JP7003964B2 - 電力変換装置 - Google Patents

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Description

この明細書における開示は、車載モータへ供給する電力を変換する電力変換装置に関する。
特許文献１には、コンバータおよびインバータ等の電力変換装置が開示されている。この電力変換装置は、積層ユニット、端子ユニット、コンデンサ素子および制御基板等の構成部品と、これらの構成部品を収容するケースと、を備える。積層ユニットは、積層配置された複数のパワーカードおよび冷却器を備える。パワーカードは、アームを構成するスイッチング素子等を樹脂モールドした部品である。
ケース内において、積層ユニット、端子ユニットおよびコンデンサ素子は、制御基板の下方に配置されている。また、積層ユニット、端子ユニットおよびコンデンサ素子は、制御基板の板面に沿って水平方向に並べて配置されている。
特開２０１５－２１３４０６号公報
さて、従来のケースは、平坦な板面からなる直方体形状であることが慣例である。そして、そのような形状のケース内に各種の構成部品を収容させようとすると、上述したように、水平方向に並べて配置することが、ケース内の占積率を高める上で有効である。
しかしながら、電力変換装置の入力端子や出力端子には、外部機器の電気配線が接続される。そのような電気配線は、ケースの外面に沿って配索されることとなる。そのため、電力変換装置に電気配線も加えた搭載スペースを、車両側に確保させる必要がある。よって、ケース内の占積率を高めて電力変換装置を小型化させるだけでは、電気配線も含めた車載スペースを十分に有効活用できているとは言えない。
本開示はこのような課題に鑑みてなされたものであり、車載スペースの有効活用を促進させる電力変換装置を提供することを目的とする。
本開示は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、技術的範囲を限定するものではない。
本開示のひとつは、
車載モータ（３）へ供給する電力を上下アーム回路（５Ｕ，５Ｌ，６Ｕ，６Ｌ）で変換する電力変換装置において、
上下アーム回路のスイッチング素子（５ｉ，６ｉ）が樹脂封止されてなる半導体モジュール（５，６）と、半導体モジュールを冷却する冷却器（１１）と、を有する半導体ユニット（１０）と、
半導体モジュールの出力端子（６ｏ）および車載モータの巻線を電気接続する中継出力端子（３４）と、中継出力端子を保持する端子台（３３）と、を有する端子ユニット（３０）と、
上下アーム回路に並列接続されて電圧脈動を平滑化する平滑コンデンサ（７ｂ）と、平滑コンデンサを収容するコンデンサケース（２１）と、を有するコンデンサユニット（２０）と、
スイッチング素子の作動を制御する制御基板（４）と、
制御基板、半導体ユニット、端子ユニット、およびコンデンサユニットを内部に収容するケース（６０，７０，８０）と、
を備え、
半導体ユニットは、制御基板の板面に対向する位置に配置され、
端子ユニットおよびコンデンサユニットは、半導体ユニットに対して制御基板の反対側において、板面に沿う方向に並べて配置され、
制御基板の板面に垂直な方向をｚ方向とし、端子ユニットとコンデンサユニットが並ぶ方向をｘ方向とし、ｚ方向およびｘ方向に対して垂直な方向をｙ方向とし、
ｘ方向における半導体ユニットの両端のうち、一方の端部を第１端部（１０ａ）とし、他方の端部を第２端部（１０ｂ）とし、
コンデンサユニットまたは端子ユニットの少なくとも一部は、ｘ方向において第１端部より外側に位置し、
ケースのうち第１端部に対向する部分には、電気配線（１１０）が配索される凹部（６２ａ）が、ケースの内側に凹む形状に形成されている電力変換装置である。
上記開示によれば、端子ユニットおよびコンデンサユニットは、半導体ユニットに対して制御基板の反対側に配置される。そして、ｘ方向において、半導体ユニットの第１端部が端子ユニットまたはコンデンサユニットの内側に位置することになる。したがって、そのような内側に位置する第１端部に対向する部分に凹部が形成されたケースによれば、ケース内の占積率を高めることができる。それでいて、その凹部には電気配線が配索されるので、電力変換装置に電気配線も加えた車両搭載スペースを十分に小さくすることができ、車載スペースの有効活用を促進できる。
第１実施形態に係る電力変換装置について、回路構成を示す図である。 第１実施形態に係る電力変換装置について、構成部品の位置関係を模式的に示す断面図である。 カバーおよび制御基板を取り除いた状態における、図２のＩＩＩ矢視図である。 図３に示す状態の電力変換装置に、制御基板を取り付けた状態を示す上面図である。
図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的におよび／又は構造的に対応する部分には同一の参照符号を付与する。以下において、電力変換装置が車両に搭載された状態における上下方向をｚ方向、ｚ方向に直交する一方向をｘ方向と示す。また、ｚ方向およびｘ方向の両方向に直交する方向をｙ方向と示す。
（第１実施形態）
先ず、図１に基づき、電力変換装置の回路構成について説明する。
＜電力変換装置の回路構成＞
電力変換装置１は、たとえば電気自動車やハイブリッド自動車等の車両に搭載される。電力変換装置１は、車両に搭載された直流電源２から供給される直流電圧を、三相交流に変換して、三相交流方式のモータ３（車載モータ）に出力する。モータ３は、車両の走行駆動源として機能する。電力変換装置１は、モータ３により発電された電力を、直流に変換して直流電源２に充電することもできる。電力変換装置１は、双方向の電力変換が可能となっている。
電力変換装置１は、制御基板４、半導体モジュール５，６、フィルタコンデンサ７ａ、平滑コンデンサ７ｂ、およびリアクトル８を備える。
半導体モジュール５は、ＤＣ－ＤＣ変換部であり、直流電圧を異なる値の直流電圧に変換するコンバータ回路として機能する。半導体モジュール５は、互いに直列接続される上アーム５Ｕと下アーム５Ｌを有する。上アーム５Ｕと下アーム５Ｌは、スイッチング素子５ｉおよびダイオード５ｄにより構成される。上アーム５Ｕと下アーム５Ｌをまとめて上下アーム回路と呼ぶ。
半導体モジュール６は、ＤＣ－ＡＣ変換部であり、入力された直流電力を所定周波数の三相交流に変換してモータ３に出力する、インバータ回路として機能する。このインバータ回路は、モータ３により発電された交流電力を直流電力に変換する機能も有する。半導体モジュール６は、モータ３の三相の各々に設けられている。半導体モジュール６は、互いに直列接続される上アーム６Ｕと下アーム６Ｌを有する。上アーム６Ｕと下アーム６Ｌは、スイッチング素子６ｉおよびダイオード６ｄにより構成される。上アーム６Ｕと下アーム６Ｌをまとめて上下アーム回路と呼ぶ。
本実施形態では、各アームを構成するスイッチング素子５ｉ，６ｉとして、ｎチャネル型の絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）が採用されている。上アーム５Ｕ，６ＵのＩＧＢＴのコレクタ電極が、高電位電力ラインＨｉに接続されている。下アーム５Ｌ，６ＬのＩＧＢＴのエミッタ電極が、低電位電力ラインＬｏに接続されている。そして、上アーム５Ｕ，６ＵのＩＧＢＴのエミッタ電極と、下アーム５Ｌ，６ＬのＩＧＢＴのコレクタ電極が相互に接続されている。
フィルタコンデンサ７ａは、直流電源２の正極と負極の間に接続されている。フィルタコンデンサ７ａは、直流電源２から入力される直流電流を平滑化する。
平滑コンデンサ７ｂは、高電位電力ラインＨｉと低電位電力ラインＬｏの間に接続されている。平滑コンデンサ７ｂは、半導体モジュール５，６と並列に接続されている。平滑コンデンサ７ｂは、半導体モジュール５によるコンバータ回路により昇圧された直流電流を平滑化する。平滑コンデンサ７ｂは、昇圧された直流電圧の電荷を蓄積する。
リアクトル８は、半導体モジュール５のスイッチング作動に伴い、直流電源２の電圧を昇圧する。
制御基板４は、半導体モジュール５，６のスイッチング素子５ｉ，６ｉを動作させるための駆動指令を生成し、図示しない駆動回路部（ドライバ）に出力する。制御基板４は、図示しない上位ＥＣＵから入力されるトルク要求や各種センサにて検出された信号に基づいて、駆動指令を生成する。制御基板４は、具体的には、駆動指令としてＰＷＭ信号を出力する。制御基板４は、たとえばマイコン（マイクロコンピュータ）を備えて構成されている。
各種センサの具体例としては、電流センサ３１、電圧センサ、回転角センサなどが挙げられる。電流センサ３１は、モータ３の各相の巻線に流れる相電流を検出する。電圧センサの１つは、フィルタコンデンサ７ａの高電位側端子の電圧を検出する。電圧センサの１つは、平滑コンデンサ７ｂの高電位側端子の電圧を検出する。回転角センサは、モータ３の回転子の回転角を検出する。
駆動回路部は、制御基板４からの駆動指令に基づいて駆動信号を生成し、対応する半導体モジュール５，６のスイッチング素子５ｉ，６ｉのゲート電極に出力する。これにより、スイッチング素子５ｉ，６ｉを駆動、すなわちオン駆動、オフ駆動させる。本実施形態では、駆動回路部が半導体モジュール５，６ごとに設けられている。
次に、図２～図４に基づき、電力変換装置の構成部品の配置について説明する。
＜電力変換装置の構成部品の配置＞
電力変換装置１は、制御基板４、半導体ユニット１０、コンデンサユニット２０、端子ユニット３０、リアクトルユニット４０およびケースを備える。これらの制御基板４、半導体ユニット１０、コンデンサユニット２０、端子ユニット３０およびリアクトルユニット４０は、ケースの内部に収容されている。
ケースは、カバー８０、上ケース６０および下ケース７０を有する。カバー８０、上ケース６０および下ケース７０はｚ方向に並べて配置されている。ケースは、金属製であり、例えばアルミニウム系材料を用いてダイカスト法により成形されている。ケースは、カバー８０、上ケース６０および下ケース７０を図示しないボルトで締結することにより形成される。
具体的には、上ケース６０は両端が開口する筒形状である。カバー８０は、上ケース６０の一方の開口を覆う。下ケース７０は、上ケース６０の他方の開口を覆う。上ケース６０に形成されたフランジ６４（上フランジ）と、カバー８０に形成されたフランジ８１とが、ボルト穴６４ａに挿入されたボルトにより締結されている。上ケース６０に形成されたフランジ６５（下フランジ）と、下ケース７０に形成されたフランジ７１とが、ボルトにより締結されている。
これらのフランジ６４，６５，７１，８１は、ｚ方向から見て環状に延びる形状である。そして、環状のフランジ６５（下フランジ）の全体が、ｚ方向から見て、フランジ６４（上フランジ）の環状の内側に位置する。具体的には、下フランジの外周縁が上フランジの外周縁の内側に位置する。より望ましくは、下フランジの外周縁が上フランジの内周縁の内側に位置する。
上ケース６０は、制御基板４の全体と半導体ユニット１０の全体を収容する。さらに上ケース６０は、コンデンサユニット２０の一部と端子ユニット３０の一部を収容する。下ケース７０は、リアクトルユニット４０の全体を収容する。さらに下ケース７０は、コンデンサユニット２０の一部と端子ユニット３０の一部を収容する。
半導体ユニット１０は、先述した半導体モジュール５，６と、半導体モジュール５，６を冷却する冷却器１１と、を有する。冷却器１１は、熱交換部１１ａ、流入配管１１ｂ、および流出配管１１ｃを有し、液冷媒を循環させる循環経路の一部を形成する。熱交換部１１ａは、流入配管１１ｂおよび流出配管１１ｃと連通する。流入配管１１ｂから流入した液冷媒は、熱交換部１１ａへ流入する。熱交換部１１ａへ流入した液冷媒は、流出配管１１ｃへ流出する。熱交換部１１ａは、熱伝導性が良好な絶縁体を介して半導体モジュール５，６に接触し、スイッチング素子５ｉ，６ｉの発熱で温度上昇する半導体モジュール５，６を冷却する。
複数の半導体モジュール５，６は、ｙ方向に並べて積層配置されている。熱交換部１１ａは、隣り合う半導体モジュール５，６の間に配置されている。つまり、冷却器１１は複数の熱交換部１１ａを有する。複数の熱交換部１１ａは、半導体モジュール５，６と交互に積層配置されている。熱交換部１１ａ、流入配管１１ｂおよび流出配管１１ｃは、ｘ方向に並べて配置されている。流入配管１１ｂおよび流出配管１１ｃは、ｙ方向から見て熱交換部１１ａの両側に位置する。
半導体モジュール５，６の主端子６ｐは、上アーム５Ｕ，６Ｕのエミッタ電極と接続されている。主端子６ｐは、バスバにより高電位電力ラインＨｉに接続されている。半導体モジュール６の主端子６ｎは、下アーム５Ｌ，６Ｌのコレクタ電極と接続されている。主端子６ｎは、バスバにより低電位電力ラインＬｏに接続されている。半導体モジュール５，６の信号端子６ｓは、スイッチング素子５ｉ，６ｉのゲート電極と接続されている。信号端子６ｓは、制御基板４に実装されている。
制御基板４と半導体ユニット１０は、ｚ方向に並べて配置されている。半導体ユニット１０は、制御基板４の板面に対向する位置に配置されている。制御基板４は、ｚ方向から見て矩形形状である。ｚ方向から見て半導体ユニット１０の全体が、制御基板４の内側に位置する。換言すれば、半導体ユニット１０の全体が、制御基板４のｚ方向投影範囲に位置する。
コンデンサユニット２０は、フィルタコンデンサ７ａ、平滑コンデンサ７ｂ、電圧センサ配線２２およびコンデンサケース２１を有する。フィルタコンデンサ７ａおよび平滑コンデンサ７ｂは、コンデンサケース２１内に収容されている。これらのコンデンサには、フィルムを巻き回した形状のフィルムコンデンサが用いられている。フィルムの幅や巻き数、フィルムコンデンサの使用数量を調整することで、コンデンサの形状と個数が調整されている。そして、これらのコンデンサの配置を調整することで、コンデンサケース２１を所望の形状にすることを実現させている。
端子ユニット３０は、先述した電流センサ３１、電流センサ配線３２、端子台３３、中継出力端子３４，３５およびバスバ（導電部材）を有する。電流センサ３１およびバスバは、端子台３３に保持されている。端子台３３は、電気絶縁性を有する樹脂で形成されている。
バスバの一端は、半導体モジュール６の出力端子６ｏに接続されている。出力端子６ｏは、上アーム６ＵのＩＧＢＴのエミッタ電極と、下アーム６ＬのＩＧＢＴのコレクタ電極に接続されている。バスバの他端は、中継出力端子３４，３５として機能する。
バスバは、３つの半導体モジュール６の各々に対して設けられている。各バスバは、分岐する複数の中継出力端子３４，３５を有する。複数の中継出力端子３４，３５は、ｙ方向に１列に並べて配置されている。
本実施形態に係る端子ユニット３０は、３相の各々に対する第１の中継出力端子３４と、３相の各々に対する第２の中継出力端子３５を有する。３つの第１の中継出力端子３４は、モータ３の３相巻線（図示せず）の各々に電気接続される。３つの第２の中継出力端子３５は、他の電動モータの３相巻線（図示せず）に電気接続される。
他の電動モータの具体例として、ハイブリッドシステムに設けられた走行用モータや発電用モータが挙げられる。例えば、中継出力端子３４には走行用モータが接続され、中継出力端子３５には発電用モータが接続されている。
下ケース７０には、図示しない端子開口部が形成されている。中継出力端子３４，３５が端子開口部から露出するように、端子ユニット３０はケース内に配置されている。
端子ユニット３０およびコンデンサユニット２０は、半導体ユニット１０に対して制御基板４の反対側に配置されている。端子ユニット３０およびコンデンサユニット２０は、制御基板４の板面に沿う方向に並べて配置されている。具体的には、端子ユニット３０およびコンデンサユニット２０は、ｘ方向に並べて配置されている。
電圧センサ配線２２は、先述した電圧センサと制御基板４とを電気接続する配線である。電圧センサ配線２２は、半導体ユニット１０を跨ぐようにｚ方向に延びる。電流センサ配線３２は、先述した電流センサ３１と制御基板４とを電気接続する配線である。電流センサ配線３２は、半導体ユニット１０を跨ぐようにｚ方向に延びる。
リアクトルユニット４０は、リアクトル８およびケース４１を有する。リアクトル８はケース４１内に収容されている。リアクトルユニット４０は、半導体ユニット１０に対して制御基板４の反対側に配置されている。より詳細には、リアクトルユニット４０は、端子ユニット３０に対して制御基板４の反対側に配置されている。
上述したｘ方向、ｙ方向およびｚ方向は、以下のように定義される。ｚ方向は、制御基板４の板面に垂直な方向である。ｘ方向は、端子ユニット３０とコンデンサユニット２０が上記板面に沿って並ぶ方向である。ｙ方向は、ｚ方向およびｘ方向に対して垂直な方向である。
ｘ方向における半導体ユニット１０の両端のうち、一方の端部を第１端部１０ａとし、他方の端部を第２端部１０ｂとする。本実施形態では、熱交換部１１ａのｘ方向両端が第１端部１０ａおよび第２端部１０ｂに相当する。
端子ユニット３０の一部は、ｘ方向において第１端部１０ａより外側に位置する。コンデンサユニット２０の一部は、ｘ方向において第２端部１０ｂより外側に位置する。
上ケース６０は、第１収容部６１、第２収容部６２および第３収容部６３を有する。第１収容部６１は、上ケース６０のうち制御基板４を収容する部分である。第２収容部６２は、上ケース６０のうち半導体ユニット１０を収容する部分である。第３収容部６３は、上ケース６０のうちコンデンサユニット２０および端子ユニット３０を収容する部分である。
上ケース６０のうち第１端部１０ａに対向する部分には、ｙ方向から見て上ケース６０の内側に凹む形状の第１凹部６２ａが形成されている。第１凹部６２ａには、図２～図４に示す第１電気配線１１０が配索されている。第１凹部６２ａは、ｚｙ平面に沿って延びる形状である。
第１端部１０ａが、積層配置された熱交換部１１ａの端部であることに起因して、複数の第１端部１０ａがｙ方向に離散的に分布している。第１凹部６２ａは、第１端部１０ａが分布する位置に沿ったｙ方向に延びる部分を有する。第１凹部６２ａの全体は、ｚ方向において端子ユニット３０と制御基板４の間に位置する。
上ケース６０のうち第２端部１０ｂに対向する部分には、ｙ方向から見て上ケース６０の内側に凹む形状の第２凹部６２ｂが形成されている。第２凹部６２ｂには、図２～図４に示す第２電気配線１２０が配索されている。第２凹部６２ｂは、ｚｙ平面に沿って延びる形状である。
第２端部１０ｂが、積層配置された熱交換部１１ａの端部であることに起因して、複数の第２端部１０ｂがｙ方向に離散的に分布している。第２凹部６２ｂは、第２端部１０ｂが分布する位置に沿ったｙ方向に延びる部分を有する。第２凹部６２ｂの全体は、ｚ方向において端子ユニット３０と制御基板４の間に位置する。
上ケース６０のうち第１端部１０ａに対向する部分、および第２端部１０ｂに対向する部分は、先述した第２収容部６２に相当する。第１凹部６２ａおよび第２凹部６２ｂにより内側に凹んでいる分、第２収容部６２のｘｙ平面における断面積は、第１収容部６１の断面積より小さい。同様にして、第２収容部６２のｘｙ平面における断面積は、第３収容部６３のｘｙ平面における断面積より小さい。
第１電気配線１１０は、配線、端子接続部およびブラケットを有する。第１電気配線１１０は、ブラケットによって上ケース６０に取り付けられる。例えば、第１電気配線１１０は、直流電源２を電力変換装置１へ供給するための配線である（図１参照）。
第２電気配線１２０は、配線、端子接続部およびブラケットを有する。第２電気配線１２０は、ブラケットによって上ケース６０に取り付けられる。例えば、第２電気配線１２０は、半導体モジュール５によるコンバータ回路の出力端子に接続されており、車載補機のモータへ、昇圧された電力を供給するための配線である。
＜作用効果＞
以上に説明した通り、上記電力変換装置１によれば、端子ユニット３０およびコンデンサユニット２０は、半導体ユニット１０に対して制御基板の反対側に配置される。そして、ｘ方向において、半導体ユニット１０の両端部１０ａ、１０ｂが端子ユニット３０およびコンデンサユニット２０の内側に位置することになる。したがって、そのような内側に位置する第１端部１０ａに対向する部分に凹部６２ａ、６２ｂが形成されたケースによれば、ケース内の占積率を高めることができる。それでいて、それらの凹部６２ａ、６２ｂには電気配線１１０、１２０が配索されるので、電力変換装置１に電気配線１１０、１２０も加えた車両搭載スペースを十分に小さくすることができ、車載スペースの有効活用を促進できる。
要するに、端子ユニット３０およびコンデンサユニット２０が、半導体ユニット１０に対して制御基板の反対側に配置される。そのため、これらを半導体ユニット１０とｘ方向に並べて配置する場合に比べて、電力変換装置１のｘ方向の体格を小型化できる。それでいて、半導体ユニット１０、端子ユニット３０およびコンデンサユニット２０の凹凸に合わせてケースに凹部６２ａ、６２ｂが形成される。そのため、ケース内の占積率を高めることができる。しかも、そのような凹部６２ａ、６２ｂに電気配線１１０、１２０が配索されるので、電力変換装置１に電気配線１１０、１２０も加えた車両搭載スペースを十分に小さくできる。
さらに本実施形態では、ケースは、ｚ方向に並ぶカバー８０、上ケース６０および下ケース７０を有する。凹部６２ａ、６２ｂは、上ケース６０に形成されている。上ケース６０には、カバー８０に締結されるフランジ６４（上フランジ）、および下ケース７０に締結されるフランジ６５（下フランジ）が形成されている。そして、フランジ６５（下フランジ）の全体が、ｚ方向から見てフランジ６４（上フランジ）の内側に位置する。
これによれば、ｚ方向を上下方向とし、カバー８０が上側となる向きに電力変換装置１を車両に搭載した場合に、以下の効果が発揮される。すなわち、例えば洗車時の洗浄水等の水が、電力変換装置１の上方から勢いよく降りかかった場合であっても、下フランジには洗浄水が降りかかりにくくなる。よって、上ケース６０と下ケース７０との締結面から水がケース内に浸入するおそれを低減できる。
さらに本実施形態では、コンデンサユニット２０および端子ユニット３０の全体が、ｚ方向から見て制御基板４の周縁の内側に位置する。これによれば、各ユニットの形状に合わせてケースの形状を設定してケース内の占積率を高めようとすると、下フランジが上フランジの内側に位置しやすくなる。よって、上述した水浸入抑制と占積率増大とを両立できる。
さらに本実施形態では、半導体ユニット１０は、半導体モジュール５，６を複数有する。そして、複数の半導体モジュール５，６は、ｙ方向に並べて積層配置されている。これによれば、半導体ユニット１０の形状に合わせてケースの形状を設定してケース内の占積率を高めようとすると、凹部６２ａ，６２ｂをｙ方向に延びる形状にしやすくなる。よって、電気配線１１０，１２０を一定の方向（ｙ方向）に配索しやすくすることと占積率増大とを両立できる。
さらに本実施形態では、ケースの両側に凹部６２ａ、６２ｂが形成されている。そのため、ケース内の占積率向上と、凹部６２ａ、６２ｂに電気配線１１０、１２０を配索可能にすることとの両立による効果を促進できる。
（他の実施形態）
この明細書および図面等における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。たとえば開示は、実施形態において示された部品及び／又は要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品及び／又は要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品及び／又は要素の置き換え、又は組み合わせを包含する。
上記第１実施形態では、コンデンサユニット２０または端子ユニット３０の一部が、ｚ方向から見て半導体ユニット１０の外側に位置する。これに対し、コンデンサユニット２０または端子ユニット３０の全体が、ｚ方向から見て半導体ユニット１０の外側に位置していてもよい。
上記第１実施形態では、下フランジの全体が、ｚ方向から見て上フランジの内側に位置する。これに対し、下フランジの一部が、ｚ方向から見て上フランジの内側に位置していてもよい。或いは、下フランジの全体または一部が、ｚ方向から見て上フランジの外側に位置していてもよい。
上記第１実施形態では、ケースのうちカバー８０を除く部分が、上ケース６０および下ケース７０により、ｚ方向に２分割されている。これに対し、ｘ方向またはｙ方向に分割されていてもよい。或いは、上ケース６０および下ケース７０が、非分割で一体に形成されていてもよい。
上記第１実施形態では、コンデンサユニット２０および端子ユニット３０の全体が、ｚ方向から見て、制御基板４の周縁の内側に位置する。これに対し、コンデンサユニット２０または端子ユニット３０の一部が、ｚ方向から見て、制御基板４の周縁の外側に位置していてもよい。
上記第１実施形態では、複数の半導体モジュール５，６は、ｙ方向に並べて積層配置されている。これに対し、複数の半導体モジュール５，６は、ｘ方向に並べて積層配置されていてもよい。要するに、半導体モジュール５，６の積層方向と、コンデンサユニット２０および端子ユニット３０が並ぶ方向とが、直交していてもよいし、平行であってもよい。
上記第１実施形態では、ケースの両側に凹部６２ａ、６２ｂが形成されている。これに対し、ケースの片側に、第１凹部６２ａまたは第２凹部６２ｂが形成されていてもよい。
１０ 半導体ユニット、 １０ａ 第１端部、 １０ｂ 第２端部、 １１ 冷却器、 １１０ 第１電気配線、 １２０ 第２電気配線、 ２０ コンデンサユニット、 ２１ コンデンサケース、 ３ 車載モータ、 ３０ 端子ユニット、 ３３ 端子台、 ３４ 中継出力端子、 ４ 制御基板、 ５ 半導体モジュール、 ５Ｌ、５Ｕ 上下アーム回路、 ５ｉ スイッチング素子、 ６ 半導体モジュール、 ６０ 上ケース、 ６２ａ 凹部、 ６２ｂ 第２凹部、 ６４ 上フランジ、 ６５ 下フランジ、 ６Ｌ、６Ｕ 上下アーム回路、 ６ｉ スイッチング素子、 ６ｏ 出力端子、 ７０ 下ケース、 ７ｂ 平滑コンデンサ、 ８０ カバー。

Claims (5)

  1. 車載モータ（３）へ供給する電力を上下アーム回路（５Ｕ，５Ｌ，６Ｕ，６Ｌ）で変換する電力変換装置において、
    前記上下アーム回路のスイッチング素子（５ｉ，６ｉ）が樹脂封止されてなる半導体モジュール（５，６）と、前記半導体モジュールを冷却する冷却器（１１）と、を有する半導体ユニット（１０）と、
    前記半導体モジュールの出力端子（６ｏ）および前記車載モータの巻線を電気接続する中継出力端子（３４）と、前記中継出力端子を保持する端子台（３３）と、を有する端子ユニット（３０）と、
    前記上下アーム回路に並列接続されて電圧脈動を平滑化する平滑コンデンサ（７ｂ）と、前記平滑コンデンサを収容するコンデンサケース（２１）と、を有するコンデンサユニット（２０）と、
    前記スイッチング素子の作動を制御する制御基板（４）と、
    前記制御基板、前記半導体ユニット、前記端子ユニット、および前記コンデンサユニットを内部に収容するケース（６０，７０，８０）と、
    を備え、
    前記半導体ユニットは、前記制御基板の板面に対向する位置に配置され、
    前記端子ユニットおよび前記コンデンサユニットは、前記半導体ユニットに対して前記制御基板の反対側において、前記板面に沿う方向に並べて配置され、
    前記制御基板の板面に垂直な方向をｚ方向とし、前記端子ユニットと前記コンデンサユニットが並ぶ方向をｘ方向とし、前記ｚ方向および前記ｘ方向に対して垂直な方向をｙ方向とし、
    前記ｘ方向における前記半導体ユニットの両端のうち、一方の端部を第１端部（１０ａ）とし、他方の端部を第２端部（１０ｂ）とし、
    前記コンデンサユニットまたは前記端子ユニットの少なくとも一部は、前記ｘ方向において前記第１端部より外側に位置し、
    前記ケースのうち前記第１端部に対向する部分には、電気配線（１１０）が配索される凹部（６２ａ）が、前記ケースの内側に凹む形状に形成されている電力変換装置。
  2. 前記ケースは、前記ｚ方向に並ぶカバー（８０）、上ケース（６０）および下ケース（７０）を有し、
    前記凹部は、前記上ケースに形成されており、
    前記上ケースには、前記カバーに締結される上フランジ（６４）、および前記下ケースに締結される下フランジ（６５）が形成されており、
    前記下フランジの全体が、前記ｚ方向から見て前記上フランジの内側に位置する請求項１に記載の電力変換装置。
  3. 前記コンデンサユニットおよび前記端子ユニットの全体が、前記ｚ方向から見て、前記制御基板の周縁の内側に位置する請求項１または２に記載の電力変換装置。
  4. 前記半導体ユニットは、前記半導体モジュールを複数有し、
    複数の前記半導体モジュールは、ｙ方向に並べて積層配置されている請求項１～３のいずれか１つに記載の電力変換装置。
  5. 前記凹部を第１凹部とし、
    前記電気配線を第１電気配線とし、
    前記端子ユニットの少なくとも一部は、前記ｘ方向において前記第１端部より外側に位置し、
    前記コンデンサユニットの少なくとも一部は、前記ｘ方向において前記第２端部より外側に位置し、
    前記ケースのうち前記第２端部に対向する部分には、第２電気配線（１２０）が配索される第２凹部（６２ｂ）が、前記ケースの内側に凹む形状に形成されている請求項１～４のいずれか１つに記載の電力変換装置。
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