WO2019244624A1 - 電力変換装置 - Google Patents

電力変換装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2019244624A1
WO2019244624A1 PCT/JP2019/022255 JP2019022255W WO2019244624A1 WO 2019244624 A1 WO2019244624 A1 WO 2019244624A1 JP 2019022255 W JP2019022255 W JP 2019022255W WO 2019244624 A1 WO2019244624 A1 WO 2019244624A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
partition
cooler
cooling
semiconductor module
electronic components
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/022255
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
小林　政徳
Original Assignee
株式会社デンソー
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
Priority claimed from JP2019069872A external-priority patent/JP6962347B2/ja
Application filed by 株式会社デンソー filed Critical 株式会社デンソー
Publication of WO2019244624A1 publication Critical patent/WO2019244624A1/ja

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/003—Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating

Definitions

  • the present disclosure relates to a power conversion device.
  • a power conversion device such as an inverter has a plurality of electronic components in addition to a semiconductor module.
  • the semiconductor module and the electronic component are housed in a case.
  • the power conversion device described in Patent Literature 1 has an inner wall portion formed inside the case in order to reduce the weight and size while securing the rigidity of the case.
  • Such an inner wall portion also serves as a partition wall that partitions the inside of the case.
  • the electronic components are accommodated and arranged in each of the plurality of accommodation spaces partitioned by the partition walls.
  • the present disclosure is intended to provide a power converter that can extend the life of components.
  • a first aspect of the present disclosure includes a semiconductor module, A cooler for cooling the semiconductor module, At least two electronic components directly or indirectly connected to the semiconductor module, The semiconductor module, the cooler, and a metal case for housing the electronic component, The case has a partition partitioning the inside, On the opposite side of the cooler, the two electronic components are separately arranged, In addition, the two electronic components are in a power converter that is arranged adjacent to the cooler via the partition wall.
  • a second aspect of the present disclosure includes a semiconductor module, A cooler for cooling the semiconductor module, A heating component connected to the semiconductor module and having a ground terminal; A metal case for housing the semiconductor module, the cooler, and the heat-generating component, The case has a partition partitioning the inside, The ground terminal of the heat-generating component is fixed to a cooling partition wall, which is the partition wall facing the cooler, or a continuous partition wall, which is the partition wall that is continuous with the cooling partition wall. , Power converter.
  • the two electronic components are separately arranged on opposite sides of the cooler. This makes it easy to suppress thermal interference between the two electronic components. Further, the two electronic components are arranged adjacent to the cooler via the partition walls. Therefore, the two electronic components easily radiate heat to the cooler via the partition wall made of metal. That is, heat interference between the plurality of electronic components can be suppressed, and the heat dissipation of the plurality of electronic components can be improved. As a result, the life of a plurality of electronic components can be extended.
  • the ground terminal of the heat generating component is fixed to the cooling partition or the continuous partition. This makes it easier to radiate the heat of the heat-generating component to the cooler via the cooling partition. As a result, the life of the heat generating component can be extended.
  • FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view of a power conversion device according to a first embodiment viewed from a Z direction.
  • FIG. 2 is an explanatory sectional view taken along line II-II of FIG.
  • FIG. 3 is an explanatory sectional view taken along line III-III in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional explanatory view of the power converter according to the second embodiment as viewed from the Z direction.
  • FIG. 5 is an explanatory cross-sectional view of the power converter according to the third embodiment as viewed from the Z direction.
  • FIG. 6 is an explanatory cross-sectional view of the power converter according to the fourth embodiment as viewed from the Z direction.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram of the power conversion device viewed from the Z direction in the fifth embodiment.
  • FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view of a power conversion device according to a first embodiment viewed from a Z direction.
  • FIG. 2 is an explanatory sectional view taken along line II
  • FIG. 8 is an explanatory sectional view taken along line VIII-VIII in FIG.
  • FIG. 9 is a partial cross-sectional explanatory view corresponding to a cross section taken along line IX-IX of FIG.
  • FIG. 10 is a circuit configuration diagram of a power conversion device according to the fifth embodiment.
  • the power converter 1 of the present embodiment includes a semiconductor module 2, a cooler 3, at least two electronic components 4, and a metal case 5.
  • the cooler 3 cools the semiconductor module 2.
  • the electronic component 4 is directly or indirectly connected to the semiconductor module 2.
  • the case 5 houses the semiconductor module 2, the cooler 3, and the electronic component 4.
  • the case 5 has a partition 51 that partitions the inside.
  • Two electronic components 4 are separately arranged on opposite sides of the cooler 3.
  • the two electronic components 4 are arranged adjacent to the cooler 3 with the partition wall 51 interposed therebetween.
  • components that hinder heat radiation of the electronic components are particularly provided between the cooler 3 and the partition 51 and between the partition 51 and the electronic component 4. Represents a state where it is not arranged. Then, a gap or the like may exist between the cooler 3 and the partition wall 51 or between the partition wall 51 and the electronic component 4. Alternatively, the partition wall 51 may be in contact with at least one of the cooler 3 and the electronic component 4.
  • the two electronic components 4 that are separately arranged on opposite sides of the cooler 3 are any two of a current sensor, a capacitor, and a reactor.
  • the two electronic components 4 that are separately arranged on opposite sides of the cooler 3 are a current sensor 41 and a capacitor 42.
  • the cooler 3 has a plurality of cooling pipes 31 stacked together with the semiconductor module 2.
  • Two electronic components 4 are separately arranged on opposite sides of the stacked body 11 of the plurality of cooling tubes 31 and the semiconductor module 2.
  • the two electronic components 4 are arranged adjacent to the stacked body 11 with the partition wall 51 interposed therebetween.
  • the stacked body 11 is formed by alternately stacking a plurality of semiconductor modules 2 and a plurality of cooling pipes 31.
  • the stacking direction of the stacked body 11 will be appropriately referred to as an X direction hereinafter.
  • the cooling pipe 31 has a refrigerant flow path through which the refrigerant flows.
  • the coolant flow path is formed along a direction orthogonal to the X direction.
  • the direction in which the coolant flow path is formed is appropriately referred to as a Y direction.
  • a direction orthogonal to both the X direction and the Y direction is appropriately referred to as a Z direction.
  • the cooling pipes 31 adjacent to each other in the X direction with the semiconductor module 2 interposed therebetween are connected to each other near both ends in the Y direction.
  • the cooler 3 has a cooling plate 310 at one end in the X direction.
  • a refrigerant introduction pipe 321 and a refrigerant discharge pipe 322 protrude outward from the cooling plate 310 in the X direction.
  • the refrigerant introduction pipe 321 and the refrigerant discharge pipe 322 protrude outside the case 5.
  • the semiconductor module 2 has a switching element built therein.
  • the switching element for example, IGBT (short for insulated gate bipolar transistor) and MOSFET (short for MOS field effect transistor) can be used.
  • Power terminals 21 protrude from the semiconductor module 2 in the Z direction.
  • the semiconductor module 2 has a plurality of signal terminals 22 protruding on the side opposite to the power terminals 21. These signal terminals 22 are connected to the control board 15.
  • the control board 15 is arranged to face the stacked body 11 with the main surface facing in the Z direction.
  • the electronic component 4 is arranged adjacent to the laminated body 11 configured as described above on both sides in the Y direction with the partition wall 51 interposed therebetween. As shown in FIGS. 1 and 2, both ends in the Y direction of the stacked body 11 are both ends of the plurality of cooling pipes 31, and are portions where connection pipes 33 connecting these are formed. That is, both ends in the Y direction of the stacked body 11 are part of the cooler 3. Therefore, the electronic components 4 are adjacently arranged on both sides of the cooler 3 in the Y direction via the partition walls 51, respectively.
  • the current sensor 41 is disposed on one side of the cooler 3 in the Y direction with the partition wall 51 interposed therebetween.
  • the condenser 42 is disposed on the other side of the cooler 3 in the Y direction with a partition wall 51 interposed therebetween.
  • the number of electronic components 4 adjacent to the cooler 3 in the same direction via the partition wall 51 is one. That is, the electronic component 4 adjacently arranged on the one side in the Y direction of the cooler 3 via the partition wall 51 is only the current sensor 41, and the other electronic components are not adjacently arranged. Further, the electronic component 4 adjacently disposed on the other side in the Y direction of the cooler 3 via the partition wall 51 is only the capacitor 42, and other electronic components are not disposed adjacently.
  • one electronic component 4 means one electronic component. Therefore, for example, even if a component has a plurality of elements built therein, a component that is one component corresponds to “one electronic component 4”.
  • the case 5 is made of, for example, a metal such as aluminum. As shown in FIGS. 1 to 3, an input connector 61 and an output connector 62 are fixed to the outer surface on one side in the Y direction of the case 5.
  • the input connector 61 is configured to be connected to a connector of a power supply line connected to a DC power supply.
  • the output connector 62 is configured to be connected to a connector of a load wiring connected to an AC load such as a rotating electric machine.
  • the input connector 61 has a pair of terminals 61 a and is connected to a pair of terminals 421 of the capacitor 42 via a pair of input bus bars 71. At least one of the pair of input bus bars 71 is adjacent to the cooler 3 via the partition wall 51. That is, the input bus bar 71 is adjacent to the cooler 3 via the partition wall 51 in the X direction.
  • the capacitor 42 is connected to a part of the power terminals 21 of the semiconductor module 2 in the stacked body 11 at a pair of terminals 422 provided at positions different from the terminals 421 connected to the input bus bar 71.
  • FIG. 1 the illustration of the connection state between the terminal 422 and the power terminal 21 is omitted.
  • the other power terminals 21 of the semiconductor module 2 in the stacked body 11 are connected to the terminals of the output connector 62 via the output bus bar 72.
  • a plurality of output bus bars 72 are arranged.
  • the current sensor 41 is arranged around the plurality of output bus bars 72.
  • the current sensor 41 is electrically or magnetically connected to the output bus bar 72. That is, the current sensor 41 is the electronic component 4 indirectly connected to the semiconductor module 2. Then, the current sensor 41 can detect the output current by detecting the current flowing through the output bus bar 72.
  • the case 5 has a base plate 52 whose main surface faces in the Z direction.
  • the case 5 has an outer peripheral wall 53 erected in the Z direction on the outer peripheral edge of the base plate 52.
  • the outer peripheral wall portion 53 protrudes from the base plate 52 on both sides in the Z direction. Therefore, a space surrounded by the outer peripheral wall 53 exists on each of the two main surfaces of the base plate 52.
  • the laminated body 11 and the plurality of electronic components 4 are arranged on one side of the base plate 52, and the control board 15 is arranged on the other side of the base plate 52.
  • the side on which the stacked body 11 is disposed with respect to the base plate 52 is referred to as an upper side for convenience, and the opposite side is referred to as a lower side.
  • these expressions do not particularly limit the arrangement posture of the power conversion device 1.
  • the base plate 52 is partially provided with an opening 521.
  • the signal terminal 22 of the semiconductor module 2 protrudes toward the control board 15 via the opening 521.
  • An upper lid 541 and a lower lid 542 are fixed to the upper edge and the lower edge of the outer peripheral wall 53, respectively.
  • the partition wall 51 stands upright from the base plate 52. As shown in FIG. 1, the partition wall 51 includes a partition wall 51 whose main surface is directed in the Y direction and a partition wall 51 whose main surface is directed in the X direction. Two partition walls 51 whose main surfaces face in the Y direction are respectively arranged on both sides of the laminate 11 in the Y direction.
  • the electronic component 4 is disposed adjacent to the stacked body 11 via the partition walls 51. That is, the electronic component 4 is arranged adjacent to the cooler 3 via these partition walls 51. In the present embodiment, the cooler 3 and the electronic component 4 are not particularly in contact with the partition wall 51, but are arranged close to each other.
  • the input bus bar 71 is arranged adjacent to the stacked body 11 via the partition wall 51 whose main surface faces in the X direction.
  • the space in the case 5 is continuous above the upper edge of the partition wall 51.
  • the semiconductor module 2 and the electronic component 4 are connected via this space. That is, the output bus bar 72 and the terminal 422 of the capacitor 42 are arranged so as to pass above the partition wall 51, respectively.
  • the operation and effect of the present embodiment will be described.
  • two electronic components 4 are separately arranged on opposite sides of the cooler 3. Thereby, it is easy to suppress that the two electronic components 4 thermally interfere with each other. Further, the two electronic components 4 are arranged adjacent to the cooler 3 with the partition wall 51 interposed therebetween. Therefore, the two electronic components 4 easily radiate heat to the cooler 3 via the partition wall 51 made of metal.
  • the number of electronic components 4 adjacent to the cooler 3 in the same direction via the partition wall 51 is one. Thereby, the electronic component 4 can be cooled more efficiently, and the thermal interference between the plurality of electronic components 4 can be effectively suppressed.
  • the two electronic components 4 separately arranged on the opposite sides of the cooler 3 are a current sensor 41 and a capacitor 42.
  • the current sensor 41 and the capacitor 42 are electronic components that are relatively difficult to extend the life. Therefore, by suppressing such thermal degradation, it is possible to effectively extend the life of these electronic components 4.
  • Two electronic components 4 are separately arranged on opposite sides of the stacked body 11 of the plurality of cooling tubes 31 and the semiconductor module 2.
  • the two electronic components 4 are arranged adjacent to the stacked body 11 with the partition wall 51 interposed therebetween.
  • the cooler 3 can efficiently cool the semiconductor module 2 and also effectively cool the electronic component 4.
  • FIG. 4 In the present embodiment, as shown in FIG. 4, two electronic components 4 that are separately arranged on opposite sides of the cooler 3 are formed as a capacitor 42 and a reactor 43. That is, the condenser 42 is disposed adjacent to the cooler 3 on one side in the Y direction via the partition wall 51, and the reactor 43 is disposed adjacent to the other side in the Y direction via the partition wall 51. ing.
  • the power converter 1 of the present embodiment includes a boost converter that boosts DC power input from a DC power supply and supplies the boosted DC power to an inverter.
  • the reactor 43 is disposed in the case 5 as a component of the boost converter.
  • FIG. 4 is an explanatory view showing the positional relationship among the laminate 11, the capacitor 42, the reactor 43, and the case 5, and other components, wiring, and the like are omitted as appropriate.
  • the heat interference between the capacitor 42 and the reactor 43 can be suppressed, and the heat dissipation of the electronic components 4 can be improved.
  • the reactor 43 like the capacitor 42 and the like, is generally an electronic component in which it is relatively difficult to extend the life. Therefore, with the configuration of the present embodiment, it is possible to effectively extend the life of the entire power conversion device 1 by suppressing the thermal degradation of the capacitor 42 and the reactor 43. In addition, it has the same function and effect as the first embodiment.
  • two electronic components 4 which are separately arranged on opposite sides of the cooler 3 are formed as a current sensor 41 and a reactor 43. That is, the current sensor 41 is disposed adjacent to the cooler 3 on one side in the Y direction via the partition wall 51, and the reactor 43 is disposed adjacent to the other side in the Y direction via the partition wall 51. Have been.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing a positional relationship among the laminate 11, the current sensor 41, the reactor 43, and the case 5, and other components, wiring, and the like are omitted as appropriate. Other configurations are the same as those of the first or second embodiment.
  • the third embodiment has the same functions and effects as those of the first and second embodiments.
  • the present embodiment is in the form of a power converter 1 in which two electronic components 4 are separately arranged on both sides in the X direction with respect to a cooler 3 via partition walls 51. is there.
  • the current sensor 41 is arranged adjacent to the cooling pipe 31 arranged at one end in the X direction of the cooler 3 via the partition wall 51.
  • a condenser 42 is arranged adjacent to the other end of the cooler 3 in the X direction with a partition wall 51 interposed therebetween.
  • the cooler 3 bends the refrigerant introduction pipe 321 and the refrigerant discharge pipe 322 protruding from the cooling pipe 31 at one end in the stacking direction (that is, the X direction) (that is, the end on the arrangement side of the condenser 42) in the Y direction. .
  • the refrigerant introduction pipe 321 and the refrigerant discharge pipe 322 protrude from the outer peripheral wall 53 of the case 5 to the same side in the Y direction.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing a positional relationship among the laminate 11, the current sensor 41, the capacitor 42, and the case 5, and other components, wirings, and the like are omitted as appropriate. Other configurations are the same as in the first embodiment.
  • the present embodiment it is possible to suppress the thermal interference between the plurality of electronic components 4 (that is, the current sensor 41 and the capacitor 42) and to improve the heat dissipation of the plurality of electronic components 4. As a result, the life of the plurality of electronic components 4 can be extended. In addition, it has the same function and effect as the first embodiment.
  • the arrangement of the refrigerant introduction pipe 321 and the refrigerant discharge pipe 322 may be reversed, and the condenser 42 may be arranged adjacent to the refrigerant introduction pipe 321 via the partition wall 51. it can. In this case, the cooling efficiency of the condenser 42 can be further improved.
  • the refrigerant introduction pipe 321 and the refrigerant discharge pipe 322 have been described as being bent to the same side in the Y direction, but may be bent to opposite sides or bent in the Z direction. it can.
  • the positional relationship between the current sensor 41 and the condenser 42 with respect to the cooler 3 can be reversed.
  • a reactor 43 can be arranged in place of the current sensor 41 or the capacitor 42 as the electronic component 4 arranged adjacent to the cooler 3 in the X direction via the partition wall 51. .
  • the present embodiment is an embodiment of the power converter 10 further connected to the semiconductor module 2 and further including the heat generating component 8 having the ground terminal 81.
  • the ground terminal 81 of the heat generating component 8 is fixed to the cooling partition walls 511a, 511b, 511c or the continuous partition walls 512a, 512b.
  • the cooling partition walls 511a, 511b, and 511c are the partition walls 51 arranged facing the cooler 3.
  • the continuous partition walls 512a and 512b are the partition walls 51 that are continuous with one of the cooling partition walls 511a, 511b and 511c.
  • the ground terminal 81 is fixed to the continuous partition wall 512a that is continuous with the cooling partition wall 511a.
  • the ground terminal 81 is fastened to the continuous partition wall 512a by a metal fastening member such as the bolt 12.
  • At least some of the cooling partition walls 511a and 511c face the plurality of cooling pipes 31 and the connection pipe 33, and are formed along the stacking direction X of the plurality of cooling pipes 31. That is, some of the cooling partition walls 511a and 511c are arranged to face the cooler 3 in the Y direction.
  • the cooling partition walls 511a and 511c face the cooler 3 throughout the cooler 3 in the X direction. In the present embodiment, such cooling partition walls 511a and 511c are arranged on both sides of the cooler 3 in the Y direction.
  • the heat-generating component 8 is disposed at the bottom (see FIGS. 7 to 9).
  • the heat-generating component 8 is a grounding capacitor in which one electrode is grounded.
  • the grounding capacitor includes two capacitor elements 82.
  • the two capacitor elements 82 are connected in series as shown in FIG.
  • the ground terminal 81 is electrically connected to the wiring between the two capacitor elements 82.
  • the grounding capacitor as the heat-generating component 8 is connected in parallel with another capacitor 42.
  • the other capacitor 42 is a smoothing capacitor that smoothes a voltage input to the inverter circuit 20 including the plurality of semiconductor modules 2.
  • the grounding capacitor (that is, the heat generating component 8) has a function of removing noise current included in the DC power of the DC power supply BAT.
  • the case 5 has an earth boss 54 provided on the outer surface of the outer peripheral wall 53.
  • An earth boss 54 is arranged on an extension of the partition wall 51 to which the earth terminal 81 is fixed. That is, the ground boss 54 is disposed on an extension of the cooling partition 511a and the continuous partition 512a in the X direction.
  • a ground wiring terminal (not shown) (for example, a terminal such as a harness) is fastened to the ground boss 54.
  • the case 5 has a first cooling partition wall 511a and a second cooling partition wall 511b, which are different cooling partition walls.
  • the grounding capacitor serving as the heat-generating component 8 has a first fixed part 121 and a second fixed part 122.
  • the first fixing portion 121 is defined as a fixing portion fixed to the first cooling partition 511a or the first continuous partition 512a that is continuous with the first cooling partition 511a.
  • the second fixing part 122 is defined as a fixing part fixed to the second cooling partition 511b or the second continuous partition 512b continuous with the second cooling partition 511b.
  • the first fixing portion 121 is fixed to the first continuous partition wall 512a.
  • the second fixing portion 122 is fixed to the second cooling partition wall 511b.
  • the first fixing portion 121 is configured by the ground terminal 81.
  • the first fixing portion 121 is configured by the ground terminal 81, but the second fixing portion 122 is configured by a part of the insulating casing of the grounding capacitor. That is, the flange portion 83 provided on a part of the housing made of resin or the like accommodating the capacitor element 82 is fixed to the partition wall 51 as the second fixing portion 122. Others are the same as the first embodiment.
  • the ground terminal 81 of the grounding capacitor as the heat-generating component 8 is fixed to the continuous partition 512a.
  • the heat of the grounding capacitor can be easily radiated to the cooler 3 via the continuous partition wall 512a and the cooling partition wall 511a.
  • the life of the grounding capacitor can be extended.
  • the noise current flowing through the grounding capacitor can be released to the ground via the case 5. That is, the structure in which the ground terminal 81 is fixed to the continuous partition wall 512a can fulfill not only the function of releasing the noise current but also the heat radiation function of the grounding capacitor.
  • the cooling partition wall 511a faces the plurality of cooling pipes 31 and the connecting pipes 33 and is formed along the X direction.
  • the heat of the grounding capacitor that is, the heat-generating component 8 is easily radiated to the cooler 3 more efficiently.
  • the ground boss 54 is disposed on an extension of the partition 51 to which the ground terminal 81 is fixed (in the present embodiment, the continuous partition 512a). Thereby, the current path from the ground terminal 81 to the ground boss 54 can be shortened. As a result, the noise current flowing through the grounding capacitor can be quickly released to the ground.
  • the grounding capacitor serving as the heat-generating component 8 has a first fixing part 121 and a second fixing part 122. Thereby, the grounding capacitor can be fixed to the case 5 stably. At the same time, the heat of the grounding capacitor can be radiated from the second fixing part 122 together with the heat radiated from the first fixing part 121. Even if the second fixing part 122 is not a terminal, the heat radiation path from the second fixing part 122 can serve as an auxiliary heat radiation path for the heat radiation path from the first fixing part 121. In addition, it has the same function and effect as the first embodiment.
  • the present disclosure is not limited to the above embodiments, and can be applied to various embodiments without departing from the gist of the present disclosure.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

電力変換装置（１）は、半導体モジュール（２）と、半導体モジュール（２）を冷却する冷却器（３）と、半導体モジュール（２）と直接又は間接的に接続された少なくとも２つの電子部品（４）と、半導体モジュール（２）、冷却器（３）、及び電子部品（４）を収容する金属製のケース（５）と、を有する。ケース（５）は、内部を区画する区隔壁（５１）を有する。冷却器（３）を挟んで互いに反対側に、２つの電子部品（４）が、分かれて配置されている。２つの電子部品（４）は、冷却器（３）に対して、それぞれ区隔壁（５１）を介して隣接配置されている。

Description

電力変換装置 関連出願の相互参照
　本出願は、２０１８年６月１９日に出願された日本出願番号２０１８－１１６１４５号と、２０１９年４月１日に出願された日本出願番号２０１９－６９８７２号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
　本開示は、電力変換装置に関する。
　インバータ等の電力変換装置は、半導体モジュールの他に、複数の電子部品を有する。半導体モジュール及び電子部品は、ケース内に収容されている。特許文献１に記載の電力変換装置は、ケースの剛性を確保しつつ軽量化、小型化を図るべく、ケースの内側に、内側壁部を形成している。このような内側壁部は、ケースの内部を区画する区隔壁ともなる。そして、区隔壁にて区画された複数の収容空間のそれぞれに、電子部品が収容配置されている。
特開２０１５－１４９８１０号公報
　特許文献１に開示された電力変換装置においては、電子部品同士（例えば、コンデンサと電流センサ）が、区隔壁を介して隣り合うように配置されている。それゆえ、電子部品同士において、区隔壁を介する熱の授受が行われやすい。そうすると、電力変換装置の大電力化に伴い、電子部品の短寿命化が懸念される。
　本開示は、部品の長寿命化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。
　本開示の第１の態様は、半導体モジュールと、
　上記半導体モジュールを冷却する冷却器と、
　上記半導体モジュールと直接又は間接的に接続された少なくとも２つの電子部品と、
　上記半導体モジュール、上記冷却器、及び上記電子部品を収容する金属製のケースと、を有し、
　上記ケースは、内部を区画する区隔壁を有し、
　上記冷却器を挟んで互いに反対側に、２つの上記電子部品が、分かれて配置されており、
　かつ、２つの上記電子部品は、上記冷却器に対して、それぞれ上記区隔壁を介して隣接配置されている、電力変換装置にある。
　本開示の第２の態様は、半導体モジュールと、
　上記半導体モジュールを冷却する冷却器と、
　上記半導体モジュールと接続されると共にアース端子を備えた発熱部品と、
　上記半導体モジュール、上記冷却器、及び上記発熱部品を収容する金属製のケースと、を有し、
　上記ケースは、内部を区画する区隔壁を有し、
　上記発熱部品の上記アース端子は、上記冷却器に面して配された上記区隔壁である冷却区隔壁、又は該冷却区隔壁と連続する上記区隔壁である連続区隔壁に、固定されている、電力変換装置にある。
　上記第１の態様の電力変換装置においては、上記冷却器を挟んで互いに反対側に、２つの上記電子部品が、分かれて配置されている。これにより、２つの電子部品同士が、互いに熱干渉することを抑制しやすい。また、２つの電子部品は、冷却器に対して、それぞれ区隔壁を介して隣接配置されている。それゆえ、２つの電子部品は、金属製の区隔壁を介して、冷却器に放熱しやすい。
　すなわち、複数の電子部品同士の熱干渉を抑制すると共に、複数の電子部品の放熱性を向上させることができる。その結果、複数の電子部品の長寿命化を図ることができる。
　上記第２の態様の電力変換装置においては、上記発熱部品のアース端子が、上記冷却区隔壁又は上記連続区隔壁に固定されている。これにより、発熱部品の熱を冷却区隔壁を介して冷却器に放熱しやすくなる。その結果、発熱部品の長寿命化を図ることができる。
　以上のごとく、上記態様によれば、部品の長寿命化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。
図１は、実施形態１における、Ｚ方向から見た電力変換装置の断面説明図であり、 図２は、図１のII－II線矢視断面説明図であり、 図３は、図１のIII－III線矢視断面説明図であり、 図４は、実施形態２における、Ｚ方向から見た電力変換装置の断面説明図であり、 図５は、実施形態３における、Ｚ方向から見た電力変換装置の断面説明図であり、 図６は、実施形態４における、Ｚ方向から見た電力変換装置の断面説明図であり、 図７は、実施形態５における、Ｚ方向から見た電力変換装置の説明図であり、 図８は、図７のVIII－VIII線矢視断面説明図であり、 図９は、図７のIX－IX線矢視断面相当の部分断面説明図であり、 図１０は、実施形態５における、電力変換装置の回路構成図である。
（実施形態１）
　電力変換装置に係る実施形態について、図１～図３を参照して説明する。
　本実施形態の電力変換装置１は、図１、図２に示すごとく、半導体モジュール２と、冷却器３と、少なくとも２つの電子部品４と、金属製のケース５と、を有する。
　冷却器３は、半導体モジュール２を冷却する。電子部品４は、半導体モジュール２と直接又は間接的に接続されている。ケース５は、半導体モジュール２、冷却器３、及び電子部品４を収容する。
　ケース５は、内部を区画する区隔壁５１を有する。
　冷却器３を挟んで互いに反対側に、２つの電子部品４が、分かれて配置されている。
　２つの電子部品４は、冷却器３に対して、それぞれ区隔壁５１を介して隣接配置されている。
　なお、隣接配置の状態としては、冷却器３と区隔壁５１との間、及び、区隔壁５１と電子部品４との間に、特に発熱部品や断熱部材等、電子部品の放熱を妨げる部品が配置されていない状態を表す。そして、冷却器３と区隔壁５１との間、又は、区隔壁５１と電子部品４との間に、空隙等が存在していてもよい。或いは、区隔壁５１が冷却器３と電子部品４との少なくとも一方に接触していてもよい。
　冷却器３を挟んで互いに反対側に分かれて配置された２つの電子部品４は、電流センサ、コンデンサ、リアクトルのうち、いずれか２つである。本形態においては、冷却器３を挟んで互いに反対側に分かれて配置された２つの電子部品４は、電流センサ４１とコンデンサ４２とである。
　図１に示すごとく、冷却器３は、半導体モジュール２と共に積層された複数の冷却管３１を有している。複数の冷却管３１と半導体モジュール２との積層体１１を挟んで互いに反対側に、２つの電子部品４が、分かれて配置されている。２つの電子部品４は、積層体１１に対して、それぞれ区隔壁５１を介して隣接配置されている。
　本形態において、積層体１１は、複数の半導体モジュール２と複数の冷却管３１とを交互に積層してなる。この積層体１１の積層方向を、以下において、適宜、Ｘ方向という。冷却管３１は、内部に冷媒を流通させる冷媒流路を有する。冷媒流路は、Ｘ方向に直交する方向に沿って形成されている。この冷媒流路の形成方向を、適宜、Ｙ方向という。また、Ｘ方向とＹ方向との双方に直交する方向を、適宜、Ｚ方向という。
　半導体モジュール２を挟んで互いにＸ方向に隣り合う冷却管３１同士は、Ｙ方向の両端部付近において、互いに連結されている。冷却器３は、Ｘ方向の一端に、冷却プレート３１０を有する。冷却プレート３１０から、Ｘ方向の外側へ、冷媒導入管３２１及び冷媒排出管３２２が突出している。冷媒導入管３２１及び冷媒排出管３２２は、ケース５の外側へ突出している。
　半導体モジュール２は、内部にスイッチング素子を内蔵している。スイッチング素子としては、例えば、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタの略）、ＭＯＳＦＥＴ（ＭＯＳ型電界効果トランジスタの略）を用いることができる。半導体モジュール２からは、パワー端子２１がＺ方向に突出している。
　また、図２に示すごとく、半導体モジュール２は、パワー端子２１と反対側に、複数の信号端子２２を突出させている。これらの信号端子２２は、制御基板１５に接続されている。制御基板１５は、Ｚ方向に主面を向けた状態で、積層体１１に対向配置されている。
　このように構成された積層体１１に対して、Ｙ方向の両側に、それぞれ区隔壁５１を介して、電子部品４が隣接配置されている。そして、図１、図２に示すごとく、積層体１１におけるＹ方向の両端部は、複数の冷却管３１の両端部であり、これらを連結する連結管３３が形成された部分である。つまり、積層体１１におけるＹ方向の両端部は、冷却器３の一部である。それゆえ、冷却器３に対するＹ方向の両側に、それぞれ区隔壁５１を介して、電子部品４が隣接配置されていることとなる。
　より具体的には、冷却器３における、Ｙ方向の一方側に、区隔壁５１を介して電流センサ４１が配置されている。また、冷却器３における、Ｙ方向の他方側に、区隔壁５１を介してコンデンサ４２が配置されている。
　また、図１、図２に示すごとく、冷却器３に対して同じ方向に区隔壁５１を介して隣接する電子部品４は、１個である。すなわち、冷却器３における、Ｙ方向の一方側に、区隔壁５１を介して隣接配置された電子部品４は、電流センサ４１のみであり、他の電子部品は隣接配置されていない。また、冷却器３における、Ｙ方向の他方側に、区隔壁５１を介して隣接配置された電子部品４は、コンデンサ４２のみであり、他の電子部品は隣接配置されていない。
　ここで、１個の電子部品４とは、部品として１個であることを意味する。それゆえ、例えば、内部に複数の素子が内蔵された部品であっても、一部品となっているものは、「１個の電子部品４」に該当する。
　ケース５は、例えば、アルミニウム等の金属からなる。図１～図３に示すごとく、ケース５における、Ｙ方向の一方側の外側面に、入力コネクタ６１と、出力コネクタ６２とが固定されている。入力コネクタ６１は、直流電源に接続された電源配線のコネクタが、接続されるよう構成されている。出力コネクタ６２は、回転電機等の交流負荷に接続された負荷配線のコネクタが、接続されるよう構成されている。
　図１、図３に示すごとく、入力コネクタ６１は、一対の端子６１ａを備え、一対の入力バスバー７１を介して、コンデンサ４２の一対の端子４２１に接続されている。一対の入力バスバー７１のうち少なくとも一方は、区隔壁５１を介して冷却器３に隣接している。すなわち、入力バスバー７１は、区隔壁５１を介して、冷却器３に対して、Ｘ方向に隣接している。
　コンデンサ４２は、入力バスバー７１と接続される端子４２１とは別の位置に設けた一対の端子４２２において、積層体１１における半導体モジュール２の一部のパワー端子２１に接続されている。図１においては、端子４２２とパワー端子２１との接続状態の図示は、省略してある。
　また、積層体１１における半導体モジュール２の他のパワー端子２１は、出力バスバー７２を介して、出力コネクタ６２の端子に接続されている。出力バスバー７２は、複数本配置されている。複数の出力バスバー７２の周囲に、電流センサ４１が配置されている。電流センサ４１は、出力バスバー７２に、電気的又は磁気的に接続されている。すなわち、電流センサ４１は、半導体モジュール２と間接的に接続された電子部品４である。そして、電流センサ４１は、出力バスバー７２を流れる電流を検出することで、出力電流を検出することができる。
　図２、図３に示すごとく、ケース５は、Ｚ方向に主面を向けたベースプレート５２を有する。また、ケース５は、ベースプレート５２の外周縁においてＺ方向に立設した外周壁部５３を有する。外周壁部５３は、ベースプレート５２に対して、Ｚ方向の両側に突出している。それゆえ、ベースプレート５２の両主面側に、それぞれ、外周壁部５３によって囲まれた空間が存在する。
　図２に示すごとく、ベースプレート５２の一方面側に、積層体１１および複数の電子部品４が配置され、ベースプレート５２の他方面側に、制御基板１５が配置されている。Ｚ方向において、ベースプレート５２に対して積層体１１が配置された側を、便宜的に、上側といい、その反対側を下側という。ただし、これらの表現は、特に電力変換装置１の配置姿勢を限定するものではない。
　ベースプレート５２には、部分的に開口部５２１が設けてある。開口部５２１を介して、半導体モジュール２の信号端子２２が制御基板１５に向って突出している。また、外周壁部５３の上端縁と下端縁には、それぞれ上側蓋部５４１と下側蓋部５４２とが固定されている。
　区隔壁５１は、ベースプレート５２から、上側に立設している。図１に示すごとく、区隔壁５１には、Ｙ方向に主面を向けたものと、Ｘ方向に主面を向けたものとがある。Ｙ方向に主面を向けた２つの区隔壁５１が、それぞれ、積層体１１における、Ｙ方向の両側に配置されている。そして、これらの区隔壁５１を介して、それぞれ、電子部品４が積層体１１に対して隣接配置されている。すなわち、これらの区隔壁５１を介して、それぞれ電子部品４が冷却器３に隣接配置されている。本形態において、冷却器３及び電子部品４は、特に区隔壁５１に接触していないが、近接配置されている。
　また、図１、図３に示すごとく、Ｘ方向に主面を向けた区隔壁５１を介して、積層体１１に対して入力バスバー７１が隣接配置されている。
　図２、図３に示すごとく、区隔壁５１の上端縁の上側において、ケース５内の空間は連続している。この空間を介して、半導体モジュール２と電子部品４とが接続されている。すなわち、出力バスバー７２及びコンデンサ４２の端子４２２は、それぞれ区隔壁５１の上側を通過するように、配置されている。
　次に、本実施形態の作用効果につき説明する。
　上記電力変換装置１においては、冷却器３を挟んで互いに反対側に、２つの電子部品４が、分かれて配置されている。これにより、２つの電子部品４同士が、互いに熱干渉することを抑制しやすい。また、２つの電子部品４は、冷却器３に対して、それぞれ区隔壁５１を介して隣接配置されている。それゆえ、２つの電子部品４は、金属製の区隔壁５１を介して、冷却器３に放熱しやすい。
　すなわち、複数の電子部品４同士の熱干渉を抑制すると共に、複数の電子部品４の放熱性を向上させることができる。その結果、複数の電子部品４の長寿命化を図ることができる。
　また、冷却器３に対して同じ方向に区隔壁５１を介して隣接する電子部品４は、１個である。これにより、電子部品４をより効率的に冷却することができると共に、複数の電子部品４の間の熱干渉を効果的に抑制することができる。
　また、冷却器３を挟んで互いに反対側に分かれて配置された２つの電子部品４は、電流センサ４１とコンデンサ４２とである。電流センサ４１及びコンデンサ４２は、一般に、長寿命化を図ることが比較的困難な電子部品である。そのため、これらの熱劣化を抑制することで、これらの電子部品４の長寿命化を効果的に図ることができる。
　また、複数の冷却管３１と半導体モジュール２との積層体１１を挟んで互いに反対側に、２つの電子部品４が、分かれて配置されている。そして、２つの電子部品４は、積層体１１に対して、それぞれ区隔壁５１を介して隣接配置されている。これにより、冷却器３は、半導体モジュール２を効率的に冷却すると共に、電子部品４をも効果的に冷却することが可能となる。
　以上のごとく、本実施形態によれば、電子部品の長寿命化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。
（実施形態２）
　本実施形態は、図４に示すごとく、冷却器３を挟んで互いに反対側に分かれて配置された２つの電子部品４を、コンデンサ４２とリアクトル４３とした形態である。
　すなわち、冷却器３に対して、Ｙ方向の一方側に、区隔壁５１を介して、コンデンサ４２が隣接配置され、Ｙ方向の他方側に、区隔壁５１を介して、リアクトル４３が隣接配置されている。
　本形態の電力変換装置１は、直流電源から入力される直流電力を昇圧してインバータへ供給する昇圧コンバータを備えている。この昇圧コンバータの構成部品として、上記リアクトル４３がケース５内に配置されている。
　なお、図４においては、積層体１１、コンデンサ４２、リアクトル４３、及びケース５の位置関係を示す説明図であり、他の部品や配線等は、適宜省略してある。
　その他の構成は、実施形態１と同様である。なお、実施形態２以降において用いた符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。
　本形態の場合には、コンデンサ４２とリアクトル４３との間の熱干渉を抑制すると共に、これらの電子部品４の放熱性を向上させることができる。これにより、コンデンサ４２及びリアクトル４３の熱劣化を抑制することで、これらの電子部品４の長寿命化を効果的に図ることができる。すなわち、リアクトル４３も、コンデンサ４２等と同様、一般に、長寿命化を図ることが比較的困難な電子部品である。それゆえ、本形態の構成によって、コンデンサ４２及びリアクトル４３の熱劣化を抑制することで、効果的に、電力変換装置１全体の長寿命化を図ることができる。
　その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。
（実施形態３）
　本実施形態は、図５に示すごとく、冷却器３を挟んで互いに反対側に分かれて配置された２つの電子部品４を、電流センサ４１とリアクトル４３とした形態である。
　すなわち、冷却器３に対して、Ｙ方向の一方側に、区隔壁５１を介して、電流センサ４１が隣接配置され、Ｙ方向の他方側に、区隔壁５１を介して、リアクトル４３が隣接配置されている。
　なお、図５においては、積層体１１、電流センサ４１、リアクトル４３、及びケース５の位置関係を示す説明図であり、他の部品や配線等は、適宜省略してある。
　その他の構成は、実施形態１又は実施形態２と同様である。
　本形態の場合には、電流センサ４１とリアクトル４３との間の熱干渉を抑制すると共に、これらの電子部品４の放熱性を向上させることができる。これにより、電流センサ４１及びリアクトル４３の熱劣化を抑制することで、これらの電子部品４の長寿命化を効果的に図ることができる。
　その他、実施形態１及び実施形態２と同様の作用効果を有する。
（実施形態４）
　本実施形態は、図６に示すごとく、冷却器３に対して、Ｘ方向の両側に、それぞれ区隔壁５１を介して２つの電子部品４が分かれて配置された、電力変換装置１の形態である。
　本形態においては、冷却器３におけるＸ方向の一端に配された冷却管３１に、区隔壁５１を介して、電流センサ４１が隣接配置されている。また、冷却器３におけるＸ方向の他端側に、区隔壁５１を介してコンデンサ４２が隣接配置されている。
　冷却器３は、積層方向（すなわちＸ方向）の一端（すなわちコンデンサ４２の配置側の端部）の冷却管３１から突出した冷媒導入管３２１及び冷媒排出管３２２を、Ｙ方向へ屈曲させている。冷媒導入管３２１及び冷媒排出管３２２は、ケース５の外周壁部５３からＹ方向の同じ側へ突出している。
　そして、ケース５内における、冷媒排出管３２２のＹ方向に沿った部分に対して、Ｘジ方向から、コンデンサ４２が、区隔壁５１を介して隣接配置されている。
　なお、図６においては、積層体１１、電流センサ４１、コンデンサ４２、及びケース５の位置関係を示す説明図であり、他の部品や配線等は、適宜省略してある。
　その他の構成は、実施形態１と同様である。
　本形態の場合にも、複数の電子部品４（すなわち、電流センサ４１とコンデンサ４２）同士の熱干渉を抑制すると共に、複数の電子部品４の放熱性を向上させることができる。その結果、複数の電子部品４の長寿命化を図ることができる。
　その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。
　なお、本形態において、冷媒導入管３２１と冷媒排出管３２２との配置を逆にして、冷媒導入管３２１に対して、コンデンサ４２が、区隔壁５１を介して隣接配置された構成とすることもできる。この場合には、コンデンサ４２の冷却効率をより向上させることができる。
　また、本形態においては、冷媒導入管３２１及び冷媒排出管３２２を、Ｙ方向の同じ側へ屈曲させた形態を示したが、互いに反対側へ屈曲させたり、Ｚ方向へ屈曲させたりすることもできる。
　また、本形態において、冷却器３に対する電流センサ４１とコンデンサ４２との位置関係を、逆にすることもできる。
　さらには、本形態においても、冷却器３に対してＸ方向に、区隔壁５１を介して隣接配置する電子部品４として、電流センサ４１又はコンデンサ４２に代えて、リアクトル４３を配置することもできる。
（実施形態５）
　本形態は、図７～図１０に示すごとく、半導体モジュール２と接続されると共にアース端子８１を備えた発熱部品８をさらに有する電力変換装置１０の形態である。
　図７、図８に示すごとく、発熱部品８のアース端子８１は、冷却区隔壁５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃ又は連続区隔壁５１２ａ、５１２ｂに、固定されている。冷却区隔壁５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃは、冷却器３に面して配された区隔壁５１である。連続区隔壁５１２ａ、５１２ｂは、冷却区隔壁５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃのいずれかと連続する区隔壁５１である。
　本形態においては、アース端子８１は、冷却区隔壁５１１ａに連続する連続区隔壁５１２ａに、固定されている。アース端子８１は、例えば、ボルト１２等の金属製締結部材によって、連続区隔壁５１２ａに締結されている。
　少なくとも一部の冷却区隔壁５１１ａ、５１１ｃは、複数の冷却管３１及び連結管３３に面して、複数の冷却管３１の積層方向Ｘに沿って形成されている。つまり、一部の冷却区隔壁５１１ａ、５１１ｃは、冷却器３に対して、Ｙ方向に対向配置されている。そして、Ｘ方向における冷却器３の全体にわたり、冷却区隔壁５１１ａ、５１１ｃは、冷却器３に面している。このような冷却区隔壁５１１ａ、５１１ｃが、本形態においては、冷却器３におけるＹ方向の両側に、それぞれ配置されている。本形態においては、そのうちの一つの冷却区隔壁５１１ａがＸ方向に延長された区隔壁５１として、連続区隔壁５１２ａが存在する。
　この連続区隔壁５１２ａと、２つの外周壁部５３の一部ずつと、Ｘ方向に主面を向けた冷却区隔壁５１１ｂと、さらにはこれに連続する連続区隔壁５１２ｂと、によって囲まれた空間に、発熱部品８が配置されている（図７～図９参照）。本形態において、発熱部品８は、一方の電極が接地される接地用コンデンサである。接地用コンデンサは、２つのコンデンサ素子８２を備えている。２つのコンデンサ素子８２は、図１０に示すごとく、互いに直列接続されている。そして、２つのコンデンサ素子８２の間の配線に、アース端子８１が電気的に接続されている。
　また、発熱部品８としての接地用コンデンサは、他のコンデンサ４２と並列接続されている。当該他のコンデンサ４２は、複数の半導体モジュール２からなるインバータ回路２０に入力される電圧を平滑化する平滑コンデンサである。そして、接地用コンデンサ（すなわち発熱部品８）は、直流電源ＢＡＴの直流電力に含まれるノイズ電流を除去する機能を有する。
　図７に示すごとく、ケース５は、外周壁部５３の外側面に設けられたアースボス５４を有する。アース端子８１が固定された区隔壁５１の延長線上に、アースボス５４が配置されている。すなわち、冷却区隔壁５１１ａ及び連続区隔壁５１２ａのＸ方向の延長線上に、アースボス５４が配置されている。
　アースボス５４には、図示を省略するアース配線の端子（例えば、ハーネス等の端子）が締結される。
　ケース５は、互いに異なる冷却区隔壁である第１冷却区隔壁５１１ａ及び第２冷却区隔壁５１１ｂを有する。発熱部品８としての接地用コンデンサは、第１固定部１２１と、第２固定部１２２とを有する。第１固定部１２１は、第１冷却区隔壁５１１ａ又は第１冷却区隔壁５１１ａに連続する第１連続区隔壁５１２ａに固定された固定部として定義される。また、第２固定部１２２は、第２冷却区隔壁５１１ｂ又は第２冷却区隔壁５１１ｂに連続する第２連続区隔壁５１２ｂに固定された固定部として定義される。
　本形態においては、第１固定部１２１は、第１連続区隔壁５１２ａに固定されている。また、第２固定部１２２は、第２冷却区隔壁５１１ｂに固定されている。
　そして、少なくとも第１固定部１２１は、アース端子８１にて構成されている。本形態においては、第１固定部１２１が、アース端子８１にて構成されているが、第２固定部１２２は、接地用コンデンサの絶縁性筐体部の一部にて構成されている。つまり、コンデンサ素子８２を収容した樹脂等からなる筐体の一部に設けたフランジ部８３が、第２固定部１２２として、区隔壁５１に固定されている。
　その他は、実施形態１と同様である。
　次に、本形態の作用効果を説明する。
　本形態の電力変換装置１０においては、発熱部品８としての接地用コンデンサのアース端子８１が、連続区隔壁５１２ａに固定されている。これにより、接地用コンデンサの熱を、連続区隔壁５１２ａ及び冷却区隔壁５１１ａを介して冷却器３に放熱しやすくなる。その結果、接地用コンデンサの長寿命化を図ることができる。
　また、接地用コンデンサに流れるノイズ電流を、ケース５を介してグランドへ逃がすことができる。つまり、アース端子８１を連続区隔壁５１２ａに固定した構造は、ノイズ電流を逃がす機能と共に、接地用コンデンサの放熱機能をも果たすことができる。
　また、冷却区隔壁５１１ａが、複数の冷却管３１及び連結管３３に面して、Ｘ方向に沿って形成されている。これにより、接地用コンデンサ（すなわち発熱部品８）の熱を、より効率的に冷却器３へ放熱しやすくなる。
　また、アース端子８１が固定された区隔壁５１（本形態においては、連続区隔壁５１２ａ）の延長線上に、アースボス５４が配置されている。これにより、アース端子８１からアースボス５４までの電流経路を短くすることができる。その結果、接地用コンデンサに流れたノイズ電流を、迅速にグランドへ逃がすことができる。
　また、発熱部品８としての接地用コンデンサは、第１固定部１２１と、第２固定部１２２とを有する。これにより、接地用コンデンサを安定してケース５に固定することができる。それとともに、接地用コンデンサの熱を、第１固定部１２１からの放熱と共に、第２固定部１２２からも放熱することができる。なお、第２固定部１２２が端子ではなくても、第２固定部１２２からの放熱経路は、第１固定部１２１からの放熱経路に対する補助的な放熱経路としての役割を果たし得る。
　その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。
　本開示は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。
　本開示は、実施形態に準拠して記述されたが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (10)

  1. 　半導体モジュール（２）と、
    　上記半導体モジュールを冷却する冷却器（３）と、
    　上記半導体モジュールと直接又は間接的に接続された少なくとも２つの電子部品（４）と、
    　上記半導体モジュール、上記冷却器、及び上記電子部品を収容する金属製のケース（５）と、を有し、
    　上記ケースは、内部を区画する区隔壁（５１）を有し、
    　上記冷却器を挟んで互いに反対側に、２つの上記電子部品が、分かれて配置されており、
    　かつ、２つの上記電子部品は、上記冷却器に対して、それぞれ上記区隔壁を介して隣接配置されている、電力変換装置（１、１０）。
  2. 　上記冷却器に対して同じ方向に上記区隔壁を介して隣接する上記電子部品は、１個である、請求項１に記載の電力変換装置。
  3. 　上記冷却器を挟んで互いに反対側に分かれて配置された２つの上記電子部品は、電流センサ（４１）、コンデンサ（４２）、リアクトル（４３）のうち、いずれか２つである、請求項１又は２に記載の電力変換装置。
  4. 　上記冷却器を挟んで互いに反対側に分かれて配置された２つの上記電子部品は、電流センサとコンデンサとである、請求項３に記載の電力変換装置。
  5. 　上記冷却器は、上記半導体モジュールと共に積層された複数の冷却管（３１）を有しており、該複数の冷却管と上記半導体モジュールとの積層体（１１）を挟んで互いに反対側に、２つの上記電子部品が、分かれて配置されており、かつ、２つの上記電子部品は、上記積層体に対して、それぞれ上記区隔壁を介して隣接配置されている、請求項１～４のいずれか一項に記載の電力変換装置。
  6. 　上記半導体モジュールと接続されると共にアース端子を備えた発熱部品（８）をさらに有し、
    　上記発熱部品の上記アース端子は、上記冷却器に面して配された上記区隔壁である冷却区隔壁（５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃ）、又は該冷却区隔壁と連続する上記区隔壁である連続区隔壁（５１２ａ、５１２ｂ、５１２ｃ）に、固定されている、請求項１～５のいずれか一項に記載の電力変換装置（１０）。
  7. 　半導体モジュール（２）と、
    　上記半導体モジュールを冷却する冷却器（３）と、
    　上記半導体モジュールと接続されると共にアース端子（８１）を備えた発熱部品（８）と、
    　上記半導体モジュール、上記冷却器、及び上記発熱部品を収容する金属製のケース（５）と、を有し、
    　上記ケースは、内部を区画する区隔壁（５１）を有し、
    　上記発熱部品の上記アース端子は、上記冷却器に面して配された上記区隔壁である冷却区隔壁（５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃ）、又は該冷却区隔壁と連続する上記区隔壁である連続区隔壁（５１２ａ、５１２ｂ、５１２ｃ）に、固定されている、電力変換装置（１０）。
  8. 　上記冷却器は、上記半導体モジュールと共に積層された複数の冷却管（３１）と、該複数の冷却管を接続する連結管（３３）とを有し、少なくとも一部の上記冷却区隔壁は、上記複数の冷却管及び上記連結管に面して、上記複数の冷却管の積層方向（Ｘ）に沿って形成されている、請求項６又は７に記載の電力変換装置。
  9. 　上記ケースは、外周壁部（５３）の外側面に設けられたアースボス（５４）を有し、上記アース端子が固定された上記区隔壁の延長線上に、上記アースボスが配置されている、請求項６～８のいずれか一項に記載の電力変換装置。
  10. 　上記ケースは、互いに異なる上記冷却区隔壁である第１冷却区隔壁（５１１ａ）及び第２冷却区隔壁（５１１ｂ）を有し、上記発熱部品は、上記第１冷却区隔壁又は該第１冷却区隔壁に連続する第１連続区隔壁（５１２ａ）に固定された第１固定部（１２１）と、上記第２冷却区隔壁又は該第２冷却区隔壁に連続する第２連続区隔壁（５１２ｂ）に固定された第２固定部（１２２）とを有し、少なくとも上記第１固定部は、上記アース端子にて構成されている、請求項６～９のいずれか一項に記載の電力変換装置。
PCT/JP2019/022255 2018-06-19 2019-06-05 電力変換装置 WO2019244624A1 (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018116145 2018-06-19
JP2018-116145 2018-06-19
JP2019069872A JP6962347B2 (ja) 2018-06-19 2019-04-01 電力変換装置
JP2019-069872 2019-04-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019244624A1 true WO2019244624A1 (ja) 2019-12-26

Family

ID=68983604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/022255 WO2019244624A1 (ja) 2018-06-19 2019-06-05 電力変換装置

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2019244624A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113394953A (zh) * 2020-03-12 2021-09-14 株式会社电装 电力变换器

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015042131A (ja) * 2013-08-23 2015-03-02 株式会社デンソー 電力変換装置
JP2015149810A (ja) * 2014-02-05 2015-08-20 株式会社デンソー 電力変換装置
WO2015133201A1 (ja) * 2014-03-03 2015-09-11 日立オートモティブシステムズ株式会社 電力変換装置
JP2015167428A (ja) * 2014-03-03 2015-09-24 株式会社日本自動車部品総合研究所 電力変換装置
JP2016052183A (ja) * 2014-08-29 2016-04-11 株式会社デンソー 電力変換装置
JP2017093221A (ja) * 2015-11-13 2017-05-25 トヨタ自動車株式会社 電力変換装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015042131A (ja) * 2013-08-23 2015-03-02 株式会社デンソー 電力変換装置
JP2015149810A (ja) * 2014-02-05 2015-08-20 株式会社デンソー 電力変換装置
WO2015133201A1 (ja) * 2014-03-03 2015-09-11 日立オートモティブシステムズ株式会社 電力変換装置
JP2015167428A (ja) * 2014-03-03 2015-09-24 株式会社日本自動車部品総合研究所 電力変換装置
JP2016052183A (ja) * 2014-08-29 2016-04-11 株式会社デンソー 電力変換装置
JP2017093221A (ja) * 2015-11-13 2017-05-25 トヨタ自動車株式会社 電力変換装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113394953A (zh) * 2020-03-12 2021-09-14 株式会社电装 电力变换器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6540496B2 (ja) 電力変換装置
US10410953B2 (en) Power conversion device including semiconductor module provided with laminated structure
JP6032149B2 (ja) 電力変換装置
JP6136760B2 (ja) 電力変換装置
JP2013034271A (ja) 電源装置
JP6962347B2 (ja) 電力変換装置
WO2019208406A1 (ja) 電力変換装置
JP6908061B2 (ja) 電力変換装置
JP6932225B1 (ja) 電力変換装置
JP5926651B2 (ja) Ｄｃ−ｄｃコンバータ装置および電力変換装置
JP6908004B2 (ja) 電力変換装置
JP6115430B2 (ja) 電力変換装置
WO2019244624A1 (ja) 電力変換装置
WO2019244502A1 (ja) 電力変換装置
JP6945671B2 (ja) 電力変換装置
JP5682550B2 (ja) 電力変換装置
JP7052609B2 (ja) 電力変換装置
JP2019221048A5 (ja)
JP6526517B2 (ja) インバータ装置
JP6111891B2 (ja) 電力供給装置
JP6973313B2 (ja) 電力変換装置
JP7006464B2 (ja) 電力変換装置
JP2019170158A (ja) 電力変換装置
JP2020043732A (ja) コンデンサ装置
JP7234845B2 (ja) コンデンサユニット

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19821580

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19821580

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1