CN113228482B - 电力转换装置 - Google Patents

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Abstract

一种电力转换装置，其具备：电力转换用的半导体部件(10)；传热构件(40)，在传热构件(40)上，以使形成于半导体部件(10)的至少一个面的散热面(10b)与传热构件(40)热连接的方式紧固半导体部件(10)；以及壳体(30)，具有收纳空间，该收纳空间收纳半导体部件(10)和传热构件(40)，壳体(30)具备在所述收纳空间的外侧与制冷剂对置的散热壁部(30U)，在散热壁部(30U)的收纳空间内侧形成有与传热构件(40)嵌合的嵌合部(31)，嵌合部(31)与传热构件(40)接触的面积比半导体部件(10)的散热面(10b)的面积大，俯视时的嵌合部(31)的占有面积比半导体部件(10)的形成有散热面(10b)的一个面的面积小。

Description

电力转换装置
技术领域
本发明涉及电力转换装置。
背景技术
以往，已知有搭载于电动汽车、铁路车辆等的电力转换装置(例如，DCDC(直流/直流)转换器装置、逆变器装置和充电装置等)(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003-23280号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在这种电力转换装置中，对小型化的需求增加，相应地，该电力转换装置内的部件配置的节省空间化成为一个问题。
在这样的背景下，对在这种电力转换装置的壳体内，以竖放状态(竖放状态是指，以功率半导体模块的长度方向垂直于壳体的下表面的方式配置的状态。以下相同)收纳构成该电力转换装置的功率半导体模块进行了研究。
但是，这种电力转换装置所使用的功率半导体模块的发热量大，所以在考虑该功率半导体模块的配置方式时，需要结合从该功率半导体模块散热的散热对策进行考虑。关于这一点，在不实施任何措施地使功率半导体模块成为竖放的情况下，由于功率半导体模块的侧面中的、能够与壳体接触的面积减少，所以有可能无法充分地确保从功率半导体模块散热的散热容量。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供能够在以竖放的方式配置功率半导体模块的同时，充分地确保从该功率半导体模块散热的散热容量的电力转换装置。
用于解决问题的方案
解决上述问题的主要的本发明是一种电力转换装置，其具备：
电力转换用的半导体部件；
传热构件，在该传热构件上，以使形成于所述半导体部件的至少一个面的散热面与该传热构件热连接的方式固定所述半导体部件；以及
壳体，具有收纳空间，该收纳空间收纳所述半导体部件和所述传热构件，
所述壳体具备散热壁部，该散热壁部在所述收纳空间的外侧与制冷剂对置，
在所述散热壁部的所述收纳空间内侧，形成有与所述传热构件嵌合的嵌合部，
所述嵌合部与所述传热构件接触的面积比所述半导体部件的所述散热面的面积大，
俯视时的所述嵌合部的占有面积比所述半导体部件的形成有所述散热面的所述一个面的面积小。
发明的效果
根据本发明的电力转换装置，能够在以竖放的方式配置功率半导体模块的同时，充分地确保从该功率半导体模块散热的散热容量。
附图说明
图1是表示第一实施方式的电力转换装置的散热器结构的立体图。
图2是表示第一实施方式的电力转换装置的散热器结构的分解立体图。
图3是表示第一实施方式的功率半导体模块的结构的俯视图。
图4是表示第一实施方式的电力转换装置的散热器结构的侧视剖面图。
图5是表示第一实施方式的电力转换装置的整体结构的侧视剖面图。
图6A是表示第一实施方式的电力转换装置的组装过程的图。
图6B是表示第一实施方式的电力转换装置的组装过程的图。
图6C是表示第一实施方式的电力转换装置的组装过程的图。
图6D是表示第一实施方式的电力转换装置的组装过程的图。
图7是表示第二实施方式的电力转换装置的结构的侧视剖面图。
图8是表示第三实施方式的电力转换装置的结构的侧视剖面图。
图9是表示第四实施方式的电力转换装置的结构的侧视剖面图。
图10是表示第五实施方式的电力转换装置的结构的侧视剖面图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的适宜的实施方式详细地进行说明。此外，在本说明书及附图中，对实质上具有相同的功能的构成要素，赋予相同的附图标记，以省略重复说明。
此外，以下，为了明确各结构的位置关系，将附图中的上方方向称为“上方方向”，将附图中的下方方向称为“下方方向”而进行说明。但是，这些方向并不限制电力转换装置的使用时的姿势。
(第一实施方式)
[电力转换装置的结构]
以下，参照图1～图5，对本实施方式的电力转换装置的结构的一个例子进行说明。此外，在此，仅对用于对电力转换装置所具有的功率半导体模块进行冷却的散热器结构进行说明。
本实施方式的电力转换装置1例如应用于搭载于电动汽车等车辆的DC/DC(直流/直流)转换器装置、逆变器装置以及充电装置等。
图1是表示本实施方式的电力转换装置1的散热器结构的立体图。图2是表示本实施方式的电力转换装置1的散热器结构的分解立体图。图3是表示功率半导体模块10的结构的俯视图。图4是表示本实施方式的电力转换装置1的散热器结构的侧视剖面图。
电力转换装置1具备功率半导体模块10、电路基板20、金属壳体30以及散热板40。
电力转换装置1中，由保持功率半导体模块10的散热板40、以及对散热板40进行嵌合固定的、设置于金属壳体30的嵌合部31，构成用于对功率半导体模块10进行冷却的散热器结构。
功率半导体模块10例如是在电力转换装置1的电路部的内部作为开关元件发挥功能的电力转换用的半导体部件。功率半导体模块10例如是将四个功率半导体元件(例如，MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属-氧化物半导体场效应晶体管))封装成一个模块而构成的。功率半导体模块10在自身的上端具有销型的端子10a，该销型的端子10a用于与电路基板20电连接。另外，功率半导体模块10在至少一侧的横侧面具有用于使自身产生的热散热的散热面10b。
功率半导体模块10以使端子10a朝向上方而使散热面10b沿着上下方向延伸的方式，以竖放状态保持于散热板40。此外，例如利用螺栓10T(相当于本发明的“紧固构件”)将功率半导体模块10固定于散热板40。由此，相较于仅用粘接材料将功率半导体模块10固定于散热板40的情况，能够缩短功率半导体模块10与散热板40的距离(间隔)，能够减小功率半导体模块10与散热板40间的热阻(提高传热性)。此外，也可以是，以使散热油脂(未图示)介于功率半导体模块10与散热板40之间的方式构成。由此，能够进一步减小功率半导体模块10与散热板40的热阻(提高传热性)。
另外，如在后文的“组装过程”中所述，在将功率半导体模块10收纳于金属壳体30之前，将功率半导体模块10固定于散热板40。因此，能够容易地缩短功率半导体模块10与散热板40的距离(间隔)。
另外，能够通过利用螺栓10T将功率半导体模块10紧固于散热板40，来降低由车辆的振动等引起的脱落的可能性(换言之，提高抗振动性)。
电路基板20是具有电路部的基板，该电路部实现电力转换装置1的电力转换功能。电路基板20以与金属壳体30的下面侧壁部30U的平坦部30Ua(平坦部30Ua是指，下面侧壁部30U中的、后述的嵌合部31以外的区域。以下相同)大致平行地延伸的方式，配设在功率半导体模块10的上方。而且，利用螺栓20T将电路基板20固定于散热板40的上端。
电路基板20以该功率半导体模块10的端子10a从下方插入至形成于基板面内的电连接用的通孔内的状态配置。由此，电路基板20与功率半导体模块10电连接。
金属壳体30收纳功率半导体模块10、电路基板20、散热板40、以及构成电力转换装置1的其它电子部件。金属壳体30为了保护所收纳的电子部件免受周围的水分等的影响，将它们以密闭状态收纳(在图1、图2中，为了便于说明，仅记载有壁面的一部分)。金属壳体30例如用铝构件形成为大致长方体形状。此外，金属壳体30也可以使用铜或铁等其它金属构件来构成。另外，在本实施例中，作为金属壳体30而进行说明，但只要是具有散热性的壳体30即可，也可以不是金属的。例如，也可以由聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、聚苯硫醚树脂构成。
另外，具体而言，金属壳体30是将下面侧壁部30U、与从下面侧壁部30U的外周沿大致垂直的方向延伸的四个侧壁一体地形成的大致长方体形状的结构，通过将盖覆盖于开口的上侧的一面来进行保护，以免受周围的水分等的影响(参照图5)。
这样，由下面侧壁部30U、四个侧壁以及盖覆盖的空间作为收纳功率半导体模块10、电路基板20以及散热板40等的收纳空间发挥功能。
此外，与下面侧壁部30U一体地形成的侧壁的高度，比功率半导体模块10被收纳及配置于金属壳体30内时的、到螺栓10T为止的高度更高(参照图4、图5)。即，由于存在金属壳体30的侧壁，所以难以在将功率半导体模块10收纳及配置于金属壳体30内之后，在水平方向上用螺栓10T进行紧固。
因此，在本申请中，设为如下的结构：单独具备散热板40，能够在将功率半导体模块10紧固于散热板40之后，将散热板40配置在金属壳体30内，并用螺栓40T将散热板40从垂直方向的上方固定于金属壳体30(嵌合部31)。
由此，即使是仅上侧的一面开口的大致长方体形状的金属壳体30，也能够用螺栓10T将功率半导体模块10固定于散热板40(即，缩短距离(间隔)，提高传热性)，并能够借助于散热板40将功率半导体模块10固定于金属壳体30。
此外，使用将盖覆盖在仅上侧的一面开口的大致长方体形状上的结构作为金属壳体30，由此，相较于将由侧壁与上壁一体成型的盖覆盖在仅由下面侧壁部构成的形状上的结构，更容易将电力转换装置1的输入连接器或者输出连接器设置于金属壳体30的侧壁。
金属壳体30以在自身的下面侧壁部30U的外侧与制冷剂(在此，为水制冷剂)接触的方式配设。而且，从功率半导体模块10产生的热通过下面侧壁部30U而释放至外部。
金属壳体30在自身的下面侧壁部30U的内侧具有对散热板40进行嵌合固定的凹凸形状的嵌合部31。嵌合部31作为下面侧壁部30U的一部分，与下面侧壁部30U一体地形成。嵌合部31以竖放状态(竖放状态是指，散热板40沿着上下方向延伸的状态。以下相同)对该散热板40进行嵌合固定。
嵌合部31例如构成为包括：突出部31a，从下面侧壁部30U的平坦部30Ua向上方突出；以及狭缝部31b，从该突出部31a的上端在该突出部31a内沿着上下方向延伸，且以能够将散热板40插入该狭缝部31b的方式构成。
狭缝部31b呈沿着散热板40(插入部40b)的外形的形状。在此，狭缝部31b以能够将散热板40沿着该散热板40的板面插入该狭缝部31b的方式构成。
在狭缝部31b内配设有传热材料32，该传热材料32增强散热板40(插入部40b)与嵌合部31之间的热耦合。典型而言，传热材料32由凝胶状树脂或者热固化性树脂(例如，环氧树脂)等构成。若由如热固化性树脂那样具有粘接性的构件构成传热材料32，则可起到能将散热板40更可靠地固定这样的效果。另外，作为增强散热板40(插入部40b)与嵌合部31之间的热耦合的材料，也可以使用灌封材料。
此外，在嵌合部31的上表面配设有螺栓孔31c，螺栓40T紧固于该螺栓孔31c。
传热材料32以填充散热板40(插入部40b)与突出部31a的内壁之间的间隙的方式配设。此外，传热材料32例如以如下方式配设：预先使传热材料32成为液态并将其填充至狭缝部31b内，在散热板40插入至狭缝部31b内之后使传热材料32固态化。但也可以是在散热板40插入至狭缝部31b内的状态下，将传热材料32追加性地填充至该嵌合部31内的结构。此外，传热材料32也可以是会半固态化到不发生液体泄漏的程度的传热材料。
散热板40是通过保持功率半导体模块10，并且将从功率半导体模块10发出的热传热至下面侧壁部30U，来对功率半导体模块10进行冷却的传热构件。散热板40例如呈板状。
散热板40在自身的侧面的上部侧具有安装部40a，并且在自身的侧面的下部侧具有与嵌合部31嵌合的插入部40b，功率半导体模块10安装于该安装部40a。
安装部40a具有与功率半导体模块10的散热面10b的表面形状对应的表面形状(在此，为平坦形状)，以与功率半导体模块10的散热面10b面接触的状态(热连接的状态)保持功率半导体模块10。在此，安装部40a以竖放状态保持功率半导体模块10。此外，利用螺栓10T将功率半导体模块10固定于安装部40a。
插入部40b与嵌合部31以使散热板40成为竖放状态的方式(即，在大致垂直的方向上延伸的方式)嵌合。详细而言，插入部40b沿着散热板40的延伸方向插入至金属壳体30的狭缝部31b。而且，插入部40b在狭缝部31b内，以与突出部31a的内壁接触的状态配设，与突出部31a热耦合。此外，也可以是，插入部40b在狭缝部31b内，不与突出部31a的内壁接触，而仅通过传热材料32与突出部31a热耦合。
另外，散热板40具有供螺栓40T插通的通孔40c。通孔40c以俯视时与嵌合部31的螺栓孔31c重叠的方式设置。而且，螺栓40T(相当于本发明的“紧固构件”)从散热板40的上方经由该散热板40的通孔40c插入至嵌合部31的螺栓孔31c，并紧固固定。由此，散热板40被固定于嵌合部31。
这样，散热板40利用安装部40a接受从功率半导体模块10发出的热的传递，并利用插入部40b将该热传热至金属壳体30的突出部31a。
此外，散热板40及嵌合部31的形状能够进行各种变形。但是，这些形状是以满足以下的两个条件的方式设定的。
第一，嵌合部31与散热板40接触的面积比功率半导体模块10的散热面10b的面积大。而且，第二，俯视时的嵌合部31的占有面积(即，嵌合部31相对于金属壳体30的下面侧壁部30U所占有的面积)比功率半导体模块10的形成有散热面10b的一个面的面积小。
若以满足该第一条件和第二条件的方式设计散热板40及嵌合部31的形状，则能够防止如下情况发生：配置功率半导体模块10所需的空间增至比将功率半导体模块10横放时更大的情况、从功率半导体模块10散热的散热速度被嵌合部31与散热板40的接触区域中的散热速度所限制的情况。
此外，只要满足该第一条件和第二条件，就能够减小功率半导体模块10散热所需的、下面侧壁部30U(在金属壳体30的收纳空间的外侧与制冷剂对置的散热壁部)中的空间(占有面积)，但优选的是，俯视时的功率半导体模块10与散热板40的合计面积比功率半导体模块10的形成有散热面10b的一个面的面积小。
由此，不仅能减小下面侧壁部30U中的占有面积，还能减小功率半导体模块10散热所需的水平方向上的空间(占有面积)。
图5是表示本实施方式的电力转换装置1的整体结构的侧视剖面图。
在图1、图2、图4中，仅示出了针对一个功率半导体模块10的散热器结构，但本实施方式的电力转换装置1中收纳多个该功率半导体模块10。而且，针对多个功率半导体模块10中的每一个，分别设置有同样的散热器结构。
在图5中，A1、A2、A3、A4分别表示功率半导体模块10以及用于对该功率半导体模块10进行冷却的散热器结构。另外，B1、B2、B3分别表示电力转换装置1所具有的其它电子部件(例如，电容器或者线圈等)。另外，R区域表示流通至金属壳体30的下面侧壁部30U的外侧的制冷剂流路(在此，为水流路)。此外，制冷剂不限于冷却水，也可以是来自风扇、行驶风的空气。
在金属壳体30内，如图5所示，多个功率半导体模块10以竖放的状态排列于电路基板20的下方。而且，多个功率半导体模块10分别与电路基板20电连接。
而且，以对多个功率半导体模块10分别进行保持的方式配设有多个散热板40，在下面侧壁部30U，以对多个散热板40分别进行嵌合固定的方式形成有多个嵌合部31。
也就是说，多个功率半导体模块10分别被散热器结构保持，该散热器结构由形成于下面侧壁部30U的多个嵌合部31以及多个散热板40构成。
通过这样将功率半导体模块10以竖放的状态配设，能够实现金属壳体30内的部件配置的节省空间化。
此外，收纳于金属壳体30内的其它电子部件(例如，电容器或者线圈等)B1、B2、B3与功率半导体模块10同样地配设于电路基板20的下方。这些电子部件B1、B2、B3延伸至比嵌合部31的上端的位置更高的位置。
[电力转换装置的散热器结构中的热传递路径]
在此，参照图4，对本实施方式的电力转换装置1的散热器结构中的热传递路径进行说明。此外，图4中的箭头“热”(Heat)表示从功率半导体模块10发出的热的热流(热的流动)。
首先，从功率半导体模块10发出的热通过该功率半导体模块10的散热面10b传递至散热板40的安装部40a。然后，传递至散热板40的安装部40a的热通过散热板40的插入部40b(以及传热材料32)传递至金属壳体30的嵌合部31。然后，传递至金属壳体30的嵌合部31的热散热至金属壳体30的下面侧壁部30U的外侧的制冷剂。
在此，在本实施方式的电力转换装置1的散热器结构中，是功率半导体模块10的散热面10b与散热板40的安装部40a的接触区域沿着上下方向延伸，且散热板40的插入部40b与嵌合部31的接触区域沿着上下方向延伸的结构。由此，能够充分地确保跨越构件的区域的散热路径，能够降低构件间的热阻。
除此之外，在本实施方式的电力转换装置1的散热器结构中，嵌合部31是作为下面侧壁部30U的一部分而形成的。由此，与将嵌合部31和下面侧壁部30U分体地构成并紧固在一起的情况相比，能够降低嵌合部31与下面侧壁部30U之间的热阻，使从嵌合部31至配设于下面侧壁部30U的外侧的制冷剂的顺利的热传递成为可能。
[电力转换装置的组装过程]
以下，参照图6A～图6D，对本实施方式的电力转换装置1的制造过程中的、在金属壳体30内收纳功率半导体模块10时的组装过程的一个例子进行说明。
图6A～图6D是表示本实施方式的电力转换装置1的组装过程的图。图6A、图6B、图6C、图6D按照时间序列表示各部分的状态。此外，在本实施方式中，利用自动输送装置将功率半导体模块10安装在电力转换装置1内。
首先，自动输送装置使用螺栓10T，将功率半导体模块10安装于散热板40的安装部40a(参照图6A)。
接下来，自动输送装置使用螺栓20T，在散热板40的上端部安装电路基板20(参照图6B)。
接下来，自动输送装置将功率半导体模块10的端子插入至形成于电路基板20的通孔，通过焊接将两者电连接(参照图6C)。
接下来，自动输送装置在将液态的传热材料32(在此，热固化性树脂)注入至金属壳体30的嵌合部31(狭缝部31b)之后，将散热板40的插入部40b插入至金属壳体30的嵌合部31(狭缝部31b)(参照图6D)。然后，自动输送装置使用螺栓40T，将散热板40固定于金属壳体30的嵌合部31。而且，在此之后，使传热材料32热固化。
能够通过如以上那样的工序，在金属壳体30内收纳功率半导体模块10。此外，通过将散热板40和嵌合部31用螺栓40T紧固，来将散热板40和功率半导体模块10固定于金属壳体30，并且限定散热板40的姿势。
此外，在本实施方式的电力转换装置1的制造过程中，不需要从与金属壳体30的下面侧壁部30U平行的方向，将在构件间进行固定的螺栓10T、20T、40T等插通的作业。因此，不存在当在金属壳体30内固定功率半导体模块10时，固定作业被金属壳体30的横侧的壁部阻碍的问题。从该观点来看，本实施方式的电力转换装置1还有助于制造过程的高效化。
[效果]
如以上那样，根据本实施方式的电力转换装置1，能够在充分地确保从功率半导体模块10散热的散热容量的同时，在金属壳体30内，将功率半导体模块10以竖放状态收纳。由此，能够同时实现功率半导体模块10的冷却能力的提高和金属壳体30内的部件配置的节省空间化。
(第二实施方式)
接下来，参照图7，对第二实施方式的电力转换装置1的结构进行说明。图7是表示第二实施方式的电力转换装置1的结构的侧视剖面图。
本实施方式的电力转换装置1的散热器结构在散热板40与金属壳体30的嵌合部31的嵌合结构这一点上与第一实施方式不同。此外，对于与第一实施方式相同的结构，省略说明(以下，关于其它实施方式也相同)。
本实施方式的散热板40的插入部40b由多个突起部(在此，为三个突起部)形成。另外，嵌合部31以与散热板40的插入部40b的多个突起分别对应的方式，具有多个狭缝部31b(在此，为三个狭缝部31b)。
在该结构中，本实施方式的电力转换装置1以散热板40的插入部40b的多个突起分别插入至嵌合部31的多个狭缝部31b的状态配置。
通过形成为这样的结构，能够增加散热板40与嵌合部31之间的接触面积，能够进一步降低从散热板40向嵌合部31进行热传递时的热阻。
(第三实施方式)
接下来，参照图8，对第三实施方式的电力转换装置1的结构进行说明。图8是表示第三实施方式的电力转换装置1的结构的一个例子的侧视剖面图。
本实施方式的电力转换装置1的散热器结构在散热板40与嵌合部31的嵌合结构这一点上，与第一实施方式不同。
本实施方式的散热板40是与嵌合部31嵌合的部分(即，散热板40的下端侧部分)分支成两个支路的结构。另外，本实施方式的嵌合部31(突出部31a)具有与散热板40的分支成两个支路的部位嵌合的形状。
在该结构中，本实施方式的电力转换装置1以使散热板40的分支成两个支路的部位从外侧将嵌合部31(突出部31a)夹住的方式配置。
利用这样的结构，也能够在充分地确保从功率半导体模块10散热的散热容量的同时，在金属壳体30内将功率半导体模块10以竖放状态收纳。
此外，在第三实施方式中，可通过在制造时将散热板40和金属壳体30倒置，将传热材料32填充至散热板40的分支成两个支路的部位并使嵌合部31嵌合，来使传热材料32填充至散热板40与嵌合部31之间的间隙。除此之外，也可以是，通过将传热材料32填充至散热板40的分支成两个支路的部位，在使传热材料32成为半固态的状态之后使嵌合部31嵌合，来使传热材料32介于其间。
(第四实施方式)
接下来，参照图9，对第四实施方式的电力转换装置1的结构进行说明。图9是表示第四实施方式的电力转换装置1的结构的侧视剖面图。
本实施方式的电力转换装置1的散热器结构在散热板40与嵌合部31的嵌合结构这一点上，与第一实施方式不同。
本实施方式的嵌合部31的突出部31a是从下面侧壁部30U的平坦部30Ua向下侧突出的结构。换言之，下面侧壁部30U自身也向下侧的外侧突出。而且，在突出部31a内，沿着上下方向形成有用于将散热板40插入的狭缝部31b。
在该结构中，本实施方式的电力转换装置1与第一实施方式的电力转换装置1同样地，以散热板40插入至狭缝部31b的状态配置。
利用这样的结构，也能够在充分地确保从功率半导体模块10散热的散热容量的同时，在金属壳体30内将功率半导体模块10以竖放状态收纳。此外，根据本实施方式的散热器结构，还能够使下面侧壁部30U与制冷剂的接触面积增加，能够进一步提高冷却能力。
(第五实施方式)
接下来，参照图10，对第五实施方式的电力转换装置1的结构进行说明。图10是表示第五实施方式的电力转换装置1的结构的侧视剖面图。
本实施方式的电力转换装置1的散热器结构在是用于对在两侧的横侧面具有散热面10ba、10bb的功率半导体模块10进行冷却的结构这一点上，与第一实施方式不同。
本实施方式的电力转换装置1具有：第一散热板40A，安装于功率半导体模块10的一侧的散热面10ba；以及第二散热板40B，安装于功率半导体模块10的另一侧的散热面10bb。第一散热板40A和第二散热板40B的结构与在第一实施方式中说明的散热板40相同。
另外，本实施方式的嵌合部31具有用于供第一散热板40A插入的第一狭缝部31ba以及用于供第二散热板40B插入的第二狭缝部31bb。
在该结构中，本实施方式的电力转换装置1以在功率半导体模块10的散热面10ba、10bb分别安装有第一散热板40A以及第二散热板40B，而且，第一散热板40A被插入至第一狭缝部31ba，第二散热板40B被插入至第二狭缝部31bb的状态配置。通过形成为这样的结构，能够使从功率半导体模块10散热的散热路径增加一倍。
如上所述，根据本实施方式的电力转换装置1，能够使从功率半导体模块10散热的散热容量进一步增加。
以上，对本发明的具体例进行了详细说明，但这些不过是例示，并非对权利要求的范围进行限定。权利要求所述的技术中包括对以上所例示的具体例进行的各种变形、变更。
例如，例示出了金属壳体30的侧壁的高度比功率半导体模块10被收纳及配置于金属壳体30内时的、到螺栓10T为止的高度更高的情况，但不限于此，也可以是，比到螺栓10T为止的高度低。
其理由在于，即使是在金属壳体30的侧壁的高度比到螺栓10T为止的高度低的情况下，当在功率半导体模块10的周围存在比到螺栓10T为止的高度高的部件(例如，变压器、电容器)时，也仍然存在同样的问题，即，难以在将功率半导体模块10收纳及配置于金属壳体30内之后，在水平方向上用螺栓10T进行紧固的问题(参照图5)。
即，只要金属壳体30的结构或者部件配置是难以在将功率半导体模块10收纳及配置于金属壳体30内之后，在水平方向上用螺栓10T进行紧固的结构或配置，本发明的效果就会显著地呈现出来。
另外，在上述实施方式中，将金属壳体30的下面侧壁部30U作为散热面(在外侧与制冷剂接触)进行了说明，因此，示出了嵌合部31作为下面侧壁部30U的一部分而形成的例子，但嵌合部31也可以形成于下面侧壁部30U以外。
例如，当金属壳体30是通过在仅由下面侧壁部构成的形状上覆盖将侧壁与上壁一体成型的盖来构成时，在上壁的外侧与制冷剂接触的情况下，也可以是，嵌合部31作为上壁的一部分而形成。
即，只要是在壳体的收纳空间内，作为在壳体的收纳空间的外侧与制冷剂对置的壁部(散热壁部)的一部分而形成有嵌合部的结构，就能够应用本发明。
在2018年12月26日提出的日本专利申请特愿2018-242430中包含的说明书、附图及摘要的公开内容全部引用于本申请。
产业上的可利用性
根据本发明的电力转换装置，能够在以竖放的方式配置功率半导体模块的同时，充分地确保从该功率半导体模块散热的散热容量。
附图标记说明
1 电力转换装置
10 功率半导体模块(半导体部件)
10a 端子
10b、10ba、10bb 散热面
20 电路基板
30 金属壳体
30U 下面侧壁部
30Ua 平坦部
31 嵌合部
31a 突出部
31b、31ba、31bb 狭缝部
31c 螺栓孔
32 粘接材料(传热材料)
40、40A、40B 散热板(传热构件)
40a 安装部
40b 插入部
40c 通孔
10T、20T、40T 螺栓(紧固构件)

Claims (16)

1.一种电力转换装置，其特征在于，具备：
电力转换用的半导体部件；
传热构件，在该传热构件上，以使形成于所述半导体部件的至少一个面的散热面与该传热构件热连接的方式固定所述半导体部件；以及
壳体，具有收纳空间，该收纳空间收纳所述半导体部件和所述传热构件，
所述壳体具备散热壁部，该散热壁部在所述收纳空间的外侧与制冷剂对置，
在所述散热壁部的所述收纳空间内侧，形成有与所述传热构件嵌合的嵌合部，
所述嵌合部与所述传热构件接触的面积比所述半导体部件的所述散热面的面积大，
俯视时的所述嵌合部的占有面积比所述半导体部件的形成有所述散热面的所述一个面的面积小，
所述嵌合部构成为包括：突出部，从所述散热壁部的平坦部向上方突出；以及狭缝部，在所述突出部内沿着上下方向延伸，且以能够将所述传热构件插入该狭缝部的方式构成。
2.如权利要求1所述的电力转换装置，其中，
所述壳体的所述散热壁部在外侧与水制冷剂接触。
3.如权利要求1所述的电力转换装置，其中，
所述传热构件呈板状。
4.一种电力转换装置，其特征在于，具备：
电力转换用的半导体部件；
传热构件，在该传热构件上，以使形成于所述半导体部件的至少一个面的散热面与该传热构件热连接的方式固定所述半导体部件；以及
壳体，具有收纳空间，该收纳空间收纳所述半导体部件和所述传热构件，
所述壳体具备散热壁部，该散热壁部在所述收纳空间的外侧与制冷剂对置，
在所述散热壁部的所述收纳空间内侧，形成有与所述传热构件嵌合的嵌合部，
所述嵌合部与所述传热构件接触的面积比所述半导体部件的所述散热面的面积大，
俯视时的所述嵌合部的占有面积比所述半导体部件的形成有所述散热面的所述一个面的面积小，
所述嵌合部构成为包括：突出部，从所述散热壁部的平坦部向下方突出；以及狭缝部，在所述突出部内沿着上下方向延伸，且以能够将所述传热构件插入该狭缝部的方式构成。
5.如权利要求1所述的电力转换装置，其中，
在所述嵌合部内，所述传热构件在所述传热构件的至少一部分中，通过传热材料与所述嵌合部热耦合。
6.如权利要求1所述的电力转换装置，其中，
所述半导体部件通过设置于自身的上端的端子与电路基板电连接，所述电路基板以在该半导体部件的上方，与所述散热壁部的平坦部大致平行地延伸的方式配设。
7.如权利要求6所述的电力转换装置，其中，
在所述电路基板的下方配设有多个所述半导体部件，
以对多个所述半导体部件分别进行保持的方式，配设有多个所述传热构件，
以对多个所述传热构件分别进行嵌合固定的方式，形成有多个所述嵌合部。
8.如权利要求1所述的电力转换装置，其中，
所述半导体部件是功率半导体模块。
9.如权利要求1所述的电力转换装置，其中，
俯视时的所述半导体部件与所述传热构件的合计面积，比所述半导体部件的形成有所述散热面的所述一个面的面积小。
10.一种电力转换装置，其特征在于，具备：
电力转换用的半导体部件；
传热构件，在该传热构件上，以使形成于所述半导体部件的至少一个面的散热面与该传热构件热连接的方式固定所述半导体部件；以及
壳体，具有收纳空间，该收纳空间收纳所述半导体部件和所述传热构件，
所述壳体具备散热壁部，该散热壁部在所述收纳空间的外侧与制冷剂对置，
在所述散热壁部的所述收纳空间内侧，形成有与所述传热构件嵌合的嵌合部，
所述嵌合部与所述传热构件接触的面积比所述半导体部件的所述散热面的面积大，
俯视时的所述嵌合部的占有面积比所述半导体部件的形成有所述散热面的所述一个面的面积小，
所述嵌合部的形状为凹凸形状。
11.如权利要求1所述的电力转换装置，其中，
所述半导体部件和所述传热构件以竖放状态配设。
12.如权利要求1所述的电力转换装置，其中，
所述壳体是金属壳体。
13.如权利要求1所述的电力转换装置，其中，
所述壳体的形状为箱形形状，
所述壳体的周围的壁部的高度比所述半导体部件的上端的位置高。
14.如权利要求1所述的电力转换装置，其中，
在所述壳体中，收纳有延伸至比所述嵌合部的上端的位置更高的位置的、所述半导体部件以外的电子部件。
15.如权利要求1所述的电力转换装置，其中，
所述半导体部件通过紧固构件被紧固于所述传热构件。
16.如权利要求1所述的电力转换装置，其中，
所述传热构件通过紧固构件被紧固于所述嵌合部。
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