电力变换装置的制作方法

文档序号:31640183发布日期:2022-09-24 10:01阅读:74来源:国知局
电力变换装置的制作方法

1.本公开涉及电力变换装置。


背景技术:

2.国际公开第2013/121829号(专利文献1)公开了具备电容器模块和功率模块的电力变换装置。功率模块与电容器模块电连接。电容器模块包括电容器元件,对供给到功率模块的直流电力进行平滑化。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1:国际公开第2013/121829号


技术实现要素:

6.但是,在专利文献1公开的电力变换装置中,由于从功率模块发生热,所以电容器元件的温度上升未被充分降低。因此,电容器元件的性能劣化。本公开是鉴于上述课题完成的,其目的在于提供能够降低从功率模块产生的热所引起的电容器元件的性能劣化的电力变换装置。
7.本公开的电力变换装置具备散热器、功率模块、包括电容器元件的电容器、母线以及第1散热部件。散热器包括第1主面。功率模块载置于散热器的第1主面上。母线固定到功率模块和电容器元件并且电连接到功率模块和电容器元件。母线包括第1母线部和第2母线部。第1母线部固定到功率模块并且电连接到功率模块。第2母线部固定到第1母线部和电容器元件并且电连接到第1母线部和电容器元件。第1散热部件配置于电容器与功率模块之间。在俯视散热器的第1主面时,第1散热部件覆盖功率模块和第1母线部,并且电容器与第1散热部件重叠。第1散热部件与第1母线部和散热器热连接。
8.在电力变换装置的动作时,从功率模块发生热。该热从功率模块经由母线的第1母线部以及第1散热部件传到散热器。即,在该热经由第2母线部传到电容器元件之前,该热传到散热器。因此,从功率模块经由母线传到电容器元件的热的量减少。另外,第1散热部件遮挡从功率模块向电容器元件的热辐射的至少一部分,并且使通过从功率模块产生的热加热而去向电容器的空气冷却。本公开的电力变换装置能够使从功率模块产生的热所引起的电容器元件的性能劣化降低。
附图说明
9.图1是实施方式1的电力变换装置的电路图。
10.图2是实施方式1的电力变换装置的、沿图4以及图5所示的剖面线ii-ii的概略剖面图。
11.图3是实施方式1的电力变换装置的、沿图4以及图5所示的剖面线iii-iii的概略剖面图。
12.图4是实施方式1的电力变换装置的概略俯视图。
13.图5是实施方式1的电力变换装置(除了第1散热部件以及电容器以外)的概略俯视图。
14.图6是包含于实施方式1的电力变换装置的功率模块的概略剖面图。
15.图7是实施方式2的电力变换装置的、沿图9所示的剖面线vii-vii的概略剖面图。
16.图8是实施方式2的电力变换装置的、沿图9所示的剖面线viii-viii的概略剖面图。
17.图9是实施方式2的电力变换装置(除了第1散热部件以及电容器以外)的概略俯视图。
18.图10是实施方式3的电力变换装置的概略剖面图。
19.图11是实施方式3的电力变换装置的概略剖面图。
20.图12是包含于实施方式3的电力变换装置的控制电路基板的概略部分放大剖面图。
21.图13是实施方式4的电力变换装置的概略剖面图。
22.图14是实施方式4的电力变换装置的概略剖面图。
23.图15是包含于实施方式4的电力变换装置的控制电路基板的概略部分放大剖面图。
24.图16是实施方式4的变形例的电力变换装置的概略剖面图。
25.图17是实施方式4的变形例的电力变换装置的概略剖面图。
26.图18是实施方式5的电力变换装置的概略剖面图。
27.图19是实施方式5的电力变换装置的概略剖面图。
28.图20是包含于实施方式5的电力变换装置的控制电路基板的概略部分放大剖面图。
29.图21是包含于实施方式5的电力变换装置的第1热传递部件的概略俯视图。
30.图22是包含于实施方式5的电力变换装置的控制电路基板的、沿图20所示的剖面线xxii-xxii的概略剖面图。
31.图23是包含于实施方式5的电力变换装置的控制电路基板的、沿图20所示的剖面线xxiii-xxiii的概略剖面图。
32.图24是实施方式6的电力变换装置的概略剖面图。
33.图25是实施方式6的电力变换装置的概略剖面图。
34.图26是实施方式7的电力变换装置的概略剖面图。
35.图27是实施方式7的电力变换装置的概略剖面图。
36.图28是包含于实施方式7的电力变换装置的控制电路基板以及信号端子的概略部分放大剖面图。
37.图29是实施方式8的电力变换装置的概略剖面图。
38.图30是实施方式8的电力变换装置的概略剖面图。
39.图31是实施方式8的变形例的电力变换装置的概略剖面图。
40.图32是实施方式8的变形例的电力变换装置的概略剖面图。
41.图33是实施方式9的电力变换装置的、沿图35所示的剖面线xxxiii-xxxiii的概略
剖面图。
42.图34是实施方式9的电力变换装置的、沿图35所示的剖面线xxxiv-xxxiv的概略剖面图。
43.图35是实施方式9的电力变换装置(除了第1散热部件以及电容器以外)的概略俯视图。
44.图36是实施方式10的电力变换装置的概略剖面图。
45.图37是实施方式10的电力变换装置的概略剖面图。
46.图38是实施方式11的电力变换装置的概略剖面图。
47.图39是实施方式11的电力变换装置的概略剖面图。
48.图40是实施方式12的电力变换装置的电路图。
49.(符号说明)
50.1、1a、1b、1c、1d、1e、1f、1g、1h、1i、1j、1k、1m、1u:电力变换装置;2:逆变器电路;3、3b:平滑电路;4:控制器;5:电压控制电路;7:电池;8:马达;9:发电机;10:散热器;11:第1主面;15:第1逆变器电路;15b:第2逆变器电路;16:第1开关元件;16a:第2开关元件;20:第1功率模块装配体;20b:第2功率模块装配体;21:第1功率模块;21a:第2功率模块;22:绝缘基板;22p:绝缘基材;22q:正面导电层;22r:背面导电层;23p:半导体开关元件;23q:二极管;24p、24q、26p、26q、26r、88:导电接合部件;25:第1引线;25a:第2引线;25p、25q:引线;27、54:密封部件;28:树脂框架;28p:突出部;29:第1交流线;29b:第2交流线;40a:正极母线;40b:负极母线;41a、41b:第1母线部;41p:第1开口;41q:第2开口;42a、42b:第2母线部;46a、46b:端子部;50、50b:电容器;51:电容器元件;53:电容器壳体;61、78、78e:第1散热部件;61e:外缘;61i:第1部分;61j:第2部分;61s:台阶;62:脚;62a:支撑部件;63、76p:孔;65、65e:第1热传递部件;65p:第1热传递部分;65q:第2热传递部分;67:第2热传递部件;75、75c、75e、75g:控制电路基板;76:绝缘基材;76a:第2主面;76b:第3主面;77:外侧布线;79a:第1散热层;79b、79c:第2散热层;79f:传热焊盘;79p:第1散热层部分;79q:第2散热层部分;80:第1导电过孔;82:第2导电过孔;83:固定部件;85:风路;87:信号端子;90:第2散热部件;100、101:壳体;102:侧壁;103:锥形部;105、106:第3热传递部件。
具体实施方式
51.以下,说明实施方式。此外,对同一结构附加同一参照编号,不反复其说明。
52.实施方式1.
53.参照图1,说明实施方式1的电力变换装置1的电路结构的一个例子。电力变换装置1在一个例子中,搭载于电动汽车或者混合动力方式的汽车。电力变换装置1与电池7、马达8以及发电机9电连接。电池7例如是锂离子电池。
54.电力变换装置1包括包含电容器50的平滑电路3、逆变器电路2以及控制器4。
55.逆变器电路2包括第1逆变器电路15和第2逆变器电路15b。第1逆变器电路15使用第1交流线29与马达8电连接。第1逆变器电路15包括第1开关元件16和第2开关元件16a。在马达8中,例如,使用三相交流,第1逆变器电路15是全桥电路。第1逆变器电路15例如包括三个第1开关元件16和三个第2开关元件16a。第2逆变器电路15b使用第2交流线29b与发电机9电连接。第2逆变器电路15b也包括第1开关元件16和第2开关元件16a。在发电机9中,例如,
使用三相交流,第2逆变器电路15b是全桥电路。第2逆变器电路15b例如包括三个第1开关元件16和三个第2开关元件16a。
56.第1开关元件16以及第2开关元件16a分别包括相互电并联配置的晶体管和二极管。晶体管例如是绝缘栅极双极性晶体管(igbt)或者金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)。二极管例如是续流二极管。
57.在电力变换装置1的动作时,在平滑电路3和逆变器电路2中流过大电流。因此,平滑电路3和逆变器电路2并非连接于带包覆的电缆,而与无包覆的母线连接。母线包括正极母线40a和负极母线40b。正极母线40a与电池7的高电压部电连接。负极母线40b与电池7的低电压部电连接。平滑电路3和逆变器电路2与正极母线40a和负极母线40b连接。控制器4与逆变器电路2电连接,控制逆变器电路2。
58.从电池7对电力变换装置1供给具有高的电压(例如几百伏特)的第1直流电压。起因于电池7与电力变换装置1之间的布线的寄生电容以及寄生电感,有时在第1直流电压上重叠振动电压。平滑电路3去除该振动电压。第1直流电压被供给到第1逆变器电路15。控制器4控制第1逆变器电路15。第1逆变器电路15将第1直流电压变换为第1交流电压。电力变换装置1将第1交流电压供给到马达8。马达8被驱动,例如,提供电动汽车或者混合动力方式的汽车的动力。该动力例如被传递给汽车的车轮。
59.发电机9产生第2交流电压。例如,在汽车的再生制动时,汽车的车轮的旋转转矩被传递给发电机9。发电机9根据车轮的旋转转矩,产生第2交流电压。将第2交流电压从发电机9供给到电力变换装置1。第2交流电压被供给到第2逆变器电路15b。控制器4控制第2逆变器电路15b。第2逆变器电路15b将第2交流电压变换为第2直流电压,将第2直流电压供给到平滑电路3。母线(正极母线40a、负极母线40b)的电感l和电容器50的电容c所引起的脉动电压有时重叠到第2直流电压。平滑电路3去除该脉动电压。电力变换装置1将第2直流电压供给到电池7。电池7被充电。
60.参照图2至图6,说明本实施方式的电力变换装置1的结构。电力变换装置1主要具备散热器10、第1功率模块装配体20、第2功率模块装配体20b、电容器50、母线(正极母线40a、负极母线40b)、以及第1散热部件61。
61.散热器10将在功率模块(第1功率模块21、第2功率模块21a)中产生的热向电力变换装置1的外部放散。散热器10例如也可以由如铝、铝合金、铜、铜合金、锡、锡合金、镍合金、金、金合金、银、银合金、铁或者铁合金那样的金属形成。散热器10例如也可以由碳系的复合原材料形成。散热器10例如也可以由如氮化铝(aln)或者碳化硅(sic)那样的陶瓷形成。散热器10包括第1主面11。第1主面11沿着第1方向(x方向)和与第1方向垂直的第2方向(y方向)延伸。
62.散热器10的内部或者散热器10的外表面也可以使用作为液体或者气体的制冷剂冷却。作为液体的制冷剂例如是水或者乙烯乙二醇。作为气体的制冷剂例如是碳氟化合物系气体、丙烷、丙烯、丁烷、二氧化碳或者氨。散热器10也可以接地,具有接地电位。
63.第1功率模块装配体20和第2功率模块装配体20b搭载于散热器10的第1主面11上。也可以在散热器10的第1主面11与功率模块装配体(第1功率模块装配体20、第2功率模块装配体20b)之间,设置热界面材料(tim)。tim例如是铟等金属、硅、陶瓷、石墨、碳纳米管、橡胶、热传导油脂或者相变材料。第1功率模块装配体20包括第1逆变器电路15(参照图1)。第2
功率模块装配体20b包括第2逆变器电路15b(参照图1)。
64.第1功率模块装配体20包括第1功率模块21、第2功率模块21a、树脂框架28以及第1交流线29。第1功率模块21和第2功率模块21a在第1方向(x方向)上相互离开。第1功率模块21沿着第2方向(y方向)排列。第2功率模块21a沿着第2方向(y方向)排列。第1功率模块21包括第1引线25。第1功率模块21包括第1开关元件16(参照图1)。第2功率模块21a包括第2引线25a。第2功率模块21a包括第2开关元件16a(参照图1)。
65.第2功率模块装配体20b包括第1功率模块21、第2功率模块21a、树脂框架28以及第2交流线29b。第1功率模块21和第2功率模块21a在第1方向(x方向)上相互离开。第1功率模块21沿着第2方向(y方向)排列。第2功率模块21a沿着第2方向(y方向)排列。第1功率模块21和第2功率模块21a也可以共用树脂框架28。
66.功率模块(第1功率模块21、第2功率模块21a)和树脂框架28载置于散热器10的第1主面11上,与散热器10热连接。因此,在功率模块中产生的热被传递给散热器10。在本说明书中,二个部件相互热连接意味着,二个部件直接接触、或者二个部件经由由具有0.1w/(m
·
k)以上的导热率的材料形成的热传递部件(未图示)间接地接触。热传递部件例如是热界面材料(tim)。热传递部件的导热率既可以是1.0w/(m
·
k)以上,也可以是10.0w/(m
·
k)以上。
67.如图6所示,第1功率模块21和第2功率模块21a分别包括绝缘基板22、半导体开关元件23p、二极管23q、引线25p、25q以及密封部件27。绝缘基板22包括绝缘基材22p、正面导电层22q以及背面导电层22r。
68.绝缘基材22p例如也可以由如氧化铝、氮化铝或者氮化硅那样的陶瓷形成。绝缘基材22p例如也可以由分散有陶瓷填充物的树脂形成。在绝缘基材22p中使用的树脂例如是环氧树脂、聚酰亚胺树脂或者氰酸酯树脂。陶瓷填充物例如由氧化铝、氮化铝或者氮化硼形成。正面导电层22q设置于绝缘基材22p的正面上。背面导电层22r设置于与绝缘基材22p的正面相反的一侧的绝缘基材22p的背面上。正面导电层22q以及背面导电层22r例如由如铜或者铝那样的金属形成。
69.半导体开关元件23p例如是绝缘栅极双极性晶体管(igbt)或者金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)。二极管23q例如是续流二极管。半导体开关元件23p使用如焊料那样的导电接合部件24p与正面导电层22q接合。二极管23q使用如焊料那样的导电接合部件24q与正面导电层22q接合。
70.第1功率模块21的第1引线25是引线25p、25q的一方(例如引线25p)。第2功率模块21a的第2引线25a是引线25p、25q的另一方(例如引线25q)。引线25p、25q分别例如由如铜或者铝那样的金属形成。引线25p使用如焊料那样的导电接合部件26p与半导体开关元件23p接合。引线25p使用如焊料那样的导电接合部件26q与二极管23q接合。引线25q使用如焊料那样的导电接合部件26r与正面导电层22q接合。密封部件27例如由如环氧树脂那样的绝缘树脂形成。密封部件27密封半导体开关元件23p和二极管23q。引线25p、25q中的从密封部件27露出的部分被树脂框架28支撑。
71.参照图2至图5,树脂框架28由如环氧树脂那样的电绝缘树脂形成。树脂框架28使母线(正极母线40a、负极母线40b)和第1交流线29相互电绝缘。树脂框架28使母线和第2交流线29b相互电绝缘。树脂框架28使母线(正极母线40a、负极母线40b)、第1交流线29以及第
2交流线29b与散热器10电绝缘。树脂框架28也可以在沿着散热器10的第1主面11的方向(第1方向(x方向)以及第2方向(y方向))上,对第1功率模块21和第2功率模块21a进行定位。
72.第1交流线29以及第2交流线29b分别由如铜或者铝那样的金属形成。
73.母线(正极母线40a、负极母线40b)具有导电性。母线被固定到功率模块(第1功率模块21、第2功率模块21a)和电容器元件51并且电连接到功率模块(第1功率模块21、第2功率模块21a)和电容器元件51。母线例如由如铝、铝合金、铜、铜合金、锡、锡合金、镍合金、金、金合金、银、银合金、铁、铁合金那样的金属形成。母线与第1散热部件61电绝缘。母线包括正极母线40a和负极母线40b。
74.正极母线40a包括第1母线部41a和第2母线部42a。正极母线40a也可以还包括端子部46a。正极母线40a的第1母线部41a固定到第1功率模块21并且电连接到第1功率模块21。例如,第1母线部41a也可以通过焊接与第1功率模块21的第1引线25接合。第1母线部41a也可以使用粘接剂或者螺钉固定到第1功率模块21的第1引线25。
75.正极母线40a的第1母线部41a沿着散热器10的第1主面11延伸。特定而言,第1母线部41a沿着第1方向(x方向)延伸。第1母线部41a是具有沿着散热器10的第1主面11延伸的主面并且长度方向为第1方向(x方向)的板状部件。在俯视散热器10的第1主面11时,第1母线部41a覆盖第1功率模块21和第2功率模块21a。在俯视散热器10的第1主面11时,第1母线部41a的一个覆盖第1功率模块21的一个和第2功率模块21a的一个。第1母线部41a被树脂框架28支撑。第1母线部41a离开散热器10的第1主面11。
76.负极母线40b包括第1母线部41b和第2母线部42b。负极母线40b也可以还包括端子部46b。负极母线40b的第1母线部41b固定到第2功率模块21a并且电连接到第2功率模块21a。例如,第1母线部41b也可以通过焊接与第2功率模块21a的第2引线25a接合。第1母线部41b也可以使用粘接剂或者螺钉固定到第2功率模块21a的第2引线25a。
77.负极母线40b的第1母线部41b沿着散热器10的第1主面11延伸。特定而言,第1母线部41b沿着第1方向(x方向)延伸。第1母线部41b是具有沿着散热器10的第1主面11延伸的主面并且长度方向为第1方向(x方向)的板状部件。在俯视散热器10的第1主面11时,第1母线部41b覆盖第1功率模块21和第2功率模块21a。在俯视散热器10的第1主面11时,第1母线部41b的一个覆盖第1功率模块21的一个和第2功率模块21a的一个。第1母线部41b被树脂框架28支撑。第1母线部41b离开散热器10的第1主面11。
78.负极母线40b的第1母线部41b从正极母线40a的第1母线部41a在第2方向(y方向)上隔开间隔地配置。在第2方向(y方向)上,交替配置有正极母线40a和负极母线40b。
79.在俯视散热器10的第1主面11时,第1母线部41a例如覆盖第1功率模块21的面积的25%以上。在俯视散热器10的第1主面11时,第1母线部41a例如也可以覆盖第1功率模块21的面积的40%以上。在俯视散热器10的第1主面11时,第1母线部41a例如也可以覆盖第2功率模块21a的面积的25%以上。第1母线部41a例如也可以覆盖第2功率模块21a的面积的40%以上。
80.在俯视散热器10的第1主面11时,第1母线部41b例如覆盖第2功率模块21a的面积的25%以上。在俯视散热器10的第1主面11时,第1母线部41b也可以覆盖第2功率模块21a的面积的40%以上。在俯视散热器10的第1主面11时,第1母线部41b例如也可以覆盖第1功率模块21的面积的25%以上。在俯视散热器10的第1主面11时,第1母线部41b例如也可以覆盖
第1功率模块21的面积的40%以上。
81.在俯视散热器10的第1主面11时,第1母线部41a、41b例如覆盖第1功率模块装配体20的面积的25%以上。在俯视散热器10的第1主面11时,第1母线部41a、41b也可以覆盖第1功率模块装配体20的面积的40%以上。在俯视散热器10的第1主面11时,第1母线部41a、41b例如覆盖第2功率模块装配体20b的面积的25%以上。在俯视散热器10的第1主面11时,第1母线部41a、41b也可以覆盖第2功率模块装配体20b的面积的40%以上。
82.端子部46a、46b被树脂框架28支撑。例如,端子部46a、46b也可以使用粘接剂或者螺钉固定到树脂框架28。端子部46a、46b离开散热器10的第1主面11。
83.第2母线部42a、42b离开散热器10的第1主面11。第2母线部42a固定到第1母线部41a和电容器元件51并且电连接到第1母线部41a和电容器元件51。第2母线部42b固定到第1母线部41b和电容器元件51并且电连接到第1母线部41b和电容器元件51。例如,第2母线部42a经由端子部46a固定到第1母线部41a。第2母线部42b经由端子部46b固定到第1母线部41b。
84.具体而言,第2母线部42a、42b也可以分别使用粘接剂或者螺钉固定到端子部46a、46b。第2母线部42a、42b也可以分别通过焊接接合到端子部46a、46b。第1母线部41a、41b也可以分别通过焊接接合到端子部46a、46b。第1母线部41a、41b也可以分别使用粘接剂或者螺钉固定到端子部46a、46b。第2母线部42a、42b使用如焊料那样的导电接合部件固定到电容器元件51。具体而言,正极母线40a的第2母线部42a使用如焊料那样的导电接合部件(未图示)接合到电容器元件51的正电极(未图示),并且负极母线40b的第2母线部42b使用如焊料那样的导电接合部件(未图示)接合到电容器元件51的负电极(未图示)。
85.电容器50在散热器10的第1主面11的法线方向(与第1方向(x方向)以及第2方向(y方向)垂直的第3方向(z方向))上,离开功率模块装配体(第1功率模块装配体20、第2功率模块装配体20b)。电容器50例如是薄膜电容器、铝电解电容器、陶瓷电容器或者双电层电容器。电容器50的额定温度例如是125℃以下。
86.如图2以及图3所示,电容器50包括电容器元件51、电容器壳体53以及密封部件54。电容器元件51包括正电极(未图示)和负电极(未图示)。电容器元件51的正电极与正极母线40a的第2母线部42a电连接。电容器元件51的负电极与负极母线40b的第2母线部42b电连接。
87.电容器元件51收容于电容器壳体53。电容器元件51被密封部件54密封。密封部件54具有电绝缘性。第2母线部42a、42b的一端也可以通过密封部件54密封。在电容器壳体53设置有开口。第2母线部42a、42b经由电容器壳体53的开口延伸到电容器50的外部。
88.第1散热部件61具有0.1w/(m
·
k)以上的导热率。第1散热部件61既可以具有1.0w/(m
·
k)以上的导热率,也可以具有10.0w/(m
·
k)以上的导热率。
89.第1散热部件61也可以由电绝缘材料形成。第1散热部件61例如也可以由如氮化铝(aln)或者碳化硅(sic)那样的陶瓷形成。第1散热部件61例如也可以由如聚醚醚酮(peek)、聚苯硫醚(pps)、聚四氟乙烯(ptfe)或者聚醚砜(pes)那样的超级工程塑料形成。第1散热部件61例如也可以由如聚碳酸酯(pc)、聚甲醛(pom)、聚酰胺(pa)、聚对苯二甲酸乙二酯(pet)、丙烯腈苯乙烯(as)那样的工程塑料形成。
90.第1散热部件61也可以由导电性材料形成。第1散热部件61例如也可以由碳系的复
合原材料形成。第1散热部件61也可以由如铝、铝合金、铜、铜合金、锡、锡合金、镍合金、金、金合金、银、银合金、铁或者铁合金那样的金属形成。第1散热部件61也可以与散热器10电连接,具有散热器10的相同的电位(例如接地电位)。
91.第1散热部件61沿着第1方向(x方向)和第2方向(y方向)延伸。第1散热部件61例如是具有与散热器10的第1主面11对置的主面并且沿着散热器10的第1主面11延伸的散热板。在散热器10的第1主面11的法线方向(第3方向(z方向))上,第1散热部件61配置于电容器50与功率模块装配体(第1功率模块装配体20、第2功率模块装配体20b)之间。第1散热部件61在第3方向(z方向)上,从电容器50以及功率模块装配体隔开间隔地配置。第1散热部件61在第3方向(z方向)上,从电容器50隔开空隙地配置。
92.如图4所示,在俯视散热器10的第1主面11时,电容器50与第1散热部件61重叠。特定而言,在俯视散热器10的第1主面11时,电容器50的整体与第1散热部件61重叠。在俯视散热器10的第1主面11时,第1散热部件61覆盖功率模块装配体(第1功率模块装配体20、第2功率模块装配体20b)和第1母线部41a、41b。在散热器10的第1主面11的法线方向(第3方向(z方向))上,第1散热部件61与功率模块装配体对置。在散热器10的第1主面11的法线方向(第3方向(z方向))上,第1散热部件61与第1母线部41a、41b对置。
93.第1散热部件61与第1母线部41a、41b热连接。例如,在俯视散热器10的第1主面11时,第1母线部41a、41b的面积的80%以上与第1散热部件61对置并且与第1散热部件61热连接。具体而言,第1热传递部件65配置于第1母线部41a、41b与第1散热部件61之间。第1热传递部件65与第1母线部41a、41b和第1散热部件61热连接。第1散热部件61经由第1热传递部件65与第1母线部41a、41b热连接。第1热传递部件65也可以具有弹性,与第1母线部41a、41b和第1散热部件61密接。
94.在第1散热部件61具有导电性的情况下,第1热传递部件65具有电绝缘性。第1热传递部件65例如也可以由如硅系树脂、环氧系树脂、聚氨酯系树脂或者丙烯酸系树脂那样的树脂材料形成。第1热传递部件65例如也可以是如热传导油脂或者热传导粘接剂那样的热界面材料(tim)。
95.第1散热部件61与散热器10热连接。具体而言,电力变换装置1还具备支撑散热板(第1散热部件61)的脚62。脚62固定到散热器10的第1主面11。脚62在俯视散热器10的第1主面11时,从散热板(第1散热部件61)的外缘61e延伸到散热板(第1散热部件61)的外侧。散热板(第1散热部件61)经由脚62与散热器10热连接。脚62也可以与散热板(第1散热部件61)一体化。
96.在俯视散热器10的第1主面11时,脚62也可以配置于第1功率模块装配体20以及第2功率模块装配体20b的外侧。在俯视散热器10的第1主面11时,在第1散热部件61具有矩形形状的情况下,也可以将四个脚62配置于第1散热部件61的四个角。因此,第1散热部件61能够以窄的固定面积稳定地固定到散热器10。能够防止第1散热部件61翘曲。在第1散热部件61由电绝缘材料形成、并且第1散热部件61与第1母线部41a、41b接触的情况下,能够防止由于施加到电力变换装置1的振动,在第1散热部件61与第1母线部41a、41b之间形成空隙。在第1散热部件61与第1母线部41a、41b之间配置有第1热传递部件65的情况下,能够防止由于施加到电力变换装置1的振动,在第1散热部件61与第1热传递部件65之间形成空隙,并且防止在第1热传递部件65与第1母线部41a、41b之间形成空隙。这样,能够防止从第1母线部
41a、41b向第1散热部件61的传热性能降低。能够进一步降低电容器元件51的温度上升。
97.也可以除了配置于第1散热部件61的四个角的四个脚62以外,在第1散热部件61的外缘61e还设置追加的脚62。因此,从第1散热部件61向散热器10的散热路径增加。传到电容器元件51的热能够进一步减少。能够进一步降低电容器元件51的温度上升。
98.追加的脚62例如也可以配置于外缘61e中的、在俯视散热器10的第1主面11时沿着第1散热部件61的长度方向延伸的第1散热部件61的长度外缘的中央。因此,能够将热从由功率模块(第1功率模块21、第2功率模块21a)产生的热易于集聚、并且温度易于变高的第1散热部件61的中央高效地传递到散热器10。能够进一步降低电容器元件51的温度上升。
99.说明电力变换装置1的散热作用。此外,图2等所示的箭头表示热的传导方向。
100.在电力变换装置1的动作时,从功率模块(第1功率模块21、第2功率模块21a)产生热。该热从功率模块传到母线(正极母线40a、负极母线40b)的第1母线部41a、41b。热从第1母线部41a、41b传到第1散热部件61。热从第1散热部件61经由脚62传到散热器10。即,从功率模块产生的热在经由第2母线部42a、42b传到电容器元件51之前,传到散热器10。因此,经由母线(正极母线40a、负极母线40b)传到电容器元件51的热的量减少。第1散热部件61使电容器元件51的温度上升降低。
101.第1散热部件61配置于电容器50与功率模块(第1功率模块21、第2功率模块21a)之间。因此,第1散热部件61遮挡从功率模块向电容器元件51的热辐射的至少一部分,并且使通过从功率模块产生的热加热而去向电容器50的空气冷却。第1散热部件61使电容器元件51的温度上升降低。
102.说明本实施方式的电力变换装置1的效果。
103.本实施方式的电力变换装置1具备散热器10、功率模块(第1功率模块21、第2功率模块21a)、包括电容器元件51的电容器50、母线(正极母线40a、负极母线40b)以及第1散热部件61。散热器10包括第1主面11。功率模块载置于散热器10的第1主面11上。母线固定到功率模块和电容器元件51并且电连接到功率模块和电容器元件51。母线包括第1母线部41a、41b和第2母线部42a、42b。第1母线部41a、41b固定到功率模块并且电连接到功率模块。第2母线部42a、42b固定到第1母线部41a、41b和电容器元件51并且电连接到第1母线部41a、41b和电容器元件51。第1散热部件61配置于电容器50与功率模块之间。在俯视散热器10的第1主面11时,第1散热部件61覆盖功率模块和第1母线部41a、41b,并且电容器50与第1散热部件61重叠。第1散热部件61与第1母线部41a、41b和散热器10热连接。
104.在电力变换装置1的动作时,从功率模块(第1功率模块21、第2功率模块21a)产生热。该热从功率模块经由母线(正极母线40a、负极母线40b)的第1母线部41a、41b以及第1散热部件61传到散热器10。即,从功率模块产生的热在经由第2母线部42a、42b传到电容器元件51之前,传到散热器10。因此,从功率模块经由母线传到电容器元件51的热的量减少。另外,第1散热部件61遮挡从功率模块向电容器元件51的热辐射的至少一部分,并且使通过从功率模块产生的热加热而去向电容器50的空气冷却。电力变换装置1能够使从功率模块产生的热所引起的电容器元件51的性能劣化降低。
105.在本实施方式的电力变换装置1中,第1散热部件61从电容器50隔开空隙地配置。
106.因此,从第1散热部件61经由电容器50传到电容器元件51的热的量减少。电力变换装置1能够使从功率模块产生的热所引起的电容器元件51的性能劣化降低。
107.在本实施方式的电力变换装置1中,第1散热部件61是沿着第1主面11延伸的散热板。
108.作为散热板的第1散热部件61使从功率模块(第1功率模块21、第2功率模块21a)经由母线(正极母线40a、负极母线40b)传到电容器元件51的热的量减少。另外,作为散热板的第1散热部件61遮挡从功率模块向电容器元件51的热辐射的至少一部分,并且使通过从功率模块产生的热加热而去向电容器50的空气冷却。电力变换装置1能够使电容器元件51的性能劣化降低。
109.本实施方式的电力变换装置1还具备支撑散热板(第1散热部件61)的脚62。脚62固定到散热器10的第1主面11,并且在俯视散热器10的第1主面11时从散热板(第1散热部件61)的外缘61e延伸到散热板(第1散热部件61)的外侧。
110.从功率模块(第1功率模块21、第2功率模块21a)产生的热经由母线(正极母线40a、负极母线40b)的第1母线部41a、41b、散热板(第1散热部件61)以及脚62传到散热器10。因此,从功率模块经由母线传到电容器元件51的热的量减少。电力变换装置1能够使电容器元件51的性能劣化降低。
111.在本实施方式的电力变换装置1中,在俯视散热器10的第1主面11时,第1母线部41a、41b覆盖功率模块(第1功率模块21、第2功率模块21a)。
112.因此,俯视散热器10的第1主面11时的第1母线部41a、41b的面积增加。能够降低从功率模块(第1功率模块21、第2功率模块21a)经由第1母线部41a、41b以及第1散热部件61到达散热器10的散热路径的热阻。从功率模块产生的热在经由第2母线部42a、42b传到电容器元件51之前,传到散热器10。从功率模块传到电容器元件51的热的量减少。进而,第1母线部41a、41b遮挡从功率模块向电容器元件51的热辐射的至少一部分,并且使通过从功率模块产生的热加热而去向电容器50的空气冷却。电力变换装置1能够使电容器元件51的性能劣化降低。
113.本实施方式的电力变换装置1还具备具有电绝缘性的第1热传递部件65。第1热传递部件65配置于第1母线部41a、41b与第1散热部件61之间,并且与第1母线部41a、41b和第1散热部件61热连接。第1散热部件61具有导电性,并且与散热器10电连接。
114.第1热传递部件65具有电绝缘性,所以作为第1散热部件61,能够利用具有导电性的第1散热部件61。第1散热部件61具有导电性、并且与散热器10电连接,所以第1散热部件61具有与散热器10相同的电位(例如接地电位)。因此,第1散热部件61能够使在电力变换装置1的动作时从功率模块(第1功率模块21、第2功率模块21a)产生的电磁噪声降低。
115.实施方式2.
116.参照图7至图9,说明实施方式2的电力变换装置1a。本实施方式的电力变换装置1a具备与实施方式1的电力变换装置1同样的结构,但主要在以下的方面不同。
117.电力变换装置1a代替实施方式1的脚62而具备支撑部件62a。支撑部件62a设置于散热器10的第1主面11上,支撑第1散热部件61。支撑部件62a也可以与散热器10一体。支撑部件62a也可以压入到散热器10。支撑部件62a也可以通过焊接与散热器10接合。支撑部件62a也可以使用粘接剂或者螺钉固定到散热器10。支撑部件62a也可以通过焊接接合到第1散热部件61。支撑部件62a也可以使用粘接剂或者螺钉固定到第1散热部件61。支撑部件62a也可以压入到第1散热部件61。支撑部件62a例如也可以是如圆柱或者棱柱那样的柱状体。
支撑部件62a也可以是板簧或者盘簧。
118.支撑部件62a与散热器10和第1散热部件61热连接。支撑部件62a将散热器10和第1散热部件61相互热连接。支撑部件62a例如具有0.1w/(m
·
k)以上的导热率。支撑部件62a既可以具有1.0w/(m
·
k)以上的导热率,也可以具有10.0w/(m
·
k)以上的导热率。
119.支撑部件62a也可以具有导电性。支撑部件62a也可以由碳系的复合原材料形成。支撑部件62a也可以由如铝、铝合金、铜、铜合金、锡、锡合金、镍合金、金、金合金、银、银合金、铁或者铁合金那样的金属形成。支撑部件62a既可以由与第1散热部件61相同的材料形成,也可以由与第1散热部件61不同的材料形成。
120.在俯视散热器10的第1主面11时,支撑部件62a配置于比第1散热部件61的外缘61e更靠第1散热部件61的内侧的位置。相对第1散热部件61的外缘61e的支撑部件62a的各个位置由俯视散热器10的第1主面11时的支撑部件62a的各个中心的位置决定。例如,在俯视散热器10的第1主面11时,支撑部件62a支撑第1散热部件61的中央部。支撑部件62a支撑构成第1散热部件61的外缘61e的第1散热部件61的边的中央部。支撑部件62a支撑第1散热部件61的角部。
121.在第1散热部件61的中央部,从功率模块(第1功率模块21、第2功率模块21a)产生的热易于集聚,第1散热部件61的中央部相比于第1散热部件61的其他部分,温度易于上升。支撑第1散热部件61的中央部的支撑部件62a将第1散热部件61的中央部热连接到散热器10,使第1散热部件61的中央部的温度上升降低。另外,由于第1散热部件61的制造时的机械应力以及电力变换装置1a的动作时的热应力,第1散热部件61有时歪斜。但是,支撑部件62a将第1散热部件61机械性地约束,使第1散热部件61的歪斜减少。支撑第1散热部件61的中央部的支撑部件62a能够将第1散热部件61与第1母线部41a、41b之间稳定地热连接。
122.本实施方式的电力变换装置1a除了实施方式1的电力变换装置1的效果以外,还起到以下的效果。
123.本实施方式的电力变换装置1a还具备设置于散热器10的第1主面11上的支撑部件62a。支撑部件62a支撑第1散热部件61。在俯视散热器10的第1主面11时,支撑部件62a配置于比第1散热部件61的外缘61e更靠第1散热部件61的内侧的位置。
124.关于处于比第1散热部件61的外缘61e更靠内侧的第1散热部件61的内侧区域,从功率模块(第1功率模块21、第2功率模块21a)产生的热易于集聚,温度易于上升。支撑部件62a将第1散热部件61的内侧区域热连接到散热器10,使第1散热部件61的内侧区域的温度上升降低。因此,从功率模块经由母线(正极母线40a、负极母线40b)传到电容器元件51的热的量减少。另外,支撑部件62a使通过从功率模块产生的热加热而去向电容器50的空气冷却。电力变换装置1a能够使电容器元件51的性能劣化降低。
125.由于第1散热部件61的制造时的机械应力以及电力变换装置1a的动作时的热应力,第1散热部件61有时歪斜。但是,支撑部件62a配置于比第1散热部件61的外缘61e更靠第1散热部件61的内侧的位置,所以支撑部件62a将第1散热部件61机械性地约束,使第1散热部件61的歪斜减少。支撑部件62a能够将第1散热部件61与第1母线部41a、41b之间稳定地热连接。因此,从功率模块(第1功率模块21、第2功率模块21a)经由母线传到电容器元件51的热的量减少。电力变换装置1a能够使电容器元件51的性能劣化降低。
126.实施方式3.
127.参照图10至图12,说明实施方式3的电力变换装置1b。本实施方式的电力变换装置1b具备与实施方式1的电力变换装置1同样的结构,但主要在以下的方面不同。
128.电力变换装置1b还具备控制电路基板75。控制电路基板75配置于电容器50与第1散热部件61之间。
129.控制电路基板75是印刷基板。如图12所示,控制电路基板75包括绝缘基材76、外侧布线77以及控制器4。绝缘基材76例如由酚醛纸、环氧树脂玻璃复合材料(epoxy-glass composite)、环氧玻璃(glass epoxy)或者聚酰亚胺形成。控制电路基板75(绝缘基材76)包括与第1母线部41a、41b对置的第2主面76a和与第2主面76a相反的一侧的第3主面76b。控制电路基板75(绝缘基材76)的第2主面76a与散热器10的第1主面11以及第1散热部件61对置。控制电路基板75(绝缘基材76)的第3主面76b与电容器50对置。
130.外侧布线77设置于第3主面76b上。外侧布线77例如由如铜、银、金、锡或者镍那样的金属形成。控制器4控制功率模块(第1功率模块21、第2功率模块21a)。控制器4使用焊料等导电接合部件(未图示)与外侧布线77接合。
131.控制电路基板75被树脂框架28支撑。具体而言,树脂框架28包括突出部28p。控制电路基板75的第2主面76a通过树脂框架28的突出部28p支撑。控制电路基板75例如使用如螺钉那样的固定部件(未图示)固定到树脂框架28的突出部28p。控制电路基板75也可以从电容器50以及第1散热部件61隔开间隔地配置。
132.本实施方式的电力变换装置1b除了实施方式1的电力变换装置1的效果以外,还起到以下的效果。
133.本实施方式的电力变换装置1b还具备包括控制器4的控制电路基板75。控制器4控制功率模块(第1功率模块21、第2功率模块21a)。控制电路基板75配置于电容器50与第1散热部件61之间。
134.从功率模块(第1功率模块21、第2功率模块21a)产生的热从功率模块(第1功率模块21、第2功率模块21a)经由母线(正极母线40a、负极母线40b)的第1母线部41a、41b以及第1散热部件61传到散热器10。因此,从功率模块传到控制电路基板75的热的量减少。控制电路基板75的故障率减少,而电力变换装置1b的寿命延长。
135.如实施方式1记载,第1散热部件61使在电力变换装置1b的动作时从功率模块(第1功率模块21、第2功率模块21a)产生的电磁噪声降低。第1散热部件61使到达控制电路基板75的电磁噪声降低。因此,控制电路基板75能够配置于更接近功率模块的位置。电力变换装置1b能够小型化。
136.实施方式4.
137.参照图13至图15,说明实施方式4的电力变换装置1c。本实施方式的电力变换装置1c具备与实施方式3的电力变换装置1b同样的结构,但主要在以下的方面不同。本实施方式的电力变换装置1c代替实施方式3的电力变换装置1b中的第1散热部件61以及控制电路基板75而具备第1散热部件78(参照图15)以及控制电路基板75c。
138.控制电路基板75c配置于电容器50与第1母线部41a、41b之间。控制电路基板75c从电容器50隔开间隔地配置。控制电路基板75c具备与实施方式3的控制电路基板75同样的结构,但如图15所示,控制电路基板75c还包括第1散热部件78。第1散热部件78包括设置于控制电路基板75c的第2主面76a上的第1散热层79a。
139.在俯视散热器10的第1主面11时,第1散热层79a(第1散热部件78)例如与第1母线部41a、41b的面积的80%以上对置。第1散热层79a的厚度既可以与外侧布线77的厚度相同,也可以大于外侧布线77的厚度。第1散热层79a例如也可以具有105μm以上的厚度。通过使第1散热层79a的厚度增加,能够使第1散热层79a的散热能力增大。第1散热层79a例如由如铜、银、金、锡或者镍那样的金属形成。第1散热层79a通过绝缘基材76与外侧布线77电绝缘。第1散热层79a也可以在与第1母线部41a对置的第2主面76a的第1部分和与第1母线部41b对置的第2主面76a的第2部分连续地形成。
140.第1散热层79a(第1散热部件78)与第1母线部41a、41b热连接。例如,在俯视散热器10的第1主面11时,第1母线部41a、41b的面积的80%以上与第1散热层79a对置并且与第1散热层79a热连接。具体而言,第1热传递部件65配置于第1母线部41a、41b与第1散热层79a之间。第1热传递部件65与第1母线部41a、41b和第1散热层79a热连接。第1散热层79a经由第1热传递部件65与第1母线部41a、41b热连接。在第1散热层79a具有导电性的情况下,第1热传递部件65具有电绝缘性。
141.第1散热层79a(第1散热部件78)与散热器10热连接。具体而言,第1散热层79a(第1散热部件78)通过树脂框架28的突出部28p支撑,经由树脂框架28与散热器10热连接。
142.参照图16以及图17,说明本实施方式的变形例的电力变换装置1d。在电力变换装置1d中,第1散热层79a(第1散热部件78)并非通过突出部28p而通过实施方式2的支撑部件62a支撑。支撑部件62a将散热器10和第1散热层79a相互热连接。支撑部件62a也可以使用粘接剂或者螺钉固定到包括第1散热层79a的控制电路基板75c。支撑部件62a也可以将散热器10和第1散热层79a相互电连接。第1散热层79a也可以具有散热器10的相同的电位(例如接地电位)。第1散热层79a能够使在电力变换装置1d的动作时从功率模块(第1功率模块21、第2功率模块21a)产生的电磁噪声降低。因此,控制电路基板75c能够配置于更接近功率模块的位置。电力变换装置1d能够小型化。
143.本实施方式的电力变换装置1c、1d除了实施方式3的电力变换装置1b的效果以外,还起到以下的效果。
144.本实施方式的电力变换装置1c、1d还具备包括控制器4的控制电路基板75c。控制器4控制功率模块(第1功率模块21、第2功率模块21a)。控制电路基板75c配置于电容器50与第1母线部41a、41b之间。控制电路基板75c包括与第1母线部41a、41b对置的第2主面76a。第1散热部件78包括设置于控制电路基板75c的第2主面76a上的第1散热层79a。
145.第1散热层79a的体积比作为散热板的实施方式3的第1散热部件61小。因此,电力变换装置1c、1d能够小型化。另外,第1散热层79a包含于包括控制器4的控制电路基板75c。无需与控制电路基板75c独立地准备第1散热部件61(图10以及图11)。因此,电力变换装置1c、1d的生产率提高。
146.实施方式5.
147.参照图18至图23,说明实施方式5的电力变换装置1e。本实施方式的电力变换装置1e具备与实施方式4的电力变换装置1c同样的结构,但主要在以下的方面不同。本实施方式的电力变换装置1e代替实施方式4的电力变换装置1c中的第1热传递部件65、第1散热部件78以及控制电路基板75c而具备第1热传递部件65e、第1散热部件78e以及控制电路基板75e。
148.控制电路基板75e配置于电容器50与第1母线部41a、41b之间。控制电路基板75e从电容器50隔开间隔地配置。控制电路基板75e具备与实施方式4的控制电路基板75c同样的结构,但如图20所示,控制电路基板75e还包括第1散热部件78e。第1散热部件78e除了设置于控制电路基板75e的第2主面76a上的第1散热层79a以外,还包括设置于绝缘基材76中的至少一个第2散热层79b、79c。在本实施方式中,至少一个第2散热层79b、79c是多个第2散热层79b、79c。
149.如图18以及图19所示,母线包括第1母线(例如正极母线40a)和第2母线(例如负极母线40b)。第1母线包括第1母线部41a和第2母线部42a。第2母线包括第1母线部41b和第2母线部42b。
150.如图18至图20所示,第1热传递部件65e配置于第1母线部41a、41b与第1散热部件78e(第1散热层79a)之间,并且与第1母线部41a、41b和第1散热部件78e(第1散热层79a)热连接。第1热传递部件65e具有导电性。第1热传递部件65e例如也可以由如铜、银、金、锡或者镍那样的金属形成。第1热传递部件65e例如也可以是如热传导油脂或者热传导粘接剂那样的热界面材料(tim)。
151.如图18、图19以及图21所示,第1热传递部件65e包括第1热传递部分65p和第2热传递部分65q。第1热传递部分65p在俯视散热器10的第1主面11时,与正极母线40a的第1母线部41a对置。第2热传递部分65q在俯视散热器10的第1主面11时,与负极母线40b的第1母线部41b对置。第1热传递部分65p也可以与第1母线部41a面接触。第2热传递部分65q也可以与第1母线部41b面接触。
152.在俯视散热器10的第1主面11时,第1热传递部分65p具有长度方向为第1方向(x方向)并且宽度方向为第2方向(y方向)的长条形状。在俯视散热器10的第1主面11时,第2热传递部分65q具有长度方向为第1方向(x方向)并且宽度方向为第2方向(y方向)的长条形状。在第2方向(y方向)上,第1热传递部分65p和第2热传递部分65q相互交替排列。第1热传递部分65p和第2热传递部分65q在第2方向(y方向)上相互离开。第1热传递部分65p和第2热传递部分65q相互电绝缘。
153.如图22所示,第1散热层79a包括第1散热层部分79p和第2散热层部分79q。第1散热层部分79p在俯视散热器10的第1主面11时,与正极母线40a的第1母线部41a和第1热传递部分65p对置。第2散热层部分79q在俯视散热器10的第1主面11时,与负极母线40b的第1母线部41b和第2热传递部分65q对置。第1散热层部分79p也可以与第1热传递部分65p面接触。第2散热层部分79q也可以与第2热传递部分65q面接触。
154.在俯视散热器10的第1主面11时,第1散热层部分79p具有长度方向为第1方向(x方向)并且宽度方向为第2方向(y方向)的长条形状。在俯视散热器10的第1主面11时,第2散热层部分79q具有长度方向为第1方向(x方向)并且宽度方向为第2方向(y方向)的长条形状。在第2方向(y方向)上,第1散热层部分79p和第2散热层部分79q相互交替排列。第1散热层部分79p和第2散热层部分79q在第2方向(y方向)上相互离开。第1散热层部分79p和第2散热层部分79q相互电绝缘。
155.如图23所示,在俯视散热器10的第1主面11时,至少一个第2散热层79b、79c也可以具有比第1散热层79a大的面积。在俯视散热器10的第1主面11时,至少一个第2散热层79b、79c例如与第1母线部41a、41b的面积的80%以上对置。至少一个第2散热层79b、79c的厚度
既可以与外侧布线77的厚度相同,也可以大于外侧布线77的厚度。至少一个第2散热层79b、79c的厚度也可以与第1散热层79a的厚度相同。至少一个第2散热层79b、79c例如也可以具有105μm以上的厚度。通过使至少一个第2散热层79b、79c的厚度增加,能够使至少一个第2散热层79b、79c的散热能力增大。
156.至少一个第2散热层79b、79c例如由如铜、银、金、锡或者镍那样的金属形成。至少一个第2散热层79b、79c也可以由与第1散热层79a相同的材料形成。至少一个第2散热层79b、79c通过绝缘基材76与外侧布线77以及第1散热层79a电绝缘。另外,在至少一个第2散热层79b、79c是多个第2散热层79b、79c的情况下,多个第2散热层79b、79c通过绝缘基材76相互电绝缘。
157.如图20以及图23所示,控制电路基板75e也可以包括至少一个第1导电过孔80。在本实施方式中,至少一个第1导电过孔80是多个第1导电过孔80。至少一个第1导电过孔80是设置于绝缘基材76的孔的表面中形成的导电膜。至少一个第1导电过孔80例如由如铜、银、金、锡或者镍那样的金属形成。至少一个第1导电过孔80也可以由与至少一个第2散热层79b、79c相同的材料形成。至少一个第1导电过孔80将多个第2散热层79b、79c相互电连接并且热连接。
158.如图20以及图22所示,控制电路基板75e也可以包括设置于控制电路基板75e的第2主面76a上的至少一个传热焊盘79f。在本实施方式中,至少一个传热焊盘79f是多个传热焊盘79f。至少一个传热焊盘79f离开第1散热层79a,与第1散热层79a电绝缘。至少一个传热焊盘79f也可以设置于控制电路基板75e的第2主面76a的角。至少一个传热焊盘79f例如由如铜、银、金、锡或者镍那样的金属形成。至少一个传热焊盘79f也可以由与第1散热层79a相同的材料形成。
159.如图20至图23所示,控制电路基板75e也可以包括至少一个第2导电过孔82。在本实施方式中,至少一个第2导电过孔82是多个第2导电过孔82。至少一个第2导电过孔82是设置于绝缘基材76的孔的表面中形成的导电膜。至少一个第2导电过孔82例如由如铜、银、金、锡或者镍那样的金属形成。至少一个第2导电过孔82也可以由与至少一个第2散热层79b、79c相同的材料形成。至少一个第2导电过孔82也可以由与至少一个第1导电过孔80相同的材料形成。至少一个第2导电过孔82将外侧布线77、至少一个第2散热层79b、79c以及至少一个传热焊盘79f相互电连接并且热连接。
160.控制电路基板75e(第1散热层79a)通过树脂框架28的突出部28p支撑。控制电路基板75例如使用如螺钉那样的固定部件83固定到树脂框架28的突出部28p。固定部件83与外侧布线77、至少一个第2散热层79b、79c以及至少一个传热焊盘79f接触。固定部件83进而延伸至散热器10。固定部件83例如螺合到设置于散热器10的螺母孔。控制电路基板75以及树脂框架28使用固定部件83固定到散热器10。固定部件83例如由金属材料形成。
161.第1散热层79a经由至少一个第2散热层79b、79c与散热器10热连接。具体而言,第1散热层79a与至少一个第2散热层79b、79c之间的绝缘基材76的厚度薄,所以第1散热层79a经由绝缘基材76与至少一个第2散热层79b、79c热连接。而且,至少一个第2散热层79b、79c如以下所述,与散热器10热连接。因此,第1散热层79a经由至少一个第2散热层79b、79c与散热器10热连接。
162.至少一个第2散热层79b、79c经由固定部件83、至少一个第2导电过孔82、至少一个
传热焊盘79f或者包括突出部28p的树脂框架28的至少一个与散热器10热连接。例如,至少一个第2散热层79b、79c经由固定部件83与散热器10热连接。至少一个第2散热层79b、79c经由至少一个第2导电过孔82、至少一个传热焊盘79f以及包括突出部28p的树脂框架28与散热器10热连接。
163.至少一个第2散热层79b、79c与散热器10电连接。具体而言,至少一个第2散热层79b、79c经由固定部件83与散热器10电连接。至少一个第2散热层79b、79c经由至少一个第2导电过孔82、至少一个传热焊盘79f或者固定部件83的至少一个与散热器10电连接。散热器10也可以接地,散热器10和至少一个第2散热层79b、79c具有接地电位。
164.第1散热层79a与至少一个第2散热层79b、79c、固定部件83、至少一个第2导电过孔82以及至少一个传热焊盘79f电绝缘。因此,第1散热层79a与散热器10电绝缘。
165.本实施方式的电力变换装置1e除了实施方式4的电力变换装置1c的效果以外,还起到以下的效果。
166.在本实施方式的电力变换装置1e中,控制电路基板75e还包括绝缘基材76。第1散热部件78e还包括设置于绝缘基材76中的至少一个第2散热层79b、79c。至少一个第2散热层79b、79c通过绝缘基材76与第1散热层79a电绝缘,并且与散热器10电连接并且热连接。
167.第1散热部件78e除了第1散热层79a以外,还包括至少一个第2散热层79b、79c。因此,从功率模块(第1功率模块21、第2功率模块21a)产生的热在经由第2母线部42a、42b传到电容器元件51之前,传到散热器10。从功率模块经由母线(正极母线40a、负极母线40b)传到电容器元件51的热的量减少。电力变换装置1e能够使从功率模块产生的热所引起的电容器元件51的性能劣化降低。
168.第1散热层79a和至少一个第2散热层79b、79c的体积比作为散热板的实施方式3的第1散热部件61小。因此,电力变换装置1e能够小型化。另外,第1散热层79a和至少一个第2散热层79b、79c包含于包括控制器4的控制电路基板75e。无需与控制电路基板75e独立地准备第1散热部件61(图10以及图11)。因此,电力变换装置1e的生产率提高。
169.至少一个第2散热层79b、79c与散热器10电连接,所以至少一个第2散热层79b、79c具有散热器10的相同的电位(例如接地电位)。至少一个第2散热层79b、79c能够使在电力变换装置1d的动作时从功率模块(第1功率模块21、第2功率模块21a)产生的电磁噪声降低。控制电路基板75e能够配置于更接近功率模块的位置。电力变换装置1e能够小型化。
170.在本实施方式的电力变换装置1e中,还具备具有导电性的第1热传递部件65e。第1热传递部件65e配置于第1母线部41a、41b与第1散热部件78e(第1散热层79a)之间,并且与第1母线部41a、41b和第1散热部件78e(第1散热层79a)热连接。母线包括第1母线(例如正极母线40a)和第2母线(例如负极母线40b)。第1母线和第2母线都包括第1母线部41a、41b和第2母线部42a、42b。第1热传递部件65e包括第1热传递部分65p和第2热传递部分65q。第1热传递部分65p在俯视散热器10的第1主面11时,与第1母线(例如正极母线40a)的第1母线部(例如第1母线部41a)对置。第2热传递部分65q在俯视散热器10的第1主面11时,与第2母线(例如负极母线40b)的第1母线部(例如第1母线部41b)对置。第1热传递部分65p和第2热传递部分65q相互电绝缘。
171.第1热传递部分65p和第2热传递部分65q相互电绝缘,所以在电力变换装置1e中,能够使用具有导电性的第1热传递部件65e。具有导电性的第1热传递部件65e具有比具有电
绝缘性的第1热传递部件高的导热率。因此,电力变换装置1e能够使从功率模块(第1功率模块21、第2功率模块21a)产生的热所引起的电容器元件51的性能劣化进一步降低。
172.实施方式6.
173.参照图24以及图25,说明实施方式6的电力变换装置1f。本实施方式的电力变换装置1f具备与实施方式3的电力变换装置1b同样的结构,但主要在以下的方面不同。
174.在电力变换装置1f中,在散热板(第1散热部件61)和第1热传递部件65设置有孔63。在俯视散热器10的第1主面11时,孔63例如设置于散热板的中央部。在俯视散热器10的第1主面11时,孔63例如还设置于第1热传递部件65的中央部。第1母线部41a、41b的一部分从孔63露出。
175.控制电路基板75从散热板(第1散热部件61)隔开间隔,被树脂框架28的突出部28p支撑。控制电路基板75与散热板之间的间隙作为通过从功率模块(第1功率模块21、第2功率模块21a)产生的热加热的空气的通道即风路85发挥功能。孔63连通到形成于控制电路基板75与散热板之间的风路85。
176.本实施方式的电力变换装置1f除了实施方式3的电力变换装置1b的效果以外,还起到以下的效果。
177.在本实施方式的电力变换装置1f中,在散热板(第1散热部件61)设置有孔63。第1母线部41a、41b的一部分从孔63露出。孔63连通到形成于控制电路基板75与散热板之间的风路85。
178.因此,通过从功率模块(第1功率模块21、第2功率模块21a)产生的热加热的空气经由风路85被排出到电力变换装置1f的外部。能够降低第1散热部件61的温度上升。从功率模块传到电容器元件51的热的量减少。电力变换装置1f能够使电容器元件51的性能劣化降低。
179.实施方式7.
180.参照图26至图28,说明实施方式7的电力变换装置1g。本实施方式的电力变换装置1g具备与实施方式6的电力变换装置1f同样的结构,但主要在以下的方面不同。
181.本实施方式的电力变换装置1g代替实施方式6的电力变换装置1f中的控制电路基板75而具备控制电路基板75g。控制电路基板75g具备与控制电路基板75同样的结构,但如图28所示,在控制电路基板75g设置有孔76p。孔76p在控制电路基板75g(绝缘基材76)的厚度方向(第3方向(z方向))上贯通控制电路基板75g(绝缘基材76)。孔76p延伸至控制电路基板75g(绝缘基材76)的第2主面76a以及第3主面76b。
182.电力变换装置1g还具备信号端子87。信号端子87将控制器4和功率模块(第1功率模块21、第2功率模块21a)电连接。具体而言,如图26以及图27所示,与功率模块连接的信号端子87被插入到设置于散热板(第1散热部件61)和第1热传递部件65的孔63。如图28所示,信号端子87被插入到设置于控制电路基板75g(绝缘基材76)的孔76p。信号端子87使用如焊料那样的导电接合部件88,与外侧布线77接合。孔63也可以是随着朝向控制电路基板75g变得尖细的锥形孔。
183.本实施方式的电力变换装置1g除了实施方式6的电力变换装置1f的效果以外,还起到以下的效果。
184.本实施方式的电力变换装置1g还具备信号端子87。信号端子87将控制器4和功率
模块(第1功率模块21、第2功率模块21a)电连接。信号端子87被插入到孔63。
185.使通过从功率模块(第1功率模块21、第2功率模块21a)产生的热加热的空气通过的孔63还能够用作使将控制器4和功率模块电连接的信号端子87通过的孔63。因此,电力变换装置1g能够小型化。
186.在本实施方式的电力变换装置1g中,孔63是随着朝向控制电路基板75g而变得尖细的锥形孔。信号端子87被插入到锥形孔。
187.在为了装配电力变换装置1g使第1散热部件61以及脚62朝向散热器10的第1主面11移动时,信号端子87被引导到锥形孔。俯视散热器10的第1主面11时的信号端子87的位置被对准。在俯视散热器10的第1主面11时,信号端子87相对控制电路基板75g(例如孔76p)的位置稳定,向控制电路基板75g连接信号端子87变得容易。能够降低电力变换装置1g的装配成本。能够提高电力变换装置1g的生产率。
188.实施方式8.
189.参照图29以及图30,说明实施方式8的电力变换装置1h。本实施方式的电力变换装置1h具备与实施方式3的电力变换装置1b同样的结构,但主要在以下的方面不同。
190.电力变换装置1h还具备第2散热部件90。第2散热部件90具有0.1w/(m
·
k)以上的导热率。第2散热部件90既可以具有1.0w/(m
·
k)以上的导热率,也可以具有10.0w/(m
·
k)以上的导热率。
191.第2散热部件90也可以由电绝缘材料形成。第2散热部件90例如也可以由如氮化铝(aln)或者碳化硅(sic)那样的陶瓷形成。第2散热部件90例如也可以由如聚醚醚酮(peek)、聚苯硫醚(pps)、聚四氟乙烯(ptfe)或者聚醚砜(pes)那样的超级工程塑料形成。第2散热部件90例如也可以由如聚碳酸酯(pc)、聚甲醛(pom)、聚酰胺(pa)、聚对苯二甲酸乙二酯(pet)、丙烯腈苯乙烯(as)那样的工程塑料形成。
192.第2散热部件90也可以由导电性材料形成。第2散热部件90例如也可以由碳系的复合原材料形成。第2散热部件90也可以由如铝、铝合金、铜、铜合金、锡、锡合金、镍合金、金、金合金、银、银合金、铁或者铁合金那样的金属形成。第2散热部件90既可以由与第1散热部件61相同的材料形成,也可以由与第1散热部件61不同的材料形成。
193.第2散热部件90与第1散热部件61(散热板)或者散热器10的至少一个和电容器50连接。因此,第2散热部件90与第1散热部件61(散热板)或者散热器10的至少一个和电容器50热连接。第2散热部件90也可以与散热器10电连接。第2散热部件90也可以具有散热器10的相同的电位(例如接地电位)。
194.也可以如图29至图32所示的本实施方式及其变形例的电力变换装置1h、1i,第2散热部件90经由脚62与第1散热部件61连接。具体而言,也可以如图29以及图30所示的本实施方式的电力变换装置1h,第2散热部件90与脚62中的靠近第1散热部件61的部分连接。也可以如图31以及图32所示的本实施方式的变形例的电力变换装置1i,第2散热部件90与脚62中的固定到散热器10的部分连接。第2散热部件90也可以延伸至散热器10的第1主面11,固定到散热器10的第1主面11。第2散热部件90也可以通过焊接与第1散热部件61、脚62或者散热器10接合。第2散热部件90也可以使用粘接剂或者螺钉固定到第1散热部件61、脚62或者散热器10。
195.第2散热部件90的一部分埋入到电容器50的密封部件54。第2散热部件90的一部分
也可以与第2母线部42a、42b中的与电容器元件51接合的部分对置。第2散热部件90的一部分也可以沿着第2母线部42a、42b中的与电容器元件51接合的部分延伸。第2散热部件90的一部分和第2母线部42a、42b中的与电容器元件51接合的部分也可以沿着散热器10的第1主面11延伸。
196.第2散热部件90的一部分和第2母线部42a、42b中的与电容器元件51接合的部分也可以与电容器元件51对置。第2母线部42a、42b中的与电容器元件51接合的部分也可以处于电容器元件51与第2散热部件90的一部分之间。在控制电路基板75和电容器元件51相互离开的方向(散热器10的第1主面11的法线方向、第3方向(z方向))上,埋入到密封部件54的第2散热部件90的一部分配置于控制电路基板75与电容器元件51之间、并且配置于控制电路基板75与第2母线部42a、42b之间。
197.第2散热部件90与母线(正极母线40a、负极母线40b)以及电容器元件51电绝缘。例如,第2散热部件90通过具有电绝缘性的密封部件54,与母线的第2母线部42a、42b以及电容器元件51电绝缘。
198.本实施方式的电力变换装置1h、1i除了实施方式3的电力变换装置1b的效果以外,还起到以下的效果。
199.本实施方式的电力变换装置1h、1i还具备与散热板(第1散热部件61)或者散热器10的至少一个和电容器50连接的第2散热部件90。第2散热部件90与母线(正极母线40a、负极母线40b)以及电容器元件51电绝缘。
200.第2散热部件90使电容器50的热传导到散热板(第1散热部件61)或者散热器10的至少一个。第2散热部件90使电容器50的温度降低。电力变换装置1h、1i能够使电容器元件51的性能劣化降低。
201.在本实施方式的电力变换装置1h、1i中,在控制电路基板75和电容器元件51相互离开的方向(散热器10的第1主面11的法线方向、第3方向(z方向))上,第2散热部件90的一部分配置于控制电路基板75与电容器元件51之间、并且配置于控制电路基板75与第2母线部42a、42b之间。第1散热部件61以及第2散热部件90具有导电性,并且与散热器10电连接。
202.在电力变换装置1h、1i的动作时,输入到电容器元件51以及第2母线部42a、42b或者从电容器元件51以及第2母线部42a、42b输出的电流或者电压有时电振动。该振动电流或者振动电压产生电磁噪声。第2散热部件90具有导电性并且与散热器10电连接,所以第2散热部件90具有与散热器10相同的电位(例如接地电位)。第2散热部件90能够使在电力变换装置1h、1i的动作时从电容器元件51以及第2母线部42a、42b产生的电磁噪声降低。因此,电容器50能够配置于更接近控制电路基板75的位置。电力变换装置1h、1i能够小型化。
203.实施方式9.
204.参照图33至图35,说明实施方式9的电力变换装置1j。本实施方式的电力变换装置1j具备与实施方式1的电力变换装置1同样的结构,但主要在以下的方面不同。
205.电力变换装置1j还具备第2热传递部件67。第2热传递部件67具有电绝缘性。第2热传递部件67例如也可以由如硅系树脂、环氧系树脂、聚氨酯系树脂或者丙烯酸系树脂那样的树脂材料形成。第2热传递部件67例如也可以是如热传导油脂或者热传导粘接剂的热界面材料(tim)。第2热传递部件67也可以由与第1热传递部件65相同的材料形成。
206.在俯视散热器10的第1主面11时,正极母线40a的第1母线部41a和负极母线40b的
第1母线部41b相互重叠。例如,在俯视散热器10的第1主面11时,正极母线40a的第1母线部41a与负极母线40b的第1母线部41b的一部分相互重叠。第2热传递部件67配置于正极母线40a的第1母线部41a与负极母线40b的第1母线部41b之间。第2热传递部件67将正极母线40a的第1母线部41a和负极母线40b的第1母线部41b相互热连接。第2热传递部件67使正极母线40a的第1母线部41a和负极母线40b的第1母线部41b相互电绝缘。
207.在本实施方式中,在散热器10的第1主面11的法线方向(第3方向(z方向))上,正极母线40a的第1母线部41a相比于负极母线40b的第1母线部41b,远离散热器10的第1主面11。在负极母线40b的第1母线部41b设置有第1开口41p和第2开口41q。第1引线25通过第1开口41p与正极母线40a的第1母线部41a连接。第1引线25与负极母线40b的第1母线部41b电绝缘。第2引线25a通过第2开口41q与负极母线40b的第1母线部41b连接。在本实施方式的变形例中,也可以在散热器10的第1主面11的法线方向(第3方向(z方向))上,负极母线40b的第1母线部41b比正极母线40a的第1母线部41a远离散热器10的第1主面11。
208.与第1母线部41a与第1母线部41b之间的高度的差对应地,第1散热部件61包括台阶61s。具体而言,第1散热部件61包括与第1母线部41a对置的第1部分61i和虽然与第1母线部41b对置但未与第1母线部41a对置的第2部分61j。第1散热部件61的第1部分61i比第1散热部件61的第2部分61j远离散热器10的第1主面11。台阶61s处于第1部分61i与第2部分61j之间。关于包括台阶61s的第1散热部件61,即使第1热传递部件65具有均匀的厚度,也能够将第1母线部41a和第1母线部41b经由第1热传递部件65可靠地热连接到第1散热部件61。
209.正极母线40a的第1母线部41a沿着散热器10的第1主面11延伸。特定而言,第1母线部41a沿着第1方向(x方向)和第2方向(y方向)延伸。第1母线部41a是具有沿着散热器10的第1主面11延伸的主面并且长度方向为第2方向(y方向)的板状部件。在俯视散热器10的第1主面11时,第1母线部41a覆盖第1功率模块21,但未覆盖第2功率模块21a。在俯视散热器10的第1主面11时,第1母线部41a的一个覆盖多个第1功率模块21(例如三个第1功率模块21)。
210.负极母线40b的第1母线部41b沿着散热器10的第1主面11延伸。特定而言,第1母线部41b沿着第1方向(x方向)和第2方向(y方向)延伸。第1母线部41b是具有沿着散热器10的第1主面11延伸的主面并且长度方向为第1方向(x方向)的板状部件。在俯视散热器10的第1主面11时,第1母线部41b覆盖第1功率模块21和第2功率模块21a。在俯视散热器10的第1主面11时,第1母线部41b的一个覆盖多个第1功率模块21(例如三个第1功率模块21)和多个第2功率模块21a(例如三个第2功率模块21a)。
211.在俯视散热器10的第1主面11时,第1母线部41a例如覆盖第1功率模块21的面积的15%以上。在俯视散热器10的第1主面11时,第1母线部41a例如也可以覆盖第1功率模块21的面积的20%以上。
212.在俯视散热器10的第1主面11时,第1母线部41b例如覆盖第2功率模块21a的面积的50%以上。在俯视散热器10的第1主面11时,第1母线部41b也可以覆盖第2功率模块21a的面积的80%以上。在俯视散热器10的第1主面11时,第1母线部41b例如也可以覆盖第1功率模块21的面积的50%以上。在俯视散热器10的第1主面11时,第1母线部41b例如也可以覆盖第1功率模块21的面积的80%以上。
213.在电力变换装置1j中,母线(正极母线40a的第1母线部41a和负极母线40b)包括第1母线和第2母线。第1母线和第2母线都包括第1母线部41a、41b和第2母线部42a、42b。第1母
线的第1母线部41a、41b的第1电流路径比第2母线的第1母线部41a、41b的第2电流路径长,并且第1母线的第1母线部41a、41b以比第2母线的第1母线部41a、41b大的面积与第1散热部件61对置且与第1散热部件61热连接。在本实施方式中,第1母线是负极母线40b,第2母线是正极母线40a。
214.具体而言,负极母线40b的第1母线部41b的第1电流路径的第1长度是第2功率模块21a的第2引线25a与负极母线40b的第2母线部42b之间的距离。正极母线40a的第1母线部41a的第2电流路径的第2长度是第1功率模块21的第1引线25与正极母线40a的第2母线部42a之间的距离。第2功率模块21a的第2引线25a与负极母线40b的第2母线部42b之间的距离大于第1功率模块21的第1引线25与正极母线40a的第2母线部42a之间的距离。负极母线40b的第1母线部41b的第1电流路径的第1长度大于正极母线40a的第1母线部41a的第2电流路径的第2长度。
215.另外,负极母线40b的第1母线部41b以比正极母线40a的第1母线部41a大的面积与第1散热部件61对置。正极母线40a的第1母线部41a经由第1热传递部件65与第1散热部件61热连接。负极母线40b的第1母线部41b经由第1热传递部件65、第2热传递部件67以及正极母线40a的第1母线部41a与第1散热部件61热连接。这样,负极母线40b的第1母线部41b以比正极母线40a的第1母线部41a大的面积与第1散热部件61热连接。
216.在本实施方式的第1变形例中,也可以第1母线是正极母线40a,第2母线是负极母线40b。在本实施方式的第2变形例中,也可以第1母线是正极母线40a中的一个,第2母线是正极母线40a的另一个。在本实施方式的第3变形例中,也可以第1母线是负极母线40b中的一个,第2母线是负极母线40b的另一个。
217.本实施方式的电力变换装置1j除了实施方式1的电力变换装置1的效果以外,还起到以下的效果。
218.在本实施方式的电力变换装置1j中,母线(正极母线40a的第1母线部41a和负极母线40b)包括第1母线(例如负极母线40b)和第2母线(例如正极母线40a)。第1母线和第2母线都包括第1母线部41a、41b和第2母线部42a、42b。第1母线的第1母线部41a、41b的第1电流路径比第2母线的第1母线部41a、41b的第2电流路径长,并且第1母线的第1母线部41a、41b以比第2母线的第1母线部41a、41b大的面积与第1散热部件61对置且与第1散热部件61热连接。
219.第1母线的第1母线部41a、41b的第1电流路径比第2母线的第1母线部41a、41b的第2电流路径长,所以第1母线的第1母线部41a、41b的第1电阻比第2母线的第1母线部41a、41b的第2电阻大。第1母线的第1母线部41a、41b的第1发热量比第2母线的第1母线部41a、41b的第2发热量大。第1母线的第1母线部41a、41b以比第2母线的第1母线部41a、41b大的面积与第1散热部件61对置且与第1散热部件61热连接。这样,电力变换装置1j构成为发热量更大的第1母线的第1母线部41a、41b相比于发热量更小的第2母线的第1母线部41a、41b,通过第1散热部件61高效地散热。
220.因此,从功率模块(第1功率模块21、第2功率模块21a)经由母线(第1母线、第2母线)传到电容器元件51的热的量减少。电力变换装置1j能够使电容器元件51的性能劣化降低。另外,第2母线小型化。因此,电力变换装置1j能够小型化。
221.本实施方式的电力变换装置1j还具备具有电绝缘性的第2热传递部件67。母线包
括正极母线40a和负极母线40b。正极母线40a和负极母线40b都包括第1母线部41a、41b和第2母线部42a、42b。在俯视散热器10的第1主面11时,正极母线40a的第1母线部41a和负极母线40b的第1母线部41b相互重叠。第2热传递部件67配置于正极母线40a的第1母线部41a与负极母线40b的第1母线部41b之间。
222.正极母线40a的第1母线部41a和负极母线40b的第1母线部41b相互重叠,所以正极母线40a与负极母线40b之间的电感降低。母线(正极母线40a、负极母线40b)的电感l和电容器元件51的电容c所引起的电流的共振现象被降低,在电容器元件51、母线以及功率模块(第1功率模块21、第2功率模块21a)中流过的纹波电流被降低。纹波电流所引起的、电容器元件51、母线以及功率模块的发热量减少。电力变换装置1j能够使电容器元件51的性能劣化降低。
223.实施方式10.
224.参照图36以及图37,说明实施方式10的电力变换装置1k。本实施方式的电力变换装置1k具备与实施方式1的电力变换装置1同样的结构,但主要在以下的方面不同。电力变换装置1k还具备壳体100和第3热传递部件105。
225.壳体100也可以具有导电性。壳体100也可以由如铝、铝合金、铜、铜合金、锡、锡合金、镍合金、金、金合金、银、银合金、铁或者铁合金那样的金属形成。壳体100也可以由碳系的复合材料形成。壳体100也可以具有电绝缘性。壳体100也可以由如氮化铝(aln)、碳化硅(sic)或者氧化铝那样的陶瓷形成。
226.壳体100安装于散热器10。壳体100例如也可以通过焊接与散热器10接合。壳体100例如也可以使用粘接剂或者螺钉固定到散热器10。壳体100与散热器10热连接。壳体100既可以具有导电性、并且也可以与散热器10电连接。功率模块装配体(第1功率模块装配体20、第2功率模块装配体20b)、电容器50、母线(正极母线40a、负极母线40b)以及第1散热部件61收容于由散热器10和壳体100规定的空间内。
227.壳体100包括侧壁102。壳体100也可以还包括锥形部103。锥形部103设置于接近散热器10的侧壁102的顶端部。锥形部103具有随着朝向散热器10而变得尖细的形状。
228.第3热传递部件105具有电绝缘性。第3热传递部件105例如也可以由如硅系树脂、环氧系树脂、聚氨酯系树脂或者丙烯酸系树脂那样的树脂材料形成。第3热传递部件105例如也可以是如热传导油脂或者热传导粘接剂那样的热界面材料(tim)。
229.第3热传递部件105配置于第2母线部42a、42b与壳体100(锥形部103)之间。第3热传递部件105与壳体100(锥形部103)和第2母线部42a、42b热连接。第2母线部42a、42b经由第3热传递部件105与壳体100(锥形部103)热连接。第3热传递部件105也可以具有弹性。第3热传递部件105也可以与第2母线部42a、42b和壳体100(锥形部103)密接。第3热传递部件105也可以具有与壳体100和锥形部103互补的锥形形状。第3热传递部件105具有随着离开散热器10而变得尖细的形状。第3热传递部件105也可以具有粘接性。
230.说明电力变换装置1k的制造方法中的、将壳体100安装到散热器10的工序的一个例子。在第2母线部42a、42b粘贴具有粘接性的第3热传递部件105。之后,使壳体100朝向散热器10移动。壳体100的锥形部103具有与第3热传递部件105互补的形状,所以壳体100的锥形部103与第3热传递部件105密接。壳体100的锥形部103被压入到第3热传递部件105。这样,第3热传递部件105与第2母线部42a、42b和壳体100热连接。壳体100与散热器10抵接。壳
体100通过焊接、粘接剂或者螺钉固定到散热器10。
231.本实施方式的电力变换装置1k除了实施方式1的电力变换装置1的效果以外,还起到以下的效果。
232.本实施方式的电力变换装置1k还具备壳体100和第3热传递部件105。壳体100安装于散热器10。第3热传递部件105具有电绝缘性。功率模块(第1功率模块21、第2功率模块21a)、电容器50、母线(正极母线40a、负极母线40b)以及第1散热部件61收容于由散热器10和壳体100规定的空间内。第3热传递部件105与壳体100和第2母线部42a、42b热连接。
233.在电力变换装置1k的动作时,从功率模块(第1功率模块21、第2功率模块21a)产生热。在该热经由母线(正极母线40a、负极母线40b)传到电容器元件51之前,该热从第2母线部42a、42b经由第3热传递部件105以及壳体100传到散热器10。传到电容器元件51的热的量减少。电力变换装置1k能够使电容器元件51的性能劣化降低。
234.实施方式11.
235.参照图38以及图39,说明实施方式11的电力变换装置1m。本实施方式的电力变换装置1m具备与实施方式8的电力变换装置1h同样的结构,但主要在以下的方面不同。
236.电力变换装置1m还具备壳体101和第3热传递部件106。
237.本实施方式的壳体101与实施方式10的壳体100相同。即,壳体101安装于散热器10。功率模块装配体(第1功率模块装配体20、第2功率模块装配体20b)、电容器50、母线(正极母线40a、负极母线40b)以及第1散热部件61收容于由散热器10和壳体101规定的空间内。本实施方式的壳体101与实施方式10的壳体100不同,也可以不包括锥形部103(参照图36以及图37)。
238.本实施方式的第3热传递部件106与实施方式10的第3热传递部件105相同,但在以下的方面与实施方式10的第3热传递部件105不同。
239.第3热传递部件106与壳体101和第1散热部件61热连接。第3热传递部件106与壳体101和第2散热部件90热连接。具体而言,第3热传递部件106粘贴到脚62,与脚62热连接。第3热传递部件106粘贴到第2散热部件90中的靠近第1散热部件61(或者脚62)的部分,与第2散热部件90中的靠近第1散热部件61(或者脚62)的部分热连接。第1散热部件61经由第3热传递部件106和脚62或者第2散热部件90的至少一个与壳体101热连接。第2散热部件90经由第3热传递部件106与壳体101热连接。第3热传递部件106既可以具有电绝缘性,也可以具有导电性。
240.本实施方式的电力变换装置1m除了实施方式8的电力变换装置1h的效果以外,还起到以下的效果。
241.本实施方式的电力变换装置1m还具备壳体101和第3热传递部件106。壳体101安装于散热器10。功率模块(第1功率模块21、第2功率模块21a)、电容器50、母线(正极母线40a、负极母线40b)以及第1散热部件61收容于由散热器10和壳体101规定的空间内。第3热传递部件106与壳体101和第1散热部件61热连接。
242.在电力变换装置1m的动作时,从功率模块(第1功率模块21、第2功率模块21a)产生热。在该热经由母线(正极母线40a、负极母线40b)传到电容器元件51之前,该热经由第1散热部件61、第3热传递部件106以及壳体101传到散热器10。传到电容器元件51的热的量减少。电力变换装置1m能够使电容器元件51的性能劣化降低。
243.本实施方式的电力变换装置1m还具备壳体101和第3热传递部件106。壳体101安装于散热器10。功率模块(第1功率模块21、第2功率模块21a)、电容器50、母线(正极母线40a、负极母线40b)以及第1散热部件61收容于由散热器10和壳体101规定的空间内。第3热传递部件106与壳体101和第2散热部件90热连接。
244.电容器50的热经由第2散热部件90以及第3热传递部件106传到散热器10。能够降低电容器50的温度。电力变换装置1m能够使电容器元件51的性能劣化降低。
245.实施方式12.
246.参照图40,说明实施方式12的电力变换装置1u的电路结构的一个例子。本实施方式的电力变换装置1u的电路具备与实施方式1的电力变换装置1的电路同样的结构,起到同样的效果,但主要在以下的方面不同。电力变换装置1u还包括电压控制电路5和平滑电路3b。
247.电压控制电路5配置于电池7与平滑电路3b之间。电压控制电路5包括第1开关元件16和第2开关元件16a。第1开关元件16以及第2开关元件16a分别包括相互电并联配置的晶体管和二极管。晶体管例如是绝缘栅极双极性晶体管(igbt)或者金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)。二极管例如是续流二极管。电压控制电路5以使马达8的效率成为最大的方式调整从电池7输出的第1直流电压的大小。控制器4与电压控制电路5电连接,控制电压控制电路5。
248.平滑电路3b包括电容器50b。电容器50b具备与电容器50同样的结构。平滑电路3b去除重叠到从电池7供给的第1直流电压的振动电压。在电力变换装置1u的动作时,在电压控制电路5以及平滑电路3b中流过大电流。因此,电压控制电路5以及平滑电路3b与母线(正极母线40a、负极母线40b)连接。
249.实施方式1-11中的任意实施方式所示的电力变换装置1-1m的结构还可以应用于电压控制电路5和电容器50b。
250.应认为本次公开的实施方式1-12在所有方面仅为例示而非限制性的。只要不存在矛盾,也可以组合本次公开的实施方式1-12的至少2个。本公开的范围并非由上述说明示出而由权利要书示出,意图包括与权利要求书均等的意义以及范围内的所有变更。
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