CN117501819A - 电气设备 - Google Patents
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Abstract
具有电气部件(305、310)、开关模块(510)、虚拟模块(560)以及冷却器(601),上述开关模块包括:被控制通电和切断的控制开关(521、522);分别与控制开关及电气部件连接的多个第一端子(541、542、543);与多个第一端子连接且装设有控制开关的第一导电部(340、350);以及对上述构件进行覆盖的第一树脂部(610),上述虚拟模块包括:与电气部件连接且彼此绝缘的多个第二端子(571、572、573);与多个第二端子连接且彼此绝缘的多个第二导电部(380、390、395);以及对上述构件进行覆盖的第二树脂部(620),上述冷却器分别对第一导电部的从第一树脂部露出的部位和多个第二导电部的从第二树脂部露出的部位进行冷却。
Description
相关申请的援引
本申请以2021年6月2日在日本提交申请的专利申请第2021-093247号为基础,将基础申请的内容整体地以参照的方式援引。
技术领域
本说明书记载的公开涉及一种电气设备。
背景技术
在专利文献1中记载有包括半导体模块、电流传感器、虚拟模块以及冷却管的电力转换装置。在半导体模块中设置有电流传感器。配线从电流传感器延伸。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2011-125083号公报
发明内容
虚拟模块具有树脂部和金属部。配线的一部分被树脂部覆盖。金属部的一部分从树脂部露出。从树脂部露出的金属部与冷却管接触。
电流传感器的热量经由树脂部和金属部向冷却管散热。由于隔着树脂部,因此,相应地电流传感器(电气部件)的热量难以向冷却管(冷却器)散热。
因此,本公开的目的在于提供一种电气设备,该电气设备容易使电气部件的热量向冷却器散热。
本公开的一个方式的电气设备具有:
电气部件;
第一模块,上述第一模块包括:控制通电和切断的控制开关;分别与控制开关及电气部件电连接的多个第一端子;与多个第一端子电连接且装设有控制开关的第一导电部;以及对控制开关、多个第一端子和第一导电部进行覆盖的第一树脂部;
第二模块,上述第二模块包括:与电气部件电连接且彼此绝缘的多个第二端子;与多个第二端子中的任一个电连接且彼此绝缘的多个第二导电部;以及对多个第二端子和多个第二导电部进行覆盖的第二树脂部;以及
冷却器,上述冷却器分别对第一导电部的从第一树脂部露出的部位和多个第二导电部的从第二树脂部露出的部位进行冷却。
由此,电气部件的热量容易向冷却器散热。
另外,附加的权利要求书的括号内的附图标记仅表示与后述的实施方式所记载的结构的对应关系,并不限定技术范围。
附图说明
图1是说明车载系统的电路图。
图2是说明开关模块的剖视图。
图3是说明开关模块的侧视图。
图4是说明虚拟模块的剖视图。
图5是说明虚拟模块的侧视图。
图6是说明电力转换装置的俯视图。
图7是说明开关模块的冷却方式的剖视图。
图8是说明虚拟模块的冷却方式的剖视图。
图9是说明电力转换装置的变形例的电路图。
图10是说明虚拟模块的变形例的剖视图。
图11是说明虚拟模块的变形例的冷却方式的剖视图。
图12是说明虚拟模块的变形例的剖视图。
图13是说明虚拟模块的变形例的冷却方式的剖视图。
图14是说明虚拟模块的变形例的侧视图。
图15是说明虚拟模块的变形例的侧视图。
图16是说明虚拟模块的变形例的剖视图。
图17是说明虚拟模块的变形例的侧视图。
图18是说明电力转换装置的变形例的俯视图。
图19是说明虚拟模块的变形例的剖视图。
图20是说明电力转换装置的变形例的俯视图。
图21是说明电力转换装置的变形例的俯视图。
图22是说明电力转换装置的变形例的俯视图。
图23是说明电力转换装置的变形例的俯视图。
图24是说明电力转换装置的变形例的俯视图。
图25是说明电力转换装置的变形例的俯视图。
图26是说明电力转换装置的变形例的侧视图。
图27是说明电力转换装置的变形例的俯视图。
具体实施方式
以下,参照附图,对用于实施本公开的多个方式进行说明。在各方式中,有时对与在先前的方式中说明的事项对应的部分标注相同的附图标记,并省略重复的说明。在各方式中对结构的仅一部分进行说明的情况下,对于结构的其他部分能应用在先说明的其他方式。
另外,不仅是各实施方式中明确记载了能够组合的部分彼此的组合,只要不对组合造成阻碍,即使没有明确记载,也可以将实施方式彼此、实施方式与变形例以及变形例彼此部分地进行组合。
(第一实施方式)
首先,基于图1对车载系统100进行说明。该车载系统100构成电动汽车用的系统。车载系统100具有电池200、电力转换装置300、电路基板304以及电动机400。在电路基板304上装设有ECU或栅极驱动器。电力转换装置300相当于电气设备。
栅极驱动器基于ECU的信号来控制电力转换装置300。由此,对与电池200的SOC对应的电动机400的再生和动力运行进行控制。SOC是充电状态(state of charge)的缩写。ECU是电子控制单元(electronic control unit)的缩写。
电池200具有多个二次电池。这些多个二次电池构成串联连接的电池组。该电池组的SOC相当于电池200的SOC。作为二次电池,能够采用锂离子二次电池、镍氢二次电池以及有机自由基电池等。
电力转换装置300进行电池200与电动机400之间的电力转换。电力转换装置300将电池200的直流电力转换为交流电力。电力转换装置300将由电动机400的发电(再生)生成的交流电力转换为直流电力。
电动机400连结于未图示的电动汽车的输出轴。电动机400的旋转能量经由输出轴传递到电动汽车的行驶轮。相反地,行驶轮的旋转能量经由输出轴传递到电动机400。
电动机400通过从电力转换装置300供给的交流电力进行动力运行。由此,向行驶轮施加推进力。另外,电动机400通过从行驶轮传递的旋转能量而再生。由该再生产生的交流电力通过电力转换装置300转换为直流电力。该直流电力被供给至电池200。另外,直流电力还被供给至装设于电动汽车的各种电负载。
<电力转换装置>
电力转换装置300具有电容器310、电流传感器305、开关模块510和虚拟模块560。电流传感器305和电容器310相当于电气部件。开关模块510相当于第一模块。虚拟模块560相当于第二模块。
第一供电母线301和第二供电母线302连接到电池200。电容器310、开关模块510和虚拟模块560并联连接在第一供电母线301与第二供电母线302之间。
开关模块510和虚拟模块560经由输出母线440连接到电动机400。在输出母线440上设置有电流传感器305。
在使电动机400动力运行的情况下,开关模块510的高侧开关和低侧开关分别由来自ECU的控制信号进行PWM控制。由此,由电力转换装置300生成三相交流。在后面说明开关模块510所包括的高侧开关和低侧开关。
在电动机400发电(再生)的情况下,ECU例如停止控制信号的输出。由此,由电动机400的发电生成的交流电力经过开关模块510所包括的二极管。其结果是,交流电力被转换为直流电力。在后面说明开关模块510所包括的二极管。
在本实施方式中,作为包含在开关模块510中的开关,采用n通道型的I GBT。但是,作为这些开关,也可以采用MOSFET而不是I GBT。在采用MOSFET作为开关的情况下,也可以没有上述二极管。
这些开关能够由S i等的半导体和S iC等的宽带隙半导体来制造。作为半导体元件的构成材料,没有特别限定。
<开关模块>
开关模块510具有U相开关模块511、V相开关模块512和W相开关模块513。以下,为了适当地说明这些共同的结构,将U相开关模块511~W相开关模块513不区分地表示为开关模块510。
开关模块510包括两个开关、两个二极管、三个端子和多个未示出的第一信号端子。
开关模块510具有第一高侧开关521和第一低侧开关522作为开关。第一高侧开关521和第一低侧开关522相当于控制开关。
开关模块510具有第一高侧二极管521a和第一低侧二极管522a作为二极管。
开关模块510具有第一正极端子541、第一负极端子542和第一输出端子543作为三个端子。另外,第一正极端子541、第一负极端子542和第一输出端子543相当于第一端子。
第一高侧二极管521a的阴极电极与作为第一高侧开关521的集电极的第一集电极531连接。第一高侧二极管521a的阳极电极与作为第一高侧开关521的发射极的第一发射极532连接。由此,第一高侧二极管521a与第一高侧开关521反向并联连接。
第一低侧二极管522a的阴极电极与作为第一低侧开关522的集电极的第二集电极533连接。第一低侧二极管522a的阳极电极与作为第一低侧开关522的发射极的第二发射极534连接。由此,第一低侧二极管522a与第一低侧开关522反向并联连接。
第一正极端子541与第一集电极531连接。第一负极端子542与第二发射极534连接。在第一发射极532和第二集电极533的中点处连接有第一输出端子543。
而且,第一正极端子541与第一供电母线301连接。第一负极端子542与第二供电母线302连接。第一输出端子543与输出母线440连接。
另外,在第一高侧开关521的第一栅极处连接有多个未图示的第一信号端子。在第一低侧开关522的第二栅极处连接有多个未图示的第二信号端子。多个第一信号端子和多个第二信号端子电连接到装设于电路基板304的ECU或栅极驱动器。
<开关模块的机械结构>
以下,将处于彼此正交关系的三个方向表示为x方向、y方向和z方向。在附图中,x方向相当于横向。y方向相当于排列方向。z方向相当于纵向。与y方向正交的方向相当于平面方向。在附图中省略了“方向”的记载。
另外,在附图中,将电池200省略表示为“BATT”。将电路基板304省略表示为“CB”。
开关模块510除了至此为止说明的构成要素之外,还具有第一半导体基板321、第二半导体基板331、第一通电部340、第二通电部350、第一端子322、第二端子332、第一覆盖树脂610以及焊料700。另外,第一通电部340和第二通电部350相当于第一导电部。
<第一半导体基板>
第一半导体基板321是形成有第一高侧开关521和第一高侧二极管521a的基板。第一半导体基板321由硅、带隙比硅宽的宽带隙半导体等形成。
如图2所示,第一半导体基板321形成为在y方向上厚度较薄的扁平形状。第一半导体基板321具有沿y方向排列的第一基板下表面321a和第一基板上表面321b。
在第一半导体基板321的第一基板下表面321a上设置有第一集电极531。第一集电极531兼作第一高侧二极管521a的阴极电极。
在第一半导体基板321的第一基板上表面321b上设置有第一发射极532和第一栅极。第一发射极532兼作第一高侧二极管521a的阳极电极。第一栅极例如形成沟槽栅极(日文:トレンチゲート)结构。虽然未图示,但是第一栅极埋入到第一半导体基板321中。
在第一基板上表面321b上,除了上述的第一发射极532和第一栅极之外,还设置有多个焊盘。多个焊盘以在z方向上与第一发射极532并列的方式集中设置于第一基板上表面321b的z方向的端部。
多个焊盘分别与多个第一信号端子电连接。多个第一信号端子朝向电路基板304延伸。多个第一信号端子电连接到设置于电路基板304的ECU或栅极驱动器。通过设置于电路基板304的ECU或栅极驱动器来控制第一高侧开关521的通电和切断。
以下,将第一半导体基板321、第一集电极531、第一发射极532和第一栅极一并表示为第一半导体芯片320。
<第二半导体基板>
第二半导体基板331是形成有第一低侧开关522和第一低侧二极管522a的基板。第二半导体基板331由硅、带隙比硅宽的宽带隙半导体等形成。
如图2所示,第二半导体基板331形成为在y方向上厚度较薄的扁平形状。第二半导体基板331具有沿y方向排列的第二基板下表面331a和第二基板上表面331b。
在第二半导体基板331的第二基板下表面331a上设置有第二集电极533。第二集电极533兼作第一低侧二极管522a的阴极电极。
在第二半导体基板331的第二基板上表面331b上设置有第二发射极534和未图示的第二栅极。第二发射极534兼作第一低侧二极管522a的阳极电极。第二栅极例如形成沟槽栅极结构。虽然未图示,但是第二栅极埋入到第二半导体基板331中。
在第二基板上表面331b上,除了上述的第二发射极534和第二栅极之外,还设置有多个焊盘。多个焊盘以在z方向上与第二发射极534排列的方式集中设置于第二基板上表面331b的z方向的端部。
多个焊盘分别与多个第二信号端子电连接。多个第二信号端子朝向电路基板304延伸。多个第二信号端子电连接到设置于电路基板304的ECU或栅极驱动器。通过设置于电路基板304的ECU或栅极驱动器来控制第一低侧开关522的通电和切断。
以下,将第二半导体基板331、第二集电极533、第二发射极534和第二栅极一并表示为第二半导体芯片330。
<第一通电部>
如图2所示,第一通电部340具有第一通电下部341和第一通电上部342。第一通电下部341和第一通电上部342分别由含有铜等的金属构件构成。第一通电下部341和第一通电上部342分别形成为y方向上的厚度较薄的扁平形状。
第一通电下部341具有沿y方向排列的第一通电下装设面341a和第一通电下露出面341b。第一通电上部342具有沿y方向排列的第一通电上装设面342a和第一通电上露出面342b。
在第一通电下部341上连结有至此为止说明的第一正极端子541。
<第二通电部>
第二通电部350具有第二通电下部351和第二通电上部352。第二通电下部351和第二通电上部352分别由含有铜等的金属构件构成。第二通电下部351和第二通电上部352分别形成为y方向上的厚度较薄的扁平形状。
第二通电下部351具有沿y方向排列的第二通电下装设面351a和第二通电下露出面351b。第二通电上部352具有沿y方向排列的第二通电上装设面352a和第二通电上露出面352b。
在第二通电下部351连结有至此为止说明的第一输出端子543。在第二通电上部352连结有至此为止说明的第一负极端子542。
<第一端子>
第一端子322是由含有铜等金属的形成材料形成的块体。第一端子322设置在第一通电下部341与第一通电上部342之间。
<第二端子>
第二端子332是由含有铜等金属的形成材料形成的块体。第二端子332设置在第二通电下部351与第二通电上部352之间。
<开关模块的层叠结构>
如图2所示,第一通电下部341和第二通电下部351以在x方向上分开的方式排列。
在第一通电下部341的第一通电下装设面341a上设置有焊料700。以第一集电极531与焊料700接触的方式,将第一半导体芯片320装设于第一通电下部341。
在第一半导体芯片320的第一发射极532上设置有焊料700。以与焊料700接触的方式,第一端子322装设于第一半导体芯片320。
在第一端子322的在y方向上远离第一半导体芯片320的一侧的部位设置有焊料700。以与设置于第一端子322的焊料700接触的方式,将第一通电上部342装设于第一端子322。
同样地,在第二通电下部351的第二通电下装设面351a上设置有焊料700。以第二集电极533与焊料700接触的方式,将第二半导体芯片330装设于第二通电下部351。
在第二半导体芯片330的第二发射极534上设置有焊料700。以与焊料700接触的方式,将第二端子332装设于第二半导体芯片330
在第二端子332的在y方向上远离第二半导体芯片330的一侧的部位设置有焊料700。以与设置于第二端子332的焊料700接触的方式,将第二通电上部352装设于第二端子332。
另外,在第一通电上部342上形成有朝向第二通电上部352延伸的第一接头部343。在第二通电下部351上形成有朝向第一通电上部342延伸的第二接头部353。第一接头部343和第二接头部353经由焊料700电连接和机械连接。
<第一覆盖树脂>
第一覆盖树脂610例如是以环氧类树脂为材料的树脂构件。第一覆盖树脂610通过传递模塑法而成形。至此为止说明的构成要素的一部分被第一覆盖树脂610覆盖。第一覆盖树脂610相当于第一树脂部。
如图2和图3所示,第一覆盖树脂610呈大致矩形。第一覆盖树脂610具有沿y方向排列的第一树脂下表面610a、第一树脂上表面610b和将它们连结的四个连结面。
第一通电下露出面341b和第二通电下露出面351b从第一树脂下表面610a露出。第一通电上露出面342b和第二通电上露出面352b从第一树脂上表面610b露出。
如图3所示,第一正极端子541、第一负极端子542和第一输出端子543各自的一部分从四个连结面中的一个露出。第一正极端子541、第一负极端子542和第一输出端子543从第一通电部340侧朝向第二通电部350侧依次排列。
多个未示出的第一信号端子和多个未示出的第二信号端子的一部分从四个连结面中的在z方向上远离上述端子露出侧的一侧的表面露出。
<开关模块的传热>
如至此为止所说明那样,开关模块510包括第一半导体芯片320和第二半导体芯片330。包含在第一半导体芯片320中的第一高侧开关521和包含在第二半导体芯片330中的第一低侧开关522分别通过电路基板304的ECU或栅极驱动器来控制通电和切断。由于电流在U相开关模块511~W相开关模块513之间连续地流动,因此,U相开关模块511~W相开关模块513分别容易发热。
如上所述,第一正极端子541与第一供电母线301连接。第一负极端子542与第二供电母线302连接。第一输出端子543与输出母线440连接。电容器310与第一供电母线301和第二供电母线302连接。在输出母线440上设置有电流传感器305。
因此,开关模块510的热量能够热传导到电容器310和电流传感器305。电容器310和电流传感器305容易变热。
<虚拟模块>
虚拟模块560具有U相虚拟模块561、V相虚拟模块562和W相虚拟模块563。以下,为了适当地说明这些共同的结构,将U相虚拟模块561~W相虚拟模块563不区分地表示为虚拟模块560。
如图4和图5所示,虚拟模块560具有三个端子、第三通电部380、第四通电部390、第三端子384、第四端子394、焊料700以及覆盖它们的第二覆盖树脂620。另外,第二覆盖树脂620相当于第二树脂部。另外,第三通电部380和第四通电部390相当于第二导电部。除了第三通电部380和第四通电部390之外,后述的第五通电部395也相当于第二导电部。
虚拟模块560具有第二正极端子571、第二负极端子572和第二输出端子573作为三个端子。第二正极端子571、第二负极端子572和第二输出端子573分别彼此绝缘。第二正极端子571、第二负极端子572和第二输出端子573相当于第二端子。
<第三通电部>
第三通电部380具有第三通电下部381和第三通电上部382。第三通电下部381和第三通电上部382分别由含有铜等的金属构件构成。第三通电下部381和第三通电上部382分别形成为y方向上的厚度较薄的扁平形状。
第三通电下部381具有沿y方向排列的第三通电下装设面381a和第三通电下露出面381b。第三通电上部382具有沿y方向排列的第三通电上装设面382a和第三通电上露出面382b。
在第三通电下部381上连结有至此为止说明的第二正极端子571。
<第四通电部>
第四通电部390具有第四通电下部391和第四通电上部392。第四通电下部391和第四通电上部392分别由含有铜等的金属构件构成。第四通电下部391和第四通电上部392分别形成为y方向上的厚度较薄的扁平形状。
第四通电下部391具有沿y方向排列的第四通电下装设面391a和第四通电下露出面391b。第四通电上部392具有沿y方向排列的第四通电上装设面392a和第四通电上露出面392b。
在第四通电下部391上连结有至此为止说明的第二输出端子573。在第四通电上部392上连结有至此为止说明的第二负极端子572。
<第三端子>
第三端子384是由与第二覆盖树脂620相同的材料形成的大致长方体的块体。另外,第三端子384也可以不是与第二覆盖树脂620相同的材料。第三端子384是绝缘构件即可。
第三端子384设置在第三通电下部381与第三通电上部382之间。由此,保持第三通电下部381和第三通电上部382的绝缘。
<第二块体>
第四端子394是由与第二覆盖树脂620相同的材料形成的大致长方体的块体。另外,第四端子394也可以不是与第二覆盖树脂620相同的材料。第四端子394是绝缘构件即可。
第四端子394设置在第四通电下部391与第四通电上部392之间。由此,保持第四通电下部391和第四通电上部392的绝缘。
<第二正极端子、第二负极端子和第二输出端子>
如上所述,保持第三通电下部381和第三通电上部382的绝缘。保持第四通电下部391和第四通电上部392的绝缘。
因此,第二正极端子571、第二负极端子572和第二输出端子573分别彼此绝缘。
如图4所示,第三通电下部381和第四通电下部391以在x方向上分开的方式排列。
在第三通电下部381的第三通电下装设面381a上装设有第三端子384。
在第三端子384的在y方向上远离第三通电下部381的一侧装设有第三通电上部382。
同样地,在第四通电下部391的第四通电下装设面391a上装设有第四端子394。
在第四端子394的在y方向上远离第四通电下部391的一侧的部位上装设有第四通电上部392。
另外,在第三通电上部382上形成有朝向第四通电上部392延伸的第三接头部383。在第四通电下部391上形成有朝向第三通电上部382延伸的第四接头部393。第三接头部383和第四接头部393经由焊料700电连接和机械连接。
<第二覆盖树脂>
第二覆盖树脂620例如是以环氧类树脂为材料的树脂构件。第二覆盖树脂620通过传递模塑法而成形。至此为止说明的构成要素的一部分被第二覆盖树脂620覆盖。
如图4和图5所示,第二覆盖树脂620呈大致矩形。第二覆盖树脂620具有沿y方向排列的第二树脂下表面620a、第二树脂上表面620b和将它们连结的四个连结面。第二树脂下表面620a和第二树脂上表面620b相当于第二树脂面。
第三通电下露出面381b和第四通电下露出面391b从第二树脂下表面620a露出。第三通电上露出面382b和第四通电上露出面392b从第一树脂上表面610b露出。另外,第三通电下露出面381b、第三通电上露出面382b、第四通电下露出面391b和第四通电上露出面392b相当于第二导电主面。除了这些面之外,后述的第五通电下部396b和第五通电上部397b也相当于第二导电主面。
第二正极端子571、第二负极端子572和第二输出端子573各自的一部分从四个连结面中的一个露出。第二正极端子571、第二负极端子572和第二输出端子573从第三通电部380侧朝向第四通电部390侧依次排列。
<虚拟模块的传热>
如至此为止所说明的那样,第二正极端子571、第二负极端子572和第二输出端子573分别彼此绝缘。第二正极端子571与第三通电下部381电连接。第二负极端子572与第四通电上部392电连接。第二输出端子573与第三通电上部382和第四通电下部391电连接。
第二正极端子571能够向第三通电下部381热传导。第二负极端子572能够向第四通电上部392热传导。第二输出端子573能够向第三通电上部382和第四通电下部391热传导。
另外,第二正极端子571与第一供电母线301连接。第二负极端子572与第二供电母线302连接。第二输出端子573与输出母线440连接。电容器310与第一供电母线301和第二供电母线302连接。在输出母线440上设置有电流传感器305。
如上所述,电容器310和电流传感器305容易变热。电容器310的热量能够经由第二正极端子571向第三通电下部381热传导。电容器310的热量能够经由第二负极端子572向第四通电上部392热传导。电流传感器305的热量能够经由第二输出端子573向第三通电上部382和第四通电下部391热传导。
<电容器>
电容器310具有两个电极。电容器310所包括的两个电极中的一个与第一供电母线301的一端连接。第一供电母线301的另一端分别与第一正极端子541和第二正极端子571连接。
电容器310所包括的两个电极中的剩余一个与第二供电母线302的一端连接。第二供电母线302的另一端分别与第一负极端子542和第二负极端子572连接。
<输出母线和电流传感器>
输出母线440具有U相母线410、V相母线420和W相母线430。如图6所示,U相母线410~W相母线430分别朝向输出端子延伸。
U相母线410的一端与U相开关模块511的第一输出端子543和U相虚拟模块561的第二输出端子573连接。V相母线420的一端与V相开关模块512的第一输出端子543和V相虚拟模块562的第二输出端子573连接。W相母线430的一端与W相开关模块513的第一输出端子543和W相虚拟模块563的第二输出端子573连接。
U相母线410的另一端与电动机400的U相定子线圈连接。V相母线420的另一端与电动机400的V相定子线圈连接。W相母线430的另一端与电动机400的W相定子线圈连接。
而且,在输出母线440上设置有用于对流过输出母线440的电流进行检测的电流传感器305。电流传感器305具有第一电流传感器306、第二电流传感器307和第三电流传感器308。
在U相母线410上设置有用于对流过U相母线410的电流进行检测的第一电流传感器306。在V相母线420上设置有用于对流过V相母线420的电流进行检测的第二电流传感器307。在W相母线430上设置有用于对流过W相母线430的电流进行检测的第三电流传感器308。
<电力转换装置的机械结构>
电力转换装置300除了至此为止说明的构成要素之外,还具有冷却器601、绝缘板605、壳体313、电容器壳体311和电流传感器壳体309。在后面说明壳体313、电容器壳体311和电流传感器壳体309。
如图6所示,冷却器601具有供给管602、排出管603和多个中继管604。供给管602和排出管603经由多个中继管604连结。向供给管602供给制冷剂。该制冷剂经由多个中继管604从供给管602流向排出管603。另外,中继管604相当于冷却部。
供给管602和排出管603沿y方向延伸。供给管602和排出管603在x方向上分开。在供给管602的延长方向的端部设置有供给制冷剂的供给口602a。在排出管603的延长方向的端部设置有排出制冷剂的排出口603a。多个中继管604分别从供给管602朝向排出管603沿x方向延伸。多个中继管604在y方向上分开。在相邻的两个中继管604之间构成空隙。
如图6所示,在冷却器601中构成共计六个空隙。在这六个空隙中分别设置有U相开关模块511、U相虚拟模块561、V相开关模块512、V相虚拟模块562、W相开关模块513以及W相虚拟模块563。
U相开关模块511设置在六个空隙中的最靠近供给口602a和排出口603a侧的空隙中。U相虚拟模块561设置在U相开关模块511的相邻的空隙中。V相开关模块512设置在U相虚拟模块561的相邻的空隙中。V相虚拟模块562设置在V相开关模块512的相邻的空隙中。W相开关模块513设置在V相虚拟模块562的相邻的空隙中。W相虚拟模块563设置在W相开关模块513的相邻的空隙中。另外,开关模块510和虚拟模块560的配置顺序不限于上述顺序。
关于向空隙的配置,就开关模块510而言,如图7所示,第一树脂下表面610a与相邻的两个中继管604中的供给口602a和排出口603a侧的一个相对。第一树脂上表面610b与相邻的两个中继管604中的远离供给口602a和排出口603a侧的一侧的一个相对。
因此,从开关模块510露出的第一正极端子541、第一负极端子542和第一输出端子543从供给管602朝向排出管603依次排列。
关于向空隙的配置,就虚拟模块560而言,如图8所示,第二树脂下表面620a与相邻的两个中继管604中的供给口602a和排出口603a侧的一个相对。第二树脂上表面620b与相邻的两个中继管604中的远离供给口602a和排出口603a侧的一侧的一个相对。
因此,从虚拟模块560露出的第二正极端子571、第二负极端子572和第二输出端子573从供给管602朝向排出管603依次排列。
另外,如图7所示,在中继管604与第一树脂下表面610a之间设置有用于保持中继管604和开关模块510的绝缘性的绝缘板605。在中继管604与第一树脂上表面610b之间设置有用于保持中继管604和开关模块510的绝缘性的绝缘板605。另外,在图7中,省略了焊料700的记载。
同样地,如图8所示,在中继管604与第二树脂下表面620a之间设置有用于保持中继管604和虚拟模块560的绝缘性的绝缘板605。在中继管604与第二树脂上表面620b之间设置有用于保持中继管604和虚拟模块560的绝缘性的绝缘板605。
绝缘板605由热传导率分别比第一覆盖树脂610和第二覆盖树脂620高的材料形成。作为绝缘板605,例如适用氮化铝等陶瓷。另外,绝缘板605不限于陶瓷。
开关模块510的第一通电上露出面342b、第二通电上露出面352b、第一通电下露出面341b和第二通电下露出面351b分别与绝缘板605接触。另外,绝缘板605也分别与多个中继管604接触。
虚拟模块560的第三通电上露出面382b、第四通电上露出面392b、第三通电下露出面381b、第四通电下露出面391b分别与绝缘板605接触。另外,绝缘板605也分别与多个中继管604接触。
由此,开关模块510能够向在y方向上与开关模块510相邻的中继管604热传导。第一通电下露出面341b和第二通电下露出面351b能够向供给口602a和排出口603a侧的中继管604热传导。第一通电上露出面342b和第二通电上露出面352b能够向远离供给口602a和排出口603a的一侧的中继管604热传导。
虚拟模块560能够向在y方向上与虚拟模块560相邻的中继管604热传导。第三通电下露出面381b和第四通电下露出面391b能够向供给口602a和排出口603a侧的中继管604热传导。第三通电上露出面382b和第四通电上露出面392b能够向远离供给口602a和排出口603a的一侧的中继管604热传导。
<壳体、电容器壳体和电流传感器壳体>
接着,对壳体类进行说明。电容器壳体311是用于收纳电容器310的壳体。在电容器壳体311中,除了电容器310之外,还收纳有第一供电母线301的一部分和第二供电母线302的一部分。
电流传感器壳体309是用于收纳电流传感器305的壳体。在电流传感器壳体309中,除了第一电流传感器306~第三电流传感器308之外,还收纳有U相母线410的一部分、V相母线420的一部分和W相母线430的一部分。
壳体313是对收纳有开关模块510、虚拟模块560、绝缘板605的冷却器601、电容器壳体311和电流传感器壳体309进行收纳的框体。另外,以下,为了便于说明,将收纳有开关模块510、虚拟模块560和绝缘板605的冷却器601集中表示为功率模块600。
如图6所示,壳体313具有在z方向上厚度较薄的底部314和从底部314的内底面314a的边缘部沿z方向环状地立起的侧部315。
侧部315具有在y方向上彼此分开地相对的第一侧壁316和第三侧壁318以及在x方向上彼此分开地相对的第二侧壁317和第四侧壁319。
第一侧壁316、第二侧壁317、第三侧壁318、第四侧壁319在z方向上沿周向依次环状地连结。在由底部314和侧部315划分出的收纳空间中收纳有功率模块600、电容器壳体311和电流传感器壳体309。
如图6所示,电容器壳体311配置在收纳空间的第二侧壁317侧。电流传感器壳体309配置在收纳空间的第四侧壁319侧。功率模块600配置在电容器壳体311与电流传感器壳体309之间。换言之,功率模块600配置在电容器310与电流传感器305之间。
另外,冷却器601的供给管602和排出管603穿过第一侧壁316。供给管602位于比排出管603更靠第二侧壁317侧的位置。排出管603位于比供给管602更靠第四侧壁319侧的位置。
如上所述,第一供电母线301的一端与电容器310所包括的两个电极中的一个连接。第一供电母线301的另一端从电容器壳体311朝向功率模块600延伸。
如图6所示,第一供电母线301在另一端侧具有多个第一正极供电端子301a和第二正极供电端子301b。第一正极供电端子301a与第一正极端子541连接。第二正极供电端子301b与第二正极端子571连接。
如上所述,第二供电母线302的一端与电容器310所包括的两个电极中的剩余一个连接。第二供电母线302的另一端从电容器壳体311朝向功率模块600延伸。
如图6所示,第二供电母线302在另一端侧具有多个第一负极供电端子302a和第二负极供电端子302b。第一负极供电端子302a与第一负极端子542连接。第二负极供电端子302b与第二负极端子572连接。
另外,如图6所示,U相母线410、V相母线420和W相母线430各自的一部分从电流传感器壳体309露出。从电流传感器壳体309露出的U相母线410、V相母线420和W相母线430分别朝向功率模块600延伸。
U相母线410在功率模块600侧具有第一U相端子410a和第二U相端子410b。V相母线420在功率模块600侧具有第一V相端子420a和第二V相端子420b。W相母线430在功率模块600侧具有第一W相端子430a和第二W相端子430b。
第一U相端子410a与U相开关模块511的第一输出端子543连接。第一V相端子420a与V相开关模块512的第一输出端子543连接。第一W相端子430a与W相开关模块513的第一输出端子543连接。
另外,第二U相端子410b与U相虚拟模块561的第二输出端子573连接。第二V相端子420b与V相虚拟模块562的第二输出端子573连接。第二W相端子430b与W相虚拟模块563的第二输出端子573连接。
以下,为了便于说明,将第一U相端子410a、第一V相端子420a和第一W相端子430a不区分地表示为第一连接端子440a。将第二U相端子410b、第二V相端子420b和第二W相端子430b不区分地表示为第二连接端子440b。
(第二实施方式)
如图9~图11所示,也可以在虚拟模块560中包含具有第三半导体基板361的第三半导体芯片360和具有第四半导体基板371的第四半导体芯片370。第三半导体芯片360包括第二高侧开关523。第四半导体芯片370包括第二低侧开关524。第二高侧开关523和第二低侧开关524相当于切断开关。
<第三半导体基板>
第三半导体基板361是形成有第二高侧开关523和第二高侧二极管523a的基板。
第三半导体基板361形成为y方向上的厚度较薄的扁平形状。第三半导体基板361具有沿y方向排列的第三基板下表面361a和第三基板上表面361b。
在第三半导体基板361的第三基板下表面361a上设置有第三集电极535。第三集电极535兼作第二高侧二极管523a的阴极电极。
在第三半导体基板361的第三基板上表面361b上设置有第三发射极536和未图示的第三栅极。第三发射极536兼作第二高侧二极管523a的阳极电极。
在第三基板上表面361b上,除了上述的第三发射极536和第三栅极之外,还设置有多个焊盘。多个焊盘以在z方向上与第三发射极536排列的方式集中设置于第三基板上表面361b的z方向的端部。
多个焊盘分别与未图示的多个第三信号端子电连接。多个第三信号端子朝向电路基板304延伸。多个第三信号端子电连接到设置于电路基板304的ECU或栅极驱动器。通过设置于电路基板304的ECU或栅极驱动器来控制第二高侧开关523以使之始终处于切断状态。
以下,将第三半导体基板361、第三集电极535、第三发射极536和第三栅极一并表示为第三半导体芯片360。
<第四半导体基板>
第四半导体基板371是形成有第二低侧开关524和第二低侧二极管524a的基板。
第四半导体基板371形成为y方向上的厚度较薄的扁平形状。第四半导体基板371具有沿y方向排列的第四基板下表面371a和第四基板上表面371b。
在第四半导体基板371的第四基板下表面371a上设置有第四集电极537。第四集电极537兼作第二低侧二极管524a的阴极电极。
在第四半导体基板371的第四基板上表面371b上设置有第四发射极538和未图示的第四栅极。第四发射极538兼作第二低侧二极管524a的阳极电极。
在第四基板上表面371b上,除了上述的第四发射极538和第四栅极之外,还设置有多个焊盘。多个焊盘以在z方向上与第四发射极538排列的方式集中设置于第四基板上表面371b的z方向的端部。
多个焊盘分别与未图示的多个第四信号端子电连接。多个第四信号端子朝向电路基板304延伸。多个第四信号端子电连接到设置于电路基板304的ECU或栅极驱动器。通过设置于电路基板304的ECU或栅极驱动器来控制第二低侧开关524以使之始终处于切断。
以下,将第四半导体基板371、第四集电极537、第四发射极538和第四栅极一并表示为第四半导体芯片370。
<虚拟模块的层叠结构>
如图10所示,虚拟模块560具有与开关模块510相同的结构。
第三通电下部381和第四通电下部391在x方向上分开排列。
在第三通电下部381上装设有第三半导体芯片360。在第三半导体芯片360上装设有金属制的第三端子384。在第三端子384上装设有第三通电上部382。它们分别经由焊料700连接。另外,第三端子384也可以不是金属制的。
在第四通电下部391上装设有第四半导体芯片370。在第四半导体芯片370上装设有金属制的第四端子394。在第四端子394上装设有第四通电上部392。它们分别经由焊料700连接。另外,第四端子394也可以不是金属制的。
另外,第三接头部383和第四接头部393经由焊料700电连接和机械连接。
在这种情况下,第二正极端子571、第二负极端子572和第二输出端子573也分别彼此绝缘。第二正极端子571能够热传导地连接到第三通电下部381。第二负极端子572能够热传导地连接到第四通电上部392。第二输出端子573能够热传导地连接到第三通电上部382和第四通电下部391。
电容器310的热量容易经由第三通电下部381和第四通电上部392向中继管604散热。电流传感器305的热量容易经由第三通电上部382和第四通电下部391向中继管604散热。
<作用效果>
如至此为止所说明那样,开关模块510包括第一半导体芯片320和第二半导体芯片330。第一半导体芯片320的第一高侧开关521和第二半导体芯片330的第一低侧开关522各自的通电和切断由电路基板304控制。由于电流在U相开关模块511~W相开关模块513之间连续地流动,因此,开关模块510分别容易发热。
如上所述,第一正极端子541与第一正极供电端子301a连接。第一负极端子542与第一负极供电端子302a连接。第一输出端子543与第一连接端子440a连接。
因此,开关模块510的热量能够经由第一正极供电端子301a和第一负极供电端子302a向电容器310热传导。开关模块510的热量能够经由第一连接端子440a向电流传感器305热传导。由此,电容器310和电流传感器305容易变热。
如上所述,第二正极端子571与第二正极供电端子301b连接。第二负极端子572与第二负极供电端子302b连接。第二输出端子573与第二连接端子440b连接。
如上所述,第三通电下部381与第二正极端子571电连接。第四通电上部392与第二负极端子572电连接。第三通电上部382和第四通电下部391与第二输出端子573电连接。第二正极端子571、第二负极端子572和第二输出端子573分别彼此绝缘。
如上所述,虚拟模块560设置在相邻的中继管604之间的空隙中。包括第三通电下部381和第三通电上部382的第三通电部380、包括第四通电下部391和第四通电上部392的第四通电部390分别能够向中继管604热传导。
因此,电容器310的热量容易经由第三通电下部381和第四通电上部392向中继管604散热。电流传感器305的热量容易经由第三通电上部382和第四通电下部391向中继管604散热。电容器310的热量和电流传感器305的热量分别容易向冷却器601散热。
如至此为止所说明的那样,在中继管604与第二树脂下表面620a之间以及中继管604与第二树脂上表面620b之间设置有热传导率比第一覆盖树脂610和第二覆盖树脂620高的绝缘板605。
中继管604与第二树脂下表面620a之间的绝缘板605与第三通电下露出面381b、第四通电下露出面391b及中继管604接触。中继管604与第二树脂上表面620b之间的绝缘板605与第三通电上露出面382b、第四通电上露出面392b及中继管604接触。因此,开关模块510的热量容易向中继管604散热。
如至此为止所说明的那样,在壳体313的收纳空间中收纳有功率模块600、电容器壳体311和电流传感器壳体309。功率模块600在第二侧壁317和第四侧壁319排列的x方向上配置在电容器壳体311与电流传感器壳体309之间。由于功率模块600、电容器310和电流传感器305接近,因此,电感容易降低。容易降低电力转换时的损耗。此外,在车辆中的z方向较窄、xy方向较宽的空间中容易装设电力转换装置300。
(变形例1)
如图12和图13所示,第三通电下部381和第三通电上部382也可以是成为一体而形成为大致长方体形状的第三通电部380。第四通电下部391和第四通电上部392也可以是成为一体而形成为大致长方体形状的第四通电部390。因此,第三通电部380和第四通电部390也可以分别绝缘。
而且,第三通电部380也可以分别从第二树脂下表面620a和第二树脂上表面620b露出。第四通电部390也可以分别从第二树脂下表面620a和第二树脂上表面620b露出。另外,第三通电部380和第四通电部390中的任一方也可以分别从第二树脂下表面620a和第二树脂上表面620b露出。
如图13所示,第二正极端子571与第三通电部380连接。第二负极端子572与第四通电部390连接。
在这种情况下,电容器310的热量容易分别向配置于第二树脂下表面620a侧的中继管604和配置于第二树脂上表面620b侧的中继管604散热。
另外,如图14所示,也可以将第二输出端子573而不是第二负极端子572与第四通电部390连接。另外,虽然未图示,但是也可以仅将第二正极端子571与第三通电部380连接。也可以仅将第二负极端子572与第四通电部390连接。也可以仅将第二输出端子573与第四通电部390连接。
(变形例2)
如图15和图16所示,第二正极端子571、第二负极端子572和第二输出端子573也可以分别与彼此绝缘的不同的通电部连接。第二输出端子573也可以与同第三通电部380及第四通电部390绝缘的第五通电部395连接。
另外,第五通电部395也可以形成为大致长方体形状。如图16所示,第五通电部395具有沿y方向分开排列的第五通电下部396b和第五通电上部397b。第五通电下部396b也可以从第二树脂下表面620a露出。第五通电上部397b也可以从第二树脂上面620b露出。
(变形例3)
如图17所示,第三通电部380的从第二树脂下表面620a露出的沿着x方向和z方向的第一面积与第四通电部390的从第二树脂下表面620a露出的沿着x方向和z方向的第二面积也可以不相同。另外,虽然未图示,但是第三通电下部381的从第二树脂下表面620a露出的沿着x方向和z方向的第一面积与第四通电下部391的从第二树脂下表面620a露出的沿着x方向和z方向的第二面积也可以不相同。也可以是第一面积和第二面积中的任一个较大。
如图17所示,在将第二负极端子572与第三通电部380连接且第一面积大于第二面积的情况下,电容器310的热量容易经由第三通电部380向中继管604散热。
另外,在将第二输出端子573与第四通电部390连接且第二面积比从第二树脂下表面620a露出的第一面积大的情况下,电流传感器305的热量容易经由第四通电部390向中继管604散热。当然,也可以将第二正极端子571与第三通电部380连接。
另外,虽然未图示,但是第三通电部380的从第二树脂上表面620b露出的沿着x方向和z方向的第三面积与第四通电部390的从第二树脂上表面620b露出的沿着x方向和z方向的第四面积也可以不相同。虽然未图示,但是第三通电上部382的从第二树脂上表面620b露出的沿着x方向和z方向的第三面积与第四通电上部392的从第二树脂上表面620b露出的沿着x方向和z方向的第四面积也可以不相同。也可以是第三面积和第四面积中的任一个较大。
而且,将第一面积和第二面积合计而成的第五面积与将第三面积和第四面积合计而成的第六面积也可以不相同。在多个中继管604中的最靠近供给口602a和排出口603a侧的中继管604中流动的制冷剂的温度容易变低。在虚拟模块560设置在供给口602a和排出口603a侧的端部的中继管604与相邻的中继管604之间的空隙中的情况下,如果第五面积比第六面积小,则容易从虚拟模块560均匀地向两个中继管604散热。此外,也可以是第五面积和第六面积中的任一个较大。
(变形例4)
也可以在沿y方向排列的多个中继管604的端侧的中继管604与相邻的中继管604之间的空隙中设置虚拟模块560。沿y方向排列的多个中继管604中的位于端侧的中继管604容易暴露于空气。因此,在沿y方向排列的多个中继管604中的位于端侧的中继管604中流动的制冷剂的温度容易变低。
特别地,如图18所示,在虚拟模块560设置在供给口602a及排出口603a侧的端部的中继管604与相邻的中继管604之间的空隙中的情况下,虚拟模块560容易向中继管604散热。
虽然未图示,但是也可以在沿y方向排列的多个中继管604中最远离供给口602a和排出口603a一侧的中继管604与相邻的中继管604之间的空隙中设置虚拟模块560。即使在这种情况下,虚拟模块560也容易向中继管604散热。
(变形例5)
如图19所示,只要第三半导体芯片360的第二高侧开关523和第四半导体芯片370的第二低侧开关524始终处于切断即可,第三通电上部382和第四通电上部392也可以成为一体。在这种情况下,也能够保持第二正极端子571、第二负极端子572和第二输出端子573各自的绝缘性。
(变形例6)
如图20及图21所示,第一连接端子440a分别沿x方向朝向开关模块510延伸。第二连接端子440b分别在x方向上朝向虚拟模块560延伸。第一连接端子440a的沿着与x方向正交的y方向和z方向的第一截面的截面积也可以小于第二连接端子440b的沿着与x方向正交的y方向和z方向的第二截面的截面积。换言之,第二连接端子440b的沿着与x方向正交的y方向和z方向的第二截面的截面积也可以大于第一连接端子440a的沿着与x方向正交的y方向和z方向的第一截面的截面积。第二连接端子440b的热阻比第一连接端子440a的热阻低。热量难以经由第一连接端子440a传递到电流传感器305。电流传感器305的热量容易经由第二连接端子440b向中继管604散热。
第一正极供电端子301a在x方向上朝向开关模块510延伸。第二正极供电端子301b在x方向上朝向虚拟模块560延伸。第一正极供电端子301a的沿着与x方向正交的y方向和z方向的第三截面的截面积也可以小于第二正极供电端子301b的沿着与x方向正交的y方向和z方向的第四截面的截面积。换言之,第二正极供电端子301b的沿着与x方向正交的y方向和z方向的第四截面可以大于第一正极供电端子301a的沿着与x方向正交的y方向和z方向的第三截面的截面积。因此,第二正极供电端子301b的热阻比第一正极供电端子301a的热阻低。热量难以经由第一正极供电端子301a传递到电容器310。电容器310的热量容易经由第二正极供电端子301b向中继管604散热。
同样地,第一负极供电端子302a在x方向上朝向开关模块510延伸。第二负极供电端子302b在x方向上朝向虚拟模块560延伸。第一负极供电端子302a的沿着与x方向正交的y方向和z方向的第五截面的截面积也可以小于第二负极供电端子302b的沿着与x方向正交的y方向和z方向的第六截面的截面积。换言之,第二负极供电端子302b的沿着与x方向正交的y方向和z方向的第六截面的截面积也可以大于第一负极供电端子302a的沿着与x方向正交的y方向和z方向的第五截面的截面积。因此,第二负极供电端子302b的热阻比第一负极供电端子302a的热阻低。热量难以经由第一负极供电端子302a传递到电容器310。电容器310的热量容易经由第二负极供电端子302b向中继管604散热。
另外,第一U相端子410a和第二U相端子410b可以分开也可以不分开。第一V相端子420a和第二V相端子420b可以分开也可以不分开。第一W相端子430a和第二W相端子430b可以分开也可以不分开。
以下,为了便于说明,将第一正极供电端子301a、第一负极供电端子302a和第一连接端子440a不区分地表示为第一连接部303a。将第二正极供电端子301b、第二负极供电端子302b以及第二连接端子440b不区分地表示为第二连接部303b。第二连接部303b的至少一个的热阻比第一连接部303a的至少一个低即可。
(变形例7)
如图22所示,第二连接端子440b的延长方向的长度也可以比第一连接端子440a的延长方向的长度短。因此,第二连接端子440b的热阻比第一连接端子440a的热阻低。热量难以经由第一连接端子440a传递到电流传感器305。电流传感器305的热量容易经由第二连接端子440b向中继管604散热。
(变形例8)
如图23所示,在第二连接部303b的形成材料中也可以包含热传导率比第一连接部303a的形成材料高的不同材料。另外,在附图中,用阴影的不同表示形成材料的不同。
(变形例9)
如图24所示,也可以是功率模块600与电容器壳体311在x方向上排列,功率模块600及电容器壳体311与电流传感器壳体309在y方向上排列。换言之,也可以是功率模块600与电容器310在x方向上排列,功率模块600及电容器310与电流传感器305在y方向上排列。在这种情况下,在车辆中的x方向、y方向和z方向较窄的空间中容易装设电力转换装置300。
另外,在附图中省略了第一供电母线301、第二供电母线302和输出母线440的记载。另外,在图24中省略了壳体313的记载。
(变形例10)
如图25和图26所示,也可以是功率模块600与电容器壳体311在z方向上排列,功率模块600及电容器壳体311与电流传感器壳体309在x方向上排列。换言之,也可以是功率模块600与电容器310在z方向上排列,功率模块600及电容器310与电流传感器305在x方向上排列。在这种情况下,在车辆中的x方向较窄的空间中容易装设电力转换装置300。另外,在图25和图26中省略了壳体313的记载。
另外,在附图中省略了第一供电母线301、第二供电母线302和输出母线440的记载。特别地,第一供电母线301也可以集成到图25和图26所示的母线模块450中。
如图25和图26所示,母线模块450设置在功率模块600的远离电流传感器壳体309一侧的、比电容器壳体311更靠近功率模块600一侧的位置。
(变形例11)
如图27所示,在电力转换装置300中也可以设置对功率模块600朝向第三侧壁318施加作用力的弹簧800。在这种情况下,也可以是弹簧800设置在第一侧壁316与供给口602a及排出口603a侧的中继管604之间,弹簧800分别与第一侧壁316及中继管604接触。
另外,如图27所示,第三侧壁318的一部分也可以向功率模块600侧突起。功率模块600的第三侧壁318侧的中继管604也可以与第三侧壁318的突起部位接触。
通过采用本变形例的结构,能够将功率模块600的热量从弹簧800的两侧向壳体313散热。
具体而言,功率模块600的热量能够经由弹簧800向第一侧壁316散热。同时,通过弹簧800将功率模块600向第三侧壁318侧按压,中继管604与第三侧壁318接触,由此,能够将功率模块600的热量向第三侧壁318散热。
另外,虽然未图示,但在将电容器310等电气部件配置在比功率模块600更靠第三侧壁318侧的位置的情况下,通过使弹簧800向第一侧壁316侧移动,能够缩短将功率模块600与电气部件连接的母线。其结果是,能够降低功率模块600与电气部件之间的母线的电感。
(其他变形例)。
在本实施方式中,示出了电力转换装置300包含在电动汽车用的车载系统100中的示例。但是,作为电力转换装置300的应用,并不特别限定于上述示例。例如,也可以采用在包括电动机400和内燃机的混合动力系统中包含电力转换装置300的结构。
在本实施方式中,示出了一个电动机400连接到电力转换装置300的示例。但是,也可以采用多个电动机400连接到电力转换装置300的结构。在这种情况下,电力转换装置300具有多个用于构成逆变器的三相的开关模块510。
在本实施方式中,示出了在功率模块600中包括三个开关模块510和三个虚拟模块560的示例。然而,功率模块600也可以包括三个开关模块510和至少一个虚拟模块560。另外,开关模块510和虚拟模块560也可以收纳在不同的冷却器601中。冷却器601也可以不是基于制冷剂的。开关模块510和虚拟模块560也可以通过空冷进行冷却。也可以是开关模块510和虚拟模块560中的任一个通过空冷进行冷却。
Claims (12)
1.一种电气设备,具有:
电气部件(305、310);
第一模块(510),所述第一模块包括控制开关(521、522)、多个第一端子(541、542、543)、第一导电部(340、350)及第一树脂部(610),所述控制开关被控制通电和切断,所述多个第一端子分别与所述控制开关及所述电气部件电连接,所述第一导电部与多个所述第一端子电连接且装设有所述控制开关,所述第一树脂部对所述控制开关、多个所述第一端子和所述第一导电部进行覆盖;
第二模块(560),所述第二模块包括多个第二端子(571、572、573)、多个第二导电部(380、390、395)及第二树脂部(620),所述多个第二端子与所述电气部件电连接且彼此绝缘,所述多个第二导电部与多个所述第二端子中的任一个电连接且彼此绝缘,所述第二树脂部对多个所述第二端子和多个所述第二导电部进行覆盖;以及
冷却器(601),所述冷却器分别对所述第一导电部的从所述第一树脂部露出的部位和多个所述第二导电部的从所述第二树脂部露出的部位进行冷却。
2.如权利要求1所述的电气设备,其特征在于,
所述第二模块具有始终被控制为切断状态的切断开关(523、524)。
3.如权利要求1或2所述的电气设备,其特征在于,
所述冷却器具有在所述第一模块和所述第二模块排列的排列方向上分开排列且供制冷剂经过的多个冷却部(604),
所述第一模块和所述第二模块分别在所述排列方向上相邻地排列的两个所述冷却部之间的空隙中各设置有一个,
所述第一导电部的从所述第一树脂部露出的部位能够与多个所述冷却部中的和所述第一模块在所述排列方向上相邻的一个进行热传导,
所述第二导电部的从所述第二树脂部露出的部位能够与多个所述冷却部中的和所述第二模块在所述排列方向上相邻的至少一个进行热传导。
4.如权利要求3所述的电气设备,其特征在于,
所述第二树脂部具有第二树脂面(620a、620b),所述第二树脂面包括沿所述排列方向排列的第二树脂上表面(620b)和第二树脂下表面(620a),
多个所述第二导电部中的至少一个分别从所述第二树脂上表面和所述第二树脂下表面露出,
多个所述第二导电部中的至少一个能够向多个所述冷却部中的在所述排列方向上与所述第二模块并列的两个热传导。
5.如权利要求4所述的电气设备,其特征在于,
多个所述第二导电部分别具有在所述排列方向上排列的两个第二导电主面(381b、382b、391b、392b、396b、397b),
至少两个所述第二导电主面从所述第二树脂面露出,
从所述第二树脂面露出的两个所述第二导电主面的沿着与所述排列方向正交的平面方向的面积分别不同。
6.如权利要求3至5中任一项所述的电气设备,其特征在于,具有:
将所述电气部件与所述第一端子电连接的第一连接部(303a);以及
将所述电气部件与所述第二端子电连接的第二连接部(303b),
所述第二连接部的沿着与延伸的延长方向正交的方向的截面的截面积大于所述第一连接部的沿着与延伸的延长方向正交的方向的截面的截面积,
所述第二连接部的热阻比所述第一连接部的热阻低。
7.如权利要求3至5中任一项所述的电气设备,其特征在于,具有:
将所述电气部件与所述第一端子电连接的第一连接部(303a);以及
将所述电气部件与所述第二端子电连接的第二连接部(303b),
所述第二连接部的延伸的延长方向的长度比所述第一连接部的延伸的延长方向的长度短,
所述第二连接部的热阻比所述第一连接部的热阻低。
8.如权利要求3至5中任一项所述的电气设备,其特征在于,具有:
将所述电气部件与所述第一端子电连接的第一连接部(303a);以及
将所述电气部件与所述第二端子电连接的第二连接部(303b),
所述第二连接部的至少一部分含有热传导率比所述第一连接部高的不同材料。
9.如权利要求3至8中任一项所述的电气设备,其特征在于,具有:
功率模块(600),所述功率模块包括所述第一模块、所述第二模块和多个所述冷却部;以及
壳体(313),所述壳体包括对所述功率模块和所述电气部件进行收纳的底部(314),
所述电气部件具有电容器(310)和电流传感器(305),
所述功率模块、所述电容器和所述电流传感器收纳在所述壳体中。
10.如权利要求9所述的电气设备,其特征在于,
在与所述排列方向正交且沿着所述底部的横向上,所述功率模块位于所述电容器与所述电流传感器之间。
11.如权利要求9所述的电气设备,其特征在于,
在与所述排列方向正交且沿着所述底部的横向上,排列有所述功率模块和所述电容器,
所述功率模块及所述电容器与所述电流传感器在所述排列方向上并列。
12.如权利要求9所述的电气设备,其特征在于,
在分别同所述排列方向及与所述排列方向正交且沿着所述底部的横向正交的纵向上,排列有所述功率模块与所述电容器,
所述功率模块和所述电容器与所述电流传感器在所述横向上排列。
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