(57)【要約】【課題】構成の複雑化及び大型化を抑制しながら、所望の冷却性能を確保する。【解決手段】電力変換装置１は、積層体９０と、冷媒供給管８４ａ及び冷媒排出管８４ｂと、支持部材８５と、電力変換モジュール８２と、を備える。積層体９０は、複数の半導体モジュール８１と、複数の冷却体８３とが交互に積層されて配置されている。冷却体８３は、冷媒が流通する冷媒流路を備えている。冷媒供給管８４ａ及び冷媒排出管８４ｂは、Ｙ軸方向において半導体モジュール８１に対して相互の反対側に配置され、複数の冷却体８３をＸ軸方向に接続して、冷媒流路とともに冷媒が流通する冷却流路を形成する。電力変換モジュール８２は、支持部材８５の内側において積層体９０と一体的に設けられ、Ｘ軸方向の両側から冷却体８３によって挟み込まれるとともに、Ｙ軸方向における冷媒供給管８４ａ及び冷媒排出管８４ｂの間に配置され、降圧動作を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチング素子を有して電力変換回路を構成する複数の半導体モジュールと、冷媒が流通する流路を有する複数の冷却体と、が積層されて配置された積層体と、
前記積層体を積層方向の両側から挟み込んで支持する支持部材と、
前記支持部材の内側において、前記積層方向の両側から前記冷却体によって挟み込まれるとともに、前記電力変換回路の入力電圧に対して降圧動作を行う電力変換モジュールと、
を備える、
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記電力変換モジュールは、
前記積層方向から見て、互いに重ならないように、及び前記積層方向と交差する方向に並ぶように配置される、複数の電子素子を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記複数の電子素子は、
前記積層方向の直交方向から見て、前記積層方向において互いにずれた位置に配置される複数の前記電子素子を備える、
ことを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記電力変換モジュールは、前記複数の電子素子を封止する封止体を備え、
前記電力変換モジュールの前記積層方向の端部に配置される前記電子素子は、前記封止体の前記積層方向の端面から露出する露出部を備える、
ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記電力変換モジュールは、前記積層方向において前記複数の電子素子の各々に対して相互の反対側に配置される複数の冷却板を備える、
ことを特徴とする請求項２から請求項４の何れか１項に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記複数の冷却板の各々における前記積層方向の厚さは、前記複数の電子素子の各々における前記積層方向の厚さ及び位置に応じて形成されている、
ことを特徴とする請求項５に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記電力変換モジュールは、
前記積層方向における前記冷却板と前記電子素子との間に配置されるとともに、前記積層方向に弾性変形して前記冷却板及び前記電子素子に接触する熱伝導性の弾性部材を備える、
ことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷媒流路を介して対向配置される第１及び第２の放熱板の各々に取り付けられるパワードライブユニット及びＤＣ−ＤＣコンバータを備える電装ユニットが知られている（例えば、特許文献１参照）。この電装ユニットにおいて、車両駆動用のモータを制御するインバータなどから成るパワードライブユニットと、モータの電源であるバッテリの電圧を補機駆動用に降圧するＤＣ−ＤＣコンバータとは、別体に構成され、冷媒流路を交差方向の両側から挟み込むように対向配置されている（例えば、特許文献１参照）。
また、従来、複数の交流モータの駆動用として、所定方向に積層して配置された複数の半導体モジュールを備えるパワーコントロールユニットが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−００８４０３号公報
【特許文献２】特開２０１２−２３５０８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来技術に係る電装ユニットにおいて、パワードライブユニット及びＤＣ−ＤＣコンバータは、互いの対向面のみに各放熱板を備え、各々の単一の表面のみが冷媒によって冷却されるだけなので、冷却性能を向上させることが困難であり、所望の冷却性能を確保するために必要となる構成が大型化又は複雑化するおそれがある。しかも、上記従来技術に係るパワーコントロールユニットのように複数の半導体モジュールが積層されることによって放熱性が低下し易い構成においては、所望の冷却性能を確保することが困難になるおそれがある。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、構成の複雑化及び大型化を抑制しながら、所望の冷却性能を確保することが可能な電力変換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明は以下の態様を採用した。
（１）本発明の一態様に係る電力変換装置は、スイッチング素子（例えば、実施形態での各トランジスタＵＨ，ＶＨ，ＷＨ，Ｓ１，ＵＬ，ＶＬ，ＷＬ，Ｓ２）を有して電力変換回路（例えば、実施形態での第１電力変換回路部３１、第２電力変換回路部３２、及び第３電力変換回路部３３）を構成する複数の半導体モジュール（例えば、実施形態での半導体モジュール８１）と、冷媒が流通する流路（例えば、実施形態での冷媒流路８３ａ）を有する複数の冷却体（例えば、実施形態での冷却体８３）と、が積層されて配置された積層体（例えば、実施形態での積層体９０）と、前記積層体を積層方向（例えば、実施形態でのＸ軸方向）の両側から挟み込んで支持する支持部材（例えば、実施形態での支持部材８５）と、前記支持部材の内側において、前記積層方向の両側から前記冷却体によって挟み込まれるとともに、前記電力変換回路の入力電圧に対して降圧動作を行う電力変換モジュール（例えば、実施形態での電力変換モジュール８２）と、を備える。
【０００７】
（２）上記（１）に記載の電力変換装置では、前記電力変換モジュールは、前記積層方向から見て、互いに重ならないように、及び前記積層方向と交差する方向に並ぶように配置される、複数の電子素子（例えば、実施形態でのトランジスタモジュールＴＭ、トランス６８、及びチョークコイル７１）を備えてもよい。
【０００８】
（３）上記（２）に記載の電力変換装置では、前記複数の電子素子は、前記積層方向の直交方向から見て、前記積層方向において互いにずれた位置に配置される複数の前記電子素子を備えてもよい。
【０００９】
（４）上記（２）又は（３）に記載の電力変換装置では、前記電力変換モジュールは、前記複数の電子素子を封止する封止体（例えば、実施形態での第２の樹脂モールド体Ｍ２）を備え、前記電力変換モジュールの前記積層方向の端部に配置される前記電子素子は、前記封止体の前記積層方向の端面（例えば、実施形態での第１端面Ｍ２Ａ及び第２端面Ｍ２Ｂ）から露出する露出部（例えば、実施形態での冷却面８２ａ）を備えてもよい。
【００１０】
（５）上記（２）から（４）の何れか１つに記載の電力変換装置では、前記電力変換モジュールは、前記積層方向において前記複数の電子素子の各々に対して相互の反対側に配置される複数の冷却板（例えば、実施形態での第１の冷却板８９ａ及び第２の冷却板８９ｂ）を備えてもよい。
【００１１】
（６）上記（５）に記載の電力変換装置では、前記複数の冷却板の各々における前記積層方向の厚さは、前記複数の電子素子の各々における前記積層方向の厚さ及び位置に応じて形成されてもよい。
【００１２】
（７）上記（５）又は（６）に記載の電力変換装置では、前記電力変換モジュールは、  前記積層方向における前記冷却板と前記電子素子との間に配置されるとともに、前記積層方向に弾性変形して前記冷却板及び前記電子素子に接触する熱伝導性の弾性部材（例えば、実施形態での弾性部材９７）を備えてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
上記（１）によれば、電力変換モジュールは、複数の半導体モジュールと同様に、積層方向の両側から冷却体によって冷却されるので、構成の複雑化及び大型化を抑制しながら、所望の冷却性能を確保することができる。さらに、支持部材によって積層体及び電力変換モジュールの両方を支持するので、複数の冷却体に加えて構成が複雑化することを抑制しながら、複数の半導体モジュール及び電力変換モジュールを適正に冷却することができる。
【００１４】
上記（２）の場合、複数の電子素子における各々の発熱によって相互に温度上昇が助長されてしまうことを抑制し、電力変換モジュールを積層方向の両側から挟み込む複数の冷却体による冷却効率を向上させることができる。
【００１５】
上記（３）の場合、電力変換モジュールを積層方向の両側から挟み込む複数の冷却体の何れかに複数の電子素子の発熱が集中することを抑制し、複数の冷却体による冷却効率を向上させることができる。
【００１６】
上記（４）の場合、封止体によって不純物の侵入及び放射ノイズの外部伝搬を抑制しながら、露出部を備えることによって電子素子に対する冷却体の冷却効率を向上させることができる。
【００１７】
上記（５）の場合、電力変換モジュールの内部における複数の電子素子の各々に対する熱伝導性を向上させることができる。
【００１８】
上記（６）の場合、各冷却板の厚さが各電子素子の厚さ及び位置に応じて適正化されることにより、電力変換モジュールの内部において複数の電子素子の各々と冷却体との間で熱伝導性が低下することを抑制することができる。また、複数の電子素子の各々における熱的な状態（例えば、発熱量、冷却体との間の熱伝導性など）に応じて、冷却板の厚さを適切に形成することができる。
【００１９】
上記（７）の場合、冷却板及び電子素子に接触する熱伝導性の弾性部材を備えるので、電力変換モジュールの内部において複数の電子素子の各々と冷却体との間で熱伝導性が低下することを抑制することができる。弾性部材は積層方向に弾性変形するので、電力変換モジュールの内部の積層方向における電子素子及び冷却板の位置の誤差が増大することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る電力変換装置の構成を模式的に示す平面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る電力変換装置を搭載する車両の一部の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る電力変換装置のＤＣ−ＤＣコンバータの構成を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る電力変換装置の一部の構成を示す分解斜視図である。
【図５】本発明の実施形態に係る電力変換装置の一部の構成を図１に示すＹ軸方向から見た図である。
【図６】本発明の実施形態に係る電力変換装置のＤＣ−ＤＣコンバータの一部の構成を示す断面図（図１に示すＹ軸方向に対する断面図）である。
【図７】本発明の実施形態の第１変形例に係る電力変換装置のＤＣ−ＤＣコンバータの一部の構成を示す断面図（図１に示すＹ軸方向に対する断面図）である。
【図８】本発明の実施形態の第２変形例に係る電力変換装置のＤＣ−ＤＣコンバータの一部の構成を示す断面図（図１に示すＹ軸方向に対する断面図）である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の電力変換装置の一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
【００２２】
本実施形態による電力変換装置は、モータと第１バッテリとの間の電力授受を制御するとともに、第１バッテリの電圧の第２バッテリに対する降圧を制御する。例えば、電力変換装置は、電動車両等に搭載されている。電動車両は、電気自動車、ハイブリッド車両、及び燃料電池車両等である。電気自動車は、第１バッテリを動力源として駆動する。ハイブリッド車両は、第１バッテリ及び内燃機関を動力源として駆動する。燃料電池車両は、燃料電池を動力源として駆動する。
【００２３】
図１は、本発明の実施形態に係る電力変換装置１の構成を模式的に示す平面図である。図２は、本発明の実施形態に係る電力変換装置１を搭載する車両１０の一部の構成を示す図である。図３は、本発明の実施形態に係る電力変換装置１のＤＣ−ＤＣコンバータ３０の構成を示す図である。
【００２４】
＜車両＞
図２に示すように、車両１０は、電力変換装置１に加えて、第１バッテリ１１（ＢＡＴＴ）と、走行駆動用の第１モータ１２（ＭＯＴ）、発電用の第２モータ１３（ＧＥＮ）と、第２バッテリ１４と、補機類１５と、を備えている。
第１バッテリ１１は、例えば、車両１０の動力源である高圧のバッテリである。第１バッテリ１１は、バッテリケースと、バッテリケース内に収容される複数のバッテリモジュールと、を備えている。バッテリモジュールは、直列に接続される複数のバッテリセルを備えている。第１バッテリ１１は、電力変換装置１の直流コネクタ１ａに接続される正極端子ＰＢ及び負極端子ＮＢを備えている。正極端子ＰＢ及び負極端子ＮＢは、バッテリケース内において直列に接続される複数のバッテリモジュールの正極端及び負極端に接続されている。
【００２５】
第１モータ１２は、第１バッテリ１１から供給される電力によって回転駆動力（力行動作）を発生させる。第２モータ１３は、回転軸に入力される回転駆動力によって発電電力を発生させる。ここで、第２モータ１３には、内燃機関の回転動力が伝達可能に構成されている。例えば、第１モータ１２及び第２モータ１３の各々は、３相交流のブラシレスＤＣモータである。３相は、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相である。第１モータ１２及び第２モータ１３の各々は、インナーロータ型である。各モータ１２，１３は、界磁用の永久磁石を有する回転子と、回転子を回転させる回転磁界を発生させるための３相のステータ巻線を有する固定子と、をそれぞれ備えている。第１モータ１２の３相のステータ巻線は、電力変換装置１の第１の３相コネクタ１ｂに接続されている。第２モータ１３の３相のステータ巻線は、電力変換装置１の第２の３相コネクタ１ｃに接続されている。
【００２６】
第２バッテリ１４は、例えば、車両１０の車載機器などの補機類を駆動する低圧のバッテリである。第２バッテリ１４は、電力変換装置１のＤＣ−ＤＣコンバータ３０を介して第１バッテリ１１に接続されている。第２バッテリ１４は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０から出力される電圧、つまり第１バッテリ１１の出力電圧が降圧されて得られる電圧が印加される。
補機類１５は、第２バッテリ１４から出力される電圧、つまり補機類１５の作動電圧によって駆動される。補機類１５は、例えば、各種の電装機器などである。
【００２７】
＜電力変換装置＞
電力変換装置１は、パワーモジュール２１と、リアクトル２２と、コンデンサユニット２３と、抵抗器２４と、第１電流センサ２５と、第２電流センサ２６と、第３電流センサ２７と、電子制御ユニット２８（ＭＯＴ  ＧＥＮ  ＥＣＵ）と、ゲートドライブユニット２９（Ｇ／Ｄ  ＶＣＵ  ＥＣＵ）と、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０と、を備えている。
パワーモジュール２１は、第１電力変換回路部３１と、第２電力変換回路部３２と、第３電力変換回路部３３と、を備えている。第１電力変換回路部３１は、第１の３相コネクタ１ｂによって第１モータ１２の３相のステータ巻線に接続されている。第１電力変換回路部３１は、第１バッテリ１１から第３電力変換回路部３３を介して入力される直流電力を３相交流電力に変換する。第２電力変換回路部３２は、第２の３相コネクタ１ｃによって第２モータ１３の３相のステータ巻線に接続されている。第２電力変換回路部３２は、第２モータ１３から入力される３相交流電力を直流電力に変換する。第２電力変換回路部３２によって変換された直流電力は、第１バッテリ１１及び第１電力変換回路部３１の少なくとも一方に供給することが可能である。
【００２８】
第１電力変換回路部３１及び第２電力変換回路部３２の各々は、ブリッジ接続される複数のスイッチング素子によって形成されるブリッジ回路を備えている。例えば、スイッチング素子は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、又はＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semi-conductor Field Effect Transistor）等のトランジスタである。例えば、ブリッジ回路においては、対を成すハイサイドアーム及びローサイドアームＵ相トランジスタＵＨ，ＵＬと、対を成すハイサイドアーム及びローサイドアームＶ相トランジスタＶＨ，ＶＬと、対を成すハイサイドアーム及びローサイドアームＷ相トランジスタＷＨ，ＷＬとが、それぞれブリッジ接続されている。
【００２９】
ハイサイドアームの各トランジスタＵＨ，ＶＨ，ＷＨは、コレクタが正極バスバーＰＩに接続されてハイサイドアームを構成している。各相においてハイサイドアームの各正極バスバーＰＩは、コンデンサユニット２３の正極バスバー５０ｐに接続されている。
ローサイドアームの各トランジスタＵＬ，ＶＬ，ＷＬは、エミッタが負極バスバーＮＩに接続されてローサイドアームを構成している。各相においてローサイドアームの各負極バスバーＮＩは、コンデンサユニット２３の負極バスバー５０ｎに接続されている。
【００３０】
各相においてハイサイドアームの各トランジスタＵＨ，ＶＨ，ＷＨのエミッタは、接続点ＴＩにおいてローサイドアームの各トランジスタＵＬ，ＶＬ，ＷＬのコレクタに接続されている。
第１電力変換回路部３１の各相において接続点ＴＩを形成する第１バスバー５１は第１入出力端子Ｑ１に接続されている。第１入出力端子Ｑ１は、第１の３相コネクタ１ｂに接続されている。第１電力変換回路部３１の各相の接続点ＴＩは、第１バスバー５１、第１入出力端子Ｑ１、及び第１の３相コネクタ１ｂを介して第１モータ１２の各相のステータ巻線に接続されている。
【００３１】
第２電力変換回路部３２の各相において接続点ＴＩを形成する第２バスバー５２は第２入出力端子Ｑ２に接続されている。第２入出力端子Ｑ２は、第２の３相コネクタ１ｃに接続されている。第２電力変換回路部３２の各相の接続点ＴＩは、第２バスバー５２、第２入出力端子Ｑ２、及び第２の３相コネクタ１ｃを介して第２モータ１３の各相のステータ巻線に接続されている。
ブリッジ回路は、各トランジスタＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬのコレクタ−エミッタ間においてエミッタからコレクタに向けて順方向となるように接続されるダイオードを備えている。
【００３２】
第１電力変換回路部３１及び第２電力変換回路部３２の各々は、ゲートドライブユニット２９から各トランジスタＵＨ，ＶＨ，ＷＨ，ＵＬ，ＶＬ，ＷＬのゲートに入力されるスイッチング指令であるゲート信号に基づき、各相のトランジスタ対のオン（導通）／オフ（遮断）を切り替える。第１電力変換回路部３１は、第１バッテリ１１から第３電力変換回路部３３を介して入力される直流電力を３相交流電力に変換し、第１モータ１２の３相のステータ巻線への通電を順次転流させることで、３相のステータ巻線に交流のＵ相電流、Ｖ相電流、及びＷ相電流を通電する。第２電力変換回路部３２は、第２モータ１３の回転に同期がとられた各相のトランジスタ対のオン（導通）／オフ（遮断）駆動によって、第２モータ１３の３相のステータ巻線から出力される３相交流電力を直流電力に変換する。
【００３３】
第３電力変換回路部３３は、電圧コントロールユニット（ＶＣＵ）である。第３電力変換回路部３３は、対を成すハイサイドアーム及びローサイドアームのスイッチング素子を備えている。例えば、第３電力変換回路部３３は、ハイサイドアームの第１トランジスタＳ１及びローサイドアームの第２トランジスタＳ２を備えている。
【００３４】
第１トランジスタＳ１は、コレクタが正極バスバーＰＶに接続されてハイサイドアームを構成している。ハイサイドアームの正極バスバーＰＶは、コンデンサユニット２３の正極バスバー５０ｐに接続されている。第２トランジスタＳ２は、エミッタが負極バスバーＮＶに接続されてローサイドアームを構成している。ローサイドアームの負極バスバーＮＶは、コンデンサユニット２３の負極バスバー５０ｎに接続されている。コンデンサユニット２３の負極バスバー５０ｎは、第１バッテリ１１の負極端子ＮＢに接続されている。ハイサイドアームの第１トランジスタＳ１のエミッタはローサイドアームの第２トランジスタＳ２のコレクタに接続されている。第３電力変換回路部３３は、第１トランジスタＳ１及び第２トランジスタＳ２の各々のコレクタ−エミッタ間においてエミッタからコレクタに向けて順方向となるように接続されるダイオードを備えている。
【００３５】
ハイサイドアームの第１トランジスタＳ１とローサイドアームの第２トランジスタＳ２との接続点を形成する第３バスバー５３は、リアクトル２２に接続されている。リアクトル２２の両端は、第１トランジスタＳ１及び第２トランジスタＳ２の接続点と、第１バッテリ１１の正極端子ＰＢとに接続されている。リアクトル２２は、コイルと、コイルの温度を検出する温度センサとを備えている。温度センサは、信号線によって電子制御ユニット２８に接続されている。
【００３６】
第３電力変換回路部３３は、ゲートドライブユニット２９から第１トランジスタＳ１及び第２トランジスタＳ２の各々のゲートに入力されるスイッチング指令であるゲート信号に基づき、トランジスタ対のオン（導通）／オフ（遮断）を切り替える。
【００３７】
第３電力変換回路部３３は、昇圧時において、第２トランジスタＳ２がオン（導通）及び第１トランジスタＳ１がオフ（遮断）に設定される第１状態と、第２トランジスタＳ２がオフ（遮断）及び第１トランジスタＳ１がオン（導通）に設定される第２状態とを交互に切り替える。第１状態では、順次、第１バッテリ１１の正極端子ＰＢ、リアクトル２２、第２トランジスタＳ２、第１バッテリ１１の負極端子ＮＢへと電流が流れ、リアクトル２２が直流励磁されて磁気エネルギーが蓄積される。第２状態では、リアクトル２２に流れる電流が遮断されることに起因する磁束の変化を妨げるようにしてリアクトル２２の両端間に起電圧（誘導電圧）が発生する。リアクトル２２に蓄積された磁気エネルギーによる誘導電圧はバッテリ電圧に重畳されて、第１バッテリ１１の端子間電圧よりも高い昇圧電圧が第３電力変換回路部３３の正極バスバーＰＶと負極バスバーＮＶとの間に印加される。
【００３８】
第３電力変換回路部３３は、回生時において、第２状態と、第１状態とを交互に切り替える。第２状態では、順次、第３電力変換回路部３３の正極バスバーＰＶ、第１トランジスタＳ１、リアクトル２２、第１バッテリ１１の正極端子ＰＢへと電流が流れ、リアクトル２２が直流励磁されて磁気エネルギーが蓄積される。第１状態では、リアクトル２２に流れる電流が遮断されることに起因する磁束の変化を妨げるようにしてリアクトル２２の両端間に起電圧（誘導電圧）が発生する。リアクトル２２に蓄積された磁気エネルギーによる誘導電圧は降圧されて、第３電力変換回路部３３の正極バスバーＰＶ及び負極バスバーＮＶ間の電圧よりも低い降圧電圧が第１バッテリ１１の正極端子ＰＢと負極端子ＮＢとの間に印加される。
【００３９】
コンデンサユニット２３は、第１平滑コンデンサ４１と、第２平滑コンデンサ４２と、ノイズフィルタ４３と、を備えている。
【００４０】
第１平滑コンデンサ４１は、第１バッテリ１１の正極端子ＰＢと負極端子ＮＢとの間に接続されている。第１平滑コンデンサ４１は、第３電力変換回路部３３の回生時における第１トランジスタＳ１及び第２トランジスタＳ２のオン／オフの切換動作に伴って発生する電圧変動を平滑化する。
第２平滑コンデンサ４２は、第１電力変換回路部３１及び第２電力変換回路部３２の各々の正極バスバーＰＩ及び負極バスバーＮＩ間、並びに第３電力変換回路部３３の正極バスバーＰＶ及び負極バスバーＮＶ間に接続されている。第２平滑コンデンサ４２は、正極バスバー５０ｐ及び負極バスバー５０ｎを介して、複数の正極バスバーＰＩ及び負極バスバーＮＩ、並びに正極バスバーＰＶ及び負極バスバーＮＶに接続されている。第２平滑コンデンサ４２は、第１電力変換回路部３１及び第２電力変換回路部３２の各々の各トランジスタＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬのオン／オフの切換動作に伴って発生する電圧変動を平滑化する。第２平滑コンデンサ４２は、第３電力変換回路部３３の昇圧時における第１トランジスタＳ１及び第２トランジスタＳ２のオン／オフの切換動作に伴って発生する電圧変動を平滑化する。
【００４１】
ノイズフィルタ４３は、第１電力変換回路部３１及び第２電力変換回路部３２の各々の正極バスバーＰＩ及び負極バスバーＮＩ間、並びに第３電力変換回路部３３の正極バスバーＰＶ及び負極バスバーＮＶ間に接続されている。ノイズフィルタ４３は、直列に接続される２つのコンデンサを備えている。２つのコンデンサの接続点は、車両１０のボディグラウンド等に接続されている。
抵抗器２４は、第１電力変換回路部３１及び第２電力変換回路部３２の各々の正極バスバーＰＩ及び負極バスバーＮＩ間、並びに第３電力変換回路部３３の正極バスバーＰＶ及び負極バスバーＮＶ間に接続されている。
【００４２】
第１電流センサ２５は、第１電力変換回路部３１の各相の接続点ＴＩを成し、第１入出力端子Ｑ１と接続される第１バスバー５１に配置され、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の各々の電流を検出する。第２電流センサ２６は、第２電力変換回路部３２の各相の接続点ＴＩを成すとともに第２入出力端子Ｑ２と接続される第２バスバー５２に配置され、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の各々の電流を検出する。第３電流センサ２７は、第１トランジスタＳ１及び第２トランジスタＳ２の接続点を成すとともにリアクトル２２と接続される第３バスバー５３に配置され、リアクトル２２に流れる電流を検出する。
第１電流センサ２５、第２電流センサ２６、及び第３電流センサ２７の各々は、信号線によって電子制御ユニット２８に接続されている。
【００４３】
電子制御ユニット２８は、第１モータ１２及び第２モータ１３の各々の動作を制御する。例えば、電子制御ユニット２８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサによって所定のプログラムが実行されることにより機能するソフトウェア機能部である。ソフトウェア機能部は、ＣＰＵ等のプロセッサ、プログラムを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）、及びタイマー等の電子回路を備えるＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。なお、電子制御ユニット２８の少なくとも一部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等の集積回路であってもよい。例えば、電子制御ユニット２８は、第１電流センサ２５の電流検出値と第１モータ１２に対するトルク指令値に応じた電流目標値とを用いる電流のフィードバック制御等を実行し、ゲートドライブユニット２９に入力する制御信号を生成する。例えば、電子制御ユニット２８は、第２電流センサ２６の電流検出値と第２モータ１３に対する回生指令値に応じた電流目標値とを用いる電流のフィードバック制御等を実行し、ゲートドライブユニット２９に入力する制御信号を生成する。制御信号は、第１電力変換回路部３１及び第２電力変換回路部３２の各々の各トランジスタＵＨ，ＶＨ，ＷＨ，ＵＬ，ＶＬ，ＷＬをオン（導通）／オフ（遮断）駆動するタイミングを示す信号である。例えば、制御信号は、パルス幅変調された信号等である。
【００４４】
ゲートドライブユニット２９は、電子制御ユニット２８から受け取る制御信号に基づいて、第１電力変換回路部３１及び第２電力変換回路部３２の各々の各トランジスタＵＨ，ＶＨ，ＷＨ，ＵＬ，ＶＬ，ＷＬを実際にオン（導通）／オフ（遮断）駆動するためのゲート信号を生成する。例えば、ゲートドライブユニット２９は、制御信号の増幅及びレベルシフト等を実行して、ゲート信号を生成する。
ゲートドライブユニット２９は、第３電力変換回路部３３の第１トランジスタＳ１及び第２トランジスタＳ２の各々をオン（導通）／オフ（遮断）駆動するためのゲート信号を生成する。例えば、ゲートドライブユニット２９は、第３電力変換回路部３３の昇圧時における昇圧電圧指令又は第３電力変換回路部３３の回生時における降圧電圧指令に応じたデューティー比のゲート信号を生成する。デューティー比は、第１トランジスタＳ１及び第２トランジスタＳ２の比率である。
【００４５】
図２及び図３に示すように、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０は、直流コネクタ１ａを介して第１バッテリ１１の正極端子ＰＢ及び負極端子ＮＢに接続される第１正極バスバー６０ｐ１及び第１負極バスバー６０ｎ１を備えている。ＤＣ−ＤＣコンバータ３０は、第２バッテリ１４の正極端子及び負極端子に接続される第２正極バスバー６０ｐ２及び第２負極バスバー６０ｎ２を備えている。
ＤＣ−ＤＣコンバータ３０は、第１ヒューズ６１と、第１入力コンデンサ６２と、入力フィルタ６３と、第２入力コンデンサ６４と、ブリッジ回路６５と、第１及び第２コンデンサ６６，６７と、トランス６８と、第１及び第２ダイオード６９，７０と、チョークコイル７１と、出力コンデンサ７２と、第２ヒューズ７３と、を備えている。
【００４６】
第１ヒューズ６１は、第１バッテリ１１の正極端子ＰＢ側において第１正極バスバー６０ｐ１に接続されている。第１ヒューズ６１は、例えば短絡等の異常時において過電流を遮断する。
第１入力コンデンサ６２は、第１正極バスバー６０ｐ１及び第１負極バスバー６０ｎ１の間において第１ヒューズ６１に直列に接続されている。第１入力コンデンサ６２は、第１バッテリ１１からの入力電圧を平滑化する。
入力フィルタ６３は、第１入力コンデンサ６２と第２入力コンデンサ６４との間に接続されている。入力フィルタ６３は、例えば、共通のコアを有する２つのチョークコイルから成るコモンモードフィルタである。入力フィルタ６３は、コモンモードのノイズ電流を除去する。
第２入力コンデンサ６４は、ブリッジ回路６５の正極端子６５ｐ及び負極端子６５ｎの間に接続されている。第２入力コンデンサ６４は、ブリッジ回路６５のスイッチング動作に伴って発生する電圧変動を平滑化する。
【００４７】
ブリッジ回路６５は、ブリッジ接続される４つのスイッチング素子を備えている。スイッチング素子は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ等のトランジスタである。ブリッジ回路６５においては、対を成すハイサイドアーム及びローサイドアーム第１トランジスタＱＨ１，ＱＬ１と、対を成すハイサイドアーム及びローサイドアーム第２トランジスタＱＨ２，ＱＬ２とが、それぞれブリッジ接続されている。
ハイサイドアームの各トランジスタＱＨ１，ＱＨ２は、ドレインが正極端子６５ｐに接続されてハイサイドアームを構成している。ローサイドアームの各トランジスタＱＬ１，ＱＬ２は、ソースが負極端子６５ｎに接続されてローサイドアームを構成している。ハイサイドアームの各トランジスタＱＨ１，ＱＨ２のソースは、ローサイドアームの各トランジスタＱＬ１，ＱＬ２のドレインに接続されている。
ブリッジ回路６５は、正極端子６５ｐ及び負極端子６５ｎの間に印加される直流電力を交流電力に変換し、トランス６８の１次側コイル６８ａへの通電を順次転流させることで、１次側コイル６８ａに交流電流を通電する。
【００４８】
第１コンデンサ６６は、ブリッジ回路６５の正極端子６５ｐとボディグラウンドとの間に接続されている。第２コンデンサ６７は、ブリッジ回路６５の負極端子６５ｎとボディグラウンドとの間に接続されている。
【００４９】
トランス６８は、１次側コイル６８ａ及び２次側コイル６８ｂを備えている。
１次側コイル６８ａは、ブリッジ回路６５のハイサイドアーム及びローサイドアーム第１トランジスタＱＨ１，ＱＬ１の接続点と、ブリッジ回路６５のハイサイドアーム及びローサイドアーム第２トランジスタＱＨ２，ＱＬ２の接続点との間に接続されている。
２次側コイル６８ｂは、第１ダイオード６９のアノードと、第２ダイオード７０のアノードとの間に接続されている。２次側コイル６８ｂの中間タップは、第２負極バスバー６０ｎ２に接続されている。
トランス６８は、１次側コイル６８ａの交流電力によって２次側コイル６８ｂに誘導起電力を発生させ、１次側コイル６８ａに印加される電圧を降圧して２次側コイル６８ｂに誘起電圧を発生させる。
【００５０】
第１ダイオード６９及び第２ダイオード７０は、トランス６８の２次側コイル６８ｂの誘導起電力を整流する。第１ダイオード７９及び第２ダイオード８０のカソードは、チョークコイル７１に接続されている。
チョークコイル７１は、第１ダイオード７９及び第２ダイオード８０のカソードと、第２ヒューズ７３との間に接続されている。出力コンデンサ７２は、チョークコイル７１と第２負極バスバー６０ｎ２との間に接続されている。チョークコイル７１及び出力コンデンサ７２は、第２バッテリ１４への出力電圧を平滑化する。
第２ヒューズ７３は、第２バッテリ１４の正極側において第２正極バスバー６０ｐ２に接続されている。第２ヒューズ７３は、例えば短絡等の異常時において過電流を遮断する。
【００５１】
図４は、本発明の実施形態に係る電力変換装置１の一部の構成を示す分解斜視図である。図５は、本発明の実施形態に係る電力変換装置１の一部の構成を図１に示すＹ軸方向から見た図である。図６は、本発明の実施形態に係る電力変換装置１のＤＣ−ＤＣコンバータ３０の一部の構成を示す断面図（図１に示すＹ軸方向に対する断面図）である。
図１、図４、及び図５に示すように、電力変換装置１は、複数の半導体モジュール８１と、電力変換モジュール８２と、複数の冷却体８３と、複数の管状部材８４と、支持部材８５と、接続プレート８６と、ばね部材８７と、カバー８８と、を備えている。
【００５２】
複数の半導体モジュール８１の各々は、例えば、上述した第１、第２、及び第３電力変換回路部３１，３２，３３におけるハイサイドアーム及びローサイドアームのスイッチング素子によって形成される素子列を備えている。
第１電力変換回路部３１において、ハイサイドアーム及びローサイドアームＵ相トランジスタＵＨ，ＵＬは素子列ＰＵ１を形成し、ハイサイドアーム及びローサイドアームＶ相トランジスタＶＨ，ＶＬは素子列ＰＶ１を形成し、ハイサイドアーム及びローサイドアームＷ相トランジスタＷＨ，ＷＬは素子列ＰＷ１を形成している。
第２電力変換回路部３２において、ハイサイドアーム及びローサイドアームＵ相トランジスタＵＨ，ＵＬは素子列ＰＵ２を形成し、ハイサイドアーム及びローサイドアームＶ相トランジスタＶＨ，ＶＬは素子列ＰＶ２を形成し、ハイサイドアーム及びローサイドアームＷ相トランジスタＷＨ，ＷＬは素子列ＰＷ２を形成している。
第３電力変換回路部３３において、ハイサイドアームの第１トランジスタＳ１及びローサイドアームの第２トランジスタＳ２は素子列ＰＳを形成している。
【００５３】
例えば、各半導体モジュール８１において、各素子列ＰＵ１，ＰＶ１，ＰＷ１，ＰＵ２，ＰＶ２，ＰＷ２，ＰＳは、電気的絶縁性の樹脂材料を用いたモールド成型により形成される第１の樹脂モールド体Ｍ１の内部に固定されている。各素子列ＰＵ１，ＰＶ１，ＰＷ１，ＰＵ２，ＰＶ２，ＰＷ２に接続される正極バスバーＰＩ、負極バスバーＮＩ、第１バスバー５１又は第２バスバー５２、及び制御電極７０ａと、素子列ＰＳに接続される正極バスバーＰＶ、負極バスバーＮＶ、第３バスバー５３、及び制御電極７０ｂとは、第１の樹脂モールド体Ｍ１の外部に突出している。各制御電極７０ａ，７０ｂは、各素子列ＰＵ１，ＰＶ１，ＰＷ１，ＰＵ２，ＰＶ２，ＰＷ２，ＰＳのゲートとゲートドライブユニット２９とを接続している。
例えば、各バスバーＰＩ，ＮＩ，ＰＶ，ＮＶ，５１，５２，５３は、第１の樹脂モールド体Ｍ１からＺ軸の負方向に突出し、各制御電極７０ａ，７０ｂは、第１の樹脂モールド体Ｍ１からＺ軸の正方向に突出している。
【００５４】
各半導体モジュール８１において、後述する冷却体８３に接触する冷却面（図示略）は第１の樹脂モールド体Ｍ１の表面から外部に露出している。各半導体モジュール８１の冷却面は、例えば、第１の樹脂モールド体Ｍ１の内部において各素子列ＰＵ１，ＰＶ１，ＰＷ１，ＰＵ２，ＰＶ２，ＰＷ２，ＰＳに接続される絶縁基板に設けられる導電体の表面である。絶縁基板は、例えば、ＤＣＢ（Direct Copper Bonding）基板である。ＤＣＢ基板は、セラミックス基板と、セラミックス基板の厚さ方向の両面に設けられる２つの銅板とを備えている。２つ銅板は、セラミックス基板を厚さ方向の両側から挟み込むとともに、セラミックス基板によって電気的に絶縁されている。
【００５５】
電力変換モジュール８２は、例えば、上述したＤＣ−ＤＣコンバータ３０を構成する全ての電子部品を固定する第２の樹脂モールド体Ｍ２を備えている。第２の樹脂モールド体Ｍ２は、電気的絶縁性の樹脂材料を用いたモールド成型により形成されている。第２の樹脂モールド体Ｍ２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０を構成する全ての電子部品を、樹脂材料によって固定している。ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の第１正極バスバー６０ｐ１及び第１負極バスバー６０ｎ１、第２正極バスバー６０ｐ２及び第２負極バスバー６０ｎ２、並びに制御電極７０ｃは、第２の樹脂モールド体Ｍ２の外部に突出している。制御電極７０ｃは、ブリッジ回路６５の各トランジスタＱＨ１，ＱＬ１，ＱＨ２，ＱＬ２のゲートとゲートドライブユニット２９とを接続している。
例えば、各バスバー６０ｐ１，６０ｎ１，６０ｐ２，６０ｎ２は、第２の樹脂モールド体Ｍ２からＺ軸の負方向に突出し、制御電極７０ｃは、第２の樹脂モールド体Ｍ２からＺ軸の正方向に突出している。
【００５６】
図６に示すように、電力変換モジュール８２において、後述する冷却体８３に接触する冷却面８２ａは第２の樹脂モールド体Ｍ２の表面から外部に露出している。電力変換モジュール８２の冷却面８２ａは、例えば、第２の樹脂モールド体Ｍ２の内部に固定される所定の電子素子に接する冷却板８９の表面である。冷却板８９は、例えば、所定の電子素子が配置されるＤＣＢ基板などの絶縁基板に設けられる導電体（銅板）などである。
【００５７】
電力変換モジュール８２は、例えば、上述したＤＣ−ＤＣコンバータ３０を構成する複数の電子素子のうち、所定の複数の電子素子によって形成される素子列を備えている。所定の複数の電子素子は、例えば、相対的に発熱量が大きい電子素子であって、ブリッジ回路６５の各トランジスタＱＨ１，ＱＬ１，ＱＨ２，ＱＬ２から成るトランジスタモジュールＴＭと、トランス６８と、チョークコイル７１と、などである。トランジスタモジュールＴＭ、トランス６８、及びチョークコイル７１は、素子列ＰＱを形成している。
トランジスタモジュールＴＭ、トランス６８、及びチョークコイル７１は、図６に示すＸ軸方向（後述する積層方向）から見て、互いに重ならないように、及びＸ軸方向と直交するＹ軸方向に並ぶように配置されている。トランジスタモジュールＴＭ、トランス６８、及びチョークコイル７１は、Ｙ軸方向から見て、Ｘ軸方向に互いにずれた位置に配置されている。例えば、トランジスタモジュールＴＭは相対的にＸ軸の正方向側にずれた位置に配置され、第１の冷却板８９（８９ａ）に接続されている。トランス６８及びチョークコイル７１は、相対的にＸ軸の負方向側にずれた位置に配置され、第２の冷却板８９（８９ｂ）に接続されている。
【００５８】
第１の冷却板８９ａ及び第２の冷却板８９ｂは、Ｘ軸方向において、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０を構成する複数の電子素子の各々を間に挟んで、相互の反対側（つまり、Ｘ軸方向における各電子素子の両側）に配置されている。第１の冷却板８９ａは、Ｘ軸の正方向側における電力変換モジュール８２の端部に配置され、第２の樹脂モールド体Ｍ２の表面（第１端面Ｍ２Ａ）から外部に露出する表面（つまり冷却面８２ａ）を備えている。第２の冷却板８９ｂは、Ｘ軸の負方向側における電力変換モジュール８２の端部に配置され、第２の樹脂モールド体Ｍ２の表面（第２端面Ｍ２Ｂ）から外部に露出する表面（つまり冷却面８２ａ）を備えている。
【００５９】
図１、図４、図５、及び図６に示すように、複数の冷却体８３の各々の外形は、例えば、矩形箱型に形成されている。各冷却体８３の内部には、冷媒が流通する冷媒流路８３ａが形成されている。複数の冷却体８３の各々は、複数の管状部材８４（例えば、冷媒供給管８４ａ及び冷媒排出管８４ｂ）によって積層方向（Ｘ軸方向）に接続されている。各冷却体８３の冷媒流路８３ａと、冷媒供給管８４ａ及び冷媒排出管８４ｂの各内部流路ＩＳとは、相互に通じており、冷媒が流通する冷却流路Ｆを形成している。
各冷却体８３は、各半導体モジュール８１又は電力変換モジュール８２が搭載される搭載面を備えている。各冷却体８３は、厚さ方向における搭載面の反対側の内面（つまり、冷媒流路８３ａを形成する壁面の一部）上にヒートシンクとして機能する複数のフィン（図示略）を備えている。
【００６０】
複数の半導体モジュール８１及び複数の冷却体８３は、Ｘ軸方向に交互に積層されて積層体９０を形成している。複数の冷却体８３を積層方向（Ｘ軸方向）に接続する冷媒供給管８４ａ及び冷媒排出管８４ｂは、積層方向に直交するＹ軸方向において、複数の半導体モジュール８１を間に挟んで、相互の反対側（つまり、Ｙ軸方向における積層体９０の両側）に配置されている。冷媒供給管８４ａ及び冷媒排出管８４ｂは、例えば、Ｘ軸の負方向において、積層体９０の端部を成す冷却体８３の端面８３Ａから外方に向かって突出している。
電力変換モジュール８２は、例えば、積層体９０と一体的に設けられ、Ｘ軸の正方向において、積層体９０の端部を成す冷却体８３の端面８３Ｂに接するように配置されている。Ｘ軸の正方向は、冷媒供給管８４ａの内部流路ＩＳにおける冷媒の流通方向（つまり上流側から下流側に向かう方向）である。電力変換モジュール８２は、積層方向の両側から２つの冷却体８３によって挟み込まれるとともに、積層方向に直交するＹ軸方向において、冷媒供給管８４ａ及び冷媒排出管８４ｂの間に配置されている。電力変換モジュール８２を挟み込む２つの冷却体８３は、積層体９０の冷却体８３と同様に、冷媒供給管８４ａ及び冷媒排出管８４ｂによって積層方向に接続されている。
【００６１】
支持部材８５は、積層体９０と、積層体９０と一体的に設けられる電力変換モジュール８２及び冷却体８３と、を支持する。支持部材８５の外形は、例えば、矩形枠状に形成されている。支持部材８５は、Ｘ軸方向に離れて配置されるとともにＹ軸方向に平行な第１端部９１及び第２端部９２と、Ｙ軸方向に離れて配置されるとともにＸ軸方向に平行な第３端部９３及び第４端部９４とが、一体的に配置されることによって、矩形枠状に形成されている。支持部材８５は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交するＺ軸方向の両端部に、支持部材８５の内側の貫通孔に通じてＺ軸方向に向かって開口する第１開口部８５ａ及び第２開口部８５ｂが設けられている。
【００６２】
支持部材８５の第１端部９１には、Ｘ軸方向から見て積層体９０並びに電力変換モジュール８２及び冷却体８３の少なくとも一部を外部に露出させるように、Ｘ軸方向から見て積層体９０並びに電力変換モジュール８２及び冷却体８３と重なる位置に第１開放部９１ａが形成されている。例えば、第１開放部９１ａは、第１端部９１のＺ軸方向の端面上におけるＹ軸方向の中央部からＺ軸方向の内方（つまり支持部材８５の厚さ方向）に向かって切り欠かれることによって形成されている切り欠き形状の空間である。
第１開放部９１ａには、後述する接続プレート８６と、ばね部材８７と、カバー８８の一部とが配置されている。
【００６３】
支持部材８５の第２端部９２には、積層体９０から突出する冷媒供給管８４ａ及び冷媒排出管８４ｂが配置される２つの第２開放部９２ａ，９２ａが形成されている。例えば、各第２開放部９２ａは、第２端部９２のＺ軸方向の端面上におけるＹ軸方向に離れた２つの位置（つまり、Ｘ軸方向から見て冷媒供給管８４ａ及び冷媒排出管８４ｂの各々に重なる位置）からＺ軸方向の内方（つまり支持部材８５の厚さ方向）に向かって切り欠かれることによって形成されている切り欠き形状の空間である。
【００６４】
支持部材８５の第３端部９３及び第４端部９４の各々には、Ｙ軸方向から見て積層体９０並びに電力変換モジュール８２及び冷却体８３の少なくとも一部を外部に露出させるように、Ｙ軸方向から見て積層体９０並びに電力変換モジュール８２及び冷却体８３と重なる位置に第３開放部９３ａ及び第４開放部９４ａの各々が形成されている。例えば、第３開放部９３ａ及び第４開放部９４ａの各々は、第３端部９３及び第４端部９４の各々のＺ軸方向の端面上におけるＸ軸方向の中央部からＺ軸方向の内方（つまり支持部材８５の厚さ方向）に向かって切り欠かれることによって形成されている切り欠き形状の空間である。
【００６５】
接続プレート８６は、支持部材８５の第１端部９１の第１開放部９１ａに配置され、例えば、電力変換モジュール８２に対してＸ軸の正方向側で接する冷却体８３に積層されている。
ばね部材８７は、支持部材８５の第１端部９１の第１開放部９１ａに配置され、接続プレート８６及びカバー８８によってＸ軸方向（つまり積層方向）の両側から挟み込まれている。例えば、ばね部材８７の外形は、自然状態においてＸ軸方向に湾曲する板状に形成されている。ばね部材８７は、Ｙ軸方向Ｄの中央部が接続プレート８６に接触した状態で両端部がカバー８８によってＸ軸の負方向に冷却体８３に向かって押し込まれるように弾性変形している。弾性変形しているばね部材８７は、Ｙ軸方向の中央部においてＸ軸の負方向に向かう復元力によって、接続プレート８６、冷却体８３、電力変換モジュール８２、及び積層体９０を、支持部材８５の第２端部９２に押し込むように弾性的に支持している。
カバー８８は、支持部材８５の第１端部９１に固定されるＹ軸方向の両端部と、第１端部９１の第１開放部９１ａに配置されるようにＸ軸の負方向に突出する中央部と、を備えている。カバー８８の中央部は、第１開放部９１ａにおいて、ばね部材８７のＹ軸方向の両端部をＸ軸の負方向に冷却体８３に向かって押し込んでいる。
【００６６】
上述したように、本実施形態の電力変換装置１によれば、電力変換モジュール８２は、複数の半導体モジュール８１と同様に、積層方向の両側から冷却体８３によって冷却されるので、構成の複雑化及び大型化を抑制しながら、所望の冷却性能を確保することができる。さらに、支持部材８５によって積層体９０及び電力変換モジュール８２の両方を支持するので、複数の冷却体８３及び複数の管状部材８４に加えて構成が複雑化することを抑制しながら、複数の半導体モジュール８１及び電力変換モジュール８２を適正に冷却することができる。
【００６７】
さらに、支持部材８５には、Ｚ軸方向に向かって開口する第１開口部８５ａ及び第２開口部８５ｂが設けられているので、複数の半導体モジュール８１及び電力変換モジュール８２の各バスバーＰＩ，ＮＩ，ＰＶ，ＮＶ，５１，５２，５３，６０ｐ１，６０ｎ１，６０ｐ２，６０ｎ２及び各制御電極７０ａ，７０ｂ，７０ｃを、各開口部８５ａ，８５ｂを通して突出させることができる。各バスバーＰＩ，ＮＩ，ＰＶ，ＮＶ，５１，５２，５３，６０ｐ１，６０ｎ１，６０ｐ２，６０ｎ２は、所定の組み合わせで積層方向に並んだ状態で同じ方向（例えば、Ｚ軸の負方向）に突出するので、相互の接続又は外部の機器との接続などにおいて溶接などの接合作業を行う場合であっても、作業効率を向上させることができる。また、各制御電極７０ａ，７０ｂ，７０ｃは、同じ方向（例えば、Ｚ軸の正方向）に突出するので、ゲートドライブユニット２９などの機器との接続作業を効率的に行うことができる。
また、例えば、支持部材８５に第１開口部８５ａ及び第２開口部８５ｂが形成されていない場合に比べて、支持部材８５を軽量化することができる。
【００６８】
さらに、電力変換モジュール８２において、トランジスタモジュールＴＭ、トランス６８、及びチョークコイル７１などの相対的に発熱量が大きい電子素子は、Ｘ軸方向（積層方向）から見て、互いに重ならないように、及びＸ軸方向と直交するＹ軸方向に並ぶように配置されている。これにより、複数の電子素子における各々の発熱によって相互に温度上昇が助長されてしまうことを抑制し、電力変換モジュール８２を積層方向の両側から挟み込む複数の冷却体８３による冷却効率を向上させることができる。
さらに、電力変換モジュール８２において、トランジスタモジュールＴＭ、トランス６８、及びチョークコイル７１などの相対的に発熱量が大きい電子素子は、Ｙ軸方向から見て、積層方向に互いにずれた位置に配置されている。これにより、電力変換モジュール８２を積層方向の両側から挟み込む冷却体８３の何れかに複数の電子素子の発熱が集中することを抑制し、冷却体８３による冷却効率を向上させることができる。
【００６９】
さらに、電力変換モジュール８２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０を構成する全ての電子部品を固定する第２の樹脂モールド体Ｍ２を備えるので、不純物の侵入を抑制するとともに、ブリッジ回路６５のスイッチング動作に伴う放射ノイズの外部への伝搬を抑制することができる。
さらに、電力変換モジュール８２において、冷却体８３に接触する冷却面８２ａは第２の樹脂モールド体Ｍ２の表面から外部に露出しているので、冷却体８３による冷却効率を向上させることができる。
さらに、電力変換モジュール８２において、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０を構成する複数の電子素子の各々を間に挟んで積層方向の両側に配置される第１及び第２の冷却板８９ａ，８９ｂを備えるので、電力変換モジュール８２の内部における複数の電子素子の各々に対する熱伝導性（つまり放熱性）を向上させることができる。
【００７０】
以下、実施形態の変形例について説明する。
上述した実施形態において、電力変換モジュール８２に備えられる複数の冷却板８９の各々における積層方向の厚さは、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０を構成する複数の電子素子の各々における積層方向の厚さ及び位置に応じて形成されてもよい。図７は、本発明の実施形態の第１変形例に係る電力変換装置１のＤＣ−ＤＣコンバータ３０の一部の構成を示す断面図（図１に示すＹ軸方向に対する断面図）である。
【００７１】
第１変形例に係る電力変換装置１の電力変換モジュール８２において、第１及び第２の冷却板８９ａ，８９ｂの各々は、積層方向に所定の電子素子に向かって突出する突出部を備えている。所定の電子素子は、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０を構成する複数の電子素子のうち、相対的に発熱量が大きい電子素子であって、素子列ＰＱを構成するトランジスタモジュールＴＭ、トランス６８、及びチョークコイル７１などである。
例えば、第１の冷却板８９ａは、Ｘ軸の負方向にトランジスタモジュールＴＭ、トランス６８、及びチョークコイル７１の各々に向かって突出する第１、第２、及び第３突出部９５ａ，９５ｂ，９５ｃを備えている。例えば、第２の冷却板８９ｂは、Ｘ軸の正方向にトランジスタモジュールＴＭ、トランス６８、及びチョークコイル７１の各々に向かって突出する第４、第５、及び第６突出部９６ａ，９６ｂ，９６ｃを備えている。
【００７２】
第１及び第４突出部９５ａ，９６ａの積層方向の厚さは、電力変換モジュール８２内におけるトランジスタモジュールＴＭの積層方向の厚さ及び位置に応じて形成されている。第１及び第４突出部９５ａ，９６ａの積層方向の厚さは、電力変換モジュール８２内におけるトランス６８の積層方向の厚さ及び位置に応じて形成されている。第３及び第６突出部９５ｃ，９６ｃの積層方向の厚さは、電力変換モジュール８２内におけるチョークコイル７１の積層方向の厚さ及び位置に応じて形成されている。
例えば、トランジスタモジュールＴＭ、トランス６８、及びチョークコイル７１の各々は、電力変換モジュール８２内における積層方向の中央部に配置され、第１、第２、及び第３突出部９５ａ，９５ｂ，９５ｃの各々に接続されている。トランジスタモジュールＴＭ、トランス６８、及びチョークコイル７１の各々は、積層方向において、第４、第５、及び第６突出部９６ａ，９６ｂ，９６ｃの各々との間に所定の間隔を置いて配置されている。
電力変換モジュール８２は、トランジスタモジュールＴＭ、トランス６８、及びチョークコイル７１の各々と第４、第５、及び第６突出部９６ａ，９６ｂ，９６ｃの各々との間に配置される熱伝導性の弾性部材９７を備えている。弾性部材９７は、例えば、金属材料から成る板ばねなどである。弾性部材９７は、積層方向に伸縮可能に弾性変形して、トランジスタモジュールＴＭ、トランス６８、及びチョークコイル７１の各々と第４、第５、及び第６突出部９６ａ，９６ｂ，９６ｃの各々とに接触している。弾性変形状態の弾性部材９７は、積層方向の復元力によって、トランジスタモジュールＴＭ、トランス６８、及びチョークコイル７１の各々をＸ軸の正方向に第１、第２、及び第３突出部９５ａ，９５ｂ，９５ｃの各々に向かって押し込む。
【００７３】
この第１変形例によれば、各突出部９５ａ，９５ｂ，９５ｃ，９６ａ，９６ｂ，９６ｃの積層方向の厚さが、トランジスタモジュールＴＭ、トランス６８、及びチョークコイル７１の各々の厚さ及び位置に応じて適正化されることにより、電力変換モジュール８２の内部における熱伝導性の低下を抑制することができる。また、トランジスタモジュールＴＭ、トランス６８、及びチョークコイル７１の各々における熱的な状態（例えば、発熱量、冷却体８３との間の熱伝導性など）に応じて、第１及び第２の冷却板８９ａ，８９ｂの各々の厚さを適切に形成することができる。
【００７４】
さらに、トランジスタモジュールＴＭ、トランス６８、及びチョークコイル７１の各々と第４、第５、及び第６突出部９６ａ，９６ｂ，９６ｃの各々との間に配置される熱伝導性の弾性部材９７を備えるので、電力変換モジュール８２の内部における熱伝導性が低下することを抑制することができる。熱伝導性の弾性部材９７は積層方向に弾性変形するので、電力変換モジュール８２の内部の積層方向におけるトランジスタモジュールＴＭ、トランス６８、及びチョークコイル７１の各々の位置の誤差が増大することを抑制することができる。
【００７５】
なお、上述した実施形態において、第２の樹脂モールド体Ｍ２の表面（第１端面Ｍ２Ａ又は第２端面Ｍ２Ｂ）から外部に露出する冷却面８２ａは、第１の冷却板８９ａ又は第２の冷却板８９ｂの表面であるとしたが、これに限定されない。
例えば、冷却面８２ａは、積層方向における電力変換モジュール８２の端部に配置される所定の電子素子の表面であってもよい。図８は、本発明の実施形態の第２変形例に係る電力変換装置１のＤＣ−ＤＣコンバータ３０の一部の構成を示す断面図（図１に示すＹ軸方向に対する断面図）である。
【００７６】
第２変形例に係る電力変換装置１の電力変換モジュール８２において、第１及び第２の冷却板８９ａ，８９ｂの各々は、積層方向に所定の電子素子に向かって突出する突出部を備えている。所定の電子素子は、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０を構成する複数の電子素子のうち、相対的に発熱量が大きいとともに、相対的に小さな電子素子であって、素子列ＰＱを構成するトランジスタモジュールＴＭなどである。
例えば、第１の冷却板８９ａは、Ｘ軸の負方向にトランジスタモジュールＴＭに向かって突出する第１突出部９５ａを備えている。第２の冷却板８９ｂは、Ｘ軸の正方向にトランジスタモジュールＴＭに向かって突出する第４突出部９６ａを備えている。第１及び第４突出部９５ａ，９６ａの積層方向の厚さは、電力変換モジュール８２内におけるトランジスタモジュールＴＭの積層方向の厚さ及び位置に応じて形成されている。
例えば、トランジスタモジュールＴＭは、電力変換モジュール８２内における積層方向の中央部に配置され、第１突出部９５ａに接続されている。トランジスタモジュールＴＭは、積層方向において、第４突出部９６ａとの間に所定の間隔を置いて配置されている。
電力変換モジュール８２は、トランジスタモジュールＴＭと第４突出部９６ａとの間に配置される熱伝導性の弾性部材９７を備えている。弾性部材９７は、例えば、金属材料から成る板ばねなどである。弾性部材９７は、積層方向に伸縮可能に弾性変形して、トランジスタモジュールＴＭと第４突出部９６ａとに接触している。弾性変形状態の弾性部材９７は、積層方向の復元力によって、トランジスタモジュールＴＭをＸ軸の正方向に第１突出部９５ａに向かって押し込む。
【００７７】
ＤＣ−ＤＣコンバータ３０を構成する複数の電子素子のうち、相対的に発熱量が大きいとともに、相対的に大きな電子素子は、第２の樹脂モールド体Ｍ２の表面（第１端面Ｍ２Ａ又は第２端面Ｍ２Ｂ）から外部に露出する表面を有している。例えば、トランス６８は、Ｘ軸方向の両端面６８Ａ，６８Ｂを、冷却面８２ａとして、第２の樹脂モールド体Ｍ２の表面（第１端面Ｍ２Ａ又は第２端面Ｍ２Ｂ）から外部に露出させている。例えば、チョークコイル７１は、Ｘ軸方向の両端面７１Ａ，７１Ｂを、冷却面８２ａとして、第２の樹脂モールド体Ｍ２の表面（第１端面Ｍ２Ａ又は第２端面Ｍ２Ｂ）から外部に露出させている。
【００７８】
この第２変形例によれば、相対的に発熱量が大きい大型の電子素子は、冷却体８３によって直接に冷却されるので、冷却効率を向上させることができる。
【００７９】
なお、上述した実施形態において、電力変換装置１は車両１０に搭載されるとしたが、これに限定されず、他の機器に搭載されてもよい。
【００８０】
本発明の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００８１】
１…電力変換装置、１０…車両、１１…第１バッテリ、１２…第１モータ、１３…第２モータ、１４…第２バッテリ、２１…パワーモジュール、２２…リアクトル、２９…ゲートドライブユニット、３０…ＤＣ−ＤＣコンバータ、３１…第１電力変換回路部（電力変換回路）、３２…第２電力変換回路部（電力変換回路）、３３…第３電力変換回路部（電力変換回路）、６０ｐ１…第１正極バスバー、６０ｎ１…第１負極バスバー、６０ｐ２…第２正極バスバー、６０ｎ２…第２負極バスバー、６８…トランス（電子素子）、７１…チョークコイル（電子素子）、８１…半導体モジュール、８２…電力変換モジュール、８２ａ…冷却面（露出部）、８３…冷却体、８３ａ…冷媒流路（流路）、８４ａ…冷媒供給管、８４ｂ…冷媒排出管、８５…支持部材、８９ａ…第１の冷却板、８９ｂ…第２の冷却板、９０…積層体、９７…弾性部材、Ｍ２…第２の樹脂モールド体（封止体）、Ｍ２Ａ…第１端面、Ｍ２Ｂ…第２端面、ＮＩ，ＮＶ…負極バスバー、ＰＩ，ＰＶ…正極バスバー、ＰＵ１，ＰＶ１，ＰＷ１，ＰＵ２，ＰＶ２，ＰＷ２，ＰＳ，ＰＱ…素子列、ＴＭ…トランジスタモジュール（電子素子）、ＵＨ，ＶＨ，ＷＨ，Ｓ１…ハイサイドアームの各トランジスタ（スイッチング素子）、ＵＬ，ＶＬ，ＷＬ，Ｓ２…ローサイドアームの各トランジスタ（スイッチング素子）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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