JP6393745B2 - Power converter - Google Patents

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    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
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Description

本発明は直流電力を交流電力に変換しあるいは交流電力を直流電力に変換するために使用する電力変換装置に関し、特にハイブリッド自動車や電気自動車に用いられる電力変換装置である。  The present invention relates to a power converter used for converting DC power into AC power or converting AC power into DC power, and more particularly to a power converter used in a hybrid vehicle or an electric vehicle.

電力変換装置は、例えば自動車に搭載され、同じく自動車に搭載された二次電池から直流電力を受け、走行用の回転トルクを発生する電動機に供給するための交流電力を発生する。また車の回生制動運転時には制動力を発生するために電動機は走行エネルギーに基づき交流電力を発生し、発生した交流電力は電力変換装置によって直流電力に変換され、上記二次電池に蓄電され、再び車両走行用などの電力として使用される。しかしながら、取り扱われる電力は年々増加し、かつ車への搭載性を高めるためには小型化が要求され、より効率的に電力変換時の損失起因の熱を管理し、また、できるだけ外部環境（エンジン等）からの影響を低減することが求められる。  The power conversion device is mounted on, for example, an automobile, receives direct-current power from a secondary battery that is also mounted on the automobile, and generates alternating-current power to be supplied to an electric motor that generates rotational torque for traveling. In addition, in order to generate braking force during regenerative braking operation of the car, the motor generates AC power based on the running energy, and the generated AC power is converted into DC power by the power converter, stored in the secondary battery, and again It is used as electric power for driving a vehicle. However, the amount of power handled is increasing year by year, and miniaturization is required to improve the ease of installation in vehicles, more efficiently managing heat caused by loss during power conversion, and the external environment (engine) Etc.) is required to be reduced.

特許文献１は、発熱部品であるパワー半導体モジュールとコンデンサモジュールを水路筐体内に収納して、両部品とも水路内の冷媒にて冷却する構成を開示する。  Patent Document 1 discloses a configuration in which a power semiconductor module and a capacitor module, which are heat generating components, are housed in a water channel housing, and both components are cooled by a refrigerant in the water channel.

しかしながら、電力変換装置を構成する部品（例えばパワー半導体モジュールやコンデンサモジュール）を冷却する際に、外部からの熱の影響を考慮して、流路形成体を構成する必要がある。  However, when cooling components (for example, a power semiconductor module and a capacitor module) constituting the power conversion device, it is necessary to configure the flow path forming body in consideration of the influence of heat from the outside.

特開２００９−２１９２７０号公報JP 2009-219270 A

そこで本発明の課題は、電力変換装置の冷却性能を維持又は向上させながら、外部からの熱の影響を低減することである。  Therefore, an object of the present invention is to reduce the influence of heat from outside while maintaining or improving the cooling performance of the power converter.

上記課題を解決する為に、本発明に係る電力変換装置は、直流電力を交流電力に変換するパワー半導体モジュールと、前記直流電力を平滑化するコンデンサモジュールと、前記パワー半導体モジュールを冷却する冷媒が通る第１流路を形成する樹脂製の流路形成体と、前記コンデンサモジュールを収納する収納部を形成するとともに、前記コンデンサモジュールを冷却する前記冷媒が通る第２流路を前記収納部の近傍に形成する金属製の筐体と、を備え、前記パワー半導体モジュールは、パワー半導体素子と、前記パワー半導体素子を収納する収納空間を形成する金属製のモジュールケースと、を有し、前記筐体は、前記流路形成体の一部と嵌め合う固定構造を形成するベース部を有し、前記流路形成体の一部が前記固定構造に嵌め合わされて前記ベース部に固定されることで、前記第１流路の入口と前記第２流路の出口とが互いに対向して配置されて前記第１流路と前記第２流路が連通される。
In order to solve the above problems, a power conversion device according to the present invention cools a power semiconductor module for converting DC power to AC power, and the capacitor module for smoothing the DC power, the power semiconductor module A resin-made flow path forming body that forms a first flow path through which a refrigerant passes, and a storage section that stores the capacitor module, and a second flow path through which the refrigerant that cools the capacitor module passes are stored in the storage section. A metal casing formed in the vicinity of the power semiconductor module, the power semiconductor module has a power semiconductor element, and a metal module case forming a storage space for storing the power semiconductor element, the housing has a base portion forming a fixing structure mate with a portion of said channel member, a portion of the passage forming member is fitted to said fixed structure Wherein it is secured to the base portion, the first flow path inlet and said second passage outlet and are arranged opposite each other the first flow path the second flow path is communicated.

本発明によれば、電力変換装置の放熱性能を維持又は向上させながら、外部からの熱の影響を低減することができる。  ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the influence of the heat from the outside can be reduced, maintaining or improving the heat dissipation performance of a power converter device.

本実施形態に係る電力変換装置１の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the power converter device 1 concerning this embodiment. 図１に示された電力変換装置１を組み上げた場合に、図１の平面Ａにて切断した場合の断面図である。It is sectional drawing at the time of cut | disconnecting in the plane A of FIG. 1, when the power converter device 1 shown by FIG. 1 is assembled. 流路形成体３００を下面側から見た分解斜視図である。FIG. 5 is an exploded perspective view of a flow path forming body 300 as viewed from the lower surface side. パワー半導体モジュール１００ａの外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of the power semiconductor module 100a. パワー半導体モジュール１００ａの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the power semiconductor module 100a. 他の実施形態に係り、金属部材３１０Ａ及び３１０Ｂを埋め込んだ流路形成体３５０と金属部材３１０Ａ及び３１０Ｂを示す外観斜視図である。It is an external appearance perspective view which shows the flow-path formation body 350 which embedded metal member 310A and 310B, and metal member 310A and 310B concerning other embodiment. 図６の平面Ｂで切断した場合の電力変換装置の断面図である。It is sectional drawing of the power converter device at the time of cut | disconnecting by the plane B of FIG.

本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。  DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本実施形態に係る電力変換装置１の分解斜視図である。図２は、図１に示された電力変換装置１を組み上げた場合に、図１の平面Ａにて切断した場合の断面図である。図３は、流路形成体３００を下面側から見た分解斜視図である。  FIG. 1 is an exploded perspective view of a power converter 1 according to the present embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the plane A in FIG. 1 when the power conversion device 1 shown in FIG. 1 is assembled. FIG. 3 is an exploded perspective view of the flow path forming body 300 as viewed from the lower surface side.

パワー半導体モジュール１００ａないし１００ｆは、直流電力を交流電力に変換するインバータ回路を有する。本実施形態では、一つのパワー半導体モジュール１００ａは、３相交流電流を出力するインバータ回路のうち１つの相を出力するための上下アーム回路を構成する。例えば、パワー半導体モジュール１００ａがＵ相の上下アーム回路であり、パワー半導体モジュール１００ｂがＶ相の上下アーム回路であり、パワー半導体モジュール１００ｃがＷ相の上下アーム回路である。そしてパワー半導体モジュール１００ａないし１００ｃは、第１インバータ回路を構成する。  The power semiconductor modules 100a to 100f have inverter circuits that convert DC power into AC power. In the present embodiment, one power semiconductor module 100a constitutes an upper and lower arm circuit for outputting one phase among inverter circuits that output a three-phase alternating current. For example, the power semiconductor module 100a is a U-phase upper and lower arm circuit, the power semiconductor module 100b is a V-phase upper and lower arm circuit, and the power semiconductor module 100c is a W-phase upper and lower arm circuit. The power semiconductor modules 100a to 100c constitute a first inverter circuit.

同様に、パワー半導体モジュール１００ｄがＵ相の上下アーム回路であり、パワー半導体モジュール１００ｅがＶ相の上下アーム回路であり、パワー半導体モジュール１００ｆがＷ相の上下アーム回路である。そしてパワー半導体モジュール１００ｄないし１００ｆは、第２インバータ回路を構成する。つまり本実施形態では、一つの電力変換装置１に２つのインバータ回路を備える。これら２つのインバータ回路は、それぞれ別々のモータを駆動してもよく、一つのモータを駆動してもよい。  Similarly, the power semiconductor module 100d is a U-phase upper and lower arm circuit, the power semiconductor module 100e is a V-phase upper and lower arm circuit, and the power semiconductor module 100f is a W-phase upper and lower arm circuit. The power semiconductor modules 100d to 100f constitute a second inverter circuit. That is, in this embodiment, one power converter 1 is provided with two inverter circuits. These two inverter circuits may drive different motors or may drive one motor.

コンデンサモジュール２００は、第１インバータ回路及び第２インバータ回路に供給される直流電力を平滑化する。コンデンサモジュール２００は、例えばフィルムコンデンサのようなコンデンサセル２０１と、このコンデンサセル２０１とモールドバスバー５００を電気的に接続するコンデンサ端子２０２と、コンデンサセル２０１を収納するコンデンサケース２０４と、コンデンサケース２０４内に充填される封止材２０３と、を有する。  The capacitor module 200 smoothes the DC power supplied to the first inverter circuit and the second inverter circuit. The capacitor module 200 includes, for example, a capacitor cell 201 such as a film capacitor, a capacitor terminal 202 that electrically connects the capacitor cell 201 and the mold bus bar 500, a capacitor case 204 that stores the capacitor cell 201, And a sealing material 203 filled therein.

モールドバスバー５００は、パワー半導体モジュール１００ａないし１００ｆとコンデンサモジュール２００を電気的に接続する。伝導部材のバスバー（不図示）がモールド材５０３によりモールドされる。複数の第１端子５０１は、バスバーと接続されるとともにコンデンサ端子２０２とそれぞれ接続される。複数の第２端子５０２は、バスバーと接続されるとともにパワー半導体モジュール１００ａないし１００ｆとそれぞれ接続される。  The mold bus bar 500 electrically connects the power semiconductor modules 100a to 100f and the capacitor module 200. A bus bar (not shown) of the conductive member is molded with the molding material 503. The plurality of first terminals 501 are connected to the bus bar and to the capacitor terminal 202, respectively. The plurality of second terminals 502 are connected to the bus bars and to the power semiconductor modules 100a to 100f, respectively.

流路形成体３００は、パワー半導体モジュール１００ａないし１００ｆのそれぞれを収納するための収納空間を形成する。図３に示されるように、第１流路３０１は、ぞれぞれの収納空間を繋ぐことによって形成される。第１流路３０１には冷却冷媒が流れ、パワー半導体モジュール１００ａないし１００ｆは冷却冷媒と直接接触する。なお本実施形態においては流路形成体３００は流路を形成する部材として定義されたが、パワー半導体モジュール１００ａないし１００ｆを収納するケースとして機能することも含むものである。  The flow path forming body 300 forms a storage space for storing each of the power semiconductor modules 100a to 100f. As shown in FIG. 3, the first flow path 301 is formed by connecting the respective storage spaces. The cooling refrigerant flows through the first flow path 301, and the power semiconductor modules 100a to 100f are in direct contact with the cooling refrigerant. In addition, in this embodiment, although the flow-path formation body 300 was defined as a member which forms a flow path, it also includes functioning as a case which accommodates the power semiconductor modules 100a thru | or 100f.

流路形成体３００の下面には、第１流路３０１と繋がる開口が形成される。蓋３０４は、この開口を塞ぐように流路形成体３００に固定される。蓋３０４には、第１流路入口３０２が第１流路３０１と対向する位置に形成され、第１流路入口３０２と第１流路３０１が繋がる。また蓋３０４には、第１流路出口３０３が第１流路３０１と対向する位置に形成され、第１流路出口３０３と第１流路３０１が繋がる。  An opening connected to the first flow path 301 is formed on the lower surface of the flow path forming body 300. The lid 304 is fixed to the flow path forming body 300 so as to close the opening. In the lid 304, a first flow path inlet 302 is formed at a position facing the first flow path 301, and the first flow path inlet 302 and the first flow path 301 are connected. The lid 304 is formed with a first channel outlet 303 at a position facing the first channel 301, and the first channel outlet 303 and the first channel 301 are connected to each other.

さらに第１流路入口３０２近傍のシール性を向上させるために、蓋３０４には、貫通孔３０２ａと３０２ｂは、第１流路入口３０２を挟むように形成される。同様に第１流路出口３０３近傍のシール性を向上させるために、蓋３０４には、貫通孔３０３ａと３０３ｂが、第１流路出口３０３を挟むように形成される。  Further, in order to improve the sealing performance in the vicinity of the first flow path inlet 302, the through holes 302 a and 302 b are formed in the lid 304 so as to sandwich the first flow path inlet 302. Similarly, in order to improve the sealing performance in the vicinity of the first flow path outlet 303, through holes 303 a and 303 b are formed in the lid 304 so as to sandwich the first flow path outlet 303.

また蓋３０４には、凸部３０５がパワー半導体モジュール１００ａないし１００ｆのそれぞれに対応して形成される。この凸部３０５は、後述する筐体４００の貫通孔４０６に嵌め合わされる。これにより、流路形成体３００が筐体４００に支持され、流路形成体３００の耐振動性が向上し、第１流路入口３０２や第１流路出口３０３のシール信頼性を向上させることができる。  Further, a convex portion 305 is formed on the lid 304 corresponding to each of the power semiconductor modules 100a to 100f. The convex portion 305 is fitted into a through hole 406 of the casing 400 described later. Thereby, the flow path forming body 300 is supported by the casing 400, the vibration resistance of the flow path forming body 300 is improved, and the seal reliability of the first flow path inlet 302 and the first flow path outlet 303 is improved. Can do.

本実施形態においては、流路形成体３００と蓋３０４は、樹脂材により形成される。  In the present embodiment, the flow path forming body 300 and the lid 304 are formed of a resin material.

筐体４００は、コンデンサモジュール２００を収納する収納空間４０１を形成する収納部４０８を有する。また筐体４００は、図２に示されるように収納部４０１の下部に第２流路４０２を形成する。なお第２流路４０２は、コンデンサモジュール２００の側部を通るように形成されていても良い。  The housing 400 includes a storage portion 408 that forms a storage space 401 in which the capacitor module 200 is stored. Moreover, the housing | casing 400 forms the 2nd flow path 402 in the lower part of the accommodating part 401, as FIG. 2 shows. The second flow path 402 may be formed so as to pass through the side portion of the capacitor module 200.

また筐体４００は、第２流路４０２と繋がる第２流路入口４０３と、第２流路４０２と繋がるとともに第１流路入口３０２と対向して形成される第２流路出口４０４と、を形成する。  The casing 400 includes a second flow path inlet 403 connected to the second flow path 402, a second flow path outlet 404 connected to the second flow path 402 and formed facing the first flow path inlet 302, Form.

第２流路４０２と収納部４０８を形成する筐体４００は熱伝導性の高い金属、例えばアルミニウム等により構成される。  The casing 400 forming the second flow path 402 and the storage portion 408 is made of a metal having high thermal conductivity, such as aluminum.

さらに筐体４００は、収納部４０８の下部側方から突出するベース部４０７を有する。ベース部４０７は、流路形成体３００を保持し、かつ収納部４０８と一体に成形される。流路形成体３００がベース部４０７に固定されると、第１流路入口３０２及び第２流路出口４０４を介して第１流路３０１と第２流路４０２が連通する。  Further, the housing 400 has a base portion 407 protruding from the lower side of the storage portion 408. The base portion 407 holds the flow path forming body 300 and is formed integrally with the storage portion 408. When the flow path forming body 300 is fixed to the base portion 407, the first flow path 301 and the second flow path 402 communicate with each other via the first flow path inlet 302 and the second flow path outlet 404.

図４は、パワー半導体モジュール１００ａの外観斜視図である。図５は、パワー半導体モジュール１００ａの分解斜視図である。パワー半導体モジュール１００ａないし１００ｆは、同一の構成と機能を有するため、代表としてパワー半導体モジュール１００ａについて説明する。  FIG. 4 is an external perspective view of the power semiconductor module 100a. FIG. 5 is an exploded perspective view of the power semiconductor module 100a. Since the power semiconductor modules 100a to 100f have the same configuration and function, the power semiconductor module 100a will be described as a representative.

パワー半導体モジュール１００ａは、ＩＧＢＴやダイオード等のパワー半導体素子を内蔵する回路体２と、回路体２の一方の放熱面と対向する第１放熱部材４と、回路体２の他方の放熱面と対向する第２放熱部材５と、回路体２と第１放熱部材４又第２放熱部材５の間に配置される絶縁部材８と、回路体２及び絶縁部材８を収納するモジュールケース３と、を備える。  The power semiconductor module 100a includes a circuit body 2 containing a power semiconductor element such as an IGBT or a diode, a first heat radiating member 4 facing one heat radiating surface of the circuit body 2, and the other heat radiating surface of the circuit body 2. A second heat dissipating member 5, an insulating member 8 disposed between the circuit body 2 and the first heat dissipating member 4 or the second heat dissipating member 5, and a module case 3 housing the circuit body 2 and the insulating member 8. Prepare.

回路体２は、さらにパワー半導体素子とはんだ材等を介して接続される導体部材２Ｄと、導体部材２Ｄの一部を露出した状態でパワー半導体素子及び導体部材２Ｄを封止する樹脂封止材７と、直流電流や交流電流を伝達するパワー端子２Ａと、上アーム回路を構成するパワー半導体素子の制御信号を伝達する制御端子２Ｂと、下アーム回路を構成するパワー半導体素子の制御信号を伝達する制御端子２Ｃと、を備える。  The circuit body 2 further includes a conductor member 2D connected to the power semiconductor element via a solder material and the like, and a resin sealing material that seals the power semiconductor element and the conductor member 2D in a state where a part of the conductor member 2D is exposed. 7, a power terminal 2A for transmitting a direct current or an alternating current, a control terminal 2B for transmitting a control signal for a power semiconductor element constituting an upper arm circuit, and a control signal for a power semiconductor element constituting a lower arm circuit Control terminal 2C.

モジュールケース３は、回路体２を挿入するための第１開口部３Ａと、第１放熱部材４によって塞がれる第２開口部３Ｂと、第２放熱部材５によって塞がれる第３開口部３Ｃと、を形成する。  The module case 3 includes a first opening 3 </ b> A for inserting the circuit body 2, a second opening 3 </ b> B closed by the first heat radiating member 4, and a third opening 3 </ b> C closed by the second heat radiating member 5. And form.

第１放熱部材４及び第２放熱部材５は、いずれもピンフィンを形成する。また、第１放熱部材４及び第２放熱部材５とモジュールケース３は熱伝導性の高い金属、例えばアルミニウム等で構成され、これらの外面には、第１流路３０１を流れる冷媒が直接接触し、パワー半導体モジュール１００ａが冷却される。  Both the first heat radiating member 4 and the second heat radiating member 5 form pin fins. The first heat radiating member 4 and the second heat radiating member 5 and the module case 3 are made of a metal having high thermal conductivity, such as aluminum, and the refrigerant flowing through the first flow path 301 is in direct contact with the outer surfaces thereof. The power semiconductor module 100a is cooled.

パワー半導体モジュール１００ａの冷却対象は、パワー半導体素子を内蔵する回路体１２である。この回路体１２は、熱伝導性の高い金属製のモジュールケース３で覆われている。またモジュールケース３の外面は冷却冷媒に直接接触して冷却されているので、パワー半導体素子から冷却冷媒までの伝熱経路は高い熱伝導性が確保されている。一方で、第１流路３０１を形成するための流路形成体３００は、流路形成体３００とは異なる部品等への伝熱経路を確保する必要性は低い。そこで本実施形態では、流路形成体３００が樹脂材により構成される。  The cooling target of the power semiconductor module 100a is the circuit body 12 containing the power semiconductor element. The circuit body 12 is covered with a module case 3 made of metal having high thermal conductivity. Further, since the outer surface of the module case 3 is cooled in direct contact with the cooling refrigerant, high heat conductivity is ensured in the heat transfer path from the power semiconductor element to the cooling refrigerant. On the other hand, the flow path forming body 300 for forming the first flow path 301 has a low need to secure a heat transfer path to components or the like different from the flow path forming body 300. Therefore, in this embodiment, the flow path forming body 300 is made of a resin material.

そして流路形成体３００は、樹脂材料の特性を活かし、外部からの熱を遮断することができる。ハイブリッド自動車や電気自動車用のパワー半導体モジュールは瞬時パワーが大きく、その場合の発熱を如何に早く熱交換できるかが重要となる。この観点からも樹脂材料で流路形成体３００を構成することで、パワー半導体モジュール１００ａないし１００ｆの発熱を熱伝導性の高い伝熱経路を介して冷却冷媒に伝えることができ、かつ、外部からの熱影響を抑えることができ、結果、効率的に放熱することが可能となる。  And the flow-path formation body 300 can interrupt | block the heat from the outside using the characteristic of a resin material. Power semiconductor modules for hybrid vehicles and electric vehicles have a large instantaneous power, and how fast heat can be exchanged in that case is important. Also from this point of view, by forming the flow path forming body 300 with the resin material, the heat generated by the power semiconductor modules 100a to 100f can be transmitted to the cooling refrigerant through the heat transfer path with high thermal conductivity, and from the outside. As a result, it is possible to efficiently dissipate heat.

一方、コンデンサモジュール２００はコンデンサセル２０１を備えるため熱容量が大きく、コンデンサモジュール２００を収納するスペースを冷却した方が効果的に放熱できるため、コンデンサモジュール２００の近傍には金属製の収納部４０８を含む筐体４００を設ける。  On the other hand, since the capacitor module 200 includes the capacitor cell 201 and has a large heat capacity, and cooling the space in which the capacitor module 200 is stored can effectively dissipate heat, the capacitor module 200 includes a metal storage portion 408 in the vicinity thereof. A housing 400 is provided.

さらに本実施形態により以下の別の作用効果がある。  Further, the present embodiment has the following other effects.

樹脂製の流路形成体３００で構成される第１流路３０１は、パワー半導体モジュール１００ａないし１００ｆ近傍の冷却効率を向上させるために、冷媒の流速を管理する必要がある。またコンデンサモジュール２００は体積が大きくかつ重量が大きいため、耐振性を考慮すると、コンデンサモジュール２００する固定部材は強度が求められる。  The first flow path 301 formed of the resin flow path forming body 300 needs to manage the flow rate of the refrigerant in order to improve the cooling efficiency in the vicinity of the power semiconductor modules 100a to 100f. Further, since the capacitor module 200 has a large volume and a large weight, the strength of the fixing member for the capacitor module 200 is required in consideration of vibration resistance.

アルミダイキャスト製の流路形成体の場合には、冷媒の流速を管理するため、鋳造後に、流路を形成するための後加工が必要となり、コスト面で不利であった。一方、コンデンサモジュール２００を格納する周辺においては寸法を厳格に管理する必要はなく、前述の冷媒の流速管理のような加工は不要である。そのため、パワー半導体モジュール１００ａないし１００ｆを収納する箇所は精度良く成形可能な樹脂材で構成し、加工が発生しないか加工が少ない箇所は強度を考慮してアルミダイキャスト製とすれば、材料コストと加工コストを合計した部品コストを最適化でき、結果、安価な電力変換装置となる。  In the case of an aluminum die-cast flow path forming body, since the flow rate of the refrigerant is controlled, post-processing for forming the flow path is required after casting, which is disadvantageous in terms of cost. On the other hand, it is not necessary to strictly manage the dimensions in the vicinity where the capacitor module 200 is stored, and processing such as the aforementioned flow rate management of the refrigerant is unnecessary. Therefore, if the place where the power semiconductor modules 100a to 100f are housed is made of a resin material that can be accurately molded, and the place where the processing does not occur or the place where the processing is small is made of aluminum die cast in consideration of the strength, the material cost The total cost of parts can be optimized, resulting in an inexpensive power converter.

また、流路形成体３００と蓋３０４を樹脂製とすることにより、流路形成体３００と蓋３０４を接合する場合に、２次成形や溶融接合等を用いた接合が容易に可能であり、ネジ締結等の接合ならびにシールが不要となる。そして、電力変換装置の軽量化にも貢献できる。  In addition, by making the flow path forming body 300 and the lid 304 made of resin, when the flow path forming body 300 and the lid 304 are bonded, it is possible to easily perform joining using secondary molding, melt bonding, or the like. Joining and sealing such as screw fastening are not required. And it can also contribute to the weight reduction of a power converter device.

また、筐体４００の別の製造方法として、第２流路４０２を構成する管状の中空部品を保持し、この中空部品を覆うようにして他の収納部４０８をアルミ鋳造により製作する。その後、アルミ鋳造に製作された部分の一部を加工して、第２流路入口４０３及び第２流路出口４０４を形成する。  As another manufacturing method of the housing 400, a tubular hollow part constituting the second flow path 402 is held, and another housing portion 408 is manufactured by aluminum casting so as to cover the hollow part. Thereafter, a part of the portion manufactured for aluminum casting is processed to form the second flow path inlet 403 and the second flow path outlet 404.

また、コンデンサモジュール２００のコンデンサケース２０４が樹脂材料により構成される場合がある。その場合もコンデンサモジュール２００の熱容量は大きくなるとともにコンデンサセル２０１からの発熱経路の熱伝導率が高くなる。その点を考慮すると、コンデンサモジュール２００の近傍に配置される第２流路４０２は熱伝導率の良い金属材料等によって構成された方が効率の良い冷却が可能となる
また、モールドバスバー５００は、金属製の筐体４００から延びる支持部４１０によって支持される。この支持部４１０は、例えば筐体４００と同一材料の金属で構成される。また支持部４１０は、筐体４００と一体に成形されていてもよい。大電流が流れるモールドバスバー５００はパワー半導体モジュールと同様に発熱するが、熱伝導性の高い支持部４１０を介して放熱されるため、樹脂材料で流路形成体３００を構成したとしても、モールドバスバー５００を冷却することができる。Further, the capacitor case 204 of the capacitor module 200 may be made of a resin material. Also in this case, the heat capacity of the capacitor module 200 increases and the heat conductivity of the heat generation path from the capacitor cell 201 increases. Considering this point, the second flow path 402 disposed in the vicinity of the capacitor module 200 can be efficiently cooled if it is made of a metal material or the like having a good thermal conductivity. It is supported by a support portion 410 extending from the metal casing 400. The support portion 410 is made of, for example, a metal that is the same material as the housing 400. Further, the support portion 410 may be formed integrally with the housing 400. Although the mold bus bar 500 through which a large current flows generates heat in the same manner as the power semiconductor module, the mold bus bar 500 is dissipated through the support portion 410 having high thermal conductivity. 500 can be cooled.

なお、本実施形態においては、ベース部４０７に形成された貫通孔４０６は、凸部３０５を貫通する孔であったが、凸部３０５と嵌め合う凹部であっても良い。また、ベース部４０７側が凸形状となり、流路形成体３００側が凹み形状となってもよい。つまりベース部４０７と流路形成体３００が互いに嵌め合う構造であれよい。  In the present embodiment, the through hole 406 formed in the base portion 407 is a hole that penetrates the convex portion 305, but may be a concave portion that fits into the convex portion 305. Moreover, the base part 407 side may be convex and the flow path forming body 300 side may be concave. That is, the base portion 407 and the flow path forming body 300 may be fitted to each other.

図６は、他の実施形態に係り、金属部材３１０Ａ及び３１０Ｂを埋め込んだ流路形成体３５０と金属部材３１０Ａ及び３１０Ｂを示す外観斜視図である。図７は、図６の平面Ｂで切断した場合の電力変換装置の断面図である。  FIG. 6 is an external perspective view showing a flow path forming body 350 and metal members 310A and 310B in which metal members 310A and 310B are embedded, according to another embodiment. FIG. 7 is a cross-sectional view of the power conversion device when cut along the plane B of FIG. 6.

図１ないし図５にて説示された流路形成体３００と異なるところは、樹脂製の流路形成体３５０にパワー半導体モジュール１００ａないし１００ｆと接触する金属部材３１０Ａ及び３１０Ｂを備えることである。  The difference from the flow path forming body 300 illustrated in FIGS. 1 to 5 is that a resin flow path forming body 350 is provided with metal members 310A and 310B that are in contact with the power semiconductor modules 100a to 100f.

金属部材３１０Ａは、モジュールケース３のフランジ部の一方側に形成された凹部に嵌め合わされる鋲３１１をパワー半導体モジュール１００ａないし１００ｆ毎に設ける。同様に、金属部材３１０Ｂは、モジュールケース３のフランジ部の他方側に形成された凹部に嵌め合わされる鋲３１２をパワー半導体モジュール１００ａないし１００ｆ毎に設ける。  The metal member 310 </ b> A is provided with a flange 311 fitted in a recess formed on one side of the flange portion of the module case 3 for each power semiconductor module 100 a to 100 f. Similarly, the metal member 310B is provided with a flange 312 that fits into a recess formed on the other side of the flange portion of the module case 3 for each of the power semiconductor modules 100a to 100f.

また図７に示されるように、接地配線３１３Ａ及び３１３Ｂが流路形成体３００に埋設される。接地配線３１３Ａは、金属部材３１０Ａと金属製の固定部材３１４Ａと電気的に接続される。この固定部材３１４Ａは金属製の筐体４００と電気的に接続される。  As shown in FIG. 7, the ground wirings 313 </ b> A and 313 </ b> B are embedded in the flow path forming body 300. The ground wiring 313A is electrically connected to the metal member 310A and the metal fixing member 314A. The fixing member 314A is electrically connected to the metal casing 400.

同様に接地配線３１３Ｂは、金属部材３１０Ｂと金属製の固定部材３１４Ｂと電気的に接続される。この固定部材３１４Ｂは金属製の筐体４００と電気的に接続される。  Similarly, the ground wiring 313B is electrically connected to the metal member 310B and the metal fixing member 314B. The fixing member 314B is electrically connected to the metal casing 400.

これにより、樹脂製の流路形成体３００を用いた場合でも、パワー半導体モジュール１００ａないし１００ｆを流路形成体３００に固定し、流路形成体３００を金属ケース４００に固定すれば、安定した接地を行うことができる。  Accordingly, even when the resin flow path forming body 300 is used, if the power semiconductor modules 100a to 100f are fixed to the flow path forming body 300 and the flow path forming body 300 is fixed to the metal case 400, stable grounding can be achieved. It can be performed.

なお、金属部材３１０Ａと金属部材３１０Ｂのうち一方のみを用いても良いし、接地配線３１３Ａと接地配線３１３Ｂのうち一方のみを用いても良い。  Note that only one of the metal member 310A and the metal member 310B may be used, or only one of the ground wiring 313A and the ground wiring 313B may be used.

以上、説示した実施形態は、必要に応じて組み合わせることができる。  The embodiments described above can be combined as necessary.

１…電力変換装置、２…回路体、２Ａ…パワー端子、２Ｂ…制御端子、２Ｃ…制御端子、２Ｄ…導体部材、３…モジュールケース、３Ａ…第１開口部、３Ｂ…第２開口部、３Ｃ…第３開口部、４…第１放熱部材、５…第２放熱部材、７…樹脂封止材、８…絶縁部材、１００ａ〜１００ｆ…パワー半導体モジュール、２００…コンデンサモジュール、２０１…コンデンサセル、２０２…コンデンサ端子、２０３…封止材、２０４…コンデンサケース、３００…流路形成体、３０１…第１流路、３０２…第１流路入口、３０２ａ…貫通孔、３０２ｂ…貫通孔、３０３…第１流路出口、３０３ａ…貫通孔、３０３ｂ…貫通孔、３０４…蓋、３０５…凸部、３１０Ａ…金属部材、３１０Ｂ…金属部材、３１１…鋲、３１２…鋲、３１３Ａ…接地配線、３１３Ｂ…接地配線、３１４Ａ…固定部材、３１４Ｂ…固定部材、３５０…流路形成体、４００…筐体、４０１…収納空間、４０２…第２流路、４０３…第２流路入口、４０４…第２流路出口、４０６…貫通孔、４０７…ベース部、４０８…収納部、４１０…支持部、５００…モールドバスバー、５０１…第１端子、５０２…第２端子、５０３…モールド材DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Power converter device, 2 ... Circuit body, 2A ... Power terminal, 2B ... Control terminal, 2C ... Control terminal, 2D ... Conductor member, 3 ... Module case, 3A ... 1st opening part, 3B ... 2nd opening part, 3C ... 3rd opening part, 4 ... 1st heat radiating member, 5 ... 2nd heat radiating member, 7 ... Resin sealing material, 8 ... Insulating member, 100a-100f ... Power semiconductor module, 200 ... Capacitor module, 201 ... Capacitor cell 202 ... Capacitor terminal, 203 ... Sealing material, 204 ... Capacitor case, 300 ... Flow path forming body, 301 ... First flow path, 302 ... First flow path inlet, 302a ... Through hole, 302b ... Through hole, 303 ... 1st flow-path exit, 303a ... Through-hole, 303b ... Through-hole, 304 ... Lid, 305 ... Convex part, 310A ... Metal member, 310B ... Metal member, 311 ... 鋲, 312 ... 鋲, 313A ... Ground wiring, 13B ... Ground wiring, 314A ... Fixing member, 314B ... Fixing member, 350 ... Channel forming body, 400 ... Case, 401 ... Storage space, 402 ... Second channel, 403 ... Second channel inlet, 404 ... No. Two flow path outlets, 406 ... through hole, 407 ... base portion, 408 ... storage portion, 410 ... support portion, 500 ... mold bus bar, 501 ... first terminal, 502 ... second terminal, 503 ... mold material

Claims (4)

直流電力を交流電力に変換するパワー半導体モジュールと、
前記直流電力を平滑化するコンデンサモジュールと、
前記パワー半導体モジュールを冷却する冷媒が通る第１流路を形成する樹脂製の流路形成体と、
前記コンデンサモジュールを収納する収納部を形成するとともに、前記コンデンサモジュールを冷却する前記冷媒が通る第２流路を前記収納部の近傍に形成する金属製の筐体と、を備え、
前記パワー半導体モジュールは、パワー半導体素子と、前記パワー半導体素子を収納する収納空間を形成する金属製のモジュールケースと、を有し、
前記筐体は、前記流路形成体の一部と嵌め合う固定構造を形成するベース部を有し、
前記流路形成体の一部が前記固定構造に嵌め合わされて前記ベース部に固定されることで、前記第１流路の入口と前記第２流路の出口とが互いに対向して配置されて前記第１流路と前記第２流路が連通される電力変換装置。 A power semiconductor module that converts DC power into AC power;
A capacitor module for smoothing the DC power;
A resin flow path forming member that forms a first flow path through which coolant for cooling the power semiconductor module,
A housing that houses the capacitor module, and a metal housing that forms a second flow path through which the refrigerant that cools the capacitor module passes in the vicinity of the housing,
The power semiconductor module includes a power semiconductor element, and a metal module case that forms a storage space for storing the power semiconductor element,
The housing includes a base portion that forms a fixing structure that fits with a part of the flow path forming body,
A part of the flow path forming body is fitted into the fixing structure and fixed to the base portion, so that the inlet of the first flow path and the outlet of the second flow path are arranged to face each other. A power conversion device in which the first flow path and the second flow path are communicated . 請求項１に記載された電力変換装置であって、
前記コンデンサモジュールは、コンデンサセルと、当該コンデンサセルを収納する樹脂製のコンデンサケースと、を有する電力変換装置。 The power conversion device according to claim 1,
The capacitor module is a power conversion device having a capacitor cell and a resin capacitor case that houses the capacitor cell. 請求項１または２に記載された電力変換装置であって、
前記パワー半導体モジュールと前記コンデンサモジュールを電気的に接続するバスバーを備え、
前記筐体は、前記バスバーを支持するための金属製の支持部を有する電力変換装置。 The power conversion device according to claim 1 or 2,
A bus bar for electrically connecting the power semiconductor module and the capacitor module;
The said housing | casing is a power converter device which has a metal support part for supporting the said bus bar. 請求項１ないし３に記載されたいずれかの電力変換装置であって、
前記流路形成体は、前記モジュールケースと電気的に接続される配線部材を有し、
前記配線部材は、前記流路形成体に埋め込まれ、かつ前記ベース部と電気的に接続される電力変換装置。 The power conversion device according to any one of claims 1 to 3 ,
The flow path forming body has a wiring member electrically connected to the module case,
The said wiring member is a power converter device which is embedded in the said flow-path formation body and is electrically connected with the said base part.
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