電力変換装置
【課題】Ｃ−ＤＣコンバータ部とインバータ部との間のノイズの影響を抑制しつつ、特定方向の小型化を実現することができる電力変換装置を提供すること。
【解決手段】一対の主入力端子１１とコンデンサ２とインバータ部とＤＣ−ＤＣコンバータ部４とを備えた電力変換装置１。ＤＣ−ＤＣコンバータ部４はインバータ部及びコンデンサ２の少なくとも一方に対して高さ方向Ｚに配置されている。ＤＣ−ＤＣコンバータ部４はコンバータ入力端子４１を引き出してなる。コンデンサは、主入力端子と接続される一対の第１端子２１と、インバータ部と接続される一対の第２端子とを引き出してなる。主入力端子を一端に有する一対の入力バスバー１０の他端に設けたバスバー端子１２に、コンバータ入力端子と第１端子とが接続されている。コンバータ入力端子は、高さ方向から見たときコンデンサ及びインバータ部よりも主入力端子に近い位置に配置されている。
【解決手段】一対の主入力端子１１とコンデンサ２とインバータ部とＤＣ−ＤＣコンバータ部４とを備えた電力変換装置１。ＤＣ−ＤＣコンバータ部４はインバータ部及びコンデンサ２の少なくとも一方に対して高さ方向Ｚに配置されている。ＤＣ−ＤＣコンバータ部４はコンバータ入力端子４１を引き出してなる。コンデンサは、主入力端子と接続される一対の第１端子２１と、インバータ部と接続される一対の第２端子とを引き出してなる。主入力端子を一端に有する一対の入力バスバー１０の他端に設けたバスバー端子１２に、コンバータ入力端子と第１端子とが接続されている。コンバータ入力端子は、高さ方向から見たときコンデンサ及びインバータ部よりも主入力端子に近い位置に配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電力の電圧を平滑化するコンデンサと、直流電力を交流電力に変換するインバータ部と、直流電力を異なる電圧の直流電力に変換するＤＣ−ＤＣコンバータ部とを備えた電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車やハイブリッド自動車には、直流電源の直流電力を駆動用の交流電力に変換するインバータ部と、直流電源の直流電力を降圧して補機用の直流電力に変換するＤＣ−ＤＣコンバータ部とが搭載されている。そして、図１１に示すごとく、インバータ部９２とＤＣ−ＤＣコンバータ部９３とを一体的に構成してひとつの電力変換装置９としたものがある（特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に開示された電力変換装置９は、インバータ部９２とＤＣ−ＤＣコンバータ部９３との間に、入力された直流電力の電圧を平滑化するコンデンサ９４が配置されている。すなわち、ＤＣ−ＤＣコンバータ部９３とコンデンサ９４とインバータ部９２とが積層配置された３層構造の状態で、これらがケース９５内に収容されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１４８０２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記電力変換装置９においては、ＤＣ−ＤＣコンバータ部９３とコンデンサ９４とインバータ部９２とが、一つの方向（高さ方向）に積層配置されているため、この高さ方向の寸法を小型化することが困難である。つまり、ＤＣ−ＤＣコンバータ部をインバータ部及びコンデンサと一体化することによって電力変換装置が高さ方向に大型化することとなってしまう。その結果、車両への電力変換装置の搭載条件に制約が生じることとなる。
【０００６】
また、ＤＣ−ＤＣコンバータ部９３をインバータ部９２と一体化したとき、ＤＣ−ＤＣコンバータの入力端子をインバータ部９２の入力端子に近い位置に接続すると、インバータ部のスイッチングノイズがＤＣ−ＤＣコンバータ部に入ったり、逆に、ＤＣ−ＤＣコンバータ部のスイッチングノイズがインバータ部に入ったりするおそれがある。これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ部やインバータ部の正常な動作を妨げるおそれがある。
【０００７】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、ＤＣ−ＤＣコンバータ部とインバータ部との間のノイズの影響を抑制しつつ、特定方向の小型化を実現することができる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】
【０００８】
本発明の一態様は、直流電源と接続される一対の主入力端子と、該主入力端子から入力された直流電力の電圧を平滑化するコンデンサと、直流電力を交流電力に変換するインバータ部と、直流電力を異なる電圧の直流電力に変換するＤＣ−ＤＣコンバータ部とを備えた電力変換装置であって、
上記ＤＣ−ＤＣコンバータ部は、上記インバータ部及び上記コンデンサの少なくとも一方に対して、上記インバータ部と上記コンデンサとの並び方向である縦方向と直交する高さ方向に配置されており、
上記ＤＣ−ＤＣコンバータ部は、上記主入力端子と電気的に接続されるコンバータ入力端子を引き出してなり、
上記コンデンサは、上記主入力端子と電気的に接続される一対の第１端子と、上記インバータ部と電気的に接続される一対の第２端子とを引き出してなり、
上記主入力端子を一端に有する一対の入力バスバーの他端に設けたバスバー端子に、上記コンバータ入力端子と上記コンデンサの上記第１端子とが接続されており、
上記コンバータ入力端子は、上記高さ方向から見たとき、上記コンデンサ及び上記インバータ部よりも上記主入力端子に近い位置に配置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】
【０００９】
上記電力変換装置においては、上記ＤＣ−ＤＣコンバータ部が、上記インバータ部及び上記コンデンサの少なくとも一方に対して、上記インバータ部と上記コンデンサとの並び方向である縦方向と直交する高さ方向に配置されている。それゆえ、ＤＣ−ＤＣコンバータ部と上記インバータ部と上記コンデンサとが特定方向に積層された３層構造とはならず、電力変換装置の特定方向の寸法を小さくすることができる。つまり、ＤＣ−ＤＣコンバータ部をインバータ部及びコンデンサと一体化することによる電力変換装置の特定方向の大型化を防ぐことができる。
【００１０】
また、上記入力バスバーのバスバー端子に、上記コンバータ入力端子と上記コンデンサの上記第１端子とが接続されている。つまり、コンバータ入力端子がコンデンサの第２端子ではなく第１端子に接続されている。これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ部とインバータ部との間にコンデンサが介在することとなる。それゆえ、インバータ部のスイッチングノイズがＤＣ−ＤＣコンバータ部に入ったり、逆に、ＤＣ−ＤＣコンバータ部のスイッチングノイズがインバータ部に入ったりすることを抑制することができる。
【００１１】
しかも、上記コンバータ入力端子は、上記高さ方向から見たとき、上記コンデンサ及び上記インバータ部よりも上記主入力端子に近い位置に配置されている。これにより、インバータ部に接続されるコンデンサの第２端子ではなく、それとは異なる第１端子にコンバータ入力端子を接続しやすくなる。そのため、上述の所定の配線を実現するための配線構造を簡潔にすることができる。
【００１２】
以上のごとく、本発明によれば、ＤＣ−ＤＣコンバータ部とインバータ部との間のノイズの影響を抑制しつつ、特定方向の小型化を実現することができる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、縦方向に垂直な面による電力変換装置の断面図。
【図２】実施例１における、横方向に垂直な面による電力変換装置の断面図であって、図３のＡ−Ａ線矢視断面相当の図。
【図３】実施例１における、ケースの上方ピースを取り付ける前の状態の電力変換装置の平面図。
【図４】実施例１における、ケースの下方ピースを取り付ける前の状態の電力変換装置の平面図。
【図５】実施例１における、縦方向に垂直な面による主端子台及び中継端子台の断面図。
【図６】実施例１における、入力バスバーの斜視図。
【図７】実施例１における、中継バスバーの斜視図。
【図８】実施例１における、中継端子台の斜視図。
【図９】実施例１における、中継端子台の平面図。
【図１０】実施例１における、直流電源の端子を接続した電力変換装置の断面図。
【図１１】背景技術における、電力変換装置の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
上記電力変換装置において、上記インバータ部と上記コンデンサとの並び方向を「縦方向」といい、この縦方向と直交する一つの方向を「高さ方向」として定義しているが、これらは便宜的な定義であり、例えば、上記高さ方向が実際の鉛直方向と一致していなくてもよい。また、後述する「横方向」についても、同様に便宜的に定義した方向である。
【００１５】
また、上記電力変換装置は、上記主入力端子と上記バスバー端子とをそれぞれ載置する載置面を、互いに上記高さ方向の反対側に有する主端子台を備えていることが好ましい（請求項２）。この場合には、コンデンサの第１端子、ＤＣ−ＤＣコンバータ部のコンバータ入力端子、及び直流電源の端子を、入力バスバーに対してそれぞれ容易に安定して接続することができる。
【００１６】
また、上記主端子台は、上記コンデンサに対して、上記縦方向と上記高さ方向との双方に直交する横方向に配置されていることが好ましい（請求項３）。この場合には、電力変換装置が縦方向に大型化することを抑制し、電力変換装置の小型化を容易にすることができる。
【００１７】
また、上記電力変換装置は、上記インバータ部から交流電力を出力する出力端子を載置する出力端子台を備え、上記インバータ部に対する上記出力端子台の配置方向は、上記コンデンサに対する上記主端子台の配置方向と同一であることが好ましい（請求項４）。この場合には、電力変換装置内におけるデッドスペースを低減しやすく、特に上記横方向の体格を小さくすることができる。また、主端子台と出力端子台とを電力変換装置における同じ側に配置することができるため、外部機器との接続作業の効率化を図ることができる。
【００１８】
また、上記コンバータ入力端子は、一対の中継バスバーを配設してなる中継端子台を介して上記バスバー端子に接続されていることが好ましい（請求項５）。この場合には、上記コンバータ入力端子の配線自由度が高くなると共に、コンバータ入力端子とバスバー端子との接続状態を安定させることができる。
【００１９】
また、上記中継端子台は、上記高さ方向に貫通した筒状部を備え、該筒状部は、上記中継バスバーと上記入力バスバーの上記バスバー端子との締結部に向かって開口していることが好ましい（請求項６）。この場合には、上記中継バスバーと上記入力バスバーの上記バスバー端子との締結作業を容易に行うことができる。
【実施例】
【００２０】
（実施例１）
上記電力変換装置の実施例につき、図１〜図１０を用いて説明する。
本例の電力変換装置１は、図１〜図４に示すごとく、直流電源と接続される一対の主入力端子１１と、該主入力端子１１から入力された直流電力の電圧を平滑化するコンデンサ２と、直流電力を交流電力に変換するインバータ部３と、直流電力を異なる電圧の直流電力に変換するＤＣ−ＤＣコンバータ部４とを備えている。
【００２１】
本例の電力変換装置１は、例えば電気自動車やハイブリッド自動車等に搭載される。そして、インバータ部３によって、直流電力を三相交流電力に変換して、三相交流の回転電機を駆動するよう構成することができる。或いは、回転電機において発電した三相交流電力を直流電力に変換して、直流電源に充電できるようにすることもできる。
そして、ＤＣ−ＤＣコンバータ部４は、例えば、直流電源の電圧を降圧して、補機用の直流電力を生成するために用いられる。
すなわち、電力変換装置１は、車両に搭載された一つの直流電源（バッテリ）によって、三相交流の回転電機の駆動と、補機の作動とを行えるようにすることができる。
【００２２】
図１、図２に示すごとく、ＤＣ−ＤＣコンバータ部４は、インバータ部３及びコンデンサ２の少なくとも一方に対して、インバータ部３とコンデンサ２との並び方向である縦方向Ｘと直交する高さ方向Ｚに配置されている。本例においては、ＤＣ−ＤＣコンバータ部４は、インバータ部３及びコンデンサ２の双方に対して高さ方向Ｚの位置に配置されている。
【００２３】
ＤＣ−ＤＣコンバータ部４は、図２に示すごとく、主入力端子１１と電気的に接続されるコンバータ入力端子４１を引き出してなる。
コンデンサ２は、図４に示すごとく、主入力端子１１と電気的に接続される一対の第１端子２１と、インバータ部３と電気的に接続される一対の第２端子２２とを引き出してなる。一対の第１端子２１は、コンデンサ２に内蔵されたコンデンサ素子の一対の電極にそれぞれ電気的に接続され、一対の第２端子２２も、コンデンサ素子の一対の電極にそれぞれ電気的に接続されている。
【００２４】
そして、図１に示すごとく、主入力端子１１を一端に有する一対の入力バスバー１０の他端に設けたバスバー端子１２に、コンバータ入力端子４１とコンデンサ２の第１端子２１とが接続されている。
コンバータ入力端子４１は、高さ方向Ｚから見たとき、コンデンサ２及びインバータ部３よりも主入力端子１１に近い位置に配置されている。
【００２５】
また、電力変換装置１は、主入力端子１１とバスバー端子１２とをそれぞれ載置する主端子台５を備えている。主端子台５は、樹脂等の絶縁体からなり、図５に示すごとく、主入力端子１１とバスバー端子１２とをそれぞれ載置する載置面５１１、５１２を、互いに高さ方向Ｚの反対側に有する。すなわち、主端子台５は、高さ方向Ｚの一方に設けた載置面５１１に一対の入力バスバー１０の主入力端子１１を載置し、他方に設けた載置面５１２に一対の入力バスバー１０のバスバー端子１２を載置している。また、主端子台５は、縦方向Ｘと高さ方向Ｚとの双方に直交する横方向Ｙの一端であってコンデンサ２と反対側の側面５１３に、入力バスバー１０の中間部１３を沿わせている。
【００２６】
入力バスバー１０は、図６に示すごとく、高さ方向Ｚに伸びる中間部１３と、その上端部と下端部とを直角に同じ方向に屈曲させて形成した主入力端子１１及びバスバー端子１２とを備えている。主入力端子１１及びバスバー端子１２は、横方向Ｙへ平行に伸びている。入力バスバー１０は平板状の金属板を屈曲して形成してなる。
また、主入力端子１１には、横方向Ｙに並んで２つの挿通孔が形成されており、そのうちの一方が、直流電源の端子との締結に用いる挿通孔１１１である。また、バスバー端子１２にも縦方向Ｘに並んで２つの挿通孔が形成されており、そのうちの一方がコンバータ入力端子４１との締結に用いる挿通孔１２１であり、他方がコンデンサ２の第１バスバー２１との締結に用いる挿通孔１２２である。
【００２７】
また、図１、図３、図４に示すごとく、主端子台５は、コンデンサ２に対して、横方向Ｙに配置されている。
また、電力変換装置１は、インバータ部３から交流電力を出力する出力端子１６を載置する出力端子台１６０を備えている。すなわち、インバータ部３から横方向Ｙに引き出された交流端子３２と接続される出力端子１６を、樹脂等からなる出力端子台１６０に載置している。出力端子台１６０において、出力端子１６を三相交流の回転電機の端子と接続できるよう構成してある。
【００２８】
そして、インバータ部３に対する出力端子台１６０の配置方向は、コンデンサ２に対する主端子台５の配置方向と同一である。なお、出力端子台１６０は、主端子台５と一体化されていてもよい。
また、本例において、出力端子１６は６本形成されているが、これらのうちの３本が一つの回転電機における３つの電極に接続され、他の３本が他の一つの回転電機における３つの電極にそれぞれ接続されている。つまり、本例の電力変換装置１は、２つの回転電機をそれぞれ駆動できるよう構成してある。ただし、駆動する回転電機の個数は特に限定されるものではない。
【００２９】
また、図５に示すごとく、コンバータ入力端子４１は、一対の中継バスバー６０を配設してなる中継端子台６を介してバスバー端子１２に接続されている。
中継端子台６は、主端子台５に対して、高さ方向Ｚに並んで配置され、主端子台５におけるバスバー端子１２を載置した載置面５１２に対向するように配置されている。
【００３０】
中継端子台６は、高さ方向Ｚに貫通した筒状部６１を備えている。筒状部６１は、中継バスバー６０と入力バスバー１０のバスバー端子１２との締結部に向かって開口している。
中継端子台６は樹脂等の絶縁体からなり、図８、図９に示すごとく、筒状部６１と共に一対の端子固定部６２を備えている。該端子固定部６２は、筒状部６１と一体的に成形されており、コンバータ入力端子４１を中継バスバー６０と接続固定する部分である。
【００３１】
中継バスバー６０は、図７に示すごとく、平板状の金属板を屈曲して形成してなる。そして、中継バスバー６０は、入力バスバー１０のバスバー端子１２と面接触する上方端子部６０１と、コンバータ入力端子４１と面接触する下方端子部６０２とを有する。上方端子部６０１と下方端子部６０２とは、互いに平行であって、高さ方向Ｚに直交しているが、高さ方向Ｚの位置は異なる。すなわち、上方端子部６０１と下方端子部６０２との間には、高さ方向Ｚに伸びて両者を連結する連結部６０３が形成されている。また、上方端子部６０１における連結部６０３と反対側からは、連結部６０３と同じ方向に立設した立設部６０４が伸びている。また、上方端子部６０１には、入力バスバー１０のバスバー端子１２との締結のための挿通孔６０５が形成され、下方端子部６０２には、コンバータ入力端子４１との締結のための挿通孔６０６が形成されている。
【００３２】
そして、図８、図９に示すごとく、上方端子部６０１が中継端子台６における筒状部６１の主端子台５側の開口部の一部を覆うようにすると共に、下方端子部６０２を中継端子台６の端子固定部６２に配置するようにして、中継バスバー６０が中継端子台６に配設されている。一対の中継バスバー６０は、中継端子台６における一つの筒状部６１にそれぞれの上方端子部６０１を配置し、中継端子台６における一対の端子固定部６２のそれぞれに、それぞれの下方端子部６０２を配置している。
【００３３】
また、中継端子台６における端子固定部６２において、中継バスバー６０は、ボルト６３１によって中継端子台６にコンバータ入力端子４１と共締めされている。また、中継バスバー６０における立設部６０４には、厚み方向に貫通した係合孔６０７が形成されている。この係合孔６０７が、中継端子台６の筒状部６１の外側面に設けた係合凸部６１１と係合している。これによって、中継バスバー６０が中継端子台６に固定されている。
【００３４】
コンバータ入力端子４１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ部４から引き出されたワイヤー４１１の一端に固定された環状の端子によって構成されている。ワイヤー４１１は、可撓性を有する被覆導線によって構成することができる。
また、中継端子台６は、２つのボルト６３２によって、後述する電力変換装置１のケース１４に固定されている。
【００３５】
図１〜図４に示すごとく、電力変換装置１は、アルミニウム等の金属製のケース１４内に、コンデンサ２、インバータ部３、ＤＣ−ＤＣコンバータ部４等の構成部品を収容してなる。
インバータ部３は、スイッチング素子を内蔵した複数の半導体モジュールと、これらを冷却するための冷却器とを有する（図示略、上記特許文献１参照）。冷却器は、半導体モジュールをその両面から冷却できるよう構成された複数の冷媒流路を有する。すなわち、複数の半導体モジュールと複数の冷媒流路とが互いに積層されている。この積層方向は縦方向Ｘであって、インバータ部３とコンデンサ２との並び方向である。各半導体モジュールからは、高さ方向Ｚの一方でありＤＣ−ＤＣコンバータ部４側へ突出した主電極端子と、その反対側に突出した制御端子とを有する（図示略）。制御端子は、半導体モジュールを制御する制御回路が形成された制御回路基板に接続され、該制御回路基板は、インバータ部３におけるＤＣ−ＤＣコンバータ部４と反対側に配されている（図示略）。
【００３６】
ケース１４は、図１、図２に示すごとく、インバータ部３及びコンデンサ２を内側に配設する中間ピース１４１と、中間ピース１４１に対して高さ方向Ｚの両側に配された上方ピース１４２及び下方ピース１４３とを組み合わせてなる。上方ピース１４２の内側には、制御回路基板が配置しており、下方ピース１４３の内側には、ＤＣ−ＤＣコンバータ部４が配設されている。中間ケース部１４１は高さ方向Ｚの双方が開放されている。
【００３７】
ケース１４は、高さ方向Ｚから主入力端子１１に向かって開口した上方端子固定用孔１４４と、横方向Ｙからから主入力端子１１に向かって開口した端子挿入用孔１４５と、高さ方向Ｚから中継端子台６に向かって開口した下方端子固定用孔１４６とを有する。上方端子固定用孔１４４と端子挿入用孔１４５とは、ケース１４の上方ピース１４２に形成され、下方端子固定用孔１４６は、ケース１４の下方ピース１４３に形成されている。
【００３８】
電力変換装置１を組み立てるにあたっては、まず、図４に示すごとく、ケース１４の中間ピース１４１の内側に、インバータ部３及びコンデンサ２を配設する。また、入力バスバー１０を配設した主端子台５、及び出力端子１６を配設した出力端子台１６０も、ケース１４の中間ピース１４１内に配設する。そして、コンデンサ２の一対の第１端子２１を入力バスバー１０のバスバー端子１２にボルト２３１にて締結し、コンデンサ２の一対の第２端子２２をインバータ部３の一対の直流バスバー３１にボルト２３２にて締結する。
【００３９】
一方、ケース１４の下方ピース１４３には、ＤＣ−ＤＣコンバータ部４及び中継端子台６を組み付ける（図１、図２参照）。中継端子台６に配設された中継バスバー６０には、コンバータ入力端子４１を締結しておく。
この状態で、インバータ部３、コンデンサ２、及び主端子台５を内側に配設した中間ピース１４１と、ＤＣ−ＤＣコンバータ部４及び中継端子台６を内側に配設した下方ピース１４３とを組み合わせる。この状態においては、コンバータ入力端子４１と接続された中継バスバー６０と入力バスバー１０のバスバー端子１２とは締結されていない。そこで、下方ピース１４３に設けられた下方端子固定用孔１４６からボルト６３３を挿入して、中継バスバー６０の上方端子部６０１とバスバー端子１２とを主端子台５にボルト６３３によって共締めする。このとき、中継端子台６に設けた筒状部６１の内側を通すように、ボルト６３３及び工具を挿入することができる。
ボルト締結後、下方端子固定用孔１４６は、樹脂等からなるキャップ１４７によって塞ぐ。
【００４０】
また、下方ピース１４３を取り付けた側と反対側の中間ピース１４１の開放部に、上方ピース１４２を組み付ける。中間ピース１４１に対する上方ピース１４２及び下方ピース１４３の取付順序は特に限定されるものではない。
中間ピース１４１に上方ピース１４２を取り付けると、図１に示すごとく、上方ピース１４２に設けられた上方端子固定用孔１４４と端子挿入用孔１４５とが主入力端子１１に向かって開口した状態で配置される。
【００４１】
この状態の電力変換装置１に対して、直流電源の端子１９を主入力端子１１に接続するにあたっては、図１０に示すごとく、端子挿入用孔１４５から一対の端子１９をケース１４内に挿入する。そして、端子１９を主入力端子１１に重ね合わせ、端子１９に設けた挿通孔と主入力端子１１に設けた挿通孔１１１とが重なるように位置合わせする。その後、上方端子固定用孔１４４からボルト１９１と工具を挿入し、ボルト１９１によって端子１９と主入力端子１１とを共締めして主端子台５に固定する。
次いで、上方端子固定用孔１４４を蓋部１４８によって塞ぐ。
以上により、電力変換装置１と直流電源との接続が完了する。
【００４２】
なお、出力端子１６への回転電機の端子の接続も、主入力端子１１への直流電源の端子の接続と同様に行う。また、そのために、端子挿入用孔１４５及び上方端子固定用孔１４４に相当する開口部も、ケース１４における所定の位置に設けてあるが、これらについては図示を省略した。
【００４３】
次に、本例の作用効果につき説明する。
上記電力変換装置１においては、ＤＣ−ＤＣコンバータ部４が、インバータ部３及びコンデンサ２に対して、インバータ部３とコンデンサ２との並び方向である縦方向Ｘと直交する高さ方向Ｚに配置されている。それゆえ、ＤＣ−ＤＣコンバータ部４とインバータ部３とコンデンサ２とが特定方向に積層された３層構造とはならず、電力変換装置１の特定方向の寸法を小さくすることができる。つまり、ＤＣ−ＤＣコンバータ部４をインバータ部３及びコンデンサ２と一体化することによる電力変換装置１の特定方向の大型化を防ぐことができる。
【００４４】
また、入力バスバー１０のバスバー端子１２に、コンバータ入力端子４１とコンデンサ２の第１端子２１とが接続されている。つまり、コンバータ入力端子４１がコンデンサ２の第２端子２２ではなく第１端子２１に接続されている。これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ部４とインバータ部３との間にコンデンサ２が介在することとなる。それゆえ、インバータ部３のスイッチングノイズがＤＣ−ＤＣコンバータ部４に入ったり、逆に、ＤＣ−ＤＣコンバータ部４のスイッチングノイズがインバータ部３に入ったりすることを抑制することができる。
【００４５】
しかも、コンバータ入力端子４１は、高さ方向Ｚから見たとき、コンデンサ２及びインバータ部３よりも主入力端子１１に近い位置に配置されている。これにより、インバータ部３に接続されるコンデンサ２の第２端子２２ではなく、それとは異なる第１端子２１にコンバータ入力端子４１を接続しやすくなる。そのため、上述の所定の配線を実現するための配線構造を簡潔にすることができる。
【００４６】
また、電力変換装置１は主端子台５を備えているため、コンデンサ２の第１端子２１、ＤＣ−ＤＣコンバータ部４のコンバータ入力端子４１、及び直流電源の端子１９を、入力バスバー１０に対してそれぞれ容易に安定して接続することができる。
【００４７】
また、主端子台５は、コンデンサ２に対して横方向Ｙに配置されているため、電力変換装置１が縦方向に大型化することを抑制し、電力変換装置１の小型化を容易にすることができる。
また、出力端子台１６０の配置方向がコンデンサ２に対する主端子台５の配置方向と同一である。そのため、電力変換装置１内におけるデッドスペースを低減しやすく、特に横方向Ｙの体格を小さくすることができる。また、主端子台５と出力端子台１６０とを電力変換装置１における同じ側に配置することができるため、外部機器（直流電源及び回転電機）との接続作業の効率化を図ることができる。
【００４８】
また、コンバータ入力端子４１は、一対の中継バスバー６０を配設してなる中継端子台６を介してバスバー端子１２に接続されている。これにより、コンバータ入力端子４１の配線自由度が高くなると共に、コンバータ入力端子４１とバスバー端子１２との接続状態を安定させることができる。
【００４９】
また、中継端子台６は、高さ方向Ｚに貫通した筒状部６１を備え、該筒状部６１は、中継バスバー６０と入力バスバー１０のバスバー端子１２との締結部に向かって開口している。これにより、中継バスバー６０とバスバー端子１２との締結作業を容易に行うことができる。
【００５０】
以上のごとく、本例によれば、ＤＣ−ＤＣコンバータ部とインバータ部との間のノイズの影響を抑制しつつ、特定方向の小型化を実現することができる電力変換装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１ 電力変換装置
１０ 入力バスバー
１１ 主入力端子
１２ バスバー端子
２ コンデンサ
２１ 第１端子
２２ 第２端子
３ インバータ部
４ ＤＣ−ＤＣコンバータ部
４１ コンバータ入力端子
５ 主端子台
６ 中継端子台
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電力の電圧を平滑化するコンデンサと、直流電力を交流電力に変換するインバータ部と、直流電力を異なる電圧の直流電力に変換するＤＣ−ＤＣコンバータ部とを備えた電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車やハイブリッド自動車には、直流電源の直流電力を駆動用の交流電力に変換するインバータ部と、直流電源の直流電力を降圧して補機用の直流電力に変換するＤＣ−ＤＣコンバータ部とが搭載されている。そして、図１１に示すごとく、インバータ部９２とＤＣ−ＤＣコンバータ部９３とを一体的に構成してひとつの電力変換装置９としたものがある（特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に開示された電力変換装置９は、インバータ部９２とＤＣ−ＤＣコンバータ部９３との間に、入力された直流電力の電圧を平滑化するコンデンサ９４が配置されている。すなわち、ＤＣ−ＤＣコンバータ部９３とコンデンサ９４とインバータ部９２とが積層配置された３層構造の状態で、これらがケース９５内に収容されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１４８０２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記電力変換装置９においては、ＤＣ−ＤＣコンバータ部９３とコンデンサ９４とインバータ部９２とが、一つの方向（高さ方向）に積層配置されているため、この高さ方向の寸法を小型化することが困難である。つまり、ＤＣ−ＤＣコンバータ部をインバータ部及びコンデンサと一体化することによって電力変換装置が高さ方向に大型化することとなってしまう。その結果、車両への電力変換装置の搭載条件に制約が生じることとなる。
【０００６】
また、ＤＣ−ＤＣコンバータ部９３をインバータ部９２と一体化したとき、ＤＣ−ＤＣコンバータの入力端子をインバータ部９２の入力端子に近い位置に接続すると、インバータ部のスイッチングノイズがＤＣ−ＤＣコンバータ部に入ったり、逆に、ＤＣ−ＤＣコンバータ部のスイッチングノイズがインバータ部に入ったりするおそれがある。これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ部やインバータ部の正常な動作を妨げるおそれがある。
【０００７】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、ＤＣ−ＤＣコンバータ部とインバータ部との間のノイズの影響を抑制しつつ、特定方向の小型化を実現することができる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】
【０００８】
本発明の一態様は、直流電源と接続される一対の主入力端子と、該主入力端子から入力された直流電力の電圧を平滑化するコンデンサと、直流電力を交流電力に変換するインバータ部と、直流電力を異なる電圧の直流電力に変換するＤＣ−ＤＣコンバータ部とを備えた電力変換装置であって、
上記ＤＣ−ＤＣコンバータ部は、上記インバータ部及び上記コンデンサの少なくとも一方に対して、上記インバータ部と上記コンデンサとの並び方向である縦方向と直交する高さ方向に配置されており、
上記ＤＣ−ＤＣコンバータ部は、上記主入力端子と電気的に接続されるコンバータ入力端子を引き出してなり、
上記コンデンサは、上記主入力端子と電気的に接続される一対の第１端子と、上記インバータ部と電気的に接続される一対の第２端子とを引き出してなり、
上記主入力端子を一端に有する一対の入力バスバーの他端に設けたバスバー端子に、上記コンバータ入力端子と上記コンデンサの上記第１端子とが接続されており、
上記コンバータ入力端子は、上記高さ方向から見たとき、上記コンデンサ及び上記インバータ部よりも上記主入力端子に近い位置に配置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】
【０００９】
上記電力変換装置においては、上記ＤＣ−ＤＣコンバータ部が、上記インバータ部及び上記コンデンサの少なくとも一方に対して、上記インバータ部と上記コンデンサとの並び方向である縦方向と直交する高さ方向に配置されている。それゆえ、ＤＣ−ＤＣコンバータ部と上記インバータ部と上記コンデンサとが特定方向に積層された３層構造とはならず、電力変換装置の特定方向の寸法を小さくすることができる。つまり、ＤＣ−ＤＣコンバータ部をインバータ部及びコンデンサと一体化することによる電力変換装置の特定方向の大型化を防ぐことができる。
【００１０】
また、上記入力バスバーのバスバー端子に、上記コンバータ入力端子と上記コンデンサの上記第１端子とが接続されている。つまり、コンバータ入力端子がコンデンサの第２端子ではなく第１端子に接続されている。これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ部とインバータ部との間にコンデンサが介在することとなる。それゆえ、インバータ部のスイッチングノイズがＤＣ−ＤＣコンバータ部に入ったり、逆に、ＤＣ−ＤＣコンバータ部のスイッチングノイズがインバータ部に入ったりすることを抑制することができる。
【００１１】
しかも、上記コンバータ入力端子は、上記高さ方向から見たとき、上記コンデンサ及び上記インバータ部よりも上記主入力端子に近い位置に配置されている。これにより、インバータ部に接続されるコンデンサの第２端子ではなく、それとは異なる第１端子にコンバータ入力端子を接続しやすくなる。そのため、上述の所定の配線を実現するための配線構造を簡潔にすることができる。
【００１２】
以上のごとく、本発明によれば、ＤＣ−ＤＣコンバータ部とインバータ部との間のノイズの影響を抑制しつつ、特定方向の小型化を実現することができる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、縦方向に垂直な面による電力変換装置の断面図。
【図２】実施例１における、横方向に垂直な面による電力変換装置の断面図であって、図３のＡ−Ａ線矢視断面相当の図。
【図３】実施例１における、ケースの上方ピースを取り付ける前の状態の電力変換装置の平面図。
【図４】実施例１における、ケースの下方ピースを取り付ける前の状態の電力変換装置の平面図。
【図５】実施例１における、縦方向に垂直な面による主端子台及び中継端子台の断面図。
【図６】実施例１における、入力バスバーの斜視図。
【図７】実施例１における、中継バスバーの斜視図。
【図８】実施例１における、中継端子台の斜視図。
【図９】実施例１における、中継端子台の平面図。
【図１０】実施例１における、直流電源の端子を接続した電力変換装置の断面図。
【図１１】背景技術における、電力変換装置の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
上記電力変換装置において、上記インバータ部と上記コンデンサとの並び方向を「縦方向」といい、この縦方向と直交する一つの方向を「高さ方向」として定義しているが、これらは便宜的な定義であり、例えば、上記高さ方向が実際の鉛直方向と一致していなくてもよい。また、後述する「横方向」についても、同様に便宜的に定義した方向である。
【００１５】
また、上記電力変換装置は、上記主入力端子と上記バスバー端子とをそれぞれ載置する載置面を、互いに上記高さ方向の反対側に有する主端子台を備えていることが好ましい（請求項２）。この場合には、コンデンサの第１端子、ＤＣ−ＤＣコンバータ部のコンバータ入力端子、及び直流電源の端子を、入力バスバーに対してそれぞれ容易に安定して接続することができる。
【００１６】
また、上記主端子台は、上記コンデンサに対して、上記縦方向と上記高さ方向との双方に直交する横方向に配置されていることが好ましい（請求項３）。この場合には、電力変換装置が縦方向に大型化することを抑制し、電力変換装置の小型化を容易にすることができる。
【００１７】
また、上記電力変換装置は、上記インバータ部から交流電力を出力する出力端子を載置する出力端子台を備え、上記インバータ部に対する上記出力端子台の配置方向は、上記コンデンサに対する上記主端子台の配置方向と同一であることが好ましい（請求項４）。この場合には、電力変換装置内におけるデッドスペースを低減しやすく、特に上記横方向の体格を小さくすることができる。また、主端子台と出力端子台とを電力変換装置における同じ側に配置することができるため、外部機器との接続作業の効率化を図ることができる。
【００１８】
また、上記コンバータ入力端子は、一対の中継バスバーを配設してなる中継端子台を介して上記バスバー端子に接続されていることが好ましい（請求項５）。この場合には、上記コンバータ入力端子の配線自由度が高くなると共に、コンバータ入力端子とバスバー端子との接続状態を安定させることができる。
【００１９】
また、上記中継端子台は、上記高さ方向に貫通した筒状部を備え、該筒状部は、上記中継バスバーと上記入力バスバーの上記バスバー端子との締結部に向かって開口していることが好ましい（請求項６）。この場合には、上記中継バスバーと上記入力バスバーの上記バスバー端子との締結作業を容易に行うことができる。
【実施例】
【００２０】
（実施例１）
上記電力変換装置の実施例につき、図１〜図１０を用いて説明する。
本例の電力変換装置１は、図１〜図４に示すごとく、直流電源と接続される一対の主入力端子１１と、該主入力端子１１から入力された直流電力の電圧を平滑化するコンデンサ２と、直流電力を交流電力に変換するインバータ部３と、直流電力を異なる電圧の直流電力に変換するＤＣ−ＤＣコンバータ部４とを備えている。
【００２１】
本例の電力変換装置１は、例えば電気自動車やハイブリッド自動車等に搭載される。そして、インバータ部３によって、直流電力を三相交流電力に変換して、三相交流の回転電機を駆動するよう構成することができる。或いは、回転電機において発電した三相交流電力を直流電力に変換して、直流電源に充電できるようにすることもできる。
そして、ＤＣ−ＤＣコンバータ部４は、例えば、直流電源の電圧を降圧して、補機用の直流電力を生成するために用いられる。
すなわち、電力変換装置１は、車両に搭載された一つの直流電源（バッテリ）によって、三相交流の回転電機の駆動と、補機の作動とを行えるようにすることができる。
【００２２】
図１、図２に示すごとく、ＤＣ−ＤＣコンバータ部４は、インバータ部３及びコンデンサ２の少なくとも一方に対して、インバータ部３とコンデンサ２との並び方向である縦方向Ｘと直交する高さ方向Ｚに配置されている。本例においては、ＤＣ−ＤＣコンバータ部４は、インバータ部３及びコンデンサ２の双方に対して高さ方向Ｚの位置に配置されている。
【００２３】
ＤＣ−ＤＣコンバータ部４は、図２に示すごとく、主入力端子１１と電気的に接続されるコンバータ入力端子４１を引き出してなる。
コンデンサ２は、図４に示すごとく、主入力端子１１と電気的に接続される一対の第１端子２１と、インバータ部３と電気的に接続される一対の第２端子２２とを引き出してなる。一対の第１端子２１は、コンデンサ２に内蔵されたコンデンサ素子の一対の電極にそれぞれ電気的に接続され、一対の第２端子２２も、コンデンサ素子の一対の電極にそれぞれ電気的に接続されている。
【００２４】
そして、図１に示すごとく、主入力端子１１を一端に有する一対の入力バスバー１０の他端に設けたバスバー端子１２に、コンバータ入力端子４１とコンデンサ２の第１端子２１とが接続されている。
コンバータ入力端子４１は、高さ方向Ｚから見たとき、コンデンサ２及びインバータ部３よりも主入力端子１１に近い位置に配置されている。
【００２５】
また、電力変換装置１は、主入力端子１１とバスバー端子１２とをそれぞれ載置する主端子台５を備えている。主端子台５は、樹脂等の絶縁体からなり、図５に示すごとく、主入力端子１１とバスバー端子１２とをそれぞれ載置する載置面５１１、５１２を、互いに高さ方向Ｚの反対側に有する。すなわち、主端子台５は、高さ方向Ｚの一方に設けた載置面５１１に一対の入力バスバー１０の主入力端子１１を載置し、他方に設けた載置面５１２に一対の入力バスバー１０のバスバー端子１２を載置している。また、主端子台５は、縦方向Ｘと高さ方向Ｚとの双方に直交する横方向Ｙの一端であってコンデンサ２と反対側の側面５１３に、入力バスバー１０の中間部１３を沿わせている。
【００２６】
入力バスバー１０は、図６に示すごとく、高さ方向Ｚに伸びる中間部１３と、その上端部と下端部とを直角に同じ方向に屈曲させて形成した主入力端子１１及びバスバー端子１２とを備えている。主入力端子１１及びバスバー端子１２は、横方向Ｙへ平行に伸びている。入力バスバー１０は平板状の金属板を屈曲して形成してなる。
また、主入力端子１１には、横方向Ｙに並んで２つの挿通孔が形成されており、そのうちの一方が、直流電源の端子との締結に用いる挿通孔１１１である。また、バスバー端子１２にも縦方向Ｘに並んで２つの挿通孔が形成されており、そのうちの一方がコンバータ入力端子４１との締結に用いる挿通孔１２１であり、他方がコンデンサ２の第１バスバー２１との締結に用いる挿通孔１２２である。
【００２７】
また、図１、図３、図４に示すごとく、主端子台５は、コンデンサ２に対して、横方向Ｙに配置されている。
また、電力変換装置１は、インバータ部３から交流電力を出力する出力端子１６を載置する出力端子台１６０を備えている。すなわち、インバータ部３から横方向Ｙに引き出された交流端子３２と接続される出力端子１６を、樹脂等からなる出力端子台１６０に載置している。出力端子台１６０において、出力端子１６を三相交流の回転電機の端子と接続できるよう構成してある。
【００２８】
そして、インバータ部３に対する出力端子台１６０の配置方向は、コンデンサ２に対する主端子台５の配置方向と同一である。なお、出力端子台１６０は、主端子台５と一体化されていてもよい。
また、本例において、出力端子１６は６本形成されているが、これらのうちの３本が一つの回転電機における３つの電極に接続され、他の３本が他の一つの回転電機における３つの電極にそれぞれ接続されている。つまり、本例の電力変換装置１は、２つの回転電機をそれぞれ駆動できるよう構成してある。ただし、駆動する回転電機の個数は特に限定されるものではない。
【００２９】
また、図５に示すごとく、コンバータ入力端子４１は、一対の中継バスバー６０を配設してなる中継端子台６を介してバスバー端子１２に接続されている。
中継端子台６は、主端子台５に対して、高さ方向Ｚに並んで配置され、主端子台５におけるバスバー端子１２を載置した載置面５１２に対向するように配置されている。
【００３０】
中継端子台６は、高さ方向Ｚに貫通した筒状部６１を備えている。筒状部６１は、中継バスバー６０と入力バスバー１０のバスバー端子１２との締結部に向かって開口している。
中継端子台６は樹脂等の絶縁体からなり、図８、図９に示すごとく、筒状部６１と共に一対の端子固定部６２を備えている。該端子固定部６２は、筒状部６１と一体的に成形されており、コンバータ入力端子４１を中継バスバー６０と接続固定する部分である。
【００３１】
中継バスバー６０は、図７に示すごとく、平板状の金属板を屈曲して形成してなる。そして、中継バスバー６０は、入力バスバー１０のバスバー端子１２と面接触する上方端子部６０１と、コンバータ入力端子４１と面接触する下方端子部６０２とを有する。上方端子部６０１と下方端子部６０２とは、互いに平行であって、高さ方向Ｚに直交しているが、高さ方向Ｚの位置は異なる。すなわち、上方端子部６０１と下方端子部６０２との間には、高さ方向Ｚに伸びて両者を連結する連結部６０３が形成されている。また、上方端子部６０１における連結部６０３と反対側からは、連結部６０３と同じ方向に立設した立設部６０４が伸びている。また、上方端子部６０１には、入力バスバー１０のバスバー端子１２との締結のための挿通孔６０５が形成され、下方端子部６０２には、コンバータ入力端子４１との締結のための挿通孔６０６が形成されている。
【００３２】
そして、図８、図９に示すごとく、上方端子部６０１が中継端子台６における筒状部６１の主端子台５側の開口部の一部を覆うようにすると共に、下方端子部６０２を中継端子台６の端子固定部６２に配置するようにして、中継バスバー６０が中継端子台６に配設されている。一対の中継バスバー６０は、中継端子台６における一つの筒状部６１にそれぞれの上方端子部６０１を配置し、中継端子台６における一対の端子固定部６２のそれぞれに、それぞれの下方端子部６０２を配置している。
【００３３】
また、中継端子台６における端子固定部６２において、中継バスバー６０は、ボルト６３１によって中継端子台６にコンバータ入力端子４１と共締めされている。また、中継バスバー６０における立設部６０４には、厚み方向に貫通した係合孔６０７が形成されている。この係合孔６０７が、中継端子台６の筒状部６１の外側面に設けた係合凸部６１１と係合している。これによって、中継バスバー６０が中継端子台６に固定されている。
【００３４】
コンバータ入力端子４１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ部４から引き出されたワイヤー４１１の一端に固定された環状の端子によって構成されている。ワイヤー４１１は、可撓性を有する被覆導線によって構成することができる。
また、中継端子台６は、２つのボルト６３２によって、後述する電力変換装置１のケース１４に固定されている。
【００３５】
図１〜図４に示すごとく、電力変換装置１は、アルミニウム等の金属製のケース１４内に、コンデンサ２、インバータ部３、ＤＣ−ＤＣコンバータ部４等の構成部品を収容してなる。
インバータ部３は、スイッチング素子を内蔵した複数の半導体モジュールと、これらを冷却するための冷却器とを有する（図示略、上記特許文献１参照）。冷却器は、半導体モジュールをその両面から冷却できるよう構成された複数の冷媒流路を有する。すなわち、複数の半導体モジュールと複数の冷媒流路とが互いに積層されている。この積層方向は縦方向Ｘであって、インバータ部３とコンデンサ２との並び方向である。各半導体モジュールからは、高さ方向Ｚの一方でありＤＣ−ＤＣコンバータ部４側へ突出した主電極端子と、その反対側に突出した制御端子とを有する（図示略）。制御端子は、半導体モジュールを制御する制御回路が形成された制御回路基板に接続され、該制御回路基板は、インバータ部３におけるＤＣ−ＤＣコンバータ部４と反対側に配されている（図示略）。
【００３６】
ケース１４は、図１、図２に示すごとく、インバータ部３及びコンデンサ２を内側に配設する中間ピース１４１と、中間ピース１４１に対して高さ方向Ｚの両側に配された上方ピース１４２及び下方ピース１４３とを組み合わせてなる。上方ピース１４２の内側には、制御回路基板が配置しており、下方ピース１４３の内側には、ＤＣ−ＤＣコンバータ部４が配設されている。中間ケース部１４１は高さ方向Ｚの双方が開放されている。
【００３７】
ケース１４は、高さ方向Ｚから主入力端子１１に向かって開口した上方端子固定用孔１４４と、横方向Ｙからから主入力端子１１に向かって開口した端子挿入用孔１４５と、高さ方向Ｚから中継端子台６に向かって開口した下方端子固定用孔１４６とを有する。上方端子固定用孔１４４と端子挿入用孔１４５とは、ケース１４の上方ピース１４２に形成され、下方端子固定用孔１４６は、ケース１４の下方ピース１４３に形成されている。
【００３８】
電力変換装置１を組み立てるにあたっては、まず、図４に示すごとく、ケース１４の中間ピース１４１の内側に、インバータ部３及びコンデンサ２を配設する。また、入力バスバー１０を配設した主端子台５、及び出力端子１６を配設した出力端子台１６０も、ケース１４の中間ピース１４１内に配設する。そして、コンデンサ２の一対の第１端子２１を入力バスバー１０のバスバー端子１２にボルト２３１にて締結し、コンデンサ２の一対の第２端子２２をインバータ部３の一対の直流バスバー３１にボルト２３２にて締結する。
【００３９】
一方、ケース１４の下方ピース１４３には、ＤＣ−ＤＣコンバータ部４及び中継端子台６を組み付ける（図１、図２参照）。中継端子台６に配設された中継バスバー６０には、コンバータ入力端子４１を締結しておく。
この状態で、インバータ部３、コンデンサ２、及び主端子台５を内側に配設した中間ピース１４１と、ＤＣ−ＤＣコンバータ部４及び中継端子台６を内側に配設した下方ピース１４３とを組み合わせる。この状態においては、コンバータ入力端子４１と接続された中継バスバー６０と入力バスバー１０のバスバー端子１２とは締結されていない。そこで、下方ピース１４３に設けられた下方端子固定用孔１４６からボルト６３３を挿入して、中継バスバー６０の上方端子部６０１とバスバー端子１２とを主端子台５にボルト６３３によって共締めする。このとき、中継端子台６に設けた筒状部６１の内側を通すように、ボルト６３３及び工具を挿入することができる。
ボルト締結後、下方端子固定用孔１４６は、樹脂等からなるキャップ１４７によって塞ぐ。
【００４０】
また、下方ピース１４３を取り付けた側と反対側の中間ピース１４１の開放部に、上方ピース１４２を組み付ける。中間ピース１４１に対する上方ピース１４２及び下方ピース１４３の取付順序は特に限定されるものではない。
中間ピース１４１に上方ピース１４２を取り付けると、図１に示すごとく、上方ピース１４２に設けられた上方端子固定用孔１４４と端子挿入用孔１４５とが主入力端子１１に向かって開口した状態で配置される。
【００４１】
この状態の電力変換装置１に対して、直流電源の端子１９を主入力端子１１に接続するにあたっては、図１０に示すごとく、端子挿入用孔１４５から一対の端子１９をケース１４内に挿入する。そして、端子１９を主入力端子１１に重ね合わせ、端子１９に設けた挿通孔と主入力端子１１に設けた挿通孔１１１とが重なるように位置合わせする。その後、上方端子固定用孔１４４からボルト１９１と工具を挿入し、ボルト１９１によって端子１９と主入力端子１１とを共締めして主端子台５に固定する。
次いで、上方端子固定用孔１４４を蓋部１４８によって塞ぐ。
以上により、電力変換装置１と直流電源との接続が完了する。
【００４２】
なお、出力端子１６への回転電機の端子の接続も、主入力端子１１への直流電源の端子の接続と同様に行う。また、そのために、端子挿入用孔１４５及び上方端子固定用孔１４４に相当する開口部も、ケース１４における所定の位置に設けてあるが、これらについては図示を省略した。
【００４３】
次に、本例の作用効果につき説明する。
上記電力変換装置１においては、ＤＣ−ＤＣコンバータ部４が、インバータ部３及びコンデンサ２に対して、インバータ部３とコンデンサ２との並び方向である縦方向Ｘと直交する高さ方向Ｚに配置されている。それゆえ、ＤＣ−ＤＣコンバータ部４とインバータ部３とコンデンサ２とが特定方向に積層された３層構造とはならず、電力変換装置１の特定方向の寸法を小さくすることができる。つまり、ＤＣ−ＤＣコンバータ部４をインバータ部３及びコンデンサ２と一体化することによる電力変換装置１の特定方向の大型化を防ぐことができる。
【００４４】
また、入力バスバー１０のバスバー端子１２に、コンバータ入力端子４１とコンデンサ２の第１端子２１とが接続されている。つまり、コンバータ入力端子４１がコンデンサ２の第２端子２２ではなく第１端子２１に接続されている。これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ部４とインバータ部３との間にコンデンサ２が介在することとなる。それゆえ、インバータ部３のスイッチングノイズがＤＣ−ＤＣコンバータ部４に入ったり、逆に、ＤＣ−ＤＣコンバータ部４のスイッチングノイズがインバータ部３に入ったりすることを抑制することができる。
【００４５】
しかも、コンバータ入力端子４１は、高さ方向Ｚから見たとき、コンデンサ２及びインバータ部３よりも主入力端子１１に近い位置に配置されている。これにより、インバータ部３に接続されるコンデンサ２の第２端子２２ではなく、それとは異なる第１端子２１にコンバータ入力端子４１を接続しやすくなる。そのため、上述の所定の配線を実現するための配線構造を簡潔にすることができる。
【００４６】
また、電力変換装置１は主端子台５を備えているため、コンデンサ２の第１端子２１、ＤＣ−ＤＣコンバータ部４のコンバータ入力端子４１、及び直流電源の端子１９を、入力バスバー１０に対してそれぞれ容易に安定して接続することができる。
【００４７】
また、主端子台５は、コンデンサ２に対して横方向Ｙに配置されているため、電力変換装置１が縦方向に大型化することを抑制し、電力変換装置１の小型化を容易にすることができる。
また、出力端子台１６０の配置方向がコンデンサ２に対する主端子台５の配置方向と同一である。そのため、電力変換装置１内におけるデッドスペースを低減しやすく、特に横方向Ｙの体格を小さくすることができる。また、主端子台５と出力端子台１６０とを電力変換装置１における同じ側に配置することができるため、外部機器（直流電源及び回転電機）との接続作業の効率化を図ることができる。
【００４８】
また、コンバータ入力端子４１は、一対の中継バスバー６０を配設してなる中継端子台６を介してバスバー端子１２に接続されている。これにより、コンバータ入力端子４１の配線自由度が高くなると共に、コンバータ入力端子４１とバスバー端子１２との接続状態を安定させることができる。
【００４９】
また、中継端子台６は、高さ方向Ｚに貫通した筒状部６１を備え、該筒状部６１は、中継バスバー６０と入力バスバー１０のバスバー端子１２との締結部に向かって開口している。これにより、中継バスバー６０とバスバー端子１２との締結作業を容易に行うことができる。
【００５０】
以上のごとく、本例によれば、ＤＣ−ＤＣコンバータ部とインバータ部との間のノイズの影響を抑制しつつ、特定方向の小型化を実現することができる電力変換装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１ 電力変換装置
１０ 入力バスバー
１１ 主入力端子
１２ バスバー端子
２ コンデンサ
２１ 第１端子
２２ 第２端子
３ インバータ部
４ ＤＣ−ＤＣコンバータ部
４１ コンバータ入力端子
５ 主端子台
６ 中継端子台
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源と接続される一対の主入力端子と、該主入力端子から入力された直流電力の電圧を平滑化するコンデンサと、直流電力を交流電力に変換するインバータ部と、直流電力を異なる電圧の直流電力に変換するＤＣ−ＤＣコンバータ部とを備えた電力変換装置であって、
上記ＤＣ−ＤＣコンバータ部は、上記インバータ部及び上記コンデンサの少なくとも一方に対して、上記インバータ部と上記コンデンサとの並び方向である縦方向と直交する高さ方向に配置されており、
上記ＤＣ−ＤＣコンバータ部は、上記主入力端子と電気的に接続されるコンバータ入力端子を引き出してなり、
上記コンデンサは、上記主入力端子と電気的に接続される一対の第１端子と、上記インバータ部と電気的に接続される一対の第２端子とを引き出してなり、
上記主入力端子を一端に有する一対の入力バスバーの他端に設けたバスバー端子に、上記コンバータ入力端子と上記コンデンサの上記第１端子とが接続されており、
上記コンバータ入力端子は、上記高さ方向から見たとき、上記コンデンサ及び上記インバータ部よりも上記主入力端子に近い位置に配置されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電力変換装置において、上記主入力端子と上記バスバー端子とをそれぞれ載置する載置面を、互いに上記高さ方向の反対側に有する主端子台を備えていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電力変換装置において、上記主端子台は、上記コンデンサに対して、上記縦方向と上記高さ方向との双方に直交する横方向に配置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３に記載の電力変換装置において、上記インバータ部から交流電力を出力する出力端子を載置する出力端子台を備え、上記インバータ部に対する上記出力端子台の配置方向は、上記コンデンサに対する上記主端子台の配置方向と同一であることを特徴とする電力変換装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の電力変換装置において、上記コンバータ入力端子は、一対の中継バスバーを配設してなる中継端子台を介して上記バスバー端子に接続さ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、上記中継端子台は、上記高さ方向に貫通した筒状部を備え、該筒状部は、上記中継バスバーと上記入力バスバーの上記バスバー端子との締結部に向かって開口していることを特徴とする電力変換装置。
【請求項１】
直流電源と接続される一対の主入力端子と、該主入力端子から入力された直流電力の電圧を平滑化するコンデンサと、直流電力を交流電力に変換するインバータ部と、直流電力を異なる電圧の直流電力に変換するＤＣ−ＤＣコンバータ部とを備えた電力変換装置であって、
上記ＤＣ−ＤＣコンバータ部は、上記インバータ部及び上記コンデンサの少なくとも一方に対して、上記インバータ部と上記コンデンサとの並び方向である縦方向と直交する高さ方向に配置されており、
上記ＤＣ−ＤＣコンバータ部は、上記主入力端子と電気的に接続されるコンバータ入力端子を引き出してなり、
上記コンデンサは、上記主入力端子と電気的に接続される一対の第１端子と、上記インバータ部と電気的に接続される一対の第２端子とを引き出してなり、
上記主入力端子を一端に有する一対の入力バスバーの他端に設けたバスバー端子に、上記コンバータ入力端子と上記コンデンサの上記第１端子とが接続されており、
上記コンバータ入力端子は、上記高さ方向から見たとき、上記コンデンサ及び上記インバータ部よりも上記主入力端子に近い位置に配置されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電力変換装置において、上記主入力端子と上記バスバー端子とをそれぞれ載置する載置面を、互いに上記高さ方向の反対側に有する主端子台を備えていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電力変換装置において、上記主端子台は、上記コンデンサに対して、上記縦方向と上記高さ方向との双方に直交する横方向に配置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３に記載の電力変換装置において、上記インバータ部から交流電力を出力する出力端子を載置する出力端子台を備え、上記インバータ部に対する上記出力端子台の配置方向は、上記コンデンサに対する上記主端子台の配置方向と同一であることを特徴とする電力変換装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の電力変換装置において、上記コンバータ入力端子は、一対の中継バスバーを配設してなる中継端子台を介して上記バスバー端子に接続さ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、上記中継端子台は、上記高さ方向に貫通した筒状部を備え、該筒状部は、上記中継バスバーと上記入力バスバーの上記バスバー端子との締結部に向かって開口していることを特徴とする電力変換装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−８５３２０（Ｐ２０１３−８５３２０Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２１６８３（Ｐ２０１１−２２１６８３）
【出願日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]