(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子を封止した本体部からパワー端子が突出した複数の半導体モジュールを有する電力変換装置であって、
上記パワー端子には、直流電源の正電極に接続される正極端子と、上記直流電源の負電極に接続される負極端子とがあり、
金属板からなり、上記正極端子に接続した正極バスバーと、上記負極端子に接続した負極バスバーとの一対のバスバーと、
上記正極バスバーおよび上記負極バスバーに接続し、上記半導体モジュールに加わる電圧を平滑化するコンデンサと、
該コンデンサの放電電流が流れる放電抵抗とを備え、
該放電抵抗は、上記正極バスバーおよび上記負極バスバーに接続され、
上記半導体モジュールは冷却器によって冷却されており、
上記半導体モジュールを冷却する冷媒が流れる冷媒流路が形成された複数の冷却管と、上記複数の半導体モジュールとを積層して積層体を構成してあり、上記複数の冷却管のうち、上記積層体の積層方向における一方の端部に位置する端部冷却管には、上記冷却管に上記冷媒を導入するための導入パイプと、上記冷却管から上記冷媒を導出するための導出パイプとの一対のパイプが接続し、該一対のパイプは、上記パワー端子の突出方向と上記積層方向との双方に直交する幅方向における両端にて上記端部冷却管に接続しており、上記積層方向に隣り合う２つの上記冷却管は、上記幅方向における両端において連結管によって互いに連結され、上記複数の冷却管と、上記一対のパイプと、複数の上記連結管とによって上記冷却器が構成され、
上記一対のバスバーのうち少なくとも一方の上記バスバーは、上記積層方向に配列した複数の上記連結管に、上記突出方向に重なり合う位置に配されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
上記連結管には、上記幅方向における上記導入パイプを設けた側に取り付けられた導入側連結管と、上記導出パイプを設けた側に取り付けられた導出側連結管とがあり、上記バスバーは、上記積層方向に配列した複数の上記導入側連結管に、上記突出方向に重なり合う位置に配されていることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電力変換装置において、上記正極バスバーおよび上記負極バスバーは、上記パワー端子に接続した複数のパワー用接続端子と、該複数のパワー用接続端子に対して上記積層方向に隣接する位置に設けられ上記放電抵抗に接続した抵抗用接続端子とをそれぞれ有し、上記複数のパワー用接続端子と上記抵抗用接続端子とが、上記積層方向において一定のピッチで配設されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の電力変換装置において、上記正極バスバーおよび上記負極バスバーは、上記パワー端子に接続するための複数のパワー用接続端子を備え、該複数のパワー用接続端子のうち上記積層方向における一端に位置するパワー用接続端子には、上記放電抵抗の端子が上記パワー端子と共に接続していることを特徴とする電力変換装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の電力変換装置において、上記複数の半導体モジュールと上記冷却器とを固定する金属製のフレームを備え、該フレームは上記冷却器によって冷却され、上記フレームに上記放電抵抗が取り付けられていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電力変換装置において、上記フレームは、上記突出方向に開口した抵抗収納穴を有し、該抵抗収納穴に上記放電抵抗が収納されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の電力変換装置において、上記突出方向から見た場合に、上記放電抵抗の少なくとも一部が上記冷却器と重複していることを特徴とする電力変換装置。
【請求項８】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の電力変換装置において、上記複数の半導体モジュールと上記冷却器とを固定する金属製のフレームを備え、該フレームは上記冷却器によって冷却され、上記正極バスバーと上記負極バスバーとの間に介在して両者の絶縁を図ると共に上記フレームに固定された絶縁樹脂体に、上記放電抵抗が搭載されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の電力変換装置において、複数の上記正極端子および複数の上記負極端子は、上記本体部からそれぞれ同一方向に突出しており、上記正極端子と上記正極バスバーとを接続した正極接続部と、上記負極端子と上記負極バスバーとを接続した負極接続部と、上記バスバーと上記放電抵抗とを接続した抵抗接続部とは、上記冷却器に対して、上記突出方向における同一方向側に位置していることを特徴とする電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電抵抗を備えた電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、直流電力と交流電力との間で電力変換を行うための電力変換装置（下記特許文献１参照）が知られている。電力変換装置は、スイッチング素子を内蔵した半導体モジュールと、該半導体モジュールに加わる電圧を平滑化するためのコンデンサとを備える。
【０００３】
図１５に示すごとく、コンデンサ９５は、ケース９２と、該ケース９２内に収容したコンデンサ素子（図示しない）と、該コンデンサ素子をケース９２内に封止する封止部材９３とを備える。コンデンサ素子には一対の接続端子９４が接続している。接続端子９４の一部は、封止部材９３から突出している。接続端子９４は、図示しない直流電源および半導体モジュールに、電気的に接続している。
【０００４】
また、接続端子９４には、放電抵抗９６が接続している。コンデンサ９５の放電電流Ｉを放電抵抗９６に流すことにより、コンデンサ素子に蓄えた電荷を放電するようになっている。図１５に示すごとく、コンデンサ９５と放電抵抗９６との間には、リレー等が介在していない。すなわち、このコンデンサ９５は、電力変換装置を使用している間も放電抵抗９６に放電電流Ｉを流し続け、コンデンサ素子に蓄えた電荷を少しずつ、常に放電している。
【０００５】
コンデンサ９５と放電抵抗９６との間にリレーを設け、電力変換装置の使用を停止した後にのみリレーをオンにして放電することも可能であるが、この場合、リレーが故障すると、放電できなくなることがある。そこで、上述のように、リレーを設けず、常に放電電流Ｉを流すようにすれば、電力変換装置を使用した後、コンデンサ９５を確実に放電することができる。そのため、感電事故等をより確実に防止することができる。
【０００６】
このように、電力変換装置を使用している間は、放電抵抗９６には放電電流Ｉが常に流れ、放電抵抗９６は常に発熱する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−４２４９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の電力変換装置は、コンデンサ９５の接続端子９４と、放電抵抗９６とをワイヤー９１によって直接接続しているため、上記のように放電抵抗９６から常時発生している熱がワイヤー９１を通ってコンデンサ９５に伝わりやすいという問題があった。そのため、コンデンサ９５の温度が上昇しやすい構造になっていた。温度が上昇すると、コンデンサ９５の寿命が短くなる等の不具合が生じる。そのため、コンデンサの温度上昇を抑制できる電力変換装置が望まれていた。
【０００９】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、コンデンサの温度上昇を抑制しやすい電力変換装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、半導体素子を封止した本体部からパワー端子が突出した複数の半導体モジュールを有する電力変換装置であって、
上記パワー端子には、直流電源の正電極に接続される正極端子と、上記直流電源の負電極に接続される負極端子とがあり、
金属板からなり、上記正極端子に接続した正極バスバーと、上記負極端子に接続した負極バスバーとの一対のバスバーと、
上記正極バスバーおよび上記負極バスバーに接続し、上記半導体モジュールに加わる電圧を平滑化するコンデンサと、
該コンデンサの放電電流が流れる放電抵抗とを備え、
該放電抵抗は、上記正極バスバーおよび上記負極バスバーに接続され、
上記半導体モジュールは冷却器によって冷却されており、
上記半導体モジュールを冷却する冷媒が流れる冷媒流路が形成された複数の冷却管と、上記複数の半導体モジュールとを積層して積層体を構成してあり、上記複数の冷却管のうち、上記積層体の積層方向における一方の端部に位置する端部冷却管には、上記冷却管に上記冷媒を導入するための導入パイプと、上記冷却管から上記冷媒を導出するための導出パイプとの一対のパイプが接続し、該一対のパイプは、上記パワー端子の突出方向と上記積層方向との双方に直交する幅方向における両端にて上記端部冷却管に接続しており、上記積層方向に隣り合う２つの上記冷却管は、上記幅方向における両端において連結管によって互いに連結され、上記複数の冷却管と、上記一対のパイプと、複数の上記連結管とによって上記冷却器が構成され、
上記一対のバスバーのうち少なくとも一方の上記バスバーは、上記積層方向に配列した複数の上記連結管に、上記突出方向に重なり合う位置に配されていることを特徴とする電力変換装置にある（請求項１）。
【発明の効果】
【００１１】
上記電力変換装置においては、平滑用のコンデンサを接続した正極バスバーおよび負極バスバーに、放電抵抗を接続してある。それゆえ、正極バスバー及び負極バスバーを通じてコンデンサの放電電流を放電抵抗へ流すことができる。そして、放電電流が流れて放電抵抗が発熱しても、コンデンサの温度が上昇しにくくなる。すなわち、放電抵抗から発生した熱は正極バスバー及び負極バスバーに伝わり、その熱の多くは正極バスバー及び負極バスバーから放熱される。また、正極バスバーおよび負極バスバーは金属板からなり、熱容量が大きいため、放電抵抗から発生した熱がこれらのバスバーに伝わっても、バスバーの温度はあまり上昇しない。そのため、バスバーに接続されたコンデンサの温度も上昇しにくい。
【００１２】
以上のごとく、本例によれば、コンデンサの温度上昇を抑制しやすい電力変換装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１における、電力変換装置の平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】図１の要部拡大図。
【図４】図３のＣ−Ｃ断面図。
【図５】図１のＢ−Ｂ断面図。
【図６】実施例１における、正極バスバーおよび絶縁樹脂体を取り除いた電力変換装置の平面図。
【図７】実施例１における、正極バスバーと、負極バスバーと、放電抵抗とを取り除いた電力変換装置の平面図。
【図８】実施例１における、半導体モジュールと冷媒流路を一体化した例。
【図９】実施例２における、電力変換装置の平面図。
【図１０】実施例３における、電力変換装置の平面図。
【図１１】図１０の要部拡大図。
【図１２】実施例３における、フレームの平面図。
【図１３】実施例３における、放電抵抗の斜視図。
【図１４】実施例４における、電力変換装置の要部拡大図。
【図１５】従来例における、放電抵抗とコンデンサの接続構造を表した斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
上記電力変換装置は、例えば、電気自動車やハイブリッド車に搭載され、車載バッテリーから供給される直流電力を交流電力に変換するための車載用電力変換装置とすることができる。
また、上記連結管には、上記幅方向における上記導入パイプを設けた側に取り付けられた導入側連結管と、上記導出パイプを設けた側に取り付けられた導出側連結管とがあり、上記バスバーは、上記積層方向に配列した複数の上記導入側連結管に、上記突出方向に重なり合う位置に配されていることが好ましい（請求項２）。
【００１５】
上記電力変換装置において、上記半導体モジュールは冷却器によって冷却されている。
そのため、冷却器を使って冷却した半導体モジュールに、正極バスバーおよび負極バスバーが接続することになる。そのため、これらのバスバーを、半導体モジュールを介して、冷却器によって冷却することが可能になる。これにより、放電抵抗から発生した熱が、バスバーを伝わる際に冷却されやすくなり、コンデンサの温度上昇を抑制しやすくなる。
【００１６】
また、上記半導体モジュールを冷却する冷媒が流れる複数の冷媒流路を備え、該複数の冷媒流路と上記複数の半導体モジュールとが積層して積層体を構成しており、複数の上記冷媒流路のうち、上記積層体の積層方向における一方の端部に位置する冷媒流路には、該冷媒流路に上記冷媒を導入するための導入パイプと、上記冷媒流路から上記冷媒を導出するための導出パイプとが設けられ、上記複数の冷媒流路と、上記導入パイプと、上記導出パイプとによって上記冷却器が構成されている。
そのため、半導体モジュールと冷媒流路とが積層されているため、半導体モジュールを上記積層方向における両側から冷却することができ、半導体モジュールの冷却効率を上げることが可能となる。そのため、半導体モジュールに接続されている正極バスバーおよび負極バスバーも冷却しやすくなる。これにより、放電抵抗から発生した熱が、バスバーを伝わる際に冷却されやすくなり、コンデンサの温度上昇をより抑制しやすくなる。
【００１７】
また、上記正極バスバーおよび上記負極バスバーは、上記パワー端子に接続した複数のパワー用接続端子と、該複数のパワー用接続端子に対して上記積層方向に隣接する位置に設けられ上記放電抵抗に接続した抵抗用接続端子とをそれぞれ有し、上記複数のパワー用接続端子と上記抵抗用接続端子とが、上記積層方向において一定のピッチで配設されていることが好ましい（請求項３）。
この場合には、上記複数のパワー用接続端子と上記抵抗用接続端子とが一定のピッチで配設されているため、電力変換装置の製造時に、パワー用接続端子をパワー端子に接続する工程と、抵抗用接続端子を放電抵抗に接続する工程とを、連続して行うことができる。そのため、これらの接続工程を短時間で行うことが可能になる。また、これらの接続工程を別々の設備で行う必要がなくなり、１つの設備で行うことが可能となる。そのため、設備の数を少なくすることができ、電力変換装置の製造コストを低減できる。
【００１８】
また、上記正極バスバーおよび上記負極バスバーは、上記パワー端子に接続するための複数のパワー用接続端子を備え、該複数のパワー用接続端子のうち上記積層方向における一端に位置するパワー用接続端子には、上記放電抵抗の端子が上記パワー端子と共に接続していることが好ましい（請求項４）。
この場合には、電力変換装置の製造時に、上記積層方向における一端に位置するパワー端子と、放電抵抗の端子とを、バスバーに同時に接続できる。そのため、接続工程に要する時間を短くすることができる。また、バスバーに、放電抵抗に接続するための専用の部位を設ける必要がなくなるため、バスバーを小型化できると共に、バスバーの製造コストを低減することができる。
【００１９】
また、上記複数の半導体モジュールと上記冷却器とを固定する金属製のフレームを備え、該フレームは上記冷却器によって冷却され、上記フレームに上記放電抵抗が取り付けられていることが好ましい（請求項５）。
この場合には、冷却器を使って、フレームを介して、放電抵抗を冷却することが可能になる。したがって、放電抵抗の温度が上昇しにくくなり、放電抵抗からコンデンサへ伝わる熱を低減できる。そのため、コンデンサの温度上昇を抑制しやすくなる。
【００２０】
また、上記フレームは、上記パワー端子の突出方向に開口した抵抗収納穴を有し、該抵抗収納穴に上記放電抵抗が収納されていることが好ましい（請求項６）。
この場合には、放電抵抗は、抵抗収納穴の内面によって周囲を囲まれるため、放電抵抗から発生した熱が周囲に逃げやすくなる。そのため、放電抵抗の温度が上昇しにくくなり、放電抵抗からコンデンサへ伝わる熱を低減できる。これにより、コンデンサの温度上昇をより効果的に抑制することが可能となる。
【００２１】
また、上記パワー端子の突出方向から見た場合に、上記放電抵抗の少なくとも一部が上記冷却器と重複していることが好ましい（請求項７）。
この場合には、冷却器の近くに放電抵抗を配置できるため、冷却器を使って放電抵抗を冷却することが可能になる。そのため、放電抵抗の温度が上昇しにくくなり、放電抵抗からコンデンサへ伝わる熱を低減できる。そのため、コンデンサの温度上昇を抑制しやすくなる。
【００２２】
また、上記複数の半導体モジュールと上記冷却器とを固定する金属製のフレームを備え、該フレームは上記冷却器によって冷却され、上記正極バスバーと上記負極バスバーとの間に介在して両者の絶縁を図ると共に上記フレームに固定された絶縁樹脂体に、上記放電抵抗が搭載されていることが好ましい（請求項８）。
この場合には、冷却器を使って、フレーム及び絶縁樹脂体を通じて放電抵抗を冷却できる。したがって、放電抵抗の温度が上昇しにくくなり、放電抵抗からコンデンサへ伝わる熱を低減できる。そのため、コンデンサの温度上昇を抑制しやすくなる。また、放電抵抗を搭載した絶縁樹脂体は、正極バスバーと負極バスバーとの絶縁を図るための部材でもあり、一つで二つの機能を有している。そのため、電力変換装置の部品点数を低減でき、製造コストを下げることが可能になる。
【００２３】
また、複数の上記正極端子および複数の上記負極端子は、上記本体部からそれぞれ同一方向に突出しており、上記正極端子と上記正極バスバーとを接続した正極接続部と、上記負極端子と上記負極バスバーとを接続した負極接続部と、上記バスバーと上記放電抵抗とを接続した抵抗接続部とは、上記冷却器に対して、上記正極端子および上記負極端子の突出方向における同一方向側に位置していることが好ましい（請求項９）。
この場合には、上記正極接続部と、上記負極接続部と、上記抵抗接続部とが、冷却器に対して上記突出方向における同一方向側に位置しているため、電力変換装置の製造時において、これらの接続部を溶接等によって接続する際に、同一方向から全ての接続部の接続作業を行うことが可能になる。そのため、接続部ごとに、電力変換装置の向きを変える必要がなくなり、電力変換装置を製造しやすくなる。
【実施例】
【００２４】
（実施例１）
本発明の実施例にかかる電力変換装置につき、図１〜図８を使って説明する。図１、図２に示すごとく、本例の電力変換装置１は、複数の半導体モジュール２と、正極バスバー３と、負極バスバー４と、コンデンサ５と、放電抵抗６とを備える。
半導体モジュール２は、半導体素子を封止した本体部２０を有する。この本体部２０から複数のパワー端子２１が突出している。パワー端子２１には、直流電源（図示しない）の正電極に接続される正極端子２１ａと、直流電源の負電極に接続される負極端子２１ｂと、交流負荷に接続される交流端子２１ｃとがある。
【００２５】
正極バスバー３および負極バスバー４は金属板からなる。正極バスバー３は正極端子２１ａに接続しており、負極バスバー４は負極端子２１ｂに接続している。
コンデンサ５は、正極バスバー３および負極バスバー４に接続し、半導体モジュール２に加わる電圧を平滑化している。
放電抵抗６には、コンデンサ５の放電電流が流れる。放電抵抗６は、正極バスバー３および負極バスバー４に接続されている。
【００２６】
図１に示すごとく、電力変換装置１は、半導体モジュール２を冷却する冷媒１６が流れる複数の冷媒流路７０を備える。冷媒流路７０は、冷却管７１内に形成されている。そして、複数の冷却管７１（冷媒流路７０）と複数の半導体モジュール２とが積層して積層体１０を構成している。複数の冷却管７１のうち、積層体１０の積層方向（Ｘ方向）における一方の端部に位置する冷却管７１ａには、冷媒流路７０に冷媒１６を導入するための導入パイプ７２と、冷媒流路７０から冷媒１６を導出するための導出パイプ７３とが設けられている。複数の冷媒流路７０と、導入パイプ７２と、導出パイプ７３とによって冷却器７が構成されている。導入パイプ７２から冷媒１６を導入すると、冷媒１６は複数の冷媒流路７０内に分配されて流れ、導出パイプ７３から導出する。これにより、複数の半導体モジュール２を冷却している。
【００２７】
図２に示すごとく、半導体モジュール２は、パワー端子２１ａ〜２１ｃの他に、複数の制御端子２２を備える。制御端子は、制御回路基板１５に接続している。この制御回路基板１５を使って、半導体モジュール２内の半導体素子のスイッチング動作を制御することにより、正極端子２１ａと負極端子２１ｂとの間に印加される直流電圧を交流電圧に変換し、交流端子２１ｃから出力している。
【００２８】
図１に示すごとく、複数の正極端子２１ａに正極バスバー３が接続している。正極バスバー３は、板状本体部３８と、該板状本体部３８から突出した複数のパワー用接続端子３９とを備える。個々のパワー用接続端子３９は、各半導体モジュール２の正極端子２１ａに接続している。
【００２９】
また、図６に示すごとく、負極バスバー４も同様の構造になっている。すなわち、負極バスバー４は、板状本体部４８と、該板状本体部４８から突出したパワー用接続端子４９とを備える。個々のパワー用接続端子４９は、パワー端子２１の突出方向（Ｚ方向：図２参照）と、積層体１０の積層方向（Ｘ方向）との双方に直交する方向（Ｙ方向）に延出している。そして、パワー用接続端子４９は、正極端子２１ａと負極端子２１ｂとの間を通り、負極端子２１ｂに接続している。
【００３０】
なお、半導体モジュール２における、正極端子２１ａと負極端子２１ｂの位置は、逆にしてもよい。
【００３１】
本例の電力変換装置１は、積層体１０を固定するための金属製のフレーム８を備える。図７に示すごとく、フレーム８はＺ方向から見た場合の形状が略矩形状であり、積層体１０を固定するための積層体固定部８１と、コンデンサ５を収容するための収容凹部５０とを備える。フレーム８における、Ｘ方向に直交する内面８２，８３のうち、導入パイプ７２および導出パイプ７３を設けた側の内面８２（一方の内面８２）と、積層体１０との間には、ばね部材１４が設けられている。ばね部材１４を使って、積層体１０をＸ方向に押圧し、他方の内面８３に押し付けることにより、積層体１０をフレーム８内に固定している。ばね部材１４と積層体１０との間には、ばね部材１４の弾性力によって冷却管７１ａが凹むことを防止するための補強板１７が設けられている。
【００３２】
また、積層体１０を構成する複数の冷却管７１のうち、パイプ７２，７３を取り付けた冷却管７１ａとはＸ方向における反対側に位置する冷却管７１ｂは、フレーム８の他方の内面８３に接触している。そのためフレーム８は、冷却管７１ｂによって冷却される。
【００３３】
なお、本例では、フレーム８における一方の内面８２と積層体１０との間にばね部材１４を設けたが、他方の内面８３と積層体１０との間にばね部材１４を設けてもよい。この場合、フレーム８は、一方の内面８２に向けて押圧されることになる。また、本例では、ばね部材１４と積層体１０との間には、補強板１７しか設けていないが、これらの間にリアクトル等の、他の電子部品を介在させてもよい。
【００３４】
図２に示すごとく、フレーム８の収容凹部５０には、コンデンサケース５５が嵌合している。このコンデンサケース５５に、コンデンサ素子５３が収容され、封止部材５４によって封止されている。コンデンサケース５５は、Ｚ方向における、パワー端子２１の突出側に開口している。コンデンサケース５５の開口端縁５５０は、Ｚ方向において、パワー端子２１の先端部２１０よりも、収容凹部５０の底部５１０から離れた位置に存在している。
【００３５】
本例では、コンデンサ素子５３としてフィルムコンデンサを用いている。コンデンサ素子５３の両端面は、電気的接続を行うための電極面５３０，５３１になっている。この電極面５３０，５３１に、接続端子５１，５２が接続している。接続端子５１，５２は、ボルト５７，５８（図１参照）によって、バスバー３，４にそれぞれ締結されている。これにより、バスバー３，４とコンデンサ素子５３とを電気的に接続している。
【００３６】
コンデンサ素子５３の電極面５３０，５３１のうち、収納凹部５０の底部５１０に近い側にある電極面５３１は正側の電極面であり、底部５１０から遠い位置にある電極面５３０は負側の電極面である。
電極面５３１には正側接続端子５１が接続している。正側接続端子５１は、第１部分５１ａと、第２部分５１ｂと、第３部分５１ｃと、第４部分５１ｄと、第５部分５１ｅとからなる。第１部分５１ａは、正側の電極面５３１に接続している。第２部分５１ｂは、第１部分５１ａの、Ｙ方向における半導体モジュール２側の端部からＺ方向に立設し、コンデンサケース５５の開口端縁５５０を超える位置まで延びている。第３部分５１ｃは、第２部分５１ｂからＹ方向に延び、開口端縁５５０を跨いでいる。第４部分５１ｄは、第３部分５１ｃからＺ方向における底部５１０側に延びている。また、第５部分５１ｅは、第４部分５１ｄから、Ｙ方向における半導体モジュール２側に延出している。この第５部分５１ｅは、ボルト５７によって、正極バスバー３に締結されている。
【００３７】
コンデンサ素子５３の負側の電極面５３０には、負側接続端子５２が接続している。負側接続端子５２の構造は、正側接続端子５１の構造と略同一である。図１に示すごとく、正極バスバー３の板状本体部３８には、Ｚ方向に貫通した貫通部５８０が形成されている。この貫通部５８０において、ボルト５８を使って、負側接続端子５２を負極バスバー４に締結している。
【００３８】
図２、図５に示すごとく、負極バスバー４の板状本体部４８は、絶縁樹脂体３０に覆われている。そして、この絶縁樹脂体３０に、正極バスバー３の板状本体部３８が載置されている。絶縁樹脂体３０によって、正極バスバー３と負極バスバー４とを電気的に絶縁している。
【００３９】
図５に示すごとく、絶縁樹脂体３０の一部は、負極バスバー４を覆っておらず、放電抵抗６を搭載するための抵抗搭載板３００になっている。また、図１、図５に示すごとく、抵抗搭載板３００は、負極バスバー４を被覆する部分（被覆部３０１）からＸ方向における導入パイプ７２側に延出した第１部分３００ａと、該第１部分３００ａからＹ方向における導出パイプ１６側に延出した第２部分３００ｂとからなる。抵抗搭載板３００は、締結部材３２によってフレーム８に締結されている。
【００４０】
図３に示すごとく、放電抵抗６は、セラミックからなる枠体６３と、該枠体６３内に収納された電気抵抗体（図示しない）と、該電気抵抗体を枠体６３内に封止するセメント６４とを備える。枠体６３から、電気抵抗体の端子６１，６２がＸ方向の同一方向に延出している。また、枠体６３は略長方形状に形成され、一対の被固定部３１０を備える。被固定部３１０は、Ｚ方向から見た形状が半円状であり、それぞれ枠体６３の短辺Ｌ１，Ｌ２からＹ方向に向かって互いに反対側に突出している。この被固定部３１０において、放電抵抗６を絶縁樹脂体３０（抵抗搭載板３００）に固定している。
【００４１】
図４に示すごとく、絶縁樹脂体３０は、Ｚ方向における放電抵抗６側に突出した一対のボス３３を有する。ボス３３の中心から、Ｚ方向に向かって一対の固定ピン３４が突出している。また、放電抵抗６の被固定部３１０には、Ｚ方向に貫通した固定用貫通孔３５が形成されている。固定ピン３４は、固定用貫通孔３５に挿通している。また、固定ピン３４の先端３４０は、放電抵抗６における絶縁樹脂体３０とは反対側の表面６５から突出している。この先端３４０は、熱を加えて溶融変形した熱かしめ部３１になっている。熱かしめ部３１の外径は、固定用貫通孔３５の内径よりも大きい。そして、熱かしめ部３１とボス３３との間で、放電抵抗６をＺ方向に挟持することにより、放電抵抗６を固定している。
【００４２】
放電抵抗６に放電電流を流すと、上記電気抵抗体を封止した部分（発熱部分６９）が発熱する。本例では、ボス３３を設けることにより、発熱部分６９と絶縁樹脂体３０との間に隙間ｄを形成している。これにより、放電抵抗６の発熱による、絶縁樹脂体３０への影響を少なくしている。
【００４３】
また、図３に示すごとく、放電抵抗６の正側の端子６１は正極バスバー３に接続し、負側の端子６２は負極バスバー４に接続している。バスバー３，４は、端子６１，６２に接続するための接続体３７，４７をそれぞれ有する。正極バスバー３の接続体３７は、板状本体部３８から放電抵抗６に向かってＸ方向に延出する第１部分３７１と、該第１部分３７１の先端からＹ方向におけるコンデンサ５（図１参照）とは反対側に延出する第２部分３７２とを備える。第２部分３７２は端子６１と接続している。また、負極バスバー４の接続体４７も同様の構造をしており、パワー用接続端子４９からＸ方向に延出する第１部分４７１と、該第１部分４７１の先端からＹ方向に延出する第２部分４７２とを備える。第２部分４７２は端子６２と接続している。
【００４４】
図３に示すごとく、本例では、バスバー３，４と放電抵抗６とは直接接続しており、これらの間にリレー等が介在していない。すなわち、本例では、電力変換装置１を使用している間も放電抵抗６に放電電流を流し続け、コンデンサ素子５３に蓄えた電荷を少しずつ、常に放電している。
【００４５】
コンデンサ５と放電抵抗６との間にリレーを設け、電力変換装置の使用を停止した後にのみリレーをオンにして放電することも可能であるが、この場合、リレーが故障すると、放電できなくなることがある。そこで、本例のように、リレーを設けず、常に放電電流を流すようにすれば、電力変換装置１を使用した後、コンデンサ５を確実に放電することができる。そのため、感電事故等をより確実に防止することができる。
したがって、電力変換装置１を使用している間は、放電抵抗６に放電電流が常に流れ続け、放電抵抗６は常に発熱する。
【００４６】
図５に示すごとく、バスバー３，４と放電抵抗６とを接続した部分（抵抗接続部１３）は、Ｚ方向において、冷却器７に対して制御回路基板１５の反対側に位置している。また、正極バスバー３と正極端子２１ａとを接続した部分（正極接続部１１）も、Ｚ方向において、冷却器７に対して制御回路基板１５の反対側に位置している。さらに、負極バスバー４と負極端子２１ｂとを接続した部分（負極接続部１２）も、Ｚ方向において、冷却器７に対して制御回路基板１５の反対側に位置している。すなわち、抵抗接続部１３と、正極接続部１１と、負極接続部１２とは、それぞれＺ方向における同一方向側に位置している。
【００４７】
本例の作用効果について説明する。
図１に示すごとく、本例においては、平滑用のコンデンサ５を接続した正極バスバー３および負極バスバー４に、放電抵抗６を接続してある。それゆえ、正極バスバー３及び負極バスバー４を通じてコンデンサ５の放電電流を放電抵抗６へ流すことができる。そして、放電電流が流れて放電抵抗６が発熱しても、コンデンサ５の温度が上昇しにくくなる。すなわち、放電抵抗６から発生した熱は正極バスバー３及び負極バスバー４に伝わり、その熱の多くは正極バスバー３及び負極バスバー４から放熱される。また、正極バスバー３および負極バスバー４は金属板からなり、熱容量が大きいため、放電抵抗６から発生した熱がこれらのバスバー３，４に伝わっても、バスバー３，４の温度はあまり上昇しない。そのため、バスバー３，４に接続されたコンデンサ５の温度も上昇しにくい。
【００４８】
また、本例では、半導体モジュール２は冷却器７によって冷却されている。
このようにすると、冷却器７を使って冷却した半導体モジュール２に、正極バスバー３および負極バスバー４が接続することになる。そのため、これらのバスバー３，４を、半導体モジュール２を介して、冷却器７によって冷却することが可能になる。これにより、放電抵抗６から発生した熱が、バスバー３，４を伝わる際に冷却されやすくなり、コンデンサ５の温度上昇をより抑制しやすくなる。
【００４９】
また、図１に示すごとく、本例では、Ｚ方向から見た場合に、放電抵抗６の一部が冷却器７と重複している。
このようにすると、冷却器７の近くに放電抵抗６を配置できるため、冷却器７を使って放電抵抗６を冷却することが可能になる。そのため、放電抵抗６の温度が上昇しにくくなり、放電抵抗６からコンデンサ５へ伝わる熱を低減できる。そのため、コンデンサ５の温度上昇を抑制しやすくなる。
【００５０】
また、本例は、図１に示すごとく、複数の半導体モジュール２と冷却器７とを固定する金属製のフレーム８を備える。フレーム８は冷却器７の冷却管７１ｂによって冷却される。また、正極バスバー３と負極バスバー４との間に介在して両者を絶縁すると共にフレーム８に固定された絶縁樹脂体３０（図２、図５参照）に、放電抵抗６が搭載されている。
このようにすると、冷却器７を使って、フレーム８及び絶縁樹脂体３０を通じて放電抵抗６を冷却できる。したがって、放電抵抗６の温度が上昇しにくくなり、放電抵抗６からコンデンサ５へ伝わる熱を低減できる。そのため、コンデンサ５の温度上昇を抑制しやすくなる。また、放電抵抗６を搭載した絶縁樹脂体３０は、正極バスバー３と負極バスバー４との絶縁を図るための部材でもあり、一つで二つの機能を有している。そのため、電力変換装置１の部品点数を低減でき、製造コストを下げることが可能になる。
【００５１】
また、図５に示すごとく、本例では、正極接続部１１と、負極接続部１２（図１参照）と、抵抗接続部１３とは、冷却器７に対して、Ｚ方向における同一方向側に位置している。
このようにすると、電力変換装置１の製造時において、これらの接続部１１，１２，１３を溶接等によって接続する際に、同一方向から全ての接続部１１，１２，１３の接続作業を行うことが可能になる。そのため、接続部１１，１２，１３ごとに、電力変換装置１の向きを変える必要がなくなり、電力変換装置１を製造しやすくなる。
【００５２】
また、本例では図１に示すごとく、複数の冷媒流路７０と複数の半導体モジュール２とを積層して積層体１０を構成してある。
このようにすると、半導体モジュール２を積層方向（Ｘ方向）における両側から冷却することができ、半導体モジュール２の冷却効率を上げることが可能となる。そのため、半導体モジュール２に接続されている正極バスバー３および負極バスバー４も冷却しやすくなる。これにより、放電抵抗６から発生した熱が、バスバー３，４を伝わる際に冷却されやすくなり、コンデンサ５の温度上昇をより抑制しやすくなる。
【００５３】
以上のごとく、本例によれば、コンデンサの温度上昇を抑制しやすい電力変換装置を提供することができる。
【００５４】
なお、本例では、冷媒流路７０を内部に有する複数の冷却管７１と、複数の半導体モジュール２とを積層して積層体１０を構成したが、図８に示すごとく、半導体素子を内蔵した半導体モジュール２の本体部２０を、積層方向（Ｘ方向）に直交する方向から間に空間を設けつつ囲むと共に、本体部２０よりも積層方向（Ｘ方向）の幅の大きい枠部２８を本体部２０と一体に備えた冷却器一体型半導体モジュール７８を積層することで、半導体モジュール２と冷媒流路７０とが積層される構造にしてもよい。
【００５５】
（実施例２）
本例は、放電抵抗６の取り付け構造を変更した例である。図９に示すごとく、本例の電力変換装置１は、実施例１と同様に、積層体１０及びコンデンサ５を固定するための金属製のフレーム８を備える。本例では、放電抵抗６を絶縁樹脂体３０に搭載せず、フレーム８に直接、搭載した。
その他、実施例１と同様の構成を備える。
【００５６】
本例の作用効果について説明する。本例では、実施例１と同様に、冷却器７を使って、フレーム８を介して、放電抵抗６を冷却することができる。そのため、放電抵抗６の温度が上昇しにくくなり、放電抵抗６からコンデンサ５へ伝わる熱を低減できる。そのため、コンデンサ５の温度上昇を抑制しやすくなる。
【００５７】
また、本例では、絶縁樹脂体３０を介在させずに、放電抵抗６をフレーム８に直接、搭載している。そのため、放電抵抗６から発生する熱を、フレーム８によって冷却しやすくなる。これにより、コンデンサ５の温度上昇を一層、抑制しやすくなる。
その他、実施例１と同様の作用効果を備える。
【００５８】
（実施例３）
本例は、放電抵抗の固定方法を変更した例である。本例では図１２に示すごとく、フレーム８に、Ｚ方向へ開口する抵抗収納穴８５を形成した。そして図１０、図１１に示すごとく、この抵抗収納穴８５に放電抵抗６を収納した。放電抵抗６は、抵抗収納穴８５の内面８５０に接触している。
【００５９】
実施例１と同様に、本例のバスバー３，４は、パワー端子２１に接続した複数のパワー用接続端子３９，４９を備える。また、バスバー３，４は、放電抵抗６に接続した抵抗用接続端子３６，４６を有する。抵抗用接続端子３６，４６は、複数のパワー用接続端子に対してＸ方向に隣接する位置に設けられている。そして、複数のパワー用接続端子３９，４９と抵抗用接続端子３６，４６とは、Ｘ方向において一定のピッチで配設されている。パワー用接続端子３９，４９と、抵抗用接続端子３６，４６とは、形状が同一である。
【００６０】
図１２に示すごとく、フレーム８には、該フレーム８の側壁８７から内側へ突出した矩形状の突部８６を形成してある。そして、この突部８６に、上記抵抗収納穴８５が形成されている。図１０に示すごとく、抵抗収納穴８５は、Ｚ方向から見た場合に、導入パイプ７２と導出パイプ７３との間に位置している。また、積層体１０を構成する複数の冷却管７１のうちＸ方向の一端に位置する冷却管７１ａは、突部８６に接触している。
【００６１】
放電抵抗６は、一対の端子６１，６２を備える。この端子６１，６２が、バスバー３，４の抵抗用接続端子３６，４６に接続している。また、放電抵抗６は、ボルト６８によって、突部８６に固定されている。
【００６２】
図１３に示すごとく、放電抵抗６は、セラミック製の封止部材６０と、該封止部材６０に封止された電気抵抗体（図示しない）と、端子６１，６２と、放熱板６７とを備える。放熱板６７は、封止部材６０の主面に接触している。また、放熱板６７から、２つの加締部６７１，６７２がＸ方向に突出している。この加締部６７１，６７２によって、封止部材６０をＹ方向に加締めることにより、放熱板６７を封止部材６０に固定している。
【００６３】
また、放熱板６７の、Ｙ方向における一端から、抵抗接続板６７３がＸ方向へ突出するよう形成されている。抵抗接続板６７３の先端には、ボルト挿通孔６７４がＺ方向へ貫通するよう形成されている。このボルト挿通孔６７４にボルト６８（図１０参照）を挿入し、突部８６（図１２参照）に形成した螺子孔８６１に螺合することにより、放電抵抗６をフレーム８に固定してある。
【００６４】
また、図１３に示すごとく、放熱板６７には係止部６７５が形成されている。係止部６７５は、封止部材６０の側面６００よりもＹ方向におけるコンデンサ５（図１０参照）側へ突出している。放電抵抗６を抵抗収納穴８５（図１１参照）に収納すると、係止部６７５が突部８６に係止する。このように本例では、係止部６７５を突部８６に係止させた状態で、ボルト６８を使って放電抵抗６をフレーム８に固定している。
【００６５】
本例では、放電抵抗６を抵抗収納穴８５に収納すると、抵抗収納穴８５の内面８５０に、放電抵抗６の放熱板６７が接触するようになっている。
【００６６】
また、図１３に示すごとく、放電抵抗６の２つの端子６１，６２は、それぞれ複数箇所において屈曲している。２つの端子６１，６２のうち、正極バスバー３に接続する端子６１は、第１部分６１１〜第４部分６１４の４つの部分からなる。第１部分６１１は、封止部材６０からＺ方向に突出している。また、第２部分６１２は、第１部分６１１からＸ方向に延出している。さらに第３部分６１３は、第２部分６１２からＹ方向におけるコンデンサ５（図１０参照）側へ延出している。そして第４部分６１４は、第３部分６１３からＺ方向へ突出している。図１１に示すごとく、この第４部分６１４を、抵抗用接続端子３６に接続してある。
本例では、端子６１を上記形状とすることにより、負極バスバーの抵抗用接続端子４６に端子６１が接触することを防止している。
【００６７】
また、図１３に示すごとく、放電抵抗６の２つの端子６１，６２のうち、負極バスバー３に接続する端子６２は、第１部分６２１〜第３部分６２３の３つの部分からなる。第１部分６２１は、封止部材６０からＺ方向に突出している。第２部分６２２は、第１部分６２１からＸ方向に延出している。また、第３部分６２３は、第２部分６２２からＺ方向に延出している。図１１に示すごとく、この第３部分６２３を、抵抗用接続端子４６に接続してある。
【００６８】
正側の端子６１の第４部分６１４と、負側の端子６２の第３部分６２３とは、互いに平行であり、それぞれの先端は、Ｚ方向における高さ位置が略同一である。
【００６９】
一方、図１０に示すごとく、フレーム８内には、ばね部材１４が設けられている。ばね部材１４は、フレーム８の、Ｘ方向に直交する２つの側壁８７，８８のうち、放電抵抗６を設けた側の側壁８７とは反対側の側壁８８と、積層体１０との間に介在している。このばね部材１４を使って、積層体１０を突部８６に向けて押圧することにより、半導体モジュール２と冷却管７１との接触圧を確保しつつ、積層体１０をフレーム８内に固定している。
その他、実施例１と同様の構成を備える。
【００７０】
本例の作用効果について説明する。図１０に示すごとく、本例ではフレーム８に抵抗収納穴８５を形成し、この抵抗収納穴８５に放電抵抗６を収納してある。
このようにすると、放電抵抗６は、抵抗収納穴８５の内面８５０によって周囲を囲まれるため、放電抵抗６から発生した熱が周囲に逃げやすくなる。そのため、放電抵抗６の温度が上昇しにくくなり、放電抵抗６からコンデンサ５へ伝わる熱を低減できる。これにより、コンデンサ５の温度上昇をより効果的に抑制することが可能となる。
【００７１】
また、本例のバスバー３，４は、図１０に示すごとく、複数のパワー用接続端子３９，４９と、抵抗用接続端子３６，４６とを有する。そして、複数のパワー用接続端子３９，４９と抵抗用接続端子３６，４６とが、Ｘ方向に一定のピッチで配設されている。
このようにすると、電力変換装置１の製造時に、パワー用接続端子３９，４９をパワー端子２１に接続する工程と、抵抗用接続端子３６，４６を放電抵抗６に接続する工程とを、連続して行うことができる。そのため、これらの接続工程を短時間で行うことが可能になる。また、これらの接続工程を１つの設備で行うことができるため、設備の数を減らすことができ、電力変換装置１の製造コストを低減することが可能になる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００７２】
（実施例４）
本例は、バスバー３，４の形状を変更した例である。図１４に示すごとく、本例のバスバー３，４は、パワー端子２１に接続するための複数のパワー用接続端子３９，４９を備える。そして、複数のパワー用接続端子３９，４９のうちＸ方向における一端に位置するパワー用接続端子３９ａ，４９ａには、放電抵抗６の端子６１，６２がパワー端子２１と共に接続している。
このようにすると、電力変換装置１の製造時に、Ｘ方向における一端に位置する正極端子２１ａと、放電抵抗６の正側の端子６１とを、正極バスバー３に同時に接続できる。また、同様に、Ｘ方向における一端に位置する負極端子２１ｂと、放電抵抗６の負側の端子６２とを、負極バスバー４に同時に接続できる。そのため、接続工程に要する時間を短くすることができる。また、バスバー３，４に、放電抵抗６に接続するための専用の部位を設ける必要がなくなるため、バスバー３，４を小型化できると共に、バスバー３，４の製造コストを低減することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１  電力変換装置
２  半導体モジュール
２１  パワー端子
２１ａ  正極端子
２１ｂ  負極端子
３  正極バスバー
４  負極バスバー
５  コンデンサ
６  放電抵抗
７  冷却器
８  フレーム
【図１】
0005799843.tif 000002
【図２】
0005799843.tif 000003
【図３】
0005799843.tif 000004
【図４】
0005799843.tif 000005
【図５】
0005799843.tif 000006
【図６】
0005799843.tif 000007
【図７】
0005799843.tif 000008
【図８】
0005799843.tif 000009
【図９】
0005799843.tif 000010
【図１０】
0005799843.tif 000011
【図１１】
0005799843.tif 000012
【図１２】
0005799843.tif 000013
【図１３】
0005799843.tif 000014
【図１４】
0005799843.tif 000015
【図１５】
0005799843.tif 000016