CN108512439A - 电力转换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题是提高电力转换装置的小型化和可靠性,电力转换装置具备功率半导体模块、搭载有驱动电路的驱动电路基板、传递上述交流电流的交流侧中继导体和交流连接器,上述功率半导体模块具有:与上述交流侧中继导体连接的交流侧端子;和与上述驱动电路基板连接的上述控制侧端子,上述交流连接器隔着上述驱动电路基板配置在与上述功率半导体模块相反的一侧,上述驱动电路基板具有:从低电压向高电压进行变压并将变压得到的电压供给至上述驱动电路的变压器;和将该变压器与上述驱动电路连接的配线,上述驱动电路基板形成有隔着上述驱动电路配置在与上述变压器相反的一侧的贯通孔,上述交流侧中继导体通过上述贯通孔与上述交流侧连接器连接。

Description

电力转换装置
技术领域
本发明涉及为了将直流电力转换(也称为“变换”)为交流电力或将交流电力转换为直流电力而使用的电力转换装置(也称为“电力变换装置”),特别是混合动力车和电动车中使用的电力转换装置。
背景技术
一般而言,电力转换装置具备接受直流电力并产生交流电力的逆变电路和用于控制逆变电路的控制电路。近年来,要求电力转换装置的小型化。特别是在混合动力车和电动车的领域中,要求搭载在车室外的特别是发动机室的尽可能小的空间中,为了进一步提高对车辆的搭载性能,要求进一步小型化。
此外,有用作驱动源的电动机的运转时间和运转条件(高输出转矩条件)扩大的倾向,也同时要求提高电力转换装置的可靠性。
日本特开2008-29094号公报中公开了为了使电力转换装置小型化,而缩短驱动电路基板的配线距离的一例。
但是,要求电力转换装置的进一步小型化和可靠性的提高。
现有技术文献
专利文献1:日本特开2008-29094号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明的课题是提高电力转换装置的小型化和可靠性。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题,本发明的电力转换装置具备:功率半导体模块,其具有将直流电流转换(也称为“变换”)为交流电流的功率半导体元件;驱动电路基板,其搭载有驱动所述功率半导体元件的驱动电路;交流侧中继导体,其传递所述交流电流;和交流连接器,所述功率半导体模块具有:与所述交流侧中继导体连接的交流侧端子;和与所述驱动电路基板连接的所述控制侧端子,所述交流连接器隔着所述驱动电路基板配置在与所述功率半导体模块相反的一侧,所述驱动电路基板具有:从低电压向高电压进行变压并将变压得到的电压供给至所述驱动电路的变压器;和将该变压器与所述驱动电路连接的配线,所述驱动电路基板形成有隔着所述驱动电路配置在与所述变压器相反的一侧的贯通孔,所述交流侧中继导体通过所述贯通孔与所述所述交流侧连接器连接。
由此,驱动电路基板的电路配线变得容易,能够实现驱动电路基板的电路的集成化,能够期待电力转换装置的小型化。变压器的弱电类电路难以受到交流侧中继导体中流动的交流电压的电压变动的影响,能够提高电力转换装置的可靠性。
发明的效果
根据本发明,能够使电力转换装置进一步小型化,提高可靠性。
附图说明
图1是表示混合动力车的系统的系统图。
图2是表示图1所示的电路的结构的电路图。
图3是用于说明电力转换装置的结构的分解立体图。
图4是为了说明电力转换装置的整体结构而将其分解为构成要素(也称为“构成部件”)的立体图。
图5是为了说明流路形成体12,从底侧观看图4所示的流路形成体12时的图。
图6(a)是表示功率半导体模块300a的外观的立体图。图6(b)是功率半导体模块300a的截面图。
图7(a)是立体图,图7(b)是与图6(b)同样地在截面D切断并从方向E看时的截面图。此外,图7(c)表示翅片305被加压、薄壁部304A变形前的截面图。
图8是表示从图7所示的状态进一步除去模块壳体304后的功率半导体模块300a的图。图8(a)是立体图,图8(b)是与图6(b)、图7(b)同样地在截面D切断并从方向E看时的截面图。
图9是从图8所示的状态进一步除去第一密封树脂348和配线绝缘部608后的功率半导体模块300a的立体图。
图10是用于说明模块一次密封体302的组装工序的图。
图11(a)是表示电容器模块500的外观的立体图。图11(b)是用于说明电容器模块500的内部结构的分解立体图。
图12是在图3的A-A面切时的电力转换装置200的截面图。
图13是除去盖8和控制电路基板20,将驱动电路基板22和金属底板11分解后的立体图。
图14是在图13的面B切时的截面立体图。
图15是在图5所示的流路形成体12的面C切时的截面图。
图16是除去盖8、控制电路基板20、金属底板11和驱动电路基板22后的电力转换装置200的俯视图(即,上表面图)。
图17是驱动电路基板22的仰视图(也称为“下表面图”或“底面图”)。
具体实施方式
接着,用附图说明本发明的实施方式。图1是将本发明的电力转换装置应用于使用发动机和电动机双方进行行驶的所谓混合动力车的系统图。本发明的电力转换装置不仅能够应用于混合动力车辆,也能够应用于仅利用电动机进行行驶的所谓电动车,此外还能够作为用于对一般工业机械所使用的电动机进行驱动的电力转换装置使用。但是,如以上或以下所说明,本发明的电力转换装置特别在应用于上述混合动力车和上述电动车时,在小型化的观点或可靠性的观点以及其他许多观点上能够获得优良的效果。应用于混合动力车的电力转换装置与应用于电动车的电力转换装置结构大致相同,以应用于混合动力车的电力转换装置作为代表例进行说明。
图1是表示混合动力车(以下记为“HEV”)的控制框图的图。发动机EGN、电动发电机MG1、和电动发电机MG2产生车辆行驶用转矩。此外,电动发电机MG1和电动发电机MG2不仅产生旋转转矩,还具有将从外部对电动发电机MG1或电动发电机MG2施加的机械能转换为电力的功能。电动发电机MG1或MG2例如是同步电动机或感应电动机,如上所述,根据运转方法既作为电动机也作为发电机工作。
发动机EGN的输出侧和电动发电机MG2的输出转矩通过动力分配机构TSM被传递至电动发电机MG1,来自动力分配机构TSM的旋转转矩或电动发电机MG1产生的旋转转矩,通过变速器(transmission,也称为“传动装置”)TM和差动齿轮DEF被传递至车轮。另一方面,再生制动的运转时,旋转转矩从车轮被传递至电动发电机MG1,基于供给来的旋转转矩产生交流电力。产生的交流电力如后所述地被电力转换装置200转换为直流电力,对高电压用的电池136充电,充电的电力重新被用作行驶能量。此外,在高电压用的电池136蓄积的电力变少的情况下,能够用电动发电机MG2将发动机EGN产生的旋转能转换为交流电力,接着用电力转换装置200将交流电力转换为直流电力,对电池136充电。机械能从发动机EGN对电动发电机MG2的传递由动力分配机构TSM进行。
接着对电力转换装置200进行说明。逆变电路140和逆变电路142,经电池136以及直流连接器138电连接,在电池136与逆变电路140或142相互之间进行电力的授受(即,传递)。在使电动发电机MG1作为电动机工作的情况下,逆变电路140基于经直流连接器138从电池136供给的直流电力产生交流电力,经交流连接器188对电动发电机MG1供给。由电动发电机MG1和逆变电路140构成的结构作为第一电动发电单元工作。同样,在使电动发电机MG2作为电动机工作的情况下,逆变电路142基于经直流连接器138从电池136供给的直流电力产生交流电力,经交流端子159对电动发电机MG2供给。由电动发电机MG2和逆变电路142构成的结构作为第二电动发电单元工作。第一电动发电单元和第二电动发电单元存在如下运转情况:按照运转状态使双方作为电动机或发电机运转的情况、或者使一方作为电动机而另一方作为发电机运转的情况。此外,也能够使一方不运转而是停止。
此外,本实施方式中,通过用电池136的电力使第一电动发电单元作为电动单元工作,能够仅用电动发电机MG1的动力进行车辆的驱动。进而,本实施方式中,通过用发动机EGN的动力或来自车轮的动力使第一电动发电单元或第二电动发电单元作为发电单元工作而进行发电,能够进行电池136的充电。
电池136进而也被用作用于驱动辅机(也称为“辅助机器”)用电动机195的电源。辅机用电动机例如是驱动空气调节器的压缩机的电动机、或驱动冷却用的油压泵的电动机。从电池136对辅机用功率模块350供给直流电力,在辅机用功率模块350中产生交流电力,并经交流端子120被供给至辅机用电动机195。辅机用功率模块350具有与逆变电路140、142基本同样的电路结构和功能,控制对辅机用电动机195供给的交流的相位、频率和电力。辅机用电动机195的容量比电动发电机MG1、MG2的容量小,因此辅机用功率模块350的最大转换电力比逆变电路140、142小,但是如上所述,辅机用功率模块350的基本结构和基本动作与逆变电路140、142大致相同。此外,电力转换装置200具备用于使对逆变电路140、逆变电路142和逆变电路350B供给的直流电力平滑化的电容器模块500。
电力转换装置200具备用于从上级的控制装置接受指令或对上级的控制装置发送表示状态的数据的通信用的连接器21。基于来自连接器21的指令,在控制电路172中运算电动发电机MG1、电动发电机MG2和辅机用电动机195的控制量,进而运算是作为电动机运转还是作为发电机运转,并基于运算结果产生控制脉冲,对驱动电路174、辅机用功率模块350的驱动电路350A供给上述控制脉冲。辅机(也称为“辅助设备”)用功率模块350也可以具有专用的控制电路,在此情况下,上述专用的控制电路基于来自连接器21的指令产生控制脉冲,供向辅机用功率模块350的驱动电路350A。
驱动电路174基于上述控制脉冲产生用于控制逆变电路140、逆变电路142的驱动脉冲。此外,驱动电路350A产生用于驱动辅机用功率模块350的逆变电路350B的控制脉冲。
接着,用图2说明逆变电路140、逆变电路142的电路的结构。图1所示的辅机用功率模块350的逆变电路350B的电路结构也基本与逆变电路140的电路结构类似,因此在图2中省略逆变电路350B的具体的电路结构的说明,以逆变电路140为代表例进行说明。但是,因为辅机用功率模块350的输出电力小,所以使以下说明的构成各相的上臂和下臂的半导体芯片和连接该芯片的电路集中配置在辅机用功率模块350中。
进而,逆变电路140和逆变电路142的电路结构和动作也非常类似,因此以逆变电路140为代表进行说明。
另外,以下使用绝缘栅型双极晶体管作为半导体元件,以下简称为IGBT。逆变电路140与由要输出的交流电力的U相、V相、W相构成的三相对应地设置有:由作为上臂工作的IGBT328和二极管156、以及作为下臂工作的IGBT330和二极管166构成的上下臂的串联电路150。
这三相在本实施方式中与电动发电机MG1的电枢绕组的三相的各相绕组对应。三相的各自的上下臂的串联电路150从作为上述串联电路的中点部分的中间电极168输出交流电流,该交流电流通过交流端子159或交流连接器188,与作为通向电动发电机MG1的交流电力线(交流电力线路)的以下说明的交流汇流条802连接。上臂的IGBT328的集电极电极153经正极端子157与电容器模块500的正极侧的电容器端子506电连接,下臂的IGBT330的发射极电极经负极端子158与电容器模块500的负极侧的电容器端子504电连接。
IGBT328具备集电极电极153、信号用发射极电极155和栅极电极154。此外,IGBT330具备集电极电极163、信号用发射极电极165和栅极电极164。二极管156电连接在集电极电极153与发射极电极之间。此外,二极管166电连接在集电极电极163与发射极电极之间。也可以使用金属氧化物半导体型场效应晶体管(以下简称为MOSFET)作为开关用功率半导体元件,在此情况下不需要二极管156和二极管166。作为开关用功率半导体元件,IGBT适合应用于直流电压较高的情况,MOSFET适合应用于直流电压较低的情况。
电容器模块500具备:多个正极侧的电容器端子506、多个负极侧的电容器端子504、电池正极侧端子509和电池负极侧端子508。来自电池136的高电压的直流电力经直流连接器138,被供给至电池正极侧端子509和电池负极侧端子508,从电容器模块500的多个正极侧的电容器端子506和多个负极侧的电容器端子504被供向逆变电路140、逆变电路142、和辅机用功率模块350。另一方面,从交流电力被逆变电路140和逆变电路142变换得到的直流电力,从正极侧的电容器端子506和负极侧的电容器端子504被供给至电容器模块500,从电池正极侧端子509和电池负极侧端子508经直流连接器138被供给至电池136,蓄积在电池136中。
控制电路172具备用于对IGBT328和IGBT330的开关定时(switching timing,也称为“开关时刻”)进行运算处理的微型计算机(以下记为“微机”)。作为输入至微机的输入信息,有对电动发电机MG1要求的目标转矩值、从上下臂串联电路150对电动发电机MG1供给的电流值、和电动发电机MG1的转子的磁极位置。目标转矩值是基于从未图示的上级控制装置输出的指令信号的值。电流值是基于电流传感器180的检测信号检测出的值。磁极位置是基于从电动发电机MG1上设置的解析器(resolver)等旋转磁极传感器(未图示)输出的检测信号检测出的值。本实施方式中,列举了电流传感器180检测三相的电流值的情况为例,但也可以检测两相的电流值,通过运算求出三相的电流。
图3表示作为本发明的实施方式的电力转换装置200的分解立体图。电力转换装置200具有:作为收纳后述的功率半导体模块300a~300c、功率半导体模块301a~301c和电容器模块500的壳体发挥作用并且形成流路的流路形成体12、和盖8。此外,也可以采用如下结构:在本实施方式的流路形成体12之外另外设置壳体,将该流路形成体12收纳在壳体中。
盖8收纳构成电力转换装置200的电路部件,被固定在流路形成体12。在盖8的内侧的上部,配置有安装了控制电路172的控制电路基板20。在盖8的上表面,设置有第一开口202、第三开口204a、第四开口204b和第五开口205。进而,在盖8的侧壁设置有第二开口203。
连接器21设置在控制电路基板20并且经第一开口202向外部突出。负极侧电力线(也称为“负极侧电力线路”)510和正极侧电力线512将直流连接器138与电容器模块500等电连接,并且经第二开口203向外部突出。
交流侧中继导体802a~802c与功率半导体模块300a~300c连接,并且经第三开口204a向外部突出。交流侧中继导体802d~802f与功率半导体模块301a~301c连接并且经第四开口204b向外部突出。未图示的辅机用功率模块350的交流输出端子经第五开口205向外部突出。
连接器21等端子的嵌合面的朝向根据车的种类为各种方向,特别是要搭载在小型车辆上的情况下,从发动机室内的大小的限制和组装性的观点出发,优选使嵌合面朝向上方。例如,在电力转换装置200配置在变速器TM的上方的情况下,通过使其向与配置变速器TM一侧相反的一侧突出,提高了作业效率。
此外,盖8是金属制,作为收纳功率半导体模块300a~300c和301a~301c、驱动电路基板22、控制电路基板20以及金属制底板11的壳体发挥作用。
此外,连接器21经第一开口202(即,通过第一开口202),从盖8的收纳空间向盖8的外部突出。由此,安装有连接器21的控制电路基板20被安装在金属制底板11上,所以即使从外部对连接器21施加物理的力,也能够抑制对控制电路基板20施加的负荷,因此能够期待包括持久性在内的可靠性的提高。
图4是为了有助于理解收纳在电力转换装置200的流路形成体12的内部的结构而分解的整体立体图。
流路形成体12形成与冷却介质(也称为“制冷介质”)流动的流路连接的开口部400a~400c和开口部402a~402c。开口部400a~400c被插入的功率半导体模块300a~300c堵塞,此外,开口部402d~402f被插入的功率半导体模块301a~301c堵塞。
流路形成体12,在收纳功率半导体模块300a~300c和功率半导体模块301a~301c的空间的侧部,形成用于收纳电容器模块500的收纳空间405。
由于电容器模块500与功率半导体模块300a~300c以及功率半导体模块301a~301c的距离大致固定,因此平滑电容器与功率半导体模块电路的电路常数在三相的各相易于变得均衡,成为易于降低尖峰(spike)电压的电路结构。
通过使流路形成体12的流路的主结构与流路形成体12一体地通过铝材料的铸造制作,流路除了具有冷却效果以外还能够增强机械强度。此外通过用铸铝制造(即,通过用铝铸造制造),流路形成体12与流路成为一体结构,导热良好,冷却效率提高。其中,通过将功率半导体模块300a~300c和功率半导体模块301a~301c固定在流路中而完成流路,进行水路的漏水试验。漏水试验合格的情况下,接着能够进行安装电容器模块500、辅机用功率模块350和基板的作业。这样,构成为在电力转换装置200的底部配置流路形成体12,接着从上方起依次进行固定电容器模块500、辅机用功率模块350、基板等必要的部件的作业,提高了生产效率和可靠性。
驱动电路基板22配置在功率半导体模块300a~300c、功率半导体模块301a~301c和电容器模块500的上方。此外,在驱动电路基板22与控制电路基板20之间配置金属底板11。金属底板11发挥在驱动电路基板22和控制电路基板20搭载的电路组的电磁屏蔽的功能,并且具有使驱动电路基板22和控制电路基板20产生的热散去、进行冷却的作用。
进而,起到提高控制电路基板20的机械的谐振(也称为“共振”)频率的作用。即,能够在金属底板11以短间隔配置用于固定控制电路基板20的螺钉固定部,缩短发生机械振动的情况下的支承点之间的距离,提高谐振频率。例如能够使控制电路基板20的谐振频率比从变速器传递的振动频率高,因此难以受到振动的影响,可靠性提高。
图5是用于说明流路形成体12的说明图,是从下方看图4所示的流路形成体12时的图。
在流路形成体12,在一个侧壁12a设置有入口配管13和出口配管14。冷却介质沿虚线所示的流动方向417的方向流入,并通过入口配管13在沿着流路形成体12的一方(一侧)的边形成的第一流路部19a中流动。第二流路部19b经折回流路部与第一流路部19a连接,且与第一流路部19a平行地形成。第三流路部19c经折回流路部与第二流路部19b连接,且与第二流路部19b平行地形成。第四流路部19d经折回流路部与第三流路部19c连接,且与第三流路部19c平行地形成。第五流路部19e经折回流路部与第四流路部19d连接,且与第四流路部19d平行地形成。第六流路部19f经折回流路部与第五流路部19e连接,且与第五流路部19e平行地形成。即,第一流路部19a至第六流路部19f形成连成为一条的弯曲的流路。
第一流路形成体441形成第一流路部19a、第二流路部19b、第三流路部19c、第四流路部19d、第五流路部19e和第六流路部19f。第一流路部19a、第二流路部19b、第三流路部19c、第四流路部19d、第五流路部19e和第六流路部19f均形成为深度方向比宽度方向大。
第七流路部19g与第六流路部19f连接,且形成在与图4所示的电容器模块500的收纳空间405相对的位置。第二流路形成体442形成该第七流路部19g。第七流路部19g形成为宽度方向比深度方向大。
第八流路部19h与第七流路部19g连接,且形成在与后述的辅机用功率模块350相对的位置。此外,第八流路部19h与出口配管14连接。第三流路形成体444形成该第八流路部19h。该第八流路部19h形成为深度方向比宽度方向大。
在流路形成体12的下表面,形成连成一个的开口部404。该开口部404被下盖420封闭。密封部件409设置在下盖420与流路形成体12之间,保持气密性。
此外,在下盖420,形成沿远离流路形成体12的方向突出的凸部406a~406f。凸部406a~406f与功率半导体模块300a~300c以及功率半导体模块301a~301c对应地设置。即,凸部406a与第一流路部19a相对地形成。凸部406b与第二流路部19b相对地形成。凸部406c与第三流路部19c相对地形成。凸部406d与第四流路部19d相对地形成。凸部406e与第五流路部19e相对地形成。凸部406f与第六流路部19f相对地形成。
第七流路部19g的深度和宽度与第六流路部19f的深度和宽度相比较大地改变。为了能够通过该较大的流路形状的变更进行冷却介质的整流和流速的管理,优选第二流路形成体442设置在第七流路部19g突出的平直翅片447。
同样,第八流路部19h的深度和宽度与第七流路部19g的深度和宽度相比较大地改变。为了能够通过该较大的流路形状的变更进行冷却介质的整流和流速的管理,优选第三流路形成体444设置在第八流路部19h突出的平直翅片448。
用图6~图10说明逆变电路140中使用的功率半导体模块300a~300c和功率半导体模块301a~301c的详细结构。上述功率半导体模块300a~300c和功率半导体模块301a~301c均为相同结构,以功率半导体模块300a的结构为代表进行说明。其中,图6~图10中信号端子325U与图2所示的栅极电极154和信号用发射极电极155对应,信号端子325L与图2所示的栅极电极164和发射极电极165对应。此外,直流正极端子315B与图2所示的正极端子157相同,直流负极端子319B与图2所示的负极端子158相同。此外,交流端子320B与图2所示的交流端子159相同。图6(a)是本实施方式的功率半导体模块300a的立体图。图6(b)是对本实施方式的功率半导体模块300a在截面D切断并从方向E看时的截面图。图7是表示为了有助于理解,从图6所示的状态除去螺钉309和第二密封树脂351了的功率半导体模块300a的图。图7(a)是立体图,图7(b)是与图6(b)同样在截面D切断并从方向E看时的截面图。此外,图7(c)表示翅片305被加压、薄壁部304A变形前的截面图。
图8是表示从图7所示的状态进一步除去模块壳体304后的功率半导体模块300a的图。图8(a)是立体图,图8(b)是与图6(b)、图7(b)同样在截面D切断并从方向E看时的截面图。
图9是从图8所示的状态进一步除去第一密封树脂348和配线绝缘部608后的功率半导体模块300a的立体图。图10是用于说明模块一次密封体302的组装工序的图。构成上下臂的串联电路150的功率半导体元件(IGBT328、IGBT330、二极管156、二极管166)如图8和图9所示,被导体板315和导体板318、或导体板320和导体板319从两面夹住固定。导体板315等在其散热面露出的状态下被第一密封树脂348密封,在该散热面热压接绝缘部件333。第一密封树脂348如图8所示,具有多面体形状(此处为大致长方体形状)。
被第一密封树脂348密封的模块一次密封体302,插入模块壳体304中,夹着(隔着)绝缘部件333热压接在作为CAN型冷却器的模块壳体304的内表面。此处,CAN型冷却器指的是一个面具有插入口306、另一个面具有底部的成筒形状的冷却器。在模块壳体304的内部残留的空隙中,填充第二密封树脂351。
模块壳体304由具有导电性的部件、例如铝合金材料(Al、AlSi、AlSiC、Al-C等)构成。插入口306被凸缘304B包围其外周。此外,如图6(a)所示,具有比其他面更宽广的面的第一散热面307A和第二散热面307B以分别相对的状态配置,与这些散热面相对地配置有各功率半导体元件(IGBT328、IGBT330、二极管156、二极管166)。
与该相对的第一散热面307A和第二散热面307B连接的三个面以比该第一散热面307A和第二散热面307B窄的宽度构成密闭(即,密封)的面,在剩余的一边的面形成插入口306。模块壳体304的形状不需要是精确的长方体,也可以使角如图6(a)所示形成曲面。通过使用这样的形状的金属制的壳体,即使将模块壳体304插入流动水或油等冷却介质的流路内,也能够用凸缘304B确保对于冷却介质的密封,因此能够用简易的结构防止冷却介质进入模块壳体304的内部。此外,在相对的第一散热面307A和第二散热面307B,分别均匀地形成翅片305。进而,在第一散热面307A和第二散热面307B的外周,形成有厚度非常薄的薄壁部304A。薄壁部304A使厚度极端薄至通过对翅片305加压而简单地变形的程度,因此提高了插入模块一次密封体302后的生产效率。
如上所述,通过将导体板315等隔着绝缘部件333热压接在模块壳体304的内壁,能够减少导体板315等与模块壳体304的内壁之间的空隙,能够使功率半导体元件产生的热效率良好地向翅片305传导。进而,通过使绝缘部件333具有一定程度的厚度和柔软性,能够用绝缘部件333吸收热应力的产生,良好地适合于在温度变化剧烈的车辆用的电力转换装置中使用。
在模块壳体304之外,设置有用于与电容器模块500电连接的金属制的直流正极配线315A和直流负极配线319A,在其前端部分别形成有直流正极端子315B和直流负极端子319B。此外,设置有用于对电动发电机MG1或MG2供给交流电力的金属制的交流配线320A,在其前端形成有交流端子320B。本实施方式中,如图9所示,直流正极配线315A与导体板315连接,直流负极配线319A与导体板319连接,交流配线320A与导体板320连接。
在模块壳体304之外,还设置有用于与驱动电路174电连接的金属制的信号配线324U和324L,在其前端部分别形成有信号端子325U和信号端子325L。本实施方式中,如图9所示,信号配线324U与IGBT328连接,信号配线324L与IGBT330连接。
直流正极配线315A、直流负极配线319A、交流配线320A、信号配线324U和信号配线324L,在通过用树脂材料成形的配线绝缘部608相互绝缘的状态下,作为辅助模制体(也称为“辅助模塑体”)600一体地成型。配线绝缘部608也作为用于支承各配线的支承部件起作用,关于其使用的树脂材料,具有绝缘性的热固化性树脂或热塑性树脂是合适的。由此,能够确保直流正极配线315A、直流负极配线319A、交流配线320A、信号配线324U和信号配线324L之间的绝缘性,能够实现高密度配线。辅助模制体600在与模块一次密封体302在连接部370金属接合后,通过贯通配线绝缘部608上设置的螺钉孔的螺钉309固定在模块壳体304上。连接部370处的模块一次密封体302与辅助模制体600的金属接合,例如能够使用TIG焊接等。
直流正极配线315A和直流负极配线319A成为在直流正极配线315A与直流负极配线319A之间夹着配线绝缘部608相对的状态相互叠层、大致平行地延伸的形状。通过采用这样的配置和形状,功率半导体元件的开关动作时瞬间流动的电流相对并且在相反方向流动。由此,起到电流产生的磁场相互抵消的作用,通过该作用能够实现低电感化。此外,交流配线320A和信号端子325U、325L也在与直流正极配线315A和直流负极配线319A同样的方向延伸。
通过金属接合来连接模块一次密封体302与辅助模制体600的连接部370,被第二密封树脂351密封在模块壳体304内。由此,能够在连接部370与模块壳体304之间稳定地确保必要的绝缘距离,因此与不密封的情况相比能够实现功率半导体模块300a的小型化。
如图9所示,在连接部370的辅助模制体600一侧,辅助模块侧直流正极连接端子315C、辅助模块侧直流负极连接端子319C、辅助模块侧交流连接端子320C、辅助模块侧信号连接端子326U和辅助模块侧信号连接端子326L排成一列地配置。另一方面,在连接部370的模块一次密封体302一侧,沿着具有多面体形状的第一密封树脂348的一个面,元件侧直流正极连接端子315D、元件侧直流负极连接端子319D、元件侧交流连接端子320D、元件侧信号连接端子327U和元件侧信号连接端子327L排成一列地配置。通过像这样采用在连接部370处各端子排成一列的结构,通过传递成型(transfer mold)进行的模块一次密封体302的制造变得容易。
此处,对于将模块一次密封体302的从第一密封树脂348向外侧延伸的部分按其种类视为一个端子时的各端子的位置关系进行叙述。以下说明中,将由直流正极配线315A(包括直流正极端子315B和辅助模块侧直流正极连接端子315C)和元件侧直流正极连接端子315D构成的端子称为正极侧端子,将由直流负极配线319A(包括直流负极端子319B和辅助模块侧直流负极连接端子319C)和元件侧直流正极连接端子315D构成的端子称为负极侧端子,将由交流配线320A(包括交流端子320B和辅助模块侧交流连接端子320C)和元件侧交流连接端子320D构成的端子称为输出端子,将由信号配线324U(包括信号端子325U和辅助模块侧信号连接端子326U)和元件侧信号连接端子327U构成的端子称为上臂用信号端子,将由信号配线324L(包括信号端子325L和辅助模块侧信号连接端子326L)和元件侧信号连接端子327L构成的端子称为下臂用信号端子。
上述各端子均从第一密封树脂348和第二密封树脂351通过连接部370突出,从该第一密封树脂348突出的各部分(元件侧直流正极连接端子315D、元件侧直流负极连接端子319D、元件侧交流连接端子320D、元件侧信号连接端子327U和元件侧信号连接端子327L),如上所述沿着具有多面体形状的第一密封树脂348的一个面排成一列。此外,正极侧端子和负极侧端子从第二密封树脂351以叠层状态突出,延伸到模块壳体304的外部。通过采用这样的结构,能够防止在用第一密封树脂348密封功率半导体元件而制造模块一次密封体302时的合模时,对功率半导体元件与该端子的连接部分产生过大的应力、以及产生模具的间隙。此外,因叠层的正极侧端子和负极侧端子各自中流动的相反方向的电流,产生相互抵消的方向的磁通,因此能够实现低电感化。
在辅助模制体600一侧,辅助模块侧直流正极连接端子315C、辅助模块侧直流负极连接端子319C分别形成在与直流正极端子315B、直流负极端子319B相反侧的直流正极配线315A、直流负极配线319A的前端部。此外,辅助模块侧交流连接端子320C在交流配线320A形成在与交流端子320B相反侧的前端部。辅助模块侧信号连接端子326U、326L分别形成在信号配线324U、324L上与信号端子325U、325L相反侧的前端部。
另一方面,在模块一次密封体302一侧,元件侧直流正极连接端子315D、元件侧直流负极连接端子319D、元件侧交流连接端子320D分别形状在导体板315、319、320。此外,元件侧信号连接端子327U、327L通过接合线371与IGBT328、330分别连接。如图10所示,直流正极侧的导体板315和交流输出侧的导体板320、与元件侧信号连接端子327U和327L,在被共用的连接杆372连接的状态下,以使它们成为大致同一平面状的配置的方式被一体地加工。导体板315上固定有上臂侧的IGBT328的集电极电极和上臂侧的二极管156的阴极电极。导体板320上固定有下臂侧的IGBT330的集电极电极和下臂侧的二极管166的阴极电极。在IGBT328、330和二极管156、166上,导体板318和导体板319大致呈同一平面状地配置。导体板318上固定有上臂侧的IGBT328的发射极电极和上臂侧的二极管156的阳极电极。导体板319上固定有下臂侧的IGBT330的发射极电极和下臂侧的二极管166的阳极电极。各功率半导体元件通过金属接合材料(也称为“金属接合件”)160分别固定在各导体板上设置的元件固定部322。金属接合材料160例如是焊锡材料或含有银片和金属微细颗粒的低温烧结接合材料等。各功率半导体元件是板状的扁平结构,该功率半导体元件的各电极形成在正反面。如图10所示,功率半导体元件的各电极被导体板315和导体板318、或导体板320和导体板319夹着。即,导体板315和导体板318成为隔着IGBT328和二极管156大致平行地相对的叠层配置。同样,导体板320和导体板319成为隔着IGBT330和二极管166大致平行地相对的叠层配置。此外,导体板320与导体板318通过中间电极329连接。通过该连接使上臂电路与下臂电路电连接,形成上下臂串联电路。如上所述,在导体板315与导体板318之间夹着IGBT328和二极管156,并且在导体板320与导体板319之间夹着IGBT330和二极管166,导体板320与导体板318通过中间电极329连接。之后,将IGBT328的控制电极328A与元件侧信号连接端子327U通过接合线371连接,并且将IGBT330的控制电极330A与元件侧信号连接端子327L通过接合线371连接。
图11(a)是表示电容器模块500的外观的立体图。图11(b)是用于说明电容器模块500的内部结构的分解立体图。叠层导体板501由用板状的宽幅导体形成的负极导体板505和正极导体板507、以及被负极导体板505和正极导体板507夹着的绝缘片550构成。叠层导体板501对于各相的上下臂的串联电路150中流动的电流使磁通相互抵消,因此对于上下臂的串联电路150中流动的电流能够实现低电感化。
电池负极侧端子508和电池正极侧端子509,以从叠层导体板501的长边方向的一方的边立起的状态形成,分别与正极导体板507和负极导体板505连接。辅机用电容器端子516和517以从叠层导体板501的长边方向的一方的边立起的状态形成,分别与正极导体板507和负极导体板505连接。
中继导体部530以从叠层导体板501的长边方向(也称为“长度方向”或“较长方向”)的一方的边立起的状态形成。电容器端子503a~503c从中继导体部530的端部突出,与各功率半导体模块300a~300c对应地形成。此外,电容器端子503d~503f也从中继导体部530的端部突出,与各功率半导体模块301a~301c对应地形成。中继导体部530和电容器端子503a~503c均以夹着绝缘片500的叠层状态构成,能够对于上下臂的串联电路150中流动的电流实现低电感化。此外,中继导体部530构成为完全不形成妨碍电流流动的贯通孔等、或妨碍电流流动的贯通孔等尽可能地形成得少。
根据这样的结构,开关时在按每相设置的功率半导体模块300a~300c之间产生的回流电流易于流向中继导体部530,难以流向叠层导体部501一侧。由此,能够减少回流电流引起的叠层导体板501的发热。
另外,本实施方式中,负极导体板505、正极导体板507、电池负极侧端子508、电池正极侧端子509、中继导体部530和电容器端子503a~503f由一体成形的金属制的板构成,对于上下臂的串联电路150中流动的电流具有降低电感的效果。
电容器单元514在叠层导体板501的下方设置有多个。本实施方式中,3个电容器单元514沿着叠层导体板501的长边方向的一方的边排成一列,进而,另外3个电容器单元514沿着叠层导体板501的长边方向的另一方的边排成一列,设置合计6个电容器单元。
沿着叠层导体板501的长边方向的各个边排列的电容器单元514以图11(a)所示的虚线A-A为界对称地排列。由此,在对功率半导体模块300a~300c和功率半导体模块301a~301c供给由电容器单元514平滑后的直流电流的情况下,电容器端子503a~503c与电容器端子503d~503f之间的电流均衡变得均匀,能够实现叠层导体板501的电感降低。此外,能够防止电流在叠层导体板501中局部地流动,因此也能够使热均衡变得均匀而提高耐热性。
电容器单元514是电容器模块500的蓄电部的单位结构体,使用将2片在单面蒸镀有铝等金属的薄膜叠层卷绕、并将2片金属分别作为正极、负极而形成的薄膜电容器。关于电容器单元514的电极,卷绕的轴面分别成为正极、负极电极,通过喷锡等导电体而制造。
电容器壳体502具备用于收纳电容器单元514的收纳部511,收纳部511的上表面和下表面成大致长方形状。在电容器壳体502设置有用于使固定单元例如螺钉贯通的孔520a~520d,该固定单元例如螺钉用于将电容器模块500固定在流路形成体12。本实施方式的电容器壳体502为了提高导热性,由导热性高的树脂构成,但也可以由金属等构成。
此外,在叠层导体板501和电容器单元514被收纳在电容器壳体502中后,除了电容器端子503a~503f、电池负极侧端子508和电池正极侧端子509之外,以使得叠层导体板501被覆盖的方式对电容器壳体502内填充填充材料551。
此外,因开关时的纹波电流(ripple current),电容器单元514因内部的薄膜上蒸镀的金属薄膜、以及内部导体的电阻而发热。于是,为了使电容器单元514的热易于通过电容器壳体502散去,使用填充材料对电容器单元514进行铸模。进而,通过使用树脂制的填充材料,还能够提高电容器单元514的耐湿性。
本实施方式中,沿着电容器模块500的收纳部511的长边方向设置有第七流路部19g(参考图5),提高了冷却效率。
此外,噪声滤波器用电容器单元515a与正极导体板507连接,除去正极与地之间产生的规定噪声。噪声滤波器用电容器单元515b与负极导体板505连接,除去负极与地之间产生的规定噪声。噪声滤波器用电容器单元515a和515b设定为电容(即,容量)比电容器单元514小。此外,噪声滤波器用电容器单元515a和515b,与电容器端子503a~503f相比更接近电池负极侧端子508和电池正极侧端子509地配置。由此,能够早期除去混入电池负极侧端子508和电池正极侧端子509的规定噪声,能够减小噪声对于功率半导体模块的影响。
图12是在图3的A-A面切断的电力转换装置200的截面图。
功率半导体模块300b被收纳在图5中所示的第二流路部19b内。模块壳体304的外壁与第二流路部19b内流动的冷却介质直接接触。其他功率半导体模块300a和300c以及功率半导体模块301a~301c也与功率半导体模块300b同样地被收纳在各流路部的内部。
功率半导体模块300b配置在电容器模块500的侧部。电容器模块的高度540形成得比功率半导体模块的高度360小。此处,电容器模块的高度540是从电容器壳体502的底面部513至电容器端子503b的高度,功率半导体模块的高度360是从模块壳体304的底面部至信号端子325U的前端(顶端)的高度。
第二流路形成体442设置有在电容器模块500的下部配置的第七流路部19g。即,第七流路部19g沿着功率半导体模块300b的高度方向,与电容器模块500并列地配置。该第七流路部的高度443比功率半导体模块的高度360与电容器模块的高度540之差小。此外,第七流路部的高度443也可以和功率半导体模块的高度360与电容器模块的高度540之差相同。
通过使功率半导体模块300b与电容器模块500相邻,连接距离缩短,因此能够实现低电感和低损失。
此外,另一方面,功率半导体模块300b与电容器模块500能够进行在同一个面上的固定、连接作业,因此能够提高组装效率。
此外,另一方面,通过将电容器模块的高度540抑制得比功率半导体模块的高度360低,能够将第七流路部19g配置在电容器模块500的下部,因此能够冷却电容器模块500。此外,由于电容器模块500的上部与功率半导体模块300b的上部的高度为近距离,因此能够抑制电容器端子503b在电容器模块500的高度方向变长的情况。
此外,另一方面,通过将第七流路部19g配置在电容器模块500的下部从而避免在电容器模块500的侧部配置冷却流路,能够使电容器模块500与功率半导体模块300b接近,抑制电容器模块500与功率半导体模块300b的配线距离变长的情况。
此外,驱动电路基板22搭载生成驱动电路的驱动电源的变压器24。该变压器24的高度形成为比驱动电路基板22上搭载的电路部件的高度大。驱动电路基板22与功率半导体模块300a~300c以及功率半导体模块301a~301c之间的空间中配置信号端子325U和直流正极端子315B。另一方面,在驱动电路基板22与电容器模块500之间的空间中,配置变压器24。由此,能够有效利用驱动电路基板22与电容器模块500之间的空间。此外,通过在驱动电路基板22的与配置有变压器24的面相反侧的面,安装高度一致的电路部件,能够抑制驱动电路基板22与金属底板11的距离。
图13是除去盖8和控制电路基板20,将驱动电路基板22与金属底板11分解后的立体图。
驱动电路基板22配置在功率半导体模块300a~300c和功率半导体模块301a~301c的上部。金属底板11隔着(即,夹着)驱动电路基板22配置在与功率半导体模块300a~300c以及功率半导体模块301a~301c相反的一侧。
驱动电路基板22分别形成被交流侧中继导体802a贯通的贯通孔22a、被交流侧中继导体802b贯通的贯通孔22b、被交流侧中继导体802c贯通的贯通孔22c、被交流侧中继导体802d贯通的贯通孔22d、被交流侧中继导体802e贯通的贯通孔22e、和被交流侧中继导体802f贯通的贯通孔22f。其中,本实施方式中使电流传感器180a与贯通孔22a嵌合,电流传感器180c与贯通孔22c嵌合,电流传感器180d与贯通孔22d嵌合,电流传感器180f与贯通孔22f嵌合。但是也可以对全部贯通孔22a~22f设置电流传感器。
通过在驱动电路基板22设置贯通孔22a~22f,能够将电流传感器直接配置在驱动电路基板22,能够使交流侧中继导体802a~802f的配线简单,有助于小型化。
此外,电流传感器180a等配置在驱动电路基板22与功率半导体模块300a~300c以及功率半导体模块301a~301c之间的空间中。功率半导体模块300a~300c和功率半导体模块301a~301c具有直流正极端子315B等,该直流正极端子315B等需要在与驱动电路基板22之间确保充分的绝缘距离。
通过在用于确保该绝缘距离的空间内配置电流传感器180a等,能够将电力转换装置内的空间共用作绝缘空间和电流传感器的配置空间。因此有助于电力转换装置的小型化。
金属底板11在与贯通孔22a~22c相对的位置形成贯通孔11a,在与贯通孔22d~22f相对的位置形成贯通孔11b。此外,如图3所示,盖8在与贯通孔11a相对的位置形成第三开口204a,形成交流连接器188。此外,盖8在与贯通孔11b相对的位置形成第四开口204b,形成交流连接器159。
由此,即使是在交流连接器188与功率半导体模块301a~301c之间配置驱动电路基板22的情况下,也能够抑制交流侧中继导体802a~802f的配线的复杂化,实现电力转换装置200的小型化。
此外,功率半导体模块300a~300c和301a~301c分别是具有长边方向的边和短边方向的边的矩形形状(短形状)。同样,电容器模块500是具有长边方向的边和短边方向的边的矩形形状(短形状)。功率半导体模块300a~300c和301a~301c以各自的短边方向的边沿着电容器模块500的长边方向的边排成一列的方式配置。
由此,与功率半导体模块300a~300c之间的距离接近,能够缩短电容器端子503a~503之间的距离,因此能够抑制功率半导体模块300a~300c之间流动的回流电流引起的发热。关于功率半导体模块301a~301c也是同样的。
此外,贯通孔22a~22c沿着交流侧中继导体802a~802f的排列方向设置在驱动电路基板22上。此外,驱动电路基板22具有以电容器模块500的长边方向的边为一个边、以将电容器模块500的短边方向的边与功率半导体模块300a~300c以及301a~301c的长边方向的边相加的长度为另一个边的长方形形状。
由此,因为贯通孔22a~22c沿着驱动电路基板22的一个边配置,所以即使具有多个贯通孔,也能够确保宽范围的电路配线面积。
金属制的支承部件803从流路形成体12突出并且与流路形成体12连接。金属底板11被支承部件803的前端部支承。流路形成体12电接地。泄漏电流的流动804表示从驱动电路基板22起依次流经金属底板11、支承部件803、流路形成体12的泄漏电流的流动方向。此外,泄漏电流的流动805表示从控制电路基板20起依次流经金属底板11、支承部件803、流路形成体12的泄漏电流的流动方向。由此,能够效率良好地使控制电路基板20和驱动电路基板22的泄漏电流流向地(即,地电位部)。
如图3所示,控制电路基板20与形成第一开口202的盖8的一个面相对地配置。连接器21直接安装在控制电路基板20上,并且通过盖8上形成的第一开口202向外部突出。由此,能够有效地利用电力转换装置200内部的空间。
此外,因为安装有连接器21的控制电路基板20被固定在金属底板11上,所以即使从外部对连接器21施加物理的力,也能够抑制对控制电路基板20的负荷,因此能够期待包括持久性在内的可靠性的提高。
图14是在图13的面B切断的截面立体图。连接部23a是功率半导体模块300a的信号端子325U与驱动电路基板22的连接部。连接部23b是功率半导体模块300a的信号端子325L与驱动电路基板22的连接部。连接部23a和23b用焊锡材料形成。
金属底板11的贯通孔11a形成至与连接部23a和23b相对的位置。由此,能够在将驱动电路基板22固定在金属底板11上的状态下,通过金属底板11的贯通孔11a进行连接部23a和23b的连接作业。
此外,控制电路基板20,以从电力转换装置200的上表面投影的情况下,控制电路基板20的射影部与贯通孔11a的射影部不重合的方式配置。由此,控制电路基板20不会干涉连接部23a和23b的连接作业,且控制电路基板20能够减小来自连接部23a和23b的电磁噪声的影响。
本实施方式中,驱动电路基板22形成得大到与功率半导体模块300a等以及电容器模块500相对。这样的情况下,交流端子320B相对于电容器模块500比直流正极端子315B更远地配置。此外,控制端子325L配置在直流正极端子315B与交流端子320B之间。此外,连接部23b配置在与控制端子325L相对的位置。
由此,贯通孔22b在驱动电路基板22上配置在与图17所示的驱动电路25相比更接近驱动电路基板22的边缘的一侧。因此,能够抑制因形成贯通孔22b而引起的驱动电路基板22的强度的降低,提高抗振动性能。
图17是驱动电路基板22的仰视图。
如图3所示,交流侧中继导体802a~802f向隔着驱动电路基板22配置在与功率半导体模块相反的一侧的第三开口204a或第四开口204b一侧延伸。为了缩短交流侧中继导体802a~802f的配线距离,在驱动电路基板22上,需要用于使交流侧中继导体802a~802f通过的贯通孔22a~22f。此外,驱动电路基板22具有强电侧配线28和弱电侧配线27。这样的情况下,驱动电路基板22需要贯通孔22a~22f,另一方面,也需要用于配置强电侧配线28和弱电侧配线27的一定的空间。因此,在驱动电路基板22上,强电侧配线28和弱电侧配线27以绕过贯通孔22a~22f的方式安装,由此会导致配线距离的增大和驱动电路基板的面积增大。
于是,在本实施方式中,驱动电路25配置在连接部23a和连接部23b的周边。变压器24隔着驱动电路25配置在与贯通孔22a~22f相反的一侧(即,驱动电路25配置在变压器24与贯通孔22a~22f之间)。变压器24从低电压向高电压进行变压,对驱动电路25供给变压后的电压。连接器26与控制电路基板20通过线束等电连接。此外,弱电侧配线27将连接器26与变压器24连接。此外,强电侧配线28将变压器24与驱动电路25连接。
由此,能够避免贯通孔22a~22f与强电侧配线28或弱电侧配线27的干扰。进而,能够在强电侧配线28或弱电侧配线27的周围确保宽广的空间,因此驱动电路基板22的电路配线变得容易。
此外,经弱电侧配线27输入的变压器输入电压,是比交流侧中继导体802a~802f中流动的交流电压等小许多的电压。于是,在本实施方式中,变压器24隔着(即,夹着)驱动电路25配置在与贯通孔22a~22f相反的一侧。
由此,驱动电路25成为缓冲区域,变压器24的弱电类电路难以受到交流侧中继导体802a~802f中流动的交流电压的电压变动的影响,能够提高电力转换装置的可靠性。
此外,变压器24也可以配置在一方(即,一侧)的驱动电路25的安装区域与另一方(另一侧)的驱动电路25的安装区域之间的区域。该区域是强电侧配线28的配线区域少的区域。于是在该区域安装变压器24,能够使弱电侧配线27的电位稳定。
图15是图5所示的流路形成体12在面C切断的截面图。流路形成体12将形成第一流路部19a~第六流路部19f的第一流路形成体441、和形成第七流路部19g的第二流路形成体442一体地形成。第一流路形成体441配置在第二流路形成体442的侧部。第二流路形成体442在第七流路部19g的上方形成收纳电容器模块500的收纳空间405。此外,流路形成体12具有用于形成收纳空间405的侧壁和第七流路部19g的一部分的壁445。即,第一流路部19a~第六流路部19f形成在与壁445相对的位置。
由此,电容器模块500不仅该电容器模块500的底面被第七流路部19g冷却,而且电容器模块500的高度方向的侧面也被第一流路部19a~第六流路部19f冷却,提高了电容器模块500的冷却性能。
此外,壁445形成收纳空间405的一部分、第七流路部19g的一部分和第四流路部19d的一部分。由此,能够用壁445划分(隔开)要冷却的收纳空间,因此能够按每个电容器模块以及每个功率半导体模块的模块单位进行冷却。结果,能够按每个收纳空间选择要冷却的优先度。
进而,流路形成体12将第一流路形成体441、第二流路形成体442和形成第八流路部19h的第三流路形成体444一体地形成。第三流路形成体444配置在第二流路形成体442的侧部。流路形成体12具有用于形成收纳空间405的侧壁和第八流路部19h的一部分的壁460。即,第八流路部19h形成在与壁460相对的位置。由此,电容器模块500不仅通过第七流路部19g对电容器模块500的底面进行冷却,而且电容器模块500的高度方向的侧面也被第八流路部19h冷却,进一步提高了电容器模块500的冷却性能。
此外,流路形成体12与形成第八流路部19h的第三流路形成体444一体地形成,实现了进一步的结构简化。
此外,如图12所示,电容器端子503a~503f跨越壁445的上部地形成。由此,能够缓和在电容器模块与功率半导体模块之间传递的热量的影响。
此外,如图12所示,绝缘部件446配置在壁445的上端且与图11所示的中继导体部530接触。由此,能够进一步缓和在电容器模块与功率半导体模块之间传递的热量的影响。
图16是除去盖8、控制电路基板20、金属底板11和驱动电路基板22后的电力转换装置200的俯视图。
在从电力转换装置200的上表面投影的情况下,441s表示第一流路形成体441的射影部(也称为“投影部”),442s表示第二流路形成体442的射影部,444s表示第三流路形成体444的射影部。辅机用功率模块350以与第三流路形成体444的射影部444s重叠的方式配置。由此,辅机用功率模块350能够被第八流路部19h中流动的冷却介质冷却。
此外,第一流路形成体441和第二流路形成体442隔着具有空气层的空隙部12e,与流路形成体12的侧壁12b、侧壁12c以及侧壁12d相对地配置。由此,当第一流路形成体441和第二流路形成体442中流动的冷却介质与外部环境温度存在差的情况下,空隙部12e成为隔热层,能够使第一流路形成体441和第二流路形成体442不易受到电力转换装置200的外部环境温度的影响。
附图标记的说明
8 盖
11 金属底板
11a、11b、22a~22f 贯通孔
12 流路形成体
12a~12d 侧壁
12e 空隙部
13 入口配管
14 出口配管
19a 第一流路部
19b 第二流路部
19c 第三流路部
19d 第四流路部
19e 第五流路部
19f 第六流路部
19g 第七流路部
19h 第八流路部
20 控制电路基板
21、26 连接器
22 驱动电路基板
23a、23b、370 连接部
24 变压器
25、174、350A 驱动电路
27 弱电侧配线
28 强电侧配线
120、159、320B 交流端子
136 电池
138 直流连接器
140、142、350B 逆变电路
150 上下臂的串联电路
153、163 集电极电极
154、164 栅极电极
155 信号用发射极电极
156、166 二极管
157 正极端子
158 负极端子
160 金属接合材料
165 信号用发射极电极
168、329 中间电极
172 控制电路
180、180a~180f 电流传感器
188 交流连接器
195 辅机用电动机
200 电力转换装置
202 第一开口
203 第二开口
204a 第三开口
204b 第四开口
205 第五开口
300a~300c、301a~301c 功率半导体模块
302 模块一次密封体
304 模块壳体
304A 薄壁部
304B 凸缘
305 翅片
306 插入口
307A 第一散热面
307B 第二散热面
309 螺钉
315 导体板
315A 直流正极配线
315B 直流正极端子
315C 辅助模块侧直流正极连接端子
315D 元件侧直流正极连接端子
318、319、320 导体板
319A 直流负极配线
319B 直流负极端子
319C 辅助模块侧直流负极连接端子
319D 元件侧直流负极连接端子
320A 交流配线
320C 辅助模块侧交流连接端子
320D 元件侧交流连接端子
322 元件固定部
324L、324U 信号配线
325L、325U 信号端子
326L、326U 辅助模块侧信号连接端子
327L、327U 元件侧信号连接端子
328、330 IGBT
328A、330A 控制电极
333、446 绝缘部件
348 第一密封树脂
350 辅机用功率模块
351 第二密封树脂
360 功率半导体模块的高度
371 接合线(也称为“接合导线”)
372 连接杆
400a~400c、402a~402c、404 开口部
405 收纳空间
406a~406f 凸部
407 冷却部
409 密封部件
417 流动方向
420 下盖
441 第一流路形成体
441s 第一流路形成体的射影部
442 第二流路形成体
442s 第二流路形成体的射影部
443 第七流路部的高度
444 第三流路形成体
444s 第三流路形成体的射影部
445、460 壁
447、448 平直翅片
500 电容器模块
501 叠层导体板
502 电容器壳体
503a~503f 电容器端子
504 负极侧的电容器端子
505 负极导体板
506 正极侧的电容器端子
507 正极导体板
508 电池负极侧端子
509 电池正极侧端子
510 负极侧电力线
511 收纳部
512 正极侧电力线
513 底面部
514 电容器单元
515a、515b 噪声滤波器用电容器单元
516、517 辅机用电容器端子
520a~520d 孔
530 中继导体部
540 电容器模块的高度
550 绝缘片
551 填充材料
600 辅助模制(mold)体
608 配线绝缘部
802 交流汇流条
802a~802f 交流侧中继导体
803 支承部件
804、805 泄漏电流的流动
DEF 差动齿轮
EGN 发动机
MG1、MG2 电动发电机
TM 变速器
TSM 动力分配机构

Claims (9)

1.一种电力转换装置,其特征在于,具备:
功率半导体模块,其具有将直流电流转换为交流电流的功率半导体元件;
驱动电路基板,其搭载有驱动所述功率半导体元件的驱动电路;和
交流侧中继导体,其传递所述交流电流,
所述驱动电路基板具有:将第一电压变压为比该第一电压大的第二电压并将变压得到的电压供给至所述驱动电路的变压器,
所述交流侧中继导体隔着所述驱动电路与所述变压器相对地配置。
2.一种电力转换装置,其特征在于,具备:
功率半导体模块,其具有将直流电流转换为交流电流的功率半导体元件;
驱动电路基板,其搭载有驱动所述功率半导体元件的驱动电路;和
交流侧中继导体,其传递所述交流电流,
所述驱动电路基板具有:将第一电压变压为比该第一电压大的第二电压并将变压得到的电压供给至所述驱动电路的变压器;和向该变压器供给所述第一电压的弱电侧配线,
所述交流侧中继导体隔着所述驱动电路与所述弱电侧配线相对地配置。
3.一种电力转换装置,其特征在于,具备:
功率半导体模块,其具有将直流电流转换为交流电流的功率半导体元件;
驱动电路基板,其搭载有驱动所述功率半导体元件的驱动电路;和
交流侧中继导体,其传递所述交流电流,
所述驱动电路基板具有:将第一电压变压为比该第一电压大的第二电压并将变压得到的电压供给至所述驱动电路的变压器;和将该变压器与所述驱动电路连接的强电侧配线,
所述交流侧中继导体隔着所述驱动电路与所述强电侧配线相对地配置。
4.如权利要求1~3中任一项所述的电力转换装置,其特征在于:
所述驱动电路基板具有所述交流侧中继导体通过的贯通孔。
5.如权利要求4所述的电力转换装置,其特征在于:
在所述贯通孔安装有电流传感器。
6.如权利要求5所述的电力转换装置,其特征在于:
所述电流传感器配置在所述驱动电路基板与所述功率半导体模块之间。
7.如权利要求1~3中任一项所述的电力转换装置,其特征在于:
所述变压器搭载在所述驱动电路基板的配置所述功率半导体模块的一侧的面。
8.如权利要求1~3中任一项所述的电力转换装置,其特征在于:
在所述驱动电路基板设置有输出所述功率半导体元件的控制信号的控制电路基板,
所述功率半导体模块具有与所述驱动电路基板连接的控制侧端子,
所述驱动电路配置在所述控制侧端子与所述驱动电路基板的连接部的周边,
在从与所述驱动电路基板的主面垂直的方向观看时,所述控制电路基板与所述连结部不重合。
9.如权利要求8所述的电力转换装置,其特征在于:
具备配置在所述驱动电路基板与所述控制电路基板之间的金属底部,
所述金属底部在与所述连接部相对的区域形成有开口。
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