电力变换装置制造方法

电力变换装置制造方法
【专利摘要】电力变换装置包含功率半导体模块、平滑电容器模块、交流母线、对功率半导体元件进行控制的控制电路部、以及用于形成冷媒流动的流路的流路形成体。所述功率半导体模块具有第1散热部、以及与第1散热部对置的第2散热部，所述流路形成体的流路形成体外形部具有隔着所述流路与所述第1散热部对置的第1面壁、隔着所述流路与所述第2散热部对置的第2面壁、以及连接所述第1面壁和所述第2面壁的侧壁，所述侧壁具有用于将所述功率半导体模块插入到所述流路内的开口。
【专利说明】电力变换装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及用于将直流电力变换为交流电力或者将交流电力变换为直流电力的电力变换装置。
【背景技术】
[0002]在日本国特开2008-193867号公报中已公开了电力变换装置的一例。
[0003]日本国特开2008-193867号公报中，公开了下述的构成，即:半导体模块在其两侧具有冷却金属，在冷却金属之间夹入上臂用的半导体芯片和下臂用的半导体芯片，将半导体模块插入到水路筐体主体部中。
[0004]在先技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本国特开2008-193867号公报
[0007]发明的概要
[0008]发明所要解决的课题
[0009]但是，根据日本国特开2008-193867号公报所记载的发明，存在变换器整体尺寸(尤其是高度方向)大型化这样的问题。

【发明内容】

[0010]解决课题的技术手段
[0011]根据本发明的第1方式，电力变换装置具备:功率半导体模块，其具有将直流电流变换为交流电流的功率半导体元件；平滑电容器模块，其使所述直流电流平滑化；交流母线，其用于传输所述功率半导体元件的交流电流输出；控制电路部，其对所述功率半导体元件进行控制；以及流路形成体，其用于形成流动冷媒的流路。所述功率半导体模块具有第1散热部、以及隔着所述功率半导体元件与所述第1散热部对置的第2散热部，所述流路形成体的流路形成体外形部具有隔着所述流路与所述功率半导体模块的所述第1散热部对置的第1面壁、夹着所述功率半导体模块而位于所述第1面壁的相反侧且隔着所述流路与所述功率半导体模块的所述第2散热部对置的第2面壁、以及连接所述第1面壁和所述第2面壁的侧壁，所述侧壁具有用于将所述功率半导体模块插入到所述流路内的开口，所述平滑电容器模块配置在与所述流路形成体外形部的所述第2面壁相向的位置，所述交流母线配置在与所述流路形成体外形部的所述第1面壁相向的位置，所述控制电路部配置在夹着所述交流母线而位于所述流路形成体外形部的所述第1面壁的相反侧且与所述交流母线相向的位置。
[0012]根据本发明的第2方式，在第1方式的电力变换装置中，优选的是流路形成体与罩壳物理分离地形成，并通过固定工具而被固定在所述罩壳。
[0013]根据本发明的第3方式，在第1方式的电力变换装置中优选的是，在功率半导体模块、平滑电容器模块、交流母线以及控制电路部装配于流路形成体的状态下，再装配于罩壳。
[0014]根据本发明的第4方式，在第1方式的电力变换装置中优选的是，流路形成体的流路和外部装置的连接部通过形成于罩壳的开口而露出到罩壳的外部。
[0015]根据本发明的第5方式，在第1方式的电力变换装置中优选的是，电力变换装置还具备凸缘部，该凸缘部具备流路形成体的流路和外部装置连接的连接部分，凸缘部在与成为筐体的外壳相接触的部分包含密封部件。
[0016]根据本发明的第6方式，在第1方式的电力变换装置中优选的是，流路形成体的第1面壁具有开口，流路形成体还包含堵塞第1面壁所具有的开口的流路盖。
[0017]根据本发明的第7方式，在第6方式的电力变换装置中优选的是，流路盖的流路侧的表面的形状是与流路形成体的内部的形状和功率半导体模块的外形相对应的凸形状。
[0018]根据本发明的第8方式，在第7方式的电力变换装置中优选的是，流路盖的与流路侧相反的一侧的表面包含与凸形状相匹配且凹陷的部分，流路盖具有用于将交流母线固定于凹陷部分的凸台。
[0019]根据本发明的第9方式，在第1方式的电力变换装置中优选的是，流路形成体具有用于安装电流传感器的凸台。
[0020]根据本发明的第10方式，在第1方式的电力变换装置中优选的是，流路形成体具有用于安装电路基板的凸台。
[0021]根据本发明的第11方式，在第1方式的电力变换装置中优选的是，控制电路部通过将用于构成驱动器电路和控制电路的各个部件配置在一块基板上来构成。
[0022]根据本发明的第12方式，在第1方式的电力变换装置中优选的是，流路形成体的第1面壁和第2面壁之间的最小距离与所述功率半导体模块的外壳所具备的凸缘的尺寸大致相同。
[0023]根据本发明的第13方式，在第1方式的电力变换装置中优选的是，流路形成体是通过将规定的物质浇铸到模具中的制造法来制作的，侧壁的表面是具有倾斜的锥形面，第1面壁以及第2面壁的表面是无需为锥形的面。
[0024]根据本发明的第14方式，在与电动机连接的第1方式的电力变换装置中优选的是，交流母线将交流电流输出向电动机传输，流路形成体的流路通过设置隔壁而呈U字形状地形成，通过在相对于在流路中流动的冷媒的流动方向而垂直的方向，经由侧壁所具有的开口而将功率半导体模块插入到流路内，来使第1散热部和第2散热部分别相对于第1面壁和第2面壁而成为平行。
[0025]发明效果
[0026]根据本发明，能够缩小电力变换装置的尺寸(低矮化)而且能够实现低成本。
【专利附图】

【附图说明】
[0027]图1是表不混合动力汽车的系统的系统图。
[0028]图2是表示图1所示的电气电路的构成的电路图。
[0029]图3是用于说明电力变换装置的构成的分解立体图。
[0030]图4是用于说明流路形成体12、以及功率半导体模块300的构成的分解立体图。
[0031]图5是用于说明电力变换模块200的整体构成而分解成构成要素的立体图。[0032]图6(a)是用于说明入口配管13以及出口配管14附近的连结构成的截面立体图。图6(b)是用于说明出入口配管所安装的面的对面侧的连结构成的截面立体图。
[0033]图7 (a)是从与流路形成体12的开口面400相接触的一侧观察流路盖420时的立体图。图7(b)是从流路形成体12上面观察流路盖420时的立体图。
[0034]图8 (a)是表示功率半导体模块300a的外观的立体图。图8 (b)是功率半导体模块300a的剖视图。
[0035]图9(a)是为了帮助理解将模块外壳304、绝缘片333、第一密封树脂348以及第二密封树脂351去除后的功率半导体模块300a的内部剖视图。图9 (b)是用于说明功率半导体模块300a的内部构成的立体图。
[0036]图10(a)是用于帮助理解图9(b)的构造的分解图。图10(b)是功率半导体模块300的电路图。
[0037]图11(a)用于说明电感的降低效果的电路图。图11(b)是用于说明电感的降低作用的说明图。
[0038]图12(a)是辅助模制体600的立体图。图12(b)是辅助模制体600的透过图。
[0039]图13是用于说明平滑电容器模块500的内部构造的分解立体图。
[0040]图14是用于说明连接器模块120的整体构成而分解为构成要素的立体图。
[0041]图15是从电气变换装置100卸除了盖8的状态的上面所观察的图。
[0042]图16是易于观察安装于图15所示的电气变换装置100的侧面的部件予以表示的立体图。
[0043]图17是流路形成体和功率半导体模块300的冷却介质通路的剖视图。图17(a)是现有的构成的剖视图，图17(b)是本实施方式的剖视图。
【具体实施方式】
[0044]根据日本国特开2008-193867号公报所述的发明，用于插入半导体模块的开口被设于水路筐体的上面侧。由此产生在半导体的模块的高度方向需设置某程度空间的必要，作为结果，导致变换器整体尺寸(尤其是高度方向)出现大型化。通过将用于插入半导体模块的开口设于水路筐体的侧面侧，从而，能够达成电力变换装置的构成部件的低矮化，能够提高生产组装性，且能够达成低成本化。本发明的目的在于，针对现有的电力变换装置，来提供可实现尺寸缩小(低矮化)/低成本化的电力变换装置。使用附图，对发明所涉及的实施方式进行说明。
[0045]图1是将本发明所涉及的电力变换装置应用于用发动机和电动机两方而行驶的所谓的混合动力用汽车中的系统。本发明所涉及的电力变换装置并不限于混合动力用车辆，也可应用于仅以电动机进行行驶的所谓的电动车，另外，也可以作为用于对一般产业机械所使用的电动机进行驱动的电力变换装置来使用。
[0046]但是，如上述或者以下所说明的那样，将本发明所涉及的电力变换装置尤其是应用于上述混合动力用汽车、上述电动车时，在小型化的观点或者可靠性的观点、其他观点等各种观点上，能够获得优良的效果。应用于混合动力用汽车的电力变换装置是与应用于电动车的电力变换装置大致相同的构成，作为代表例，对应用于混合动力汽车的电力变换装置进行说明。[0047]图1是表示混合动力汽车(以下，记述为“HEV”)的控制模块的图。发动机(ENG)以及电动发电机(MG)产生车辆的行驶用转矩。另外，电动发电机不仅产生旋转转矩，而且具有将从外部对电动发电机施加的机械能变换为电力的功能。
[0048]电动发电机例如是同步电机或者感应电机，如上所述，根据驾驶方法，可作为电动机也可以作为发电机进行动作。在将电动发电机搭载于汽车的情况下，期望小型且获得高输出，适用使用了钕(Nd)等磁铁的永久磁铁型的同步电动机。另外，永久磁铁型的同步电动机与感应电动机相比，转子的发热较少，根据该观点，作为汽车用来说是优秀的。
[0049]发动机的输出侧的输出转矩经由动力分配机构(TSM)传输给电动发电机,来自动力分配机构的旋转转矩或者电动发电机所产生的旋转转矩经由变速器TM以及差动齿轮DEF而传输给车轮。另一方面，在再生制动的驾驶时，从车轮向电动发电机传输旋转转矩，基于所供给来的旋转转矩来产生交流电力。所产生的交流电力，如后述那样，通过电力变换装置100而变换为直流电力，对高电压用的蓄电池136进行充电，充电的电力再次可以作为行驶能来使用。 [0050]接下来，对电力变换装置100进行说明。变换器电路140经由直流连接器部138而与蓄电池136电连接，在蓄电池136和变换器电路140的相互间进行电力的授受。在使电动发电机作为电动机而进行动作的情况下，变换器电路140经由直流连接器部138将从蓄电池136所供给的直流电力变换为交流电力，并经由交流连接器部188向电动发电机供
5口 ?
[0051]此外，本实施方式中，通过蓄电池136的电力，将电动发电单元作为电动单元而进行工作，由此,能仅通过电动发电机的动力来驱动车辆。而且,本实施方式中,将电动发电单元作为发电单元，由发动机的动力或者来自车轮的动力来使电动发电机动作进行发电，由此，能够对蓄电池136进行充电。
[0052]此外，电力变换装置100具备对提供给变换器电路140的直流电力进行平滑化的平滑电容器模块500。
[0053]电力变换装置100具备通信用的信号连接器21，其用于从未图示的上位的控制装置接收指令，或者对上述上位的控制装置发送表示状态的数据。基于来自信号连接器21的指令，由控制电路172对电动发电机的控制量进行运算，进而对作为电动机运转还是作为发电机运转进行运算，并基于运算结果来产生控制脉冲，向驱动器电路174提供上述控制脉冲。基于上述控制脉冲，驱动器电路174产生用于控制变换器电路140的驱动脉冲。
[0054]接下来，利用图2对变换器电路140的电气电路的构成进行说明。此外，以下将作为半导体元件而使用绝缘栅极型双极性晶体管以下简化记为IGBT。变换器电路140按照与由要进行输出的交流电力的U相、V相、W相构成的3相相对应地，具备将由作为上臂而动作的IGB T328以及二极管156和作为下臂而动作的IGB T330以及二极管166构成的上下臂的串联电路150。
[0055]这些的3相在该实施方式中，与电动发电机的电枢绕组的3相的各相绕组相对应。3相的IGBT各自的上下臂的串联电路150从上述串联电路的中点部分即中间电极169输出交流电流，该交流电流通过交流端子159以及交流连接器部188，与到电动发电机的交流电力线即母线保持部件802连接并传输。
[0056]上臂的IGBT328的集电极电极153经由正极端子157与平滑电容器模块500的正极侧的电容器端子506电连接，下臂的IGB T330的发射极电极经由负极端子158与平滑电容器模块500的负极侧的电容器端子504电连接。
[0057]如上所述，控制电路172从上位的控制装置经由信号连接器21来接收控制指令，并基于该控制指令，产生用于对构成串联电路150的上臂或者下臂的IGB T328、IGB T330进行控制的控制信号即控制脉冲，并提供给驱动器电路174，各相的串联电路150构成变换器电路140。驱动器电路174基于上述控制脉冲，将用于对构成各相的串联电路150的上臂或者下臂的IGB T328、IGB T330进行控制的驱动脉冲，提供给各相的IGB T328、IGB T330。IGB T328、IGB T330基于来自驱动器电路174的驱动脉冲，进行导通或者截止动作，将从蓄电池136所供给的直流电力变换为3相交流电力，该控制变换后的交流电力将提供给电动发电机。
[0058]IGB T328具备集电极电极153、信号用发射极电极155、栅极电极154。另外，IGBT330具备集电极电极163、信号用的发射极电极165、栅极电极164。二极管156电连接于集电极电极153和发射极电极之间。另外，二极管166电连接于集电极电极163和发射极电极155之间。
[0059]作为开关用功率半导体元件，也可利用金属氧化物半导体型场效应晶体管(以下，简化记为MO SFET)。该情况下，不需要二极管156、二极管166。在直流电压相对高的情况下，作为开关用功率半导体元件，适用IGBT。在直流电压相对低的情况下，作为开关用功率半导体元件，适用MO SFET。
[0060]平滑电容器模块500具备多个正极侧的电容器端子506、多个负极侧的电容器端子504、正极侧的电源端子509、负极侧的电源端子508。来自蓄电池136的高电压的直流电力经由直流连接器部138，对正极侧的电源端子509、负极侧的电源端子508进行供给，从平滑电容器模块500的多个正极侧的电容器端子506、多个负极侧的电容器端子504被供给至变换器电路140。
[0061]另一方面，通过变换器电路140，由交流电力变换后得到的直流电力将从正极侧的电容器端子506、负极侧的电容器端子504提供给平滑电容器模块500，从正极侧的电源端子509、负极侧的电源端子508经由直流连接器部138而提供给蓄电池136，并蓄积在蓄电池136中。
[0062]控制电路172具备用于对IGB T328以及IGB T330的开关定时进行运算处理的微型计算机(以下，记述为“微机”)。作为输入微机的输入信息，有针对电动发电机所要求的目标转矩值、从上下臂串联电路150对电动发电机所供给的电流值以及电动发电机的转子的磁极位置。目标转矩值是基于从未图示的上位的控制装置所输出的指令信号而得到的值。电流值是由电流传感器180进行检测、对于是否成为了如指令那样的电流进行反馈而得到的值。磁极位置是基于设置在电动发电机的解析器(resolver)等的旋转磁极传感器(未图示)所输出的检测信号而检测得到的。本实施方式中，例举了以电流传感器180检测3相电流值的情况为例，但也可以检测2相份的电流值，通过运算来求得3相份的电流。
[0063]控制电路172内的微机基于目标转矩值，对电动发电机的d、q轴的电流指令值进行运算，并基于该运算出的d、q轴的电流指令值和检测出的d、q轴的电流值之间的差分，来对d、q轴的电压指令值进行运算，基于检测出的磁极位置将该运算出的d、q轴的电压指令值变换为U相、V相、W相的电压指令值。接下来，微机基于根据U相、V相、W相的电压指令值的基波(正弦波)和载波(三角波)的比较来生成脉冲状的调制波，将该生成的调制波作为PWM(脉冲幅宽调制)信号向驱动器电路174输出。驱动器电路174在驱动下臂的情况下，将对PWM信号放大后的驱动器信号向相对应的下臂的IGB T330的栅极电极进行输出。
[0064]另外，驱动器电路174在驱动上臂的情况下，将PWM信号的基准电位的电平变化为上臂的基准电位的电平后，对PWM信号进行放大，将此作为驱动器信号向相对应的上臂的IGB T328的栅极电极分别输出。
[0065]另外，控制部170进行异常探测(过电流、过电压、过温度等)，对上下臂串联电路150进行保护。由此，控制电路172中被输入传感(sensing)信息。例如，由各臂的信号用发射极电极155以及信号用发射极电极165，将各IGB T328和IGB T330的发射极电极所流动的电流的信息输入到相对应的驱动部(1C)。由此，各驱动部(1C)进行过电流探测，在探测到过电流的情况下，使相对应的IGB T328、IGB T330的开关动作停止，使相对应的IGBT328、IGB T330得到过电流保护。从设于上下臂串联电路150的温度传感器(未图示)，向微机输入上下臂串联电路150的温度的信息。
[0066]另外，对微机输入上下臂串联电路150的直流正极侧的电压的信息。微机基于这些的信息来进行过温度探测以及过电压探测，在过温度或者过电压被探测到的情况下，使所有的IGB T328、IGB T330的开关动作停止。
[0067]图3表示作为本发明所涉及的实施方式的电力变换装置100的分解立体图。电力变换装置100以后述的电力变换模块200为核心，具有对电力变换模块200进行固定以及保护的罩壳10和盖8，与外部装置之间的连接由直流电源的输入部以及交流电源的输出部即连接器模块120、向控制电路传送信号的信号连接器21、以及用于将冷却介质向流路形成体12导入/排出的入口配管13以及出口配管14构成。流路形成体12和罩壳10如图所示是不同的部件。电力变换装置100通过将底面以及上面的形状设为大致长方形，具有易于安装到车辆且易于生产的效果。此外，以下实施例中，将从罩壳10的底面朝向盖8的方向设为朝上，将其相反方向设为朝下，将上下方向设为高度方向。
[0068]流路形成体12保持后述的功率半导体模块300以及平滑电容器模块500以及第1交流母线801以及电路基板20等的构成部件，并且通过冷却介质来对这些构成部件进行冷却。
[0069]罩壳10内收纳用于构成电力变换模块200的电路部件,在罩壳10的侧壁设有开口部，上述信号连接器21被固定。经由开口，上述信号连接器21与外部的控制装置连接，在设于电路基板20的控制电路172和上位的控制装置等的外部的控制装置之间进行信号传送。用于使电力变换装置100内的控制电路进行动作的低电压的直流电力是由上述信号连接器21供给。
[0070]而且，在设于罩壳10的侧壁的其他的开口部，固定有用于连接外部装置和直流以及交流电源的连接器模块120。在连接器模块120设有用于在与蓄电池136之间送受直流电力的直流连接器部138，在电力变换装置100内部，用于供给高电压直流电力的负极侧电力线139b和正极侧电力线139a将蓄电池136和平滑电容器模块500等进行电连接。而且，在连接器模块120设有用于在电动发电机和功率半导体模块300之间送受交流电流的交流连接器部188，用于对电动发电机供给高电压交流电力的交流布线189a?189c将电动发电机和功率半导体模块300a?300c进行电连接。
[0071]图4是为了帮助理解电力变换模块200的构成部件即组入到流路形成体12中的构成部件以及水路构成而进行了分解后的立体图。流路形成体12成为上下方向的尺寸比其他方向的尺寸要小的平坦形状，在侧面设于用于连接入口配管13的入口配管连接部12a和用于连接出口配管14的出口配管连接部12b，按照将2个配管相连接的方式，冷却流路19形成为U字形状，冷却流路19的一方侧的上面处于开口。
[0072]冷却介质从入口配管13流入，流经功率半导体模块300a所插入的流路19a、功率半导体模块300b所插入的流路1%、折返流路部19c、功率半导体模块300c所插入的流路19d、流路19e后，通过出口配管14而排出。
[0073]上述开口面400通过流路盖420以及流路盖部密封部件405而被堵塞住。而且在流路形成体12的侧面，开口部402a?402c沿着冷媒流而形成。开口部402a?402c通过所插入的功率半导体模块300a?300c以及凸缘部密封部件406a?406c而被堵塞住，功率半导体模块300a?300c通过在冷却流路19流动的冷却介质而被冷却。即，功率半导体模块300a?300c沿着与冷却流路19中流动的冷却介质的流动方向相垂直的方向，通过开口部402a?402c而插入到冷却流路19内。如此地，在功率半导体模块300a?300c中的后述的第1散热面307A和第2散热面307B分别相对于流路形成体12的上面和下面而成为了平行的状态下，冷却功率半导体模块300a?300c。
[0074]根据本实施方式，用于收纳功率半导体模块300的流路形成体12的高度方向的最小尺寸(流路形成体12的上面和底面之间的最小距离)，由于能够限制成为在功率半导体模块300所具备的后述的凸缘304B的幅宽上加上流路盖420的板厚的尺寸，因此能够实现低矮化。
[0075]另外，通过在流路19的上面设置开口面400，在流路内设有折返流路部19c，能够不使冷却性能降低地，增大功率半导体模块300a?300c的布局自由度，也能实现小型化。图4中，在作为去路的冷媒的流动方向418a的冷却流路19，设有功率半导体模块300a以及300b，在作为回路的冷媒的流动方向418c的冷却流路19，设有功率半导体模块300c。
[0076]另外，并不仅限于上述构成，即使是将冷却冷媒流动的方向设为相反的情况、将功率半导体模块300a?300c配置于一方的面的构成、从与入口配管连接部12a以及出口配管连接部12b的面进行对置的面将功率半导体模块300b插入而配置于冷却流路19c的位置的构成、使用2个将3个功率半导体模块300配置于一方的面并且在对置的面配置3个功率半导体模块300的电动发电机的构成等，低矮化以及与此相关的效果相同。
[0077]另外，通过与流路形成体12 —体以铝材的铸造来制造流路形成体12的冷却流路19的主构造，由此，冷却流路19除有冷却效果外，还有增强机械强度效果。另外通过以铝铸造来制造，流路形成体12和冷却流路19成为一体构造，热传导变良，且冷却效率提高。此夕卜，通过将功率半导体模块300a?300c固定于冷却流路19，完成形成冷却流路19后，进行水路的漏水试验。
[0078]图5是为了帮助理解电力变换模块200的构成而进行了分解的立体图。在流路形成体12中收纳功率半导体模块300。在与流路形成体12的下面接近的位置，装配平滑电容器模块500。
[0079]并且，流路形成体12的流路19e的部分没有装配功率半导体模块300，因此，流路19e的部分能够抑制流路的深度，流路形成体12的下面成为凹陷的形状，在该凹陷的部分固定电阻器450。在用于形成流路形成体12上面的流路盖420的上面，通过凸台(boss)而固定电流传感器180，而且固定母线组件800。
[0080]母线组件800由传送交流电源的母线主体801a，801b以及801c、传热部件803、母线保持部件802构成，在其下部，与流路盖420固定，在其上部，与电路基板20固定。设于平滑电容器模块500的端子以及交流母线801a?800c与功率半导体模块300a?300c电连接，连接部通过焊接进行接合。
[0081]根据本实施方式，在构成流路形成体12表面的面，与上面以及下面即面积宽的面的两面接近地配置发热的部件，因此，相对于现有的构成，能够大幅度提高冷却效率。
[0082]另外，平滑电容器模块500在布局上能使用的面积，是能够使用与流路形成体12同等的面积，因此，能够确保在为了确保变换器性能所需的电容器容量的同时，能够抑制高度方向的尺寸，所以，可成为低矮化。
[0083]另外，即使在电路基板20中，由于现有的构成中布局中能够使用基板的面积较小，因此，不能将驱动器电路174的基板和控制电路172的基板配置在同一面。但根据本实施方式，能够将驱动器电路174和控制电路172配置于同一电路基板20，从而可低矮化。
[0084]并且，构成图5所示的电力变换模块200的所有的部件在全部被组装入罩壳10前，能够在子组件(subassembly)状态下进行组装作业，所以，包含焊接的组装作业能从电力变换模块200的全方向来进行，作为结果，增大设计自由度，从而能够实现小型化以及降低成本，在生产部署中可提高生产性。
[0085]如通过图3所说明的那样，流路形成体12和罩壳10是不同的部件，因此，在生产现场，能够在电力变换模块200的状态下实施检查，所以，在通过检查而为不合格的情况下，不用废弃罩壳10等的部件，因此，能够有助于防止成品率降低。
[0086]图6是用于说明将流路形成体12固定于罩壳10的方法的图。图6(a)是对入口配管13以及出口配管14附近进行剖面而取得到的图。另外，图6(b)是对出入口配管所安装的面的对面侧进行剖面而得到的图。
[0087]图6(a)中，在流路形成体12设有图4中所示的入口配管连接部12a和出口配管连接部12b，而且形成了包含两连接部的凸缘12c。入口配管连接部12a以及出口配管连接部12b将流路形成体12的冷却流路19和外部装置相连接。另外，罩壳10具备与流路形成体凸缘12c匹配的开口部10a。包含入口配管连接部12a和出口配管连接部12b的凸缘12c通过形成于罩壳10的开口部10a而露出至罩壳10的外部。冷却介质从入口配管13直接进入到流路形成体12，流经冷却流路19，直接从出口配管14排出。
[0088]由此，冷却介质不会接触到罩壳10,所以,对罩壳10的要求规格与现有的罩壳相比将变低。例如，在以铝模铸来制作罩壳的情况下，现有技术中，为了防止冷却介质的泄露而对罩壳实施机械加工、含浸处理等，但在本实施方式中不需要进行这些处理，因此，能够降低成本。另外，本实施方式中，作为罩壳10，也可以选择树脂等替代材，所以，能实现轻量化且降低成本。
[0089]在之前所述的设于流路形成体12的凸缘12c设有内螺纹，在装配了与凸缘形状匹配的密封部件407后，利用连结用螺钉31，从与凸缘12c垂直的方向进行紧固，由此，固定于罩壳10。另一方面，在图6(b)的安装了出入口配管的面的对面侧,在罩壳10设有内螺纹loc，利用连结用螺钉32将流路形成体12的凸缘12e在上下方向上进行紧固。
[0090]由于出入口配管所被安装的凸缘12c侧的螺钉连结用螺钉31和对面侧的连结用螺钉32的紧固方向成为直角，因此，在车辆被施加振动时，在连结用螺钉31产生剪切方向的应力，从而有破裂的可能性。为了防止破裂，通过在凸缘12c的下部设有支撑部12d，在相对的罩壳10设有支撑部lob，设为将上下方向的负荷由支撑部12d以及支撑部10承接的构造，具有抑制连结用螺钉31所发生的剪切方向的应力的作用。
[0091]图7是为了帮助理解对上述流路盖420进行了说明的图。图7(a)是从与流路形成体12的开口面400相接触的一侧观察流路盖420时的立体图。在流路盖420与冷却流路19以及功率半导体模块300匹配地形成凸部420a，由于能够使与设于功率半导体模块300的散热部之间的间隙均一且恰当，所以，能够提高冷却效率。
[0092]图7 (b)是从流路形成体12上面观察流路盖420时的立体图。流路盖420具有与上述凸部420a匹配而凹陷的形状420b，在该凹陷的部分设有交流母线保持部件安装凸台420c。由于在凹陷的部分设有安装凸台420c，因此，能够抑制凸台的高度，可成为低矮化。
[0093]另外，在图7 (b)所不的从流路形成体12上面观察流路盖420的面，设有电路基板用安装凸台420d。该安装凸台420d可配置在任意的位置，因此，能够使产生机械性振动的情况下的支撑点间的距离缩短，提高共振频率，故能够提高可靠性。另外，流路盖420位于功率半导体模块300和电路基板20之间，因此，也能够获得电磁屏蔽的效果。现有技术的构成中利用了专用的金属板，但在本实施方式中，能统合为流路盖420，所以，具有成本降低的效果。在电磁屏蔽/基板冷却的效果低的情况下，如在上述母线组件800和电路基板20之间配置薄的导电性的金属板，则可进行电磁屏蔽/基板冷却，所以，即使追加金属板也能够获得成本降低的效果。
[0094]利用图8至图12，对变换器电路140中所使用的功率半导体模块300a?300c的详细构成进行说明。上述功率半导体模块300a?300c均为相同构造，作为代表，对功率半导体模块300a的构造进行说明。另外，图7至图11中，信号端子325U与图2所公开的栅极电极154以及信号用发射极电极155对应，信号端子325L与图2所公开的栅极电极164以及发射极电极165相对应。另外，直流正极端子315B与图2所公开的正极端子157是相同的端子，直流负极端子319B与图2所公开的负极端子158是相同的端子。另外交流端子321与图2所公开的交流端子159是相同的端子。
[0095]图8(a)是为了易于说明本实施方式的功率半导体模块300a而变更了端子形状后的立体图。图8(b)是本实施方式的功率半导体模块300a的剖视图。
[0096]如图9至图11所示，构成上下臂的串联电路150的功率半导体元件(IGB T328、IGB T330、二极管156、二极管166)通过导体板315、导体板318或者通过导体板316、导体板319，从两面进行夹着而被粘接。在这些导体板装配有将作为信号端子325U、信号端子325L的信号布线一体成型而形成的辅助模制体600。导体板315等在其散热面露出了的状态下通过第一密封树脂348而密封，在该散热面上热压接绝缘片333。由第一密封树脂348而密封得到的模块一次密封体302将插入到模块外壳304中，夹着绝缘片333，与作为CAN型冷却器的模块外壳304的内面进行热压接。在此，CAN型冷却器是设为一面有插入口 306另一面有底的筒形状的冷却器。
[0097]模块外壳304由铝合金材料例如Al、AlS1、AlSiC、A1_C等构成，一体制成或者将多个部件接合制成。模块外壳304是除插入口 306以外不设开口的构造，插入口 306通过凸缘304B包围其外周。
[0098]另外，如图8(a)所示那样，具有比其他面宽的面的第1散热面307A以及第2散热面307B分别在对置的状态下进行配置，连接该进行对置的第1散热面307A和第2散热面307B的3个面将构成以比该第1散热面307A以及第2散热面307B窄的幅宽进行密闭的面，在余下的一边的面形成插入口 306。模块外壳304的形状并不需要是精准的长方体，也可以是角部如图8(a)所示那样的成为曲面的长方体。
[0099]通过利用这样形状的金属性的外壳，即使将模块外壳304插入到水、油等的流动冷媒的冷却流路19内，也能够通过凸缘304B来确保相对于冷媒的密封，因此，能够以简易构成来防止冷却介质侵入到模块外壳304的内部。另外，在对置的第1散热面307A和第2散热面307B分别均匀地形成散热片305。
[0100]并且，在第1散热面307A以及第2散热面307B的外周，形成有厚度极薄的弯曲部304A。弯曲部304A是以加压散热片305而简单进行变形的程度地，使厚度变得极薄，因此，能够提高模块一次密封体302插入后的生产性。
[0101]在模块外壳304内部所残存的空隙中填充第二密封树脂351。另外，如图9以及图10所示，设有用于与平滑电容器模块500电连接的直流正极布线315A以及直流负极布线319A，在其前端部形成有直流正极端子315B(157)和直流负极端子319B (158)。设有用于对电动发电机或者194供给交流电力的交流布线320，在其前端形成有交流端子321 (159)。本实施方式中，直流正极布线315A与导体板315 —体成形，直流负极布线319A与导体板319一体成形，交流布线320与导体板316 —体成形。
[0102]如上所述，通过将导体板315等，经由绝缘片333而热压接在模块外壳304的内壁，能够减少导体板和模块外壳304的内壁之间的空隙，能够将功率半导体元件的产生热有效地传输到散热片305。而且，由于使绝缘片333具有某程度的厚度和柔软性，能够以绝缘片333吸收热应力的发生，用在温度变化剧烈的车辆用的电力变换装置中较好。
[0103]图9 (a)是为了帮助理解将模块外壳304、绝缘片333、第一密封树脂348和第二密封树脂351除去后的内部剖视图。图9(b)是内部立体图。
[0104]图10(a)是为了帮助理解图9(b)的构造的分解图。图10(b)是功率半导体模块300的电路图。另外，图11(a)是用于说明电感的降低效果的电路图，图11(b)是用于说明电感的降低作用的电流流动的立体图。
[0105]首先，将功率半导体元件(IGB T328、IGB T330、二极管156、二极管166)和导体板的配置与图10(b)所示的电气电路建立关联地进行说明。如图9(b)所示那样，直流正极侧的导体板315和交流输出侧的导体板316被配置成大致同一平面状。在导体板315粘接上臂侧的IGB T328的集电极电极和上臂侧的二极管156的阴极电极。在导体板316粘接下臂侧的IGB T330的集电极电极和下臂侧的二极管166的阴极电极。
[0106]相同地，交流导体板318和导体板319被配置成大致同一平面状。在交流导体板318粘接上臂侧的IGB T328的发射极电极和上臂侧的二极管156的阳极电极。在导体板319粘接下臂侧的IGB T330的发射极电极和下臂侧的二极管166的阳极电极。各功率半导体元件经由金属接合材160分别与设于各导体板的元件粘接部322粘接。金属接合材160例如是焊料材、银片以及包含微细金属粒子的低温烧结接合材等。[0107]各功率半导体元件为板状的扁平构造，该功率半导体元件的各电极形成在表背面。如图9 (a)所示那样，功率半导体元件的各电极由导体板315和导体板318、或者由导体板316和导体板319所夹持。即，导体板315和导体板318成为隔着IGB T328以及二极管156呈大致平行地对置的层叠配置。相同地，导体板316和导体板319隔着IGB T330以及二极管166呈大致平行地对置的层叠配置。另外，导体板316和导体板318经由中间电极329而连接。通过该连接，上臂电路和下臂电路电连接，从而形成上下臂串联电路。
[0108]直流正极布线315A和直流负极布线319A成为在隔着以树脂材料成形的辅助模制体600而对置的状态下大致平行地延伸的形状。信号端子325U、信号端子325L与辅助模制体600 —体成形，并且与直流正极布线315A以及直流负极布线319A朝向同样的方向进行延伸。用在辅助模制体600的树脂材料可应用具有绝缘性的热硬化性树脂或者热可塑性树脂。
[0109]由此，能够确保直流正极布线315A、直流负极布线319A、信号端子325U、信号端子325L之间的绝缘性，可进行高密度布线。而且，通过将直流正极布线315A和直流负极布线319A呈大致平行进行对置地实施配置，功率半导体元件的开关动作时瞬间性流动的电流相对置，且向相反方向流动。由此，产生电流所形成的磁场相互抵消的作用，通过该作用可实现低电感化。
[0110]关于产生低电感化的作用，利用图11(a)进行说明。图11(a)中，下臂侧的二极管166在正方向偏压状态下成为导通的状态。该状态下，上臂侧IGB T328成为导通状态时，下臂侧的二极管166成为反方向偏压，由载流子移动引起的恢复电流将贯通上下臂。
[0111]此时，在各导体板315、316、318、319中流动如图11(b)所示的恢复电流360。恢复电流360如以点线所示那样，通过了与直流负极端子319B(158)对置配置的直流正极端子315B(157)后，接着流过由各导体板315、316、318、319所形成的环路形状的路径，再次经由与直流正极端子315B(157)对置配置的直流负极端子319B(158)如实线所示那样流动。
[0112]由于在环路形状路径流动电流，从而在模块外壳304的第1散热面307A以及第2散热面307B流动涡电流361。由于在该涡电流361的电流路径上等效电路362所产生的磁场抵消效果，从而环路形状路径上的布线电感363将降低。
[0113]此外，恢复电流360的电流路径越接近环路形状，电感降低作用越增大。本实施方式中，环路形状的电流路径如点线所示那样，在与导体板315的直流正极端子315B(157)侧接近的路径中流动，通过IGB T328以及二极管156内。而且，环路形状的电流路径如以实线所示那样，在较导体板318的直流正极端子315B(157)侧较远的路径中流动，其后，如以点线所示那样，在较导体板316的直流正极端子315B(157)侧较远的路径中流动，通过IGBT330以及二极管166内。而且，环路形状的电流路径如以实线所示那样，在与导体板319的直流负极布线319A侧接近的路径中流动。如此，环路形状的电流路径通过相对于直流正极端子315B(157)、直流负极端子319B(158)而较近的一侧或较远的一侧的路径，而形成更接近环路形状的电流路径。
[0114]图12(a)是辅助模制体600的立体图，图12(b)是辅助模制体600的透过图。
[0115]辅助模制体600通过对信号导体324夹物模压(insert molding)而一体化。在此，信号导体324包含上臂侧的栅极电极端子154、发射极电极端子155以及上臂侧的栅极电极端子164、发射极电极端子165(参照图2)，还包含用于传输功率半导体元件的温度信息的端子。本实施方式的说明中，将这些的端子进行总称表现为信号端子325U、325L。
[0116]信号导体324在一方的端部形成信号端子325U、325L,在另一方的端部形成兀件侧信号端子326U、326L。元件侧信号端子326U、326L与功率半导体元件的表面电极所设的信号焊盘之间例如通过引线而相连接。第1密封部601A成为相对于如图10(a)所示的直流正极布线315A、直流负极布线319A或者交流布线320的形状的长轴而横切的方向进行延伸的形状。
[0117]另一方面，第2密封部601B成为相对于直流正极布线315A、直流负极布线319A或者交流布线320的形状的长轴而大致平行的方向进行延伸的形状。另外，第2密封部601B由用于密封上臂侧的信号端子325U的密封部和用于密封下臂侧的信号端子325L的密封部构成。
[0118]辅助模制体600的长度形成为比横向排列的导体板315和316的整体的长度，或者横向排列的导体板319和320的整体的长度要长。即，横向排列的导体板315和316的长度，或者横向排列的导体板319和320的长度进到辅助模制体600的横方向的长度的范围内。
[0119]第1密封部601A成为洼坑形状并且在该洼坑形成用于嵌合直流负极布线319A的布线嵌合部602B。另外，第1密封部601A成为洼坑形状并且在该洼坑形成用于嵌合直流正极布线315A的布线嵌合部602A。而且第1密封部601A配置在布线嵌合部602A的侧部，成为洼坑形状且在该洼坑形成用于嵌合交流布线320的布线嵌合部602C。通过在这些布线嵌合部602A?602C嵌合各布线，来进行各布线的定位。由此，在将各布线牢固地固定后，能够进行树脂密封材的填充作业，能够提高量产性。
[0120]另外，布线绝缘部608从布线嵌合部602A和布线嵌合部602B之间，向远离第1密封部601A的方向而突出。成为板形状的布线绝缘部608介于直流正极布线315A和直流负极布线319A之间，由此，能够确保绝缘性且可进行用于实现低电感化的对置配置。
[0121]另外，在第1密封部601A形成与进行树脂密封时所利用的金属模相接触的金属模按压面604，并且金属模按压面604是为了防止进行树脂密封时的树脂泄露的突起部605绕第1密封部601的长边方向的外周一周而形成。突起部605为了提高树脂泄露防止效果而设有多个。而且，在这些布线嵌合部602A和布线嵌合部602B也设有突起部605，所以，能够防止从直流正极布线315A以及直流负极布线319A的周围泄露树脂密封材。在此，作为第1密封部601A、第2密封部601B以及突起部605的材料，如考虑设置于150?180°C程度的金属模，优选可期待高耐热性的热可塑性树脂的液晶聚合物、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT:polybutylene terephthalate)、聚苯硫醚树脂(PPS:polyphenylene sulfide)
[0122]另外，在第1密封部601A的短边方向的功率半导体元件侧，如图12(b)所示那样的贯通孔606在长边方向上设有多个。由此，第一密封树脂348流入贯通孔606而进行硬化，由此，产生锚定效应，辅助模制体600被第一密封树脂348牢固地保持，即使因温度变化、机械的振动而被施加应力，两者也不发生剥离。即使取代贯通孔而设为凸凹的形状，也难以剥离。另外，对第1密封部601A涂敷聚酰亚胺系的涂敷剂或者将表面粗化，也能够获得某程度的效果。
[0123]模块一次密封体302中的第1密封树脂348的密封工序中，首先，将支撑各布线的辅助模制体600插入到有150?180°C程度余热的金属模。本实施方式中，辅助模制体600、直流正极布线315A、直流负极布线319A、交流布线320、导体板315、导体板316、导体板318、导体板319分别牢固地相连接，因此，通过将辅助模制体600设置于规定的位置，则将主要电路以及功率半导体元件设置于规定的位置。由此，既能提高生产性又可提高可靠性。
[0124]另外，第2密封部601B按照从模块外壳304附近至驱动器电路基板附近为止进行延伸的方式形成。由此，钻于强电布线之间而进行与驱动器电路基板的布线时，即使暴露于高电压，也能够正常传输开关控制信号。另外，直流正极布线315A、直流负极布线319A、交流布线320、信号端子325U以及信号端子325L即使从模块外壳304向同一方向突出，也能够确保电绝缘，可确保可靠性。
[0125]图13是用于说明平滑电容器模块500的内部构造的分解立体图。层叠导体板501由以板状的幅宽导体所形成的负极导体板505以及正极导体板507、以及被负极导体板505和正极导体板507所夹持的绝缘片(未图示)构成。层叠导体板501如以下说明那样，相对于各相的上下臂的串联电路150中流动的电流，使磁通量相互抵消，因此，对于上下臂的串联电路150中流动的电流，可谋求低电感化。层叠导体板501成为大致四角形形状。负极侧的电源端子508以及正极侧的电源端子509在从层叠导体板501的一边立起的状态下形成，分别与正极导体板507和负极导体板505连接。对正极侧的电源端子509以及负极侧的电源端子508如图2中所说明的那样经由直流连接器部138而被供给直流电力。
[0126]电容器端子503c从与负极侧的电源端子508以及正极侧的电源端子509相同一方的边而立起，电容器端子503a以及503b在从与电容器端子503c的对边而立起的状态下，与各功率半导体模块300的正极端子157(315B)以及负极端子158(319B)对应地形成。电容器端子503a?503c分别与功率半导体模块300a?300c连接。在构成电容器端子503a的负极侧电容器端子504a和正极侧电容器端子506a之间，设有绝缘片(未图示)的一部分，以确保绝缘。其他的电容器端子503b以及503c也相同。此外，本实施方式中，负极导体板505、正极导体板507、蓄电池负极侧端子508、蓄电池负极侧端子509、电容器端子503a?503f以一体成形的金属制板构成，相对于上下臂的串联电路150中流动的电流而具有电感降低的效果。
[0127]电容器单元514在层叠导体板501的下方的平滑电容器模块500的内部侧设有多个。本实施方式中，4个电容器单元514沿着层叠导体板501的一方的边呈一列排列，并且另外的12个电容器单元514沿着层叠导体板501的另一方的边呈四列排列，共计设有16个电容器单元。本实施方式中，在与平滑电容器模块500的上面接近的状态下设有冷媒流路，能够提高冷却效率。
[0128]电容器单元514是平滑电容器模块500的蓄电部的单位构造体，利用层叠2张在单面蒸镀了铝等金属的薄膜并卷折且将2张金属各个分别作为正极、负极的薄膜电容器。电容器单元514的电极将卷折了的轴面分别成为正极、负极电极，通过喷涂锡等的导电体来进行制造。
[0129]电容器外壳502具备用于收纳电容器单兀514的收纳部511,上述收纳部511成为如图所述的上面以及下面呈大致长方形状。在电容器外壳502设有用于将平滑电容器模块500固定于流路形成体12的固定部件，例如使螺丝贯通的孔520a?520d。收纳部511的底面部513按照与圆筒形的电容器单元514的表面形状相匹配的方式成为滑润的凹凸形状或者波形形状。由此，能够容易使层叠导体板501和电容器单元514连接而成的模块在电容器外壳502中进行定位。另外，在将层叠导体板501和电容器单兀514收纳于电容器外壳502后，除电容器端子503a?503f、负极侧的电源端子508以及正极侧的电源端子509以外，在电容器外壳502内进行填充材(未图示)的填充，使得层叠导体板501被覆盖。底面部513与电容器单元514的形状匹配地成为波形形状，由此，在填充材填充于电容器外壳502内时，能够防止电容器单元514偏离规定位置。
[0130]另外，电容器单元514由于开关时的脉动电流，通过内部的薄膜上所蒸镀的金属薄膜、内部导体的电阻而进行发热。于是，为了易将电容器单元514的热经由电容器外壳502而放出，对电容器单元514以填充材进行模制。而且通过利用树脂制的填充材，能够使电容器单元514的耐湿得到提高。
[0131]功率半导体模块300的交流端子321 (159)的前端与交流母线801a?c的前端通过焊接而连接。
[0132]母线组件800由交流母线801a?c、传热部件803、母线保持部件802构成。交流母线801a?c、传热部件803通过母线保持部件802而被固定于流路盖420。因交流母线801a?c的通电所产生的热将经由传热部件803而传输到流路形成体12，所以，具有冷却交流母线801a?c的效果。
[0133]图14是为了说明连接器模块120的整体构成而对构成要素进行了分解的立体图。
[0134]直流母线814a、814b由直流母线保持部件818所保持，并固定于连接器罩壳121。直流母线814a、814b的一端分别与平滑电容器模块500所具备的正极侧的电源端子509以及负极侧的电源端子508连接。
[0135]第2交流母线804a?c由交流母线保持部件817所保持，并固定于连接器罩壳121。第2交流母线804a?c的一端分别与电力变换模块200所具备的第1交流母线801a?c连接。
[0136]前述的直流母线814a、814b以及第2交流母线804a?c的另一端一般与车辆侧所具备的直流布线139以及交流布线189连接。本实施方式中，在将直流布线139插入到连接器罩壳121的直流连接器部138后，将直流母线814和直流布线139以图15中所示的连结用螺钉36进行连结，并以直流连接器盖822进行密封。相同地，在将交流布线189插入到连接器罩壳121的交流连接器部188后，将第2交流母线804和交流布线189以图15所示的连结用螺钉35的螺钉进行连结，并以交流连接器盖821进行密封，如此地构成。另外，本实施方式中，关于连接器模块120，直流连接器部138和交流连接器部188成为一体，但可以分别单独地制作，并将其固定于罩壳10，另外，本实施方式中，直流布线139以及交流布线189的连接是通过螺钉进行连结，但即使是利用金属的弹簧来确保电气接触的方法，也能够相同地获得上述说明的效果。
[0137]图15从电力变换装置100去除了盖8的状态的上面观察时的图。另外，图16是易于观察地表示安装于图15所示的电力变换装置100的侧面的部件的立体图。关于电力变换模块200，构成部件以模块的状态下进行组装，以连结用螺钉31、32固定于罩壳10。连结用螺钉32通过罩壳10的开口部进行连结作业，连结用螺钉31从外部侧面进行连结作业。根据本实施方式，不变更电力变换模块200，仅通过变更罩壳10，例如能够自由地设定罩壳10固定到车辆的固定位置，所以，能够获得部件的标准化、制作罩壳10时的模具的费用降低、生产设备的标准化、设计工时数降低等的效果。[0138]并且，通过连结用螺钉33、34、37将入口配管13、出口配管14、连接器模块120、信号连接器21进行连结，通过连结用螺钉36将直流母线814和电源端子508，509连接，通过连结用螺钉35将第1交流母线801和第2交流母线804连接。而且，通过将信号连接器21的基板用连接器38插入到电路基板20，从而完成了各部的连接。根据本实施方式，除上述效果外，仅通过变更作为与外部装置的接口的、冷却介质的连接用配管13，14、信号连接器21、直流连接器部138、交流连接器部188，能够实现广泛的应对，所以，能够获得部件的标准化、构成部件的模具费用降低、生产设备的标准化、设计工时数的降低等的效果。
[0139]图17是流路形成体和功率半导体模块300的冷却介质通路的剖视图。图17 (a)是现有的构成的剖视图，图17(b)是本实施方式的剖视图。流路形成体考虑强度/散热性/冷却冷媒的密封性、成本等，一般来说使用模铸的铝。模铸是将熔融的铝以高压射出至金属制的金属模中，冷却后从金属模中取出制品的制造法。由此，按照在取出制品时金属模与制品易于分离的方式，在与模具的拔出方向平行的面设有锥形。
[0140]图17 (a)所示的现有的构成中，功率半导体模块300从流路形成体901的上面插入，流形成体901的下面通过下盖902进行密封。该构成中，在通过模铸制作流路形成体901的情况下，模具的拔出以模具分割面911为边境，朝向上方向的模铸型拔出方向912和下方向的模铸型拔出方向913的方向进行拔出。此时，使与拔出方向平行的面和金属模的分离变得容易，因此，需要锥形面914。该状态下，将功率半导体模块300装配于流路形成体901时，设于功率半导体模块300的散热用的散热片305和锥形面914之间的间隙916会由于场所不同而不同，因为冷却冷媒通过间隙916较大的部分，所以，成为冷却性能不均匀，存在功率半导体模块300的性能降低的担心。为了防止性能降低，在对锥形面914实施机械加工，可将间隙916设为均匀，但是由于需要进行机械加工，将成为成本增加的要因。
[0141]另一方面，如图17(b)所示的本实施方式的构成中，功率半导体模块300从流路形成体12的侧面插入，流路形成体12的上面通过流路盖420进行密封。该构成中，在通过模铸来制作流路形成体12的情况下，模具的拔出从上方向的模铸模具拔出方向922的方向拔出。此时，作为与拔出方向平行的面的锥形面924，与作为和功率半导体模块300的散热用的散热片305成直角的面的、功率半导体模块300的侧面接近。另一方面，与设于功率半导体模块300的散热用的散热片305接近的面成为并不必需为锥形的面925，所以，能够确保均匀且最小的值的间隙926。这能够获得功率半导体模块300的性能提高以及由于无需机械加工而成本降低的效果。
[0142]上述实施方式所述的电力变换装置以及使用了该装置的系统能够解决为了制品化而期待解决的各种课题。这些实施方式所解决的各种课题之一是生产性提高的课题。不仅是上述的构成，通过其他的构成也能解决上述课题。
[0143]S卩，关于低矮化以及低成本化的课题、效果，通过上述的构成以外的构成，大的方面实现低矮化以及低成本化有关的课题解决、效果达成。更具体来说，在不同的观点上，解决了课题，获得了效果。
[0144]以下，记载了为了解决期望更低矮化以及低成本化的课题的变形例。本变形例具有下述构成，即，将从冷媒通路的侧面插入功率半导体模块，在冷媒通路的下面配置平滑用的电容器模块且在冷媒通路的上面配置了交流母线和电路基板而得到的部件进行装配而进行模块化，并该模块装配于罩壳，装配电气布线/冷媒配管/信号布线。[0145]通过该构成，能将电力变换装置的整体构成在更有条不紊的状态下进行配置，能够实现电力变换装置的小型化。另外，能够获得使横切冷媒流路的横方向上的即电力变换装置的纵方向的尺寸变得更小的低矮化效果。
[0146]关于低矮化以及低成本化的效果，尤其是在使用了将变换器的上下臂的串联电路内置的功率半导体模块的情况下，能够获得较大的效果，但在使用插入了上下臂的其中一个臂的功率半导体模块的情况下也能够达成其效果。
[0147]其中，在使用插入了 1个臂的功率半导体模块的情况下，单独使用变换器的上臂用以及下臂用的功率半导体模块，因此，用于连接这些臂的母线构成增加。
[0148]而且，在本变形例中，设置沿着平滑电容器模块的上面而形成冷媒流路的流路形成体，通过将上述平滑电容器模块固定于上述流路形成体，从而能够通过上述冷媒流路将上述功率半导体模块和上述平滑电容器模块一并冷却。而且，由于能够将交流母线、电路基板靠冷媒通路侧地配置，能够有效进行冷却。
[0149]上述说明了各种实施方式以及变形例，但本发明并不限于这些的内容。在本发明的技术的思想的范围内所能想到的其他方式也包含在本发明的范围内。
[0150]以下的优先权基础申请的公开内容将作为引用文援引于此。
[0151]日本国专利申请2011年第161533号(2011年7月25日申请)
【权利要求】
1.一种电力变换装置，其具备:功率半导体模块，其具有将直流电流变换为交流电流的功率半导体元件；平滑电容器模块，其使所述直流电流平滑化；交流母线，其用于传输所述功率半导体元件的交流电流输出；控制电路部，其对所述功率半导体元件进行控制；以及流路形成体，其形成流动冷媒的流路，所述功率半导体模块具有第1散热部、以及隔着所述功率半导体元件与所述第1散热部对置的第2散热部，所述流路形成体的流路形成体外形部具有第1面壁、第2面壁和侧壁，其中，该第1面壁隔着所述流路与所述功率半导体模块的所述第1散热部对置，该第2面壁夹着所述功率半导体模块而位于所述第1面壁的相反侧且隔着所述流路与所述功率半导体模块的所述第2散热部对置，该侧壁连接所述第1面壁和所述第2面壁，所述侧壁具有用于将所述功率半导体模块插入到所述流路内的开口，所述平滑电容器模块配置在与所述流路形成体外形部的所述第2面壁相向的位置，所述交流母线配置在与所述流路形成体外形部的所述第1面壁相向的位置，所述控制电路部配置在夹着所述交流母线而位于所述流路形成体外形部的所述第1面壁的相反侧且与所述交流母线相向的位置。
2.根据权利要求1所述的电力变换装置，其中，所述流路形成体与罩壳物理分离`地形成，并且通过固定工具而被固定在所述罩壳。
3.根据权利要求1所述的电力变换装置，其中，在所述功率半导体模块、所述平滑电容器模块、所述交流母线以及所述控制电路部装配于所述流路形成体的状态下，再装配于所述罩壳。
4.根据权利要求1所述的电力变换装置，其中，所述流路形成体的所述流路与外部装置的连接部通过形成于所述罩壳的开口而露出到所述罩壳的外部。
5.根据权利要求1所述的电力变换装置，其中，所述电力变换装置还具备凸缘部，该凸缘部具备所述流路形成体的所述流路与外部装置的连接部分，所述凸缘部在与成为筐体的外壳相接触的部分包含密封部件。
6.根据权利要求1所述的电力变换装置，其中，所述流路形成体的所述第1面壁具有开口，所述流路形成体还包含对所述第1面壁所具有的所述开口进行堵塞的流路盖。
7.根据权利要求6所述的电力变换装置，其中，所述流路盖的所述流路侧的表面的形状是与所述流路形成体的内部的形状以及所述功率半导体模块的外形相对应的凸形状。
8.根据权利要求7所述的电力变换装置，其中，所述流路盖的与所述流路侧相反的一侧的表面包含与所述凸形状相匹配而凹陷的部分，所述流路盖具有用于将所述交流母线固定于所述凹陷的部分的凸台。
9.根据权利要求1所述的电力变换装置，其中，所述流路形成体具有用于安装电流传感器的凸台。
10.根据权利要求1所述的电力变换装置，其中，所述流路形成体具有用于安装电路基板的凸台。
11.根据权利要求1所述的电力变换装置，其中，所述控制电路部通过将构成驱动器电路和控制电路的各个部件配置在一炔基板上来构成。
12.根据权利要求1所述的电力变换装置，其中，所述流路形成体的所述第1面壁和所述第2面壁之间的最小距离与所述功率半导体模块的外壳所具备的凸缘的尺寸大致相同。
13.根据权利要求1所述的电力变换装置，其中，所述流路形成体是通过将规定的物质浇铸到模具中的制造法来制作的，所述侧壁的表面是具有倾斜的锥形面，所述第1面壁以及第2面壁的表面是不需要锥形的面。
14.根据权利要求1所述的电力变换装置，其与电动机连接，其中， 所述交流母线将所述交流电流输出向所述电动机传输，所述流路形成体的所述流路通过设置隔壁而形成为U字形状，通过在与所述流路中流动的所述冷媒的流动方向垂直的方向，经由所述侧壁所具有的所述开口而将所述功率半导体模块插入到所述流路内，从而所述第1散热部和所述第2散热部分别相对于所述第1面壁和所述第2面壁而成为平行。
【文档编号】H02M7/00GK103733495SQ201280036863
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2012年7月25日 优先权日:2011年7月25日
【发明者】桑野盛雄, 原阳成, 浜田晴喜 申请人:日立汽车系统株式会社