WO2019189450A1 - 電力変換装置 - Google Patents

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WO2019189450A1
WO2019189450A1 PCT/JP2019/013335 JP2019013335W WO2019189450A1 WO 2019189450 A1 WO2019189450 A1 WO 2019189450A1 JP 2019013335 W JP2019013335 W JP 2019013335W WO 2019189450 A1 WO2019189450 A1 WO 2019189450A1
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WO
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connection portion
cooler
terminal
fixed
resin frame
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Application number
PCT/JP2019/013335
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
田島　豊
Original Assignee
日本電産株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本電産株式会社 filed Critical 日本電産株式会社
Priority to CN201980022218.8A priority Critical patent/CN111937289A/zh
Publication of WO2019189450A1 publication Critical patent/WO2019189450A1/ja

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode

Definitions

  • the present invention relates to a power conversion device.
  • a substrate on which a semiconductor element is mounted is disposed inside a box-shaped case called an insert mold case.
  • the case incorporates a high-power wiring board connected to the external bus bar electrode, a signal terminal, and the like.
  • the built-in high-voltage wiring board and signal terminal are electrically connected to the substrate on which the semiconductor element is mounted by wire bonding or the like.
  • the case of the power semiconductor device is constituted by an insert mold case (paragraph 0030).
  • An insulating substrate to which an IGBT chip is soldered is fixed to the case (paragraphs 0011 and 0012).
  • a conductor is integrated into the case (paragraph 0012).
  • the conductor acts as an internal connection electrode part and an external connection electrode part (paragraph 0012).
  • the internal connection electrode portion and the IGBT chip are wired with an aluminum wire (paragraph 0012).
  • the external connection electrode part is fixed to the external wiring (paragraph 0012).
  • the case of the high power module described above has a bolted portion for connecting the high voltage wiring board and the external bus bar electrode to each other.
  • the bolted portion there is a high possibility that large heat generation will occur.
  • Providing the heat removal structure inside the case is to further complicate the costly insert mold structure and further increase the cost.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a power conversion device that is low in cost and has high reliability.
  • One exemplary aspect of the present invention is directed to a power converter.
  • the power converter includes a plurality of power modules, a cooler, a resin frame, a plurality of DC bus bars, a plurality of first heat radiating members, a plurality of first co-fastening members, a plurality of AC bus bars, and a plurality of second heat radiating members. And a plurality of second co-fastening members.
  • the plurality of power modules switch a direct current and generate a plurality of multiphase alternating current phase components.
  • Each power module includes a housing, a DC terminal, and an AC terminal. Direct current is input to the direct current terminal. A phase component generated by each power module is output from the AC terminal. The direct current terminal and the alternating current terminal protrude from the housing. *
  • the cooler has a cooler surface.
  • the resin frame is disposed on the cooler surface.
  • the resin frame has a plurality of openings.
  • the resin frame accommodates housings provided in the plurality of power modules in the plurality of openings, respectively.
  • the resin frame includes a plurality of first connection portions and a plurality of second connection portions. *
  • the plurality of first connection portions are respectively fixed with DC terminals provided in the plurality of power modules, respectively, are fixed with a plurality of DC bus bars, and are respectively fixed with a plurality of first fastening members.
  • a plurality of first heat radiation members are accommodated in the plurality of first connection portions, respectively.
  • Each first heat dissipation member includes one end and the other end.
  • Each second heat radiating member includes one end and the other end.
  • a plurality of AC terminals provided in a plurality of power modules are respectively fixed to the plurality of second connection portions, a plurality of AC bus bars are respectively fixed, and a plurality of second co-fastening members are respectively fixed.
  • a plurality of second heat radiating members are accommodated in the plurality of second connection portions, respectively.
  • the first joint member fixed to each first connection portion includes a DC terminal fixed to each first connection portion, a DC bus bar fixed to each first connection portion, and each first connection member. One end of the first heat dissipating member housed in one connecting portion is fastened together.
  • the second fastening member fixed to each second connection portion includes an AC terminal fixed to each second connection portion, an AC bus bar fixed to each second connection portion, and each The one end with which the 2nd heat radiating member accommodated in 2 connection parts is equipped is fastened together.
  • each first heat dissipation member and the other end provided in each second heat dissipation member are directly or indirectly fixed to the cooler surface in a state of being electrically insulated from the cooler surface. .
  • the DC terminal provided in each power module is connected to the DC bus bar at the first connection portion provided in the resin frame.
  • the alternating current terminal with which each power module is equipped is connected to an alternating current bus bar in the 2nd connection part with which a resin frame is equipped. For this reason, it is not necessary to incorporate in each power module the complicated wiring for connecting a direct current terminal and an alternating current terminal to a direct current bus bar and an alternating current bus bar, respectively.
  • Joule heat generated at the connection portion between the DC terminal and DC bus bar provided in each power module is accommodated in the first connection portion provided in the resin frame. It escapes to the cooler via the first heat radiating member. Further, Joule heat generated at the connection portion between the AC terminal and AC bus bar provided in each power module is transferred to the cooler via the second heat radiating member accommodated in the second connection portion provided in the resin frame. Escaped. For this reason, it is not necessary to incorporate in each power module the complicated wiring for releasing the Joule heat which generate
  • each power module has a simplified structure because it is not necessary to build in complicated wiring to release the Joule heat generated at the connection between the AC terminal and the AC bus bar to the cooler. can do.
  • each power module can be simplified, so that the cost of each power module can be reduced.
  • the resin frame has a simple shape, so that the cost of the resin frame can be reduced.
  • the cost of each power module and resin frame can be reduced, so that a low-cost power conversion device can be provided.
  • each power module can be reduced in size, so that the joint area between each power module and the cooler surface can be reduced. Further, in one exemplary embodiment of the present invention, since the bonding area between each power module and the cooler surface can be reduced, a decrease in reliability due to thermal stress is unlikely to be a problem.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating electrical connections in a power conversion device according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • a power conversion device 100 illustrated in FIG. 1 is an inverter that converts direct current into multiphase alternating current, and includes a plurality of power modules 110U, 110V, and 110W, a plurality of DC bus bars 116U, 116V, and 116W, and a plurality of AC bus bars 122U. , 122V and 122W.
  • Each power module 110 of the plurality of power modules 110U, 110V, and 110W includes a DC terminal 132 and an AC terminal 134.
  • the number of the plurality of power modules 110 ⁇ / b> U, 110 ⁇ / b> V, and 110 ⁇ / b> W matches the number of phases of the polyphase AC generated by the power conversion device 100. *
  • the DC terminals 132 provided in the plurality of power modules 110U, 110V, and 110W are electrically connected to the plurality of DC bus bars 116U, 116V, and 116W, respectively.
  • the AC terminals 134 provided in the plurality of power modules 110U, 110V, and 110W are electrically connected to the plurality of AC bus bars 122U, 122V, and 122W, respectively.
  • the plurality of DC bus bars 116U, 116V, and 116W pass DC.
  • the plurality of power modules 110U, 110V, and 110W switch DC and generate a plurality of phase components UPH, VPH, and WPH of multiphase AC AC, respectively.
  • a plurality of AC bus bars 122U, 122V, and 122W flow a plurality of phase components UPH, VPH, and WPH, respectively.
  • DC DC is input to the DC terminal 132 provided in each power module 110.
  • the input of direct current DC to the direct current terminal 132 is performed from the direct current bus bar 116 electrically connected to the direct current terminal 132.
  • Each power module 110 switches DC DC input to the DC terminal 132 provided in each power module 110 to generate a phase component PH.
  • a phase component PH generated by each power module 110 is output from the AC terminal 134 provided in each power module 110.
  • the output of the phase component PH from the AC terminal 134 is performed to the AC bus bar 122 that is electrically connected to the AC terminal 134.
  • the power conversion device 100 includes a circuit board 128.
  • Each power module 110 includes a signal terminal 136. *
  • the circuit board 128 supplies a plurality of signals SU, SV, and SW to the plurality of power modules 110U, 110V, and 110W, respectively.
  • the plurality of power modules 110U, 110V, and 110W switch the DC DC according to the plurality of signals SU, SV, and SW, respectively, and generate a plurality of phase components UPH, VPH, and WPH, respectively.
  • a signal S that is a signal SU, SV, or SW is input to a signal terminal 136 provided in each power module 110.
  • the signal S is input to the signal terminal 136 from the circuit board 128.
  • Each power module 110 switches DC DC according to the signal S input to the signal terminal 136.
  • the multiphase AC is a three-phase AC. Therefore, the plurality of phase components UPH, VPH, and WPH of the multiphase AC AC are a U-phase component, a V-phase component, and a W-phase component, respectively, of a three-phase AC.
  • the polyphase AC may be a polyphase AC other than the three-phase AC.
  • each DC terminal 132 includes a positive DC terminal 132P and a negative DC terminal 132N.
  • Each DC bus bar 116 includes a positive DC bus bar 116P and a negative DC bus bar 116N that are electrically connected to the positive DC terminal 132P and the negative DC terminal 132N, respectively.
  • FIG. 2 illustrates a cross-section at the cutting position indicated by the cutting line DD illustrated in FIGS. 3, 4 and 5.
  • 3, 4 and 5 illustrate cross sections at the cutting positions indicated by the cutting lines AA, BB and CC respectively illustrated in FIG.
  • the power conversion apparatus 100 includes a plurality of power modules 110U, 110V and 110W, a cooler 112, a resin frame 114, a plurality of DC bus bars 116U, 116V and 116W, a plurality of first modules. 1 heat dissipating member 118U, 118V and 118W, a plurality of first joint members 120U, 120V and 120W, a plurality of AC bus bars 122U, 122V and 122W, a plurality of second heat dissipating members 124U, 124V and 124W, and a plurality of Second fastening members 126U, 126V and 126W are provided.
  • the power conversion apparatus 100 may include elements other than these elements.
  • the plurality of first heat radiating members 118U, 118V, and 118W and the plurality of second heat radiating members 124U, 124V, and 124W are not illustrated in FIG. 2 but illustrated in FIG. *
  • FIG. 6 is a plan view schematically illustrating each power module provided in the power conversion device according to the exemplary embodiment of the present invention. *
  • Each power module 110 includes a housing 130 as illustrated in FIGS. 2 to 6.
  • the housing 130 has a plate shape.
  • the housing 130 includes a resin body and a substrate.
  • the substrate is enclosed in a resin body.
  • the substrate includes a substrate body and a semiconductor element.
  • the semiconductor element is mounted on the substrate body.
  • the semiconductor element is a power semiconductor element such as an insulated gate bipolar transistor (IGBT) or a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET).
  • the power semiconductor element is a switching element that is driven by a signal S input to each power module 110. *
  • Each power module 110 includes a DC terminal 132 and an AC terminal 134.
  • the DC terminal 132 and the AC terminal 134 protrude from the housing 130.
  • the protruding direction of the DC terminal 132 and the AC terminal 134 is a horizontal direction perpendicular to the thickness direction of the housing 130.
  • Each power module 110 includes a signal terminal 136.
  • the signal terminal 136 protrudes from the housing 130.
  • the protruding direction of the signal terminal 136 is a vertical direction parallel to the thickness direction of the housing 130.
  • the signal terminal 136 includes a plurality of signal lines. *
  • the cooler 112 has a cooler surface 138.
  • the cooler 112 is a water-cooled cooler. Since the cooler 112 is a water-cooled cooler, there is a water channel 140 inside the cooler 112.
  • the plurality of power modules 110U, 110V, and 110W are soldered to the cooler surface 138.
  • a plurality of power modules 110U, 110V and 110W are soldered to the cooler surface 138. Thereby, the plurality of power modules 110U, 110V, and 110W are cooled by the cooler 112. *
  • the resin frame 114 is disposed on the cooler surface 138.
  • the resin frame 114 has a plurality of openings 142U, 142V, and 142W.
  • the resin frame 114 accommodates the housings 130 included in the plurality of power modules 110U, 110V, and 110W in the plurality of openings 142U, 142V, and 142W, respectively.
  • Housings 130 provided in the plurality of power modules 110U, 110V, and 110W are accommodated in the plurality of openings 142U, 142V, and 142W, respectively.
  • the housings 130 provided in the plurality of power modules 110U, 110V, and 110W are held on the resin frame 114 and arranged on the cooler surface 138 in a state of being disposed in the plurality of openings 142U, 142V, and 142W, respectively. Is done. *
  • the resin frame 114 includes a plurality of first connection portions 144U, 144V, and 144W.
  • DC terminals 132 provided in the plurality of power modules 110U, 110V, and 110W are fixed to the plurality of first connection portions 144U, 144V, and 144W, respectively.
  • a plurality of DC bus bars 116U, 116V, and 116W are fixed to the plurality of first connection portions 144U, 144V, and 144W, respectively.
  • the plurality of first joint members 120U, 120V, and 120W are fixed to the plurality of first connection portions 144U, 144V, and 144W, respectively.
  • a plurality of first heat radiation members 118U, 118V, and 118W are accommodated in the plurality of first connection portions 144U, 144V, and 144W, respectively. *
  • each first connection portion 144 that is each of the plurality of first connection portions 144U, 144V, and 144W includes the first connection portion 144P for the positive electrode and the first connection portion 144N for the negative electrode.
  • Each of the first heat dissipation members 118U, 118V, and 118W of the plurality of first heat dissipation members 118U includes a first heat dissipation member 118P for the positive electrode and a first heat dissipation member 118N for the negative electrode.
  • Each of the plurality of first co-fastening members 120U, 120V, and 120W includes the first co-fastening member 120P for the positive electrode and the first co-fastening member for the negative electrode.
  • a member 120N is provided.
  • the positive DC terminal 132P, the positive DC bus bar 116P, and the first positive fastening member 120P for the positive electrode are fixed to the first connecting part 144P for the positive electrode.
  • the first heat dissipation member 118P for the positive electrode is accommodated in the first connection portion 144P for the positive electrode.
  • the negative DC terminal 132N, the negative DC bus bar 116N, and the first first fastening member 120N for the negative electrode are fixed to the first connecting part 144N for the negative electrode.
  • the negative electrode first heat radiation member 118N is accommodated in the negative electrode first connecting portion 144N. *
  • the resin frame 114 includes a plurality of second connection portions 146U, 146V, and 146W.
  • the AC terminals 134 provided in the plurality of power modules 110U, 110V, and 110W are fixed to the plurality of second connection portions 146U, 146V, and 146W, respectively.
  • a plurality of AC bus bars 122U, 122V, and 122W are fixed to the plurality of second connection portions 146U, 146V, and 146W, respectively.
  • a plurality of second joint members 126U, 126V, and 126W are fixed to the plurality of second connection portions 146U, 146V, and 146W, respectively.
  • a plurality of second heat radiation members 124U, 124V, and 124W are accommodated in the plurality of second connection portions 146U, 146V, and 146W, respectively. *
  • FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing each connection portion provided in the power conversion device of the exemplary embodiment of the present invention and the periphery of each connection portion. *
  • Each first heat radiating member 118 of the plurality of first heat radiating members 118U, 118V, and 118W includes one end 148 and the other end 150, as shown in FIG.
  • the other end 150 provided in each first heat dissipation member 118 is directly or indirectly fixed to the cooler surface 138 while being electrically insulated from the cooler surface 138.
  • the other end 150 provided in each first heat dissipation member 118 is indirectly fixed to the cooler surface 138 with the first resin layer 154 that is a part of the resin frame 114 interposed therebetween. Accordingly, since the resin frame 114 is an insulator, the other end 150 provided in each first heat dissipation member 118 is fixed to the cooler surface 138 while being electrically insulated from the cooler surface 138.
  • each second heat dissipation member 124 of the plurality of second heat dissipation members 124U, 124V, and 124W includes one end 156 and the other end 158.
  • the other end 158 provided in each second heat dissipation member 124 is fixed directly or indirectly to the cooler surface 138 in a state of being electrically insulated from the cooler surface 138.
  • the other end 158 provided in each second heat dissipation member 124 is indirectly fixed to the cooler surface 138 with the second resin layer 162 that is a part of the resin frame 114 interposed therebetween. Accordingly, since the resin frame 114 is an insulator, the other end 158 provided in each second heat dissipation member 124 is fixed to the cooler surface 138 while being electrically insulated from the cooler surface 138.
  • Each first co-fastening member 120 that is each of the plurality of first co-fastening members 120U, 120V, and 120W is fixed to the first connecting portion 144.
  • Each first joint member 120 includes a DC terminal 132 fixed to the first connection portion 144, a DC bus bar 116 fixed to the first connection portion 144, and the first connection portion 144.
  • the one end 148 provided in the first heat radiating member 118 accommodated in the joint is fastened together.
  • the DC terminal 132 and the DC bus bar 116 are fastened together on the surface of the first connecting portion 144, whereby the DC terminal 132 is electrically connected to the DC bus bar 116.
  • the one end 148 provided in the DC terminal 132, the DC bus bar 116, and the first heat radiating member 118 is fastened together, so that the connection portion 164 between the DC terminal 132 and the DC bus bar 116 is connected to the first heat radiating member 118.
  • the other end 150 provided in the first heat radiating member 118 is directly or indirectly fixed to the cooler surface 138, so that Joule heat generated in the connection portion 164 passes through the first heat radiating member 118.
  • the cooler 112 can efficiently escape.
  • Each second co-fastening member 126 that is each of the plurality of second co-fastening members 126U, 126V, and 126W is fixed to the second connecting portion 146.
  • Each second joint member 126 is accommodated in the AC terminal 134 fixed to the second connection part 146, the AC bus bar 122 fixed to the second connection part 146, and the second connection part 146.
  • the one end 156 provided in the second heat radiating member 124 is fastened together.
  • the AC terminal 134 and the AC bus bar 122 are fastened together on the surface of the second connection portion 146, whereby the AC terminal 134 is electrically connected to the AC bus bar 122.
  • connection portion 166 between the AC terminal 134 and the AC bus bar 122 is connected to the second heat radiating member 124.
  • the connection portion 166 is thermally coupled to one end 156 provided on the second heat dissipation member 124, and the other end 158 provided on the second heat dissipation member 124 is directly or indirectly fixed to the cooler surface 138. Joule heat generated in the connection portion 166 can be efficiently released to the cooler 112 via the second heat radiating member 124.
  • a multiphase power module that generates a plurality of phase components UPH, VPH, and WPH of a multiphase AC AC, such as a three-phase power module, is large and has a large electric capacity.
  • each power module 110 is a single-phase power module that generates one phase component PH included in a plurality of phase components UPH, VPH, and WPH of the multiphase AC AC.
  • Single-phase power modules are small and do not have a large electrical capacity when compared to multi-phase power modules. Therefore, it is easy to adopt a low-cost transfer mold structure in each power module 110. Therefore, in this embodiment, a low-cost transfer mold structure is adopted in each power module 110.
  • the DC terminal 132 provided in each power module 110 is connected to the DC bus bar 116 at the first connection portion 144 provided in the resin frame 114.
  • the AC terminal 134 provided in each power module 110 is connected to the AC bus bar 122 at the second connection portion 146 provided in the resin frame 114. Therefore, it is not necessary to incorporate in each power module 110 complicated wiring for connecting the DC terminal 132 and the AC terminal 134 to the DC bus bar 116 and the AC bus bar 122, respectively.
  • the Joule heat generated at the connection portion 164 between the DC terminal 132 and the DC bus bar 116 provided in each power module 110 is accommodated in the first connection portion 144 provided in the resin frame 114. It escapes to the cooler 112 via the first heat radiating member 118.
  • the Joule heat generated at the connection portion 166 between the AC terminal 134 and the AC bus bar 122 provided in each power module 110 is accommodated in the second connection portion 146 provided in the resin frame 114. To the cooler 112. Therefore, it is not necessary to incorporate in each power module 110 complicated wiring for releasing the Joule heat generated in the connection portion 164 and the connection portion 166 to the cooler 112. *
  • each power module 110 it is not necessary to incorporate in each power module 110 complicated wiring for connecting the DC terminal 132 and the AC terminal 134 to the DC bus bar 116 and the AC bus bar 122, respectively. Further, each power module 110 is provided with complicated wiring for releasing Joule heat generated at the connecting portion 164 between the DC terminal 132 and the DC bus bar 116 and the connecting portion 166 between the AC terminal 134 and the AC bus bar 122 to the cooler 112. There is no need to build it in. Therefore, the structure of each power module 110 can be simplified. *
  • each power module 110 a low-cost transfer mold structure is adopted in each power module 110, and the structure of each power module 110 can be simplified. Therefore, the cost of each power module 110 can be reduced.
  • each power module 110 and the resin frame 114 can be reduced in cost, so that the low-cost power conversion device 100 can be provided.
  • each power module 110 can be reduced in size, the junction area of each power module 110 and the cooler surface 138 can be made small. Further, in the present embodiment, since the joint area between each power module 110 and the cooler surface 138 can be reduced, a decrease in reliability due to thermal stress is less likely to be a problem. Therefore, the power converter device 100 having high reliability can be provided.
  • each first fastening member 120 includes a first nut 180 and a first bolt 182 as shown in FIG.
  • the first bolt 182 is screwed into the first nut 180.
  • Each first joint member 120 may be a rivet, a fit, or the like.
  • each second joint member 126 includes a second nut 184 and a second bolt 186.
  • the second bolt 186 is screwed into the second nut 184.
  • Each second co-fastening member 126 may be a rivet, a fit or the like.
  • each first connection portion 144 surrounds the first space 188.
  • Each first connection portion 144 accommodates the first nut 180 and the first heat radiating member 118 in the first space 188.
  • each first connecting portion 144 has a first bolt fastening hole 190.
  • the first bolt fastening hole 190 extends from the surface of the first connection portion 144 to the first space 188.
  • the first bolt 182 passes through the first bolt fastening hole 190.
  • each second connection portion 146 surrounds the second space 192.
  • Each second connection portion 146 accommodates the second nut 184 and the second heat radiating member 124 in the second space 192.
  • each second connection portion 146 has a second bolt fastening hole 194.
  • the second bolt fastening hole 194 extends from the surface of the second connecting portion 146 to the second space 192.
  • the second bolt 186 passes through the second bolt fastening hole 194.
  • the first nut 180 and the first heat radiating member 118 are accommodated in the first space 188 of the resin frame 114 having a simple structure, and the second nut 184 and the second heat radiating member 124 have a simple structure.
  • the structure housed in the second space 192 of the resin frame 114 having the resin frame 114 can be manufactured at low cost without going through a complicated process.
  • the heat generation of the connection portion 164 between the DC terminal 132 and the DC bus bar 116 and the connection portion 166 between the AC terminal 134 and the AC bus bar 122 is low cost. Can be suppressed. *
  • each first heat dissipation member 118 includes an end 148 provided in each first heat dissipation member 118 and an intermediate portion 152 coupled to the other end 150.
  • the intermediate portion 152 provided in each first heat radiating member 118 is perpendicular to one end 148 and the other end 150 provided in each first heat radiating member 118.
  • the area occupied by the planar shape of the other end 150 provided in each first heat radiating member 118 may be larger than the area occupied by the planar shape of one end 148 provided in each first heat radiating member 118.
  • each second heat dissipation member 124 includes an intermediate portion 160 coupled to one end 156 and the other end 158 included in each second heat dissipation member 124.
  • the intermediate portion 160 provided in each second heat radiating member 124 is perpendicular to one end 156 and the other end 158 provided in each second heat radiating member 124.
  • the area occupied by the planar shape of the other end 158 provided in each second heat radiating member 124 may be larger than the area occupied by the planar shape of one end 156 provided in each second heat radiating member 124.
  • the resin frame 114 includes a support column 196 as illustrated in FIGS.
  • the circuit board 128 is held by the support 196 and is disposed on the plurality of power modules 110U, 110V, and 110W.
  • the signal terminals 136 provided in the plurality of power modules 110U, 110V, and 110W are inserted into holes 198 formed in the circuit board 128.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing each connection portion provided in the power conversion device of the first modification of the exemplary embodiment of the present invention and the periphery of each connection portion.
  • the first space 188 surrounded by each first connection portion 144 is exposed to the outside of each first connection portion 144.
  • the first exposed portion 200 is an opening edge of a hole that opens in the horizontal direction.
  • the first exposed portion 200 is disposed on the side surface of the resin frame 114. *
  • the second space 192 surrounded by each second connection portion 146 has a second exposed portion 202 exposed to the outside of each second connection portion 146.
  • the second exposed portion 202 is an opening edge of a hole that opens in the horizontal direction.
  • the second exposed portion 202 is disposed on the side surface of the resin frame 114.
  • the first modification after the resin frame 114 is disposed on the cooler surface 138, at least one of the first nut 180 and the first heat radiating member 118 is moved from the side surface of the resin frame 114 to the first exposed portion 200. And can be inserted into the first space 188. Therefore, it is not necessary to incorporate at least one of the first nut 180 and the first heat radiating member 118 in the resin frame 114 in advance. In addition, since at least one of the first nut 180 and the first heat radiating member 118 need not be built in the resin frame 114 in advance, the structure of the resin frame 114 can be further simplified. Moreover, since the structure of the resin frame 114 can be further simplified, the cost of the resin frame 114 can be further reduced. *
  • the structure of the resin frame 114 can be further simplified. Moreover, since the structure of the resin frame 114 can be further simplified, the cost of the resin frame 114 can be further reduced.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing each connection part provided in the power conversion device of the second modification of the exemplary embodiment of the present invention and the periphery of each connection part.
  • each first bolt 182 has a first tip 204 on the back side in the insertion direction. Further, a first nut 180 into which each first bolt 182 is screwed is accommodated in the first connecting portion 144. The first tip 204 pushes the other end 150 provided in the first heat radiation member 118 accommodated in the first connection portion 144 toward the cooler surface 138.
  • each second bolt 186 has a second tip 206 on the back side in the insertion direction.
  • a second nut 184 into which each second bolt 186 is screwed is accommodated in the second connection portion 146.
  • the second tip 206 pushes the other end 158 provided in the second heat radiating member 124 accommodated in the second connection portion 146 toward the cooler surface 138.
  • the other end 150 provided in the first heat radiating member 118 is pushed toward the cooler surface 138 so that the other end 150 provided in the first heat radiating member 118 becomes the first resin layer. It adheres to 154. Further, the first resin layer 154 is in close contact with the cooler surface 138. The other end 150 provided in the first heat radiating member 118 is in close contact with the first resin layer 154, and the first resin layer 154 is in close contact with the cooler surface 138. The thermal resistance between the end 150 and the cooler 112 is reduced. In addition, since the thermal resistance between the other end 150 provided in the first heat radiating member 118 and the cooler 112 is reduced, the cooler 112 is effectively transferred from the connection portion 164 between the DC terminal 132 and the DC bus bar 116. Heat can be released. Further, since the heat can be effectively released from the connection portion 164 to the cooler 112, the connection portion 164 can be effectively cooled. *
  • the other end 158 provided in the second heat radiating member 124 is pushed toward the cooler surface 138, so that the other end 158 provided in the second heat radiating member 124 becomes the second resin layer 162. Close contact with.
  • the second resin layer 162 is in close contact with the cooler surface 138.
  • the other end 158 provided in the second heat radiating member 124 is in close contact with the second resin layer 162, and the second resin layer 162 is in close contact with the cooler surface 138.
  • the thermal resistance between the end 158 and the cooler 112 decreases.
  • connection portion 166 can be effectively cooled.
  • the connection portion 164 can be effectively cooled.
  • the first bolt 182 has a diameter of M6 or more in order to cause a large current to flow through the DC terminal 132 and the DC bus bar 116, this effect appears remarkably.
  • the connection portion 166 can be effectively cooled.
  • the second bolt 186 has a diameter of M6 or more in order to cause a large current to flow through the AC terminal 134 and the AC bus bar 122, this effect is prominent.
  • the other end 150 provided in the first heat radiating member 118 is between the first tip 204 and the first resin layer 154.
  • the first heat radiating member 118 has the first tip 204 at the first tip 204. This is a protective plate that prevents direct contact with the resin layer 154.
  • the first heat dissipation member 118 serves as a protective plate that prevents the first tip 204 from coming into direct contact with the first resin layer 154, the first resin layer 154 serves as the first tip 204. Can be prevented from being destroyed.
  • the other end 158 provided in the second heat radiating member 124 is between the second tip 206 and the second resin layer 162.
  • the second heat radiating member 124 has the second tip 206 at the second tip 206.
  • the protective plate prevents contact with the second resin layer 162.
  • the second heat radiating member 124 serves as a protective plate that prevents the second tip 206 from coming into contact with the second resin layer 162, the second resin layer 162 is broken by the second tip 206. Can be prevented.
  • the structure of the second modification may be combined with the structure of the first modification.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing each connection portion provided in the power conversion device of the third modified example of the exemplary embodiment of the present invention and the periphery of each connection portion.
  • the power conversion device 100 includes a first insulator 208 as illustrated in FIG. 10.
  • the first insulator 208 has a thermal conductivity higher than that of the resin frame 114.
  • the other end 150 provided in the first heat dissipation member 118 is in contact with the cooler surface 138 through the first insulator 208.
  • the first insulator 208 is, for example, a thin insulating heat dissipation sheet.
  • power converter 100 includes second insulator 210.
  • the second insulator 210 has a thermal conductivity higher than that of the resin frame 114.
  • the other end 158 provided in the second heat dissipating member 124 contacts the cooler surface 138 through the second insulator 210.
  • the second insulator 210 is, for example, a thin insulating heat radiating sheet.
  • the other heat dissipation member 118 provided in the first heat dissipation member 118 contacts the cooler surface 138 via the first insulator 208 having high thermal conductivity, whereby the first heat dissipation member 118.
  • the thermal resistance between the other end 150 and the cooler 112 provided in the lowering is reduced. Since the thermal resistance between the other end 150 provided in the first heat radiating member 118 and the cooler 112 is reduced, the connection portion 164 between the DC terminal 132 and the DC bus bar 116 can be effectively cooled.
  • the second heat radiating member 124 is brought into contact with the cooler surface 138 through the second insulator 210 having the high thermal conductivity at the other end 158 provided in the second heat radiating member 124.
  • the thermal resistance between the other end 158 and the cooler 112 provided in the battery is reduced.
  • the connection portion 166 between the AC terminal 134 and the AC bus bar 122 can be effectively cooled by reducing the thermal resistance between the other end 158 provided in the second heat radiating member 124 and the cooler 112.
  • each first bolt 182 has a first tip 204 as in the second modified example. Further, a first nut 180 into which each first bolt 182 is screwed is accommodated in the first connecting portion 144. The first tip 204 pushes the other end 150 provided in the first heat radiation member 118 accommodated in the first connection portion 144 toward the cooler surface 138.
  • each second bolt 186 has a second tip 206 as in the second modified example.
  • a second nut 184 into which each second bolt 186 is screwed is accommodated in the second connection portion 146.
  • the second tip 206 pushes the other end 158 provided in the second heat radiating member 124 accommodated in the second connection portion 146 toward the cooler surface 138.
  • connection portion 164 between the DC terminal 132 and the DC bus bar 116 can be effectively cooled.
  • first insulator 208 can be prevented from being broken by the first tip 204.
  • connection portion 166 between the AC terminal 134 and the AC bus bar 122 can be effectively cooled. Further, the second insulator 210 can be prevented from being broken by the second tip 206.
  • the first tip 204 is pushed toward the cooler surface 138 through the other end 150 provided on the first heat radiating member 118, so the first heat radiating member
  • the deviation of the first insulator 208 from between the other end 150 provided in 118 and the cooler surface 138 is suppressed.
  • the first insulator 208 is a thin insulating heat radiating sheet, the deviation is likely to occur, so that the effect of suppressing the deviation appears remarkably.
  • the deviation since the deviation is suppressed, it is not necessary to provide the first insulator 208 with a high resistance layer such as an adhesive layer. *
  • the second tip 206 pushes the second insulator 210 toward the cooler surface 138 through the other end 158 provided in the second heat radiating member 124. Deviation of the second insulator 210 from between the other end 158 provided in the heat dissipation member 124 and the cooler surface 138 is suppressed.
  • the second insulator 210 is a thin insulating heat radiating sheet, the deviation is likely to occur, so that the effect of suppressing the deviation appears remarkably.
  • the deviation since the deviation is suppressed, it is not necessary to provide the second insulator 210 with a high resistance layer such as an adhesive layer. *
  • the structure of the third modification may be combined with the structure of both or one of the first modification and the second modification.
  • the first insulator 208 and the second insulator 210 are replaced with the first exposed portion 200 and the second exposed portion 202, respectively. Can be inserted into the first space 188 and the second space 192, so that the power conversion apparatus 100 can be easily manufactured.
  • FIG. 11 is a plan view schematically showing each opening provided in the power conversion device of the fourth modified example of the exemplary embodiment of the present invention and the periphery of each opening.
  • each opening 142 that is each of the plurality of openings 142U, 142V, and 142W has an inner peripheral surface 212 that faces the inside of each opening 142.
  • the resin frame 114 includes a protrusion 214 that protrudes from the inner peripheral surface 212.
  • the protrusion 214 contacts the housing 130 accommodated in each opening 142 and positions the housing 130 accommodated in each opening 142.
  • the protrusion 214 regulates the movement of the housing 130 in the direction parallel to the cooler surface 138, but the minute amount of the housing 130 in the direction perpendicular to the cooler surface 138 occurs when soldering is performed. Does not regulate the movement.
  • the housing 130 By positioning the housing 130, the relative position and angle of the housing 130 with respect to the circuit board 128 are maintained constant.
  • the relative position and angle of the housing 130 with respect to the circuit board 128 are maintained constant, the operation of inserting the signal terminal 136 into the hole 198 of the circuit board 128 can be easily performed. Further, since the work of inserting the signal terminal 136 into the hole 198 of the circuit board 128 can be easily performed, the mounting of the circuit board 128 and the electric power of the plurality of power modules 110U, 110V, and 110W on the circuit board 128 are achieved. Connection becomes easy. When each power module 110 is a large power module having a large electric capacity and relative to the circuit board 128, the relative positions or angles of the housings 130 provided in the plurality of power modules 110U, 110V, and 110W are various.
  • the resin frame 114 is made of resin, the degree of freedom of the shape of the resin frame 114 is large. In addition, since the degree of freedom of the shape of the resin frame 114 is large, it is easy to form the protrusion 214. *
  • FIG. 12 is a plan view schematically showing each opening provided in the power conversion device of the fifth modified example of the exemplary embodiment of the present invention and the periphery of each opening.
  • the resin frame 114 has a first resin frame surface 216 (see FIG. 5) and a second resin frame surface 218.
  • the first resin frame surface 216 faces the cooler surface 138.
  • the second resin frame surface 218 is on the side opposite to the first resin frame surface 216.
  • the housing 130 also has a first housing surface 220 (see FIG. 4) and a second housing surface 222.
  • the first housing surface 220 faces the cooler surface 138.
  • the second housing surface 222 is on the opposite side of the first housing surface 220.
  • the signal terminal 136 protrudes from the second housing surface 222 to the side opposite to the cooler surface 138.
  • the resin frame 114 includes an arm portion 224.
  • the arm portion 224 extends from the second resin frame surface 218, holds the signal terminal 136, and positions the signal terminal 136. Also in the fifth modified example, as in the fourth modified example, by positioning the housing 130, the relative position and angle of the housing 130 with respect to the circuit board 128 are maintained constant. In addition, since the relative position and angle of the housing 130 with respect to the circuit board 128 are maintained constant, the operation of inserting the signal terminal 136 into the hole 198 of the circuit board 128 can be easily performed. *
  • a metal heat conductive member between a DC terminal and a DC bus bar, and the 1st heat radiating member.
  • a metal heat conduction member may be inserted between the AC terminal and the AC bus bar and the second heat radiating member.

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Abstract

電力変換装置において、各接続部に固定される共締め部材は、当該各接続部に固定されるパワーモジュールの端子、当該各接続部に固定されるバスバ、及び当該各接続部に収容される放熱部材に備えられる一端を共締めする。放熱部材の他端は、冷却器表面から絶縁された状態で冷却器表面に直接的又は間接的に固定される。

Description

電力変換装置
本発明は、電力変換装置に関する。
大電力パワーモジュールにおいては、インサートモールドケースと称される箱状のケースの内部に、半導体素子が実装された基板が配置される。ケースには、外部バスバ電極と接続される強電配線板、及び信号端子等が内蔵される。内蔵される強電配線板及び信号端子は、ワイヤボンディング等により、半導体素子が実装された基板に電気的に接続される。　
例えば、特開２００４－１０３９３６号公報に記載された電力半導体装置においては、電力半導体装置のケースがインサートモールドケースで構成される（段落００３０）。ケースには、ＩＧＢＴチップがはんだ付された絶縁基板が固定される（段落００１１及び００１２）。ケースには、導体が一体化される（段落００１２）。導体は、内部接続電極部及び外部接続電極部として作用する（段落００１２）。内部接続電極部とＩＧＢＴチップとの間は、アルミワイヤで配線される（段落００１２）。外部接続電極部は、外部配線と固定される（段落００１２）。　　
特開２００４－１０３９３６号公報
先述した大電力パワーモジュールにおいては、樹脂からなるケースの内部に配線が内蔵されるインサートモールド構造が採用される。このため、先述した大電力パワーモジュールを備える電力変換装置は、高コストである。　
また、先述した大電力パワーモジュールが、大電力パワーモジュールと冷却器との間の熱抵抗を小さくするために冷却器にはんだ付け接合された場合には、接合面積が大きくなり、熱応力に起因する信頼性の低下が問題となる。　
また、先述した大電力パワーモジュールのケースには、強電配線板と外部バスバ電極とを互いに接続するボルト締め部分がある。ボルト締め部分においては、大きな発熱が生じる可能性が高い。しかし、生じた大きな発熱を抜熱する抜熱構造をケースの内部に設けることは難しい。抜熱構造をケースの内部に設けることは、高コストのインサートモールド構造をさらに複雑化し、さらなる高コスト化をまねくためである。　
また、先述した大電力パワーモジュールにおいては、駆動回路基板及び大電力パワーモジュールの位置の精度が高くない場合は、駆動回路基板と大電力パワーモジュールの端子との接続に支障が生じる。しかし、当該精度を確保することは、高コストに繋がる。　
上記問題に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、低コストであり、高い信頼性を有する電力変換装置を提供することである。
本発明の例示的なひとつの態様は、電力変換装置に向けられる。　
電力変換装置は、複数のパワーモジュール、冷却器、樹脂枠、複数の直流バスバ、複数の第１の放熱部材、複数の第１の共締め部材、複数の交流バスバ、複数の第２の放熱部材及び複数の第２の共締め部材を備える。　
複数のパワーモジュールは、直流をスイッチングし、それぞれ多相交流の複数の相成分を生成する。各パワーモジュールは筐体、直流端子及び交流端子を備える。直流端子には、直流が入力される。交流端子からは、各パワーモジュールにより生成される相成分が出力される。直流端子及び交流端子は、筐体から突出する。　
冷却器は、冷却器表面を有する。　
樹脂枠は、冷却器表面上に配置される。樹脂枠は、複数の開口部を有する。樹脂枠は、複数のパワーモジュールに備えられる筐体をそれぞれ複数の開口部に収容する。樹脂枠は、複数の第１の接続部、及び複数の第２の接続部を備える。　
複数の第１の接続部には、それぞれ複数のパワーモジュールに備えられる直流端子が固定され、それぞれ複数の直流バスバが固定され、それぞれ複数の第１の共締め部材が固定される。複数の第１の接続部には、それぞれ複数の第１の放熱部材が収容される。　
各第１の放熱部材は、一端及び他端を備える。各第２の放熱部材は、一端及び他端を備える。　
複数の第２の接続部には、それぞれ複数のパワーモジュールに備えられる交流端子が固定され、それぞれ複数の交流バスバが固定され、それぞれ複数の第２の共締め部材が固定される。複数の第２の接続部には、それぞれ複数の第２の放熱部材が収容される。　
各第１の接続部に固定される第１の共締め部材は、当該各第１の接続部に固定される直流端子、当該各第１の接続部に固定される直流バスバ、及び当該各第１の接続部に収容される第１の放熱部材に備えられる一端を共締めする。　
各第２の接続部に固定される第２の共締め部材は、当該各第２の接続部に固定される交流端子、当該各第２の接続部に固定される交流バスバ、及び当該各第２の接続部に収容される第２の放熱部材に備えられる一端を共締めする。　
各第１の放熱部材に備えられる他端、及び各第２の放熱部材に備えられる他端は、冷却器表面から電気的に絶縁された状態で冷却器表面に直接または間接的に固定される。
本発明の例示的なひとつの態様においては、各パワーモジュールに備えられる直流端子が、樹脂枠に備えられる第１の接続部において直流バスバに接続される。また、各パワーモジュールに備えられる交流端子が、樹脂枠に備えられる第２の接続部において交流バスバに接続される。このため、直流端子及び交流端子をそれぞれ直流バスバ及び交流バスバに接続するための複雑な配線を各パワーモジュールに内蔵する必要がない。　
また、本発明の例示的なひとつの態様においては、各パワーモジュールに備えられる直流端子と直流バスバとの接続部分において発生したジュール熱が、樹脂枠に備えられる第１の接続部に収容される第１の放熱部材を経由して冷却器に逃がされる。また、各パワーモジュールに備えられる交流端子と交流バスバとの接続部分において発生したジュール熱が、樹脂枠に備えられる第２の接続部に収容される第２の放熱部材を経由して冷却器に逃がされる。このため、直流端子と直流バスバとの接続部分、及び交流端子と交流バスバとの接続部分において発生したジュール熱を冷却器に逃がすための複雑な配線を各パワーモジュールに内蔵する必要がない。　
また、本発明の例示的なひとつの態様においては、直流端子及び交流端子をそれぞれ直流バスバ及び交流バスバに接続するための複雑な配線を各パワーモジュールに内蔵する必要がなく、直流端子と直流バスバとの接続部分、及び交流端子と交流バスバとの接続部分において発生したジュール熱を冷却器に逃がすための複雑な配線を各パワーモジュールに内蔵する必要がないため、各パワーモジュールの構造を単純化することができる。　
また、本発明の例示的なひとつの態様においては、各パワーモジュールの構造を単純化することができるため、各パワーモジュールを低コスト化することができる。　
また、本発明の例示的なひとつの態様においては、樹脂枠が単純な形状を有するため、樹脂枠を低コスト化することができる。　
また、本発明の例示的なひとつの態様においては、各パワーモジュール及び樹脂枠を低コスト化することができるため、低コストの電力変換装置を提供することができる。　
また、本発明の例示的なひとつの態様においては、各パワーモジュールを小型化することができるため、各パワーモジュールと冷却器表面との接合面積を小さくすることができる。また、本発明の例示的なひとつの態様においては、各パワーモジュールと冷却器表面との接合面積を小さくすることができるため、熱応力に起因する信頼性の低下が問題となりにくい。
本発明の例示的な実施形態の電力変換装置における電気的接続を図示する図である。 本発明の例示的な実施形態の電力変換装置を模式的に図示する断面図である。 本発明の例示的な実施形態の電力変換装置を模式的に図示する断面図である。 本発明の例示的な実施形態の電力変換装置を模式的に図示する断面図である。 本発明の例示的な実施形態の電力変換装置を模式的に図示する断面図である。 本発明の例示的な実施形態の電力変換装置に備えられる各パワーモジュールを模式的に図示する平面図である。 本発明の例示的な実施形態の電力変換装置に備えられる各接続部、及び各接続部の周辺を模式的に図示する断面図である。 本発明の例示的な実施形態の第１変形例の電力変換装置に備えられる各接続部、及び各接続部の周辺を模式的に図示する断面図である。 本発明の例示的な実施形態の第２変形例の電力変換装置に備えられる各接続部、及び各接続部の周辺を模式的に図示する断面図である。 本発明の例示的な実施形態の第３変形例の電力変換装置に備えられる各接続部、及び各接続部の周辺を模式的に図示する断面図である。 本発明の例示的な実施形態の第４変形例の電力変換装置に備えられる各開口部、及び各開口部の周辺を模式的に図示する平面図である。 本発明の例示的な実施形態の第５変形例の電力変換装置に備えられる各開口部、及び各開口部の周辺を模式的に図示する平面図である。
１　電力変換装置における電気的接続

　図１は、本発明の例示的な実施形態の電力変換装置における電気的接続を図示する図である。　
図１に図示される電力変換装置１００は、直流を多相交流に変換するインバータであり、複数のパワーモジュール１１０Ｕ，１１０Ｖ及び１１０Ｗ、複数の直流バスバ１１６Ｕ，１１６Ｖ及び１１６Ｗ、並びに複数の交流バスバ１２２Ｕ，１２２Ｖ及び１２２Ｗを備える。複数のパワーモジュール１１０Ｕ，１１０Ｖ及び１１０Ｗの各パワーモジュール１１０は、直流端子１３２及び交流端子１３４を備える。複数のパワーモジュール１１０Ｕ，１１０Ｖ及び１１０Ｗの数は、電力変換装置１００により生成される多相交流の相数に一致する。　
複数のパワーモジュール１１０Ｕ，１１０Ｖ及び１１０Ｗに備えられる直流端子１３２は、それぞれ複数の直流バスバ１１６Ｕ，１１６Ｖ及び１１６Ｗに電気的に接続される。複数のパワーモジュール１１０Ｕ，１１０Ｖ及び１１０Ｗに備えられる交流端子１３４は、それぞれ複数の交流バスバ１２２Ｕ，１２２Ｖ及び１２２Ｗに電気的に接続される。　
複数の直流バスバ１１６Ｕ，１１６Ｖ及び１１６Ｗは、直流ＤＣを流す。複数のパワーモジュール１１０Ｕ，１１０Ｖ及び１１０Ｗは、直流ＤＣをスイッチングし、それぞれ多相交流ＡＣの複数の相成分ＵＰＨ，ＶＰＨ及びＷＰＨを生成する。複数の交流バスバ１２２Ｕ，１２２Ｖ及び１２２Ｗは、それぞれ複数の相成分ＵＰＨ，ＶＰＨ及びＷＰＨを流す。　
各パワーモジュール１１０に備えられる直流端子１３２には、直流ＤＣが入力される。直流端子１３２への直流ＤＣの入力は、直流端子１３２に電気的に接続される直流バスバ１１６から行われる。各パワーモジュール１１０は、各パワーモジュール１１０に備えられる直流端子１３２に入力される直流ＤＣをスイッチングし、相成分ＰＨを生成する。各パワーモジュール１１０に備えられる交流端子１３４からは、各パワーモジュール１１０により生成される相成分ＰＨが出力される。交流端子１３４からの相成分ＰＨの出力は、交流端子１３４に電気的に接続される交流バスバ１２２に対して行われる。　
また、電力変換装置１００は、回路基板１２８を備える。また、各パワーモジュール１１０は、信号端子１３６を備える。　
回路基板１２８は、複数の信号ＳＵ，ＳＶ及びＳＷをそれぞれ複数のパワーモジュール１１０Ｕ，１１０Ｖ及び１１０Ｗに供給する。複数のパワーモジュール１１０Ｕ，１１０Ｖ及び１１０Ｗは、それぞれ複数の信号ＳＵ，ＳＶ及びＳＷにしたがって直流ＤＣをスイッチングし、それぞれ複数の相成分ＵＰＨ，ＶＰＨ及びＷＰＨを生成する。　
各パワーモジュール１１０に備えられる信号端子１３６には、信号ＳＵ，ＳＶ又はＳＷである信号Ｓが入力される。信号端子１３６への信号Ｓの入力は、回路基板１２８から行われる。各パワーモジュール１１０は、信号端子１３６に入力される信号Ｓにしたがって直流ＤＣをスイッチングする。　
本実施形態においては、多相交流ＡＣは、三相交流である。したがって、多相交流ＡＣの複数の相成分ＵＰＨ，ＶＰＨ及びＷＰＨは、それぞれ三相交流のＵ相成分、Ｖ相成分及びＷ相成分である。多相交流ＡＣが三相交流以外の多相交流であってもよい。　
また、本実施形態においては、各直流端子１３２は、正極直流端子１３２Ｐ及び負極直流端子１３２Ｎを備える。また、各直流バスバ１１６は、正極直流端子１３２Ｐ及び負極直流端子１３２Ｎにそれぞれ電気的に接続される正極直流バスバ１１６Ｐ及び負極直流バスバ１１６Ｎを備える。　
２　電力変換装置の構造

　図２から図５までは、本発明の例示的な実施形態の電力変換装置を模式的に図示する断面図である。図２は、図３、図４及び図５に図示される切断線Ｄ－Ｄにより示される切断位置における断面を図示する。図３、図４及び図５は、それぞれ図２に図示される切断線Ａ－Ａ，Ｂ－Ｂ及びＣ－Ｃにより示される切断位置における断面を図示する。　
電力変換装置１００は、図１から図５までに図示されるように、複数のパワーモジュール１１０Ｕ，１１０Ｖ及び１１０Ｗ、冷却器１１２、樹脂枠１１４、複数の直流バスバ１１６Ｕ，１１６Ｖ及び１１６Ｗ、複数の第１の放熱部材１１８Ｕ，１１８Ｖ及び１１８Ｗ、複数の第１の共締め部材１２０Ｕ，１２０Ｖ及び１２０Ｗ、複数の交流バスバ１２２Ｕ，１２２Ｖ及び１２２Ｗ、複数の第２の放熱部材１２４Ｕ，１２４Ｖ及び１２４Ｗ、並びに複数の第２の共締め部材１２６Ｕ，１２６Ｖ及び１２６Ｗを備える。電力変換装置１００がこれらの要素以外の要素を備えてもよい。なお、複数の第１の放熱部材１１８Ｕ，１１８Ｖ及び１１８Ｗ、並びに複数の第２の放熱部材１２４Ｕ，１２４Ｖ及び１２４Ｗは、図２には図示されず、図１に図示される。　
図６は、本発明の例示的な実施形態の電力変換装置に備えられる各パワーモジュールを模式的に図示する平面図である。　
各パワーモジュール１１０は、図２から図６までに図示されるように、筐体１３０を備える。本実施形態においては、筐体１３０は、板状の形状を有する。また、本実施形態においては、筐体１３０は、樹脂体及び基板を備える。基板は、樹脂体に内包される。基板は、基板本体及び半導体素子を備える。半導体素子は、基板本体上に実装される。半導体素子は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）等のパワー半導体素子である。パワー半導体素子は、各パワーモジュール１１０に入力される信号Ｓにより駆動されるスイッチング素子である。　
また、各パワーモジュール１１０は、直流端子１３２及び交流端子１３４を備える。直流端子１３２及び交流端子１３４は、筐体１３０から突出する。本実施形態においては、直流端子１３２及び交流端子１３４の突出方向は、筐体１３０の厚さ方向と垂直をなす水平方向である。　
また、各パワーモジュール１１０は、信号端子１３６を備える。信号端子１３６は、筐体１３０から突出する。本実施形態においては、信号端子１３６の突出方向は、筐体１３０の厚さ方向と平行をなす鉛直方向である。信号端子１３６は、複数の信号線を備える。　
冷却器１１２は、冷却器表面１３８を有する。本実施形態においては、冷却器１１２は、水冷冷却器である。冷却器１１２が水冷冷却器であるため、冷却器１１２の内部には、水路１４０がある。また、本実施形態においては、複数のパワーモジュール１１０Ｕ，１１０Ｖ及び１１０Ｗが冷却器表面１３８にはんだ付けされる。複数のパワーモジュール１１０Ｕ，１１０Ｖ及び１１０Ｗが冷却器表面１３８にはんだ付けされる。これにより、複数のパワーモジュール１１０Ｕ，１１０Ｖ及び１１０Ｗは、冷却器１１２により冷却される。　
樹脂枠１１４は、冷却器表面１３８上に配置される。樹脂枠１１４は、複数の開口部１４２Ｕ，１４２Ｖ及び１４２Ｗを有する。樹脂枠１１４は、複数のパワーモジュール１１０Ｕ，１１０Ｖ及び１１０Ｗに備えられる筐体１３０をそれぞれ複数の開口部１４２Ｕ，１４２Ｖ及び１４２Ｗに収容する。複数のパワーモジュール１１０Ｕ，１１０Ｖ及び１１０Ｗに備えられる筐体１３０がそれぞれ複数の開口部１４２Ｕ，１４２Ｖ及び１４２Ｗに収容される。これにより、複数のパワーモジュール１１０Ｕ，１１０Ｖ及び１１０Ｗに備えられる筐体１３０は、樹脂枠１１４に保持され、それぞれ複数の開口部１４２Ｕ，１４２Ｖ及び１４２Ｗに配置された状態で冷却器表面１３８上に配列される。　
樹脂枠１１４は、複数の第１の接続部１４４Ｕ，１４４Ｖ及び１４４Ｗを備える。複数の第１の接続部１４４Ｕ，１４４Ｖ及び１４４Ｗには、それぞれ複数のパワーモジュール１１０Ｕ，１１０Ｖ及び１１０Ｗに備えられる直流端子１３２が固定される。また、複数の第１の接続部１４４Ｕ，１４４Ｖ及び１４４Ｗには、それぞれ複数の直流バスバ１１６Ｕ，１１６Ｖ及び１１６Ｗが固定される。また、複数の第１の接続部１４４Ｕ，１４４Ｖ及び１４４Ｗには、それぞれ複数の第１の共締め部材１２０Ｕ，１２０Ｖ及び１２０Ｗが固定される。また、複数の第１の接続部１４４Ｕ，１４４Ｖ及び１４４Ｗには、それぞれ複数の第１の放熱部材１１８Ｕ，１１８Ｖ及び１１８Ｗが収容される。　
本実施形態においては、複数の第１の接続部１４４Ｕ，１４４Ｖ及び１４４Ｗの各々である各第１の接続部１４４は、正極用の第１の接続部１４４Ｐ及び負極用の第１の接続部１４４Ｎを備える。また、複数の第１の放熱部材１１８Ｕ，１１８Ｖ及び１１８Ｗの各第１の放熱部材１１８は、正極用の第１の放熱部材１１８Ｐ及び負極用の第１の放熱部材１１８Ｎを備える。また、複数の複数の第１の共締め部材１２０Ｕ，１２０Ｖ及び１２０Ｗの各々である各第１の共締め部材１２０は、正極用の第１の共締め部材１２０Ｐ及び負極用の第１の共締め部材１２０Ｎを備える。正極用の第１の接続部１４４Ｐには、正極直流端子１３２Ｐ、正極直流バスバ１１６Ｐ及び正極用の第１の共締め部材１２０Ｐが固定される。また、正極用の第１の接続部１４４Ｐには正極用の第１の放熱部材１１８Ｐが収容される。負極用の第１の接続部１４４Ｎには、負極直流端子１３２Ｎ、負極直流バスバ１１６Ｎ及び負極用の第１の共締め部材１２０Ｎが固定される。また、負極用の第１の接続部１４４Ｎには、負極用の第１の放熱部材１１８Ｎが収容される。　
樹脂枠１１４は、複数の第２の接続部１４６Ｕ，１４６Ｖ及び１４６Ｗを備える。複数の第２の接続部１４６Ｕ，１４６Ｖ及び１４６Ｗには、それぞれ複数のパワーモジュール１１０Ｕ，１１０Ｖ及び１１０Ｗに備えられる交流端子１３４が固定される。また、複数の第２の接続部１４６Ｕ，１４６Ｖ及び１４６Ｗには、それぞれ複数の交流バスバ１２２Ｕ，１２２Ｖ及び１２２Ｗが固定される。また、複数の第２の接続部１４６Ｕ，１４６Ｖ及び１４６Ｗには、それぞれ複数の第２の共締め部材１２６Ｕ，１２６Ｖ及び１２６Ｗが固定される。また、複数の第２の接続部１４６Ｕ，１４６Ｖ及び１４６Ｗには、それぞれ複数の第２の放熱部材１２４Ｕ，１２４Ｖ及び１２４Ｗが収容される。　
図７は、本発明の例示的な実施形態の電力変換装置に備えられる各接続部、及び各接続部の周辺を模式的に図示する断面図である。　
複数の第１の放熱部材１１８Ｕ，１１８Ｖ及び１１８Ｗの各第１の放熱部材１１８は、図７に図示されるように、一端１４８及び他端１５０を備える。各第１の放熱部材１１８に備えられる他端１５０は、冷却器表面１３８から電気的に絶縁された状態で冷却器表面１３８に直接的又は間接的に固定される。本実施形態においては、各第１の放熱部材１１８に備えられる他端１５０が、樹脂枠１１４の一部である第１の樹脂層１５４を挟んで冷却器表面１３８に間接的に固定される。これにより、樹脂枠１１４は絶縁体であるため、各第１の放熱部材１１８に備えられる他端１５０は、冷却器表面１３８から電気的に絶縁された状態で冷却器表面１３８に固定される。　
また、複数の第２の放熱部材１２４Ｕ，１２４Ｖ及び１２４Ｗの各第２の放熱部材１２４は、一端１５６及び他端１５８を備える。各第２の放熱部材１２４に備えられる他端１５８は、冷却器表面１３８から電気的に絶縁された状態で冷却器表面１３８に直接的又は間接的に固定される。本実施形態においては、各第２の放熱部材１２４に備えられる他端１５８が、樹脂枠１１４の一部である第２の樹脂層１６２を挟んで冷却器表面１３８に間接的に固定される。これにより、樹脂枠１１４は絶縁体であるため、各第２の放熱部材１２４に備えられる他端１５８は、冷却器表面１３８から電気的に絶縁された状態で冷却器表面１３８に固定される。　
複数の第１の共締め部材１２０Ｕ，１２０Ｖ及び１２０Ｗの各々である各第１の共締め部材１２０は、第１の接続部１４４に固定される。また、各第１の共締め部材１２０は、当該第１の接続部１４４に固定される直流端子１３２、当該第１の接続部１４４に固定される直流バスバ１１６、及び当該第１の接続部１４４に収容される第１の放熱部材１１８に備えられる一端１４８を共締めする。直流端子１３２及び直流バスバ１１６が第１の接続部１４４の表面において共締めされることにより、直流端子１３２は、直流バスバ１１６に電気的に接続される。また、直流端子１３２、直流バスバ１１６、及び第１の放熱部材１１８に備えられる一端１４８が共締めされることにより、直流端子１３２と直流バスバ１１６との接続部分１６４は、第１の放熱部材１１８に備えられる一端１４８に熱結合される。また、第１の放熱部材１１８に備えられる他端１５０が冷却器表面１３８に直接的又は間接的に固定されることにより、接続部分１６４において発生したジュール熱を第１の放熱部材１１８を経由して冷却器１１２に効率的に逃がすことができる。　
複数の第２の共締め部材１２６Ｕ，１２６Ｖ及び１２６Ｗの各々である各第２の共締め部材１２６は、第２の接続部１４６に固定される。各第２の共締め部材１２６は、当該第２の接続部１４６に固定される交流端子１３４、当該第２の接続部１４６に固定される交流バスバ１２２、及び当該第２の接続部１４６に収容される第２の放熱部材１２４に備えられる一端１５６を共締めする。交流端子１３４及び交流バスバ１２２が第２の接続部１４６の表面において共締めされることにより、交流端子１３４は、交流バスバ１２２に電気的に接続される。また、交流端子１３４、交流バスバ１２２、及び第２の放熱部材１２４に備えられる一端１５６が共締めされることにより、交流端子１３４と交流バスバ１２２との接続部分１６６は、第２の放熱部材１２４に備えられる一端１５６に熱結合される。接続部分１６６が第２の放熱部材１２４に備えられる一端１５６に熱結合され、第２の放熱部材１２４に備えられる他端１５８が冷却器表面１３８に直接的又は間接的に固定されることにより、接続部分１６６において発生したジュール熱を第２の放熱部材１２４を経由して冷却器１１２に効率的に逃がすことができる。　
三相パワーモジュール等の、多相交流ＡＣの複数の相成分ＵＰＨ，ＶＰＨ及びＷＰＨを生成する多相パワーモジュールは、大型であり、大きな電気容量を有する。一方で、大型であり大きな電気容量を有するパワーモジュールにおいて低コストのトランスファーモールド構造を採用することは、製造上の制約により困難である。このため、多相パワーモジュールにおいて低コストのトランスファーモールド構造を採用することは困難である。
しかし、本実施形態においては、各パワーモジュール１１０が、多相交流ＡＣの複数の相成分ＵＰＨ，ＶＰＨ及びＷＰＨに含まれる１個の相成分ＰＨを生成する単相パワーモジュールである。単相パワーモジュールは、多相パワーモジュールと比較された場合に、小型であり、大きな電気容量を有しない。したがって、各パワーモジュール１１０において低コストのトランスファーモールド構造を採用することは容易である。そこで、本実施形態においては、各パワーモジュール１１０において低コストのトランスファーモールド構造が採用される。　
また、本実施形態においては、各パワーモジュール１１０に備えられる直流端子１３２が、樹脂枠１１４に備えられる第１の接続部１４４において直流バスバ１１６に接続される。また、各パワーモジュール１１０に備えられる交流端子１３４が、樹脂枠１１４に備えられる第２の接続部１４６において交流バスバ１２２に接続される。したがって、直流端子１３２及び交流端子１３４をそれぞれ直流バスバ１１６及び交流バスバ１２２に接続するための複雑な配線を各パワーモジュール１１０に内蔵する必要がない。　
また、本実施形態においては、各パワーモジュール１１０に備えられる直流端子１３２と直流バスバ１１６との接続部分１６４において発生したジュール熱が、樹脂枠１１４に備えられる第１の接続部１４４に収容される第１の放熱部材１１８を経由して冷却器１１２に逃がされる。また、各パワーモジュール１１０に備えられる交流端子１３４と交流バスバ１２２との接続部分１６６において発生したジュール熱が、樹脂枠１１４に備えられる第２の接続部１４６に収容される第２の放熱部材１２４を経由して冷却器１１２に逃がされる。したがって、接続部分１６４及び接続部分１６６において発生したジュール熱を冷却器１１２に逃がすための複雑な配線を各パワーモジュール１１０に内蔵する必要がない。　
本実施形態においては、直流端子１３２及び交流端子１３４をそれぞれ直流バスバ１１６及び交流バスバ１２２に接続するための複雑な配線を各パワーモジュール１１０に内蔵する必要がない。また、直流端子１３２と直流バスバ１１６との接続部分１６４、及び交流端子１３４と交流バスバ１２２との接続部分１６６において発生したジュール熱を冷却器１１２に逃がすための複雑な配線を各パワーモジュール１１０に内蔵する必要がない。そのため、各パワーモジュール１１０の構造を単純化することができる。　
本実施形態においては、各パワーモジュール１１０において低コストのトランスファーモールド構造が採用され、各パワーモジュール１１０の構造を単純化することができるため、各パワーモジュール１１０を低コスト化することができる。　
また、本実施形態においては、樹脂枠１１４が単純な形状を有するため、樹脂枠１１４を低コスト化することができる。　
本実施形態においては、各パワーモジュール１１０及び樹脂枠１１４を低コスト化することができるため、低コストの電力変換装置１００を提供することができる。　
また、本実施形態においては、各パワーモジュール１１０を小型化することができるため、各パワーモジュール１１０と冷却器表面１３８との接合面積を小さくすることができる。また、本実施形態においては、各パワーモジュール１１０と冷却器表面１３８との接合面積を小さくすることができるため、熱応力に起因する信頼性の低下が問題となりにくい。したがって、高い信頼性を有する電力変換装置１００を提供することができる。　
３　共締め部材及び放熱部材

　本実施形態においては、各第１の共締め部材１２０は、図７に図示されるように、第１のナット１８０及び第１のボルト１８２を備える。第１のボルト１８２は、第１のナット１８０にねじ込まれる。各第１の共締め部材１２０が、リベット、はとめ等であってもよい。　
また、本実施形態においては、各第２の共締め部材１２６は、第２のナット１８４及び第２のボルト１８６を備える。第２のボルト１８６は、第２のナット１８４にねじ込まれる。各第２の共締め部材１２６が、リベット、はとめ等であってもよい。　
本実施形態において、各第１の接続部１４４は、第１の空間１８８を外囲する。また、各第１の接続部１４４は、第１のナット１８０及び第１の放熱部材１１８を第１の空間１８８に収容する。本実施形態において、各第１の接続部１４４は、第１のボルト締結用の穴１９０を有する。第１のボルト締結用の穴１９０は、第１の接続部１４４の表面から第１の空間１８８に至る。第１のボルト１８２は、第１のボルト締結用の穴１９０を貫通する。　
本実施形態において、各第２の接続部１４６は、第２の空間１９２を外囲する。各第２の接続部１４６は、第２のナット１８４及び第２の放熱部材１２４を第２の空間１９２に収容する。本実施形態において、各第２の接続部１４６は、第２のボルト締結用の穴１９４を有する。第２のボルト締結用の穴１９４は、第２の接続部１４６の表面から第２の空間１９２に至る。第２のボルト１８６は、第２のボルト締結用の穴１９４を貫通する。　
第１のナット１８０及び第１の放熱部材１１８が、単純な構造を有する樹脂枠１１４の第１の空間１８８に収容され、第２のナット１８４及び第２の放熱部材１２４が、単純な構造を有する樹脂枠１１４の第２の空間１９２に収容された構造は、複雑な工程を経ることなく低コストで作製することができる。本実施形態においては、当該構造を低コストで作製することができるため、直流端子１３２と直流バスバ１１６との接続部分１６４、及び交流端子１３４と交流バスバ１２２との接続部分１６６の発熱を低コストで抑制することができる。　
本実施形態においては、各第１の放熱部材１１８に備えられる一端１４８及び他端１５０は、互いに対向し、互いに平行をなす。また、各第１の放熱部材１１８は、各第１の放熱部材１１８に備えられる一端１４８及び他端１５０に結合される中間部１５２を備える。各第１の放熱部材１１８に備えられる中間部１５２は、各第１の放熱部材１１８に備えられる一端１４８及び他端１５０と垂直をなす。各第１の放熱部材１１８に備えられる他端１５０の平面形状が占める面積が、各第１の放熱部材１１８に備えられる一端１４８の平面形状が占める面積より広くてもよい。他端１５０の平面形状を相対的に大きくすることにより、接続部分の熱を放熱部材１２４に放熱されやすくすることができる。　
また、本実施形態においては、各第２の放熱部材１２４に備えられる一端１５６及び他端１５８は、互いに対向し、互いに平行をなす。また、各第２の放熱部材１２４は、各第２の放熱部材１２４に備えられる一端１５６及び他端１５８に結合される中間部１６０を備える。各第２の放熱部材１２４に備えられる中間部１６０は、各第２の放熱部材１２４に備えられる一端１５６及び他端１５８と垂直をなす。各第２の放熱部材１２４に備えられる他端１５８の平面形状が占める面積が、各第２の放熱部材１２４に備えられる一端１５６の平面形状が占める面積より広くてもよい。他端１５８の平面形状を相対的に大きくすることにより、接続部分の熱を放熱部材１２４に放熱されやすくすることができる。　
４　支柱及び回路基板

　本実施形態においては、樹脂枠１１４は、図２から図５までに図示されるように、支柱１９６を備える。回路基板１２８は、支柱１９６により保持され、複数のパワーモジュール１１０Ｕ，１１０Ｖ及び１１０Ｗの上に配置される。複数のパワーモジュール１１０Ｕ，１１０Ｖ及び１１０Ｗに備えられる信号端子１３６は、回路基板１２８に形成される穴１９８に挿入される。　
５　第１変形例

　図８は、本発明の例示的な実施形態の第１変形例の電力変換装置に備えられる各接続部、及び各接続部の周辺を模式的に図示する断面図である。　
第１変形例において、図８に図示されるように、各第１の接続部１４４に外囲される第１の空間１８８が、各第１の接続部１４４の外部に露出する第１の露出部２００を有する。第１の露出部２００は水平方向に開口する穴の開口縁である。第１の露出部２００は、樹脂枠１１４の側面に配置される。　
また、第１変形例においては、各第２の接続部１４６に外囲される第２の空間１９２が、各第２の接続部１４６の外部に露出する第２の露出部２０２を有する。第２の露出部２０２は水平方向に開口する穴の開口縁である。第２の露出部２０２は、樹脂枠１１４の側面に配置される。　
第１変形例においては、樹脂枠１１４が冷却器表面１３８上に配置された後に第１のナット１８０及び第１の放熱部材１１８の少なくとも一方を樹脂枠１１４の側面から第１の露出部２００を経由して第１の空間１８８に挿入することができる。したがって、第１のナット１８０及び第１の放熱部材１１８の少なくとも一方を予め樹脂枠１１４に内蔵する必要がない。また、第１のナット１８０及び第１の放熱部材１１８の少なくとも一方を予め樹脂枠１１４に内蔵する必要がないため、樹脂枠１１４の構造をさらに単純化することができる。また、樹脂枠１１４の構造をさらに単純化することができるので、樹脂枠１１４をさらに低コスト化することができる。　
また、第１変形例においては、樹脂枠１１４が冷却器表面１３８上に配置された後に第２のナット１８４及び第２の放熱部材１２４の少なくとも一方を樹脂枠１１４の側面から第２の露出部２０２を経由して第２の空間１９２に挿入することができる。したがって、第２のナット１８４及び第２の放熱部材１２４の少なくとも一方を予め樹脂枠１１４に内蔵する必要がない。また、第２のナット１８４及び第２の放熱部材１２４の少なくとも一方を予め樹脂枠１１４に内蔵する必要がないため、樹脂枠１１４の構造をさらに単純化することができる。また、樹脂枠１１４の構造をさらに単純化することができるので、樹脂枠１１４をさらに低コスト化することができる。　
６　第２変形例

　図９は、本発明の例示的な実施形態の第２変形例の電力変換装置に備えられる各接続部、及び各接続部の周辺を模式的に図示する断面図である。　
第２変形例においては、図９に図示されるように、各第１のボルト１８２が挿入方向奥側に第１の先端２０４を有する。また、各第１のボルト１８２がねじ込まれる第１のナット１８０が第１の接続部１４４に収容される。第１の先端２０４は、当該第１の接続部１４４に収容される第１の放熱部材１１８に備えられる他端１５０を冷却器表面１３８に向かって押す。　
また、第２変形例においては、各第２のボルト１８６が挿入方向奥側に第２の先端２０６を有する。また、各第２のボルト１８６がねじ込まれる第２のナット１８４が第２の接続部１４６に収容される。第２の先端２０６は、当該第２の接続部１４６に収容される第２の放熱部材１２４に備えられる他端１５８を冷却器表面１３８に向かって押す。　
第２変形例においては、第１の放熱部材１１８に備えられる他端１５０が冷却器表面１３８に向かって押されることにより、第１の放熱部材１１８に備えられる他端１５０が第１の樹脂層１５４に密着する。また、第１の樹脂層１５４が冷却器表面１３８に密着する。第１の放熱部材１１８に備えられる他端１５０が第１の樹脂層１５４に密着し、第１の樹脂層１５４が冷却器表面１３８に密着することにより、第１の放熱部材１１８に備えられる他端１５０と冷却器１１２との間の熱抵抗が低下する。また、第１の放熱部材１１８に備えられる他端１５０と冷却器１１２との間の熱抵抗が低下することにより、直流端子１３２と直流バスバ１１６との接続部分１６４から冷却器１１２に効果的に熱を逃がすことができる。また、接続部分１６４から冷却器１１２に効果的に熱を逃がすことができることにより、接続部分１６４を効果的に冷却することができる。　
第２変形例において、第２の放熱部材１２４に備えられる他端１５８が冷却器表面１３８に向かって押されることにより、第２の放熱部材１２４に備えられる他端１５８が第２の樹脂層１６２に密着する。第２の樹脂層１６２が冷却器表面１３８に密着する。第２の放熱部材１２４に備えられる他端１５８が第２の樹脂層１６２に密着し、第２の樹脂層１６２が冷却器表面１３８に密着することにより、第２の放熱部材１２４に備えられる他端１５８と冷却器１１２との間の熱抵抗が低下する。また、第２の放熱部材１２４に備えられる他端１５８と冷却器１１２との間の熱抵抗が低下することにより、交流端子１３４と交流バスバ１２２との接続部分１６６から冷却器１１２に効果的に熱を逃がすことができる。また、接続部分１６６から冷却器１１２に効果的に熱を逃がすことができることにより、接続部分１６６を効果的に冷却することができる。
また、第２変形例においては、第１の放熱部材１１８だけでなく第１のボルト１８２も伝熱部材になる。すなわち、直流端子１３２と直流バスバ１１６との接続部分１６４において発生したジュール熱が、第１の放熱部材１１８だけでなく第１のボルト１８２を経由して冷却器１１２に逃がされる。また、接続部分１６４において発生したジュール熱が第１の放熱部材１１８だけでなく第１のボルト１８２を経由して冷却器１１２に逃がされるため、接続部分１６４を効果的に冷却することができる。直流端子１３２及び直流バスバ１１６に大電流を流すために第１のボルト１８２がＭ６以上の径を有する場合には、この効果が顕著に現れる。　
また、第２変形例においては、第２の放熱部材１２４だけでなく第２のボルト１８６も伝熱部材になる。すなわち、交流端子１３４と交流バスバ１２２との接続部分１６６において発生したジュール熱が、第２の放熱部材１２４だけでなく第２のボルト１８６を経由して冷却器１１２に逃がされる。また、接続部分１６６において発生したジュール熱が第２の放熱部材１２４だけでなく第２のボルト１８６を経由して冷却器１１２に逃がされるため、接続部分１６６を効果的に冷却することができる。交流端子１３４及び交流バスバ１２２に大電流を流すために第２のボルト１８６がＭ６以上の径を有する場合には、この効果が顕著に現れる。　
また、第２変形例においては、第１の放熱部材１１８に備えられる他端１５０が、第１の先端２０４と第１の樹脂層１５４との間にある。また、第１の放熱部材１１８に備えられる他端１５０が第１の先端２０４と第１の樹脂層１５４との間にあるため、第１の放熱部材１１８が、第１の先端２０４が第１の樹脂層１５４に直接的に接触することを防止する保護板となる。また、第１の放熱部材１１８が、第１の先端２０４が第１の樹脂層１５４に直接的に接触することを防止する保護板となるため、第１の樹脂層１５４が第１の先端２０４により破壊されることを防止することができる。　
また、第２変形例においては、第２の放熱部材１２４に備えられる他端１５８が、第２の先端２０６と第２の樹脂層１６２との間にある。また、第２の放熱部材１２４に備えられる他端１５８が、第２の先端２０６と第２の樹脂層１６２との間にあるため、第２の放熱部材１２４が、第２の先端２０６が第２の樹脂層１６２に接触することを防止する保護板となる。また、第２の放熱部材１２４が、第２の先端２０６が第２の樹脂層１６２に接触することを防止する保護板となるため、第２の樹脂層１６２が第２の先端２０６により破壊されることを防止することができる。　
第２変形例の構造が第１変形例の構造と組み合わされてもよい。　
７　第３変形例

　図１０は、本発明の例示的な実施形態の第３変形例の電力変換装置に備えられる各接続部、及び各接続部の周辺を模式的に図示する断面図である。　
第３変形例においては、図１０に図示されるように、電力変換装置１００は、第１の絶縁体２０８を備える。第１の絶縁体２０８は、樹脂枠１１４の熱伝導率より高い熱伝導率を有する。第１の放熱部材１１８に備えられる他端１５０は、第１の絶縁体２０８を介して冷却器表面１３８に接触する。第１の絶縁体２０８は、例えば薄い絶縁放熱シートである。　
また、第３変形例においては、電力変換装置１００は、第２の絶縁体２１０を備える。第２の絶縁体２１０は、樹脂枠１１４の熱伝導率より高い熱伝導率を有する。第２の放熱部材１２４に備えられる他端１５８は、第２の絶縁体２１０を介して冷却器表面１３８に接触する。第２の絶縁体２１０は、例えば薄い絶縁放熱シートである。　
第３変形例において、第１の放熱部材１１８に備えられる他端１５０が高い熱伝導率を有する第１の絶縁体２０８を介して冷却器表面１３８に接触することにより、第１の放熱部材１１８に備えられる他端１５０と冷却器１１２との間の熱抵抗が低下する。第１の放熱部材１１８に備えられる他端１５０と冷却器１１２との間の熱抵抗が低下することにより、直流端子１３２と直流バスバ１１６との接続部分１６４を効果的に冷却することができる。　
第３変形例において、第２の放熱部材１２４に備えられる他端１５８が高い熱伝導率を有する第２の絶縁体２１０を介して冷却器表面１３８に接触することにより、第２の放熱部材１２４に備えられる他端１５８と冷却器１１２との間の熱抵抗が低下する。また、第２の放熱部材１２４に備えられる他端１５８と冷却器１１２との間の熱抵抗が低下することにより、交流端子１３４と交流バスバ１２２との接続部分１６６を効果的に冷却できる。　
第３変形例においては、第２変形例と同様に、各第１のボルト１８２が、第１の先端２０４を有する。また、各第１のボルト１８２がねじ込まれる第１のナット１８０が、第１の接続部１４４に収容される。第１の先端２０４は、当該第１の接続部１４４に収容される第１の放熱部材１１８に備えられる他端１５０を冷却器表面１３８に向かって押す。　
また、第３変形例においては、第２変形例と同様に、各第２のボルト１８６が、第２の先端２０６を有する。また、各第２のボルト１８６がねじ込まれる第２のナット１８４が第２の接続部１４６に収容される。第２の先端２０６は、当該第２の接続部１４６に収容される第２の放熱部材１２４に備えられる他端１５８を冷却器表面１３８に向かって押す。　
第３変形例においては、第２変形例と同様に、直流端子１３２と直流バスバ１１６との接続部分１６４を効果的に冷却することができる。また、第１の絶縁体２０８が第１の先端２０４により破壊されることを防止することができる。　
また、第３変形例においては、第２変形例と同様に、交流端子１３４と交流バスバ１２２との接続部分１６６を効果的に冷却することができる。また、第２の絶縁体２１０が第２の先端２０６により破壊されることを防止することができる。　
第３変形例においては、第１の先端２０４が第１の放熱部材１１８に備えられる他端１５０を介して第１の絶縁体２０８を冷却器表面１３８に向かって押すため、第１の放熱部材１１８に備えられる他端１５０と冷却器表面１３８との間からの第１の絶縁体２０８の逸脱が抑制される。第１の絶縁体２０８が薄い絶縁放熱シートである場合は当該逸脱が起こりやすいため、当該逸脱の抑制の効果が顕著に現れる。また、当該逸脱が抑制されるため、第１の絶縁体２０８に接着層のような高抵抗層を設ける必要がなくなる。　
また、第３変形例においては、第２の先端２０６が第２の放熱部材１２４に備えられる他端１５８を介して第２の絶縁体２１０を冷却器表面１３８に向かって押すため、第２の放熱部材１２４に備えられる他端１５８と冷却器表面１３８との間からの第２の絶縁体２１０の逸脱が抑制される。第２の絶縁体２１０が薄い絶縁放熱シートである場合は当該逸脱が起こりやすいため、当該逸脱の抑制の効果が顕著に現れる。また、当該逸脱が抑制されるため、第２の絶縁体２１０に接着層のような高抵抗層を設ける必要がなくなる。　
第３の変形例の構造が第１の変形例及び第２変形例の両方又は片方の構造と組み合わされてもよい。第３の変形例の構造が第１の変形例の構造と組み合わされた場合は、第１の絶縁体２０８及び第２の絶縁体２１０をそれぞれ第１の露出部２００及び第２の露出部２０２を経由して第１の空間１８８及び第２の空間１９２に差し込むことができるため、電力変換装置１００の製造が容易になる。　
８　第４変形例

　図１１は、本発明の例示的な実施形態の第４変形例の電力変換装置に備えられる各開口部、及び各開口部の周辺を模式的に図示する平面図である。　
第４変形例においては、複数の開口部１４２Ｕ，１４２Ｖ及び１４２Ｗの各々である各開口部１４２が、各開口部１４２の内側を向く内周面２１２を有する。樹脂枠１１４は、内周面２１２から突出する突起２１４を備える。突起２１４は、各開口部１４２に収容される筐体１３０に接触し、各開口部１４２に収容される筐体１３０を位置決めする。突起２１４は、冷却器表面１３８と平行をなす方向への筐体１３０の移動を規制するが、はんだ付けが行われる場合に起こる、冷却器表面１３８と垂直をなす方向への筐体１３０の微小な移動を規制しない。筐体１３０が位置決めされることにより、回路基板１２８に対する筐体１３０の相対的な位置及び角度が一定に維持される。また、回路基板１２８に対する筐体１３０の相対的な位置及び角度が一定に維持されることにより、回路基板１２８の穴１９８に信号端子１３６を挿入する作業を容易に行うことができる。また、回路基板１２８の穴１９８に信号端子１３６を挿入する作業を行う作業を容易に行うことができるため、回路基板１２８の搭載、回路基板１２８への複数のパワーモジュール１１０Ｕ，１１０Ｖ及び１１０Ｗの電気的な接続が容易になる。各パワーモジュール１１０が大きな電気容量を有する大型のパワーモジュールである場合、並びに回路基板１２８に対する、複数のパワーモジュール１１０Ｕ，１１０Ｖ及び１１０Ｗに備えられる筐体１３０の相対的な位置又は角度が様々である場合は、回路基板１２８に対する筐体１３０の相対的な位置及び角度が一定に維持されないことに起因して回路基板１２８の穴１９８に信号端子１３６を挿入する作業が困難になりやすい。そのため、突起２１４による位置決めの効果が顕著に現れる。　
第４変形例においては、内周面２１２と筐体１３０との間に隙間ができるので、筐体１３０を冷却器表面１３８にはんだ付けする際におけるフィレットの形成が阻害されない。また、フィレットの形成が阻害されないため、はんだ付けを適切に行うことができる。　
また、第４変形例においては、樹脂枠１１４が樹脂からなるため、樹脂枠１１４の形状の自由度が大きい。また、樹脂枠１１４の形状の自由度が大きいため、突起２１４を形成することは容易である。　
９　第５変形例

　図１２は、本発明の例示的な実施形態の第５変形例の電力変換装置に備えられる各開口部、及び各開口部の周辺を模式的に図示する平面図である。　
第５変形例においては、樹脂枠１１４は、第１の樹脂枠表面２１６（図５参照）及び第２の樹脂枠表面２１８を有する。第１の樹脂枠表面２１６は、冷却器表面１３８と対向する。第２の樹脂枠表面２１８は、第１の樹脂枠表面２１６とは反対の側にある。また、筐体１３０は、第１の筐体表面２２０（図４参照）及び第２の筐体表面２２２を有する。第１の筐体表面２２０は、冷却器表面１３８と対向する。第２の筐体表面２２２は、第１の筐体表面２２０とは反対の側にある。また、信号端子１３６は、第２の筐体表面２２２から冷却器表面１３８とは反対側に突出する。樹脂枠１１４は、腕部２２４を備える。腕部２２４は、第２の樹脂枠表面２１８上から延びて信号端子１３６を保持し信号端子１３６を位置決めする。第５変形例においても、第４変形例と同様に、筐体１３０が位置決めされることにより、回路基板１２８に対する筐体１３０の相対的な位置及び角度が一定に維持される。また、回路基板１２８に対する筐体１３０の相対的な位置及び角度が一定に維持されることにより、信号端子１３６を回路基板１２８の穴１９８に挿入する作業を容易に行うことができる。　
この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。例えば、直流端子と直流バスバとを、第１の放熱部材と直接触させてボルトで共締めする構造でもよい。このようにしても放熱性能が向上する。同様に、交流端子と交流バスバとを、第２の放熱部材と直接接触させてボルトで共締めする構造でもよい。　
また、直流端子および直流バスバと第１の放熱部材との間に金属製の熱伝導部材を配置してもよい。同様に、交流端子および交流バスバと第２の放熱部材との間に金属製の熱伝導部材を入れてもよい。
１００　電力変換装置　１１０Ｕ，１１０Ｖ，１１０Ｗ，１１０　パワーモジュール　１１２　冷却器　１１４　樹脂枠　１１６Ｕ，１１６Ｖ，１１６Ｗ，１１６　直流バスバ　１１８Ｕ，１１８Ｖ，１１８Ｗ，１１８　第１の放熱部材　１２０Ｕ，１２０Ｖ，１２０Ｗ，１２０　第１の共締め部材　１２２Ｕ，１２２Ｖ，１２２Ｗ，１２２　交流バスバ　１２４Ｕ，１２４Ｖ，１２４Ｗ，１２４　第２の放熱部材　１２６Ｕ，１２６Ｖ，１２６Ｗ，１２６　第２の共締め部材　１３０　筐体　１３２　直流端子　１３４　交流端子　１３６　信号端子　１４４Ｕ，１４４Ｖ，１４４Ｗ，１４４　第１の接続部　１４６Ｕ，１４６Ｖ，１４６Ｗ，１４６　第２の接続部　１５４　第１の樹脂層　１６２　第２の樹脂層　１９６　支柱　２０８　第１の絶縁体　２１０　第２の絶縁体

Claims (7)

  1. 直流をスイッチングし、それぞれ多相交流の複数の相成分を生成し、各パワーモジュールが筐体、直流端子及び交流端子を備え、前記直流端子に前記直流が入力され、前記交流端子から前記各パワーモジュールにより生成される相成分が出力され、前記直流端子及び前記交流端子が前記筐体から突出する複数のパワーモジュールと、



    　冷却器表面を有する冷却器と、



    　前記冷却器表面上に配置され、複数の開口部を有し、前記複数のパワーモジュールに備えられる筐体をそれぞれ前記複数の開口部に収容し、複数の第１の接続部、及び複数の第２の接続部を備え、前記複数のパワーモジュールに備えられる直流端子がそれぞれ前記複数の第１の接続部に固定され、前記複数のパワーモジュールに備えられる交流端子がそれぞれ前記複数の第２の接続部に固定される樹脂枠と、



    　それぞれ前記複数の第１の接続部に固定される複数の直流バスバと、



    　それぞれ前記複数の第１の接続部に収容される複数の第１の放熱部材であって、前記各第１の放熱部材が一端及び他端を備え、前記各第１の放熱部材に備えられる他端が前記冷却器表面から電気的に絶縁された状態で前記冷却器表面に直接または間接的に固定される、前記複数の第１の放熱部材と、



    　それぞれ前記複数の第１の接続部に固定される複数の第１の共締め部材であって、前記各第１の共締め部材が、前記各第１の共締め部材が固定される第１の接続部に固定される直流端子、前記第１の接続部に固定される直流バスバ、及び前記第１の接続部に収容される第１の放熱部材に備えられる一端を共締めする、前記複数の第１の共締め部材と、



    　それぞれ前記複数の第２の接続部に固定される複数の交流バスバと、



    　それぞれ前記複数の第２の接続部に収容される複数の第２の放熱部材であって、前記各第２の放熱部材が一端及び他端を備え、前記各第２の放熱部材に備えられる他端が前記冷却器表面から電気的に絶縁された状態で前記冷却器表面に直接または間接的に固定される、前記複数の第２の放熱部材と、



    　それぞれ前記複数の第２の接続部に固定される複数の第２の共締め部材であって、前記各第２の共締め部材が、前記各第２の共締め部材が固定される第２の接続部に固定される交流端子、前記第２の接続部に固定される交流バスバ、及び前記第２の接続部に収容される第２の放熱部材に備えられる一端を共締めする、前記複数の第２の共締め部材と、を備える電力変換装置。
  2. 前記第１の共締め部材は、



    　前記第１の接続部に収容される第１のナットと、



    　前記第１のナットにねじ込まれる第１のボルトと、



    を備え、



    　前記第２の共締め部材は、



    　前記第２の接続部に収容される第２のナットと、



    　前記第２のナットにねじ込まれる第２のボルトと、



    を備える請求項１の電力変換装置。
  3. 各第１の接続部は、前記各第１の接続部の外部に露出する第１の露出部を有する第１の空間を外囲し、前記各第１の接続部に収容される第１のナット及び第１の放熱部材を前記第１の空間に収容し、



    　各第２の接続部は、前記各第２の接続部の外部に露出する第２の露出部を有する第２の空間を外囲し、前記各第２の接続部に収容される第２のナット及び第２の放熱部材を前記第２の空間に収容する



    請求項２の電力変換装置。
  4. 各第１のボルトは、前記各第１のボルトがねじ込まれる第１のナットを収容する第１の接続部に収容される第１の放熱部材に備えられる他端を前記冷却器表面に向かって押す第１の先端を有し、



    　各第２のボルトは、前記各第２のボルトがねじ込まれる第２のナットを収容する第２の接続部に収容される第２の放熱部材に備えられる他端を前記冷却器表面に向かって押す第２の先端を有する



    請求項２又は３の電力変換装置。
  5. 前記樹脂枠の熱伝導率より高い熱伝導率を有する第１の絶縁体と、



    　前記樹脂枠の熱伝導率より高い熱伝導率を有する第２の絶縁体と、



    をさらに備え、



    　前記各第１の放熱部材に備えられる他端は、前記第１の絶縁体を介して前記冷却器表面に接触し、



    　前記各第２の放熱部材に備えられる他端は、前記第２の絶縁体を介して前記冷却器表面に接触する



    請求項１から４までのいずれかの電力変換装置。
  6. 各開口部は、



    　内周面を有し、



    　前記内周面から突出し前記各開口部に収容される前記筐体に接触し前記開口部に収容される前記筐体を位置決めする突起をさらに備える



    請求項１から５までのいずれかの電力変換装置。
  7. 前記樹脂枠は、前記冷却器表面と対向する第１の樹脂枠表面、及び前記第１の樹脂枠表面とは反対の側にある第２の樹脂枠表面を有し、



    　前記筐体は、前記冷却器表面と対向する第１の筐体表面、及び前記第１の筐体表面とは反対の側にある第２の筐体表面を有し、



    　前記各パワーモジュールは、前記第２の筐体表面から前記冷却器表面とは反対側に突出する信号端子を備え、前記信号端子に入力される信号にしたがって前記直流をスイッチングし、



    　前記樹脂枠は、前記第２の樹脂枠表面上から延びて前記信号端子を保持し前記信号端子を位置決めする腕部をさらに備える



    請求項１から６までのいずれかの電力変換装置。
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