JP2010119300A - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010119300A JP2010119300A JP2010049486A JP2010049486A JP2010119300A JP 2010119300 A JP2010119300 A JP 2010119300A JP 2010049486 A JP2010049486 A JP 2010049486A JP 2010049486 A JP2010049486 A JP 2010049486A JP 2010119300 A JP2010119300 A JP 2010119300A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor module
- water channel
- opening
- module
- semiconductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 72
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 345
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 153
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 75
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 75
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 71
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims abstract description 31
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 claims abstract description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims description 83
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 18
- 239000000470 constituent Substances 0.000 abstract 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 62
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 56
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 37
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 21
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 17
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 14
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 14
- 230000006870 function Effects 0.000 description 13
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 13
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 13
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 13
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 9
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 7
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 6
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 6
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 5
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 5
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 5
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 4
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 4
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 244000126211 Hericium coralloides Species 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000009429 electrical wiring Methods 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000007562 laser obscuration time method Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 238000005549 size reduction Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
- H05K7/2089—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
- H05K7/20927—Liquid coolant without phase change
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
- B60L15/007—Physical arrangements or structures of drive train converters specially adapted for the propulsion motors of electric vehicles
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
- H01L23/31—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
- H01L23/3107—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed
- H01L23/3121—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed a substrate forming part of the encapsulation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
- H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
- H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
- H01L23/367—Cooling facilitated by shape of device
- H01L23/3675—Cooling facilitated by shape of device characterised by the shape of the housing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
- H01L23/46—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids
- H01L23/473—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids by flowing liquids
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
- H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
- H01L23/492—Bases or plates or solder therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
- H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
- H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
- H01L23/49517—Additional leads
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/34—Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/39—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
- H01L24/40—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
- H01L24/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
- H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
- H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
- H01L25/07—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
- H01L25/072—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00 the devices being arranged next to each other
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/003—Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
- H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
- H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/0213—Electrical arrangements not otherwise provided for
- H05K1/0254—High voltage adaptations; Electrical insulation details; Overvoltage or electrostatic discharge protection ; Arrangements for regulating voltages or for using plural voltages
- H05K1/0262—Arrangements for regulating voltages or for using plural voltages
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/14—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
- H05K7/1422—Printed circuit boards receptacles, e.g. stacked structures, electronic circuit modules or box like frames
- H05K7/1427—Housings
- H05K7/1432—Housings specially adapted for power drive units or power converters
- H05K7/14329—Housings specially adapted for power drive units or power converters specially adapted for the configuration of power bus bars
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
- B60K17/04—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing
- B60K17/16—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing of differential gearing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
- B60K6/26—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
- B60K6/28—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the electric energy storing means, e.g. batteries or capacitors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
- B60K6/46—Series type
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2210/00—Converter types
- B60L2210/40—DC to AC converters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2220/00—Electrical machine types; Structures or applications thereof
- B60L2220/10—Electrical machine types
- B60L2220/14—Synchronous machines
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
- B60L2240/40—Drive Train control parameters
- B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
- B60L2240/429—Current
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
- B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
- B60L50/51—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells characterised by AC-motors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
- B60Y2200/00—Type of vehicle
- B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
- B60Y2200/92—Hybrid vehicles
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/34—Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/36—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors prior to the connecting process
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/34—Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/39—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
- H01L2224/40—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/34—Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/39—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
- H01L2224/40—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
- H01L2224/401—Disposition
- H01L2224/40135—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
- H01L2224/40137—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/00014—Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
- H01L2924/1203—Rectifying Diode
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
- H01L2924/1304—Transistor
- H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
- H01L2924/13055—Insulated gate bipolar transistor [IGBT]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
- H01L2924/1304—Transistor
- H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
- H01L2924/13091—Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor [MOSFET]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/14—Integrated circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/181—Encapsulation
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
- H05K7/2089—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S903/00—Hybrid electric vehicles, HEVS
- Y10S903/902—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
- Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
- Y10S903/904—Component specially adapted for hev
- Y10S903/906—Motor or generator
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S903/00—Hybrid electric vehicles, HEVS
- Y10S903/902—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
- Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
- Y10S903/904—Component specially adapted for hev
- Y10S903/907—Electricity storage, e.g. battery, capacitor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S903/00—Hybrid electric vehicles, HEVS
- Y10S903/902—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
- Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
- Y10S903/904—Component specially adapted for hev
- Y10S903/909—Gearing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
型化技術のみならず、製品化の上で必要な信頼性と生産性の向上や、冷却効率を高めるこ
と。
【解決手段】インバータ回路の上アーム用及び下アーム用の半導体チップを両側から放熱
金属で挟み込んだ構造の半導体モジュール500を有し、半導体モジュールを冷却するた
めの下ケースを兼ねた水路筐体212を有し、水路筐体には中央部開口とその両側に側部
開口を設け、中央部開口にコンデンサモジュール390をスロットインするとともに側部
開口に半導体モジュール500をスロットインし、水路筐体内で半導体モジュールに加え
てコンデンサモジュールをも冷却し、さらに、コンデンサモジュール390の上方面にド
ライバ基板、制御基板や交流バスバーを設置して小型化を図る。
【選択図】図12
Description
従来技術として、例えば、特許文献1に示す冷却構造が提案されている。この特許文献1
によると、冷却器に形成したモジュール挿入用穴に半導体モジュールを挿入し、モジュー
ル挿入用穴との当接面から放熱を行うものであって、半導体モジュールのモジュール挿入
用穴との当接面に軟質性金属層をコーティングし、この軟質性金属層を介して冷却器へ放
熱することが開示されている。
して、例えば、特許文献2に示すインバータ装置が提案されている。この特許文献2によ
ると、半導体素子の両面を放熱板で挟んだパワーカードを収容する収容部とパワーカード
の周囲に冷却媒体を循環させる循環経路部とが形成され、パワーカードと収容部との隙間
に絶縁性樹脂を充填し、絶縁性樹脂を硬化させてパワーカードを固定することが開示され
ている。
冷却構造の従来技術は、例えば、特許文献3に提案されている。この特許文献3によると
、内部に半導体モジュールを収容し、半導体のジュール発生熱を放熱する放熱面を正面と
背面に有するブロックを設け、このブロックをケース内部に形成した冷却水通路に挿入す
ることによって、ブロックの正面と背面が冷却水通路に面することが開示されている。
却構造の従来技術は、例えば、特許文献4に提案されている。この特許文献4によると、
平滑コンデンサの両側に半導体モジュールを設置し、扁平な冷媒チューブをつづら折り状
に湾曲させて、半導体モジュールの両面並びに平滑コンデンサに沿うように冷媒流路が形
成され、液漏れのない高い放熱能力を実現させることが開示されている。
電動化が進められている。ところが、車載システムの電動化においては、被駆動体を駆動
する電気機械、及び車載電源から回転電機に供給される電力を制御して回転電機の駆動を
制御する電力変換装置の新たな追加や従来のシステムの構成部品との置き換えが必要にな
る。
給される直流電力を交流電力に変換したり、あるいは回転電機が発生する交流電力を車載
電源に供給するための直流電力に変換したりする機能を持っている。電力変換装置が変換
する電力量が増大する傾向にあるが、自動車全体では小型化や軽量化の方向にあるため、
電力変換装置の大型化や重量の増加は抑えられている。また車載用の電力変換装置は産業
用などと比較すると温度変化の大きい環境で使用されることが要求されており、高温の環
境に置かれていながら高い信頼性を維持できる、比較的小型で比較的大きな電力を変換で
きる電力変換装置が要求されている。
電力との間の電力変換が行われている。この電力変換を行うためにはインバータ回路を構
成するパワー半導体が遮断状態と導通状態の切り替え動作(スイッチング動作)を繰り返
すことが必要である。この切り替え動作時に大きな熱がパワー半導体に発生する。インバ
ータ回路のパワー半導体である半導体チップがスイッチング動作時に発生する熱で半導体
チップの温度が上昇する。このためこの温度上昇を抑えることが重要な課題である。
導体チップの大型化や半導体チップの使用個数の増大が必要となり、結果的に電力変換装
置が大型化する。このような電力変換装置の大型化を押さえる方法として、半導体チップ
の冷却効率を向上することが考えられる。
為された提案である。半導体チップの冷却効率向上は半導体チップの小型化につながるこ
とは明らかであるが、必ずしも電力変換装置全体の大型化を抑えることになるとは言い難
い。例えば、半導体チップの冷却効率を向上するための改善を行うと、その結果として電
力変換装置全体の構造が複雑化することが考えられ、半導体チップは小型化可能となるが
、電力変換装置全体としてみるとあまり小型化できないことが起こり得る。
チップの冷却効率の向上が必要であり、電力変換装置全体の電気的あるいは機械的な複雑
化をできるだけ抑えることが必要である。そこで、電気的な複雑化は、例えば半導体チッ
プを内蔵する半導体モジュールと、コンデンサモジュールやドライバ基板及び交流コネク
タとの電気配線の複雑化によって引き起こされる。また、機械的な複雑化は、半導体モジ
ュールの水路筺体への実装方法の複雑化やコンデンサモジュールの実装方法の複雑化によ
って引き起こされる。
十分に考慮されているとは言い難く、さらに、コンデンサモジュールの配置や冷却構造に
ついての具体的な開示が不十分である。また、前記特許文献4は、半導体モジュールの冷
却に加えて平滑コンデンサの冷却も考慮した配置構造を開示しているが、外部の冷凍サイ
クル装置の冷媒配管に接続する冷媒チューブで冷却する方式のものであって冷却方式が水
冷方式と異質であり、さらに、半導体モジュールと接続される回路基板などの他の構成要
素との関連配置に配慮が欠けていて装置全体の小型化に課題を残している。
る。さらに、以下に説明する本発明の実施形態に係る電力変換装置は、小型化技術のみな
らず、製品化の上で必要な信頼性と生産性の向上や、冷却効率を高めた電力変換装置を提
供することを目的とするものである。
アームと下アームを有する直列回路を構成する上アーム用の半導体チップと下アーム用の
半導体チップを両側から放熱金属で挟み込んだ構造の半導体モジュールを有し、この半導
体モジュールを冷却するための下ケースを兼ねた水路筐体を有し、この水路筐体には、そ
の中央部に中央部開口とその両側に側部開口を設け、中央部開口にコンデンサモジュール
をスロットインするとともに側部開口に半導体モジュールをスロットインし、水路筐体内
で半導体モジュールに加えてコンデンサモジュールをも冷却する構成であり、さらに、コ
ンデンサモジュールの上方面にドライバ基板、制御基板や交流バスバーを設置して小型化
を図るものである。
の課題を解決するための手段として主として次のような構成例を提示することができる。
面冷却の半導体モジュールと、コンデンサモジュールと、直流コネクタと、交流コネクタ
と、を備えた電力変換装置であって、
前記両面冷却の半導体モジュールは、外側の面が放熱面である第1と第2の放熱金属を
有し、前記第1と第2の放熱金属の間に前記上下アームの直列回路を密閉して配置すると
ともに、外部に突出する直流正極端子と直流負極端子と交流端子とを有し、前記水路筐体
には冷却水入口部から冷却水出口部に至る水路が形成され、前記水路の上方に一の開口が
設けられ、前記両面冷却の半導体モジュールが前記一の開口を通して前記水路に挿脱自在
に配置され、前記水路筐体には前記コンデンサモジュールを載置するための他の開口が設
けられ、前記コンデンサモジュール用の前記他の開口の両側面側には前記半導体モジュー
ル用の前記一の開口が配置され、前記半導体モジュールの前記第1と第2の放熱金属の長
手方向が冷却水の流れに沿うように、前記両側面側の前記一の開口に複数個の半導体モジ
ュールが配列される構成である。
した両面冷却の半導体モジュールと、コンデンサモジュールと、直流コネクタと、交流コ
ネクタと、を備えた電力変換装置であって、
前記両面冷却の半導体モジュールは、外側の面が放熱面である第1と第2の放熱金属を
有し、前記第1と第2の放熱金属の間に前記上下アームの直列回路を密閉して配置すると
ともに、外部に突出する直流正極端子と直流負極端子と交流端子とを有し、前記水路筐体
には冷却水入口部から冷却水出口部に至る水路が形成され、前記水路の上方に一の開口が
設けられ、前記両面冷却の半導体モジュールが前記一の開口を通して前記水路に挿脱自在
に配置され、前記水路筐体には前記コンデンサモジュールを載置するための他の開口が設
けられ、前記コンデンサモジュール用の前記他の開口の両側面側には前記半導体モジュー
ル用の前記一の開口が配置され、前記他の開口に載置された前記コンデンサモジュールの
上方面に、前記上下アームの直列回路からなるインバータ回路を駆動するための駆動要素
を設けたドライバ基板と、前記ドライバ基板上に前記インバータ回路を制御するための制
御要素を設けた制御基板と、を配置する構成である。
した両面冷却の半導体モジュールと、コンデンサモジュールと、直流コネクタと、交流コ
ネクタと、を備えた電力変換装置であって、
前記両面冷却の半導体モジュールは、外側の面が放熱面である第1と第2の放熱金属を
有し、前記第1と第2の放熱金属の間に前記上下アームの直列回路を密閉して配置すると
ともに、外部に突出する直流正極端子と直流負極端子と交流端子とを有し、前記水路筐体
には冷却水入口部から冷却水出口部に至る水路が形成され、前記水路の上方に一の開口が
設けられ、前記両面冷却の半導体モジュールが前記一の開口を通して前記水路に挿脱自在
に配置され、前記水路筐体には前記コンデンサモジュールを載置するための他の開口が設
けられ、前記コンデンサモジュール用の前記他の開口の両側面側には前記半導体モジュー
ル用の前記一の開口が配置され、前記半導体モジュールの前記第1と第2の放熱金属は、
外表面に冷却水の流れる凹部のあるフィン形状を有し、前記半導体モジュールが、前記両
側面側の前記一の開口に嵌合状態で挿入される構成である。
ジュールとコンデンサモジュールとを略同一平面上に配列し、コンデンサモジュールを挟
んで半導体モジュール群をサンドイッチ構造の配置とすることで、小型化を図り、組立性
を改善し、冷却効率を向上させ、製品信頼性を高めることができる。
るが、まず、はじめに、本実施形態に係る電力変換装置における、改善改良すべき技術的
課題とこの技術的課題を解決するための技術の概要について説明する。
な技術的観点に配慮したものであり、その1つの観点が小型化技術、すなわち変換する電
力の増大に伴う電力変換装置の大型化をできるだけ抑制する技術である。さらに、他の観
点が電力変換装置の信頼性の向上に関する技術であり、更なる他の観点が電力変換装置の
生産性の向上に関する技術である。そして、本発明の実施形態に係る電力変換装置は、上
述した3つの観点、さらにはこれらの観点を総合した観点に基づいて製品化されているの
であり、それぞれの観点における電力変換装置の特徴を以下列挙して概説する。
本実施形態に係る電力変換装置は、両側に冷却金属を備えた半導体モジュールの内部に
インバータの上下アームの直列回路を収納し、半導体モジュールを冷却水内に挿入し嵌合
し(スロットイン構造の採用)、両側の冷却金属を冷却水で冷却する構造を備えている。
的な構造として、両側の冷却金属の内側にそれぞれ絶縁シートあるいはセラミック板など
の絶縁板である絶縁部材を設け、それぞれの絶縁部材に固定した導体金属の間に上下アー
ムの直列回路を構成する上アームおよび下アームの半導体チップを挟み込んでいる。この
構造で上アームおよび下アームの半導体チップの両面と冷却金属との間に良好な熱伝導路
ができ、半導体モジュールの冷却効率は大きく向上する。
プ)と半導体モジュールの下アームの半導体チップとを、冷却水の流れの方向に対して位
置をずらして配置するとともに、上アームのIGBTチップと下アームのIGBTチップ
とを冷却水流れの同一水平面上に配置することで、フィン形状冷却金属が上下アーム直列
回路のIGBTチップ冷却用に占める上下幅が、ダイオードチップのそれよりも大きくな
り、放熱量のより多いIGBTチップを効果的に冷却することができる。すなわち、上下
アームのIGBTチップを冷却するために、ダイオードチップに対するよりも冷却水の量
が増えることとなり、冷却効率の大幅向上に繋がる。
にそれぞれ接続され、導体金属は絶縁部材を介して冷却金属に固定されている。絶縁部材
の厚さは薄く、例えばセラミック板の場合で350μメータ以下、絶縁シートの場合は更
に薄く50μメータから200μメータである。ここで、絶縁シートとしては、例えば熱
圧着された樹脂のシートである。導体金属が冷却金属に接近して設けられているので、導
体金属に流れる電流による渦電流が冷却金属に流れ、渦電流は熱を発生するがこれらの熱
は効率良く冷却水に伝達される。
ス低減は、上アームおよび下アームの半導体チップのスイッチング動作による電圧の跳ね
上がりを低減でき、信頼性の向上に繋がる。また、電圧上昇を抑えられることは、上アー
ムおよび下アームの半導体チップのスイッチング動作の高速化を可能とし、スイッチング
動作のための時間を短縮でき、スイッチング動作による発熱量の低減に繋がる。
容し、且つコンデンサモジュールを挟んでその両側に半導体モジュールを配置(サンドイ
ッチ構造の採用)することで、小型化を図っている。これに加えて、コンデンサモジュー
ルの上方面に、半導体チップを駆動するためのドライバ基板と半導体チップを制御するた
めの制御基板を配置することで、コンデンサモジュール上方面の有効利用を図り、小型化
を実現している。
本実施形態に係る電力変換装置では、上述のとおり、半導体モジュールの冷却効率を大
幅に改善でき、結果的に半導体チップの温度上昇を抑えることが可能となり、信頼性の改
善に繋がる。
り、さらに、半導体モジュールの直流正極端子と直流負極端子をコンデンサモジュール側
から等間隔に配置することによって、これらの直流端子とコンデンサモジュールからの正
側端子及び負側端子とを、同一形状のDCバスバーで連結することができて、半導体モジ
ュールとコンデンサモジュール間の低インダクタンス化や半導体モジュールの内部配置構
造による半導体モジュールの低インダクタンスが可能となり、スイッチング動作による電
圧の跳ね上がりを低減でき、信頼性の向上に繋がる。また、電圧上昇を抑えられることは
半導体チップのスイッチング動作の高速化を可能とし、スイッチング動作の時間短縮によ
る発熱量の低減に繋がり、引いては温度上昇が抑えられ、信頼性の向上に繋がる。
にはコンデンサモジュールの端子構造が簡単な構造となり、生産性向上や小型化だけでな
く、信頼性の向上に繋がる。
使用できる。このため自動車としては、専用の冷却水系が不要となり、自動車全体として
信頼性の大きな改善となる。
を、冷却水路に設けられた開口から水路内に挿入して固定する構造を成している。製造ラ
インで別々に製造された半導体モジュールと水路筐体をそれぞれ別に検査し、その後半導
体モジュールを水路筐体に固定する工程を行うことが可能となる。このように電気部品で
ある半導体モジュールと機械部品である水路筐体とをそれぞれ分けて製造および検査する
ことが可能で、生産性の向上はもちろんであるが、信頼性の向上に繋がる。
導体チップを固定し、その後第1と第2の放熱金属を一体化して半導体モジュールを製造
する方法をとることが可能である。第1と第2の放熱金属の製造状態をそれぞれ確認した
上で放熱金属の一体化の工程を行うことが可能となり、生産性の向上のみならず、信頼性
の向上にも繋がる。
れる場合に下アームの半導体チップのコレクタ面が同じく第1の放熱金属に固定される構
造となり、上下アームの半導体チップのコレクタ面とエミッタ面とが同じ方向となってい
る。このような構造とすることで、生産性が向上すると共に信頼性が向上する。
属に固定される構造となっている。このため、半導体チップと信号用端子やゲート端子と
を繋ぐワイヤボンディングの接続工程を一方の放熱金属に集めることができ、検査などが
容易である。これによって生産性の向上だけでなく信頼性の向上にもつながる。
U相、V相、W相の半導体モジュールを配置することで、冷却水路のUターン箇所が減少
するので、水路の圧力損失が低減し、冷却水の源圧力を低くすることができ、冷却水漏れ
が少なくなり、信頼性につながる。さらに、略同一平面上に形成された冷却水経路中にコ
ンデンサモジュールを配置することで、コンデンサモジュールをも直接に冷却できる構造
であり、半導体モジュールに加えてコンデンサモジュールも冷却できて、これらの動作が
安定し、電力変換装置の信頼性の向上に役立つ。
本実施形態に係る電力変換装置では、上述したとおり、半導体モジュールと冷却筐体と
をそれぞれ別々に製造し、その後半導体モジュールを冷却筐体に固定する工程を行うよう
にすることが可能であり、電気系の製造ラインで半導体モジュールを製造することが可能
となる。これにより生産性と信頼性が向上する。また、コンデンサモジュールも同様に他
の製造工程で製造し、その後水路筐体に固定できるので、生産性が向上する。
モジュールとコンデンサモジュールとの端子接続を行うことができ、さらに接続のための
溶接機械を溶接部の導入する空間が確保でき、生産性の向上につながる。また、これら接
続工程において、半導体モジュールの端子はそれぞれ半導体モジュールの放熱金属に固定
されており、端子溶接時の熱がそれぞれ放熱金属に拡散し、半導体チップへの悪影響を抑
えることができ、結果的に生産性の向上や信頼性の向上に繋がる。
信号用端子やゲート端子を固定できるので、一方の放熱金属の製造ラインで上アームと下
アームの両方のワイヤボンディングを行うことができ、生産性が向上する。
の要求仕様に基づく必要な個数の半導体モジュールを使用する方式を取ることが可能とな
り、企画化された半導体モジュール量産が可能となり、生産性が向上すると共に低価格化
や信頼性向上が可能となる。以上のように、本発明の実施形態に係る電力変換装置は、上
述した3つの技術的観点からみた構造的な特徴と効果を備えるものである。以下、その詳
細について説明する。
次に、本発明の実施形態に係る電力変換装置について、図面を参照しながら以下詳細に
説明する。本発明の実施形態に係る電力変換装置はハイブリッド用の自動車や純粋な電気
自動車に適用可能であるが、代表例として、本発明の実施形態に係る電力変換装置をハイ
ブリッド自動車適用した場合の制御構成と電力変換装置の回路構成について、図1と図2
を用いて説明する。図1はハイブリッド自動車の制御ブロックを示す図である。図2は上
下アームの直列回路及び制御部を含むインバータ装置、インバータ装置の直流側に接続さ
れたコンデンサ、からなる電力変換装置と、バッテリと、モータジェネレータと、を備え
た車両駆動用電機システムの回路構成を示す図である。
載用電力変換装置、特に、車両駆動用電機システムに用いられ、搭載環境や動作的環境な
どが大変厳しい車両駆動用インバータ装置を例に挙げて説明する。車両駆動用インバータ
装置は、車両駆動用電動機の駆動を制御する制御装置として車両駆動用電機システムに備
えられ、車載電源を構成する車載バッテリ或いは車載発電装置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両駆動用電動機に供給して車両駆動用電
動機の駆動を制御する。また、車両駆動用電動機は発電機としての機能も有しているので
、車両駆動用インバータ装置は運転モードに応じ、車両駆動用電動機の発生する交流電力
を直流電力に変換する機能も有している。変換された直流電力は車載バッテリに供給に供
給される。
置或いは電動パワーステアリング装置の制御装置として用いられるインバータ装置にも適
用できるが、車両駆動用として適用することで最も望ましい効果を発揮する。また、本実
施形態の思想がDC/DCコンバータや直流チョッパなどの直流−直流電力変換装置或い
は交流−直流電力変換装置など、他の車載用電力変換装置にも適用できるが、車両駆動用
として適用することで最ものぞましい効果を発揮する。さらに、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
や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用電力変換装置に
対しても適用可能であるが、上述の通り、車両駆動用として適用することで最も望ましい
効果を発揮する。
テムを、内燃機関であるエンジン及び車両駆動用電動機を車両の駆動源とし、前後輪のい
ずれか片方を駆動するように構成されたハイブリッド自動車に搭載する場合を例に挙げて
説明する。また、ハイブリッド自動車としては、エンジンにより前後輪のいずれか片方を
、車両駆動用電動機により前後輪のいずれか他方をそれぞれ駆動するものもあるが、本実
施形態はいずれのハイブリッド自動車にも適用できる。さらに上述のとおり、燃料電池車
などの純粋な電気自動車にも適用可能で、純粋な電気自動車においても以下説明の電力変
換装置は略同様の作用を為し、略同様の効果が得られる。
電動車両であり、2つの車両駆動用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20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H
EV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92,94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。モータジェネレータ92,94は例えば永久磁石同期電
動機であるが、運転方法によりモータとしても発電機としても動作するので、ここではモ
ータジェネレータと記すこととする。
には1対の前輪12が設けられている。車体のリア部には後輪車軸(図示省略)が回転可
能に軸支されている。後輪車軸の両端には1対の後輪が設けられている。本実施形態のH
EVでは、動力によって駆動される主輪を前輪12とし、連れ回される従輪を後輪とする
、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。
述する)16が設けられている。前輪車軸14は前輪側DEF16の出力側に機械的に接
続されている。前輪側DEF16の入力側には変速機18の出力軸が機械的に接続されて
いる。前輪側DEF16は、変速機18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14に分配する差動式動力分配機構である。変速機18の入力側にはモータジ
ェネレータ92の出力側が機械的に接続されている。モータジェネレータ92の入力側に
は動力分配機構22を介してエンジン20の出力側及びモータジェネレータ94の出力側
が機械的に接続されている。尚、モータジェネレータ92,94及び動力分配機構22は
、変速機18の筐体の内部に収納されている。
傘歯車である。歯車23,24,29,30は平歯車である。モータジェネレータ92の
動力は変速機18に直接に伝達される。モータジェネレータ92の軸は歯車29と同軸に
なっている。この構成により、モータジェネレータ92に対して駆動電力の供給が無い場
合には、歯車29に伝達された動力がそのまま変速機18の入力側に伝達される。
から歯車24に、次に、歯車24から歯車26及び歯車28に、次に、歯車26及び歯車
28から歯車30にそれぞれ伝達され、最終的には歯車29に伝達される。モータジェネ
レータ94の作動によって歯車25が駆動されると、モータジェネレータ94の回転は歯
車25から歯車26及び歯車28に、次に、歯車26及び歯車28から歯車30にそれぞ
れ伝達され、最終的には歯車29に伝達される。尚、動力分配機構22としては上述した
差動機構に代えて、遊星歯車機構などの他の機構を用いても構わない。
電機子巻線に供給される交流電力がインバータ装置40,42によって制御されることに
よりモータジェネレータ92,94の駆動が制御される。インバータ装置40,42には
バッテリ36が電気的に接続されており、バッテリ36とインバータ装置40,42との
相互において電力の授受が可能である。
電ユニットと、モータジェネレータ94及びインバータ装置42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、エンジン
20からの動力によって車両を駆動している場合において、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20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20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。
ットとして作動させることにより、モータジェネレータ92の動力のみによって車両の駆
動ができる。さらに、本実施形態では、第1電動発電ユニット又は第2電動発電ユニット
を発電ユニットとしてエンジン20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、バッテリ36の充電ができる。
図2に示す実施形態では、インバータ装置40,42をそれぞれ個別に構成する場合を例
に挙げて説明するが、図7などを参照して後述するように、インバータ装置40,42を
1つの装置内に収納してもよい。インバータ装置40,42は同様の構成で同様の作用を
為し、同様の機能を有しているので、ここでは、例としてインバータ装置40の説明を行
う。
コネクタ38と交流コネクタ88を備え、インバータ装置40はインバータ回路44と制
御部70とを有している。また、インバータ回路44は、上アームとして動作するIGB
T52(絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ)及びダイオード56と、下アームとして
動作するIGBT62及びダイオード66と、からなる上下アーム直列回路50を複数有
し(図2の例では3つの上下アーム直列回路50,50,50)、それぞれの上下アーム
直列回路50の中点部分(中間電極69)から交流端子59(図3を参照)を通してモー
タジェネレータ92への交流電力線86を引き出す構成である。また、制御部70はイン
バータ回路44を駆動制御するドライバ回路(ドライバ基板に内蔵)74と、ドライバ回
路74へ信号線76を介して制御信号を供給する制御回路72(制御基板に内蔵)と、を
有している。
、制御部70から出力された駆動信号を受けて動作し、バッテリ36から供給された直流
電力を三相交流電力に変換する。この変換された電力はモータジェネレータ92の電機子
巻線に供給される。上述のとおり、モータジェネレータ92が発生する三相交流電力を直
流電力に変換することもできる。
分の上下アーム直列回路50,50,50がそれぞれバッテリ36の正極側と負極側との
間に電気的に並列に接続されることにより構成されている。ここで、上下アーム直列回路
50はアームと呼称されており、上アーム側のスイッチング用パワー半導体素子52及び
ダイオード56と下アーム側のスイッチング用パワー半導体素子62及びダイオード66
を備えている。
イポーラトランジスタ)52,62を用いることを例示している。IGBT52,62は
、コレクタ電極53,63、エミッタ電極、ゲート電極(ゲート電極端子54,64)、
信号用エミッタ電極(信号用エミッタ電極端子55,65)を備えている。IGBT52
,62のコレクタ電極53,63とエミッタ電極との間にはダイオード56,66が図示
するように電気的に接続されている。ダイオード56,66は、カ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、IGBT52,62のエミッタ電極からコレクタ電極
に向かう方向が順方向となるように、カソード電極がIGBT52,62のコレクタ電極
に、アノード電極がIGBT52,62のエミッタ電極に、それぞれ電気的に接続されて
いる。
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。なお、MOSFETは、ソース電極とドレイン電極との
間に、ドレイン電極からソース電極に向かう方向が順方向となる寄生ダイオードを備えて
いる。このため、IGBTのように、別途、ダイオードを設ける必要がない。
て3相分設けられている。3つの上下アーム直列回路50,50,50はそれぞれ、IG
BT52のエミッタ電極とIGBT62のコレクタ電極63を結ぶ中間電極69、交流端
子59を介してモータジェネレータ92へのU相、V相、W相を形成している。上下アー
ム直列回路同士は電気的に並列接続されている。上アームのIGBT52のコレクタ電極
53は正極端子(P端子)57を介してコンデンサ90の正極側コンデンサ電極に、下ア
ームのIGBT62のエミッタ電極は負極端子(N端子)58を介してコンデンサ90の
負極側コンデンサ電極にそれぞれ電気的に接続されている。各アームの中点部分(上アー
ムのIGBT52のエミッタ電極と下アームのIGBT62のコレクタ電極との接続部分
)にあたる中間電極69は、モータジェネレータ92の電機子巻線の対応する相巻線に交
流コネクタ88を介して電気的に接続されている。本実施形態では、後で詳細に述べるが
、上下アームからなる1つの上下アーム直列回路50が半導体モジュールの主たる回路構
成要素となっている。
変動を抑制する平滑回路を構成するためのものである。コンデンサ90の正極側コンデン
サ電極にはバッテリ36の正極側が、コンデンサ90の負極側コンデンサ電極にはバッテ
リ36の負極側がそれぞれ直流コネクタ38を介して電気的に接続されている。これによ
り、コンデンサ90は、上アームIGBT52のコレクタ電極53とバッテリ36の正極
側との間と、下アームIGBT62のエミッタ電極とバッテリ36の負極側との間で接続
され、バッテリ36と上下アーム直列回路50に対して電気的に並列接続される。
サなどからの入力情報に基づいて、IGBT52,62のスイッチングタイミングを制御
するためのタイミング信号を生成する制御回路72(制御基板に内蔵)と、制御回路72
から出力されたタイミング信号に基づいて、IGBT52,62をスイッチング動作させ
るためのドライブ信号を生成するドライブ回路(ドライバ基板に内蔵)74とを備えてい
る。
イクロコンピュータ(以下、「マイコン」と記述する)を備えている。マイコンには入力
情報として、モータジェネレータ92に対して要求される目標トルク値、上下アーム直列
回路50からモータジェネレータ92の電機子巻線に供給される電流値、及びモータジェ
ネレータ92の回転子の磁極位置が入力されている。目標トルク値は、不図示の上位の制
御装置から出力された指令信号に基づくものである。電流値は、電流センサ80から出力
された検出信号に基づいて検出されたものである。磁極位置は、モータジェネレータ92
に設けられた回転磁極センサ(不図示)から出力された検出信号に基づいて検出されたも
のである。本実施形態では3相の電流値を検出する場合を例に挙げて説明するが、2相分
の電流値を検出するようにしても構わない。
q軸の電流指令値を演算し、この演算されたd,q軸の電流指令値と、検出されたd,q
軸の電流値との差分に基づいてd,q軸の電圧指令値を演算し、この演算されたd,q軸
の電圧指令値を、検出された磁極位置に基づいてU相、V相、W相の電圧指令値に変換す
る。そして、マイコンは、U相、V相、W相の電圧指令値に基づく基本波(正弦波)と搬
送波(三角波)との比較に基づいてパルス状の変調波を生成し、この生成された変調波を
PWM(パルス幅変調)信号としてドライバ回路74に出力する。ドライバ回路74には
、各相の上下アームに対応して6つのPWM信号がマイコンから出力される。マイコンか
ら出力されるタイミング信号としては矩形波信号などの他の信号を用いても構わない。
バICによって構成されている。本実施形態では、各相の上下アームのそれぞれに対して
1個のICを設ける場合(1アームin1モジュール:1in1)を例に挙げて説明する
が、各アームのそれぞれに対応して1個のICを設ける(2in1)、或いは全てのアー
ムに対応して1個のICを設ける(6in1)ようにしても構わない。ドライバ回路74
は、下アームを駆動する場合、PWM信号を増幅し、これをドライブ信号として、対応す
る下アームのIGBT62のゲート電極に、上アームを駆動する場合、PWM信号の基準
電位のレベルを上アームの基準電位のレベルにシフトしてからPWM信号を増幅し、これ
をドライブ信号として、対応する上アームのIGBT52のゲート電極にそれぞれ出力す
る。これにより、各IGBT52,62は、入力されたドライブ信号に基づいてスイッチ
ング動作する。
列回路50を保護している。このため、制御部70にはセンシング情報が入力されている
。例えば各アームの信号用エミッタ電極端子55,65からは各IGBT52,62のエ
ミッタ電極に流れる電流の情報が、対応する駆動部(IC)に入力されている。これによ
り、各駆動部(IC)は過電流検知を行い、過電流が検知された場合には対応するIGB
T52,62のスイッチング動作を停止させ、対応するIGBT52,62を過電流から
保護する。上下アーム直列回路50に設けられた温度センサ(不図示)からは上下アーム
直列回路50の温度の情報がマイコンに入力されている。また、マイコンには上下アーム
直列回路50の直流正極側の電圧の情報が入力されている。
過電圧が検知された場合には全てのIGBT52,62のスイッチング動作を停止させ、
上下アーム直列回路50(引いては、この回路50を含む半導体モジュール)を過温度或
いは過電圧から保護する。
イオード56と、下アームのIGBT62及び下アームのダイオード66との直列回路で
あり、IGBT52,62はスイッチング用半導体素子である。インバータ回路44の上
下アームのIGBT52,62の導通および遮断動作が一定の順で切り替わり、この切り
替わり時のモータジェネレータ92の固定子巻線の電流は、ダイオード56,66によっ
て作られる回路を流れる。
子)57、Negative端子(N端子58、負極端子)、上下アームの中間電極69
からの交流端子59(図3を参照)、上アームの信号用端子(信号用エミッタ電極端子)
55、上アームのゲート(ベース)電極端子54、下アームの信号用端子(信号用エミッ
タ電極端子)65、下アームのゲート(ベース)電極端子64、を備えている。また、電
力変換装置100は、入力側に直流コネクタ38を有し、出力側に交流コネクタ88を有
して、それぞれのコネクタ38と88を通してバッテリ36とモータジェネレータ92に
接続される。
各相に2つの上下アーム直列回路を使用する電力変換装置の回路構成を示す図である。モ
ータジェネレータの容量が大きくなると電力変換装置で変換される電力量が大きくなり、
インバータ回路44の各相の上下アーム直流回路を流れる電流値が増大する。上下アーム
の電気的な容量を増大することで変換電力の増大に対応することができるが、インバータ
回路(モジュール化したもの)の生産量を増大することが好ましく、図3では、標準化し
て生産されたインバータ回路(モジュール)の使用個数を増やすことで、変換する電力量
の増大に対応するようにしている。
50,50からなり、モータジェネレータ92へのU相、V相、W相を形成しているに対
して、図3は、図2に示すインバータ回路44と同一構成の2つのインバータ回路(イン
バータ回路1(45)とインバータ回路2(46))を設けて、これらのインバータ回路
45と46を並列接続し、制御対象のモータジェネレータ92の容量増加に対処するもの
である。すなわち、図3に示す構成は、図2に示すU相の上下アーム直列回路50に対応
して、50U1と50U2を設け、同様に、V相に対応して50V1と50V2を設け、
W相に対応して50W1と50W2を設けている。なお、図3に示すインバータ回路1と
インバータ回路2の交流電力線86は、以下の図面で交流バスバー1(391)と交流バ
スバー2(392)として構造上の表記がなされる。
。図5は本発明の実施形態に係る電力変換装置の全体構成を分解した斜視図である。図6
は本発明の実施形態に係る電力変換装置の全体構成において上ケースを取り除いた平面図
である。
バータ回路1(45)とインバータ回路2(46)からなる構成のものを例示している。
86とつながるコネクタ)、89は交流コネクタ2(図3に示すインバータ回路2の交流
電力線86とつながる電力変換装置のコネクタ)、91は交流コネクタ部フランジ、10
0は電力変換装置、112は上ケース、122は交流コネクタ用位置決め部、124は上
ケースフランジ、142は下ケース、144は水路蓋、145はモジュール蓋1、146
はモジュール蓋2、246は水路入口部、248は水路出口部、372は制御基板(制御
回路を内蔵)、373は制御IC1、374は制御IC2、386はドライバ基板、38
7はドライバIC、388は信号コネクタ、391は交流バスバー1(図3に示すインバ
ータ回路1の交流電力線86)、392は交流バスバー2(図3に示すインバータ回路2
の交流電力線86)、をそれぞれ表す。
電気的接続構造として、バッテリ36(図2を参照)と接続する直流コネクタ38と、モ
ータジェネレータ92(図2を参照)と接続する交流コネクタ1(88)及び交流コネク
タ2(89)とを備え、外観構造として、上ケース112と下ケース142を備え、さら
に、上下アーム直列回路50を含む半導体モジュールとコンデンサモジュールを冷却する
ための水路入口部246及び水路出口部248を備えている。
導体モジュールの上方を被うモジュール蓋1(145)及びU2相、V2相、W2相のそ
れぞれの上下アーム直列回路を含む各半導体モジュールの上方を被うモジュール蓋2(1
46)と、上ケース112との間には、ドライバ基板386と制御基板372が積層する
構造となっている(図5を参照)。そして、制御基板372には制御IC1(373)と
制御IC2(374)が搭載されており、ドライバ基板386にはドライバIC387が
搭載されている。また、ドライバ基板386の下方部には交流バスバー1(391)と交
流バスバー2(392)が三相分配設されている。なお、水路入口部246と出口部24
8を含む水平状に形成された水路空間には、後述するが上下アーム直列回路50と放熱フ
ィンを含む半導体モジュールが装填されて冷却される構造となっている。
、図13、図14、図15及び図16を参照しながら以下説明する。図13は本発明の実
施形態に係る電力変換装置における半導体モジュールの全体構成の外観を示す斜視図であ
る。図14は本実施形態に関する半導体モジュールの断面図であり、図13に示すA−A
線の断面構造を示す図である。図15は本実施形態に関する半導体モジュールの全体構成
を分解した斜視図である。図16は図15に示すB−B線の断面構造を示す図である。
ール500は、一方の側である放熱フィン(A側)522(なお、放熱フィンとは凹凸の
あるフィン形状部分のみを称するのではなくて、放熱金属の全体を云う)、他方の側であ
る放熱フィン(B側)562、両放熱フィン522,562に挟み込まれた上下アーム直
列回路50、上下アーム直列回路の正極端子532や負極端子572や交流端子582を
含めた各種端子、トップケース512やボトムケース516やサイドケース508、を備
えている。図14および図15に示すように、放熱フィン(A側)522と放熱フィン(
B側)562に絶縁シートを介してそれぞれ固着された導体板上の上下アーム直列回路(
その製造方法は後述する)が放熱フィン(A側)522と放熱フィン(B側)562に挟
み込まれた状態において、ボトムケース516、トップケース512、サイドケース50
8を取り付け、両放熱フィン522,562の間にトップケース512側からモールド樹
脂を充填して一体化構造として半導体モジュール500を形成する。
される)放熱フィン(A側)と放熱フィン(B側)が形成され、トップケース512から
は上下アーム直列回路50の正極端子532(図2と図3のP端子57に相当)、負極端
子572(図2と図3のN端子58に相当)、交流端子582(図3の交流端子59に相
当)、信号用端子(上アーム用)552、ゲート端子(上アーム用)553、信号用端子
(下アーム用)556、ゲート端子(下アーム用)557が突出する構造である。
熱フィン(B側)562とは面積が大きく、放熱フィン(B側)562の面を前面とし放
熱フィン(A側)を後面とすると(図13の図示例のとおり)、サイドケース508を有
する側およびその反対側である両側面および底面および上面は、前述の前面又は後面に比
べて、狭くなっている。半導体モジュールの基本的な形状が略直方体形状であり、放熱フ
ィン(B側)や(A側)が方形であるので切削加工が容易であり、また、半導体モジュー
ルが製造ラインで転がり難い形状であり、生産性に優れている。さらに全体の体積に対す
る放熱面積の割合が大きく取れ、冷却効果が向上する。
は、半導体チップを挟み込むと共に半導体モジュール内部の導体を保持するための金属板
と熱を放散するためのフィンとが一つの金属で作られている。この構造は放熱効率を高め
るのに優れている。しかし、やや放熱効率が低下するが、半導体チップを挟み込むと共に
半導体モジュール内部の導体を保持するための金属板と放熱フィンとを別体に形成しこれ
を貼りあわせる構造でも使用できる。
7に相当)、負極端子572(図3のN端子58に相当)、交流端子582(図3の交流
端子59に相当)、信号用端子(上アーム用)552、ゲート端子(上アーム用)553
、信号用端子(下アーム用)556、ゲート端子(下アーム用)557が集められており
、水路筐体に半導体モジュール500を挿入するし易さの点で優れている。さらに、正極
端子532と負極端子572の間にはこれらの端子間の絶縁を確保する孔583が設けら
れる。この孔583は正極端子532と負極端子572の間に形成されたモールド樹脂5
07に穿たれる。そして、孔583には、後述するがコンデンサモジュール390の正極
端子と負極端子の間に設けられたコンデンサモジュール付設の端子絶縁部が挿入される(
図21を参照)。よって、孔583は端子間絶縁と位置決めの両機能を奏するものである
。
外形より大きく作られており、製造ラインなどで半導体モジュールが移動する場合に最も
傷つき易い端子部を保護することができる。すなわち、トップケース512の外形がボト
ムケース516の外形より大きく作られていることで、後述する冷却水路開口の密閉性に
優れている効果以外に、半導体モジュールの製造時や運搬時、水路筐体への取付け時での
半導体モジュールの端子を保護できる効果がある。
れ断面積が長方形の板状形状でその先端部が櫛歯形状をしており、さらに放熱フィン(B
側)562からみて等間隔の距離を保って左右に配置され、半導体モジュールの一方の側
面に接近して配置されている。図13と図14に示すように、各端子532,572はそ
の先端の櫛歯形状に至る構造としてアームの導体板がまず垂直方向に延ばされ(植立)、
次いで水平方向に延設されて(直角に曲げられて)櫛歯形状に至る。すなわち、正極端子
532と負極端子572は屈曲部を有していてこれらの櫛歯形状が放熱フィン522(A
側)に沿うように配列されている。なお、図13と図14に示す端子532,572は、
屈曲部を図しているが、後に示す図15〜図20に示す端子532,572は屈曲部を有
せずストレート形状となっているが、図13の端子は、はんだ付け作業、内部モールド、
ケース接着(接合)の工程が終了し、最後に屈曲加工を行った後の状態を示している。す
なわち、図15〜図20のストレート形状は、屈曲加工前の状態である。最後に屈曲加工
する理由は、屈曲作業時に内部半導体とはんだ接合部に力が加わらないようにするため、
また、先に屈曲するとトップケース512が組み立てにくくなるためである。
が配置されるので、コンデンサモジュールの正極端子と負極端子は、半導体モジュールの
正極端子532と負極端子572と互いに等長のDCバスバーで接続でき、配線が容易に
なる。また、正極端子532や負極端子572の接続端と交流端子582の接続端とは半
導体モジュールの前後方向(半導体モジュールの両側面を結ぶ方向)においてそれぞれず
れて配置されている。このため電力変換装置の製造ラインでの正極端子532や負極端子
572の接続端と他の部品との接続および交流端子582の接続端と他の部品との接続の
ための器具を使用する空間が確保できやすく、生産性に優れている。
がある。また一方、100度以上の温度、まれには150度近くの温度となる可能性があ
る。このように自動車に搭載する電力変換装置では使用温度範囲が広く熱膨張変化を十分
に考慮することが必要である。また振動が常に加わる環境で使用される。図13から図1
6を用いて説明した半導体モジュール500は2つの放熱金属で半導体チップを挟み込む
構造を有している。この実施形態では放熱金属の一例として熱放出機能が優れている放熱
フィンを有する金属板を用いており、本実施形態で放熱フィン522(A側)と放熱フィ
ン562(B側)として説明している。
ース512とボトムケース516とで固定する構造を備えている。特にトップケース51
2とボトムケース516は2つの放熱金属をその外側から挟み込んで固定する構造を有し
ている。具体的には、ボトムケース516の嵌合部517に2つの放熱金属522,56
2の突起凸部を嵌合する構造とすればよく、また、トップケース512についても同様な
嵌合構造を適用すればよい。このような構造により、振動や熱膨張により2つの放熱金属
間に互いに開こうとする方向の大きな力が生じるのを防止できる。長期間にわたり自動車
に搭載しても故障しない、信頼性の高い電力変換装置を得ることができる。
512とボトムケース516とでこれらを外周側から挟み込んで固定する構造がとられて
いるので、さらに信頼性が向上する。
52と556、ゲート端子553と557を一方のケースであるトップケース512の内
部の孔を介して外部に突出させるようにし、この孔をモールド樹脂507で密閉する構造
としている。トップケース512としては高い強度の材質が使用され、また、2つの放熱
金属の熱膨張係数が考慮されて熱膨張係数の近い材料、例えば金属材で作られる。モール
ド樹脂507はケース512の熱膨張変化による応力を吸収して上述した端子に加わる応
力を低減する作用をしている。このため本実施形態の電力変換装置は、上述の如く温度変
化の範囲が広い状態でも、あるいは常時振動が加わる状態でも使用することができる高い
信頼性を有している。
の構造を示す分解図である。図17において、本実施形態に関する半導体モジュールは、
放熱金属の板、例えばフィン構造を備えた金属板である放熱フィン(A側)522と放熱
フィン(B側)562を基礎素材としてそれぞれの内側に絶縁シート(A側)546と絶
縁シート(B側)596を真空熱圧着で固着する。そして、絶縁シート(A側)546に
、正極側の導体板534と上下アーム接続用導体板535を固着する(図19を参照)。
4を固着するとともに、負極側の導体板574に下アーム用信号用端子556を接続し、
交流端子側の導体板584に上アーム用信号用端子552を接続する(図20を参照)。
ム直列回路を構成する半導体チップや導体と放熱フィン(A側)522や放熱フィン(B
側)562とを電気的に絶縁する絶縁部材として機能すると共に、半導体チップなどから
の発生熱を放熱フィン(A側)522や放熱フィン(B側)562に伝導する熱伝導路を
形成する働きをする。絶縁部材としては、樹脂製の絶縁シートまたは絶縁板であっても良
いし、セラミック基板であっても良い。例えばセラミック基板の場合で絶縁部材の厚さは
350μメータ以下、絶縁シートの場合は更に薄く50μメータから200μメータであ
ることが望ましい。ただ、インダクタンス低減の観点では、絶縁部材は薄い方が効果的で
あり、セラミック基板より樹脂製の絶縁シートの方が特性的に優れている。
ップ537と上アーム用ダイオードチップ539が上下方向に配列されてはんだ付け固定
される。同様に、放熱フィン(A側)522の上下アーム接続用導体板535には、下ア
ーム用IGBTチップ541と下アーム用ダイオードチップ543が上下方向に配列され
てはんだ付け固定される。ここで、IGBTチップとダイオードチップの上下方向のサイ
ズを比べると、そのサイズはIGBTチップの方が可成り大きい。そうすると、放熱フィ
ン522を通る冷却水に対して、IGBTチップとダイオードチップが占める水路占有率
を考えると、上アーム用IGBTチップ537が占有する水路占有率は、上アーム用ダイ
オードチップ539のそれよりも可成り大きくなる。ダイオードチップよりも放熱量がよ
り多いIGBTチップの放熱が促進されることになり、半導体モジュール全体の放熱効率
は向上する。このような放熱効率は、上アーム用のチップと同様に、下アーム用のチップ
541,543についても向上が図れる。
ムのコレクタ電極を連結する上下アーム接続用はんだ接合部555が、下アームのチップ
541,543と同様に、放熱フィン(A側)522の導体板535に形成され(図18
と図19を参照)、接合部555がはんだ層544及び導体板584を介して交流端子5
82(図3の交流端子59に相当)接続され、上下アーム直列回路の中間電極69(図2
を参照)を構成する。また、放熱フィン(A側)522の導体板の上にはんだ付けされた
上アームのIGBT537のゲート電極とゲート端子(上アーム用)553の信号用導体
との間、及び下アームのIGBT541のゲート電極とゲート端子(下アーム用)557
のゲート用導体との間が、それぞれワイヤボンディング593,596で接続される構造
である。
に示すように、負極端子572の負極側の導体板574、交流端子582の交流端子側導
体板584、及び信号用端子(上アーム用)552と信号用端子(下アーム用)556の
それぞれの導体板が固着されている。負極側の導体板574には、下アームIGBTチッ
プ541のエミッタ側が接続されるはんだ接合部757と下アームのダイオードチップ5
43のアノード側が接続されるはんだ接合部759が設けられ、交流端子側の導体板58
4には、上アームIGBTチップ537のエミッタ側が接続されるはんだ接合部756と
上アームのダイオードチップ543のアノード側が接続されるはんだ接合部758が配設
される。 負極端子572(図2に示す負極端子58に相当)は、下アームのIGBTチ
ップ541及び下アームのダイオードチップ543に対して、導体板574、はんだ接合
部757及び759、はんだ層540及び542を介して接続結合される。また、正極端
子532は、上アームのIGBTチップ537及び上アームのダイオードチップ543に
対して、導体板534、はんだ接合部751及び752、はんだ層547及び548を介
して接続結合される。また、交流端子582は、導体板584、上アームIGBTチップ
のエミッタ側に連結している上下アーム接続用はんだ接合部560、はんだ層544、上
下アーム接続用はんだ接合部555、導体板535を介して下アーム用IGBTチップ5
41に接続結合される。上アーム用信号用端子552(図2に示す信号用端子55に相当
)と下アーム用信号用端子556(図2に示す信号用端子65に相当)のそれぞれの導体
板は、上アームIGBTチップ537と下アームIGBTチップ541のそれぞれのエミ
ッタ側に結合されている。上述した半導体モジュールの配置構造によって図2に示す上下
アーム直列回路50の回路構成が形成される。
と下アームを構成する両方の半導体チップを上下方向に配置固定し、さらに、上アーム用
ゲート端子553と下アーム用デート端子557を放熱フィン(A側)522に設けてワ
イヤボンディングなどの接続作業を一方の放熱フィン(A側)522で実施できるので、
製造工程の中で集中でき、生産性と信頼性の向上となる。また、自動車用の如く振動の大
きい環境で使用する場合、配線すべき対象の半導体チップと端子とが同一の放熱フィンに
固定されているので、耐振性が向上する。
示すように対向させて、放熱フィン(A側)522のIGBTチップ537,541とダ
イオードチップ539,543との電極が、図2に示す回路構成のとおりに連結するよう
に、放熱フィン(B側)562の負極端子572、交流端子582、上アーム用信号用端
子552及び下アーム用信号用端子556にそれぞれ繋がる導体板と対面させて、はんだ
付けする。さらに、図15に示すように、ボトムケース516、トップケース512及び
サイドケース508が、一体的構造となった放熱フィン(A側)522及び放熱フィン(
B側)562に対して、接着剤で接着される。さらに、トップケースの孔513(図15
を参照)からモールド樹脂を内部に充填させて半導体モジュール500を形成する。
62の間に挟み込まれた上下アーム直列回路(例示として、2アームin1モジュール構
造)の形成方法と具体的構造について、図18〜図20を参照しながら敷衍して説明する
。図18は本実施形態に関する半導体モジュールにおける放熱フィン(A側)に配設され
る上下アーム直列回路の配置構造を示す図である。図19は半導体モジュールにおける放
熱フィン(A側)に配設される各構成要素の接合関係を示す図である。図20は半導体モ
ジュールにおける放熱フィン(BA側)に配設される各構成要素の接合関係を示す図であ
る。
の板、例えば本実施形態ではフィン構造を備えた金属板である放熱フィン(A側)522
と放熱フィン(B側)562を基礎素材としてそれぞれの内側に高熱伝導樹脂層である絶
縁シート(A側)546と絶縁シート(B側)596を真空熱圧着で固着し、絶縁シート
546(A側)に正極側の導体板534及び導体板535を固着し、絶縁シート596(
B側)に負極側の導体板574と交流端子用の導体板584を固着する。放熱フィン(A
側)522及び絶縁シート(A側)546への導体板534,535の固着の状況を図1
9に示し、放熱フィン(B側)562及び絶縁シート(B側)596への導体板574,
584の固着の状況は図20に示す。
体とゲート端子(下アーム用)557のゲート用導体559を固着する。絶縁シート59
6(B側)に、信号用端子(上アーム用)552の信号用導体と信号用端子(下アーム用
)556の信号用導体を固着する。これらの配置関係は図19と図20に23に示すとお
りである。
導体板535に設けたはんだ接合部751,752,753,754にに対応して、はん
だ層547,548,549,550を介在させ、IGBTチップ537(上アーム用)
、ダイオードチップ539(上アーム用)、IGBTチップ541(下アーム用)、ダイ
オードチップ543(下アーム用)をはんだ付けする。この際、正極側の導体板534と
導体板535が互いに絶縁状態で設けられ、それぞれの導体板534,535にIGBT
チップ及びダイオードチップをはんだ付けする。さらに、図2に示すように、上アームの
エミッタ電極と下アームのコレクタ電極を連結するためのはんだ接合部555がチップ5
41,543と同様にして導体板535にはんだ付けされ、上下アーム接続用のはんだ接
合部555(図19を参照)が上下アーム接続用はんだ接合部560(図20を参照)を
介して交流端子用の導体板584との当接接続によって、上下アームの中間電極69(図
2を参照)を構成する。
GBT537のゲート電極とゲート端子(上アーム用)553のゲート用導体との間をゲ
ートワイヤ(上アーム用)593でボンディング接続する(図17を参照)。同様にして
、放熱フィン(A側)522の導体板535の上にはんだ付けされた下アームのIGBT
541のゲート電極とゲート端子(下アーム用)557のゲート用導体との間をゲートワ
イヤ(下アーム用)597でボンディング接続する。
と下アームを構成する両方の半導体チップを固定し、これら半導体チップに信号を制御す
るためのゲート端子553,557につながるゲート用導体を設けている。このように一
方の絶縁部材に上下アーム用の半導体チップとその制御線を固定しているので、ワイヤボ
ンディングなどの信号線と半導体チップとの接続作業を製造工程の中で集中でき、生産性
と信頼性の向上となる。また、自動車用の如く振動の大きい環境で使用する場合、配線す
べき一方の半導体チップと他方の制御線との両方が同じ部材である一方の放熱フィンに固
定されているので、耐振性が向上する。
れる)と下アーム用の半導体チップ541(はんだ接合部753に接合される)とを同じ
向きに、すなわちそれぞれの半導体チップのコレクタ面が絶縁部材である絶縁シート54
6側に向いていて、はんだ接合部751,753はIGBTチップ537,541のコレ
クタ側に対面するように設けられている。このように、上アームと下アームの半導体チッ
プの方向を合わせることで作業性が向上する。このことはダイオードチップ539,54
3に対しても同じである。
ーム直列回路50の配置構造は、図17に示した詳細構造をも参照すると、上アームのI
GBT52が上アームのダイオード56の上方部に設置されていて、この設置関係は下ア
ームのIGBTとダイオードについても同様である。そして、詳細は後述するが、図13
に示す半導体モジュール500を冷却水路に上方から挿入して設置し、冷却水路内に流れ
る冷却水で半導体モジュール500を冷却することになるが、冷却水は放熱フィン(A側
)522及び放熱フィン(B側)562の櫛歯部分(凹部)を流れることとなる。
52の高さLはダイオード56の高さMよりも、互いの構造及び形状上の特徴からして高
さ方向において長い(L>M)。そうすると、放熱フィンの櫛歯部分を流れる冷却水は、
この長さLとMに応じて冷却効果を奏する。言い換えると、冷却水量の多寡は長さLとM
に対応することとなり、ダイオードよりもより多く放熱をさせたいIGBTの方により多
くの冷却水量が対応することになり、冷却効率の向上に繋がる。
と負極側に接続されるべき、正極端子532と負極端子572が上方に突出した形状であ
り、さらに、これらの端子532と572は、冷却水路に沿った方向(半導体モジュール
を上方から見た断面における矩形形状の長手方向に沿って)の直線上に配列されている。
形形状長手方向(冷却水の流れ方向)に沿って、複数の半導体モジュールが設置され、す
なわち、コンデンサモジュールを挟んでその両側に複数の半導体モジュールを配列するサ
ンドイッチ構造である(図11を参照)。
モジュールの正極側と負極側の端子は、図13に示す半導体モジュールの正極端子532
と負極端子572に対向するように配置している。これによって、半導体モジュール50
0とコンデンサモジュール390をバー接続する場合に、正極側と負極側とで同一形状と
同一長さのバーを使用することができ、作業性が向上するとともにIGBTのスイッチン
グ動作に伴うインダクタンスの低減を図ることができる。
実現させる具体的構成について、図7〜図12を参照しながら以下説明する。図7は本発
明の実施形態に係る電力変換装置における半導体モジュールの配置構成を示す分解図であ
り、図5に示す電力変換装置の全体構成から上ケース、制御基板、ドライバ基板及び交流
コネクタを取り除いた図である。図8は図7に示す分解図に対して交流コネクタと直流コ
ネクタを付設した半導体モジュール廻りの電力系統の斜視図である。図9は図8に示す半
導体モジュール廻りの電力系統の分解図である。図10は図7に示す半導体モジュールの
配置構成を冷却水の流れ方向からみた断面図である。図11は本実施形態に係る電力変換
装置の全体構成から上ケースを取り除いて冷却水の流れ方向からみた断面図である。図1
2は本実施形態に関する半導体モジュール、コンデンサモジュール、及び冷却水路を上方
からみた断面図である。
ュール、冷却水路、電力系統などの配置構造を説明する。図7〜図9に示す実施形態の半
導体モジュールは、図3に示すようなU1相、V1相及びW1相からなる上段の上下アー
ム直列回路を内蔵した半導体モジュール1と、U2相、V2相及びW2相からなる下段の
上下アーム直列回路を内蔵した半導体モジュール2と、からなる2系統の6つの半導体モ
ジュールを例示する構造である。半導体モジュール1は、3本の交流バスバー1(391
)を通して交流コネクタ1(88)に接続され、同様に、半導体モジュール2は、3本の
交流バスバー2(392)を通して交流コネクタ2(89)に接続される。図面では、冷
却水路入口部246側(すなわち交流コネクタ88,89配置側)に、図3に示すような
U1相、V1相及びW1相からなる上段の上下アーム直列回路を内蔵した半導体モジュー
ル1が配置され、その反対側(冷却水路出口部248側)にU2相、V2相及びW2相か
らなる半導体モジュール2が配置されている。
デンサモジュール390と接続される直流コネクタ38が配置されている。また、交流コ
ネクタ用位置決め部122を挟んで交流コネクタ搭載部123には、交流コネクタ88と
交流コネクタ89(図3を参照)が搭載され、その上面に交流コネクタ部フランジ90が
設けられる。コンデンサモジュール390(図11を参照)が挿入されるコンデンサモジ
ュール挿入部147の両側には、半導体モジュール500が挿入される半導体モジュール
挿入水路237が下ケース142に形成される(図10を参照)。このように、コンデン
サモジュール390を挟んでその両側に半導体モジュール500を配列するサンドイッチ
構造を形成している。
が、その反対側に配列された半導体モジュール2の上面にはモジュール蓋2(146)が
、それぞれ配設され、水路の入口部246と出口部248が配置された正面部の折り返し
水路227(図7、図12を参照)の上面には水路蓋144(図9を参照)が配設される
。さらに、半導体モジュール挿入水路237(図10を参照)には、上記の正面部と反対
側に背面部の折り返し水路236が形成される(図7を参照)。また、水路入口部246
の近傍には水路形成体1(490)が、さらに、水路出口部248の近傍には水路形成体
2(491)が設けられ、半導体モジュールの放熱フィン(A側)と放熱フィン(B側)
の全域に冷却水が流れるように水流を誘導する(図12を参照)。
モジュール、冷却水路、電力系統などの詳細な配置構造を説明する。本実施形態は、半導
体モジュール500を、下ケース142に形成された水路237に上方から挿入していく
スロットイン構造を採用したものであり、半導体モジュール500は、下ケース142の
半導体モジュール位置決め部502に位置決めされ、モジュール蓋145,146の半導
体モジュール固定部501で水路237に固定される。
体1(490)の背面方向に、例えば、図3に示すU1相、V1相、W1相のそれぞれの
半導体モジュール500,500,500が挿入固定されている。また、水路出口部24
8の側の水路には、同様に、図3に示すU2相、V2相、W2相のそれぞれの半導体モジ
ュール500,500,500が挿入固定されている。
流を誘導されて半導体モジュール500の一方の放熱フィン側に水流251を形成し、水
路237の背面部での折り返し水路236で図示する水流252で折り返され、水流25
3を形成する。続いて、水流は、水路形成体1(490)に誘導されて、正面部の折り返
し水路227を通り、次に、水路形成体2(491)に誘導されて、水路出口部248の
側の水路に水流を形成する。図12に示す水路出口部248に繋がる右側の水路での水流
は、上述した左側の水流と同様の水流を形成する。
ジュール500を配置し、その右側に3つの半導体モジュール500を配置する構造を採
用する本実施形態は、先行技術に開示されている、同一側面(例えば正面部)に水路入口
部と水路出口部を配置し且つ6つの逆U字状水路を入口部と出口部を結ぶ方向(例えば左
右方向)に配置してこれらの逆U字状水路を折り返し水路で順に連結して6つの半導体モ
ジュール500をそれぞれの逆U字状水路に設置した構造に比べて、Uターンの折り返し
水路が、上述した先行技術における11個の折り返す水路に対して、図12に示す本実施
形態では、2つの折り返し水路236(左側と右側の水路上方における折り返し水路)と
、図示する水流254及び水流256から成る折り返し水路と、の3箇所である。
た先行技術では11箇所のUターン水路が存在するのに対して、図12に示す本実施形態
では3箇所であるので、水路の圧力損失が格段に低減することができる。この圧力損失が
低減すれば、水流の流れ速度が入口部と出口部とでそれほど差がなくなり、冷却水による
冷却効率がそれほど低下することはない。
よび前面側(水流255を参照)に水路が形成されているので、コンデンサモジュール3
90も水路を流れる冷却水によって冷却される構造となっている。
電力変換装置100の中で可成り大きな表面を占有しており、このコンデンサモジュール
390の上表面を有効活用する構造上の配置が本実施形態の特徴の1つでもある。すなわ
ち、コンデンサモジュール390の上表面にドライバ基板386(図2に示すドライバ基
板74に相当)を設置しこのドライバ基板386上にドライバIC387が搭載されてい
る。さらに、ドライバ基板386には連結材を介して制御基板372が上方に設置され、
両方の基板386と372とは信号コネクタ388(図5を参照)で電気的に接続されて
いる。制御基板372上には制御基板IC373が搭載されている。このように、本実施
形態ではコンデンサモジュール390の上面にドライバ基板と制御基板とを設置すること
でこの上面を有効活用している。
用)は、図3に示すインバータ回路1(45)に相当し、図11に示す右側の半導体モジ
ュール(U2相、V2相、W2相用)は、図3に示すインバータ回路2(46)に相当す
る。本来、ドライバ基板386は、インバータ回路1(45)とインバータ回路2(46
)毎にそれぞれ設けられるものであるが、本実施形態では、図11の左側の3つの半導体
モジュール500に内蔵されるインバータ回路1(45)と、右側に設けられたインバー
タ回路2(46)との間に、ドライバ基板を掛け渡す構造を採用することで(図3を参照
)、2つのインバータ回路1と2に対して1枚のドライバ基板386で兼用させることが
できる。
10の水路237)、さらに、コンデンサモジュールの挿入部147をも形成している。
390の位置決め機能をも果たしているので、コンデンサモジュールの位置決めが容易で
ある。
0の配列構造と、図13に示す半導体モジュール500の正極端子532と負極端子57
2の配置構造とから分かるように、放熱フィン(B側)562に対面してコンデンサモジ
ュール390が配置されるので、コンデンサモジュール390の正極端子と負極端子は、
半導体モジュール500の正極端子532と負極端子572と互いに等長のDCバスバー
で接続でき、接続が容易になるとともに(等長で同構造のDCバスバーを2本用意して、
これらのDCバスバーを正極端子532とコンデンサモジュール正極端子との間、負極端
子572とコンデンサモジュール負極端子との間に掛け渡して容易に接続することが可能
)、コンデンサモジュールと半導体モジュールのそれぞれの極側を単純構造の同一形状の
DCバスバーで連結することで低インダクタンスの配線構造となっている。
の構造を示す図である。図21は半導体モジュール500の間にコンデンサモジュール3
90が挟まれるサンドイッチ構造の一方の側を図示している。
ンセモジュールの正極端子394と負極端子395が配置されその先端部は櫛歯形状の端
子部を植立している。さらに、正極端子394と負極端子395の間にはこれらの端子間
の絶縁を確実にする薄板形状のコンデンサモジュール端子絶縁部396が直流バスバー3
93に付設される。この薄板形状端子絶縁部396は、半導体モジュールの上面に穿たれ
た挿入孔583に挿入することによって、半導体モジュール500とコンデンサモジュー
ル390間の端子接続の位置決めが図られる。
正極端子394との接合、及び半導体モジュールの負極端子572とコンデンサモジュー
ルの負極端子395との接合が固定したものとなる。すなわち、接合する両端子の櫛歯形
状同士が密接関係となり、その後の例えばはんだ付け作業が容易となり、はんだ固着が強
固なものとなる(コンデンサモジュール390と半導体モジュールの接続端子を互いに櫛
歯形状とすることによって、両者の接続端子間の溶接やその他の固着接続がし易くなって
いる)。図示するように、半導体モジュールの正極端子532と負極端子572の配列が
、コンデンサモジュール390の対向面側に対して並置されているので、コンデンサモジ
ュールの正極端子394と負極端子395の突設構造を互いに同一とすることができる。
体モジュール毎のコンデンサモジュールの直流バスバー393の構造をも同一とすること
ができる。
22と図23を用いて説明する。図22は本実施形態に関する半導体モジュールとコンデ
ンサモジュールにおける配線インダクタンスの低減を説明する構成上の配置図である。図
23は本実施形態に関する半導体モジュールとコンデンサモジュールにおける配線インダ
クタンスの低減を説明する等価回路上の配置図である。過渡的な電圧上昇や半導体チップ
の大きな発熱は、インバータ回路を構成する上アームあるいは下アームのスイッチング動
作時に発生するので、特にスイッチング動作時のインダクタンスを低減することが望まし
い。過渡時にダイオードのリカバリ電流600が発生するので、このリカバリ電流に基づ
き、一例として下アームのダイオード543(図2の66に相当)のリカバリ電流を例と
してインダクタンス低減の作用を説明する。
43に流れる電流であり、ダイオード543の順方向状態でダイオード543内に満たさ
れたキャリアに起因すると一般に言われている。インバータ回路を構成する上アームある
いは下アームの導通動作あるいは遮断動作が所定の順に行われることでインバータ回路の
交流端子582には3相交流電力が発生する。今、上アームとして動作している半導体チ
ップ537が導通状態から遮断状態に切り替わると、モータジェネレータ92(図2を参
照)の固定子巻線の電流を維持する方向に下アームのダイオード543を介して還流電流
が流れる。この還流電流はダイオード543の順方向電流であり、ダイオード内部はキャ
リアで満たされる。次に、上アームとして動作している半導体チップ537が遮断状態か
ら再び導通状態に切り替わると、下アームのダイオード543に上述したキャリアに起因
するリカバリ電流が流れる。定常的な動作では上下アーム直列回路のどちらかが必ず遮断
状態にあり、上下アームに短絡電流が流れることが無いが、過渡状態の電流例えばダイオ
ードのリカバリ電流は上下アームで構成する直列回路を流れる。
用半導体素子)537がオフからオンに変化したとき、正極端子532(図2の57に相
当)からIGBT537、ダイオード543を通って負極端子572(図2の58に相当
)にダイオード543のリカバリ電流が流れる(図に矢印で示す)。なお、このとき、I
GBT541は遮断状態にある。このリカバリ電流の流れをみると、図22に示すように
、チップ537と543から正極端子532と負極端子572に至る経路では導体板が上
下方向に並行して配置され、且つ逆向きの同一電流が流れる。そうすると、導体板の間の
空間では互いの電流によって発生する磁界が打ち消し合うことになり、結果として電流経
路のインダクタンスが低下することとなる。
負極端子572とが接近して対抗して配置されたラミネート状態にあることでインダクタ
ンスの低減作用が生じる。図23は図22の等価回路であり、正極側の導体板534およ
び正極端子532の等価コイル712が負極側の導体574および端子572の等価コイ
ル714と互いに磁束を打ち消す方向に作用し、インダクタンスが低減される。
て、ループ形状の経路が生じている。このループ形状経路を電流が流れることによって、
放熱フィン(A側)と放熱フィン(B側)には渦電流602,601が流れることとなり
、この渦電流による磁界打ち消し効果によってループ形状経路におけるインダクタンスの
低減作用が生じる。図23の等価回路で、渦電流を生じる現象を等価的にインダクタンス
722と724と726で表現した。これらのインダクタンスは放熱フィンである金属板
に接近して配置されているので、誘導により発生する渦電流が発生する磁束と打ち消しあ
う関係となり、結果として半導体モジュールのインダクタンスが渦電流効果によって低減
することとなる。
ネート配置による効果と渦電流による効果によってインダクタンスを低減することができ
る。スイッチング動作時のインダクタンスを低減することが重要であり、本実施形態の半
導体モジュールでは、上アームと下アームの直列回路を半導体モジュール内に収納してい
る。このため上下アーム直列回路を流れるダイオードのリカバリ電流に対して低インダク
タンス化が可能となるなど、過渡的な状態でのインダクタンス低減効果が大きい。
損失の回路構成を得ることができ、また、インダクタンスが小さいことによってスイッチ
ング速度の向上に繋げることができる。さらに、上述した上下アーム直列回路50からな
る半導体モジュール500を複数並列にして、コンデンサモジュール95内の各コンデン
サ90と接続して大容量化を図った場合において、半導体モジュール500自体のインダ
クタンスが低減することによって、電力変換装置100内の半導体モジュール500によ
るインダクタンスのバラツキの影響が少なくなり、インバータ装置の動作が安定する。
いて、コンデンサも大容量とする必要があり、個々のコンデンサ90を多数並列接続しコ
ンデンサの直流バスバー393を並列状に配置すると、個々の半導体モジュールの正極端
子532及び負極端子572と個々のコンデンサ端子とは等距離接続することになり、そ
れぞれの半導体モジュールに流れる電流は均等に分配され、バランスの良い低損失のモー
タジェネレータの動作を図ることができる。さらに、半導体モジュールの正極端子と負極
端子の並行配置によって、ラミネート効果でインダクタンスが低減することと相俟って低
損失の動作を行わせることができる。
ュールを用いて、小型化、組立性、冷却効率の向上を図るものであり、その全体構造とし
て、同一側面に水路入口部と出口部を設けた略直方体形状の水路筐体において、その中央
部分にコンデンサモジュールの挿入部を形成し、その中央部の両側に水路入口部と水路出
口部に繋がる水路を形成し、この水路に半導体モジュールの放熱フィン長手方向に沿って
複数の半導体モジュールをスロットインする構成を基本的構造体とする。この基本的構造
体において、水路入口部と出口部を設けた側面以外の他の側面には、交流コネクタ1と交
流コネクタ2を設け、さらに他の側面には直流コネクタを設ける。
内蔵する上下アーム直列回路のドライバ基板を設け、さらにその上部に制御基板を設けて
、コンデンサモジュール上面空間の有効利用を図って、全体構成としている。
ターン部の数減少で水路の圧力損失を低減している。さらに、図12に示すコンデンサモ
ジュールと水路のサンドイッチ構造でコンデンサをも水路の冷却水で冷却できるような構
造としている。また、図13に示すような半導体モジュールの正極端子と負極端子の配列
構造によってコンデンサモジュールのそれらに対応する端子と同一構造のDCバスバーで
結合することができ低インダクタンス配線を可能とする。コンデンサモジュールの上面に
ドライバ基板と制御基板を配置することでコンデンサモジュール上面の有効利用を図り、
2つのインバータ回路を有する電力変換装置であってもドライバ基板を共通のドライバ基
板で形成することできる。また、下ケースから成る水路筐体にコンデンサモジュール挿入
部を形成することでコンデンサモジュールの位置決めが確実且つ容易になる。
ームのIGBTとは長さLで水路の水流方向に沿って配置され、同様に上アームと下アー
ムのダイオードも長さMでIGBTの下に配置されるので、半導体モジュールの高さ方向
に無駄な長さが存在せず、小型化に繋がる。また、第1の冷却対象であるIGBTは、M
より長いLに相当する水路(フィン部分の高さ方向の長さ)を占有するので、冷却効率も
向上する。
の構成例を、図24を用いて説明する。まず、図21に示す半導体モジュールの正極端子
532と負極端子572は、それぞれ植立した櫛歯形状の並びが放熱フィン(A側)52
2の水流方向に沿って縦列する配列であった(図13を参照)。図24によると、正極端
子532と負極端子572のそれぞれの櫛歯形状を半導体モジュールの短手方向で対向す
るように構成する。すなわち、正極端子532の櫛歯形状の並びが放熱フィン(A側)5
22側において水流方向に沿うようにされ、負極端子572の櫛歯形状の並びが放熱フィ
ン(B側)562側において水流方向に沿うように形成され、互いの櫛歯形状が半導体モ
ジュール短手方向で向き合う構造であり、図21の構造のものに比べて、正極端子532
と負極端子572の配置のみが異なっている(他の端子の配列が多少異なっていても当然
によい)。
の導体板)と574(負極側の導体板)には、屈曲部を形成して櫛歯形状が向き合うよう
に屈曲させればよい。コンデンサモジュールの端子絶縁部396に対応するように、半導
体モジュールの各端子532,572の導体板534,574間には端子絶縁部挿入孔5
83を付設する。上述した半導体モジュール500の正極端子と負極端子の配置構造に対
応させて、コンデンサモジュール390の正極端子394と負極端子395の構造につい
ても、図21に示すものに比べて、直流バスバー393と端子及び端子絶縁部との並び方
が90度角度変更している。すなわち、図24に示す他の構成例は、半導体モジュールと
コンデンサモジュールの正極端子、負極端子の構造を変更するのみで適応可能なものであ
る。
て、図25と図26を参照しながら以下説明する。図25は本実施形態に関する水路構造
と複数半導体モジュールの配置構造の一の構成例を示す機能説明図である。図26は本実
施形態に関する水路構造と複数半導体モジュールの配置構造の他の構成例を示す機能説明
図である。
路、228は正面部出口水路、236は背面部折り返し水路、237は半導体モジュール
挿入水路、246は水路入口部、248は水路出口部、258は水流、390はコンデン
サモジュール、490は水路形成体1、491は水路形成体2、500は半導体モジュー
ル、をそれぞれ表す。
を機能的に説明する図であり、その機能、作用は図12の説明で詳述したとおりである。
路内の圧力損失低減を図るものである。図25(B)に示す変形例について図25(A)
の例との対比で説明すると、図25(A)の場合、冷却水は入口水路226近傍に配置さ
れた半導体モジュールを先に冷却し(入口水路226側に3つの半導体モジュールが挿入
されている)、出口水路228近傍に配置された半導体モジュールは後に冷却する。その
ため、入口水路226近傍と出口水路228近傍で半導体モジュールに当接する冷却水の
温度に偏りができ、冷却の不均一を招くこととなる。
返し水路236を形成するものであるので、入口水路226と出口水路228の近傍に配
置された半導体モジュール500は一方の面(図13に示す放熱フィン(A側)522又
は放熱フィン(B側)562)が先に冷却され、もう一方の面は最後に冷却されるため、
各半導体モジュール500の冷却が比較的均一になるという利点がある。
236を設けるとともに水路形成体1(490)と水路形成体2(491)を図示のよう
に配置するとともに、複数の半導体モジュール500を3つのユニットに分け、それぞれ
3つのユニットを矩形の筐体の各辺側に配置し、例えば3つのユニットをU相、V相、W
相の半導体モジュール毎に分けることで、各相について熱的にバランスを取ることが出来
る。すなわち、所定の一つの相のみが高温となることを防ぐことができるという利点があ
る。
8に水路形成体を設けずに、且つ背面部に水路を形成するものである。図26(A)によ
ると、水路入口部と水路出口部に至る水路全長に亘って水路形成体490,491を設け
る必要が無く、コスト低減を図ることが出来る。また、図26(A)〜(C)の水路に比
べ、水路の折り返し回数を減らすことができ、かつ、水流を分岐することで各水路におけ
る冷却水の流速が下がり、水路内の圧力損失を低減することができる。
ものである。図25(A)〜(C)の変形例に比べて、水路の折り返し回数が減らすこと
ができ、かつ、水流を分岐することで各水路における冷却水の流速が下がり、水路内の圧
力損失を低減することができる。
18:変速機、20:エンジン、22:動力分配機構、23,24,25,26:歯車、
27,28,29,30:歯車、36:バッテリ、38:直流コネクタ、40,42:イ
ンバータ装置、44:インバータ回路、45:インバータ回路1、46:インバータ回路
2、50:上下アームの直列回路、50U1:インバータ回路1のU相直列回路、50U
2:インバータ回路2のU相直列回路、50V1:インバータ回路1のV相直列回路、5
0V2:インバータ回路2のV相直列回路、50W1:インバータ回路1のW相直列回路
、50W2:インバータ回路2のW相直列回路、
52:上アームのIGBT、53:上アームのコレクタ電極、54:上アームのゲート
(ベース)電極端子、55:上アームの信号用エミッタ電極端子、56:上アームのダイ
オード、57:正極(P)端子、58:負極(N)端子、59:交流端子、62:下アー
ムのIGBT、63:下アームのコレクタ電極、64:下アームのゲート電極端子、65
:下アームの信号用エミッタ電極端子、66:下アームのダイオード、69:中間電極、
70:制御部、72:制御回路(制御基板372に内蔵)、74:ドライバ回路(ドライ
バ基板386に内蔵)、76:信号線、80:検出部、82:信号線、86:交流電力線
(出力バスバー)、88:交流コネクタ1、89:交流コネクタ2、90:コンデンサ(
コンデンサモジュール390に内蔵)、91:交流コネクタ部フランジ、92,94:モ
ータジェネレータ、
100:電力変換装置、112:上ケース、122:交流コネクタ用位置決め部、12
3:交流コネクタ搭載部、124:上ケースフランジ、142:下ケース、144:水路
蓋、145:モジュール蓋1、146:モジュール蓋2、147:コンデンサモジュール
挿入部、
212:水路筐体、214:水路筐体の本体部、224:水路筐体の正面部、226:
正面部の入口水路、227:正面部の折り返し水路、228:正面部の出口水路、236
:背面部の折り返し水路、237:半導体モジュール挿入水路、246:水路入口部、2
48:水路出口部、250,251,252,253:水流、254,255,256,
257:水流、
372:制御基板(制御回路を内蔵)、373:制御IC1、374:制御IC2、3
86:ドライバ基板、387:ドライバIC、388:信号コネクタ、390:コンデン
サモジュール、391:交流バスバー1、392:交流バスバー2、490:水路形成体
1、491:水路形成体2、
500:半導体モジュール、501:半導体モジュール固定部、502:半導体モジュ
ール位置決め部、507:モールド樹脂、508:サイドケース、512:トップケース
、513:トップケースのモールドレジン充填部、516:ボトムケース、517:ボト
ムケースの嵌合部、522:放熱フィン(A側)、532:正極端子、534:正極側の
導体板、535:上下アーム接続用導体板、536,538,540,542,544:
はんだ層、537:IGBTチップ(上アーム用)、539:ダイオードチップ(上アー
ム用)、541:IGBTチップ(下アーム用)、543:ダイオードチップ(下アーム
用)、
544:はんだ層、546:絶縁シート(A側)、548:はんだ層、549:はんだ
層、550:はんだ層、552:信号用端子(上アーム用)、553:ゲート端子(上ア
ーム用)、556:信号用端子(下アーム用)、557:ゲート端子(下アーム用)、5
62:放熱フィン(B側)、572:負極端子、582:交流端子、593:ゲートワイ
ヤ(上アーム用)、596:絶縁シート(B側)、597:ゲートワイヤ(下アーム用)
、751:はんだ接合部(IGBTコレクタ側)、752:はんだ接合部(ダイオードカ
ソード側)、753:はんだ接合部(IGBTコレクタ側)、754:はんだ接合部(ダ
イオードカソード側)、756:はんだ接合部(IGBTエミッタ側)、757:はんだ
接合部(IGBTエミッタ側)、758:はんだ接合部(ダイオードアノード側)、75
9:はんだ接合部(ダイオードアノード側)、760:はんだ接合部(上下アーム接続用
)、
Claims (13)
- 冷却水路を内蔵する水路筐体と、インバータ回路の上下アームの直列回路を内蔵した両
面冷却の半導体モジュールと、コンデンサモジュールと、直流コネクタと、交流コネクタ
と、を備えた電力変換装置であって、
前記両面冷却の半導体モジュールは、外側の面が放熱面である第1と第2の放熱金属を
有し、前記第1と第2の放熱金属の間に前記上下アームの直列回路を密閉して配置すると
ともに、外部に突出する直流正極端子と直流負極端子と交流端子とを有し、
前記水路筐体には冷却水入口部から冷却水出口部に至る水路が形成され、前記水路の上
方に一の開口が設けられ、前記両面冷却の半導体モジュールが前記一の開口を通して前記
水路に挿脱自在に配置され、
前記水路筐体には前記コンデンサモジュールを載置するための他の開口が設けられ、
前記コンデンサモジュール用の前記他の開口の両側面側には前記半導体モジュール用の
前記一の開口が配置され、
前記半導体モジュールの前記第1と第2の放熱金属の長手方向が冷却水の流れに沿うよ
うに、前記両側面側の前記一の開口に複数個の半導体モジュールが配列される
ことを特徴とする電力変換装置。 - 冷却水路を内蔵する水路筐体と、インバータ回路の上下アームの直列回路を内蔵した両
面冷却の半導体モジュールと、コンデンサモジュールと、直流コネクタと、交流コネクタ
と、を備えた電力変換装置であって、
前記両面冷却の半導体モジュールは、外側の面が放熱面である第1と第2の放熱金属を
有し、前記第1と第2の放熱金属の間に前記上下アームの直列回路を密閉して配置すると
ともに、外部に突出する直流正極端子と直流負極端子と交流端子とを有し、
前記水路筐体には冷却水入口部から冷却水出口部に至る水路が形成され、前記水路の上
方に一の開口が設けられ、前記両面冷却の半導体モジュールが前記一の開口を通して前記
水路に挿脱自在に配置され、
前記水路筐体には前記コンデンサモジュールを載置するための他の開口が設けられ、
前記コンデンサモジュール用の前記他の開口の両側面側には前記半導体モジュール用の
前記一の開口が配置され、
前記他の開口を通して載置された前記コンデンサモジュールの上方面に、前記上下アー
ムの直列回路からなるインバータ回路を駆動するための駆動要素を設けたドライバ基板と
、前記ドライバ基板上に前記インバータ回路を制御するための制御要素を設けた制御基板
と、を配置する
ことを特徴とする電力変換装置。 - 冷却水路を内蔵する水路筐体と、インバータ回路の上下アームの直列回路を内蔵した両
面冷却の半導体モジュールと、コンデンサモジュールと、直流コネクタと、交流コネクタ
と、を備えた電力変換装置であって、
前記両面冷却の半導体モジュールは、外側の面が放熱面である第1と第2の放熱金属を
有し、前記第1と第2の放熱金属の間に前記上下アームの直列回路を密閉して配置すると
ともに、外部に突出する直流正極端子と直流負極端子と交流端子とを有し、
前記水路筐体には冷却水入口部から冷却水出口部に至る水路が形成され、前記水路の上
方に一の開口が設けられ、前記両面冷却の半導体モジュールが前記一の開口を通して前記
水路に挿脱自在に配置され、
前記水路筐体には前記コンデンサモジュールを載置するための他の開口が設けられ、
前記コンデンサモジュール用の前記他の開口の両側面側には前記半導体モジュール用の
前記一の開口が配置され、
前記半導体モジュールの前記第1と第2の放熱金属は、外表面に冷却水の流れる凹部の
あるフィン形状を有し、前記半導体モジュールが、前記両側面側の前記一の開口に嵌合状
態で挿入される
ことを特徴とする電力変換装置。 - 冷却水路を内蔵する水路筐体と、インバータ回路の上下アームの直列回路を内蔵した両
面冷却の半導体モジュールと、コンデンサモジュールと、直流コネクタと、交流コネクタ
と、を備えた電力変換装置であって、
前記両面冷却の半導体モジュールは、外側の面が放熱面である第1と第2の放熱金属を
有し、前記第1と第2の放熱金属の間に前記上下アームの直列回路を密閉して配置すると
ともに、外部に突出する直流正極端子と直流負極端子と交流端子とを有し、
前記水路筐体には冷却水入口部から冷却水出口部に至る水路が形成され、前記水路の上
方に一の開口が設けられ、前記両面冷却の半導体モジュールが前記一の開口を通して前記
水路に挿脱自在に配置され、
前記水路筐体には前記コンデンサモジュールを載置するための他の開口が設けられ、
前記コンデンサモジュール用の前記他の開口の両側面側には前記半導体モジュール用の
前記一の開口が配置され、
前記コンデンサモジュールの正側端子と負側端子は、前記半導体モジュールの直流正極
端子と直流負極端子に対して、同一長さで同一形状の接続部材で連結される
ことを特徴とする電力変換装置。 - 請求項4において、
前記コンデンサモジュール内には複数のコンデンサブロックが収容され、
各ブロックの正側端子及び負側端子は、各半導体モジュールの直流正極端子及び直流負
極端子に対して、各ブロック同士で同一長さで同一形状の接続部材で連結される
ことを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1、2または3において、
前記コンデンサモジュール用の他の開口の両側面側に設けられた前記一の開口に加えて
、前記他の開口の両側面側の一の開口同士を結ぶ折り返し開口を設け、全冷却水路中で冷
却水のUターン箇所を3箇所とする
ことを特徴とする電力変換装置。 - 請求項6において、
前記折り返し開口は、前記水路筐体の左右側にそれぞれ設けた冷却水入口部と冷却水出
口部が配置された正面側に設けられ、
冷却水は、冷却水入口部、前記コンデンサモジュール用の他の開口の一方の側面側に配
置された半導体モジュールの第1の放熱金属、当該半導体モジュールの第2の放熱金属、
前記正面側の折り返し開口の通路、前記コンデンサモジュール用の他の開口の他方の側面
側に配置された半導体モジュールの第1の放熱金属、当該半導体モジュールの第2の放熱
金属、冷却水出口部、の順に流れる
ことを特徴とする電力変換装置。 - 請求項6において、
前記折り返し開口は、前記水路筐体の左又は右側に設けた冷却水入口部と冷却水出口部
が配置された背面側に設けられ、
冷却水は、冷却水入口部、前記コンデンサモジュール用の他の開口の一方の側面側に配
置された半導体モジュールの第1の放熱金属、前記背面側の折り返し開口の通路、前記コ
ンデンサモジュール用の他の開口の他方の側面側に配置された半導体モジュールの第2の
放熱金属、当該半導体モジュールの第1の放熱金属、前記背面側の折り返し開口の通路、
前記コンデンサモジュール用の他の開口の一方側に配置された半導体モジュールの第2の
放熱金属、冷却水出口部、の順に流れる
ことを特徴とする電力変換装置。 - 請求項8において、
前記背面側の折り返し開口の通路には、前記他の開口の一方の側面側及び他方の側面側
の通路に配列された半導体モジュールに加えて、他の半導体モジュールを配列し、
前記折り返し開口の通路、一方の側面側の通路、及び他方の側面側の通路には、各相毎
の半導体モジュールを配列する
ことを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1、2、3または4において、
前記コンデンサモジュール用の他の開口の一方側面側に設けられた前記一の開口には、
第1のU相、V相、W相の上下アーム直列回路からなる第1のインバータ回路を含む第1
の半導体モジュール群が配列され、
前記コンデンサモジュール用の他の開口の他方の側面側に設けられた前記一の開口には
、第2のU相、V相、W相の上下アーム直列回路からなる第2のインバータ回路を含む第
2の半導体モジュール群が配列される
ことを特徴とする電力変換装置。 - 請求項10において、
前記第1の半導体モジュール群と前記第2の半導体モジュール群とに掛け渡した各半導
体モジュールのインバータ回路を駆動するためのドライバ基板は、前記コンデンサモジュ
ールの上方面に配置されて、前記第1と第2の半導体モジュール群に共用する基板である
ことを特徴とする電力変換装置。 - 請求項2において、
前記水路筐体を形成する下ケースに設けられた前記他の開口を通して載置する前記コン
デンサモジュールの上方面には、前記コンデンサモジュールと前記半導体モジュールの端
子同士を接続するDC接続部材と、前記半導体モジュールの交流端子と交流コネクタを接
続するAC接続部材と、前記ドライバ基板と、前記制御基板と、が順に設置され、
前記DC接続部材、前記AC接続部材、前記ドライバ基板、及び前記制御基板を内包す
る上ケースを前記下ケースに被せる
ことを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1または3において、
前記半導体モジュールは、上アーム用IGBTチップ及び上アーム用ダイオードチップ
と、下アーム用IGBTチップ及び下アーム用ダイオードチップと、を内蔵し、
前記上アーム用IGBTチップと下アーム用IGBTチップとは、前記放熱金属の冷却
水流れに沿った同一水平面状に配列される
ことを特徴とする電力変換装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010049486A JP5248542B2 (ja) | 2008-03-11 | 2010-03-05 | 電力変換装置 |
JP2013082031A JP5551808B2 (ja) | 2010-03-05 | 2013-04-10 | 半導体モジュール及びこれを備えた電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008061185A JP4580997B2 (ja) | 2008-03-11 | 2008-03-11 | 電力変換装置 |
JP2010049486A JP5248542B2 (ja) | 2008-03-11 | 2010-03-05 | 電力変換装置 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008061185A Division JP4580997B2 (ja) | 2008-03-11 | 2008-03-11 | 電力変換装置 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013082031A Division JP5551808B2 (ja) | 2010-03-05 | 2013-04-10 | 半導体モジュール及びこれを備えた電力変換装置 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010119300A true JP2010119300A (ja) | 2010-05-27 |
JP2010119300A5 JP2010119300A5 (ja) | 2011-04-21 |
JP5248542B2 JP5248542B2 (ja) | 2013-07-31 |
Family
ID=40732236
Family Applications (3)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008061185A Active JP4580997B2 (ja) | 2008-03-11 | 2008-03-11 | 電力変換装置 |
JP2010049486A Active JP5248542B2 (ja) | 2008-03-11 | 2010-03-05 | 電力変換装置 |
JP2010049476A Active JP5247745B2 (ja) | 2008-03-11 | 2010-03-05 | 電力変換装置 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008061185A Active JP4580997B2 (ja) | 2008-03-11 | 2008-03-11 | 電力変換装置 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010049476A Active JP5247745B2 (ja) | 2008-03-11 | 2010-03-05 | 電力変換装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (8) | US7978471B2 (ja) |
EP (3) | EP3188352B1 (ja) |
JP (3) | JP4580997B2 (ja) |
CN (3) | CN101534069B (ja) |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011162241A1 (ja) * | 2010-06-21 | 2011-12-29 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
WO2012043088A1 (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-05 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
WO2012090667A1 (ja) * | 2010-12-27 | 2012-07-05 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 車両用電力変換装置 |
JP2012249457A (ja) * | 2011-05-30 | 2012-12-13 | Denso Corp | 半導体モジュール、及び、それを用いた駆動装置 |
WO2012176706A1 (ja) * | 2011-06-24 | 2012-12-27 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | パワー半導体モジュール及びそれを用いた電力変換装置 |
US8564953B2 (en) | 2010-01-29 | 2013-10-22 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor power module, inverter/converter including the same, and method of manufacturing a cooling jacket for semiconductor power module |
JP2014027877A (ja) * | 2010-06-21 | 2014-02-06 | Hitachi Automotive Systems Ltd | パワー半導体装置 |
JP2014171342A (ja) * | 2013-03-05 | 2014-09-18 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 配線板およびそれを用いた電力変換装置 |
WO2016017267A1 (ja) * | 2014-08-01 | 2016-02-04 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
JP2017135901A (ja) * | 2016-01-29 | 2017-08-03 | 本田技研工業株式会社 | コンデンサの配置構造 |
US10128625B2 (en) | 2014-11-18 | 2018-11-13 | General Electric Company | Bus bar and power electronic device with current shaping terminal connector and method of making a terminal connector |
CN110058139A (zh) * | 2018-01-15 | 2019-07-26 | 英飞凌科技股份有限公司 | 用于并联双侧冷却功率模块的温度感测与故障检测 |
WO2020078748A1 (fr) * | 2018-10-17 | 2020-04-23 | Valeo Systemes De Controle Moteur | Equipement electronique pour vehicule |
FR3144738A1 (fr) * | 2022-12-29 | 2024-07-05 | Valeo Eautomotive France Sas | Convertisseur d’énergie électrique destiné à être couplé à un dispositif d’échange thermique |
Families Citing this family (214)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4848187B2 (ja) * | 2006-01-17 | 2011-12-28 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
JP4436843B2 (ja) | 2007-02-07 | 2010-03-24 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置 |
JP4580997B2 (ja) | 2008-03-11 | 2010-11-17 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
CN102209655B (zh) * | 2008-11-10 | 2015-05-06 | 住友重机械工业株式会社 | 混合式施工机械 |
DE102008061489A1 (de) * | 2008-12-10 | 2010-06-17 | Siemens Aktiengesellschaft | Stromrichtermodul mit gekühlter Verschienung |
JP4775475B2 (ja) * | 2009-04-14 | 2011-09-21 | 株式会社デンソー | 電力変換装置 |
US8303349B2 (en) * | 2009-05-22 | 2012-11-06 | Solaredge Technologies Ltd. | Dual compressive connector |
JP4558102B1 (ja) * | 2009-07-06 | 2010-10-06 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
JP5315155B2 (ja) * | 2009-07-23 | 2013-10-16 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 半導体素子制御装置、車載用電機システム |
ATE533344T1 (de) * | 2009-09-18 | 2011-11-15 | Sma Solar Technology Ag | Wechselrichter mit einem gehäuse |
US20110116235A1 (en) * | 2009-11-13 | 2011-05-19 | Lg Electronics Inc. | Motor drive unit and vehicle including the same |
JP5241688B2 (ja) * | 2009-11-13 | 2013-07-17 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
US8094454B2 (en) * | 2009-11-23 | 2012-01-10 | Delphi Technologies, Inc. | Immersion cooling apparatus for a power semiconductor device |
JP5429151B2 (ja) * | 2010-01-14 | 2014-02-26 | 株式会社デンソー | 電力変換装置 |
JP5338803B2 (ja) * | 2010-01-22 | 2013-11-13 | 株式会社デンソー | 電力変換装置 |
JP2011165988A (ja) * | 2010-02-11 | 2011-08-25 | Denso Corp | 半導体装置 |
JP5618595B2 (ja) * | 2010-04-01 | 2014-11-05 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | パワーモジュール、およびパワーモジュールを備えた電力変換装置 |
JP5422466B2 (ja) | 2010-04-01 | 2014-02-19 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
JP5422468B2 (ja) | 2010-04-01 | 2014-02-19 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
JP5316469B2 (ja) * | 2010-04-16 | 2013-10-16 | 株式会社デンソー | 電動機の駆動装置及びこれを用いた電動装置 |
JP5557585B2 (ja) * | 2010-04-26 | 2014-07-23 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | パワーモジュール |
JP4983959B2 (ja) * | 2010-04-27 | 2012-07-25 | 株式会社デンソー | スイッチング電源 |
US8625284B2 (en) * | 2010-05-28 | 2014-01-07 | Lear Corporation | Printed circuit board system for automotive power converter |
JP5229644B2 (ja) * | 2010-06-24 | 2013-07-03 | 株式会社デンソー | 電動機駆動装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置 |
JP2012028402A (ja) * | 2010-07-20 | 2012-02-09 | Denso Corp | パワーユニット |
US20120061059A1 (en) * | 2010-09-09 | 2012-03-15 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Cooling mechanism for stacked die package and method of manufacturing the same |
US9343436B2 (en) | 2010-09-09 | 2016-05-17 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Stacked package and method of manufacturing the same |
EP2639957A4 (en) * | 2010-11-10 | 2015-01-28 | Kokusan Denki Co | CONTROL DEVICE OF AN ELECTRIC LATHE |
JP5455887B2 (ja) | 2010-12-27 | 2014-03-26 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
JP5417314B2 (ja) * | 2010-12-27 | 2014-02-12 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
JP5501257B2 (ja) * | 2011-01-12 | 2014-05-21 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 回転電機ユニット |
CN102163907B (zh) * | 2011-01-28 | 2014-03-12 | 中国电力科学研究院 | 一种基于全控器件的电压源换流器基本功能单元 |
EP2512023A3 (en) * | 2011-04-14 | 2017-06-28 | General Electric Technology GmbH | Power converter arrangement and method for operating a power converter arrangement |
JP5622658B2 (ja) * | 2011-05-31 | 2014-11-12 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
JP5506740B2 (ja) | 2011-05-31 | 2014-05-28 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
JP5506741B2 (ja) * | 2011-06-02 | 2014-05-28 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
JP5502805B2 (ja) * | 2011-06-08 | 2014-05-28 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | パワーモジュールおよびそれを用いた電力変換装置 |
JP2013027182A (ja) * | 2011-07-22 | 2013-02-04 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | 電力変換装置 |
JP5506749B2 (ja) * | 2011-07-25 | 2014-05-28 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
JP2013027259A (ja) * | 2011-07-26 | 2013-02-04 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 電力変換装置のケース分割構造 |
JP5504219B2 (ja) | 2011-07-27 | 2014-05-28 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
JP5508357B2 (ja) * | 2011-07-29 | 2014-05-28 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
US9030822B2 (en) | 2011-08-15 | 2015-05-12 | Lear Corporation | Power module cooling system |
DE102011083945A1 (de) * | 2011-10-04 | 2013-04-04 | Robert Bosch Gmbh | Steuervorrichtung für Halbleiterschalter eines Wechselrichters und Verfahren zum Ansteuern eines Wechselrichters |
JP5660680B2 (ja) * | 2011-10-28 | 2015-01-28 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
JP5743851B2 (ja) * | 2011-10-31 | 2015-07-01 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電子装置 |
JP5707302B2 (ja) * | 2011-11-02 | 2015-04-30 | 株式会社 日立パワーデバイス | パワー半導体モジュール |
JP2013115903A (ja) * | 2011-11-28 | 2013-06-10 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 機電一体型の電動駆動装置 |
CN103907184B (zh) * | 2011-11-30 | 2016-08-31 | 富士电机株式会社 | 电力转换装置 |
CN103999213A (zh) * | 2011-12-20 | 2014-08-20 | 丰田自动车株式会社 | 半导体模块 |
US9076593B2 (en) | 2011-12-29 | 2015-07-07 | Lear Corporation | Heat conductor for use with an inverter in an electric vehicle (EV) or a hybrid-electric vehicle (HEV) |
JP5806134B2 (ja) * | 2012-01-23 | 2015-11-10 | トヨタ自動車株式会社 | 電力変換装置 |
JP5647633B2 (ja) * | 2012-02-15 | 2015-01-07 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
US8811015B2 (en) * | 2012-02-16 | 2014-08-19 | Mission Motor Company | Motor control device |
DE102012202673A1 (de) * | 2012-02-22 | 2013-08-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Leistungselektronikmodulsystem |
EP2830073B1 (en) * | 2012-03-19 | 2017-09-13 | Mitsubishi Electric Corporation | Power conversion apparatus |
US8971041B2 (en) * | 2012-03-29 | 2015-03-03 | Lear Corporation | Coldplate for use with an inverter in an electric vehicle (EV) or a hybrid-electric vehicle (HEV) |
US9036355B2 (en) * | 2012-03-29 | 2015-05-19 | Hamilton Sundstrand Corporation | Printed wiring board (PWB) for high amperage circuits |
JP5747857B2 (ja) | 2012-04-06 | 2015-07-15 | 株式会社デンソー | 電力変換装置 |
JP5488638B2 (ja) | 2012-04-11 | 2014-05-14 | 株式会社デンソー | 電力変換装置 |
CN103368359B (zh) * | 2012-04-11 | 2016-04-13 | 台达电子工业股份有限公司 | 变流器功率单元及其母线排 |
US8902582B2 (en) | 2012-05-22 | 2014-12-02 | Lear Corporation | Coldplate for use with a transformer in an electric vehicle (EV) or a hybrid-electric vehicle (HEV) |
US8971038B2 (en) | 2012-05-22 | 2015-03-03 | Lear Corporation | Coldplate for use in an electric vehicle (EV) or a hybrid-electric vehicle (HEV) |
JP5626274B2 (ja) * | 2012-06-29 | 2014-11-19 | 株式会社デンソー | 半導体装置 |
JP5699995B2 (ja) * | 2012-07-02 | 2015-04-15 | 株式会社デンソー | 電力変換装置 |
DE112013003161T5 (de) * | 2012-07-19 | 2015-03-12 | Mitsubishi Electric Corporation | Leistungs-Halbleitermodul |
JP5953152B2 (ja) * | 2012-07-20 | 2016-07-20 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | パワー半導体モジュール及びそれを用いた電力変換装置 |
CN102801285B (zh) * | 2012-08-15 | 2015-06-24 | 株洲南车时代电气股份有限公司 | 一种高压igbt变流器模块 |
JP2014045157A (ja) * | 2012-08-29 | 2014-03-13 | Hitachi Automotive Systems Ltd | パワー半導体モジュール |
JP5879233B2 (ja) | 2012-08-31 | 2016-03-08 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | パワー半導体モジュール |
DE102012215787B4 (de) * | 2012-09-06 | 2014-06-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Leistungselektronisches System mit Flüssigkeitskühleinrichtung und Fahrzeug damit |
JP5789576B2 (ja) * | 2012-09-14 | 2015-10-07 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
JP5738817B2 (ja) | 2012-09-14 | 2015-06-24 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
JP5851372B2 (ja) * | 2012-09-28 | 2016-02-03 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
JP5753829B2 (ja) * | 2012-09-28 | 2015-07-22 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
JP5747892B2 (ja) * | 2012-10-11 | 2015-07-15 | 三菱電機株式会社 | 車載用電力変換装置 |
JP5914290B2 (ja) * | 2012-10-15 | 2016-05-11 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
JP5718873B2 (ja) * | 2012-10-22 | 2015-05-13 | トヨタ自動車株式会社 | 電気自動車用の電力変換装置 |
JP6165525B2 (ja) | 2012-10-31 | 2017-07-19 | 株式会社東芝 | 半導体電力変換装置およびその製造方法 |
EP2923438B1 (en) | 2012-11-21 | 2018-05-16 | Otis Elevator Company | Multilevel converter |
JP5734364B2 (ja) * | 2012-11-22 | 2015-06-17 | 株式会社デンソー | 電力変換装置 |
JP5737275B2 (ja) * | 2012-11-29 | 2015-06-17 | 株式会社豊田自動織機 | インバータ装置 |
US9484927B2 (en) * | 2012-12-28 | 2016-11-01 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor device and automobile |
JP5978151B2 (ja) * | 2013-02-27 | 2016-08-24 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
JP6016685B2 (ja) * | 2013-03-26 | 2016-10-26 | 株式会社クボタ | 複合型インバータ装置 |
US9445532B2 (en) * | 2013-05-09 | 2016-09-13 | Ford Global Technologies, Llc | Integrated electrical and thermal solution for inverter DC-link capacitor packaging |
JP6023885B2 (ja) * | 2013-06-19 | 2016-11-09 | アモグリーンテック カンパニー リミテッド | ハイブリッド断熱シートおよびこれを備えた電子機器 |
JP5916673B2 (ja) * | 2013-08-25 | 2016-05-11 | 株式会社タムラ製作所 | 電源用回路モジュール及び電源用回路モジュール組立体 |
JP6161713B2 (ja) * | 2013-10-07 | 2017-07-12 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
WO2015052984A1 (ja) * | 2013-10-09 | 2015-04-16 | 日産自動車株式会社 | 電力変換装置 |
US9893610B2 (en) | 2013-10-17 | 2018-02-13 | Mitsubishi Electric Corporation | Power unit and power conversion apparatus |
US9859810B2 (en) | 2013-11-20 | 2018-01-02 | Nissan Motor Co., Ltd. | Power converter |
US9226431B2 (en) | 2013-12-18 | 2015-12-29 | Caterpillar Inc. | Cast housing for a configurable power converter |
JP5991345B2 (ja) * | 2013-12-26 | 2016-09-14 | 株式会社デンソー | 電力変換装置 |
CN103640494B (zh) * | 2013-12-31 | 2015-10-21 | 重庆博耐特实业(集团)有限公司 | 一种电动汽车大功率控制器 |
JP2015149883A (ja) * | 2014-01-09 | 2015-08-20 | 株式会社デンソー | 電力変換装置 |
WO2015111202A1 (ja) * | 2014-01-27 | 2015-07-30 | 株式会社日立製作所 | 半導体モジュール |
KR20150111422A (ko) * | 2014-03-21 | 2015-10-06 | 엘에스산전 주식회사 | 자동차용 전장 부품 케이스 |
DE102014106570B4 (de) * | 2014-05-09 | 2016-03-31 | Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg | Leistungshalbleitermodul mit Schalteinrichtung und Anordnung hiermit |
KR101510056B1 (ko) * | 2014-05-14 | 2015-04-07 | 현대자동차주식회사 | 자동차의 하이브리드 전력제어장치 |
US9362040B2 (en) | 2014-05-15 | 2016-06-07 | Lear Corporation | Coldplate with integrated electrical components for cooling thereof |
US9615490B2 (en) | 2014-05-15 | 2017-04-04 | Lear Corporation | Coldplate with integrated DC link capacitor for cooling thereof |
WO2015187500A1 (en) * | 2014-06-02 | 2015-12-10 | Enphase Energy, Inc. | Ungrounded inverter enclosure and cabling |
CN106464162B (zh) * | 2014-06-20 | 2019-02-19 | 通用电气公司 | 用于对多逆变器功率变换器的控制的装置及方法 |
US10569638B2 (en) * | 2014-06-25 | 2020-02-25 | Heinz Welschoff | All electric vehicle without plug-in requirement |
DE112014006828T5 (de) * | 2014-07-23 | 2017-04-13 | Sieva, Podjetje Za Razvoj In Trženje V Avtomobilski Industriji, D.O.O | Aktiver Gleichrichter für Wechselstromgenerator |
JP2016046497A (ja) * | 2014-08-27 | 2016-04-04 | 株式会社日立製作所 | パワー半導体装置及びパワー半導体装置の製造方法 |
DE112015003244T5 (de) * | 2014-09-25 | 2017-04-13 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Leistungsumsetzer |
JP6056827B2 (ja) | 2014-09-30 | 2017-01-11 | 株式会社デンソー | 回転電機制御装置 |
KR101653453B1 (ko) * | 2014-11-03 | 2016-09-09 | 현대모비스 주식회사 | 전력반도체 양면 냉각방식 냉각장치 |
US9680385B2 (en) * | 2014-11-04 | 2017-06-13 | Ge Aviation Systems Llc | Power converter |
US9420724B2 (en) * | 2014-11-04 | 2016-08-16 | Ge Aviation Systems Llc | Power converter assembly |
CN107078659A (zh) * | 2014-11-13 | 2017-08-18 | 日立汽车***株式会社 | 电力转换装置 |
CN204305547U (zh) * | 2014-11-29 | 2015-04-29 | 中山大洋电机股份有限公司 | 一种电机控制器 |
US10199804B2 (en) * | 2014-12-01 | 2019-02-05 | Tesla, Inc. | Busbar locating component |
KR101871177B1 (ko) * | 2014-12-08 | 2018-06-27 | 존슨 컨트롤스 테크놀러지 컴퍼니 | 구조적 프레임 냉각 매니폴드 |
DE112016000235T5 (de) * | 2015-01-19 | 2017-09-28 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Leistungsumsetzungsvorrichtung |
CN107231823B (zh) * | 2015-01-26 | 2019-11-05 | 日立汽车***株式会社 | 电力转换装置 |
JP6435905B2 (ja) * | 2015-02-13 | 2018-12-12 | 株式会社デンソー | 電力変換装置 |
JP6166743B2 (ja) * | 2015-02-20 | 2017-07-19 | 本田技研工業株式会社 | 電力変換装置 |
JP6349275B2 (ja) | 2015-03-05 | 2018-06-27 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
CN107466442B (zh) * | 2015-03-31 | 2019-08-20 | 日立汽车***株式会社 | 电力变换装置 |
JP6544021B2 (ja) * | 2015-04-24 | 2019-07-17 | 株式会社デンソー | 電力変換装置 |
WO2016181494A1 (ja) * | 2015-05-12 | 2016-11-17 | 三菱電機株式会社 | 車両用制御装置 |
WO2016180626A1 (en) * | 2015-05-13 | 2016-11-17 | Vacon Oy | Arrangement for oscillation dampening |
US9941234B2 (en) * | 2015-05-28 | 2018-04-10 | Ut-Battelle, Llc | Integrated packaging of multiple double sided cooling planar bond power modules |
CN106298688B (zh) * | 2015-05-28 | 2018-11-06 | 台达电子工业股份有限公司 | 封装型功率电路模块 |
JP6364384B2 (ja) * | 2015-07-01 | 2018-07-25 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
DE102015213164A1 (de) * | 2015-07-14 | 2017-01-19 | Conti Temic Microelectronic Gmbh | Leistungselektronikanordnung, Wechselrichter mit einer Leistungselektronikanordnung |
JP6575193B2 (ja) * | 2015-07-15 | 2019-09-18 | 富士電機株式会社 | 電力変換装置 |
JP6701637B2 (ja) * | 2015-07-21 | 2020-05-27 | ダイキン工業株式会社 | インバータ装置 |
US10137798B2 (en) * | 2015-08-04 | 2018-11-27 | Ford Global Technologies, Llc | Busbars for a power module assembly |
US10818573B2 (en) | 2015-08-26 | 2020-10-27 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Power semiconductor module with heat dissipation plate |
CN105429480B (zh) * | 2015-08-31 | 2017-06-16 | 乐视汽车(北京)有限公司 | 逆变器组件 |
US10135355B2 (en) | 2015-08-31 | 2018-11-20 | Faraday&Future Inc. | Inverter DC bus bar assembly |
US11218080B2 (en) | 2015-08-31 | 2022-01-04 | Faraday & Future Inc. | Inverter AC bus bar assembly |
US9241428B1 (en) * | 2015-08-31 | 2016-01-19 | Faraday & Future Inc. | Inverter assembly |
EP3145286B1 (en) * | 2015-09-15 | 2019-05-01 | ABB Schweiz AG | Heat dissipation in power electronic assemblies |
US9584061B1 (en) * | 2015-09-17 | 2017-02-28 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Electric drive systems including smoothing capacitor cooling devices and systems |
DE102015218303A1 (de) * | 2015-09-23 | 2017-03-23 | Continental Automotive Gmbh | Rohrkühler und Vorrichtung mit einem solchen |
US9762146B2 (en) | 2015-10-30 | 2017-09-12 | Faraday&Future Inc. | Methods and systems for interconnecting parallel IGBT modules |
US10253848B2 (en) | 2015-10-30 | 2019-04-09 | Faraday & Future Inc. | Thrust balanced planetary gear assemblies |
FR3043880B1 (fr) * | 2015-11-13 | 2017-12-29 | Valeo Systemes De Controle Moteur | Boitier pour un equipement electrique |
JP6488991B2 (ja) * | 2015-11-17 | 2019-03-27 | 株式会社デンソー | 電力変換装置 |
GB2545023B (en) * | 2015-12-04 | 2018-06-06 | General Electric Technology Gmbh | Improvements in or relating to converters |
JP6540496B2 (ja) * | 2015-12-17 | 2019-07-10 | 株式会社デンソー | 電力変換装置 |
EP3181284B1 (de) | 2015-12-17 | 2018-09-12 | Robert Bosch Gmbh | Stromrichterschaltung |
EP3206468B1 (de) * | 2016-02-15 | 2018-12-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Umrichter mit gleichspannungszwischenkreis |
US10146275B2 (en) * | 2016-02-17 | 2018-12-04 | Microsoft Technology Licensing, Llc | 3D printed thermal management system |
KR101835954B1 (ko) * | 2016-02-24 | 2018-04-19 | 엘에스산전 주식회사 | 전동기 구동 장치 |
JP6694589B2 (ja) * | 2016-06-02 | 2020-05-20 | 株式会社ジェイテクト | パワーモジュール |
JP6409027B2 (ja) * | 2016-07-07 | 2018-10-17 | 株式会社豊田中央研究所 | 電力変換装置 |
CN109451779B (zh) * | 2016-07-08 | 2020-10-16 | 三菱电机株式会社 | 半导体装置及电力转换装置 |
US10506744B2 (en) * | 2016-07-08 | 2019-12-10 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Power conversion device |
US20180097265A1 (en) * | 2016-09-30 | 2018-04-05 | Faraday&Future Inc. | Sealed battery compartment in electric vehicle |
US10777512B2 (en) * | 2016-10-11 | 2020-09-15 | King Abdullah University Of Science And Technology | Activatable electronic component destruction device |
JP6631463B2 (ja) * | 2016-10-17 | 2020-01-15 | 株式会社デンソー | 電力変換装置 |
JP6647189B2 (ja) | 2016-11-21 | 2020-02-14 | 三菱電機株式会社 | 半導体モジュール、半導体装置および電力装置 |
KR102440583B1 (ko) * | 2016-11-22 | 2022-09-05 | 현대자동차 주식회사 | 파워 유닛, 및 이를 구비한 전력변환장치 |
EP3340292B1 (en) * | 2016-12-21 | 2022-02-09 | Valeo Siemens eAutomotive Germany GmbH | Heat sink, power electronics unit comprising the heat sink and method for assembling the power electronics unit |
CN108347863A (zh) * | 2017-01-25 | 2018-07-31 | 全汉企业股份有限公司 | 电源供应装置 |
JP6885126B2 (ja) * | 2017-03-22 | 2021-06-09 | 富士電機株式会社 | インバータ装置 |
KR101950442B1 (ko) * | 2017-04-28 | 2019-02-20 | 엘에스산전 주식회사 | 서브모듈 |
KR102153159B1 (ko) * | 2017-06-12 | 2020-09-08 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 전력 반도체의 멀티칩 패키지 |
CN107166564B (zh) * | 2017-06-20 | 2023-05-19 | 珠海格力电器股份有限公司 | 热管换热器、空调控制散热组件、空调室外机和空调器 |
NL2019308B1 (en) * | 2017-07-20 | 2019-02-12 | E Traction Europe Bv | Motor drive unit with liquid cooling |
JP6693484B2 (ja) * | 2017-08-11 | 2020-05-13 | 株式会社デンソー | 電力変換装置 |
JP2019062696A (ja) * | 2017-09-27 | 2019-04-18 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | インバータユニット |
FR3071680B1 (fr) | 2017-09-28 | 2019-10-18 | Aciltek | Onduleur compact et vehicule automobile comprenant un tel onduleur |
US10424439B2 (en) * | 2017-10-13 | 2019-09-24 | Ford Global Technologies, Llc | Capacitor for inverter of electrified vehicle and associated method |
US10383263B2 (en) | 2017-11-08 | 2019-08-13 | Ford Global Technologies, Llc | Inverter capacitor system having internal cooling channel |
FR3076175B1 (fr) * | 2017-12-22 | 2020-01-10 | Valeo Siemens Eautomotive France Sas | Equipement electrique a paroi deportee |
CN107947536A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-04-20 | 北京天诚同创电气有限公司 | 一种三相功率模块 |
EP3522690B2 (en) * | 2018-02-02 | 2023-12-06 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Inverter |
US11107761B2 (en) | 2018-02-06 | 2021-08-31 | Denso Corporation | Semiconductor device |
CA3091748A1 (en) * | 2018-03-05 | 2019-09-12 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | Electrical appliance arrangement having an electrical appliance which can be fastened to a support element, in particular a wall |
JP2019161884A (ja) * | 2018-03-14 | 2019-09-19 | 株式会社豊田自動織機 | 電力変換装置 |
JP2019186403A (ja) | 2018-04-11 | 2019-10-24 | トヨタ自動車株式会社 | 半導体装置 |
JP7314602B2 (ja) * | 2018-04-25 | 2023-07-26 | ニデック株式会社 | インバータ制御装置 |
DE102018111619A1 (de) | 2018-05-15 | 2019-11-21 | Valeo Siemens Eautomotive Germany Gmbh | Gehäuse für einen Inverter mit Kühlsystem für einen Elektroantrieb |
DE102018113372A1 (de) | 2018-06-05 | 2019-12-05 | Valeo Siemens Eautomotive Germany Gmbh | Inverter mit Kühlsystem für einen Elektroantrieb |
US10477733B1 (en) | 2018-06-14 | 2019-11-12 | Ford Global Technologies, Llc | Inverter capacitor system having internal cooling channel |
KR102575151B1 (ko) * | 2018-07-17 | 2023-09-06 | 현대자동차주식회사 | 인버터의 병렬형 파워모듈용 냉각기 모듈 |
DE112019003699T5 (de) * | 2018-07-25 | 2021-04-08 | Denso Corporation | Leistungsmodul und elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung |
JP6915633B2 (ja) | 2018-07-25 | 2021-08-04 | 株式会社デンソー | 電力変換装置 |
JP7103109B2 (ja) * | 2018-09-21 | 2022-07-20 | 富士電機株式会社 | 半導体モジュールおよび車両 |
US11255534B2 (en) * | 2018-10-03 | 2022-02-22 | Coretronic Corporation | Thermal module and projector |
US11070140B2 (en) * | 2018-10-25 | 2021-07-20 | Eaton Intelligent Power Limited | Low inductance bus assembly and power converter apparatus including the same |
JP7187992B2 (ja) * | 2018-11-06 | 2022-12-13 | 富士電機株式会社 | 半導体モジュールおよび車両 |
TWI687960B (zh) * | 2018-11-12 | 2020-03-11 | 台灣積體電路製造股份有限公司 | 離子佈植設備與其散熱構件 |
KR102625685B1 (ko) * | 2018-11-14 | 2024-01-17 | 엘지전자 주식회사 | 전력모듈 및 그의 제조방법, 전력모듈을 구비한 인버터 장치 |
CN111315182B (zh) * | 2018-12-12 | 2022-02-08 | 台达电子工业股份有限公司 | 整合式电子装置 |
US11705774B2 (en) | 2018-12-27 | 2023-07-18 | Abb Schweiz Ag | Industrial electrical machine system and electronics module |
CN109751122A (zh) * | 2019-01-15 | 2019-05-14 | 北京理工大学 | 一种多功能apu模块及混合动力无人平台 |
JP7135930B2 (ja) * | 2019-02-20 | 2022-09-13 | 株式会社デンソー | 半導体モジュールとそれを用いた電力変換装置 |
DE102019116194A1 (de) * | 2019-06-14 | 2020-12-17 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Leistungselektronische Baugruppe, elektrische Antriebseinheit sowie Kraftfahrzeug |
DE102019116196A1 (de) * | 2019-06-14 | 2020-12-17 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Vorrichtung, elektrische Antriebseinheit sowie Kraftfahrzeug |
CN110943656A (zh) * | 2019-12-10 | 2020-03-31 | 东风汽车集团有限公司 | 一种混动车用集成dcdc的双电机控制器结构 |
JP6945671B2 (ja) * | 2020-02-28 | 2021-10-06 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
US11909192B2 (en) * | 2020-06-26 | 2024-02-20 | Lear Corporation | High-voltage junction box wire tray |
US11528817B2 (en) * | 2020-07-30 | 2022-12-13 | Don E. Galloway | Portable power source apparatus |
KR20220052103A (ko) | 2020-10-20 | 2022-04-27 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 배터리 디스커넥트 유닛 |
CN112271410A (zh) * | 2020-10-20 | 2021-01-26 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种动力电池和驾驶设备 |
US11622479B2 (en) * | 2020-10-29 | 2023-04-04 | Ford Global Technologies, Llc | Liquid cooled terminal block assemblies |
US11224147B1 (en) * | 2020-11-19 | 2022-01-11 | GM Global Technology Operations LLC | Direct cooling of inverter switches |
JP7425718B2 (ja) * | 2020-12-14 | 2024-01-31 | 本田技研工業株式会社 | 電動装置 |
DE102020216318A1 (de) * | 2020-12-18 | 2022-06-23 | Zf Friedrichshafen Ag | Leistungsmodul zum Betreiben eines Elektrofahrzeugantriebs |
KR20220145653A (ko) * | 2021-04-22 | 2022-10-31 | 현대자동차주식회사 | 전력 변환 장치 |
US20220386516A1 (en) * | 2021-05-26 | 2022-12-01 | Ferrari S.P.A. | Compact electronic power converter to control at least one electric motor of a vehicle |
JP7366082B2 (ja) * | 2021-06-18 | 2023-10-20 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
GB2608996A (en) * | 2021-07-15 | 2023-01-25 | Yasa Ltd | Cooling apparatus |
US20230232598A1 (en) * | 2022-01-14 | 2023-07-20 | Lite-On Singapore Pte Ltd | Power supply unit, liquid cooled enclosure and method thereof |
DE102022202828A1 (de) | 2022-03-23 | 2023-09-28 | Magna powertrain gmbh & co kg | Stromrichter mit einer Kühlvorrichtung und Verfahren zum Kühlen eines Stromrichters |
CN117117251B (zh) * | 2023-09-21 | 2024-06-14 | 北京理工大学 | 一种燃料电池加热技术和温度控制方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000060149A (ja) * | 1998-08-12 | 2000-02-25 | Aisin Aw Co Ltd | インバータ装置 |
JP2001352023A (ja) * | 2000-06-08 | 2001-12-21 | Denso Corp | 冷媒冷却型両面冷却半導体装置 |
JP2004128099A (ja) * | 2002-10-01 | 2004-04-22 | Hitachi Ltd | 水冷インバータ |
JP2007295765A (ja) * | 2006-04-27 | 2007-11-08 | Hitachi Ltd | 電力変換装置 |
JP2007299781A (ja) * | 2006-04-27 | 2007-11-15 | Hitachi Ltd | 電気回路装置及び電気回路モジュール並びに電力変換装置 |
Family Cites Families (60)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07194139A (ja) * | 1993-12-27 | 1995-07-28 | Hitachi Ltd | 電気自動車用インバータの冷却装置 |
JP3022178B2 (ja) * | 1994-06-21 | 2000-03-15 | 日産自動車株式会社 | パワーデバイスチップの実装構造 |
US5740015A (en) * | 1996-05-02 | 1998-04-14 | Chrysler Corporation | Heat exchanger |
JP3225847B2 (ja) * | 1996-08-30 | 2001-11-05 | 株式会社日立製作所 | 半導体モジュール |
DE19645636C1 (de) * | 1996-11-06 | 1998-03-12 | Telefunken Microelectron | Leistungsmodul zur Ansteuerung von Elektromotoren |
JPH11346480A (ja) * | 1998-06-02 | 1999-12-14 | Hitachi Ltd | インバータ装置 |
JP2000221938A (ja) * | 1999-02-03 | 2000-08-11 | Hitachi Ltd | 駆動装置及びこれを用いた表示装置 |
US6330926B1 (en) * | 1999-09-15 | 2001-12-18 | Hill-Rom Services, Inc. | Stretcher having a motorized wheel |
JP3525832B2 (ja) | 1999-11-24 | 2004-05-10 | 株式会社デンソー | 半導体装置 |
US6414867B2 (en) * | 2000-02-16 | 2002-07-02 | Hitachi, Ltd. | Power inverter |
EP2234154B1 (en) * | 2000-04-19 | 2016-03-30 | Denso Corporation | Coolant cooled type semiconductor device |
JP2002026251A (ja) * | 2000-07-11 | 2002-01-25 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
JP3642012B2 (ja) * | 2000-07-21 | 2005-04-27 | 株式会社日立製作所 | 半導体装置,電力変換装置及び自動車 |
JP3723869B2 (ja) * | 2001-03-30 | 2005-12-07 | 株式会社日立製作所 | 半導体装置 |
JP3676719B2 (ja) * | 2001-10-09 | 2005-07-27 | 株式会社日立製作所 | 水冷インバータ |
US7177153B2 (en) * | 2002-01-16 | 2007-02-13 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Vehicle drive module having improved cooling configuration |
JP4220731B2 (ja) * | 2002-06-19 | 2009-02-04 | 三菱電機株式会社 | 電力用半導体装置 |
JP3847691B2 (ja) | 2002-09-26 | 2006-11-22 | 三菱電機株式会社 | 電力用半導体装置 |
US7658885B2 (en) * | 2002-12-18 | 2010-02-09 | Panasonic Corporation | Micropump, micropump unit including the micropump, sample processing chip for use with the unit, and sheet connector for use with the unit |
US7009291B2 (en) * | 2002-12-25 | 2006-03-07 | Denso Corporation | Semiconductor module and semiconductor device |
JP3729174B2 (ja) * | 2002-12-27 | 2005-12-21 | 日産自動車株式会社 | インバータ装置の平滑コンデンサ配置構造 |
JP3969360B2 (ja) * | 2003-07-03 | 2007-09-05 | 株式会社デンソー | 冷却装置及びこれを備えた電力変換装置 |
JP4007304B2 (ja) | 2003-10-14 | 2007-11-14 | 株式会社デンソー | 半導体装置の冷却構造 |
JP3978424B2 (ja) | 2003-12-10 | 2007-09-19 | トヨタ自動車株式会社 | 半導体モジュール、半導体装置および負荷駆動装置 |
JP2005175163A (ja) * | 2003-12-10 | 2005-06-30 | Toyota Motor Corp | 半導体モジュールの冷却構造 |
JP2005237141A (ja) * | 2004-02-20 | 2005-09-02 | Toyota Motor Corp | インバータおよびインバータの製造方法 |
FR2872992B1 (fr) * | 2004-07-09 | 2006-09-29 | Valeo Vision Sa | Assemblage electronique a drain thermique notamment pour module de commande de lampe a decharge de projecteurs de vehicule automobile |
JP2006074963A (ja) * | 2004-09-06 | 2006-03-16 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 電力変換装置 |
JP4379339B2 (ja) * | 2005-01-19 | 2009-12-09 | トヨタ自動車株式会社 | 半導体冷却装置 |
JP2006262665A (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Toyota Motor Corp | 車両用インバータユニット |
JP4284625B2 (ja) * | 2005-06-22 | 2009-06-24 | 株式会社デンソー | 三相インバータ装置 |
JP4581885B2 (ja) * | 2005-07-22 | 2010-11-17 | 株式会社デンソー | 半導体装置 |
JP4979909B2 (ja) | 2005-08-19 | 2012-07-18 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置 |
JP4603956B2 (ja) * | 2005-08-26 | 2010-12-22 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
JP4859443B2 (ja) * | 2005-11-17 | 2012-01-25 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
JP4848187B2 (ja) * | 2006-01-17 | 2011-12-28 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
JP2007251076A (ja) | 2006-03-20 | 2007-09-27 | Hitachi Ltd | パワー半導体モジュール |
US7551439B2 (en) * | 2006-03-28 | 2009-06-23 | Delphi Technologies, Inc. | Fluid cooled electronic assembly |
JP4434181B2 (ja) * | 2006-07-21 | 2010-03-17 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置 |
JP2008061185A (ja) | 2006-09-04 | 2008-03-13 | Nec Corp | スライド式携帯端末 |
JP4751810B2 (ja) * | 2006-11-02 | 2011-08-17 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
JP4436843B2 (ja) * | 2007-02-07 | 2010-03-24 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置 |
JP4293246B2 (ja) * | 2007-02-19 | 2009-07-08 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置 |
JP2008228398A (ja) * | 2007-03-09 | 2008-09-25 | Toyota Motor Corp | 電力変換装置 |
JP4807581B2 (ja) * | 2007-03-12 | 2011-11-02 | 昭栄化学工業株式会社 | ニッケル粉末、その製造方法、導体ペーストおよびそれを用いた積層セラミック電子部品 |
JP4305537B2 (ja) * | 2007-03-15 | 2009-07-29 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置 |
JP5227532B2 (ja) | 2007-04-02 | 2013-07-03 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | インバータ回路用の半導体モジュール |
JP5099417B2 (ja) * | 2007-05-22 | 2012-12-19 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | 半導体モジュール及びインバータ装置 |
US7710723B2 (en) * | 2007-07-17 | 2010-05-04 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Vehicle inverter assembly with cooling channels |
JP4452953B2 (ja) * | 2007-08-09 | 2010-04-21 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
JP4580997B2 (ja) | 2008-03-11 | 2010-11-17 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
US8267227B2 (en) * | 2008-07-22 | 2012-09-18 | Akebono Brake Corporation | Lever assembly featuring blind cable assembly |
JP4708459B2 (ja) * | 2008-07-29 | 2011-06-22 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
US8357732B2 (en) * | 2010-03-14 | 2013-01-22 | Mehdi Sadat-Shojai | Method for production of biocompatible nanoparticles containing dental adhesive |
JP5422468B2 (ja) * | 2010-04-01 | 2014-02-19 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
US8174831B2 (en) * | 2010-07-20 | 2012-05-08 | GM Global Technology Operations LLC | Heating circuit and electronics assembly |
JP5437943B2 (ja) * | 2010-07-26 | 2014-03-12 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | パワー半導体ユニット、パワーモジュールおよびそれらの製造方法 |
JP5542646B2 (ja) * | 2010-12-24 | 2014-07-09 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | パワーモジュールの製造方法、パワーモジュールの設計方法 |
EP2682985B1 (en) * | 2011-03-04 | 2018-10-10 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Semiconductor module and semiconductor module manufacturing method |
JP5747963B2 (ja) * | 2012-10-02 | 2015-07-15 | 株式会社デンソー | 電力変換装置 |
-
2008
- 2008-03-11 JP JP2008061185A patent/JP4580997B2/ja active Active
-
2009
- 2009-02-19 US US12/388,910 patent/US7978471B2/en active Active
- 2009-02-20 CN CN2009100049568A patent/CN101534069B/zh active Active
- 2009-02-20 CN CN201110228218.9A patent/CN102291034B/zh active Active
- 2009-02-20 EP EP17150433.5A patent/EP3188352B1/en active Active
- 2009-02-20 CN CN201410791099.1A patent/CN104506050B/zh active Active
- 2009-02-20 EP EP12195707.0A patent/EP2579439B1/en active Active
- 2009-02-20 EP EP09002478.7A patent/EP2101402B1/en active Active
-
2010
- 2010-03-05 JP JP2010049486A patent/JP5248542B2/ja active Active
- 2010-03-05 JP JP2010049476A patent/JP5247745B2/ja active Active
-
2011
- 2011-06-03 US US13/152,505 patent/US8416574B2/en active Active
-
2013
- 2013-03-07 US US13/788,805 patent/US8917509B2/en active Active
-
2014
- 2014-11-18 US US14/546,458 patent/US9042101B2/en active Active
-
2015
- 2015-04-14 US US14/686,375 patent/US9137932B2/en active Active
- 2015-08-10 US US14/822,446 patent/US9648791B2/en active Active
-
2017
- 2017-04-10 US US15/483,630 patent/US10524398B2/en active Active
-
2019
- 2019-11-18 US US16/686,310 patent/US10966355B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000060149A (ja) * | 1998-08-12 | 2000-02-25 | Aisin Aw Co Ltd | インバータ装置 |
JP2001352023A (ja) * | 2000-06-08 | 2001-12-21 | Denso Corp | 冷媒冷却型両面冷却半導体装置 |
JP2004128099A (ja) * | 2002-10-01 | 2004-04-22 | Hitachi Ltd | 水冷インバータ |
JP2007295765A (ja) * | 2006-04-27 | 2007-11-08 | Hitachi Ltd | 電力変換装置 |
JP2007299781A (ja) * | 2006-04-27 | 2007-11-15 | Hitachi Ltd | 電気回路装置及び電気回路モジュール並びに電力変換装置 |
Cited By (35)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8564953B2 (en) | 2010-01-29 | 2013-10-22 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor power module, inverter/converter including the same, and method of manufacturing a cooling jacket for semiconductor power module |
US10512181B2 (en) | 2010-06-21 | 2019-12-17 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Power semiconductor device and power conversion device |
US9831799B2 (en) | 2010-06-21 | 2017-11-28 | Hitachi Automotive-Systems, Ltd. | Power converter device having coolant flow paths |
JP2015156800A (ja) * | 2010-06-21 | 2015-08-27 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | パワー半導体装置及びそれを用いた電力変換装置 |
JP2021052587A (ja) * | 2010-06-21 | 2021-04-01 | 日立Astemo株式会社 | パワー半導体装置及びそれを用いた電力変換装置 |
JP2016182037A (ja) * | 2010-06-21 | 2016-10-13 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | パワー半導体装置及びそれを用いた電力変換装置 |
US11432419B2 (en) | 2010-06-21 | 2022-08-30 | Hitachi Astemo, Ltd. | Power semiconductor device and power conversion device |
WO2011162241A1 (ja) * | 2010-06-21 | 2011-12-29 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
CN102948064A (zh) * | 2010-06-21 | 2013-02-27 | 日立汽车***株式会社 | 电力转换装置 |
JP2012005323A (ja) * | 2010-06-21 | 2012-01-05 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 電力変換装置 |
US10034401B2 (en) | 2010-06-21 | 2018-07-24 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Power semiconductor device and power conversion device |
JP2014027877A (ja) * | 2010-06-21 | 2014-02-06 | Hitachi Automotive Systems Ltd | パワー半導体装置 |
US9179581B2 (en) | 2010-06-21 | 2015-11-03 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Power semiconductor device and power conversion device |
JPWO2012043088A1 (ja) * | 2010-09-30 | 2014-02-06 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
JP5592496B2 (ja) * | 2010-09-30 | 2014-09-17 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
WO2012043088A1 (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-05 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
JP2012139014A (ja) * | 2010-12-27 | 2012-07-19 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 車両用電力変換装置 |
WO2012090667A1 (ja) * | 2010-12-27 | 2012-07-05 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 車両用電力変換装置 |
JP2012249457A (ja) * | 2011-05-30 | 2012-12-13 | Denso Corp | 半導体モジュール、及び、それを用いた駆動装置 |
JP2013009501A (ja) * | 2011-06-24 | 2013-01-10 | Hitachi Automotive Systems Ltd | パワー半導体モジュール及びそれを用いた電力変換装置 |
WO2012176706A1 (ja) * | 2011-06-24 | 2012-12-27 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | パワー半導体モジュール及びそれを用いた電力変換装置 |
US9433134B2 (en) | 2011-06-24 | 2016-08-30 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Power semiconductor module and power converter using the same |
JP2014171342A (ja) * | 2013-03-05 | 2014-09-18 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 配線板およびそれを用いた電力変換装置 |
WO2016017267A1 (ja) * | 2014-08-01 | 2016-02-04 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
JP2016036194A (ja) * | 2014-08-01 | 2016-03-17 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
US10128625B2 (en) | 2014-11-18 | 2018-11-13 | General Electric Company | Bus bar and power electronic device with current shaping terminal connector and method of making a terminal connector |
CN107026011B (zh) * | 2016-01-29 | 2018-09-18 | 本田技研工业株式会社 | 电容器的配置构造 |
CN107026011A (zh) * | 2016-01-29 | 2017-08-08 | 本田技研工业株式会社 | 电容器的配置构造 |
JP2017135901A (ja) * | 2016-01-29 | 2017-08-03 | 本田技研工業株式会社 | コンデンサの配置構造 |
CN110058139A (zh) * | 2018-01-15 | 2019-07-26 | 英飞凌科技股份有限公司 | 用于并联双侧冷却功率模块的温度感测与故障检测 |
CN110058139B (zh) * | 2018-01-15 | 2021-08-10 | 英飞凌科技股份有限公司 | 用于并联双侧冷却功率模块的温度感测与故障检测 |
WO2020078748A1 (fr) * | 2018-10-17 | 2020-04-23 | Valeo Systemes De Controle Moteur | Equipement electronique pour vehicule |
FR3087617A1 (fr) * | 2018-10-17 | 2020-04-24 | Valeo Systemes De Controle Moteur | Equipement electronique pour vehicule |
US11558983B2 (en) | 2018-10-17 | 2023-01-17 | Valeo Systemes De Controle Moteur | Electronic equipment for a vehicle |
FR3144738A1 (fr) * | 2022-12-29 | 2024-07-05 | Valeo Eautomotive France Sas | Convertisseur d’énergie électrique destiné à être couplé à un dispositif d’échange thermique |
Also Published As
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5247745B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP5211220B2 (ja) | インバータ回路用の半導体モジュール | |
JP4436843B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP6259893B2 (ja) | 半導体モジュール及びこれを備えた電力変換装置 | |
JP5162518B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP5474128B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP5739956B2 (ja) | 半導体モジュールおよびこれを用いた電力変換装置 | |
JP6181136B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP5551808B2 (ja) | 半導体モジュール及びこれを備えた電力変換装置 | |
JP5989057B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP6047599B2 (ja) | 半導体モジュール及びこれを備えた電力変換装置 | |
JP5706563B2 (ja) | 半導体モジュール及びこれを備えた電力変換装置 | |
JP6368763B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP6782809B2 (ja) | 半導体モジュール及びこれを備えた電力変換装置 | |
JP6511506B2 (ja) | 半導体モジュール及びこれを備えた電力変換装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110304 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110304 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20121128 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121204 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130201 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130312 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130410 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5248542 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160419 Year of fee payment: 3 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |