專(zhuān)利名稱(chēng)：電力變換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力變換裝置，例如適合于車(chē)輛搭載的電力變換裝置。
背景技術(shù)：
取代內(nèi)燃機(jī)，有用電動(dòng)機(jī)的輸出行駛的純粹的電動(dòng)汽車(chē)，及同時(shí)使用內(nèi)燃機(jī)和電 動(dòng)機(jī)的混合式的電動(dòng)汽車(chē)。在這種電動(dòng)汽車(chē)中，搭載著旋轉(zhuǎn)電機(jī)和向該旋轉(zhuǎn)電機(jī)供給電力 的電力變換裝置。
上述電力變換裝置，具有接受直流電力后將其變換成驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的交流電力的
功能，或者在此基礎(chǔ)上，將旋轉(zhuǎn)電機(jī)產(chǎn)生的交流電力變換成旨在供給二次電池的直流電力
的功能。為了實(shí)現(xiàn)這種功能，電力變換裝置具有旨在構(gòu)成變換器的半導(dǎo)體模塊、旨在控制上
述半導(dǎo)體的控制電路及電容器。 在專(zhuān)利文獻(xiàn)1 (特開(kāi)2005-259748號(hào)公報(bào))中，記述著有關(guān)冷卻構(gòu)成變換器的半導(dǎo)
體的技術(shù)。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1日本國(guó)特開(kāi)2005-259748號(hào)公報(bào)(圖1)
被所述電動(dòng)汽車(chē)搭載的電力變換裝置，從耐熱性的觀點(diǎn)上看，需要在惡劣的環(huán)境 中使用，而且必須維持很高的可靠性。因此，需要提高構(gòu)成被電力變換裝置內(nèi)置的變換器的 半導(dǎo)體模塊的冷卻效率，因此最好能夠更加有效的冷卻電力變換裝置
發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的，就在于提供進(jìn)一步提高冷卻效率的電力變換裝置。
本發(fā)明的一個(gè)特征，是采用在流過(guò)致冷劑的冷卻通路中形成開(kāi)口，使旨在冷卻半
導(dǎo)體模塊的散熱片，從所述開(kāi)口突出到冷卻通路內(nèi)的結(jié)構(gòu)，從而在有效地冷卻半導(dǎo)體模塊
的同時(shí)，還進(jìn)一步提高電力變換裝置的冷卻效率。所述散熱片，例如釬焊固定在所述半導(dǎo)體
模塊上。 6
本發(fā)明的其它特征，是采用在流過(guò)致冷劑的冷卻通路中形成開(kāi)口，使旨在冷卻半
導(dǎo)體模塊的散熱片，從所述開(kāi)口突出到冷卻通路內(nèi)的同時(shí)，還用固定所述散熱片的底座板
堵塞所述開(kāi)口的結(jié)構(gòu)，從而在有效地冷卻半導(dǎo)體模塊的同時(shí)，還進(jìn)一步提高電力變換裝置
的冷卻效率。 其它的特征，將在實(shí)施方式中進(jìn)一步闡述。
在本發(fā)明中，具有能夠提供提高半導(dǎo)體模塊的冷卻效率、進(jìn)一步提高冷卻效率的 電力變換裝置的效果。


圖1是表示具備采用本發(fā)明的電力變換裝置的電動(dòng)汽車(chē)的一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu) 圖。 圖2是表示采用本發(fā)明的電力變換裝置的分解立體圖。 圖3是表示采用本發(fā)明的電力變換裝置的分解立體圖，是從和圖2不同的方向觀 看的圖形。 圖4是表示采用本發(fā)明的電力變換裝置的分解立體圖，是從和圖2或圖3不同的 方向觀看的圖形。 圖5是表示采用本發(fā)明的電力變換裝置的一種實(shí)施方式的分解立體圖。 圖6是表示從正面壁面?zhèn)扔^看采用本發(fā)明的電力變換裝置的一種實(shí)施方式的土圖形。 圖7是表示采用本發(fā)明的電力變換裝置的側(cè)視圖，是從安裝了端子箱的一側(cè)觀看 的圖形。 圖8是圖5的I-I線中的剖面圖。 圖9是表示在采用本發(fā)明的電力變換裝置中，在其外殼的內(nèi)部配置了功率模塊和 開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路基板的狀態(tài)的圖形。 圖IO是表示在采用本發(fā)明的電力變換裝置中，在其外殼的內(nèi)部配置了電容器模 塊的狀態(tài)的圖形。 圖11是表示在采用本發(fā)明的電力變換裝置中，在其外殼的內(nèi)部配置了旋轉(zhuǎn)電機(jī) 控制電路基板的狀態(tài)的圖形。 圖12是在采用本發(fā)明的電力變換裝置中，拆掉所述水路形成體的蓋后，從底側(cè)觀 看上部的圖形。 圖13是表示所述水路形成體的蓋的圖形，(A)是蓋的俯視圖，(B)是蓋的側(cè)視圖。
圖14是圖12的II-II剖面圖。
圖15是圖14的III-III剖面圖。 圖16是拆掉采用本發(fā)明的功率模塊的樹(shù)脂蓋后的圖形。
圖17表示從采用本發(fā)明的功率模塊的散熱片一側(cè)觀察的圖形。
圖18是圖16的IV-IV剖面圖。 圖19是表示圖18的其它的實(shí)施方式的功率模塊的剖面圖。
圖20是采用本發(fā)明的功率模塊的外形圖，(A)是俯視圖，(B)是側(cè)視圖，(C)是主 視圖。 圖21是采用本發(fā)明的功率模塊的配置圖。 圖22是采用本發(fā)明的電路圖。 圖23是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式涉及的電力變換裝置的結(jié)構(gòu)的剖面圖。 圖24是第2實(shí)施方式的電力變換裝置的水路的上部的俯視圖。 圖25是第2實(shí)施方式的電力變換裝置的側(cè)視圖。 圖26是第2實(shí)施方式的電力變換裝置的側(cè)視圖。 圖27是第2實(shí)施方式的電力變換裝置的側(cè)視圖。 圖28是第2實(shí)施方式的電力變換裝置的分解立體圖。
具體實(shí)施方式

在以下講述的第1和第2實(shí)施方式中，采用在冷卻半導(dǎo)體模塊上設(shè)置散熱片，使 該散熱片突出到冷卻通路——冷卻水路內(nèi)的同時(shí)，還利用致冷劑——冷卻水直接冷卻散熱 片，冷卻半導(dǎo)體模塊及所述半導(dǎo)體模塊的控制電路或平滑用的電容器模塊的結(jié)構(gòu)，從而可 以更加有效地冷卻電力變換裝置。
另外，在以下講述的第1和第2實(shí)施方式中，具有能夠高精度地維持半導(dǎo)體模塊的 底座板——散熱基板的平面度，而且容易制造的效果。還能夠以將具備多個(gè)半導(dǎo)體模塊的 絕緣基板半導(dǎo)體模塊與多個(gè)共同的底座板粘接到一起的結(jié)構(gòu)制造，絕緣基板的粘接的可靠 性高，還能夠確保半導(dǎo)體模塊的很高的散熱效率。
在以下的實(shí)施方式中，散熱片被半導(dǎo)體模塊固定。該散熱片，通過(guò)釬焊固定在半導(dǎo)
體模塊的底座板的一個(gè)面上。在釬焊工序中，需要使所述底座板成為高溫。用熱傳導(dǎo)性?xún)?yōu)
異的銅金屬板制造底座板時(shí)，純粹的銅金屬雖然具有優(yōu)異的熱傳導(dǎo)性，但由于在所述釬焊
工序中被置于高溫狀態(tài)后，變得柔軟，反而出現(xiàn)不容易和具有半導(dǎo)體芯片的絕緣基板的面
粘接的課題。為了解決該課題，使旨在制造所述底座板的銅金屬含有雜質(zhì)后，能夠增加其硬
度，維持粘接具有半導(dǎo)體芯片的絕緣基板的面的平面度，從而容易進(jìn)行與半導(dǎo)體模塊的底
座板粘接的工序?？墒?，卻出現(xiàn)了熱傳導(dǎo)性下降的新課題。就是說(shuō)，產(chǎn)生了沖突的現(xiàn)象，最
好調(diào)整雜質(zhì)的含有量。 這些課題，在具有半導(dǎo)體芯片的絕緣基板較小時(shí)還問(wèn)題不大。向被車(chē)輛搭載的旋 轉(zhuǎn)電機(jī)供給的電壓及電力增大后，半導(dǎo)體芯片的絕緣基板也隨之增大。另外，從作業(yè)效率等 的觀點(diǎn)上，最好使用粘接多個(gè)或多個(gè)以上的半導(dǎo)體芯片的絕緣基板。進(jìn)而，最好匯總多個(gè)這 些絕緣基板，將這些多個(gè)絕緣基板與共同的金屬性底座板粘接。這時(shí)，絕緣基板的本身變 大，而且底座板的面積變大，上述課題更加突出。在以下講述的第1和第2實(shí)施方式中，揭 示底座板的硬度和熱傳導(dǎo)性的理想的關(guān)系后，能夠解決這些課題。
進(jìn)而，采用以下講述的第1和第2實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)和制造方法后，向散熱基板上安
裝半導(dǎo)體模塊比較容易，即使長(zhǎng)年使用，也能維持很高的可靠性。
在第1和第2實(shí)施方式中，致冷劑和半導(dǎo)體模塊的熱傳遞效率高，能夠進(jìn)行可靠性
更高的冷卻。
在第1和第2實(shí)施方式中，作為致冷劑，可以利用發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水，提高車(chē)輛的搭 載性，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)整體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。為了能夠使用發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水，在以下的實(shí)施方式中，改 善了冷卻水路和散熱片的關(guān)系的結(jié)構(gòu)。另外，還改善了冷卻水路和平滑電容器安裝的關(guān)系 的結(jié)構(gòu)。
另外，采用以下講述的具有控制2個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的功能的電力變換裝置的有關(guān)的第 1和第2實(shí)施方式后，裝置整體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠進(jìn)而獲得更高的冷卻效率。另外，該裝置成 為容易制造的結(jié)構(gòu)。 [ooes][第1實(shí)施方式]
《電動(dòng)汽車(chē)100》 圖1是表示采用本發(fā)明的電力變換裝置的混合型的電動(dòng)汽車(chē)的一種實(shí)施方式的 結(jié)構(gòu)圖。此外，采用本發(fā)明的電力變換裝置200，能夠適用于純粹的電動(dòng)汽車(chē)和混合型的電 動(dòng)汽車(chē)。但以下作為代表，講述混合型的電動(dòng)汽車(chē)的實(shí)施方式。 在混合型的電動(dòng)汽車(chē)100中，搭載著發(fā)動(dòng)機(jī)120、第1旋轉(zhuǎn)電機(jī)130、第2旋轉(zhuǎn)電機(jī) 140、向第1旋轉(zhuǎn)電機(jī)130和第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)140供給高電壓的直流電力的電池180。雖然進(jìn) 而還搭載著供給低電壓電力(14伏特系統(tǒng)電力)的電池，向以下講述的控制電路供給直流 電力，但在圖中省略。
來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)120及第1旋轉(zhuǎn)電機(jī)130和第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)140的旋轉(zhuǎn)力矩，傳遞給變
速機(jī)150和差速器齒輪160，傳遞給前輪110。 控制所述變速機(jī)150的變速機(jī)控制裝置154、控制發(fā)動(dòng)機(jī)120的發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置 124、控制電力變換裝置200的旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制裝置700的所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制電路，和控制鋰 離子電池等的電池180的電池控制裝置184，以及綜合控制裝置170，分別由通信線路174
連接。
所述綜合控制裝置170，是下位的控制裝置，通過(guò)做通信線路174媒介，從變速機(jī) 控制裝置154、發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置124、電力變換裝置200及電池控制裝置184接收表示各自 的狀態(tài)的信息。根據(jù)這些信息，由所述綜合控制裝置170運(yùn)算各控制裝置的控制指令，通過(guò) 所述通信線路174做媒介，由所述綜合控制裝置170向各自的控制裝置，分別發(fā)送對(duì)各控制 裝置的控制指令。例如，上述電池控制裝置184，將鋰離子電池——電池180的放電狀況及 構(gòu)成鋰離子電池的各單位單元電池的狀態(tài)，作為電池180的狀態(tài)，向綜合控制裝置170報(bào) 告。所述綜合控制裝置170，根據(jù)上述報(bào)告，判斷上述電池180需要充電后，向電力變換裝置200發(fā)出充電運(yùn)轉(zhuǎn)的指令。綜合控制裝置170，還管理發(fā)動(dòng)機(jī)120和第1及第2旋轉(zhuǎn)電 機(jī)130U40的輸出力矩，運(yùn)算處理發(fā)動(dòng)機(jī)和所述第1及第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)130U40的輸出力矩 的綜合力矩或力矩分配比，將根據(jù)處理結(jié)果的控制指令，向變速機(jī)控制裝置154、發(fā)動(dòng)機(jī)控 制裝置124及電力變換裝置200發(fā)送。根據(jù)力矩指令，電力變換裝置200控制第1旋轉(zhuǎn)電 機(jī)130和第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)140，控制這些旋轉(zhuǎn)電極，以便使它們中的某一個(gè)旋轉(zhuǎn)電極或兩個(gè)旋
轉(zhuǎn)電極產(chǎn)生指令的力矩輸出或發(fā)電電力。
電力變換裝置200，根據(jù)來(lái)自綜合控制裝置170的指令，為了運(yùn)轉(zhuǎn)第1旋轉(zhuǎn)電機(jī) 130和第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)140而控制構(gòu)成變換器的功率半導(dǎo)體的開(kāi)關(guān)動(dòng)作。這些功率半導(dǎo)體的 開(kāi)關(guān)動(dòng)作后，第1旋轉(zhuǎn)電機(jī)130和第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)140就作為發(fā)電機(jī)或電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。
作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，來(lái)自高電壓的電池180的直流電流，被外加給所述電力變換 裝置200的變換器，通過(guò)控制構(gòu)成變換器的功率半導(dǎo)體的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，將直流電力變換成三 相交流電流，供給所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)130或140。另一方面，作為發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，用來(lái)自外部的旋 轉(zhuǎn)力矩旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)電機(jī)130或140，根據(jù)該旋轉(zhuǎn)力矩，在所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子繞組中產(chǎn)生三相 交流電力。產(chǎn)生的三相交流電力，用所述電力變換裝置200變換成直流電力，供給所述高電 壓的電池180，高電壓的電池180被直流電力充電。
如圖l所示，電力變換裝置200由下述部件構(gòu)成具有多個(gè)控制直流電源的電壓變
動(dòng)的平滑用的電容器的電容器模塊300，內(nèi)置多個(gè)功率半導(dǎo)體的功率模塊500，具備控制該
功率模塊500的開(kāi)關(guān)動(dòng)作的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路的基板(以下稱(chēng)作"開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路基板")600，以
及具備產(chǎn)生決定所述開(kāi)關(guān)動(dòng)作的時(shí)間寬度的信號(hào)即進(jìn)行脈寬調(diào)制控制的P麗信號(hào)的旋轉(zhuǎn)
電機(jī)控制電路的基板(以下稱(chēng)作"旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制電路基板")700。 所述高電壓的電池180，是鋰離子電池或鎳氫電池等二次電池，輸出250伏特 600伏特或以上的高電壓的直流電力。 [OOSS]《電力變換裝置的整體結(jié)構(gòu)》 圖2、圖3及圖4是上述電力變換裝置200的分解立體圖，示意性地表示出該電力 變換裝置200的整體結(jié)構(gòu)。圖2、圖3和圖4，是分別從不同的方向觀看所述電力變換裝置 200的分解立體圖。另外，圖5、圖6和圖7，是電力變換裝置200的外形圖，圖6和圖7是與 圖5不同的方向的外形圖。
電力變換裝置200，具有成為箱體形狀的外殼210，在該外殼210的底部，設(shè)置著內(nèi) 部具有冷卻水循環(huán)的冷卻通路——冷卻水路216的水路形成體220。在所述外殼210的底 部，旨在向所述冷卻水路216供給冷卻水的入口管212及出口管214，向該外殼210的外側(cè) 突出。水路形成體220，具有作為形成冷卻通路的冷卻通路形成體的功能，在本實(shí)施方式中， 作為致冷劑，使用發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水，構(gòu)成220具有作為冷卻水路形成體的功能。
圖1的功率模塊500，由在所述外殼210內(nèi)并列設(shè)置的第1功率模塊502和第2功率模塊504構(gòu)成。在第1功率模塊502和第2功率模塊504中，分別設(shè)置著冷卻用的散熱 片506、507。另一方面，在所述水路形成體220中，設(shè)置著開(kāi)口218、219。將所述第1和第2 功率模塊502、504固定到水路形成體220上后，所述冷卻用的散熱片506、507就分別從所 述開(kāi)口 218、219向水路216的內(nèi)部突出。所述開(kāi)口 218、219，被用散熱片506、507的周?chē)?br> 金屬壁堵塞，在形成冷卻水路的同時(shí)，還堵塞所述開(kāi)口 ，以免冷卻水泄露。
該第1和第2功率模塊502和504，以與外殼210的形成冷卻水的入口管212及 冷卻水的出口管214的側(cè)壁面正交的假設(shè)的線段為界，分別左右配置。在所述水路形成體 220的內(nèi)部形成的冷卻水路，沿著外殼底部的長(zhǎng)度方向，從冷卻水的入口管212延伸到另一 端，在該另一端按照U字形折返，再次沿著外殼底部的長(zhǎng)度方向，延伸到出口管214為止。在 所述水路形成體220內(nèi)，形成沿著所述長(zhǎng)度方向的平行的二組水路，在所述水路形成體220 內(nèi)，形成分別貫通各自的水路的形狀的所述開(kāi)口 218和219。沿著上述通路，第l功率模塊 502和第2功率模塊504被所述水路形成體220固定。被第1和第2功率模塊502、504設(shè)置 的散熱片，突出到水路中后，在能夠有效地冷卻的同時(shí)，還能夠使第1和第2功率模塊502、 504的散熱面與金屬制的所述水路形成體220的散熱面貼緊，從而能夠?qū)崿F(xiàn)有效地散熱的 結(jié)構(gòu)。進(jìn)而，所述開(kāi)口 218和219，被分別用第1和第2功率模塊502、504的散熱面堵塞，所
以能夠使結(jié)構(gòu)小型化，同時(shí)還提高冷卻效果。
在所述第1功率模塊502和所述第2功率模塊504上，分別層疊地并列設(shè)置第1 驅(qū)動(dòng)電路基板602和第2驅(qū)動(dòng)電路基板604。所述第1驅(qū)動(dòng)電路基板602和所述第2驅(qū)動(dòng) 電路基板604，構(gòu)成用圖1講述的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路基板600。
俯視在所述第1功率模塊502的上方配置的第1驅(qū)動(dòng)電路基板602時(shí)，比該第1 功率模塊502小若干地形成。同樣，俯視在所述第2功率模塊504的上方配置的第2驅(qū)動(dòng) 電路基板604時(shí)，也比該第2功率模塊504小若干地形成。
在所述外殼210的側(cè)面，設(shè)置著所述冷卻水的入口管212及出口管214，在該側(cè)面 還形成孔260，在該孔260中，配置信號(hào)用的連接器282。在該連接器282的安裝位置的該 外殼210的內(nèi)部，配置著與該信號(hào)用的連接器282靠近地固定的噪聲除去基板560及第2 放電基板520。所述噪聲除去基板560及第2放電基板520的安裝面，和所述第1功率模塊 502、第2功率模塊504等的安裝面成為平行的面安裝。
在所述多個(gè)第1驅(qū)動(dòng)電路基板602和604的上方，配置著具有平滑用的多個(gè)電容 器的電容器模塊300，該電容器模塊300，具有第1電容器模塊302和第2電容器模塊304， 各第1電容器模塊302和第2電容器模塊304，分別配置在第1驅(qū)動(dòng)電路基板602和第2驅(qū) 動(dòng)電路基板604的上方。
在第1電容器模塊302和第2電容器模塊304的上方，平板狀的的保持板320，將 其周邊與所述外殼210的內(nèi)壁面貼緊后固定。該保持板320，在所述功率模塊的一側(cè)的面上，在支持所述第1電容器模塊302和第2電容器模塊304的同時(shí)，還在其相反側(cè)的面上保 持、固定旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制電路基板700。而且，該保持板320由金屬材料構(gòu)成，使所述電容器模 塊302和304及旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制電路基板700產(chǎn)生的熱，流向所述外殼210后散發(fā)。
如上所述，將所述功率模塊500、開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路基板600、噪聲除去基板560、第1功 率模塊502、電容器模塊300、保持板320和旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制電路基板700，收納在外殼210內(nèi)， 外殼210的上部的開(kāi)口，被金屬制的罩子290堵塞。
另外，將外殼210的設(shè)置所述冷卻水的入口管212及出口管214的側(cè)壁作為正面 時(shí)，在該側(cè)壁上，安裝配置端子箱800 。在該端子箱800中，設(shè)置著旨在由所述電池180供給 直流電力的直流電力用端子812、在其內(nèi)部設(shè)置的直流電力用的端子臺(tái)810、與第l旋轉(zhuǎn)電 機(jī)130及第2旋轉(zhuǎn)電機(jī)140連接的交流電力用端子822、在其內(nèi)部設(shè)置的交流電力用的端子 臺(tái)820。
直流電力用的端子臺(tái)810通過(guò)匯流條做媒介，與所述第1電容器模塊302和第2 電容器模塊304的電極電連接；交流電力用的端子臺(tái)820，分別通過(guò)匯流條，與構(gòu)成所述功 率模塊500的多個(gè)功率模塊502和504的端子電連接。
此外，該端子箱800，在其本體840上安裝配置了所述直流電力用的端子臺(tái)810的
底板部844和罩子846后構(gòu)成。這是為了使該端子箱800的組裝容易。 所述電力變換裝置200，如圖5所示，成為緊湊的形狀。
《電力變換裝置200的構(gòu)成部件》 接著，講述所述圖2 圖7所示的電力變換裝置200的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。
〈外殼210> 在表示上述附圖及圖5的I-I線中的剖面的圖8中，外殼210用金屬材料例如鋁 作成，是大致為長(zhǎng)方形的箱體。在外殼210的底部，具有具備冷卻水路的水路形成體220，上 部開(kāi)口 。外殼210的底部的冷卻水路，在出入口的相反的部位折返，從而成為并列設(shè)置兩個(gè) 冷卻水路，使冷卻水在該冷卻水路中循環(huán)的結(jié)構(gòu)。所述折返的冷卻水路，具備由在中央夾著 該冷卻水流動(dòng)的空間部的雙重結(jié)構(gòu)構(gòu)成的水路形成體220。在所述水路形成體220的上側(cè) 板上，如圖所示，沿著水路形成開(kāi)口 218和開(kāi)口 219。
在外殼210的下部，配置著由第1功率模塊502和第2功率模塊504構(gòu)成的一對(duì) 功率模塊，各自的各第1功率模塊502、第2功率模塊504，配置固定在水路形成體220的上 方。在各第1功率模塊502和第2功率模塊504的散熱面上，具備多個(gè)并列設(shè)置的散熱片 506和507。該散熱片506和507，分別向所述水路形成體220的開(kāi)口 218和開(kāi)口 219的內(nèi) 部突出。進(jìn)而，所述開(kāi)口分別被用散熱片506和507的周?chē)墓β誓K502和504的散熱 面堵塞，從而防止漏水，形成密閉的水路216。
采用該結(jié)構(gòu)后，能夠有效地冷卻第1功率模塊502和第2功率模塊504。另外，采 用使各第1功率模塊502和第2功率模塊504的各散熱片506和507，沿著所述開(kāi)口 218和 219插入的結(jié)構(gòu)后，具有使各第1功率模塊502和第2功率模塊504對(duì)外殼216而言的定位
的效果。
在外殼210上，依次并列設(shè)置形成具有比較小的面積的孔262及具有比較大的面 積的孔264(參照?qǐng)D3)。在外殼210的側(cè)壁上，配置端子箱800，該端子箱800內(nèi)的直流電 力用的端子臺(tái)810，通過(guò)所述孔262后，與外殼210內(nèi)的第1電容器模塊302和第2電容器 模塊304電連接；該端子箱800內(nèi)的交流電力用的端子臺(tái)820，通過(guò)所述孔264后，在匯流條 860和862的作用下，與外殼210內(nèi)的第1功率模塊502和第2功率模塊504電連接。圖8 示出所述匯流條的一部分。(功率模塊500及開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路基板600) 圖9是表示在所述外殼210的內(nèi)部配置了功率模塊500和開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路基板600
的狀態(tài)的俯視圖。

在所述外殼210的內(nèi)部，構(gòu)成功率模塊500的第1功率模塊502和第2功率模塊 504，被配置在比旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制電路基板700及第1和第2電容器模塊302和304更靠近冷 卻水路的一側(cè)。第1和第2功率模塊502和504，則被沿著冷卻水路并列配置。
第1功率模塊502和第2功率模塊504，各自的直流端子IT1和IT2及交流端子 0T1和OT2，在成為相同方向地配置的狀態(tài)下，在幾何學(xué)上也由相同的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，對(duì)于一個(gè) 的第1功率模塊502而言，使另一個(gè)的第2功率模塊504旋轉(zhuǎn)180°地配置，從而使這些直 流端子IT1和IT2在中央部互相相對(duì)地配置，交流端子0T1和OT2互相配置在所述外殼210 的側(cè)壁一側(cè)。第1功率模塊502和第2功率模塊504，為了在各自的直流端子上使IT1和 IT2中的對(duì)應(yīng)的端子彼此靠近配置，所以將第1和第2功率模塊502和504互相在長(zhǎng)度方向
上錯(cuò)開(kāi)一點(diǎn)地配置。
在圖9所示的部件中，由于第1功率模塊502和第2功率模塊504分別與開(kāi)關(guān)驅(qū) 動(dòng)電路基板602和604重疊配置，所以所述直流端子IT1和IT2及交流端子0T1和0T2，成 為可以在開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路基板602和604的寬度方向的兩側(cè)觀察到的狀態(tài)。
第1功率模塊502和第2功率模塊504的直流端子IT1和IT2，與所述第1電容 器模塊302和第2電容器模塊304的各端子電連接；各第1功率模塊502和第2功率模塊 504的交流端子0T1和0T2，與所述端子箱800內(nèi)的交流電力用的端子臺(tái)820電連接。
第1功率模塊502的交流端子0T1，由與U相、V相、W相對(duì)應(yīng)的各端子OTlu、OTlv、 OTlw構(gòu)成，這些各端子0Tlu、 0Tlv、 OTlw，分別從各自的配置部位，被沿著并列設(shè)置的各功 率模塊502和504中的一個(gè)短邊側(cè)抽出后，通過(guò)在外殼210的側(cè)壁部234的一側(cè)中直立設(shè) 置的匯流條860u、860v、860w，再被通過(guò)所述外殼210的主側(cè)壁部234上形成的孔264后突出的引出端子0Llu、 OLlv、 OLlw抽出。在本實(shí)施方式中，匯流條860u、860v、860w在和水路
出入口相對(duì)的一側(cè)迂回。第2功率模塊504的交流端子0T2，由與U相、V相、W相對(duì)應(yīng)的各端子0T2u、0T2v、 0T2w構(gòu)成，這些各端子0T2u、0T2v、0T2w，分別從其配置部位，通過(guò)在外殼210的側(cè)壁部234 的一側(cè)中直立設(shè)置的匯流條862u、862v、862w，被通過(guò)所述孔264后突出的引出端子0L2u、 0L2v、0L2w抽出。
在各功率模塊502和504及開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路基板602和604的上方，配置著電容器
模塊302和304及旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制電路基板700。 所述各功率模塊502和504，在其周邊部形成螺孔，通過(guò)該螺孔，利用螺釘SC1，被
固定在位于外殼210的底部的水路形成體220上。 另外，配置在功率模塊502和504的上方的驅(qū)動(dòng)電路基板602和604，利用螺釘
SC2，被固定在該功率模塊502和504上。 另外，在圖9中，第1驅(qū)動(dòng)電路基板602和第2驅(qū)動(dòng)電路基板604，如上所述，分別 作為旨在向第1功率模塊502和第2功率模塊504供給開(kāi)關(guān)信號(hào)的電路基板而構(gòu)成。這些 第1驅(qū)動(dòng)電路基板602和第2驅(qū)動(dòng)電路基板604，通過(guò)在其主表面設(shè)置的連接器CN做媒介， 抽出電線束HN。該電線束HN，與旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制電路基板700連接。
(電容器模塊300) 圖10是表示在所述外殼210的內(nèi)部配置了具備多個(gè)平滑電容器的電容器模塊300
的狀態(tài)的俯視圖。
所述電容器模塊300，具有第1電容器模塊302和第2電容器模塊304，第1電容 器模塊302和第2電容器模塊304，在例如用樹(shù)脂材料制造的長(zhǎng)方體形狀的盒子內(nèi)，分別例 如收納5或6個(gè)薄膜電容器(電容器單元)后制作而成。
如圖8及圖10所示，第1電容器模塊302和第2電容器模塊304分別并列配置。 第1電容器模塊302，配置在所述第1驅(qū)動(dòng)電路基板602的上方；第2電容器模塊304，配置 在所述第2驅(qū)動(dòng)電路基板604的上方。
第1和第2電容器模塊302和304，在連接部JN(包含JN1和JN2)的作用下，與第
1和第2功率模塊502和504的直流端子電連接。 此外，第1和第2電容器模塊302和304，形成分別與功率模塊500中的U相桿中 的一對(duì)直流端子、V相桿中的一對(duì)直流端子、W相桿中的一對(duì)直流端子連接的結(jié)構(gòu)。這樣，第 1功率模塊5Q2、第2功率模塊504的電氣性的連接，就如圖10所示，對(duì)于第1電容器模塊302和第2電容器模塊304的每一個(gè)，各在6個(gè)部位連接。采用這種配置后，能夠減少電容 器模塊和功率模塊之間的阻抗。減少阻抗后，能夠獲得抑制功率模塊的開(kāi)關(guān)動(dòng)作導(dǎo)致的暫 時(shí)性的電壓上升等效果。
在圖10中，第1和第2電容器模塊302和304，分別具有與直流電力用的端子臺(tái) 810連接的一對(duì)電極TM1和電極TM2，通過(guò)該電極做媒介，與外部的直流電源連接。第1電 容器模塊302和第2電容器模塊304的各自的電極TM1和電極TM2，都配置在外殼210的水 路出入口一側(cè)。這樣采用和在端子箱800內(nèi)配置的直流電力用的端子臺(tái)810—側(cè)相同的一
側(cè)后，能夠使和外部的直流電源——高電壓電池的布線變得容易，從而提高作業(yè)性。
在圖10中，第1電容器模塊302和第2電容器模塊304，在各自的四角中，形成埋 入螺帽的固定用孔FH1和HF2，在通過(guò)所述保持板320的與所述固定用孔FH1和HF2對(duì)應(yīng)的 孔后擰入該固定用孔FH1和HF2的螺釘SC4(參照?qǐng)D11)的作用下，第1電容器模塊302和 第2電容器模塊304被固定在保持板320上。就是說(shuō)，各第1電容器模塊302和第2電容 器模塊304，以懸架的狀態(tài)固定在保持板320上。
(保持板320) 圖11是表示在所述外殼210的內(nèi)部配置了保持板320的狀態(tài)的俯視圖，示出該保 持板320搭載的旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制電路基板700。作為具備旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制電路基板700的控制 基板托架而構(gòu)成的保持板320，在所述外殼210的內(nèi)部，以位于所述電容器模塊300的上側(cè) 的狀態(tài)，被所述外殼210固定。
在外殼210的內(nèi)側(cè)面，沿著其外周方向，大致等間隔地形成多個(gè)突起體PR(參照?qǐng)D 9和圖10)，該突起體PR的上端面，在其周邊中支持所述保持板320，利用通過(guò)該保持板320 的周邊形成的螺孔后擰入所述突起體PR的上端面的螺釘SC4，固定保持板320。因?yàn)橛弥苓?設(shè)置的許多所述突起體的上面的廣大的面積承受所述保持板，所以外殼210和保持板320 成為良好的熱傳導(dǎo)狀態(tài)。為了提高保持板320的機(jī)械強(qiáng)度，用和外殼210同樣的熱傳遞良 好的金屬材料例如鋁材料制成保持板320。另外，在放置所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制電路基板700的
面中，形成圖案化的凹凸面。
保持板320的所述凹面，在與所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制電路基板700的該保持板320的 一側(cè)的面中的布線層等的形成區(qū)域相對(duì)的部分中形成，這樣，能夠防止所述布線層等和金 屬材料——保持板320的接觸，能夠防止該布線層出現(xiàn)電氣性斷路的現(xiàn)象。特別是設(shè)置功 率模塊502和504的交流端子0T1和0T2的部分，成為凹下去的凹形狀。另外，直流電源的
連接部也成為凹下去的凹形狀。
在所述保持板320的與所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制電路基板700相對(duì)面的所述凹面內(nèi)，如 圖3所示，形成多個(gè)分散的輪轂部BS，在該輪轂部BS中，在通過(guò)所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制電路基板 700形成的螺孔后擰入的螺釘SC6 (參照?qǐng)D16)的作用下，該旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制電路基板700被 保持板320固定。
15
如上所述，所述保持板320，利用通過(guò)該保持板320形成的螺孔后擰入所述第1電 容器模塊302和第2電容器模塊304的四個(gè)角設(shè)置的固定用孔HF1、 HF2的螺釘SC4，固定 在其下方配置的所述第1電容器模塊302和第2電容器模塊304的情況，如上所述。
這樣，由于各第1電容器模塊302和第2電容器模塊304，成為被與外殼210相接 后配置的保持板320固定的結(jié)構(gòu)，所以該第1電容器模塊302和第2電容器模塊304產(chǎn)生 的熱量，容易通過(guò)保持板320傳導(dǎo)給外殼210，成為散熱效果優(yōu)異的結(jié)構(gòu)。另外，由于外殼 210被冷卻水路冷卻，所以能夠?qū)㈦娙萜髂K302和304的溫度上升控制得比較低。
(旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制電路基板700) 圖11是表示所述外殼210內(nèi)的保持板320上的搭載的旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制電路基板700
的俯視圖。
該旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制電路基板700，和連接器CN —起，搭載著小信號(hào)用的電子部件。該 連接器CN，通過(guò)電線束HN，例如與所述開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路基板602和604搭載的連接器CN連接。
該旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制電路基板700，在其周邊的四角的各區(qū)域中，還在除了該周邊的中 央部的區(qū)域——搭載各部件的區(qū)域及回避形成連接這些部件的布線層的區(qū)域的區(qū)域中，形 成螺孔，在通過(guò)這些螺孔后擰入所述保持板320的螺釘SC6的作用下，被該保持板320固 定。
這樣，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制電路基板700，例如與只有其周緣部被框架固定的結(jié)構(gòu)相
比，能夠避免振動(dòng)等導(dǎo)致中央撓曲的弊端。 綜上所述，該旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制電路基板700，由于成為被與外殼210相接后配置的保 持板320放置的結(jié)構(gòu)，所以該旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制電路基板700產(chǎn)生的熱量，容易通過(guò)保持板320 傳導(dǎo)給外殼210，成為散熱效果優(yōu)異的結(jié)構(gòu)。
〈罩子290> 罩子290，由在所述外殼210的內(nèi)部，依次收納第1功率模塊502、第2功率模塊 504、開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路基板602、 604、第1電容器模塊302和第2電容器模塊304、保持板320、 旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制電路基板700后，閉塞該外殼210的開(kāi)口的蓋子材料構(gòu)成。
該罩子290，其材料例如用和外殼210同樣的材料構(gòu)成，在其周邊中，利用通過(guò)在 其外周方向上大致等間隔地并列設(shè)置的螺孔后擰入外殼210的上端面的螺釘SC7，被固定 到該外殼210上(參照?qǐng)D5)。(第1和第2功率模塊502和504的冷卻結(jié)構(gòu)) 如上所述，在電力變換裝置200的底部，形成冷卻水路。圖12是從外殼210的底 面往上看的結(jié)構(gòu)圖，示出水路形成體220的一部分——水路保持部件902。所述水路保持部 件902，具有為了安裝其它水路形成體220——底板934的外周部904，在外周部904中，設(shè)置著許多螺旋夾用的孔SC9。只有一部分附加符號(hào)，其它的省略了符號(hào)。在外周部904的內(nèi) 側(cè)，設(shè)置著為了防止漏水的密封槽906，在所述密封槽906的內(nèi)側(cè)的所述水路保持部件902 中，在兩個(gè)側(cè)面設(shè)置著外側(cè)區(qū)域部912，進(jìn)而設(shè)置著在上圖中作為冷卻水路216講述的第1 和第2水路922和924及中央部908。在所述密封槽中，嵌入0形圈或橡膠等密封部件，用 螺釘擰緊螺孔SC9后，具有密封功能。向水路922(上文作為216講述)的入口部916供給 冷卻水，冷卻水按照箭頭的方向，在第1水路922中流過(guò)，在折返通路924中，冷卻水流變成 U字形，按照箭頭的方向流入第2水路924，從水路924的出口部918排出。在第1和第2 水路922和924中，設(shè)置著孔——開(kāi)口 218和219。安裝以下講述的圖13記述的底板934 后，在形成水路922和924同時(shí)，開(kāi)口 218和219還在水路上成為上述水路的開(kāi)口的結(jié)構(gòu)。
在第l水路922和第2水路924之間設(shè)置的所述中央部908，及在第l水路922和 外周部904之間、第2水路924和外周部904之間設(shè)置的外側(cè)區(qū)域部912，分別設(shè)置為了使 鋁壓鑄件的壁厚變薄的凹部932。
圖13(A)和(B)表示塞住圖12所示的外殼210的底部的底板934。底板934和所 述水路保持部件902，是形成水路的水路形成體，水如圖13(A)和箭頭所示流動(dòng)。在底板934 上，設(shè)置著許多螺孔SC9，通過(guò)所述水路保持部件902的外周部904的螺孔SC9做媒介，用螺 釘擰緊。在底板934上，還設(shè)置第1凸部935和第2凸部936，該凸部935插入水路922，凸 部936插入水路926。此外，凹部938是為了使鋁壓鑄件的壁厚變薄而設(shè)置的。
圖14表示沿著圖12的II-II剖面的水路922的剖面，此外水路926也基本上是 相同的形狀。在圖12、圖13及圖14中，在水路保持部件902中，設(shè)置著并列配置的多個(gè)水 路922和水路924。冷卻水被從入口管212(圖12中未圖示)導(dǎo)入入口部916。在水路的 入口部916中，設(shè)置著由和外殼210成為一體的金屬部件形成的頂蓋882 ;在水路的兩側(cè)， 設(shè)置著與用圖15的側(cè)壁988和990所示的外殼210成為一體的金屬部件。水路如圖12所 示，入口管之后的水路的寬度逐漸變大，而水路的深度則逐漸變淺。這樣，冷卻水的流動(dòng)順 暢，不容易出現(xiàn)渦流，流體阻力變小。水被從入口部導(dǎo)入具有開(kāi)口部的水路。在具有開(kāi)口部 的水路中，在水路的底部，設(shè)置著圖13所示的凸部935，從而使水路的底部隆起，水路的深 度成為比散熱片的高度稍微深一點(diǎn)的形狀。散熱片的高度為6毫米 8毫米，水路的深度 則為10毫米以下，最好是9毫米以下。
在水路形成體220的所述凸部935的相反一側(cè)，制作開(kāi)口 218，功率模塊502的底 座板944設(shè)置的散熱片506，突出到該開(kāi)口 218中，利用螺釘SC1，固定功率模塊502。雖然 沒(méi)有圖示，但在并列配置的其它的水路926形成的水路形成體220的開(kāi)口中，固定著功率模 塊504。這樣，能夠提高散熱片和冷卻介質(zhì)一一水的熱交換效率。另外，并列設(shè)置的水路922 和926的連接處——折返部，水路比散熱片突出的部分深，流體阻力減小，冷水的流動(dòng)得到
改善。
功率模塊504和以下講述的功率模塊502的結(jié)構(gòu)相同，而且大致同樣地固定，所以
17作為代表，以功率模塊502為例進(jìn)行講述。多個(gè)散熱片506 (在本實(shí)施方式中是3個(gè))，從 水路922的所述開(kāi)口 218突出到水路中。在金屬的底座板944的一個(gè)面上，設(shè)置著散熱片 506 ;在金屬的底座板944的另一個(gè)面上，設(shè)置著半導(dǎo)體芯片。所述半導(dǎo)體芯片，用樹(shù)脂盒子 946密封。該結(jié)構(gòu)在功率模塊504和水路926的關(guān)系上也相同。
功率模塊502，如圖9及圖14所示，和金屬板982 —起，被用螺釘SC1固定到形成 水路的水路形成體上。在本實(shí)施方式中，被和外殼210—體形成的水路罩子822固定。通 過(guò)功率模塊502的螺旋夾，用功率模塊502的散熱面堵塞所述水路922的開(kāi)口 218。在功率 模塊502的散熱面和所述開(kāi)口周邊的水路形成體之間，設(shè)置密閉部件例如0形圈9S6，成為 能夠防止漏水的結(jié)構(gòu)。
與所述金屬板982相對(duì)，設(shè)置由金屬或熱傳導(dǎo)性?xún)?yōu)異的比較柔軟的樹(shù)脂構(gòu)成的散 熱板984，與該散熱板984相對(duì)，設(shè)置驅(qū)動(dòng)電路基板602。通過(guò)散熱板984做媒介，驅(qū)動(dòng)電路 基板602的熱量傳遞給水路形成體，再傳遞給冷卻水，從而可以將驅(qū)動(dòng)電路基板602的溫度 上升控制得比較低。以上的結(jié)構(gòu)及作用效果，在功率模塊504和驅(qū)動(dòng)電路基板604中也同
樣。
圖15表示圖14的III-III剖面的局部放大圖。在為了形成水路922的水路形成 體220的底部，設(shè)置著底板934。由和外殼210 —體設(shè)置的側(cè)板988和990形成水路的兩側(cè) 部。所述側(cè)板988、990和水路形成體220的密閉，利用密閉部件例如0形圈或者比0形圈 寬的密封填料構(gòu)成的密封部件986實(shí)現(xiàn)。另外，水路922的上部的開(kāi)口 218，如前所述，被功 率模塊502的金屬制的底座板944的散熱面密閉。為了進(jìn)行該密閉，設(shè)置0形圈或密封填 料等密封部件986。在所述金屬制的底座板944的相反面，固定多個(gè)半導(dǎo)體芯片，用樹(shù)脂盒 子946加以密閉。
在功率模塊502上，如上所述，夾著散熱板982及散熱板984，利用螺釘SC2，固定
所述驅(qū)動(dòng)電路基板602。 在以上的講述中，如圖14所示，在水路的入口部和出口部及折返部，使水路深，形 成散熱片的插入部比上述水路位置淺的形狀。散熱片插入部的水路的深度，成為比散熱片 的高度方向的長(zhǎng)度稍微長(zhǎng)一點(diǎn)的尺寸的深度。在本實(shí)施方式中，如上所述，散熱片的高度是 6毫米 8毫米，水路的深度是10毫米以下，最好是9毫米以下。以上的結(jié)構(gòu)及作用、效果， 在功率模塊504和包含其水路的水路形成體中也同樣。 [oaos](功率模塊) 圖17表示從散熱片一側(cè)觀察功率模塊502或504的狀態(tài)，圖16表示卸掉功率模 塊502或504的樹(shù)脂盒子946的狀態(tài)。另外，圖18表示圖16的IV-IV剖面。在實(shí)際的剖 面圖中，顯示3個(gè)半導(dǎo)體部分的剖面，但為了便于講述，省略了3個(gè)半導(dǎo)體芯片內(nèi)的2個(gè)，只
將1個(gè)半導(dǎo)體芯片比實(shí)際放大后記述。
18
在金屬的底座板的散熱面上，設(shè)置著圖17所示的3組散熱片506A、散熱片506B 和散熱片506C。在所述散熱片的外周的散熱面上，作為防止水路的冷卻水泄漏的密封部件 986，設(shè)置著0形圈或密封填料。用螺釘?shù)葘⑸鲜鼋饘俚牡鬃宓纳崦婢o緊地壓到水路的 開(kāi)口部上后，就用所述底座板944堵住水路922(216)及926(216)的開(kāi)口，能夠利用所述密 封部件986，防止水路內(nèi)的冷卻水泄漏。
散熱片如圖18所示，被釬焊料948固定。該釬焊例如在攝氏600度 700度中進(jìn) 行。與所述3組散熱片對(duì)應(yīng)，如圖18所示，絕緣基板956被第2釬焊層962粘接到所述金 屬的底座板944的相反面上。
所述金屬的底座板944，是將銅作為主成分，向該銅中添加雜質(zhì)后的合金。在釬焊 散熱片506后，其硬度最好為HV50以上，熱傳導(dǎo)率最好為200W/mK以上。該底座板的厚度 范圍是2毫米 4毫米。另外，平面度在各絕緣基板的范圍或用固定螺釘孔978包圍的范 圍內(nèi)，在0. lmm以下，但最好在0. 2mm以下。進(jìn)而，在構(gòu)成變換器的半導(dǎo)體芯片的范圍——6 個(gè)絕緣基板的范圍中，平面度在O. 3mm以下最合適，最好確保在O. 4mm以下。向銅中混入比 銅硬的雜質(zhì)后，其比例增加將導(dǎo)致硬度上升?？墒?，由于上述雜質(zhì)的熱傳導(dǎo)率通常比銅低， 所以整體的熱傳導(dǎo)率下降。這樣，最好調(diào)整雜質(zhì)的比例，以便能夠維持上述硬度和上述熱傳 導(dǎo)率。另外，在上述底座板上，最好實(shí)施厚度大約3 9ym的鍍鎳。如圖18所示，在一個(gè) 上釬焊散熱片506，在另一個(gè)上軟釬焊半導(dǎo)體芯片的絕緣基板956。這時(shí)也許會(huì)使銅的表面 出現(xiàn)傷痕，實(shí)施適當(dāng)厚度的電鍍后，能夠適當(dāng)?shù)鼐S持表面粗糙度。在該實(shí)施方式中，最好至 少使搭載絕緣基板的范圍和與0形圈接觸的范圍的表面粗糙度滿(mǎn)足Ra = 3. 2。
(半導(dǎo)體模塊的制造) 在圖18中，用攝氏600度 700度，將金屬制造的散熱片506釬焊到滿(mǎn)足上述條 件的、以銅為主要成分的合金的底座板上。有時(shí)有可能成為800度 900度。底座板944 柔軟后，在該釬焊作業(yè)中，平面度將要變壞，使以后的絕緣基板956的粘接變得困難。適當(dāng) 選定雜質(zhì)的含有比例后，釬焊作業(yè)后的特性為硬度在HV50以上，還能夠確保釬焊作業(yè)后的 熱傳導(dǎo)率為200W/mK以上的特性。如圖16所示，在該作業(yè)中，3個(gè)散熱片506A 506C被釬
焊。
另外，在其它作業(yè)工序中，用高溫軟釬焊將半導(dǎo)體芯片952與絕緣基板956粘接。 第l軟釬焊層958是用該工序制造的層，將半導(dǎo)體芯片952和絕緣基板粘合。該軟釬焊層是 高溫軟釬焊層，在第2軟釬焊層962的低溫軟釬焊的粘接作業(yè)中不能熔解。如圖16所示， 對(duì)一個(gè)絕緣基板956而言，各粘接3組二極管芯片954和IGBP芯片952。為了避免煩雜，只 對(duì)一個(gè)絕緣基板956顯示參照符號(hào)，其它的均予省略。將具有3組二極管芯片954和IGBP 芯片952的一個(gè)絕緣基板，兩個(gè)相對(duì)地并列配置后，與UVW相內(nèi)的一相對(duì)應(yīng)，還與在底座板 944的背面粘接的一個(gè)散熱片對(duì)應(yīng)。圖16的底座板944，由于構(gòu)成三相用的變換器，所以上 述相對(duì)并列配置的絕緣基板具有3組。各絕緣基板成為相同的結(jié)構(gòu)。
上述作業(yè)后，使粘接了 3組半導(dǎo)體芯片952的6個(gè)絕緣基板956，和具有3個(gè)散熱片506的底座板944，成為圖16和圖17所示的位置關(guān)系地用低溫的第2軟釬焊層962粘 接。就是說(shuō)，對(duì)于2個(gè)絕緣基板而言，以在底座板944的相反面釬焊一個(gè)散熱片的位置關(guān)系 地進(jìn)行粘接。在圖18中，散熱片506和底座板944的粘接溫度最高，使用釬焊料粘接。其 次的高溫粘接，在半導(dǎo)體芯片952和絕緣基板956的粘接中，使用高溫軟釬焊料進(jìn)行粘接。 最低溫度的粘接，是絕緣基板956和底座板944的粘接，使用低溫軟釬焊料進(jìn)行。采用上述 釬焊料粘接散熱片506的粘接溫度高，所以底座板944的金屬如果不使用比純粹的銅硬的 金屬，經(jīng)過(guò)釬焊后，底座板944的相反面的平面度將要下降，從而使以后的絕緣基板的粘接 變得困難。如上所述，使成為雜質(zhì)的金屬的含有量增加后，雖然容易維持平面度，但是熱傳 導(dǎo)率下降，絕緣基板956的冷卻效果下降。使兩個(gè)特性兼顧的條件，是上述的在釬焊作業(yè)后 的特性，硬度為HV50以上，在釬焊作業(yè)后的熱傳導(dǎo)率為200W/mK以上的特性。另外，各絕緣 基板956的區(qū)域的平面度為0. lmm以下最合適，平面度為0. 2mm以下則最好；粘接6個(gè)絕 緣基板的區(qū)域(整個(gè)絕緣基板的粘接區(qū)域)的平面度，最好能夠維持O. 3mm以下，接近它的 0. 4mm以下則更好。
作為其它的考慮方法，用安裝螺孔978劃分的區(qū)域內(nèi)的平面度，為0. lmm以下最合
適，平面度為0. 2mm以下則最好。 在本實(shí)施方式中，在底座板944上配置多個(gè)絕緣基板956，在這些各絕緣基板956
內(nèi)，使多個(gè)半導(dǎo)體芯片分別維持承受高電壓的位置關(guān)系。這樣，例如在具有多個(gè)接收300伏
特以上的直流電力后變換成交流電力的半導(dǎo)體芯片的絕緣基板956中，絕緣基板的面積變
大，在各絕緣基板的粘接范圍內(nèi)，各自的平面度，最好為0. 2mm以下，維持平面度0. lmm以下
則更佳。 在圖16中，被一個(gè)絕緣基板粘接的3組半導(dǎo)體芯片，在本實(shí)施方式中是 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)芯片和二極管芯片，圖18的芯片952是IGBT 芯片。另外，與IGBT芯片鄰接的二極管芯片954，是和圖18的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)，用相同的制 造方法與絕緣基板956粘接。不同的是，半導(dǎo)體芯片952取代了二極管芯片954。對(duì)于各絕 緣基板而言，用高溫軟釬焊粘接3個(gè)IGBT芯片952和3個(gè)二極管芯片954， 6個(gè)具備這6個(gè) 芯片的絕緣基板956，以圖16所示的排列，用低溫軟釬焊粘接到底座板944上。
在上述實(shí)施方式中，在半導(dǎo)體芯片952上使用了 IGBT芯片，但也可以使用MOS晶
體管的芯片。這時(shí)，就不需要二極管芯片954。 在圖16、圖17和18中，？L978是為了將半導(dǎo)體模塊安裝到水路形成體220上的螺孔。 圖19是圖18的其它的實(shí)施方式，是使散熱片506的形狀成為銷(xiāo)子形狀的實(shí)施方 式。和圖18的波形狀的散熱片506 —樣，用釬焊料釬焊到底座板944上。利用釬焊層948， 將金屬的底座板和銷(xiāo)子形狀的散熱片粘接到一起。在該實(shí)施方式中，散熱片——銷(xiāo)子的高
20度是從底座板面算起為6mm 8mm。圖14中的散熱片插入的位置的水路的深度，為10mm 以下，最好是9mm以下。各散熱片的區(qū)域——圖17的506A的區(qū)域中的銷(xiāo)子的數(shù)量，是300 根 700根。銷(xiāo)子的大小，在釬焊部的直徑為3mm 5mm，其高度為0. 5mm 1. 5mm，進(jìn)而在 比它高的部分的直徑為2mm 3mm。這些銷(xiāo)子交錯(cuò)狀地配置。
圖20 (A) (C)是功率模塊502或504的外形圖。圖20 (A)是功率模塊502或504 的俯視圖，圖20(B)是側(cè)視圖，圖20(C)是主視圖。如上所述，圖16和圖17記述的功率模 塊，是拆掉圖20的功率模塊的樹(shù)脂盒子時(shí)的結(jié)構(gòu)。此外，散熱片506在圖16和圖17中不是 銷(xiāo)子形狀，而是波型散熱片。在圖20(A)所示的俯視圖中，在一端設(shè)置著與旋轉(zhuǎn)電極連接的 交流用端子0Tlu、0Tlv、0Tlw。在相反側(cè)的另一端，設(shè)置著3組與直流電源連接的直流用端 子IT1N和IT1P。這些端子，被如圖9所示地配置，與電容器的端子連接。此外，端子IT1N 與直流電源的負(fù)側(cè)連接，端子IT1P與直流電源的正側(cè)連接。圖20的3組直流端子IT1N和 IT1P，正側(cè)端子及負(fù)側(cè)端子彼此互相電氣性地并聯(lián)。
基準(zhǔn)銷(xiāo)子992，是為了使被功率模塊502或504固定的驅(qū)動(dòng)電路602或604定位而
設(shè)置的。
圖21表示分別使功率模塊502或504的散熱片突出到水路922及926的開(kāi)口 218 及219中后固定的狀態(tài)下，功率模塊502和功率模塊504的位置關(guān)系。箭頭表示水路的水 流的方向。使二個(gè)功率模塊502和504并列，而且使直流用端子成為內(nèi)側(cè)地配置。采用該 配置后，能夠在中央部和電容器的端子連接，使整個(gè)裝置成為簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。另外，還能夠用 比較短的布線而且使直流的正側(cè)和負(fù)側(cè)相對(duì)地與電容器模塊302及304連接，從而能夠減 少該布線部的阻抗，能夠?qū)⒐β誓K502和504的開(kāi)關(guān)動(dòng)作導(dǎo)致的電壓的跳動(dòng)抑制得比較 低。
另外，在本裝置中，IT1P和IT2P與直流電源的正極連接，IT1N和IT2N與直流電源 的負(fù)極連接。如圖21所示，將功率模塊502或504稍微錯(cuò)開(kāi)后并列配置，從而能夠?qū)⑾嗤?形狀的功率模塊作為功率模塊502或504使用。而且具有使連接距離變短、能夠減少上述 阻抗的效果。能夠?qū)⒐β誓K502或504的N端子彼此接近地配置，P端子彼此接近地配 置。這樣，能夠使連接線的配置成為整齊的關(guān)系，還能夠減少上述阻抗，使配置作業(yè)變得容 易。
由于與旋轉(zhuǎn)電極連接的交流端子0T1和0T2，分別配置在并列配置的功率模塊502 或504的外側(cè)，所以成為容易配置交流端子0T1和0T2及與不同的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的端子連接的 匯流條的結(jié)構(gòu)。裝置整體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，還提高了作業(yè)效率。
(電氣電路的說(shuō)明) 圖22是本實(shí)施方式的電力變換裝置200的電路圖，在電力變換裝置200中，設(shè)置 著構(gòu)成變換器裝置的第1功率模塊502和構(gòu)成變換器裝置的第2功率模塊504、電容器模塊 300、被變換器裝置的第1驅(qū)動(dòng)電路基板602安裝的驅(qū)動(dòng)電路92和被變換器裝置的第2驅(qū)動(dòng)電路基板604安裝的驅(qū)動(dòng)電路94、被旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制電路基板700安裝的控制電路93、被 連接器基板72安裝的連接器73、驅(qū)動(dòng)電容器模塊300的放電電路(未圖示)的驅(qū)動(dòng)電路 91和電流傳感器95及96。
此外，在圖22中，為了便于區(qū)別電源系統(tǒng)和信號(hào)系統(tǒng)，分別用實(shí)線表示電源系統(tǒng)
用虛線表示信號(hào)系統(tǒng)。 第1功率模塊502和第2功率模塊504，構(gòu)成對(duì)應(yīng)的變換器裝置的電力變換用主 電路，如圖16所示，具備多個(gè)開(kāi)關(guān)用功率半導(dǎo)體元件。第1功率模塊502和第2功率模塊 504，在分別對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路92和94輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的作用下動(dòng)作，將高電壓電池180供 給的直流電力變換成三相交流電力，向該電力供給對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)130及140的電樞繞組。 主電路是圖22所示的三相橋式電路，形成三相的串聯(lián)電路分別在電池180的正極側(cè)和負(fù)極 側(cè)之間，電氣性地并聯(lián)的結(jié)構(gòu)。該串聯(lián)電路如圖16所示，由被相對(duì)配置的絕緣基板956粘 接的半導(dǎo)體芯片952構(gòu)成。圖22所示的上述第1功率模塊502和第2功率模塊504的半 導(dǎo)體芯片，如圖16所示地配置。
(第2功率模塊504的說(shuō)明) 第1功率模塊502和第2功率模塊504，如圖22所示，電路結(jié)構(gòu)相同，以第2功率 模塊504為例進(jìn)行講述。在本實(shí)施方式中，作為開(kāi)關(guān)用功率半導(dǎo)體元件，使用IGBT(絕緣柵 極型場(chǎng)效應(yīng)晶體管)21。 IGBT21，具備收集極、發(fā)射極及柵極等3個(gè)電極。在IGBT21的收 集極和發(fā)射極之間，與二極管38電連接。二極管38具備負(fù)極及正極等2個(gè)電極，負(fù)極與 IGBT21的收集極電連接，正極與IGBT21的發(fā)射極電連接，以便將從IGBT21的發(fā)射極朝著收 集極的方向作為正方向。上述的IGBT21的芯片，與圖16、圖18和圖19的半導(dǎo)體芯片952 對(duì)應(yīng)，二極管38與上述圖中的二極管芯片954對(duì)應(yīng)。如前所述，作為開(kāi)關(guān)用功率半導(dǎo)體元 件，也可以使用MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體型場(chǎng)效應(yīng)晶體管)。MOSFET具備漏電極、源電極 及柵電極等3個(gè)電極。此夕卜，由于MOSFET在源電極和漏電極之間具備使從漏電極向源電極 的方向成為正方向的寄生二極管，所以不需要象IGBT那樣另行設(shè)置二極管。
各相的支架，采用使IGBT21的源電極和IGBT21的漏電極電氣性地串聯(lián)的結(jié)構(gòu)。 此外，在本實(shí)施方式中，各相的各上下支架的IGBT只圖示了一個(gè)，但由于控制的電流容量 很大，所以采用使多個(gè)IGBT電氣性串聯(lián)的結(jié)構(gòu)。在圖22所示的實(shí)施方式中，各相的各上下 支架分別由3個(gè)IGBT構(gòu)成。各相的各上支架的IGBT21的漏電極與電池180的正極側(cè)電連 接，各相的各下支架的IGBT21的源電極與電池180的負(fù)極側(cè)電連接。在圖20及圖21中， 將應(yīng)該與電池180的正極側(cè)連接的所述半導(dǎo)體模塊502和504的端子，作為IT1P或IT2P 表示。另外，在圖20及圖21中，將應(yīng)該與電池180的負(fù)極側(cè)連接的所述半導(dǎo)體模塊502和 504的端子，作為IT1N或IT2N表示。
各相的各支架的中點(diǎn)(上支架側(cè)IGBT的源電極和下支架側(cè)IGBT的漏電極的連接 部分)，與對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)130及140對(duì)應(yīng)的相的電樞繞組電連接。在圖20及圖21中，該 中點(diǎn)作為端子OTlu、 OTlv、 OTlw、 0T2u、 0T2v、 0T2w表示。
驅(qū)動(dòng)電路92、94，構(gòu)成對(duì)應(yīng)的變換器裝置的驅(qū)動(dòng)部，根據(jù)控制電路93輸出的控制 信號(hào)，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)IGBT21的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。在各自的電路92及94中產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，向?qū)?yīng)的 第1功率模塊502及第2功率模塊504輸出。驅(qū)動(dòng)電路92、94，由將與各相的各上下支架對(duì) 應(yīng)的多個(gè)電路匯總成一個(gè)電路的、驅(qū)動(dòng)6個(gè)IGBT的電路收納到一個(gè)區(qū)段的集成電路構(gòu)成。
作為與各相的各上下支架對(duì)應(yīng)的電路，具備接口電路、柵極電路、異常檢出電路等。
控制電路93，構(gòu)成各變換器裝置的控制部，由計(jì)算旨在使多個(gè)開(kāi)關(guān)用功率半導(dǎo)體 元件動(dòng)作(通*斷)的控制信號(hào)(控制值)的微型機(jī)構(gòu)成。在控制電路93中，輸入來(lái)自上 位控制裝置的力矩指令信號(hào)(值)、電流傳感器95、96及被旋轉(zhuǎn)電機(jī)130和140搭載的旋轉(zhuǎn) 傳感器檢知的信號(hào)(傳感器輸出)?？刂齐娐?3根據(jù)這些輸入信號(hào)，計(jì)算控制值，向驅(qū)動(dòng)電 路92、94輸出旨在控制開(kāi)關(guān)時(shí)刻的控制信號(hào)。
連接器73是為了在電力變換裝置200和外部的控制裝置之間進(jìn)行電連接的部件，
通過(guò)圖1的通信線路174做媒介，與其它的裝置進(jìn)行信息的收發(fā)。 電容器模塊300，具有圖10的第1電容器模塊302和第2電容器模塊304，是為了 構(gòu)成旨在抑制IGBT21的開(kāi)關(guān)動(dòng)作產(chǎn)生的直流電壓的變動(dòng)的平滑電路的部件，與第1功率模 塊502、第2功率模塊504的直流側(cè)的端子電氣性地并聯(lián)。
驅(qū)動(dòng)電路91 ，是為了驅(qū)動(dòng)旨在將電容器模塊300蓄積的電荷放掉而設(shè)置的放電電 路(未圖示)的部件。
(第2實(shí)施方式) 接著，使用圖23 圖28，講述第2實(shí)施方式。第2實(shí)施方式和先前講述的圖22所 示的電路圖及圖16 圖21所示的功率模塊的構(gòu)造、用圖12 圖15講述的冷卻水路的基 本結(jié)構(gòu)，基本想法是相同的，具有相同的作用和效果。不同之處是在第l實(shí)施方式中，在電 力變換裝置200的底部，具備冷卻水路922和926 ;而在第2實(shí)施方式中，卻是在電力變換裝 置200的中段，設(shè)置冷卻水路。在第2實(shí)施方式中，能夠在冷卻水路的形成體的兩面，安裝 功率模塊502、504及電容器模塊302、304等需要冷卻的電器，能夠利用兩面進(jìn)行冷卻。例 如可以采用在冷卻水路形成體的一個(gè)面上安裝半導(dǎo)體模塊——功率模塊502和504，對(duì)它 們進(jìn)行冷卻的同時(shí)，用上述冷卻水路形成體的另一個(gè)面冷卻電容器模塊302、304的結(jié)構(gòu)。
以向，講述電力變換裝置200的第2實(shí)施方式。電力變換裝置200，在下部盒子13 上，層疊配置第2底座12 ;在第2底座12上，層疊配置第1底座11 ;在第1底座11上，層 疊配置上部盒子IO后固定。上述層疊后固定的外殼即電力變換裝置200的外形，是角部帶 圓弧的整體上呈長(zhǎng)方體的形狀。所述外殼的構(gòu)成部件，用鋁材那樣的熱傳導(dǎo)性?xún)?yōu)異的材料 制作。該外殼基本上具有第1實(shí)施方式講述的外殼210的功能，所述外殼具備下部盒子13 和上部盒子10。在由這些盒子10構(gòu)成的外殼的中央部，固定由第1底座11和第2底座12 構(gòu)成的水路形成體。在該水路形成體的兩面，安裝著以下講述的功率模塊及電容器模塊等
23電器。
所述外殼的全周(周壁、頂壁、底壁)，被鋁等熱傳導(dǎo)性?xún)?yōu)異的部件包圍，由所述第 1和第2底座11和12構(gòu)成的冷卻水路，以熱傳導(dǎo)良好的結(jié)構(gòu)被所述外殼固定，所以所述外 殼本身被良好地冷卻。在所述外殼的內(nèi)部，由所述第1和第2底座11和12構(gòu)成的水路形 成體在其內(nèi)部形成冷卻水路，在外殼內(nèi)的水路形成體的上和下，分別形成腔。所述水路形成 體，并列形成流過(guò)致冷劑——冷卻水的二個(gè)冷卻水路922和926。采用上述結(jié)構(gòu)后，所述二 個(gè)腔被所述冷卻水路熱態(tài)隔開(kāi)，能夠抑制一個(gè)腔對(duì)另一個(gè)腔的熱影響。進(jìn)而，能夠冷卻各自 的腔及腔的壁。
在水路形成體的上部腔，沿著外殼的長(zhǎng)度方向，如圖14及圖28所示，并列設(shè)置第 1功率模塊502和第2功率模塊504。在上述冷卻水路922和926中，如用圖12和圖13講 述的那樣，分別形成開(kāi)口 218和219，功率模塊502和504的散熱片，從該開(kāi)口向水路內(nèi)突 出。另外，還用上述功率模塊502和504的底座板23的散熱面堵塞開(kāi)口 218和219，這樣能 夠有效地冷卻第1功率模塊502和第2功率模塊504。另外，還能夠抑制第1功率模塊502 和第2功率模塊504散出的熱影響下部的腔。
在外殼的長(zhǎng)度方向的一個(gè)側(cè)面，如圖27所示，設(shè)置著和冷卻水路922及926連通 的入口管212和出口管214。冷卻水路922和926的每一個(gè)，沿著外殼的長(zhǎng)度方向平行延 伸，互相在外殼的長(zhǎng)度方向的另一個(gè)端部U形狀地折返后連通。用圖12 圖14講述的水 路的形狀，和第2實(shí)施方式的水路的形狀基本相同。
第1底座11的冷卻水路922和926的每一個(gè)，如上所述地設(shè)置著開(kāi)口 218和 219 (參照?qǐng)D28)，被第1功率模塊502和第2功率模塊504設(shè)置的散熱片，從該開(kāi)口 218和 219向水路內(nèi)突出，上述開(kāi)口 218和219被用功率模塊502和504的底座板23堵塞。上述 散熱片被用致冷劑直接冷卻，上述底座板23被流過(guò)致冷劑流路(水路922及926)的致冷 劑有效地冷卻。
上述底座板23，是和用圖18及圖19講述的底座板944的形狀及作用效果相同的 部件，由以銅為主成分的熱傳導(dǎo)性?xún)?yōu)異的金屬部件構(gòu)成，在該致冷劑流路側(cè)的面上，設(shè)置著 突出到致冷劑流路(水路922及926)內(nèi)部的散熱片。散熱片采用和用圖18及圖19講述 的散熱片506及507相同的結(jié)構(gòu)，能夠增加由致冷劑實(shí)質(zhì)上冷卻的面積面積，能夠提高致冷 劑的冷卻效果。
如圖28所示，由入口管212供給的冷卻水，在第1水路922的入口部較深，然后在 散熱片506突出的地方變淺。在第1水路922和第2水路926的連接部位——水路的折返 部，與所述散熱片506的突出的部位相比，水路再次變深，在第2水路926的散熱片507突出 的部位變淺。在第2水路926的出口部，水路與散熱片突出的部位相比變淺，與出口管214 連接。這種水路的形狀及作用、效果，和用圖12及圖13、圖14講述的形狀相同，在散熱片突出的部位，能夠盡量有效地使所有的冷卻水和散熱片進(jìn)行熱量交換，能夠盡量減小沒(méi)有散
熱片的部位的流體阻抗，提高作為冷卻系統(tǒng)的整體的冷卻效率。 功率模塊502及504的金屬制的底座板23，被設(shè)置成分別堵塞水路的開(kāi)口 ，在所述 底座板23的上面，設(shè)置著用圖15 圖21講述的樹(shù)脂盒子24。圖23 圖28的樹(shù)脂盒子 24，是和圖14、圖15及圖20的樹(shù)脂盒子946相同的部件。此外，在圖23及圖24、圖28中， 有意識(shí)地拆掉本來(lái)設(shè)置的第1功率模塊502的樹(shù)脂盒子24的上蓋后記述，以便能夠理解第 1功率模塊502的內(nèi)部。另外，圖24的右側(cè)的列所示的被第1功率模塊502的6個(gè)絕緣基 板22上被粘接的半導(dǎo)體芯片和布線結(jié)構(gòu)，只具體記述了中央的兩個(gè)，其它的4個(gè)省略了被 絕緣基板22粘接的半導(dǎo)體元件。
在沿著樹(shù)脂盒子的長(zhǎng)度方向延伸的側(cè)壁——位于第1功率模塊502和第2功率模 塊504的相對(duì)一側(cè)的側(cè)壁，與各收納腔對(duì)應(yīng)地設(shè)置著直流正極側(cè)的功率端子26 (參照?qǐng)D24) 及直流負(fù)極側(cè)的功率端子33(參照?qǐng)D24)。直流正極側(cè)的功率端子26及直流負(fù)極側(cè)的功 率端子33，從樹(shù)脂盒子24的側(cè)部向上方突出。與直流正極側(cè)的功率端子26及直流負(fù)極側(cè) 的功率端子33的突出側(cè)相反的一側(cè)，到達(dá)收納腔的內(nèi)部，其表面露出樹(shù)脂盒子的表面。這 樣，在各收納腔的內(nèi)部中，形成直流正極側(cè)的功率電極36及直流負(fù)極側(cè)的功率電極37。所 述端子26，是和講述第1實(shí)施方式的圖20和圖21的IT1P及IT2P相同的端子；所述端子 33，是和圖20和圖21的IT1N及IT2N相同的端子。
在沿著樹(shù)脂盒子的長(zhǎng)度方向延伸的側(cè)壁——位于和第1功率模塊502和第2功率 模塊504的相對(duì)一側(cè)的相反側(cè)的側(cè)壁，設(shè)置著交流模塊端子27 (參照?qǐng)D24)。交流模塊端子 27，從樹(shù)脂盒子24的側(cè)壁向上方突出。與交流模塊端子27的突出側(cè)相反的一側(cè)，到達(dá)收納 腔的內(nèi)部，其表面露出樹(shù)脂盒子24的表面。這樣，在各收納腔的內(nèi)部中，形成交流模塊電極 35。上述交流用的端子27，和講述第1實(shí)施方式的圖20和圖21的端子0Tlu、0Tlv、0Tlw、 0T2u、 0T2v、 0T2w具有相同的形狀和作用。
在各收納腔的底座板23的上面，朝著外殼的長(zhǎng)度方向并列設(shè)置著二個(gè)絕緣基板 22。在各絕緣基板22的上面，朝著外殼的長(zhǎng)度方向并列設(shè)置著二個(gè)板狀的布線部件39(參 照?qǐng)D24)并列設(shè)置。在各收納腔的二個(gè)絕緣基板22的一個(gè)中設(shè)置的布線部件39中的一個(gè)， 與直流正極側(cè)模塊電極36電連接。在各收納腔的二個(gè)絕緣基板22的另一個(gè)中設(shè)置的布線 部件39中的一個(gè)，與直流負(fù)極側(cè)模塊電極37電連接。各收納腔的二個(gè)絕緣基板22設(shè)置的 布線部件39中的另一個(gè)，與交流模塊電極35電連接。這些電連接，利用導(dǎo)電性的金屬線29
進(jìn)行。
在各收納腔的二個(gè)絕緣基板22設(shè)置的布線部件39中的一個(gè)的上面，朝著外殼的 寬度方向并列設(shè)置3個(gè)后安裝朝著外殼的長(zhǎng)度方向并列配置的IGBT21和二極管38。這樣， 分別構(gòu)成各相的上下支架。IGBT21和二極管38，和與交流模塊電極35電連接的布線部件 39電連接。IGBT21的柵電極，與連接器25電連接。這些電連接，利用導(dǎo)電性的金屬線29進(jìn)行。連接器25，分別設(shè)置在形成樹(shù)脂盒子的底座板23的上面的3個(gè)區(qū)域的4個(gè)側(cè)壁上。 上述IGBT芯片21及二極管芯片38的排列，和用圖16講述的配置關(guān)系相同。第2實(shí)施方 式的絕緣基板22和第1實(shí)施方式的絕緣基板956相同，具有相同的作用效果。
在樹(shù)脂盒子的上部，設(shè)置著板狀的模塊盒子蓋34。模塊盒子蓋34覆蓋樹(shù)脂盒子的 上部開(kāi)口部，成為堵塞收納腔的頂壁，由和樹(shù)脂盒子相同的絕緣樹(shù)脂形成。在模塊盒子蓋34 的上面，設(shè)置著布線薄片31、與布線薄片31電連接的布線連接器32。布線薄片31與從模 塊盒子蓋34設(shè)置的貫通孔向上方突出的連接器25電連接。布線連接器32利用未圖示的 布線，和第1驅(qū)動(dòng)電路基板70和第2驅(qū)動(dòng)電路基板71電連接。所述驅(qū)動(dòng)電路，和圖22所 示的驅(qū)動(dòng)電路92及94相同，和第1實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)電路基板602及604相同。
在外殼的下部的冷卻腔內(nèi)，設(shè)置著電容器模塊300。該電容器模塊300，具有二個(gè) 電容器模塊302和304，是和第1實(shí)施方式及圖22的電路中的電容器模塊300相同的部件。
電容器模塊300的電氣性的端子被位于第2底座12的中央(被Ji的2個(gè)支腳包 圍的區(qū)域)的下方地配置，以便能夠靠近第1功率模塊502及第2功率模塊504的直流側(cè) 端子地配置。電容器模塊300，由外殼的高度方向的剖面形狀為長(zhǎng)圓形狀的4個(gè)電解電容 器構(gòu)成。4個(gè)電解電容器，在外殼的長(zhǎng)度方向和寬度方向上各并列配置二個(gè)，從而使其長(zhǎng)度 方向朝著和外殼的長(zhǎng)度方向相同的方向，通過(guò)保持帶做媒介，被收納到電容器盒子51的內(nèi) 部。電容器盒子51是上部敞開(kāi)的熱導(dǎo)傳導(dǎo)性容器，盒子上部的凸緣部和第2底座12的Ji 的2個(gè)支腳的下端部接觸。這樣，能夠以熱導(dǎo)傳導(dǎo)性?xún)?yōu)異的狀態(tài)，使電容器模塊300和致冷 劑流路(水路922及926)熱態(tài)連接，能夠充分冷卻電容器模塊300。
各電解電容器，具備貫通堵住電容器盒子53的上部的開(kāi)口部的電容器蓋54的正 極側(cè)電容器端子57及負(fù)極側(cè)電容器端子56。正極側(cè)電容器端子57及負(fù)極側(cè)電容器端子 56，是板狀的部件，面向?qū)挾确较虻叵鄬?duì)，從寬度方向夾入和電容器蓋54—體形成的板狀 的絕緣部件55。在電容器盒子53中收納4個(gè)電解電容器時(shí)，電容器端子被使在寬度方向上
鄰接的電容器彼此的長(zhǎng)度方向的位置不同地設(shè)置。
在第2底座12的第1功率模塊502 —側(cè)的下方側(cè)——被Ji的1個(gè)支腳和第2底 座12的凸緣部包圍的區(qū)域，配置第1驅(qū)動(dòng)電路基板70。在第2功率模塊504 —側(cè)的第2底 座12的下方側(cè)——被Ji的另一個(gè)支腳和第2底座12的凸緣部包圍的區(qū)域，配置第2驅(qū)動(dòng) 電路基板71。驅(qū)動(dòng)電路基板70和71，與第2底座12熱態(tài)連接。這樣，能夠使致冷劑流路和 驅(qū)動(dòng)電路基板70及71熱態(tài)連接，能夠通過(guò)致冷劑——冷卻水冷卻驅(qū)動(dòng)電路基板70及71。
旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制電路基板74，被與電容器盒子53的寬度方向的一側(cè)(第2功率模 塊504的一側(cè))的側(cè)面相對(duì)地設(shè)置。旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制裝置74，被與第2底座12熱態(tài)連接。這 樣，能夠以熱導(dǎo)傳導(dǎo)性?xún)?yōu)異的狀態(tài)，配置致冷劑流路(水路922及926)和旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制電 路基板74，能夠利用致冷劑有效地冷卻旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制電路基板74。
連接器基板72，被與電容器盒子53的寬度方向的一側(cè)(第1功率模塊502的一 側(cè))的側(cè)面相對(duì)地設(shè)置。連接器基板72，被與第2底座12熱態(tài)連接。這樣，能夠使致冷劑 流路28和連接器基板72熱態(tài)連接，能夠利用致冷劑冷卻連接器基板72。連接器73，從外 殼的長(zhǎng)度方向的另一側(cè)的側(cè)端面向外部突出。
電容器模塊300和第1功率模塊502及第2功率模塊404被直流側(cè)連接導(dǎo)體40 電連接。直流側(cè)連接導(dǎo)體40，通過(guò)在第1底座11的中央部及第2底座12的中央部設(shè)置的 長(zhǎng)孔(朝著外殼的長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)孔)——朝著外殼的高度方向貫通的貫通孔做媒介，延伸 到上下的冷卻腔。
直流側(cè)連接導(dǎo)體40，是通過(guò)絕緣薄片43做媒介，在外殼的寬度方向上，層疊朝著 外殼的長(zhǎng)度方向延伸的板狀的直流正極側(cè)匯流條45和朝著外殼的長(zhǎng)度方向延伸的板狀的 直流負(fù)極側(cè)匯流條44，在直流正極側(cè)匯流條45上一體形成直流正極側(cè)模塊端子42和正極 側(cè)電容器端子46，而且在直流負(fù)極側(cè)匯流條44上一體形成直流負(fù)極側(cè)模塊端子41和負(fù)極 側(cè)電容器端子47的層壓結(jié)構(gòu)的布線部件。采用這種結(jié)構(gòu)后，能夠使第1功率模塊502、第2 功率模塊504和電容器模塊50之間的阻抗低，能夠減少I(mǎi)GBT21的開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)的暫時(shí)性的 電壓上升。另外，即使加快開(kāi)關(guān)速度，也能夠減少暫時(shí)性的電壓上升，所以能夠加快開(kāi)關(guān)速 度，從而能夠抑制開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)的半導(dǎo)體的發(fā)熱。
直流正極側(cè)模塊端子42，在直流正極側(cè)的功率端子33從樹(shù)脂盒子向上方突出的 位置中，從直流正極側(cè)匯流條45的上部朝著上方延伸，面向外殼的寬度方向地和直流正極 側(cè)功率端子33相對(duì)，被螺釘?shù)裙潭▎卧潭ǖ街绷髡龢O側(cè)功率端子33上，從而和直流正極 側(cè)功率端子33電連接。直流負(fù)極側(cè)模塊端子41，在直流負(fù)極側(cè)的功率端子26從樹(shù)脂盒子 向上方突出的位置中，從直流負(fù)極側(cè)匯流條44的上部朝著上方延伸，面向外殼的寬度方向 地和直流負(fù)極側(cè)功率端子26相對(duì)，被螺釘?shù)裙潭▎卧潭ǖ街绷髫?fù)極側(cè)功率端子26上，從 而和直流負(fù)極側(cè)功率端子26電連接。
正極側(cè)的電容器端子46和負(fù)極側(cè)的電容器端子47，在電容器端子突出的位置中，
從直流正極側(cè)匯流條45及直流負(fù)極側(cè)匯流條44的下部，朝著下方延伸，面向外殼的寬度方
向，從外殼的寬度方向夾住電容器端子46，和同極的電容器端子相對(duì)，被螺釘?shù)裙潭▎卧?br> 定到同極的電容器端子上，從而和同極的電容器端子電連接。采用這種種布線結(jié)構(gòu)后，從直
流正極側(cè)匯流條45及直流負(fù)極側(cè)匯流條44到各電容器端子的布線部分，也能夠使正極側(cè)
和負(fù)極側(cè)相對(duì)，進(jìn)而獲得能夠?qū)崿F(xiàn)了低阻抗化的布線部件，能夠減少I(mǎi)GBT21的開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)
的暫時(shí)性的電壓上升。另外，即使加快開(kāi)關(guān)速度，也能夠減少暫時(shí)性的電壓上升，所以直到
相同的電壓為止，看到上升電壓后，能夠通過(guò)減少阻抗加快開(kāi)關(guān)速度，從而能夠抑制開(kāi)關(guān)動(dòng)
作時(shí)的半導(dǎo)體的發(fā)熱。 在上述實(shí)施方式中，并列配置冷卻水路，在水路和水路之間的區(qū)域開(kāi)孔，能夠通過(guò)該孔連接電容器模塊300的端子和半導(dǎo)體模塊——功率模塊502及504的直流端子，能夠
在提高冷卻效率的同時(shí)，還降低阻抗。 在外殼的長(zhǎng)度方向的另一側(cè)端部，設(shè)置直流端子80。直流端子80，是具備連接直 流正極側(cè)的外部端子82、直流負(fù)極側(cè)的外部端子81、直流正極側(cè)的連接端子86、直流負(fù)極 側(cè)的連接端子85、直流正極側(cè)的外部端子82、直流正極側(cè)的連接端子86的直流正極側(cè)的匯 流條84和連接直流負(fù)極側(cè)的外部端子81、直流負(fù)極側(cè)的連接端子85的直流負(fù)極側(cè)的匯流 條83的部件。
直流正極側(cè)的外部端子82及直流負(fù)極側(cè)的外部端子81，通過(guò)在外殼的長(zhǎng)度方向 的另一側(cè)的側(cè)端面上設(shè)置的貫通孔17安裝的連接器做媒介，與延伸的外部電纜電連接。直 流正極側(cè)匯流條84和直流負(fù)極側(cè)匯流條83，面向外殼的寬度方向地相對(duì)，延伸到第1功率 模塊502和第2功率模塊504 —側(cè)。直流正極側(cè)連接端子86，與直流正極側(cè)模塊端子33、 42電連接；直流負(fù)極側(cè)連接端子85，與直流負(fù)極側(cè)模塊端子26、41電連接。
在上部盒子10的上面設(shè)置的孔18，是在對(duì)直流正極側(cè)的外部端子82及直流負(fù)極 側(cè)的外部端子81和外部電纜進(jìn)行連接作業(yè)時(shí)使用的部件，作業(yè)以外的時(shí)間用蓋子堵塞。
在外殼的內(nèi)部的寬度方向的兩端的每一個(gè)上，配置著三相交流匯流條60。交流匯 流條60，通過(guò)第1底座11及第2底座12的外殼的的寬度方向的端部設(shè)置的上下方向(外 殼的高度方向)的貫通孔做媒介，從冷卻水路的下部腔延伸到冷卻水路的上部腔。在水路 的上部腔中的交流匯流條60的一端側(cè)，形成交流側(cè)模塊61，面向外殼的寬度方向，和交流 模塊端子27相對(duì)，利用螺釘?shù)裙潭▎卧潭ǖ浇涣髂K端子27上后，與交流模塊端子27 電連接。在水路的下部腔中的交流匯流條60的另一端側(cè)，形成與到達(dá)旋轉(zhuǎn)電機(jī)130U40的 外部電纜連接的外部連接端子62，被端子架63保持。
此外，符號(hào)14為了將電力變換裝置200的外殼固定到變速機(jī)105的外殼或發(fā)動(dòng)機(jī) 104及變速機(jī)105的外殼是上的安裝支腳，采用SUS等剛體，確保強(qiáng)度。另外，采用彎曲形 狀，使具有彈性，以便抑制來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)104及變速機(jī)105的振動(dòng)。
在以上講述的第1和第2實(shí)施方式中，在冷卻通路——冷卻水的通路上開(kāi)口，將散 熱片從所述開(kāi)口突出到水路中，用致冷劑——冷卻水直接冷卻散熱片，所以提高了冷卻效 率。
在以上講述的第1和第2實(shí)施方式中，是在利用冷卻水直接冷卻散熱片的基礎(chǔ)上， 用粘接所述散熱片的金屬制的底座板堵塞所述開(kāi)口的結(jié)構(gòu)，在提高冷卻效率同時(shí)，還使整 個(gè)裝置成為簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。
在以上講述的第1和第2實(shí)施方式中，在利用冷卻水直接冷卻散熱片的基礎(chǔ)上，將具有內(nèi)置了旨在構(gòu)成變換器的開(kāi)關(guān)半導(dǎo)體的所述散熱片的功率模塊的直流端子，集中在所
述功率模塊的一側(cè)后配置，從而能夠使和電容器模塊的連接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化，能夠減少阻抗。 在以上講述的第1和第2實(shí)施方式中，并列配置冷卻水路，并列配置冷卻水路的開(kāi)
口 ，使冷卻散熱片分別突出到所述開(kāi)口中，從而直接冷卻所述散熱片，進(jìn)而，將具有內(nèi)置了
旨在構(gòu)成變換器的開(kāi)關(guān)半導(dǎo)體的所述散熱片的功率模塊的直流端子，集中在所述并列配置
的水路的內(nèi)側(cè)后配置，從而使和電容器模塊的連接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化，能夠減少阻抗。進(jìn)而，還將
電容器模塊分成多個(gè)后并列配置，將電容器模塊的端子作為并列配置的內(nèi)側(cè)，從而在獲得
提高冷卻效率及使整體結(jié)構(gòu)單純化的效果的基礎(chǔ)上，還能夠減少直流電路的阻抗。 在上述功率模塊中，對(duì)保持半導(dǎo)體元件及散熱片的金屬制的底座板，采用使銅含 有其它金屬的材料，從而提高了硬度。這樣，能夠抑制散熱片的釬焊作業(yè)所導(dǎo)致的平面度的 變形，可以使以后的粘接具有多個(gè)半導(dǎo)體芯片的絕緣基板的作業(yè)變得容易。另外，易于將上 述絕緣基板粘接到多個(gè)相同的底座板上，即使長(zhǎng)期使用，也能夠維持其可靠性。
權(quán)利要求
一種與車(chē)輛搭載的旋轉(zhuǎn)電機(jī)連接的電力變換裝置，其特征在于具備金屬制的外殼、在所述外殼的內(nèi)部配置的功率模塊、在所述外殼的內(nèi)部配置的電容器模塊、以及形成冷卻通路的冷卻通路形成體；在所述冷卻通路上，形成開(kāi)口；所述功率模塊，具有金屬的底座板、被釬焊固定到所述底座板的一個(gè)面上的散熱片、以及被所述底座板的另一個(gè)面保持的多個(gè)半導(dǎo)體芯片；使所述功率模塊的所述散熱片，從所述開(kāi)口向所述冷卻通路內(nèi)突出，并用所述功率模塊的所述底座板堵塞所述開(kāi)口，從而將所述功率模塊固定到所述冷卻通路形成體上。
2. —種與車(chē)輛搭載的旋轉(zhuǎn)電機(jī)連接的電力變換裝置，其特征在于具備金屬制的外殼、旨在形成配置在所述外殼的低部的冷卻通路的冷卻通路形成體、以及在所述外殼的內(nèi)部配置的功率模塊及電容器模塊；在所述冷卻通路上，形成開(kāi)口 ；所述功率模塊，具有金屬的底座板、被釬焊固定到所述底座板的一個(gè)面上的散熱片、以及被所述底座板的另一個(gè)面保持的多個(gè)半導(dǎo)體芯片；將所述功率模塊固定到所述冷卻通路形成體上，并使所述功率模塊的所述散熱片，從所述開(kāi)口向所述冷卻通路內(nèi)突出；在所述外殼上，固定使致冷劑流入的入口管和排出致冷劑的出口管，所述冷卻通路的入口部，比所述冷卻通路的所述散熱片突出的部分更深，并且所述冷卻通路的出口部，比所述冷卻通路的所述散熱片突出的部分更深。
3. 如權(quán)利要求1所述的與車(chē)輛搭載的旋轉(zhuǎn)電機(jī)連接的電力變換裝置，其特征在于在所述金屬的底座板的另一個(gè)面上，利用軟釬焊層固定絕緣基板；在所述絕緣基板上，利用軟釬焊層固定多個(gè)芯片。
4. 一種與車(chē)輛搭載的旋轉(zhuǎn)電機(jī)連接的電力變換裝置，其特征在于具備金屬制的外殼、在所述外殼的內(nèi)部配置的多個(gè)功率模塊、在所述外殼的內(nèi)部配置的電容器模塊、以及形成冷卻水路的水路形成體，所述水路形成體，具有并列配置的冷卻水路；在所述并列的冷卻水路中，分別形成開(kāi)口 ；所述各功率模塊，具有金屬的底座板、固定到所述底座板的一個(gè)面上的散熱片、以及固定到所述底座板的另一個(gè)面上的多個(gè)半導(dǎo)體芯片；一個(gè)功率模塊的所述散熱片，從并列配置的一方水路的開(kāi)口向所述水路內(nèi)突出，用所述功率模塊的底座板堵塞所述開(kāi)口后， 一個(gè)功率模塊被所述水路形成體保持；另一個(gè)功率模塊的所述散熱片，從并列配置的另一方水路的開(kāi)口向所述水路內(nèi)突出，用所述功率模塊的底座板堵塞所述開(kāi)口后，另一個(gè)功率模塊被所述水路形成體保持；金屬制的板狀的保持體被所述外殼固定，所述電容器模塊被所述板狀的保持體固定；所述水路形成體被所述外殼固定后，所述水路形成體被流過(guò)所述水路內(nèi)的冷卻水冷卻，使所述外殼和所述功率模塊一起被冷卻、所述金屬制的板狀的保持體被冷卻、所述電容器模塊被冷卻。
5. —種與車(chē)輛搭載的旋轉(zhuǎn)電極連接的電力變換裝置，其特征在于具備金屬制的外殼、在所述外殼的內(nèi)部配置的多個(gè)功率模塊、在所述外殼的內(nèi)部配置的電容器模塊、以及形成冷卻水路的水路形成體；所述水路形成體，具有并列配置的冷卻水路； 在所述并列的冷卻水路中，分別形成開(kāi)口 ；所述各功率模塊，具有金屬的底座板、固定到所述底座板的一個(gè)面上的散熱片、以及 固定到所述底座板的另一個(gè)面上的多個(gè)半導(dǎo)體芯片；一個(gè)功率模塊的所述散熱片，從并列配置的一方水路的開(kāi)口向所述水路內(nèi)突出，用所 述功率模塊的底座板堵塞所述開(kāi)口后， 一個(gè)功率模塊被所述水路形成體保持；另一個(gè)功率模塊的所述散熱片，從并列配置的另一方水路的開(kāi)口向所述水路內(nèi)突出， 用所述功率模塊的底座板堵塞所述開(kāi)口后，另一個(gè)功率模塊被所述水路形成體保持；在所述外殼上，固定使冷卻水流入的入口管和排出冷卻水的出口管；與所述冷卻水路的所述入口管連接的所述冷卻水路的入口部，比所述冷卻水路的所 述散熱片突出的部分更深，并且與所述冷卻水路的所述出口管連接的所述冷卻水路的出口 部，比所述冷卻水路的所述散熱片突出的部分更深，并且將并列配置的冷卻水路連接的冷 卻水路的折返部，比所述冷卻水路的所述散熱片突出的部分更深。
6. 如權(quán)利要求4所述的與車(chē)輛搭載的旋轉(zhuǎn)電機(jī)連接的電力變換裝置，其特征在于在 所述各功率模塊的各底座板的另一個(gè)面上，固定絕緣基板，在所述絕緣基板上，固定多個(gè)芯 片；所述并列配置的多個(gè)功率模塊，分別在所述并列配置的內(nèi)側(cè)設(shè)置與電容器連接的連接 端子，在所述并列配置的外側(cè)設(shè)置與旋轉(zhuǎn)電極連接的交流端子。
7. 如權(quán)利要求4所述的與車(chē)輛搭載的旋轉(zhuǎn)電機(jī)連接的電力變換裝置，其特征在于在 所述各功率模塊的各底座板的另一個(gè)面上，利用軟釬焊層固定絕緣基板，在所述絕緣基板 上，利用軟釬焊層固定多個(gè)芯片；所述并列配置的多個(gè)功率模塊，分別在所述并列配置的內(nèi)側(cè)設(shè)置與電容器連接的連接 端子，在所述并列配置的外側(cè)設(shè)置與旋轉(zhuǎn)電極連接的交流端子。
8. 如權(quán)利要求1所述的與車(chē)輛搭載的旋轉(zhuǎn)電機(jī)連接的電力變換裝置，其特征在于所 述功率模塊的底座板，是將銅作為主成分，含有其它金屬的合金；在所述散熱片被所述底座 板固定的狀態(tài)下，所述另一個(gè)面的所述銅合金的硬度為HV50以上。
9. 如權(quán)利要求8所述的與車(chē)輛搭載的旋轉(zhuǎn)電機(jī)連接的電力變換裝置，其特征在于所 述散熱片被釬焊固定到所述底座板的另一個(gè)面，所述底座板的厚度是2毫米 4毫米，熱傳 導(dǎo)率為200W/mK以上。
10. 如權(quán)利要求8所述的與車(chē)輛搭載的旋轉(zhuǎn)電機(jī)連接的電力變換裝置，其特征在于在 所述底座板上，實(shí)施厚度3 ii m以上、9 ii m以下的鍍鎳。
11. 一種與車(chē)輛搭載的旋轉(zhuǎn)電極連接的電力變換裝置，其特征在于具備金屬制的外殼、在所述外殼的內(nèi)部配置的功率模塊和電容器模塊、以及形成冷卻通路的冷卻通路形成體；在所述冷卻通路上，形成開(kāi)口 ；所述功率模塊，具有金屬的底座板、被釬焊固定到所述底座板的一個(gè)面上的散熱片、 以及被所述底座板的另一個(gè)面保持的多個(gè)半導(dǎo)體芯片；將所述功率模塊固定到所述冷卻通路形成體的一個(gè)面上，并使所述功率模塊的所述散熱片，從所述開(kāi)口向所述冷卻通路內(nèi)突出，用所述功率模塊的所述底座板堵塞所述開(kāi)口 ，所 述電容器模塊被固定到所述冷卻通路形成體的另一個(gè)面上。
12. —種與車(chē)輛搭載的旋轉(zhuǎn)電極連接的電力變換裝置，其特征在于具備金屬制的外 殼、旨在形成固定在所述外殼上的冷卻通路的冷卻通路形成體、以及在所述外殼的內(nèi)部配 置的功率模塊及電容器模塊；在所述冷卻通路上，形成開(kāi)口 ；所述功率模塊，具有金屬的底座板、被釬焊固定到所述底座板的一個(gè)面上的散熱片、 被所述底座板的另一個(gè)面保持的多個(gè)半導(dǎo)體芯片；將所述功率模塊固定到所述冷卻通路形成體的一個(gè)面上，并使所述功率模塊的所述散 熱片，從所述開(kāi)口向所述冷卻通路內(nèi)突出，將所述電容器模塊固定到所述冷卻通路形成體 的另一個(gè)面上；在所述外殼上，固定使致冷劑流入的入口管和排出致冷劑的出口管，與所述入口管連 接的所述冷卻通路的入口部，比所述冷卻通路的所述散熱片突出的部分更深，并且與所述 出口管連接的所述冷卻通路的出口部，比所述冷卻通路的所述散熱片突出的部分更深。
13. 如權(quán)利要求11所述的與車(chē)輛搭載的旋轉(zhuǎn)電機(jī)連接的電力變換裝置，其特征在于 在所述金屬的底座板的另一個(gè)面上，利用軟釬焊層固定絕緣基板；在所述絕緣基板上，利用 軟釬焊層固定多個(gè)芯片。
14. 一種與車(chē)輛搭載的旋轉(zhuǎn)電機(jī)連接的電力變換裝置，其特征在于具備金屬制的外 殼、在所述外殼的內(nèi)部配置的多個(gè)功率模塊和電容器模塊、以及形成冷卻水路的水路形成 體，所述水路形成體，被所述外殼固定，并具有內(nèi)部并列配置的冷卻水路； 在所述并列的冷卻水路中，分別形成開(kāi)口 ；所述各功率模塊，具有金屬的底座板、固定到所述底座板的一個(gè)面上的散熱片、以及 固定到所述底座板的另一個(gè)面上的多個(gè)半導(dǎo)體芯片；一個(gè)功率模塊的所述散熱片，從并列配置的水路中的一方水路的開(kāi)口向所述水路內(nèi)突 出，用所述功率模塊的底座板堵塞所述開(kāi)口后， 一個(gè)功率模塊被所述水路形成體的一個(gè)面 固定；另一個(gè)功率模塊的所述散熱片，從并列配置的另一方水路的開(kāi)口向所述水路內(nèi)突出， 用所述功率模塊的底座板堵塞所述開(kāi)口后，另一個(gè)功率模塊被所述水路形成體的一個(gè)面固 定；所述電容器模塊，被固定到所述水路形成體的另一個(gè)面上。
15. —種與車(chē)輛搭載的旋轉(zhuǎn)電極連接的電力變換裝置，其特征在于具備金屬制的外 殼、在所述外殼的內(nèi)部配置的多個(gè)功率模塊和電容器模塊、以及形成冷卻水路的水路形成 體；所述水路形成體，內(nèi)部具有并列配置的冷卻水路； 在所述并列的冷卻水路中，分別形成開(kāi)口 ；所述各功率模塊，具有金屬的底座板、固定到所述底座板的一個(gè)面上的散熱片、以及 固定到所述底座板的另一個(gè)面上的多個(gè)半導(dǎo)體芯片；一個(gè)功率模塊的所述散熱片，從并列配置的水路內(nèi)的一方水路的開(kāi)口向所述水路內(nèi)突出，用所述功率模塊的底座板堵塞所述開(kāi)口后， 一個(gè)功率模塊被所述水路形成體的一個(gè)面 固定；另一個(gè)功率模塊的所述散熱片，從并列配置的另一方水路的開(kāi)口向所述水路內(nèi)突出， 用所述功率模塊的底座板堵塞所述開(kāi)口后，另一個(gè)功率模塊被所述水路形成體的一個(gè)面固 定；所述電容器模塊，被所述水路形成體的另一個(gè)面固定； 在所述外殼上，固定使冷卻水流入的入口管和排出冷卻水的出口管； 與所述冷卻水路的所述入口管連接的所述冷卻水路的入口部，比所述冷卻水路的所 述散熱片突出的部分更深，并且與所述冷卻水路的所述出口管連接的所述冷卻水路的出口 部，比所述冷卻水路的所述散熱片突出的部分更深，并且將并列配置的冷卻水路連接的冷 卻水路的折返部，比所述冷卻水路的所述散熱片突出的部分更深。
16. 如權(quán)利要求14所述的與車(chē)輛搭載的旋轉(zhuǎn)電機(jī)連接的電力變換裝置，其特征在于 在所述各功率模塊的各底座板的另一個(gè)面上，固定絕緣基板，在所述絕緣基板上，固定多個(gè) 心片；所述并列配置的多個(gè)功率模塊，分別在所述并列配置的內(nèi)側(cè)設(shè)置與電容器連接的連接 端子，在所述并列配置的外側(cè)設(shè)置與旋轉(zhuǎn)電極連接的交流端子。
17. 如權(quán)利要求14所述的與車(chē)輛搭載的旋轉(zhuǎn)電機(jī)連接的電力變換裝置，其特征在于 在所述各功率模塊的各底座板的另一個(gè)面上，利用軟釬焊層固定絕緣基板，在所述絕緣基 板上，利用軟釬焊層固定多個(gè)芯片；所述并列配置的多個(gè)功率模塊，分別在所述并列配置的內(nèi)側(cè)設(shè)置與電容器連接的連接 端子，在所述并列配置的外側(cè)設(shè)置與旋轉(zhuǎn)電極連接的交流端子。
18. 如權(quán)利要求11所述的與車(chē)輛搭載的旋轉(zhuǎn)電機(jī)連接的電力變換裝置，其特征在于 所述功率模塊的底座板，是將銅作為主成分，含有其它金屬的合金；在所述散熱片被所述底 座板固定的狀態(tài)下，所述另一個(gè)面的所述銅合金的硬度為HV50以上。
19. 如權(quán)利要求18所述的與車(chē)輛搭載的旋轉(zhuǎn)電機(jī)連接的電力變換裝置，其特征在于 所述散熱片被釬焊固定到所述底座板的另一個(gè)面，所述底座板的厚度是2毫米 4毫米，熱 傳導(dǎo)率為200W/mK以上。
20. 如權(quán)利要求18所述的與車(chē)輛搭載的旋轉(zhuǎn)電機(jī)連接的電力變換裝置，其特征在于 在所述底座板上，實(shí)施厚度3 ii m以上、9 ii m以下的鍍鎳。
全文摘要
采用在被汽車(chē)搭載的電力變換器上，并列配置使冷卻水流動(dòng)的水路，在所述水路上分別設(shè)置開(kāi)口，在使功率模塊的散熱片從開(kāi)口突出的同時(shí)，還用功率模塊的底座板堵塞開(kāi)口的結(jié)構(gòu)。另外，還采用使銅以外的金屬混入功率模塊的底座板，從而增加所述底座板的硬度，抑制平面度在散熱片的釬焊工序中的劣化的結(jié)構(gòu)。提高功率模塊的冷卻效率，以及維持功率模塊的底座板的平面度的容易制造的結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)H02M1/00GK101783579SQ20101012942
公開(kāi)日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2006年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月27日
發(fā)明者松尾壯志, 武曾當(dāng)范, 浜田晴喜, 西原淳夫 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所