JP7035543B2

JP7035543B2 - Power converter

Info

Publication number: JP7035543B2
Application number: JP2018004289A
Authority: JP
Inventors: 進一三浦; 大貴梅田; 豊森元; 宏美山崎
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-01-15
Filing date: 2018-01-15
Publication date: 2022-03-15
Anticipated expiration: 2038-01-15
Also published as: JP2019126137A

Description

本明細書が開示する技術は、複数のパワーモジュールと複数の冷却器が積層されている積層ユニットと、パワーモジュールに接続されているコンデンサを備えている電力変換器に関する。 The technology disclosed herein relates to a laminated unit in which a plurality of power modules and a plurality of coolers are laminated, and a power converter including a capacitor connected to the power module.

積層ユニットのパワーモジュールとコンデンサが接続されている電力変換器が特許文献１に開示されている。特許文献１の電力変換器は、電気自動車に搭載され、電源の電力を、走行用のモータの駆動に適した電力に変換するデバイスである。特許文献１の電力変換器は、積層ユニットとコンデンサが横方向に並んでケースに収容されている。積層ユニットとコンデンサの上方に、積層ユニットのパワーモジュールを制御する制御基板が配置されている。 Patent Document 1 discloses a power converter in which a power module of a laminated unit and a capacitor are connected. The electric power converter of Patent Document 1 is a device mounted on an electric vehicle and converting electric power of a power source into electric power suitable for driving a motor for traveling. In the power converter of Patent Document 1, a laminated unit and a capacitor are housed in a case side by side side by side. A control board that controls the power module of the laminated unit is arranged above the laminated unit and the capacitor.

特開２０１６－１００９８６号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-100986

車載の機器にとって小型化は重要な課題である。特に、大電力を扱う電力変換器では、コンデンサの体格が大きく、ほかにも体格の大きいリアクトルなどもケースに収容される。本明細書が開示する技術は、ケース内に大きな部品を空間効率よく収容した電力変換器を提供する。 Miniaturization is an important issue for in-vehicle devices. In particular, in a power converter that handles a large amount of electric power, the physique of the capacitor is large, and a reactor having a large physique is also housed in the case. The techniques disclosed herein provide a power converter in which large components are space-efficiently housed in a case.

本明細書が開示する電力変換器は、アッパーケースとロアケースに分割されているケースと、積層ユニットと、制御基板と、コンデンサと、リアクトルを備えている。積層ユニットは、複数のパワーモジュールと複数の冷却器が積層されているデバイスであり、アッパーケースに収容されている。制御基板は、アッパーケース内にて積層ユニットの上方に配置されている。コンデンサは、パワーモジュールに接続されており、ロアケースに収容されている。リアクトルは、ロアケースに収容されている。パワーモジュールと冷却器の積層方向からみたときにリアクトルの横幅が積層ユニットの横幅よりも短い。パワーモジュールの下面から端子が延びている。積層方向からみたときに、コンデンサは積層ユニットの側方には配置されておらず斜め下方に配置されており、コンデンサの隣にリアクトルが配置されている。パワーモジュールの端子とコンデンサは水平方向に延びるバスバで接続されている。アッパーケースには雌ネジ孔が設けられており、ロアケースには、雌ネジ孔に対向する位置に貫通孔が設けられている。下側から貫通孔に挿通されたボルトが雌ネジ孔に締結され、アッパーケースとロアケースが接続される。 The power converter disclosed herein includes a case divided into an upper case and a lower case, a laminated unit, a control board, a capacitor, and a reactor. A stacking unit is a device in which a plurality of power modules and a plurality of coolers are laminated, and is housed in an upper case. The control board is arranged above the laminated unit in the upper case. The capacitor is connected to the power module and is housed in the lower case. The reactor is housed in a lower case. The width of the reactor is shorter than the width of the stacking unit when viewed from the stacking direction of the power module and the cooler. Terminals extend from the underside of the power module. When viewed from the stacking direction , the capacitors are not arranged on the side of the stacking unit but diagonally downward, and the reactor is arranged next to the capacitors. The terminals of the power module and the capacitor are connected by a bus bar extending in the horizontal direction. The upper case is provided with a female screw hole, and the lower case is provided with a through hole at a position facing the female screw hole. A bolt inserted into the through hole from the lower side is fastened to the female screw hole, and the upper case and the lower case are connected.

上記のレイアウトにより、積層ユニットと制御基板とコンデンサとリアクトルを空間効率よくケースに収容することができる。特に、コンデンサを積層ユニットよりも横幅が短いリアクトルの隣に配置することで、パワーモジュールと冷却器の積層方向からみたときのケース全体の横幅を短くすることができる。また、アッパーケースとロアケースの締結を、アッパーケースに設けられた雌ネジ孔に、下側からロアケースの貫通孔を通してボルトを締結する構造とすることで、ボルト締結用のスペースをアッパーケースの側に設ける必要がなくなり、より大きい制御基板をアッパーケースに収容することが可能となった。 With the above layout, the laminated unit, the control board, the capacitor, and the reactor can be housed in the case in a space-efficient manner. In particular, by arranging the capacitor next to the reactor whose width is shorter than that of the stacking unit, the width of the entire case when viewed from the stacking direction of the power module and the cooler can be shortened. In addition, the upper case and lower case are fastened to the female screw holes provided in the upper case from below through the through holes of the lower case, so that the space for bolt fastening is on the upper case side. It is no longer necessary to provide it, and it is possible to accommodate a larger control board in the upper case.

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。 Details of the techniques disclosed herein and further improvements will be described in the "Modes for Carrying Out the Invention" below.

実施例の電力変換器を含む電気自動車の電力系のブロック図である。It is a block diagram of the electric power system of the electric vehicle including the electric power converter of an Example. 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。It is a perspective view of the assembly of a laminated unit, a bus bar and a capacitor unit. 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分解斜視図である。It is an exploded perspective view of the assembly of a laminated unit, a bus bar and a capacitor unit. 電力変換器のケース内の部品レイアウトを示す断面図である（ＹＺ平面でカット）。It is sectional drawing which shows the component layout in the case of a power converter (cut in a YZ plane). 電力変換器のケース内の部品レイアウトを示す断面図である（ＸＺ平面でカット）。It is sectional drawing which shows the component layout in the case of a power converter (cut in the XZ plane).

図面を参照して実施例の電力変換器２を説明する。実施例の電力変換器２は電気自動車に搭載されるデバイスである。電力変換器２は、バッテリの電力を走行用モータの駆動電力に変換する。図１に、電力変換器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個の走行用のモータ８３ａ、８３ｂを備えている。それゆえ、電力変換器２は、２セットのインバータ回路１３ａ、１３ｂを備えている。２個のモータ８３ａ、８３ｂの出力は、ギアボックス８５で合成されて車軸８６（即ち駆動輪）へと伝達される。 The power converter 2 of the embodiment will be described with reference to the drawings. The power converter 2 of the embodiment is a device mounted on an electric vehicle. The power converter 2 converts the electric power of the battery into the driving power of the traveling motor. FIG. 1 shows a block diagram of an electric power system of an electric vehicle 100 including a power converter 2. The electric vehicle 100 includes two traveling motors 83a and 83b. Therefore, the power converter 2 includes two sets of inverter circuits 13a and 13b. The outputs of the two motors 83a and 83b are combined by the gearbox 85 and transmitted to the axle 86 (that is, the drive wheels).

電力変換器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。電力変換器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電力に変換する２セットのインバータ回路１３ａ、１３ｂを備えている。 The power converter 2 is connected to the battery 81 via the system main relay 82. The power converter 2 includes a voltage converter circuit 12 that boosts the voltage of the battery 81, and two sets of inverter circuits 13a and 13b that convert the boosted DC power into AC power.

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。 The voltage converter circuit 12 boosts the voltage applied to the terminal on the battery side and outputs it to the terminal on the inverter side, and steps down the voltage applied to the terminal on the inverter side and outputs it to the terminal on the battery side. It is a bidirectional DC-DC converter capable of performing both step-down operations. For convenience of explanation, in the following, the terminal on the battery side (low voltage side) will be referred to as an input terminal 18, and the terminal on the inverter side (high voltage side) will be referred to as an output terminal 19. Further, the positive electrode and the negative electrode of the input end 18 are referred to as an input positive electrode end 18a and an input negative electrode end 18b, respectively. The positive electrode and the negative electrode of the output end 19 are referred to as an output positive electrode end 19a and an output negative electrode end 19b, respectively. The notations "input end 18" and "output end 19" are for convenience of explanation, and as described above, since the voltage converter circuit 12 is a bidirectional DC-DC converter, the output end Power may flow from 19 to the input end 18.

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、後述するパワーモジュール８ａに対応する。符号２５ａ、２５ｂは、パワーモジュール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、他のパワーモジュールでも用いる。 The voltage converter circuit 12 is composed of a series circuit of two switching elements 9a and 9b, a reactor 7, a filter capacitor 5, and a diode connected in antiparallel to each switching element. One end of the reactor 7 is connected to the input positive electrode end 18a, and the other end is connected to the midpoint of the series circuit. The filter capacitor 5 is connected between the input positive electrode end 18a and the input negative electrode end 18b. The input negative electrode end 18b is directly connected to the output negative electrode end 19b. The switching element 9b is mainly involved in the step-up operation, and the switching element 9a is mainly involved in the step-down operation. Since the voltage converter circuit 12 of FIG. 1 is well known, detailed description thereof will be omitted. The circuit in the range of the broken line rectangle indicated by the reference numeral 8a corresponds to the power module 8a described later. Reference numerals 25a and 25b indicate terminals extending from the power module 8a. Reference numeral 25a indicates a terminal (positive electrode terminal 25a) conducting with the high potential side of the series circuit of the switching elements 9a and 9b. Reference numeral 25b represents a terminal (negative electrode terminal 25b) conducting with the low potential side of the series circuit of the switching elements 9a and 9b. As will be described next, the notation of positive electrode terminal 25a and negative electrode terminal 25b is also used in other power modules.

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、後述するパワーモジュール８ｂ、８ｃ、８ｄに対応する。 The inverter circuit 13a has a configuration in which three sets of series circuits of two switching elements are connected in parallel. Switching elements 9c and 9d, switching elements 9e and 9f, and switching elements 9g and 9h form a series circuit, respectively. Diodes are connected in anti-parallel to each switching element. The terminal on the high potential side (positive electrode terminal 25a) of the three sets of series circuits is connected to the output positive electrode end 19a of the voltage converter circuit 12, and the terminal on the low potential side (negative electrode terminal 25b) of the three sets of series circuits is voltage. It is connected to the output negative electrode end 19b of the converter circuit 12. A three-phase alternating current (U phase, V phase, W phase) is output from the midpoint of the three sets of series circuits. Each of the three sets of series circuits corresponds to the power modules 8b, 8c, and 8d described later.

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パワーモジュール８ｅ、８ｆ、８ｇと称する。 Since the configuration of the inverter circuit 13b is the same as that of the inverter circuit 13a, the specific circuit is not shown in FIG. Similar to the inverter circuit 13a, the inverter circuit 13b also has a configuration in which three sets of series circuits of two switching elements are connected in parallel. The terminal on the high potential side of the three sets of series circuits is connected to the output positive electrode end 19a of the voltage converter circuit 12, and the terminal on the low potential side of the three sets of series circuits is connected to the output negative electrode terminal 19b of the voltage converter circuit 12. Has been done. The hardware corresponding to each series circuit is referred to as a power module 8e, 8f, 8g.

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とインバータ回路１３ａ、１３ｂの間を流れる電流の脈動を除去する。 A smoothing capacitor 6 is connected in parallel to the input ends of the inverter circuits 13a and 13b. In other words, the smoothing capacitor 6 is connected in parallel to the output end 19 of the voltage converter circuit 12. The smoothing capacitor 6 eliminates the pulsation of the current flowing between the voltage converter circuit 12 and the inverter circuits 13a and 13b.

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。パワーモジュール８ｅ－８ｇに含まれているスイッチング素子も同様である。 The switching elements 9a-9h are transistors, typically IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors), but may be other transistors, for example, MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors). Further, the switching element referred to here is used for power conversion, and is sometimes called a power semiconductor element. The same applies to the switching element included in the power module 8e-8g.

図１において、破線８ａ－８ｇの夫々がパワーモジュールに相当する。電力変換器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、パワーモジュール８ａ－８ｇのいずれか一つを区別なく示すときにはパワーモジュール８と表記する。 In FIG. 1, each of the broken lines 8a-8g corresponds to a power module. The power converter 2 includes seven sets of a series circuit of two switching elements. As hardware, two switching elements constituting a series circuit and a diode connected in antiparallel to each switching element are housed in one package. In the following, when any one of the power modules 8a-8g is shown without distinction, it is referred to as a power module 8.

７個のパワーモジュール（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、複数のパワーモジュール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、複数のパワーモジュール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。 The high potential side terminal (positive electrode terminal 25a) of the seven power modules (7 sets of series circuits) is connected to the positive electrode of the smoothing capacitor 6, and the low potential side terminal (negative electrode terminal 25b) is the negative electrode of the smoothing capacitor 6. Connected to the electrode. In FIG. 1, the conductive path in the broken line indicated by reference numeral 30 corresponds to a bus bar (positive electrode bus bar) that interconnects the positive electrode terminals 25a of the plurality of power modules 8 and the positive electrode of the smoothing capacitor 6. The conductive path in the broken line indicated by reference numeral 40 corresponds to a bus bar (negative electrode bus bar) that interconnects the plurality of negative electrode terminals 25b and the negative electrode electrodes of the smoothing capacitor 6. Next, the structures of the plurality of power modules 8, the positive electrode bus bar 30, and the negative electrode bus bar 40 will be described.

図２に電力変換器２の一部のハードウエアの斜視図を示す。図２は、バスバ３０、４０で接続された積層ユニット２０とコンデンサ６０のアセンブリの斜視図である。積層ユニット２０は、先に述べたパワーモジュール８（８ａ－８ｇ）と複数の冷却器２２を積層したデバイスである。コンデンサ６０は、図１の平滑コンデンサ６に相当するコンデンサ素子を封止したデバイスである。 FIG. 2 shows a perspective view of a part of the hardware of the power converter 2. FIG. 2 is a perspective view of the assembly of the laminated unit 20 and the capacitor 60 connected by the bus bars 30 and 40. The stacking unit 20 is a device in which the power module 8 (8a-8g) described above and a plurality of coolers 22 are laminated. The capacitor 60 is a device in which a capacitor element corresponding to the smoothing capacitor 6 of FIG. 1 is sealed.

複数のパワーモジュール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。パワーモジュール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、代表して左端のパワーモジュールにのみ、符号８を付し、他のパワー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。 The plurality of power modules 8 (8a-8g) together with the plurality of coolers 22 constitute a laminated unit 20. Since the power modules 8a-8g all have the same shape, in FIG. 2 and FIG. 3 described later, the reference numeral 8 is attached only to the leftmost power module as a representative, and the reference numeral is omitted for the other power modules. Further, in FIG. 2 and FIG. 3 described later, reference numerals 22 are attached only to the two leftmost coolers, and the reference numerals are omitted for the other coolers.

積層ユニット２０は、図１のインバータ回路１３ａ、１３ｂの主要部品をほとんど含んでいる。それゆえ、積層ユニット２０は、「インバータ」と換言してもよい。それゆえ、図２と図３では、積層ユニット２０の符号にかっこ書きで１３ａ、１３ｂと付記してある。 The stacking unit 20 includes most of the main components of the inverter circuits 13a and 13b of FIG. Therefore, the laminated unit 20 may be paraphrased as an "inverter". Therefore, in FIGS. 2 and 3, the reference numerals of the laminated unit 20 are added in parentheses as 13a and 13b.

図の座標系について説明する。図中の座標系のＺ軸の正方向が、電力変換器２の「上」に相当する。即ち、図２（及び後述する図３）は、積層ユニット２０とコンデンサ６０のアセンブリを斜め下からみた図である。 The coordinate system in the figure will be described. The positive direction of the Z axis of the coordinate system in the figure corresponds to "above" the power converter 2. That is, FIG. 2 (and FIG. 3 described later) is a view of the assembly of the laminated unit 20 and the capacitor 60 viewed from diagonally below.

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パワーモジュール８が挟まれているデバイスである。カードタイプのパワーモジュール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。各パワーモジュール８の一つの側面（下面）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の左端に位置するパワーモジュール８の端子にのみ符号２５ａ、２５ｂ、２５ｃを付し、残りのパワーモジュール８には端子を示す符号を省略した。 The stacking unit 20 is a device in which a plurality of card-type coolers 22 are arranged in parallel, and a card-type power module 8 is sandwiched between adjacent coolers 22. The card type power module 8 is laminated with its wide surface facing the cooler 22. Three terminals (positive electrode terminal 25a, negative electrode terminal 25b, midpoint terminal 25c) extend from one side surface (lower surface) of each power module 8. In FIG. 2 and FIG. 3, which will be described later, reference numerals 25a, 25b, and 25c are attached only to the terminals of the power module 8 located at the left end of the laminated unit 20, and the reference numerals indicating the terminals are omitted from the remaining power modules 8.

正極端子２５ａと負極端子２５ｂは、先に述べたように、パワーモジュール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、パワーモジュール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、パワーモジュール８の幅広面と交差する一側面（下面）から図中のＺ軸負方向（即ち下方）に延びている（図２は、積層ユニット２０を斜め下から見た図であることに留意されたい）。正極端子２５ａなどが設けられている一側面の反対側の面（上面）からは、複数の制御端子２７が図中のＺ軸正方向（即ち上方）に延びている。制御端子２７は、パワーモジュール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、パワーモジュール８に内蔵されている温度センサなどに導通している信号端子である。 As described above, the positive electrode terminal 25a and the negative electrode terminal 25b are a terminal on the high potential side and a terminal on the low potential side of the series circuit housed in the power module 8. The midpoint terminal 25c is a terminal conducting with the midpoint of the series circuit. In other words, all three terminals 25a-25c are conducting with the switching element inside the power module 8. The three terminals 25a-25c extend in the negative Z-axis direction (that is, downward) in the drawing from one side surface (lower surface) intersecting the wide surface of the power module 8 (FIG. 2 is diagonally below the laminated unit 20). Please note that it is a view from the above). A plurality of control terminals 27 extend in the positive direction (that is, upward) of the Z axis in the drawing from the surface (upper surface) on the opposite side of one side surface provided with the positive electrode terminals 25a and the like. The control terminal 27 is a gate terminal conducting with the gate electrode of the switching element built in the power module 8 and a signal terminal conducting with the temperature sensor built in the power module 8.

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２３で接続されている。一方の連結管２３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。図２、図３では隠れて見えないが、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２３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パワーモジュール８から熱を吸収する。熱を吸収した冷媒は、他方の連結管２３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。各パワーモジュール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。 The rightmost cooler 22 in the figure is provided with a refrigerant supply port 28 and a refrigerant discharge port 29. The adjacent coolers 22 are connected by two connecting pipes 23. One connecting pipe 23 is positioned so as to overlap the refrigerant supply port 28 when viewed from the stacking direction. Although hidden and invisible in FIGS. 2 and 3, the other connecting pipe is located so as to overlap the refrigerant discharge port 29 when viewed from the stacking direction. A refrigerant circulation device (not shown) is connected to the refrigerant supply port 28 and the refrigerant discharge port 29. The refrigerant supplied from the refrigerant supply port 28 is distributed to all the coolers 22 through one connecting pipe 23. The refrigerant absorbs heat from the adjacent power module 8 while passing through the cooler 22. The refrigerant that has absorbed heat is discharged from the laminated unit 20 through the other connecting pipe 23 and the refrigerant discharge port 29. Since each power module 8 is cooled from both sides thereof, the laminated unit 20 has high cooling performance.

各パワーモジュール８の３個の端子２５ａ－２５ｃはいずれも平板状である。複数のパワーモジュール８の正極端子２５ａは、隣接するパワーモジュール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。複数のパワーモジュール８の負極端子２５ｂも、隣接するパワーモジュール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。複数のパワーモジュール８の中点端子２５ｃも同様である。複数のパワーモジュール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。 The three terminals 25a-25c of each power module 8 are all flat plates. The positive electrode terminals 25a of the plurality of power modules 8 are arranged in a row in the stacking direction so as to face the flat surface of the positive electrode terminals 25a of the adjacent power modules 8. The negative electrode terminals 25b of the plurality of power modules 8 are also arranged in a row in the stacking direction so as to face the flat surface of the negative electrode terminals 25b of the adjacent power modules 8. The same applies to the midpoint terminals 25c of the plurality of power modules 8. The positive electrode terminal 25a, the negative electrode terminal 25b, and the midpoint terminal 25c of the plurality of power modules 8 are arranged in three rows.

先に述べたように、コンデンサ６０は、電気自動車１００の走行用モータの駆動電力が流れるので体格が大きい。コンデンサ６０は、積層ユニット２０の冷却器２２とパワーモジュール８の積層方向（図中のＸ方向）に長尺であり、積層ユニット２０の斜め下方（図２、図３では斜め上方）に並んでいる。コンデンサ６０のケースの中には、コンデンサ素子６１（図３参照）が収容されている。積層ユニット２０とコンデンサ６０は、正極バスバ３０と負極バスバ４０で接続されている。なお、正極バスバ３０と負極バスバ４０の間には絶縁板４８が挟まれている。コンデンサ６０の長手方向の両端には、コンデンサ６０をケースへ取り付けるためのタブ６２が設けられている。 As described above, the capacitor 60 has a large physique because the driving power of the traveling motor of the electric vehicle 100 flows. The condenser 60 is long in the stacking direction (X direction in the drawing) of the cooler 22 of the stacking unit 20 and the power module 8, and is arranged diagonally below the stacking unit 20 (diagonally above in FIGS. 2 and 3). There is. A capacitor element 61 (see FIG. 3) is housed in the case of the capacitor 60. The stacking unit 20 and the capacitor 60 are connected by a positive electrode bus bar 30 and a negative electrode bus bar 40. An insulating plate 48 is sandwiched between the positive electrode bus bar 30 and the negative electrode bus bar 40. Tabs 62 for attaching the capacitor 60 to the case are provided at both ends of the capacitor 60 in the longitudinal direction.

図３に、正極バスバ３０と負極バスバ４０と積層ユニット２０とコンデンサ素子６１（コンデンサ６０）のアセンブリの分解斜視図を示す。図３では、コンデンサ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。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。 FIG. 3 shows an exploded perspective view of the assembly of the positive electrode bus bar 30, the negative electrode bus bar 40, the laminated unit 20, and the capacitor element 61 (capacitor 60). In FIG. 3, the case of the capacitor 60 is omitted, and the internal capacitor element 61 is drawn. The capacitor element 61 corresponds to the smoothing capacitor 6 in FIG.

複数のパワーモジュール８の正極端子２５ａとコンデンサ素子６１の正極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６１ｂが負極バスバ４０で接続される。 The positive electrode terminals 25a of the plurality of power modules 8 and the positive electrode 61a of the capacitor element 61 are connected by the positive electrode bus bar 30, and the plurality of negative electrode terminals 25b and the negative electrode 61b of the capacitor element 61 are connected by the negative electrode bus bar 40.

正極バスバ３０は、板状の平板部３１、複数の正極端子孔３２、及び、複数の枝部３３を備えている。図３では、左端の正極端子孔３２と枝部３３にのみ符号を付し、他の正極端子孔と枝部には符号を省略した。後に説明する負極バスバ４０と絶縁板４８でも同様である。 The positive electrode bus bar 30 includes a plate-shaped flat plate portion 31, a plurality of positive electrode terminal holes 32, and a plurality of branch portions 33. In FIG. 3, only the leftmost positive electrode terminal hole 32 and the branch portion 33 are designated by reference numerals, and the other positive electrode terminal holes and branch portions are omitted from the reference numerals. The same applies to the negative electrode bus bar 40 and the insulating plate 48, which will be described later.

平板部３１の一端に接続バスバ６３の一端が接続される。接続バスバ６３の他端がコンデンサ素子６１の正極６１ａに接続される。正極バスバ３０の平板部３１には、複数の正極端子孔３２が設けられており、各正極端子孔３２の縁から枝部３３が、平板部３１と直交する方向に延びている。各正極端子孔３２を各パワーモジュール８の正極端子２５ａが通り、それぞれの正極端子２５ａとそれぞれの枝部３３が溶接にて接合される。 One end of the connection bus bar 63 is connected to one end of the flat plate portion 31. The other end of the connection bus bar 63 is connected to the positive electrode 61a of the capacitor element 61. The flat plate portion 31 of the positive electrode bus bar 30 is provided with a plurality of positive electrode terminal holes 32, and a branch portion 33 extends from the edge of each positive electrode terminal hole 32 in a direction orthogonal to the flat plate portion 31. The positive electrode terminal 25a of each power module 8 passes through each positive electrode terminal hole 32, and each positive electrode terminal 25a and each branch portion 33 are joined by welding.

負極バスバ４０は、板状の平板部４１、複数の負極端子孔４２、複数の枝部４３、及び、複数の正極端子孔４４を備えている。平板部４１の一端が、コンデンサ素子６１の負極６１ｂに接続される。負極バスバ４０の平板部４１には、複数の負極端子孔４２が設けられており、各負極端子孔４２の縁から枝部４３が、平板部４１と直交する方向に延びている。各負極端子孔４２を各パワーモジュール８の負極端子２５ｂが通り、その負極端子２５ｂと枝部４３が溶接にて接合される。 The negative electrode bus bar 40 includes a plate-shaped flat plate portion 41, a plurality of negative electrode terminal holes 42, a plurality of branch portions 43, and a plurality of positive electrode terminal holes 44. One end of the flat plate portion 41 is connected to the negative electrode 61b of the capacitor element 61. The flat plate portion 41 of the negative electrode bus bar 40 is provided with a plurality of negative electrode terminal holes 42, and a branch portion 43 extends from the edge of each negative electrode terminal hole 42 in a direction orthogonal to the flat plate portion 41. The negative electrode terminal 25b of each power module 8 passes through each negative electrode terminal hole 42, and the negative electrode terminal 25b and the branch portion 43 are joined by welding.

正極バスバ３０と負極バスバ４０の間に絶縁板４８が挟まれている。絶縁板４８は、正極バスバ３０と負極バスバ４０の間を絶縁する。絶縁板４８には複数の筒部４９が設けられている。 An insulating plate 48 is sandwiched between the positive electrode bus bar 30 and the negative electrode bus bar 40. The insulating plate 48 insulates between the positive electrode bus bar 30 and the negative electrode bus bar 40. The insulating plate 48 is provided with a plurality of tubular portions 49.

正極バスバ３０、絶縁板４８、負極バスバ４０を重ねると、負極バスバ４０の複数の正極端子孔４４の夫々を、絶縁板４８の複数の筒部４９の夫々が通過し、筒部４９の内側を、パワーモジュール８の正極端子２５ａと、正極バスバ３０の枝部３３が通過する。即ち、負極バスバ４０の正極端子孔４４と、正極端子２５ａ（及び正極バスバ３０の枝部３３）の間を、絶縁板４８の筒部４９が通る。正極端子２５ａと枝部３３は、筒部４９によって負極バスバ４０の正極端子孔４４から完全に遮断されており、両者は絶縁される。 When the positive electrode bus bar 30, the insulating plate 48, and the negative electrode bus bar 40 are stacked, each of the plurality of positive electrode terminal holes 44 of the negative electrode bus bar 40 is passed through each of the plurality of tubular portions 49 of the insulating plate 48, and the inside of the tubular portion 49 is passed. , The positive electrode terminal 25a of the power module 8 and the branch portion 33 of the positive electrode bus bar 30 pass through. That is, the tubular portion 49 of the insulating plate 48 passes between the positive electrode terminal hole 44 of the negative electrode bus bar 40 and the positive electrode terminal 25a (and the branch portion 33 of the positive electrode bus bar 30). The positive electrode terminal 25a and the branch portion 33 are completely shielded from the positive electrode terminal hole 44 of the negative electrode bus bar 40 by the tubular portion 49, and both are insulated from each other.

正極バスバ３０の平板部３１と、負極バスバ４０の平板部４１は、共に板状であり、相互に近接対向する。正確には、平板部３１と平板部４１は、絶縁板４８を挟んで積層される。正極バスバ３０の平板部３１と負極バスバ４０の平板部４１は、コンデンサ６０（コンデンサ素子６１）から積層ユニット２０へ向けて近接並走して延びている。一方のバスバに電流が流れると、その電流に起因してバスバの周囲に磁界が発生する。磁界の大きさとバスバのインダクタンスには正の相関がある（磁界が大きいほど、インダクタンスも大きくなる）。正極バスバ３０の平板部３１と負極バスバ４０の平板部４１が対向していると、一方のバスバの磁界によって他方のバスバに渦電流が生じる。渦電流の発生は、一方のバスバの磁界を弱める。磁界が弱まるということは、インダクタンスが小さくなることを意味する。バスバの平板部３１、４１を近接並走させることで、バスバのインダクタンスを小さくすることができる。 The flat plate portion 31 of the positive electrode bus bar 30 and the flat plate portion 41 of the negative electrode bus bar 40 are both plate-shaped and face each other in close proximity to each other. To be precise, the flat plate portion 31 and the flat plate portion 41 are laminated with the insulating plate 48 interposed therebetween. The flat plate portion 31 of the positive electrode bus bar 30 and the flat plate portion 41 of the negative electrode bus bar 40 extend in parallel from the capacitor 60 (capacitor element 61) toward the laminated unit 20. When a current flows through one of the bus bars, a magnetic field is generated around the bus bar due to the current. There is a positive correlation between the magnitude of the magnetic field and the inductance of the bus bar (the larger the magnetic field, the higher the inductance). When the flat plate portion 31 of the positive electrode bus bar 30 and the flat plate portion 41 of the negative electrode bus bar 40 face each other, an eddy current is generated in the other bus bar by the magnetic field of one bus bar. The generation of eddy currents weakens the magnetic field of one bus bar. The weakening of the magnetic field means that the inductance becomes smaller. By running the flat plate portions 31 and 41 of the bus bar in close proximity to each other, the inductance of the bus bar can be reduced.

図４、図５を参照して、電力変換器２のケース５０の内部の部品レイアウトを説明する。図４は、図中の座標系でＸ軸正側のケース５０の側板をカットした断面図である。図５は、Ｙ軸負側のケース５０の側板をカットした断面図である。先に述べたように、Ｘ方向は、積層ユニット２０において複数のパワーモジュール８と複数の冷却器２２が積層している方向に相当する。以下では、Ｘ方向を積層方向と称する場合がある。図４は、ケース５０の内部の部品レイアウトを積層方向から見た図に相当する。 The internal component layout of the case 50 of the power converter 2 will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 is a cross-sectional view in which the side plate of the case 50 on the positive side of the X-axis is cut in the coordinate system in the figure. FIG. 5 is a cross-sectional view of the side plate of the case 50 on the negative side of the Y-axis. As described above, the X direction corresponds to the direction in which the plurality of power modules 8 and the plurality of coolers 22 are laminated in the stacking unit 20. Hereinafter, the X direction may be referred to as a stacking direction. FIG. 4 corresponds to a view of the component layout inside the case 50 as viewed from the stacking direction.

電力変換器２のケース５０は、上下方向でアッパーケース５２とロアケース５３に分割されている。ロアケース５３は、アッパーケース５２の下に位置する。アッパーケース５２は上側と下側がともに開口しており、上側の開口はアッパーカバー５１で塞がれる。アッパーカバー５１は、上方から挿通されるボルト７３によってアッパーケース５２の上部に固定される。アッパーケース５２とロアケース５３は、ほぼ同じ高さを有しており、ケース５０の内部空間を上下にほぼ二分している。アッパーケース５２とロアケース５３は、ボルト５７で締結される。 The case 50 of the power converter 2 is divided into an upper case 52 and a lower case 53 in the vertical direction. The lower case 53 is located below the upper case 52. Both the upper side and the lower side of the upper case 52 are open, and the upper opening is closed by the upper cover 51. The upper cover 51 is fixed to the upper part of the upper case 52 by a bolt 73 inserted from above. The upper case 52 and the lower case 53 have substantially the same height, and the internal space of the case 50 is divided into upper and lower parts. The upper case 52 and the lower case 53 are fastened with bolts 57.

アッパーケース５２には、制御基板６６と積層ユニット２０とコンデンサ６０が固定されている。コンデンサ６０は、アッパーケース５２に固定されるが、ロアケース５３に収容される。コンデンサ６０の固定構造については後述する。ロアケース５３には、リアクトル７０が固定されている。リアクトル７０は、図１のリアクトル７に対応する。 The control board 66, the laminated unit 20, and the capacitor 60 are fixed to the upper case 52. The capacitor 60 is fixed to the upper case 52, but is housed in the lower case 53. The fixed structure of the capacitor 60 will be described later. A reactor 70 is fixed to the lower case 53. The reactor 70 corresponds to the reactor 7 in FIG.

アッパーケース５２には、その内部空間５２ｓを上下に分割する中仕切５２１が設けられており、中仕切５２１の上側に制御基板６６が固定され、その下側に積層ユニット２０が固定される。制御基板６６には、図１のスイッチング素子９ａ－９ｈ、及び、パワーモジュール８ｅ－８ｇに埋設されているスイッチング素子を制御する回路が実装されている。制御基板６６には、複数のパワーモジュール８の夫々から延びる制御端子２７が接続されている。 The upper case 52 is provided with an intermediate partition 521 that divides the internal space 52s into upper and lower parts, and the control board 66 is fixed to the upper side of the intermediate partition 521, and the laminated unit 20 is fixed to the lower side thereof. A circuit for controlling the switching element 9a-9h of FIG. 1 and the switching element embedded in the power module 8e-8g is mounted on the control board 66. A control terminal 27 extending from each of the plurality of power modules 8 is connected to the control board 66.

積層ユニット２０は、中仕切５２１の下側に固定されている。積層ユニット２０は、中仕切５２１から立設する支持壁５２２とアッパーケース５２の内壁の間に、板バネ６７とともに挟まれている。板バネ６７によって、複数のパワーモジュール８と複数の冷却器２２は、積層方向に荷重を受けつつアッパーケース５２に収容されている。積層方向の荷重によって、隣接するパワーモジュール８と冷却器２２が密着し、冷却性能が向上する。 The laminating unit 20 is fixed to the lower side of the partition 521. The laminating unit 20 is sandwiched between the support wall 522 standing up from the partition 521 and the inner wall of the upper case 52 together with the leaf spring 67. The leaf spring 67 accommodates the plurality of power modules 8 and the plurality of coolers 22 in the upper case 52 while receiving a load in the stacking direction. Due to the load in the stacking direction, the adjacent power module 8 and the cooler 22 are brought into close contact with each other, and the cooling performance is improved.

コンデンサ６０は、積層ユニット２０の斜め下に配置されている。コンデンサ６０は、アッパーケース５２の内側面から出ている突起５５の下端にボルト５６で締結されている。突起５５は、アッパーケース５２の内側面から延びており、途中で下方に屈曲している。突起５５は、アッパーケース５２の内部空間５２ｓからロアケース５３の内部空間５３ｓへと延びており、その下端はロアケース５３の内部空間５３ｓの中に達している。コンデンサ６０は、アッパーケース５２に支持されているが、ロアケース５３の内部空間５３ｓに収容されており、ロアケース５３の内部空間５３ｓにて、アッパーケース５２の突起５５に締結されている。コンデンサ６０の側面のタブ６２がボルト５６で突起５５の下端に締結されている。コンデンサ６０は、長手方向の両端がボルト５６で突起５５に締結されている。 The capacitor 60 is arranged diagonally below the laminated unit 20. The capacitor 60 is fastened to the lower end of the protrusion 55 protruding from the inner surface of the upper case 52 with a bolt 56. The protrusion 55 extends from the inner surface of the upper case 52 and bends downward in the middle. The protrusion 55 extends from the internal space 52s of the upper case 52 to the internal space 53s of the lower case 53, and its lower end reaches the internal space 53s of the lower case 53. Although the capacitor 60 is supported by the upper case 52, it is housed in the internal space 53s of the lower case 53, and is fastened to the protrusion 55 of the upper case 52 in the internal space 53s of the lower case 53. A tab 62 on the side surface of the capacitor 60 is fastened to the lower end of the protrusion 55 with a bolt 56. Both ends of the capacitor 60 in the longitudinal direction are fastened to the protrusion 55 with bolts 56.

ケース５０の下端からコンデンサ６０の上端までの高さＨ１は、ケース５０の下端から積層ユニット２０の下端（ただし、正極端子２５ａ、負極端子２５ｂ、中点端子２５ｃは除く）までの高さＨ２よりも低い。即ち、コンデンサ６０は、積層ユニット２０の端子２５ａ－２５ｃを除く本体よりも低い位置に配置されている。図４に示されているように、積層ユニット２０とコンデンサ６０は、図中のＹ方向でわずかに重なっている。 The height H1 from the lower end of the case 50 to the upper end of the capacitor 60 is higher than the height H2 from the lower end of the case 50 to the lower end of the laminated unit 20 (however, the positive electrode terminal 25a, the negative electrode terminal 25b, and the midpoint terminal 25c are excluded). Is also low. That is, the capacitor 60 is arranged at a position lower than the main body except for the terminals 25a-25c of the laminated unit 20. As shown in FIG. 4, the laminated unit 20 and the capacitor 60 slightly overlap each other in the Y direction in the drawing.

積層方向（Ｘ方向）からみて、リアクトル７０の幅Ｗ１は、積層ユニット２０の幅Ｗ２よりも短い。そのリアクトル７０は、積層ユニット２０の下方で、コンデンサ６０の隣に配置されている。 The width W1 of the reactor 70 is shorter than the width W2 of the stacking unit 20 when viewed from the stacking direction (X direction). The reactor 70 is located below the stacking unit 20 and next to the capacitor 60.

積層方向（Ｘ方向）からみて、積層ユニット２０の幅Ｗ２よりも、制御基板６６の幅Ｗ３が長い。制御基板６６は、積層方向（Ｘ方向）からみて、アッパーカバー５１の内寸よりもわずかに小さいだけである。 Seen from the stacking direction (X direction), the width W3 of the control board 66 is longer than the width W2 of the stacking unit 20. The control board 66 is only slightly smaller than the inner dimensions of the upper cover 51 when viewed from the stacking direction (X direction).

アッパーケース５２とロアケース５３の締結構造について述べる。アッパーケース５２の下側の開口（ロアケース５３に対向する開口）の周囲にはフランジ７１が設けられており、そのフランジ７１には、下側に開口している複数の雌ネジ孔７２が設けられている。ロアケース５３の開口の周囲にもフランジ５８が設けられており、フランジ５８には、雌ネジ孔７２に対向する位置に貫通孔５９が設けられている。アッパーケース５２とロアケース５３は、下側から上側に向かってボルト５７が貫通孔５９を通過し、そのボルト５７が雌ネジ孔７２に締結されることで、連結される。ボルト５７は、ケース５０の下側からのアクセスにより脱着される。 The fastening structure of the upper case 52 and the lower case 53 will be described. A flange 71 is provided around the lower opening of the upper case 52 (the opening facing the lower case 53), and the flange 71 is provided with a plurality of female screw holes 72 that are open on the lower side. ing. A flange 58 is also provided around the opening of the lower case 53, and the flange 58 is provided with a through hole 59 at a position facing the female screw hole 72. The upper case 52 and the lower case 53 are connected by a bolt 57 passing through the through hole 59 from the lower side to the upper side and the bolt 57 being fastened to the female screw hole 72. The bolt 57 is attached and detached by access from the lower side of the case 50.

電力変換器２のケース５０における上記した部品レイアウトの利点について説明する。上記したように、コンデンサ６０は、アッパーケース５２の突起５５に締結されているが、ロアケース５３に収容されている。積層ユニット２０は、アッパーケース５２に収容されている。体格の大きい積層ユニット２０とコンデンサ６０を、アッパーケース５２とロアケース５３に別々に収容しているので、ケース５０の高さと幅（Ｙ軸方向の長さ）の比を小さくすることができる。 The advantages of the above-mentioned component layout in the case 50 of the power converter 2 will be described. As described above, the capacitor 60 is fastened to the protrusion 55 of the upper case 52, but is housed in the lower case 53. The laminating unit 20 is housed in the upper case 52. Since the laminated unit 20 having a large body shape and the capacitor 60 are separately housed in the upper case 52 and the lower case 53, the ratio of the height and the width (length in the Y-axis direction) of the case 50 can be reduced.

また、コンデンサ６０は、ロアケース５３の内部空間５３ｓにて突起５５の下端にボルト５６で締結されている。ケース５０は、図４に示されているように、高さと幅（ケース５０のＹ方向の長さ）の比が１に近い。それゆえ、積層ユニット２０とコンデンサ６０を水平方向に並べて配置することができない。また、積層ユニット２０とコンデンサ６０は、正極バスバ３０と負極バスバ４０で接続されているため、積層ユニット２０をアッパーケース５２に固定しコンデンサ６０をロアケース５３に固定すると組立効率が悪くなる。積層ユニット２０とコンデンサ６０は、共にアッパーケース５２に固定するか、共にロアケース５３に固定することが望ましい。仮にコンデンサ６０をその上端でアッパーケース５２に固定すると、コンデンサ６０は上端を片持ち支持されることになる。そうすると、片持ちの支持箇所からコンデンサ６０の重心Ｇまでの距離が長くなる。電力変換器２は車両に搭載されるため、走行中に強い振動を受ける。コンデンサ６０の締結箇所（片持ち支持の締結箇所）から重心Ｇまでの距離が長いと、コンデンサ６０は、図中のＹ方向に振動し易くなる。 Further, the capacitor 60 is fastened to the lower end of the protrusion 55 with a bolt 56 in the internal space 53s of the lower case 53. As shown in FIG. 4, the case 50 has a ratio of height to width (length of the case 50 in the Y direction) close to 1. Therefore, the laminated unit 20 and the capacitor 60 cannot be arranged side by side in the horizontal direction. Further, since the laminated unit 20 and the capacitor 60 are connected by the positive electrode bus bar 30 and the negative electrode bus bar 40, if the laminated unit 20 is fixed to the upper case 52 and the capacitor 60 is fixed to the lower case 53, the assembly efficiency is deteriorated. It is desirable that both the laminating unit 20 and the capacitor 60 are fixed to the upper case 52 or both to the lower case 53. If the capacitor 60 is fixed to the upper case 52 at its upper end, the capacitor 60 is cantilevered at the upper end. Then, the distance from the cantilevered support point to the center of gravity G of the capacitor 60 becomes long. Since the power converter 2 is mounted on the vehicle, it receives strong vibration during traveling. If the distance from the fastening point of the capacitor 60 (the fastening point of the cantilever support) to the center of gravity G is long, the capacitor 60 tends to vibrate in the Y direction in the figure.

実施例の電力変換器２においては、コンデンサ６０のタブ６２は、上下方向でコンデンサ６０のほぼ中央に位置している。コンデンサ６０の締結箇所（タブ６２）は、上下方向でコンデンサ６０の重心Ｇに近い。それゆえ、実施例の電力変換器２では、図中のＹ方向の振動に対してコンデンサ６０の耐振動特性が良い。 In the power converter 2 of the embodiment, the tab 62 of the capacitor 60 is located substantially in the center of the capacitor 60 in the vertical direction. The fastening point (tab 62) of the capacitor 60 is close to the center of gravity G of the capacitor 60 in the vertical direction. Therefore, in the power converter 2 of the embodiment, the vibration resistance characteristic of the capacitor 60 is good against the vibration in the Y direction in the figure.

積層方向からみたときに、コンデンサ６０は、積層ユニット２０よりも横幅の短いリアクトル７０の隣に配置されている。コンデンサ６０を、積層ユニット２０ではなく、積層ユニットよりも横幅の短いリアクトル７０の隣に配置することで、積層方向からみたときのケース５０の横幅を短く抑えることが可能となっている。 When viewed from the stacking direction, the capacitor 60 is arranged next to the reactor 70 having a width shorter than that of the stacking unit 20. By arranging the capacitor 60 next to the reactor 70, which has a shorter width than the stacking unit, instead of the stacking unit 20, the width of the case 50 when viewed from the stacking direction can be kept short.

制御基板６６は、アッパーケース５２の上方に配置されており、アッパーケース５２とロアケース５３の締結箇所（ボルト５７、貫通孔５９、雌ネジ孔７２）よりも高い位置にある。そして、アッパーケース５２とロアケース５３は、下側からのアクセスで連結、分離ができるようになっている。この構造により、積層方向からみたときのアッパーケース５２の幅方向の空間を、制御基板６６の収容空間として有効に使えるようになっている。別言すれば、アッパーケース５２とロアケース５３の脱着を下側からのアクセスで可能にしたことによって、ケース５０の幅（Ｙ方向の幅）に対してそれよりも僅かに短い幅の制御基板６６を収容することができる。 The control board 66 is arranged above the upper case 52, and is located higher than the fastening points (bolts 57, through holes 59, female screw holes 72) of the upper case 52 and the lower case 53. The upper case 52 and the lower case 53 can be connected and separated by access from the lower side. With this structure, the space in the width direction of the upper case 52 when viewed from the stacking direction can be effectively used as the accommodation space of the control board 66. In other words, the control board 66 has a width slightly shorter than the width of the case 50 (width in the Y direction) by allowing the upper case 52 and the lower case 53 to be attached and detached by accessing from the lower side. Can be accommodated.

実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。図１で示したように、インバータ回路１３ａ、１３ｂを構成する主要部品は積層ユニット２０に収容されている。それゆえ、積層ユニット２０を「インバータ」と呼ぶこことができる。ケース５０のアッパーケース５２は、バスバ３０、４０で接続されているインバータ１３ａ、１３ｂ（積層ユニット２０）とコンデンサ６０を固定している。インバータ１３ａ、１３ｂ（積層ユニット２０）はアッパーケース５２に収容されており、コンデンサ６０はロアケース５３に収容されている。コンデンサ６０は、アッパーケース５２から延びており、ロアケース５３の内部空間５３ｓに達している突起５５の下端に締結されている。 The points to be noted regarding the technique described in the examples will be described. As shown in FIG. 1, the main components constituting the inverter circuits 13a and 13b are housed in the laminated unit 20. Therefore, the laminated unit 20 can be called an "inverter". The upper case 52 of the case 50 fixes the inverters 13a and 13b (laminated unit 20) connected by the bus bars 30 and 40 and the capacitor 60. The inverters 13a and 13b (laminated unit 20) are housed in the upper case 52, and the capacitor 60 is housed in the lower case 53. The capacitor 60 extends from the upper case 52 and is fastened to the lower end of the protrusion 55 reaching the internal space 53s of the lower case 53.

実施例の電力変換器２は、上下方向でアッパーケース５２とロアケース５３に分割されているケース５０を備えている。積層ユニット２０とコンデンサ６０は、アッパーケース５２に固定されている。コンデンサ６０はアッパーケース５２の内部空間５２ｓからロアケース５３の内部空間５３ｓへと延びる突起５５の下端にボルト５６で固定されている。コンデンサ６０は、アッパーケース５２に締結されているが、ロアケース５３の内部空間５３ｓに収容されている。コンデンサ６０は、ロアケース５３の内部空間５３ｓにて、上下方向のほぼ中心（タブ６２）で締結されている。それゆえ、横方向の振動に対して耐振動性が良い。 The power converter 2 of the embodiment includes a case 50 which is divided into an upper case 52 and a lower case 53 in the vertical direction. The laminating unit 20 and the capacitor 60 are fixed to the upper case 52. The capacitor 60 is fixed to the lower end of a protrusion 55 extending from the internal space 52s of the upper case 52 to the internal space 53s of the lower case 53 with bolts 56. The capacitor 60 is fastened to the upper case 52, but is housed in the internal space 53s of the lower case 53. The capacitor 60 is fastened in the internal space 53s of the lower case 53 at substantially the center (tab 62) in the vertical direction. Therefore, it has good vibration resistance against lateral vibration.

仮に、図４、図５のケース５０の上下を逆にしても、コンデンサ６０の耐振動特性について同じ効果が得られる。図４、図５のケース５０の上下を逆にすると、アッパーケース５２がロアケースに相当し、ロアケース５３がアッパーケースに相当することになる。従って、実施例の技術は、次のように表現することができる。電力変換器は、アッパーケースとロアケースに分割されているケースを備えている。アッパーケースとロアケースの一方を第１分割ケースと称し、他方を第２分割ケースと称する。積層ユニット２０とコンデンサ６０は、正極バスバ３０と負極バスバ４０で接続されており、共に第１分割ケースに固定されている。積層ユニット２０は、第１分割ケースの内部空間に収容されており、コンデンサ６０は、第２分割ケースに収容されている。コンデンサ６０は、第２ケースの内部空間にて、第１ケースの内部空間から延びる突起５５に締結される。 Even if the cases 50 of FIGS. 4 and 5 are turned upside down, the same effect can be obtained with respect to the vibration resistance characteristics of the capacitor 60. When the cases 50 of FIGS. 4 and 5 are turned upside down, the upper case 52 corresponds to the lower case and the lower case 53 corresponds to the upper case. Therefore, the technique of the embodiment can be expressed as follows. The power converter has a case divided into an upper case and a lower case. One of the upper case and the lower case is referred to as a first split case, and the other is referred to as a second split case. The laminating unit 20 and the capacitor 60 are connected by a positive electrode bus bar 30 and a negative electrode bus bar 40, and both are fixed to the first divided case. The laminated unit 20 is housed in the internal space of the first split case, and the capacitor 60 is housed in the second split case. The capacitor 60 is fastened to the protrusion 55 extending from the internal space of the first case in the internal space of the second case.

積層方向（Ｘ方向）からみたときにリアクトル７０の横幅Ｗ１が積層ユニット２０の横幅Ｗ２よりも短い。コンデンサ６０は、積層ユニット２０よりも下に配置されているとともに、積層方向からみたときにリアクトル７０の隣に配置されている。アッパーケース５２に雌ネジ孔７２が設けられており、ロアケース５３の雌ネジ孔７２に対向する位置に貫通孔５９が設けられている。貫通孔５９に挿通されたボルト５７が雌ネジ孔７２に締結され、アッパーケース５２とロアケース５３が連結される。この構造により、積層方向からみたときのケース５０の横幅を抑制することができるとともに、比較的大きな幅の制御基板６６をアッパーケース５２の上方に収容することが可能となっている。 When viewed from the stacking direction (X direction), the width W1 of the reactor 70 is shorter than the width W2 of the stacking unit 20. The capacitor 60 is arranged below the stacking unit 20 and next to the reactor 70 when viewed from the stacking direction. The upper case 52 is provided with a female screw hole 72, and the through hole 59 is provided at a position facing the female screw hole 72 of the lower case 53. A bolt 57 inserted through the through hole 59 is fastened to the female screw hole 72, and the upper case 52 and the lower case 53 are connected to each other. With this structure, the lateral width of the case 50 when viewed from the stacking direction can be suppressed, and the control substrate 66 having a relatively large width can be accommodated above the upper case 52.

以上説明したように、実施例の電力変換器２は、ケース５０の内部に、様々な部品を空間効率良く収容している。 As described above, in the power converter 2 of the embodiment, various parts are housed in the case 50 with high space efficiency.

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。 Although specific examples of the present invention have been described in detail above, these are merely examples and do not limit the scope of claims. The techniques described in the claims include various modifications and modifications of the specific examples exemplified above. The technical elements described herein or in the drawings exhibit their technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the techniques exemplified in the present specification or the drawings can achieve a plurality of purposes at the same time, and achieving one of the purposes itself has technical usefulness.

２：電力変換器
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：パワーモジュール
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（インバータ）
２０：積層ユニット（インバータ）
２２：冷却器
２３：連結管
２７：制御端子
３０：正極バスバ
３１：平板部
３２：正極端子孔
３３：枝部
４０：負極バスバ
４１：平板部
４２：負極端子孔
４３：枝部
４４：正極端子孔
４８：絶縁板
４９：筒部
５０：ケース
５１：アッパーカバー
５２：アッパーケース
５２ｓ：内部空間
５３：ロアケース
５３ｓ：内部空間
５５：突起
５６、５７：ボルト
５８、７１：フランジ
５９：貫通孔
６０：コンデンサ
６２：タブ
６６：制御基板
６７：板バネ
７０：リアクトル
７２：雌ネジ孔
１００：電気自動車 2: Power converter 5: Filter capacitor 6: Smoothing capacitor 7: Reactor 8, 8a-8g: Power module 9a-9h: Switching element 12: Voltage converter circuit 13a, 13b: Inverter circuit (inverter)
20: Laminated unit (inverter)
22: Cooler 23: Connecting tube 27: Control terminal 30: Positive electrode bus 31: Flat plate 32: Positive terminal hole 33: Branch 40: Negative electrode Bus bar 41: Flat plate 42: Negative terminal hole 43: Branch 44: Positive terminal Hole 48: Insulation plate 49: Cylinder 50: Case 51: Upper cover 52: Upper case 52s: Internal space 53: Lower case 53s: Internal space 55: Projection 56, 57: Bolt 58, 71: Flange 59: Through hole 60: Capacitor 62: Tab 66: Control board 67: Leaf spring 70: Reactor 72: Female screw hole 100: Electric vehicle

Claims

A case that is divided into an upper case and a lower case,
A laminated unit housed in the upper case and in which a plurality of power modules and a plurality of coolers are laminated.
A control board arranged above the laminated unit in the upper case,
A capacitor connected to the power module and housed in the lower case,
The reactor housed in the lower case and
Equipped with
The width of the reactor is shorter than the width of the stacking unit when viewed from the stacking direction of the power module and the cooler.
A terminal extends from the lower surface of the power module and
When viewed from the stacking direction , the capacitor is not arranged on the side of the stacking unit but is arranged diagonally downward, and the reactor is arranged next to the capacitor.
The terminal and the capacitor are connected by a bus bar extending in the horizontal direction.
The upper case is provided with a female screw hole, and the lower case is provided with a through hole at a position facing the female screw hole.
A power converter in which a bolt inserted into the through hole from below is fastened to the female screw hole.