリ３が配置されている。第２基板５は、図示しない複数のねじによって、バスバーアセンブリ３に固定されている。第２基板５は、それぞれの第１基板４を制御するコントロール基板となっている。なお、第２基板５は、パワーモジュール設置部材１に設けられてもよい。

平滑コンデンサ６は、バスバーアセンブリ３に設けられている。平滑コンデンサ６とバスバーアセンブリ３との間に第２基板５が配置されている。平滑コンデンサ６は、複数の電気接続用ねじ７によって、バスバーアセンブリ３に接続され、また、バスバーアセンブリ３に固定されている。

図５は、図３のパワーモジュール２を示す拡大断面図である。パワーモジュール２は、半導体素子２０１と、半導体素子用配線部材２０２と、３つのバスバー接続用端子２０３と、複数の信号端子２０４と、絶縁部材２０５と、モールド樹脂部２０６と、信号接続部材２０７と、を備えている。図５では、３つのバスバー接続用端子２０３のうちの２つが示されており、複数の信号端子２０４のうちの１つが示されている。

半導体素子２０１と半導体素子用配線部材２０２とは、導電性接合部材２０８を介して互いに接合されている。半導体素子用配線部材２０２と一方のバスバー接続用端子２０３とは、導電性接合部材２０９を介して互いに接合されている。半導体素子２０１と他方のバスバー接続用端子２０３とは、導電性接合部材２１０を介して互いに接合されている。半導体素子２０１と信号端子２０４とは、信号接続部材２０７を介して互いに電気的に接続されている。

バスバー接続用端子２０３および信号端子２０４のそれぞれは、絶縁部材２０５に設けられている。モールド樹脂部２０６は、半導体素子２０１、半導体素子用配線部材２０２、バスバー接続用端子２０３の一部、信号端子２０４の一部、絶縁部材２０５および信号接続部材２０７を覆っている。半導体素子２０１は、第１基板４および第２基板５によって制御される。

図６は、図１のバスバーアセンブリ３および第１基板４を示す拡大斜視図である。図７は、図６のバスバーアセンブリ３および第１基板４を示す平面図である。図８は、図７のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿った矢視断面図である。

バスバーアセンブリ３は、複数の入出力バスバー３０１と、３つの電流センサコア３０２と、絶縁フレーム３０３とを備えている。複数の入出力バスバー３０１および３つの電流センサコア３０２は、絶縁フレーム３０３によって一体に形成されている。

複数の入出力バスバー３０１には、Ｐバスバー３０４、Ｎバスバー３０５および３つのＡＣバスバー３０６が含まれている。Ｐバスバー３０４およびＮバスバー３０５は、図１に示すように、平滑コンデンサ６に接続されている。

１つのパワーモジュール２における３つのバスバー接続用端子２０３は、Ｐバスバー３０４、Ｎバスバー３０５およびＡＣバスバー３０６に１つずつ接続されている。３つのＡＣバスバー３０６は、３つのパワーモジュール２のそれぞれにおいて、対応するバスバー接続用端子２０３に１つずつ接続されている。

第１基板４は、第１プリント配線板４０１と、第１接続部材４０２と、第１基板間接続用コネクタ４０３と、を有している。第１接続部材４０２は、第１プリント配線板４０１に設けられている。第１接続部材４０２は、導電性接合部材４０４によって第１プリント配線板４０１に固定されている。第１基板間接続用コネクタ４０３は、第１プリント配線板４０１に設けられている。

第１プリント配線板４０１は、板形状に形成されている。第１プリント配線板４０１は、パワーモジュール２とバスバーアセンブリ３との間に配置されている。第１プリント配線板４０１は、パワーモジュール２に対向している。第１プリント配線板４０１におけるパワーモジュール２に対向する面をパワーモジュール対向面４０５とする。第１プリント配線板４０１の厚さ方向においてパワーモジュール対向面４０５とは反対側の面をコネクタ実装面４０６とする。

コネクタ実装面４０６には、接着剤８によってバスバーアセンブリ３が固定されている。言い換えれば、第１プリント配線板４０１は、接着剤８によってバスバーアセンブリ３に固定されている。

第１接続部材４０２は、パワーモジュール対向面４０５に設けられている。第１基板間接続用コネクタ４０３は、コネクタ実装面４０６に設けられている。

第１接続部材４０２は、電気伝導性および弾性を有している。第１接続部材４０２は、信号端子２０４に押し付けられている。第１接続部材４０２と信号端子２０４とが互いに接触することによって、第１接続部材４０２と信号端子２０４とが互いに電気的に接続されている。

第１接続部材４０２は、例えば、ばねから構成されている。第１接続部材４０２を構成するばねとしては、例えば、板ばね、コイルばねが挙げられる。第１接続部材４０２を構成する材料としては、例えば、鉄、鉄合金、銅、銅合金が挙げられる。なお、第１接続部材４０２の表面には、めっきが施されてもよい。第１接続部材４０２の表面に施されるめっきとしては、Ａｕめっき、Ａｇめっき、Ｓｎめっきが挙げられる。

図９は、図７のバスバーアセンブリ３を示す平面図である。図１０は、図９のＸ－Ｘ線に沿った矢視断面図である。絶縁フレーム３０３には、３つのＡＣバスバー３０６が並んで配置されている。３つＡＣバスバー３０６が並べられた方向は、３つのパワーモジュール２が並べられた方向と一致する。

３つの電流センサコア３０２は、３つのＡＣバスバー３０６に１つずつ対応して設けられている。それぞれの電流センサコア３０２は、それぞれのＡＣバスバー３０６を囲むように設けられている。それぞれの電流センサコア３０２には、センサ挿入部３０７が形成されている。

第２基板５は、第２プリント配線板５０１と、３つの第２基板間接続用コネクタ５０２と、３つの電流センサ５０３と、を有している。それぞれの第２基板間接続用コネクタ５０２は、第２プリント配線板５０１に設けられている。それぞれの電流センサ５０３は、第２プリント配線板５０１に設けられている。

第２プリント配線板５０１は、板形状に形成されている。第２プリント配線板５０１と第１プリント配線板４０１との間には、バスバーアセンブリ３が配置されている。第２プリント配線板５０１は、第１プリント配線板４０１に対向するように配置されている。第２プリント配線板５０１における第１プリント配線板４０１に対向する面をコネクタ実装面５０４とする。

それぞれの第２基板間接続用コネクタ５０２およびそれぞれの電流センサ５０３は、第２プリント配線板５０１のコネクタ実装面５０４に設けられている。

３つの第１基板間接続用コネクタ４０３および３つの第２基板間接続用コネクタ５０２は、互いに１つずつ接続されている。第１基板間接続用コネクタ４０３と第２基板間接続用コネクタ５０２とが互いに接続されることによって、第１プリント配線板４０１と第２プリント配線板５０１とが互いに電気的に接続されている。３つの電流センサ５０３は、３つの電流センサコア３０２のそれぞれのセンサ挿入部３０７に１つずつ挿入されている。

第１基板間接続用コネクタ４０３および第２基板間接続用コネクタ５０２のそれぞれは、コネクタ実装面４０６に沿った方向において、バスバーアセンブリ３と互いに隣り合うように配置されている。

次に、実施の形態１に係る電力変換装置の組立手順について説明する。図１１は、実施の形態１に係る電力変換装置の組立手順を示すフローチャートである。図１２は、実施の形態１に係る電力変換装置を構成する各部材の組付方向および各部材の電気的接続を示す説明図である。まず、ステップＳ１０１において、パワーモジュール設置工程が行われる。パワーモジュール設置工程では、それぞれのパワーモジュール２を冷却板１０２に固定する。冷却板１０２へのパワーモジュール２の固定は、例えば、はんだ付けによって行われる。

その後、ステップＳ１０２において、バスバーアセンブリ設置工程が行われる。バスバーアセンブリ設置工程では、それぞれの第１基板４が固定されているバスバーアセンブリ３を支持部材１０１に固定する。図１２では、バスバーアセンブリ３および第１基板４を組み合わせたものがバスバーアセンブリ組立体として記載されている。支持部材１０１へのバスバーアセンブリ３の固定は、例えば、ねじ止めによって行われる。バスバーアセンブリ３が支持部材１０１に固定されることによって、第１接続部材４０２は、パワーモジュール２の信号端子２０４に電気的に接続される。第１基板４とパワーモジュール２との間では、低電圧の電流が流れる。

その後、ステップＳ１０３において、第２基板設置工程が行われる。第２基板設置工程では、第２基板５をバスバーアセンブリ３に固定する。バスバーアセンブリ３への第２基板５の固定は、例えば、ねじ止めによって行われる。第２基板５がバスバーアセンブリ３に固定されることによって、第１基板間接続用コネクタ４０３および第２基板間接続用コネクタ５０２は、互いに接続される。第１基板４と第２基板５との間では、低電圧の電流が流れる。

その後、ステップＳ１０４において、コンデンサ設置工程が行われる。コンデンサ設置工程では、平滑コンデンサ６をバスバーアセンブリ３に接続する。このとき、バスバーアセンブリ３と平滑コンデンサ６との間に第２プリント配線板５０１を配置する。また、平滑コンデンサ６をバスバーアセンブリ３におけるＰバスバー３０４およびＮバスバー３０５に接続する。Ｐバスバー３０４およびＮバスバー３０５への平滑コンデンサ６の接続は、電気接続用ねじ７を介して行われる。バスバーアセンブリ３と平滑コンデンサ６との間では、高電圧の電流が流れる。以上により、電力変換装置の組立が終了する。

以上説明したように、実施の形態１に係る電力変換装置は、パワーモジュール設置部材１と、パワーモジュール２と、バスバーアセンブリ３と、第１基板４と、を備えている。パワーモジュール２は、パワーモジュール設置部材１に設けられている。バスバーアセンブリ３は、パワーモジュール設置部材１に設けられている。第１基板４は、バスバーアセンブリ３に設けられている。パワーモジュール２は、パワーモジュール設置部材１とバスバーアセンブリ３との間に配置されている。第１基板４は、パワーモジュール２とバスバーアセンブリ３との間に配置された第１プリント配線板４０１と、第１プリント配線板４０１に設けられた第１接続部材４０２と、を有している。第１接続部材４０２は、電気伝導性および弾性を有している。第１接続部材４０２とパワーモジュール２の信号端子２０４とが互いに接触することによって、第１接続部材４０２とパワーモジュール２の信号端子２０４とが互いに電気的に接続されている。

この構成によれば、パワーモジュール２がパワーモジュール設置部材１に設けられており、第１基板４がバスバーアセンブリ３を介してパワーモジュール設置部材１に設けられている。これにより、ねじを用いることなく、第１基板４およびパワーモジュール２を互いに固定することができる。その結果、第１プリント配線板４０１における電子部品が実装可能な領域を拡大することができる。

また、この構成によれば、第１プリント配線板４０１にパワーモジュール２の信号端子２０４をはんだ付けする工程がなくなる。これにより、第１プリント配線板４０１における信号端子２０４をはんだ付けする領域を削減することができ、また、電力変換装置の組立工数を削減することができる。

また、実施の形態１に係る電力変換装置では、第１プリント配線板４０１は、接着剤８によってバスバーアセンブリ３に固定されている。この構成によれば、ねじを用いることなく、第１プリント配線板４０１をバスバーアセンブリ３に固定することができる。また、バスバーアセンブリ３をパワーモジュール設置部材１に取り付けることによって、第１接続部材４０２がパワーモジュール２の信号端子２０４に電気的に接続される。これにより、電力変換装置の組立を容易にすることができる。

また、実施の形態１に係る電力変換装置では、第１接続部材４０２は、導電性接合部材４０４によって第１プリント配線板４０１に固定されている。この構成によれば、第１接続部材４０２と第１プリント配線板４０１とを互いに電気的に接続した状態で、第１接続部材４０２を第１プリント配線板４０１に固定することができる。

また、実施の形態１に係る電力変換装置は、第２基板５を備えている。第２基板５は、バスバーアセンブリ３に設けられている。第２基板５は、第２プリント配線板５０１を有している。バスバーアセンブリ３は、第１プリント配線板４０１と第２プリント配線板５０１との間に配置されている。第１プリント配線板４０１と第２プリント配線板５０１とが互いに電気的に接続されている。この構成によれば、第１基板４と第２基板５との間で電流を流すことができる。

また、実施の形態１に係る電力変換装置は、平滑コンデンサ６を備えている。平滑コンデンサ６は、Ｐバスバー３０４およびＮバスバー３０５に接続されている。バスバーアセンブリ３と平滑コンデンサ６との間に第２プリント配線板５０１が配置されている。この構成によれば、パワーモジュール設置部材１、パワーモジュール２、第１基板４、バスバーアセンブリ３、第２基板５および平滑コンデンサ６をＺ方向に重ねて配置することができる。これにより、Ｚ方向における電力変換装置の投影面積を縮小することができる。

また、実施の形態１に係る電力変換装置では、バスバーアセンブリ３は、入出力バスバー３０１と、電流センサコア３０２と、を有している。入出力バスバー３０１は、パワーモジュール２のバスバー接続用端子２０３に接続されている。電流センサコア３０２は、入出力バスバー３０１を囲むように設けられており、センサ挿入部３０７が形成されている。第２基板５は、第２プリント配線板５０１に設けられた電流センサ５０３を有している。電流センサ５０３は、センサ挿入部３０７に挿入されている。

３つの電流センサがバスバーアセンブリに設けられている場合には、第２プリント配線板には、電流センサから出力された信号を伝達する３つの電流信号端子が接続される必要がある。この場合に、それぞれの電流信号端子を第２プリント配線板に接続するためには、バスバーアセンブリに対する第２プリント配線板の位置決めに高度な精度が必要になる。一方、実施の形態１に係る電力変換装置では、電流センサ５０３が第２プリント配線板５０１に設けられている。これにより、バスバーアセンブリ３に対する第２プリント配線板５０１の位置決めに高度な精度が必要なくなる。その結果、電力変換装置の組立を容易にすることができる。

なお、実施の形態１に係る電力変換装置では、第２基板５が、第２プリント配線板５０１に設けられた電流センサ５０３を有し、電流センサ５０３が、センサ挿入部３０７に挿入されている構成について説明した。しかしながら、第１基板４が、第１プリント配線板４０１に設けられた電流センサを有し、第１基板４の電流センサが、センサ挿入部３０７に挿入されている構成であってもよい。この場合に、バスバーアセンブリ３に対する第１プリント配線板４０１の位置決めに高度な精度が必要なくなる。その結果、電力変換装置の組立を容易にすることができる。

実施の形態２．
図１３は、実施の形態２に係る電力変換装置の要部を示す断面図である。図１４は、図１３のＡ部を示す拡大図である。実施の形態２に係る電力変換装置では、パワーモジュール２の信号端子２０４に凹部２１１が形成されている。凹部２１１は、信号端子２０４における第１基板４に対向する面にある。

第１接続部材４０２は、凹部２１１に挿入されている。第１接続部材４０２が凹部２１１に挿入されることによって、信号端子２０４に対する第１接続部材４０２の位置が決められている。信号端子２０４に対する第１接続部材４０２の位置が決められることによって、振動により信号端子２０４に対する第１接続部材４０２の位置がずれることが抑制されている。

第１接続部材４０２が凹部２１１に挿入された状態で、第１接続部材４０２と信号端子２０４とが互いに接触している。第１接続部材４０２と信号端子２０４とが互いに接触することによって、第１接続部材４０２と信号端子２０４とが互いに電気的に接続されている。

実施の形態２に係る電力変換装置におけるその他の構成は、実施の形態１に係る電力変換装置における構成と同様である。

以上説明したように、実施の形態２に係る電力変換装置では、信号端子２０４には凹部２１１が形成されており、第１接続部材４０２が凹部２１１に挿入された状態で、第１接続部材４０２と信号端子２０４とが互いに接触している。この構成によれば、第１接続部材４０２が凹部２１１に挿入されることによって、信号端子２０４に対する第１接続部材４０２の位置が決められている。これにより、信号端子２０４に対する第１接続部材４０２の位置を決めることができる。その結果、例えば、振動によって信号端子２０４に対する第１接続部材４０２の位置がずれることを抑制することができる。

実施の形態３．
図１５は、実施の形態３に係る電力変換装置の要部を示す断面図である。実施の形態３に係る電力変換装置は、アセンブリ側突起部９を備えている。アセンブリ側突起部９は、バスバーアセンブリ３に設けられている。アセンブリ側突起部９は、バスバーアセンブリ３から第１プリント配線板４０１に向かって突出している。アセンブリ側突起部９は、コネクタ実装面４０６に接触している。言い換えれば、アセンブリ側突起部９は、第１プリント配線板４０１における第１接続部材４０２が設けられている面とは反対側の面に接触している。

アセンブリ側突起部９は、第１プリント配線板４０１における第１接続部材４０２が設けられている部分に接触している。言い換えれば、Ｚ方向に見た場合に、アセンブリ側突起部９と第１接続部材４０２とが互いに重なっている。アセンブリ側突起部９が第１プリント配線板４０１に接触することによって、第１プリント配線板４０１における第１接続部材４０２が設けられている部分がバスバーアセンブリ３に近づくように第１プリント配線板４０１が変形することが抑制されている。

第１接続部材４０２が信号端子２０４に押し付けられることによって、第１プリント配線板４０１には、第１プリント配線板４０１における第１接続部材４０２が設けられている部分がバスバーアセンブリ３に近づくように応力が作用する。アセンブリ側突起部９が第１プリント配線板４０１に接触することによって、第１プリント配線板４０１が変形することが抑制されている。

実施の形態３に係る電力変換装置におけるその他の構成は、実施の形態１に係る電力変換装置における構成と同様である。なお、実施の形態３に係る電力変換装置では、実施の形態２に係る電力変換装置と同様に、信号端子２０４に凹部２１１が形成され、第１接続部材４０２が凹部２１１に挿入された状態で、第１接続部材４０２が信号端子２０４に接触してもよい。

以上説明したように、実施の形態３に係る電力変換装置は、バスバーアセンブリ３に設けられたアセンブリ側突起部９を備えている。アセンブリ側突起部９は、第１プリント配線板４０１における第１接続部材４０２が設けられている面とは反対側の面に接触している。これにより、第１プリント配線板４０１における第１接続部材４０２が設けられている部分がバスバーアセンブリ３に近づくように第１プリント配線板４０１が変形することを抑制することができる。したがって、第１接続部材４０２と信号端子２０４との間の接触をより確実にすることができる。その結果、第１接続部材４０２と信号端子２０４との間の電気的な接続をより確実にすることができる。

実施の形態４．
図１６は、実施の形態４に係る電力変換装置の要部を示す断面図である。実施の形態４に係る電力変換装置では、パワーモジュール２の構成において、実施の形態１に係る電力変換装置と異なっている。

実施の形態４に係る電力変換装置のパワーモジュール２では、信号端子２０４は、モールド樹脂部２０６からモールド樹脂部２０６の外側に突出していない。信号端子２０４の一部が露出している。信号端子２０４における露出している部分を導体露出部２１２とする。信号端子２０４における導体露出部２１２以外の部分は、モールド樹脂部２０６に覆われている。

導体露出部２１２は、第１プリント配線板４０１に対向している。導体露出部２１２は、モールド樹脂部２０６における第１プリント配線板４０１に対向する面と面一に配置されている。

第１接続部材４０２と導体露出部２１２とが互いに接触している。第１接続部材４０２と導体露出部２１２とが互いに接触することによって、第１接続部材４０２と信号端子２０４とが互いに電気的に接続されている。

第１接続部材４０２が信号端子２０４の導体露出部２１２に押し付けられることによって、信号端子２０４における第１接続部材４０２が押し付けられている部分が第１プリント配線板４０１から離れるように、信号端子２０４に応力が作用する。信号端子２０４における導体露出部２１２以外の部分がモールド樹脂部２０６に覆われていることによって、信号端子２０４が変形することが抑制されている。

Ｚ方向に見た場合に、信号端子２０４は、モールド樹脂部２０６の側面からモールド樹脂部２０６の外側に突出していない。これにより、Ｚ方向における電力変換装置の投影面積を縮小することができる。

実施の形態４に係る電力変換装置におけるその他の構成は、実施の形態１に係る電力変換装置における構成と同様である。実施の形態４に係る電力変換装置では、実施の形態２に係る電力変換装置と同様に、信号端子２０４に凹部２１１が形成され、第１接続部材４０２が凹部２１１に挿入された状態で、第１接続部材４０２が信号端子２０４に接触してもよい。また、実施の形態４に係る電力変換装置は、実施の形態３に係る電力変換装置と同様に、第１プリント配線板４０１に接触するアセンブリ側突起部９を備えてもよい。

以上説明したように、実施の形態４に係る電力変換装置では、信号端子２０４における導体露出部２１２以外の部分がモールド樹脂部２０６に覆われている。この構成によれば、導体露出部２１２に第１接続部材４０２が押し付けられた場合に、信号端子２０４における第１接続部材４０２が押し付けられている部分が第１プリント配線板４０１から離れるように信号端子２０４が変形することを抑制することができる。これにより、第１接続部材４０２と信号端子２０４との間の接触をより確実にすることができる。その結果、第１接続部材４０２と信号端子２０４との間の電気的な接続をより確実にすることができる。

実施の形態５．
図１７は、実施の形態５に係る電力変換装置の要部を示す断面図である。実施の形態４に係る電力変換装置のパワーモジュール２では、半導体素子２０１および信号端子２０４が信号接続部材２０７を介して互いに電気的に接続されている。一方、実施の形態５に係る電力変換装置のパワーモジュール２では、半導体素子２０１と信号端子２０４とが互いに接触することによって、半導体素子２０１と信号端子２０４とが互いに電気的に接続されている。Ｚ方向に見た場合に、半導体素子２０１、信号端子２０４および第１接続部材４０２が互いに重なっている。

実施の形態５に係る電力変換装置におけるその他の構成は、実施の形態４に係る電力変換装置における構成と同様である。

以上説明したように、実施の形態５に係る電力変換装置では、パワーモジュール２は、半導体素子２０１と信号端子２０４とが互いに接触することによって、半導体素子２０１と信号端子２０４とが互いに電気的に接続されている。この構成によれば、Ｚ方向におけるパワーモジュール２の投影面積を縮小することができる。

実施の形態６．
図１８は、実施の形態６に係る電力変換装置の要部を示す断面図である。実施の形態５に係る電力変換装置の第１基板４は、第２接続部材４０７をさらに有している。

第２接続部材４０７は、第１プリント配線板４０１に設けられている。具体的には、第２接続部材４０７は、パワーモジュール対向面４０５に設けられている。第２接続部材４０７は、導電性接合部材４０８によって第１プリント配線板４０１に固定されている。

第２接続部材４０７は、電気伝導性および弾性を有している。第２接続部材４０７は、バスバー接続用端子２０３に押し付けられている。第２接続部材４０７とバスバー接続用端子２０３とが互いに接触することによって、第２接続部材４０７とバスバー接続用端子２０３とが互いに電気的に接続されている。

第２接続部材４０７は、例えば、ばねから構成されている。第２接続部材４０７を構成するばねとしては、例えば、板ばね、コイルばねが挙げられる。第２接続部材４０７を構成する材料としては、例えば、鉄、鉄合金、銅、銅合金が挙げられる。なお、第２接続部材４０７の表面には、めっきが施されてもよい。第２接続部材４０７の表面に施されるめっきとしては、Ａｕめっき、Ａｇめっき、Ｓｎめっきが挙げられる。

第１プリント配線板４０１には、バスバーアセンブリ３の入出力バスバー３０１が電気的に接続されている。入出力バスバー３０１とバスバー接続用端子２０３とは、第１プリント配線板４０１および第２接続部材４０７を介して、互いに電気的に接続されている。

入出力バスバー３０１とバスバー接続用端子２０３とが互いに接触する場合には、入出力バスバー３０１とバスバー接続用端子２０３との間を溶接またはろう付けする必要がある。入出力バスバー３０１とバスバー接続用端子２０３との間を溶接またはろう付けするためには、入出力バスバー３０１およびバスバー接続用端子２０３の周囲に、溶接またはろう付けのための作業スペースを設ける必要がある。

一方、実施の形態６に係る電力変換装置では、入出力バスバー３０１とバスバー接続用端子２０３とは、第１プリント配線板４０１および第２接続部材４０７を介して、互いに電気的に接続されている。これにより、入出力バスバー３０１とバスバー接続用端子２０３との間を溶接またはろう付けする必要がない。したがって、溶接またはろう付けのための作業スペースを設ける必要がなくなる。

実施の形態６に係る電力変換装置におけるその他の構成は、実施の形態１に係る電力変換装置における構成と同様である。なお、実施の形態６に係る電力変換装置では、実施の形態２に係る電力変換装置と同様に、信号端子２０４に凹部２１１が形成され、第１接続部材４０２が凹部２１１に挿入された状態で、第１接続部材４０２と信号端子２０４とが互いに接触してもよい。また、バスバー接続用端子２０３に凹部２１１と同様の凹部が形成され、第２接続部材４０７が凹部に挿入された状態で、第２接続部材４０７とバスバー接続用端子２０３とが互いに接触してもよい。また、実施の形態６に係る電力変換装置は、実施の形態３に係る電力変換装置と同様に、第１プリント配線板４０１に接触するアセンブリ側突起部９を備えてもよい。また、実施の形態６に係る電力変換装置では、実施の形態４に係る電力変換装置と同様に、信号端子２０４における導体露出部２１２以外の部分がモールド樹脂部２０６に覆われてもよい。また、実施の形態６に係る電力変換装置では、実施の形態５に係る電力変換装置と同様に、半導体素子２０１と信号端子２０４とが互いに接触することによって、半導体素子２０１と信号端子２０４とが互いに電気的に接続されてもよい。

以上説明したように、実施の形態６に係る電力変換装置では、第１基板４は、第１プリント配線板４０１に設けられた第２接続部材４０７を有している。第２接続部材４０７は、電気伝導性および弾性を有している。第２接続部材４０７とパワーモジュール２のバスバー接続用端子２０３とが互いに接触することによって、第２接続部材４０７とパワーモジュール２のバスバー接続用端子２０３とが互いに電気的に接続されている。この構成によれば、入出力バスバー３０１とバスバー接続用端子２０３との間を溶接またはろう付けする必要がなくなる。これにより、溶接またはろう付けのための作業スペースを入出力バスバー３０１およびバスバー接続用端子２０３の周囲に設ける必要がなくなる。その結果、電力変換装置の小型化を図ることができる。

実施の形態７．
図１９は、実施の形態７に係る電力変換装置の要部を示す断面図である。実施の形態７に係る電力変換装置のバスバーアセンブリ３は、第３接続部材３０８をさらに有している。

第３接続部材３０８は、入出力バスバー３０１に設けれられている。具体的には、第３接続部材３０８は、入出力バスバー３０１におけるバスバー接続用端子２０３に対向している面に設けられている。第３接続部材３０８は、導電性接合部材３０９によって入出力バスバー３０１に固定されている。

第３接続部材３０８は、電気伝導性および弾性を有している。第３接続部材３０８は、バスバー接続用端子２０３に押し付けられている。第３接続部材３０８とバスバー接続用端子２０３とが互いに接触することによって、第３接続部材３０８とバスバー接続用端子２０３とが互いに電気的に接続されている。

第３接続部材３０８は、例えば、ばねから構成されている。第３接続部材３０８を構成するばねとしては、例えば、板ばね、コイルばねが挙げられる。第３接続部材３０８を構成する材料としては、例えば、鉄、鉄合金、銅、銅合金が挙げられる。なお、第３接続部材３０８の表面には、めっきが施されてもよい。第３接続部材３０８の表面に施されるめっきとしては、Ａｕめっき、Ａｇめっき、Ｓｎめっきが挙げられる。

第１プリント配線板４０１を介して入出力バスバー３０１とバスバー接続用端子２０３とが互いに電気的に接続されている場合には、第１プリント配線板４０１を介してバスバー接続用端子２０３に電流が流れる。これにより、第１プリント配線板４０１の温度が上昇する。

一方、実施の形態７に係る電力変換装置では、第３接続部材３０８を介して入出力バスバー３０１とバスバー接続用端子２０３とが互いに電気的に接続されている。これにより、第１プリント配線板４０１を介さずに、入出力バスバー３０１とバスバー接続用端子２０３との間に電流が流れる。その結果、第１プリント配線板４０１の温度の上昇が抑制されている。

実施の形態７に係る電力変換装置におけるその他の構成は、実施の形態１に係る電力変換装置における構成と同様である。なお、実施の形態７に係る電力変換装置では、実施の形態２に係る電力変換装置と同様に、信号端子２０４に凹部２１１が形成され、第１接続部材４０２が凹部２１１に挿入された状態で、第１接続部材４０２と信号端子２０４とが互いに接触してもよい。また、バスバー接続用端子２０３に凹部２１１と同様の凹部が形成され、第２接続部材４０７が凹部に挿入された状態で、第２接続部材４０７とバスバー接続用端子２０３とが互いに接触してもよい。また、実施の形態７に係る電力変換装置は、実施の形態３に係る電力変換装置と同様に、第１プリント配線板４０１に接触するアセンブリ側突起部９を備えてもよい。また、実施の形態７に係る電力変換装置では、実施の形態４に係る電力変換装置と同様に、信号端子２０４における導体露出部２１２以外の部分がモールド樹脂部２０６に覆われてもよい。また、実施の形態７に係る電力変換装置では、実施の形態５に係る電力変換装置と同様に、半導体素子２０１と信号端子２０４とが互いに接触することによって、半導体素子２０１と信号端子２０４とが互いに電気的に接続されてもよい。また、実施の形態７に係る電力変換装置では、実施の形態６に係る電力変換装置と同様に、第１基板４が第２接続部材４０７を有し、第２接続部材４０７とバスバー接続用端子２０３とが互いに接触する構成であってもよい。

以上説明したように、実施の形態７に係る電力変換装置では、バスバーアセンブリ３は、入出力バスバー３０１と、入出力バスバー３０１に設けられた第３接続部材３０８と、を有している。第３接続部材３０８は、電気伝導性および弾性を有している。第３接続部材３０８とバスバー接続用端子２０３とが互いに接触することによって、第３接続部材３０８とバスバー接続用端子２０３とが互いに電気的に接続されている。この構成によれば、第１プリント配線板４０１を介さずに、入出力バスバー３０１とバスバー接続用端子２０３との間に電流を流すことができる。その結果、第１プリント配線板４０１の温度の上昇を抑制することができる。

１ パワーモジュール設置部材、２ パワーモジュール、３ バスバーアセンブリ、４ 第１基板、５ 第２基板、６ 平滑コンデンサ、７ 電気接続用ねじ、８ 接着剤、９ アセンブリ側突起部、１０１ 支持部材、１０２ 冷却板、１０３ パイプ、１０４ 流路、１０５ パワーモジュール実装部、１０６ 冷却フィン、１０７ 実装面、１０８ 冷却面、２０１ 半導体素子、２０２ 半導体素子用配線部材、２０３ バスバー接続用端子、２０４ 信号端子、２０５ 絶縁部材、２０６ モールド樹脂部、２０７ 信号接続部材、２０８ 導電性接合部材、２０９ 導電性接合部材、２１０ 導電性接合部材、２１１ 凹部、２１２ 導体露出部、３０１ 入出力バスバー、３０２ 電流センサコア、３０３ 絶縁フレーム、３０４ Ｐバスバー、３０５ Ｎバスバー、３０６ ＡＣバスバー、３０７ センサ挿入部、３０８ 第３接続部材、３０９ 導電性接合部材、４０１ 第１プリント配線板、４０２ 第１接続部材、４０３ 第１基板間接続用コネクタ、４０４ 導電性接合部材、４０５ パワーモジュール対向面、４０６ コネクタ実装面、４０７ 第２接続部材、４０８ 導電性接合部材、５０１ 第２プリント配線板、５０２ 第２基板間接続用コネクタ、５０３ 電流センサ、５０４ コネクタ実装面。

Claims (11)

1. パワーモジュール設置部材と、
   前記パワーモジュール設置部材に設けられたパワーモジュールと、
   前記パワーモジュール設置部材に設けられたバスバーアセンブリと、
   前記バスバーアセンブリに設けられた第１基板と、
   を備え、
   前記パワーモジュールは、前記パワーモジュール設置部材と前記バスバーアセンブリとの間に配置されており、
   前記第１基板は、前記パワーモジュールと前記バスバーアセンブリとの間に配置された第１プリント配線板と、前記第１プリント配線板に設けられた第１接続部材と、を有し、
   前記第１接続部材は、電気伝導性および弾性を有し、
   前記第１接続部材と前記パワーモジュールの信号端子とが互いに接触することによって、前記第１接続部材と前記パワーモジュールの信号端子とが互いに電気的に接続されている電力変換装置。
2. 前記第１接続部材は、導電性接合部材によって前記第１プリント配線板に固定されている請求項１に記載の電力変換装置。
3. 前記第１プリント配線板は、接着剤によって前記バスバーアセンブリに固定されている請求項１または請求項２に記載の電力変換装置。
4. 前記バスバーアセンブリに設けられたアセンブリ側突起部を備え、
   前記アセンブリ側突起部は、前記第１プリント配線板における前記第１接続部材が設けられている面とは反対側の面に接触している請求項１または請求項２に記載の電力変換装置。
5. 前記パワーモジュールの信号端子には、凹部が形成されており、
   前記第１接続部材が前記凹部に挿入された状態で、前記第１接続部材と前記パワーモジュールの信号端子とが互いに接触している請求項１または請求項２に記載の電力変換装置。
6. 前記第１基板は、前記第１プリント配線板に設けられた第２接続部材を有し、
   前記第２接続部材は、電気伝導性および弾性を有し、
   前記第２接続部材と前記パワーモジュールのバスバー接続用端子とが互いに接触することによって、前記第２接続部材と前記パワーモジュールのバスバー接続用端子とが互いに電気的に接続されている請求項１または請求項２に記載の電力変換装置。
7. 前記バスバーアセンブリは、入出力バスバーと、前記入出力バスバーに設けられた第３接続部材と、を有し、
   前記第３接続部材は、電気伝導性および弾性を有しており、
   前記第３接続部材と前記パワーモジュールのバスバー接続用端子とが互いに接触することによって、前記第３接続部材と前記パワーモジュールのバスバー接続用端子とが互いに電気的に接続されている請求項１または請求項２に記載の電力変換装置。
8. 前記パワーモジュール設置部材または前記バスバーアセンブリに設けられた第２基板を備え、
   前記第２基板は、第２プリント配線板を有しており、
   前記バスバーアセンブリは、前記第１プリント配線板と前記第２プリント配線板との間に配置されており、
   前記第１プリント配線板と前記第２プリント配線板とが互いに電気的に接続されている請求項１または請求項２に記載の電力変換装置。
9. 前記バスバーアセンブリにおけるＰバスバーおよびＮバスバーに接続された平滑コンデンサをさらに備え、
   前記バスバーアセンブリと前記平滑コンデンサとの間に前記第２プリント配線板が配置されている請求項８に記載の電力変換装置。
10. 前記バスバーアセンブリは、前記パワーモジュールのバスバー接続用端子に接続された入出力バスバーと、前記入出力バスバーを囲むように設けられ、センサ挿入部が形成された電流センサコアとを有し、
    前記第２基板は、前記第２プリント配線板に設けられ前記センサ挿入部に挿入された電流センサを有している請求項８に記載の電力変換装置。
11. 前記バスバーアセンブリは、前記パワーモジュールのバスバー接続用端子に接続された入出力バスバーと、前記入出力バスバーを囲むように設けられ、センサ挿入部が形成された電流センサコアとを有し、
    前記第１基板は、前記第１プリント配線板に設けられ前記センサ挿入部に挿入された電流センサを有している請求項１または請求項２に記載の電力変換装置。