CN110247538A - 电力转换装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够提高冷却效率的电力转换装置。电力转换装置(1)具备功率模块(21)、电抗器(22)、电容器单元(23)、DC‑DC转换器(30)、第一散热部(71)及第二散热部(72)。功率模块(21)具备第一电力转换电路部、第二电力转换电路部及第三电力转换电路部。电抗器(22)与功率模块(21)的第三电力转换电路部连接。电抗器(22)及DC‑DC转换器(30)在第三方向(D3)上相对于第一散热部(71)而配置于与功率模块(21)相反的一侧。电容器单元(23)在第三方向(D3)上相对于第二散热部(72)而配置于与功率模块(21)相反的一侧。

Description

电力转换装置

技术领域

本发明涉及电力转换装置。

背景技术

以往，已知有一种车辆用驱动单元，其具备收容发电机及电动机的驱动装置壳体和搭载于驱动装置壳体的功率控制单元(例如，参照日本特开2016-140198号公报)。在该车辆用驱动单元中，功率控制单元在单元壳体内具备与发电机及电动机分别连接的2个逆变器、控制2个逆变器的控制部、以及电流传感器等。

【发明的概要】

【发明要解决的课题】

然而，在上述现有技术的电力转换装置中，希望通过对构成与发电机及电动机分别连接的逆变器等电子设备的电子部件例如半导体元件、电容器及电抗器等进行有效冷却，来使电子设备小型化，从而削减结构所需的费用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够提高冷却效率的电力转换装置。

【用于解决课题的方案】

(1)本发明的一方案的电力转换装置具备：元件列(例如，实施方式中的各元件列PU1、PV1、PW1、PU2、PV2、PW2)，其包括相对于电动机(例如，实施方式中的第一电动机12及第二电动机13)授受电力的高侧臂元件(例如，实施方式中的高侧臂的各晶体管UH、VH、WH)及低侧臂元件(例如，实施方式中的低侧臂的各晶体管UL、VL、WL)；电压转换用元件(例如，实施方式中的第一晶体管S1及第二晶体管S2)，其与所述元件列电连接；第一散热部(例如，实施方式中的第一散热部71)及第二散热部(例如，实施方式中的第二散热部72)，它们在规定方向(例如，实施方式中的第三方向D3)上将所述元件列夹于之间而配置于两侧，并形成有供制冷剂流通的制冷剂流路(例如，实施方式中的制冷剂流路77、90)；以及多个电路构成部件(例如，实施方式中的电抗器22、电容器单元23及DC-DC转换器30)，它们在所述规定方向上分别相对于所述第一散热部及所述第二散热部而配置于与所述元件列相反的一侧，多个所述电路构成部件具备电容器(例如，实施方式中的电容器单元23)和与所述电压转换用元件连接的电抗器(例如，实施方式中的电抗器22)，所述电抗器在所述规定方向上相对于所述第一散热部而配置于与所述元件列相反的一侧，所述电容器在所述规定方向上相对于所述第二散热部而配置于与所述元件列相反的一侧。

(2)在上述(1)记载的电力转换装置中，也可以是，多个所述电路构成部件具备能够对电源电压(例如，实施方式中的第一蓄电池11的输出电压)进行降压的电压转换器(例如，实施方式中的DC-DC转换器30)，所述电压转换器在所述规定方向上相对于所述第一散热部而配置于与所述元件列相反的一侧。

(3)在上述(2)记载的电力转换装置中，也可以是，所述电压转换器配置于比所述电抗器靠所述制冷剂流路的上游侧的位置。

(4)在上述(1)～(3)中任一项记载的电力转换装置中，也可以是，在从所述规定方向观察时，所述电压转换用元件具有与所述电抗器重叠的部分。

(5)在上述(4)记载的电力转换装置中，也可以是，所述电容器具备与所述电压转换用元件的电源侧连接端(例如，实施方式中的第三汇流条53及负极汇流条NV)电连接的电源侧电容器(例如，实施方式中的第一平滑电容器41)，在从所述规定方向观察时，所述电源侧电容器具有与所述电压转换用元件及所述电抗器重叠的部分。

(6)上述(2)或(3)记载的电力转换装置可以具备与所述电压转换用元件的电源侧连接端(例如，实施方式中的第三汇流条53及负极汇流条NV)电连接的电源侧电容器(例如，实施方式中的第一平滑电容器41)，且在与所述规定方向交叉的方向(例如，实施方式中的第一方向D1)上，所述电源侧电容器配置于所述电抗器与所述电压转换器之间。

【发明效果】

根据上述(1)，相对于元件列，电抗器配置于第一散热部侧，电容器配置于第二散热部侧，因此除了元件列之外，还能够将电抗器及电容器高效地冷却，从而能够抑制因各部件的冷却性引起的大型化。

而且，在上述(2)的情况下，相对于元件列，电压转换器及电抗器配置于第一散热部侧，因此能够抑制在第二散热部上可配置电容器的区域减小的情况，且能够高效地对电容器进行冷却。

而且，在上述(3)的情况下，使电压转换器比电抗器优先冷却，由此能够可靠地保护例如向车辆等中的低压系的辅机类供给电力的电压转换器。

而且，在上述(4)的情况下，能够抑制将电压转换用元件与电抗器电连接的连接构件变长的情况，能够有效地进行配线。

而且，在上述(5)的情况下，能够抑制将电源侧电容器与电压转换用元件电连接的连接构件变长的情况，能够有效地进行配线。而且，电容器具备电源侧电容器，因此即使在存在多个电容器的情况下也能够集中配置，能够抑制大型化。

而且，在上述(6)的情况下，能够抑制将电源侧电容器与电抗器及电压转换器电连接的连接构件变长的情况，能够有效地进行配线。

附图说明

图1是示意性地表示本发明的实施方式的电力转换装置的结构的侧视图。

图2是示意性地表示本发明的实施方式的电力转换装置的电抗器及DC-DC转换器相对于第一散热部的配置的图。

图3是示意性地表示本发明的实施方式的电力转换装置的一部分的结构的立体图。

图4是表示搭载本发明的实施方式的电力转换装置的车辆的一部分的结构的图。

图5是示意性地表示本发明的实施方式的第一变形例的电力转换装置的结构的侧视图。

图6是示意性地表示本发明的实施方式的第二变形例的电力转换装置的结构的侧视图。

图7是示意性地表示本发明的实施方式的第三变形例的电力转换装置的结构的侧视图。

图8是示意性地表示本发明的实施方式的第四变形例的电力转换装置的结构的侧视图。

图9是示意性地表示本发明的实施方式的第五变形例的电力转换装置的一部分的结构的立体图。

【符号说明】

1…电力转换装置，10…车辆，11…蓄电池，12…第一电动机，13…第二电动机，21…功率模块，22…电抗器(电路构成部件)，23…电容器单元(电路构成部件、电容器)，25…第一电流传感器，26…第二电流传感器，27…第三电流传感器，28…电子控制单元，29…栅极驱动单元，30…DC-DC转换器(电路构成部件、电压转换器)，31…第一电力转换电路部，32…第二电力转换电路部，33…第三电力转换电路部，41…第一平滑电容器(电源侧电容器)，53…第三汇流条(电源侧连接端)，70…制冷剂流路，71.…第一散热部，72…第二散热部，76A…搭载面，90…制冷剂流路，D1…第一方向(规定方向)，D2…第二方向，D3…第三方向，PV…正极汇流条，NV…负极汇流条(电源侧连接端)，PU1、PV1、PW1、PU2、PV2、PW2、PS…元件列，S1…第一晶体管(电压转换用元件)，S2…第二晶体管(电压转换用元件)，UH、VH、WH…高侧臂的各晶体管(高侧臂元件)，UL、VL、WL…低侧臂的各晶体管(低侧臂元件)。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的电力转换装置的一实施方式进行说明。

本实施方式的电力转换装置控制电动机与第一蓄电池之间的电力授受，并控制第一蓄电池的电压相对于第二蓄电池的降压。例如，电力转换装置搭载于电动车辆等。电动车辆为电动机动车、混合动力车辆及燃料电池车辆等。电动机动车以第一蓄电池为动力源进行驱动。混合动力车辆以第一蓄电池及内燃机为动力源进行驱动。燃料电池车辆以燃料电池为动力源进行驱动。

图1是示意性地表示本发明的实施方式的电力转换装置1的结构的侧视图。图2是示意性地表示本发明的实施方式的电力转换装置1的电抗器22及DC-DC转换器30相对于第一散热部71的配置的图。图3是示意性地表示本发明的实施方式的电力转换装置1的一部分的结构的立体图。图4是表示搭载本发明的实施方式的电力转换装置1的车辆10的一部分的结构的图。

<车辆>

如图4所示，车辆10除了具备电力转换装置1之外，还具备第一蓄电池11(BATT)、行驶驱动用的第一电动机12(MOT)、发电用的第二电动机13(GEN)、第二蓄电池14及辅机类15。

第一蓄电池11例如是作为车辆10的动力源的高压的蓄电池。第一蓄电池11具备蓄电池壳体和收容于蓄电池壳体内的多个蓄电池模块。蓄电池模块具备串联连接的多个蓄电池单体。第一蓄电池11具备与电力转换装置1的直流连接器1a连接的正极端子PB及负极端子NB。正极端子PB及负极端子NB连接于在蓄电池壳体内串联连接的多个蓄电池模块的正极端及负极端。

第一电动机12通过从第一蓄电池11供给的电力来产生旋转驱动力(动力运转动作)。第二电动机13通过向旋转轴输入的旋转驱动力而产生发电电力。在此，向第二电动机13能够传递内燃机的旋转动力。例如，第一电动机12及第二电动机13分别是三相交流的无刷DC电动机。三相是U相、V相及W相。第一电动机12及第二电动机13分别为内转子型。各电动机12、13分别具备：具有励磁用的永久磁铁的转子；以及具有用于产生使转子旋转的旋转磁场的三相的定子绕组的定子。第一电动机12的三相的定子绕组与电力转换装置1的第一三相连接器1b连接。第二电动机13的三相的定子绕组与电力转换装置1的第二三相连接器1c连接。

第二蓄电池14例如是对车辆10的车载设备等辅机类进行驱动的低压的蓄电池。第二蓄电池14经由电力转换装置1的DC-DC转换器30与第一蓄电池11连接。第二蓄电池14被施加有从DC-DC转换器30输出的电压、即将第一蓄电池11的输出电压降压而得到的电压。

辅机类15由从第二蓄电池14输出的电压、即辅机类15的工作电压来驱动。辅机类15例如是各种传感器及电气安装设备等。

<电力转换装置>

电力转换装置1具备功率模块21(P/M)、电抗器22、电容器单元23、电阻器24、第一电流传感器25、第二电流传感器26、第三电流传感器27、电子控制单元28(MOT GEN ECU)、栅极驱动单元29(G/D VCU ECU)、以及DC-DC转换器30。

功率模块21具备第一电力转换电路部31、第二电力转换电路部32、第三电力转换电路部33。第一电力转换电路部31通过第一三相连接器1b与第一电动机12的三相的定子绕组连接。第一电力转换电路部31将从第一蓄电池11经由第三电力转换电路部33输入的直流电力转换成三相交流电力。第二电力转换电路部32通过第二三相连接器1c与第二电动机13的三相的定子绕组连接。第二电力转换电路部32将从第二电动机13输入的三相交流电力转换成直流电力。由第二电力转换电路部32转换后的直流电力能够向第一蓄电池11及第一电力转换电路部31中的至少一方供给。

第一电力转换电路部31及第二电力转换电路部32分别具备通过被电桥连接的多个开关元件形成的电桥电路。例如，开关元件是IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor)或MOSFET(Metal Oxide Semi-conductor Field Effect Transistor)等晶体管。例如，在电桥电路中，成对的高侧臂及低侧臂U相晶体管UH、UL、成对的高侧臂及低侧臂V相晶体管VH、VL、成对的高侧臂及低侧臂W相晶体管WH、WL分别被电桥连接。

高侧臂的各晶体管UH、VH、WH通过集电极与正极汇流条PI连接而构成高侧臂。在各相中，高侧臂的各正极汇流条PI与电容器单元23的正极汇流条50p连接。

低侧臂的各晶体管UL、VL、WL通过发射极与负极汇流条NI连接而构成低侧臂。在各相中，低侧臂的各负极汇流条NI与电容器单元23的负极汇流条50n连接。

在各相中，高侧臂的各晶体管UH、VH、WH的发射极在连接点TI处与低侧臂的各晶体管UL、VL、WL的集电极连接。

在第一电力转换电路部31的各相中形成连接点TI的第一汇流条51与第一输入输出端子Q1连接。第一输入输出端子Q1与第一三相连接器1b连接。第一电力转换电路部31的各相的连接点TI经由第一汇流条51、第一输入输出端子Q1及第一三相连接器1b而与第一电动机12的各相的定子绕组连接。

在第二电力转换电路部32的各相中形成连接点TI的第二汇流条52与第二输入输出端子Q2连接。第二输入输出端子Q2与第二三相连接器1c连接。第二电力转换电路部32的各相的连接点TI经由第二汇流条52、第二输入输出端子Q2及第二三相连接器1c而与第二电动机13的各相的定子绕组连接。

电桥电路具备在各晶体管UH、UL、VH、VL、WH、WL的集电极-发射极间从发射极朝向集电极成为正向地连接的二极管。

第一电力转换电路部31及第二电力转换电路部32分别基于从栅极驱动单元29向各晶体管UH、VH、WH、UL、VL、WL的栅极输入的开关指令即栅极信号，来切换各相的晶体管对的接通(导通)/断开(切断)。第一电力转换电路部31将从第一蓄电池11经由第三电力转换电路部33输入的直流电力转换成三相交流电力，使向第一电动机12的三相的定子绕组的通电顺次换流，从而将交流的U相电流、V相电流及W相电流向三相的定子绕组通电。第二电力转换电路部32通过与第二电动机13的旋转取得同步的各相的晶体管对的接通(导通)/断开(切断)驱动，从而将从第二电动机13的三相的定子绕组输出的三相交流电力转换成直流电力。

第三电力转换电路部33是电压控制单元(VCU)。第三电力转换电路部33具备成对的高侧臂及低侧臂的开关元件。例如，第三电力转换电路部33具备高侧臂的第一晶体管S1及低侧臂的第二晶体管S2。

第一晶体管S1通过集电极与正极汇流条PV连接而构成高侧臂。高侧臂的正极汇流条PV与电容器单元23的正极汇流条50p连接。第二晶体管S2通过发射极与负极汇流条NV连接而构成低侧臂。低侧臂的负极汇流条NV与电容器单元23的负极汇流条50n连接。电容器单元23的负极汇流条50n与第一蓄电池11的负极端子NB连接。高侧臂的第一晶体管S1的发射极与低侧臂的第二晶体管S2的集电极连接。第三电力转换电路部33具备在第一晶体管S1及第二晶体管S2各自的集电极-发射极间从发射极朝向集电极成为正向地连接的二极管。

形成高侧臂的第一晶体管S1与低侧臂的第二晶体管S2的连接点的第三汇流条53与电抗器22连接。电抗器22的两端连接于第一晶体管S1与第二晶体管S2的连接点、第一蓄电池11的正极端子PB。电抗器22具备线圈和检测线圈的温度的温度传感器。温度传感器通过信号线而与电子控制单元28连接。

第三电力转换电路部33基于从栅极驱动单元29向第一晶体管S1及第二晶体管S2各自的栅极输入的开关指令即栅极信号，来切换晶体管对的接通(导通)/断开(切断)。

第三电力转换电路部33在升压时，交替地切换第二晶体管S2设定为接通(导通)及第一晶体管S1设定为断开(切断)的第一状态和第二晶体管S2设定为断开(切断)及第一晶体管S1设定为接通(导通)的第二状态。在第一状态下，电流顺次向第一蓄电池11的正极端子PB、电抗器22、第二晶体管S2、第一蓄电池11的负极端子NB流动，电抗器22被直流励磁而蓄积磁能。在第二状态下，妨碍向电抗器22流动的电流被切断引起的磁通的变化而在电抗器22的两端间产生电动势(感应电压)。蓄积于电抗器22的磁能引起的感应电压与蓄电池电压叠加，从而比第一蓄电池11的端子间电压高的升压电压向第三电力转换电路部33的正极汇流条PV与负极汇流条NV之间施加。

第三电力转换电路部33在再生时，交替地切换第二状态与第一状态。在第二状态下，电流顺次向第三电力转换电路部33的正极汇流条PV、第一晶体管S1、电抗器22、第一蓄电池11的正极端子PB流动，电抗器22被直流励磁而蓄积磁能。在第一状态下，妨碍向电抗器22流动的电流被切断引起的磁通的变化而在电抗器22的两端间产生电动势(感应电压)。蓄积于电抗器22的磁能引起的感应电压被降压，从而比第三电力转换电路部33的正极汇流条PV及负极汇流条NV间的电压低的降压电压向第一蓄电池11的正极端子PB与负极端子NB之间施加。

电容器单元23具备第一平滑电容器41、第二平滑电容器42、噪声滤波器43。

第一平滑电容器41连接于第一蓄电池11的正极端子PB与负极端子NB之间。第一平滑电容器41使第三电力转换电路部33的再生时的伴随第一晶体管S1及第二晶体管S2的接通/断开的切换动作而产生的电压变动平滑化。

第二平滑电容器42连接于第一电力转换电路部31及第二电力转换电路部32各自的正极汇流条PI与负极汇流条NI之间、以及第三电力转换电路部33的正极汇流条PV与负极汇流条NV之间。第二平滑电容器42经由正极汇流条50p及负极汇流条50n而与多个正极汇流条PI及负极汇流条NI、以及正极汇流条PV及负极汇流条NV连接。第二平滑电容器42使伴随第一电力转换电路部31及第二电力转换电路部32各自的各晶体管UH、UL、VH、VL、WH、WL的接通/断开的切换动作而产生的电压变动平滑化。第二平滑电容豁42使第三电力转换电路部33的升压时的伴随第一晶体管S1及第二晶体管S2的接通/断开的切换动作而产生的电压变动平滑化。

噪声滤波器43连接于第一电力转换电路部31及第二电力转换电路部32各自的正极汇流条PI与负极汇流条NI之间、以及第三电力转换电路部33的正极汇流条PV与负极汇流条NV之间。噪声滤波器43具备串联连接的2个电容器。2个电容器的连接点连接于车辆10的车身接地等。

电阻器24连接于第一电力转换电路部31及第二电力转换电路部32各自的正极汇流条PI与负极汇流条NI之间、以及第三电力转换电路部33的正极汇流条PV与负极汇流条NV之间。

第一电流传感器25配置于构成第一电力转换电路部31的各相的连接点TI且与第一输入输出端子Q1连接的第一汇流条51，来检测U相、V相及W相各自的电流。第二电流传感器26配置于构成第二电力转换电路部32的各相的连接点TI并与第二输入输出端子Q2连接的第二汇流条52，来检测U相、V相及W相各自的电流。第三电流传感器27配置于构成第一晶体管S1及第二晶体管S2的连接点并与电抗器22连接的第三汇流条53，来检测向电抗器22流动的电流。

第一电流传感器25、第二电流传感器26及第三电流传感器27分别通过信号线而与电子控制单元28连接。

电子控制单元28控制第一电动机12及第二电动机13各自的动作。例如，电子控制单元28是通过CPU(Central Processing Unit)等处理器执行规定的程序来发挥功能的软件功能部。软件功能部是具备CPU等处理器、保存程序的ROM(Read Only Memory)、暂时存储数据的RAM(Random Access Memory)及计时器等电子电路的ECU(Electronic ControlUnit)。需要说明的是，电子控制单元28的至少一部分也可以是LSI(Large ScaleIntegration)等集成电路。例如，电子控制单元28执行使用第一电流传感器25的电流检测值和与对于第一电动机12的转矩指令值相应的电流目标值的电流的反馈控制等，来生成向栅极驱动单元29输入的控制信号。例如，电子控制单元28执行使用第二电流传感器26的电流检测值和与对于第二电动机13的再生指令值相应的电流目标值的电流的反馈控制等，来生成向栅极驱动单元29输入的控制信号。控制信号是表示对第一电力转换电路部31及第二电力转换电路部32各自的各晶体管UH、VH、WH、UL、VL、WL进行接通(导通)/断开(切断)驱动的时机的信号。例如，控制信号是被脉冲宽度调制后的信号等。

栅极驱动单元29基于从电子控制单元28接受的控制信号，来生成对第一电力转换电路部31及第二电力转换电路部32各自的各晶体管UH、VH、WH、UL、VL、WL实际上进行接通(导通)/断开(切断)驱动用的栅极信号。例如，栅极驱动单元29执行控制信号的放大及电平移位等而生成栅极信号。

栅极驱动单元29生成对第三电力转换电路部33的第一晶体管S1及第二晶体管S2分别进行接通(导通)/断开(切断)驱动用的栅极信号。例如，栅极驱动单元29生成与第三电力转换电路部33的升压时的升压电压指令或第三电力转换电路部33的再生时的降压电压指令相应的占空比的栅极信号。占空比是第一晶体管S1及第二晶体管S2的比率。

DC-DC转换器30具备经由直流连接器1a而与第一蓄电池11的正极端子PB及负极端子NB连接的第一正极汇流条60p1及第一负极汇流条60n1。DC-DC转换器30具备与第二蓄电池14的正极端子及负极端子连接的第二正极汇流条60p2及第二负极汇流条60n2。

需要说明的是，DC-DC转换器30可以与构成电力转换装置1的其他的部件例如功率模块21等配置于同一单元内，也可以配置于构成电力转换装置1的其他的部件所配置的单元的外部。

如图3所示，分别在功率模块21的第一电力转换电路部31、第二电力转换电路部32及第三电力转换电路部33中，成对的高侧臂及低侧臂的开关元件形成元件列。

在第一电力转换电路部31中，高侧臂及低侧臂U相晶体管UH、UL形成元件列PU1，高侧臂及低侧臂V相晶体管VH、VL形成元件列PV1，高侧臂及低侧臂W相晶体管WH、WL形成元件列PW1。

在第二电力转换电路部32中，高侧臂及低侧臂U相晶体管UH、UL形成元件列PU2，高侧臂及低侧臂V相晶体管VH、VL形成元件列PV2，高侧臂及低侧臂W相晶体管WH、WL形成元件列PW2。

在第三电力转换电路部33中，高侧臂的第一晶体管S1及低侧臂的第二晶体管S2形成元件列PS。

在各元件列PU1、PV1、PW1、PU2、PV2、PW2、PS中，高侧臂的开关元件与低侧臂的开关元件例如沿着与规定的第一方向D1正交的第二方向D2排列配置。

第一电力转换电路部31的3个元件列PU1、PV1、PW1、第二电力转换电路部32的3个元件列PU2、PV2、PW2、第三电力转换电路部33的1个元件列PS在规定的第一方向D1上顺次排列配置。而且，第一电力转换电路部31的3个元件列PU1、PV1、PW1沿第一方向D1顺次排列配置，第二电力转换电路部32的3个元件列PU2、PV2、PW2沿第一方向D1顺次排列配置。

如图1及图3所示，电力转换装置1具备在与规定的第一方向D1及第二方向D2正交的第三方向D3上从两侧夹入功率模块21的第一散热部71(W/J)及第二散热部72(W/J)、2个接头部73、4个密封构件74。例如，第三方向D3是功率模块21的厚度方向。

第一散热部71及第二散热部72分别具备散热壳体75和散热板76。

散热壳体75的外形例如形成为矩形箱型。在散热壳体75形成有供制冷剂流通的制冷剂流路77。制冷剂流路77通过在散热壳体75的内部划分出凹槽的壁部来形成。第一散热部71的制冷剂流路77与在第一散热部71的散热壳体75上形成的制冷剂供给口75a及制冷剂排出口75b连通。制冷剂供给口75a及制冷剂排出口75b例如形成于散热壳体75的4个角部中的不相邻的2个角部。

在第一散热部71上连接有从外部供给制冷剂的制冷剂供给管78及向外部排出制冷剂的制冷剂排出管79。制冷剂供给管78的内部流路与制冷剂供给口75a连通。制冷剂排出管79的内部流路与制冷剂排出口75b连通。

在第一散热部71及第二散热部72各自的散热壳体75例如形成有第一流路77a及第二流路77b来作为制冷剂流路77，第一流路77a及第二流路77b在从第三方向D3观察时，在与制冷剂供给口75a及制冷剂排出口75b分别面对的位置之间并列地分支。在从第三方向D3观察时，第一流路77a例如以与各元件列PU1、PV1、PW1、PU2、PV2、PW2、PS的高侧臂的开关元件重合的方式沿第一方向D1延伸。在从第三方向D3观察时，第二流路77b例如以与各元件列PU1、PV1、PW1、PU2、PV2、PW2、PS的低侧臂的开关元件重合的方式沿第一方向D1延伸。

在散热壳体75中，相对于功率模块21而朝向相反侧的面构成对功率模块21以外的电路构成部件进行搭载的搭载面75A。电力转换装置1中的电路构成部件例如是电抗器22、电容器单元23及DC-DC转换器30等。

散热板76的外形例如形成为具有与散热壳体75大致相同的大小的板状。散热板76与散热壳体75的壁部连接，通过将凹槽的开口端闭塞而将制冷剂流路77密封。在散热板76的4个角部中的不相邻的2个角部形成有与散热壳体75的制冷剂供给口75a及制冷剂排出口75b分别面对而连通的2个贯通孔76a。

在散热板76中，相对于散热壳体75而朝向相反侧的面构成对功率模块21进行搭载的搭载面76A。散热板76在厚度方向(即第三方向D3)上的搭载面76A的相反侧的表面76B上具备作为散热器发挥功能的多个散热片。在散热板76组装于散热壳体75的状态下，多个散热片配置于制冷剂流路77内。

例如，在从第三方向D3观察时，接头部73配置于与制冷剂供给口75a及制冷剂排出口75b分别面对的位置。在接头部73形成有在第三方向D3上与制冷剂供给口75a或制冷剂排出口75b面对而连通的贯通孔73a。

密封构件74配置于散热板76与接头部73之间。在密封构件74上形成有在第三方向D3上与散热板76的贯通孔76a及接头部73的贯通孔73a面对而连通的贯通孔74a。密封构件74以将散热板76的贯通孔76a及接头部73的贯通孔73a连接并密封的方式，将散热板76与接头部73之间密封。

如图1及图2所示，电抗器22及DC-DC转换器30的外形以第一方向D1、第二方向D2及第三方向D3中的至少任一方向上的大小大致相同的方式形成。例如，电抗器22及DC-DC转换器30的外形形成为大致同一形状，电抗器22及DC-DC转换器30的第一方向D1、第二方向D2及第三方向D3上的大小形成为大致相同。

电抗器22及DC-DC转换器30配置于第一散热部71的散热壳体75的搭载面75A。即，电抗器22及DC-DC转换器30在第三方向D3上相对于第一散热部71而配置于与功率模块21相反的一侧。

在第一散热部71的搭载面75A中，电抗器22及DC-DC转换器30沿第一方向D1排列配置。DC-DC转换器30例如配置于比电抗器22靠制冷剂流路77的上游侧的位置。

在从第三方向D3观察时，功率模块21的第三电力转换电路部33的元件列PS与电抗器22具有相互重叠的部分。

电容器单元23配置于第二散热部72的散热壳体75的搭载面75A。即，电容器单元23在第三方向D3上相对于第二散热部72而配置于与功率模块21相反的一侧。

在第二散热部72的搭载面75A中，电容器单元23的第一平滑电容器41(C1)及第二平滑电容器42(C2)例如沿第一方向D1排列配置。在从第三方向D3观察时，第一平滑电容器41与功率模块21的第三电力转换电路部33的元件列PS及电抗器22具有相互重叠的部分。

搭载有栅极驱动单元29的电路基板81(G/D)例如在第三方向D3上相对于电容器单元23而配置于与第二散热部72相反的一侧。在从第三方向D3观察时，电路基板81至少具有与功率模块21相互重叠的部分。

功率模块21与电路基板81(G/D)由栅极信号用的信号线82连接。例如，信号线82的形状形成为销状。信号线82例如从第三方向D3上的功率模块21与电路基板81的相互对置的对置面上引出，在功率模块21和电路基板81之间与第三方向D3平行地延伸。

如上所述，根据本实施方式的电力转换装置1，电抗器22及DC-DC转换器30搭载于第一散热部71，电容器单元23搭载于第二散热部72，因此除了功率模块21之外，还能够将电容器单元23、电抗器22及DC-DC转换器30高效地冷却。由此，能够抑制电力转换装置1的多个电路构成部件分别因冷却性而变得大型的情况。

另外，能够提高第二散热部72上的关于电容器单元23的配置的自由度，并且能够相对大地确保可配置电容器单元23的区域的大小。由此，能够抑制将电容豁单元23与功率模块21的各元件列PU1、PV1、PW1、PU2、PV2、PW2、PS电连接的连接构件(例如，各正极汇流条PI、50p、PV、各负极汇流条NI、50n、NV及第三汇流条53等)变长的情况、连接构件的长度因位置而变得不均匀的情况、或者连接构件的电感局部性地变大的情况等不良情况的产生。

另外，电容器单元23具备多个电容器(即第一平滑电容器41及第二平滑电容器42)，因此在第二散热部72上能够将多个电容器集中及一体地配置，能够抑制电容器单元23的大型化。由此，能够抑制对在第三方向D3上将电容器单元23夹于之间地配置的功率模块21及电路基板81(G/D)进行相互连接的信号线82变长的情况。而且，通过抑制信号线82的长度的增大，从而能够抑制向信号线82侵入的电磁噪声的增大，并且能够抑制信号线82的电感增大的情况。

另外，由于在功率模块21与电路基板81之间配置有第二散热部72，因此能够屏蔽从功率模块21朝向电路基板81的电磁噪声。

另外，电抗器22及DC-DC转换器30的第一方向D1、第二方向D2及第三方向D3上的大小形成为大致相同，因此在第一散热部71上能够高效地配置电抗器22及DC-DC转换器30，能够抑制电力转换装置1的大型化。

另外，在从第三方向D3观察时，第一平滑电容器41、第三电力转换电路部33的元件列PS及电抗器22具有相互重叠的部分，由此能够抑制相互电连接的连接构件变长的情况，能够有效地进行配线。

另外，电抗器22及DC-DC转换器30搭载于在第一散热部71及第二散热部72的制冷剂的流通路径中比第二散热部72靠上游侧的第一散热部71，因此比电容器单元23优先被冷却，从而能够进行小型化。

另外，将DC-DC转换器30搭载于第一散热部71，并且在第一散热部71中使DC-DC转换器30比电抗器22优先冷却，由此能够可靠地保护向低压系的辅机类15供给电力的DC-DC转换器30。

以下，说明实施方式的变形例。

在上述的实施方式中，搭载有栅极驱动单元29的电路基板81(G/D)以在第三方向D3上与电容器单元23层叠的方式配置，但是没有限定于此。

图5是示意性地表示本发明的实施方式的第一变形例的电力转换装置1的结构的侧视图。如图5所示，在第一变形例的电力转换装置1中，电路基板81沿第一方向D1与功率模块21排列配置。电路基板81例如具备第一电路基板81a及第二电路基板81b。第一电路基板81a及第二电路基板81b以从第一方向D1的两侧夹入功率模块21的方式配置。

将功率模块21与第一电路基板81a及第二电路基板81b分别连接的各信号线82例如从第一方向D1上的功率模块21与第一电路基板81a及第二电路基板81b各自的相互对置的对置面上引出，并在功率模块21与第一电路基板81a及第二电路基板81b各自之间与第一方向D1平行地延伸。

根据该第一变形例，能够抑制将功率模块21与电路基板81连接的信号线82变长的情况，且抑制向信号线82侵入的电磁噪声的增大，并且抑制信号线82的电感的增大。

在上述的实施方式中，电力转换装置1也可以具备将连接功率模块21与电路基板81的信号线82从高压的电路构成部件屏蔽的屏蔽构件83。

图6是示意性地表示本发明的实施方式的第二变形例的电力转换装置1的结构的侧视图。如图6所示，第二变形例的电力转换装置1在功率模块21与电路基板81之间，在第一方向D1上的信号线82与电容器单元23之间具备屏蔽构件83。屏蔽构件83例如是由金属材料形成的板状构件。

信号线82例如从第一方向D1上的功率模块21的端面和第三方向D3上与电容器单元23对置的电路基板81的表面引出。信号线82例如从功率模块21沿第一方向D1引出之后向第三方向D3弯折而朝向电路基板81延伸。

根据该第二变形例，屏蔽构件83相对于相对地成为高电压的电容器单元23将信号线82屏蔽，因此能够抑制向信号线82侵入的电磁噪声的增大。

在上述的实施方式中，第一散热部71及第二散热部72各自中的制冷剂的流量可以根据成为冷却对象的电路构成部件等而设定为相互不同的流量。

图7是示意性地表示本发明的实施方式的第三变形例的电力转换装置1的结构的侧视图。如图7所示，在第三变形例的电力转换装置1中，第一散热部71的厚度形成得比第二散热部72的厚度大，由此第一散热部71中的制冷剂的流量设定得比第二散热部72中的制冷剂的流量大。

根据该第三变形例，电抗器22及DC-DC转换器30比电容器单元23优先被冷却，从而能够进行小型化。

在上述的实施方式中，电容器单元23的第一平滑电容器41(C1)及第二平滑电容器42(C2)搭载于第二散热部72的搭载面75A，但是没有限定于此。

图8是示意性地表示本发明的实施方式的第四变形例的电力转换装置1的结构的侧视图。如图8所示，在第四变形例的电力转换装置1中，第二平滑电容器42搭载于第二散热部72的搭载面75A，第一平滑电容器41搭载于第一散热部71的搭载面75A。在第一散热部71的搭载面75A上，第一平滑电容器41例如配置于电抗器22及DC-DC转换器30之间。电抗器22、第一平滑电容器41及DC-DC转换器30沿第一方向D1顺次排列配置。

根据该第四变形例，能够抑制将第一平滑电容器41与电抗器22及DC-DC转换器30电连接的连接构件变长的情况，能够有效地进行配线。

在上述的实施方式中，第一散热部71及第二散热部72各自中的制冷剂流路77形成为对于各元件列PU1、PV1、PW1、PU2、PV2、PW2、PS而言将高侧臂的开关元件与低侧臂的开关元件并列地冷却，但是没有限定于此。

图9是示意性地表示本发明的实施方式的第五变形例的电力转换装置1的一部分的结构的立体图。如图9所示，在第五变形例的电力转换装置1的功率模块21中，第一电力转换电路部31的3个元件列PU1、PV1、PW1、第二电力转换电路部32的3个元件列PU2、PV2、PW2以同相的元件列彼此沿第二方向排列的方式，分别沿第一方向D1顺次排列配置。第三电力转换电路部33的元件列PS将高侧臂的第一晶体管S1及低侧臂的第二晶体管S2沿第二方向排列而配置于第一方向D1上的第一电力转换电路部31及第二电力转换电路部32的附近。

电力转换装置1具备在第三方向D3上从两侧夹入功率模块21的第一散热部71(W/J)及第二散热部72(W/J)、1个接头部73、2个密封构件74。

第一散热部71及第二散热部72分别具备散热壳体75和散热板76。

散热壳体75的外形例如形成为矩形箱型。在散热壳体75形成有供制冷剂流通的制冷剂流路90。制冷剂流路90通过在散热壳体75的内部划定分出凹槽的多个壁部形成。第一散热部71的制冷剂流路90与在第一散热部71的散热壳体75上形成的制冷剂供给口75a及制冷剂排出口75b连通。制冷剂供给口75a及制冷剂排出口75b例如形成于散热壳体75的4个角部中的沿第二方向D2相邻的2个角部。

在第一散热部71及第二散热部72各自的散热壳体75例如形成有第三流路91及第四流路92、以及多个分支流路93来作为制冷剂流路90，第三流路91及第四流路92在从第三方向D3观察时，从与制冷剂供给口75a及制冷剂排出口75b分别面对的位置沿第一方向D1延伸，多个分支流路93在第三流路91与第四流路92之间分支而沿第二方向D2延伸。在第一散热部71的制冷剂流路90中，第三流路91与制冷剂供给口75a连通，第四流路92与制冷剂排出口75b连通。

多个分支流路93是与第一电力转换电路部31及第二电力转换电路部32的三相对应的3个分支流路93u、93v、93w和与第三电力转换电路部33对应的1个分支流路93s。在从第三方向D3观察时，分支流路93u以与U相的元件列PU1、PU2重合的方式沿第二方向D2延伸。在从第三方向D3观察时，分支流路93v以与V相的元件列PV1、PV2重合的方式沿第二方向D2延伸。在从第三方向D3观察时，分支流路93w以与W相的元件列PW1、PW2重合的方式沿第二方向D2延伸。在从第三方向D3观察时，分支流路93s以与元件列PS的第一晶体管S1及第二晶体管S2重合的方式沿第二方向D2延伸。

在散热壳体75中相对于功率模块21而朝向相反侧的面构成对功率模块21以外的电路构成部件进行搭载的搭载面75A。电力转换装置1中的电路构成部件例如为电抗器22、电容器单元23及DC-DC转换器30等。

散热板76的外形例如形成为具有与散热壳体75大致相同的大小的板状。散热板76与散热壳体75的壁部连接，将凹槽的开口端闭塞而将制冷剂流路90密封。在散热板76的4个角部中的沿第二方向D2相邻的2个角部形成有与散热壳体75的制冷剂供给口75a及制冷剂排出口75b分别面对而连通的2个贯通孔76a。

在散热板76中相对于散热壳体75而朝向相反侧的面构成对功率模块21进行搭载的搭载面76A。散热板76在厚度方向(即第三方向D3)上的搭载面76A的相反侧的表面76B上具备作为散热器发挥功能的多个散热片。在散热板76组装于散热壳体75的状态下，多个散热片配置于制冷剂流路90内。

例如，在从第三方向D3观察时，接头部73配置于与制冷剂供给口75a及制冷剂排出口75b分别面对的位置。在接头部73上形成有在第三方向D3上与制冷剂供给口75a及制冷剂排出口75b分别面对而连通的各贯通孔73a。

密封构件74配置于散热板76与接头部73之间。在密封构件74上形成有在第三方向D3上与散热板76的贯通孔76a及接头部73的贯通孔73a面对而连通的贯通孔74a。密封构件74以将散热板76的贯通孔76a及接头部73的贯通孔73a连接并密封的方式，将散热板76与接头部73之间密封。

根据该第五变形例，能够抑制制冷剂流路90的上游侧与下游侧之间的制冷剂的温度梯度的增大。而且，分别在第一电动机12及第二电动机13中，能够抑制各相的冷却性能的差异增大的情况，从而进行均匀的冷却。

需要说明的是，在上述的实施方式中，电力转换装置1搭载于车辆10，但是没有限定于此，也可以搭载于其他的设备。

需要说明的是，在上述的实施方式中，电力转换装置1具备控制与第一电动机12及第二电动机13这2个电动机的电力授受的第一电力转换电路部31及第二电力转换电路部32，但是没有限定于此。电力转换装置1也可以控制1个或多个电动机。

需要说明的是，在上述的实施方式中，电力转换装置1控制行驶驱动用的第一电动机12与发电用的第二电动机13的电力授受，但是没有限定于此。例如，电力转换装置1也可以控制空调装置等的电动压缩机所具备的泵驱动用电动机等其他的电动机。

本发明的实施方式是作为例子而提示的实施方式，没有意图限定发明的范围。这些实施方式能够以其他的各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式或其变形与包含于发明的范围、主旨的情况同样地包含于技术方案所记载的发明及其等同的范围。

Claims (6)

1.一种电力转换装置，其特征在于，具备：

元件列，其包括相对于电动机授受电力的高侧臂元件及低侧臂元件；

电压转换用元件，其与所述元件列电连接；

第一散热部及第二散热部，它们在规定方向上将所述元件列夹于之间而配置于两侧，并形成有供制冷剂流通的制冷剂流路；以及

多个电路构成部件，它们在所述规定方向上分别相对于所述第一散热部及所述第二散热部而配置于与所述元件列相反的一侧，

多个所述电路构成部件具备电容器和与所述电压转换用元件连接的电抗器，

所述电抗器在所述规定方向上相对于所述第一散热部而配置于与所述元件列相反的一侧，

所述电容器在所述规定方向上相对于所述第二散热部而配置于与所述元件列相反的一侧。

2.根据权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，

多个所述电路构成部件具备能够对电源电压进行降压的电压转换器，

所述电压转换器在所述规定方向上相对于所述第一散热部而配置于与所述元件列相反的一侧。

3.根据权利要求2所述的电力转换装置，其特征在于，

所述电压转换器配置于比所述电抗器靠所述制冷剂流路的上游侧的位置。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的电力转换装置，其特征在于，

在从所述规定方向观察时，所述电压转换用元件具有与所述电抗器重叠的部分。

5.根据权利要求4所述的电力转换装置，其特征在于，

所述电容器具备与所述电压转换用元件的电源侧连接端电连接的电源侧电容器，

在从所述规定方向观察时，所述电源侧电容器具有与所述电压转换用元件及所述电抗器重叠的部分。

6.根据权利要求2或3所述的电力转换装置，其特征在于，

所述电力转换装置具备与所述电压转换用元件的电源侧连接端电连接的电源侧电容器，

在与所述规定方向交叉的方向上，所述电源侧电容器配置于所述电抗器与所述电压转换器之间。