JP6458444B2

JP6458444B2 - 電力変換装置

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Publication number: JP6458444B2
Application number: JP2014214599A
Authority: JP
Inventors: 和哉竹内; 岡村　誠; 誠岡村; 祐一半田; 直樹平澤; 弘洋一条; 龍太田辺; 哲矢松岡
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-10-21
Filing date: 2014-10-21
Publication date: 2019-01-30
Anticipated expiration: 2034-10-21
Also published as: JP2016082811A; US20160157381A1; US9713293B2

Description

本発明は、素子本体の両端面に設けられた一対の端面電極を有するコンデンサを備えた電力変換装置に関する。

半導体モジュールとコンデンサとを備えた電力変換装置がある。コンデンサは、ＥＳＲ（等価直列抵抗）を有するため、コンデンサにリプル電流が流れることにより発熱する。さらに、電力変換装置の小型化の要請に伴いコンデンサにも小型化が求められているが、コンデンサを小型化すると、ＥＳＲ値が大きくなりやすく、コンデンサが発熱しやすくなってしまう。

また、半導体モジュールは、スイッチング素子を内蔵しており、スイッチング素子に流れる被制御電流によって発熱する。かかる熱がバスバーを介してコンデンサに伝わり、コンデンサの温度が上昇することもある。

そこで、コンデンサを冷却すべく、特許文献１には、ヒートシンク上にコンデンサを配したものが示されている。特許文献１のコンデンサは、その底面がヒートシンクに接触する姿勢で固定されている。これにより、コンデンサをその底面から冷却している。

特開２００２−８３９１５号公報

しかしながら、特許文献１には、コンデンサの素子本体の両端面に設けられた一対の端面電極（いわゆるメタリコン面）の、ヒートシンクに対する向き、姿勢については何ら記載されていない。コンデンサの冷却性能向上の観点からは、特許文献１に記載のように単にコンデンサをヒートシンク上に載置するだけでは充分ではなく、改善の余地がある。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、コンデンサの冷却性能の向上を図ることができ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、電力変換回路を構成する半導体モジュールと、
該半導体モジュールに電気的に接続されたコンデンサと、
該コンデンサを冷却する冷却体と、を備えた電力変換装置であって、
上記コンデンサは、正電荷を帯電させる正側内部電極及び負電荷を帯電させる負側内部電極を有する内部電極を備えた素子本体と、上記内部電極の上記正側内部電極と上記負側内部電極とのそれぞれに接続されると共に上記素子本体の両端面に設けられた一対の端面電極とを備え、
該一対の端面電極には、一対のバスバーがそれぞれ面接触した状態で接続されており、
上記半導体モジュールは、上記一対の端面電極の一方である第一電極との間の距離が、上記一対の端面電極の他方である第二電極との間の距離よりも短く、
上記コンデンサは、上記一対の端面電極のうちの上記第一電極のみを、上記冷却体に向けた状態で配置されており、
上記第一電極は、当該第一電極に接続された上記バスバーを介して上記冷却体に当接しており、
上記一対の端面電極に接続された上記一対のバスバーの双方が、上記冷却体に熱的に接触し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、コンデンサは、一対の端面電極のうちの少なくとも一方を、冷却体に向けた状態で配置されている。そして、冷却体側を向いた端面電極は、バスバーを介して冷却体に当接している。これにより、コンデンサを、端面電極から冷却することができ、コンデンサ全体の冷却性能を向上させることができる。すなわち、コンデンサの素子本体の内部の熱は、熱伝導性の高い内部電極を通って端面電極に伝わる。これにより、コンデンサ全体から冷却体までの伝熱経路を短くすることができ、コンデンサ全体の冷却性能を向上させることができる。

また、バスバーを冷却体に当接させているため、半導体モジュールに生じた熱が、バスバーを介してコンデンサに伝わり難い。それゆえ、コンデンサの温度上昇を効果的に抑制することができる。

以上のごとく、本発明によれば、コンデンサの冷却性能の向上を図ることができる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、電力変換装置の上面図。図１の、II−II線矢視断面図。実施例１における、コンデンサ及びバスバーの断面図。実施例１における、コンデンサ及びバスバーの斜視図。実施例２における、コンデンサ、バスバー、及び冷却体の断面図。実施例２における、バスバーの上面図。実施例３における、コンデンサ、バスバー、及び冷却体の正面図。実施例３における、コンデンサ、バスバー、及び冷却体の上面図。実施例４における、コンデンサ、バスバー、冷却体、本体押圧手段の正面図。実施例４における、コンデンサ、バスバー、冷却体、本体押圧手段の上面図。実施例５における、電力変換装置の上面図。図１１の、XII−XII線矢視断面図。実施例６における、電力変換装置の上面図。図１３の、Ａ−Ａ線矢視断面図。図１３の、Ｂ−Ｂ線矢視断面図。図１３の、Ｃ−Ｃ線矢視断面図。

本発明の電力変換装置は、例えば電気自動車やハイブリッド自動車に使用することができる。

（実施例１）
上記電力変換装置１の実施例につき、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２に示すごとく、電力変換回路を構成する半導体モジュール２と、半導体モジュール２に電気的に接続されたコンデンサ３と、コンデンサ３３を冷却する冷却体４と、を有する。

図１〜図４に示すごとく、コンデンサ３は、内部電極３１を備えた素子本体３１０と、内部電極３１に接続されると共に素子本体３１０の両端面に設けられた一対の端面電極３２とを有する。一対の端面電極３２には、一対のバスバー５がそれぞれ面接触した状態で接続されている。図１、図２に示すごとく、コンデンサ３は、一対の端面電極３２のうちの一方を、冷却体４に向けた状態で配置されている。冷却体４側を向いた端面電極３２は、バスバー５を介して冷却体４に当接している。

半導体モジュール２は、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）等のスイッチング素子やＦＷＤ（フリーホイールダイオード）等のダイオードを内蔵してなる。また、図２に示すごとく、半導体モジュール２は、正極端子２１、負極端子２２、交流端子２３と、これらと反対側に突出する制御端子２４とを有する。

図示は省略したが、正極端子２１、負極端子２２は、バスバー５を介してコンデンサ３に電気的に接続されており、交流端子２３は、交流負荷（図示略）に電気的に接続されている。また、制御端子２４は、半導体モジュール２のスイッチング動作を制御する制御回路基板（図示略）に電気的に接続されている。

図１に示すごとく、冷却体４は、コンデンサ３だけではなく、半導体モジュール２も冷却するよう構成されている。冷却体４は、複数の冷却管４１と、該複数の冷却管４１を長手方向の両端部において互いに連結する複数の連結管４２とを有する。そして、図１、図２に示すごとく、半導体モジュール２と冷却管４１とは積層されており、半導体積層ユニット１１が構成されている。すなわち、半導体モジュール２は、その両主面から一対の冷却管４１によって挟持されている。本例において、冷却体４は、アルミニウム等、熱伝導性に優れた金属からなる。

なお、本例においては、半導体モジュール２と冷却管４１との積層方向を単に「積層方向」という。積層方向の一端に配された冷却管４１には、冷却管４１に冷媒を導入、排出するための冷媒導入管４３と冷媒排出管４４とが積層方向に突出するように接続されている。そして、以下において、適宜、積層方向における冷媒導入管４３及び冷媒排出管４４が突出する側を前方、他方側を後方という。

冷媒導入管４３から導入された冷却媒体は、連結管４２を適宜通り、各冷却管４１に分配されると共にその長手方向に流通する。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、下流側の連結管４２を適宜通り、冷媒排出管４４に導かれ、冷却体４から排出される。

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（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を用いることができる。

図１に示すごとく、本例において、コンデンサ３は、冷媒導入管４３と冷媒排出管４４との間であって、冷却体４の前端に配された冷却管４１の前方に配されている。そして、コンデンサ３は、一対の端面電極３２のうちの一方を冷却体４に向けた状態で配置されており、冷却体４側を向いた端面電極３２は、バスバー５を介して冷却体４の前面に当接している。

本例において、コンデンサ３はフィルムコンデンサである。図３に示すごとく、コンデンサ３の素子本体３１０は、正電荷を帯電させる内部電極３１である正側内部電極３１１と負電荷を帯電させる内部電極３１である負側内部電極３１２とが電気的絶縁性を有する誘電体フィルム１２を介して対向するよう形成されると共に、これを巻回してなる。正側内部電極３１１と負側内部電極３１２とは、巻回軸方向にオフセットしている。内部電極３１は、誘電体フィルム１２に蒸着されている。

素子本体３１０における巻回軸方向の両端面に、一対の端面電極３２が設けられている。一対の端面電極３２は、内部電極３１の巻回軸方向において、互いに対向している。そして、正側内部電極３１１の一端が、一方の端面電極３２である正側端面電極３２１に接続されており、負側内部電極３１２の一端が、他方の端面電極３２である負側端面電極３２２に接続されている。正側内部電極３１１は、負側端面電極３２２と離れており、負側内部電極３１２は、正側端面電極３２１と離れている。なお、以下においては、一対の端面電極３２の並び方向を、単に「並び方向Ｘ」ともいう。

一対の端面電極３２は、例えば、並び方向Ｘにおける素子本体３１０の両端にアルミニウム等の金属を溶射することによって形成される。図１、図２に示すごとく、本例において、コンデンサ３は、一対の端面電極３２のうちの、正側端面電極３２１を冷却体４に向けた状態で配されている。

図４に示すごとく、一対の端面電極３２の並び方向Ｘにおける素子本体３１０の寸法Ｈは、並び方向Ｘに直交する方向における素子本体３１０の外形寸法のうち、最大のものよりも小さい。例えば、並び方向Ｘから見たとき、素子本体３１０が図４に示すような楕円形状を有する場合、並び方向Ｘにおける素子本体３１０の寸法Ｈは、並び方向Ｘから見たときの素子本体３１０の長径Ｌよりも小さい。

一対の端面電極３２における、素子本体３１０と反対側の主面には、それぞれ、バスバー５が接続されている。図４に示すごとく、一対の端面電極３２は、それぞれ、素子本体３１０と反対側の全面が、バスバー５に接合されている。すなわち、バスバー５と端面電極３２とは、端面電極３２の全面に配された導電性接着剤等により接合されている。

正側端面電極３２１には、半導体モジュール２の正極端子２１に電気的接続される正極バスバー５１が接続されており、負側端面電極３２２には、半導体モジュール２の負極端子２２に電気的接続される負極バスバー５２が接続されている。

図１、図２に示すごとく、正極バスバー５１における、コンデンサ３と反対側の面は、冷却体４の前端に配された冷却管４１の前端面に当接している。これにより、冷却体４側を向いた端面電極３２である正側端面電極３２１は、正極バスバー５１を介して冷却体４に当接している。正側端面電極３２１と、正極バスバー５１と、冷却体４の前端に配された冷却管４１の前端面とは、互いの主面の法線方向を同じにして並んでいる。

なお、冷却体４におけるバスバー５との当接面には、熱伝導性を有する絶縁部材１３が配されている。本例では、冷却体４の前端に配された冷却管４１の前端面に、絶縁部材１３が配されている。つまり、冷却体４とバスバー５との間には、絶縁部材１３が介在している。絶縁部材１３は、例えばセラミック板、樹脂フィルム等からなる。

すなわち、「バスバー５が、冷却体４に当接している」との表現は、バスバー５が直接冷却体４に当接している場合に限らず、バスバー５が熱伝導性を備えた部材を介して冷却体４に当接している場合をも含むものである。

次に、本例の作用効果につき説明する。
電力変換装置１において、コンデンサ３は、端面電極３２を冷却体４に向けた状態で配置されている。そして、冷却体４側を向いた端面電極３２は、バスバー５を介して冷却体４に当接している。これにより、コンデンサ３全体から冷却体４までの伝熱経路を短くすることができ、コンデンサ３全体の冷却性能を向上させることができる。

また、バスバー５を冷却体４に当接させているため、半導体モジュール２に生じた熱が、バスバー５を介して伝わり難い。それゆえ、コンデンサ３の温度上昇を効果的に抑制することができる。

また、端面電極３２は、素子本体３１０と反対側の全面が、バスバー５に接合されている。それゆえ、端面電極３２の熱を、バスバー５を介して冷却体４により効率よく放熱することができる。これにより、コンデンサ３全体の冷却性能を向上させることができる。

また、並び方向Ｘにおける素子本体３１０の寸法Ｈは、並び方向Ｘに直交する方向における素子本体３１０の外形寸法のうち、最大のもの（長径Ｌ）よりも小さい。それゆえ、コンデンサ３全体の並び方向Ｘにおける伝熱距離を短くすることができるため、コンデンサ３全体の冷却性能を向上させることができる。また、コンデンサ３内の電流経路を短くすることもできるため、コンデンサ３のＥＳＲを小さくでき、コンデンサ３の発熱自体を抑制することもできる。

以上のごとく、本例によれば、コンデンサの冷却性能の向上を図ることができる電力変換装置を提供することができる。

（実施例２）
本例は、図５、図６に示すごとく、バスバー５が端面電極３２内に埋設されている電力変換装置１の例である。

図６に示すごとく、本例のバスバー５における端面電極３２に埋設されている部位である端子埋設部５４は、メッシュ形状を有する。すなわち、バスバー５の端子埋設部５４は、厚み方向に貫通した貫通孔５０を複数有する。図５に示すごとく、端子埋設部５４の周囲及び貫通孔５０に、端面電極３２が形成されている。

本例においては、冷却体４側を向いた端面電極３２における、素子本体３１０と反対側の端面が、冷却体４に当接している。これにより、冷却体４側を向いた端面電極３２は、内部に埋設された端子埋設部５４を介して冷却体４に当接している。冷却体４における端面電極３２との当接面には、絶縁部材１３が配されている。

コンデンサ３へのバスバー５の端子埋設部５４の接合は、例えば以下のように行うことができる。
端子埋設部５４を、素子本体３１０の端面に配置する。次いで、端子埋設部５４の上から素子本体３１０の端面に向かってアルミニウム等の金属を溶射する。これにより、溶射された金属が、貫通孔５０を通って端子埋設部５４と素子本体３１０との間に浸入すると共に、貫通孔５０内及び端子埋設部５４における素子本体３１０と反対側の面にも配置され、端子埋設部５４が埋設された状態の端面電極３２が形成される。

その他は、実施例１と同様である。なお、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有する。

（実施例３）
本例は、図７、図８に示すごとく、一対の端面電極３２に接続された一対のバスバー５の双方が、冷却体４に当接している例である。本例においても、端面電極３２のうちの一方が、冷却体４側を向いている。

冷却体４の反対側を向いた端面電極３２に接続されたバスバー５は、その一部を冷却体４に当接するように設けた伝熱部５５を有する。すなわち、バスバー５における冷却体４の反対側を向いた端面電極３２に面接触した部分から、冷却体４に当接するように冷却体４側に向かって伝熱部５５が延設されている。そして、伝熱部５５における冷却体４と当接している部分は、冷却体４に沿うように配されている。なお、伝熱部５５と冷却体４との間には、絶縁部材１３が配されている。

その他は、実施例１と同様である。なお、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。

本例の場合には、一対のバスバー５のうちの冷却体４と反対側のバスバー５からも、伝熱部５５を介して、冷却体４へ放熱できる。それゆえ、バスバー５を介して一対の端面電極３２の双方から、コンデンサ３を効率的に冷却することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。

（実施例４）
本例は、図９、図１０に示すごとく、コンデンサ３を冷却体４に押圧する本体押圧手段６を備えている電力変換装置１の例である。

本体押圧手段６は、例えば金属の帯状部材からなり、コンデンサ３を冷却体４の反対側の面から、冷却体４側へ押さえ付けると共に、両端部に形成されたフランジ部６１１において、冷却体４に対してボルト６２によって締結されている。これにより、本体押圧手段６は、コンデンサ３を冷却体４側に押し付けられた状態で保持している。なお、本体押圧手段６とバスバー５との間に、弾性部材が配されていてもよい。

本例の場合には、本体押圧手段６によって、コンデンサ３が冷却体４に向って押圧されているため、冷却体４とバスバー５との当接面積を大きくすることができる。それゆえ、コンデンサ３の冷却性能を一層向上させることができる。

また、本体押圧手段６を金属等の熱伝導性の高い部材で構成することにより、コンデンサ３における冷却体４と反対側の端面電極３２からも、バスバー５、本体押圧手段６を介して、冷却体４へ放熱できる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。

（実施例５）
本例は、図１１、図１２に示すごとく、冷却体４が、一対の端面電極３２の双方に対向していると共に、一対の端面電極３２が、それぞれ、バスバー５を介して冷却体４に当接している例である。

コンデンサ３は、正極端面電極３２１と負側端面電極３２２との双方に、冷却体４が対向する状態で配置されている。そして、正極バスバー５１のコンデンサ３と反対側の主面と、負極バスバー５２のコンデンサ３と反対側の主面との双方が、冷却体４に当接するようにコンデンサ３が配されている。

本例において、コンデンサ３は、並び方向Ｘに隣接する２つの冷却管４１の間に介在している。すなわち、本例の電力変換装置１は、冷却体４を構成する複数の冷却管４１のうち、並び方向Ｘに隣接する２つの冷却管４１の間に、コンデンサ３を挟持させた構成を有する。

なお、本例においても、冷却体４におけるバスバー５（正極バスバー５１、負極バスバー５２）との当接面には、絶縁部材１３が配されている。

本例の場合には、コンデンサ３を、一対の端面電極３２の双方から冷却することができ、コンデンサ３全体の冷却性能を一層向上させることができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。

（実施例６）
本例は、図１３〜図１６に示すごとく、実施例１に対して、冷却体４、半導体モジュール２等の構造を変更した例である。

本例において、冷却体４は、略直方体形状を有し、その１つの表面に載置面４５を有する。そして、冷却体４の載置面４５に、３つの半導体モジュール２及びコンデンサ３が載置されている。図１３に示すごとく、３つの半導体モジュール２と、コンデンサ３とは、一直線上に並んで配されている。以下において、適宜、３つの半導体モジュール２とコンデンサ３とが並んだ方向を横方向Ｙという。横方向Ｙにおけるコンデンサ３の一方側（以下において、適宜、Ｙ１側という。）に、３つの半導体モジュール２が配されている。

図１４、図１５に示すごとく、コンデンサ３は、一対の端面電極３２の並び方向Ｘが、冷却体４の載置面４５の法線方向となるように配置されている。すなわち、一対の端面電極３２のうちの一方が、冷却体４側を向いている。本例においても、実施例１と同様に、コンデンサ３は、正側端面電極３２１を冷却体４側に向けた状態で、冷却体４の載置面４５に載置されている。

図１３〜図１５に示すごとく、バスバー５は、一対の端面電極３２の並び方向Ｘに直交する方向に延設された延設部５３を有する。図１３、図１４に示すごとく、正極バスバー５１は、延設部５３として、Ｙ１側に延設された正極延設部５３１を有する。図１３、図１５に示すごとく、負極バスバー５２は、延設部５３として、Ｙ１側に延設された負極延設部５３２を有する。負極延設部５３２は、第１負極延設部５３２ａと、第１負極延設部５３２ａの端部から冷却体４の載置面４５まで延設された第２負極延設部５３２ｂと、第２負極延設部５３２ｂからＹ１側に延設された第３負極延設部５３２ｃとからなる。

図１３に示すごとく、正極延設部５３１と負極延設部５３２とは、それぞれ横方向Ｙの一直線上に配置されている。また、正極延設部５３１と負極延設部５３２とは、並び方向Ｘから見たとき、横方向Ｙに直交する方向に並んで配されている。

図１４、図１５に示すごとく、バスバー５における正極延設部５３１と負極延設部５３２の第３負極延設部５３２ｃとは、冷却体４の載置面４５に当接し、載置面４５に沿って配設されている。つまり、一対の端面電極３２に接続された一対のバスバー５の双方が、冷却体４に当接している。なお、図示は省略したが、バスバー５と冷却体４との間には、絶縁部材（図１等の符号１３）が介在している。

図１３〜図１５に示すごとく、正極延設部５３１及び第３負極延設部５３２ｃの冷却体４と反対側の主面に、３つの半導体モジュール２が、横方向Ｙに一定間隔をあけて配置されている。すなわち、図１４、図１５に示すごとく、延設部５３は、冷却体４と半導体モジュール２との間に介在されている。

図１３、図１６に示すごとく、延設部５３は、半導体モジュール２を冷却体４側へ押圧することにより延設部５３を冷却体４に押し付ける端子押圧手段７を備えている。端子押圧手段７は、例えば、金属の帯状部材からなり、半導体モジュール２を冷却体４の反対側の面から冷却体４側へ押さえ付けると共に、両端部に形成されたフランジ部７１１において、冷却体４に対してボルト７２によって締結されている。

これにより、半導体モジュール２は、端子押圧手段７によって、冷却体４側に押し付けられた状態で固定されている。これに伴い、半導体モジュール２と冷却体４との間に介在している延設部５３も、冷却体４側に押し付けられた状態で固定されている。なお、端子押圧手段７と半導体モジュール２との間に、弾性部材が配されていてもよい。

一対の端面電極３２は、半導体モジュール２からの受熱量が互いに異なり、該受熱量が大きい方の端面電極３２が、冷却体４側を向いている。本例においては、正側端面電極３２１の方が負側端面電極３２２よりも半導体モジュール２からの受熱量が大きい例を示す。したがって、図１４、図１５に示すごとく、本例においては、上述のごとく、一対の端面電極３２のうちの正側端面電極３２１が冷却体４側を向くようにしている。以下において、正側端面電極３２１の方が負側端面電極３２２よりも半導体モジュール２からの受熱量が大きくなる要因となり得るものについて説明する。

図１４、図１５に示すごとく、本例においては、正極バスバー５１の方が負極バスバー５２よりも長さが短い。具体的には、正極バスバー５１の方が、負極バスバー５２の第２負極延設部５３２ｂの長さの分だけ短くなっている。よって、正側端面電極３２１の方が、負側端面電極３２２よりも、半導体モジュール２からの伝熱距離が短いため、正側端面電極３２１の方が半導体モジュール２から受熱する熱量が大きくなりやすい。

また、図１６に示すごとく、本例の各半導体モジュール２は、モールド樹脂２５内に、半導体素子２６１、２６２を有する。すなわち、半導体モジュール２は、正極バスバー５１に接続されるハイサイド側の半導体素子２６１と、負極バスバー５２に接続されるローサイド側の半導体素子２６２とを有する。

ハイサイド側の半導体素子２６１は、コレクタ電極２６ｃが、冷却体４側に露出した正極端子２７に接続され、エミッタ電極２６ｅが、スペーサー２８を介して、冷却体４と反対側に露出した出力端子２９に接続されている。

一方、ロ―サイド側の半導体素子２６２は、コレクタ電極２６ｃが、冷却体４と反対側に露出した正極端子２７に接続され、エミッタ電極２６ｅが、スペーサー２８を介して、冷却体４側に露出した出力端子２９に接続されている。

それゆえ、ハイサイド側の半導体素子２６１から正極バスバー５１（延設部５３）までの伝熱距離は、ローサイド側の半導体素子２６２から負極バスバー５２（延設部５３）までの伝熱距離よりも短い。かかる観点からも、正極バスバー５１の方が、半導体モジュール２からの受熱量が大きくなりやすい。

以上のような要因で、正極バスバー５１が接続された正側端面電極３２１の方が、負側端面電極３２２よりも受熱しやすくなる。

次に、本例の作用効果につき説明する。
本例では、半導体モジュール２からの受熱量が大きい方の端面電極３２が、冷却体４側を向いている。それゆえ、コンデンサ３全体を効率的に冷却することができる。

また、電力変換装置１は、端子押圧手段７を有する。それゆえ、コンデンサ３を直接的に押圧しなくても、コンデンサ３に接続されたバスバー５を押圧することにより、コンデンサ３を固定できる。これにより、比較的強度の弱いコンデンサ３に負荷がかかることを防ぐことができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。

なお、上記実施例においては、バスバーと冷却体との間に絶縁部材を配した例を示したが、例えば、冷却体を樹脂等の電気伝導性を有さない材料で成形した場合等においては、絶縁部材を用いなくてもよい。

また、上記実施例においては、コンデンサとしてフィルムコンデンサを用いた例を示したが、これに限られない。例えば、積層セラミックコンデンサとすることができる。つまり、コンデンサは、内部電極を備えた素子本体と、内部電極に接続されると共に素子本体の両端面に設けられた一対の端面電極とを備える構造であればよい。

また、冷却体は、内部に冷媒流路を有するものに限られない。例えば、冷却体を、内部に冷媒流路を有さないが、熱伝導性の高いヒートシンクによって構成することもできる。

また、上記実施例１、２において、コンデンサは、一対の端面電極のうちの正側端面電極を冷却体に向けた状態で配されている例を示したが、負側端面電極を冷却体に向けた状態で配してもよい。

また、上記複数の実施例を適宜組み合わせてもよい。例えば、実施例２と実施例４とを組み合わせたり、実施例３と実施例５とを組み合わせたりすることができる。

１電力変換装置
２半導体モジュール
３コンデンサ
３１内部電極
３１０素子本体
３２端面電極
４冷却体
５バスバー

Claims

電力変換回路を構成する半導体モジュール（２）と、
該半導体モジュール（２）に電気的に接続されたコンデンサ（３）と、
該コンデンサ（３）を冷却する冷却体（４）と、を備えた電力変換装置（１）であって、
上記コンデンサ（３）は、正電荷を帯電させる正側内部電極（３１１）及び負電荷を帯電させる負側内部電極（３１２）を有する内部電極（３１）を備えた素子本体（３１０）と、上記内部電極（３１）の上記正側内部電極（３１１）と上記負側内部電極（３１２）とのそれぞれに接続されると共に上記素子本体（３１０）の両端面に設けられた一対の端面電極（３２）とを備え、
該一対の端面電極（３２）には、一対のバスバー（５）がそれぞれ面接触した状態で接続されており、
上記半導体モジュールは、上記一対の端面電極（３２）の一方である第一電極（３２１）との間の距離が、上記一対の端面電極（３２）の他方である第二電極（３２２）との間の距離よりも短く、
上記コンデンサ（３）は、上記一対の端面電極（３２）のうちの上記第一電極（３２１）のみを、上記冷却体（４）に向けた状態で配置されており、
上記第一電極（３２１）は、当該第一電極（３２１）に接続された上記バスバー（５）を介して上記冷却体（４）に当接しており、
上記一対の端面電極（３２）に接続された上記一対のバスバー（５）の双方が、上記冷却体（４）に熱的に接触していることを特徴とする電力変換装置（１）。
上記一対の端面電極（３２）は、上記半導体モジュール（２）からの受熱量が互いに異なり、上記一対の端面電極（３２）のうち、上記受熱量が大きい方の上記端面電極（３２）である上記第一電極（３２１）のみが、上記冷却体（４）側を向い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）。
上記コンデンサ（３）を上記冷却体（４）に押圧する本体押圧手段（６）を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電力変換装置（１）。
上記バスバー（５）は、上記一対の端面電極（３２）の並び方向（Ｘ）に直交する方向に延設された延設部（５３）を有し、該延設部（５３）は、上記冷却体（４）と上記半導体モジュール（２）との間に介在され、かつ、上記半導体モジュール（２）を上記冷却体（４）側へ押圧することにより上記延設部（５３）を上記冷却体（４）に押し付ける端子押圧手段（７）を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電力変換装置（１）。
上記一対の端面電極（３２）は、それぞれ、上記素子本体（３１０）と反対側の全面が、上記バスバー（５）に接合されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電力変換装置（１）。
上記一対の端面電極（３２）の並び方向（Ｘ）における上記素子本体（３１０）の寸法（Ｈ）は、上記並び方向（Ｘ）に直交する方向における上記素子本体（３１０）の外形寸法のうち、最大のもの（Ｌ）よりも小さい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（１）。
上記冷却体（４）の内部には、冷媒が流通できる冷媒流路が形成されており、上記冷却体（４）は、導電性を有し、上記冷却体（４）と上記第一電極（３２１）に接続された上記バスバー（５）との間には、絶縁部材（１３）が介在し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）。
上記絶縁部材（１３）は、上記冷却体（４）と上記第一電極（３２１）に接続された上記バスバー（５）とが並ぶ方向に直交する少なくとも１つの方向において、上記第一電極（３２１）に接続された上記バスバー（５）からはみ出た部位を有することを特徴とする、請求項７に記載の電力変換装置（１）。