特許 6352741 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】6352741

(24)【登録日】2018年6月15日

(45)【発行日】2018年7月4日

(54)【発明の名称】電力変換装置

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20180625BHJP

   H05K 7/06 20060101ALI20180625BHJP

【ＦＩ】

   H02M7/48 Z

   H05K7/06 C

【請求項の数】3

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-185134(P2014-185134)

(22)【出願日】2014年9月11日

(65)【公開番号】特開2016-59202(P2016-59202A)

(43)【公開日】2016年4月21日

【審査請求日】2017年6月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】000141901

【氏名又は名称】株式会社ケーヒン

(73)【特許権者】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100145023

【弁理士】

【氏名又は名称】川本 学

(74)【代理人】

【識別番号】100105887

【弁理士】

【氏名又は名称】来山 幹雄

(74)【代理人】

【識別番号】100153349

【弁理士】

【氏名又は名称】武山 茂

(72)【発明者】

【氏名】長澤 一哉

(72)【発明者】

【氏名】飯田 寛明

(72)【発明者】

【氏名】重政 盛史

(72)【発明者】

【氏名】前田 康宏

(72)【発明者】

【氏名】小倉 正巳

(72)【発明者】

【氏名】西尾 仁志

【審査官】 北嶋 賢二

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−０９９２１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０４５９７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１６２３４１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｍ ７／４８

Ｈ０５Ｋ ７／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体素子と、
前記半導体素子の下方に配設されると共に前記半導体素子を冷却する冷却器と、
前記半導体素子を収容する樹脂ケースと、
前記半導体素子と電気的に接続すると共に前記樹脂ケースの上部に装着される回路基板と、
バッテリの正電位と電気的に接続すると共に前記樹脂ケースに固設される板状のバスバーと、
を備え、前記半導体素子のスイッチング動作により電力変換機能を呈する電力変換装置において、
前記バスバーは、その幅方向が上下方向になるように垂直配置されると共に、前記バッテリの前記正電位が与えられる平板状のバスバー本体部と、前記バスバー本体部から分岐する電圧測定端子と、を備え、
前記電圧測定端子は、前記バスバー本体部から突出する突出部と、前記突出部から上方に前記回路基板に向かって延在する起立部と、前記起立部の上部分であって前記回路基板に電気的に接続する測定端子部と、を含み、
前記突出部の全体及び前記起立部の一部は、前記樹脂ケースにモールド成形され、
前記樹脂ケースは、その周壁の上端面を陥設した凹部を有し、
前記起立部は、前記凹部から対応して上方に対応して延出することを特徴とする電力変換装置。

【請求項2】

前記突出部の下端は、前記バスバー本体部の下端と面一に設定されることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。

【請求項3】

前記凹部は、前記起立部が延出する部分で前記凹部の底部を突設した凸部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の電力変換装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電力変換装置に関し、特に、ハイブリッド自動車である車両に対して好適に適用され得る電力変換装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、四輪自動車等の車両においては、駆動システムに内燃機関であるエンジンと電動モータとを協働して用いるハイブリッド自動車が普及してきている。

【0003】

かかるハイブリッド自動車においては、エンジンと電動モータとを協働した状態で稼働させる電子制御装置の一つとして、電力変換装置を内蔵した電力制御装置が用いられている。このような電力変換装置は、相対的に大きな電力を入出力するものであるため、電気配線として、金属材から成る平板状の複数のバスバーが配策されている。

【0004】

かかる複数のバスバーは、電力変換の際にスイッチング動作を行う複数の半導体素子等が収容されたケース内に配策されるものであるため、電力変換装置のサイズを不要に増大しないようにケース内に配策される必要がある。

【0005】

また、かかる電力変換装置は、バッテリの電圧を昇圧等した相対的に大きな電力をその内部で取り扱うものであるため、電力変換装置内のバスバー等の電流経路の電圧（電位）を測定することが必要な場合が出てくる。

【0006】

かかる状況下で、特許文献１は、電動モータの電子制御装置に関し、バスバー組立体１３の上面上に電動モータの駆動電流を検出する第２シャント抵抗器１８の抵抗器本体１８ａを当接配置するように、バスバー組立体１３に第２シャント抵抗器１８を設け、第２シャント抵抗器１８の一辺部１８ｂをモータ駆動電流が通る導電片２７に接合すると共に、第２シャント抵抗器１８の一辺部１８ｃを伝熱部材２２に接合し、かつ、かかる一辺部１８ｂ、１８ｃから上方に延設された接続端子１８ｄ、１８ｄを制御基板１４に半田付けにより固定した構成を開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１２−２１００６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、本発明者の検討によれば、特許文献１の構成においては、第２シャント抵抗器１８を設けて電動モータの駆動電流を検出するものではあるが、接続端子１８ｄ、１８ｄを制御基板１４に半田付けする際に、第２シャント抵抗器１８がバスバー組立体１３に設けられているため、接続端子１８ｄ、１８ｄからバスバー組立体１３に熱引きが発生し易く接続端子１８ｄ、１８ｄの温度が適温まで上がらない傾向にあり、この結果、制御基板１４に対する接続端子１８ｄ、１８ｄの半田付け性が悪化することが考えられる。

【0009】

ここで、本発明者の更なる検討によれば、特許文献１の構成においては、制御基板１４に対する接続端子１８ｄ、１８ｄの半田付けを行う際に、制御基板１４の両面に半田フィレットが形成されるため、半田付け性や絶縁性を確保するためには、制御基板１４とバスバー組立体１３との間隔をあける必要があり、この結果、電子制御装置の筐体サイズが大きくなってしまうことが考えられる。

【0010】

本発明は、以上の検討を経てなされたものであり、半田付け性を向上すると共に絶縁性を確保しながら、筐体サイズを不要に増大することなくバスバーの電圧を測定することができる電力変換装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

以上の目的を達成するべく、本発明は、半導体素子と、前記半導体素子の下方に配設されると共に前記半導体素子を冷却する冷却器と、前記半導体素子を収容する樹脂ケースと、前記半導体素子と電気的に接続すると共に前記樹脂ケースの上部に装着される回路基板と、バッテリの正電位と電気的に接続すると共に前記樹脂ケースに固設される板状のバスバーと、を備え、前記半導体素子のスイッチング動作により電力変換機能を呈する電力変換装置において、前記バスバーは、その幅方向が上下方向になるように垂直配置されると共に、前記バッテリの前記正電位が与えられる平板状のバスバー本体部と、前記バスバー本体部から分岐する電圧測定端子と、を備え、前記電圧測定端子は、前記バスバー本体部から突出する突出部と、前記突出部から上方に前記回路基板に向かって延在する起立部と、前記起立部の上部分であって前記回路基板に電気的に接続する測定端子部と、を含み、前記突出部の全体及び前記起立部の一部は、前記樹脂ケースにモールド成形され、前記樹脂ケースは、その周壁の上端面を陥設した凹部を有し、前記起立部は、前記凹部から対応して上方に対応して延出することを第１の局面とする。

【0012】

また、本発明は、第１の局面に加えて、前記突出部の下端は、前記バスバー本体部の下端と面一に設定されることを第２の局面とする。

【0014】

また、本発明は、第１又は第２の局面に加えて、前記凹部は、前記起立部が延出する部分で前記凹部の底部を突設した凸部を有することを第３の局面とする。

【発明の効果】

【0015】

以上の本発明の第１の局面にかかる電力変換装置によれば、バッテリの正電位と電気的に接続すると共に樹脂ケースに固設される板状のバスバーが、その幅方向が上下方向になるように垂直配置されると共に、バッテリの正電位が与えられる平板状のバスバー本体部と、バスバー本体部から分岐する電圧測定端子と、を備え、電圧測定端子が、バスバー本体部から突出する突出部と、突出部から上方に回路基板に向かって延在する起立部と、起立部の上部分であって回路基板に電気的に接続する測定端子部と、を含み、突出部の全体及び起立部の一部は、樹脂ケースにモールド成形され、樹脂ケースは、その周壁の上端面を陥設した凹部を有し、起立部は、凹部から対応して上方に対応して延出するものであるため、半田付け性を向上すると共に絶縁性を確保しながら、筐体サイズを不要に増大することなくバスバーの電圧を測定することができる電力変換装置を提供することができる。特に、電圧測定端子の突出部を細長く延出することができるため、電圧測定端子長を長くすることができて電圧測定経路の熱抵抗が大きくなり、電圧測定端子かバスバーへの熱引きを小さくすることができ、この結果、フロー半田時等の半田付け性を向上することができる。更に、部品点数を削減した態様で、バスバーの測定端子部を含む部分を電気的に絶縁しながら、測定端子部の半田付けの際に形成されるフィレットの逃げ空間を確保することができ、この結果、回路基板とバスバーとの間隔を狭くすることができて、樹脂ケースのサイズを小さくすることができる。

【0016】

また、本発明の第２の局面にかかる電力変換装置によれば、突出部の下端が、バスバー本体部の下端と面一に設定されるものであるため、バスバーの成形時の歩留まりを向上することができると共に、省スペース化及び全体構成の小型化をすることができる。

【0018】

また、本発明の第３の局面にかかる電力変換装置によれば、凹部が、起立部が延出する部分で凹部の底部を突設した凸部を有するものであるため、電圧測定端子の固定強度及び位置精度を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】図１は、本発明の実施形態における電力変換装置が適用される電力制御装置の構成を示す斜視図である。

【図2】図２（ａ）は、本実施形態における電力変換装置の構成を示す斜視図であり、図２（ｂ）は、本実施形態における電力変換装置の部分拡大平面図である。

【図3】図３（ａ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ部分拡大断面図であり、図３（ｂ）は、本実施形態における電力変換装置の部分拡大斜視図である。

【図4】図４（ａ）は、本実施形態における電力変換装置の第３のバスバーの構成を示す部分拡大斜視図であり、図４（ｂ）は、本実施形態における電力変換装置の第３のバスバーの変形例の構成を示す部分拡大斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、図面を適宜参照して、本発明の実施形態における電力変換装置につき、詳細に説明する。なお、図中、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は、３軸直交座標系を成し、ｚ軸の方向は、上下方向に相当するものとする。

【0021】

〔電力制御装置の構成〕
まず、図１を参照して、本実施形態における電力変換装置が適用される電力制御装置の構成につき、詳細に説明する。

【0022】

図１は、本実施形態における電力変換装置が適用される電力制御装置の構成を示す斜視図である。

【0023】

図１に示すように、電力制御装置１は、その最下部に配置されたロアケース１０と、その上に固設されたミドルケース２０と、その上に固設されたアッパケース１１０と、その上に固設されて電力制御装置１の最上部を塞ぐカバー１２０と、を備え、図示を省略するハイブリッド自動車等の車両に装着される。ロアケース１０、ミドルケース２０、アッパケース１１０及びカバー１２０は、典型的には、いずれもアルミニウム材等の金属製の鋳物又はプレス加工による成形品であり、これらはボルト等の締結部材１３０で締結されて組立体となる。かかる電力制御装置１は、典型的には、いずれも車両に装着され図示を省略するが、２次電池であるバッテリから駆動電動モータに供給する電力、及び回生機構からバッテリに供給する電力を制御する。なお、電力制御装置１は、必要に応じ、このように供給される電力の一方のみを制御してもよい。

【0024】

具体的には、ロアケース１０は、ｘ−ｙ平面に平行な平面上を上下軸回りに周回するロア周壁１２と、その底部を塞ぐ底壁１４と、ロア周壁１２の四隅に配設されると共に車両への装着部である固定部１６と、を備える。ロアケース１０内には、図示を省略する平滑コンデンサ等が収容されて装着されると共に、底壁１４を介して、それから下方に向かって延出して下端部が外方に露出した３相電流用コネクタが装着される。なお、図１中では、入力側３相電流用コネクタ１８のみを示している。

【0025】

ミドルケース２０は、ｘ−ｙ平面に平行な平面上を上下軸回りに周回するミドル周壁２２と、それに固設されると共にミドルケース２０に対してクーラントを供給するクーラント供給管２４と、ミドル周壁２２に固設されると共にミドルケース２０に対して供給されたクーラントを排出するクーラント排出管２６と、ミドル周壁２２に連なる張り出し部に固設された直流電流用コネクタ２８と、を備える。ミドルケース２０内には、図示を省略する昇降圧リアクトルが収容されて装着されると共に、詳細は後述する電力変換装置２が収容されて装着される。なお、昇降圧リアクトルは、バッテリから駆動電動モータに電力が供給される際に昇圧リアクトルとして機能し、回生機構からバッテリに電力が供給される際に降圧リアクトルとして機能する。

【0026】

アッパケース１１０は、ｘ−ｙ平面に平行な平面上を上下軸回りに周回するアッパ周壁１１２と、それに装着される入出力信号用コネクタ１１４と、を備える。アッパケース１１０内には、図示を省略する電力制御用のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）が収容されて装着される。

【0027】

カバー１２０は、その外周縁部がアッパケース１１０のアッパ周壁１１２に固設される板状部材である。ロアケース１０のロア周壁１２、ミドルケース２０のミドル周壁２２、アッパケース１１０のアッパ周壁１１２、ロアケース１０の底壁１４、及びカバー１２０により、それらの内部に収容空間が画成される。

【0028】

〔電力変換装置の構成〕
次に、更に、図２（ａ）から図３（ａ）をも参照して、本実施形態における電力変換装置の構成につき、詳細に説明する。

【0029】

図２（ａ）は、本実施形態における電力変換装置の構成を示す斜視図であり、図２（ｂ）は、本実施形態における電力変換装置の部分拡大平面図である。また、図３（ａ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ部分拡大断面図である。

【0030】

図２（ａ）から図３（ａ）に示すように、 電力変換装置２は、水冷式であり、ミドルケース２０に固設されると共にその内部の構成要素を冷却する冷却器４０と、その上に固設されたケース５０と、その内部に収容されると共に冷却器４０上に装着された下回路基板９０と、それに電気的に接続されると共にその上に半田層９３を介して装着された複数の半導体素子９４と、それらが電気的に接続すると共にそれらの上方でケース５０の上部に装着された上回路基板１００と、下回路基板９０、複数の半導体素子９４及び上回路基板１００に電気的に接続しながら下回路基板９０に装着されると共に、ケース５０内で複数の半導体素子９４間の空間を延在しながらｘ軸の正負両側で両端部がケース５０外に延出してそれに固設され、第１のバスバー６０、第２のバスバー７０及びそれらの間に配設された図示を省略する絶縁材から成る積層バスバーＢと、ケース５０内を延在しながらｘ軸の正側で端部がケース５０外に延出してそれに固設される第３のバスバー８０と、ケース５０に固設された出力側３相端子８６と、ケース５０に固設された入力側３相端子８８と、を備える。この結果、冷却器４０、下回路基板９０、半田層９３、半導体素子９４及び上回路基板１００は、上下方向に順に積層されて、下回路基板９０、半田層９３及び半導体素子９４は、ケース５０内に収容される。かかる電力変換装置２は、典型的には、バッテリからの直流電力を３相電流の電力に変換して駆動電動モータに供給するＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）／ＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｅ Ｃｕｒｒｅｎｔ）変換機能、及び回生機構からの３相電流の電力を直流電力に変換してバッテリに供給するＡＣ／ＤＣ変換機能の双方を有する。なお、電力変換装置２は、必要に応じＤＣ／ＡＣ変換機能及びＡＣ／ＤＣ変換機能の一方を有していてもよい。

【0031】

冷却器４０は、典型的には、アルミ材等の金属製の鋳物成形品であり、クーラント供給
管２４に連通するクーラント導入管４２と、クーラント排出管２６に連通するクーラント導出管４４と、クーラント導入管４２及びクーラント導出管４４間を連通するクーラント流路４６と、ミドルケース２０に固設される４個の支持部４８と、を備える。冷却器４０は、クーラント流路４６内を流れるクーラントにより、下回路基板９０及び半田層９３を介して複数の半導体素子９４を冷却する。

【0032】

ケース５０は、典型的には、非導電性の樹脂（合成樹脂）製の成形品であり、ｘ−ｙ平面に平行な平面上を上下軸回りに周回する縦周壁５２と、縦周壁５２の上面の一部を陥設して形成された凹部５４と、凹部５４の底部を突設して形成された凸部５６と、縦周壁５２の外側の四隅に形成されると共に冷却器４０の支持部４８に対応して締結等により装着される装着部５８と、を備える。縦周壁５２は、ｘ軸に平行な方向が長手方向でｙ軸に平行な方向が幅方向になる平面視で矩形状の枠体である。

【0033】

出力側３相端子８６は、ｘ軸の正方向に順に隣接すると共に、いずれもケース５０の縦周壁５２のｙ軸の負方向側の外壁部に固設された出力側Ｕ相端子８６Ｕ、出力側Ｖ相端子８６Ｖ及び出力側Ｗ相端子８６Ｗを備える。これらには、複数の半導体素子９４の対応する端子が電気的に接続すると共に、ロアケース１０に装着された出力側３相電流用コネクタに電気的に接続する。

【0034】

入力側３相端子８８は、出力側３相端子８６ｘ軸の正方向側でその方向に順に隣接すると共に、いずれもケース５０の縦周壁５２のｙ軸の負方向側の外壁部に固設された入力側Ｕ相端子８８Ｕ、入力側Ｖ相端子８８Ｖ及び入力側Ｗ相端子８８Ｗを備える。これらには、複数の半導体素子９４の対応する端子が電気的に接続すると共に、ロアケース１０に装着された入力側３相電流用コネクタ１８に電気的に接続する。

【0035】

下回路基板９０は、ｘ−ｙ平面に平行に配設されると共に、典型的には、平板状のＤＣＢ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｏｐｐｅｒ Ｂｏｎｄ）基板であり、アルミナセラミックス基板である絶縁基板９１上に銅回路板９２を接合した回路基板である。絶縁基板９１の下面は、図示を省略する半田層を介してクーラント流路４６が形成された冷却器４０の上面に装着される。銅回路板９２の上面の所定部位には、半田層９３が接合される。

【0036】

複数の半導体素子９４は、典型的には、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のパワー半導体素子であり、半田層９３を介して、下回路基板９０の銅回路板９２上に接合されると共に、それらの端子は、対応して下回路基板９０の銅回路板９２に電気的に接続される。複数の半導体素子９４、ロアケース１０内の平滑コンデンサ、及びミドルケース２０内の昇降圧リアクトルは、電力変換回路の構成要素である。

【0037】

上回路基板１００は、ｘ−ｙ平面に平行に配設されると共に、典型的には、平板状のＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）等の回路基板であり、貫通孔１０２を有する。上回路基板１００の上には複数の半導体素子９４を駆動する図示を省略した駆動回路を構成する半導体素子等が実装される。上回路基板１００の駆動回路には、複数の半導体素子９４の対応する端子が電気的に接続する。かかる駆動回路による駆動制御の下で、複数の半導体素子９４が協働してスイッチング動作を行い、電力変換装置２の電力変換機能が実現される。

【0038】

〔バスバーの構成〕
次に、更に、図３（ｂ）から図４（ｂ）をも参照して、本実施形態における電力変換装置の各種バスバーの構成につき、詳細に説明する。

【0039】

図３（ｂ）は、本実施形態における電力変換装置の部分拡大斜視図である。また、図４（ａ）は、本実施形態における電力変換装置の第３のバスバーの構成を示す部分拡大斜視図であり、図４（ｂ）は、本実施形態における電力変換装置の第３のバスバーの変形例の構成を示す部分拡大斜視図である。なお、図３（ｂ）中では、上回路基板の図示を省略している。

【0040】

前述した図２（ａ）から図３（ａ）に示すように、積層バスバーＢは、第１のバスバー６０、第２のバスバー７０及びそれらの間に配設された図示を省略する絶縁材から構成される積層構造体であり、下回路基板９０の上方で複数の半導体素子９４間の間隙部を通るようにケース５０内をその長手方向に延在すると共に、ケース５０のｘ軸の正負両方向側の縦周壁５２を貫通してそれらの外部に延出する。第１のバスバー６０は、バッテリの負電位に電気的に接続する一方で、第２のバスバー７０は、ミドルケース２０内の昇降圧リアクトルを介してバッテリの正電位に電気的に接続し、第１のバスバー６０に流れる電流及び第２のバスバー７０に流れる電流の向きは、逆方向である。

【0041】

ここで、第１のバスバー６０は、その幅方向が上下方向になるように垂直配置された導電性の板状部材、典型的には、金属製の一枚の板状部材から成り、ケース５０のｘ軸の負方向側の縦周壁５２の外壁部に固設された第１の負電位接続端子部６１と、ケース５０のｘ軸の正方向側の縦周壁５２の外壁部に固設された第２の負電位接続端子部６２と、ケース５０内を延在する図示を省略した延在部と、を備える。第１の負電位接続端子部６１は、ロアケース１０内の平滑コンデンサを介してミドルケース２０に装着された直流電流用コネクタ２８に電気的に接続する。第２の負電位接続端子部６２の電位は、バッテリに対する複数の半導体素子９４の最下流側の電位である。延在部には、複数の半導体素子９４の対応する端子が電気的に接続する。

【0042】

第２のバスバー７０は、第１のバスバー６０と同様に、その幅方向が上下方向になるように垂直配置された導電性の板状部材、典型的には、金属製の一枚の板状部材から成り、ケース５０のｘ軸の負方向側の縦周壁５２の外壁部に固設された第１の正電位接続端子部７１と、ケース５０のｘ軸の正方向側の縦周壁５２の外壁部に固設された第２の正電位接続端子部７２と、ケース５０内を延在する図示を省略した延在部と、を備える。第１の正電位接続端子部７１は、ロアケース１０内の平滑コンデンサ及びミドルケース２０内の昇降圧リアクトルを介してミドルケース２０に装着された直流電流用コネクタ２８に電気的に接続する。第２の正電位接続端子部７２の電位は、バッテリに対する複数の半導体素子９４の最下流側の電位である。延在部には、複数の半導体素子９４の対応する端子が電気的に接続する。

【0043】

一方で、図３（ｂ）及び図４（ａ）に示すように、第３のバスバー８０は、第１のバスバー６０及び第２のバスバー７０と同様に、その幅方向が上下方向になるように垂直配置された導電性の板状部材、典型的には、金属製の一枚の板状部材から成るものであるが、主としてケース５０のｘ軸の正方向側領域に配設され、ケース５０内を延在する部分が短い。

【0044】

具体的には、第３のバスバー８０は、第１のバスバー６０及び第２のバスバー７０に対して、それらの上下方向位置と同等な高さ位置でもってｙ軸の負方向側で並置され、ケース５０のｘ軸の正方向側の縦周壁５２の外壁部に固設された平板状の第３の正電位接続端子部８１と、第３の正電位接続端子部８１のｙ軸の正方向側の端部に連なってそれから縦周壁５２の内方側に延在する平板状の延在部８２と、延在部８２のｘ軸の負方向側の下端部に連なってそれからｘ軸の負方向に分岐して突出する突出部８３と、突出部８３のｘ軸の負方向側の端部に連なってそれから上方側に曲げられてその方向に突出しながら延在する起立部８４と、起立部８４の上構成部分であって上回路基板１００に電気的に接続する
測定端子部８５と、を備える。第３の正電位接続端子部８１には、平滑コンデンサの正極端子に印加されるバッテリの正電位が電気的に接続され、第３の正電位接続端子部８１、延在部８２、突出部８３、起立部８４及び測定端子部８５の各電位は、ロアケース１０内の平滑コンデンサの正極端子に印加されるバッテリの正電位である。また、延在部８２は、典型的には、第３の正電位接続端子部８１の板幅と同等の板幅を有してそれに連なる部分であり、第３の正電位接続端子部８１及び延在部８２は、第３のバスバー８０におけるバスバー本体部に相当する。

【0045】

ここで、突出部８３、起立部８４及び測定端子部８５は、延在部８２の板幅方向の長さよりも短い板幅方向の長さを各々有し、実質的に棒状の正電位側測定端子を構成する。突出部８３は、延在部８２のｘ軸の負方向側の下端部に連なってそれからｘ軸の負方向に突出する構成を有することにより、正電位側測定端子の全長を長く設定してその端部間の熱抵抗を増大することに寄与し、このことは、測定端子部８５を上回路基板１００にフロー半田等の半田付けをする際の熱引きを低減して半田付け性を向上することに寄与する。突出部８３の突出方向は、ｘ軸の負方向に平行であっても、ｘ軸の負方向に交差する方向であってもよい。但し、突出部８３の下端の高さ位置は、第３のバスバー８０の歩留まりを悪化させず、その下端の高さ位置やケース５０の縦周壁５２の下端の高さ位置を不要に下降させない観点から、突出部８３の下端と延在部８２の下端とが面一になって延在部８２の下端の高さ位置に等しくなるように設定することが好ましい。突出部８３及び起立部８４は、主として直線状であるが、正電位側測定端子の全長をより長く設定するように湾曲状等に形成してもよい。

【0046】

また、第３のバスバー８０において、延在部８２及び突出部８３の全体は、ケース５０の縦周壁５２と一体にモールド成形されていることが、これらの電気的な絶縁性を確保した態様で、装置全体の部品点数を削減しながら第３のバスバー８０をケース５０に確実に固定する観点から好ましい。

【0047】

ここで、第３のバスバー８０において、起立部８４の下部は、ケース５０の縦周壁５２と一体成形されているが、その上部及び測定端子部８５は、ケース５０の縦周壁５２の上方に露出する。併せて、縦周壁５２の上端には、その上面を陥設した凹部５４が設けられ、起立部８４の上部は、凹部５４から上方に延出して露出することが好ましい。これは、測定端子部８５が上回路基板１００に貫通孔１０２を介して半田Ｗで半田付けされた際に、上回路基板１００の下面側の凹部５４で半田Ｗの特にフィレットの逃げ部を設定するためである。かかる半田付けは、典型的にはフロー半田付けである。更に、凹部５４の底部には、それらの上面を突設した凸部５６を設けられることが好ましい。これは、縦周壁５２内からその外部に延出する起立部８４の露出下端部を、凸部５６で補強して支持するためである。

【0048】

また、第３のバスバー８０に関しては、種々の変形例が考えられる。

【0049】

例えば、図３（ｂ）に示すように、第３のバスバー８０に関しては、必要に応じてその構成をより簡素化して、変形例における第３のバスバー８０’のように延在部８２を排除し、突出部８３を、第３の正電位接続端子部８１のｙ軸の正方向側の下端部に連なってそれからｘ軸の負方向に突出する構成を有するように構成してもよい。かかる場合には、第３の正電位接続端子部８１のみが第３のバスバー８０におけるバスバー本体部に相当することになり、突出部８３は、第３の正電位接続端子部８１のｙ軸の正方向側の下端部に連なってそれから分岐し、ｘ軸の負方向に曲げられて突出することになる。

【0050】

ここで、本変形例においては、突出部８３は、第３の正電位接続端子部８１のｙ軸の正方向側の下端部に連なってそれから分岐し、ｘ軸の負方向に曲げられて突出することによ
り、正電位側測定端子の全長を長く設定してその端部間の熱抵抗を増大することに寄与し、このことは、測定端子部８５を上回路基板１００にフロー半田等の半田付けをする際の熱引きを低減して半田付け性を向上することに寄与する。かかる場合においても、突出部８３の突出方向は、ｘ軸の負方向に平行であっても、ｘ軸の負方向に交差する方向であってもよい。但し、突出部８３の下端の高さ位置は、第３のバスバー８０の歩留まりを悪化させず、その下端の高さ位置やケース５０の縦周壁５２の下端の高さ位置を不要に下降させない観点から、突出部８３の下端と延在部８２の下端とが面一になって延在部８２の下端の高さ位置に等しくなるように設定することが好ましい。また、かかる場合においても、突出部８３及び起立部８４は、主として直線状であるが、正電位側測定端子の全長をより長く設定するように湾曲状等に形成してもよい。

【0051】

以上の説明から明らかなように、本実施形態における電力変換装置２においては、バッテリの正電位と電気的に接続すると共に樹脂ケース５０に固設される板状のバスバー８０、８０’が、その幅方向が上下方向になるように垂直配置されると共に、バッテリの正電位が与えられる平板状のバスバー本体部８１、８２と、バスバー本体部８１、８２から分岐する電圧測定端子８２〜８５と、を備え、電圧測定端子８２〜８５が、バスバー本体部８１、８２から突出する突出部８３と、突出部８３から上方に回路基板１００に向かって延在する起立部８４と、起立部８４の上部分であって回路基板１００に電気的に接続する測定端子部８５と、を含むものであるため、半田付け性を向上すると共に絶縁性を確保しながら、筐体サイズを不要に増大することなくバスバー８０、８０’の電圧を測定することができる電力変換装置２を提供することができる。特に、電圧測定端子８２〜８５の突出部８３を細長く延出することができるため、電圧測定端子長を長くすることができて電圧測定経路の熱抵抗が大きくなり、電圧測定端子からバスバー８０、８０’への熱引きを小さくすることができ、この結果、フロー半田時等の半田付け性を向上することができる。

【0052】

また、本実施形態における電力変換装置２においては、突出部８３の下端が、バスバー本体部８１、８２の下端と面一に設定されるものであるため、バスバー８０、８０’の成形時の歩留まりを向上することができると共に、省スペース化及び全体構成の小型化をすることができる。

【0053】

また、本実施形態における電力変換装置２においては、突出部８３の全体及び起立部８４の一部が、樹脂ケース５０にモールド成形され、樹脂ケース５０が、その周壁５２の上端面を陥設した凹部５４を有し、起立部８４が、凹部５４から対応して上方に対応して延出するものであるため、部品点数を削減した態様で、バスバー８０、８０’の測定端子部８５を含む部分を電気的に絶縁しながら、測定端子部８５の半田付けの際に形成されるフィレットの逃げ空間を確保することができ、この結果、回路基板１００とバスバー８０、８０’との間隔を狭くすることができて、樹脂ケース５０のサイズを小さくすることができる。

【0054】

また、本実施形態における電力変換装置２においては、凹部５４が、起立部８４が延出する部分で凹部５４の底部を突設した凸部５６を有するものであるため、電圧測定端子８２〜８５の固定強度及び位置精度を向上することができる。

【0055】

なお、本発明は、部材の種類、形状、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。

【産業上の利用可能性】

【0056】

以上のように、本発明は、半田付け性を向上すると共に絶縁性を確保しながら、筐体サ
イズを不要に増大することなくバスバーの電圧を測定することができる電力変換装置を提供することができるものであり、その汎用普遍的な性格からハイブリッド自動車等の車両用の電力制御装置に広く適用され得るものと期待される。

【符号の説明】

【0057】

１…電力制御装置
２…電力変換装置
１０…ロアケース
１２…ロア周壁
１４…底壁
１６…固定部
１８…入力側３相電流用コネクタ
２０…ミドルケース
２２…ミドル周壁
２４…クーラント供給管
２６…クーラント排出管
２８…直流電流用コネクタ
４０…冷却器
４２…クーラント導入管
４４…クーラント導出管
４６…クーラント流路
４８…支持部
５０…樹脂ケース
５２…縦周壁
５４…凹部
５６…凸部
５８…装着部
６０…第１のバスバー
６１…第１の負電位接続端子部
６２…第２の負電位接続端子部
７０…第２のバスバー
７１…第１の正電位接続端子部
７２…第２の正電位接続端子部
８０、８０’…第３のバスバー
８１…第３の正電位接続端子部
８２…延在部
８３…突出部
８４…起立部
８５…測定端子部
８６…出力側３相端子
８６Ｕ…出力側Ｕ相端子
８６Ｖ…出力側Ｖ相端子
８６Ｗ…出力側Ｗ相端子
８８…入力側３相端子
８８Ｕ…入力側Ｕ相端子
８８Ｖ…入力側Ｖ相端子
８８Ｗ…入力側Ｗ相端子
９０…下回路基板
９１…絶縁基板
９２…銅回路板
９３…半田層
９４…半導体素子
１００…上回路基板
１０２…貫通孔
１１０…アッパケース
１１２…アッパ周壁
１１４…入出力信号用コネクタ
１２０…カバー
１３０…ボルト
Ｂ…積層バスバー
Ｗ…半田

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】