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公開番号2024171301
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-11
出願番号2023205449
出願日2023-12-05
発明の名称電力変換装置、および、コンデンサ装置
出願人株式会社デンソー
代理人個人,個人,個人
主分類H02M 7/48 20070101AFI20241204BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】コンデンサ素子の放熱性能が向上した電力変換装置およびコンデンサ装置を提供する。
【解決手段】電力変換装置は、電気部品とスイッチモジュールの間に設けられているコンデンサ装置170を有する。コンデンサ装置は、複数のコンデンサ素子21、22、23と、高電位側バスバー130と、低電位側バスバー140と、を備える。高電位側バスバー、および、低電位側バスバーは、複数のコンデンサ素子の電極、電気部品、および、スイッチモジュールに接続されている。高電位側バスバー、および、低電位側バスバーは、複数のコンデンサ素子に重なるように設けられている。高電位側バスバーの高電位側第1部位132が低電位側バスバーの低電位側第1部位141よりもコンデンサ素子から離れて設けられている。低電位側バスバーの低電位側第2部位142が高電位側バスバーの高電位側第2部位131よりもコンデンサ素子から離れて設けられている。
【選択図】図10
特許請求の範囲【請求項１】
電気部品（４０）とスイッチモジュール（１２）の間に設けられているコンデンサ装置（１７０）を有する電力変換装置（１０）であって、
前記コンデンサ装置は、
前記電気部品と前記スイッチモジュールが並ぶ並び方向（Ｘ）とは異なる幅方向（Ｙ）に離れた端面に第１電極（２０Ｃ）と第２電極（２０Ｄ）を有し、前記並び方向に並ぶ複数のコンデンサ素子（２１、２２、２３）と、
前記第１電極、前記電気部品、および、前記スイッチモジュールを電気的に接続する高電位側バスバー（１３０）と、
前記第２電極、前記電気部品、および、前記スイッチモジュールを電気的に接続する低電位側バスバー（１４０）と、を備え、
前記高電位側バスバー、および、前記低電位側バスバーは、前記並び方向、および、前記幅方向とは異なる板厚方向（Ｚ）に関して、前記コンデンサ素子に重なるように設けられ、
前記高電位側バスバーの高電位側第１部位（１３２）が前記低電位側バスバーの低電位側第１部位（１４１）よりも前記板厚方向に関して前記コンデンサ素子から離れて設けられ、
前記低電位側バスバーの低電位側第２部位（１４２）が前記高電位側バスバーの高電位側第２部位（１３１）よりも前記板厚方向に関して前記コンデンサ素子から離れて設けられている電力変換装置。
続きを表示（約 3,700 文字）【請求項２】
前記高電位側バスバーは、前記板厚方向に位置が異なる、前記高電位側第２部位である高電位側第１延長片（１３１）、および、前記高電位側第１部位である高電位側第２延長片（１３２）と、前記高電位側第１延長片の一部と前記高電位側第２延長片の一部とを前記板厚方向でつなぐとともに、前記高電位側第１延長片の残りと前記高電位側第２延長片の残りとの間の第１空隙（１３０Ａ）と並ぶ高電位側連結片（１３３）と、を備え、
前記低電位側バスバーは、前記板厚方向の位置が異なる、前記低電位側第１部位である低電位側第１延長片（１４１）、および、前記低電位側第２部位である低電位側第２延長片（１４２）と、前記低電位側第１延長片の一部と前記低電位側第２延長片の一部とを前記板厚方向でつなぐとともに、前記低電位側第１延長片の残りと前記低電位側第２延長片の残りとの間の第２空隙（１４０Ａ）と並ぶ低電位側連結片（１４３）と、を備え、
前記第１空隙に前記低電位側連結片が通され、
前記第２空隙に前記高電位側連結片が通されている請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
複数の前記コンデンサ素子は、第１コンデンサ素子（２１）と第２コンデンサ素子（２２）を有し、
前記板厚方向で、前記高電位側第１延長片および前記低電位側第２延長片が前記第１コンデンサ素子に重なり、
前記板厚方向で、前記高電位側第２延長片および前記低電位側第２延長片が前記第２コンデンサ素子に重なり、
前記低電位側第２延長片が前記高電位側第１延長片よりも前記板厚方向で前記第１コンデンサ素子よりも離れて設けられ、
前記高電位側第２延長片が前記低電位側第１延長片よりも前記板厚方向で前記第２コンデンサ素子よりも離れて設けられている請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記第１コンデンサ素子の前記第１電極と前記第２コンデンサ素子の前記第２電極、および、前記第１コンデンサ素子の前記第２電極と前記第２コンデンサ素子の前記第１電極とが前記並び方向で並ぶように、前記第１コンデンサ素子と前記第２コンデンサ素子とが配置され、
前記高電位側第１延長片、および、前記低電位側第２延長片は、前記電気部品を介してバッテリ（２）に接続されている請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記コンデンサ装置、前記スイッチモジュール、および、前記電気部品を収納するケース（８０）と、
前記ケースの底部（８１）に設けられる放熱部材（６０）と、をさらに有し、
前記底部の内部に前記コンデンサ装置を冷却する冷媒が流れる冷却路（８８）が設けられ、
前記コンデンサ装置は、前記板厚方向に関して、前記高電位側バスバーおよび前記低電位側バスバーが前記底部に対面するように前記ケースに設けられ、
前記高電位側第２延長片、および、前記低電位側第２延長片が前記放熱部材に接触している請求項２～４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記高電位側第１延長片、および、前記高電位側第２延長片は、複数の前記コンデンサ素子のうち少なくとも１つに前記板厚方向で重なる高電位側重複部（１３４、１３７）と、前記高電位側重複部における前記幅方向の端部に設けられ、前記高電位側重複部から突出して前記第１電極に電気的に接続される高電位側接続端子（１３６Ａ、１３６Ｂ、１３９Ａ、１３９Ｂ）と、を有し、
前記低電位側第１延長片、および、前記低電位側第２延長片は、複数の前記コンデンサ素子のうち少なくとも１つに前記板厚方向で重なる低電位側重複部（１４４、１４７）と、前記低電位側重複部における前記幅方向の端部に設けられ、前記低電位側重複部から突出して前記第２電極に電気的に接続される低電位側接続端子（１４６Ａ、１４６Ｂ、１４９Ａ、１４９Ｂ）と、を有し、
前記底部に、前記高電位側接続端子が収納される高電位側凹部（８９Ａ、８９Ｂ）、および、前記低電位側接続端子が収納される低電位側凹部（８９Ｃ、８９Ｄ）が形成され、
前記放熱部材が、前記高電位側凹部の内部、および、前記低電位側凹部の内部に設けられ、
前記高電位側接続端子と前記低電位側接続端子が前記放熱部材に接触している請求項５に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記第１コンデンサ素子の前記第１電極と前記第２コンデンサ素子の前記第１電極、および、前記第１コンデンサ素子の前記第２電極と前記第２コンデンサ素子の前記第２電極とが前記並び方向で並ぶように、前記第１コンデンサ素子と前記第２コンデンサ素子とが配置され、
前記高電位側第１延長片、および、前記低電位側第２延長片は、前記電気部品を介してバッテリ（２）に接続されている請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記高電位側第１延長片、および、前記高電位側第２延長片は、前記板厚方向で前記第１コンデンサ素子、または、前記第２コンデンサ素子に重なる高電位側重複部（１３４、１３７）と、前記高電位側重複部における前記幅方向の端部に設けられ、前記高電位側重複部から突出して前記第１電極に電気的に接続される高電位側接続端子（１３６Ａ、１３６Ｂ、１３９Ａ、１３９Ｂ）と、を有し、
前記低電位側第１延長片、および、前記低電位側第２延長片は、前記板厚方向で前記第１コンデンサ素子、または、前記第２コンデンサ素子に重なる低電位側重複部（１４４、１４７）と、前記低電位側重複部における前記幅方向の端部に設けられ、前記低電位側重複部から突出して前記第２電極に電気的に接続される低電位側接続端子（１４６Ａ、１４６Ｂ、１４９Ａ、１４９Ｂ）と、を有し、
前記高電位側第２延長片に前記低電位側接続端子の一部を通すための高電位側切り欠き（１３７Ａ）が設けられ、
前記低電位側第２延長片に前記高電位側接続端子の一部を通すための低電位側切り欠き（１４７Ａ）が設けられている請求項７に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記コンデンサ素子を複数有し、
各前記コンデンサ素子の前記第１電極に接続されて前記板厚方向に延びる高電位側接続バスバー（３２４）と、
各前記コンデンサ素子の前記第２電極に接続されて前記板厚方向に延びる低電位側接続バスバー（３２５）と、をさらに備え、
前記高電位側第１延長片、および、前記高電位側第２延長片は、複数の前記コンデンサ素子のうち少なくとも１つに前記板厚方向で重なる高電位側重複部（１３４、１３７）と、前記高電位側重複部から突出して前記高電位側接続バスバーに電気的に接続される高電位側接続端子（３３６）と、を有し、
前記低電位側第１延長片、および、前記低電位側第２延長片は、複数の前記コンデンサ素子のうちの少なくとも１つに前記板厚方向で重なる低電位側重複部（１４４、１４７）と、前記低電位側重複部から突出して前記低電位側接続バスバーに電気的に接続される低電位側接続端子（３４６）と、を有し、
前記高電位側重複部に、前記高電位側接続バスバーが通過可能な第１貫通孔（３０１）と、前記低電位側接続バスバーが通過可能な第２貫通孔（３０２）が形成され、
前記低電位側重複部に、前記高電位側接続バスバーが通過可能な第３貫通孔（３０３）と、前記低電位側接続バスバーが通過可能な第４貫通孔（３０４）が形成され、
前記第１貫通孔および前記第３貫通孔を通った前記高電位側接続バスバーと前記高電位側接続端子とが接続され、
前記第２貫通孔および前記第４貫通孔を通った前記低電位側接続バスバーと前記低電位側接続端子とが接続されている請求項２または３に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
幅方向（Ｙ）に離れた端面に第１電極（２０Ｃ）と第２電極（２０Ｄ）を有し、前記幅方向とは異なる並び方向（Ｘ）に並ぶ複数のコンデンサ素子（２１、２２、２３）と、
前記第１電極に接続される高電位側バスバー（１３０）と、
前記第２電極に接続される低電位側バスバー（１４０）と、を備え、
前記高電位側バスバー、および、前記低電位側バスバーは、前記並び方向、および、前記幅方向とは異なる板厚方向（Ｚ）に関して、前記コンデンサ素子に重なるように設けられ、
前記高電位側バスバーの高電位側第１部位（１３２）が前記低電位側バスバーの低電位側第１部位（１４１）よりも前記板厚方向に関して前記コンデンサ素子から離れて設けられ、
前記低電位側バスバーの低電位側第２部位（１４２）が前記高電位側バスバーの高電位側第２部位（１３１）よりも前記板厚方向に関して前記コンデンサ素子から離れて設けられているコンデンサ装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書に記載の開示は、電力変換装置、および、コンデンサ装置に関するものである。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電極端子部と、接続端子部と、中継端子部と、を有するバスバーが記載されている。電極端子部はコンデンサ素子の端面電極を上方から覆っている。電極端子部は、前板部と、後板部と、これらの間において矩形波状に上方に張り出す張出部と、によって構成されている。端面電極に対して、前板部と後板部の接続ピンが接触している。電極端子部と接続端子部とが中継端子部により中継されている。接続端子部が電源装置に繋がる外部端子に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０２０／２４１１４５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の構成によれば、コンデンサ素子で発生した熱が張出部で放熱されやすくなる。しかしながら、特許文献１の構成においては、コンデンサ素子と接続されている２つのバスバーの内の１つしか冷却できていないため、素子が片側からのみしか冷却されない。コンデンサ素子の放熱性能が低く改善が求められていた。
【０００５】
本開示の目的は、コンデンサ素子の放熱性能が向上した電力変換装置およびコンデンサ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様による電力変換装置は、
電気部品（４０）とスイッチモジュール（１２）の間に設けられているコンデンサ装置（１７０）を有する電力変換装置（１０）であって、
コンデンサ装置は、
電気部品とスイッチモジュールが並ぶ並び方向（Ｘ）とは異なる幅方向（Ｙ）に離れた端面に第１電極（２０Ｃ）と第２電極（２０Ｄ）を有し、並び方向に並ぶ複数のコンデンサ素子（２１、２２、２３）と、
第１電極、電気部品、および、スイッチモジュールを電気的に接続する高電位側バスバー（１３０）と、
第２電極、電気部品、および、スイッチモジュールを電気的に接続する低電位側バスバー（１４０）と、を備え、
高電位側バスバー、および、低電位側バスバーは、並び方向、および、幅方向とは異なる板厚方向（Ｚ）に関して、コンデンサ素子に重なるように設けられ、
高電位側バスバーの高電位側第１部位（１３２）が低電位側バスバーの低電位側第１部位（１４１）よりも板厚方向に関してコンデンサ素子から離れて設けられ、
低電位側バスバーの低電位側第２部位（１４２）が高電位側バスバーの高電位側第２部位（１３１）よりも板厚方向に関してコンデンサ素子から離れて設けられている。
【０００７】
本開示の一態様によるコンデンサ装置は、
幅方向（Ｙ）に離れた端面に第１電極（２０Ｃ）と第２電極（２０Ｄ）を有し、幅方向とは異なる並び方向（Ｘ）に並ぶ複数のコンデンサ素子（２１、２２、２３）と、
第１電極に接続される高電位側バスバー（１３０）と、
第２電極に接続される低電位側バスバー（１４０）と、を備え、
高電位側バスバー、および、低電位側バスバーは、並び方向、および、幅方向とは異なる板厚方向（Ｚ）に関して、コンデンサ素子に重なるように設けられ、
高電位側バスバーの高電位側第１部位（１３２）が低電位側バスバーの低電位側第１部位（１４１）よりも板厚方向に関してコンデンサ素子から離れて設けられ、
低電位側バスバーの低電位側第２部位（１４２）が高電位側バスバーの高電位側第２部位（１３１）よりも板厚方向に関してコンデンサ素子から離れて設けられている。
【０００８】
本開示の別の一態様による電力変換装置は、
電気部品（４０）とスイッチモジュール（１２）の間に設けられているコンデンサ装置（１７０）を有する電力変換装置（１０）であって、
コンデンサ装置は、
幅方向（Ｙ）に離れた第１電極（２０Ｃ）と第２電極（２０Ｄ）を有するコンデンサ素子（４２１）と、
第１電極、電気部品、および、スイッチモジュールを電気的に接続する高電位側バスバー（４３０）と、
第２電極、電気部品、および、スイッチモジュールを電気的に接続する低電位側バスバー（４４０）と、を備え、
高電位側バスバー、および、低電位側バスバーは、幅方向とは異なる板厚方向（Ｚ）に関して、コンデンサ素子に重なるように設けられ、
高電位側バスバーの高電位側第１部位（４３１）が低電位側バスバーの低電位側第１部位（４４１）よりも板厚方向に関してコンデンサ素子から離れて設けられ、
低電位側バスバーの低電位側第２部位（４４２）が高電位側バスバーの高電位側第２部位（４３２）よりも板厚方向に関してコンデンサ素子から離れて設けられている。
【０００９】
本開示の別の一態様によるコンデンサ装置は、
幅方向（Ｙ）に離れた端面に第１電極（２０Ｃ）と第２電極（２０Ｄ）を有するコンデンサ素子（４２１）と、
第１電極に接続される高電位側バスバー（４３０）と、
第２電極に接続される低電位側バスバー（４４０）と、を備え、
高電位側バスバー、および、低電位側バスバーは、幅方向とは異なる板厚方向（Ｚ）に関して、コンデンサ素子に重なるように設けられ、
高電位側バスバーの高電位側第１部位（４３１）が低電位側バスバーの低電位側第１部位（４４１）よりも板厚方向に関してコンデンサ素子から離れて設けられ、
低電位側バスバーの低電位側第２部位（４４２）が高電位側バスバーの高電位側第２部位（４３２）よりも板厚方向に関してコンデンサ素子から離れて設けられている。
【００１０】
高電位側バスバー（１３０、４３０）の高電位側第１部位（１３２、４３１）が低電位側バスバー（１４０、４４０）の低電位側第１部位（１４１、４４１）よりも放熱されやすく、低電位側バスバーの低電位側第２部位（１４２、４４２）が高電位側バスバーの高電位側第２部位（１３１、４３２）よりも放熱されやすい。コンデンサ素子（２１、２２、２３、４２１）の熱が高電位側第１部位および低電位側第２部位から積極的に放熱されやすい。コンデンサ素子の放熱効果が高まる。
（【００１１】以降は省略されています）

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