本開示の実施形態に係る電力変換装置について、図面を参照しながら以下詳細に説明するが、まず、はじめに、本実施形態に係る電力変換装置における、改善改良すべき技術的課題とこの技術的課題を解決するための技術の概要について説明する。本開示の実施形態に係る電力変換装置は、世の中のニーズに応えるべく、以下の技術的観点に配慮したものである。
The power conversion device according to the embodiment of the present disclosure will be described in detail below with reference to the drawings. First, first, the technical problem to be improved and the technical problem in the power conversion device according to the present embodiment and this technical problem. The outline of the technology for solving the problem will be explained. The power conversion device according to the embodiment of the present disclosure takes into consideration the following technical viewpoints in order to meet the needs of the world.
1つの技術的観点は、小型化技術、すなわち変換する電力の増大に伴う電力変換装置の大型化をできるだけ抑制する技術である。他の技術的観点は、電力変換装置の信頼性の向上に関する技術である。更なる他の技術的観点は、電力変換装置の生産性の向上に関する技術である。そして、本開示の実施形態に係る電力変換装置は、上述した3つの観点、さらにはこれらの観点を総合した観点に基づいて製品化されているものである。また、実施形態に文章にて記載した内容は、上記技術的観点に関する技術の一具体例であり、本開示の実施形態に係る電力変換装置は、それ以外にも上記技術的観点及び以下概説する技術的思想に基づく複数の技術的事項が含まれている。それぞれの観点における電力変換装置の特徴を、以下列挙して概説する。
One technical viewpoint is a miniaturization technology, that is, a technology for suppressing the increase in size of the power conversion device due to an increase in the power to be converted. Another technical point of view is a technique for improving the reliability of a power converter. Yet another technical aspect is the technology for improving the productivity of power converters. The power conversion device according to the embodiment of the present disclosure has been commercialized based on the above-mentioned three viewpoints and a viewpoint that integrates these viewpoints. In addition, the content described in the text in the embodiment is a specific example of the technology related to the above technical viewpoint, and the power conversion device according to the embodiment of the present disclosure is described in the above technical viewpoint and described below. It contains multiple technical matters based on technical ideas. The features of the power converter from each viewpoint are listed and outlined below.
A.小型化技術
複数のパワー半導体モジュール(適宜、単に「半導体モジュール」ともいう。)を両面から冷却する構成をとることで、冷却性の向上に寄与している。特に、本実施形態では、一例として、半導体モジュールと冷媒との間に冷却管壁等、熱伝導部材を介した間接冷却の技術を記載している。
A. Miniaturization technology By adopting a configuration in which a plurality of power semiconductor modules (appropriately simply referred to as "semiconductor modules") are cooled from both sides, it contributes to the improvement of cooling performance. In particular, in the present embodiment, as an example, a technique of indirect cooling via a heat conductive member such as a cooling pipe wall between the semiconductor module and the refrigerant is described.
冷却器と半導体モジュールの放熱面との間に均等に加圧力が作用することが望ましい。この点は、特に、間接冷却の場合には重要になる。特に、大電力化に伴う半導体モジュールの大型化に伴って、冷却器と半導体モジュールの接触面積を確保することが重要である。本実施形態では、一例として、冷却器と半導体モジュールの積層方向に加圧力を均等に与えることで、接触面積を確保している。すなわち、加圧力を均等にすることにより、半導体モジュールの冷却性向上に寄与することが求められる。なお、大電流化に対して、単一モジュールとしての大型化だけでなく、半導体モジュールの数で対応する場合にも、電力変換装置における、半導体モジュールが占める体積の割合は増える。さらには、許容電流量が増えることで半導体モジュール内部の絶縁確保や熱容量の確保などに伴い、半導体モジュールの構成が複雑化、大型化を招きやすくなる。
It is desirable that the pressing force acts evenly between the cooler and the heat radiating surface of the semiconductor module. This point is especially important in the case of indirect cooling. In particular, it is important to secure the contact area between the cooler and the semiconductor module as the size of the semiconductor module increases with the increase in electric power. In the present embodiment, as an example, the contact area is secured by evenly applying the pressing force in the stacking direction of the cooler and the semiconductor module. That is, it is required to contribute to the improvement of the cooling performance of the semiconductor module by equalizing the pressing force. It should be noted that the proportion of the volume occupied by the semiconductor module in the power conversion device increases not only when the size of the single module is increased but also when the number of semiconductor modules is used to cope with the increase in current. Further, as the allowable current amount increases, the insulation inside the semiconductor module is secured and the heat capacity is secured, so that the configuration of the semiconductor module becomes complicated and the size of the semiconductor module tends to increase.
本実施形態の電力変換装置においては、一方向に部品集結することで、デッドスペースを極力減らすことも考慮されている。加えて、電気配線の配置を効率化することで電力変換装置全体の小型化に寄与している。一方で、電気配線配置の最適化においては、他の電気部品や金属製部品との絶縁確保(すなわち、空間絶縁距離の確保、及び沿面絶縁の確保)が背反の課題となり、その対策が考慮されている部分もある。また、単に小型化のためにデッドスペースに電気配線を配置するだけでなく、電気配線の短縮化や安全性(接続作業性や使用環境における振動対策など)も考慮した最適配置がなされている部分もある。
In the power conversion device of the present embodiment, it is also considered to reduce the dead space as much as possible by concentrating the parts in one direction. In addition, it contributes to the miniaturization of the entire power conversion device by improving the efficiency of the arrangement of electrical wiring. On the other hand, in optimizing the electrical wiring arrangement, securing insulation from other electrical parts and metal parts (that is, securing spatial insulation distance and securing creepage insulation) is a contradictory issue, and countermeasures are considered. There is also a part that is. In addition, not only the electrical wiring is arranged in the dead space for miniaturization, but also the part where the optimum arrangement is made in consideration of shortening of the electrical wiring and safety (connection workability, vibration countermeasures in the usage environment, etc.). There is also.
また、本実施形態の電力変換装置においては、発熱部品を効率的に冷却できる全体レイアウトとなっている。すなわち、発熱部品である半導体部品やコイル、コンデンサ、電気配線などの通電部品からの熱拡散経路や放熱面積の確保、熱抵抗の最適化が図られている。また、雰囲気冷却によって冷却性向上する最適配置も考慮されている。また、発熱量の異なる複数の電子部品を同じように冷やすことも有効だが、さらには発熱量の異なる部品や部位に応じて冷却量を変えるような構成も一部採用されている。これにより、電力変換装置全体での冷却効率の最適化を図っている。詳細には、冷媒流路に流れる冷媒の流量分配、通水抵抗、圧損、流速、冷媒温度や粘性などによって変化する冷媒特性を考慮して、最適な部品配置、冷媒の流し方、冷媒流路の構造設計がなされている。このように、冷却性能を高める、もしくは最適化を図ることで、電気部品や発熱部品の小型化が実現できている。
Further, in the power conversion device of the present embodiment, the overall layout is such that the heat generating parts can be efficiently cooled. That is, the heat diffusion path and heat dissipation area from the current-carrying parts such as semiconductor parts, coils, capacitors, and electric wiring, which are heat-generating parts, are secured, and the thermal resistance is optimized. In addition, the optimum arrangement for improving the cooling performance by cooling the atmosphere is also considered. It is also effective to cool a plurality of electronic components having different calorific values in the same manner, but some configurations are adopted in which the cooling amount is changed according to the components and parts having different calorific values. As a result, the cooling efficiency of the entire power converter is optimized. In detail, the optimum component arrangement, refrigerant flow method, and refrigerant flow path are considered in consideration of the flow rate distribution of the refrigerant flowing in the refrigerant flow path, water flow resistance, pressure loss, flow velocity, and refrigerant characteristics that change depending on the refrigerant temperature and viscosity. The structural design of is made. By improving or optimizing the cooling performance in this way, it is possible to reduce the size of electrical parts and heat-generating parts.
また、各部材間の熱伝達率の向上や、各部材の熱伝導率の向上を図ることで、放熱面積の拡大、放熱経路の短縮化、接触熱抵抗の低減等を実現している。
Further, by improving the heat transfer coefficient between the members and the heat conductivity of each member, the heat dissipation area is expanded, the heat dissipation path is shortened, the contact thermal resistance is reduced, and the like.
B.信頼性向上技術
電力変換装置のケース内部と電力変換装置外部との間のシール性を向上させる工夫もなされている。部品配置も、ケース外部から万が一、水分や異物が混入した場合でも安全が確保されるように考慮されている。
また、冷媒流路からの冷媒漏れの防止や、部品の破損防止のための工夫がなされている。すなわち、ケース内部と外部とを接続する接続荷重に対する強度確保、ケース内部に収容される部品同士の接続応力(たとえば、制御回路基板と各種端子)に対して、部品破損が生じないようにも工夫されている。
B. Reliability improvement technology Some measures have been taken to improve the sealing performance between the inside of the case of the power converter and the outside of the power converter. The parts layout is also taken into consideration to ensure safety even if moisture or foreign matter gets mixed in from the outside of the case.
In addition, measures have been taken to prevent refrigerant leakage from the refrigerant flow path and to prevent damage to parts. In other words, it is devised to ensure the strength against the connection load that connects the inside and the outside of the case, and to prevent the parts from being damaged by the connection stress between the parts housed inside the case (for example, the control circuit board and various terminals). Has been done.
耐荷重性、耐振性を有する電力変換装置であって、部品破損や位置ずれを起こしにくい構造になっている。たとえば、重量部品(リアクトルやコンデンサなど)と軽量部品との配置関係や、大電流が流れる部品(特にモータ電流が流れる箇所)と荷重・振動が加わりやすい部位との配置関係といった観点での工夫が施されている。
It is a power conversion device that has load resistance and vibration resistance, and has a structure that does not easily cause damage or misalignment of parts. For example, devise from the viewpoint of the arrangement relationship between heavy parts (reactors, capacitors, etc.) and lightweight parts, and the arrangement relationship between parts where a large current flows (especially where motor current flows) and parts where loads and vibrations are likely to be applied. It has been subjected.
また、半導体モジュール、リアクトル、電流センサなどの通電部品からの漏れ電流を抑制する工夫もなされている。
上述した一方向部品集結に起因して、共振周波数の高周波化が課題として存在する。これに対しては、各部品の保持・締結位置と締結方法や、重量部品を含めた最適配置が検討されている。
In addition, measures have been taken to suppress leakage current from current-carrying parts such as semiconductor modules, reactors, and current sensors.
Due to the above-mentioned one-way component assembly, increasing the resonance frequency is an issue. For this, the holding / fastening position and fastening method of each part and the optimum arrangement including heavy parts are being studied.
また、部品集約・小型化に起因する背反課題である、絶縁性の確保については、空間絶縁、絶縁層の介在によって対応している。ただし、部品間距離を大きくしすぎると冷却性能の悪化につながるため放熱経路と絶縁距離とのバランスも考慮されている。さらには、絶縁部材を適切に配置したり、絶縁部材の材質や厚みを工夫したりすることで、放熱が阻害されないようにして、絶縁性確保と冷却性確保とのバランスを確保している。
In addition, ensuring insulation, which is a contradictory issue caused by component consolidation and miniaturization, is addressed by spatial insulation and the intervention of an insulating layer. However, if the distance between parts is made too large, the cooling performance will deteriorate, so the balance between the heat dissipation path and the insulation distance is also taken into consideration. Furthermore, by appropriately arranging the insulating members and devising the material and thickness of the insulating members, heat dissipation is not hindered and a balance between ensuring the insulating property and the cooling property is secured.
また、半導体モジュールにおける高周波スイッチングに起因する電磁ノイズに対するEMC(電磁両立性)については、次のような工夫がなされている。すなわち、電力変換装置内における、高圧部と低圧部とを、金属部品を介して配置するなどの工夫がなされている。また、ケース外部へのノイズの影響を抑制するために、必要箇所に金属部品を介在させるなどの措置が取られている。すなわち、開口や隙間部分、樹脂部分を通じて外部への電磁ノイズの放射が懸念される箇所に、金属部品を配置するなどの対策が取られている。また、高圧配線のループ面積縮小化が考慮されている。
Further, the EMC (electromagnetic compatibility) against electromagnetic noise caused by high frequency switching in the semiconductor module has been devised as follows. That is, the high-voltage portion and the low-voltage portion in the power conversion device are arranged via metal parts. In addition, in order to suppress the influence of noise on the outside of the case, measures such as inserting metal parts at necessary places are taken. That is, measures such as arranging metal parts in places where there is a concern about radiation of electromagnetic noise to the outside through openings, gaps, and resin parts are taken. In addition, reduction of the loop area of high-voltage wiring is taken into consideration.
また、各部において、低インダクタンスを考慮した構造が採用されている。すなわち、互いに逆向きに流れる電流経路の近接配置、電気配線の短縮化とそれに伴う配線レイアウトおよび部品配置が考慮されている。これに伴い、絶縁性確保が背反課題となる。そこで、適宜、絶縁性確保のための工夫がなされている。
Further, in each part, a structure considering low inductance is adopted. That is, consideration is given to the proximity arrangement of current paths flowing in opposite directions, the shortening of electrical wiring, and the accompanying wiring layout and component arrangement. Along with this, ensuring insulation becomes a contradictory issue. Therefore, measures have been taken to ensure insulation as appropriate.
インダクタンスのばらつきを防止することによって、電流アンバランスを防止することが考慮されている。これにより、各部品の寿命ばらつきの防止につながる。
半導体モジュールの電気的絶縁性確保についても、種々の観点から工夫がなされている。すなわち、樹脂モールド部の外部における沿面絶縁と空間絶縁とモールド内部の絶縁とが考慮されている。沿面絶縁については、例えば、樹脂材料、モールド寸法、端子寸法の調整等につき、工夫がなされている。空間絶縁については、例えば、端子間距離、モールド凹部寸法(端子間における樹脂モールド部に形成された凹部の寸法)の調整等につき、工夫がなされている。モールド内部の絶縁については、例えば、コレクタリードフレームの寸法と形状、エミッタヒートシンクの寸法と形状、コレクタ−エミッタ間寸法、ボンディングワイヤ間寸法、ボンディングワイヤ−パワー端子間寸法、ボンディングワイヤ−コレクタ間寸法、ボンディングワイヤ−エミッタ間寸法等につき、工夫がなされている。
It is considered to prevent current imbalance by preventing variations in inductance. This leads to prevention of variation in the life of each component.
Ingenuity has also been made to ensure the electrical insulation of semiconductor modules from various perspectives. That is, creepage insulation, spatial insulation, and insulation inside the mold outside the resin mold portion are taken into consideration. With regard to creepage insulation, for example, adjustments have been made to the resin material, mold dimensions, terminal dimensions, and the like. With regard to spatial insulation, for example, adjustments have been made to adjust the distance between terminals and the dimensions of mold recesses (dimensions of recesses formed in the resin mold portion between terminals). Regarding the insulation inside the mold, for example, the size and shape of the collector lead frame, the size and shape of the emitter heat sink, the size between the collector and the emitter, the size between the bonding wires, the size between the bonding wire and the power terminal, the size between the bonding wire and the collector, The dimensions between the bonding wire and the emitter have been devised.
また、半導体モジュールと冷却管との積層体においては、積層方向における安定した加圧を実現できるような工夫がなされている。これにより、半導体モジュールの冷却性確保と、積層体における複数部品の一体保持を実現している。
また、各部品の接続部におけるはんだの寿命を確保することも考慮されている。すなわち、パワーサイクルにおける冷媒温度と半導体素子温度の変化に対する耐久性を確保できるようにしている。
Further, the laminated body of the semiconductor module and the cooling pipe is devised so as to realize stable pressurization in the laminating direction. As a result, the cooling performance of the semiconductor module is ensured and the integral holding of a plurality of parts in the laminated body is realized.
It is also considered to secure the life of the solder at the connection portion of each component. That is, it is possible to ensure durability against changes in the refrigerant temperature and the semiconductor element temperature in the power cycle.
また、放熱経路を分散できるような、発熱体のレイアウトと内部構造が考慮されている。
また、各部品の接続部における接続信頼性の確保も考慮されている。すなわち、半導体モジュールのパワー端子と高電位バスバー及び低電位バスバーとの接続部、高電位バスバー及び低電位バスバーとコンデンサ端子との接続部、半導体モジュールと出力バスバーとの接続部、出力バスバーとリアクトル端子との接続部などにおいて、これらの接続信頼性を確保している。
In addition, the layout and internal structure of the heating element are considered so that the heat dissipation path can be dispersed.
In addition, ensuring connection reliability at the connection portion of each component is also considered. That is, the connection between the power terminal of the semiconductor module and the high-potential bus bar and the low-potential bus bar, the connection between the high-potential bus bar and the low-potential bus bar and the capacitor terminal, the connection between the semiconductor module and the output bus bar, and the output bus bar and the reactor terminal. The reliability of these connections is ensured at the connection with the bus.
C.生産性向上技術
構成部品の組み付け公差の設計が適宜なされている。これにより、例えば、信号端子と制御基板との間の接続容易性、パワー端子とバスバー間の接続容易性が図られている。
また、組み付け隙、すなわち構成要素間のクリアランス確保も考慮されている。これにより、溶接時における溶接治具等の挿入、締結部材の締結時における締結部材及び工具の挿入、或いは、組付ける部品を挿入する作業等を、容易に行うことができる。
また、接続構造の簡素化を図る工夫もなされている。すなわち、部品レイアウト、溶接対象部位の適切な配置、構成部品の形状簡素化などが図られている。さらには、一部、接続方向の一方向化も考慮されている。
また、量産に適した部品構造も考慮されている。例えば、機能統合による部品点数削減、一体成形品の採用、構成部品の形状簡素化などが行われている。
C. Productivity improvement technology The assembly tolerances of the components are designed as appropriate. As a result, for example, the ease of connection between the signal terminal and the control board and the ease of connection between the power terminal and the bus bar are achieved.
In addition, the assembly gap, that is, the clearance between the components is also considered. As a result, it is possible to easily insert a welding jig or the like at the time of welding, insert a fastening member and a tool at the time of fastening the fastening member, or insert a component to be assembled.
In addition, some measures have been taken to simplify the connection structure. That is, the layout of parts, the appropriate arrangement of welded parts, and the simplification of the shapes of component parts are being attempted. Furthermore, in part, unidirectional connection direction is also considered.
In addition, a component structure suitable for mass production is also considered. For example, the number of parts has been reduced by integrating functions, integrally molded products have been adopted, and the shapes of component parts have been simplified.
次に、電力変換装置の実施形態について、図を参照して、詳細に説明する。
Next, an embodiment of the power conversion device will be described in detail with reference to the drawings.
本形態の電力変換装置1は、ハイブリッド車や電気自動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。図3に示すごとく、本形態の電力変換装置1は、複数の半導体モジュール2と、第1電子部品としてのリアクトル4と、第2電子部品としてのDC−DCコンバータ6とを備える。また、電力変換装置1は、図16に示すごとく、平滑コンデンサ71とフィルタコンデンサ72とを一体化してなるコンデンサモジュール70を有する。図11に示すごとく、一部の半導体モジュール2aとリアクトル4とフィルタコンデンサ72とによって、直流電源180の電圧を昇圧する昇圧回路100を構成してある。
The power conversion device 1 of this embodiment is an in-vehicle power conversion device to be mounted on a vehicle such as a hybrid vehicle or an electric vehicle. As shown in FIG. 3, the power conversion device 1 of the present embodiment includes a plurality of semiconductor modules 2, a reactor 4 as a first electronic component, and a DC-DC converter 6 as a second electronic component. Further, as shown in FIG. 16, the power conversion device 1 has a capacitor module 70 in which a smoothing capacitor 71 and a filter capacitor 72 are integrated. As shown in FIG. 11, a booster circuit 100 that boosts the voltage of the DC power supply 180 is configured by a part of the semiconductor module 2a, the reactor 4, and the filter capacitor 72.
また、他の半導体モジュール2bと平滑コンデンサ71とによって、インバータ回路101を構成してある。半導体モジュール2b内の半導体素子20をスイッチング動作させることにより、昇圧後の直流電力を交流電力に変換している。これにより、交流負荷181としての三相交流モータを駆動し、上記車両を走行させることができる。本実施形態においては、2つの交流負荷181にそれぞれ接続される2つのインバータ回路101が、昇圧回路100に並列に接続されている。
Further, the inverter circuit 101 is composed of another semiconductor module 2b and a smoothing capacitor 71. By switching the semiconductor element 20 in the semiconductor module 2b, the DC power after boosting is converted into AC power. As a result, the three-phase AC motor as the AC load 181 can be driven to drive the vehicle. In the present embodiment, the two inverter circuits 101 connected to the two AC loads 181 are connected in parallel to the booster circuit 100.
また、上記DC−DCコンバータ6は、フィルタコンデンサ72に並列接続している。このDC−DCコンバータ6を用いて、直流電源180の電圧を降圧し、低圧バッテリー182を充電するよう構成されている。
Further, the DC-DC converter 6 is connected in parallel to the filter capacitor 72. The DC-DC converter 6 is configured to step down the voltage of the DC power supply 180 and charge the low-voltage battery 182.
後述するように、半導体モジュール2は、上記半導体素子20(図11参照)を内蔵した本体部21と、該本体部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、直流電圧が加わる正極端子22p及び負極端子22nと、交流負荷181に電気接続される交流端子22aとがある。また、制御端子23は、制御回路基板171に接続している。この制御回路基板171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。
As will be described later, the semiconductor module 2 includes a main body 21 incorporating the semiconductor element 20 (see FIG. 11), a power terminal 22 protruding from the main body 21, and a control terminal 23. The power terminal 22 includes a positive electrode terminal 22p and a negative electrode terminal 22n to which a DC voltage is applied, and an AC terminal 22a that is electrically connected to an AC load 181. Further, the control terminal 23 is connected to the control circuit board 171. The control circuit board 171 controls the switching operation of the semiconductor element 20.
また、図1〜図5に示すごとく、本形態の電力変換装置1は、複数の半導体モジュール2と複数の冷却管3とを積層してなる積層体10、リアクトル4、その他の部品を収容するケース11を備える。
積層体10における半導体モジュール2と冷却管3との積層方向を、適宜X方向という。冷却管3は、半導体モジュール2をX方向から挟持するように、半導体モジュール2の両主面に配置されている。複数の半導体モジュール2におけるパワー端子22は、同じ方向に突出形成されている。パワー端子22の突出方向は、X方向に直交する方向である。このパワー端子22の突出方向を、適宜Z方向という。また、X方向とZ方向との双方に直交する方向を、適宜Y方向という。
Further, as shown in FIGS. 1 to 5, the power conversion device 1 of the present embodiment accommodates a laminate 10, a reactor 4, and other parts obtained by laminating a plurality of semiconductor modules 2 and a plurality of cooling pipes 3. A case 11 is provided.
The stacking direction of the semiconductor module 2 and the cooling pipe 3 in the laminated body 10 is appropriately referred to as the X direction. The cooling pipes 3 are arranged on both main surfaces of the semiconductor module 2 so as to sandwich the semiconductor module 2 from the X direction. The power terminals 22 in the plurality of semiconductor modules 2 are formed so as to project in the same direction. The protruding direction of the power terminal 22 is a direction orthogonal to the X direction. The protruding direction of the power terminal 22 is appropriately referred to as the Z direction. Further, a direction orthogonal to both the X direction and the Z direction is appropriately referred to as a Y direction.
X方向における積層体10の一方側に、積層体10と離間した状態で、冷却プレート31が配置されている。X方向において、積層体10に対する冷却プレート31が配された側を、適宜、前側といい、その反対側を適宜、後側という。ただし、前後の表現は、便宜的なものであり、特に電力変換装置1の向きを限定するものではない。また、Z方向において、半導体モジュール2のパワー端子22が突出した側を、便宜的に上側、その反対側を、便宜的に下側という。この上下の表現も便宜的なものであり、特に電力変換装置1の向きを限定するものではない。
A cooling plate 31 is arranged on one side of the laminated body 10 in the X direction in a state of being separated from the laminated body 10. In the X direction, the side on which the cooling plate 31 is arranged with respect to the laminated body 10 is appropriately referred to as the front side, and the opposite side thereof is appropriately referred to as the rear side. However, the expressions before and after are for convenience, and do not particularly limit the orientation of the power conversion device 1. Further, in the Z direction, the side on which the power terminal 22 of the semiconductor module 2 protrudes is referred to as an upper side for convenience, and the opposite side thereof is referred to as a lower side for convenience. The upper and lower expressions are also for convenience, and do not particularly limit the orientation of the power conversion device 1.
冷却プレート31は、厚みの大きい平板状のトッププレート311と、トッププレート311の後側面に重ね合せて接合された、後側プレート312とを有する。後側プレート312は、トッププレート311よりも厚みが小さい。後側プレート312は、トッププレート311と接合される外周端縁と、外周端縁の内側において外周端縁よりも後方に隆起するように形成された流路形成部とを有する。これにより、トッププレート311と後側プレート312との間に、冷媒流路が形成されている。
The cooling plate 31 has a thick flat plate-shaped top plate 311 and a rear plate 312 which is overlapped and joined to the rear side surface of the top plate 311. The rear plate 312 is smaller in thickness than the top plate 311. The rear plate 312 has an outer peripheral edge joined to the top plate 311 and a flow path forming portion formed inside the outer peripheral edge so as to bulge rearward from the outer edge. As a result, a refrigerant flow path is formed between the top plate 311 and the rear plate 312.
冷却プレート31と積層体10との間に、リアクトル4が介在している。また、冷却プレート31の、リアクトル4を配した側とは反対側、すなわち前側に、DC−DCコンバータ6を設けてある。冷却プレート31によって、リアクトル4とDC−DCコンバータ6とをそれぞれ冷却している。
A reactor 4 is interposed between the cooling plate 31 and the laminated body 10. Further, a DC-DC converter 6 is provided on the cooling plate 31 opposite to the side on which the reactor 4 is arranged, that is, on the front side. The reactor 4 and the DC-DC converter 6 are cooled by the cooling plate 31, respectively.
ケース11は、X方向における積層体10の後側に配された後方壁部112と、リアクトル4の前側に配された前方壁部111とを有する。また、ケース11は、前方壁部111と後方壁部112とを両者のY方向の両端において繋ぐ一対の側方壁部113、114を有する。一対の側方壁部113、114は、積層体10及びリアクトル4のY方向の両側に配されている。ケース11内には、図16〜図18に示すごとく、コンデンサモジュール70も配置されている。コンデンサモジュール70は、Z方向において、積層体10及びリアクトル4の上側に配置されている。
図4、図6に示すごとく、ケース11の前方壁部111には、開口部111aが形成されている。冷却プレート31は、その一部において、前方壁部111の前面に当接している。一対のパイプ33は、前方壁部111の開口部111aを、X方向に貫通している。
The case 11 has a rear wall portion 112 arranged on the rear side of the laminated body 10 in the X direction, and a front wall portion 111 arranged on the front side of the reactor 4. Further, the case 11 has a pair of side wall portions 113 and 114 connecting the front wall portion 111 and the rear wall portion 112 at both ends in the Y direction. The pair of side wall portions 113 and 114 are arranged on both sides of the laminate 10 and the reactor 4 in the Y direction. As shown in FIGS. 16 to 18, a capacitor module 70 is also arranged in the case 11. The capacitor module 70 is arranged above the laminate 10 and the reactor 4 in the Z direction.
As shown in FIGS. 4 and 6, an opening 111a is formed in the front wall portion 111 of the case 11. A part of the cooling plate 31 is in contact with the front surface of the front wall portion 111. The pair of pipes 33 penetrate the opening 111a of the front wall portion 111 in the X direction.
図3に示すごとく、ケース11の後方壁部112と積層体10との間には、加圧部材16が配されている。この加圧部材16によって、積層体10をリアクトル4に向けて加圧している。これにより、半導体モジュール2と冷却管3との接触圧を確保しつつ、積層体10をケース11内に固定している。
As shown in FIG. 3, a pressurizing member 16 is arranged between the rear wall portion 112 of the case 11 and the laminated body 10. The pressurizing member 16 pressurizes the laminate 10 toward the reactor 4. As a result, the laminate 10 is fixed in the case 11 while ensuring the contact pressure between the semiconductor module 2 and the cooling pipe 3.
積層体10において、X方向に隣り合う2本の冷却管3は、連結管301によって連結されている。連結管301は、Y方向における、冷却管3の両端にそれぞれ設けられている。
In the laminated body 10, the two cooling pipes 3 adjacent to each other in the X direction are connected by a connecting pipe 301. The connecting pipe 301 is provided at both ends of the cooling pipe 3 in the Y direction.
また、図1〜図6に示すごとく、冷却プレート31には、冷媒を導入するための導入管321と、冷媒を導出するための導出管322とが接続している。
Further, as shown in FIGS. 1 to 6, the cooling plate 31 is connected to the introduction pipe 321 for introducing the refrigerant and the outlet pipe 322 for leading out the refrigerant.
図2に示すごとく、ケース11内に、2本のパイプ33(33a,33b)が設けられている。これら2本のパイプ33は、冷却プレート31と積層体10との間に介在している。パイプ33には、導入管321に連結した導入側パイプ33aと、冷却管3内を通過した冷媒が通る導出側パイプ33bとがある。
As shown in FIG. 2, two pipes 33 (33a, 33b) are provided in the case 11. These two pipes 33 are interposed between the cooling plate 31 and the laminate 10. The pipe 33 includes an introduction side pipe 33a connected to the introduction pipe 321 and a discharge side pipe 33b through which the refrigerant passing through the cooling pipe 3 passes.
2本のパイプ33は、積層体10を構成する複数の冷却管3のうち、X方向においてリアクトル4に最も近い位置に配された冷却管3と、冷却プレート31とを連結している。導入側パイプ33aは、Y方向における、冷却プレート31及び冷却管3の一方の端部に接続している。導出側パイプ33bは、Y方向における、冷却プレート31及び冷却管3の他方の端部に接続している。2本のパイプ33は、X方向における長さが、連結管301よりも長い。これら2本のパイプ33の間に、リアクトル4が配されている。
The two pipes 33 connect the cooling plate 31 and the cooling pipe 3 arranged at the position closest to the reactor 4 in the X direction among the plurality of cooling pipes 3 constituting the laminated body 10. The introduction side pipe 33a is connected to one end of the cooling plate 31 and the cooling pipe 3 in the Y direction. The lead-out side pipe 33b is connected to the other end of the cooling plate 31 and the cooling pipe 3 in the Y direction. The length of the two pipes 33 in the X direction is longer than that of the connecting pipe 301. A reactor 4 is arranged between these two pipes 33.
冷媒を導入管321に導入すると、冷媒は、導入側パイプ33a及び連結管301を適宜通って、冷却プレート31及び複数の冷却管3の冷媒流路に分配される。その後、冷媒は合流し、連結管301及び導出側パイプ33bを適宜通り、導出管322から導出される。このように、冷媒を冷却プレート31及び冷却管3の冷媒流路に流すことにより、半導体モジュール2及びリアクトル4,DC−DCコンバータ6が冷却される。
When the refrigerant is introduced into the introduction pipe 321, the refrigerant appropriately passes through the introduction side pipe 33a and the connecting pipe 301 and is distributed to the cooling plate 31 and the refrigerant flow paths of the plurality of cooling pipes 3. After that, the refrigerant merges, passes through the connecting pipe 301 and the outlet pipe 33b as appropriate, and is led out from the outlet pipe 322. In this way, the semiconductor module 2, the reactor 4, and the DC-DC converter 6 are cooled by flowing the refrigerant through the refrigerant flow paths of the cooling plate 31 and the cooling pipe 3.
図3、図5に示すごとく、冷却プレート31には、リアクトル4とDC−DCコンバータ6とが当接している。冷却プレート31と、それに接続された導入管321及び導出管322との間には、樹脂Oリング等によるシール構造は特に形成されていない。その一方で、図3、図7に示すように冷却プレート31よりも外側に配置される前方蓋部116とそれに接続される導入管321及び導出管322との間にOリングが配置されている。これにより、導入管321及び導出管322の外周面と前方蓋部116との間のシール構造を形成している。このシール構造によって、ケース外部への冷媒漏出を防止している。
As shown in FIGS. 3 and 5, the reactor 4 and the DC-DC converter 6 are in contact with the cooling plate 31. A seal structure such as a resin O-ring is not particularly formed between the cooling plate 31 and the introduction pipe 321 and the outlet pipe 322 connected to the cooling plate 31. On the other hand, as shown in FIGS. 3 and 7, an O-ring is arranged between the front lid 116 arranged outside the cooling plate 31 and the introduction pipe 321 and the outlet pipe 322 connected to the front lid portion 116. .. As a result, a seal structure is formed between the outer peripheral surfaces of the introduction pipe 321 and the outlet pipe 322 and the front lid portion 116. This seal structure prevents the refrigerant from leaking to the outside of the case.
仮に、冷却プレート31にOリングを配設すると、Oリングの反力に耐えるために冷却プレート31を高強度なものにしなければならず冷却性能が悪化するおそれがある。そのため、上記のように、Oリングによるシール構造を、冷却プレート31に負荷がかからない構造にしている。Oリングは、その弾性力が、前方、すなわち電力変換装置1の外側に向かう方向に働くように配設されている。
If the O-ring is provided on the cooling plate 31, the cooling plate 31 must have high strength in order to withstand the reaction force of the O-ring, and the cooling performance may deteriorate. Therefore, as described above, the seal structure by the O-ring has a structure in which the cooling plate 31 is not loaded. The O-ring is arranged so that its elastic force acts in the forward direction, that is, in the direction toward the outside of the power conversion device 1.
図4、図15に示すごとく、ケース11は、X方向において、前方壁部111から前側へ突出した突出壁部115を有する。突出壁部115は、冷却プレート31よりも前側に突出している。突出壁部115は、冷却プレート31の前側に配置されるDC−DCコンバータ6およびB端子191(DC−DCコンバータ6と外部の低圧直流バッテリーとを接続する端子)を、X方向に直交する方向から、全周にわたって囲うように形成されている。また、突出壁部115の内側には導入管321の一部及び導出管322の一部が配置されている。図3に示すごとく、突出壁部115の突出端には、突出壁部115の内側の空間を塞ぐ前方蓋部116が取り付けられる。
As shown in FIGS. 4 and 15, the case 11 has a protruding wall portion 115 protruding forward from the front wall portion 111 in the X direction. The protruding wall portion 115 projects to the front side of the cooling plate 31. The protruding wall portion 115 has a direction orthogonal to the X direction of the DC-DC converter 6 and the B terminal 191 (terminals connecting the DC-DC converter 6 and an external low-voltage DC battery) arranged on the front side of the cooling plate 31. Therefore, it is formed so as to surround the entire circumference. Further, a part of the introduction pipe 321 and a part of the outlet pipe 322 are arranged inside the protruding wall portion 115. As shown in FIG. 3, a front lid portion 116 that closes the space inside the protruding wall portion 115 is attached to the protruding end of the protruding wall portion 115.
これにより、突出壁部115の内側空間を、他の空間と区画することとなる。そして、突出壁部115の内側空間に、DC−DCコンバータ6、B端子191等の部品を、冷却プレート31及び導入管321の一部及び導出管322の一部と共に収容することとなる。これにより、内側空間における雰囲気温度を効率的に低くして、上記部品を効率よく冷却することができる。さらに、上記内部空間に配された部品に対して、外部から電磁ノイズが重畳することを、抑制することができる。
As a result, the inner space of the protruding wall portion 115 is partitioned from other spaces. Then, in the inner space of the protruding wall portion 115, parts such as the DC-DC converter 6 and the B terminal 191 are housed together with the cooling plate 31, a part of the introduction pipe 321 and a part of the outlet pipe 322. As a result, the atmospheric temperature in the inner space can be efficiently lowered, and the above-mentioned parts can be efficiently cooled. Further, it is possible to suppress the superposition of electromagnetic noise from the outside on the parts arranged in the internal space.
図2、図3に示すごとく、後方壁部112の一部は、加圧部材16を後方から支承する支承面112dを有する。この支承面112dは、加圧部材16に対向する領域において、面一となっている。支承面112dは、X方向に略直交する平面である。
As shown in FIGS. 2 and 3, a part of the rear wall portion 112 has a bearing surface 112d that supports the pressurizing member 16 from the rear. The bearing surface 112d is flush with each other in the region facing the pressurizing member 16. The bearing surface 112d is a plane substantially orthogonal to the X direction.
加圧部材16は、積層体10の後側に配置されており、積層体10をX方向に加圧している。リアクトル4は、前側面において、積層体10を介して、加圧部材16の加圧力を受けるよう構成されている。リアクトル4は、後側面に近い位置において、ケース11に当接する突出部分を有する。この突出部分が、ケース11に形成された被当接部に、X方向から当接する。このように、リアクトル4が前側面において受けた荷重を、ケース11の被当接部が受ける構造となっている。このような構造により、リアクトル4の全体に、加圧力を必要以上に及ぼさないようにしている。また、加圧部材16の加圧力は、半導体モジュール2の全体に均等にかかることが望ましい。特に、本形態において、半導体モジュール2は4つのスイッチング素子を実装したモジュールであり、全体的に大型化しやすい。そのため、特に、半導体モジュール2の全体にわたり、作用する荷重が均等化されるようにすることで、4つのスイッチング素子の冷却バラツキを抑制することができる。
The pressurizing member 16 is arranged on the rear side of the laminated body 10 and pressurizes the laminated body 10 in the X direction. The reactor 4 is configured to receive the pressing force of the pressurizing member 16 on the front side surface via the laminated body 10. The reactor 4 has a protruding portion that abuts on the case 11 at a position close to the rear side surface. This protruding portion abuts on the contacted portion formed on the case 11 from the X direction. As described above, the structure is such that the contacted portion of the case 11 receives the load received by the reactor 4 on the front side surface. With such a structure, the pressing force is not applied to the entire reactor 4 more than necessary. Further, it is desirable that the pressing force of the pressurizing member 16 is evenly applied to the entire semiconductor module 2. In particular, in this embodiment, the semiconductor module 2 is a module on which four switching elements are mounted, and tends to be large as a whole. Therefore, in particular, by equalizing the acting load over the entire semiconductor module 2, it is possible to suppress the cooling variation of the four switching elements.
また、リアクトル4に必要以上に加圧力が作用するようにすると、リアクトル4の大型化を招くこととなる。この場合、電力変換装置1全体としても大型化しやすい。そこで、リアクトル4に必要以上の加圧力が作用しないように、上記のような、ケース11とリアクトル4と積層体10と加圧部材16との配置構成となっている。
Further, if a pressing force acts on the reactor 4 more than necessary, the size of the reactor 4 will be increased. In this case, the power conversion device 1 as a whole tends to be large. Therefore, the case 11, the reactor 4, the laminate 10, and the pressurizing member 16 are arranged as described above so that an excessive pressing force does not act on the reactor 4.
図1、図6に示すごとく、冷却プレート31には、Y方向における、導入管321と導出管322との間の領域において、部分的にZ方向の上側に突出した突出板部313を有する。この突出板部313は、図5、図7、図15に示すごとく、DC−DCコンバータ6の電子部品配置に対応する箇所に形成されている。すなわち、X方向から見たとき、突出板部313が、DC−DCコンバータ6の電子部品の一部に重なり、電子部品の全体が、冷却プレート31に重なる。
As shown in FIGS. 1 and 6, the cooling plate 31 has a protruding plate portion 313 that partially protrudes upward in the Z direction in the region between the introduction pipe 321 and the outlet pipe 322 in the Y direction. As shown in FIGS. 5, 7, and 15, the protruding plate portion 313 is formed at a location corresponding to the arrangement of electronic components of the DC-DC converter 6. That is, when viewed from the X direction, the protruding plate portion 313 overlaps a part of the electronic component of the DC-DC converter 6, and the entire electronic component overlaps the cooling plate 31.
これにより、DC−DCコンバータ6の電子部品を、効率的に冷却することができる。
また、図1に示すごとく、ケース11の前方壁部111に形成された開口部111aは、X方向において突出板部313に対応する位置にも形成されている。図16に示すごとく、開口部111aを介して、突出板部313と放電抵抗基板172とが、X方向に重なる位置に配置されている。冷却プレート31の内部には冷媒流路(プレート内流路)が形成されている。ただし、突出板部313の内側には冷媒流路が形成されてない。
As a result, the electronic components of the DC-DC converter 6 can be efficiently cooled.
Further, as shown in FIG. 1, the opening 111a formed in the front wall portion 111 of the case 11 is also formed at a position corresponding to the protruding plate portion 313 in the X direction. As shown in FIG. 16, the projecting plate portion 313 and the discharge resistance substrate 172 are arranged at positions where they overlap in the X direction via the opening 111a. A refrigerant flow path (in-plate flow path) is formed inside the cooling plate 31. However, the refrigerant flow path is not formed inside the projecting plate portion 313.
上記のような構成により、冷却プレート31の突出板部313が放電抵抗基板172の冷却に寄与できる構造となっている。一方で、突出板部313には、冷媒を流通させていない。これは、冷媒流路を突出板部313まで延長させると、熱設計としては、放電抵抗基板172の過剰冷却となるためである。すなわち、冷媒流路を突出板部313まで延長させなくても、突出板部313を介した伝熱によって、放電抵抗基板172周辺の雰囲気の熱を冷媒に放出して、放電抵抗基板172の温度上昇を充分に抑制できる。
With the above configuration, the protruding plate portion 313 of the cooling plate 31 can contribute to the cooling of the discharge resistance substrate 172. On the other hand, no refrigerant is circulated in the protruding plate portion 313. This is because if the refrigerant flow path is extended to the protruding plate portion 313, the discharge resistance substrate 172 will be overcooled in terms of thermal design. That is, even if the refrigerant flow path is not extended to the protruding plate portion 313, the heat of the atmosphere around the discharge resistance substrate 172 is released to the refrigerant by heat transfer through the protruding plate portion 313, and the temperature of the discharge resistance substrate 172 is increased. The rise can be sufficiently suppressed.
図2に示すごとく、ケース11の前方壁部111の内側面において、Z方向の上側の端部、すなわち組付け時にリアクトル4が挿入される側の端部には、壁厚み方向に第1凹部111bが形成されている。また、トッププレート311の突出板部313の突出方向は、Z方向の上側を向いている。前方壁部111の開口部111aには、突出板部313に対応するように、図4に示すごとく、Z方向の上側に部分的に拡大された第2凹部111cが形成されている。また、Z方向から見たときに、前方壁部111のうち第1凹部111bを形成した部分の少なくとも一部が、トッププレート311と重なる位置に配置されている。
As shown in FIG. 2, on the inner surface of the front wall portion 111 of the case 11, the upper end portion in the Z direction, that is, the end portion on the side where the reactor 4 is inserted at the time of assembly, has a first recess in the wall thickness direction. 111b is formed. Further, the protruding direction of the protruding plate portion 313 of the top plate 311 faces upward in the Z direction. As shown in FIG. 4, a second recess 111c partially enlarged on the upper side in the Z direction is formed in the opening 111a of the front wall portion 111 so as to correspond to the protruding plate portion 313. Further, when viewed from the Z direction, at least a part of the front wall portion 111 forming the first recess 111b is arranged at a position overlapping with the top plate 311.
リアクトル4を挿入する際に、ケース11と衝突しないように逃がし部としてケース11に第1凹部111bが形成されている。ケース11の前方壁部111において、第1凹部111bを形成した部分は、他の部位よりも前方に突出するようになる。そうすると、今度は、前方壁部111における当該部分がトッププレート311と干渉することを、抑制する必要がある。特に、トッププレート311の突出板部313の突出方向はリアクトル4を挿入する側であるため、突出板部313と前方壁部111との干渉を回避する必要がある。そこで、前方壁部111の開口部111aには、突出板部313に対応する位置に第2凹部111cが形成されている。
When the reactor 4 is inserted, a first recess 111b is formed in the case 11 as a relief portion so as not to collide with the case 11. In the front wall portion 111 of the case 11, the portion forming the first recess 111b protrudes forward from the other portions. Then, this time, it is necessary to prevent the portion of the front wall portion 111 from interfering with the top plate 311. In particular, since the protruding direction of the protruding plate portion 313 of the top plate 311 is the side where the reactor 4 is inserted, it is necessary to avoid interference between the protruding plate portion 313 and the front wall portion 111. Therefore, a second recess 111c is formed in the opening 111a of the front wall portion 111 at a position corresponding to the protruding plate portion 313.
図20〜図23に示すごとく、トッププレート311のY方向の両端部付近には他の部位よりも厚みの薄い薄肉部311aが、部分的に形成されている。これらの薄肉部311aは、他の部位に対して、後側面が切り欠かれたような形状となっている。薄肉部311aは、トッププレート311におけるZ方向の上辺と下辺とにそれぞれ複数箇所ずつ形成されている。トッププレート311と共に冷却プレート31を構成する後側プレート312には、複数の爪部312aが形成されている。後側プレート312の爪部312aが、トッププレート311の薄肉部311aに係合している。そして、トッププレート311の後側面において、後側プレート312の外周端縁がロウ付け接合されている。
As shown in FIGS. 20 to 23, thin-walled portions 311a, which are thinner than other portions, are partially formed near both ends of the top plate 311 in the Y direction. These thin-walled portions 311a have a shape in which the rear side surface is cut out with respect to other portions. A plurality of thin-walled portions 311a are formed on the upper side and the lower side in the Z direction of the top plate 311. A plurality of claw portions 312a are formed on the rear plate 312 forming the cooling plate 31 together with the top plate 311. The claw portion 312a of the rear plate 312 is engaged with the thin portion 311a of the top plate 311. Then, on the rear side surface of the top plate 311, the outer peripheral edge of the rear plate 312 is brazed and joined.
後側プレート312は、積層体10における冷却管3を構成する外殻プレート341と同一のものを使うことができる。積層体10を製造する際に後側プレート312とトッププレート311とを、爪部312aと薄肉部311aにおいて仮止めした後で、外周端縁を全周にわたりロウ付け接合することができる。
As the rear side plate 312, the same one as the outer shell plate 341 constituting the cooling pipe 3 in the laminated body 10 can be used. When the laminate 10 is manufactured, the rear side plate 312 and the top plate 311 can be temporarily fixed at the claw portion 312a and the thin wall portion 311a, and then the outer peripheral edge can be brazed and joined over the entire circumference.
図17に示すごとく、ケース11内において、積層体10とコンデンサモジュール70との間には、バスバアッシー5が配置されている。バスバアッシー5は、後述するように、高電位バスバー51と低電位バスバー52と中継バスバー53とを一体化してなる(図38〜図46参照)。高電位バスバー51及び低電位バスバー52は、それぞれ、複数の半導体モジュール2とコンデンサモジュール70とを電気的に接続する。高電位バスバー51及び低電位バスバー52は、コンデンサモジュール70に電気的に接続されるコンデンサ側端子512、522、532を有する。図2に示すごとく、コンデンサ側端子512、522、532は、ケース11の一方の側方壁部113の近傍に配置されている。一対の側方壁部113、114のうち、コンデンサ側端子512、522、532が近傍に配された側方壁部を、適宜、第1側方壁部113といい、他方の側方壁部を、適宜、第2側方壁部114という。
As shown in FIG. 17, a bus bassy 5 is arranged between the laminate 10 and the capacitor module 70 in the case 11. As will be described later, the bus bus assembly 5 integrates the high-potential bus bar 51, the low-potential bus bar 52, and the relay bus bar 53 (see FIGS. 38 to 46). The high-potential bus bar 51 and the low-potential bus bar 52 each electrically connect a plurality of semiconductor modules 2 and a capacitor module 70. The high-potential bus bar 51 and the low-potential bus bar 52 have capacitor-side terminals 512, 522, and 532 that are electrically connected to the capacitor module 70. As shown in FIG. 2, the capacitor side terminals 512, 522, and 532 are arranged in the vicinity of one side wall portion 113 of the case 11. Of the pair of side wall portions 113, 114, the side wall portion in which the capacitor side terminals 512, 522, and 532 are arranged in the vicinity is appropriately referred to as a first side wall portion 113, and the other side wall portion. Is appropriately referred to as a second side wall portion 114.
図6に示すごとく、ケース11の第1側方壁部113における、コンデンサ側端子512、522、532に対向する部位には、開口部113aが形成されている。これにより、電力変換装置1の小型化と締結作業容易性との両立を図ることができる。特にコンデンサモジュール70を積層体10のZ方向上側に配置して、Y方向、すなわち半導体モジュール2の長手方向における小型化を、効果的に実現することができる。
As shown in FIG. 6, an opening 113a is formed in a portion of the first side wall portion 113 of the case 11 facing the capacitor side terminals 512, 522, and 532. As a result, it is possible to achieve both miniaturization of the power conversion device 1 and ease of fastening work. In particular, by arranging the capacitor module 70 on the upper side of the laminate 10 in the Z direction, miniaturization in the Y direction, that is, in the longitudinal direction of the semiconductor module 2 can be effectively realized.
バスバアッシー5は、複数のバスバーが樹脂モールドされた状態で一体化されている。図2、図5、図6、図7に示すごとく、バスバアッシー5は、半導体モジュール2の配置領域の大半において、半導体モジュール2を、Z方向の上側から覆うように配置されている。一方、リアクトル4の配置領域のほとんどの領域において、バスバアッシー5は、Z方向において重なっていない。高電位バスバー51及び低電位バスバー52を樹脂モールドすることで、これらのバスバーにて生じる熱を、リアクトル4のコイル端子41に及ぼしにくくしている。さらに、リアクトル4とバスバアッシー5とを、Z方向から見て重ならないようにすることで、バスバアッシー5からリアクトル4が受ける熱影響を、より抑制することができる。
The bus bar assembly 5 is integrated with a plurality of bus bars in a resin-molded state. As shown in FIGS. 2, 5, 6 and 7, the bus bus assembly 5 is arranged so as to cover the semiconductor module 2 from the upper side in the Z direction in most of the arrangement area of the semiconductor module 2. On the other hand, in most of the arrangement regions of the reactor 4, the bass bassies 5 do not overlap in the Z direction. By resin-molding the high-potential bus bar 51 and the low-potential bus bar 52, it is difficult to apply the heat generated by these bus bars to the coil terminal 41 of the reactor 4. Further, by preventing the reactor 4 and the bass bassy 5 from overlapping when viewed from the Z direction, the thermal influence of the bass bassy 5 on the reactor 4 can be further suppressed.
リアクトル4と複数の半導体モジュール2とは、X方向に一列に配置されている。リアクトル4のコイル端子41は、X方向において、半導体モジュール2のパワー端子22に近接する側に形成されている。これにより、パワー端子22とコイル端子41との接続構造を簡素化することができる。
The reactor 4 and the plurality of semiconductor modules 2 are arranged in a row in the X direction. The coil terminal 41 of the reactor 4 is formed on the side close to the power terminal 22 of the semiconductor module 2 in the X direction. As a result, the connection structure between the power terminal 22 and the coil terminal 41 can be simplified.
図1、図2、図5に示すごとく、リアクトル4のコイル端子41は、X方向における中央よりも冷却管3に近い側に配置されている。すなわち、X方向におけるリアクトル4の中央とコイル端子41との距離よりも、X方向における冷却管3とコイル端子41との距離の方が短い。重量物で大型部品であるリアクトル4は、両面に冷媒流路、すなわち冷却管3及び冷却プレート31を配置しても、中央まで効率的に冷却しにくい。そのため、コイル端子41を、極力冷媒流路に近い位置に配置する。これにより、コイル端子41を介してリアクトル4の内部の放熱を行いやすくする。また、リアクトル4のケース40は、X方向における後側の壁部、すなわち半導体モジュール2に近い側の壁部が、厚めになっており、積層体10における最前段の半導体モジュール2、すなわち最もリアクトル4に近い側にある半導体モジュール2は、積層体10における最上流の冷媒が流れる冷却管3に接している。それゆえ、積層体10における最前段の半導体モジュール2は、熱設計として、過剰な冷却効果が得られやすい。そこで、冷却性の均衡をとるためにも、コイル端子41を、リアクトル4のX方向における後側に近い位置に配置している。
As shown in FIGS. 1, 2, and 5, the coil terminal 41 of the reactor 4 is arranged closer to the cooling pipe 3 than the center in the X direction. That is, the distance between the cooling pipe 3 and the coil terminal 41 in the X direction is shorter than the distance between the center of the reactor 4 and the coil terminal 41 in the X direction. The reactor 4, which is a heavy object and a large component, is difficult to efficiently cool to the center even if the refrigerant flow paths, that is, the cooling pipe 3 and the cooling plate 31 are arranged on both sides. Therefore, the coil terminal 41 is arranged at a position as close to the refrigerant flow path as possible. This facilitates heat dissipation inside the reactor 4 via the coil terminal 41. Further, in the case 40 of the reactor 4, the rear wall portion in the X direction, that is, the wall portion on the side closer to the semiconductor module 2 is thickened, and the frontmost semiconductor module 2 in the laminate 10, that is, the most reactor. The semiconductor module 2 on the side closer to 4 is in contact with the cooling pipe 3 through which the most upstream refrigerant in the laminated body 10 flows. Therefore, the semiconductor module 2 in the front stage of the laminated body 10 tends to have an excessive cooling effect as a thermal design. Therefore, in order to balance the cooling property, the coil terminal 41 is arranged at a position close to the rear side of the reactor 4 in the X direction.
リアクトル4は積層体10よりもX方向における前側に配置されている。そして、リアクトル4におけるコイル巻線部は、導入側パイプ33aと導出側パイプ33bとの間に配置されている。これにより、リアクトル4のコイル巻線部の周囲の雰囲気温度を低くすることができる。その結果、低い温度雰囲気によってリアクトル4のコイル巻線部を効率的に冷却することができる。
The reactor 4 is arranged on the front side in the X direction of the laminated body 10. The coil winding portion in the reactor 4 is arranged between the introduction side pipe 33a and the outlet side pipe 33b. As a result, the ambient temperature around the coil winding portion of the reactor 4 can be lowered. As a result, the coil winding portion of the reactor 4 can be efficiently cooled by the low temperature atmosphere.
図1、図2に示すごとく、ケース11の後方壁部112は、そのY方向の一部において、加圧部材16から後方へ離れるように形成された膨出壁部112aを有する。膨出壁部112aの内側には、コンデンサモジュール70から突出したコンデンサバスバー75が配置される配置空間112bが形成されている。配置空間112bは、積層体10が配置される空間と、区隔壁112cを介して、部分的に区画されている。この区隔壁112cの前面に、加圧部材16を支承する支承面112dの一部が形成されている。また、膨出壁部112aの一部から、さらに後方に突出するように、直流コネクタ接続部112eが形成されている。直流コネクタ接続部112eは、後方に開口しており、コンデンサバスバー75に、外部から接続される直流コネクタ192を接続する部分である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the rear wall portion 112 of the case 11 has a bulging wall portion 112a formed so as to be separated rearward from the pressurizing member 16 in a part in the Y direction thereof. Inside the bulging wall portion 112a, an arrangement space 112b in which the capacitor bus bar 75 protruding from the capacitor module 70 is arranged is formed. The arrangement space 112b is partially partitioned by a space in which the laminated body 10 is arranged and a partition wall 112c. A part of the bearing surface 112d that supports the pressurizing member 16 is formed on the front surface of the partition wall 112c. Further, the DC connector connecting portion 112e is formed so as to project further rearward from a part of the bulging wall portion 112a. The DC connector connection portion 112e is a portion that is open to the rear and connects the DC connector 192 connected from the outside to the capacitor bus bar 75.
図1、図2、図6に示すごとく、ケース11における電流センサ8が固定されるセンサ固定部118の一部(本形態においては、X方向の二箇所にある2つのセンサ固定部118のうちの一つ)は、後方壁部112の一部を、後側に突出して形成されている。このセンサ固定部118は、X方向において、区隔壁112cよりも後方へ突出し、かつ、膨出壁部112aの後端よりも前側に納まっている。これにより、ケース11の後端側において、ケース11の外部空間のデッドスペースを有効利用している。これにより、車両等への電力変換装置1の搭載性を確保しつつ、電流センサ8の配置領域を確保することができる。また、センサ固定部118は、ケース11におけるZ方向の上端部付近に形成されている。これにより、電流センサ8の取付を容易にすることができる。
As shown in FIGS. 1, 2, and 6, a part of the sensor fixing portion 118 to which the current sensor 8 in the case 11 is fixed (in this embodiment, of the two sensor fixing portions 118 located at two locations in the X direction). 1) is formed by projecting a part of the rear wall portion 112 to the rear side. The sensor fixing portion 118 protrudes rearward from the partition wall 112c in the X direction, and is housed in front of the rear end of the bulging wall portion 112a. As a result, the dead space of the external space of the case 11 is effectively utilized on the rear end side of the case 11. As a result, it is possible to secure the arrangement area of the current sensor 8 while ensuring the mountability of the power conversion device 1 on the vehicle or the like. Further, the sensor fixing portion 118 is formed near the upper end portion in the Z direction of the case 11. This makes it easy to attach the current sensor 8.
ケース11は、電力変換装置1を車両等に固定するための装置固定部117を複数有する。本実施形態においては、装置固定部117を、4個有する。4個の装置固定部117は、ケース11のZ方向の上端部付近に形成されている。また、Z方向から見たとき、4個の装置固定部117は、ケース11の四隅付近に形成されている。4個の装置固定部117のうち、3個は、ケース11に対して、Y方向の外側へ突出するように形成されている。4個の装置固定部117のうちの1個は、ケース11に対して、X方向の後側へ突出している。
The case 11 has a plurality of device fixing portions 117 for fixing the power conversion device 1 to a vehicle or the like. In this embodiment, it has four device fixing portions 117. The four device fixing portions 117 are formed near the upper end portion of the case 11 in the Z direction. Further, when viewed from the Z direction, the four device fixing portions 117 are formed near the four corners of the case 11. Of the four device fixing portions 117, three are formed so as to project outward in the Y direction with respect to the case 11. One of the four device fixing portions 117 projects rearward in the X direction with respect to the case 11.
すなわち、ケース11の四隅のうち、第2側方壁部114及び後方壁部112の近傍に形成されている装置固定部117は、後方壁部112の後方に突出するように配置されている。第2側方壁部114は、交流負荷に電気的に接続される交流コネクタを接続するための交流コネクタ接続部114eが配置されている。第2側方壁部114側に形成された2個の装置固定部117のうち、後側の装置固定部117は、後方壁部112の後方へ突出している。この装置固定部117は、直流コネクタ接続部112eが後方壁部112から突出した側へ突出している。また、装置固定部117は、直流コネクタ接続部112eの後端よりも、前側に納まっている。
上記のような装置固定部117の配置により、交流コネクタと装置固定部117との干渉を抑制し、デッドスペースとなりやすい領域を有効活用することで、電力変換装置1全体の小型化を実現することができる。
That is, among the four corners of the case 11, the device fixing portion 117 formed in the vicinity of the second side wall portion 114 and the rear wall portion 112 is arranged so as to project rearward of the rear wall portion 112. On the second side wall portion 114, an AC connector connecting portion 114e for connecting an AC connector electrically connected to the AC load is arranged. Of the two device fixing portions 117 formed on the second side wall portion 114 side, the rear device fixing portion 117 projects rearward of the rear wall portion 112. In the device fixing portion 117, the DC connector connecting portion 112e projects toward the side protruding from the rear wall portion 112. Further, the device fixing portion 117 is housed on the front side of the rear end of the DC connector connecting portion 112e.
By arranging the device fixing unit 117 as described above, interference between the AC connector and the device fixing unit 117 is suppressed, and the area that tends to be a dead space is effectively utilized, thereby realizing miniaturization of the entire power conversion device 1. Can be done.
図16、図17、図18、図19に示すごとく、ケース11は、積層体10、リアクトル4等を配置する領域と、制御回路基板171を配置する領域とを、Z方向に区画する底壁部119を有する。この底壁部119において、Z方向から見たとき、リアクトル4と導入側パイプ33aとの間の領域の一部に、貫通孔119aが形成されている。貫通孔119aには、電流センサ8の信号端子84が貫通するよう構成されている。底壁部119が、積層体10等と制御回路基板171との間に形成されていることにより、積層体10側と制御回路基板171側とにおける、ノイズの干渉を抑制することができる。また、底壁部119に設けた貫通孔119aによって、電流センサ8の信号端子84の位置決めを容易にすることができる。
As shown in FIGS. 16, 17, 18, and 19, in the case 11, the bottom wall that partitions the area where the laminate 10, the reactor 4, and the like are arranged and the area where the control circuit board 171 is arranged in the Z direction. It has a part 119. In the bottom wall portion 119, a through hole 119a is formed in a part of the region between the reactor 4 and the introduction side pipe 33a when viewed from the Z direction. The signal terminal 84 of the current sensor 8 is configured to penetrate through the through hole 119a. Since the bottom wall portion 119 is formed between the laminate 10 and the like and the control circuit board 171, it is possible to suppress noise interference between the laminate 10 side and the control circuit board 171 side. Further, the through hole 119a provided in the bottom wall portion 119 can facilitate the positioning of the signal terminal 84 of the current sensor 8.
Y方向における導出側パイプ33bとリアクトル4との間の領域(図2、図3参照)に、コンデンサに接続された電圧検出線(図示略)が配置されている。制御配線は、リアクトル4の締結部45と、リアクトルケース40の側面と、導出側パイプ33bとの間に形成される領域に配置される。この領域とZ方向に重なるケース11の底壁部119の一部に、制御配線が貫通する貫通孔119bが形成されている。
これにより、ケース11内におけるデッドスペースを有効活用することができる。また、リアクトル4の締結部45と、リアクトルケース40の側面と、導出側パイプ33bとに囲まれる領域にコンデンサの電圧検出線が配置されることで、他の電子部品等とコンデンサの電圧検出線との間のノイズの干渉を防ぎやすい。また、コンデンサの電圧検出線の位置決めを容易に行いやすい。また、リアクトル4を挟んで反対側に、電流センサ8の信号端子84とコンデンサの電圧検出線とが配されることとなるため、両者を離して配置することができる。
A voltage detection line (not shown) connected to the capacitor is arranged in a region (see FIGS. 2 and 3) between the lead-out side pipe 33b and the reactor 4 in the Y direction. The control wiring is arranged in a region formed between the fastening portion 45 of the reactor 4, the side surface of the reactor case 40, and the outlet side pipe 33b. A through hole 119b through which the control wiring penetrates is formed in a part of the bottom wall portion 119 of the case 11 that overlaps this region in the Z direction.
As a result, the dead space in the case 11 can be effectively utilized. Further, by arranging the voltage detection line of the capacitor in the region surrounded by the fastening portion 45 of the reactor 4, the side surface of the reactor case 40, and the lead-out side pipe 33b, the voltage detection line of the capacitor is arranged with other electronic components and the like. It is easy to prevent noise interference with. In addition, the voltage detection line of the capacitor can be easily positioned. Further, since the signal terminal 84 of the current sensor 8 and the voltage detection line of the capacitor are arranged on the opposite sides of the reactor 4, they can be arranged apart from each other.
図4、図5に示すごとく、B端子191は、DC−DCコンバータ6に隣接して配置されている。特に、導入管321を挟んでDC−DCコンバータ6とは反対側に、B端子191が配置されている。
これにより、DC−DCコンバータ6とB端子191との接続距離を短くして、両者間の接続構造の簡素化を容易とするとともに、冷却性の観点からも、DC−DCコンバータ6とB端子191との配置の最適化が図られている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the B terminal 191 is arranged adjacent to the DC-DC converter 6. In particular, the B terminal 191 is arranged on the opposite side of the introduction pipe 321 from the DC-DC converter 6.
As a result, the connection distance between the DC-DC converter 6 and the B terminal 191 is shortened to facilitate the simplification of the connection structure between the two, and from the viewpoint of cooling performance, the DC-DC converter 6 and the B terminal are also used. The arrangement with 191 is optimized.
B端子191は、DC−DCコンバータ6に対して、交流コネクタ接続部114eに近い側に配置されている。X方向から見たときに、交流コネクタ接続部114eに接続される交流コネクタとB端子191とは、一部重なるように配置されている。
交流コネクタは、直流コネクタ192よりも接続構造が大型化しやすい。それゆえ、交流コネクタ接続部114eに隣接するスペースが、デッドスペースとなりやすい。そこで、上記のようなB端子191の配置とすることで、そのデッドスペースを有効活用することができる。
The B terminal 191 is arranged on the side closer to the AC connector connection portion 114e with respect to the DC-DC converter 6. When viewed from the X direction, the AC connector connected to the AC connector connecting portion 114e and the B terminal 191 are arranged so as to partially overlap each other.
The AC connector tends to have a larger connection structure than the DC connector 192. Therefore, the space adjacent to the AC connector connection portion 114e tends to be a dead space. Therefore, by arranging the B terminal 191 as described above, the dead space can be effectively utilized.
図2、図3に示すごとく、リアクトル4は、X方向を向く2つの壁部42L、42Tが、冷却管3と冷却プレート31とにそれぞれ接するように配置されている。リアクトル4の締結部45は、Y方向に突出して形成されている。すなわち、リアクトル4の4つの角部に設けられた締結部45は、冷却管3又は冷却プレート31に接している壁部42L、42Tではなく、リアクトルケース40の壁部42S、42CからY方向に突出して形成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the reactor 4 is arranged so that the two wall portions 42L and 42T facing the X direction are in contact with the cooling pipe 3 and the cooling plate 31, respectively. The fastening portion 45 of the reactor 4 is formed so as to project in the Y direction. That is, the fastening portions 45 provided at the four corners of the reactor 4 are not the wall portions 42L and 42T in contact with the cooling pipe 3 or the cooling plate 31, but the wall portions 42S and 42C of the reactor case 40 in the Y direction. It is formed so as to protrude.
リアクトル4は重量物であるため、締結部45の大きさをある程度確保する必要がある。そのため、締結部45を配置される位置には、充分なスペースが必要となる。仮に、冷却管3、冷却プレート31に接する側の壁部42L、42Tに締結部を設けると、冷却管3、冷却プレート31による冷却機能が損なわれるおそれがある。そこで、締結部45を、壁部42S、42CからY方向に突出させることにより、リアクトル4の冷却性能を確保することができる。
Since the reactor 4 is a heavy object, it is necessary to secure a certain size of the fastening portion 45. Therefore, a sufficient space is required at the position where the fastening portion 45 is arranged. If the fastening portions are provided on the wall portions 42L and 42T on the side in contact with the cooling pipe 3 and the cooling plate 31, the cooling function of the cooling pipe 3 and the cooling plate 31 may be impaired. Therefore, the cooling performance of the reactor 4 can be ensured by projecting the fastening portion 45 from the wall portions 42S and 42C in the Y direction.
図18に示すごとく、半導体モジュール2の内部には、4つの半導体素子20が一つの方向に並んで配置されている。半導体素子20の並ぶ方向は冷却管3と半導体モジュール2とが積層される積層方向、すなわちX方向と直交する方向であり、Y方向である。図3に示すごとく、リアクトル4の締結部45は、リアクトルケース40から、半導体素子20の並び方向と平行な方向に突出して形成されている。また、リアクトル4の締結部45は、リアクトル4の本体部とパイプ33との間の空間に形成されている。
半導体モジュール2が4つの半導体素子20を内蔵した構成とした分、半導体モジュール2の体格は大型化する一方で、リアクトル4とパイプ33との間にはデッドスペースが生まれやすくなる。そのため、そのデッドスペースを、重量物であるリアクトル4の締結部45の配置空間として有効活用している。
As shown in FIG. 18, four semiconductor elements 20 are arranged side by side in one direction inside the semiconductor module 2. The direction in which the semiconductor elements 20 are arranged is the stacking direction in which the cooling tube 3 and the semiconductor module 2 are laminated, that is, the direction orthogonal to the X direction and the Y direction. As shown in FIG. 3, the fastening portion 45 of the reactor 4 is formed so as to project from the reactor case 40 in a direction parallel to the arrangement direction of the semiconductor elements 20. Further, the fastening portion 45 of the reactor 4 is formed in the space between the main body portion of the reactor 4 and the pipe 33.
Since the semiconductor module 2 has a configuration in which the four semiconductor elements 20 are built in, the physique of the semiconductor module 2 becomes large, but a dead space is likely to be created between the reactor 4 and the pipe 33. Therefore, the dead space is effectively used as an arrangement space for the fastening portion 45 of the reactor 4, which is a heavy object.
リアクトル4と半導体モジュール2とは、一つの方向であるX方向に並んで配置されて加圧されている。この配列方向に直交する方向(すなわち、Y方向又はZ方向、或いは、Y方向及びZ方向の双方)において、リアクトル4の積層体10側の壁部42Lの幅は、半導体モジュール2の幅と同等、もしくはそれよりも大きい。さらに、半導体モジュール2の内部において、上記配列方向に直交する方向(Y方向)において、すべての半導体素子が一列に並んで配置されている。ここで、リアクトル4の壁部42Lの幅は、締結部45も含んだ寸法である。特に、X方向から見たとき、半導体モジュール2のモジュール本体部21が、積層体10に当接するリアクトル4の当接面の輪郭の内側に納まるような大きさ、及び位置関係であることが望ましい。
半導体モジュール2の体格アップに伴い、半導体モジュール2に対する加圧力の均一化が、一層重要な課題となる。そこで、重量物であるリアクトル4の壁部42Lの幅を半導体モジュール2の幅よりも大きくして、半導体モジュール2の加圧力の均一化を図っている。
The reactor 4 and the semiconductor module 2 are arranged side by side in the X direction, which is one direction, and are pressurized. The width of the wall portion 42L on the laminated body 10 side of the reactor 4 is equivalent to the width of the semiconductor module 2 in the direction orthogonal to the arrangement direction (that is, the Y direction or the Z direction, or both the Y direction and the Z direction). Or larger than that. Further, inside the semiconductor module 2, all the semiconductor elements are arranged side by side in a direction (Y direction) orthogonal to the arrangement direction. Here, the width of the wall portion 42L of the reactor 4 is a dimension including the fastening portion 45. In particular, when viewed from the X direction, it is desirable that the module main body 21 of the semiconductor module 2 has a size and a positional relationship so as to fit inside the contour of the contact surface of the reactor 4 that abuts the laminate 10. ..
As the physique of the semiconductor module 2 increases, uniforming the pressing force on the semiconductor module 2 becomes an even more important issue. Therefore, the width of the wall portion 42L of the reactor 4, which is a heavy object, is made larger than the width of the semiconductor module 2 to make the pressing force of the semiconductor module 2 uniform.
冷却管3内の冷媒流路の流路断面積は、冷却プレート31内の冷媒流路の流路断面積よりも大きい。これにより、半導体モジュール2に接触する冷却管3に流れる冷媒の量が多くなることで、半導体モジュール2の冷却効率を向上させることができる。そして、リアクトル4をX方向から挟む冷却管3と冷却プレート31とのうち、半導体モジュール2側にある冷却管3内の冷媒流路の断面積を、より大きくしている。これにより、半導体モジュール2の冷却効率を向上させることができる。
The flow path cross-sectional area of the refrigerant flow path in the cooling pipe 3 is larger than the flow path cross-sectional area of the refrigerant flow path in the cooling plate 31. As a result, the amount of refrigerant flowing through the cooling pipe 3 in contact with the semiconductor module 2 increases, so that the cooling efficiency of the semiconductor module 2 can be improved. Then, among the cooling pipe 3 and the cooling plate 31 that sandwich the reactor 4 from the X direction, the cross-sectional area of the refrigerant flow path in the cooling pipe 3 on the semiconductor module 2 side is made larger. As a result, the cooling efficiency of the semiconductor module 2 can be improved.
冷却プレート31内の冷媒流路は、板状のトッププレート311とその後面に接合された後側プレート312との間に形成されている。すなわち、冷却プレート31の冷媒流路は、トッププレート311におけるリアクトル4側に配置されている。DC−DCコンバータ6は、温度の低い冷媒が通る導入管321に近接して配置されて低雰囲気温度下でも冷却される。そのため、冷却プレート31を挟んで配されるDC−DCコンバータ6とリアクトル4のうち、リアクトル4の方をより冷却プレート31と熱交換しやすいようにすることが望ましい。そこで、冷却プレート31は、トッププレート311におけるリアクトル4側の面に、冷媒流路が配置される構成としている。また、このような構成とすることで、冷却プレート31との当接面積がリアクトル4よりも大きいDC−DCコンバータ6に対して、トッププレート311の平坦面を対向させることができる。
The refrigerant flow path in the cooling plate 31 is formed between the plate-shaped top plate 311 and the rear plate 312 joined to the rear surface. That is, the refrigerant flow path of the cooling plate 31 is arranged on the reactor 4 side of the top plate 311. The DC-DC converter 6 is arranged close to the introduction pipe 321 through which the low temperature refrigerant passes, and is cooled even under a low atmospheric temperature. Therefore, of the DC-DC converter 6 and the reactor 4 arranged across the cooling plate 31, it is desirable that the reactor 4 is easier to exchange heat with the cooling plate 31. Therefore, the cooling plate 31 is configured such that the refrigerant flow path is arranged on the surface of the top plate 311 on the reactor 4 side. Further, with such a configuration, the flat surface of the top plate 311 can be opposed to the DC-DC converter 6 having a contact area with the cooling plate 31 larger than that of the reactor 4.
図6、図7、図8に示すごとく、電流センサ8は、ケース11内の側方壁部114に沿って配置されている。すなわち、側方壁部114に形成された交流コネクタ接続部114eの近傍に、電流センサ8が、配されている。電流センサ8は、その長手方向が、冷却器における導入側パイプ33a及び冷却管3のY方向の上流端に沿うように配置されている。
また、高電位バスバー51、低電位バスバー52、中継バスバー53における、コンデンサ側端子512、522、532の配列端子群55は、冷却器における導出側パイプ33b及び冷却管3のY方向の下流端に沿うように配置されている。
As shown in FIGS. 6, 7, and 8, the current sensor 8 is arranged along the side wall portion 114 in the case 11. That is, the current sensor 8 is arranged in the vicinity of the AC connector connecting portion 114e formed on the side wall portion 114. The current sensor 8 is arranged so that its longitudinal direction is along the upstream end of the introduction side pipe 33a and the cooling pipe 3 in the cooler in the Y direction.
Further, in the high-potential bus bar 51, the low-potential bus bar 52, and the relay bus bar 53, the arrangement terminal group 55 of the condenser side terminals 512, 522, and 532 is located at the downstream end of the outlet side pipe 33b and the cooling pipe 3 in the cooler in the Y direction. It is arranged along the line.
出力バスバー15は、その一部が、Z方向に、積層体10に対向して配置されている。また、バスバアッシー5も、その一部が、Z方向に、積層体10に対向して配置されている。出力バスバー15が積層体10の冷却管3に対向する面積よりも、バスバアッシー5が積層体10の冷却管3に対向する面積のほうが大きい。
A part of the output bus bar 15 is arranged in the Z direction so as to face the laminated body 10. Further, a part of the bass bassy 5 is also arranged in the Z direction so as to face the laminated body 10. The area where the bus bus bar 15 faces the cooling pipe 3 of the laminated body 10 is larger than the area where the output bus bar 15 faces the cooling pipe 3 of the laminated body 10.
上記のように、出力バスバー15は、積層体10における冷却管3の上流側に配置され、バスバアッシー5は、積層体10における冷却管3の下流側に配置されている。
バスバアッシー5よりも出力バスバー15に流れる電流の方が大きいため、大電流化の要求に対して、高電位バスバー51及び低電位バスバー52を備えたバスバアッシー5に比べて出力バスバー15は熱集中しやすい。そこで、出力バスバー15を冷却管3の上流側の近傍に配置することで、全体として効率のよい冷却を実現している。
As described above, the output bus bar 15 is arranged on the upstream side of the cooling pipe 3 in the laminated body 10, and the bus bus assembly 5 is arranged on the downstream side of the cooling pipe 3 in the laminated body 10.
Since the current flowing through the output bus bar 15 is larger than that of the bus bar assembly 5, the output bus bar 15 is more likely to concentrate heat than the bus bar assembly 5 provided with the high potential bus bar 51 and the low potential bus bar 52 in response to the demand for a large current. .. Therefore, by arranging the output bus bar 15 in the vicinity of the upstream side of the cooling pipe 3, efficient cooling is realized as a whole.
図8に示すごとく、コンデンサモジュール70には、複数のコンデンサ素子が、並列配置されている。各コンデンサ素子は、一方の電極面がZ方向における半導体モジュール2の配置側を向き、他方の電極面がZ方向における半導体モジュール2と反対側を向いている。それぞれの電極面に接続されるバスバーは、それぞれ電極面に平行に延びて形成されている。そして、各バスバーは、コンデンサモジュール70の側面に露出した端子において、図9に示すごとく、高電位バスバー51及び低電位バスバー52と、それぞれ接続されている。
As shown in FIG. 8, a plurality of capacitor elements are arranged in parallel in the capacitor module 70. In each capacitor element, one electrode surface faces the side where the semiconductor module 2 is arranged in the Z direction, and the other electrode surface faces the side opposite to the semiconductor module 2 in the Z direction. The bus bars connected to the respective electrode surfaces are formed so as to extend parallel to the electrode surfaces. Each bus bar is connected to the high-potential bus bar 51 and the low-potential bus bar 52 at terminals exposed on the side surface of the capacitor module 70, as shown in FIG.
コンデンサモジュール70を、Z方向における半導体モジュール2の上側に置くことで、コンデンサモジュール70における高圧電流によるノイズを、半導体モジュール2の制御端子23へ影響し難いような構成としている。その一方で、かかる構成とすると、半導体モジュール2とコンデンサモジュール70との接続時における視認性及びそれに伴う接続信頼性が課題となる。これに対しては、コンデンサ素子の電極面の向く方向と、高電位バスバー51及び低電位バスバー52と接続される端子の向く方向とを、上記のように略直交する方向、すなわちZ方向とY方向となるような位置関係とすることで、接続作業を容易にしている。これにより、バスバアッシー5とコンデンサモジュール70との接続信頼性を確保している。
By placing the capacitor module 70 on the upper side of the semiconductor module 2 in the Z direction, the noise due to the high voltage current in the capacitor module 70 is less likely to affect the control terminal 23 of the semiconductor module 2. On the other hand, in such a configuration, visibility at the time of connecting the semiconductor module 2 and the capacitor module 70 and the connection reliability associated therewith become problems. On the other hand, the direction in which the electrode surface of the capacitor element faces and the direction in which the terminals connected to the high-potential bus bar 51 and the low-potential bus bar 52 face are substantially orthogonal to each other as described above, that is, the Z direction and the Y direction. The connection work is facilitated by setting the positional relationship so that it is in the direction. As a result, the connection reliability between the bus bus assembly 5 and the capacitor module 70 is ensured.
図8〜図10に示すごとく、コンデンサバスバー75とバスバアッシー5との締結位置は、Y方向において、コンデンサ素子を介して電流センサ8が配置された側とは反対側である。また、バスバアッシー5は、電流センサ8と反対側からY方向に、半導体モジュール2のパワー端子22(22P、22N)に近づき、出力バスバー15は電流センサ8側からパワー端子22(22A)に近づく。すなわち、図6に示すごとく、バスバアッシー5と出力バスバー15とは、Y方向における互いに反対側からパワー端子22に近付くように配置されている。これにより、半導体モジュール2に対する複数のバスバーの接続構造が密集しすぎないようにして、互いのノイズ干渉を抑制している。また、バスバアッシー5と出力バスバー15とを、パワー端子22に対して、Y方向の両側に分離して、接続配線同士の干渉を適切に抑制している。
As shown in FIGS. 8 to 10, the fastening position between the capacitor bus bar 75 and the bus bus assembly 5 is in the Y direction opposite to the side where the current sensor 8 is arranged via the capacitor element. Further, the bus bus assembly 5 approaches the power terminal 22 (22P, 22N) of the semiconductor module 2 in the Y direction from the side opposite to the current sensor 8, and the output bus bar 15 approaches the power terminal 22 (22A) from the current sensor 8 side. That is, as shown in FIG. 6, the bus bus assembly 5 and the output bus bar 15 are arranged so as to approach the power terminal 22 from opposite sides in the Y direction. As a result, the connection structures of the plurality of bus bars to the semiconductor module 2 are prevented from being too dense, and noise interference between the two is suppressed. Further, the bus bus assembly 5 and the output bus bar 15 are separated from the power terminal 22 on both sides in the Y direction to appropriately suppress interference between the connection wirings.
図8、図9、図10に示すごとく、直流コネクタに接続される、コンデンサバスバー75のコネクタ側端子751と、積層体10との間には、冷却器における導入管321及び導出管322と反対側の端部の冷却管3が介在している。この冷却管3は他の段の冷却管3よりも、平板状プレート343の厚みが厚い。また、コネクタ側端子751は、その一部において、主面がX方向から冷却管3に対向するように形成された部位を有する。これにより、コネクタ側端子751に流れる電流に起因するノイズを、冷却管3によって遮蔽して、他の部位へのノイズの影響を抑制している。また、コネクタ側端子751の熱を、周囲の雰囲気を介して冷却管3に放熱することができる。
As shown in FIGS. 8, 9, and 10, between the connector side terminal 751 of the condenser bus bar 75 connected to the DC connector and the laminate 10, the introduction pipe 321 and the outlet pipe 322 in the cooler are opposite to each other. A cooling pipe 3 at the end on the side is interposed. The flat plate 343 is thicker than the cooling pipes 3 in the other stages. Further, the connector side terminal 751 has a portion thereof whose main surface is formed so as to face the cooling pipe 3 from the X direction. As a result, the noise caused by the current flowing through the connector side terminal 751 is shielded by the cooling pipe 3 to suppress the influence of the noise on other parts. Further, the heat of the connector side terminal 751 can be dissipated to the cooling pipe 3 via the surrounding atmosphere.
図3に示すごとく、コンデンサバスバー75のコネクタ側端子751と積層体10との間には、金属壁が介在している。この金属壁は、ケース11の一部である、区隔壁112cである。区隔壁112cの主面は、が冷却管3の主面と対向している。区隔壁112cの主面は、コンデンサモジュール70のコネクタ側端子751の主面とも対向している。これにより、区隔壁112cによって、コネクタ側端子751を流れる電流に起因するノイズを、遮蔽する効果を得ることができる。また、コネクタ側端子751の熱を、区隔壁112cに放熱することができ、また、その熱を冷却管3へ放熱することもできる。それゆえ、コネクタ側端子751を介したコンデンサモジュール70の冷却効果を得ることもできる。
As shown in FIG. 3, a metal wall is interposed between the connector-side terminal 751 of the condenser bus bar 75 and the laminated body 10. This metal wall is a partition wall 112c, which is a part of the case 11. The main surface of the partition wall 112c faces the main surface of the cooling pipe 3. The main surface of the partition wall 112c also faces the main surface of the connector side terminal 751 of the capacitor module 70. As a result, the partition partition 112c can obtain the effect of shielding noise caused by the current flowing through the connector-side terminal 751. Further, the heat of the connector side terminal 751 can be dissipated to the partition wall 112c, and the heat can be dissipated to the cooling pipe 3. Therefore, the cooling effect of the capacitor module 70 via the connector side terminal 751 can be obtained.
図8、図9、図10に示すごとく、半導体モジュール2の制御端子23は、冷却管3に対して、コンデンサモジュール70や電流センサ8、バスバアッシー5と反対側に突出している。これにより、コンデンサやバスバアッシー5における高電圧電流に起因するノイズが、制御端子23側に影響することを抑制することができる。また、制御端子23に接続される低電圧配線と、コンデンサモジュール70との接続配線等の高電圧配線とを、冷却器を挟んで互いに反対側に配置して、それぞれの接続構造の簡素化を図っている。
As shown in FIGS. 8, 9, and 10, the control terminal 23 of the semiconductor module 2 projects to the cooling pipe 3 on the opposite side of the condenser module 70, the current sensor 8, and the bus bus assembly 5. As a result, it is possible to suppress the noise caused by the high voltage current in the capacitor and the bus bus assembly 5 from affecting the control terminal 23 side. Further, the low-voltage wiring connected to the control terminal 23 and the high-voltage wiring such as the connection wiring to the capacitor module 70 are arranged on opposite sides of the cooler to simplify the connection structure of each. I'm trying.
図17に示すごとく、コンデンサモジュール70と半導体モジュール2との間には、一部、樹脂でモールドされた高電位バスバー51及び低電位バスバー52が配置されている。また、コンデンサモジュール70に、バスバアッシー5の主面が対向するように配置されている。これにより、コンデンサモジュール70と半導体モジュール2との、互いの熱干渉を抑制している。
As shown in FIG. 17, a high-potential bus bar 51 and a low-potential bus bar 52 partially molded with resin are arranged between the capacitor module 70 and the semiconductor module 2. Further, the capacitor module 70 is arranged so that the main surfaces of the bus bus assembly 5 face each other. As a result, the thermal interference between the capacitor module 70 and the semiconductor module 2 is suppressed.
図12、図16に示すごとく、制御回路基板171は、Z方向から見て、半導体モジュール2の配置領域およびリアクトル4の配置領域をまたぐように配置される。また、ケース11は、制御回路基板171が配される空間と、積層体10及びリアクトル4が配される空間を区画する、底壁部119を有する。ただし、底壁部119には、上述した貫通孔119a、119bが形成されている。また、図16、図17、図18、図19、図25に示すごとく、底壁部119には、積層体10の配置領域の一部に形成された開口部119cも形成されている。この開口部119cからは、半導体モジュール2の制御端子23が、制御回路基板171の配置空間へ突出している。
As shown in FIGS. 12 and 16, the control circuit board 171 is arranged so as to straddle the arrangement area of the semiconductor module 2 and the arrangement area of the reactor 4 when viewed from the Z direction. Further, the case 11 has a bottom wall portion 119 that partitions a space in which the control circuit board 171 is arranged and a space in which the laminated body 10 and the reactor 4 are arranged. However, the above-mentioned through holes 119a and 119b are formed in the bottom wall portion 119. Further, as shown in FIGS. 16, 17, 18, 19, and 25, the bottom wall portion 119 is also formed with an opening 119c formed in a part of the arrangement region of the laminated body 10. From this opening 119c, the control terminal 23 of the semiconductor module 2 projects into the arrangement space of the control circuit board 171.
また、図12に示すごとく、制御回路基板171は、締結部材によって、底壁部119に固定されている。その締結箇所(締結部171a)は、制御回路基板171の主面の広がり方向における全体にわたり、万遍なく配置されている。締結部171aは、制御回路基板171における4つの角部、4つの辺のみならず、辺から内側に入った箇所にも、設けてある。
Further, as shown in FIG. 12, the control circuit board 171 is fixed to the bottom wall portion 119 by a fastening member. The fastening points (fastening portions 171a) are evenly arranged over the entire main surface of the control circuit board 171 in the spreading direction. The fastening portion 171a is provided not only at the four corners of the control circuit board 171 but also at the four sides, but also at a portion inside from the side.
このように、締結部171aを設けることにより、制御回路基板171の耐振動性を向上させている。すなわち、例えば、車両振動が電力変換装置1に伝わることを想定して、制御回路基板171の耐振動性が求められている。この耐振動性については、制御回路基板171を、その主面の広がり方向の全体にわたり、万遍なく締結固定することが有効となる。同時に、積層体10から制御回路基板171へのノイズ遮蔽も可能となる。
また、底壁部119には、加圧部材16の加圧力が、積層体10及びリアクトル4の一部を介して作用することとなる。それゆえ、この荷重に充分耐えうる強度を、底壁部119には持たせる必要がある。そこで、上記のように、開口部を必要最小限にとどめて、底壁部119を形成している。
By providing the fastening portion 171a in this way, the vibration resistance of the control circuit board 171 is improved. That is, for example, the vibration resistance of the control circuit board 171 is required on the assumption that the vehicle vibration is transmitted to the power conversion device 1. With respect to this vibration resistance, it is effective to fasten and fix the control circuit board 171 evenly over the entire spreading direction of the main surface thereof. At the same time, noise shielding from the laminated body 10 to the control circuit board 171 becomes possible.
Further, the pressing force of the pressurizing member 16 acts on the bottom wall portion 119 via a part of the laminated body 10 and the reactor 4. Therefore, it is necessary for the bottom wall portion 119 to have sufficient strength to withstand this load. Therefore, as described above, the bottom wall portion 119 is formed by keeping the opening to the minimum necessary.
図7、図8、図9、図14に示すごとく、電流センサ8の信号端子84は、半導体モジュール2と重ならないように配置されている。また、信号端子84は、リアクトル4と導入側パイプ33aとの間に配置される。さらには、信号端子84は、リアクトル4の締結部45と壁部42sとの間に形成される空間に配置されている。また、図16に示すごとく、信号端子84は、リアクトル4のコイル端子41の突出方向と反対方向に延びている。
これにより、半導体モジュール2から信号端子84へのノイズの影響を抑制している。コイル端子41から信号端子84へのノイズの影響も抑制される。また、信号端子84はその周囲が金属部材によって囲まれることとなるため、外部から信号端子84へのノイズも抑制することができる。また、信号端子84が、ケース11内におけるデッドスペースに配置されることとなるため、小型化が容易となる。
As shown in FIGS. 7, 8, 9, and 14, the signal terminal 84 of the current sensor 8 is arranged so as not to overlap the semiconductor module 2. Further, the signal terminal 84 is arranged between the reactor 4 and the introduction side pipe 33a. Further, the signal terminal 84 is arranged in a space formed between the fastening portion 45 of the reactor 4 and the wall portion 42s. Further, as shown in FIG. 16, the signal terminal 84 extends in a direction opposite to the protruding direction of the coil terminal 41 of the reactor 4.
As a result, the influence of noise from the semiconductor module 2 to the signal terminal 84 is suppressed. The influence of noise from the coil terminal 41 to the signal terminal 84 is also suppressed. Further, since the signal terminal 84 is surrounded by a metal member, noise from the outside to the signal terminal 84 can be suppressed. Further, since the signal terminal 84 is arranged in the dead space in the case 11, miniaturization becomes easy.
X方向から見て、半導体モジュール2の制御端子23と重なるようにリアクトル4の荷重支持部44が配置されている(図16、図19参照)。そして、荷重支持部44のX方向の前側(すなわち、制御端子23と反対側)には、ケース11の底壁部119が形成されている。このように、制御端子23の前方に、荷重支持部44が配置されていることにより、前方からの外部ノイズが、制御端子23へ影響することを抑制することができる。
The load support portion 44 of the reactor 4 is arranged so as to overlap the control terminal 23 of the semiconductor module 2 when viewed from the X direction (see FIGS. 16 and 19). A bottom wall portion 119 of the case 11 is formed on the front side of the load support portion 44 in the X direction (that is, the side opposite to the control terminal 23). By arranging the load support portion 44 in front of the control terminal 23 in this way, it is possible to suppress the influence of external noise from the front on the control terminal 23.
リアクトル4の荷重支持部44は、コイル巻線部よりも冷却管3に近い側に形成されている。また、荷重支持部44は、冷却管3と当接している厚肉の壁部42Lと一体形成されている。また、荷重支持部44は、制御回路基板171に固定された底壁部119に当接している。
これにより、荷重支持部44は、加圧部材16の荷重を底壁部119へ受けさせる機能と、リアクトル4からケース11への放熱経路を確保する機能とを有する。また、冷却管3が荷重支持部44を介して底壁部119を冷却することで、制御回路基板171の冷却にも寄与している。
The load support portion 44 of the reactor 4 is formed on the side closer to the cooling pipe 3 than the coil winding portion. Further, the load support portion 44 is integrally formed with the thick wall portion 42L that is in contact with the cooling pipe 3. Further, the load support portion 44 is in contact with the bottom wall portion 119 fixed to the control circuit board 171.
As a result, the load support portion 44 has a function of receiving the load of the pressurizing member 16 on the bottom wall portion 119 and a function of securing a heat dissipation path from the reactor 4 to the case 11. Further, the cooling pipe 3 cools the bottom wall portion 119 via the load support portion 44, which also contributes to the cooling of the control circuit board 171.
図16に示すごとく、コンデンサモジュール70に取り付けられた放電抵抗基板172は、X方向から見て金属部材であるトッププレート311の突出板部313に重なる位置に形成されている。これにより、X方向の前方からのノイズが放電抵抗基板172へ影響することを抑制している。他にも、放電抵抗基板172と他の電子部品との絶縁距離確保やノイズ干渉抑制のために、放電抵抗基板172とその周辺部品の配置関係等が工夫された構造となっている。
As shown in FIG. 16, the discharge resistance substrate 172 attached to the capacitor module 70 is formed at a position overlapping the protruding plate portion 313 of the top plate 311 which is a metal member when viewed from the X direction. As a result, the noise from the front in the X direction is suppressed from affecting the discharge resistance substrate 172. In addition, in order to secure the insulation distance between the discharge resistance substrate 172 and other electronic components and suppress noise interference, the structure is devised such as the arrangement relationship between the discharge resistance substrate 172 and its peripheral components.
図13に示すごとく、放電抵抗基板172は、X方向において、積層体10を挟んで、コンデンサバスバー75のコネクタ側端子751とは反対側となる位置に配置されている。複数の冷却管3を含む積層体10を挟んで互いに反対側に、共に発熱体であるコネクタ側端子751と放電抵抗基板172とを配置することにより、互いの熱干渉を抑制している。
As shown in FIG. 13, the discharge resistance substrate 172 is arranged at a position opposite to the connector side terminal 751 of the capacitor bus bar 75 with the laminated body 10 interposed therebetween in the X direction. By arranging the connector side terminals 751 which are both heating elements and the discharge resistance substrate 172 on opposite sides of the laminated body 10 including the plurality of cooling pipes 3, thermal interference between them is suppressed.
特に、本形態の電力変換装置1においては、図16、図17、図18に示すごとく、コンデンサモジュール70の一主面をケース11に締結する構造となっている。そのために、放電抵抗基板172とコンデンサバスバー75のコネクタ側端子751との双方を、ケース11への締結側の主面とは反対側の主面の方に配置する構成としている。そうすると、その配置の仕方によっては、コネクタ側端子751と放電抵抗基板172との熱干渉の可能性がある。そのため、上記の位置関係とすることで、コネクタ側端子751と放電抵抗基板172との熱干渉を効果的に防ぐことができる。
In particular, the power conversion device 1 of this embodiment has a structure in which one main surface of the capacitor module 70 is fastened to the case 11 as shown in FIGS. 16, 17, and 18. Therefore, both the discharge resistance substrate 172 and the connector side terminal 751 of the condenser bus bar 75 are arranged on the main surface opposite to the main surface on the fastening side to the case 11. Then, depending on the arrangement, there is a possibility of thermal interference between the connector side terminal 751 and the discharge resistance substrate 172. Therefore, the above positional relationship can effectively prevent thermal interference between the connector-side terminal 751 and the discharge resistance substrate 172.
図19に示すごとく、ケース11の底壁部119の一部には、リブ119rが形成されている。リブ119rは、底壁部119において、リアクトル4の荷重支持部44が当接する被当接部のX方向の前方の位置に形成されている。これにより、荷重支持部44を介して加圧部材16から受ける荷重に対して、底壁部119が充分耐えられるようにしている。
また、X方向から見たときに、図16に示すごとく、荷重支持部44と加圧部材16とは重なっていない。それゆえ、リアクトル4が受けた荷重を、底壁部119に逃がすことができる。また、加圧部材16による荷重の一部が、リアクトル4のコイル配置領域に作用するようにすべく、X方向において、加圧部材16が荷重支持部44に重ならず、コイル配置領域に重なるような配置となっている。
As shown in FIG. 19, ribs 119r are formed on a part of the bottom wall portion 119 of the case 11. The rib 119r is formed on the bottom wall portion 119 at a position in front of the contacted portion with which the load supporting portion 44 of the reactor 4 abuts in the X direction. As a result, the bottom wall portion 119 can sufficiently withstand the load received from the pressurizing member 16 via the load support portion 44.
Further, when viewed from the X direction, as shown in FIG. 16, the load support portion 44 and the pressurizing member 16 do not overlap. Therefore, the load received by the reactor 4 can be released to the bottom wall portion 119. Further, the pressurizing member 16 does not overlap the load supporting portion 44 but overlaps the coil arrangement region in the X direction so that a part of the load by the pressurizing member 16 acts on the coil arrangement region of the reactor 4. It is arranged like this.
コンデンサバスバー75における、バスバアッシー5(高電位バスバー51、低電位バスバー52、中継バスバー53)との接続端子は、コンデンサモジュール70における平滑コンデンサ71が配置された位置に対応した側面に配置されている。また、コンデンサモジュール70の主面に対向する位置に、半導体モジュール2が配置される。
これにより、コンデンサモジュール70におけるバスバアッシー5との接続部分と、平滑コンデンサ71の電極からの電流経路長を短くしやすくなる。また、コンデンサモジュール70とバスバアッシー5との接続部が、Y方向の端面に配置されるため、接続作業の際の視認性を確保しやすい。その結果、コンデンサモジュール70とバスバアッシー5との接続信頼性を向上させることができる。
The connection terminals of the capacitor bus bar 75 with the bus bus assembly 5 (high potential bus bar 51, low potential bus bar 52, relay bus bar 53) are arranged on the side surface of the capacitor module 70 corresponding to the position where the smoothing capacitor 71 is arranged. Further, the semiconductor module 2 is arranged at a position facing the main surface of the capacitor module 70.
As a result, it becomes easy to shorten the current path length from the connection portion of the capacitor module 70 with the bus bus assembly 5 and the electrode of the smoothing capacitor 71. Further, since the connection portion between the capacitor module 70 and the bus bus assembly 5 is arranged on the end face in the Y direction, it is easy to ensure visibility during the connection work. As a result, the connection reliability between the capacitor module 70 and the bus bus assembly 5 can be improved.
積層体10において、冷却管3と半導体モジュール2とは、以下のような配置関係となるように、互いに積層されている。すなわち、まず、図17、図18に示すごとく、半導体モジュール2のパワー端子22に、冷媒供給路36がX方向に対向するように、冷却管3が配置されている。そして、Y方向において、半導体モジュール2の負極ヒートシンク24N及び下アーム交流ヒートシンク24ANが、冷却管3の供給部361に近い側に配され、正極ヒートシンク24P及び上アーム交流ヒートシンク24APが排出部381に近い側に配置される。冷媒供給路36に形成された除変部362は、正極ヒートシンク24P及び上アーム交流ヒートシンク24APに対応する位置に形成されている。正極端子22Pは、Y方向において、正極ヒートシンク24P及び上アーム交流ヒートシンク24APにおける、負極ヒートシンク24N及び下アーム交流ヒートシンク24ANに近い側の端部に対応する位置に、形成されている。
In the laminated body 10, the cooling pipe 3 and the semiconductor module 2 are laminated to each other so as to have the following arrangement relationship. That is, first, as shown in FIGS. 17 and 18, a cooling pipe 3 is arranged at the power terminal 22 of the semiconductor module 2 so that the refrigerant supply path 36 faces the X direction. Then, in the Y direction, the negative electrode heat sink 24N and the lower arm AC heat sink 24AN of the semiconductor module 2 are arranged on the side close to the supply section 361 of the cooling tube 3, and the positive electrode heat sink 24P and the upper arm AC heat sink 24AP are close to the discharge section 381. Placed on the side. The variable displacement portion 362 formed in the refrigerant supply path 36 is formed at a position corresponding to the positive electrode heat sink 24P and the upper arm AC heat sink 24AP. The positive electrode terminal 22P is formed at a position corresponding to the end portion of the positive electrode heat sink 24P and the upper arm AC heat sink 24AP on the side close to the negative electrode heat sink 24N and the lower arm AC heat sink 24AN in the Y direction.
上記のように、パワー端子22に冷媒供給路36を対向配置させることで、冷媒供給路36に、パワー端子22を冷却する機能を持たせている。ここで、Y方向において、正極ヒートシンク24P及び上アーム交流ヒートシンク24APにおける、負極ヒートシンク24N及び下アーム交流ヒートシンク24ANに近い側には、パワー端子が配置されていない。そこで、冷媒供給路36に除変部362を形成して流路断面積を絞っても、パワー端子の冷却効果が低下することはない。
As described above, by arranging the refrigerant supply paths 36 facing each other in the power terminals 22, the refrigerant supply paths 36 are provided with a function of cooling the power terminals 22. Here, in the Y direction, the power terminals are not arranged on the side of the positive electrode heat sink 24P and the upper arm AC heat sink 24AP close to the negative electrode heat sink 24N and the lower arm AC heat sink 24AN. Therefore, even if the variable displacement portion 362 is formed in the refrigerant supply path 36 to reduce the cross-sectional area of the flow path, the cooling effect of the power terminal is not reduced.
コンデンサモジュール70の正極バスバー75Pと、バスバアッシー5の高電位バスバー51とは、それぞれのモールド樹脂を介して対向している。また、バスバアッシー5の低電位バスバー52と半導体モジュール2の正極ヒートシンク24P及び上アーム交流ヒートシンク24APとは、それぞれのモールド樹脂を介して対向している。このような配置とすることにより、インダクタンスを低減することができる。
The positive electrode bus bar 75P of the capacitor module 70 and the high potential bus bar 51 of the bus bus assembly 5 face each other via their respective mold resins. Further, the low potential bus bar 52 of the bus bus assembly 5 and the positive electrode heat sink 24P and the upper arm AC heat sink 24AP of the semiconductor module 2 face each other via their respective mold resins. With such an arrangement, the inductance can be reduced.
コンデンサモジュール70の正極バスバー75Pは、主面がケースカバー131の主面に隣接して配置されている。また、負極バスバー75Nは、主面が冷却管3と一部対向するように配置されている。コンデンサモジュール70の正極バスバー75Pは、モールド樹脂のみを介してケースカバー131と接続されている。その一方で、バスバアッシー5において、冷却管3に対して、低電位バスバー52より遠い側に高電位バスバー51がある。コンデンサモジュール70の負極バスバー75Nは、モールド樹脂を介して外部には空気層がある一方で、バスバアッシー5において、冷却管3に対しては高電位バスバー51より近い側に低電位バスバー52が配置されている。
The main surface of the positive electrode bus bar 75P of the capacitor module 70 is arranged adjacent to the main surface of the case cover 131. Further, the negative electrode bus bar 75N is arranged so that the main surface partially faces the cooling pipe 3. The positive electrode bus bar 75P of the capacitor module 70 is connected to the case cover 131 only via the mold resin. On the other hand, in the bus bar assembly 5, the high potential bus bar 51 is located on the side farther from the low potential bus bar 52 with respect to the cooling pipe 3. The negative electrode bus bar 75N of the condenser module 70 has an air layer on the outside via the mold resin, while the low potential bus bar 52 is arranged on the side closer to the high potential bus bar 51 with respect to the cooling pipe 3 in the bus bus assembly 5. ing.
これにより、コンデンサバスバー75及びバスバアッシー5の冷却効率を向上させやすい。すなわち、コンデンサモジュール70の負極バスバー75Nは、ケースカバー131側へ放熱することができる。これに伴い、負極バスバー75Nに接続された低電位バスバー52も、負極バスバー75Nを介して、ケースカバー131側へ放熱することができる。一方、高電位バスバー51は、冷却管3へ放熱しやすい。これに伴い、高電位バスバー51に接続されたコンデンサモジュール70の正極バスバー75Pも、高電位バスバー51を介して冷却管3側へ放熱することができる。
As a result, the cooling efficiency of the condenser bus bar 75 and the bus bus assembly 5 can be easily improved. That is, the negative electrode bus bar 75N of the capacitor module 70 can dissipate heat to the case cover 131 side. Along with this, the low-potential bus bar 52 connected to the negative electrode bus bar 75N can also dissipate heat to the case cover 131 side via the negative electrode bus bar 75N. On the other hand, the high-potential bus bar 51 easily dissipates heat to the cooling pipe 3. Along with this, the positive electrode bus bar 75P of the capacitor module 70 connected to the high potential bus bar 51 can also dissipate heat to the cooling pipe 3 side via the high potential bus bar 51.
半導体モジュール2は、冷却管3における冷媒供給路36に対向する位置に、パワー端子22を突出し、冷却管3における冷媒排出路38に対向する位置に、制御端子23を突出している。これにより、比較的発熱量の大きいパワー端子22を、制御端子23よりも積極的に冷却することができる。その結果、半導体モジュール2全体の冷却効率を向上させることができる。
The semiconductor module 2 projects a power terminal 22 at a position facing the refrigerant supply path 36 in the cooling pipe 3, and a control terminal 23 projecting at a position facing the refrigerant discharge path 38 in the cooling pipe 3. As a result, the power terminal 22 having a relatively large amount of heat generation can be cooled more positively than the control terminal 23. As a result, the cooling efficiency of the entire semiconductor module 2 can be improved.
電流センサ8は、コンデンサモジュール70に対してY方向に隣接し、積層体10に対してZ方向に隣り合う空間に配置されている。そして、出力バスバー15は、コンデンサモジュール70を避けつつ、半導体モジュール2の交流端子22Aに対して、Y方向から近付くような形状となっている。
The current sensor 8 is arranged in a space adjacent to the capacitor module 70 in the Y direction and adjacent to the laminated body 10 in the Z direction. The output bus bar 15 is shaped so as to approach the AC terminal 22A of the semiconductor module 2 from the Y direction while avoiding the capacitor module 70.
図1、図2に示すごとく、ケース11は、コンデンサモジュール70や積層体10が配置される空間が、その略全領域において、Z方向の上側へ開口している。すなわち、当該空間は、底壁部119と反対側に開放端を有する。開放端は、図4、図16、図17、図18に示すごとく、ケースカバー131にて塞がれている。積層体10に対して開放端側に、コンデンサモジュール70が配置されている。コンデンサモジュール70は、ケースカバー131に固定されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, in the case 11, the space in which the capacitor module 70 and the laminated body 10 are arranged opens upward in the Z direction in substantially the entire region thereof. That is, the space has an open end on the side opposite to the bottom wall portion 119. The open end is closed by the case cover 131 as shown in FIGS. 4, 16, 17, and 18. The capacitor module 70 is arranged on the open end side with respect to the laminated body 10. The capacitor module 70 is fixed to the case cover 131.
電力変換装置1を組み立てる際、積層体10や他の部品をケース11内に組み付ける工程とは別に、コンデンサモジュール70をケースカバー131に取り付けて、サブアッセンブリを構成しておく。そして、このサブアッセンブリをケース11に組み付けることで、コンデンサモジュール70をケース11内に配置すると共に、ケースカバー131をケース11に固定することができる。それゆえ、電力変換装置1の生産性が向上する。
When assembling the power conversion device 1, the capacitor module 70 is attached to the case cover 131 to form a sub-assembly, separately from the step of assembling the laminate 10 and other parts into the case 11. Then, by assembling this sub-assembly to the case 11, the capacitor module 70 can be arranged in the case 11 and the case cover 131 can be fixed to the case 11. Therefore, the productivity of the power converter 1 is improved.
ケース11は、底壁部119に対して制御回路基板171が配された側の空間も、その略全領域において、Z方向の下側へ開口している。この開放端も、ケースカバー132にて塞がれている。この下側のケースカバー132は、制御回路基板171を覆うように配されて、ケース11に固定されている。
In the case 11, the space on the side where the control circuit board 171 is arranged with respect to the bottom wall portion 119 also opens downward in the Z direction in substantially the entire region thereof. This open end is also closed by the case cover 132. The lower case cover 132 is arranged so as to cover the control circuit board 171 and is fixed to the case 11.
また、図24に示すごとく、前方壁部111に形成された開口部111aに対して、Z方向の両側のいずれにも、前方壁部111の一部が形成されている。つまり、開口部111aは、Z方向において、ケース11の上端にも下端にも貫通していない。このようにすることで、開口部111aが、ケースカバー131、132とケース11との間の水密性に影響を与えることを防いでいる。つまり、Z方向における開口部111aの両側に前方壁部111が存在していることにより、ケース11におけるZ方向の両側の開放端の何れにおいても、全周にわたって連続したシール面を、形成することができる。その結果、図4、図16、図17、図18に示すごとく、各シール面に、ケースカバー131、132を、全周にわたり密着させることで、開放端を確実に塞ぐことができる。各シール面とケースカバー131、132との間には、ガスケット等のシール部材を介在してもよい。
Further, as shown in FIG. 24, a part of the front wall portion 111 is formed on both sides in the Z direction with respect to the opening 111a formed in the front wall portion 111. That is, the opening 111a does not penetrate the upper end or the lower end of the case 11 in the Z direction. By doing so, it is possible to prevent the opening 111a from affecting the watertightness between the case covers 131 and 132 and the case 11. That is, since the front wall portions 111 are present on both sides of the opening 111a in the Z direction, a continuous sealing surface is formed over the entire circumference at any of the open ends on both sides in the Z direction in the case 11. Can be done. As a result, as shown in FIGS. 4, 16, 17, and 18, the case covers 131 and 132 are brought into close contact with each of the sealing surfaces over the entire circumference, so that the open end can be reliably closed. A sealing member such as a gasket may be interposed between each sealing surface and the case covers 131 and 132.
後述するように、冷却管3には、X方向に分けられた2つの冷媒流路が形成されている。この2つの冷媒流路は、互いに冷媒が逆向きに流れるようになっている。これらのうちの一方の冷媒流路は、Z方向における、コンデンサモジュール70や電流センサ8が配置されている側の端面に、冷媒が衝突するようになっている。そして、その端面は、コンデンサモジュール70や電流センサ8、バスバアッシー5と対向するように配置されている。また、冷媒が衝突する箇所に対向する位置に、樹脂モールドされていない低電位バスバー52の一部や出力バスバー15の一部が配置されている。
このように、冷却管3において、冷媒が衝突する箇所に対向する位置に、コンデンサモジュール70、電流センサ8、各バスバー等の電子部品を配置することで、これらの電子部品の冷却性能を高めている。
As will be described later, the cooling pipe 3 is formed with two refrigerant flow paths divided in the X direction. The two refrigerant channels allow the refrigerant to flow in opposite directions. One of these refrigerant flow paths is adapted so that the refrigerant collides with the end face on the side where the capacitor module 70 and the current sensor 8 are arranged in the Z direction. The end face thereof is arranged so as to face the capacitor module 70, the current sensor 8, and the bus bus assembly 5. Further, a part of the low-potential bus bar 52 and a part of the output bus bar 15 which are not resin-molded are arranged at positions facing the points where the refrigerant collides.
In this way, by arranging electronic components such as the capacitor module 70, the current sensor 8, and each bus bar at positions facing the points where the refrigerant collides in the cooling pipe 3, the cooling performance of these electronic components is improved. There is.
図18に示すごとく、半導体モジュール2は、Y方向において、正極ヒートシンク24P及び上アーム交流ヒートシンク24APにおける、バスバアッシー5のコンデンサ側端子512、522、532が配される側と反対側の端部に対応する位置に、正極端子22Pを形成してなる。バスバアッシー5は、Y方向において、コンデンサ側端子512、522、532側から正極端子22Pに近づくように形成されている。
As shown in FIG. 18, the semiconductor module 2 corresponds to the end of the positive electrode heat sink 24P and the upper arm AC heat sink 24AP in the Y direction on the side opposite to the side where the capacitor side terminals 512, 522, and 532 of the bus bassy 5 are arranged. The positive electrode terminal 22P is formed at the position where the positive electrode terminal 22P is formed. The bus bus assembly 5 is formed so as to approach the positive electrode terminal 22P from the capacitor side terminals 512, 522, and 532 in the Y direction.
半導体モジュール2におけるヒートシンク接続部25(図18参照)と、冷却管3における仕切部371(図17参照)とは、X方向に対向している。すなわち、ヒートシンクが露出している部分と比べて半導体モジュール2との熱交換がしにくい位置に対向する位置に、冷媒が通らない仕切部371を形成している。
The heat sink connection portion 25 (see FIG. 18) in the semiconductor module 2 and the partition portion 371 (see FIG. 17) in the cooling pipe 3 face each other in the X direction. That is, a partition portion 371 through which the refrigerant does not pass is formed at a position facing a position where heat exchange with the semiconductor module 2 is difficult as compared with the portion where the heat sink is exposed.
Z方向におけるヒートシンク接続部25の幅よりも、Z方向における冷却管3の仕切部371の幅は大きい。ヒートシンク接続部25は、パワー端子22との絶縁のために、Z方向において、ヒートシンクよりも短くしてある。そのため、ヒートシンク接続部25に対してZ方向に隣り合う位置には、ヒートシンクも存在していない。それゆえ、かかる部位に対向する位置には、冷媒を流しても冷却に寄与し難いため、この部分にも仕切部371を延設している。
The width of the partition portion 371 of the cooling pipe 3 in the Z direction is larger than the width of the heat sink connection portion 25 in the Z direction. The heat sink connection portion 25 is made shorter than the heat sink in the Z direction for insulation from the power terminal 22. Therefore, the heat sink does not exist at a position adjacent to the heat sink connection portion 25 in the Z direction. Therefore, since it is difficult to contribute to cooling even if the refrigerant flows at the position facing the portion, the partition portion 371 is extended to this portion as well.
図16、図17、図18に示すごとく、パワー端子22の一部は樹脂から突出している。突出している部分の一部は冷却管3と主面が対向している。また、セラミック板からなる絶縁材12は、パワー端子22の突出方向において半導体モジュール2のモジュール本体部21の幅よりも大きい。また、パワー端子22にX方向に対向する位置においては、Y方向に並んだ複数のパワー端子22の並び方向に沿うように、冷媒が流れる。
これにより、パワー端子22の冷却性能を向上させることができる。また、複数のパワー端子22に流れる電流に起因する磁束を打ち消すように、冷却管3における複数のパワー端子22に対向する部位に渦電流が発生する。これにより、インダクタンスを低減する効果を得ることもできる。
As shown in FIGS. 16, 17, and 18, a part of the power terminal 22 protrudes from the resin. The main surface of a part of the protruding portion faces the cooling pipe 3. Further, the insulating material 12 made of a ceramic plate is larger than the width of the module main body 21 of the semiconductor module 2 in the protruding direction of the power terminal 22. Further, at the position facing the power terminal 22 in the X direction, the refrigerant flows along the arrangement direction of the plurality of power terminals 22 arranged in the Y direction.
Thereby, the cooling performance of the power terminal 22 can be improved. Further, an eddy current is generated at a portion of the cooling pipe 3 facing the plurality of power terminals 22 so as to cancel the magnetic flux caused by the currents flowing through the plurality of power terminals 22. Thereby, the effect of reducing the inductance can also be obtained.
複数のパワー端子22のうち、交流端子22Aが、最も供給部361に近い側に配置されている。そして、正極端子22P及び負極端子22Nは、交流端子22Aよりも下流側に配置されている。出力バスバー15と積層体10とが対向する面積よりも、バスバアッシー5が積層体10に対向する面積の方が大きい(図6参照)。このように、複数の冷却管3を含む積層体10に対する出力バスバー15の対向面積が小さい分、出力バスバー15に接続される交流端子22Aを、冷却管3の供給部361に近い側、すなわち冷媒供給路36の上流側に配置することで、全体として効率的な冷却を実現している。
Of the plurality of power terminals 22, the AC terminal 22A is arranged on the side closest to the supply unit 361. The positive electrode terminal 22P and the negative electrode terminal 22N are arranged on the downstream side of the AC terminal 22A. The area where the bus bus assembly 5 faces the laminated body 10 is larger than the area where the output bus bar 15 and the laminated body 10 face each other (see FIG. 6). As described above, since the area of the output bus bar 15 facing the laminated body 10 including the plurality of cooling pipes 3 is small, the AC terminal 22A connected to the output bus bar 15 is placed on the side closer to the supply unit 361 of the cooling pipe 3, that is, the refrigerant. By arranging it on the upstream side of the supply path 36, efficient cooling is realized as a whole.
後述するように、半導体モジュール2の制御端子23は、半導体素子20に近い側の基端部から、突出側の先端部までの間に、2か所、湾曲部231、232を有する(図51、図63参照)。双方の湾曲部231、232の湾曲方向は互いに逆向きである。具体的には、X方向における互いに反対側に、2つの湾曲部231、232が湾曲している。最も基端側の湾曲部231に近接する位置において冷却管3と制御端子23は対向している。
このように、冷却性能向上のために、制御端子23の一部と冷却管3とを対向させている。その一方で、制御端子23と冷却管3とをX方向に対向させると、絶縁確保という課題が発生する。また、湾曲部231、232は、制御端子23とパワー端子22とをZ方向における互いに反対側に突出させた構造においては、耐振性確保のために必要となる。ここで、2か所の湾曲部231、232の双方ともが、X方向における同じ方向に湾曲していると、冷却管3との絶縁確保のために、X方向における冷却管3の間隔を大きくする必要が生じる。そうすると、積層体10全体が大型化しかねない。そのため、2つの湾曲部231、232を互いに逆方向に湾曲させることで、積層体10の大型化を防ぎつつ、制御端子23の絶縁性を確保しやすくしている。
As will be described later, the control terminal 23 of the semiconductor module 2 has two curved portions 231 and 232 between the base end portion on the side close to the semiconductor element 20 and the tip end portion on the protruding side (FIG. 51). , See FIG. 63). The bending directions of both bending portions 231 and 232 are opposite to each other. Specifically, two curved portions 231 and 232 are curved on opposite sides in the X direction. The cooling pipe 3 and the control terminal 23 face each other at a position closest to the curved portion 231 on the proximal end side.
In this way, in order to improve the cooling performance, a part of the control terminal 23 and the cooling pipe 3 are opposed to each other. On the other hand, if the control terminal 23 and the cooling pipe 3 face each other in the X direction, a problem of ensuring insulation arises. Further, the curved portions 231 and 232 are required for ensuring vibration resistance in a structure in which the control terminal 23 and the power terminal 22 are projected on opposite sides in the Z direction. Here, if both of the two curved portions 231 and 232 are curved in the same direction in the X direction, the distance between the cooling pipes 3 in the X direction is increased in order to secure insulation from the cooling pipe 3. Need to be done. Then, the entire laminated body 10 may become large. Therefore, by bending the two curved portions 231 and 232 in opposite directions, it is easy to secure the insulating property of the control terminal 23 while preventing the laminated body 10 from becoming large in size.
<冷却器>
冷却器について、主に図26〜図37を用いて詳述する。
上述した冷却プレート31と複数の冷却管3とは、互いに連結されて一つの冷却器を構成している。
まず、積層体10における冷却管3について、以下に詳述する。
<Cooler>
The cooler will be described in detail mainly with reference to FIGS. 26 to 37.
The cooling plate 31 and the plurality of cooling pipes 3 described above are connected to each other to form one cooler.
First, the cooling pipe 3 in the laminated body 10 will be described in detail below.
図26、図27に示すごとく、X方向に隣り合う冷却管3は、そのY方向の両端において、それぞれ連結管301によって連結されている。連結管301は、隣り合う冷却管3の内部の冷媒流路30同士を連通させている。
As shown in FIGS. 26 and 27, the cooling pipes 3 adjacent to each other in the X direction are connected by connecting pipes 301 at both ends in the Y direction. The connecting pipe 301 communicates the refrigerant flow paths 30 inside the adjacent cooling pipes 3 with each other.
図28、図29に示すごとく、冷却管3は、冷媒流路30として、熱交換部37と、熱交換部37に対してZ方向の両側にそれぞれ配置された冷媒供給路36及び冷媒排出路38とを有する。熱交換部37は、冷媒とモジュール本体部21との熱交換を行わせる部分である。熱交換部37には、冷媒供給路36から冷媒排出路38へ向かって、Z方向に冷媒が流れるよう構成されている。
As shown in FIGS. 28 and 29, the cooling pipe 3 is a refrigerant flow path 30, a heat exchange section 37, and a refrigerant supply path 36 and a refrigerant discharge path arranged on both sides in the Z direction with respect to the heat exchange section 37, respectively. It has 38 and. The heat exchange section 37 is a section for exchanging heat between the refrigerant and the module main body section 21. The heat exchange unit 37 is configured so that the refrigerant flows in the Z direction from the refrigerant supply path 36 toward the refrigerant discharge path 38.
このように冷媒が冷却管3の短手方向に沿って流れるようにすることで、冷却管3の長手方向に沿って冷媒が流れる構成と比較して、冷媒の流路抵抗を低減することができる。すなわち、上記の構成により、熱交換部37における流路断面積(すなわち冷媒の流れ方向に垂直な断面の面積)を大きくしやすい。そのため、流路抵抗を低減して、冷媒を効率的に流通させ、冷媒による半導体モジュール2の冷却能力を向上させることができる。
By allowing the refrigerant to flow along the lateral direction of the cooling pipe 3 in this way, it is possible to reduce the flow path resistance of the refrigerant as compared with the configuration in which the refrigerant flows along the longitudinal direction of the cooling pipe 3. it can. That is, with the above configuration, it is easy to increase the cross-sectional area of the flow path (that is, the area of the cross section perpendicular to the flow direction of the refrigerant) in the heat exchange unit 37. Therefore, it is possible to reduce the flow path resistance, efficiently distribute the refrigerant, and improve the cooling capacity of the semiconductor module 2 by the refrigerant.
各冷却管3の冷媒流路30におけるY方向の両端には、それぞれ、冷媒供給路36と連通する供給部361と、冷媒排出路38と連通する排出部381とが形成されている。連結管301は、供給部361と排出部381とに接続される。また、X方向における一端に配された冷却管3の供給部361と排出部381とには、それぞれ、導入側パイプ33aと導出側パイプ33bとが接続されている。
X方向に隣り合う冷却管3の間に、半導体モジュール2が配置されている。
A supply section 361 communicating with the refrigerant supply path 36 and a discharge section 381 communicating with the refrigerant discharge path 38 are formed at both ends of the refrigerant flow path 30 of each cooling pipe 3 in the Y direction. The connecting pipe 301 is connected to the supply unit 361 and the discharge unit 381. Further, the introduction side pipe 33a and the outlet side pipe 33b are connected to the supply part 361 and the discharge part 381 of the cooling pipe 3 arranged at one end in the X direction, respectively.
The semiconductor module 2 is arranged between the cooling pipes 3 adjacent to each other in the X direction.
冷媒は、供給部361から各冷却管3の冷媒流路30に導入される。各冷却管3に導入された冷媒は、まず冷媒供給路36に導入され、そこから熱交換部37に供給される。このとき、冷媒は、Y方向に分配されながら、インナフィン35に沿って、Z方向に流れる。そして、冷媒は、熱交換部37から冷媒排出路38に排出される。すなわち、Y方向に分配されて熱交換部37を通過した冷媒は、冷媒排出路38において再び合流する。合流後の冷媒は、冷媒排出路38から排出部381を通じて、冷却管3から排出される。このようにして、各冷却管3を冷媒が流れることにより、半導体モジュール2を冷却する。
The refrigerant is introduced from the supply unit 361 into the refrigerant flow path 30 of each cooling pipe 3. The refrigerant introduced into each cooling pipe 3 is first introduced into the refrigerant supply path 36, and is supplied to the heat exchange unit 37 from there. At this time, the refrigerant flows in the Z direction along the inner fin 35 while being distributed in the Y direction. Then, the refrigerant is discharged from the heat exchange unit 37 to the refrigerant discharge path 38. That is, the refrigerant distributed in the Y direction and passing through the heat exchange section 37 rejoins in the refrigerant discharge path 38. The merging refrigerant is discharged from the cooling pipe 3 from the refrigerant discharge path 38 through the discharge section 381. In this way, the semiconductor module 2 is cooled by the refrigerant flowing through each cooling pipe 3.
供給部361と冷媒供給路36との間には、供給部361からの冷媒の流れを絞ってから冷媒を冷媒供給路36へ流す絞り部が設けてある。これにより、積層された複数の冷却管3に、万遍なく冷媒を流すようにすることができる。
Between the supply section 361 and the refrigerant supply path 36, a throttle section is provided that throttles the flow of the refrigerant from the supply section 361 and then flows the refrigerant to the refrigerant supply path 36. As a result, the refrigerant can be evenly flowed through the plurality of stacked cooling pipes 3.
冷却管3は、Z方向において一方側に冷媒供給路36が配置され、他方側に冷媒排出路38が配置されることとなる。半導体モジュール2以外の部品として、冷却管3におけるZ方向に隣り合う部品として、コンデンサモジュール70や制御回路基板171等が存在する(図17参照)。これらのうち、特に冷却したい部品が配置された側に、冷媒供給路36側が向くように、冷却管3の向きを設定する。これにより、より低温の冷媒が流れる冷媒供給路36を配置下側の雰囲温度を、より下げることにより、所望の部品を冷却することができる。例えば、本形態においては、制御回路基板171に比べてコンデンサモジュール70を冷却したいという要請に応じて、コンデンサモジュール70側に冷媒供給路36が配置されるにようにしている。
In the cooling pipe 3, the refrigerant supply path 36 is arranged on one side in the Z direction, and the refrigerant discharge path 38 is arranged on the other side. As a component other than the semiconductor module 2, there are a capacitor module 70, a control circuit board 171 and the like as components adjacent to each other in the Z direction in the cooling pipe 3 (see FIG. 17). Of these, the direction of the cooling pipe 3 is set so that the refrigerant supply path 36 side faces the side where the component to be particularly cooled is arranged. As a result, the desired component can be cooled by further lowering the ambient temperature on the lower side where the refrigerant supply path 36 through which the lower temperature refrigerant flows is arranged. For example, in the present embodiment, the refrigerant supply path 36 is arranged on the capacitor module 70 side in response to a request to cool the capacitor module 70 as compared with the control circuit board 171.
本実施形態において、冷媒供給路36は、X方向においてパワー端子22と重なっている。冷媒排出路38は、X方向において制御端子23と重なっている。これにより、より発熱量の大きいパワー端子22の周囲の雰囲気温度を効果的に下げて、パワー端子22を効果的に冷却することができる。
In this embodiment, the refrigerant supply path 36 overlaps the power terminal 22 in the X direction. The refrigerant discharge path 38 overlaps with the control terminal 23 in the X direction. As a result, the ambient temperature around the power terminal 22 having a larger calorific value can be effectively lowered, and the power terminal 22 can be effectively cooled.
図30に示すごとく、冷却管3は、一対の外殻プレート341と、一対の外殻プレート341の間に配された中間プレート342を有する。中間プレート342は、流路外周部において、一対の外殻プレート341に挟持されている。
As shown in FIG. 30, the cooling pipe 3 has a pair of outer shell plates 341 and an intermediate plate 342 arranged between the pair of outer shell plates 341. The intermediate plate 342 is sandwiched between a pair of outer shell plates 341 at the outer peripheral portion of the flow path.
中間プレート342は、平板状に形成されている。この平板状の中間プレート342を両主面から挟むように、一対の外殻プレート341が接合されている。中間プレート342と外殻プレート341との間に、冷媒流路30が形成されている。また、中間プレート342と外殻プレート341との間には、インナフィン35が配置されている。
The intermediate plate 342 is formed in a flat plate shape. A pair of outer shell plates 341 are joined so as to sandwich the flat plate-shaped intermediate plate 342 from both main surfaces. A refrigerant flow path 30 is formed between the intermediate plate 342 and the outer shell plate 341. Further, an inner fin 35 is arranged between the intermediate plate 342 and the outer shell plate 341.
インナフィン35は、冷媒流路30における熱交換部37に配置されている。インナフィン35は、図28に示すごとく、Z方向に直交する断面の形状が波形状となる、波板状の金属板からなる。そして、インナフィン35と外殻プレート341との間、及び、インナフィン35と中間プレート342との間に、Z方向に延びる空間が、冷媒流路30の一部として形成されている。この空間は、Z方向に直線状に形成されている。
The inner fin 35 is arranged in the heat exchange section 37 in the refrigerant flow path 30. As shown in FIG. 28, the inner fin 35 is made of a corrugated metal plate having a corrugated cross section orthogonal to the Z direction. A space extending in the Z direction is formed as a part of the refrigerant flow path 30 between the inner fin 35 and the outer shell plate 341 and between the inner fin 35 and the intermediate plate 342. This space is formed linearly in the Z direction.
外殻プレート341、中間プレート342、及びインナフィン35は、いずれもアルミニウム合金等の金属板によって構成されている。中間プレート342は、外殻プレート341よりも厚みが小さい。例えば、中間プレート342の厚みは、外殻プレート341の厚みの半分以下とすることができる。また、インナフィン35の板厚も、外殻プレート341の厚みよりも小さい。また、インナフィン35の板厚は、中間プレート342の厚み以下とすることができる。外殻プレート341と中間プレート342とインナフィン35とは、互いにろう付け、或いは溶接等によって接合されている。
The outer shell plate 341, the intermediate plate 342, and the inner fin 35 are all made of a metal plate such as an aluminum alloy. The intermediate plate 342 is smaller in thickness than the outer shell plate 341. For example, the thickness of the intermediate plate 342 can be less than half the thickness of the outer shell plate 341. Further, the plate thickness of the inner fin 35 is also smaller than the thickness of the outer shell plate 341. Further, the plate thickness of the inner fin 35 can be made equal to or less than the thickness of the intermediate plate 342. The outer shell plate 341, the intermediate plate 342, and the inner fin 35 are joined to each other by brazing, welding, or the like.
なお、図26、図27に示すごとく、積層体10の後端に配された冷却管3は、積層体10における他の冷却管3とは異なり、1枚の外殻プレート341と、その後面側に接合された1枚の平板状プレート343と、外殻プレート341と平板状プレート343との間に配されたインナフィン35とによって構成されている。
As shown in FIGS. 26 and 27, the cooling pipes 3 arranged at the rear end of the laminated body 10 are different from the other cooling pipes 3 in the laminated body 10 in that they have one outer shell plate 341 and its rear surface. It is composed of one flat plate 343 joined to the side and an inner fin 35 arranged between the outer shell plate 341 and the flat plate 343.
図28、図29に示すごとく、X方向から見たとき、インナフィン35の面積は、半導体モジュール2のヒートシンク24の面積よりも大きい。そして、X方向から見たとき、インナフィン35の外周輪郭の内側に、ヒートシンク24が納まるように配置されている。
これにより、冷却管3に対する半導体モジュール2の位置ずれ及び形状の個体差等を考慮しても、ヒートシンク24の全体が、インナフィン35に重なるように配置することができる。
As shown in FIGS. 28 and 29, the area of the inner fin 35 is larger than the area of the heat sink 24 of the semiconductor module 2 when viewed from the X direction. When viewed from the X direction, the heat sink 24 is arranged so as to fit inside the outer peripheral contour of the inner fin 35.
As a result, the entire heat sink 24 can be arranged so as to overlap the inner fin 35 even if the positional deviation of the semiconductor module 2 with respect to the cooling pipe 3 and individual differences in shape are taken into consideration.
また、本実施形態において、図28、図30に示すごとく、冷却管3の冷媒流路30は、熱交換部37がY方向の2か所に分かれて形成されている。つまり、熱交換部37におけるY方向の中央部に、仕切部371が形成されている。仕切部371は、外殻プレート341の一部を中間プレート342に向かって突出させることにより、形成されている。また、仕切部371は、Z方向に沿って形成されている。仕切部371は、熱交換部37のZ方向の全域にわたって形成されている。
Further, in the present embodiment, as shown in FIGS. 28 and 30, the refrigerant flow path 30 of the cooling pipe 3 is formed with the heat exchange portion 37 divided into two locations in the Y direction. That is, the partition portion 371 is formed in the central portion of the heat exchange portion 37 in the Y direction. The partition portion 371 is formed by projecting a part of the outer shell plate 341 toward the intermediate plate 342. Further, the partition portion 371 is formed along the Z direction. The partition portion 371 is formed over the entire area of the heat exchange portion 37 in the Z direction.
そして、仕切部371によって分けられた2つの熱交換部37のそれぞれに、インナフィン35が配置されている。
図30、図31に示すごとく、2つのインナフィン35は、フィン接続部350にて互いに接続されている。すなわち、2つのインナフィン35は、1枚の金属板からなる。フィン接続部350は、平板状に形成されている。そして、フィン接続部350は、外殻プレート341に設けられた仕切部371と、中間プレート342とによって挟持された状態で配置される。それゆえ、X方向から見たとき、仕切部371は、フィン接続部350と重なるように配置されている。また、中間プレート342の両側に、それぞれ、インナフィン35とフィン接続部350との一体金属板が配置されている。そして、これら2枚の一体金属板は、互いのフィン接続部350が、中間プレート342を挟んで互いにX方向に重なるように配置されている。
また、図28、図29に示すごとく、冷媒供給路36は、Y方向において、供給部361から遠ざかるにつれてZ方向の寸法が徐々に小さくなる除変部362を有する。冷媒供給路36における除変部362は、Y方向において、仕切部371よりも供給部361に近い側から、排出部381側の端部付近までにわたり、形成されている。
An inner fin 35 is arranged in each of the two heat exchange portions 37 separated by the partition portion 371.
As shown in FIGS. 30 and 31, the two inner fins 35 are connected to each other by the fin connecting portion 350. That is, the two inner fins 35 are made of one metal plate. The fin connecting portion 350 is formed in a flat plate shape. Then, the fin connecting portion 350 is arranged in a state of being sandwiched between the partition portion 371 provided on the outer shell plate 341 and the intermediate plate 342. Therefore, when viewed from the X direction, the partition portion 371 is arranged so as to overlap the fin connecting portion 350. Further, integrally metal plates of the inner fin 35 and the fin connecting portion 350 are arranged on both sides of the intermediate plate 342, respectively. The two integrally metal plates are arranged so that the fin connecting portions 350 of each other overlap each other in the X direction with the intermediate plate 342 interposed therebetween.
Further, as shown in FIGS. 28 and 29, the refrigerant supply path 36 has a displacement section 362 in the Y direction in which the dimension in the Z direction gradually decreases as the distance from the supply section 361 increases. The variable displacement portion 362 in the refrigerant supply path 36 is formed in the Y direction from the side closer to the supply portion 361 than the partition portion 371 to the vicinity of the end portion on the discharge portion 381 side.
このように、冷媒供給路36が除変部362を有することにより、冷媒供給路36から熱交換部37への冷媒の供給を円滑に行うことができる。すなわち、冷媒供給路36における冷媒の圧損を、除変部362において、後流側へ向かうにつれて徐々に高くなるようにすることで、供給部361に近い側から熱交換部37側への冷媒の供給量を増やすことができる。それゆえ、Y方向において分配される冷媒のばらつきをより低減することができる。これにより、熱交換部37全体における冷媒の流量の均一化を図りやすい。
As described above, since the refrigerant supply path 36 has the variable displacement section 362, the refrigerant can be smoothly supplied from the refrigerant supply path 36 to the heat exchange section 37. That is, by making the pressure loss of the refrigerant in the refrigerant supply path 36 gradually increase in the variable displacement section 362 toward the wake side, the refrigerant from the side closer to the supply section 361 to the heat exchange section 37 side. The supply can be increased. Therefore, the variation of the refrigerant distributed in the Y direction can be further reduced. As a result, it is easy to make the flow rate of the refrigerant uniform in the entire heat exchange unit 37.
一方、冷媒排出路38には、除変部362のような傾斜部分は設けていない。仮に冷媒排出路38にも除変部362と同様の形状を設けて、点対称の形状とすると、冷媒排出路38のY方向における供給部361に近い側の領域においても、圧損が大きくなってしまう。その結果、冷媒供給路36における除変部362による上述の効果が得られにくくなる。それゆえ、冷媒排出路38は、Z方向の寸法を略一定にしてある。
On the other hand, the refrigerant discharge path 38 is not provided with an inclined portion such as the variable displacement portion 362. If the refrigerant discharge path 38 is provided with the same shape as the variable displacement portion 362 and has a point-symmetrical shape, the pressure loss will be large even in the region of the refrigerant discharge path 38 near the supply section 361 in the Y direction. It ends up. As a result, it becomes difficult to obtain the above-mentioned effect by the variable displacement portion 362 in the refrigerant supply path 36. Therefore, the refrigerant discharge path 38 has a substantially constant dimension in the Z direction.
また、冷媒排出路38は、Y方向において、供給部361側の端部382が、熱交換部37の端部よりも、供給部361から遠い位置にずれて形成されている。
この冷媒排出路38の端部382には、X方向から見た形状が、外側に凸の曲線状に形成されている。これにより、熱交換部37から冷媒排出路38へ流入する冷媒の流れを、この端部381付近においても円滑にすることができる。また、供給部361から冷媒供給路36への移行部分や、冷媒排出路38から排出部381への移行部分においても、X方向から見た輪郭形状が、滑らかな曲線状に形成されている。このようにして、供給部361、冷媒供給路36、熱交換部37、冷媒排出路38、排出部381の順に、向きを変えながら流れる冷媒の流通が、極力円滑に行われるようにしている。
Further, the refrigerant discharge path 38 is formed so that the end portion 382 on the supply portion 361 side is displaced from the end portion of the heat exchange portion 37 in the Y direction at a position farther from the supply portion 361.
The end portion 382 of the refrigerant discharge path 38 is formed in a curved shape that is convex outward in a shape seen from the X direction. As a result, the flow of the refrigerant flowing from the heat exchange unit 37 into the refrigerant discharge path 38 can be smoothed even in the vicinity of the end portion 381. Further, also in the transition portion from the supply section 361 to the refrigerant supply path 36 and the transition portion from the refrigerant discharge path 38 to the discharge section 381, the contour shape seen from the X direction is formed in a smooth curved shape. In this way, the flow of the refrigerant flowing while changing the direction in the order of the supply unit 361, the refrigerant supply path 36, the heat exchange unit 37, the refrigerant discharge path 38, and the discharge unit 381 is performed as smoothly as possible.
仕切り部371とフィン接続部350とによって、Y方向のインナフィン35の位置を決め、除変部362の終端及び冷媒排出路38の端部382の角部にて、Z方向のインナフィン35の位置を決めている。また、仕切り部371にて流路断面積を低減していることにより、熱交換部37における冷媒の流速を高めて、冷却性能を向上することができる。
The position of the inner fin 35 in the Y direction is determined by the partition portion 371 and the fin connection portion 350, and the position of the inner fin 35 in the Z direction is determined at the end of the variable displacement portion 362 and the corner of the end portion 382 of the refrigerant discharge path 38. I have decided. Further, by reducing the flow path cross-sectional area at the partition portion 371, the flow velocity of the refrigerant in the heat exchange portion 37 can be increased and the cooling performance can be improved.
また、冷却管3において、中間プレート342を挟んで反対側の冷媒流路は、冷媒の流れ方向が互いに同じになるように設けることができる。このような構成にすることにより、Z方向における同じ側に、冷媒温度が低い冷媒供給路36を配置できる。これにより、表裏2つの冷媒流路30が配された側の近傍に、冷却したい部品を配置することで、当該部品の冷却を効率的に行える。
Further, in the cooling pipe 3, the refrigerant flow paths on the opposite sides of the intermediate plate 342 can be provided so that the flow directions of the refrigerants are the same as each other. With such a configuration, the refrigerant supply path 36 having a low refrigerant temperature can be arranged on the same side in the Z direction. As a result, by arranging the component to be cooled in the vicinity of the side where the two refrigerant flow paths 30 on the front and back are arranged, the component can be efficiently cooled.
冷却管3において、中間プレート342を挟んで反対側の冷媒流路は、冷媒の流れ方向が互いに逆となるように設けることもできる。この場合には、冷却管3の構造を、表裏対称とすることができる。そのため、この場合は、積層方向の加圧力に対して、冷却管3が偏った変形の仕方をすることを抑制できる。
In the cooling pipe 3, the refrigerant flow paths on the opposite sides of the intermediate plate 342 may be provided so that the flow directions of the refrigerant are opposite to each other. In this case, the structure of the cooling pipe 3 can be symmetrical. Therefore, in this case, it is possible to prevent the cooling pipe 3 from being deformed in a biased manner with respect to the pressing force in the stacking direction.
冷媒流路30には、例えば、水などの冷媒を流通させることができる。冷媒としては、水に限らず、例えば、アンモニア等の自然冷媒、エチレングリコール系の不凍液を混入した水、フロリナート等のフッ化炭素系冷媒、HCFC123、HFC134a等のフロン系冷媒、メタノール、アルコール等のアルコール系冷媒、アセトン等のケトン系冷媒等、種々の冷媒を用いることができる。
For example, a refrigerant such as water can be circulated in the refrigerant flow path 30. The refrigerant is not limited to water, for example, natural refrigerant such as ammonia, water mixed with ethylene glycol antifreeze, fluorocarbon refrigerant such as Florinate, chlorofluorocarbon refrigerant such as HCFC123 and HFC134a, methanol, alcohol and the like. Various refrigerants such as alcohol-based refrigerants and ketone-based refrigerants such as acetone can be used.
また、図32に示すごとく、冷却管3と半導体モジュール2との間には、熱伝導性に優れたセラミック板からなる絶縁材12を介在させている。絶縁材12及び冷却管3は、半導体モジュール2の両主面にそれぞれ積層配置されている。半導体モジュール2は、両主面にヒートシンク24を露出させている。このヒートシンク24が露出した半導体モジュール2の主面に、グリス(図示略)を介して絶縁材12が接触配置されている。各絶縁材12にグリス(図示略)を介して冷却管3が接触配置されている。
Further, as shown in FIG. 32, an insulating material 12 made of a ceramic plate having excellent thermal conductivity is interposed between the cooling pipe 3 and the semiconductor module 2. The insulating material 12 and the cooling pipe 3 are laminated and arranged on both main surfaces of the semiconductor module 2. The semiconductor module 2 exposes the heat sink 24 on both main surfaces. An insulating material 12 is contact-arranged on the main surface of the semiconductor module 2 where the heat sink 24 is exposed via grease (not shown). A cooling pipe 3 is contact-arranged on each insulating material 12 via grease (not shown).
冷却管3は、絶縁材12との接触面において、絶縁材12側へ隆起した隆起部341aを有する。X方向から見たとき、隆起部は、半導体モジュール2のモジュール本体部21の主面の輪郭の内側に納まるように形成されている。また、X方向から見たとき、隆起部の輪郭の内側に、ヒートシンク24が納まるように形成されている。これにより、冷却管3とヒートシンク24との熱的な接触面積を大きく確保しつつ、絶縁材12の一部に応力が集中することを防ぐことができる。
The cooling pipe 3 has a raised portion 341a that is raised toward the insulating material 12 on the contact surface with the insulating material 12. When viewed from the X direction, the raised portion is formed so as to fit inside the contour of the main surface of the module main body portion 21 of the semiconductor module 2. Further, when viewed from the X direction, the heat sink 24 is formed so as to fit inside the contour of the raised portion. As a result, it is possible to prevent stress from concentrating on a part of the insulating material 12 while ensuring a large thermal contact area between the cooling pipe 3 and the heat sink 24.
Z方向における絶縁材12の寸法は、半導体モジュール2のモジュール本体部21よりも大きい。そして、Z方向において、絶縁材12の両端は、モジュール本体部21の両端から突出するように配置されている。
これにより、冷却管3とパワー端子22との間の絶縁、及び、冷却管3と制御端子23との間の絶縁を確保することができる。
The size of the insulating material 12 in the Z direction is larger than that of the module main body 21 of the semiconductor module 2. Then, in the Z direction, both ends of the insulating material 12 are arranged so as to project from both ends of the module main body 21.
Thereby, the insulation between the cooling pipe 3 and the power terminal 22 and the insulation between the cooling pipe 3 and the control terminal 23 can be ensured.
また、図26、図27に示すごとく、積層体10よりも前方において、積層体10から離れた位置に配された冷却プレート31は、トッププレート311とその後面に接合された後側プレート312とによって構成されている。また、トッププレート311と後側プレート312との間には、部分的に中間プレートが介在している。冷却プレート31内の冷媒流路は、トッププレート311と後側プレート312との間に形成され、冷媒は、トッププレート311と後側プレート312とに接触する。中間プレート342を介在させた状態で、トッププレート311と後側プレート312とが接合されている。
Further, as shown in FIGS. 26 and 27, the cooling plate 31 arranged at a position away from the laminated body 10 in front of the laminated body 10 is the top plate 311 and the rear plate 312 joined to the rear surface thereof. It is composed of. Further, an intermediate plate is partially interposed between the top plate 311 and the rear plate 312. The refrigerant flow path in the cooling plate 31 is formed between the top plate 311 and the rear plate 312, and the refrigerant comes into contact with the top plate 311 and the rear plate 312. The top plate 311 and the rear plate 312 are joined with the intermediate plate 342 interposed therebetween.
トッププレート311は、積層体10における冷却管3よりもZ方向に突出した突出板部313が形成されている。突出板部313の突出方向は、半導体モジュール2のパワー端子22又は制御端子23の突出方向と同じである。本実施形態においては、突出板部313の突出方向は、パワー端子22の突出方向と同じである(図7参照)。
また、突出板部313には冷媒流路が形成されておらず、この部分には冷媒は流れない。すなわち、トッププレート311に面して流れる冷媒の流路長は、他の冷却管3内を流れる冷媒の流路長と略同等である。
The top plate 311 is formed with a protruding plate portion 313 protruding in the Z direction from the cooling pipe 3 in the laminated body 10. The protruding direction of the protruding plate portion 313 is the same as the protruding direction of the power terminal 22 or the control terminal 23 of the semiconductor module 2. In the present embodiment, the protruding direction of the protruding plate portion 313 is the same as the protruding direction of the power terminal 22 (see FIG. 7).
Further, the refrigerant flow path is not formed in the projecting plate portion 313, and the refrigerant does not flow through this portion. That is, the flow path length of the refrigerant flowing toward the top plate 311 is substantially the same as the flow path length of the refrigerant flowing in the other cooling pipe 3.
図33に、冷却管3のインナフィン35の部分拡大斜視図を示す。ただし、この斜視図は、概略の斜視図であり、詳細部は省略したり簡素化したりしている。
インナフィン35は、Z方向と直交する断面形状が波形状となっており、波形の頂点付近は外殻プレート341、中間プレート342と接している(図30参照)。インナフィン35において、X方向の一方の向きに凸の形状とされ、外殻プレート341と接する部分を頂部35aとし、X方向の他方の向きに凸の形状とされ、中間プレート342と接する部分を底部35bとする。インナフィン35において、頂部35aと底部35bとを接続する部分を壁面部35cとする。
FIG. 33 shows a partially enlarged perspective view of the inner fin 35 of the cooling pipe 3. However, this perspective view is a schematic perspective view, and the detailed part is omitted or simplified.
The inner fin 35 has a wavy cross-sectional shape orthogonal to the Z direction, and the vicinity of the apex of the waveform is in contact with the outer shell plate 341 and the intermediate plate 342 (see FIG. 30). The inner fin 35 has a convex shape in one direction in the X direction, a portion in contact with the outer shell plate 341 is a top portion 35a, and a convex shape in the other direction in the X direction, and a portion in contact with the intermediate plate 342 is a bottom portion. Let it be 35b. In the inner fin 35, the portion connecting the top portion 35a and the bottom portion 35b is referred to as a wall surface portion 35c.
インナフィン35は、頂部35aと底部35bとが壁面部35cを介して交互に並ぶことにより、Z方向に垂直な断面形状が波形状とされている。具体的には、インナフィン35は、底部35b、壁面部35c、頂部35a、壁面部35c、底部35bが順に並ぶ構成とされている。
The inner fin 35 has a corrugated cross-sectional shape perpendicular to the Z direction because the top 35a and the bottom 35b are alternately arranged via the wall surface 35c. Specifically, the inner fin 35 is configured such that the bottom portion 35b, the wall surface portion 35c, the top portion 35a, the wall surface portion 35c, and the bottom portion 35b are arranged in this order.
また、インナフィン35をX方向から見たときも、頂部35a、底部35b、壁面部35cは、波形状を有する。
図34に示すように、壁面部35cは、凸部35dと、凹部35eと、中間部35fとをそれぞれ複数有する。壁面部35cは、凸部35dと凹部35eとが、凸部35dと凹部35eとを連結する中間部35fを介して交互に並ぶことにより、冷却管3の厚み方向(すなわちX方向)から見て波形状とされている。
Further, when the inner fin 35 is viewed from the X direction, the top portion 35a, the bottom portion 35b, and the wall surface portion 35c have a wavy shape.
As shown in FIG. 34, the wall surface portion 35c has a plurality of convex portions 35d, concave portions 35e, and intermediate portions 35f, respectively. The wall surface portion 35c is viewed from the thickness direction (that is, the X direction) of the cooling pipe 3 by arranging the convex portions 35d and the concave portions 35e alternately via the intermediate portion 35f connecting the convex portions 35d and the concave portions 35e. It has a wavy shape.
凸部35dは、X方向に垂直な断面形状がY方向の一方の向きに凸の曲線状とされており、凹部35eは、X方向に垂直な断面形状がY方向の他方の向きに凸の曲線状とされている。中間部35fは、X方向に垂直な断面形状が直線状とされている。
このような凸部35d、凹部35e、中間部35fにより壁面部35cを構成することで、壁面部35cは、X方向から見て、Z方向に三角波形状に屈曲する形状となっている。
The convex portion 35d has a curved shape whose cross-sectional shape perpendicular to the X direction is convex in one direction in the Y direction, and the concave portion 35e has a cross-sectional shape perpendicular to the X direction convex in the other direction in the Y direction. It is curved. The intermediate portion 35f has a linear cross-sectional shape perpendicular to the X direction.
By forming the wall surface portion 35c with such a convex portion 35d, a concave portion 35e, and an intermediate portion 35f, the wall surface portion 35c has a shape that bends in a triangular wave shape in the Z direction when viewed from the X direction.
図34に示すように、壁面部35cには、壁面部35cを挟んで隣り合う2つの細流路を連結する開口部352が複数形成されている。開口部352は、本実施形態では、凸部35dから中間部35fに至る部分と、凹部35eから中間部35fに至る部分とに形成されている。
壁面部35cには案内壁353が接続されており、インナフィン35は案内壁353も有する。案内壁353は、前縁効果により熱伝達を改善し、また、冷媒を隣の細流路に案内して剥離の発生を抑制するためのものである。
As shown in FIG. 34, the wall surface portion 35c is formed with a plurality of openings 352 that connect two adjacent small flow paths with the wall surface portion 35c interposed therebetween. In the present embodiment, the opening 352 is formed in a portion extending from the convex portion 35d to the intermediate portion 35f and a portion extending from the concave portion 35e to the intermediate portion 35f.
A guide wall 353 is connected to the wall surface portion 35c, and the inner fin 35 also has a guide wall 353. The guide wall 353 is for improving heat transfer by the front edge effect and guiding the refrigerant to the adjacent small flow path to suppress the occurrence of peeling.
案内壁353は、壁面部35cの開口部352周りの端部のうち、開口部352により連結される2つの細流路のうち一方の細流路における冷媒の流れの下流側に接続され、壁面部35cから一方の細流路に突出している。また、案内壁353の先端は、冷媒の流れの上流側に対向している。
The guide wall 353 is connected to the downstream side of the flow of the refrigerant in one of the two small flow paths connected by the opening 352 among the ends of the wall surface portion 35c around the opening 352, and the wall surface portion 35c. It protrudes from one of the small channels. Further, the tip of the guide wall 353 faces the upstream side of the flow of the refrigerant.
本実施形態では、図34に示すように、凸部35dと案内壁353、凹部35eと案内壁353とが、滑らかに接続されている。また、本実施形態では、図35に示すように、案内壁353のうち、冷媒の流れに対向する端部以外の端部は、頂部35a、底部35bまたは壁面部35cに接続されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 34, the convex portion 35d and the guide wall 353, and the concave portion 35e and the guide wall 353 are smoothly connected. Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 35, the end portion of the guide wall 353 other than the end portion facing the flow of the refrigerant is connected to the top portion 35a, the bottom portion 35b, or the wall surface portion 35c.
このような開口部352および案内壁353は、インナフィン35の材料となる板状のプレートの切断と、切断部の曲げとを同時に行うプレス加工により形成できる。この場合、切断部付近に位置する部分のうち、加工後に切断部よりも冷媒流路30の上流側となる部分は壁面部35cの一部となり、下流側となる部分は壁面部35cから起こされて案内壁353となる。また、案内壁353の上流端と、その上流側の壁面部35cの下流端とで囲まれた部分が、開口部352となる。また、インナフィン35の材料となる板状のプレートにあらかじめ切れ目を入れておき、切れ目を入れたプレートをプレス加工することにより、開口部352および案内壁353を形成してもよい。
Such an opening 352 and a guide wall 353 can be formed by press working in which a plate-shaped plate used as a material for the inner fin 35 is cut and the cut portion is bent at the same time. In this case, of the portions located near the cut portion, the portion on the upstream side of the refrigerant flow path 30 from the cut portion after processing becomes a part of the wall surface portion 35c, and the portion on the downstream side is raised from the wall surface portion 35c. It becomes the guide wall 353. Further, the portion surrounded by the upstream end of the guide wall 353 and the downstream end of the wall surface portion 35c on the upstream side thereof is the opening 352. Further, the opening 352 and the guide wall 353 may be formed by making a cut in advance in the plate-shaped plate which is the material of the inner fin 35 and pressing the plate with the cut.
図34に示すように、案内壁353は、全体として概略矢印C方向に流れる冷媒が凸部35dから凹部35eに向かって流れる領域R1では、凹部35eの凸の側に壁面部35cから突出している。また、案内壁353は、冷媒が凹部35eから凸部35dに向かって流れる領域R2では、凸部35dの凸の側に壁面部35cから突出している。
As shown in FIG. 34, the guide wall 353 protrudes from the wall surface portion 35c on the convex side of the concave portion 35e in the region R1 in which the refrigerant flowing in the general arrow C direction flows from the convex portion 35d toward the concave portion 35e. .. Further, the guide wall 353 protrudes from the wall surface portion 35c on the convex side of the convex portion 35d in the region R2 in which the refrigerant flows from the concave portion 35e toward the convex portion 35d.
また、細流路における冷媒の流れのうち、案内壁353により隣の細流路に案内されずに同じ細流路に残る流れを本流、案内壁353により隣の細流路に案内される流れを分流とすると、本流の流路断面積は、分流の流路断面積よりも大きい。
Further, of the flow of the refrigerant in the small flow path, the flow that remains in the same small flow path without being guided by the guide wall 353 to the adjacent small flow path is defined as the main flow, and the flow guided by the guide wall 353 to the adjacent small flow path is defined as a branch flow. , The cross-sectional area of the main stream is larger than the cross-sectional area of the diversion channel.
また、本実施形態では、図36に示すように、案内壁353が、壁面部35cを挟んで隣り合う2つの細流路のうち一方の細流路の領域R3に突出し、冷媒を他方の細流路の領域R4に案内している。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 36, the guide wall 353 protrudes into the region R3 of one of the two adjacent small channels with the wall surface portion 35c interposed therebetween, and the refrigerant is transferred to the other small channel. It is guided to the area R4.
ここで、領域R3、領域R4は、それぞれ、Y方向における各細流路の幅がX方向において変化することにより各細流路に形成された、所定の幅よりも幅が狭い領域、幅が広い領域である。
Here, the region R3 and the region R4 are a region narrower than a predetermined width and a region wider than a predetermined width formed in each microchannel by changing the width of each microchannel in the Y direction in the X direction, respectively. Is.
インナフィン35は、金属製の板状のプレートをプレス加工して製造される。そのため、頂部35a、壁面部35c、中間プレート342で囲まれる細流路のうち、頂部35a側の領域の冷却管3の短手方向における幅w1は、中間プレート342側の領域の幅w2よりも小さい。また、底部35bと、壁面部35cと、外殻プレート341とで囲まれる細流路のうち、底部35b側の領域のY方向における幅w3は、外殻プレート341側の領域の幅w4よりも小さい。
The inner fin 35 is manufactured by pressing a metal plate-shaped plate. Therefore, among the narrow channels surrounded by the top 35a, the wall surface 35c, and the intermediate plate 342, the width w1 in the lateral direction of the cooling pipe 3 in the region on the top 35a side is smaller than the width w2 in the region on the intermediate plate 342 side. .. Further, among the narrow flow paths surrounded by the bottom portion 35b, the wall surface portion 35c, and the outer shell plate 341, the width w3 of the region on the bottom portion 35b side in the Y direction is smaller than the width w4 of the region on the outer shell plate 341 side. ..
本実施形態では、各細流路において、X方向において頂部35aからの距離と底部35bからの距離とが互いに等しく、X方向に垂直な平面の両側に位置する領域をそれぞれ領域R3、R4とする。X方向において頂部35aからの距離と底部35bからの距離とが互いに等しい部分の幅(上述の所定の幅に相当する)をw5とすると、領域R3の幅は幅w5よりも小さく、領域R4の幅は幅w5よりも大きい。
In the present embodiment, in each microchannel, the regions where the distance from the top 35a and the distance from the bottom 35b are equal to each other in the X direction and are located on both sides of the plane perpendicular to the X direction are defined as regions R3 and R4, respectively. Assuming that the width of the portion where the distance from the top 35a and the distance from the bottom 35b are equal to each other in the X direction (corresponding to the predetermined width described above) is w5, the width of the region R3 is smaller than the width w5, and the width of the region R4 The width is larger than the width w5.
領域R3は、細流路において、この平面と、頂部35aまたは底部35bとで挟まれた領域である。領域R4は、細流路において、この平面と、外殻プレート341、または、中間プレート342とで挟まれた領域である。図36の直線L3は、領域R3と領域R4との境界を示している。
The region R3 is a region sandwiched between this plane and the top 35a or the bottom 35b in the narrow flow path. The region R4 is a region sandwiched between this plane and the outer shell plate 341 or the intermediate plate 342 in the narrow flow path. The straight line L3 in FIG. 36 indicates the boundary between the region R3 and the region R4.
上記のように、インナフィン35は、Z方向に直交する断面において、図30に示すごとく、X方向の一方側に凸となる山部と一方側に凹となる谷部とが交互に並べられている複数のフィン部を備えている。そして、フィン部は、図28に示すごとく、X方向から見た形状において、各フィン部は、Y方向に蛇行しながらZ方向に連続する波形状のウェーブフィンとすることができる。この場合、フィン部における冷媒供給路36側の端部は、冷媒供給路36における冷媒の上流側を向くように傾斜している。また、フィン部における冷媒排出路38側の端部は、冷媒排出路38における冷媒の下流側を向くように傾斜している。
As described above, in the cross section of the inner fin 35 orthogonal to the Z direction, as shown in FIG. 30, mountain portions that are convex on one side in the X direction and valley portions that are concave on one side are alternately arranged. It has multiple fins. Then, as shown in FIG. 28, each fin portion can be a wave fin having a wave shape continuous in the Z direction while meandering in the Y direction in the shape viewed from the X direction. In this case, the end of the fin portion on the refrigerant supply path 36 side is inclined so as to face the upstream side of the refrigerant in the refrigerant supply path 36. Further, the end portion of the fin portion on the refrigerant discharge path 38 side is inclined so as to face the downstream side of the refrigerant in the refrigerant discharge path 38.
積層体10における冷却管3は、図37に示すごとく、X方向に開口すると共に突出した突出管部301a、301bを一体に設けてなる。隣り合う冷却管3は、突出管部301a、301b同士を嵌合させると共に、ろう付けすることで、接合されている。すなわち、上述の連結管301は、隣り合う冷却管3のぞれぞれと一体に設けられた2つの突出管部301a、301bが接合されることにより、形成されている。具体的には、突出管部の一方である外側突出管部301aの内側に、突出管部の他方である内側突出管部301bが嵌入した状態となっている。
As shown in FIG. 37, the cooling pipe 3 in the laminated body 10 is integrally provided with protruding pipe portions 301a and 301b that are open in the X direction and protrude. The adjacent cooling pipes 3 are joined by fitting and brazing the protruding pipe portions 301a and 301b to each other. That is, the above-mentioned connecting pipe 301 is formed by joining two protruding pipe portions 301a and 301b integrally provided with each of the adjacent cooling pipes 3. Specifically, the inner protruding pipe portion 301b, which is the other side of the protruding pipe portion, is fitted inside the outer protruding pipe portion 301a, which is one of the protruding pipe portions.
突出管部301a、301b同士を接合するにあたっては、外側突出管部301aと内側突出管部301bとの間にリング状のろう線材301cを配置した状態で、隣り合う一方の冷却管3の内側突出管部を他方の冷却管3の外側突出管部に嵌入するようにして両者を嵌合させる。
When joining the protruding pipe portions 301a and 301b to each other, the ring-shaped wax wire 301c is arranged between the outer protruding pipe portion 301a and the inner protruding pipe portion 301b, and one of the adjacent cooling pipes 3 projects inward. Both are fitted so that the pipe portion is fitted into the outer protruding pipe portion of the other cooling pipe 3.
また、隣り合う冷却管3の間にスペーサ治具SPを配置した状態で、隣り合う冷却管3の突出管部301a、301b同士を嵌合させる。そして、冷却管3の冷却面がスペーサ治具SPに接触するまで、外側突出管部301aに内側突出管部301bを挿入する。
次いで、ろう線材を溶融、硬化させることにより、内側突出管部301bと外側突出管部301aとの互いの側壁同士を接合して、複数の冷却管3を積層する。
Further, with the spacer jig SP arranged between the adjacent cooling pipes 3, the protruding pipe portions 301a and 301b of the adjacent cooling pipes 3 are fitted to each other. Then, the inner protruding pipe portion 301b is inserted into the outer protruding pipe portion 301a until the cooling surface of the cooling pipe 3 comes into contact with the spacer jig SP.
Next, by melting and hardening the brazing wire, the side walls of the inner protruding pipe portion 301b and the outer protruding pipe portion 301a are joined to each other, and a plurality of cooling pipes 3 are laminated.
<バスバアッシー>
次に、バスバアッシー5について、図38〜図50を用いて説明する。
図38、図39に示すごとく、バスバアッシー5は、高電位バスバー51と低電位バスバー52と中継バスバー53とを一体化してなる。
高電位バスバー51は、半導体モジュール2と平滑コンデンサ71の高電位側電極とを接続するバスバーである。低電位バスバー52は、半導体モジュール2と平滑コンデンサ71の低電位側電極とを接続するバスバーである。中継バスバー53は、フィルタコンデンサ72とリアクトル4とを接続するバスバーである。
<Bass Baassie>
Next, the bus bus assembly 5 will be described with reference to FIGS. 38 to 50.
As shown in FIGS. 38 and 39, the bus bus assembly 5 includes a high-potential bus bar 51, a low-potential bus bar 52, and a relay bus bar 53.
The high-potential bus bar 51 is a bus bar that connects the semiconductor module 2 and the high-potential side electrode of the smoothing capacitor 71. The low-potential bus bar 52 is a bus bar that connects the semiconductor module 2 and the low-potential side electrode of the smoothing capacitor 71. The relay bus bar 53 is a bus bar that connects the filter capacitor 72 and the reactor 4.
高電位バスバー51と低電位バスバー52と中継バスバー53とは、互いに電気的に絶縁された状態で、モールド部54によって一体化されて、図38に示すようなバスバアッシー5を構成している。
図39、図40に示すごとく、高電位バスバー51は、半導体モジュール2と接続される半導体側高電位端子511と、平滑コンデンサ71と接続されるコンデンサ側高電位端子512と、を有する。
The high-potential bus bar 51, the low-potential bus bar 52, and the relay bus bar 53 are electrically insulated from each other and integrated by the mold portion 54 to form a bus bus assembly 5 as shown in FIG. 38.
As shown in FIGS. 39 and 40, the high-potential bus bar 51 has a semiconductor-side high-potential terminal 511 connected to the semiconductor module 2 and a capacitor-side high-potential terminal 512 connected to the smoothing capacitor 71.
図39、図41に示すごとく、低電位バスバー52は、半導体モジュール2と接続される半導体側低電位端子521と、平滑コンデンサ71と接続されるコンデンサ側低電位端子522と、を有する。
図39に示すごとく、中継バスバー53は、リアクトル4と接続されるリアクトル側中継端子531と、フィルタコンデンサ72と接続されるコンデンサ側中継端子532と、を有する。
As shown in FIGS. 39 and 41, the low-potential bus bar 52 has a semiconductor-side low-potential terminal 521 connected to the semiconductor module 2 and a capacitor-side low-potential terminal 522 connected to the smoothing capacitor 71.
As shown in FIG. 39, the relay bus bar 53 has a reactor-side relay terminal 531 connected to the reactor 4 and a capacitor-side relay terminal 532 connected to the filter capacitor 72.
中継バスバー53は、Y方向の長さが、高電位バスバー51の長さ、低電位バスバー52の長さのいずれよりも、短い。より具体的には、Y方向において、中継バスバー53の半導体モジュール2に近い側の端縁は、高電位バスバー51及び低電位バスバー52における、半導体モジュール2との端子接続部よりも、コンデンサモジュール70との接続部側に配置されている。
The length of the relay bus bar 53 in the Y direction is shorter than either the length of the high-potential bus bar 51 or the length of the low-potential bus bar 52. More specifically, in the Y direction, the edge of the relay bus bar 53 on the side closer to the semiconductor module 2 is the capacitor module 70 rather than the terminal connection portion of the high potential bus bar 51 and the low potential bus bar 52 with the semiconductor module 2. It is located on the side of the connection with.
図44に示すごとく、コンデンサ側高電位端子512とコンデンサ側低電位端子522とコンデンサ側中継端子532とは、X方向に並ぶように配列された配列端子群55を構成している。本形態において、この配列方向は、X方向となっている。
配列端子群55において、コンデンサ側高電位端子512とコンデンサ側低電位端子522とは互いに隣り合うように配置されている。また、コンデンサ側中継端子532はX方向の一端に配置されている。
As shown in FIG. 44, the capacitor-side high-potential terminal 512, the capacitor-side low-potential terminal 522, and the capacitor-side relay terminal 532 form an array terminal group 55 arranged so as to be arranged in the X direction. In this embodiment, the arrangement direction is the X direction.
In the array terminal group 55, the capacitor-side high-potential terminal 512 and the capacitor-side low-potential terminal 522 are arranged so as to be adjacent to each other. Further, the capacitor side relay terminal 532 is arranged at one end in the X direction.
コンデンサ側高電位端子512とコンデンサ側低電位端子522とコンデンサ側中継端子532とは、接続相手と当接する端子当接面が同じ方向を向いている。本実施形態においては、X方向は、端子当接面に沿った方向である。
The capacitor-side high-potential terminal 512, the capacitor-side low-potential terminal 522, and the capacitor-side relay terminal 532 have terminal contact surfaces that come into contact with each other facing the same direction. In the present embodiment, the X direction is a direction along the terminal contact surface.
図40に示すごとく、高電位バスバー51は、コンデンサ側高電位端子512を複数有する。図41に示すごとく、低電位バスバー52は、コンデンサ側低電位端子522を複数有する。図38、図42、図44に示すごとく、配列端子群55において、複数のコンデンサ側高電位端子512と複数のコンデンサ側低電位端子522とは交互に並んで配置されている。また、コンデンサ側中継端子532はX方向の一端に配置されている。
As shown in FIG. 40, the high-potential bus bar 51 has a plurality of high-potential terminals 512 on the capacitor side. As shown in FIG. 41, the low-potential bus bar 52 has a plurality of low-potential terminals 522 on the capacitor side. As shown in FIGS. 38, 42, and 44, in the array terminal group 55, the plurality of capacitor-side high-potential terminals 512 and the plurality of capacitor-side low-potential terminals 522 are alternately arranged side by side. Further, the capacitor side relay terminal 532 is arranged at one end in the X direction.
複数のコンデンサ側高電位端子512と複数のコンデンサ側低電位端子522とは交互に配置することで、バスバーにおける、電流経路の偏りを抑制することができる。また、高電位バスバー51と低電位バスバー52とにおける電流経路のインダクタンスを低減することができる。すなわち、コンデンサ側高電位端子512とコンデンサ側低電位端子522とには、互いに逆向きの電流が流れる。それゆえ、これらが交互に配列されていることにより、これらの電流経路におけるインダクタンスを低減することができる。
By alternately arranging the plurality of capacitor-side high-potential terminals 512 and the plurality of capacitor-side low-potential terminals 522, it is possible to suppress the bias of the current path in the bus bar. Further, the inductance of the current path in the high-potential bus bar 51 and the low-potential bus bar 52 can be reduced. That is, currents in opposite directions flow through the high potential terminal 512 on the capacitor side and the low potential terminal 522 on the capacitor side. Therefore, by arranging them alternately, the inductance in these current paths can be reduced.
コンデンサモジュール70は、Z方向における、バスバアッシー5と反対側の面において、ケースカバー131に固定されている(図16〜図18参照)。そして、コンデンサ側高電位端子512とコンデンサ側低電位端子522とコンデンサ側中継端子532とは、それぞれの先端に、テーパ面を有する。すなわち、コンデンサ側高電位端子512、コンデンサ側低電位端子522、コンデンサ側中継端子532は、それぞれ、Z方向に立設しているが、その先端部において、Y方向におけるコンデンサモジュール70と反対側に向って傾斜している。これにより、バスバアッシー5のコンデンサ側高電位端子512、コンデンサ側低電位端子522、コンデンサ側中継端子532と、コンデンサモジュール70の各端子との締結時における位置決めが容易となる。
The capacitor module 70 is fixed to the case cover 131 on the surface opposite to the bus bus assembly 5 in the Z direction (see FIGS. 16 to 18). The capacitor-side high-potential terminal 512, the capacitor-side low-potential terminal 522, and the capacitor-side relay terminal 532 each have a tapered surface at their tips. That is, the capacitor-side high-potential terminal 512, the capacitor-side low-potential terminal 522, and the capacitor-side relay terminal 532 are each erected in the Z direction, but at the tip thereof, on the side opposite to the capacitor module 70 in the Y direction. It is tilted toward it. As a result, positioning of the capacitor-side high-potential terminal 512, the capacitor-side low-potential terminal 522, and the capacitor-side relay terminal 532 of the bus bus assembly 5 at the time of fastening to each terminal of the capacitor module 70 becomes easy.
図44に示すごとく、配列端子群55において、コンデンサ側中継端子532は、コンデンサ側低電位端子522と隣り合う位置に配置されている。
また、本実施形態においては、図38、図39、図40、図41、図42に示すごとく、高電位バスバー51は、半導体側高電位端子511を複数有する。また、低電位バスバー52は、半導体側低電位端子521を複数有する。
As shown in FIG. 44, in the array terminal group 55, the capacitor-side relay terminal 532 is arranged at a position adjacent to the capacitor-side low-potential terminal 522.
Further, in the present embodiment, as shown in FIGS. 38, 39, 40, 41, and 42, the high-potential bus bar 51 has a plurality of semiconductor-side high-potential terminals 511. Further, the low-potential bus bar 52 has a plurality of semiconductor-side low-potential terminals 521.
図40に示すごとく、高電位バスバー51は、半導体側高電位端子511とコンデンサ側高電位端子512との間に、高電位本体部510を有する。図41に示すごとく、低電位バスバー52は、半導体側低電位端子521とコンデンサ側低電位端子522との間に、低電位本体部520を有する。図39に示すごとく、中継バスバー53は、リアクトル側中継端子531とコンデンサ側中継端子532との間に、中継本体部530を有する。
As shown in FIG. 40, the high-potential bus bar 51 has a high-potential main body 510 between the semiconductor-side high-potential terminal 511 and the capacitor-side high-potential terminal 512. As shown in FIG. 41, the low-potential bus bar 52 has a low-potential main body portion 520 between the semiconductor-side low-potential terminal 521 and the capacitor-side low-potential terminal 522. As shown in FIG. 39, the relay bus bar 53 has a relay main body portion 530 between the reactor side relay terminal 531 and the capacitor side relay terminal 532.
高電位本体部510の主面と低電位本体部520の主面と中継本体部530の主面とは、互いに同じ方向を向いており、Z方向を向いている。高電位本体部510、低電位本体部520、及び中継本体部530は、それぞれ平板状に形成されている。高電位本体部510と低電位本体部520と中継本体部530とは、互いに平行に配置されている。
The main surface of the high-potential main body 510, the main surface of the low-potential main body 520, and the main surface of the relay main body 530 face each other in the same direction, and face the Z direction. The high-potential main body 510, the low-potential main body 520, and the relay main body 530 are each formed in a flat plate shape. The high-potential main body 510, the low-potential main body 520, and the relay main body 530 are arranged in parallel with each other.
配列端子群55における各端子の端子当接面の法線方向は、Z方向に対して、交差する方向である。特に、本実施形態においては、端子当接面の法線方向は、Z方向に対して直交する。ここで、直交とは、幾何学的に厳密な直交、すなわち90°に限定されるものではなく、略直交すると言える程度の状態であれば、若干傾斜した状態も含む。
The normal direction of the terminal contact surface of each terminal in the array terminal group 55 is a direction intersecting with the Z direction. In particular, in the present embodiment, the normal direction of the terminal contact surface is orthogonal to the Z direction. Here, the orthogonality is not limited to geometrically strict orthogonality, that is, 90 °, and includes a slightly inclined state as long as it can be said to be substantially orthogonal.
また、図46に示すごとく、高電位本体部510と低電位本体部520とは、互いの間に隙間を設けた状態にてZ方向に積層配置されて積層部56を構成している。中継本体部530は、積層部56に対して、Z方向に重ならない位置に配置されている。
Further, as shown in FIG. 46, the high-potential main body 510 and the low-potential main body 520 are laminated and arranged in the Z direction with a gap between them to form the laminated portion 56. The relay main body portion 530 is arranged at a position where it does not overlap with the laminated portion 56 in the Z direction.
中継本体部530は、Z方向における、積層部56の両主面561、562の間の位置に配置されている。ここで、積層部56の両主面とは、高電位本体部510における低電位本体部520と反対側の主面561と、低電位本体部520における高電位本体部510と反対側の主面562と、を意味する。
The relay main body portion 530 is arranged at a position between both main surfaces 561 and 562 of the laminated portion 56 in the Z direction. Here, both main surfaces of the laminated portion 56 are a main surface 561 on the side opposite to the low potential main body 520 in the high potential main body 510 and a main surface on the opposite side to the high potential main body 510 in the low potential main body 520. It means 562.
また、積層部56の両主面561、562の間に、中継本体部530におけるZ方向の少なくとも一部が配されていればよい。ただし、中継本体部530が、積層部56の両主面561、562の間に納まっていることが好ましい。なお、特に、本実施形態においては、中継本体部530は、低電位本体部520と同一平面上に配置されている。
Further, at least a part of the relay main body portion 530 in the Z direction may be arranged between both main surfaces 561 and 562 of the laminated portion 56. However, it is preferable that the relay main body portion 530 is housed between both main surfaces 561 and 562 of the laminated portion 56. In particular, in the present embodiment, the relay main body 530 is arranged on the same plane as the low potential main body 520.
図42に示すごとく、配列端子群55において、Z方向から見たとき、複数のコンデンサ側高電位端子512と複数のコンデンサ側低電位端子522とコンデンサ側中継端子532とは、X方向に一直線状に配列されている。
また、図44に示すごとく、Y方向から見たときも、複数のコンデンサ側高電位端子512と複数のコンデンサ側低電位端子522とコンデンサ側中継端子532とは、X方向に略一直線状に配列されている。
これにより、重量物であるコンデンサモジュール70との端子接続点の近傍に固定部57を配置することができる(図18参照)。それゆえ、例えば、車両等の振動が電力変換装置1に伝わったとき、重量物であるコンデンサモジュール70の揺れが半導体モジュール2へ伝達されることを抑制することができる。その結果、半導体モジュール2のパワー端子22や制御端子23における接続信頼性を向上させることができる。
As shown in FIG. 42, in the array terminal group 55, when viewed from the Z direction, the plurality of capacitor-side high-potential terminals 512, the plurality of capacitor-side low-potential terminals 522, and the capacitor-side relay terminals 532 are linear in the X direction. It is arranged in.
Further, as shown in FIG. 44, when viewed from the Y direction, the plurality of capacitor-side high-potential terminals 512, the plurality of capacitor-side low-potential terminals 522, and the capacitor-side relay terminals 532 are arranged substantially linearly in the X direction. Has been done.
As a result, the fixing portion 57 can be arranged in the vicinity of the terminal connection point with the heavy capacitor module 70 (see FIG. 18). Therefore, for example, when the vibration of a vehicle or the like is transmitted to the power conversion device 1, it is possible to suppress the vibration of the heavy capacitor module 70 from being transmitted to the semiconductor module 2. As a result, the connection reliability at the power terminal 22 and the control terminal 23 of the semiconductor module 2 can be improved.
図38、図44に示すごとく、モールド部54は、配列端子群55における各端子512、522、532の根元部同士の間に、リブ541を形成してなる。すなわち、複数のリブ541が、モールド部54からY方向に突出している。これにより、コンデンサ側高電位端子512とコンデンサ側低電位端子522との間の絶縁、及び、コンデンサ側低電位端子522と、コンデンサ側中継端子532との間の沿面距離を稼ぎ、絶縁を確保することができる。
As shown in FIGS. 38 and 44, the mold portion 54 is formed with ribs 541 formed between the root portions of the terminals 512, 522, and 532 in the array terminal group 55. That is, the plurality of ribs 541 project from the mold portion 54 in the Y direction. As a result, the insulation between the high potential terminal 512 on the capacitor side and the low potential terminal 522 on the capacitor side and the creepage distance between the low potential terminal 522 on the capacitor side and the relay terminal 532 on the capacitor side are gained to ensure insulation. be able to.
配列端子群55において、複数のコンデンサ側高電位端子512の端子当接面と複数のコンデンサ側低電位端子522の端子当接面とコンデンサ側中継端子532の端子当接面とは、同一平面上に配置されている。
In the array terminal group 55, the terminal contact surface of the plurality of capacitor-side high-potential terminals 512, the terminal contact surface of the plurality of capacitor-side low-potential terminals 522, and the terminal contact surface of the capacitor-side relay terminal 532 are on the same plane. Is located in.
また、図44に示すごとく、Y方向から見た状態においても、複数のコンデンサ側高電位端子512と複数のコンデンサ側低電位端子522とコンデンサ側中継端子532とは、X方向に一直線状に配列されている。
Further, as shown in FIG. 44, the plurality of capacitor-side high-potential terminals 512, the plurality of capacitor-side low-potential terminals 522, and the capacitor-side relay terminals 532 are arranged linearly in the X direction even when viewed from the Y direction. Has been done.
また、図38、図44に示すごとく、バスバアッシー5は、電力変換装置1の筐体(図示略)に固定される固定部57を少なくとも2個有する。これら2個の固定部57は、配列端子群55をX方向から挟む位置に形成されている。固定部57は、ボルトを挿通するための挿通孔571を有する。挿通孔571は、バスバアッシー5におけるモールド部54の一部を、Z方向に貫通している。バスバアッシー5は、ボルトを固定部57の挿通孔571に挿通すると共に筐体に締結することで、ケース11に固定されている。
Further, as shown in FIGS. 38 and 44, the bus bus assembly 5 has at least two fixing portions 57 fixed to the housing (not shown) of the power conversion device 1. These two fixing portions 57 are formed at positions sandwiching the array terminal group 55 from the X direction. The fixing portion 57 has an insertion hole 571 for inserting a bolt. The insertion hole 571 penetrates a part of the mold portion 54 in the bus bus assembly 5 in the Z direction. The bus bus assembly 5 is fixed to the case 11 by inserting a bolt into the insertion hole 571 of the fixing portion 57 and fastening it to the housing.
図38、図46に示すごとく、モールド部54のうち、高電位バスバー51と低電位バスバー52とが積層された積層領域を封止する部分と、固定部57とをつなぐ接続部分の一部は、上記積層領域における樹脂厚みよりも厚さの薄い部分542を有する。その薄い部分542に対応する位置に中継バスバー53が配置されている。
As shown in FIGS. 38 and 46, a part of the mold portion 54 that seals the laminated region in which the high-potential bus bar 51 and the low-potential bus bar 52 are laminated and a part of the connecting portion that connects the fixing portion 57 are , It has a portion 542 that is thinner than the resin thickness in the laminated region. The relay bus bar 53 is arranged at a position corresponding to the thin portion 542.
高電位バスバー51と低電位バスバー52との積層ピッチを狭小化すると、絶縁確保のためにその積層領域側により多くの樹脂を流入させる必要がある。一方、バスバアッシー5のモールド部54は、積層領域以外にも存在するため、モールド部54の成形時においては、積層領域以外の部分にも樹脂流入することが必要になる。ここで、積層領域により多くの樹脂を流入させるために、それ以外の部分への流入抵抗を大きくすることが必要となる。そこで、積層領域と固定部57とをつなぐ接続部分の一部に、厚さの薄い部分542を設けている。また、中継バスバー53は、他のバスバーと積層されていない。モールド部54の肉薄部分を中継バスバー53の配置に活用することで、バスバアッシー5全体の大型化を抑制することができる。
When the stacking pitch of the high-potential bus bar 51 and the low-potential bus bar 52 is narrowed, it is necessary to allow more resin to flow into the laminated region side in order to secure insulation. On the other hand, since the mold portion 54 of the bus bath assembly 5 exists in a portion other than the laminated region, it is necessary that the resin flows into the portion other than the laminated region at the time of molding the mold portion 54. Here, in order to allow more resin to flow into the laminated region, it is necessary to increase the inflow resistance to other parts. Therefore, a thin portion 542 is provided as a part of the connecting portion connecting the laminated region and the fixing portion 57. Further, the relay bus bar 53 is not stacked with other bus bars. By utilizing the thin portion of the mold portion 54 for arranging the relay bus bar 53, it is possible to suppress the increase in size of the entire bus bar assembly 5.
また、図45に示すごとく、上記接続部分よりも、固定部57及びその周辺は、樹脂厚みが厚い。これらの部位は、ケース11への締結時の締結荷重に耐える必要があるためである。
また、固定部57は、積層領域とは、Z方向の位置が異なる。また、接続部分の一部は、その延設方向に直交する断面の形状が湾曲した形状を有している。上記のように接続部分の厚みを薄くしても、湾曲した形状を持たせることにより、延設方向における撓みに強くすることができる。これにより、接続部分の強度を確保できる。具体的には、直線形状に対し、アーチ形状にすることにより樹脂断面積が稼げるため、剛性が向上する。それとともに、アーチ形状とすることにより、構造的にも剛性を高めることができる。その一方で、直線形状にて同等の強度を確保しようとした場合には、板厚を大きくする必要が生じるため、結果としてバスバアッシー5の全体形状が大型化しやすい。そこで、接続部分の一部にアーチ形状を採用することで、バスバアッシー5の小型化と強度確保との両立を図ることができる。
Further, as shown in FIG. 45, the resin thickness of the fixing portion 57 and its periphery is thicker than that of the connecting portion. This is because these parts need to withstand the fastening load at the time of fastening to the case 11.
Further, the position of the fixed portion 57 is different from that of the laminated region in the Z direction. Further, a part of the connecting portion has a curved shape in a cross section orthogonal to the extending direction thereof. Even if the thickness of the connecting portion is reduced as described above, it is possible to strengthen the bending in the extending direction by giving it a curved shape. As a result, the strength of the connecting portion can be ensured. Specifically, the rigidity is improved because the resin cross-sectional area can be increased by making the arch shape with respect to the straight shape. At the same time, the arch shape can be structurally increased in rigidity. On the other hand, when trying to secure the same strength in a linear shape, it is necessary to increase the plate thickness, and as a result, the overall shape of the bass bassy 5 tends to be large. Therefore, by adopting an arch shape for a part of the connecting portion, it is possible to achieve both miniaturization and ensuring strength of the bus bus assembly 5.
図39、図40に示すごとく、高電位バスバー51は、Y方向において、高電位本体部510の一端側に複数のコンデンサ側高電位端子512を有し、高電位本体部510の他端側に複数の半導体側高電位端子511を有する。ここで、便宜的に、Y方向において、高電位本体部510に対して複数のコンデンサ側高電位端子512が配置された側をY1側といい、その反対側をY2側という。高電位本体部510は、そのY2側端部に櫛歯状に分岐する複数の分岐部514を有する。この分岐部514の側端縁の一部から、Z方向に向かって立設した部分が、半導体側高電位端子511となっている。
As shown in FIGS. 39 and 40, the high-potential bus bar 51 has a plurality of capacitor-side high-potential terminals 512 on one end side of the high-potential main body 510 in the Y direction, and is located on the other end side of the high-potential main body 510. It has a plurality of semiconductor-side high-potential terminals 511. Here, for convenience, the side in which the plurality of capacitor-side high-potential terminals 512 are arranged with respect to the high-potential main body 510 in the Y direction is referred to as the Y1 side, and the opposite side is referred to as the Y2 side. The high-potential main body portion 510 has a plurality of branching portions 514 that are branched in a comb-teeth shape at the Y2 side end portion thereof. The portion erected in the Z direction from a part of the side edge of the branch portion 514 is the semiconductor side high potential terminal 511.
高電位バスバー51の半導体側高電位端子511は、分岐部514からわずかに直線的に突出しており、突出した先でZ方向に屈曲している。半導体側高電位端子511は、低電位バスバー52における後述する分岐部524の端面からわずかに、X方向に突出した先で、Z方向に屈曲している。半導体側高電位端子511と半導体側低電位端子521との間で絶縁をとる必要がある一方で、高電位バスバー51及び低電位バスバー52における、Z方向に直交する平板状の部分にのみ樹脂封止することが、低コスト、生産性向上の観点において望ましい。そこで、半導体側高電位端子511は、分岐部514からわずかにX方向に直線的に突出して、その先で屈曲した形状となっている。
The semiconductor-side high-potential terminal 511 of the high-potential bus bar 51 protrudes slightly linearly from the branch portion 514, and is bent in the Z direction at the protruding tip. The semiconductor-side high-potential terminal 511 is bent in the Z direction at a tip slightly protruding in the X direction from the end face of the branch portion 524 described later in the low-potential bus bar 52. While it is necessary to insulate between the semiconductor-side high-potential terminal 511 and the semiconductor-side low-potential terminal 521, resin seals only on the flat plate-shaped portions of the high-potential bus bar 51 and the low-potential bus bar 52 that are orthogonal to the Z direction. It is desirable to stop it from the viewpoint of low cost and productivity improvement. Therefore, the semiconductor-side high-potential terminal 511 has a shape that slightly protrudes linearly in the X direction from the branch portion 514 and is bent at the tip.
低電位バスバー52は、図39、図41に示すごとく、Y方向において、低電位本体部520のY1側に複数のコンデンサ側低電位端子522を有し、低電位本体部520のY2側に複数の半導体側低電位端子521を有する。低電位本体部520は、そのY2側端部において、複数の分岐部524を形成してなる。分岐部524の側端縁の一部から、Z方向に向かって立設した部分が、半導体側低電位端子521となっている。
As shown in FIGS. 39 and 41, the low-potential bus bar 52 has a plurality of capacitor-side low-potential terminals 522 on the Y1 side of the low-potential main body 520 in the Y direction, and a plurality of low-potential bus bars 52 on the Y2 side of the low-potential main body 520. It has a low potential terminal 521 on the semiconductor side of the above. The low-potential main body portion 520 is formed by forming a plurality of branch portions 524 at its Y2 side end portion. The portion erected in the Z direction from a part of the side edge of the branch portion 524 is the semiconductor side low potential terminal 521.
図38、図44、図45、図46に示すごとく、バスバアッシー5において、高電位本体部510及び低電位本体部520の略全体が、モールド部54に封止されている。モールド部54は、絶縁性の樹脂によって構成することができる。半導体側高電位端子511及び半導体側低電位端子521は、モールド部54から露出している。また、コンデンサ側高電位端子512及びコンデンサ側低電位端子522も、モールド部54から露出している。
As shown in FIGS. 38, 44, 45, and 46, substantially the entire high-potential main body 510 and low-potential main body 520 are sealed in the mold portion 54 in the bus bath assembly 5. The mold portion 54 can be made of an insulating resin. The semiconductor-side high-potential terminal 511 and the semiconductor-side low-potential terminal 521 are exposed from the mold portion 54. Further, the high potential terminal 512 on the capacitor side and the low potential terminal 522 on the capacitor side are also exposed from the mold portion 54.
また、中継バスバー53においては、リアクトル側中継端子531及びコンデンサ側中継端子532が、モールド部54から露出している。そして、中継本体部530の一部が、モールド部54に封止されている。
Further, in the relay bus bar 53, the reactor side relay terminal 531 and the capacitor side relay terminal 532 are exposed from the mold portion 54. Then, a part of the relay main body portion 530 is sealed in the mold portion 54.
図41に示すごとく、低電位バスバー52の複数の分岐部524の先端部分はすべて互いに連結されている。また、その連結部分527は半導体モジュール2の負極端子22Nと交流端子22Aとの間に位置している(図5参照)。連結部分527と交流端子22Aとの間には所定のクリアランスが形成されている。また、図38、図45に示すごとく、連結部分527は樹脂封止されておらず、モールド部54から露出している。
As shown in FIG. 41, the tip portions of the plurality of branch portions 524 of the low-potential bus bar 52 are all connected to each other. Further, the connecting portion 527 is located between the negative electrode terminal 22N of the semiconductor module 2 and the AC terminal 22A (see FIG. 5). A predetermined clearance is formed between the connecting portion 527 and the AC terminal 22A. Further, as shown in FIGS. 38 and 45, the connecting portion 527 is not resin-sealed and is exposed from the mold portion 54.
半導体側低電位端子521を形成する際には、分岐部524から折り曲げて加工する。そのため、分岐部524の強度確保のために、その先端部において連結させている。また、仮にこの連結部分527までモールド部54を樹脂封止すると、モールド部54と半導体モジュール2の交流端子22Aとの沿面距離を確保しなければならない。そうすると、半導体モジュール2を大型化せざるを得なくなる。そこで、あえて、連結部分527を、樹脂封止せず、モールド部54から露出させている。
When forming the semiconductor-side low-potential terminal 521, it is bent from the branch portion 524 and processed. Therefore, in order to secure the strength of the branch portion 524, it is connected at the tip portion thereof. Further, if the mold portion 54 is resin-sealed up to the connecting portion 527, the creepage distance between the mold portion 54 and the AC terminal 22A of the semiconductor module 2 must be secured. Then, the semiconductor module 2 has to be enlarged. Therefore, the connecting portion 527 is intentionally exposed from the mold portion 54 without being sealed with resin.
図38、図45に示すごとく、モールド部54は、高電位バスバー51の分岐部514及び低電位バスバー52の分岐部524との重なり部分を封止した部分と、低電位バスバー52の分岐部514のみを封止した部分との間で、樹脂厚みが異なる。すなわち、低電位バスバー52の分岐部514のみを封止した部分は、高電位バスバー51と低電位バスバー52とが重なる部位を封止した部分よりも、Z方向の厚みが小さい。それゆえ、両者の間において、モールド部54には、段部543が形成されている。
As shown in FIGS. 38 and 45, the mold portion 54 includes a portion that seals the overlapping portion between the branch portion 514 of the high-potential bus bar 51 and the branch portion 524 of the low-potential bus bar 52 and the branch portion 514 of the low-potential bus bar 52. The resin thickness is different from the portion where the busbar is sealed. That is, the portion where only the branch portion 514 of the low-potential bus bar 52 is sealed has a smaller thickness in the Z direction than the portion where the portion where the high-potential bus bar 51 and the low-potential bus bar 52 overlap is sealed. Therefore, a step portion 543 is formed in the mold portion 54 between the two.
高電位バスバー51と低電位バスバー52が積層されている箇所は、絶縁のために樹脂厚みを大きくしている。一方、バスバーが積層されていない領域は積層領域に比べて樹脂厚みを薄くすることで、低コストかつ生産性向上を図っている。また、半導体側高電位端子511と半導体側低電位端子521とは、極力同じ長さにすることが、電流経路の等長性・耐熱性の観点では好ましい。そこで、低電位バスバー52のみの部分の樹脂厚みを、高電位バスバー51と低電位バスバー52との積層領域の樹脂厚みよりも薄くすることで、低電位バスバー52端子の突出長さを、高電位バスバー51端子の突出長さと同等にしやすくしている。
At the location where the high-potential bus bar 51 and the low-potential bus bar 52 are laminated, the resin thickness is increased for insulation. On the other hand, in the region where the bus bar is not laminated, the resin thickness is made thinner than that in the laminated region in order to reduce the cost and improve the productivity. Further, it is preferable that the semiconductor-side high-potential terminal 511 and the semiconductor-side low-potential terminal 521 have the same length as much as possible from the viewpoint of equal length and heat resistance of the current path. Therefore, by making the resin thickness of only the low-potential bus bar 52 thinner than the resin thickness of the laminated region of the high-potential bus bar 51 and the low-potential bus bar 52, the protruding length of the low-potential bus bar 52 terminal can be made high potential. It is easy to make it equal to the protruding length of the bus bar 51 terminal.
中継バスバー53におけるリアクトル側中継端子531と高電位バスバー51の分岐部514とは、Z方向における異なる高さに配置されている。特に、中継バスバー53のリアクトル側中継端子531は、低電位バスバー52の分岐部524と、Z方向における同じ高さに配置されている。すなわち、コンデンサモジュール70との接続部からより遠い位置に、半導体モジュール2との接続部を有するバスバー(本形態においては、低電位バスバー52)の分岐部524と、中継バスバー53のリアクトル側中継端子531が、Z方向の同じ位置に配されている(図48参照)。
The reactor-side relay terminal 531 in the relay bus bar 53 and the branch portion 514 of the high-potential bus bar 51 are arranged at different heights in the Z direction. In particular, the reactor-side relay terminal 531 of the relay bus bar 53 is arranged at the same height as the branch portion 524 of the low-potential bus bar 52 in the Z direction. That is, the branch portion 524 of the bus bar (in this embodiment, the low potential bus bar 52) having the connection portion with the semiconductor module 2 at a position farther from the connection portion with the capacitor module 70, and the reactor side relay terminal of the relay bus bar 53. 531s are arranged at the same position in the Z direction (see FIG. 48).
低電位バスバー52は高電位バスバー51よりも、Z方向における半導体モジュール2に近い側に配される(図18参照)。リアクトル4も半導体モジュール2側にある。そのため、上記の配置構成となっていない場合、すなわち、中継バスバー53のリアクトル側中継端子531が、高電位バスバー51と同じ高さ位置に配されている場合と比べて、リアクトル4のコイル端子41を短くすることができる。
The low-potential bus bar 52 is arranged closer to the semiconductor module 2 in the Z direction than the high-potential bus bar 51 (see FIG. 18). The reactor 4 is also on the semiconductor module 2 side. Therefore, the coil terminal 41 of the reactor 4 is compared with the case where the above arrangement is not adopted, that is, the relay terminal 531 of the relay bus bar 53 is arranged at the same height as the high potential bus bar 51. Can be shortened.
図39、図43に示すごとく、高電位バスバー51及び低電位バスバー52は、高電位本体部510と低電位本体部520において、積層状態を形成した状態で延びている。高電位側及び低電位側の2つのバスバーにおける半導体側端子のうち、コンデンサとの締結点側に配置される半導体側端子(本実施形態においては、半導体側高電位端子511)は、他方のバスバー(本実施形態においては、低電位バスバー52)が配置されている側とは反対側に屈曲して形成されている。また、高電位側及び低電位側のバスバーにおける半導体側端子のうち、コンデンサ締結点より遠い側の半導体側端子(本実施形態においては、半導体側低電位端子521)は、コンデンサ締結点側に配置される半導体側端子(本実施形態においては、半導体側高電位端子511)と同じ方向に屈曲して形成される。さらに、半導体側高電位端子511の先端部と半導体側低電位端子521の先端部とは、Z方向における異なる高さに配置され、半導体モジュール2のパワー端子22との溶接点も異なる高さになる。
As shown in FIGS. 39 and 43, the high-potential bus bar 51 and the low-potential bus bar 52 extend in the high-potential main body portion 510 and the low-potential main body portion 520 in a laminated state. Of the semiconductor-side terminals in the two busbars on the high-potential side and the low-potential side, the semiconductor-side terminal (in this embodiment, the semiconductor-side high-potential terminal 511) arranged on the fastening point side with the capacitor is the other busbar. (In this embodiment, the low-potential bus bar 52) is bent to the side opposite to the side on which it is arranged. Further, among the semiconductor-side terminals on the high-potential side and low-potential side bus bars, the semiconductor-side terminal on the side farther from the capacitor fastening point (in this embodiment, the semiconductor-side low-potential terminal 521) is arranged on the capacitor fastening point side. It is formed by bending in the same direction as the semiconductor-side terminal (in this embodiment, the semiconductor-side high-potential terminal 511). Further, the tip of the high potential terminal 511 on the semiconductor side and the tip of the low potential terminal 521 on the semiconductor side are arranged at different heights in the Z direction, and the welding points with the power terminal 22 of the semiconductor module 2 are also at different heights. Become.
仮に、コンデンサ締結点に近い側に配置される半導体側端子が他方のバスバーが配置されている側に屈曲して形成されると(本実施形態の構成において、半導体側低電位端子521が高電位バスバー51側に向かって屈曲したとすると)、絶縁距離確保のために樹脂厚みなどを確保しなければならなくなる。そのうえ、屈曲前の端子長さや幅が大きくなることとなり、バスバアッシー5の全体が大型化しやすい。そのため、これらの各端子の向きや配置等を、上記のような構成にしている。また、半導体側高電位端子511と半導体側低電位端子521とは、同じ方向に屈曲してその先で、半導体モジュール2のパワー端子22と溶接されている。これにより、バスバアッシー5に対して、Z方向の同じ側から溶接を行うことができ、溶接作業が容易となる。さらに、溶接点を異なる高さに配置することで、溶接熱の集中を抑制し、モールド部54の樹脂への熱の影響を抑制することができる。
If the semiconductor side terminal arranged near the capacitor fastening point is bent to the side where the other bus bar is arranged (in the configuration of the present embodiment, the semiconductor side low potential terminal 521 has a high potential). If it bends toward the bus bar 51 side), it is necessary to secure the resin thickness and the like in order to secure the insulation distance. In addition, the terminal length and width before bending become large, and the entire bus bus assembly 5 tends to be large. Therefore, the orientation and arrangement of each of these terminals are configured as described above. Further, the semiconductor side high potential terminal 511 and the semiconductor side low potential terminal 521 are bent in the same direction and welded to the power terminal 22 of the semiconductor module 2 at the tip. As a result, welding can be performed on the bus bus assembly 5 from the same side in the Z direction, and the welding work becomes easy. Further, by arranging the welding points at different heights, it is possible to suppress the concentration of welding heat and suppress the influence of heat on the resin of the mold portion 54.
図39、図40、図41、図42に示すごとく、高電位バスバー51の高電位本体部510及び低電位バスバー52の低電位本体部520における、X方向の端縁には、X方向に突出した端縁突起部515、525が形成されている。特に分岐部514、524の側面から突出した端縁突起部515、525の一部は、X方向に隣接する分岐部514、524における同じ側の端面から形成された半導体側端子511、521の形成位置と、Y方向における同じ位置にある。
As shown in FIGS. 39, 40, 41, and 42, the edge in the X direction of the high potential main body 510 of the high potential bus bar 51 and the low potential main body 520 of the low potential bus bar 52 protrudes in the X direction. The edge protrusions 515 and 525 are formed. In particular, a part of the edge protrusions 515 and 525 protruding from the side surface of the branch portions 514 and 524 is formed of semiconductor side terminals 511 and 521 formed from the end faces on the same side of the branch portions 514 and 524 adjacent in the X direction. It is in the same position as the position in the Y direction.
高電位バスバー51と低電位バスバー52とは、狭ピッチで積層されており、両者の距離を正確に保って樹脂封止することが、十分な絶縁が保つ観点及びバスバアッシー5全体の小型化の観点において重要である。そのため、これらのバスバーをインサートしながらモールド部54を成形する際において、高電位バスバー51及び低電位バスバー52における、樹脂封止されない部分を固定する必要がある。端縁突起部515、525を、把持治具にて把持しながら樹脂封止することで、精度の高い樹脂封止が可能となる。また、分岐部514、524からの端縁突起部515、525は、半導体側端子511、521の屈曲前の状態のものと同様の形状とすることができる。これにより、屈曲加工前における分岐部514、524の形状が、同一パターンの繰り返しの形状となる。その結果、把持部分のための特殊な形状に形成する必要がなく、製造容易であり、低コスト化を図ることができる。
The high-potential bus bar 51 and the low-potential bus bar 52 are laminated at a narrow pitch, and maintaining an accurate distance between them and sealing the resin is a viewpoint of maintaining sufficient insulation and a viewpoint of miniaturization of the entire bus bar assembly 5. Is important in. Therefore, when molding the mold portion 54 while inserting these bus bars, it is necessary to fix the resin-sealed portions of the high-potential bus bar 51 and the low-potential bus bar 52. By sealing the edge protrusions 515 and 525 with a resin while gripping them with a gripping jig, highly accurate resin sealing becomes possible. Further, the edge protrusions 515 and 525 from the branch portions 514 and 524 can have the same shape as those of the semiconductor side terminals 511 and 521 before bending. As a result, the shape of the branch portions 514 and 524 before the bending process becomes a repeating shape of the same pattern. As a result, it is not necessary to form a special shape for the grip portion, the manufacturing is easy, and the cost can be reduced.
高電位バスバー51の高電位本体部510及び低電位バスバー52の低電位本体部520には、ピン挿通孔516、526がそれぞれ複数形成されている。ピン挿通孔516、526は、モールド部54の成形時に、図47、図48、図49、図50に示すごとく、高電位バスバー51及び低電位バスバー52を保持する保持ピンHPを挿通するための孔である。なお、図38に示す、モールド部54に形成された複数の小孔546は、保持ピンHPの跡である。
A plurality of pin insertion holes 516 and 526 are formed in the high potential main body 510 of the high potential bus bar 51 and the low potential main body 520 of the low potential bus bar 52, respectively. The pin insertion holes 516 and 526 are for inserting the holding pin HP for holding the high-potential bus bar 51 and the low-potential bus bar 52 as shown in FIGS. 47, 48, 49, and 50 when the mold portion 54 is molded. It is a hole. The plurality of small holes 546 formed in the mold portion 54 shown in FIG. 38 are traces of the holding pin HP.
複数のピン挿通孔516、526のうち、高電位バスバー51と低電位バスバー52との積層領域における最も半導体側端子511、521に近い側に形成されたピン挿通孔516、526は、Z方向において、半導体モジュール2から遠い側のバスバー(本実施形態においては、低電位バスバー52)に形成されたピン挿通孔526である。すなわち、Y方向において、半導体側端子511、521に近い側に配置される保持ピンHPは、半導体モジュール2に近い側のバスバー(本実施形態においては、低電位バスバー52)を保持することとなる。
高電位バスバー51と低電位バスバー52との積層領域において、最も半導体側端子511、521に近い側において、Y方向により突出したバスバー(本実施形態においては、低電位バスバー52)を保持することで、効果的にバスバーの変形を抑制することができる。
Of the plurality of pin insertion holes 516 and 526, the pin insertion holes 516 and 526 formed on the side closest to the semiconductor side terminals 511 and 521 in the laminated region of the high potential bus bar 51 and the low potential bus bar 52 are in the Z direction. , The pin insertion hole 526 formed in the bus bar (low potential bus bar 52 in this embodiment) on the side far from the semiconductor module 2. That is, the holding pin HP arranged on the side closer to the semiconductor side terminals 511 and 521 in the Y direction holds the bus bar on the side closer to the semiconductor module 2 (in the present embodiment, the low potential bus bar 52). ..
By holding the bus bar (in this embodiment, the low potential bus bar 52) protruding in the Y direction on the side closest to the semiconductor side terminals 511 and 521 in the laminated region of the high potential bus bar 51 and the low potential bus bar 52. , The deformation of the bus bar can be effectively suppressed.
図39〜図42に示すごとく、Y方向において、コンデンサ側端子512、522に近い位置に形成されたピン挿通孔516、526の少なくとも一部は、Y方向に重なるコンデンサ側端子512、522が設けられたバスバーと同じバスバーに形成されている。つまり、コンデンサ側高電位端子512に対して、Y方向に近接すると共にY方向に重なる位置にあるピン挿通孔の少なくとも一つは、低電位バスバー52の低電位本体部520に形成されたピン挿通孔526となっている。逆に、コンデンサ側低電位端子522に対して、Y方向に近接すると共にY方向に重なる位置にあるピン挿通孔の少なくとも一つは、高電位バスバー51の高電位本体部510に形成されたピン挿通孔516となっている。
それゆえ、当該ピン挿通孔に挿通される保持ピンが、Y方向に近接すると共にY方向に重なる位置にあるコンデンサ側端子を持つバスバーとは異なるバスバーに当接できるような構成となっている。
As shown in FIGS. 39 to 42, at least a part of the pin insertion holes 516 and 526 formed at positions close to the capacitor side terminals 512 and 522 in the Y direction are provided with capacitor side terminals 512 and 522 overlapping in the Y direction. It is formed in the same bus bar as the bus bar. That is, at least one of the pin insertion holes located close to the high potential terminal 512 on the capacitor side in the Y direction and overlapping in the Y direction is a pin insertion formed in the low potential main body portion 520 of the low potential bus bar 52. It is a hole 526. On the contrary, at least one of the pin insertion holes located close to the low potential terminal 522 on the capacitor side in the Y direction and overlapping in the Y direction is a pin formed in the high potential main body 510 of the high potential bus bar 51. The insertion hole is 516.
Therefore, the holding pin inserted through the pin insertion hole is configured to be able to come into contact with a bus bar different from the bus bar having a capacitor-side terminal located close to the Y direction and overlapping in the Y direction.
モールド部54の成形時にはコンデンサ側端子512、522を保持しながら樹脂を流すことが好ましい。その場合、高電位本体部510及び低電位本体部520については、コンデンサ側端子512、522と近接する位置において、そのコンデンサ側端子512、522のバスバーと同じバスバーを保持するよりも、他のバスバーの方を保持したほうがバスバー全体を安定して保持しやすい。すなわち、コンデンサ側高電位端子512の近傍においては、低電位バスバー52を保持した方がよい。一方、コンデンサ側低電位端子522の近傍においては、高電位バスバー51を保持した方がよい。それゆえ、上記のようなピン挿通孔516、526の配置としている。
When molding the mold portion 54, it is preferable to flow the resin while holding the capacitor side terminals 512 and 522. In that case, the high-potential main body 510 and the low-potential main body 520 are located close to the capacitor-side terminals 512 and 522, rather than holding the same bus bar as the capacitor-side terminals 512 and 522. It is easier to hold the entire busbar stably if you hold the one. That is, it is preferable to hold the low potential bus bar 52 in the vicinity of the high potential terminal 512 on the capacitor side. On the other hand, it is preferable to hold the high potential bus bar 51 in the vicinity of the low potential terminal 522 on the capacitor side. Therefore, the pin insertion holes 516 and 526 are arranged as described above.
図42に示すごとく、バスバー51、52の積層領域において、互いに隣り合うピン挿通孔の少なくとも一部は、異なるバスバーに形成されたピン挿通孔となっている。すなわち、図42に示すごとく、Z方向から見たとき、2つのバスバー51、52に形成された複数のピン挿通孔516、526は、格子状に配列されているが、特定のピン挿通孔に着目したとき、当該ピン挿通孔に対していずれかの方向に隣り合うピン挿通孔は、当該ピン挿通孔とは異なるバスバーに形成されたピン挿通孔となるように、配列されている。すなわち、例えば、高電位バスバー51に形成されたピン挿通孔516が、X方向からもY方向からも、高電位バスバー51に形成されたピン挿通孔516に隣接して囲まれている状態とはならないようにしてある。同様に、低電位バスバー52に形成されたピン挿通孔526が、X方向からもY方向からも、低電位バスバー52に形成されたピン挿通孔526に隣接して囲まれている状態とはならないようにしてある。
これにより、モールド部54の成形時において、高電位バスバー51及び低電位バスバー52の双方を、安定して固定しておくことが容易となる。
As shown in FIG. 42, in the laminated region of the bus bars 51 and 52, at least a part of the pin insertion holes adjacent to each other is pin insertion holes formed in different bus bars. That is, as shown in FIG. 42, when viewed from the Z direction, the plurality of pin insertion holes 516 and 526 formed in the two bus bars 51 and 52 are arranged in a grid pattern, but are arranged in a specific pin insertion hole. When focused, the pin insertion holes adjacent to the pin insertion hole in either direction are arranged so as to be pin insertion holes formed in a bus bar different from the pin insertion hole. That is, for example, the state in which the pin insertion hole 516 formed in the high-potential bus bar 51 is surrounded adjacent to the pin insertion hole 516 formed in the high-potential bus bar 51 from both the X direction and the Y direction. I try not to be. Similarly, the pin insertion hole 526 formed in the low-potential bus bar 52 is not surrounded adjacent to the pin insertion hole 526 formed in the low-potential bus bar 52 from either the X direction or the Y direction. It is done like this.
As a result, it becomes easy to stably fix both the high-potential bus bar 51 and the low-potential bus bar 52 at the time of molding the mold portion 54.
高電位バスバー51のコンデンサ側高電位端子512は、低電位本体部520のY方向の端縁よりも突出している。また、低電位バスバー52のコンデンサ側低電位端子522は、高電位本体部510のY方向の端縁よりも突出している。そして、コンデンサ側高電位端子512とコンデンサ側低電位端子522とは、X方向を向いた側面同士が対向している。
これにより、コンデンサ側高電位端子512と低電位バスバー52との間、及び、コンデンサ側低電位端子522と高電位バスバー51との間の絶縁を図るとともに、コンデンサ側高電位端子512とコンデンサ側低電位端子522との間の磁束打ち消し効果による低インダクタンス化を図ることができる。
The capacitor-side high-potential terminal 512 of the high-potential bus bar 51 protrudes from the Y-direction end edge of the low-potential main body 520. Further, the capacitor-side low-potential terminal 522 of the low-potential bus bar 52 protrudes from the end edge of the high-potential main body 510 in the Y direction. The high-potential terminal 512 on the capacitor side and the low-potential terminal 522 on the capacitor side face each other on the side surfaces facing the X direction.
As a result, insulation is achieved between the high potential terminal 512 on the capacitor side and the low potential bus bar 52 and between the low potential terminal 522 on the capacitor side and the high potential bus bar 51, and the high potential terminal 512 on the capacitor side and the low potential on the capacitor side are low. It is possible to reduce the inductance by the effect of canceling the magnetic flux between the potential terminal 522 and the potential terminal 522.
高電位バスバー51の半導体側高電位端子511及び低電位バスバー52の半導体側低電位端子521は、それぞれ、半導体モジュール2のパワー端子22に対して両面に配置されて溶接されている(図5参照)。また、図42に示すごとく、半導体側高電位端子511及び半導体側低電位端子521は、それぞれ千鳥配置となっている。すなわち、共通のパワー端子22に接続される半導体側端子511、521は、X方向から見たとき、互いに重ならないように配置されている。これにより、バスバー51、52の製造コストを低減しやすい。すなわち、例えば1枚の金属板を切り曲げすることにより、バスバー51,52における半導体側端子511、521を形成するにあたり、製造容易であり、材料コストを低減しやすい。また、半導体側端子511、521を、千鳥配置とせず、互いにX方向に対向する位置に設けたとすると、少なくとも半導体側端子511、521の長さを合わせた分の距離を、隣り合う分岐部514、524の間に確保する必要が生じる。そうすると、バスバー51、52の大型化を招くこととなる。これに対して、半導体側端子511、521を、千鳥配置とすることにより、バスバー51、52の小型化を容易に図ることができる。
また、パワー端子22に対して両面に、半導体側端子511、521を配置とすることで、接合部における発熱を分散させることが可能となる。
The semiconductor-side high-potential terminal 511 of the high-potential bus bar 51 and the semiconductor-side low-potential terminal 521 of the low-potential bus bar 52 are respectively arranged and welded to the power terminal 22 of the semiconductor module 2 on both sides (see FIG. 5). ). Further, as shown in FIG. 42, the semiconductor-side high-potential terminal 511 and the semiconductor-side low-potential terminal 521 are staggered, respectively. That is, the semiconductor side terminals 511 and 521 connected to the common power terminal 22 are arranged so as not to overlap each other when viewed from the X direction. This makes it easy to reduce the manufacturing costs of the bus bars 51 and 52. That is, for example, when forming the semiconductor side terminals 511 and 521 in the bus bars 51 and 52 by cutting and bending one metal plate, it is easy to manufacture and the material cost can be easily reduced. Further, assuming that the semiconductor side terminals 511 and 521 are provided at positions facing each other in the X direction without being arranged in a staggered manner, the distance of at least the combined lengths of the semiconductor side terminals 511 and 521 is set to the adjacent branch portions 514. It will be necessary to secure between 524. Then, the bus bars 51 and 52 will be increased in size. On the other hand, by arranging the semiconductor side terminals 511 and 521 in a staggered manner, it is possible to easily reduce the size of the bus bars 51 and 52.
Further, on both sides to the power terminal 22, by the arrangement of the semiconductor side pin 511 and 521, it is possible to disperse the heat generated at the joint.
図42に示すごとく、Y方向において最も半導体側低電位端子521に近い位置に配置される半導体側高電位端子511と、Y方向において最も半導体側高電位端子511に近い位置に配置される半導体側低電位端子521とは、Y方向に対向していない。つまり、これらの半導体側端子511、521は、互いにX方向にもY方向にもずれている。
これにより、半導体側高電位端子511と半導体側低電位端子521との間の絶縁を確保している。なお、半導体側端子511、521は、パワー端子22とX方向に対向することにより、磁束の打ち消し効果による低インダクタンス化が図られている。その一方で、半導体側高電位端子511と半導体側低電位端子521とは、互いにX方向にもY方向にも対向しないように配置することで、絶縁距離を確保している。これらによって、低インダクタンス化と絶縁性との両立を図っている。
As shown in FIG. 42, the semiconductor side high potential terminal 511 arranged at the position closest to the semiconductor side low potential terminal 521 in the Y direction and the semiconductor side arranged at the position closest to the semiconductor side high potential terminal 511 in the Y direction. It does not face the low potential terminal 521 in the Y direction. That is, these semiconductor-side terminals 511 and 521 are displaced from each other in the X direction and the Y direction.
As a result, insulation between the semiconductor-side high-potential terminal 511 and the semiconductor-side low-potential terminal 521 is ensured. The semiconductor side terminals 511 and 521 face the power terminal 22 in the X direction to reduce the inductance due to the effect of canceling the magnetic flux. On the other hand, the semiconductor side high potential terminal 511 and the semiconductor side low potential terminal 521 are arranged so as not to face each other in the X direction and the Y direction, thereby ensuring an insulation distance. Through these measures, both low inductance and insulation are achieved.
共通のパワー端子22に接続される半導体側端子511、521は、それぞれ3本以上配置されている。すなわち、一つのパワー端子22における一方の主面に、1本以上の半導体側端子511、521が接続され、他方の主面に、2本以上の半導体側端子511、521が接続されている(図5参照)。これにより、パワー端子22を、その両主面から、安定して半導体側端子511、521に挟持させることができ、溶接作業等を容易に行うことができる。なお、共通のパワー端子22に接続される半導体側端子511、521を、2本としてもよい。ただし、この場合は、挟んだパワー端子22が、その突出方向を軸にしたねじれの方向に姿勢がずれる可能性があり、安定性の観点で不利になりやすい。それゆえ、1本のパワー端子22を、3本以上の半導体側端子511、521にて支持することで、安定した支持を実現しやすい。
Three or more semiconductor-side terminals 511 and 521 connected to the common power terminal 22 are arranged. That is, one or more semiconductor side terminals 511 and 521 are connected to one main surface of one power terminal 22, and two or more semiconductor side terminals 511 and 521 are connected to the other main surface ( (See FIG. 5). As a result, the power terminal 22 can be stably sandwiched between the semiconductor side terminals 511 and 521 from both main surfaces thereof, and welding work and the like can be easily performed. The semiconductor side terminals 511 and 521 connected to the common power terminal 22 may be two. However, in this case, the sandwiched power terminal 22 may be displaced in the twisting direction about the protruding direction thereof, which tends to be disadvantageous from the viewpoint of stability. Therefore, by supporting one power terminal 22 with three or more semiconductor-side terminals 511 and 521, stable support can be easily realized.
Z方向から見たとき、奇数の半導体側高電位端子511と偶数の半導体側低電位端子521とがY方向に並んで配置されている列と、偶数の半導体側高電位端子511と奇数の半導体側低電位端子521とがY方向に並んで配置されている列とがある。前者の列と後者の列とは、X方向に交互に並んでいる。
Z方向から見たとき、半導体側高電位端子511及び半導体側低電位端子521が形成される領域において、低電位バスバー52には、Z方向に貫通する開口部が形成されている。
When viewed from the Z direction, an odd-numbered semiconductor-side high-potential terminal 511 and an even-numbered semiconductor-side low-potential terminal 521 are arranged side by side in the Y-direction, and an even-numbered semiconductor-side high-potential terminal 511 and an odd-numbered semiconductor. There is a row in which the side low potential terminals 521 are arranged side by side in the Y direction. The former row and the latter row are arranged alternately in the X direction.
When viewed from the Z direction, the low potential bus bar 52 is formed with an opening penetrating in the Z direction in the region where the semiconductor side high potential terminal 511 and the semiconductor side low potential terminal 521 are formed.
高電位バスバー51と低電位バスバー52とは、低電位本体部520が高電位本体部510よりも半導体モジュール2に近い側となるように、積層されている。そして、低電位本体部520の主面が、Z方向において半導体モジュール2に対向している。そのZ方向における低電位本体部520と半導体モジュール2とが対向する位置に、半導体モジュール2の上アーム側のヒートシンク(すなわち、正極ヒートシンク24P及び上アーム交流ヒートシンク24AP)が配置されている(図18参照)。
The high-potential bus bar 51 and the low-potential bus bar 52 are laminated so that the low-potential main body 520 is closer to the semiconductor module 2 than the high-potential main body 510. The main surface of the low-potential main body 520 faces the semiconductor module 2 in the Z direction. A heat sink on the upper arm side of the semiconductor module 2 (that is, a positive electrode heat sink 24P and an upper arm AC heat sink 24AP) is arranged at a position where the low potential main body portion 520 and the semiconductor module 2 face each other in the Z direction (FIG. 18). reference).
分岐部514、524からの半導体側端子511、512の曲げ方向は、半導体モジュール2が配される側とは反対側にとなっている。
これにより、半導体側端子511、521の根元部分に形成される曲面が、半導体モジュール2側の面に形成される。この曲面が、X方向における積層公差によるパワー端子22の位置ずれを吸収するガイド機構となる。また、パワー端子22と半導体側端子511、521とを接合する際に、半導体モジュール2と反対側から溶接具等をアクセスさせることができる。そのため、接合作業が容易となりやすい。
The bending direction of the semiconductor side terminals 511 and 512 from the branch portions 514 and 524 is opposite to the side on which the semiconductor module 2 is arranged.
As a result, the curved surface formed at the root portion of the semiconductor side terminals 511 and 521 is formed on the surface on the semiconductor module 2 side. This curved surface serves as a guide mechanism for absorbing the misalignment of the power terminal 22 due to the stacking tolerance in the X direction. Further, when joining the power terminal 22 and the semiconductor side terminals 511 and 521, the welding tool or the like can be accessed from the side opposite to the semiconductor module 2. Therefore, the joining work tends to be easy.
図39、図46に示すごとく、中継バスバー53と低電位バスバー52とは、主面よりも面積の小さい側面同士で対向配置されている。そして、低電位バスバー52の主面は、高電位バスバー51と対向配置されている。このような、高電位バスバー51と低電位バスバー52と中継バスバー53との配置関係とすることにより、全体として、電流が逆向きに流れる対向部分を増やすことができる。それゆえ、バスバアッシー5全体としての低インダクタンスに寄与することができる。
As shown in FIGS. 39 and 46, the relay bus bar 53 and the low-potential bus bar 52 are arranged so as to face each other on the side surfaces having a smaller area than the main surface. The main surface of the low-potential bus bar 52 is arranged to face the high-potential bus bar 51. By having such an arrangement relationship between the high-potential bus bar 51, the low-potential bus bar 52, and the relay bus bar 53, it is possible to increase the number of facing portions through which the current flows in the opposite directions as a whole. Therefore, it can contribute to the low inductance of the bus bus assembly 5 as a whole.
モールド部54において、高電位バスバー51と低電位バスバー52との間に介在している中間樹脂層よりも、Z方向における、高電位バスバー51と低電位バスバー52との積層部の外側の樹脂層のほうが薄い。
これにより、樹脂を固める冷却時に、樹脂によってバスバー51、52は応力を受ける。上記の厚み関係によって、外側から内側への応力を内側から外側への応力よりも大きくすることができ、積層された高電位バスバー51と低電位バスバー52とが離間しすぎることを防ぐことができる。
In the mold portion 54, the resin layer outside the laminated portion of the high-potential bus bar 51 and the low-potential bus bar 52 in the Z direction, rather than the intermediate resin layer interposed between the high-potential bus bar 51 and the low-potential bus bar 52. Is thinner.
As a result, the bus bars 51 and 52 are stressed by the resin when the resin is cooled. Due to the thickness relationship described above, the stress from the outside to the inside can be made larger than the stress from the inside to the outside, and it is possible to prevent the stacked high-potential bus bars 51 and the low-potential bus bars 52 from being too far apart. ..
<半導体モジュール>
次に、半導体モジュール2の構造について説明する。図71に示すごとく、本形態の半導体モジュール2は、4個の半導体素子20を有する。半導体素子20には、上アームに配された上アーム半導体素子20Hと、下アームに配された下アーム半導体素子20Lとがある。本形態では、2個の上アーム半導体素子20HA,20HBを互いに並列に接続すると共に、2個の下アーム半導体素子20LA,20LBを互いに並列に接続してある。
<Semiconductor module>
Next, the structure of the semiconductor module 2 will be described. As shown in FIG. 71, the semiconductor module 2 of this embodiment has four semiconductor elements 20. The semiconductor element 20 includes an upper arm semiconductor element 20 H arranged on the upper arm and a lower arm semiconductor element 20 L arranged on the lower arm. In this embodiment, two upper arm semiconductor elements 20 HA and 20 HB are connected in parallel to each other, and two lower arm semiconductor elements 20 LA and 20 LB are connected in parallel to each other.
半導体素子20は、IGBT201と、該IGBT201に逆並列接続されたフリーホイールダイオード202とを備える。本形態の半導体素子20は、IGBT201とフリーホイールダイオード202とを1チップ化した、いわゆるRC−IGBT(Reverse Conducting IGBT)である。本形態では、4枚のRC−IGBTを1パッケージにしてモールドすることにより、半導体モジュール2全体の電流容量を高くしている。
The semiconductor element 20 includes an IGBT 201 and a freewheel diode 202 connected in antiparallel to the IGBT 201. The semiconductor element 20 of this embodiment is a so-called RC-IGBT (Reverse Conducting IGBT) in which the IGBT 201 and the freewheel diode 202 are integrated into one chip. In this embodiment, the current capacity of the entire semiconductor module 2 is increased by molding four RC-IGBTs into one package.
図52、図56、図58、図70に示すごとく、半導体モジュール2は、上記半導体素子20を内蔵するモジュール本体部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、直流電圧が加わる正極端子22Pおよび負極端子22Nと、交流端子22Aとがある。図71に示すごとく、正極端子22Pは、上アーム半導体素子20Hのコレクタ電極28Cに接続しており、負極端子22Nは、下アーム半導体素子20Lのエミッタ電極28Eに接続している。また、交流端子22Aは、上アーム半導体素子20Hのエミッタ電極28E、及び下アーム半導体素子20Lのコレクタ電極28Cに接続している。
As shown in FIGS. 52, 56, 58, and 70, the semiconductor module 2 includes a module main body 21 incorporating the semiconductor element 20, a power terminal 22 protruding from the module main body 21, and a control terminal 23. To be equipped with. The power terminal 22 includes a positive electrode terminal 22 P and a negative electrode terminal 22 N to which a DC voltage is applied, and an AC terminal 22 A. As shown in FIG. 71, the positive electrode terminal 22 P is connected to the collector electrode 28 C of the upper arm semiconductor element 20 H , and the negative electrode terminal 22 N is connected to the emitter electrode 28 E of the lower arm semiconductor element 20 L. There is. Further, the AC terminal 22 A is connected to the emitter electrode 28 E of the upper arm semiconductor element 20 H and the collector electrode 28 C of the lower arm semiconductor element 20 L.
制御端子23には、カソード端子23Kと、アノード端子23Aと、ゲート端子23Gと、センス端子23Sと、エミッタ端子23Eとがある。アノード端子23A及びカソード端子23Kは、半導体素子20に設けられた感温ダイオード203に接続している。この感温ダイオード203を用いて、半導体素子20の温度を測定するよう構成されている。ゲート端子23Gはゲート電極28Gに接続し、エミッタ端子23Eはエミッタ電極28Eに接続している。センス端子23Sは、半導体素子20のセンス電極28Sに接続している。半導体素子20を流れる電流の一部をセンス端子23Sから取り出して、測定するよう構成されている。
The control terminal 23 includes a cathode terminal 23 K , an anode terminal 23 A , a gate terminal 23 G , a sense terminal 23 S, and an emitter terminal 23 E. The anode terminal 23 A and the cathode terminal 23 K are connected to a temperature sensitive diode 203 provided in the semiconductor element 20. The temperature sensitive diode 203 is used to measure the temperature of the semiconductor element 20. The gate terminal 23 G is connected to the gate electrode 28 G , and the emitter terminal 23 E is connected to the emitter electrode 28 E. The sense terminal 23 S is connected to the sense electrode 28 S of the semiconductor element 20. A part of the current flowing through the semiconductor element 20 is taken out from the sense terminal 23 S and measured.
図51〜図54に示すごとく、半導体モジュール2は、複数のヒートシンク24を備える。ヒートシンク24には、正極ヒートシンク24Pと、負極ヒートシンク24Nと、交流ヒートシンク24A(24AP,24AN)とがある。正極ヒートシンク24Pは、上アーム半導体素子20Hのコレクタ電極28Cに電気接続している。正極ヒートシンク24Pから、正極端子22Pが突出している。また、負極ヒートシンク24Nは、下アーム半導体素子20Lのエミッタ電極28Eに電気接続している。負極ヒートシンク24Nから、負極端子22Nが突出している。
As shown in FIGS. 51 to 54, the semiconductor module 2 includes a plurality of heat sinks 24. The heat sink 24 includes a positive electrode heat sink 24 P , a negative electrode heat sink 24 N, and an AC heat sink 24 A (24 AP , 24 AN ). The positive electrode heat sink 24 P is electrically connected to the collector electrode 28 C of the upper arm semiconductor element 20 H. The positive electrode terminal 22 P protrudes from the positive electrode heat sink 24 P. Further, the negative electrode heat sink 24 N is electrically connected to the emitter electrode 28 E of the lower arm semiconductor element 20 L. The negative electrode terminal 22 N protrudes from the negative electrode heat sink 24 N.
交流ヒートシンク24Aには、上アーム交流ヒートシンク24APと、下アーム交流ヒートシンク24ANとがある。上アーム交流ヒートシンク24APは、上アーム半導体素子20Hのエミッタ電極28Eに電気接続し、下アーム交流ヒートシンク24ANは、下アーム半導体素子20Lのコレクタ電極28Cに電気接続している。下アーム交流ヒートシンク24ANから、交流端子22Aが突出している。上アーム交流ヒートシンク24APと下アーム交流ヒートシンク24ANとは、ヒートシンク接続部25において互いに接続している。
The AC heat sink 24 A includes an upper arm AC heat sink 24 AP and a lower arm AC heat sink 24 AN . The upper arm AC heat sink 24 AP is electrically connected to the emitter electrode 28 E of the upper arm semiconductor element 20 H , and the lower arm AC heat sink 24 AN is electrically connected to the collector electrode 28 C of the lower arm semiconductor element 20 L. The AC terminal 22 A protrudes from the lower arm AC heat sink 24 AN . The upper arm AC heat sink 24 AP and the lower arm AC heat sink 24 AN are connected to each other at the heat sink connection portion 25.
また、図54、図62〜図69に示すごとく、ヒートシンク24N,24APと半導体素子20との間には、ターミナル291(金属ブロック)が配されている。図54に示すごとく、ターミナル291とヒートシンク24N,24APとの間には、これらを接続するはんだ292が介在している。ターミナル291と半導体素子20の間、および半導体素子20とヒートシンク24P,24ANとの間にも、はんだ292が介在している。
Further, as shown in FIGS. 54 and 62 to 69, a terminal 291 (metal block) is arranged between the heat sinks 24 N and 24 AP and the semiconductor element 20. As shown in FIG. 54, a solder 292 connecting the terminals 291 and the heat sinks 24 N and 24 APs is interposed. Solder 292 is also interposed between the terminal 291 and the semiconductor element 20 and between the semiconductor element 20 and the heat sinks 24 P and 24 AN .
また、図53に示すごとく、正極ヒートシンク24Pと下アーム交流ヒートシンク24ANには、それぞれ2本のリード端249が形成されている。これらのリード端249は、モジュール本体部21(図52参照)から突出している。
Further, as shown in FIG. 53, two lead ends 249 are formed on the positive electrode heat sink 24 P and the lower arm AC heat sink 24 AN , respectively. These lead ends 249 protrude from the module main body 21 (see FIG. 52).
また、図54に示すごとく、個々の半導体素子20には、ゲート電極28Gやセンス電極28S(図71参照)等に導通する、複数のパッド280が形成されている。これらのパッド280と制御端子23とは、図示しないワイヤによって接続されている。
Further, as shown in FIG. 54, a plurality of pads 280 that conduct with the gate electrode 28 G , the sense electrode 28 S (see FIG. 71), and the like are formed in each semiconductor element 20. These pads 280 and the control terminal 23 are connected by a wire (not shown).
図55に示すごとく、4個の半導体素子20は、Y方向に配列している。2個の上アーム半導体素子20HA,20HBのY方向間隔LHHと、2個の下アーム半導体素子20LA,20LBのY方向間隔LLLとは、互いに等しい。また、これらの間隔LHH,LLLは、上アーム半導体素子20HAと下アーム半導体素子20LBとのY方向間隔LHLよりも狭い。本形態ではこのように、互いに並列に接続された2個の上アーム半導体素子20HA,20HBの間隔LHH及び2個の下アーム半導体素子20LA,20LBの間隔LLLを狭くしている。これにより、個々の上アーム半導体素子20HA,20HBからヒートシンク接続部25までの距離の差を小さくすると共に、個々の下アーム半導体素子20LA,20LBからヒートシンク接続部25までの距離の差を小さくしている。このようにすると、個々の上アーム半導体素子20HA,20HBとヒートシンク接続部25との間に寄生するインダクタンスの差を低減できると共に、個々の下アーム半導体素子20LA,20LBとヒートシンク接続部25との間に寄生するインダクタンスの差を低減できる。そのため、インダクタンスが原因となって生じる電流のアンバランスや、ゲート電極28G(図71参照)に加わる電圧の発振を抑制できる。
As shown in FIG. 55, the four semiconductor elements 20 are arranged in the Y direction. The Y-direction spacing L HH of the two upper arm semiconductor elements 20 HA and 20 HB and the Y-direction spacing L LL of the two lower arm semiconductor elements 20 LA and 20 LB are equal to each other. These spacing L HH, L LL is smaller than the Y-direction distance L HL between the upper arm semiconductor element 20 HA and the lower arm semiconductor devices 20 LB. As this, in this embodiment, by narrowing the two upper arms semiconductor device 20 HA, 20 HB distance L HH and two lower arm semiconductor devices 20 LA, 20 intervals L LL of LB of which are connected in parallel with each other There is. As a result, the difference in distance from the individual upper arm semiconductor elements 20 HA and 20 HB to the heat sink connection portion 25 is reduced, and the difference in distance from the individual lower arm semiconductor elements 20 LA and 20 LB to the heat sink connection portion 25 is reduced. Is made smaller. In this way, the difference in inductance parasitic between the individual upper arm semiconductor elements 20 HA , 20 HB and the heat sink connection portion 25 can be reduced, and the individual lower arm semiconductor elements 20 LA , 20 LB and the heat sink connection portion can be reduced. It is possible to reduce the difference in the inductance that is parasitic on the 25. Therefore, the imbalance of the current caused by the inductance and the oscillation of the voltage applied to the gate electrode 28 G (see FIG. 71) can be suppressed.
また、図55に示すごとく、半導体モジュール2の厚さ方向(X方向)から見たとき、個々の半導体素子20の、パッド280を設けた側の側面209は、Z方向における位置が略等しくなっている。このようにすると、全ての半導体素子20について、パッド280から制御端子23までの距離を等しくすることができ、パッド280と制御端子23との間に寄生するインダクタンスを均等にすることができる。また、上記構成にすると、パッド280と制御端子23とを接続する配線部材(すなわちワイヤ)を統一しやすくなり、組付性(すなわちパッド280と制御端子23との接続容易性)を向上させることができる。
Further, as shown in FIG. 55, when viewed from the thickness direction (X direction) of the semiconductor module 2, the positions of the side surface 209 of each semiconductor element 20 on the side where the pad 280 is provided are substantially equal in the Z direction. ing. In this way, the distances from the pad 280 to the control terminal 23 can be made equal for all the semiconductor elements 20, and the inductance parasitic between the pad 280 and the control terminal 23 can be made equal. Further, with the above configuration, it becomes easy to unify the wiring member (that is, the wire) that connects the pad 280 and the control terminal 23, and the assembling property (that is, the ease of connecting the pad 280 and the control terminal 23) is improved. Can be done.
また、上述したように、2個の上アーム半導体素子20HA,20HB、及び2個の下アーム半導体素子20LA,20LBはY方向に配列している。X方向から見たとき、2個の上アーム半導体素子20HA,20HBと、2個の下アーム半導体素子20LA,20LBは、その外縁形状が、中央に配されZ方向に延びる仮想直線MHLを中心に線対称となるように配されている。
4個の半導体素子20をY方向に配列させると、半導体モジュール2のY方向長さが長くなり、大型化しやすくなるが、上記構成にすることにより、半導体モジュール2全体の応力バランスをとることが可能になる。
Further, as described above, the two upper arm semiconductor elements 20 HA and 20 HB and the two lower arm semiconductor elements 20 LA and 20 LB are arranged in the Y direction. When viewed from the X direction, the two upper arm semiconductor elements 20 HA and 20 HB and the two lower arm semiconductor elements 20 LA and 20 LB have their outer edge shapes arranged in the center and extend in the Z direction. It is arranged so as to be line-symmetrical with respect to M HL .
When the four semiconductor elements 20 are arranged in the Y direction, the length of the semiconductor module 2 in the Y direction becomes long and it becomes easy to increase the size. However, with the above configuration, the stress balance of the entire semiconductor module 2 can be achieved. It will be possible.
また、上記4個のヒートシンク24P,24N,24AP,24ANは、モジュール本体部21から露出する露出面SE(図70参照)を有する。2個の上アーム半導体素子20HA,20HBは、正極ヒートシンク24Pの露出面SEの、Y方向における中心に配された仮想直線MHHに対して、位置が線対称となるよう配されている。同様に、2個の下アーム半導体素子20LA,20LBは、負極ヒートシンク24Nの露出面SEの、Y方向における中心に配された仮想直線MLLに対して、位置が線対称となるよう配されている。
このようにすると、ヒートシンク24内での応力バランスを確保できるとともに、2個の上アーム半導体素子20HA,20HB間の放熱性能、及び2個の下アーム半導体素子20LA,20LB間の放熱性能を略等しくすることができる。そのため、個々の半導体素子20を均等に冷却できる。仮に、2個の上アーム半導体素子20H同士、及び2個の下アーム半導体素子20L同士が線対称となる位置に配されていなかったとすると、どちらか一方の半導体素子20の熱引きが特に良い状況が生まれやすくなり、2個の半導体素子20を均等に冷却しにくくなるが、これらを線対称となる位置に配置することにより、2個の半導体素子20を均等に冷却することができる。特に、本形態では半導体素子20内に発熱量が大きいIGBT201を設けているため、個々の半導体素子20を均等に冷却できるようにした効果は大きい。
Further, the four heat sinks 24 P , 24 N , 24 AP , and 24 AN have an exposed surface SE (see FIG. 70) exposed from the module main body 21. Two upper arm semiconductor element 20 HA, 20 HB, the exposed surface S E of the cathode heat sink 24 P, with respect to the imaginary straight line M HH arranged in the center in the Y direction, are arranged such that the position is line symmetry ing. Similarly, two of the lower arm semiconductor devices 20 LA, 20 LB is the exposed surface S E of the negative electrode sink 24 N, with respect to the imaginary straight line M LL arranged in the center in the Y direction, the position is line symmetry It is arranged.
In this way, the stress balance in the heat sink 24 can be ensured, the heat dissipation performance between the two upper arm semiconductor elements 20 HA and 20 HB , and the heat dissipation between the two lower arm semiconductor elements 20 LA and 20 LB. Performance can be made approximately equal. Therefore, the individual semiconductor elements 20 can be cooled uniformly. Assuming that the two upper arm semiconductor elements 20 H and the two lower arm semiconductor elements 20 L are not arranged at positions that are line-symmetrical, the heat drawing of one of the semiconductor elements 20 is particularly high. A good situation is likely to occur, and it becomes difficult to uniformly cool the two semiconductor elements 20, but by arranging them at positions that are line-symmetrical, the two semiconductor elements 20 can be cooled evenly. In particular, in this embodiment, since the IGBT 201 having a large heat generation amount is provided in the semiconductor element 20, the effect of making it possible to uniformly cool the individual semiconductor elements 20 is great.
また、図55に示すごとく、X方向から見たときに、Y方向における2個の上アーム半導体素子20H間の距離LHH,および2個の下アーム半導体素子20L間の距離LLLは、Y方向における半導体素子20からモジュール本体部21の端部211までの距離Dよりも長い。
このようにすると、モジュール本体部21全体のY方向長さを短くすることができる。また、上記距離LHH,LLLが長いため、2個の半導体素子20間(20HA,20HB間、及び20LA,20LB間)の放熱性を確保できる。また、上記距離LHH,LLLを長くすると、2個の半導体素子20間に存在する、モジュール本体部21を構成する樹脂と、ヒートシンク24との接触面積を大きくすることができ、これら樹脂とヒートシンク24との密着力を高めることができる。したがって、半導体素子20をモールド成形したときに、2個の半導体素子20の間に存在する樹脂が収縮しても、樹脂がヒートシンク24から剥離する不具合を抑制できる。
Further, as shown in FIG. 55, when viewed from the X direction, the distance L HH between the two upper arm semiconductor elements 20 H and the distance L LL between the two lower arm semiconductor elements 20 L in the Y direction are , The distance D from the semiconductor element 20 to the end 211 of the module body 21 in the Y direction is longer.
In this way, the length of the entire module main body 21 in the Y direction can be shortened. Further, since the distances L HH and L LL are long, heat dissipation between the two semiconductor elements 20 (between 20 HA and 20 HB and between 20 LA and 20 LB ) can be ensured. Further, by increasing the distances L HH and L LL , the contact area between the resin constituting the module main body 21 existing between the two semiconductor elements 20 and the heat sink 24 can be increased, and these resins can be used. The adhesion with the heat sink 24 can be increased. Therefore, when the semiconductor element 20 is molded, even if the resin existing between the two semiconductor elements 20 shrinks, the defect that the resin peels off from the heat sink 24 can be suppressed.
また、図51、図55に示すごとく、上アーム交流ヒートシンク24AP、及び負極ヒートシンク24Nには、切欠部248が形成されている。図55に示すごとく、上アーム半導体素子20Hは、Y方向において、上アーム交流ヒートシンク24APの両端にそれぞれ形成された切欠部248の間に配されている。また、下アーム半導体素子20Lは、Y方向において、負極ヒートシンク24Nの両端にそれぞれ形成された切欠部248の間に配されている。
このようにすると、ヒートシンク24AP,24Nの側面245,246からY方向に離れた位置に、半導体素子20を配置することができる。そのため、側面245,246と半導体素子20との間に存在する樹脂と、ヒートシンク24との接触面積を増やすことができ、これらの密着力を高めることができる。したがって、半導体モジュール2の温度変化に伴って上記樹脂が膨張したり収縮したりしても、この樹脂がヒートシンク24から剥離しにくくなる。
Further, as shown in FIGS. 51 and 55, a notch 248 is formed in the upper arm AC heat sink 24 AP and the negative electrode heat sink 24 N. As shown in FIG. 55, the upper arm semiconductor element 20 H is arranged between notches 248 formed at both ends of the upper arm AC heat sink 24 AP in the Y direction. Further, the lower arm semiconductor element 20 L is arranged between the notches 248 formed at both ends of the negative electrode heat sink 24 N in the Y direction.
In this way, the semiconductor element 20 can be arranged at a position separated from the side surfaces 245 and 246 of the heat sinks 24 AP and 24 N in the Y direction. Therefore, the contact area between the resin existing between the side surfaces 245 and 246 and the semiconductor element 20 and the heat sink 24 can be increased, and the adhesion between them can be enhanced. Therefore, even if the resin expands or contracts as the temperature of the semiconductor module 2 changes, the resin is less likely to peel off from the heat sink 24.
また、図55に示すごとく、個々の半導体素子20は、Z方向における長さLZよりも、Y方向における長さLYの方が短い。
そのため、複数の半導体素子20をY方向に配列させて実装を容易に行えるようにしつつ、半導体モジュール2全体のY方向長さを短くすることができる。
Further, as shown in FIG. 55, the individual semiconductor elements 20, than the length L Z in the Z-direction, towards the length L Y in the Y-direction is short.
Therefore, the length of the entire semiconductor module 2 in the Y direction can be shortened while arranging a plurality of semiconductor elements 20 in the Y direction so that mounting can be easily performed.
また、本形態では図59に示すごとく、正極ヒートシンク24Pを、半導体モジュール2の厚さ方向(X方向)における一方側に配置し、負極ヒートシンク24Nを、X方向における他方側に配置してある。
そのため、正極ヒートシンク24Pに接続する上アーム半導体素子20Hと、負極ヒートシンク24Nに接続する下アーム半導体素子20Lとを、全て同じ向きに配置することができる。すなわち、全ての半導体素子20について、エミッタ電極28Eが形成された面を同じ側に向けることができる。そのため、半導体モジュール2を容易に製造することが可能になる。
Further, in this embodiment, as shown in FIG. 59, the positive electrode heat sink 24 P is arranged on one side in the thickness direction (X direction) of the semiconductor module 2, and the negative electrode heat sink 24 N is arranged on the other side in the X direction. is there.
Therefore, the upper arm semiconductor element 20 H connected to the positive electrode heat sink 24 P and the lower arm semiconductor element 20 L connected to the negative electrode heat sink 24 N can all be arranged in the same direction. That is, for all the semiconductor elements 20, the surface on which the emitter electrode 28 E is formed can be directed to the same side. Therefore, the semiconductor module 2 can be easily manufactured.
また、図55に示すごとく、負極端子22Nは、Y方向における、負極ヒートシンク24Nの、正極ヒートシンク24P側の端部から、Z方向へ突出している。また、負極ヒートシンク24Nには、負極端子22Nから、Y方向における正極ヒートシンク24Pを配した側とは反対側に向かうほど、Z方向において下アーム半導体素子20Lに近づく形状の負側傾斜部247Nが形成されている。
このようにすると、負極端子22Nを正極ヒートシンク24P(すなわち正極端子22P)に近づけることができるため、負極端子22Nと正極端子22Pとを通る電流のループ面積を小さくすることができる。また、負側傾斜部247Nを形成すると、2個の下アーム半導体素子20から、負極端子22Nへそれぞれ流れる電流を均等にしやすくなる。
Further, as shown in FIG. 55, the negative electrode terminal 22 N projects in the Z direction from the end portion of the negative electrode heat sink 24 N on the positive electrode heat sink 24 P side in the Y direction. Further, the negative electrode heat sink 24 N has a negative side inclination having a shape closer to the lower arm semiconductor element 20 L in the Z direction from the negative electrode terminal 22 N toward the side opposite to the side where the positive electrode heat sink 24 P is arranged in the Y direction. Part 247 N is formed.
In this way, the negative electrode terminal 22 N can be brought closer to the positive electrode heat sink 24 P (that is, the positive electrode terminal 22 P ), so that the loop area of the current passing through the negative electrode terminal 22 N and the positive electrode terminal 22 P can be reduced. .. Further, when the negative side inclined portion 247 N is formed, it becomes easy to equalize the currents flowing from the two lower arm semiconductor elements 20 to the negative electrode terminals 22 N , respectively.
また、本形態では、Y方向における、正極ヒートシンク24Pの、負極ヒートシンク24Nを配した側の端部から、正極端子22Pが突出している。さらに、Y方向における、負極ヒートシンク24Nの、正極ヒートシンク24Pを配した側の端部から、負極端子22Nが突出している。
そのため、正極端子22Pと負極端子22Nとを接近させることができる。これらの端子22P,22Nには互いに逆向きの電流が流れるため、接近させると、端子22P,22Nに寄生するインダクタンスを低減できる。
Further, in the present embodiment, the positive electrode terminal 22 P protrudes from the end of the positive electrode heat sink 24 P on the side where the negative electrode heat sink 24 N is arranged in the Y direction. Further, the negative electrode terminal 22 N protrudes from the end of the negative electrode heat sink 24 N in the Y direction on the side where the positive electrode heat sink 24 P is arranged.
Therefore, the positive electrode terminal 22 P and the negative electrode terminal 22 N can be brought close to each other. Since currents in opposite directions flow through these terminals 22 P and 22 N , the inductance parasitic on the terminals 22 P and 22 N can be reduced when they are brought close to each other.
また、負極ヒートシンク24Nには、負極端子22Nが形成されている隅部以外の隅部に、切欠部248を形成してある。また、Y方向において負極ヒートシンク24Nに隣り合う位置に配された、上アーム交流ヒートシンク24APには、全ての隅部に切欠部248を形成してある。
このようにすると、負極ヒートシンク24Nのうち、負極端子22Nが形成されている隅部に切欠部248を形成していないため、負極端子22Nを、より正極端子22Pに接近させることができる。そのため、これらの端子22N,22Pに寄生するインダクタンスを低減できる。
Further, the negative electrode heat sink 24 N is formed with a notch 248 at a corner other than the corner where the negative electrode terminal 22 N is formed. Further, the upper arm AC heat sink 24 AP, which is arranged adjacent to the negative electrode heat sink 24 N in the Y direction, has notches 248 formed at all corners.
In this way, since the notch 248 is not formed in the corner of the negative electrode heat sink 24 N where the negative electrode terminal 22 N is formed, the negative electrode terminal 22 N can be brought closer to the positive electrode terminal 22 P. it can. Therefore, the inductance parasitic on these terminals 22 N and 22 P can be reduced.
また、図55に示すごとく、正極ヒートシンク24Pには、正極端子22Pから、Y方向における、負極ヒートシンク24Nを配した側とは反対側に向かうほど、Z方向において上アーム半導体素子20Hに近づく形状の正側傾斜部247Pが形成されている。
このようにすると、正極端子22Pから、2個の上アーム半導体素子20Hへそれぞれ流れる電流を均等にしやすくなる。
Further, as shown in FIG. 55, the positive electrode heat sink 24 P has an upper arm semiconductor element 20 H in the Z direction from the positive electrode terminal 22 P toward the side opposite to the side where the negative electrode heat sink 24 N is arranged in the Y direction. A positive side inclined portion 247 P having a shape approaching is formed.
In this way, it becomes easy to equalize the currents flowing from the positive electrode terminal 22 P to the two upper arm semiconductor elements 20 H , respectively.
また、上述したように、上アーム交流ヒートシンク24APと下アーム交流ヒートシンク24ANとは、ヒートシンク接続部25において互いに接続されている。ヒートシンク接続部25は、上アーム交流ヒートシンク24APの、下アーム交流ヒートシンク24AN側の側面のうち、切欠部248を形成した部分以外の側面から、Y方向に延びている。すなわち、切欠部248を避けるように、ヒートシンク接続部25を形成してある。
仮に、Y方向において切欠部248と重なるようにヒートシンク接続部25を形成したとすると、ヒートシンク接続部25の形状が複雑になり、電流の経路が複雑になって、寄生するインダクタンスがアンバランスになりやすくなる。しかし、Y方向において切欠部248と重ならないようにヒートシンク接続部25を形成すれば、ヒートシンク接続部25の形状を簡素化でき、電流経路を簡素にできる。そのため、インダクタンスがアンバランスになることを抑制できる。また、本形態のように、上アーム交流ヒートシンク24APの、下アーム交流ヒートシンク24AN側の側面のうち、切欠部248以外の側面を全てヒートシンク接続部25とすることにより、Z方向におけるヒートシンク接続部25の長さを長くすることができる。そのため、より多くの電流を流すことが可能になる。
Further, as described above, the upper arm AC heat sink 24 AP and the lower arm AC heat sink 24 AN are connected to each other at the heat sink connecting portion 25. The heat sink connection portion 25 extends in the Y direction from the side surface of the upper arm AC heat sink 24 AP on the lower arm AC heat sink 24 AN side other than the portion forming the notch 248. That is, the heat sink connection portion 25 is formed so as to avoid the notch portion 248.
If the heat sink connection portion 25 is formed so as to overlap the notch portion 248 in the Y direction, the shape of the heat sink connection portion 25 becomes complicated, the current path becomes complicated, and the parasitic inductance becomes unbalanced. It will be easier. However, if the heat sink connecting portion 25 is formed so as not to overlap the notch portion 248 in the Y direction, the shape of the heat sink connecting portion 25 can be simplified and the current path can be simplified. Therefore, it is possible to prevent the inductance from becoming unbalanced. Further, as in this embodiment, of the side surfaces of the upper arm AC heat sink 24 AP on the lower arm AC heat sink 24 AN side, all the side surfaces other than the notch 248 are heat sink connecting portions 25, so that the heat sink is connected in the Z direction. The length of the portion 25 can be increased. Therefore, it becomes possible to pass a larger amount of current.
また、図55に示すごとく、本形態の半導体モジュール2は、X方向から見たときに、負側傾斜部247Nが、交流端子22Aの一部と重なっている。
Further, as shown in FIG. 55, in the semiconductor module 2 of this embodiment, the negative inclined portion 247 N overlaps a part of the AC terminal 22 A when viewed from the X direction.
また、図54、図55に示すごとく、本形態では、Y方向から見たときに、負極ヒートシンク24N及び上アーム交流ヒートシンク24APにそれぞれ形成した切欠部248と、ターミナル291とが重ならないよう構成されている
このようにすると、切欠部248が、半導体素子20の放熱の妨げになることを抑制できる。
Further, as shown in FIGS. 54 and 55, in the present embodiment, when viewed from the Y direction, the notch 248 formed in the negative electrode heat sink 24 N and the upper arm AC heat sink 24 AP and the terminal 291 do not overlap with each other. In this way, it is possible to prevent the notch 248 from hindering the heat dissipation of the semiconductor element 20.
また、本形態では、正極ヒートシンク24P、負極ヒートシンク24N、上アーム交流ヒートシンク24AP、下アーム交流ヒートシンク24ANの、Y方向における幅は、それぞれ互いに等しい。
Further, in the present embodiment, the widths of the positive electrode heat sink 24 P , the negative electrode heat sink 24 N , the upper arm AC heat sink 24 AP , and the lower arm AC heat sink 24 AN are equal to each other in the Y direction.
また、図55に示すごとく、本形態では、正側傾斜部247Pの長さよりも、負側傾斜部247Nの長さの方が短い。負側傾斜部247Nは、負極端子22Nの根元から、負極ヒートシンク24Nの切欠部248まで延びている。また、正側傾斜部247Pは、正極端子22Pの根元から、正極ヒートシンク24Pの角部2471まで延びている。このように構成することにより、負側傾斜部247Nおよび正側傾斜部247Pの長さを長くしている。そのため、第2上アーム半導体素子20HBと正極端子22Pとの間、及び第1下アーム半導体素子20LAと負極端子22Nとの間を電流が流れやすい。
Further, as shown in FIG. 55, in this embodiment, the length of the negative inclined portion 247 N is shorter than the length of the positive inclined portion 247 P. The negative inclined portion 247 N extends from the root of the negative electrode terminal 22 N to the notch 248 of the negative electrode heat sink 24 N. Further, the positive side inclined portion 247 P extends from the root of the positive electrode terminal 22 P to the corner portion 2471 of the positive electrode heat sink 24 P. With this configuration, the lengths of the negative inclined portion 247 N and the positive inclined portion 247 P are increased. Therefore, a current easily flows between the second upper arm semiconductor element 20 HB and the positive electrode terminal 22 P, and between the first lower arm semiconductor element 20 LA and the negative electrode terminal 22 N.
また、図55に示すごとく、下アーム半導体素子20Lのパワー端子22側の側面208から、下アーム交流ヒートシンク24ANのパワー端子22側の側面までのZ方向長さd1よりも、下アーム半導体素子20Lの制御端子23側の側面209から、下アーム交流ヒートシンク24ANの制御端子23側の側面までのZ方向長さd2の方が短い。同様に、上アーム半導体素子20Hのパワー端子22側の側面206から、上アーム交流ヒートシンク24APのパワー端子22側の側面までのZ方向長さd3よりも、上アーム半導体素子20Hの制御端子23側の側面209から、上アーム交流ヒートシンク24APの制御端子23側の側面までのZ方向長さd4の方が短い。
このようにすると、半導体素子20を制御端子23に接近させることができる。半導体モジュール2を冷却する冷媒は、冷却管3内をZ方向に、制御端子23側から半導体素子20側に流れる。そのため、半導体素子20を制御端子23に接近させると、半導体素子20の中心(すなわち発熱しやすい部位)を温度の低い冷媒に接近させることができ、半導体素子20を均等に冷却しやすくなる。
Further, as shown in FIG. 55, the lower arm is longer than the length d 1 in the Z direction from the side surface 208 on the power terminal 22 side of the lower arm semiconductor element 20 L to the side surface on the power terminal 22 side of the lower arm AC heat sink 24 AN. The length d 2 in the Z direction from the side surface 209 of the semiconductor element 20 L on the control terminal 23 side to the side surface of the lower arm AC heat sink 24 AN on the control terminal 23 side is shorter. Similarly, the length d 3 of the upper arm semiconductor element 20 H from the side surface 206 on the power terminal 22 side of the upper arm semiconductor element 20 H to the side surface of the upper arm AC heat sink 24 AP on the power terminal 22 side is longer than that of the upper arm semiconductor element 20 H. The length d 4 in the Z direction from the side surface 209 on the control terminal 23 side to the side surface on the control terminal 23 side of the upper arm AC heat sink 24 AP is shorter.
In this way, the semiconductor element 20 can be brought closer to the control terminal 23. The refrigerant that cools the semiconductor module 2 flows in the cooling pipe 3 in the Z direction from the control terminal 23 side to the semiconductor element 20 side. Therefore, when the semiconductor element 20 is brought close to the control terminal 23, the center of the semiconductor element 20 (that is, a portion where heat is likely to be generated) can be brought close to the refrigerant having a low temperature, and the semiconductor element 20 can be easily cooled uniformly.
また、図55に示すごとく、正極ヒートシンク24Pと、負極ヒートシンク24Nと、2個の交流ヒートシンク24AP,24ANとの長手方向は、半導体素子20の配列方向(Y方向)と一致している。
このようにすると、個々のヒートシンク24の長手方向を揃えることができ、半導体モジュール2の実装をより容易に行うことができる。
Further, as shown in FIG. 55, the longitudinal directions of the positive electrode heat sink 24 P , the negative electrode heat sink 24 N, and the two AC heat sinks 24 AP , 24 AN coincide with the arrangement direction (Y direction) of the semiconductor element 20. There is.
In this way, the longitudinal directions of the individual heat sinks 24 can be aligned, and the semiconductor module 2 can be mounted more easily.
また、負極ヒートシンク24Nと上アーム交流ヒートシンク24APとは、それぞれの傾斜部247を除いた部分の略全面が、モジュール本体部21を構成する樹脂から露出している。傾斜部247は、上記樹脂に埋設されている。
Further, in the negative electrode heat sink 24 N and the upper arm AC heat sink 24 AP , substantially the entire surface of the portion excluding the inclined portion 247 is exposed from the resin constituting the module main body portion 21. The inclined portion 247 is embedded in the resin.
また、図66に示すごとく、負極端子22Nは、負極ヒートシンク24NからZ方向に突出し、X方向において正極端子22P(図63、図65参照)に近づくように折り曲げられて延びている。同様に、図63に示すごとく、正極端子22Pは、正極ヒートシンク24PからZ方向に突出し、X方向において負極端子22Nに近づくように折り曲げられて延びている。Y方向から見たときに、正極端子22Pと負極端子22Nとは互いに重なるよう構成されている。
このようにすると、正極端子22Pと負極端子22Nとを接近させることができ、これらの端子22P,22Nに寄生するインダクタンスを低減できる。
Further, as shown in FIG. 66, the negative electrode terminal 22 N protrudes from the negative electrode heat sink 24 N in the Z direction and is bent and extended so as to approach the positive electrode terminal 22 P (see FIGS. 63 and 65) in the X direction. Similarly, as shown in FIG. 63, the positive electrode terminal 22 P projects from the positive electrode heat sink 24 P in the Z direction, and is bent and extended so as to approach the negative electrode terminal 22 N in the X direction. When viewed from the Y direction, the positive electrode terminal 22 P and the negative electrode terminal 22 N are configured to overlap each other.
In this way, it is possible to approximate the positive terminal 22 P and the negative electrode terminal 22 N, can reduce the inductance parasitic on these terminals 22 P, 22 N.
また、図59〜図69に示すごとく、上アーム半導体素子20Hと下アーム半導体素子20Lは、別々のヒートシンク24に搭載されている。複数の上アーム半導体素子20Hは一つのヒートシンク24(すなわち正極ヒートシンク24P)に搭載され、複数の下アーム半導体素子20Lは、別の一つのヒートシンク24(すなわち下アーム交流ヒートシンク24AN)に搭載されている。
Further, as shown in FIGS. 59 to 69, the upper arm semiconductor element 20 H and the lower arm semiconductor element 20 L are mounted on separate heat sinks 24. The plurality of upper arm semiconductor elements 20 H are mounted on one heat sink 24 (that is, positive heat sink 24 P ), and the plurality of lower arm semiconductor elements 20 L are mounted on another heat sink 24 (that is, lower arm AC heat sink 24 AN ). It is installed.
また、図55に示すごとく、正極端子22Pは、正極ヒートシンク24Pの、負極ヒートシンク24N側の側面246Pよりも、Y方向において負極端子22N側に近づくように突出して形成されている。同様に、負極端子22Nは、負極ヒートシンク24Nの、正極ヒートシンク24P側の側面246Nよりも、Y方向において正極端子22P側に近づくように突出して形成されている。
そのため、正極端子22Pと負極端子22Nとを互いに接近させることができ、これらの端子22P,22Nに寄生するインダクタンスを低減できる。また、正極端子22Pと負極端子22Nとの、根元部分におけるY方向間隔d13を広くすることができる。そのため、これら正極端子22Pと負極端子22Nとの、沿面絶縁距離を充分に確保できる。
Further, as shown in FIG. 55, the positive terminal 22 P is the positive heat sink 24 P, than the side surface 246 P of the negative electrode sink 24 N side, are formed to protrude so as to approach the negative terminal 22 N side in the Y direction .. Similarly, negative terminal 22 N is the negative heat sink 24 N, the side surface 246 N of the positive heat sink 24 P-side, are formed to protrude so as to approach the positive terminal 22 P-side in the Y direction.
Therefore, it is possible to a positive terminal 22 P and the negative electrode terminal 22 N close together, it is possible to reduce the inductance parasitic on these terminals 22 P, 22 N. Further, the Y-direction spacing d 13 at the root portion between the positive electrode terminal 22 P and the negative electrode terminal 22 N can be widened. Therefore, a sufficient creepage insulation distance between the positive electrode terminal 22 P and the negative electrode terminal 22 N can be secured.
また、図55に示すごとく、正極端子22Pと負極端子22Nとの間隔d5は、交流端子22Aと負極端子22Nとの間隔d6よりも短い。
そのため、正極端子22Pと負極端子22Nとを接近させることができ、これらの端子22P,22Nに寄生するインダクタンスをより低減できる。また、交流端子22Aと負極端子22Nとの間隔d6を長くすることができるため、交流端子22Aの絶縁性をより高めることができる。
Further, as shown in FIG. 55, the distance d 5 between the positive terminal 22 P and the negative electrode terminal 22 N, less than the distance d 6 between the AC terminal 22 A and the negative terminal 22 N.
Therefore, it is possible to approximate the positive terminal 22 P and the negative electrode terminal 22 N, can be further reduced inductance parasitic on these terminals 22 P, 22 N. Further, since the distance d 6 between the AC terminal 22 A and the negative electrode terminal 22 N can be lengthened, the insulation property of the AC terminal 22 A can be further improved.
また、図55に示すごとく、交流端子22Aは、正極端子22P及び負極端子22Nよりも、Y方向においてモジュール本体部21の端部211に近い位置に配されている。正極端子22P及び負極端子22Nは、交流端子22Aよりも、Y方向においてモジュール本体部21の中央(仮想直線MHLが配されている位置)に近い位置に設けられている。
そのため、正極端子22Pと負極端子22Nとを接近させることができ、インダクタンスを低減できると共に、交流端子22Aを負極端子22Nから離すことができ、交流端子22Aの絶縁性をより高めることができる。
Further, as shown in FIG. 55, the AC terminal 22 A is arranged at a position closer to the end portion 211 of the module main body portion 21 in the Y direction than the positive electrode terminal 22 P and the negative electrode terminal 22 N. The positive electrode terminal 22 P and the negative electrode terminal 22 N are provided at positions closer to the center of the module main body 21 (the position where the virtual straight line M HL is arranged) in the Y direction than the AC terminal 22 A.
Therefore, the positive electrode terminal 22 P and the negative electrode terminal 22 N can be brought close to each other, the inductance can be reduced, and the AC terminal 22 A can be separated from the negative electrode terminal 22 N , further improving the insulation property of the AC terminal 22 A. be able to.
また、図55に示すごとく、正極端子22Pは、個々の上アーム半導体素子20HA,20HBまでの距離が互いに等しくならない位置に形成されている。同様に、負極端子22Nは、個々の下アーム半導体素子20LA,20LBまでの距離が互いに等しくならない位置に形成されている。また、正極端子22Pから、該正極端子22Pに近い側の上アーム半導体素子20H(第1上アーム半導体素子20HA)までの距離と、負極端子22Nから、該負極端子22Nに近い側の下アーム半導体素子20L(第2下アーム半導体素子20LB)までの距離とは、互いに等しい。さらに、正極端子22Pから遠い方の上アーム半導体素子20H(第2上アーム半導体素子20HB)から、正極端子22Pまでの距離と、負極端子22Nから遠い方の下アーム半導体素子20L(第1下アーム半導体素子20LA)から、負極端子22Nまでの距離とは、互いに等しい。
このようにすると、上アーム半導体素子20Hと下アーム半導体素子20Lとについて、インダクタンスのバランスを調整しやすいレイアウトにすることができる。
Further, as shown in FIG. 55, the positive electrode terminals 22 P are formed at positions where the distances to the individual upper arm semiconductor elements 20 HA and 20 HB are not equal to each other. Similarly, the negative electrode terminals 22 N are formed at positions where the distances to the individual lower arm semiconductor elements 20 LA and 20 LB are not equal to each other. Also, the positive terminal 22 P, the distance of the positive to the electrode terminal 22 P side of the upper arm semiconductor element 20 close to H (first upper arm semiconductor element 20 HA), from the negative terminal 22 N, the negative terminal 22 N The distances to the lower arm semiconductor element 20 L (second lower arm semiconductor element 20 LB ) on the near side are equal to each other. Furthermore, the positive terminal 22 P from the far upper arm semiconductor elements 20 H (second upper arm semiconductor element 20 HB), and the distance to the positive terminal 22 P, farther lower arm semiconductor devices from the negative terminal 22 N 20 The distances from L (first lower arm semiconductor element 20 LA ) to the negative electrode terminal 22 N are equal to each other.
In this way, the layout of the upper arm semiconductor element 20 H and the lower arm semiconductor element 20 L can be easily adjusted in the inductance balance.
また、図55に示すごとく、交流端子22Aは、個々の下アーム半導体素子20LA,20LBまでの距離が互いに等しくならない位置に配されている。
Further, as shown in FIG. 55, the AC terminals 22 A are arranged at positions where the distances to the individual lower arm semiconductor elements 20 LA and 20 LB are not equal to each other.
また、交流端子22Aからヒートシンク接続部25までの距離は、負極端子22Nからヒートシンク接続部25までの距離よりも長い。同様に、交流端子22Aからヒートシンク接続部25までの距離は、正極端子22Pからヒートシンク接続部25までの距離よりも長い。ヒートシンク接続部25から負極端子22Nまでの距離と、ヒートシンク接続部25から正極端子22Pまでの距離とは、互いに略等しい。
Further, the distance from the AC terminal 22 A to the heat sink connection portion 25 is longer than the distance from the negative electrode terminal 22 N to the heat sink connection portion 25. Similarly, the distance from the AC terminal 22 A to the heat sink connection 25 is longer than the distance from the positive electrode terminal 22 P to the heat sink connection 25. The distance from the heat sink connection portion 25 to the negative electrode terminal 22 N and the distance from the heat sink connection portion 25 to the positive electrode terminal 22 P are substantially equal to each other.
また、図55に示すごとく、一対の上アーム半導体素子20HA,20HBのうち、Y方向における半導体モジュール2の中央に近い位置に配された上アーム半導体素子20H(第1上アーム半導体素子20HA)は、その少なくとも一部が、Z方向において正極端子22Pと重なるよう構成されている。同様に、複数の下アーム半導体素子20LA,20LBのうち、Y方向における半導体モジュール2の中央に近い位置に配された下アーム半導体素子20L(第2下アーム半導体素子20LB)は、その少なくとも一部が、Z方向において負極端子22Nと重なるよう構成されている。
Further, as shown in FIG. 55, of the pair of upper arm semiconductor elements 20 HA and 20 HB , the upper arm semiconductor element 20 H (first upper arm semiconductor element) arranged at a position close to the center of the semiconductor module 2 in the Y direction. 20 HA ) is configured such that at least a part thereof overlaps with the positive electrode terminal 22 P in the Z direction. Similarly, among the plurality of lower arm semiconductor elements 20 LA and 20 LB , the lower arm semiconductor element 20 L (second lower arm semiconductor element 20 LB ) arranged at a position near the center of the semiconductor module 2 in the Y direction is At least a part of it is configured to overlap the negative electrode terminal 22 N in the Z direction.
また、図55に示すごとく、個々のパワー端子22のY方向における長さは、該パワー端子22が接続するヒートシンク24のY方向長さの1/2よりも短い。例えば、正極端子22PのY方向長さは、正極ヒートシンク24PのY方向長さの1/2よりも短い。負極端子22N、交流端子22Aも同様である。
Further, as shown in FIG. 55, the length of each power terminal 22 in the Y direction is shorter than 1/2 of the length of the heat sink 24 to which the power terminal 22 is connected in the Y direction. For example, the length of the positive electrode terminal 22 P in the Y direction is shorter than 1/2 of the length of the positive electrode heat sink 24 P in the Y direction. The same applies to the negative electrode terminal 22 N and the AC terminal 22 A.
また、図55に示すごとく、Z方向において、ヒートシンク接続部25からモジュール本体部21のパワー端子22側の側面212までの距離と、ヒートシンク接続部25からモジュール本体部21の制御端子23側の側面212までの距離とは、互いに等しい。
Further, as shown in FIG. 55, in the Z direction, the distance from the heat sink connection portion 25 to the side surface 212 of the module main body 21 on the power terminal 22 side and the side surface of the module main body 21 from the heat sink connection 25 on the control terminal 23 side. The distances to 212 are equal to each other.
図61に示すごとく、ヒートシンク接続部25は、上アーム部分251と、下アーム部分252とを備える。上アーム部分251は、上アーム交流ヒートシンク24APからY方向における下アーム交流ヒートシンク24AN側に突出している。上アーム部分251の、下アーム部分252側の表面S251と、上アーム交流ヒートシンク24APの、正極ヒートシンク24P側の表面S24APとは面一である。
また、下アーム部分252は、下アーム交流ヒートシンク24ANに接続している。下アーム部分252は、面一部253と、屈曲部254と、対向部255とを備える。面一部253は、下アーム交流ヒートシンク24ANから、Y方向における上アーム交流ヒートシンク24AP側に突出している。下アーム交流ヒートシンク24ANの表面S24ANと、面一部253の表面S253とは、面一に形成されている。屈曲部254は、面一部253に連なり、X方向において負極ヒートシンク24Nに近づくように折り曲げ形成されている。対向部255は、面一部253に連なり、X方向において上アーム部分251に対向するように延出している。対向部255は、所定のY方向長さと、所定のX方向厚さとを有するよう形成されている。
As shown in FIG. 61, the heat sink connecting portion 25 includes an upper arm portion 251 and a lower arm portion 252. The upper arm portion 251 projects from the upper arm AC heat sink 24 AP toward the lower arm AC heat sink 24 AN side in the Y direction. Of the upper arm portion 251, and the surface S 251 of the lower arm portion 252 side, of the upper arm alternating heat sink 24 AP, the surface S 24AP of the positive heat sink 24 P side is flush.
Further, the lower arm portion 252 is connected to the lower arm AC heat sink 24 AN . The lower arm portion 252 includes a surface portion 253, a bent portion 254, and an opposing portion 255. A part of the surface 253 projects from the lower arm AC heat sink 24 AN toward the upper arm AC heat sink 24 AP side in the Y direction. The surface S 24AN of the lower arm AC heat sink 24 AN and the surface S 253 of a part of the surface 253 are formed flush with each other. The bent portion 254 is connected to a part of the surface 253 and is bent so as to approach the negative electrode heat sink 24 N in the X direction. The facing portion 255 is connected to a part of the surface 253 and extends so as to face the upper arm portion 251 in the X direction. The facing portion 255 is formed so as to have a predetermined length in the Y direction and a predetermined thickness in the X direction.
また、上アーム部分251は、延長部256と接続部257とを有する。延長部256は、上アーム交流ヒートシンク24APの、下アーム交流ヒートシンク24AN側の端面S24PYからY方向に、接続部257まで延びている。接続部257は、下アーム部分252の対向部255に接続される。延長部256によって、対向部255と正極ヒートシンク24PとがY方向に所定の距離、離れるよう構成されている。これにより、対向部255と正極ヒートシンク24Pとの絶縁距離を充分に確保している。
Further, the upper arm portion 251 has an extension portion 256 and a connection portion 257. The extension portion 256 extends from the end surface S 24PY on the lower arm AC heat sink 24 AN side of the upper arm AC heat sink 24 AP to the connection portion 257 in the Y direction. The connecting portion 257 is connected to the facing portion 255 of the lower arm portion 252. The extension portion 256 is configured so that the facing portion 255 and the positive electrode heat sink 24 P are separated from each other by a predetermined distance in the Y direction. As a result, a sufficient insulation distance between the facing portion 255 and the positive electrode heat sink 24 P is secured.
また、図61に示すごとく、下アーム交流ヒートシンク24ANの、上アーム交流ヒートシンク24AP側の端面S24NYから、対向部255の下アーム交流ヒートシンク24AN側の端面S255NまでのY方向長さd7と、上アーム交流ヒートシンク24APの、下アーム交流ヒートシンク24AN側の端面S24PYから、対向部255の上アーム交流ヒートシンク24AP側の端面S255PまでのY方向長さd8とは、互いに等しい。これにより、Y方向における、対向部255から負極ヒートシンク24Nまでの距離(すなわち上記長さd7)と、対向部255から正極ヒートシンク24Pまでの距離(すなわち上記長さd8)とを等しくしている。これによって、対称性を高め、対向部255と負極ヒートシンク24Nとの間の絶縁性能と、対向部255と正極ヒートシンク24Pとの間の絶縁性能とを同等にしている。
Further, as shown in Figure 61, the lower arm alternating heat sink 24 AN, from the end face S 24NY of the upper arm alternating heat sink 24 AP side, Y-direction length to the end face S 255N of the lower arm alternating heat sink 24 AN side of the facing portion 255 of and d 7, the upper arm alternating heat sink 24 AP, from the end face S 24PY of the lower arm alternating heat sink 24 aN side, a Y-direction length d 8 to the end face S 255P arms alternating heat sink 24 AP side on the counter unit 255 , Equal to each other. As a result, the distance from the facing portion 255 to the negative electrode heat sink 24 N (that is, the length d 7 ) in the Y direction is equal to the distance from the facing portion 255 to the positive electrode heat sink 24 P (that is, the length d 8 ). doing. As a result, the symmetry is enhanced, and the insulation performance between the facing portion 255 and the negative electrode heat sink 24 N is made equal to the insulation performance between the facing portion 255 and the positive electrode heat sink 24 P.
また、図61に示すごとく、Z方向から見たときに、接続部257と対向部255とは、上アーム交流ヒートシンク24APの、正極ヒートシンク24P側の表面S24APと、下アーム交流ヒートシンク24ANの、負極ヒートシンク24N側の表面S24ANとの、X方向における間の位置にて互いに接続されている。
Further, as shown in FIG. 61, when viewed from the Z direction, the connecting portion 257 and the facing portion 255 are the surface S 24AP of the upper arm AC heat sink 24 AP on the positive electrode heat sink 24 P side and the lower arm AC heat sink 24. They are connected to each other at a position between the AN and the surface S 24AN on the negative electrode heat sink 24 N side in the X direction.
また、図55、図61に示すごとく、Z方向から見たときに、上アーム部分251の接続部257と、下アーム部分252の対向部255とは、Y方向における、正極端子22Pと負極端子22Nとの間に配されている。これにより、電流のループを小さくしている。
Further, as shown in FIGS. 55 and 61, when viewed from the Z direction, the connecting portion 257 of the upper arm portion 251 and the facing portion 255 of the lower arm portion 252 are the positive electrode terminal 22 P and the negative electrode in the Y direction. It is arranged between the terminal 22 N and the terminal 22 N. As a result, the current loop is reduced.
また、図59に示すごとく、一対の上アーム半導体素子20Hのうち、Y方向における外側に配された上アーム半導体素子20H(第2上アーム半導体素子20HB)から、ヒートシンク接続部25までのY方向長さをAとし、内側に配された上アーム半導体素子20H(第1上アーム半導体素子20HA)からヒートシンク接続部25までのY方向長さをBとする。さらに、一対の下アーム半導体素子20Lのうち、Y方向における外側に配された下アーム半導体素子20L(第1下アーム半導体素子20LA)から、ヒートシンク接続部25までのY方向長さをCとし、内側に配された下アーム半導体素子20L(第2下アーム半導体素子20LB)からヒートシンク接続部25までのY方向長さをDとする。この場合、以下の式が成立する。
A≒C
B≒D
このようにすると、ヒートシンク接続部25から、Y方向における内側に配された個々の半導体素子20HA,20LBまでの距離を略等しくすることができ、これらの間の電流経路に寄生するインダクタンスを揃えることができる。同様に、ヒートシンク接続部25から、Y方向における外側に配された個々の半導体素子20HB,20LAまでの距離を略等しくすることができるため、これらの間の電流経路に寄生するインダクタンスを揃えることができる。
Further, as shown in FIG. 59, of the pair of upper arm semiconductor elements 20 H , from the upper arm semiconductor element 20 H (second upper arm semiconductor element 20 HB ) arranged outside in the Y direction to the heat sink connecting portion 25. Let A be the length in the Y direction, and let B be the length in the Y direction from the upper arm semiconductor element 20 H (first upper arm semiconductor element 20 HA ) arranged inside to the heat sink connection portion 25. Further, of the pair of lower arm semiconductor elements 20 L , the length in the Y direction from the lower arm semiconductor element 20 L (first lower arm semiconductor element 20 LA ) arranged outside in the Y direction to the heat sink connection portion 25 is determined. Let C be, and let D be the length in the Y direction from the lower arm semiconductor element 20 L (second lower arm semiconductor element 20 LB ) arranged inside to the heat sink connection portion 25. In this case, the following equation holds.
A ≒ C
B ≒ D
In this way, the distances from the heat sink connection portion 25 to the individual semiconductor elements 20 HA and 20 LB arranged inside in the Y direction can be made substantially equal, and the inductance parasitic on the current path between them can be made substantially equal. Can be aligned. Similarly, since the distances from the heat sink connection portion 25 to the individual semiconductor elements 20 HB and 20 LA arranged on the outside in the Y direction can be made substantially equal, the inductances parasitic on the current path between them are made uniform. be able to.
また、図55に示すごとく、X方向から見たとき、ヒートシンク接続部25は、Y方向における、正極端子22Pと負極端子22Nとの間の領域に介在するよう構成されている。これにより、正極端子22Pから負極端子22Nまでの電流経路長を短くし、この電流経路に寄生するインダクタンスを低減している。
Further, as shown in FIG. 55, when viewed from the X direction, the heat sink connection portion 25 is configured to intervene in the region between the positive electrode terminal 22 P and the negative electrode terminal 22 N in the Y direction. As a result, the length of the current path from the positive electrode terminal 22 P to the negative electrode terminal 22 N is shortened, and the inductance parasitic on this current path is reduced.
また、Y方向から見たとき、ヒートシンク接続部25のZ方向長さは、半導体素子20のZ方向長さと略等しい。本形態では、ヒートシンク接続部25のZ方向長さを充分に確保し、ヒートシンク接続部25に多くの電流を流すことができるようにしている。
なお、ヒートシンク接続部25のZ方向長さは、半導体素子20のZ方向長さよりも長くてもよい。
Further, when viewed from the Y direction, the length of the heat sink connection portion 25 in the Z direction is substantially equal to the length of the semiconductor element 20 in the Z direction. In this embodiment, a sufficient length of the heat sink connection portion 25 in the Z direction is secured so that a large amount of current can flow through the heat sink connection portion 25.
The length of the heat sink connection portion 25 in the Z direction may be longer than the length of the semiconductor element 20 in the Z direction.
また、図55に示すごとく、X方向から見たとき、ヒートシンク接続部25のZ方向における中心は、半導体素子20のZ方向における中心よりも、パワー端子22(正極端子22P、負極端子22N)側に位置している。
このようにすると、正極端子22Pおよび負極端子22Nに流れる電流のループを小さくすることができ、インダクタンスを低減できる。
Further, as shown in FIG. 55, when viewed from the X direction, the center of the heat sink connection portion 25 in the Z direction is larger than the center of the semiconductor element 20 in the Z direction of the power terminal 22 (positive electrode terminal 22 P , negative electrode terminal 22 N). ) Is located on the side.
By doing so, the loop of the current flowing through the positive electrode terminal 22 P and the negative electrode terminal 22 N can be reduced, and the inductance can be reduced.
また、Y方向から見たときに、半導体素子20の内部に形成されたセル領域ACELLは、ヒートシンク接続部25のZ方向における両端部の間に位置している。これより、セル領域ACELLをヒートシンク接続部25に近い位置に配置し、セル領域ACELLに流れる電流が均一になるようにしている。
Further, when viewed from the Y direction, the cell region A CELL formed inside the semiconductor element 20 is located between both ends of the heat sink connection portion 25 in the Z direction. From this, the cell region A CELL is arranged at a position close to the heat sink connection portion 25 so that the current flowing through the cell region A CELL becomes uniform.
また、図55に示すごとく、ヒートシンク接続部25のY方向長さd9は、正極端子22Pと負極端子22Nとの間隔d5よりも長い。
このようにすると、Y方向に隣り合う2つのヒートシンク24の間隔(すなわち、上アーム交流ヒートシンク24APと負極ヒートシンク24NとのY方向間隔、および正極ヒートシンク24Pと下アーム交流ヒートシンク24ANとのY方向間隔)を広くすることができる。ヒートシンク24の露出面SE(図70参照)には、冷却管との絶縁性を確保するため、セラミック板を配置する必要があるため、モジュール本体部21を構成する樹脂やセラミック板を介してヒートシンク24間に沿面電流が流れる可能性があり、これらのヒートシンク24のY方向間隔を十分に広くする必要がある。上記構成にすると、ヒートシンク接続部25のY方向長さd9を長くすることができるため、Y方向に隣り合う2つのヒートシンク24の間隔を広くすることができ、これらの絶縁距離を充分に確保できる。また、正極端子22Pと負極端子22Nとは空間絶縁されており、沿面電流が流れないため、これらの端子22P,22Nは接近させることができる。互いに逆向きの電流が流れるこれらの端子22P,22Nを接近させることにより、インダクタンスを低減できる。
Further, as shown in FIG. 55, the length d 9 in the Y direction of the heat sink connection portion 25 is longer than the distance d 5 between the positive electrode terminal 22 P and the negative electrode terminal 22 N.
In this way, the distance between the two heat sinks 24 adjacent to each other in the Y direction (that is, the distance between the upper arm AC heat sink 24 AP and the negative heat sink 24 N in the Y direction, and the distance between the positive heat sink 24 P and the lower arm AC heat sink 24 AN ) The Y-direction interval) can be widened. Since it is necessary to arrange a ceramic plate on the exposed surface SE (see FIG. 70) of the heat sink 24 in order to secure insulation with the cooling pipe, the resin or ceramic plate constituting the module main body 21 is used. Creeping current may flow between the heat sinks 24, and it is necessary to sufficiently widen the Y-direction spacing of these heat sinks 24. With the above configuration, the length d 9 of the heat sink connection portion 25 in the Y direction can be lengthened, so that the distance between the two heat sinks 24 adjacent to each other in the Y direction can be widened, and a sufficient insulation distance between them can be secured. it can. Further, since the positive electrode terminal 22 P and the negative electrode terminal 22 N are spatially insulated and creepage current does not flow, these terminals 22 P and 22 N can be brought close to each other. Inductance can be reduced by bringing these terminals 22 P and 22 N, in which currents flowing in opposite directions, close to each other.
また、図61に示すごとく、Y方向から見たときに、ヒートシンク接続部25のX方向長さd10は、ヒートシンク24のX方向長さの1/2よりも長い。
このようにすると、ヒートシンク接続部25を厚くでき、より大きな電流を流すことができると共に、電流を均一にすることができる。
Further, as shown in FIG. 61, when viewed from the Y direction, the X-direction length d 10 of the heat sink connection portion 25 is longer than 1/2 of the X-direction length of the heat sink 24.
By doing so, the heat sink connection portion 25 can be made thicker, a larger current can be passed, and the current can be made uniform.
また、図55に示すごとく、正極ヒートシンク24Pに2本のリード端249が形成され、下アーム交流ヒートシンク24ANに2本のリード端249が形成されている。このように、本形態の半導体モジュール2は、合計4本のリード端249を備える。
リード端249は、半導体モジュール2を積層する際に、組付治具によって保持される。そのため、上記構成にすれば、半導体モジュール2のY方向における中心付近に存在する2本のリード端249Cを保持でき、半導体モジュール2を安定して保持できる。
Further, as shown in FIG. 55, two lead ends 249 are formed on the positive electrode heat sink 24 P, and two lead ends 249 are formed on the lower arm AC heat sink 24 AN . As described above, the semiconductor module 2 of this embodiment includes a total of four lead ends 249.
The lead end 249 is held by an assembling jig when the semiconductor modules 2 are laminated. Therefore, with the above configuration, the two lead ends 249 C existing near the center of the semiconductor module 2 in the Y direction can be held, and the semiconductor module 2 can be stably held.
また、リード端249は、個々のヒートシンク24P,24ANの、Y方向における両端から、Z方向に延びている。
そのため、制御端子23を2本のリード端249の間に配置することができ、これらの制御端子23をリード端249によって保護することができる。
Further, the lead end 249 extends in the Z direction from both ends of the individual heat sinks 24 P and 24 AN in the Y direction.
Therefore, the control terminals 23 can be arranged between the two lead ends 249, and these control terminals 23 can be protected by the lead ends 249.
また、図55に示すごとく、リード端249は、ヒートシンク接続部25を避けるように形成されている。
Further, as shown in FIG. 55, the lead end 249 is formed so as to avoid the heat sink connecting portion 25.
また、Z方向から見たときに、リード端249は、半導体素子20と重ならない位置に形成されている。これにより、半導体素子20と接続する制御端子23と、リード端249との間隔を広くし、リード端249と制御端子23との絶縁性を確保している。
Further, when viewed from the Z direction, the lead end 249 is formed at a position where it does not overlap with the semiconductor element 20. As a result, the distance between the control terminal 23 connected to the semiconductor element 20 and the lead end 249 is widened, and the insulation between the lead end 249 and the control terminal 23 is ensured.
また、本形態では図55に示すごとく、個々の半導体素子20に、制御端子23を別々に設けてある。また、上アーム用の制御端子23Hは、Y方向において上アーム半導体素子20Hが配された側に設けられている。下アーム用の制御端子23Lは、Y方向において下アーム半導体素子20Lが配された側に設けられている。これにより、個々の制御端子23を、接続される半導体素子20に近い位置に配置し、半導体素子20から制御端子23への電流経路を短くしている。
Further, in this embodiment, as shown in FIG. 55, the control terminals 23 are separately provided on the individual semiconductor elements 20. Further, the control terminal 23 H for the upper arm is provided on the side where the upper arm semiconductor element 20 H is arranged in the Y direction. The control terminal 23 L for the lower arm is provided on the side where the lower arm semiconductor element 20 L is arranged in the Y direction. As a result, the individual control terminals 23 are arranged at positions close to the semiconductor element 20 to be connected, and the current path from the semiconductor element 20 to the control terminal 23 is shortened.
また、図55に示すごとく、互いに並列に接続された複数の半導体素子20は、個々の制御端子23とパッド280との間の距離が、それぞれ等しくなっている。
Further, as shown in FIG. 55, the plurality of semiconductor elements 20 connected in parallel to each other have the same distance between the individual control terminals 23 and the pads 280.
また、本形態では、1個の半導体素子20に接続する複数の制御端子23のY方向間隔d11よりも、互いに並列に接続された2個の半導体素子20にそれぞれ接続する、2本の制御端子23のY方向間隔d12の方が長い。
そのため、1個の半導体素子20に接続する複数の制御端子23のY方向間隔d11を狭くすることができ、パッド280から制御端子23までのワイヤボンディング角度を小さくすることができる。このワイヤボンディング角度が大きいと、ワイヤボンディングの接続信頼性が低下する可能性が考えられるが、上記ワイヤボンディング角度を小さくすることにより、接続信頼性を高めることができる。また、上記構成にすると、別々の半導体素子20に接続する複数の制御端子23のY方向間隔d12を長くすることができる。そのため、互いに並列接続された2個の半導体素子20のY方向における間隔(LHH,LLL)を長くすることができ、これらの半導体素子20が互いに熱干渉することを抑制できる。
Further, in the present embodiment, the two controls connected to the two semiconductor elements 20 connected in parallel to each other rather than the Y-direction spacing d 11 of the plurality of control terminals 23 connected to the one semiconductor element 20. The Y-direction spacing d 12 of the terminals 23 is longer.
Therefore, the Y-direction spacing d 11 of the plurality of control terminals 23 connected to one semiconductor element 20 can be narrowed, and the wire bonding angle from the pad 280 to the control terminal 23 can be reduced. If the wire bonding angle is large, the connection reliability of the wire bonding may decrease, but by reducing the wire bonding angle, the connection reliability can be improved. Further, with the above configuration, the Y-direction spacing d 12 of the plurality of control terminals 23 connected to the separate semiconductor elements 20 can be lengthened. Therefore, the distance (L HH , L LL ) in the Y direction of the two semiconductor elements 20 connected in parallel to each other can be lengthened, and it is possible to suppress thermal interference between these semiconductor elements 20.
また、図55に示すごとく、Y方向における外側に配された上アーム半導体素子20H(第2上アーム半導体素子20HB)に接続する複数の制御端子23のうち、Y方向において最も外側に配された制御端子23Oと、リード端249との間隔をaとし、内側に配された上アーム半導体素子20H(第1上アーム半導体素子20HA)に接続する複数の制御端子23のうち、Y方向において最も内側に配された制御端子23Iと、リード端249との間隔をbとした場合、a≒bが成立するよう構成されている。下アーム半導体素子20Lについても同様の構成となっている。
このようにすると、制御端子23O,23Iとリード端249との距離a,bを均等にすることができ、これらの絶縁距離のバランスをとることができる。また、モジュール本体部21全体のY方向長さを短くしやすい。
Further, as shown in FIG. 55, among the plurality of control terminals 23 connected to the upper arm semiconductor element 20 H (second upper arm semiconductor element 20 HB ) arranged on the outside in the Y direction, the control terminals 23 are arranged on the outermost side in the Y direction. Of the plurality of control terminals 23 connected to the upper arm semiconductor element 20 H (first upper arm semiconductor element 20 HA ) arranged inside, the distance between the control terminal 23 O and the lead end 249 is a. When the distance between the control terminal 23 I arranged on the innermost side in the Y direction and the lead end 249 is b, a≈b is established. The lower arm semiconductor element 20 L has the same configuration.
In this way, the distances a and b between the control terminals 23 O and 23 I and the lead end 249 can be made uniform, and these insulation distances can be balanced. Further, it is easy to shorten the length of the entire module main body 21 in the Y direction.
また、図55に示すごとく、本形態では、上アーム半導体素子20Hに接続した複数の制御端子23のZ方向長さを、全ての上アーム半導体素子20Hについて等しくしてある。下アーム半導体素子20Lについても同様である。
このようにすると、制御端子23に寄生するインダクタンスを均等にすることができ、互いに並列に接続された複数の半導体素子20のうち、いずれかの半導体素子20に制御遅延が発生することを抑制できる。
Further, as shown in FIG. 55, in the present embodiment, the lengths of the plurality of control terminals 23 connected to the upper arm semiconductor element 20 H in the Z direction are made equal for all the upper arm semiconductor elements 20 H. The same applies to the lower arm semiconductor element 20 L.
By doing so, the inductance parasitic on the control terminal 23 can be made uniform, and it is possible to suppress the occurrence of a control delay in any of the plurality of semiconductor elements 20 connected in parallel to each other. ..
また、図55に示すごとく、本形態では、1個の上アーム半導体素子20Hに接続した複数の制御端子23のY方向間隔d11を、全ての上アーム半導体素子20Hについて互いに等しくしてある。下アーム半導体素子20Lも同様である。
Further, as shown in FIG. 55, in this embodiment, a Y-direction distance d 11 of the plurality of control terminals 23 connected to one of the upper arm semiconductor devices 20 H, and equal for all of the upper arm semiconductor chip 20 H is there. The same applies to the lower arm semiconductor element 20 L.
このようにすると、1個の上アーム半導体素子20Hに接続した複数の制御端子23の、磁気結合のバランスを、互いに並列に接続された複数の半導体素子20間でとることができる。
In this way, the magnetic coupling of the plurality of control terminals 23 connected to one upper arm semiconductor element 20 H can be balanced among the plurality of semiconductor elements 20 connected in parallel with each other.
また、図55に示すごとく、2個の上アーム半導体素子20HのY方向間隔LHHは、一方の上アーム半導体素子20HAに接続した制御端子23と他方の上アーム半導体素子20HBに接続した制御端子23との最短距離d12よりも長い。下アーム半導体素子20Lについても、同様の構成になっている。
このようにすると、互いに並列に接続した複数の半導体素子20の間隔LHH,LLLを広くすることができ、隣り合う複数の半導体素子20の、熱拡散による影響を小さくすることができる。また、上記最短距離d12を狭くすることができるため、モジュール本体部21のY方向長さを短くすることができる。したがって、半導体モジュール2を小型化できる。
Further, as shown in FIG. 55, the Y-direction spacing L HH of the two upper arm semiconductor elements 20 H is connected to the control terminal 23 connected to one upper arm semiconductor element 20 HA and the other upper arm semiconductor element 20 HB . It is longer than the shortest distance d 12 with the control terminal 23. The lower arm semiconductor element 20 L has the same configuration.
In this way, the intervals L HH and L LL of the plurality of semiconductor elements 20 connected in parallel with each other can be widened, and the influence of heat diffusion of the plurality of adjacent semiconductor elements 20 can be reduced. Further, since the shortest distance d 12 can be narrowed, the length of the module main body 21 in the Y direction can be shortened. Therefore, the semiconductor module 2 can be miniaturized.
また、図55に示すごとく、上アーム半導体素子20Hに接続した複数の制御端子23は、Y方向における外側に配された上アーム半導体素子20H(第2上アーム半導体素子20HB)の、Y方向における外側端面S20HBよりも、Y方向内側に配されている。同様に、下アーム半導体素子20Lに接続した複数の制御端子23は、Y方向における外側に配された下アーム半導体素子20L(第1下アーム半導体素子20LA)の、Y方向における外側端面S20LAよりも、Y方向内側に配されている。
このようにすると、制御端子23を、モジュール本体部21の、Y方向における中央(仮想直線MHLが配された位置)に近づけることができ、半導体モジュール2全体を小型化しやすくなる。
Further, as shown in FIG. 55, the plurality of control terminals 23 connected to the upper arm semiconductor element 20 H are of the upper arm semiconductor element 20 H (second upper arm semiconductor element 20 HB ) arranged outside in the Y direction. It is arranged inside in the Y direction with respect to the outer end face S 20HB in the Y direction. Similarly, a plurality of control terminals 23 connected to the lower arm semiconductor devices 20 L, the lower arm disposed in the outer side in the Y-direction semiconductor element 20 L (first lower arm semiconductor devices 20 LA), the outer end surface in the Y-direction It is arranged inside the Y direction from S 20LA .
In this way, the control terminal 23 can be brought closer to the center of the module main body 21 in the Y direction (the position where the virtual straight line M HL is arranged), and the entire semiconductor module 2 can be easily miniaturized.
また、本形態では、1個の半導体素子20に接続する複数の制御端子23の並び順を、全ての半導体素子20について同一にしてある。
このようにすると、全ての半導体素子20について、Y方向におけるパッド280の配列順を揃えることができる。したがって、同じ種類の半導体素子20を用いることが可能になる。
Further, in the present embodiment, the arrangement order of the plurality of control terminals 23 connected to one semiconductor element 20 is the same for all the semiconductor elements 20.
In this way, the arrangement order of the pads 280 in the Y direction can be aligned for all the semiconductor elements 20. Therefore, it becomes possible to use the same type of semiconductor element 20.
また、図63に示すごとく、制御端子23は、半導体素子20に近い側の基端部238から、突出側の先端部239までの間に、2箇所、湾曲部231、232を有する。双方の湾曲部231、232の湾曲方向は互いに逆向きである。具体的には、X方向における互いに反対側に、2つの湾曲部231、232が湾曲している。
Further, as shown in FIG. 63, the control terminal 23 has two curved portions 231 and 232 between the base end portion 238 on the side close to the semiconductor element 20 and the tip end portion 239 on the protruding side. The bending directions of both bending portions 231 and 232 are opposite to each other. Specifically, two curved portions 231 and 232 are curved on opposite sides in the X direction.
<電流センサ>
次に、電流センサ8の構造について説明する。図72、図79に示すごとく、本形態の電流センサ8は、複数本のバスバー81と、センサIC82(図73参照)と、信号端子84と、載置部85と、ナットホルダ86と、一対のシールド板87(87a,87b)とを備える。図79に示すごとく、バスバー81には、出力バスバー81Iと昇圧バスバー81Lとがある。出力バスバー81Iは、インバータ回路101を構成する半導体モジュール2に接続している。昇圧バスバー81Lは、昇圧回路100を構成する半導体モジュール2とリアクトル4とを接続している。
<Current sensor>
Next, the structure of the current sensor 8 will be described. As shown in FIGS. 72 and 79, the current sensor 8 of this embodiment includes a plurality of bus bars 81, a sensor IC 82 (see FIG. 73), a signal terminal 84, a mounting portion 85, and a nut holder 86. Shield plate 87 (87 a , 87 b ) is provided. As shown in FIG. 79, the bus bar 81 includes an output bus bar 81 I and a boosted bus bar 81 L. The output bus bar 81 I is connected to the semiconductor module 2 constituting the inverter circuit 101. The boost bus bar 81 L connects the semiconductor module 2 constituting the boost circuit 100 and the reactor 4.
図80に示すごとく、センサIC82は、Z方向において個々のバスバー81に隣り合う位置に配されている。本形態のセンサIC82は、GMR効果(Giant Magneto Resistive effect)により磁界を電気信号に変換するGMR素子を用い、所望の電圧値に変換する回路基板を有している。センサIC82は、センサ基板83に接続している。センサ基板83には、複数の信号端子84が接続している。この信号端子84を用いて、センサ基板83を制御回路基板171に電気接続している。
As shown in FIG. 80, the sensor IC 82 is arranged at a position adjacent to each bus bar 81 in the Z direction. The sensor IC 82 of this embodiment uses a GMR element that converts a magnetic field into an electric signal by a GMR effect (Giant Magneto Resistive effect), and has a circuit board that converts the magnetic field into a desired voltage value. The sensor IC 82 is connected to the sensor board 83. A plurality of signal terminals 84 are connected to the sensor board 83. The sensor board 83 is electrically connected to the control circuit board 171 using the signal terminal 84.
図79、図80に示すごとく、バスバー81は、載置部85に載置されている。センサIC82をZ方向から挟む位置に、磁性体からなる一対のシールド板87(87a,87b)が配されている。また、図79に示すごとく、載置部85には、ナットホルダ86を取り付けてある。ナットホルダ86には、ナット860がインサートされている。このナット860を用いて、出力バスバー81Iの出力端子88をコネクタ(図示しない)に締結している。
As shown in FIGS. 79 and 80, the bus bar 81 is mounted on the mounting portion 85. A pair of shield plates 87 (87 a , 87 b ) made of a magnetic material are arranged at positions sandwiching the sensor IC 82 from the Z direction. Further, as shown in FIG. 79, a nut holder 86 is attached to the mounting portion 85. A nut 860 is inserted into the nut holder 86. The output terminal 88 of the output bus bar 81 I is fastened to a connector (not shown) using this nut 860.
センサIC82は、バスバー81に電流が流れたときに発生した磁界の、X方向成分を検出し、所望の電圧値に変換する。センサ基板83は、この電流測定値を、信号端子84を介して制御回路基板171に伝達する役割を果たしている。図80に示すごとく、複数のセンサIC82がX方向に配列している。また、これらのセンサIC82を、磁性体からなる上記一対のシールド板87によって、Z方向から挟持している。このようにすると、測定対象となるバスバー81の隣のバスバー81から発生し、測定対象となるバスバー81側に向かう磁束を、シールド板87に誘導することができる。そのため、センサIC82が、隣のバスバー81から発生した磁界の影響を受けにくくなり、測定対象となるバスバー81から発生した磁界のX方向成分を正確に測定することが可能になる。そのため、バスバー81の電流値を正確に測定することができる。
The sensor IC 82 detects the X-direction component of the magnetic field generated when a current flows through the bus bar 81 and converts it into a desired voltage value. The sensor board 83 plays a role of transmitting this current measurement value to the control circuit board 171 via the signal terminal 84. As shown in FIG. 80, a plurality of sensor ICs 82 are arranged in the X direction. Further, these sensor ICs 82 are sandwiched from the Z direction by the pair of shield plates 87 made of a magnetic material. In this way, the magnetic flux generated from the bus bar 81 next to the bus bar 81 to be measured and directed toward the bus bar 81 to be measured can be guided to the shield plate 87. Therefore, the sensor IC 82 is less likely to be affected by the magnetic field generated from the adjacent bus bar 81, and the X-direction component of the magnetic field generated from the bus bar 81 to be measured can be accurately measured. Therefore, the current value of the bus bar 81 can be measured accurately.
また、図79に示すごとく、出力バスバー81Iは、半導体モジュール2の交流端子22Aに接続するモジュール接続部89(89I)と、上記コネクタに締結される出力端子88と、これらを連結する連結部810(810I)とを備える。
Further, as shown in FIG. 79, the output bus bar 81 I connects the module connection portion 89 (89 I ) connected to the AC terminal 22 A of the semiconductor module 2 and the output terminal 88 fastened to the connector. It is provided with a connecting portion 810 (810 I ).
また、昇圧バスバー81Lは、図74、図75、図79に示すごとく、昇圧回路を構成する半導体モジュール2の交流端子22Aに接続するモジュール接続部89(89L)と、リアクトル4に接続するリアクトル接続部890と、これらを連結する連結部810(810L)とを備える。
Further, as shown in FIGS. 74, 75, and 79, the boost bus bar 81 L is connected to the module connection portion 89 (89 L ) connected to the AC terminal 22 A of the semiconductor module 2 constituting the boost circuit and to the reactor 4. The reactor connecting portion 890 and the connecting portion 810 (810 L ) connecting them are provided.
図72、図73に示すごとく、本形態の電流センサ8は、6個の出力端子88を備える。これらの出力端子88は、交流モータに電気接続される。図73に示すごとく、X方向において信号端子84に近い側に位置する3個の出力端子88V1,88U1,88W1は、第1交流モータ198(図11参照)のV相、U相、W相にそれぞれ電気接続される。また、他の3個の出力端子88V2,88U2,88W2は、第2交流モータ199のV相、U相、W相にそれぞれ電気接続される。
As shown in FIGS. 72 and 73, the current sensor 8 of this embodiment includes six output terminals 88. These output terminals 88 are electrically connected to the AC motor. As shown in FIG. 73, the three output terminals 88 V1 , 88 U1 , and 88 W1 located closer to the signal terminal 84 in the X direction are the V-phase and U-phase of the first AC motor 198 (see FIG. 11). Each is electrically connected to the W phase. The other three output terminals 88 V2 , 88 U2 , and 88 W2 are electrically connected to the V phase, U phase, and W phase of the second AC motor 199, respectively.
図73に示すごとく、載置部85は、信号端子84を保持する端子保持部850を有する。信号端子84は、この端子保持部850内を通っている。信号端子84の先端841は、制御回路基板171にはんだ付けされる。先端841を制御回路基板171にはんだ付けする際に発生するはんだ熱によって、端子保持部850を構成する樹脂が溶融しないように、端子保持部850の、先端841側の端部859のZ方向位置が定められている。また、この位置は、信号端子84の耐振性(すなわち、外部から、ケース11及び制御回路基板171を介して信号端子84に伝わる振動に対する耐振性)を充分に確保できるように、定められている。さらに、電力変換装置1を製造する際に、端子保持部850を構成する樹脂の反り等が発生しても、先端841の位置精度を充分に確保でき、先端841を制御回路基板171の接続貫通孔に挿入できるように、端子保持部850の端部859のZ方向位置が定められている。
As shown in FIG. 73, the mounting portion 85 has a terminal holding portion 850 that holds the signal terminal 84. The signal terminal 84 passes through the terminal holding portion 850. The tip 841 of the signal terminal 84 is soldered to the control circuit board 171. The Z-direction position of the end portion 859 on the tip 841 side of the terminal holding portion 850 so that the resin constituting the terminal holding portion 850 is not melted by the solder heat generated when the tip 841 is soldered to the control circuit board 171. Is stipulated. Further, this position is defined so as to sufficiently secure the vibration resistance of the signal terminal 84 (that is, the vibration resistance against vibration transmitted from the outside to the signal terminal 84 via the case 11 and the control circuit board 171). .. Further, when the power conversion device 1 is manufactured, even if the resin constituting the terminal holding portion 850 is warped, the position accuracy of the tip 841 can be sufficiently ensured, and the tip 841 is connected through the control circuit board 171. The Z-direction position of the end 859 of the terminal holding portion 850 is defined so that it can be inserted into the hole.
また、図73に示すごとく、本形態の電流センサ8は、13本の信号端子84を備える。第1信号端子84Aは、第1交流モータ用のグランド端子に接続され、第2信号端子84Bは第1交流モータ用のVCC端子に接続される。また、第3信号端子84C、第4信号端子84Dは、リアクトル4を流れる電流の測定値をそれぞれ出力する。第5信号端子84Eは、第1交流モータのV相の電流の測定値を出力し、第6信号端子84Fは、第1交流モータのU相の電流の測定値を出力する。さらに、第7信号端子84Gは、第1交流モータのW相の電流の測定値を出力する。
Further, as shown in FIG. 73, the current sensor 8 of this embodiment includes 13 signal terminals 84. The first signal terminal 84 A is connected to the ground terminal for the first AC motor, and the second signal terminal 84 B is connected to the VCS terminal for the first AC motor. Further, the third signal terminal 84 C and the fourth signal terminal 84 D output the measured values of the current flowing through the reactor 4, respectively. The fifth signal terminal 84 E outputs the measured value of the V-phase current of the first AC motor, and the sixth signal terminal 84 F outputs the measured value of the U-phase current of the first AC motor. Further, the seventh signal terminal 84 G outputs a measured value of the W phase current of the first AC motor.
第8信号端子84Hは、NC(No Connect)である。また、第9信号端子84Iは、第2交流モータのV相の電流の測定値を出力し、第10信号端子84Jは、第2交流モータのU相の電流の測定値を出力する。さらに、第11信号端子84Kは、第2交流モータのW相の電流の測定値を出力する。第12信号端子84Lは、第2交流モータ用のVCC端子に接続し、第13信号端子84Mは、第2交流モータ用のグランド端子に接続される。
The eighth signal terminal 84 H is NC (No Connect). Further, the ninth signal terminal 84 I outputs the measured value of the V-phase current of the second AC motor, and the tenth signal terminal 84 J outputs the measured value of the U-phase current of the second AC motor. Further, the 11th signal terminal 84 K outputs a measured value of the W phase current of the second AC motor. The 12th signal terminal 84 L is connected to the VCS terminal for the 2nd AC motor, and the 13th signal terminal 84 M is connected to the ground terminal for the 2nd AC motor.
本形態では、X方向における両端に、グランドに接続した信号端子84(第1信号端子84A、第13信号端子84M)を配置してある。このようにすると、これらの信号端子84A,84Mの間に配された信号端子84B〜84Lへノイズが重畳することを抑制できる。また、上記構成にすると、センサ基板83に形成されたグランド配線を、センサ基板83の外縁部に配しやすくなる。そのため、センサ基板83に配される電子部品や配線にノイズが重畳することを抑制できる。
In this embodiment, signal terminals 84 (first signal terminal 84 A , thirteenth signal terminal 84 M ) connected to the ground are arranged at both ends in the X direction. In this way, it is possible to prevent noise from being superimposed on the signal terminals 84 B to 84 L arranged between these signal terminals 84 A and 84 M. Further, with the above configuration, the ground wiring formed on the sensor substrate 83 can be easily arranged on the outer edge portion of the sensor substrate 83. Therefore, it is possible to prevent noise from being superimposed on the electronic components and wiring arranged on the sensor substrate 83.
また、本形態では、出力電流の測定値を出力する信号端子84の並び順を、出力バスバー81Iの並び順と同じにしてある。すなわち、出力電流の測定値を出力する信号端子84は、図73の右側から、第5信号端子84E(第1交流モータのV相)、第6信号端子84F(第1交流モータのU相)、第7信号端子84G(第1交流モータのW相)、第9信号端子84I(第2交流モータのV相)、第10信号端子84J(第2交流モータのU相)、第11信号端子84K(第2交流モータのW相)の順に配されている。また、出力端子88も、図73の右側から、第1交流モータのV相、U相、W相、第2交流モータのV相、U相、W相となっている。
Further, in the present embodiment, the order of the signal terminals 84 that output the measured values of the output current is the same as the order of the output bus bars 81 I. That is, the signal terminals 84 that output the measured values of the output current are the fifth signal terminal 84 E (V phase of the first AC motor) and the sixth signal terminal 84 F (U of the first AC motor) from the right side of FIG. 73. Phase), 7th signal terminal 84 G (W phase of 1st AC motor), 9th signal terminal 84 I (V phase of 2nd AC motor), 10th signal terminal 84 J (U phase of 2nd AC motor) , 11th signal terminal 84 K (W phase of the second AC motor). Further, the output terminals 88 are also V-phase, U-phase, W-phase of the first AC motor, and V-phase, U-phase, and W-phase of the second AC motor from the right side of FIG. 73.
また、図81に示すごとく、連結部810は、センサIC82に対向したIC対向部810Sと、該IC対向部810SからZ方向に突出しモジュール接続部89に接続したモジュール側部分810Mと、IC対向部810SからZ方向に突出し出力端子88に接続した端子側部分810Tとを有する。センサIC82は、IC対向部810Sの、モジュール側部分810M及び端子側部分810Tの突出側とは反対側に配されている。
このようにすると、出力バスバー81Iに接続される半導体モジュール2やコネクタから、センサIC82を離れた位置に配置することができる。そのため、これら半導体モジュール2やコネクタからセンサIC82に重畳するノイズを低減させることができる。
Further, as shown in FIG. 81, the connecting portion 810 includes an IC facing portion 810 S facing the sensor IC 82 and a module side portion 810 M protruding from the IC facing portion 810 S in the Z direction and connected to the module connecting portion 89. It has a terminal side portion 810 T that protrudes from the IC facing portion 810 S in the Z direction and is connected to the output terminal 88. The sensor IC 82 is arranged on the side opposite to the protruding side of the module side portion 810 M and the terminal side portion 810 T of the IC facing portion 810 S.
In this way, the sensor IC 82 can be arranged at a position away from the semiconductor module 2 and the connector connected to the output bus bar 81 I. Therefore, it is possible to reduce the noise superimposed on the sensor IC 82 from the semiconductor module 2 and the connector.
図73、図79に示すごとく、ナットホルダ86には、Y方向に凹む溝部865が複数本、形成されている。個々の溝部865は、X方向に隣り合う2つの出力端子88の間に介在している。これにより、X方向に隣り合う2つの出力端子88間の沿面距離を長くし、沿面電流を抑制している。
As shown in FIGS. 73 and 79, the nut holder 86 is formed with a plurality of groove portions 865 recessed in the Y direction. The individual grooves 865 are interposed between two output terminals 88 adjacent to each other in the X direction. As a result, the creepage distance between the two output terminals 88 adjacent to each other in the X direction is lengthened, and the creepage current is suppressed.
図72、図78に示すごとく、載置部85は、第1固定部851aと第2固定部851bとの、2個の固定部851を有する。これら2個の固定部851a,851bにボルトを挿入することにより、載置部85をケース11に締結している。図78に示すごとく、第1固定部851a及び第2固定部851bは、Y方向において、載置部85の中央部Mよりも、モジュール接続部89、リアクトル接続部890、信号端子84から遠い位置に形成されている。また、載置部85から突出部852が、Y方向における出力端子88側に突出している。この突出部852に、第2固定部851bが形成されている。第2固定部851bは、Y方向において、出力端子88よりもモジュール接続部89から遠い位置に形成されている。
As shown in FIGS. 72 and 78, the mounting portion 85 has two fixing portions 851, a first fixing portion 851 a and a second fixing portion 851 b . The mounting portion 85 is fastened to the case 11 by inserting bolts into these two fixing portions 851 a and 851 b . As shown in FIG. 78, the first fixed portion 851 a and the second fixed portion 851 b are from the module connecting portion 89, the reactor connecting portion 890, and the signal terminal 84 rather than the central portion M of the mounting portion 85 in the Y direction. It is formed in a distant position. Further, a protruding portion 852 protrudes from the mounting portion 85 toward the output terminal 88 in the Y direction. A second fixed portion 851 b is formed on the protruding portion 852. The second fixed portion 851 b is formed at a position farther from the module connecting portion 89 than the output terminal 88 in the Y direction.
本形態では、ケース11以外の部材への締結荷重の影響を抑制し、かつ電流センサ8全体の体格および耐振性を考慮して、2個の固定部851a,851bの形成位置およびX方向間隔を決定してある。固定部851の周囲に存在する樹脂部材(載置部85、突出部852)は、樹脂クリープを抑制でき、かつ通電部位(すなわちバスバー81)の冷熱ストレスに充分に耐えられるように、その形状および寸法が設計されている。
In this embodiment, the influence of the fastening load on the members other than the case 11 is suppressed, and the formation positions and the X directions of the two fixing portions 851 a and 851 b are taken into consideration in consideration of the overall physique and vibration resistance of the current sensor 8. The interval has been determined. The resin members (mounting portion 85, projecting portion 852) existing around the fixed portion 851 have a shape and shape so as to be able to suppress resin creep and sufficiently withstand the cold stress of the energized portion (that is, the bus bar 81). The dimensions are designed.
図75に示すごとく、本形態では、昇圧バスバー81Lのモジュール接続部89LのX方向幅W1は、昇圧バスバー81LのIC対向部810S(図79参照)のX方向幅W2と等しい。
As shown in FIG. 75, in this embodiment, the X-direction width W 1 of the module connecting portion 89 L of the boost bus bar 81 L includes an X-direction width W 2 of the IC facing portion 810 S of the booster bus bar 81 L (see FIG. 79) equal.
また、図75に示すごとく、昇圧バスバー81Lは、X方向においてリアクトル4(図示しない)に近い位置に配された第1モジュール接続部89LAと、遠い位置に配された第2モジュール接続部89LBとの、2個のモジュール接続部89Lを備える。第1モジュール接続部89LAには第1モジュール側部分810MAが連結し、第2モジュール接続部89LBには第2モジュール側部分810MBが連結している。第2モジュール側部分810MBは、X方向においてリアクトル4に近い位置に配された第1モジュール側部分810MAから分岐している。すなわち、第2モジュール側部分810MBは、第1モジュール側部分810MAからX方向に突出する第1部分811と、該第1部分811からZ方向に延出する第2部分812とを有する。この第2部分812に、第2モジュール接続部89LBが接続している。
上記構成にすると、リアクトル接続部890から個々のモジュール接続部89LA,89LBまでの電流経路の長さを短くすることができる。
Further, as shown in FIG. 75, the boost bus bar 81 L has a first module connection portion 89 LA arranged at a position close to the reactor 4 (not shown) in the X direction and a second module connection portion 89 LA arranged at a position far from the reactor 4. It has two module connections 89 L with 89 LB. The first module side portion 810 MA is connected to the first module connection portion 89 LA , and the second module side portion 810 MB is connected to the second module connection portion 89 LB. The second module side portion 810 MB is branched from the first module side portion 810 MA arranged at a position close to the reactor 4 in the X direction. That is, the second module side portion 810 MB has a first portion 811 protruding in the X direction from the first module side portion 810 MA, and a second portion 812 extending in the Z direction from the first portion 811. A second module connecting portion 89 LB is connected to the second portion 812.
With the above configuration, the length of the current path from the reactor connection portion 890 to the individual module connection portions 89 LA and 89 LB can be shortened.
また、図75に示すごとく、本形態では、複数のセンサIC82をX方向に配列してある。X方向に隣り合う2個のセンサIC82の間隔は、各センサIC82から発生する外乱磁界の影響を互いに受けにくくするためには、なるべく広くすることが望ましい。また、電流センサ8を小型化する観点からは、上記間隔を狭くする方が好ましい。本形態では、これらのバランスをとれるように、X方向に隣り合う2個のセンサIC82の間隔を決定してある。
Further, as shown in FIG. 75, in this embodiment, a plurality of sensor ICs 82 are arranged in the X direction. It is desirable that the distance between the two sensor ICs 82 adjacent to each other in the X direction be as wide as possible in order to make them less susceptible to the influence of the disturbance magnetic field generated from each sensor IC82. Further, from the viewpoint of miniaturizing the current sensor 8, it is preferable to narrow the interval. In this embodiment, the distance between the two sensors IC 82 adjacent to each other in the X direction is determined so that these can be balanced.
また、図75に示すごとく、出力バスバー81Iの連結部810のモジュール側部分810Mには、その側面に、モジュール側傾斜部819が形成されている。モジュール側傾斜部819は、Z方向においてモジュール接続部89からセンサIC82へ向かうほど、最も冷媒の下流側に存在するバスバー(昇圧バスバー81L)からX方向に遠ざかるように傾斜している。
Further, as shown in FIG. 75, the module side inclined portion 819 is formed on the side surface of the module side portion 810 M of the connecting portion 810 of the output bus bar 81 I. The module-side inclined portion 819 is inclined so as to move from the module connecting portion 89 toward the sensor IC 82 in the Z direction toward the X direction from the bus bar (boost-boosting bus bar 81 L ) existing on the most downstream side of the refrigerant.
また、図79に示すごとく、連結部810のIC対向部810Sの側面に、センサ側傾斜部818が形成されている。センサ側傾斜部818は、Y方向における出力端子88側へ向かうほど、X方向において昇圧バスバー81Lから遠ざかるように傾斜している。上記モジュール側傾斜部819(図75参照)と、Z方向に平行な直線(図示しない)とのなす角度は、センサ側傾斜部818と、Y方向に平行な直線(図示しない)とのなす角度よりも小さい。
Further, as shown in FIG. 79, a sensor-side inclined portion 818 is formed on the side surface of the IC facing portion 810 S of the connecting portion 810. The sensor-side inclined portion 818 is inclined so as to move toward the output terminal 88 side in the Y direction and away from the boost bus bar 81 L in the X direction. The angle formed by the module-side inclined portion 819 (see FIG. 75) and the straight line parallel to the Z direction (not shown) is the angle formed by the sensor-side inclined portion 818 and the straight line parallel to the Y direction (not shown). Smaller than
また、図79に示すごとく、連結部810の端子側部分810Tには、その側面に、コネクタ側傾斜部817が形成されている。上記モジュール側傾斜部819(図75参照)と、Z方向に平行な直線(図示しない)とのなす角度は、個々のコネクタ側傾斜部817と、Z方向に平行な直線とがなす、いずれの角度よりも小さい。
Further, as shown in FIG. 79, a connector-side inclined portion 817 is formed on the side surface of the terminal-side portion 810 T of the connecting portion 810. The angle between the module-side inclined portion 819 (see FIG. 75) and the straight line parallel to the Z direction (not shown) is any of the individual connector-side inclined portions 817 and the straight line parallel to the Z direction. Smaller than the angle.
図81に示すごとく、載置部85には収容凹部853が形成されている。収容凹部853は、連結部810のモジュール側部分810M及び端子側部分810TがIC対向部810Sから突出する方向(図81の下側)に開口している。この収容凹部853内に、第2シールド板87bを収容してある。上記突出方向とは反対側(図81の上側)に、センサIC82及び第1シールド板87aを設けてある。これらセンサIC82及び第1シールド板87aは、載置部85から露出している。
As shown in FIG. 81, a housing recess 853 is formed in the mounting portion 85. The accommodating recess 853 is open in the direction in which the module side portion 810 M and the terminal side portion 810 T of the connecting portion 810 protrude from the IC facing portion 810 S (lower side in FIG. 81). The second shield plate 87 b is accommodated in the accommodating recess 853. The sensor IC 82 and the first shield plate 87 a are provided on the side opposite to the protruding direction (upper side in FIG. 81). The sensor IC 82 and the first shield plate 87 a are exposed from the mounting portion 85.
図76、図77、図81に示すごとく、ナットホルダ86には、Y方向における、ナット860を設けた側とは反対側に、ホルダ傾斜面869が形成されている。ホルダ傾斜面869は、Z方向においてセンサIC82から遠ざかるほど、Y方向におけるモジュール接続部89までの距離が次第に長くなるように傾斜している。ホルダ傾斜面869は、冷却管3に形成された冷却管傾斜面369(図14参照)と略平行である。すなわち、ホルダ傾斜面869とZ方向に平行な直線(図示しない)とのなす角度と、冷却管傾斜面369とZ方向に平行な直線とのなす角度とは、互いに等しい。
上記構成にすることにより、冷却管3とナットホルダ86とが互いに干渉することを抑制しつつ、これらを接近させると共に、冷却管3と出力端子88との絶縁をナットホルダ86によって確保し、さらに、ナットホルダ86と冷却管3との対向面積を増やしている。これによって、ナットホルダ86を介して出力端子88を効率的に冷却できるようにしている。
As shown in FIGS. 76, 77, and 81, the nut holder 86 is formed with a holder inclined surface 869 on the side opposite to the side where the nut 860 is provided in the Y direction. The holder inclined surface 869 is inclined so that the distance from the sensor IC 82 in the Z direction to the module connecting portion 89 in the Y direction gradually increases. The holder inclined surface 869 is substantially parallel to the cooling pipe inclined surface 369 (see FIG. 14) formed in the cooling pipe 3. That is, the angle formed by the holder inclined surface 869 and the straight line parallel to the Z direction (not shown) and the angle formed by the cooling pipe inclined surface 369 and the straight line parallel to the Z direction are equal to each other.
With the above configuration, the cooling pipe 3 and the nut holder 86 are prevented from interfering with each other, they are brought close to each other, and the insulation between the cooling pipe 3 and the output terminal 88 is secured by the nut holder 86. , The facing area between the nut holder 86 and the cooling pipe 3 is increased. As a result, the output terminal 88 can be efficiently cooled via the nut holder 86.
また、図81に示すごとく、収容凹部853の開口854は、ナットホルダ86によって覆われている。
Further, as shown in FIG. 81, the opening 854 of the accommodating recess 853 is covered with the nut holder 86.
また、図76、図77、図81に示すごとく、ナットホルダ86には、ホルダ凹部868が形成されている。ホルダ凹部868は、Y方向において、ホルダ傾斜面869と出力端子88との間に配されている。ホルダ凹部868は、Z方向における、センサIC82を配した側に凹む形状に形成されている。
Further, as shown in FIGS. 76, 77, and 81, the nut holder 86 is formed with a holder recess 868. The holder recess 868 is arranged between the holder inclined surface 869 and the output terminal 88 in the Y direction. The holder recess 868 is formed so as to be recessed on the side where the sensor IC 82 is arranged in the Z direction.
図78に示すごとく、信号端子84とセンサ基板83との接続部840、およびセンサIC82(図81参照)は、Y方向において、載置部85の両端にそれぞれ配置されている。また、上記接続部840と第1シールド板87aとは、X方向から見たときに、互いに重ならない位置に配されている。
As shown in FIG. 78, the connection portion 840 between the signal terminal 84 and the sensor substrate 83 and the sensor IC 82 (see FIG. 81) are arranged at both ends of the mounting portion 85 in the Y direction. Further, the connection portion 840 and the first shield plate 87 a are arranged at positions where they do not overlap each other when viewed from the X direction.
また、図78に示すごとく、出力バスバー81Iのモジュール接続部89は、Y方向において載置部85の一方側に配され、出力端子88は、Y方向において載置部85の他方側に配されている。
Further, as shown in FIG. 78, the module connection portion 89 of the output bus bar 81 I is arranged on one side of the mounting portion 85 in the Y direction, and the output terminal 88 is arranged on the other side of the mounting portion 85 in the Y direction. Has been done.
図79に示すごとく、複数の出力バスバー81I及び昇圧バスバー81LのIC対向部810Sは、X方向に一列に並んでいる。複数の出力バスバー81Iの端子側部分810Tも、X方向において一列に配列している。また、複数のモジュール側部分810M(図75参照)も、X方向において一列に配列している。
このようにすると、複数のセンサIC82を一列に配列できるため、センサIC82に接続するセンサ基板83を小型化できる。また、出力端子88及びモジュール接続部89もX方向に一列に配列できるため、出力端子88とコネクタとの締結作業、およびモジュール接続部89と半導体モジュール2との溶接作業を容易に行うことができると共に、これらの接続の信頼性を高めることができる。また、上記構成にすると、センサ基板83を一枚にすることができるため、電流センサ8の製造コストを低減できる。すなわち、仮に、センサIC82を2列に配列し、各列に対応してセンサ基板83を2枚設けたとすると、電流センサ8の製造コストが高くなってしまう。しかし、本形態のようにセンサIC82を一列に配列して、センサ基板83を一枚にすれば、電流センサ8の製造コストを低減できる。
As shown in FIG. 79, the IC facing portions 810 S of the plurality of output bus bars 81 I and the boost bus bar 81 L are arranged in a row in the X direction. The terminal side portions 810 T of the plurality of output bus bars 81 I are also arranged in a row in the X direction. Further, a plurality of module-side portions 810 M (see FIG. 75) are also arranged in a row in the X direction.
In this way, since a plurality of sensor ICs 82 can be arranged in a row, the sensor substrate 83 connected to the sensor ICs 82 can be miniaturized. Further, since the output terminal 88 and the module connecting portion 89 can also be arranged in a line in the X direction, the fastening work between the output terminal 88 and the connector and the welding work between the module connecting portion 89 and the semiconductor module 2 can be easily performed. At the same time, the reliability of these connections can be increased. Further, with the above configuration, since the sensor substrate 83 can be made into one sheet, the manufacturing cost of the current sensor 8 can be reduced. That is, if the sensor ICs 82 are arranged in two rows and two sensor substrates 83 are provided corresponding to each row, the manufacturing cost of the current sensor 8 becomes high. However, if the sensor ICs 82 are arranged in a row and the sensor substrate 83 is made into one as in this embodiment, the manufacturing cost of the current sensor 8 can be reduced.
また、図79に示すごとく、載置部85には、1個の出力バスバー81Iに対して2個の位置決めピン857(857a,857b)が形成されている。位置決めピン857は、連結部810のIC対向部810Sに形成した貫通孔815に挿入される。位置決めピン857は、Z方向から見たときにセンサIC82と重ならない位置に配置されている。2個の位置決めピン857のうち一方の位置決めピン857aは、Y方向において連結部810の端子側部分810Tに近い位置に設けられており、他方の位置決めピン857bは、Y方向において連結部810のモジュール側部分810Mに近い位置に設けられている。また、リアクトルバスバー81Lの連結部810Lは、第1IC対向部810SAと第2IC対向部810SBとの、2個のIC対向部810Sを備える。これら2個のIC対向部810Sのうち、X方向においてリアクトル4から遠い位置に配された第1IC対向部810SAに、位置決めピン857が嵌合する。また、X方向においてリアクトル4に近い位置に配された第2IC対向部810SBには、位置決めピン857は嵌合しない。
Further, as shown in FIG. 79, the mounting portion 85 is formed with two positioning pins 857 (857 a , 857 b ) for one output bus bar 81 I. The positioning pin 857 is inserted into the through hole 815 formed in the IC facing portion 810 S of the connecting portion 810. The positioning pin 857 is arranged at a position that does not overlap with the sensor IC 82 when viewed from the Z direction. One of the two positioning pins 857, the positioning pin 857 a, is provided at a position close to the terminal side portion 810 T of the connecting portion 810 in the Y direction, and the other positioning pin 857 b is the connecting portion in the Y direction. It is provided at a position close to the module side portion 810 M of the 810. The connecting portion 810 L of the reactor bus bars 81 L includes a first 1IC opposing portion 810 SA of the first 2IC opposing portion 810 SB, the two IC opposing portions 810 S. Of these two IC facing portions 810 S , the positioning pin 857 is fitted to the first IC facing portion 810 SA arranged at a position far from the reactor 4 in the X direction. Further, the positioning pin 857 does not fit into the second IC facing portion 810 SB arranged at a position close to the reactor 4 in the X direction.
また、図73、図75に示すごとく、出力バスバー81Iは、端子側部分810Tの方が、モジュール側部分810Mよりも、X方向における幅が広い。
Further, as shown in FIGS. 73 and 75, the output bus bar 81 I has a wider width in the X direction in the terminal side portion 810 T than in the module side portion 810 M.
また、図79に示すごとく、本形態では個々のバスバー81を、センサIC82によって電流を正確に検出できる位置に配置してある。また、出力端子88及びモジュール接続部89の配置位置、強度、載置部85への搭載制約等を考慮して、バスバー81の屈曲部位や寸法を定めてある。
Further, as shown in FIG. 79, in this embodiment, the individual bus bars 81 are arranged at positions where the current can be accurately detected by the sensor IC 82. Further, the bending portion and the dimensions of the bus bar 81 are determined in consideration of the arrangement position and strength of the output terminal 88 and the module connection portion 89, the mounting restrictions on the mounting portion 85, and the like.
図79に示すごとく、載置部85には、複数のリブ部855が形成されている。個々のリブ部855は、X方向に隣り合う2個の出力バスバー81Iの間に介在している。リブ部855は、出力バスバー81Iの載置面から、出力バスバー81Iの厚さと同じ高さまで突出している(図73参照)。リブ部855は、載置部85のうち、バスバー81のIC対向部810Sが載置される部位に形成されている。また、リブ部855は、図72、図73に示すごとく、載置部85のうち、バスバー81の端子側部分810Tに隣り合う部位にも形成されている。図73に示すごとく、一部のリブ部855は、端子側部分810Tに沿って傾斜するように延びている。さらに、図75に示すごとく、リブ部855は、載置部85のうち、バスバー81のモジュール側部分810Mに隣り合う部位にも形成されている。リブ部855と出力バスバー81Iとの間には、所定のクリアランスが形成されている。すなわち、リブ部855と出力バスバー81Iとの間に上記クリアランスが形成されるように、上記位置決めピン857によって出力バスバー81Iの位置を定めている。
このようにリブ部855を形成することにより、互いに隣り合う2本の出力バスバー81I間の絶縁性を高めることができる。また、上記クリアランスを形成することにより、互いに隣り合う2本の出力バスバー81I間の空間絶縁距離を充分に確保できると共に、互いの熱干渉を抑制できる。また、出力バスバー81Iの連結部810のうち、屈曲している部位間の絶縁性をより高めることができる。さらには、図73に示すごとく、出力バスバー81Iの、傾斜し互いに隣り合う2本の端子側部分810T間のクリアランスを確保でき、これらの絶縁性をより高めることができる。
As shown in FIG. 79, a plurality of rib portions 855 are formed on the mounting portion 85. The individual rib portions 855 are interposed between two output bus bars 81 I adjacent to each other in the X direction. Rib portion 855 protrudes from the mounting surface of the output bus bar 81 I, to the same height as the thickness of the output bus bar 81 I (see Figure 73). The rib portion 855 is formed in a portion of the mounting portion 85 on which the IC facing portion 810 S of the bus bar 81 is mounted. Further, as shown in FIGS. 72 and 73, the rib portion 855 is also formed in a portion of the mounting portion 85 adjacent to the terminal side portion 810 T of the bus bar 81. As shown in FIG. 73, a part of the rib portion 855 extends so as to be inclined along the terminal side portion 810 T. Further, as shown in FIG. 75, the rib portion 855 is also formed in a portion of the mounting portion 85 adjacent to the module side portion 810 M of the bus bar 81. A predetermined clearance is formed between the rib portion 855 and the output bus bar 81 I. That is, the position of the output bus bar 81 I is determined by the positioning pin 857 so that the clearance is formed between the rib portion 855 and the output bus bar 81 I.
By forming the rib portion 855 in this way, the insulating property between the two output bus bars 81 I adjacent to each other can be improved. Further, by forming the above clearance, a sufficient spatial insulation distance between two output bus bars 81 I adjacent to each other can be sufficiently secured, and thermal interference between the two can be suppressed. Further, the insulation between the bent portions of the connecting portion 810 of the output bus bar 81I can be further enhanced. Further, as shown in FIG. 73, the clearance between the two terminal side portions 810 T of the output bus bar 81 I , which are inclined and adjacent to each other, can be secured, and the insulating property thereof can be further enhanced.
図75、図79に示すごとく、昇圧バスバー81Lは、2個のモジュール接続部89Lと、リアクトル接続部890と、これらを連結する連結部810Lとを備え、これらが一体的に形成されている。連結部810Lは、図79に示すごとく、第1IC対向部810SAと第2IC対向部810SBとの、2個のIC対向部810Sを備える。第1IC対向部810SAは、Y方向に延出している。第2IC対向部810SBは、Y方向において出力端子88側からモジュール接続部89側に向かうほど、リアクトル4に近づくように屈曲している。これら2個のIC対向部810SA,810SBに、それぞれセンサIC82Lを配置してある(図75参照)。
このように本形態では、昇圧バスバー81Lに流れる電流を、2個のセンサIC82Lを用いて測定している。これにより、冗長性を担保している。すなわち、出力バスバー81Iは、U相、V相、W相のうち、いずれか1相のセンサIC82が故障しても、他の2相のセンサIC82によって出力電流を測定することが可能であるが、昇圧バスバー81Lは、仮に1個しかセンサIC82Lを配置しなかったとすると、このセンサIC82Lが故障した場合、電流を測定できなくなってしまう。そのため本形態では、昇圧バスバー81Lに2個のセンサIC82Lを配置してある。
As shown in FIGS. 75 and 79, the boost bus bar 81 L includes two module connecting portions 89 L , a reactor connecting portion 890, and a connecting portion 810 L that connects them, and these are integrally formed. ing. As shown in FIG. 79, the connecting portion 810 L includes two IC facing portions 810 S, that is, a first IC facing portion 810 SA and a second IC facing portion 810 SB . The first IC facing portion 810 SA extends in the Y direction. The second IC facing portion 810 SB is bent so as to approach the reactor 4 from the output terminal 88 side toward the module connecting portion 89 side in the Y direction. Sensor IC 82 L is arranged on each of these two IC facing portions 810 SA and 810 SB (see FIG. 75).
As described above, in this embodiment, the current flowing through the boosted bus bar 81 L is measured by using the two sensors IC 82 L. This ensures redundancy. That is, the output bus bar 81 I can measure the output current by the sensor IC 82 of the other two phases even if the sensor IC 82 of any one of the U phase, the V phase, and the W phase fails. However, if only one sensor IC 82 L is arranged in the boost bus bar 81 L , if the sensor IC 82 L fails, the current cannot be measured. Therefore, in this embodiment, two sensor ICs 82 L are arranged on the boost bus bar 81 L.
また、図79に示すごとく、載置部85には、凸部858が形成されている。凸部858は、Z方向において、端子保持部850が突出した側とは反対側に突出している。信号端子84は、この凸部858内を通り、センサ基板83に接続している。
このように凸部858を形成することにより、載置部85全体の剛性を高めることができると共に、信号端子84を保護することができる。また、信号端子84の耐振性を高めることができるため、センサ基板83を保護しやすくなる。
Further, as shown in FIG. 79, a convex portion 858 is formed on the mounting portion 85. The convex portion 858 projects in the Z direction to the side opposite to the side on which the terminal holding portion 850 protrudes. The signal terminal 84 passes through the convex portion 858 and is connected to the sensor substrate 83.
By forming the convex portion 858 in this way, the rigidity of the entire mounting portion 85 can be increased, and the signal terminal 84 can be protected. Further, since the vibration resistance of the signal terminal 84 can be improved, it becomes easy to protect the sensor substrate 83.
また、図79〜図81に示すごとく、第2シールド板87bは、Z方向において、樹脂製の載置部85を介して、出力バスバー81Iと対向する位置に配されている。これにより、出力バスバー81Iと第2シールド板87bとの絶縁性を確保している。
Further, as shown in FIGS. 79 to 81, the second shield plate 87 b is arranged at a position facing the output bus bar 81 I via the resin mounting portion 85 in the Z direction. As a result, the insulation between the output bus bar 81 I and the second shield plate 87 b is ensured.
また、図79に示すごとく、出力バスバー81Iには、X方向幅が広い部位と、狭い部位とがある。本形態では、出力バスバー81Iのうち、X方向幅が広い部位に、センサIC82を配置してある。
Further, as shown in FIG. 79, the output bus bar 81 I has a portion having a wide width in the X direction and a portion having a narrow width in the X direction. In this embodiment, the sensor IC 82 is arranged at a portion of the output bus bar 81 I that is wide in the X direction.
また、本形態の電流センサ8は、図80に示すごとく、載置部85からZ方向における両側に突出した位置決め突起部856を2本、備える。これら2本の位置決め突起部856によって、2枚のシールド板87a,87bと、センサ基板83と、ナットホルダ86との位置決めを行うよう構成されている。
Further, as shown in FIG. 80, the current sensor 8 of the present embodiment includes two positioning protrusions 856 protruding from the mounting portion 85 on both sides in the Z direction. These two positioning protrusions 856 are configured to position the two shield plates 87 a and 87 b , the sensor substrate 83, and the nut holder 86.
<リアクトル>
次に、リアクトル4について説明する。図82に示すごとく、本形態のリアクトル4は、リアクトルケース40を備える。このリアクトルケース40に、図示しないコイルを収容してある。そして、絶縁樹脂に磁性体粉末を分散させた、所謂ダストコア(図示しない)によって、上記コイルをリアクトルケース40内に封止してある。リアクトルケース40からは、コイルに接続した2本のコイル端子41(図88参照)が突出している。
<Reactor>
Next, the reactor 4 will be described. As shown in FIG. 82, the reactor 4 of the present embodiment includes a reactor case 40. A coil (not shown) is housed in the reactor case 40. Then, the coil is sealed in the reactor case 40 by a so-called dust core (not shown) in which magnetic powder is dispersed in an insulating resin. Two coil terminals 41 (see FIG. 88) connected to the coil project from the reactor case 40.
図82〜図87に示すごとく、リアクトルケース40は、トッププレート側壁部42Tと、積層体側壁部42Lと、センサ側壁部42Sと、接続部側壁部42Cと、底壁43とを備える。トッププレート側壁部42Tは、X方向においてトッププレート311に隣り合う位置に配されており、積層体側壁部42Lは、X方向において積層体10に隣り合う位置に配されている。また、センサ側壁部42Sは、Y方向における電流センサ8側に配されており、接続部側壁部42Cは、Y方向における、コンデンサ7とバスバー5との接続部側に配されている。
As shown in FIGS. 82 to 87, the reactor case 40 includes a top plate side wall portion 42 T , a laminated body side wall portion 42 L , a sensor side wall portion 42 S , a connection portion side wall portion 42 C, and a bottom wall 43. Be prepared. The top plate side wall portion 42 T is arranged at a position adjacent to the top plate 311 in the X direction, and the laminated body side wall portion 42 L is arranged at a position adjacent to the laminated body 10 in the X direction. Further, the sensor side wall portion 42 S is arranged on the current sensor 8 side in the Y direction, and the connection portion side wall portion 42 C is arranged on the connection portion side between the capacitor 7 and the bus bar 5 in the Y direction.
図82、図83に示すごとく、リアクトルケース40は、Z方向に開口した開口部49を備える。この開口部49から、上記コイル端子41が突出する。
As shown in FIGS. 82 and 83, the reactor case 40 includes an opening 49 opened in the Z direction. The coil terminal 41 projects from the opening 49.
また、図82、図84、図86に示すごとく、積層体側壁部42Lから、荷重支持部44がZ方向に突出している。図88に示すごとく、荷重支持部44は、ケース11の底壁部119に当接する。加圧部材16からリアクトル4に加えられる加圧力Fを、この荷重支持部44によって受け止め、大きな加圧力がコイルやダストコア等に加わらないようにしている。
Further, as shown in FIGS. 82, 84, and 86, the load supporting portion 44 projects in the Z direction from the side wall portion 42 L of the laminated body. As shown in FIG. 88, the load support portion 44 comes into contact with the bottom wall portion 119 of the case 11. The pressing force F applied from the pressurizing member 16 to the reactor 4 is received by the load supporting portion 44 so that a large pressing force is not applied to the coil, the dust core, or the like.
図82、図83、図85に示すごとく、トッププレート側壁部42Tと積層体側壁部42Lから、一対の締結部45がY方向に突出している。個々の締結部45には、図85に示すごとく、雌螺子部46が形成されている。図88に示すごとく、この雌螺子部46にボルト499を螺合することにより、リアクトル4をケース11の底壁部119に固定している。
As shown in FIGS. 82, 83, and 85, a pair of fastening portions 45 project in the Y direction from the top plate side wall portion 42 T and the laminated body side wall portion 42 L. As shown in FIG. 85, female screw portions 46 are formed in the individual fastening portions 45. As shown in FIG. 88, the reactor 4 is fixed to the bottom wall portion 119 of the case 11 by screwing a bolt 499 into the female screw portion 46.
上述したように、リアクトル4には、加圧部材16の加圧力Fが加わる。この加圧力Fによって、図88に示すごとく、リアクトル4に力のモーメントRが発生する。そのため、リアクトル4は底壁部119にZ方向から押し付けられる。リアクトル4が押し付けられる方向は、ボルト499の締結方向と一致している。そのため、ボルト499の締結力と、加圧部材16によって発生したモーメントRとにより、リアクトル4はZ方向に強く固定される。これによって、外部からZ方向に振動が加わっても、リアクトル4が大きく揺動しないようにしている。
As described above, the pressing force F of the pressurizing member 16 is applied to the reactor 4. Due to this pressing force F, a moment of force R is generated in the reactor 4 as shown in FIG. 88. Therefore, the reactor 4 is pressed against the bottom wall portion 119 from the Z direction. The direction in which the reactor 4 is pressed coincides with the fastening direction of the bolt 499. Therefore, the reactor 4 is strongly fixed in the Z direction by the fastening force of the bolt 499 and the moment R generated by the pressurizing member 16. As a result, even if vibration is applied in the Z direction from the outside, the reactor 4 does not vibrate significantly.
また、図82、図84、図86に示すごとく、積層体側壁部42Lには、積層体側突部48Lが形成されている。この積層体側突部48Lは、積層体10に含まれる冷却管3に当接する。また、トッププレート側壁部42Tには、トッププレート側突部48Tが形成されている。トッププレート側突部48Tは、トッププレート311に当接する。
Further, as shown in FIGS. 82, 84, and 86, a laminated body side protrusion 48 L is formed on the laminated body side wall portion 42 L. The laminated body side protrusion 48 L abuts on the cooling pipe 3 included in the laminated body 10. Further, a top plate side protrusion 48 T is formed on the top plate side wall portion 42 T. The top plate side protrusion 48 T comes into contact with the top plate 311.
図83、図85に示すごとく、センサ側壁部42Sと、該センサ側壁部42SのX方向における両端に配された締結部45とによって、センサ側凹部47Sが形成されている。電流センサ8の信号端子84は、このセンサ側凹部47Sを通過して、制御回路基板171に接続される。また、接続部側壁部42Cと、該接続部側壁部42CのX方向における両端に配された締結部45とによって、接続部側凹部47Cが形成されている。コンデンサ7の制御配線は、この接続部側凹部47を通過して、制御回路基板171に接続される。このように、凹部47(47S,47C)に信号端子84等を挿通させることにより、これらの凹部47を、所謂デッドスペースにならないように、有効活用している。
Figure 83, as shown in FIG. 85, the sensor side wall portion 42 S, by the fastening portion 45 disposed at both ends in the X direction of the sensor side wall portion 42 S, the sensor-side recess 47 S is formed. The signal terminal 84 of the current sensor 8 passes through the sensor-side recess 47 S and is connected to the control circuit board 171. Further, a connecting portion side wall 42 C, by a fastening portion 45 disposed at both ends in the X direction of the connecting portion side wall 42 C, the connecting portion side recess 47 C is formed. The control wiring of the capacitor 7 passes through the connection portion side recess 47 and is connected to the control circuit board 171. By inserting the signal terminal 84 or the like into the recesses 47 (47 S , 47 C ) in this way, these recesses 47 are effectively utilized so as not to become a so-called dead space.
図83に示すごとく、Z方向から見たときに、X方向において積層体側壁部42Lに隣り合う領域(端子配置領域S41)に、コイル端子41(図2参照)が配される。コイル端子41は、X方向において、冷媒の導入管321及び導出管322が配された側(すなわち、トッププレート側壁部42Tが配された側)とは反対側に設けられている。
このようにすると、コイル端子41を、X方向においてバスバー5に近い位置に配することができるため、コイル端子41とバスバー5との接続距離を短くすることができる。また、コイル端子41を導入管321および導出管322から離れた位置に配置することができるため、外部からコイル端子41に重畳するノイズを低減できる。
As shown in FIG. 83, the coil terminals 41 (see FIG. 2) are arranged in the region (terminal arrangement region S 41 ) adjacent to the side wall portion 42 L of the laminated body in the X direction when viewed from the Z direction. The coil terminal 41 is provided in the X direction on the side opposite to the side where the refrigerant introduction pipe 321 and the outlet pipe 322 are arranged (that is, the side where the top plate side wall portion 42 T is arranged).
In this way, the coil terminal 41 can be arranged at a position close to the bus bar 5 in the X direction, so that the connection distance between the coil terminal 41 and the bus bar 5 can be shortened. Further, since the coil terminal 41 can be arranged at a position away from the introduction pipe 321 and the outlet pipe 322, noise superimposed on the coil terminal 41 from the outside can be reduced.
また、図84、図86、図87に示すごとく、リアクトルケース40には、上述した積層体側突部48Lとトッププレート側突部48Tとの、2個の突部48を形成してある。これらの突部48は、冷却管3又はトッププレート311に当接する。これにより、リアクトル4を冷却している。
突部48は、X方向から見たときに、リアクトル4の、Z方向における中央部Mを含む位置に形成されている。このようにすると、発熱量が多い中央部Mを、冷却管3又はトッププレート311によって冷却することができる。そのため、リアクトル4を効率的に冷却できる。なお、本形態の突部48L,48Tは、中心部Mよりも、僅かにZ方向における制御回路基板171側へオフセットしている。
Further, as shown in FIGS. 84, 86, and 87, the reactor case 40 is formed with two protrusions 48, the above-mentioned laminate side protrusion 48 L and the top plate side protrusion 48 T. .. These protrusions 48 abut on the cooling pipe 3 or the top plate 311. As a result, the reactor 4 is cooled.
The protrusion 48 is formed at a position of the reactor 4 including the central portion M in the Z direction when viewed from the X direction. In this way, the central portion M, which generates a large amount of heat, can be cooled by the cooling pipe 3 or the top plate 311. Therefore, the reactor 4 can be cooled efficiently. The protrusions 48 L and 48 T of this embodiment are slightly offset toward the control circuit board 171 in the Z direction from the central portion M.
また、突部48L,48Tの表面480(図86参照)は、その周囲の部位と比べて、面粗度が小さくなっている。これにより、突部48の表面480と、冷却管3等とを密着させ、リアクトル4の冷却効率を高めている。
Further, the surface roughness of the surface 480 (see FIG. 86) of the protrusions 48 L and 48 T is smaller than that of the surrounding portion. As a result, the surface 480 of the protrusion 48 and the cooling pipe 3 and the like are brought into close contact with each other to improve the cooling efficiency of the reactor 4.
なお、本形態では、締結部45における、雌螺子部46の周辺部S46(図85参照)についても、面粗度を小さくしている。周辺部S46は、ケース11の底壁部119に接触する部位であるため、面粗度を小さくすると、リアクトル4の熱を底壁部119に伝えやすくなる。そのため、リアクトル4の冷却効率を高めることができる。
In the present embodiment, the fastening section 45, for the peripheral portion S 46 of the female screw portion 46 (see FIG. 85), and to reduce the surface roughness. Since the peripheral portion S 46 is a portion that comes into contact with the bottom wall portion 119 of the case 11, if the surface roughness is reduced, the heat of the reactor 4 can be easily transferred to the bottom wall portion 119. Therefore, the cooling efficiency of the reactor 4 can be increased.
本形態のリアクトルケース40は、樹脂によって構成されている。リアクトルケース40を製造する際は、まず成型金型を用いてリアクトルケース40を成型し、その後、突部48の表面480、及び雌螺子部46の周辺部S46を切削する。これにより、面粗度を小さくする。
The reactor case 40 of this embodiment is made of resin. When manufacturing the reactor case 40, the reactor case 40 is first molded using a molding die, and then the surface 480 of the protrusion 48 and the peripheral portion S46 of the female screw portion 46 are cut. As a result, the surface roughness is reduced.
また、トッププレート側突部48Tの表面480(図86参照)に、リアクトルケース40を構成する樹脂よりも熱伝導率が高いグリスを塗布してある。また、積層体側突部48Lの表面480にも、上記グリスを塗布してある。これにより、これらの突部48(48T,48L)の表面480と、冷却管3又はトッププレート311との間に存在する微小な隙間を、グリスによって充填し、リアクトル4の冷却効率を高めている。
Further, grease having a higher thermal conductivity than the resin constituting the reactor case 40 is applied to the surface 480 (see FIG. 86) of the top plate side protrusion 48 T. Further, the grease is also applied to the surface 480 of the laminated body side protrusion 48 L. As a result, the minute gap existing between the surface 480 of these protrusions 48 (48 T , 48 L ) and the cooling pipe 3 or the top plate 311 is filled with grease to improve the cooling efficiency of the reactor 4. ing.
また、本形態では、図16に示すごとく、X方向から見たとき、荷重支持部44が形成された壁部42(すなわち積層体側壁部42L)と、加圧部材16とが重なるよう構成されている。これにより、加圧部材16の加圧力を荷重支持部44によって受け止めやすくしている。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 16, when viewed from the X direction, the wall portion 42 (that is, the laminated body side wall portion 42 L ) on which the load supporting portion 44 is formed and the pressurizing member 16 are configured to overlap each other. Has been done. This makes it easier for the load support portion 44 to receive the pressing force of the pressurizing member 16.
また、本形態では、図88に示すごとく、締結部45の雌螺子部46にボルト499を挿入し、これにより、リアクトルケース40をケース11の底壁部119に固定している。ボルト499は、Z方向における、コイル端子41の突出側とは反対側から、締結部45の中央付近まで挿入されている。これにより、ボルト499の先端をコイル端子41に接近させている。これによって、コイルから発生した熱の一部を、コイル端子41およびボルト499を介して底壁部119に伝え、より冷却性能を高めるようにしている。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 88, a bolt 499 is inserted into the female screw portion 46 of the fastening portion 45, whereby the reactor case 40 is fixed to the bottom wall portion 119 of the case 11. The bolt 499 is inserted from the side opposite to the protruding side of the coil terminal 41 in the Z direction to the vicinity of the center of the fastening portion 45. As a result, the tip of the bolt 499 is brought close to the coil terminal 41. As a result, a part of the heat generated from the coil is transferred to the bottom wall portion 119 via the coil terminal 41 and the bolt 499 to further improve the cooling performance.
また、図82、図83に示すごとく、積層体側壁部42Lは、他の壁部42T,42S,42Cよりも厚く形成されている。また、X方向において積層体側壁部42Lに近い位置に、コイル端子41を配置してある。
このようにすると、積層体側壁部42Lを厚く形成してあるため、積層体側壁部42Lの剛性を高めることができる。そのため、加圧部材16から加わった加圧力によって、積層体側壁部42Lが変形することを抑制できる。また、積層体側壁部42Lを厚く形成すると、積層体側壁部42Lによって、半導体モジュール2又はコイルから発生した熱を遮蔽できる。そのため、半導体モジュール2とコイルとの間で熱干渉が発生することを抑制できる。
Further, as shown in FIGS. 82 and 83, the side wall portion 42 L of the laminated body is formed to be thicker than the other wall portions 42 T , 42 S , and 42 C. Further, the coil terminal 41 is arranged at a position close to the side wall portion 42 L of the laminated body in the X direction.
In this way, since the laminated body side wall portion 42 L is formed thick, the rigidity of the laminated body side wall portion 42 L can be increased. Therefore, it is possible to suppress the deformation of the side wall portion 42 L of the laminated body due to the pressing force applied from the pressurizing member 16. Further, when the side wall portion 42 L of the laminated body is formed thick, the heat generated from the semiconductor module 2 or the coil can be shielded by the side wall portion 42 L of the laminated body. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of thermal interference between the semiconductor module 2 and the coil.
なお、本形態では、積層体側壁部42Lを他の壁部42T,42S,42Cよりも厚く形成したが、本発明はこれに限るものではなく、積層体側壁部42Lを他の壁部42T,42S,42Cと同等の厚さにしてもよい。
In this embodiment, the side wall portion 42 L of the laminated body is formed thicker than the other wall portions 42 T , 42 S , 42 C , but the present invention is not limited to this, and the side wall portion 42 L of the laminated body is formed to be thicker than the other wall portions 42 T , 42 S , 42 C. The thickness may be the same as that of the wall portions 42 T , 42 S , and 42 C.
<コンデンサモジュール>
次に、コンデンサモジュール70につき、説明する。
図89〜図97に示すごとく、コンデンサモジュール70は、複数のコンデンサ素子73と、これらに接続された正極平滑バスバー7Pa、正極フィルタバスバー7Pb、及び負極バスバー7Nと、モールド樹脂700と放電抵抗基板172とを有する。モールド樹脂700は、複数のコンデンサ素子73、正極平滑バスバー7Pa、正極フィルタバスバー7Pb、及び負極バスバー7Nを内側に埋設している。図89に示すごとく、放電抵抗基板172は、モールド樹脂700に固定されている。
<Capacitor module>
Next, the capacitor module 70 will be described.
As shown in FIGS. 89 to 97, the capacitor module 70 includes a plurality of capacitor elements 73, a positive electrode smoothing bus bar 7Pa, a positive electrode filter bus bar 7Pb, and a negative electrode bus bar 7N connected thereto, a mold resin 700, and a discharge resistance substrate 172. And have. In the mold resin 700, a plurality of capacitor elements 73, a positive electrode smoothing bus bar 7Pa, a positive electrode filter bus bar 7Pb, and a negative electrode bus bar 7N are embedded inside. As shown in FIG. 89, the discharge resistance substrate 172 is fixed to the mold resin 700.
図93、図94に示すごとく、各コンデンサ素子73は、金属化フィルムを巻回してなるフィルムコンデンサである。各コンデンサ素子73は、その巻回軸が、Z方向に延びるよう配されている。
As shown in FIGS. 93 and 94, each capacitor element 73 is a film capacitor formed by winding a metallized film. Each capacitor element 73 is arranged so that its winding shaft extends in the Z direction.
複数のコンデンサ素子73は、平滑コンデンサ71を構成するコンデンサ素子73である複数の平滑コンデンサ素子711と、フィルタコンデンサ72を構成するコンデンサ素子73である複数のフィルタコンデンサ素子721とを有する。複数の平滑コンデンサ素子711は、互いに並列接続されており、同様に、複数のフィルタコンデンサ素子721は、互いに並列接続されている。
The plurality of capacitor elements 73 include a plurality of smoothing capacitor elements 711 which are capacitor elements 73 constituting the smoothing capacitor 71, and a plurality of filter capacitor elements 721 which are capacitor elements 73 constituting the filter capacitor 72. The plurality of smoothing capacitor elements 711 are connected in parallel to each other, and similarly, the plurality of filter capacitor elements 721 are connected in parallel to each other.
図94に示すごとく、平滑コンデンサ素子711は、Z方向から見たとき、X方向に長尺な略楕円形状となる姿勢で配されている。そして、平滑コンデンサ素子711は、X方向に3列、Y方向に3列、計9つ、並んで配されている。
As shown in FIG. 94, the smoothing capacitor elements 711 are arranged in a substantially elliptical shape that is long in the X direction when viewed from the Z direction. The smoothing capacitor elements 711 are arranged side by side in a total of nine rows, three rows in the X direction and three rows in the Y direction.
また、フィルタコンデンサ素子721は、Z方向から見たときY方向に長尺な略楕円形状となる姿勢で配されている。フィルタコンデンサ素子721は、Y方向に2つ並んで配されている。2つのフィルタコンデンサ素子721は、平滑コンデンサ素子711におけるX方向の一方(前方側)に配されている。
Further, the filter capacitor element 721 is arranged in a posture of having a long substantially elliptical shape in the Y direction when viewed from the Z direction. Two filter capacitor elements 721 are arranged side by side in the Y direction. The two filter capacitor elements 721 are arranged on one side (front side) in the X direction of the smoothing capacitor element 711.
図92、図93に示すごとく、各コンデンサ素子73は、Z方向の両端に、電極面を備えている。以後、コンデンサ素子73の上側の電極面を上側電極面731、下側の電極面を下側電極面732ということもある。
As shown in FIGS. 92 and 93, each capacitor element 73 is provided with electrode surfaces at both ends in the Z direction. Hereinafter, the upper electrode surface of the capacitor element 73 may be referred to as an upper electrode surface 731, and the lower electrode surface may be referred to as a lower electrode surface 732.
複数のコンデンサ素子73の下側電極面732には、負極バスバー7Nが接続されている。図91〜図93、図95に示すごとく、負極バスバー7Nは、後述の、負極対向部71Nと負極延設部72Nとを有する。
A negative electrode bus bar 7N is connected to the lower electrode surfaces 732 of the plurality of capacitor elements 73. As shown in FIGS. 91 to 93 and 95, the negative electrode bus bar 7N has a negative electrode facing portion 71N and a negative electrode extending portion 72N, which will be described later.
負極対向部71Nは、Z方向から見た形状がX方向に長尺な四角形状に形成されており、かつ、Z方向に厚みを有する板状に形成されている。負極対向部71Nは、その上面が、複数のコンデンサ素子73の下側電極面732にZ方向に対向するよう配されている。そして、負極対向部71Nは、その上面において、複数のコンデンサ素子73の下側電極面732に接続されている。
The negative electrode facing portion 71N is formed in a rectangular shape having a long shape in the X direction when viewed from the Z direction, and is formed in a plate shape having a thickness in the Z direction. The upper surface of the negative electrode facing portion 71N is arranged so as to face the lower electrode surfaces 732 of the plurality of capacitor elements 73 in the Z direction. The negative electrode facing portion 71N is connected to the lower electrode surfaces 732 of the plurality of capacitor elements 73 on the upper surface thereof.
負極延設部72Nは、負極対向部71Nから延設されている。負極延設部72Nは、DC−DCコンバータ6に接続される負極DDC側接続部73Nと、半導体モジュール2に接続される負極モジュール側接続部74Nと、バッテリBに接続される負極バッテリ側接続部75Nとを有する。
The negative electrode extending portion 72N extends from the negative electrode facing portion 71N. The negative electrode extension portion 72N includes a negative electrode DDC side connection portion 73N connected to the DC-DC converter 6, a negative electrode module side connection portion 74N connected to the semiconductor module 2, and a negative electrode battery side connection portion connected to the battery B. It has 75N.
図91に示すごとく、負極DDC側接続部73Nは、Y方向における負極対向部71Nの一方側に配されている。負極DDC側接続部73Nにおける、DC−DCコンバータ6と接続される端子部は、モールド樹脂700から露出している。以後、適宜、Y方向における負極対向部71Nに対する負極DDC側接続部73N側をY1側といい、その反対側をY2側という。
As shown in FIG. 91, the negative electrode DDC side connecting portion 73N is arranged on one side of the negative electrode facing portion 71N in the Y direction. The terminal portion of the negative electrode DDC side connection portion 73N connected to the DC-DC converter 6 is exposed from the mold resin 700. Hereinafter, the negative electrode DDC side connection portion 73N side with respect to the negative electrode facing portion 71N in the Y direction is referred to as the Y1 side, and the opposite side is referred to as the Y2 side.
負極モジュール側接続部74Nも、負極DDC側接続部73Nと同様、負極対向部71NからY1側に延設されている。負極モジュール側接続部74Nは、負極DDC側接続部73Nよりも後方に離れた位置に配されている。負極モジュール側接続部74Nは、X方向に長尺かつY方向に短尺な矩形板状の負極モジュール側基部741Nと、負極モジュール側基部741NのY1側の端縁の2箇所から上方に延設されるとともにY方向に厚みを有する負極モジュール側端子部742Nとを有する。図91、図92に示すごとく、2つの負極モジュール側端子部742Nは、Z方向の同じ位置に配されており、X方向に互いにオフセットするよう形成されている。図89に示すごとく、負極モジュール側接続部74Nのうち、2つの負極モジュール側端子部742Nは、モールド樹脂700から露出しており、半導体モジュール2に電気接続された端子がボルト7Bによって締結される。
Like the negative electrode DDC side connection portion 73N, the negative electrode module side connection portion 74N also extends from the negative electrode facing portion 71N to the Y1 side. The negative electrode module side connection portion 74N is arranged at a position separated behind the negative electrode DDC side connection portion 73N. The negative electrode module side connection portion 74N extends upward from two locations, a rectangular plate-shaped negative electrode module side base portion 741N that is long in the X direction and short in the Y direction, and the Y1 side edge of the negative electrode module side base portion 741N. It also has a negative electrode module side terminal portion 742N having a thickness in the Y direction. As shown in FIGS. 91 and 92, the two negative electrode module side terminal portions 742N are arranged at the same position in the Z direction and are formed so as to be offset from each other in the X direction. As shown in FIG. 89, of the negative electrode module side connection portions 74N, two negative electrode module side terminal portions 742N are exposed from the mold resin 700, and the terminals electrically connected to the semiconductor module 2 are fastened by bolts 7B. ..
図91〜図93、図95に示すごとく、負極バッテリ側接続部75Nは、負極対向部71Nの後方端部かつY1側端部から延設されている。図91、図92に示すごとく、負極バッテリ側接続部75Nは、負極バッテリ側基部751Nと負極バッテリ側縦長部752Nと負極バッテリ側端子部753Nとを有する。負極バッテリ側基部751Nは、負極対向部71NからX方向に延びている。負極バッテリ側縦長部752Nは、負極バッテリ側基部751Nの後端縁から下方に延設されるとともにX方向に厚みを有する。負極バッテリ側端子部753Nは、負極バッテリ側縦長部752Nの下端縁から後方に延設されるとともにZ方向に厚みを有する。負極バッテリ側端子部753Nには、バッテリBに電気接続された端子がボルト締結される。
As shown in FIGS. 91 to 93 and 95, the negative electrode battery side connection portion 75N extends from the rear end portion and the Y1 side end portion of the negative electrode facing portion 71N. As shown in FIGS. 91 and 92, the negative electrode battery side connection portion 75N has a negative electrode battery side base portion 751N, a negative electrode battery side vertically elongated portion 752N, and a negative electrode battery side terminal portion 753N. The negative electrode battery side base portion 751N extends in the X direction from the negative electrode facing portion 71N. The vertically long portion 752N on the negative electrode battery side extends downward from the rear end edge of the base portion 751N on the negative electrode battery side and has a thickness in the X direction. The negative electrode battery side terminal portion 753N extends rearward from the lower end edge of the negative electrode battery side vertically long portion 752N and has a thickness in the Z direction. Terminals electrically connected to the battery B are bolted to the negative electrode battery side terminal portion 753N.
図92、図96に示すごとく、複数のコンデンサ素子73のうち、平滑コンデンサ素子711の上側電極面731には正極平滑バスバー7Paが接続されており、フィルタコンデンサ素子721の上側電極面731には正極フィルタバスバー7Pbが接続されている。
As shown in FIGS. 92 and 96, of the plurality of capacitor elements 73, the positive electrode smoothing bus bar 7Pa is connected to the upper electrode surface 731 of the smoothing capacitor element 711, and the positive electrode surface 731 of the filter capacitor element 721 has a positive electrode. The filter bus bar 7Pb is connected.
図96、図97に示すごとく、正極平滑バスバー7Paは、後述の正極平滑対向部71Paと正極平滑モジュール側接続部72Paとを有する。
正極平滑対向部71Paは、Z方向から見た形状がX方向に長尺な四角形状に形成されており、かつZ方向に厚みを有する板状に形成されている。正極平滑対向部71Paは、その下面が、複数の平滑コンデンサ素子711の上側電極面731にZ方向に対向するよう配されている。そして、正極平滑対向部71Paは、その下面において、複数の平滑コンデンサ素子711の上側電極面731に接続されている。
As shown in FIGS. 96 and 97, the positive electrode smoothing bus bar 7Pa has a positive electrode smoothing facing portion 71Pa and a positive electrode smoothing module side connecting portion 72Pa, which will be described later.
The positive electrode smoothing facing portion 71Pa is formed in a quadrangular shape that is long in the X direction when viewed from the Z direction, and is formed in a plate shape having a thickness in the Z direction. The lower surface of the positive electrode smoothing facing portion 71Pa is arranged so as to face the upper electrode surfaces 731 of the plurality of smoothing capacitor elements 711 in the Z direction. The positive electrode smoothing facing portion 71Pa is connected to the upper electrode surfaces 731 of the plurality of smoothing capacitor elements 711 on the lower surface thereof.
正極平滑モジュール側接続部72Paは、正極平滑対向部71Paから延設されており、半導体モジュール2に接続される。図93、図96、図97に示すごとく、正極平滑モジュール側接続部72Paは、正極平滑モジュール側側部721Paと正極平滑モジュール側基部722Paと正極平滑モジュール側端子部723Paとを有する。正極平滑モジュール側側部721Paは、正極平滑対向部71Paから下方に延設されており、Y方向に厚みを有する。正極平滑モジュール側基部722Paは、正極平滑モジュール側側部721Paの下端からY1側に延設され、X方向に長尺かつY方向に短尺な矩形板状を呈している。正極平滑モジュール側端子部723Paは、正極平滑モジュール側基部722PaのY1側の端縁の2箇所から上方に延設されるとともにY方向に厚みを有する。2つの正極平滑モジュール側端子部723Paは、Z方向の同じ位置に配されており、X方向に互いにオフセットするよう形成されている。正極平滑モジュール側接続部72Paのうち、正極平滑モジュール側端子部723Paは、モールド樹脂700から露出しており、半導体モジュール2に電気接続された端子がボルト締結される。
The positive electrode smoothing module side connection portion 72Pa extends from the positive electrode smoothing facing portion 71Pa and is connected to the semiconductor module 2. As shown in FIGS. 93, 96, and 97, the positive electrode smoothing module side connection portion 72Pa has a positive electrode smoothing module side side portion 721 Pa, a positive electrode smoothing module side base portion 722 Pa, and a positive electrode smoothing module side terminal portion 723 Pa. The positive electrode smoothing module side side portion 721Pa extends downward from the positive electrode smoothing facing portion 71Pa and has a thickness in the Y direction. The positive electrode smoothing module side base portion 722Pa extends from the lower end of the positive electrode smoothing module side side portion 721Pa to the Y1 side, and has a rectangular plate shape that is long in the X direction and short in the Y direction. The positive electrode smoothing module side terminal portion 723Pa extends upward from two positions on the Y1 side edge of the positive electrode smoothing module side base portion 722Pa and has a thickness in the Y direction. The two positive electrode smoothing module side terminal portions 723Pa are arranged at the same position in the Z direction and are formed so as to be offset from each other in the X direction. Of the positive electrode smoothing module side connection portion 72Pa, the positive electrode smoothing module side terminal portion 723Pa is exposed from the mold resin 700, and the terminal electrically connected to the semiconductor module 2 is bolted.
図89、図91、図92に示すごとく、2つの負極モジュール側端子部742Nと、2つの正極平滑モジュール側端子部723Paとは、X方向の前方から後方に向かって、負極モジュール側端子部742N、正極平滑モジュール側端子部723Pa、負極モジュール側端子部742N、正極平滑モジュール側端子部723Pa、の順に配されている。すなわち、負極モジュール側端子部742Nと正極平滑モジュール側端子部723Paとは、X方向に交互に配されている。また、複数の負極モジュール側端子部742Nと複数の正極平滑モジュール側端子部723Paとは、Z方向における同じ位置に配されている。
As shown in FIGS. 89, 91, and 92, the two negative electrode module side terminal portions 742N and the two positive electrode smoothing module side terminal portions 723Pa are the negative electrode module side terminal portions 742N from the front to the rear in the X direction. , The positive electrode smoothing module side terminal portion 723 Pa, the negative electrode module side terminal portion 742N, and the positive electrode smoothing module side terminal portion 723 Pa, in this order. That is, the negative electrode module side terminal portion 742N and the positive electrode smoothing module side terminal portion 723Pa are alternately arranged in the X direction. Further, the plurality of negative electrode module side terminal portions 742N and the plurality of positive electrode smoothing module side terminal portions 723Pa are arranged at the same position in the Z direction.
図96に示すごとく、正極フィルタバスバー7Pbは、後述の正極フィルタ対向部71Pbと正極フィルタ延設部72Pbとを有する。
正極フィルタ対向部71Pbは、Z方向に厚みを有する板状に形成されており、その下面が、複数のフィルタコンデンサ素子721の上側電極面731にZ方向と対向するよう配されている。そして、正極フィルタバスバー7Pbは、正極フィルタ対向部71Pbにおいて、フィルタコンデンサ素子721の上側電極面731に接続されている。
As shown in FIG. 96, the positive electrode filter bus bar 7Pb has a positive electrode filter facing portion 71Pb and a positive electrode filter extending portion 72Pb, which will be described later.
The positive electrode filter facing portion 71Pb is formed in a plate shape having a thickness in the Z direction, and its lower surface is arranged so as to face the upper electrode surfaces 731 of the plurality of filter capacitor elements 721 so as to face the Z direction. The positive electrode filter bus bar 7Pb is connected to the upper electrode surface 731 of the filter capacitor element 721 at the positive electrode filter facing portion 71Pb.
正極フィルタ延設部72Pbは、正極フィルタ対向部71Pbから延設されている。図92、図97に示すごとく、正極フィルタ延設部72Pbは、正極長板部721Pbと、DC−DCコンバータ6に接続される正極DDC側接続部73PBと、昇圧コンバータに接続される正極フィルタ昇圧側接続部74Pbと、バッテリBと接続される正極バッテリ側接続部75PBとを有する。
The positive electrode filter extending portion 72Pb extends from the positive electrode filter facing portion 71Pb. As shown in FIGS. 92 and 97, the positive electrode filter extension portion 72Pb includes a positive electrode long plate portion 721Pb, a positive electrode DDC side connection portion 73PB connected to the DC-DC converter 6, and a positive electrode filter booster connected to the boost converter. It has a side connection portion 74Pb and a positive electrode battery side connection portion 75PB connected to the battery B.
図91、図92に示すごとく、正極長板部721Pbは、複数のコンデンサ素子73にY方向に対向するとともに、複数のコンデンサのX方向の一端から他端までの略全領域に形成されている。正極長板部721Pbは、複数のコンデンサ素子73のY1側に配されている。
As shown in FIGS. 91 and 92, the positive electrode long plate portion 721Pb faces the plurality of capacitor elements 73 in the Y direction, and is formed in substantially the entire region from one end to the other end of the plurality of capacitors in the X direction. .. The positive electrode long plate portion 721Pb is arranged on the Y1 side of the plurality of capacitor elements 73.
図91に示すごとく、正極DDC側接続部73PBは、正極長板部721Pbから延設されている。正極DDC側接続部73PBも、複数のコンデンサ素子73のY1側に位置している。正極DDC側接続部73PBにおけるDC−DCコンバータ6と接続される部位は、モールド樹脂700から露出している。正極DDC側接続部73PBは、負極DDC側接続部73Nの後方に隣接している。
As shown in FIG. 91, the positive electrode DDC side connection portion 73PB extends from the positive electrode long plate portion 721Pb. The positive electrode DDC side connection portion 73PB is also located on the Y1 side of the plurality of capacitor elements 73. The portion of the positive electrode DDC side connection portion 73PB connected to the DC-DC converter 6 is exposed from the mold resin 700. The positive electrode DDC side connecting portion 73PB is adjacent to the rear of the negative electrode DDC side connecting portion 73N.
図97に示すごとく、正極フィルタ昇圧側接続部74Pbは、正極フィルタ昇圧側側部741Pbと正極フィルタ昇圧側基部742Pbと正極フィルタ昇圧側端子部743Pbとを有する。
As shown in FIG. 97, the positive electrode filter boosting side connection portion 74Pb has a positive electrode filter boosting side side portion 741Pb, a positive electrode filter boosting side base portion 742Pb, and a positive electrode filter boosting side terminal portion 743Pb.
正極フィルタ昇圧側側部741Pbは、正極長板部721Pbから下方に延設されている。
The positive electrode filter boosting side portion 741Pb extends downward from the positive electrode long plate portion 721Pb.
正極フィルタ昇圧側基部742Pbは、正極フィルタ昇圧側側部741Pbの下端縁からY1側に延設されており、Z方向に厚みを有する。
The positive electrode filter boosting side base portion 742Pb extends from the lower end edge of the positive electrode filter boosting side portion 741Pb to the Y1 side, and has a thickness in the Z direction.
正極フィルタ昇圧側端子部743Pbは、正極フィルタ昇圧側基部742PbのY1側端縁から上方に延設されるとともにY方向に厚みを有する。正極フィルタ昇圧側端子部743Pbは、2つの負極モジュール側端子部742Nのうちの前側の負極モジュール側端子部742Nの、前側に隣り合うよう配されている。正極フィルタ昇圧側端子部743Pbは、モールド樹脂700から露出するよう形成されており、昇圧コンバータに電気接続された端子がボルト締結される。
The positive electrode filter boosting side terminal portion 743Pb extends upward from the Y1 side edge of the positive electrode filter boosting side base portion 742Pb and has a thickness in the Y direction. The positive electrode filter boosting side terminal portion 743Pb is arranged so as to be adjacent to the front side of the front side negative electrode module side terminal portion 742N of the two negative electrode module side terminal portions 742N. The positive electrode filter boosting side terminal portion 743Pb is formed so as to be exposed from the mold resin 700, and the terminal electrically connected to the boosting converter is bolted.
正極バッテリ側接続部75PBは、正極バッテリ側横長部751PBと正極バッテリ側縦長部752PBと正極バッテリ側端子部753PBとを有する。正極バッテリ側横長部751PBは、正極長板部721Pbの後端縁からY2側に延設されるとともにX方向に厚みを有する。正極バッテリ側縦長部752PBは、正極バッテリ側横長部751PBのY2側の端部から下方に延設されるとともにX方向に厚みを有する。正極バッテリ側端子部753PBは、正極バッテリ側縦長部752PBの下端から後方に延設されるとともに、Z方向に厚みを有する。正極バッテリ側端子部753PBには、バッテリBに電気接続された端子がボルト締結される。正極バッテリ側端子部753PBと負極バッテリ側端子部753Nとは、Y方向に隣り合うよう配されている。正極バッテリ側接続部75PBは、負極バッテリ側端子部753NのY2側に配されている。
The positive electrode battery side connection portion 75PB has a positive electrode battery side horizontally long portion 751PB, a positive electrode battery side vertically long portion 752PB, and a positive electrode battery side terminal portion 753PB. The horizontally long portion 751PB on the positive electrode battery side extends from the rear end edge of the long positive electrode plate portion 721Pb to the Y2 side and has a thickness in the X direction. The vertically elongated portion 752PB on the positive electrode battery side extends downward from the end portion on the Y2 side of the horizontally elongated portion 751PB on the positive electrode battery side and has a thickness in the X direction. The positive electrode battery side terminal portion 753PB extends rearward from the lower end of the positive electrode battery side vertically elongated portion 752PB and has a thickness in the Z direction. Terminals electrically connected to the battery B are bolted to the positive electrode battery side terminal portion 753PB. The positive electrode battery side terminal portion 753PB and the negative electrode battery side terminal portion 753N are arranged so as to be adjacent to each other in the Y direction. The positive electrode battery side connection portion 75PB is arranged on the Y2 side of the negative electrode battery side terminal portion 753N.
図89、図90に示すごとく、モールド樹脂700は、略直方体形状を呈している。モールド樹脂700は、平滑コンデンサ素子711及びフィルタコンデンサ素子721をまとめて内包している。図89に示すごとく、モールド樹脂700の下面には、放電抵抗基板172が固定されている。
以上のような基本構成を有する。以下、本形態のコンデンサモジュール70のより詳細な構成につき、説明する。
As shown in FIGS. 89 and 90, the mold resin 700 has a substantially rectangular parallelepiped shape. The mold resin 700 includes the smoothing capacitor element 711 and the filter capacitor element 721 together. As shown in FIG. 89, the discharge resistance substrate 172 is fixed to the lower surface of the mold resin 700.
It has the above basic configuration. Hereinafter, a more detailed configuration of the capacitor module 70 of this embodiment will be described.
モールド樹脂700の下面に配された放電抵抗基板172は、リアクトル4のコイル端子41とZ方向に重ならないよう配置されている。つまり、放電抵抗基板172は、Z方向に直交する面方向において、コイル端子41と異なる位置に配されている。また、放電抵抗基板172は、リアクトル4のコイル端子41とフィルタコンデンサ72の正極フィルタバスバー7Pbの正極DDC側接続部73PBとの接続部(ボルト締結部)からは所定のクリアランスC1が形成されている。本実施形態においては、放電抵抗基板172と前記接続部との間は、少なくともY方向に所定のクリアランスC1が形成されている。
これにより、リアクトル4のコイル端子41が放電抵抗基板172に干渉することを抑制できる。また、放電抵抗基板172とリアクトル4のコイル端子41との間の電気的絶縁性も確保することができる。さらに、放電抵抗基板172とリアクトル4のコイル端子41とが熱的に干渉することを抑制することもできる。
The discharge resistance substrate 172 arranged on the lower surface of the mold resin 700 is arranged so as not to overlap the coil terminal 41 of the reactor 4 in the Z direction. That is, the discharge resistance substrate 172 is arranged at a position different from that of the coil terminal 41 in the plane direction orthogonal to the Z direction. Further, in the discharge resistance substrate 172, a predetermined clearance C1 is formed from the connection portion (bolt fastening portion) between the coil terminal 41 of the reactor 4 and the positive electrode DDC side connection portion 73PB of the positive electrode filter bus bar 7Pb of the filter capacitor 72. .. In the present embodiment, a predetermined clearance C1 is formed between the discharge resistance substrate 172 and the connection portion at least in the Y direction.
As a result, it is possible to prevent the coil terminal 41 of the reactor 4 from interfering with the discharge resistance substrate 172. Further, the electrical insulation between the discharge resistance substrate 172 and the coil terminal 41 of the reactor 4 can be ensured. Further, it is possible to suppress thermal interference between the discharge resistance substrate 172 and the coil terminal 41 of the reactor 4.
また、放電抵抗基板172は、Z方向から見たとき矩形となる、矩形板状である。放電抵抗基板172は、4隅と中央部との5点において、コンデンサモジュール70のモールド樹脂700に支持されている。モールド樹脂700は、下側に突出する5つの突出ピン部700bを有し、放電抵抗基板172は、その4隅及び中央に形成された貫通孔に突出ピン部700bを嵌入させることによりモールド樹脂700に固定されている。
これにより、コンデンサの振動に起因する共振によって放電抵抗基板172が大きく振動することを抑制することができる。
Further, the discharge resistance substrate 172 has a rectangular plate shape that is rectangular when viewed from the Z direction. The discharge resistance substrate 172 is supported by the mold resin 700 of the capacitor module 70 at five points, four corners and a central portion. The mold resin 700 has five projecting pin portions 700b projecting downward, and the discharge resistance substrate 172 is formed by fitting the projecting pin portions 700b into the through holes formed at the four corners and the center thereof. It is fixed to.
As a result, it is possible to prevent the discharge resistance substrate 172 from vibrating significantly due to resonance caused by the vibration of the capacitor.
また、図90、図91に示すごとく、負極DDC側接続部73N及び正極DDC側接続部73PBは、X方向において、コンデンサモジュール70におけるフィルタコンデンサ素子721が配された側、すなわち前方の端部に配されている。そして、負極DDC側接続部73N及び正極DDC側接続部73PBは、DC−DCコンバータ6に近い位置に形成されている。本実施形態において、X方向において、負極DDC側接続部73N及び正極DDC側接続部73PBは、積層体10よりもDC−DCコンバータ6に近い位置に配されている。
これにより、コンデンサとDC−DCコンバータ6との間の接続配策構造を簡素にしやすく、また、短くしやすい。
Further, as shown in FIGS. 90 and 91, the negative electrode DDC side connection portion 73N and the positive electrode DDC side connection portion 73PB are located on the side where the filter capacitor element 721 of the capacitor module 70 is arranged, that is, at the front end portion in the X direction. It is arranged. The negative electrode DDC side connection portion 73N and the positive electrode DDC side connection portion 73PB are formed at positions close to the DC-DC converter 6. In the present embodiment, the negative electrode DDC side connection portion 73N and the positive electrode DDC side connection portion 73PB are arranged at positions closer to the DC-DC converter 6 than the laminated body 10 in the X direction.
As a result, the connection arrangement structure between the capacitor and the DC-DC converter 6 can be easily simplified and shortened.
また、図91に示すごとく、正極フィルタバスバー7Pbの正極長板部721Pbは、正極平滑バスバー7Pa、コンデンサの端子部と他の部品とのボルト締結部(正極平滑モジュール側端子部723Pa、負極モジュール側端子部742N等)、平滑コンデンサ素子711との間に、所定のクリアランスが形成されている。これにより、正極フィルタバスバー7Pbと、正極平滑バスバー7Pa、前記ボルト締結部、及び平滑コンデンサ素子711との間の絶縁性を確保できるとともに、これらの間の熱干渉も抑制できる。
Further, as shown in FIG. 91, the positive electrode long plate portion 721Pb of the positive electrode filter bus bar 7Pb is a positive electrode smoothing bus bar 7Pa, a bolt fastening portion between the terminal portion of the capacitor and other parts (positive electrode smoothing module side terminal portion 723Pa, negative electrode module side). A predetermined clearance is formed between the terminal portion 742N and the like) and the smoothing capacitor element 711. As a result, the insulation between the positive electrode filter bus bar 7Pb, the positive electrode smoothing bus bar 7Pa, the bolt fastening portion, and the smoothing capacitor element 711 can be ensured, and thermal interference between them can be suppressed.
また、正極長板部721Pbは、積層体10の冷却器と近い。本実施形態において、正極長板部721Pbは、冷却器の真上に位置している。
これにより、バスバー配策が集中している正極長板部721Pb周辺の冷却性を向上させやすい。
Further, the positive electrode long plate portion 721Pb is close to the cooler of the laminated body 10. In the present embodiment, the positive electrode long plate portion 721Pb is located directly above the cooler.
As a result, it is easy to improve the cooling performance around the positive electrode long plate portion 721Pb where the bus bar arrangement is concentrated.
また、図89、図91に示すごとく、負極モジュール側端子部742Nと正極平滑モジュール側端子部723Paとは、X方向に微小空間を介して並んでいる。同様に、負極モジュール側端子部742Nと正極フィルタ昇圧側端子部743Pbとは、X方向に微小空間を介して並んでいる。前記微小空間を小さくするために、モールド樹脂700は高絶縁性樹脂を採用することが好ましい。
電流の流れる向きが逆になる接続部同士を近接配置することにより、周囲に形成される磁界を、互いに打ち消しあうよう形成させることができ、低インダクタンス化を図りやすい。さらに、前述のように近接配置することにより、小型化(本構成においては、特にX方向の小型化)を図りやすい。
Further, as shown in FIGS. 89 and 91, the negative electrode module side terminal portion 742N and the positive electrode smoothing module side terminal portion 723Pa are arranged in the X direction via a minute space. Similarly, the negative electrode module side terminal portion 742N and the positive electrode filter boosting side terminal portion 743Pb are lined up in the X direction via a minute space. In order to reduce the minute space, it is preferable to use a highly insulating resin for the mold resin 700.
By arranging the connection portions in which the currents flow in opposite directions close to each other, the magnetic fields formed in the surroundings can be formed so as to cancel each other out, and it is easy to reduce the inductance. Further, by arranging them in close proximity as described above, it is easy to reduce the size (in this configuration, particularly the size in the X direction).
また、モールド樹脂700は、内側に部材が埋設される部位、以外の部位は、なるべく薄く形成しており、これにより、コスト低減、小型化を図っている。
一方、モールド樹脂700の薄肉化に起因し、コンデンサ素子73の電極面の周囲等の特に湿度に弱い部分は、耐湿の問題が懸念される。そこで、本実施形態においては、モールド樹脂700と、コンデンサ素子73の電極面の周囲等の特に湿度に弱い部分に、耐湿フィルムを介在させている。
Further, in the mold resin 700, the portion other than the portion where the member is embedded inside is formed as thin as possible, thereby reducing the cost and miniaturization.
On the other hand, due to the thinning of the mold resin 700, there is a concern about the problem of moisture resistance in a portion particularly sensitive to humidity such as around the electrode surface of the capacitor element 73. Therefore, in the present embodiment, the moisture-resistant film is interposed between the mold resin 700 and the portion around the electrode surface of the capacitor element 73, which is particularly sensitive to humidity.
また、図93に示すごとく、負極バッテリ側接続部75Nの負極バッテリ側縦長部752Nは、X方向から見たとき、クランク形状を有する。具体的には、負極バッテリ側縦長部752Nは、上側に配されるとともにZ方向にまっすぐ形成された縦長第一部位754Nと、縦長第一部位754Nから延設されるとともに、下側に向かうほど正極バッテリ側縦長部752PBと反対側、すなわちY1側に向かうよう傾斜する縦長第二部位755Nと、縦長第二部位755Nから下側に延設されるとともにZ方向にまっすぐ形成された縦長第三部位756Nとからなる。このように、負極バッテリ側縦長部752Nは、途中で正極バッテリ側縦長部752PBから遠ざかる方向にオフセットした構造となっている。
これにより、負極バッテリ側端子部753Nと正極バッテリ側端子部753PBとの距離を確保でき、これらの間の絶縁性を確保しやすい。
また、負極バッテリ側縦長部752Nは、前述のように途中から正極バッテリ側縦長部752PBから遠ざかる形状である。そのため、負極バッテリ側縦長部752Nの強度を確保しやすい。また、モールド樹脂700における負極バッテリ側縦長部752Nと正極バッテリ側縦長部752PBとを内包する部位の薄肉化を図りやすい。
Further, as shown in FIG. 93, the negative electrode battery side vertically elongated portion 752N of the negative electrode battery side connecting portion 75N has a crank shape when viewed from the X direction. Specifically, the vertically long portion 752N on the negative electrode battery side is arranged on the upper side and extends straight from the vertically long first portion 754N and the vertically long first portion 754N formed straight in the Z direction, and goes toward the lower side. A vertically long second portion 755N that is inclined toward the Y1 side, which is opposite to the vertically elongated portion 752PB on the positive electrode battery side, and a vertically long third portion that extends downward from the vertically long second portion 755N and is formed straight in the Z direction. It consists of 756N. As described above, the negative electrode battery side vertically elongated portion 752N has a structure offset in the direction away from the positive electrode battery side vertically elongated portion 752PB on the way.
As a result, the distance between the negative electrode battery side terminal portion 753N and the positive electrode battery side terminal portion 753PB can be secured, and it is easy to secure the insulating property between them.
Further, the vertically elongated portion 752N on the negative electrode battery side has a shape away from the vertically elongated portion 752PB on the positive electrode battery side from the middle as described above. Therefore, it is easy to secure the strength of the vertically long portion 752N on the negative electrode battery side. Further, it is easy to reduce the thickness of the portion of the mold resin 700 that includes the vertically elongated portion 752N on the negative electrode battery side and the vertically elongated portion 752PB on the positive electrode battery side.
また、図92に示すごとく、正極平滑バスバー7Paと負極バスバー7Nとは、対向配置されている。具体的には、正極平滑バスバー7Paの正極平滑モジュール側基部722Paと負極モジュール側基部741NとがZ方向に対向している。これにより、低インダクタンス化を図ることができる。なお、正極平滑バスバー7Paと負極バスバー7Nとの間には、絶縁シート等の絶縁部材7Cが介在している。
Further, as shown in FIG. 92, the positive electrode smoothing bus bar 7Pa and the negative electrode bus bar 7N are arranged to face each other. Specifically, the positive electrode smoothing module side base portion 722Pa and the negative electrode module side base portion 741N of the positive electrode smoothing bus bar 7Pa face each other in the Z direction. As a result, the inductance can be reduced. An insulating member 7C such as an insulating sheet is interposed between the positive electrode smoothing bus bar 7Pa and the negative electrode bus bar 7N.
また、図95に示すごとく、負極モジュール側基部741Nと正極平滑モジュール側端子部723Paとの間には、所定のクリアランスC2が形成されている。さらに、正極平滑モジュール側基部722Paと負極モジュール側端子部742Nとの間にも、所定のクリアランスC3が形成されている。そして、前記各クリアランスには、絶縁部材7Cが配されている。つまり、Z方向からみたとき、前記各クリアランスには絶縁部材7Cが配されている。
これにより、絶縁距離を確保しやすく、また、絶縁部材7Cの形状を簡素にしやすい。
Further, as shown in FIG. 95, a predetermined clearance C2 is formed between the negative electrode module side base portion 741N and the positive electrode smoothing module side terminal portion 723 Pa. Further, a predetermined clearance C3 is also formed between the positive electrode smoothing module side base portion 722Pa and the negative electrode module side terminal portion 742N. An insulating member 7C is arranged in each of the clearances. That is, when viewed from the Z direction, the insulating member 7C is arranged in each of the clearances.
As a result, it is easy to secure the insulation distance, and it is easy to simplify the shape of the insulating member 7C.
また、絶縁部材7Cは、負極モジュール側基部741Nと正極フィルタ昇圧側端子部743Pbとの間、及び、正極平滑モジュール側基部722Paと負極バッテリ側接続部75Nとの間にも配されている。これにより、絶縁性を確保しやすい。さらに、絶縁性を確保しつつ、負極モジュール側基部741Nと正極平滑モジュール側基部722Paとの間をより近接させやすい。
Further, the insulating member 7C is also arranged between the negative electrode module side base portion 741N and the positive electrode filter boosting side terminal portion 743Pb, and between the positive electrode smoothing module side base portion 722Pa and the negative electrode battery side connection portion 75N. This makes it easy to ensure insulation. Further, it is easy to bring the negative electrode module side base portion 741N and the positive electrode smoothing module side base portion 722Pa closer to each other while ensuring the insulating property.
正極フィルタ昇圧側接続部74Pbは、コンデンサモジュール70におけるフィルタコンデンサ72に近い側に位置している。正極フィルタ昇圧側接続部74Pbは、負極モジュール側接続部74N及び正極平滑モジュール側接続部72Paよりも前方に配されている。それゆえ、配策構造を簡素にしやすい。
The positive electrode filter boosting side connection portion 74Pb is located on the side of the capacitor module 70 near the filter capacitor 72. The positive electrode filter boosting side connecting portion 74Pb is arranged in front of the negative electrode module side connecting portion 74N and the positive electrode smoothing module side connecting portion 72Pa. Therefore, it is easy to simplify the arrangement structure.
正極長板部721Pbの厚みは、正極フィルタ対向部71Pbの厚みよりも厚い。
それゆえ、正極長板部721Pbの熱容量を確保しやすい。ここで、正極長板部721Pbは、周囲にバスバー等が密集しており、受熱しやすいため、正極長板部721Pbの熱容量を確保することによる、バスバーの温度上昇を効果的に抑制することができる。また、前述のように複数のコンデンサのX方向の一端から他端までの略全領域に形成されている正極長板部721Pbの強度を確保しやすく、正極長板部721Pbが撓むことを防止しやすい。また、正極フィルタバスバー7Pbの端子に別部材の端子を締結する際の荷重にも耐えることができる。
The thickness of the positive electrode long plate portion 721Pb is thicker than the thickness of the positive electrode filter facing portion 71Pb.
Therefore, it is easy to secure the heat capacity of the positive electrode long plate portion 721Pb. Here, since the positive electrode long plate portion 721Pb is densely packed with bus bars and the like and easily receives heat, it is possible to effectively suppress the temperature rise of the bus bar by securing the heat capacity of the positive electrode long plate portion 721Pb. it can. Further, as described above, it is easy to secure the strength of the positive electrode long plate portion 721Pb formed in substantially the entire region from one end to the other end in the X direction of the plurality of capacitors, and it is possible to prevent the positive electrode long plate portion 721Pb from bending. It's easy to do. Further, it can withstand the load when the terminal of another member is fastened to the terminal of the positive electrode filter bus bar 7Pb.
また、図91に示すごとく、負極DDC側接続部73Nと正極DDC側接続部73PBとは、X方向において、平滑コンデンサ素子711よりもフィルタコンデンサ素子721側に配されている。本実施形態においては、負極DDC側接続部73Nと正極DDC側接続部73PBとの、DC−DCコンバータ6と接続される部位は、コンデンサモジュール70における前端に位置している。
これにより、負極DDC側接続部73N及び正極DDC側接続部73PBと、平滑コンデンサ素子711との間の絶縁を確保しやすい。それゆえ、これらの間に絶縁部材7Cを配さなくてもよくなる、あるいは絶縁部材7Cを小さくでき、全体として小型化を実現しやすい。
Further, as shown in FIG. 91, the negative electrode DDC side connection portion 73N and the positive electrode DDC side connection portion 73PB are arranged closer to the filter capacitor element 721 than the smoothing capacitor element 711 in the X direction. In the present embodiment, the portion of the negative electrode DDC side connection portion 73N and the positive electrode DDC side connection portion 73PB connected to the DC-DC converter 6 is located at the front end of the capacitor module 70.
As a result, it is easy to secure the insulation between the negative electrode DDC side connection portion 73N and the positive electrode DDC side connection portion 73PB and the smoothing capacitor element 711. Therefore, it is not necessary to arrange the insulating member 7C between them, or the insulating member 7C can be made smaller, and it is easy to realize miniaturization as a whole.
負極バッテリ側接続部75Nの厚みは、負極対向部71Nの厚みよりも厚い。同様に正極バッテリ側接続部75PBの厚みは、負極対向部71Nの厚みよりも大きい。また、負極バッテリ側接続部75Nの厚みと正極バッテリ側接続部75PBの厚みとは、同等である。
これにより、負極バッテリ側接続部75N及び正極バッテリ側接続部75PBの強度を確保しやすい。それゆえ、バッテリBに接続された端子を負極バッテリ側接続部75N及び正極バッテリ側接続部75PBに接続する際の荷重に十分耐えることができる。
The thickness of the negative electrode battery side connection portion 75N is thicker than the thickness of the negative electrode facing portion 71N. Similarly, the thickness of the positive electrode battery side connection portion 75PB is larger than the thickness of the negative electrode facing portion 71N. Further, the thickness of the negative electrode battery side connection portion 75N and the thickness of the positive electrode battery side connection portion 75PB are equivalent.
As a result, it is easy to secure the strength of the negative electrode battery side connection portion 75N and the positive electrode battery side connection portion 75PB. Therefore, it can sufficiently withstand the load when the terminal connected to the battery B is connected to the negative electrode battery side connection portion 75N and the positive electrode battery side connection portion 75PB.
図96に示すごとく、Z方向の上側から見たとき、負極モジュール側端子部742Nに接続されるボルト7Bと、正極長板部721Pbとの間には絶縁部材7Cが配されている。
これにより、負極モジュール側端子部742Nに接続されるボルト7Bと、正極フィルタバスバー7Pb、及び正極平滑バスバー7Paとの間の絶縁性を確保しやすい。
As shown in FIG. 96, when viewed from above in the Z direction, an insulating member 7C is arranged between the bolt 7B connected to the negative electrode module side terminal portion 742N and the positive electrode long plate portion 721Pb.
As a result, it is easy to secure the insulation between the bolt 7B connected to the negative electrode module side terminal portion 742N, the positive electrode filter bus bar 7Pb, and the positive electrode smoothing bus bar 7Pa.
図91に示すごとく、負極バスバー7Nの負極モジュール側基部741Nは、負極対向部71NとZ方向にオフセットして配されている。本形態においては、負極モジュール側基部741Nは、負極対向部71Nに対して下側にずれた位置に配されている。
これにより、負極モジュール側基部741Nと、正極平滑モジュール側端子部723Paとの間の距離を稼ぐことができ、これらの間の絶縁性を確保しやすい。また、負極バスバー7Nの負極モジュール側接続部74Nと正極長板部721Pbとが、Y方向に重なる領域を減らしやすく、これにより、負極バスバー7Nと正極フィルタバスバー7Pbとの間の絶縁世知を確保しやすい。
As shown in FIG. 91, the negative electrode module side base portion 741N of the negative electrode bus bar 7N is offset from the negative electrode facing portion 71N in the Z direction. In the present embodiment, the negative electrode module side base portion 741N is arranged at a position shifted downward with respect to the negative electrode facing portion 71N.
As a result, the distance between the negative electrode module side base portion 741N and the positive electrode smoothing module side terminal portion 723 Pa can be increased, and it is easy to secure the insulating property between them. Further, it is easy to reduce the region where the negative electrode module side connection portion 74N of the negative electrode bus bar 7N and the positive electrode long plate portion 721Pb overlap in the Y direction, thereby ensuring the insulation knowledge between the negative electrode bus bar 7N and the positive electrode filter bus bar 7Pb. Cheap.
コンデンサモジュール70は、モールド樹脂700の上面において、カバー131に固定されている。モールド樹脂700の上面は、上側に突出する支持凸部700aを2箇所に有し、支持凸部700aをカバー131に形成された貫通孔に嵌合させることで、カバー131に固定されている。支持凸部700aは、モールド樹脂700の上面における対角線DL上の両端又はそこに近接する位置に形成されている。特に、モールド樹脂700における負極バッテリ側接続部75N及び正極バッテリ側接続部75PBを内包する部位の上面に1つ目の支持凸部700aが形成されており、その1つ目の凸部を通るモールド樹脂700の対角線DL上における前記1つ目の支持凸部700aと反対側の端部に2つ目の支持凸部700aが形成されている。この対角線DLが、モールド樹脂700の上面において、もっとも長い対角線DLとなっている。
コンデンサモジュール70を2箇所でカバー131に固定することにより、コンデンサモジュール70の4箇所においてコンデンサモジュール70をカバー131に固定する場合よりも、生産性向上及び低コスト化を図ることができる。また、モールド樹脂700の上面における対角線DL上の両端部に支持凸部700aを形成し、この支持凸部700aによってコンデンサモジュール70をカバー131に固定することにより、耐振性向上を図ることができる。さらに、支持凸部700aは、負極バッテリ側端子部753N及び正極バッテリ側端子部753PBの露出部とはZ方向において離れているため、生産性を向上させやすい。本形態においては、支持凸部700aは、モールド樹脂700における、負極バッテリ側端子部753N及び正極バッテリ側端子部753PBの突出側(すなわち上側)とは反対側(すなわち上側)に形成されている。なお、モールド樹脂700の上面とカバー131との間に接着剤をさらに設けてもよい。
The capacitor module 70 is fixed to the cover 131 on the upper surface of the mold resin 700. The upper surface of the mold resin 700 has support convex portions 700a protruding upward at two positions, and is fixed to the cover 131 by fitting the support convex portions 700a into the through holes formed in the cover 131. The support convex portions 700a are formed on the upper surface of the mold resin 700 at both ends on the diagonal DL or at positions close to the ends. In particular, the first support convex portion 700a is formed on the upper surface of the portion of the mold resin 700 that includes the negative electrode battery side connection portion 75N and the positive electrode battery side connection portion 75PB, and the mold passes through the first convex portion. A second support convex portion 700a is formed on the diagonal DL of the resin 700 at an end opposite to the first support convex portion 700a. This diagonal DL is the longest diagonal DL on the upper surface of the mold resin 700.
By fixing the capacitor module 70 to the cover 131 at two places, it is possible to improve productivity and reduce the cost as compared with the case where the capacitor module 70 is fixed to the cover 131 at four places of the capacitor module 70. Further, vibration resistance can be improved by forming support convex portions 700a on both ends of the diagonal line DL on the upper surface of the mold resin 700 and fixing the capacitor module 70 to the cover 131 by the support convex portions 700a. Further, since the support convex portion 700a is separated from the exposed portion of the negative electrode battery side terminal portion 753N and the positive electrode battery side terminal portion 753PB in the Z direction, productivity can be easily improved. In the present embodiment, the support convex portion 700a is formed on the opposite side (that is, upper side) of the negative electrode battery side terminal portion 753N and the positive electrode battery side terminal portion 753PB from the protruding side (that is, the upper side) of the mold resin 700. An adhesive may be further provided between the upper surface of the mold resin 700 and the cover 131.
図99に示すごとく、コンデンサモジュール70の主面は、ケースカバー131に支持される被支持主面701を構成している。被支持主面701は、モールド樹脂700の表面で構成されている。コンデンサモジュール70は、モールド樹脂700の表面で構成された被支持主面701においてケースカバー131に支持されている。それゆえ、コンデンサ素子73の熱は、モールド樹脂700の表面から直接的にケースカバー131に放熱される。これにより、コンデンサモジュール70の放熱性を向上させやすい。また、被支持主面701は、コンデンサモジュール70の主面によって構成されている。それゆえ、コンデンサモジュール70の熱を、被支持主面701から効率的にケースカバー131に放熱することができる。
As shown in FIG. 99, the main surface of the capacitor module 70 constitutes a supported main surface 701 supported by the case cover 131. The supported main surface 701 is composed of the surface of the mold resin 700. The capacitor module 70 is supported by the case cover 131 on the supported main surface 701 formed of the surface of the mold resin 700. Therefore, the heat of the capacitor element 73 is dissipated directly from the surface of the mold resin 700 to the case cover 131. This makes it easy to improve the heat dissipation of the capacitor module 70. Further, the supported main surface 701 is composed of the main surface of the capacitor module 70. Therefore, the heat of the capacitor module 70 can be efficiently dissipated from the supported main surface 701 to the case cover 131.
上側電極面731は、コンデンサモジュール70の被支持主面701側を向くよう配されている。コンデンサ素子73の熱を、上側電極面731、被支持主面701を介して、効率的にケースカバー131に放熱しやすい。本実施形態において、上側電極面731は、被支持主面701と平行である。
The upper electrode surface 731 is arranged so as to face the supported main surface 701 side of the capacitor module 70. It is easy to efficiently dissipate the heat of the capacitor element 73 to the case cover 131 via the upper electrode surface 731 and the supported main surface 701. In this embodiment, the upper electrode surface 731 is parallel to the supported main surface 701.
正側フィルタバスバー7Pbは、コンデンサモジュール70の表面における被支持主面701と連続的に形成された面と平行に形成された正極長板部721Pbを有する。それゆえ、コンデンサ素子73の熱を、正極長板部721Pbを介して、被支持主面701と連続的に形成された面、すなわち被支持主面701以外からも、効率的に放熱することができる。本実施形態において、正極長板部721Pbは、コンデンサモジュール70のX1側の表面と平行に形成されている。正極長板部721Pbは、X方向に長尺である。正極長板部721Pbは、X方向において、複数のコンデンサ素子73の一端から他端の略全領域に形成されている。
The positive side filter bus bar 7Pb has a positive electrode long plate portion 721Pb formed parallel to a surface formed continuously with a supported main surface 701 on the surface of the capacitor module 70. Therefore, the heat of the capacitor element 73 can be efficiently dissipated from the surface formed continuously with the supported main surface 701 via the positive electrode long plate portion 721Pb, that is, from a surface other than the supported main surface 701. it can. In the present embodiment, the positive electrode long plate portion 721Pb is formed parallel to the surface of the capacitor module 70 on the X1 side. The positive electrode long plate portion 721Pb is long in the X direction. The positive electrode long plate portion 721Pb is formed in substantially the entire region from one end to the other end of the plurality of capacitor elements 73 in the X direction.
図98に示すごとく、モールド樹脂700は、X方向に長尺、Y方向に短尺な略直方体形状を呈している。本実施形態において、コンデンサモジュール70は、それ専用のケースは存在せず、モールド樹脂700の表面の概ね全体がコンデンサモジュール70の全体の表面を構成している。コンデンサモジュール70は、下側の面、上側の面のそれぞれに主面を有する。そして、モールド樹脂700の上側を向く主面が被支持主面701である。なお、コンデンサモジュール70の主面とは、コンデンサモジュール70の厚み方向を向く面である。本実施形態において、コンデンサモジュール70の主面は、コンデンサモジュールの側面よりも面積が大きい。
As shown in FIG. 98, the mold resin 700 has a substantially rectangular parallelepiped shape that is long in the X direction and short in the Y direction. In the present embodiment, the capacitor module 70 does not have a case dedicated to it, and substantially the entire surface of the mold resin 700 constitutes the entire surface of the capacitor module 70. The capacitor module 70 has a main surface on each of a lower surface and an upper surface. The main surface of the mold resin 700 facing upward is the supported main surface 701. The main surface of the capacitor module 70 is a surface facing the thickness direction of the capacitor module 70. In the present embodiment, the main surface of the capacitor module 70 has a larger area than the side surface of the capacitor module.
図90に示すごとく、コンデンサモジュール70は、被支持主面701の法線方向から見たとき、コンデンサ素子73からずれた位置において、ケースカバー131に支持されている。すなわち、支持凸部700aは、コンデンサ素子73とZ方向に重ならない位置に形成されている。それゆえ、ケースカバー131からの振動がコンデンサモジュール70内のコンデンサ素子73に直接的に伝わることを抑制でき、コンデンサ素子73の耐振性の向上を図ることができる。
As shown in FIG. 90, the capacitor module 70 is supported by the case cover 131 at a position deviated from the capacitor element 73 when viewed from the normal direction of the supported main surface 701. That is, the support convex portion 700a is formed at a position where it does not overlap with the capacitor element 73 in the Z direction. Therefore, it is possible to suppress the vibration from the case cover 131 being directly transmitted to the capacitor element 73 in the capacitor module 70, and it is possible to improve the vibration resistance of the capacitor element 73.
図99に示すごとく、コンデンサモジュール70は、被支持主面701と反対側の面である反対側面702が、ケースカバー131内の他の部品と対向するよう配されている。本実施形態において、反対側面702は、Z方向において、リアクトル4、半導体モジュール2、及び冷却器3と対向している。それゆえ、電力変換装置1全体の小型化を図りやすい。また、コンデンサモジュール70の熱は、主に被支持主面701からケースカバー131に放熱されるため、コンデンサモジュール70の被支持主面701と反対側の面をケースカバー131内の他の部品と対向するように配置しても、コンデンサモジュール70から他の部品に熱影響を与えにくい。
As shown in FIG. 99, in the capacitor module 70, the opposite side surface 702, which is the surface opposite to the supported main surface 701, is arranged so as to face other parts in the case cover 131. In this embodiment, the opposite side surface 702 faces the reactor 4, the semiconductor module 2, and the cooler 3 in the Z direction. Therefore, it is easy to reduce the size of the entire power conversion device 1. Further, since the heat of the capacitor module 70 is mainly dissipated from the supported main surface 701 to the case cover 131, the surface of the capacitor module 70 opposite to the supported main surface 701 is used with other parts in the case cover 131. Even if they are arranged so as to face each other, the capacitor module 70 does not easily affect other parts by heat.
<DC−DCコンバータ>
次に、DC−DCコンバータにつき説明する。
図100に示すごとく、DC−DCコンバータ6は、トランス63と、一次側半導体部品61と、二次側半導体部品62と、チョークコイル64(図15参照)と、回路基板65と、を有する。まず、各部品の概要を説明する。
<DC-DC converter>
Next, the DC-DC converter will be described.
As shown in FIG. 100, the DC-DC converter 6 includes a transformer 63, a primary semiconductor component 61, a secondary semiconductor component 62, a choke coil 64 (see FIG. 15), and a circuit board 65. First, an outline of each component will be described.
トランス63は、一次コイルと二次コイルとを有する。
The transformer 63 has a primary coil and a secondary coil.
一次側半導体部品61は、トランス63の一次コイル側に接続されている。一次側半導体部品61は、複数のスイッチング素子を内蔵した半導体モジュールからなる。スイッチング素子としては、例えばMOSFET又はIGBTを用いることができる。なお、一次側半導体部品61は必ずしも半導体モジュールである必要はなく、例えば、ディスクリートの半導体部品であってもよい。
The primary side semiconductor component 61 is connected to the primary coil side of the transformer 63. The primary side semiconductor component 61 is composed of a semiconductor module containing a plurality of switching elements. As the switching element, for example, MOSFET or IGBT can be used. The primary semiconductor component 61 does not necessarily have to be a semiconductor module, and may be, for example, a discrete semiconductor component.
二次側半導体部品62は、トランス63の二次コイル側に接続されている。二次側半導体部品62は、複数のスイッチング素子を内蔵した半導体モジュールからなる。このスイッチング素子も、例えばMOSFET又はIGBTを用いることができる。ただし、二次側半導体部品62は、複数のダイオードを内蔵したダイオードモジュールとすることもできる。また、二次側半導体部品62は、ディスクリートの半導体部品であってもよい。
The secondary side semiconductor component 62 is connected to the secondary coil side of the transformer 63. The secondary side semiconductor component 62 includes a semiconductor module containing a plurality of switching elements. As this switching element, for example, MOSFET or IGBT can be used. However, the secondary semiconductor component 62 may be a diode module containing a plurality of diodes. Further, the secondary semiconductor component 62 may be a discrete semiconductor component.
チョークコイル64は、二次側半導体部品62に接続されており、コンデンサと共に平滑回路を構成している。
The choke coil 64 is connected to the secondary semiconductor component 62 and constitutes a smoothing circuit together with the capacitor.
回路基板65には、制御回路が形成されている。制御回路は、一次側半導体部品61におけるスイッチング素子及び二次側半導体部品62のスイッチング素子のオンオフ制御を行うよう構成されている。したがって、各スイッチング素子の信号端子、例えばMOSFETのゲート端子が、回路基板65の制御回路に接続されている。
A control circuit is formed on the circuit board 65. The control circuit is configured to perform on / off control of the switching element of the primary side semiconductor component 61 and the switching element of the secondary side semiconductor component 62. Therefore, the signal terminal of each switching element, for example, the gate terminal of the MOSFET is connected to the control circuit of the circuit board 65.
本実施形態において、一次側半導体部品61と二次側半導体部品62とは、回路基板65に直接実装されている。一次側半導体部品61及び二次側半導体部品62である半導体モジュールは、引出端子60を備えている。そして、該引出端子60が直接回路基板65に接続されている。ここで、引出端子60は、スイッチング素子のゲート等に接続された信号端子とすることができる。また、スイッチング素子のソース等またはドレイン等に接続された引出端子60が直接回路基板65に接続された構成とすることもできる。
In the present embodiment, the primary side semiconductor component 61 and the secondary side semiconductor component 62 are directly mounted on the circuit board 65. The semiconductor module, which is the primary side semiconductor component 61 and the secondary side semiconductor component 62, includes a drawer terminal 60. Then, the drawer terminal 60 is directly connected to the circuit board 65. Here, the extraction terminal 60 can be a signal terminal connected to a gate or the like of a switching element. Further, the extraction terminal 60 connected to the source or drain of the switching element or the like may be directly connected to the circuit board 65.
次に、各部品の配置関係、電力変換装置1全体におけるDC−DCコンバータ6の配置等につき説明する。
Next, the arrangement relationship of each component, the arrangement of the DC-DC converter 6 in the entire power conversion device 1, and the like will be described.
トランス63と一次側半導体部品61と二次側半導体部品62とチョークコイル64との電子部品のうち、2つずつの電子部品同士は、それぞれ回路基板65の法線方向(本形態においてはX方向)に積層された第一積層体601及び第二積層体602を構成している。本形態において、第一積層体601は、トランス63と一次側半導体部品61とからなる。第二積層体602は、チョークコイル64と二次側半導体部品62とからなる。
Of the electronic components of the transformer 63, the primary semiconductor component 61, the secondary semiconductor component 62, and the choke coil 64, the two electronic components are in the normal direction of the circuit board 65 (in this embodiment, the X direction). ) Consists of the first laminated body 601 and the second laminated body 602. In the present embodiment, the first laminated body 601 includes a transformer 63 and a primary semiconductor component 61. The second laminated body 602 includes a choke coil 64 and a secondary semiconductor component 62.
回路基板65は、第一積層体601を構成する一対の電子部品の間と、第二積層体602を構成する一対の電子部品の間とに介在している。本形態において、回路基板65は、トランス63と一次側半導体部品61との間に介在すると共に、チョークコイル64と二次側半導体部品62との間に介在している。トランス63とチョークコイル64とは、回路基板65における同じ面側に配されている。本形態においては、トランス63とチョークコイル64とは、回路基板65における前面に配されている。また、一次半導体部品と二次半導体部品とは、回路基板65における同じ面側に配されている。本形態においては、一次半導体部品と二次半導体部品とは、回路基板65における後面に配されている。
The circuit board 65 is interposed between a pair of electronic components constituting the first laminated body 601 and between a pair of electronic components constituting the second laminated body 602. In this embodiment, the circuit board 65 is interposed between the transformer 63 and the primary semiconductor component 61, and is interposed between the choke coil 64 and the secondary semiconductor component 62. The transformer 63 and the choke coil 64 are arranged on the same surface side of the circuit board 65. In this embodiment, the transformer 63 and the choke coil 64 are arranged on the front surface of the circuit board 65. Further, the primary semiconductor component and the secondary semiconductor component are arranged on the same surface side of the circuit board 65. In this embodiment, the primary semiconductor component and the secondary semiconductor component are arranged on the rear surface of the circuit board 65.
DC−DCコンバータ6は、半導体部品(一次側半導体部品61及び二次側半導体部品62)が配置された表面を積層体10の冷却器側に配置している。
これにより、半導体部品を積極的に放熱することができる。
In the DC-DC converter 6, the surface on which the semiconductor components (primary side semiconductor component 61 and secondary side semiconductor component 62) are arranged is arranged on the cooler side of the laminate 10.
As a result, the semiconductor component can be positively dissipated.
一次側半導体部品61は、その長手方向が、冷却管3の長手方向すなわちY方向に直交する方向であるZ方向である。同様に、二次側半導体部品62は、その長手方向が、冷却管3の長手方向すなわちY方向に直交する方向であるZ方向である。そして、一次側半導体部品61及び二次側半導体部品62は、各部品の短手方向すなわちY方向に並んで配されている。
それゆえ、電力変換装置1を大型化することなく、冷却器の導入側パイプ33a及び導出側パイプ33bとの間にDC−DCコンバータ6を配置できる。
The longitudinal direction of the primary semiconductor component 61 is the Z direction, which is the longitudinal direction of the cooling pipe 3, that is, the direction orthogonal to the Y direction. Similarly, the longitudinal direction of the secondary semiconductor component 62 is the Z direction, which is the longitudinal direction of the cooling pipe 3, that is, the direction orthogonal to the Y direction. The primary side semiconductor component 61 and the secondary side semiconductor component 62 are arranged side by side in the lateral direction, that is, the Y direction of each component.
Therefore, the DC-DC converter 6 can be arranged between the introduction side pipe 33a and the outlet side pipe 33b of the cooler without increasing the size of the power conversion device 1.
また、回路基板65は、冷却器における冷却管3の長手方向(Y方向)に直交する方向(Z方向)の一方に突出している。
それゆえ、デッドスペースの縮小を図りやすく、電力変換装置1の小型化につながる。
Further, the circuit board 65 projects in one of the directions (Z direction) orthogonal to the longitudinal direction (Y direction) of the cooling pipe 3 in the cooler.
Therefore, it is easy to reduce the dead space, which leads to the miniaturization of the power conversion device 1.
なお、上述の「ソース等」は、スイッチング素子がMOSFETの場合には、ソースを意味するが、スイッチング素子がIGBTの場合には、エミッタを意味することとなる。同様に、上述の「ドレイン等」は、スイッチング素子がMOSFETの場合には、ドレインを意味するが、スイッチング素子がIGBTの場合には、コレクタを意味することとなる。
The above-mentioned "source or the like" means a source when the switching element is a MOSFET, but means an emitter when the switching element is an IGBT. Similarly, the above-mentioned "drain or the like" means a drain when the switching element is a MOSFET, but means a collector when the switching element is an IGBT.
<DC−DCコンバータの保持構造(その1)>
DC−DCコンバータ6の保持構造は、図101に示すごとく、DDCケース66と発熱部6aと押圧部材67と放熱部材68とを有する。DDCケース66は、DDC底壁661、DDC底壁661と対向するDDC対向壁663、及びDDC底壁661及びDDC対向壁663を接続するDDC側壁662を有する。また、DDCケース66は、熱伝導性を有する。本形態において、DDCケース66は、ケース11の一部である。発熱部6aは、DDC底壁661におけるDDC対向壁663側の面に載置されている。発熱部6aは、一次側半導体部品61とトランス63とを有するものとすることができる。押圧部材67は、発熱部6aとDDC対向壁663との間に配されている。また、押圧部材67は、発熱部6aをDDC底壁661側に押圧する。放熱部材68は、発熱部6aとDDC対向壁663との双方に接する。また、放熱部材68は、押圧部材67と別部材で構成されている。さらに、放熱部材68は、熱伝導性を有する。放熱部材68は、DDC底壁661とDDC対向壁663との対向方向(本実施形態ではX方向)から見たとき、押圧部材67と重ならない領域の少なくとも一部において、発熱部6aとDDC対向壁663との双方に接触している。
<DC-DC converter holding structure (1)>
As shown in FIG. 101, the holding structure of the DC-DC converter 6 includes a DDC case 66, a heat generating portion 6a, a pressing member 67, and a heat radiating member 68. The DDC case 66 has a DDC bottom wall 661, a DDC facing wall 663 facing the DDC bottom wall 661, and a DDC side wall 662 connecting the DDC bottom wall 661 and the DDC facing wall 663. Further, the DDC case 66 has thermal conductivity. In this embodiment, the DDC case 66 is a part of the case 11. The heat generating portion 6a is placed on the surface of the DDC bottom wall 661 on the DDC facing wall 663 side. The heat generating portion 6a may have a primary semiconductor component 61 and a transformer 63. The pressing member 67 is arranged between the heat generating portion 6a and the DDC facing wall 663. Further, the pressing member 67 presses the heat generating portion 6a toward the DDC bottom wall 661 side. The heat radiating member 68 is in contact with both the heat generating portion 6a and the DDC facing wall 663. Further, the heat radiating member 68 is composed of a member separate from the pressing member 67. Further, the heat radiating member 68 has thermal conductivity. The heat radiating member 68 faces the heat generating portion 6a and the DDC in at least a part of the region that does not overlap with the pressing member 67 when viewed from the facing direction (X direction in this embodiment) between the DDC bottom wall 661 and the DDC facing wall 663. It is in contact with both walls 663.
ここで、前述のごとく、発熱部6aは、DDC底壁661におけるDDC対向壁663側の面に載置されている。また、放熱部材68は、発熱部6aとDDC対向壁663との双方に接し、押圧部材67と別部材で構成され、かつ熱伝導性を有する。それゆえ、発熱部6aの熱は、発熱部6aの下側からDDCケース66のDDC底壁661に放熱されるとともに、発熱部6aの上側から放熱部材68を介してDDCケース66のDDC対向壁663に放熱される。すなわち、発熱部6aの熱は、上側及び下側の双方からDDCケース66に放熱される。それゆえ、複数の冷却器を用いなくとも、効率的に発熱部6aの放熱を行うことができる。それゆえ、電力変換装置1は、小型化及び低コスト化を図りやすい。
Here, as described above, the heat generating portion 6a is placed on the surface of the DDC bottom wall 661 on the DDC facing wall 663 side. Further, the heat radiating member 68 is in contact with both the heat generating portion 6a and the DDC facing wall 663, is composed of a separate member from the pressing member 67, and has thermal conductivity. Therefore, the heat of the heat generating portion 6a is dissipated from the lower side of the heat generating portion 6a to the DDC bottom wall 661 of the DDC case 66, and from the upper side of the heat generating portion 6a via the heat radiating member 68 to the DDC facing wall of the DDC case 66. The heat is dissipated to 663. That is, the heat of the heat generating portion 6a is dissipated to the DDC case 66 from both the upper side and the lower side. Therefore, it is possible to efficiently dissipate heat from the heat generating portion 6a without using a plurality of coolers. Therefore, the power conversion device 1 can be easily reduced in size and cost.
また、放熱部材68は、DDC底壁661とDDC対向壁663との対向方向から見たとき、押圧部材67と重ならない領域の少なくとも一部において、発熱部6aとDDC対向壁663との双方に接触している。それゆえ、発熱部6aからDDC対向壁663への熱伝達を促進させやすい。
Further, the heat radiating member 68 covers both the heat generating portion 6a and the DDC facing wall 663 in at least a part of the region that does not overlap with the pressing member 67 when viewed from the opposite direction of the DDC bottom wall 661 and the DDC facing wall 663. Are in contact. Therefore, it is easy to promote heat transfer from the heat generating portion 6a to the DDC facing wall 663.
また、DC−DCコンバータ6の保持構造は、発熱部6aをDDC底壁661側に押圧する押圧部材67を有する。それゆえ、発熱部6aとDDC底壁661との接触を確保し、発熱部6aの熱をDDC底壁661側に放熱させやすいことに加え、安定して発熱部6aをDDCケース66に固定することができる。すなわち、DC−DCコンバータ6の保持構造は、発熱部6aを安定してDDCケース66に固定しつつ、発熱部6aの放熱性を確保することができる。
Further, the holding structure of the DC-DC converter 6 has a pressing member 67 that presses the heat generating portion 6a toward the DDC bottom wall 661 side. Therefore, in addition to ensuring contact between the heat generating portion 6a and the DDC bottom wall 661 and easily dissipating the heat of the heat generating portion 6a to the DDC bottom wall 661 side, the heat generating portion 6a is stably fixed to the DDC case 66. be able to. That is, the holding structure of the DC-DC converter 6 can secure the heat dissipation of the heat generating portion 6a while stably fixing the heat generating portion 6a to the DDC case 66.
DDCケース66は、例えば冷媒が流通可能な冷媒流路を有する冷却器に熱接触して用いられる。しかし、これに限られず、DDCケース66自体が冷媒流路を有するものを採用し、DDCケース66自体が冷却器を構成してもよい。DDCケース66は、熱伝導性、及び、ノイズを遮蔽する性質を有する。DDCケース66は、金属からなる。それゆえ、発熱部6aからDDCケース66に伝達した熱を、DDCケース66外部或いはDDCケース66に形成された冷媒流路を流れる冷媒に伝達させやすい。本実施形態において、DDCケース66は、アルミニウムからなる。
The DDC case 66 is used, for example, by thermally contacting a cooler having a refrigerant flow path through which a refrigerant can flow. However, the present invention is not limited to this, and the DDC case 66 itself may adopt a case having a refrigerant flow path, and the DDC case 66 itself may form a cooler. The DDC case 66 has properties of thermal conductivity and noise shielding. The DDC case 66 is made of metal. Therefore, the heat transferred from the heat generating portion 6a to the DDC case 66 can be easily transferred to the outside of the DDC case 66 or to the refrigerant flowing through the refrigerant flow path formed in the DDC case 66. In this embodiment, the DDC case 66 is made of aluminum.
DDCケース66は、前述のごとく、DDC底壁661、DDC側壁662、及びDDC対向壁663を有する。図103に示すごとく、DDC側壁662は、Z方向に互いに対向する一対の第一側壁662aと、X方向及びZ方向の双方に直交するに対向する一対の第二側壁662bとを有する。DDC側壁662の少なくとも一部は、発熱部6aと対向するよう配されている。本実施形態において、一対の第一側壁662a及び一対の第二側壁662bは、発熱部6aの側面と近接して対向するよう配されている。なお、一対の第一側壁662a及び一対の第二側壁662bは、発熱部6aの側面と接していてもよい。DDC側壁662は、X方向から見たとき、発熱部6aを四方から覆うよう形成されている。すなわち、DDC側壁662は、X方向から見たとき、Z方向の両側及びY方向の両側から、発熱部6aを覆っている。それゆえ、発熱部6aを構成する部品から電磁ノイズが生じた場合、当該電磁のノイズがDDCケース66外部に漏れることを防ぎやすい。また、DDCケース66の外部に配された電子部品から発せられる電磁ノイズが、DDCケース66内部に侵入し、DDCケース66内に配された電子部品に悪影響を及ぼすことを防ぎやすい。
As described above, the DDC case 66 has a DDC bottom wall 661, a DDC side wall 662, and a DDC facing wall 663. As shown in FIG. 103, the DDC side wall 662 has a pair of first side walls 662a facing each other in the Z direction and a pair of second side walls 662b facing each other orthogonally in both the X direction and the Z direction. At least a part of the DDC side wall 662 is arranged so as to face the heat generating portion 6a. In the present embodiment, the pair of first side wall 662a and the pair of second side wall 662b are arranged so as to be close to each other and face the side surface of the heat generating portion 6a. The pair of first side walls 662a and the pair of second side walls 662b may be in contact with the side surfaces of the heat generating portion 6a. The DDC side wall 662 is formed so as to cover the heat generating portion 6a from all sides when viewed from the X direction. That is, the DDC side wall 662 covers the heat generating portion 6a from both sides in the Z direction and both sides in the Y direction when viewed from the X direction. Therefore, when electromagnetic noise is generated from the components constituting the heat generating portion 6a, it is easy to prevent the electromagnetic noise from leaking to the outside of the DDC case 66. Further, it is easy to prevent electromagnetic noise emitted from the electronic components arranged outside the DDC case 66 from entering the inside of the DDC case 66 and adversely affecting the electronic components arranged inside the DDC case 66.
図101に示すごとく、DDC底壁661とDDC側壁662とは互いに一体的に形成されている。そして、DDC底壁661及びDDC側壁662と、DDC対向壁663とは、互いに別体に構成されている。なお、これに限られず、図104に示すごとく、DDC側壁662とDDC対向壁663とを一体に形成し、DDC側壁662及びDDC対向壁663と、DDC底壁661とを別体に構成することもできる。本実施形態において、DDC底壁661、DDC側壁662、及びDDC対向壁663は、いずれもアルミニウムからなる。
As shown in FIG. 101, the DDC bottom wall 661 and the DDC side wall 662 are integrally formed with each other. The DDC bottom wall 661 and the DDC side wall 662 and the DDC facing wall 663 are configured as separate bodies from each other. Not limited to this, as shown in FIG. 104, the DDC side wall 662 and the DDC facing wall 663 are integrally formed, and the DDC side wall 662 and the DDC facing wall 663 and the DDC bottom wall 661 are separately configured. You can also. In the present embodiment, the DDC bottom wall 661, the DDC side wall 662, and the DDC facing wall 663 are all made of aluminum.
図101、図102に示すごとく、DDC対向壁663は、一対の第一側壁662a、及び一対の第二側壁662bを、上側から覆っている。図101に示すごとく、DDC対向壁663は、DDC側壁662の上端面にボルト締結されている。DDC対向壁663には、図示しないボルト挿通孔が形成されている。そして、DDC対向壁663は、ボルト挿通孔にボルトBを挿通するとともに、DDC側壁662の上面に形成されたボルト螺合孔662cにボルトBを螺合することにより、DDC側壁662にボルト締結されている。これにより、DDC対向壁663の下面とDDC側壁662の上端面とは互いに圧接されている。
As shown in FIGS. 101 and 102, the DDC facing wall 663 covers a pair of first side walls 662a and a pair of second side walls 662b from above. As shown in FIG. 101, the DDC facing wall 663 is bolted to the upper end surface of the DDC side wall 662. A bolt insertion hole (not shown) is formed in the DDC facing wall 663. Then, the DDC facing wall 663 is bolted to the DDC side wall 662 by inserting the bolt B into the bolt insertion hole and screwing the bolt B into the bolt screwing hole 662c formed on the upper surface of the DDC side wall 662. ing. As a result, the lower surface of the DDC facing wall 663 and the upper end surface of the DDC side wall 662 are pressed against each other.
図103に示すごとく、DDCケース66の内側に、発熱部6aが配されている。X方向から見たとき、発熱部6aは、一対の第一側壁662aの間、及び、一対の第二側壁662bの間に配されている。
As shown in FIG. 103, a heat generating portion 6a is arranged inside the DDC case 66. When viewed from the X direction, the heat generating portion 6a is arranged between the pair of first side walls 662a and between the pair of second side walls 662b.
図101に示すごとく、発熱部6aは、DC−DCコンバータ6を構成する複数の部品を、X方向に積層した積層体600を有する。本実施形態において、積層体600は、2つの部品(例えば一次側半導体部品61及びトランス63)をX方向に積層してなる。ここで、積層体600における最もDDC底壁661側には、一次側半導体部品61が配されている。それゆえ、比較的発熱が大きくなりやすい一次側半導体部品61の熱を、DDC底壁661に効率的に放熱することができる。一次側半導体部品61は、DDC底壁661の上面に配されており、トランス63は一次側半導体部品61の上に配されている。一次側半導体部品61及びトランス63は、それぞれ、厚み方向をX方向とする姿勢で配されている。そして、一次側半導体部品61の下面がDDC底壁661の上面に面接触している。
前述のように、発熱部6aは、DC−DCコンバータ6を構成する複数の部品を、X方向に積層した積層体600を有する。それゆえ、最も下側の部品の熱はDDCケース66のDDC底壁661から効率的に放熱することができるとともに、最も上側の部品の熱は放熱部材68を介してDDCケース66のDDC対向壁663から効率的に放熱することができる。
As shown in FIG. 101, the heat generating portion 6a has a laminated body 600 in which a plurality of components constituting the DC-DC converter 6 are laminated in the X direction. In the present embodiment, the laminated body 600 is formed by laminating two components (for example, a primary semiconductor component 61 and a transformer 63) in the X direction. Here, the primary side semiconductor component 61 is arranged on the most DDC bottom wall 661 side of the laminated body 600. Therefore, the heat of the primary semiconductor component 61, which tends to generate a relatively large amount of heat, can be efficiently dissipated to the DDC bottom wall 661. The primary semiconductor component 61 is arranged on the upper surface of the DDC bottom wall 661, and the transformer 63 is arranged on the primary semiconductor component 61. The primary semiconductor component 61 and the transformer 63 are arranged in such a posture that the thickness direction is the X direction, respectively. Then, the lower surface of the primary semiconductor component 61 is in surface contact with the upper surface of the DDC bottom wall 661.
As described above, the heat generating portion 6a has a laminated body 600 in which a plurality of components constituting the DC-DC converter 6 are laminated in the X direction. Therefore, the heat of the lowermost component can be efficiently dissipated from the DDC bottom wall 661 of the DDC case 66, and the heat of the uppermost component can be efficiently dissipated from the DDC facing wall of the DDC case 66 via the heat dissipation member 68. Heat can be efficiently dissipated from 663.
図101、図103に示すごとく、積層体600の上面に、押圧部材67が配されている。押圧部材67は、少なくともX方向に弾性変形可能に構成されている。また、押圧部材67は、少なくともX方向に熱伝導性を有する材料からなる。本実施形態において、押圧部材67は、バネであり、具体的には板バネである。図103に示すごとく、押圧部材67は、トランス63の上面に配されるとともに、Z方向に長尺に形成された第一部位671と、Z方向の第一部位671の両端から、下側に向かって延設された一対の第二部位672とを有する。第二部位672の下端部は、DDCケース66のDDC底壁661に固定されている。そして、第一部位671は、積層体600をDDC底壁661側に向かって弾性的に押圧するよう構成されている。これにより、積層体600は、DDCケース66のDDC底壁661と押圧部材67との間に挟持されている。
As shown in FIGS. 101 and 103, the pressing member 67 is arranged on the upper surface of the laminated body 600. The pressing member 67 is configured to be elastically deformable at least in the X direction. Further, the pressing member 67 is made of a material having thermal conductivity at least in the X direction. In the present embodiment, the pressing member 67 is a spring, specifically a leaf spring. As shown in FIG. 103, the pressing member 67 is arranged on the upper surface of the transformer 63, and is arranged downward from both ends of the first portion 671 formed elongated in the Z direction and the first portion 671 in the Z direction. It has a pair of second portions 672 extending towards it. The lower end of the second portion 672 is fixed to the DDC bottom wall 661 of the DDC case 66. The first portion 671 is configured to elastically press the laminated body 600 toward the DDC bottom wall 661 side. As a result, the laminated body 600 is sandwiched between the DDC bottom wall 661 of the DDC case 66 and the pressing member 67.
押圧部材67の少なくとも一部は、積層体600の重心を通るX方向に延びる直線である重心線と重なるよう配されている。これにより、押圧部材67は、積層体600の重心を、下側に向かって押圧している。それゆえ、押圧部材67によって、積層体600を安定的に保持しやすい。本実施形態において、押圧部材67の第一部位671の一部が、積層体600の重心線上に位置している。押圧部材67の第一部位671は、Y方向におけるトランス63の上面の中央に配されている。
At least a part of the pressing member 67 is arranged so as to overlap the center of gravity line which is a straight line extending in the X direction passing through the center of gravity of the laminated body 600. As a result, the pressing member 67 presses the center of gravity of the laminated body 600 downward. Therefore, the pressing member 67 can easily hold the laminated body 600 in a stable manner. In the present embodiment, a part of the first portion 671 of the pressing member 67 is located on the center of gravity line of the laminated body 600. The first portion 671 of the pressing member 67 is arranged at the center of the upper surface of the transformer 63 in the Y direction.
図101、図103に示すごとく、X方向に直交するZ方向における、押圧部材67の両側に放熱部材68が配されている。それゆえ、放熱部材68を介した発熱部6aからDDC対向壁663への熱伝達を促進させやすい。それゆえ、発熱部6aの放熱性を向上させやすい。本実施形態において、押圧部材67は、X方向から見たとき、トランス63の上面における押圧部材67が配された領域以外の略全領域に配されている。図101に示すごとく、DDC対向壁663と発熱部6aとの間のX方向の間隔Cは、X方向に直交する方向において一定である。これにより、DDC対向壁663と発熱部6aとの間に配された放熱部材68も、X方向の間隔Cが、X方向に直交する方向において一定である。それゆえ、DDC対向壁663の下面と発熱部6aの上面との間に配される放熱部材68のX方向の長さを、X方向に直交する方向において一定にすることができる。それゆえ、発熱部6aからDDC対向壁663までの放熱性が、X方向に直交する方向においてばらつくことを抑制することができる。
As shown in FIGS. 101 and 103, heat radiating members 68 are arranged on both sides of the pressing member 67 in the Z direction orthogonal to the X direction. Therefore, it is easy to promote heat transfer from the heat generating portion 6a to the DDC facing wall 663 via the heat radiating member 68. Therefore, it is easy to improve the heat dissipation of the heat generating portion 6a. In the present embodiment, the pressing member 67 is arranged in substantially the entire region other than the region where the pressing member 67 is arranged on the upper surface of the transformer 63 when viewed from the X direction. As shown in FIG. 101, the distance C in the X direction between the DDC facing wall 663 and the heat generating portion 6a is constant in the direction orthogonal to the X direction. As a result, the heat radiating member 68 arranged between the DDC facing wall 663 and the heat generating portion 6a also has a constant distance C in the X direction in the direction orthogonal to the X direction. Therefore, the length of the heat radiating member 68 arranged between the lower surface of the DDC facing wall 663 and the upper surface of the heat generating portion 6a can be made constant in the direction orthogonal to the X direction. Therefore, it is possible to prevent the heat dissipation from the heat generating portion 6a to the DDC facing wall 663 from fluctuating in the direction orthogonal to the X direction.
放熱部材68は、少なくともX方向に弾性変形可能に構成されている。また、放熱部材68は、少なくともX方向に熱伝導性を有する材料からなる。本実施形態において、放熱部材68は、シリコンゴムからなる。そして、放熱部材68は、DDC対向壁663と積層体600との間において弾性的に圧縮されている。これにより、放熱部材68は、DDC対向壁663と積層体600とに密着している。
The heat radiating member 68 is configured to be elastically deformable at least in the X direction. Further, the heat radiating member 68 is made of a material having thermal conductivity at least in the X direction. In the present embodiment, the heat radiating member 68 is made of silicon rubber. The heat radiating member 68 is elastically compressed between the DDC facing wall 663 and the laminated body 600. As a result, the heat radiating member 68 is in close contact with the DDC facing wall 663 and the laminated body 600.
なお、本形態において、放熱部材68は、発熱部6aをDDC底壁661側に若干押圧している。押圧部材67は、放熱部材68よりも強い力で発熱部6aをDDC底壁661側に押圧する。また、押圧部材67は、DDC対向壁663に接触してもしなくてもよいが、押圧部材67がDDC対向壁663に接触している場合、発熱部6aの熱は、押圧部材67を介してもDDC対向壁663に伝達される。しかし、本形態において、押圧部材67はバネであり、押圧部材67とDDC対向壁663及び発熱部6aとの接触面積を稼ぎ難い。そこで、本実施形態においては、X方向から見たとき、押圧部材67と重ならない領域の少なくとも一部に、発熱部6aとDDC対向壁663との双方に接触する放熱部材68を配しており、放熱部材68において、発熱部6aからDDC対向壁663への放熱性を向上させている。
In this embodiment, the heat radiating member 68 slightly presses the heat generating portion 6a toward the DDC bottom wall 661 side. The pressing member 67 presses the heat generating portion 6a toward the DDC bottom wall 661 side with a stronger force than the heat radiating member 68. Further, the pressing member 67 may or may not be in contact with the DDC facing wall 663, but when the pressing member 67 is in contact with the DDC facing wall 663, the heat of the heat generating portion 6a is transferred through the pressing member 67. Is also transmitted to the DDC facing wall 663. However, in the present embodiment, the pressing member 67 is a spring, and it is difficult to obtain a contact area between the pressing member 67 and the DDC facing wall 663 and the heat generating portion 6a. Therefore, in the present embodiment, the heat radiating member 68 that contacts both the heat generating portion 6a and the DDC facing wall 663 is arranged in at least a part of the region that does not overlap with the pressing member 67 when viewed from the X direction. In the heat radiating member 68, the heat radiating property from the heat generating portion 6a to the DDC facing wall 663 is improved.
DC−DCコンバータ6の保持構造は、以上に示したものに限られない。以下、説明する。
The holding structure of the DC-DC converter 6 is not limited to that shown above. This will be described below.
<DC−DCコンバータ6の保持構造(その2)>
図105、図106に示すごとく、積層体600においてX方向に隣接する部品間に、熱伝導性を有する伝熱部材69を配置してもよい。伝熱部材69は、DDCケース66に熱接触している。
<Holding structure of DC-DC converter 6 (Part 2)>
As shown in FIGS. 105 and 106, a heat transfer member 69 having thermal conductivity may be arranged between the parts adjacent to each other in the X direction in the laminated body 600. The heat transfer member 69 is in thermal contact with the DDC case 66.
伝熱部材69は、板状を呈しており、その厚み方向がX方向となる姿勢で配されている。図105に示すごとく、伝熱部材69の下面は一次側半導体部品61の上面に面接触しており、伝熱部材69の上面はトランス63の下面に面接触している。本構成において、伝熱部材69は、銅からなる。
The heat transfer member 69 has a plate shape and is arranged in a posture in which the thickness direction thereof is the X direction. As shown in FIG. 105, the lower surface of the heat transfer member 69 is in surface contact with the upper surface of the primary semiconductor component 61, and the upper surface of the heat transfer member 69 is in surface contact with the lower surface of the transformer 63. In this configuration, the heat transfer member 69 is made of copper.
図106に示すごとく、X方向から見たとき、積層体600は伝熱部材69の内側に位置するよう配される。伝熱部材69の端縁は、DDC側壁662に熱接触している。また、図示は省略するが、伝熱部材69はDDC側壁662に固定されている。
As shown in FIG. 106, the laminated body 600 is arranged so as to be located inside the heat transfer member 69 when viewed from the X direction. The edge of the heat transfer member 69 is in thermal contact with the DDC side wall 662. Although not shown, the heat transfer member 69 is fixed to the DDC side wall 662.
本構成においては、発熱部6aの熱を、伝熱部材69を介してDDCケース66に放熱することもできる。それゆえ、発熱部6aからDDCケース66への放熱経路を増やすことができ、発熱部6aの放熱性を向上させることができる。
In this configuration, the heat of the heat generating portion 6a can be dissipated to the DDC case 66 via the heat transfer member 69. Therefore, the heat dissipation path from the heat generating portion 6a to the DDC case 66 can be increased, and the heat dissipation of the heat generating portion 6a can be improved.
また、積層体600を構成する1つの部品から、積層体600を構成する他の部品に向かって放射される電磁ノイズを伝熱部材69によって遮蔽することができる。
Further, the heat transfer member 69 can shield the electromagnetic noise radiated from one component constituting the laminated body 600 toward the other components constituting the laminated body 600.
<DC−DCコンバータ6の保持構造(その3)>
図107、図108に示すごとく、DDCケース66内に2つの積層体600を配置してもよい。
<Holding structure of DC-DC converter 6 (3)>
As shown in FIGS. 107 and 108, two laminated bodies 600 may be arranged in the DDC case 66.
図107に示すごとく、第二積層体602は、二次側半導体部品62及びその上側に配されたチョークコイル64を積層してなる。第二積層体602においても、二次側半導体部品62は、積層体600における最もDDC底壁661側に配されている。そして、二次側半導体部品62の下面は、DDCケース66のDDC底壁661の上面に面接触している。
As shown in FIG. 107, the second laminated body 602 is formed by laminating a secondary semiconductor component 62 and a choke coil 64 arranged on the upper side thereof. Also in the second laminated body 602, the secondary side semiconductor component 62 is arranged on the most DDC bottom wall 661 side of the laminated body 600. The lower surface of the secondary semiconductor component 62 is in surface contact with the upper surface of the DDC bottom wall 661 of the DDC case 66.
そして、第一積層体601及び第二積層体602のそれぞれの上面に、押圧部材67及び放熱部材68が配されている。
A pressing member 67 and a heat radiating member 68 are arranged on the upper surfaces of the first laminated body 601 and the second laminated body 602.
<DC−DCコンバータ6の保持構造(その4)>
図109に示すごとく、基本構成を構成3と同様としつつ、各積層体600におけるDDC対向壁663側の面が、X方向の複数の位置に配してもよい。DDC対向壁663は、DDC対向壁663と発熱部6aとの間のX方向の間隔Cを一定とするように、DDC底壁661側に向かって突出した対向突出部663aを有する。
<Holding structure of DC-DC converter 6 (4)>
As shown in FIG. 109, the surfaces on the DDC facing wall 663 side of each laminated body 600 may be arranged at a plurality of positions in the X direction while the basic configuration is the same as that of the configuration 3. The DDC facing wall 663 has a facing protruding portion 663a that protrudes toward the DDC bottom wall 661 side so that the distance C in the X direction between the DDC facing wall 663 and the heat generating portion 6a is constant.
本構成においては、第一積層体601のX方向の長さと第二積層体602のX方向の長さとが異なる。本構成においては、第二積層体602のX方向の長さが、第一積層体601のX方向の長さよりも小さい。これに伴い、第二積層体602の上面の位置は、第一積層体601の上面の位置よりも下側である。
In this configuration, the length of the first laminated body 601 in the X direction and the length of the second laminated body 602 in the X direction are different. In this configuration, the length of the second laminated body 602 in the X direction is smaller than the length of the first laminated body 601 in the X direction. Along with this, the position of the upper surface of the second laminated body 602 is lower than the position of the upper surface of the first laminated body 601.
対向突出部663aは、DDC対向壁663における第二積層体602とX方向に対向する領域に形成されている。対向突出部663aは、対向突出部663aと第二積層体602との間のX方向の長さを、DDC対向壁663と第一積層体601との間のX方向の長さと略同一にするよう形成されている。これにより、DDC対向壁663と発熱部6aとの間のX方向の間隔Cは、X方向に直交する方向において一定である。これに伴い、第一積層体601の上面に配される放熱部材68と、第二積層体602の上面に配される放熱部材68とは、X方向の長さが略同一になる。
The facing protrusion 663a is formed in a region of the DDC facing wall 663 facing the second laminated body 602 in the X direction. The facing protrusion 663a makes the length in the X direction between the facing protrusion 663a and the second laminated body 602 substantially the same as the length in the X direction between the DDC facing wall 663 and the first laminated body 601. Is formed. As a result, the distance C in the X direction between the DDC facing wall 663 and the heat generating portion 6a is constant in the direction orthogonal to the X direction. Along with this, the heat radiating member 68 arranged on the upper surface of the first laminated body 601 and the heat radiating member 68 arranged on the upper surface of the second laminated body 602 have substantially the same length in the X direction.
本構成においては、複数の積層体600のX方向の寸法が異なる場合であっても、放熱部材68のX方向の寸法を、X方向に直交する方向において一定にすることができる。それゆえ、複数の積層体600のX方向の寸法が異なる場合であっても、それらを均一に放熱しやすい。
In this configuration, even if the dimensions of the plurality of laminated bodies 600 in the X direction are different, the dimensions of the heat radiating member 68 in the X direction can be made constant in the direction orthogonal to the X direction. Therefore, even if the dimensions of the plurality of laminated bodies 600 in the X direction are different, it is easy to dissipate heat uniformly.
<DC−DCコンバータ6の保持構造(その他)>
DC−DCコンバータ6の保持構造は、前記各構成に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の構成に適用することが可能である。例えば、前記各構成において、ケースは金属製としたが、熱伝導性を有する樹脂を採用することもできる。また、伝熱部材をケースの側壁に熱接触させた構成を示したが、伝熱部材を底壁や対向壁に熱接触させてもよい。また、発熱部は、2以上の部品から構成したが、1つの部品から構成してもよい。また、積層体は、2つの部品をX方向に積層してなる形態を示したが、3つ以上の部品をX方向に積層してもよい。
<Holding structure of DC-DC converter 6 (others)>
The holding structure of the DC-DC converter 6 is not limited to each of the above configurations, and can be applied to various configurations without departing from the gist thereof. For example, in each of the above configurations, the case is made of metal, but a resin having thermal conductivity can also be used. Further, although the configuration in which the heat transfer member is in thermal contact with the side wall of the case is shown, the heat transfer member may be in thermal contact with the bottom wall or the facing wall. Further, although the heat generating portion is composed of two or more parts, it may be composed of one part. Further, although the laminated body shows a form in which two parts are laminated in the X direction, three or more parts may be laminated in the X direction.
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。
本実施形態を説明するための図面の寸法や距離等は、縮尺は正確ではないため絶対的な計量値は正確ではないが、他の部分との寸法比や距離の比などの相対的な計数値は正確になるように描かれている。
The present invention is not limited to the above embodiments, and can be applied to various embodiments without departing from the gist thereof.
The dimensions, distances, etc. of the drawings for explaining the present embodiment are not accurate in scale and therefore the absolute measurement values are not accurate, but they are relative measures such as the dimensional ratio and the distance ratio with other parts. The numbers are drawn to be accurate.