JP6617492B2

JP6617492B2 - Power converter

Info

Publication number: JP6617492B2
Application number: JP2015183402A
Authority: JP
Inventors: 大喜澤田; 宮崎　勝; 勝宮崎; 洋稲村
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-09-16
Filing date: 2015-09-16
Publication date: 2019-12-11
Anticipated expiration: 2035-09-16
Also published as: JP2017060311A

Description

本発明は、半導体素子を内蔵した半導体モジュールと、該半導体モジュールに加わる直流電圧を平滑化するコンデンサとを備える電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power conversion device including a semiconductor module incorporating a semiconductor element and a capacitor for smoothing a DC voltage applied to the semiconductor module.

直流電源から供給される直流電力を交流電力に変換する電力変換装置として、半導体素子を内蔵した半導体モジュールと、該半導体モジュールに接続し、該半導体モジュールに加わる直流電圧を平滑化するコンデンサとを備えるものが知られている（下記特許文献１参照）。この電力変換装置は、上記半導体モジュールをスイッチング動作させることにより、直流電力を交流電力に変換するよう構成されている。 As a power converter for converting DC power supplied from a DC power source into AC power, a semiconductor module incorporating a semiconductor element and a capacitor connected to the semiconductor module and smoothing a DC voltage applied to the semiconductor module are provided. A known one is known (see Patent Document 1 below). This power converter is configured to convert DC power into AC power by switching the semiconductor module.

上記コンデンサには、電力分岐線が接続している。この電力分岐線を用いて、コンデンサから直流電力の一部を分岐し、エアコン等の外部機器に供給するよう構成されている。また、上記電力分岐線には、ヒューズが設けられている。電力分岐線に過電流が流れると、ヒューズが溶断する。これにより、外部機器を過電流から保護している。 A power branch line is connected to the capacitor. Using this power branch line, a part of the DC power is branched from the capacitor and supplied to an external device such as an air conditioner. The power branch line is provided with a fuse. When overcurrent flows through the power branch line, the fuse blows. As a result, the external device is protected from overcurrent.

外部機器を稼働している間は、ヒューズに電流が流れるため、ヒューズが発熱する。また、電力変換装置を使用すると、コンデンサにリップル電流が流れるため、コンデンサが発熱する。上記電力変換装置では、小型化のため、ヒューズ及びコンデンサを、互いに近い位置に配置している。 While the external device is in operation, current flows through the fuse, and the fuse generates heat. In addition, when a power converter is used, the capacitor generates heat because a ripple current flows through the capacitor. In the above power converter, the fuse and the capacitor are arranged close to each other for miniaturization.

特開２０１０−３３８４５号公報JP 2010-33845 A

しかしながら、上記電力変換装置は、ヒューズとコンデンサとが接近して配されているため、これらヒューズ及びコンデンサから発生した熱が互いに干渉し、温度が上昇しやすい。この問題を解決するため、ヒューズとコンデンサとを離して配置すると、これらの間に余分なスペースが形成されてしまい、電力変換装置が大型化しやすくなる。そのため、小型化でき、かつヒューズとコンデンサとの温度上昇を抑制できる電力変換装置が望まれている。 However, since the fuse and the capacitor are arranged close to each other in the power converter, the heat generated from the fuse and the capacitor interferes with each other, and the temperature is likely to rise. In order to solve this problem, if the fuse and the capacitor are arranged apart from each other, an extra space is formed between them, and the power conversion device is easily increased in size. Therefore, there is a demand for a power conversion device that can be miniaturized and that can suppress a temperature rise between the fuse and the capacitor.

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、小型化でき、かつヒューズとコンデンサとの温度上昇を抑制できる電力変換装置を提供しようとするものである。 This invention is made | formed in view of this subject, and it aims at providing the power converter device which can be reduced in size and can suppress the temperature rise of a fuse and a capacitor | condenser.

本発明の一態様は、直流電源（１０）から供給される直流電力を交流電力に変換するインバータ回路（３９）を構成する半導体モジュール（３）と、
該半導体モジュールに接続し、該半導体モジュールに加わる直流電圧を平滑化するコンデンサ（２）と、
金属板からなり、上記コンデンサに接続した分岐バスバー（４）と、
該分岐バスバーに接続した電力分岐線（５）と、
該電力分岐線に接続されたヒューズ（６）とを備え、
上記分岐バスバーと上記電力分岐線と上記ヒューズとによって、上記コンデンサから上記直流電力の一部を分岐して外部機器（８）に供給するための電力供給経路（Ｐ）が構成されており、
上記コンデンサは、コンデンサ素子（２１）と、該コンデンサ素子を収容するコンデンサケース（２２）と、上記コンデンサ素子を上記コンデンサケース内に封止する封止部（２３）と、を有し、
上記コンデンサケースからの上記封止部の露出面が向く側に、上記ヒューズが配置され、
上記封止部の露出面の法線方向における、該露出面の投影領域に、上記ヒューズの少なくとも一部が配置されており、
上記ヒューズと上記封止部の露出面との間の位置に、上記分岐バスバーの少なくとも一部が配置している、電力変換装置（１）にある。 One aspect of the present invention is a semiconductor module (3) constituting an inverter circuit (39) for converting DC power supplied from a DC power supply (10) into AC power;
A capacitor (2) connected to the semiconductor module and smoothing a DC voltage applied to the semiconductor module;
A branch bus bar (4) made of a metal plate and connected to the capacitor;
A power branch line (5) connected to the branch bus bar;
A fuse (6) connected to the power branch line ,
The branch bus bar, the power branch line, and the fuse constitute a power supply path (P) for branching a part of the DC power from the capacitor and supplying it to an external device (8).
The capacitor includes a capacitor element (21), a capacitor case (22) that accommodates the capacitor element, and a sealing portion (23) that seals the capacitor element in the capacitor case.
The fuse is arranged on the side where the exposed surface of the sealing portion from the capacitor case faces,
At least a part of the fuse is disposed in the projected area of the exposed surface in the normal direction of the exposed surface of the sealing portion,
In the power converter (1), at least a part of the branch bus bar is disposed at a position between the fuse and the exposed surface of the sealing portion .

上記電力変換装置においては、コンデンサに、金属板からなる分岐バスバーを接続してある。この分岐バスバーに電力分岐線を接続し、該電力分岐線上にヒューズを設けてある。つまり、コンデンサとヒューズとの双方に、放熱性が高い、金属板からなる分岐バスバーを電気接続している。
そのため、コンデンサ及びヒューズから発生した熱を、分岐バスバーに伝導させ、この分岐バスバーから放熱させることができる。したがって、コンデンサとヒューズの温度上昇を抑制できる。 In the power conversion device, a branch bus bar made of a metal plate is connected to the capacitor. A power branch line is connected to the branch bus bar, and a fuse is provided on the power branch line. That is, a branch bus bar made of a metal plate having high heat dissipation is electrically connected to both the capacitor and the fuse.
Therefore, the heat generated from the capacitor and the fuse can be conducted to the branch bus bar and can be dissipated from the branch bus bar. Therefore, the temperature rise of the capacitor and the fuse can be suppressed.

また、上記電力変換装置においては、分岐バスバーを、コンデンサとヒューズとの間に介在させてある。そのため、コンデンサ及びヒューズから発生した放射熱を、分岐バスバーによって遮蔽することができる。したがって、コンデンサとヒューズとが熱干渉することを抑制できる。 In the power converter, the branch bus bar is interposed between the capacitor and the fuse. Therefore, the radiant heat generated from the capacitor and the fuse can be shielded by the branch bus bar. Therefore, thermal interference between the capacitor and the fuse can be suppressed.

このように、上記分岐バスバーを形成することにより、コンデンサ及びヒューズから発生した熱を、分岐バスバーに伝導させて放熱できると共に、コンデンサ及びヒューズから発生した放射熱を分岐バスバーによって遮蔽でき、熱干渉を抑制できる。そのため、コンデンサ及びヒューズの温度上昇を抑制できる。したがって、コンデンサ及びヒューズの発熱量を増やすことが可能になる。つまり、外部機器や半導体モジュールに送る電力量を増加させることが可能になる。 In this way, by forming the branch bus bar, heat generated from the capacitor and the fuse can be conducted to the branch bus bar and radiated, and radiant heat generated from the capacitor and the fuse can be shielded by the branch bus bar, thereby preventing thermal interference. Can be suppressed. Therefore, the temperature rise of the capacitor and the fuse can be suppressed. Therefore, it is possible to increase the heat generation amount of the capacitor and the fuse. That is, it is possible to increase the amount of power sent to the external device or the semiconductor module.

また、分岐バスバーを形成すれば、ヒューズとコンデンサとの熱干渉を抑制できるため、これらを接近して配置することが可能になる。そのため、電力変換装置を小型化できる。 In addition, if the branch bus bar is formed, thermal interference between the fuse and the capacitor can be suppressed, so that they can be arranged close to each other. Therefore, the power conversion device can be reduced in size.

以上のごとく、上記態様によれば、小型化でき、かつヒューズとコンデンサとの温度上昇を抑制できる電力変換装置を提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、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ものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。 As mentioned above, according to the said aspect, the power converter device which can be reduced in size and can suppress the temperature rise of a fuse and a capacitor | condenser can be provided.
In addition, the code | symbol in the parenthesis described in the means to solve a claim and a subject shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later, and limits the technical scope of this invention. It is not a thing.

実施形態１における、電力変換装置の断面図であって、図２のI-I断面図。It is sectional drawing of the power converter device in Embodiment 1, Comprising: II sectional drawing of FIG. 図１のII-II断面図。II-II sectional drawing of FIG. 図１のIII-III断面図。III-III sectional drawing of FIG. 図１の要部拡大図。The principal part enlarged view of FIG. 図２のV-V断面図。VV sectional drawing of FIG. 図２のVI矢視図。FIG. 図１のVII矢視図。The VII arrow directional view of FIG. 図１のVIII-VIII断面図。VIII-VIII sectional drawing of FIG. 実施形態１における、電力変換装置の回路図。The circuit diagram of the power converter device in Embodiment 1. FIG. 実施形態１における、電力変換装置の製造工程説明図。The manufacturing process explanatory drawing of the power converter device in Embodiment 1. FIG. 図１０に続く図。The figure following FIG. 実施形態２における、電力変換装置の拡大断面図。The expanded sectional view of the power converter device in Embodiment 2. FIG. 実施形態３における、電力変換装置の拡大断面図。The expanded sectional view of the power converter device in Embodiment 3. FIG. 参考形態１における、電力変換装置の断面図であって、図１５のXIV-XIV断面図。It is sectional drawing of the power converter device in the reference form 1, Comprising: It is XIV-XIV sectional drawing of FIG. 図１４のXV-XV断面図。XV-XV sectional drawing of FIG.

上記電力変換装置は、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載するための、車載用電力変換装置とすることができる。 The power conversion device can be a vehicle-mounted power conversion device to be mounted on a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle.

（実施形態１）
上記電力変換装置に係る実施形態について、図１〜図１１を参照して説明する。図１、図２に示すごとく、本形態の電力変換装置１は、半導体モジュール３と、コンデンサ２と、分岐バスバー４と、電力分岐線５と、ヒューズ６とを備える。半導体モジュール３は、直流電源１０から供給される直流電力を交流電力に変換するインバータ回路３９（図９参照）を構成している。コンデンサ２は、図示しない直流バスバーを介して、半導体モジュール３に接続している。コンデンサ２は、半導体モジュール３に加わる直流電圧を平滑化する。 (Embodiment 1)
An embodiment according to the power conversion device will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 1 and 2, the power conversion device 1 of this embodiment includes a semiconductor module 3, a capacitor 2, a branch bus bar 4, a power branch line 5, and a fuse 6. The semiconductor module 3 constitutes an inverter circuit 39 (see FIG. 9) that converts DC power supplied from the DC power supply 10 into AC power. The capacitor 2 is connected to the semiconductor module 3 via a DC bus bar (not shown). The capacitor 2 smoothes the DC voltage applied to the semiconductor module 3.

分岐バスバー４は、金属板からなり、コンデンサ２に接続している。
電力分岐線５は、分岐バスバー４に接続している。図９に示すごとく、ヒューズ６は、電力分岐線５上に設けられている。 The branch bus bar 4 is made of a metal plate and is connected to the capacitor 2.
The power branch line 5 is connected to the branch bus bar 4. As shown in FIG. 9, the fuse 6 is provided on the power branch line 5.

分岐バスバー４と電力分岐線５とヒューズ６とによって、コンデンサ２から直流電力の一部を分岐して外部機器８へ供給するための電力供給経路Ｐが構成されている。
図４、図５に示すごとく、ヒューズ６とコンデンサ２との間に、分岐バスバー４（４ａ，４ｂ）が介在している。 The branch bus bar 4, the power branch line 5, and the fuse 6 constitute a power supply path P for branching a part of DC power from the capacitor 2 and supplying it to the external device 8.
As shown in FIGS. 4 and 5, a branch bus bar 4 (4 a, 4 b) is interposed between the fuse 6 and the capacitor 2.

本形態の電力変換装置１は、電気自動車やハイブリッド車に搭載するための、車載用電力変換装置である。図９に示すごとく、本形態の電力変換装置１は、複数の半導体モジュール３を備える。個々の半導体モジュール３は、半導体素子３０（ＩＧＢＴ素子）を内蔵している。これら複数の半導体モジュール３によって、インバータ回路３９が構成されている。また、コンデンサ２は、直流電源１０に接続している。このコンデンサ２を用いて、半導体モジュール３に加わる、直流電源１０の直流電圧を平滑化している。 The power conversion device 1 of this embodiment is a vehicle-mounted power conversion device to be mounted on an electric vehicle or a hybrid vehicle. As shown in FIG. 9, the power conversion device 1 of this embodiment includes a plurality of semiconductor modules 3. Each semiconductor module 3 contains a semiconductor element 30 (IGBT element). The plurality of semiconductor modules 3 constitute an inverter circuit 39. Further, the capacitor 2 is connected to the DC power supply 10. The capacitor 2 is used to smooth the DC voltage of the DC power supply 10 applied to the semiconductor module 3.

半導体モジュール３には、制御回路基板１４が接続している。この制御回路基板１４によって半導体素子３０をスイッチング動作させることにより、直流電力を交流電力に変換している。 A control circuit board 14 is connected to the semiconductor module 3. By switching the semiconductor element 30 with the control circuit board 14, DC power is converted into AC power.

また、コンデンサ２には、分岐バスバー４が接続している。この分岐バスバー４に、電力分岐線５が接続している。電力分岐線５上に、ヒューズ６が設けられている。上述したように、本形態では、分岐バスバー４と電力分岐線５とヒューズ６とによって、コンデンサ２から直流電力の一部を分岐して外部機器８に供給するための電力供給経路Ｐが構成されている。本形態の外部機器８は、車載エアコンである。 A branch bus bar 4 is connected to the capacitor 2. A power branch line 5 is connected to the branch bus bar 4. A fuse 6 is provided on the power branch line 5. As described above, in the present embodiment, the branch bus bar 4, the power branch line 5, and the fuse 6 constitute the power supply path P for branching a part of the DC power from the capacitor 2 and supplying it to the external device 8. ing. The external device 8 of this embodiment is an in-vehicle air conditioner.

図１に示すごとく、電力変換装置１は、ケース１１を備える。このケース１１内に、コンデンサ２と半導体モジュール３とが収容されている。ケース１１には、開口部１１０と補助開口部１１１とが形成されている。補助開口部１１１は、開口部１１０の開口方向（Ｚ方向）において、開口部１１０とは反対側に形成されている。開口部１１０はカバー１２によって塞がれており、補助開口部１１１は補助カバー１３によって塞がれている。 As shown in FIG. 1, the power conversion device 1 includes a case 11. In the case 11, the capacitor 2 and the semiconductor module 3 are accommodated. The case 11 is formed with an opening 110 and an auxiliary opening 111. The auxiliary opening 111 is formed on the opposite side of the opening 110 in the opening direction (Z direction) of the opening 110. The opening 110 is closed by the cover 12, and the auxiliary opening 111 is closed by the auxiliary cover 13.

コンデンサ２は、コンデンサ素子２１と、該コンデンサ素子２１を収容するコンデンサケース２２と、コンデンサ素子２１をコンデンサケース２２内に封止する封止部２３と、コンデンサ素子２１に接続した一対の電極板２４とを備える。この電極板２４から、コンデンサ入力端子２５（図２参照）およびコンデンサ出力端子２６が延出している。 The capacitor 2 includes a capacitor element 21, a capacitor case 22 that accommodates the capacitor element 21, a sealing portion 23 that seals the capacitor element 21 in the capacitor case 22, and a pair of electrode plates 24 connected to the capacitor element 21. With. A capacitor input terminal 25 (see FIG. 2) and a capacitor output terminal 26 extend from the electrode plate 24.

図２に示すごとく、コンデンサ入力端子２５に、分岐バスバー４が締結されている。電力変換装置１は、第１分岐バスバー４ａと第２分岐バスバー４ｂとの、一対の分岐バスバー４を備える。分岐バスバー４は、コンデンサ入力端子２５に接続する接続板部４１と、該接続板部４１の厚さ方向（Ｚ方向）に立設するリブ部４２とを備える。接続板部４１には、ボルト４９によってコンデンサ入力端子２５に締結するためのコンデンサ側締結部４１０が形成されている。 As shown in FIG. 2, the branch bus bar 4 is fastened to the capacitor input terminal 25. The power converter 1 includes a pair of branch bus bars 4 including a first branch bus bar 4a and a second branch bus bar 4b. The branch bus bar 4 includes a connection plate portion 41 connected to the capacitor input terminal 25 and a rib portion 42 erected in the thickness direction (Z direction) of the connection plate portion 41. The connection plate portion 41 is formed with a capacitor side fastening portion 410 for fastening to the capacitor input terminal 25 with a bolt 49.

また、分岐バスバー４には、コンデンサ側締結部４１０とは反対側に、電力分岐線５に締結するための電力線側締結部４１１が形成されている。図４に示すごとく、電力線側締結部４１１は、締結部材７（ボルト）によって、電力分岐線５に締結されている。 Further, the branch bus bar 4 is formed with a power line side fastening portion 411 for fastening to the power branch line 5 on the side opposite to the capacitor side fastening portion 410. As shown in FIG. 4, the power line side fastening portion 411 is fastened to the power branch line 5 by a fastening member 7 (bolt).

図３に示すごとく、カバー１２内には、電力分岐線５と、ヒューズ６と、ヒューズ保持部６１とが収容されている。電力変換装置１は、第１電力分岐線５ａと、第２電力分岐線５ｂと、第３電力分岐線５ｃとの、３本の電力分岐線５を備える。第１電力分岐線５ａは、第１分岐バスバー４ａと、ヒューズ６の一端６８とに接続している。第２電力分岐線５ｂは、第２分岐バスバー４ｂと、後述する分岐コネクタ５１とに接続している。第３電力分岐線５ｃは、ヒューズ６の他端６９と、分岐コネクタ５１とに接続している。これらの電力分岐線５ａ〜５ｃは、ヒューズ保持部６１内に保持されている。 As shown in FIG. 3, the power branch line 5, the fuse 6, and the fuse holding portion 61 are accommodated in the cover 12. The power conversion device 1 includes three power branch lines 5 including a first power branch line 5a, a second power branch line 5b, and a third power branch line 5c. The first power branch line 5 a is connected to the first branch bus bar 4 a and one end 68 of the fuse 6. The second power branch line 5b is connected to the second branch bus bar 4b and a branch connector 51 described later. The third power branch line 5 c is connected to the other end 69 of the fuse 6 and the branch connector 51. These power branch lines 5 a to 5 c are held in the fuse holding unit 61.

図４、図５に示すごとく、直線Ｌ１，Ｌ２上において、ヒューズ６とコンデンサ２との間に、分岐バスバー４（４ａ，４ｂ）が介在している。分岐バスバー４とコンデンサ２との間、及び分岐バスバー４とヒューズ６との間に、空気層Ａが形成されている。また、ヒューズ６と分岐バスバー４との間に、ヒューズ保持部６１が介在している。ヒューズ保持部６１は樹脂からなる。 As shown in FIGS. 4 and 5, branch bus bars 4 (4 a and 4 b) are interposed between the fuse 6 and the capacitor 2 on the straight lines L 1 and L 2. An air layer A is formed between the branch bus bar 4 and the capacitor 2 and between the branch bus bar 4 and the fuse 6. Further, a fuse holding portion 61 is interposed between the fuse 6 and the branch bus bar 4. The fuse holding part 61 is made of resin.

図６、図７に示すごとく、カバー１２には、分岐コネクタ５１と、制御コネクタ１４１と、蓋部６２とが形成されている。分岐コネクタ５１には、外部機器８（図９参照）のケーブルが接続する。制御コネクタ１４１は、ＥＣＵ等の外部制御装置１４３に接続する。制御コネクタ１４１は、ケース１１内において、信号線１４２（図８参照）を介して、上記制御回路基板１４に接続している。 As shown in FIGS. 6 and 7, the cover 12 is formed with a branch connector 51, a control connector 141, and a lid 62. A cable of the external device 8 (see FIG. 9) is connected to the branch connector 51. The control connector 141 is connected to an external control device 143 such as an ECU. The control connector 141 is connected to the control circuit board 14 through the signal line 142 (see FIG. 8) in the case 11.

電力分岐線５に過電流が流れると、ヒューズ６が溶断する。これにより、外部機器８を過電流から保護している。ヒューズ６が溶断した場合、上記蓋部６２を取り外し、ヒューズ６を交換するよう構成されている。 When an overcurrent flows through the power branch line 5, the fuse 6 is blown. Thereby, the external device 8 is protected from overcurrent. When the fuse 6 is melted, the lid 62 is removed and the fuse 6 is replaced.

一方、図１、図２に示すごとく、半導体モジュール３は、本体部３１と、該本体部３１から突出したパワー端子３２と、制御端子３３とを備える。本体部３１は、上記半導体素子３０を内蔵している。パワー端子３２には、コンデンサ２に接続する正極端子３２ｐ及び負極端子３２ｎと、交流電力を出力する交流端子３２ｃとがある。正極端子３２ｐと負極端子３２ｎとは、図示しない直流バスバーを介して、コンデンサ２のコンデンサ出力端子２６に接続している。また、交流端子３２ｃには、交流バスバー７９０が接続している。交流バスバー７９０の端部は、三相交流モータ８１（図９参照）に接続するための交流出力端子７９となっている。 On the other hand, as shown in FIGS. 1 and 2, the semiconductor module 3 includes a main body portion 31, a power terminal 32 protruding from the main body portion 31, and a control terminal 33. The main body 31 incorporates the semiconductor element 30. The power terminal 32 includes a positive terminal 32p and a negative terminal 32n connected to the capacitor 2, and an AC terminal 32c that outputs AC power. The positive electrode terminal 32p and the negative electrode terminal 32n are connected to the capacitor output terminal 26 of the capacitor 2 via a DC bus bar (not shown). An AC bus bar 790 is connected to the AC terminal 32c. The end of the AC bus bar 790 serves as an AC output terminal 79 for connection to a three-phase AC motor 81 (see FIG. 9).

また、図２に示すごとく、本形態では、複数の半導体モジュール３と、該半導体モジュール３を冷却する複数の冷却管１５とを積層して、積層体１００を構成してある。積層体１００の積層方向（Ｘ方向）に隣り合う２本の冷却管１５は、Ｘ方向とＺ方向との双方に直交する幅方向（Ｙ方向）における両端にて、連結管１６によって接続されている。また、複数の冷却管１５のうち、Ｘ方向における一端に位置する端部冷却管１５ａには、冷媒１９を導入するための導入管１７と、冷媒１９を導出するための導出管１８とが接続している。冷媒１９を導入管１７に導入すると、冷媒１９は連結管１６を通って全ての冷却管１５内を流れ、導出管１８から導出する。これにより、半導体モジュール３を冷却するよう構成されている。 As shown in FIG. 2, in this embodiment, a stacked body 100 is configured by stacking a plurality of semiconductor modules 3 and a plurality of cooling pipes 15 that cool the semiconductor modules 3. Two cooling pipes 15 adjacent to each other in the stacking direction (X direction) of the stacked body 100 are connected by connecting pipes 16 at both ends in the width direction (Y direction) orthogonal to both the X direction and the Z direction. Yes. In addition, among the plurality of cooling pipes 15, an end cooling pipe 15 a located at one end in the X direction is connected to an introduction pipe 17 for introducing the refrigerant 19 and a lead-out pipe 18 for leading the refrigerant 19. doing. When the refrigerant 19 is introduced into the introduction pipe 17, the refrigerant 19 flows through all the cooling pipes 15 through the connecting pipe 16 and is led out from the outlet pipe 18. Thereby, the semiconductor module 3 is configured to be cooled.

また、図２に示すごとく、ケース１１内には、締結用貫通部１１８と、信号用貫通部１１９とが形成されている。これら締結用貫通部１１８と信号用貫通部１１９とは、Ｚ方向において、ケース１１の開口部１１０から補助開口部１１１まで貫通している。締結用貫通部１１８は、電力変換装置１の製造時に、分岐バスバー４と電力分岐線５とを締結するために用いられる。また、信号用貫通部１１９は、信号線１４２を通すために用いられる。 Further, as shown in FIG. 2, a fastening through portion 118 and a signal through portion 119 are formed in the case 11. The fastening through-hole 118 and the signal through-hole 119 penetrate from the opening 110 of the case 11 to the auxiliary opening 111 in the Z direction. The fastening through portion 118 is used to fasten the branch bus bar 4 and the power branch line 5 when the power conversion device 1 is manufactured. The signal penetration 119 is used for passing the signal line 142.

また、図２に示すごとく、Ｙ方向においてコンデンサ２に隣り合う位置には、端子台７８が配されている。この端子台７８において、コンデンサ入力端子２５と交流出力端子７９とを、図示しないコネクタに締結するよう構成されている。このコネクタを介して、コンデンサ入力端子２５を直流電源１０（図９参照）に電気接続し、交流出力端子７９を三相交流モータ８１に電気接続している。 Further, as shown in FIG. 2, a terminal block 78 is disposed at a position adjacent to the capacitor 2 in the Y direction. In this terminal block 78, the capacitor input terminal 25 and the AC output terminal 79 are configured to be fastened to a connector (not shown). Through this connector, the capacitor input terminal 25 is electrically connected to the DC power source 10 (see FIG. 9), and the AC output terminal 79 is electrically connected to the three-phase AC motor 81.

次に、電力変換装置１の製造方法について説明する。電力変換装置１を製造する際には、図１０に示すごとく、まず、ケース１１内にコンデンサ２を収容する。次いで、ケース１１に半導体モジュール３と冷却管１５とを収容し、積層体１００を形成する。その後、図示しない直流バスバーを用いてコンデンサ２と半導体モジュール３とを接続する。また、補助開口部１１１から制御回路基板１４を収容し、この制御回路基板１４を半導体モジュール３の制御端子３３に接続する。 Next, the manufacturing method of the power converter device 1 is demonstrated. When manufacturing the power converter 1, the capacitor | condenser 2 is first accommodated in the case 11, as shown in FIG. Next, the semiconductor module 3 and the cooling pipe 15 are accommodated in the case 11 to form the stacked body 100. Thereafter, the capacitor 2 and the semiconductor module 3 are connected using a DC bus bar (not shown). Further, the control circuit board 14 is received from the auxiliary opening 111, and the control circuit board 14 is connected to the control terminal 33 of the semiconductor module 3.

次いで、ボルト４９（図２参照）を用いて、コンデンサ２のコンデンサ入力端子２５に、分岐バスバー４を接続する。その後、図１１に示すごとく、カバー１２内に、ヒューズ６と電力分岐線５とヒューズ保持部６１とを収容し、このカバー１２をケース１１に取り付ける。このようにすると、分岐バスバー４と電力分岐線５とが重なり合う。 Next, the branch bus bar 4 is connected to the capacitor input terminal 25 of the capacitor 2 using a bolt 49 (see FIG. 2). Thereafter, as shown in FIG. 11, the fuse 6, the power branch line 5, and the fuse holding portion 61 are accommodated in the cover 12, and the cover 12 is attached to the case 11. In this way, the branch bus bar 4 and the power branch line 5 overlap each other.

次いで、補助開口部１１１から締結用貫通部１１８内に締結部材７を差し込み、この締結部材７を用いて、分岐バスバー４と電力分岐線５とを締結する。また、信号用貫通部１１９（図８参照）に信号線１４２を通し、この信号線１４２を用いて、制御回路基板１４と制御コネクタ１４１とを接続する。その後、補助開口部１１１に補助カバー１３（図１参照）を取り付ける。以上の工程を行うことにより、電力変換装置１を製造する。 Next, the fastening member 7 is inserted into the fastening through-hole 118 from the auxiliary opening 111, and the branch bus bar 4 and the power branch line 5 are fastened using the fastening member 7. Further, the signal line 142 is passed through the signal penetration part 119 (see FIG. 8), and the control circuit board 14 and the control connector 141 are connected using the signal line 142. Thereafter, the auxiliary cover 13 (see FIG. 1) is attached to the auxiliary opening 111. The power converter device 1 is manufactured by performing the above processes.

また、電力変換装置１の顧客によっては、電力供給経路Ｐが不要になる場合がある。この場合は、図１４、図１５に示すごとく、コンデンサ入力端子２５に分岐バスバー４を取り付けない。また、内部にヒューズ６や電力分岐線５等を収容していない薄型のカバー１２’を、ケース１１に取り付ける。これにより、電力供給経路Ｐを備えない電力変換装置１’を製造する。 Moreover, depending on the customer of the power converter 1, the power supply path P may be unnecessary. In this case, the branch bus bar 4 is not attached to the capacitor input terminal 25 as shown in FIGS. A thin cover 12 ′ that does not accommodate the fuse 6, the power branch line 5, or the like is attached to the case 11. As a result, the power conversion device 1 ′ without the power supply path P is manufactured.

次に、本形態の作用効果について説明する。図１、図２に示すごとく、本形態においては、コンデンサ２に、金属板からなる分岐バスバー４を接続してある。この分岐バスバー４に電力分岐線５が接続し、該電力分岐線５上にヒューズ６が設けられている。つまり、コンデンサ２とヒューズ６との双方に、放熱性が高い、金属板からなる分岐バスバー４を電気接続してある。
そのため、コンデンサ２及びヒューズ６から発生した熱を、分岐バスバー４に伝導させ、この分岐バスバー４から放熱させることができる。したがって、コンデンサ２とヒューズ６との温度上昇を抑制できる。 Next, the effect of this form is demonstrated. As shown in FIGS. 1 and 2, in this embodiment, a branch bus bar 4 made of a metal plate is connected to the capacitor 2. A power branch line 5 is connected to the branch bus bar 4, and a fuse 6 is provided on the power branch line 5. That is, the branch bus bar 4 made of a metal plate having high heat dissipation is electrically connected to both the capacitor 2 and the fuse 6.
Therefore, the heat generated from the capacitor 2 and the fuse 6 can be conducted to the branch bus bar 4 and radiated from the branch bus bar 4. Therefore, the temperature rise of the capacitor 2 and the fuse 6 can be suppressed.

また、本形態においては、分岐バスバー４を、コンデンサ２とヒューズ６との間に介在させてある。そのため、コンデンサ２及びヒューズ６から発生した放射熱を、分岐バスバー４によって遮蔽することができる。したがって、コンデンサ２とヒューズ６との熱干渉を抑制できる。 In this embodiment, the branch bus bar 4 is interposed between the capacitor 2 and the fuse 6. Therefore, the radiant heat generated from the capacitor 2 and the fuse 6 can be shielded by the branch bus bar 4. Therefore, thermal interference between the capacitor 2 and the fuse 6 can be suppressed.

このように、分岐バスバー４を形成することにより、コンデンサ２及びヒューズ６から発生した熱を、分岐バスバー４に伝導させて放熱できると共に、コンデンサ２及びヒューズ６から発生した放射熱を分岐バスバー４によって遮蔽でき、熱干渉を抑制できる。そのため、コンデンサ２及びヒューズ６の温度上昇を抑制できる。したがって、コンデンサ２及びヒューズ６の発熱量を増やすことが可能になる。つまり、外部機器８や半導体モジュール３に送る電力量を増加させることが可能になる。 Thus, by forming the branch bus bar 4, the heat generated from the capacitor 2 and the fuse 6 can be conducted to the branch bus bar 4 to radiate heat, and the radiant heat generated from the capacitor 2 and the fuse 6 can be discharged by the branch bus bar 4. It can be shielded and thermal interference can be suppressed. Therefore, the temperature rise of the capacitor 2 and the fuse 6 can be suppressed. Accordingly, it is possible to increase the heat generation amount of the capacitor 2 and the fuse 6. That is, it is possible to increase the amount of power sent to the external device 8 and the semiconductor module 3 .

また、本形態では、分岐バスバー４によって、ヒューズ６とコンデンサ２との熱干渉を抑制できるため、これらを接近して配置することが可能になる。そのため、電力変換装置１を小型化できる。 Further, in this embodiment, since the thermal interference between the fuse 6 and the capacitor 2 can be suppressed by the branch bus bar 4, they can be arranged close to each other. Therefore, the power converter 1 can be reduced in size.

また、本形態のように分岐バスバー４を形成すると、コンデンサ２やヒューズ６から発生する放射熱を遮蔽するための、専用の遮蔽板を設ける必要がなくなる。そのため、電力変換装置１の部品点数が増加することを抑制できる。 Further, when the branch bus bar 4 is formed as in this embodiment, it is not necessary to provide a dedicated shielding plate for shielding the radiant heat generated from the capacitor 2 and the fuse 6. Therefore, it can suppress that the number of parts of the power converter device 1 increases.

また、本形態では、図４、図５に示すごとく、分岐バスバー４とコンデンサ２との間、および分岐バスバー４とヒューズ６との間に、空気層Ａを形成してある。
そのため、コンデンサ２やヒューズ６から分岐バスバー４に伝導した熱を、空気層Ａに放熱させることができる。したがって、分岐バスバー４の放熱性を高めることができ、コンデンサ２やヒューズ６の温度上昇を効果的に抑制できる。 In this embodiment, as shown in FIGS. 4 and 5, an air layer A is formed between the branch bus bar 4 and the capacitor 2 and between the branch bus bar 4 and the fuse 6.
Therefore, the heat conducted from the capacitor 2 and the fuse 6 to the branch bus bar 4 can be radiated to the air layer A. Therefore, the heat dissipation of the branch bus bar 4 can be improved, and the temperature rise of the capacitor 2 and the fuse 6 can be effectively suppressed.

また、図４、図５に示すごとく、本形態では、ヒューズ６と分岐バスバー４との間に、ヒューズ保持部６１が介在している。
そのため、ヒューズ６やコンデンサ２から発生した放射熱を、ヒューズ保持部６１によって遮蔽できる。したがって、ヒューズ６とコンデンサ２との間で熱干渉がより生じにくくなり、これらヒューズ６とコンデンサ２との温度上昇を、より効果的に抑制できる。 As shown in FIGS. 4 and 5, in this embodiment, a fuse holding portion 61 is interposed between the fuse 6 and the branch bus bar 4.
Therefore, the radiant heat generated from the fuse 6 and the capacitor 2 can be shielded by the fuse holding portion 61. Therefore, thermal interference is less likely to occur between the fuse 6 and the capacitor 2, and the temperature rise between the fuse 6 and the capacitor 2 can be more effectively suppressed.

また、図２、図５に示すごとく、本形態の分岐バスバー４は、コンデンサ２に接続した接続板部４１と、該接続板部４１からＺ方向に立設したリブ部４２とを備える。
このように、リブ部４２を形成することにより、分岐バスバー４の表面積を増やすことができ、分岐バスバー４の放熱性を向上させることが可能になる。そのため、ヒューズ６やコンデンサ２から発生し分岐バスバー４に伝導した熱を、効率的に放熱でき、これらヒューズ６およびコンデンサ２の温度上昇をより効果的に抑制できる。また、リブ部４２を形成することにより、分岐バスバー４の剛性を高めることが可能となる。 As shown in FIGS. 2 and 5, the branch bus bar 4 of this embodiment includes a connection plate portion 41 connected to the capacitor 2 and a rib portion 42 erected from the connection plate portion 41 in the Z direction.
Thus, by forming the rib part 42, the surface area of the branch bus bar 4 can be increased, and the heat dissipation of the branch bus bar 4 can be improved. Therefore, the heat generated from the fuse 6 and the capacitor 2 and conducted to the branch bus bar 4 can be efficiently radiated, and the temperature rise of the fuse 6 and the capacitor 2 can be more effectively suppressed. Further, by forming the rib portion 42, the rigidity of the branch bus bar 4 can be increased.

また、図２、図１４に示すごとく、本形態の分岐バスバー４は、コンデンサ２に着脱可能に構成されている。
そのため、電力供給経路Ｐが必要となる場合には、分岐バスバー４をコンデンサ２に取り付けて電力変換装置１を製造し、電力供給経路Ｐが必要とされない場合には、分岐バスバー４をコンデンサ２に取り付けないで、電力変換装置１’を組み立てることができる。そのため、電力供給経路Ｐが必要になる場合と、必要とされない場合とで、コンデンサ２を共通して使用することが可能になる。そのため、電力変換装置１，１’の製造工場において、保管するコンデンサ２の種類を少なくすることができる。 As shown in FIGS. 2 and 14, the branch bus bar 4 of this embodiment is configured to be detachable from the capacitor 2.
Therefore, when the power supply path P is required, the branch bus bar 4 is attached to the capacitor 2 to manufacture the power conversion device 1, and when the power supply path P is not required, the branch bus bar 4 is connected to the capacitor 2. The power conversion device 1 ′ can be assembled without being attached. Therefore, the capacitor 2 can be used in common when the power supply path P is required and when it is not required. Therefore, it is possible to reduce the types of capacitors 2 to be stored in the manufacturing plant of the power conversion devices 1 and 1 ′.

また、図２、図４に示すごとく、本形態の分岐バスバー４は、コンデンサ２のうち、Ｘ方向におけるコンデンサ２の中央位置Ｍよりも積層体１００から遠い位置に存在する部位である遠方部分２９と、ヒューズ６との間に介在している。
このようにすると、分岐バスバー４の遮熱効果をより高めることができる。すなわち、コンデンサ２のうち、中央位置Ｍよりも積層体１００に近い位置に存在する近傍部分２８は、冷却管１５によって冷却されるため、温度が比較的低くなりやすい。これに対して、上記遠方部分２９は、冷却管１５から離れているため、冷却管１５によって冷却されにくい。本形態の分岐バスバー４は、遠方部分２９とヒューズ６との間に介在している。そのため、冷却管１５によって冷却されにくく、放射熱の発生量が多くなりやすい遠方部分２９を遮蔽できる。したがって、分岐バスバー４による、放射熱の遮蔽効果を高めることができる。 Further, as shown in FIGS. 2 and 4, the branch bus bar 4 of the present embodiment is a distant portion 29 that is a portion of the capacitor 2 that is located farther from the multilayer body 100 than the central position M of the capacitor 2 in the X direction. And the fuse 6.
In this way, the heat shielding effect of the branch bus bar 4 can be further enhanced. That is, in the capacitor 2, the vicinity portion 28 that is located closer to the stacked body 100 than the center position M is cooled by the cooling pipe 15, so that the temperature tends to be relatively low. On the other hand, the remote portion 29 is not cooled by the cooling pipe 15 because it is away from the cooling pipe 15. The branch bus bar 4 of this embodiment is interposed between the remote portion 29 and the fuse 6. Therefore, it is possible to shield the distant portion 29 that is not easily cooled by the cooling pipe 15 and tends to generate a large amount of radiant heat. Therefore, the shielding effect of radiant heat by the branch bus bar 4 can be enhanced.

また、図２に示すごとく、分岐バスバー４は、コンデンサ入力端子２５に接続している。コンデンサ入力端子２５は、遠方部分２９に設けられている。
そのため、遠方部分２９から発生した熱を、コンデンサ入力端子２５を介して、分岐バスバー４に伝導させることができる。したがって、冷却管１５によって冷却されにくい遠方部分２９を、分岐バスバー４によって効果的に放熱することができる。 As shown in FIG. 2, the branch bus bar 4 is connected to the capacitor input terminal 25. The capacitor input terminal 25 is provided in the remote portion 29.
Therefore, the heat generated from the distant portion 29 can be conducted to the branch bus bar 4 via the capacitor input terminal 25. Therefore, the distant portion 29 that is not easily cooled by the cooling pipe 15 can be effectively radiated by the branch bus bar 4.

以上のごとく、本形態によれば、小型化でき、かつヒューズとコンデンサとの温度上昇を抑制できる電力変換装置を提供することができる。
（実施形態２） As described above, according to this embodiment, it is possible to provide a power conversion device that can be miniaturized and can suppress a temperature rise between the fuse and the capacitor.
(Embodiment 2)

以下の実施形態においては、図面に用いた符号のうち、実施形態１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施形態１と同様の構成要素等を表す。 In the following embodiments, the same reference numerals used in the drawings among the reference numerals used in the drawings represent the same constituent elements as those in the first embodiment unless otherwise indicated.

本形態は、ヒューズ６の配置位置を変更した例である。図１２に示すごとく、本形態では、ヒューズ６を、ヒューズ保持部６１よりもコンデンサ２側に配置してある。本形態では、実施形態１と同様に、ヒューズ６とコンデンサ２との間に、分岐バスバー４が介在している。また、分岐バスバー４とコンデンサ２との間、及び分岐バスバー４とヒューズ６との間に、空気層Ａが形成されている。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。 In this embodiment, the arrangement position of the fuse 6 is changed. As shown in FIG. 12, in this embodiment, the fuse 6 is arranged on the capacitor 2 side with respect to the fuse holding portion 61. In this embodiment, as in the first embodiment, the branch bus bar 4 is interposed between the fuse 6 and the capacitor 2. An air layer A is formed between the branch bus bar 4 and the capacitor 2 and between the branch bus bar 4 and the fuse 6.
In addition, the same configuration and operational effects as those of the first embodiment are provided.

（実施形態３）
本形態は、分岐バスバー４とヒューズ６との位置関係を変更した例である。本形態では図１３に示すごとく、Ｚ方向における、ヒューズ６とコンデンサ２との間に、分岐バスバー４を介在させてある。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。 (Embodiment 3)
In this embodiment, the positional relationship between the branch bus bar 4 and the fuse 6 is changed. In this embodiment, as shown in FIG. 13, the branch bus bar 4 is interposed between the fuse 6 and the capacitor 2 in the Z direction.
In addition, the configuration and operational effects similar to those of the first embodiment are provided.

１電力変換装置
１０直流電源
２コンデンサ
３半導体モジュール
３９インバータ回路
４分岐バスバー
５電力分岐線
６ヒューズ
Ｐ電力供給経路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power converter 10 DC power supply 2 Capacitor 3 Semiconductor module 39 Inverter circuit 4 Branch bus bar 5 Power branch line 6 Fuse P Power supply path

Claims

直流電源（１０）から供給される直流電力を交流電力に変換するインバータ回路（３９）を構成する半導体モジュール（３）と、
該半導体モジュールに接続し、該半導体モジュールに加わる直流電圧を平滑化するコンデンサ（２）と、
金属板からなり、上記コンデンサに接続した分岐バスバー（４）と、
該分岐バスバーに接続した電力分岐線（５）と、
該電力分岐線に接続されたヒューズ（６）とを備え、
上記分岐バスバーと上記電力分岐線と上記ヒューズとによって、上記コンデンサから上記直流電力の一部を分岐して外部機器（８）に供給するための電力供給経路（Ｐ）が構成されており、
上記コンデンサは、コンデンサ素子（２１）と、該コンデンサ素子を収容するコンデンサケース（２２）と、上記コンデンサ素子を上記コンデンサケース内に封止する封止部（２３）と、を有し、
上記コンデンサケースからの上記封止部の露出面が向く側に、上記ヒューズが配置され、
上記封止部の露出面の法線方向における、該露出面の投影領域に、上記ヒューズの少なくとも一部が配置されており、
上記ヒューズと上記封止部の露出面との間の位置に、上記分岐バスバーの少なくとも一部が配置している、電力変換装置（１）。 A semiconductor module (3) constituting an inverter circuit (39) for converting DC power supplied from the DC power supply (10) into AC power;
A capacitor (2) connected to the semiconductor module and smoothing a DC voltage applied to the semiconductor module;
A branch bus bar (4) made of a metal plate and connected to the capacitor;
A power branch line (5) connected to the branch bus bar;
A fuse (6) connected to the power branch line ,
The branch bus bar, the power branch line, and the fuse constitute a power supply path (P) for branching a part of the DC power from the capacitor and supplying it to an external device (8).
The capacitor includes a capacitor element (21), a capacitor case (22) that accommodates the capacitor element, and a sealing portion (23) that seals the capacitor element in the capacitor case.
The fuse is arranged on the side where the exposed surface of the sealing portion from the capacitor case faces,
At least a part of the fuse is disposed in the projected area of the exposed surface in the normal direction of the exposed surface of the sealing portion,
The power conversion device (1), wherein at least a part of the branch bus bar is disposed at a position between the fuse and the exposed surface of the sealing portion .

上記分岐バスバーと上記コンデンサとの間、および上記分岐バスバーと上記ヒューズとの間に、空気層（Ａ）が形成されている、請求項１に記載の電力変換装置。 The power conversion device according to claim 1, wherein an air layer (A) is formed between the branch bus bar and the capacitor and between the branch bus bar and the fuse.

上記ヒューズを保持するヒューズ保持部（６１）を備え、該ヒューズ保持部は、上記ヒューズと上記分岐バスバーとの間に介在している、請求項１又は請求項２に記載の電力変換装置。 The power converter according to claim 1 or 2, further comprising a fuse holding portion (61) for holding the fuse, wherein the fuse holding portion is interposed between the fuse and the branch bus bar.

上記分岐バスバーは、上記コンデンサに着脱可能に構成されている、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の電力変換装置。 The power converter according to any one of claims 1 to 3, wherein the branch bus bar is configured to be detachable from the capacitor.

上記分岐バスバーは、上記コンデンサに接続した接続板部（４１）と、該接続板部から該接続板部の厚さ方向に立設したリブ部（４２）とを備える、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の電力変換装置。 The said branch bus-bar is provided with the connection board part (41) connected to the said capacitor | condenser, and the rib part (42) erected in the thickness direction of this connection board part from this connection board part. The power conversion device according to any one of 4.

上記分岐バスバーの少なくとも一部は、上記封止部の露出面の法線方向から見たとき、上記ヒューズと上記封止部との双方に重なる位置に配置されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の電力変換装置。At least a part of the branch bus bar is disposed at a position overlapping both the fuse and the sealing portion when viewed from the normal direction of the exposed surface of the sealing portion. The power converter device as described in any one.