CN112313869B - 电力转换装置 - Google Patents

Abstract

一种电力转换装置(1)，具有：半导体模块(2)、对半导体模块进行冷却的冷却器(3)、与半导体模块(2)直接或间接地连接的电子部件(4)、与外部设备连接的高压连接器(6)、将高压连接器(6)与电子部件(4)之间连接的连接器连接母线(7)。连接器连接母线(7)中的至少一个是与冷却器(3)相邻配置的散热母线(70)。

Description

电力转换装置

相关申请的援引

本申请以2018年6月19日申请的日本专利申请2018-116146号和2018年7月11日申请的日本专利申请2018-131741号为基础，在此援引其记载内容。

技术领域

本公开涉及一种电力转换装置。

背景技术

逆变器等电力转换装置除了半导体模块之外，还具有电容器、电流传感器、电抗器等电子部件。这些电子部件配置在壳体内。而且，在壳体配设有用于实现与外部的直流电源、交流负载等的电连接的输入连接器、输出连接器等高压连接器。

在专利文献1所公开的电力转换装置中，为了抑制电抗器的热量向电容器传递，对将电抗器与电容器连接的母线以及将电抗器与高压连接器连接的母线的形状等进行了研究。

在专利文献2中公开了作为装设于电动汽车、混合动力汽车等车辆的电力转换装置的功率控制单元。该功率控制单元是用于向行驶用的马达供给交流电力的装置，包括对逆变器电路进行冷却的冷却器和用于与其它连接设备电连接的母线。母线以与功率控制单元的框体中的与冷却器对应的外壁部分的外表面接触的方式布线。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2013-169075号公报

专利文献2：日本专利特开2014-54065号公报

发明内容

伴随电力转换装置的小型化、高输出化，存在高压连接器的发热量增大这样的技术问题。即，在高压连接器的发热量增大时，热量容易经由在壳体内与高压连接器连接的母线而向电容器等电子部件传递。于是，伴随着电力转换装置的大功率化，电子部件的短寿命化令人担忧。

另外，在这种电力转换装置中，由于通电时在母线产生的热量传递到与该母线连接的连接设备，因此，该连接设备容易受到热量的影响。尤其是耐热性较低的连接设备受到的影响变大。因此，需要用于抑制连接设备受到母线产生的热量的影响的冷却结构。

关于该冷却结构，专利文献2所公开的功率控制单元构成为，冷却器与外壁的内表面接触，另一方面，母线与外壁的外表面相接，母线被冷却器从外壁的内侧冷却。在本结构的情况下，由于将母线布线在框体的外侧，母线变长，电阻增加，因此发热变大。另外，由于外壁存在于作为发热体的母线与冷却器之间，因此，母线产生的热量难以经由外壁向冷却器侧移动。因此，与母线连接的连接设备难以得到较高的冷却效果。因此，连接设备这样的连接设备的短寿命化令人担忧。

特别地，若伴随电力转换装置的大电流化而使母线的发热变大，则可能产生无法以期望的水平来冷却连接设备的问题。然而，如果为连接设备提供专用冷却器，则单元整体的尺寸成为大型，并且车辆装设性降低。

本公开提供一种能够实现电子部件的长寿命化的电力转换装置。

本公开第一方式的电力转换装置具有：半导体模块；

冷却器，该冷却器对所述半导体模块进行冷却；

电子部件，该电子部件与所述半导体模块直接或间接地连接；

高压连接器，该高压连接器与外部设备连接；以及

连接器连接母线，该连接器连接母线将所述高压连接器与所述电子部件之间连接，

所述连接器连接母线的至少一个是与所述冷却器相邻配置的散热母线。

本公开第二方式的电力转换装置包括：

半导体模块，该半导体模块设置于电源与马达之间的通电路径；冷却器，该冷却器对所述半导体模块进行冷却；

连接设备，该连接设备经由母线与所述半导体模块电连接；以及

冷却用模块，该冷却用模块将所述连接设备与所述冷却器能热传导地连接。

在所述第一方式的电力转换装置中，将所述高压连接器与所述电子部件之间连接的连接器连接母线中的至少一个是与所述冷却器相邻配置的散热母线。因此，即使高压连接器的热量传递到连接器连接母线，也能够将该热量的至少一部分从散热母线向冷却器散热。由此，能够抑制经由连接器连接母线向电子部件传递热量。其结果是，能够实现电子部件的长寿命化。

在所述第二方式的电力转换装置中，冷却器具有对设置于电源与马达之间的通电路径的半导体模块进行冷却的功能。另外，冷却用模块将经由母线与半导体模块电连接的连接设备能热传导地连接到冷却器。此时，连接设备使用由作为冷却源的冷却器冷却的冷却用模块间接地冷却。即，连接设备的热量从冷却用模块传递到冷却器而散热。因此，即使在通电时母线发热时，也能够防止与该母线电连接的连接设备成为高温。尤其是在连接设备的耐热性较低的情况下，通过使用冷却用模块，能够降低该连接设备受到的热量的影响。

另外，冷却器的冷却功能不仅用于冷却半导体模块，还用于经由冷却用模块来冷却连接设备。即，冷却器兼用于连接设备的冷却。因此，不需要对连接设备设置专用的冷却器，能够防止装置整体成为大型而降低车辆装设性。其结果是，能够实现连接设备这样的电子部件的长寿命化。

如上所述，根据所述各方式，可以提供能够实现电子部件的长寿命化的电力转换装置。

另外，权利要求书中记载的括号内的符号表示与后述实施方式中记载的具体元件的对应关系，并不对本公开的技术范围进行限定。

附图说明

参照附图和以下详细的记述，可以更明确本公开的所述目的、其它目的、特征和优点。附图如下所述。

图1是实施方式1中的从Z方向观察的电力转换装置的剖视说明图。

图2是图1的II-II线向视剖视说明图。

图3是图1的III-III线向视剖视说明图。

图4是参考方式1中的从Z方向观察的电力转换装置的剖视说明图。

图5是参考方式2中的从Z方向观察的电力转换装置的剖视说明图。

图6是参考方式3中的从Z方向观察的电力转换装置的剖视说明图。

图7是示出实施方式5的电力转换装置的整体结构的图。

图8是图7的VIII-VIII线向视剖视图。

图9是图7的IX-IX线向视剖视图。

图10是图9的X-X线向视剖视图。

图11是图7的XI-XI线向视剖视图。

图12是实施方式5的电力转换装置的逆变器电路图。

图13是示出实施方式6的电力转换装置的整体结构的图。

图14是图13的XIV-XIV线向视剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本公开的实施方式进行说明。另外，在以下实施方式中，有时对于与先前的实施方式中说明了的事项相同或者等同的部分，会标注相同的参照符号，省略其说明。此外，在实施方式中，当仅对构成要素的一部分进行说明时，关于构成要素的其它部分，可以应用在先前的实施方式中说明了的构成要素。以下的实施方式只要在对组合不特别产生阻碍的范围中，即使没有特别明示，也能将各实施方式彼此部分组合。

(实施方式1)

参照图1至图3，对电力转换装置的实施方式进行说明。如图1所示，本实施方式的电力转换装置1具有半导体模块2、冷却器3、电子部件4、高压连接器6、连接器连接母线7。

冷却器3对半导体模块2进行冷却。电子部件4与半导体模块2直接或间接地连接。高压连接器6是与外部设备连接的连接器。连接器连接母线7是将高压连接器6与电子部件4之间连接的母线。

连接器连接母线7中的至少一个是与冷却器3相邻配置的散热母线70。

本实施方式的电力转换装置1具有输入连接器61和输出连接器62，以作为高压连接器6。输入连接器61构成为供与直流电源连接的电源配线的连接器连接。输出连接器62构成为供与旋转电机等交流负载连接的负载配线的连接器连接。

而且，电力转换装置1具有与输入连接器61连接的多个输入母线71和与输出连接器62连接的多个输出母线72，以作为连接器连接母线7。在本实施方式中，连接器连接母线7中的输入母线71是与冷却器3相邻配置的散热母线70。

另外，在本实施方式中，作为电子部件4，具有电流传感器41和电容器42。输入连接器61和电容器42通过输入母线71连接。另外，输出连接器62和电流传感器41通过输出母线72连接。另外，输出母线72将输出连接器62与半导体模块2连接，并且电流传感器41配设于输出母线72的一部分。因此，输出连接器62和电流传感器41通过输出母线72的一部分进行连接。

冷却器3具有与半导体模块2一起层叠的多个冷却管31。两个电子部件4(即，电流传感器41和电容器42)分开配置于夹着多个冷却管31和半导体模块2的层叠体11而彼此相对的一侧。

在本实施方式中，层叠体11是将多个半导体模块2和多个冷却管31交替地层叠而成的。以下，将该层叠体11的层叠方向适当地称为X方向。冷却管31具有在内部流通制冷剂的制冷剂流路。冷却剂流路沿与X方向正交的方向形成。将该制冷剂流路的形成方向适当地称为Y方向。此外，将与X方向和Y方向这两者正交的方向适当地称为Z方向。

夹着半导体模块2而彼此沿X方向相邻的冷却管31彼此在Y方向的两端部附近相互连结。冷却器3在X方向的一端具有冷却板310。制冷剂导入管321和制冷剂排出管322从冷却板310向X方向的外侧突出。制冷剂导入管321和制冷剂排出管322向后述的壳体5的外侧突出。

半导体模块2在内部内置有开关元件。作为开关元件，例如能够使用IGBT(绝缘栅双极晶体管的简称)、MOSFET(MOS型场效应晶体管的简称)。功率端子21从半导体模块2向Z方向突出。

另外，如图2所示，半导体模块2在与功率端子21相反的一侧突出有多个信号端子22。这些信号端子22连接于控制基板15。控制基板15以主面朝向Z方向的状态与层叠体11相对配置。

如图1所示，相对于这样构成的层叠体11，在X方向的一端侧相邻配置有作为连接器连接母线7的输入母线71。即，作为散热母线70的输入母线71与冷却器3中的配置在X方向的一端的冷却管31相邻配置。

本实施方式的电力转换装置1具有收容半导体模块2、冷却器3和电子部件4的金属制的壳体5。壳体5具有划分内部的分隔壁51。分隔壁51的一部分夹设在散热母线70与冷却器3之间。

另外，冷却器3和散热母线70的相邻布置是如下的状态：在冷却器3与散热母线70之间没有特别配置妨碍发热部件或隔热构件等电子部件的散热的部件。而且，在冷却器3与分隔壁51之间、或者分隔壁51与散热母线70之间也可以存在空隙、或者其它散热母线70等。或者，分隔壁51也可以与冷却器3接触。

散热母线70以主面73朝向冷却器3的状态与冷却器3相邻配置。即，如图1、图3所示，连接器连接母线7通过对一张金属板进行弯曲加工而形成。而且，作为散热母线70的输入母线71具有：沿Y方向延伸形成的母线主体部710；以及设置在该母线主体部710两端部的连接器侧端子部711和电容器侧端子部712。

连接器侧端子部711通过螺栓74与输入连接器61连接。另外，电容器侧端子部712通过螺栓74与电容器42的端子421连接。连接器侧端子部711和电容器侧端子部712成为主面朝向Z方向的状态。另一方面，母线主体部710成为主面73朝向X方向的状态。并且，如图1所示，该母线主体部710的主面73在X方向上隔着分隔壁51与冷却器3相对。

冷却器3在与散热母线70的相邻方向不同的方向上与电子部件4相邻。即，在本实施方式中，冷却器3在Y方向上与电容器42相邻。另外，冷却器3也在Y方向上与电流传感器41相邻。冷却器3还隔着分隔壁51分别与输入母线71、电容器42和电流传感器41相邻。

壳体5例如由铝等金属构成。如图1至图3所示，在壳体5的Y方向的一侧的外侧面固定有两个高压连接器6(即，输入连接器61及输出连接器62)。

如上所述，电力转换装置1包括输入有电源电力的输入连接器61和输出输出电力的输出连接器62，以作为高压连接器6。而且，分隔壁51的一部分夹设在输入连接器61与输出连接器62之间。即，多个分隔壁51中，具有在X方向上配置在电流传感器41与输入母线71之间的分隔壁511。该分隔壁511在X方向上夹设在输入连接器61与输出连接器62之间。更准确而言，分隔壁511在壳体5内夹设在输入连接器61的端子61a与输出连接器62的端子62a之间。

电容器42在Y方向上相对于层叠体11配置在与配置有高压连接器6的一侧相反的一侧。如图1、图3所示，输入连接器61包括一对端子61a。配置有两个分别与一对端子62a连接的输入母线71。输出连接器62具有三个端子62a。配置有三个分别与三个端子62a连接的输出母线72。

如图1、图2所示，电容器42在设置于与连接到输入母线71的端子421不同的位置的一对端子422处，连接到层叠体11中的半导体模块2的一部分的功率端子21。在图1中，省略了端子422与功率端子21的连接状态的图示。

另外，层叠体11中的半导体模块2的其它功率端子21经由输出母线72与输出连接器62的端子62a连接。输出母线72配置有多个。输出母线72在多个输出母线72的周围配置有电流传感器41。电流传感器41电连接或磁连接到输出母线72。即，电流传感器41是与半导体模块2间接地连接的电子部件4。而且，电流传感器41能够通过对流过输出母线72的电流进行检测来检测输出电流。另外，电流传感器41也热连接到输出母线72。

如图2、图3所示，壳体5具有主面朝向Z方向的底座板52。另外，壳体5具有在底座板52的外周缘沿Z方向立设的外周壁部53。外周壁部53相对于底座板52向Z方向的两侧突出。因此，在底座板52的两个主面侧分别存在由外周壁部53包围的空间。

如图2所示，在底座板52的一面侧配置有层叠体11和多个电子部件4，并且在底座板52的另一面侧配置有控制基板15。在Z方向，为了方便说明，将底座板52的配置有层叠体11的一侧称为上侧，将其相反侧称为下侧。但是，这些表达并不特别限定电力转换装置1的配置姿势。

在底座板52局部地设置有开口部521。半导体模块2的信号端子22经由开口部521朝向控制基板15突出。此外，上侧盖部541和下侧盖部542分别固定于外周壁部53的上端缘和下端缘。

分隔壁51从底座板52向上侧立设。如图1所示，分隔壁51存在主面朝向Y方向的分隔壁和主面朝向X方向的分隔壁。将主面朝向Y方向的两个分隔壁51分别配置于层叠体11的Y方向的两侧。并且，电子部件4隔着这些分隔壁51分别相对于层叠体11相邻配置。即，电子部件4隔着这些分隔壁51分别与冷却器3相邻配置。在本实施方式中，冷却器3和电子部件4没有与分隔壁51接触，但是相邻配置。

此外，如图1、图3所示，输入母线71隔着主面朝向X方向的分隔壁51相对于层叠体11相邻配置。

如图2、图3所示，在分隔壁51的上端缘的上侧，壳体5内的空间是连续的。半导体模块2与电子部件4经由该空间连接。

接着，对本实施方式的作用效果进行说明。

在所述电力转换装置1中，将高压连接器6与电子部件4之间连接的连接器连接母线7的至少一个是与冷却器3相邻配置的散热母线70。特别地在本实施方式中，将输入连接器61与电容器42之间连接的输入母线71的一个是散热母线70。

因此，即使输入连接器61的热量传递到输入母线71(即散热母线70)，也可以将其热量的至少一部分从散热母线70向冷却器3散热。由此，能够抑制经由输入母线71向电容器42传递热量。其结果是，能够实现电容器42的长寿命化。

冷却器3在与散热母线70的相邻方向不同的方向上与电子部件4相邻。特别地，在本实施方式中，冷却器3在与作为散热母线70的输入母线71的相邻方向不同的方向上，与电容器42和电流传感器41相邻。由此，在冷却器3的周围分散配置输入母线71和电子部件4。其结果是，能够有效地抑制输入母线71与电子部件4之间的热干涉，并且能够有效地冷却这些部件。

另外，散热母线70在主面73朝向冷却器3的状态下与冷却器3相邻配置。即，在本实施方式中，作为散热母线70的输入母线71的母线主体部710的主面73朝向冷却器3侧。由此，输入母线71相对于冷却器3的相对面积容易增大。其结果是，能够更有效地进行从输入母线71向冷却器3的散热。

另外，壳体5的分隔壁51的一部分夹设在散热母线70与冷却器3之间。在本实施方式中，特别地，分隔壁51夹设在散热母线70与冷却器3之间。由此，能够经由金属制的分隔壁51将散热母线70的热量有效地向冷却器3散热。

此外，分隔壁511还夹设在输入连接器61与输出连接器62之间。由此，能够有效地抑制输入连接器61与输出连接器62之间的热干涉。伴随于此，例如，能够抑制从输入连接器61向电流传感器41的热传递。

如上所述，根据本实施方式，可以提供能够实现电子部件的长寿化的电力转换装置。

(参考方式1)

如图4所示，本方式是在散热母线70与冷却器3之间没有夹设分隔壁的电力转换装置1的方式。

作为散热母线70的输入母线71和冷却器3彼此隔着间隙相对配置。另外，在图4中，省略了半导体模块2与各母线的连接。图5、图6中也相同。

其它结构与实施方式1相同。另外，若无特别指出，参考方式1之后的实施方式所使用的符号中、与之前实施方式使用的符号相同的符号表示与之前实施方式相同的构成要素等。

在本实施方式中，能够使散热母线70更靠近冷却器3。由此，能够提高从散热母线70向冷却器3的散热性。因此，能够有效地降低从输入连接器61经由作为散热母线70的输入母线71向电容器42传递热量。

除此以外，具有与实施方式1相同的作用效果。

(参考方式2)

如图5所示，本方式的电力转换装置1还包括作为电子部件4的电抗器43。

而且，作为高压连接器6的输入连接器61和电抗器43通过作为连接器连接母线7的输入母线71连接。

在本实施方式中，输入母线71设置有两个，一个输入母线71连接到电抗器43，另一输入母线71连接到电容器42。这些输入母线71是与冷却器3相邻配置的散热母线70。

电抗器43具有一对端子431。然后，一个端子431连接到输入母线71，另一个端子431连接到电容器42的端子421。

其它结构与参考方式1相同。

在本实施方式中，能够降低从输入连接器61经由输入母线71向电抗器43传递热量。此外，与参考方式1同样地，也能够降低从输入连接器61经由输入母线71向电抗器43传递热量。这样，能够抑制从输入连接器61经由输入母线71向电容器42和电抗器43传递热量。因此，能够实现电容器42和电抗器43的长寿命化。

除此以外，具有与实施方式1相同的作用效果。

(参考方式3)

如图6所示，本实施方式是将输出母线72设为散热母线70的电力转换装置1的方式。

本实施方式的电力转换装置1在Y方向上，将输出连接器62和电流传感器41相对于层叠体11配置于彼此相反的一侧。三个输出母线72以将输出连接器62与电流传感器41之间连接的方式沿Y方向配置。

然后，输出母线72的一部分在X方向上与冷却器3相邻配置。即，在本实施方式中，输出母线72成为散热母线70。

此外，在本实施方式中，输出母线72以其主面73朝向冷却器3的状态配置。输出母线72具有主面73朝向X方向的母线主体部720。该母线主体部720的主面73从X方向与冷却器3相对。

此外，在本实施方式中，电容器42配置在输入连接器61与层叠体11之间。然后，在输入母线71中，将输入连接器61与电流传感器41连接的部分在X方向上夹着电流传感器41配置于与冷却器3相反的一侧。

其它结构与参考方式1相同。

在这种情况下，能够降低从输出连接器62经由输出母线72向电流传感器41传递热量。因此，能够实现电流传感器41的长寿命化。

除此以外，具有与实施方式1相同的作用效果。

也能够设为将所述各实施方式适当组合的方式。即，除了所述实施方式之外，例如，输入母线和输出母线两者也能够构成为散热母线。

接着，参照附图，对电力转换装置的实施方式5、6进行说明。

此外，在用于说明这些实施方式的附图中，只要没有特别限定，构成电力转换装置的多个半导体模块和多个冷却管的层叠方向即第一方向由箭头X表示，与第一方向X正交的第二方向由箭头Y表示，与第一方向X和第二方向Y两者正交的第三方向由箭头Z表示。

(实施方式5)

如图7和图8所示，实施方式5的电力转换装置101具有均收容在壳体102内的多个(图7中为三个)半导体模块110、冷却器120和多个(图7中为两个)冷却用模块130。壳体102由热传导良好的材料、所谓的“消热”良好的金属材料构成。

所述电力转换装置101例如被用作装设于电动汽车、混合动力汽车等的、将直流的电源电力转换为驱动用马达的驱动所需的交流电力的逆变器。因此，电力转换装置101也被称为“逆变器101”或“逆变器装置101”。

半导体模块110设置在作为直流电源的电源103与作为交流马达的马达104之间的通电路径中。此外，在该通电路径中，除了半导体模块110之外，还设置有内置了电容器元件的电容器105、与电源103电连接的PN连接器106、与马达104电连接的三相连接器107、电流传感器109以及控制电路基板119(参照图8)。

半导体模块110具有内置了开关元件114(参照图8)的主体部111、三个功率端子112、与控制电路基板119电连接的多个控制端子113(参照图8)、以及散热部115(参照图8)。三个功率端子112从主体部111沿第三方向Z的一个方向彼此平行地突出，多个控制端子113从主体部111沿与功率端子112相反的方向彼此平行地突出。

半导体模块110的三个功率端子112被分类为正极端子112P、负极端子112N和输出端子112A。正极端子112P和负极端子112N经由金属制的母线116与作为连接设备的电容器105的电容器元件(省略图示)电连接。母线116被分类为正极母线116P和负极母线116N。因此，电容器105经由母线116电连接到半导体模块110，关于该连接，经由正极母线116P连接到正极端子112P，并且经由负极母线116N连接到负极端子112N。正极母线116P与正极端子112P的连接、负极母线116N与负极端子112N的连接均使用焊接。

另外，在图7中，尽管记载了三个正极母线116P和三个负极母线116N从电容器105突出的结构，但是三个正极母线116P之间是同电位，三个负极母线116N之间也是同电位。因此，也可以是，三个正极母线116P一体化而构成为一个母线，并且三个负极母线116N一体化而构成为一个母线。

三个半导体模块110的三个输出端子112A分别经由金属母线118电连接到三相连接器107。输出端子112A与母线118的连接使用焊接。

通过由配线保持体108保持的三个电流传感器109分别对流过三个母线118中的每一个的电流进行检测。在这种情况下，电流传感器109构成为经由母线118电连接到半导体模块110的连接设备。如图8所示，电流传感器109连接到控制电路基板119，并且将其检测信息传送到控制电路基板119。

控制电路基板119构成为，为了将供给到半导体模块110的直流电力转换为交流电力，而对内置于该半导体模块110的主体部111的开关元件114的开关动作(接通断开动作)进行控制。作为开关元件114，典型地，使用IGBT(即绝缘栅型双极晶体管)、MOSFET(即MOS型场效应晶体管)等任意的开关元件。

电容器105经由金属母线117电连接到PN连接器106。母线117被分类为正极母线117P和负极母线117N。因此，关于与PN连接器106的连接，电容器105经由正极母线117P电连接到正极端子(省略图示)，并且经由负极母线117N电连接到负极端子(省略图示)。另外，PN连接器106构成为经由两个母线116、117和电容器105电连接到半导体模块110的连接设备。

冷却器120具有均供制冷剂w流动的多个(图7中为六个)冷却管123，并且构成为这些多个冷却管123在作为其层叠方向的第一方向X(也称为“层叠方向X”)上层叠配置的层叠型冷却器。多个冷却管123中的彼此相邻的两个冷却管123隔开相对空间S而配置。在该冷却器120中，穿过流入管121流入的制冷剂w在沿第二方向Y并排地流过多个冷却管123之后合流，并穿过流出管122流出。

冷却用模块130具有将电容器105和PN连接器106分别能热传导地连接到冷却器120的功能。在本实施方式中，作为第一连接设备的电容器105和作为第二连接设备的PN连接器106分别夹着冷却器120配置在其两侧中的各侧。另外，冷却用模块130配置在电容器105与PN连接器106之间。

如图9和图10所示，冷却用模块130具有：主体部131；金属制的冷却母线135，该冷却母线135分别能在与电容器105和PN连接器106之间进行热传导；散热部132，该散热部132用于向冷却器120散热；电气绝缘体133；以及连接端子134，该连接端子134将冷却母线135和散热部132连接。

主体部131构成为通过树脂材料131a埋设有散热部132和连接端子134的一部分的树脂模塑部。散热部132的第一方向X的两面从主体部131露出，该露出面由电气绝缘体133覆盖。因此，散热部132构成为经由电气绝缘体133与冷却器120的冷却管123接触。

如图7、图9所示，冷却母线135被分类为第一冷却母线135P和第二冷却母线135N。另一方面，连接端子134从主体部131沿与半导体模块110的两个功率端子112相同的方向突出。连接端子134被分类为第一连接端子134P和第二连接端子134N，所述第一连接端子134P靠近电容器105配置，且与第一冷却母线135P的一端部连接，所述第二连接端子134N靠近PN连接器106配置，且与第二冷却母线135N的一端部连接。

另外，作为连接端子134和冷却母线135的连接结构，使用与半导体模块110的功率端子112和母线116、118的连接结构相同的结构即焊接。因此，第一连接端子134P通过焊接连接到第一冷却母线135P的一端部，并且第二连接端子134N通过焊接连接到第二冷却母线135N的一端部。

第一连接端子134P经由第一冷却母线135P连接到电容器105，而第二连接端子134N经由第二冷却母线135N连接到PN连接器106。在这种情况下，第一冷却母线135P和第二冷却母线135N形成热传导路径，并且形成电容器105与PN连接器106之间的直流电流的通电路径。

冷却用模块130具有与半导体模块110的主体部111相同尺寸的主体部131。在这种情况下，冷却用模块130在作为多个冷却管123的层叠方向的第一方向X(也称为“层叠方向X”)上，具有与半导体模块110的主体部111相同厚度(相当于相对空间S的第一方向X的尺寸的厚度)的主体部131。因此，能够将彼此相邻的两个冷却管123的相对空间S用作用于从两侧夹着冷却用模块130的空间。

如图11所示，通过半导体模块110、冷却用模块130、冷却器120形成半导体层叠单元。在该半导体层叠单元中，三个半导体模块110和多个冷却管123在第一方向X上交替地层叠配置。另外，尽管未特别地示出，但是半导体模块110构成为主体部111的散热部115(参照图8)经由和图10中的电气绝缘体133相同的电气绝缘体与冷却管123接触。同样地，两个冷却用模块130和多个冷却管123在第一方向X上交替地层叠配置。

因此，各半导体模块110配置于对应的相对空间S并由两个冷却管123从第一方向X的两个侧面夹着。在这种情况下，三个半导体模块110分别配置在五个相对空间S中的沿第一方向X连续配置的三个相对空间S的每一个中。另外，与半导体模块110同样地，各冷却用模块130也配置于对应的相对空间S并由两个冷却管123从第一方向X的两个侧面夹着。在这种情况下，两个冷却用模块130分别配置在五个相对空间S中的与配置有半导体模块110的相对空间S不同的、在第一方向X上连续配置的两个相对空间S的每一个中。由此，冷却器120的冷却管123除了具有使半导体模块110冷却的本来功能之外，还具有对冷却用模块130进行冷却的功能。

如图12所示，电力转换装置101的逆变器电路具有三相的电桥支路。即，三相的电桥支路彼此并联连接于电源103的正极侧和负极侧。

各电桥支路由彼此串联连接的上臂开关元件114u和下臂开关元件114d形成。这些上臂开关元件114u和下臂开关元件114d内置于一个半导体模块110的主体部111中。

并且，各电桥支路中的上臂开关元件114u和下臂开关元件114d的连接点经由母线118和三相连接器107(参照图7)连接到马达104的三个电极。另外，续流二极管反向并联连接到各开关元件114。

另外，两个冷却用模块130的两个散热部132彼此并联连接于电源103的正极侧和负极侧。

接着，对所述实施方式5的作用效果进行说明。

在所述电力转换装置101中，冷却器120具有对设置于电源103与马达104之间的通电路径的半导体模块110进行冷却的功能。另外，冷却用模块130将经由母线116、117电连接到半导体模块110的电容器105和PN连接器106分别能热导地连接到冷却器120。此时，电容器105和PN连接器106均使用由作为冷却源的冷却器120冷却的冷却用模块130间接地冷却。即，电容器105和PN连接器106的热量从冷却用模块130的散热部132传递到冷却器120而散热。因此，即使在通电时母线116、117发热时，也能够防止与该母线116、117电连接的电容器105和PN连接器106分别变为高温。尤其是在作为连接设备的电容器105和PN连接器106的耐热性较低的情况下，通过使用冷却用模块130，能够降低这些连接设备受到的热量的影响。

另外，冷却器120的冷却功能不仅用于半导体模块110的冷却，还用于经由冷却用模块130来冷却电容器105和PN连接器106。即，冷却器120还兼用于电容器105和PN连接器106的冷却。因此，不需要对电容器105和PN连接器106设置专用的冷却器，能够防止装置整体成为大型而降低车辆装设性。

因此，根据实施方式5，能够提供一种电力转换装置101，该电力转换装置101能够在不伴随装置的大型化的情况下，提高经由母线116、117电连接到半导体模块110的电容器105和PN连接器106的冷却性能。其结果是，能够实现电容器105和PN连接器106这样的电子部件的长寿命。

在所述电力转换装置101中，通过热量从冷却用模块130的散热部132移动到冷却器120的冷却管123而散热。由此，连接到冷却用模块130的第一冷却母线135P的电容器105和连接到第二冷却母线135N的PN连接器106均被冷却。根据这样的电力转换装置101，能够简化用于对电容器105和PN连接器106进行冷却的冷却用模块130的结构。

根据所述电力转换装置101，能够利用用于形成PN连接器106与电容器105之间的直流电流的通电路径的母线来形成用于对电容器105和PN连接器106进行冷却的冷却用模块130的第一冷却母线135P和第二冷却母线135N。

根据所述电力转换装置101，利用用于半导体模块110的冷却器120来对电容器105和PN连接器106进行冷却的冷却用模块130配置在电容器105与PN连接器106之间，能够将在第一连接端子134P与电容器105之间延伸的第一冷却母线135P的母线长度以及在第二连接端子134N与PN连接器106之间延伸的第二冷却母线135N的母线长度抑制得较短。

根据所述电力转换装置101，通过使冷却用模块130的连接端子134和冷却母线135的连接结构与半导体模块110的功率端子112和母线116、118的连接结构相同并使之一致，能够防止与连接相关的制造设备增加而导致成本变高。作为该连接结构，特别地通过使用焊接，能够减少连接所需的部件数量。

根据所述电力转换装置101，通过采用由作为层叠型冷却器的冷却器120的两个冷却管123夹着冷却用模块130的结构，为了设置冷却用模块130，能够通过增加冷却器120的冷却管123的层叠数来应对。在这种情况下，能在不大幅地增加冷却器120的尺寸的情况下，确保冷却用模块130的设置所需的空间。

根据所述电力转换装置101，通过将冷却用模块130的主体部131设定成与半导体模块110的主体部111相同的厚度，能够使冷却器120的多个冷却管123的相对空间S的尺寸恒定。由此，能够防止冷却器120的结构变得复杂。

以下，参照附图对与所述实施方式5相关的其它实施方式进行说明。在其它实施方式中，对与实施方式5的要素相同的要素标注相同的符号，省略该相同的要素的说明。

(实施方式6)

如图13和图14所示，实施方式6的电力转换装置201的冷却用模块230的结构与实施方式5的电力转换装置101的冷却用模块130不同。

其它结构与实施方式5相同。

在与冷却用模块130进行比较的情况下，冷却用模块230在具有第一连接端子134P和第二连接端子134N、具有散热部132(参照图14)这一点上结构一致，在不具有与第一冷却母线135P相当的母线这一点上结构不同。

冷却用模块230的连接端子134中的一个即第二连接端子134N通过焊接连接到冷却母线135的一端部。另外，冷却母线135通过金属制的母线118A连接到作为半导体模块110的输出侧的母线的三个母线118。在这种情况下，冷却用模块230构成为使得冷却母线135能热传导地连接到母线118、118A，从而经由这些母线118、118A能热传导地连接到作为连接设备的电流传感器109。在本结构的情况下，冷却母线135不形成通电路径，而仅形成热传导路径。

另外，由于冷却用模块230实质上仅使用第二连接端子134N，因此，也可以省略第一连接端子134P。另一方面，在需要考虑冷却用模块230与各种连接设备之间的连接的通用性的情况下，较为理想的是，使用具有第一连接端子134P和第二连接端子134N的冷却用模块230。

在实施方式6的电力转换装置201中，冷却用模块230能经由冷却母线135和母线118、118A在该冷却用模块230与电流传感器109之间进行热传导。由此，能够提供一种电力转换装置201，该电力转换装置201能够在不伴随装置的大型化的情况下，提高经由母线118电连接到半导体模块110的电流传感器109的冷却性能。

除此以外，具有与实施方式5相同的作用效果。

另外，作为与本实施方式6特别相关的变形例，能够采用以下结构：将母线118A连接到三个母线118中的至少一个的结构、用冷却母线135代替母线118或附加地连接到母线116和母线117中的至少一个的结构。

在所述实施方式5、6中，例示了具有三个半导体模块110和两个冷却用模块130、230的电力转换装置101、201，但是半导体模块110和冷却用模块130、230各自的数量是示例性的，能根据需要适当地改变。在这种情况下，能够根据半导体模块110和冷却用模块130、230的数量来确定冷却器120的冷却管123的数量。

在所述实施方式5、6中，例示了通过焊接来将冷却用模块130、230的连接端子134和冷却母线135连接的情况，但是作为替代，能够采用通过螺栓紧固将连接端子134和冷却母线135连接的结构。在这种情况下，为了使连接结构一致，较为理想的是，采用通过螺栓紧固将半导体模块110的功率端子112和母线116、118连接的结构。

在所述实施方式5、6中，例示了通过冷却器120的两个冷却管123夹着冷却用模块130、230的结构，但是作为替代，也能够采用将冷却用模块130、230配置在冷却器120的外部的结构。

在通过冷却器120的两个冷却管123夹着冷却用模块130、230的结构的情况下，如果冷却用模块130、230的主体部131在第一方向X上具有与半导体模块110的主体部111相同的厚度，则主体部131的第二方向Y的尺寸、第三方向Z的尺寸也可以与主体部111的尺寸不同。或者，也能够采用冷却用模块130、230的主体部131的第一方向X的厚度与主体部111的第一方向X的厚度不同的结构。

在所述实施方式5、6中，例示了电容器105、PN连接器106、电流传感器109以作为经由母线116、117、118电连接到半导体模块110的连接设备，但是作为该连接设备，也能够采用电抗器等设备。

在所述实施方式5、6中，例示了通过两个冷却管123夹着半导体模块110的两个侧面来冷却的层叠型的冷却器120，但是冷却器不仅限定于该冷却器120。例如，代替该冷却器120，也能够采用对半导体模块110的单面进行冷却的结构的冷却器。

在所述实施方式5、6中，例示了在冷却器120的五个相对空间S中连续的三个相对空间S中的每一个配置半导体模块110，并且在连续的两个相对空间S中的每一个配置冷却用模块130、230的情况，但是配置有半导体模块110和冷却用模块130、230的相对空间S不限定于此，能根据需要适当地选择。

例如，也能够将半导体模块110和冷却用模块130、230交替地配置于五个相对空间S、或者随机配置于五个相对空间S。另外，半导体模块110和冷却用模块130、230也能够横向排列地配置于一个相对空间S。进而，也可以设置未配置半导体模块110及冷却用模块130、230中的任何一个的空的相对空间S。

在所述实施方式5、6中，例示了在作为连接设备的电容器105与PN连接器106之间配置有冷却器120和冷却用模块130、230的情况，但是对于这些连接设备的冷却器120和冷却用模块130、230中的每一个的配置不限定于此，能根据需要进行改变。

虽然根据实施方式对本公开进行了记述，但是应当理解为本公开并不限定于该实施方式、结构。本公开也包含各种各样的变形例、等同范围内的变形。除此之外，各种各样的组合、方式、进一步包含有仅一个要素、一个以上或一个以下的其它组合、方式也属于本公开的范畴、思想范围。

Claims (10)

1.一种电力转换装置，具有：

半导体模块；

冷却器，所述冷却器对所述半导体模块进行冷却；

电子部件，所述电子部件与所述半导体模块直接或间接地连接；

壳体，所述壳体收容所述半导体模块、所述冷却器及所述电子部件；

高压连接器，所述高压连接器与外部设备连接；以及

连接器连接母线，所述连接器连接母线将所述高压连接器与所述电子部件之间连接，

所述连接器连接母线的至少一个是与所述冷却器相邻配置的散热母线，

所述壳体具有划分内部的金属制的分隔壁，并且该分隔壁的一部分夹设在所述散热母线与所述冷却器之间，所述分隔壁构成为将所述散热母线的热量向所述冷却器散热。

2.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，

所述冷却器在与所述散热母线的相邻方向不同的方向上与所述电子部件相邻。

3.如权利要求1或2所述的电力转换装置，其特征在于，

所述散热母线以主面朝向所述冷却器的状态与该冷却器相邻配置。

4.如权利要求1或2所述的电力转换装置，其特征在于，

具有收容所述半导体模块、所述冷却器及所述电子部件的金属制的壳体，该壳体具有划分内部的分隔壁，

作为所述高压连接器，包括输入电源电力的输入连接器和输出输出电力的输出连接器两者，

所述分隔壁的一部分夹设在所述输入连接器与所述输出连接器之间。

5.一种电力转换装置，包括：

半导体模块，所述半导体模块设置于电源与马达之间的通电路径；

冷却器，所述冷却器对所述半导体模块进行冷却；

连接设备，所述连接设备经由母线与所述半导体模块电连接；以及

冷却用模块，所述冷却用模块将所述连接设备与所述冷却器能热传导地连接，

所述冷却用模块具有：冷却母线，所述冷却母线能在所述冷却用模块与所述连接设备之间进行热传导；散热部，所述散热部用于向所述冷却器散热；以及连接端子，所述连接端子将所述冷却母线和所述散热部连接，

作为所述连接设备的第一连接设备和第二连接设备分别夹着所述冷却器配置在其两侧，

所述冷却用模块配置在所述第一连接设备与所述第二连接设备之间，具有作为所述连接端子的第一连接端子和第二连接端子，所述第一连接端子经由作为所述冷却母线的第一冷却母线与所述第一连接设备连接，并且所述第二连接端子经由作为所述冷却母线的第二冷却母线与所述第二连接设备连接。

6.如权利要求5所述的电力转换装置，其特征在于，

所述第二连接设备是与所述电源电连接的PN连接器，

所述冷却用模块构成为，所述第一冷却母线和所述第二冷却母线形成所述第一连接设备与所述PN连接器之间的直流电流的通电路径。

7.如权利要求5或6所述的电力转换装置，其特征在于，

所述冷却用模块构成为使所述冷却母线能热传导地连接到所述母线。

8.如权利要求5或6所述的电力转换装置，其特征在于，

所述冷却用模块的所述连接端子和所述冷却母线的连接结构与所述半导体模块的功率端子和所述母线的连接结构相同。

9.如权利要求5或6所述的电力转换装置，其特征在于，

所述冷却器是层叠型冷却器，所述层叠型冷却器具有均供制冷剂流动的多个冷却管，并且所述多个冷却管的彼此相邻的两个冷却管隔着相对空间而层叠配置，

所述半导体模块及所述冷却用模块构成为配置于所述相对空间并通过所述两个冷却管夹着。

10.如权利要求9所述的电力转换装置，其特征在于，

所述半导体模块具有内置了开关元件的主体部

所述冷却用模块具有在所述多个冷却管的层叠方向上厚度与所述半导体模块的所述主体部相同的主体部。