JP6135319B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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Description
上記複数のパワー端子は、重力方向下側に延出しており、
上記冷却器は、冷媒が流通する冷媒流路を内部に備えるとともに、上記冷却器における重力方向下側の面から、上記複数のパワー端子の延出方向に沿って突出する突出部を備えており、
上記半導体モジュールと上記冷却器とは、重力方向に対して垂直な方向に積層して配置されており、
上記半導体モジュールと上記冷却器との積層方向から見た場合に、上記突出部の先端は、上記複数のパワー端子のうち、正極端子と負極端子とのいずれにも重ならない位置であり、かつ、重力方向と積層方向との双方に直交する方向における上記半導体モジュールの両端の内側に、配設されていることを特徴とする電力変換装置にある。
本例の実施例に係る電力変換装置につき、図1〜図3を用いて説明する。
本例の電力変換装置1は、図1に示すように、半導体素子を内蔵した本体部11から複数のパワー端子12(12a、12b、12c)が延出した半導体モジュール10と、半導体モジュール10を冷却する冷却器20とを備えている。
図2に示すように、複数のパワー端子12(12a、12b、12c)は、重力方向Z下側に延出している。
また、冷却器20は、冷媒Rが流通する冷媒流路25を内部に備えるとともに、上記複数のパワー端子12(12a、12b、12c)の延出方向Zに沿って突出する突出部26を備えている。
半導体モジュール10は、図3に示すように、本体部11、複数のパワー端子12及び制御端子13を備える。本体部11は平面視矩形の板状であって、半導体素子11aを内蔵している。本例では、本体部11には、2個の半導体素子11aが内蔵されている。複数のパワー端子12は、正極端子12a、負極端子12b及び出力端子12cを含んでいる。複数のパワー端子12は、本体部11の主面に平行かつ重力方向Z下側に突出している。複数のパワー端子12において、正極端子12a、負極端子12b及び出力端子12cは、本体部11の主面に平行かつ重力方向Zに直交する方向Yにこの順に配列している。制御端子13は2個設けられており、それぞれ、本体部11の主面に平行かつ重力方向Z上側に突出している。
なお、本例では、正極接続端子部31a及び負極接続端子部32aと、正極端子12a及び負極端子12bとの接続部の先端(31b、32b)は、水平面状となっており、重力方向Z下側に凸状となっていない。
電力変換装置1において、半導体モジュール10から複数のパワー端子12が重力方向Z下側に延出している。そして、冷却器20には、複数のパワー端子12の延出方向Zに沿って突出する突出部26が備えられている。これにより、万が一、冷却器20(冷却管21)に小さな亀裂が生じるなどして、冷却器20の内部に備えられている冷媒流路25から冷媒Rが少しずつ漏えいした場合であっても、漏えいした冷媒は、冷却器20において下端部211を通じて重力方向Z下側に備えられた突出部26に集まることとなる。その結果、漏えいした冷媒が半導体モジュール10の複数のパワー端子12に接触することが防止され、半導体モジュール10のパワー端子12における短絡の発生を防止できる。
これにより、万が一、冷媒が漏えいした場合において、冷却管21の下端部211を通じて突出部26に集まった冷媒がしずくとなってケース2内に滴下したとしても、突出部26の突出方向Zの先端側にはバスバ30が位置していない。そのため、滴下した冷媒がバスバ30に接触することが防止され、バスバ30を介した短絡を防止することができる。
本例の電力変換装置は、実施例1における突出部26(図2)に替えて、図6に示すように突出部260を備える。また、図6に示すようにケース2に凹部2aが形成されている。その他の構成要素は実施例1の場合と同様であり、本例においても実施例1の場合と同一の符号を用いてその説明を省略する。
本例の電力変換装置1によれば、突出部260は、冷却管21の重力方向Z下側の下端部211の全域に形成されているため、万が一、当該冷却管21から冷媒が漏えいした場合でも、漏えいした冷媒が、一層確実に下端部211から突出部260に集まることとなる。これにより、他のパワー端子12(正極端子12a及び負極端子12b)の間における短絡の発生を一層防止することができる。
また、突出部260は冷却管21の重力方向Z下側の下端部211の全域に形成されているため、冷却管21に対する補強リブとして、冷却管21、ひいては冷却器20の機械的強度を向上することができる。
なお、凹部2aに留まっている冷媒をケース2の外側に導く排出流路をさらに備えていてもよい。この場合には、ケース2内に滴下した冷媒がパワー端子12に付着することが一層防止され、パワー端子12における短絡の発生が一層防止される。
なお、本例の電力変換装置1によっても、実施例1の場合と同様の作用効果を奏する。
本例では、実施例1におけるバスバ30の各先端部31b、32b、33bに替えて、図7に示すように、先端部310b、320b、330bを備える。
本例では、正極接続端子部31a及び負極接続端子部32aと、半導体モジュール10の正極端子12a及び負極端子12bとの、それぞれの接続部(溶接部)の先端部310b、320bは、図7に示すように、それぞれ、重力方向Z下側に凸状となっている。一方、出力接続端子部33aと、出力端子12cとの接続部の先端33bは、水平面状となっており、重力方向Z下側に凸状となっていない。
なお、その他の構成要素は実施例1の場合と同様であり、本例においても実施例1の場合と同一の符号を用いてその説明を省略する。
本例の電力変換装置1は、実施例1におけるバスバ30において、図8に示すように凸部30aを備える。その他の構成要素は実施例1の場合と同様であり、本例においても実施例1の場合と同一の符号を用いてその説明を省略する。
なお、凸部30aは、突出部26と重なっていない負極端子12bと接続される負極バスバ32に形成してもよい。
本例の電力変換装置1によっても、実施例1の場合と同様の作用効果を奏する。
10 半導体モジュール
12 パワー端子
2 ケース
20 冷却器
21 冷却管
26、260、261 突出部
3 コンデンサ
30 バスバ
30a 凸部
Claims (8)
- 半導体素子(11a)を内蔵した本体部(11)から複数のパワー端子(12)が延出した半導体モジュール(10)と、該半導体モジュール(10)を冷却する冷却器(20)とを備えた電力変換装置(1)であって、
上記複数のパワー端子(12)は、重力方向(Z)下側に延出しており、
上記冷却器(20)は、冷媒が流通する冷媒流路(25)を内部に備えるとともに、上記冷却器(20)における重力方向(Z)下側の面から、上記複数のパワー端子(12)の延出方向(Z)に沿って突出する突出部(26)を備えており、
上記半導体モジュール(10)と上記冷却器(20)とは、重力方向(Z)に対して垂直な方向に積層して配置されており、
上記半導体モジュール(10)と上記冷却器(20)との積層方向(X)から見た場合に、上記突出部(26)の先端は、上記複数のパワー端子(12)のうち、正極端子(12a)と負極端子(12b)とのいずれにも重ならない位置であり、かつ、重力方向(Z)と積層方向(X)との双方に直交する方向(Y)における上記半導体モジュール(10)の両端の内側に、配設されていることを特徴とする電力変換装置(1)。 - 上記突出部(26)は、上記半導体モジュール(10)と上記冷却器(20)とが重なる方向から見た場合に、上記突出部(26)の少なくとも一部が上記複数のパワー端子(12)の少なくとも一つと重なっているように構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(1)。
- 上記複数のパワー端子(12)における上記突出部(26)と重なっているパワー端子(12)と、上記突出部(26)と重なっているパワー端子(12)と接続されるバスバ(30)との接続部の先端(33b)は、重力方向(Z)下側に凸状となるように構成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(1)。
- 上記複数のパワー端子(12)における上記突出部(26)と重なっていないパワー端子(12)と、上記突出部(26)と重なっていないパワー端子(12)と接続されるバスバ(30)との接続部の先端(310b、320b)は、重力方向(Z)下側に凸状となるように構成されていることを特徴とする請求項2又は3に記載の電力変換装置(1)。
- 上記突出部(26)と重なっていないパワー端子(12)と接続されるバスバ(30)は上記突出部(26)と重なっていないパワー端子(12)よりも、重力方向(Z)下側に位置する凸部(30a)を備えていることを特徴とする請求項2又は3に記載の電力変換装置(1)。
- 上記突出部(26)と重なっているパワー端子(12)は、出力端子(12c)であることを特徴とする請求項2〜5のいずれか一項に記載の電力変換装置(1)。
- 上記半導体モジュール(10)及び上記冷却器(20)はそれぞれ複数備えられるとともに、交互に積層されて積層体(40)を構成しており、上記冷却器(20)に備えられる上記突出部(26)は、隣接する上記半導体モジュール(10)にそれぞれ備えられる上記複数のパワー端子(12)のうち、それぞれの出力端子(12c)の間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1〜6のいずれか一項に記載の電力変換装置(1)。
- 上記半導体モジュール(10)及び上記冷却器(20)はそれぞれ複数備えられるとともに、互いに交互に積層されて積層体(40)を構成しており、該積層体(40)の積層方向(X)と直交する方向(Y)にはコンデンサ(3)が配置されており、上記複数の半導体モジュール(10)にそれぞれ備えられる複数のパワー端子(12)のうち、それぞれの出力端子(12c)は、それぞれの正極端子(12a)及び負極端子(12b)よりも上記コンデンサ(3)から遠い位置に配置されており、上記コンデンサ(3)と上記正極端子(12a)及び上記負極端子(12b)は、上記正極端子(12a)及び上記負極端子(12b)から上記コンデンサ(3)側に向かって延在しているバスバ(30)によって互いに電気的に接続されており、上記積層体(40)を上記積層方向(X)から見た場合に、上記突出部(26)の突出方向(Z)の先端側には上記バスバ(30)が位置していないように構成されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の電力変換装置(1)。
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