CN106274495B - 电力转换装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电力转换装置。在电力转换装置中，为了提高电力转换性能，电力转换装置的冷却极为重要，尤其是电力转换装置的收容在框体中的直流平滑用的电容器组件对热的承受能力弱，为了确保其性能，要求高效地进行电容器组件的冷却。进而在此基础上要求尽可能地减少从外部侵入的热量。经由冷却板而将电容器组件的导体板与框体之间连接起来，并且借助冷却板将交流连接母线与框体之间连接起来，从电容器组件以及交流连接母线经由冷却板而向框体放掉热量。

Description

电力转换装置

本申请是国际申请号PCT/JP2013/051022、国家阶段申请号201380007753.9、申请日2013年1月21日、发明名称为“电力转换装置”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于将直流电转换为交流电、或将交流电转换为直流电的电力转换装置，尤其是能够高效地散发在电力转换装置的收纳电气部件的框体内部产生的热量的电力转换装置。

背景技术

一般来说，电力转换装置具备从直流电源接受直流电的平滑用的电容器组件、从电容器组件接受直流电而产生交流电的逆变电路、用于控制逆变电路的控制电路。

由电力转换装置获得的交流电向电动机(例如，三相同步电动机)供给，与所供给的交流电对应地，电动机产生旋转扭矩。另外，电动机通常具有作为发电机的功能，从外部向电动机供给旋转力而产生交流电。

如此，电力转换装置大多还具备将交流电转换为直流电的功能，电动机产生的交流电被转换为直流电。从直流电向交流电的转换、或者从交流电向直流电的转换由控制装置来控制。

例如，在电动机为同步电动机的情况下，通过对同步电动机的与转子的磁极位置相对的定子产生的旋转磁场的相位进行控制，能够进行电力转换所涉及的控制。电力转换装置的一例在日本特开2011-217548号公报(专利文献1)中被公开。

电力转换装置搭载于例如混合动力方式的机动车，从搭载于机动车的充电电池接受直流电而产生用于向产生行驶用的旋转扭矩的电动机供给的交流电。另外，为了在机动车的减速运转等再生制动运转时产生制动力，电动机借助车轮的旋转而旋转以产生交流电，所产生的交流电借助电力转换装置而转换为直流电并被蓄电于充电电池，再次作为行驶用的电力来使用。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-217548号公报

发明概要

发明要解决的课题

在上述那样的电力转换装置的框体内部中大多使用较多的电子元件，例如发热量大的绝缘栅型双极晶体管等，存在因来自这些电子元件的发热而使框体内部成为高温的环境的现象。此外，在电力转换装置上连接有与电动机电连接且传热良好的导线，电动机的热量经由该导线而侵入电力转换装置的母线，该热量侵入到逆变电路部、或根据情况侵入到电容器组件，其结果是，存在使电力转换装置的框体内部的温度升高的现象。

而且，在电力转换装置中，为了提高电力转换性能，电力转换装置的冷却极为重要，尤其是收容于电力转换装置的框体的直流平滑用的电容器组件对热的承受能力弱，为了确保其性能，要求高效地进行电容器组件的冷却。进而在此基础上要求尽可能地减少从外部侵入的热量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电力转换装置，其能够满足高效地进行电容器组件的冷却、尽可能地减少从外部侵入的热量中的任一方或两方的要求。

解决方案

本发明的特征在于，通过冷却板将电容器组件的导体板与框体之间热连接，并且通过冷却板将交流连接母线与框体之间热连接，从电容器组件以及交流连接母线经由冷却板向框体放掉热量。

发明效果

根据本发明，积存于电容器组件的热量、由电容器组件自身产生的热量从电容器端子、其导体面传递至冷却板，进而传递至框体。框体借助周围的空气、冷却介质进行冷却而使电容器组件的温度变得更低，借助其温度梯度之差而使电容器组件的热量向框体高效地流动。

同样，从交流端子逐渐流入交流连接母线的来自外部的热量传递至冷却板，进而传递至框体。框体借助周围的空气、冷却介质进行冷却而使交流连接母线的温度变得更低，借助其温度梯度之差而使交流连接母线的热量向框体高效地流动。

附图说明

图1是表示混合动力机动车的系统的系统图。

图2是表示图1所示的电路的结构的电路图。

图3是表示本发明的一实施例的电力转换装置的外部结构的外观立体图。

图4是将图3所示的电力转换装置的构成部件分解而从外部观察的分解立体图。

图5是将图3所示的电力转换装置的上部罩与驱动电路基板卸下后的状态的外观立体图。

图6是在本发明的一实施例中使用的新开发的电容器组件的外观立体图。

图7是表示在本发明的一实施例中使用的新开发的冷却件的图，(a)是从斜上部观察的外观立体图，(b)是其主视图，(c)是主视图的A-A剖视图。

图8是从斜上部观察图7所示的冷却板的外观立体图。

图9是从斜上部观察在本发明的一实施例中使用的新开发的冷却件的里面的外观立体图。

图10是将作为本发明的一实施例的电力转换装置的上部罩与驱动电路基板卸下后的状态的主视图。

图11是在图10所示的电力转换装置中将冷却件卸下后的状态的表面图。

图12是表示图10所示的电力转换装置的B-B剖面的剖视图。

附图标记说明如下：

140…逆变电路部，150…电源组件，172…控制电路部，174…驱动电路，200…电力转换装置，400…框体，400A…长边侧壁部，400B…短边侧壁部，402…收纳部，403…收纳部，404…下部罩，405…固定螺钉，600…散热片，407…交流端子，408…直流端子，409…交流侧收纳口，410…直流侧收纳口，413…冷却件，414…固定螺钉，415…散热片，415A…绝缘片部，415B…散热片部，416…交流连接母线，417…散热片，417A…绝缘片部，417B…散热片部，418…上部罩，420…固定螺钉，421…控制电路部基板，422…侧部罩，424…冷却板，424A…安装部，424B…受热部，424C…传热部，425…冷却板，425A…安装部，425B…受热部，425C…传热部，500…电容器组件，500A…侧面部，506…正极侧电容器端子，504…负极侧电容器端子，508…负极侧电源端子，509…正极侧电源端子。

具体实施方式

接下来，使用附图对本发明所涉及的实施方式进行说明，图1是在使用内燃机与电动机这两者进行行驶的、所谓的混合动力方式的机动车应用作为本发明的对象的电力转换装置的情况的系统图。

需要说明的是，本发明所涉及的电力转换装置不仅能够应用于混合动力方式的机动车，还能够应用于仅利用电动机行驶的所谓的电动车，另外，还能够应用为用于驱动在一般工业机械中使用的电动机的电力转换装置，作为代表例，对于应用于混合动力方式的机动车的电力转换装置进行说明。

图1是表示混合动力方式的机动车的控制模块的图，内燃机EGN以及电动发电机MG是产生机动车的行驶用扭矩的动力源。另外，电动发电机MG不仅产生旋转扭矩，还具有将从外部施加于电动发电机MG的机械能量(旋转力)转换为电力的功能。

电动发电机MG例如为同步电动/发电机或者感应电动/发电机，如上所述，根据运转方法而作为电动机、或作为发电机进行动作。在将电动发电机MG搭载于机动车的情况下，优选小型且获得高输出，使用有钕等的磁铁的永磁铁型的同步电动机适合。另外，永磁铁型的同步电动机与感应电动机相比，转子的发热少，从该观点出发，作为机动车用是优选的。

内燃机EGN的输出侧经由动力分配机构TSM而传递至电动发电机MG，来自动力分配机构TSM的旋转扭矩或者电动发电机MG产生的旋转扭矩经由变速器TM以及差速齿轮DEF而传递至车轮。

另一方面，在再生制动的运转时，旋转扭矩从车轮传递至电动发电机MG，基于所传递的旋转扭矩而产生交流电。所产生的交流电如后述那样由电力转换装置200转换为直流电，对高电压用的电池136进行充电，所充电的电力再次被用作行驶能量。

接着，对电力转换装置200进行说明。逆变电路部140经由直流连接器138而与电池136电连接，在电池136与逆变电路部140彼此之间进行电力的授受。

在使电动发电机MG作为电动机进行动作的情况下，逆变电路部140基于经由直流连接器138而从电池136供给来的直流电来产生交流电，并经由交流端子188而向电动发电机MG供给。由电动发电机MG和逆变电路部140构成的结构作为电动/发电单元进行动作。

电动/发电单元存在根据运转状态而作为电动机、或作为发电机而进行运转的情况，或者分开使用电动机、发电机进行运转的情况。需要说明的是，在本实施方式中，通过利用电池136的电力而使电动/发电单元作为电动单元工作，能够仅利用电动发电机MG的动力来驱动车辆。此外，在本实施方式中，通过将电动/发电单元作为发电单元而利用内燃机EGN的动力或来自车轮的动力工作并发电，能够实现电池136的充电。

电力转换装置200具备用于使向逆变电路部140供给的直流电平滑化的电容器组件500。

电力转换装置200具备从上位的控制装置接受指令、或者向上位的控制装置发送表示状态的数据的通信用的连接器21。基于从连接器21输入的指令而由控制电路部172来运算电动发电机MG的控制量。

此外，运算作为电动机进行运转还是作为发电机进行运转，并基于运算结果而产生控制脉冲以向驱动电路174供给控制脉冲。基于该控制脉冲而产生驱动电路174用于控制逆变电路部140的驱动脉冲。

构成该电力转换装置200的逆变电路部140、控制电路部172、驱动电路174以及电容器组件500等如后述那样收纳于铝合金制的框体中，并且成为由冷却介质(例如为冷却水)进行冷却的结构。

接下来，使用图2对逆变电路部140的电路结构进行说明，作为半导体元件而使用绝缘栅型双极晶体管，以下简略表现为IGBT。

逆变电路部140与想要输出的交流电的由U相、V相、W相构成的3相对应地具备：由作为上臂而进行动作的IGBT328以及二极管156、作为下臂而进行动作的IGBT330以及二极管166构成的上下臂的电源组件150。

在该实施方式中，这3相与电动发电机MG的电枢绕组的3相的各相绕组对应。3相的各个上下臂的电源组件150从作为电源组件150的IGBT328与IGBT330的中点部分的中间电极169输出交流电流，该交流电流通过交流端子159以及交流连接器188而与向电动发电机MG连接的交流电线、即交流母线连接。

上臂的IGBT328的集电极153经由正极端子157而与电容器组件500的正极侧的电容器端子506电连接，下臂的IGBT330的发射电极经由负极端子158而与电容器组件500的负极侧的电容器端子504电连接。

如上述那样，控制电路部172从上位的控制装置经由连接器21而接受控制指令，基于该控制指令而产生用于控制构成逆变电路部140的各相的电源组件150的构成上臂或者下臂的IGBT328、IGBT330的控制信号、即控制脉冲并向驱动电路174供给。

驱动电路174基于控制脉冲而将用于控制各相的电源组件150的构成上臂或者下臂的IGBT328、IGBT330的驱动脉冲向各相的IGBT328、IGBT330供给。

IGBT328、IGBT330基于来自驱动电路174的驱动脉冲而进行导通或者遮断动作，将从电池136供给来的直流电转换为三相交流电，该转换后的电力向电动发电机MG1供给。

IGBT328具备集电极153、信号用发射电极155、栅电极154。另外，IGBT330具备集电极163、信号用的发射电极165、栅电极164。

二极管156电连接于集电极153与发射电极之间。另外，二极管166电连接于集电极163与发射电极之间。

作为转换用电源半导体元件，也可以使用金属氧化物半导体型场效晶体管(以下简略记作MOSFET)，在该情况下，不再需要二极管156、二极管166。作为转换用电源半导体元件，IGBT适于直流电压比较高的情况，MOSFET适于直流电压比较低的情况。

电容器组件500具备多个正极侧电容器端子506与多个负极侧电容器端子504、正极侧电源端子509与负极侧电源端子508。来自电池136的高电压的直流电经由直流连接器138而向正极侧电源端子509、负极侧电源端子508供给，从电容器组件500的多个正极侧电容器端子506、多个负极侧的电容器端子504向逆变电路部140供给。

另一方面，借助逆变电路部140从交流电转换出的直流电从正极侧电容器端子506、负极侧电容器端子504向电容器组件500供给，从正极侧电源端子509、负极侧电源端子508经由直流连接器138而向电池136供给并积蓄于电池136。

控制电路部172具备用于对IGBT328以及IGBT330的转换时机进行运算处理的微型运算机(以下，记作“微机”)。作为向微机输入的输入信息，具有相对于电动发电机MG而要求的目标扭矩值、从上下臂电源组件150向电动发电机MG供给的电流值、以及电动发电机MG1的转子的磁极位置。

目标扭矩值基于从未图示的上位的控制装置输出的指令信号而成，电流值基于由电流传感器产生的检测信号而被检测。磁极位置基于从在电动发电机MG1上设置的解析器等旋转磁极传感器(未图示)输出的检测信号而被检测。

在本实施方式中，以电流传感器检测3相的电流值的情况为例进行说明，也可以检测2相的电流值，并根据运算来求出3相的电流。

控制电路部172内的微机基于目标扭矩值来运算电动发电机MG的d、q轴的电流指令值，基于该运算出的d、q轴的电流指令值与检测出的d、q轴的电流值的差值来运算d、q轴的电压指令值，将该运算出的d、q轴的电压指令值基于检测出的磁极位置而转换为U相、V相、W相的电压指令值。

而且，微机基于由U相、V相、W相的电压指令值得出的基本波(正弦波)与搬运波(三角波)的比较而生成脉冲状的调制波，将该生成的调制波作为PWM(脉冲宽度调制)信号而向驱动电路174输出。

在驱动电路174驱动下臂的情况下，将对PWM信号进行增幅后的驱动信号向对应的下臂的IGBT330的栅电极输出。另外，在驱动电路174驱动上臂的情况下，将PWM信号的基准电位的等级转换至上臂的基准电位的等级，然后对PWM信号进行增幅，并将增幅后的PWM信号作为驱动信号而向对应的上臂的IGBT328的栅电极分别输出。

另外，控制电路部172进行异常检测(过电流、过电压、过温度等)，并保护上下臂的电源组件150。因此，向控制电路部172输入有传感检测信息。例如在各IGBT328与IGBT330的发射电极中流通的电流的信息从各臂的信号用发射电极155以及信号用发射电极165输入到对应的过电流检测部(未图示)。

由此，各过电流检测部进行过电流检测，并在检测到过电流的情况下停止对应的IGBT328、IGBT330的转换动作，保护对应的IGBT328、IGBT330免受过电流的伤害。

上下臂的电源组件150的温度的信息从设置在上下臂的电源组件150上的温度传感器(未图示)输入到微机。另外，向微机输入有上下臂的电源组件150的直流正极侧的电压的信息。微机基于上述信息而进行过温度检测以及过电压检测，在检测到过温度或过电压的情况下停止所有的IGBT328、IGBT330的转换动作。

在由上述结构构成的电力转换装置200中，如上述那样，在框体内部大多使用较多的电子元件，例如发热量大的IGBT等，存在因来自这些电子元件的发热等导致框体内部成为高温的环境的现象。此外，连接有与电动机电连接的传热良好的导线，电动机的热量经由该导线而侵入电力转换装置的母线，该热量侵入到逆变电路部、或根据情况侵入到电容器组件，其结果是，存在使电力转换装置的框体内部的温度升高的现象。

如上述那样，在上述的电力转换装置中，为了提高电力转换性能，电力转换装置的冷却极为重要。尤其是收容于电力转换装置的框体的直流平滑用的电容器组件对热的承受能力弱，为了确保其性能，要求高效地进行电容器组件的冷却，并且要求尽可能地减少从外部侵入的热量。

本发明提出满足高效地进行该电容器组件的冷却、尽可能地减少从外部侵入的热量中的任一方、或者两方的要求的技术。

接下来，使用附图对作为本发明的特征的电力转换装置的冷却构造以及冷却方法进行具体说明。

图3是电力转换装置200的外观图，由金属制、例如铝合金构成的框体400由具有一对短边壁部和长边壁部的箱状的长方体构成，在一个侧面形成有供直流端子收纳的直流侧收纳口410和供交流端子收纳的交流侧收纳口409。

另外，在框体400的低部固定有下部罩404，在该下部罩404设有供冷却介质流入/流出的管406。在该框体400收纳有电容器组件500、逆变电路部140、控制电路部172、以及驱动电路174等。

图4是将图3所示的电力转换装置200按照构成部件分解而表示为立体图的整体结构图，图5是将图4所示的上部罩、以及驱动电路基板卸下时的电力转换装置的立体图。

那么，基于图4以及图5而说明成为本发明的一实施例的电力转换装置200的概要结构，之后对作为本发明的特征的电力转换装置的冷却构造、冷却方法进行详细说明。

在图4以及图5中，附图标记400是收纳电力转换装置200的结构部件的金属制(例如铝合金)的框体，其形成为具有在上下方向上上部开口的底壁部且具有一对长边侧壁部400A和一对短边侧壁部400B的长方形的箱状。而且，在该框体400的内部形成有收纳电容器组件500的收纳部402、收纳电源组件150的收纳部403等。

在框体400的底壁部400C的下部借助固定螺钉405而牢固地固定有下部罩404，在下部罩404设有使冷却介质流出流入的管406。

因此，冷却介质在形成于下部罩404与底壁部400C之间的空间的冷却通路中流动并对框体400的内部进行冷却。

在框体400的一方的短边壁部400B与一对长边侧壁部400A之间所夹着的位置，在形成于其内部的收纳部402的底壁部上隔着散热片600而载置有电容器组件500。该散热片600具备向框体400的底壁部放掉电容器组件500的热量的散热功能和绝缘功能。

在电容器组件500的旁边形成有分别独立地收纳三个电源组件150的三个收纳部403，该收纳部403向下部罩404之间的冷却通路开放。

因此，电源组件150自身具有液密性结构，具体来说，在电源组件150与收纳部403之间由密封垫等进行密封。因而，电源组件150采用通过直接与冷却介质接触而被冷却的结构。通过本申请人已经申请的上述专利文献1等可知，本发明的上述结构与专利文件1的该结构有些许不同。

而且，三个电源组件150的收纳部403以与电容器组件500的相反侧的框体400的另一方的短边侧壁部400B对置的方式排列配置。由此，能够从短边侧壁部400B侧的相同面收纳交流端子407以及直流端子408。

在短边侧壁部400B形成有供三个交流端子407收纳的交流侧收纳口409和供一个直流端子408连接的直流侧收纳口410。交流端子407与电源组件150之间由板状的交流连接母线416连接，如后所述采用如下结构，从该交流连接母线416经由导线而向框体400侧放掉从外部逐渐侵入的热量。

在电源组件150与框体400的短边侧壁部400B之间的空间配置有电流传感器411与层叠导体板412。

在电容器组件500、电源组件150、电流传感器411、以及层叠导体板412等的上部以覆盖上述构件的方式配置有作为本发明的特征结构部件的冷却件413。

该冷却件413载置在框体400的长短边侧壁部400A、400B之上，利用固定螺钉414而与框体400牢固地固定。通过与该框体400牢固地固定，向框体400放掉来自电容器组件500的热量以及来自交流连接母线416的热量。

在电容器组件500与冷却件413之间夹装有散热片415，向冷却件413放掉电容器组件500的热量。

另外，在电源组件150的交流连接母线416与冷却件413之间夹装有散热片417，经由交流连接母线416、以及散热片417而向冷却件413放掉从交流端子407逐渐流入的电动机的热量。

此外，通过利用固定螺钉414与框体400牢固地固定，向框体400放掉来自交流连接母线416的热量。

在冷却件413之上配置有驱动电路基板418，该驱动电路基板418安装有驱动电源组件150的驱动电路174，此外，在其上部，由铝合金形成的上部罩419以堵塞框体400的上部的开口的方式借助固定螺钉420而牢固地固定于框体400。

此外，在框体400的长边侧壁部400A配置有控制电路部基板421，该控制电路部基板421安装有控制驱动电路174的控制电路部172，此外，在其上部，由铝合金形成的侧部罩422借助固定螺钉423而牢固地固定于框体400的长边侧壁部400A。

以上是成为本发明的一实施例的电力转换装置200的概要结构，接下来对特征结构部件的详情进行说明。

图6是本实施例中一并新开发的电容器组件500，该电容器组件500具备多个(三个)正极侧电容器端子506、多个(三个)负极侧电容器端子504、正极侧电源端子509、以及负极侧电源端子508。

来自电池136的高电压的直流电经由直流端子408而向正极侧电源端子509、负极侧电源端子508供给，电容器组件500的多个正极侧电容器端子506、多个负极侧的电容器端子504与电源组件150连接。

而且，该电容器组件500中，在一方的侧面部500A、具体来说是如图5所示那样设置有电源组件150的方向的侧面部500A上，作为所有的端子的、正极侧电容器端子506、负极侧电容器端子504、正极侧电源端子509、以及负极侧电源端子508突出。

如此，通过在一个侧面部500A使所有的端子对齐，在各相(U相、V相、W相)之间，相间电流变小，其结果是，因相间电流产生的热量变少，能够期待抑制在电容器组件500内部贮存热量的现象。另外，能够简化与电源组件150连接的连接构造，还能够缩短连接配线的距离。

在电容器组件500的侧面部500A从上侧依次配置有正极侧电容器端子506、负极侧电容器端子504、正极侧电源端子509以及负极侧电源端子508，位于最上部的正极侧电容器端子506的导体面506A以成为与电容器组件500的上表面部500B大致相同的平面的方式构成。因此，该正极侧电容器端子506构成向冷却件413散热的散热路线的一部分。

需要说明的是，在本实施方式中，电容器的负极侧导体板、正极导体板、以及正极侧电容器端子506、负极侧电容器端子504、正极侧电源端子509以及负极侧电源端子508的各端子由一体形成的铜等金属制板构成。

另外，电容器组件500具有电容器元件、收纳该电容器元件的壳体550、填充于该壳体550的收纳空间的树脂密封件551。露出面552是从壳体550露出的树脂密封件551的面。该壳体550以使露出面552与电源组件150对置的方式配置在电源组件150的侧部。正极侧电容器端子506以及负极侧电容器端子504从生产率提高的观点出发谋求抑制弯曲部的增大。另外，正极侧电容器端子506以及负极侧电容器端子504从电感减少的观点出发谋求抑制电容器端子的长度的增大。对此，正极侧电容器端子506以及负极侧电容器端子504以与冷却件413中的相对于正极侧电容器端子506的冷却面平行的方式从露出面552突出，并与电源组件150连接。另外，通过抑制电容器端子的弯曲部的增大，能够抑制冷却件与电容器端子的接触面积变小。

图7示出冷却件413的结构，(a)是整体的外观立体图，(b)是从上部观察的主视图，(c)是其A-A剖视图。由上述附图可知，在冷却件413形成有供电容器组件500的上部收纳的开口413A、供电源组件150等电子元件的连接端子通过的开口413B、413C。而且，该冷却件413的整体由合成树脂413D形成，在内部通过插入成形而埋设有两个冷却板424、冷却板425。

将冷却板424、冷却板425由合成树脂413D铸模进行插入成形的理由在于，为了实现配置在框体400内部的电子元件、连接配线与冷却板424以及冷却板425的绝缘。

冷却板424是用于放掉来自电容器组件500的热量的冷却板，冷却板425是用于放掉来自交流连接母线416的热量的冷却板。冷却板425在电源组件150进一步成为高温的情况下，兼具放掉由该电源组件150产生的热量的功能。

该冷却板424、冷却板425如上述那样整体由合成树脂413A覆盖，仅其底面部侧露出，热量能够侵入。此外，在这些冷却板424、冷却板425形成有从冷却件413的合成树脂部413D突出的安装部424A、安装部425A，在内部形成有供安装用的固定螺钉穿过的孔。

因此，从埋设于冷却件413的冷却板424、冷却板425的露出的底面部侵入的热量从冷却板424以及冷却板425的安装部424A、安装部425A向框体400放掉。

图8是表示冷却板424、冷却板425的详情的外观立体图，电容器组件500侧的冷却板424的中央开口，且冷却板424以包围该开口的方式由接受来自电容器组件500的多个正极侧电容器端子506侧的热量的受热部424B、传热部424C以及作为散热部的安装部424A构成。

交流连接母线416侧的冷却板425形成为直线的板状，由接受来自交流连接母线416侧的热量的受热部425B、传热部425C以及作为散热部的安装部425A构成。

该冷却板424以及冷却板425由传热性优异的高传热构件形成，在本实施例中使用板厚为2mm的铝。若谋求进一步的热拉伸(高热传导性)，还可以使用铜材料。

另外，冷却板424与冷却板425分体形成而由合成树脂413D将其形成为一体，但也可以将冷却板424与冷却板425一体形成而由穿孔机穿孔，并将其与合成树脂413D一并进行插入成形。

作为能够向合成树脂进行插入成形的材料而提出以上的金属材料，除此之外，在使用具有高传热性的非金属制材料的情况下，也可以不进行插入成形而通过粘贴、固定螺钉来构成冷却件413。在该情况下，冷却板424以及冷却板425的形状也可以是与图8所示的形状相同的形状。

图9是从里侧观察冷却件413的外观立体图，(a)示出安装有散热片的状态，(b)示出将散热片分解后的状态。

在图9中，电容器组件500侧的散热片415由包括绝缘片部415A和散热片部415B的复合片构成，该绝缘片部415A形成为比冷却板424的受热部424B的形状略大的形状，同样，散热片部415B也形成为比冷却板424的受热部424B的形状略大的形状，绝缘片部415A位于受热部424B侧，散热片部415B位于正极侧电容器端子506侧。

作为散热片415的材料，绝缘片部415A使用PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)，为了提高散热性，尽可能地减薄其厚度，使用厚度为0.1mm的构件。散热片部415B使用硅系的树脂材料，使用其厚度为1.0mm的构件。

另外，交流连接母线416侧的散热片417由包括绝缘片部417A和散热片部417B的复合片构成，该绝缘片部417A形成为比冷却板425的受热部425B的形状略大的形状，同样，该散热片部417B也形成为比冷却板425的受热部425B的形状略大的形状，绝缘片部415A位于受热部425B侧，散热片部417B位于交流连接母线416侧。

作为散热片417的材料，绝缘片部417A使用PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)，为了提高散热性，尽可能地减薄其厚度，使用其厚度为0.1mm的构件。散热片部417B使用硅系的树脂材料，使用其厚度为1.0mm的构件。

这些散热片415、以及散热片417就其特性而言具备柔软性，因该柔软性而使其与各冷却板424、425的受热部424B、425B、正极侧电容器端子506、交流连接母线416紧贴。由此提高导热效率。

以上的散热片415、以及散热片417并不局限于说明过的材料、厚度，也可以适当地选择并采用除此以外的材料、规格，作为实际的材料，从这些构件的使用实际效果等观点出发是优选的。

需要说明的是，在将冷却件413组装于框体400之前，将散热片415以及散热片417预先粘贴于冷却件413，由此能够期待迅速地进行其安装作业的效果。

接下来，对将上述新开发的电容器组件500以及冷却件413组装于框体400的状态进行说明。

图10是将电力转换装置的上部罩419与驱动电路基板418取下后的状态的主视图，图11是将冷却件413取下后的状态的主视图，图12是表示图10所示的电力转换装置的B-B剖面的剖视图。

在图10中，在电力转换装置的框体400上，冷却件413借助冷却板424的安装部424A、冷却板425的安装部425A而由固定螺钉414牢固地固定。

而且，如图11所示，冷却板424的受热部424B以隔着散热片415与电容器组件500的正极侧电容器端子506、导体面506A接触的方式定位。

同样，将电源组件150与交流端子407连接起来的3根交流连接母线416以隔着散热片417接触冷却板425的受热部425B的方式定位。该交流连接母线416为了增大传热面积而形成得较厚，隔着散热片417与受热部425B热接触。

因此，如图12所示，贮存于电容器组件500的热量、由电容器组件500自身产生的热量从正极侧电容器端子506、其导体面506A通过散热片415而传递至冷却板424的受热部424B，进而通过传热部424C而向安装部424A流动并传递至框体400。

框体400借助周围的空气、从管406流出流入的冷却介质进行冷却，因此使电容器组件500的温度变得更低，借助其温度梯度之差，电容器组件500的热量向框体400高效地流动。

另外，流路形成体470形成供冷却制冷剂流通的流路。而且，电容器组件500配置在冷却件413与流路形成体470之间。由此，将经由正极侧电容器端子506以及负极侧电容器端子504而传递的电源组件150的热量传递至冷却件413，并且隔着电容器组件500而在冷却件413的相反侧设置流路形成体470，由此电容器组件500的冷却性能进一步提高。

另外，管406隔着流路形成体470的流路而与电容器组件500对置配置。从入口侧的管406流入的冷却制冷剂被充分冷却。因而，电容器组件500被该冷却制冷剂冷却，因此冷却性能进一步提高。

在此，电容器组件500的正极侧电容器端子506、其导体面506A与冷却板424热接触，但也可以颠倒电容器端子的极性而从冷却板424放掉电容器组件500的热量。

同样，从交流端子407向交流连接母线416流入的来自外部的热量(例如来自电动机的热量)通过散热片417而传递至冷却板425的受热部425B，进而通过传热部425C而向安装部425A流动并传递至框体400。框体400借助周围的空气、从管406流出流入的冷却介质进行冷却，因此使交流连接母线416的温度变得更低，借助其温度梯度之差，交流连接母线416的热量向框体400高效地流动。

如以上说明那样，在电力转换装置中，为了提高电力转换性能，电力转换装置的冷却极为重要，尤其是电力转换装置的收容于框体的直流平滑用的电容器组件对热的承受能力弱，为了确保其性能，要求高效地进行电容器组件的冷却，并且要求尽可能地减少从外部侵入的热量。

为了满足上述要求，在本发明中，借助设于冷却件的冷却板向框体放掉该电容器组件的热量，并且借助设于冷却件的冷却板向框体放掉从外部侵入的热量，由此能够高效地改善框体内的热环境。

此外，根据本实施例，仅将冷却件固定于框体，因此无需进行新追加冷却介质的通路等的装置的大型化、构造的复杂化，也无需大幅的模具的改变等。因此，作为电力转换装置，例如，在应用于机动车的情况下，避免框体的大型化而搭载性提高，此外，制造费用得以抑制，其经济效果较大。

Claims (4)

1.一种电力转换装置，其中，

所述电力转换装置具备：

电源组件，其具备主电极端子；

电容器组件；

冷却件；

流路形成体，其供冷却所述电源组件的制冷剂流动；以及

框体，其形成为在上下方向上上部开口且具有底壁部和两对侧壁部的箱状，所述框体用于收纳所述电容器组件和所述电源组件，

所述电容器组件包括电容器元件、与所述主电极端子连接的电容器端子、收纳该电容器元件的壳体、以及填充于该壳体的收纳空间的树脂密封件，所述树脂密封件具有从所述壳体露出的露出面，

所述电容器端子从朝向所述电源组件侧的所述露出面突出，以使其与所述冷却件抵接，

所述电容器组件和所述电源组件配置在所述底壁部的上方且所述冷却件的下方，所述流路形成体形成在所述底壁部的下方。

2.根据权利要求1所述的电力转换装置，其中，

设置多个所述电源组件，

所述电容器端子与多个所述电源组件分别对应地设置多个，

所述冷却件以沿着多个所述电容器端子的排列方向横跨的方式与多个所述电容器端子抵接。

3.根据权利要求1或2所述的电力转换装置，其中，

所述冷却件经由具有电绝缘性的绝缘片而与所述电容器端子抵接。

4.根据权利要求1或2所述的电力转换装置，其中，

所述冷却件与所述流路形成体热连接。

Images