JP2014166080A - 電力変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
パワー半導体モジュールの冷却性能の向上および性能バラツキの低減を図る。
【解決手段】
パワー半導体モジュール１５０と、第１流路形成体２と、前記パワー半導体モジュール１５０と前記第１流路形成体２を収納する収納空間２０ａを形成する第２流路形成体２０と、を備え、前記第１流路形成体２は、第１側壁部と、第２側壁部と、底面部と、により構成され、前記第１側壁部は、前記パワー半導体モジュール１５０の一方の面との間に第１流路空間を形成し、前記第２側壁部は、前記パワー半導体モジュール１５０の他方の面との間に第２流路空間を形成し、前記収納空間、前記第１流路空間及び前記第２流路空間には、冷却冷媒が流される。
【選択図】図６

Description

本発明は、電力変換装置に関し、特にハイブリッド自動車や電気自動車に用いられる電力変換装置に関する。

電気自動車あるいはハイブリッド自動車においては、搭載される部品の小型化や低コスト化が重要視されている。バッテリの直流電流をモータの交流電流に変換する電力変換装置も例外ではなく、小型化や低コスト化が求められおり、その結果発熱密度が大きくなるため冷却性能を向上させる必要がある。

電力変換装置を構成する電子部品の中でも最も発熱量が大きいものはパワー半導体モジュールである。そのパワー半導体モジュールの冷却性能を向上させるためには、熱抵抗の大きなグリースを取り除き、かつ半導体素子の両面から放熱する両面冷却構造（特許文献１）が有効である。

しかしながら、上記特許文献１記載の構造は、パワー半導体モジュールと流路形成体を別々に成形しているため、組立性を考慮してフランジ部以外（特に放熱フィンと流路壁面の間）にも隙間を設ける必要がある。嵌め合い公差を厳しくし隙間を小さくしたとしても、パワー半導体モジュール自体の製造バラツキがあるため、シール部以外で部材同士が干渉する可能性が発生するおそれがある。特にパワー半導体モジュールが複数ある場合（シール箇所が複数の場合）は、嵌め合い公差を厳しく管理することは現実的でない。このため、パワー半導体モジュールと流路形成体を別々に成形する場合は、必ずバラツキを持った有限の隙間ができるため、本来冷却のために冷却水を流したい放熱部周辺だけでなく、この隙間にも流れてしまうため、放熱フィン部を迂回し、パワー半導体モジュールの冷却性能が十分に発揮できないという問題がある。

特開２０１０−１１０１４３号

本発明の課題は、パワー半導体モジュールの冷却性能の向上および性能バラツキの低減を図ることである。

上記課題を解決するために、本発明に係る電力変換装置は、直流電流を交流電流に変換するパワー半導体モジュールと、第１流路形成体と、前記パワー半導体モジュールと前記第１流路形成体を収納する収納空間を形成する第２流路形成体と、を備え、前記第１流路形成体は、前記パワー半導体モジュールと対向する第１側壁部と、前記パワー半導体モジュールを挟んで前記第１側壁部と対向する第２側壁部と、前記パワー半導体モジュールの底面を跨ぐとともに前記第１側壁部と前記第２側壁部を繋ぐ底面部と、により構成され、前記第１側壁部は、前記パワー半導体モジュールの一方の面との間に第１流路空間を形成し、前記第２側壁部は、前記パワー半導体モジュールの他方の面との間に第２流路空間を形成し、前記収納空間、前記第１流路空間及び前記第２流路空間には、冷却冷媒が流される。

本発明によれば、パワー半導体モジュールの冷却性能の向上および性能バラツキの低減を図ることができる。

２回の鍛造で放熱フィン部とフランジ部を形成する製造方法である。 放熱フィン部をフランジ付金属ケースに摩擦攪拌接合する場合の製造方法である。 ハイブリッド自動車の制御ブロックを示す図である。 インバータ回路１４０、１４２の電気回路構成図である。 実施例１の電力変換装置２００の斜視図である。 実施例１の電力変換装置２００の分解斜視図である。 実施例１の電力変換装置２００の下面から見た分解斜視図である。 パワー半導体モジュールの斜視図である。 図８（ａ）の断面Ｂで切ったときの断面図である。 図５の断面Ａで切ったときの断面図である。 図９（ａ）の部分拡大図である。 実施例２の電力変換装置２００の斜視図である。 図１０の断面Ｃで切って下から見たときの断面図である。 実施例３の電力変換装置２００の斜視図である。 実施例４の流路形成部材の構成を示す斜視図である。 図１３を組み立てて側面から見た図である。

図１は鍛造成形によるフィン付き金属ケースの製造方法を示す。図１の（ａ）及び（ｂ）が第１工程、図１の（ｃ）及び（ｄ）が第２工程を示す。第１工程は、原材料を凡そ放熱ベース形状に変形するための工程である。原材料にはアルミや銅などの変形しやすい金属もしくは粉末状の金属が有効である。第２工程は、第１工程で作成したサンプルの両側にフィンを形成する工程であり、フィン成形用金型を有する。このとき、フィンを成形しやすくするために、金型のＸの部分に有限長の幅が必要となる。この長さは、図ではＸとしており、約５〜１０ｍｍ程度となる。

図２は鍛造と摩擦攪拌接合の組合せによるフィン付き金属ケースの製造方法を示す。図２の（ａ）及び（ｂ）は第１工程であり、図１と同じである。図２の（ｃ）及び（ｄ）に示す第２工程では、第１工程で成形したサンプルに、別途成形したフィン部を接合する技術を用いている。例えば摩擦攪拌接合技術を用いる場合は、接合面積を確保するために図に示すように回転ツールが入る必要がある。回転ツールの直径は、図ではＹとしており、最低１０ｍｍは必要となる。

上記の理由により、２回鍛造製法を用いても摩擦攪拌接合技術を用いても、フランジ部と放熱フィン部との間に５〜１０ｍｍ程度の隙間が形成されてしまうことは避けられない。例え量産性を無視して金属ケースの成形方法を切削加工とした場合でも、やはり工具が入る隙間が必要となるため、フランジ部と放熱フィン部との間に５〜１０ｍｍ程度の隙間が形成されてしまうことに変わりはない。故に、放熱フィン部とシール部を分けたパワー半導体モジュールを流路形成体の開口部に差し込む構造においては、パワー半導体モジュールのフランジ部と放熱フィン部の間に隙間ができてしまう。

本発明は、上記の「発明が解決しようとする課題」で言及した課題に加えて、このような課題を解決するものである。以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。

図３は、ハイブリッド自動車（以下「ＨＥＶ」と記述する）の制御ブロックを示す図である。エンジンＥＧＮおよびモータジェネレータＭＧ１、モータジェネレータＭＧ２は車両の走行用トルクを発生する。また、モータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２は回転トルクを発生するだけでなく、モータジェネレータＭＧ１あるいはモータジェネレータＭＧ２に外部から加えられる機械エネルギーを電力に変換する機能を有する。

モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２は、例えば同期機あるいは誘導機であり、上述のごとく、運転方法によりモータとしても発電機としても動作する。モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２を自動車に搭載する場合には、小型で高出力を得ることが望ましく、ネオジウムなどの磁石を使用した永久磁石型の同期電動機が適している。また、永久磁石型の同期電動機は誘導電動機に比べて回転子の発熱が少なく、この観点でも自動車用として優れている。

エンジンＥＧＮの出力側及びモータジェネレータＭＧ２の出力トルクは動力分配機構ＴＳＭを介してモータジェネレータＭＧ１に伝達され、動力分配機構ＴＳＭからの回転トルクあるいはモータジェネレータＭＧ１が発生する回転トルクは、トランスミッションＴＭおよびデファレンシャルギアＤＩＦを介して車輪に伝達される。一方、回生制動の運転時には、車輪から回転トルクがモータジェネレータＭＧ１に伝達され、供給されてきた回転トルクに基づいて交流電力を発生する。

発生した交流電力は後述するように電力変換装置２００により直流電力に変換され、高電圧用のバッテリ１３６を充電し、充電された電力は再び走行エネルギーとして使用される。また高電圧用のバッテリ１３６の蓄電している電力が少なくなった場合に、エンジンＥＧＮが発生する回転エネルギーをモータジェネレータＭＧ２により交流電力に変換し、次に交流電力を電力変換装置２００により直流電力に変換し、バッテリ１３６を充電することができる。エンジンＥＧＮからモータジェネレータＭＧ２への機械エネルギーの伝達は動力分配機構ＴＳＭによって行われる。

次に電力変換装置２００について説明する。昇圧回路６００は、バッテリ１３６と直流コネクタ１３８を介して電気的に接続されている。バッテリ１３６の電圧は、昇圧回路６００にて昇圧される。昇圧後の回路２０１は、インバータ回路１４０、１４２を有する。なお、電力変換装置２００は、インバータ回路１４０に供給される直流電力を平滑化するためのコンデンサモジュール５００を備えている。

モータジェネレータＭＧ１をモータとして動作させる場合には、インバータ回路１４０は直流コネクタ１３８を介してバッテリ１３６から供給された直流電力に基づき交流電力を発生し、交流コネクタ１８８を介してモータジェネレータＭＧ１に供給する。モータジェネレータＭＧ１とインバータ回路１４０からなる構成は第１電動発電ユニットとして動作する。

同様にモータジェネレータＭＧ２をモータとして動作させる場合には、インバータ回路１４２は直流コネクタ１３８を介してバッテリ１３６から供給された直流電力に基づき交流電力を発生し、交流コネクタ１９８を介してモータジェネレータＭＧ２に供給する。モータジェネレータＭＧ２とインバータ回路１４２からなる構成は第２電動発電ユニットとして動作する。

第１電動発電ユニットと第２電動発電ユニットは、運転状態に応じて両方をモータとしてあるいは発電機として運転する場合、あるいはこれらを使い分けて運転する場合がある。また片方を運転しないで、停止することも可能である。なお、本実施形態では、バッテリ１３６の電力によって第１電動発電ユニットを電動ユニットとして作動させることにより、モータジェネレータＭＧ１の動力のみによって車両の駆動ができる。さらに、本実施形態では、第１電動発電ユニット又は第２電動発電ユニットを発電ユニットとしてエンジン１２０の動力或いは車輪からの動力によって作動させて発電させることにより、バッテリ１３６の充電ができる。

また、図３では省略したが、バッテリ１３６はさらに補機用のモータを駆動するための電源としても使用される。補機用のモータとしては例えば、エアコンディショナーのコンプレッサを駆動するモータ、あるいは制御用の油圧ポンプを駆動するモータである。バッテリ１３６から直流電力が補機用パワー半導体モジュールに供給され、補機用パワー半導体モジュールは交流電力を発生して補機用のモータに供給する。補機用パワー半導体モジュールはインバータ回路１４０と基本的には同様の回路構成および機能を持ち、補機用のモータに供給する交流の位相や周波数、電力を制御する。

電力変換装置２００は、上位の制御装置から指令を受けたりあるいは上位の制御装置に状態を表すデータを送信したりするための通信用のコネクタ２１を備えている。制御回路１７２は、コネクタ２１からの指令に基づいてモータジェネレータＭＧ１やモータジェネレータＭＧ２あるいは補機用のモータの制御量を演算し、さらにモータとして運転するか発電機として運転するかを演算する。そして制御回路１７２は、当該演算結果に基づいて制御パルスを発生し、その制御パルスをドライバ回路１７４や補機用モジュールのドライバ回路へ供給する。ドライバ回路１７４は、供給された制御パルスに基づいて、インバータ回路１４０、１４２を制御するための駆動パルスを発生する。

図４は、昇圧後の回路２０１におけるインバータ回路１４０、１４２の電気回路の構成図である。なお、２つのインバータ回路１４０、１４２は回路構成も動作も極めて類似しており、１つのモータジェネレータＭＧ１のみでモータとしても発電機としても動作させる制御方法もあるため、以下ではインバータ回路１４０を主として説明する。また、以下で半導体素子として絶縁ゲート型バイポーラトランジスタを使用しており、以下略してＩＧＢＴと記す。

上アームのＩＧＢＴ３２８及びダイオード１５６と、下アームのＩＧＢＴ３３０及びダイオード１６６とで、上下アーム直列回路１５０が構成される。インバータ回路１４０は、この上下アーム直列回路１５０を、出力しようとする交流電力のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相に対応して備えている。

これらの３相は、この実施の形態ではモータジェネレータＭＧ１の電機子巻線の３相の各相巻線に対応している。３相のそれぞれの上下アーム直列回路１５０は、直列回路の中点部分である中間電極１６９から交流電流を出力する。この中間電極１６９は、交流端子１５９を通して、モータジェネレータＭＧ１への交流電力線である交流バスバー８０２と接続される。

上アームのＩＧＢＴ３２８のコレクタ電極１５３は、正極端子１５７を介してコンデンサモジュール５００の正極側のコンデンサ端子５０６に電気的に接続されている。また、下アームのＩＧＢＴ３３０のエミッタ電極は、負極端子１５８を介してコンデンサモジュール５００の負極側のコンデンサ端子５０４に電気的に接続されている。

上述のように、制御回路１７２は上位の制御装置からコネクタ２１を介して制御指令を受ける。これに基づいてインバータ回路１４０を構成する各相の上下アーム直列回路１５０の上アームあるいは下アームを構成するＩＧＢＴ３２８やＩＧＢＴ３３０を制御するための制御信号である制御パルスを発生し、ドライバ回路１７４に供給する。

ドライバ回路１７４は、上記制御パルスに基づき、各相の上下アーム直列回路１５０の上アームあるいは下アームを構成するＩＧＢＴ３２８やＩＧＢＴ３３０を制御するための駆動パルスを各相のＩＧＢＴ３２８やＩＧＢＴ３３０に供給する。ＩＧＢＴ３２８やＩＧＢＴ３３０は、ドライバ回路１７４からの駆動パルスに基づき、導通あるいは遮断動作を行い、バッテリ１３６から供給された直流電力を三相交流電力に変換する。この変換された電力はモータジェネレータＭＧ１に供給される。

上アームのＩＧＢＴ３２８は、コレクタ電極１５３と、信号用エミッタ電極１５５と、ゲート電極１５４を備えている。また、下アームのＩＧＢＴ３３０は、コレクタ電極１６３と、信号用のエミッタ電極１６５と、ゲート電極１６４を備えている。上アームのダイオード１５６が、コレクタ電極１５３とエミッタ電極１５５との間に電気的に接続されている。また、ダイオード１６６が、コレクタ電極１６３とエミッタ電極１６５との間に電気的に接続されている。

スイッチング用パワー半導体素子としては金属酸化物半導体型電界効果トランジスタ（以下略してＭＯＳＦＥＴと記す）を用いてもよい、この場合はダイオード１５６やダイオード１６６は不要となる。スイッチング用パワー半導体素子としては、ＩＧＢＴは直流電圧が比較的高い場合に適していて、ＭＯＳＦＥＴは直流電圧が比較的低い場合に適している。

コンデンサモジュール５００は、複数の正極側のコンデンサ端子５０６と複数の負極側のコンデンサ端子５０４と正極側の電源端子５０９と負極側の電源端子５０８とを備えている。バッテリ１３６からの高電圧の直流電力は、直流コネクタ１３８を介して、正極側の電源端子５０９や負極側の電源端子５０８に供給され、コンデンサモジュール５００の正極側のコンデンサ端子５０６および負極側のコンデンサ端子５０４から、インバータ回路１４０へ供給される。

一方、交流電力からインバータ回路１４０やインバータ回路１４２によって変換された直流電力は、正極側のコンデンサ端子５０６や負極側のコンデンサ端子５０４からコンデンサモジュール５００に供給され、正極側の電源端子５０９や負極側の電源端子５０８から直流コネクタ１３８を介してバッテリ１３６に供給され、バッテリ１３６に蓄積される。

制御回路１７２は、ＩＧＢＴ３２８及びＩＧＢＴ３３０のスイッチングタイミングを演算処理するためのマイクロコンピュータ（以下、「マイコン」と記述する）を備えている。マイコンへの入力情報としては、モータジェネレータＭＧ１に対して要求される目標トルク値、上下アーム直列回路１５０からモータジェネレータＭＧ１に供給される電流値、及びモータジェネレータＭＧ１の回転子の磁極位置がある。

目標トルク値は、不図示の上位の制御装置から出力された指令信号に基づくものである。電流値は、電流センサ１８０による検出信号に基づいて検出されたものである。磁極位置は、モータジェネレータＭＧ１に設けられたレゾルバなどの回転磁極センサ（不図示）から出力された検出信号に基づいて検出されたものである。本実施形態では、電流センサ１８０は３相の電流値を検出する場合を例に挙げているが、２相分の電流値を検出するようにし、演算により３相分の電流を求めても良い。

制御回路１７２内のマイコンは、目標トルク値に基づいてモータジェネレータＭＧ１のｄ軸、ｑ軸の電流指令値を演算する。そして前記マイコンは、この演算されたｄ軸、ｑ軸の電流指令値と、検出されたｄ軸、ｑ軸の電流値との差分に基づいてｄ軸、ｑ軸の電圧指令値を演算する。そして前記マイコンは、この演算されたｄ軸、ｑ軸の電圧指令値を、検出された磁極位置に基づいてＵ相、Ｖ相、Ｗ相の電圧指令値に変換する。そして前記マイコンは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の電圧指令値に基づく基本波（正弦波）と搬送波（三角波）との比較に基づいてパルス状の変調波を生成する。そして前記マイコンは、この生成された変調波をＰＷＭ（パルス幅変調）信号としてドライバ回路１７４に出力する。

ドライバ回路１７４は、下アームを駆動する場合、ＰＷＭ信号を増幅したドライブ信号を、対応する下アームのＩＧＢＴ３３０のゲート電極に出力する。また、ドライバ回路１７４は、上アームを駆動する場合、ＰＷＭ信号の基準電位のレベルを上アームの基準電位のレベルにシフトしてからＰＷＭ信号を増幅し、これをドライブ信号として、対応する上アームのＩＧＢＴ３２８のゲート電極にそれぞれ出力する。

また、制御回路１７２内のマイコンは、異常検知（過電流、過電圧、過温度など）を行い、上下アーム直列回路１５０を保護している。このため、制御回路１７２にはセンシング情報が入力されている。例えば、各アームの信号用のエミッタ電極１５５及び信号用のエミッタ電極１６５からは各ＩＧＢＴ３２８とＩＧＢＴ３３０のエミッタ電極に流れる電流の情報が、対応する駆動部（ＩＣ）に入力されている。これにより、各駆動部（ＩＣ）は過電流検知を行い、過電流が検知された場合には対応するＩＧＢＴ３２８、ＩＧＢＴ３３０のスイッチング動作を停止させ、対応するＩＧＢＴ３２８、ＩＧＢＴ３３０を過電流から保護する。

上下アーム直列回路１５０に設けられた温度センサ（不図示）からは上下アーム直列回路１５０の温度の情報がマイコンに入力されている。また、マイコンには上下アーム直列回路１５０の直流正極側の電圧の情報が入力されている。マイコンは、それらの情報に基づいて過温度検知及び過電圧検知を行い、過温度或いは過電圧が検知された場合には全てのＩＧＢＴ３２８、ＩＧＢＴ３３０のスイッチング動作を停止させる。

以下、図５〜図９を用いて、本実施形態における電力変換装置２００の概略構成を説明する。

図５は、本実施形態の電力変換装置２００の斜視図である。図５は、筐体上フタ（不図示）を外した状態の斜視図である。電力変換装置２００は、図３や図４で示した、電力変換装置２００の構成部材を収納する筐体２０を備えている。筐体２０に収納される構成部材のうち、ドライバ回路基板１７４ａ及び制御回路基板１７２ａは、筐体２０内上方に配置される。上述のドライバ回路１７４は、ドライバ回路基板１７４ａに実装される。上述の制御回路１７２は、制御回路基板１７２ａに実装される。

筐体２０には、当該筐体２０に冷却冷媒を導入するための入口配管３０ａと、冷却冷媒を導出するための出口配管３０ｂが配設される。

本実施形態の電力変換装置２００では、１つのモータジェネレータＭＧ１のみでモータとしても発電機としても動作させる例、つまりインバータ回路１４０は１つのみの例として説明するが、図３〜４に示したように、インバータ回路１４２を付け足すことも可能である。本構造は平面視の形状を略長方形としたことで、車両やモータジェネレータへの取り付けが容易となる効果がある。また、筐体下フタ２２から筐体上フタ（不図示）までの全部材を積層構造化できるため、生産し易いという効果がある。

図６は、本実施形態の電力変換装置２００の分解斜視図である。筐体２０内には、図４のインバータ回路１４０を構成する、パワー半導体モジュール１５０ａおよびコンデンサモジュール５００が収納される。本実施形態の電力変換装置２００に用いるパワー半導体モジュール１５０ａは、上下アームのスイッチング素子を有する２ｉｎ１パワー半導体モジュールである。

筐体２０には、モジュール収納空間２０ａが形成される。前記パワー半導体モジュール１５０ａは、モジュール収納空間２０ａに収納される。このとき、パワー半導体モジュール１５０ａを挟み込む流路形成部材２も同時に収納される。流路形成部材２は、パワー半導体モジュール１５０ａと対向する第１側壁部と、パワー半導体モジュール１５０ａを挟んで第１側壁部と対向する第２側壁部と、パワー半導体モジュール１５０ａの底面を跨ぐとともに第１側壁部と第２側壁部を繋ぐ底面部と、により構成される。

また、本実施形態では、流路を簡素化するために、モジュール収納空間２０ａを一つの開口部としている。本実施形態の流路形成部材２は、３つのパワー半導体モジュール１５０ａを保持する構造となっている。

流路形成部材２は、モジュール収納空間２０ａに収納され、筐体２０とともに冷却冷媒を流す流路を形成する。つまり、流路形成部材２は第１の流路形成体として機能し、筐体２０は第２の流路形成体として機能する。筐体２０は、流路形成体として機能すると同時に、電力変換装置２００を構成する部材を保持する構造部材としても機能する。

本実施形態ではパワー半導体モジュール周辺のみの流路を形成するための流路形成部材２を予め冷媒進行方向と同じ方向からパワー半導体モジュール１５０ａに実装し、その後、流路形成部材２と３つのパワー半導体モジュール１５０ａをまとめてモジュール収納空間２０ａに挿入する。

筐体２０のモジュール収納空間２０ａは、カバー５により塞がれる。カバー５とモジュール収納空間２０ａの間には、シール材１が配置される。カバー５には、パワー半導体モジュール１５０ａの配線を貫通させるための開口部５ａが形成される。

カバー５の上方には、出力側交流バスバー１５９ａを保持する交流端子台１８９が設けられる。後述するように、パワー半導体モジュール１５０ａのパワー半導体モジュール側交流端子１５９ｂ（図８（ａ）参照）は、出力側交流バスバー１５９ａと接続される。また、パワー半導体モジュール１５０ａの正極端子１５７ｂ（図８（ａ）参照）は、コンデンサ側正極バスバー１５７ａと接続される。パワー半導体モジュール１５０ａの負極端子１５８ｂ（図８（ａ）参照）は、コンデンサ側負極バスバー１５８ａと接続される。

また、筐体２０には、複数のコンデンサセル５０１で構成されたコンデンサモジュール５００が配置される。

図７は、本実施形態の電力変換装置２００を下面から見た分解斜視図である。電力変換装置２００の下面は、下フタ２２により塞がれる。下フタ２２と筐体２０との間には、シール材８が設けられる。

筐体２０には、パワー半導体モジュール１５０ａと流路形成部材２を収納するモジュール収納空間２０ａと、コンデンサモジュール下流路２０ｂと、入口流路２０ｃと、出口流路２０ｄと、が形成される。入口流路２０ｃは、入口配管３０ａと繋がる。コンデンサモジュール下流路２０ｂは、入口流路２０ｃと繋がる。モジュール収納空間２０ａは、コンデンサモジュール下流路２０ｂと繋がる。出口流路２０ｄは、モジュール収納空間２０ａと繋がる。出口配管３０ｂは、出口流路２０ｄと繋がる。モジュール収納空間２０ａは、パワー半導体モジュール１５０ａと流路形成部材２を収納するとともに、冷媒を流す流路としても機能する。

冷媒は、入口配管３０ａから導入され、入口側冷媒進行方向２３ａから順に、ターン部冷媒進行方向２３ｂ、コンデンサモジュール下冷媒進行方向２３ｃ、パワー半導体モジュール手前分岐前冷媒進行方向２３ｄ、パワー半導体モジュール直後分岐後冷媒進行方向２
３ｅ、パワー半導体モジュール後合流後冷媒進行方向２３ｆ、出口側冷媒進行方向２３ｇ、とそれぞれの冷媒進行方向に沿って流れる。

流路形成部材２が形成する流路は、パワー半導体モジュール１５０ａの両面側を並列になるように構成される。本実施形態では、当該並列流路が３モジュール並列になるため、６流路が並列となっている。なお、コンデンサモジュール５００下部にも筐体を介して冷媒がながれるようにし、コンデンサモジュールも冷却される。

図８（ａ）は、本実施形態のパワー半導体モジュール１５０ａの斜視図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）の断面Ｂにおける断面図である。

それぞれのパワー半導体モジュール１５０ａには、金属ケース４０の両面に金属接合された放熱部７が設けられている。

パワー半導体モジュール１５０ａは、上述した上下アーム直列回路１５０を金属ケース４０内に収納し、絶縁層を介してトランスファーモールドされたものである。金属ケース４０は低コスト化のため、缶形の成形、放熱フィン部７とケーシング部４０ａを鍛造で行い、一体型の容器とすることもできる。

パワー半導体モジュール１５０ａは、パワー半導体モジュール側正極端子１５７ｂ、パワー半導体モジュール側負極端子１５８ｂ、パワー半導体モジュール側交流端子１５９ｂ、制御ピン・信号ピン・温度出力ピン等１６０を有する。パワー半導体モジュール側正極端子１５７ｂは、コンデンサ側正極バスバー１５７ａと接続され、図４の正極端子１５７を構成する。パワー半導体モジュール側負極端子１５８ｂは、コンデンサ側正極バスバー１５８ａと接続され、図４の負極端子１５８を構成する。パワー半導体モジュール側交流端子１５９ｂは、出力側交流バスバー１５９ａと接続され、図４の交流端子１５９を構成する。制御ピン・信号ピン・温度出力ピン等１６０は、ドライバ回路基板１７４ａを介して制御回路基板１７２に接続され、ゲート信号やエミッタセンス信号やパワー半導体内蔵温度センサの情報をやりとりする。

また金属ケース４０には、放熱部７を保持する部位４０ａと、側面でシール材と接触する部位４０ｂと、を有する。シール材と接触する部位４０ｂは、例えばＯリングのようなシール材を用いる場合には、Ｏリング用の溝加工が施され、Ｏリングを傷つけないようにするために曲面を有する。これにより、カバー５に、凹部を有するカバー開口部５ａを設けモジュールとカバー間のシール材６（図９参照）を用いて、高いシール性を実現できる。

パワー半導体モジュール１５０ａの一方の面には第１放熱部７ａが形成され、他方の面には第２放熱部７ｂが形成される。パワー半導体素子と対向する領域には、放熱性を高めるために放熱フィンが形成される。本実施形態では、放熱部７のフィン形状をピンフィンとしたが、他の形状、例えばストレートフィンやコルゲートフィンであっても良い。

図９（ａ）は、図５の断面Ａで切ったときの断面図である。パワー半導体モジュール１５０ａは、流路形成部材２に囲まれるように配置され、当該流路形成部材２は、筐体２０に形成されたモジュール収納空間２０ａに収納される。筐体２０の下部には、下フタ２２がシール材８を介して配置される。筐体２０の上部には、カバー５がシール材１を介して配置されている。

カバー５の上方には、コンデンサ側正極バスバー１５７ａ及びコンデンサ側負極バスバー１５８ａが配置される。また、コンデンサ側正極バスバー１５７ａ及びコンデンサ側負極バスバー１５８ａのさらに上方には、ドライバ回路基板１７４ａが配置され、制御ピン・信号ピン・温度出力ピン等１６０と接続される。

図９（ｂ）は、パワー半導体モジュール１５０ａ、流路形成部材２、カバー５の配置関係を説明するための図９（ａ）の拡大図である。

カバー５には、モジュール収納空間２０ａ側に形成された凹部５ｂと、当該凹部５ｂの底面からカバー５の上面まで貫通する開口５ａと、が形成される。

パワー半導体モジュール１５０ａは、当該パワー半導体モジュール１５０ａの端子（１５７ｂ、１５８ｂ、１５９ｂ、１６０）が突出するフランジ部が凹部５ｂ内に配置されるように形成される。パワー半導体モジュール１５０ａの側面でシール材と接触する部位４０ｂには、シール材６が配置される。当該パワー半導体モジュール１５０ａの端子は、開口５ａからモジュール収納空間２０ａの外に突出する。

流路形成部材２は、第１側壁部２５ａと、第２側壁部２５ｂと、底面部２６と、を有する。第１側壁部は２５ａは、パワー半導体モジュール１５０ａの第１放熱部７ａと対向して形成される。第２側壁部２５ｂは、パワー半導体モジュール１５０ａの第２放熱部７ｂと対向して形成される。底面部２６は、パワー半導体モジュール１５０ａの底面を跨ぐとともに、第１側壁部７ａと第２側壁部７ｂを繋ぐように形成される。

第１側壁部２５ａとパワー半導体モジュール１５０ａの第１放熱部７ａとの間には、第１放熱部側流路２７ａが形成される。第２側壁部２５ｂとパワー半導体モジュール１５０ａの第２放熱部７ｂとの間には、第２放熱部側流路２７ｂが形成される。

第１側壁部２５ａ及び第２側壁部２５ｂは、凸部２５ｃを有する。凸部２５ｃは、図１や図２で示したような放熱フィンが形成されていない領域に形成されることによって、冷媒が放熱フィンの形成領域を効率よく流れるようにするために形成される。そのため、凸部２５ｃは、第１側壁部２５ａ側においては、放熱フィンが形成された第１放熱部側流路２７ａの側部に形成される。ここでいう側部とは、冷却冷媒の流れる方向とは垂直な方向に沿って第１放熱部側流路２７ａと隣接し、かつ当該垂直な方向がパワー半導体モジュール１５０ａの主面と平行であることを指している。言い換えれば、パワー半導体モジュール１５０ａは、第１側壁部２５ａに形成された凸部２５ｃと第１放熱部側流路２７ａとを跨ぐように、それぞれと対向して配置される。

凸部２５ｃは、放熱フィンが形成される第１放熱部側流路２７ａとパワー半導体モジュール１５０ａのフランジ部との間に形成される。また本実施例では、凸部２５ｃは、第１放熱部側流路２７ａと底面部２６との間にも形成される。また、凸部２５ｃは、第２側壁部２５ｂとパワー半導体モジュール１５０ａの間にも、第１側壁部２５ａ側と同様にして形成される。

流路形成部材２の底面部２６は、パワー半導体モジュール１５０ａの底面と接触するように形成される。これにより、パワー半導体モジュール１５０ａは、カバー５と流路形成部材２とによって挟持される構造となるので、耐振動性が向上する。

流路形成部材２を構成する材料としては、弾性体を用いるのが好適である。弾性体としては、耐熱性（−４０℃〜１００℃）及び耐薬品性（冷媒（エチレングリコール水溶液やプロピレングリコール水溶液）に溶け出さない）のある材料とする。例えば、ゴム、発砲体（スポンジ状）の部材、高温時に熱膨張する材料、液体と反応することで膨張する材料とする。ゴムは具体的には、シリコン／ＥＰＤＭ／ブチル系のゴムが好的である。発砲体（スポンジ状）の部材は具体的には、耐熱性のポリエチレン／ウレタン／ＥＰＤＭ／ブチルゴム／シリコンが好的である。液体と反応することで膨張する材料には、クロロプレンゴムなどがある。

流路形成部材２をスポンジ状の部材とすることで、真空パッケージのスポンジ状部材を実装時に封を切り、空気を混入させることでパワー半導体モジュールとの隙間を充填させることができる。高温時に熱膨張する材料、液体と反応することで膨張する材料も同様で、実装後に膨張させることで隙間を埋めることができる。

以上説明したように、本実施形態の電力変換装置２００は、部品を収納するとともに流路形成体として機能する筐体２０を備え、前記筐体２０は、パワー半導体モジュール１５０ａを収納するモジュール収納空間２０ａを形成する。モジュール収納空間２０ａに収納されるパワー半導体モジュール１５０ａは、第２の流路形成体である流路形成部材２に囲まれるように配置される。流路形成部材２は、パワー半導体モジュール１５０ａの一方の面との間に第１放熱部側流路２７ａを形成し、パワー半導体モジュール１５０ａの他方の面との間に第２放熱部側流路２７ｂを形成する。

このように、パワー半導体モジュール１５０ａを冷却するために流される冷媒を筐体２０に形成されたモジュール収納空間２０ａを流れるとともに、第２の流路形成体である流路形成部材２により形成された第１放熱部側流路２７ａと第２放熱部側流路２７ｂを流れる。流路形成部材２を設けることにより、パワー半導体モジュール１５０ａとモジュール収納空間２０ａの間に生じる隙間を埋めることができる。これにより、冷媒が隙間に迂回することなく流れるため、パワー半導体モジュールの冷却性能が向上する。

そして、流路形成部材２は、上述のように冷媒流路の側部に形成された凸部２５ｃを有する。これにより、優先的に冷却する必要のあるパワー半導体素子と対向する放熱フィン形成領域を流れる冷媒量が大きくなるため、パワー半導体モジュールの冷却性能が向上する。

そして、モジュール収納空間２０ａを覆うカバー５には、凹部５ｂが設けられる。パワー半導体モジュール１５０ａは、当該パワー半導体モジュール１５０ａの一部が凹部５ｂ内に配置され、当該凹部５ｂ内においてシール材６によりシールされている。このような側面シール方法では、例えばカバー５を筐体２０にボルト締結する場合、ボルトの押さえつけ力に関係なく側面でシール材６が潰れているため、パワー半導体モジュール１５０ａ周囲の流路にボルトを設ける必要がなくなり、ボルト本数が低減される効果を持つ。

さらに、パワー半導体モジュール製造時のバラツキや組み付けバラツキにより上下方向の寸法が小さくなってしまう場合でも、常に側面でシール材６が潰れているため、外部への液漏れを防ぐことができる。

ここではカバー５に凹部を設けることによって、厚い板の側面でシールすることが避けられる。厚い板を用いる場合は、軽量化が難しく、重心が高くなるため耐震構造としても問題がある。凹部を設けることによって、必要な箇所にのみ剛性を持たせ、軽量化を図ることができる。

本実施形態のように、パワー半導体モジュール１５０ａの端子が挿入される開口５ａを有するカバー５に、凹部５ｂを設けることで、当該凹部５ｂがパワー半導体モジュール１５０ａの挿入時の位置決めとしての作用を奏する。また、凹部５ｂ内にパワー半導体モジュール１５０ａのフランジ部が配置されることにより、パワー半導体モジュール１５０ａは上下方向だけでなく、左右方向にも固定されることとなり、耐振動性・信頼性を向上することができる。

そして、流路形成部材２を弾性体により形成することにより、パワー半導体モジュールの製造時に製造バラツキが生じても、そのバラツキを吸収しパワー半導体モジュールとの間の隙間を埋めることができる。したがって、内部の局所空間バイパス流発生を抑制でき、冷却性能が向上する。また、パワー半導体モジュールの冷却性能のバラツキを抑えることができる点でも、冷却性能の向上に寄与する。

また、信号ピン１６０と制御回路基板１７２の金属接続部や、上述の正極端子１５７ｂ、負極端子１５８ｂ、交流端子１５９ｂと金属接合される箇所は、自動車が潜在的にもっている振動に対して接続不良とならないように配慮する必要がある。本実施例の側面シール方法では、弾性体で形成された流路形成部材２でパワー半導体モジュールを覆うことで、耐振性を向上させることができる。

ドライバ回路基板１７４ａおよび制御回路基板１７２ａは、金属製の筺体２０に熱的に接続されており、熱伝導率の高い金属部材を通して流路内の冷却媒体へ熱が逃がされる。またドライバ回路基板１７４ａと制御回路基板１７２ａは図５〜６に示したとおり、一体とすることもできる。

制御回路基板１７２ａにはコネクタ（不図示）が設けられている。コネクタは外部の制御装置と接続され、制御回路基板１７２ａに設けられた制御回路１７２と上位の制御装置などの外部の制御装置との間で信号伝送を行う。

なお、コンデンサ側の正極バスバー１５７ａと負極バスバー１５８ａは、大電流を流すと発熱するため、パワー半導体モジュール１５０ａに熱が進入しないようにする必要がある。そこで、パワー半導体モジュール固定用のカバー５にバスバーを熱的に接触させることで、パワー半導体モジュール１５０ａに熱が進入することを抑制できる。カバー５が金属材料の場合は絶縁層を介して熱的に接触させるが、カバーの材質は樹脂のような絶縁材料でも可能である。

また、上述した実施の形態では、電気自動車やハイブリッド自動車に搭載される車載用の電力変換装置を例に説明したが、パワー半導体モジュールを冷却媒体中に浸す冷却構造の電力変換装置であれば、本発明を同様に適用することができる。

第２の実施形態における電力変換装置２００の概略構成を図１０及び図１１を用いて説明する。図１０は、実施例１における流路形成部材２を、第１流路形成部材２ａと第２流路形成部材２ｂとに変更した変形例である。それ以外の構成については、実施例１における構成と同様であるため、詳細な説明は省略する。

第１流路形成部材２ａは、実施例１において流路形成部材２をパワー半導体モジュール１５０ａに実装したときと同様に、冷媒進行方向と同じ方向からパワー半導体モジュール１５０ａに実装する。ここで、実施例１においては、流路形成部材２は、３つのパワー半導体モジュール１５０ａをすべて保持するように実装したが、本実施形態においては、第１流路形成部材２ａは、３つのパワー半導体モジュール１５０ａのうちの隣接する２つのパワー半導体モジュール１５０ａを実装する。

３つのパワー半導体１５０ａのうち他の２つのパワー半導体モジュール１５０ａの間に配置されるパワー半導体モジュール１５０ａは、第１流路形成部材２ａが当該パワー半導体モジュール１５０ａの中央まで実装される。そして第２流路形成部材２ｂは、前記パワー半導体モジュール１５０ａの前記中央に関して第１流路形成部材２ａと点対称となるように配置される。

図１１は、図１０の断面Ｃを下から見た場合における断面図である。３つのパワー半導体モジュール１５０ａのうちのいずれか１つのパワー半導体モジュール１５０ａは、第１流路形成部材２ａに挟持される。３つのパワー半導体モジュール１５０ａのうち他の２つの間に配置されるパワー半導体モジュール１５０ａは、第１流路形成部材２ａと第２流路形成部材２ｂとに挟持される。３つのパワー半導体モジュール１５０ａのうちの残りの１つのパワー半導体モジュール１５０ａは、第２流路形成部材２ｂに挟持される。

第１流路形成部材２ａは、第１のパワー半導体モジュール１５０ａの側部に形成された２つの流路と、第２のパワー半導体モジュール１５０ａの側部に形成された２つの流路と、を繋ぐ連結流路を形成する。第２流路形成部材２ｂも同様に、第２のパワー半導体モジュール１５０ａの側部に形成された２つの流路と、第３のパワー半導体モジュール１５０ａの側部に形成された２つの流路と、を繋ぐ連結流路を形成する。

実施例１では、３つのパワー半導体モジュール１５０ａへ流れる冷媒は、６つに分岐した流路を並列に流れていたが、本実施例では、流路を流れる冷媒は、２つに分岐した流路を流れる。言い換えれば、実施例１では３つのパワー半導体モジュール１５０ａは並列に冷却されていたが、本実施形態では直列に冷却される。

大きな圧力損失でも許容できる大型ポンプを扱う冷媒循環システムに対しては、流路分岐数を低減することで、１モジュールあたりに流れる冷媒の流量が大きくなり、その結果、熱伝達率が大きくなるため、冷却性能を向上させることができる。

本実施形態では、実施例１における流路形成部材２のみを、別体の第１流路形成部材２ａと第２流路形成部材２ｂに変更するだけでこのように冷却性能を制御できる。そのため、電力変換装置の部材全体を設計変更する手間がかからないという効果がある。

また、加工制御が複雑となるパワー半導体モジュール周辺の流路を弾性体により形成することで、加工コストも抑えることができる。

第３の実施形態における電力変換装置２００の概略構成を図１２を用いて説明する。

図１２は、３つのパワー半導体モジュール１５０ａをそれぞれ異なるモジュール収納空間２０ａに収納した変形例である。

本実施形態では、筐体２０にはモジュール収納空間２０ａが３つ形成される。３つのモジュール収納空間２０ａは直列に繋がっており、入口配管３０ａから出口配管３０ｂまでの冷媒流路を形成している。実施例１及び実施例２は、３つのパワー半導体モジュール１５０ａを１つのモジュール収納空間２０ａに収納した点で、本実施例とは異なる。

モジュール収納空間２０ａには、実施例１及び実施例２と同様に、流路形成部材２ｃを実装した状態でパワー半導体モジュール１５０ａが収納される。本実施形態では、３つのパワー半導体モジュール１５０ａに対してそれぞれに流路形成部材２ｃが実装される。

本実施形態では、筐体２０にモジュール収納空間２０ａを３つ設ける必要があるが、流路形成部材２ｃを小型に形成することができるため、流路形成部材２ｃ自体の製造性が増す。また、３つのパワー半導体モジュールをすべて流路形成部材に実装してから、モジュール収納空間に挿入する必要がないため、組立性も向上する。

本実施形態では、実施例２と同様にパワー半導体モジュール部で２分岐となる流路構成である。また本構造は、カバー５を用いず、モジュールそのものにフランジ部３を設けてフランジ底面にＯリングを設けてシールをしている。パワー半導体モジュールのシール方法としては、本実施形態のように側面シールでなくフランジ底面シールとしても良い。

実施例３では、流路形成部材２ｃを１つのパワー半導体モジュール１５０ａに対して１つとしていたが、図１３及び図１４に示すように、複数の部材を組み合わせても良い。本実施形態は、流路形成部材を複数の部材の組み合わせにより形成する変形例を示す。

図１３は、複数の流路形成部材を組み合わせ、放熱部以外の隙間を埋める場合の構造を示す分解斜視図である。図１４は、図１３に示す複数の流路形成部材を組み立て、側面から見たときの図である。

本実施形態では、流路形成部材は、上部スペーサ２ｄ、下部スペーサ２ｅ、側面部材２ｆから構成される。上部スペーサ２ｄは、パワー半導体モジュール１５０ａの放熱フィンとフランジ部との間に配置される。下部スペーサ２ｅは、パワー半導体モジュール１５０ａの底面を収納するような凹部が形成された部材であり、パワー半導体モジュール１５０ａの放熱フィン形成領域を挟んで上部スペーサ２ｄの配置領域とは反対側の領域に配置される。上部スペーサ２ｄは、図９（ｂ）で説明した凸部２ｃに相当する機能を有する。また、下部スペーサ２ｅは、図９（ｂ）で説明した凸部２ｃと底面部２６に相当する機能を有する。側面部材２ｆは、パワー半導体モジュール１５０ａの放熱部７と対向する位置に配置され、当該側面部材２ｆとパワー半導体モジュールとの間に、冷媒を流す流路を形成する。

本実施形態の上部スペーサ２ｄ、下部スペーサ２ｅは、ゴム材により形成される。また、側面部材２ｆは、板バネ構造を有する金属製部材としている。板バネ構造は図１３に示すとおり、楕円形や凹凸形などがある。板バネ構造は、側面部材２ｆがパワー半導体モジュール１５０ａの放熱フィンに向かって付勢するように形成される。

本実施形態のように、隙間を埋めるための流路形成部材を複数に分けて構成することで、流路形成部材単体の製造コストを低減させることが可能となる。

上述した各実施形態はそれぞれ単独に、あるいは組み合わせて用いても良い。それぞれの実施形態での効果を単独あるいは相乗して奏することができるからである。また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。

１：カバーと筐体のシール材
２：流路形成部材
２ａ：第１流路形成部材
２ｂ：第２流路形成部材
２ｃ：モジュール毎の流路形成部材
２ｄ：上部スペーサ
２ｅ：下部スペーサ
２ｆ：側面部材
３：モジュールフランジ部
５：カバー
５ａ：カバー開口部
５ｂ：凹部
６：モジュールとカバー間のシール材
７：放熱部
７ａ：第１放熱部
７ｂ：第２放熱部
７ｃ：一体フランジ
８：下フタと筐体間のシール材
２０：筐体
２０ａ：モジュール収納空間
２０ｂ：コンデンサモジュール下流路
２０ｃ：入口流路
２０ｄ：出口流路
２１：コネクタ
２２：下フタ
２３：冷媒進行方向
２３ａ：インレット側冷媒進行方向
２３ｂ：ターン部冷媒進行方向
２３ｃ：コンデンサモジュール下冷媒進行方向
２３ｄ：パワー半導体モジュール手前分岐前冷媒進行方向
２３ｅ：パワー半導体モジュール直後分岐後冷媒進行方向
２３ｆ：パワー半導体モジュール後合流後冷媒進行方向
２３ｇ：アウトレット側冷媒進行方向
２５ａ：第１側壁部
２５ｂ：第２側壁部
２５ｃ：凸部
２６：底面部
２７ａ：第１放熱部側流路
２７ｂ：第２放熱部側流路
３０ａ：入口配管
３０ｂ：出口配管
４０：金属ケース
４０ａ：放熱部７を保持する部位
４０ｂ：側面でシール材と接触する部位
１２０：エンジン
１３０：厚肉部
１３１：薄肉部
１３６：バッテリ
１３８：直流コネクタ
１４０、１４２：インバータ回路
１４４：放熱フィン群
１５０：上下アーム直列回路
１５０ａ：２ｉｎ１パワー半導体モジュール
１５３：上アームのＩＧＢＴのコレクタ電極
１５４：ゲート電極
１５５：信号用エミッタ電極
１５６：上アームのダイオード
１５７：正極端子
１５７ａ：コンデンサ側正極バスバー
１５７ｂ：パワー半導体モジュール側正極端子
１５８：負極端子
１５８ａ：コンデンサ側負極バスバー
１５８ｂ：パワー半導体モジュール側負極端子
１５９：交流端子
１５９ａ：出力側交流バスバー
１５９ｂ：パワー半導体モジュール側交流端子
１６０：制御ピン、信号ピン、温度出力ピン等
１６３：下アームのＩＧＢＴのコレクタ電極
１６４：ゲート電極
１６５：信号用のエミッタ電極
１６６：下アームのダイオード
１６９：中間電極
１７２：制御回路
１７２ａ：制御回路基板
１７４：ドライバ回路
１７４ａ：ドライバ回路基板
１７４ｂ：ドライバ回路基板開口部
１８０：電流センサ
１８８：交流コネクタ
１８９：交流端子台
１９８：交流コネクタ
２００：電力変換装置
３２８：上アームのＩＧＢＴ
３３０：下アームのＩＧＢＴ
５００：コンデンサモジュール
５０１：コンデンサセル
５０４：負極側のコンデンサ端子
５０６：正極側のコンデンサ端子
５０８：負極側の電源端子
５０９：正極側の電源端子

Claims (9)

1. 直流電流を交流電流に変換するパワー半導体モジュールと、
   第１流路形成体と、
   前記パワー半導体モジュールと前記第１流路形成体を収納する収納空間を形成する第２流路形成体と、を備え、
   前記第１流路形成体は、前記パワー半導体モジュールと対向する第１側壁部と、前記パワー半導体モジュールを挟んで前記第１側壁部と対向する第２側壁部と、前記パワー半導体モジュールの底面を跨ぐとともに前記第１側壁部と前記第２側壁部を繋ぐ底面部と、により構成され、
   前記第１側壁部は、前記パワー半導体モジュールの一方の面との間に第１流路空間を形成し、
   前記第２側壁部は、前記パワー半導体モジュールの他方の面との間に第２流路空間を形成し、
   前記収納空間、前記第１流路空間及び前記第２流路空間には、冷却冷媒が流される電力変換装置。
2. 請求項１に記載の電力変換装置であって、
   前記パワー半導体モジュールは、前記第１側壁部と対向する第１放熱部と、前記第２側壁部と対向しかつ当該パワー半導体モジュールを挟んで前記第１放熱部と対向する第２放熱部と、前記第１放熱部と前記第２放熱部の間に配置されるパワー半導体素子と、を有し、
   前記第１放熱部は、放熱フィンが形成される領域と、放熱フィンが形成されていない領域と、を有し、
   前記第１流路空間は、前記放熱フィンが形成される領域と対向する領域に形成され、
   前記第１側壁部は、凸部を有し、
   前記凸部は、前記放熱フィンが形成されていない領域と対向する領域に、前記第１放熱部に向かって突出する電力変換装置。
3. 請求項１又は２のいずれかに記載の電力変換装置であって、
   前記第１流路形成体は、前記底面部が前記パワー半導体モジュールの前記底面と接触するように形成される電力変換装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の電力変換装置であって、
   前記収納空間を覆うカバーを備え、
   前記カバーは、凹部と、前記凹部の底面に形成された開口部と、を有し、
   前記パワー半導体モジュールの端子は、前記開口部を貫通し、
   前記パワー半導体モジュールは、当該パワー半導体モジュールの一部が前記凹部内に固定されるように配置される電力変換装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の電力変換装置であって、
   前記パワー半導体モジュールは、第１パワー半導体モジュールと、第２パワー半導体モジュールと、を有し、
   前記第２パワー半導体モジュールは、前記第２側壁部を挟んで前記第１パワー半導体モジュールと対向して配置され、
   前記第１流路形成体は、前記第２パワー半導体モジュールを挟んで前記第２側壁部と対向する第３側壁部を有し、
   前記第２側壁部は、前記第２パワー半導体モジュールの一方の面との間に第３流路空間を形成し、
   前記第３側壁部は、前記第２パワー半導体モジュールの他方の面との間に第４流路空間を形成し、
   前記第１流路形成体は、連結流路空間を形成し、
   前記第１流路形成体は、前記連結流路空間が前記第１流路空間と前記第２流路空間と前記第３流路空間と前記第４流路空間とに繋がるように形成される電力変換装置。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の電力変換装置において、
   前記第１流路形成体は、弾性体により形成される電力変換装置。
7. 請求項６に記載の電力変換装置において、
   前記弾性体は、シリコン／ＥＰＤＭ／ブチル／クロロプレン系のゴムである電力変換装置。
8. 請求項６に記載の電力変換装置において、
   前記弾性体は、ポリエチレン／ウレタン／ＥＰＤＭ／ブチルゴム／シリコン系の発砲体である電力変換装置。
9. 請求項１ないし５に記載の電力変換装置において、
   前記第１流路形成体は、前記第１側壁部または前記第２側壁部の一方または両方が前記パワー半導体モジュールに向かって付勢する板バネ構造となるように形成される電力変換装置。