特許 6222713 バスバー構造及びバスバー構造を用いた電力変換装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6222713

(24)【登録日】2017年10月13日

(45)【発行日】2017年11月1日

(54)【発明の名称】バスバー構造及びバスバー構造を用いた電力変換装置

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20171023BHJP

   H05K 7/06 20060101ALI20171023BHJP

【ＦＩ】

   H02M7/48 Z

   H05K7/06 C

【請求項の数】10

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-544867(P2015-544867)

(86)(22)【出願日】2014年9月24日

(86)【国際出願番号】JP2014075151

(87)【国際公開番号】WO2015064247

(87)【国際公開日】20150507

【審査請求日】2016年4月26日

(31)【優先権主張番号】特願2013-224879(P2013-224879)

(32)【優先日】2013年10月30日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】509186579

【氏名又は名称】日立オートモティブシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002365

【氏名又は名称】特許業務法人サンネクスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】藤田 勇樹

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 要

(72)【発明者】

【氏名】中嶋 賢市郎

【審査官】 東 昌秋

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−９５４７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−９８８１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２５９１３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１３５７１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／０９３２３９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−５６１１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｍ １／００−７／９８

Ｈ０５Ｋ ７／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

直流電源からパワー半導体モジュールに直流電力を供給するバスバー構造であって、
前記バスバーは、第１バスバーと第２バスバーとを有し、
前記第１バスバーは、電気的に絶縁性を有する第１絶縁部材により、当該第１バスバーの一方の面が露出した状態で固定され、
前記第２バスバーは、電気的に絶縁性を有する第２絶縁部材により、当該第２バスバーの一方の面が露出した状態で固定され、
前記第１バスバーは、当該第１バスバーの前記一方の面が前記第２バスバーの前記一方の面と対向するように配置され、
前記第１バスバーと前記第２バスバーとの間には、前記第１及び第２絶縁部材とは異なる絶縁物が挟持され、
前記第１絶縁部材は、前記第１バスバー及び前記第２バスバーから隔離されて前記第２絶縁部材に向かって突出する第１突出部を有し、
前記第１突出部は、当該第１突出部の先端部に、前記第２絶縁部材に接する当接面を有するバスバー構造。

【請求項2】

請求項１に記載されたバスバー構造であって、
前記第１絶縁部材及び前記第２絶縁部材は、樹脂により形成され、
前記第１突出部は、金属製の部材であり、
前記第２絶縁部材は、金属製の当接部材を有し、
前記当接部材は、前記第１突出部の先端部と接する前記当接面を有するバスバー構造。

【請求項3】

請求項２に記載されたバスバー構造であって、
前記第２絶縁部材は、前記第１バスバー及び前記第２バスバーから隔離されて前記第１突出部に向かって突出する第２突出部を有し、
前記第２突出部は、当該第２突出部の先端部に、前記当接面を有するバスバー構造。

【請求項4】

請求項１ないし３に記載されたいずれかのバスバー構造であって、
前記絶縁物には、位置決め孔が形成され、
前記絶縁物は、前記第１突出部が前記位置決め孔を貫通するように配置されるバスバー構造。

【請求項5】

請求項１ないし４に記載されたいずれかのバスバー構造であって、
前記第１突出部は、当該第１突出部の軸方向に貫通する第１貫通孔が形成され、
前記第２絶縁部材は、前記第１貫通孔と同軸線上に第２貫通孔が形成され、
前記第１絶縁部材は、貫通部材を前記第１貫通孔と前記第２貫通孔に挿通することにより、前記第２絶縁部材に固定されるバスバー構造。

【請求項6】

直流電源からパワー半導体モジュールに直流電力を供給するバスバー構造を備えた電力変換装置であって、
前記バスバーは、第１バスバーと第２バスバーとを有し、
前記第１バスバーは、電気的に絶縁性を有する第１絶縁部材により、当該第１バスバーの一方の面が露出した状態で固定され、
前記第２バスバーは、電気的に絶縁性を有する第２絶縁部材により、当該第２バスバーの一方の面が露出した状態で固定され、
前記第１バスバーは、当該第１バスバーの前記一方の面が前記第２バスバーの前記一方の面と対向するように配置され、
前記第１バスバーと前記第２バスバーとの間には、前記第１及び第２絶縁部材とは異なる絶縁物が挟持され、
前記第１絶縁部材は、前記第１バスバー及び前記第２バスバーから隔離されて前記第２絶縁部材に向かって突出する第１突出部を有し、
前記第１突出部は、当該第１突出部の先端部に、前記第２絶縁部材に接する当接面を有する電力変換装置。

【請求項7】

請求項６に記載された電力変換装置であって、
前記第１絶縁部材及び前記第２絶縁部材は、樹脂により形成され、
前記第１突出部は、金属製の部材であり、
前記第２絶縁部材は、金属製の当接部材を有し、
前記当接部材は、前記第１突出部の先端部と接する前記当接面を有する電力変換装置。

【請求項8】

請求項７に記載された電力変換装置であって、
前記第２絶縁部材は、前記第１バスバー及び前記第２バスバーから隔離されて前記第１突出部に向かって突出する第２突出部を有し、
前記第２突出部は、当該第２突出部の先端部に、前記当接面を有する電力変換装置。

【請求項9】

請求項６ないし８に記載されたいずれかの電力変換装置であって、
前記絶縁物には、位置決め孔が形成され、
前記絶縁物は、前記第１突出部が前記位置決め孔を貫通するように配置される電力変換装置。

【請求項10】

請求項６ないし９に記載されたいずれかの電力変換装置であって、
前記第１突出部は、当該第１突出部の軸方向に貫通する第１貫通孔が形成され、
前記第２絶縁部材は、前記第１貫通孔と同軸線上に第２貫通孔が形成され、
前記第１絶縁部材は、貫通部材を前記第１貫通孔と前記第２貫通孔に挿通することにより、前記第２絶縁部材に固定される電力変換装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は直流電力を交流電力に変換しあるいは交流電力を直流電力に変換する電力変換装置に関し、特に車両に搭載されるのに適する電力変換装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ハイブリッド自動車又は電気自動車の小型化とエネルギー効率の向上と共に、これらに用いられる電力変換装置を含めた車両部品の小型化と効率の向上が求められている。

【0003】

電力変換装置に搭載され、直流電流を伝達する直流バスバーは、正負極間の間隔をできるだけ近接させる事により、電力変換装置の小型化と直流バスバーの寄生インダクタンスを低減する事が可能となる。これにより、電力変換装置に用いられるスイッチング素子の損失の低減、つまり電力変換装置の変換効率向上が可能となる。

【0004】

ここで、直流バスバーの正負極間の間隔を近接させるには、当該直流バスバーの正負極間の絶縁を確保する必要がある。特許文献１には、複数の直流バスバーを重ね合わせ、バスバー間に樹脂を成形することで、省スペースと絶縁の確保を両立する発明が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００４−３０４８７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１の構造では、更なる小型化および変換効率向上を目的として正負極間の間隔を更に近接させた場合に、正負極間に充填される樹脂層にスルーホール等の欠陥が生じる可能性がある。すなわち、正負極間の間隔を小さくすることによるインダクタンス低減と、正負極間の絶縁信頼性を両立させつつ性能を向上させることが困難となりつつある。

【0007】

本発明の目的は、直流バスバーの正負極間の絶縁信頼性を高く確保しつつ、インダクタンスを低減させることで、電力変換装置の小型効率化に寄与することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に用いられるバスバー構造は、直流電源からパワー半導体モジュールに直流電力を供給するバスバー構造であって、前記バスバーは、第１バスバーと第２バスバーとを有し、前記第１バスバーは、電気的に絶縁性を有する第１絶縁部材により、当該第１バスバーの一方の面が露出した状態で固定され、前記第２バスバーは、電気的に絶縁性を有する第２絶縁部材により、当該第２バスバーの一方の面が露出した状態で固定され、前記第１バスバーは、当該第１バスバーの前記一方の面が前記第２バスバーの前記一方の面と対向するように配置され、前記第１バスバーと前記第２バスバーとの間には、前記第１及び第２絶縁部材とは異なる絶縁物が挟持され、前記第１絶縁部材は、前記第１バスバー及び前記第２バスバーから隔離されて前記第２絶縁部材に向かって突出する第１突出部を有し、前記第１突出部は、当該第１突出部の先端部に、前記第２絶縁部材に接する当接面を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、直流バスバーの正負極間の絶縁信頼性を確保しつつ、インダクタンスを低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】電力変換装置２００の全体構成を説明するために構成要素に分解した斜視図である。

【図2(a)】バスバーアッセンブリ８００の全体構成を説明する為に構成要素に分解した分解斜視図である。

【図2(b)】バスバーアッセンブリ８００の外観斜視図である。

【図3】電力変換装置２００から回路基板２０と基板ベース板１１を取り除いた上面図

【図4】図３の断面Ｂで切ったときの電力変換装置２００の断面図である。

【図5(a)】図２の断面Ａで切ったときのバスバーアッセンブリ８００の断面図である。

【図5(b)】別の実施形態に係るバスバーアッセンブリ８００の断面図である。

【図5(c)】別の実施形態に係るバスバーアッセンブリ８００の断面図である。

【図5(d)】別の実施形態に係るバスバーアッセンブリ８００の断面図である。

【図5(e)】別の実施形態に係るバスバーアッセンブリ８００の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照して、本発明に係る電力変換装置の実施の形態について説明する。なお、各図において同一要素については同一の符号を記し、重複する説明は省略する。

【0012】

本実施形態に係る電力変換装置２００は、主にハイブリッド自動車や電気自動車に用いられるものである。なお、本実施形態に係る電力変換装置２００は、その効果を達成するために他の用途に用いられてもよい。例えば生産性向上や冷却性能向上を目的とした冷蔵庫やエアコンの家電用インバータに用いられてもよい。また使用環境が車両用インバータと類似した産業機器用インバータに用いられてもよい。

【実施例1】

【0013】

図１は、本実施形態に係る電力変換装置２００の全体構成を説明するために構成要素に分解した斜視図である。電力変換装置２００は、回路基板２０、金属製ベース板１１、バスバーアッセンブリ８００、パワー半導体モジュール３００ａ乃至３００ｃ、コンデンサモジュール５００を備える。これらの部材は、ケース２２０に収納される。

【0014】

後述されるパワー半導体モジュール３００ａ乃至３００ｃは、直流電力を交流電力に変換する。後述されるコンデンサモジュール５００は、直流電力を平滑化する。後述される回路基板２０は、パワー半導体モジュール３００ａ乃至３００ｃを駆動する駆動信号を出力する駆動回路部２０ａ（図４参照）を搭載する。また、回路基板２０は、駆動回路にパワー半導体モジュール３００ａ乃至３００ｃを制御するための制御信号を出力する制御回路部２０ｂ（図４参照）を搭載する。これらの回路システムの一例は、特開２０１１−２１７５５０号公報に記載されている。

【0015】

ケース２２０は、パワー半導体モジュール３００ａ乃至３００ｂやコンデンサモジュール５００を冷却するための冷媒を流す流路形成体を形成する。

【0016】

バスバーアッセンブリ８００は、直流側導体板８０１と、絶縁シート８０３と、交流側導体板８０５ａ乃至８０５ｃと、これらを保持する絶縁部材８０２を備えており、さらに電流センサ８０８を備えている。直流側導体板８０１は、コンデンサモジュール５００からパワー半導体モジュール３００ａ乃至３００ｃへ直流電力を伝達する。直流側導体板８０１は、後述するように、正極側導体板８０１ａと、負極側導体板８０１ｂと、で構成される。パワー半導体モジュール３００ａ乃至３００ｃで交流に変換された電力は、交流側導体板８０５ａ乃至８０５ｃから出力される。交流側導体板８０５ａ乃至８０５ｃは、電流センサ８０３の貫通孔を通って配置される。

【0017】

図２（ａ）は、バスバーアッセンブリ８００の全体構成を説明する為に構成要素に分解した分解斜視図である。バスバーアッセンブリ８００は、大きく分けて第１バスバーアッセンブリ８００ａと、第２バスバーアッセンブリ８００ｂと、絶縁シート８０３と、で構成される。第１バスバーアッセンブリ８００ａは、絶縁シート８０３を挟んで第２バスバーアッセンブリ８００ｂと対向している。

【0018】

第１バスバーアッセンブリ８００ａは、正極側導体板８０１ａと、電気絶縁性を有する第１絶縁部材８０２ａと、を含んで構成される。正極側導体板８０１ａは、第２バスバーアッセンブリ８００ｂに面する側の一方の面が露出した状態で、第１絶縁部材８０２ａにより覆われている。

【0019】

第２バスバーアッセンブリ８００ｂは、負極側導体板８０１ｂと、電気絶縁性を有する第２絶縁部材８０２ｂと、を含んで構成される。負極側導体板８０１ｂは、第１バスバーアッセンブリ８００ａに面する側の一方の面が露出した状態で、第２絶縁部材８０２ｂにより覆われている。

【0020】

絶縁シート８０３は、第１バスバーアッセンブリ８００ａと第２バスバーアッセンブリ８００ｂの間に配置される。絶縁シート８０３は、正極側導体板８０１ａおよび負極側導体板８０１ｂの露出した面を覆うように、配置されている。

【0021】

第２絶縁部材８０２ｂは、電流センサ８０８が設置されるように、第１バスバーアッセンブリ８００ａと対向する領域から延設されて形成される。

【0022】

バスバーアッセンブリ８００には、パワー半導体モジュール３００ａ〜３００ｃと接続するための接続端子（後述）が形成される。第１絶縁部材８０２ａ及び第２絶縁部材８０２ｂには、パワー半導体モジュール３００ａ〜３００ｃの端子を挿通させるための貫通孔が前記接続端子と隣接して形成される。

【0023】

図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すバスバーアッセンブリ８００の構成要素を組み立てた状態の、バスバーアッセンブリ８００の外観斜視図である。ただし、交流側導体板８０５及び電流センサ８０８は図示していない。バスバーアッセンブリ８００には、コンデンサモジュール５００に設けられた位置決めピン７３０と嵌合する位置決め用貫通孔８０９が２箇所形成されている。

【0024】

第１バスバーアッセンブリ８００ａは、爪型形状の構造部材固定部８１０により、絶縁シート８０３を挟んだ状態で第２バスバーアッセンブリ８００ｂに係止される。

【0025】

図３は、電力変換装置２００から回路基板２０と基板ベース板１１を取り除いた上面図である。バスバーアッセンブリ８００は、コンデンサ接続部７０３とパワーモジュール接続部７０４を有する。コンデンサ接続部７０３及びパワーモジュール接続部７０４は、バスバーアッセンブリ８００の直流側導体板８０１と接続されている。

【0026】

コンデンサ接続部７０３は、コンデンサ５００のリード端子７０１と接続される。パワーモジュール接続部７０４は、パワー半導体モジュール３００の直流端子３０１と接続される。コンデンサ接続部７０３及びパワーモジュール接続部７０４は、同方向に突出して形成される。これにより、コンデンサ接続部７０３とパワーモジュール接続部７０４を接続する作業を行う際に、ワークの向きを変えることなく接続する事が可能となり、作業性の向上が可能となる
図４は、図３の断面Ｂで切断した断面図である。

【0027】

バスバーアッセンブリ８００の直流側導体板８０１は、コンデンサモジュール５００の上方に配置されている。直流側導体板８０１とコンデンサモジュール５００は、図３に示したように、直流側導体板８０１に形成されるコンデンサ接続部７０３がコンデンサモジュール５００から上方に延びるリード端子７０１と溶接等により接合されることで、接続される。バスバーアッセンブリ８００を挟んでコンデンサモジュール５００の更に上方には、回路基板２０の制御回路部２０ｂが配置される。また、バスバーアッセンブリ８００と制御回路部２０ｂの間には、金属製ベース板１１が配置される。制御回路部２０ｂは、駆動回路部２０ａに比べて使用される電圧が小さいため、駆動回路部２０ａに比べてノイズに対する影響を受けやすい。金属製ベース板１１がバスバーアッセンブリ８００と制御回路部２０ｂの間に配置されることで、制御回路部２０ｂに伝搬するノイズの影響を低減することができる。

【0028】

図５（ａ）は、図２（ｂ）の断面Ａで切ったときのバスバーアッセンブリ８００の断面を示す模式図である。

【0029】

正極側導体板８０１ａを保持する第１絶縁部材８０２ａには、凸形状の構造部材８０４ａが形成される。構造部材８０４ａは、第２絶縁部材８０２ｂと面する側の第１絶縁部材８０２ａの一面から、第２絶縁部材８０２ｂに向かって突出している。構造部材８０４ａは、当該構造部材８０４ａの先端部に、第２絶縁部材８０２ｂに接する当接面１３を有する。構造部材８０４ａは、正極側導体板８０１ａの露出面１４の法線方向に、当該露出面１４よりも突出して形成される。

【0030】

凸形状の構造部材８０４ｂには、突出軸方向に貫通する貫通孔が形成される。当該貫通孔には、ネジ等の固定部材が挿入される。

【0031】

構造部材８０４ａは、図５（ａ）においては一つのみ図示して説明しているが、本実施例においては、直流側導体板８０１の周囲に複数個所形成される。正極側導体板８０１ａを保持する第１絶縁部材８０２ａに凸形状の構造部材８０４ａを設けたことにより、正極側導体板８０１ａは、負極導体板８０１ｂとの間の距離を構造部材８０４ａにより制御することができる。

【0032】

正極側導体板８０１ａと負極側導体板８０１ｂの間の距離は、インダクタンス打ち消し効果をより効率的に得るためにも、可能な限り小さくすることが望まれる。しかしながら、正極側導体板８０１ａと負極側導体板８０１ｂの間に絶縁性の樹脂材を充填することで正負極間の絶縁性を確保しようとした場合、正負極間の距離が狭いほど、樹脂材の充填時にスルーホール等の欠陥が発生しやすくなってしまう。その結果、正負極間でショートしてしまい、電気的な絶縁性と、インダクタンス低減を両立することが従来困難であった。

【0033】

そこで本実施形態のバスバーアッセンブリ８００は、正極側導体板８０１ａと負極側導体板８０１ｂの間には、第１絶縁部材８０２ａ及び第２絶縁部材８０２ｂとは異なる絶縁シート８０３を配置している。絶縁シート８０３は、例えばＰＥＴ材等を積層したものが用いられる。これらの絶縁材は、シート状に薄く加工することが一般的に容易である。また、絶縁シート８０３は積層構造とすることにより、各シートに発生するスルーホールが繋がる可能性が低く、絶縁信頼性が高い。

【0034】

また、正極側導体板８０１ａと負極側導体板８０１ｂの間に絶縁シート８０３を配置した場合、正極側導体板８０１ａと負極側導体板８０１ｂの間の距離１２は、絶縁シート８０３の厚さ１２ａと、正極側導体板８０１ａと負極側導体板８０１ｂの幾何公差を考慮した必要クリアランス１２ｂと、の和を製造上最低限確保する必要がある。本実施形態のバスバーアッセンブリ８００は、第１絶縁部材８０１ａから突出した構造部材８０４ａにより、正極側導体板８０１ａと負極側導体板８０１ｂの間の距離１２を製造上最低限の距離に制御することが可能となるため、インダクタンスの増大を抑制することができる。

【0035】

以上に説明したように、本実施例に係る電力変換装置は、パワー半導体モジュール３００に直流電流を供給する直流側バスバー８０１を有するバスバーアッセンブリ８００に、第１絶縁部材８０２ａ及び第２絶縁部材８０２ｂとは異なる絶縁シート８０３が挟持され、第１絶縁部材８０２ａが第２絶縁部材８０２ｂに向かって突出する凸形状の構造部材８０４ａを有する。したがって、直流電源からパワー半導体モジュールまでのインダクタンスを低く抑えることができ、かつ電気的絶縁を信頼性高く確保することができる。

【0036】

また、バスバーアッセンブリ８００を構成する第１絶縁部材８０２ａ及び第２絶縁部材は、絶縁性の樹脂部材により形成される。バスバーアッセンブリ８００は、例えばインサートモールド等により、正極側導体板８０１ａ及び負極側導体板８０１ｂが露出した状態で形成される。正極側導体板８０１ａと負極側導体板８０１ｂの間の距離を確保するために設けられる構造部材８０４ａは、第１絶縁部材８０２ａと同材料の樹脂材により一体に形成されても良いが、本実施例においては金属製の部材により形成される。また、第２絶縁部材８０２ｂは、第１絶縁部材８０２ａの有する金属製の構造部材８０４ａと当接する部分に、金属製の当接部材８０４ｂを有する。

【0037】

当接部材８０４ｂは、凸形状の８０４ａとの間に当接面１３を形成する。金属材料同士によって当接面１３を形成することにより、振動や温度等の負荷による引けを生じにくくすることができる。樹脂材料同士で当接面１３を形成した場合は、当接面１３において樹脂材料の引けが発生するおそれがあり、正負極の導体板間において距離を信頼性高く保つことが難しい。本実施形態のバスバーアッセンブリ８００によれば、信頼性高くインダクタンスを低減することができる。

【0038】

また、バスバーアッセンブリ８００を構成する絶縁部材８０２は、回路基板２０の駆動回路部２０ａを固定する構造を有している。図４に示すように、駆動回路部２０ａは、パワー半導体素子３００の上方に配置される。駆動回路部２０ａは、制御回路部２０ｂに比べて大きい電圧が使用されている為、制御回路部２０ｂに比べて他の部品との絶縁距離を十分にとる必要がある。絶縁部材８０２は、絶縁性の樹脂材料で形成されているため、駆動回路部２０ａとの間に別の絶縁部材を設ける必要がなく、高密度実装が可能となる。

【0039】

なお、導体板は電気伝導性の良い銅が一般的には用いられ、電流密度により厚み及び幅が決まる。また導体板の間隔はインダクタンス低減の目的から出来るだけ近い事が望ましい。

【0040】

また図５（ａ）において正極側導体板と負極側導体板の間の絶縁を確保するためには、導体板８０１と金属製のボス８０４ａとの間の距離も絶縁が可能な距離まで離す必要がある。

【0041】

なお、正極側導体板と負極側導体板の間の絶縁を確保する為に、絶縁シート８０３が導体板８０１と同じ大きさではなく、導体板８０１の縁辺よりもある一定の距離まではみ出させる必要がある。

【0042】

直流側導体板８０１を覆う絶縁部材８０２は、ケース２０２に例えばボルト締結により固定される。したがって、直流側導体板８０１の重量は、絶縁部材８０２を介してケース２２０にかかる。これにより、コンデンサモジュール５００のリード端子７０３と直流側導体板８０１との接部にかかる応力の集中を防ぐことができる。そのため、例えば接合部に溶接構造などを取り入れることが可能となり、小型化や部品点数の削減が可能となる。

【0043】

バスバーアッセンブリ８００に搭載される絶縁シート８０３に電流センサ８０３と交流側導体板８０５を組み付け、その後組み付けを行ったバスバーアッセンブリ８００の組み付けを行う。

【0044】

パワーモジュール３００は直流側端子３０１と交流側端子３０２を有しており、直流側導体板と、交流側導体板を一体として組み付けたバスバーアッセンブリ８００を組み付ける事により、直流側端子３０１と交流側端子３０２に同じ組立工程内で接続を実施できるから、組立性の向上が可能となる。

【0045】

本実施形態の電力変換装置２００は、直流側導体板をコンデンサモジュール５００と一体構造にせず、分離している。このように、直流側導体板とコンデンサモジュール５００との間に空気層を設けることで、コンデンサモジュールの受熱の主要因である直流側導体板の発熱を、コンデンサモジュール５００へ伝わりにくい構造としている。平滑用のフィルムコンデンサセル７００の保証温度は、電力変換装置２００に搭載されるその他の部品に比べて低い。フィルムコンデンサセル７００の温度が保証温度以上になった場合、フィルムコンデンサセル７００の寿命が急激に減少し、平滑用コンデンサとしての機能を満足しない。そのため、直流側導体板をコンデンサモジュール５００と分離することにより、上部に配置された直流側導体板からのあおり熱の影響を抑えることができる。

【0046】

また、コンデンサ５００はコンデンサセルを収納するケース７２０を有し、ケース７２０はバスバーアッセンブリ８００の配置方向に向かって突出する位置決めピン７３０が形成され、
バスバーアッセンブリ８００に搭載される絶縁部材８０２に位置決め用貫通孔８０５が形成されており、位置決めピン７３０が位置決め用貫通孔８０５に挿通されるようになっている。

【0047】

これにより、バスバーアッセンブリ８００と、コンデンサ５００との相対位置が決まる事により直流側導体板８０１に形成されるコンデンサ接続部７０３とコンデンサから出るリード端子７０１を同じ位置に配置する事が可能となる為、接合信頼性の向上が可能となる。

【実施例2】

【0048】

続いて、第２の実施例に係る電力変換装置の構成について説明する。本実施例において、実施例１と変更される部分は、バスバーアッセンブリ８００の構造のみであるので、その他の構成についての説明は省略する。

【0049】

図５（ｂ）は、実施例２に係るバスバーアッセンブリ８００の断面を示す模式図である。本実施例においては、第１絶縁部材８０２ａから突出する第１構造部材８０４ａと、第２絶縁部材８０２ｂから突出する第２構造部材８０４ｂと、が形成される。第１構造部材８０４ａは、当該第１構造部材８０４ａの先端において、第２構造部材８０４ｂの先端と当接する当接面を有する。

【0050】

第１構造部材８０４ａは、正極側導体板８０１ａの露出面１４の法線方向に、当該露出面１４よりも突出して形成される。第２構造部材８０４ｂは、負極側導体板８０１ｂの露出面１５の法線方向に、当該露出面１５よりも突出して形成される。第１構造部材８０４ａ及び第２構造部材８０４ｂは、第１構造部材８０４ａの突出距離と第２構造部材８０４ｂの突出距離の和が実施例１で示した導体板距離１２となるように、形成される。

【0051】

実施例１のように、第２絶縁部材８０２ｂの表面と当接面１３が略同一面であった場合、振動や組み付け性の悪化等の原因によって構造部材８０４ａの位置がずれて、当接部材８０４ｂとの当接領域をはみ出して樹脂部分に当接してしまうおそれがあった。本実施例のバスバーアッセンブリは、第１絶縁部材８０２ａが凸形状の第１構造部材８０４ａを有するとともに、第２絶縁部材８０２ｂが凸形状の第２構造部材８０４ｂを有するため、第１構造部材８０４ａと第２構造部材８０４ｂの相対位置が振動等によってずれたとしても、第１絶縁部材８０２ａや第２絶縁部材８０２ｂに接触することがない。したがって、樹脂材料で形成される第１絶縁部材８０２ａや第２絶縁部材８０２ｂの引けを防ぐことができ、導体板間距離を信頼性高く保つことができる。

【0052】

また、本実施例のバスバーアッセンブリ８００は、第１構造部材８０４ａおよび第２構造部材８０４ｂに貫通孔を設けている。貫通孔が同軸上に存在する為、バスバーアッセンブリ８００を主にネジ固定でとめる際に、８００ａ・８００ｂをそれぞれ８０４に形成された貫通孔により、ネジ固定を行う事が可能となる。したがって、異なる２部品を同時に固定する事が可能となり、組立工数の削減が可能となる。

【実施例3】

【0053】

図５（ｃ）は、実施例３に係るバスバーアッセンブリ８００の断面を示す模式図である。実施例２と異なる点は、絶縁シート８０３に位置決め孔１６が形成され、当該位置決め孔１６を貫通するように第１構造部材８０４ａあるいは第２構造部材８０４ｂが形成されている点である。

【0054】

絶縁シート８０３は、第１絶縁部材８０２ａあるいは第２絶縁部材８０２ｂに固定されない状態では、正極側導体板８０１ａあるいは負極側導体板８０１ｂの露出面面内方向において、位置が規定されない。仮に、正極側導体板８０１ａの露出面と負極側導体板８０１ｂの露出面の間において絶縁シート８０３が形成されない領域が存在した場合、その領域において絶縁確保のための必要距離を確保することができず、信頼性を損ねるおそれがある。

【0055】

本実施形態のバスバーアッセンブリ８００によれば、絶縁シート８０３に位置決め孔１６が形成されているため、絶縁シート８０３の面内方向の位置が決まり、組み付け作業性の向上や、振動に対する位置ずれ等を抑制することが可能となる。したがって、正負極間の絶縁性の確保をより向上させることができる。

【実施例4】

【0056】

図５（ｄ）および図５（ｅ）は、正極側導体板８０１ａと負極側導体板８０１ｂの間の距離を確保するための他の実施形態を示す図である。本実施形態においては、極側導体板８０１ａと負極側導体板８０１ｂの間の距離を確保するための構造部材を、第１絶縁部材８０２ａ及び第２絶縁部材８０２ｂとは別体の部材としている。

【0057】

図５（ｄ）に示すバスバーアッセンブリ８００は、絶縁樹脂製の第１絶縁部材８０２ａ及び第２絶縁部材８０２ｂに凹部を形成している。凹部は、互いに対向し合うように形成される。凹部には、構造部材８０６が嵌入される。

【0058】

図５（ｅ）に示すバスバーアッセンブリ８００は、Ｔ字型の構造部材８０７を有する。Ｔ字型の構造部材８０７は、第１絶縁部材８０２ａ及び第２絶縁部材８０２ｂの外周部であって、第１絶縁部材８０２ａと第２絶縁部材８０２ｂの間に配置される。

【0059】

図５（ｄ）や図５（ｅ）に示すような構造を用いることによっても、正極側導体板８０１ａと負極側導体板８０１ｂの間の距離を確保しても良い。

【0060】

また、上述した実施例は、互いに組み合わせて実施しても良い。

【符号の説明】

【0061】

１１：金属製ベース板
１２：第１バスバーと第２バスバー間の距離
１２ａ：絶縁物８０３の厚み
１２ｂ：第１バスバーと第２バスバー間の幾何公差を考慮した必要クリアランス
１３：当接面
１４：第１バスバーの第２バスバーと対向する面
１５：第２バスバーの第１バスバーと対向する面
１６：位置決め孔
２０：回路基板
２０ａ：駆動回路部
２０ｂ：制御回路部
２００：電力変換装置、
２２０：ケース
３００：パワー半導体モジュール
５００：コンデンサモジュール
７０１：リード端子
７０３：コンデンサ接続部
７０４：パワーモジュール接続部
７３０：位置決めピン
８００：バスバーアッセンブリ
８０１：直流側導体板
８０２：絶縁部材
８０３：絶縁シート
８０４：構造部材
８０５：交流側導体板
８０６：構造部材
８０７：Ｔ字型構造部材
８０８：電流センサ
８０９：位置決め用貫通孔
８１０：構造部材固定部

【図1】

【図2(a)】

【図2(b)】

【図3】

【図4】

【図5(a)】

【図5(b)】

【図5(c)】

【図5(d)】

【図5(e)】