(57)【要約】【課題】パワーモジュールを小型化することを目的とする。【解決手段】  直流電力と交流電力とを相互に変換するパワーモジュールであって、第１スイッチング素子及び第１整流素子が載置され、交流電力の交流端子を備える第１導電板と、第２スイッチング素子と第２整流素子が載置され、直流電力の直流正極端子を備える第２導電板と、第１スイッチング素子と第１整流素子に接続され、直流電力の直流負極端子を備える第３導電板と、を備え、複数の第１スイッチング素子が配列される第１方向と、複数の第１整流素子が配列される第２方向とは直交しており、第１整流素子が配置される箇所から、第２方向に前記交流端子が延在する。【選択図】図３
2018023176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電力と交流電力とを相互に変換するパワーモジュールであって、
複数の第１スイッチング素子及び複数の第１整流素子が載置され、交流電力の交流端子を備える第１導電板と、
第２スイッチング素子及び第２整流素子が載置され、直流電力の直流正極端子を備える第２導電板と、
前記第１スイッチング素子と前記第１整流素子に接続され、直流電力の直流負極端子を備える第３導電板と、を備え、
複数の前記第１スイッチング素子が配列される第１方向と、複数の前記第１整流素子が配列される第２方向とは直交しており、
前記交流端子は、前記第１整流素子が配置される箇所から前記第２方向に延在する
パワーモジュール。
【請求項２】
請求項１に記載のパワーモジュールであって、
複数の前記第１スイッチング素子には信号線が接続され、
前記信号線は、前記交流端子とは異なる位置で、前記第２方向に延在する
パワーモジュール。
【請求項３】
請求項1又は２に記載のパワーモジュールであって、
前記第１スイッチング素子及び前記第１整流素子と、前記第２スイッチング素子及び前記第２整流素子とは、それぞれ三相交流に対応した３組が備えられ、
３組の前記第１スイッチング素子及び前記第１整流素子が、前記第１方向に従って配列され、
３組の前記第２スイッチング素子及び前記第２整流素子が、３組の前記第１スイッチング素子及び前記第１整流素子に隣接して、前記第１方向に配列される
パワーモジュール。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一つに記載のパワーモジュールであって、
二つの前記第１スイッチング素子の間に、少なくとも二つの前記第１整流素子が、前記第２方向に従って配列される
パワーモジュール。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一つに記載のパワーモジュールであって、
前記第１整流素子の設置面積は、前記第１スイッチング素子の設置面積よりも小さい
パワーモジュール。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一つに記載のパワーモジュールであって、
複数の前記第２スイッチング素子が配列される第３方向と、複数の前記第２整流素子が配列される第４方向とは直交しており、
前記直流正極端子は、前記第１整流素子が配置される箇所から前記第４方向に延在する
パワーモジュール。
【請求項７】
請求項６に記載のパワーモジュールであって、
複数の前記第２スイッチング素子には信号線が接続され、
前記信号線は、前記直流正極端子とは異なる位置で、前記第４方向に延在する
パワーモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動自動車やハイブリッド自動車等に搭載されて電力の変換を行なうパワーモジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電動自動車やハイブリッド自動車等に搭載される電力変換装置は、パワーモジュールやコンデンサ等の電子部品を備えている。これら各部品の大きさや形状により、電力変換装置の筐体が大型化してしまうという問題があった。
【０００３】
パワーモジュールは、スイッチング素子及び整流素子（ダイオード）と、これらを接続するバスバー等の導体からなる。前述のような問題に対して、例えば、各アームの第１および第２の配線層を絶縁基板の上にそれぞれ形成し、前記第１の配線層に前記スイッチング素子の一方の面を固定し、前記第２の配線層と前記スイッチング素子の他方の面との電気的接続を板状の導体でなし、前記板状の導体は第１と第２の接続部を有し、前記板状導体の第１の接続部が前記スイッチング素子の他方の面に固定され、前記板状導体の第２の接続部が前記第２の配線層に固定されるインバータ装置（特許文献１参照）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１０９５７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の従来の技術は、上下各アームに複数のスイッチング素子及びダイオードを横方向に並べ、これらを板状の導体によって挟持して接続する構成により、パワーモジュールを薄型に形成している。
【０００６】
一方で、このような構成では、スイッチング素子に接続される信号配線を取り出すためのスペースを確保することができるが、ダイオードは信号配線を取り出さないため長手方向にスペースをとり、結果としてパワーモジュールのサイズが大型化するという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、パワーモジュールを小型化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のある実施態様によると、直流電力と交流電力とを相互に変換するパワーモジュールを備えるパワーコントロールユニットであって、パワーモジュールは、複数の第１スイッチング素子及び複数の第１整流素子が載置され、交流電力の交流端子を備える第１導電板と、第２スイッチング素子と第２整流素子が載置され、直流電力の直流正極端子を備える第２導電板と、第１スイッチング素子と第１整流素子に接続され、直流電力の直流負極端子を備える第３導電板と、を備え、複数の第１スイッチング素子が配列される第１方向と、複数の第１整流素子が配列される第２方向とは直交しており、第１整流素子が配置される箇所から、第２方向に交流端子が延在する。
【発明の効果】
【０００９】
上記態様によると、第１整流素子が配置される箇所から、第１整流素子が配列される第２方向に交流端子が延在するので、スイッチング素子と整流素子とを近接して配置した場合においても、第１スイッチング素子が存在する箇所には交流端子が存在しない。そのため、信号線等を配置することが容易となる。従って、スイッチング素子と整流素子とを近接して配置することができ、パワーモジュールを小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態のパワーコントロールユニットの機能ブロック図である。
【図２】本発明の実施形態のパワーモジュールの回路構成を示す説明図である。
【図３】本発明の実施形態のパワーモジュールの斜視図である。
【図４】本発明の実施形態のパワーモジュールの斜視透視図である。
【図５】本発明の実施形態のパワーモジュールの上面透視図である。
【図６Ａ】本発明の実施形態のパワーモジュールの断面図である。
【図６Ｂ】本発明の実施形態のパワーモジュールの断面図である。
【図７】本発明の実施形態のパワーモジュールの変形例の上面透視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態のパワーコントロールユニット１の機能ブロック図である。
【００１３】
パワーコントロールユニット１は、電動車両又はプラグインハイブリッド車両に備えられ、蓄電装置（バッテリ）５の電力を回転電機（モータジェネレータ）６の駆動に適した電力に変換する。負荷としてのモータジェネレータ６は、パワーコントロールユニット１から供給される電力により駆動され、車両が駆動される。
【００１４】
パワーコントロールユニット１は、モータジェネレータ６の回生電力を直流電力に変換して、バッテリ５を充電する。また、パワーコントロールユニット１は、車両に備えられた急速充電用のコネクタ又は普通充電用のコネクタから電力が供給されることで、バッテリ５を充電する。
【００１５】
バッテリ５は、例えばリチウムイオン二次電池で構成される。バッテリ５は、パワーコントロールユニット１に直流電力を供給し、パワーコントロールユニット１から供給される直流電力により充電される。バッテリ５の電圧は例えば２４０Ｖ〜４００Ｖの間で変動し、それよりも高い電圧が入力されることで、バッテリ５が、充電される。
【００１６】
モータジェネレータ６は、例えば永久磁石同期電動機として構成される。モータジェネレータ６は、パワーコントロールユニット１から供給される交流電力により駆動されて、車両を駆動する。車両が減速するときは、モータジェネレータ６が回生電力を発生する。
【００１７】
パワーコントロールユニット１は、ケース２内に、コンデンサモジュール１０、パワーモジュール２０、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０、充電装置４０、充電・ＤＣ／ＤＣコントローラ５０、リレーコントローラ６０及びインバータコントローラ７０を備える。これら各部は、バスバー又は配線により電気的に接続される。
【００１８】
コンデンサモジュール１０は、複数のコンデンサ素子により構成される。コンデンサモジュール１０は、電圧を平滑化することで、ノイズの除去や電圧変動の抑制を行なう。コンデンサモジュール１０は、第１バスバー１１と、第２バスバー１２と、電力配線１３とを備える。
【００１９】
第１バスバー１１は、パワーモジュール２０に接続される。第２バスバー１２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０、リレー６１、バッテリ５及び電動コンプレッサ（図示せず）に接続される。電力配線１３は、可撓性を有するケーブル（例えばリッツ線）により構成され、充電装置４０に接続される。第１バスバー１１と、第２バスバー１２と、電力配線１３とは、コンデンサモジュール１０の内部で正極と負極とを共用する。
【００２０】
パワーモジュール２０は、複数のスイッチング素子（パワー素子、図２参照）をＯＮ／ＯＦＦすることにより直流電力と交流電力とを相互に変換する。複数のスイッチング素子は、パワーモジュール２０に備えられるドライバ基板２１によりＯＮ／ＯＦＦが制御される。
【００２１】
パワーモジュール２０は、コンデンサモジュール１０の第１バスバー１１に接続される。第１バスバー１１は、正極及び負極からなる。パワーモジュール２０は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相からなる３相の出力バスバー２３を備える。出力バスバー２３は、電流センサ２２に接続される。電流センサ２２は、モータジェネレータ６側に三相の交流電力を出力するモータ側バスバー２５を備える。
【００２２】
インバータコントローラ７０は、車両のコントローラ（図示せず）からの指示及び電流センサ２２からのＵ相、Ｖ相、Ｗ相の電流の検出結果に基づいて、パワーモジュール２０を動作させる信号をドライバ基板２１に出力する。ドライバ基板２１は、インバータコントローラ７０からの信号に基づいて、パワーモジュール２０を制御する。インバータコントローラ７０、ドライバ基板２１、パワーモジュール２０及びコンデンサモジュール１０により、直流電力と交流電力とを相互に変換するインバータモジュールが構成される。
【００２３】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、バッテリ５から供給される直流電力の電圧を変換して、他の機器へと供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、バッテリ５の直流電力（例えば４００Ｖ）を１２Ｖの直流電力に降圧する。降圧された直流電力は、車両に備えられるコントローラや照明、ファン等の電源として供給される。ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、第２バスバー１２を介してコンデンサモジュール１０及びバッテリ５に接続される。
【００２４】
充電装置４０は、車両に備えられる充電用の外部コネクタから普通充電コネクタ８１を介して供給される商用電源（例えば交流１００Ｖや２００Ｖ）を直流電力（例えば５００Ｖ）に変換する。充電装置４０により変換された直流電力は、電力配線１３からコンデンサモジュール１０を介してバッテリ５に供給される。これによりバッテリ５が充電される。
【００２５】
充電・ＤＣ／ＤＣコントローラ５０は、パワーコントロールユニット１によるモータジェネレータ６の駆動及びバッテリ５の充電を制御する。具体的には、充電・ＤＣ／ＤＣコントローラ５０は、車両のコントローラからの指示に基づいて、充電装置４０による普通充電コネクタ８１を介したバッテリ５の充電、急速充電コネクタ６３を介したバッテリ５の充電及びモータジェネレータ６の駆動、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０による降圧を制御する。
【００２６】
リレーコントローラ６０は、充電・ＤＣ／ＤＣコントローラ５０の制御により、リレー６１の断続を制御する。リレー６１は、正側リレー６１ａ及び負側リレー６１ｂにより構成される。リレー６１は、充電用の外部コネクタから急速充電コネクタ６３を介して接続された場合に通電し、急速充電コネクタ６３から供給される直流電力（例えば５００Ｖ）を第２バスバー１２へと供給する。供給された直流電力によりバッテリ５が充電される。
【００２７】
ケース２は、上ケースと下ケースとにより構成される。下ケースには冷却水流路が形成されている。冷却水流路には冷却水が流通するように構成されており、冷却水流路の直上に載置されるパワーモジュール２０、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０及び充電装置４０を冷却する。
【００２８】
次に、パワーモジュール２０の構成を説明する。
【００２９】
図２は、本発明の実施形態のパワーモジュール２０の回路構成を示す説明図である。図３は、パワーモジュール２０の斜視図である。
【００３０】
パワーモジュール２０は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相それぞれに対応する上アーム、下アームの組からなる複数のスイッチング素子２８ｕ〜２９ｗと、それぞれのスイッチング素子２８ｕ〜２９ｗに並列に接続されるダイオード２０ｃと、これらスイッチング素子２８ｕ〜２９ｗ及びダイオード２０ｃとを包囲する樹脂モールド部２０ｂと、を備える。
【００３１】
より具体的には、パワーモジュール２０は、Ｕ相に対応するスイッチング素子２８ｕ、２９ｕ、Ｖ相に対応する２８ｖ、２９ｖ、Ｗ相に対応するスイッチング素子２８ｗ、２９ｗを備える。
【００３２】
パワーモジュール２０は、各スイッチング素子２８ｕ〜２９ｗに接続される正極バスバー２３ａ、負極バスバー２３ｂ、Ｕ相バスバー２３ｕ、Ｖ相バスバー２３ｖ、Ｗ相バスバー２３ｗを備える。各スイッチング素子２８ｕ〜２９ｗには、スイッチングを制御する信号が入出力される信号線２０ｄ、温度センサ、電流センサの信号が入出力される信号線２０ｅが接続される。これら信号線及びバスバーは、樹脂モールド部２０ｂの側方へと突出する。正極バスバー２３ａ及び負極バスバー２３ｂは、第１バスバー１１に接続される。Ｕ相バスバー２３ｕ、Ｖ相バスバー２３ｖ及びＷ相バスバー２３ｗは、電流センサ２２に接続される。
【００３３】
図３に示すように、パワーモジュール２０は、薄板状の矩形形状に形成され、その短手方向の側面の一の辺から正極バスバー２３ａ、負極バスバー２３ｂが突出し、一の辺に対向する二の辺からＵ相バスバー２３ｕ、Ｖ相バスバー２３ｖ、Ｗ相バスバー２３ｗが突出する。信号線２０ｄ、２０ｅは、正極バスバー２３ａ、負極バスバー２３ｂが突出する一の辺、又は、Ｕ相バスバー２３ｕ、Ｖ相バスバー２３ｖ、Ｗ相バスバー２３ｗが突出する二の辺から、それぞれ各バスバーと同一方向に突出する。これら正極バスバー２３ａ及び負極バスバー２３ｂ、Ｕ相バスバー２３ｕ、Ｖ相バスバー２３ｖ及びＷ相バスバー２３ｗは、パワーモジュール２０の厚さ方向の略同位置の一から突出する。
【００３４】
図４及び図５は、本発明の実施形態のパワーモジュール２０の透視図である。図４は、パワーモジュール２０の斜視透視図を示す。図５は、パワーモジュールの上面透視図を示す。
【００３５】
パワーモジュール２０は、薄板状の形状であり、スイッチング素子２８ｕ〜２９ｗ及びダイオード２０ｃが整列して配列される。
【００３６】
図２に示す回路図での一つのスイッチング素子は一対のスイッチング素子により構成されており、図２に示す回路図での一つのダイオードは一対のダイオードにより構成されている。従って、図５においては、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相は、それぞれ、二つのスイッチング素子と二つのダイオードとからなる上アームと、二つのスイッチング素子と二つのダイオードとからなる下アームとから構成されている。これらスイッチング素子及びダイオードは、全てパワーモジュール２０内において平面上に配列される。なお、ダイオード２０ｃの設置面積は、スイッチング素子の設置面積よりも小さく形成されている。これにより、バスバー等を通じて各スイッチング素子の熱伝導効率を高めることができる。
【００３７】
Ｕ相の上アーム（正極側）は、二つのスイッチング素子２８ｕ−１、２８ｕ−２及び二つのダイオード２０ｃ−ｕ１、２０ｃ−ｕ２から構成され、Ｕ相の下アーム（負極側）は、二つのスイッチング素子２９ｕ−１、２９ｕ−２及び二つのダイオード２０ｃ−ｕ３、２０ｃ−ｕ４から構成される。
【００３８】
二つのスイッチング素子２９ｕ−１、２９ｕ−２は、樹脂モールド部２０ｂの長手方向（バスバー及び信号線が突出する面と平行の方向、第１方向）に二つ並べて配置される。ダイオード２０ｃ−ｕ３、２０ｃ−ｕ４は、二つのスイッチング素子２９ｕ−１、２９ｕ−２の間に配置され、短手方向（バスバー及び信号線が突出しない両側面と平行の方向であって第１方向と直交する方向、第２方向）に二つ並べて配置される。
【００３９】
同様に、二つのスイッチング素子２８ｕ−１、２８ｕ−２は、樹脂モールド部２０ｂの長手方向に二つ並べて配置され、ダイオード２０ｃ−ｕ１、２０ｃ−ｕ２は、二つのスイッチング素子２８ｕ−１、２８ｕ−２の間に配置され、短手方向に二つ並べて配置される。
【００４０】
Ｕ相バスバー２３ｕは、樹脂モールド部２０ｂの側面から突出する端子部１００ｕを備える。二つのスイッチング素子２９ｕ−１、２９ｕ−２及び二つのダイオード２０ｃ−ｕ３、２０ｃ−ｕ４が、Ｕ相バスバー２３ｕ上に載置される（図６Ａ、図６Ｂ参照）。スイッチング素子２９ｕ−１、２９ｕ−２及びダイオード２０ｃ−ｕ３、２０ｃ−ｕ４は、Ｕ相バスバー２３ｕ及び負極バスバー２３ｂに挟持され、Ｕ相の下アームのスイッチング素子２９ｕとして、Ｕ相バスバー２３ｕと負極バスバー２３ｂとの間で電力の導通をスイッチングする。
【００４１】
Ｕ相バスバー２３ｕの端子部１００ｕは、二つのスイッチング素子２９ｕ−１、２９ｕ−２の間に置かれたダイオード２０ｃ−ｕ３、２０ｃ−ｕ４の位置から、樹脂モールド部２０ｂの外側方向に突出する。Ｕ相バスバー２３ｕの端子部１００ｕの長手方向の幅は、ダイオード２０ｃ−ｕ３、２０ｃ−ｕ４と略同じ幅に形成されている。
【００４２】
スイッチング素子２９ｕ−１、２９ｕ−２には、それぞれ信号線２０ｄ、２０ｅがボンディングワイヤ等により接続される。信号線２０ｄ、２０ｅは、Ｕ相バスバー２３ｕの端子部１００ｕの長手方向の両側に近接した位置で、樹脂モールド部２０ｂの外側方向に突出する。
【００４３】
さらに、Ｕ相において、二つのスイッチング素子２８ｕ−１、２８ｕ−２が長手方向（第３方向）に配置され、二つのダイオード２０ｃ−ｕ１、２０ｃ−ｕ２が短手方向（第４方向）に配置されて、それぞれ正極バスバー２３ａ上に載置される（図６Ａ、図６Ｂ参照）。スイッチング素子２８ｕ−１、２８ｕ−２及びダイオード２０ｃ−ｕ１、２０ｃ−ｕ２は、正極バスバー２３ａ及びＵ相バスバー２３ｕに挟持され、Ｕ相の上アームのスイッチング素子２８ｕとして、正極バスバー２３ａとＵ相バスバー２３ｕとの間で電力の導通をスイッチングする。
【００４４】
スイッチング素子２８ｕ−１、２８ｕ−２にはそれぞれ信号線２０ｄ、２０ｅが接続される。信号線２０ｄ、２０ｅは、Ｕ相バスバー２３ｕの端子部１００ｕが突設する面と対向する面側で、樹脂モールド部２０ｂの外側方向に突出する。
【００４５】
Ｖ相の上アーム（正極側）は、二つのスイッチング素子２８ｖ−１、２８ｖ−２及び二つのダイオード２０ｃ−ｖ１、２０ｃ−ｖ２から構成され、Ｖ相の下アーム（負極側）は、二つのスイッチング素子２９ｖ−１、２９ｖ−２及び二つのダイオード２０ｃ−ｖ３、２０ｃ−ｖ４から構成される。
【００４６】
二つのスイッチング素子２９ｖ−１、２９ｖ−２は、樹脂モールド部２０ｂの長手方向に二つ並べて配置される。ダイオード２０ｃ−ｖ３、２０ｃ−ｖ４は、二つのスイッチング素子２９ｖ−１、２９ｖ−２の間に配置され、短手方向に二つ並べて配置される。
【００４７】
同様に、二つのスイッチング素子２８ｖ−１、２８ｖ−２は、樹脂モールド部２０ｂの長手方向に二つ並べて配置され、ダイオード２０ｃ−ｖ１、２０ｃ−ｖ２は、二つのスイッチング素子２８ｖ−１、２８ｖ−２の間に配置され、短手方向に二つ並べて配置される。
【００４８】
Ｖ相バスバー２３ｖは、樹脂モールド部２０ｂの側面から突出する端子部１００ｖを備える。二つのスイッチング素子２９ｖ−１、２９ｖ−２及び二つのダイオード２０ｃ−ｖ３、２０ｃ−ｖ４が、Ｖ相バスバー２３ｖ上に載置される。スイッチング素子２９ｖ−１、２９ｖ−２及びダイオード２０ｃ−ｖ３、２０ｃ−ｖ４は、Ｖ相バスバー２３ｖ及び負極バスバー２３ｂに挟持され、Ｖ相の下アームのスイッチング素子２９ｖとして、Ｖ相バスバー２３ｖと負極バスバー２３ｂとの間で電力の導通をスイッチングする。
【００４９】
Ｖ相バスバー２３ｖの端子部１００ｖは、二つのスイッチング素子２９ｖ−１、２９ｖ−２との間に置かれたダイオード２０ｃ−ｖ３、２０ｃ−ｖ４の位置から、樹脂モールド部２０ｂの外側方向に突出する。Ｖ相バスバー２３ｖの端子部１００ｖの長手方向の幅は、ダイオード２０ｃ−ｖ３、２０ｃ−ｖ３と略同じ幅に形成されている。
【００５０】
スイッチング素子２９ｖ−１、２９ｖ−２には、それぞれ信号線２０ｄ、２０ｅが接続される。信号線２０ｄ、２０ｅは、Ｖ相バスバー２３ｖの端子部１００ｖの長手方向の両側に近接した位置で、樹脂モールド部２０ｂの外側方向に突出する。
【００５１】
Ｖ相において、二つのスイッチング素子２８ｖ−１、２８ｖ−２が長手方向（第３方向）に配置され、二つのダイオード２０ｃ−ｖ１、２０ｃ−ｖ２が短手方向（第４方向）に配置され、それぞれ正極バスバー２３ａ上に載置される。スイッチング素子２８ｖ−１、２８ｖ−２及びダイオード２０ｃ−ｖ１、２０ｃ−ｖ２は、正極バスバー２３ａ及びＶ相バスバー２３ｖに挟持され、Ｖ相の上アームのスイッチング素子２８ｖとして、正極バスバー２３ａとＶ相バスバー２３ｖとの間で電力の導通をスイッチングする。
【００５２】
スイッチング素子２８ｖ−１、２８ｖ−２にはそれぞれ信号線２０ｄ、２０ｅが接続される。信号線２０ｄ、２０ｅは、Ｖ相バスバー２３ｖの端子部１００ｖが突設する面と対向する面側で、樹脂モールド部２０ｂの外側方向に突出する。
【００５３】
Ｖ相のスイッチング素子２８ｖ−１、２８ｖ−２が置かれる箇所付近では、正極バスバー２３ａの端子部１２０ａ及び負極バスバー２３ｂの端子部１２０ｂが、樹脂モールド部２０ｂの外側方向に突出する。スイッチング素子２８ｖ−１、２８ｖ−２に接続される信号線２０ｄ、２０ｅは、正極バスバー２３ａの端子部１２０ａ及び負極バスバー２３ｂの端子部１２０ｂを避けて、樹脂モールド部２０ｂの長手方向にオフセットされて接続される。
【００５４】
Ｗ相の上アーム（正極側）は、二つのスイッチング素子２８ｗ−１、２８ｗ−２及び二つのダイオード２０ｃ−ｗ１、２０ｃ−ｗ２から構成され、Ｗ相の下アーム（負極側）は、二つのスイッチング素子２９ｗ−１、２９ｗ−２及び二つのダイオード２０ｃ−ｗ３、２０ｃ−ｗ４から構成される。
【００５５】
二つのスイッチング素子２９ｗ−１、２９ｗ−２は、樹脂モールド部２０ｂの長手方向に二つ並べて配置される。ダイオード２０ｃ−ｗ３、２０ｃ−ｗ４は、二つのスイッチング素子２９ｗ−１、２９ｗ−２の間に配置され、短手方向に二つ並べて配置される。
【００５６】
同様に、二つのスイッチング素子２８ｗ−１、２８ｗ−２は、樹脂モールド部２０ｂの長手方向に二つ並べて配置され、ダイオード２０ｃ−ｗ１、２０ｃ−ｗ２は、二つのスイッチング素子２８ｗ−１、２８ｗ−２の間に配置され、短手方向に二つ並べて配置される。
【００５７】
Ｗ相バスバー２３ｗは、樹脂モールド部２０ｂの側面から突出する端子部１００ｗを備える。二つのスイッチング素子２９ｗ−１、２９ｗ−２及び二つのダイオード２０ｃ−ｗ３、２０ｃ−ｗ４が、Ｗ相バスバー２３ｗ上に載置される。スイッチング素子２９ｗ−１、２９ｗ−２及びダイオード２０ｃ−ｗ３、２０ｃ−ｗ４は、Ｗ相バスバー２３ｗ及び負極バスバー２３ｂに挟持され、Ｗ相の下アームのスイッチング素子２９ｗとして、Ｗ相バスバー２３ｗと負極バスバー２３ｂとの間で電力の導通をスイッチングする。
【００５８】
Ｗ相バスバー２３ｗの端子部１００ｗは、二つのスイッチング素子２９ｗ−１、２９ｗ−２との間に置かれたダイオード２０ｃ−ｗ３、２０ｃ−ｗ４の位置から、樹脂モールド部２０ｂの外側方向に突出する。Ｗ相バスバー２３ｗの端子部１００ｗの長手方向の幅は、ダイオード２０ｃ−ｗ３、２０ｃ−ｗ４と略同じ幅に形成されている。
【００５９】
スイッチング素子２９ｗ−１、２９ｗ−２には、それぞれ信号線２０ｄ、２０ｅが接続される。信号線２０ｄ、２０ｅは、Ｗ相バスバー２３ｗの端子部１００ｗの長手方向の両側に近接した位置で、樹脂モールド部２０ｂの外側方向に突出する。
【００６０】
さらに、Ｗ相において、二つのスイッチング素子２８ｗ−１、２８ｗ−２が長手方向（第３方向）に配置され、二つのダイオード２０ｃ−ｗ１、２０ｃ−ｗ２が短手方向（第４方向）に配置され、それぞれ正極バスバー２３ａ上に載置される。スイッチング素子２８ｗ−１、２８ｗ−２及びダイオード２０ｃ−ｗ１、２０ｃ−ｗ２は、正極バスバー２３ａ及びＷ相バスバー２３ｗに挟持され、Ｗ相の上アームのスイッチング素子２８ｗとして、正極バスバー２３ａとＷ相バスバー２３ｗとの間で電力の導通をスイッチングする。
【００６１】
スイッチング素子２８ｗ−１、２８ｗ−２にはそれぞれ信号線２０ｄ、２０ｅが接続される。信号線２０ｄ、２０ｅは、Ｗ相バスバー２３ｗの端子部１００ｗが突設する面と対向する面側で、樹脂モールド部２０ｂの外側方向に突出する。
【００６２】
図６Ａ及び図６Ｂは、本実施形態のパワーモジュール２０の断面図であり、それぞれ図５におけるＡ−Ａ断面図及びＢ−Ｂ断面図を示す。
【００６３】
図６Ａに示すように、Ｕ相の上アームでは、スイッチング素子２８ｕ−１（及び２８ｕ−２）が正極バスバー２３ａとＵ相バスバー２３ｕとに挟持され、両バスバーに電気的に接続される。スイッチング素子２８ｕ−１には、信号線２０ｄ、２０ｅがボンディングワイヤを介して接続されている。Ｕ相の下アームでは、スイッチング素子２９ｕ−１（及び２９ｕ−２）が負極バスバー２３ｂとＵ相バスバー２３ｕとに挟持され、両バスバーに電気的に接続される。スイッチング素子２９ｕ−１には、信号線２０ｄ、２０ｅがボンディングワイヤを介して接続されている。
【００６４】
図６Ｂに示すように、Ｕ相の上アームでは、ダイオード２０ｃ−ｕ１、２０ｃ−ｕ２が正極バスバー２３ａとＵ相バスバー２３ｕとに挟持され、両バスバーに電気的に接続される。Ｕ相の下アームでは、ダイオード２０ｃ−ｕ３、２０ｃ−ｕ４が負極バスバー２３ｂとＵ相バスバー２３ｕとに挟持され、両バスバーに電気的に接続される。
【００６５】
図６Ａ及び図６Ｂに示したように、各スイッチング素子及びダイオードは薄型形状を有しており、それぞれが平面上に配置されて各バスバーに挟持される構成であるので、パワーモジュール２０を薄型に形成することができる。
【００６６】
以上説明したように、本発明の実施形態は、直流電力と交流電力とを相互に変換するパワーモジュール２０に適用される。パワーモジュール２０は、第１スイッチング素子（下アームのスイッチング素子２９ｕ、２９ｖ、２９ｗ）及び第１整流素子（下アームのダイオード２０ｃ）が載置され、交流電力の交流端子（端子部１００ｕ、１００ｖ、１００ｗ）を備える第１導電板（Ｕ相バスバー２３ｕ、Ｖ相バスバー２３ｖ、Ｗ相バスバー２３ｗ）と、第２スイッチング素子（上アームのスイッチング素子２８ｕ、２８ｖ、２８ｗ）と第２整流素子（上アームのダイオード２０ｃ）が載置され、直流電力の直流正極端子（端子部１２０ａ）を備える第２導電板（正極バスバー２３ａ）と、第１スイッチング素子と第１整流素子に接続され、直流電力の直流負極端子（端子部１２０ｂ）を備える第３導電板（負極バスバー２３ｂ）と、を備える。
【００６７】
このパワーモジュール２０は、平面視において、第１スイッチング素子と第２スイッチング素子とが隣接して配置されると共に、第１整流素子と第２整流素子とが隣接して配置される。
【００６８】
具体的には、図５を参照すると、Ｕ相においては、第１スイッチング素子（下アームのスイッチング素子２９ｕ−１、２９ｕ−２）と、第２スイッチング素子（上アームのスイッチング素子２８ｕ−１、２８ｕ−２）とが隣接して配置さていれる。第１整流素子（下アームのダイオード２０ｃ−ｕ１、２０ｃ−ｕ２の組）と第２整流素子（上アームのダイオード２０ｃ−ｕ３、２０ｃ−ｕ４の組）とが隣接して配置されている。このような構成により、上アームを構成する各素子と下アームを構成する各素子とを近接して配置することができる。
【００６９】
本発明の実施形態は、第１整流素子が配置される箇所から、第１整流素子が配列される第２方向に交流端子が延在するので、スイッチング素子と整流素子とを近接して配置した場合においても、第１スイッチング素子が存在する箇所には交流端子が存在しないため、信号線等を配置することが容易となる。従って、スイッチング素子と整流素子とを近接して配置することができ、パワーモジュールを小型化することができるので、パワーモジュールを搭載するパワーコントロールユニット１を小型化することができる。
【００７０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【００７１】
上記実施形態では、一つのスイッチング素子及び一つのダイオードの機能を、それぞれ二つのスイッチング素子により構成する例を示したがこれに限られない。二以上のスイッチング素子及びダイオードによって、一つのスイッチング素子及び一つのダイオードとして機能するように構成してもよい。
【００７２】
また、上記実施形態では、二つのスイッチング素子の間に二つのダイオードが挟持される構成を示したがこれに限られない。図７は、本実施形態の変形例のパワーモジュール２０の上面透視図を示す。図７に示す変形例のように、二つのスイッチング素子に隣接して二つのダイオードが配置され、かつ、上記実施形態と同様に、二つのスイッチング素子が配列される第１方向と、二つのダイオードが配列される第２方向とが直交するように構成してもよい。
【００７３】
また、上記実施形態では、下アームにおける第１スイッチング素子の配列である第１配列と、上アームおけるスイッチング素子の第３配列とは同一方向に形成されているがこれに限られない。例えば上アームスイッチング素子が配置される面と、下アームのスイッチング素子が配置される面とが角度をもって接するような形状であってもよい。同様に、下アームにおける第１整流素子の配列である第２配列と、上アームおける整流素子の第４配列とは、角度をもって接してもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１            ：パワーコントロールユニット
２            ：ケース
４            ：冷却水流路
５            ：バッテリ
１０          ：コンデンサモジュール
１４          ：バスバー
２０          ：パワーモジュール
２０ｂ        ：樹脂モールド部
２０ｃ        ：ダイオード
２０ｄ、２０ｅ  ：信号線
２３ａ        ：正極バスバー
２３ｂ        ：負極バスバー
２３ｕ        ：Ｕ相バスバー
２３ｖ        ：Ｖ相バスバー
２３ｗ        ：Ｗ相バスバー
２８ｕ、２８ｖ、２８ｗ  ：スイッチング素子
２９ｕ、２９ｖ、２９ｗ  ：スイッチング素子
２９ｗ−１    ：スイッチング素子
３０          ：ＤＣ／ＤＣコンバータ
４０          ：充電装置
５０          ：ＤＣ／ＤＣコントローラ
７０          ：インバータコントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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