JP2013239624A - Capacitor module - Google Patents
Capacitor module Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013239624A JP2013239624A JP2012112327A JP2012112327A JP2013239624A JP 2013239624 A JP2013239624 A JP 2013239624A JP 2012112327 A JP2012112327 A JP 2012112327A JP 2012112327 A JP2012112327 A JP 2012112327A JP 2013239624 A JP2013239624 A JP 2013239624A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- capacitor
- capacitor element
- module
- vibration
- capacitor elements
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Abstract
Description
本発明は、金属膜が設けられた絶縁性フィルムを巻回して形成されるコンデンサ素子をケース内に複数配列して構成されるコンデンサモジュールに関する。 The present invention relates to a capacitor module configured by arranging a plurality of capacitor elements formed by winding an insulating film provided with a metal film in a case.
従来、このようなコンデンサモジュールは、例えば、ハイブリッド車や電気自動車等の電力変換装置において電圧を安定化させる等の目的で用いられている。このような場合、コンデンサモジュールを構成するコンデンサ素子としては、極めて寿命が長く、メンテナスフリーを可能とする金属化フィルムコンデンサなどが用いられる。 Conventionally, such a capacitor module is used for the purpose of stabilizing the voltage in a power conversion device such as a hybrid vehicle or an electric vehicle. In such a case, as the capacitor element constituting the capacitor module, a metallized film capacitor that has a very long life and can be maintained free is used.
このようなコンデンサモジュールにおいては、急激な電圧変化により生じるリプル電流に応じて変動するクーロン力により、騒音の原因となる振動が生じる場合がある。このような騒音を遮断するために、従来、コンデンサ素子の周囲を遮音材や防音材等で覆うことなどが行われている。 In such a capacitor module, vibrations that cause noise may occur due to the Coulomb force that fluctuates according to the ripple current generated by a sudden voltage change. In order to block such noise, conventionally, the periphery of the capacitor element is covered with a sound insulating material, a sound insulating material, or the like.
例えば、特許文献1に記載のケースモールド型コンデンサにおいては、コンデンサ素子を収納するケースの材料として、弾性体であるエラストマを配合した樹脂を用いている。これにより、ケースを介して伝達される振動を抑制し、モジュールからの騒音の発生を低減させている。 For example, in the case mold type capacitor described in Patent Document 1, a resin in which an elastomer which is an elastic body is blended is used as a material for a case for housing a capacitor element. Thereby, the vibration transmitted through the case is suppressed, and the generation of noise from the module is reduced.
しかしながら、上述のようにコンデンサ素子の周囲を遮音材や防音材等で覆うようにする場合には、コンデンサモジュールが大型化することや、防音材の周波数特性により、所望の効果が得られない周波数帯域が存在することなどの不都合がある。上記特許文献1のケースモールド型コンデンサの場合においても、ケースの形状や材料、印加されるリプル電流の周波数によっては、騒音を効果的に低減できないおそれがある。 However, when the periphery of the capacitor element is covered with a sound insulating material or a sound insulating material as described above, the frequency at which the desired effect cannot be obtained due to the increase in size of the capacitor module or the frequency characteristics of the sound insulating material. There are inconveniences such as the existence of bandwidth. Even in the case mold type capacitor described in Patent Document 1, noise may not be effectively reduced depending on the shape and material of the case and the frequency of the applied ripple current.
本発明の目的は、かかる従来技術の問題点に鑑み、コンデンサ素子の振動による騒音の発生を、振動の周波数に拘わらず、簡便な構成で防止できるコンデンサモジュールを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a capacitor module that can prevent generation of noise due to vibration of a capacitor element with a simple configuration regardless of the frequency of vibration, in view of the problems of the related art.
本発明のコンデンサモジュールは、金属膜が設けられた1対の絶縁性フィルムを扁平ロール状に巻回し、各絶縁性フィルムの金属膜にそれぞれ接続した1対の電極を設けて形成されるコンデンサ素子をケース内に複数配列して構成されるコンデンサモジュールであって、各コンデンサ素子の電極は、隣接するコンデンサ素子に流れる電流の向きが相互に逆向きとなるように接続されていることを特徴とする。 The capacitor module of the present invention is a capacitor element formed by winding a pair of insulating films provided with a metal film in a flat roll shape and providing a pair of electrodes respectively connected to the metal films of each insulating film A capacitor module configured by arranging a plurality of capacitors in a case, wherein the electrodes of each capacitor element are connected such that directions of currents flowing in adjacent capacitor elements are opposite to each other. To do.
ここで、前述のように、コンデンサモジュールに印加される電圧の急激な変化等によって大きなリプル電流が生じた場合には、各コンデンサ素子に働くクーロン力が周期的に大きく変動し、コンデンサ素子に騒音の原因となる振動が生じ得る。 Here, as described above, when a large ripple current is generated due to a rapid change in the voltage applied to the capacitor module, the Coulomb force acting on each capacitor element periodically fluctuates greatly, causing noise to the capacitor element. The vibration that causes this can occur.
しかしながら、本発明においては、隣接するコンデンサ素子に流れる電流の向きが相互に逆向きであるため、隣接するコンデンサ素子におけるリプル電流は、相互に逆位相となる。これにより、隣接するコンデンサ素子の振動は、相互に逆位相で生じるので、相互に打ち消し合う。 However, in the present invention, the directions of currents flowing in adjacent capacitor elements are opposite to each other, so that ripple currents in adjacent capacitor elements have opposite phases. As a result, the vibrations of the adjacent capacitor elements occur in opposite phases with each other and cancel each other.
したがって、本発明によれば、コンデンサ素子の振動による騒音を、振動の周波数に拘わらず、簡便な構成で防止することができる。 Therefore, according to the present invention, noise due to the vibration of the capacitor element can be prevented with a simple configuration regardless of the frequency of the vibration.
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。図1に示すように、実施形態に係るコンデンサモジュール1は、複数のコンデンサ素子2を矩形状のケース3内に配列して構成される。ケース3と各コンデンサ素子2との間には、モールド樹脂が充填される。すなわち、コンデンサモジュール1は、ケースモールド型のものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the capacitor module 1 according to the embodiment is configured by arranging a plurality of
コンデンサモジュール1は、例えば、ハイブリッド車や電気自動車において三相モータを駆動するインバータとバッテリとの間に配置される平滑用のコンデンサモジュールとして用いられる。したがって、各コンデンサ素子2としては、耐久性及び耐圧性に優れた金属化フィルムコンデンサが用いられる。
The capacitor module 1 is used as, for example, a smoothing capacitor module disposed between an inverter that drives a three-phase motor and a battery in a hybrid vehicle or an electric vehicle. Therefore, as each
金属化フィルムコンデンサは、金属膜が設けられた一対の絶縁性フィルムを扁平ロール状に巻回し、その両端面に、各絶縁性フィルムの金属膜にそれぞれ接続する2つのメタリコン電極を金属の溶射により形成することによって構成される。金属膜は、アルミニウムや銅等の金属素材を成膜用の材料として用い、蒸着やスパッタリングによって成膜することにより形成される。 A metallized film capacitor is formed by winding a pair of insulating films provided with a metal film in a flat roll shape, and two metallicon electrodes connected to the metal films of the respective insulating films on both end surfaces by metal spraying. Constructed by forming. The metal film is formed by forming a film by vapor deposition or sputtering using a metal material such as aluminum or copper as a film forming material.
各コンデンサ素子2は、同一の構成を備えており、同一の姿勢で、かつ相互に隣接するようにして、ケース3内に配列される。この配列において、隣り合うコンデンサ素子2同士は、その扁平ロール形状における扁平面又は該扁平面に隣接する半円筒状の側面を介して相互に隣接する。そして、この配列における各コンデンサ素子2の一方の側及び他方の側のメタリコン電極6(図2参照)は、それぞれ一平面上に位置する。
Each
ケース3は、コンデンサモジュール1を外部のバッテリ等に接続するための端子4及び5を備える。端子4及び5から各コンデンサ素子2への接続は、端子4及び5から各コンデンサ素子2のメタリコン電極6へ、銅などのバスバー等を用いて配線することにより行われる。
The case 3 includes
図2は、端子4及び5と各コンデンサ素子2のメタリコン電極6との接続を示す。図2に示すように、各コンデンサ素子2(2a、2b)は、隣接するコンデンサ素子2に流れる電流の向きが相互に逆向きとなるように、かつ並列に接続される。
FIG. 2 shows the connection between the
すなわち、コンデンサ素子配列における一方の側のメタリコン電極6がプラス側に接続され、他方の側のメタリコン電極6がマイナス側に接続されているコンデンサ素子(以下、「第1グループのコンデンサ素子」という。)2aに対して、上下又は左右方向に隣接する各コンデンサ素子(以下、「第2グループのコンデンサ素子」という。)2bでは、該一方の側のメタリコン電極6はマイナス側に接続され、該他方の側のメタリコン電極6はプラス側に接続される。
That is, a capacitor element (hereinafter referred to as “capacitor element of the first group”) in which one side of the
この構成において、コンデンサモジュール1に印加される電圧が急激に変化した場合には、コンデンサモジュール1に振幅の大きなリプル電流が流れる。このとき、このリプル電流に応じて、各コンデンサ素子2において金属膜間に働くクーロン力が周期的に大きく変動し、これにより絶縁性フィルムが大きく振動するおそれがある。この振動は、不快な騒音の原因となる。
In this configuration, when the voltage applied to the capacitor module 1 changes abruptly, a ripple current having a large amplitude flows through the capacitor module 1. At this time, in accordance with the ripple current, the Coulomb force acting between the metal films in each
しかし、本実施形態では、隣接する第1グループのコンデンサ素子2aと第2グループのコンデンサ素子2bに流れる電流の向きが相互に逆向きであるため、第1グループのコンデンサ素子2aと第2グループのコンデンサ素子2bにおけるリプル電流は、相互に逆位相となる。これにより、隣接するコンデンサ素子2の振動は、相互に逆位相で生じるので、相互に打ち消し合う。したがって、コンデンサ素子2の振動による騒音の発生が抑制される。
However, in this embodiment, the directions of the currents flowing in the adjacent first group of
図3は、この振動の打消し効果を示す波形図である。図3(a)及び(b)は、コンデンサ素子のプラス側及びマイナス側のメタリコン電極におけるリプル電圧の波形を例示する。図3(c)は、各コンデンサ素子におけるリプル電圧の波形が図3(a)及び(b)のようである場合の従来のコンデンサモジュールにおける各コンデンサ素子の振動の波形を例示する。 FIG. 3 is a waveform diagram showing the vibration canceling effect. 3A and 3B exemplify ripple voltage waveforms at the positive and negative metallicon electrodes of the capacitor element. FIG. 3C illustrates the vibration waveform of each capacitor element in the conventional capacitor module when the ripple voltage waveform in each capacitor element is as shown in FIGS.
図3(d)は、各コンデンサ素子2におけるリプル電圧の波形が図3(a)及び(b)のようである場合に、第1グループのコンデンサ素子2a及び第2グループのコンデンサ素子2b同士の振動が打ち消し合った後の振動の波形を示す。
FIG. 3D shows the relationship between the first group of
従来のコンデンサモジュールにおいては、ケース内に配列されたすべてのコンデンサ素子において、該配列における一方の側のメタリコン電極がプラス側に接続され、他方の側のメタリコン電極がマイナス側に接続されている。このため、各コンデンサ素子のプラス側及びマイナス側のメタリコン電極におけるリプル電圧の波形が、それぞれ図3(a)及び(b)に示すような形である場合、すべてのコンデンサ素子は、同一位相で、図3(c)のように振動する。 In the conventional capacitor module, in all the capacitor elements arranged in the case, the metallicon electrode on one side in the arrangement is connected to the plus side, and the metallicon electrode on the other side is connected to the minus side. Therefore, when the ripple voltage waveforms at the positive and negative metallicon electrodes of each capacitor element are as shown in FIGS. 3A and 3B, all capacitor elements have the same phase. Oscillates as shown in FIG.
これに対し、本実施形態のコンデンサモジュール1においては、各コンデンサ素子2のプラス側及びマイナス側のメタリコン電極6におけるリプル電圧の波形がそれぞれ図3(a)及び(b)のようである場合、第1グループのコンデンサ素子2aと第2グループのコンデンサ素子2bとでリプル電流の方向が逆となり、図3(a)のプラス側のリプル電圧の波形と、図3(b)のマイナス側のリプル電圧の波形とが、第1グループのコンデンサ素子2aと第2グループのコンデンサ素子2bとで、相互に反対側に生じる。
In contrast, in the capacitor module 1 of the present embodiment, when the ripple voltage waveforms at the positive and
この場合、第1グループのコンデンサ素子2aの振動と、第2グループのコンデンサ素子2bの振動は、相互に逆位相で生じる。したがって、第1グループのコンデンサ素子2aと第2グループのコンデンサ素子2bの振動は相互に打ち消し合うので、打ち消し合った後の振動は、図3(d)のように、振幅の小さなものとなる。したがって、コンデンサ素子2の振動による騒音は、抑制される。
In this case, the vibration of the first group of
この振動の抑制効果は、振動の原因となるリプル電流の周波数、すなわちコンデンサ素子2の振動の周波数にさほど影響されることなく得られると考えられる。
This vibration suppressing effect is considered to be obtained without being greatly affected by the frequency of the ripple current that causes the vibration, that is, the frequency of the vibration of the
以上のように、本実施形態によれば、隣接するコンデンサ素子2に流れる電流が逆向きとなるように各コンデンサ素子2のメタリコン電極6を接続するようにしたので、各コンデンサ素子2に生じる振動を、振動の周波数に拘わらず打ち消して、騒音の発生を防止することができる。
As described above, according to the present embodiment, since the
なお、本発明は上述実施形態に限定されない。例えば、上述においては、ケース3は、外部にコンデンサモジュール1を接続するための端子4及び5を備えるが、この端子4及び5を省略し、直接的に外部のバッテリ等に接続するようにしてもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above description, the case 3 includes
また、上述においては、各コンデンサ素子を並列に接続する場合について説明したが、各コンデンサ素子2を直列に接続してもよい。この場合でも、隣接するコンデンサ素子2が、相互に電流が逆向きに流れるように接続されていれば、同様に、騒音の発生を防止することができる。
In the above description, the case where the capacitor elements are connected in parallel has been described. However, the
1…コンデンサモジュール、2…コンデンサ素子、3…ケース。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Capacitor module, 2 ... Capacitor element, 3 ... Case.
Claims (1)
各コンデンサ素子の電極は、隣接するコンデンサ素子に流れる電流の向きが相互に逆向きとなるように接続されていることを特徴とするコンデンサモジュール。 A plurality of capacitor elements formed by winding a pair of insulating films provided with a metal film in a flat roll shape and providing a pair of electrodes respectively connected to the metal films of each insulating film are arranged in a case. A capacitor module composed of
The capacitor module is characterized in that the electrodes of each capacitor element are connected such that directions of currents flowing in adjacent capacitor elements are opposite to each other.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012112327A JP2013239624A (en) | 2012-05-16 | 2012-05-16 | Capacitor module |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012112327A JP2013239624A (en) | 2012-05-16 | 2012-05-16 | Capacitor module |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013239624A true JP2013239624A (en) | 2013-11-28 |
Family
ID=49764398
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012112327A Pending JP2013239624A (en) | 2012-05-16 | 2012-05-16 | Capacitor module |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2013239624A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3396690A1 (en) * | 2017-04-26 | 2018-10-31 | ABB Schweiz AG | Multielectrode power capacitor with reduce noise vibration |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009111435A (en) * | 2009-02-19 | 2009-05-21 | Hitachi Ltd | Capacitor module, power converter, and on-vehicle electrical machinery system |
-
2012
- 2012-05-16 JP JP2012112327A patent/JP2013239624A/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009111435A (en) * | 2009-02-19 | 2009-05-21 | Hitachi Ltd | Capacitor module, power converter, and on-vehicle electrical machinery system |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3396690A1 (en) * | 2017-04-26 | 2018-10-31 | ABB Schweiz AG | Multielectrode power capacitor with reduce noise vibration |
WO2018197522A1 (en) * | 2017-04-26 | 2018-11-01 | Abb Schweiz Ag | Multielectrode power capacitor with reduce noise vibration |
US10658119B1 (en) | 2017-04-26 | 2020-05-19 | Abb Schweiz Ag | Multielectrode power capacitor with reduce noise vibration |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5740986B2 (en) | Power converter | |
JP6511981B2 (en) | Capacitor module | |
JP5734364B2 (en) | Power converter | |
JP4479380B2 (en) | CONNECTION BODY, ELECTRONIC COMPONENT CONNECTION STRUCTURE, AND ELECTRONIC COMPONENT DEVICE | |
JP2017188998A (en) | Power conversion device | |
JP2013089558A5 (en) | ||
JP2016220356A (en) | Power converter | |
JP4992767B2 (en) | Capacitor device. | |
JP4488978B2 (en) | Main circuit structure of power converter | |
JP2012169322A (en) | Case mold type capacitor | |
JP5835167B2 (en) | Power module structure | |
JP2013239624A (en) | Capacitor module | |
JP2018182867A (en) | Bus bar set | |
JP6709832B2 (en) | Resin-molded capacitor and power converter | |
JP5790599B2 (en) | Vibration power generator | |
JPWO2019187700A1 (en) | Semiconductor module | |
JP4292494B2 (en) | Inverter device | |
JP2006100507A (en) | Capacitor connecting structure | |
WO2015133218A1 (en) | Capacitor module | |
JP2019088137A (en) | Power conversion equipment | |
JP6638173B2 (en) | Power converter | |
WO2019193903A1 (en) | Power conversion device and capacitor module | |
JP2013105657A (en) | Bus-bar assembly | |
JP6609928B2 (en) | Capacitor mounting structure and power converter | |
JP2016100045A (en) | Power storage device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20141127 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150820 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150908 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20160112 |