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公開番号2025075216
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-15
出願番号2023186218
出願日2023-10-31
発明の名称電力変換装置
出願人マツダ株式会社
代理人個人,個人
主分類H02M 7/48 20070101AFI20250508BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】パワーモジュール部で発生する高周波ノイズが直流回路へ漏洩するのを抑制可能であるとともに、重量増加および製造コストの上昇の抑制を図ることができ、且つ、高い耐久性を実現することができる電力変換装置を提供する。
【解決手段】電力変換装置の平滑部は、複数の平滑コンデンサ133と正極接続バスバーと負極接続バスバーとを有する。負極接続バスバーは、負極板状バスバー135と負極バスバー132a,132c,132eと連結部132hとを有する。負極バスバー132a,132c,132eは、延長部135bとパワーモジュール部とを接続する。負極板状バスバー135は、負極バスバー132a,132c,132eよりも幅広であって、負極バスバー132a,132c,132eおよび連結部132hよりも薄肉に形成されている。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
第１方向に配列された複数のパワーモジュールを有するパワーモジュール部と、
前記パワーモジュール部に対して前記第１方向に対して交差する第２方向の一方側に隣接し、且つ、前記パワーモジュール部と直流回路との間に電気的に介在するように配置されるとともに、正極側端子および負極側端子を有する平滑コンデンサと、前記正極側端子と前記パワーモジュール部とを接続する正極側接続バスバーと、前記負極側端子と前記パワーモジュール部とを接続する負極側接続バスバーと、を有する平滑部と、
を備え、
前記正極側接続バスバーおよび前記負極側接続バスバーの内の一方の接続バスバーは、前記正極側端子および前記負極側端子の内の当該接続バスバーと極性が対応する側の対応極性端子の接続された板状の第１バスバーと、前記第１バスバーと前記パワーモジュール部とを接続する第２バスバーと、を有し、
前記第１バスバーは、前記対応極性端子に沿って配される端子接合部と、当該端子接合部に連続して、前記パワーモジュール部の側に延びるとともに、前記平滑コンデンサの側面に沿って配される延長部と、を有し、
前記第２バスバーは、前記第１方向に延びるとともに、前記第１バスバーの前記延長部における前記パワーモジュール部側の面に接合された基部と、当該基部から前記パワーモジュール部側に延び、前記基部と前記パワーモジュール部のパワーモジュール端子との間を接続する接続片部と、を有し、
前記第１バスバーの前記端子接合部および前記延長部は、前記第２バスバーの前記接続片部に対して前記第１方向における幅が広く、且つ、前記第２バスバーの前記基部および前記接続片部に対して板厚が薄く形成されている、
電力変換装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記平滑部は、前記第１バスバーに対して前記第１方向の一方側に隣接配置され、前記平滑コンデンサ、前記正極側接続バスバー、および前記負極側接続バスバーとは別の他の構成部材をさらに有し、
前記第１バスバーにおける前記端子接合部および前記延長部は、前記他の構成部材を避けるために前記第１方向における他方側にオフセット配置されており、
前記第２バスバーの前記基部は、前記第１バスバーにおける前記一方側の側縁よりも前記第１方向における前記一方側に向けて突出した状態で配設されている、
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記第１方向および前記第２方向の双方に交差する方向を第３方向とする場合に、
前記第１バスバーの前記延長部は、前記端子接合部における前記パワーモジュール部側の端辺部を基端として前記第３方向の一方側に向けて延びるように形成されており、
該電力変換装置は、前記平滑部における前記第１バスバーと熱結合されるとともに、前記第１バスバーの前記端子接合部に対して前記第３方向の他方側に配設された冷却部をさらに備え、
前記第２バスバーの前記基部は、前記第３方向における前記一方側の端辺部で前記接続片部と接続されている、
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記正極側接続バスバーおよび前記負極側接続バスバーの内の他方の接続バスバーは、
前記正極側端子および前記負極側端子の内の当該接続バスバーと極性が対応する側の対応極性端子の接続された板状の第３バスバーであって、前記対応極性端子に沿って配される端子接合部と、当該端子接合部に連続して、前記パワーモジュール部の側に延びるとともに、前記平滑コンデンサの側面に沿って配される延長部と、を有する前記第３バスバーと、
前記第３バスバーの前記延長部と前記パワーモジュール部とを接続する第４バスバーであって、前記第１方向に延びるとともに、前記延長部における前記パワーモジュール部側の面に接合された基部と、当該基部から前記パワーモジュール部側に延び、前記基部と前記パワーモジュール部のパワーモジュール端子との間を接続する接続片部と、を有する前記第４バスバーと、
を有し、
前記第３バスバーの前記端子接合部および前記延長部は、前記第４バスバーの前記接続片部に対して前記第１方向における幅が広く、且つ、前記第４バスバーの前記基部および前記接続片部に対して板厚が薄く形成されている、
請求項１から請求項３の何れかに記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記第１バスバーの前記延長部と前記第３バスバーの前記延長部とは、互いに非接触状態で重ね合わされている、
請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項６】
電力流通路中における前記平滑部と前記直流回路との間に配設され、フェライトコアを含み構成されたノイズ除去部をさらに備える、
請求項１から請求項３の何れか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、電力変換装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
近年では、モータを走行用の駆動源として備える車両が増加している。このような車両では、モータに電力供給するための高電圧バッテリを搭載している。また、このような車両には、バッテリから供給される直流電力を交流電力に変換するための電力変換装置も搭載されている。
【０００３】
特許文献１には、電力変換装置が開示されている。特許文献１に開示の電力変換装置は、パワーモジュール部と平滑部とを備える。平滑部は、電力流通路中におけるパワーモジュール部よりも高電圧バッテリ側に配設されており、リップル電圧の低減を図り、電力の平滑化を行うコンデンサを有する。パワーモジュールは、複数の半導体素子を有し、直流電力を交流電力に変換、あるいは交流電力を直流電力に変換する。
【０００４】
特許文献１に開示の電力変換装置では、平滑部は、コンデンサが収容されたコンデンサ収容部から外側に延出する６本のバスバーを有する。６本のバスバーは、コンデンサとパワーモジュール部とを接続する。６本のバスバーの内の３本のバスバーは、コンデンサの正極側端子に接続され、残りの３本のバスバーは、コンデンサの負極側端子に接続されている。６本のバスバーは、コンデンサの正極側端子に接続されたバスバーと、コンデンサの負極側端子に接続されたバスバーとで対をなすように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２２－１６０２７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、電力変換装置の平滑部が有するバスバーは、幅広であって、且つ、薄肉であることが望ましい。これは、パワーモジュール部とコンデンサとの間を接続するバスバーは、パワーモジュール部で発生する高周波ノイズの直流回路への漏洩を抑制する観点から低インダクタンスであることが望ましいが、バスバーの幅を広くすることでインダクタンスの低減を図ることができるためである。
【０００７】
しかしながら、単にバスバーを幅広にしてしまうと、重量の増加、製造コストの上昇を招くので望ましくない。これに対しバスバーの板厚を薄くすると重量を抑制できるがインダクタンスが増加する。ここで本願発明者は、次のようなバスバーの重量とインダクタンスとの関係に着目した。バスバーの板厚を薄くするとインダクタンスが増加するが、バスバーの幅と板厚の和とインダクタンスに相間性があるため、バスバーの幅が板厚より大きい形状の場合、板厚を薄くする比率に対するインダクタンスの増加量は、幅を狭める比率に対するインダクタンスの増加量よりも少ない。一方で重量は板厚を薄くする比率と同率で減少する。これより、本願発明者は、平滑部が有するバスバーについては、幅広にしつつ、薄肉とすることで、インダクタンスの低減を図りながら、重量増加および製造コストの上昇を抑制することが可能となる、と考えた。
【０００８】
その一方で、平滑部のバスバーについて、パワーモジュール部との接続部分までを含む全体を薄肉化してしまうと、薄肉化による剛性の低下や、パワーモジュール部との接続部分およびその周辺での温度上昇といった問題を生じ、耐久性の低下が懸念される。
【０００９】
本発明は、上記のような問題の解決を図ろうとなされたものであって、パワーモジュール部で発生する高周波ノイズが直流回路へ漏洩するのを抑制可能であるとともに、重量増加および製造コストの上昇の抑制を図ることができ、且つ、高い耐久性を実現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】
【００１０】
本発明の一態様に係る電力変換装置は、パワーモジュール部と平滑部とを備える。前記パワーモジュール部は、第１方向に配列された複数のパワーモジュールを有する。前記平滑部は、前記パワーモジュール部に対して前記第１方向に対して交差する第２方向の一方側に隣接し、且つ、前記パワーモジュール部と直流回路との間に電気的に介在するように配置されるとともに、正極側端子および負極側端子を有する平滑コンデンサと、前記正極側端子と前記パワーモジュール部とを接続する正極側接続バスバーと、前記負極側端子と前記パワーモジュール部とを接続する負極側接続バスバーと、を有する。
（【００１１】以降は省略されています）

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