JP6424930B2 - 電力変換装置 - Google Patents

Description

本発明は、電力変換装置に関する。

ＤＣ−ＤＣコンバータやインバータの電力変換装置は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の動力源である交流モータに通電する駆動電力の生成に用いられる。
電気自動車やハイブリッド自動車等では、交流モータから大きな駆動トルクを確保するために、大きな駆動電力が必要である。それゆえ、電力変換回路を構成する複数の半導体素子を内蔵した半導体モジュールにおける発熱量が大きくなる傾向にある。
そこで、電力変換装置は、複数の半導体モジュールを冷却するための冷却器を備えると共に、各半導体モジュールの発熱状態に応じて、半導体素子の作動を制御する熱保護制御を行っている。このような電力変換装置としては、例えば特許文献１に示されたものがある。

特許文献１には、複数の半導体モジュールと、半導体モジュールを冷却する複数の冷却管と、これらを保持する保持部材とを有する電力変換装置が示されている。保持部材は、一対のフレームと、一対のフレームの一端に配設されたプレート部と、一対のフレームの他端に配設されたバネ材とを有しており、プレート部とバネ材との間において、半導体モジュールと冷却管とを保持している。

特開２００５−１４３２４４号公報

しかしながら、特許文献１に示された電力変換装置には以下の課題がある。
特許文献１に示された電力変換装置においては、組み付け時の変形や、形状のバラつきによって変形が生じる場合がある。電力変換装置においては、バネ材から半導体モジュール及び冷却管に加圧力が加えられると、加圧部材と対向するプレート部に反力がかかる。このとき、保持部材は、一対のフレームを配した側に比べ、フレームと反対の開放側の剛性が低いため、バネ材と対向するプレート部とにおける開放側の端部が積層方向に広がるように変形し傾斜しやすい。
このようにプレート部が傾斜することにより、バネ材の加圧方向が開放側に向かって傾斜し、半導体モジュール及び冷却管にかかる加圧力に偏りを生じさせる。そのため、開放側においては、半導体モジュールと冷却管との間の密着力が低下する。したがって、半導体モジュールにおける開放側の部位が十分に冷却されず半導体モジュールが高温となり、半導体モジュールにおける不具合や性能低下などが発生するおそれがある。

本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、半導体モジュールを効果的に冷却し、半導体モジュール本来の性能を発揮することのできる電力変換装置を提供しようとするものである。

参考発明として、２つ以上の半導体素子を内蔵する半導体モジュールと、
該半導体モジュールと重なって配置される冷却管と、
上記半導体モジュールと上記冷却管とを重なり方向に押圧する加圧部材と、
上記重なり方向において、上記半導体モジュール、上記冷却管及び上記加圧部材を挟み込む一対の保持壁部と、該一対の保持壁部の一端同士をつなぐ接続部とを有する保持部材とを備えており、
上記半導体素子は、小型半導体素子と、上記重なり方向から見たとき、上記小型半導体素子よりも外形が大きい大型半導体素子とを有しており、
上記大型半導体素子が、上記小型半導体素子よりも上記接続部に近い側に配置されていることを特徴とする電力変換装置がある。

次に、上記参考発明の作用効果につき説明する。
上記電力変換装置において、上記保持部材は、上記一対の保持壁部における上記接続部が形成された側と反対の開放端部が互いに接続されていないため、上記保持部材の上記開放端部側の剛性が上記接続端部側の剛性に比べて低い。そのため、上記加圧部材の加圧力によって、上記一対の保持壁部における上記開放端部が重なり方向に広がるように変形し傾斜することがある。このとき、接続端部側においては、上記半導体モジュールと冷却管とが密着するものの、開放端部側においては、上記半導体モジュールと上記冷却管との間の密着力が低下する。これにより、上記半導体モジュールは、上記接続端部側では上記冷却管によって効率的に冷却されるが、上記開放端部側では冷却効果が低下しやすい。

上記電力変換装置の上記半導体モジュールと上記冷却管との界面の熱抵抗において、上記大型半導体素子の熱抵抗が占める割合は、上記小型半導体素子の熱抵抗が占める割合よりも大きい。そのため、上記界面における熱抵抗が大きい上記大型半導体素子を、上記半導体モジュールと上記冷却管とが密着しやすい上記接続端部側に配置し、上記半導体モジュールと上記冷却管とが比較的密着しにくく、冷却効率が若干劣る上記開放端部側に上記小型半導体素子を配置することにより、上記大型半導体素子及び上記小型半導体素子を効率よく冷却することができる。

また、上記小型半導体素子を、上記開放端部側に配置することにより、上記大型半導体素子を上記開放端部側に配置した場合に比べて、比較的密着しにくい範囲に配置される面積を縮小することができる。これにより、上記半導体モジュールと、上記冷却管との間における密着力の低下による冷却性能への影響を低減することができる。
また、小型半導体素子を採用することにより、上記半導体モジュールに内蔵される半導体素子の大きさを小型化し、コストを低減することができる。

以上のごとく、上記参考発明によれば、半導体モジュールを効率よく冷却し、半導体モジュール本来の性能を発揮することができる。
本発明の一態様は、２つ以上の半導体素子を内蔵する半導体モジュールと、
該半導体モジュールと重なって配置される冷却管と、
上記半導体モジュールと上記冷却管とを重なり方向に押圧する加圧部材と、
上記重なり方向において、上記半導体モジュール、上記冷却管及び上記加圧部材を挟み込む一対の保持壁部と、該一対の保持壁部の一端同士をつなぐ接続部とを有する保持部材とを備えており、
上記半導体素子としては、小型半導体素子と、上記重なり方向から見たとき、上記小型半導体素子よりも外形が大きい大型半導体素子とがあり、
上記大型半導体素子が、上記小型半導体素子よりも上記接続部に近い側に配置されており、
上記大型半導体素子と上記小型半導体素子とは、上記重なり方向と上記冷却管において冷媒が流通する横方向との双方に直交する並び方向に並んでおり、
上記並び方向に並ぶ上記大型半導体素子及び上記小型半導体素子は、上記並び方向における、上記大型半導体素子の上記小型半導体素子側と反対側の端部から上記小型半導体素子の上記大型半導体素子側と反対側の端部までの領域の中央位置が、上記並び方向の上記冷却管の中央位置よりも上記接続部に近い側に配されている、電力変換装置にある。

実施例１における、電力変換装置を示す断面図。 図１における、II−II矢視断面図。 図１における、III−III矢視断面図。 図１における、IV−IV矢視断面図。 図１における、Ｖ矢視図。 実施例１における、変形した電力変換装置を示す平面図。 実施例２における、電力変換装置を示す断面図。

上記電力変換装置において、上記小型半導体素子は、上記大型半導体素子と上記小型半導体素子との並び方向における高さ寸法に対して、上記並び方向及び上記重なり方向と直交する横方向における横寸法が大きく形成されていることが好ましい。この場合には、上記小型半導体素子の全体を、より上記接続端部側の位置に配置することができる。これにより、上記小型半導体素子をより効率良く冷却することができる。

また、上記半導体モジュールとしては、上記大型半導体素子としての中間大型素子と上記小型半導体素子としての中間小型素子とが内蔵された中間半導体モジュールと、上記大型半導体素子としての外側大型素子と上記小型半導体素子としての外側小型素子とが内蔵された複数の外側半導体モジュールとがあり、上記外側大型素子の投影面積と上記外側小型素子の投影面積との和である外側素子面積に対して、上記中間大型素子の投影面積と上記中間小型素子の投影面積との和である中間素子面積が小さく設定されており、上記重なり方向において、上記中間半導体モジュールは、上記外側半導体モジュールの間に挟まれるように配置されていることが好ましい。上記電力変換装置において、上記保持部材のたわみが生じた際には、上記並び方向の中央付近の位置で、上記開放端部側における上記半導体モジュールと上記冷却管との密着度が低下しやすい。そのため、この位置に、上記外側半導体モジュールよりも発熱量の小さい上記中間半導体モジュールを配置することにより、各半導体モジュールを効率よく冷却することができる。

また、上記保持部材は、上記半導体モジュール、上記冷却管及び上記加圧部材を収納するケースによって形成されていることが好ましい。この場合には、上記ケースが上記保持部材を兼ねることにより、上記電力変換装置の部品点数を削減することができる。これにより、上記電力変換装置の生産性の向上及びコスト低減をすることができる。

また、上記半導体モジュールには、４つ以上の上記半導体素子が内蔵されていることが好ましい。この場合には、上記半導体モジュールの数を低減し、上記電力変換装置の生産性を向上することができる。また、上記半導体モジュールの配置スペースを縮小することができる。

（実施例１）
上記電力変換装置にかかる実施例について、図１〜図６を参照して説明する。尚、図６は、電力変換装置の変形を誇張して描いてある。
図１に示すごとく、電力変換装置１は、半導体素子２１、２２を内蔵する半導体モジュール２と、半導体モジュール２と重なって配置される冷却管４１と、半導体モジュール２と冷却管４１とを重なり方向Ｘに押圧する加圧部材６と、一対の保持壁部５１と一対の保持壁部５１の一端同士をつなぐ接続部５２とを有する保持部材５０とを備えている。一対の保持壁部５１は、重なり方向Ｘにおいて、半導体モジュール２、冷却管４１及び加圧部材６を挟み込むように配置されている。
半導体素子２１、２２は、小型半導体素子２１と、重なり方向Ｘから見たとき、小型半導体素子２１よりも外形が大きい大型半導体素子２２とを有している。半導体モジュール２の内部において、大型半導体素子２２は、小型半導体素子２１よりも接続部５２に近い側に配置されている。

以下、さらに詳細に説明する。
本例において、半導体モジュール２と冷却管４１とが重ねられた方向を重なり方向Ｘとし、重なり方向Ｘ及び並び方向Ｚの両方に対して直交する方向を横方向Ｙとして、以下説明する。

図１に示すごとく、電力変換装置１は、電力変換回路の一部を構成する複数の半導体モジュール２と、複数の半導体モジュール２を冷却する冷却管４１と、半導体モジュール２と冷却管４１とを重なり方向Ｘに加圧する加圧部材６と、これらを保持する保持部材５０とを有している。

図１及び図５に示すごとく、保持部材５０は、重なり方向Ｘにおいて、半導体モジュール２、冷却管４１及び加圧部材６を挟み込む一対の保持壁部５１と、一対の保持壁部５１における並び方向Ｚの接続端部５１１側に配置された一端同士をつなぐ接続部５２と、一対の保持壁部５１における横方向Ｙの両端同士をそれぞれつなぐ一対の側壁部５３とを有している。また、並び方向Ｚにおいて、保持壁部５１及び側壁部５３における接続部５２が配置された接続端部５１１側と反対側の開放端部５１２側は、接続されずに開放されている。

複数の半導体モジュール２と複数の冷却管４１とは、交互に重ね合わせて配置された半導体積層ユニット１０を形成している。
冷却管４１は、アルミニウム等の金属によって構成されており、隣り合う冷却管４１は、横方向Ｙの両端部付近において連結管４２によって、互いに連結されている。また、重なり方向Ｘにおける一端に配置された冷却管４１には、冷却媒体を循環させるための冷媒導入管４３１及び冷媒排出管４３２が配設されている。これら冷却管４１、連結管４２、冷媒導入管４３１及び冷媒排出管４３２によって、冷却器４が構成されている。

冷媒導入管４３１及び冷媒排出管４３２は、半導体積層ユニット１０の前端部に配された冷却管４１の前面から、重なり方向Ｘに向かって突出するよう設けてある。冷媒導入管４３１から導入された冷却媒体は、適宜連結管４２を通り、各冷却管４１に分配されると共にその長手方向（横方向Ｙ）に流通する。そして、各冷却管４１を流れる間に、冷却媒体は半導体モジュール２との間で熱交換を行う。熱交換により温度上昇した冷却媒体は、適宜下流側の連結管４２を通り、冷媒排出管４３２に導かれ排出される。冷却媒体としては、例えば、水やアンモニア等の自然冷媒、エチレングリコール系の不凍液を混入した水、フロリナート（登録商標）等のフッ化炭素系冷媒、ＨＣＦＣ１２３、ＨＦＣ１３４ａ等のフロン系冷媒、メタノール、アルコール等のアルコール系冷媒、アセトン等のケトン系冷媒等の冷媒を用いることができる。

図１〜図４に示すごとく、複数の半導体モジュール２は、半導体素子２１、２２として、２つの小型半導体素子２１と、重なり方向Ｘから見たとき小型半導体素子２１よりも外形が大きい２つの大型半導体素子２２とを有している。本例において、大型半導体素子２２は、スイッチング素子からなり、小型半導体素子２１は、ダイオードからなる。２つの小型半導体素子２１は、横方向Ｙに並ぶように配設されており、２つの大型半導体素子２２は、各小型半導体素子２１の並び方向Ｚにおいて接続端部５１１側の位置にそれぞれ配設されている。

大型半導体素子２２に用いられるスイッチング素子としては、例えばＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）、ＭＯＳＦＥＴ（ＭＯＳ型電界効果トランジスタ）等を用いることができる。小型半導体素子２１に用いるダイオードは、各大型半導体素子２２のコレクタ−エミッタ間において、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すように接続されている。また、小型半導体素子２１は、重なり方向Ｘから見たとき、略長方形状をなしており、並び方向Ｚにおける高さ寸法に対して、横方向Ｙにおける横寸法が大きく形成されている。

半導体モジュール２は、大型半導体素子２２及び小型半導体素子２１を樹脂モールドしてなる平板状の本体部３３と、本体部３３の端面から互いに反対方向に突出した主電極端子３４及び制御端子３５とからなる。主電極端子３４は、並び方向Ｚの開放端部５１２側に突出させてあり、制御端子３５は、並び方向Ｚの接続端部５１１側に突出させてある。主電極端子３４は、バスバー（図示略）と接続されており、バスバーを介して被制御電力が半導体モジュール２に入出力される。また、制御端子３５は、制御回路基板（図示略）と接続されており、大型半導体素子２２を制御する制御電流が入力される。

本例においては、半導体モジュール２として、２つの中間半導体モジュール２０１と４つの外側半導体モジュール２０２、２０３とがある。２つの中間半導体モジュール２０１は、三相交流回転電機（ＭＧ１）と接続されている。４つの外側半導体モジュール２０２、２０３うち、２つは、昇圧回路と接続される第１外側半導体モジュール２０２であり、２つは、三相交流回転電機（ＭＧ２）と接続される第２外側半導体モジュール２０３とからなる。
図２に示すごとく、中間半導体モジュール２０１には、大型半導体素子２２としての中間大型素子２２１と、小型半導体素子２１としての中間小型素子２１１とが内蔵されている。重なり方向Ｘから見たとき、中間大型素子２２１の投影面積と中間小型素子２１１の投影面積との和は、中間素子面積Ｓｃと表す。

図３に示すごとく、第１外側半導体モジュール２０２には、大型半導体素子２２としての第１外側大型素子２２２と、小型半導体素子２１としての第１外側小型素子２１２とが内蔵されている。重なり方向Ｘから見たとき、第１外側大型素子２２２の投影面積と第１外側小型素子２１２の投影面積との和は、第１外側素子面積Ｓｏ１と表す。尚、第１外側素子面積Ｓｏ１と中間素子面積Ｓｃとは、Ｓｃ＜Ｓｏ１の関係を有している。
第２外側半導体モジュール２０３には、大型半導体素子２２としての第２外側大型素子２２３と、小型半導体素子２１としての第２外側小型素子２１３とが内蔵されている。重なり方向Ｘから見たとき、第２外側大型素子２２３の投影面積と第２外側小型素子２１３の投影面積との和は、第２外側素子面積Ｓｏ２と表す。第２外側素子面積Ｓｏ２、第１外側素子面積Ｓｏ１及び中間素子面積Ｓｃは、Ｓｃ＜Ｓｏ２＜Ｓｏ１の関係を有している。

図１及び図５に示すごとく、半導体積層ユニット１０は、加圧部材６と共にケース５の内側に収納される。加圧部材６は、その付勢力によって半導体積層ユニット１０を重なり方向Ｘに押圧保持している。また、ケース５の内側には、加圧部材６と共に、下記の介在部材７１、７２を配してある。
加圧部材６は湾曲して形成された板ばねからなり、弾性変形することで加圧力を発生する弾性部材である。尚、加圧部材６としては、金属製のバネ以外にもゴムなど、弾性変形により加圧力を発生するものも用いることができる。

介在部材７１、７２としては、平板状をなす当接プレート７１と、円筒状をなす支承部材７２とがある。
当接プレート７１は、加圧部材６と半導体積層ユニット１０との間に配されており、冷媒導入管４３１及び冷媒排出管４３２が立設する冷却管４１と、重なり方向Ｘにおいて反対側の端部に配設された冷却管４１と面接触している。
支承部材７２は、加圧部材６と、一方の保持壁部５１に設けられた支承部材７２との間に配されている。

保持部材５０は、一対の保持壁部５１における開放端部５１２側の端部が互いに接続されていないため、保持部材５０の開放端部５１２側は、接続端部５１１側に比べて剛性が低い。そのため、図６に示すごとく、保持部材５０によって、半導体モジュール２、冷却管４１及び加圧部材６を保持した際には、加圧部材６の加圧力によって、一対の保持壁部５１における開放端部５１２側の端部が積層方向に広がるように変形し傾斜することがある。

このとき、加圧部材６の加圧方向が開放端部５１２側に向かって傾斜することで、半導体積層ユニット１０にかかる加圧力に偏りが生じる。そのため、接続端部５１１側においては、半導体モジュール２と冷却管４１とが密着するものの、開放端部５１２側においては、半導体モジュール２と冷却管４１との間の密着力が低下する。したがって、半導体モジュール２は、接続端部５１１側では冷却管４１によって効率的に冷却されるが、開放端部５１２側では冷却効果が低下しやすい。

電力変換装置１の半導体モジュール２と冷却管４１との界面の熱抵抗において、大型半導体素子２２の熱抵抗が占める割合は、小型半導体素子２１の熱抵抗が占める割合よりも大きい。そのため、界面における熱抵抗が大きい大型半導体素子２２を、半導体モジュール２と冷却管４１とが密着しやすい接続端部５１１側に配置し、半導体モジュール２と冷却管４１とが比較的密着しにくく、冷却効率が若干劣る開放端部５１２側に小型半導体素子２１を配置することにより、大型半導体素子２２及び小型半導体素子２１を効率よく冷却することができる。

また、上記小型半導体素子２１を、上記開放端部５１２側に配置することにより、上記大型半導体素子２２を上記開放端部５１２側に配置した場合に比べて、比較的密着しにくい範囲に配置される面積を縮小することができる。これにより、上記半導体モジュール２と、上記冷却管４１との間における密着力の低下による冷却性能への影響を低減することができる。
また、小型半導体素子２１を採用することにより、上記半導体モジュール２に内蔵される半導体素子２１、２２の大きさを小型化し、コストを低減することができる。

また、半導体モジュール２としては、大型半導体素子２２としての中間大型素子２２１と小型半導体素子２１としての中間小型素子２１１とが内蔵された中間半導体モジュール２０１と、大型半導体素子２２としての外側大型素子２２２、２１３と小型半導体素子２１としての外側小型素子２１２、２２３とが内蔵された複数の外側半導体モジュール２０２、２０３とがあり、外側大型素子２２２、２１３の投影面積と外側小型素子２１２、２２３の投影面積との和である外側素子面積に対して、中間大型素子２２１の投影面積と中間小型素子２１１の投影面積との和である中間素子面積が小さく設定されており、重なり方向Ｘにおいて、中間半導体モジュール２０１は、外側半導体モジュール２０２、２０３の間に挟まれるように配置されている。電力変換装置１において、保持部材５０のたわみが生じた際には、並び方向Ｚの中央付近の位置で、開放端部５１２側における半導体モジュール２と冷却管４１との密着度が低下しやすい。そのため、この位置に、外側半導体モジュール２０２、２０３よりも発熱量の小さい中間半導体モジュール２０１を配置することにより、各半導体モジュール２を効率よく冷却することができる。

また、保持部材５０は、半導体モジュール２、冷却管４１及び加圧部材６を収納するケース５によって形成されている。そのため、ケース５が保持部材５０を兼ねることにより、電力変換装置１の部品点数を削減することができる。これにより、電力変換装置１の生産性の向上及びコスト低減をすることができる。

また、半導体モジュール２には、４つ以上の半導体素子２１、２２が内蔵されている。そのため、半導体モジュール２の数を低減し、電力変換装置１の生産性を向上することができる。また、半導体モジュール２の配置スペースを縮小することができる。

また、電力変換装置１は、複数の半導体モジュール２と複数の冷却管４１とを有しており、複数の半導体モジュール２及び複数の冷却管４１は、交互に積層配置されて半導体積層ユニット１０を形成している場合、より効果的である。半導体積層ユニット１０を用いた場合に開放端部５１２側の変形による傾斜が大きくなるが、電力変換装置１の構造を採用することで、半導体モジュール２の発熱による不具合の発生を抑制すると共に、半導体モジュール２の本来の性能を発揮することができる。

また、加圧部材６は、弾性変形することにより加圧力を発生する弾性部材を有している。そのため、半導体モジュール２と冷却管４１とを、加圧部材６によって、定圧で安定して保持することができる。

以上のごとく、本例の電力変換装置１によれば、半導体モジュール２を効率よく冷却し、半導体モジュール２本来の性能を発揮することができる。

（実施例２）
本例は、図７に示すごとく、実施例１の電力変換装置１における構造を一部変更した例である。
本例の電力変換装置１は、１つの半導体モジュール２と１つの冷却管４１とを備えている。
半導体モジュール２は、保持部材５０における一方の保持壁部５１と冷却管４１とによって挟持されている。
また、加圧部材６は、コイル状の圧縮バネや板バネ等のバネ部材からなり、弾性変形することにより加圧力を発生する弾性部材である。
尚、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。
本例においても、実施例１と同様の作用効果を得ることができる。

１ 電力変換装置
２ 半導体モジュール
２１、２２ 半導体素子
２１ 小型半導体素子
２２ 大型半導体素子
４１ 冷却管
５０ 保持部材
５１ 保持壁部
５１１ 接続端部
５２ 接続部
６ 加圧部材

Claims (8)

1. ２つ以上の半導体素子（２１、２２）を内蔵する半導体モジュール（２）と、
   該半導体モジュール（２）と重なって配置される冷却管（４１）と、
   上記半導体モジュール（２）と上記冷却管（４１）とを重なり方向に押圧する加圧部材（６）と、
   上記重なり方向において、上記半導体モジュール（２）、上記冷却管（４１）及び上記加圧部材（６）を挟み込む一対の保持壁部（５１）と、該一対の保持壁部（５１）の一端同士をつなぐ接続部（５２）とを有する保持部材（５０）とを備えており、
   上記半導体素子（２１、２２）としては、小型半導体素子（２１）と、上記重なり方向から見たとき、上記小型半導体素子（２１）よりも外形が大きい大型半導体素子（２２）とがあり、
   上記大型半導体素子（２２）が、上記小型半導体素子（２１）よりも上記接続部（５２）に近い側に配置されており、
   上記大型半導体素子（２２）と上記小型半導体素子（２１）とは、上記重なり方向と上記冷却管（４１）において冷媒が流通する横方向との双方に直交する並び方向に並んでおり、
   上記並び方向に並ぶ上記大型半導体素子（２２）及び上記小型半導体素子（２１）は、上記並び方向における、上記大型半導体素子（２２）の上記小型半導体素子（２１）側と反対側の端部から上記小型半導体素子（２１）の上記大型半導体素子（２２）側と反対側の端部までの領域の中央位置が、上記並び方向の上記冷却管（４１）の中央位置よりも上記接続部（５２）に近い側に配されている、電力変換装置（１）。
2. 上記半導体モジュール（２）は、上記並び方向における互いに反対方向に突出した主電極端子（３４）及び制御端子（３５）を有し、上記制御端子（３５）は、上記並び方向の上記接続部（５２）側に突出させてあり、上記主電極端子（３４）は、上記並び方向の上記接続部（５２）側の反対側に突出させてある、請求項１に記載の電力変換装置（１）。
3. 上記小型半導体素子（２１）は、上記並び方向における高さ寸法に対して、上記横方向における横寸法が大きく形成されている、請求項１又は２に記載の電力変換装置（１）。
4. 複数の上記半導体モジュール（２）と複数の上記冷却管（４１）とを有しており、複数の上記半導体モジュール（２）及び複数の上記冷却管（４１）は、交互に積層配置されて半導体積層ユニット（１０）を形成している、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電力変換装置（１）。
5. 上記半導体モジュール（２）としては、上記大型半導体素子（２２）としての中間大型素子（２２１）と上記小型半導体素子（２１）としての中間小型素子（２１１）とが内蔵された中間半導体モジュール（２０１）と、上記大型半導体素子（２２）としての外側大型素子（２２２、２２３）と上記小型半導体素子（２１）としての外側小型素子（２１２、２１３）とが内蔵された複数の外側半導体モジュール（２０２、２０３）とがあり、上記外側大型素子（２２２、２２３）の投影面積と上記外側小型素子（２１２、２１３）の投影面積との和である外側素子面積に対して、上記中間大型素子（２２１）の投影面積と上記中間小型素子（２１１）の投影面積との和である中間素子面積が小さく設定されており、上記重なり方向において、上記中間半導体モジュール（２０１）は、上記外側半導体モジュール（２０２、２０３）の間に挟まれるように配置されている、請求項４に記載の電力変換装置（１）。
6. 上記保持部材（５０）は、上記半導体モジュール（２）、上記冷却管（４１）及び上記加圧部材（６）を収納するケース（５）によって形成されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の電力変換装置（１）。
7. 上記半導体モジュール（２）には、４つ以上の上記半導体素子（２１、２２）が内蔵されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の電力変換装置（１）。
8. 上記加圧部材（６）は、弾性変形することにより加圧力を発生する弾性部材を有している、請求項１〜７のいずれか１項に記載の電力変換装置（１）。

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