CN101640494B - 电力变换装置及电源模块 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够小型化的电力变换装置及电源模块。利用表面侧紧固装置(BLT1)将电源模块(300)的四角从其表面紧固于冷却套(19A)。然后，倒置框体(12)的上下，将螺母螺合于从冷却套(19A)的背面突出的螺栓(350)，将电源模块(300)紧固于框体(12)。即，利用背面侧紧固装置(BLT2)将电源模块(300)的周缘中间点从背面侧紧固于冷却套(19A)。在与螺栓(350)相对的电源模块壳体(302)的上表面配设电源模块(300)的交流端子(159)、直流正极端子连接部(314a)和直流负极端子连接部(316a)。从而，能够实现电源模块(300)的小型化。

Description

电力变换装置及电源模块
技术领域
本发明涉及寻求小型化的电力变换装置、例如适合使用于车辆的电力变换装置及电力变换装置中使用的电源模块(power module)。
背景技术
为了将以往的电源模块固定于电力变换装置框体等，从与固定方向相同方向用螺栓等紧固部件来固定，因此，在电源模块的上表面需要确保工具用空间。因此，电源模块的各种结构部件为了不与工具干涉，避开上述空间而安装。因此，电源模块的结构部件的安装空间的有效应用受到限制。作为实际的固定方法例子，详细地公开于下述专利文献1中。
【专利文献1】日本特开2007-282370号公报。
如上所述，在以往的电力变换装置中，难以确保电源模块内部的开关元件的安装面积，且难以减小电源模块整体的大小。
发明内容
(1)本发明的电力变换装置，其具备：框体，其具有冷却套，该冷却套具有冷却液体的流路；电源模块，其在表面安装有在直流电力和交流电力之间进行电力变换的半导体电路，且在背面设置有在与冷却液体之间进行热交换的散热部；紧固装置，其是将电源模块固定于冷却套，密封流路的紧固装置，其包括通过自电源模块的表面侧的紧固操作将电源模块紧固于冷却套的表面侧紧固部件及通过自电源模块的背面侧的紧固操作将电源模块紧固于冷却套的背面侧紧固部件，在与背面侧紧固部件相对的电源模块的表面区域配置有电源模块的结构部件的至少一个例如输入输出端子。
(2)本发明的电源模块，其特征在于，具备：逆变器装置，其在直流电力和交流电力之间进行电力变换；金属基座，其在表面安装有逆变器装置的开关元件，且在背面突出设置有散热部；壳体构件，其以包围开关元件的方式设置于金属基座的周缘；直流电力及交流电力的输入输出用端子的至少一个端子，其设置于壳体构件的上表面；紧固部件，其为了将金属基座从其背面侧紧固于框体，设置于金属基座的背面。
根据本发明可知，电源模块的表面侧中至少与背面侧紧固部件对置的电源模块的表面区域可以作为构成电源模块的各种部件的设置区域来利用。在所述设置区域例如可以具备各种电输入输出端子。其结果，能够确保进行电力变换的半导体电路的安装面积，同时，能够小型化电源模块，能够小型化电力变换装置整体。
附图说明
图1是表示双动力汽车的控制模块的图。
图2是用于说明逆变器装置、逆变器装置或逆变器装置的电路结构的图。
图3是本发明的实施方式的电力变换装置的整体结构的外观立体图。
图4是将本发明的实施方式的电力变换装置的整体结构分解为各结构要件的立体图。
图5是在具有冷却水流路的框体的铝铸造件上安装了冷却水入口配管和出口配管的图，(a)是框体的立体图，(b)是框体的俯视图，(c)是框体的仰视图。
图6是框体的仰视图的详细图。
图7是电力变换装置的剖视图(图6的A-A截面基准)。
图8(a)是与本实施方式有关的电源模块的上方立体图，图8(b)是电源模块的俯视图。
图9是与本实施方式有关的电源模块300的直流端子的分解立体图，(a)是省略了作为电源模块的结构部件的金属基座及三个上下臂串联电路中的一个的图，(b)是金属基座、电路配线图案及绝缘基板的分解立体图。
图10(a)是为了容易理解直流母线的结构，将电源模块局部透明化的剖视图，(b)是表示其要部的放大图。
图11(a)是用于说明上下臂串联电路的图，(b)是用于说明电源模块的电流路径的图。
图12是表示除去了半导体模块部的电源模块的图，(a)是立体图，(b)是(a)的D-D剖视图。
图13是用于说明与螺栓的螺栓头嵌合的金属基座的凹部的图。
图14是表示电容器模块的外观结构的立体图。
图15是表示填充树脂等填充材料522之前的电容器模块的状态的立体图。
图16是用于说明电容器单元的结构的图。
图17(a)是在本实施方式的电力变换装置200中，仅省去了电容器模块、直流侧导体板及两个电源模块300的立体图，(b)是直流侧导体板的分解立体图。
图18表示图17所示的电源模块和直流侧导体板的连接部位的放大图。
图19是用于说明将电源模块固定于冷却套的螺栓的螺栓头的变形例的图。
图20是用于说明将电源模块固定于冷却套的螺栓的固定方法的变形例的图，(a)是电源模块的俯视图，(b)是(a)的E-E剖视图。
图21是用于说明在金属基座304的四角、中间点全部中，拧紧紧固螺栓，从冷却套的背面用螺母紧固电源模块的紧固构造的图，(a)是电源模块的俯视图，(b)是F-F剖视图。
图22是用于说明在金属基座设置有螺栓孔304c的电源模块的图，(a)是电源模块的俯视图，(b)是(a)的G-G剖视图。
图中：9-冷却部；10-上部壳体；11-金属基座板；12-框体；13-冷却水入口配管；14-冷却水出口配管；16-下部壳体；17-交流终端箱；18-交流终端；19-冷却水流路；20-控制电路基板；21-连接器；22-驱动电路基板；23-基板间连接器；43-辅机用逆变器装置；110-双动力电动汽车；112-前轮；114-前轮车轴；116-前轮侧DEF；118-变速器；120-发动机；122-动力分配机构；123～130-齿轮；136-电池；138-直流连接器；140、142-逆变器装置；144-逆变器电路；150-上下臂的串联电路；153-上臂的集电极；154-上臂的栅电极端子；155-上臂的信号用发射电极端子；156-上臂的二极管；157-正极(P)端子；158-负极(N)端子；159-交流端子；163-下臂的集电极；164-下臂的栅电极端子；165-下臂的信号用发射电极端子；166-下臂的二极管；169-中间电极；170-控制部；172-控制电路；174-驱动电路；176-信号线；180-检测部；182-信号线；186-交流电力线；188-交流连接器；192-电动发电机；194-电动发电机；195-马达(辅机用＝空调、油泵、冷却泵)；200-电力变换装置；300-电源模块(半导体模块)；302-电源模块壳体；304-金属基座；305-散热片；306-交流母线；308-U相交流母线；310-V相交流母线；312-W相交流母线；314-直流正极端子；315-正极导体板；316-直流负极端子；317-负极导体板；318-绝缘纸；320-电源模块控制端子；322-芯片保护用树脂或硅胶；324-交流母线保持用(定位)销；326-IGBT；328-上臂用IGBT；329-导体；330-下臂用IGBT；331-导体；333-导体；334-绝缘基板；335-电感成分(等效电路)；337-导体；338-电流的流动；339-接合部(直流正极母线用)；340-涡电流；341-接合部(直流负极母线用)；350、360、370-螺栓；351、361-螺栓头；380-螺母；390-管；400-开口部；401-入口孔；402-开口部；403-出口孔；404-开口部；406-贯通孔；408-隔壁；410-支承部；412-螺栓孔(电源模块固定用)；414-螺栓孔(电源模块固定用)；416-螺栓孔(水路罩固定用)；418-制冷剂的流动(流入方向)；420-罩；421-制冷剂的流动(U折弯部)；422-制冷剂的流动(流出方向)；500-电容器模块；502-电容器壳体；504-负极侧电容器端子；505-负极导体板；506-正极侧电容器端子；507-正极导体板；508-导电部件；509-开口部(端子固定用)；510-直流(电池)负极侧连接端子部；511-开口部(端子固定用)；512-直流(电池)正极侧连接端子部；514-电容器单元；515-薄膜电容器；516-端子；517-绝缘片；518-端子；520-端子罩；522-填充材料；532-辅机用正极端子；534-辅机用负极端子；600-集电极电流；602-接通时栅电压波形；604-接通时集电极电压波形；606-接通时集电极电流波形；608-二极管；610-电感负荷；612-环流；614-电流峰值；616-对称(ミラ一)期间；618-电流的流动(正极侧)；620-电流的流动(负极侧)；622-接通时栅电压波形；624-接通时集电极电流波形；626-接通时集电极电压波形；628-电压峰；700-层叠导体板；702-正极侧导体板；704-负极侧导体板；800、802-O型密封圈。
具体实施方式
以下，参照附图的同时，详细地说明本发明的实施方式的电力变换装置。本发明的实施方式的电力变换装置能够适用于双动力用汽车或纯粹的电动汽车，但作为代表例，使用图1和图2，说明将本实施方式的电力变换装置适用于双动力汽车的情况下的控制结构和电力变换装置的电路结构。图1是表示双动力汽车的控制模块的图。
在本发明的实施方式的电力变换装置中，将在汽车搭载的车载电机系统的车载用电力变换装置、尤其是车辆驱动用电机系统中使用，搭载环境或运行环境等非常严格的车辆驱动用逆变器装置为例子进行说明。车辆驱动用逆变器装置作为控制车辆驱动用电动机的驱动的控制装置，配备于车辆驱动用电机系统，将从构成车载电源的车载电池或从车载发电装置供给的直流电力供给的直流电力变换为规定的交流电力，将得到的交流电力供给于车辆驱动用电动机，控制车辆驱动用电动机的驱动。另外，车辆驱动用电动机还具有作为发动机的功能，因此，车辆驱动用逆变器装置还具有：根据运行模式，将车辆驱动用电动机产生的交流电力变换为直流电力的功能。变换的直流电力供给于车载电池。
还有，本实施方式的结构最适合作为汽车或卡车等车辆驱动用电力变换装置，但还可以适用于这些以外的电力变换装置、例如电车或船舶、航空机等电力变换装置、以及作为驱动工厂的设备的电动机的控制装置使用的工业用电力变换装置、或家庭的太阳光发电系统或驱动家庭的电化产品的电动机的控制装置中使用之类的家庭用电力变换装置。
在图1中，双动力电动汽车(以下，记载为“HEV”)110为一个电动车辆，具备两个车辆驱动用系统。其中之一是将作为内燃机的发动机120作为动力源的发动机系统。发动机系统主要用作HEV的驱动源。另一个是将电动发电机192、194作为动力源的车载电机系统。车载电机系统主要用作HEV的驱动源及HEV的电力产生源。电动发电机192、194例如为同步机或感应电机，根据运行方法，作为马达来工作，也作为发电机来工作，因此，在此，记载为电动发电机。
在车体的前部轴支承有前轮车轴114并使其能够旋转。在前轮车轴114的两端设置有一对前轮112。在车体的后部轴支承有后轮车轴(省略图示)并使其能够旋转。在后轮车轴的两端设置有一对后轮。在本实施方式的HEV中，采用将利用动力驱动的主轮作为前轮112，将连动的从动轮作为后轮的、所谓的前轮驱动方式，但采用相反即后轮驱动方式也无妨。
在前轮车轴114的中央部设置有前轮侧差速齿轮(以下，记载为“前轮侧DEF”)116。前轮车轴114与前轮侧DEF116的输出侧机械地连接。在前轮侧DEF116的输入侧机械地连接变速器118的输出轴。前轮侧DEF116是将由变速器118变速而传递的旋转驱动力向左右的前轮车轴114分配的差动式动力分配机构。在变速器118的输入侧机械地连接电动发电机192的输出侧。在电动发电机192的输入侧经由动力分配机构122机械地连接发动机120的输出侧及电动发电机194的输出侧。还有，电动发电机192、194及动力分配机构122收容于变速器118的框体的内部。
电动发电机192、194是在转子具备永久磁铁的同步机，通过利用逆变器装置140、142控制向定子的电枢绕线供给的交流电力，控制电动发电机192、194的驱动。在逆变器装置140、142电连接电池136，在电池136和逆变器装置140、142的相互之间能够进行电力的赋予。
在本实施方式中，具备：由电动发电机192及逆变器装置140构成的第一电动发电单元；由电动发电机194及逆变器装置142构成的第二电动发电单元这两个，根据运行状态，分开使用这些。即，利用来自发动机120的动力驱动车辆的情况下，辅助车辆的驱动转矩的情况下，将第二电动发电单元作为发电单元，并利用发动机120的动力使其运行而发电，利用由所述发电得到的电力，将第一发电单元作为电动单元来运行。另外，在相同的情况下，辅助车辆的车速的情况下，将第一电动发电单元作为发电单元，利用发动机120的动力使其运行而发电，利用由所述发电得到的电力，将第二电动发电单元作为电动单元来运行。
另外，在本实施方式中，通过利用电池136的电力将第一电动发电单元作为电动单元来运行，从而仅利用电动发电机192的动力就能够驱动车辆。进而，在本实施方式中，通过将第一电动发电单元或第二电动发电单元作为发电单元，利用发动机120的动力或来自车轮的动力，使其运行而发电，能够进行电池136的充电。
电池136还作为用于驱动辅机用马达195的电源来使用。作为辅机，例如为驱动空调的压缩机的马达、或驱动控制用液压泵的马达，从电池136向逆变器装置43供给直流电力，在逆变器装置43中变换为交流电力，供给于马达195。逆变器装置43具有与逆变器装置140、142相同的功能，控制向马达195供给的交流的相位或频率、电力。例如，通过相对于马达195的转子的旋转供给超前相位的交流电力，使得马达195产生扭矩。另一方面，通过产生滞后相位的交流电力，使马达195作为发电机发挥作用，马达195进行再生制动状态的运行。这样的逆变器装置43的控制功能与逆变器装置140、142的控制功能相同。马达195的电容比电动发电机192、194的电容小，因此，逆变器装置43的最大变换电力比逆变器装置140、142小，但逆变器装置43的电路结构基本上与逆变器装置140、142的电路结构相同。
逆变器装置140、逆变器装置142及逆变器装置43以及电容器模块500处于电密接的关系。进而，在需要针对放热的对策的方面通用。另外，希望尽量减小装置的体积而制作。从这些方面出发，以下具体叙述的电力变换装置将逆变器装置140、142及逆变器装置43以及电容器模块500内置于电力变换装置的框体内。通过该结构，能够实现小型且可靠性高的装置。
另外，通过将逆变器装置140、逆变器装置142及逆变器装置43以及电容器模块500内置于一个框体内，在配线的简单化及噪声对策方面具有效果。另外，能够减少电容器模块500和逆变器装置140、逆变器装置142及逆变器装置43的连接电路的电感，能够降低峰值电压，并且，能够实现放热的减少或散热效率的提高。
其次，使用图2，说明逆变器装置140、逆变器装置142或逆变器装置43的电路结构。还有，在图1～图2所示的实施方式中，将分别个别地构成逆变器装置140、逆变器装置142或逆变器装置43的情况作为例子而进行说明。逆变器装置140、逆变器装置142或逆变器装置43为相同的结构，且发挥相同的作用，具有相同的功能，因此，在此，作为代表例，说明逆变器装置140。
本实施方式的电力变换装置200具备：逆变器装置140和电容器模块500，逆变器装置140具有作为半导体电路的逆变器电路144和控制部170。另外，逆变器电路144具有多个由作为上臂工作的IGBT328(绝缘栅型双极晶体管)及二极管156和作为下臂工作的IGBT330及二极管166构成的上下臂串联电路150(在图2的例子中为三个上下臂串联电路150)，从各自的上下臂串联电路150的中点部分(中间电极169)通过交流端子159与向电动发电机192的交流电力线(交流母线)186连接。另外，控制部170具有：驱动控制逆变器电路144的驱动电路174和经由信号线176向驱动电路174供给控制信号的控制电路172。
上臂和下臂的IGBT328、330是开关用功率半导体元件，接受从控制部170输出的驱动信号而工作，将从电池136供给的直流电力变换为三相交流电力。该变换的电力供给于电动发电机192的电枢绕线。
逆变器电路144由三相桥接电路构成，三相量的上下臂串联电路150、150、150分别在与电池136的正极侧和负极侧电连接的直流正极端子314和直流负极端子316之间电并联连接。
在本实施方式中，例示了作为开关用功率半导体元件使用IGBT328、330的情况。IGBT328、330具备：集电极153、163、发射电极(信号用发射电极端子155、165)、栅电极(栅电极端子154、164)。二极管156、166如图示所示地与IGBT328、330的集电极153、163和发射电极之间电连接。二极管156、166具备负极电极及正极电极这两个电极，使从IGBT328、330的发射电极朝向集电极的方向成为顺向地使负极电极与IGBT328、330的集电极电连接，正极电极与IGBT328、330的发射电极电连接。作为开关用功率半导体元件使用MOSFET(金属氧化物半导体型电场效果晶体管)也可，在这种情况下，不需要二极管156或二极管166。
上下臂串联电路150对应于电动发电机192的电枢绕线的各相绕线，设置为三相量。三个上下臂串联电路150分别对应于U相、V相、W相，经由连接IGBT328的发射电极和IGBT330的集电极163的中间电极169、交流端子159形成向电动发电机192的U相、V相、W相。上下臂串联电路电并联连接。上臂的IGBT328的集电极153经由正极端子(P端子)157与电容器模块500的正极侧电容器电极电连接，下臂的IGBT330的发射电极经由负极端子(N端子)158与电容器模块500的负极侧电容器电极电连接(用直流母线连接)。相当于各臂的中点部分(上臂的IGBT328的发射电极和下臂的IGBT330的集电极的连接部分)的中间电极169经由交流端子159及交流连接器188，与电动发电机192的电枢绕线的对应的相绕线电连接。
电容器模块500用于构成抑制通过IGBT328、330的开关动作而产生的直流电压的变动的平滑电路。在电容器模块500的正极侧电容器电极经由直流连接器138电连接电池136的正极侧，在电容器模块500的负极侧电容器电极经由直流连接器138电连接电池136的负极侧。由此，电容器模块500在上臂IGBT328的集电极153和电池136的正极侧之间、和下臂IGBT330的发射电极和电池136的负极侧之间连接，与电池136和上下臂串联电路150电并联连接。
控制部170用于运行IGBT328、330，具有：基于来自其他控制装置或传感器等的输入信息，生成用于控制IGBT328、330的开关时序的时序信号的控制电路172；基于从控制电路172输出的时序信号，生成用于开关运行IGBT328、330的驱动信号的驱动电路174。
控制电路172具备用于运算处理IGBT328、330的开关时序的微型计算机(以下，记载为“微机”)。作为输入信息，向微机输入对电动发电机192要求的目标扭矩值、从上下臂串联电路150向电动发电机192的电枢绕线供给的电流值、及电动发电机192的转子的磁极位置。目标扭矩值是基于从未图示的上位的控制装置输出的指令信号的值。电流值是基于从电流传感器180输出的检测信号来检测的值。磁极位置是基于从在电动发电机192设置的旋转磁极传感器(未图示)输出的检测信号来检测的值。在本实施方式中，将检测三相的电流值的情况为例子进行说明，但检测两相量的电流值也无妨。
控制电路172内的微机基于目标扭矩值运算电动发电机192的d、q轴的电流指令值，基于该运算的d、q轴的电流指令值和检测的d、q轴的电流值的差分，运算d、q轴的电压指令值，基于检测的磁极位置，将上述运算的d、q轴的电压指令值变换为U相、V相、W相的电压指令值。还有，微机根据基于U相、V相、W相的电压指令值的基本波(正弦波)和输送波(三角波)的比较生成脉冲状调制波，将该生成的调制波作为PWM(脉冲宽度调制)信号，向驱动电路174输出。
驱动电路174在驱动下臂的情况下，放大PWM信号，将其作为驱动信号，向对应的下臂的IGBT330的栅电极输出，在驱动上臂的情况下，将PWM信号的基准电位的电平转换为上臂的基准电位的电平后，放大PWM信号，将其作为驱动信号，向对应的上臂的IGBT328的栅电极输出。由此，各IGBT328、330基于输入的驱动信号，开关运行。
另外，控制部170进行异常检测(过电流、过电压、过温度等)，保护上下臂串联电路150。因此，向控制部170输入传感器信息。例如，从各臂的信号用发射电极端子155、165流向各IGBT328、330的发射电极的电流的信息输入对应的驱动部(IC)。由此，各驱动部(IC)进行过电流检测，检测到过电流的情况下停止对应的IGBT328、330的开关动作，从过电流保护对应的IGBT328、330。从在上下臂串联电路150设置的温度传感器(未图示)向微机输入上下臂串联电路150的温度的信息。另外，向微机输入上下臂串联电路150的直流正极侧的电压的信息。微机基于这些信息进行过温度检测及过电压检测，检测到过温度或过电压的情况下，停止所有的IGBT328、330的开关动作，从过温度或过电压保护上下臂串联电路150(甚至包括该电路150的半导体模块)。
按一定的顺序切换逆变器电路144的上下臂的IGBT328、330的导通及隔断动作，在该切换时，在电动发电机192的定子绕线产生的电流流过包括二极管156、166的电路。
上下臂串联电路150如图示所示，具备：正端子(P端子、正极端子)157、负端子(N端子、负极端子)158、与上下臂的中间电极169连接的交流端子159、上臂的信号用端子(信号用发射电极)155、上臂的栅电极端子154、下臂的信号用端子(信号用发射电极端子)165、下臂的栅端子电极164。另外，电力变换装置200在输入侧具有直流连接器138，在输出侧具有交流连接器188，通过各自的连接器138和188，分别与电池136和电动发电机192连接。另外，也可以为作为产生向电动发电机输出的三相交流的各相的输出的电路，在各相上并联连接两个上下臂串联电路的电路结构的电力变换装置。
在图3～图7中，200表示电力变换装置，10表示上部壳体，11表示金属基座板，12表示框体，13表示冷却水入口配管，14表示冷却水出口配管，420表示下罩，16表示下部壳体，17表示交流终端箱，18表示交流终端，19A表示冷却套，19表示冷却套19A内的冷却水流路，20表示控制电路基板，保持控制电路172。21表示用于与外部连接的连接器，22表示驱动电路基板，保持驱动电路174。300表示电源模块(半导体模块部)，设置有两个，在各自的电源模块中内置有逆变器电路144。700表示层叠导体板，800表示O型密封圈，304表示金属基座，188表示交流连接器，314表示直流正极端子，316表示直流负极端子，500表示电容器模块，502表示电容器壳体，504表示正极侧电容器端子，506表示负极侧电容器端子，514表示电容器单元。
图3表示本发明的实施方式的电力变换装置的整体结构的外观立体图。本实施方式的电力变换装置200具有：上表面或底面为大致长方形的框体12；在框体12的短边侧的外周的一个设置的冷却水入口配管13及冷却水出口配管14；用于堵塞框体12的上部开口的上部壳体10；用于堵塞框体12的下部开口的下部壳体16。通过将框体12的底面或上表面的形状形成为大致长方形，使得向车辆的安装变得容易，另外，具有容易生产的效果。
在电力变换装置200的长边侧的外周设置有使用于与电动发电机192或194连接的两组交流终端箱17。交流终端18是为了电连接电源模块300和电动发电机192、194而使用。从电源模块300输出的交流电流经由交流终端18向电动发电机192、194传递。
连接器21与在框体12内置的控制电路基板20连接。来自外部的各种信号经由连接器21向控制电路基板20传递。直流(电池)负极侧连接端子部510和直流(电池)正极侧连接端子部512电连接电池136和电容器模块500。在此，在本实施方式中，连接器21设置于框体12的短边侧的外周面的一侧。另一方面，直流(电池)负极侧连接端子部510和直流(电池)正极侧连接端子部512设置于设置有连接器21的面的相反侧的短边侧的外周面。即，形成为连接器21和直流(电池)负极侧连接端子部510远离的配置。由此，能够减少从直流(电池)负极侧连接端子部510进入框体12，进而传播至连接器21的噪声，能够提高基于控制电路基板20的马达的控制性。
图4是将本发明的实施方式的电力变换装置的整体结构分解为各结构要件的立体图。
如图4所示，在框体12的中部左右设置有内部形成有冷却水流路19的冷却套19A，在冷却套19A的上表面沿流动的方向排列形成有两组开口400和402。以堵塞两组开口400和402的方式，两个电源模块300固定于冷却套19A的上表面。在各电源模块300设置有用于散热的散热片305(参照图7)，各电源模块300的散热片305(参照图7)分别从冷却套19A的开口400和402向冷却水流路19中突出。电源模块300固接于框体12的结构在后叙述。
在冷却套19A的下表面形成有用于容易进行铝铸造的开口部404，开口部404被下罩420堵塞。另外，在冷却套19A的下表面安装有辅机用逆变器装置43。辅机用逆变器装置43内置有与图2所示的逆变器电路144相同的电路，具有内置了构成逆变器电路144的功率半导体元件的电源模块。辅机用逆变器装置43以使内置的电源模块的放热金属面与冷却水流路19的下表面对置的方式，固定于冷却套19A的下表面。另外，在电源模块300和框体12之间设置有用于密封的O型密封圈800，并且，在下罩420和框体12之间也设置有O型密封圈802。在本实施方式中，将密封部件设为O型密封圈，但代替O型密封圈，使用树脂件、液态密封件、填料密封等也可，尤其在使用了液态密封件的情况下，能够提高电力变换装置200的组装性。
进而在冷却套19A的下方设置有下部壳体16，在下部壳体16设置有电容器模块500。电容器模块500以使其金属制壳体的散热面与下部壳体16的底板内表面接触的方式，固定于下部壳体16的底板内表面。通过该结构，利用冷却套19A的上表面和下表面，能够效率良好地冷却电源模块300及逆变器装置43，使得电力变换装置整体小型化。
通过来自冷却水入口配管13、14的冷却水流过冷却水流路19，冷却并排设置的两个电源模块300具有的散热片，冷却两个电源模块300整体。还同时冷却在冷却套19A的下表面设置的辅机用逆变器装置43。
进而，通过使设置有冷却水流路19的框体12冷却，而冷却在框体12的下部设置的下部壳体16，电容器模块500的热量经由下部壳体16及框体12向冷却水热传递，冷却电容器模块500。
在电源模块300的上方配置有用于电连接电源模块300和电容器模块500的层叠导体板700。该层叠导体板700横跨两个电源模块300，在两个电源模块300的宽度方向上宽幅地构成。进而，层叠导体板700包括：与电容器模块500的正极侧端子连接的正极侧导体板702；与负极侧端子连接的负极侧导体板704；在正极侧端子和负极侧端子之间配置的绝缘部件。由此，能够扩大层叠导体板700的层叠面积，因此，能够实现从电源模块300到电容器模块500的寄生电感的降低。另外，能够在将一个层叠导体板700载置于两个电源模块300后，进行层叠导体板700、电源模块300和电容器模块500的电连接，因此，即使在具备两个电源模块300的电力变换装置的情况下，也能够抑制其组装工时。
在层叠导体板700的上方配置有控制电路基板20和驱动电路基板22。在驱动电路基板22搭载图2所示的驱动电路174，在控制电路基板20搭载图2所示的具有CPU的控制电路172。另外，在驱动电路基板22和控制电路基板20之间配置有金属基座板11。金属基座板11起到在两个基板22、20搭载的电路组的电磁屏蔽的功能，并且，具有释放在驱动电路基板22和控制电路基板20产生的热量，进行冷却的作用。这样，在框体12的中央部设置冷却套19A，在其一侧配置车辆驱动用电源模块300，另外，在另一侧配置辅机用逆变器装置43，由此能够在少的空间中效率良好地冷却，能够实现电力变换装置整体的小型化。通过用铝铸造将冷却套19A与框体12一体地制作，冷却套19A除了具有冷却效果之外，还具有强化机械强度的效果。另外，利用铝铸造将框体12和冷却套19A形成为一体成形结构，因此，热传导变得良好，提高冷却效率。
在驱动电路基板22设置有穿过金属基座板11，进行与控制电路基板20的电路组的连接的基板间连接器23。另外，在控制电路基板20设置有与外部电连接的连接器21。利用连接器21在与设置于电力变换装置的外部的车载电池136即锂电池模块之间进行信号的传送。从锂电池模块向控制电路基板20输送表示电池状态的信号或锂电池的充电状态等信号。图2所示的信号线176(在图4中未图示)与基板间连接器23连线，从控制电路基板20向驱动电路基板22传递逆变器电路的开关时序信号，驱动电路基板22产生栅驱动信号，施加于电源模块的各自的栅电极。
在框体12的上端部和下端部形成有开口。这些开口是通过分别将上部壳体10和下部壳体16例如用螺钉或螺栓等紧固部件固定于框体12而被堵塞。在框体12的高度方向的中央形成有内部设置有冷却水流路19的冷却套19A。用电源模块300覆盖冷却套19A的上表面开口，用下罩420覆盖下表面开口，由此在冷却套19A的内部形成冷却水流路19。在组装中途进行冷却水流路19的漏水试验。在漏水试验合格的情况下，接着可以进行从框体12的上部和下部的开口安装基板或电容器模块500的作业。这样，采用在框体12的中央配置冷却套19A，接着可以进行从框体12的上端部和下端部的开口固定必要的部件的作业的结构，提高生产率。另外，可以首先完成冷却水流路19，进行漏水试验后安装其他部件，从而提高生产率和可靠性双方。
图5是在具有冷却套19A的框体12的铝铸造件安装了冷却水入口配管和出口配管的图，图5(a)是框体12的立体图，图5(b)是框体12的上表面图，图5(c)是框体12的下表面图。如图5所示，在框体12一体地铸造有在内部形成冷却水流路19的冷却套19A。在俯视的形状为大致长方形的框体12的短边的一侧侧面设置有用于取入冷却水的冷却水入口配管13和冷却水出口配管14。
从冷却水入口配管13流入冷却水流路19的冷却水沿作为箭头418的方向的长方形的长边流动，在长方形的短边的另一侧的侧面的跟前附近如箭头421a及421b一样折返，再次沿长方形的长边向箭头422的方向流动，从未图示的出口孔向冷却水出口配管14流出。在冷却套19A的上表面开设有四个开口400及402。开口400在冷却水的往路和返路分别设置有各一个。开口402也相同。在开口400、402分别固定有电源模块300，各电源模块300的散热用散热片从各自的开口向冷却水的流动中突出。在冷却水的流动的方向即沿框体12的长边的方向上排列的两组电源模块300例如经由O型密封圈800等密封部件，将冷却套19A的开口水密性地堵塞而被固定。
冷却套19A横截框体周壁12W的中段而与框体12一体地成形。在冷却套19A的上表面设置有四个开口400及402，在下表面设置有一个开口部404。在开口400及402的各自的周围设置有电源模块安装面410S。将安装面410S的开口400和402之间的部分称为支承部410。在相对于支承部410的冷却水的出入口侧的一方固定有一个电源模块300，在相对于支承部410的冷却水的折回侧的一方固定有另一个电源模块300。
图5(b)所示的螺栓孔412和螺栓贯通孔412A是为了将冷却水出入口侧的电源模块300固定于安装面410S而使用，通过该固定，密封开口400。螺栓孔414和螺栓贯通孔414A是为了将冷却水折返侧的电源模块300固定于安装面410S而使用，通过该固定密闭开口402。这样，以横跨冷却水流路19的往路和返路两者的方式配置各电源模块300，由此能够将逆变器电路144以高密度层叠于金属基座304上，因此，能够进行电源模块300的小型化，还对电力变换装置200的小型化起到较大贡献作用。
出入口侧的电源模块300通过来自冷却水入口配管13的冷的冷却水和由来自靠近出口侧的放热部件的热量暖化的冷却水被冷却。另一方面，折回侧的电源模块300通过稍微暖化的冷却水及比出口孔403附近的冷却水稍冷状态的冷却水冷却。其结果，折回冷却通路和两个电源模块300的配置关系具有成为两个电源模块300的冷却效率均衡的状态的优点。
支承部410是为了电源模块300的固定而使用，用于开口400或402的密闭所必要。进而，支承部410在框体12的强度强化方面具有大的效果。冷却水流路19如上所述地为折回形状，设置有隔开流路的往路和流路的返路的隔壁408，与支承部410一体地制作该隔壁408。隔壁408是隔开流路的往路和流路的返路的部件，但具有提高框体12的机械强度的功能。另外，还具有将流路的返路内的冷却水的热量向流路的往路内的冷却水热传递，而均一化冷却水的温度的功能。若冷却水的入口侧和出口侧的温差大，则冷却效率的不均变大。对于某种程度的温差没有办法，但通过一体地制作该隔壁408和支承部410，具有抑制冷却水的温差的效果。
如以上的说明，冷却套19A设置为在框体12的中段位置横截框体12，因此，冷却套19A作为框体12的强度部件来发挥功能。而且，支承部410及隔壁408作为冷却套19A进而框体12的强度部件来发挥功能。
图5(c)表示冷却套19A的背面，在与支承部410对应的背面形成有开口404。该开口404用于提高一体地成形利用框体的铸造来形成的支承部410和框体12时的成品率。通过开口404的形成，支承部410和冷却水流路19的底部的双重结构消失，容易铸造，生产率提高。
另外，在冷却水流路19的侧部外侧形成贯通孔406。隔着冷却水流路19设置于两侧的电部件(电源模块300及电容器模块500)彼此经由该贯通孔406连接。
框体12能够与冷却套19A作为一体构造而制造，因此，适合铸造生产、尤其铝铸生产。
在冷却套19A的上表面开口固定有电源模块300，进而，在图6中示出了在背面开口固定了下罩420的状态。在框体12的长方形的一方的长边侧，交流电力线186及交流连接器188向框体12外突出。
在图6中，在框体12的长方形的另一方的长边侧内部形成有贯通孔406，通过贯通孔406与电源模块300连接的层叠导体板700的一部分可见。辅机用逆变器装置43配置于连接有正极侧连接端子部512的框体12的侧面附近。另外，在该辅机用逆变器装置43的下方(冷却水流路19存在的一侧的相反侧)配置电容器模块500。辅机用正极端子44和辅机用负极端子45向下方(配置有电容器模块500的方向)突出，与电容器模块500侧的辅机用正极端子532和辅机用负极端子534分别连接。由此，从电容器模块500到辅机用逆变器装置43的配线距离变短，因此，能够减少从电容器模块500侧的辅机用正极端子532及辅机用负极端子534经由框体12进入控制电路基板20的噪声。
另外，辅机用逆变器装置43配置于冷却水流路19和电容器模块500的间隙，进而，辅机用逆变器装置43的高度形成为与下罩420的高度相同的程度。因此，能够冷却辅机用逆变器装置43，并且能够抑制电力变换装置200的高度的增加。
另外，在图6中，利用螺栓固定冷却水入口配管13和冷却水出口配管14。在图6的状态下，能够实施冷却水流路19的漏水检查。在该检查中合格的产品上安装上述辅机用逆变器装置43，进而，安装电容器模块500。
图7是电力变换装置200的剖视图(图6的A-A截面基准)，基本的结构如基于图3～图6的上述说明。
在框体12的截面中的上下方向的中央部设置有利用铝铸制作为与框体12一体的冷却套19A(图7的虚线部)，在冷却套19A的上表面侧形成的开口设置有电源模块300(图7的单点划线部)。相对于图7的纸面，左侧为冷却水的往路19a，相对于图7的纸面，右侧为水路的折返侧的返路19b。在往路19a及返路19b的上方如上所述地分别设置有开口，开口通过用于电源模块300的散热的金属基座304横跨往路19a及返路19b的两者地被堵塞，在金属基座304设置的散热用片305在冷却水的流动中从开口突出。另外，在冷却水流路19的下表面侧固定有辅机用逆变器装置43。
大致中央弯曲的板状交流电力线186的一端与电源模块300的交流端子159连接，其另一端从电力变换装置200内部突出，形成交流连接器。正极侧电容器端子504及负极侧电容器端子506经由贯通孔406(图7的双点划线部)与正极侧导体板702及负极侧导体板704分别电气地及机械地连接。在与设置于框体12的冷却水流路19内的冷却水的流动方向大致垂直的方向上配置交流连接器188和正极侧电容器端子504及负极侧电容器端子506。因此，电配线整齐地配置，实现电力变换装置200的小型化。层叠导体板700的正极侧导体板702、负极侧导体板704及交流电力线186向电源模块300外突出而形成连接端子。因此，电连接构造非常简单，另外，不使用其他连接导体，因此变得小型化。通过该结构，还提高生产率，也提高可靠性。
进而，贯通孔406通过框体12内部的框体与冷却水流路19隔离，且正极侧导体板702及负极侧导体板704与负极侧电容器端子506及正极侧电容器端子504的连接部存在于贯通孔406内，因此，提高可靠性。
在以上说明的冷却结构中，将放热量大的电源模块300固定于冷却套19A的一面，使电源模块300的散热片305向冷却水流路19内突出，效率良好地冷却电源模块300。其次，用冷却套19A的另一面冷却放热量大的辅机用逆变器装置43。进而，经由框体12及下部壳体16冷却放热量其次大的电容器模块500。这样，形成为对应于放热量的多少的冷却构造，因此，能够提高冷却效率或可靠性，并且，能够进一步小型化电力变换装置200。
进而，将辅机用逆变器装置43固定于面向冷却套19A的电容器模块500的底面，因此，作为辅机用逆变器装置43的平滑用电容器使用电容器模块500时，具有配线距离变短的效果。另外，由于配线距离短，因此具有能够减小电感的效果。
在电源模块300的上方配置有安装了驱动电路174的驱动电路基板22，进而，在驱动电路基板22的上方隔着提高散热及电磁屏蔽的效果的金属基座板11配置有控制电路基板20。还有，在控制电路基板20搭载有图2所示的控制电路172。通过将上部壳体10固定于框体12，构成本实施方式的电力变换装置200。
如上所述，在控制电路基板20和电源模块300之间配置有驱动电路基板22，因此，从控制电路基板20向驱动电路基板22传递逆变器电路的动作时序，基于此利用驱动电路基板22制作栅信号，向电源模块300的栅分别施加。这样，沿电连接关系配置有控制电路基板20或驱动电路基板22，因此，能够简单化电配线，实现电力变换装置200的小型化。另外，驱动电路基板22相对于控制电路基板20配置为比电源模块300或电容器模块500更近的距离。因此，从驱动电路基板22到控制电路基板20的配线距离比其他部件(电源模块300等)和控制电路基板20的配线距离短。从而，能够抑制从直流正极侧连接端子部512传递的电磁噪声或IGBT328、330的开关动作引起的电磁噪声从驱动电路基板22进入至控制电路基板20的配线。
在冷却套19A的一面固定电源模块300，在另一面固定辅机用逆变器装置43，由此利用流过冷却水流路19的冷却水同时冷却电源模块300和辅机用逆变器装置43。在这种情况下，电源模块300中用于散热的散热片与冷却水流路19的冷却水直接接触，因此，冷却效果更大。进而，利用流过冷却水流路19的冷却水冷却框体12，并且，冷却在框体12固定的下部壳体16及金属基座板11。在下部壳体16固定电容器模块500的金属壳体，因此，经由下部壳体16和框体12利用冷却水冷却电容器模块500。进而，经由金属基座板11冷却控制电路基板20或驱动电路基板22。下部壳体16也由热传导性良好的材料形成，接受来自电容器模块500的放热，向框体12传导热量，传导的热量通过冷却水流路19的冷却水来散热。另外，在冷却套19A的下表面设置作为车内用空调、油泵、其他用途的泵用使用的、比较小的电容的辅机用逆变器装置43。自该辅机用逆变器装置43的放热通过框体12的中间框体利用冷却水流路19的冷却水散热。这样，在框体12的中央设置冷却套19A，在冷却套19A的一方即上方设置金属基座板11，在另一方即下方侧设置下部壳体16，由此能够根据放热量，效率良好地冷却构成电力变换装置200所需的部件。另外，通过在电力变换装置200的内部整齐地配置部件，能够实现小型化。
发挥电力变换装置的散热功能的散热体首先是冷却水流路19，但此外，金属基座板11也发挥该功能。金属基座板11发挥电磁屏蔽功能，并且，接受来自控制电路基板20或驱动电路基板22的热量，向框体12传热，通过冷却水流路19的冷却水来散热。
这样，本实施方式的电力变换装置具有散热体为三层的层叠体即所谓的金属基座板11、冷却水流路19(冷却套19A)、下部壳体16的层叠构造。这些散热体邻接于各自的放热体(电源模块300、控制电路基板20、驱动电路基板22、电容器模块500)而分层地设置。在分层构造的中央部存在作为主要的散热体的冷却水流路19，金属基座板11和下部壳体16通过框体12向冷却水流路19的冷却水传热。在框体12内收容三个散热体(冷却水流路19、金属基座板11、下部壳体16)，提高散热性并对薄型化、小型化起到贡献作用。
图8(a)是与本实施方式有关的电源模块300的上方立体图，图8(b)是该电源模块300的俯视图。图9是与本实施方式有关的电源模块300的直流端子的分解立体图。图10是为了容易理解直流母线的结构，将电源模块壳体302的一部分透明化的剖视图。图9(a)是省略了作为电源模块300的结构部件的金属基座304及三个上下臂串联电路中的一个的图。图9(b)是金属基座304、电路配线图案及绝缘基板334的分解立体图。
在图8(a)中，302表示电源模块壳体，304表示金属基座，305表示散热片(参照图10)，314a表示直流正极端子连接部，316a表示直流负极端子连接部，318表示绝缘纸(参照图9)，320U/320L表示电源模块的控制端子，328表示上臂用IGBT，330表示下臂用IGBT，156/166表示二极管，334表示绝缘基板(参照图10)，334k表示绝缘基板334上的电路配线图案(参照图10)，334r表示绝缘基板334下的电路配线图案(参照图10)，337表示将电路配线图案334r接合于金属基座304的焊锡。
电源模块300主要包括：例如包括树脂材料的电源模块壳体302内的配线的半导体模块部；由金属材料例如Cu、Al、A1SiC等构成的金属基座304；与外部的连接端子(直流正极端子314或控制端子320U等)。还有，作为与外部连接的端子，电源模块300具有：用于与马达连接的U、V、W相的交流端子159；与电容器模块500连接的直流正极端子314及直流负极端子316(参照图9)。
半导体模块部在绝缘基板334上设置有上下臂的IGBT328、330、二极管156/166等，并被树脂或硅胶(未图示)保护。绝缘基板334可以为陶瓷基板，进而可以为薄的绝缘片。
图8(b)是表示在金属基座304固接的热传导性良好的陶瓷构成的绝缘基板334上以具体为何种配置来设置上下臂串联电路的配置结构图。图8(b)所示的IGBT328、330和二极管327、332为分别并联连接两个芯片构成上臂、下臂，增加能够与上下臂通电的电流电容。
如图9所示，在电源模块300内置的直流端子313具有夹着绝缘纸318，与直流负极端子316、直流正极端子314的层叠结构(图9的虚线部)。直流负极端子316、直流正极端子314的端部向相互相反方向弯曲，形成用于电连接层叠导体板700和电源模块300的负极连接部316a及正极连接部314a。通过分别设置两个与层叠导体板700的连接部314a及316a，从负极连接部316a及正极连接部314a到三个上下臂串联电路的平均距离变得大致相等，因此，能够减少电源模块300内的寄生电感的不均。
层叠直流正极端子314、绝缘纸318、直流负极端子316而组成时，负极连接部316a和正极连接部314a形成为相互相反方向弯曲的构造。绝缘纸318沿负极连接部316a弯曲，确保正极、负极的端子的绝缘沿面距离。绝缘纸318在需要耐热时，使用复合了聚酰亚胺或间位芳族聚酰胺纤维、提高了追踪性的聚酯等的片。另外，考虑针孔等缺陷，提高可靠性时重叠两张。另外，为了防止破坏、或破裂，在角部设置圆弧部，或使端子的边缘不与绝缘纸接触地将冲裁时的面设为面向绝缘纸的方向。在本实施例中，作为绝缘物使用了绝缘纸，但作为其他例子，在端子涂敷绝缘物也可。为了减少寄生电感，例如，600V耐压的电源模块时，将正极、负极之间的距离设为0.5mm以下，绝缘纸的厚度设为其一半以下。
直流正极端子314及直流负极端子316具有用于与电路配线图案334k连接的连接端314k、316k。各自的连接端314k、316k相对于各相(U、V、W相)设置有两个。由此，如后所述，能够与按各相的臂每一个形成了两个小回路电流路径的电路配线图案连接。另外，各连接端314k、316k为了向电路配线图案334k的方向突出，且形成与电路配线图案334k的接合面，其前端部弯曲。连接端314k、316k和电路配线图案334k经由焊锡等连接或利用超声波焊接来直接连接金属之间。
电源模块300尤其金属基座304根据温度循环而膨胀及收缩。由于该膨胀及收缩，连接端314k、316k和电路配线图案334k的连接部可能发生龟裂或破裂。因此，在本实施方式的电源模块300中，如图9所示，通过层叠直流正极端子314和直流负极端子316而形成的层叠平面部319与搭载了绝缘基板334的一侧的金属基座304的平面大致平行。由此，层叠平面部319能够进行与由所述膨胀及收缩产生的金属基座304的弯曲对应的弯曲动作。因此，可以使在层叠平面部319一体地形成的连接端314k、316k的刚性相对于金属基座304的弯曲小。从而，能够缓和在连接端314k、316k和电路配线图案334k的接合面的垂直方向上施加的应力，能够防止该接合面的龟裂或破裂。
还有，本实施方式的层叠平面部319为了能够对应于金属基座304的宽度方向及进深方向的两者的弯曲进行弯曲动作，将层叠平面部319的宽度方向的长度设为130mm，进深方向的长度设为10mm，加大进深方向的长度。另外，直流正极端子314和直流负极端子316的各自的层叠平面部319的厚度为了容易进行弯曲动作，设定为比较薄的1mm。
如图10所示，金属基座304为了向流过冷却水流路19的冷却水效率良好地散热，在绝缘基板334的相反侧具有散热片305。金属基座304在其一面安装有构成逆变器电路的IGBT或二极管，在金属基座304的外周具备树脂制电源模块壳体302。在金属基座304的另一面通过钎焊突出设置有散热片305。利用锻造一体地成形金属基座304和散热片305也可。在该制造方法中，能够提高电源模块300的生产率，并且，能够提高从金属基座304向散热片305的传热效率，能够提高IGBT及二极管的散热性。另外，通过用维氏硬度60以上的材料制造金属基座304，能够抑制由温度循环产生的金属基座304的棘轮变形，能够提高金属基座304和框体12的密封性。进而，如图10(a)所示，与上下臂分别对应地设置有两组散热片组305G，这些散热片组305G从往返的冷却水流路19的上方的开口400、402向水路内突出。金属基座304的散热片组305G周围的金属面是为了封闭在冷却套19设置的开口400、402而使用。
还有，本实施方式的散热片305的形状为销型，但作为其他实施方式，可以为沿冷却水的流动方向形成的笔直型。在将散热片305的形状设为笔直型的情况下，能够减少用于使冷却水流动的压力，另一方面，在使用了销型的散热片的情况下，能够提高冷却效率。
在金属基座304的一面固定绝缘基板334，在绝缘基板334上利用焊锡337固定具有上臂用的IGBT328和上臂用的二极管156、及下臂用的IGBT330或下臂用的二极管166的芯片。
如图11(a)所示，上下臂串联电路150具备：上臂电路151、下臂电路152、用于将这些上下臂电路151、152连线的端子370、及用于输出交流电力的交流端子159。另外，如图11(b)所示，上臂电路151是在金属基座304上设置形成了电路配线图案334k的绝缘基板334，在电路配线图案334k上安装IGBT328、二极管156而构成。
IGBT328及二极管156的背面侧的电极和电路配线图案334k利用焊锡接合。绝缘基板334的电路配线图案面的相反侧的面(背面)形成没有图案的所谓的β图案(ベタパタ一ン)。该绝缘基板334的背面的β图案和金属基座304利用焊锡接合。下臂电路152也与上臂相同地，具备：在金属基座304上配置的绝缘基板334、在该绝缘基板334上配线的电路配线图案334k、在该电路配线图案334k上安装的IGBT330和二极管166。
IGBT330及二极管166的背面侧的电极也利用焊锡与电路配线图案334k接合。还有，本实施方式的各相的各臂并联连接两组将IGBT328和二极管156并联连接了的一组电路部而构成。要求的电路部的组数是根据向马达192通电的电流量来确定。在需要比向本实施方式的马达192通电的电流大的电流的情况下，将电路部并联连接三组或其以上而构成。相反，能够以小的电流驱动马达的情况下，在各相的各臂中，仅由一组构成电路部。
使用图11(b)说明电源模块300的电流路径。以下示出在电源模块300的上臂电路151流过的电流的路径。
(1)从未图示的直流正极端子314流向连接导体部371U，(2)从连接导体部371U经由元件侧连接导体部372U流向上臂用IGBT328及上臂用二极管156的一侧电极(与元件侧连接导体部372U连接一侧的电极)，(3)从上臂用IGBT328及上臂用二极管156的另一侧电极经由丝336流向连接导体部373U，(4)从连接导体部373U经由接线端子370的连接部374U、374D流过连接导体部371D。还有，如上所述，上臂是并联连接两组将IGBT328和二极管156并联连接了的电路部而构成。从而，在上述(2)的电流路径中，电流在元件侧连接导体部372U分支为两个，分支的电流分别流向两组电路部。
以下，示出在电源模块300的下臂电路152流过的电流路径。
(1)从连接导体部371D经由元件侧连接导体部372D流向下臂用IGBT330及上臂用二极管166的一侧电极(与元件侧连接导体部372D连接一侧的电极)，(2)从下臂用IGBT330及下臂用二极管166的另一侧电极经由丝336流向连接导体部373D，(3)从连接导体部373D流向未图示的直流负极端子316。还有，与上臂相同地，下臂是并联连接了两组将IGBT330和二极管166并联连接了的电路部而构成，因此，在上述(1)的电流路径中，电流在连接导体部371D分支为两个，分支的电流分别流向两组电路部。
在此，用于连接上臂电路的IGBT328(及二极管156)和未图示的直流正极端子314的连接导体部371U配置于绝缘基板334的一边的大致中央部附近。还有，IGBT328(及二极管156)安装于作为配设有连接导体部371U的绝缘基板334的一侧的相反侧的另一边侧的附近。另外，在本实施方式中，配备两个的连接导体部373U夹着所述连接导体部371U，且以一列地配置于绝缘基板334的一边侧。
通过将这样的电路图案及安装图案即绝缘基板334上的电路配线图案形成为大致T字形状的配线图案和大致T字的纵棒(371U)的两侧的两个配线图案(371U)，从连接端371U、373U安装端子，使得IGBT328的开关时的过渡性电流路径成为图11(b)的箭头350(虚线)所示的M字状电流路径即两个小回路电流路径(箭头方向为下臂接通时)。在该两个小回路电流路径的周边产生图11(b)的箭头350H方向(实线)的磁场350H。利用该磁场350H，在绝缘基板334的下方配置的金属基座304感应出感应电流、所谓的涡电流340。该涡电流340产生消除所述磁场350H的方向的磁场340H，从而，能够减少在上臂电路中产生的寄生电感。
上述两个小回路电流是在绝缘基板334上流过的电流之间相互消除之类的两个U折弯电流。因此，如图11(b)的磁场350H所示，在电源模块300的内部能够产生更小的回路磁场，因此，能够减少寄生电感。进而，在开关时产生的磁场回路小，能够将磁场回路闭困在电源模块内部，因此，减少向电源模块外的框体的感应电流，还能够能够防止控制电路基板上的电路的误操作或向电力变换装置的外部的电磁噪声。
下臂电路也具有与所述上臂电路相同的电路配线图案及安装图案。即，用于连接下臂电路的IGBT330(及二极管166)和未图示的直流负极端子316的连接导体部371D配置于绝缘基板334的一边的大致中央部附近。还有，IGBT330(及二极管166)安装于与配设有连接导体部371D的绝缘基板334的一边侧的相反的另一边侧的附近。另外，在本实施方式中，配备两个的连接导体部373D夹着所述连接导体部371D，且以一列地配置于绝缘基板334的一边侧。
通过形成为这样的电路配线图案及安装图案，在下臂电路侧也起到减少所述寄生电感的效果。还有，在本实施方式中，各相的各臂的电流路径的入口例如由夹在两个连接导体部373U的连接导体部371U构成，一方电流路径的出口成为两个连接导体部373U。但是，即使这些入口和出口相反，在各相的各臂中也形成所述小回路电流路径。因此，与所述相同地，能够实现各相的各臂的寄生电感的减少及电磁噪声的防止。
参照图12，详细说明将电源模块300紧固于框体12的构造。图12是表示除去半导体模块部的电源模块300的图，(a)是立体图，(b)是图12(a)的D-D剖视图。
本实施方式的电力变换装置具备：在内部形成冷却水流路19的冷却套19A；电源模块300。冷却套19A一体地设置于框体12。电源模块300具备金属基座304。在金属基座304的表面安装有包括在直流电力和交流电力之间进行电力变换的逆变器电路144的半导体装置140，在背面突出设置有向冷却水流路19突出的散热片305。在冷却套19A形成有冷区水流路19的开口400、402。以封闭开口400、402的方式，用表面侧紧固装置BLT1及背面侧紧固装置BLT2将电源模块300固接于冷却套19A即框体12。通过用金属基座304封闭开口400、402，形成冷却水流路19。表面侧紧固装置BLT1将电源模块300从其表面紧固于冷却套19A。背面侧紧固装置BLT2从冷却套19A的背面将电源模块300紧固于框体12。在与背面侧紧固装置BLT2相对的电源模块300的表面区域即壳体构件302的上表面区域配设有电源模块300的各种结构部件，在该实施方式中，配设有交流端子159、直流正极端子连接部314a和直流负极端子连接部316a。
说明基于表面侧紧固装置BLT1的电源模块的紧固。表面侧紧固装置BLT1包括螺栓360和螺栓孔412、414。如上所述，使用在框体12的电源模块安装面410S设置的螺栓孔412、414(参照图5(b))，将电源模块300固定于冷却套19A即框体12。螺栓孔是指刻设有螺纹的螺纹孔。如图12(a)所示，在电源模块壳体302的四角设置有缺欠部302b，在金属基座304的四角设置的螺栓贯通孔304b露出。将电源模块300载置于框体12的安装面410S，从框体12的上方开口侧使用工具经由金属基座304的螺栓贯通孔304b将螺栓360螺合于安装面410S的螺栓孔412(414)，将电源模块300紧固于安装面410S。电源模块壳体302的四角的缺欠部302b形成为用于用工具对螺栓头361进行旋转操作所需的形状。
说明基于背面侧紧固装置BLT2的电源模块的紧固。背面侧紧固装置BLT2包括螺栓350和未图示的螺母。如图12(a)所示，在电源模块300中，从金属基座304的背面突出设置有螺栓350。螺栓350贯通在开口400、402的周围的安装面410S设置的贯通孔412A、414A。如图11、图12(b)及图13所示，在金属基座304设置有螺栓350的螺栓头351卡合的卡合凹部304a。另外，如图12(b)所示，在电源模块壳体302设置有螺栓350的螺栓头351卡合的矩形形状的卡合凹部302a。在将电源模块壳体302接合于金属基座304后，将螺栓头351收容于电源模块壳体302内的凹部302a中。螺栓350的螺栓头351为矩形形状，螺栓头351与在电源模块壳体302设置的矩形形状的凹部302a和在金属基座304设置的矩形形状的凹部304a卡合。该卡合构造是螺栓350的止转机构。在使螺栓350贯通螺栓贯通孔412A、414A后，从框体12(冷却套19A)的底面侧将未图示的螺母螺合于螺栓350，将金属基座304紧固于框体12。还有，利用电源模块壳体302的凹部302a防止螺栓350向上方脱离。
如上所述，通过对电源模块300，从框体12的上方紧固操作螺栓360而固接于框体12，接着，倒置框体12的上下，对电源模块300，将螺母螺合于从冷却套19A的背面侧突出的螺栓350，而固接于框体12。能够通过采用这样的紧固构造，如图12(b)所示，在电源模块紧固用螺栓头351的上方即电源模块壳体32的上表面(金属基座304的周缘)设置用于与马达连接的U、V、W相的交流端子159，从而能够小型化电源模块300。
以下，参照图14～图16的同时，说明本实施方式的电容器模块500的详细构造。图14是表示与本实施方式有关的电容器模块的外观结构的立体图。图15是为了明确图14所示的电容器模块500的内部，示出填充树脂等填充材料522前的状态的立体图。图16是表示进而作为电容器模块500的详细结构的将电容器单元514固定于层叠导体的结构的图。
在图14～图16中，500表示电容器模块，502表示电容器壳体，504表示负极侧电容器端子，506表示正极侧电容器端子，510表示直流(电池)负极侧连接端子部，512表示直流(电池)正极侧连接端子部，532表示辅机用正极端子，534表示辅机用负极端子，514表示电容器单元。
如图14及图16所述，由负极导体板505和正极导体板507构成的层叠导体板为多组，在本实施方式中为四组，与直流(电池)负极侧连接端子部510和直流(电池)正极侧连接端子部512电并联连接。在负极导体板505和正极导体板507设置有多个用于使多个电容器单元514的正极和负极分别并联连接的端子516和端子518。
如图16所示，作为电容器模块500的蓄电部的单位构造体的电容器单元514由将在一面蒸镀了铝等金属的薄膜层叠两张并卷绕，将两张金属薄膜分别作为正极、负极的薄膜电容器515构成。对正极、负极的电极而言，卷绕的轴面分别成为正极、负极电极，喷射锡等导电体508而制造。
另外，如图16所示，负极导体板505和正极导体板507由薄板状宽幅导体构成，采用经由绝缘片517层叠的层叠结构降低寄生电感。在层叠导体的端部设置有用于与电容器单元的电极508连接的端子516、518。端子516、518利用焊锡或焊接，与两个电容器单元514的电极508电连接。使基于焊锡装置的软钎焊作用或基于焊接机的焊接作业容易进行地，另外使电容器单元的检查容易地，即与端子516、518连接的电极面成为单元的外侧地配置电容器单元，并且，设计导体板的结构，构成一个电容器单元组。通过使用这样的电容器单元组，增减电容器单元组的数量，由此能够与要求的电容器电容对应。其结果，能够在各种各样的电容器模块使用通用的电容器单元，能够形成为适合批量生产的电容器模块。为了减少寄生电感，另外，为了散热，优选分别设置多个端子516、518。
在作为薄板状宽幅导体的负极导体板505和正极导体板507的一方的端部设置有用于与层叠导体板700连接的负极侧电容器端子504和正极侧电容器端子506。在负极导体505和正极导体507的另一方的端部设置有与接受电池电力的端子连接的直流负极侧连接端子510和直流正极侧连接端子512。
图15所示的电容器模块500是将两个电容器单元作为一个单位的电容器单元组以纵向配置四列，总计八个的电容器单元514构成。作为与电容器模块500的外部的连接端子，使用与层叠导体板700连接的四对正负电容器端子504、506、接受电池电力的直流正负极侧连接端子510及512、向辅机用逆变器的电源模块供电的辅机用正负极端子532及534。在正负电容器端子504、506形成有开口部509、511，为了能够螺栓固定电源模块300的直流正负极端子316、314，在开口部509、511的背侧焊接有螺母。
电容器壳体502具备端子罩520，确定端子的位置，并且，形成为与电力变换装置的框体绝缘。另外，电容器壳体502中用于单元组的定位的分隔物设置于单元组和单元组之间。作为电容器壳体502的材料使用热传导性优越的材料，在电容器单元组和电容器单元组之间的分隔物中埋入散热用热传导性良好的材料也可。
在电容器模块500中，由于在电容器单元内部的薄膜上蒸镀的金属薄膜、内部导体(端子)的电阻，在开关时流过脉动电流的情况下放热。为了电容器单元的耐湿，对电容器单元、内部导体(端子)，用树脂浸渗(模压)电容器壳体502。因此，电容器单元或内部导体形成为经由树脂与电容器壳体502密接的状态，形成为电容器单元的放热容易向壳体传递的结构。进而，在本构造中，由于直接连接负极导体板505、正极导体板507、电容器单元的508和端子516、518，因此，电容器单元的放热向负极、正极导体直接传递，利用宽幅导体形成为向模压树脂容易传热的构造。因此，如图7所示，从电容器壳体502向下部壳体16良好地传热，从下部壳体16向框体12进而冷却水流路19良好地传热，能够确保放热性。
如图15所示，在本实施方式中，以纵向配置四列负极导体板505及正极导体板507的层叠构造构成电容器模块。将这些四列的负极导体505及正极导体507作为一体的宽幅导体板，将所有的电容器单元514连接于该宽幅导体板的结构也可。由此，能够削减部件件数，能够提高生产率，并且，能够大致均等地使用所有电容器单元514的静电电容，能够延长电容器模块500整体的部件寿命。进而，通过使用宽幅导体板，能够减少寄生电感。
图17(a)是在本实施方式的电力变换装置200中，仅省去电容器模块500、层叠导体板700及两个电源模块300的立体图。图17(b)是层叠导体板700的分解立体图。
如图17(a)所示，两个电源模块300将各自的交流端子159对齐在一侧而并列设置。在这些交流端子159的相反侧设置有与两个电源模块300和电容器模块500的电连接部。该两个电源模块300和电容器模块500的电连接是利用平板上的层叠导体板700来进行。
在下部壳体16上固定的电容器壳体502内收容有多个电容器单元514(未图示)，电容器模块500的正极侧电容器端子504及负极侧电容器端子506沿电容器壳体502的一长边排列。正极侧电容器端子504及负极侧电容器端子506的上端部的正极连接部及负极连接部504c、506b配置于比电容器单元514的上表面突出的位置。
与电源模块300连接的层叠导体板700配置为覆盖两个电源模块300。还有，正极侧电容器端子504及负极侧电容器端子506形成为从电容器壳体502的开口面竖起的构造的L字构造，该L字构造的正极侧电容器端子504及负极侧电容器端子506的上端部的正极连接部506b及负极连接部504c在电力变换装置200的组装时，与层叠导体板700直接抵接，利用螺栓连接。
如图17(b)所示，该层叠导体板700包括平板状的正极侧导体板702及负极侧导体板704和夹在这些正极侧导体板702和负极侧导体板704的绝缘片706。即，层叠导体板700形成为层叠构造，因此，能够实现减少从电源模块300到电容器模块500的寄生电感。
如图17(a)及图8(b)所示，多个上臂控制端子320U靠近电源模块300的A边侧(参照图8(b))的中央部附近而配置。即，使U相控制销靠近V相控制销，使W相控制销靠近V相控制销，在电源模块300的A边侧的中央部附近以一列配置上臂控制端子320U。还有，层叠导体板700具有用于贯通该多个上臂控制端子320U的通孔705，在该通孔705的两肋部也层叠正极侧导体板702和负极侧导体板704。通过这些结构，能够扩大负极侧导体板704和正极侧导体板702的层叠面积，进而，能够实现减少从电源模块300到电容器模块500的寄生电感。
在图8(b)所示的电源模块300的A边侧的中央部附近即上臂控制端子320U附近配置小螺钉321。在该小螺钉321固定被安装了驱动电路174的驱动电路基板22，并且，使上臂控制端子320U贯通在驱动电路基板22形成的孔。然后，利用焊接等接合驱动电路基板22上的端子和臂控制端子320U。通过这样的结构，上臂控制端子320U和驱动电路基板22上的端子的接合部成为相对于小螺钉321近的距离，因此，提高车辆行驶时的耐振动性。
驱动电路基板22配置于层叠导体板700的上方。因此，如图17(b)所示，层叠导体板700在驱动电路基板22侧具备负极侧导体板704，另一方面，在电源模块300侧具备正极侧导体板702。由此，在成为高电压的正极导体板702和驱动电路基板22之间存在有低电压的负极导体板704及绝缘片706，能够防止驱动电路基板22触及高电压。
如图17(b)所示，正极侧导体板702横跨两个电源模块300的上方而配置，进而，将两个电源模块300和电容器模块500连线。同样，负极导体板704横跨两个电源模块300的上方而配置，进而，将两个电源模块300和电容器模块500连线。由此，层叠导体板700变得宽幅，因此，能够减少从电源模块300到电容器模块500的寄生电感。另外，相对于一个电源模块，电容器模块500的连接部位存在四组，因此，能够减少寄生电感。另外，通过在两个电源模块300之间共有化从两个电源模块300到电容器模块500的连接导体，能够减少电力变换装置200整体部件件数，能够提高生产率。
如图8所示，在电源模块300中，将正极连接部314a和负极连接部316a作为一组，在电源模块300的一边侧配置一组连接部314a、316a，在其相反侧的一边配置另一组连接部314a、316a。层叠导体板700横跨这些两组连接部314a、316a的上方而配置，进而，利用螺栓与各连接部314a、316a连接。由此，从电容器模块500供给的直流电流不会集中在一组连接部314a、316a侧，即直流电流在两组连接部314a、316a分散，因此，能够减少从电源模块300到电容器模块500的电感。
如上所述，在电容器模块500内置有多个电容器单元514。在本实施方式中，用两个电容器单元514构成电容器单元组，设置有四组该电容器单元组。进而，具备与各组对应的宽幅导体(正极导体板507及负极导体板505)。如图15所示，负极侧电容器端子504及正极侧电容器端子506一个一个地与各自的宽幅导体连接。在本实施方式中，将这些所有的负极侧电容器端子504及正极侧电容器端子506与一组的层叠导体板700电连接。由此，成为所有的电容器单元514与两个电源模块300电连接的关系，能够大致均等地使用所有的电容器单元514的静电电容，能够延长电容器模块500整体的部件寿命。另外，通过使用该一组的层叠导体板700，能够将电容器模块500内部按由两个电容器单元514构成的每一电容器单元组分割而构成，能够根据马达192的电流电容，容易地变更构成电容器单元组的电容器单元514的单位数。
构成层叠导体板700的正极侧导体板702和负极侧导体板704为了减少寄生电感，优选这些的间隙距离尽量小。例如，在层叠导体板700存在用于将电源模块300和电容器模块500连线的弯曲结构部的情况下，在所述弯曲结构部产生比平板部大的间隙距离，导致寄生电感变大。
因此，本实施方式的电源模块300的正极侧连接部314a、负极侧连接部316a及电容器模块500的正极侧连接部504c、负极侧连接部506b配置于大致同一平面上。由此，能够使用平板状的层叠导体板700，因此，能够减小正极侧导体板702和负极侧导体板704的间隙距离，能够减少寄生电感。
图18(a)是表示图17所示的电源模块300和层叠导体板700的连接部位380(参照图17(a))的放大图。
如图18(a)所示，负极侧连接部316a及正极侧连接部314a将直流正极端子314及直流负极端子316的端部向相反方向弯曲而构成，将层叠的层叠导体板700的负极导体板704、正极导体板702分别与这些负极侧连接部316a及正极侧连接部314a连接。由此，在IGBT328、330的开关时瞬间流过的负极侧的电流成为如图18(a)所示的电流路径382，因此，在负极导体板的连接部704a和负极侧连接部316a之间形成U折弯电流。从而，消除在负极侧导体板704的连接部704a的周围产生的磁通和在负极侧连接部316a的周围产生的磁通，因此，能够实现电感的减少。
另一方面，正极导体板的连接部702a的电流通过图18(a)所示的电流路径384。在该正极导体板的连接部702a的上方配置有负极导体板704，因此，正极导体板的连接部702a的电流方向和负极导体板704的电流方向成为相反方向，消除由各自的电流产生的磁通。其结果，能够减少正极导体板的连接部702a的寄生电感。
另外，如图18(a)所示，绝缘纸318和绝缘片706分别配置为具有在上下方向上重叠的区域。进而，配置为在利用螺栓等将层叠导体板700固定于负极侧连接部316a及正极侧连接部314a的情况下，绝缘纸318和绝缘片706具有没有被层叠导体板700和正极侧连接部314a夹住的区域即没有被施加压缩应力的区域。由此，能够确保连接部中的正极和负极之间的绝缘、具体来说正极侧连接部314a和负极导体板704的绝缘。
图18(b)表示层叠导体板700的连接部位390的放大图(参照图17(a))。
如图18(b)所示，电容器模块500的正极侧连接部506b及负极侧连接部504c分别向相反方向弯曲，在各自的上表面分别连接层叠导体板700的正极导体板702及负极导体板704。由此，在IGBT328、330的开关时流过的负极侧的电流成为如图18(b)所示的电流路径392那样，因此，在负极导体板704的连接部704c和电容器模块500的负极侧连接部504c之间形成U折弯电流。从而，消除在负极导体板704的连接部704a的周围产生的磁通和在负极侧连接部504c的周围产生的磁通，因此，能够减少电感。
同样，在IGBT328、330的开关时产生瞬时流动的正极侧的电流通过图16(b)所示的电流路径394。即，在正极导体板的连接部702b和电容器模块500的正极侧连接部506b之间形成U折弯电流。从而，消除在正极侧导体板702的连接部702b的周围产生的磁通和在正极侧连接部506b的周围产生的磁通，因此，能够减少电感。
另外，如图18(b)所示，绝缘片517和绝缘片706分别配置为具有在上下方向上重叠的区域。进而，配置为在利用螺栓等将层叠导体板700固定于电容器模块500的正极侧连接部506b及负极侧连接部504c的情况下，绝缘片517和绝缘片706配置为具有不被层叠导体板700和正极侧连接部506b夹住的区域即没有被施加压缩应力的区域。由此，能够确保连接部中的正极和负极之间的绝缘具体来说正极侧连接部506b和负极导体板704的绝缘。
根据以上说明的实施方式可知，得到如下的作用效果。
(1)利用表面侧紧固装置BLT1将电源模块300从其表面紧固于冷却套19A。然后，将框体12的上下倒置，将螺母螺合于从冷却套19A的背面突出的螺栓350，用背面侧紧固装置BLT2将电源模块300紧固于框体12。在与背面侧紧固装置BLT2相对的电源模块300的表面即壳体构件302的上表面配设有电源模块300的各种结构部件，在本实施方式中，配设有交流端子159、直流正极端子连接部314a和直流负极端子连接部316a。从而，能够实现电源模块300的小型化。
(2)利用表面侧紧固装置BLT1将电源模块300从框体12的上方固定，然后，倒置框体的上下，从框体12的下方利用背面侧紧固装置BLT2将电源模块300固接于框体12。从而，即使小型化电源模块，也不会对电力变换装置的组装性产生影响。
(3)电源模块300包括：在上表面安装逆变器装置140，具有从背面向冷却水流路19突出的散热片305的金属基座304(基底板)，表面侧紧固装置BLT1在金属基座304的四角将金属基座304从表面侧固接于框体12。背面侧紧固装置BLT2在金属基座304的周缘中间点将金属基座304从背面侧固接于框体12。这样，金属基座304不仅在其四角，而且在周缘的中间点也紧固。因此，能够充分地增大金属基座304的周缘的紧固力，金属基座304不会由于冷却水流路内的水压而变形。
有时为了有效地冷却电源模块300，将冷却水流路19内的水压设定为某种程度高的压力。因此，在仅通过螺栓紧固电源模块300的金属基座304的四角的情况下水密性不能充分时，需要用螺栓固定金属基座304的周缘的中间点。采用与金属基座的四角的紧固相同地，从电源模块上方螺栓紧固中间点的方式的情况下，在金属基座周缘不能配置电源模块的各种结构部件，导致电源模块大型化。另外，由于要求的电力电容而电源模块大型的情况下，即使冷却水流路内的压力为低压，也需要螺栓紧固金属基座的周缘的中间点，改善水密性。在这种情况下，也如本发明一样，采用将电源模块300从框体12的下方紧固的构造的情况下，能够小型化电源模块300。
(4)金属基座304的四角也可以用与周缘中间点相同的螺栓350、螺母来紧固。但是，成为在将电源模块300仅定位于冷却套19A的安装面410S的状态下，即不紧固电源模块的状态下倒置框体12的上下，从冷却套19A的背面进行紧固操作的作业步骤，可能导致电源模块300下落。从而，需要在不倒置框体12的上下的情况下，从框体下方螺合，作业性差。与这样的电源模块固接方式相比，基于上述实施方式的电源模块固接方式的组装作业性非常优越。
(5)将螺栓350的螺栓头351的形状形成为矩形形状，将其与电源模块壳体302的凹部302a及金属基座304的凹部304a卡合。从而，能够将螺栓350的止转机构和防止脱落形成为简单的结构。
将以上的实施方式可以如下所述地变形。
(1)在以上的实施方式中，为了防止螺栓350的旋转，将螺栓头351卡合的凹部302a、304a设置于电源模块壳体302及金属基座304，但设置于任一方均可。
(2)只要是能够防止使螺母旋转时的螺栓350的旋转，螺栓头351的形状就不限定于矩形形状。例如，如图19所示，将螺栓350的螺栓头351形成为六边形形状也可。在这种情况下，与螺栓头351嵌合的金属基座304的凹部304a的形状也可以为六边形形状。
(3)只要是能够防止螺母的旋转操作引起的螺栓350的旋转，其止转机构就不限定于在电源模块壳体302及金属基座304中的至少一方设置与螺栓头351卡合的凹部。例如，如图20所示，利用一体成形或焊接一体化金属基座304和螺栓350，由此使螺栓350不旋转也可。在此，图20(a)是电源模块300的俯视图，图20(b)是图20(a)的E-E剖视图。
(4)在以上的实施方式中，从冷却套19A的背面侧仅紧固金属基座304的周缘中间点，但如图21所示，在金属基座304的四角也设置止转的螺栓350，从冷却套19A的背面侧紧固也可。图21(a)是电源模块300的俯视图，图21(b)是图21(a)的F-F剖视图。从背面侧仅紧固金属基座304的四角也可。
(5)如图22所示，在金属基座304刻设螺栓孔304c，使未图示的螺栓从冷却套19A的下方贯通所述螺栓孔304c并螺合，将电源模块300固定于冷却套19A也可。在此，图22(a)是电源模块300的俯视图，图22(b)是图22(a)的G-G剖视图。
(6)在框体12的中段一体地设置了冷却套19A，但冷却套19A的设置位置也不限定于实施方式。可以为与框体12成独立体。
(7)在冷却套19A形成了划分为往路和返路的U字形转弯流路，但冷却水流路可以为单方向流路。此外，冷却水也可以为其他冷却液体。
(8)实施方式的电力变换装置具备一对电源模块300，但也可以将本发明适用于具有一个电源模块的电力变换装置。在这种情况下，在冷却套19A设置一个开口即可。
(9)金属基座104的背面的散热部可以为省略了散热片305的平面状。另外，将散热部暴露于冷却液体中直接冷却，但省略冷却套19A的开口，将散热部与冷却套19A的表面接触，间接地冷却的方式也可以适用本发明。
(10)用表面侧紧固部件紧固电源模块壳体302的中间点也可。
(11)将金属基座104在其周缘紧固，但在金属基座104的中央部紧固于冷却套19A也可。
(12)代替背面侧紧固装置或表面侧紧固装置，利用铆接将金属基座104从背面侧及/或表面侧紧固于冷却套19A也可。
(13)将输入输出端子一体地设置于作为壳体构件的电源模块壳体302也可。例如，在电源模块壳体302埋设输入输出端子也可。
(14)不限于强电系的输入输出端子，将弱电系的控制端子设置于电源模块壳体302等壳体构件也可。
(15)从电源模块壳体302的附近的金属基座304竖立设置作为输入输出端子的电极，被覆电源模块壳体302的上表面地将其弯曲也可。
(16)电源模块的结构部件不限定于电力系或控制系的输入输出端子，可以为构成电源模块所需的其他构件。例如，电源模块壳体302本身也是电源模块的结构部件。
还可以组合实施方式和变形例的一个或多个。还可以将变形例进行各种组合。
以上的说明终究是一例，本发明当然不限定于上述实施方式的结构。

Claims (10)

1.一种电力变换装置，其特征在于，具备：
框体，其具有冷却套；
电源模块，其在表面安装有在直流电力和交流电力之间进行电力变换的半导体电路，且在背面设置有散热部；
紧固装置，其是将所述电源模块固定于所述冷却套的紧固装置，包括通过从所述电源模块的表面侧的紧固操作将所述电源模块紧固于所述冷却套的表面侧紧固部件，以及通过从所述电源模块的背面侧的紧固操作将所述电源模块紧固于所述冷却套的背面侧紧固部件，
在与所述背面侧紧固部件相对的所述电源模块的表面区域配置有所述电源模块的结构部件的至少一个，
所述电源模块包括金属基座和以包围所述半导体电路的方式设置于所述金属基座的周缘的壳体构件，
所述背面侧紧固部件是将所述金属基座通过从背面侧的紧固操作固接于所述冷却套的螺栓或螺栓及螺母，
在所述金属基座上设置有所述螺栓的螺栓头卡合的卡合凹部，在所述壳体构件上设置有所述螺栓的所述螺栓头卡合的卡合凹部，在将所述壳体构件接合于所述金属基座后，所述螺栓头收容于所述壳体构件内的卡合凹部和所述金属基座的卡合凹部中。
2.根据权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，
所述冷却套具有冷却液体的流路和用于在所述散热部和所述冷却液体之间进行热交换的开口，
利用所述电源模块密封所述开口，
所述散热部经由所述开口暴露于所述流路。
3.根据权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，
在所述金属基座的表面安装有所述半导体电路，并且，从所述背面突出设置有作为所述散热部的散热片，
所述背面侧紧固部件配置为在所述半导体电路的周围将所述金属基座紧固于所述冷却套，
所述电源模块的结构部件配置于所述半导体电路的周围。
4.根据权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，
在所述金属基座的表面安装有所述半导体电路，并且，从所述背面突出设置有作为所述散热部的散热片，
所述背面侧紧固部件配置为将所述金属基座以其周缘紧固于所述冷却套，
所述电源模块的结构部件配置于所述电源模块的周缘。
5.根据权利要求3或4所述的电力变换装置，其特征在于，
所述冷却套具有冷却液体的流路和用于在所述散热部和所述冷却液体之间进行热交换的开口，
所述开口由所述金属基座封闭，
所述表面侧紧固部件是通过从所述电源模块的表面侧的紧固操作将所述金属基座固接于所述冷却套的螺栓或螺栓及螺母。
6.根据权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，
所述电源模块的结构部件是以包围所述半导体电路的方式设置的壳体构件。
7.根据权利要求6所述的电力变换装置，其特征在于，
在所述壳体构件的上表面设置有输入输出用端子电极。
8.根据权利要求7所述的电力变换装置，其特征在于，
所述输入输出端子是交流电力及直流电力用端子。
9.根据权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，
在所述框体的中段设置有所述冷却套，隔着所述冷却套，在所述框体的上方空间设置有安装了对所述半导体电路进行控制的电路的基板，隔着所述冷却套，在所述框体的下方空间设置有使对所述半导体电路施加的直流成分平滑化的平滑电容器。
10.一种电源模块，其特征在于，具备：
半导体电路，其包括在直流电力和交流电力之间进行电力变换的逆变器电路；
金属基座，其在表面安装有所述逆变器电路的开关元件，且在背面设置有散热部；
壳体构件，其以包围所述半导体电路的方式设置于所述金属基座的周缘；
输入输出用端子的至少一个端子，其设置于所述壳体构件的上表面；
背面侧紧固部件，其为了将所述金属基座从其背面侧紧固于所述框体而设置于所述金属基座的背面，
所述背面侧紧固部件是将所述金属基座通过从背面侧的紧固操作固接于所述冷却套的螺栓或螺栓及螺母，
在所述金属基座上设置有所述螺栓的螺栓头卡合的卡合凹部，在所述壳体构件上设置有所述螺栓的所述螺栓头卡合的卡合凹部，在将所述壳体构件接合于所述金属基座后，所述螺栓头收容于所述壳体构件内的卡合凹部和所述金属基座的卡合凹部中。
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