电力转换装置.pdf

一种电力转换装置，包括：按三相逆变器电路的三个相中的每一个相分别设置的、内置上下臂串联电路的第一、第二、第三半导体模块；和包括电子部件收纳空间和以包围该电子部件收纳空间的方式形成的冷却介质流路的长方体形状的流路形成壳体，冷却介质流路包括沿着流路形成壳体的第一侧面设置的第一流路，沿着与第一侧面的一侧邻接的第二侧面设置、并与第一流路的一端连接的第二流路，和沿着与第一侧面的另一侧邻接的第三侧面设置、并与第一流路的另一端连接的第三流路，第一半导体模块以与第一侧面平行的方式配置于第一流路，第二半导体模块以与第二侧面平行的方式配置于第二流路，第三半导体模块以与第三侧面平行的方式配置于第三流路。

权利要求书一种电力转换装置，其特征在于，包括：按三相逆变器电路的三个相中的每一个相分别设置的、内置上下臂串联电路的第一、第二、第三半导体模块；和包括电子部件收纳空间和以包围该电子部件收纳空间的方式形成的冷却介质流路的长方体形状的流路形成壳体，所述冷却介质流路包括沿着所述流路形成壳体的第一侧面设置的第一流路，沿着与所述第一侧面的一侧邻接的第二侧面设置、并与所述第一流路的一端连接的第二流路，和沿着与所述第一侧面的另一侧邻接的第三侧面设置、并与所述第一流路的另一端连接的第三流路，所述第一半导体模块以与所述第一侧面平行的方式配置于所述第一流路，所述第二半导体模块以与所述第二侧面平行的方式配置于所述第二流路，所述第三半导体模块以与所述第三侧面平行的方式配置于所述第三流路。如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，还包括：在所述流路形成壳体的第四侧面形成的冷却介质流入口和冷却介质流出口；连通所述冷却介质流入口与所述第二流路的第一连通路；和连通所述冷却介质流出口与所述第三流路的第二连通路，从所述冷却介质流入口被供给的冷却介质，按所述第二流路、所述第一流路、所述第三流路的顺序流动，从所述冷却介质流出口排出。如权利要求1或2所述的电力转换装置，其特征在于：分别设置有与所述第一、第二、第三半导体模块各自的交流输出端子连接，并且通过所述电子部件收纳空间的上方，被引出到所述流路形成壳体的第四侧面一侧的第一、第二、第三汇流条。如权利要求1～3中任意一项所述的电力转换装置，其特征在于，还包括：设置于所述三相逆变器电路的直流输入侧的平滑用电容器，所述平滑用电容器被配置在所述电子部件收纳空间中。如权利要求1～4中任意一项所述的电力转换装置，其特征在于：以使得所述第一半导体模块的至少一部分被配置于夹在所述第二和第三半导体模块之间的区域中的方式，形成所述第一流路。如权利要求5所述的电力转换装置，其特征在于：在所述第一连通路的所述第二流路一侧和所述第二连通路的所述第三流路一侧，分别形成有用于调整冷却介质的流动的入口区间，根据所述第一、第二连通路的长度设定所述第一半导体模块进入所述区域的尺寸，以使得所述第一和第四侧面的宽度尺寸与所述第二和第三侧面的宽度尺寸的比为规定值。如权利要求3所述的电力转换装置，其特征在于：在所述第四侧面一侧配置有用于使交流连接器与所述第一、第二、第三汇流条连接的连接器连接部。如权利要求7所述的电力转换装置，其特征在于，还包括：与所述连接器连接部连接、具有通过所述冷却介质流入口与所述冷却介质流出口之间而延伸到所述流路形成壳体的底面方向的交流配线的交流连接器。如权利要求3所述的电力转换装置，其特征在于：沿着所述第四侧面的延伸方向配置有分别检测所述第一、第二、第三汇流条中流动的电流的第一、第二、第三电流传感器。如权利要求3所述的电力转换装置，其特征在于，还包括：输出用于驱动所述第一、第二、第三功率模块的驱动信号，并且配置在所述第一、第二、第三汇流条的上方的驱动器电路基板，所述第一、第二、第三功率模块，具有传递所述驱动器电路基板的驱动信号的控制端子部，所述控制端子部延伸至所述驱动器电路基板，并且与所述驱动器电路基板连接。一种电力转换装置，其特征在于，包括：平滑用电容器模块；电桥电路，与所述平滑用电容器模块并联连接、为了从直流电力转换为交流电力或者从交流电力转换为直流电力而由具备上下臂的U相串联电路、V相串联电路和W相串联电路分别并联连接构成；和冷却流路形成体，形成使冷却所述电桥电路的冷却介质流通的冷却介质流路，在所述冷却流路形成体中，在四边形的一边形成所述冷却介质的出入口，在所述四边形的其他三边形成流通所述冷却介质的所述冷却介质流路，在位于所述其他三边的各边的各冷却介质流路，配置所述U相串联电路、所述V相串联电路和所述W相串联电路中的一个。一种电力转换装置，其特征在于，包括：平滑用电容器模块；电桥电路，与所述平滑用电容器模块并联连接、为了从直流电力转换为交流电力或者从交流电力转换为直流电力而由具备上下臂的U相串联电路、V相串联电路和W相串联电路分别并联连接构成；和冷却流路形成体，形成使冷却所述电桥电路的冷却介质流通的冷却介质流路，在四边形的内侧配置所述平滑用电容器模块，在所述冷却流路形成体中，在四边形的一边形成所述冷却介质的出入口，在所述四边形的其他三边的所述平滑用电容器模块的外周形成所述冷却介质流路，在位于所述其他三边的各边的各冷却介质流路，分别配置所述U相串联电路、所述V相串联电路和所述W相串联电路中的一个，所述平滑用电容器模块，包括：设置在其内部的各自并联连接的多个薄膜电容器，和分别与所述U相串联电路、所述V相串联电路和所述W相串联电路连接的U相端子、V相端子和W相端子。一种电力转换装置，其特征在于，包括：平滑用电容器模块；电桥电路，与所述平滑用电容器模块并联连接、为了从直流电力转换为交流电力或者从交流电力转换为直流电力而由具备上下臂的U相串联电路、V相串联电路和W相串联电路分别并联连接构成；和冷却流路形成体，形成使冷却所述电桥电路的冷却介质流通的冷却介质流路，在四边形的内侧配置所述平滑用电容器模块，在所述冷却流路形成体，在四边形的一边形成所述冷却介质的出入口，在所述四边形的其他三边的所述平滑用电容器模块的外周，在靠与所述四边形的一边相反的一侧的位置分别形成所述冷却介质流路，在位于所述各边的各冷却介质流路，分别配置所述U相串联电路、所述V相串联电路和所述W相串联电路中的一个，所述平滑用电容器模块，包括：设置在其内部的各自并联连接的多个薄膜电容器，分别与所述U相串联电路、所述V相串联电路和所述W相串联电路连接的U相端子、V相端子和W相端子，和用于与直流电源连接的电源端子，所述U相端子、所述V相端子和所述W相端子分别配置在靠与所述四边形的一边相反的一侧的位置上，所述电源端子配置在所述四边形的一边一侧。如权利要求11～13中任意一项所述的电力转换装置，其特征在于：还设置有对从所述U相串联电路、所述V相串联电路和所述W相串联电路所各自具有的上下臂的连接点输出的交流电流进行检测的电流传感器，所述电流传感器靠所述四边形的一边配置。如权利要求11～14中任意一项所述的电力转换装置，其特征在于：所述U相串联电路、所述V相串联电路和所述W相串联电路，分别收纳于在两面具有冷却面的各金属外壳中，以从各金属外壳突出的方式，设置有：连接所述串联电路与所述平滑电容器模块的叠层结构的直流端子，与所述串联电路的上下臂的连接点连接的交流端子，和用于控制所述上下臂的开关动作的控制端子部，在所述四边形的一边配置输出三相交流电的交流输出连接器，在所述四边形的一边的所述交流输出连接器的两侧设置用于进行所述冷却介质的吸入或排出的冷却管。

说明书电力转换装置
技术领域
本发明涉及具备三相逆变器电路的电力转换装置，特别是适合搭载在车辆中的电力转换装置。
背景技术
专利文献1记载了将半导体模块插入冷却介质通路中进行冷却的结构。但对于对电动机进行控制的电力转换装置而言，更理想的是不仅使半导体模块冷却，也使电力转换装置中使用的部件一起冷却。但是专利文献1没有涉及使电力转换装置中使用的电子部件也一起冷却这一点。
例如，在利用由电机产生的转矩使车辆行驶的电动车或基于发动机和电机两者的输出而行驶的混合动力车（本申请能够应用于这两种方式的车，以下说明应用于混合动力车的情况作为代表例）中，希望不仅使半导体模块冷却，也使电力转换装置中使用的部件一起更高效地冷却。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006‑202899号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
对电力转换装置而言，优选不仅使功率模块冷却，也使电力转换装置所使用的部件一起更高效地冷却。
本发明的目的在于提供一种电力转换装置，能够使电力转换装置中使用的部件与电力转换装置所使用的功率模块一起高效地冷却。
解决问题的技术手段
本发明第一方式的电力转换装置，包括：按三相逆变器电路的三个相中的每一个相分别设置的、内置上下臂串联电路的第一、第二、第三半导体模块；和包括电子部件收纳空间和以包围该电子部件收纳空间的方式形成的冷却介质流路的长方体形状的流路形成壳体，冷却介质流路包括沿着流路形成壳体的第一侧面设置的第一流路，沿着与第一侧面的一侧邻接的第二侧面设置、并与第一流路的一端连接的第二流路，和沿着与第一侧面的另一侧邻接的第三侧面设置、并与第一流路的另一端连接的第三流路，第一半导体模块以与第一侧面平行的方式配置于第一流路，第二半导体模块以与第二侧面平行的方式配置于第二流路，第三半导体模块以与第三侧面平行的方式配置于第三流路。
本发明第二方式的电力转换装置，在第一方式的电力转换装置中优选的是，还包括：在流路形成壳体的第四侧面形成的冷却介质流入口和冷却介质流出口；连通冷却介质流入口与第二流路的第一连通路；和连通冷却介质流出口与第三流路的第二连通路，从冷却介质流入口被供给的冷却介质，按第二流路、第一流路、第三流路的顺序流动，从冷却介质流出口排出。
本发明第三方式的电力转换装置，在第一或第二方式的电力转换装置中优选的是，分别设置有与第一、第二、第三半导体模块各自的交流输出端子连接，并且通过电子部件收纳空间的上方，被引出到流路形成壳体的第四侧面一侧的第一、第二、第三汇流条。
本发明第四方式的电力转换装置，在第一至第三方式的电力转换装置中，可以还包括：设置于三相逆变器电路的直流输入侧的平滑用电容器，平滑用电容器被配置在电子部件收纳空间中。
本发明第五方式的电力转换装置，在第一至第四方式的电力转换装置中，可以以使得第一半导体模块的至少一部分被配置于夹在第二和第三半导体模块之间的区域中的方式，形成第一流路。
本发明第六方式的电力转换装置，在第五方式的电力转换装置中，可以在第一连通路的第二流路一侧和第二连通路的第三流路一侧，分别形成有用于调整冷却介质的流动的入口区间，根据第一、第二连通路的长度设定第一半导体模块进入区域的尺寸，以使得第一和第四侧面的宽度尺寸与第二和第三侧面的宽度尺寸的比为规定值。
本发明第七方式的电力转换装置，在第三方式的电力转换装置中，可以在第四侧面一侧配置有用于使交流连接器与第一、第二、第三汇流条连接的连接器连接部。
本发明第八方式的电力转换装置，在第七方式的电力转换装置中，可以还包括：与连接器连接部连接、具有通过冷却介质流入口与冷却介质流出口之间而延伸到流路形成壳体的底面方向的交流配线的交流连接器。
本发明第九方式的电力转换装置，在第三方式的电力转换装置中，可以沿着第四侧面的延伸方向配置有分别检测第一、第二、第三汇流条中流动的电流的第一、第二、第三电流传感器。
本发明第十方式的电力转换装置，在第三方式的电力转换装置中，优选还包括：输出用于驱动第一、第二、第三功率模块的驱动信号，并且配置在第一、第二、第三汇流条的上方的驱动器电路基板，第一、第二、第三功率模块，具有传递驱动器电路基板的驱动信号的控制端子部，控制端子部延伸至驱动器电路基板，并且与驱动器电路基板连接。
本发明第十一方式的电力转换装置，包括：平滑用电容器模块；电桥电路，与平滑用电容器模块并联连接、为了从直流电力转换为交流电力或者从交流电力转换为直流电力而由具备上下臂的U相串联电路、V相串联电路和W相串联电路分别并联连接构成；和冷却流路形成体，形成使冷却电桥电路的冷却介质流通的冷却介质流路，在冷却流路形成体中，在四边形的一边形成冷却介质的出入口，在四边形的其他三边形成流通冷却介质的冷却介质流路，在位于其他三边的各边的各冷却介质流路，配置U相串联电路、V相串联电路和W相串联电路中的一个。
本发明第十二方式的电力转换装置，包括：平滑用电容器模块；电桥电路，与平滑用电容器模块并联连接、为了从直流电力转换为交流电力或者从交流电力转换为直流电力而由具备上下臂的U相串联电路、V相串联电路和W相串联电路分别并联连接构成；和冷却流路形成体，形成使冷却电桥电路的冷却介质流通的冷却介质流路，在四边形的内侧配置平滑用电容器模块，在冷却流路形成体中，在四边形的一边形成冷却介质的出入口，在四边形的其他三边的平滑用电容器模块的外周形成冷却介质流路，在位于其他三边的各边的各冷却介质流路，分别配置U相串联电路、V相串联电路和W相串联电路中的一个，平滑用电容器模块，包括：设置在其内部的各自并联连接的多个薄膜电容器，和分别与U相串联电路、V相串联电路和W相串联电路连接的U相端子、V相端子和W相端子。
本发明第十三方式的电力转换装置，包括：平滑用电容器模块；电桥电路，与平滑用电容器模块并联连接、为了从直流电力转换为交流电力或者从交流电力转换为直流电力而由具备上下臂的U相串联电路、V相串联电路和W相串联电路分别并联连接构成；和冷却流路形成体，形成使冷却电桥电路的冷却介质流通的冷却介质流路，在四边形的内侧配置平滑用电容器模块，在冷却流路形成体，在四边形的一边形成冷却介质的出入口，在四边形的其他三边的平滑用电容器模块的外周，在靠与四边形的一边相反的一侧的位置分别形成冷却介质流路，在位于各边的各冷却介质流路，分别配置U相串联电路、V相串联电路和W相串联电路中的一个，平滑用电容器模块，包括：设置在其内部的各自并联连接的多个薄膜电容器，分别与U相串联电路、V相串联电路和W相串联电路连接的U相端子、V相端子和W相端子，和用于与直流电源连接的电源端子，U相端子、V相端子和W相端子分别配置在靠与四边形的一边相反的一侧的位置上，电源端子配置在四边形的一边一侧。
本发明第十四方式的电力转换装置，在第十一至第十三方式的电力转换装置中，也可以还设置有对从U相串联电路、V相串联电路和W相串联电路所各自具有的上下臂的连接点输出的交流电流进行检测的电流传感器，电流传感器靠四边形的一边配置。
本发明第十五方式的电力转换装置，在第十一至第十四方式的电力转换装置中，U相串联电路、V相串联电路和W相串联电路，分别收纳于在两面具有冷却面的各金属外壳中，以从各金属外壳突出的方式，设置有：连接串联电路与平滑电容器模块的叠层结构的直流端子，与串联电路的上下臂的连接点连接的交流端子，和用于控制上下臂的开关动作的控制端子部，在四边形的一边配置输出三相交流电的交流输出连接器，在四边形的一边的交流输出连接器的两侧设置用于进行冷却介质的吸入或排出的冷却管。
本发明第十六方式的电力转换装置，在第十五方式的电力转换装置中，优选使从金属外壳突出的控制端子的突出长度比叠层结构的直流端子更长，在平滑用电容器模块上隔着空间配置直流汇流条，进而以相对于直流汇流条设置有空间的方式配置用于控制上下臂的驱动器基板，将驱动器基板上设置的电路与控制端子连接。
发明效果
根据本发明，除了电力转换装置中使用的功率模块外，还能够使电力转换装置所使用的部件高效地冷却。
附图说明
图1是表示应用了本发明一实施方式的电力转换装置的情况下的混合动力车的控制模块的图。
图2是说明图1所示的逆变器电路的电路结构的图。
图3是图1所示的电力转换装置的外观立体图。
图4是图1所示的电力转换装置的外观立体图。
图5是图1所示的电力转换装置的分解立体图。
图6是图1所示的电力转换装置的分解立体图。
图7是图1所示的电力转换装置的分解立体图。
图8是组装了功率模块、电容器模块、汇流条组件的流路形成体的外观立体图。
图9是表示卸下汇流条组件后的状态的流路形成体的图。
图10是流路形成体的立体图。
图11是从背面（底面）一侧观看流路形成体的分解立体图。
图12（a）、（b）是表示功率模块的图。
图13（a）～（c）是表示去掉螺钉和第二密封树脂后的功率模块的图。
图14（a）、（b）是表示从图13（a）～（c）所示的状态下进一步除去外壳后的功率模块的图。
图15是从图14（a）、（b）所示的状态进一步除去第一密封树脂和配线绝缘部后的功率模块的立体图。
图16（a）、（b）是表示辅助模塑体的图。
图17是用于说明模块一次密封体的组装工序的图。
图18是用于说明模块一次密封体的组装工序的图。
图19是用于说明模块一次密封体的组装工序的图。
图20是用于说明模块一次密封体的组装工序的图。
图21是用于说明模块一次密封体的组装工序的图。
图22（a）、（b）是用于说明第一密封树脂的传递成型（transfermolding）工序的图。
图23是表示功率半导体元件的控制电极与各端子的配置关系的图。
图24是表示在直流负极配线一侧的导体板上设置应力缓和部的变形例的图。
图25是表示功率模块的内置电路结构的图。
图26（a）、（b）是用于说明功率模块中的低电感化的图。
图27是电容器模块的外观立体图。
图28是汇流条组件的立体图。
图29是表示安装了功率模块和电容器模块的流路形成体的图。
图30是流路形成体的水平截面图。
图31是用于说明功率模块的配置的示意图。
图32是表示本发明一实施方式的电力转换装置的截面的图。
图33是说明将本发明一实施方式的电力转换装置搭载到车辆上时的布局的图。
图34是表示本实施方式的功率模块的配置的变形例的图。
图35是表示本实施方式的功率模块的配置的变形例的图。
图36是表示本实施方式的功率模块的配置的变形例的图。
图37是本实施方式的流路形成体的截面图。
图38是表示将直流负极配线分割的情况下的变形例的图。
图39是用于说明图38所示的变形例中模块一次密封体的组装工序的图。
图40是用于说明图38所示的变形例中模块一次密封体的组装工序的图。
图41是用于说明图38所示的变形例中模块一次密封体的组装工序的图。
具体实施方式
以下说明的实施方式，除了上述发明要解决的技术问题部分中记载的技术问题以外，也解决了作为产品所需要解决的技术问题，同时还实现了除发明效果部分中记载的效果以外的效果。以下记载其代表性的问题和效果。其余在实施方式中说明。
<发热集中的降低>
以下实施方式中，例如如图30所示，在电容器模块500的周围具有第一流路19a、第二流路19b和第三流路19c，使第二流路19b与第三流路19c相对地配置，在第一、第二和第三流路19a、19b、19c上分别配置功率模块300V、300U、300W，用于形成供给三相交流的各相电流的上下臂。通过这样在各流路中配置与各相对应的功率模块300U～300W，上述功率模块300U～300W的发热量倾向于变得大致相同。从而，由于第一～第三流路的各流路中配置的功率模块的发热量具有容易变得大致相同的趋势，所以不容易产生发热集中于一个流路的状态。因此，电容器模块500周围的发热容易变得平均，具有能够抑制发热集中在电容器模块500的一个边上的效果。此处，通过使各功率模块形成为各自收纳了上下臂的串联电路的结构，如下文所述起到降低电感的效果。此外还具有提高生产效率的效果。关于上述抑制发热集中的技术问题，也能够采用将上臂和下臂收纳在不同的模块外壳中并在模块外壳外部串联连接的结构。该结构会导致外部配线增加，但各功率模块的结构简单，提高了功率模块的生产效率。
<电感的降低>
在电容器模块的外周设置冷却回路，在被各冷却回路冷却的模块外壳内，如以下实施方式所说明的那样，分别收纳上下臂的串联电路，由此能够降低各功率模块300U～300W的电感。进而通过使用于与各功率模块连接的叠层结构的直流端子504、506从电容器模块突出（参照图27），具有能够降低电容器模块500与各功率模块300U～300W之间的电感的效果。
<小型化>
以下实施方式中，在电容器模块500的周围具有第一流路19a、第二流路19b、第三流路19c，使第二流路19b与第三流路19c相对地配置，在第一～第三流路的各流路中，分别配置功率模块以构成用于供给三相交流的各相电流的上下臂。通过这样的结构能够实现以下效果，即，能够在流路的内侧配置各种要冷却的部件，并且能够沿着上述流路配置功率模块，能够使电力转换装置整体小型化。
此外，能够在电容器模块500上方的空间中配置直流和交流汇流条，能够使电力转换装置整体小型化。除此之外生产效率也得到提高。以下实施方式中，通过采用由支承部件支承交流汇流条的结构而使其能够被作为组件处理，交流汇流条的安装作业变得容易，提高了生产效率。此外，交流汇流条的连接部朝向上方，焊接（熔焊）连接变得容易，提高了生产效率。
<生产效率的提高>
如上所述，以下实施方式中采用使生产效率提高的各种改良方式。此外，由于各功率模块的控制端子比直流端子或交流端子突出得更长，易于与驱动器基板连接，实现了生产效率的提高和小型化的效果。
<可靠性的提高>
检测交流输出电流的电流传感器180（参照图2）存在容易受到热的影响的问题，而以下实施方式中，由于将上述电流传感器180配置在流路形成体12的投影面上，抑制了电流传感器180的温度上升，提高了可靠性。
以下实施方式中，使电容器模块500的用于与功率模块连接的连接端子504、506，配置在远离电容器模块的用于与电源连接的端子500g、500h的位置，将收纳在电容器模块500的内部的大量薄膜电容器单元并联连接在上述端子504、506与端子500g、500h之间（参照图27），所以能够减少因功率模块的开关动作而产生的噪声向端子500g、500h传递。
以下实施方式进一步解决了各种技术问题，并且实现了各种技术效果，对此在以下的实施方式中进行说明。
<实施方式>
以下，参照附图说明用于实施本发明的方式。图1是应用了本发明一实施方式的电力转换装置的情况下的混合动力车（以下记作“HEV”）的控制模块的图。发动机EGN和电动发电机MG1产生车辆的行驶用转矩。此外，电动发电机MG1不仅产生转矩，还具有将从外部对电动发电机MG1施加的机械能转换为电力的功能。
电动发电机MG1例如是同步电机或感应电机，如上所述，根据运转方法既作为电动机工作也作为发电机工作。在将电动发电机MG1搭载在机动车上的情况下，要求小型且能获得高输出，优选使用了钕等磁铁的永磁铁型的同步电动机。此外，永磁铁型的同步电动机与感应电动机相比，转子的发热较少，出于该观点考虑也更适用于机动车。
发动机EGN的输出侧的输出转矩通过动力分配机构TSM被传递至电动发电机MG1，来自动力分配机构TSM的转矩或由电动发电机MG1产生的转矩，通过变速器TM和差动齿轮DEF被传递至车轮。另一方面，再生制动运转时，转矩从车轮被传递至电动发电机MG1，基于供给的转矩产生交流电力。产生的交流电力如后所述通过电力转换装置200被转换为直流电力，对高电压用的电池136进行充电，充入的电力被重新用作行驶能量。
接着，说明本实施方式的电力转换装置200。逆变器电路140与电池136通过直流连接器138电连接，电池136与逆变器电路140彼此进行电力的授受。当使电动发电机MG1作为电动机工作的情况下，逆变器电路140基于经直流连接器138从电池136供给的直流电力而产生交流电力，通过交流端子188对电动发电机MG1供给。电动发电机MG1和逆变器电路140构成的结构作为第一电动发电单元工作。
其中，本实施方式中利用电池136的电力使第一电动发电单元作为电动单元工作，因而能够仅利用电动发电机MG1的动力进行车辆的驱动。此外，本实施方式中，通过使第一电动发电单元作为发电单元在发动机120的动力或来自车轮的动力的作用下工作而发电，能够进行电池136的充电。
此外，电池136还用作用于驱动图1中未图示的辅助设备用电机的电源。辅助设备用电机例如包括驱动空调压缩机的电机、或驱动控制用油压泵的电机。从电池136对辅助设备用功率模块供给直流电力，辅助设备用功率模块产生交流电力供给到辅助设备用电机。辅助设备用功率模块具有与逆变器电路140基本相同的电路结构和功能，用于控制对辅助设备用电机供给的交流电的相位和频率、电力（功率）。此外，电力转换装置200具备电容器模块500，用于使对逆变器电路140供给的直流电力变得平滑。
电力转换装置200具备通信用的连接器21，用于接收来自上级控制装置的指令或对上级控制装置发送表示状态的数据。电力转换装置200中，控制电路172基于从连接器21输入的指令对电动发电机MG1的控制量进行运算，进而对使电动发电机MG1作为电动机运转还是作为发电机运转进行运算，基于运算结果产生控制脉冲，将该控制脉冲供给到驱动器电路174。驱动器电路174基于供给的控制脉冲，产生用于控制逆变器电路140的驱动脉冲。
接着，使用图2说明逆变器电路140的电路结构。其中，以下使用绝缘栅型双极晶体管作为半导体元件，以下简称为IGBT。由作为上臂工作的IGBT328和二极管156、与作为下臂工作的IGBT330和二极管166构成上下臂的串联电路150。逆变器电路140中，与要输出的交流电力的U相、V相、W相三相对应地具备该串联电路150。
这三相在本实施方式中与电动发电机MG1的电枢绕组的三相的各相绕组对应。三相中各相的上下臂的串联电路150，从作为串联电路的中点部分的中间电极169输出交流电流。该中间电极169，通过交流端子159和交流端子188，与通向电动发电机MG1的交流电力线即以下说明的交流汇流条802和804连接。
上臂的IGBT328的集电极153，通过正极端子157与电容器模块500的正极一侧的电容器端子506电连接。此外，下臂的IGBT330的发射极，通过负极端子158与电容器模块500的负极一侧的电容器端子504电连接。
如上所述，控制电路172从上级控制装置经连接器21接受控制指令，基于该控制指令产生用于控制逆变器电路140的各相串联电路150的上臂或下臂中的IGBT328、IGBT330的控制信号即控制脉冲，对驱动器电路174供给。
驱动器电路174基于上述控制脉冲，将用于控制各相串联电路150的上臂或下臂中的IGBT328、IGBT330的驱动脉冲对各相的IGBT328、IGBT330供给。IGBT328、IGBT330基于来自驱动器电路174的驱动脉冲，进行导通或断路动作，将从电池136供给的直流电力转换为三相交流电力，并将该转换后的电力对电动发电机MG1供给。
IGBT328具备集电极153、信号用发射极155、栅极154。IGBT330具备集电极163、信号用发射极165、栅极164。二极管156电连接在集电极153与发射极155之间。二极管166电连接在集电极163与发射极165之间。
作为开关用功率半导体元件也可以使用金属氧化物半导体型场效应晶体管（以下简称为MOSFET）。该情况下不需要二极管156和二极管166。作为开关用功率半导体元件，IGBT适合直流电压相对较高的情况，MOSFET适合直流电压相对较低的情况。
电容器模块500具备正极一侧的电容器端子506、负极一侧的电容器端子504、正极一侧的电源端子509和负极一侧的电源端子508。来自电池136的高电压的直流电力，通过直流连接器138对正极一侧的电源端子509和负极一侧的电源端子508供给，从电容器模块500的正极一侧的电容器端子506和负极一侧的电容器端子504，供给到逆变器电路140。
另一方面，经逆变器电路140从交流电力转换的直流电力，从正极一侧的电容器端子506和负极一侧的电容器端子504对电容器模块500供给，从正极一侧的电源端子509和负极一侧的电源端子508通过直流连接器138供给到电池136，蓄积到电池136中。
控制电路172具备用于对IGBT328和IGBT330的开关时刻（开头时序）进行运算处理的微型计算机（以下记载为“微机”）。作为对微机输入的信息，有对电动发电机MG1请求的目标转矩值、从串联电路150对电动发电机MG1供给的电流值、和电动发电机MG1的转子的磁极位置。
目标转矩值基于从未图示的上级控制装置输出的指令信号而决定。电流值基于电流传感器180的检测信号进行检测而得。磁极位置基于从设置于电动发电机MG1中的旋转变压器等旋转磁极传感器（未图示）输出的检测信号进行检测而得。本实施方式中，列举了电流传感器180检测三相的电流值的情况为例，但也可以检测两个相的电流值，通过运算求取三个相的电流。
控制电路172内的微机，基于目标转矩值计算电动发电机MG1的d轴、q轴的电流指令值，基于该计算出的d轴、q轴的电流指令值与检测出的d轴、q轴的电流值的差来计算d轴、q轴的电压指令值，将该计算出的d轴、q轴的电压指令值，基于检测出的磁极位置转换为U相、V相、W相的电压指令值。然后，微机根据基于U相、V相、W相的电压指令值而得的基本波（正弦波）与载波（三角波）的比较而生成脉冲状的调制波，将该生成的调制波作为PWM（脉冲宽度调制）信号输出至驱动器电路174。
驱动器电路174在驱动下臂的情况下，将对PWM信号放大后的驱动信号，输出至对应的下臂的IGBT330的栅极。此外，驱动器电路174在驱动上臂的情况下，使PWM信号的基准电位的电平偏移至上臂的基准电位的电平后将PWM信号放大，并将其作为驱动信号，分别输出至对应的上臂的IGBT328的栅极。
此外，控制电路172内的微机进行异常检测（过电流、过电压、过热等），保护串联电路150。因此，对控制电路172输入传感器信息。例如，从各臂的信号用发射极155和信号用发射极165向对应的驱动部（IC）输入各IGBT328和IGBT330的发射极中流过的电流的信息。由此，各驱动部（IC）进行过电流检测，检测出过电流的情况下使对应的IGBT328、IGBT330的开关动作停止，保护对应的IGBT328、IGBT330不受过电流影响。
从设置在串联电路150中的温度传感器（未图示）对微机输入串联电路150的温度的信息。此外，对微机输入串联电路150的直流正极侧的电压的信息。微机基于这些信息进行过热检测和过电压检测，在检测出过热或过电压的情况下使所有IGBT328、IGBT330的开关动作停止。
图3、4是作为本发明实施方式的电力转换装置200的外观立体图，图4表示卸下交流连接器187和直流连接器138后的状态。本实施方式的电力转换装置200通过采用平面形状为大致正方形的长方体形状而实现小型化，此外，具有易于安装到车辆上的效果。8为盖，10为壳体，12为流路形成体，13为冷却介质的入口配管，14为出口配管，420为下盖。连接器21是用于与外部连接而设置的信号用连接器。
盖8被固定在用于收纳电力转换装置200所包括的电路部件的壳体10的上部开口部。固定在壳体10的下部的流路形成体12用于保持后述的功率模块300和电容器模块500，并且使用冷却介质将它们冷却。例如大多情况下使用水作为冷却介质，以下按冷却水进行说明。入口配管13和出口配管14设置在流路形成体12的一个侧面，从入口配管13供给的冷却水流入流路形成体12内的后述的流路19，从出口配管14排出。
用于安装交流连接器187的交流接口185和用于安装直流连接器138的直流接口137，分别设置在壳体10的侧面。交流接口185设置在设有配管13、14的侧面，交流接口185上安装的交流连接器187的交流配线187a通过配管13、14之间向下方延伸。直流接口137设置在与设有交流接口185的侧面邻接的侧面上，直流接口137上安装的直流连接器138的直流配线138a也向电力转换装置200的下方延伸。
这样，交流接口185与配管13、14配置在同一侧面12d一侧，交流配线187a以通过配管13、14之间的方式向下方引出，因此能够使配管13、14、交流连接器187和交流配线187a占据的空间减小，能够减小装置整体的大型化。此外，由于交流配线187a相对于配管13、14向下方引出，因此交流配线187a的铺设（绕线）变得容易，提高了生产效率。
图5是表示从图4所示的电力转换装置200卸下盖8、直流接口137和交流接口185后的状态的图。在壳体10的一个侧面形成用于固定交流接口185的开口10a，在邻接的另一个侧面形成用于固定直流接口137的开口10b。三根交流汇流条802——即U相交流汇流条802U、V相交流汇流条802V和W相交流汇流条802W从开口10a突出，直流电源端子508、509从开口10b突出。
图6是表示将图5所示的流路形成体12与壳体10分离后的状态的图。壳体10具有两个收纳空间，通过隔板10c划分为上部收纳空间和下部收纳空间。在上部收纳空间中收纳固定有连接器21的控制电路基板20，在下部收纳空间中收纳驱动器电路基板22和后述的汇流条组件800（参照图7）。在控制电路基板20上安装有图2所示的控制电路172，在驱动器电路基板22上安装有驱动器电路基板174。控制电路基板20与驱动器电路基板22通过未图示的扁平线缆（参照后述图7）连接。扁平线缆穿过形成在隔板10c上的缝隙状的开口10d从下部收纳空间引出到上部收纳空间。
图7是电力转换装置200的分解立体图。在盖8内侧即壳体10的上部收纳空间中，配置如上所述安装了控制电路172的控制电路基板20。盖8上形成有连接器21用的开口8a。从连接器21供给使电力转换装置200内的控制电路工作的低电压的直流电力。
流路形成体12中形成从入口配管13流入的冷却水所流过的流路，详细内容将在后文中叙述。该流路形成为沿着流路形成体12的三个侧面流动的匚字形的流路。从入口配管13流入的冷却水从匚字形流路的一端流入到流路内，在流经流路内后，从与流路的另一端连接的出口配管14流出。
流路的上表面形成有三个开口部402a～402c，内置了串联电路150（参照图1）的功率模块300V、300U、300W分别从开口部402a～402c插入流路内。功率模块300U内置了U相的串联电路150，功率模块300V内置了V相的串联电路150，功率模块300W内置了W相的串联电路150。这些功率模块300U～300W采用相同结构，外观形状也为同一形状。开口部402a～402c被插入的功率模块300V、300U、300W的凸缘部分别堵塞。
在流路形成体12中，以被匚字形的流路包围的方式，形成用于收纳电子部件的收纳空间405。本实施方式中，在该收纳空间405中收纳电容器模块500。收纳空间405中收纳的电容器模块500，被流路内流过的冷却水冷却。在电容器模块500的上方，配置安装了交流汇流条802U～802W的汇流条组件800。汇流条组件800固定在流路形成体12的上表面。在汇流条组件800上，固定有电流传感器模块180。
驱动器电路基板22固定在设置于汇流条组件800上的支承部件807a上，从而配置在汇流条组件800的上方。如上所述，控制电路基板20与驱动器电路基板22由扁平线缆23连接。扁平线缆23穿过形成在隔板10c上的缝隙状的开口10d从下部收纳空间引出到上部收纳空间。
这样，功率模块300U～300W、驱动器电路基板22和控制电路基板20在高度方向上分层配置，由于控制电路基板20配置在距离强电类的功率模块300U～300W最远的位置，所以能够减少开关噪声等混入到控制电路基板20一侧。进而，由于驱动器电路基板22和控制电路基板20配置在被隔板10c划分的不同的收纳空间中，所以隔板10c起到电磁屏蔽的作用，能够减少从驱动器电路基板22混入到控制电路基板20的噪声。此外，壳体10由氧化铝等金属材料形成。
进而，由于控制电路基板20被固定在与壳体10一体形成的隔板10c上，所以对于来自外部的振动，控制电路基板20的机械的共振频率较高。因此，不容易受到来自车辆方面的振动的影响，提高了可靠性。
以下，更详细地说明流路形成体12，和固定在流路形成体12上的功率模块300U～300W、电容器模块500和汇流条组件800。图8是在流路形成体12上组装了功率模块300U～300W、电容器模块500、汇流条组件800的外观立体图。此外，图9表示从流路形成体12卸下汇流条组件800后的状态。汇流条组件800通过螺栓固定在流路形成体12上。
首先，参照图10、11说明流路形成体12。图10是流路形成体12的立体图，图11是从背面（底面，下表面）一侧观看流路形成体12的分解立体图。如图10所示，流路形成体12呈平面形状为大致正方形的长方体，在其侧面12d上设置有入口配管13和出口配管14。其中，侧面12d的设置了配管13、14的部分形成台阶状。如图11所示，流路19沿着剩余的三个侧面12a～12c形成匚字形。在流路形成体12的背面（底面）一侧，形成具有与流路19的横截面形状大致相同形状的连成一体的匚字形的开口部404。该开口部404被匚字形的下盖420堵塞。在下盖420与流路形成体12之间设置有密封部件409a，用于保持气密性。
呈匚字形的流路19按照冷却水的流动方向分为三个流路区间19a、19b、19c。第一流路区间19a沿着与设有配管13、14的侧面12d相对的位置的侧面12a设置，第二流路区间19b沿着与侧面12a的一侧邻接的侧面12b设置，第三流路区间19c沿着与侧面12a的另一侧邻接的侧面12c设置，详细情形在后文中叙述。冷却水从入口配管13流入流路区间19b，如虚线箭头所示按流路区间19b、流路区间19a、流路区间19c的顺序流动，从出口配管14流出。
如图10所示，在流路形成体12的上表面一侧，在与流路区间19a相对的位置形成有与侧面12a平行的长方形的开口部402a，在与流路区间19b相对的位置形成有与侧面12b平行的长方形的开口部402b，在与流路区间19c相对的位置形成有与侧面12c平行的长方形的开口部402c。通过这些开口部402a～402c，将功率模块300U～300W插入流路19内。
如图11所示，在下盖420上与上述开口部402a～402c相对的位置，分别形成向流路19的下侧突出的凸部406。这些凸部406从流路19一侧看来成为凹陷，从开口部402a～402c插入的功率模块300U～300W的下端部分进入该凹陷中。由于流路形成体12以开口部404与开口部402a～402c相对地的方式形成，因此是容易通过铸铝来制造的结构。
如图10所示，在流路形成体12上设置了以三个边被流路19包围的方式形成的矩形的收纳空间405。在该收纳空间405中收纳电容器模块500。由于被流路19包围的收纳空间405是长方体形状，因此能够使电容器模块500成为长方体形状，电容器模块500的生产效率变高。
接着，使用图12（a）～图26（b）说明逆变器电路140中使用的功率模块300U～300W和功率模块301U～301W的详细结构。上述功率模块300U～300W和功率模块301U～301W均为相同结构，作为代表说明功率模块300U的结构。其中，图12～图26中，信号端子325U对应图2中公开的栅极154和信号用发射极155，信号端子325L对应图2中公开的栅极164和发射极165。此外，直流正极端子315B与图2中公开的正极端子157相同，直流负极端子319B与图2公开的负极端子158相同。此外，交流端子320B与图2中公开的交流端子159相同。
图12（a）是本实施方式的功率模块300U的立体图。图12（b）是用截面D截断本实施方式的功率模块300U并从方向E观看时的截面图。
图13（a）～（c）是为了有助于理解，而表示从图12（a）（b）所示的状态除去螺钉309和第二密封树脂351后的功率模块300U的图。图13（a）是立体图，图13（b）是与图12（b）同样地用截面D截断并从方向E观看时的截面图。此外，图13（c）是对翅片305加压而使弯曲部304A变形前的截面图。
图14（a）（b）是表示从图13（a）～（c）所示的状态进一步除去了模块外壳304后的功率模块300U的图。图14（a）是立体图，图14（b）是与图12（b）、图13（b）同样地用截面D截断并从方向E观看时的截面图。
图15是从图14（a）（b）所示的状态进一步除去了第一密封树脂348和配线绝缘部608后的功率模块300U的立体图。
图16（a）（b）是表示功率模块300U中的辅助模塑体600的图。图16（a）是立体图，图16（b）是与图12（b）、图13（b）和图14（b）同样地用截面D截断并从方向E观看时的截面图。
构成上下臂的串联电路150的功率半导体元件（IGBT328、IGBT330、二极管156、二极管166）如图14（a）（b）和图15所示，被导体板315和导体板318、或被导体板320和导体板319从两面夹住固定。导体板315等在其散热面露出的状态下被第一密封树脂348密封，并在该散热面上热压接绝缘片333。第一密封树脂348如图14所示，具有多面体形状（此处为大致长方体形状）。
被第一密封树脂348密封的模块一次密封体302，插入模块外壳304中，隔着绝缘片333与作为CAN型冷却器的模块外壳304的内面热压接。此处，CAN型冷却器指的是一面具有插入口306而另一面具有底的筒形的冷却器。在残留于模块外壳304内部的空隙中，填充第二密封树脂351。
模块外壳304由具有导电性的部件——例如铝合金材料（Al、AlSi、AlSiC、Al‑C等）构成，并且一体成形为没有接缝的状态。模块外壳304除了插入口306以外不设置开口，插入口306的外周被凸缘304B包围。此外，如图12（a）所示，具有比其他面更宽的面的第一散热面307A和第二散热面307B以彼此相对的状态配置，以与这些散热面相对的方式配置各功率半导体元件（IGBT328、IGBT330、二极管156、二极管166）。将该相对的第一散热面307A和第二散热面307B连接的三个面，以比该第一散热面307A和第二散热面307B更窄的宽度构成密封的面，在剩余的一边的面上形成插入口306。模块外壳304的形状不需要是准确的长方体，也可以使角形成为图12（a）所示的曲面。
通过使用这样形状的金属制的外壳，即使将模块外壳304插入水或油等冷却介质流通的流路19内，也能够利用凸缘304B确保对于冷却介质的密封，因此能够用简易的结构防止冷却介质进入模块外壳304的内部。此外，在相对的第一散热面307A和第二散热面307B上，分别均匀地形成有翅片305。进而，在第一散热面307A和第二散热面307B的外周形成有厚度非常薄的弯曲部304A。由于弯曲部304A的厚度非常薄以至于达到了通过对翅片305加压而就能够简单变形的程度，所以模块一次密封体302被插入后的生产效率得到提高。
通过如上所述使导体板315隔着绝缘片333与模块外壳304的内壁热压接，能够减少导体板315等与模块外壳304的内壁之间的空隙，能够使功率半导体元件的发热高效率地传递到翅片305。进而，由于绝缘片333具有一定程度的厚度和柔软性，能够利用绝缘片333吸收热应力的产生，适于在温度变化剧烈的车辆用电力转换装置中使用。
在模块外壳304的外部，设置用于与电容器模块500电连接的金属制的直流正极配线315A和直流负极配线319A，在它们的前端部分别形成直流正极端子315B（157）和直流负极端子319B（158）。此外，设置用于对电动发电机MG1供给交流电力的金属制的交流配线320A，在其前端形成交流端子320B（159）。本实施方式中，如图15所示，直流正极配线315A与导体板315连接，直流负极配线319A与导体板319连接，交流配线320A与导体板320连接。
在模块外壳304的外部进一步设置用于与驱动器电路174电连接的金属制的信号配线324U和324L，在其前端部分别形成信号端子325U（154、155）和信号端子325L（164、165）。本实施方式中，如图15所示，信号配线324U与IGBT328连接，信号配线324L与IGBT330连接。
直流正极配线315A、直流负极配线319A、交流配线320A、信号配线324U和信号配线324L，在通过由树脂材料成型的配线绝缘部608相互绝缘的状态下，作为辅助模塑体（辅助成型体）600一体成型。配线绝缘部608也起到用于支承各配线的支承部件的作用，其使用的树脂材料，优选具有绝缘性的热固化性树脂或热塑性树脂。由此，能够确保直流正极配线315A、直流负极配线319A、交流配线320A、信号配线324U和信号配线324L之间的绝缘性，能够进行高密度配线。辅助模塑体600与模块一次密封体302在连接部370进行金属接合，然后利用将设置在配线绝缘部608上的螺孔贯通的螺钉309固定到模块外壳304上。连接部370处的模块一次密封体302与辅助模塑体600的金属接合，例如能够使用TIG焊接等。
直流正极配线315A和直流负极配线319A在中间夹着配线绝缘部608相对的状态下彼此叠层，成为大致平行延伸的形状。通过这样的配置和形状，功率半导体元件进行开关动作时瞬间流过的电流相对地在相反方向上流动。由此，起到使电流产生的磁场彼此抵消的作用，利用该作用能够实现低电感化。此外，交流配线320A和信号端子325U、325L也与直流正极配线315A和直流负极配线319A向着相同的方向延伸。
模块一次密封体302与辅助模塑体600通过金属接合而连接的连接部370被第二密封树脂351密封于模块外壳304内。由此，能够在连接部370与模块外壳304之间稳定地确保必要的绝缘距离，与不密封的情况相比能够实现功率模块300U的小型化。
如图15、图16（a）（b）所示，在连接部370的辅助模块600一侧，辅助模块侧直流正极连接端子315C、辅助模块侧直流负极连接端子319C、辅助模块侧交流连接端子320C、辅助模块侧信号连接端子326U和辅助模块侧信号连接端子326L排成一列配置。另一方面，在连接部370的模块一次密封体302一侧，沿着具有多面体形状的第一密封树脂348的一个面，元件侧直流正极连接端子315D、元件侧直流负极连接端子319D、元件侧交流连接端子320D、元件侧信号连接端子327U和元件侧信号连接端子327L排成一列配置。通过采用像这样在连接部370使各端子排成一列的结构，通过传递成型进行的模块一次密封体302的制造变得容易。
此处，对于模块一次密封体302的从第一密封树脂348向外侧延伸的部分，说明按每一种类视为一个端子时的各端子的位置关系。以下说明中，将直流正极配线315A（包括直流正极端子315B和辅助模块侧直流正极连接端子315C）和元件侧直流正极连接端子315D构成的端子称为正极侧端子，将直流负极配线319A（包括直流负极端子319B和辅助模块侧直流负极连接端子319C）和元件侧直流负极连接端子319D构成的端子称为负极侧端子，将交流配线320A（包括交流端子320B和辅助模块侧交流连接端子320C）和元件侧交流连接端子320D构成的端子称为输出端子，将信号配线324U（包括信号端子325U和辅助模块侧信号连接端子326U）和元件侧信号连接端子327U构成的端子称为上臂用信号端子，将信号配线324L（包括信号端子325L和辅助模块侧信号连接端子326L）和元件侧信号连接端子327L构成的端子称为下臂用信号端子。此处，信号配线324U与信号端子325U、信号配线324L与信号端子325L分别作为控制端子部。
上述各端子均从第一密封树脂348和第二密封树脂351经连接部370突出，从该第一密封树脂348突出的各突出部分（元件侧直流正极连接端子315D、元件侧直流负极连接端子319D、元件侧交流连接端子320D、元件侧信号连接端子327U和元件侧信号连接端子327L），如上所述沿着具有多面体形状的第一密封树脂348的一个面排成一列。此外，正极侧端子和负极侧端子以叠层状态从第二密封树脂351突出，向模块外壳304的外部延伸。通过采用这样的结构，利用第一密封树脂348将功率半导体元件密封而制造模块一次密封体302时，能够防止合模（clamping）时对功率半导体元件与该端子的连接部分的过大的应力或模具产生间隙。此外，因叠层的正极侧端子与负极侧端子中流过的反方向的电流，产生相互抵消的方向的磁通，所以能够实现低电感化。
在辅助模块600一侧，在直流正极配线315A、直流负极配线319A的与直流正极端子315B、直流负极端子319B相反一侧的前端部分别形成辅助模块侧直流正极连接端子315C、辅助模块侧直流负极连接端子319C。此外，辅助模块侧交流连接端子320C在交流配线320A上形成于与交流端子320B相反一侧的前端部。辅助模块侧信号连接端子326U、326L，在信号配线324U、324L上分别形成于与信号端子325U、325L相反一侧的前端部。
另一方面，在模块一次密封体302一侧，在导体板315、319、320上分别形成元件侧直流正极连接端子315D、元件侧直流负极连接端子319D、元件侧交流连接端子320D。此外，元件侧信号连接端子327U、327L分别通过接合线371与IGBT328、330连接。
接着，使用图17～图21说明模块一次密封体302的组装工序。
如图17所示，直流正极侧的导体板315和交流输出侧的导体板320、与元件侧信号连接端子327U和327L，在与共用的联结杆（tiebar）372连接的状态下，以使它们大致同一平面状地配置的方式一体加工。上臂一侧的IGBT328的集电极和上臂一侧的二极管156的阴极紧贴在导体板315上。下臂一侧的IGBT330的集电极和下臂一侧的二极管166的阴极紧贴在导体板320上。在IGBT328、330和二极管155、166上，导体板318和导体板319配置在大致同一平面上。上臂一侧的IGBT328的发射极和上臂一侧的二极管156的阳极紧贴在导体板318上。下臂一侧的IGBT330的发射极和下臂一侧的二极管166的阳极紧贴在导体板319上。各功率半导体元件通过金属接合材料160分别紧贴在设置于各导体板的元件粘合部322上。金属接合材料160例如是焊锡材料或含有银膜和金属微粒的低温烧结接合材料等。
各功率半导体元件呈板状的扁平结构，该功率半导体元件的各电极在正反面形成。如图17所示，功率半导体元件的各电极被导体板315和导体板318、或导体板320和导体板319夹着。即，导体板315和导体板318形成隔着IGBT328和二极管156大致平行相对的叠层配置。同样地，导体板320和导体板319形成隔着IGBT330和二极管166大致平行相对的叠层配置。此外，导体板320与导体板318通过中间电极329连接。通过该连接使上臂电路和下臂电路电连接，形成上下臂串联电路。
如上所述，在导体板315与导体板318之间夹着IGBT328和二极管156，且在导体板320与导体板319之间夹着IGBT330和二极管166，并使导体板320与导体板318通过中间电极329连接，从而形成图18所示的状态。之后，使IGBT328的控制电极328A与元件侧信号连接端子327U通过接合线371连接，且将IGBT330的控制电极330A与元件侧信号连接端子327L也通过接合线371连接，成为图19所示的状态。
组装至图19所示的状态后，利用第一密封树脂348将包括功率半导体元件和接合线371的部分如图20所示地密封。此时，在模具按压面373上从上下用模具按压，通过传递成型对模具内填充第一密封树脂348而成型。
利用第一密封树脂348密封后，切除联结杆372，将元件侧直流正极连接端子315D、元件侧交流连接端子320D、元件侧信号连接端子327U、327L分别分离。然后，使在模块一次密封体302的一边上排成一列的元件侧直流正极连接端子315D、元件侧直流负极连接端子319D、元件侧交流连接端子320D、元件侧信号连接端子327U、327L的各端部，如图21所示向同一方向分别弯曲。由此，能够使在连接部370对模块一次密封体302与辅助模塑体600进行金属接合时的作业变得容易，提高生产效率，并且能够提高金属接合的可靠性。
图22（a）（b）是用于说明第一密封树脂348的传递成型工序的图。图22（a）表示合模前的纵截面图，（b）表示合模后的纵截面图。
如图22（a）所示，图19所示的密封前的模块一次密封体302设置在上侧模具374A与下侧模具374B之间。上侧模具374A和下侧模具374B在模具按压面373从上下方向将模块一次密封体302夹入而合模，由此如图22（b）所示在模具内形成模具空间375。通过对该模具空间375填充第一密封树脂348进行成型，而在模块一次密封体302上使功率半导体元件（IGBT328、330和二极管155、166）被第一密封树脂348密封。
此外，如图20所示，在模具按压面373上，元件侧直流正极连接端子315D、元件侧直流负极连接端子319D、元件侧交流连接端子320D、元件侧信号连接端子327U和元件侧信号连接端子327L排成一列配置。通过采用这样的端子配置，能够使用上侧模具374A和下侧模具374B，能够在各端子与功率半导体元件的连接部不产生多余的应力、并且无间隙地进行合模。从而，能够不会导致功率半导体元件的破损、或使第一密封树脂348从间隙漏出地进行功率半导体元件的密封。
接着，参照图23说明模块一次密封体302中功率半导体元件的控制电极与各端子的配置关系。图23中，为了容易理解，表示了从图18的状态除去了导体板318、319和中间电极329后的状态。图23中，在IGBT328、330的一边侧（图中的上边侧），控制电极328A、330A分别配置在关于中心线376、377偏向图中左侧的位置。中心线376、377与元件侧直流正极连接端子315D、元件侧直流负极连接端子319D、元件侧交流连接端子320D、元件侧信号连接端子327U和元件侧信号连接端子327L的排列方向正交。
将IGBT328通过中心线376一分为二，则元件侧信号连接端子327U被配置在配置了控制电极328A的一侧，元件侧直流正极连接端子315D被配置在另一侧。同样地，将IGBT330通过中心线377一分为二，则元件侧信号连接端子327L被配置在配置了控制电极330A的一侧，元件侧交流连接端子320D被配置在另一侧。此外，如图18所示，元件侧直流负极连接端子319D被配置在元件侧直流正极连接端子315D与元件侧信号连接端子327L之间。通过这样配置，能够使分别连接控制电极328A、330A与元件侧信号连接端子327U、327L的接合线371的长度最小，提高连接的可靠性。此外，能够使各端子集中化而实现模块一次密封体302乃至功率模块300U的小型化。
此外，如图23所示，元件侧直流正极连接端子315D、元件侧交流连接端子320D、元件侧信号连接端子327U和元件侧信号连接端子327L，在与共用的联结杆372连接的状态下一体加工。由此，能够在上述各端子之间将平面度和厚度的误差抑制得非常小。但另一方面，由于一起组合的元件侧直流负极连接端子319D是与上述各端子分开加工的，平面度和厚度的误差与其他各端子相比较大，合模时可能会在该端子与功率半导体元件的连接部上产生多余的应力。
图24是表示用于避免上述这样的问题的变形例的图。该变形例中，在设置了元件侧直流负极连接端子319D的导体板319上，设置有用于吸收进而缓和合模时的应力的应力缓和部319E。应力缓和部319E的位置优选为安装功率半导体元件的部分（软钎焊部分）至模具按压面373之间。其中，关于应力缓和部319E，也可以考虑单纯使导体板319的一部分的厚度比其他部分薄，但该情况下该部分电流密度会增加，存在电性能降低的可能性。从而，优选如图24所示使导体板319的一部分弯曲而作为应力缓和部319E。这样，在应力缓和部319E，电流密度不会增加，进而在因弯曲产生折返的部分，电流的方向变得相对，因此也有助于抑制电感。
图25是表示功率模块300U的电路结构的电路图。上臂一侧的IGBT328的集电极与上臂一侧的二极管156的阴极通过导体板315连接。同样地，下臂一侧的IGBT330的集电极与下臂一侧的二极管166的阴极通过导体板320连接。此外，上臂一侧的IGBT328的发射极与上臂一侧的二极管156的阳极通过导体板318连接。同样地，下臂一侧的IGBT330的发射极与下臂一侧的二极管166的阳极通过导体板319连接。导体板318与320通过中间电极329连接。通过这样的电路结构形成上下臂串联电路。
接着，关于低电感化所产生的作用，参照图26（a）（b）说明。图26（a）是表示流过恢复电流时的等效电路的图，图26（b）是表示恢复电流的路径的图。
图26（a）中，令下臂一侧的二极管166是在正向偏置状态下导通的状态。该状态下，当上臂一侧的IGBT328成为ON状态时，下臂一侧的二极管166成为反向偏置，因载流子移动而产生的恢复电流贯通上下臂。此时，各导体板315、318、319、320中，流过图26（b）所示的恢复电流360。恢复电流360如虚线所示，通过与直流负极端子319B（158）相对配置的直流正极端子315B（157），接着流过由各导体板315、318、319、320形成的环形的路径，再次通过与直流正极端子315B（157）相对配置的直流负极端子319B（158）如实线所示地流动。通过使电流在环形路径中流动，模块外壳304的第一散热面307A和第二散热面307B中会流过涡动电流361。利用该涡动电流361的电流路径之等效电路362所产生的磁场抵消效果，降低环形路径中的配线电感363。
其中，恢复电流360的电流路径越接近环形，电感降低作用越增大。本实施方式中，环形的电流路径如虚线所示，在导体板315的接近直流正极端子315B（157）一侧的路径中流动，通过IGBT328和二极管156内。然后，环形的电流路径如实线所示，在导体板318的远离直流正极端子315B（157）一侧的路径中流动，之后如虚线所示流经导体板320的接近直流正极端子315B（157）一侧的路径，通过IGBT330和二极管166内。进而，环形的电流路径如实线所示，在导体板319的接近直流负极配线319A一侧的路径中流动。像这样，环形的电流路径相对于直流正极端子315B（157）和直流负极端子319B（158）通过了较近一侧和较远一侧的路径，形成更接近环形的电流路径。
图38是表示对直流负极配线进行了分割的情况下的变形例的图。其中，与上述附图标记相同标记的结构具有相同的功能。由于图18所示作为元件侧直流负极连接端子319D组合的是与上述各端子分开加工的端子，平面度和厚度的误差与其他各端子相比较大，在合模时可能会在该端子与功率半导体元件的连接部上产生多余的应力。
于是，如图38所示，对图18所示的元件侧直流负极连接端子319D进行分割，使负极侧连接端子319F配置在与元件侧交流连接端子320D和元件侧直流正极连接端子315D大致同一个面上。
此外，如图39所示，元件侧直流负极连接端子319G从导体319的边缘延伸至与负极侧连接端子319F的一部分相对的位置。然后，元件侧直流负极连接端子319G的端部，向负极侧连接端子319F一侧弯曲。
接着，如图40所示，元件侧直流负极连接端子319G的端部通过金属接合材料161与负极侧连接端子319F连接。将各种半导体元件和端子利用金属接合材料接合后，通过图22（a）（b）所示的制造方法，利用第一密封树脂348将图40所示的模块体密封，完成图41所示的模块一次密封体303。如图41所示，负极侧连接端子319F和元件侧直流正极连接端子315D、元件侧交流连接端子320D、元件侧信号连接端子327U一起，与联结杆372一体形成。这样，联结杆372的切断，能够包括与负极侧连接端子319F的连接部分在内一齐进行。
由此，能够在上述各端子之间将平面度和厚度的误差抑制得非常小。
图27是电容器模块500的外观立体图。电容器模块500内设置有多个电容器单元。在电容器模块500的上表面，接近电容器模块500的与流路19相对的面，突出地设置电容器端子503a～503c。电容器端子503a～503c与各功率模块300的正极端子157和负极端子158对应地形成。电容器端子503a～503c呈同一形状，在电容器端子503a～503c所包括的负极侧电容器端子504与正极侧电容器端子506之间设置有绝缘片，确保端子间的绝缘。
在电容器模块500的侧面500d一侧的上部，形成有突出部500e、500f。突出部500e内安装有放电电阻，突出部500f内安装有用于应对共模噪声的Y电容器。此外，在从突出部500f的上表面突出的端子500g、500h上，安装图5所示的电源端子508、509。如图10所示，在开口402b、402c与侧面12d之间形成有凹部405a、405b，当将电容器模块500收纳在流路形成体12的收纳空间405中时，突出部500e被收纳在凹部405a中，突出部500f被收纳在凹部405b中。
突出部500e内安装的放电电阻，是用于在逆变器停止时使电容器模块500内的电容器单元中蓄积的电荷放电的电阻。用于收纳突出部500e的凹部405a设置在从入口配管13流入的冷却水的流路的正上方，所以能够抑制放电时放电电阻的温度上升。
图28是汇流条组件800的立体图。汇流条组件800包括U、V、W相的交流汇流条802U、802V、802W，用于保持、固定交流汇流条802U～802W的保持部件803，用于检测交流汇流条802U～802W中流过的交流电流的电流传感器模块180。交流汇流条802U～802W分别由宽幅导体形成。在由树脂等绝缘材料形成的保持部件803上，以从保持部件803向上方突出的方式形成有多个用于保持驱动器电路基板22的支承部件807a。
电流传感器模块180，当如上述图8所示将汇流条组件800固定到了流路形成体12上时，以与侧面12d平行的方式配置在汇流条组件800上接近流路形成体12的侧面12d的位置。如图28所示，在电流传感器模块180的侧面，分别形成用于贯通交流汇流条802U～802W的贯通孔181。在电流传感器模块180的形成有贯通孔181的部分设置传感器元件，各传感器元件的信号线182a从电流传感器模块180的上表面突出。各传感器元件在电流传感器模块180的延伸方向、即流路形成体12的侧面12d的延伸方向上并列配置。交流汇流条802U～802W贯通各贯通孔181，其前端部分平行地突出。
在保持部件803上，以向上方突出的方式形成定位用的突起部806a、806b。电流传感器模块180通过螺合而固定在保持部件803上，此时通过使突起部806a、806b与形成在电流传感器模块180的壳体上的定位孔卡合，进行电流传感器模块180的定位。进而，在将驱动器电路基板22固定到支承部件807a时，通过使定位用突起部806a、806b与形成在驱动器电路基板22一侧的定位孔卡合，而将电流传感器模块180的信号线182a定位到驱动器电路基板22的通孔中。信号线182a与驱动器电路基板22的配线图案通过软钎焊接合。
本实施方式中，保持部件803、支承部件807a和突起部806a、806b由树脂一体形成。这样，由于保持部件803具备电流传感器模块180与驱动器电路基板22的定位功能，所以信号线182a与驱动器电路基板22之间的组装和软钎焊连接作业变得容易。此外，通过在保持部件803上设置用于保持电流传感器模块180和驱动器电路基板22的机构，能够削减电力转换装置整体的部件个数。
交流汇流条802U～802W以宽幅面水平的方式被固定在保持部件803上，与功率模块300U～300W的交流端子159连接的连接部805垂直地竖起。连接部805的前端呈凹凸形状，熔焊时热量集中在该凹凸部分。
如上所述，由于电流传感器模块180与流路形成体12的侧面12d平行地配置，因此从电流传感器模块180的贯通孔181突出的各交流汇流条802U～802W配置在流路形成体12的侧面12d上。由于各功率模块300U～300W配置在沿着流路形成体12的侧面12b、12a、12c形成的流路区间19b、19a、19c中，所以交流汇流条802U～802W的连接部805配置在汇流条组件800的与侧面12a～12c对应的位置。结果，如图8所示，U相交流汇流条802U从配置在侧面12b附近的功率模块300U延伸设置至侧面12d，V相交流汇流条802V从配置在侧面12a附近的功率模块300V延伸设置至侧面12d，W相交流汇流条802W从配置在侧面12c附近的功率模块300W延伸设置至侧面12d。
图29是表示功率模块300U～300W被固定于开口部402a～402c、电容器模块500被收纳于收纳空间405后的流路形成体12的图。图29所示的例子中，U相的功率模块300U被固定于开口部402b，V相的功率模块300V被固定于开口部402a，W相的功率模块300W被固定于开口部402c。之后，在收纳空间405中收纳电容器模块500，将电容器一侧的端子与各功率模块的端子通过熔焊等连接。各端子从流路形成体12的上端面突出，从上方使焊接机靠近进行焊接作业。
其中，匚字形配置的各功率模块300U～300W的正极和负极端子157、158，与电容器模块500的上表面上突出设置的电容器端子503a～503c连接。由于三个功率模块300U～300W以包围电容器模块500的方式设置，所以各功率模块300U～300W对于电容器模块500而言位置关系是同等的，能够使用同一形状的电容器端子503a～503c平衡性良好地与电容器模块500连接。因此，电容器模块500与功率模块300U～300W的电路常数在三相的各个相中易于变得平衡，形成为电流容易导入导出的结构。
图30是将图29所示配置了功率模块300U～300W和电容器模块500的流路形成体12水平地截断的图。如上所述，在流路形成体12上形成有匚字形的流路19，在沿着图示左侧的侧面12b形成的流路区间19b中配置U相功率模块300U。同样地，在沿着与设有配管13、14的侧面12d相反一侧的侧面12a形成的流路区间19a中，配置V相功率模块300V，在沿着右侧的侧面12形成的流路区间19c中配置W相功率模块300W。
在流路形成体12的侧面12d上形成有开口12g、12h。开口12g通过连通路12e与流路区间19b连通。开口12h通过连通路12f与流路区间19c连通。配置于开口12g、12h的配管13、14，以被压入连通路12e、12f的方式安装。
图37表示从图30的A‑A截面的箭头方向观看流路形成体12的截面图。另外，图37表示了使A‑A截面左右反转的状态。连通路12e沿着冷却水的流动方向的流路截面的形状有较大的变化。此外，本实施方式的冷却水，在功率模块300U的侧面的作用下，其流动分支为两部分，一方的流动朝向模块外壳304的第一散热面307A一侧，另一方的流动朝向模块外壳304的第二散热面307B一侧。其中，第一散热面307A是与图37所示的第二散热面307B相反一侧的散热面，图37中看不到。由此，由于本实施方式的冷却水与功率模块300U的侧面碰撞，存在用于使该冷却水流动的压力损失增大的趋势。为了抑制该压力损失的增大，在功率模块300U的侧面部附近，需要调整冷却水的流动。于是，在从入口配管13一侧去往功率模块300U的方向上，以高度方向上的宽度阶梯性增大的方式形成有入口区间（entranceregion）12j。此外，入口区间12j的形状也可以不是如图37所示地形成阶梯状，而是平滑的斜坡状。
本实施方式中，沿着平面形状为大致正方形的流路形成体12的三个侧面12a～12c形成匚字形的流路19，在各流路区间19a～19c中配置功率模块300U～300W时，使扁平的功率模块300U～300W与各侧面12a～12c平行地配置。然后，在被流路19包围的中央区域（收纳空间405），收纳作为电子部件的电容器模块500。通过这样的模块配置，可以实现收纳了功率模块300U～300W以及电容器模块500的流路形成体12的小型化。
另外，在将三个功率模块300U～300W以匚字形配置的情况下，如图30所示，通过使平行配置的一对功率模块300U、300W之间配置的功率模块300V的至少一部分进入被功率模块300U和300W夹着的区域中，能够进一步实现小型化。
图31是用于说明三个功率模块300U～300W的配置的示意图。其中，功率模块300U～300W具有相同结构、相同形状。流路形成体的侧面12b、12c的宽度至少需要为沿着功率模块300U～300W的流路的长度L1与连通路的长度L2的和的程度。另一方面，关于侧面12a，则至少需要为尺寸L1的程度。当然，实际上需要如图30所示，考虑流路区间的连接部分等冷却水的流动对尺寸进行一定的调整。
因此，在想要使电力转换装置20的设置面积尽可能小的情况下，可以考虑通过使其俯视下的形状（平面形状）为大致正方形，而实现电力转换装置200的小型化。如上所述，由于沿着侧面12b、12c的方向需要连通路，出于小型化的观点，如图31所示，优选将功率模块300V配置成使得一对功率模块300U、300W之间的区域S1中包括功率模块300V的一部分。
图31中的配置空间的图示横向方向的尺寸（侧面12a的宽度尺寸），在设功率模块的厚度是L3时，至少为L1+2·L3左右。于是，如果设定L3和L4使得纵向的尺寸L1+L2+（L3‑L4）与L1+2·L3为相同程度，则能够使俯视下的面积更小，成为大致正方形。此时，流路区间19a如图30所示形成为在功率模块300U、300W之间的区域中通过。此外，根据连通路的长度L2相应地设定功率模块300V进入功率模块300U、300W之间的区域的尺寸L4，使得侧面12a、12d的宽度尺寸与侧面12b、12c的宽度尺寸的比成为规定值。另外，图30所示的例子中，由于电容器模块500的尺寸的限制，功率模块300U、300W的间隔比功率模块300V的尺寸L1大一些。
配管13、14和它们被压入的孔12e、12f的上部区域是空闲的空间。于是，如图10所示，在该空间形成凹部405a、405b，如图29所示地配置电容器模块500的放电电阻安装部即突出部500e、Y电容器安装部即突出部500f，实现空闲空间的有效利用，并有助于电力转换装置200的小型化。通过使配管13、14的位置集中在一个侧面12d，从入口配管13至流路区间19b、和从流路区间19c至出口配管14的冷却水的水流成为直线状，所以能够尽量减小压损。此外，能够抑制因配管突出而引起的装置的设置空间增大，并且能够实现车载性的提高。进而，将配管13、14压入孔12e、12f中时，由于仅在壳体的一个面上进行压入作业，所以提高了作业性和生产效率。
此外，由于流路19以包围电容器模块500的三边的方式设置，因此能够有效地冷却电容器模块500。并且，本实施方式的电力转换装置200是车载使用的，一般情况下多配置在发动机室内。发动机室内因来自发动机和行驶用电机等的热而相对温度较高，从周围对电力转换装置200的热渗透（heat penetration）成为问题。但是，如图30所示，由于电容器模块500被流通冷却水的流路19包围了三边，所以能够有效地屏蔽来自装置周围的热渗透。
如图29所示在流路形成体12上配置了功率模块300U～300W和电容器模块500后，如图8所示地在电容器模块500的上方固定汇流条组件800，进行端子的焊接（熔焊）作业。本实施方式中，使与以匚字形配置的功率模块300U～300W的端子连接的汇流条802U～802W，以远离各连接部的方式去往电容器模块500的上方，从流路形成体12的侧面12d一侧引出。因此，汇流条不会跨越功率模块，能够确保足够的绝缘性，同时使汇流条802U～802W集中在一个部位、即安装交流接口185的壳体10的开口10a的区域（参照图5）。
通过采用这样的汇流条结构，能够使功率模块300U～300W远离产生热因而温度容易上升的交流连接器部，能够抑制通过汇流条802U～802W向功率模块300U～300W导热。此外，通过以避开流路19上方的方式设置汇流条802U～802W，即使从流路19发生漏水的情况下，也能够降低因漏水而导致漏电的可能性。
此外，由于汇流条组件800固定在流通冷却水的流路形成体12上，所以不仅能够抑制汇流条组件800的温度上升，还能够抑制保持在汇流条组件800上的电流传感器180的温度上升。电流传感器180中设置的传感器元件具有不耐热的特性，通过采用上述这样的结构能够提高电流传感器180的可靠性。
在如图8所示将汇流条组件800固定到流路形成体12上并进行端子焊接作业后，如图6所示，将驱动器电路基板22固定在形成于汇流条组件800的保持部件803上的支承部件807a上。车辆上搭载的电力转换装置200易于受到来自车辆的振动的影响。因此，通过利用形成在保持部件803上的多个支承部件807a不仅对驱动器电路基板22的周边部支承、也对中央部附近支承的结构，减少了对驱动器电路基板22施加的振动的影响。
例如，通过利用支承部件807a支承驱动器电路基板22的中央部，能够使驱动器电路基板22的共振频率高于从车辆一侧传递的振动的频率，减少对驱动器电路基板22的振动的影响。其中，驱动器电路基板22通过螺钉固定在支承部件807a上。
将驱动器电路基板22固定到汇流条组件800的上方后，如图6所示地将壳体10通过螺栓固定到流路形成体12上，进而，在壳体10的划分出上部收纳空间和下部收纳空间的隔板10c上固定控制电路基板20。下部收纳空间的驱动器电路基板22与上部收纳空间的控制电路基板20如图7所示用扁平线缆23连接。如上所述，在隔板10c上，形成有用于将扁平线缆23从下部收纳空间向上部收纳空间引出的缝隙状开口10d。
功率模块300U～300W沿着流路形成体12的三个侧面12b、12a、12c以匚字形配置，因此与驱动器电路基板22连接的来自各功率模块300U～300W的控制端子也如图6所示地沿着驱动器电路基板22的与侧面12b、12a、12c对应的边以匚字形排列。用于对功率模块300U～300W进行驱动控制的控制信号为高电压，而电流传感器180的传感器信号和扁平线缆23的信号为低电压。为了减少高电压系统的噪声对于低电压系统的影响，优选使高电压系统的配线与低电压系统的配线分离开配置。
本实施方式中，由于使功率模块300U～300W沿着侧面12b、12a、12c以匚字形配置，所以能够将驱动器电路基板22上的与侧面12d对应的边的附近的区域，作为远离控制端子的空间使用。本实施方式中，由于电流传感器180的检测对象即汇流条802U～802W集中在侧面12d一侧，所以电流传感器180在侧面12d的附近平行地配置。因此，信号端子182a配置在上述驱动器电路基板22的与侧面12d对应的边的附近的区域，能够与高电压系统的控制端子之间确保充足的距离。此外，在驱动器电路基板22上，扁平线缆23配置在驱动器电路基板22的与侧面12c对应的边上，但为了减少来自控制端子的影响，将其连接在远离控制端子的侧面12d附近的基板上。由此，在驱动器电路基板22上，能够容易地使低电压信号用的图案和高电压信号用的图案分离。
此外，使低电压系统的控制电路基板20配置在由隔板10c分离的上部收纳空间中，且使扁平线缆23经过细长的缝隙状的开口10d从下部收纳空间引入，从而减少噪声对于控制电路基板20的影响。这样，本实施方式的电力转换装置200中，能够充分实现噪声的应对。
此外，本实施方式的电力转换装置200，构成为在流路形成体12上配置电容器模块500和功率模块300U～300W，从下方起依次进行固定汇流条组件800、基板等必要的部件的作业，因此提高了生产效率和可靠性。
图32是表示电力转换装置200的截面的图，是从配管13、14的方向观看电力转换装置200的截面图。形成在流路形成体12上的开口402a～402c，被设置于功率模块300V、300U、300W的模块外壳304上的凸缘304b堵塞。此外，在凸缘304b与流路形成体12之间设置有密封材料以确保气密性，不过此处省略了图示。关于功率模块300U～300W，其设置了散热用翅片305的散热面区域配置在流路19内，未设置翅片305的下端部分收纳在形成于下盖420上的凸部406的内侧凹陷部分的内部。由此，能够防止冷却水流入未形成有翅片305的空间。本实施方式的电力转换装置200中，如图32所示将重量相对较重的电容器模块500配置在电力转换装置200的下部中央，所以电力转换装置200的重心平衡，被施加振动时电力转换装置200不容易晃动。
图33是说明将本实施方式的电力转换装置200搭载于车辆中的情况下的配置的图。图33表示配置在发动机室1000内的情况，在该图中表示了A～C三个布局模式。图示下方对应车辆前方，在发动机室1000的前方一侧配置有散热器（radiator）1001。在散热器1001的后方，配置内置有电动发电机MG1的变速器TM。此外，信号用连接器21与发动机室1000内的车辆信号线束连接。其中，图33中未图示电池136，由于电池136是重物，一般配置在车辆中央附近、即比发动机室1000更靠车辆后方的位置。
电力转换装置200与车辆一侧的连接，与冷却水的配管13、14的配置、用于对电动发电机MG1供给交流电力的交流连接器187的配置、以及与设置于车辆一侧的上级控制电路连接的通信用连接器21的配置有关。本实施方式中，在流路形成体12的侧面12d一侧配置交流连接器187和配管13、14，在侧面12b上配置信号用连接器21，在侧面12c上配置直流连接器138。此外，从交流连接器187引出的交流配线187a通过配管13、14之间向电力转换装置200的下侧引出。同样地，直流连接器138的直流配线138a也向电力转换装置200的下侧引出。
图33的布局模式A～C中任意一种情况下，电力转换装置200均比变速器TM更靠上方配置。此外，对流路形成体12的流路19供给散热器1001的冷却水。因此，考虑电力转换装置200的配置时，考虑到冷却配管和交流配线187a的作业性，优选使设有配管13、14和交流连接器187的侧面12d朝向散热器1001或变速器TM的方向配置。进而，由于作为直流电源的电池136比发动机室1000更靠后方配置，考虑到直流配线138a的铺设，优选使安装直流连接器138的侧面12c朝向后方配置。
将电力转换装置200配置在发动机室1000内的情况下，考虑图33所示的三种布局模式A～C。并且，考虑上述与散热器1001、电池136和变速器TM的连接关系时，在布局模式A中使侧面12d朝向变速器TM的方向配置较好，在布局模式B、C中使侧面12d朝向散热器1001的方向配置较好。
在布局模式A中，直流连接器138、交流连接器187和信号用连接器21朝向在配线布局观点上看来合适的方向。此外，配管13、14朝向变速器TM的方向，因此需要使冷却配管向散热器1001的方向弯曲，但由于交流配线187a从交流连接器187向下方引出，所以能够避免冷却配管与交流配线187a的干涉，防止作业性恶化。
布局模式B的情况下，配管13、14、交流连接器187和信号用连接器21朝向合适的方向。此外，直流连接器138朝向车辆侧方，只要使从直流连接器138向下方引出的直流配线138a绕向后方即可，避免了作业性的降低。
布局模式C的情况下，优先了冷却配管的布局，使侧面12d朝向散热器1001的方向配置。该情况下，虽然使交流配线187a绕向变速器TM的方向，但由于交流配线187a通过配管13、14之间向下方引出，所以交流配线187a与冷却配管不会发生干涉。因此，对配管作业和配线作业没有妨碍。
这样，本实施方式的电力转换装置200中，配管13、14、直流连接器138、交流连接器187和信号用连接器21的配置是适于配置在发动机室1000中的配置。因此，能够如布局模式A～C所示对应各种状况，提供车载性优良的电力转换装置200。
此外，上述实施方式中，功率模块300U～300W的结构为，将由导体板夹持功率半导体元件而形成的单元收纳在正反两面具有形成了翅片305的散热面的模块外壳304中。因此，将功率模块300U～300W设置在流路19中时，使其配置在流路的中央。但是，功率模块的配置方法不限于以上说明，能够使用各种配置。
图34和图35所示的变形例表示模块外壳仅有一面构成散热面的功率模块的情况下的配置方法。功率模块301U～301W对应上述功率模块300U～300W，仅在扁平状的功率模块的一面上形成有用于散热的翅片305。
图34的情况下，功率模块301V、301U、301W以与流路区间19a～19c的内周面、即包围电容器模块500的壁面密合的方式分别配置。冷却水沿着形成有翅片305的散热面流动。另一方面，图35所示的例子中，与图34的情况相反，功率模块301V、301U、301W以与流路区间19a～19c的外周面密合的方式分别配置。
此外，图34、35所示的变形例中将功率模块301U～301W的整体配置在流路19内，但也可以如图36的变形例所示以仅使散热面露出到流路19内的方式配置。图36所示的例子中的结构为，在散热板3010上设置功率半导体元件，并在该散热板3010的背面一侧形成翅片305，而即使是图34、35所示用外壳覆盖的结构，也能够同样地配置。
如以上说明，本实施方式记载的电力转换装置200实现了以下的作用效果。
电力转换装置200，包括按三相逆变器电路140的三个相中的每一个相分别设置的、内置串联电路150的扁平状的半导体模块即功率模块300U～300W，和具有收纳电子部件的收纳空间405和以包围该收纳空间405的方式形成的冷却介质流路的长方体形状的流路形成体12。冷却介质流路即流路19具有沿着流路形成体12的侧面12a设置的流路区间19a，沿着与侧面12a的一侧邻接的侧面12b设置并与流路区间19a的一端连接的流路区间19b，和沿着与侧面12a的另一侧邻接的侧面12c设置并与流路区间19a的另一端连接的流路区间19c。进而，功率模块300V以与侧面12a平行的方式配置在流路区间19a中，功率模块300U以与侧面12b平行的方式配置在流路区间19b中，功率模块300W以与侧面12c平行的方式配置在流路区间19c中。
因此，三个功率模块300U～300W匚字形地将收纳空间405包围，能够使流路形成体12的俯视形状为大致正方形。由此，能够使流路形成体12更小，实现电力转换装置200的小型化。
如上所述，在混合动力车等之中，电力转换装置大多载置在发动机室内，电力转换装置的气氛温度会因发动机和行驶用电机产生的热而变得相当高。因此，在车载用电力转换装置中，存在不仅需要冷却内置半导体元件的功率模块，还需要冷却电力转换装置中包括的其他电子部件的情况。
本实施方式中，例如通过使电容器模块500等电子部件收纳在被流路19包围了三面的收纳空间405中，不仅能够使电子部件自身发出的热被高效率地散热，还能够防止周围环境对电子部件的热渗透。
此外，通过将配管13、14设置在一个面12d上，配管13、14的压入作业变得易于进行，并且与车辆一侧的冷却配管的连接作业变得容易。此外，从流入开口12g至流路区间19b、和从流路区间19c至流出开口12h的流路成为直线状，能够减少该区间中的压力损失。
进而，设置有与功率模块300U～300W的交流输出端子连接，且通过收纳空间405的上方引出到流路形成体12的侧面12d的汇流条802U～802W。由此，从流路形成体12的侧面突出设置的部件、即与汇流条802U～802W连接的交流连接器807和配管13、14集中在一个面12d上，能够使电力转换装置200小型化。此外，搭载到车辆上时的冷却配管和交流配线的布局变得容易进行，提高了车载性。此外，由于使汇流条802U～802W不跨越流路19而是绕向作为空闲空间的侧面12d，因此能够实现汇流条802U～802W的绝缘性的提高。此外，由于汇流条802U～802W的连接器部与功率模块300U～300W的距离较远，能够减少连接器部产生的热传递到功率模块300U～300W。
此外，通过使作为重物的电容器模块500形成在流路形成体12的大致中央，收纳在被流路19包围了三面的收纳空间405中，能够防止从外部对电容器模块500的热渗透。此外，由于重物配置在流路形成体12上，重心平衡性较高，能够防止从外部施加振动的情况下电力转换装置200发生晃动。进而，能够使电容器模块500与三个功率模块300U～300W的连接关系变得相同，电流的导出导入变得容易。
由于将与三个汇流条802U～802W连接的交流接口185设置在侧面12d的一侧，所以冷却配管连接部位和交流配线连接部位集中在同一个面上，能够使它们紧凑地集中。此外，通过使交流配线187a从与交流接口185连接的交流连接器187通过冷却介质流入口（开口12g）与冷却介质流出口（开口12h）之间向流路形成体12的底面方向延伸，实现车载性的提高。此外，虽然交流连接器187与配管13、14配置在同一个侧面12d上，但由于交流配线187a在配管13、14之间向底面方向延伸，所以作业性良好，易于进行冷却配管和交流配线的铺设。
此外，由于电流传感器模块180的配置方式使得对汇流条802U～802W中流动的电流进行检测的传感器元件沿着侧面12d的延伸方向配置，因此能够使弱电系统的传感器信号线远离强电系统的功率模块300U～300W配线，减少噪声的影响。
上述各实施方式可以分别单独使用，也可以组合使用。这是由于各实施方式的效果能够单独或叠加实现。此外，只要不损害本发明的特征，本发明就不限于上述实施方式。在本发明的技术思想的范围内考虑的其他方式也包括在本发明的范围内。
本申请以日本专利申请2010‑140724号（2010年6月21日递交）为基础，其内容通过援引的方式被引入本发明。