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公開番号2025079244
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-21
出願番号2023191819
出願日2023-11-09
発明の名称電力変換装置
出願人株式会社デンソー
代理人個人,個人,個人
主分類H02M 7/48 20070101AFI20250514BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】半導体モジュールと基板との接続を良好に保ちつつ、半導体モジュールを含む複数の電気部品を底に効率的に放熱することが可能になった電力変換装置を提供する。
【解決手段】電力変換装置は、半導体モジュール12U、12V、12Wと、第1電気部品20と、第2電気部品70と、筐体160と、冷却器240を備える。半導体モジュールは、基板15に接続される信号端子11Dを有する。筐体は底171を有する。第1配置部177は内底面側に半導体モジュールが配置され、外底面側に第2電気部品が配置される。第2配置部173は、第1配置部よりも基板から離れた位置に設けられ、内底面側に第1電気部品が配置される。第1配置部は、半導体モジュール側の第2流路204、第2電気部品側の第3流路207、および、これらを隔てる壁211を内部に含む。半導体モジュールが冷却器と第1配置部の間に挟まれている。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
一方向（Ｚ）に厚さを有するとともに前記一方向に延びて基板（１５）に接続される信号端子（１１Ｄ）を有する半導体モジュール（１２Ｕ、１２Ｖ、１２Ｗ）と、
前記半導体モジュールに電気的に接続される第１電気部品（２０）と、
バッテリ（２）と前記第１電気部品とを接続する導電部材（１１１、１２１、１１２、１２２）と、
前記導電部材に電気的または磁気的に接続される第２電気部品（７０）と、
前記基板に対面する内底面（１７１Ａ）と前記内底面の裏側に位置する外底面（１７１Ｂ）を含み、前記半導体モジュール、前記第１電気部品、および、前記第２電気部品が熱的に接続される底（１７１）を有する筐体（１６０）と、
前記半導体モジュールを冷却する第１流路（２０５）を含む冷却器（２４０）と、を備え、
前記底は、
前記内底面側に前記半導体モジュールが配置され、前記外底面側に前記第２電気部品が配置される第１配置部（１７７）と、
前記第１配置部よりも前記一方向に関して前記基板から離れた位置に設けられ、前記内底面側に前記第１電気部品が配置される第２配置部（１７３）と、
前記第１配置部と前記第２配置部とを連結する連結部（１７５）と、を有し、
前記第１配置部は、
前記半導体モジュール側に設けられる第２流路（２０４）、前記第２電気部品側に設けられる第３流路（２０７）、および、前記第２流路と前記第３流路を隔てる壁（２１１）を内部に含み、
前記半導体モジュールが前記冷却器と前記第１配置部の間に挟まれている電力変換装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記第２電気部品は前記導電部材に流れるノイズを除去するコンデンサ（３０）および磁性体コア（６０）の少なくとも１つを含んでいる請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
空気よりも熱伝導率の高い放熱部材（８０）をさらに備え、
前記放熱部材が前記第１配置部の前記外底面と前記第２電気部品の間、および、前記第２配置部の前記内底面と前記第１電気部品の間の少なくとも一方に設けられている請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記第１電気部品と前記第２電気部品が並ぶ並び方向（Ｘ）に関して、前記第２電気部品のすべてが前記連結部に重なっている請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記第１配置部に連結される２つの連結管（２２０、２３０）をさらに有し、
前記第１配置部は、前記壁よりも前記第３流路側において、前記第３流路と非連続するとともに冷媒が最初に供給される第４流路（２０２）をさらに有し、
２つの前記連結管のうちの１つは、前記第１流路、前記第２流路、および、前記第４流路を連結し、前記第４流路から前記第１流路と前記第２流路に前記冷媒を供給する連結流路（２０３）を内部に含んでいる請求項１～４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項６】
２つの前記連結管のうちの別の１つは、前記連結流路である第１連結流路とは異なり、前記第１流路、前記第２流路、および、前記第３流路を連結し、前記第１流路および前記第２流路から前記第３流路に前記冷媒を排出する第２連結流路（２０６）を内部に含んでいる請求項５に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記第４流路に接続されて前記冷媒が供給される供給管（２００Ａ）と、
前記第３流路に接続されて前記冷媒が排出される排出管（２００Ｂ）と、を有し、
前記第１配置部における同一の縁に前記供給管と前記排出管が設けられている請求項６に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記底に前記導電部材を通すための挿通孔（１８１）が設けられ、
前記挿通孔が前記並び方向に関して前記第１電気部品と前記第２電気部品の間に非形成であり、
前記放熱部材がさらに前記連結部と前記第１電気部品の間に設けられ、
前記連結部と前記第１電気部品が前記放熱部材を介して密着している請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記半導体モジュールにおける前記基板に対面する第１上面（１４Ａ）よりも、前記第１電気部品における前記基板に対面する第２上面（２０Ａ）が前記一方向に関して前記基板から離れている請求項１～４のいずれか１項に記載の電力変換装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書に記載の開示は、電力変換装置に関するものである。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の電力変換装置は、スイッチング部、平滑コンデンサ、ノイズフィルタ、制御基板、冷却器、および、これらを収納する筐体を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－１０７３８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
スイッチング部は筐体において底壁と制御基板の間に収納されている。スイッチング部のゲート端子が制御基板に延びて制御基板に接続されている。スイッチング部に含まれる半導体モジュールは、冷却器に挟持され、冷却器を流れる冷媒によって冷却されている。また底壁には冷媒が流通可能な冷却通路が形成されている。底壁の内底面にコンデンサが配置され、底壁の外底面にノイズフィルタが配置されている。コンデンサとノイズフィルタが冷却通路を流れる冷媒によって冷却されている。
【０００５】
特許文献１の半導体モジュールを底壁に配置することで冷却器を用いずに冷却しようとすると、ゲート端子が長くなる。これによれば振動などによってゲート端子と制御基板との接続不良が起こる虞がある。特許文献１の構造においてはゲート端子と制御基板との接続を良好に保ちつつ、半導体モジュールとコンデンサとノイズフィルタの熱を底に効率的に放熱することが難しかった。
【０００６】
本開示の目的は、半導体モジュールと基板との接続を良好に保ちつつ、半導体モジュールを含む複数の電気部品を底に効率的に放熱することが可能になった電力変換装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様による電力変換装置は、
一方向（Ｚ）に厚さを有するとともに一方向に延びて基板（１５）に接続される信号端子（１１Ｄ）を有する半導体モジュール（１２Ｕ、１２Ｖ、１２Ｗ）と、
半導体モジュールに電気的に接続される第１電気部品（２０）と、
バッテリ（２）と第１電気部品とを接続する導電部材（１１１、１２１、１１２、１２２）と、
導電部材に電気的または磁気的に接続される第２電気部品（７０）と、
基板に対面する内底面（１７１Ａ）と内底面の裏側に位置する外底面（１７１Ｂ）を含み、半導体モジュール、第１電気部品、および、第２電気部品が熱的に接続される底（１７１）を有する筐体（１６０）と、
半導体モジュールを冷却する第１流路（２０５）を含む冷却器（２４０）と、を備え、
底は、
内底面側に半導体モジュールが配置され、外底面側に第２電気部品が配置される第１配置部（１７７）と、
第１配置部よりも一方向に関して基板から離れた位置に設けられ、内底面側に第１電気部品が配置される第２配置部（１７３）と、
第１配置部と第２配置部とを連結する連結部（１７５）と、を有し、
第１配置部は、
半導体モジュール側に設けられる第２流路（２０４）、第２電気部品側に設けられる第３流路（２０７）、および、第２流路と第３流路を隔てる壁（２１１）を内部に含み、
半導体モジュールが冷却器と第１配置部の間に挟まれている。
【０００８】
半導体モジュール（１２Ｕ、１２Ｖ、１２Ｗ）の熱が冷却器（２４０）と第１配置部（１７７）に放熱される。第１電気部品（２０）の熱が第２配置部（１７３）に放熱される。第２電気部品（７０）の熱が第１配置部に放熱される。また半導体モジュールが第１配置部に配置された状態において基板（１５）の近くに設けられていることから、振動などに対して信号端子（１１Ｄ）と基板との接続を良好に保てる。信号端子と基板との接続を良好に保ちつつ、半導体モジュールを含む複数の電気部品を底に効率的に冷却することが可能になった。
【０００９】
なお、上記の括弧内の参照番号は、後述の実施形態に記載の構成との対応関係を示すものに過ぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
車載システムを説明する電気回路図である
カバー側から見た電力変換装置の平面図である。
図２からカバー、基板、および、ブラケットを除いた平面図である。
カバー側から見た本体部の平面図である。
図２のＶ－Ｖ線に沿う断面図である。
カバー側から見た第１形成部の平面図である。
平面部側から見た第１形成部の平面図である。
図２のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。
第２実施形態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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