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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024117421
(43)【公開日】2024-08-29
(54)【発明の名称】電力変換装置
(51)【国際特許分類】
H02M 7/48 20070101AFI20240822BHJP
H01L 25/07 20060101ALI20240822BHJP
【ＦＩ】
H02M7/48 Z
H01L25/04 C
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023023516
(22)【出願日】2023-02-17
(71)【出願人】
【識別番号】000004260
【氏名又は名称】株式会社デンソー
(74)【代理人】
【氏名又は名称】矢作 和行
(74)【代理人】
【識別番号】100121991
【弁理士】
【氏名又は名称】野々部 泰平
(74)【代理人】
【識別番号】100145595
【弁理士】
【氏名又は名称】久保 貴則
(72)【発明者】
【氏名】本村 和也
(72)【発明者】
【氏名】橋本 雄太
【テーマコード（参考）】
5H770
【Ｆターム（参考）】
5H770AA21
5H770BA02
5H770CA06
5H770DA03
5H770DA10
5H770DA41
5H770EA01
5H770HA02Y
5H770HA03W
5H770HA07Z
5H770JA10X
5H770PA15
5H770PA42
5H770QA01
5H770QA05
5H770QA06
5H770QA08
5H770QA12
5H770QA22
5H770QA28
(57)【要約】
【課題】インダクタンスを低減できる電力変換装置を提供すること。
【解決手段】電力変換装置４は、第１冷却器２１、半導体モジュール３０、および第２冷却器４０を備える。Ｚ方向において、第１冷却器、半導体モジュール、第２冷却器の順に積層されている。半導体モジュールが有する外部接続端子は、コンデンサ５０に電気的に接続される主端子と、屈曲端子である信号端子３２Ｓを有する。信号端子は、主端子と同じ側に延びる第１延設部３２１と、第１延設部に対して屈曲してＺ方向に延び、Ｙ方向において第２冷却器と対向する第２延設部３２２を有する。Ｙ方向において、第２冷却器の長さＬ２は、第１冷却器の長さＬ１よりも短い。Ｙ方向において、第２延設部と第２冷却器との間隔Ｄ２は、第２延設部と第１冷却器との間隔Ｄ１よりも短い。
【選択図】図４
【解決手段】電力変換装置４は、第１冷却器２１、半導体モジュール３０、および第２冷却器４０を備える。Ｚ方向において、第１冷却器、半導体モジュール、第２冷却器の順に積層されている。半導体モジュールが有する外部接続端子は、コンデンサ５０に電気的に接続される主端子と、屈曲端子である信号端子３２Ｓを有する。信号端子は、主端子と同じ側に延びる第１延設部３２１と、第１延設部に対して屈曲してＺ方向に延び、Ｙ方向において第２冷却器と対向する第２延設部３２２を有する。Ｙ方向において、第２冷却器の長さＬ２は、第１冷却器の長さＬ１よりも短い。Ｙ方向において、第２延設部と第２冷却器との間隔Ｄ２は、第２延設部と第１冷却器との間隔Ｄ１よりも短い。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１冷却器（２１）と、
前記第１冷却器に対向する一面に第１主電極が形成され、前記一面とは反対の裏面に第２主電極および信号用のパッドが形成された半導体素子（３３）を含む本体部（３１）と、前記半導体素子に電気的に接続された複数の外部接続端子（３２）と、を有し、前記第１冷却器に積層配置された半導体モジュール（３０）と、
前記裏面に対向するように、前記第１冷却器とは反対側で前記半導体モジュールに対して積層配置された第２冷却器（４０）と、
を備え、
前記半導体モジュール、前記第１冷却器、および前記第２冷却器の積層方向に直交する一方向において、前記第２冷却器の長さは、前記第１冷却器の長さよりも短く、
複数の前記外部接続端子は、前記一方向に延びる部分を有し、平滑コンデンサに電気的に接続される主端子（３２Ｐ，３２Ｎ）と、前記一方向であって前記半導体素子に対して前記主端子と同じ側に延びる第１延設部（３２１）、および、前記第１延設部に対して屈曲して前記積層方向に延び、前記一方向において前記第２冷却器と対向する第２延設部（３２２）を有する屈曲端子（３２Ｓ，３２Ｏ）と、を含み、
前記一方向において、前記第２延設部と前記第２冷却器との間隔が、前記第２延設部と前記第１冷却器との間隔よりも短い、電力変換装置。
前記第１冷却器に対向する一面に第１主電極が形成され、前記一面とは反対の裏面に第２主電極および信号用のパッドが形成された半導体素子（３３）を含む本体部（３１）と、前記半導体素子に電気的に接続された複数の外部接続端子（３２）と、を有し、前記第１冷却器に積層配置された半導体モジュール（３０）と、
前記裏面に対向するように、前記第１冷却器とは反対側で前記半導体モジュールに対して積層配置された第２冷却器（４０）と、
を備え、
前記半導体モジュール、前記第１冷却器、および前記第２冷却器の積層方向に直交する一方向において、前記第２冷却器の長さは、前記第１冷却器の長さよりも短く、
複数の前記外部接続端子は、前記一方向に延びる部分を有し、平滑コンデンサに電気的に接続される主端子（３２Ｐ，３２Ｎ）と、前記一方向であって前記半導体素子に対して前記主端子と同じ側に延びる第１延設部（３２１）、および、前記第１延設部に対して屈曲して前記積層方向に延び、前記一方向において前記第２冷却器と対向する第２延設部（３２２）を有する屈曲端子（３２Ｓ，３２Ｏ）と、を含み、
前記一方向において、前記第２延設部と前記第２冷却器との間隔が、前記第２延設部と前記第１冷却器との間隔よりも短い、電力変換装置。
【請求項2】
前記屈曲端子は、信号端子（３２Ｓ）である、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項3】
前記本体部は、前記半導体素子を封止する封止体（３４）を含み、
前記主端子および前記屈曲端子は、前記封止体の互いに共通する側面から前記封止体の外に突出している、請求項２に記載の電力変換装置。
前記主端子および前記屈曲端子は、前記封止体の互いに共通する側面から前記封止体の外に突出している、請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項4】
前記本体部は、前記半導体素子を封止する封止体（３４）を含み、
前記屈曲端子は、前記封止体における前記第２冷却器との対向面から前記封止体の外に突出している、請求項２に記載の電力変換装置。
前記屈曲端子は、前記封止体における前記第２冷却器との対向面から前記封止体の外に突出している、請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項5】
前記一方向において、前記第１冷却器は前記本体部よりも長く、
前記主端子は、前記積層方向において前記第１冷却器を構成するベース（２０）と対向している、請求項３または請求項４に記載の電力変換装置。
前記主端子は、前記積層方向において前記第１冷却器を構成するベース（２０）と対向している、請求項３または請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項6】
前記主端子とは別の前記外部接続端子である出力端子（３２Ｏ）を備え、
前記主端子は、前記平滑コンデンサに正極に電気的に接続される正極端子（３２Ｐ）と、前記平滑コンデンサの負極に電気的に接続される負極端子（３２Ｎ）と、を含み、
前記正極端子および前記負極端子は、前記封止体の互いに共通する側面から前記封止体の外に突出し、前記出力端子は前記正極端子および前記負極端子とは異なる面から前記封止体の外に突出している、請求項３または請求項４に記載の電力変換装置。
前記主端子は、前記平滑コンデンサに正極に電気的に接続される正極端子（３２Ｐ）と、前記平滑コンデンサの負極に電気的に接続される負極端子（３２Ｎ）と、を含み、
前記正極端子および前記負極端子は、前記封止体の互いに共通する側面から前記封止体の外に突出し、前記出力端子は前記正極端子および前記負極端子とは異なる面から前記封止体の外に突出している、請求項３または請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項7】
前記第２延設部と前記第２冷却器との間に配置された絶縁部材（９０）を備える、請求項３または請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項8】
前記第１冷却器を構成するベース（２０）に、直接的または熱伝導部材を介して間接的に接触する発熱部品（５０，８０）を備える、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項9】
前記発熱部品は、前記一方向において前記半導体モジュールと並んで配置され、前記平滑コンデンサを提供するコンデンサ部品（５０）である、請求項８に記載の電力変換装置。
【請求項10】
前記発熱部品は、前記ベースとの接触面に凹凸を有する、請求項８または請求項９に記載の電力変換装置。
【請求項11】
前記半導体素子は、前記積層方向において前記第２冷却器よりも前記第１冷却器に近い、請求項１に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この明細書における開示は、電力変換装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１は、電力変換装置を開示している。先行技術文献の記載内容は、この明細書における技術的要素の説明として、参照により援用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２１－９７１０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１に開示の電力変換装置は、パワー半導体素子を樹脂封止してなる本体部と、パワー半導体素子のコレクタ側に設けられた第１の冷却器と、エミッタ側に設けられた第２の冷却器を備えている。パワー半導体素子に電気的に接続された複数の外部接続端子のうち、平滑コンデンサに電気的に接続される主端子である正極側端子および負極側端子は、一方向に延び、封止樹脂の互いに共通する側面から突出している。信号端子の一部も、一方向に延び、正極側端子および負極側端子と共通の側面から突出している。信号端子は、封止樹脂の外で屈曲して積層方向に延び、一方向において第２冷却器に対向している。
【0005】
信号端子のような屈曲端子を備えるため、パワー半導体素子と平滑コンデンサとの距離を短くすることが困難である。つまり、パワー半導体素子と平滑コンデンサとをつなぐ配線のインダクタンスを低減することが困難である。上記した観点において、または言及されていない他の観点において、電力変換装置にはさらなる改良が求められている。
【0006】
開示されるひとつの目的は、インダクタンスを低減できる電力変換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
ここに開示された電力変換装置は、
第１冷却器（２１）と、
第１冷却器に対向する一面に第１主電極が形成され、一面とは反対の裏面に第２主電極および信号用のパッドが形成された半導体素子（３３）を含む本体部（３１）と、半導体素子に電気的に接続された複数の外部接続端子（３２）と、を有し、第１冷却器に積層配置された半導体モジュール（３０）と、
裏面に対向するように、第１冷却器とは反対側で半導体モジュールに対して積層配置された第２冷却器（４０）と、
を備え、
半導体モジュール、第１冷却器、および第２冷却器の積層方向に直交する一方向において、第２冷却器の長さは第１冷却器の長さよりも短く、
複数の外部接続端子は、一方向に延びる部分を有し、平滑コンデンサに電気的に接続される主端子（３２Ｐ，３２Ｎ）と、一方向であって半導体素子に対して主端子と同じ側に延びる第１延設部（３２１）、および、第１延設部に対して屈曲して積層方向に延び、一方向において第２冷却器と対向する第２延設部（３２２）を有する屈曲端子（３２Ｓ，３２Ｏ）と、を含み、
一方向において、第２延設部と第２冷却器との間隔が、第２延設部と第１冷却器との間隔よりも短い。
第１冷却器（２１）と、
第１冷却器に対向する一面に第１主電極が形成され、一面とは反対の裏面に第２主電極および信号用のパッドが形成された半導体素子（３３）を含む本体部（３１）と、半導体素子に電気的に接続された複数の外部接続端子（３２）と、を有し、第１冷却器に積層配置された半導体モジュール（３０）と、
裏面に対向するように、第１冷却器とは反対側で半導体モジュールに対して積層配置された第２冷却器（４０）と、
を備え、
半導体モジュール、第１冷却器、および第２冷却器の積層方向に直交する一方向において、第２冷却器の長さは第１冷却器の長さよりも短く、
複数の外部接続端子は、一方向に延びる部分を有し、平滑コンデンサに電気的に接続される主端子（３２Ｐ，３２Ｎ）と、一方向であって半導体素子に対して主端子と同じ側に延びる第１延設部（３２１）、および、第１延設部に対して屈曲して積層方向に延び、一方向において第２冷却器と対向する第２延設部（３２２）を有する屈曲端子（３２Ｓ，３２Ｏ）と、を含み、
一方向において、第２延設部と第２冷却器との間隔が、第２延設部と第１冷却器との間隔よりも短い。
【0008】
開示の電力変換装置によれば、一方向において第２冷却器を第１冷却器よりも短くし、その上で屈曲端子の第２延設部を第２冷却器に近づけている。これにより、平滑コンデンサを、屈曲端子との干渉を避けつつ半導体モジュールの本体部に近づけることができる。よって、半導体素子と平滑コンデンサとをつなぐ配線のインダクタンスを低減することができる。
【0009】
この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】第１実施形態に係る電力変換装置の回路構成および駆動システムを示す図である。
【図2】電力変換装置を示す平面図である。
【図4】信号端子、第１冷却器、および第２冷却器の位置関係を示す図である。
【図5】変形例を示す断面図である。
【図6】変形例を示す断面図である。
【図7】第２実施形態に係る電力変換装置において、出力端子、第１冷却器、および第２冷却器の位置関係を示す図である。
【図8】第３実施形態に係る電力変換装置において、信号端子、第１冷却器、および第２冷却器の位置関係を示す図である。
【図9】第４実施形態に係る電力変換装置において、信号端子、第１冷却器、および第２冷却器の位置関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、図面に基づいて複数の実施形態を説明する。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。
【0012】
本実施形態の電力変換装置は、たとえば、回転電機を駆動源とする移動体に適用される。移動体は、たとえば、電気自動車（ＢＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）などの電動車両、ドローンや電動垂直離着陸機（ｅＶＴＯＬ）などの電動飛行体、船舶、建設機械、農業機械である。以下では、車両に適用される例について説明する。
【0013】
（第１実施形態）
まず、図１に基づき、車両の駆動システムの概略構成について説明する。
まず、図１に基づき、車両の駆動システムの概略構成について説明する。
【0014】
＜車両の駆動システム＞
図１に示すように、車両の駆動システム１は、直流電源２と、モータジェネレータ３と、電力変換装置４を備えている。
図１に示すように、車両の駆動システム１は、直流電源２と、モータジェネレータ３と、電力変換装置４を備えている。
【0015】
直流電源２は、充放電可能な二次電池で構成された直流電圧源である。二次電池は、たとえばリチウムイオン電池、ニッケル水素電池、有機ラジカル電池などである。モータジェネレータ３は、三相交流方式の回転電機である。モータジェネレータ３は、車両の走行駆動源、つまり電動機として機能する。モータジェネレータ３は、回生時に発電機として機能する。電力変換装置４は、直流電源２とモータジェネレータ３との間で電力変換を行う。
【0016】
＜電力変換装置の回路構成＞
図１は、電力変換装置４の回路構成を示している。電力変換装置４は、少なくとも電力変換回路を備えている。本実施形態の電力変換回路は、インバータ５である。電力変換装置４は、平滑コンデンサ６、駆動回路７などをさらに備えてもよい。
図１は、電力変換装置４の回路構成を示している。電力変換装置４は、少なくとも電力変換回路を備えている。本実施形態の電力変換回路は、インバータ５である。電力変換装置４は、平滑コンデンサ６、駆動回路７などをさらに備えてもよい。
【0017】
平滑コンデンサ６は、主として、直流電源２から供給される直流電圧を平滑化する。平滑コンデンサ６は、高電位側の電源ラインであるＰライン８と低電位側の電源ラインであるＮライン９とに接続されている。Ｐライン８は直流電源２の正極に接続され、Ｎライン９は直流電源２の負極に接続されている。平滑コンデンサ６の正極は、直流電源２とインバータ５との間において、Ｐライン８に接続されている。平滑コンデンサ６の負極は、直流電源２とインバータ５との間において、Ｎライン９に接続されている。平滑コンデンサ６は、直流電源２に並列に接続されている。
【0018】
インバータ５は、ＤＣ－ＡＣ変換回路である。インバータ５は、図示しない制御回路によるスイッチング制御にしたがって、直流電圧を三相交流電圧に変換し、モータジェネレータ３へ出力する。これにより、モータジェネレータ３は、所定のトルクを発生するように駆動する。インバータ５は、車両の回生制動時、車輪からの回転力を受けてモータジェネレータ３が発電した三相交流電圧を、制御回路によるスイッチング制御にしたがって直流電圧に変換し、Ｐライン８へ出力する。このように、インバータ５は、直流電源２とモータジェネレータ３との間で双方向の電力変換を行う。
【0019】
インバータ５は、三相分の上下アーム回路１０を備えて構成されている。上下アーム回路１０は、レグと称されることがある。上下アーム回路１０は、上アーム１０Ｈと、下アーム１０Ｌをそれぞれ有している。上アーム１０Ｈおよび下アーム１０Ｌは、上アーム１０ＨをＰライン８側として、Ｐライン８とＮライン９との間で直列接続されている。
【0020】
上アーム１０Ｈと下アーム１０Ｌとの接続点、すなわち上下アーム回路１０の中点は、出力ライン１１を介して、モータジェネレータ３における対応する相の巻線３ａに接続されている。上下アーム回路１０のうち、Ｕ相の上下アーム回路１０Ｕは、出力ライン１１を介してＵ相の巻線３ａに接続されている。Ｖ相の上下アーム回路１０Ｖは、出力ライン１１を介してＶ相の巻線３ａに接続されている。Ｗ相の上下アーム回路１０Ｗは、出力ライン１１を介してＷ相の巻線３ａに接続されている。
【0021】
上下アーム回路１０（１０Ｕ，１０Ｖ，１０Ｗ）は、直列回路１２を有している。上下アーム回路１０が有する直列回路１２は、ひとつでもよいし、複数でもよい。複数の場合、直列回路１２が互いに並列接続されて、一相分の上下アーム回路１０が構成される。本実施形態において、上下アーム回路１０のそれぞれは、ひとつの直列回路１２を有している。直列回路１２は、上アーム１０Ｈ側のスイッチング素子と下アーム１０Ｌ側のスイッチング素子とを、Ｐライン８とＮライン９との間で直列接続して構成されている。
【0022】
直列回路１２を構成するハイサイド側のスイッチング素子、ローサイド側のスイッチング素子それぞれの数は、特に限定されない。ひとつでもよいし、複数でもよい。本実施形態の直列回路１２は、ハイサイド側に２つのスイッチング素子を有し、ローサイド側に２つのスイッチング素子を有している。ハイサイド側の２つのスイッチング素子が並列接続され、ローサイド側の２つのスイッチング素子が並列接続されて、ひとつの直列回路１２を構成している。つまり、三相分の上下アーム回路１０の６つのアーム１０Ｈ，１０Ｌのそれぞれが、互いに並列接続された２つのスイッチング素子により構成されている。
【0023】
本実施形態では、各スイッチング素子として、ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴ１３を採用している。ＭＯＳＦＥＴは、Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistorの略称である。並列接続されるハイサイド側の２つのＭＯＳＦＥＴ１３は、共通のゲート駆動信号（駆動電圧）により、互いに同じタイミングでオン駆動、オフ駆動する。並列接続されるローサイド側の２つのＭＯＳＦＥＴ１３は、共通のゲート駆動信号（駆動電圧）により、互いに同じタイミングでオン駆動、オフ駆動する。
【0024】
ＭＯＳＦＥＴ１３のそれぞれには、還流用のダイオード１４（以下、ＦＷＤ１４と示す）が逆並列に接続されている。ＭＯＳＦＥＴ１３の場合、ＦＷＤ１４は、寄生ダイオード（ボディダイオード）でもよいし、外付けのダイオードでもよい。上アーム１０Ｈにおいて、ＭＯＳＦＥＴ１３のドレインが、Ｐライン８に接続されている。下アーム１０Ｌにおいて、ＭＯＳＦＥＴ１３のソースが、Ｎライン９に接続されている。そして、上アーム１０ＨにおけるＭＯＳＦＥＴ１３のドレインと、下アーム１０ＬにおけるＭＯＳＦＥＴ１３のドレインが相互に接続されている。ＦＷＤ１４のアノードは対応するＭＯＳＦＥＴ１３のソースに接続され、カソードはドレインに接続されている。
【0025】
なお、スイッチング素子は、ＭＯＳＦＥＴ１３に限定されない。たとえばＩＧＢＴを採用してもよい。ＩＧＢＴは、Insulated Gate Bipolar Transistorの略称である。ＩＧＢＴの場合にも、ＦＷＤ１４が逆並列に接続される。
【0026】
駆動回路７は、インバータ５などの電力変換回路を構成するスイッチング素子を駆動する。駆動回路７は、制御回路の駆動指令に基づいて、対応するＭＯＳＦＥＴ１３のゲートに駆動電圧を供給する。駆動回路は、駆動電圧の印加により、対応するＭＯＳＦＥＴ１３を駆動、すなわちオン駆動、オフ駆動させる。駆動回路は、ドライバと称されることがある。
【0027】
電力変換装置４は、スイッチング素子の制御回路を備えてもよい。制御回路は、ＭＯＳＦＥＴ１３を動作させるための駆動指令を生成し、駆動回路７に出力する。制御回路は、たとえば図示しない上位ＥＣＵから入力されるトルク要求、各種センサにて検出された信号に基づいて、駆動指令を生成する。ＥＣＵは、Electronic Control Unitの略称である。制御回路は、上位ＥＣＵ内に設けてもよい。
【0028】
各種センサとして、たとえば電流センサ、回転角センサ、電圧センサがある。電力変換装置４は、センサの少なくともひとつを備えてもよい。電流センサは、各相の巻線３ａに流れる相電流を検出する。回転角センサは、モータジェネレータ３の回転子の回転角を検出する。電圧センサは、平滑コンデンサ６の両端電圧を検出する。制御回路は、たとえばプロセッサおよびメモリを備えて構成されている。制御回路は、駆動指令として、たとえばＰＷＭ信号を出力する。ＰＷＭは、Pulse Width Modulationの略称である。
【0029】
電力変換装置４は、電力変換回路として、コンバータを備えてもよい。コンバータは、直流電圧をたとえば異なる値の直流電圧に変換するＤＣ－ＤＣ変換回路である。コンバータは、直流電源２と平滑コンデンサ６との間に設けられる。コンバータは、たとえばリアクトルと、上記した上下アーム回路１０を備えて構成される。この構成によれば、昇降圧が可能である。電力変換装置４は、直流電源２からの電源ノイズを除去するフィルタコンデンサを備えてもよい。フィルタコンデンサは、直流電源２とコンバータとの間に設けられる。
【0030】
＜電力変換装置の構造＞
図２は、本実施形態の電力変換装置４を示す平面図である。図２では、半導体モジュールや冷却器の配置が分かるように、回路基板を省略している。図２の白抜き矢印は、冷媒の流れる方向を示している。図３は、図２のIII-III線に沿う断面図である。図３では、便宜上、本体部として半導体素子と封止体のみを示している。また、外部接続端子のうち、封止体に封止された部分を省略している。図４は、信号端子と冷却器との位置関係を示す図である。図４では、便宜上、外部接続端子のうち、上アーム側の信号端子のみを示している。
図２は、本実施形態の電力変換装置４を示す平面図である。図２では、半導体モジュールや冷却器の配置が分かるように、回路基板を省略している。図２の白抜き矢印は、冷媒の流れる方向を示している。図３は、図２のIII-III線に沿う断面図である。図３では、便宜上、本体部として半導体素子と封止体のみを示している。また、外部接続端子のうち、封止体に封止された部分を省略している。図４は、信号端子と冷却器との位置関係を示す図である。図４では、便宜上、外部接続端子のうち、上アーム側の信号端子のみを示している。
【0031】
本実施形態の電力変換装置４は、第１冷却器２１を有するベース２０、半導体モジュール３０、および第２冷却器４０を備えている。電力変換装置４は、コンデンサ５０を備えてもよい。電力変換装置４は、回路基板６０を備えてもよい。一例として本実施形態の電力変換装置４は、第１冷却器２１を有するベース２０、複数の半導体モジュール３０、第２冷却器４０、コンデンサ５０、および回路基板６０を備えている。
【0032】
以下において、複数の半導体モジュール３０の並び方向をＸ方向とする。Ｘ方向に直交し、第１冷却器２１、半導体モジュール３０、および第２冷却器４０の積層方向をＺ方向とする。Ｘ方向およびＺ方向の両方向に直交する方向をＹ方向とする。Ｙ方向が、積層方向に直交する一方向に相当する。Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向は、互いに直交する位置関係にある。Ｚ方向からの平面視を、単に平面視と示すことがある。２つの部材の相対位置を説明する際に、Ｚ方向においてベース２０に近い部材の位置を下方、ベース２０に対して遠い部材の位置を上方と示すことがある。まず、各要素の概略構成について説明する。
【0033】
＜ベースおよび第１冷却器＞
ベース２０は、その一面２０ａに半導体モジュール３０を搭載する。ベース２０は、半導体モジュール３０を支持する支持部材である。一例として本実施形態では、ベース２０の一面上に、半導体モジュール３０とコンデンサ５０が配置されている。ベース２０は、アルミニウムなどの金属材料を用いて形成されている。
ベース２０は、その一面２０ａに半導体モジュール３０を搭載する。ベース２０は、半導体モジュール３０を支持する支持部材である。一例として本実施形態では、ベース２０の一面上に、半導体モジュール３０とコンデンサ５０が配置されている。ベース２０は、アルミニウムなどの金属材料を用いて形成されている。
【0034】
ベース２０は、第１冷却器２１を有している。第１冷却器２１は、ベース２０を利用して構成されている。第１冷却器２１は、ベース２０における冷却部である。第１冷却器２１は、冷媒が流れる流路を備えてもよいし、ヒートシンクや放熱フィンを備える放熱部材でもよい。一例として本実施形態の第１冷却器２１は、図２および図３に示すように、ベース２０の内部に形成された流路２１１と、ベース２０における流路２１１の周囲部分を備えて構成されている。流路２１１には、冷媒２１２が流れる。冷媒２１２としては、たとえば水やアンモニアなどの相変化する冷媒や、エチレングリコール系などの相変化しない冷媒を用いることができる。第１冷却器２１は、半導体モジュール３０を裏面３１ｂ側から冷却する。
【0035】
流路２１１は、半導体モジュール３０を効果的に冷却するように、平面視において半導体モジュール３０それぞれの少なくとも一部と重なるように設けられている。一例として本実施形態の流路２１１は、平面視において半導体モジュール３０それぞれの大部分を内包するように設けられている。流路２１１は、３つの半導体モジュール３０の並び方向、つまりＸ方向に沿って延びている。流路２１１は、Ｘ方向に延設されている。
【0036】
第１冷却器２１を有するベース２０は、単一の部材により構成されてもよいし、複数の部材を組み合わせて構成されてもよい。ベース２０は、たとえば２つの部材を組み合わせて構成されてもよいし、３つ以上の部材を組み合わせて構成されてもよい。ベース２０は、その一部分において複数の部材を組み合わせ、他の部分において単一の部材により構成されてもよい。第１冷却器２１は、たとえばダイカスト法などにより、単一の部材により構成されてもよいし、複数の部材を組み合わせて構成されてもよい。ベース２０は、たとえば単一の部材に対して、２つの部材を組み合わせてなる第１冷却器２１が局所的に配置された構造としてもよい。図３では、便宜上、ベース２０を簡素化して図示している。
【0037】
ベース２０の一面２０ａは平坦でもよいし、凹凸を有してもよい。一例として本実施形態では、一面２０ａのコンデンサ搭載部分が、半導体モジュール搭載部分に対して凹んでいる。
【0038】
ベース２０は、ベース２０単体で提供されてもよいし、電力変換装置４の他の要素を収容するケースの一部として提供されてもよい。一例として本実施形態のベース２０は、ケース２２の底壁として提供される。ケース２２は、他の要素を収容すべく開口を有している。ケース２２は、底壁をなすベース２０と、ベース２０に連なり、ベース２０とともに収容空間２２Ｓを規定する側壁２３を有している。一例として本実施形態のケース２２は、一面が開口する箱状をなしている。ケース２２は、Ｚ方向の平面視において略矩形状をなしている。ケース２２の収容空間２２Ｓには、半導体モジュール３０、第２冷却器４０、コンデンサ５０、回路基板６０などが配置されている。
【0039】
側壁２３には、第１冷却器２１および第２冷却器４０に冷媒を供給するための導入管２４と、第１冷却器２１および第２冷却器４０から冷媒を排出するための排出管２５が取り付けられている。導入管２４および排出管２５は、対応する貫通孔（図示略）を挿通し、ケース２２の内外にわたって配置されている。導入管２４および排出管２５のそれぞれは、Ｙ方向に延びる部分を含んでいる。導入管２４および排出管２５は、たとえば共通の側壁２３に取り付けられている。
【0040】
電力変換装置４は、ケース２２の開口を閉塞する図示しないカバー（蓋）を備えてもよい。ケース２２およびカバーは、筐体と称されることがある。
【0041】
＜半導体モジュール＞
半導体モジュール３０は、上記した上下アーム回路１０、つまりインバータ５を構成する。本実施形態の電力変換装置４は、３つの半導体モジュール３０を備えている。ひとつの半導体モジュール３０は、ひとつの直列回路１２、つまり一相分の上下アーム回路１０を提供する。複数の半導体モジュール３０は、上下アーム回路１０Ｕを構成する半導体モジュール３０Ｕ、上下アーム回路１０Ｖを構成する半導体モジュール３０Ｖ、および上下アーム回路１０Ｗを構成する半導体モジュール３０Ｗを含んでいる。
半導体モジュール３０は、上記した上下アーム回路１０、つまりインバータ５を構成する。本実施形態の電力変換装置４は、３つの半導体モジュール３０を備えている。ひとつの半導体モジュール３０は、ひとつの直列回路１２、つまり一相分の上下アーム回路１０を提供する。複数の半導体モジュール３０は、上下アーム回路１０Ｕを構成する半導体モジュール３０Ｕ、上下アーム回路１０Ｖを構成する半導体モジュール３０Ｖ、および上下アーム回路１０Ｗを構成する半導体モジュール３０Ｗを含んでいる。
【0042】
すべての半導体モジュール３０は、互いに共通の構造を有している。各半導体モジュール３０は、本体部３１と、本体部３１から突出する外部接続端子３２を備えている。本体部３１は、半導体素子３３と、封止体３４などを含んでいる。
【0043】
半導体素子３３は、シリコン（Ｓｉ）、シリコンよりもバンドギャップが広いワイドバンドギャップ半導体などを材料とする半導体基板に、スイッチング素子が形成されてなる。スイッチング素子は、半導体基板の板厚方向に主電流を流すように縦型構造をなしている。ワイドバンドギャップ半導体としては、たとえばシリコンカーバイド（ＳｉＣ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）、ダイヤモンドがある。半導体素子３３は、パワー素子、半導体チップなどと称されることがある。
【0044】
一例として本実施形態の半導体素子３３は、ＳｉＣを材料とする半導体基板に、上記したｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴ１３およびＦＷＤ１４が形成されてなる。ＭＯＳＦＥＴ１３は、半導体素子３３（半導体基板）の板厚方向に主電流が流れるように縦型構造をなしている。半導体素子３３は、自身の板厚方向の両面に、主電極を有している。具体的には、図４に示すように、半導体素子３３のそれぞれは、一面にドレイン電極３３Ｄを有し、裏面にソース電極３３Ｓを有している。ドレイン電極３３Ｄが第１主電極に相当し、ソース電極３３Ｓが第２主電極に相当する。ドレイン電極３３Ｄは、一面のほぼ全域に形成されている。ソース電極３３Ｓは、裏面の一部分に形成されている。以下では、ドレイン電極３３Ｄおよびソース電極３３Ｓを、主電極３３Ｄ，３３Ｓと示すことがある。
【0045】
主電流は、ドレイン電極３３Ｄとソース電極３３Ｓとの間に流れる。半導体素子３３は、ソース電極３３Ｓが形成された裏面に、信号用の電極であるパッド３３Ｐを有している。半導体素子３３は、その板厚方向がＺ方向に略平行となるように配置されている。本実施形態の半導体素子３３は、直列回路１２のハイサイド側のスイッチング素子を提供する２つの半導体素子３３Ｈと、直列回路１２のローサイド側のスイッチング素子を提供する２つの半導体素子３３Ｌを含んでいる。半導体素子３３Ｈ，３３Ｌは、Ｙ方向に並んで配置されている。２つの半導体素子３３Ｈは、Ｘ方向に並んで配置されている。同様に、２つの半導体素子３３Ｌは、Ｘ方向に並んで配置されている。
【0046】
４つの半導体素子３３は、ひとつの直列回路１２の４つのスイッチング素子を提供する。半導体モジュール３０は、ひとつの直列回路１２を構成するスイッチング素子の数に応じた半導体素子３３を備える。直列回路１２を構成するスイッチング素子が２つの場合、半導体モジュール３０は、半導体素子３３Ｈ，３３Ｌをそれぞれひとつ備える。
【0047】
封止体３４は、半導体モジュール３０を構成する他の要素の一部を封止している。他の要素の残りの部分は、封止体３４の外に露出している。封止体３４は、半導体素子３３、外部接続端子３２それぞれの一部などを封止している。外部接続端子３２それぞれの他の一部は、封止体３４の外に突出している。封止体３４は、たとえば樹脂を材料とする。封止体３４は、たとえばエポキシ系樹脂を材料としてトランスファモールド法により成形されている。封止体３４は、たとえば平面略矩形状をなしている。封止体３４は、本体部３１の外郭をなしている。
【0048】
封止体３４、つまり本体部３１は、外郭をなす表面として、一面３１ａと、Ｚ方向において一面３１ａとは反対の面である裏面３１ｂを有している。一面３１ａおよび裏面３１ｂは、たとえば平坦面である。また、一面３１ａと裏面３１ｂとをつなぐ面である側面３１ｃ，３１ｄを有している。側面３１ｃは、Ｙ方向において側面３１ｄとは反対の面である。
【0049】
複数の外部接続端子３２は、半導体素子３３の主電極３３Ｄ，３３Ｓに電気的に接続された主端子３２Ｐ，３２Ｎ，３２Ｏと、パッド３３Ｐに電気的に接続された信号端子３２Ｓを含んでいる。主端子３２Ｐは、半導体素子３３Ｈのドレイン電極３３Ｄに電気的に接続されている。主端子３２Ｎは、半導体素子３３Ｌのソース電極３３Ｓに電気的に接続されている。主端子３２Ｐは、Ｐ端子、高電位電源端子、正極端子などと称されることがある。主端子３２Ｎは、Ｎ端子、低電位電源端子、負極端子などと称されることがある。主端子３２Ｐ，３２Ｎは、コンデンサ５０，つまり平滑コンデンサ６に電気的に接続される。主端子３２Ｐ，３２Ｎは、本体部３１の側面３１ｃから外部に突出している。主端子３２Ｐ，３２Ｎそれぞれの突出部分は、Ｘ方向に並んで配置されている。
【0050】
主端子３２Ｏは、半導体素子３３Ｈのソース電極３３Ｓと半導体素子３３Ｌのドレイン電極３３Ｄとの接続点、つまり直列回路１２の接続点（中点）に電気的に接続されている。主端子３２Ｏは、本体部３１の側面３１ｄから外部に突出している。主端子３２Ｏは、Ｏ端子、出力端子、交流端子などと称されることがある。主端子３２Ｏは、たとえば図示しないバスバーを介して、モータジェネレータ３の対応する巻線３ａに接続される。
【0051】
信号端子３２Ｓは、本体部３１（封止体３４）から外部に突出している。たとえば半導体素子３３Ｈのパッド３３Ｐに接続された信号端子３２Ｓは、本体部３１の側面３１ｃから突出している。図示を省略するが、半導体素子３３Ｌのパッド３３Ｐに接続された信号端子３２Ｓは、側面３１ｄから突出している。
【0052】
半導体モジュール３０の本体部３１は、上記した要素以外に、ボンディングワイヤ３５、配線部材３６，３７、導電スペーサ３８、および継手部材３９を備えている。これらの要素は、半導体素子３３と外部接続端子３２とを電気的に接続する配線要素である。ボンディングワイヤ３５は、信号端子３２Ｓと対応するパッド３３Ｐとを電気的に接続している。
【0053】
配線部材３６，３７は、半導体素子３３の主電極３３Ｄ，３３Ｓと主端子３２Ｐ，３２Ｎ，３２Ｏとを電気的に接続する配線機能を提供する。配線部材３６には、半導体素子３３Ｈ，３３Ｌのドレイン電極３３Ｄが電気的に接続されている。配線部材３７には、導電スペーサ３８を介して半導体素子３３Ｈ，３３Ｌのソース電極３３Ｓが電気的に接続されている。配線部材３６，３７は、半導体素子３３の熱を放熱する放熱機能を提供する。配線部材３６，３７は、Ｚ方向において半導体素子３３を挟むように配置される。
【0054】
配線部材３６，３７は、たとえば金属部材であるヒートシンクでもよいし、絶縁基材の両面に金属体が配置された基板でもよい。ヒートシンクは、リードフレームの一部として提供されてもよい。配線部材３６は、半導体素子３３Ｈと半導体素子３３Ｌとを電気的に分離するようにパターニングされている。配線部材３７は、半導体素子３３Ｈと半導体素子３３Ｌとを電気的に分離するようにパターニングされている。図示を省略するが、配線部材３７のうち、半導体素子３３Ｌのソース電極３３Ｓに接続された配線部分は、図４とは異なる断面においてＹ方向であって側面３１ｃ側に延びている。これにより、主端子３２Ｎが、側面３１ｃ側に配置されている。
【0055】
配線部材３６，３７は、その全体を封止体３４により封止してもよいし、一部を本体部３１の一面３１ａおよび裏面３１ｂの少なくとも一方から露出させてもよい。一例として本実施形態では、配線部材３６における半導体素子３３とは反対側の面が一面３１ａから露出し、配線部材３７における半導体素子３３とは反対側の面が裏面３１ｂから露出している。これにより、放熱性を高めることができる。
【0056】
導電スペーサ３８は、ソース電極３３Ｓと配線部材３７との間に、所定のスペースを確保する。導電スペーサ３８は、パッド３３Ｐにボンディングワイヤ３５を接続するためのスペースを確保するために、半導体素子３３と配線部材３７との間に介在している。導電スペーサ３８は、半導体素子３３のそれぞれに対して個別に配置されている。継手部材３９は、配線部材３７において半導体素子３３Ｈのソース電極３３Ｓに接続された配線部分と、配線部材３７において半導体素子３３Ｌのドレイン電極３３Ｄに接続された配線部分を電気的に接続している。
【0057】
上記した半導体モジュール３０は、本体部３１の一面３１ａ、つまり半導体素子３３のドレイン電極３３Ｄの形成面がベース２０の一面２０ａと対向するように、第１冷却器２１上に配置されている。半導体モジュール３０と第１冷却器２１との間には、熱伝導部材が配置されてもよい。一例として本実施形態では、熱伝導部材７０が半導体モジュール３０と第１冷却器２１との間に介在している。熱伝導部材７０は、半導体モジュール３０の熱、たとえば半導体素子３３の生じた熱を、第１冷却器２１に伝達する。熱伝導部材７０は、電気絶縁性を有する。一例として本実施形態の熱伝導部材７０は、熱伝導グリスである。熱伝導グリスに代えて、熱伝導ゲルを用いてもよい。熱伝導部材７０は、ＴＩＭと称されることがある。ＴＩＭは、Thermal Interface Materialの略称である。
【0058】
図２に示すように、３つの半導体モジュール３０は、Ｘ方向に並んでいる。つまり、複数の半導体モジュール３０は、Ｘ方向に沿って横並びで配置されている。一例として本実施形態では、３つの半導体モジュール３０が、半導体モジュール３０Ｕ、半導体モジュール３０Ｖ、半導体モジュール３０Ｗの順に並んでいる。そして、Ｘ方向において、隣り合う半導体モジュール３０の側面同士が、所定の間隔を有して対向している。具体的には、半導体モジュール３０Ｕの側面と、半導体モジュール３０Ｖの側面とが対向している。半導体モジュール３０Ｖの側面と、半導体モジュール３０Ｗの側面とが対向している。
【0059】
＜第２冷却器＞
第２冷却器４０は、ベース２０（ケース２２）を流用せずに設けられている。第２冷却器４０は、半導体モジュール３０の裏面３１ｂ上に配置されている。第２冷却器４０は、半導体素子３３のソース電極３３Ｓの形成面に対向するように、第１冷却器２１とは反対側で半導体モジュール３０の本体部３１に積層配置されている。第２冷却器４０と半導体モジュール３０との間には、上記した熱伝導部材７０が配置されてもよい。第２冷却器４０は、Ｚ方向において第１冷却器２１とは反対側から半導体モジュール３０を冷却する。第２冷却器４０と第１冷却器２１とにより、半導体モジュール３０をＺ方向の両面側から冷却することができる。
第２冷却器４０は、ベース２０（ケース２２）を流用せずに設けられている。第２冷却器４０は、半導体モジュール３０の裏面３１ｂ上に配置されている。第２冷却器４０は、半導体素子３３のソース電極３３Ｓの形成面に対向するように、第１冷却器２１とは反対側で半導体モジュール３０の本体部３１に積層配置されている。第２冷却器４０と半導体モジュール３０との間には、上記した熱伝導部材７０が配置されてもよい。第２冷却器４０は、Ｚ方向において第１冷却器２１とは反対側から半導体モジュール３０を冷却する。第２冷却器４０と第１冷却器２１とにより、半導体モジュール３０をＺ方向の両面側から冷却することができる。
【0060】
第２冷却器４０は、その内部に流路４１を有している。一例として本実施形態の流路４１には、導入管２４を介して冷媒４２が供給される。流路４１を流れた冷媒４２は、排出管２５を介して電力変換装置４の外に排出される。第２冷却器４０は、ケース２２の収容空間２２Ｓに配置されている。冷媒４２は、上記した冷媒２１２と共通である。
【0061】
一例として本実施形態の第２冷却器４０は、第１冷却器２１よりも薄い。第２冷却器４０は、たとえば全体として扁平形状の管状体となっている。第２冷却器４０は、たとえば一対のプレート（金属製薄板）を用いて内部に流路４１を有するように構成されている。一対のプレートの少なくとも一方を、プレス加工によってＺ方向に膨らんだ形状に加工する。その後、一対のプレートの外周縁部同士を、かしめなどによって固定するとともに、ろう付けなどによって全周で互いに接合する。これにより、一対のプレート間に冷媒４２が流通可能な流路４１が形成される。
【0062】
流路４１は、半導体モジュール３０を効果的に冷却するように、平面視において半導体モジュール３０それぞれの少なくとも一部と重なるように設けられている。本実施形態の流路４１は、平面視において半導体モジュール３０それぞれの大部分と重なるように設けられている。流路４１は、３つの半導体モジュール３０の並び方向、つまりＸ方向に沿って延びている。流路４１は、Ｘ方向に延設されている。流路４１は、３つの半導体モジュール３０をＸ方向に横切っている。平面視において、流路４１は、流路２１１に内包されている。流路４１の延設長さは、流路２１１の延設長さよりも短い。
【0063】
第２冷却器４０は、半導体モジュール３０を介して第１冷却器２１に積層配置されている。第２冷却器４０は、図示しない加圧部材によって、半導体モジュール３０とは反対側の面からＺ方向に押圧されてもよい。押圧により、第２冷却器４０と半導体モジュール３０、および、半導体モジュール３０と第１冷却器２１のそれぞれが、熱伝導良好に保持される。加圧部材は、たとえば加圧プレートと、弾性部材を含み得る。弾性部材は、たとえばゴムなどの弾性変形により加圧力を発生するものや金属製のばねである。弾性部材は、Ｚ方向において加圧プレートと第２冷却器４０との間に配置される。加圧プレートをケース２２に対して所定位置に固定することにより弾性部材が弾性変形する。弾性変形の反力により、第２冷却器４０および半導体モジュール３０は、第１冷却器２１（ベース２０）に押し付けられる。
【0064】
第２冷却器４０は、連結管４５，４６を介して、第１冷却器２１に連結されている。連結管４５は、第２冷却器４０におけるＸ方向一端付近、具体的には導入管２４に近い側の端部付近に連結されている。連結管４６は、第２冷却器４０における他端付近、具体的には排出管２５に近い側の端部付近に連結されている。２つの連結管４５，４６は、Ｘ方向において、導入管２４と第１冷却器２１との連結位置と、排出管２５と第１冷却器２１との連結位置との間に配置されている。
【0065】
導入管２４から供給される冷媒の一部は、冷媒２１２として流路２１１を流れ、排出管２５から排出される。冷媒の他の一部は、流路２１１および連結管４５の流路を通じて、流路４１に供給される。流路４１を流れた冷媒４２は、連結管４６の流路を通じて流路２１１に流れ込み、排出管２５から排出される。流路２１１を流れる冷媒２１２の流量は、流路４１を流れる冷媒４２の流量よりも大きい。流路２１１は主流路であり、流路４１は流路２１１から分岐された副流路である。
【0066】
＜コンデンサ＞
コンデンサ５０は、上記した平滑コンデンサ６を提供する。コンデンサ５０が、コンデンサ部品に相当する。コンデンサ５０は、たとえば図示しないケースと、ケースに収容されたコンデンサ素子などを備えている。図２および図３では、コンデンサ５０を簡素化して図示している。
コンデンサ５０は、上記した平滑コンデンサ６を提供する。コンデンサ５０が、コンデンサ部品に相当する。コンデンサ５０は、たとえば図示しないケースと、ケースに収容されたコンデンサ素子などを備えている。図２および図３では、コンデンサ５０を簡素化して図示している。
【0067】
一例として本実施形態のコンデンサ素子は、フィルムコンデンサ素子である。コンデンサ素子は、たとえばＺ方向を軸にしてフィルムを巻回してなる。コンデンサ素子は、Ｚ方向の両端面に図示しない電極を有している。電極は、メタリコンと称されることがある。コンデンサ５０は、正極側の電極に接続されたＰ端子５１Ｐと、負極側の電極に接続されたＮ端子５１Ｎを備えている。
【0068】
Ｐ端子５１ＰおよびＮ端子５１Ｎは、板状の金属部材である。Ｐ端子５１ＰおよびＮ端子５１Ｎは、はんだ接合、抵抗溶接、レーザ溶接などにより、対応する電極に接続されている。Ｐ端子５１ＰおよびＮ端子５１Ｎは、コンデンサバスバーなどと称されることがある。図２および図３では、Ｐ端子５１ＰおよびＮ端子５１Ｎのうち、対応する主端子３２Ｐ，３２Ｎとの接続部を図示している。Ｐ端子５１ＰおよびＮ端子５１Ｎは、平滑コンデンサ６と直流電源２とを電気的に接続するための図示しない接続部を有している。
【0069】
コンデンサ５０は、第１冷却器２１を構成するベース２０の一面２０ａ上に配置されている。本実施形態のコンデンサ５０は、ケース２２の収容空間２２Ｓに配置されている。コンデンサ５０は、半導体モジュール３０に対してＹ方向に横並びで配置されている。コンデンサ５０は、平面視においてＸ方向を長手方向とする平面略矩形状をなしている。
【0070】
Ｐ端子５１Ｐの接続部およびＮ端子５１Ｎの接続部は、Ｙ方向において半導体モジュール３０側に引き出されている。Ｐ端子５１Ｐの接続部およびＮ端子５１Ｎの接続部は、インダクタンスを低減すべく板面同士が対向するように配置されている。Ｐ端子５１Ｐの接続部およびＮ端子５１Ｎの接続部は、Ｐバスバー５２ＰおよびＮバスバー５２Ｎとの接続が可能なように、Ｙ方向の延設長さが異なっている。一例として本実施形態では、Ｎ端子５１Ｎの接続部が、Ｐ端子５１Ｐの接続部の下方に位置している。そして、Ｎ端子５１Ｎの接続部は、Ｐ端子５１Ｐの接続部よりもＹ方向に長い。
【0071】
一例として本実施形態では、熱伝導部材７０がコンデンサ５０とベース２０の一面２０ａとの間に介在している。コンデンサ５０は、平面視において第１冷却器２１と重ならない位置に配置されている。上記したようにベース２０におけるコンデンサ５０の搭載位置は、半導体モジュール３０の搭載位置に対して凹んでいる。一例として本実施形態のコンデンサ５０の側面は、第１冷却器２１の側面２１ａに、熱伝導部材７０を介して間接的に接触している。また、コンデンサ５０の底面は、ベース２０において第１冷却器２１に隣接する部分に、熱伝導部材７０を介して間接的に接触している。コンデンサ５０におけるベース２０との接触面は、略平坦である。このように、コンデンサ５０は、ベース２０、特に第１冷却器２１に、熱的に接続されている。
【0072】
コンデンサ５０は、Ｐバスバー５２Ｐと、Ｎバスバー５２Ｎをさらに備えている。Ｐバスバー５２ＰおよびＮバスバー５２Ｎは、板状の金属部材である。Ｐバスバー５２ＰおよびＮバスバー５２Ｎは、所定の位置関係に保持されている。Ｐバスバー５２ＰおよびＮバスバー５２Ｎは、たとえば図示しない絶縁部材により、所定の位置関係に保持されてもよい。Ｐバスバー５２ＰとＮバスバー５２Ｎとは、インダクタンスを低減すべく、全長の大部分において板面同士が対向するように配置されている。Ｐバスバー５２Ｐは、半導体モジュール３０の主端子３２Ｐとコンデンサ５０のＰ端子５１Ｐとを電気的に接続している。Ｎバスバー５２Ｎは、半導体モジュール３０の主端子３２Ｎとコンデンサ５０のＮ端子５１Ｎとを電気的に接続している。
【0073】
一例として本実施形態のＰバスバー５２Ｐは、Ｚ方向に延びる基部５２１Ｐと、基部５２１Ｐの両端からＹ方向に延びる延設部５２２Ｐ，５２３Ｐを有している。便宜上、延設部５２２Ｐの図示を省略しているが、後述の延設部５２２Ｎと同様の構成である。延設部５２２Ｐは、基部５２１Ｐの下端から半導体モジュール３０に向けてＹ方向に延びている。延設部５２２Ｐは、主端子３２Ｐに接続されている。延設部５２３Ｐは、基部５２１Ｐの上端からコンデンサ５０に向けてＹ方向に延びている。延設部５２３Ｐは、Ｐ端子５１Ｐに接続されている。
【0074】
同様に、Ｎバスバー５２Ｎは、Ｚ方向に延びる基部５２１Ｎと、基部５２１Ｎの両端からＹ方向に延びる延設部５２２Ｎ，５２３Ｎを有している。延設部５２２Ｎは、基部５２１Ｎの下端から半導体モジュール３０に向けてＹ方向に延びている。延設部５２２Ｎは、主端子３２Ｎに接続されている。延設部５２３Ｎは、基部５２１Ｎの上端からコンデンサ５０に向けてＹ方向に延びている。延設部５２３Ｎは、Ｎ端子５１Ｎに接続されている。
【0075】
Ｐバスバー５２ＰおよびＮバスバー５２Ｎは、はんだ接合、抵抗溶接、レーザ溶接などにより、対応する主端子３２Ｐ，３２Ｎや端子５１Ｐ，５１Ｎへの接続が可能である。一例として本実施形態のＰバスバー５２ＰおよびＮバスバー５２Ｎは、レーザ溶接により、対応するＰ端子５１ＰおよびＮ端子５１Ｎに接続されている。レーザ溶接を可能とするために、上層である延設部５２３Ｐが貫通孔５３を有している。貫通孔５３は、下層である延設部５２３Ｎを、レーザ溶接するために設けられた開口部である。貫通孔５３の数は、ひとつでもよいし、複数でもよい。一例として本実施形態のＰバスバー５２Ｐは、３つの貫通孔５３を有している。３つの貫通孔５３は、図２に示すようにＸ方向に所定のピッチで設けられている。
【0076】
＜回路基板＞
回路基板６０は、図示を省略するが、樹脂などの絶縁基材に配線が配置された配線基板、配線基板に実装された電子部品、コネクタなどを備えている。実装された電子部品と配線により回路が構成されている。回路基板６０には、上記した駆動回路７が構成されている。
回路基板６０は、図示を省略するが、樹脂などの絶縁基材に配線が配置された配線基板、配線基板に実装された電子部品、コネクタなどを備えている。実装された電子部品と配線により回路が構成されている。回路基板６０には、上記した駆動回路７が構成されている。
【0077】
回路基板６０は、Ｚ方向の平面視において、半導体モジュール３０と重なるように配置されている。回路基板６０は、３つの半導体モジュール３０の上方に配置されている。回路基板６０には、３つの半導体モジュール３０の信号端子３２Ｓが実装されている。一例として本実施形態の回路基板６０は、ケース２２の収容空間２２Ｓに配置されている。回路基板６０は、第２冷却器４０の上方に位置している。
【0078】
＜信号端子および冷却器の配置＞
図４では、便宜上、外部接続端子３２のうち、本体部３１の側面３１ｃ、つまり主端子３２Ｐ，３２Ｎと共通する側面から封止体３４の外に引き出された信号端子３２Ｓのみを示している。図４は、信号端子３２Ｓ、第１冷却器２１、および第２冷却器４０の位置関係を示している。
図４では、便宜上、外部接続端子３２のうち、本体部３１の側面３１ｃ、つまり主端子３２Ｐ，３２Ｎと共通する側面から封止体３４の外に引き出された信号端子３２Ｓのみを示している。図４は、信号端子３２Ｓ、第１冷却器２１、および第２冷却器４０の位置関係を示している。
【0079】
図４に示すように、信号端子３２Ｓは屈曲端子である。信号端子３２Ｓは、第１延設部３２１と、第２延設部３２２を有している。第１延設部３２１は、信号端子３２Ｓのうち、ボンディングワイヤ３５との接続部位を含む。第１延設部３２１は、Ｙ方向に延びている。第１延設部３２１の一部は封止体３４により封止され、他の一部は側面３１ｃから外部に突出している。第１延設部３２１は、コンデンサ５０に向けて延びている。
【0080】
第２延設部３２２は、第１延設部３２１に連なっている。第２延設部３２２は、第１延設部３２１に対して屈曲し、Ｚ方向に延びている。第２延設部３２２は、第１延設部３２１の端部から上方に延びている。第２延設部３２２は、Ｙ方向において第２冷却器４０と対向している。
【0081】
ここで、第１冷却器２１のＹ方向の長さをＬ１、第２冷却器４０のＹ方向の長さをＬ２とする。また、Ｙ方向において、信号端子３２Ｓの第２延設部３２２と第１冷却器２１のコンデンサ５０側の端部との間隔をＤ１、第２延設部３２２と第２冷却器４０のコンデンサ５０側の端部との間隔をＤ２とする。電力変換装置４は、長さＬ１，Ｌ２、間隔Ｄ１，Ｄ２が、下記の関係を満たすように構成されている。
【0082】
図４に示すように、第２冷却器４０の長さＬ２は、第１冷却器２１の長さＬ１よりも短い。さらに、間隔Ｄ２は、間隔Ｄ１よりも短い。一例として本実施形態の第１冷却器２１は、Ｙ方向において半導体モジュール３０の本体部３１よりも長い。第１冷却器２１は、側面３１ｃよりも外側に張り出している。第２冷却器４０は、Ｙ方向において本体部３１よりも短い。第２冷却器４０は、側面３１ｃに対して凹んでいる。
【0083】
＜第１実施形態のまとめ＞
本実施形態の電力変換装置４によれば、Ｙ方向において、第２冷却器４０の長さＬ２が、第１冷却器２１の長さＬ１よりも短い。また、屈曲端子である信号端子３２Ｓの第２延設部３２２と第２冷却器４０との間隔Ｄ２が、第２延設部３２２と第１冷却器との間隔Ｄ１よりも短い。このように、Ｙ方向において第２冷却器４０を第１冷却器２１よりも短くし、その上で信号端子３２Ｓ（屈曲端子）の第２延設部３２２を第２冷却器４０に近づけている。これにより、コンデンサ５０（平滑コンデンサ６）を、信号端子３２Ｓとの干渉を避けつつ半導体モジュール３０の本体部３１に近づけることができる。よって、半導体素子３３とコンデンサ５０とをつなぐ配線のインダクタンスを低減することができる。
本実施形態の電力変換装置４によれば、Ｙ方向において、第２冷却器４０の長さＬ２が、第１冷却器２１の長さＬ１よりも短い。また、屈曲端子である信号端子３２Ｓの第２延設部３２２と第２冷却器４０との間隔Ｄ２が、第２延設部３２２と第１冷却器との間隔Ｄ１よりも短い。このように、Ｙ方向において第２冷却器４０を第１冷却器２１よりも短くし、その上で信号端子３２Ｓ（屈曲端子）の第２延設部３２２を第２冷却器４０に近づけている。これにより、コンデンサ５０（平滑コンデンサ６）を、信号端子３２Ｓとの干渉を避けつつ半導体モジュール３０の本体部３１に近づけることができる。よって、半導体素子３３とコンデンサ５０とをつなぐ配線のインダクタンスを低減することができる。
【0084】
上記したように、信号端子３２Ｓの第２延設部３２２を第２冷却器４０に近づけるため、電力変換装置４のＹ方向の体格を小型化することができる。また、ドレイン電極３３Ｄ側の第１冷却器２１を長くし、ソース電極３３Ｓ側の第２冷却器４０を短くする。つまり電極面積が大きく、電極から冷却器までの伝熱経路も短い第１冷却器２１側を長くする。よって、第２冷却器４０を短くしながらも、放熱性を確保することができる。
【0085】
信号端子３２Ｓは、少なくとも上記したＤ２＜Ｄ１の関係を満たせばよい。一例として本実施形態の信号端子３２Ｓは、主端子３２Ｐ，３２Ｎとともに、互いに共通する側面３１ｃから封止体３４の外に突出している。信号端子３２Ｓは、封止体３４の外で屈曲している。このような構成において、信号端子３２Ｓは、上記したＤ２＜Ｄ１の関係を満たしている。つまり、第２延設部３２２を、側面３１ｃに近づけている。よって、コンデンサ５０を、本体部３１に近づけて配置することができる。
【0086】
第１冷却器２１の長さＬ１は、少なくとも第２冷却器４０の長さＬ２よりも長ければよい。Ｙ方向において、第１冷却器２１は、本体部３１とほぼ等しい長さでもよいし、本体部３１よりも短い長さとしてもよい。一例として本実施形態の第１冷却器２１は、Ｙ方向において本体部３１よりも長い。第１冷却器２１は、本体部３１の側面３１ｃに対して張り出している。そして、主端子３２Ｐ，３２Ｎは、Ｚ方向において第１冷却器２１を構成するベース２０の部分に対向している。つまり、主端子３２Ｐ，３２Ｎと第１冷却器２１とが対向している。ベース２０に生じる渦電流による磁束打消し効果によって、インダクタンスをさらに低減することができる。また、半導体モジュール３０の放熱性を高めることができる。
【0087】
特に主端子３２Ｐ，３２Ｎの板面がベース２０に対向しているため、インダクタンス低減の効果を高めることができる。また、Ｐバスバー５２ＰおよびＮバスバー５２Ｎも、Ｚ方向において第１冷却器２１を構成するベース２０の部分に対向している。よって、インダクタンスをさらに低減することができる。Ｐバスバー５２ＰおよびＮバスバー５２Ｎの板面がベース２０に対向しているため、インダクタンス低減の効果を高めることができる。
【0088】
主端子３２Ｐ，３２Ｎ，３２Ｏの配置は、特に限定されない。たとえば主端子３２Ｐ，３２Ｎ，３２Ｏが、本体部３１の互いの共通する面から突出する構成としてもよい。一例として本実施形態では、コンデンサ５０に接続される主端子３２Ｐ，３２Ｎが本体部３１の側面３１ｃから突出し、モータジェネレータ３に接続される主端子３２Ｏが側面３１ｄから突出している。このように、主端子３２Ｏが、主端子３２Ｐ，３２Ｎとは異なる面から突出している。よって、主端子３２Ｐ，３２Ｎとコンデンサ５０とをつなぐ配線の引き回しを簡素化し、インダクタンスを低減することができる。また、正極端子である主端子３２Ｐと負極端子である主端子３２Ｎとの並設により、インダクタンスを低減することができる。
【0089】
電力変換装置４は、コンデンサ５０を備えない構成としてもよい。たとえばベース２０は、第１冷却器２１を構成する部分のみを有してもよい。一例として本実施形態の電力変換装置４は、平滑コンデンサ６を提供するコンデンサ５０を備えている。よって、コンデンサ５０を備えた構成において、上記した効果を奏することができる。また、コンデンサ５０は、通電により発熱する発熱部品である。コンデンサ５０は、Ｙ方向において半導体モジュール３０と並んでいる。コンデンサ５０は、熱伝導部材７０を介してベース２０に接触している。このように、コンデンサ５０がベース２０に熱的に接続されているため、コンデンサ５０の熱をベース２０に逃がすことができる。よって、コンデンサ５０の体格を小型化、ひいては電力変換装置４の体格を小型化することができる。
【0090】
特に本実施形態では、コンデンサ５０の側面が、熱伝導部材７０を介して第１冷却器２１の側面２１ａに接触している。よって、コンデンサ５０の生じた熱を効果的に逃がす、つまりコンデンサ５０を効果的に冷却することができる。ベース２０においてコンデンサ５０の搭載部分を凹ませているため、電力変換装置４のＺ方向の体格を小型化、つまり低背化することができる。また、コンデンサ５０の底面が、熱伝導部材７０を介して第１冷却器２１に隣接するベース２０の部分に接触している。これによっても、コンデンサ５０の生じた熱を効果的に逃がすことができる。
【0091】
半導体素子３３の配置は、特に限定されない。Ｚ方向において、半導体素子３３を、本体部３１の中央付近に配置してもよいし、第２冷却器４０側に偏って配置してもよい。一例として本実施形態の半導体素子３３は、Ｚ方向において第２冷却器４０よりも第１冷却器２１に近い位置に配置されている。半導体素子３３は、第１冷却器２１側に偏って配置されている。これにより、長さＬ１の長い第１冷却器２１と半導体素子３３との間の熱抵抗を小さくすることができる。よって、放熱性を高めることができる。
【0092】
＜変形例＞
発熱部品であるコンデンサ５０が、間接的にベース２０に接触する例を示したが、これに限定されない。コンデンサ５０が、熱伝導部材７０を介さずに、直接的にベース２０に接触する構成としてもよい。コンデンサ５０の一部が、第１冷却器２１上に配置されてもよい。
発熱部品であるコンデンサ５０が、間接的にベース２０に接触する例を示したが、これに限定されない。コンデンサ５０が、熱伝導部材７０を介さずに、直接的にベース２０に接触する構成としてもよい。コンデンサ５０の一部が、第１冷却器２１上に配置されてもよい。
【0093】
コンデンサ５０におけるベース２０との接触面が略平坦である例を示したが、これに限定されない。たとえば図５に示すように、コンデンサ５０の側面５０ａが、凹凸を有してもよい。このように接触面に凹凸を設けることで、接触面積を増加させ、放熱性を高めることができる。図５では、第１冷却器２１の側面２１ａを側面５０ａに倣う凹凸形状としている。これにより、熱伝導部材７０が局所的に厚くなるのを抑制することができる。なお、凹凸を有する側面５０ａに対して、側面２１ａを略平坦な面としてもよい。コンデンサ５０の底面に凹凸を設けてもよい。
【0094】
ベース２０に直接的または間接的に接触する発熱部品は、コンデンサ５０に限定されない。たとえば図６に示すように、相電流を検出する電流センサ８０でもよい。電流センサ８０は、主端子３２Ｏと巻線３ａとをつなぐ配線であるＯバスバー８１に流れる電流を検出する。一例として図６では、電流センサ８０の側面が、熱伝導部材７０を介して第１冷却器２１の側面２１ｂに接触している。よって、電流センサ８０の生じた熱を効果的に逃がすことができる。また、電流センサ８０の底面が、熱伝導部材７０を介して第１冷却器２１に隣接するベース２０の部分に接触している。これによっても、電流センサ８０の生じた熱を効果的に逃がすことができる。電流センサ８０が、熱伝導部材７０を介さずに、直接的にベース２０に接触する構成としてもよい。電力変換装置４が、発熱部品として、コンデンサ５０と電流センサ８０の両方を備えてもよい。
【0095】
（第２実施形態）
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例であり、先行実施形態の記載を援用できる。先行実施形態では、屈曲端子として信号端子を備えていた。これに代えて、屈曲端子として出力端子を備えてもよい。
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例であり、先行実施形態の記載を援用できる。先行実施形態では、屈曲端子として信号端子を備えていた。これに代えて、屈曲端子として出力端子を備えてもよい。
【0096】
図７は、本実施形態に係る電力変換装置４において、主端子３２Ｏ（出力端子）、第１冷却器２１、および第２冷却器４０の位置関係を示している。図７は、図４に対応している。図７では、便宜上、半導体モジュール３０の本体部３１を簡素化して図示している。また、外部接続端子３２のうち、主端子３２Ｏのみを示している。
【0097】
図７に示すように、主端子３２Ｏは屈曲端子である。主端子３２Ｏは、先行実施形態に示した信号端子３２Ｓ同様、第１延設部３２１と、第２延設部３２２を有している。第１延設部３２１は、主端子３２Ｏのうち、半導体素子３３Ｈのソース電極３３Ｓと半導体素子３３Ｌのドレイン電極３３Ｄとの接続点との接続部位を含む。第１延設部３２１は、たとえば半導体素子３３Ｈのソース電極３３Ｓが電気的に接続された配線部材３７に接続されている。第１延設部３２１は、Ｙ方向に延びている。第１延設部３２１の一部は封止体３４により封止され、他の一部は側面３１ｃから外部に突出している。主端子３２Ｏは、図示しない主端子３２Ｐ，３２Ｏとともに、側面２３１ｃから突出している。第１延設部３２１は、コンデンサ５０に向けて延びている。
【0098】
第２延設部３２２は、第１延設部３２１に連なっている。第２延設部３２２は、第１延設部３２１に対して屈曲し、Ｚ方向に延びている。第２延設部３２２は、第１延設部３２１の端部から上方に延びている。第２延設部３２２は、Ｙ方向において第２冷却器４０と対向している。
【0099】
図７に示すように、第２冷却器４０の長さＬ２は、第１冷却器２１の長さＬ１よりも短い。さらに、第２延設部３２２と第２冷却器４０との間隔Ｄ２は、第２延設部３２２と第１冷却器２１との間隔Ｄ１よりも短い。一例として本実施形態の第１冷却器２１は、Ｙ方向において半導体モジュール３０の本体部３１よりも長い。第１冷却器２１は、側面３１ｃよりも外側に張り出している。第２冷却器４０は、Ｙ方向において本体部３１よりも短い。第２冷却器４０は、側面３１ｃに対して凹んでいる。
【0100】
＜第２実施形態のまとめ＞
本実施形態の電力変換装置４によれば、Ｙ方向において第２冷却器４０を第１冷却器２１よりも短くし、その上で主端子３２Ｏ（屈曲端子）の第２延設部３２２を第２冷却器４０に近づけている。これにより、コンデンサ５０（平滑コンデンサ６）を、主端子３２Ｏとの干渉を避けつつ半導体モジュール３０の本体部３１に近づけることができる。よって、半導体素子３３とコンデンサ５０とをつなぐ配線のインダクタンスを低減することができる。また、電力変換装置４のＹ方向の体格を小型化することができる。第２冷却器４０を短くしながらも、放熱性を確保することができる。
本実施形態の電力変換装置４によれば、Ｙ方向において第２冷却器４０を第１冷却器２１よりも短くし、その上で主端子３２Ｏ（屈曲端子）の第２延設部３２２を第２冷却器４０に近づけている。これにより、コンデンサ５０（平滑コンデンサ６）を、主端子３２Ｏとの干渉を避けつつ半導体モジュール３０の本体部３１に近づけることができる。よって、半導体素子３３とコンデンサ５０とをつなぐ配線のインダクタンスを低減することができる。また、電力変換装置４のＹ方向の体格を小型化することができる。第２冷却器４０を短くしながらも、放熱性を確保することができる。
【0101】
側面３１ｃから突出する主端子３２Ｏ（屈曲端子）は、先行実施形態に示した構成のうち、主端子３２Ｐ，３２Ｎとは反対の面から突出する主端子３２Ｏを前提とする構成を除いた、残りの構成との組み合わせが可能である。屈曲端子として、本実施形態に示した主端子３２Ｏと先行実施形態に示した信号端子３２Ｓの両方を備える構成としてもよい。
【0102】
（第３実施形態）
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例であり、先行実施形態の記載を援用できる。先行実施形態では、屈曲端子および主端子３２Ｐ，３２Ｎが共通の側面３１ｃから突出していた。これに代えて、屈曲端子が第２冷却器４０側の裏面３１ｂから突出する構成としてもよい。
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例であり、先行実施形態の記載を援用できる。先行実施形態では、屈曲端子および主端子３２Ｐ，３２Ｎが共通の側面３１ｃから突出していた。これに代えて、屈曲端子が第２冷却器４０側の裏面３１ｂから突出する構成としてもよい。
【0103】
図８は、本実施形態に係る電力変換装置４において、信号端子３２Ｓ、第１冷却器２１、および第２冷却器４０の位置関係を示している。図８は、図４に対応している。図８では、図７同様、半導体モジュール３０の本体部３１を簡素化して図示している。また、外部接続端子３２のうち、上アーム側の信号端子３２Ｓのみを示している。
【0104】
図示しない半導体素子３３Ｈのパッド３３Ｐに接続された信号端子３２Ｓは、側面３１ｃではなく、裏面３１ｂから突出している。第１延設部３２１は、封止体３４によって封止されている。第２延設部３２２の一部は封止体３４によって封止され、他の一部は裏面３１ｂから封止体３４の外に突出している。第２延設部３２２は、図示しない配線部材３７（図４参照）におけるコンデンサ５０側の端面と本体部３１の側面３１ｃとの間を通って、裏面３１ｂから突出している。その他の構成は、先行実施形態に記載の構成と同様である。
【0105】
＜第３実施形態のまとめ＞
本実施形態の電力変換装置４も、先行実施形態に記載した構成同様、Ｌ２＜Ｌ１、且つ、Ｄ２＜Ｄ１の関係を満たしている。つまり、Ｙ方向において第２冷却器４０を第１冷却器２１よりも短くし、その上で信号端子３２Ｓ（屈曲端子）の第２延設部３２２を第２冷却器４０に近づけている。よって、半導体素子３３とコンデンサ５０とをつなぐ配線のインダクタンスを低減することができる。また、電力変換装置４のＹ方向の体格を小型化することができる。第２冷却器４０を短くしながらも、放熱性を確保することができる。特に、
裏面３１ｂから突出する信号端子３２Ｓは、先行実施形態に示した構成のうち、主端子３２Ｐ，３２Ｎと共通する側面３１ｃから突出する信号端子３２Ｓ（屈曲端子）を前提とする構成を除いた、残りの構成との組み合わせが可能である。
本実施形態の電力変換装置４も、先行実施形態に記載した構成同様、Ｌ２＜Ｌ１、且つ、Ｄ２＜Ｄ１の関係を満たしている。つまり、Ｙ方向において第２冷却器４０を第１冷却器２１よりも短くし、その上で信号端子３２Ｓ（屈曲端子）の第２延設部３２２を第２冷却器４０に近づけている。よって、半導体素子３３とコンデンサ５０とをつなぐ配線のインダクタンスを低減することができる。また、電力変換装置４のＹ方向の体格を小型化することができる。第２冷却器４０を短くしながらも、放熱性を確保することができる。特に、
裏面３１ｂから突出する信号端子３２Ｓは、先行実施形態に示した構成のうち、主端子３２Ｐ，３２Ｎと共通する側面３１ｃから突出する信号端子３２Ｓ（屈曲端子）を前提とする構成を除いた、残りの構成との組み合わせが可能である。
【0106】
（第４実施形態）
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例であり、先行実施形態の記載を援用できる。先行実施形態では、屈曲端子の第２延設部３２２と第２冷却器４０との間には他の部材が配置されず、空気が存在していた。これに代えて、屈曲端子の第２延設部３２２と第２冷却器４０との間に、絶縁部材が配置されてもよい。
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例であり、先行実施形態の記載を援用できる。先行実施形態では、屈曲端子の第２延設部３２２と第２冷却器４０との間には他の部材が配置されず、空気が存在していた。これに代えて、屈曲端子の第２延設部３２２と第２冷却器４０との間に、絶縁部材が配置されてもよい。
【0107】
図９は、本実施形態に係る電力変換装置４において、信号端子３２Ｓ、第１冷却器２１、および第２冷却器４０の位置関係を示している。図９は、図４に対応している。図９では、図７同様、半導体モジュール３０の本体部３１を簡素化して図示している。また、外部接続端子３２のうち、上アーム側の信号端子３２Ｓのみを示している。
【0108】
信号端子３２Ｓは、絶縁部材９０によって被覆されている。絶縁部材９０は、被覆樹脂である。絶縁部材９０は、信号端子３２Ｓのうち、少なくとも第２延設部３２２における第２冷却器４０との対向部分およびその近傍部分を被覆している。一例として本実施形態の絶縁部材９０は、信号端子３２Ｓのうち、ボンディングワイヤ３５や回路基板６０との接続部分を除く部分を覆っている。絶縁部材９０は、Ｙ方向において第２延設部３２２と第２冷却器４０との間に配置されている。その他の構成は、先行実施形態に記載の構成と同様である。
【0109】
＜第４実施形態のまとめ＞
本実施形態の電力変換装置４によれば、第２延設部３２２と第２冷却器４０との間に絶縁部材９０が介在するため、第２延設部３２２と第２冷却器４０との間隔Ｄ２をさらに狭めることができる。つまりコンデンサ５０を、半導体モジュール３０の本体部３１に対してさらに近づけることができる。よって、インダクタンスをさらに低減することが可能である。また、電力変換装置４のＹ方向の体格を小型化することが可能である。
本実施形態の電力変換装置４によれば、第２延設部３２２と第２冷却器４０との間に絶縁部材９０が介在するため、第２延設部３２２と第２冷却器４０との間隔Ｄ２をさらに狭めることができる。つまりコンデンサ５０を、半導体モジュール３０の本体部３１に対してさらに近づけることができる。よって、インダクタンスをさらに低減することが可能である。また、電力変換装置４のＹ方向の体格を小型化することが可能である。
【0110】
＜変形例＞
絶縁部材９０として被覆樹脂の例を示したが、これに限定されない。ポッティングなどによって、第２延設部３２２と第２冷却器４０との間に絶縁部材９０を設けてもよい。電気絶縁性の材料を用いて所定形状に成形した絶縁部材９０を、本体部３１の裏面３１ｂ上に固定（たとえば接着固定）してもよい。屈曲端子として主端子３２Ｏを備える構成において、第２延設部３２２と第２冷却器４０との間に絶縁部材９０を設けてもよい。屈曲端子が裏面３１ｂから突出する構成において、第２延設部３２２と第２冷却器４０との間に絶縁部材９０を設けてもよい。
絶縁部材９０として被覆樹脂の例を示したが、これに限定されない。ポッティングなどによって、第２延設部３２２と第２冷却器４０との間に絶縁部材９０を設けてもよい。電気絶縁性の材料を用いて所定形状に成形した絶縁部材９０を、本体部３１の裏面３１ｂ上に固定（たとえば接着固定）してもよい。屈曲端子として主端子３２Ｏを備える構成において、第２延設部３２２と第２冷却器４０との間に絶縁部材９０を設けてもよい。屈曲端子が裏面３１ｂから突出する構成において、第２延設部３２２と第２冷却器４０との間に絶縁部材９０を設けてもよい。
【0111】
（他の実施形態）
この明細書および図面等における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。たとえば、開示は、実施形態において示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものと解されるべきである。
この明細書および図面等における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。たとえば、開示は、実施形態において示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものと解されるべきである。
【0112】
明細書および図面等における開示は、請求の範囲の記載によって限定されない。明細書および図面等における開示は、請求の範囲に記載された技術的思想を包含し、さらに請求の範囲に記載された技術的思想より多様で広範な技術的思想に及んでいる。よって、請求の範囲の記載に拘束されることなく、明細書および図面等の開示から、多様な技術的思想を抽出することができる。
【0113】
ある要素または相が「上にある」、「連結されている」、「接続されている」または「結合されている」と言及されている場合、それは、他の要素、または他の相に対して、直接的に上に、連結され、接続され、または結合されていることがあり、さらに、介在要素または介在相が存在していることがある。対照的に、ある要素が別の要素または相に「直接的に上に」、「直接的に連結されている」、「直接的に接続されている」または「直接的に結合されている」と言及されている場合、介在要素または介在相は存在しない。要素間の関係を説明するために使用される他の言葉は、同様のやり方で（例えば、「間に」対「直接的に間に」、「隣接する」対「直接的に隣接する」など）解釈されるべきである。この明細書で使用される場合、用語「および／または」は、関連する列挙されたひとつまたは複数の項目に関する任意の組み合わせ、およびすべての組み合わせを含む。
【0114】
空間的に相対的な用語「内」、「外」、「裏」、「下」、「低」、「上」、「高」などは、図示されているような、ひとつの要素または特徴の他の要素または特徴に対する関係を説明する記載を容易にするためにここでは利用されている。空間的に相対的な用語は、図面に描かれている向きに加えて、使用または操作中の装置の異なる向きを包含することを意図することができる。例えば、図中の装置をひっくり返すと、他の要素または特徴の「下」または「真下」として説明されている要素は、他の要素または特徴の「上」に向けられる。したがって、用語「下」は、上と下の両方の向きを包含することができる。この装置は、他の方向に向いていてもよく（９０度または他の向きに回転されてもよい）、この明細書で使用される空間的に相対的な記述子はそれに応じて解釈される。
【0115】
車両の駆動システム１は、上記した構成に限定されない。たとえば、モータジェネレータ３をひとつ備える例を示したが、これに限定されない。複数のモータジェネレータを備えてもよい。
【0116】
電力変換装置４が、電力変換回路としてインバータ５を備える例を示したが、これに限定されない。たとえば、複数のインバータを備える構成としてもよい。少なくともひとつのインバータと、コンバータを備える構成としてもよい。
【0117】
半導体モジュール３０の数は、上記した例に限定されない。たとえば、ひとつの半導体モジュール３０が６つのアーム１０Ｈ，１０Ｌを提供してもよい。ひとつの半導体モジュール３０がひとつのアーム、つまりひとつの上アーム１０Ｈまたはひとつの下アーム１０Ｌを提供してもよい。
【0118】
たとえば半導体モジュール３０は、ひとつのアームを構成するひとつの半導体素子３３を備えた構成としてもよい。上アーム１０Ｈを構成する半導体モジュール３０のドレイン電極３３Ｄに接続された主端子が、Ｐバスバー５２Ｐに接続される。下アーム１０Ｌを構成する半導体モジュール３０のソース電極３３Ｓに接続された主端子が、Ｎバスバー５２Ｎに接続される。上アーム１０Ｈを構成する半導体モジュール３０のソース電極３３Ｓに接続された主端子と、下アーム１０Ｌを構成する半導体モジュール３０のドレイン電極３３Ｄに接続された主端子が、Ｏバスバー８１に接続される。
【0119】
電力変換装置４は、少なくとも、第１冷却器２１を有するベース２０と、半導体モジュール３０と、第２冷却器４０を備えればよい。上記した電力変換装置４からコンデンサ５０を排除した構成としてもよい。電力変換装置４から回路基板６０を排除した構成としてもよい。
【0120】
（技術的思想の開示）
この明細書は、以下に列挙する複数の項に記載された複数の技術的思想を開示している。いくつかの項は、後続の項において先行する項を択一的に引用する多項従属形式（a multiple dependent form）により記載されている場合がある。さらに、いくつかの項は、他の多項従属形式の項を引用する多項従属形式（a multiple dependent form referring to another multiple dependent form）により記載されている場合がある。これらの多項従属形式で記載された項は、複数の技術的思想を定義している。
この明細書は、以下に列挙する複数の項に記載された複数の技術的思想を開示している。いくつかの項は、後続の項において先行する項を択一的に引用する多項従属形式（a multiple dependent form）により記載されている場合がある。さらに、いくつかの項は、他の多項従属形式の項を引用する多項従属形式（a multiple dependent form referring to another multiple dependent form）により記載されている場合がある。これらの多項従属形式で記載された項は、複数の技術的思想を定義している。
【0121】
＜技術的思想１＞
第１冷却器（２１）と、
前記第１冷却器に対向する一面に第１主電極が形成され、前記一面とは反対の裏面に第２主電極および信号用のパッドが形成された半導体素子（３３）を含む本体部（３１）と、前記半導体素子に電気的に接続された複数の外部接続端子（３２）と、を有し、前記第１冷却器に積層配置された半導体モジュール（３０）と、
前記裏面に対向するように、前記第１冷却器とは反対側で前記半導体モジュールに対して積層配置された第２冷却器（４０）と、
を備え、
前記半導体モジュール、前記第１冷却器、および前記第２冷却器の積層方向に直交する一方向において、前記第２冷却器の長さは、前記第１冷却器の長さよりも短く、
複数の前記外部接続端子は、前記一方向に延びる部分を有し、平滑コンデンサに電気的に接続される主端子（３２Ｐ，３２Ｎ）と、前記一方向であって前記半導体素子に対して前記主端子と同じ側に延びる第１延設部（３２１）、および、前記第１延設部に対して屈曲して前記積層方向に延び、前記一方向において前記第２冷却器と対向する第２延設部（３２２）を有する屈曲端子（３２Ｓ，３２Ｏ）と、を含み、
前記一方向において、前記第２延設部と前記第２冷却器との間隔が、前記第２延設部と前記第１冷却器との間隔よりも短い、電力変換装置。
第１冷却器（２１）と、
前記第１冷却器に対向する一面に第１主電極が形成され、前記一面とは反対の裏面に第２主電極および信号用のパッドが形成された半導体素子（３３）を含む本体部（３１）と、前記半導体素子に電気的に接続された複数の外部接続端子（３２）と、を有し、前記第１冷却器に積層配置された半導体モジュール（３０）と、
前記裏面に対向するように、前記第１冷却器とは反対側で前記半導体モジュールに対して積層配置された第２冷却器（４０）と、
を備え、
前記半導体モジュール、前記第１冷却器、および前記第２冷却器の積層方向に直交する一方向において、前記第２冷却器の長さは、前記第１冷却器の長さよりも短く、
複数の前記外部接続端子は、前記一方向に延びる部分を有し、平滑コンデンサに電気的に接続される主端子（３２Ｐ，３２Ｎ）と、前記一方向であって前記半導体素子に対して前記主端子と同じ側に延びる第１延設部（３２１）、および、前記第１延設部に対して屈曲して前記積層方向に延び、前記一方向において前記第２冷却器と対向する第２延設部（３２２）を有する屈曲端子（３２Ｓ，３２Ｏ）と、を含み、
前記一方向において、前記第２延設部と前記第２冷却器との間隔が、前記第２延設部と前記第１冷却器との間隔よりも短い、電力変換装置。
【0122】
＜技術的思想２＞
前記屈曲端子は、信号端子（３２Ｓ）である、技術的思想１に記載の電力変換装置。
前記屈曲端子は、信号端子（３２Ｓ）である、技術的思想１に記載の電力変換装置。
【0123】
＜技術的思想３＞
前記本体部は、前記半導体素子を封止する封止体（３４）を含み、
前記主端子および前記屈曲端子は、前記封止体の互いに共通する側面から前記封止体の外に突出している、技術的思想１または技術的思想２に記載の電力変換装置。
前記本体部は、前記半導体素子を封止する封止体（３４）を含み、
前記主端子および前記屈曲端子は、前記封止体の互いに共通する側面から前記封止体の外に突出している、技術的思想１または技術的思想２に記載の電力変換装置。
【0124】
＜技術的思想４＞
前記本体部は、前記半導体素子を封止する封止体（３４）を含み、
前記屈曲端子は、前記封止体における前記第２冷却器との対向面から前記封止体の外に突出している、技術的思想１または技術的思想２に記載の電力変換装置。
前記本体部は、前記半導体素子を封止する封止体（３４）を含み、
前記屈曲端子は、前記封止体における前記第２冷却器との対向面から前記封止体の外に突出している、技術的思想１または技術的思想２に記載の電力変換装置。
【0125】
＜技術的思想５＞
前記一方向において、前記第１冷却器は前記本体部よりも長く、
前記主端子は、前記積層方向において前記第１冷却器を構成するベース（２０）と対向している、技術的思想３または技術的思想４に記載の電力変換装置。
前記一方向において、前記第１冷却器は前記本体部よりも長く、
前記主端子は、前記積層方向において前記第１冷却器を構成するベース（２０）と対向している、技術的思想３または技術的思想４に記載の電力変換装置。
【0126】
＜技術的思想６＞
前記主端子とは別の前記外部接続端子である出力端子（３２Ｏ）を備え、
前記主端子は、前記平滑コンデンサに正極に電気的に接続される正極端子（３２Ｐ）と、前記平滑コンデンサの負極に電気的に接続される負極端子（３２Ｎ）と、を含み、
前記正極端子および前記負極端子は、前記封止体の互いに共通する側面から前記封止体の外に突出し、前記出力端子は前記正極端子および前記負極端子とは異なる面から前記封止体の外に突出している、技術的思想３～５いずれかひとつに記載の電力変換装置。
前記主端子とは別の前記外部接続端子である出力端子（３２Ｏ）を備え、
前記主端子は、前記平滑コンデンサに正極に電気的に接続される正極端子（３２Ｐ）と、前記平滑コンデンサの負極に電気的に接続される負極端子（３２Ｎ）と、を含み、
前記正極端子および前記負極端子は、前記封止体の互いに共通する側面から前記封止体の外に突出し、前記出力端子は前記正極端子および前記負極端子とは異なる面から前記封止体の外に突出している、技術的思想３～５いずれかひとつに記載の電力変換装置。
【0127】
＜技術的思想７＞
前記第２延設部と前記第２冷却器との間に配置された絶縁部材（９０）を備える、技術的思想３～６いずれかひとつに記載の電力変換装置。
前記第２延設部と前記第２冷却器との間に配置された絶縁部材（９０）を備える、技術的思想３～６いずれかひとつに記載の電力変換装置。
【0128】
＜技術的思想８＞
前記第１冷却器を構成するベース（２０）に、直接的または熱伝導部材を介して間接的に接触する発熱部品（５０，８０）を備える、技術的思想１～７いずれかひとつに記載の電力変換装置。
前記第１冷却器を構成するベース（２０）に、直接的または熱伝導部材を介して間接的に接触する発熱部品（５０，８０）を備える、技術的思想１～７いずれかひとつに記載の電力変換装置。
【0129】
＜技術的思想９＞
前記発熱部品は、前記一方向において前記半導体モジュールと並んで配置され、前記平滑コンデンサを提供するコンデンサ部品（５０）である、技術的思想８に記載の電力変換装置。
前記発熱部品は、前記一方向において前記半導体モジュールと並んで配置され、前記平滑コンデンサを提供するコンデンサ部品（５０）である、技術的思想８に記載の電力変換装置。
【0130】
＜技術的思想１０＞
前記発熱部品は、前記ベースとの接触面に凹凸を有する、技術的思想８または技術的思想９に記載の電力変換装置。
前記発熱部品は、前記ベースとの接触面に凹凸を有する、技術的思想８または技術的思想９に記載の電力変換装置。
【0131】
＜技術的思想１１＞
前記半導体素子は、前記積層方向において前記第２冷却器よりも前記第１冷却器に近い、技術的思想１～１０いずれかひとつに記載の電力変換装置。
前記半導体素子は、前記積層方向において前記第２冷却器よりも前記第１冷却器に近い、技術的思想１～１０いずれかひとつに記載の電力変換装置。
【符号の説明】
【0132】
１…駆動システム、２…直流電源、３…モータジェネレータ、４…電力変換装置、５…平滑コンデンサ、６…インバータ、７…駆動回路、８…Ｐライン、９…Ｎライン、１０…上下アーム回路、１０Ｈ…上アーム、１０Ｌ…下アーム、１１…出力ライン、１２…直列回路、１３…ＭＯＳＦＥＴ、１４…ＦＷＤ、２０…ベース、２０ａ…一面、２１…第１冷却器、２１ａ，２１ｂ…側面、２１１…流路、２１２…冷媒、２２…ケース、２２Ｓ…収容空間、２３…側壁、２４…導入管、２５…排出管、３０，３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗ…半導体モジュール、３１…本体部、３１ａ…一面、３１ｂ…裏面、３１ｃ，３１ｄ…側面、３１１…中央領域、３１２…端領域、３２…外部接続端子、３２Ｎ，３２Ｐ，３２Ｏ…主端子、３２Ｓ…信号端子、３２１…第１延設部、３２２…第２延設部、３３，３３Ｈ，３３Ｌ…半導体素子、３３Ｄ…ドレイン電極、３３Ｓ…ソース電極、３３Ｐ…パッド、３４…封止体、３５…ボンディングワイヤ、３６，３７…配線部材、３８…導電スペーサ、３９…継手部材、４０……第２冷却器、４１…流路、４２…冷媒、４５，４６…連結管、５０…コンデンサ、５０ａ…側面、５１Ｐ…Ｐ端子、５２Ｐ…Ｐバスバー、５２Ｎ…Ｎバスバー、５２１Ｐ，５２１Ｎ…基部、５２２Ｐ，５２２Ｎ…延設部、５２３Ｐ，５２３Ｎ…延設部、５３…貫通孔、６０…回路基板、７０…熱伝導部材、８０…電流センサ、８１…Ｏバスバー、９０…絶縁部材
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】