JP2007281522A - Power stack - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power stack for suppressing the adverse effect of noise on the control signal of a semiconductor module. <P>SOLUTION: The power stack 1 is formed by alternatively stacking a plurality of cooling pipes 2, and a plurality of semiconductor modules 940 and 950. Both sides in the stacking direction of the semiconductor modules 940 and 950 face contact to the cooling pipe 2. The plurality of semiconductor modules 940 and 950 are classified into a plurality of groups depending on the difference of control timings. The plurality of semiconductor modules 940 and 950 are placed collected into groups. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば車両用回転電機の駆動装置などに用いられるパワースタックに関する。   The present invention relates to a power stack used in, for example, a drive device for a rotating electrical machine for vehicles.

例えば、特許文献１〜４には、冷却体と半導体素子とが交互に積層されて形成されたパワースタックが紹介されている。半導体素子は、積層方向両側に配置された一対の冷却体に間に、介装されている。通電に伴い発熱する半導体素子は、これら一対の冷却体により、冷却される。このため、特許文献１〜４のパワースタックによると、半導体素子の熱破壊を抑制することができる。
特開平１１−２１４５９９号公報 特公平７−３８４６号公報 特開平３−７６２５６号公報 実公平６−１０６９６号公報 For example, Patent Documents 1 to 4 introduce a power stack formed by alternately laminating cooling bodies and semiconductor elements. The semiconductor element is interposed between a pair of cooling bodies arranged on both sides in the stacking direction. A semiconductor element that generates heat upon energization is cooled by the pair of cooling bodies. For this reason, according to the power stack of patent documents 1-4, the thermal destruction of a semiconductor element can be suppressed.
JP 11-214599 A Japanese Patent Publication No. 7-3846 JP-A-3-76256 Japanese Utility Model Publication No. 6-10696

しかしながら、特許文献１〜４には、パワースタックにおける半導体素子のレイアウトについて、何ら記載されていない。このため、特許文献１〜４のパワースタックによると、互いに制御タイミングの異なる複数の半導体素子が、無秩序にレイアウトされるおそれがある。半導体素子が無秩序にレイアウトされると、任意の制御タイミングで駆動する半導体素子の発生するノイズが、他の制御タイミングで駆動する半導体素子用の制御信号に、電磁気的な悪影響を及ぼすおそれがある。   However, Patent Documents 1 to 4 do not describe any layout of semiconductor elements in the power stack. For this reason, according to the power stacks of Patent Documents 1 to 4, a plurality of semiconductor elements having different control timings may be randomly laid out. When semiconductor elements are laid out randomly, noise generated by a semiconductor element driven at an arbitrary control timing may adversely affect a control signal for the semiconductor element driven at another control timing.

本発明のパワースタックは上記課題に鑑みて完成されたものである。したがって、本発明は、ノイズが半導体モジュールの制御信号に及ぼす悪影響を抑制できるパワースタックを提供することを目的とする。   The power stack of the present invention has been completed in view of the above problems. Therefore, an object of the present invention is to provide a power stack that can suppress an adverse effect of noise on a control signal of a semiconductor module.

上記課題を解決するため、本発明のパワースタックは、複数の冷却管と複数の半導体モジュールとが交互に積層されてなり、該半導体モジュールの積層方向両面が該冷却管に面接触するパワースタックであって、複数の前記半導体モジュールは、複数の電力変換器をそれぞれ制御する複数のグループに分類可能であり、複数の該半導体モジュールは、該グループ毎にまとめて配置されているとともに、該半導体モジュールの積層方向において該グループごとに別々に配置されていることを特徴とする。   In order to solve the above problems, the power stack of the present invention is a power stack in which a plurality of cooling pipes and a plurality of semiconductor modules are alternately stacked, and both sides of the stacking direction of the semiconductor modules are in surface contact with the cooling pipe. The plurality of semiconductor modules can be classified into a plurality of groups that respectively control a plurality of power converters, and the plurality of semiconductor modules are collectively arranged for each group, and the semiconductor modules In the stacking direction, each group is arranged separately.

電力変換器においては、浮遊静電容量がノイズの一因となる。浮遊静電容量は、半導体モジュールに対する入力電流経路、出力電流経路が長いほど、大きくなる。この点、仮に、異なる電力変換器に用いられる複数の半導体モジュールが、無秩序にレイアウトされると、入力電流経路、出力電流経路が長くなりやすい。このため、浮遊静電容量が大きくなるおそれがある。したがって、任意の電力変換器の浮遊静電容量に起因するノイズが、他の電力変換器用の半導体モジュール用の制御信号に、影響を及ぼすおそれがある。   In power converters, stray capacitance contributes to noise. The stray capacitance increases as the input current path and output current path to the semiconductor module become longer. In this regard, if a plurality of semiconductor modules used for different power converters are laid out randomly, the input current path and the output current path tend to be long. For this reason, there exists a possibility that a floating electrostatic capacitance may become large. Therefore, noise due to the floating capacitance of an arbitrary power converter may affect a control signal for a semiconductor module for another power converter.

これに対し、本構成によると、電力変換器毎に半導体モジュールがまとめて配置されている。このため、半導体モジュールに対する入力電流経路、出力電流経路を短くしやすい。したがって、浮遊静電容量を小さくすることができる。すなわち、任意の電力変換器の浮遊静電容量に起因するノイズが、他の電力変換器用の半導体モジュール用の制御信号に及ぼす影響を、抑制することができる。また、半導体モジュールに対する入力電流経路、出力電流経路を短くしやすいため、配線構造を簡略化しやすい。   On the other hand, according to this configuration, the semiconductor modules are collectively arranged for each power converter. For this reason, it is easy to shorten the input current path and the output current path for the semiconductor module. Therefore, the floating capacitance can be reduced. That is, it is possible to suppress the influence of noise caused by the floating capacitance of an arbitrary power converter on the control signal for the semiconductor module for another power converter. Further, since the input current path and the output current path for the semiconductor module can be easily shortened, the wiring structure can be easily simplified.

本発明によると、ノイズが半導体モジュールの制御信号に及ぼす悪影響を抑制できるパワースタックを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the power stack which can suppress the bad influence which noise has on the control signal of a semiconductor module can be provided.

以下、本発明のパワースタックの実施の形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the power stack of the present invention will be described.

＜第一実施形態＞
まず、本実施形態のパワースタックが用いられるＭＧ（Ｍｏｔｏｒ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）の駆動装置について説明する。図１に、同駆動装置の回路図を示す。図に示すように、駆動装置９は、バッテリ９０と平滑用コンデンサ９１、９２とＤＣ−ＤＣコンバータ９３と第一インバータ回路９４と第二インバータ回路９５とを備えている。第一インバータ回路９４、第二インバータ回路９５は、それぞれ本発明の電力変換器に含まれる。 <First embodiment>
First, a motor generator (MG) driving device in which the power stack according to the present embodiment is used will be described. FIG. 1 shows a circuit diagram of the drive device. As shown in the figure, the drive device 9 includes a battery 90, smoothing capacitors 91 and 92, a DC-DC converter 93, a first inverter circuit 94, and a second inverter circuit 95. The first inverter circuit 94 and the second inverter circuit 95 are each included in the power converter of the present invention.

ＤＣ−ＤＣコンバータ９３は、リアクトル９３０とコンバータ用スイッチングモジュール９３１とを備えている。リアクトル９３０の一端は、後述するハイサイド側のコンバータ用スイッチングモジュール９３１とローサイド側のコンバータ用スイッチングモジュール９３１との接続点に、接続されている。リアクトル９３０の他端は、低電位電源線ＶＬを介して、バッテリ９０の高電位端に接続されている。   The DC-DC converter 93 includes a reactor 930 and a converter switching module 931. One end of the reactor 930 is connected to a connection point between a high-side converter switching module 931 and a low-side converter switching module 931 which will be described later. The other end of the reactor 930 is connected to the high potential end of the battery 90 via the low potential power line VL.

コンバータ用スイッチングモジュール９３１は、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｒａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）９３１ａとフライホイルダイオード９３１ｂとを備えている。ＩＧＢＴ９３１ａに対して、フライホイルダイオード９３１ｂは、逆方向に並列接続されている。コンバータ用スイッチングモジュール９３１は、ハイサイド側、ローサイド側にそれぞれ三個ずつ、合計六個配置されている。このうち、ハイサイド側のコンバータ用スイッチングモジュール９３１は、高電位電源線ＶＨ１、ＶＨ２に接続されている。また、ローサイド側のコンバータ用スイッチングモジュール９３１は、接地されている。   The converter switching module 931 includes an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) 931a and a flywheel diode 931b. The flywheel diode 931b is connected in parallel in the reverse direction with respect to the IGBT 931a. A total of six converter switching modules 931 are arranged, three on each of the high side and the low side. Among these, the high-side converter switching module 931 is connected to the high-potential power supply lines VH1 and VH2. The low-side converter switching module 931 is grounded.

第一インバータ回路９４は、第一スイッチングモジュール９４０を備えている。第一スイッチングモジュール９４０は、本発明の半導体モジュールに含まれる。第一スイッチングモジュール９４０は、ＩＧＢＴ９４０ａとフライホイルダイオード９４０ｂとを備えている。ＩＧＢＴ９４０ａに対して、フライホイルダイオード９４０ｂは、逆方向に並列接続されている。第一スイッチングモジュール９４０は、合計六個配置されている。   The first inverter circuit 94 includes a first switching module 940. The first switching module 940 is included in the semiconductor module of the present invention. The first switching module 940 includes an IGBT 940a and a flywheel diode 940b. The flywheel diode 940b is connected in parallel in the reverse direction with respect to the IGBT 940a. A total of six first switching modules 940 are arranged.

第二インバータ回路９５は、第二スイッチングモジュール９５０を備えている。第二スイッチングモジュール９５０は、本発明の半導体モジュールに含まれる。第二スイッチングモジュール９５０は、ＩＧＢＴ９５０ａとフライホイルダイオード９５０ｂとを備えている。ＩＧＢＴ９５０ａに対して、フライホイルダイオード９５０ｂは、逆方向に並列接続されている。第二スイッチングモジュール９５０は、合計十二個配置されている。   The second inverter circuit 95 includes a second switching module 950. The second switching module 950 is included in the semiconductor module of the present invention. The second switching module 950 includes an IGBT 950a and a flywheel diode 950b. The flywheel diode 950b is connected in parallel to the IGBT 950a in the reverse direction. A total of twelve second switching modules 950 are arranged.

次に、本実施形態のパワースタックが用いられるＭＧの駆動装置の動きについて説明する。電動動作（力行動作）の場合は、ローサイド側のコンバータ用スイッチングモジュール９３１のＩＧＢＴ９３１ａを、ＰＷＭスイッチングする。当該ＩＧＢＴ９３１ａをオンにすると、リアクトル９３０に電磁エネルギが蓄積される。   Next, the operation of the MG driving device in which the power stack of this embodiment is used will be described. In the case of electric operation (power running operation), the IGBT 931a of the converter switching module 931 on the low side is PWM-switched. When the IGBT 931 a is turned on, electromagnetic energy is accumulated in the reactor 930.

この状態で、当該ＩＧＢＴ９３１ａをオフにすると、リアクトル９３０は電流状態を持続しようとする。このため、ハイサイド側のコンバータ用スイッチングモジュール９３１のフライホイルダイオード９３１ｂを介して、高電位電源線ＶＨ１、ＶＨ２に電流が流れる。この動作の繰り返しにより、持続的に、高電位電源線ＶＨ１、ＶＨ２に直流高電圧が印加される。   In this state, when the IGBT 931a is turned off, the reactor 930 tries to maintain the current state. For this reason, a current flows through the high potential power supply lines VH1 and VH2 via the flywheel diode 931b of the converter switching module 931 on the high side. By repeating this operation, a DC high voltage is continuously applied to the high potential power supply lines VH1 and VH2.

第一インバータ回路９４は、高電位電源線ＶＨ１の直流高電圧を三相交流電圧に変換して、ＭＧ９６ａの電機子コイル（図略）に印加する。同様に、第二インバータ回路９５は、高電位電源線ＶＨ２の直流高電圧を三相交流電圧に変換して、ＭＧ９６ｂの電機子コイル（図略）に印加する。   The first inverter circuit 94 converts the DC high voltage of the high potential power supply line VH1 into a three-phase AC voltage and applies it to the armature coil (not shown) of the MG 96a. Similarly, the second inverter circuit 95 converts the DC high voltage of the high potential power supply line VH2 into a three-phase AC voltage and applies it to the armature coil (not shown) of the MG 96b.

発電動作（回生動作）の場合は、ハイサイド側のコンバータ用スイッチングモジュール９３１のＩＧＢＴ９３１ａを、ＰＷＭスイッチングする。当該ＩＧＢＴ９３１ａをオンにすると、高電位電源線ＶＨ１、ＶＨ２からバッテリ９０に、当該ＩＧＢＴ９３１ａ、リアクトル９３０を介して、電流が流れる。このため、リアクトル９３０に電磁エネルギが蓄積される。   In the case of the power generation operation (regeneration operation), the IGBT 931a of the high-side converter switching module 931 is PWM-switched. When the IGBT 931a is turned on, a current flows from the high potential power supply lines VH1 and VH2 to the battery 90 via the IGBT 931a and the reactor 930. For this reason, electromagnetic energy is accumulated in the reactor 930.

この状態で、当該ＩＧＢＴ９３１ａをオフすると、リアクトル９３０は電流状態を持続しようとする。このため、ローサイド側のコンバータ用スイッチングモジュール９３１のフライホイルダイオード９３１ｂを介して、バッテリ９０に電流が流れる。この動作の繰り返しにより、持続的に、バッテリ９０に直流電圧が印加される。   In this state, when the IGBT 931a is turned off, the reactor 930 tries to maintain the current state. For this reason, a current flows through the battery 90 via the flywheel diode 931b of the converter switching module 931 on the low side. By repeating this operation, a DC voltage is continuously applied to the battery 90.

次に、本実施形態のパワースタックの構成について説明する。図２に、本実施形態のパワースタックの部分分解斜視図を示す。図３に、同パワースタックの合体斜視図を示す。図４に、同パワースタックの冷却管の部分断面斜視図を示す。図５に、同パワースタックの第一スイッチングモジュールの分解斜視図を示す。図６に、同パワースタックの積層方向断面図を示す。   Next, the configuration of the power stack of this embodiment will be described. FIG. 2 shows a partially exploded perspective view of the power stack of this embodiment. FIG. 3 shows a combined perspective view of the power stack. FIG. 4 is a partial cross-sectional perspective view of the cooling pipe of the power stack. FIG. 5 shows an exploded perspective view of the first switching module of the power stack. FIG. 6 is a sectional view of the power stack in the stacking direction.

これらの図に示すように、本実施形態のパワースタック１は、冷却管２と第一スイッチングモジュール９４０と第二スイッチングモジュール９５０と導入管４と導出管５と制御基板８とを備えている。   As shown in these drawings, the power stack 1 of this embodiment includes a cooling pipe 2, a first switching module 940, a second switching module 950, an introduction pipe 4, an outlet pipe 5, and a control board 8.

冷却管２は、アルミニウム製であって、積層方向に潰れた角筒状を呈している。冷却管２の長手方向両端部には、導入口２０と導出口２１とが開設されている。これら導入口２０と導出口２１とは、冷却管２内部に区画された冷却通路２２により連通している。冷却通路２２は、長手方向に延びる複数の冷却リブ２３により仕切られている。冷却管２は、合計十枚、互いに略平行に配置されている。   The cooling pipe 2 is made of aluminum and has a rectangular tube shape crushed in the stacking direction. An inlet 20 and an outlet 21 are opened at both ends in the longitudinal direction of the cooling pipe 2. The inlet 20 and the outlet 21 communicate with each other through a cooling passage 22 defined inside the cooling pipe 2. The cooling passage 22 is partitioned by a plurality of cooling ribs 23 extending in the longitudinal direction. A total of ten cooling pipes 2 are arranged substantially parallel to each other.

導入管４は、導入本管４０と導入連通管４１とを備えている。導入連通管４１は、アルミニウム製であって短軸円筒状を呈している。導入連通管４１は、互いに隣接する冷却管２の導入口２０同士を連結している。導入連通管４１は、合計九個、略一直線に並んで配置されている。   The introduction pipe 4 includes an introduction main pipe 40 and an introduction communication pipe 41. The introduction communication pipe 41 is made of aluminum and has a short-axis cylindrical shape. The introduction communication pipe 41 connects the introduction ports 20 of the cooling pipes 2 adjacent to each other. A total of nine introduction communication pipes 41 are arranged in a substantially straight line.

導入本管４０は、アルミニウム製であって導入連通管４１よりも長軸の円筒状を呈している。導入本管４０の一端は、積層方向一端の冷却管２の導入口２０を覆っている。導入本管４０を介して、放熱装置１０から冷却管２に、ＬＬＣ（Ｌｏｎｇ Ｌｉｆｅ Ｃｏｏｌａｎｔ）が導入される。   The introduction main pipe 40 is made of aluminum and has a longer-axis cylindrical shape than the introduction communication pipe 41. One end of the introduction main pipe 40 covers the introduction port 20 of the cooling pipe 2 at one end in the stacking direction. LLC (Long Life Coolant) is introduced from the heat dissipation device 10 to the cooling pipe 2 through the introduction main pipe 40.

導出管５は、導出本管５０と導出連通管５１とを備えている。導出連通管５１は、アルミニウム製であって短軸円筒状を呈している。導出連通管５１は、互いに隣接する冷却管２の導出口２１同士を連結している。導出連通管５１は、合計九個、略一直線に並んで配置されている。   The lead-out pipe 5 includes a lead-out main pipe 50 and a lead-out communication pipe 51. The lead-out communication pipe 51 is made of aluminum and has a short-axis cylindrical shape. The lead-out communication pipe 51 connects the lead-out ports 21 of the cooling pipes 2 adjacent to each other. A total of nine lead-out communication pipes 51 are arranged in a substantially straight line.

導出本管５０は、アルミニウム製であって円筒状を呈している。導出本管５０は、導入本管４０に対して、略平行に配置されている。導出本管５０の一端は、積層方向一端の冷却管２の導出口２１を覆っている。導出本管５０を介して、冷却管２から放熱装置１０に、熱交換後のＬＬＣが導出される。   The lead-out main pipe 50 is made of aluminum and has a cylindrical shape. The lead-out main pipe 50 is arranged substantially parallel to the introduction main pipe 40. One end of the lead-out main pipe 50 covers the lead-out port 21 of the cooling pipe 2 at one end in the stacking direction. The LLC after heat exchange is led out from the cooling pipe 2 to the heat radiating device 10 through the lead-out main pipe 50.

第一スイッチングモジュール９４０は、前記ＩＧＢＴ９４０ａ（図５において点線で示す）と前記フライホイルダイオード９４０ｂ（図５において点線で示す）と電極端子９４０ｃと信号端子９４０ｄと絶縁板９４０ｅと樹脂モールド９４０ｆとを備えている。樹脂モールド９４０ｆは、絶縁樹脂製であって、積層方向に潰れた矩形板状を呈している。ＩＧＢＴ９４０ａとフライホイルダイオード９４０ｂとは、樹脂モールド９４０ｆ内部に封入されている。電極端子９４０ｃは、銅製であって短冊状を呈している。電極端子９４０ｃは、樹脂モールド９４０ｆの上面から、突設されている。電極端子９４０ｃは、合計二つ配置されている。このうち、一方の電極端子９４０ｃは、バスバー（リード端子、図略）を介して、ＩＧＢＴ９４０ａとフライホイルダイオード９４０ｂとからなる並列回路（前出図１参照）の高電位側に接続されている。また、他方の電極端子９４０ｃは、バスバーを介して、同並列回路の低電位側に接続されている。信号端子９４０ｄは、銅製であってピン状を呈している。信号端子９４０ｄは、樹脂モールド９４０ｆの下面から、突設されている。信号端子９４０ｄは、合計五つ配置されている。信号端子９４０ｄは、制御基板８に区画された接続部８０に接続されている。なお、制御基板８には、全ては図示しないが、六個の第一スイッチングモジュール９４０用、十二個の第二スイッチングモジュール９５０用、合計十八個の接続部８０が区画されている。信号端子９４０ｄを介して、制御基板８からＩＧＢＴ９４０ａに、ゲート・エミッタ信号、カレントミラー信号などが入力される。絶縁板９４０ｅは、セラミック製であって矩形板状を呈している。絶縁板９４０ｅは、樹脂モールド９４０ｆの積層方向両面に、合計二枚配置されている。   The first switching module 940 includes the IGBT 940a (indicated by a dotted line in FIG. 5), the flywheel diode 940b (indicated by a dotted line in FIG. 5), an electrode terminal 940c, a signal terminal 940d, an insulating plate 940e, and a resin mold 940f. ing. The resin mold 940f is made of an insulating resin and has a rectangular plate shape that is crushed in the stacking direction. The IGBT 940a and the flywheel diode 940b are sealed inside the resin mold 940f. The electrode terminal 940c is made of copper and has a strip shape. The electrode terminal 940c protrudes from the upper surface of the resin mold 940f. A total of two electrode terminals 940c are arranged. Among these, one electrode terminal 940c is connected to a high potential side of a parallel circuit (see FIG. 1) including an IGBT 940a and a flywheel diode 940b via a bus bar (lead terminal, not shown). The other electrode terminal 940c is connected to the low potential side of the parallel circuit via a bus bar. The signal terminal 940d is made of copper and has a pin shape. The signal terminal 940d protrudes from the lower surface of the resin mold 940f. A total of five signal terminals 940d are arranged. The signal terminal 940 d is connected to a connection unit 80 partitioned on the control board 8. Although not shown in the figure, the control board 8 has a total of eighteen connecting portions 80 for six first switching modules 940 and twelve second switching modules 950. A gate / emitter signal, a current mirror signal, and the like are input from the control board 8 to the IGBT 940a via the signal terminal 940d. The insulating plate 940e is made of ceramic and has a rectangular plate shape. A total of two insulating plates 940e are disposed on both sides of the resin mold 940f in the stacking direction.

なお、第一スイッチングモジュール９４０の構成と第二スイッチングモジュール９５０の構成とは、同様である。したがって、第二スイッチングモジュール９５０の構成については、説明を割愛する。   The configuration of the first switching module 940 and the configuration of the second switching module 950 are the same. Therefore, the description of the configuration of the second switching module 950 is omitted.

これら六個の第一スイッチングモジュール９４０、および十二個の第二スイッチングモジュール９５０は、隣り合う冷却管２同士の間に、二個ずつ介装されている。第一スイッチングモジュール９４０および第二スイッチングモジュール９５０のレイアウトについては後述する。   Two of these six first switching modules 940 and twelve second switching modules 950 are interposed between adjacent cooling pipes 2. The layout of the first switching module 940 and the second switching module 950 will be described later.

次に、本実施形態のパワースタックにおけるＬＬＣの流れについて説明する。図６に示すように、ＬＬＣは、放熱装置１０から導入本管４０に供給される。そして、ＬＬＣは、導入本管４０から、直接あるいは導入連通管４１を介して、十枚の冷却管２各々の冷却通路２２に、導入される。ところで、前述した電動動作、発電動作により、第一スイッチングモジュール９４０、第二スイッチングモジュール９５０は、発熱している。これら第一スイッチングモジュール９４０、第二スイッチングモジュール９５０の熱は、冷却管２の管壁を介して、冷却通路２２を流れるＬＬＣに伝達される。第一スイッチングモジュール９４０、第二スイッチングモジュール９５０の熱を受け昇温したＬＬＣは、冷却通路２２から、直接あるいは導出連通管５１を介して、導出本管５０に流れ込む。導出本管５０にて合流したＬＬＣは、放熱装置１０に導出される。放熱装置１０により再冷却されたＬＬＣは、再び導入本管４０に導入される。すなわち、ＬＬＣは、放熱装置１０→導入管４→冷却管２（冷却通路２２）→導出管５→再び放熱装置１０という経路で、放熱装置１０とパワースタック１との間を循環している。そして、ＬＬＣは、第一スイッチングモジュール９４０、第二スイッチングモジュール９５０の温度を、各々の許容温度以下になるように、保持している。   Next, the flow of LLC in the power stack of this embodiment will be described. As shown in FIG. 6, LLC is supplied from the heat radiating device 10 to the introduction main 40. Then, the LLC is introduced from the introduction main pipe 40 into the cooling passage 22 of each of the ten cooling pipes 2 directly or via the introduction communication pipe 41. By the way, the first switching module 940 and the second switching module 950 generate heat by the above-described electric operation and power generation operation. The heat of the first switching module 940 and the second switching module 950 is transmitted to the LLC flowing through the cooling passage 22 through the tube wall of the cooling tube 2. The LLC heated by the heat of the first switching module 940 and the second switching module 950 flows into the outlet main pipe 50 from the cooling passage 22 directly or via the outlet communication pipe 51. The LLC merged in the lead-out main pipe 50 is led to the heat radiating device 10. The LLC recooled by the heat radiating device 10 is again introduced into the introduction main 40. That is, the LLC circulates between the heat dissipation device 10 and the power stack 1 through a path of the heat dissipation device 10 → the introduction pipe 4 → the cooling pipe 2 (cooling passage 22) → the outlet pipe 5 → the heat dissipation device 10 again. The LLC holds the temperatures of the first switching module 940 and the second switching module 950 so as to be equal to or lower than their allowable temperatures.

次に、本実施形態のパワースタックにおける第一スイッチングモジュール、第二スイッチングモジュールのレイアウトについて説明する。図７に、本実施形態のパワースタックの上面模式図を示す。   Next, the layout of the first switching module and the second switching module in the power stack of this embodiment will be described. In FIG. 7, the upper surface schematic diagram of the power stack of this embodiment is shown.

図に示すように、六個の第一スイッチングモジュール９４０（説明の便宜上、右上がりハッチングを施す）と、十二個の第二スイッチングモジュール９５０（説明の便宜上、左上がりハッチングを施す）とは、積層方向に別々に配置されている。   As shown in the drawing, the six first switching modules 940 (for the sake of convenience, the right-handed hatching) and the twelve second switching modules 950 (for the convenience of the explanation, the left-handed hatching) are They are arranged separately in the stacking direction.

具体的には、導入本管４０および導出本管５０に近接して、第一スイッチングモジュール９４０が三列（一つの列に二つの第一スイッチングモジュール９４０が二つ配置されている）まとめて配置されている。また、導入本管４０および導出本管５０から離間して、第二スイッチングモジュール９５０が六列（一つの列に二つの第二スイッチングモジュール９５０が二つ配置されている）まとめて配置されている。   Specifically, the first switching modules 940 are arranged in three rows (two two first switching modules 940 are arranged in one row) in close proximity to the introduction main 40 and the lead-out main 50. Has been. In addition, the second switching modules 950 are arranged in six rows (two two switching modules 950 are arranged in one row) apart from the introduction main 40 and the lead-out main 50. .

次に、本実施形態のパワースタックの作用効果について説明する。本実施形態のパワースタック１によると、第一スイッチングモジュール９４０、第二スイッチングモジュール９５０が、各々、まとめて配置されている。このため、第一スイッチングモジュール９４０および第二スイッチングモジュール９５０のうち、積層方向に隣り合っているのは、積層方向三列目の二個の第一スイッチングモジュール９４０と、積層方向四列目の二個の第二スイッチングモジュール９５０とだけである。すなわち、わずか二対の第一スイッチングモジュール９４０、第二スイッチングモジュール９５０のみである。したがって、第一スイッチングモジュール９４０のスイッチングノイズが第二スイッチングモジュール９５０の信号端子に与える電磁気的な悪影響を、抑制することができる。並びに、第二スイッチングモジュール９５０のスイッチングノイズが第一スイッチングモジュール９４０の信号端子９４０ｄに与える電磁気的な悪影響を、抑制することができる。つまり、第一スイッチングモジュール９４０、第二スイッチングモジュール９５０の動作を安定化することができる。   Next, the effect of the power stack of this embodiment will be described. According to the power stack 1 of the present embodiment, the first switching module 940 and the second switching module 950 are each arranged together. For this reason, of the first switching module 940 and the second switching module 950, those adjacent to each other in the stacking direction are two first switching modules 940 in the third row in the stacking direction and two in the fourth row in the stacking direction. Only the second switching module 950. That is, there are only two pairs of the first switching module 940 and the second switching module 950. Therefore, it is possible to suppress the electromagnetic adverse effect that the switching noise of the first switching module 940 gives to the signal terminal of the second switching module 950. In addition, it is possible to suppress the electromagnetic adverse effect of the switching noise of the second switching module 950 on the signal terminal 940d of the first switching module 940. That is, the operations of the first switching module 940 and the second switching module 950 can be stabilized.

また、本実施形態のパワースタック１によると、第一スイッチングモジュール９４０、第二スイッチングモジュール９５０が、各々、まとめて配置されているため、電極端子９４０ｃに接続されるバスバーの長さを短縮しやすい。すなわち、第一スイッチングモジュール９４０、第二スイッチングモジュール９５０に対する入力電流経路、出力電流経路を短縮しやすい。このため、第一インバータ回路９４、第二インバータ回路９５各々の浮遊静電容量を小さくすることができる。したがって、第一インバータ回路９４の浮遊静電容量に起因するノイズが、第二スイッチングモジュール９５０の信号端子に与える電磁気的な悪影響を、抑制することができる。並びに、第二インバータ回路９５の浮遊静電容量に起因するノイズが、第一スイッチングモジュール９４０の信号端子９４０ｄに与える電磁気的な悪影響を、抑制することができる。つまり、この点においても、第一スイッチングモジュール９４０、第二スイッチングモジュール９５０の動作を安定化することができる。並びに、バスバーの長さを短縮しやすいため、配線構造を簡略化できる。   Further, according to the power stack 1 of the present embodiment, since the first switching module 940 and the second switching module 950 are arranged together, it is easy to shorten the length of the bus bar connected to the electrode terminal 940c. . That is, it is easy to shorten the input current path and the output current path for the first switching module 940 and the second switching module 950. For this reason, the floating electrostatic capacitance of each of the first inverter circuit 94 and the second inverter circuit 95 can be reduced. Therefore, it is possible to suppress the electromagnetic adverse effect caused by the noise caused by the floating capacitance of the first inverter circuit 94 on the signal terminal of the second switching module 950. In addition, it is possible to suppress the electromagnetic adverse effect that the noise caused by the floating electrostatic capacitance of the second inverter circuit 95 gives to the signal terminal 940d of the first switching module 940. That is, also in this point, the operations of the first switching module 940 and the second switching module 950 can be stabilized. In addition, since the length of the bus bar can be easily shortened, the wiring structure can be simplified.

また、第一スイッチングモジュール９４０、第二スイッチングモジュール９５０、冷却管２は、各々、積層方向に潰れた扁平形状を呈している。このため、第一スイッチングモジュール９４０と冷却管２との伝熱面積、および第二スイッチングモジュール９５０と冷却管２との伝熱面積が、比較的大きい。また、第一スイッチングモジュール９４０、第二スイッチングモジュール９５０、冷却管２が扁平形状を呈しているため、パワースタック１の積層方向長さが短い。   Moreover, the 1st switching module 940, the 2nd switching module 950, and the cooling pipe 2 are exhibiting the flat shape crushed in the lamination direction, respectively. For this reason, the heat transfer area between the first switching module 940 and the cooling pipe 2 and the heat transfer area between the second switching module 950 and the cooling pipe 2 are relatively large. Moreover, since the 1st switching module 940, the 2nd switching module 950, and the cooling pipe 2 are exhibiting flat shape, the lamination direction length of the power stack 1 is short.

＜第二実施形態＞
本実施形態と第一実施形態との相違点は、第一スイッチングモジュール、第二スイッチングモジュールのレイアウトのみである。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。 <Second embodiment>
The difference between the present embodiment and the first embodiment is only the layout of the first switching module and the second switching module. Therefore, only the differences will be described here.

図８に、本実施形態のパワースタックの上面模式図を示す。なお、図７と対応する部位については、同じ符号、同じハッチングで示す。図に示すように、六個の第一スイッチングモジュール９４０と、十二個の第二スイッチングモジュール９５０とは、積層方向に別々に配置されている。   In FIG. 8, the upper surface schematic diagram of the power stack of this embodiment is shown. In addition, about the site | part corresponding to FIG. 7, it shows with the same code | symbol and the same hatching. As shown in the figure, the six first switching modules 940 and the twelve second switching modules 950 are separately arranged in the stacking direction.

具体的には、導入本管４０および導出本管５０に近接して、第二スイッチングモジュール９５０が六列まとめて配置されている。また、導入本管４０および導出本管５０から離間して、第一スイッチングモジュール９４０が三列まとめて配置されている。本実施形態のパワースタック１は、第一実施形態のパワースタックと同様の作用効果を有する。   Specifically, six second rows of switching modules 950 are arranged in the vicinity of the introduction main 40 and the lead-out main 50. Further, the first switching modules 940 are arranged in three rows apart from the introduction main 40 and the lead-out main 50. The power stack 1 of the present embodiment has the same operational effects as the power stack of the first embodiment.

＜第三実施形態＞
本実施形態と第一実施形態との相違点は、パワースタックに、前出図１のリアクトル９３０、コンバータ用スイッチングモジュール９３１が配置されている点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。 <Third embodiment>
The difference between this embodiment and the first embodiment is that the reactor 930 and the converter switching module 931 shown in FIG. 1 are arranged in the power stack. Therefore, only the differences will be described here.

図９に、本実施形態のパワースタックの部分分解斜視図を示す。図２と対応する部位については同じ符号で示す。図１０に、同パワースタックの合体斜視図を示す。図３と対応する部位については同じ符号で示す。図１１に、同パワースタックの積層方向断面図を示す。図６と対応する部位については同じ符号で示す。   FIG. 9 shows a partially exploded perspective view of the power stack of this embodiment. The parts corresponding to those in FIG. FIG. 10 shows a combined perspective view of the power stack. Parts corresponding to those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals. FIG. 11 is a sectional view of the power stack in the stacking direction. Parts corresponding to those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals.

例えば、図１１と前出図６とを比較して判るように、本実施形態のパワースタック１の導入本管４０、導出本管５０は、第一実施形態の導入本管、導出本管よりも、長軸である。導入本管４０の長軸部分と導出本管５０の長軸部分との間には、アルミニウム製であって、矩形箱状のリアクトルケース９３０ａが架設されている。具体的には、リアクトルケース９３０ａの長手方向両端部には、導入本管用孔９３０ｂと導出本管用孔９３０ｃとが開設されている。導入本管用孔９３０ｂに導入本管４０が、導出本管用孔９３０ｃに導出本管５０が、それぞれ挿通されることにより、リアクトルケース９３０ａは、導入本管４０の長軸部分と導出本管５０の長軸部分との間に、介装されている。図１１に示すように、導入本管４０における導入本管用孔９３０ｂ収容部分、導出本管５０における導出本管用孔９３０ｃ収容部分には、それぞれ直線区間Ｓが確保されている。リアクトル９３０は、このリアクトルケース９３０ａに固定されている。   For example, as can be seen from a comparison between FIG. 11 and FIG. 6, the introduction main 40 and the lead main 50 of the power stack 1 of the present embodiment are more than the introduction main and lead main of the first embodiment. Is also the long axis. A rectangular box-shaped reactor case 930 a made of aluminum is installed between the long axis portion of the introduction main pipe 40 and the long axis portion of the lead-out main pipe 50. Specifically, an inlet main hole 930b and a lead main hole 930c are formed at both longitudinal ends of the reactor case 930a. The introduction main pipe 40 is inserted into the introduction main hole 930 b and the lead main pipe 50 is inserted into the lead main hole 930 c, so that the reactor case 930 a is connected to the long axis portion of the introduction main pipe 40 and the lead main pipe 50. It is interposed between the long shaft portions. As shown in FIG. 11, a straight section S is secured in each of the introduction main hole 930 b accommodation part in the introduction main pipe 40 and the lead main hole 930 c accommodation part in the lead main pipe 50. Reactor 930 is fixed to reactor case 930a.

リアクトル９３０と協動するコンバータ用スイッチングモジュール９３１は、第一スイッチングモジュール９４０および第二スイッチングモジュール９５０と共に、隣り合う冷却管２同士の隙間に、介装されている。コンバータ用スイッチングモジュール９３１は、本発明の半導体モジュールに含まれる。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ９３（前出図１参照）は、本発明の電力変換器に含まれる。コンバータ用スイッチングモジュール９３１の構成は、前出図５に示す第一スイッチングモジュール９４０の構成と同様である。したがって、ここでは説明を割愛する。前出図１に示すように、コンバータ用スイッチングモジュール９３１は、合計六個配置されている。このため、第一実施形態において合計十枚配置されていた冷却管２は、合計十三枚に増設されている。   Converter switching module 931 that cooperates with reactor 930 is interposed in the gap between adjacent cooling pipes 2 together with first switching module 940 and second switching module 950. The converter switching module 931 is included in the semiconductor module of the present invention. Moreover, the DC-DC converter 93 (refer FIG. 1 mentioned above) is contained in the power converter of this invention. The configuration of the converter switching module 931 is the same as the configuration of the first switching module 940 shown in FIG. Therefore, explanation is omitted here. As shown in FIG. 1, a total of six converter switching modules 931 are arranged. For this reason, a total of ten cooling pipes 2 arranged in the first embodiment are added to a total of thirteen.

図１２に、本実施形態のパワースタックの上面模式図を示す。なお、図７と対応する部位については、同じ符号、同じハッチングで示す。図に示すように、六個の第一スイッチングモジュール９４０と、十二個の第二スイッチングモジュール９５０と、六個のコンバータ用スイッチングモジュール９３１（説明の便宜上、横ハッチングを施す）とは、積層方向に別々に配置されている。   In FIG. 12, the upper surface schematic diagram of the power stack of this embodiment is shown. In addition, about the site | part corresponding to FIG. 7, it shows with the same code | symbol and the same hatching. As shown in the figure, the six first switching modules 940, the twelve second switching modules 950, and the six converter switching modules 931 (for the sake of convenience, are given horizontal hatching) Are arranged separately.

具体的には、導入本管４０および導出本管５０に最も近接して、第一スイッチングモジュール９４０が三列まとめて配置されている。また、導入本管４０および導出本管５０から最も離間して、コンバータ用スイッチングモジュール９３１が三列まとめて配置されている。また、第一スイッチングモジュール９４０三列とコンバータ用スイッチングモジュール９３１三列との間に、第二スイッチングモジュール９５０が六列まとめて配置されている。   Specifically, the first switching modules 940 are arranged in three rows closest to the introduction main 40 and the lead-out main 50. Further, the switching modules 931 for converters are arranged in three rows at the furthest distance from the introduction main 40 and the lead-out main 50. Six second rows of switching modules 950 are arranged between the first row of switching modules 940 and the third row of converter switching modules 931.

本実施形態のパワースタック１は、第一実施形態のパワースタックと同様の作用効果を有する。また、本実施形態のパワースタック１によると、第一スイッチングモジュール９４０のスイッチングノイズ、第二スイッチングモジュール９５０のスイッチングノイズが、コンバータ用スイッチングモジュール９３１の信号端子に与える電磁気的な悪影響を、抑制することができる。並びに、コンバータ用スイッチングモジュール９３１のスイッチングノイズが、第一スイッチングモジュール９４０の信号端子、第二スイッチングモジュール９５０の信号端子に与える電磁気的な悪影響を、抑制することができる。つまり、第一スイッチングモジュール９４０、第二スイッチングモジュール９５０、コンバータ用スイッチングモジュール９３１の動作を安定化することができる。   The power stack 1 of the present embodiment has the same operational effects as the power stack of the first embodiment. In addition, according to the power stack 1 of the present embodiment, the electromagnetic adverse effect that the switching noise of the first switching module 940 and the switching noise of the second switching module 950 exert on the signal terminal of the converter switching module 931 is suppressed. Can do. In addition, it is possible to suppress the electromagnetic adverse effect of the switching noise of the converter switching module 931 on the signal terminal of the first switching module 940 and the signal terminal of the second switching module 950. That is, the operations of the first switching module 940, the second switching module 950, and the converter switching module 931 can be stabilized.

また、本実施形態のパワースタック１によると、第一スイッチングモジュール９４０、第二スイッチングモジュール９５０、コンバータ用スイッチングモジュール９３１が、各々、まとめて配置されているため、電極端子に接続されるバスバーの長さを短縮しやすい。すなわち、第一スイッチングモジュール９４０、第二スイッチングモジュール９５０、コンバータ用スイッチングモジュール９３１に対する入力電流経路、出力電流経路を短縮しやすい。このため、第一インバータ回路９４、第二インバータ回路９５、ＤＣ−ＤＣコンバータ、各々の浮遊静電容量を小さくすることができる。したがって、第一インバータ回路９４の浮遊静電容量に起因するノイズ、第二インバータ回路９５の浮遊静電容量に起因するノイズが、コンバータ用スイッチングモジュール９３１の信号端子に与える電磁気的な悪影響を、抑制することができる。並びに、ＤＣ−ＤＣコンバータの浮遊静電容量に起因するノイズが、第一スイッチングモジュール９４０の信号端子９４０ｄ、第二スイッチングモジュール９５０の信号端子に与える電磁気的な悪影響を、抑制することができる。つまり、この点においても、第一スイッチングモジュール９４０、第二スイッチングモジュール９５０、コンバータ用スイッチングモジュール９３１の動作を安定化することができる。   Further, according to the power stack 1 of the present embodiment, the first switching module 940, the second switching module 950, and the converter switching module 931 are arranged together, so that the length of the bus bar connected to the electrode terminal is long. Easy to shorten. That is, it is easy to shorten the input current path and the output current path for the first switching module 940, the second switching module 950, and the converter switching module 931. For this reason, the floating capacitance of each of the first inverter circuit 94, the second inverter circuit 95, and the DC-DC converter can be reduced. Therefore, the electromagnetic bad influence which the noise resulting from the floating capacitance of the first inverter circuit 94 and the noise caused by the floating capacitance of the second inverter circuit 95 gives to the signal terminal of the converter switching module 931 is suppressed. can do. In addition, it is possible to suppress the electromagnetic adverse effect that noise caused by the floating electrostatic capacitance of the DC-DC converter gives to the signal terminal 940d of the first switching module 940 and the signal terminal of the second switching module 950. That is, also in this respect, the operations of the first switching module 940, the second switching module 950, and the converter switching module 931 can be stabilized.

また、本実施形態のパワースタック１によると、リアクトル９３０が、導入本管４０と冷却管２と導出本管５０とにより、コ字状に囲われている。このため、リアクトル９３０を冷却することができる。   Further, according to the power stack 1 of the present embodiment, the reactor 930 is surrounded by the introduction main pipe 40, the cooling pipe 2, and the lead-out main pipe 50 in a U shape. For this reason, the reactor 930 can be cooled.

なお、リアクトル９３０が配置されているコ字状空間の冷却能力は、第一スイッチングモジュール９４０や第二スイッチングモジュール９５０やコンバータ用スイッチングモジュール９３１が配置されている冷却管２同士の間の冷却能力よりも、劣る。   The cooling capacity of the U-shaped space in which the reactor 930 is disposed is more than the cooling capacity between the cooling pipes 2 in which the first switching module 940, the second switching module 950, and the converter switching module 931 are disposed. Also inferior.

しかしながら、リアクトル９３０の発熱量は、第一スイッチングモジュール９４０、第二スイッチングモジュール９５０、コンバータ用スイッチングモジュール９３１の発熱量よりも、小さい。加えて、リアクトル９３０の許容温度は、第一スイッチングモジュール９４０、第二スイッチングモジュール９５０、コンバータ用スイッチングモジュール９３１の許容温度よりも、高い。このため、コ字状空間の冷却能力により、充分にリアクトル９３０の熱破壊を抑制することができる。このように、本実施形態のパワースタック１によると、導入管４の分流前区間と導出管５の合流後区間との間のスペースを、有効に利用することができる。したがって、別途、リアクトル９３０専用の設置スペースを確保する場合と比較して、設置スペースを小さくできる。また、別途、リアクトル９３０専用の冷却装置を配置する場合と比較して、部品点数が少なくて済む。   However, the heat generation amount of the reactor 930 is smaller than the heat generation amounts of the first switching module 940, the second switching module 950, and the converter switching module 931. In addition, the allowable temperature of reactor 930 is higher than the allowable temperatures of first switching module 940, second switching module 950, and converter switching module 931. For this reason, the thermal destruction of the reactor 930 can be sufficiently suppressed by the cooling capacity of the U-shaped space. Thus, according to the power stack 1 of the present embodiment, the space between the pre-division section of the introduction pipe 4 and the post-merging section of the outlet pipe 5 can be effectively used. Therefore, the installation space can be reduced as compared with the case where an installation space dedicated to reactor 930 is secured separately. In addition, the number of parts can be reduced as compared with the case where a cooling device dedicated to reactor 930 is separately provided.

また、本実施形態のパワースタック１によると、導入本管４０における導入本管用孔９３０ｂ収容部分、導出本管５０における導出本管用孔９３０ｃ収容部分に、それぞれ直線区間Ｓが確保されている（前出図１１参照）。   Further, according to the power stack 1 of the present embodiment, the straight sections S are secured in the introduction main hole 930b accommodation part in the introduction main pipe 40 and the lead main hole 930c accommodation part in the lead main pipe 50 (front (See Figure 11).

このため、十三枚の冷却管２に分流する前におけるＬＬＣの流れを、整流することができる。したがって、分流前におけるＬＬＣの流れに、乱流が発生するのを抑制することができる。並びに、十三枚の冷却管２から合流した後におけるＬＬＣの流れを、整流することができる。したがって、合流後におけるＬＬＣの流れに、乱流が発生するのを抑制することができる。本実施形態のパワースタック１によると、ＬＬＣの循環量が大きくなる。すなわち、各冷却管２の冷却通路２２におけるＬＬＣの流量が大きくなる。したがって、ＬＬＣによる冷却管２からの単位時間あたりの熱の持ち出し量が大きくなる。   For this reason, the flow of LLC before diverting into the thirteen cooling pipes 2 can be rectified. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of turbulent flow in the LLC flow before diversion. In addition, the flow of the LLC after joining from the thirteen cooling pipes 2 can be rectified. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of turbulence in the LLC flow after merging. According to the power stack 1 of the present embodiment, the amount of LLC circulation is large. That is, the flow rate of LLC in the cooling passage 22 of each cooling pipe 2 is increased. Accordingly, the amount of heat taken out from the cooling pipe 2 by the LLC per unit time is increased.

＜第四実施形態＞
本実施形態と第三実施形態との相違点は、第一スイッチングモジュール、第二スイッチングモジュール、コンバータ用スイッチングモジュールのレイアウトのみである。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。 <Fourth embodiment>
The difference between the present embodiment and the third embodiment is only the layout of the first switching module, the second switching module, and the converter switching module. Therefore, only the differences will be described here.

図１３に、本実施形態のパワースタックの上面模式図を示す。なお、図１２と対応する部位については、同じ符号、同じハッチングで示す。図に示すように、六個の第一スイッチングモジュール９４０と、十二個の第二スイッチングモジュール９５０と、六個のコンバータ用スイッチングモジュール９３１とは、積層方向に別々に配置されている。   In FIG. 13, the upper surface schematic diagram of the power stack of this embodiment is shown. In addition, about the site | part corresponding to FIG. 12, it shows with the same code | symbol and the same hatching. As shown in the figure, the six first switching modules 940, the twelve second switching modules 950, and the six converter switching modules 931 are separately arranged in the stacking direction.

具体的には、導入本管４０および導出本管５０に最も近接して、コンバータ用スイッチングモジュール９３１が三列まとめて配置されている。また、導入本管４０および導出本管５０から最も離間して、第二スイッチングモジュール９５０が六列まとめて配置されている。また、コンバータ用スイッチングモジュール９３１三列と第二スイッチングモジュール９５０六列との間に、第一スイッチングモジュール９４０が三列まとめて配置されている。   Specifically, the converter switching modules 931 are arranged in three rows closest to the introduction main 40 and the lead-out main 50. In addition, the second switching modules 950 are arranged in six rows at the furthest distance from the introduction main 40 and the lead-out main 50. In addition, the first switching modules 940 are collectively arranged between three rows of converter switching modules 931 and six rows of second switching modules 950.

本実施形態のパワースタック１は、第一実施形態のパワースタックと同様の作用効果を有する。また、本実施形態のパワースタック１によると、リアクトル９３０とコンバータ用スイッチングモジュール９３１とが近接して配置されている。このため、コンバータ用スイッチングモジュール９３１のバスバーの長さを、より一層短縮しやすい。したがって、ＤＣ−ＤＣコンバータ９３（前出図１参照）の浮遊静電容量を、さらに小さくすることができる。   The power stack 1 of the present embodiment has the same operational effects as the power stack of the first embodiment. Further, according to the power stack 1 of the present embodiment, the reactor 930 and the converter switching module 931 are arranged close to each other. For this reason, it is easy to further shorten the length of the bus bar of the converter switching module 931. Therefore, the floating capacitance of the DC-DC converter 93 (see FIG. 1) can be further reduced.

＜第五実施形態＞
本実施形態と第一実施形態との相違点は、第一スイッチングモジュールの一列、および第二スイッチングモジュールの一列が、各々三個のスイッチングモジュールにより構成されている点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。 <Fifth embodiment>
The difference between the present embodiment and the first embodiment is that one row of the first switching module and one row of the second switching module are each constituted by three switching modules. Therefore, only the differences will be described here.

図１４に、本実施形態のパワースタックの上面模式図を示す。なお、図７と対応する部位については、同じ符号、同じハッチングで示す。図に示すように、本実施形態のパワースタック１によると、冷却管２長手方向に延びる第一スイッチングモジュール９４０の一列が、合計三個の第一スイッチングモジュール９４０により構成されている。並びに、冷却管２長手方向に延びる第二スイッチングモジュール９５０の一列が、合計三個の第二スイッチングモジュール９５０により構成されている。   In FIG. 14, the upper surface schematic diagram of the power stack of this embodiment is shown. In addition, about the site | part corresponding to FIG. 7, it shows with the same code | symbol and the same hatching. As shown in the figure, according to the power stack 1 of the present embodiment, one row of the first switching modules 940 extending in the longitudinal direction of the cooling pipe 2 is constituted by a total of three first switching modules 940. In addition, one row of the second switching modules 950 extending in the longitudinal direction of the cooling pipe 2 is constituted by a total of three second switching modules 950.

第一スイッチングモジュール９４０は、導入本管４０および導出本管５０に近接して、二列まとめて配置されている。第二スイッチングモジュール９５０は、導入本管４０および導出本管５０から離間して、四列まとめて配置されている。   The first switching modules 940 are arranged in two rows in close proximity to the introduction main 40 and the lead-out main 50. The second switching modules 950 are arranged in four rows in a separated manner from the introduction main pipe 40 and the lead-out main pipe 50.

本実施形態のパワースタック１は、第一実施形態のパワースタックと同様の作用効果を有する。また、本実施形態のパワースタック１によると、一列に三個のスイッチングモジュールが配置されている分、積層方向長さを短縮できる。並びに、冷却管２の枚数が少なくて済む。   The power stack 1 of the present embodiment has the same operational effects as the power stack of the first embodiment. Further, according to the power stack 1 of the present embodiment, the length in the stacking direction can be shortened by the amount of the three switching modules arranged in a row. In addition, the number of cooling pipes 2 can be small.

＜第六実施形態＞
本実施形態と第五実施形態との相違点は、第一スイッチングモジュールと第二スイッチングモジュールとが同じ列に配置されている点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。 <Sixth embodiment>
The difference between the present embodiment and the fifth embodiment is that the first switching module and the second switching module are arranged in the same column. Therefore, only the differences will be described here.

図１５に、本実施形態のパワースタックの上面模式図を示す。なお、図１４と対応する部位については、同じ符号、同じハッチングで示す。図に示すように、本実施形態のパワースタック１によると、冷却管２におけるＬＬＣの流れ方向に沿って、各列の最上流側に、第一スイッチングモジュール９４０が配置されている。また、各列の流れ方向中央、最下流側に、第二スイッチングモジュール９５０が配置されている。   In FIG. 15, the upper surface schematic diagram of the power stack of this embodiment is shown. In addition, about the site | part corresponding to FIG. 14, it shows with the same code | symbol and the same hatching. As shown in the figure, according to the power stack 1 of the present embodiment, the first switching module 940 is arranged on the most upstream side of each row along the LLC flow direction in the cooling pipe 2. Further, the second switching module 950 is arranged at the center and the most downstream side in the flow direction of each row.

本実施形態のパワースタック１は、第一実施形態のパワースタックと同様の作用効果を有する。また、本実施形態のパワースタック１によると、一列に三個のスイッチングモジュールが配置されている分、積層方向長さを短縮できる。並びに、冷却管２の枚数が少なくて済む。   The power stack 1 of the present embodiment has the same operational effects as the power stack of the first embodiment. Further, according to the power stack 1 of the present embodiment, the length in the stacking direction can be shortened by the amount of the three switching modules arranged in a row. In addition, the number of cooling pipes 2 can be small.

＜その他＞
以上、本発明のパワースタックの実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。 <Others>
The embodiment of the power stack according to the present invention has been described above. However, the embodiment is not particularly limited to the above embodiment. Various modifications and improvements that can be made by those skilled in the art are also possible.

例えば、上記実施形態の第一スイッチングモジュール９４０、第二スイッチングモジュール９５０、コンバータ用スイッチングモジュール９３１は、いずれもＩＧＢＴとフライホイルダイオードとを備えている。しかしながら、半導体素子の種類は、これらＩＧＢＴ、フライホイルダイオードに特に限定するものではない。例えば、パワーＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、ＧＴＯ（Ｇａｔｅ Ｔｕｒｎ−ｏｆｆ Ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ）などであってもよい。また、一つの半導体モジュールにおける半導体素子の配置数も特に限定するものではない。例えば、一つの半導体モジュールに一つのパワーＭＯＳを配置してもよい。   For example, the first switching module 940, the second switching module 950, and the converter switching module 931 of the above-described embodiment each include an IGBT and a flywheel diode. However, the types of semiconductor elements are not particularly limited to these IGBTs and flywheel diodes. For example, a power MOS (Metal Oxide Semiconductor), GTO (Gate Turn-off Thyristor), or the like may be used. Further, the number of semiconductor elements arranged in one semiconductor module is not particularly limited. For example, one power MOS may be arranged in one semiconductor module.

また、例えば、第一実施形態においては、六個の第一スイッチングモジュール９４０からなるグループと、十二個の第二スイッチングモジュール９５０からなるグループとに、スイッチングモジュールを分類した。しかしながら、各グループにおける半導体モジュールの個数は特に限定するものではない。例えば、単一の半導体モジュールからなるグループがあってもよい。   For example, in the first embodiment, the switching modules are classified into a group including six first switching modules 940 and a group including twelve second switching modules 950. However, the number of semiconductor modules in each group is not particularly limited. For example, there may be a group of single semiconductor modules.

また、第三実施形態、第四実施形態においては、導入本管４０と冷却管２と導出本管５０とによりリアクトル９３０を冷却したが、これらの部材のうち少なくとも一つの部材により、リアクトル９３０を冷却すればよい。また、冷却管２長手方向一列の半導体モジュールの配置数も特に限定するものではない。   In the third embodiment and the fourth embodiment, the reactor 930 is cooled by the introduction main pipe 40, the cooling pipe 2, and the lead-out main pipe 50. However, the reactor 930 is made of at least one member among these members. It only has to be cooled. Further, the number of semiconductor modules arranged in a row in the longitudinal direction of the cooling pipe 2 is not particularly limited.

第一実施形態のパワースタックが用いられるＭＧの駆動装置の回路図である。It is a circuit diagram of the drive device of MG in which the power stack of 1st embodiment is used. 同パワースタックの部分分解斜視図である。It is a partial exploded perspective view of the power stack. 同パワースタックの合体斜視図である。It is a united perspective view of the power stack. 同パワースタックの冷却管の部分断面斜視図である。It is a fragmentary sectional perspective view of the cooling pipe of the power stack. 同パワースタックの第一スイッチングモジュールの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the 1st switching module of the same power stack. 同パワースタックの積層方向断面図である。It is a lamination direction sectional view of the power stack. 同パワースタックの上面模式図である。It is an upper surface schematic diagram of the power stack. 第二実施形態の同パワースタックの上面模式図である。It is an upper surface schematic diagram of the same power stack of a second embodiment. 第三実施形態のパワースタックの部分分解斜視図である。It is a partial exploded perspective view of the power stack of a third embodiment. 同パワースタックの合体斜視図である。It is a united perspective view of the power stack. 同パワースタックの積層方向断面図である。It is a lamination direction sectional view of the power stack. 同パワースタックの上面模式図である。It is an upper surface schematic diagram of the power stack. 第四実施形態のパワースタックの上面模式図である。It is an upper surface schematic diagram of the power stack of 4th embodiment. 第五実施形態のパワースタックの上面模式図である。It is an upper surface schematic diagram of the power stack of 5th embodiment. 第六実施形態のパワースタックの上面模式図である。It is an upper surface schematic diagram of the power stack of 6th embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１：パワースタック、２：冷却管、２０：導入口、２１：導出口、２２：冷却通路、２３：冷却リブ、４：導入管、４０：導入本管、４１：導入連通管、５：導出管、５０：導出本管、５１：導出連通管、８：制御基板、８０：接続部、９：駆動装置、９０：バッテリ、９１：平滑用コンデンサ、９２：平滑用コンデンサ、９３：ＤＣ−ＤＣコンバータ（電力変換器）、９３０：リアクトル、９３０ａ：リアクトルケース、９３０ｂ：導入本管用孔、９３０ｃ：導出本管用孔、９３１：コンバータ用スイッチングモジュール（半導体モジュール）、９３１ａ：ＩＧＢＴ、９３１ｂ：フライホイルダイオード、９４：第一インバータ回路（電力変換器）、９４０：第一スイッチングモジュール（半導体モジュール）、９４０ａ：ＩＧＢＴ、９４０ｂ：フライホイルダイオード、９４０ｃ：電極端子、９４０ｄ：信号端子、９４０ｅ：絶縁板、９４０ｆ：樹脂モールド、９５：第二インバータ回路（電力変換器）、９５０：第二スイッチングモジュール（半導体モジュール）、９５０ａ：ＩＧＢＴ、９５０ｂ：フライホイルダイオード、９６ａ：ＭＧ、９６ｂ：ＭＧ、９７：ダミーモジュール、１０：放熱装置、Ｓ：直線区間、ＶＬ：低電位電源線、ＶＨ１：高電位電源線、ＶＨ２：高電位電源線。   1: Power stack, 2: Cooling pipe, 20: Inlet port, 21: Outlet port, 22: Cooling passage, 23: Cooling rib, 4: Introducing pipe, 40: Introducing main pipe, 41: Introducing communication pipe, 5: Deriving Tube: 50: Derived main tube, 51: Derived communication tube, 8: Control board, 80: Connection part, 9: Drive device, 90: Battery, 91: Smoothing capacitor, 92: Smoothing capacitor, 93: DC-DC Converter (power converter), 930: reactor, 930a: reactor case, 930b: introduction main hole, 930c: lead main hole, 931: converter switching module (semiconductor module), 931a: IGBT, 931b: flywheel diode , 94: first inverter circuit (power converter), 940: first switching module (semiconductor module), 940a: IGBT, 94 b: flywheel diode, 940c: electrode terminal, 940d: signal terminal, 940e: insulating plate, 940f: resin mold, 95: second inverter circuit (power converter), 950: second switching module (semiconductor module), 950a : IGBT, 950b: Flywheel diode, 96a: MG, 96b: MG, 97: Dummy module, 10: Heat dissipation device, S: Straight section, VL: Low potential power line, VH1: High potential power line, VH2: High potential Power line.

Claims (1)

複数の冷却管と複数の半導体モジュールとが交互に積層されてなり、該半導体モジュールの積層方向両面が該冷却管に面接触するパワースタックであって、
複数の前記半導体モジュールは、複数の電力変換器をそれぞれ制御する複数のグループに分類可能であり、
複数の該半導体モジュールは、該グループ毎にまとめて配置されているとともに、該半導体モジュールの積層方向において該グループごとに別々に配置されていることを特徴とするパワースタック。
A power stack in which a plurality of cooling pipes and a plurality of semiconductor modules are alternately stacked, and both sides of the stacking direction of the semiconductor modules are in surface contact with the cooling pipes,
The plurality of semiconductor modules can be classified into a plurality of groups for controlling a plurality of power converters, respectively.
The power stack, wherein the plurality of semiconductor modules are arranged together for each group, and are arranged separately for each group in the stacking direction of the semiconductor modules.
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