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公開番号2025113864
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-04
出願番号2024008241
出願日2024-01-23
発明の名称電力変換モジュール
出願人株式会社デンソー
代理人個人,個人,個人
主分類H02M 7/48 20070101AFI20250728BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】構成を簡素化しつつ外部機器との接続性を向上できる電力変換モジュールを提供すること。
【解決手段】電力変換モジュールは、回路ユニット201,202、切替スイッチ80、P端子111、N端子112、および充電端子113を備える。回路ユニット201は第1インバータを構成し、回路ユニット202は第2インバータを構成する。充電端子113は、第2インバータに電気的に接続され、充電のために外部機器に電気的に接続される。回路ユニット201,202は、互いに共通の構造を有する。回路ユニット201に対するP端子111およびN端子112の配置と、回路ユニットに対する充電端子113の配置とが異なる。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項１】
回転電機（３）の巻線の一端に接続される第１インバータ（８）を構成する第１回路ユニット（２０１）と、
前記巻線の他端に接続される第２インバータ（９）を構成する第２回路ユニット（２０２）と、
前記第１インバータと前記第２インバータとをつなぐ経路に設けられ、閉状態で直流電源（２）と前記第２インバータとを接続し、開状態で前記直流電源と前記第２インバータとの接続を遮断する切替スイッチ（８０）と、
前記第１インバータに電気的に接続され、平滑コンデンサ（７，２２）を介して前記直流電源に接続される第１主端子（１１１，１１２）と、
前記第２インバータに電気的に接続され、充電のために外部機器（２３）に電気的に接続される充電端子（１１３，１１３Ａ）を含む第２主端子（１１３，１１４）と、
を備え、
前記第１回路ユニットと前記第２回路ユニットとは、互いに共通の構造を有しており、
前記第１回路ユニットに対する前記第１主端子の配置と前記第２回路ユニットに対する前記第２主端子の配置とが異なっている、電力変換モジュール。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記第１回路ユニットと前記第２回路ユニットとは、所定方向に並んでおり、
前記第１主端子および前記第２主端子は、前記所定方向に並んでおり、
前記充電端子は、前記所定方向において前記第１主端子および前記第２主端子の一端に配置されている、請求項１に記載の電力変換モジュール。
【請求項３】
前記第１回路ユニットおよび前記第２回路ユニットは、前記所定方向に延びるバスバー（１００）をそれぞれ有し、
前記第１主端子および前記第２主端子は、前記第１回路ユニットおよび前記第２回路ユニットを含む回路ユニットのうちの対応する前記回路ユニットの前記バスバーに連なっている、請求項２に記載の電力変換モジュール。
【請求項４】
前記第１回路ユニットおよび前記第２回路ユニットは、基板（５０）と、前記基板に実装され、前記第１インバータおよび前記第２インバータを含むインバータのうち、対応する前記インバータを構成する半導体素子（６０）と、をそれぞれ有し、
前記半導体素子は、相ごとに設けられた上アーム素子（６１Ｈ，６２Ｈ）および下アーム素子（６１Ｌ、６２Ｌ）を含み、
前記基板は、相ごとに設けられ、前記上アーム素子に電気的に接続されたＰ配線（５１４，５２４）と、前記下アーム素子に電気的に接続されたＮ配線（５１５，５２５）と、を有し、
各基板において、前記Ｐ配線、前記Ｎ配線、前記Ｐ配線、前記Ｎ配線、前記Ｐ配線の順に前記所定方向に並んでおり、
前記バスバーは、対応する前記回路ユニットにおいて、前記Ｐ配線に接続されたＰバスバー（１０１，１０３）と、前記Ｎ配線に接続されたＮバスバー（１０２，１０４）と、を含む、請求項３に記載の電力変換モジュール。
【請求項５】
前記第２インバータを構成する前記下アーム素子は前記第２インバータを構成する前記上アーム素子よりも、前記所定方向に直交する方向において前記第１主端子から離れた位置に配置されている、請求項４に記載の電力変換モジュール。
【請求項６】
前記半導体素子は、前記半導体素子と共通の電源配線に配置された前記切替スイッチよりも、前記所定方向に直交する方向において前記第１主端子から離れた位置に配置されている、請求項４または請求項５に記載の電力変換モジュール。
【請求項７】
前記切替スイッチは、前記所定方向において、前記第１回路ユニットと前記第２回路ユニットとの間に配置されている、請求項４または請求項５に記載の電力変換モジュール。
【請求項８】
前記所定方向において、前記第１回路ユニットが有する前記基板である第１基板（５１）と前記第２回路ユニットが有する前記基板である第２基板（５２）との間に配置された第３基板（５３）を備え、
前記第３基板は、前記第１基板および前記第２基板とは異なる構造を有し、
前記切替スイッチは、前記第３基板に実装されている、請求項７に記載の電力変換モジュール。
【請求項９】
前記第１主端子は、前記第１回路ユニットにおいて前記Ｐバスバーに連なるＰ端子（１１１）と、前記Ｎバスバーに連なるＮ端子（１１２）と、を含み、
前記第２主端子は、前記第２回路ユニットにおいて前記Ｐバスバーおよび前記Ｎバスバーのいずれかに連なる前記充電端子のみを含む、請求項４に記載の電力変換モジュール。
【請求項１０】
前記第１回路ユニットおよび前記第２回路ユニットは、前記所定方向において隣り合う前記Ｐ配線と前記Ｎ配線とに接続されたスナバ部品（７０，７１，７２）をそれぞれ有する、請求項４に記載の電力変換モジュール。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この明細書における開示は、電力変換モジュールに関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、回転電機の巻線の一端に接続される第１インバータ、巻線の他端に接続される第２インバータ、および切替スイッチを備えた電力変換モジュールを開示している。切替スイッチは、第１インバータと第２インバータとをつなぐ経路に配置され、閉状態で直流電源と第２インバータとを接続し、開状態で直流電源と第２インバータとの接続を遮断する。先行技術文献の記載内容は、この明細書における技術的要素の説明として、参照により援用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－１７９９６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に代表される電力変換モジュールに対して外部機器を接続し、直流電源を充電する、もしくは、直流電源の電源電圧を用いて外部機器を充電する構成が考えられる。しかしながら、電力変換モジュールの構成を簡素化しようとすると、外部機器との接続性が低下する。上記した観点において、または言及されていない他の観点において、電力変換モジュールにはさらなる改良が求められている。
【０００５】
開示されるひとつの目的は、構成を簡素化しつつ、外部機器との接続性を向上できる電力変換モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
開示のひとつの態様は、電力変換モジュールであって、
回転電機（３）の巻線の一端に接続される第１インバータ（８）を構成する第１回路ユニット（２０１）と、
巻線の他端に接続される第２インバータ（９）を構成する第２回路ユニット（２０２）と、
第１インバータと第２インバータとをつなぐ経路に設けられ、閉状態で直流電源（２，２１）と第２インバータとを接続し、開状態で直流電源と第２インバータとの接続を遮断する切替スイッチ（８０）と、
第１インバータに電気的に接続され、平滑コンデンサ（７，２２）を介して直流電源に接続される第１主端子（１１１，１１２）と、
第２インバータに電気的に接続され、充電のために外部機器（２３）に電気的に接続される充電端子（１１３，１１３Ａ）を含む第２主端子（１１３，１１４）と、
を備え、
第１回路ユニットと第２回路ユニットとは、互いに共通の構造を有しており、
第１回路ユニットに対する第１主端子の配置と第２回路ユニットに対する第２主端子の配置とが異なっている。
【０００７】
開示の電力変換モジュールによれば、第１回路ユニットと第２回路ユニットとを共通構造とするため、電力変換モジュールの構成を簡素化することができる。また、主端子を回路ユニットから切り離し、第１回路ユニットに対する第１主端子の配置と第２回路ユニットに対する第２主端子の配置とを異ならせる。これにより、充電端子を外部機器と接続しやすい配置とすることができる。よって、構成を簡素化しつつ、外部機器との接続性を向上することができる。
【０００８】
この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
電力変換回路および駆動システムを示す図である。
回転電機の動作点マップの一例を示す図である。
スター結線駆動を示す図である。
オープン結線駆動を示す図である。
外部機器が接続された状態を示す回路図である。
電力変換モジュールと外部機器との接続構造を示す図である。
第１実施形態に係る電力変換モジュールを示す平面図である。
図７に対して、冷却器およびハウジングを省略した図である。
図７のIX-IX線に沿う断面図である。
図７のX-X線に沿う断面図である。
第２実施形態に係る電力変換モジュールが提供する電力変換回路を示す図である。
電力変換モジュールと外部機器との接続構造を示す図である。
第２実施形態に係る電力変換モジュールを示す図である。
第３実施形態に係る電力変換モジュールと外部機器との接続構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面に基づいて複数の実施形態を説明する。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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