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JP6973313B2 - Power converter - Google Patents
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JP6973313B2 - Power converter - Google Patents

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Description

本発明は、電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power conversion device.

下記の特許文献1には、電気自動車、ハイブリッド自動車等の車両に搭載される電力変換装置としてのパワーコントロールユニットが開示されている。このパワーコントロールユニットは、走行用のモータに交流電力を供給するための装置であり、インバータ回路を冷却する冷却器と、他の接続機器との電気的な接続のためのバスバと、を備えている。バスバは、パワーコントロールユニットの筐体のうち冷却器に対応した外壁部分の外面に接するように配策されている。 Patent Document 1 below discloses a power control unit as a power conversion device mounted on a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle. This power control unit is a device for supplying AC power to a traveling motor, and is equipped with a cooler for cooling an inverter circuit and a bus bar for electrical connection with other connecting devices. There is. The bus bar is arranged so as to be in contact with the outer surface of the outer wall portion of the housing of the power control unit corresponding to the cooler.

特開2014−54065号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-54065

ところで、この種の電力変換装置では、通電時にバスバで生じた熱がこのバスバに接続されている接続機器に伝わるため、この接続機器が熱による影響を受け易い。とりわけ、耐熱性の低い接続機器が受ける影響が大きくなる。このため、接続機器がバスバで生じた熱による影響を受けるのを抑制するための冷却構造が必要になる。 By the way, in this type of power conversion device, the heat generated in the bus bar during energization is transferred to the connected device connected to the bus bar, so that the connected device is easily affected by the heat. In particular, the influence on connected devices with low heat resistance becomes large. Therefore, a cooling structure is required to prevent the connected equipment from being affected by the heat generated by the bus bar.

この冷却構造について、特許文献1に開示のパワーコントロールユニットは、外壁の内面に冷却器が接する一方で外壁の外面にバスバが接しており、バスバが外壁の内側から冷却器で冷却されるように構成されている。 Regarding this cooling structure, in the power control unit disclosed in Patent Document 1, the cooler is in contact with the inner surface of the outer wall, while the bus bar is in contact with the outer surface of the outer wall, so that the bus bar is cooled by the cooler from the inside of the outer wall. It is configured.

本構成の場合、バスバを筐体の外側に配策することでバスバが長くなり抵抗が増えるため発熱が大きくなる。また、発熱体であるバスバと冷却器との間に外壁が介在するため、バスバで生じた熱が外壁を介して冷却器側へ移動しにくい。従って、バスバに接続されている接続機器について高い冷却効果を得るのが難しい。
特に、電力変換装置における大電流化に伴ってバスバの発熱が大きくなると、接続機器を所望のレベルで冷却することができないという問題が生じ得る。かといって、接続機器に専用の冷却器を設けると、今度はユニット全体が大型になり車両搭載性が低下する。
In the case of this configuration, by arranging the bus bar on the outside of the housing, the bus bar becomes long and the resistance increases, so that heat generation increases. Further, since the outer wall is interposed between the heating element bass bar and the cooler, it is difficult for the heat generated by the bus bar to move to the cooler side via the outer wall. Therefore, it is difficult to obtain a high cooling effect for the connected equipment connected to the bus bar.
In particular, if the heat generated by the bus bar increases as the current in the power converter increases, there may be a problem that the connected device cannot be cooled to a desired level. However, if a dedicated cooler is provided for the connected equipment, the entire unit will become large and the vehicle mountability will decrease.

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、半導体モジュールにバスバを介して電気的に接続された接続機器の冷却性能を装置の大型化を伴うことなく向上させることができ電力変換装置を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of the above problems, and can improve the cooling performance of a connected device electrically connected to a semiconductor module via a bus bar without increasing the size of the device. Is intended to provide.

本発明の一態様は、
電源(3)とモータ(4)との間の通電経路に設けられる半導体モジュール(10)と、
上記半導体モジュールを冷却する冷却器(20)と、
上記半導体モジュールにバスバ(16,17,18)を介して電気的に接続された接続機器(5,6,9)と、
上記接続機器を上記冷却器に熱伝導可能に接続する冷却用モジュール(30,130)と、
を備える、電力変換装置(1,101)、
にある。
One aspect of the present invention is
A semiconductor module (10) provided in the energization path between the power supply (3) and the motor (4), and
A cooler (20) for cooling the semiconductor module and
Connecting devices (5, 6, 9) electrically connected to the semiconductor module via a bus bar (16, 17, 18), and
A cooling module (30, 130) that connects the connected device to the cooler so that heat can be conducted, and
Power converter (1,101),
It is in.

上記の電力変換装置において、冷却器は、電源とモータとの間の通電経路に設けられる半導体モジュールを冷却する機能を有する。また、冷却用モジュールは、半導体モジュールにバスバを介して電気的に接続された接続機器を冷却器に熱伝導可能に接続する。このとき、接続機器は、冷却源である冷却器によって冷却された冷却用モジュールを用いて間接的に冷却される。即ち、接続機器の熱は、冷却用モジュールから冷却器に伝わって放熱される。従って、通電時にバスバが発熱したときでもこのバスバに電気的に接続されている接続機器が高温になるのを防ぐことができる。とりわけ、接続機器の耐熱性が低い場合には、冷却用モジュールを使用することによって、この接続機器が受ける熱による影響を小さくできる。 In the above power conversion device, the cooler has a function of cooling the semiconductor module provided in the energization path between the power supply and the motor. Further, the cooling module connects a connecting device electrically connected to the semiconductor module via a bus bar to the cooler so as to be thermally conductive. At this time, the connected equipment is indirectly cooled by using the cooling module cooled by the cooler which is the cooling source. That is, the heat of the connected device is transferred from the cooling module to the cooler and dissipated. Therefore, even when the bus bar generates heat during energization, it is possible to prevent the connected device electrically connected to the bus bar from becoming hot. In particular, when the heat resistance of the connected device is low, the influence of heat on the connected device can be reduced by using the cooling module.

また、冷却器による冷却機能は、半導体モジュールの冷却のみならず、冷却用モジュールを介して接続機器の冷却にも使用される。即ち、冷却器が接続機器のための冷却に兼用されている。このため、接続機器に専用の冷却器を設ける必要がなく、装置全体が大型になり車両搭載性が低下するのを防ぐことができる。 Further, the cooling function by the cooler is used not only for cooling the semiconductor module but also for cooling the connected equipment via the cooling module. That is, the cooler is also used for cooling for the connected device. Therefore, it is not necessary to provide a dedicated cooler for the connected device, and it is possible to prevent the entire device from becoming large and the vehicle mountability from deteriorating.

以上のごとく、上記態様によれば、半導体モジュールにバスバを介して電気的に接続された接続機器の冷却性能を装置の大型化を伴うことなく向上させることができる電力変換装置を提供できる。 As described above, according to the above aspect, it is possible to provide a power conversion device capable of improving the cooling performance of the connected device electrically connected to the semiconductor module via the bus bar without increasing the size of the device.

なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。 The reference numerals in parentheses described in the scope of claims and the means for solving the problem indicate the correspondence with the specific means described in the embodiments described later, and limit the technical scope of the present invention. It's not a thing.

実施形態1の電力変換装置の全体構造を示す図。The figure which shows the whole structure of the power conversion apparatus of Embodiment 1. FIG. 図1のII-II線矢視断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view taken along the line II-II. 図1のIII-III線矢視断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view taken along the line III-III. 図3のIV-IV線矢視断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 図1のV-V線矢視断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view taken along the line V-V of FIG. 実施形態1の電力変換装置のインバータ回路図。The inverter circuit diagram of the power conversion apparatus of Embodiment 1. FIG. 実施形態2の電力変換装置の全体構造を示す図。The figure which shows the whole structure of the power conversion apparatus of Embodiment 2. 図7のVIII-VIII線矢視断面図。FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line VIII-VIII of FIG.

以下、電力変換装置に係る実施形態について、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, embodiments relating to the power conversion device will be described with reference to the drawings.

なお、本明細書の図面では、特に断わらない限り、電力変換装置を構成する複数の半導体モジュール及び複数の冷却管の積層方向である第1方向を矢印Xで示し、その第1方向Xと直交する第2方向を矢印Yで示し、第1方向X及び第2方向Yの両方に直交する第3方向を矢印Zで示すものとする。 In the drawings of the present specification, unless otherwise specified, the first direction, which is the stacking direction of the plurality of semiconductor modules constituting the power conversion device and the plurality of cooling pipes, is indicated by an arrow X and is orthogonal to the first direction X. The second direction is indicated by an arrow Y, and the third direction orthogonal to both the first direction X and the second direction Y is indicated by an arrow Z.

(実施形態1)
図1,2に示されるように、実施形態1の電力変換装置1は、ケース2内にいずれも収容された、複数(図1では3つ)の半導体モジュール10と、冷却器20と、複数(図1では2つ)の冷却用モジュール30と、を備えている。ケース2は、熱伝導の良い材料、所謂「熱引き」の良い金属材料によって構成されている。
(Embodiment 1)
As shown in FIGS. 1 and 2, the power conversion device 1 of the first embodiment includes a plurality of (three in FIG. 1) semiconductor modules 10 and a plurality of coolers 20 housed in the case 2. It is provided with cooling modules 30 (two in FIG. 1). Case 2 is made of a material having good heat conduction, that is, a metal material having good so-called "heat drawing".

この電力変換装置1は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等に搭載され、直流の電源電力を駆動用モータの駆動に必要な交流電力に変換するインバータとして用いられる。従って、この電力変換装置1は、「インバータ1」或いは「インバータ装置1」とも称呼される。 The power conversion device 1 is mounted on, for example, an electric vehicle, a hybrid vehicle, or the like, and is used as an inverter that converts DC power supply power into AC power required for driving a drive motor. Therefore, this power conversion device 1 is also referred to as an "inverter 1" or an "inverter device 1".

半導体モジュール10は、直流電源である電源3と交流モータであるモータ4との間の通電経路に設けられている。また、この通電経路には、半導体モジュール10の他に、コンデンサ素子を内蔵したコンデンサ5と、電源3に電気的に接続されたPNコネクタ6と、モータ4に電気的に接続された三相コネクタ7と、電流センサ9と、制御回路基板19(図2参照)が設けられている。 The semiconductor module 10 is provided in an energization path between a power source 3 which is a DC power source and a motor 4 which is an AC motor. In addition to the semiconductor module 10, the current-carrying path includes a capacitor 5 with a built-in capacitor element, a PN connector 6 electrically connected to the power supply 3, and a three-phase connector electrically connected to the motor 4. 7, a current sensor 9, and a control circuit board 19 (see FIG. 2) are provided.

半導体モジュール10は、スイッチング素子14(図2参照)を内蔵した本体部11と、3つのパワー端子12と、制御回路基板19に電気的に接続された複数の制御端子13(図2参照)と、放熱部15(図2参照)と、を有する。3つのパワー端子12は、本体部11から第3方向Zの一方向に互いに平行に突出しており、複数の制御端子13は、本体部11からパワー端子12とは逆方向に互いに平行に突出している。 The semiconductor module 10 includes a main body 11 having a built-in switching element 14 (see FIG. 2), three power terminals 12, and a plurality of control terminals 13 (see FIG. 2) electrically connected to a control circuit board 19. , And a heat dissipation unit 15 (see FIG. 2). The three power terminals 12 project parallel to each other in one direction of the third direction Z from the main body 11, and the plurality of control terminals 13 project parallel to each other from the main body 11 in the direction opposite to the power terminal 12. There is.

半導体モジュール10の3つのパワー端子12は、正極端子12Pと、負極端子12Nと、出力端子12Aと、に分類される。正極端子12P及び負極端子12Nは、金属製のバスバ16を介して接続機器であるコンデンサ5のコンデンサ素子(図示省略)に電気的に接続されている。バスバ16は、正極バスバ16Pと、負極バスバ16Nと、に分類される。このため、コンデンサ5は、バスバ16を介して半導体モジュール10に電気的に接続されており、その接続については、正極バスバ16Pを介して正極端子12Pに接続され、且つ負極バスバ16Nを介して負極端子12Nに接続されている。正極バスバ16Pと正極端子12Pとの接続、負極バスバ16Nと負極端子12Nとの接続については、ともに溶接が使用されている。 The three power terminals 12 of the semiconductor module 10 are classified into a positive electrode terminal 12P, a negative electrode terminal 12N, and an output terminal 12A. The positive electrode terminal 12P and the negative electrode terminal 12N are electrically connected to a capacitor element (not shown) of a capacitor 5 which is a connecting device via a metal bus bar 16. The bus bar 16 is classified into a positive electrode bus bar 16P and a negative electrode bus bar 16N. Therefore, the capacitor 5 is electrically connected to the semiconductor module 10 via the bus bar 16, and is connected to the positive electrode terminal 12P via the positive electrode bus bar 16P and the negative electrode via the negative electrode bus bar 16N. It is connected to the terminal 12N. Welding is used for both the connection between the positive electrode bus bar 16P and the positive electrode terminal 12P and the connection between the negative electrode bus bar 16N and the negative electrode terminal 12N.

なお、図1では、コンデンサ5から3つの正極バスバ16P及び3つの負極バスバ16Nが突出した構造が記載されているが、3つの正極バスバ16P同士は同電位であり、3つの負極バスバ16N同士も同電位である。このため、3つの正極バスバ16Pが一体化された1つのバスバとして構成され、また3つの負極バスバ16Nが一体化された1つのバスバとして構成されてもよい。 Note that FIG. 1 describes a structure in which three positive electrode bus bars 16P and three negative electrode bus bars 16N protrude from the capacitor 5, but the three positive electrode bus bars 16P have the same potential, and the three negative electrode bus bars 16N also have the same potential. It is the same potential. Therefore, the three positive electrode bus bars 16P may be configured as one integrated bus bar, or the three negative electrode bus bars 16N may be configured as one integrated bus bar.

3つの半導体モジュール10の3つの出力端子12Aのそれぞれは、金属製のバスバ18を介して三相コネクタ7に電気的に接続されている。出力端子12Aとバスバ18との接続については溶接が使用されている。 Each of the three output terminals 12A of the three semiconductor modules 10 is electrically connected to the three-phase connector 7 via a metal bus bar 18. Welding is used for the connection between the output terminal 12A and the bus bar 18.

3つのバスバ18のそれぞれを流れる電流は、配線保持体8によって保持された3つの電流センサ9のそれぞれによって検出されるようになっている。この場合、電流センサ9は、半導体モジュール10にバスバ18を介して電気的に接続された接続機器として構成されている。図2に示されるように、電流センサ9は、制御回路基板19に接続されており、その検出情報が制御回路基板19に伝送されるようになっている。 The current flowing through each of the three bus bars 18 is detected by each of the three current sensors 9 held by the wiring holder 8. In this case, the current sensor 9 is configured as a connecting device electrically connected to the semiconductor module 10 via the bus bar 18. As shown in FIG. 2, the current sensor 9 is connected to the control circuit board 19, and the detection information thereof is transmitted to the control circuit board 19.

制御回路基板19は、半導体モジュール10に供給された直流電力を交流電力に変換するために、この半導体モジュール10の本体部11に内蔵されているスイッチング素子14のスイッチング動作(オンオフ動作)を制御するように構成されている。スイッチング素子14として典型的には、IGBT(すなわち、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ)、MOSFET(すなわち、MOS型電界効果トランジスタ)等の任意のスイッチング素子が使用される。 The control circuit board 19 controls the switching operation (on / off operation) of the switching element 14 built in the main body 11 of the semiconductor module 10 in order to convert the DC power supplied to the semiconductor module 10 into AC power. It is configured as follows. As the switching element 14, any switching element such as an IGBT (that is, an insulated gate bipolar transistor) or a MOSFET (that is, a MOS type field effect transistor) is typically used.

コンデンサ5は、金属製のバスバ17を介してPNコネクタ6に電気的に接続されている。バスバ17は、正極バスバ17Pと、負極バスバ17Nと、に分類される。このため、コンデンサ5は、PNコネクタ6との接続については、正極バスバ17Pを介して正極端子(図示省略)に電気的に接続され、且つ負極バスバ17Nを介して負極端子(図示省略)に電気的に接続されている。また、PNコネクタ6は、2つのバスバ16,17及びコンデンサ5を介して半導体モジュール10に電気的に接続された接続機器として構成されている。 The capacitor 5 is electrically connected to the PN connector 6 via a metal bus bar 17. The bus bar 17 is classified into a positive electrode bus bar 17P and a negative electrode bus bar 17N. Therefore, the capacitor 5 is electrically connected to the positive electrode terminal (not shown) via the positive electrode bus bar 17P and is electrically connected to the negative electrode terminal (not shown) via the negative electrode bus bar 17N for connection with the PN connector 6. Is connected. Further, the PN connector 6 is configured as a connecting device electrically connected to the semiconductor module 10 via two buses 16 and 17 and a capacitor 5.

冷却器20は、いずれも冷媒wが流れる複数(図1では6つ)の冷却管23を有し、これら複数の冷却管23がその積層方向である第1方向X(「積層方向X」ともいう。)に積層配置された積層型冷却器として構成されている。複数の冷却管23のうちの互いに隣り合う2つの冷却管23が対向空間Sを隔てて配置されている。この冷却器20において、流入管21を通じて流入した冷媒wは、複数の冷却管23を第2方向Yに並列的に流れた後に合流し、流出管22を通じて流出する。 Each of the coolers 20 has a plurality of (six in FIG. 1) cooling pipes 23 through which the refrigerant w flows, and the plurality of cooling pipes 23 are the first direction X (also referred to as “stacking direction X”) in which the plurality of cooling pipes 23 are stacked. It is configured as a laminated cooler arranged in a laminated manner. Two cooling pipes 23 adjacent to each other among the plurality of cooling pipes 23 are arranged with the facing space S interposed therebetween. In the cooler 20, the refrigerant w that has flowed in through the inflow pipe 21 flows through the plurality of cooling pipes 23 in parallel in the second direction Y, then merges and flows out through the outflow pipe 22.

冷却用モジュール30は、コンデンサ5及びPNコネクタ6のそれぞれを冷却器20に熱伝導可能に接続する機能を有する。本実施形態では、第1接続機器であるコンデンサ5及び第2接続機器であるPNコネクタ6のそれぞれが冷却器20を挟んでその両側のそれぞれに配置されている。また、冷却用モジュール30は、コンデンサ5とPNコネクタ6との間に配置されている。 The cooling module 30 has a function of connecting each of the condenser 5 and the PN connector 6 to the cooler 20 so as to be thermally conductive. In the present embodiment, the condenser 5 which is the first connection device and the PN connector 6 which is the second connection device are arranged on both sides of the cooler 20 with the cooler 20 interposed therebetween. Further, the cooling module 30 is arranged between the condenser 5 and the PN connector 6.

図3及び図4に示されるように、この冷却用モジュール30は、本体部31と、コンデンサ5及びPNコネクタ6のそれぞれとの間で熱伝導可能な金属製の冷却バスバ35と、冷却器20に放熱するための放熱部32と、電気絶縁体33と、冷却バスバ35と放熱部32とを接続する接続端子34と、を有する。 As shown in FIGS. 3 and 4, the cooling module 30 includes a metal cooling bus bar 35 capable of conducting heat between the main body 31 and each of the condenser 5 and the PN connector 6, and a cooler 20. It has a heat radiating unit 32 for radiating heat, an electric insulator 33, and a connection terminal 34 for connecting the cooling bus bar 35 and the heat radiating unit 32.

本体部31は、樹脂材料31aによって放熱部32及び接続端子34の一部が埋設された樹脂モールド部として構成されている。放熱部32は、第1方向Xの両面が本体部31から露出しており、この露出面が電気絶縁体33によって被覆されている。このため、放熱部32は、電気絶縁体33を介して冷却器20の冷却管23に接するように構成されている。 The main body portion 31 is configured as a resin mold portion in which a part of the heat radiating portion 32 and the connection terminal 34 is embedded by the resin material 31a. Both sides of the heat radiating portion 32 in the first direction X are exposed from the main body portion 31, and the exposed surfaces are covered with the electric insulator 33. Therefore, the heat radiating unit 32 is configured to be in contact with the cooling pipe 23 of the cooler 20 via the electrical insulator 33.

図1,図3に示されるように、冷却バスバ35は、第1冷却バスバ35Pと、第2冷却バスバ35Nと、に分類される。一方で、接続端子34は、本体部31から半導体モジュール10の2つのパワー端子12と同方向に突出している。接続端子34は、コンデンサ5寄りに配置され且つ第1冷却バスバ35Pの一端部に接続された第1接続端子34Pと、PNコネクタ6寄りに配置され且つ第2冷却バスバ35Nの一端部に接続された第2接続端子34Nと、に分類される。 As shown in FIGS. 1 and 3, the cooling bus bar 35 is classified into a first cooling bus bar 35P and a second cooling bus bar 35N. On the other hand, the connection terminal 34 projects from the main body 31 in the same direction as the two power terminals 12 of the semiconductor module 10. The connection terminal 34 is arranged near the capacitor 5 and connected to one end of the first cooling bus bar 35P, and the connection terminal 34 is arranged near the PN connector 6 and connected to one end of the second cooling bus bar 35N. It is classified into the second connection terminal 34N.

なお、接続端子34と冷却バスバ35との接続構造として、半導体モジュール10のパワー端子12とバスバ16,18との接続構造と同一である溶接が使用されている。従って、第1接続端子34Pが第1冷却バスバ35Pの一端部に溶接によって接続され、第2接続端子34Nが第2冷却バスバ35Nの一端部に溶接によって接続されている。 As the connection structure between the connection terminal 34 and the cooling bus bar 35, welding which is the same as the connection structure between the power terminal 12 of the semiconductor module 10 and the bus bars 16 and 18 is used. Therefore, the first connection terminal 34P is connected to one end of the first cooling bus bar 35P by welding, and the second connection terminal 34N is connected to one end of the second cooling bus bar 35N by welding.

第1接続端子34Pは、第1冷却バスバ35Pを介してコンデンサ5に接続され、また第2接続端子34Nは、第2冷却バスバ35Nを介してPNコネクタ6に接続されている。この場合、第1冷却バスバ35P及び第2冷却バスバ35Nは、熱伝導経路を形成するとともに、コンデンサ5とPNコネクタ6との間の直流電流の通電経路を形成している。 The first connection terminal 34P is connected to the capacitor 5 via the first cooling bus bar 35P, and the second connection terminal 34N is connected to the PN connector 6 via the second cooling bus bar 35N. In this case, the first cooling bus bar 35P and the second cooling bus bar 35N form a heat conduction path and also form a direct current energization path between the capacitor 5 and the PN connector 6.

冷却用モジュール30は、半導体モジュール10の本体部11と同一寸法の本体部31を有する。この場合、冷却用モジュール30は、複数の冷却管23の積層方向である第1方向X(「積層方向X」ともいう。)について、半導体モジュール10の本体部11と同一厚み(対向空間Sの第1方向Xの寸法に相当する厚み)の本体部31を有する。このため、互いに隣り合う2つの冷却管23の対向空間Sを、冷却用モジュール30を両側から挟み込むための空間に利用できる。 The cooling module 30 has a main body portion 31 having the same dimensions as the main body portion 11 of the semiconductor module 10. In this case, the cooling module 30 has the same thickness as the main body 11 of the semiconductor module 10 (also referred to as “stacking direction X”) in the first direction X (also referred to as “stacking direction X”), which is the stacking direction of the plurality of cooling pipes 23 (in the facing space S). It has a main body portion 31 (thickness corresponding to the dimension of the first direction X). Therefore, the facing space S of the two cooling pipes 23 adjacent to each other can be used as a space for sandwiching the cooling module 30 from both sides.

図5に示されるように、半導体モジュール10と、冷却用モジュール30と、冷却器20と、によって半導体積層ユニットが形成されている。この半導体積層ユニットにおいて、3つの半導体モジュール10と複数の冷却管23とが第1方向Xに交互に積層配置されている。また、特に図示しないものの、半導体モジュール10は、本体部11の放熱部15(図2参照)が図4中の電気絶縁体33と同様の電気絶縁体を介して冷却管23に接するように構成されている。同様に、2つの冷却用モジュール30と複数の冷却管23とが第1方向Xに交互に積層配置されている。 As shown in FIG. 5, a semiconductor laminated unit is formed by a semiconductor module 10, a cooling module 30, and a cooler 20. In this semiconductor laminated unit, three semiconductor modules 10 and a plurality of cooling pipes 23 are alternately laminated and arranged in the first direction X. Further, although not particularly shown, the semiconductor module 10 is configured such that the heat radiating portion 15 (see FIG. 2) of the main body portion 11 is in contact with the cooling pipe 23 via an electric insulator similar to the electric insulator 33 in FIG. Has been done. Similarly, the two cooling modules 30 and the plurality of cooling pipes 23 are alternately stacked and arranged in the first direction X.

従って、各半導体モジュール10は、対応する対向空間Sに配置されて2つの冷却管23によって第1方向Xの両側面から挟み込まれている。この場合、5つの対向空間Sのうち第1方向Xに連続して配置された3つの対向空間Sのそれぞれに3つの半導体モジュール10のそれぞれが配置されている。また、半導体モジュール10と同様に、各冷却用モジュール30も、対応する対向空間Sに配置されて2つの冷却管23によって第1方向Xの両側面から挟み込まれている。この場合、5つの対向空間Sのうち半導体モジュール10が配置される対向空間Sとは別に第1方向Xに連続して配置された2つの対向空間Sのそれぞれに2つの冷却用モジュール30のそれぞれが配置されている。これにより、冷却器20の冷却管23は、半導体モジュール10を冷却する本来の機能に加えて、冷却用モジュール30を冷却する機能を有する。 Therefore, each semiconductor module 10 is arranged in the corresponding facing space S and is sandwiched by two cooling pipes 23 from both side surfaces in the first direction X. In this case, each of the three semiconductor modules 10 is arranged in each of the three opposed spaces S continuously arranged in the first direction X among the five opposed spaces S. Further, like the semiconductor module 10, each cooling module 30 is also arranged in the corresponding facing space S and is sandwiched from both side surfaces in the first direction X by two cooling pipes 23. In this case, of the five facing spaces S, two cooling modules 30 are placed in each of the two facing spaces S continuously arranged in the first direction X separately from the facing space S in which the semiconductor module 10 is arranged. Is placed. As a result, the cooling pipe 23 of the cooler 20 has a function of cooling the cooling module 30 in addition to the original function of cooling the semiconductor module 10.

図6に示されるように、電力変換装置1のインバータ回路は、3相のレグを備える。すなわち、3相のレグは、電源3の正極側と負極側に互いに並列に接続されている。 As shown in FIG. 6, the inverter circuit of the power converter 1 includes a three-phase leg. That is, the three-phase legs are connected in parallel to each other on the positive electrode side and the negative electrode side of the power supply 3.

各レグは、互いに直列接続された上アームスイッチング素子14uと下アームスイッチング素子14dとによって形成されている。これらの上アームスイッチング素子14u及び下アームスイッチング素子14dが、一つの半導体モジュール10の本体部11に内蔵されている。 Each leg is formed by an upper arm switching element 14u and a lower arm switching element 14d connected in series with each other. These upper arm switching elements 14u and lower arm switching elements 14d are built in the main body 11 of one semiconductor module 10.

そして、各レグにおける、上アームスイッチング素子14uと下アームスイッチング素子14dとの接続点が、バスバ18及び三相コネクタ7(図1参照)を介してモータ4の3つの電極に接続されている。また、各スイッチング素子14には、フライホイールダイオードが逆並列接続されている。 The connection points between the upper arm switching element 14u and the lower arm switching element 14d in each leg are connected to the three electrodes of the motor 4 via the bus bar 18 and the three-phase connector 7 (see FIG. 1). Further, a flywheel diode is connected in antiparallel to each switching element 14.

また、2つの冷却用モジュール30の2つの放熱部32は、電源3の正極側と負極側に互いに並列に接続されている。 Further, the two heat radiating portions 32 of the two cooling modules 30 are connected in parallel to each other on the positive electrode side and the negative electrode side of the power supply 3.

次に、上述の実施形態1の作用効果について説明する。 Next, the operation and effect of the above-mentioned first embodiment will be described.

上記の電力変換装置1において、冷却器20は、電源3とモータ4との間の通電経路に設けられる半導体モジュール10を冷却する機能を有する。また、冷却用モジュール30は、半導体モジュール10にバスバ16,17を介して電気的に接続されたコンデンサ5及びPNコネクタ6のそれぞれを冷却器20に熱伝導可能に接続する。このとき、コンデンサ5及びPNコネクタ6はいずれも、冷却源である冷却器20によって冷却された冷却用モジュール30を用いて間接的に冷却される。即ち、コンデンサ5及びPNコネクタ6の熱は、冷却用モジュール30の放熱部32から冷却器20に伝わって放熱される。従って、通電時にバスバ16,17が発熱したときでもこのバスバ16,17に電気的に接続されているコンデンサ5及びPNコネクタ6のそれぞれが高温になるのを防ぐことができる。とりわけ、接続機器であるコンデンサ5やPNコネクタ6の耐熱性が低い場合には、冷却用モジュール30を使用することによって、これらの接続機器が受ける熱による影響を小さくできる。 In the power conversion device 1 described above, the cooler 20 has a function of cooling the semiconductor module 10 provided in the energization path between the power supply 3 and the motor 4. Further, the cooling module 30 connects each of the condenser 5 and the PN connector 6 electrically connected to the semiconductor module 10 via the buses 16 and 17 to the cooler 20 so as to be thermally conductive. At this time, both the condenser 5 and the PN connector 6 are indirectly cooled by using the cooling module 30 cooled by the cooler 20 which is a cooling source. That is, the heat of the condenser 5 and the PN connector 6 is transmitted from the heat radiating unit 32 of the cooling module 30 to the cooler 20 and radiated. Therefore, even when the bus bars 16 and 17 generate heat during energization, it is possible to prevent each of the capacitor 5 and the PN connector 6 electrically connected to the bus bars 16 and 17 from becoming hot. In particular, when the heat resistance of the capacitor 5 and the PN connector 6 which are connected devices is low, the influence of heat on these connected devices can be reduced by using the cooling module 30.

また、冷却器20による冷却機能は、半導体モジュール10の冷却のみならず、冷却用モジュール30を介してコンデンサ5及びPNコネクタ6の冷却にも使用される。即ち、冷却器20がコンデンサ5及びPNコネクタ6のための冷却に兼用されている。このため、コンデンサ5及びPNコネクタ6に専用の冷却器を設ける必要がなく、装置全体が大型になり車両搭載性が低下するのを防ぐことができる。 Further, the cooling function by the cooler 20 is used not only for cooling the semiconductor module 10 but also for cooling the condenser 5 and the PN connector 6 via the cooling module 30. That is, the cooler 20 is also used for cooling for the condenser 5 and the PN connector 6. Therefore, it is not necessary to provide a dedicated cooler for the condenser 5 and the PN connector 6, and it is possible to prevent the entire device from becoming large and the vehicle mountability from deteriorating.

従って、実施形態1によれば、半導体モジュール10にバスバ16,17を介して電気的に接続されたコンデンサ5及びPNコネクタ6の冷却性能を装置の大型化を伴うことなく向上させることができる電力変換装置1を提供できる。 Therefore, according to the first embodiment, the cooling performance of the capacitor 5 and the PN connector 6 electrically connected to the semiconductor module 10 via the bus bars 16 and 17 can be improved without increasing the size of the apparatus. The conversion device 1 can be provided.

上記の電力変換装置1において、冷却用モジュール30の放熱部32から冷却器20の冷却管23に熱が移動することによって放熱される。これにより、冷却用モジュール30の第1冷却バスバ35Pに接続されているコンデンサ5と、第2冷却バスバ35Nに接続されているPNコネクタ6がともに冷却される。このような電力変換装置1によれば、コンデンサ5及びPNコネクタ6を冷却するための冷却用モジュール30の構造を簡素化できる。 In the above power conversion device 1, heat is dissipated by transferring heat from the heat radiating unit 32 of the cooling module 30 to the cooling pipe 23 of the cooler 20. As a result, both the condenser 5 connected to the first cooling bus bar 35P of the cooling module 30 and the PN connector 6 connected to the second cooling bus bar 35N are cooled. According to such a power conversion device 1, the structure of the cooling module 30 for cooling the capacitor 5 and the PN connector 6 can be simplified.

上記の電力変換装置1によれば、PNコネクタ6とコンデンサ5との間の直流電流の通電経路を形成するためのバスバを利用して、コンデンサ5及びPNコネクタ6を冷却するための冷却用モジュール30の第1冷却バスバ35P及び第2冷却バスバ35Nを構築することができる。 According to the power conversion device 1 described above, a cooling module for cooling the capacitor 5 and the PN connector 6 by using a bus bar for forming a direct current energization path between the PN connector 6 and the capacitor 5. 30 first cooling bus bars 35P and second cooling bus bars 35N can be constructed.

上記の電力変換装置1によれば、半導体モジュール10のための冷却器20を利用してコンデンサ5及びPNコネクタ6を冷却する冷却用モジュール30を、コンデンサ5とPNコネクタ6との間に配置することによって、第1接続端子34Pとコンデンサ5との間に延在する第1冷却バスバ35Pのバスバ長さ、及び第2接続端子34NとPNコネクタ6との間に延在する第2冷却バスバ35Nのバスバ長さを短く抑えることが可能になる。 According to the power conversion device 1 described above, the cooling module 30 for cooling the condenser 5 and the PN connector 6 by using the cooler 20 for the semiconductor module 10 is arranged between the condenser 5 and the PN connector 6. Thereby, the bus bar length of the first cooling bus bar 35P extending between the first connection terminal 34P and the capacitor 5, and the second cooling bus bar 35N extending between the second connection terminal 34N and the PN connector 6. It is possible to keep the length of the capacitor short.

上記の電力変換装置1によれば、冷却用モジュール30の接続端子34と冷却バスバ35との接続構造を半導体モジュール10のパワー端子12とバスバ16,18との接続構造と同一にして合わせることによって、接続に関する製造設備が増えてコストが高くなるのを防ぐことができる。この接続構造として、特に溶接を使用することによって、接続に要する部品点数を少なくできる。 According to the power conversion device 1 described above, by matching the connection structure between the connection terminal 34 of the cooling module 30 and the cooling bus bar 35 with the same connection structure between the power terminal 12 of the semiconductor module 10 and the bus bars 16 and 18. , It is possible to prevent the cost from increasing due to the increase in manufacturing equipment related to connection. By using welding as this connection structure, the number of parts required for connection can be reduced.

上記の電力変換装置1によれば、積層型冷却器である冷却器20の2つの冷却管23で冷却用モジュール30を挟み込む構造を採用することによって、冷却用モジュール30の設置のために冷却器20の冷却管23の積層数を増やすことによって対応できる。この場合、冷却器20の寸法を大幅に増やすことなく冷却用モジュール30の設置に要するスペースを確保することが可能になる。 According to the power conversion device 1 described above, by adopting a structure in which the cooling module 30 is sandwiched between two cooling pipes 23 of the cooler 20 which is a laminated cooler, the cooler is installed for the installation of the cooling module 30. This can be dealt with by increasing the number of laminated cooling pipes 23 of 20. In this case, it is possible to secure the space required for installing the cooling module 30 without significantly increasing the dimensions of the cooler 20.

上記の電力変換装置1によれば、冷却用モジュール30の本体部31を半導体モジュール10の本体部11と同一厚みに設定することによって、冷却器20の複数の冷却管23の対向空間Sの寸法を一定にすることができる。これにより、冷却器20の構造が複雑になるのを防ぐことができる。 According to the power conversion device 1 described above, by setting the main body 31 of the cooling module 30 to have the same thickness as the main body 11 of the semiconductor module 10, the dimensions of the facing spaces S of the plurality of cooling pipes 23 of the cooler 20 are set. Can be made constant. This can prevent the structure of the cooler 20 from becoming complicated.

以下、上記の実施形態1に関連する他の実施形態について図面を参照しつつ説明する。他の実施形態において、実施形態1の要素と同一の要素には同一の符号を付しており、当該同一の要素についての説明を省略する。 Hereinafter, other embodiments related to the above-described first embodiment will be described with reference to the drawings. In other embodiments, the same elements as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description of the same elements will be omitted.

(実施形態2)
図7及び図8に示されるように、実施形態2の電力変換装置101は、冷却用モジュール130の構造が実施形態1の電力変換装置1の冷却用モジュール30と相違している。
その他の構成は、実施形態1と同様である。
(Embodiment 2)
As shown in FIGS. 7 and 8, the power conversion device 101 of the second embodiment has a different structure of the cooling module 130 from the cooling module 30 of the power conversion device 1 of the first embodiment.
Other configurations are the same as those in the first embodiment.

冷却用モジュール130は、冷却用モジュール30と比較した場合、第1接続端子34P及び第2接続端子34Nを有する点、放熱部32(図8参照)を有する点で構造が一致しており、第1冷却バスバ35Pに相当するバスバを有していない点で構造が相違している。 Compared with the cooling module 30, the cooling module 130 has the same structure in that it has a first connection terminal 34P and a second connection terminal 34N and a heat radiating portion 32 (see FIG. 8). 1 The structure is different in that it does not have a bus bar corresponding to the cooling bus bar 35P.

冷却用モジュール130の接続端子34の一方である第2接続端子34Nは、冷却バスバ35の一端部に溶接によって接続されている。また、この冷却バスバ35は、金属製のバスバ18Aによって半導体モジュール10の出力側のバスバである3つのバスバ18に接続されている。この場合、冷却用モジュール130は、冷却バスバ35がバスバ18,18Aに熱伝導可能に接続されており、従ってこれらのバスバ18,18Aを介して接続機器としての電流センサ9に熱伝導可能に接続されるように構成されている。本構成の場合、冷却バスバ35は通電経路を形成するものではなく、熱伝導経路のみを形成している。 The second connection terminal 34N, which is one of the connection terminals 34 of the cooling module 130, is connected to one end of the cooling bus bar 35 by welding. Further, the cooling bus bar 35 is connected to three bus bars 18 which are bus bars on the output side of the semiconductor module 10 by a metal bus bar 18A. In this case, in the cooling module 130, the cooling bus bar 35 is thermally conductively connected to the bus bars 18 and 18A, and therefore is thermally conductively connected to the current sensor 9 as a connecting device via these bus bars 18 and 18A. It is configured to be. In the case of this configuration, the cooling bus bar 35 does not form an energization path, but forms only a heat conduction path.

なお、この冷却用モジュール130では、実質的に第2接続端子34Nのみが使用されるため、第1接続端子34Pを省略することもできる。一方で、冷却用モジュール130と種々の接続機器との接続についての汎用性を考慮する必要がある場合には、第1接続端子34Pと第2接続端子34Nを有する冷却用モジュール130を使用するのが好ましい。 Since only the second connection terminal 34N is substantially used in this cooling module 130, the first connection terminal 34P can be omitted. On the other hand, when it is necessary to consider the versatility of the connection between the cooling module 130 and various connecting devices, the cooling module 130 having the first connection terminal 34P and the second connection terminal 34N is used. Is preferable.

実施形態2の電力変換装置101において、冷却用モジュール130は、冷却バスバ35及びバスバ18,18Aを介して電流センサ9との間で熱伝導可能である。これにより、半導体モジュール10にバスバ18を介して電気的に接続された電流センサ9の冷却性能を装置の大型化を伴うことなく向上させることができる電力変換装置101を提供できる。
その他、実施形態1と同様の作用効果を奏する。
In the power conversion device 101 of the second embodiment, the cooling module 130 can conduct heat to and from the current sensor 9 via the cooling bus bar 35 and the bus bars 18 and 18A. This makes it possible to provide a power conversion device 101 capable of improving the cooling performance of the current sensor 9 electrically connected to the semiconductor module 10 via the bus bar 18 without increasing the size of the device.
Other than that, it has the same effect as that of the first embodiment.

なお、この実施形態2に特に関連する変更例として、バスバ18Aを3つのバスバ18のうちの少なくとも1つに接続する構造や、冷却バスバ35をバスバ18に代えて或いは加えてバスバ16及びバスバ17の少なくとも一方に接続する構造を採用することもできる。 As a modification particularly related to the second embodiment, a structure in which the bus bar 18A is connected to at least one of the three bus bars 18 and a cooling bus bar 35 are replaced with or added to the bus bar 18 and the bus bar 16 and the bus bar 17 are added. It is also possible to adopt a structure that connects to at least one of the above.

本発明は、上述の典型的な実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の応用や変更が考えられる。例えば、上述の実施形態を応用した次の各形態を実施することもできる。 The present invention is not limited to the above-mentioned typical embodiments, and various applications and modifications can be considered as long as the object of the present invention is not deviated. For example, the following embodiments to which the above-described embodiments are applied can also be implemented.

上述の実施形態では、3つの半導体モジュール10と2つの冷却用モジュール30とを有する電力変換装置1,101について例示したが、半導体モジュール10及び冷却用モジュール30のそれぞれの数は例示的なものであり、必要に応じて適宜に変更可能である。この場合、半導体モジュール10と冷却用モジュール30の数に応じて、冷却器20の冷却管23の数を定めることができる。 In the above-described embodiment, the power conversion devices 1, 101 having three semiconductor modules 10 and two cooling modules 30 have been exemplified, but the numbers of the semiconductor modules 10 and the cooling modules 30 are exemplary. Yes, it can be changed as needed. In this case, the number of cooling pipes 23 of the cooler 20 can be determined according to the number of semiconductor modules 10 and cooling modules 30.

上述の実施形態では、冷却用モジュール30の接続端子34と冷却バスバ35とを溶接によって接続する場合について例示したが、これに代えて、接続端子34と冷却バスバ35とをボルト締結によって接続する構造を採用することもできる。この場合、接続構造を合わせるために、半導体モジュール10のパワー端子12とバスバ16,18とをボルト締結によって接続する構造を採用するのが好ましい。 In the above-described embodiment, the case where the connection terminal 34 of the cooling module 30 and the cooling bus bar 35 are connected by welding has been illustrated, but instead, the connection terminal 34 and the cooling bus bar 35 are connected by bolting. Can also be adopted. In this case, in order to match the connection structure, it is preferable to adopt a structure in which the power terminal 12 of the semiconductor module 10 and the bus bars 16 and 18 are connected by bolting.

上述の実施形態では、冷却器20の2つの冷却管23で冷却用モジュール30を挟み込む構造について例示したが、これに代えて、冷却用モジュール30を冷却器20の外部に配置する構造を採用することもできる。 In the above-described embodiment, the structure in which the cooling module 30 is sandwiched between the two cooling pipes 23 of the cooler 20 has been exemplified, but instead, a structure in which the cooling module 30 is arranged outside the cooler 20 is adopted. You can also do it.

冷却器20の2つの冷却管23で冷却用モジュール30を挟み込む構造の場合、冷却用モジュール30の本体部31が第1方向Xについて半導体モジュール10の本体部11と同一厚みであれば、本体部31の第2方向Yの寸法や第3方向Zの寸法が本体部11のものと相違していてもよい。或いは、冷却用モジュール30の本体部31の第1方向Xの厚みが本体部11の第1方向Xの厚みと異なる構造を採用することもできる。 In the case of a structure in which the cooling module 30 is sandwiched between the two cooling pipes 23 of the cooler 20, if the main body 31 of the cooling module 30 has the same thickness as the main body 11 of the semiconductor module 10 in the first direction X, the main body The dimension of the second direction Y and the dimension of the third direction Z of 31 may be different from those of the main body portion 11. Alternatively, it is possible to adopt a structure in which the thickness of the main body portion 31 of the cooling module 30 in the first direction X is different from the thickness of the main body portion 11 in the first direction X.

上述の実施形態では、半導体モジュール10にバスバ16,17,18を介して電気的に接続された接続機器としてコンデンサ5、PNコネクタ6、電流センサ9について例示したが、この接続機器として、リアクトルなどの機器を採用することもできる。 In the above-described embodiment, the capacitor 5, the PN connector 6, and the current sensor 9 are exemplified as the connecting devices electrically connected to the semiconductor module 10 via the buses 16, 17, and 18, but the connecting devices include a reactor and the like. It is also possible to adopt the equipment of.

上述の実施形態では、半導体モジュール10の両側面を2つの冷却管23で挟み込んで冷却する積層型の冷却器20について例示したが、冷却器はこの冷却器20のみに限定されるものではない。例えば、この冷却器20に代えて、半導体モジュール10の片面を冷却する構造の冷却器を採用することもできる。 In the above-described embodiment, the laminated cooler 20 in which both side surfaces of the semiconductor module 10 are sandwiched between the two cooling pipes 23 for cooling has been exemplified, but the cooler is not limited to this cooler 20. For example, instead of the cooler 20, a cooler having a structure for cooling one side of the semiconductor module 10 can be adopted.

上述の実施形態では、冷却器20の5つの対向空間Sのうち連続した3つの対向空間Sのそれぞれに半導体モジュール10が配置され、且つ連続した2つの対向空間Sのそれぞれに冷却用モジュール30が配置される場合について例示したが、半導体モジュール10及び冷却用モジュール30が配置される対向空間Sはこれに限定されるものではなく、必要に応じて適宜に選択が可能である。 In the above-described embodiment, the semiconductor module 10 is arranged in each of the three continuous facing spaces S out of the five facing spaces S of the cooler 20, and the cooling module 30 is arranged in each of the two continuous facing spaces S. Although the case where the semiconductor module 10 and the cooling module 30 are arranged is illustrated, the facing space S in which the semiconductor module 10 and the cooling module 30 are arranged is not limited to this, and can be appropriately selected as needed.

例えば、半導体モジュール10及び冷却用モジュール30を5つの対向空間Sに交互に配置したり、5つの対向空間Sにランダムに配置したりすることもできる。また、1つの対向空間Sに半導体モジュール10及び冷却用モジュール30を横並びで配置することもできる。更には、半導体モジュール10及び冷却用モジュール30のいずれも配置されない空の対向空間Sを設けるようにしてもよい。 For example, the semiconductor module 10 and the cooling module 30 may be arranged alternately in the five facing spaces S, or may be randomly arranged in the five facing spaces S. Further, the semiconductor module 10 and the cooling module 30 can be arranged side by side in one facing space S. Further, an empty facing space S in which neither the semiconductor module 10 nor the cooling module 30 is arranged may be provided.

上述の実施形態では、接続機器であるコンデンサ5とPNコネクタ6との間に冷却器20及び冷却用モジュール30が配置される場合について例示したが、これらの接続機器に対する冷却器20及び冷却用モジュール30のそれぞれの配置についてはこれに限定されるものではなく必要に応じて変更が可能である。 In the above-described embodiment, the case where the cooler 20 and the cooling module 30 are arranged between the condenser 5 and the PN connector 6 which are the connecting devices has been illustrated, but the cooling device 20 and the cooling module for these connecting devices have been illustrated. The arrangement of each of the 30 is not limited to this, and can be changed as needed.

1,101 電力変換装置
3 電源
4 モータ
5 コンデンサ(接続機器、第1接続機器)
6 PNコネクタ(接続機器、第2接続機器)
9 電流センサ(接続機器)
10 半導体モジュール
11 本体部
12 パワー端子
14 スイッチング素子
16,17,18 バスバ
20 冷却器
23 冷却管
30,130 冷却用モジュール
32 放熱部
31 本体部
34 接続端子
34P 第1接続端子
34N 第2接続端子
35 冷却バスバ
35P 第1冷却バスバ
35N 第2冷却バスバ
S 対向空間
X 第1方向(積層方向)
1,101 Power converter 3 Power supply 4 Motor 5 Capacitor (Connected equipment, 1st connected equipment)
6 PN connector (connected device, second connected device)
9 Current sensor (connected device)
10 Semiconductor module 11 Main body 12 Power terminal 14 Switching element 16, 17, 18 Bus bar 20 Cooler 23 Cooling tube 30, 130 Cooling module 32 Heat dissipation part 31 Main body 34 Connection terminal 34P 1st connection terminal 34N 2nd connection terminal 35 Cooling bus bar 35P 1st cooling bus bar 35N 2nd cooling bus bar S Opposing space X 1st direction (stacking direction)

Claims (8)

電源(3)とモータ(4)との間の通電経路に設けられる半導体モジュール(10)と、
上記半導体モジュールを冷却する冷却器(20)と、
上記半導体モジュールにバスバ(16,17,18)を介して電気的に接続された接続機器(5,6,9)と、
上記接続機器を上記冷却器に熱伝導可能に接続する冷却用モジュール(30,130)と、
を備える、電力変換装置(1,101)。
A semiconductor module (10) provided in the energization path between the power supply (3) and the motor (4), and
A cooler (20) for cooling the semiconductor module and
Connecting devices (5, 6, 9) electrically connected to the semiconductor module via a bus bar (16, 17, 18), and
A cooling module (30, 130) that connects the connected device to the cooler so that heat can be conducted, and
A power conversion device (1,101).
上記冷却用モジュールは、上記接続機器との間で熱伝導可能な冷却バスバ(35)と、上記冷却器に放熱するための放熱部(32)と、上記冷却バスバと上記放熱部とを接続する接続端子(34)と、を有する、請求項1に記載の電力変換装置。 The cooling module connects a cooling bus bar (35) capable of conducting heat with the connected device, a heat radiating section (32) for radiating heat to the cooler, and the cooling bus bar and the radiating section. The power conversion device according to claim 1, further comprising a connection terminal (34). 上記接続機器としての第1接続機器(5)及び第2接続機器(6)のそれぞれが上記冷却器を挟んでその両側のそれぞれに配置されており、
上記冷却用モジュールは、上記第1接続機器と上記第2接続機器との間に配置されており、上記接続端子としての第1接続端子(34P)及び第2接続端子(34N)を有し、上記第1接続端子が上記冷却バスバとしての第1冷却バスバ(35P)を介して上記第1接続機器に接続され、上記第2接続端子が上記冷却バスバとしての第2冷却バスバ(35N)を介して上記第2接続機器に接続されるように構成されている、請求項2に記載の電力変換装置。
Each of the first connection device (5) and the second connection device (6) as the connection devices is arranged on both sides of the cooler.
The cooling module is arranged between the first connection device and the second connection device, and has a first connection terminal (34P) and a second connection terminal (34N) as the connection terminals. The first connection terminal is connected to the first connection device via the first cooling bus bar (35P) as the cooling bus bar, and the second connection terminal is connected to the second cooling bus bar (35N) as the cooling bus bar. The power conversion device according to claim 2, which is configured to be connected to the second connection device.
上記第2接続機器は、上記電源に電気的に接続されたPNコネクタ(6)であり、
上記冷却用モジュールは、上記第1冷却バスバ及び上記第2冷却バスバが上記第1接続機器と上記PNコネクタとの間の直流電流の通電経路を形成するように構成されている、請求項3に記載の電力変換装置。
The second connection device is a PN connector (6) electrically connected to the power supply.
According to claim 3, the cooling module is configured such that the first cooling bus bar and the second cooling bus bar form an energization path for direct current between the first connection device and the PN connector. The power converter described.
上記冷却用モジュールは、上記冷却バスバが上記バスバに熱伝導可能に接続されるように構成されている、請求項2〜4のいずれか一項に記載の電力変換装置。 The power conversion device according to any one of claims 2 to 4, wherein the cooling module is configured so that the cooling bus bar is thermally conductively connected to the bus bar. 上記冷却用モジュールは、上記接続端子と上記冷却バスバとの接続構造が上記半導体モジュールのパワー端子(12)と上記バスバとの接続構造と同一である、請求項2〜5のいずれか一項に記載の電力変換装置。 The cooling module has the same connection structure between the connection terminal and the cooling bus bar as the connection structure between the power terminal (12) of the semiconductor module and the bus bar, according to any one of claims 2 to 5. The power converter described. 上記冷却器は、いずれも冷媒が流れる複数の冷却管(23)を有し、上記複数の冷却管の互いに隣り合う2つの冷却管(23)が対向空間(S)を隔てて積層配置された積層型冷却器であり、
上記半導体モジュール及び上記冷却用モジュールは、上記対向空間に配置されて上記2つの冷却管によって挟み込まれるように構成されている、請求項1〜6のいずれか一項に記載の電力変換装置。
Each of the above coolers has a plurality of cooling pipes (23) through which the refrigerant flows, and two cooling pipes (23) adjacent to each other of the plurality of cooling pipes are laminated and arranged with the facing space (S) interposed therebetween. It is a laminated cooler,
The power conversion device according to any one of claims 1 to 6, wherein the semiconductor module and the cooling module are arranged in the facing space and sandwiched between the two cooling pipes.
上記半導体モジュールは、スイッチング素子(14)を内蔵した本体部(11)を有し、
上記冷却用モジュールは、上記複数の冷却管の積層方向(X)について、上記半導体モジュールの上記本体部と同一厚みの本体部(31)を有する、請求項7に記載の電力変換装置。
The semiconductor module has a main body portion (11) having a built-in switching element (14).
The power conversion device according to claim 7, wherein the cooling module has a main body portion (31) having the same thickness as the main body portion of the semiconductor module in the stacking direction (X) of the plurality of cooling pipes.
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