JP6314784B2

JP6314784B2 - Power converter

Info

Publication number: JP6314784B2
Application number: JP2014209160A
Authority: JP
Inventors: 健一大濱
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-10-10
Filing date: 2014-10-10
Publication date: 2018-04-25
Anticipated expiration: 2034-10-10
Also published as: JP2016082625A

Description

本発明は、ヒューズを備える電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power conversion device including a fuse.

直流電力と交流電力との間で電力変換を行う電力変換装置として、外郭をなすケースと、該ケースに取り付けられた入力コネクタとを備えるものが知られている（下記特許文献１参照）。上記ケース内には、半導体モジュールやコンデンサ等の電子部品が収納されている。上記電力変換装置は、上記入力コネクタを用いて、ケース内に収納された上記電子部品と、ケースの外側に配された直流電源とを電気接続するよう構成されている。 2. Description of the Related Art As a power conversion device that performs power conversion between DC power and AC power, a power conversion device that includes an outer case and an input connector attached to the case is known (see Patent Document 1 below). Electronic parts such as semiconductor modules and capacitors are accommodated in the case. The power conversion device is configured to electrically connect the electronic component housed in the case and a DC power source disposed outside the case using the input connector.

入力コネクタからは、上記直流電源に接続される入力ケーブルと、他の外部機器に接続される外部ケーブルとが延出している。上記電力変換装置は、上記入力ケーブルを介して直流電源から供給される直流電流の一部を、入力コネクタ内で分岐し、上記外部ケーブルを介して、上記外部機器に供給するよう構成されている。 An input cable connected to the DC power source and an external cable connected to another external device extend from the input connector. The power conversion device is configured to branch a part of a direct current supplied from a direct-current power source via the input cable in the input connector and supply the part to the external device via the external cable. .

入力コネクタ内には、ヒューズが配されている。ヒューズは、外部機器への電流の供給経路上に設けられており、過電流が流れると溶断するようになっている。このヒューズにより、外部機器を過電流から保護している。 A fuse is disposed in the input connector. The fuse is provided on a current supply path to an external device, and is blown when an overcurrent flows. This fuse protects external equipment from overcurrent.

特開２００９−２１８２６０号公報JP 2009-218260 A

しかしながら上記電力変換装置は、ヒューズ周辺に設けられた部材、例えばヒューズに接続した配線や、入力コネクタとケースとの間に配されたコネクタシール部等の寿命が短くなりやすいという問題がある。すなわち、外部機器を稼働させるとヒューズに電流が流れ、この電流によってヒューズが発熱する。上述したように、ヒューズは入力コネクタ内に設けられており、積極的に冷却できるようになっていない。そのため、ヒューズの温度が上昇しやすく、ヒューズ周辺に配された上記部材の温度も上昇しやすい。したがって、これらの部材の寿命が短くなりやすい。 However, the power conversion device has a problem that the life of members provided around the fuse, for example, wiring connected to the fuse, connector seal portion disposed between the input connector and the case, etc. is likely to be shortened. That is, when an external device is operated, a current flows through the fuse, and the fuse generates heat due to this current. As described above, the fuse is provided in the input connector and cannot be actively cooled. For this reason, the temperature of the fuse is likely to rise, and the temperature of the member disposed around the fuse is likely to rise. Therefore, the lifetime of these members tends to be shortened.

また、上記電力変換装置は、ヒューズの温度が上昇しやすいため、ヒューズから発生した熱がケース内の他の電子部品に伝わり、この電子部品の温度が上昇しやすいという問題がある。 In addition, since the temperature of the fuse is likely to rise, the power conversion device has a problem that heat generated from the fuse is transmitted to other electronic components in the case and the temperature of the electronic components is likely to rise.

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、ヒューズ周辺に配された部材の長寿命化を図ることができ、ヒューズから発生した熱による電子部品の温度上昇を抑制できる電力変換装置を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of such a background, and provides a power conversion device capable of extending the life of members disposed around a fuse and suppressing the temperature rise of electronic components due to heat generated from the fuse. It is something to try.

本発明の一態様は、半導体素子を内蔵した半導体モジュールと、
該半導体モジュールを冷却する冷却器と、
上記半導体モジュール及び上記冷却器を収容する金属製のケースと、
直流電源から上記半導体モジュールに供給される直流電流の一部を分岐して、上記ケースの外側に設けられた外部機器に供給するための電流分岐経路上に設けられ、上記ケース内に配されたヒューズとを備え、
該ケースは、上記冷却器に接触した冷却壁部を有し、
上記ヒューズは上記冷却壁部に固定されていることを特徴とする電力変換装置にある。 One embodiment of the present invention is a semiconductor module including a semiconductor element;
A cooler for cooling the semiconductor module;
A metal case for housing the semiconductor module and the cooler;
A part of a direct current supplied from the direct current power source to the semiconductor module is branched and provided on a current branch path for supplying to an external device provided on the outside of the case. With fuse,
The case has a cooling wall portion in contact with the cooler,
In the power converter, the fuse is fixed to the cooling wall.

上記電力変換装置においては、ケースに、上記冷却器に接触した冷却壁部を形成してある。そして、この冷却壁部に、上記ヒューズを固定してある。
そのため、冷却器によって冷却壁部を冷却することができ、この冷却壁部に固定されたヒューズをも冷却することができる。したがって、ヒューズの温度上昇を抑制でき、ヒューズ周辺に配された部材、例えばヒューズに接続した配線等の温度上昇を抑制できる。そのため、上記部材の長寿命化を図ることができる。また、ヒューズを冷却できるため、ヒューズから発生した熱がケース内の他の電子部品に伝わって、該電子部品の温度が上昇する問題を抑制できる。 In the power converter, a cooling wall portion in contact with the cooler is formed in the case. The fuse is fixed to the cooling wall.
Therefore, the cooling wall portion can be cooled by the cooler, and the fuse fixed to the cooling wall portion can also be cooled. Therefore, the temperature rise of the fuse can be suppressed, and the temperature rise of the members arranged around the fuse, for example, the wiring connected to the fuse can be suppressed. Therefore, the lifetime of the member can be extended. Further, since the fuse can be cooled, it is possible to suppress the problem that the heat generated from the fuse is transmitted to other electronic components in the case and the temperature of the electronic components rises.

以上のごとく、本発明によれば、ヒューズ周辺に配された部材の長寿命化を図ることができ、ヒューズから発生した熱による電子部品の温度上昇を抑制できる電力変換装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a power conversion device that can extend the life of members disposed around a fuse and suppress an increase in temperature of an electronic component due to heat generated from the fuse. .

実施例１における、電力変換装置の断面図であって、図３のI-I断面図。It is sectional drawing of the power converter device in Example 1, Comprising: II sectional drawing of FIG. 実施例１における、電力変換装置の断面図であって、図３のII-II断面図。It is sectional drawing of the power converter device in Example 1, Comprising: II-II sectional drawing of FIG. 図１のIII-III断面図。III-III sectional drawing of FIG. 図１のIV-IV断面図。IV-IV sectional drawing of FIG. 実施例１における、ヒューズを固定した冷却壁部の斜視図。The perspective view of the cooling wall part which fixed the fuse in Example 1. FIG. 実施例１における、ヒューズの斜視図。3 is a perspective view of a fuse in Embodiment 1. FIG. 実施例１における、ヒューズ保持具の斜視図。3 is a perspective view of a fuse holder in Embodiment 1. FIG. 実施例１における、ヒューズを取り付けたヒューズ保持具の斜視図。The perspective view of the fuse holder which attached the fuse in Example 1. FIG. 実施例１における、ケース本体部の斜視図。The perspective view of the case main-body part in Example 1. FIG. 実施例１における、電力変換装置の回路図。The circuit diagram of the power converter device in Example 1. FIG. 実施例２における、電力変換装置の断面図。Sectional drawing of the power converter device in Example 2. FIG. 実施例３における、電力変換装置の断面図。Sectional drawing of the power converter device in Example 3. FIG.

上記電力変換装置は、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載するための、車載用電力変換装置とすることができる。 The power conversion device can be a vehicle-mounted power conversion device to be mounted on a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle.

（実施例１）
上記電力変換装置に係る実施例について、図１〜図１０を用いて説明する。図１、図２に示すごとく、本例の電力変換装置１は、半導体モジュール２と、冷却器３と、ヒューズ４と、金属製のケース５とを備える。 Example 1
The Example which concerns on the said power converter device is described using FIGS. 1-10. As shown in FIGS. 1 and 2, the power conversion device 1 of this example includes a semiconductor module 2, a cooler 3, a fuse 4, and a metal case 5.

半導体モジュール２には、半導体素子２０（図１０参照）が内蔵されている。冷却器３は、半導体モジュール２を冷却している。また、半導体モジュール２と冷却器３とは、ケース５に収容されている。 The semiconductor module 2 includes a semiconductor element 20 (see FIG. 10). The cooler 3 cools the semiconductor module 2. Further, the semiconductor module 2 and the cooler 3 are accommodated in a case 5.

図１０に示すごとく、ヒューズ４は、直流電源８から半導体モジュール２に供給される直流電流Ｉの一部を分岐して、ケース５の外側に設けられた外部機器８１に供給するための電流分岐経路１１上に設けられている。図１、図２に示すごとく、ヒューズ４は、ケース５内に配されている。
ケース５は、冷却器３に接触した冷却壁部５０を備える。上記ヒューズ４は、この冷却壁部５０に固定されている。 As shown in FIG. 10, the fuse 4 branches a part of the direct current I supplied from the direct current power supply 8 to the semiconductor module 2 and supplies it to an external device 81 provided outside the case 5. It is provided on the path 11. As shown in FIGS. 1 and 2, the fuse 4 is arranged in the case 5.
The case 5 includes a cooling wall portion 50 that is in contact with the cooler 3. The fuse 4 is fixed to the cooling wall 50.

本例の電力変換装置１は、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載するための、車載用電力変換装置である。また、本例の外部機器８１は、車載エアコンである。 The power conversion device 1 of this example is a vehicle-mounted power conversion device to be mounted on a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle. Moreover, the external device 81 of this example is a vehicle-mounted air conditioner.

図１０に示すごとく、本例の電力変換装置１は、複数の半導体モジュール２と、コンデンサ６とを備える。複数の半導体モジュール２によって、インバータ回路２００が構成されている。コンデンサ６は、直流電源８の電圧を平滑化している。電力変換装置１は、半導体素子２０（ＩＧＢＴ素子）をスイッチング動作させることにより、直流電力を交流電力に変換するよう構成されている。本例では、得られた交流電力を用いて三相交流モータ８２を駆動し、上記車両を走行させている。 As shown in FIG. 10, the power conversion device 1 of this example includes a plurality of semiconductor modules 2 and a capacitor 6. An inverter circuit 200 is constituted by the plurality of semiconductor modules 2. The capacitor 6 smoothes the voltage of the DC power supply 8. The power conversion device 1 is configured to convert DC power into AC power by switching the semiconductor element 20 (IGBT element). In this example, a three-phase AC motor 82 is driven using the obtained AC power to drive the vehicle.

直流電源８から半導体モジュール２へ供給される直流電流Ｉの一部は分岐され、電流分岐経路１１を流れて、外部機器８１に供給される。この電流分岐経路１１上に、ヒューズ４が設けられている。外部機器８１に過電流が流れるとヒューズ４が溶断する。これにより、外部機器８１を過電流から保護している。 A part of the direct current I supplied from the direct current power supply 8 to the semiconductor module 2 is branched, flows through the current branch path 11, and is supplied to the external device 81. A fuse 4 is provided on the current branch path 11. When an overcurrent flows through the external device 81, the fuse 4 is blown. This protects the external device 81 from overcurrent.

図１に示すごとく、本例の電力変換装置１は、入力端子７０と、出力端子７２と、外部端子７１とを備える。入力端子７０は、直流電源８（図１０参照）に接続される。出力端子７２は、三相交流モータ８２に接続される。また、外部端子７１は、上述した電流分岐経路１１上に形成されている。外部端子７１は、外部機器８１に接続される。これら入力端子７０と、出力端子７２と、外部端子７１とは、樹脂製の端子台７（図３参照）上に載置されている。 As shown in FIG. 1, the power conversion device 1 of this example includes an input terminal 70, an output terminal 72, and an external terminal 71. The input terminal 70 is connected to the DC power source 8 (see FIG. 10). The output terminal 72 is connected to the three-phase AC motor 82. The external terminal 71 is formed on the current branch path 11 described above. The external terminal 71 is connected to the external device 81. The input terminal 70, the output terminal 72, and the external terminal 71 are placed on a resin terminal block 7 (see FIG. 3).

入力端子７０には、正入力端子７０ｐと負入力端子７０ｎとがある。また、外部端子７１には、正外部端子７１ｐと負外部端子７１ｎとがある。負入力端子７０ｎは負外部端子７１ｎと一体的に形成されている。また、正入力端子７０ｐは、第１配線１１１を介して、ヒューズ４の一方の電極４１ａに接続している。正外部端子７１ｐは、第２配線１１２を介して、ヒューズ４の他方の電極４１ｂに接続している。 The input terminal 70 includes a positive input terminal 70p and a negative input terminal 70n. The external terminal 71 includes a positive external terminal 71p and a negative external terminal 71n. The negative input terminal 70n is formed integrally with the negative external terminal 71n. The positive input terminal 70 p is connected to one electrode 41 a of the fuse 4 via the first wiring 111. The normal external terminal 71 p is connected to the other electrode 41 b of the fuse 4 through the second wiring 112.

図１、図３に示すごとく、ケース５には、コネクタ１８が取り付けられている。コネクタ１８内の端子１８０を、上記入力端子７０、出力端子７２、外部端子７１に接続してある。このコネクタ１８を介して、入力端子７０と直流電源８とを電気接続し、また、出力端子７２と三相交流モータ８２とを電気接続している。また、コネクタ１８を介して、外部端子７１と外部機器８１とを電気接続している。 As shown in FIGS. 1 and 3, a connector 18 is attached to the case 5. A terminal 180 in the connector 18 is connected to the input terminal 70, output terminal 72, and external terminal 71. Via the connector 18, the input terminal 70 and the DC power supply 8 are electrically connected, and the output terminal 72 and the three-phase AC motor 82 are electrically connected. Further, the external terminal 71 and the external device 81 are electrically connected via the connector 18.

ケース５には、コネクタ１８を挿入するためのコネクタ挿入孔５８が形成されている。このコネクタ挿入孔５８の周囲に、コネクタシール部１９が設けられている。このコネクタシール部１９によって、コネクタ１８とケース５との間をシールしてある。 In the case 5, a connector insertion hole 58 for inserting the connector 18 is formed. A connector seal portion 19 is provided around the connector insertion hole 58. The connector seal portion 19 seals between the connector 18 and the case 5.

図９に示すごとく、上記冷却壁部５０は、ケース５の内側に設けられた内側冷却壁部５０ａと、該内側冷却壁部５０ａよりもケース５の外側に設けられた外側冷却壁部５０ｂとからなる。内側冷却壁部５０ａには、該内側冷却壁部５０ａの厚さ方向（Ｘ方向）に貫通した貫通孔５２（５２ａ，５２ｂ）が形成されている。内側冷却壁部５０ａには、貫通孔５２（５２ａ，５２ｂ）が２つ形成されている。図２に示すごとく、一方の貫通孔５２ａは、Ｘ方向において冷却器３に隣り合う位置に形成されている。他方の貫通孔５２ｂ内には、ヒューズ４が配されている。これらの貫通孔５２を、外側冷却壁部５０ｂによって塞いである。冷却器３は、外側冷却壁部５０ｂに接触している。また、ヒューズ４は、外側冷却壁部５０ｂに固定されている。 As shown in FIG. 9, the cooling wall 50 includes an inner cooling wall 50a provided inside the case 5, and an outer cooling wall 50b provided outside the case 5 than the inner cooling wall 50a. Consists of. The inner cooling wall 50a is formed with through holes 52 (52a, 52b) that penetrate in the thickness direction (X direction) of the inner cooling wall 50a. Two through holes 52 (52a, 52b) are formed in the inner cooling wall 50a. As shown in FIG. 2, one through hole 52 a is formed at a position adjacent to the cooler 3 in the X direction. The fuse 4 is disposed in the other through hole 52b. These through holes 52 are closed by the outer cooling wall portion 50b. The cooler 3 is in contact with the outer cooling wall 50b. The fuse 4 is fixed to the outer cooling wall 50b.

図５に示すごとく、外側冷却壁部５０ｂは、上記２つの貫通孔５２ａ，５２ｂのうち一方の貫通孔５２ａ内に配される凸部５６を備える。この突部５６に、冷却器３が接触している。外側冷却壁部５０ｂには、後述する導入管１３及び導出管１４（図１参照）を挿通させるための管挿通孔５１１，５１２が形成されている。 As shown in FIG. 5, the outer cooling wall portion 50 b includes a convex portion 56 disposed in one of the two through holes 52 a and 52 b. The cooler 3 is in contact with the protrusion 56. Pipe insertion holes 511 and 512 for inserting an introduction pipe 13 and a lead-out pipe 14 (see FIG. 1) described later are formed in the outer cooling wall 50b.

ヒューズ４は、樹脂製のヒューズ保持具４０に保持されている。このヒューズ保持具４０を外側冷却壁部５０ｂにボルト固定してある。上述したように、ヒューズ４の一方の電極４１ａには第１配線１１１が接続し、他方の電極４１ｂには第２配線１１２が接続している。 The fuse 4 is held by a resin fuse holder 40. The fuse holder 40 is bolted to the outer cooling wall 50b. As described above, the first wiring 111 is connected to one electrode 41a of the fuse 4, and the second wiring 112 is connected to the other electrode 41b.

外側冷却壁部５０ｂには、貫通孔５２をシールするためのシール部材５７（５７ａ，５７ｂ）が設けられている。本例では、シール部材５７を２つ設けてある。２つのシール部材５７のうち一方のシール部材５７ａは、凸部５６と管挿通孔５１１，５１２とを取り囲んでいる。また、他方のシール部材５７ｂは、ヒューズ保持具４０及びヒューズ４を取り囲んでいる。図１に示すごとく、これらのシール部材５７ａ，５７ｂは、内側冷却壁部５０ａと外側冷却壁部５０ｂとの間に介在している。個々のシール部材５７ａ，５７ｂによって、個々の貫通孔５２ａ，５２ｂの周囲をシールしている。 The outer cooling wall portion 50b is provided with seal members 57 (57a, 57b) for sealing the through holes 52. In this example, two seal members 57 are provided. One seal member 57 a of the two seal members 57 surrounds the convex portion 56 and the tube insertion holes 511 and 512. The other seal member 57 b surrounds the fuse holder 40 and the fuse 4. As shown in FIG. 1, these seal members 57a and 57b are interposed between the inner cooling wall portion 50a and the outer cooling wall portion 50b. The surroundings of the individual through holes 52a and 52b are sealed by the individual sealing members 57a and 57b.

図６に示すごとく、本例のヒューズ４は、円柱状に形成されている。このヒューズ４の両端に、電極４１ａ，４１ｂが取り付けられている。電極４１ａ，４１ｂには、貫通部４１０が形成されている。 As shown in FIG. 6, the fuse 4 of this example is formed in a cylindrical shape. Electrodes 41 a and 41 b are attached to both ends of the fuse 4. A penetration part 410 is formed in the electrodes 41a and 41b.

図７に示すごとく、ヒューズ保持具４０は、樹脂製の本体部４００と、該本体部４００に形成された凹部４２と、本体部４００から突出する雄螺子４３と、本体部４００を外側冷却壁部５０ｂに固定するための締結部４４とを備える。図８に示すごとく、凹部４２にヒューズ４を嵌入し、雄螺子４３を上記貫通部４１０に挿入してある。また、配線１１１，１１２の先端は丸端子１１９になっており、この丸端子１１９に雄螺子４３を挿入してある。そして、ナット４９を雄螺子４３に螺合させることにより、電極４１と丸端子１１９とを共締めし、これらを電気接続してある。 As shown in FIG. 7, the fuse holder 40 includes a resin main body 400, a recess 42 formed in the main body 400, a male screw 43 protruding from the main body 400, and the main body 400 as an outer cooling wall. And a fastening portion 44 for fixing to the portion 50b. As shown in FIG. 8, the fuse 4 is inserted into the recess 42, and the male screw 43 is inserted into the through portion 410. The ends of the wirings 111 and 112 are round terminals 119, and male screws 43 are inserted into the round terminals 119. The nut 49 is screwed into the male screw 43, whereby the electrode 41 and the round terminal 119 are fastened together and are electrically connected.

一方、図３、図４に示すごとく、ケース５は、ケース本体５０１と、該ケース本体５０１に取り付けられるカバー５０１，５０２とを備える。図９に示すごとく、ケース本体５０１は、隔壁部５９と、仕切壁部５４と、補強壁部５３とを備える。 On the other hand, as shown in FIGS. 3 and 4, the case 5 includes a case main body 501 and covers 501 and 502 attached to the case main body 501. As shown in FIG. 9, the case main body 501 includes a partition wall portion 59, a partition wall portion 54, and a reinforcing wall portion 53.

隔壁部５９は、図１に示すごとく、ケース５内の空間を、コンデンサ６と半導体モジュール２と冷却器３とを収容する第１空間Ｓ１と、ヒューズ４を収容する第２空間Ｓ２とに区画している。第２空間Ｓ２には、ヒューズ４の他に、端子台７も収容されている。また、仕切壁部５４は、第１空間Ｓ１を、コンデンサ収容空間Ｓ１１とモジュール収容空間Ｓ１２とに区画している。コンデンサ収容空間Ｓ１１にはコンデンサ６が配され、モジュール収容空間Ｓ１２には、半導体モジュール２と冷却器３とが配される。また、補強壁部５３は、ケース５全体の剛性を高め、後述する加圧部材１６の加圧力によってケース５が変形することを抑制している。 As shown in FIG. 1, the partition wall portion 59 divides the space in the case 5 into a first space S 1 that houses the capacitor 6, the semiconductor module 2, and the cooler 3, and a second space S 2 that houses the fuse 4. doing. In addition to the fuse 4, a terminal block 7 is also accommodated in the second space S2. Moreover, the partition wall part 54 has divided 1st space S1 into capacitor | condenser accommodation space S11 and module accommodation space S12. The capacitor 6 is disposed in the capacitor housing space S11, and the semiconductor module 2 and the cooler 3 are disposed in the module housing space S12. Further, the reinforcing wall portion 53 increases the rigidity of the entire case 5 and suppresses the deformation of the case 5 due to the pressing force of the pressure member 16 described later.

図１、図２に示すごとく、本例では、複数の半導体モジュール２と複数の冷却管３０とを積層して、積層体１０を形成してある。この複数の冷却管３０によって、上記冷却器３が構成されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, in this example, a stacked body 10 is formed by stacking a plurality of semiconductor modules 2 and a plurality of cooling pipes 30. The plurality of cooling pipes 30 constitute the cooler 3.

仕切壁部５４と積層体１０との間には、加圧部材１６（板ばね）が設けられている。この加圧部材１６によって積層体１０をＸ方向に加圧し、外側冷却壁部５０ｂに押し当てている。これにより、半導体モジュール２と冷却管３０との接触圧を確保しつつ、積層体１０をケース５内に固定している。また、冷却器３を外側冷却壁部５０ｂに接触させている。 A pressure member 16 (plate spring) is provided between the partition wall portion 54 and the laminated body 10. The pressurizing member 16 pressurizes the laminate 10 in the X direction and presses it against the outer cooling wall 50b. Thereby, the laminated body 10 is fixed in the case 5 while ensuring a contact pressure between the semiconductor module 2 and the cooling pipe 30. Further, the cooler 3 is brought into contact with the outer cooling wall 50b.

図２に示すごとく、Ｘ方向において隣り合う２つの冷却管３０は、隔壁部５９の厚さ方向（Ｙ方向）における両端部にて、連結管３９によって連結されている。また、複数の冷却管３０のうち、Ｘ方向における一端に位置する端部冷却管３０ａに、冷媒１５を導入するための導入管１３と、冷媒１５を導出するための導出管１４とが接続している。導入管１３から冷媒１５を導入すると、冷媒１５は、連結管３９を通って全ての冷却管３０を流れ、導出管１４から導出する。これにより、半導体モジュール２を冷却するようになっている。 As shown in FIG. 2, the two cooling pipes 30 adjacent in the X direction are connected by connecting pipes 39 at both ends in the thickness direction (Y direction) of the partition wall part 59. Further, among the plurality of cooling pipes 30, an inlet pipe 13 for introducing the refrigerant 15 and an outlet pipe 14 for leading out the refrigerant 15 are connected to an end cooling pipe 30 a located at one end in the X direction. ing. When the refrigerant 15 is introduced from the introduction pipe 13, the refrigerant 15 flows through all the cooling pipes 30 through the connection pipe 39 and is led out from the lead-out pipe 14. Thereby, the semiconductor module 2 is cooled.

図３に示すごとく、半導体モジュール２は、半導体素子２０（図１０参照）を内蔵したモジュール本体部２１と、該モジュール本体部２１から突出したパワー端子２２と、制御端子２３とを備える。パワー端子２２には、直流電圧が加わる直流端子２２ａ，２２ｂと、三相交流モータ８２に接続される交流端子２２ｃとがある。直流端子２２ａ，２２ｂは、直流バスバー２３を介して、コンデンサ６のコンデンサ出力端子６４（図１参照）に接続している。また、交流端子２２ｃは、交流バスバー２４（図１参照）に接続している。交流バスバー２４の一部は上記出力端子７２になっている。 As shown in FIG. 3, the semiconductor module 2 includes a module main body 21 containing a semiconductor element 20 (see FIG. 10), a power terminal 22 protruding from the module main body 21, and a control terminal 23. The power terminal 22 includes DC terminals 22 a and 22 b to which a DC voltage is applied, and an AC terminal 22 c connected to the three-phase AC motor 82. The DC terminals 22a and 22b are connected to the capacitor output terminal 64 (see FIG. 1) of the capacitor 6 via the DC bus bar 23. The AC terminal 22c is connected to the AC bus bar 24 (see FIG. 1). A part of the AC bus bar 24 serves as the output terminal 72.

図３に示すごとく、制御端子２３は、制御回路基板１２に接続している。この制御回路基板１２によって、半導体素子２０のスイッチング動作を制御している。これにより、直流端子２２ａ，２２ｂから供給される直流電力を交流電力に変換し、交流端子２２ｃから出力するよう構成されている。 As shown in FIG. 3, the control terminal 23 is connected to the control circuit board 12. This control circuit board 12 controls the switching operation of the semiconductor element 20. Thereby, the DC power supplied from the DC terminals 22a and 22b is converted into AC power and output from the AC terminal 22c.

また、図３に示すごとく、Ｙ方向に隣り合う２枚の補強壁部５３ａ，５３ｂの間隔Ｌは、冷却管３０のＹ方向長さよりも短い。そのため、電力変換装置１を製造する際に、冷却管３０を、パワー端子２２の突出方向（Ｚ方向）に移動させて、この２枚の補強壁部５３ａ，５３ｂの隙間Ｇから、冷却管３０をケース５内に入れることはできない。したがって、本例では図９に示すごとく、ケース５の内壁部５０ａに貫通孔５２ａを形成してある。電力変換装置１の製造時には、冷却管３０をＸ方向に移動させ、貫通孔５２ａから、冷却管３０をケース５内に入れるようにしてある。 As shown in FIG. 3, the interval L between the two reinforcing wall portions 53 a and 53 b adjacent in the Y direction is shorter than the length of the cooling pipe 30 in the Y direction. Therefore, when manufacturing the power converter 1, the cooling pipe 30 is moved in the protruding direction (Z direction) of the power terminal 22, and the cooling pipe 30 is formed from the gap G between the two reinforcing wall portions 53a and 53b. Cannot be placed in Case 5. Therefore, in this example, as shown in FIG. 9, a through hole 52 a is formed in the inner wall portion 50 a of the case 5. At the time of manufacturing the power conversion apparatus 1, the cooling pipe 30 is moved in the X direction, and the cooling pipe 30 is put into the case 5 through the through hole 52a.

一方、図４に示すごとく、本例のケース５は、底壁部５５を備える。この底壁部５５と、仕切壁部５４と、隔壁部５９（図１参照）と、側壁部５１とによって囲まれたコンデンサ収納空間Ｓ１内に、コンデンサ６を収納してある。コンデンサ６は、コンデンサ素子６１と、該コンデンサ素子６１を封止する封止部材６２と、コンデンサ素子６１の電極面に取り付けられた金属板６５，６６とからなる。金属板６５，６６の一部は、Ｚ方向に延出し、封止部材６２から突出して、コンデンサ入力端子６３（図１参照）及びコンデンサ出力端子６４になっている。図１に示すごとく、コンデンサ入力端子６３は、入力端子７０に接続している。また、コンデンサ出力端子６４は、直流バスバー２３に接続している。 On the other hand, as shown in FIG. 4, the case 5 of this example includes a bottom wall portion 55. The capacitor 6 is housed in a capacitor housing space S <b> 1 surrounded by the bottom wall portion 55, the partition wall portion 54, the partition wall portion 59 (see FIG. 1), and the side wall portion 51. The capacitor 6 includes a capacitor element 61, a sealing member 62 that seals the capacitor element 61, and metal plates 65 and 66 attached to the electrode surface of the capacitor element 61. Part of the metal plates 65 and 66 extends in the Z direction, protrudes from the sealing member 62, and serves as a capacitor input terminal 63 (see FIG. 1) and a capacitor output terminal 64. As shown in FIG. 1, the capacitor input terminal 63 is connected to the input terminal 70. Further, the capacitor output terminal 64 is connected to the DC bus bar 23.

本例の作用効果について説明する。本例では図２に示すごとく、ケース５に、冷却器３に接触した冷却壁部５０を形成してある。そして、この冷却壁部５０に、ヒューズ４を固定してある。
そのため、冷却器３によって冷却壁部５０を冷却することができ、この冷却壁部５０に固定されたヒューズ４をも冷却することができる。したがって、ヒューズ４の温度上昇を抑制でき、ヒューズ４周辺に配された部材、例えばヒューズ４に接続した配線１１１，１１２や、コネクタシール部１９等の温度上昇を抑制できる。そのため、これらの部材の長寿命化を図ることができる。また、ヒューズ４を冷却できるため、ヒューズ４から発生した熱がコンデンサ６や制御回路基板１２等の電子部品に伝わって、これらの電子部品の温度が上昇する問題を抑制できる。 The effect of this example will be described. In this example, as shown in FIG. 2, a cooling wall 50 in contact with the cooler 3 is formed in the case 5. The fuse 4 is fixed to the cooling wall portion 50.
Therefore, the cooling wall 50 can be cooled by the cooler 3, and the fuse 4 fixed to the cooling wall 50 can also be cooled. Therefore, the temperature rise of the fuse 4 can be suppressed, and the temperature rise of the members disposed around the fuse 4, for example, the wirings 111 and 112 connected to the fuse 4, the connector seal portion 19, and the like can be suppressed. Therefore, the lifetime of these members can be increased. Further, since the fuse 4 can be cooled, it is possible to suppress the problem that the heat generated from the fuse 4 is transmitted to the electronic components such as the capacitor 6 and the control circuit board 12 and the temperature of these electronic components rises.

また、図１、図２に示すごとく、本例の冷却壁部５０は、ケース５の内側に配された内側冷却壁部５０ａと、該内側冷却壁部５０ａよりもケース５の外側に配された外側冷却壁部５０ｂとからなる。冷却器３は外側冷却壁部５０ｂに接触している。また、ヒューズ４は、外側冷却壁部５０ｂに固定されている。
この場合には、ヒューズ４の冷却効率をより向上させることができる。すなわち、図１１に示すごとく、冷却器３を外側冷却壁部５０ｂに接触させ、ヒューズ４を内側冷却壁部５０ａに固定することも可能であるが、このようにすると、ヒューズ４から冷却器３までの、熱伝導の経路が長くなりやすい。そのため、ヒューズ４の冷却効率が低下するおそれがある。しかしながら、本例のように、ヒューズ４を外側冷却壁部５０ｂに固定すれば、ヒューズ４から冷却器３までの、熱伝導の経路を短くすることができる。そのため、ヒューズ４をより効率的に冷却することができる。 As shown in FIGS. 1 and 2, the cooling wall portion 50 of the present example is disposed on the outer side of the case 5 with respect to the inner cooling wall portion 50 a disposed on the inner side of the case 5 and the inner cooling wall portion 50 a. The outer cooling wall portion 50b. The cooler 3 is in contact with the outer cooling wall 50b. The fuse 4 is fixed to the outer cooling wall 50b.
In this case, the cooling efficiency of the fuse 4 can be further improved. That is, as shown in FIG. 11, the cooler 3 can be brought into contact with the outer cooling wall portion 50b and the fuse 4 can be fixed to the inner cooling wall portion 50a. The heat conduction path is likely to be long. For this reason, the cooling efficiency of the fuse 4 may be reduced. However, if the fuse 4 is fixed to the outer cooling wall 50b as in this example, the heat conduction path from the fuse 4 to the cooler 3 can be shortened. Therefore, the fuse 4 can be cooled more efficiently.

また、図１、図２に示すごとく、本例では、ケース５内に、直流電源８と半導体モジュール２との間に接続したコンデンサ６を設けてある。また、ケース５内に隔壁部５９を設けてある。この隔壁部５９によって、ケース５内の空間を、コンデンサ６と半導体モジュール２と冷却器３とを配する第１空間Ｓ１と、ヒューズ４を配する第２空間Ｓ２とに区画してある。
そのため、隔壁部５９によって、ヒューズ４から発生した熱を遮蔽することができる。したがって、ヒューズ４から発生した熱がコンデンサ６や制御回路基板１２等の電子部品に伝わって、これらの電子部品の温度が上昇することを、より効果的に抑制することができる。 As shown in FIGS. 1 and 2, in this example, a capacitor 6 connected between the DC power supply 8 and the semiconductor module 2 is provided in the case 5. A partition wall 59 is provided in the case 5. By the partition wall 59, the space in the case 5 is partitioned into a first space S1 in which the capacitor 6, the semiconductor module 2, and the cooler 3 are arranged, and a second space S2 in which the fuse 4 is arranged.
Therefore, the heat generated from the fuse 4 can be shielded by the partition wall portion 59. Therefore, it is possible to more effectively suppress the heat generated from the fuse 4 from being transmitted to the electronic components such as the capacitor 6 and the control circuit board 12 to increase the temperature of these electronic components.

また、隔壁部５９を設けると、ヒューズ４から発生した放射ノイズを遮蔽することもできる。そのため、この放射ノイズが制御回路基板１２（図３参照）に伝わって、制御回路基板１２の動作に影響を与えることを抑制できる。 Further, when the partition wall 59 is provided, radiation noise generated from the fuse 4 can be shielded. Therefore, it is possible to suppress the radiation noise from being transmitted to the control circuit board 12 (see FIG. 3) and affecting the operation of the control circuit board 12.

また、本例では、隔壁部５９を、ケース５と一体的に形成してある。そのため、部品点数を低減でき、電力変換装置１の製造コストを低減できる。 In this example, the partition wall 59 is formed integrally with the case 5. Therefore, the number of parts can be reduced, and the manufacturing cost of the power conversion device 1 can be reduced.

また、図１に示すごとく、本例の電力変換装置１は、直流電源８に接続される入力端子７０と、電流分岐経路１１上に形成され外部機器８１に接続される外部端子７１とを備える。これら入力端子７０と外部端子７１とは、上記第２空間Ｓ２に配されている。
そのため、入力端子７０および外部端子７１を、ヒューズ４の近傍に配置することができる。したがって、これらの端子７０，７１とヒューズ４とを繋ぐ配線１１１，１１２の長さを短くすることができる。そのため、この配線１１１，１１２から発生する熱を低減でき、この熱がコンデンサ６等に伝わって温度が上昇する不具合を抑制できる。また、配線１１１，１１２を短くすることにより、配線１１１，１１２から発生する放射ノイズの量を低減することができる。そのため、この放射ノイズが制御回路基板１２に伝わって、該制御回路基板１２の動作に影響を与えることを抑制できる。 As shown in FIG. 1, the power conversion device 1 of this example includes an input terminal 70 connected to the DC power supply 8 and an external terminal 71 formed on the current branch path 11 and connected to the external device 81. . The input terminal 70 and the external terminal 71 are arranged in the second space S2.
Therefore, the input terminal 70 and the external terminal 71 can be disposed in the vicinity of the fuse 4. Therefore, the lengths of the wirings 111 and 112 connecting these terminals 70 and 71 and the fuse 4 can be shortened. Therefore, the heat generated from the wirings 111 and 112 can be reduced, and the problem that the heat is transmitted to the capacitor 6 and the like and the temperature rises can be suppressed. In addition, by shortening the wirings 111 and 112, the amount of radiation noise generated from the wirings 111 and 112 can be reduced. Therefore, it is possible to suppress the radiation noise from being transmitted to the control circuit board 12 and affecting the operation of the control circuit board 12.

以上のごとく、本例によれば、ヒューズ周辺に配された部材の長寿命化を図ることができ、ヒューズから発生した熱による電子部品の温度上昇を抑制できる電力変換装置を提供することができる。 As described above, according to the present example, it is possible to provide a power conversion device that can extend the life of members disposed around the fuse and can suppress an increase in the temperature of the electronic component due to heat generated from the fuse. .

なお、本例では、上記配線１１１，１１２を被覆導線によって構成したが、本発明はこれに限るものではなく、例えばバスバーによって構成してもよい。 In the present example, the wirings 111 and 112 are configured by covered conductive wires, but the present invention is not limited to this, and may be configured by, for example, a bus bar.

（実施例２）
本例は、冷却壁部５０の構造を変更した例である。図１１に示すごとく、本例の冷却壁部５０は、実施例１と同様に、内側冷却壁部５０ａと、外側冷却壁部５０ｂとからなる。内側冷却壁部５０ａには、Ｘ方向において積層体１０に隣り合う位置に、貫通孔５２ａが形成されている。しかし、本例では実施例１とは異なり、内側冷却壁部５０ａに、ヒューズ４を外側冷却壁部５０ｂに固定するための貫通孔５２ｂは形成していない。本例では、ヒューズ４を、内側冷却壁部５０ａに固定してある。 (Example 2)
In this example, the structure of the cooling wall 50 is changed. As shown in FIG. 11, the cooling wall portion 50 of this example includes an inner cooling wall portion 50 a and an outer cooling wall portion 50 b as in the first embodiment. A through hole 52a is formed in the inner cooling wall 50a at a position adjacent to the stacked body 10 in the X direction. However, in the present example, unlike the first embodiment, the through hole 52b for fixing the fuse 4 to the outer cooling wall 50b is not formed in the inner cooling wall 50a. In this example, the fuse 4 is fixed to the inner cooling wall 50a.

本例の作用効果について説明する。本例では、内側冷却壁部５０ａに貫通孔５２を１個しか形成していないため、貫通孔５２をシールするためのシール部材５７も１個ですむ。そのため、部品点数を低減でき、電力変換装置１の製造コストを低減することができる。
その他、実施例１と同様の構成および作用効果を有する。 The effect of this example will be described. In this example, since only one through hole 52 is formed in the inner cooling wall portion 50a, only one seal member 57 for sealing the through hole 52 is required. Therefore, the number of parts can be reduced, and the manufacturing cost of the power conversion device 1 can be reduced.
In addition, the configuration and operational effects are the same as those of the first embodiment.

（実施例３）
本例は、冷却壁部５０の構造を変更した例である。図１２に示すごとく、本例では、実施例１、２の様に、内側冷却壁部５０ａと外側冷却壁部５０ｂとを重ね合わせた構造にしておらず、一枚の金属板によって冷却壁部５０を構成している。この冷却壁部５０に冷却器３が接触している。また、冷却壁部５０にヒューズ４を固定してある。 (Example 3)
In this example, the structure of the cooling wall 50 is changed. As shown in FIG. 12, in this example, unlike the first and second embodiments, the inner cooling wall portion 50a and the outer cooling wall portion 50b are not overlapped, and the cooling wall portion is formed by a single metal plate. 50. The cooler 3 is in contact with the cooling wall 50. The fuse 4 is fixed to the cooling wall 50.

本例では、実施例１、２のように補強壁部５３を形成していない。そのため、電力変換装置１を製造する際に、Ｚ方向から、冷却器３をケース５内に収容することができる。そのため、実施例１、２のように、冷却器３を収容するための貫通孔５２ａを形成する必要がなく、この貫通孔５２ａを塞ぐための外側冷却壁部５０ｂも必要ない。したがって、冷却壁部５０の構造を簡素にすることができると共に、部品点数を低減でき、電力変換装置１の製造コストを低減することができる。
その他、実施例１と同様の構成および作用効果を有する。 In this example, the reinforcing wall portion 53 is not formed as in the first and second embodiments. Therefore, when manufacturing the power converter device 1, the cooler 3 can be accommodated in the case 5 from the Z direction. Therefore, unlike the first and second embodiments, it is not necessary to form the through hole 52a for accommodating the cooler 3, and the outer cooling wall portion 50b for closing the through hole 52a is not necessary. Therefore, the structure of the cooling wall 50 can be simplified, the number of parts can be reduced, and the manufacturing cost of the power conversion device 1 can be reduced.
In addition, the configuration and operational effects are the same as those of the first embodiment.

１電力変換装置
１１電流分岐経路
２半導体モジュール
２０半導体素子
３冷却器
４ヒューズ
５ケース
５０冷却壁部
８直流電源
８１外部機器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power converter 11 Current branch path 2 Semiconductor module 20 Semiconductor element 3 Cooler 4 Fuse 5 Case 50 Cooling wall part 8 DC power supply 81 External apparatus

Claims

半導体素子（２０）を内蔵した半導体モジュール（２）と、
該半導体モジュール（２）を冷却する冷却器（３）と、
上記半導体モジュール（２）及び上記冷却器（３）を収容する金属製のケース（５）と、
直流電源（８）から上記半導体モジュール（２）に供給される直流電流の一部を分岐して、上記ケース（５）の外側に設けられた外部機器（８１）に供給するための電流分岐経路（１１）上に設けられ、上記ケース（５）内に配されたヒューズ（４）とを備え、
該ケース（５）は、上記冷却器（３）に接触した冷却壁部（５０）を有し、
上記ヒューズ（４）は上記冷却壁部（５０）に固定されていることを特徴とする電力変換装置（１）。 A semiconductor module (2) containing a semiconductor element (20);
A cooler (3) for cooling the semiconductor module (2);
A metal case (5) for housing the semiconductor module (2) and the cooler (3);
A current branch path for branching a part of a direct current supplied from the direct current power source (8) to the semiconductor module (2) and supplying it to an external device (81) provided outside the case (5) (11) provided with a fuse (4) provided on the case (5),
The case (5) has a cooling wall (50) in contact with the cooler (3),
The power converter (1), wherein the fuse (4) is fixed to the cooling wall (50).

上記冷却壁部（５０）は、上記ケース（４）の内側に配された内側冷却壁部（５０ａ）と、該内側冷却壁部（５０ａ）よりも上記ケース（４）の外側に配された外側冷却壁部（５０ｂ）とからなり、上記内側冷却壁部（５０ａ）には、該内側冷却壁部（５０ａ）の厚さ方向に貫通した貫通孔（５２）が形成され、上記外側冷却壁部（５０ｂ）によって上記貫通孔（５２）を塞いであり、上記冷却器（３０）は上記外側冷却壁部（５０ｂ）に接触し、上記ヒューズ（４）は上記外側冷却壁部（５０ｂ）に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置（１）。 The cooling wall part (50) is arranged on the outer side of the case (4) than the inner cooling wall part (50a) arranged on the inner side of the case (4) and the inner cooling wall part (50a). The inner cooling wall portion (50a) is formed with a through hole (52) penetrating in the thickness direction of the inner cooling wall portion (50a). The through hole (52) is closed by a part (50b), the cooler (30) contacts the outer cooling wall part (50b), and the fuse (4) contacts the outer cooling wall part (50b). The power conversion device (1) according to claim 1, wherein the power conversion device (1) is fixed.

上記ケース（５）内に、上記直流電源（８）と上記半導体モジュール（２）との間に接続したコンデンサ（６）を設けてあり、上記ケース（５）内の空間を、上記コンデンサ（６）と上記半導体モジュール（２）と上記冷却器（３）とを収容する第１空間（Ｓ１）と、上記ヒューズ（４）を収容する第２空間（Ｓ２）とに区画する隔壁部（５９）を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電力変換装置（１）。 A capacitor (6) connected between the DC power source (8) and the semiconductor module (2) is provided in the case (5), and the space in the case (5) is connected to the capacitor (6 ), The semiconductor module (2), and the cooler (3), a partition (59) partitioning into a first space (S1) and a second space (S2) containing the fuse (4) The power conversion device (1) according to claim 1 or 2, characterized by comprising:

上記直流電源（８）に接続される入力端子（７０）と、上記電流分岐経路（１１）上に形成され上記外部機器（８１）に接続される外部端子（７１）とを備え、上記入力端子（７０）と上記外部端子（７１）とは、上記第２空間（Ｓ２）に配されていることを特徴とする請求項３に記載の電力変換装置（１）。 An input terminal (70) connected to the DC power supply (8); and an external terminal (71) formed on the current branch path (11) and connected to the external device (81). (70) and the said external terminal (71) are distribute | arranged to the said 2nd space (S2), The power converter device (1) of Claim 3 characterized by the above-mentioned.