專利名稱：能量轉(zhuǎn)換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能量轉(zhuǎn)換裝置，其中，構(gòu)成能量轉(zhuǎn)換電路的電子部件和用于冷卻 電子部件中的至少一部分的冷卻器容納在能量轉(zhuǎn)換裝置的殼體內(nèi)。
背景技術(shù)：
電動車輛或混合動力車輛裝備有能量轉(zhuǎn)換裝置，比如逆變器或變流器，將源能量 轉(zhuǎn)換為用于驅(qū)動馬達(dá)的驅(qū)動能量。如圖41所示，這種能量轉(zhuǎn)換裝置9包括各種電子部件， 電子部件包括半導(dǎo)體模塊921和電容器922，每個半導(dǎo)體模塊921中結(jié)合有開關(guān)元件。電子 部件構(gòu)成能量轉(zhuǎn)換電路。比如，參考日本專利申請公開No. 2009-159767。為了防止半導(dǎo)體 模塊921的溫度過分升高，冷卻器93布置為與半導(dǎo)體模塊921接觸。能量轉(zhuǎn)換裝置9還包括控制電路板96，用于控制半導(dǎo)體模塊921的控制電路形成 在控制電路板96上。包括半導(dǎo)體模塊921、冷卻器93和控制電路板96在內(nèi)的電子部件固定到殼體94 上，并密封在殼體94內(nèi)。因此，如果殼體94的剛性不足夠，固定到殼體94上的電子部件由于施加于其上的 外力可能會有相當(dāng)大的振動，引起電線的破壞或電子部件的故障。當(dāng)能量轉(zhuǎn)換裝置9位于車輛的機艙內(nèi)時，殼體94由于急劇的溫度變化可能發(fā)生相 當(dāng)大的膨脹或收縮。這種情況下，由于部件直接固定到殼體94上，因此部件可能由于施加 于其上的熱應(yīng)力而失效。能量轉(zhuǎn)換裝置9的殼體94由箱體940、底蓋941和頂蓋942構(gòu)成。因此，殼體94 具有兩個大的密封面，兩個大的密封面需要是不透水的。從而，由于殼體94必須設(shè)置很多 密封件，因此，能量轉(zhuǎn)換裝置9的制造成本是沒有優(yōu)勢的。另外，由于底蓋941和頂蓋942必須拆除以用于維護(hù)工作，因此能量轉(zhuǎn)換裝置9的 可維護(hù)性在這種情況下是不夠好的。如果殼體94由底部箱體和頂蓋構(gòu)成，那么，殼體94可 能僅具有一個密封面。但是，這種情況下，殼體94的可維護(hù)性和剛性可能變得更差。另外，由于直接固定到殼體94上的電子部件——比如電容器922——的振動可通 過殼體94傳遞到車身，車輛客艙中可能產(chǎn)生使人不愉快的振動噪音。相反地，由于發(fā)動機 的振動能夠通過殼體94傳遞到電子部件，因此可能發(fā)生電線破壞或故障。另外，由于用于與外部設(shè)備連接的能量轉(zhuǎn)換裝置的連接裝置的位置必須根據(jù)能量 轉(zhuǎn)換裝置所布置的空間(比如機艙)的形狀和結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，因此，為了把能量轉(zhuǎn)換裝置安 裝到車輛上，必須根據(jù)車型改變能量轉(zhuǎn)換裝置的外部形狀。因此，其中電子部件和冷卻器直 接組裝到殼體上的這種類型的能量轉(zhuǎn)換裝置需要改變其內(nèi)部布局。這使得難以提高生產(chǎn) 率，并且難以降低制造成本。 冷卻器93包括冷卻劑引入管和冷卻劑排出管(未示出)，所述冷卻劑引入管將冷 卻劑引入冷卻器93，所述冷卻劑排出管排出冷卻劑。冷卻劑引入管和冷卻劑排出管需要從 能量轉(zhuǎn)換裝置9突出，并與安裝在車輛的機艙或類似裝置(安裝部)中的冷卻劑管連接。因此，需要精確地執(zhí)行將能量轉(zhuǎn)換裝置9定位到安裝部上。但是，當(dāng)冷卻劑引入管和冷卻劑排 出管的位置或突出方向關(guān)于能量轉(zhuǎn)換裝置9 (殼體94)移位時，無論能量轉(zhuǎn)換裝置9如何精 確地定位在安裝部上，冷卻劑引入管和冷卻劑排出管也難以與機艙內(nèi)的冷卻劑管連接。另 夕卜，當(dāng)強制將冷卻劑引入管和冷卻劑排出管連接到冷卻劑管上時，冷卻劑引入管和冷卻劑 排出管與冷卻劑管周圍的部件干涉，這使得難以安裝能量轉(zhuǎn)換裝置9。

發(fā)明內(nèi)容
實施例提供一種能量轉(zhuǎn)換裝置，該能量轉(zhuǎn)換裝置能夠減小施加到其電子部件上的 外力，同時提高其殼體的剛性，該能量轉(zhuǎn)換裝置具有優(yōu)良的可維護(hù)性，能夠有效地安裝并且 制造成本低。作為實施例的一個方面，一種能量轉(zhuǎn)換裝置，包括構(gòu)成能量轉(zhuǎn)換電路的電子部 件；用于冷卻電子部件中的至少一部分的冷卻器；和容納電子部件和冷卻器的殼體；其中， 所述電子部件中的至少一部分和冷卻器作為內(nèi)部單元固定并結(jié)合到框架上，內(nèi)部單元通過 框架固定在殼體內(nèi)，框架具有使得構(gòu)成內(nèi)部單元的所述電子部件中的至少一部分由框架包 圍的形狀，并包括第一壁部分以及從第一壁部分的兩側(cè)伸出的第二壁部分和第三壁部分， 冷卻器包括將冷卻劑引入冷卻器內(nèi)的冷卻劑引入管和將冷卻劑從冷卻器排出的冷卻劑排 出管，冷卻劑引入管和冷卻劑排出管從框架向外突出，第一壁部分到第三壁部分包括支撐 壁部分和框架壁部分，支撐壁部分支撐冷卻劑引入管和冷卻劑排出管中的至少一個，框架 壁部分不支撐冷卻劑引入管和冷卻劑排出管，并且，支撐壁部分的厚度大于框架壁部分的 厚度。


在附圖中圖1是根據(jù)第一實施例的能量轉(zhuǎn)換裝置的示意性的說明性剖視圖；圖2是根據(jù)第一實施例的能量轉(zhuǎn)換裝置的框架的俯視圖；圖3是根據(jù)第一實施例的能量轉(zhuǎn)換裝置的框架的仰視圖；圖4是圖2沿線A-A (或a-a)的橫截面圖；圖5是圖2沿線B-B的橫截面圖；圖6是第一實施例的框架的主視圖；圖7是第一實施例的框架的俯視圖，層疊體、接線盒以及類似部件組裝到該框架 上；圖8是第一實施例的框架的俯視圖，該框架上還組裝有母線組件；圖9是從圖8的箭頭C的方向看到的框架的視圖；圖10是圖7沿線D-D的橫截面圖；圖11是第一實施例的框架的俯視圖，該框架上還組裝有電容器；圖12是從圖11的箭頭E的方向看到的框架的視圖；圖13是第一實施例的框架的俯視圖，即，第一實施例的內(nèi)部單元的俯視圖，該框 架上還組裝有控制電路板；圖14是第一實施例的內(nèi)部單元的主視圖15是第一實施例的內(nèi)部單元的側(cè)視圖；圖16是容納在第一實施例的殼體內(nèi)的內(nèi)部單元的俯視圖；圖17是圖16沿線F-F的橫截面圖；圖18是圖16沿線G-G的橫截面圖；圖19是根據(jù)第一實施例的能量轉(zhuǎn)換裝置沿圖16的線G-G看的橫截面圖；圖20是根據(jù)第二實施例的能量轉(zhuǎn)換裝置的橫截面圖；圖21是根據(jù)第二實施例的能量轉(zhuǎn)換裝置在組裝蓋體之前的俯視圖；圖22是根據(jù)第二實施例的能量轉(zhuǎn)換裝置的內(nèi)部單元的側(cè)視圖；圖23是第二實施例的內(nèi)部單元的仰視圖；圖24是根據(jù)第二實施例的能量轉(zhuǎn)換裝置的框架的主視圖；圖25是第二實施例的框架的俯視圖；圖26是第二實施例的框架的仰視圖；圖27是根據(jù)第三實施例的能量轉(zhuǎn)換裝置的內(nèi)部單元的俯視圖；圖28是圖27沿線H-H的橫截面圖；圖29是第三實施例的內(nèi)部單元的主視圖；圖30是根據(jù)第三實施例的用于具有V形凹部的管的凹形部的立體圖；圖31是根據(jù)第三實施例的用于具有U形凹部的管的凹形部的立體圖；圖32是示出根據(jù)第三實施例的通過夾緊構(gòu)件保持冷卻劑引入管的狀態(tài)的橫截面 圖；圖33是根據(jù)第三實施例的凹形部、以及靠近凹形部設(shè)置的螺紋孔和被接合部的 立體圖；圖34是根據(jù)第四實施例的內(nèi)部單元的俯視圖；圖35是第四實施例的框架的俯視圖；圖36是根據(jù)第五實施例的內(nèi)部單元的俯視圖；圖37是根據(jù)第五實施例的具有肋的H形壁部分的立體圖；圖38是根據(jù)第五實施例的其中固定有控制電路板的內(nèi)部單元的俯視圖；圖39是根據(jù)第六實施例的內(nèi)部單元的俯視圖；圖40是根據(jù)第七實施例的內(nèi)部單元的俯視圖；以及 圖41是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的能量轉(zhuǎn)換裝置的橫截面圖。
具體實施例方式參照附圖，以下說明實施例。為了略去不必要的說明，在整個附圖中，彼此相同或 類似的部件給予相同的數(shù)字。(第一實施例)參照圖1至19說明根據(jù)第一實施例的能量轉(zhuǎn)換裝置。如圖1所示，本實施例的能量轉(zhuǎn)換裝置1由電子部件(半導(dǎo)體模塊21、電容器22 及類似元器件)、冷卻器3和殼體4構(gòu)成，電子部件構(gòu)成能量轉(zhuǎn)換電路，冷卻器3用于冷卻電 子部件中的至少一部分(本實施例中的半導(dǎo)體模塊21)，殼體4容納電子部件和冷卻器3。半導(dǎo)體模塊21和冷卻器3固定并結(jié)合到框架5上，以構(gòu)成內(nèi)部單元10。內(nèi)部單元10固定到 殼體4上，并密封在殼體4內(nèi)。如圖16至18所示，內(nèi)部單元10通過框架5固定到殼體4上?？蚣?由導(dǎo)電材料 制成，并形成為從全部四面包圍構(gòu)成內(nèi)部單元10的半導(dǎo)體模塊21的形狀?？蚣?可以為 金屬成形體，所述金屬比如是鋁或鋼或合金。此外，殼體4可以為金屬成形體，所述金屬比 如是鋁或鋼或合金。每個半導(dǎo)體模塊21其中結(jié)合有開關(guān)元件，比如IGBTs (絕緣柵雙極晶體管)或 MOSFETs (金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)。每個半導(dǎo)體模塊21由主體部分211、主電極 端子212和控制端子213構(gòu)成，主體部分211中的開關(guān)元件是樹脂模制的。主電極端子212 和控制端子213沿相反的方向從主體部分211伸出?？煽仉娫赐ㄟ^主電極端子212輸入每 個半導(dǎo)體模塊21或從每個半導(dǎo)體模塊21輸出。用于控制開關(guān)元件的控制電流通過控制端 子213輸入至每個半導(dǎo)體模塊212。如圖7和10所示，冷卻器3包括冷卻管31，每個冷卻管中具有冷卻通道。內(nèi)部單 元10中結(jié)合有層疊體11，冷卻管31和半導(dǎo)體模塊21交替層疊在層疊體11中。每個半導(dǎo) 體模塊21在其兩個主表面處保持在冷卻管31之間。每相鄰的兩個冷卻管31之間布置有 兩個半導(dǎo)體模塊21。如圖7所示，冷卻管31沿其垂直于層疊方向X的縱向(可稱為“橫向Y”)延伸。 每相鄰的兩個冷卻管31在其兩端通過可變形連接管32相連。冷卻器3包括冷卻劑引入管 331和冷卻劑排出管332，所述冷卻劑引入管331和冷卻劑排出管332分別連接到定位在層 疊體11的沿層疊方向X的一端處的冷卻管31的沿橫向Y的兩端。因此，從冷卻劑引入管331引入的冷卻劑沿縱向(橫向Y)擴(kuò)散，同時穿過連接管 32以分配到相應(yīng)的冷卻管31。冷卻劑在流經(jīng)相應(yīng)的冷卻管31的同時與半導(dǎo)體模塊21進(jìn) 行熱交換。具有通過熱交換升高的溫度的冷卻劑穿過下游側(cè)的連接管32，并從冷卻劑排出 管332排出。作為冷卻劑，可采用天然冷卻劑——比如水和氨、或混合有防凍劑如乙二醇的水； 或碳氟化合物冷卻劑，比如fluorinert ；或氯氟烴冷卻劑，比如HCFC123和HFC134a ；或醇 類冷卻劑，比如甲醇和乙醇；或酮類冷卻劑，比如丙酮。內(nèi)部單元10包括用于沿層疊方向X按壓層疊體11的壓力構(gòu)件12。壓力構(gòu)件12 位于框架5的內(nèi)部部分與層疊體11沿層疊方向X的一端(這一端以下稱為“后端”)之間。 層疊體11在其沿層疊方向X的另一端(以下稱為“前端”)處由框架5的另一個內(nèi)部部分 支撐。壓力構(gòu)件12由向?qū)盈B體11凸?fàn)顝澢钠瑥椈蓸?gòu)成。在壓力構(gòu)件12與層疊體11 之間設(shè)置有平的增強板13，以防止壓力構(gòu)件12的壓緊力局部施加到位于后端的冷卻管31 上，由此防止該冷卻管31變形。支撐銷14保持在壓力構(gòu)件12沿縱向(橫向Y)的兩端中 的每一個與框架5之間。壓力構(gòu)件12在其后側(cè)處由一對支撐銷14支撐?？蚣?包括前壁部分(第一壁部分)52、后壁部分(第四壁部分)53和一對側(cè)壁部 分(第二壁部分和第三壁部分)54，前壁部分52和后壁部分53位于層疊體11沿層疊方向 X的兩側(cè)，一對側(cè)壁部分54在其兩端處連接前壁部分52和后壁部分53。因此，如圖2和3 所示，當(dāng)從垂直于層疊方向X和橫向Y兩者的方向(以下稱為“高度方向Z”)來看時，框架 5基本上為矩形狀。
如圖1至3以及19所示，框架5包括用于將內(nèi)部單元10固定到殼體4上的單元 固定部分51。至少一個單元固定部分51沿層疊方向X位于一對支撐部分(前壁部分52的 內(nèi)表面521和后壁部分53的內(nèi)表面531)中的每一個的外側(cè)，在此，由層疊體11和壓力構(gòu) 件12施加的沿層疊方向X朝向外部的反作用力施加到框架5上。在該實施例中，兩個單元 固定部分位于內(nèi)表面521的外部，另外兩個單元固定部分51位于內(nèi)表面531的外部。
每個單元固定部分51成形為從框架5向外突出，并形成有通孔。通過將螺栓511 插入通孔內(nèi)，并將螺栓511擰入形成在單元支撐部分41的相應(yīng)的一個中的螺紋孔內(nèi)，單元 支撐部分41形成在用于每個單元固定部分41的殼體4的內(nèi)部，能夠?qū)⒖蚣?固定到殼體 4上，由此將內(nèi)部單元10固定到殼體4上。如圖2、4和5所示，前壁部分52和后壁部分53的壁厚tl大于側(cè)壁部分54的壁 厚t2。在此，壁厚tl和t2是在冷卻管31沿層疊方向X或橫向Y凸出的部分處沿層疊方向 X或橫向Y的尺寸。如圖4和10所示，前壁部分52和后壁部分53的每一個的至少一部分形成H形壁 部分55，H形壁部分55具有大致的H形橫截面。H形壁部分55由一對縱向板部分551和 一連接部分552構(gòu)成，一對縱向板部分551垂直于層疊方向X，連接部分552在縱向板部分 551的中心處將這些縱向板部分551連接在一起。如圖2和3所示，每個側(cè)壁部分54的至少一部分形成L形壁部分，L形壁部分具 有大致的L形橫截面。如圖5所示，L形壁部分(側(cè)壁部分54)由主壁部541和向內(nèi)部542 構(gòu)成，主壁部541具有面向框架5的內(nèi)表面的主表面，向內(nèi)部542從主壁部541的一端沿垂 直于層疊方向X的方向向框架5的內(nèi)側(cè)突出。在該實施例中，L形壁部分由整個側(cè)壁部分 54形成。如圖2和7所示，側(cè)壁部分54的向內(nèi)部542在支撐銷14附近比其它部分更向內(nèi)突出?？蚣?在沿高度方向Z的兩側(cè)是敞開的?？蚣?沿高度方向Z貫通。如圖9和10 所示，每個半導(dǎo)體模塊21的主電極端子212和控制端子213分別突出到高度方向Z的一側(cè) (底側(cè))和高度方向Z的另一側(cè)(頂側(cè))。在本申請中，本說明是在假定高度方向Z的底側(cè) 對應(yīng)于主電極端子212突出的方向以及高度方向Z的頂側(cè)對應(yīng)于控制端子213突出的方向 作出的。但是，該假定僅用于說明。同樣，措辭“前”、“后”、“側(cè)”也僅用于說明。如圖1和13至19所示，內(nèi)部單元10包括控制電路板6，用于控制包含在半導(dǎo)體模 塊21內(nèi)的開關(guān)元件的控制電路形成在控制電路板6上。半導(dǎo)體模塊21的控制端子213與 控制電路板6連接。如圖13和14所示，框架5的單元固定部分51比控制電路板6的外緣 更向外地定位。如圖2、14和15所示，框架5設(shè)置有四個板固定部分56，用于將控制電路板6固定 到內(nèi)部單元10上，板固定部分56比單元固定部分51更向內(nèi)地定位。板固定部分56由形成在前壁部分52和后壁部分53的每一個中以便沿高度方向 Z向上突出的兩個凸臺構(gòu)成。如圖13至15所示，每個板固定部分56形成有螺紋孔，螺釘 561插入螺紋孔內(nèi)以在四個位置處把控制電路板6固定到框架5上。如圖14和15所示，內(nèi)部單元10包括電容器22?？蚣?包括用于將電容器22固 定到內(nèi)部單元10上的四個電容器固定部分57。如圖3、11和14所示，電容器固定部分57比單元固定部分51更向內(nèi)地定位。電容器固定部分57由兩個凸臺構(gòu)成，所述兩個凸臺形成在前壁部分52和后壁部 分53的每一個中，以便突出到板固定部分56的相反側(cè)，即，沿高度方向Z向下。每個電容 器固定部分57形成有螺紋孔，螺栓571插入螺紋孔中以在四個位置處把電容器22固定到 框架5上。如圖11至15所示，內(nèi)部單元10包括接線盒7，用于可控電源的輸入和輸出的輸 入/輸出端子71安裝在接線盒7上，用于實現(xiàn)輸入/輸出端子71與外部設(shè)備的端子之間 的連接，外部設(shè)備比如為直流電池和旋轉(zhuǎn)電機。接線盒7由螺栓544固定到兩個支撐臂543上，支撐臂543在側(cè)壁部分54之一內(nèi) 形成為向外突出。輸入/輸出端子71包括一對電容器端子71P和71N以及三個輸出端子71U、71V 和71W，電容器端子7IP和7IN電連接至電容器22的一對電極，輸出端子71U、7IV和7IW電 連接至半導(dǎo)體模塊21的主電極端子212并分別與三相旋轉(zhuǎn)電機的U相、V相和W相連接。輸入/輸出端子71分別形成在在母線的一端，母線的另一端與電容器22或半導(dǎo) 體模塊21連接。這些母線中，分別形成有輸出端子71U、71V和71W的母線70部分地利用樹脂模 制，以形成結(jié)合的母線組件72。如圖3、14和15所示，框架5包括用于固定母線組件72的母線固定部分58。在該 實施例中，母線固定部分58形成在三個位置。三個母線固定部分58中的兩個位于比框架 5的中心更靠近接線盒7的位置。內(nèi)部單元10包括構(gòu)成能量轉(zhuǎn)換電路的所有電子部件。即，能量轉(zhuǎn)換裝置1的所有 電子部件均屬于內(nèi)部單元10，沒有電子部件直接固定到殼體4上。如圖1所示，殼體4由向上開口的箱體40和關(guān)閉箱體40的開口的蓋體400構(gòu)成。 單元支撐部分41與箱體40 —體地形成。箱體40設(shè)置有圍繞開口的外周緣的凸緣部分42。此外，蓋體400設(shè)置有圍繞其外 周緣的凸緣部分420。箱體40和蓋體400聯(lián)接在一起，其中，密封構(gòu)件(未示出)利用螺栓 431和螺母432設(shè)置在箱體的凸緣部分42和蓋體的凸緣420之間。因此，內(nèi)部單元10密封 在殼體4內(nèi)。如圖16和19所示，冷卻劑引入管331和冷卻劑排出管332中每一個與層疊體11 連接(見圖7)，以便部分地從殼體4突出。冷卻劑引入管331和冷卻劑排出管332的每一 個均在其外周緣設(shè)置有環(huán)狀密封墊333。如圖16所示，箱體40形成有兩個凹部(未示出)， 冷卻劑引入管331和冷卻劑排出管332分別穿過兩個凹部。在每個環(huán)狀密封墊333在一個 凹部處裝配到冷卻劑引入管331或冷卻劑排出管332的狀態(tài)下，每個環(huán)狀密封墊333保持 在箱體40與蓋體400之間。因此，殼體4能夠氣密密封，允許冷卻劑引入管331和冷卻劑 排出管332從殼體4向外突出。殼體4還形成有作為電線的通路的通孔和安裝連接器的空間，連接器用于電子部 件和控制電路板6與外部設(shè)備的連接。這些通孔設(shè)置有密封構(gòu)件，以確保殼體4的水密性。 為了裝配具有上述結(jié)構(gòu)的能量轉(zhuǎn)換裝置1，首先組裝內(nèi)部單元10，如圖13至15所 示。接著，內(nèi)部單元10容納并固定在箱體40內(nèi)，如圖16至18所示。最后，通過將蓋體400連接到箱體40上，內(nèi)部單元10密封地封裝在殼體4內(nèi)，如圖1和19所示。為了裝配內(nèi)部單元10，準(zhǔn)備圖2至6所示的框架5。接著，半導(dǎo)體模塊21和冷卻管31交替層疊于其中的層疊體11布置在框架5的內(nèi) 部，如圖7和10所示。另外，在上述步驟之前，冷卻管31通過連接管32聯(lián)接在一起，組裝 包括連接于冷卻器3上的冷卻劑引入管331和冷卻劑排出管332在內(nèi)的冷卻器3。當(dāng)層疊 體11布置在框架5內(nèi)部時，冷卻劑引入管331和冷卻劑排出管332分別設(shè)置在形成在框架 內(nèi)的凹形部522上(見圖2和6)。壓力構(gòu)件12布置在層疊體11的后端與后壁部分53之間。 接下來，通過壓力夾具圍繞壓力構(gòu)件12的兩端向前推動壓力構(gòu)件12，同時使壓力 構(gòu)件12沿層疊方向X彈性地變形以便壓縮層疊體11。當(dāng)壓力構(gòu)件12變形預(yù)定量時，柱形 支撐銷14插入在框架5的后壁部分53與壓力構(gòu)件12的每個端部之間。此后，從壓力構(gòu)件 12移走壓力夾具，同時壓力夾具向后移動，以便使一對支撐銷14進(jìn)入保持在壓力構(gòu)件12與 后壁部分53之間的狀態(tài)。該狀態(tài)還是由于由壓力構(gòu)件12施加的迫壓力而在預(yù)定壓力作用 下沿層疊方向壓縮層疊體11的狀態(tài)。下一步，接線盒7由螺栓544固定到框架5的支撐臂543上，如圖7至9所示。接著，樹脂模制母線組件72固定到框架5上，母線70焊接到半導(dǎo)體模塊21的主 電極端子212上。另外，形成在母線70中的輸入/輸出端子71U、71V和71W設(shè)置在接線盒 7上。母線組件72由螺栓581固定到母線固定部分58上，所述母線固定部分58形成在框 架5中的三個位置處。此后，用于在半導(dǎo)體模塊21與電容器22之間連接的母線700焊接到半導(dǎo)體模塊 21的主電極端子212上，并由螺栓701固定到母線組件72上。接著，如圖11和12所示，電容器22固定到框架5的下側(cè)上。更確切地，電容器22 由螺栓571固定到設(shè)置在框架5中的電容器固定部分57上，一對電容器端子71P和71N布 置在接線盒7上。接著，如圖13至15所示，控制電路板6布置在框架5之上，半導(dǎo)體模塊21的控制 端子213插入并連接到形成在控制電路板6中的通孔內(nèi)。隨后，電路板6由螺釘561固定 到框架5的板固定部分56上。這完成了內(nèi)部單元10的組裝。此后，如圖16至18所示，內(nèi)部單元10固定到箱體40上。更確切地，用作內(nèi)部單元10的外殼的框架5的單元固定部分51設(shè)置在單元支撐 部分41的上表面上，單元支撐部分41形成在箱體40內(nèi)。此時，附裝到冷卻劑引入管331 和冷卻劑排出管332上的環(huán)狀密封墊333分別裝配到形成在箱體40中的凹形部44內(nèi)。在該狀態(tài)中，螺栓511插入形成在單元固定部分51中的通孔內(nèi)，并擰入形成在單 元支撐部分41中的螺紋孔內(nèi)，以將內(nèi)部單元10固定到箱體40上。接下來，如圖1和19所示，蓋體400設(shè)置在箱體40的開口上，密封部件插入蓋體 400與箱體40的開口之間，蓋體400和箱體40在其凸緣部分42和420處通過螺栓431和 螺母432連接在一起。因此，內(nèi)部單元10密封在殼體4內(nèi)。這完成了能量轉(zhuǎn)換裝置1的組裝。注意到，壓力構(gòu)件12可布置在層疊體11的前端與前壁部分52之間。
以下說明該實施例的效果和優(yōu)勢。由于能量轉(zhuǎn)換裝置1具有電子部件(半導(dǎo)體模塊21、電容器22等等)和冷卻器3 固定到框架5上的結(jié)構(gòu)，因此，電子部件、冷卻器3和框架5結(jié)合為內(nèi)部單元10。內(nèi)部單元 10固定在殼體4內(nèi)。因此，由于內(nèi)部單元10用作殼體4的梁，因此能夠提高殼體4的剛性。S卩，由于殼體4在 不增加壁厚或不設(shè)置加強肋的情況下能夠具有足夠的剛性，因 此能夠降低殼體4的材料成本和制造成本，還能夠減小殼體4的重量。將內(nèi)部單元10固定到殼體4上，使得能夠抑制通過殼體4施加到包含在內(nèi)部單元 10內(nèi)的相應(yīng)電子部件和冷卻器3上的外力。這使得能夠抑制包含在內(nèi)部單元10內(nèi)的電子 部件和冷卻器3受外部振動和熱應(yīng)力的影響。電子部件和其它構(gòu)件不直接固定到殼體4上。電子部件及類似部件固定到框架5 上，對內(nèi)部單元10進(jìn)行組裝。此后，內(nèi)部單元10固定到殼體4上，由此能夠獲得能量轉(zhuǎn)換 裝置1。因此，能量轉(zhuǎn)換裝置1的組裝作業(yè)變得容易。此外，由于能夠從殼體4拆除整個內(nèi)部單元10進(jìn)行維護(hù)作業(yè)，因此能量轉(zhuǎn)換裝置 1的維護(hù)變得容易。由于能夠在殼體4的外部執(zhí)行能量轉(zhuǎn)換裝置1的組裝和維護(hù)，因此殼體4不必設(shè) 置兩個或更多個蓋子。因此，箱體40與蓋體400之間的密封面的數(shù)量可為一個。這使得能 夠提高殼體4的水密性，并減少殼體4的密封材料，由此降低將密封材料應(yīng)用到殼體4上的 材料成本和工時成本。內(nèi)部單元10密封在殼體4內(nèi)。即，由于包括框架5在內(nèi)的整個內(nèi)部單元10密封 在殼體4內(nèi)，因此密封面的數(shù)量可為一個。由于內(nèi)部單元10固定到殼體4內(nèi)的框架5上，并且框架5如上所述用作殼體4的 梁，因此還能夠提高殼體4的剛性。由于框架5由導(dǎo)電材料制成，并且成形為從全部四面包圍半導(dǎo)體模塊21，因此框 架5能夠屏蔽由半導(dǎo)體模塊21發(fā)出的電磁噪聲。此外，由于殼體4由導(dǎo)電材料制成，因此， 能夠通過框架5和殼體4雙重地屏蔽由半導(dǎo)體模塊21發(fā)出的電磁噪聲。由于框架5成形 為從四面包圍半導(dǎo)體模塊21，因此能夠抑制電磁噪聲從能量轉(zhuǎn)換裝置1泄漏到四面。另外，在能量轉(zhuǎn)換裝置1中，其中電子部件(半導(dǎo)體模塊21、電容器22等等)和冷 卻器3固定到框架5上的內(nèi)部單元10固定到殼體4內(nèi)的框架5上。因此，當(dāng)提供一體的固 定部分(單元支撐部分41)并根據(jù)用于能量轉(zhuǎn)換裝置1的安裝部(機艙或類似裝置)改變 殼體4的外形時，殼體4內(nèi)部的布局不需根據(jù)車型變化。因此，不改變內(nèi)部單元10的結(jié)構(gòu) 而通過改變殼體4的布局，能量轉(zhuǎn)換裝置可應(yīng)用于各種車型。因此，能夠以低制造成本獲得 高生產(chǎn)率的轉(zhuǎn)換裝置1。但是，在結(jié)合有殼體4和框架5的上述轉(zhuǎn)換裝置1中，由于當(dāng)組合框架5與殼體4 時產(chǎn)生的框架5的尺寸公差和組合公差，能夠使從殼體4突出的冷卻劑引入管331和冷卻 劑排出管332的定位精度降低。為了解決上述問題，在能量轉(zhuǎn)換裝置1中，前壁部分52的厚度大于側(cè)壁部分54的 厚度。因此，在不增大框架5的尺寸和重量的情況下，能夠提高冷卻劑引入管331和冷卻劑 排出管332的定位精度，在此，能量轉(zhuǎn)換裝置1能夠有效地安裝到安裝部上。即，當(dāng)將能量 轉(zhuǎn)換裝置1安裝到安裝部上時，比如安裝到車輛的機艙上，冷卻劑引入管331和冷卻劑排出管332需要連接 到在安裝部附近布置的冷卻劑管上。因此，為了有效地安裝能量轉(zhuǎn)換裝置 1，冷卻劑引入管331和冷卻劑排出管332的定位精度需要較高。為了滿足該需求，支撐冷 卻劑引入管331和冷卻劑排出管332的前壁部分52的厚度做得較大。因此，精確地確定冷 卻劑引入管331和冷卻劑排出管332突出的方向，這使得定位精度能夠較高。這種情況下， 如果框架5的所有部分的壁厚做得較大，則增加了框架5的尺寸和重量。但是，不直接關(guān)系 冷卻劑引入管331和冷卻劑排出管332的定位的側(cè)壁部分54的壁厚可相對較小。因此，通 過把前壁部分52的壁厚做得大于側(cè)壁部分54的壁厚，在不增加框架5的尺寸和重量的情 況下，能夠提高冷卻劑引入管331和冷卻劑排出管332的定位精度，由此能量轉(zhuǎn)換裝置1能 夠有效地安裝到安裝部上。如圖7和10所示，冷卻管31和半導(dǎo)體模塊21交替層疊于其中的層疊體11包括 在內(nèi)部單元10內(nèi)。由于這使得能夠在殼體4的外部組裝層疊體11，因此能夠更容易地組裝 能量轉(zhuǎn)換裝置1。由于層疊體11由交替層疊的冷卻管31和半導(dǎo)體模塊21構(gòu)成，因此能夠有效地冷 卻半導(dǎo)體模塊21，并且層疊體11能夠做得尺寸緊湊。內(nèi)部單元10包括壓力構(gòu)件12。壓力構(gòu)件12位于框架5的后壁部分53與層疊體 11的后端之間，層疊體11的前端由框架5的前壁部分52支撐。因此，壓力構(gòu)件12的反作 用力能夠由框架5支撐。因此，殼體4不需要具有足夠大以承受壓力構(gòu)件12的反作用力的 剛性，不需要增大其厚度或包括肋。這使得可能把殼體4做得重量輕，而且價格比較低廉?？蚣?包括四個單元固定部分51，其中兩個單元固定部分51布置在層疊方向X的 一側(cè)，另外兩個單元固定部分51布置在層疊方向X的另一側(cè)。這四個單元固定部分51沿 層疊方向X比框架5的一對支撐部(前壁部分52的內(nèi)表面521和后壁部分53的內(nèi)表面 531)更向外地定位，從層疊體11和壓力構(gòu)件12沿層疊方向X朝外部向框架5的一對支撐 部施加反作用力。因此，框架5能夠借助于殼體4抵抗層疊體11和壓力構(gòu)件12的反作用 力。這是由于殼體4加強了框架5，由此防止框架5變形?？蚣?包括前壁部分52、后壁部分53和一對側(cè)壁部分54。因此，層疊體11能夠 穩(wěn)定地保持在框架5內(nèi)。前壁部分52和后壁部分53的壁厚大于側(cè)壁部分54的壁厚。S卩，如圖4和5所 示，壁厚tl大于壁厚t2。因此，能夠提高承受壓力構(gòu)件12的反作用力的前壁部分52和后 壁部分53的剛性，同時減小不直接承受壓力構(gòu)件12的反作用力的側(cè)壁部分54的重量。這 使得能夠有效地制造重量輕的框架5，同時確保框架5具有足夠大以抵抗壓力構(gòu)件12的反 作用力的剛性。如圖4所示，前壁部分52和后壁部分53的每一個的一部分構(gòu)成為大致H形的壁 部分55。因此，框架5能夠做得重量輕，同時確保前壁部分52和后壁部分53的高的剛性。如圖5所示，由于每個側(cè)壁部分54構(gòu)成為大致L形的壁部分，因此，能夠減小側(cè)壁 部分54的重量并降低材料成本，同時確保其具有足夠的剛性。如圖10所示，與冷卻管31層疊在一起的半導(dǎo)體模塊21具有主電極端子212和控 制端子213沿高度方向Z向相反側(cè)突出的結(jié)構(gòu)，框架5沿高度方向Z向兩側(cè)開口。因此，如 圖8和13至15所示，母線70和700以及控制電路板6能夠容易地固定到半導(dǎo)體模塊21上。
內(nèi)部單元10還包括控制電路板6。因此，由于其不需要將控制電路板6直接固定 到殼體4上，因此，控制電路板6的組裝作業(yè)能夠更為方便，并能夠減小施加到控制電路板 6上的外力。如圖2所示，設(shè)置在框架5內(nèi)的單元固定部分51定位在控制電路板6的外緣的外 部。因此，內(nèi)部單元10能夠容易地固定到殼體4上。這是因為如果單元固定部分51定位 在控制電路板6的外緣的內(nèi)部，則組裝有控制電路板6的內(nèi)部單元10不能容易地固定到殼 體4上。這種情況下，為了將內(nèi)部單元10固定到殼體4上，必須鉆貫穿殼體4的壁的孔，比 如螺栓或類似部件插入上述孔內(nèi)。但是，這種情況下，不僅可加工性下降，而且不得不采用 更多的密封件以確保殼體4的水密性。通過把單元固定部分51定位在控制電路板6的外緣的外部，能夠排除這個問題?？蚣?的板固定部分56比單元固定部分51更向內(nèi)地定位。這便于將控制電路板 6連接到框架5上，以及將內(nèi)部單元10連接到殼體4上。

內(nèi)部單元10還包括電容器22。因此，能夠減小施加到電容器22上的外力。另外， 能夠抑制電容器22的振動通過殼體4傳遞到外部。這使得能夠抑制由于電容器22的振動 而在采用能量轉(zhuǎn)換裝置1的車輛機艙內(nèi)發(fā)生令人不愉快的振動噪音。如圖3所示，設(shè)置在框架5內(nèi)的電容器固定部分57比單元固定部分51更向內(nèi)地 定位。因此，電容器22能夠容易地固定到框架5上，內(nèi)部單元10能夠容易地固定到殼體4 上。內(nèi)部單元10還包括接線盒7。因此，由于接線盒7能夠在殼體4的外部固定到內(nèi) 部單元10上，因此能更為便于接線盒7的組裝作業(yè)。框架5包括用于固定母線70和母線組件72的多個母線固定部分58。因此，母線 70和母線組件72能夠穩(wěn)定地固定到框架5上。如圖3和8所示，母線固定部分58中的兩個位于比框架5的中心更靠近接線盒7 的位置。因此，母線組件72能夠穩(wěn)定地固定到框架5上，輸入/輸出端子71能夠穩(wěn)定地布 置在接線盒7上。因此，能夠確保輸入/輸出端子71與外部端子之間的穩(wěn)固連接。內(nèi)部單元10包括構(gòu)成能量轉(zhuǎn)換電路的全部電子部件。因此，能夠保護(hù)構(gòu)成能量轉(zhuǎn) 換電路的全部電子部件免受外力，并能夠提供便于制造和可維護(hù)性優(yōu)良的能量轉(zhuǎn)換裝置。如上所述，根據(jù)第一實施例，可提供這樣一種能量轉(zhuǎn)換裝置，S卩，所述能量轉(zhuǎn)換裝 置能夠減小施加到其電子部件上的外力、同時提高其殼體剛性，該能量轉(zhuǎn)換裝置的可維護(hù) 性優(yōu)良，能夠有效地安裝，并能夠低成本地制造。(第二實施例)下一步，參照圖20至26說明第二實施例。在第二實施例中，用于保持導(dǎo)線15的 線保持部分59另外設(shè)置在能量轉(zhuǎn)換裝置1的框架5內(nèi)。導(dǎo)線15的至少一端布置在殼體4內(nèi)。在該實施例中，導(dǎo)線15連接電容器22，控制 電路板6在殼體4內(nèi)，以使電容器22兩端的電壓能夠通過導(dǎo)線15傳送到控制電路板6，作 為指示能量轉(zhuǎn)換裝置1的輸入電壓的電壓信號。導(dǎo)線15除兩端之外由樹脂覆蓋，并具有撓性。導(dǎo)線15鋪設(shè)在框架5的外部，以構(gòu) 成控制電路板6與電容器22之間的連接。
從高度方向Z來看時線保持部分59具有鉤似形狀，如圖21、23、25和26所示，并沿 高度方向Z延伸，如圖20、22和24所示。線保持部分59形成在框架5的前壁部分52內(nèi)， 以便由前壁部分52向外突出。如圖21和23所示，導(dǎo)線15的一部分裝配在線保持部分59 與前壁部分52之間的空間內(nèi)。如圖20至23所示，母線組件72形成有沿層疊方向X向前突出的向前突出部分 721。當(dāng)從高度方向Z來看時，向前突出部分721位于與線保持部分59的開口側(cè)相反的位 置。向前突出部分721用于防止導(dǎo)線15脫離線保持部分59。線保持部分59沿橫向Y位于與用于連接控制電路板6的導(dǎo)線15的連接器部分 151基本相同的位置處。除上述之外，該實施例的部件與第一實施例的部件相同。在第二實施例中，導(dǎo)線15可沿框架5鋪設(shè)。因此，當(dāng)內(nèi)部單元10裝入殼體4或從 殼體4取出時，可防止內(nèi)部單元10被導(dǎo)線15掛住。除上述之外，第二實施例提供與第一實施例相同的優(yōu)勢。線保持部分59能夠保持不同于導(dǎo)線15的線，導(dǎo)線15設(shè)置用于建立電容器22與 控制電路板6之間的連接。線保持部分59能夠以不同于如上所述形狀和位置的形狀和位 置形成，以使導(dǎo)線15能夠沿橫向Y鋪設(shè)。線保持部分59可形成在框架5中的兩個或更多位置。(第三實施例)下一步，參照圖27至33說明第三實施例。在第三實施例中，電子部件20與半導(dǎo) 體模塊21 —起布置在框架5內(nèi)部。電子部件20是除半導(dǎo)體模塊21以外的電子部件，并可為電抗器、電容器或類似部 件。另外，如圖27和28所示，冷卻器3也布置在框架5內(nèi)部。本實施例的能量轉(zhuǎn)換裝 置1具有半導(dǎo)體模塊21由冷卻器3從一個表面冷卻的結(jié)構(gòu)。構(gòu)成冷卻器3的冷卻管31的 一個表面接觸框架5的前壁部分52的內(nèi)表面521。冷卻管31的另一個表面接觸三個半導(dǎo) 體模塊21。電子部件20布置在半導(dǎo)體模塊21與框架5的后壁部分53之間。冷卻器3形成為使得冷卻劑引入管331和冷卻劑排出管332由前壁部分52支撐， 并從前壁部分52向外突出。前壁部分52的壁厚大于側(cè)壁部分54的壁厚。 如圖29所示，前壁部分52設(shè)置有一對凹形部522，冷卻劑引入管331和冷卻劑排 出管332分別布置在一對凹形部522中。如圖30所示，每個凹形部522可為V形凹部，其 寬度朝其開口側(cè)變大。如圖31所示，每個凹形部522可為具有基本上相互平行的側(cè)面的U 形凹部。前壁部分52在一對凹形部522之間的中心部523處接觸冷卻器3的前表面34。 如圖28和29所示，冷卻器3的前表面34的形成區(qū)域hi沿高度方向Z落在中心部523的 形成區(qū)域h2內(nèi)，高度方向Z垂直于凹形部522的設(shè)置方向以及冷卻劑引入管331和冷卻劑 排出管332突出的方向。冷卻劑引入管331和冷卻劑排出管332由夾緊構(gòu)件16相對于前壁部分52保持。 前壁部分52在鄰近凹形部522且處于側(cè)壁部分54側(cè)的位置處具有橫向相鄰部524。橫向 相鄰部524的靠近凹形部522的開口側(cè)的端面(上表面)相對于中心部523凹進(jìn)。即，橫向相鄰部524的沿高度方向Z的高度小于中心部523的高度。如圖32和33所示，前壁部分52包括螺紋孔525和被接合部526，用于固定夾緊構(gòu) 件16的固定螺釘161分別擰入螺紋孔525內(nèi)，用于阻止夾緊構(gòu)件16轉(zhuǎn)動的接合部162分 別接合在被接合部526內(nèi)。螺紋孔525分別形成在橫向相鄰部524的上表面內(nèi)。被接合部 526分別鉆在平臺部527的上表面內(nèi)，平臺部527形成在凹形部522與中心部523之間。 除上述內(nèi)容之外，本實施例的部件與第一實施例的部件相同。在該實施例中，前壁部分52的厚度大于側(cè)壁部分54的厚度。因此，在不增大框架 5的尺寸和重量的情況下，能夠提高冷卻劑引入管331和冷卻劑排出管332的定位精度，由 此，能量轉(zhuǎn)換裝置1能夠有效地安裝到安裝部上。即，當(dāng)將能量轉(zhuǎn)換裝置1安裝到安裝部上 時，比如安裝到車輛的機艙上，冷卻劑引入管331和冷卻劑排出管332需要分別連接到在安 裝部附近布置的冷卻劑管上。因此，為了有效地安裝能量轉(zhuǎn)換裝置1，冷卻劑引入管331和 冷卻劑排出管332至殼體4的定位精度需要較高。為了滿足該需求，支撐冷卻劑引入管331 和冷卻劑排出管332的前壁部分52的厚度做得較大。因此，精確地確定冷卻劑引入管331 和冷卻劑排出管332突出的方向，這使得定位精度能夠較高。這種情況下，如果框架5的所 有部分的壁厚做得較大，則增加了框架5的尺寸和重量。但是，不直接關(guān)系冷卻劑引入管 331和冷卻劑排出管332的定位的側(cè)壁部分54的壁厚可相對較小。因此，通過把前壁部分 52的壁厚做得大于側(cè)壁部分54的壁厚，在不增加框架5的尺寸和重量的情況下，能夠提高 冷卻劑引入管331和冷卻劑排出管332的定位精度，由此，能量轉(zhuǎn)換裝置1能夠有效地安裝 到安裝部上。另外，由于前壁部分52設(shè)置有一對凹形部522，因此，能夠進(jìn)一步提高冷卻劑引入 管331和冷卻劑排出管332的定位精度。前壁部分52在一對凹形部522之間的中心部523處接觸冷卻器3的前表面34。 冷卻器3的前表面34的形成區(qū)域hi沿高度方向Z落入中心部523的形成區(qū)域h2內(nèi)(圖 28和29)。因此，在前表面34沿高度方向Z不突出超過前壁部分52的中心部523的狀態(tài) 下，冷卻器3的前表面34能夠接觸前壁部分52。因此，可防止冷卻器3的變形，由此確保冷 卻器3對半導(dǎo)體模塊21的冷卻效率。即，如果冷卻器3的前表面34沿高度方向突出超過 前壁部分52的中心部523，冷卻器3可在前壁部分52的沿高度方向Z定位的端部處變形。 為了解決這一問題，通過使得冷卻器3的前表面34的形成區(qū)域hi落入中心部523的形成 區(qū)域h2內(nèi)，可防止冷卻器3變形，由此防止半導(dǎo)體模塊21的冷卻效率下降。另外，冷卻劑引入管331和冷卻劑排出管332由夾緊構(gòu)件16相對于前壁部分52 保持。前壁部分52在鄰近凹形部522且處于側(cè)壁部分54側(cè)的位置處具有橫向相鄰部524。 橫向相鄰部524的靠近凹形部522的開口側(cè)的端面(上表面)相對于中心部523凹進(jìn)。因 此，通過將夾緊構(gòu)件16固定到橫向相鄰部524上，能夠限制夾緊構(gòu)件16沿高度方向Z從前 壁部分52突出的量。因此，防止夾緊構(gòu)件16與其它部件(比如控制電路板)發(fā)生干涉，從 而便于能量轉(zhuǎn)換裝置1的小型化。另外，前壁部分52包括螺紋孔525和被接合部526，用于固定夾緊構(gòu)件16的固定 螺釘161分別擰入螺紋孔525內(nèi)，用于阻止夾緊構(gòu)件16轉(zhuǎn)動的接合部162分別接合在被接 合部526內(nèi)。因此，冷卻劑引入管331和冷卻劑排出管332能夠穩(wěn)定地固定在前壁部分52 上。因此，當(dāng)內(nèi)部單元10安裝在殼體4內(nèi)時，能夠防止冷卻劑引入管331和冷卻劑排出管332從框架5移位。除上述內(nèi)容以外，第三實施例提供與第一實施例相同的優(yōu)勢。(第四實施例) 下一步，參照圖34和35說明第四實施例。如圖34和35所示，在內(nèi)部單元10中， 冷卻管31和半導(dǎo)體模塊21交替層疊于其中的層疊體11設(shè)置在框架5的內(nèi)部。如圖34所示，內(nèi)部單元10包括用于沿層疊方向X按壓層疊體11的壓力構(gòu)件12。 壓力構(gòu)件12沿層疊方向X位于框架5的后壁部分53與層疊體11的后端之間。層疊體11 在其沿層疊方向X的前端由前壁部分52支撐。如圖35所示，后壁部分53包括后接觸表面532，后接觸表面532具有與壓力構(gòu)件 12接觸的平面。前壁部分52包括前接觸表面528，前接觸表面528具有與層疊體11的沿 層疊方向X的前端接觸的平面。另外，后接觸表面532和前接觸表面528相互平行。S卩，由 于研磨工序、拋光工序或類似工藝，使得后接觸表面532和前接觸表面528比其它表面更加 平坦。后接觸表面532和前接觸表面528之間的平行度高于其它表面之間的平行度。前接觸表面528從其附近的前壁部分52的內(nèi)表面突出到層疊體11。后接觸表面 532也從其附近的后壁部分53的內(nèi)表面朝層疊體11突出。前壁部分52包括在其外側(cè)表面處平行于前接觸表面528的前外側(cè)表面529。如同 在后接觸表面532和前接觸表面528的情況，由于研磨工序、拋光工序或類似工藝，前外側(cè) 表面529比其它表面更加平坦。前外側(cè)表面529相對于后接觸表面532和前接觸表面528 具有高平行度。前外側(cè)表面529沿橫向Y并排形成在兩個位置上。兩個前外側(cè)表面529形成在相 同平面上。后接觸表面532也沿橫向Y并排形成在兩個位置上。兩個后接觸表面532形成 在相同平面上。冷卻劑引入管331和冷卻劑排出管332設(shè)置為從殼體4突出(見圖19和21)。一 個環(huán)狀密封墊333密封冷卻劑引入管331與殼體4之間的間隙。另一個環(huán)狀密封墊333密 封冷卻劑排出管332與殼體4之間的間隙。如圖34所示，前壁部分52的外側(cè)表面在與環(huán) 狀密封墊333相對的位置具有向后凹進(jìn)的凹面520。S卩，凹面520從不與環(huán)狀密封墊333相 對的前外側(cè)表面529凹進(jìn)。當(dāng)將層疊體11固定到如上所述構(gòu)成的框架5上時，層疊體11布置在框架5內(nèi)部， 以使層疊體11的前表面一即冷卻器3的前表面34—一與框架5的前壁部分52的前接觸 表面528相對。接著，壓力構(gòu)件12布置在層疊體11的后端與后壁部分53之間。下一步，向 前按壓壓力構(gòu)件12的兩個邊緣122。由此，冷卻器3的前表面34壓靠著前接觸表面528， 并且層疊體11被沿層疊方向X壓縮。同時，壓力構(gòu)件12產(chǎn)生彈性變形。這種情況下，框架 5由支撐夾具(未示出)在前壁部分52的前外側(cè)表面529處支撐。下一步，當(dāng)壓力構(gòu)件12彈性變形預(yù)定量時，一對支撐銷14置于壓力構(gòu)件12的兩 端121和后壁部分53之間。支撐銷14分別與后壁部分53的后接觸表面532接觸。接著， 通過在層疊體11的后端與后壁部分53之間施加壓力構(gòu)件12的回復(fù)力，如圖34所示，在沿 層疊方向X按壓層疊體11的狀態(tài)下，層疊體11能夠固定到框架5上。除上述內(nèi)容之外，本實施例的部件與第三實施例的部件相同。在該實施例中，壓力構(gòu)件12的反作用力可由框架5支撐。因此，殼體4不需要具有足夠大以承受壓力構(gòu)件12的反作用力的剛性，不需要增大其厚度或包括肋。這使得能夠 制造重量輕且相對低廉的殼體4。另外，后壁部分53包括后接觸表面532，前壁部分52包括前接觸表面528。后接 觸表面532和前接觸表面528相互平行。因此，由于能夠沿層疊方向X直線按壓層疊體11， 因此，半導(dǎo)體模塊21和冷卻管31在其表面以高平行度相互接觸的狀態(tài)下以一定壓力相互 接觸。從而，能夠提高半導(dǎo)體模塊21的冷卻效率。前接觸表面528從其附近的前壁部分52的內(nèi)表面突出到層疊體11。因此，在除層 疊體U與前壁部分52相互接觸的部分以外的部分處，能夠防止框架5與層疊體11互相干 涉。前壁部分52包括其外側(cè)表面處的前外側(cè)表面529。因此，當(dāng)結(jié)合壓力構(gòu)件12、而框 架5中的層疊體11被按壓到前壁部分52時，能夠利用前外側(cè)表面529作為從與按壓層疊 體11的方向相對的側(cè)面支撐框架5的表面。由于前外側(cè)表面529平行于前接觸表面528， 因此前外側(cè)表面529能夠直接承受按壓力。前壁部分52的外側(cè)表面在與環(huán)狀密封墊333相對的位置處具有凹面520。因此， 能夠提高環(huán)狀密封墊333的耐用性，同時能夠精確并容易地將環(huán)狀密封墊333布置在要求 的位置。即，從小型化能量轉(zhuǎn)換裝置1的視點看，優(yōu)選殼體4與框架5之間沿層疊方向X的 間隙盡可能的小。這種情況下，當(dāng)環(huán)狀密封墊333固定到冷卻劑引入管331和冷卻劑排出管 332上時，將環(huán)狀密封墊333推進(jìn)到靠近框架5的位置。但是，如果環(huán)狀密封墊333接觸到 框架5，則環(huán)狀密封墊333由于與框架5的干涉會容易地磨損。另外，如果環(huán)狀密封墊333 接觸到框架5，則環(huán)狀密封墊333的位置由于環(huán)狀密封墊333的彈力會移位。通過在前壁部 分52的外側(cè)表面處設(shè)置凹面520能夠解決 上述問題。除上述內(nèi)容以外，第四實施例提供與第三實施例相同的優(yōu)勢。(第五實施例)接著，參照圖36至38說明第五實施例。如圖36至38所示，前壁部分52的一部 分形成具有大致H形橫截面的H形壁部分55。此外，H形壁部分55具有肋553。S卩，如圖37所示，前壁部分52由垂直于層疊方向X的一對縱向板部分551和一連 接部分552組成，連接部分552在縱向板部分551的中心將這些縱向板部分551連接在一 起。此外，與縱向板部分551和連接部分552垂直的肋553部分地設(shè)置在一對縱向板部分 551與連接部分552之間。后壁部分53的一部分也形成具有大致H形橫截面的H形壁部分55。此外，H形壁 部分55設(shè)置有肋553。后壁部分53的H形壁部分55在后壁部分53的沿后壁部分53的縱 向(橫向Y)的中心位置處設(shè)置有肋553。另外，前壁部分52的H形壁部分55在前壁部分52的沿前壁部分52的縱向(橫 向Y)的兩個位置處設(shè)置有肋553。框架5包括部件固定部分560 (板固定部分56、電容器固定部分57、母線固定部分 58)，部件固定部分560用于分別固定在關(guān)于(相對于)高度方向Z的兩側(cè)處構(gòu)成框架5的 能量轉(zhuǎn)換電路的電子部件(控制電路板6、電容器22、母線組件72)(見圖2、3、14和15)。 在前壁部分52和后壁部分53的關(guān)于(相對于)高度方向Z的兩側(cè)布置有至少一個部件固 定部分560。
在該實施例中，如同在第四實施例的情況中，框架5形成有后接觸表面532、前接 觸表面528和前外側(cè)表面529。注意到，在該實施例中，僅形成一個前外側(cè)表面529。除上述內(nèi)容之外，本實施例的部件與第四實施例的部件相同。注意到，在圖36和 38中，未示出夾緊構(gòu)件16。在該實施例中，前 壁部分52的至少一部分形成H形壁部分55。H形壁部分55部 分地設(shè)置有肋553。這使得能夠制造重量輕的框架5，同時確保前壁部分52具有高剛性?？蚣?在其關(guān)于高度方向Z的兩側(cè)設(shè)置有部件固定部分560。在前壁部分52的關(guān) 于高度方向Z的兩側(cè)布置有至少一個部件固定部分560。因此，更多電子部件能夠在不沿層 疊方向X或橫向Y突出超過框架5的情況下結(jié)合到內(nèi)部單元10中。另外，由于部件固定部 分560布置在厚前壁部分52的關(guān)于高度方向Z的兩側(cè)，所以設(shè)置部件固定部分560能夠防 止框架5尺寸的增大。在后壁部分53的關(guān)于高度方向Z的兩側(cè)還布置有至少一個部件固定部分560。因 此，電子部件能夠在由布置在前壁部分52上的部件固定部分560和布置在后壁部分53上 的部件固定部分560限定的區(qū)域內(nèi)固定到框架5上。由此，能夠相對于沿層疊方向X的負(fù) 載提高框架5的剛性，并能夠防止框架5變形。比如，如圖38所示，通過在由布置在前壁部 分52上的部件固定部分56和布置在后壁部分53上的部件固定部分56限定的區(qū)域內(nèi)將控 制電路板6固定到框架5上，能夠提高框架5沿層疊方向X的剛性。通過將電容器22固定 到設(shè)置在前壁部分52和后壁部分53上的電容器固定部分57上，或通過將母線組件72固 定到設(shè)置在前壁部分52和后壁部分53上的母線固定部分58上，能夠進(jìn)一步提高框架5沿 層疊方向X的剛性。除上述內(nèi)容以外，第五實施例提供與第四實施例相同的優(yōu)勢。(第六實施例)下一步，參照圖39說明第六實施例。在第六實施例中，框架5由前壁部分52和一 對側(cè)壁部分54構(gòu)成，并形成為從三個側(cè)面包圍構(gòu)成內(nèi)部單元10的電子部件(半導(dǎo)體模塊 21和電子部件20)的形狀。S卩，本實施例的框架5不具有如第三實施例中說明的能量轉(zhuǎn)換裝置1的框架5所 具有的后壁部分53 (圖27)。因此，當(dāng)從高度方向Z來看時，框架5具有大致U形的轉(zhuǎn)向側(cè) 邊。這種情況下，冷卻劑引入管331和冷卻劑排出管332兩者均可由前壁部分52和側(cè) 壁部分54中的任一個支撐?？蛇x擇地，冷卻劑引入管331和冷卻劑排出管332可分別由前 壁部分52和側(cè)壁部分54中的任意兩個支撐。比如，冷卻劑引入管331由前壁部分52支撐， 同時冷卻劑排出管332由側(cè)壁部分54中的一個支撐?？蛇x擇地，冷卻劑引入管331由側(cè)壁 部分54中的一個支撐，同時冷卻劑排出管332由側(cè)壁部分54中的另一個支撐。除上述內(nèi)容之外，本實施例的部件與第三實施例的部件相同。本實施例使得能夠制造重量輕且尺寸緊湊的框架5。除上述內(nèi)容以外，第六實施例提供與第 四實施例相同的優(yōu)勢。(第七實施例)接著，參照圖40說明第七實施例。在第七實施例中，冷卻劑引入管331和冷卻劑 排出管332沿彼此相反的方向突出。
S卩，在冷卻管31層疊于其中的冷卻器3中，冷卻劑引入管331從冷卻器3的前端 向前突出，冷卻劑排出管332從冷卻器3的后端向后突出。冷卻劑引入管331由前壁部分 52支撐，并從框架5的前壁部分52向外突出。冷卻劑排出管332由后壁部分53支撐，并從 框架5的后壁部分53向外突出。 前壁部分52和后壁部分53的厚度大于側(cè)壁部分54的厚度。除上述內(nèi)容之外，本實施例的部件與第一實施例的部件相同。根據(jù)該實施例，當(dāng)冷卻劑引入管331和冷卻劑排出管332沿相反的方向突出時，能 夠確保冷卻劑引入管331和冷卻劑排出管332的定位精度。除上述內(nèi)容以外，第七實施例提供與第一實施例相同的優(yōu)勢。相反的，冷卻劑引入管331可由后壁部分53支撐，并可向后突出。冷卻劑排出管 332可由前壁部分52支撐，并可向前突出。該實例能夠提供與第七實施例相同的優(yōu)勢。在上述實施例中，冷卻器構(gòu)成為冷卻管和半導(dǎo)體模塊的層疊體。但是，本發(fā)明也可 適用于包括這種冷卻結(jié)構(gòu)的能量轉(zhuǎn)換裝置在所述冷卻結(jié)構(gòu)中，半導(dǎo)體元件、熱聯(lián)接到該半 導(dǎo)體元件上的金屬體和密封件結(jié)合為密封的結(jié)合有半導(dǎo)體的冷卻結(jié)構(gòu)，該密封的結(jié)合有半 導(dǎo)體的冷卻結(jié)構(gòu)具有允許冷卻劑向金屬體流動的冷卻劑通道，多個這種密封的結(jié)合有半導(dǎo) 體的冷卻結(jié)構(gòu)層疊為使得密封的結(jié)合有半導(dǎo)體的冷卻結(jié)構(gòu)和冷卻通道沿層疊方向交替。在上述實施例中，壓力構(gòu)件布置在后壁部分與層疊體的后端之間。但是，壓力構(gòu)件 可布置在前壁部分與層疊體的前端之間。這種情況下，當(dāng)冷卻劑引入管和冷卻劑排出管并 排布置時，壓力構(gòu)件可在前壁部分與層疊體的前端之間布置為定位在冷卻劑引入管與冷卻 劑排出管之間。以下，將概述上述實施例的方面。如該實施例的第一方面，能量轉(zhuǎn)換裝置包括構(gòu)成能量轉(zhuǎn)換電路的電子部件；用 于冷卻電子部件中的至少一部分的冷卻器；和容納電子部件和冷卻器的殼體；其中，所述 電子部件中的至少一部分和冷卻器作為內(nèi)部單元固定并結(jié)合到框架中，內(nèi)部單元通過框架 固定在殼體內(nèi)，該框架具有使得構(gòu)成內(nèi)部單元的所述電子部件中的至少一部分由框架包圍 的形狀，并包括第一壁部分、以及從第一壁部分的兩側(cè)伸出的第二壁部分和第三壁部分，冷 卻器包括將冷卻劑引入冷卻器內(nèi)的冷卻劑引入管和將冷卻劑從冷卻器排出的冷卻劑排出 管，冷卻劑引入管和冷卻劑排出管從框架向外突出，第一壁部分到第三壁部分包括支撐壁 部分和框架壁部分，支撐壁部分支撐冷卻劑引入管和冷卻劑排出管中的至少一個，框架壁 部分不支撐冷卻劑引入管和冷卻劑排出管，并且支撐壁部分的厚度大于框架壁部分的厚 度。作為實施例的第二方面，能量轉(zhuǎn)換裝置包括構(gòu)成能量轉(zhuǎn)換電路的電子部件；用 于冷卻電子部件中的至少一部分的冷卻器；和容納電子部件和冷卻器的殼體；其中，所述 電子部件中的至少一部分和冷卻器作為內(nèi)部單元固定并結(jié)合到框架內(nèi)，內(nèi)部單元通過框架 固定在殼體內(nèi)，框架具有使得構(gòu)成內(nèi)部單元的所述電子部件中的至少一部分由框架包圍的 形狀，并包括前壁部分和從前壁部分的兩側(cè)向后延伸的一對側(cè)壁部分，冷卻器形成為使得 冷卻劑引入管和冷卻劑排出管由前壁部分支撐并從前壁部分向外突出，冷卻劑引入管將冷 卻劑引入冷卻器，冷卻劑排出管將冷卻劑從冷卻器排出，并且，前壁部分的厚度大于側(cè)壁部 分的厚度。
能量轉(zhuǎn)換裝置具有這樣的結(jié)構(gòu)，即電子部件中的至少一部分和冷卻器固定到框 架上，以使電子部件、冷卻器和框架結(jié)合為內(nèi)部單元。內(nèi)部單元固定在殼體內(nèi)。因此，由于 內(nèi)部單元用作殼體的梁，因此能夠提高殼體的剛性。即，由于殼體在不增加壁厚或不設(shè)置加強肋的情況下能夠具有足夠的剛性，因此 能夠降低殼體的材料成本和制造成本，還減小殼體的重量。將內(nèi)部單元固定到殼體上，使得能夠抑制通過殼體施加到包含在內(nèi)部單元內(nèi)的相 應(yīng)電子部件和冷卻器上的外力。這使得可能抑制包含在內(nèi)部單元內(nèi)的電子部件和冷卻器受 外部振動和熱應(yīng)力的影響。電子部件及其它構(gòu)件不直接固定到殼體上。電子部件以及類似部件固定到框架 上，對內(nèi)部單元進(jìn)行組裝。此后，將內(nèi)部單元固定到殼體上，由此獲得能量轉(zhuǎn)換裝置。因此， 能量轉(zhuǎn)換裝置1的組裝作業(yè)變得容易。此外，由于整個內(nèi)部單元能夠從殼體拆除用于維護(hù)工作，因此能量轉(zhuǎn)換裝置變得 容易維護(hù)。由于能夠在殼體外部執(zhí)行能量轉(zhuǎn)換裝置的組裝和維護(hù)，因此，殼體不必設(shè)置兩個 或更多個蓋子。因此，箱體和蓋體之間的密封面的數(shù)目可為一個。這使得能夠提高殼體的水 密性，并減少殼體的密封材料，由此降低將密封材料應(yīng)用到殼體上的材料成本和工時成本。內(nèi)部單元密封在殼體內(nèi)。即，由于包括框架的整個內(nèi)部單元密封在殼體內(nèi)，因此， 密封面的數(shù)量可為一個。由于內(nèi)部單元在殼體內(nèi)固定到框架上，框架用作如上所述殼體的梁，因此能夠進(jìn) 一步提高殼體的剛性。框架具有使得構(gòu)成內(nèi)部單元的電子部件中的至少一部分由框架從四面包圍這樣 的形狀。因此，當(dāng)框架由導(dǎo)電材料制成時，其能夠屏蔽從半導(dǎo)體模塊發(fā)出的電磁噪聲。殼體 通常由導(dǎo)電材料制成，因此，從半導(dǎo)體模塊發(fā)出的電磁噪聲能夠通過框架和殼體雙重地屏 蔽。另外，框架具有使得構(gòu)成內(nèi)部單元的電子部件中的至少一部分由框架包圍這樣的形狀。 因此，當(dāng)框架包圍易于發(fā)出電磁噪聲的電子部件比如半導(dǎo)體模塊并且框架是導(dǎo)體時，能夠 抑制電磁噪聲泄漏到由框架包圍的至少四面。另外，在能量轉(zhuǎn)換裝置中，其中電子部件和冷卻器固定到框架上的內(nèi)部單元在殼 體內(nèi)固定到框架上。因此，當(dāng)提供一體的固定部分時，殼體的外部形狀根據(jù)用于能量轉(zhuǎn)換裝 置的安裝部(機艙或類似裝置)而變化，殼體內(nèi)部的布局不需要根據(jù)車型而改變。因此，在 不改變內(nèi)部單元的結(jié)構(gòu)的情況下僅通過改變殼體的布局，能量轉(zhuǎn)換裝置能夠應(yīng)用于各種車 型。因此，能夠以低制造成本獲得具有高生產(chǎn)率的轉(zhuǎn)換裝置。但是，在其中組合有殼體和框架的上述轉(zhuǎn)換裝置中，當(dāng)組合框架與殼體時產(chǎn)生的 框架的尺寸公差和組合容差能夠降低從殼體突出的冷卻劑引入管和冷卻劑排出管的定位 精度。為了解決上述問題，在能量轉(zhuǎn)換裝置中，前壁部分的厚度大于側(cè)壁部分的厚度。因 此，在不增大框架的尺寸和重量的情況下，能夠提高冷卻劑引入管和冷卻劑排出管的定位 精度，由此，能夠有效地將能量轉(zhuǎn)換裝置安裝到安裝部上。即，當(dāng)能量轉(zhuǎn)換裝置安裝到安裝 部，比如車輛的機艙上時，需要將冷卻劑引入管和冷卻劑排出管連接到在安裝部附近布置 的冷卻劑管道。因此，為了有效地安裝能量轉(zhuǎn)換裝置，將冷卻劑引入管和冷卻劑排出管定位到殼體上的精度 需要較高。為了滿足這一需要，支撐冷卻劑引入管和冷卻劑排出管的前壁 部分的厚度做得較大。因此，準(zhǔn)確地確定冷卻劑引入管和冷卻劑排出管突出的方向，使得定 位精度較高。這種情況下，如果框架的所有部分的壁厚做得較大，則會增大框架的尺寸和重 量。但是，不直接關(guān)系冷卻劑引入管和冷卻劑排出管的定位的側(cè)壁部分的壁厚可相對較小。 因此，通過將前壁部分的壁厚做得大于側(cè)壁部分的壁厚，能夠在不增大框架的尺寸和重量 的情況下提高冷卻劑引入管和冷卻劑排出管的定位精度，由此，能量轉(zhuǎn)換裝置能夠有效地 安裝到安裝部上。作為實施例的第三方面，能量轉(zhuǎn)換裝置包括構(gòu)成能量轉(zhuǎn)換電路的電子部件；用 于冷卻電子部件中的至少一部分的冷卻器；和容納電子部件和冷卻器的殼體；其中，所述 電子部件中的至少一部分和冷卻器作為內(nèi)部單元固定并結(jié)合到框架內(nèi)，內(nèi)部單元通過框架 固定在殼體內(nèi)，框架具有使得構(gòu)成內(nèi)部單元的所述電子部件中的至少一部分由框架從四面 包圍這樣的形狀，并包括前壁部分、后壁部分和一對側(cè)壁部分，一對側(cè)壁部分在其兩端處連 接前壁部分與后壁部分，冷卻器形成為使得冷卻劑引入管和冷卻劑排出管由前壁部分支撐 并從前壁部分向外突出，或者使得冷卻劑引入管和冷卻劑排出管之一由前壁部分支撐并從 前壁部分向外突出，冷卻劑引入管和冷卻劑排出管中的另一個由后壁部分支撐并從后壁部 分向外突出，冷卻劑引入管將冷卻劑引入冷卻器，冷卻劑排出管將冷卻劑從冷卻器排出，并 且，支撐冷卻劑引入管和冷卻劑排出管中的至少一個的前壁部分和后壁部分之一的厚度大 于側(cè)壁部分的厚度。能量轉(zhuǎn)換裝置還能夠減小施加到其電子部件上的外力，同時提高其殼體的剛性， 并且可維護(hù)性優(yōu)良，能夠有效地安裝，并能夠低成本地制造。此外，由于框架包括后壁部分， 因此能夠可靠地提高框架的剛性。如上所述，可提供能夠減小施加到其電子部件上的外力、同時提高其殼體剛性的 能量轉(zhuǎn)換裝置，該能量轉(zhuǎn)換裝置的可維護(hù)性優(yōu)良，能夠有效地安裝，并能夠低成本地制造。根據(jù)該實施例的能量轉(zhuǎn)換裝置安裝在電動車輛、混合動力車輛或類似車輛中，并 用于將源能量轉(zhuǎn)換成用于驅(qū)動馬達(dá)的驅(qū)動能量。在該實施例的第二方面中，前壁部分優(yōu)選地設(shè)置有一對凹形部，冷卻劑引入管和 冷卻劑排出管分別布置在一對凹形部中。這種情況下，能夠進(jìn)一步提高冷卻劑弓I入管和冷卻劑排出管的定位精度。優(yōu)選地，前壁部分在一對凹形部之間的中心部處接觸冷卻器的前表面，冷卻器的 前表面的形成區(qū)域沿高度方向落入中心部的形成區(qū)域內(nèi)，高度方向垂直于凹形部布置的方 向以及冷卻劑引入管和冷卻劑排出管突出的方向。這種情況下，在冷卻器的前表面沿高度方向不突出超過前壁部分的中心部的狀態(tài) 下，冷卻器的前表面能夠接觸前壁部分。因此，能夠防止冷卻器的變形，由此通過冷卻器確 保半導(dǎo)體模塊的冷卻效率。即，如果冷卻器的前表面沿高度方向突出超過前壁部分的中心 部，冷卻器會在前壁部分的沿高度方向定位的端部變形。為了解決這一問題，通過使得冷卻 器的前表面的形成區(qū)域落入中心部的形成區(qū)域內(nèi)，能夠防止冷卻器的變形，由此防止半導(dǎo) 體模塊的冷卻效率的下降。優(yōu)選地，冷卻劑引入管和冷卻劑排出管相對于前壁部分由夾緊構(gòu)件保持，前壁部 分在靠近凹形部且處于側(cè)壁部分側(cè)的位置處具有橫向相鄰部，橫向相鄰部的靠近凹形部的開口側(cè)的端面相對于中心部凹進(jìn)。這種情況下，通過將夾緊構(gòu)件固定到橫向相鄰部上，能夠限制夾緊構(gòu)件沿高度方 向從前壁部分突出的量。因此，防止夾緊構(gòu)件與其它部件干涉，從而便于能量轉(zhuǎn)換裝置的小 型化。優(yōu)選地，冷卻劑引入管和冷卻劑排出管相對于前壁部分通過夾緊構(gòu)件保持，前壁 部分包括螺紋孔和被接合部，用于固定夾緊構(gòu)件的固定螺釘分別擰入螺紋孔內(nèi)，用于阻止 夾緊構(gòu)件轉(zhuǎn)動的接合部分別接合接合部。這種情況下，冷卻劑引入管和冷卻劑排出管能夠穩(wěn)定地緊固到前壁部分上。因此， 當(dāng)內(nèi)部單元安裝在殼體中時，能夠防止冷卻劑引入管和冷卻劑排出管從框架移位。優(yōu)選地，框架包括其后端連接一對側(cè)壁部分的后壁部分，并從四面包圍所述電子 部件中的至少一部分。

這樣，能夠確實地提高框架的剛性。優(yōu)選地，內(nèi)部單元包括作為電子部件的結(jié)合有開關(guān)元件的半導(dǎo)體模塊，冷卻器包 括冷卻管，每一個冷卻管都具有冷卻通道，內(nèi)部單元結(jié)合在其中冷卻管和半導(dǎo)體模塊交替 層疊的層疊體，內(nèi)部單元包括用于沿層疊方向按壓層疊體的壓力構(gòu)件，并且，壓力構(gòu)件置于 后壁部分與層疊體的后端之間，層疊體的前端由前壁部分支撐。這種情況下，壓力構(gòu)件的反作用力能夠由框架支撐。因此，殼體不需要具有足夠大 以承受壓力構(gòu)件的反作用力的剛性，不需要增大其厚度或包括肋。這使得可能把殼體做得 重量輕，而且比較低廉。優(yōu)選地，后壁部分包括與壓力構(gòu)件接觸的后接觸面，前壁部分包括與層疊體的前 端接觸的前接觸面，后接觸面和前接觸面相互平行。這種情況下，由于能夠沿層疊方向直線按壓層疊體，因此，在半導(dǎo)體模塊和冷卻管 的表面以高平行度相互接觸的狀態(tài)下，半導(dǎo)體模塊和冷卻管以一定壓力相互接觸。因此，能 夠提高半導(dǎo)體模塊的冷卻效率。前接觸面優(yōu)選地從其附近的前壁部分的內(nèi)表面突出到層疊體。這種情況下，在除層疊體與前壁部分相互接觸的部分以外的部分處，能夠防止框 架與層疊體相互干涉。前壁部分優(yōu)選地包括在其外側(cè)表面處平行于前接觸面的前外側(cè)表面。這種情況下，當(dāng)結(jié)合壓力構(gòu)件、同時將框架中的層疊體向前壁部分按壓時，前外側(cè) 表面可用作從與按壓層疊體的方向相對的側(cè)面支撐框架的表面。由于前外側(cè)表面平行于前 接觸面，因此，前外側(cè)表面可直接承受按壓力。優(yōu)選地，框架包括部件固定部分，部件固定部分用于將構(gòu)成能量轉(zhuǎn)換電路的電子 部件的一部分固定在框架的關(guān)于高度方向的兩側(cè)，高度方向垂直于前壁部分和后壁部分的 縱向以及側(cè)壁部分的縱向，在前壁部分的關(guān)于高度方向的每一側(cè)處布置有部件固定部分中 的至少一個。這種情況下，更多個電子部件可在不沿與框架的高度方向垂直的方向突出的情況 下結(jié)合到內(nèi)部單元中。另外，由于部件固定部分布置在厚前壁部分的關(guān)于高度方向的兩側(cè)， 因此設(shè)置部件固定部分可防止框架尺寸的增大。優(yōu)選地在后壁部分的關(guān)于高度方向的每一側(cè)布置有部件固定部分中的至少一個。
這種情況下，電子部件可在由布置在前壁部分上的部件固定部分和布置在后壁部 分上的部件固定部分限定的區(qū)域內(nèi)固定到框架上。因此，能夠提高框架的剛性，并能夠防止 框架變形。冷卻劑引入管和冷卻劑排出管設(shè)置為從殼體突出，環(huán)狀密封墊布置在冷卻劑引入 管和冷卻劑排出管兩者與殼體之間，環(huán)狀密封墊密封冷卻劑引入管和冷卻劑排出管兩者與 殼體之間的間隙，前壁部分的外側(cè)表面具有凹面，凹面在與環(huán)狀密封墊相對的位置處向后 凹進(jìn)。這種情況下，能夠提高環(huán)狀密封墊的耐用性，同時能夠準(zhǔn)確且容易地將環(huán)狀密封 墊布置在要求的位置。即，從小型化能量轉(zhuǎn)換裝置來看，優(yōu)選殼體與框架之間的間隙盡可能 地小。這種情況下，當(dāng)環(huán)狀密封墊固定到冷卻劑引入管和冷卻劑排出管上時，環(huán)狀密封墊被 推動到框架附近的位置。但是，如果環(huán)狀密封墊接觸到框架，由于與框架干涉，因此環(huán)狀密 封墊容易磨損。另外，如果環(huán)狀密封墊接觸到框架，由于環(huán)狀密封墊的彈力，環(huán)狀密封墊的 位置可能移位。上述問題能夠通過在前壁部分的外側(cè)表面處設(shè)置凹面解決。優(yōu)選地，前壁部分的至少一部分形成具有大致H形橫截面的H形壁部分，H形壁部 分由一對縱向板部分和連接部分構(gòu)成，所述一對縱向板部分垂直于層疊方向，連接部分在 一對縱向板部分的中心處將一對縱向板部分連接在一起，并且，H形壁部分包括肋，肋與縱 向板部分和連接部分垂直并部分地設(shè)置在一對縱向板部分與連接部分之間。這種情況下，框架能夠做得重量較輕，同時確保前壁部分的高剛性。 內(nèi)部單元優(yōu)選地包括作為電子部件的結(jié)合有開關(guān)元件的半導(dǎo)體模塊。這種情況 下，能夠減小施加到易于受外力影響的結(jié)合有開關(guān)元件的半導(dǎo)體模塊上的外力。因此，能夠 有效地提高能量轉(zhuǎn)換裝置的耐用性。優(yōu)選地，冷卻器包括冷卻管，每個冷卻管中具有冷卻通道，內(nèi)部單元中結(jié)合有層疊 體，冷卻管和半導(dǎo)體模塊在層疊體中交替層疊。由于這使得能夠在殼體的外部組裝層疊體， 因此能夠更容易地組裝能量轉(zhuǎn)換裝置。層疊體優(yōu)選地由交替層疊的冷卻管和半導(dǎo)體模塊構(gòu)成。這種情況下，半導(dǎo)體模塊 能夠被有效地冷卻，層疊體能夠做得尺寸緊湊。內(nèi)部單元優(yōu)選地包括用于沿層疊方向按壓層疊體的壓力構(gòu)件。壓力構(gòu)件優(yōu)選地置 于框架的一部分與層疊體沿層疊方向的一端之間。層疊體優(yōu)選地由框架的另一部分在層疊 體沿層疊方向的另一端部處支撐。這種情況下，壓力構(gòu)件的反作用力能夠由框架支撐。因 此，殼體不需要具有足夠大以承受壓力構(gòu)件的反作用力的剛性，不需要增大其厚度或包括 肋。這使得能夠把殼體做得重量輕，而且比較低廉?？蚣軆?yōu)選地包括用于將內(nèi)部單元固定到殼體上的單元固定部分。至少一個單元固 定部分優(yōu)選地沿層疊方向定位在一對支撐部的每一個的外部，在單元固定部分處，由層疊 體和壓力構(gòu)件沿層疊方向朝向外部將反作用力施加到框架上。這種情況下，框架借助于殼 體能夠抵抗層疊體和壓力構(gòu)件的反作用力。這是由于殼體加強了框架，由此有效地防止框 架變形?？蚣軆?yōu)選地包括位于層疊體沿層疊方向的兩側(cè)的前壁部分和后壁部分；以及一 對側(cè)壁部分，所述一對側(cè)壁部分在其兩端處連接前壁部分和后壁部分。這種情況下，層疊體 能夠穩(wěn)定地保持在框架內(nèi)。
前壁部分和后壁部分的厚度優(yōu)選地大于側(cè)壁部分的厚度。這種情況下，能夠提高 承受壓力構(gòu)件的反作用力的前壁部分和后壁部分的剛性，同時減小不直接承受壓力構(gòu)件的 反作用力的側(cè)壁部分的重量。這使得能夠有效地制造重量輕的框架，同時確?？蚣芫哂凶?夠大以抵抗壓力構(gòu)件的反作用力的剛性。前壁部分和后壁部分中的至少一部分優(yōu)選地形成具有大致H形橫截面的H形壁部 分，H形壁部分由一對縱向板部分和連接部分構(gòu)成，所述一對縱向板部分垂直于層疊方向， 連接部分在一對縱向板部分的中心處將一對縱向板部分連接在一起。這種情況下，框架能 夠做得重量較輕，同時確保前壁部分和后壁部分的高剛性。優(yōu)選地，冷卻管為長形的，并在其沿縱向的兩端附近相互連接。優(yōu)選地，與冷卻管 層疊在一起的半導(dǎo)體模塊具有這樣的結(jié)構(gòu)主電極端子和控制端子向相對側(cè)突出并沿垂直 于冷卻管的層疊方向和縱向的高度方向突出，其中主電極端子執(zhí)行可控電源的輸入/輸出 并且控制端子執(zhí)行控制電流的輸入，所述電流用于控制開關(guān)元件?？蚣軆?yōu)選地沿高度方向 向兩側(cè)開口。這種情況下，母線、控制電路板及類似部件能夠容易地固定到半導(dǎo)體模塊上。
內(nèi)部單元優(yōu)選地包括控制電路板，用于控制開關(guān)元件的控制電路形成在控制電路 板上。這種情況下，由于不需要將控制電路板直接固定到殼體上，因此，控制電路板的組裝 作業(yè)能夠更為方便，并能夠減小施加到控制電路板上的外力。優(yōu)選地，框架包括用于將內(nèi)部單元固定到殼體上的單元固定部分，單元固定部分 比控制電路板的外緣更向外地定位。這種情況下，內(nèi)部單元能夠容易地固定到殼體上。這 是因為如果單元固定部分定位在控制電路板的外緣的內(nèi)部，則組裝有控制電路板的內(nèi)部單 元不能容易地固定到殼體上。這種情況下，為了將內(nèi)部單元固定到殼體上，必須鉆設(shè)貫穿殼 體的壁的孔，比如螺栓或類似部件插入上述孔內(nèi)。但是，這種情況下，不僅可加工性下降，而 且不得不采用更多的密封件以確保殼體的水密性。通過把單元固定部分定位在控制電路板 的外緣的外部，能夠排除這個問題。優(yōu)選地，框架設(shè)置有用于將控制電路板固定到內(nèi)部單元上的板固定部分，板固定 部分比單元固定部分更向內(nèi)地定位。這便于將控制電路板連接到框架上以及將內(nèi)部單元連 接到殼體上。內(nèi)部單元優(yōu)選地包括作為電子部件的電容器。這種情況下，能夠減小施加到電容器上的外力。另外，能夠抑制通過殼體傳遞到外 部的電容器的振動。這使得能夠抑制令人不愉快的振動聲音由于電容器的振動而在采用能 量轉(zhuǎn)換裝置的車輛機艙內(nèi)的發(fā)生。優(yōu)選地，框架包括用于將內(nèi)部單元固定到殼體上的單元固定部分和用于將電容器 固定到內(nèi)部單元上的電容器固定部分。電容器固定部分優(yōu)選地比單元固定部分更向內(nèi)地定 位。這種情況下，電容器能夠容易地固定到框架上，內(nèi)部單元能夠容易地固定到殼體上。內(nèi)部單元優(yōu)選地包括接線盒，用于輸入和輸出可控電源的輸入/輸出端子安裝在 接線盒上，以建立輸入/輸出端子與外部裝置的端子之間的連接。這種情況下，由于能夠在 殼體外部將接線盒固定至內(nèi)部單元，所以能夠容易地固定接線盒。優(yōu)選地，能量轉(zhuǎn)換裝置包括母線，所述母線在其一端設(shè)置有輸入/輸出端子，框架 包括用于固定母線的多個母線固定部分。這種情況下，母線能夠穩(wěn)定地固定到框架上。能量轉(zhuǎn)換裝置優(yōu)選地包括多個母線，至少兩個母線通過利用樹脂進(jìn)行部分地模制而構(gòu)成結(jié)合母線組件。將母線組件固定到框架上的至少兩個母線固定部分優(yōu)選地在比框架 的中心更靠近接線盒的位置處定位。這種情況下，母線組件能夠穩(wěn)定地固定到框架上，輸入 /輸出端子能夠穩(wěn)定地布置在接線盒上。因此，能夠確保輸入/輸出端子與外部端子之間的 穩(wěn)固連接。內(nèi)部單元優(yōu)選地包括構(gòu)成能量轉(zhuǎn)換電路的全部電子部件。這種情況下，能夠保護(hù) 構(gòu)成能量轉(zhuǎn)換電路的全部電子部件免受外力，并能夠提供便于制造和可維護(hù)性優(yōu)良的能量 轉(zhuǎn)換裝置。框架優(yōu)選地包括用于保持導(dǎo)線的線保持部分，導(dǎo)線的至少一端布置在殼體內(nèi)。這 種情況下，導(dǎo)線能夠沿框架鋪設(shè)。因此，當(dāng)內(nèi)部單元裝入殼體或從殼體取出時，可防止內(nèi)部 單元被導(dǎo)線鎖住。 可以理解，本發(fā)明不限于如上所述的構(gòu)造，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到的任意和全 部改進(jìn)、變化或其等同方案均認(rèn)為落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種能量轉(zhuǎn)換裝置，包括 構(gòu)成能量轉(zhuǎn)換電路的電子部件；用于冷卻所述電子部件中的至少一部分的冷卻器；和 容納所述電子部件和所述冷卻器的殼體； 其中所述電子部件中的所述至少一部分和所述冷卻器作為內(nèi)部單元固定并結(jié)合到框架中， 所述內(nèi)部單元通過所述框架固定在所述殼體內(nèi)，所述框架具有使得構(gòu)成所述內(nèi)部單元的所述電子部件中的所述至少一部分由所述框 架包圍的形狀，并包括第一壁部分、以及從所述第一壁部分的兩側(cè)伸出的第二壁部分和第 三壁部分，所述冷卻器包括將冷卻劑引入所述冷卻器內(nèi)的冷卻劑引入管和將冷卻劑從所述冷卻 器排出的冷卻劑排出管，所述冷卻劑引入管和所述冷卻劑排出管從所述框架向外突出，所述第一壁部分至第三壁部分包括支撐壁部分和框架壁部分，所述支撐壁部分支撐所 述冷卻劑引入管和所述冷卻劑排出管中的至少一個，所述框架壁部分不支撐所述冷卻劑引 入管和所述冷卻劑排出管，以及所述支撐壁部分的厚度大于所述框架壁部分的厚度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量轉(zhuǎn)換裝置，其中所述第一壁部分設(shè)置有一對凹形部，所述冷卻劑引入管和所述冷卻劑排出管分別布置 在所述一對凹形部內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的能量轉(zhuǎn)換裝置，其中所述第一壁部分在位于所述一對凹形部之間的中心部處接觸所述冷卻器的前表面，并 且所述冷卻器的前表面的形成區(qū)域沿高度方向落入所述中心部的形成區(qū)域內(nèi)，所述高度方 向垂直于所述凹形部布置的方向以及所述冷卻劑引入管和所述冷卻劑排出管突出的方向。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的能量轉(zhuǎn)換裝置，其中所述冷卻劑引入管和所述冷卻劑排出管相對于所述第一壁部分由夾緊構(gòu)件保持， 所述第一壁部分在靠近所述凹形部且處于所述第二壁部分和第三壁部分側(cè)的位置處 具有橫向相鄰部，并且所述橫向相鄰部的靠近所述凹形部的開口側(cè)的端面相對于所述中心部凹進(jìn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量轉(zhuǎn)換裝置，其中所述冷卻劑引入管和所述冷卻劑排出管相對于所述第一壁部分由夾緊構(gòu)件保持，并且 所述第一壁部分包括螺紋孔和被接合部，用于固定所述夾緊構(gòu)件的固定螺釘分別擰入 所述螺紋孔內(nèi)，用于阻止所述夾緊構(gòu)件轉(zhuǎn)動的接合部分別接合在所述被接合部內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量轉(zhuǎn)換裝置，其中所述框架包括在所述第二壁部分和第三壁部分的后端連接所述第二壁部分和第三壁 部分的第四壁部分，并且所述框架從四面包圍所述電子部件中的所述至少一部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的能量轉(zhuǎn)換裝置，其中所述內(nèi)部單元包括作為所述電子部件的半導(dǎo)體模塊，所述半導(dǎo)體模塊結(jié)合有開關(guān)元件，所述冷卻器中包括冷卻通道，所述內(nèi)部單元結(jié)合有層疊體，所述冷卻通道和所述半導(dǎo)體模塊在所述層疊體中交替層疊，所述內(nèi)部單元包括用于沿所述層疊方向按壓所述層疊體的壓力構(gòu)件，并且 所述壓力構(gòu)件置于所述第一壁部分和所述第四壁部分之一與所述層疊體沿所述層疊 方向的一端之間，所述層疊體沿所述層疊方向的另一端由所述第一壁部分和所述第四壁部 分中的另一個支撐。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的能量轉(zhuǎn)換裝置，其中，所述冷卻通道由冷卻管形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的能量轉(zhuǎn)換裝置，其中，所述壓力構(gòu)件置于后壁部分與所述層 疊體的后端之間，所述層疊體的前端由前壁部分支撐。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的能量轉(zhuǎn)換裝置，其中所述第四壁部分包括后接觸表面，所述壓力構(gòu)件接觸所述后接觸表面， 所述第一壁部分包括前接觸表面，所述層疊體的前端接觸所述前接觸表面，并且 所述后接觸表面與所述前接觸表面相互平行。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的能量轉(zhuǎn)換裝置，其中所述前接觸表面從其附近的所述第一壁部分的內(nèi)表面突出到所述層疊體。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的能量轉(zhuǎn)換裝置，其中所述第一壁部分包括在其外側(cè)表面處平行于所述前接觸表面的前外側(cè)表面。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量轉(zhuǎn)換裝置，其中所述框架在框架的關(guān)于所述高度方向的兩側(cè)處包括部件固定部分，所述部件固定部分 用于固定構(gòu)成所述能量轉(zhuǎn)換電路的所述電子部件中的一部分，所述高度方向垂直于所述第 一壁部分和所述第四壁部分的縱向以及所述第二壁部分和第三壁部分的縱向，并且在所述第一壁部分的關(guān)于所述高度方向的每一側(cè)布置有所述部件固定部分中的至少一個。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的能量轉(zhuǎn)換裝置，其中在所述第四壁部分的關(guān)于所述高度方向的每一側(cè)布置有所述部件固定部分中的至少一個。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量轉(zhuǎn)換裝置，其中所述冷卻劑引入管和所述冷卻劑排出管設(shè)置為從所述殼體突出， 在所述冷卻劑引入管和所述冷卻劑排出管兩者與所述殼體之間布置有環(huán)狀密封墊，所 述環(huán)狀密封墊密封所述冷卻劑引入管和所述冷卻劑排出管兩者與所述殼體之間的間隙，并 且所述第一壁部分的所述外側(cè)表面在與所述環(huán)狀密封墊相對的位置處具有向后凹進(jìn)的 凹面。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量轉(zhuǎn)換裝置，其中所述第一壁部分的至少一部分形成具有大致H形橫截面的H形壁部分，所述H形壁部 分由一對縱向板部分和一連接部分構(gòu)成，所述一對縱向板部分垂直于所述層疊方向，所述 連接部分在所述一對縱向板部分的中心處將所述一對縱向板部分連接在一起，并且所述H形壁部分包括肋，所述肋與所述縱向板部分和所述連接部分垂直，并且所述肋 部分地設(shè)置在所述一對縱向板部分與所述連接部分之間。
17. 一種能量轉(zhuǎn)換裝置，包括構(gòu)成能量轉(zhuǎn)換電路的電子部件；用于冷卻所述電子部件中的至少一部分的冷卻器；和容納所述電子部件和所述冷卻器的殼體；其中所述電子部件中的所述至少一部分和所述冷卻器作為內(nèi)部單元固定并結(jié)合到框架中， 所述內(nèi)部單元通過所述框架固定在所述殼體內(nèi)，所述框架具有使得構(gòu)成所述內(nèi)部單元的所述電子部件中的所述至少一部分由所述框 架從四面包圍的形狀，所述框架包括前壁部分和后壁部分、以及在所述前壁部分和所述后 壁部分的兩端處連接所述前壁部分和后壁部分的一對側(cè)壁部分，所述冷卻器形成為使得冷卻劑引入管和冷卻劑排出管由所述前壁部分支撐并從所述 前壁部分向外突出；或使得所述冷卻劑引入管和所述冷卻劑排出管中的一個由所述前壁部 分支撐并從所述前壁部分向外突出，并且，所述冷卻劑引入管和所述冷卻劑排出管中的另 一個由所述后壁部分支撐并從所述后壁部分向外突出，所述冷卻劑引入管將冷卻劑引入所 述冷卻器，所述冷卻劑排出管從所述冷卻器排出所述冷卻劑，并且所述前壁部分和所述后壁部分之一的厚度大于所述側(cè)壁部分的厚度，所述前壁部分和 所述后壁部分的所述之一支撐所述冷卻劑引入管和所述冷卻劑排出管中的至少一個。
全文摘要
在能量轉(zhuǎn)換裝置中，電子部件和冷卻器作為內(nèi)部單元結(jié)合在框架中。內(nèi)部單元通過框架固定在殼體內(nèi)?？蚣芫哂杏煽蚣馨鼑娮硬考男螤睿ǖ谝槐诓糠忠约皬牡谝槐诓糠值膬蓚?cè)延伸的第二壁部分和第三壁部分。冷卻器包括冷卻劑引入管和冷卻劑排出管。冷卻劑引入管和冷卻劑排出管從框架向外突出。第一壁部分到第三壁部分包括支撐壁部分和框架壁部分，支撐壁部分支撐冷卻劑引入管和冷卻劑排出管中的至少一個，框架壁部分不支撐冷卻劑引入管和冷卻劑排出管。支撐壁部分的厚度大于框架壁部分的厚度。
文檔編號H02M1/00GK102148562SQ20111003634
公開日2011年8月10日 申請日期2011年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月5日
發(fā)明者中坂彰, 大濱健一 申請人:株式會社電裝