特許 7544106 電力変換装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-26

(45)【発行日】2024-09-03

(54)【発明の名称】電力変換装置

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20240827BHJP

   H01L 23/473 20060101ALI20240827BHJP

   H05K 7/20 20060101ALI20240827BHJP

【ＦＩ】

H02M7/48 Z

H01L23/46 Z

H05K7/20 N

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2022146481

(22)【出願日】2022-09-14

(65)【公開番号】P2023059830

(43)【公開日】2023-04-27

【審査請求日】2023-11-08

(31)【優先権主張番号】P 2021169737

(32)【優先日】2021-10-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【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】松岡 哲矢

(72)【発明者】

【氏名】橋本 雄太

(72)【発明者】

【氏名】小澤 朋樹

(72)【発明者】

【氏名】竹内 和哉

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼井 信次

(72)【発明者】

【氏名】清水 賢宏

【審査官】冨永 達朗

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０２１／０２７４６９０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－７５９５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２１／１２４９２２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－２０７６６４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｍ ７／４８

Ｈ０１Ｌ ２３／４７３

Ｈ０５Ｋ ７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電力変換回路（５）を構成する半導体モジュール（３０）と、
前記半導体モジュールが配置された第１壁部（２１、２７）と、前記第１壁部に連なり、前記第１壁部とともに収容空間（２０Ｓ、２０Ｓ１）を規定する第２壁部（２２）と、を有し、前記収容空間に前記半導体モジュールが配置されたケース（２０）と、
前記第１壁部と、前記第１壁部の内部に形成され、冷媒が流れる第１流路（４１、４１Ａ、４１Ｂ）と、を備えて構成され、前記半導体モジュールを冷却する第１冷却器（４０）と、
冷媒が流れる第２流路（５１）を有し、前記収容空間において前記半導体モジュール上に配置され、前記第１冷却器とは反対側から前記半導体モジュールを冷却する第２冷却器（５０、５０Ａ、５０Ｂ）と、
前記第１流路と前記第２流路とに連通する連結流路（６３）を有する連結部（６０）と、
を備え、
前記第１流路を流れる冷媒の流量が、前記第２流路を流れる冷媒の流量よりも大きく、
前記第１流路の断面積が、前記第２流路の断面積よりも大きい、電力変換装置。

【請求項2】

前記第２流路は、前記連結流路を介して主流路である前記第１流路から分岐された副流路であり、
前記連結流路の断面積が、前記第１流路の断面積よりも小さい、請求項１に記載の電力変換装置。

【請求項3】

前記連結流路の通水抵抗が、前記第２流路の通水抵抗よりも小さい、請求項２に記載の電力変換装置。

【請求項4】

前記第１冷却器は、前記第１流路に配置された第１フィン（４２）を有し、
前記第２冷却器は、前記第２流路に配置された第２フィン（５２）を有し、
前記第１フィンの高さが、前記第２フィンの高さよりも高い、請求項１に記載の電力変換装置。

【請求項5】

前記第２フィンのピッチが、前記第１フィンのピッチよりも小さい、請求項４に記載の電力変換装置。

【請求項6】

前記第１フィンは、ベース（４３）から突出しており、
前記第１冷却器において、前記連結部のシール部（４５）は、前記ベースのシール部（４６）よりも延設方向外側に位置している、請求項４または請求項５に記載の電力変換装置。

【請求項7】

前記第２冷却器は、高熱伝達領域（５３１）と、前記高熱伝達領域よりも熱伝達率が低い領域である低熱伝達領域（５３２）と、を有し、
前記第１冷却器、前記半導体モジュール、および前記第２冷却器の積層方向の平面視において、前記高熱伝達領域は、前記半導体モジュールの少なくとも一部と重なるように設けられている、請求項１に記載の電力変換装置。

【請求項8】

前記第２冷却器は、前記第２流路に配置されたフィン（５２）を有し、
前記フィンは、前記高熱伝達領域に配置された第１フィン部（５２１）と、前記低熱伝達領域に配置され、前記第１フィン部に連なる第２フィン部（５２２）と、を含む、請求項７に記載の電力変換装置。

【請求項9】

前記半導体モジュールを複数備え、
複数の前記半導体モジュールは、前記第１冷却器と前記第２冷却器との間に横並びで配置され、
前記第２冷却器の剛性が、前記第１冷却器の剛性よりも低い、請求項１に記載の電力変換装置。

【請求項10】

前記収容空間において前記半導体モジュールに電気的に接続され、通電により発熱する受動部品（９０）を備え、
前記受動部品は、前記第１壁部に配置され、前記第１冷却器により冷却される、請求項１に記載の電力変換装置。

【請求項11】

前記第１冷却器、前記半導体モジュール、および前記第２冷却器の積層方向において、前記第２冷却器の上端は、前記受動部品の上端よりも低い位置にある、請求項１０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。この電力変換装置は、パワーモジュールと、パワーモジュールを挟むように配置された２つの冷却流路形成体（冷却器）と、２つの冷却器の流路をつなぐ中間パイプを備えている。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】

【文献】特開２０１９－６８５３３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では、パワーモジュールと冷却器との積層方向において、電力変換装置の体格を小型化、つまり低背化するために、積層方向において冷却器を薄くすることが考えられる。しかしながら、流路が狭まることで、圧力損失が増大する。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。

【0005】

開示されるひとつの目的は、圧力損失の増大を抑制しつつ低背化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】

【0006】

ここに開示された電力変換装置は、
電力変換回路（５）を構成する半導体モジュール（３０）と、
半導体モジュールが配置された第１壁部（２１、２７）と、第１壁部に連なり、第１壁部とともに収容空間（２０Ｓ、２０Ｓ１）を規定する第２壁部（２２）と、を有し、収容空間に半導体モジュールが配置されたケース（２０）と、
第１壁部と、第１壁部の内部に形成され、冷媒が流れる第１流路（４１、４１Ａ、４１Ｂ）と、を備えて構成され、半導体モジュールを冷却する第１冷却器（４０）と、
冷媒が流れる第２流路（５１）を有し、収容空間において半導体モジュール上に配置され、第１冷却器とは反対側から半導体モジュールを冷却する第２冷却器（５０、５０Ａ、５０Ｂ）と、
第１流路と第２流路とに連通する連結流路（６３）を有する連結部（６０）と、
を備え、
第１流路を流れる冷媒の流量が、第２流路を流れる冷媒の流量よりも大きく、
第１流路の断面積が、第２流路の断面積よりも大きい。

【0007】

開示された電力変換装置によれば、冷媒の流量を第１流路と第２流路とで異ならせ、流量が大きい第１流路の断面積を第２流路の断面積よりも大きくしている。つまり、流量が小さい第２流路を狭くし、流量が大きい第１流路を広くしている。そして、流路が広い第１冷却器については、半導体モジュールを収容するケースの一部を利用して構成し、流路が狭い第２冷却器については、半導体モジュールとともにケースに収容している。この結果、圧力損失の増大を抑制しつつ低背化できる電力変換装置を提供することができる。

【0008】

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】

【0009】

【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3】図２のIII-III線に沿う断面図である。

【図4】図２のIV-IV線に沿う断面図である。

【図5】第２冷却器の効果を示す図である。

【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を示す断面図である。

【図8】第１冷却器におけるフィンの配置を示す図である。

【図9】第３実施形態に係る電力変換装置を示す平面図である。

【図10】図９のX-X線に沿う断面図である。

【図11】第４実施形態に係る電力変換装置の回路構成を示す図である。

【図12】電力変換装置を示す平面図である。

【図13】図１２のXIII-XIII線に沿う断面図である。

【図14】図１２のXIV-XIV線に沿う断面図である。

【図15】第５実施形態に係る電力変換装置を示す断面図である。

【図16】変形例を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

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。

【0011】

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。

【0012】

（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。

【0013】

＜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。

【0014】

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、３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。

【0015】

＜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。

【0016】

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。

【0017】

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３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３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。

【0018】

インバータ５は、３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。

【0019】

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。

【0020】

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、各上下アーム回路１０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。

【0021】

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、３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。

【0022】

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、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、同じタイミングでオン駆動、オフ駆動する。

【0023】

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。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

＜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、半導体モジュールおよび冷却器の配置が分かるように、カバーや回路基板などの一部要素を省略している。図３は、図２のIII-III線に沿う断面図である。図４は、図３のIV-IV線に沿う断面図である。図４でも、カバーや回路基板を省略している。図２および図４の白抜き矢印は、冷媒の流れる方向を示している。

【0030】

本実施形態の電力変換装置４は、ケース２０と、半導体モジュール３０と、第１冷却器４０と、第２冷却器５０と、連結管６０を備えている。電力変換装置４は、図３に示すように回路基板７０を備えてもよい。

【0031】

以下において、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、半導体モジュール３０、第１冷却器４０、および第２冷却器５０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。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。

【0032】

＜ケース＞
ケース２０は、電力変換装置４を構成する他の要素を収容する。ケース２０は、たとえばアルミダイカストによる成形体である。ケース２０は、他の要素を収容すべく開口を有している。ケース２０は、第１壁部と、第１壁部に連なり、第１壁部とともに収容空間２０Ｓを規定する第２壁部を有している。たとえば一面が開口する箱状のケース２０において、底壁を第１壁部とし、側壁を第２壁部としてもよい。筒状の側壁を第２壁部とし、筒内空間を区画する隔壁を第１壁部としてもよい。

【0033】

本実施形態のケース２０は、一面が開口する箱状をなしている。ケース２０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２０は、底壁２１と、側壁２２を有している。ケース２０の収容空間２０Ｓには、半導体モジュール３０、第２冷却器５０、回路基板７０などが配置されている。

【0034】

側壁２２には、第１冷却器４０および第２冷却器５０に冷媒を供給するための導入管２３と、第１冷却器４０および第２冷却器５０から冷媒を排出するための排出管２４が取り付けられている。導入管２３および排出管２４は、対応する貫通孔（図示略）を挿通し、ケース２０の内外にわたって配置されている。導入管２３および排出管２４のそれぞれは、Ｙ方向に延びる部分を含んでいる。導入管２３および排出管２４は、たとえば共通の側壁２２に取り付けられている。

【0035】

電力変換装置４は、図３に示すようにケース２０の開口を閉塞するカバー２５（蓋）を備えてもよい。ケース２０およびカバー２５は、筐体と称されることがある。

【0036】

＜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（電力変換回路）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と、上下アーム回路１０Ｖを構成する半導体モジュール３０Ｖと、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。

【0037】

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、半導体素子３１と、封止体３２と、信号端子３３などを備えている。半導体素子３１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（Ｇａ_２Ｏ_３）、ダイヤモンドがある。半導体素子３１は、パワー素子、半導体チップなどと称されることがある。

【0038】

本実施形態の半導体素子３１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３１（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３１は、自身の板厚方向の両面に、図示しない主電極を有している。具体的には、スイッチング素子の主電極として、表面にソース電極を有し、裏面にドレイン電極を有している。ソース電極は、表面の一部分に形成されている。ドレイン電極は、裏面のほぼ全域に形成されている。

【0039】

主電流は、ドレイン電極とソース電極との間に流れる。半導体素子３１は、ソース電極の形成面に、信号用の電極である図示しないパッドを有している。半導体素子３１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３１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３１Ｈ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３１Ｌを含んでいる。半導体素子３１Ｈ、３１Ｌは、Ｙ方向に並んで配置されている。２つの半導体素子３１Ｈ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３１Ｌは、Ｘ方向に並んで配置されている。

【0040】

４つの半導体素子３１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３１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３１Ｈ、３１Ｌをそれぞれひとつ備える。

【0041】

封止体３２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３２の外に露出している。封止体３２は、たとえば樹脂を材料とする。封止体３２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３２は、たとえばゲルを用いて形成されてもよい。

【0042】

封止体３２は、たとえば平面略矩形状をなしている。封止体３２は、外郭をなす表面として、一面３２ａと、Ｚ方向において一面３２ａとは反対の面である裏面３２ｂを有している。一面３２ａおよび裏面３２ｂは、たとえば平坦面である。また、一面３２ａと裏面３２ｂとをつなぐ面である側面３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｆを有している。側面３２ｃは、Ｙ方向において側面３２ｄとは反対の面である。側面３２ｅは、Ｘ方向において側面３２ｆとは反対の面である。

【0043】

信号端子３３は、半導体素子３１のパッドに電気的に接続された外部接続端子である。信号端子３３は、封止体３２から外部に突出している。たとえば半導体素子３１Ｈのパッドに接続された信号端子３３は、封止体３２の側面３２ｃから突出している。半導体素子３１Ｌのパッドに接続された信号端子３３は、封止体３２の側面３２ｄから突出している。

【0044】

半導体モジュール３０は、上記した要素以外に、図示しない主端子や配線部材を備えている。主端子は、半導体素子３１の主電極に電気的に接続された外部接続端子である。主端子は、Ｐ端子と、Ｎ端子と、出力端子を含んでいる。Ｐ端子は、半導体素子３１Ｈのドレイン電極に電気的に接続されている。Ｎ端子は、半導体素子３１Ｌのソース電極に電気的に接続されている。Ｐ端子およびＮ端子は、電源端子と称されることがある。出力端子は、半導体素子３１Ｈのソース電極と半導体素子３１Ｌのドレイン電極との接続点、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。たとえばＰ端子およびＮ端子は封止体３２の側面３２ｃから外部に突出し、出力端子は封止体３２の側面３２ｄから外部に突出している。つまり、外部接続端子は、側面３２ｅ、３２ｆから突出していない。

【0045】

配線部材は、半導体素子３１の主電極と主端子とを電気的に接続する配線機能を提供する。配線部材は、半導体素子３１の熱を放熱する放熱機能を提供する。配線部材は、たとえばＺ方向において半導体素子３１を挟むように配置される。配線部材としては、絶縁基材の両面に金属体が配置された基板を用いてもよいし、金属部材であるヒートシンクを採用してもよい。ヒートシンクは、たとえばリードフレームの一部として提供される。配線部材の一部を封止体３２の一面３２ａおよび裏面３２ｂの少なくとも一方から露出させることで、放熱性を高めることができる。

【0046】

上記した半導体モジュール３０は、裏面３２ｂが底壁２１の内面と対向するように、底壁２１上に配置されている。半導体モジュール３０とケース２０の底壁２１との間には、必要に応じてセラミック板などの電気絶縁部材が配置される。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。３つの半導体モジュール３０は、たとえば半導体モジュール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。

【0047】

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３２ｆと半導体モジュール３０Ｖの側面３２ｅとが対向し、半導体モジュール３０Ｖの側面３２ｆと半導体モジュール３０Ｗの側面３２ｅとが対向している。

【0048】

＜第１冷却器＞
第１冷却器４０は、ケース２０のうち、半導体モジュール３０が配置された第１壁部を利用して構成されている。図２～図４に示すように、第１冷却器４０は、第１壁部である底壁２１と、底壁２１の内部に形成され、冷媒８０が流れる流路４１を備えて構成されている。第１冷却器４０は、裏面３２ｂ側から半導体モジュール３０を冷却する。流路４１が、第１流路に相当する。

【0049】

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の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。

【0050】

流路４１には、導入管２３を介して冷媒８０が供給される。流路４１を流れた冷媒８０は、排出管２４を介して電力変換装置４の外に排出される。冷媒８０としては、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。

【0051】

＜第２冷却器＞
第２冷却器５０は、ケース２０を流用せずに設けられている。第２冷却器５０は、ケース２０の収容空間２０Ｓに配置されている。第２冷却器５０は、収容空間２０Ｓにおいて、半導体モジュール３０の一面３２ａ上に配置されている。第２冷却器５０と半導体モジュール３０との間には、必要に応じてセラミック板などの電気絶縁部材が配置される。第２冷却器５０は、Ｚ方向において第１冷却器４０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５０は、その内部に冷媒８０が流れる流路５１を有している。流路５１には、導入管２３を介して冷媒８０が供給される。流路５１を流れた冷媒８０は、排出管２４を介して電力変換装置４の外に排出される。流路５１が、第２流路に相当する。

【0052】

Ｚ方向において、第２冷却器５０は、第１冷却器４０、つまり底壁２１よりも薄い。第２冷却器５０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５０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８０が流通可能な流路５１が形成される。このように構成される第２冷却器５０の剛性は、第１冷却器４０の剛性よりも低い。

【0053】

流路５１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５１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５１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５１は、Ｘ方向に延設されている。流路５１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５１は、流路４１に内包されている。流路５１の延設長さは、流路４１の延設長さよりも短い。

【0054】

第２冷却器５０は、半導体モジュール３０を介して第１冷却器４０に積層配置されている。第２冷却器５０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５０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４０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、弾性部材を含む。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５０との間に配置される。加圧プレートをケース２０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５０および半導体モジュール３０は、第１冷却器４０（底壁２１）に押し付けられる。

【0055】

＜連結管＞
連結管６０は、第１冷却器４０と第２冷却器５０とを連結する。連結管６０は、導入管２３が連結されていない流路に冷媒８０を供給するための連結管６１と、排出管２４が連結されていない流路から冷媒８０を排出するための連結管６２を含んでいる。連結管６０のそれぞれは、流路４１、５１に連通する連結流路６３を有している。連結流路６３は、Ｚ方向に延びている。連結流路６３の一端は流路４１に連通し、他端は流路５１に連通している。連結管６０が、連結部に相当する。

【0056】

連結管６１（連結流路６３）は、第２冷却器５０（流路５１）におけるＸ方向一端付近に連結されている。連結管６２（連結流路６３）は、第２冷却器５０（流路５１）における他端付近に連結されている。図４に示す符号４５は、第１冷却器４０に設けられた連結管６０周りのシール部である。シール部４５は、たとえばグロメットなどにより提供される。

【0057】

本実施形態では、流路４１におけるＸ方向一端付近に導入管２３が連結され、他端付近に排出管２４が連結されている。Ｘ方向において、連結管６０は、導入管２３と第１冷却器４０との連結位置と、排出管２４と第１冷却器４０との連結位置との間に配置されている。

【0058】

導入管２３から供給される冷媒８０の一部は、流路４１を流れて排出管２４から排出される。冷媒８０の他の一部は、流路４１および連結管６１の連結流路６３を通じて、流路５１に供給される。流路５１を流れた冷媒８０は、連結管６２の連結流路６３を通じて流路４１に流れ込み、排出管２４から排出される。

【0059】

流路４１を流れる冷媒８０の流量は、流路５１を流れる冷媒８０の流量よりも大きい。流路４１は主流路であり、流路５１は流路４１から分岐された副流路である。連結管６１による分岐箇所を通過した流路４１の流量は、流路５１を流れる冷媒８０の流量よりも大きい。流路４１の断面積は、流路５１の断面積よりも大きい。Ｚ方向において、第１冷却器４０の厚み（高さ）は、第２冷却器５０の厚みよりも厚い。

【0060】

副流路である流路５１は、連結流路６３を介して主流路である流路４１から分岐されている。連結流路６３の断面積は、流路４１の断面積よりも小さい。なお、各流路の断面積は、流路の延設方向、つまり冷媒の流れ方向に直交する断面の面積である。また、連結流路６３の通水抵抗が、流路５１の通水抵抗よりも小さい。

【0061】

＜第１実施形態のまとめ＞
上記したように、本実施形態の電力変換装置４では、第１冷却器４０および第２冷却器５０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。

【0062】

２段冷却器を備えた構成において、Ｚ方向の体格を小型化、つまり低背化するために、Ｚ方向において冷却器を薄くすることが考えられる。しかしながら、流路が狭まることで、圧力損失が増大する。本実施形態では、２段冷却器を備えた構成において、冷媒８０の流量を流路４１、５１で異ならせ、流量が大きい流路４１の断面積を、流量が小さい流路５１の断面積よりも大きくしている。つまり、流量が小さい流路５１を狭くし、流量が大きい流路４１を広くしている。そして、流路４１が広い第１冷却器４０については、半導体モジュール３０を収容するケース２０の一部を利用して構成している。流路５１が狭い第２冷却器５０については、半導体モジュール３０とともにケース２０に収容している。この結果、圧力損失の増大を抑制しつつ電力変換装置４を低背化することができる。

【0063】

連結流路６３の断面積の大きさは特に限定されない。本実施形態では、連結流路６３が主流路である流路４１と副流路である流路５１とをつなぐ構成であるため、流路５１を主流路とする構成に較べて、連結流路６３の断面積を小さくすることができる。たとえば連結流路６３の断面積を、流路４１の断面積より小さくしている。これにより、Ｚ方向に直交するＸ方向において、電力変換装置４の体格を小型化することができる。特に本実施形態では、連結流路６３の通水抵抗が、流路５１の通水抵抗よりも小さい。このため、連結流路６３をＸ方向において狭くしても、主流路である流路４１から副流路である流路５１へ冷媒８０を安定的に供給することができる。

【0064】

第２冷却器５０の剛性は、第１冷却器４０の剛性より高くてもよいし、第１冷却器４０の剛性とほぼ等しくてもよい。本実施形態では、第２冷却器５０の剛性が、第１冷却器４０の剛性よりも低い。これにより、図５に示すように、半導体モジュール３０の高さばらつきやＺ方向の組付けばらつきが生じても、第２冷却器５０の変形により吸収することができる。高さばらつきなどが生じても、第２冷却器５０が複数の半導体モジュール３０に密着するため、両面側から冷却することができる。図５は、第２冷却器５０の効果を示す断面図である。図５は、図４に対応している。

【0065】

＜変形例＞
３つの半導体モジュール３０Ｕ、３０Ｖ、３０Ｗの並び順は、上記した例に限定されない。半導体モジュール３０Ｕまたは半導体モジュール３０Ｗを、真ん中に配置してもよい。

【0066】

導入管２３および排出管２４が第１冷却器４０に接続される例を示したが、これに限定されない。導入管２３および排出管２４が第２冷却器５０に接続されてもよい。この場合、図６に示すように、冷媒８０は第２冷却器５０の流路５１に供給される。そして、冷媒８０の一部は、流路５１から連結管６１を介して第１冷却器４０の流路４１に流れる。流路４１を流れた冷媒８０は、連結管６２を介して流路５１に戻り、排出される。このような構成において、流量が大きい流路４１の断面積を、流量が小さい流路５１の断面積よりも大きくしている。そして、ケース２０の一部を利用して第１冷却器４０を構成している。これにより、圧力損失の増大を抑制しつつ電力変換装置４を低背化することができる。図６は、変形例を示す図である。図６は、図４に対応している。

【0067】

（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。

【0068】

図７は、本実施形態の電力変換装置４を示す断面図である。図７は、図４に対応している。図８は、放熱部材を示す平面図である。図７および図８の白抜き矢印は、冷媒の流れ方向を示している。本実施形態では、先行実施形態に記載の構成に対して、冷却器にフィンを付け加えている。第１冷却器４０は、流路４１に配置されたフィン４２を備えている。第２冷却器５０は、流路５１に配置されたフィン５２を備えている。フィン４２が第１フィンに相当し、フィン５２が第２フィンに相当する。

【0069】

図７に示すように、複数のフィン４２は、ベース４３から突出している。放熱部材４４は、ベース４３と、複数のフィン４２を有している。放熱部材４４は、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。ベース４３は、収容空間２０Ｓと流路４１とに連通する底壁２１の開口２１１を閉塞するように配置されている。ベース４３の周縁部は、摩擦撹拌接合などにより、底壁２１の開口縁部に液密に接合されている。これにより、開口２１１を通じて冷媒８０が流路４１の外に漏れるのを抑制することができる。ベース４３は、底壁２１とともに流路４１を規定している。ベース４３と底壁２１との接合部分であるシール部４６は、液密にシールしている。第１冷却器４０の延設方向において、シール部４６は、シール部４５の内側に位置している。

【0070】

フィン４２は、開口２１１を通じて、流路４１に配置されている。複数のフィン４２は、ベース４３の一面から突出している。フィン４２は、Ｚ方向に延びている。フィン４２は、たとえばピン型のフィンである。フィン４２は、平面略円形、略楕円形などを有している。フィン４２は、Ｚ方向において所定の高さＦｈ１を有している。図８に示すように、複数のフィン４２は、Ｙ方向において所定のピッチＦｐ１を有して設けられている。各フィン４２の直径は、Ｆｄ１である。

【0071】

フィン５２は、一対のプレート（金属製薄板）による流路５１内に配置されている。フィン５２は、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。フィン５２は、たとえばウェーブ型（波型）のフィンである。フィン５２は、Ｚ方向において所定の高さＦｈ２を有している。フィン５２の高さＦｈ２は、フィン４２の高さＦｈ１よりも低い。図示を省略するが、複数のフィン５２は、Ｙ方向において所定のピッチＦｐ２を有して設けられている。フィン５２のピッチＦｐ２は、フィン４２のピッチＦｐ１よりも小さい。

【0072】

本実施形態の連結流路６３の断面積は、先行実施形態に示した連結流路６３の断面積よりも狭い。これにより、連結流路６３のＸ方向の長さが先行実施形態よりも短い。断面積をさらに小さくしても、連結流路６３の通水抵抗は、流路５１の通水抵抗よりも小さい。電力変換装置４のその他の構成は、先行実施形態に記載した構成と同様である。

【0073】

＜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、先行実施形態に記載の構成と同様の効果を奏することができる。たとえば２段冷却器を備えた構成において、冷媒８０の流量を流路４１、５１で異ならせ、流量が大きい流路４１の断面積を、流量が小さい流路５１の断面積よりも大きくしている。また、流路４１が広い第１冷却器４０については、半導体モジュール３０を収容するケース２０の一部を利用して構成している。よって、圧力損失の増大を抑制しつつ電力変換装置４を低背化することができる。

【0074】

さらに本実施形態では、第１冷却器４０がフィン４２を備え、第２冷却器５０がフィン５２を備えている。これにより、２段冷却器を備える構成において、半導体モジュール３０をより効果的に冷却することができる。

【0075】

フィン４２、５２の高さ、フィンピッチなどの関係は特に限定されない。本実施形態では、流量が大きい流路４１のフィン４２の高さＦｈ１を、流量が小さい流路５１のフィン５２の高さＦｈ２よりも高くしている。これにより、流路４１、５１のそれぞれにおいて熱伝達率を高めることができる。また、フィン５２のピッチＦｐ２が、フィン４２のピッチＦｐ１よりも小さい。流量が小さい流路５１のほうが、フィンピッチが小さい。これにより、圧力損失の増加を抑制しつつ、熱伝達率を高めることができる。

【0076】

本実施形態では、第１冷却器４０の延設方向において、連結管６０周りのシール部４５が、放熱部材４４のシール部４６の外側に位置している。これによれば、ケース２０の底壁２１に放熱部材４４を固定した後、放熱部材４４上に半導体モジュール３０を配置し、第２冷却器５０および連結管６０を組み付けることができる。つまり、ケース２０の底壁２１（第１壁部）を第１冷却器４０として利用しつつ、フィン４２、５２を備える冷却構造を実現することができる。

【0077】

上記したように、本実施形態では、流路５１内にフィン５２が配置される。フィン５２を備えない構成に較べて、流路５１の通水抵抗が大きい。よって、連結流路６３の断面積を先行実施形態に較べて小さくしても、副流路である流路５１へ冷媒８０を安定的に供給することができる。これにより、Ｘ方向において、電力変換装置４の体格をさらに小型化することができる。

【0078】

（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。

【0079】

図９は、本実施形態の電力変換装置４を示す平面図である。図９は、図２に対応している。図１０は、図９のX-X線に沿う断面図である。図９および図１０に示すように、半導体モジュール３０は、電源端子３４Ｎ、３４Ｐと、出力端子３５を備えている。電源端子３４Ｎ、３４Ｐは封止体３２の側面３２ｃから突出し、出力端子３５は側面３２ｄから突出している。

【0080】

本実施形態では、第１実施形態に記載の構成に対して、コンデンサ９０および電源導体９１Ｎ、９１Ｐを付け加えている。つまり、電力変換装置４が、コンデンサ９０および電源導体９１Ｎ、９１Ｐをさらに備えている。コンデンサ９０および電源導体９１Ｎ、９１Ｐを除く構成は、第１実施形態に記載の構成と同様である。

【0081】

コンデンサ９０は、上記した平滑コンデンサ６を提供する。コンデンサ９０が、受動部品に相当する。コンデンサ９０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９および図１０では、コンデンサ９０を簡素化して図示している。

【0082】

コンデンサ９０は、第１冷却器４０を構成するケース２０の底壁２１上に配置されている。本実施形態のコンデンサ９０は、ケース２０の収容空間２０Ｓにおいて、底壁２１の内面上に配置されている。コンデンサ９０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９０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。Ｚ方向において、コンデンサ９０の上端は、第２冷却器５０の上端よりも、底壁２１の内面から離れた位置にある。コンデンサ９０の上端は、第２冷却器５０の上端よりも上方、つまり高い位置にある。

【0083】

第１冷却器４０は、半導体モジュール３０とともにコンデンサ９０も冷却する。第１冷却器４０は、コンデンサ９０を冷却するために、平面視においてコンデンサ９０と重なるように設けられた流路４１を有してもよい。本実施形態の第１冷却器４０は、底壁２１の内部に、流路４１とは別の流路４７を有している。流路４７は、平面視においてコンデンサ９０の少なくとも一部と重なるように設けられている。流路４７は、導入管２３および排出管２４に対して、流路４１と並列に設けられてもよいし、図示しない連結路を介して流路４１に連なってもよい。

【0084】

電源導体９１Ｎ、９１Ｐは、コンデンサ９０と半導体モジュール３０の電源端子３４Ｎ、３４Ｐとを電気的に接続する配線部材である。電源導体９１Ｎ、９１Ｐは、たとえば板状の金属部材として提供される。電源導体９１Ｎ、９１Ｐは、電源バスバーと称されることがある。電源導体９１Ｎ、９１Ｐは、はんだ接合、抵抗溶接、レーザ溶接などにより、対応する電源端子３４Ｎ、３４Ｐに接続されている。

【0085】

電源導体９１Ｎは、コンデンサ９０の負極と半導体モジュール３０の電源端子３４Ｎとを電気的に接続している。電源導体９１Ｎは、負極導体、負極バスバー、Ｎバスバーなどと称されることがある。電源導体９１Ｎは、上記したＮライン９の少なくとも一部をなしている。電源導体９１Ｐは、コンデンサ９０の正極と半導体モジュール３０の電源端子３４Ｐとを電気的に接続している。電源導体９１Ｐは、正極導体、正極バスバー、Ｐバスバーなどと称されることがある。電源導体９１Ｐは、上記したＰライン８の少なくとも一部をなしている。図９および図１０では、電源導体９１Ｎ、９１Ｐのうち、対応する電源端子３４Ｎ、３４Ｐと接続するための端子部を図示している。

【0086】

＜第３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、先行実施形態に記載の構成と同様の効果を奏することができる。

【0087】

さらに本実施形態の電力変換装置４は、コンデンサ９０を備えている。コンデンサ９０を別部品とする構成に較べて、部品点数を削減することができる。

【0088】

本実施形態では、第１冷却器４０により、コンデンサ９０を冷却する。通電により発熱するコンデンサ９０を冷却するため、コンデンサ９０の体格を小型化することができる。これにより、電力変換装置４を低背化することができる。また、半導体モジュール３０とコンデンサ９０とを共通の冷却器（第１冷却器４０）によって冷却するため、部品点数を削減し、構成を簡素化することができる。

【0089】

第２冷却器５０の上端とコンデンサ９０の上端との位置関係は、特に限定されない。たとえば、第２冷却器５０の上端がコンデンサ９０の上端よりも上方に位置してもよい。本実施形態では、先行実施形態同様、第１冷却器４０を大流量、第２冷却器５０を小流量としている。また、第２冷却器５０として、一対のプレート（金属製薄板）を用いた薄型構造を採用している。これにより、第２冷却器５０の上端が、コンデンサ９０の上端よりも低い位置にある。したがって、２段冷却構造を採用しつつも、第２冷却器５０の上端位置が高さの律速となるのを抑制することができる。つまり、コンデンサ９０を備える構成において、低背化することができる。

【0090】

本実施形態では、電源端子３４Ｎ、３４Ｐ、出力端子３５、および電源導体９１Ｎ、９１Ｐが、Ｚ方向において第１冷却器４０を構成する底壁２１と対向している。底壁２１に生じる渦電流による磁束打消し効果によって、配線インダクタンスを低減することができる。

【0091】

本実施形態に記載の構成は、第１実施形態、第２実施形態のいずれの構成とも組み合わせが可能である。

【0092】

＜変形例＞
受動部品としてコンデンサ９０の例を示したが、これに限定されない。たとえばコンバータを構成するインダクタを受動部品として備えてもよい。もちろん、受動部品として、コンデンサ９０およびインダクタの両方を備えてもよい。

【0093】

（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。

【0094】

図１１は、本実施形態に係る電力変換装置４の等価回路図である。図１２は、電力変換装置４の構造を示す平面図である。図１２は、図２に対応している。図１３は、図１２のXIII-XIII線に沿う断面図である。図１４は、図１２のXIV-XIV線に沿う断面図である。本実施形態では、第１冷却器４０が、ケース２０の隔壁を備えて構成されている。

【0095】

＜電力変換装置の回路構成＞
図１１に示すように、本実施形態において、各相の上下アーム回路１０（１０Ｕ、１０Ｖ、１０Ｗ）は、直列回路１２を複数備えて構成されている。一相分の上下アーム回路１０を構成する複数の直列回路１２は、互いに並列接続されている。一例として、各相の上下アーム回路１０は、２つの直列回路１２を備えている。インバータ５は、８つの直列回路１２を備えて構成されている。６つのアーム１０Ｈ、１０Ｌのそれぞれは、互いに並列接続された４つのＭＯＳＦＥＴ１３を備えて構成されている。並列接続された４つのＭＯＳＦＥＴ１３は、共通のゲート駆動信号（駆動電圧）により、同じタイミングでオン駆動、オフ駆動する。

【0096】

＜ケース＞
図１２～図１４に示すように、ケース２０は、側壁２２と、隔壁２７を有している。隔壁２７が第１壁に相当し、側壁２２が第２壁に相当する。側壁２２は、Ｚ方向に延びる筒状をなしている。側壁２２は、たとえばＺ方向からの平面視において略矩形状をなしている。隔壁２７は、側壁２２の内部に設けられている。隔壁２７は、側壁２２内の収容空間をＺ方向において２つに区分するように、側壁２２の内面に連なっている。隔壁２７は、たとえば平板状をなしている。ケース２０は、たとえばＺＹ面においてＨ状をなしている。ケース２０は、隔壁２７によって隔てられた２つの収容空間２０Ｓ１、２０Ｓ２を有している。隔壁２７は、Ｚ方向の平面視において、すべての半導体モジュール３０とコンデンサ９０を内包するように配置されている。収容空間２０Ｓ１の開口はカバー２５により閉塞され、収容空間２０Ｓ２の開口はカバー２６により閉塞されている。

【0097】

＜半導体モジュール＞
図１２に示すように、電力変換装置４は、６つの半導体モジュール３０を備えている。各半導体モジュール３０は、先行実施形態同様、ひとつの直列回路１２を提供する。６つの半導体モジュール３０は、収容空間２０Ｓ１において、第１壁である隔壁２７の一面上に配置されている。

【0098】

６つの半導体モジュール３０は、３つずつ、２列で配置されている。Ｕ相の上下アーム回路１０Ｕを構成する２つの半導体モジュール３０Ｕは、第１列３０１をなすようにＸ方向に連続して並んでいる。Ｗ相の上下アーム回路１０Ｗを構成する２つの半導体モジュール３０Ｗは、第２列３０２をなすようにＸ方向に連続して並んでいる。半導体モジュール３０Ｗは、Ｙ方向において半導体モジュール３０Ｕと対向するように配置されている。Ｖ相の上下アーム回路１０Ｖを構成する２つの半導体モジュール３０Ｖは、Ｙ方向に並んでいる。半導体モジュール３０Ｖのひとつは第１列３０１をなし、他のひとつは第２列３０２をなしている。

【0099】

このように、半導体モジュール３０ＶのみがＹ方向に並んで配置されており、半導体モジュール３０Ｕ、３０ＷはＸ方向に並んで配置されている。第１列３０１をなす３つの半導体モジュール３０は、半導体モジュール３０Ｕ、半導体モジュール３０Ｕ、半導体モジュール３０Ｖの順に並んでいる。第２列３０２をなす３つの半導体モジュール３０は、半導体モジュール３０Ｗ、半導体モジュール３０Ｗ、半導体モジュール３０Ｖの順に並んでいる。

【0100】

第１列３０１をなす半導体モジュール３０と、第２列３０２をなす半導体モジュール３０とは、側面３２ｄ同士が所定の間隔を有して対向するように配置されている。第２列３０２をなす半導体モジュール３０は、第１列３０１をなす半導体モジュール３０に対してＺ軸周りに１８０度回転させた配置となっている。第１列３０１をなす半導体モジュール３０の出力端子３５は、第２列３０２との対向面である側面３２ｄから突出している。第２列３０２をなす半導体モジュール３０の出力端子３５は、第１列３０１との対向面である側面３２ｄから突出している。電源端子３４Ｎ、３４Ｐは、側面３２ｄとは反対の面である側面３２ｃ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。

【0101】

半導体モジュール３０の出力端子３５には、対応する出力導体９２Ｕ、９２Ｖ、９２Ｗが電気的に接続されている。出力導体９２Ｕ、９２Ｖ、９２Ｗは、たとえば板状の金属部材として提供される。出力導体９２Ｕ、９２Ｖ、９２Ｗは、出力バスバーと称されることがある。出力導体９２Ｕ、９２Ｖ、９２Ｗは、はんだ接合、抵抗溶接、レーザ溶接などにより、対応する出力端子３５に接続されている。出力導体９２Ｕ、９２Ｖ、９２Ｗは、Ｚ方向においてケース２０の隔壁２７と対向している。

【0102】

出力導体９２Ｕは、Ｕ相の半導体モジュール３０Ｕの出力端子３５を電気的に接続している。出力導体９２Ｕは、Ｘ方向であって、半導体モジュール３０Ｖの配置側とは反対に延びている。出力導体９２Ｖは、Ｖ相の半導体モジュール３０Ｖの出力端子３５を電気的に接続している。出力導体９２Ｖは、出力端子３５との接続部分から、Ｘ方向であって、半導体モジュール３０Ｕ、３０Ｗの配置側に延びる部分を有している。出力導体９２Ｗは、Ｗ相の半導体モジュール３０Ｗの出力端子３５を電気的に接続している。出力導体９２Ｗは、Ｘ方向であって、半導体モジュール３０Ｖの配置側とは反対に延びている。つまり、出力導体９２Ｕ、９２Ｖ、９２Ｗは、半導体モジュール３０との接続部分から互いに同じ方向に延びている。

【0103】

本実施形態の電力変換装置４は、電流センサ１００を備えている。電流センサ１００は、相電流を検出する。電流センサ１００は、収容空間２０Ｓ１に配置されている。電流センサ１００は、出力導体９２Ｕ、９２Ｖ、９２Ｗの延設先に配置されている。

【0104】

＜第１冷却器＞
第１冷却器４０は、第１壁である隔壁２７と、隔壁２７に設けられた流路を備えて構成されている。流路は、第１列３０１と第２列３０２とで共通でもよいし、個別に設けてもよい。本実施形態の第１冷却器４０は、流路４１Ａと、流路４１Ｂを備えている。第１冷却器４０は、封止体３２の裏面３２ｂ側から半導体モジュール３０を冷却する。第１冷却器４０が隔壁２７を備えて構成される点を除けば、第１冷却器４０の構成は、先行実施形態と同様である。

【0105】

流路４１Ａは、平面視において第１列３０１の半導体モジュール３０の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。流路４１Ｂは、平面視において第２列３０２の半導体モジュール３０の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。流路４１Ａ、４１Ｂは、ともにＸ方向に延設されている。流路４１Ｂは、導入管２３および排出管２４に対して、流路４１Ａと並列に設けられてもよいし、図示しない連結路を介して流路４１Ａに連なってもよい。流路４１Ａ、４１Ｂのそれぞれには、たとえばフィン４２が配置されている。放熱部材４４は、たとえば流路４１Ａ、４１Ｂに対して個別に設けられてもよいし、２つの流路４１Ａ、４１Ｂでベース４３を共通としてもよい。

【0106】

＜第２冷却器および連結管＞
図１２および図１３に示すように、電力変換装置４は、２つの第２冷却器５０Ａ、５０Ｂを備えている。第２冷却器５０Ａ、５０Ｂは、対応する半導体モジュール３０を封止体３２の一面３２ａ側から冷却する。第２冷却器５０Ａは、第１列３０１の３つの半導体モジュール３０を冷却する。第２冷却器５０Ａの流路５１は、Ｘ方向に延びており、平面視において第２列３０２の半導体モジュール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。第２冷却器５０Ｂは、第２列３０２の３つの半導体モジュール３０を冷却する。第２冷却器５０Ｂの流路５１は、Ｘ方向に延びており、第２列３０２の３つの半導体モジュール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。

【0107】

連結管６０は、第２冷却器５０Ａ、５０Ｂに対して個別に設けられている。電力変換装置４は、第２冷却器５０Ａに対応する連結管６１Ａ、６２Ａと、第２冷却器５０Ｂに対応する連結管６１Ｂ、６２Ｂを備えている。連結管６１Ａ、６２Ａは、第１冷却器４０の流路４１Ａと第２冷却器５０Ａの流路５１とに連通する連結流路６３をそれぞれ備えている。連結管６１Ｂ、６２Ｂは、第１冷却器４０の流路４１Ｂと第２冷却器５０Ｂの流路５１とに連通する連結流路６３をそれぞれ備えている。

【0108】

＜回路基板＞
回路基板７０は、先行実施形態同様、半導体モジュール３０の収容空間２０Ｓ１に配置されている。回路基板７０は、６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７０には、６つの半導体モジュールの信号端子３３が実装されている。

【0109】

＜コンデンサ＞
コンデンサ９０は、収容空間２０Ｓ２に配置されている。コンデンサ９０は、隔壁２７において、半導体モジュール３０の配置面とは反対の面に配置されている。コンデンサ９０は、たとえば平面視において第１列３０１の半導体モジュール３０、および、第２列の３０２の半導体モジュール３０と重なるように配置されている。コンデンサ９０は、平面視において流路４１Ａ、４１Ｂのそれぞれと重なるように配置されている。

【0110】

コンデンサ９０の負極に接続された電源導体９１Ｎは、隔壁２７に設けられた貫通孔２１２を挿通し、半導体モジュール３０の電源端子３４Ｎに接続されている。コンデンサ９０の正極に接続された電源導体９１Ｐは、貫通孔２１２を挿通し、半導体モジュール３０の電源端子３４Ｐに接続されている。

【0111】

＜第４実施形態のまとめ＞
本実施形態の電力変換装置４は、第１実施形態、第２実施形態、および第３実施形態に記載の構成を組み合わせた構成となっている。よって、先行実施形態に記載の効果を奏することができる。

【0112】

たとえば、半導体モジュール３０の第１列３０１に対応する第１冷却器４０の流路４１Ａと第２冷却器５０Ａの流路５１とで冷媒８０の流量を異ならせ、流量が大きい流路４１Ａの断面積を、流量が小さい流路５１の断面積よりも大きくしている。同様に、半導体モジュール３０の第２列３０２に対応する第１冷却器４０の流路４１Ｂと第２冷却器５０Ｂの流路５１とで冷媒８０の流量を異ならせ、流量が大きい流路４１Ｂの断面積を、流量が小さい流路５１の断面積よりも大きくしている。そして、流路４１Ａ、４１Ｂが広い第１冷却器４０については、半導体モジュール３０を収容するケース２０の一部を利用して構成している。流路５１が狭い第２冷却器５０Ａ、５０Ｂについては、半導体モジュール３０とともにケース２０に収容している。この結果、圧力損失の増大を抑制しつつ電力変換装置４を低背化することができる。

【0113】

本実施形態では、６つの半導体モジュール３０を、３つずつ、２列で配置している。そして、Ｕ相の上下アーム回路１０Ｕを構成する２つの半導体モジュール３０Ｕ（第１モジュール）を第１列３０１に配置している。Ｗ相の上下アーム回路１０Ｗを構成する２つの半導体モジュール３０Ｗ（第２モジュール）を第２列３０２に配置している。Ｖ相の上下アーム回路１０Ｖを構成する２つの半導体モジュール３０Ｖ（第３モジュール）のうちのひとつを第１列３０１に配置し、他のひとつを第２列３０２に配置している。つまり、半導体モジュール３０ＶのみをＹ方向に並んで配置し、半導体モジュール３０Ｕ、３０ＷについてはＸ方向に並んで配置している。

【0114】

これにより、出力導体９２Ｕ、９２Ｖ、９２Ｗによって共通する相の出力端子３５を電気的に接続した状態で、半導体モジュール３０と出力導体９２Ｕ、９２Ｖ、９２Ｗとの接続構造体は略コの字状（略Ｕ字状）をなす。Ｘ方向において、接続構造体の一端は半導体モジュール３０Ｖと出力導体９２Ｖの一部によって閉じており、他端は開放端である。よって、Ｘ方向において開放端側に出力導体９２Ｕ、９２Ｖ、９２Ｗを引き出すことができる。ＸＹ平面において同じ方向に出力導体９２Ｕ、９２Ｖ、９２Ｗを引き出すことができる。これにより、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。

【0115】

出力導体９２Ｕ、９２Ｖ、９２Ｗのお互いの位置関係は特に限定されない。本実施形態では、出力導体９２Ｖ（第３導体）のＸ方向延設部分が、Ｙ方向において出力導体９２Ｕ（第１導体）と出力導体９２Ｗ（第２導体）との間に配置されている。出力導体９２Ｕは第１列３０１においてＸ方向に並ぶ半導体モジュール３０Ｕの近傍に配置でき、出力導体９２Ｗは第２列３０２においてＸ方向に並ぶ半導体モジュール３０Ｗの近傍に配置できる。これにより、出力導体９２Ｖの延設部分を、出力導体９２Ｕ、９２Ｗの間の隙間を通じて引き出すことができる。したがって、電力変換装置４をより一層低背化することができる。

【0116】

本実施形態に記載の構成は、第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態に示した構成の少なくともひとつとの組み合わせが可能である。

【0117】

＜変形例＞
６つの半導体モジュール３０の配置は、上記した例に限定されない。半導体モジュール３０の位置を入れ替えてもよい。たとえば半導体モジュール３０Ｖに代えて、半導体モジュール３０ＵをＹ方向に並ぶ配置としてもよい。半導体モジュール３０Ｖに代えて、半導体モジュール３０ＷをＹ方向に並ぶ配置としてもよい。

【0118】

一相分の上下アーム回路１０を構成する直列回路１２の数、つまり各相の半導体モジュール３０の数は、２つに限定されない。４つ以上の偶数としてもよい。たとえば４つの場合、第１列３０１は、連続して並ぶ４つの半導体モジュール３０Ｕと、連続して並ぶ２つの半導体モジュール３０Ｖを含む。第２列３０２は、連続して並ぶ４つの半導体モジュール３０Ｗと、連続して並ぶ２つの半導体モジュール３０Ｖを含む。

【0119】

（第５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。

【0120】

図１５は、本実施形態の電力変換装置４を示す断面図である。図１５は、図７に対応している。図１５の白抜き矢印は、冷媒の流れ方向を示している。

【0121】

本実施形態の電力変換装置４において、流量が小さい流路５１を備える第２冷却器５０は、図１５に示すように高熱伝達領域５３１と、低熱伝達領域５３２を有している。第２冷却器５０において、高熱伝達領域５３１は相対的に熱伝達率の高い領域であり、低熱伝達領域５３２は相対的に熱伝達率の低い領域である。高熱伝達領域５３１は、低熱伝達領域５３２よりも熱伝達率の高い領域である。低熱伝達領域５３２は、高熱伝達領域５３１よりも熱伝達率の低い領域である。

【0122】

高熱伝達領域５３１は、平面視において半導体モジュール３０の少なくとも一部と重なるように設けられている。複数の半導体モジュール３０を備える構成において、高熱伝達領域５３１は、半導体モジュール３０の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。本実施形態の高熱伝達領域５３１は、平面視において半導体モジュール３０のそれぞれの全体を内包するように設けられている。

【0123】

発熱体である半導体モジュール３０の並び方向において、低熱伝達領域５３２、高熱伝達領域５３１、低熱伝達領域５３２、高熱伝達領域５３１、低熱伝達領域５３２、高熱伝達領域５３１、低熱伝達領域５３２の順に設けられている。平面視において、隣り合う半導体モジュール３０の間には低熱伝達領域５３２がそれぞれ設けられている。複数の半導体モジュール３０より上流側には低熱伝達領域５３２が設けられ、下流側にも低熱伝達領域５３２が設けられている。

【0124】

一例として本実施形態では、フィンによって高熱伝達領域５３１と低熱伝達領域５３２の熱伝達率を異ならせている。フィンの有無、フィンの高さ、フィンのピッチなどにより、熱伝達率を調整することができる。先行実施形態に記載の構成（図７）同様、第２冷却器５０は、流路５１に配置されたフィン５２を備えている。第１冷却器４０は、フィン４２を備えてもよいし、フィン４２を備えなくてもよい。一例として本実施形態の第１冷却器４０は、フィン４２を備えていない。

【0125】

フィン５２は、先行実施形態同様、一対のプレート（金属製薄板）による流路５１内に配置されている。フィン５２は、第１フィン部５２１と、第２フィン部５２２を有している。第１フィン部５２１は、波型のフィン（ウェーブフィン）である。第１フィン部５２１は、Ｚ方向において所定の高さを有している。第１フィン部５２１は、Ｙ方向において所定のピッチを有して設けられている。第２フィン部５２２は、略平板状のフィン（ストレートフィン）である。

【0126】

第１フィン部５２１と第２フィン部５２２とは、別体でもよいし、一体的に連なってもよい。第２フィン部５２２は、第１フィン部５２１に対して連続して一体的に設けられることで連なってもよいし、接合により連なってもよい。一例として本実施形態の第１フィン部５２１および第２フィン部５２２は、一体的に連なっている。

【0127】

高熱伝達領域５３１は、平面視において第１フィン部５２１が設けられた領域である。低熱伝達領域５３２は、平面視において第２フィン部５２２が設けられた領域である。本実施形態では、第１フィン部５２１と第２フィン部５２２の形態を異ならせることで、高熱伝達領域５３１と低熱伝達領域５３２の熱伝達率に差を設けている。

【0128】

なお、第２冷却器５０は、平面視においてフィン５２が配置されない領域を有してもよい。第２冷却器５０においてフィン５２が設けられていない領域は、低熱伝達領域５３２よりも熱伝達率の低い領域である。電力変換装置４のその他の構成は、先行実施形態に記載した構成と同様である。

【0129】

＜第５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、先行実施形態に記載の構成と同様の効果を奏することができる。たとえば２段冷却器を備えた構成において、冷媒８０の流量を流路４１、５１で異ならせ、流量が大きい流路４１の断面積を、流量が小さい流路５１の断面積よりも大きくしている。また、流路４１が広い第１冷却器４０については、半導体モジュール３０を収容するケース２０の一部を利用して構成している。よって、圧力損失の増大を抑制しつつ電力変換装置４を低背化することができる。

【0130】

さらに本実施形態では、流量の小さい第２冷却器５０が、高熱伝達領域５３１と低熱伝達領域５３２を有している。高熱伝達領域５３１は、発熱体である半導体モジュール３０の少なくとも一部と重なるように設けられている。これにより、半導体モジュール３０を効果的に冷却することができる。

【0131】

また、低熱伝達領域５３２を有することで、全体が高熱伝達領域５３１の構成に較べて流路５１の通水抵抗を小さくし、流路５１の流量を増加させることができる。第２冷却器５０は流量が小さいため、僅かな流量の増加でも流量の変化率が大きい。つまり流量に対する感度が高い。これによっても、半導体モジュール３０を効果的に冷却することができる。

【0132】

特に本実施形態では、インバータ５を構成する３つの半導体モジュール３０（３０Ｕ、３０Ｖ、３０Ｗ）を備える構成において、隣り合う半導体モジュール３０の間の領域である複数の領域を低熱伝達領域５３２としている。これにより、流路５１の流量をさらに増加させ、半導体モジュール３０を効果的に冷却することができる。このような効果は、３つ以上半導体モジュール３０が並んで配置される構成において奏することができる。

【0133】

本実施形態では、フィン５２によって高熱伝達領域５３１と低熱伝達領域５３２の熱伝達率を異ならせている。これによれば、圧力損失の増加を抑制しつつ、冷却性能を向上することができる。

【0134】

本実施形態では、高熱伝達領域５３１に設けられた第１フィン部５２１と、低熱伝達領域５３２に設けられた第２フィン部５２２とが一体的に連なっている。フィン５２は、第１フィン部５２１と第２フィン部５２２を含むひとつの部品として提供される。これにより、部品点数を低減し、ひいてはコストを低減することができる。また、流路５１における位置決めが容易になるなど、製造工程を簡素化することができる。

【0135】

本実施形態に記載の構成は、第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態、第４実施形態に示した構成の少なくともひとつとの組み合わせが可能である。たとえば第２実施形態との組み合わせにおいて、高熱伝達領域５３１の第１フィン部５２１の高さを、流路４１に配置されるフィン４２の高さよりも低くすればよい。また、第１フィン部５２１のピッチを、フィン４２のピッチよりも小さくすればよい。

【0136】

＜変形例＞
フィンの形態を異ならせることで、高熱伝達領域５３１と低熱伝達領域５３２の熱伝達率を異ならせる例を示したが、これに限定されない。上記したように、フィンの有無、フィンの高さ、フィンのピッチなどによって、高熱伝達領域５３１と低熱伝達領域５３２の熱伝達率を異ならせることが可能である。

【0137】

たとえば図１６に示す例では、フィン５２を分散配置し、フィン５２の設けた領域を高熱伝達領域５３１、フィン５２を設けない領域を低熱伝達領域５３２としている。フィン５２は、第１フィン部５２１同様、波型のフィンである。フィン５２は、平面視において半導体モジュール３０の少なくとも一部と重なるように設けられている。低熱伝達領域５３２は、半導体モジュール３０と重ならない位置に設けられている。図１６において、高熱伝達領域５３１は、平面視において半導体モジュール３０のそれぞれの全体を内包するように設けられている。低熱伝達領域５３２は、平面視において隣り合う半導体モジュール３０の間、半導体モジュール３０よりも上流側、半導体モジュール３０よりも下流側に設けられている。

【0138】

フィンによって高熱伝達領域５３１と低熱伝達領域５３２の熱伝達率を異ならせる例を示したが、これに限定されない。

【0139】

半導体モジュール３０を収容するケース２０の一部を利用して、流路４１が広い第１冷却器４０を構成する例を示したが、これに限定されない。本実施形態において、ケース２０を利用せずに第１冷却器４０を設けてもよい。この場合、圧力損失の増大を抑制しつつ冷却性能を向上することができる。

【0140】

（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。

【0141】

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。

【0142】

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。

【0143】

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。

【0144】

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。

【0145】

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。コンバータのみを備えてもよい。

【0146】

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がひとつのアーム１０Ｈ、１０Ｌを提供してもよいし、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。

【0147】

上記した２段冷却構造、つまり第１冷却器４０および第２冷却器５０による両面冷却構造は、半導体モジュール３０に加えて、または代えて、電力変換装置４を構成する他の要素である発熱体に適用してもよい。他の要素は、たとえばコンデンサ、インダクタ、バスバーである。

【0148】

（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。

【0149】

＜技術的思想１＞
電力変換回路（５）を構成する半導体モジュール（３０）と、
前記半導体モジュールが配置された第１壁部（２１、２７）と、前記第１壁部に連なり、前記第１壁部とともに収容空間（２０Ｓ、２０Ｓ１）を規定する第２壁部（２２）と、を有し、前記収容空間に前記半導体モジュールが配置されたケース（２０）と、
前記第１壁部と、前記第１壁部の内部に形成され、冷媒が流れる第１流路（４１、４１Ａ、４１Ｂ）と、を備えて構成され、前記半導体モジュールを冷却する第１冷却器（４０）と、
冷媒が流れる第２流路（５１）を有し、前記収容空間において前記半導体モジュール上に配置され、前記第１冷却器とは反対側から前記半導体モジュールを冷却する第２冷却器（５０、５０Ａ、５０Ｂ）と、
前記第１流路と前記第２流路とに連通する連結流路（６３）を有する連結部（６０）と、
を備え、
前記第１流路を流れる冷媒の流量が、前記第２流路を流れる冷媒の流量よりも大きく、
前記第１流路の断面積が、前記第２流路の断面積よりも大きい、電力変換装置。

【0150】

＜技術的思想２＞
前記第２流路は、前記連結流路を介して主流路である前記第１流路から分岐された副流路であり、
前記連結流路の断面積が、前記第１流路の断面積よりも小さい、技術的思想１に記載の電力変換装置。

【0151】

＜技術的思想３＞
前記連結流路の通水抵抗が、前記第２流路の通水抵抗よりも小さい、技術的思想２に記載の電力変換装置。

【0152】

＜技術的思想４＞
前記第１冷却器は、前記第１流路に配置された第１フィン（４２）を有し、
前記第２冷却器は、前記第２流路に配置された第２フィン（５２）を有し、
前記第１フィンの高さが、前記第２フィンの高さよりも高い、技術的思想１～３いずれかひとつに記載の電力変換装置。

【0153】

＜技術的思想５＞
前記第２フィンのピッチが、前記第１フィンのピッチよりも小さい、技術的思想４に記載の電力変換装置。

【0154】

＜技術的思想６＞
前記第１フィンは、ベース（４３）から突出しており、
前記第１冷却器において、前記連結部のシール部（４５）は、前記ベースのシール部（４６）よりも延設方向外側に位置している、技術的思想４または技術的思想５に記載の電力変換装置。

【0155】

＜技術的思想７＞
前記第２冷却器は、高熱伝達領域（５３１）と、前記高熱伝達領域よりも熱伝達率が低い領域である低熱伝達率領域（５３２）と、を有し、
前記第１冷却器、前記半導体モジュール、および前記第２冷却器の積層方向の平面視において、前記高熱伝達領域は、前記半導体モジュールの少なくとも一部と重なるように設けられている、技術的思想１～３いずれかひとつに記載の電力変換装置。

【0156】

＜技術的思想８＞
前記第２冷却器は、前記第２流路に配置されたフィン（５２）を有し、
前記フィンは、前記高熱伝達領域に配置された第１フィン部（５２１）と、前記低熱伝達領域に配置され、前記第１フィン部に対して連続して一体的に設けられた第２フィン部（５２２）と、を含む、技術的思想７に記載の電力変換装置。

【0157】

＜技術的思想９＞
前記半導体モジュールを複数備え、
複数の前記半導体モジュールは、前記第１冷却器と前記第２冷却器との間に横並びで配置され、
前記第２冷却器の剛性が、前記第１冷却器の剛性よりも低い、技術的思想１～８いずれかひとつに記載の電力変換装置。

【0158】

＜技術的思想１０＞
前記収容空間において前記半導体モジュールに電気的に接続され、通電により発熱する受動部品（９０）を備え、
前記受動部品は、前記第１壁部に配置され、前記第１冷却器により冷却される、技術的思想１～９いずれかひとつに記載の電力変換装置。

【0159】

＜技術的思想１１＞
前記第１冷却器、前記半導体モジュール、および前記第２冷却器の積層方向において、前記第２冷却器の上端は、前記受動部品の上端よりも低い位置にある、技術的思想１０に記載の電力変換装置。

【符号の説明】

【0160】

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…ケース、２０Ｓ、２０Ｓ１、２０Ｓ２…収容空間、２１…底壁、２１１…開口、２１２…貫通孔、２２…側壁、２３…導入管、２４…排出管、２５、２６…カバー、２７…隔壁、３０、３０Ｕ、３０Ｖ、３０Ｗ…半導体モジュール、３０１…第１列、３０２…第２列、３１、３１Ｈ、３１Ｌ…半導体素子、３２…封止体、３２ａ…一面、３２ｂ…裏面、３３…信号端子、３４Ｐ、３４Ｎ…電源端子、３５…出力端子、４０…第１冷却器、４１、４１Ａ、４１Ｂ、４７…流路、４２…フィン、４３…ベース、４４…放熱部材、４５、４６…シール部、５０、５０Ａ、５０Ｂ…第２冷却器、５１…流路、５２…フィン、５２１…第１フィン部、５２２…第２フィン部、５３１…高熱伝達領域、５３２…低熱伝達領域、６０、６１、６１Ａ、６１Ｂ、６２、６２Ｂ、６２Ｂ…連結管、６３…連結流路、７０…回路基板、８０…冷媒、９０…コンデンサ、９１Ｐ、９１Ｎ…電源導体、９２Ｕ、９２Ｖ、９２Ｗ…出力導体、１００…電流センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】