專利名稱：功率轉(zhuǎn)換裝置及電動車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具備內(nèi)置了逆變器電路(,yA—夕回路)的功率模 塊的功率轉(zhuǎn)換裝置以及具備該功率轉(zhuǎn)換裝置的電動車輛。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的功率轉(zhuǎn)換裝置中，已知有--種具備兩個功率模塊，.在它們上 部層疊配置電容模塊及功率模塊的控制基板的結(jié)構(gòu)(例如，參照專利文獻(xiàn) 1)。
專利文獻(xiàn)1日本特開2008—29117號公報(bào)
在現(xiàn)有的功率轉(zhuǎn)換裝置中，因?yàn)榘惭b在功率模塊的上部的電容、母線 及功率模塊的控制基板各自發(fā)熱，所以需要冷卻構(gòu)造。因此，在各階層上 設(shè)置冷卻板，需要將來自各部件的熱量傳遞給殼體來進(jìn)行冷卻，這樣增大 了功率模塊上方部的高度，組裝變得復(fù)雜，功率轉(zhuǎn)換裝置的尺寸及成本提 高。

發(fā)明內(nèi)容
關(guān)于本發(fā)明的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，其具備具有側(cè)壁部、上 蓋和下蓋的金屬殼體；具有冷卻水路，并被設(shè)置在側(cè)壁部內(nèi)周上且在與下 蓋之間形成第一區(qū)域的冷卻套；被固定在側(cè)壁部上，將冷卻套與上蓋之間 的區(qū)域分成下側(cè)的第二區(qū)域和上側(cè)的第三區(qū)域的金屬板；被固定在冷卻套 的第二區(qū)域側(cè)的面上，內(nèi)置逆變器電路的第一及第二功率模塊；被設(shè)置在 第一區(qū)域上，具有多個電容的電容單元；被設(shè)置在第二區(qū)域上，安裝有分 別驅(qū)動第一及第二功率模塊的逆變器電路的第一及第二驅(qū)動電路的第一 基板；以及被設(shè)置在第三區(qū)域上，安裝有控制第一及第二驅(qū)動電路的控制 電路的第二基板。
發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，可以冷卻功率模塊、電容、配線基板，同時可以降低連 接電容和功率模塊的配線的電感。


圖l是表示混合動力汽車的控制塊的圖2是說明功率轉(zhuǎn)換裝置200的電路結(jié)構(gòu)的圖3是關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施方式的功率轉(zhuǎn)換裝置的外觀立體圖4是將關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施方式的功率轉(zhuǎn)換裝置的整體結(jié)構(gòu)分解為
各結(jié)構(gòu)要素的立體圖5是向具有冷卻水流路的框體的鋁鑄件上安裝冷卻水入口配管和
出口配管的圖，(a)是框體的立體圖，(b)是框體的俯視圖，(c)是
框體的仰視圖6是框體的俯視圖的詳細(xì)圖7 (a)是關(guān)于本實(shí)施方式的功率模塊的上方立體圖，(b)是功率
模塊的俯視圖8是表示電壓相位修正導(dǎo)出部10的結(jié)構(gòu)的圖9 (a)是功率模塊的截面圖，(b)是(a)中被虛線包圍的部分 的放大圖10 (a)是說明上下臂串聯(lián)電路的圖，(b)是說明功率模塊的電 流路徑的圖ll是表示電容模塊的外觀結(jié)構(gòu)的立體圖12是表示電容模塊的模型(壬一A卜")內(nèi)部的一部分的圖13 (a)是在本實(shí)施方式的功率轉(zhuǎn)換裝置200中，只取出電容模塊、 直流側(cè)導(dǎo)體板以及2個功率模塊300之后的立體圖，(b)是直流側(cè)導(dǎo)體 板的分解立體圖14 (a)是功率模塊與直流側(cè)導(dǎo)體板的連接處的放大圖，(b)是 層疊導(dǎo)體板700的連接處的放大圖15是模式地表示功率轉(zhuǎn)換裝置200的外觀圖； 圖16是圖15的E—E截面圖； 圖17是圖16的F—F截面圖；圖18是表示變形例的圖19是表示在框體12內(nèi)配置了逆變器裝置140、 142的情況下的變 形例的圖20是表示使用2個層疊導(dǎo)體板710的情況下的變形例的圖； 圖21是圖20的F—F截面圖22是表示設(shè)置了放電電路550的情況下的變形例的圖； 圖23是說明噪音過濾器(noise filter) 204的連接點(diǎn)與泄露電流路徑 (漏扎電流》一卜)的分離之間的關(guān)系的圖24是表示控制電路基板20及驅(qū)動電路基板22的安裝結(jié)構(gòu)的變形 例的圖25是表示從上部殼體10側(cè)看去的CPU212、控制電源204、 178、
驅(qū)動電路174、 174B的安裝位置的圖26是表示與金屬底板11的固定方法相關(guān)的變形例的圖27是從上方看去的功率轉(zhuǎn)換裝置200的封裝的圖28是表示與驅(qū)動電路基板22的散熱結(jié)構(gòu)相關(guān)的其它例子的圖，表
示與圖16相同的截面；
圖29是表示與驅(qū)動電路基板22的散熱結(jié)構(gòu)相關(guān)的其它例子的圖，表
示與圖17相同的截面；
圖30是表示連接器21的安裝構(gòu)造的第一變形例的圖31是表示連接器21的安裝構(gòu)造的第二變形例的圖32是說明使信號線830的連接容易進(jìn)行的引導(dǎo)板lld的圖33是說明在將金屬底板11及上部殼體10固定在框體12上時的、
防止液狀密封材料擴(kuò)散的結(jié)構(gòu)的圖34是表示在第二區(qū)域S2設(shè)置了液狀密封材料用的防護(hù)壁840的情
況下的圖。
圖35是表示在驅(qū)動電路基板22上設(shè)置了高的電源變壓器850的情況 下的變形例； 圖中
IO —上部殼體；ll一金屬底板；12 —框體；13 —冷卻水入口配管；14 一冷卻水出口配管；16 —下部殼體；17 —交流接線柱箱；18 —交流接線柱；19一冷卻水流路；19A —冷卻套；20 —控制電路基板；21—連接器；22 — 驅(qū)動電路基板；23 —基板間連接器；43 —輔機(jī)用逆變器裝置；IIO —混合
動力汽車；112 —前輪；114 —前輪車軸；116 —前輪側(cè)DEF; 118 —變速器；
120 —發(fā)動機(jī)；122 —動力分配機(jī)構(gòu)；123 130 —齒輪；136—電池；138 — 直流連接器；140、 142 —逆變器裝置；144 146 —逆變器電路；150 —上 下臂的串聯(lián)電路；156 —上臂的二極管；159 —交流端子；166 —下臂的二 極管；170 —控制部;172 —控制電路;174、 174A 174C—驅(qū)動電路;176 一信號線；180—電流傳感器；182 —信號線；186 —交流電力線；188、 189 一交流連接器；191一底面；192、 194一電動發(fā)電機(jī)(motorgenerator); 195 —電動機(jī)；200 —功率轉(zhuǎn)換裝置；204 —噪音過濾器；230 —輸入層疊配 線板；300—功率模塊；302 —功率模塊箱；304 —金屬底座；305 —翼(fm); 313 —直流端子；315 —正極導(dǎo)體板；317 —負(fù)極導(dǎo)體板；318 —絕緣紙；328 一上臂用IGBT; 330 —下臂用IGBT; 334 —絕緣基板；400 —開口部；401 一入口部；402 —開口部；403 —出口孑L; 404 —開口部；406 —貫通孔；408
一隔壁；410 —支承部；410S —面；420 —罩；500—電容模塊；501—層疊 配線板；502—電容箱；504 —負(fù)極側(cè)電容端子；505 —負(fù)極導(dǎo)體板；506 — 正極側(cè)電容端子；507—正極導(dǎo)體板；510 —直流(電池)負(fù)極側(cè)連接端子 部；511—開口部(固定端子用)；512 —直流(電池)正極側(cè)連接端子部； 514—電容單元；517—絕緣片；550—放電電路；700、 710 —層疊導(dǎo)體板； 702--正極側(cè)導(dǎo)體板；704 —負(fù)極側(cè)導(dǎo)體板；812 —散熱部件；836、 840 — 防護(hù)壁；S1 S3 —第一 第三區(qū)域。
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖對關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施方式的功率轉(zhuǎn)換裝置進(jìn)行詳細(xì)說 明。本發(fā)明的實(shí)施方式的功率轉(zhuǎn)換裝置可以適用于混合動力汽車及純電動 汽車。在此，作為代表例，結(jié)合圖l和圖2對本發(fā)明的實(shí)施方式的功率轉(zhuǎn) 換裝置適用于混合動力汽車的情況下的控制結(jié)構(gòu)和功率轉(zhuǎn)換裝置的電路 結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
在本發(fā)明的實(shí)施方式的功率轉(zhuǎn)換裝置中，以被搭載在汽車上的車載電 機(jī)系統(tǒng)的車載用功率轉(zhuǎn)換裝置，特別是用于車輛驅(qū)動用電機(jī)系統(tǒng)，搭載環(huán)境和動作環(huán)境等非常嚴(yán)酷的車輛驅(qū)動用逆變器裝置為例進(jìn)行說明。車輛驅(qū) 動用逆變器裝置作為控制車輛驅(qū)動用電動機(jī)的驅(qū)動的控制裝置被安裝在 車輛驅(qū)動用電機(jī)系統(tǒng)上，將由構(gòu)成車載電源的車載電池或者車載發(fā)電裝置 供給的直流電轉(zhuǎn)換成規(guī)定的交流電，將得到的交流電供應(yīng)到車輛驅(qū)動用電 動機(jī)而控制車輛驅(qū)動用電動機(jī)的驅(qū)動。另外，因?yàn)檐囕v驅(qū)動用電動機(jī)也具 有作為發(fā)電機(jī)的功能，所以車輛驅(qū)動用逆變器裝置還具有對應(yīng)于運(yùn)行模式 將車輛驅(qū)動用電動機(jī)產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)換為直流電的功能。轉(zhuǎn)換后的直流電 被供應(yīng)給車載電池。
并且，本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)雖然最適合作為汽車或卡車等車輛驅(qū)動用功 率轉(zhuǎn)換裝置，但是也適合于除此以外的功率轉(zhuǎn)換裝置。例如，也適用于電 車、船舶、航空器等的功率轉(zhuǎn)換裝置，以及作為驅(qū)動工場設(shè)備的電動機(jī)的 控制裝置而使用的工業(yè)用功率轉(zhuǎn)換裝置，或者用于驅(qū)動家庭太陽能發(fā)電系 統(tǒng)、家庭電氣產(chǎn)品的電動機(jī)的控制裝置中的家庭用功率轉(zhuǎn)換裝置。
圖1是表示混合汽車的控制塊的圖。在圖1中，混合電動汽車(以下， 記為"HEV" ) 110是一種電動車輛，具備兩個車輛驅(qū)動用系統(tǒng)。其一是
將內(nèi)燃機(jī)即發(fā)動機(jī)120作為動力源的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)。發(fā)動機(jī)系統(tǒng)主要作為 HEV110的驅(qū)動源而被使用。其二是將電動發(fā)電機(jī)192、 194作為動力源的 車載電機(jī)系統(tǒng)。車載電機(jī)系統(tǒng)主要作為HEV110的驅(qū)動源以及HEV110的 電力產(chǎn)生源而被使用。因?yàn)殡妱影l(fā)電機(jī)192、 194例如是同步電機(jī)或者感 應(yīng)電機(jī)，根據(jù)運(yùn)行方法作為電動機(jī)或者作為發(fā)電機(jī)而動作，所以在此記為 電動發(fā)電機(jī)'(motor generator)- 0
在車體的前部以可以旋轉(zhuǎn)的方式支承有前輪車軸114。在前輪車軸114 的兩端設(shè)有一對前輪112。在車體的后部以可以旋轉(zhuǎn)的方式支承有后輪車 軸(省略圖示)。在后輪車軸的兩端上設(shè)有一對后輪。在本實(shí)施方式的 HEV中，雖然將前輪112作為由動力驅(qū)動的主動輪，將后輪作為從動的從 動輪，即采用前輪驅(qū)動方式，但是也可以與此相反即采用后輪驅(qū)動方式。
在前輪車軸114的中央部設(shè)有前輪側(cè)差速器齒輪(以下，記為"前輪 側(cè)DEF" ) 116。前輪車軸114與前輪側(cè)DEF116的輸出側(cè)機(jī)械連接。變 速器118的輸出軸與前輪側(cè)DEF116的輸入側(cè)機(jī)械連接。前輪側(cè)DEF116 是將由變速器118進(jìn)行變速并被傳遞的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力分配給左右前輪車軸114的差動式動力分配機(jī)構(gòu)。在變速器118的輸入側(cè)機(jī)械地連接電動發(fā)電
機(jī)192的輸出側(cè)。在電動發(fā)電機(jī)192的輸入側(cè)通過動力分配機(jī)構(gòu)122機(jī)械 地連接發(fā)動機(jī)120的輸出側(cè)及電動發(fā)電機(jī)194的輸出側(cè)。并且，電動發(fā)電 機(jī)192、 194及動力分配機(jī)構(gòu)122被收容在變速器118的筐體的內(nèi)部。
電動發(fā)電機(jī)192、 194是轉(zhuǎn)子中具有永久磁鐵的同步電機(jī)，通過由逆 變器裝置140、 142控制被供應(yīng)給定子的電樞繞組的交流電，來控制電動 發(fā)電機(jī)192、 194的驅(qū)動。在逆變器裝置140、 142上連接有電池136，在 電池136與逆變器裝置140、 142之間可以進(jìn)行電力的授受。
在本實(shí)施方式中，HEV110具備由電動發(fā)電機(jī)192及逆變器裝置140 構(gòu)成的第一電動發(fā)電單元，以及由電動發(fā)電機(jī)194及逆變器裝置142構(gòu)成 的第二電動發(fā)電單元這兩個單元，根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)區(qū)分使用這兩個電動發(fā)電 單元。即，在由來自發(fā)動機(jī)120的動力驅(qū)動車輛的狀態(tài)中，在輔助(assist) 車輛的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的情況下，將第二電動發(fā)電單元作為發(fā)電單元，靠發(fā)動機(jī) 120的動力使其動作進(jìn)行發(fā)電，然后用通過該發(fā)電得到電力，將第一電動 發(fā)電單元作為電動單元并使其動作。另外，在同樣的狀態(tài)中，在對車輛的 車速進(jìn)行輔助的情況下，將第一電動發(fā)電單元作為發(fā)電單元，靠發(fā)動機(jī)120 的動力使其動作進(jìn)行發(fā)電，然后用通過該發(fā)電得到電力，將第二電動發(fā)電 單元作為電動單元并使其動作。
另外，在本實(shí)施方式中，通過理由電池136的電力將第一電動發(fā)電單 元作為電動單元并使其動作，可以僅利用電動發(fā)電機(jī)192的動力來驅(qū)動車 輛。并且，在本實(shí)施方式中，通過將第一電動發(fā)電單元或者第二電動發(fā)電 單元作為發(fā)電單元并利用發(fā)動機(jī)120的動力或者來自車輪的動力使其動作 而發(fā)電，可以對電池136進(jìn)行充電。
電池136還可以作為驅(qū)動輔機(jī)用的電動機(jī)195的電源使用。作為輔機(jī)， 例如有驅(qū)動空調(diào)器的壓縮機(jī)的電動機(jī)、或者驅(qū)動控制用的液壓泵的電動 機(jī)，在逆變器裝置43將從電池136供應(yīng)給逆變器裝置43的直流電轉(zhuǎn)換為 交流電，并供應(yīng)給電動機(jī)195。逆變器裝置43具有與逆變器裝置140、 142 相同的功能，控制供應(yīng)給電動機(jī)195的交流電的相位、頻率及功率。例如， 通過供給相對于電動機(jī)195的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而進(jìn)相位(進(jìn)辦位相)的交流電， 電動機(jī)195產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。另一方面，通過產(chǎn)生遲相位(遅扎位相)的交流電，電動機(jī)195作為發(fā)電機(jī)而作用，電動機(jī)195變?yōu)樵偕苿訝顟B(tài)的運(yùn)行。這
樣的逆變器裝置43的控制功能與逆變器裝置140、 142的控制功能相同。 由于電動機(jī)195的容量小于電動發(fā)電機(jī)192、 194的容量，所以逆變器裝 置43的最大轉(zhuǎn)換功率小于逆變器裝置140、 142，但是逆變器裝置43的電 路結(jié)構(gòu)基本與逆變器裝置140、 142的電路結(jié)構(gòu)相同。
逆變器裝置140、 142及43與電容模塊500具有密切的電聯(lián)系。并且， 共同的要點(diǎn)是需要對發(fā)熱采取對策。另外，希望裝置的體積制作得盡可能 小。下文從這些方面進(jìn)行詳述的功率轉(zhuǎn)換裝置200將逆變器裝置140、 142 及43和電容模塊500內(nèi)置在功率轉(zhuǎn)換裝置200的框體內(nèi)。根據(jù)這樣的結(jié) 構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)小型的可靠性高的裝置。
另外，通過將逆變器裝置140、 142及43和電容模塊500內(nèi)置于一個 框體，有利于配線的簡化、噪音對策。另外，可以降低電容模塊500與逆 變器裝置140、 142及43的連接電路的電感，可以降低尖峰電壓，同時可 以謀求發(fā)熱的降低、散熱效率的提高。
下面，結(jié)合圖2對功率轉(zhuǎn)換裝置200的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。如圖1所 示，功率轉(zhuǎn)換裝置200具備逆變器裝置140、 142，輔機(jī)用逆變器裝置43， 電容模塊500。各逆變器裝置140、 142、 43具有相同的結(jié)構(gòu)及功能。
在逆變器裝置140上設(shè)置有具備逆變器電路144和直流端子313的功 率模塊300，在逆變器裝置142上設(shè)置有具有逆變器電路145和直流端子 313的功率模塊300，在逆變器裝置43上設(shè)置有具有逆變器電路1:46的功 率模塊。如后所述，各功率模塊具備逆變器電路和其附帶的配線及散熱底 板等。
各逆變器電路144、 145、 146由被設(shè)置在控制部170上的驅(qū)動電路 174A、 174B及174C驅(qū)動控制。在圖2中，將驅(qū)動電路174A和驅(qū)動電路 174B合起來表示為驅(qū)動電路174。各驅(qū)動電路17A 17C由控制電路172 控制。控制電路172生成用于控制開關(guān)用功率半導(dǎo)體元件的開關(guān)時刻的開 關(guān)信號。
逆變器電路144由三相橋電路構(gòu)成，相對于各U相(由符號Ul表示)、 V相(由符號V1表示)、W相(由符號W1表示)，具備與正極側(cè)連接 的正極側(cè)半導(dǎo)體開關(guān)部和與負(fù)極側(cè)連接的負(fù)極側(cè)半導(dǎo)體開關(guān)部。正極側(cè)半導(dǎo)體開關(guān)部和負(fù)極側(cè)半導(dǎo)體開關(guān)部構(gòu)成上下臂串聯(lián)電路。正極側(cè)半導(dǎo)體開
關(guān)部具備開關(guān)用功率半導(dǎo)體元件即上臂用IGBT328 (絕緣柵極型雙極晶體 管)和二極管156。負(fù)極側(cè)半導(dǎo)體開關(guān)部具備下臂用IGBT330和二極管166。
各上下臂串聯(lián)電路在直流端子313的直流正極端子314和直流負(fù)極端 子316之間電氣性并列連接。直流正極端子314及直流負(fù)極端子316在兩 個功率模塊300的并列配置的方向(圖示的上下方向)上由寬幅的導(dǎo)電性 板材構(gòu)成。直流端子313在直流正極端子314和直流負(fù)極端子316之間夾 持絕緣紙318 (未圖示)，構(gòu)成三層結(jié)構(gòu)的層疊配線板。
IGBT328、 330接收驅(qū)動電路174A (174)輸出的驅(qū)動信號而動作， 將電池136供給的直流電轉(zhuǎn)換為三相交流電。該轉(zhuǎn)換后的交流電被供應(yīng)給 電動發(fā)電機(jī)192的電樞繞阻。并且，關(guān)于V相及W相，省略符號328、 330、 156、 166的表示。逆變器裝置142的功率模塊300的結(jié)構(gòu)與逆變器 裝置140的情況相同，另外，逆變器裝置43的逆變器電路146具有與逆 變器電路144相同的結(jié)構(gòu)，在此省略說明。
在本實(shí)施方式中，用IGBT328、 330作為開關(guān)用功率半導(dǎo)體元件進(jìn)行 示例說明。IGBT328、 330具備集電極、發(fā)射極(信號用發(fā)射極端子)、 柵電極(柵電極端子)。如圖所示，在IGBT328、 330的集電極和發(fā)射極 之間電性連接有二極管56、 166。 二極管156、 166具有陰極和陽極兩個 電極，以從IGBT328、 330的發(fā)射極朝向集電極的方向?yàn)轫樂较虻姆绞剑?陰極電連接在.IGBT328、 330的集電極上，陽極電連接在IGBT328、 330 的發(fā)射極上。作為開關(guān)用功率半導(dǎo)體元件也可以使用MOSFET (金屬氧化 物半導(dǎo)體型場效應(yīng)晶體管)，在這種情況下不需要二極管156、 二極管166。
控制電路172根據(jù)車輛側(cè)的控制裝置或傳感器(例如，電流傳感器 180)等的輸入信息，生成用于控制IGBT328、 330的開關(guān)時刻的時刻信號。 驅(qū)動電路174根據(jù)從控制電路172輸出的時刻信號，生成用于使IGBT328、 330進(jìn)行開關(guān)動作的驅(qū)動信號。
控制電路172具備用于計(jì)算處理IGBT328、 330的 關(guān)時刻的微型計(jì) 算機(jī)(以下記為"微機(jī)")。將對電動發(fā)電機(jī)192所要求的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值、 從上下臂串聯(lián)電路向電動發(fā)電機(jī)192的電樞繞阻供給的電流值以及電動發(fā) 電機(jī)192的轉(zhuǎn)子的磁極位置作為輸入信息輸入微機(jī)中。目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值是基于從未圖示的上位的控制裝置輸出的指令信號的值。電流值是根據(jù)從電流傳 感器180輸出的檢測信號而被檢測出的。磁極位置是根據(jù)從設(shè)置在電動發(fā) 電機(jī)192上的旋轉(zhuǎn)磁極傳感器(未圖示)輸出的檢測信號而被檢測出的。 在本實(shí)施方式中，雖然以檢測三相電流值的情況為例進(jìn)行說明，但是也可 以是檢測兩相電流值的情況。
控制電路172內(nèi)的微機(jī)基于目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值計(jì)算電動發(fā)電機(jī)192的d、 q 軸的電流指令值，根據(jù)該計(jì)算出的d、 q軸的電流指令值與檢測出的d、 q 軸的電流值的差量，計(jì)算d、 q軸的電壓指令值。并且，微機(jī)基于檢測出 的磁極位置將該計(jì)算出的d、 q軸的電壓指令值轉(zhuǎn)換為U相、V相、W相 的電壓指令值。然后，微機(jī)根據(jù)基于U相、V相、W相的電壓指令值的 基本波(正弦波)和搬送波(三角波)的比較，生成脈沖狀的調(diào)制波，將 該生成的調(diào)制波作為PWM (脈沖寬度調(diào)制)信號向驅(qū)動電路174輸出。
驅(qū)動電路174在驅(qū)動下臂的情況下，放大PWM信號，將其作為驅(qū)動 器信號，向?qū)?yīng)的下臂的IGBT330的柵電極輸出。另一方面，在驅(qū)動上臂 的情況下，驅(qū)動電路174在將PWM信號的基準(zhǔn)電位的電平變(shift)為 上臂的基準(zhǔn)電位的電平后，放大PWM信號，將其作為驅(qū)動器信號，分別 輸出給對應(yīng)的上臂的IGBT328的柵電極。由此，各IGBT328、 330基于輸 入的驅(qū)動器信號進(jìn)行開關(guān)動作。
另外，控制部170進(jìn)行異常檢測(過電流、過電壓、過溫等)，保護(hù) 上下臂串聯(lián)電路。因此，向控制部170輸入遙感信息。例如，各IGBT328、 330的發(fā)射極中流動的電流的信息從各臂的信號用發(fā)射極端子155、 165 輸入向?qū)?yīng)的驅(qū)動部(IC)。由此，各驅(qū)動部(IC)進(jìn)行過電流檢測，在 檢測出過電流的情況下停止對應(yīng)的IGBT328、 330的開關(guān)動作，對對應(yīng)的 IGBT328、 330進(jìn)行保護(hù)使其免受過電流影響。從設(shè)置在上下臂串聯(lián)電路 上的溫度傳感器(未圖示)向微機(jī)輸入上下臂串聯(lián)電路的溫度信息。另外， 向微機(jī)輸入上下臂串聯(lián)電路的直流正極側(cè)的電壓信息。微機(jī)根據(jù)這些信息 進(jìn)行過溫檢測及過電壓檢測，在檢測出過溫或者過電壓的情況下停止所有 的IGBT328、 330的開關(guān)動作，對上下臂串聯(lián)電路進(jìn)行過溫或過電壓保護(hù)。
逆變器裝置140的上下臂的IGBT328、 330的導(dǎo)通及切斷動作按照一 定的順序切換，該切換時在電動發(fā)電機(jī)192的定子繞阻中產(chǎn)生的電流在包括二極管156、 166的電路中流動。并且，在本實(shí)施方式的功率轉(zhuǎn)換裝置 200中，雖然在逆變器裝置140的各相上設(shè)置了一個上下臂串聯(lián)電路，但 是，作為產(chǎn)生向電動發(fā)電機(jī)輸出的三相交流電的各相的輸出的電路，也可 以是在各相上并列連接兩個上下臂串聯(lián)電路這樣的電路結(jié)構(gòu)的功率轉(zhuǎn)換 裝置。
設(shè)置在各逆變器裝置140、 142上的直流端子313連接在共用的層疊 導(dǎo)體板700上。層疊導(dǎo)體板700在功率模塊排列方向上靠寬幅的導(dǎo)電性板 材構(gòu)成的正極側(cè)導(dǎo)體板702和負(fù)極側(cè)導(dǎo)體板704夾持絕緣片706(未圖示)， 構(gòu)成三層結(jié)構(gòu)的層疊配線板。層疊導(dǎo)體板700的正極側(cè)導(dǎo)體板702及負(fù)極 側(cè)導(dǎo)體板704分別與設(shè)置在電容模塊500上的層疊配線板501的正極導(dǎo)體 板507及負(fù)極導(dǎo)體板505連接。正極導(dǎo)體板507及負(fù)極導(dǎo)體板505也在功 率模塊排列方向上由寬幅的導(dǎo)電性板材構(gòu)成，夾持絕緣片517 (未圖示)， 構(gòu)成三層結(jié)構(gòu)的層疊配線板。
與電容模塊500并列連接有多個電容單元514，電容單元514的正極 側(cè)與正極導(dǎo)體板507連接，負(fù)極側(cè)與負(fù)極導(dǎo)體板505連接。電容模塊500 構(gòu)成用于控制由IGBT328、 330的開關(guān)動作產(chǎn)生的直流電壓的變動的平滑 電路。
電容模塊500的層疊配線板501與輸入層疊配線板230連接，輸入層 疊配線板230和功率轉(zhuǎn)換裝置200的直流連接器138連接。輸入層疊配線 板230也與輔機(jī)用逆變器裝置43的逆變器電路146連接。在輸入層疊配 線板230與層疊配線板501之間設(shè)置有噪音過濾器204。在噪音過濾器204 上具有連接框體12的接地端子和各直流電力線的兩個電容，構(gòu)成共模噪 音(common mode noise)對策用的Y電容。
19A是形成有冷卻水流路的冷卻套，從冷卻水入口配管13流入的冷 卻水如箭頭所示沿U字形狀流動并往返，從冷卻水出口配管14流出。逆 變器電路144、 145配置在冷卻水的往返路徑上，在任一個逆變器電路中， 上臂側(cè)的IGBT及二極管都配置在冷卻水路的去流路側(cè)，下臂側(cè)的IGBT 及二極管都配置在冷卻水路的回流路側(cè)。
在圖3 圖6中，200是功率轉(zhuǎn)換裝置，IO是上部殼體，ll是金屬底 板，12是框體，13是冷卻水入口配管，14是冷卻水出口配管，420是罩，16是下部殼體，17是交流接線柱箱，18是交流接線柱，19是冷卻水流路，
20是控制電路基板，用于保持控制電路172。 21是用于與外部連接的連接 器，22是驅(qū)動電路基板，用于保持驅(qū)動電路174。 300是功率模塊(半導(dǎo) 體模塊部)，設(shè)有兩個， 一個功率模塊300內(nèi)置有逆變器電路144，另一 個功率模塊300內(nèi)置有逆變器電路145。 700表示層疊導(dǎo)體板，800表示O 環(huán)，304表示金屬底座，188表示交流連接器，314表示直流正極端子，316 表示直流負(fù)極端子，500表示電容模塊，502表示電容箱，504表示正極側(cè) 電容端子，506表示負(fù)極側(cè)電容端子，514表示電容單元。
圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的功率轉(zhuǎn)換裝置200的外觀立體圖。作 為本實(shí)施方式的功率轉(zhuǎn)換裝置200的外觀部件，具備上表面或者底面大 致為長方形的框體12、設(shè)置于框體12的一個短邊側(cè)的外周上的冷卻水入 口配管13及冷卻水出口配管14、用于堵塞框體12的上部開口的上部殼體 10以及用于堵塞所述框體12的下部開口的下部殼體16。因?yàn)榭蝮w12的 底面?zhèn)然蛘呱媳砻鎮(zhèn)鹊男螤畲笾聻殚L方形，所以有容易向車輛安裝且容易 生產(chǎn)的效果。
在功率轉(zhuǎn)換裝置200的長邊側(cè)的外周上設(shè)置有兩組用于與各電動發(fā)電 機(jī)192、 194連接的交流接線柱箱17。交流接線柱18用于電連接功率模塊 300和電動發(fā)電機(jī)192、 194。從功率模塊300輸出的交流電流通過交流接 線柱18被傳遞給電動發(fā)電機(jī)192、 194。
連接器21與被內(nèi)置在框體.12中的控制電路基板20連接。來自外部 的各種信號通過連接器21被傳送至控制電路基板20。直流(電池)負(fù)極 側(cè)連接端子部510與直流(電池)正極側(cè)連接端子部512將電池136與電 容模塊500電連接。在此，在本實(shí)施方式中，連接器21被設(shè)置在框體12 的短邊側(cè)的外周面的一方側(cè)。另一方面，直流(電池)負(fù)極側(cè)連接端子部 510與直流(電池)正極側(cè)連接端子部512設(shè)置在與設(shè)置有連接器21的面 相反一側(cè)的短邊側(cè)的外周面上。即，連接器21與直流(電池)負(fù)極側(cè)連 接端子部510分離配置。由此，可以降低從直流(電池)負(fù)極側(cè)連接端子 部510向框體12侵入，且傳遞到連接器21的噪音，使基于控制電路基板 20的電動機(jī)的控制性提高。
圖4是將本發(fā)明的實(shí)施方式的功率轉(zhuǎn)換裝置的整體結(jié)構(gòu)分解為各結(jié)構(gòu)要素的立體圖。
如圖4所示，在框體12的大致中部設(shè)置有內(nèi)部形成了冷卻水流路19
的冷卻套19A，在冷卻套19A的上部沿流動方向排列形成有兩組開口 400 和402。以堵塞兩組開口 400和402的方式在冷卻套19A的上面固定兩個 功率模塊300。在各功率模塊300上設(shè)有散熱用的翼305 (參照圖9)，各 功率模塊300的翼305分別從冷卻套19A的開口 400、 402向冷卻水流路 19中突出。
在冷卻套19A的下面形成有用于使鋁鑄造容易進(jìn)行的開口 404，開口 404被下罩420堵塞。另外，在冷卻套19A的下面安裝有輔機(jī)用逆變器裝 置43。輔機(jī)用逆變器裝置43具有內(nèi)置了如圖2所示構(gòu)成逆變器電路146 的功率半導(dǎo)體元件的功率模塊。輔機(jī)用逆變器裝置43以其內(nèi)置的功率模 塊的散熱金屬面面向冷卻套19A的下面的方式，被固定于冷卻套19A的 下表面上。另外，在功率模塊300與框體12之間設(shè)置有密封用的0環(huán)800， 且在下罩420與框體12之間也設(shè)置有0環(huán)802。在本實(shí)施方式中，雖然 以O(shè)環(huán)作為密封件，也可以用樹脂材、液狀密封、封裝等代替O環(huán)，特 別是在使用液狀密封的情況下，可以提高功率轉(zhuǎn)換裝置200的組裝性。
并且，在冷卻套19A的下方設(shè)置有下部殼體16，在下部殼體16上設(shè) 有電容模塊500。電容模塊500以其金屬制殼體的散熱面與下部殼體16 的底板內(nèi)表面相接的方式被固定在下部殼體16的底板內(nèi)表面上。根據(jù)這 樣的結(jié)構(gòu)，利用冷卻套19A的上表面與下表面，可以高效率地冷卻功率模 塊300及逆變器裝置43，有利于功率轉(zhuǎn)換裝置整體的小型化。
通過來自冷卻水出入口配管13、14的冷卻水在冷卻水流路19中流動， 冷卻并設(shè)的兩個功率模塊300具有的散熱面(散熱翼)，冷卻兩個功率模 塊300整體。設(shè)置在冷卻套19A的下表面上的輔機(jī)用逆變器裝置43也同 樣被冷卻。
并且，通過冷卻設(shè)置有冷卻套19A的框體12，冷卻設(shè)置在框體12的 下部的下部殼體16。其結(jié)果是電容模塊500的熱量通過下部殼體16及框 體12被熱性地傳導(dǎo)給冷卻水，從而冷卻電容模塊500。
在功率模塊300的上方配置有用于電連接功率模塊300和電容模塊 500的層疊導(dǎo)體板700。該層疊導(dǎo)體板700跨在兩個功率模塊300上，寬幅地構(gòu)成在兩個功率模塊300的并列配置方向上。并且，層疊導(dǎo)體板700
由與電容模塊500的正極導(dǎo)體板507連接的正極側(cè)導(dǎo)體板702(參照圖13)、 與電容模塊500的負(fù)極導(dǎo)體板505連接的負(fù)極側(cè)導(dǎo)體板704(參照圖13)、 以及配置在導(dǎo)體板702、 704之間的絕緣片706構(gòu)成。因?yàn)橛纱丝梢詳U(kuò)大 層疊導(dǎo)體板700的層疊面積，所以可以謀求從功率模塊300到電容模塊500 的寄生電感的降低。另外，因?yàn)樵趯⒁粋€層疊導(dǎo)體板700載置在兩個功率 模塊300上后，可以將層疊導(dǎo)體板700、功率模塊300及電容模塊500電 連接起來，所以即使是具有兩個功率模塊300的功率轉(zhuǎn)換裝置，也可以抑 制其安裝工時數(shù)。
在層疊導(dǎo)體板700的上方配置有控制電路基板20和驅(qū)動電路基板22。 在驅(qū)動電路基板22上搭載有圖2所示的驅(qū)動電路174 (174A、 174B)， 在控制電路基板20上搭載有圖2所示的具有CPU的控制電路172。另外， 在驅(qū)動電路基板22與控制電路基板20之間配置有金屬底板11 。金屬底板 11發(fā)揮對搭載在兩基板22、 20上的電路群進(jìn)行電磁屏蔽的作用，同時也 將在驅(qū)動電路基板22與控制電路基板20產(chǎn)生的熱量帶走，具有冷卻的作 用。這樣，通過在框體12的中央部設(shè)置冷卻套19A，在其一側(cè)配置電動 發(fā)電機(jī)192、 194驅(qū)動用的功率模塊300，且在另一側(cè)配置輔機(jī)用的逆變器 裝置(功率模塊)43，由此可以在小空間內(nèi)高效率地進(jìn)行冷卻，可以實(shí)現(xiàn) 功率轉(zhuǎn)換裝置整體的小型化。通過將冷卻套19A與框體12 —體地通過鋁 鑄造制作，可以使冷卻套19A在具有冷卻效果的基礎(chǔ)上還具有增強(qiáng)機(jī)械強(qiáng) 度的效果。另外，因?yàn)橥ㄟ^鋁鑄造將框體12與冷卻套19A形成一體成形 構(gòu)造，因此可以使熱傳導(dǎo)良好，可以提高對位于遠(yuǎn)離冷卻套19A的位置的 驅(qū)動電路基板22、控制電路基板20及電容模塊500的冷卻效率。
在驅(qū)動電路基板22上設(shè)有通過金屬底板11，用于進(jìn)行與控制電路基 板20的電路群之間的連接的基板間連接器23。另夕卜，在控制電路基板20 上設(shè)有與外部進(jìn)行電連接的連接器21。利用連接器21，在與設(shè)置在功率 轉(zhuǎn)換裝置的外部上的車載電池136、即鋰電池模塊之間進(jìn)行信號的傳送。 從鋰電池模塊將表示電池狀態(tài)的信號、鋰電池的充電狀態(tài)等的信號送給控 制電路基板20。圖2所示的信號線176 (圖4中未表示)與基板間連接器 23連接，從控制電路基板20將逆變器電路的幵關(guān)時刻信號傳遞給驅(qū)動電路基板22，驅(qū)動電路基板22產(chǎn)生柵驅(qū)動信號并施加在功率模塊的各個柵 電極上。
在框體12的上端部和下端部上形成有開口。例如通過用螺釘或螺栓 等緊固部件分別將上部殼體10和下部殼體16固定在框體12上，由此堵 住這些開口。在框體12的高度方向的大致中央位置形成有內(nèi)部設(shè)置了冷 卻水流路19的冷卻套19A。通過用功率模塊300覆蓋冷卻套19A的上表 面開口，用下罩420覆蓋下表面開口，由此在冷卻套19A的內(nèi)部形成冷卻 水流路19。在組裝過程中進(jìn)行冷卻水流路19的漏水試驗(yàn)。然后，在漏水 試驗(yàn)合格后，從框體12的上部和下部的開口進(jìn)行安裝基板、電容模塊500 的作業(yè)。如此，在框體12的中央配置冷卻套19A，之后從框體12的上端 部和下端部的開口進(jìn)行固定需要的部件的作業(yè)，通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，提 高生產(chǎn)率。另外，可以先完成冷卻水流路19，進(jìn)行漏水試驗(yàn)后，安裝其它 部件，同時提高生產(chǎn)率和可靠性。
圖5是向具有冷卻套19A的框體12的鋁鑄件上安裝冷卻水入口配管 和出口配管的圖，圖5 (a)是框體12的立體圖，圖5 (b)是框體12的 俯視圖，圖5(c)是框體12的仰視圖。如圖5所示，在框體12上一體鑄 造有內(nèi)部形成冷卻水流路19的冷卻套19A。在俯視形狀為近似長方形的 框體12的短邊的一方側(cè)側(cè)面上設(shè)置有用于引入冷卻水的冷卻水入口配管 13和冷卻水入口配管14。
從冷卻水入口配管13流入冷卻水流路19的冷卻水沿箭頭418的方向 即長方形的長邊流動，在長方形的短邊的另一側(cè)的側(cè)面的跟前附近按箭頭 421a及421b那樣折返，再沿長方形的長邊按箭頭422的方向流動，從未 圖示的出口孔向冷卻水入口配管14流出。在冷卻套19A的上表面開有四 個開口 400及402。在冷卻水的去路和回路上各設(shè)有一個開口 400。開口 402也一樣。在開口 400、 402分別固定功率模塊300，各功率模塊300的 散熱用翼從各個開口向冷卻水流中突出。在冷卻水的流動方向即沿框體12 的長邊方向排列的兩組功率模塊300被固定成通過例如0環(huán)800等密封件 堵住冷卻套19A的開口使其不透水。
冷卻套19A橫穿框體周壁12W的中段并與框體12 —體成形。在冷卻 套19A的上表面設(shè)有四個開口 400、 402，在下表面設(shè)有一個開口 404。在開口 400及402的周圍分別設(shè)有功率模塊安裝面410S。將安裝面410S的 開口 400與開口 402之間的部分稱為支承部410。在相對于支承部410的 冷卻水的出入口側(cè)固定一個功率模塊300，在相對于支承部410的冷卻水 的折返側(cè)固定另一個功率模塊300。如圖5 (b)所示的螺孔412用于將出 入口側(cè)的功率模塊300固定在安裝面410S上，通過該固定密閉開口 400。 另外，螺孔414用于將折返側(cè)的功率模塊300固定在安裝面410S上，通 過該固定密閉開口 402。這樣，通過以跨過冷卻水流路19的去路和回路這 兩條流路的方式配置各功率模塊300，由此可以使逆變器電路144、 145 在金屬底座304 (參照圖8)上高密度集成，所以可以使功率模塊300小 型化，從而有利于功率轉(zhuǎn)換裝置200的小型化。
出入口側(cè)的功率模塊300被來自冷卻水入口配管13的冷的冷卻水和 出口側(cè)附近的被來自發(fā)熱部件的熱量加溫過的冷卻水冷卻。另一方面，折 返側(cè)的功率模塊300被稍微溫些的冷卻水以及比出口孔403附近的冷卻水 稍微涼些的狀態(tài)的冷卻水冷卻。結(jié)果是，折返冷卻通路與兩個功率模塊300 的配置關(guān)系具有使兩個功率模塊300的冷卻效率達(dá)到均衡狀態(tài)的優(yōu)點(diǎn)。
支承部410用于固定功率模塊300，是密閉開口 400、402的必要構(gòu)件。 并且，支承部410對強(qiáng)化框體12的強(qiáng)度有很大效果。冷卻水流路19是如 上所述的折返形狀，設(shè)有隔開流路的去路和流路的回路的隔壁408，該隔 壁408與支承部410 —體做成。隔壁408雖然是隔開流路的去路和流路的 回路的部件，但是也有提高框體12的機(jī)械強(qiáng)度的功能。另外，還具有將 流路的回路內(nèi)的冷卻水的熱量熱傳遞至流路的去路內(nèi)的冷卻水而使冷卻 水的溫度均一化的作用。若冷卻水的入口側(cè)與出口側(cè)的溫度差大，則冷卻 效率的不均變大。雖然某種程度的溫度差不能避免，但是通過將該隔壁408 與支承部410 —體制作，有抑制冷卻水的溫度差的效果。
圖5 (c)表示冷卻套19A的背面，在對應(yīng)于支承部410的背面上形 成有開口 404。該開口 404用于提高框體的通過鑄造形成的支承部410和 框體12 —體成形時的成品率。通過形成開口 404，支承部410與冷卻水流 路19的底部的雙重結(jié)構(gòu)消失，容易鑄造，生產(chǎn)率提高。
另外，在冷卻水流路19的側(cè)部外側(cè)形成貫通孔406。隔著冷卻水流路 19而設(shè)置在兩側(cè)的電氣部件(功率模塊300及電容模塊500)彼此通過該
19貫通孔406連接。
因?yàn)榭蝮w12可以與冷卻套19A作為一體結(jié)構(gòu)來制造，所以適于鑄造
生產(chǎn)，特別是適于鋁壓鑄生產(chǎn)。
圖6表示在冷卻套19A的上表面開口固定功率模塊300，且在背面開 口固定下罩420的狀態(tài)。在框體12的長方形的一方的長邊側(cè)，交流電力 線186及交流連接器188向框體12的外側(cè)突出。
在圖6中，在框體12的長方形的另一長邊側(cè)內(nèi)部形成有貫通孔406， 通過貫通孔406可以看見與功率模塊300連接的層疊導(dǎo)體板700的一部分。 輔機(jī)用逆變器裝置43被配置在連接直流正極側(cè)連接端子部512的框體12 的側(cè)面的附近。另外，在該輔機(jī)用逆變器裝置43的下方(有冷卻水流路 19的一側(cè)的相反側(cè))配置有電容模塊500。輔機(jī)用正極端子44與輔機(jī)用 負(fù)極端子45向下方(配置有電容模塊500的方向)突出，分別與電容模 塊500側(cè)的輔機(jī)用正極端子532和輔機(jī)用負(fù)極端子534連接。由此，因?yàn)?從電容模塊500到輔機(jī)用逆變器裝置43的配線距離變短，所以可以降低 通過金屬制框體12從電容模塊500側(cè)的輔機(jī)用正極端子532及輔機(jī)用負(fù) 極端子534侵入到控制電路基板20的噪音。
另外，輔機(jī)用逆變器裝置43配置在冷卻水流路19與電容模塊500的 間隙內(nèi)，且輔機(jī)用逆變器裝置43的高度與下罩420的高度相同。因此， 在冷卻輔機(jī)用逆變器裝置43的同時可以抑制功率轉(zhuǎn)換裝置200的高度的 增加。
另外，在圖6中，冷卻水入口配管13與冷卻水出口配管14由螺釘固 定。在圖6的狀態(tài)下可以實(shí)施對冷卻水流路19的漏水檢查。在該檢査合 格的產(chǎn)品上安裝上述輔機(jī)用逆變器裝置43，進(jìn)而安裝電容模塊500。
圖7 (a)是關(guān)于本實(shí)施方式的功率模塊300的上方立體圖，圖7 (b) 是該功率模塊300的俯視圖。圖8是關(guān)于本實(shí)施方式的功率模塊300的直 流端子的分解立體圖。圖9是功率模塊300的剖面圖。圖10 (a)是表示 功率模塊300的結(jié)構(gòu)部件即金屬底座304和三個上下臂串聯(lián)電路中的一個 電路的圖。圖IIO (b)是金屬底座304、電路配線圖案及絕緣基板334的 分解立體圖。
在圖7 (a)中，302表示功率模塊箱，304表示金屬底板，314a表示直流正極端子連接部，316a表示直流負(fù)極端子連接部，318表示絕緣紙(參 照圖8) ， 320U/320L表示功率模塊的控制端子，328表示上臂用IGBT， 330表示下臂用IGBT， 156/166表示二極管。
功率模塊300主要由例如包括樹脂材料的功率模塊箱302內(nèi)的配線在 內(nèi)的半導(dǎo)體模塊部，金屬材料例如Cu、 Al、 AlSiC等構(gòu)成的金屬底座304， 與外部連接的連接端子(直流正極端子314、控制端子320U等)構(gòu)成。 并且，作為與外部連接的端子，功率模塊300具有用于與電動機(jī)連接的U、 V、 W相的交流端子159和與電容模塊500連接的直流正極端子314以及 直流負(fù)極端子316 (參照圖8)。
半導(dǎo)體模塊部在絕緣基板334的上方設(shè)置有上下臂的IGBT328、 330， 二極管156/166等，由樹脂或者硅凝膠(未圖示)保護(hù)。絕緣基板334可 以是陶瓷基板，也可以使薄的絕緣片。
圖7 (b)是表示在被固定安裝在金屬底座304上的熱傳導(dǎo)性好的陶瓷 構(gòu)成的絕緣基板334的上方，具體以怎樣的配置設(shè)置上下臂串聯(lián)電路的配 置結(jié)構(gòu)圖。圖7 (b)所示的IGBT328、 330和二極管327、 332分別將兩 個芯片并列連接而構(gòu)成上臂、下臂，增加可以在上下臂通電的電流容量。
如圖8所示，內(nèi)置于功率模塊300中的直流端子313具有直流負(fù)極端 子316和直流正極端子314夾著絕緣紙318的層疊結(jié)構(gòu)(圖8的虛線部)。 直流負(fù)極端子316、直流正極端子314的端部互相向相反的方向彎曲，形 成有用于電連接房疊導(dǎo)體板700和功率模塊300的負(fù)極連接部316a及正 極連接部314a。通過分別設(shè)置兩個與層疊導(dǎo)體板700連接的連接部314a 及316a，使從負(fù)極連接部316a及正極連接部314a到三個上下臂串聯(lián)電路 的平均距離大致相等，所以可以降低功率模塊300內(nèi)的寄生電感的不均。
在層疊組裝直流正極端子314、絕緣紙318、直流負(fù)極端子316時， 負(fù)極連接部316a與正極連接部314a變?yōu)榛ハ嘞蛳喾捶较驈澢慕Y(jié)構(gòu)。絕 緣紙318沿負(fù)極連接部316a彎曲，確保正極、負(fù)極的端子的絕緣沿面距 離。在要求絕緣紙318耐熱時，使用將聚酰亞胺、間位芳香族聚酰胺纖維 (乂夕系7 ， $卜繊維)、提高了跟蹤性的聚酯等復(fù)合后的片。另外，考
慮到針孔(pinhole)等缺陷，在提高可靠性時用兩枚重疊。另外，為防止 損壞、裂開的情況發(fā)生，在角部設(shè)置圓角，以使端子的邊緣不接觸絕緣紙的方式使沖裁時的塌邊面為朝向絕緣紙的方向。在本實(shí)施例中，雖然作為 絕緣物使用了絕緣紙，但是作為其它的例子，也可以在端子上涂敷絕緣物。 為降低寄生電感，例如在600V耐壓的功率模塊時，設(shè)正極、負(fù)極間的距
離在0.5mm以下，絕緣紙的厚度在其一半以下。
直流正極端子314及直流負(fù)極端子316具有用于與絕緣基板334上的 電路配線圖案334k連接的連接端314k、 316k。各連接端314k、 316k相對 于各相(U、 V、 W相)設(shè)有兩個。由此，如后所述，在各相的每個臂上 都可以與形成了兩個小環(huán)電流路徑的電路配線圖案連接。另外，各連接端 314k、 316k向電路配線圖案334k的方向突出，且為了形成與電路配線圖 案334k的接合面，其前端部彎曲。連接端314k、316k與電路配線圖案334k 通過焊錫等連接，或者通過超聲波焊接直接連接金屬。
功率模塊300特別是金屬底座304隨著溫度循環(huán)而膨脹及收縮。由于 其膨脹及收縮，連接端314k、 316k與電路配線圖案334k的連接部產(chǎn)生龜 裂或者破裂的顧慮。因此，在關(guān)于本實(shí)施方式的功率模塊300中，如圖9 所示，通過層疊直流正極端子314和直流負(fù)極端子316而形成的層疊平面 部319以相對于搭載了絕緣基板334 —側(cè)的金屬底座304的平面大致平行 的方式構(gòu)成。由此，層疊平面部319可以進(jìn)行與由所述膨脹及收縮產(chǎn)生的 金屬底座304的暫時彎曲相對應(yīng)的暫時彎曲動作。因此，與層疊平面部319 一體形成的連接端314k、 316k的剛性可以相對于金屬底座304的暫時彎 曲變小。因此，可以緩和施加在連接端314k、 316k與電路配線圖案334k 的接合面的垂直方向上的應(yīng)力，可以防止該接合面的龜裂或者破裂。
并且，關(guān)于本實(shí)施方式的層疊平面部319，為了能夠?qū)?yīng)于金屬底座 304的寬方向及縱深方向這兩方向的暫時彎曲而可以進(jìn)行暫時彎曲動作， 使層疊平面部319的寬度方向的長度為130mm，縱深方向的長度為10mm， 使縱深方向的長度稍大一些。另外，直流正極端子314與直流負(fù)極端子316 的各個的層疊平面部319的厚度被設(shè)定為比lmm稍薄的厚度，以使暫時 彎曲動作容易進(jìn)行。
如圖9所示，金屬底座304為了高效率地向在冷卻水流路19中流動 的冷卻水散熱，在絕緣基板334的相反側(cè)具有翼305。金屬底座304在其 一方的面上安裝構(gòu)成逆變器電路的IGBT、 二極管，在金屬底座304的外周具有樹脂制的功率模塊箱302。在金屬底座304的另一方的面上通過焊
接突出設(shè)有翼305。金屬底座304與翼305也可以通過鍛造一體成型。在 該制造方法中，可以提高功率模塊300的生產(chǎn)率，并且可以提高從金屬底 座304到翼305的熱傳導(dǎo)率，提高IGBT及二極管的散熱性。另外，通過 用維氏硬度在60以上的材料制造金屬底座304，可以抑制由溫度循環(huán)而產(chǎn) 生的金屬底座304的棘輪(ratchet)變形，提高金屬底座304與框體12的 密封性。并且，如圖9 (a)所示，以分別對應(yīng)于上下臂的方式設(shè)有兩組翼 群305G，這些翼群305G從往復(fù)的冷卻水流路19的上方的開口 400、 402 向水路內(nèi)突出。金屬底座304的翼群305G的周圍的金屬面用于閉塞設(shè)置 在冷卻套19上的開口 400、 402。
并且，雖然本實(shí)施方式的翼305的形狀為銷(pin)型，但是作為其它 的實(shí)施方式，也可以是沿冷卻水的流動方向形成的筆直(straight)型的翼。 在翼305的形狀為筆直型的情況下，可以降低使冷卻水流動用的壓力，另 一方面，在使用銷型的翼的情況下可以提高冷卻效率。
在金屬底座304的一方的面(圖中上側(cè)的面)上固定絕緣基板334， 在絕緣基板334上通過焊錫337固定芯片，該芯片具有上臂用IGBT328 和上臂用二極管156，及下臂用IGBT330、下臂用二極管166。在絕緣基 板334的背面即在電路配線圖案面的相反惻的面上，形成有未形成電路圖 案的全面圖案(《夕"夕一 > )334r。該絕緣基板334的背面的全面圖案 334r與金屬底座304通過焊錫337接合。
如圖10 (a)所示，上下臂串聯(lián)電路150具備上臂電路151、下臂電 路152、用于對所述上下臂電路151、 152進(jìn)行結(jié)線的端子370以及用于輸 出交流電的交流端子159。另外，如圖10 (b)所示，上臂電路151在金 屬底座304上設(shè)置形成了電路配線圖案334k的絕緣基板334，在電路配線 圖案334k的上方安裝IGBT328、 二極管156而構(gòu)成。
IGBT328及二極管156通過錫焊接合它們背面?zhèn)鹊碾姌O和電路配線圖 案334k。下臂電路152也和上臂一樣，具備配置在金屬底座304上方的絕 緣基板334、配置在該絕緣基板334上方的電路配線圖案334k、安裝在該 電路配線圖案334k上方的IGBT330以及二極管166。
IGBT330及二極管166的背面?zhèn)鹊碾姌O也通過焊錫與電路配線圖案334k接合。并且，本實(shí)施方式中各相的各臂是通過下述方式構(gòu)成的艮P，
將IGBT328和二極管156并列連接構(gòu)成一組電路部，將這樣的電路部并列 連接兩組來構(gòu)成。所要求的電路部的組數(shù)由對電動機(jī)192通電的電流量決 定。在需要比對本實(shí)施方式的電動機(jī)192通電的電流大的電流的情況下， 將三組或者三組以上的電路部并列連接構(gòu)成。相反，在可以用小電流驅(qū)動 電動機(jī)的情況下，各相的各臂只由一組電路部構(gòu)成。
使用圖10 (b)說明功率模塊300的電流路徑。以下表示在功率模塊 300的上臂電路151中流動的電流的路徑。
(1)從未圖示的直流正極端子314向連接導(dǎo)體部371U， (2)從連 接導(dǎo)體部371U通過元件側(cè)連接導(dǎo)體部372U向上臂用IGBT328及上臂用 二極管156的一方側(cè)電極(與元件側(cè)連接導(dǎo)體部372U連接的一側(cè)的電極)， (3)從上臂用IGBT328及上臂用二極管156的另一側(cè)電極通過電線336 向連接導(dǎo)體部373U， (4)從連接導(dǎo)體部373U通過結(jié)線端子370的連接 部374U、 374D向連接導(dǎo)體部371D流動。并且，如上所述，上臂是將兩 組的將IGBT328與二極管156并列連接后的電路部并列地連接而構(gòu)成的。 因此，在上述(2)的電流路徑中，電流在元件側(cè)連接導(dǎo)體部372U處分為 兩支，分支后的電流分別向兩組電路部流去。
在功率模塊300的下臂電路152中流動的電流路徑如下所示。 (1)從連接導(dǎo)體部371D通過元件側(cè)連接導(dǎo)體部372D向下臂用 IGBT330及上臂用二極管166的一方側(cè)電極(與元件側(cè)連接導(dǎo)體部372D 連接的一側(cè)的電極)，(2)從下臂用IGBT330及下臂用二極管166的另 一側(cè)電極通過電線336向連接導(dǎo)體部373D， (3)從連接導(dǎo)體部373D向 未圖示的直流負(fù)極端子316流動。并且，與上臂同樣，因?yàn)橄卤凼峭ㄟ^將 兩組的并列連接了 IGBT330與二極管166之后的電路部并列地連接而構(gòu)成 的，所以在上述(1)的電流路徑中，電流在元件側(cè)連接導(dǎo)體部371D處分 為兩支，分支后的電流分別向兩組電路部流去。
在此，用于連接上臂電路的IGBT328 (以及二極管156)與未圖示的 直流正極端子314的連接導(dǎo)體部371U被配置在絕緣基板334的一邊的大 致中央部附近。而且，IGBT328 (以及二極管156)被安裝在與配置了連 接導(dǎo)體部371U的絕緣基板334的一邊側(cè)相反的一側(cè)即另一邊側(cè)的附近。另外，在本實(shí)施方式中，所具備的兩個連接導(dǎo)體部373U夾著所述連接導(dǎo)
體部371U、且在絕緣基板334的一邊側(cè)被配置成一列。
將這樣的電路圖案及安裝圖案、即絕緣基板334上的電路配線圖案做 成大致是T字形狀的配線圖案以及在大致T字的縱線(371U)的兩側(cè)做 成兩個配線圖案(373U)，通過從連接端371U、 373U安裝端子，IGBT328 在開關(guān)時的過渡電流路徑變?yōu)槿鐖D10 (b)的箭頭350 (虛線)所示那樣 的M字狀的電流路徑即兩個小環(huán)電流路徑(箭頭方向?yàn)橄卤劢油〞r)。 在這兩個小環(huán)電流路徑的周圍產(chǎn)生圖10 (b)中的箭頭350H方向(實(shí)線) 的磁場350H。在該磁場350H的作用下，在被配置在絕緣基板334的下方 的金屬底座304上感應(yīng)出感應(yīng)電流即所謂的渦電流340。該渦電流340產(chǎn) 生與所述磁場350H相抵消的方向的磁場340H，可以降低在上臂電路產(chǎn)生 的寄生電感。
上述兩個小環(huán)電流是在絕緣基板334上流動的電流彼此相抵消的兩個 掉頭電流(U夕一^電流)。因此，如圖10 (b)的磁場350H所示，因 為在功率模塊300的內(nèi)部可以產(chǎn)生更小的環(huán)磁場，所以可以降低寄生電感。 并且，因?yàn)殚_關(guān)時產(chǎn)生的磁場環(huán)小，可以將磁場環(huán)關(guān)在功率模塊內(nèi)部，所 以可以降低向功率模塊的外部的框體的感應(yīng)電流，防止控制電路基板上的 電路產(chǎn)生誤動作、對功率轉(zhuǎn)換裝置的外部帶來的電磁噪音。
下臂電路也具有與所述上臂電路同樣的電路配線圖案及安裝圖案。 即，用于連接下臂電路的IGBT330 (以及二極管166)與未圖示的直流負(fù) 極端子316的連接導(dǎo)體部371D被配置在絕緣基板334的一邊的大致中央 部附近。而且，IGBT330 (以及二極管166)被安裝在與配置了連接導(dǎo)體 部371D的絕緣基板334的一邊側(cè)相反的一側(cè)即另一邊側(cè)的附近。另外， 在本實(shí)施方式中，所具備的兩個連接導(dǎo)體部373D夾著所述連接導(dǎo)體部 371D，且在絕緣基板334的一邊側(cè)被配置成一列。
通過采用這樣的電路配線圖案及安裝圖案，在下臂電路側(cè)也可以具有 所述的降低寄生電感的效果。并且，在本實(shí)施方式中，各相的各臂的電流 路徑的入口例如是被兩個連接導(dǎo)體部373U夾著的連接導(dǎo)體部371U，另一 方面，電流路徑的出口是兩個連接導(dǎo)體部373U。但是，即使這些入口和 出口相反，在各相的各臂中也形成所述的小環(huán)電流路徑。因此，如前所述，
25可以實(shí)現(xiàn)各相的各臂的寄生電感的降低以及防止電磁噪音。
下面，參照圖11及圖12對本實(shí)施方式的電容模塊500的詳細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn) 行說明。圖11是表示本實(shí)施方式的電容模塊500的外觀結(jié)構(gòu)的立體圖。 圖12是表示圖11所示的電容模塊500的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一部分的圖。
在電容箱502內(nèi)設(shè)置有多個電容單元514和層疊配線板501，并且填 充有樹脂等填充材料522。在圖11中，用雙點(diǎn)劃線表示被埋入填充材料 522內(nèi)的層疊配線板501。在該層疊配線板501的下側(cè)設(shè)置有多個電容單 元514，多個電容單元514分別與層疊配線板501并列連接。如圖12所示， 電容模塊500的蓄電部的單位結(jié)構(gòu)體即電容單元514由薄膜電容器515構(gòu) 成，薄膜電容器515是對兩片在--面上蒸鍍了鋁等金屬后的薄膜進(jìn)行層疊 并巻繞，使兩片金屬薄膜分別為正極和負(fù)極的電容器。巻繞的層疊體的軸 端面分別為正以及負(fù)的電極508,它們通過吹涂錫等導(dǎo)電體508來制造。
如圖12所示，層疊配線板501是隔著絕緣片517層疊由薄板狀的寬 幅導(dǎo)體構(gòu)成的負(fù)極導(dǎo)體板505和正極導(dǎo)體板507而構(gòu)成的。通過形成這樣 的結(jié)構(gòu)，可以降低層疊配線板501的寄生電感。并且，作為負(fù)極導(dǎo)體板505 和正極導(dǎo)體板507之間的絕緣層，不僅限于絕緣片517，例如，為形成負(fù) 極導(dǎo)體板505和正極導(dǎo)體板507之間的絕緣層，也可以用樹脂、合成橡膠 等絕緣材料對其進(jìn)行模制(mould)來制作。
在層疊配線板501的負(fù)極導(dǎo)體板505及正極導(dǎo)體板507上，對應(yīng)于各 電容單元514設(shè)置有用于與電容單元514的正負(fù)的電極508連接的端子 516、 518。并且，負(fù)極側(cè)的端子518與位于與連接正極側(cè)的端子516的電 極508相反的一側(cè)的電極508連接，在圖12中未表示。端子516、 518通 過焊錫或者焊接與電極508連接。
另外，在負(fù)極導(dǎo)體板505及正極導(dǎo)體板507上設(shè)置有多個使其薄板狀 的寬幅導(dǎo)體的端部向上方彎曲而形成的負(fù)極側(cè)電容端子504以及正極側(cè)電 容端子506。所述負(fù)極側(cè)電容端子504以及正極側(cè)電容端子506與層疊導(dǎo) 體板700連接。另外，如圖ll所示，在負(fù)極導(dǎo)體板505及正極導(dǎo)體板507 上設(shè)置有與接收電池電量的端子連接的直流負(fù)極側(cè)連接端子510、直流正 極側(cè)連接端子512、以及用于給輔機(jī)用逆變器43的功率模塊供電的輔機(jī)用 正負(fù)極端子532、 534。在四對電容端子504、 506上形成開口部509、 511，為了能夠用螺栓固定功率模塊300的直流正負(fù)極端子316、 314，在開口部 509、 511的背面?zhèn)群附佑新菽浮?br> 電容箱502具有端子罩520，決定端子的位置，并且電容箱502與功 率轉(zhuǎn)換裝置的框體絕緣。另外，在電容箱502上設(shè)置用于對電容單元514 進(jìn)行定位的分隔件。作為電容箱502的材料，使用熱傳導(dǎo)性良好的材料， 也可以在上述分隔件埋入散熱用的熱傳導(dǎo)性好的材料。
在電容模塊500中，通過蒸鍍在電容單元內(nèi)部的薄膜上的金屬薄膜、 內(nèi)部導(dǎo)體(端子)的電阻，在開關(guān)時若有紋波(ripple)電流流動則發(fā)熱。 為了電容單元的耐濕，電容單元、內(nèi)部導(dǎo)體(端子)用樹脂(填充材料522) 含浸(模制)在電容箱502中。這樣，電容單元、內(nèi)部導(dǎo)體通過樹脂變?yōu)?與電容箱502密接的狀態(tài)，變?yōu)殡娙輪卧l(fā)熱量容易傳遞到箱體的結(jié)構(gòu)。 并且，在本結(jié)構(gòu)中，因?yàn)樨?fù)極導(dǎo)體板505、正極導(dǎo)體板507與電容單元514 的電極508及端子516、 518直接連接，所以電容單元514所發(fā)熱量直接 傳遞給負(fù)極、正極導(dǎo)體板505、 507，靠寬幅導(dǎo)體容易將熱量傳遞至模制樹 脂。通過形成這樣的構(gòu)造，熱量可以很好地從電容箱502傳遞至框體12， 進(jìn)而傳遞至冷卻水流路19，可以保證散熱性。
在本實(shí)施方式中，因?yàn)樾纬蔀閷⑺械碾娙輪卧?14與寬幅導(dǎo)體板即 層疊配線板501連接的結(jié)構(gòu)，所以可以減少配線部件的件數(shù)，提高生產(chǎn)率， 并且可以大致均等地使用所有的電容單元514的靜電容，可以延長電容模 塊500整體的部件壽命。并且，通過使用寬幅導(dǎo)體板，可以降低寄生電感。
圖13 (a)是在本實(shí)施方式的功率轉(zhuǎn)換裝置200中，只抽出電容模塊 500、層疊導(dǎo)體板700以及兩個功率模塊300之后的立體圖。圖13 (b)是 層疊導(dǎo)體板700的分解立體圖。
如圖13 (a)所示，兩個功率模塊300并設(shè)成使各個交流端子159的 一側(cè)對齊。在這些交流端子159的相反側(cè)設(shè)置有兩個功率模塊300與電容 模塊500的電連接部。該兩個功率模塊300與電容模塊500的電連接是通 過平板上的層疊導(dǎo)體板700而進(jìn)行的。
在下部殼體16上固定的電容箱502內(nèi)收容多個電容單元514 (未圖 示)，電容模塊500的正極側(cè)電容端子504及負(fù)極側(cè)電容端子506沿電容 箱502的一側(cè)長邊排列。正極側(cè)電容端子504及負(fù)極側(cè)電容端子506的上在從電容單元514的
上表面突出的位置。
與功率模塊300連接的層疊導(dǎo)體板700以覆蓋兩個功率模塊300的方 式配置。而且，正極側(cè)電容端子504及負(fù)極側(cè)電容端子506形成從電容箱 502的開口面立起的結(jié)構(gòu)的L字結(jié)構(gòu)，該L字結(jié)構(gòu)的正極側(cè)電容端子504 及負(fù)極側(cè)電容端子506的上端部的正極連接部506b及負(fù)極連接部504c， 在組裝功率轉(zhuǎn)換裝置200時，直接抵接于層疊導(dǎo)體板700并用螺栓連接。
如圖13 (b)所示，該層疊導(dǎo)體板700由平板狀的正極側(cè)導(dǎo)體板702 及負(fù)極側(cè)導(dǎo)體板704、以及被夾在該正極側(cè)導(dǎo)體板702與負(fù)極側(cè)導(dǎo)體板704 之間的絕緣片706構(gòu)成。即，因?yàn)閷盈B導(dǎo)體板700是以層疊結(jié)構(gòu)形成的， 所以可以降低從功率模塊300到電容模塊500的寄生電感。
'如圖13 (a)及圖7 (b)所示，多個上臂控制端子320U靠近功率模 塊300的A邊側(cè)(參照圖7 (b))的中央部附近配置。即，使U相控制 銷靠近V相控制銷，使W相控制銷靠近V相控制銷，在功率模塊300的 A邊側(cè)的中央部附近配置一列上臂控制端子320U。然后，層疊導(dǎo)體板700 具有用于貫通該多個上臂控制端子320U的通孔705，在該通孔705的兩 肋也層疊正極側(cè)導(dǎo)體板702和負(fù)極側(cè)導(dǎo)體板704。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，可以 擴(kuò)大負(fù)極側(cè)導(dǎo)體板704與正極側(cè)導(dǎo)體板702的層疊面積，進(jìn)而可以降低從 功率模塊300到電容模塊500的寄生電感。
在圖7 (b)所示的功率模塊300的A邊側(cè)的中央部附近、即上臂控 制端子320U附近配置軸套(boss) 321。該軸套3'21上固定安裝了驅(qū)動電 路174的驅(qū)動電路基板22，且使上臂控制端子320U貫通形成于驅(qū)動電路 基板22上的孔。之后，驅(qū)動電路基板22上的端子與臂控制端子320U通 過焊接等接合。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，因?yàn)樯媳劭刂贫俗?20U與驅(qū)動電路基 板22上的端子之間的接合部相對于軸套321的距離近，所以車輛行駛時 的耐振動性提高。
驅(qū)動電路基板22被配置在層疊導(dǎo)體板700的上方。在此，如圖13(b) 所示，層疊導(dǎo)體板700在驅(qū)動電路基板22側(cè)具備負(fù)極側(cè)導(dǎo)體板704，另一 方面，在功率模塊300側(cè)具備正極側(cè)導(dǎo)體板702。由此，在變成高電壓的 正極導(dǎo)體板702和驅(qū)動電路基板22之間，存在低電壓的負(fù)極導(dǎo)體板704
2及絕緣片706，可以防止驅(qū)動電路基板22觸碰高電壓。
如圖13 (b)所示，正極側(cè)導(dǎo)體板702橫跨兩個功率模塊300的上方 被配置，且將兩個功率模塊300與電容模塊500結(jié)線。同樣，負(fù)極導(dǎo)體板 704橫跨兩個功率模塊300的上方被配置，且將兩個功率模塊300與電容 模塊500結(jié)線。由此，因?yàn)閷盈B導(dǎo)體板700變成寬幅，所以可以降低從功 率模塊300到電容模塊500的寄生電感。另外，因?yàn)橄鄬τ谝粋€功率模塊 300，存在四組電容模塊500的連接部位，所以可以降低寄生電感。另外， 通過在兩個功率模塊300之間使從兩個功率模塊300到電容模塊500的連 接導(dǎo)體共有化，可以減少功率轉(zhuǎn)換裝置200整體的部件件數(shù)，提高生產(chǎn)率。
如圖7所示，功率模塊300將正極側(cè)連接部314a與負(fù)極側(cè)連接部316a 作為一組，在功率模塊300的一邊側(cè)配置一組連接部314a、 316a，在其相 反側(cè)的邊上配置另外一組連接部314a、 316a。層疊導(dǎo)體板700橫跨在該兩 組連接部314a、 316a的上方被配置，且各連接部314a、 316a由螺栓連接。 由此，從電容模塊500供給的直流電不會集中在一組連接部314a、 316a 側(cè)，即直流電被分散在兩組連接部314a、 316a側(cè)，因此可以降低從功率 模塊300到電容模塊500的電感。
如前所述，在電容模塊500內(nèi)置有多個電容單元514。并且，還具備 與各組對應(yīng)的寬幅導(dǎo)體(正極導(dǎo)體板507及負(fù)極導(dǎo)體板505)。在本實(shí)施 方式中，將所有這些負(fù)極電容端子504及正極電容端子506都電連接于一 組層疊導(dǎo)體板700上。由此，相對于兩個功率模塊300，所有的電容單元 514都變?yōu)殡娺B接的關(guān)系，可以大致均等地使用所有的電容單元514的靜 電容，可以延長電容模塊500整體的部件壽命。
構(gòu)成層疊導(dǎo)體板700的正極側(cè)導(dǎo)體板702和負(fù)極側(cè)導(dǎo)體板704,為減 小寄生電感，優(yōu)選盡可能減小其間的間隙距離。例如，在層疊導(dǎo)體板700 上存在用于將功率模塊300與電容模塊500結(jié)線的彎曲結(jié)構(gòu)部的情況下， 在該彎曲結(jié)構(gòu)部上產(chǎn)生比平板部大的間隙距離，寄生電感變大。
因此，本實(shí)施方式的功率模塊300的正極側(cè)連接部314a、負(fù)極側(cè)連接 部316a以及電容模塊500的正極側(cè)連接部504c、負(fù)極側(cè)連接部506b構(gòu)成 為大致被配置在同一平面上。由此，因?yàn)榭梢允褂闷桨鍫畹膶盈B導(dǎo)體板 700，所以可以減小正極側(cè)導(dǎo)體板702與負(fù)極側(cè)導(dǎo)體板704的間隙距離，可以降低寄生電感。
圖14 (a)表示圖13所示的功率模塊300和層疊導(dǎo)體板700的連接部 位380 (參照圖13 (a))的放大圖。
如圖14 (a)所示，負(fù)極側(cè)連接部316a及正極側(cè)連接部314a通過使 直流正極端子314及直流負(fù)極端子316的端部向相反方向彎曲而構(gòu)成，相 對于所述負(fù)極側(cè)連接部316a及正極側(cè)連接部314a，分別連接層疊后的層 疊導(dǎo)體板700的負(fù)極導(dǎo)體板704、正極導(dǎo)體板702。由此，由于IGBT328、 330在開關(guān)時瞬間流過的負(fù)極側(cè)的電流成為圖14 (a)所示的電流路徑382 那樣，所以在負(fù)極導(dǎo)體板的連接部704a與負(fù)極側(cè)連接部316a之間形成掉 頭電流。因此，因?yàn)樵谪?fù)極側(cè)導(dǎo)體板704的連接部704a的周圍產(chǎn)生的磁 通與在負(fù)極側(cè)連接部316a的周圍產(chǎn)生的磁通相抵消，所以可以實(shí)現(xiàn)電感 的降低。
另一方面，正極導(dǎo)體板的連接部702a的電流通過圖14 (a)所示的電 流路徑384。因?yàn)樵谠撜龢O導(dǎo)體板的連接部702a的上方配置有負(fù)極導(dǎo)體板 704，所以正極導(dǎo)體板的連接部702a的電流方向與負(fù)極導(dǎo)體板704的電流 方向變?yōu)橄喾捶较颍蚋鱾€電流產(chǎn)生的磁通互相抵消。其結(jié)果是，可以降 低正極導(dǎo)體板的連接部702a的寄生電感。
另外，如圖14 (a)所示，絕緣紙318與絕緣片706以在上下方向具 有重疊區(qū)域的方式分別被配置。并且，在用螺栓等將層疊導(dǎo)體板700固定 在負(fù)極側(cè)連接部316a及正極側(cè)連接部314a上的情況下，絕緣紙318與絕 緣片706被配置成沒有被層疊導(dǎo)體板700和正極側(cè)連接部314a夾著的 區(qū)域，即具有未被施加壓縮應(yīng)力的區(qū)域。由此，可以保證連接部的正極和 負(fù)極間的絕緣，具體地說是可以保證正極側(cè)連接部314a與負(fù)極導(dǎo)體板704 之間的絕緣。
圖14 (b)表示層疊導(dǎo)體板700的連接部位390的放大圖(參照圖13 (a))。如圖14 (b)所示，電容模塊500的正極側(cè)連接部506b及負(fù)極 側(cè)連接部504c分別向相反方向彎曲而構(gòu)成，在其上表面上分別連接層疊 導(dǎo)體板700的正極導(dǎo)體板702及負(fù)極導(dǎo)體板704。由此，由于IGBT328、 330在開關(guān)時瞬間流過的負(fù)極側(cè)的電流成為圖14(b)所示的電流路徑392， 所以在負(fù)極導(dǎo)體板704的連接部704c與電容模塊500的負(fù)極側(cè)連接部504c之間形成掉頭電流。因此，因?yàn)樵谪?fù)極導(dǎo)體板704的連接部704a的周圍 產(chǎn)生的磁通與在負(fù)極側(cè)連接部504c的周圍產(chǎn)生的磁通相抵消，所以可以 降低電感。
同樣，IGBT328、 330在開關(guān)時瞬時流過的正極側(cè)的電流通過圖14(b) 所示那樣的電流路徑394。即，在正極導(dǎo)體板的連接部702b與電容模塊 500的正極側(cè)連接部506b之間形成掉頭電流。因此，因?yàn)樵谡龢O側(cè)導(dǎo)體板 702的連接部702b的周圍產(chǎn)生的磁通與在正極側(cè)連接部506b的周圍產(chǎn)生 的磁通相抵消，所以可以減小電感。
另外，如圖14 (b)所示，絕緣片517與絕緣片706以在上下方向具 有重疊區(qū)域的方式分別被配置。并且，在用螺栓等將層疊導(dǎo)體板700固定 在電容模塊500的正極側(cè)連接部506b及負(fù)極側(cè)連接部504c上的情況下， 絕緣片517與絕緣片706被配置成沒有被層疊導(dǎo)體板700和正極側(cè)連接 部506b夾著的區(qū)域，即具有未被施加壓縮應(yīng)力的區(qū)域。由此，可以保證 連接部的正極和負(fù)極間的絕緣，具體地說是可以保證正極側(cè)連接部506b 與負(fù)極導(dǎo)體板704之間的絕緣。
圖15是模式地表示功率轉(zhuǎn)換裝置200的外觀的圖。在長度方向(圖 中的左右方向)的一方的側(cè)面上設(shè)有冷卻水入口配管13、冷卻水出口配管 14、與外部進(jìn)行信號收發(fā)的連接器21以及輔機(jī)用逆變器裝置43的交流連 接器189。在長度方向另一方的側(cè)面上配置有直流連接器138。另外，在 近前側(cè)的側(cè)面上分別配置有逆變舉裝置140、 142的交流連接器188。如后 所述，功率轉(zhuǎn)換裝置200的框體12內(nèi)為三層結(jié)構(gòu)，直流連接器138及輔 機(jī)用交流連接器189被配置在一層部分的側(cè)面上，配管13、 14、連接器 21及一對交流連接器188被配置在二層部分的側(cè)面上。
圖16及圖17是表示功率轉(zhuǎn)換裝置200的截面的圖。圖16是表示圖 15的E—E截面的圖，是沿著冷卻水流的去路部分的截面的圖。圖17是 表示圖16的F—F截面的圖，是將并列配置的兩個功率模塊300的大致中 間的位置相對于冷卻水流方向垂直剖開的圖。在圖16、 17中，被設(shè)置在 框體12的大致中間位置的冷卻套19A的下側(cè)是一層部分，冷卻套19A的 部分及由冷卻套19A與金屬底板11夾著的部分是二層部分。而且，包括 金屬底板11、比其更靠上側(cè)的上部殼體10的部分是三層部分。并且，在所述圖4、 5所示的例子中，雖然是將金屬底板ll安裝在設(shè)
置于框體12內(nèi)部的軸套419上并用螺栓固定的結(jié)構(gòu)，但在圖16、 17所示 例子中，是將金屬底板11夾在框體12的上端與上部殼體10之間并用螺 栓固定的結(jié)構(gòu)，在這一點(diǎn)上兩者不同。
在一層部分中，在下部殼體16上設(shè)有電容模塊500。電容模塊500 如前所述具有多個電容單元514和層疊配線板501。另外，在層疊配線板 501的下側(cè)設(shè)有圖2所示的過濾器204。設(shè)置在層疊配線板501的負(fù)極導(dǎo) 體板505及正極惻導(dǎo)體板507上的四組電容端子504、 506從層疊配線板 501垂直立起，通過冷卻套19A與框體12的側(cè)壁之間的間隙(圖5中的 貫通孔406)，延伸到二層部分。并且，在圖16所示的例子中，雖然將層 疊配線板501配置在電容單元514的上方，但是也可以配置在下方。
另外，在冷卻套19A的底面191上固定有構(gòu)成輔機(jī)用逆變器裝置43 的功率模塊。因?yàn)槔鋮s套19A與框體12通過鋁鑄造一體形成，所以通過 冷卻水的流動可以冷卻冷卻套19A的整體。因此，冷卻套19A的底面191 也可以作為冷卻面利用。功率模塊被固定成使搭載了逆變器用半導(dǎo)體元 件(IGBT、 二極管)的散熱用的金屬底座431為上側(cè)，該金屬底座431 與冷卻套19A的底面191密接。逆變器裝置43的驅(qū)動電路174C、搭載有 驅(qū)動電源432的驅(qū)動電路基板433被設(shè)置在開關(guān)半導(dǎo)體元件的下側(cè)。
逆變器裝置140、 142的各功率模塊300被配置在冷卻套19A的上面 側(cè)，即框體12的二層部分。各功率模塊300在冷卻水的水流方向即圖16 中的左右方向排列配置。圖中左側(cè)是逆變器裝置140的功率模塊300，右 側(cè)是逆變器裝置142的功率模塊300。設(shè)置在各功率模塊300上的金屬底 座304被固定在冷卻套19A的上表面?zhèn)龋诮饘俚鬃?04的底面形成的多 個翼(銷形翼)305向冷卻水流路19內(nèi)突出。在各金屬底座304上，沿圖 中左右方向隔著絕緣基板334搭載有在圖2的縱向上排列的上臂側(cè)的U、 V、 W相的元件。
在框體12的截面的上下方向的中央部設(shè)置通過壓鑄鋁與框體12制成 一體的冷卻套19A，在冷卻套19A的上面?zhèn)刃纬傻拈_口設(shè)置有功率模塊 300。圖中左側(cè)是冷卻水的去路19a，右側(cè)是水路的折返側(cè)的回路1%。如 上所述，在去路19a及回路19b的上方分別設(shè)置開口，用功率模塊300散熱用的金屬底座304以跨過去路19a及回路19b這兩者的方式堵塞幵口， 設(shè)置在金屬底座304上的散熱用翼305從開口向冷卻水流中突出。另外， 在冷卻水流路19的下面?zhèn)裙潭ㄓ休o機(jī)用的逆變器裝置43。
大致中央部彎曲了的板狀交流電力線186，其一端與功率模塊300的 交流端子159連接，另一端從功率轉(zhuǎn)換裝置200內(nèi)部突出并形成交流連接 器。正極側(cè)電容端子504及負(fù)極側(cè)電容端子506通過貫通孔406分別與正 極側(cè)導(dǎo)體板702及負(fù)極側(cè)導(dǎo)體板704電氣且機(jī)械地連接。在與設(shè)置在框體 12上的冷卻水流路19內(nèi)的冷卻水的流動方向大致垂直的方向上，配置交 流連接器188、正極側(cè)電容端子504及負(fù)極側(cè)電容端子506。因此，電氣 配線被整齊地配置，有利于功率轉(zhuǎn)換裝置200的小型化。層疊導(dǎo)體板700 的正極側(cè)導(dǎo)體板702、負(fù)極側(cè)導(dǎo)體板704以及交流側(cè)電力線186向功率模 塊300外突出并形成有連接端子。因此，由于電氣連接結(jié)構(gòu)十分簡單且不 使用其它的連接導(dǎo)體，所以有利于小型化。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，不僅提高了生產(chǎn) 率，也提高了可靠性。
并且，貫通孔406與冷卻水流路19被框體12內(nèi)部的框體隔開，且正 極側(cè)導(dǎo)體板702及負(fù)極側(cè)導(dǎo)體板704與正極側(cè)電容端子506及負(fù)極側(cè)電容 端子504的連接部存在于貫通孔406內(nèi)，因此，可靠性提高。
在圖17中，帶箭頭的線表示電流的流動。輸入到功率轉(zhuǎn)換裝置200 的直流電，通過電容模塊500、電容端子504、 506及層疊導(dǎo)體板700，被 輸入到設(shè)置在二層部分的各功率模塊300。直流電在功率模塊300中被轉(zhuǎn) 換為交流電，從交流連接器188輸出。
這樣，因?yàn)橐酝ㄟ^冷卻套19A的側(cè)方的方式設(shè)置電容端子504、 506， 連接電容模塊500和層疊導(dǎo)體板700，所以可以形成包圍冷卻套19的電力 配線，實(shí)現(xiàn)電力線最短的配線結(jié)構(gòu)。另外，電力配線采用層疊結(jié)構(gòu)。其結(jié) 果是，在夾著冷卻套19A的位置配置電容模塊500和功率模塊300的情況 下，也可以減小電感。并且，因?yàn)樵诶鋮s套19A附近配置電容模塊500， 所以提高了電容模塊500的冷卻效率。
在上述說明的冷卻結(jié)構(gòu)中，在冷卻套19A的一方的面上固定發(fā)熱量大 的功率模塊300，使功率模塊300的翼305向冷卻水流路19內(nèi)突出，高效 地冷卻功率模塊300。散熱量次大的輔機(jī)用逆變器裝置43由冷卻套19A的另一面冷卻。并且，發(fā)熱量第三大的電容模塊500通過框體12及下部 殼體16冷卻。這樣由于形成為對應(yīng)于發(fā)熱量的多少的冷卻結(jié)構(gòu)，所以提
高冷卻效率及可靠性，同時可以使功率轉(zhuǎn)換裝置200更小型化。
并且，將輔機(jī)用逆變器裝置43固定在冷卻套19A的面對電容模塊500 的底面上，因此，在使用電容模塊500作為輔機(jī)用逆變器裝置43的平滑 用電容時，有使配線距離變短的效果。另外，因?yàn)榕渚€距離短，所以有能 夠減小電感的效果。
在功率模塊300的上方配置安裝了驅(qū)動電路174的驅(qū)動電路基板22， 且在驅(qū)動電路基板22的上方，隔著提高散熱及電磁屏蔽效果的金屬底板 11而配置有控制電路基板20。驅(qū)動電路基板22被固定在形成于功率模塊 箱302的基板固定部302a上。另夕卜，用螺釘將控制電路基板20固定在設(shè) 置于金屬底板ll的支柱810上。在控制電路基板20產(chǎn)生的熱量通過支柱 810被傳遞至金屬底板11。在控制電路基板20上搭載有構(gòu)成控制電路172 的CPU212、控制電源214等。在金屬底板11上形成有開口部100，來自 控制電路基板20的信號端子的信號電纜102通過該開口部100與設(shè)置在 二層部分的框體側(cè)壁上的連接器21連接。通過將上部殼體10固定在框體 12上，構(gòu)成本實(shí)施方式的功率轉(zhuǎn)換裝置200。
如上所述，因?yàn)樵诳刂齐娐坊?0與功率模塊300之間配置有驅(qū)動 電路基板22,所以從控制電路基板20將逆變器電路的動作時刻傳給驅(qū)動 電路基板22，基于此，在驅(qū)動電路基板22生成柵信號，并將該信號分別 施加在功率模塊300的柵極上。由于這樣沿著電連接關(guān)系來配置控制電路 基板20、驅(qū)動電路基板22，所以可以簡化電氣配線，有利于功率轉(zhuǎn)換裝 置200的小型化。另外，驅(qū)動電路基板22被配置于相對于控制電路基板 20來說距離比功率模塊300、電容模塊500更近的位置。因此，從驅(qū)動電 路基板22到控制電路基板20的配線距離比其它部件(功率模塊300等) 與控制電路基板20的配線距離短。因此，可以抑制從直流正極側(cè)連接端 子部512傳出的電磁噪音、因IGBT328、 330的開關(guān)動作引起的電磁噪音 侵入從驅(qū)動電路基板22到控制電路基板20的配線。
通過在冷卻套19A的一方的面上固定功率模塊300，在另一方的面上 固定輔機(jī)用逆變器裝置43，用在冷卻水流路19中流動的冷卻水同時冷卻
34功率模塊300和輔機(jī)用逆變器裝置43。在這種情況下，因?yàn)樯嵊玫囊碇?br> 接與冷卻水流路19的冷卻水相接，所以功率模塊300的冷卻效果更大。 并且，用冷卻水流路19中流動的冷卻水冷卻框體12，同時冷卻固定在框 體12上的下部殼體16及金屬底板11 。因?yàn)樵谙虏繗んw16上固定電容模 塊500的金屬殼體，所以通過下部殼體16和框體12，電容模塊500也被 冷卻水冷卻。并且，通過金屬底板11冷卻控制電路基板20、驅(qū)動電路基 板22。下部殼體16也由熱傳導(dǎo)性良好的材料制成，其接受來自電容模塊 500的熱量，將熱量傳導(dǎo)至框體12，被傳導(dǎo)來的熱量被釋放到冷卻水流路 19的冷卻水中。另外，在冷卻套19A的下表面設(shè)置有車內(nèi)用空調(diào)、油泵、 作為其它用途的泵而使用的容量較小的輔機(jī)用逆變器裝置43。來自該輔機(jī) 用逆變器裝置43的熱量通過框體12的中間框體被釋放到冷卻水流路19 的冷卻水中。這樣，通過在框體12的中央設(shè)置冷卻套19A，在冷卻套19A 的一方即上方設(shè)置金屬底板11，在另一方即下方側(cè)設(shè)置下部殼體16，由 此可以對應(yīng)于發(fā)熱量高效冷卻構(gòu)成功率轉(zhuǎn)換裝置200所需要的部件。另外， 可以在功率轉(zhuǎn)換裝置200的內(nèi)部整齊配置部件，可以實(shí)現(xiàn)小型化。
功率轉(zhuǎn)換裝置的起散熱作用的散熱體，第一是冷卻水流路19，此外金 屬底板ll也起該作用。金屬底板ll起電磁屏蔽作用，同時接收來自控制 電路基板20、驅(qū)動電路基板22的熱量，將熱量傳導(dǎo)至框體12，通過冷卻 水流路19的冷卻水散熱。
這樣，本實(shí)施方式的功率轉(zhuǎn)換裝置中，散熱體是三層的層疊體，即具 有金屬底板ll、冷卻水流路19 (冷卻套19A)，下部殼體16這樣的層疊 結(jié)構(gòu)。所述散熱體按階層與各個發(fā)熱體(功率模塊300、控制電路基板20、 驅(qū)動電路基板22、電容模塊500)鄰接設(shè)置。形成為如下結(jié)構(gòu)在層疊結(jié) 構(gòu)的中央部具有作為主要散熱體的冷卻水流路19，金屬底板11和下部殼 體16通過框體12向冷卻水流路19的冷卻水傳導(dǎo)熱量。在框體12內(nèi)收容 三個散熱體(冷卻水流路19、金屬底板U、下部殼體16)，提高散熱性， 同時有利于裝置的薄型化及小型化。
圖18是表示上述實(shí)施方式的變形例的圖，是與圖2相同的電路塊圖。 在圖18中，功率模塊300中逆變器電路144、 145的配置與圖2所示的情 況不同。在圖2所示的例子中，逆變器電路144、 145的上臂側(cè)的半導(dǎo)體開關(guān)部(IGBT328、 二極管156)被配置在去路側(cè)的冷卻水流路19上，下 臂側(cè)的半導(dǎo)體開關(guān)部(IGBT330、 二極管166)被配置在回路側(cè)的冷卻水 流路19上。另一方面，在圖18所示的例子中，逆變器電路144、 145內(nèi) 的各半導(dǎo)體開關(guān)部的配置相對于圖2所示的配置旋轉(zhuǎn)了 90度。
圖19表示在框體12內(nèi)配置逆變器裝置140、 142的情況。對用于行 駛驅(qū)動的電動發(fā)電機(jī)192、 194進(jìn)行驅(qū)動控制的逆變器裝置140、 142，與 輔機(jī)用的逆變器裝置43相比發(fā)熱多，所以被配置在設(shè)置了冷卻套19A的 框體12內(nèi)。另一方面，發(fā)熱較少的輔機(jī)用逆變器裝置43雖未圖示但被配 置在框體12的外部。并且，在這種情況下，如圖2所示，也可以將上臂 側(cè)半導(dǎo)體開關(guān)部(IGBT328、 二極管156)配置在冷卻水流路19的去路側(cè)， 將下臂側(cè)半導(dǎo)體開關(guān)部(IGBT330、 二極管166)配置在回路側(cè)。
圖20表示圖18所示的結(jié)構(gòu)中層疊配線板的形態(tài)變化后的變形例。圖 21是變形例中功率轉(zhuǎn)換裝置200的剖面圖，是表示從與圖17的情況相同 的方向看去的剖面圖。并且，該變形例也可以適用于圖2所示的結(jié)構(gòu)。在 圖18中，構(gòu)成為在電容模塊500的層疊配線板501上連接層疊導(dǎo)體板700， 在該層疊導(dǎo)體板700上連接功率模塊300內(nèi)置的直流端子313。另一方面， 在圖20所示的例子中，構(gòu)成為將層疊導(dǎo)體板700分割為兩個層疊導(dǎo)體板 710，將分割后的各層疊配線板710的一部分內(nèi)置于各功率模塊300內(nèi)。
層疊導(dǎo)體板710隔著絕緣片713設(shè)置有正極導(dǎo)體板711和負(fù)極導(dǎo)體板 712，層疊導(dǎo)體板710與電容端子504、 506的連接結(jié)構(gòu)與層疊導(dǎo)體板700 的情況相同。相對于電容端子504、 506基本成直角固定的層疊導(dǎo)體板710 在上臂和下臂的中間位置折曲成直角并被導(dǎo)入功率模塊300內(nèi)，與功率模 塊300的電路配線圖案334k (參照圖9)連接。功率模塊300的各上下臂 串聯(lián)電路分別并列連接在正極導(dǎo)體板711與負(fù)極導(dǎo)體板712之間。
在圖18所示的例子的情況下，如圖17所示，需要用螺栓等將層疊導(dǎo) 體板700連接在內(nèi)置于功率模塊300中的配線部件(直流正極端子連接部 314a、直流負(fù)極端子連接部316a)上。另一方面，在圖21所示例子的情 況下，因?yàn)閷盈B導(dǎo)體板700的正極導(dǎo)體板711及負(fù)極導(dǎo)體板712直接連 接使得與功率模塊300的端子接觸，所以可以削減部件件數(shù)，并且可以謀 求提高組裝作業(yè)的效率。在圖20所示的變形例中，由于層疊配線板501及層疊導(dǎo)體板710關(guān)于F — F剖面對稱構(gòu)成，所以關(guān)于被并列配置的兩個
功率模塊300可以謀求等電感化。
圖22所示的變形例是在圖18所示的結(jié)構(gòu)中添加了用于對平滑電容器 即電容模塊500的能量進(jìn)行放電的放電電路550。放電電路550被設(shè)置在 輔機(jī)用逆變器裝置43內(nèi)，連接在直流線432的正極部與負(fù)極部之間。在 放電電路550上設(shè)置有串聯(lián)連接的放電電阻551和開關(guān)元件552。在放電 電阻551上并列連接有環(huán)流用的二極管553。開關(guān)元件552及二極管553 被內(nèi)置于功率模塊，例如安裝在散熱底座431上。另一方面，放電電阻551 被設(shè)置在逆變器裝置43的功率模塊的外側(cè)，并被固定在冷卻套19A的底 面191 (例如，堵塞形成于冷卻套19A的底面上的開口 404的罩420)上。 開關(guān)元件552的開和關(guān)由逆變器裝置43的驅(qū)動電路174C驅(qū)動控制。并且， 如果可以內(nèi)置，則也可以在逆變器裝置43內(nèi)設(shè)置放電電阻551。
通常(非放電時)幵關(guān)元件552處于斷開狀態(tài)。在車輛的點(diǎn)火裝置斷 開，將蓄積在電容模塊500內(nèi)的電荷放電的情況下，接通開關(guān)元件552。 通過開關(guān)元件552的接通動作，電流流向放電電阻551，電容模塊500被 放電。蓄積在電容模塊500中的能量由放電電阻551轉(zhuǎn)換為熱能，產(chǎn)生的 熱量被釋放到冷卻套19A。g卩，通過將功率模塊用的冷卻裝置(冷卻套19A) 兼作放電電阻551的冷卻裝置，就不需要設(shè)置放電電阻551專用的冷卻裝 置，可以謀求小型化。另外，由于使用輔機(jī)用逆變器裝置43的配線432， 可以省略放電用的配線。并且，在上述例子中，雖然將放電電阻551固定 在冷卻套19A的底面上，但是也可以將放電電阻551設(shè)置在逆菱器裝置 43的功率模塊內(nèi)。另外，該放電電路550也可以適用于圖2、 18 20所示 的結(jié)構(gòu)。
圖23是表示用于應(yīng)對泄漏電流的變形例的圖。在圖23所示的功率轉(zhuǎn) 換裝置中，輔機(jī)(電動機(jī)195)用的交流連接器189被設(shè)置在從主機(jī)(電 動發(fā)電機(jī)192、 194)用的交流連接器188離開的位置的一層部分。實(shí)線所 示的箭頭線表示主機(jī)的泄漏電流的路徑，虛線所示的箭頭線表示輔機(jī)的泄 漏電流的路徑。
在圖23中，對于連接直流電的輸入接線柱即直流連接器138與電容 模塊500的層疊配線板501的直流線，從直流連接器138側(cè)按照逆變器裝
37置43的功率模塊、噪音過濾器204的順序連接而構(gòu)成。通過這樣配置各 連接點(diǎn)的位置，可以分離主機(jī)的泄漏電流的路徑與輔機(jī)的泄漏電流的路
徑。來自主機(jī)的泄漏電流如實(shí)線的箭頭線所示，從框體12的連接噪音過 濾器204的點(diǎn)，通過噪音過濾器204流向?qū)盈B配線板501。另一方面，來 自輔機(jī)的泄漏電流，如虛線箭頭線所示，從框體12通過噪音過濾器204 及輸入層疊配線板230，流入逆變器裝置43的功率模塊。
在用于行駛驅(qū)動用的電動發(fā)電機(jī)192、 194產(chǎn)生的噪音比輔機(jī)用電動 機(jī)195產(chǎn)生的噪音大。因此，使在電動發(fā)電機(jī)192、 194產(chǎn)生的噪音不與 輔機(jī)用逆變器電路1446的輸入重疊這一點(diǎn)非常重要。這一點(diǎn)，在圖23的 結(jié)構(gòu)中，因?yàn)閷⒃胍暨^濾器204設(shè)置在層疊配線板501的連接點(diǎn)與逆變器 43的輸入線的連接點(diǎn)之間，所以主機(jī)的泄漏電流路徑與輔機(jī)的泄漏電流路 徑被分離，可以防止噪音對電動發(fā)電機(jī)192、 194的影響。其結(jié)果是，可 以謀求降低噪音。
并且，在圖2、 18、 19、 20、 22中，帶有符號F的虛線表示與圖16 中F—F剖面相同的剖面的位置。另外，在圖23中，為便于表示，層疊配 線板501是相對于層疊導(dǎo)體板700向圖中上方偏移地記載的，與圖2的情 況相同，層疊配線板501、層疊導(dǎo)體板700及直流端子313關(guān)于F—F剖 面對稱配置。
(關(guān)于三層結(jié)構(gòu)的說明)
圖16、 17所說明的那樣，在本實(shí)施方式中，功率轉(zhuǎn)換裝置200的封 套(casing)內(nèi)形成三層構(gòu)造。功率轉(zhuǎn)換裝置200是各種部件的集合體， 但是存在控制電路172 (CPU212)發(fā)熱量小、抗噪音性弱，功率模塊300 噪音大且產(chǎn)生熱量多，從電容模塊500到功率模塊300的配線部件放射噪 音大的問題。另外，功率模塊300還存在緊固用的螺釘數(shù)量多、組裝性差 的問題。
因此，在本實(shí)施方式中，設(shè)置金屬底板11并將功率模塊300的上方 區(qū)域分割為第二區(qū)域Sl和第三區(qū)域S2，產(chǎn)生大量噪音的功率模塊300、 配線部件(層疊導(dǎo)體板700、層疊配線板501)配置在比金屬底板ll更靠 下側(cè)的第二區(qū)域S2或者第一區(qū)域Sl，安裝有抗噪音性弱的控制電路172 的控制電路基板22配置在第三區(qū)域S3。在圖16、 17所示的例子中，控制電路基板22固定在金屬底板11上。其結(jié)果是，功率模塊300、配線部件
產(chǎn)生的噪音被金屬底板11隔斷，可以降低噪音對控制電路172的影響。 另外，因?yàn)轵?qū)動電路174抗噪音性較強(qiáng)，所以驅(qū)動電路基板22被配置在
第二區(qū)域。
電容模塊500配置在一層部分的第一區(qū)域Sl (冷卻套19與下部殼體 16之間的區(qū)域)。電容模塊500被固定在下部殼體16上，如前所述，將 在電容模塊500產(chǎn)生的熱量通過下部殼體16傳遞至冷卻套19A。另外， 通過將發(fā)熱密度高的功率模塊300固定在冷卻套19A上，可以有效地進(jìn)行 功率模塊300的冷卻。
如圖16、 17所示，為了由螺栓等緊固電容端子504、 506與層疊導(dǎo)體 板700，由螺栓等緊固層疊導(dǎo)體板700與直流端子313，將電容模塊500 配置在一層區(qū)域，這樣緊固操作變得容易。例如，在采用將電容模塊500 配置在功率模塊300的上部這樣的層疊結(jié)構(gòu)的情況下，功率模塊300變成 阻礙，使緊固操作難以進(jìn)行。
這樣，通過使功率轉(zhuǎn)換裝置200的封套構(gòu)造為三層構(gòu)造，如上述那樣 將控制電路172、功率模塊300以及電容模塊500配置在各層上，可以同 時解決發(fā)熱問題和噪音問題。
另外，通過將輔機(jī)用功率模塊43固定在冷卻套19A的底面191上， 可以有效地冷卻功率模塊43。冷卻套19A不僅可以利用形成了冷卻水流 路19的上表面，也可以將底面191作為冷卻面利用。通過采用三層結(jié)構(gòu) 可以在底面191側(cè)形成第一區(qū)域Sl，可以將功率模塊43固定在底面191 上。其結(jié)果是，可以將冷卻套19A的上下面作為冷卻面利用，可以使冷卻 套19A小型化，謀求裝置的小型化。
圖24是表示控制電路基板20及驅(qū)動電路基板22的安裝結(jié)構(gòu)的變形 例的圖。與圖16、 17所示的情況相同，控制電路基板20由螺釘固定在設(shè) 置于金屬底板11上的支柱810上。另一方面，驅(qū)動電路基板22由螺釘固 定在設(shè)置于金屬底板11的下面?zhèn)鹊闹е?11上。在基板20、 22和金屬底 板11之間以夾持方式設(shè)置散熱部件812。并且，在此，雖然在基板20的 上下兩方設(shè)置了散熱部件812，當(dāng)然也可以只在任一側(cè)設(shè)置。在圖14所示 的例子中，在配置有CPU212、控制電源(電源變壓器)204、 178、驅(qū)動電路174、 174B等發(fā)熱部件的區(qū)域，設(shè)有散熱部件812。當(dāng)然，也可以以 擴(kuò)大到基板面整體的方式配置散熱部件812。散熱部件812使用散熱片、 凝膠、樹脂等?；?0、 22產(chǎn)生的熱量，如箭頭線所示，通過散熱部件 812傳遞至金屬底板11，之后，通過框體12、冷卻套19A最終被散熱到 冷卻水中。這樣，通過在基板20、22與金屬底板11之間設(shè)置散熱部件812， 可以提高從基板20、 22向金屬底板11的熱傳導(dǎo)效率。
并且，為了可靠地提高熱傳導(dǎo)性能，優(yōu)選將散熱部件(CPU212、控 制電源204、 178、驅(qū)動電路174、 174B)以圖25所示的配置安裝在基板 20、 22上。圖25是表示從上部殼體10側(cè)看去的CPU212、控制電源204、 178、驅(qū)動電路174、 174B的安裝位置的圖。如圖25所示，控制電路基板 20上的發(fā)熱部件(CPU212、控制電源204)和驅(qū)動電路基板22上的發(fā)熱 部件(控制電源178、驅(qū)動電路174、 174B)，與各個部件配置在上下方 向上不重疊的位置。
當(dāng)安裝在基板20、 22上的發(fā)熱部件的位置在上下方向重疊時，該部 分局部溫度容易上升，相對于金屬底板11的實(shí)質(zhì)的熱傳遞面積也變窄。 另一方面，若按圖25那樣以發(fā)熱部件在上下方向不重疊的方式配置，則 發(fā)熱部件的位置分散到金屬底板11的整體，相對于金屬底板11的實(shí)質(zhì)的 熱傳遞面積變大，發(fā)熱性能提高。
圖26是表示與金屬底板11的固定方法相關(guān)的變形例的圖。在圖24 所示的例子中，使上部殼體10與框體12的緣部以匹配的方式相對，在其 間夾著金屬底板ll，用螺栓等緊固上部殼體10與框體12。因此，存在無 法得到大的金屬底板11與框體12的接觸面積的缺點(diǎn)。另一方面，在圖26 所示的變形例中，在上部殼體10與框體12這兩方形成凸緣部10F、 12F， 在所述凸緣部IOF、 12F之間夾入金屬底板11的緣部，并用螺栓814緊固。 圖27是從上方看功率轉(zhuǎn)換裝置200的封套的圖。
通過采用這樣的共固結(jié)構(gòu)，金屬底板11與框體12的接觸面積變大， 提高了從金屬底板11到框體12的熱傳導(dǎo)性能。另外，也提高了組裝操作 性。特別是，在與圖5所示的在框體12內(nèi)的軸套419螺栓固定的結(jié)構(gòu)相 比的情況下，接觸壓力提高，熱傳導(dǎo)性能良好，因?yàn)槭枪补探Y(jié)構(gòu)，還可以 削減螺栓個數(shù)。圖28、29是表示關(guān)于驅(qū)動電路基板22的散熱結(jié)構(gòu)的其它的例子的圖， 分別表示與圖16、 17相同的剖面的圖。在此，驅(qū)動電路基板22被固定在 功率模塊箱302上。在驅(qū)動電路基板22的下側(cè)，以架設(shè)在兩個功率模塊 300上的方式設(shè)有金屬制的散熱板818。散熱板818被固定在設(shè)置于冷卻 套19A的支承壁816上。支承壁816可以與冷卻套19A—體形成，也可 以分體形成。在散熱板818與驅(qū)動電路基板22之間以夾持方式設(shè)有散熱 部件812。
由驅(qū)動電路基板22產(chǎn)生的熱量如箭頭線所示，被傳遞至散熱部件 812、散熱板818、支承壁816及冷卻套19A，最終被散熱到冷卻水。在圖 28、 29所示的結(jié)構(gòu)的情況下，與圖26所示的情況相比，到冷卻套19A的 傳遞路徑的距離變短，可以謀求散熱性能的提高。
圖30、 31是表示連接器21的安裝結(jié)構(gòu)的變形例的圖。在圖30所示 的第一變形例中，從裝置外部供應(yīng)電信號及電源的連接器21被螺栓824 固定在二層部分的框體外周面上。在連接器21上設(shè)有多個導(dǎo)線端子21a。 各導(dǎo)線端子21a被折曲成L字形狀，其垂直部分通過設(shè)置于金屬底板11 上的開口 11b并向三層部分的第三區(qū)域S3突出。另外，設(shè)置在控制電路 基板20與驅(qū)動電路基板22之間的信號電纜820通過金屬底板11的開口 lla連接。
在組裝裝置時，連接器21預(yù)先被固定在框體12上，之后，當(dāng)將固定 有控制電路基板20的金屬底板11載置在框體12上時，導(dǎo)線端子21a被 插入到設(shè)置于控制電路基板20的插座822的各嵌合部內(nèi)，變?yōu)殡娺B接狀 態(tài)。因此，可以簡單容易地連接設(shè)置于框體12上的連接器21和控制電路 基板20，操作性提高。
在圖30所示的第一變形例中，連接器21被預(yù)先固定在框體12側(cè)， 但是在圖31所示的第二變形例中，被預(yù)先固定在控制電路基板20偵j。連 接器21的導(dǎo)線端子21a與圖30的情況相同，折曲成L字形狀。連接器21 的導(dǎo)線端子21a的垂直部分從控制電路基板20的背面?zhèn)蓉炌ɑ宥俗硬?分，并被軟釬焊固定。然后，將焊接固定了連接器21的控制電路基板20 用螺釘固定在金屬底板11的支柱810上。此時，通過設(shè)置在金屬底板11 上的開口 llb，并將連接器21的插座部分配置在技術(shù)底板1的下側(cè)。在第二變形例的情況下，由于預(yù)先將連接器21軟釬焊在控制電路基板20側(cè)， 因此，將連接器21安裝到控制電路基板20上的組裝操作變?nèi)菀住?br> 圖32是說明使信號線830的連接容易進(jìn)行的引導(dǎo)板lld的圖。功率 模塊300的輸出端子即交流連接器188從框體12的二層部分向外部突出。 在框體12上以包圍交流連接器188的方式設(shè)有電流傳感器180。在電流傳 感器180的連接器180C上連接信號電纜830，來自電流傳感器180的電 信號通過信號電纜830被傳遞至設(shè)置在三層部分的第三空間S3上的控制 電路基板20。在金屬底板11上設(shè)置有通過信號電纜830用的開口 lle， 在金屬底板ll的下面的開口 lle的附近形成有引導(dǎo)板lld。另一方面，在 框體12的電流傳感器附近形成有開口 834。
引導(dǎo)板lld從金屬底板下表面向斜下方延伸，直到開口 834的下側(cè)的 框體內(nèi)周面附近。因此，當(dāng)將信號電纜830的前端從上方插入金屬底板11 的幵口lle時，其前端抵接于引導(dǎo)板lld并被導(dǎo)向右下側(cè)，可以容易地從 框體側(cè)壁的開口 834取出到電流傳感器側(cè)。因此，信號電纜830的連接操 作變得容易。并且，在此，雖然以電流傳感器180的信號電纜為例進(jìn)行了 說明，但是在將連接器21的信號電纜102 (參照圖16)從框體側(cè)壁側(cè)向 設(shè)置有控制電路基板20的第三區(qū)域引出的情況下，也可以通過設(shè)置同樣 的引導(dǎo)板，使電纜832的連接變得容易進(jìn)行。
圖33是說明在將金屬底板11及上部殼體10固定在框體12上時的、 防止液狀密封材料擴(kuò)散的結(jié)構(gòu)的圖。在將功率轉(zhuǎn)換裝置200搭載在車輛上 的情況下，例如，搭載在發(fā)動機(jī)窒等條件惡劣的環(huán)境下。因此，為了保護(hù) 封套內(nèi)的部件不受周圍環(huán)境干擾，在上部殼體IO或下部殼體16與框體12 的接合部施加密封用的液狀密封材料838。
例如，在將金屬底板11及上部殼體10固定在框體12上的情況下， 在框體12的上端及金屬底板的上表面的密封部，使用分配器等涂敷液狀 密封材料838。之后，將金屬底板11及上部殼體10依次重疊在框體12 上，通過螺栓等緊固。在緊固時，大多情況下多余的液狀密封材料838溢 出到殼體內(nèi)周側(cè)及外周側(cè)。若金屬底板U上表面的液狀密封材料838溢 出到內(nèi)側(cè)并附著在控制電路基板20或安裝部件上，則存在產(chǎn)生故障等不 正常情況的可能。
42因此，在圖33所示的例子中，在金屬底板11的密封部的內(nèi)周側(cè)設(shè)置
防護(hù)壁836。溢出到內(nèi)周側(cè)的液狀密封材料838被防護(hù)壁阻止向基板側(cè)的 移動。結(jié)果是可以防止液狀密封材料838附著在控制電路基板20上。
圖34是在第二區(qū)域S2設(shè)置了液狀密封材料用的防護(hù)壁840的情況下 的圖。在防護(hù)壁840的上端形成有凹部842。溢出到框體12的內(nèi)周面的液 狀密封材料838留在該凹部842，可以防止液狀密封材料838附著在配置 于防護(hù)壁840內(nèi)側(cè)的功率模塊300或驅(qū)動電路基板22上。并且，防護(hù)壁 836、 840優(yōu)選設(shè)置在全周上，但也可以只設(shè)置在具有需要防止液狀密封材 料838附著的部件的區(qū)域。
并且，在此，雖然說明了在上部殼體10與框體12的接合部的液狀密 封材料838的溢出，但是在下部殼體16與框體12的接合部也可以設(shè)置同 樣的防護(hù)壁，可以防止溢出的液狀密封材料838對內(nèi)置部件的影響。
但是，在必須在驅(qū)動電路基板22上安裝高的部件的情況下，若對應(yīng) 于該部件的高度設(shè)定驅(qū)動電路基板22與金屬底板11的距離，則封套整體 的高度變大，裝置整體大型化。在這種情況下，通過采用圖35所示的結(jié) 構(gòu)，可以盡可能降低裝置的高度。在圖35的情況下，在驅(qū)動電路基板22 上安裝有高的電源變壓器850。在此，在驅(qū)動電路基板22的中央配置電源 變壓器850，在電源變壓器850的左側(cè)安裝驅(qū)動左側(cè)的功率模塊30的驅(qū)動 電路174A,在電源變壓器850的右側(cè)安裝驅(qū)動右側(cè)的功率模塊30的驅(qū)動 電路174B。在金屬底板11及控制電路基板20上分別形成有開口 852、854， 電源變壓器850貫通開口 852、 854，弁向三層側(cè)的第三區(qū)域突出。通過采 用這樣的結(jié)構(gòu)，可以將殼體的高度尺寸控制在與圖16所示的情況大致相 同的程度。并且，在圖35所示的例子中，雖然在驅(qū)動電路基板22的中央 配置了高的電源變壓器850，但是也可以不設(shè)置在中央。
在以上說明的本實(shí)施方式中，具有以下這樣的作用效果。 (1)如圖16、 17所示，金屬殼體具有構(gòu)成側(cè)壁部的框體12、上部殼 體10及下部殼體16，在設(shè)置于側(cè)壁部內(nèi)周的冷卻套19A與下部殼體16 之間形成第一區(qū)域Sl，通過金屬底板11將冷卻套19A與上部殼體10之 間的區(qū)域分為下側(cè)的第二區(qū)域S2和上側(cè)的第三區(qū)域S3，將第一及第二功 率模塊300固定在冷卻套19A的上表面410S,將電容模塊500設(shè)置在第一區(qū)域Sl，將分別驅(qū)動各功率模塊300的逆變器電路144、 145的驅(qū)動電 路174A、 174B設(shè)置在第二區(qū)域S2，將控制驅(qū)動電路174A、 174B的控制 電路172設(shè)置在第三區(qū)域S3。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，來自功率模塊300或配線 部件的噪音被金屬底板11遮擋，可以降低噪音對驅(qū)動電路172的影響。 另外，通過將發(fā)熱密度高的功率模塊300固定在冷卻套19A上，可以有效 地進(jìn)行功率模塊300的冷卻。其結(jié)果是，可以同時解決發(fā)熱問題和噪音問 題。并且，通過采用三層的結(jié)構(gòu)，可以一邊冷卻功率模塊、電容器、配線 基板， 一邊降低連接電容器與功率模塊的配線的電感。
(2) 并且，如圖16、 17所示，將輔機(jī)用功率模塊(43)固定于冷卻 套19A的下表面191，將驅(qū)動輔機(jī)用功率模塊的逆變器電路146的驅(qū)動電 路174C設(shè)置于第一區(qū)域S1。通過在冷卻套19A的下側(cè)形成第一區(qū)域S1， 可以將功率模塊43固定在底面191上。其結(jié)果是，可以利用冷卻套19A 的上下的面作為冷卻面，可以使冷卻套19A小型化，可以謀求裝置的小型 化。
(3) 并且，在圖16中，通過將下部殼體16固定安裝在冷卻套19A 上，將電容模塊500固定在下部殼體16上，可以靠冷卻套19A有效地對 電容模塊500進(jìn)行冷卻。
(4) 通過將驅(qū)動電路基板22固定在金屬底板11的第二區(qū)域S2側(cè)的 面上，將控制電路基板20固定在金屬底板11的第三區(qū)域S3側(cè)的面上， 使由基板20、 22產(chǎn)生的熱量向金屬底板11散熱，可以謀求散熱性能的提 高o
(5) 并且，通過在驅(qū)動電路基板22及控制電路基板20中的至少一 個基板與金屬底板11之間設(shè)置散熱部件812，可以進(jìn)一步提高向金屬底板 ll的散熱性能。
(6) 設(shè)定控制電源178、 214與驅(qū)動電路174A、 174B以及CPU212 的安裝位置，使得包含在驅(qū)動電路174A、 174B中的控制電源178以及驅(qū) 動電路174A、 174B在驅(qū)動電路基板22上的安裝位置隔著金屬底板11不 與包含在控制電路172中的控制電源214以及CPU212的在控制電路基板 20上的安裝位置相對。由此，若以上下不重疊的方式配置發(fā)熱部件，則發(fā) 熱部件的位置分散到金屬底板11整體，相對于金屬底板11的實(shí)質(zhì)的熱傳遞面積變大，從而散熱性能提高。
(7) 通過將與冷卻套19A熱接觸的散熱板818配置在功率模塊300 與驅(qū)動電路基板22這兩個之間，在散熱板818與驅(qū)動電路基板22之間設(shè) 置散熱部件812，這樣，從驅(qū)動電路基板22到冷卻套19A的熱路徑變短， 提高了散熱性能。
(8) 因?yàn)樾盘柧€830通過的開口 lie和引導(dǎo)部lid設(shè)置在金屬底板 11上，其中所述引導(dǎo)部lld從金屬底板11延伸到框體12的內(nèi)周面附近， 且將從第三區(qū)域S3插入到開口 834的信號線830引導(dǎo)向連接部方向，所 以簡化了配線連接作業(yè)。
(9) 如圖32所示，由于具備連接在控制電路基板20與設(shè)置在框體 12上的連接器180C之間的信號電纜830，設(shè)置信號電纜830通過的開口 lle和引導(dǎo)板lld，其中所述引導(dǎo)板lld從金屬底板11延伸到框體12的 內(nèi)周面附近，且將從區(qū)域S3插入開口 lie的信號電纜830引導(dǎo)向連接器 180C的方向，這樣，信號電纜830的前端抵接于引導(dǎo)板lld并被引導(dǎo)， 與連接器180C的連接操作變得容易。
(10) 如圖30所示，將來自裝置外部的電信號及電源供應(yīng)給控制電 路基板20的連接器21具有多個導(dǎo)線端子21a，所述導(dǎo)線端子21a被設(shè)置 在包圍區(qū)域S2的框體12的外周面上，并貫通形成于金屬底板11上的開 口 llb，以向區(qū)域S3突出的方式向上方折曲。而且，當(dāng)將控制電路基板 20固定在金屬底板11上時，各導(dǎo)線端子21a被插入設(shè)置在控制電路基板 20上的插座822的各嵌合部內(nèi)。因此，多個導(dǎo)線端子21a與控制電路基板 20的連接作業(yè)被簡化，組裝作業(yè)得到簡化。
(11) 如圖31所示，從裝置外部將電信號及電源供應(yīng)給控制電路基 板20的連接器21的多個導(dǎo)線端子21a被軟釬焊在控制電路基板20上。 導(dǎo)線端子21a折曲成L字形狀，當(dāng)將控制電路基板20固定在金屬底板11 上時，與導(dǎo)線端子21a連接的連接器21貫通金屬底板11的開口 llb，被 配置在框體12的外周面的規(guī)定位置上。因此，在將控制電路基板20固定 在金屬底板11上后，可以不進(jìn)行連接器21與控制電路基板20之間麻煩 的配線作業(yè)。
可以對實(shí)施方式和變形例的一個或者多個進(jìn)行組合，也可以對變形例進(jìn)行任意的組合。
上述說明只是一個例子，本發(fā)明不僅限于上述實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)。例如， 在上述實(shí)施方式中，逆變器裝置43、功率模塊300的逆變器電路以三相輸 出型為例進(jìn)行了說明，但是不僅限于三相。
權(quán)利要求
1.一種功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，其具備金屬殼體，其具有側(cè)壁部、上蓋及下蓋；冷卻套，其具有冷卻水路，并被設(shè)置在所述側(cè)壁部上，在所述冷卻套與所述下蓋之間形成第一區(qū)域；金屬板，其被固定在所述側(cè)壁部上，將所述冷卻套與所述上蓋之間的區(qū)域分成下側(cè)的第二區(qū)域和上側(cè)的第三區(qū)域；第一及第二功率模塊，它們被固定在所述冷卻套的所述第二區(qū)域側(cè)的面上，并內(nèi)置有逆變器電路；電容單元，其被設(shè)置在所述第一區(qū)域上，具有多個電容；第一基板，其被設(shè)置在所述第二區(qū)域上，安裝有分別驅(qū)動所述第一及第二功率模塊的逆變器電路的第一及第二驅(qū)動電路；第二基板，其被設(shè)置在所述第三區(qū)域上，安裝有控制所述第一及第二驅(qū)動電路的控制電路。
2. 如權(quán)利要求1所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于 所述功率轉(zhuǎn)換裝置具備第三功率模塊，其被固定在所述冷卻套的所述第一區(qū)域側(cè)的面上，并 內(nèi)置有三相輸出型逆變器電路，以及第三基板，其被設(shè)置于所述第一區(qū)域，安裝有驅(qū)動所述第三功率模塊 的逆變器電路的第三驅(qū)動電路，所述控制電路分別控制所述第一、第二及第三驅(qū)動電路。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于 所述下蓋固定安裝在所述冷卻套上， 所述電容單元固定在所述下蓋上。
4. 如權(quán)利要求1所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于-所述第一基板固定在所述金屬板的所述第二區(qū)域側(cè)的面上，所述第二基板固定在所述金屬板的所述第三區(qū)域側(cè)的面上。
5. 如權(quán)利要求4所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于 在所述第一基板及所述第二基板中的至少一個基板與所述金屬板之間設(shè)有散熱部件。
6. 如權(quán)利要求4或5所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于 以所述第二驅(qū)動電路中包含的電源電路部件及驅(qū)動用半導(dǎo)體元件在所述第一基板上的安裝位置隔著所述金屬板不與所述控制電路中包含的 電源電路部件及計(jì)算用半導(dǎo)體元件在所述第二基板上的安裝位置相對的 方式，設(shè)定各電源電路部件、驅(qū)動用半導(dǎo)體元件以及計(jì)算用半導(dǎo)體元件的 安裝位置。
7. 如權(quán)利要求1所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于.與所述冷卻套熱接觸的散熱板配置在所述第一及第二功率模塊與所 述第一基板之間，在所述散熱板與所述第一基板之間設(shè)有散熱部件。
8. 如權(quán)利要求1所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于在包圍所述第一區(qū)域的所述側(cè)壁部的外周面上，具備向所述電容單元 輸電的電力輸入端子和所述第三功率模塊的輸出端子，在包圍所述第二區(qū)域的所述側(cè)壁部的外周面具備所述冷卻水路的冷 卻水入口 、冷卻水出口以及所述第一及第二功率模塊的輸出端子。
9. 如權(quán)利要求1所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于 所述功率轉(zhuǎn)換裝置具備連接所述第二基板與設(shè)置在所述側(cè)壁部上的連接部之間的信號線，在所述金屬板上設(shè)置有開口以及導(dǎo)向部，所述信號線通過該開口，所 述導(dǎo)向部從所述金屬板延伸到側(cè)壁部的內(nèi)周面附近，將從所述第三區(qū)域插 入所述開口的所述信號線引導(dǎo)向所述連接部方向。
10. 如權(quán)利要求1所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，具備 所述功率轉(zhuǎn)換裝置具有連接器和多個嵌合部，所述連接器將來自裝置外部的電信號及電源供應(yīng)給所述第二基板，并 具有結(jié)合部和多個導(dǎo)線端子，所述結(jié)合部設(shè)置在包圍所述第二區(qū)域的所述 側(cè)壁部的外周面上，所述導(dǎo)線端子被保持在該結(jié)合部上，并且以貫通在所 述金屬板上形成的開口且向所述第三區(qū)域突出的方式向上方折曲，所述多個嵌合部被設(shè)置在所述第二基板上，在該第二基板被固定在所 述金屬板上時，所述多個導(dǎo)線端子分別插入并嵌合在所述多個嵌合部中。
11. 如權(quán)利要求l所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于 所述功率轉(zhuǎn)換裝置具備被固定在所述基板上、并從裝置外部對該基板供應(yīng)電信號及電源的連接器，所述連接器具備多個導(dǎo)線端子和結(jié)合部，所述多個導(dǎo)線端子的一端被焊接固定在所述基板上，并且貫通所述金 屬板的開口，向所述第二區(qū)域突出，之后向所述側(cè)壁部方向折曲成L字形 狀，所述結(jié)合部保持所述多個導(dǎo)線端子的另一端，且被配置在所述側(cè)壁部 的外周面上。
12. 如權(quán)利要求1所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于-在所述上蓋的外緣部與所述側(cè)壁部的上端分別形成相互相對的凸緣， 以由所述上蓋的凸緣與所述側(cè)壁部的凸緣夾持所述金屬板的外緣的方式緊固所述一對凸緣。
13. 如權(quán)利要求l所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于 在所述上蓋及下蓋與框體的接合部配置液狀密封材料，且設(shè)置阻止部，所述阻止部阻止從所述接合部流向所述第一 第三區(qū)域的所述液狀密 封材料附著在內(nèi)置于所述第一 第三區(qū)域的部件上。
14. 如權(quán)利要求1所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于 在所述金屬板及第二基板相互相對的區(qū)域分別形成開口， 安裝在所述第一基板上的部件的一部分貫通所述金屬板以及第二基板上形成的所述開口，并向所述第三區(qū)域突出。，
15. —種電動車輛，其特征在于，其具備權(quán)利要求1所述的功率轉(zhuǎn)換裝置， ' 由所述第一功率模塊驅(qū)動的第一電動發(fā)電機(jī)，以及 由所述第二功率模塊驅(qū)動的第二電動發(fā)電機(jī)。
全文摘要
提供一種功率轉(zhuǎn)換裝置，其可以冷卻功率模塊、電容、配線基板，同時可以降低連接電容與功率模塊的配線的電感。金屬殼體具有構(gòu)成側(cè)壁部的框體(12)、上部殼體(10)及下部殼體(16)，在設(shè)置于側(cè)壁部內(nèi)周的冷卻套(19A)與下部殼體(16)之間形成第一區(qū)域(S1)，金屬底板(11)將冷卻套(19A)與上部殼體(10)之間的區(qū)域分成下側(cè)的第二區(qū)域(S2)和上側(cè)的第三區(qū)域(S3)，第一及第二功率模塊(300)固定在冷卻套(19A)的上表面(410S)上，電容模塊(500)設(shè)置在第一區(qū)域(S1)，分別驅(qū)動各功率模塊(300)的逆變器電路(144)、(145)的驅(qū)動電路(174A、174B)設(shè)置于第二區(qū)域(S2)，控制驅(qū)動電路(174A、174B)的控制電路(172)設(shè)置于第三區(qū)域(S3)。
文檔編號H02M7/48GK101640495SQ20091014260
公開日2010年2月3日 申請日期2009年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月29日
發(fā)明者中津欣也, 佐藤俊也, 松尾壯志, 鈴木英世, 錦見總德 申請人:株式會社日立制作所