JP7512536B2 - 電力変換装置 - Google Patents

Description

本発明は、電力変換装置に関する。

直流電圧を変換する電圧変換回路と、変換された直流電圧を交流電圧に変換するインバータ回路とを備えた電力変換装置には、正極および負極の配線を形成するバスバーが配策されている。バスバーには大電流が流れるため発熱量が大きく、ノイズ除去等の目的で電力変換装置内に設置されているキャパシタ等はバスバーからの熱の影響を大きく受ける。そのため、キャパシタ等の耐熱温度を超えない範囲でバスバーに流す電流量を制限する必要があり、これが電力変換装置の出力性能の制約となる。

特許文献１には、直流／交流電力変換を行うインバータ回路部と、外部バッテリからの電圧を昇圧してインバータ回路部に出力するコンバータ回路部と、平滑化キャパシタパッケージとを備え、キャパシタパッケージは、キャパシタ素子と、インバータ回路部及びコンバータ回路部の負極側の両方に接続される負極バスバーと、インバータ回路部の正極に接続される第１正極バスバーと、コンバータ回路部バッテリ側の正極に接続される第２正極バスバーと、を有し、第１正極バスバーは、負極バスバーの一方の主面と対向し、第２正極バスバーは、負極バスバーの他方の主面と対向する位置に配置されている電力変換装置が記載されている。

日本国特開２０１４－１７６２３７号公報

特許文献１に記載の電力変換装置では、バスバーの熱を低減することができず、電力変換装置の出力性能が制限される。

本発明による電力変換装置は、第１の直流電圧を第２の直流電圧に変換する電圧変換回路と、前記第２の直流電圧を交流電圧に変換するインバータ回路と、前記電圧変換回路と前記インバータ回路とに共通に接続される負極バスバーと、前記電圧変換回路に接続される第１の正極バスバーと、前記インバータ回路に接続される第２の正極バスバーと、前記電圧変換回路および前記インバータ回路を収容する筐体と、前記筐体に設けられた第１の放熱部材とを備え、前記第１の正極バスバーおよび前記第２の正極バスバーと前記負極バスバーとは積層して互いに電気的に絶縁して設けられ、前記第１の正極バスバーおよび前記第２の正極バスバーは絶縁部材を介して前記第１の放熱部材と対向し、前記第１の正極バスバーおよび前記第２の正極バスバーの少なくとも一方は、前記絶縁部材および第１の熱伝導部材を介して、前記第１の放熱部材と熱的に接触する。

本発明によれば、バスバーの熱を低減して、電力変換装置の出力性能を向上させることが可能となる。

電力変換装置の分解斜視図である。 電力変換装置の回路構成図である。 電力変換装置の要部の分解斜視図である。 （Ａ）（Ｂ）電力変換装置の断面図である。 （Ａ）（Ｂ）電力変換装置の変形例１、２を示す断面図である。 （Ａ）（Ｂ）電力変換装置の変形例３、４を示す断面図である。 電力変換装置の変形例５を示す斜視図である。 電力変換装置の変形例６を示す斜視図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の記載および図面は、本発明を説明するための例示であって、説明の明確化のため、適宜、省略および簡略化がなされている。本発明は、他の種々の形態でも実施する事が可能である。特に限定しない限り、各構成要素は単数でも複数でも構わない。

図面において示す各構成要素の位置、大きさ、形状、範囲などは、発明の理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、形状、範囲などを表していない場合がある。このため、本発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、形状、範囲などに限定されない。

同一あるいは同様な機能を有する構成要素が複数ある場合には、同一の符号に異なる添字を付して説明する場合がある。ただし、これらの複数の構成要素を区別する必要がない場合には、添字を省略して説明する場合がある。

図１は、本実施形態にかかる電力変換装置１０００の分解斜視図である。
電力変換装置１０００は、半導体モジュール１００とキャパシタ２００とリアクトル３００を備える。半導体モジュール１００とキャパシタ２００とリアクトル３００は筐体４００内に収容される。筐体４００は、筐体４００と一体的に形成された第１の放熱部材４１０によって第１の収容空間４０１と第２の収容空間４０２とに区画される。第１の収容空間４０１には、半導体モジュール１００とリアクトル３００が、第２の収容空間４０２には、キャパシタ２００が収容される。筐体４００内には、流入出口４０３より冷媒が流入出される冷却流路が形成されている。図示省略するが冷媒は筐体４００内の冷却流路を経由して、半導体モジュール１００内に設けられた冷却流路を流れる。冷却流路を流れる冷媒により半導体モジュール１００だけでなく、筐体４００および第１の放熱部材４１０も冷却される。

第１の収容空間４０１および第２の収容空間４０２の底面と対向し、第１の収容空間４０１に収容された半導体モジュール１００とリアクトル３００、および第２の収容空間４０２に収容されたキャパシタ２００の上面にモールドバスバー５００が配置される。モールドバスバー５００は、第１の正極バスバー５１０、第２の正極バスバー５２０、および負極バスバー５３０を、各バスバーの間やその他の導電性部品の間を電気的に絶縁する目的で、絶縁性の樹脂などで封止してなる。第１の正極バスバー５１０、第２の正極バスバー５２０、および負極バスバー５３０は、例えば銅などの導電性材料で形成され、電力配線を形成する平板状の配線部材である。第１の放熱部材４１０の上面には第１の熱伝導部材６００が塗布されており、モールドバスバー５００は、第１の熱伝導部材６００を介して第１の放熱部材４１０と熱的に接触する。

モールドバスバー５００の第１の正極バスバー５１０と負極バスバー５３０は、端子Ｐ、Ｎを介して図示省略したバッテリに接続され、バッテリより直流電圧が供給される。半導体モジュール１００は、４個が併設され、１個は電圧変換回路１１００に、他の３個はインバータ回路１２００に使用される（図２参照）。

電圧変換回路１１００用の半導体モジュール１００は、半導体モジュール１００内に封止された半導体素子をスイッチング動作させることにより、モールドバスバー５００を介して供給された直流電圧を昇圧して直流電圧に変換する。変換された直流電圧は、出力バスバー７００の一本に出力され、モールドバスバー５００を介してインバータ回路１２００として使用される半導体モジュール１００へ入力される。

インバータ回路１２００用の半導体モジュール１００は、半導体モジュール１００内に封止された半導体素子をスイッチング動作させることにより、電圧変換回路１１００からモールドバスバー５００を介して供給された直流電圧を交流電流に変換する。変換された交流電流は、出力バスバー７００から出力される。出力された交流電流は図示省略したモータへ供給され、モータを駆動する。出力バスバー７００の近傍には電流センサ７１０が配置されている。

第１の収容空間４０１および第２の収容空間４０２は、ベース板８００によって閉塞される。ベース板８００の４隅など周囲は、筐体４００にビスなどにより固定される。ベース板８００には、回路基板９００が設置される。回路基板９００上には、電圧変換回路１１００やインバータ回路１２００を駆動制御する制御回路１３００が搭載されている（図２参照）。半導体モジュール１００は、制御回路１３００からの駆動信号Ｇ２が入力される制御端子を有するが、制御端子との接続線はベース板８００に設けられた孔を介して回路基板９００上の制御回路１３００と接続されている。また、電子部品は外部の制御装置との間でコネクタ９１０を介してトルク指令等の指令信号を入出力している。

筐体４００は、カバー４９０を備え、ベース板８００および回路基板９００を収容する。筐体４００とカバー４９０との間は、シールリング又は液状シールが設けられ、電力変換装置１０００の内部気密を確保している。筐体４００、第１の放熱部材４１０、カバー４９０、ベース板８００の材料は、アルミニュームなど熱伝導性の高い材料である。

図２は、電力変換装置１０００の回路構成図である。
電力変換装置１０００は、電圧変換回路１１００、インバータ回路１２００、制御回路１３００を備える。電圧変換回路１１００と、インバータ回路１２００は、半導体素子を内蔵した半導体モジュール１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄを備えて構成されている。半導体モジュール１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄは、回路基板９００上の制御回路１３００からの駆動信号Ｇ１、Ｇ２により、半導体素子のオン・オフの切り替えが行われる。制御回路１３００は、図示省略した外部の制御装置からの指令信号を基に、半導体モジュール１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄのスイッチング動作を制御する。

電圧変換回路１１００には、バッテリから端子Ｐ、Ｎを介して第１の正極バスバー５１０と負極バスバー５３０との間に直流電圧が入力される。第１の正極バスバー５１０とグランドとの間、および負極バスバー５３０とグランドとの間には、フィルタ用のキャパシタＣ３、Ｃ４が設けられている。このキャパシタＣ３、Ｃ４は、正極と負極に流れるコモンモードノイズを低減するため実装されている。具体的には、電圧変換回路１１００やインバータ回路１２００からのノイズをグラウンドにバイパスさせ、バッテリにコモンモードノイズが伝導することを防いでいる。さらに、バッテリからのコモンモードノイズが電圧変換回路１１００やインバータ回路１２００に伝導することを防いでいる。

電圧変換回路１１００は、半導体モジュール１００ａ、リアクトル３００、キャパシタＣ１を備えている。半導体モジュール１００ａは、半導体素子Ｔ１、Ｔ２が直列に接続され、半導体素子Ｔ１、Ｔ２のコレクターエミッタ間には、それぞれダイオードＤ１、Ｄ２が並列に接続されている。半導体素子Ｔ１のコレクタ側は第２の正極バスバー５２０が接続され、同エミッタ側は、リアクトル３００の一端と半導体素子Ｔ２のコレクタ側が接続されている。また、リアクトル３００の他端は第１の正極バスバー５１０に接続され、半導体素子Ｔ２のエミッタ側は負極バスバー５３０に接続されている。リアクトル３００の他端の第１の正極バスバー５１０と負極バスバー５３０との間にはキャパシタＣ１が接続されている。負極バスバー５３０は、電圧変換回路１１００とインバータ回路１２００とで共通に接続される。

電圧変換回路１１００は、制御回路１３００からの駆動信号Ｇ１により半導体素子Ｔ１、Ｔ２のオン・オフが制御される。これにより、電圧変換回路１１００は、バッテリからの直流電圧をそれよりも高い直流電圧値に変換してインバータ回路１２００に出力する昇圧機能を行う。また、モータの回生動作時にインバータ回路１２００から電圧変換回路１１００へ出力される直流電圧をそれよりも低い直流電圧に変換してバッテリに出力する降圧機能を行う。

インバータ回路１２００は、半導体モジュール１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、キャパシタＣ２を備えている。半導体モジュール１００ｂは、半導体素子Ｔ３、Ｔ４が直列に接続され、半導体素子Ｔ３、Ｔ４のコレクターエミッタ間には、それぞれダイオードＤ３、Ｄ４が並列に接続されている。半導体モジュール１００ｃは、半導体素子Ｔ５、Ｔ６が直列に接続され、半導体素子Ｔ５、Ｔ６のコレクターエミッタ間には、それぞれダイオードＤ５、Ｄ６が並列に接続されている。半導体モジュール１００ｄは、半導体素子Ｔ７、Ｔ８が直列に接続され、半導体素子Ｔ７、Ｔ８のコレクターエミッタ間には、それぞれダイオードＤ７、Ｄ８が並列に接続されている。

半導体素子Ｔ３、Ｔ５、Ｔ７のコレクタ側は第２の正極バスバー５２０に接続され、半導体素子Ｔ４、Ｔ６、Ｔ８のエミッタ側は負極バスバー５３０に接続される。第２の正極バスバー５２０と負極バスバー５３０との間には平滑用のキャパシタＣ２が接続されている。半導体素子Ｔ３、Ｔ５、Ｔ７のエミッタ側と半導体素子Ｔ４、Ｔ６、Ｔ８のコレクタ側の接続点は出力バスバー７００を介して図示省略したモータへ接続される。

インバータ回路１２００は、電圧変換回路１１００より出力される直流電圧を基に、制御回路１３００からの駆動信号Ｇ２により半導体素子Ｔ３～Ｔ８のオン・オフが制御される。これにより、モータに流れる交流電流の位相をＵ、Ｖ、Ｗ相毎に１２０°異ならせて３相交流電力をモータに出力することで、モータを駆動する。

図３は、電力変換装置１０００の要部の分解斜視図である。半導体モジュール１００とキャパシタ２００とモールドバスバー５００を示す。モールドバスバー５００は、絶縁性の樹脂の封止を取り除いた状態を図示している。キャパシタ２００は、キャパシタＣ１、Ｃ２を含む例を示すが、キャパシタＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４を含めてもよい。リアクトル３００は図示を省略している。

モールドバスバー５００は、第１の正極バスバー５１０、第２の正極バスバー５２０、および負極バスバー５３０を有する。第１の正極バスバー５１０、第２の正極バスバー５２０、および負極バスバー５３０は、例えば銅などの導電性材料で平板状に形成された配線部材である。第１の正極バスバー５１０と第２の正極バスバー５２０は、半導体モジュール１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄとキャパシタ２００の上面に並列して配置される。第１の正極バスバー５１０は半導体モジュール１００ａとキャパシタＣ１の上面に、第２の正極バスバー５２０は、半導体モジュール１００ｂ、１００ｃ、１００ｄとキャパシタＣ２の上面に互いに絶縁状態で配置される。負極バスバー５３０は、第１の正極バスバー５１０および第２の正極バスバー５２０を挟んで半導体モジュール１００およびキャパシタ２００とは反対側であって、第１の正極バスバー５１０および第２の正極バスバー５２０の上に積層して設けられる。

第１の正極バスバー５１０は、リアクトル３００を介して、半導体モジュール１００ａより突出している半導体素子Ｔ１のエミッタ端子に接続される。負極バスバー５３０は、半導体モジュール１００ａより突出している半導体素子Ｔ２のエミッタ端子に接続される。

半導体モジュール１００ｂ、１００ｃ、１００ｄより突出している半導体素子Ｔ３、Ｔ５、Ｔ７のコレクタ端子は第２の正極バスバー５２０に接続される。半導体モジュール１００ｂ、１００ｃ、１００ｄより突出している半導体素子Ｔ４、Ｔ６、Ｔ８のエミッタ端子は負極バスバー５３０に接続される。

キャパシタＣ１の正極端子および負極端子は、それぞれ第１の正極バスバー５１０および負極バスバー５３０に接続され、キャパシタＣ２の正極端子および負極端子は、それぞれ第２の正極バスバー５２０および負極バスバー５３０に接続される。

なお、図示を省略しているが、半導体モジュール１００の半導体素子Ｔ１～Ｔ８のゲートから制御端子が突出し、回路基板９００上の制御回路１３００と接続されている。また、半導体モジュール１００の半導体素子Ｔ３、Ｔ５、Ｔ７のエミッタ側と半導体素子Ｔ４、Ｔ６、Ｔ８のコレクタ側の接続点から出力端子が突出し、出力バスバー７００と接続されている。

例えば、車両の駆動源としてモータを使用した場合は、電力変換装置１０００は図２を参照して説明したように、電圧変換回路１１００およびインバータ回路１２００を用いる。この場合は、正極バスバーが第１の正極バスバー５１０と第２の正極バスバー５２０とに分割されることになる。その結果、図３に示すように、平板状に形成された第１の正極バスバー５１０、第２の正極バスバー５２０、負極バスバー５３０は、その面積がそれぞれ異なり、第１の正極バスバー５１０、第２の正極バスバー５２０、負極バスバー５３０の順に面積が大きくなる。各バスバーの厚さが同じであると仮定すると、面積が小さいほど電気抵抗値が大きくなる。そのため、各バスバーに通電した場合に、電気抵抗値が大きい順、すなわち、第１の正極バスバー５１０、第２の正極バスバー５２０、負極バスバー５３０の順に発熱量が大きくなる。本実施形態では、以下に述べるように、バスバーの発熱量に応じて各バスバーを配置して、バスバーの熱を総合的に低減する。

また、電力変換装置１０００には、半導体素子への電荷供給やノイズ除去等の目的でキャパシタ２００が電気的に接続されている。キャパシタ２００はバスバーからの熱の影響を受ける。一般的にキャパシタ２００内のキャパシタ素子は耐熱温度が低いため、キャパシタ素子の耐熱温度を超えない範囲でバスバーに流す電流量を制限する必要があり、これが電力変換装置１０００の出力性能の制約となる。本実施形態では、バスバーの熱を低減することにより、バスバーに流す電流量を増やすことができ、電力変換装置１０００の出力性能を向上させる。

図４（Ａ）、図４（Ｂ）は、電力変換装置１０００の断面図である。図４（Ａ）は、図１に示す電力変換装置１０００を組み立てた後におけるＸ－Ｘ線の断面図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＹ部分の断面拡大図である。図１～図３と同一の箇所には同一の符号を付してその説明を簡略に行う。

図４（Ａ）に示すように、筐体４００は、カバー４９０を備え、回路基板９００、ベース板８００、モールドバスバー５００、キャパシタ２００等を収容する。筐体４００は、筐体４００と一体的に形成された第１の放熱部材４１０を備える。

図４（Ｂ）に示すように、モールドバスバー５００は、第１の正極バスバー５１０、第２の正極バスバー５２０、負極バスバー５３０は互いに電気的に絶縁して積層して設けられている。そして、第１の正極バスバー５１０および第２の正極バスバー５２０は絶縁部材５５０を介して第１の放熱部材４１０と対向して配置される。その結果、第１の正極バスバー５１０および第２の正極バスバー５２０は、絶縁部材５５０および第１の熱伝導部材６００を介して、第１の放熱部材４１０と熱的に接触する。第１の熱伝導部材６００は、例えばグリス、シートなどの熱伝導性の材料であり、高温の部材から低温の部材へ熱を伝達することで、高温の部材の冷却経路となる。なお、第１の正極バスバー５１０および第２の正極バスバー５２０の少なくとも一方が、絶縁部材５５０および第１の熱伝導部材６００を介して、第１の放熱部材４１０と熱的に接触するように構成してもよい。より好ましくは、少なくとも発熱量が大きい第１の放熱部材４１０を第１の放熱部材４１０と熱的に接触するように構成する。

また、絶縁部材５５０は、絶縁性の樹脂や絶縁紙などで形成され、異なる電位間を電気的に絶縁する部材であるが、本例に示したように第１の正極バスバー５１０、第２の正極バスバー５２０、および負極バスバー５３０を封止したモールドバスバー５００の一部を用いてもよい。他の例として、第１の正極バスバー５１０および第２の正極バスバー５２０の第１の放熱部材４１０と対向する面を露出させ、露出した面に絶縁部材５５０を配置してもよい。

本実施形態によれば、負極バスバー５３０よりも発熱量の大きい第１の正極バスバー５１０、第２の正極バスバー５２０を第１の放熱部材４１０と対向する側に配置することにより、モールドバスバー５００全体の熱を低減することができ、したがって、バスバーに流す電流量を増やすことができるので、電力変換装置１０００の出力性能を向上させることができる。

また、筐体４００は、第１の放熱部材４１０により第１の収容空間４０１と第２の収容空間４０２に区画され、第１の収容空間４０１に半導体モジュール１００が、第２の収容空間４０２にキャパシタ２００が収容される。これにより、半導体モジュール１００の熱がキャパシタ２００へ伝導するのを抑制することができる。

図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、電力変換装置１０００の変形例を示す断面図である。いずれも図４（Ａ）のＹ部分の断面拡大図に相当し、図５（Ａ）は、変形例１、図５（Ｂ）は、変形例２を示す。図４（Ｂ）と同一の箇所には同一の符号を付してその説明を簡略に行う。

図５（Ａ）に示す変形例１では、第１の正極バスバー５１０の厚さを第２の正極バスバー５２０や負極バスバー５３０の厚さよりも厚くする。第１の正極バスバー５１０の厚さを厚くすることにより、第１の正極バスバー５１０の電気抵抗を少なくして、通電時に発生する発熱量を抑える。バスバーの発熱量が抑えられた分、バスバーに通電する電流を増加させることができるため、電力変換装置１０００の出力性能を上げることができる。なお、第１の正極バスバー５１０の厚さは、第２の正極バスバー５２０および負極バスバー５３０の少なくとも一方よりも厚くしてもよい。

図５（Ｂ）に示す変形例２では、絶縁部材５５０の厚さは、第１の正極バスバー５１０と第１の放熱部材４１０とが対向する領域内において、その他の領域よりも薄くする。絶縁部材５５０を薄くした分、第１の熱伝導部材６００は厚くなるが、第１の熱伝導部材６００は絶縁部材５５０よりも熱伝導率が高い。このため、第１の正極バスバー５１０と対向する領域の絶縁部材５５０の厚みを薄くすることで、第１の正極バスバー５１０の放熱効率が高くなり、第１の正極バスバー５１０の温度を下げることができる。

図６（Ａ）、図６（Ｂ）は、電力変換装置１０００の変形例を示す断面図である。いずれも図４（Ａ）のＹ部分の断面拡大図に相当し、図６（Ａ）は、変形例３、図６（Ｂ）は、変形例４を示す。図４（Ｂ）と同一の箇所には同一の符号を付してその説明を簡略に行う。

図６（Ａ）に示す変形例３では、第１の放熱部材４１０と第１の正極バスバー５１０との距離は、第１の正極バスバー５１０と第１の放熱部材４１０とが対向する領域内において、その他の領域よりも短くする。第１の正極バスバー５１０からの第１の放熱部材４１０に至る放熱経路をより短くすることで、第１の正極バスバー５１０の冷却効率が高くなり、第１の正極バスバー５１０の温度を下げることができる。

図６（Ｂ）に示す変形例４では、負極バスバー５３０、第１の正極バスバー５１０および第２の正極バスバー５２０を挟んで第１の放熱部材４１０と反対側に第２の放熱部材４２０を備える。第２の放熱部材４２０は、第２の熱伝導部材６２０を介して負極バスバー５３０と熱的に接触する。第２の熱伝導部材６２０は、例えばグリス、シートなどの熱伝導性の材料であり、高温の部材から低温の部材へ熱を伝達することで、高温の部材の冷却経路となる。第２の放熱部材４２０は、ベース板８００であってもよく、ベース板８００または筐体４００に接触するその他の熱伝導性の高い部材であってもよい。第１の熱伝導部材６００の厚さは、第２の熱伝導部材６２０よりも薄い。モールドバスバー５００の両面に放熱部材４１０、４２０を配置することでバスバーの温度を下げることができる。第１の熱伝導部材６００の厚さを、第２の熱伝導部材６２０よりも薄くすることにより、発熱量の大きい第１の正極バスバー５１０の冷却効率が高くなり、第１の正極バスバー５１０の温度を下げることができる。

図７（Ａ）、図７（Ｂ）は、電力変換装置１０００の変形例５を示す斜視図である。図７（Ａ）は、分解斜視図、図７（Ｂ）は、筐体４００へ組込む前の斜視図である。図３に示した例とは、モールドバスバー５００とキャパシタ２００とを一体構成にした点が相違する。図１、図３と同一の箇所には同一の符号を付してその説明を簡略に行う。

図７（Ａ）は、分解斜視図であるが、キャパシタ２００の上面をモールドバスバー５００と一体構造とする。モールドバスバー５００の第１の正極バスバー５１０、第２の正極バスバー５２０、および負極バスバー５３０は、図示省略するがキャパシタ２００の正極端子、負極端子とボルトや溶接により接続され、モールドバスバー５００と一体構造にする。また、モールドバスバー５００と半導体モジュール１００との接続は、中継バスバー５４０を介して行う。

図７（Ｂ）に示すように、モールドバスバー５００とキャパシタ２００とは一体構造にされる。中継バスバー５４０は、第１の正極バスバー５１０および第２の正極バスバー５２０と、負極バスバー５３０との２層の積層構造に合わせて、互いに絶縁状態で２層の積層構造である。そして、１層目の中継バスバー５４０の一端と第１の正極バスバー５１０および第２の正極バスバー５２０とは、ボルト５６０により締結される。２層目の中継バスバー５４０の一端と負極バスバー５３０とは、ボルト５６０により締結される。１層目の中継バスバー５４０の他端は半導体モジュール１００の正極側と、２層目の中継バスバー５４０の他端は半導体モジュール１００の負極側と接続される。半導体モジュール１００の出力端子は出力バスバー７００と接続される。

図８（Ａ）、図８（Ｂ）は、電力変換装置１０００の変形例６を示す斜視図である。図８（Ａ）は、分解斜視図、図８（Ｂ）は、筐体４００へ組込む前の斜視図である。図７（Ａ）、図７（Ｂ）に示した例と同様に、モールドバスバー５００とキャパシタ２００とを一体構成にした例であるが、中継バスバー５４０を用いない点が相違する。図１、図３、図７（Ａ）、図７（Ｂ）と同一の箇所には同一の符号を付してその説明を簡略に行う。

図８（Ａ）は、分解斜視図であるが、キャパシタ２００の上面をモールドバスバー５００と一体構造とする。モールドバスバー５００の第１の正極バスバー５１０、第２の正極バスバー５２０、および負極バスバー５３０は、図示省略するがキャパシタ２００の正極端子、負極端子とボルトや溶接により接続され、モールドバスバー５００と一体構造にする。また、モールドバスバー５００と半導体モジュール１００との接続は、モールドバスバー５００により直接行う。

図８（Ｂ）に示すように、モールドバスバー５００とキャパシタ２００とは一体構造にされる。第１の正極バスバー５１０および第２の正極バスバー５２０は半導体モジュール１００の正極側と、負極バスバー５３０は半導体モジュール１００の負極側と接続される。半導体モジュール１００の出力端子は出力バスバー７００と接続される。中継バスバー５４０を用いないので、中継バスバー５４０との接続箇所で発熱する虞がない。また、構造が簡略化され、組み立て工数を削減することができる。

変形例５、変形例６においても、第１の正極バスバー５１０および第２の正極バスバー５２０の少なくとも一方が、絶縁部材５５０および第１の熱伝導部材６００を介して、第１の放熱部材４１０と熱的に接触するように構成される。したがって、モールドバスバー５００とキャパシタ２００とが一体構造であっても、発熱量の大きい第１の正極バスバー５１０、第２の正極バスバー５２０の熱を総合的に低減することができ、したがって、バスバーに流す電流量を増やすことができるので、電力変換装置１０００の出力性能を向上させることができる。

以上説明した実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）電力変換装置１０００は、第１の直流電圧を第２の直流電圧に変換する電圧変換回路１１００と、第２の直流電圧を交流電圧に変換するインバータ回路１２００と、電圧変換回路１１００とインバータ回路１２００とに共通に接続される負極バスバー５３０と、電圧変換回路１１００に接続される第１の正極バスバー５１０と、インバータ回路１２００に接続される第２の正極バスバー５２０と、電圧変換回路１１００およびインバータ回路１２００を収容する筐体４００と、筐体４００に設けられた第１の放熱部材４１０とを備え、第１の正極バスバー５１０および第２の正極バスバー５２０と負極バスバー５３０とは積層して互いに電気的に絶縁して設けられ、第１の正極バスバー５１０および第２の正極バスバー５２０は絶縁部材５５０を介して第１の放熱部材４１０と対向し、第１の正極バスバー５１０および第２の正極バスバー５２０の少なくとも一方は、絶縁部材５５０および第１の熱伝導部材６００を介して、第１の放熱部材４１０と熱的に接触する。これにより、バスバーの熱を低減して、電力変換装置の出力性能を向上させることが可能となる。

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の特徴を損なわない限り、本発明の技術思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。また、上述の実施形態と複数の変形例を組み合わせた構成としてもよい。

１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ・・・半導体モジュール、２００、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４・・・キャパシタ、３００・・・リアクトル、４００・・・筐体、４０１・・・第１の収容空間、４０２・・・第２の収容空間、４０３・・・流入出口、４１０・・・第１の放熱部材、４２０・・・第２の放熱部材、４９０・・・カバー、５００・・・モールドバスバー、５１０・・・第１の正極バスバー、５２０・・・第２の正極バスバー、５３０・・・負極バスバー、５４０・・・中継バスバー、５５０・・・絶縁部材、６００・・・第１の熱伝導部材、６２０・・・第２の熱伝導部材、７００・・・出力バスバー、７１０・・・電流センサ、８００・・・ベース板、９００・・・回路基板、９１０・・・コネクタ、１０００・・・電力変換装置、１１００・・・電圧変換回路、１２００・・・インバータ回路、１３００・・・制御回路、Ｔ１～Ｔ８・・・半導体素子、Ｄ１～Ｄ８・・・ダイオード。

Claims (12)

1. 第１の直流電圧を第２の直流電圧に変換する電圧変換回路と、
   前記第２の直流電圧を交流電圧に変換するインバータ回路と、
   前記電圧変換回路と前記インバータ回路とに共通に接続される負極バスバーと、
   前記電圧変換回路に接続される第１の正極バスバーと、
   前記インバータ回路に接続される第２の正極バスバーと、
   前記電圧変換回路および前記インバータ回路を収容する筐体と、
   前記筐体に設けられた第１の放熱部材とを備え、
   前記第１の正極バスバーおよび前記第２の正極バスバーと前記負極バスバーとは積層して互いに電気的に絶縁して設けられ、
   前記第１の正極バスバーおよび前記第２の正極バスバーは絶縁部材を介して前記第１の放熱部材と対向し、
   前記第１の正極バスバーおよび前記第２の正極バスバーの少なくとも一方は、前記絶縁部材および第１の熱伝導部材を介して、前記第１の放熱部材と熱的に接触する電力変換装置。
2. 請求項１に記載の電力変換装置において、
   半導体素子を内蔵して前記電圧変換回路および前記インバータ回路を構成する半導体モジュールと、前記電圧変換回路および前記インバータ回路を構成するキャパシタとを備え、
   前記第１の放熱部材は、前記筐体内を前記半導体モジュールが収容される第１の収容空間と前記キャパシタが収容される第２の収容空間に区画する電力変換装置。
3. 請求項２に記載の電力変換装置において、
   前記負極バスバー、前記第１の正極バスバー、および前記第２の正極バスバーは、前記第１の収容空間および前記第２の収容空間の底面と対向し、前記第１の収容空間に収容された前記半導体モジュールおよび前記第２の収容空間に収容された前記キャパシタの上面に配置される電力変換装置。
4. 請求項３に記載の電力変換装置において、
   前記負極バスバーは、前記第１の正極バスバーおよび前記第２の正極バスバーを挟んで前記半導体モジュールおよび前記キャパシタとは反対側であって、前記第１の正極バスバーおよび前記第２の正極バスバーの上に積層して設けられる電力変換装置。
5. 請求項２に記載の電力変換装置において、
   前記第１の放熱部材は、前記筐体と一体的に設けられる電力変換装置。
6. 請求項５に記載の電力変換装置において、
   前記筐体内には冷却流路が形成される電力変換装置。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の電力変換装置において、
   前記第１の正極バスバーの厚さは、前記第２の正極バスバーおよび前記負極バスバーの少なくとも一方よりも厚い電力変換装置。
8. 請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の電力変換装置において、
   前記絶縁部材の厚さは、前記第１の正極バスバーと前記第１の放熱部材とが対向する領域内において、その他の領域よりも薄い電力変換装置。
9. 請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の電力変換装置において、
   前記第１の放熱部材と前記第１の正極バスバーとの距離は、前記第１の正極バスバーと前記第１の放熱部材とが対向する領域内において、その他の領域よりも短い電力変換装置。
10. 請求項４に記載の電力変換装置において、
    前記負極バスバー、前記第１の正極バスバー、および前記第２の正極バスバーを挟んで前記第１の放熱部材とは反対側に第２の放熱部材を配置し、
    前記第２の放熱部材は、第２の熱伝導部材を介して前記負極バスバーと熱的に接触する電力変換装置。
11. 請求項１０に記載の電力変換装置において、
    前記第１の熱伝導部材の厚さは、前記第２の熱伝導部材よりも薄い電力変換装置。
12. 請求項２に記載の電力変換装置において、
    前記第１の正極バスバーと前記第２の正極バスバーと前記負極バスバーとを絶縁性の樹脂で封止したモールドバスバーを備え、
    前記モールドバスバーは、前記キャパシタと一体的に構成される電力変換装置。

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