電力轉換裝置的制造方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及將直流電力轉換為交流電力、或者將交流電力轉換為直流電力的電力轉換裝置，特別是混合動力汽車、電動汽車中使用的電力轉換裝置。
【背景技術】
[0002]關于電力轉換裝置，為了提高電力轉換性能、謀求小型化，電力轉換裝置的內部零件的冷卻性的提高是很重要的。容納在電力轉換裝置的殼體中的控制電路基板上安裝的電子零件對熱的耐受較差，因此為了以低廉的價格確保該電子零件的性能，控制電路基板被要求高效率地進行冷卻。
[0003]在專利文獻1中記載了以下結構:控制元件的熱量介由支承該控制元件的導熱板、支承該導熱板的擱板承受部、形成該擱板承受部的殼體而傳遞至冷卻器。然而，隨著電力轉換裝置的小型化的要求，希望縮短將控制元件的熱量傳遞至冷卻器為止的傳熱路徑，提高控制元件的散熱性能。
[0004]現有技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:W02000/17994
【發明內容】
[0007]發明要解決的課題
[0008]本發明的課題是提高控制電路基板的冷卻性。
[0009]用于解決課題的手段
[0010]本發明所涉及的電力轉換裝置包括:功率半導體模塊，其具有將直流電流轉換為交流電流的功率半導體元件;流路形成體，其形成流路空間；驅動器電路基板，其對所述功率半導體元件進行驅動；以及控制電路基板，其對所述驅動器電路基板進行控制，所述流路形成體形成第一開口部，所述第一開口部用于使所述功率半導體模塊以與所述流路空間相對的方式配置，所述驅動器電路基板被配置在與形成有所述第一開口部的所述流路形成體的面相對的位置，所述流路形成體形成側面部，所述側面部與所述功率半導體模塊和所述驅動器電路基板的排列方向平行地形成，所述控制電路基板以在從所述流路形成體的所述側面部的垂直方向投影的情況下，該控制電路基板的投影部與所述流路空間的投影部重合的方式，介由從該側面部突出的突出部配置在該側面部上。
[0011]發明效果
[0012]通過本發明，能夠提尚控制電路基板的冷卻性。
【附圖說明】
[0013]圖1是示出混合動力汽車的系統的系統圖。
[0014]圖2是示出圖1所示的電氣線路的結構的電路圖。
[0015]圖3是電力轉換裝置200的外觀圖。
[0016]圖4是電力轉換裝置200的外觀圖。
[0017]圖5是功率半導體模塊300a的整體立體圖。
[0018]圖6是以截面D切斷本實施形態的功率半導體模塊300a并從方向E對其進行觀察時的剖面圖。
[0019]圖7是以圖3所示的平面A切斷電力轉換裝置200而得到的剖面圖。
[0020]圖8是抽出構成圖7的電力轉換裝置200的零件，僅以流路形成體400、上部罩子419、側部罩子422構成的剖面圖。
[0021]圖9是去除側面罩子422，并將控制電路基板421從電力轉換裝置200上分解后的分解立體圖。
[0022]圖10是去除側面罩子422，并從配置有控制電路基板421的一側觀察到的側視圖。
[0023]圖11是從形成有電容端子的一側觀察到的電容模塊500的外觀立體圖。
[0024]圖12是圖11所示的電容模塊500的去除電容殼體501后的外觀立體圖。
[0025]圖13是從沒有形成電容端子的一側觀察到的電容模塊500的外觀立體圖。
[0026]圖14是圖13所示的電容模塊500的去除電容殼體501后的外觀立體圖。
[0027]圖15是以圖3的平面B切斷而得到的電力轉換裝置200的剖面圖。
[0028]圖16是從上表面側觀察冷卻板413而得到的整體立體圖。
[0029]圖17是從下表面側觀察冷卻板413而得到的整體立體圖。
【具體實施方式】
[0030]接下來使用附圖對本發明所涉及的實施形態進行說明，圖1是將本發明的對象即電力轉換裝置應用到使用內燃機和電動機雙方來進行運轉的所謂的混合動力方式的汽車中的情況下的系統圖。
[0031]另外，本發明所涉及的電力轉換裝置不僅能應用于混合動力方式的汽車，也能應用于僅用電動機來進行運轉的所謂的電動汽車，或者也能作為用于對一般工業機械中使用的電動機進行驅動的電力轉換裝置來使用，但作為代表例，對應用于混合動力方式的汽車中的電力轉換裝置進行說明。
[0032]圖1是示出混合動力方式的汽車的控制模塊的圖，內燃機EGN以及電動發電機MG是產生汽車的行駛用扭矩的動力源。又，電動發電機MG不僅產生旋轉扭矩，還具有將從外部施加給電動發電機MG的機械能(旋轉力)轉換成電力的功能。電動發電機MG例如是同步電動/發電機或異步電動/發電機，通過上述那樣的運轉方法既作為電動機也作為發電機動作。
[0033]內燃機EGN的輸出側介由動力分配機構TSM傳遞至電動發電機MG，來自動力分配機構TSM的旋轉扭矩或電動發電機MG產生的旋轉扭矩介由變速箱TM以及差動齒輪DEF傳遞至車輪。
[0034]另一方面，在回饋制動的運轉時，旋轉扭矩從車輪傳遞至電動發電機MG，基于被傳遞來的旋轉扭矩產生交流電力。所產生的交流電力如后面所述那樣通過電力轉換裝置200被轉換為直流電力，對高電壓用的電池136充電，充電的電力再次作為行駛能量被使用。
[0035]接下來對電力轉換裝置200進行說明。逆變電路部140通過直流連接器138與電池136電連接，在電池136與逆變電路部140相互之間進行電力的授受。
[0036]在使電動發電機MG作為電動機動作的情況下，逆變電路部140基于通過直流連接器138從電池136供給的直流電力而產生交流電力，介由交流端子188供給至電動發電機MG。由電動發電機MG和逆變電路部140構成的結構作為電動/發電單元而動作。
[0037]電動/發電單元存在根據運轉狀態而作為電動機或者作為發電機運轉的情況，或者靈活運用它們來運轉的情況。另外，在本實施形態中，通過利用電池136的電力使電動/發電單元作為電動單元而動作，能夠僅利用電動發電機MG的動力進行車輛的驅動。進一步地，在本實施形態中，通過利用內燃機EGN的動力或者來自車輪的動力使電動/發電單元作為發電單元動作而發電，能夠進行電池136的充電。
[0038]電力轉換裝置200具有用于將供給至逆變電路部140的直流電力平滑化的電容模塊500。
[0039]電力轉換裝置200具有通信用的連接器21，其用于從上位的控制裝置接受指令，或者將表示狀態的數據發送給上位的控制裝置。根據從連接器21輸入的指令，通過控制電路部172計算電動發電機MG的控制量。
[0040]進一步地，對作為電動機運轉還是作為發電機運轉進行運算，基于運算結果產生控制脈沖并向驅動器電路174供給控制脈沖。驅動器電路174基于該控制脈沖產生用于控制逆變電路部140的驅動脈沖。
[0041]接著，使用圖2對逆變電路部140的電路結構進行說明，作為半導體元件，使用絕緣柵雙極型晶體管，以下簡略表示為IGBT。
[0042]逆變電路部140與由要輸出的交流電力的U相、V相、W相構成的三相相對應地具有上下臂的功率半導體模塊300a至300c，該上下臂的功率半導體模塊300a至300c由作為上臂動作的IGBT328以及二極管156、作為下臂動作的IGBT330以及二極管166。
[0043]這三相在該實施形態中對應于電動發電機MG的電樞繞組的三相的各相繞組。三相各自的上下臂的功率半導體模塊300a至300c，從功率半導體模塊300a至300c的各自的IGBT328與各自的IGBT330的中點部分、即中間電極169輸出交流電流，該交流電流通過交流端子159以及交流連接器188，連接于作為向電動發電機MG的交流電力線的交流母線。
[0044]上臂的IGBT328的集電極153介由正極端子157電連接于電容模塊500的正極側的電容端子506，下臂的IGBT330的發射極介由負極端子158電連接于電容模塊500的負極側的電容端子504。
[0045]如上所述，控制電路部172介由連接器21從上位的控制裝置接收控制指令，基于此產生控制脈沖，并供給至驅動器電路174，該控制脈沖即用于對構成各相的功率半導體模塊300a至300c的上臂或下臂的IGBT328、IGBT330進行控制的控制信號，該各相的功率半導體模塊300a至300c構成逆變電路部140。
[0046]驅動器電路174基于控制脈沖，將驅動脈沖供給至各相的IGBT328、IGBT330，該驅動脈沖用于對構成各相的功率半導體模塊150的上臂或下臂的IGBT328、IGBT330進行控制。
[0047]IGBT328、IGBT330基于來自驅動器電路174的驅動脈沖，進行導通或阻斷動作，將從電池136