(57)【要約】【課題】本明細書は、近接対向する正極バスバと負極バスバの短絡を防止する技術を提供する。【解決手段】正極バスバ３０と負極バスバ４０は、夫々、複数の半導体モジュール８の正極端子２５ａと負極端子２５ｂをコンデンサ素子６１に接続する。正極バスバ３０と負極バスバ４０の間に絶縁板５０が挟まれている。負極バスバ４０の絶縁板５０とは反対側に保護カバー７０が配置されている。負極バスバ４０は、正極端子２５ａと第１枝部３３が通る第３孔４５を備えている。絶縁板５０は、正極端子２５ａと第１枝部３３が貫通する筒部５３を備えているとともに、筒部５３は負極バスバ４０の第３孔４５を通過している。保護カバー７０は、正極端子２５ａと第１枝部３３が通る第４孔７３を有している。第４孔７３の縁に絶縁板５０の筒部５３の先端が当接している。正極端子２５ａと第１枝部３３は、筒部５３から突き出た箇所で溶接されている。【選択図】図５
2018042309.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の冷却器が並んで配置されており、隣り合う前記冷却器の間に、スイッチング素子を収容している半導体モジュールが挟まれている積層ユニットと、
前記積層ユニットの隣りに配置されており、コンデンサ素子を収容しているとともに前記コンデンサ素子の周囲に充填材が充填されているコンデンサユニットと、
複数の前記半導体モジュールの夫々の側面から延びている第１端子と接合しているとともに、前記コンデンサ素子の一方の電極と接続している板状の第１バスバと、
板状の前記第１バスバと対向配置されており、夫々の前記半導体モジュールの前記側面から延びている第２端子と接合しているとともに、前記コンデンサ素子の他方の電極と接続している板状の第２バスバと、
前記第１バスバと前記第２バスバの間に挟まれている絶縁板と、
保護カバーと、
を備えており、
複数の前記半導体モジュールの前記第１端子は、前記冷却器と前記半導体モジュールの積層方向に沿って一列に並んでおり、複数の前記第２端子は、前記第１端子の列と平行に一列に並んでおり、
前記第１バスバは、複数の前記第１端子の夫々が通る複数の第１孔を有しているとともに、夫々の第１孔の縁から夫々の前記第１端子と接合される第１枝部が延びており、
前記第２バスバは、前記第１バスバの前記積層ユニットとは反対側に位置しており、複数の前記第２端子の夫々が通る複数の第２孔を有しているとともに、夫々の第２孔の縁から夫々の前記第２端子と接合される第２枝部が延びており、前記第１端子の夫々と前記第１枝部の夫々が通る複数の第３孔を備えており、
前記絶縁板は、夫々の前記第１端子と前記第１枝部が貫通する複数の筒部を備えているとともに、夫々の筒部が前記第２バスバの夫々の前記第３孔を通過しており、
前記保護カバーは、前記絶縁板の反対側で前記第２バスバと重なっており、夫々の前記第１端子と前記第１枝部が通る複数の第４孔が設けられており、夫々の第４孔の縁に前記絶縁板の夫々の筒部の先端が当接しており、
夫々の前記第１端子と前記第１枝部は、前記筒部から突き出た箇所で溶接されており、
前記保護カバーの一部が前記コンデンサユニットの前記充填材に埋設されている、電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書が開示する技術は、電力変換装置に関する。特に、複数の冷却器が平行に配置されており、隣り合う冷却器の間に半導体モジュールが挟まれている積層ユニットを有する電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記した積層ユニットを備えた電力変換装置が例えば特許文献１に開示されている。各半導体モジュールは、１個乃至数個のスイッチング素子を収容している。半導体モジュールの本体からは、内部でスイッチング素子と導通している複数の端子（例えば第１端子と第２端子）が延びている。複数の半導体モジュールの夫々の端子は、半導体モジュールと冷却器の積層方向に一例に並ぶことになる。第１端子群と第２端子群が２列に並ぶことになる。積層ユニットの隣には、コンデンサ素子を収容したコンデンサユニットが位置している。夫々の半導体モジュールの第１端子とコンデンサ素子の一方の電極が第１バスバで接続されており、夫々の半導体モジュールの第２端子とコンデンサ素子の他方の電極が第２バスバで接続されている。第１バスバと第２バスバは、夫々、板状の基部を有しており、その基部から、夫々の端子と接合される複数の枝部が延びている。通常、端子と枝部は溶接で接合される。第１バスバの板状の基部と第２バスバの板状の基部は近接して対向配置される。２枚の基部を近接して対向配置することで、バスバのインダクタンスが低減される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−０１５７８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
第１バスバの夫々の枝部と夫々の第１端子が溶接で接合され、第２バスバの夫々の枝部と夫々の第２端子が溶接で接合される。第１端子群と第２端子群が二列に並んでいるため、溶接の際に、溶接箇所を周囲から隔離する保護シートなどは使い難い。一方、第１バスバと第２バスバの基部同士が近接対向配置されている。それゆえ、溶接時に飛散する溶接粉によって、２個のバスバが短絡するおそれがある。溶接粉による短絡を防止する構造が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書が開示する電力変換装置は、積層ユニットと、コンデンサユニットと、板状の第１バスバと、板状の第２バスバと、絶縁板と、保護カバーを備える。積層ユニットは、複数の冷却器が並んで配置されており、隣り合う冷却器の間に、スイッチング素子を収容している半導体モジュールが挟まれている。コンデンサユニットは、積層ユニットの隣りに配置されている。コンデンサユニットの中にコンデンサ素子が収容されており、コンデンサ素子の周囲に充填材が充填されている。第１バスバは、複数の半導体モジュールの夫々の側面から延びている第１端子と接合しているとともに、コンデンサ素子の一方の電極と接続している。第２バスバは、板状の第１バスバと対向配置されている。第２バスバは、夫々の半導体モジュールの側面から延びている第２端子と接合しているとともに、コンデンサ素子の他方の電極と接続している。絶縁板は、第１バスバと第２バスバの間に挟まれており、第１バスバを第２バスバから絶縁する。
【０００６】
複数の半導体モジュールの第１端子は、冷却器と半導体モジュールの積層方向に沿って一列に並んでおり、複数の第２端子は、第１端子の列と平行に一列に並んでいる。板状の第１バスバは、複数の第１端子の夫々が通る複数の第１孔を有しているとともに、夫々の第１孔の縁から夫々の第１端子と接合される第１枝部が延びている。板状の第２バスバは、第１バスバの積層ユニットとは反対側に位置しており、複数の第２端子の夫々が通る複数の第２孔を有しているとともに、夫々の第２孔の縁から夫々の第２端子と接合される第２枝部が延びている。第２バスバは、第１端子の夫々と第１枝部の夫々が通る複数の第３孔を備えている。絶縁板は、夫々の第１端子と第１枝部が貫通する複数の筒部を備えているとともに、夫々の筒部が第２バスバの夫々の第３孔を通過している。保護カバーは、絶縁板の反対側で第２バスバと重なっており、夫々の第１端子と第１枝部が通る複数の第４孔が設けられており、夫々の第４孔の縁に絶縁板の夫々の筒部の先端が当接している。夫々の第１端子と第１枝部は、筒部から突き出た箇所で溶接されている。保護カバーの一部がコンデンサユニットの充填材に埋設されている。
【０００７】
上記した電力変換装置によると、まず、第１バスバと第２バスバの間に配置される絶縁板が、第１バスバと第２バスバの短絡を防止する。特に、第１バスバの第１枝部と第１端子が第２バスバの第３孔を通るが、第１端子と第１枝部は絶縁板の筒部で囲まれており、第１端子及び第１枝部が第２バスバに接触することが防止される。第２バスバに保護カバーが重ねられる。保護カバーには複数の第４孔が設けられている。夫々の第４孔を、夫々の第１端子と第１枝部が通る。夫々の第４孔の縁に、絶縁板の夫々の筒部の先端が当接している。そして、第１端子と第１枝部は、筒部から突出した箇所で溶接されている。溶接粉は、筒部の中に落ちても、筒部の内側は第２バスバから隔離されているので短絡を起こさない。また、筒部の外側は保護カバーで覆われることになるので、筒部の外側に落ちた溶接粉が第２バスバに付着することもない。こうして、第１バスバと第２バスバの短絡が防止される。なお、保護カバーは、その一部がコンデンサユニットの充填材に埋設されるため、しっかりと固定される。
【０００８】
本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例の電力変換装置を含む電気自動車の電力系のブロック図である。
【図２】積層ユニットとバスバとコンデンサユニットのアセンブリの斜視図である。
【図３】積層ユニットとバスバとコンデンサユニットの分解斜視図である。
【図４】図２のIV−IV線に沿った断面図である。
【図５】図２のV−V線に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図面を参照して実施例の電力変換装置を説明する。実施例の電力変換装置は電気自動車に搭載され、バッテリの電力を走行用モータの駆動電力に変換するデバイスである。図１に、電力変換装置２を含む電気自動車１００の電力系のブロック図を示す。電気自動車１００は、２個の走行用モータ８３ａ、８３ｂを備える。それゆえ、電力変換装置２は、２セットのインバータ回路１３ａ、１３ｂを備える。なお、２個のモータ８３ａ、８３ｂの出力は、ギアボックス８５で合成／分配されて車軸８６（即ち駆動輪）へと伝達される。
【００１１】
電力変換装置２は、システムメインリレー８２を介してバッテリ８１と接続されている。電力変換装置２は、バッテリ８１の電圧を昇圧する電圧コンバータ回路１２と、昇圧後の直流電力を交流に変換する２セットのインバータ回路１３ａ、１３ｂを備えている。
【００１２】
電圧コンバータ回路１２は、バッテリ側の端子に印加された電圧を昇圧してインバータ側の端子に出力する昇圧動作と、インバータ側の端子に印加された電圧を降圧してバッテリ側の端子に出力する降圧動作の双方を行うことが可能な双方向ＤＣ−ＤＣコンバータである。説明の便宜上、以下では、バッテリ側（低電圧側）の端子を入力端１８と称し、インバータ側（高電圧側）の端子を出力端１９と称する。また、入力端１８の正極と負極を夫々、入力正極端１８ａと入力負極端１８ｂと称する。出力端１９の正極と負極を夫々、出力正極端１９ａと出力負極端１９ｂと称する。「入力端１８」、「出力端１９」との表記は説明の便宜を図るためのものであり、先に述べたように、電圧コンバータ回路１２は双方向ＤＣ−ＤＣコンバータであるので、出力端１９から入力端１８へ電力が流れる場合がある。
【００１３】
電圧コンバータ回路１２は、２個のスイッチング素子９ａ、９ｂの直列回路、リアクトル７、フィルタコンデンサ５、各スイッチング素子に逆並列に接続されているダイオードで構成されている。リアクトル７は、一端が入力正極端１８ａに接続されており、他端は直列回路の中点に接続されている。フィルタコンデンサ５は、入力正極端１８ａと入力負極端１８ｂの間に接続されている。入力負極端１８ｂは、出力負極端１９ｂと直接に接続されている。スイッチング素子９ｂが主に昇圧動作に関与し、スイッチング素子９ａが主に降圧動作に関与する。図１の電圧コンバータ回路１２はよく知られているので詳細な説明は省略する。なお、符号８ａが示す破線矩形の範囲の回路が、後述する半導体モジュール８ａに対応する。符号２５ａ、２５ｂは、半導体モジュール８ａから延出している端子を示している。符号２５ａは、スイッチング素子９ａ、９ｂの直列回路の高電位側と導通している端子（正極端子２５ａ）を示している。符号２５ｂは、スイッチング素子９ａ、９ｂの直列回路の低電位側と導通している端子（負極端子２５ｂ）を表している。次に説明するように、正極端子２５ａ、負極端子２５ｂという表記は、他の半導体モジュールでも用いる。
【００１４】
インバータ回路１３ａは、２個のスイッチング素子の直列回路が３セット並列に接続された構成を有している。スイッチング素子９ｃと９ｄ、スイッチング素子９ｅと９ｆ、スイッチング素子９ｇと９ｈがそれぞれ直列回路を構成している。各スイッチング素子にはダイオードが逆並列に接続されている。３セットの直列回路の高電位側の端子（正極端子２５ａ）が電圧コンバータ回路１２の出力正極端１９ａに接続されており、３セットの直列回路の低電位側の端子（負極端子２５ｂ）が電圧コンバータ回路１２の出力負極端１９ｂに接続されている。３セットの直列回路の中点から３相交流（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）が出力される。３セットの直列回路の夫々が、後述する半導体モジュール８ｂ、８ｃ、８ｄに対応する。
【００１５】
インバータ回路１３ｂの構成はインバータ回路１３ａと同じであるため、図１では具体的な回路の図示を省略している。インバータ回路１３ｂもインバータ回路１３ａと同様に、２個のスイッチング素子の直列回路が３セット並列に接続された構成を有している。３セットの直列回路の高電位側の端子が電圧コンバータ回路１２の出力正極端１９ａに接続されており、３セットの直列回路の低電位側の端子が電圧コンバータ回路１２の出力負極端１９ｂに接続されている。各直列回路に対応するハードウエアを半導体モジュール８ｅ、８ｆ、８ｇと称する。
【００１６】
インバータ回路１３ａ、１３ｂの入力端に平滑コンデンサ６が並列に接続されている。平滑コンデンサ６は、別言すれば、電圧コンバータ回路１２の出力端１９に並列に接続されている。平滑コンデンサ６は、電圧コンバータ回路１２の出力電流の脈動を除去する。
【００１７】
スイッチング素子９ａ−９ｈは、トランジスタであり、典型的にはＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）であるが、他のトランジスタ、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）であってもよい。また、ここでいうスイッチング素子は、電力変換に用いられるものであり、パワー半導体素子と呼ばれることもある。
【００１８】
図１において、破線８ａ−８ｇの夫々が半導体モジュールに相当する。電力変換装置２は、２個のスイッチング素子の直列回路を７セット備えている。ハードウエアとしては、直列回路を構成する２個のスイッチング素子、および各スイッチング素子に逆並列に接続されているダイオードが一つのパッケージに収容されている。以下では、半導体モジュール８ａ−８ｇのいずれか一つを区別なく示すときには半導体モジュール８と表記する。
【００１９】
７個の半導体モジュール（７セットの直列回路）の高電位側の端子（正極端子２５ａ）が平滑コンデンサ６の正極電極に接続され、低電位側の端子（負極端子２５ｂ）が平滑コンデンサ６の負極電極に接続される。図１において、符号３０が示す破線内の導電経路は、複数の半導体モジュール８の正極端子２５ａと平滑コンデンサ６の正極電極を相互に接続するバスバ（正極バスバ）に対応する。符号４０が示す破線内の導電経路は、複数の負極端子２５ｂと平滑コンデンサ６の負極電極を相互に接続するバスバ（負極バスバ）に対応する。次に、複数の半導体モジュール８と正極バスバ３０、負極バスバ４０の構造について説明する。
【００２０】
図２に電力変換装置２のハードウエアの斜視図を示す。なお、図２では、電力変換装置２のハウジングと一部の部品の図示を省略している。複数の半導体モジュール８（８ａ−８ｇ）は、複数の冷却器２２とともに積層ユニット２０を構成している。半導体モジュール８ａ−８ｇは全て同じ形状であるので、図２と後述する図３では、代表して左端の半導体モジュールにのみ、符号８を付し、他の半導体モジュールには符号を省略した。また、図２と後述する図３では、左端の２個の冷却器にのみ、符号２２を付し、他の冷却器には符号を省略した。
【００２１】
図２は、電力変換装置２の斜視図であるが、積層ユニット２０、正極バスバ３０、負極バスバ４０、及び、コンデンサユニット６０のアセンブリのみを描いてあり、他の部品は図示を省略した。積層ユニット２０は、複数のカードタイプの冷却器２２が平行に配置されているとともに、隣り合う冷却器２２の間にカードタイプの半導体モジュール８が挟まれているデバイスである。カードタイプの半導体モジュール８は、その幅広面を冷却器２２に対向させて積層されている。各半導体モジュール８の一つの側面８０ａから３個の端子（正極端子２５ａ、負極端子２５ｂ、中点端子２５ｃ）が延びている。図２と後述する図３では、積層ユニット２０の左端に位置する半導体モジュール８の端子にのみ符号２５ａ、２５ｂ、２５ｃを付し、残りの半導体モジュール８には端子を示す符号を省略した。
【００２２】
正極端子２５ａと負極端子２５ｂは、先に述べたように、半導体モジュール８に収容されている直列回路の高電位側の端子と低電位側の端子である。中点端子２５ｃは、直列回路の中点と導通している端子である。別言すれば、３個の端子２５ａ−２５ｃは、いずれも、半導体モジュール８の内部でスイッチング素子と導通している。３個の端子２５ａ−２５ｃは、半導体モジュール８の幅広面と交差する一側面８０ａから図中のＺ軸正方向に延びている。一側面８０ａの反対側の側面から複数の制御端子が図中のＺ軸負方向に延びている。制御端子は、半導体モジュール８に内蔵されているスイッチング素子のゲート電極と導通しているゲート端子、及び、半導体モジュール８に内蔵されている温度センサや電流センサと導通している信号端子などである。
【００２３】
以下、説明の便宜上、積層ユニット２０における冷却器２２と半導体モジュール８の積層方向を単純に「積層方向」と称する。図中のＸ方向が積層方向に相当する。
【００２４】
図中の右端の冷却器２２には、冷媒供給口２８と冷媒排出口２９が設けられている。隣接する冷却器２２同士は、２個の連結管で接続されている。一方の連結管は、積層方向からみて冷媒供給口２８と重なるように位置している。他方の連結管は、積層方向からみて冷媒排出口２９と重なるように位置している。冷媒供給口２８と冷媒排出口２９には、不図示の冷媒循環装置が接続される。冷媒供給口２８から供給される冷媒は、一方の連結管を通じて全ての冷却器２２に分配される。冷媒は冷却器２２を通る間に隣接する半導体モジュール８から熱を吸収する。熱を吸収した冷媒は、他方の連結管と冷媒排出口２９を通じて積層ユニット２０から排出される。各半導体モジュール８は、その両側から冷却されるので、積層ユニット２０は冷却性能が高い。
【００２５】
各半導体モジュール８の３個の端子２５ａ−２５ｃはいずれも平板状である。複数の半導体モジュール８の正極端子２５ａは、隣接する半導体モジュール８の正極端子２５ａの平坦面と対向するように、積層方向に一列に並んでいる。複数の半導体モジュール８の負極端子２５ｂも、隣接する半導体モジュール８の負極端子２５ｂの平坦面と対向するように、積層方向に一列に並んでいる。複数の半導体モジュール８の中点端子２５ｃも同様である。複数の半導体モジュール８の正極端子２５ａ、負極端子２５ｂ、中点端子２５ｃは、３列に並んでいる。
【００２６】
図３に、正極バスバ３０と負極バスバ４０と積層ユニット２０とコンデンサユニット６０（コンデンサ素子６１）のアセンブリの分解斜視図を示す。なお、図２のコンデンサユニット６０には、２個のコンデンサ素子６１が収容されている。図３では、コンデンサユニット６０のケースを省略し、内部のコンデンサ素子６１を描いてある。詳しくは後述するが、コンデンサユニット６０のケースの中でコンデンサ素子６１の周囲は充填材で満たされている。コンデンサ素子６１は、図１の平滑コンデンサ６に相当する。
【００２７】
複数の半導体モジュール８の正極端子２５ａとコンデンサ素子６１の正極電極６１ａが正極バスバ３０で接続され、複数の負極端子２５ｂとコンデンサ素子６１の負極電極６１ｂが負極バスバ４０で接続される。
【００２８】
正極バスバ３０は、板状の電極部３９、板状の基部３１、及び、複数の枝部３３を備えている。電極部３９が、コンデンサ素子６１の正極電極６１ａに接続される。正極バスバ３０の基部３１には、複数の第１孔３２が設けられており、各第１孔３２の縁から枝部３３がＺ方向に延びている。各第１孔３２を各半導体モジュール８の正極端子２５ａが通り、その正極端子２５ａと枝部３３が接合される。
【００２９】
負極バスバ４０は、板状の電極部４９、板状の基部４１、及び、複数の枝部４３を備えている。電極部４９が、コンデンサ素子６１の負極電極６１ｂに接続される。負極バスバ４０の基部４１には、複数の第２孔４２が設けられており、各第２孔４２の縁から枝部４３がＺ方向に延びている。各第２孔４２を各半導体モジュール８の負極端子２５ｂが通り、その負極端子２５ｂと枝部４３が接合される。
【００３０】
負極バスバ４０は、正極バスバ３０の積層ユニット２０とは反対側に位置している。負極バスバ４０には、複数の第３孔４５が設けられており、各第３孔４５を、半導体モジュール８の正極端子２５ａが通過する。正極バスバ３０の板状の基部３１と、負極バスバ４０の板状の基部４１が近接対向する。
【００３１】
正極バスバ３０と負極バスバ４０の間に絶縁板５０が挟まれている。絶縁板５０は、正極バスバ３０と負極バスバ４０の間を絶縁する。絶縁板５０には、複数の筒部５３と、複数の第５孔５４が設けられている。絶縁板５０の積層方向（Ｘ方向）の両側には、Ｙ方向に延びているリブ５１が設けられており、各リブ５１から突起５２が延びている。一対のリブ５１の間に、負極バスバ４０の基部４１が収まる。
【００３２】
絶縁板５０の反対側で負極バスバ４０と重なるように、保護カバー７０が配置されている。保護カバー７０には、複数の第４孔７３が設けられており、各第４孔７３を、正極端子２５ａと正極バスバ３０の枝部３３が通過する。保護カバー７０は、絶縁材で作られている絶縁部７２と、銅で作られている金属部７１を有している。金属部７１に、第４孔７３が設けられている。保護カバー７０には、絶縁板５０の突起５２に対応する箇所に貫通孔７４が設けられている。絶縁板５０と負極バスバ４０と保護カバー７０が重ね合わさると、絶縁板５０の突起５２が保護カバー７０の貫通孔７４に嵌合し、絶縁板５０と保護カバー７０がしっかりと連結される。図３において符号７２ａが示す箇所は、保護カバー７０のうち、コンデンサユニット６０に埋設される箇所を示している。この点については後述する。
【００３３】
図４を参照して正極バスバ３０、負極バスバ４０、絶縁板５０、保護カバー７０の関係を説明する。図４は、図２のIV−IV線に沿った断面図であり、正極端子２５ａを横断する断面である。なお、図４は、積層ユニット２０と正極バスバ３０と負極バスバ４０と絶縁板５０と保護カバー７０のアセンブリの一部の断面のみ示した。
【００３４】
正極バスバ３０、負極バスバ４０、絶縁板５０、保護カバー７０は、重なっている。先に述べたように、絶縁板５０は、正極バスバ３０と負極バスバ４０に挟まれており、両者の間を絶縁する。正極バスバ３０、負極バスバ４０、絶縁板５０、保護カバー７０のうち、正極バスバ３０が最も半導体モジュール８の近くに位置する。その正極バスバ３０に、絶縁板５０が重なり、その上に負極バスバ４０が重なり、その上に保護カバー７０が重なる。正極バスバ３０の枝部３３は、正極バスバ３０の基部３１の半導体モジュール側に溶接されている。枝部３３は、基部３１の第１孔３２の縁から延びている。
【００３５】
正極バスバ３０に設けられた第１孔３２と、絶縁板５０に設けられた筒部５３と、負極バスバ４０に設けられた第３孔４５と、保護カバー７０に設けられた第４孔７３は、正極バスバ３０と負極バスバ４０の積層方向（図中のＺ方向）からみて重複する。それらの孔を半導体モジュール８の正極端子２５ａと、正極バスバ３０の枝部３３が通っている。絶縁板５０の筒部５３の内側を、正極端子２５ａと正極バスバ３０の枝部３３が通っており、筒部５３そのものは、負極バスバ４０の第３孔４５を通過している。筒部５３の先端は、保護カバー７０の第４孔７３の縁に当接している。
【００３６】
上記の構造により、正極端子２５ａの近傍では、負極バスバ４０が、正極バスバ３０の枝部３３と正極端子２５ａから隔離される。まず、絶縁板５０の筒部５３が負極バスバ４０の第３孔４５を通り、その筒部５３の内側を正極端子２５ａと枝部３３が通ることで、第３孔４５の周囲が正極端子２５ａと枝部３３から隔離される。また、筒部５３の先端が保護カバー７０の第４孔７３の縁に当接することで、負極バスバ４０の基部４１の表面に対向する空間Ｓｐを保護カバー７０の金属部７１が覆い、基部４１の表面を正極端子２５ａと枝部３３から隔離する。正極端子２５ａと正極バスバ３０の枝部３３は、筒部５３と第４孔７３から突き出た箇所で溶接されている。図４における矢印Ａが、溶接のためのレーザ光を模式的に表している。即ち、矢印Ａが指す箇所が、正極端子２５ａと枝部３３の溶接箇所になる。溶接の際、正極端子２５ａあるいは枝部３３から溶接粉が飛散する場合がある。図４において、符号Ｑが示す点線が、溶接粉を模式的に表している。先に述べたように、正極端子２５ａの周辺において、負極バスバ４０は、正極端子２５ａと枝部３３から隔離されているので、溶接粉が負極バスバ４０に付着することがない。よって、溶接粉を介して負極バスバ４０と正極バスバ３０が短絡することが防止される。なお、保護カバー７０の第４孔７３は金属部７１に設けられており、溶接粉は金属部７１に付着する。溶接粉は金属部７１に付着するので、他へ散乱することが防止される。
【００３７】
図５に、図２のV−V線に沿った断面を示す。図５は、筒部５３を横断する断面を示している。図５においても、負極バスバ４０の第３孔４５の縁と、正極端子２５ａ及び枝部３３の間を絶縁板５０の筒部５３が隔離しているとともに、正極端子２５ａの周囲では、保護カバー７０が負極バスバ４０を覆っていることが理解される。
【００３８】
図５を参照して、コンデンサユニット６０の内部構造を説明する。コンデンサ素子６１は、コンデンサユニット６０のケース６８の中に収容されている。ケース６８は、絶縁性の樹脂で作られている。ケース６８の内部でコンデンサ素子６１の周囲には充填材６９が充填されている。充填材６９は、例えば、シリコーン含有のポッティング材である。ケース６８の内部で、正極バスバ３０の電極部３９がコンデンサ素子６１の正極電極６１ａに接続されており、負極バスバ４０の電極部４９がコンデンサ素子６１の負極電極６１ｂに接続されている。
【００３９】
また、保護カバー７０の一部７２ａは、コンデンサユニット６０の内部に入り込んでおり、充填材６９に埋設されている。保護カバー７０の一部７２ａが充填材６９に埋設されているので、保護カバー７０は、コンデンサユニット６０にしっかりと固定される。
【００４０】
電力変換装置２は、正極バスバ３０と負極バスバ４０と絶縁板５０と保護カバー７０を備えることで、正極バスバ３０と負極バスバ４０の短絡が防止される。特に、正極バスバ３０の枝部３３と半導体モジュール８の正極端子２５ａを溶接する際の溶接粉による短絡が防止される。
【００４１】
実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。実施例の正極バスバ３０が請求項の第１バスバの一例に相当し、負極バスバ４０が実施例の第２バスバの一例に相当する。実施例の正極端子２５ａが請求項の第１端子の一例に相当し、実施例の負極端子２５ｂが請求項の第２端子の一例に相当する。実施例の正極バスバ３０の枝部３３が請求項の「第１枝部」の一例に相当し、負極バスバ４０の枝部４３が請求項の「第２枝部」の一例に相当する。実施例の「正極」と「負極」が逆転していてもよい。
【００４２】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００４３】
２：電力変換装置
５：フィルタコンデンサ
６：平滑コンデンサ
７：リアクトル
８、８ａ−８ｇ：半導体モジュール
９ａ−９ｈ：スイッチング素子
１２：電圧コンバータ回路
１３ａ、１３ｂ：インバータ回路
２０：積層ユニット
２２：冷却器
２５ａ：正極端子
２５ｂ：負極端子
２５ｃ：中点端子
３０：正極バスバ
３１、４１：基部
３２：第１孔
３３、４３：枝部
３９、４９：電極部
４０：負極バスバ
４２：第２孔
４５：第３孔
５０：絶縁板
５１：リブ
５２：突起
５３：筒部
５４：第５孔
６０：コンデンサユニット
６１：コンデンサ素子
６１ａ：正極電極
６１ｂ：負極電極
６８：ケース
６９：充填材
７０：保護カバー
７１：金属部
７２：絶縁部
８１：バッテリ
８２：システムメインリレー
８３ａ、８３ｂ：モータ
８５：ギアボックス
１００：電気自動車
【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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