JP5999028B2 - 電力変換装置 - Google Patents

Description

本発明は、電力変換装置に関する。

半導体モジュールを含む電子部品により構成される電力変換部を備える電力変換装置において、当該電子部品を冷却するための冷却器を備えるものがある。かかる冷却器として、特許文献１には、電子部品との間で熱交換を行うことによって電力変換部を冷却する熱交換部を備える冷却器が開示されている。この冷却器では、冷媒導入管から導入された冷媒が入口側ヘッダ部を介して熱交換部を流通して、熱交換部に配置された電子部品との間で熱交換がなされる。その後、冷媒は出口側ヘッダ部を介して冷媒排出管から排出される。

特開２００９−２３１６７７号公報

上記冷却器では、入口側ヘッダ部の径を、入口側ヘッダ部に接続される冷媒導入管の径と同程度とし、出口側ヘッダ部の径も同様に冷媒排出管の径と同程度としている。これにより、入口側ヘッダ部及び出口側ヘッダ部において冷媒の流量を確保して、流通する冷媒の圧力損失を低減している。しかしながら、入口側ヘッダ部及び出口側ヘッダ部は、冷却器における平板状の熱交換部の両端側に設けられているため、上記冷却器の平面視形状（熱交換部の主面の法線方向から見た形状）が、冷媒導入管及び冷媒排出管のそれぞれの径の分だけ、余計に大きくなってしまう。その結果、冷却器、ひいては冷却器が備えられる電力変換装置が大型化するという問題がある。また、上記冷却器では、熱交換部に配置されている電子部品は、熱交換部側の一方向からしか冷却されないため、冷却効果の向上について改善の余地がある。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、小型化されるとともに、冷却効果が向上される電力変換装置を提供しようとするものである。

本発明の一態様は、半導体モジュールを含む電子部品を備えている電力変換部と、該電力変換部を冷却する冷却器と、を有し、
該冷却器は、冷媒が流通する冷媒流路を有する平板状の熱交換部と、冷媒を導入する冷媒導入管と、上記冷媒導入管から導入された冷媒を上記熱交換部に導く入口側ヘッダ部と、冷媒を排出する冷媒排出管と、上記熱交換部を流通した冷媒を上記冷媒排出管に導く出口側ヘッダ部と、を備え、
上記入口側ヘッダ部は上記熱交換部の一端側の端部に設けられているとともに、上記出口側ヘッダ部は上記熱交換部の他端側の端部に設けられており、上記入口側ヘッダ部及び上記出口側ヘッダ部の少なくとも一方は、上記熱交換部に対して上記熱交換部の主面の法線方向に突出する突出部を備えており、
上記熱交換部には、少なくとも一部の上記電子部品が配置されているとともに、上記熱交換部に配置されている上記電子部品の接続端子は、上記入口側ヘッダ部及び上記出口側ヘッダ部の内、上記突出部を備える側に延在しているとともに、上記突出部を備える上記入口側ヘッダ部及び上記出口側ヘッダ部に沿って折り曲げられていることを特徴とする電力変換装置にある。

上記電力変換装置においては、入口側ヘッダ部及び出口側ヘッダ部の少なくとも一方には、平板状の熱交換部における主面に対して法線方向に突出する突出部が備えられている。これにより、突出部が備えられている入口側ヘッダ部及び出口側ヘッダ部において、冷媒を流通させるのに充分な流量を確保して圧力損失を低減しつつ、冷却器の平面視形状を小さくすることができる。その結果、冷却器、ひいては冷却器が備えられる電力変換装置を小型化できる。
また、突出部は、熱交換部の主面に対して法線方向に突出しているため、熱交換部の主面に電子部品を配置すれば、当該電子部品は当該突出部と対向することとなる。そのため、当該電子部品に対して、熱交換部による冷却効果に加えて、当該突出部による冷却効果が奏される。これにより、熱交換部に配置された電子部品に対する冷却効果が高まる。

以上のごとく、本発明によれば、小型化されるとともに、冷却効果が向上される電力変換装置を提供することができる。

参考例１における、電力変換装置の上面図。 図１における、II−II線断面図。 図１における、III−III線断面図。 図２における、入口側ヘッダ部の一部拡大図 参考例２における、電力変換装置の上面図。 実施例１における、図１のII−II線位置相当の断面図。 実施例１における、図１のIII−III線位置相当の断面図。 実施例２における、図１のII−II線位置相当の断面図。

上記電力変換装置は、電気自動車やハイブリッド自動車に搭載される電力変換装置として使用することができる。

（参考例１）
本発明の参考例に係る電力変換装置につき、図１〜図４を用いて説明する。
本例の電力変換装置１は、図１〜図３に示すように、半導体モジュール１１を含む電子部品１２を備えている電力変換部１０と、該電力変換部１０を冷却する冷却器２と、を有する。冷却器２は、冷媒が流通する冷媒流路３１を有する平板状の熱交換部３０と、冷媒を導入する冷媒導入管２２と、冷媒導入管２２から導入された冷媒を熱交換部３０に導く入口側ヘッダ部２１を備える。冷却器２は、さらに、冷媒を排出する冷媒排出管２４と、熱交換部３０を流通した冷媒を冷媒排出管２４に導く出口側ヘッダ部２３と、を備える。入口側ヘッダ部２１は、熱交換部３０の一端側の端部３０ｃに設けられており、出口側ヘッダ部２３は、熱交換部３０の他端側の端部３０ｄに設けられている。
そして、入口側ヘッダ部２１及び出口側ヘッダ部２３の少なくとも一方は、熱交換部３０に対して熱交換部３０の主面３０ａの法線方向Ｚに突出する突出部（入口側ヘッダ突出部２１ａ、出口側ヘッダ突出部２３ａ）を備えている。

以下、本例の電力変換装置１の構成要素について、詳述する。
電力変換装置１において、電力変換部１０はインバータを構成している。電力変換部１０に備えられる半導体モジュール１１は発熱部品であって、冷却器２によって冷却されるように構成されている。

冷却器２に備えられる熱交換部３０は、図１、図３に示すように、平板状を成している。熱交換部３０の一端側の端部３０ｃには入口側ヘッダ部２１が設けられており、他端側の端部３０ｄには出口側ヘッダ部２３が設けられている。熱交換部３０において入口側ヘッダ部２１、熱交換部３０及び出口側ヘッダ部２３が並んでいる方向をＸ方向とする。また、熱交換部３０の主面３０ａの法線方向をＺ方向とする。そして、Ｘ方向及びＺ方向に垂直な方向をＹ方向とする。熱交換部３０は、Ｘ方向が幅方向となってＹ方向に長くなるように形成されている。熱交換部３０はアルミニウム製の板材を成形して形成された中空の平板状部材である。そして、熱交換部３０の内部には複数の冷却フィン３２が備えられる。冷却フィン３２は、アルミニウム製の板材からなり、図３に示すように、Ｙ方向において波型に成形して形成されている。これにより、複数の冷却フィン３２は、熱交換部３０における内部の空間をＹ方向に区画しており、隣接する冷却フィン３２の間に冷媒流路３１を形成している。

図２に示すように、熱交換部３０は平板状であって、その面積が最も大きい面及びその反対側の面が熱交換部３０の主面（以下「第１主面３０ａ、第２主面３０ｂ」ともいう）となっている。

熱交換部３０には、図１に示すように、電子部品１２が配置されている。本例では、電子部品１１として、３個の半導体モジュール１１が備えられている。各半導体モジュール１１は平板状であって、図２、図３に示すようにその主面（下面１１ａ）が熱交換部３０の第１主面３０ａに接している。３個の半導体モジュール１１は、熱交換部３０の長手方向Ｙに沿って配列している。そして、各半導体モジュール１１の一方の側面１１ｂは、図２に示すように、後述の入口側ヘッダ突出部２１ａと対向しており、他方の側面１１ｃは、後述の出口側ヘッダ突出部２３ａと対向している。

図１、図２に示すように、熱交換部３０の幅方向Ｘの一方側の端部３０ｃには入口側ヘッダ部２１が設けられ、他方側の端部３０ｄには出口側ヘッダ部２３が設けられている。入口側ヘッダ部２１及び出口側ヘッダ部２３はそれぞれ熱交換部３０の長手方向Ｙに沿って管状に形成されており、熱交換部３０の冷媒流路３１に連通している。

入口側ヘッダ部２１の一端側の端部には、図１に示すように、接続部２１ｂが形成されている。そして、接続部２１ｂには冷媒導入管２２が接続されている。入口側ヘッダ部２１は、図２に示すように、熱交換部３０に対して熱交換部３０の第１主面３０aの法線方向Ｚ（厚さ方向Ｚ）に突出する突出部（入口側ヘッダ突出部２１ａ）を備える。これにより、図４に示すように、法線方向Ｚの断面において、入口側ヘッダ部２１の高さｈ２は、冷媒流路３１の高さｈ１よりも高くなっている。本例では、入口側ヘッダ部２１の高さｈ２の大きさは、熱交換部３０における冷媒流路３１の高さｈ１の約１．５倍である。一方、図１に示すように、入口側ヘッダ部２１の幅方向Ｘの長さｄ２は、冷媒導入管２２の直径ｄ１よりも小さい。本例では、入口側ヘッダ部２１の幅方向Ｘの長さｄ２は、冷媒導入管２２の直径ｄ１の約０．５倍である。なお、入口側ヘッダ部２１の高さｈ２及び入口側ヘッダ部２１の幅方向Ｘの長さｄ２は、熱交換部３０を流通する冷媒の圧力損失が上昇しない範囲で適宜変更することができる。例えば、入口側ヘッダ部２１の高さｈ２は、冷媒流路３１の高さｈ１の２倍〜６倍とすることができ、入口側ヘッダ部２１の幅方向Ｘの長さｄ２は、冷媒導入管２２の直径ｄ１の１／２倍〜１／５倍とすることができる。
入口側ヘッダ突出部２１ａは、入口側ヘッダ部２１の全域に備えられている。入口側ヘッダ突出部２１ａの法線方向Ｚ側の端部の形状は、本例では長手方向Ｙにおける断面において半円状となっているが、これに限らず、長手方向Ｙにおける断面において台形状としてもよい。図１に示すように、接続部２１ｂは、入口側ヘッダ部２１に対して拡径されており、冷媒導入管２２と入口側ヘッダ部２１とが連通するように両者を接続している。

出口側ヘッダ部２３の一端側の端部には、図１に示すように、冷媒排出管２４が接続されている。そして、図２に示すように、出口側ヘッダ部２３は、熱交換部３０に対して熱交換部３０の第１主面３０aの法線方向Ｚ（厚さ方向Ｚ）に突出する突出部（出口側ヘッダ突出部２３ａ）を備える。本例では、出口側ヘッダ突出部２３ａは、法線方向Ｚにおいて、入口側ヘッダ突出部２１ａと同じ側に突出している。これにより、入口側ヘッダ部２１と同様に出口側ヘッダ部２３においても、法線方向Ｚの断面における高さ（入口側ヘッダ部２１の高さｈ２と同一の高さ）が冷媒流路３１の高さｈ１よりも高くなっている。一方、図１に示すように、出口側ヘッダ部２３の幅方向Ｘの長さｄ４は、冷媒排出管２４の直径ｄ３よりも小さい。本例では、出口側ヘッダ部２３の幅方向Ｘの長さｄ４は、冷媒排出管２４の直径ｄ３の約０．５倍である。なお、出口側ヘッダ部２３の幅方向Ｘの長さｄ４は、入口側ヘッダ部２１の幅方向Ｘの長さｄ２と同様に適宜変更することができ、例えば、冷媒排出管２４の直径ｄ３の１／２倍〜１／５倍とすることができる。
また、出口側ヘッダ突出部２３ａは、入口側ヘッダ突出部２１ａと同様に、出口側ヘッダ部２３の全域に備えられている。出口側ヘッダ突出部２３ａの法線方向Ｚ側の端部の形状についても、入口側ヘッダ突出部２１ａと同様に、本例では長手方向Ｙにおける断面において半円状となっているが、これに限らず、長手方向Ｙにおける断面において台形状としてもよい。なお、出口側ヘッダ部２３の接続部２３ｂは、入口側ヘッダ部２１の接続部２１ｂに対して、長手方向Ｙにおいて熱交換部３０を挟んで反対側に位置している。

冷媒導入管２２から導入された冷媒は、接続部２１ｂを介して、入口側ヘッダ部２１に流入する。そして、入口側ヘッダ部２１から、熱変換部３０における複数の冷却フィン３２の間に形成された冷媒流路３１を流通する。図４に示すように、入口側ヘッダ部２１から冷媒流路３１を流通する冷媒Ｒと半導体モジュール１１との間で熱交換がなされることにより、半導体モジュール１１が冷却される。その後、冷媒流路３１を流通する冷媒は、出口側ヘッダ部２３に流入し、接続部２３ｂを介して冷媒排出管２４から排出される。

次に、本例の電力変換装置１における作用効果について、詳述する。
電力変換装置１では、入口側ヘッダ部２１及び出口側ヘッダ部２３の少なくとも一方（本例では両方）に、熱交換部３０の主面（第１主面３０ａ）に対して法線方向Ｚに突出する突出部２１ａ、２３ａがそれぞれ備えられている。これにより、突出部２１ａ、２３ａが備えられている入口側ヘッダ部２１及び出口側ヘッダ部２３において、冷媒が流通するのに充分な流量を確保して圧力損失を低減しつつ、冷却器２の平面視形状（熱交換部３０の第１主面３０aの法線方向Ｚから見た形状）を小さくすることができる。その結果、冷却器２、ひいては冷却器２が備えられる電力変換装置１を小型化できる。
また、突出部２１ａ、２３ａは、熱交換部３０の第１主面３０ａに対して法線方向Ｚに突出しているため、熱交換部３０の第１主面３０ａに配置された電子部品１２（半導体モジュール１１）は、突出部２１ａ、２３ａと対向することとなる。そのため、電子部品１２（半導体モジュール１１）に対して、熱交換部３０による冷却効果に加えて、当該突出部２１ａ、２３ａによる冷却効果が奏される。これにより、熱交換部３０に配置された電子部品１２（半導体モジュール１１）に対する冷却効果が高まる。

突出部２１ａ、２３ａは、入口側ヘッダ部２１及び出口側ヘッダ部２３の両方において、熱交換部３０の主面（第１主面３０ａ）に対して、同じ側（図１において、Ｚ方向の紙面上側）に突出するように形成されている。そのため、入口側ヘッダ部２１及び出口側ヘッダ部２３のいずれか一方にのみ突出部を設けた場合に比べて、入口側ヘッダ部２１及び出口側ヘッダ部２３の両方において、冷媒流路３１を流通する冷媒における圧力損失が低減されるため、全体として圧力損失を一層低減することができる。

また、突出部２１ａ、２３ａが備えられることにより、図２に示すように、第１主面３０ａと突出部２１ａ、２３ａとの間に当該三方から囲まれた冷却領域３３が形成されることとなる。そして、本例では、冷却領域３３には、電子部品１２の一つである半導体モジュール１１が配置されている。これにより、当該半導体モジュール１１は、第１主面３０ａと突出部２１ａ、２３ａによって三方から冷却されることとなる。その結果、半導体モジュール１１の冷却効果が一層高まる。

本例では、突出部２１ａ、２３ａはそれぞれ入口側ヘッダ部２１及び出口側ヘッダ部２３の全域にわたって形成されている。これにより、突出部２１ａ、２３ａは、冷却器２の補強リブとしての作用を発揮する。その結果、冷却器２の機械的強度の向上が図られる。

本例では、熱交換部３０に配置する電子部品１２として、半導体モジュール１１を採用したが、電力変換部１０を構成する他の電子部品（パワートランジスタ、パワーＦＥＴ、ＩＧＢＴ等）を採用することもできる。この場合でも、電力変換装置１の冷却効果の向上が図られる。

以上のごとく、本例によれば、小型化されるとともに、冷却効果が向上される電力変換装置１が提供される。

（参考例２）
本例の電力変換装置２００では、図５に示すように、入口側ヘッダ部２１における接続部２１ｂと、出口側ヘッダ部２３における接続部２３ｂとが、長手方向Ｙにおいて同じ側に設けられている。そのため、冷媒導入管２２と冷媒排出管２４は熱交換部３０に対して長手方向Ｙにおいて同じ側に設けられている。その他の構成要素は参考例１の場合と同様であり、本例においても参考例１の場合と同一の符号を用いてその説明を省略する。

本例の電力変換装置２００では、冷媒導入管２２と冷媒排出管２４とが、熱交換部３０に対して長手方向Ｙにおいて同じ側に設けられているため、反対側に設けた場合に比べて、装置の小型化を図ることが容易となる。なお、本例においても、参考例１の作用効果と同等の作用効果を奏する。

（実施例１）
本例の電力変換装置３００では、図５に示す電力変換装置２００における冷却器２にかえて、図６に示すように、第１冷却器３２１及び第２冷却器３２２を有している。なお、参考例１、参考例２の場合と同様の構成要素については、本例においても参考例１及び参考例２の場合と同一の符号を用いてその説明を省略する。

第１冷却器３２１及び第２冷却器３２２は、参考例２において図５に示す冷却器２と同様の構成要素を有している。第１冷却器３２１及び第２冷却器３２２は、平面視形状（Ｚ方向から見た形状）が一致するようにＺ方向に積層されている。そして、図６及び図７に示すように、第１冷却器３２１及び第２冷却器３２２は、それぞれの突出部２１ａ、２３ａが突出している側と反対側の主面（第２主面３０ｂ）が互いに平行に対向するように配置されている。したがって、第１冷却器３２１における両突出部２１ａ、２３ａと、第２冷却器３２２における両突出部２１ａ、２３ａとはそれぞれ、厚さ方向Ｚにおいて互いに反対方向に突出することとなっている。
第１冷却器３２１及び第２冷却器３２２の間には半導体モジュール１１が介在している。第１冷却器３２１及び第２冷却器３２２のそれぞれの第２主面３０ｂはいずれも、半導体モジュール１１に接している。

さらに、図７に示すように、第１冷却器３２１は、第２冷却器３２２と接続するための冷媒導入接続部３２３及び冷媒排出接続部３２４を備える。第１冷却器３２１の第２主面３０ｂにおいて、冷媒導入管２２及び冷媒排出管２４の開口部２２ａ（２４ａ）に対向する位置において、冷媒導入接続部３２３及び冷媒排出接続部３２４が接続されている。冷媒導入接続部３２３及び冷媒排出接続部３２４はそれぞれ、厚さ方向Ｚに平行に延在しており、第１冷却器３２１に積層された第２冷却器３２２に接続されている。これにより、冷媒導入管２２から第１冷却器３２１に導入された冷媒の一部が、冷媒導入接続部３２３を介して、第２冷却器３２２に流入することとなる。そして、第２冷却器３２２を流通した冷媒は冷媒排出接続部３２４を介して第１冷却器３２１側へ流通して、冷媒排出管２４から排出される。

図６に示すように、第１冷却器２３１における突出部２１ａ、２３ａが突出している側には、回路基板１４が配置されている。回路基板１４には、電子部品１３(本例ではコンデンサ、トランス、コイル、半導体部品等)が実装されている。電子部品１３は、熱交換部３０、突出部２１ａ、２３ａ、及び回路基板１４の四方から囲まれた領域（冷却領域３３０）内に位置している。

また、回路基板１４には、図６に示すように、半導体モジュール１１の接続端子（制御端子１１１）が接続されている。制御端子１１１は、出口側ヘッダ突出部２３ａを備える出口側ヘッダ部２３側に延在している。そして、出口側ヘッダ部２３の側面に沿って、回路基板１４側に折り曲げられている。また、半導体モジュール１１の接続端子（電源端子１１２）は、半導体モジュール１１において制御端子１１１と反対側に設けられており、入口側ヘッダ部２１側に延在している。そして、電源端子１１２は、ネジ１２ａにより、コンデンサ１２の接続端子１２ｂと接続されている。

また、図６に示すように、第２冷却器３２２における突出部２１ａ、２３ａが突出している側には、ベースプレート１６が設けられている。ベースプレート１６は金属製の板状部材である。ベースプレート１６において、第２冷却器３２２における両突出部２１ａ、２３ａと対向する位置に、穴部１８がそれぞれ形成されている。本例では、穴部１８は第２冷却器３２２側から反対側へ貫通する貫通孔である。穴部１８の形状は、第２冷却器３２２における両突出部２１ａ、２３ａの外形よりも若干大きい。ベースプレート１６は、第２冷却器３２２の第１主面３０ａに対して平行に設けられるとともに、穴部１８の中に第２冷却器３２２における両突出部２１ａ、２３ａが入り込んでいる。これにより、第２冷却器３２２の第１主面３０ａとベースプレート１６とが接することとなっている。そして、ベースプレート１６における両穴部１８の間に位置する部分（当接部１６ａ）は、熱交換部３０及び突出部２１ａ、２３ａの三方から囲まれた領域（冷却領域３３）に位置することとなっている。

さらに、ベースプレート１６において、第２冷却器３２２と反対側には電子部品（本例ではコンデンサ１５）が配置されている。コンデンサ１５は、ベースプレート１６に対向する面がベースプレート１６と接するように、ネジ１７を介してベースプレート１６に固定されている。

以下に、本例の電力変換装置３００による作用効果について、詳述する。
本例の電力変換装置３００は、それぞれの主面（第２主面３０ｂ）が互いに対向するように配置されている第１冷却器３２１及び第２冷却器３２２の一対の冷却器を有している。そして、それぞれの主面（第２主面３０ｂ）の間には電子部品（半導体モジュール１１）が配置されている。これにより、半導体モジュール１１は、第１冷却器３２１及び第２冷却器３２２の両方から冷却されるため、一層冷却効果が高まる。

さらに、半導体モジュール１１は、第１冷却器３２１の第２主面３０ｂと第２冷却器３２２の第２主面３０ｂとの間に挿入されて配置されている。そして、第１冷却器３２１及び第２冷却器３２２において、突出部２１ａ、２３ａはそれぞれ第１主面３０ａ側に突出しており、両第２主面３０ｂ側には突出していない。そのため、半導体モジュール１１を第１冷却器３２１及び第２冷却器３２２の間に挿入する際に、それぞれの突出部２１ａ、２３ａが干渉せず、半導体モジュール１１の挿入が容易となる。

また、第１冷却器３２１において、その熱交換部３０及び突出部２１ａ、２３ａの三方から囲まれた領域（冷却領域３３０）に電子部品１３が配置されるため、当該電子部品１３を冷却する効果が奏される。さらに、電子部品１３が配置されている冷却領域３３０は、熱交換部３０及び突出部２１ａ、２３ａに、電子部品１３が実装されている回路基板１４を加えた四方から囲まれているため、冷却領域３３０における冷却効果が一層高まっている。

本例では、半導体モジュール１１の制御端子１１１は、突出部（出口側ヘッダ突出部２３ａ）を備える側に延在しているとともに、出口側ヘッダ部２３に沿って折り曲げられている。これにより、制御端子１１１を折り曲げない場合に比べて、制御端子１１１と出口側ヘッダ部２３との距離が小さくなり、両者の間における熱交換が促進される。その結果、制御端子１１１を介して、半導体モジュール１１から熱引きがなされて、半導体モジュール１１の冷却効果が高まる。

本例では、半導体モジュール１１から延出された制御端子１１１を出口側ヘッダ部２３に沿って折り曲げたが、これに限定されず、半導体モジュール１１の電源端子１１２を入口側ヘッダ部２１又は出口側ヘッダ部２３に沿って折り曲げてもよい。また、半導体モジュール１１に限らず、コンデンサなどの他の電子部品を熱交換部３０に配置するとともに、当該電子部品の接続端子を入口側ヘッダ部２１又は出口側ヘッダ部２３に沿って折り曲げてもよい。これによっても、電力変換装置３００の冷却効果の向上が図られる。

さらに、電力変換装置３００は、コンデンサ１５が固定されているベースプレート１６を備えており、上記一対の冷却器における第２冷却器３２２はベースプレート１６に対向して配置されている。そして、第２冷却器３２２に形成されている突出部２１ａ、２３ａは、ベースプレート１６側に突出しているとともに、ベースプレート１６に形成された貫通孔（穴部１８）の中に位置するように構成されている。これにより、第２冷却器３２２、ひいては一対の冷却器（第１冷却器３２１及び第２冷却器３２２）全体のベースプレート１６に対する位置決めが容易となる。

本例では、穴部１８は貫通孔としたがこれに限定されない。例えば、穴部１８は、第２冷却器３２２側から窪ませて凹状に形成して、非貫通孔としてもよい。この場合には、非貫通孔の穴部１８において第２冷却器３２２と反対側は凸状としてもよいし、平面状としてもよい。

また、第２冷却器３２２において、入口側ヘッダ部２１及び出口側ヘッダ部２３の両方に突出部２１ａ、２３ａが形成されている。そして、当該突出部２１ａ、２３ａは、ベースプレート１６側に突出して貫通孔（穴部１８）の中に位置することにより、上記ベースプレートの一部（当接部１６ａ）が、当該突出部２１ａ、２３ａに挟まれている。これにより、当接部１６ａは第２冷却器３２２における熱交換部３０及び突出部２１ａ、２３ａの三方から囲まれた冷却領域３３に位置することとなるため、当接部１６ａに接する電子部品（本例ではコンデンサ１５）の冷却効果が一層高まる。

本例では、ベースプレート１６における第２冷却器３２２と対向する面と反対側の面（当接部１６ａ）に、コンデンサ１５が配置されている。そして、図６に示すように、コンデンサ１５におけるベースプレート１６側の面の中央部分が当接部１６ａに接している。そのため、コンデンサ１５において、高熱となりやすいコンデンサ１５の中央部を積極的に冷却することができるため、電力変換装置３００を効率的に冷却することができる。
なお、本例では、当接部１６ａに接するように設けられる電子部品としてコンデンサ１５を採用したが、これに限定されず、電力変換部１０を構成する他の電子部品を採用してもよい。この場合であっても、当接部１６ａに配置された電子部品の冷却効果の向上が図られる。
本例の電力変換装置３００は、上述の作用効果に加え、参考例１と同様の作用効果を奏する。

（実施例２）
本例の電力変換装置３００では、図８に示すように、第１冷却器３２１及び第２冷却器３２２は、それぞれの突出部２１ａ、２３ａが互いに対向するように配置されている。これにより、第１冷却器３２１と第２冷却器３２２との間に、それぞれの熱交換部３０と、それぞれの突出部２１ａ、２３ａによって、四方から囲まれた領域（冷却領域４３０）が形成されることとなる。
なお、参考例１、参考例２及び実施例１の場合と同様の構成要素については、本例においても参考例１、参考例２及び実施例１の場合と同一の符号を用いてその説明を省略する。

図８に示すように、冷却領域４３０には半導体モジュール１１が配置されている。半導体モジュール１１は、冷却領域４３０において、第１冷却器３２１と第２冷却器３２２のそれぞれの熱交換部３０と接している。さらに、半導体モジュール１１の一方の側面１１ｂは第１冷却器３２１と第２冷却器３２２のそれぞれの入口側ヘッダ突出部２１ａに接しているともに、他方の側面１１ｃは第１冷却器３２１と第２冷却器３２２のそれぞれの出口側ヘッダ突出部２３ａに接している。

半導体モジュール１１の接続端子（電源端子１１２）は、第１冷却器３２１及び第２冷却器３２２の入口側ヘッダ突出部２１ａ側に延在するとともに、第２冷却器３２２の入口側ヘッダ部２１に沿ってベースプレート１６側に折り曲げられている。ベースプレート１６において第２冷却器３２２と反対側には、電子部品（コンデンサ１５）が設けられている。ベースプレート１６には貫通孔１６ａが形成されており、半導体モジュール１１の電源端子１１２は、当該貫通孔１６ａを介して、コンデンサ１５の接続端子１５ｂとネジ１５ａにより接続されている。

本例の電力変換装置３００における冷却領域４３０は、第１冷却器３２１及び第２冷却器３２２のそれぞれの熱交換部３０とそれぞれの突出部２１ａ、２３ａとによって形成されているため、第１冷却器３２１及び第２冷却器３２２の両方の冷却効果が得られる。さらに、冷却領域４３０は上述のように四方から囲まれているため、より一層高い冷却効果が得られる。

また、第１冷却器３２１及び第２冷却器３２２のそれぞれの突出部２１ａ、２３ａが対向して、冷却領域４３０が確保されている。そして、半導体モジュール１１は第１冷却器３２１及び第２冷却器３２２のそれぞれの熱交換部３０及び突出部２１ａ、２３ａと接している。そのため、冷却領域４３０に半導体モジュール１１を配置する際における、Ｘ方向及びＺ方向における位置決めが容易となる。また、冷却領域４３０に配置されている半導体モジュール１１において、外部からの衝撃に対する保護効果も奏される。さらに、半導体モジュール１１はそれぞれの熱交換部３０と直接的に接していることに加え、側面１１ｃ、１１ｄにおいて、それぞれの突出部２１ａ、２３ａとも直接的に接している。これにより、半導体モジュール１１の冷却効果が一層高まる。また、第１冷却器３２１及び第２冷却器３２２のそれぞれの突出部２１ａ、２３ａが対向しているため、それぞれの突出部２１ａ、２３ａが反対方向に突出している場合に比べて、厚さ方向Ｚの高さを小さくすることができ、装置全体の小型化を図ることができる。

半導体モジュール１１の電源端子１１２は、第２冷却器３２２の入口側ヘッダ突出部２１ａに沿ってベースプレート１６側に折り曲げられている。これにより、電源端子１１２を折り曲げない場合に比べて、電源端子１１２と入口側ヘッダ突出部２３との距離が小さくなり、両者の間における熱交換が促進される。その結果、電源端子１１２を介して、半導体モジュール１１から熱引きがなされて、半導体モジュール１１の冷却効果が高まる。

また、本例では、冷却領域４３０に配置されている電子部品（本例では半導体モジュール１１）は、上述のように、第１冷却器３２１及び第２冷却器３２２のそれぞれの熱交換部３０とそれぞれの突出部２１ａ、２３ａとによって四方から囲まれている。そのため、両冷却器３２１、３２０の熱交換部３０及び突出部２１ａ、２３ａは、半導体モジュール１１から発生するノイズを遮蔽するという効果を奏する。
本例の電力変換装置３００によっても、参考例１、参考例２及び実施例１の場合と同様の作用効果を奏する。

本例では、第１冷却器３２１及び第２冷却器３２２を両者の突出部２１ａ、２３ａが対向するように積層したが、第２冷却器３２２の突出部２１ａ、２３ａが、第１冷却器３２１の第２主面３０ｂに対向するように両者を積層してもよい。この場合には、第２冷却器３２２における熱交換部３０及び突出部２１ａ、２３ａと、第１冷却器３２１の第２主面３０ｂとによって四方から囲まれた冷却領域が形成されることとなる。この冷却領域に電子部品１２を配置することによって、本例の場合と同様の作用効果を奏することができる。

１、２００、３００ 電力変換装置
２、３２１、３２２ 冷却器（第１冷却器、第２冷却器）
１０ 電力変換部
１１ 半導体モジュール（電子部品）
２１ 入口側ヘッダ部
２１ａ 突出部（入口側ヘッダ突出部）
２３ 出口側ヘッダ部
２３ａ 突出部（出口側ヘッダ突出部）
３０ 熱交換部
３１ 冷媒流路

Claims (9)

1. 半導体モジュール（１１）を含む電子部品（１２）を備えている電力変換部（１０）と、該電力変換部（１０）を冷却する冷却器（２、３２１、３２２）と、を有し、
   該冷却器（２、３２１、３２２）は、冷媒が流通する冷媒流路（３１）を有する平板状の熱交換部（３０）と、冷媒を導入する冷媒導入管（２２）と、上記冷媒導入管（２２）から導入された冷媒を上記熱交換部（３０）に導く入口側ヘッダ部（２１）と、冷媒を排出する冷媒排出管（２４）と、上記熱交換部（３０）を流通した冷媒を上記冷媒排出管（２４）に導く出口側ヘッダ部（２３）と、を備え、
   上記入口側ヘッダ部（２１）は上記熱交換部（３０）の一端側の端部（３０ｃ）に設けられているとともに、上記出口側ヘッダ部（２３）は上記熱交換部（３０）の他端側の端部（３０ｄ）に設けられており、上記入口側ヘッダ部（２１）及び上記出口側ヘッダ部（２３）の少なくとも一方は、上記熱交換部（３０）に対して上記熱交換部３０の主面（３０ａ、３０ｂ）の法線方向（Ｚ）に突出する突出部（２１ａ、２３ａ）を備えており、
   上記熱交換部（３０）には、少なくとも一部の上記電子部品（１２）が配置されているとともに、上記熱交換部（３０）に配置されている上記電子部品（１２）の接続端子（１１１、１１２）は、上記入口側ヘッダ部（２１）及び上記出口側ヘッダ部（２３）の内、上記突出部（２１ａ、２３ａ）を備える側に延在しているとともに、上記突出部（２１ａ、２３ａ）を備える上記入口側ヘッダ部（２１）及び上記出口側ヘッダ部（２３）に沿って折り曲げられていることを特徴とする電力変換装置（３００）。
2. 上記突出部（２１ａ、２３ａ）は、上記入口側ヘッダ部（２１）及び上記出口側ヘッダ部（２３）の両方において、上記熱交換部（３０）の主面（３０ａ、３０ｂ）に対して、同じ側に突出するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置（３００）。
3. 上記熱交換部（３０）と上記突出部（２１ａ、２３ａ）とで囲まれた領域（３３、３３０、４３０）には、少なくとも一部の上記電子部品（１２）が配置されていることを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置（３００）。
4. 上記熱交換部（３０）において上記突出部（２１ａ、２３ａ）が突出している側に回路基板（１４）が配置されているとともに、該回路基板（１４）には、上記熱交換部（３０）と上記突出部（２１ａ、２３ａ）とで囲まれた領域（３３０）に位置するように設けられた上記電子部品（１２）が備えられていることを特徴とする請求項３に記載の電力変換装置（３００）。
5. 上記熱交換部（３０）に配置された上記電子部品（１２）は上記半導体モジュール（１１）であって、上記接続端子（１１１、１１２）は上記半導体モジュール（１１）から延出された制御端子（１１１）及び電源端子（１１２）の少なくとも一方を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置（３００）。
6. 上記熱交換部（３０）の主面（３０ａ、３０ｂ）が互いに対向するように配置されている一対の上記冷却器（３２１、３２２）を備えているとともに、一対の上記冷却器（３２１、３２２）における対向する上記主面（３０ａ、３０ｂ）の間には、少なくとも一部の上記電子部品（１２）が配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の電力変換装置（３００）。
7. 少なくとも一部の上記電子部品（１２）が固定されているベースプレート（１６）を備え、上記一対の冷却器に（３２１、３２２）おける一方の上記冷却器（３２１、３２２）は上記ベースプレート（１６）に対向して配置されており、上記一方の冷却器（３２１、３２２）に形成されている上記突出部（２１ａ、２３ａ）は、上記ベースプレート側に突出しているとともに、上記ベースプレート（１６）において上記一方の冷却器（３２１、３２２）の上記突出部（２１ａ、２３ａ）が対向する位置に形成された穴部（１８）の中に位置するように構成されていることを特徴とする請求項６に記載の電力変換装置（３００）。
8. 上記一方の冷却器（３２１、３２２）における上記突出部（２１ａ、２３ａ）は、上記入口側ヘッダ部（２１）及び上記出口側ヘッダ部（２３）の両方に形成されているとともに、上記ベースプレート（１６）側に突出して上記穴部（１８）の中に位置することにより、上記ベースプレート（１６）の一部が、上記一方の冷却器（３２１、３２２）における上記両方の突出部（２１ａ、２３ａ）に挟まれていることを特徴とする請求項７に記載の電力変換装置（３００）。
9. 上記ベースプレート（１６）における上記一方の冷却器（３２１、３２２）と対向する面（３０ａ、３０ｂ）と反対側の面に、少なくとも一部の上記電子部品（１５）が配置されていることを特徴とする請求項７又は８に記載の電力変換装置（３００）。

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