电力转换装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力转换装置。
【背景技术】
[0002]在电动汽车或者混合动力汽车中，搭载的部件的小型化和低成本化受到重要关注。将蓄电池的直流电流转换为电动机的交流电流的电力转换装置也不例外，也寻求小型化和低成本化，其结果是，因发热密度变大，所以需要提高冷却性能。
[0003]在构成电力转换装置的电子部件中发热量最大的部件为功率半导体组件。为了提高该功率半导体组件的冷却性能，去除热阻大的润滑脂，并且从半导体元件的两面进行散热的两面冷却结构(专利文献I?3)是有效的。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:US8094454B2 号
[0007]专利文献2:日本特开2010-110143号
[0008]专利文献3:日本特开2006-202899号
【发明内容】
[0009]发明要解决的技术问题
[0010]但是，为了将不使用润滑脂而将散热器与功率半导体组件一体化并且进行两面安装，存在两个密封上的问题。一个是冷却剂向组件内部的侵入，另一个是冷却剂向组件外部的流出。
[0011]上述文献I中采用仅由树脂铸型将完全分开的2个散热器接合的结构，存在冷却剂从2个散热器之间的隙间向内部树脂侵入的问题。树脂材料，因其高分子结构的原因使冷却剂通过至元件，因此难以使用乙二醇和丙二醇等导电性的冷却剂。另外，即使使用绝缘性的油、非活性冷却剂也因树脂发生膨润/变质而产生接合部的强度降低的问题。
[0012]另外，上述I?3文献中用于使冷却剂不向组件外部流出的密封结构也存在各种问题。图1是示意地表示各文献所示的现有技术的密封结构的截面图。图1 (a)是与文献I相当的结构，利用2个散热器(3a、3b)隔着半导体元件10，并且由保持整体的环状的部件2构成的功率半导体组件插入构成流路的壳体4的开口部，隔着上述散热器3上的密封材料I将第一盖5和第二盖6固定来实现高密封性。图1(b)是与文献2相当的结构，为使左右的散热器(7a、7b) —体化来防止冷却剂向半导体元件10内部的侵入的结构，并且，在一体化而成的凸缘部7c下表面与壳体4之间放入密封材料，由此实现高密封性。图1 (c)是与文献3相当的结构，在一体化而成的凸缘部7c上表面与盖5之间放入密封材料，由此实现高密封性。
[0013]此外，图1 (a)的结构设定为在纸面向下方向上串联地配置多个功率半导体组件，在任一公知技术中将多个功率半导体组件密封。在将多个功率半导体组件密封时，因功率半导体组件制造偏差而产生若干问题。图1 (a’)表示仅特定的功率半导体组件在上下方向的尺寸小的情况，有可能产生如箭头11所示的液体泄漏。图l(b’)中，表示仅中央的功率半导体组件在上下方向的尺寸小的情况，不仅本来为了进行冷却而要流过的散热器周边，在功率半导体组件下部也产生旁通流，冷却性能有可能降低。另外，凸缘部7c较大，因此，在将多个功率半导体组件并排安装的情况下，在小型化方面存在问题。图l(c’)中，表示仅中央的模块在上下方向的尺寸小的情况，产生如箭头13所示那样的旁通流，存在功率半导体组件的冷却性能不能够充分发挥的问题。
[0014]并且，这些公知例均利用螺栓紧固或者焊接等的方法密闭，通过压扁密封材料来确保密封可靠性，因此施加于密封材料的按压力变得重要。由此，在进行螺栓紧固的情况下，存在功率半导体组件最接近的螺栓周围与流路干渉的问题、需要螺栓根数变多的难以组装的问题。另外，替代螺栓紧固而进行焊接的情况下，为了减轻因焊接热对功率半导体组件的损害，存在结构变得复杂化/大型化的问题。
[0015]用于解决技术问题的技术方案
[0016]本发明的电力转换装置适用于通过半导体元件的开关动作将电力从直流转换为交流、从交流转换为直流的电力转换装置。并且包括:功率半导体元件、传送直流电流的导体板、与上述导体板电连接的主端子和具有收纳功率半导体元件和上述导体板的壳体的功率半导体组件；收纳上述功率半导体组件的流路形成体；和固定功率半导体组件的盖，上述盖形成有凹部和形成在上述凹部的底面部的开口，上述壳体形成有供上述主端子贯通的贯通孔，并且上述壳体以上述贯通孔与上述开口相对的方式固定于上述凹部，上述壳体的侧壁与上述凹部的侧壁之间形成气密结构。
[0017]发明效果
[0018]根据本发明，能够防止冷却剂向具有两面冷却结构的功率半导体组件的内部侵入和冷却剂向模块外部流出，因此能够兼顾高冷却性能和气密性。
【附图说明】
[0019]图1是示意地表示各文献所示的现有技术的密封结构的截面图。
[0020]图2是表示混合动力汽车的控制模块的图。
[0021]图3是逆变器电路140、142的电路结构图。
[0022]图4是电力转换装置200的立体图。
[0023]图5是电力转换装置200的分解立体图。
[0024]图6是被供给升压后的电压的电路201模块的分解立体图。
[0025]图7是功率半导体组件的立体图和截面图。
[0026]图8表示流路构成部件全体。
[0027]图9是图4的C-C’截面图。
【具体实施方式】
[0028]以下，参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。图2是表示混合动力汽车(以下记“HEV”)的控制模块的图。发动机EGN和电动发动机MGl、电动发动机MG2产生车辆的行驶用扭矩。另外，电动发动机MGl和电动发动机MG2不仅产生旋转扭矩，还具有将从外部施加于电动发动机MGl或电动发动机MG2的机械能转换为电力的作用。
[0029]电动发动机MG1、MG2例如为同步机或者感应机，如上所述，利用运转方法既作为电动机也作为发电机进行动作。在将电动发动机MG1、MG2搭载于汽车的情况下，期望能够小型而获得高输出，使用钕等的磁铁的永磁铁型的同步电动发动机适合。另外，永磁铁型的同步电动机与感应电动机相比转子的发热少，在这个观点方，作为汽车用优良。
[0030]发动机EGN的输出侧和电动发动机MG2的输出扭矩经由动力分配机构TSM传递至电动发动机MGl，来自动力分配机构TSM的旋转扭矩或者电动发动机MGl产生的旋转扭矩经由变速器TM和差动齿轮DIF传递至车轮。另一方面，在再生制动的运转时，旋转扭矩从车轮传递至电动发动机MG1，基于供给来的旋转扭矩产生交流电力。
[0031]产生的交流电力如后述的方式由电力转换装置200转换为直流电力，对高电压用的蓄电池136充电，充电的电力再次作为行驶能被使用。另外，在高电压用的蓄电池136所蓄积的电力少的情况下，利用电动发动机MG2将发动机EGN产生的旋转能转换为交流电力，接着利用电力转换装置200将交流电力转换为直流电力，能够对蓄电池136充电。机械能从发动机EGN向电动发动机MG2的传递通过动力分配机构TSM进行。
[0032]接着说明电力转换装置200。升压电路600、逆变器电路140、142经由蓄电池136和直流连接器138电连接。蓄电池136的电压变得比升压电路600高。被供给升压后的电压的电路201在与逆变器电路140、142的相互之间进行电力的传递。在使电动发动机MGl作为电动机动作的情况下，逆变器电路140基于从蓄电池136经由直流连接器138供给来的直流电力产生交流电力，经由交流端子188向电动发动机MGl供给。由电动发动机MGl和逆变器电路140构成的结构作为第一电动发电单元动作。
[0033]同样，在使电动发动机MG2作为电动机动作的情况下，逆变器电路142基于从蓄电池136经由直流连接器138供给来的直流电力产生交流电力，经由交流端子159对电动发动机MG2供给。由电动发动机MG2和逆变器电路142构成的结构作为第二电动发电单元动作。
[0034]第一电动发电单元和第二电动发电单元包括根据运转状态使双方作为电动机或者作为发电机运转的情况和使它们分开运转的情况。另外，也可能因一方不运转而停止。此外，在本实施方式中，利用蓄电池136的电力使第一电动发电单元作为电动单元动作，由此，能够仅通过电动发动机MGl的动力驱动车辆。并且，在本实施方式中，利用来自发动机的动力或者车轮的动力使第一电动发电单元或者第二电动发电单元作为发电单元动作而发电，由此能够进行蓄电池136的充电。
[0035]另外，在图2中省略图示，但蓄电池136还用作用于驱动辅助设备用的电动机的电源。作为辅助设备用的电动机例如为驱动空气调节机的压缩机的电动机、或者驱动控制用的油压泵的电动机。从蓄电池136将直流电力供给到辅助设备用功率组件，辅助设备用功率组件产生交流电力并供给到辅助设备用的电动机。辅助设备用功率组件具有与逆变器电路140基本上相同的电路结构和作用，控制对辅助设备用的电动机供给的交流的相位、频率、电力。此外，电力转换装置200具有用于将向逆变器电路140供给的直流电力平滑化的电容器模块500。
[0036]电力转换装置200具有用于从上位的控制装置接收指令或者对上位的控制装置发送表示状态的数据的通信用的连接器21。电力转换装置200基于来自连接器21的指令，用控制电路172运算电动发动机MGl、电动发动机MG2、辅助设备用的电动机的控制量，并且运算作为电动机