JP6213385B2

JP6213385B2 - 電力変換装置

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Publication number: JP6213385B2
Application number: JP2014122687A
Authority: JP
Inventors: 堺　昭治; 昭治堺; 野村　由利夫; 由利夫野村
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-06-13
Filing date: 2014-06-13
Publication date: 2017-10-18
Anticipated expiration: 2034-06-13
Also published as: JP2016005315A

Description

本発明は、半導体素子を内蔵した半導体モジュールと、リアクトルと、コンデンサとを備える電力変換装置に関する。

直流電力と交流電力との間で電力変換を行う電力変換装置として、半導体素子を内蔵した半導体モジュールと、該半導体モジュールに電気接続したリアクトル及びコンデンサを備えるものが知られている（下記特許文献１参照）。リアクトルは、直流電圧の変圧等に用いられ、コンデンサは、直流電圧の平滑化やノイズの除去等に用いられる。

リアクトルは、リアクトルケースに収容された電磁コイル及びコアからなる。また、コンデンサは、コンデンサケースに収容されたコンデンサ素子と、該コンデンサ素子をコンデンサケース内に封止する封止部材とからなる。

特開２０１３−５１７４７号公報

しかしながら、上記電力変換装置は、リアクトルを収容するためのケース（リアクトルケース）と、コンデンサを収容するためのケース（コンデンサケース）とを別々にしてあるため、２個のケースが必要となり、部品点数が多くなりやすい。そのため、電力変換装置の製造コストが上昇したり、電力変換装置全体が大型化したりしやすいという問題がある。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、製造コストを低減でき、かつ小型化が可能な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、半導体素子を内蔵した半導体モジュールと、
該半導体モジュールに電気接続したリアクトル及びコンデンサと、
上記リアクトル及び上記コンデンサを収容するケースとを備え、
上記ケース内には分割板が設けられ、該分割板によって、上記ケース内の空間を、上記リアクトルを収容するリアクトル収容空間と、上記コンデンサを収容するコンデンサ収容空間とに分割しており、
上記リアクトルは、上記リアクトル収容空間に収容された電磁コイル及びコアを有し、
上記コンデンサは、上記コンデンサ収容空間に収容されたコンデンサ素子と、該コンデンサ素子を上記コンデンサ収容空間内に封止する封止部材とを有し、
上記ケースの壁部の一部は、ケース外側からケース内側に凹む形状の冷媒流路が形成された流路形成壁部となっており、上記冷媒流路をケース外側から塞ぐ位置に蓋部が取り付けられ、該蓋部のケース外側面に上記半導体モジュールを固定してあり、上記冷媒流路に冷媒を流すことにより、上記リアクトルと上記コンデンサと上記半導体モジュールとを冷却するよう構成さ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、上記ケース内に設けた上記分割板によって、上記ケース内の空間を、上記リアクトル収容空間と上記コンデンサ収容空間とに分割してある。そして、リアクトル収容空間に収容した電磁コイル及びコアによって、上記リアクトルを構成してある。また、コンデンサ収容空間に収容したコンデンサ素子と、該コンデンサ素子をコンデンサ収容空間内に封止する封止部材とによって、コンデンサを構成してある。
そのため、１個の上記ケースに、リアクトルとコンデンサとを両方とも収容することができる。したがって、従来のようにリアクトルケースとコンデンサケースとを別々にする必要がなくなり、部品点数を低減することができる。そのため、電力変換装置の製造コストを低減できる。また、電力変換装置を小型化できる。

以上のごとく、本発明によれば、製造コストを低減でき、かつ小型化が可能な電力変換装置を提供することができる。

実施例１における、電力変換装置の斜視図。図１のII矢視図。図１のIII矢視図。実施例１における、制御回路基板と半導体モジュールとを取り除いた電力変換装置の平面図。図２のV-V断面図。図２のVI-VI断面図。図４のVII-VII断面図。実施例１における、制御回路基板を取り除いた電力変換装置の要部拡大平面図。図８のIX-IX断面図。図８のX-X断面図。実施例１における、電力変換装置の回路図。実施例１における、電力変換装置の製造工程を説明するための概念図。図１２に続く図。図１３に続く図。図１４に続く図。

上記電力変換装置は、ハイブリッド車や電気自動車等の車両に搭載される車載用電力変換装置とすることができる。

（実施例１）
上記電力変換装置に係る実施例について、図１〜図１５を用いて説明する。図１に示すごとく、本例の電力変換装置１は、半導体モジュール３と、リアクトル４と、コンデンサ５と、ケース２とを備える。半導体モジュール３は、半導体素子３０（図７参照）を内蔵している。リアクトル４とコンデンサ５は、それぞれ半導体モジュール３に電気接続している。リアクトル及びコンデンサ５は、ケース２に収容されている。

ケース２内には分割板２０が設けられている。この分割板２０によって、ケース２内の空間Ｓを、リアクトル４を収容するリアクトル収容空間Ｓ_Ｌと、コンデンサ５を収容するコンデンサ収容空間Ｓ_Ｃとに分割してある。

図２、図７に示すごとく、リアクトル４は、リアクトル収容空間Ｓ_Ｌに収容された電磁コイル４０及びコア４１を有する。コア４１は、樹脂中に磁性体粉末を分散させた、いわゆるダストコアである。このコア４１によって、電磁コイル４０を、リアクトル収容空間Ｓ_Ｌ内に封止してある。
コンデンサ５は、コンデンサ収容空間Ｓ_Ｃに収容されたコンデンサ素子５０と、コンデンサ素子５０をコンデンサ収容空間Ｓ_Ｃ内に封止する封止部材５１とを有する。

本例の電力変換装置１は、ハイブリッド車や電気自動車等の車両に搭載するための、車載用電力変換装置である。

図５、図７に示すごとく、ケース２の壁部２１の一部は、ケース外側からケース内側に凹む形状の冷媒流路２２が形成された流路形成壁部２１ａとなっている。この冷媒流路２２をケース外側から塞ぐ位置に蓋部１９が取り付けられている。蓋部１９は金属製である。蓋部１９のケース外側面１９０に、上記半導体モジュール３が固定されている。冷媒流路２２に冷媒２３を流すことにより、リアクトル４と、コンデンサ５と、半導体モジュール３とを冷却するよう構成されている。

また、図７に示すごとく、蓋部１９には、半導体モジュール３以外の電子機器６が搭載されている。本例では、冷媒流路２２に冷媒２３を流すことにより、上記リアクトル４とコンデンサ５と半導体モジュール３と電子機器６との４つの部品８０を冷却するよう構成されている。本例の電子機器６は、ＤＣ−ＤＣコンバータである。

流路形成壁部２１ａの厚さ方向（Ｚ方向）から見ると、電子機器６とリアクトル４とが重なっている。また、Ｚ方向から見ると、半導体モジュール３とコンデンサ５とが重なっている。

図７に示すごとく、冷媒流路２２内には、冷却フィン２４が形成されている。冷却フィン２４は、流路形成壁部２１ａ又は蓋部１９からＺ方向に突出している。

蓋部１９には、電子機器６に接触した電子機器接触部位１９１と、半導体モジュール３に接触した半導体モジュール接触部位１９２とがある。また、流路形成壁部２１ａには、リアクトル４に接触したリアクトル接触部位２１１と、コンデンサ５に接触したコンデンサ接触部位２１２とがある。

電子機器接触部位１９１とリアクトル接触部位２１１との２つの部位のうち、発熱量がより大きい部品８０に接触した部位に、上記冷却フィン２４を形成してある。本例では、電子機器６よりもリアクトル４の方が、発熱量が大きい。そのため、リアクトル接触部位２１１に、冷却フィン２４を形成してある。

また、半導体モジュール接触部位１９２とコンデンサ接触部位２１２との２つの部位のうち、発熱量がより大きい部品８０に接触した部位に、冷却フィン２４を形成してある。本例では、コンデンサ５よりも半導体モジュール３の方が、発熱量が大きい。そのため、半導体モジュール接触部位１９２に冷却フィン２４を形成してある。

図７に示すごとく、本例では、リアクトル４と、電子機器６と、半導体モジュール３と、コンデンサ５との４つの部品８０のうち、発熱量が最も大きい部品８０である最大発熱部品８９（リアクトル４）を、冷媒２３の流れ方向において隣り合う他の部品８０（コンデンサ５）よりも、冷媒流路２２の上流に配置してある。

図４に示すごとく、冷媒流路２２には、リアクトル４及び電子機器６を冷却する幅広部２２ａと、半導体モジュール３及びコンデンサ５を冷却する幅狭部２２ｂとがある。ケース２の底面２９（図５参照）の法線方向（Ｘ方向）における、幅広部２２ａの長さＬ１は、幅狭部２２ｂの長さＬ２よりも長い。また、本例では、幅広部２２ａと幅狭部２２ｂは、単位体積当たりの冷却フィン２４の数が略等しい。そのため、幅広部２２ａと幅狭部２２ｂとの、冷媒２３の流水抵抗は略等しい。

図７に示すごとく、半導体モジュール３は、半導体素子３０を内蔵した本体部３１と、該本体部３１から突出した制御端子３１１とを備える。制御端子３１１は、制御回路基板１３に接続している。この制御回路基板１３によって、半導体素子３０のオンオフ動作を制御している。また、半導体モジュール３は、２枚の冷却板３７（３７ａ，３７ｂ）と、連結部３８と、２枚の絶縁板３９（３９ａ，３９ｂ）とを備える。冷却板３７は、本体部３１から露出している。絶縁板３９は、冷却板３７と半導体素子３０との間に介在している。連結部３８は、２枚の冷却板３７を互いに連結している。冷却板３７と連結部３８は金属製である。

冷却板３７には、蓋部１９に接触した第１冷却板３７ａと、蓋部１９に接触していない第２冷却板３７ｂとがある。また、半導体素子３０には、第１冷却板３７ａに近い位置に配された第１半導体素子３０ａと、第２冷却板３７ｂに近い位置に配された第２半導体素子３０ｂとがある。第１半導体素子３０ａから発生した熱は、絶縁板３９ａと、第１冷却板３７ａとを通って、蓋部１９に伝わる。これにより、第１半導体素子３０ａを冷却するよう構成されている。また、第２半導体素子３０ｂから発生した熱は、絶縁板３９ｂと、第２冷却板３７ｂと、連結部３８と、第１冷却板３７ａとを通り、蓋部１９に伝わる。これにより、第２半導体素子３０ｂを冷却するよう構成されている。

このように本例では、半導体モジュール３の２枚の冷却板３７のうち、一方の冷却板３７（第１冷却板３７ａ）しか蓋部１９に接触していないが、半導体モジュール３に連結部３８を設けてあるため、この連結部３８を介して、上記第２半導体素子３０ｂから発生した熱を、蓋部１９に伝えることができる。これにより、第１半導体素子３０ｂと第２半導体素子３０ｂとの、２種類の半導体素子３０を、効果的に冷却できるようにしてある。

図１１に示すごとく、半導体モジュール３には、昇圧回路１０１を構成する昇圧用半導体モジュール３ａと、インバータ回路１０２を構成するインバータ用半導体モジュール３ｂとがある。個々の半導体モジュール３は、それぞれ６個の半導体素子３０（ＩＧＢＴ素子）を内蔵している。本例では、昇圧用半導体モジュール３ａに含まれる半導体素子３０をオンオフ動作させることにより、直流電源８１の電圧を昇圧している。そして、インバータ用半導体モジュール３ｂに含まれる半導体素子３０をオンオフさせることにより、昇圧後の直流電力を交流電力に変換し、交流負荷８２（三相交流モータ）を駆動させている。これにより、上記車両を走行させている。

図５に示すごとく、インバータ用半導体モジュール３ｂは、上記本体部３１から突出したコンデンサ接続端子３５と、交流出力端子３６とを備える。コンデンサ接続端子３５は、コンデンサ５のコンデンサ端子５２に接続している。コンデンサ接続端子３５は、本体部３１からＸ方向に突出した第１部分３５１と、該第１部分３５１からＺ方向に延出した第２部分３５２とを備える。第２部分３５２は、ケース２の壁部２１に形成された貫通孔２６を通り、コンデンサ端子５２にボルト締結されている。封止部材５１には袋ナット１６が封止されており、ボルト１７を挿入して袋ナット１６に螺合することにより、上記第２部分３５２とコンデンサ端子５２とを締結してある。

交流出力端子３６は、交流負荷８２（図１１参照）に電気接続される。交流出力端子３６には、電流値を測定する電流センサ７が取り付けられている。電流センサ７は制御回路基板１３に接続している。制御回路基板１３は、電流センサ７によって測定した、交流出力端子３６の電流値を、半導体モジュール３のフィードバック制御等に利用している。

また、図６に示すごとく、昇圧用半導体モジュール３ａは、上記本体部３１から突出したリアクトル接続端子３３と、昇圧用コンデンサ接続端子３４とを備える。昇圧用コンデンサ接続端子３４は、コンデンサ５のコンデンサ端子５２に接続している。リアクトル接続端子３３は、上記本体部３１からＸ方向に突出した第１部分３３１と、該第１部分３３１からＺ方向に延出した第２部分３３２とを備える。第２部分３３２は、ケース２の壁部２１に形成された貫通孔２６を通り、リアクトル端子４３にボルト締結されている。

次に、交流出力端子３６の構造について説明する。図８に示すごとく、１個のインバータ用半導体モジュール３ｂから、３本の交流出力端子３６（３６ａ，３６ｂ，３６ｃ）が突出している。これら３本の交流出力端子３６は、Ｘ方向とＺ方向との双方に直交する方向（Ｙ方向）に配列している。３本の交流出力端子３６ａ，３６ｂ，３６ｃのうち、Ｙ方向における両端に位置する２本の両端交流出力端子３６ａ，３６ｃに、それぞれ電流センサ７を取り付けてある。また、Ｙ方向における中央に位置する中央交流出力端子３６ｂには、電流センサ７を取り付けていない。交流出力端子３６には三相交流電流が流れるため、３本の交流出力端子３６のうち２本の交流出力端子３６ａ，３６ｃにのみ電流センサ７を取り付ければ、他の１本の交流出力端子３６ｂに流れる電流は、算出することができるようになっている。

図９に示すごとく、両端交流出力端子３６ａ，３６ｂは、インバータ用半導体モジュール３ｂの本体部３１から、屈曲することなくＸ方向に突出している。この両端交流出力端子３６ａ，３６ｂを取り囲むように、電流センサ７が取り付けられている。また、電流センサ７はセンサ出力端子７１を有する。このセンサ出力端子７１を、制御回路基板１３に接続してある。

図８に示すごとく、Ｚ方向から見たときに、中央交流出力端子３６ｂは、２個の電流センサ７と重なっている。図１０に示すごとく、中央交流出力端子３６ｂには、Ｚ方向におけるケース２側に凹む凹部３６１が形成されている。この凹部３６１内に、電流センサ７の一部が配されている。上記凹部３６１を形成することにより、中央交流出力端子３６ｂが電流センサ７に干渉することを防止している。

次に、本例の電力変換装置１の製造方法について説明する。図１２に示すごとく、電力変換装置１を製造するにあたって、まず、内部に分割板２０を設けたケース２を用意する。この状態では、ケース２には、蓋部１９（図１参照）を取り付けていない。そして図１３に示すごとく、ケース２のリアクトル収容空間Ｓ_Ｌに電磁コイル４０を収容する。この際、電磁コイル４０のリアクトル端子４２，４３がケース２の開口部２５からケース外に突出するようにしておく。次いで、未硬化のコア４１を注入し、電磁コイル４０を埋設する。コア４１は、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂に、磁性体粉末を分散させたものである。この後、加熱処理を行って、コア４１を硬化させる。これにより、リアクトル４を形成する。

その後、図１４に示すごとく、コンデンサ収容空間Ｓ_Ｃにコンデンサ素子５０を収容する。この際、コンデンサ素子５０のコンデンサ端子５２がケース２の開口部２５からケース外に突出するようにしておく。次いで、未硬化の封止部材５１を注入し、コンデンサ素子５０を埋設する。封止部材５１は、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂からなる。また、封止部材５１内に、袋ナット１６を配置しておく。この後、加熱処理を行って、封止部材５１を硬化させる。これにより、コンデンサ５を形成する。
なお、本例では、コア４１を硬化させるときの温度Ｔ１の方が、封止部材５１を硬化させるときの温度Ｔ２よりも高い。

次いで、図１５に示すごとく、リアクトル端子４２，４３、コンデンサ端子５２を折り曲げる。その後、ケース２に蓋部１９を取り付ける。これにより、ケース２に冷媒流路２２（図７参照）を形成する。次いで、図１に示すごとく、蓋部１９に半導体モジュール３、電子機器６を取り付け、さらに制御回路基板１３、電流センサ７、冷媒導入パイプ１１、冷媒導出パイプ１２を取り付ける。又、半導体モジュール３のリアクトル接続端子３３とリアクトル４のリアクトル端子４３とをボルト締結すると共に、コンデンサ接続端子３５とコンデンサ端子５２とをボルト締結する。以上の工程を行うことにより、電力変換装置１を製造する。

本例の作用効果について説明する。図１に示すごとく、本例においては、ケース２内に分割板２０を設けることにより、ケース２内の空間Ｓを、リアクトル収容空間Ｓ_Ｌとコンデンサ収容空間Ｓ_Ｃとに分割してある。そして、リアクトル収容空間Ｓ_Ｌに収容した電磁コイル４０及びコア４１によって、リアクトル４を構成してある。また、コンデンサ収容空間Ｓ_Ｃに収容したコンデンサ素子５０と、該コンデンサ素子５０をコンデンサ収容空間Ｓ_Ｃ内に封止する封止部材５１とによって、コンデンサ５を構成してある。
そのため、１個のケース２に、リアクトル４とコンデンサ５とを両方とも収容することができる。したがって、従来のようにリアクトルケースとコンデンサケースとを別々にする必要がなくなり、部品点数を低減することができる。そのため、電力変換装置１の製造コストを低減できる。また、電力変換装置１を小型化できる。

また、本例では、半導体モジュール３を、蓋部１９を介してケース２に固定してある。そのため、半導体モジュール３とケース２とを一部品化でき、電力変換装置１の構造を簡素にすることができる。

また、本例では図７に示すごとく、ケース２の壁部２１の一部は、上記冷媒流路２２が形成された流路形成壁部２１ａになっている。そして、冷媒流路２２をケース外側から覆う位置に蓋部１９を取り付け、この蓋部１９に半導体モジュール３を固定してある。また、冷媒流路２２に冷媒２３を流すことにより、リアクトル４とコンデンサ５と半導体モジュール３とを冷却するよう構成してある。
このようにすると、ケース２と冷却器を一体化できる。そのため、ケース２と冷却器とを別部品にした場合と比べて、部品点数を低減することができる。そのため、電力変換装置１の製造コストを低減できる。また、電力変換装置１を小型化しやすくなる。

また、本例では図７に示すごとく、冷媒流路２２内に冷却フィン２４を形成してある。そのため、流路形成壁部２１ａ及び蓋部１９の、冷媒２３に接触する面積を増やすことができる。これにより、リアクトル４や半導体モジュール３等の冷却効率を高めることが可能となる。

また、上記電力変換装置１では、電子機器接触部位１９１とリアクトル接触部位２１１との２つの部位のうち、発熱量がより大きい部品８０に接触した部位に、上記冷却フィン２４を形成してある。そのため、電子機器６とリアクトル４とのうち、発熱量がより大きい部品８０（本例ではリアクトル４）を、より効率的に冷却することができる。

また、上記電力変換装置１では、半導体モジュール接触部位１９２とコンデンサ接触部位２１２との２つの部位のうち、発熱量がより大きい部品８０に接触した部位に、冷却フィン２４を形成してある。そのため、半導体モジュール３とコンデンサ５とのうち、発熱量がより大きい部品８０（本例では半導体モジュール３）を、より効率的に冷却することができる。

また、図７に示すごとく、本例では、リアクトル４とコンデンサ５と電子機器６と半導体モジュール３とのうち、発熱量が最も大きい部品８０である最大発熱部品８９（本例ではリアクトル４）を、冷媒２３の流れ方向において隣り合う他の部品８０（コンデンサ５）よりも、冷媒流路２２の上流に配置してある。このようにすると、外部から冷媒流路２２内に入った、温度が低い冷媒２３を用いて、最大発熱部品８９を冷却することができる。そのため、最大発熱部品８９の冷却効率を高めることができる。

また、本例では図１、図５に示すごとく、ケース２の側壁部２１８を、上記流路形成壁部２１ａとしてある。蓋部１９には、複数個の半導体モジュール３が固定されている。半導体モジュール３には、昇圧用半導体モジュール３ａと、インバータ用半導体モジュール３ｂとがある。図５、図６に示すごとく、昇圧用半導体モジュール３ａのリアクトル接続端子３３と、インバータ用半導体モジュール３ｂのコンデンサ接続端子３５とは、本体部３１から、Ｘ方向における開口部２５側に突出している。
そのため、リアクトル接続端子３３とコンデンサ接続端子３５とを、ケース２の開口部２５に近い位置に配置することができる。したがって、コア４１（図１参照）から開口部２５側に突出したリアクトル端子４３と、リアクトル接続端子３３とを接近させることができ、これらを用意に接続することが可能になる。また、封止部材５１から開口部２５側に突出したコンデンサ端子５２とコンデンサ接続端子３５とを接近させることができ、これらを容易に接続することが可能になる。

また、図８に示すごとく、本例では、インバータ用半導体モジュール３ｂから突出した３本の交流出力端子３６（３６ａ，３６ｂ，３６ｃ）のうち、上記両側交流出力端子３６ａ，３６ｃに電流センサ７を取り付け、上記中央交流出力端子３６ｂには電流センサ７を取り付けていない。そして、中央交流出力端子３６ｂに凹部３６１（図１０参照）を形成し、この凹部３６１内に、電流センサ７の一部を配してある。また、Ｚ方向から見たときに、２つの電流センサ７と中央交流出力端子３６ｂとが重なるようにしてある。
そのため、３本の交流出力端子３６のＹ方向のピッチが狭くても、比較的大きな電流センサ７を取り付けることができる。

また、本例では図９に示すごとく、インバータ用半導体モジュール３ｂの交流出力端子３６に電流センサ７を直接、取り付けてある。すなわち、交流出力端子３６にバスバー等を接続し、このバスバーに電流センサ７を取り付けるのではなく、交流出力端子３６に直接、電流センサ７を取り付けてある。そのため、インバータ用半導体モジュール３ｂ及び制御回路基板１３に近い位置に、電流センサ７を配置することができる。したがって、電流センサ７を制御回路基板１３に直接、接続することが可能になる。そのため、制御回路基板１３に、電流センサ７の出力信号を処理する回路（センサ処理回路）を形成することができる。つまり、上記センサ処理回路を形成するための基板を、制御回路基板１３とは別部品にする必要がなくなる。そのため、部品点数を低減することができ、電力変換装置１の製造コストを低減できる。

また、本例では図１０に示すごとく、中央交流出力端子３６ｂの凹部３６１を、ケース２側に凹ませてある。そのため、凹部３６１を制御回路基板１３から遠ざけることができる。したがって、制御回路基板１３が、凹部３６１から放射されるノイズを受けにくくなる。

また、図１３、図１４に示すごとく、本例では、リアクトル４のコア４１を硬化させる工程を行った後、コンデンサ５の封止部材５１を硬化させる工程を行う。
上述したように、コア４１を硬化させるための温度Ｔ１は、封止部材５１を硬化させるための温度Ｔ２よりも高い。そのため、仮に、コンデンサ５の封止部材５１を硬化させる工程を先に行い、その後、コア４１を硬化させたとすると、コア４１を硬化させるときの温度Ｔ１が封止部材５１に加わることになる。したがって、封止部材５１に熱ストレスが加わることが考えられる。しかしながら、本例のように、コア４１を硬化させる工程を先に行い、その後、封止部材５１を硬化させる工程を行えば、封止部材５１に大きな熱ストレスが加わることを抑制できる。

なお、本例では図１に示すごとく、ケース２の側壁部２１８を流路形成壁部２１ａにしたが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、ケース２の底壁部２１９（図５、図６参照）を、流路形成壁部２１ａにしてもよい。

また、本例では図７に示すごとく、コア４１を、いわゆるダストコアとして構成し、このダストコアを用いて、電磁コイル４０をリアクトル収容空間Ｓ_Ｌ内に封止したが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、例えば、磁性体からなるコアに電磁コイル４０を巻回した、アウターコイル式のリアクトル４にしても良い。

１電力変換装置
２ケース
２０分割板
３半導体モジュール
３０半導体素子
４リアクトル
４０電磁コイル
４１コア
５コンデンサ
５０コンデンサ素子
５１封止部材
Ｓ_Ｌリアクトル収容空間
Ｓ_Ｃコンデンサ収容空間

Claims

半導体素子（３０）を内蔵した半導体モジュール（３）と、
該半導体モジュール（３）に電気接続したリアクトル（４）及びコンデンサ（５）と、
上記リアクトル（４）及び上記コンデンサ（５）を収容するケース（２）とを備え、
上記ケース（２）内には分割板（２０）が設けられ、該分割板（２０）によって、上記ケース（２）内の空間（Ｓ）を、上記リアクトル（４）を収容するリアクトル収容空間（Ｓ_Ｌ）と、上記コンデンサ（５）を収容するコンデンサ収容空間（Ｓ_Ｃ）とに分割しており、
上記リアクトル（４）は、上記リアクトル収容空間（Ｓ_Ｌ）に収容された電磁コイル（４０）及びコア（４１）を有し、
上記コンデンサ（５）は、上記コンデンサ収容空間（Ｓ_Ｃ）に収容されたコンデンサ素子（５０）と、該コンデンサ素子（５０）を上記コンデンサ収容空間（Ｓ_Ｃ）内に封止する封止部材（５１）とを有し、
上記ケース（２）の壁部（２１）の一部は、ケース外側からケース内側に凹む形状の冷媒流路（２２）が形成された流路形成壁部（２１ａ）となっており、上記冷媒流路（２２）をケース外側から塞ぐ位置に蓋部（１９）が取り付けられ、該蓋部（１９）のケース外側面（１９０）に上記半導体モジュール（３）を固定してあり、上記冷媒流路（２２）に冷媒（２３）を流すことにより、上記リアクトル（４）と上記コンデンサ（５）と上記半導体モジュール（３）とを冷却するよう構成されていることを特徴とする電力変換装置（１）。
上記冷媒流路（２２）内には、上記流路形成壁部（２１ａ）または上記蓋部（１９）から、上記流路形成壁部（２１ａ）の厚さ方向に突出した冷却フィン（２４）が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（１）。
上記蓋部（１９）には、上記半導体モジュール（３）と、該半導体モジュール（３）とは異なる電子機器（６）とが配され、上記厚さ方向から見たときに、上記電子機器（６）と上記リアクトル（４）とが重なると共に、上記半導体モジュール（３）と上記コンデンサ（５）とが重なっており、上記冷媒（２３）によって、上記電子機器（６）と上記リアクトル（４）と上記半導体モジュール（３）と上記コンデンサ（５）との４つの部品（８０）を冷却しており、上記蓋部（１９）には、上記電子機器（６）に接触した電子機器接触部位（１９１）と、上記半導体モジュール（３）に接触した半導体モジュール接触部位（１９２）とがあり、上記流路形成壁部（２１ａ）には、上記リアクトル（４）に接触したリアクトル接触部位（２１１）と、上記コンデンサ（５）に接触したコンデンサ接触部位（２１２）とがあり、上記電子機器接触部位（１９１）と上記リアクトル接触部位（２１１）との２つの部位のうち、発熱量がより大きい上記部品（８０）に接触した部位に、上記冷却フィン（２４）を形成してあり、上記半導体モジュール接触部位（１９２）と上記コンデンサ接触部位（２１２）との２つの部位のうち、発熱量がより大きい上記部品（８０）に接触した部位に、上記冷却フィン（２４）を形成してあ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４つの部品（８０）のうち、発熱量が最も大きい上記部品（８０）である最大発熱部品（８９）を、上記冷媒（２３）の流れ方向において隣り合う他の上記部品（８０）よりも、上記冷媒流路（２２）の上流に配置してあることを特徴とする請求項３に記載の電力変換装置（１）。
上記ケース（２）の側壁部（２１８）を上記流路形成壁部（２１ａ）としてあり、上記蓋部（１９）に複数個の上記半導体モジュール（３）が固定され、該半導体モジュール（３）には、昇圧回路（１０１）を構成する昇圧用半導体モジュール（３ａ）と、インバータ回路（１０２）を構成するインバータ用半導体モジュール（３ｂ）とがあり、上記昇圧用半導体モジュール（３ａ）は、上記リアクトル（４）に接続したリアクトル接続端子（３３）を備え、上記インバータ用半導体モジュール（３ｂ）は、上記コンデンサ（５）に接続したコンデンサ接続端子（３５）を備え、上記リアクトル接続端子（３３）および上記コンデンサ接続端子（３５）は、上記半導体モジュール（３）における上記半導体素子（３０）を内蔵した本体部（３１）から、上記ケース（２）の底面（２９）の法線方向における、上記ケース（２）の開口部（２５）側に突出していることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の電力変換装置（１）。