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JP2018121376A - Power conversion device - Google Patents

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JP2018121376A
JP2018121376A JP2017009091A JP2017009091A JP2018121376A JP 2018121376 A JP2018121376 A JP 2018121376A JP 2017009091 A JP2017009091 A JP 2017009091A JP 2017009091 A JP2017009091 A JP 2017009091A JP 2018121376 A JP2018121376 A JP 2018121376A
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JP
Japan
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power semiconductor
conductor
semiconductor module
pressing member
power
Prior art date
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Pending
Application number
JP2017009091A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
裕 大久保
Yutaka Okubo
裕 大久保
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Astemo Ltd
Original Assignee
Hitachi Automotive Systems Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Automotive Systems Ltd filed Critical Hitachi Automotive Systems Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve reliability and heat radiation property of a power conversion device.SOLUTION: A power conversion device comprises: a power semiconductor module 300a; a flow passage forming body 200 for forming a flow passage which stores the power semiconductor module 300a and makes a cooling medium flow; a pressing member 500 which is brought into contact with the power semiconductor module 300a so that the power semiconductor module 300a is prevented from separating from the flow passage forming body 200; and an AC conductor 241 and a DC conductor 242, which are connected to a terminal of the power semiconductor module 300a. The pressing member 500 is thermally brought into contact with the AC conductor 241 and the DC conductor 242 via an insulating member 243.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、電力変換装置に関し、特に車両駆動用のモータに電力を供給する電力変換装置に関するものである。   The present invention relates to a power conversion device, and more particularly to a power conversion device that supplies power to a motor for driving a vehicle.

直流電流と交流電流を変換する電力変換装置には、パワー半導体素子を備えたパワー半導体モジュールが用いられる。このパワー半導体モジュールを冷却する方式は種々存在する。   A power semiconductor module including a power semiconductor element is used for a power conversion device that converts a direct current and an alternating current. There are various methods for cooling the power semiconductor module.

例えば特許文献1に記載のように、パワー半導体素子を内蔵する回路体を筒状のケースに収納し、このケースの側面と冷却ジャケットとの間をシールし、ケースの外面に冷媒を接触させる方式がある。   For example, as disclosed in Patent Document 1, a circuit body containing a power semiconductor element is accommodated in a cylindrical case, a space between the side surface of the case and a cooling jacket is sealed, and a refrigerant is brought into contact with the outer surface of the case There is.

このような冷却方式の場合、冷媒からの圧力によるパワー半導体モジュールの抜け防止の対策に信頼性向上が求められる。一方で電力変換装置の搭載スペースを小さくすることが求められ、電力変換装置内部が集積化した場合の熱対策も求められる。   In the case of such a cooling method, improvement in reliability is required for measures for preventing the power semiconductor module from being detached due to the pressure from the refrigerant. On the other hand, it is required to reduce the mounting space of the power converter, and a countermeasure against heat when the inside of the power converter is integrated is also required.

特開2014−72939号公報JP 2014-72939 A

そこで本発明が解決しようとする課題は、電力変換装置の信頼性向上とともに放熱性向上を図ることである。   Therefore, the problem to be solved by the present invention is to improve the heat dissipation as well as the reliability of the power converter.

本発明に係る電力変換装置は、パワー半導体モジュールと、前記パワー半導体モジュールを収納するとともに冷媒を流す流路を形成する流路形成体と、前記パワー半導体モジュールが前記流路形成体から離れることを防止するように当該パワー半導体モジュールに接触する押え部材と、前記パワー半導体モジュールの端子と接続される導体と、を備え、前記押え部材は、絶縁部材を介して前記導体と熱的に接触する。   The power conversion device according to the present invention includes a power semiconductor module, a flow path forming body that houses the power semiconductor module and forms a flow path for flowing a refrigerant, and the power semiconductor module is separated from the flow path forming body. A pressing member that contacts the power semiconductor module and a conductor connected to a terminal of the power semiconductor module are provided to prevent the pressing, and the pressing member is in thermal contact with the conductor via an insulating member.

本発明により、電力変換装置の信頼性向上とともに放熱性向上を図ることができる。   According to the present invention, it is possible to improve the heat dissipation as well as the reliability of the power conversion device.

電力変換装置100の外観斜視図である。1 is an external perspective view of a power conversion device 100. FIG. 電力変換装置100の分解斜視図である。1 is an exploded perspective view of a power conversion device 100. FIG. 本実施形態における押え部材500の外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of the pressing member 500 in this embodiment. 本実施形態のパワー半導体モジュール300aの外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of the power semiconductor module 300a of this embodiment. パワー半導体モジュール300aを流路形成体200へ組付けた状態であって図4に示す矢印Aの方向からパワー半導体モジュール300aを切断した断面の断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of a cross section of the power semiconductor module 300a cut from the direction of arrow A shown in FIG. パワー半導体モジュール300aを流路形成体200へ組付け、図4に示す矢印Bの方向から流路形成体200を切断した断面の断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of a cross section in which the power semiconductor module 300a is assembled to the flow path forming body 200 and the flow path forming body 200 is cut from the direction of arrow B shown in FIG. パワー半導体モジュール300aの回路体350内部の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view inside the circuit body 350 of the power semiconductor module 300a. 図6の破線C部のモジュールケース301の突出部304近傍の拡大図である。It is an enlarged view of the protrusion part 304 vicinity of the module case 301 of the broken line C part of FIG. 図6の破線D部の押え部材500近傍の拡大図である。It is an enlarged view of the pressing member 500 vicinity of the broken line D part of FIG. 図6の破線E部の押え部材500近傍の拡大図である。It is an enlarged view of the pressing member 500 vicinity of the broken-line E part of FIG. パワー半導体モジュール300aないし300cを流路形成体200へ組付け後の電力変換装置100の断面図である。4 is a cross-sectional view of the power conversion device 100 after the power semiconductor modules 300a to 300c are assembled to the flow path forming body 200. FIG. パワー半導体モジュール300aないし300c及びコンデンサ230を流路形成体200へ組付け、流路形成体200を切断し、パワー半導体モジュール300aないし300c及びコンデンサ230が組付けられた状態の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a state where the power semiconductor modules 300a to 300c and the capacitor 230 are assembled to the flow path forming body 200, the flow path forming body 200 is cut, and the power semiconductor modules 300a to 300c and the capacitor 230 are assembled.

本発明に係る実施形態を図1から図12を用いて説明する。   An embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS.

図1は、電力変換装置100の外観斜視図である。図2は、電力変換装置100の分解斜視図である。   FIG. 1 is an external perspective view of the power conversion apparatus 100. FIG. 2 is an exploded perspective view of the power conversion apparatus 100.

パワー半導体モジュール300aないし300cは、直流電流と交流電流を変換するインバータ回路として機能する。コンデンサ230は、直流電流を平滑化する。   The power semiconductor modules 300a to 300c function as an inverter circuit that converts a direct current and an alternating current. Capacitor 230 smoothes the direct current.

モールドバスバー240は、パワー半導体モジュール300aないし300cとコンデンサ230を電気的に接続する。またモールドバスバー240は、電流センサ(不図示)、後述される交流導体241及び直流導体242を内包している。   The molded bus bar 240 electrically connects the power semiconductor modules 300a to 300c and the capacitor 230. The mold bus bar 240 includes a current sensor (not shown), an AC conductor 241 and a DC conductor 242 described later.

正極側直流入力バスバー250P及び負極側直流入力バスバー250Nは、モールドバスバー240の直流導体242に接続され、バッテリからの電力を伝達する。   The positive side DC input bus bar 250P and the negative side DC input bus bar 250N are connected to the DC conductor 242 of the molded bus bar 240 and transmit electric power from the battery.

制御−ドライバ回路基板260は、パワー半導体モジュール300aないし300cの制御及び駆動する回路を有する。   The control-driver circuit board 260 has a circuit for controlling and driving the power semiconductor modules 300a to 300c.

流路形成体200は、冷却液が流れる流路400(後述)を形成し、一対の短辺壁部と長辺壁部とを有する箱状の直方体である。   The flow path forming body 200 is a box-shaped rectangular parallelepiped that forms a flow path 400 (described later) through which a coolant flows and has a pair of short side wall portions and long side wall portions.

流路形成体200は、コンデンサ230やパワー半導体モジュール300aないし300c、モールドバスバー240、直流入力バスバー250P及び250N、制御−ドライバ回路基板260等を収納する。   The flow path forming body 200 houses the capacitor 230, the power semiconductor modules 300a to 300c, the molded bus bar 240, the DC input bus bars 250P and 250N, the control-driver circuit board 260, and the like.

冷媒流入用パイプ210IN及び冷媒流出用パイプ210OUTは、流路形成体200の冷媒流入口211IN及び冷媒流出口211OUTへ挿入され、冷媒を流入または流出させる。   The refrigerant inflow pipe 210IN and the refrigerant outflow pipe 210OUT are inserted into the refrigerant inflow port 211IN and the refrigerant outflow port 211OUT of the flow path forming body 200 to allow the refrigerant to flow in or out.

筐体下部カバー220は、流路形成体下面200aを覆うように組み付つけられる。これにより流路形成体200の内部にある流路400に流れる冷媒の水密を確保する。   The housing lower cover 220 is assembled so as to cover the flow path forming member lower surface 200a. As a result, the water-tightness of the refrigerant flowing in the flow path 400 inside the flow path forming body 200 is ensured.

押え部材500は、各パワー半導体モジュール300aないし300を流路形成体200から離れることを防止するように接触する。   The pressing member 500 contacts the power semiconductor modules 300a to 300 so as to prevent the power semiconductor modules 300a to 300 from being separated from the flow path forming body 200.

筐体上部カバー270は、流路形成体200に各部品を収納した後に、流路形成体上面200bを覆うように組み付つけられる。   The housing upper cover 270 is assembled so as to cover the upper surface 200b of the flow path forming body after each component is stored in the flow path forming body 200.

図3は、本実施形態における押え部材500の外観斜視図である。   FIG. 3 is an external perspective view of the pressing member 500 in the present embodiment.

本実施形態においては、押え部材500は、パワー半導体モジュール300aの端子部310(図4にて後述)を貫通させるための第1貫通孔501と、パワー半導体モジュール300bの端子部310を貫通させるための第2貫通孔502、パワー半導体モジュール300cの端子部310を貫通させるための第3貫通孔503と、を形成する。   In the present embodiment, the holding member 500 passes through the first through hole 501 for penetrating the terminal portion 310 (described later in FIG. 4) of the power semiconductor module 300a and the terminal portion 310 of the power semiconductor module 300b. The second through hole 502 and the third through hole 503 for penetrating the terminal portion 310 of the power semiconductor module 300c are formed.

また押え部材500は、第1貫通孔501と第2貫通孔502を仕切るための壁として機能する領域504と、第2貫通孔502と第3貫通孔503を仕切るための壁として機能する領域505と、を有する。   The pressing member 500 has a region 504 that functions as a wall for partitioning the first through hole 501 and the second through hole 502, and a region 505 that functions as a wall for partitioning the second through hole 502 and the third through hole 503. And having.

図4は、本実施形態のパワー半導体モジュール300aの外観斜視図である。図5は、パワー半導体モジュール300aを流路形成体200へ組付けた状態であって図4に示す矢印Aの方向からパワー半導体モジュール300aを切断した断面の断面図である。   FIG. 4 is an external perspective view of the power semiconductor module 300a of the present embodiment. FIG. 5 is a cross-sectional view of the cross section of the power semiconductor module 300a taken from the direction of arrow A shown in FIG.

パワー半導体モジュール300aの回路体350は、直列回路を構成するパワー半導体素子(IGBT、ダイオード等)と、はんだ材を介してパワー半導体素子と接続される導体部材351、制御端子300CO、パワー半導体モジュール側交流端子300AC、パワー半導体モジュール側直流端子300DCと、これらの部品を封止する封止部303と、を備える。   The circuit body 350 of the power semiconductor module 300a includes a power semiconductor element (IGBT, diode, etc.) constituting a series circuit, a conductor member 351 connected to the power semiconductor element via a solder material, a control terminal 300CO, and the power semiconductor module side. An AC terminal 300AC, a power semiconductor module side DC terminal 300DC, and a sealing portion 303 for sealing these components are provided.

回路体350は、モジュールケース301の挿入口302から挿入される。そして回路体350は、絶縁紙等を介してモジュールケース301の内壁へ接合される。   The circuit body 350 is inserted from the insertion opening 302 of the module case 301. The circuit body 350 is joined to the inner wall of the module case 301 via insulating paper or the like.

また図4に示されるようにモジュールケース301の外面の一部である、他の面より広い面を有する第一放熱部305a及び第二放熱部305bがそれぞれ対向した状態で配置され、これらの放熱面に対向するようにして、各パワー半導体素子(IGBT、ダイオード等)が配置されている。   Further, as shown in FIG. 4, the first heat radiating portion 305a and the second heat radiating portion 305b, which are a part of the outer surface of the module case 301 and have a surface wider than the other surfaces, are arranged facing each other. Each power semiconductor element (IGBT, diode, etc.) is arranged so as to face the surface.

本実施形態では、モジュールケース301の外面の一部である第一放熱部305a及び第二放熱部305bに放熱用フィン305cが配置されている。また放熱用フィン305cは筒形状である必要は無く、別形状を成していても良く、または放熱用フィン305cが無い形状を成していても良い。   In the present embodiment, the heat radiation fins 305c are arranged on the first heat radiation part 305a and the second heat radiation part 305b, which are part of the outer surface of the module case 301. Further, the heat dissipating fins 305c do not need to have a cylindrical shape, and may have a different shape, or may have a shape without the heat dissipating fins 305c.

本実施形態においては、パワー半導体モジュール300aの放熱面である第一放熱部305a、第二放熱部305b及び放熱用フィン305cとは別に突出部304が形成される。突出部304は、頂面にシール部材801を収納する溝部306を形成する。   In the present embodiment, a protruding portion 304 is formed separately from the first heat radiating portion 305a, the second heat radiating portion 305b, and the heat radiating fin 305c which are heat radiating surfaces of the power semiconductor module 300a. The protrusion 304 forms a groove 306 that houses the seal member 801 on the top surface.

制御端子300CO、パワー半導体モジュール交流端子300AC及びパワー半導体モジュール直流端子300DCをまとめたものを、端子部310と表記する。   A combination of the control terminal 300CO, the power semiconductor module AC terminal 300AC, and the power semiconductor module DC terminal 300DC is referred to as a terminal portion 310.

図5に示すように、流路形成体200は、パワー半導体モジュール300aを収納するとともに冷媒を流す流路400を形成し、また当該流路形成体200の一面から流路400へと連通する第1開口401を形成している。   As shown in FIG. 5, the flow path forming body 200 forms a flow path 400 that houses the power semiconductor module 300 a and flows the refrigerant, and communicates from one surface of the flow path forming body 200 to the flow path 400. One opening 401 is formed.

本実施形態では、モジュールケース301の外面の一部である、第一放熱部305a及び第二放熱部305bに放熱用フィン305cが冷媒と接触する。   In the present embodiment, the heat radiating fins 305c are in contact with the refrigerant on the first heat radiating portion 305a and the second heat radiating portion 305b, which are part of the outer surface of the module case 301.

パワー半導体モジュール300aは、溝部306内に、流路形成体200の第1開口401から流路400への挿入方向に沿って形成されかつ対向する第1シール面307が形成される。   In the power semiconductor module 300 a, a first seal surface 307 is formed in the groove portion 306 so as to be formed along the insertion direction from the first opening 401 of the flow path forming body 200 to the flow path 400.

図6は、パワー半導体モジュール300aを流路形成体200へ組付け、図4に示す矢印Bの方向から流路形成体200を切断した断面の断面図である。   FIG. 6 is a cross-sectional view of a cross section in which the power semiconductor module 300a is assembled to the flow path forming body 200 and the flow path forming body 200 is cut from the direction of arrow B shown in FIG.

押え部材500は、パワー半導体モジュール300aが流路形成体200から離れることを防止するように接触する。   The pressing member 500 contacts so as to prevent the power semiconductor module 300a from being separated from the flow path forming body 200.

押え部材500は、締結用ねじ510を介して流路形成体200に支持されている。   The pressing member 500 is supported by the flow path forming body 200 via a fastening screw 510.

図4に示されたパワー半導体モジュール交流端子300ACは、モールドバスバー240に内包された交流導体241に電気的に接続される。   The power semiconductor module AC terminal 300AC shown in FIG. 4 is electrically connected to an AC conductor 241 included in the molded bus bar 240.

図4に示されたパワー半導体モジュール直流端子300DCは、モールドバスバー240に内包された直流導体242に電気的に接続される。   The power semiconductor module DC terminal 300DC shown in FIG. 4 is electrically connected to a DC conductor 242 included in the molded bus bar 240.

押え部材500は、絶縁部材243を介して交流導体241及び直流導体242と熱的に接触する。   The pressing member 500 is in thermal contact with the AC conductor 241 and the DC conductor 242 through the insulating member 243.

流路400内の冷媒による圧力により、パワー半導体モジュール300aないし300cは、流路形成体200から離れる方向へ移動する。押え部材500は、パワー半導体モジュール300aないし300cが流路形成体200から離れる方向へ移動することを、押え部材500の復元力によって防止する
パワー半導体モジュール交流端子300AC、パワー半導体モジュール直流端子300DC、交流導体241、直流導体242及びパワー半導体モジュール300aないし300c内部のパワー半導体素子を有する回路体350は、電流が流れることによって発熱する。
The power semiconductor modules 300 a to 300 c move in a direction away from the flow path forming body 200 due to the pressure of the refrigerant in the flow path 400. The holding member 500 prevents the power semiconductor modules 300a to 300c from moving away from the flow path forming body 200 by the restoring force of the holding member 500. Power semiconductor module AC terminal 300AC, power semiconductor module DC terminal 300DC, AC The circuit body 350 including the conductor 241, the DC conductor 242, and the power semiconductor elements inside the power semiconductor modules 300 a to 300 c generates heat when a current flows.

回路体350は特に発熱し、パワー半導体モジュール交流端子300AC及びパワー半導体モジュール直流端子300DCへ伝熱する。パワー半導体モジュール交流端子300AC及びパワー半導体モジュール直流端子300DCへ伝熱した熱は、交流導体241及び直流導体242へ伝熱する。交流導体241及び直流導体242へ伝熱した熱は、絶縁部材243を介して押え部材500へ伝熱する。   The circuit body 350 particularly generates heat and transfers heat to the power semiconductor module AC terminal 300AC and the power semiconductor module DC terminal 300DC. The heat transferred to the power semiconductor module AC terminal 300AC and the power semiconductor module DC terminal 300DC is transferred to the AC conductor 241 and the DC conductor 242. The heat transferred to the AC conductor 241 and the DC conductor 242 is transferred to the holding member 500 through the insulating member 243.

図7は、パワー半導体モジュール300aの回路体350内部の分解斜視図である。   FIG. 7 is an exploded perspective view of the inside of the circuit body 350 of the power semiconductor module 300a.

パワー半導体モジュール300aはパワー半導体素子を有する回路部311を有している。   The power semiconductor module 300a has a circuit portion 311 having a power semiconductor element.

図8は、図6の破線C部のモジュールケース301の突出部304近傍の拡大図である。図9は、図6の破線D部の押え部材500近傍の拡大図である。   FIG. 8 is an enlarged view of the vicinity of the protruding portion 304 of the module case 301 at the broken line C portion in FIG. 6. FIG. 9 is an enlarged view of the vicinity of the pressing member 500 at a portion indicated by a broken line D in FIG.

押え部材500は、モジュールケース301の冷媒と接触する外面の一部とは異なる外面となる突出部304の一部に絶縁部材243を介して熱的に接触する。   The pressing member 500 is in thermal contact with a part of the protrusion 304 that is an outer surface different from a part of the outer surface that contacts the refrigerant of the module case 301 via the insulating member 243.

パワー半導体モジュール交流端子300AC、パワー半導体モジュール直流端子300DC、交流導体241、直流導体242及びパワー半導体モジュール300aないし300c内部のパワー半導体素子を有する回路体311は、電流が流れることによって発熱する。   The power semiconductor module AC terminal 300AC, the power semiconductor module DC terminal 300DC, the AC conductor 241, the DC conductor 242, and the circuit body 311 including the power semiconductor elements inside the power semiconductor modules 300a to 300c generate heat when current flows.

回路部311は特に発熱し、パワー半導体モジュール交流端子300AC及びパワー半導体モジュール直流端子300DCへ伝熱する。   The circuit unit 311 particularly generates heat and transfers heat to the power semiconductor module AC terminal 300AC and the power semiconductor module DC terminal 300DC.

パワー半導体モジュール交流端子300AC及びパワー半導体モジュール直流端子300DCへ伝熱した熱は、交流導体241及び直流導体242へ伝熱する。   The heat transferred to the power semiconductor module AC terminal 300AC and the power semiconductor module DC terminal 300DC is transferred to the AC conductor 241 and the DC conductor 242.

交流導体241及び直流導体242へ伝熱した熱は、絶縁部材243を介して押え部材500へ伝熱する。   The heat transferred to the AC conductor 241 and the DC conductor 242 is transferred to the holding member 500 through the insulating member 243.

押え部材500へ伝熱した熱は、放熱部材を介して、モジュールケース301の冷媒と接触する外面の一部とは異なる外面となる、突出部304の一部へ伝熱する。   The heat transferred to the pressing member 500 is transferred to a part of the protruding portion 304 that is an outer surface different from a part of the outer surface that contacts the refrigerant of the module case 301 via the heat radiating member.

突出部304の一部へ伝熱した熱は、モジュールケース301の冷媒と接触する外面へ伝熱する。モジュールケース301の冷媒と接触する外面へ伝熱した熱は、流路400内の冷媒へ伝熱する。   The heat transferred to a part of the protrusion 304 is transferred to the outer surface of the module case 301 that contacts the refrigerant. The heat transferred to the outer surface of the module case 301 that contacts the refrigerant is transferred to the refrigerant in the flow path 400.

上記過程を経て、パワー半導体モジュール300aないし300c内の熱を放熱し、パワー半導体モジュール300aないし300cを熱から保護する。   Through the above process, heat in the power semiconductor modules 300a to 300c is radiated to protect the power semiconductor modules 300a to 300c from heat.

図10は、図6の破線E部の押え部材500近傍の拡大図である。   FIG. 10 is an enlarged view of the vicinity of the pressing member 500 at the broken line E portion in FIG. 6.

押え部材500は、絶縁部材243を介して直流導体242に熱的に接触する。回路部311にて発熱した熱は、パワー半導体モジュール直流端子300DCへ伝熱する。パワー半導体モジュール直流端子300DCへ伝熱した熱は、直流導体242へ伝熱する。   The holding member 500 is in thermal contact with the DC conductor 242 through the insulating member 243. The heat generated in the circuit unit 311 is transferred to the power semiconductor module DC terminal 300DC. The heat transferred to the power semiconductor module DC terminal 300DC is transferred to the DC conductor 242.

直流導体242へ伝熱した熱は、絶縁部材243を介して押え部材500へ伝熱する。押え部材500へ伝熱した熱は、流路形成体200へ伝熱する。流路形成体200へ伝熱した熱は、流路400内の冷媒へ伝熱する。   The heat transferred to the DC conductor 242 is transferred to the pressing member 500 through the insulating member 243. The heat transferred to the holding member 500 is transferred to the flow path forming body 200. The heat transferred to the flow path forming body 200 is transferred to the refrigerant in the flow path 400.

また押え部材500へ伝熱した熱は、放熱部材を介して、モジュールケース301の冷媒と接触する外面の一部とは異なる外面となる突出部304の一部へ伝熱する。突出部304の一部へ伝熱した熱は、モジュールケース301の冷媒と接触する外面へ伝熱する。モジュールケース301の冷媒と接触する外面へ伝熱した熱は、流路400内の冷媒へ伝熱する。   Further, the heat transferred to the holding member 500 is transferred to a part of the protruding portion 304 that is an outer surface different from a part of the outer surface that contacts the refrigerant of the module case 301 via the heat radiating member. The heat transferred to a part of the protrusion 304 is transferred to the outer surface of the module case 301 that contacts the refrigerant. The heat transferred to the outer surface of the module case 301 that contacts the refrigerant is transferred to the refrigerant in the flow path 400.

上記過程を経て、パワー半導体モジュール300aないし300c内の熱を放熱し、パワー半導体モジュール300aないし300cを熱から保護する。   Through the above process, heat in the power semiconductor modules 300a to 300c is radiated to protect the power semiconductor modules 300a to 300c from heat.

図11は、パワー半導体モジュール300aないし300cを流路形成体200へ組付け後の電力変換装置100の断面図である。また図11では、説明のため、モールドバスバー240に内包されている交流導体241を剥き出しに表示している。   FIG. 11 is a cross-sectional view of the power conversion device 100 after the power semiconductor modules 300 a to 300 c are assembled to the flow path forming body 200. In FIG. 11, for the purpose of explanation, the AC conductor 241 included in the molded bus bar 240 is shown exposed.

押え部材500は、パワー半導体モジュール300aないし300cの端子部310aないし310cを貫通させるための第1貫通孔501、第2貫通孔502、第1貫通孔503を形成している。   The holding member 500 forms a first through hole 501, a second through hole 502, and a first through hole 503 for allowing the terminal portions 310a to 310c of the power semiconductor modules 300a to 300c to pass therethrough.

第1貫通孔501と第2貫通孔502の間には領域504が形成しており、交流導体241a及び直流導体242aは、絶縁部材を介して領域504へ熱的に接触しているが、交流導体241a及び直流導体242aではなく、交流導体241b及び直流導体242bが、領域504へ熱的に接触している形状でも良い 。   A region 504 is formed between the first through hole 501 and the second through hole 502, and the AC conductor 241a and the DC conductor 242a are in thermal contact with the region 504 through an insulating member. Instead of the conductor 241a and the DC conductor 242a, the AC conductor 241b and the DC conductor 242b may be in a shape of being in thermal contact with the region 504.

第2貫通孔502と第3貫通孔503の間には領域505が形成しており、交流導体241b及び直流導体242bは、絶縁部材を介して領域505へ熱的に接触しているが、交流導体241b及び直流導体242bではなく、交流導体241c及び直流導体242cが、領域505へ熱的に接触している形状でも良い 。   A region 505 is formed between the second through hole 502 and the third through hole 503, and the AC conductor 241b and the DC conductor 242b are in thermal contact with the region 505 through an insulating member. Instead of the conductor 241b and the DC conductor 242b, a shape in which the AC conductor 241c and the DC conductor 242c are in thermal contact with the region 505 may be used.

パワー半導体モジュール300aないし300cの回路部311にて発熱した熱は、パワー半導体モジュール交流端子300ACaないし300ACc及びパワー半導体モジュール直流端子300DCaないし300DCcへ伝熱する。   The heat generated in the circuit unit 311 of the power semiconductor modules 300a to 300c is transferred to the power semiconductor module AC terminals 300ACa to 300ACc and the power semiconductor module DC terminals 300DCa to 300DCc.

パワー半導体モジュール交流端子300ACaないし300ACc及びパワー半導体モジュール直流端子300DCaないし300DCcへ伝熱した熱は、交流導体241aないし241c及び直流導体242aないし242cへ伝熱する。   The heat transferred to the power semiconductor module AC terminals 300ACa to 300ACc and the power semiconductor module DC terminals 300DCa to 300DCc is transferred to the AC conductors 241a to 241c and the DC conductors 242a to 242c.

交流導体241aないし241c及び直流導体242aないし242cへ伝熱した熱は、絶縁部材243aないし243cを介して押え部材500及び領域504ないし505へ伝熱する。   The heat transferred to the AC conductors 241a to 241c and the DC conductors 242a to 242c is transferred to the holding member 500 and the regions 504 to 505 through the insulating members 243a to 243c.

押え部材500及び領域504ないし505へ伝熱した熱は、流路形成体200へ伝熱する。流路形成体200へ伝熱した熱は、流路400内の冷媒へ伝熱する。   The heat transferred to the holding member 500 and the regions 504 to 505 is transferred to the flow path forming body 200. The heat transferred to the flow path forming body 200 is transferred to the refrigerant in the flow path 400.

また押え部材500及び領域504ないし505へ伝熱した熱は、放熱部材を介して、モジュールケース301aないし301cの冷媒と接触する外面の一部とは異なる外面となる、突出部304aないし304cの一部へ伝熱する。   Further, the heat transferred to the holding member 500 and the regions 504 to 505 is one of the protrusions 304a to 304c that becomes an outer surface different from a part of the outer surface that contacts the refrigerant of the module cases 301a to 301c via the heat dissipation member. Heat is transferred to the part.

突出部304aないし304cの一部へ伝熱した熱は、モジュールケース301aないし301cの冷媒と接触する外面へ伝熱する。モジュールケース301aないし301cの冷媒と接触する外面へ伝熱した熱は、流路400内の冷媒へ伝熱する。   The heat transferred to a part of the protrusions 304a to 304c is transferred to the outer surface of the module cases 301a to 301c that contacts the refrigerant. The heat transferred to the outer surface in contact with the refrigerant in the module cases 301 a to 301 c is transferred to the refrigerant in the flow path 400.

上記過程を経て、パワー半導体モジュール300aないし300c内の熱を放熱し、パワー半導体モジュール300aないし300cを熱から保護する。   Through the above process, heat in the power semiconductor modules 300a to 300c is radiated to protect the power semiconductor modules 300a to 300c from heat.

図12は、パワー半導体モジュール300aないし300c及びコンデンサ230を流路形成体200へ組付け、流路形成体200を切断し、パワー半導体モジュール300aないし300c及びコンデンサ230が組付けられた状態の断面図である。また図12では、説明のため、モールドバスバー240に内包されている交流導体241及び流導体242を剥き出しに表示している。   FIG. 12 is a cross-sectional view of the state where the power semiconductor modules 300a to 300c and the capacitor 230 are assembled to the flow path forming body 200, the flow path forming body 200 is cut, and the power semiconductor modules 300a to 300c and the capacitor 230 are assembled. It is. In FIG. 12, for the purpose of explanation, the AC conductor 241 and the current conductor 242 included in the molded bus bar 240 are shown in a bare manner.

流路形成体200は、パワー半導体モジュール300aないし300cとコンデンサ230を組付ける間に、壁201が配置されている。   In the flow path forming body 200, the wall 201 is disposed between the power semiconductor modules 300a to 300c and the capacitor 230.

壁201は、押え部材500を配置する段差部202を形成する。このとき段差部202は、押え部材500の一面が壁201の一部の面と略同一面となるように形成する。   The wall 201 forms a stepped portion 202 where the pressing member 500 is disposed. At this time, the stepped portion 202 is formed so that one surface of the pressing member 500 is substantially flush with a part of the wall 201.

交流導体241及び直流導体242は、押え部材500の一面が壁201の一部の面と略同一面となるように形成された段差部202に、放熱部材506を介して熱的に接触する。   The AC conductor 241 and the DC conductor 242 are in thermal contact with the stepped portion 202 formed so that one surface of the pressing member 500 is substantially flush with a part of the wall 201 via the heat radiating member 506.

パワー半導体モジュール300aないし300cとコンデンサ230を組付ける間に、壁201及び段差部202を配置しているが、パワー半導体モジュール300aないし300cと交流導体241の先端部244までの間に壁201及び段差部202を配置し、交流導体241の一部の面と略同一面となるように形成された段差部に、放熱部材を介して熱的に接触しても良い。   The wall 201 and the stepped portion 202 are arranged between the power semiconductor modules 300a to 300c and the capacitor 230, but the wall 201 and the stepped portion are disposed between the power semiconductor modules 300a to 300c and the tip 244 of the AC conductor 241. The part 202 may be disposed and may be in thermal contact with a stepped part formed so as to be substantially flush with a part of the surface of the AC conductor 241 via a heat dissipation member.

パワー半導体モジュール交流端子300AC、パワー半導体モジュール直流端子300DC、交流導体241、直流導体242及びパワー半導体モジュール300aないし300c内部のパワー半導体素子を有する回路部311は、電流が流れることによって発熱する。   The power semiconductor module AC terminal 300AC, the power semiconductor module DC terminal 300DC, the AC conductor 241, the DC conductor 242, and the circuit unit 311 including the power semiconductor elements inside the power semiconductor modules 300a to 300c generate heat when current flows.

パワー半導体モジュール直流端子300DC及びコンデンサ230に接続される直流導体242にて発熱した熱は、放熱部材506を介して段差部202に伝熱する。   The heat generated by the DC conductor 242 connected to the power semiconductor module DC terminal 300DC and the capacitor 230 is transferred to the step portion 202 via the heat dissipation member 506.

段差部202へ伝熱した熱は、流路形成体200内の壁201へ伝熱する。壁201へ伝熱した熱は、流路400内の冷媒へ伝熱する。   The heat transferred to the stepped portion 202 is transferred to the wall 201 in the flow path forming body 200. The heat transferred to the wall 201 is transferred to the refrigerant in the flow path 400.

上記過程を経て、パワー半導体モジュール300aないし300cを熱から保護する。   Through the above process, the power semiconductor modules 300a to 300c are protected from heat.

またパワー半導体モジュール300aの回路体311にて発熱した熱は、パワー半導体モジュール直流端子300DC伝熱する。パワー半導体モジュール直流端子300DCへ伝熱した熱は、直流導体242aへ伝熱する。直流導体242へ伝熱した熱は、放熱部材506を介して段差部202に伝熱する。   The heat generated in the circuit body 311 of the power semiconductor module 300a is transferred to the power semiconductor module DC terminal 300DC. The heat transferred to the power semiconductor module DC terminal 300DC is transferred to the DC conductor 242a. The heat transferred to the DC conductor 242 is transferred to the step portion 202 via the heat radiating member 506.

段差部202へ伝熱した熱は、流路形成体200内の壁201へ伝熱する。壁201へ伝熱した熱は、流路400内の冷媒へ伝熱する。   The heat transferred to the stepped portion 202 is transferred to the wall 201 in the flow path forming body 200. The heat transferred to the wall 201 is transferred to the refrigerant in the flow path 400.

上記過程を経て、パワー半導体モジュール300aないし300c内の熱を放熱し、パワー半導体モジュール300aないし300cを熱から保護する。   Through the above process, heat in the power semiconductor modules 300a to 300c is radiated to protect the power semiconductor modules 300a to 300c from heat.

100…電力変換装置、200…流路形成体、200a…流路形成体下面、200b…流路形成体上面、201…壁、202…段差部、210IN…冷媒流入用パイプ、210OUT…冷媒流出用パイプ、211IN…冷媒流入口、211OUT…冷媒流出口、220…筐体下部カバー、230…コンデンサ、240…モールドバスバー、241…交流導体、242…直流導体、243…絶縁部材、250N…負極側直流入力バスバー、250P…正極側直流入力バスバー、260…制御−ドライバ回路基板、270…筐体上部カバー、300a…パワー半導体モジュール、300b…パワー半導体モジュール、300c…パワー半導体モジュール、300AC…パワー半導体モジュール側交流端子、300CO…制御端子、300DC…パワー半導体モジュール側直流端子、301…モジュールケース、302…挿入口、303…封止部、304…突出部、305a…第一放熱部、305b…第二放熱部、305c…放熱用フィン、306…溝部、307…第1シール面、310…端子部、310a…端子部310a、310b…端子部310b、310c…端子部310c、311…回路部、350…回路体、351…導体部材、400…流路、401…第1開口、500…押え部材、501…第1貫通孔、502…第2貫通孔、503…第3貫通孔、504…領域、505…領域、506…放熱部材、510…締結用ねじ、801…シール部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Power converter device 200 ... Flow path formation body, 200a ... Flow path formation body lower surface, 200b ... Flow path formation body upper surface, 201 ... Wall, 202 ... Step part, 210IN ... Refrigerant inflow pipe, 210OUT ... Refrigerant outflow Pipe, 211IN: Refrigerant inlet, 211OUT ... Refrigerant outlet, 220 ... Housing lower cover, 230 ... Capacitor, 240 ... Mold bus bar, 241 ... AC conductor, 242 ... DC conductor, 243 ... Insulating member, 250N ... Negative electrode DC Input bus bar, 250P ... Positive side DC input bus bar, 260 ... Control-driver circuit board, 270 ... Upper housing cover, 300a ... Power semiconductor module, 300b ... Power semiconductor module, 300c ... Power semiconductor module, 300AC ... Power semiconductor module side AC terminal, 300CO ... control terminal, 300DC ... -Semiconductor module side DC terminal, 301 ... module case, 302 ... insertion port, 303 ... sealing part, 304 ... projection, 305a ... first heat radiating part, 305b ... second heat radiating part, 305c ... heat radiating fin, 306 ... Groove portion, 307 ... first seal surface, 310 ... terminal portion, 310a ... terminal portion 310a, 310b ... terminal portion 310b, 310c ... terminal portion 310c, 311 ... circuit portion, 350 ... circuit body, 351 ... conductor member, 400 ... flow Road 401, first opening 500, pressing member 501 ... first through hole 502 ... second through hole 503 ... third through hole 504 ... region, 505 ... region, 506 ... heat dissipation member, 510 ... fastening Screw, 801 ... seal member

Claims (7)

パワー半導体モジュールと、
前記パワー半導体モジュールを収納するとともに冷媒を流す流路を形成する流路形成体と、
前記パワー半導体モジュールが前記流路形成体から離れることを防止するように当該パワー半導体モジュールに接触する押え部材と、
前記パワー半導体モジュールの端子と接続される導体と、を備え、
前記押え部材は、絶縁部材を介して前記導体と熱的に接触する電力変換装置。
A power semiconductor module;
A flow path forming body that houses the power semiconductor module and forms a flow path for flowing a refrigerant;
A pressing member that contacts the power semiconductor module so as to prevent the power semiconductor module from separating from the flow path forming body;
A conductor connected to a terminal of the power semiconductor module,
The said pressing member is a power converter device which contacts the said conductor thermally through an insulating member.
請求項1に記載された電力変換装置であって、
前記パワー半導体モジュールは、パワー半導体素子を有する回路体と、当該回路体を収納するモジュールケースと、を備え、
前記モジュールケースは、外面の一部が冷媒と接触し、
前記押え部材は、前記モジュールケースの外面の前記一部とは異なる外面に放熱部材を介して熱的に接触する電力変換装置。
The power conversion device according to claim 1,
The power semiconductor module includes a circuit body having a power semiconductor element, and a module case for storing the circuit body,
The module case has a part of the outer surface in contact with the refrigerant,
The power conversion device, wherein the pressing member is in thermal contact with an outer surface different from the part of the outer surface of the module case via a heat radiating member.
請求項1に記載の電力変換装置であって、
前記導体は、交流電流を伝達する交流導体であり、
前記押え部材は、絶縁部材を介して前記交流導体と熱的に接触する電力変換装置。
The power conversion device according to claim 1,
The conductor is an AC conductor that transmits an AC current;
The said pressing member is a power converter device which contacts the said AC conductor thermally through an insulating member.
請求項1ないし3に記載のいずれかの電力変換装置であって、
前記導体は、直流電流を伝達する直流導体であり、
前記押え部材は、絶縁部材を介して前記直流導体と熱的に接触する電力変換装置。
The power conversion device according to any one of claims 1 to 3,
The conductor is a DC conductor that transmits a DC current;
The said pressing member is a power converter device which contacts the said DC conductor thermally through an insulating member.
請求項1ないし4に記載のいずれかの電力変換装置であって、
前記押え部材は、前記流路形成体によって支持される電力変換装置。
The power conversion device according to any one of claims 1 to 4,
The said pressing member is a power converter device supported by the said flow-path formation body.
請求項1ないし5に記載のいずれかの電力変換装置であって、
前記パワー半導体モジュールは、複数設けられ、
前記押え部材は、前記複数のうち一方のパワー半導体モジュールの第1端子を貫通させるための第1貫通孔と、前記複数のうち他方のパワー半導体モジュールの第2端子を貫通させるための第2貫通孔と、を形成し、
前記導体は、前記第1端子または/及び前記第2端子と接続され、かつ前記押え部材における前記第1貫通孔と前記第2貫通孔の間に形成される領域に絶縁部材を介して熱的に接触する電力変換装置。
The power conversion device according to any one of claims 1 to 5,
A plurality of the power semiconductor modules are provided,
The pressing member has a first through hole for penetrating the first terminal of one of the plurality of power semiconductor modules, and a second through hole for penetrating the second terminal of the other of the plurality of power semiconductor modules. With holes,
The conductor is connected to the first terminal or / and the second terminal, and is thermally connected to a region formed between the first through hole and the second through hole in the pressing member via an insulating member. Power converter that touches.
請求項1ないし5に記載のいずれかの電力変換装置であって、
前記パワー半導体モジュールに供給される直流を平滑化するコンデンサと、
前記コンデンサと前記パワー半導体モジュールの間に配置された壁と、を備え、
前記壁は、前記押え部材を配置する段差部を形成し、
前記押え部材は、当該押え部材の一面が前記壁の一部の面と略同一面となるように形成され、
前記導体は、前記略同一面を形成する前記押え部材の一面及び前記壁の一部の面に放熱部材を介して熱的に接触する電力変換装置。
The power conversion device according to any one of claims 1 to 5,
A capacitor for smoothing the direct current supplied to the power semiconductor module;
A wall disposed between the capacitor and the power semiconductor module,
The wall forms a step portion for arranging the pressing member,
The pressing member is formed such that one surface of the pressing member is substantially flush with a part of the wall,
The said conductor is a power converter device which contacts the one surface of the said pressing member which forms the said substantially identical surface, and the one part surface of the said wall via a heat radiating member.
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