CN102844976B - 电力转换装置 - Google Patents

Abstract

电力转换装置包括：具有多个彼此配置为层叠状态的一方和另一方的直流端子的平滑用的电容器模块；沿着电容器模块形成流通冷却介质的冷却介质流路的流路形成体；和包括具有冷却面的模块外壳、从模块外壳在层叠状态下向一个方向突出的直流端子和从模块外壳向一个方向突出的交流端子的多个功率半导体模块。功率半导体模块被固定在流路形成体上，使得功率半导体模块的模块外壳的冷却面插入到流路形成体的冷却介质流路与流路形成体内流通的冷却介质接触，电容器模块的各层叠状态的直流端子，从电容器模块向对应的功率半导体模块延伸，并且层叠状态的直流端子具有沿流路方向的连接部，电容器模块的各直流端子的沿流路方向的各连接部分别与从功率半导体模块在横穿冷却介质流路的方向上突出的直流端子连接。

Description

电力转换装置

技术领域

本发明涉及用于将直流电力转换为交流电力或者将交流电力转换为直流电力的电力转换装置。

背景技术

一般而言，电力转换装置具备从直流电源接受直流电力的平滑用的电容器模块、从电容器模块接受直流电力而产生交流电力的逆变器电路和用于控制逆变器电路的控制电路。上述交流电力例如被供给到电动机上，电动机根据供给的交流电力产生转矩。上述电动机一般具有作为发电机的功能，当从外部对电动机供给了机械能时，上述电动机基于供给的机械能产生交流电力。上述电力转换装置大多也具备将交流电力转换为直流电力的功能，电动机产生的交流电力被转换为直流电力。从直流电力到交流电力的转换或者从交流电力到直流电力的转换，由上述控制装置控制。例如，在上述电动机是同步电动机的情况下，通过控制同步电动机的定子产生的旋转磁场相对于转子的磁极位置的相位，能够进行上述电力转换的控制。在日本特开2009-2192170号公报中公开了电力转换装置的一例。

电力转换装置例如搭载在机动车上，从同样搭载在机动车上的二次电池（蓄电池）接受直流电力而产生交流电力，用于供给到产生行驶用的转矩的电动机上。此外，在车辆的再生制动运转时由于产生了制动力，电动机基于行驶能产生交流电力，产生的交流电力被电力转换装置转换为直流电力，在上述二次电池中蓄积，再次作为车辆行驶等用途的电力使用。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-219270号公报

发明内容

发明要解决的问题

逆变器电路通过进行电路的导通或切断的动作而进行直流电力与交流电力之间的转换。由于上述电路的导通或切断动作，会产生基于电路电感的尖峰电压。该电压较大时会发生介电击穿（绝缘击穿）等现象，导致可靠性降低。平滑用的电容器模块与上述逆变器电路的功率半导体模块的连接部的电感的降低还并不足够。

本发明的目的在于提供一种电力转换装置，能够降低平滑用的电容器模块与上述逆变器电路的功率半导体模块的连接部的电感。

解决问题的手段

本发明的第一方面的电力转换装置，包括：具有多个彼此配置为层叠状态的一方和另一方的直流端子的平滑用的电容器模块；沿着电容器模块形成流通冷却介质的冷却介质流路的流路形成体；和包括具有冷却面的模块外壳、从模块外壳在层叠状态下向一个方向突出的直流端子和从模块外壳向一个方向突出的交流端子的多个功率半导体模块，其中，功率半导体模块被固定在流路形成体上，使得功率半导体模块的模块外壳的冷却面插入到流路形成体的冷却介质流路与流路形成体内流通的冷却介质接触，电容器模块的各层叠状态的直流端子，从电容器模块向对应的功率半导体模块延伸，并且层叠状态的直流端子具有沿流路方向的连接部，电容器模块的各直流端子的沿流路方向的各连接部分别与从功率半导体模块在横穿冷却介质流路的方向上突出的直流端子连接。

本发明的第二方面，在第一方面的电力转换装置中，优选：电容器模块的各层叠状态的直流端子分别由宽幅的导体制造，从功率半导体模块的模块外壳突出的层叠状态的直流端子由宽幅的导体制造，并从模块外壳向与冷却介质流路相反的方向突出，电容器模块的各直流端子的宽幅的导体的宽幅面，各自与功率半导体模块的由宽幅的导体制造的直流端子的宽幅面接触，彼此通过宽幅面接触的电容器模块的各直流端子和功率半导体模块的直流端子，在与冷却介质流路相反的方向的部分通过焊接（熔焊）而连接。

本发明的第三方面，在第一或第二方面的电力转换装置中，优选：从功率半导体模块的模块外壳向作为与冷却介质流路相反的方向的一个方向突出的层叠状态的直流端子分别由宽幅的导体制造且宽幅面彼此相对，并且，电容器模块的各连接部分别由宽幅的导体制造且宽幅面彼此相对，电容器模块的连接部的层叠状态下的各个位于内侧的宽幅面与功率半导体模块的层叠状态的直流端子的各个位于外侧的宽幅面分别接触，通过焊接（熔焊）而固定。

本发明的第四方面，在第三方面的电力转换装置中，优选：电容器模块具有电容器外壳和收纳在电容器外壳内的多个电容器单元，电容器模块的直流端子从电容器外壳在层叠状态下突出，电容器模块的直流端子，在与功率半导体模块的直流端子连接的连接部和电容器外壳之间的部分，至少一方的直流端子呈在冷却介质流的方向上折回的形状，另一方的电容器模块的直流端子的连接部位于一方的直流端子的折回形状的内侧。

本发明的第五方面，在第四方面的电力转换装置中，优选：电容器模块的直流端子，在与功率半导体模块的直流端子连接的连接部和电容器外壳之间的部分，各直流端子分别呈在冷却介质流的方向上折回的形状，另一方的电容器模块的直流端子的连接部位于一方的直流端子的折回形状的内侧。

本发明的第六方面，在第一至五中任一方面的电力转换装置中，优选：各功率半导体模块，具有构成上臂和下臂的半导体芯片和将上臂和下臂的半导体芯片串联连接的导体，各功率半导体模块的交流端子，在各功率半导体模块的内部与将上臂和下臂的半导体芯片串联连接的导体电连接。

本发明的第七方面，在第六方面的电力转换装置中，优选：对于电容器模块，隔着空间配置有具备多个交流汇流条的交流汇流条组件，各交流汇流条与对应的功率半导体模块的交流端子通过焊接（熔焊）而连接。

本发明的第八方面，在第七方面的电力转换装置中，优选：在隔着交流汇流条组件与电容器模块相反的位置上配置有用于使各功率半导体模块工作的驱动电路。

本发明的第九方面，在第六至八中任一方面的电力转换装置中，优选：电容器模块呈大致长方形，沿着电容器模块的长边配置有多个层叠状态的直流端子，在电容器模块的短边上具备用于与直流电源进行直流电力的授受的电源端子。

本发明的一实施方式的电力转换装置，包括：具有多个配置为层叠状态的直流端子的平滑用的电容器模块；形成冷却介质流路的流路形成体；和包括从具有冷却面的模块外壳在层叠状态下突出的直流端子和从上述模块外壳突出的交流端子的多个功率半导体模块，其中，上述功率半导体模块被沿着冷却介质流路配置，上述电容器模块的直流端子向对应的上述功率半导体模块延伸，并且上述直流端子具有沿流路方向的连接部，上述电容器模块的各连接部分别与从上述功率半导体模块突出的直流端子连接。

发明效果

根据本发明，能够使平滑用的电容器模块与逆变器电路的功率半导体模块的连接部的电感降低，能够提高电力转换装置的可靠性。

附图说明

图1是表示应用了本发明的一个实施方式的电力转换装置的混合动力机动车的系统的系统图。

图2是表示图1所示的电路的结构的电路图。

图3是用于说明电力转换装置的结构的分解立体图。

图4是为了说明电力转换装置的整体结构而将其分解为构成元件的立体图。

图5是为了说明流路形成体而从底侧观看图4所示的流路形成体的图。

图6（a）是表示功率半导体模块的外观的立体图。图6（b）是功率半导体模块的截面图。

图7（a）是为了帮助理解，而除去了模块外壳、绝缘膜、第一密封树脂和第二密封树脂的功率半导体模块的内部截面图。图7（b）是用于说明功率半导体模块的内部结构的立体图。

图8（a）是用于帮助理解图7（b）的结构的分解图。图8（b）是功率半导体模块的电路图。

图9（a）是说明电感的降低效果的电路图。图9（b）是用于说明电感的降低作用的说明图。

图10（a）是辅助模塑体的立体图。图10（b）是辅助模塑体的透视图。

图11是用于说明电容器模块的内部结构的分解立体图。

图12是在流路形成体上组装了功率半导体模块、电容器模块和汇流条组件的状态的外观立体图。

图13是图12的虚线表示的部分A的放大图。

图14是表示组装了功率半导体模块和电容器模块的流路形成体与汇流条组件的关系的分解立体图。

图15是除去了保持部件后的汇流条组件的外观立体图。

图16是组装了功率半导体模块、电容器模块、汇流条组件和辅助设备用功率模块的流路形成体的外观立体图。

图17是为了便于说明而将控制电路基板与金属底板分离后的电力转换装置的立体图。

图18是图17中从箭头C的方向观看虚线B上的截面的截面图。

图19是用于说明电容器模块的直流端子与功率半导体模块的直流端子的连接状态的说明图。

图20是用于说明电容器模块的直流端子与功率半导体模块的直流端子的其他连接状态的说明图。

图21是用于说明电容器模块的直流端子与功率半导体模块的直流端子的另一其他连接状态的说明图。

图22是用于说明电容器模块的直流端子与功率半导体模块的直流端子的另一其他连接状态的说明图。

图23是用于说明电容器模块的直流端子与功率半导体模块的直流端子的另一其他连接状态的说明图。

图24是用于说明电容器模块的直流端子与功率半导体模块的直流端子的另一其他连接状态的说明图。

图25是用于说明电容器模块的直流端子与功率半导体模块的直流端子的另一其他连接状态的说明图。

图26是用于说明电容器模块的直流端子与功率半导体模块的直流端子的另一其他连接状态的说明图。

具体实施方式

以下说明的应用了本发明的实施方式的电力转换装置和使用该装置的系统，解决了为了实现产品化而期望解决的各种问题。这些实施方式解决的各种问题之一，涉及上述“发明要解决的问题”部分中记载的电感的降低，且具有上述“发明效果”部分中记载的降低电感和提高可靠性的效果。即，以下详细叙述的电力转换装置和使用该电力转换装置的系统，解决了为了实现产品化而期望解决的各种问题，不仅有上述“发明要解决的问题”部分中记载的小型化的问题、上述“发明效果”部分中记载的小型化的效果，除了上述问题和效果以外，也能够解决各种问题、实现各种效果。此外，解决上述“发明要解决的问题”部分中记载的与降低电感相关的问题、实现上述“发明效果”中记载的与电感的降低和可靠性的提高相关的效果的技术方案，不仅有上述“解决问题的手段”中记载的技术方案，还能够利用其他技术方案解决上述问题，能够得到上述效果。以下列举代表性的几例。对于此外的进一步的内容在实施方式的说明中叙述。

能够进一步降低电感的技术方案1如下所述。其采用沿着冷却介质流路配置功率半导体模块，使从上述功率半导体模块的外壳突出的层叠状态的直流端子与电容器模块的直流端子所具有的沿冷却介质流路方向的连接部接触，并使上述接触的直流端子彼此连接的结构。该结构中，能够使电容器模块的直流端子在层叠状态下延伸到与功率半导体模块的直流端子连接的连接位置。因此能够降低电感。此外，使电容器模块的直流端子的连接部，在沿冷却介质流路的方向上向功率半导体模块的端子延伸，所以能够避免连接部结构的复杂化。

上述技术方案1中，通过将功率半导体模块的直流端子配置在电容器模块的层叠状态的直流端子的内侧，能够使功率半导体模块的直流端子彼此接近配置，能够通过该结构实现低电感化。

进而，技术方案1中，电容器模块的直流端子的结构形成为，在与上述功率半导体模块的直流端子连接的连接部和电容器外壳之间的部分，至少一方的直流端子呈在上述冷却介质流的方向上折回的形状，与另一方的上述电容器模块的直流端子连接的连接部位于上述一方的直流端子的折回形状的内侧。通过该结构，能够降低电感。

进而，技术方案1中，电容器模块的直流端子与功率半导体模块的直流端子的连接部，位于与冷却介质流路相反的方向，所以焊接器具容易插入上述连接部，焊接作业的生产效率提高。进而，焊接部的可靠性也提高。

进而，技术方案1中，在电容器模块的直流端子和功率半导体模块的直流端子上，能够配置交流汇流条，能够实现小型化和生产效率的提高。

用于解决期望更加小型化的问题的技术方案2如下所述。技术方案2中，在壳体内配置冷却介质流路和平滑用的电容器模块，进而沿着上述冷却介质流路配置纵向较长形状的功率半导体模块，并配置用于从上述电容器模块向上述功率半导体模块流通直流电流的直流汇流条，在直流汇流条的纵方向上的上侧配置交流汇流条，在上述交流汇流条之上配置用于控制上述功率半导体模块的控制信号线。通过该结构，能够使电力转换装置的整体结构配置为更加整齐的状态，能够实现电力转换装置的小型化。此外，能够得到使横穿冷却介质流路的横方向上、即电力转换装置的横方向上的尺寸能够进一步减小的效果。上述效果，特别是在使用内置了逆变器的上下臂的串联电路的功率半导体模块的情况下可以得到较大的效果，但在使用插入了上下臂中某一个臂的功率半导体模块的情况下也能够达成效果。但是，在使用插入了一个臂的功率半导体模块的情况下，因为分别使用逆变器的上臂用和下臂用的功率半导体模块，所以用于连接这些臂的汇流条结构将会增加。

上述技术方案2中，进而将直流汇流条和交流汇流条配置在电力转换装置的壳体内的接近侧部一侧，能够在这些汇流条的中央侧同时配置上述电容器模块，能够有效地利用电容器模块的上部。例如能够将其他电路配置在电容器模块的上部，例如，如实施方式所述，能够在该部分配置辅助设备用半导体模块，用于产生驱动压缩机等辅助设备用的电动机的交流电力。由此，能够实现电力转换装置的小型化。再者，上述电容器模块与功率半导体模块的连接距离变短，在低电感化方面具有效果。进而，在通过焊接作业实现电连接的情况下，容易确保使用焊接器具的空间，生产效率得到提高。

进而，上述技术方案2中，通过采用沿着电容器模块的外形设置形成冷却介质流路的流路形成体、将上述电容器模块固定在上述流路形成体上的结构，能够利用上述冷却介质流路将上述功率半导体模块和上述电容器模块一并冷却。进而，由于能够使直流汇流条和交流汇流条靠近侧部配置，所以能够使配置在上述电容器模块的上侧的上述其他电路接近流路形成体配置。除上述功率半导体模块和上述电容器模块之外，还能够有效地冷却上述其他电路。上述其他电路可以是用于构成电路的各种部件。特别是，如上所述，通过将辅助设备用的半导体模块作为其他电路配置在该部分，能够使装置整体更加小型化，进而能够有效地冷却辅助设备用的半导体模块，也有助于提高可靠性。

以下记载技术方案3作为用于解决期望更加小型化的问题的其他技术方案。技术方案3中，用宽幅的导体构成用于从功率半导体模块输出交流电力的、或者用于将电动机产生的交流电力供给到功率半导体模块的多个交流汇流条，以各交流汇流条的窄幅面沿着壳体的纵方向、宽幅面彼此相对的方式并列配置。通过该结构，具有能够减小多个交流汇流条占据的体积的效果。

此外，除上述技术方案3的特征之外，还使上述多个交流汇流条一体化为交流汇流条组件。交流汇流条组件具有包含固定部的保持部件，通过将上述多个交流汇流条固定在上述保持部件上而形成使上述多个交流汇流条一体化的结构。通过该结构能够实现整体的进一步小型化。进而，通过固定交流汇流条组件的固定部，能够固定上述多个交流汇流条，生产效率提高。进而，也能够降低与其他电路或壳体内表面发生干扰的可能，有助于提高可靠性。

此外，除上述技术方案3的特征之外，如果沿着壳体的侧部配置用于流通冷却介质的流路，并沿着上述冷却介质的流路配置交流汇流条，则更容易实现电力转换装置的小型化。此外，因为沿着上述冷却介质的流路配置功率半导体模块，所以也容易进行电连接。

以下记载技术方案4作为用于解决期望更加小型化的问题的其他技术方案。技术方案4中，用宽幅的导体构成用于从功率半导体模块输出交流电力、或者用于功率半导体模块接受电动机产生的交流电力的多个交流汇流条，各交流汇流条沿着分别配置在壳体的两侧部的冷却介质流路配置，相对于两侧部的上述交流汇流条，在与它们相比更靠中央的位置配置其他电路。作为其他电路，例如，如实施方式所述，能够配置辅助设备用半导体模块，用于产生驱动压缩机等辅助设备用的电动机的交流电力。由此，能够实现电力转换装置的小型化。此外，除该效果之外，还能够使辅助设备用的半导体模块等其他电路直接或接近地固定在构成冷却介质流路的流路形成体上，除了功率半导体模块之外，也能够高效地冷却辅助设备用的半导体模块等其他电路。

以下记载技术方案5作为用于解决期望更加小型化的问题的其他技术方案。技术方案5中，使从沿着冷却介质的流路配置的功率半导体模块突出的信号端子的连接位置，与直流端子和交流端子相比，设置在纵方向的更靠一侧的位置，并且在上述纵方向上，与电容器模块和交流汇流条相比使驱动电路配置在纵方向上更靠一侧的位置上。通过这样的结构，能够使配置流通大电流的直流和交流汇流条的位置与对上述信号端子供给信号的配线的位置在纵方向上分开，能够使配线整然配置。这有助于实现电力转换装置的小型化。进而，在通过焊接（熔焊）连接工序连接流通大电流的直流和交流汇流条、通过钎焊（软钎焊）连接工序进行上述信号端子的连接的情况下，能够区分焊接（熔焊）工序和软钎焊工序，有助于提高生产效率。

以下记载技术方案6作为用于解决期望更加小型化的问题的其他技术方案。技术方案6中，使电力转换装置为大致长方体的结构，沿着其上表面的四边形的长边一侧配置流通冷却介质的冷却介质流路，沿着冷却介质的流路配置功率半导体模块，进而用宽幅导体构成交流汇流条，并且使各交流导体的窄幅的面在纵方向上、使宽幅面彼此相对地沿着上述冷却介质的流路配置，使这些沿着冷却介质流路延伸的交流汇流条聚集在上述电力转换装置的大致四边形的短边一侧，从该短边输出交流电力。通过这样的结构，能够减小交流汇流条占据的空间，此外能够整理其与其他电路的配置关系，使电力转换装置更加小型。

用于解决提高生产效率的问题的技术方案7如下所述。技术方案7中，采用在用于在电力转换装置的壳体内部形成冷却介质流路的冷却介质流路形成体上固定电容器模块和功率半导体模块，进而在其之上配置交流汇流条组件的结构。通过这样的结构，能够容易地进行电容器模块与功率半导体模块的连接，接着能够容易地进行功率半导体模块与交流汇流条组件的连接。通过这样，生产效率得到提高。特别是，因为在电容器模块与功率半导体模块的连接部流通大电流，所以大多通过焊接（熔焊）进行电连接。能够首先通过焊接（熔焊）来连接电容器模块与功率半导体模块，接着固定交流汇流条组件并通过焊接（熔焊）来连接功率半导体模块与交流汇流条组件。通过焊接（熔焊）连接时需要将焊接器具引导至焊接部分，上述结构下能够将焊接器具引导至焊接部分。此外，通过先用焊接（熔焊）进行连接、再用软钎焊进行连接，生产效率可以提高。上述结构不仅有助于小型化，在通过焊接（熔焊）工序进行电连接的情况下，生产效率也提高。进而，由于电容器模块与功率半导体模块的电连接和功率半导体模块与交流汇流条组件的电连接中使用焊接（熔焊）工序，因而在功率半导体模块的端子部分不需要确保用于螺合的面积，能够使功率半导体模块更加小型，这有助于电力转换装置的小型化。

用于解决提高生产效率的问题的其他的技术方案8如下所述。技术方案8与上述技术方案4中说明的结构基本相同，使从沿着冷却介质的流路配置的功率半导体模块突出的信号端子的连接部，与直流端子和交流端子的连接部相比，配置在纵方向的更靠一侧的位置，在上述纵方向上，与电容器模块和交流汇流条相比使驱动电路配置在纵方向上更靠一侧的位置上。通过这样的结构，能够使配置流通大电流的汇流条的位置与对上述信号端子供给信号的配线的位置在纵方向上分开配置，由此能够在纵方向上依次进行组装，进而能够在纵方向上依次进行连接作业。由此，生产效率得到提高。

上述技术方案8中，通过焊接（熔焊）连接进行与流通大电流的汇流条有关的电连接，通过软钎焊连接进行与信号端子有关的配线连接，由此能够使焊接（熔焊）工序与软钎焊工序区分，接近地进行直流汇流条的焊接（熔焊）工序和交流汇流条的焊接（熔焊）工序。由此，生产效率提高。

用于解决提高可靠性的问题的技术方案9如下所述。技术方案9中，在金属性的壳体内，配置形成用于流通冷却介质的冷却介质流路的流路形成体，在上述流路形成体上固定用于流通交流电流的交流汇流条，在汇流条上固定用于检测流过上述交流汇流条的电流的电流传感器。通过在固定于上述流路形成体上的汇流条上配置电流传感器，能够通过被冷却介质冷却的流路形成体对交流汇流条进行冷却，抑制从电动机一侧传导的热引起交流汇流条温度上升，抑制电流传感器的温度上升。

例如，在将电力转换装置固定在车辆的变速器等可能成为高温的部件上的情况下，热会通过壳体传导进来。此外，对电动机供给交流电力的交流汇流条的材料是铜，所以是良好的导热体。因此，电动机的热通过交流汇流条传递，可能导致电流传感器的温度上升。技术方案9中，因为在形成冷却介质流路的上述流路形成体上固定交流汇流条，并在上述交流汇流条上固定电流传感器，所以能够抑制电流传感器的温度上升，提高可靠性。

用于解决提高可靠性的问题的其他的技术方案10如下所述。技术方案10在上述技术方案9中，设置具有固定部件和保持部件的交流汇流条组件，通过该交流汇流条组件的上述保持部，保持并固定上述交流汇流条。其采用通过交流汇流条组件的固定部件将交流汇流条组件固定在上述流路形成体上的结构。交流汇流条组件自身通过上述固定部件固定在上述流路形成体上。

通过该结构，交流汇流条组件的组装变得容易，并且能够利用上述流路形成体对交流汇流条组件进行冷却。能够有效地冷却交流汇流条。因为能够抑制电流传感器的温度上升，所以电流传感器可靠性和电力转换装置整体的可靠性提高。电流传感器具有不耐高温的温度特性，电流传感器的热对策是要解决的重要问题。

用于解决提高可靠性的问题的其他的技术方案11如下所述。技术方案11中，除了用于通过冷却介质流对功率半导体模块进行冷却的冷却介质流路之外，还在冷却介质通路的外周面上设置进行冷却的结构，在上述外周面上配置要冷却的电路。具体而言，为了利用冷却介质流进行冷却而将功率半导体模块插入冷却介质流路内，为了利用外周面进行冷却而使要冷却的电路与上述外周面密合。作为要冷却的电路，例如，如实施方式所说明的那样，是用于产生对车载压缩机等车载的辅助设备用的电动机供给的交流电力的辅助设备用半导体模块，形成了将上述辅助设备用半导体模块固定在用于进行冷却的上述外周面上的结构。

以下实施方式中，在形成上述冷却介质流路的流路形成体中，形成贮存作为冷却介质的水的空间，在流路形成体的外周面中的上述贮存水的空间的外周面配置上述辅助设备用的半导体模块。通过该结构，能够对功率半导体模块进行冷却，并有效地对上述辅助设备用的半导体模块进行冷却。

除上述技术方案10的特征之外，还在流路形成体中形成收纳平滑用的电容器模块的凹陷，将上述电容器模块固定在流路形成体上，由此能够对上述功率半导体模块、上述辅助设备用的半导体模块和上述电容器模块高效地进行冷却，并能够使它们紧凑地配置，能够兼顾电力转换装置的进一步小型化和高效的冷却。进而，因为将它们固定在流路形成体上，所以电力转换装置的组装性也优秀。

接着使用附图说明本发明的实施方式。图1是将本发明的电力转换装置应用于同时使用了发动机和电动机行驶的所谓混合动力车中的系统图。本发明的电力转换装置不仅能够应用于混合动力车，也能够应用于仅靠电动机行驶的所谓电动车，此外也能够作为用于驱动一般的工业机械中使用的电动机的电力转换装置使用。但是，如上述和以下说明，本发明的电力转换装置，特别是应用于上述混合动力车和上述电动车时，在小型化方面、可靠性方面以及各种方面上可以得到优秀的效果。应用于混合动力车的电力转换装置与应用于电动车的电力转换装置为大致相同的结构，因此说明应用于混合动力车的电力转换装置作为代表例。

图1是表示混合动力车（以下记作“HEV”）的控制模块的图。发动机EGN和电动发电机MG1、电动发电机MG2产生车辆的行驶用转矩。此外，电动发电机MG1和电动发电机MG2不仅产生转矩，还具有将从外部对电动发电机MG1或电动发电机MG2施加的机械能转换为电力的功能。

电动发电机MG1或MG2，例如是同步电机或感应电机，如上所述按照运转方法的不同而作为电动机或发电机工作。电动发电机MG1或MG2，在搭载于机动车上的情况下，优选小型但能获得高输出功率，适用使用了钕等磁铁的永磁铁型的同步电动机。此外，永磁铁型的同步电动机，与感应电动机相比转子的发热较少，在该观点上来看也适于在机动车上使用。

发动机EGN的输出侧和电动发电机MG2的输出转矩通过动力分配机构TSM传递到电动发电机MG1，来自动力分配机构TSM的转矩或电动发电机MG1产生的转矩，通过变速器TM和差动齿轮DEF传递到车轮。另一方面，在再生制动运转时，转矩从车轮传递到电动发电机MG1，基于供给的转矩产生交流电力。产生的交流电力如后所述被电力转换装置200转换为直流电力，对高压用的电池（蓄电池）136充电，充入的电力被再次作为行驶能使用。此外，在高压用的电池136中蓄积的电力变得较少的情况下，能够利用电动发电机MG2将发动机EGN产生的旋转能转换为交流电力，接着用电力转换装置200将交流电力转换为直流电力，对电池136充电。从发动机EGN到电动发电机MG2的机械能的传递由动力分配机构TSM进行。

接着说明电力转换装置200。逆变器电路140和142，与电池136通过直流连接器138电连接，在电池136与逆变器电路140或142相互之间进行电力的授受。在使电动发电机MG1作为电动机工作的情况下，逆变器电路140基于经直流连接器138从电池136供给的直流电力产生交流电力，通过交流端子188供给到电动发电机MG1。包括电动发电机MG1和逆变器电路140构成的结构作为第一电动发电单元工作。同样的，在使电动发电机MG2作为电动机工作的情况下，逆变器电路142基于经直流连接器138从电池136供给的直流电力产生交流电力，通过交流端子159供给到电动发电机MG2。包括电动发电机MG2和逆变器电路142构成的结构作为第二电动发电单元工作。关于第一电动发电单元和第二电动发电单元，根据运转状态存在使两者作为电动机或作为发电机运转的情况，或者将它们区分开运转的情况。此外，也能够使单方停止而不运转。其中，本实施方式中，利用电池136的电力使第一电动发电单元作为电动单元工作，因而能够仅利用电动发电机MG1的动力驱动车辆。进而，本实施方式中，通过将第一电动发电单元或第二电动发电单元作为发电单元，使其在发动机120的动力或来自车轮的动力下工作而发电，能够对电池136充电。

电池136进而也作为用于驱动辅助设备用的电动机195的电源使用。辅助设备用的电动机例如是驱动空调的压缩机的电动机、或者驱动控制用的油压泵的电动机。从电池136对辅助设备用功率模块350供给直流电力，在辅助设备用功率模块350中产生交流电力，经交流端子120供给到辅助设备用电动机195。辅助设备用功率模块350与逆变器140和142具有基本同样的电路结构和功能，控制对辅助设备用电动机195供给的交流的相位和频率、电力。辅助设备用电动机195的容量比电动发电机MG1和194的容量更小，所以辅助设备用功率模块350的最大转换电力比逆变器电路140和142小，但如上所述，辅助设备用功率模块350的基本结构和基本动作与逆变器电路140和142大致相同。另外，电力转换装置200具备用于使对逆变器电路140和逆变器电路142、逆变器电路350B供给的直流电力平滑化的电容器模块500。

电力转换装置200具备通信用的连接器21，用于从上级的控制装置接受指令或者对上级的控制装置发送表示状态的数据。基于来自连接器21的指令，由控制电路172计算电动发电机MG1、电动发电机MG2、辅助设备用电动机195的控制量，进而对是作为电动机运转还是作为发电机运转进行运算，基于运算结果产生控制脉冲，对驱动电路174和辅助设备用功率模块350的驱动电路350A供给上述控制脉冲。辅助设备用功率模块350也可以具有专用的控制电路，该情况下基于来自连接器21的指令由上述专用的控制电路产生控制脉冲，对辅助设备用功率模块350的驱动电路350A供给。驱动电路174基于上述控制脉冲产生用于控制逆变器电路140和逆变器电路142的驱动脉冲。此外，驱动电路350A产生用于驱动辅助设备用功率模块350的逆变器电路350B的控制脉冲。

接着，用图2说明逆变器电路140和逆变器电路142的电路结构。图1所示的辅助设备用功率模块350的逆变器350B的电路结构基本上与逆变器电路140的电路结构类似，所以图2中省略逆变器350B的具体电路结构的说明，以逆变器电路140作为代表例进行说明。但是，因为辅助设备用功率模块350输出电力较小，所以以下说明的构成各相的上臂和下臂的半导体芯片和连接该芯片的电路在辅助设备用功率模块350中被集中配置。

进而，因为逆变器电路140和逆变器电路142的电路结构和动作都非常类似，所以以逆变器电路140为代表进行说明。

其中，以下使用绝缘栅双极型晶体管作为半导体元件，以下简记作IGBT。逆变器电路140中，与要输出的交流电力的由U相、V相、W相构成的3相对应地，具备由作为上臂工作的IGBT328与二极管156和作为下臂工作的IGBT330与二极管166构成的上下臂的串联电路150。这3相在该实施方式中，与电动发电机MG1的电枢绕组的3相的各相绕组对应。3相各自的上下臂的串联电路150，从上述串联电路的中点部分即中间电极169输出交流电流，该交流电流通过交流端子159和交流连接器188，与作为通向电动发电机MG1的交流电力线的以下说明的交流汇流条802、804连接。

上臂的IGBT328的集电极153通过正极端子157与电容器模块500的正极侧的电容器端子506电连接，下臂的IGBT330的发射极通过负极端子158与电容器模块500的负极侧的电容器端子504电连接。

如上所述，控制电路172通过连接器21从上级的控制装置接受控制指令，基于它产生控制脉冲，作为用于控制构成逆变器电路140中包括的各相串联电路150的上臂或下臂的IGBT328和IGBT330的控制信号，对驱动电路174供给。驱动电路174基于上述控制脉冲，将用于控制构成各相串联电路150的上臂或下臂的IGBT328和IGBT330的驱动脉冲供给到各相的IGBT328和IGBT330。IGBT328和IGBT330基于来自驱动电路174的驱动脉冲，进行导通或切断动作，将从电池136供给的直流电力转换为三相交流电力，并将该转换后的电力供给到电动发电机MG1。

IGBT328具备集电极153、信号用发射极155和栅极154。IGBT330具备集电极163、信号用发射极165和栅极164。二极管156电连接在集电极153与发射极之间。此外，二极管166电连接在集电极163与发射极之间。作为开关用功率半导体元件，也可以使用金属氧化物半导体型场效应晶体管（以下简记作MOSFET），该情况下不需要二极管156和二极管166。作为开关用功率半导体元件，IGBT适合直流电压比较高的情况，MOSFET适合直流电压比较低的情况。

电容器模块500具备多个正极侧的电容器端子506、多个负极侧的电容器端子504、正极侧的电源端子509和负极侧的电源端子508。来自电池136的高压的直流电力，经直流连接器138供给到正极侧的电源端子509和负极侧的电源端子508，从电容器模块500的多个正极侧的电容器端子506和多个负极侧的电容器端子504，对逆变器电路140、逆变器电路142、辅助设备用功率模块350供给。另一方面，通过逆变器电路140和逆变器电路142而从交流电力转换得到的直流电力，从正极侧的电容器端子506和负极侧的电容器端子504供给到电容器模块500，从正极侧的电源端子509和负极侧的电源端子508经直流连接器138对电池136供给，蓄积在电池136中。

控制电路172，具备用于对IGBT328和IGBT330的开关时序进行运算处理的微型计算机（以下记作“微机”）。对微机输入的信息，包括对电动发电机MG1要求的目标转矩值，从上下臂串联电路150对电动发电机MG1供给的电流值，和电动发电机MG1的转子的磁极位置。目标转矩值基于从未图示的上级控制装置输出的指令信号而得到。电流值基于电流传感器180的检测信号而检测出。磁极位置基于从设置在电动发电机MG1上的分析器（resolver）等旋转磁极传感器（未图示）输出的检测信号而检测出。本实施方式中，列举了电流传感器180检测3相的电流值的情况作为例子，但也可以检测2相的电流值，并通过运算来求出3相的电流。

控制电路172内的微机，基于目标转矩值计算电动发电机MG1的d、q轴的电流指令值，基于该计算出的d、q轴的电流指令值与检测出的d、q轴的电流值的差值计算d、q轴的电压指令值，将该计算出的d、q轴的电压指令值基于检测出的磁极位置转换为U相、V相、W相的电压指令值。然后，根据基于U相、V相、W相的电压指令值的基本波（正弦波）与载波（锯齿波）的比较而生成脉冲状的调制波，将该生成的调制波作为PWM（脉冲宽度调制）信号输出到驱动电路174。驱动电路174在驱动下臂的情况下，将由PWM信号放大而得的驱动信号输出到对应的下臂的IGBT330的栅极。此外，驱动电路174在驱动上臂的情况下，将PWM信号的基准电位的电平偏移至上臂的基准电位电平后对PWM信号放大，将其作为驱动信号，分别输出到对应的上臂的IGBT328的栅极。

此外，控制部170进行异常检测（过电流，过电压，过热等），保护上下臂串联电路150。因此，对控制电路172输入传感信息。例如，从各臂的信号用发射极155和信号用发射极165对对应的驱动部（IC）输入各IGBT328和IGBT330的发射极流过的电流的信息。由此，各驱动部（IC）进行过电流检测，在检测到过电流的情况下使对应的IGBT328、IGBT330的开关动作停止，保护对应的IGBT328、IGBT330以避免过电流。从设置在上下臂串联电路150上的温度传感器（未图示）对微机输入上下臂串联电路150的温度信息。此外，上下臂串联电路150的直流电极侧的电压信息被输入微机。微机基于这些信息进行过热检测和过电压检测，检测到过热或过电压的情况下使所有IGBT328、IGBT330的开关动作停止。

图3表示作为本发明的实施方式的电力转换装置200的分解立体图。电力转换装置200具有固定在变速器TM上的用于收纳电力转换装置200的电路部件的具有铝制的底的壳体10和盖8。电力转换装置200的底面和上表面的形状呈大致长方形，因而容易安装到车辆上，此外具有容易生产的效果。流路形成体12，保持后述的功率半导体模块300和电容器模块500，并且用冷却介质将它们冷却。此外，流路形成体12固定在壳体10上，并且在壳体10的底部设置有入口配管13和出口配管14。作为冷却介质的水从入口配管13流入流路形成体12，在被用于冷却之后从出口配管14流出。

盖8收纳构成电力转换装置200的电路部件，固定在壳体10上。在盖8的内侧的上部，配置有安装了控制电路172的控制电路基板20。在盖8上设置有与外部连接的第一开口202和第二开口204，上述连接器21通过第一开口202与外部的控制装置连接，在设置于控制电路基板20上的控制电路172与上级的控制装置等外部控制装置之间进行信号传输。使电力转换装置200内的控制电路工作的低压的直流电力从上述连接器21供给。在第二开口204中，设置有用于与电池136之间授受直流电力的直流连接器138，用于对电力转换装置200内部供给高电压直流电力的负极侧电力线510和正极侧电力线512，将与电池136进行直流电力的授受的直流连接器138与电容器模块500等电连接。

连接器21和负极侧电力线510、正极侧电力线512，向盖8的底面延伸，连接器21从第一开口202突出，并且负极侧电力线510和正极侧电力线512的前端部从第二开口204突出，构成直流连接器138的端子。盖8上，在其内壁的第一开口202和第二开口204的周围设置有密封部件（未图示）。连接器21等端子的嵌合面的朝向，因车型的不同而为各种方向，但特别搭载在小型车辆的情况下，因为发动机室内的大小的制约和组装性的观点而优选使嵌合面向上露出。特别是，如本实施方式所述，在电力转换装置200配置在变速器TM的上方的情况下，通过使嵌合面向与变速器TM的配置侧相反的一侧突出，可以提高作业性。此外，连接器21需要对外部气氛密封，通过对于连接器21从上方向安装盖8，在将盖8安装在壳体10上时，与盖8接触的密封部件能够压紧连接器21，气密性提高。

图4是为了帮助理解收纳在电力转换装置200的壳体10内部的结构而将其分解的立体图。在流路形成体12上，图5所述的冷却介质流路19沿着两边形成。在该冷却介质流路19的一侧的上表面，沿着冷却介质流动方向418形成有开口部400a～400c，并且在该冷却介质流路19的另一侧的上表面，沿着冷却介质流动方向422形成有开口部402a～402c。开口部400a～400c被插入其中的功率半导体模块300a～300c堵塞，并且开口部402a～402c被插入其中的功率半导体模块301a～301c堵塞。

在流路形成体12形成的一方与另一方的流路之间，形成用于收纳电容器模块500的收纳空间405，电容器模块500收纳在收纳空间405中。由此，利用冷却介质流路19内流动的冷却介质对电容器模块500进行冷却。因为电容器模块500夹在用于形成冷却介质的流动方向418的冷却介质流路19与用于形成冷却介质的流动方向422的冷却介质流路19之间，所以能够高效地冷却。此外，因为沿着电容器模块500的外侧面形成流通冷却介质的流路，所以冷却效率提高，并且冷却介质流路、电容器模块500、功率半导体模块300和301的配置井然有条，整体更加小型。此外，冷却介质流路19沿着电容器模块500的长边配置，冷却介质流路19与插入固定在冷却介质流路19中的功率半导体模块300和301的距离大致恒定，所以平滑电容器与功率半导体模块电路的电路常数在3相的各层中容易平衡，形成为容易降低尖峰电压的电路结构。本实施方式中，水最适合作为冷却介质。但是，也能够利用水以外的冷却介质，以下记作冷却介质（冷媒）。

流路形成体12上，在与入口配管13和出口配管14相对的位置上设置有内部具备改变冷却介质的流向（流动）的空间的冷却部407。冷却部407与流路形成体12一体地形成，在本实施方式中，用于对辅助设备用功率模块350进行冷却。辅助设备用功率模块350固定在冷却部407外周面的冷却面上，冷却介质蓄积在形成于上述冷却面的内侧的空间中，用该冷却介质对冷却部407冷却，抑制辅助设备用功率模块350的温度上升。上述冷却介质是上述冷却介质流路19内流过的冷却介质，辅助设备用功率模块350与功率半导体模块300和301、电容器模块500一同被冷却。在辅助设备用功率模块350的两侧部，配置后述的汇流条组件800。汇流条组件800具备交流汇流条186和保持部件，保持并固定电流传感器180。详情后文叙述。

这样在流路形成体12的中央部设置电容器模块500的收纳空间405，以夹着该收纳空间405的方式设置冷却介质流路19，在各冷却介质流路19中配置车辆驱动用的功率半导体模块300a～300c和功率半导体模块301a～301c，进而，在流路形成体12的上表面配置辅助设备用功率模块350，由此能够用较小的空间高效地进行冷却，能够实现电力转换装置整体的小型化。

此外，通过使流路形成体12的冷却介质流路19的主结构与流路形成体12一体地用铝材铸造制成，冷却介质流路19除冷却效果外还具有增强机械强度的效果。此外，通过用铝铸造制成，使流路形成体12与冷却介质流路19成为一体结构，热传导变好，冷却效率提高。此外，通过将功率半导体模块300a～300c和功率半导体模块301a～301c固定在冷却介质流路19上而完成冷却介质流路19，进行水路的漏水试验。漏水试验合格的情况下，能够接着进行安装电容器模块500、辅助设备用功率模块350和基板的作业。这样，能够在电力转换装置200的底部配置流路形成体12，接着从上方依次进行固定电容器模块500、辅助设备用功率模块350、汇流条组件800、基板等必要的部件的作业，生产效率和可靠性提高。

驱动电路基板22配置在辅助设备用功率模块350和汇流条组件800的上方、即盖一侧。此外，驱动电路基板22与控制电路基板20之间配置有金属底板11，金属底板11的作用在于，实现搭载在驱动电路基板22和控制电路基板20上的电路组的电磁屏蔽的功能，并且使驱动电路基板22和控制电路基板20产生的热发散、冷却。进而，具有提高控制电路基板20的机械共振频率的作用。即，能够在金属底板11上以短间隔配置用于固定控制电路基板20的螺合部，能够缩短产生机械振动的情况下的支承点之间的距离，能够提高共振频率。对于从变速器传导的振动频率，能够提高控制电路基板20的共振频率，所以不容易受到振动的影响，可靠性提高。

图5是用于说明流路形成体12的说明图，是从下方观看图4所示的流路形成体12的图。流路形成体12与在该流路形成体12的内部沿着电容器模块500的收纳空间405（参照图4）形成的冷却介质流路19一体地铸造。在流路形成体12的下表面，形成有连为一体的开口部404，该开口部404被中央部具有开口的下盖420堵塞。在下盖420与流路形成体12之间，设置有密封部件409a和密封部件409b保持气密性。

在下盖420上，在一方的端边附近沿着该端边形成了用于插入入口配管13（参照图4）的入口孔401、和用于插入出口配管14（参照图4）的出口孔403。此外，在下盖420上，形成有向变速器TM的配置方向突出的凸部406。凸部406与功率半导体模块300a～300c和功率半导体模块301a～301c对应地设置。冷却介质在虚线表示的流动方向417的方向上，通过入口孔401向沿着流路形成体12的短边方向的边形成的第一流路部19a流动。第一流路部19a中形成使冷却介质的流向改变的空间，在该空间中冷却介质与冷却部407的内表面碰撞，改变流动的方向。在该碰撞时起到吸收冷却部407的热量的作用。然后，冷却介质如流动方向418所示，在沿着流路形成体12的长边方向的边形成的第二流路部19b中流动。接着，冷却介质如流动方向421所示，在沿着流路形成体12的短边方向的边形成的第三流路部19c中流动。第三流路部19c形成折返流路。然后，冷却介质如流动方向422所示，在沿着流路形成体12的长边方向的边形成的第四流路部19d中流动。第四流路部19d设置在夹着（隔着）电容器模块500与第二流路部19b相对的位置上。进而，冷却介质如流动方向423所示，通过沿着流路形成体12的短边方向的边形成的第五流路部19e和出口孔403从出口配管14流出。

第一流路部19a、第二流路部19b、第三流路部19c、第四流路部19d和第五流路部19e，都形成为深度方向比宽度方向大。功率半导体模块300a～300c，从形成在流路形成体12的上表面一侧的开口部400a～400c插入（参照图4），收纳在第二流路部19b内的收纳空间中。其中，在功率半导体模块300a的收纳空间与功率半导体模块300b的收纳空间之间，形成有用于使冷却介质流不会停滞的中间部件408a。同样的，在功率半导体模块300b的收纳空间与功率半导体模块300c的收纳空间之间，形成有用于使冷却介质流不会停滞的中间部件408b。中间部件408a和中间部件408b的主面沿着冷却介质流的方向形成。第四流路部19d也与第二流路部19b同样形成了功率半导体模块301a～301c的收纳空间和中间部件。此外，流路形成体12中，开口部404与开口部400a～400c和402a～402c相对地形成，所以是容易用铝铸造制成的结构。

在下盖420上，设置与壳体10抵接、用于支承电力转换装置200的支承部410a和支承部410b。支承部410a设置于下盖420的接近一方的端边的位置，支承部410b设置于下盖420的接近另一方的端边的位置。由此，能够将电力转换装置200的流路形成体12牢固地固定在与变速器TM和电动发电机MG1的圆柱形状相应形成的壳体10的内壁上。

此外，支承部410b支承电阻器450。该电阻器450是考虑保护乘用人员和维护时的安全性而用于对电容器单元中所带的电荷进行放电的。电阻器450构成为能够持续高压放电，但需要考虑到万一电阻器或放电机构发生异常的情况下，使得对车辆的损害为最小限度。即，电阻器450配置在功率半导体模块、电容器模块和驱动电路基板等的周边的情况下，要考虑万一电阻器450产生发热、燃烧等问题的情况下火势蔓延到主要部件附近的可能性。

于是，本实施方式中，功率半导体模块300a～300c、功率半导体模块301a～301c和电容器模块500，隔着流路形成体12配置在收纳变速器TM的壳体10的相反一侧，并且电阻器450配置在流路形成体12与壳体10之间的空间中。由此，电阻器450配置在被由金属形成的流路形成体12和壳体10包围的封闭空间中。此外，电容器模块500内的电容器单元中蓄积的电荷，通过搭载在图4所示的驱动电路基板22上的开关单元的开关动作，经通过流路形成体12的侧部的配线被控制放电至电阻器450。本实施方式中，利用开关单元控制以高速进行放电。因为在控制放电的驱动电路基板22与电阻器450之间，设置了流路形成体12，所以能够保护驱动电路基板22不受电阻器450影响。此外，因为电阻器450固定在下盖420上，设置在非常接近冷却介质流路19的位置，所以能够抑制电阻器450的异常发热。

用图6至图10说明逆变器电路140和逆变器电路142中使用的功率半导体模块300a～300c和功率半导体模块301a～301c的详细结构。上述功率半导体模块300a～300c和功率半导体模块301a～301c都是相同的结构，代表性地说明功率半导体模块300a的结构。其中，图6至图10中，信号端子325U对应于图2所示的栅极154和信号用发射极155，信号端子325L对应于图2所示的栅极164和发射极165。此外，直流正极端子315B与图2所示的正极端子157相同，直流负极端子319B与图2所示的负极端子158相同。此外，交流端子321与图2所示的交流端子159相同。

图6（a）是本实施方式的功率半导体模块300a的立体图。图6（b）是本实施方式的功率半导体模块300a的截面图。

构成上下臂串联电路150的功率半导体元件（IGBT328、IGBT330、二极管156、二极管166），如图7至图9所示，被导体板315和导体板318、或者被导体板316和导体板319从两面夹着固定。这些导体板上，安装了使作为信号端子325U和信号端子325L的信号配线一体成型而形成的辅助模塑体600。导体板315等在其散热面露出的状态下被第一密封树脂348密封，在该散热面上热压接绝缘膜333。被第一密封树脂348密封的模块一次密封体302，被插入模块外壳304中，夹着绝缘膜333与作为CAN型冷却器的模块外壳304的内表面热压接。此处，CAN型冷却器指的是一面具有插入口306、另一面具有底的呈筒形状的冷却器。

模块外壳304由铝合金材料例如Al、AlSi、AlSiC、Al-C等构成，并且一体成型为没有接缝的状态。模块外壳304呈除插入口306以外不设置开口的结构，插入口306被凸缘304B包围其外周。此外，如图6（a）所示，具有比其他面更宽的面的第一散热面307A和第二散热面307B以彼此相对的状态配置，与该相对的第一散热面307A和第二散热面307B连接的3个面，构成宽度比该第一散热面307A和第二散热面307B更窄的密闭的面，在剩余一边的面上形成插入口306。模块外壳304的形状不需要是完全的长方体，其角部也可以图6（a）所示形成曲面。

通过使用这样形状的金属性的外壳，即使将模块外壳304插入水和油等冷却介质流过的冷却介质流路19内，也能够利用凸缘304B确保对冷却介质的密封，能够用简单的结构防止冷却介质进入模块外壳304的内部。此外，在相对的第一散热面307A和第二散热面307B上，分别均匀地形成散热片（fin，翅片）305。进而，在第一散热面307A和第二散热面307B的外周，形成有厚度非常薄的弯曲部304A。弯曲部304A因为厚度薄至简单通过对散热片305加压即可变形的程度，所以插入模块一次密封体302后的生产效率得到提高。

在残存于模块外壳304内部的空隙中，填充第二密封树脂351。此外，如图8和图9所示，设置有用于与电容器模块500电连接的直流正极配线315A和直流负极配线319A，在其前端部形成直流正极端子315B（157）和直流负极端子319B（158）。并设置有用于对电动发电机MG1或194供给交流电力的交流配线320，在其前端形成交流端子321（159）。本实施方式中，直流正极配线315A与导体板315一体成型，直流负极配线319A与导体板319一体成型，交流配线320与导体板316一体成型。

如上所述，通过使导体板315等隔着绝缘膜333与模块外壳304的内壁热压接，能够减少导体板与模块外壳304的内壁之间的空隙，能够使功率半导体元件发出的热高效地传导至散热片305。进而，通过使绝缘膜333具有一定程度的厚度和柔软性，能够利用绝缘膜333吸收热应力的产生，适用于温度变化激烈的车辆用的电力转换装置。

图7（a）是为了帮助理解而除去了模块外壳304、绝缘膜333、第一密封树脂348和第二密封树脂351的内部截面图。图7（b）是内部立体图。图8（a）是用于帮助理解图7（b）的结构的分解图。图8（b）是功率半导体模块300的电路图。此外，图9（a）是说明电感的降低效果的电路图，图9（b）是用于说明电感的降低作用的表示电流的流动的立体图。

首先，对于功率半导体元件（IGBT328、IGBT330、二极管156、二极管166）和导体板的配置，与图8（b）所示的电路关联地进行说明。如图7（b）所示，直流正极侧的导体板315和交流输出侧的导体板316配置为大致同一平面状。在导体板315上，固定上臂侧IGBT328的集电极和上臂侧的二极管156的阴极。在导体板316上，固定下臂侧的IGBT330的集电极和下臂侧的二极管166的阴极。同样，交流导体板318和导体板319配置为大致同一平面状。在交流导体板318上，固定上臂侧的IGBT328的发射极和上臂侧的二极管156的阳极。在导体板319上，固定下臂侧的IGBT330的发射极和下臂侧的二极管166的阳极。各功率半导体元件，通过金属接合材料160分别固定在设置于各导体板上的元件固定部322上。金属接合材料160，例如是焊料或包括银膜和金属微粒的低温烧结接合材料等。

各功率半导体元件呈板状的扁平结构，该功率半导体元件的各电极在正反面上形成。如图7（a）所示，功率半导体元件的各电极，被导体板315和导体板318、或者导体板316和导体板319夹着。即，导体板315和导体板318，成为隔着IGBT328和二极管156大致平行相对的层叠配置。同样，导体板316和导体板319，成为隔着IGBT330和二极管166大致平行相对的层叠配置。此外，导体板316和导体板318通过中间电极329连接。通过该连接使上臂电路与下臂电路电连接，形成上下臂串联电路。

直流正极配线315A与直流负极配线319A，形成为在隔着由树脂材料成型的辅助模塑体600相对的状态下大致平行地延伸的形状。信号端子325U和信号端子325L一体成型于辅助模塑体600，并且在与直流正极配线315A和直流负极配线319A同样的方向上延伸。辅助模塑体600所使用的树脂材料，适用具有绝缘性的热硬化性树脂或者热塑性树脂。由此，能够确保直流正极配线315A、直流负极配线319A、信号端子325U与信号端子325L之间的绝缘性，能够进行高密度配线。进而，通过使直流正极配线315A与直流负极配线319A以大致平行相对的方式配置，而使功率半导体元件开关动作时瞬间流过的电流在相对且相反的方向上流动。由此，具有使电流产生的磁场相互抵消的作用，通过该作用能够降低电感。

用图9（a）说明降低电感所产生的作用。图9（a）中表示下臂侧的二极管166以正向偏置状态导通的状态。该状态下，上臂侧IGBT328成为ON（导通）状态时，下臂侧的二极管166成为反向偏置，因载流子移动引起的恢复电流贯通上下臂。此时，各导体板315、316、318、319中，流过如图9（b）所示的恢复电流360。恢复电流360如虚线所示，通过与直流负极端子319B（158）相对配置的直流正极端子315B（157），接着流过由各导体板315、316、318、319形成的环状的路径，再次通过与直流正极端子315B（157）相对配置的直流负极端子319B（158）如实线所示地流动。因为电流在环状路径中流动，在模块外壳304的第一散热面307A和第二散热面307B中会流动涡动电流361。通过该涡动电流361的电流路径的等价电路362所产生的磁场抵消效果，降低环状路径中的配线电感363。

其中，恢复电流360的电流路径越接近环状，电感降低作用越增大。本实施方式中，环状的电流路径如虚线所示，在导体板315的接近直流正极端子315B（157）一侧的路径中流动，通过IGBT328和二极管156内。然后，环状的电流路径如实线所示，在导体板318的距离直流正极端子315B（157）一侧较远的路径中流动，之后，如虚线所示在导体板316的距离直流正极端子315B（157）一侧较远的路径中流动，通过IGBT330和二极管166内。进而，环状的电流路径如实线所示，在导体板319的接近直流负极配线319A一侧的路径中流动。这样，环状的电流路径，相对于直流正极端子315B（157）和直流负极端子319B（158），通过较近一侧和较远一侧的路径，由此形成更接近环状的电流路径。

图10（a）是辅助模塑体600的立体图，图10（b）是辅助模塑体600的透视图。

辅助模塑体600中，通过嵌入成型使信号导体324一体化。此处，信号导体324包括上臂侧的栅极端子154、发射极端子155和上臂侧的栅极端子164、发射极端子165（参照图2），进而包括用于传输功率半导体元件的温度信息的端子。本实施方式的说明中，将这些端子总称为信号端子325U、325L。

信号导体324中，在一方的端部形成信号端子325U和325L，在另一方的端部形成元件侧信号端子326U和326L。元件侧信号端子326U和326L，与设置在功率半导体元件的表面电极上的信号焊盘例如通过导线连接。第一密封部601A，相对于图8（a）所示的直流正极配线315A、直流负极配线319A或者交流配线320的形状的长轴，呈在横穿它的方向上延伸的形状。另一方面，第二密封部601B，相对于直流正极配线315A、直流负极配线319A或者交流配线320的形状的长轴，呈在大致平行的方向上延伸的形状。此外，第二密封部601B包括用于密封上臂侧的信号端子325U的密封部和用于密封下臂侧的信号端子325L的密封部。

辅助模塑体600的长度形成为比横向排列的导体板315和316的整体的长度、或者横向排列的导体板319和320的整体的长度更长。即，横向排列的导体板315和316的长度、或者横向排列的导体板319和320的长度，在辅助模塑体600的横方向的长度的范围内。

第一密封部601A上，形成有呈凹陷形状并且用于在该凹陷中嵌合直流负极配线319A的配线嵌合部602B。此外，第一密封部601A上，形成有呈凹陷形状并且用于在该凹陷中嵌合直流正极配线315A的配线嵌合部602A。进而，第一密封部601A上，还形成有配置在配线嵌合部602A的侧部的、呈凹陷形状的用于在该凹陷中嵌合交流配线320的配线嵌合部602C。通过在这些配线嵌合部602A～602C中嵌合各配线，而进行各配线的定位。由此，能够在将各配线牢固地固定之后进行树脂密封材料的填充作业，提高量产性。

此外，配线绝缘部608从配线嵌合部602A与配线嵌合部602B之间，向远离第一密封部601A的方向突出。呈板形状的配线绝缘部608夹在直流正极配线315A与直流负极配线319A之间，由此能够在确保绝缘性的同时，实现用于降低电感的相对配置。

此外，在第一密封部601A上，形成与树脂密封时使用的模具接触的模具按压面604，并且模具按压面604上，绕着第一密封部601的长边方向的外周的一周形成有用于防止树脂密封时树脂泄漏的突起部605。为了提高防止树脂泄漏的效果，突起部605设置有多个。进而，因为在该配线嵌合部602A和配线嵌合部602B上也设置有突起部605，所以能够防止树脂密封材料从直流正极配线315A和直流负极配线319A的周围泄漏。此处，作为第一密封部601A、第二密封部601B和突起部605的材料，考虑设置在150～180℃左右的模具中的情况，优选为有望高耐热性的热塑性树脂的液晶聚合物、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）或聚苯硫醚树脂（PPS）。

此外，在第一密封部601A的短边方向的功率半导体元件一侧，在长边方向上设置有多个图10（b）所示的贯通孔606。由此，通过使第一密封树脂348流入贯通孔606并发生硬化，产生锚定效果，使辅助模塑体600被第一密封树脂348牢固地保持，即使因温度变化或机械振动而被施加应力，两者也难以剥离。若用凹凸形状代替贯通孔也不容易剥离。此外，在第一密封部601A上涂布聚酰亚胺类的涂料，或者使表面粗糙化，也可以得到一定程度的效果。

模块一次密封体302的第一密封树脂348的密封工序中，首先将支承各配线的辅助模塑体600插入具有150～180℃左右的余热的模具。本实施方式中，辅助模塑体600、直流正极配线315A、直流负极配线319A、交流配线320、导体板315、导体板316、导体板318、导体板319分别牢固的连接，所以通过将辅助模塑体600设置在规定的位置上，主要电路和功率半导体元件就被设置在规定的位置上。从而生产效率提高，并且可靠性提高。

此外，第二密封部601B形成为从模块外壳304附近延伸到驱动电路基板22附近。由此，穿过强电配线之间进行与驱动电路基板22的配线时，即使暴露在高电压下也能够正常地传递开关控制信号。此外，直流正极配线315A、直流负极配线319A、交流配线320、信号端子325U和信号端子325L，即使从模块外壳304向同一方向突出，也能够确保电绝缘，能够确保可靠性。

图11是用于说明电容器模块500的内部结构的分解立体图。层叠导体板501包括由板状的宽幅导体形成的负极导体板505和正极导体板507、以及被负极导体板505和正极导体板507夹着的绝缘膜517。层叠导体板501如以下说明所述，对于各相的上下臂的串联电路150中流过的电流使磁通相互抵消，所以对于上下臂的串联电路150中流过的电流能够实现低电感化。层叠导体板501呈大致长方形形状。负极侧的电源端子508和正极侧的电源端子509，形成为从层叠导体板501的短边方向的一个边立起的状态，分别与正极导体板507和负极导体板505连接。对于正极侧的电源端子509和负极侧的电源端子508，如图2所说明的，通过直流连接器138供给直流电力。

电容器端子503a～503c在从层叠导体板501的长边方向的一个边立起的状态下，与各功率半导体模块300的正极端子157（315B）和负极端子158（319B）对应地形成。此外，电容器端子503d～503f，在从层叠导体板501的长边方向的另一个边立起的状态下，与各功率半导体模块301的正极端子157（315B）和负极端子158（319B）对应地形成。其中，电容器端子503a～503f在横穿层叠导体板501的主面的方向上立起。电容器端子503a～503c分别与功率半导体模块300a～300c连接。电容器端子503d～503f分别与功率半导体模块301a～301c连接。在构成电容器端子503a的负极侧电容器端子504a与正极侧电容器端子506a之间，设置有绝缘膜517的一部分，确保绝缘。其他电容器端子503b～503f也同样。此外，本实施方式中，负极导体板505、正极导体板507、电池负极侧端子508、电池正极侧端子509、电容器端子503a～503f由一体成型的金属制的板构成，对于在上下臂的串联电路150中流过的电流具有降低电感的效果。

电容器单元514在层叠导体板501的下方的电容器模块500的内部一侧设置有多个。本实施方式中，8个电容器单元514沿着层叠导体板501的长边方向的一个边排成一列，并且另外8个电容器单元514沿着层叠导体板501的长边方向的另一个边排成一列，设置有共计16个电容器单元。沿着层叠导体板501的长边方向的各边排列的电容器单元514，以图11所示的虚线AA为分界对称地排列。由此，在将被电容器单元514平滑化的直流电流供给到功率半导体模块300a～300c和功率半导体模块301a～301c的情况下，电容器端子503a～503c与电容器端子503d～503f之间的电流均衡（current balance）变得均匀，能够实现层叠导体板501的电感降低。此外，能够防止电流局部地在层叠导体板501中流过，所以能够使热均衡变得均匀而提高耐热性。

电容器单元514在沿着冷却介质流路的方向上配置有多个，所以有容易对沿着冷却介质流路配置的功率模块300和功率半导体模块301的U相、V相、W相的上下臂的串联电路150进行均匀化的趋势。此外，具有能够利用冷却介质均匀地对各电容器单元514进行冷却的效果。此外，能够使电容器端子503a～503c与电容器端子503d～503f之间的电流均衡变得均匀而实现层叠导体板501的电感降低，并且也能够使热均衡变得均匀而提高耐热性。

电容器单元514是电容器模块500的蓄电部的单位结构体，使用将单面蒸镀了铝等金属的薄膜层叠2片进行卷绕、以2片薄膜的金属分别作为正极、负极的薄膜电容器。关于电容器单元514的电极，进行卷绕的轴面分别成为正极、负极电极，通过喷镀锡等导电体而制成。

电容器外壳502具备用于收纳电容器单元514的收纳部511，上述收纳部511的图中记载的上表面和下表面呈大致长方形状。在电容器外壳502上，设置有用于将电容器模块500固定在流路形成体12上的固定单元——例如用于使螺钉贯通的孔520a～520h。通过在与功率半导体模块之间设置孔520b、孔520c、孔520f、孔520g，提高功率半导体模块与冷却介质流路19的气密性。收纳部511的底面部513，与圆筒形的电容器单元514的表面形状相吻合地成为平滑的凹凸形状或者波浪形状。由此，容易将由层叠导体板501和电容器单元514连接而成的模块定位在电容器外壳502上。此外，在层叠导体板501和电容器单元514被收纳到电容器外壳502中之后，除了电容器端子503a～503f、负极侧的电源端子508和正极侧的电源端子509之外，以覆盖层叠导体板501的方式在电容器外壳502内填充填充材料（未图示）。底面部513与电容器单元514的形状相吻合地呈波浪形状，由此在将填充材料填充到电容器外壳502内时，能够防止电容器单元514从规定位置偏移。

此外，由于开关动作时的纹波电流（ripple current），电容器单元514会因内部的薄膜上蒸镀的金属薄膜、内部导体的电阻而发热。于是，为了使电容器单元514的热易于通过电容器外壳502发散，使用填充材料将电容器单元514成型（mold）。此外，通过使用树脂制造的填充材料，也能够提高电容器单元514的耐湿性。本实施方式中，沿着电容器模块500的收纳部511的长边方向设置冷却介质流路，提高冷却效率。进而，本实施方式中，电容器模块500以使形成收纳部511的长边方向的边的侧壁被冷却介质流路19夹着的方式配置，所以能够对电容器模块500高效地进行冷却。此外，电容器单元514以该电容器单元514的电极面的一方与形成收纳部511的长边方向的边的内壁相对的方式配置。由此，因为热容易在薄膜的卷绕轴的方向上传导，所以热容易通过电容器单元514的电极面向电容器外壳502逃逸。

以下说明中，直流正极端子315B与图2记载的正极端子157相同。此外，直流负极端子319B与图2记载的负极端子158相同。图12是在流路形成体12上组装了功率半导体模块、电容器模块和汇流条组件的外观立体图。图13是图12的部分A的放大图。图11和图12、图13中，直流正极端子315B（157）、直流负极端子319B（158）、交流端子321（159）和第二密封部601B，在壳体10的纵方向上向盖一侧延伸。直流正极端子315B（157）和直流负极端子319B（158）的电流路径的面积，与层叠导体板501的电流路径的面积相比非常小。因此，电流从层叠导体板501流向直流正极端子315B（157）和直流负极端子319B（158）时，电流路径的面积会有较大的变化。即，电流在直流正极端子315B（157）和直流负极端子319B（158）上集中。此外，在直流正极端子315B（157）和直流负极端子319B（158）向横穿层叠导体板501的方向突出的情况下，换言之，在直流正极端子315B（157）和直流负极端子319B（158）与层叠导体板501呈异面关系（扭曲关系）的情况下，存在需要新的连接用导体而导致生产效率降低或成本增大的可能性。

于是，本实施方式中，负极侧电容器端子504a具有从层叠导体板501立起的立起部，其前端部具有连接部542。此外，正极侧电容器端子506a具有从层叠导体板501立起的立起部，其前端部具有连接部545。以使功率半导体模块300和301的直流负极端子319B（158）和直流正极端子315B（157）夹在上述连接部542与上述连接部545之间的方式进行连接。由此，电容器端子504a和506a成为直到连接部542和545之前都隔着绝缘膜的层叠结构，所以能够降低电流集中的该电容器端子504a和506a的配线部分的电感。进而，直流负极端子319B（158）的前端与连接部542的侧边通过焊接（熔焊）连接，同样的，直流正极端子315B（157）的前端与连接部545的侧边通过焊接（熔焊）连接。因此，除了低电感化带来的特性改善外，还能够提高生产效率。

功率半导体模块300和301的交流端子321（159）的前端与交流汇流条802a的前端通过焊接（熔焊）连接。用于进行焊接（熔焊）的生产设备中，若将焊接机械制造成相对于焊接对象能够在多个方向上移动，会导致生产设备复杂化，从生产效率和成本的观点来看不理想。于是，本实施方式中，交流端子321（159）的焊接部位和直流负极端子319B（158）的焊接部位，沿着流路形成体12的长边方向的边配置为一条直线状。由此，在使焊接机械在一个方向上移动的期间，能够进行多处焊接，生产效率提高。

进而，如图4和图12所示，多个功率半导体模块300a～300c沿着流路形成体12的长边方向的边配置为一条直线状。由此，在焊接多个功率半导体模块300a～300c时，能够进一步提高生产效率。

图14是组装了功率半导体模块和电容器模块的流路形成体12和汇流条组件800的分解立体图。图15是除去保持部件803后的汇流条组件800的外观立体图。图14和图15中，汇流条组件800具有用于保持固定分别配置在两侧的第一和第二交流汇流条的保持部件803，和上述设置在两侧的第一交流汇流条802a～802f、第二交流汇流条804a～804f。上述汇流条组件800中还设置有用于检测设置在两侧的第一和第二交流汇流条802和804中流过的交流电流的电流传感器180。设置在两侧的上述第一和第二交流汇流条802、804分别由宽幅导体制造，直到电流传感器180a或者电流传感器180b的设置部位之前，两侧的第一交流汇流条802a～802f都以宽幅面与电容器模块500的层叠导体板501的主面大致垂直的方式配置。第一交流汇流条802a～802f，在电流传感器180a或180b的贯通孔前，分别以大致直角弯折，这些交流汇流条的宽幅面成为与层叠导体板501的主面大致平行的状态。在贯通电流传感器180a和电流传感器180b的孔之后，与第二交流汇流条804a～804f连接。第二交流汇流条804a～804f的大部分呈宽幅面与电容器模块500的层叠导体板501的主面大致垂直的状态、即交流汇流条的窄幅面向着电力转换装置的纵方向的状态。如图15所记载，第一交流汇流条802a～802f贯通上述电流传感器180a和电流传感器180b的孔之后，在形成于第一汇流条802a～802f上的连接部805a～805f（连接部805d～805f未图示）与第二交流汇流条804a～804f连接。

如上所述，第二交流汇流条804a～804f，在连接部805a～805f的附近，向电容器模块500一侧以大致直角弯折。由此，第二交流汇流条804a～804f的主面形成为变得与电容器模块500的层叠导体板501的主面大致垂直。进而，第二交流汇流条804a～804f从电流传感器180a或电流传感器180b的附近，如图12和图14、图15所示，向流路形成体12的短边方向的一个边12a延伸，横穿该边12a。即，在多个第二交流汇流条804a～804f的主面相对的状态下，该第二交流汇流条804a～804f横穿边12a。

交流汇流条802a、802b、802d、802e沿着配置在壳体10的内侧的两侧的冷却介质流路配置在两侧，由此能够减少装置整体的大型化。此外，宽幅导体的窄幅面以向着装置的纵方向的方式对齐配置，所以能够减小第一交流汇流条802和第二交流汇流条804占据的空间，能够减少装置整体的大型化。进而，通过使多个交流汇流条从流路形成体12的一面侧突出，变得容易在电力转换装置200的外部处理配线，生产效率提高。

如图14所示，第一交流汇流条802a～802f、电流传感器180a～180b和第二交流汇流条804a～804f，被由树脂构成的保持部件803保持和绝缘。利用该保持部件803，使第二交流汇流条804a～804f与金属制的流路形成体12和壳体10之间的绝缘性提高。

汇流条组件800通过保持部件803固定在流路形成体12上。即使热从外部传递至壳体10，形成有冷却介质的流路的流路形成体12也可以抑制温度上升。通过将汇流条组件800固定在该流路形成体12上，不仅能够抑制汇流条组件800的温度上升，也能够抑制保持在汇流条组件800上的电流传感器180的温度上升。电流传感器180具有不耐热的特性，通过采用上述结构，能够提高电流传感器180a～180b的可靠性。进而，在如本实施例所述，将电力转换装置固定在变速器上的情况下，热不仅从变速器TM一侧传递至壳体10，也从电动发电机一侧通过第二交流汇流条804a～804f传递。能够用流路形成体12屏蔽这些热，或者使热逃逸至冷却介质，能够抑制电流传感器180a～180b的温度上升，能够提高可靠性。

如图14所示，保持部件803具备用于支承图4所示的驱动电路基板22的支承部件807a和支承部件807b。支承部件807a设置有多个，沿着流路形成体12的长边方向的一个边形成。此外，支承部件807b设置有多个，沿着流路形成体12的长边方向的另一个边排列形成。在支承部件807a和支承部件807b的前端部，形成有用于固定驱动电路基板22的螺孔。

进而，保持部件803具有从配置了电流传感器180a和电流传感器180b的部位向上方延伸的突起部806a和突起部806b。突起部806a和突起部806b构成为分别贯通电流传感器180a和电流传感器180b。如图15所示，电流传感器180a和电流传感器180b，具有向驱动电路基板22的配置方向延伸的信号线182a和信号线182b。信号线182a和信号线182b，与驱动电路基板22的配线图案通过软钎焊而接合。本实施方式中，保持部件803、支承部件807a～807b和突起部806a～806b通过树脂一体地形成。

由此，保持部件803具备传感器180与驱动电路基板22的定位功能，所以容易进行信号线182a与驱动电路基板22之间的组装和软钎焊连接作业。此外，通过将保持电流传感器180和驱动电路基板22的机构设置在保持部件803上，能够削减电力转换装置整体的部件个数。

本实施方式中，电力转换装置200固定在设置于变速器TM上的壳体10中，所以受到来自变速器TM的振动的较大影响。于是，在保持部件803上设置用于支承驱动电路基板22的中央部附近的支承部件808，降低对驱动电路基板22施加的振动的影响。例如，通过利用支承部件808支承驱动电路基板22的中央部，能够使驱动电路基板22的共振频率比从变速器TM传递来的振动的频率更高，能够降低对驱动电路基板22施加的变速器TM的振动的影响。另外，汇流条组件800的保持部件803通过螺钉固定在流路形成体12上。

此外，保持部件803上设置有用于固定辅助设备用功率模块350的一个端部的托架809。此外，如图4所示，辅助设备用功率模块350配置在冷却部407上，因而该辅助设备用功率模块350的另一个端部被固定在该冷却部407上。由此，能够降低对辅助设备用功率模块350施加的振动的影响，并且削减固定用的部件个数。

图16是将功率半导体模块、电容器模块、汇流条组件800和辅助设备用功率模块350组装在流路形成体12上的状态的外观立体图。电流传感器180在达到大约100℃以上的温度时可能不再能够作为传感器使用。车载用的电力转换装置的使用环境非常严苛，可能成为高温，保护电流传感器180不过热是重要问题之一。特别是，本实施方式中，因为电力转换装置200搭载在变速器TM上，所以保护电流传感器180不受从该变速器TM发出的热的影响是重要的问题。

于是，本实施方式中，电流传感器180a和电流传感器180b，夹着流路形成体12配置在与变速器TM相反的一侧。由此，变速器TM发出的热难以传导至电流传感器，能够抑制电流传感器的温度上升。进而，第二交流汇流条804a～804f，以横穿图5所示的第三流路19c的方式形成。并且，电流传感器180a和电流传感器180b，配置在与横穿第三流路部19c的第二交流汇流条804a～804f的部分相比更靠功率模块的交流端子321（159）的一侧的位置。由此，利用冷却介质对第二交流汇流条804a～804f间接进行冷却，能够缓和从交流汇流条对电流传感器、进而对功率模块内的半导体芯片传导的热，所以可靠性提高。

图16所示的流动方向811表示图5中所示的第四流路19d中流动的冷却介质的流动方向。同样，流动方向812表示图5中所示的第二流路19b中流动的冷却介质的流动方向。本实施方式中，电流传感器180a和电流传感器180b配置成，在从电力转换装置200的上方投影时，电流传感器180a和电流传感器180b的投影部被冷却介质流路19的投影部包围。由此，能够进一步保护电流传感器不受来自变速器TM的热的影响。

图17是为了帮助理解而将控制电路基板20与金属底板11分离的状态的立体图。如图16所示，电流传感器180配置在电容器模块500的上方。驱动电路基板22配置在图16所示的电流传感器180的上方，并被图14所示的设置在汇流条组件800上的支承部件807a和807b支承。金属底板11配置在驱动电路基板22的上方，本实施方式中，被从流路形成体12立起设置的多个支承部15所支承。控制电路基板20配置在金属底板11的上方，固定在上述金属底板11上。

电流传感器180、驱动电路基板22和控制电路基板20在高度方向上分层配置，并且控制电路基板20配置在距离强电类的功率半导体模块300和301最远的部位，所以能够抑制混入开关噪声等。此外，金属底板11与电接地的流路形成体12电连接。通过该金属底板11，能够减少从驱动电路基板22混入控制电路基板20的噪声。

在电流传感器180与驱动电路基板22电连接时，若使用配线连接器则连接工序变得繁杂，可能出现连接失误，期望能够防止这种情况。图17中，在驱动电路基板22上，形成贯通该驱动电路基板22的第一孔24和第二孔26。在第一孔24中插入功率半导体模块300的信号端子325U和信号端子325L，信号端子325U和信号端子325L与驱动电路基板22的配线图案通过软钎焊而接合。进而，在第二孔26中插入电流传感器180的信号线182，信号线182与驱动电路基板22的配线图案通过软钎焊接合。其中，软钎焊接合从与流路形成体12相对的面的相反一侧的驱动电路基板22的面一侧进行。

由此，能够不使用配线连接器地连接信号线，所以能够提高生产效率。此外，功率半导体模块300的信号端子325与电流传感器180的信号线182，从同一方向通过软钎焊接合，由此能够进一步提高生产效率。此外，在驱动电路基板22上，通过分别设置用于使信号端子325贯通的第一孔24和用于使信号线182贯通的第二孔26，能够减少连接失误的危险性。

此外，本实施方式的驱动电路基板22中，驱动器IC芯片等驱动电路（未图示）安装在与流路形成体12相对的面一侧。由此，抑制软钎焊接合的热传导至驱动器IC芯片等，防止软钎焊接合导致驱动器IC芯片等产生损伤。此外，搭载在驱动电路基板22上的变压器这样的较高（较厚）部件，配置在电容器模块500与驱动电路基板22之间的空间中，所以能够使电力转换装置200整体厚度变低。

本实施方式中，利用冷却介质流路19中流过的冷却介质，对插入固定于冷却介质流路19内的功率半导体模块300和301进行冷却，并且对电容器模块500进行冷却。进而，为了抑制因辅助设备用功率模块350发热而引起的温度上升，优选对其也进行冷却。因为壳体10内能够冷却的部分受限，所以需要改进冷却方法和冷却结构。

图18是在图17中从C方向观看虚线B所示的面的电力转换装置200的截面图。设置在模块外壳304上的凸缘304B，被按压在流路形成体12的流路的开口，通过将模块外壳304按压在流路形成体12上，能够提高冷却介质流路19的气密性。为了提高功率半导体模块300的冷却效率，需要使冷却介质流路19内的冷却介质在形成了散热片305的区域中流过。模块外壳304为了确保弯曲部304A的空间，在模块外壳304的下部没有形成散热片305。于是，下盖420形成为使得模块外壳304的下部与形成在该下盖420上的凹部430嵌合。由此，能够防止冷却介质流入没有形成散热片的空间。

用图19和图20说明电容器模块500的正极侧的电容器端子506和负极侧的电容器端子504与功率半导体模块的直流正极端子315和功率半导体模块的直流负极端子319的连接部。在图20中放大表示图19的圆中表示的上述连接1500。正极侧的电容器端子506和负极侧的电容器端子504分别与构成电容器模块500的层叠导体板501的正极导体板507和负极导体板505连接。负极侧的电容器端子504和正极侧的电容器端子506分别由宽幅的导体构成，以宽幅导体的宽幅面彼此相对的方式配置为层叠状态，形成从电容器模块500突出、向对应的功率半导体模块延伸的形状。即，负极侧的电容器端子504和正极侧的电容器端子506分别形成为向与冷却介质流路相反的方向立起，之后沿着冷却介质流路的方向延伸的形状。

正极侧的电容器端子506的连接部545位于正极侧的电容器端子506的前端部，相对于在横穿冷却介质流（冷却介质的流动）的方向上延伸的功率半导体模块的直流正极端子315，正极侧的电容器端子506的连接部545从沿着冷却介质流路的方向接近，宽幅面彼此接触。同样的，负极侧的电容器端子504在其前端部具有连接部542，相对于在横穿冷却介质流的方向上延伸的功率半导体模块的直流负极端子319，负极侧的电容器端子504的连接部542从沿着冷却介质流路的方向接近，宽幅面彼此接触。

如图20所示，该结构中，正极侧的电容器端子506和负极侧的电容器端子504在层叠状态下，向远离冷却介质流路的方向立起，之后在沿着流路的方向上折返，从两侧夹着功率半导体模块的直流正极端子315和功率半导体模块的直流负极端子319的层叠状态下的直流端子。通过这样的结构，能够使正极侧的电容器端子506与负极侧的电容器端子504接近，降低电感。此外，能够使功率半导体模块的直流正极端子315与功率半导体模块的直流负极端子319接近，能够降低电感。

图20中，焊接连接部1520配置在与冷却介质流路相反的一侧。从而，能够从冷却介质流路的相反一侧插入焊接（熔焊）用的电极，所以焊接（熔焊）容易进行，有助于提高生产效率和焊接部分的可靠性。

图21是说明图19和图20中说明的连接部的结构1500的其他实施方式1502的图。与图19和图20中说明的连接部的结构的不同点在于，正极侧的电容器端子506与负极侧的电容器端子504的层叠端子不折返，而是在立起后改变延伸的方向，例如沿着电容器模块500的外周垂直地改变方向，沿着冷却介质流路向功率半导体模块的直流端子的方向延伸并连接。效果与图20的结构大致相同。

图22是表示另一其他实施方式的图，从电容器模块500的层叠导体板501立起的层叠结构的正极侧的电容器端子506和负极侧的电容器端子504，改变其延伸方向，向着对功率半导体模块300进行冷却的冷却介质流路延伸，在插入冷却介质流路的功率半导体模块的位置上改变延伸方向，向沿着冷却介质流路的方向1540延伸，与功率半导体模块的直流正极端子315和功率半导体模块的直流负极端子319连接。焊接连接部1520位于与冷却介质流路相反的位置，容易进行焊接（熔焊）作业。

图23是表示电容器模块的正极侧的电容器端子506和负极侧的电容器端子504与功率半导体模块的直流正极端子315和功率半导体模块的直流负极端子319的连接结构的其他实施方式的图。直流端子从正极导体板507和负极导体板505（图23中未表示）向冷却介质流路的方向延伸，之后向与冷却介质流路相反的方向立起，进而在沿着冷却介质流路的方向1540上延伸，与功率半导体模块的直流正极端子315和功率半导体模块的直流负极端子319的宽幅面彼此连接，通过焊接（熔焊）而连接。焊接连接部1520位于与冷却介质流路相反的方向，如上所述，容易进行焊接（熔焊）作业。

图24是表示电容器模块的正极侧的电容器端子506和负极侧的电容器端子504与功率半导体模块的直流正极端子315和功率半导体模块的直流负极端子319的连接结构的其他实施方式的图。正极侧的电容器端子506包围负极侧的电容器端子504与功率半导体模块的直流负极端子319的连接部，焊接连接部1520与其他实施方式同样位于与冷却介质流路相反的方向上。如上所述，该结构易于进行焊接（熔焊）作业。上述结构能够使负极侧的电容器端子504与正极侧的电容器端子506隔着绝缘膜517接近配置。此外能够使功率板半导体模块的直流正极端子315与功率半导体模块的直流负极端子319接近配置，所以能够降低功率半导体模块的直流端子与电容器模块500的直流端子的连接部的电感。

图25和图26是用于说明图19至图24中记载的功率半导体模块的直流端子与电容器模块500的直流端子的焊接（熔焊）作业的说明图。焊接（熔焊）作业对功率半导体模块300和功率半导体模块301是相同的，所以用功率半导体模块300为代表进行说明。电容器模块500和功率半导体模块300如上所述，保持在流路形成体12上，功率半导体模块的直流端子与电容器模块500的直流端子的连接部，位于与插入了功率半导体模块300的冷却介质流路相反的方向的壳体10的盖侧。图26是图25的虚线A的部分放大图。功率半导体模块300的功率半导体模块的直流正极端子315和功率半导体模块的直流负极端子319由宽幅的导体构成，以宽幅面彼此相对的状态呈层叠结构地配置。在上述各端子的外侧配置正极侧的电容器端子506和负极侧的电容器端子504，配置成使得宽幅面彼此接触。在正极侧的电容器端子506与负极侧的电容器端子504之间，配置引导部1536，并且，正极侧的电容器端子506与功率半导体模块的直流正极端子315、和负极侧的电容器端子504与功率半导体模块的直流负极端子319，分别被位于两侧的引导部1534和位于中央部的引导部1536夹着固定，接着用焊接（熔焊）机1530的焊接（熔焊）机电极1532对各连接面进行焊接（熔焊）。

如上所述，使功率半导体模块的直流端子与电容器模块的端子的连接部位于与冷却介质流路或者流路形成体12相反的方向，所以容易进行焊接（熔焊）作业，生产效率得到提高。此外，使汇流条组件与功率半导体模块的连接部同样位于与冷却介质流路或流路形成体12相反的方向，所以容易进行焊接（熔焊）作业，生产效率得到提高。

以上说明了各种实施方式和变形例，但本发明并不限定于这些内容。在本发明的技术思想的范围内可以想到的其他方式也包括在本发明的范围内。

以下优先权基础申请的公开内容通过援引而加入本申请中。

日本专利申请2010年第84785号（2010年4月1日递交）

Claims (7)

1.一种电力转换装置，其特征在于，包括：

具有多个彼此配置为层叠状态的一方和另一方的直流端子的平滑用的电容器模块；

沿着所述电容器模块形成流通冷却介质的冷却介质流路的流路形成体；和

包括具有冷却面的模块外壳、从所述模块外壳在层叠状态下向一个方向突出的直流端子和从所述模块外壳向所述一个方向突出的交流端子的多个功率半导体模块，其中，

所述功率半导体模块被固定在所述流路形成体上，使得所述功率半导体模块的模块外壳的冷却面插入到所述流路形成体的冷却介质流路与所述流路形成体内流通的冷却介质接触，

所述电容器模块的各层叠状态的直流端子，从所述电容器模块向对应的所述功率半导体模块延伸，并且所述层叠状态的直流端子具有沿流路方向的连接部，所述电容器模块的各直流端子的沿流路方向的各连接部分别与从所述功率半导体模块在横穿冷却介质流路的方向上突出的直流端子连接，

从所述功率半导体模块的模块外壳向作为与所述冷却介质流路相反的方向的所述一个方向突出的层叠状态的直流端子分别由宽幅的导体制造且宽幅面彼此相对，

并且，所述电容器模块的各连接部分别由宽幅的导体制造且宽幅面彼此相对，所述电容器模块的连接部的层叠状态下的各个位于内侧的宽幅面与所述功率半导体模块的层叠状态的直流端子的各个位于外侧的宽幅面分别接触，通过焊接而固定，

所述电容器模块具有电容器外壳和收纳在所述电容器外壳内的多个电容器单元，所述电容器模块的直流端子从所述电容器外壳在层叠状态下突出，

所述电容器模块的直流端子，在与所述功率半导体模块的直流端子连接的连接部和所述电容器外壳之间的部分，至少一方的直流端子呈在所述冷却介质流的方向上折回的形状，另一方的所述电容器模块的直流端子的连接部位于所述一方的直流端子的折回形状的内侧，

所述折回的形状的一方的直流端子包围所述电容器模块的另一方直流端子与所述功率半导体模块的直流端子的连接部。

2.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于：

所述电容器模块的各层叠状态的直流端子分别由宽幅的导体制造，从所述功率半导体模块的模块外壳突出的层叠状态的直流端子由宽幅的导体制造，并从所述模块外壳向与所述冷却介质流路相反的方向突出，

所述电容器模块的各直流端子的宽幅的导体的宽幅面，各自与所述功率半导体模块的由宽幅的导体制造的直流端子的宽幅面接触，

所述彼此通过宽幅面接触的电容器模块的各直流端子和功率半导体模块的直流端子，在与所述冷却介质流路相反的方向的部分通过焊接而连接。

3.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于：

所述电容器模块的直流端子，在与所述功率半导体模块的直流端子连接的连接部和所述电容器外壳之间的部分，各直流端子分别呈在所述冷却介质流的方向上折回的形状，另一方的所述电容器模块的直流端子的连接部位于所述一方的直流端子的折回形状的内侧。

4.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于：

所述各功率半导体模块，具有构成上臂和下臂的半导体芯片和将所述上臂和下臂的半导体芯片串联连接的导体，

所述各功率半导体模块的交流端子，在各功率半导体模块的内部与将所述上臂和下臂的半导体芯片串联连接的导体电连接。

5.如权利要求4所述的电力转换装置，其特征在于：

对于所述电容器模块，隔着空间配置有具备多个交流汇流条的交流汇流条组件，所述各交流汇流条与对应的功率半导体模块的交流端子通过焊接而连接。

6.如权利要求5所述的电力转换装置，其特征在于：

在隔着所述交流汇流条组件与所述电容器模块相反的位置上配置有用于使所述各功率半导体模块工作的驱动电路。

7.如权利要求4所述的电力转换装置，其特征在于：

所述电容器模块呈大致长方形，沿着所述电容器模块的长边配置有多个所述层叠状态的直流端子，在所述电容器模块的短边上具备用于与直流电源进行直流电力的授受的电源端子。