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WO2007083648A1 - 電力変換装置 - Google Patents

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WO2007083648A1
WO2007083648A1 PCT/JP2007/050563 JP2007050563W WO2007083648A1 WO 2007083648 A1 WO2007083648 A1 WO 2007083648A1 JP 2007050563 W JP2007050563 W JP 2007050563W WO 2007083648 A1 WO2007083648 A1 WO 2007083648A1
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WO
WIPO (PCT)
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capacitor
power
power conversion
conversion device
flow path
Prior art date
Application number
PCT/JP2007/050563
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kinya Nakatsu
Takayoshi Nakamura
Ryuichi Saito
Takashi Suga
Hiroki Funato
Original Assignee
Hitachi, Ltd.
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Publication date
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Priority to EP07706890.6A priority patent/EP2006989B1/en
Priority to EP13159540.7A priority patent/EP2608380B1/en
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Priority to US12/715,786 priority patent/US7978468B2/en
Priority to US13/112,138 priority patent/US8411441B2/en
Priority to US13/837,423 priority patent/US9210834B2/en
Priority to US14/791,598 priority patent/US20150313040A1/en

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Definitions

  • the present invention relates to a power conversion device that converts input power into predetermined power and outputs the power.
  • Patent Document 1 discloses a technique for reducing the size of an inverter device by stacking and arranging a switching element power module, a smoothing capacitor, and a control unit in a case via a base.
  • Patent Document 1 discloses a technique. Specifically, the braking force is controlled as follows.
  • Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-199363
  • the power conversion device is attached to the vicinity of the electric motor, for example, the case of the transmission on which the electric motor is mounted, and the power conversion device and the electric motor It is conceivable to delete the wiring that electrically connects them.
  • the semiconductor chip of the semiconductor module that constitutes the main circuit for power conversion is downsized to reduce the size of the power converter, and the power converter is installed in the limited vehicle space. It is necessary to be able to attach it to the case of.
  • the heat generated in the semiconductor chip is also caused by a loss during a semiconductor switching operation. For this reason, it is possible to reduce the size of the semiconductor chip by further reducing the loss during the semiconductor switching operation and suppressing the heat generation of the semiconductor chip force. In order to further reduce the loss during the semiconductor switching operation, it is important to further reduce the inductance of the connection conductor between the capacitor electrically connected to the semiconductor module and the semiconductor module. Therefore, when miniaturizing a power converter by miniaturizing a semiconductor chip, the power of the semiconductor module can be applied to components of the power converter other than the semiconductor module by reducing the loss during semiconductor switching operation and suppressing the heat generation of the semiconductor chip. It is necessary to reduce the heat effect.
  • the present invention provides a power conversion device that can reduce the thermal effect of a semiconductor module force on components other than the semiconductor module.
  • the present invention uses, as a main circuit, a semiconductor module constituting a main circuit for power conversion, a capacitor electrically connected to the main circuit, and a drive signal for operating power conversion.
  • a peripheral wall for forming a chamber with a refrigerant flow path is provided in the housing for housing the drive circuit to be supplied and the control circuit for supplying the drive circuit with a control signal for supplying the drive signal.
  • a cooling chamber formed by a conductive member is configured, at least a semiconductor module is accommodated in the cooling chamber, and at least a capacitor and a control circuit are disposed outside the cooling chamber.
  • the semiconductor module is housed in the cooling chamber whose peripheral wall is formed by the heat conductive member. Can be prevented from being released to the outside of the cooling chamber, and at least the thermal effect on the capacitor and the control circuit can be kept low. Therefore, according to the present invention, it is possible to reduce the thermal effect exerted on the semiconductor module force on components other than the semiconductor module.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of an inverter device unit according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is an upper plan view showing the configuration of the inverter device unit according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a side view showing the configuration of the inverter device unit according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a side view showing the configuration of the inverter device unit of the first embodiment.
  • FIG. 5 is a side view showing the configuration of the inverter device unit of the first embodiment.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view showing the configuration of the inverter device unit of the first embodiment.
  • FIG. 7 is a circuit diagram showing an electrical circuit configuration of the inverter device unit according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of a drive system of a hybrid electric vehicle to which the inverter device unit of the first embodiment is applied.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a configuration of an inverter device unit according to a second embodiment.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a configuration of an inverter device unit according to a third embodiment.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a configuration of an inverter device unit according to a fourth embodiment.
  • FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of a drive system for a hybrid electric vehicle to which the inverter unit of the fourth embodiment is applied.
  • an in-vehicle inverter device that is particularly severe in terms of thermal cycle and operating environment will be described as an example.
  • the in-vehicle inverter device is provided in the in-vehicle electrical system as a control device that controls the drive of the in-vehicle motor, and is obtained by converting the DC power supplied from the in-vehicle battery that constitutes the in-vehicle power source into predetermined AC power. By supplying AC power to the in-vehicle motor This controls the drive of the on-vehicle motor.
  • the configuration described below can also be applied to a DC single DC power converter such as a DCZDC converter or a DC chipper, or an AC-DC power converter.
  • a DC single DC power converter such as a DCZDC converter or a DC chipper, or an AC-DC power converter.
  • the configuration described below is used for industrial power conversion devices used as control devices for electric motors that drive factory equipment, or for household photovoltaic power generation systems, or for electric motors that drive household electrical products. It can also be applied to household power converters used in control devices. In particular, it is preferable to apply to a power converter aiming at low cost and downsizing.
  • a hybrid electric vehicle (hereinafter referred to as “HEV”) of this embodiment is a type of electric vehicle and includes two drive systems.
  • One of them is an engine system that uses an engine 104, which is an internal combustion engine, as a power source.
  • the engine system is mainly used as a drive source for HEV.
  • the other is an in-vehicle electric system that uses motor generators 130 and 140 as power sources.
  • In-vehicle electrical systems are mainly used as HEV drive sources and HEV power generation sources.
  • a front wheel axle 102 is rotatably supported on a front portion of a vehicle body (not shown).
  • a pair of front wheels 101 are provided at both ends of the front wheel axle 102.
  • a rear wheel axle having a pair of rear wheels provided at both ends is rotatably supported at the rear portion of the vehicle body.
  • the HEV of the present embodiment employs a so-called front wheel drive system in which the front wheel 101 is a main wheel driven by power, and a rear wheel (not shown) is a driven wheel that is rotated.
  • a wheel drive system may be adopted.
  • a front wheel side differential gear (hereinafter referred to as “front wheel side DEF”) 103 is provided at the center of the front wheel axle 103.
  • the front wheel axle 103 is mechanically connected to the output side of the front wheel side DEF 103.
  • Front wheel side The output shaft of the transmission 105 is mechanically connected to the input side of the DEF103.
  • the front wheel side DEF 103 is a differential power distribution mechanism that distributes the rotational driving force that is shifted and transmitted by the transmission 105 to the left and right front wheel axles 102.
  • transmission The input side of 105 is mechanically connected to the output side of motor generator 130.
  • the output side of the engine 104 and the output side of the motor generator 140 are mechanically connected to the input side of the motor generator 130 via the power distribution mechanism 150.
  • Motor generators 130 and 140 and power distribution mechanism 150 are housed inside the casing of transmission 150.
  • the power distribution mechanism 150 is a differential mechanism composed of gears 151 to 158.
  • the gears 153 to 156 are force gears.
  • the gears 151, 152, 157, 158 are spur gears.
  • the power of motor generator 130 is directly transmitted to transmission 150.
  • the shaft of the motor generator 1 30 is coaxial with the gear 157.
  • the gear 151 is driven by the operation of the engine 104, the power of the engine 104 is transmitted from the gear 151 to the gear 152, then to the gear 152 and the gear 156, and then from the gear 154 and the gear 156 to the gear.
  • gear 158 is transmitted to the gear 157, and finally to the gear 157.
  • gear 15 3 is driven by operation of motor generator 140
  • rotation of motor generator 140 is transmitted from gear 153 to gear 154 and gear 156, and then from gear 154 and gear 156 to gear 158, respectively. Is transmitted to gear 157.
  • the motor generator 130 is a synchronous machine having a rotor with a permanent magnet for a field, and the AC power supplied to the armature coil of the stator is controlled by the inverter device 110 to control its drive. Is done.
  • the motor generator 140 is a synchronous machine similar to the motor generator 130, and its drive is controlled by the inverter device 120.
  • a battery 106 is electrically connected to the inverter devices 110 and 120 to supply power from the battery 106 to the inverter devices 110 and 120, and power from the inverter device 110 and 120 to the battery 106. Can be supplied.
  • a first motor generator unit composed of a motor generator 130 and an inverter device 110
  • a second motor generator unit composed of a motor generator 140 and an inverter device 120. It is equipped with two electric units and uses them properly according to the operating conditions.
  • the second motor generator unit is used as the power generation unit and is operated by the power of the engine 104.
  • the first motor generator unit is operated as an electric unit using the electric power obtained by the power generation.
  • the first motor generator unit when assisting the vehicle speed of the vehicle, is operated by the power of the engine 104 as a power generation unit to generate power, and the second motor generator unit is generated by the electric power obtained by the power generation. Operate as an electric unit.
  • the first motor generator unit is operated as an electric unit by the electric power of battery 106, so that the vehicle can be driven only by the power of motor generator 130.
  • the first motor generator unit or the second motor generator unit is operated as the power generation unit by the power of the engine 104 or the power from the wheels to generate electric power, thereby Can be charged.
  • the inverter devices 110 and 120 of the present embodiment are configured as one inverter device unit in a united form.
  • the inverter unit includes the semiconductor module 20 of the inverter unit 110, the semiconductor module 30 of the inverter unit 120, the capacitor 50, the drive circuit 92 mounted on the drive circuit board 70 of the inverter unit 110, and the inverter unit.
  • a circuit 91 and current sensors 95, 96 are provided.
  • the power supply system is indicated by a solid line and the signal system is indicated by a dotted line so that the power supply system and the signal system can be easily distinguished.
  • the semiconductor modules 20, 30 constitute a main circuit for power conversion of the corresponding inverter devices 110, 120, and include a plurality of switching power semiconductor elements.
  • semiconductor Modules 20 and 30 operate in response to the drive signals output from the corresponding drive circuits 92 and 94, convert the DC power supplied from the high-voltage battery HBA to three-phase AC power, and convert the power to the corresponding motor generator. Supply to 130, 140 armature feeders.
  • the main circuit is a three-phase bridge circuit, and a series circuit for three phases is configured to be electrically connected in parallel between the positive and negative sides of the battery 106! RU
  • the series circuit is also called an arm, and is configured by electrically connecting an upper arm side switching power semiconductor element and a lower arm side switching power semiconductor element in series.
  • an IGBT (insulated gate bipolar transistor) 21 is used as a power semiconductor element for switching.
  • the IGBT 21 has three electrodes: a collector electrode, an emitter electrode, and a gate electrode.
  • a diode 38 is electrically connected between the collector electrode of the IGBT 21 and the emitter electrode.
  • the diode 38 includes two electrodes, a force sword electrode and an anode electrode, so that the direction from the emitter electrode of the IGBT 21 to the collector electrode is the forward direction, the collector electrode of the force sword electrode force GBT21 is The anode electrode is electrically connected to the emitter electrode of the IGBT 21, respectively.
  • MOSFET metal oxide semiconductor field effect transistor
  • a MOSFET has three electrodes: a drain electrode, a source electrode, and a gate electrode.
  • the MOSFET has a parasitic diode between the source electrode and the drain electrode, and the drain electrode force is directed to the source electrode in the forward direction, so there is no need to provide a separate diode unlike the IGBT. .
  • the arm of each phase is configured by electrically connecting the source electrode of IGBT 21 and the drain electrode of IGBT 21 in series.
  • IGBT 21 the source electrode of IGBT 21 and the drain electrode of IGBT 21 in series.
  • IGBT 21 the drain electrode of IGBT 21 in series.
  • each upper and lower arm of each phase is constituted by three IGBTs.
  • the drain electrode of IGBT 21 in each upper arm of each phase is electrically connected to the positive electrode side of battery 106, and the source electrode of IGBT 21 in each lower arm of each phase is electrically connected to the negative electrode side of battery 106.
  • the midpoint of each arm of each phase corresponds to the corresponding motor generator 130, 140 It is electrically connected to the armature winding of the phase.
  • the drive circuits 92 and 94 constitute the drive units of the corresponding inverter devices 110 and 120, and drive for driving the IGBT 21 based on the control signal (control value) output from the control circuit 93. Generate a signal.
  • the drive signal generated in each circuit is output to the corresponding semiconductor modules 20 and 30.
  • the drive circuits 92 and 94 are constituted by so-called 6-inch type integrated circuits in which a plurality of circuits corresponding to the upper and lower arms of each phase are integrated into one circuit. Circuits corresponding to the upper and lower arms of each phase include interface circuits, gate circuits, and abnormality detection circuits.
  • the control circuit 93 constitutes a control unit of the inverter devices 110 and 120, and calculates a control signal (control value) for operating (turning on and off) a plurality of switching power semiconductor elements. It is constituted by.
  • the control circuit 93 receives a torque command signal (torque command value) of the host controller force, a detection signal (sensor value) of the rotation sensor force mounted on the current sensors 95 and 96 and the motor generators 130 and 140. It has been.
  • the control circuit 93 calculates a control signal (control value) based on these input signals and outputs it to the drive circuits 92 and 94.
  • the connector 73 is for electrically connecting the inside of the inverter devices 110, 120 and an external control device.
  • Capacitor 50 is for configuring a smoothing circuit for suppressing fluctuations in DC voltage caused by the operation of IGBT 21, and is electrically connected in parallel to the DC side of semiconductor modules 20 and 30. .
  • the drive circuit 91 is for driving a discharge circuit (not shown) provided for discharging the electric charge accumulated in the capacitor 50.
  • the second base 12 is stacked on the lower case 13
  • the first base 11 is stacked on the second base
  • the upper case 10 is stacked on the first base 11.
  • the case is a rounded rectangular parallelepiped container. All components of the housing are made of aluminum It is composed of a heat conductive member.
  • the interior of the housing is separated into two in the upward and downward directions by a plate-shaped first base 11 and a pi ( ⁇ ) -shaped second base 12, and the entire circumference ( There are two cooling chambers surrounded by the peripheral wall, ceiling wall, and bottom wall. Two refrigerant flow paths 28 for flowing refrigerant (cooling water) are formed in the first base 11 and the second base 12 that form the boundary walls of the two cooling chambers.
  • semiconductor modules 20, 30 having a short size in the short direction, which is long in the longitudinal direction of the housing, are arranged in parallel in the short direction of the housing. And it is accommodated so as to be arranged above the refrigerant flow path 28. Thereby, the semiconductor modules 20 and 30 are thermally connected to the refrigerant flow path 28, and the heat generated by the operation of the IGBT 21 is cooled by the refrigerant. Therefore, it is possible to suppress the influence of the heat released from the semiconductor modules 20 and 30 on the lower cooling chamber.
  • An inlet pipe 15 that communicates with one side of the refrigerant flow path 28 and an outlet pipe 16 that communicates with the other side of the refrigerant flow path 28 are provided on one side end surface in the longitudinal direction of the casing. Yes.
  • Each of the refrigerant flow paths 28 extends in parallel from one side of the casing in the longitudinal direction to the other side, and communicates with the other end in the longitudinal direction of the casing. The That is, the refrigerant flow path 28 is formed in a U shape.
  • a heat transfer plate 28 is provided in each portion of the first base 11 where the refrigerant flow path 28 is formed.
  • the heat transfer plate 28 is a rectangular member extending along one side of the longitudinal direction of the housing along the refrigerant flow path 28 and extending toward the other side, and is a plate-like member constituting one surface of the refrigerant flow path 28. .
  • the heat transfer plate 23 is directly cooled by the refrigerant flowing through the refrigerant flow path 28.
  • the heat transfer plate 23 is made of a heat conductive member made of aluminum or copper, and a cooling fin (not shown) protruding inside the refrigerant flow path 28 is provided on the surface on the refrigerant flow path 28 side. Yes. Thereby, the cooling area by a refrigerant
  • a module case 24 is provided on each upper surface of the heat transfer plate 23 so as to stand along the outer peripheral edge of the heat transfer plate 23! /.
  • Module case 24 is the length of the housing
  • the region on the upper surface of the heat transfer plate 23 is divided into three regions by force in the direction to form a storage chamber for storing the IGBT 21 and the diode 38 for each phase.
  • DC positive-side module terminal 26 and DC negative-side module terminal 33 correspond to each storage chamber on the side wall extending in the longitudinal direction of module case 24 and located on the opposite side of semiconductor modules 20 and 30. Is provided.
  • the DC positive side module terminal 33 and the DC negative side module terminal 26 protrude upward from the side wall of the module case 24! /
  • the side opposite to the protruding side of the DC positive side module terminal 33 and the DC negative side module terminal 26 reaches the inside of the storage chamber, and the surface thereof is exposed to the surface of the module case 24.
  • a DC positive electrode module electrode 36 and a direct current negative electrode module electrode 37 are formed inside each storage chamber.
  • AC module terminals 27 are provided corresponding to the respective storage chambers on the side walls extending in the longitudinal direction of the module case 24 and located on the side opposite to the opposite side of the semiconductor modules 20, 30. RU
  • the AC module terminal 27 protrudes upward from the side wall of the module case 24.
  • the side opposite to the protruding side of the AC module terminal 27 reaches the inside of the storage chamber, and the surface thereof is exposed on the surface of the module case 24. Thereby, the AC module electrode 35 is formed inside each storage chamber.
  • Two insulating substrates 22 are arranged in parallel in the longitudinal direction of the casing on the upper surface of the heat transfer plate 23 of each storage chamber.
  • Two plate-like wiring members 39 are arranged in parallel in the longitudinal direction of the casing on the upper surface of each insulating substrate 22.
  • One side of the wiring member 39 provided on one side of the two insulating substrates 22 in each storage chamber is electrically connected to the DC positive side module electrode 36.
  • One side of the wiring member 39 provided on the other side of the two insulating substrates 22 in each storage chamber is electrically connected to the DC negative side module electrode 37.
  • the other side of the wiring member 39 provided on the two insulating substrates 22 in each storage chamber is electrically connected to the AC module electrode 35.
  • the IGBT 21 and the diode 38 arranged in the longitudinal direction of the casing 3 are arranged in the lateral direction of the casing. It is installed side by side. Thereby, the upper and lower arms of each phase are configured.
  • IGBT 21 and diode 38 are connected to wiring member 39 electrically connected to AC module electrode 35. It is connected electrically.
  • the gate electrode of the IGBT 21 is electrically connected to the connector 25. These electrical connections are made by conductive wires 29.
  • the connector 25 is provided on each of the four side walls forming three regions on the upper surface of the heat transfer plate 23 of the module case 24.
  • a plate-shaped module case lid 34 is provided on the upper part of the module case 24.
  • the module case lid 34 forms a ceiling wall that covers the upper opening of the module case 24 and closes the storage chamber, and is formed from the same insulating resin as the module case 24.
  • a wiring sheet 31 and a wiring connector 32 electrically connected to the wiring seed 31 are provided on the upper surface of the module case lid 34.
  • the wiring sheet 31 is provided on the module case lid 34.
  • the connector 25 is electrically connected to the connector 25 protruding upward from the through hole.
  • the wiring connector 32 is electrically connected to the drive circuits 92 and 94 of the drive circuit boards 70 and 71 by wires not shown.
  • a capacitor 50, drive circuit boards 70 and 71, a control board 74, and a connector board 72 are housed in a cooling chamber at the bottom of the casing.
  • the capacitor 50 is disposed below the center of the second base 12 (region surrounded by two legs of ⁇ ) so as to be disposed close to the DC side of the semiconductor modules 20 and 30.
  • the capacitor 50 is composed of four electrolytic capacitors whose cross-sectional shape in the height direction of the casing is an oval shape.
  • the four electrolytic capacitors are arranged side by side in the longitudinal direction and the short side of the casing so that the longitudinal direction is the same as the longitudinal direction of the casing. It is housed inside.
  • the capacitor case 51 is a thermally conductive container that is open at the top, and the flange at the top of the case is in contact with the lower ends of the two legs ⁇ of the second base 12. Thereby, the capacitor 50 and the refrigerant flow path 28 can be thermally connected, and the capacitor 50 can be cooled by the refrigerant.
  • Each electrolytic capacitor includes a positive-side capacitor terminal 57 and a negative-side capacitor terminal 56 that pass through a capacitor lid 54 that closes the upper opening of the capacitor case 53.
  • the positive-side capacitor terminal 57 and the negative-side capacitor terminal 56 are plate-like, facing each other so as to face in the short direction, and are formed into a plate-like insulating part integrally formed with the capacitor lid 54.
  • the material 55 is also sandwiched in the lateral direction. Capacitor terminals are provided such that when four electrolytic capacitors are stored in the capacitor case 53, the longitudinal positions of the adjacent ones in the short direction are different.
  • the drive circuit board 70 is disposed below the second base 12 on the semiconductor module 20 side and in a region surrounded by one of the legs of ⁇ and the flange portion of the second base 12.
  • the drive circuit board 71 is disposed below the second base 12 on the semiconductor module 30 side and in a region surrounded by the other leg of ⁇ and the flange portion of the second base 12.
  • the drive circuit boards 70 and 71 are thermally connected to the second base 12.
  • the refrigerant flow path 28 and the drive circuit boards 70 and 71 can be thermally connected, and the drive circuit boards 70 and 71 can be cooled by the cooling medium.
  • the control circuit board 74 is provided so as to face the side surface of one side (semiconductor module 30 side) of the capacitor case 53 in the short direction.
  • the control circuit board 74 is thermally connected to the second base 12. Thereby, the refrigerant flow path 28 and the control circuit board 74 can be thermally connected, and the control circuit board 74 can be cooled by the refrigerant.
  • the connector substrate 72 is provided so as to face the side surface of the other side (semiconductor module 20 side) of the capacitor case 53 in the short direction.
  • the connector board 72 is thermally connected to the second base 12. Thereby, the refrigerant flow path 28 and the connector board 72 can be thermally connected, and the connector board 72 can be cooled by the refrigerant.
  • the connector 73 protrudes to the outside at the side end surface force on the other side in the longitudinal direction of the casing.
  • the capacitor 50 and the semiconductor modules 20 and 30 are electrically connected by the DC side connection conductor 40.
  • the DC side connection conductor 40 is a long hole (long hole in the longitudinal direction of the casing) provided in the central part of the first base 11 and the central part of the second base, and penetrates in the height direction of the casing. Extend to the upper and lower cooling chambers through the through holes!
  • the DC-side connection conductor 40 includes a plate-like DC positive-side bus bar 45 extending in the longitudinal direction of the housing and a plate-like DC negative-side bus bar 44 extending in the longitudinal direction of the housing via an insulating sheet 43. Laminated in the short direction of the housing, DC positive side module terminal 42 and positive side capacitor terminal 46 are formed integrally with DC positive side bus bar 45, and DC negative side module terminal 41 and negative side capacitor terminal 47 Laminate formed integrally with the DC negative electrode bus bar 44 This is a wiring member having a gate structure. According to such a structure, the inductance between the semiconductor modules 20 and 30 and the capacitor 50 can be reduced, and the heat generation due to the loss during the switching operation of the IGBT 21 can be suppressed.
  • the DC positive side module terminal 42 extends upward from the DC positive side bus bar 45 at a position where the DC positive side module terminal 33 protrudes upward from the module case 24, so that the short of the casing
  • the DC positive module terminal 33 is electrically connected to the DC positive module terminal 33 by being fixed to the DC positive module terminal 33 by screws or the like so as to face the DC positive module terminal 33 facing the hand.
  • the DC negative module terminal 41 extends in the short direction of the housing by extending the upper force of the DC negative bus bar 44 upward at the position where the DC negative module terminal 26 protrudes upward from the module case 24.
  • the DC negative side module terminal 26 is electrically connected to the DC negative side module terminal 26 by facing the DC negative side module terminal 26 and being fixed to the DC negative side module terminal 26 by a fixing means such as a screw.
  • the positive electrode side capacitor terminal 46 and the negative electrode side capacitor terminal 47 extend downward from the lower portions of the DC positive electrode side bus bar 45 and the DC negative electrode side bus bar 44 at the position where the capacitor terminal protrudes, and the short side direction of the housing Capacitor terminals of the same polarity are sandwiched from the short side of the housing and are fixed to the capacitor terminals of the same polarity facing the capacitor terminals of the same polarity with fixing means such as screws. It is electrically connected to the terminal.
  • the direct current positive electrode bus bar 45 and the direct current negative electrode side bus bar 44 and the wiring portion leading to each capacitor terminal can be opposed to the positive electrode side and the negative electrode side, thereby further reducing the inductance. A member is obtained, and heat generation due to loss during the switching operation of the IGBT 21 can be further suppressed.
  • a DC terminal 80 is provided at the other end portion in the longitudinal direction of the casing.
  • the DC terminal 80 includes a DC positive side external terminal 82, a DC negative side external terminal 81, a DC positive side connection terminal 86, a DC negative side connection terminal 85, a DC positive side external terminal 82, and a DC positive side connection terminal 86.
  • a direct current negative electrode side bus bar 83 for connecting a direct current negative electrode side external terminal 81 and a direct current negative electrode side connection terminal 85 to each other.
  • the DC positive external terminal 82 and the DC negative external terminal 81 are the other in the longitudinal direction of the casing. It is electrically connected to an external cable extending through a connector mounted in a through hole 17 provided on the side end surface of the side.
  • the direct current positive electrode side bus bar 84 and the direct current negative electrode side bus bar 83 extend toward the semiconductor modules 20 and 30 so as to face each other in the short direction of the casing.
  • the DC positive connection terminal 86 is electrically connected to the DC positive module terminals 33 and 42, and the DC negative connection terminal 85 is electrically connected to the DC negative module terminals 26 and 41, respectively.
  • the hole 18 provided on the upper surface of the upper case 10 is used for connecting the DC positive external terminal 82 and the DC negative external terminal 81 to the external cable. It is blocked by.
  • Three-phase AC bus bars 60 are arranged at both ends in the short direction inside the casing.
  • the AC bus bar 60 passes from the lower cooling chamber through a through-hole in the vertical direction (the height direction of the casing) provided at the end in the short direction of the casing of the first base 11 and the second base 12. It extends to the upper cooling chamber.
  • An AC module terminal 61 is formed at one end of the AC bus bar 60 in the upper cooling chamber, facing the AC module terminal 27 facing the short side of the housing, and the AC module terminal 27 By being fixed by a fixing means such as a screw, it is electrically connected to the AC side module terminal 27.
  • an external connection terminal 62 with an external cable reaching the motor generators 130 and 140 is formed and held by a terminal holder 63.
  • Reference numeral 14 denotes an attachment foot for fixing the casing of the inverter device unit to the casing of the transmission 105 or the casing of the engine 104 and the transmission 105, and adopts a rigid body such as SUS. Strength is secured. The bend shape is made elastic so as to suppress vibration from the transmission 15 and the engine 104.
  • a cooling chamber surrounded by a heat conductive member is formed in the casing of the inverter device unit, and the semiconductor modules 20, 30 are accommodated in the chamber. Therefore, even if the heat generation of the IGBT 21 increases or the heat dissipation from the semiconductor modules 20 and 30 increases with the downsizing of the IGBT 21, it is possible to suppress the release of the heat to the outside of the cooling chamber. It is possible to keep the thermal effects on other inverter device components low.
  • This embodiment is an improved example of the first embodiment, and the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the difference between the present embodiment and the first embodiment is that a third part in which the entire circumference is surrounded by the upper case 10 and the second upper case 19 at the upper part of the cooling chamber in which the semiconductor modules 20 and 30 are housed.
  • a cooling chamber is formed, and a drive circuit board, a control circuit board and a connector board 97 are housed in the cooling chamber.
  • the wiring sheets 31 and the substrate 97 of the semiconductor modules 20 and 30 are electrically connected by a wiring member 98.
  • the capacitor case of the capacitor 50 is omitted, and the ⁇ foot of the second base 12 takes its place. Therefore, the ⁇ foot of the second base 12 is formed to extend to the bottom of the lower case 13.
  • the mounting foot 14 has a hollow structure, and a power cable 64 electrically connected to the AC external terminal 62 is passed through the mounting foot 14 so as to be guided into the casing of the transmission 105.
  • the power cable 64 can be easily guided into the housing of the transmission 105 and the power cable 64 can be connected to the motor generators 130 and 140.
  • This embodiment is an improved example of the first embodiment, and the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the difference between this embodiment and the first embodiment is that the drive circuit boards 70, 71, the AC bus bar 60, and the terminal holder 63 are put together in a cooling chamber in which the semiconductor modules 20, 30 are housed. Is stored.
  • a second cooling chamber is formed by the second base 12 below the cooling chamber in which the semiconductor modules 20 and 30 are housed, and two third cooling chambers are formed by the second base 12 below the second cooling chamber. Is formed.
  • a capacitor 50 is stored in the second cooling chamber, a control circuit board 74 is stored in one of the third cooling chambers, and a connector board 72 is stored in the other of the third cooling chambers.
  • the capacitor 50 is stored horizontally and is divided into two in the short direction of the casing.
  • the DC side connection conductor 40 is also divided into the semiconductor module 20 side and the semiconductor module 30 side.
  • the configuration of the DC side connection conductor 40 is the same as that of the first embodiment, but the way of bending each terminal is partially changed.
  • the DC side connecting conductor 40 is formed with a DC positive side external terminal 82 and a DC negative side external terminal 81 in a single body.
  • reference numeral 99 denotes a connector wiring that electrically connects the drive circuit boards 70 and 71 and the wiring sheet 31.
  • This embodiment is a modification of the first embodiment, and the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the rear wheel 201 is also driven by the motor generator 160.
  • one unit of the inverter device 150 is provided.
  • the power of the motor generator 160 is decelerated by the speed reducer 204 and transmitted to the rear wheel side differential gear 203, and is transmitted from the rear wheel side differential gear 203 to the rear wheel axle 202. That is, in this embodiment, a four-wheel drive hybrid vehicle is configured.
  • the inverter device 150 is connected to the battery 106. When motor generator 160 is used as an electric motor, electric power is supplied from notch 106 to inverter device 150, and when used as a generator, electric power is supplied from inverter device 150 to battery 106.
  • the configuration of the inverter device 150 is that of the left half side obtained by cutting the inverter device unit of the third embodiment at the center in the short direction of the housing, and the inverter device of the second embodiment.
  • the third cooling chamber is formed in the upper part of the cooling chamber that houses the conductor module 30, and the drive circuit board, control circuit board, and connector board 97 are housed in it. It is.
  • the power cable 64 is guided into the housing of the transmission 105 through the mounting foot 14 having a hollow structure, like the inverter unit of the second embodiment.
  • the configuration of the inverter device 150 is that the left half side or the right half obtained by cutting the inverter device units of the first to third embodiments at the center in the short direction of the casing. Use the configuration on the side as is.

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Abstract

　課題は、半導体モジュール以外の構成部品に対して半導体モジュールから与える熱影響を低減できる電力変換装置の提供にある。 　電力変換用の主回路を構成する半導体モジュール２０，３０と、主回路に電気的に接続されたコンデンサ５０と、電力変換の動作をさせるための駆動信号を主回路に供給する駆動回路を備えた駆動回路基板７０，７１と、駆動信号を供給させるための制御信号を駆動回路に供給する制御回路を備えた制御回路基板７４とを収納する筐体の内部に、冷媒流路２８を備えかつ室を形成するための周壁が熱伝導性部材によって形成された冷却室を構成し、少なくとも半導体モジュール２０，３０をその冷却室の内部に収納し、少なくともコンデンサ５０及び制御回路基板７４を冷却室の外部に配置する。

Description

明 細 書
電力変換装置
技術分野
[0001] 本発明は、入力電力を所定の電力に変換して出力する電力変換装置に関する。
背景技術
[0002] 電力変換装置に関する背景技術としては、例えば、特許文献 1に開示されたインバ ータ装置が知られている。特許文献 1には、スイッチング素子パワーモジュール、平 滑コンデンサ及び制御ユニットの順にそれらを基台を介してケース内に積み上げ配 置し、インバータ装置の小型化を図る技術が開示されている。
[0003] 特許文献 1には、技術が開示されている。具体的には、ようにブレーキ力が制御さ れるものである。
[0004] 特許文献 1 :特開 2003— 199363号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] 近年、自動車に搭載されて車両駆動用電動機の駆動を制御する電力変換装置に はさらなる低コストィ匕が望まれている。これは、電力変換装置の低コスト化により、車 両に搭載される電動駆動システムの低コスト化を図り、車両駆動の電動化をこれまで 以上に普及させるためである。これにより、地球環境に及ぼす影響のさらなる低減， 燃費のさらなる向上が図れる。
[0006] 電力変換装置の低コストィ匕を図る解決方法の 1つとしては、電力変換装置を電動機 の近傍、例えば電動機が搭載された変速機の筐体に取り付け、電力変換装置と電動 機との間を電気的に接続する配線の削除が考えられる。これを実現するためには、 例えば電力変換用主回路を構成する半導体モジュールの半導体チップを小型化し て電力変換装置の小型化を図り、限られた車載スペースの中において電力変換装 置を変速機の筐体に取り付けできるようにする必要がある。
[0007] し力しながら、半導体チップを小型化すると、半導体チップの発熱が増加する。これ により、半導体モジュール力も電力変換装置の内部に放出される熱が増カロして電力 変換装置の内部温度が上昇する。このため、半導体モジュールを含む電力変換装 置構成部品を 1つのケース内に配置する電力変換装置では、半導体モジュール以 外の電力変換装置構成部品に熱影響を与えると考えられる。また、前述した背景技 術においてもそこまで考慮していない。従って、半導体チップの小型化による電力変 換装置の小型化にあたっては、半導体モジュール以外の電力変換装置構成部品に 半導体モジュールから与える熱影響の低減が必要である。
[0008] また、半導体チップの発熱は半導体のスイッチング動作時の損失にも起因する。こ のようなことから、半導体のスイッチング動作時の損失をさらに低減して半導体チップ 力 の発熱を抑えることにより、半導体チップの小型化を実現可能なものにできる。半 導体のスイッチング動作時の損失をさらに低減するためには、半導体モジュールに 電気的に接続されたコンデンサと半導体モジュールとの間の接続導体におけるイン ダクタンスをさらに低減することが重要である。従って、半導体チップの小型化による 電力変換装置の小型化にあたっては、半導体のスイッチング動作時の損失を低減し て半導体チップの発熱を抑えることにより、半導体モジュール以外の電力変換装置 構成部品に半導体モジュール力 与える熱影響の低減が必要である。
課題を解決するための手段
[0009] 本発明は、半導体モジュール以外の構成部品に対して半導体モジュール力 与え る熱影響を低減できる電力変換装置を提供する。
[0010] ここに、本発明は、電力変換用の主回路を構成する半導体モジュールと、主回路に 電気的に接続されたコンデンサと、電力変換の動作をさせるための駆動信号を主回 路に供給する駆動回路と、駆動信号を供給させるための制御信号を駆動回路に供 給する制御回路とを収納する筐体の内部に、冷媒流路を備えかつ室を形成するため の周壁が熱伝導性部材によって形成された冷却室を構成し、少なくとも半導体モジ ユールをその冷却室の内部に収納し、少なくともコンデンサ及び制御回路を冷却室 の外部に配置することを特徴とする。
発明の効果
[0011] 本発明によれば、周壁が熱伝導性部材によって形成された冷却室に半導体モジュ ールを収納するようにしたので、半導体モジュールからの放熱が増加しても、その熱 を冷却室の外部に放出することを抑制でき、少なくともコンデンサ及び制御回路に対 する熱影響を低く抑えることができる。従って、本発明によれば、半導体モジュール 以外の構成部品に対して半導体モジュール力 与える熱影響を低減できる。
図面の簡単な説明
[0012] [図 1]第 1実施例のインバータ装置ユニットの構成を示す断面図。
[図 2]第 1実施例のインバータ装置ユニットの構成を示す上部平面図。
[図 3]第 1実施例のインバータ装置ユニットの構成を示す側面図。
[図 4]第 1実施例のインバータ装置ユニットの構成を示す側面図。
[図 5]第 1実施例のインバータ装置ユニットの構成を示す側面図。
[図 6]第 1実施例のインバータ装置ユニットの構成を示す分解斜視図。
[図 7]第 1実施例のインバータ装置ユニットの電気的な回路構成を示す回路図。
[図 8]第 1実施例のインバータ装置ユニットが適用されるハイブリッド電気自動車の駆 動システムの構成を示すブロック図。
[図 9]第 2実施例のインバータ装置ユニットの構成を示す断面図。
[図 10]第 3実施例のインバータ装置ユニットの構成を示す断面図。
[図 11]第 4実施例のインバータ装置ユニットの構成を示す断面図。
[図 12]第 4実施例のインバータ装置ユニットが適用されるハイブリッド電気自動車の 駆動システムの構成を示すブロック図。
符号の説明
[0013] 20, 30· ··半導体モジュール、 50· ··コンデンサ、 70, 71· ··駆動回路基板、 74· ··制 御回路基板、 110, 120, 160· ··インバータ装置。
発明を実施するための最良の形態
[0014] 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
[0015] 以下に説明する実施例では、本発明が適用される電力変換装置として、特に熱サ イタルや動作的環境などが大変厳しい車載用インバータ装置を例に挙げて説明する 。車載用インバータ装置は、車載電動機の駆動を制御する制御装置として車載電機 システムに備えられており、車載電源を構成する車載バッテリから供給された直流電 力を所定の交流電力に変換し、得られた交流電力を車載電動機に供給することによ り、車載電動機の駆動を制御するものである。
[0016] 尚、以下に説明する構成は、 DCZDCコンバータや直流チヨッパなどの直流一直 流電力変換装置或いは交流-直流電力変換装置にも適用可能である。また、以下 に説明する構成は、工場の設備を駆動する電動機の制御装置として用いられる産業 用電力変換装置、或いは家庭の太陽光発電システムに用いられたり、家庭の電化製 品を駆動する電動機の制御装置に用いられたりする家庭電力変換装置に対しても 適用可能である。特に低コストィ匕及び小型化を狙った電力変換装置への適用が好ま しい。
実施例 1
[0017] 本発明の第 1実施例を図 1乃至図 8に基づいて説明する。
[0018] まず、図 8を用いて、本実施例のハイブリッド電気自動車について説明する。
[0019] 本実施例のハイブリッド電気自動車 (以下、「HEV」と記述する）は、電動車両の一 種であり、 2つの駆動システムを備えている。その 1つは、内燃機関であるエンジン 10 4を動力源としたエンジンシステムである。エンジンシステムは、主として HEVの駆動 源として用いられる。もう 1つは、モータジェネレータ 130, 140を動力源とした車載電 機システムである。車載電機システムは、主として HEVの駆動源及び HEVの電力発 生源として用いられる。
[0020] 車体（図示省略)のフロント部には前輪車軸 102が回転可能に軸支されている。前 輪車軸 102の両端には 1対の前輪 101が設けられている。車体のリア部には、図示 省略したが、両端に 1対の後輪が設けられた後輪車軸が回転可能に軸支されている 。本実施例の HEVでは、前輪 101を、動力によって駆動される主輪、図示省略した 後輪を、連れ回される従輪とする、いわゆる前輪駆動方式を採用しているが、この逆 、すなわち後輪駆動方式を採用しても構わない。
[0021] 前輪車軸 103の中央部には前輪側デフアレンシャルギア（以下、「前輪側 DEF」と 記述する） 103が設けられている。前輪車軸 103は前輪側 DEF103の出力側に機械 的に接続されている。前輪側 DEF103の入力側には変速機 105の出力軸が機械的 に接続されている。前輪側 DEF103は、変速機 105によって変速されて伝達された 回転駆動力を左右の前輪車軸 102に分配する差動式動力分配機構である。変速機 105の入力側にはモータジェネレータ 130の出力側が機械的に接続が接続されてい る。モータジェネレータ 130の入力側には動力分配機構 150を介してエンジン 104の 出力側及びモータジェネレータ 140の出力側が機械的に接続されている。
[0022] 尚、モータジェネレータ 130, 140及び動力分配機構 150は、変速機 150の筐体の 内部に収納されている。
[0023] 動力分配機構 150は歯車 151〜158から構成された差動機構である。ここで、歯 車 153〜156は力さ歯車でありる。歯車 151, 152, 157, 158は平歯車である。モー タジェネレータ 130の動力は変速機 150に直接に伝達される。モータジェネレータ 1 30の軸は歯車 157と同軸になっている。これにより、モータジェネレータ 130への駆 動電力の供給が無い場合には、歯車 157に伝達された動力がそのまま変速機 150 の入力側に伝達されることになる。エンジン 104の作動によって歯車 151が駆動され ると、エンジン 104の動力は歯車 151力ら歯車 152に、次に、歯車 152力ら歯車 154 及び歯車 156に、次に、歯車 154及び歯車 156から歯車 158にそれぞれ伝達され、 最終的には歯車 157に伝達される。モータジェネレータ 140の作動によって歯車 15 3が駆動されると、モータジェネレータ 140の回転は歯車 153から歯車 154及び歯車 156〖こ、次に、歯車 154及び歯車 156から歯車 158のそれぞれ伝達され、最終的に は歯車 157に伝達される。
[0024] 尚、動力分配機構 150としては遊星歯車機構などの他の機構を用いても構わない
[0025] モータジェネレータ 130は回転子に界磁用の永久磁石を備えた同期機であり、固 定子の電機子コイルに供給される交流電力がインバータ装置 110によって制御され ることによりその駆動が制御される。モータジェネレータ 140もモータジェネレータ 13 0と同様の同期機であり、インバータ装置 120によってその駆動が制御される。インバ ータ装置 110, 120にはバッテリ 106が電気的に接続されており、ノ ッテリ 106からィ ンバータ装置 110, 120への電力の供給、インバータ装置 110, 120力らノ ッテリ 10 6への電力の供給が可能である。
[0026] 本実施例では、モータジェネレータ 130及びインバータ装置 110からなる第 1電動 発電ユニットと、モータジェネレータ 140及びインバータ装置 120からなる第 2電動発 電ユニットとの 2つを備え、運転状態に応じてそれらを使い分けている。すなわちェン ジン 104からの動力によって車両を駆動して!/、る場合にぉ 、て、車両の駆動トルクを アシストする場合には第 2電動発電ユニットを発電ユニットとしてエンジン 104の動力 によって作動させて発電させ、その発電によって得られた電力によって第 1電動発電 ユニットを電動ユニットとして作動させる。また、同様の場合において、車両の車速を アシストする場合には第 1電動発電ユニットを発電ユニットとしてエンジン 104の動力 によって作動させて発電させ、その発電によって得られた電力によって第 2電動発電 ユニットを電動ユニットとして作動させる。
[0027] また、本実施例では、バッテリ 106の電力によって第 1電動発電ユニットを電動ュ- ットとして作動させることにより、モータジェネレータ 130の動力のみによって車両の駆 動ができる。
[0028] さらに、本実施例では、第 1電動発電ユニット又は第 2電動発電ユニットを発電ュ- ットとしてエンジン 104の動力或いは車輪からの動力によって作動させて発電させる ことにより、ノ ッテリ 106の充電ができる。
[0029] 次に、図 7を用いて、本実施例のインバータ装置 110, 120の電気的な回路構成に ついて説明する。
[0030] 本実施例のインバータ装置 110, 120は 1つにまとまった形で 1つのインバータ装 置ユニットとして構成されている。インバータ装置ユニットには、インバータ装置 110 の半導体モジュール 20と、インバータ装置 120の半導体モジュール 30と、コンデン サ 50と、インバータ装置 110の駆動回路基板 70に実装された駆動回路 92と、インバ ータ装置 120の駆動回路基板 71に実装された駆動回路 94と、制御回路基板 74に 実装された制御回路と、コネクタ基板 72に実装されたコネクタ 73及びコンデンサ 50 の放電回路（図示省略)を駆動する駆動回路 91と、電流センサ 95, 96が設けられて いる。
[0031] 尚、本実施例では、電源系と信号系との区別がし易いように、電源系を実線で、信 号系を点線でそれぞれ図示して 、る。
[0032] 半導体モジュール 20, 30は、対応するインバータ装置 110, 120の電力変換用主 回路を構成しており、複数のスイッチング用パワー半導体素子を備えている。半導体 モジュール 20, 30は、対応する駆動回路 92, 94から出力された駆動信号を受けて 動作し、高圧バッテリ HBAら供給された直流電力を三相交流電力に変換し、その電 力を対応するモータジエネレー 130, 140の電機子卷線に供給する。主回路は 3相 ブリッジ回路であり、 3相分の直列回路がバッテリ 106の正極側と負極側との間に電 気的に並列に接続されて構成されて！、る。
[0033] 直列回路はアームとも呼ばれ、上アーム側スイッチング用パワー半導体素子と下ァ ーム側スイッチング用パワー半導体素子とが電気的に直列に接続されることにより構 成されている。本実施例では、スイッチング用パワー半導体素子として IGBT (絶縁ゲ ート型バイポーラトランジスタ） 21を用いている。 IGBT21は、コレクタ電極，ェミッタ 電極及びゲート電極の 3つの電極を備えている。 IGBT21のコレクタ電極とェミッタ電 極との間にはダイオード 38が電気的に接続されている。ダイオード 38は、力ソード電 極及びアノード電極の 2つの電極を備えており、 IGBT21のェミッタ電極からコレクタ 電極に向力う方向が順方向となるように、力ソード電極力 GBT21のコレクタ電極に、 アノード電極が IGBT21のェミッタ電極にそれぞれ電気的に接続されている。
[0034] スイッチング用パワー半導体素子としては MOSFET (金属酸化物半導体型電界 効果トランジスタ）を用いてもよい。 MOSFETは、ドレイン電極，ソース電極及びゲー ト電極の 3つの電極を備えている。尚、 MOSFETは、ソース電極とドレイン電極との 間に、ドレイン電極力もソース電極に向力 方向が順方向となる寄生ダイオードを備 えているので、 IGBTのように、別途、ダイオードを設ける必要がない。
[0035] 各相のアームは IGBT21のソース電極と IGBT21のドレイン電極が電気的に直列 に接続されて構成されている。尚、本実施例では、各相の各上下アームの IGBTを 1 つしか図示していないが、複数の IGBTが電気的に並列に接続されて構成される場 合もある。本実施例では、後述するように各相の各上下アームは 3つの IGBTによつ て構成している。
[0036] 各相の各上アームの IGBT21のドレイン電極はバッテリ 106の正極側に、各相の各 下アームの IGBT21のソース電極はバッテリ 106の負極側それぞれ電気的に接続さ れて 、る。各相の各アームの中点（上アーム側 IGBTのソース電極と下アーム側の IG BTのドレイン電極との接続部分）は、対応するモータジェネレータ 130, 140の対応 する相の電機子卷線に電気的に接続されている。
[0037] 駆動回路 92, 94は、対応するインバータ装置 110, 120の駆動部を構成しており、 制御回路 93から出力された制御信号 (制御値）に基づいて、 IGBT21を駆動させる ための駆動信号を発生する。それぞれの回路において発生した駆動信号は、対応 する半導体モジュール 20, 30に出力される。駆動回路 92, 94は、各相の各上下ァ ームに対応する複数の回路を 1つの回路に集積した、いわゆる 6inlタイプの集積回 路により構成されたものである。各相の各上下アームに対応する回路としては、インタ 一フェース回路，ゲート回路，異常検出回路などを備えている。
[0038] 制御回路 93はインバータ装置 110, 120の制御部を構成しており、複数のスィッチ ング用パワー半導体素子を動作 (オン'オフ)させるための制御信号 (制御値)を演算 するマイクロコンピュータによって構成されている。制御回路 93には、上位制御装置 力 のトルク指令信号（トルク指令値），電流センサ 95, 96及びモータジヱネレータ 1 30, 140に搭載された回転センサ力もの検知信号 (センサ値）が入力されて 、る。 制御回路 93はそれらの入力信号に基づいて制御信号 (制御値)を演算し、駆動回路 92, 94に出力する。
[0039] コネクタ 73はインバータ装置 110, 120の内部と外部の制御装置との間を電気的 に接続するためのものである。
[0040] コンデンサ 50は、 IGBT21の動作によって生じる直流電圧の変動を抑制するため の平滑回路を構成するためのものであり、半導体モジュール 20, 30の直流側に電気 的に並列に接続されている。
[0041] 駆動回路 91は、コンデンサ 50に蓄積された電荷を放電するために設けられた放電 回路（図示省略)を駆動するためのものである。
[0042] 次に、図 1乃至図 6を用いて、前述したインバータ装置 110, 120の実際の構成を 説明する。
[0043] 本実施例のインバータ装置ユニットは、下部ケース 13の上に第 2ベース 12が、第 2 ベースの上に第 1ベース 11が、第 1ベース 11の上に上部ケース 10がそれぞれ積み 上げられることにより形成された筐体 (インバータケース)を備えている。筐体は全体 的に丸みを帯びた直方体状の容器である。筐体の構成部品は全てアルミニウム製の 熱伝導性部材によって構成されて 、る。
[0044] 筐体の内部は、板状の第 1ベース 11と，パイ（π )型状の第 2ベース 12によって上 下方向に 2つに分離されており、熱伝導性部材によって全周（周壁，天井壁，底壁） が囲まれた 2つの冷却室が形成されている。 2つの冷却室の境界壁を形成する第 1 ベース 11及び第 2ベース 12には冷媒 (冷却水）を流すための 2つの冷媒流路 28が 形成されている。以上のように筐体を構成することにより、 2つの冷却室は熱的に隔て られ、一方の冷却室力 他方の冷却室への熱影響を抑制できる。
[0045] 筐体の上部の冷却室には、筐体の長手方向に長ぐ短手方向に短いサイズの半導 体モジュール 20, 30が筐体の短手方向に並設されるように、かつ冷媒流路 28の上 部に配置されるようにして収納されている。これにより、半導体モジュール 20, 30は 冷媒流路 28と熱的に接続され、 IGBT21の動作によって発生した熱が冷媒によって 冷却される。従って、半導体モジュール 20, 30から放出された熱が下部の冷却室に 及ぼす影響を抑制できる。
[0046] 筐体の長手方向の一方側の側端面には、冷媒流路 28の一方側と連通した入口配 管 15と、冷媒流路 28の他方側と連通した出口配管 16が設けられている。冷媒流路 28の各々は筐体の長手方向の一方側から他方側に向かって平行に延びており、お 互 、筐体の長手方向の他方側の端部にお!、て連通して 、る。すなわち冷媒流路 28 は U字状に形成されて 、る。
[0047] 第 1ベース 11の冷媒流路 28が形成された部位のそれぞれには伝熱プレート 28が 設けられている。伝熱プレート 28は冷媒流路 28に沿って筐体の長手方向の一方側 力も他方側に向力つて延びた長方形状のものであり、冷媒流路 28の一面を構成する 板状部材である。これにより、伝熱プレート 23は、冷媒流路 28を流れる冷媒によって 直接冷却される。伝熱プレート 23はアルミニウム製或いは銅製の熱伝導性部材によ り構成されており、冷媒流路 28の内部に突出する冷却フィン（図示省略)がその冷媒 流路 28側の面に設けられている。これにより、冷媒による冷却面積が増加し、冷媒に よる冷却効果を向上できる。
[0048] 伝熱プレート 23のそれぞれの上面には、伝熱プレート 23の外周縁に沿って立設す るようにモジュールケース 24が設けられて!/、る。モジュールケース 24は筐体の長手 方向に向力つて伝熱プレート 23の上面上の領域を 3つの領域に分割して、 IGBT21 とダイオード 38とを各相毎に収納する収納室を形成している。
[0049] モジュールケース 24の長手方向に延びる側壁であって、半導体モジュール 20, 30 の対向側に位置する側壁には直流正極側モジュール端子 26及び直流負極側モジ ユール端子 33が収納室毎に対応して設けられて 、る。直流正極側モジュール端子 3 3及び直流負極側モジュール端子 26はモジュールケース 24の側壁から上方に突出 して！/、る。直流正極側モジュール端子 33及び直流負極側モジュール端子 26の突出 側とは反対側は収納室の内部に至り、その表面がモジュールケース 24の表面に露 出している。これにより、各収納室の内部には直流正極側モジュール電極 36及び直 流負極側モジュール電極 37が形成される。
[0050] モジュールケース 24の長手方向に延びる側壁であって、半導体モジュール 20, 30 の対向側とは反対側に位置する側壁には交流モジュール端子 27が収納室毎に対 応して設けられて 、る。交流モジュール端子 27はモジュールケース 24の側壁から上 方に突出している。交流モジュール端子 27の突出側とは反対側は収納室の内部に 至り、その表面がモジュールケース 24の表面に露出している。これにより、各収納室 の内部には交流モジュール電極 35が形成される。
[0051] 各収納室の伝熱プレート 23の上面には 2つの絶縁基板 22が筐体の長手方向に並 設されている。各絶縁基板 22の上面には 2つの板状の配線部材 39が筐体の長手方 向に並設されている。各収納室の 2つの絶縁基板 22の一方側に設けられた配線部 材 39の一方側は直流正極側モジュール電極 36と電気的に接続されて 、る。各収納 室の 2つの絶縁基板 22の他方側に設けられた配線部材 39の一方側は直流負極側 モジュール電極 37と電気的に接続されている。各収納室の 2つの絶縁基板 22に設 けられた配線部材 39の他方側は交流モジュール電極 35と電気的に接続されている 。これらの電気的な接続は導電性のワイヤ 29によって行なわれる。
[0052] 各収納室の 2つの絶縁基板 22に設けられた配線部材 39の一方側の上面には、筐 体の長手方向に並べられた IGBT21とダイオード 38とが筐体の短手方向に 3っ並設 されて実装されている。これにより、各相の上下アームがそれぞれ構成される。 IGBT 21とダイオード 38は、交流モジュール電極 35と電気的に接続された配線部材 39に 電気的に接続されて ヽる。 IGBT21のゲート電極はコネクタ 25に電気的に接続され ている。これらの電気的な接続は導電性のワイヤ 29によって行なわれる。コネクタ 25 はモジュールケース 24の伝熱プレート 23の上面の 3の領域を形成する 4つの側壁に それぞれ設けられている。
[0053] モジュールケース 24の上部には板状のモジュールケース蓋 34が設けられている。
モジュールケース蓋 34は、モジュールケース 24の上部開口部を覆って収納室を塞 ぐ天井壁を構成しており、モジュールケース 24と同じ絶縁樹脂から成形されている。 モジュールケース蓋 34の上面には、配線シート 31と、配線シード 31に電気的に接続 された配線コネクタ 32が設けられている。配線シート 31は、モジュールケース蓋 34に 設けら
れた貫通孔から上方に突出したコネクタ 25と電気的に接続されている。配線コネクタ 32は、図示省略した配線によって駆動回路基板 70, 71の駆動回路 92, 94と電気 的に接続されている。
[0054] 筐体の下部の冷却室内にはコンデンサ 50、駆動回路基板 70, 71,制御基板 74及 びコネクタ基板 72が収納されて 、る。
[0055] コンデンサ 50は、半導体モジュール 20, 30の直流側と近接配置されるように、第 2 ベース 12の中央（πの 2本足によって囲まれた領域）の下方側に配置されている。コ ンデンサ 50は、筐体の高さ方向の断面形状が長丸形状の 4つの電解コンデンサから 構成されて 、る。 4つの電解コンデンサはその長手方向が筐体の長手方向と同じ方 向を向くように、筐体の長手方向と短手方向に 2つずっ並設され、保持バンド 52を介 してコンデンサケース 51の内部に収納されて 、る。コンデンサケース 51は上部が開 放した熱伝導性容器であって、ケース上部のフランジ部と第 2ベース 12の πの 2本の 足の下端部が接触している。これにより、コンデンサ 50と冷媒流路 28とを熱的に接続 でき、コンデンサ 50を冷媒によって冷却できる。
[0056] 各電解コンデンサは、コンデンサケース 53の上部の開口部を塞ぐコンデンサ蓋 54 を貫通した正極側コンデンサ端子 57及び負極側コンデンサ端子 56を備えている。 正極側コンデンサ端子 57及び負極側コンデンサ端子 56は板状のものであり、短手 方向に面するように対向しており、コンデンサ蓋 54と一体形成された板状の絶縁部 材 55を短手方向力も挟み込んでいる。コンデンサ端子は、コンデンサケース 53に 4 つの電解コンデンサを収納した際、短手方向に隣り合うもの同士の長手方向の位置 が異なるように設けている。
[0057] 駆動回路基板 70は、半導体モジュール 20側の第 2ベース 12の下方側であって、 πの足の片方と第 2ベース 12のフランジ部によって囲まれた領域に配置されている。 駆動回路基板 71は、半導体モジュール 30側の第 2ベース 12の下方側であって、 π の足の他方と第 2ベース 12のフランジ部によって囲まれた領域に配置されている。駆 動回路基板 70, 71は第 2ベース 12と熱的に接続されている。これにより、冷媒流路 2 8と駆動回路基板 70, 71とを熱的に接続することができ、駆動回路基板 70, 71を冷 媒によって冷却できる。
[0058] 制御回路基板 74はコンデンサケース 53の短手方向の一方側（半導体モジュール 3 0側）の側面と対向するように設けている。制御回路基板 74は第 2ベース 12と熱的に 接続されている。これにより、冷媒流路 28と制御回路基板 74とを熱的に接続すること ができ、制御回路基板 74を冷媒によって冷却できる。
[0059] コネクタ基板 72はコンデンサケース 53の短手方向の他方側（半導体モジュール 20 側）の側面と対向するように設けている。コネクタ基板 72は第 2ベース 12と熱的に接 続されている。これにより、冷媒流路 28とコネクタ基板 72とを熱的に接続することがで き、コネクタ基板 72を冷媒によって冷却できる。コネクタ 73は筐体の長手方向の他方 側の側端面力 外部に突出している。
[0060] コンデンサ 50と半導体モジュール 20, 30は直流側接続導体 40によって電気的に 接続される。直流側接続導体 40は、第 1ベース 11の中央部及び第 2ベースの中央 部に設けられ長孔 (筐体の長手方向に長!ヽ孔)であって、筐体の高さ方向に貫通し た貫通孔を介して上下の冷却室に延びて!/、る。
[0061] 直流側接続導体 40は、筐体の長手方向に延びる板状の直流正極側バスバー 45と 、筐体の長手方向に延びる板状の直流負極側バスバー 44とを絶縁シート 43を介し て筐体の短手方向に積層し、直流正極側モジュール端子 42と正極側コンデンサ端 子 46とを直流正極側バスバー 45に一体に形成し、かつ直流負極側モジュール端子 41と負極側コンデンサ端子 47とを直流負極側バスバー 44に一体に形成したラミネ ート構造の配線部材である。このような構造によれば、半導体モジュール 20, 30とコ ンデンサ 50との間を低インダクタンスにでき、 IGBT21のスイッチング動作時の損失 による発熱を抑制できる。
[0062] 直流正極側モジュール端子 42は、直流正極側モジュール端子 33がモジュールケ ース 24から上方に突出する位置において直流正極側バスバー 45の上部力 上方に 向力つて延びて、筐体の短手方向に面するように直流正極側モジュール端子 33と対 向して直流正極側モジュール端子 33にねじ等の固定手段によって固定されることに より、直流正極側モジュール端子 33と電気的に接続されている。直流負極側モジュ ール端子 41は、直流負極側モジュール端子 26がモジュールケース 24から上方に突 出する位置において直流負極側バスバー 44の上部力も上方に向力つて延びて、筐 体の短手方向に面するように直流負極側モジュール端子 26と対向して直流負極側 モジュール端子 26にねじ等の固定手段によって固定されることにより、直流負極側 モジュール端子 26と電気的に接続されている。
[0063] 正極側コンデンサ端子 46及び負極側コンデンサ端子 47は、コンデンサ端子が突 出する位置において直流正極側バスバー 45及び直流負極側バスバー 44の下部か ら下方に延びて、筐体の短手方向に面してコンデンサ端子を筐体の短手方向から挟 み込み、同極のコンデンサ端子と対向して同極のコンデンサ端子にねじ等の固定手 段によって固定されることにより、同極のコンデンサ端子と電気的に接続されている。 このような配線構造によれば、直流正極側バスバー 45及び直流負極側バスバー 44 力も各コンデンサ端子に至る配線部分も正極側と負極側とを対向させることができ、 さらなる低インダクタンス化を図った配線部材が得られ、 IGBT21のスイッチング動作 時の損失による発熱をさらに抑制できる。
[0064] 筐体の長手方向の他方側端部には直流端子 80が設けられている。直流端子 80は 、直流正極側外部端子 82と、直流負極側外部端子 81と、直流正極側接続端子 86と 、直流負極側接続端子 85と、直流正極側外部端子 82と直流正極側接続端子 86と を接続する直流正極側バスバー 84と、直流負極側外部端子 81と直流負極側接続 端子 85とを接続する直流負極側バスバー 83とを備えたものである。
[0065] 直流正極側外部端子 82及び直流負極側外部端子 81は、筐体の長手方向の他方 側の側端面に設けられた貫通孔 17に装着されるコネクタを介して延びる外部ケープ ルと電気的に接続される。直流正極側バスバー 84と直流負極側バスバー 83は筐体 の短手方向に面して対向するように、半導体モジュール 20, 30側に延びている。直 流正極側接続端子 86は直流正極側モジュール端子 33, 42に、直流負極側接続端 子 85は直流負極側モジュール端子 26, 41にそれぞれ電気的に接続されている。
[0066] 上部ケース 10の上面に設けられた孔は 18は、直流正極側外部端子 82及び直流 負極側外部端子 81と外部ケーブルとの接続作業に用いられるものであり、作業時以 外は蓋で塞がれている。
[0067] 筐体の内部の短手方向の両端のそれぞれには 3相分の交流バスバー 60が配置さ れている。交流バスバー 60は、第 1ベース 11及び第 2ベース 12の筐体の短手方向 の端部に設けられた上下方向（筐体の高さ方向）の貫通孔を介して下部の冷却室か ら上部の冷却室に延びている。上部の冷却室にある交流バスバー 60の一端側には 交流側モジュール端子 61が形成されており、筐体の短手方向に面して交流側モジ ユール端子 27と対向し、交流側モジュール端子 27にねじ等の固定手段によって固 定されることにより、交流側モジュール端子 27に電気的に接続されている。下部の冷 却室にある交流バスバー 60の他端側には、モータジェネレータ 130, 140に至る外 部ケーブルとの外部接続端子 62が形成され、端子ホルダー 63によって保持されて いる。
[0068] 尚、符号 14は、インバータ装置ユニットの筐体を変速機 105の筐体或いはエンジン 104及び変速機 105の筐体に固定するための取り付け足であり、 SUSなどの剛体を 採用して強度を確保している。また、変速機 15及びエンジン 104からの振動を抑制 するようにベンド形状とし弾性を持たせて 、る。
[0069] 以上説明した本実施例では、インバータ装置ユニットの筐体内に、熱伝導性部材 によって全周が取り囲まれた冷却室を形成し、半導体モジュール 20, 30をその部屋 の中に収納するようにしたので、 IGBT21の小型化につて IGBT21の発熱が増加し ても半導体モジュール 20, 30からの放熱が増加しても、その熱を冷却室の外部に放 出されることを抑制でき、コンデンサ 50などの他のインバータ装置の構成部品に対す る熱影響を低く抑えることができる。 実施例 2
[0070] 本発明の第 2実施例を図 9に基づいて説明する。
[0071] 本実施例は第 1実施例の改良例であり、同じ構成には同じ符号を付してその説明 を省略する。
[0072] 本実施例と第 1実施例の異なる部分は、半導体モジュール 20, 30が収納された冷 却室の上部に上部ケース 10と第 2の上部ケース 19によって全周が取り囲まれた第 3 の冷却室を形成し、その中に、駆動回路基板と制御回路基板とコネクタ基板を一つ にした基板 97を収納したものである。
[0073] 半導体モジュール 20, 30の配線シート 31と基板 97は配線部材 98によって電気的 に接続されている。
[0074] コンデンサ 50のコンデンサーケースは省略され、第 2ベース 12の πの足がその代 わりをしている。このため、第 2ベース 12の πの足は下部ケース 13の底まで延びるよ うに形成されている。
[0075] また、取り付け足 14を中空構造とし、その中に、交流外部端子 62に電気的に接続 された電力ケーブル 64を通し、変速機 105の筐体内に導くようにしている。このように することにより、電力ケーブル 64を変速機 105の筐体内に容易に導いて、電力ケー ブル 64をモータジェネレータ 130, 140に接続できる。
[0076] 本実施例においても、前例と同様に、 IGBT21の小型化につて IGBT21の発熱が 増加しても半導体モジュール 20, 30からの放熱が増加しても、その熱を冷却室の外 部に放出されることを抑制でき、コンデンサ 50などの他のインバータ装置の構成部品 に対する熱影響を低く抑えることができる。
実施例 3
[0077] 本発明の第 3実施例を図 10に基づいて説明する。
[0078] 本実施例は第 1実施例の改良例であり、同じ構成には同じ符号を付してその説明 を省略する。
[0079] 本実施例と第 1実施例の異なる部分は、半導体モジュール 20, 30が収納された冷 却室の中に駆動回路基板 70, 71と、交流バスバー 60と，端子ホルダ 63とを一緒に 収納している。 [0080] また、半導体モジュール 20, 30が収納された冷却室の下方に第 2ベース 12によつ て第 2冷却室を形成し、さらにその下方に第 2ベース 12によって 2つの第 3冷却室を 形成している。第 2冷却室にはコンデンサ 50を、第 3冷却室の一方には制御回路基 板 74を、第 3冷却室の他方にはコネクタ基板 72をそれぞれ収納している。コンデン サ 50は横置きになって筐体の短手方向に 2つに分かれて収納されている。これによ り、直流側接続導体 40も半導体モジュール 20側と半導体モジュール 30側とに分か れて構成されている。尚、直流側接続導体 40の構成は第 1実施例と同様であるが、 各端子の曲げ方が一部変わっている。また、直流側接続導体 40には、直流正極側 外部端子 82と直流負極側外部端子 81がー体に形成されている。
[0081] 尚、符号 99は、駆動回路基板 70, 71と配線シート 31とを電気的に接続するコネク タ配線である。
[0082] 本実施例においても、前例と同様に、 IGBT21の小型化につて IGBT21の発熱が 増加しても半導体モジュール 20, 30からの放熱が増加しても、その熱を冷却室の外 部に放出されることを抑制でき、コンデンサ 50などの他のインバータ装置の構成部品 に対する熱影響を低く抑えることができる。
実施例 4
[0083] 本発明の第 4実施例を図 11及び図 12に基づいて説明する。
[0084] 本実施例は第 1実施例の変形例であり、同じ構成には同じ符号を付してその説明 を省略する。
[0085] 本実施例と第 3実施例の異なる部分は、後輪 201もモータジェネレータ 160によつ て駆動するようにしたものである。このため、本実施例では、 1ユニットのインバータ装 置 150を備えている。モータジェネレータ 160の動力は減速機 204によって減速され て後輪側デフアレンシャルギア 203に伝達され、後輪側デフアレンシャルギア 203か ら後輪車軸 202に伝達されるようになっている。すなわち本実施例では、四輪駆動式 のハイブリッド自動車を構成している。インバータ装置 150はバッテリ 106に接続され ている。モータジェネレータ 160を電動機として用いる場合には、ノ ッテリ 106からィ ンバータ装置 150に電力が供給され、発電機として用いる場合にはインバータ装置 1 50からバッテリ 106に電力が供給される。 [0086] インバータ装置 150の構成は、第 3実施例のインバータ装置ユニットを筐体の短手 方向中央において切断して得られた左半分側の構成とすると共に、第 2実施例のィ ンバータ装置ユニットのように、第 3冷却室を、導体モジュール 30を収納した冷却室 の上部に形成し、その中に、駆動回路基板と制御回路基板とコネクタ基板を一つに した基板 97を収納したものである。
[0087] また、電力ケーブル 64は、第 2実施例のインバータ装置ユニットのように、中空構造 の取り付け足 14を通して、変速機 105の筐体内に導くようにして 、る。
[0088] また、インバータ装置 150の構成としては、第 1乃至 3実施例のインバータ装置ュ- ットを筐体の短手方向中央にお 、て切断して得られた左半分側或いは右半分側の 構成をそのまま用いてもょ 、。
[0089] 本実施例においても、前例と同様に、 IGBT21の小型化につて IGBT21の発熱が 増加しても半導体モジュール 20, 30からの放熱が増加しても、その熱を冷却室の外 部に放出されることを抑制でき、コンデンサ 50などの他のインバータ装置の構成部品 に対する熱影響を低く抑えることができる。

Claims

請求の範囲
[1] 電力変換用の主回路を構成する半導体モジュールと、
前記主回路に電気的に接続されたコンデンサと、
前記電力変換の動作をさせるための駆動信号を前記主回路に供給する駆動回路 と、
前記駆動信号を供給させるための制御信号を前記駆動回路に供給する制御回路 と、
冷媒流路を備えた冷却室とを筐体の内部に有し、
前記冷却室は室壁が熱伝導性部材によって形成されており、
前記冷却室の内部には少なくとも前記半導体モジュールを収納してており、 前記冷却室の外部には少なくとも前記コンデンサ及び前記制御回路が配置されて
V、ることを特徴とする電力変換装置。
[2] 請求項 1に記載の電力変換装置にお!、て、
前記冷却室の下部には前記冷媒流路が配置されており、
前記コンデンサは、前記冷媒流路によって前記半導体モジュールから熱的に隔て られた状態で前記冷却室の下方側に配置され、かつ前記冷媒流路に熱的に接続さ れて!、ることを特徴とする電力変換装置。
[3] 請求項 2に記載の電力変換装置において、
前記冷却室は前記筐体の内部にお 、て最上部に配置されて 、ることを特徴とする 電力変換装置。
[4] 請求項 2又は 3に記載の電力変換装置において、
前記制御回路は、前記冷媒流路に熱的に接続された状態で前記冷却室の上方側 に配置されて 、ることを特徴とする電力変換装置。
[5] 請求項 2又は 3に記載の電力変換装置において、
前記制御回路は、前記冷媒流路に熱的に接続された状態で前記冷却室の下方側 に配置されて 、ることを特徴とする電力変換装置。
[6] 請求項 5に記載の電力変換装置において、
前記制御回路は前記コンデンサの下方側に配置されていることを特徴とする電力 変換装置。
[7] 請求項 4に記載の電力変換装置において、
前記駆動回路は、前記冷媒流路に熱的に接続された状態で前記冷却室の上方側 に前記制御回路と共に配置されていることを特徴とする電力変換装置。
[8] 請求項 5に記載の電力変換装置において、
前記駆動回路は、前記冷媒流路に熱的に接続された状態で前記冷却室の下方側 に前記制御回路と共に配置されていることを特徴とする電力変換装置。
[9] 請求項 2又は 3に記載の電力変換装置において、
前記駆動回路は、前記冷媒流路に熱的に接続された状態で前記冷却室に収納さ れて!、ることを特徴とする電力変換装置。
[10] 入力された電力を所定の電力に変換して出力するためのスイッチング用半導体素 子を備えた半導体モジュールと、
前記半導体素子に電気的に接続された平滑用コンデンサと、
前記半導体素子を駆動するための駆動信号を制御信号に基づいて前記半導体素 子に供給する駆動回路と、
前記制御信号を前記駆動回路に供給する制御回路とを筐体の内部に有し、 前記筐体の内部には別室が形成されており、
前記別室は、冷媒流路を備え、かつ室内から室外への放熱を抑制するように、室を 構成する隔壁が熱伝導性部材によって形成された断熱室であり、
前記断熱室の内部には少なくとも前記半導体モジュールが収納されており、 前記断熱室の外部には少なくとも前記平滑コンデンサ及び前記制御回路が配置さ れて!、ることを特徴とする電力変換装置。
[11] 請求項 10に記載の電力変換装置において、
前記断熱室の下部には前記冷媒流路が配置されており、
前記コンデンサは、前記冷媒流路によって前記半導体モジュールから熱的に隔て られた状態で前記断熱室の下方側に配置され、かつ前記冷媒流路に熱的に接続さ れて!、ることを特徴とする電力変換装置。
[12] 請求項 11に記載の電力変換装置にぉ 、て、 前記断熱室は前記筐体の内部にお 、て最上部に配置されて 、ることを特徴とする 電力変換装置。
[13] 半導体素子のスイッチング動作により入力電力を所定の電力に変換して出力する 半導体モジュールと、
前記半導体素子の直流側に平滑回路を構成するコンデンサと、
前記半導体素子を動作させるための駆動信号を前記半導体素子に供給する駆動 回路と、
前記駆動信号を生成するための制御信号を前記駆動回路に供給する制御回路と を筐体の内部に有し、
前記筐体の内部は複数に分離されており、
前記筐体の分離された内部の一つは、熱伝導性部材によって囲まれることにより形 成されたものであって、冷媒流路を備えており、されらには少なくとも前記半導体モジ ユールを収納しており、
前記筐体の分離された内部の残りは少なくとも前記コンデンサ及び前記制御回路 を収納して 、ることを特徴とする電力変換装置。
[14] 請求項 13に記載の電力変換装置において、
前記筐体の分離された内部の一つの下部には前記筐体の分離された内部の残り の一つが形成されており、
前記筐体の分離された内部の一つと前記筐体の分離された内部の残りの一つとの 間には前記冷媒流路が配置されており、
前記コンデンサは、前記冷媒流路によって前記半導体モジュールから熱的に隔て られた状態で前記筐体の分離された内部の残りの一つに収納され、かつ前記冷媒 流路に熱的に接続されていることを特徴とする電力変換装置。
[15] 請求項 13に記載の電力変換装置において、
前記筐体の分離された内部の一つは前記筐体の内部において最上部に形成され て!、ることを特徴とする電力変換装置。
[16] 請求項 1, 10, 13のいずれかに記載の電力変換装置において、
内燃機関と電動機とを車両の駆動源とし、前記内燃機関及び前記電動機から出力 された動力が変速機を介して車軸に伝達され、かつ前記変速機の筐体の内部に前 記電動機が配置されたハイブリッド自動車に適用される場合、前記変速機の筐体の 上或いは前記変速機の筐体の上と前記内燃機関の筐体の上とに、前記熱伝導性部 材よりも熱伝導性の小さい剛体を介して配置されることを特徴とする電力変換装置。
[17] 請求項 16に記載の電力変換装置において、
前記半導体モジュールと前記電動機とを電気的に接続する配線部材を有し、 前記剛体は中空になっており、
前記配線部材は前記中空の部分を貫通して前記変速機の筐体の内部に至り、前 記電動機に接続されていることを特徴とする電力変換装置。
[18] 電力変換用の主回路を構成する半導体モジュールと、
前記主回路に電気的に接続されたコンデンサと、
前記電力変換の動作をさせるための駆動信号を前記主回路に供給する駆動回路 と、
前記駆動信号を供給させるための制御信号を前記駆動回路に供給する制御回路 と、
前記コンデンサと前記半導体モジュールとの間を電気的に接続する配線部材とを 筐体の内部に有し、
前記半導体モジュールと前記コンデンサは近接して配置されており、
前記配線部材は、正極側板状配線端子が一体に形成された正極側板状配線導体 と、負極側板状配線端子が一体に形成された負極側板状配線導体とを絶縁部材を 介して積層したものから構成されており、
前記コンデンサは、正極側板状コンデンサ端子と負極側板状コンデンサ端子とを 絶縁部材を介して積層したコンデンサ端子を備えており、
前記コンデンサと前記配線部材は、同極同士が対面し合うように前記コンデンサ端 子を前記正極側板状配線端子と前記負極側板状配線端子によって挟み込み、その 挟み方向から前記コンデンサ端子，前記正極側板状配線端子及び前記負極側板を 固定することにより接続されていることを特徴とする電力変換装置。
[19] 請求項 18に記載の電力変換装置において、 前記筐体の内部には、冷媒流路を備えた冷却室が形成されており、 前記冷却室は、室を形成するための周壁が熱伝導性部材によって形成されており 前記冷却室の内部には少なくとも前記半導体モジュールが収納されていることを特 徴とする電力変換装置。
[20] 請求項 19に記載の電力変換装置において、
前記冷却室の下部には前記冷媒流路が配置されており、
前記コンデンサは、前記冷媒流路によって前記半導体モジュールから熱的に隔て られた状態で前記冷却室の下方側に配置され、かつ前記冷媒流路に熱的に接続さ れて!、ることを特徴とする電力変換装置。
[21] 請求項 20に記載の電力変換装置において、
前記冷却室は前記筐体の内部にお 、て最上部に配置されて 、ることを特徴とする 電力変換装置。
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