CN109698634A - 电力转换装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种电力转换装置。冷媒流路具备在第1方向上延伸的第1流路和从第1流路分支并在第2方向上延伸的多个第1分支流路。与驱动用的第1马达对应的三个元件列和与发电用的第2马达对应的三个元件列分别排列配置在搭载面上的第1方向上。第1马达的各相的元件列以及第2马达的各相的元件列彼此在第2方向上对置，并且配置于在俯视下与第1分支流路重叠的位置。第1马达的元件列相对于第2马达的元件列位于第1分支流路的上游侧。

Description

电力转换装置
技术领域
本发明涉及电力转换装置。
背景技术
以往，如图7所示，已知有半导体装置110，其具备：包括多个半导体元件的电路元件部101；搭载多个电路元件部101的电路基板102；以及与电路基板102连接的冷却器103(例如，参照日本特开2015-079819号)。在冷却器103中，沿着长边方向(电路元件部101的排列方向)形成冷媒流路111。电路元件部101通过与流过冷媒流路111的冷媒之间的热交换而被冷却。
发明内容
在上述现有技术所涉及的半导体装置110中，对靠近冷媒流路111的入口112的一侧(也就是说上游侧)的电路元件部101进行了冷却的冷媒，对靠近冷媒流路111的出口113的一侧(也就是说下游侧)的电路元件部101进行冷却。因此，若沿着冷媒流路111排列的多个电路元件部101的数量增大，则在冷媒流路111的上游侧和下游侧之间冷媒的温度梯度变大，由电路元件部101的排列位置造成的冷却性能的变化可能增大。若在冷媒流路111的上游侧和下游侧之间冷媒的温度梯度增大，则伴随着从冷媒流路111的上游侧到下游侧，变得难以冷却电路元件部101。其结果，难以均匀地冷却各电路元件部101。
此外，在多个电路元件部101构成针对多相马达的通电切换电路的情况下，若不同相的电路元件部101沿着冷媒流路111排列，则冷却性能在一个马达的多个相中变化。其结果，难以均匀地冷却各相的电路元件部101。
本发明所涉及的方式是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种能够均匀且有效地冷却多个元件，并抑制多个元件间的冷却性能之差增大的电力转换装置。
为了解决上述课题并达到相关目的，本发明采用了以下方式。
(1)本发明的一方式所涉及的电力转换装置具备：散热部，具有流通冷媒的冷媒流路和搭载面；多个第1元件列，对能够以从蓄电装置供给的电力来动力动作的第1马达授受电力的由高侧臂元件以及低侧臂元件构成的元件列，以所述第1马达的多个相的数量在第1方向上排列配置在所述搭载面上；以及多个第2元件列，对能够发电所述第1马达的动力用电力的第2马达授受电力的由侧臂元件以及低侧臂元件构成的元件列，以所述第2马达的多个相的数量在所述第1方向上排列配置在所述搭载面上，所述多个第1元件列和所述多个第2元件列在与所述第1方向交叉的第2方向上配置在相互面对的位置，所述冷媒流路具备：第1流路，在所述第1方向上延伸；以及多个第1分支流路，与所述多个第1元件列以及所述多个第2元件列的各相相对应地从所述第1流路分支，并且在从与所述第1方向以及所述第2方向正交的第3方向观察的俯视下与所述第1元件列以及所述第2元件列重叠的位置向所述第2方向延伸，在各个上述第1分支流路中，所述多个第1元件列相对于所述多个第2元件列位于所述第2方向上的所述第1分支流路的上游侧。
(2)在上述(1)中，所述多个第1元件列以及所述多个第2元件列中的所述高侧臂元件以及所述低侧臂元件可以排列配置在所述第1方向上。
(3)在上述(1)或者(2)中，可以具备与所述多个第1元件列或者所述多个第2元件列电连接的电压转换器，构成所述电压转换器的高侧臂元件以及低侧臂元件排列配置在所述搭载面上的所述第2方向上，所述冷媒流路还具备第2分支流路，所述第2分支流路从所述第1流路分支，并且在所述俯视下与所述电压转换器的所述高侧臂元件和所述低侧臂元件重叠的位置向所述第2方向延伸，所述电压转换器的所述低侧臂元件相对于所述电压转换器的所述高侧臂元件位于所述第2方向上的所述第2分支流路的上游侧。
根据上述(1)，与在一个系统的冷媒流路上配置多个电力转换电路部的情况相比，能够抑制伴随着电力转换电路部的增加的、在冷媒流路的上游侧和下游侧之间的冷媒的温度梯度增大。此外，在各个第1马达以及第2马达中，因为按各相设置有分支流路，所以能够抑制冷却性能在各马达的多个相中变化，能够使多个相间的冷却性能均匀化。
在此，对应于第1马达的第1元件列比对应于第2马达的第2元件列更易于发热。因此，在各第1分支流路中，通过将第1元件列配置在比第2元件列更上游侧，从而容易确保冷媒和第1元件列的温度差，因此能够均匀且有效地冷却第1元件列以及第2元件列，并能够抑制多个元件列间的冷却性能之差。
在上述(2)的情况下，在各分支流路中的各个第1元件列以及第2元件列中，因为高侧臂元件以及低侧臂元件在第1方向上排列配置，所以能够抑制高侧臂元件和低侧臂元件之间的冷却性能之差的增大。
在上述(3)的情况下，在电压转换电路从电源侧向多个第1元件列侧升压的情况下，与高侧臂元件相比，低侧臂元件的开关造成的发热更大。此外，在电压转换电路从多个第2元件列侧向电源侧降压的情况下，与低侧臂元件相比，高侧臂元件的开关造成的发热更大。但是，若将升压和降压进行比较，则在电源的输出电流比输入电流大的情况下，与高侧臂元件相比，低侧臂元件的发热更大。
在第2分支流路中，因为低侧臂元件配置在高侧臂元件的上游侧，所以能够确保冷媒和低侧臂元件的温度差。其结果，能够有效地冷却低侧臂元件。由此，能够均匀且有效地冷却电压转换电路的高侧臂元件以及低侧臂元件，能够抑制高侧臂元件以及低侧臂元件间的冷却性能之差增大。
附图说明
图1是示意性地示出本发明的实施方式所涉及的电力转换装置的结构的俯视图。
图2是示意性地示出本发明的实施方式所涉及的电力转换装置的结构的分解立体图。
图3是示出搭载本发明的实施方式所涉及的电力转换装置的车辆的部分结构的图。
图4是示意性地示出本发明的实施方式所涉及的电力转换装置中的第1散热部的散热壳体和电源模块的多个元件列的俯视图。
图5是示出本发明的实施方式所涉及的电力转换装置中的第1散热部以及第2散热部各自的散热壳体和接头部的分解立体图，是示出冷媒的流通路径的图。
图6是示出搭载本发明的实施方式所涉及的电力转换装置的车辆的部分结构的图。
图7是现有例所涉及的半导体装置的俯视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的电力转换装置的一个实施方式进行说明。
本实施方式的电力转换装置控制马达和电池之间的电力授受。例如，电力转换装置搭载在电动车辆等中。电动车辆是电动汽车、混合动力车辆以及燃料电池车辆等。电动汽车将电池作为动力源来驱动。混合动力车辆将电池以及内燃机作为动力源来驱动。燃料电池车辆将燃料电池作为驱动源来驱动。
图1是示意性地示出本发明的实施方式所涉及的电力转换装置1的结构的俯视图。
图2是示意性地示出本发明的实施方式所涉及的电力转换装置1的结构的分解立体图。图3是示出搭载本发明的实施方式所涉及的电力转换装置1的车辆10的部分结构的图。图4是示意性地示出本发明的实施方式所涉及的电力转换装置1中的第1散热部61a的散热壳体64和电源模块21的多个元件列PU1、PV1、PW1、PU2、PV2、PW2的俯视图。
<车辆>
如图3所示，除了电力转换装置1之外，车辆10还具备电池11(BATT)、行驶驱动用的第1马达12(MOT)以及发电用的第2马达13(GEN)。
电池11具备电池壳体和收纳在电池壳体内的多个电池模块。电池模块具备串联连接的多个电池单元。电池11具备与电力转换装置1的直流连接器1a连接的正极端子PB以及负极端子NB。正极端子PB以及负极端子NB与在电池壳体内串联连接的多个电池模块的正极端以及负极端连接。
第1马达12通过从电池11供给的电力产生旋转驱动力(动力动作)。第2马达13通过输入到旋转轴的旋转驱动力产生发电电力。在此，构成为，内燃机的旋转动力能够传递到第2马达13。例如，第1马达12以及第2马达13分别是三相交流的无刷DC马达。三相是U相、V相以及W相。第1马达12以及第2马达13分别是内转子型。各马达12、13分别具备转子和定子，所述转子具有用于磁场的永磁铁，所述定子具有用于产生使转子旋转的旋转磁场的三相定子绕组。第1马达12的三相定子绕组与电力转换装置1的第1三相连接器1b连接。第2马达13的三相定子绕组与电力转换装置1的第2三相连接器1c连接。
<电力转换装置>
电力转换装置1具备电源模块21、电抗器22、电容器单元23、电阻器24、第1电流传感器25、第2电流传感器26、第3电流传感器27、电子控制单元28(MOT GEN ECU)以及栅极驱动单元29(G/D VCU ECU)。
电源模块21具备第1电力转换电路部31、第2电力转换电路部32以及第3电力转换电路部33。第1电力转换电路部31通过第1三相连接器1b与第1马达12的三相定子绕组连接。第1电力转换电路部31将从电池11经由第3电力转换电路部33输入的直流电力转换为三相交流电力。第2电力转换电路部32通过第2三相连接器1c与第2马达13的三相定子绕组连接。第2电力转换电路部32将从第2马达13输入的三相交流电力转换为直流电力。通过第2电力转换电路部32转换的直流电力能够供给到电池11以及第1电力转换电路部31中的至少一个。
第1电力转换电路部31和第2电力转换电路部32分别具备通过桥式连接的多个开关元件而形成的桥式电路。例如，开关元件是IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极晶体管)或者MOSFET(Metal Oxide Semi-conductor Field EffectTransistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)等晶体管。例如，在桥式电路中，成对的高侧臂以及低侧臂U相晶体管UH、UL和成对的高侧臂以及低侧臂V相晶体管VH、VL和成对的高侧臂以及低侧臂W相晶体管WH、WL分别进行桥式连接。在本实施方式中，在各个U、V、W相中，高侧臂以及低侧臂晶体管彼此(例如，U相的高侧臂晶体管UH以及低侧臂晶体管UL彼此)在第1方向D1上相邻地配置。
高侧臂的各晶体管UH、VH、WH的集电极与正极端子PI连接从而构成高侧臂。在各相中，高侧臂的各正极端子PI与正极汇流条50p连接。
低侧臂的各晶体管UL、VL、WL的发射极与负极端子NI连接从而构成低侧臂。在各相中，低侧臂的各负极端子NI与负极汇流条50n连接。
如图1、图3所示，在各相中，高侧臂的各晶体管UH、VH、WH的发射极在连接点TI与低侧臂的各晶体管UL、VL、WL的集电极连接。
在第1电力转换电路部31的各相中，连接点TI通过第1汇流条51与第1入输出端子Q1连接。第1入输出端子Q1与第1三相连接器1b连接。第1电力转换电路部31的各相的连接点TI经由第1汇流条51、第1入输出端子Q1以及第1三相连接器1b与第1马达12的各相的定子绕组连接。
在第2电力转换电路部32的各相中，连接点TI通过第2汇流条52与第2入输出端子Q2连接。第2入输出端子Q2与第2三相连接器1c连接。第2电力转换电路部32的各相的连接点TI经由第2汇流条52、第2入输出端子Q2以及第2三相连接器1c与第2马达13的各相的定子绕组连接。桥式电路在各晶体管UH、UL、VH、VL、WH、WL的集电极-发射极间具备从发射极朝向集电极正向地连接的二极管。
第1电力转换电路部31和第2电力转换电路部32分别基于从栅极驱动单元29向各晶体管UH、VH、WH、UL、VL、WL的栅极输入的开关指令即栅极信号，切换各相的晶体管对的导通(ON)/截止(OFF)。第1电力转换电路部31通过将从电池11经由第3电力转换电路部33输入的直流电力转换为三相交流电力，并依次使向第1马达12的三相定子绕组的通电换流，来向三相定子绕组通电交流的U相电流、V相电流以及W相电流。第2电力转换电路部32通过与第2马达13的旋转取得了同步的各相的晶体管对的导通(ON)/截止(OFF)驱动，将从第2马达13的三相定子绕组输出的三相交流电力转换为直流电力。
第3电力转换电路部33是电压控制单元(VCU)。第3电力转换电路部33具备成对的高侧臂以及低侧臂的开关元件。例如，第3电力转换电路部33具备高侧臂的第1晶体管S1以及低侧臂的第2晶体管S2。第1晶体管S1的集电极与正极端子PV连接从而构成高侧臂。高侧臂的正极端子PV与正极汇流条50p连接。第2晶体管S2的发射极与负极端子NV连接从而构成低侧臂。低侧臂的负极端子NV与负极汇流条50n连接。高侧臂的第1晶体管S1的发射极与低侧臂的第2晶体管S2的集电极连接。第3电力转换电路部33在第1晶体管S1以及第2晶体管S2各自的集电极-发射极间具备从发射极朝向集电极正向地连接的二极管。
高侧臂的第1晶体管S1和低侧臂的第2晶体管S2的连接点通过第3汇流条53与电抗器22连接。电抗器22的两端与第1晶体管S1以及第2晶体管S2的连接点和电池11的正极端子PB连接。电抗器22具备线圈以及检测线圈的温度的温度传感器。温度传感器通过信号线与电子控制单元28连接。
第3电力转换电路部33基于从栅极驱动单元29输入到第1晶体管S1以及第2晶体管S2各自的栅极的开关指令即栅极信号，切换晶体管对的导通(ON)/截止(OFF)。
第3电力转换电路部33在升压时交替地切换第1状态和第2状态，在第1状态中，第2晶体管S2设定为导通(ON)以及第1晶体管S1设定为截止(OFF)，在第2状态中，第2晶体管S2设定为截止(OFF)以及第1晶体管S1设定为导通(ON)。在第1状态中，电流依次流过电池11的正极端子PB、电抗器22、第2晶体管S2、电池11的负极端子NB，电抗器22被直流励磁从而积蓄磁能量。在第2状态中，在电抗器22的两端间产生电动势(感应电压)，以防止由阻断流向电抗器22的电流引起的磁通的变化。由在电抗器22中积蓄的磁能量引起的感应电压叠加在电池电压上，比电池11的端子间电压高的升压电压施加在第3电力转换电路部33的正极端子PV和负极端子NV之间。
第3电力转换电路部33在再生时交替地切换第2状态和第1状态。在第2状态中，电流依次流过第3电力转换电路部33的正极端子PV、第1晶体管S1、电抗器22、电池11的正极端子PB，电抗器22被直流励磁从而积蓄磁能量。在第1状态中，在电抗器22的两端间产生电动势(感应电压)，以防止由阻断流向电抗器22的电流引起的磁通的变化。由在电抗器22中积蓄的磁能量引起的感应电压降压，比第3电力转换电路部33的正极端子PV和负极端子NV间的电压低的降压电压施加在电池11的正极端子PB和负极端子NB之间。
电容器单元23具备第1平滑电容器41、第2平滑电容器42以及噪声滤波器43。
第1平滑电容器41连接在电池11的正极端子PB和负极端子NB之间。第1平滑电容器41对伴随着第3电力转换电路部33的再生时的第1晶体管S1以及第2晶体管S2的导通/截止的切换动作而产生的电压变动进行平滑化。
第2平滑电容器42连接在第1电力转换电路部31和第2电力转换电路部32各自的正极端子PI和负极端子NI之间、以及第3电力转换电路部33的正极端子PV和负极端子NV之间。第2平滑电容器42经由正极汇流条50p和负极汇流条50n与多个正极端子PI和负极端子NI、以及正极端子PV和负极端子NV连接。第2平滑电容器42对伴随着第1电力转换电路部31和第2电力转换电路部32各自的各晶体管UH、UL、VH、VL、WH、WL的导通/截止的切换动作而产生的电压变动进行平滑化。第2平滑电容器42对伴随着第3电力转换电路部33的升压时的第1晶体管S1以及第2晶体管S2的导通/截止的切换动作而产生的电压变动进行平滑化。
噪声滤波器43连接在第1电力转换电路部31和第2电力转换电路部32各自的正极端子PI和负极端子NI之间、以及第3电力转换电路部33的正极端子PV和负极端子NV之间。噪声滤波器43具备串联连接的两个电容器。两个电容器的连接点与车辆10的车身接地(BodyGround)等连接。
电阻器24连接在第1电力转换电路部31和第2电力转换电路部32各自的正极端子PI和负极端子NI之间、以及第3电力转换电路部33的正极端子PV和负极端子NV之间。
第1电流传感器25配置在连接第1电力转换电路部31的各相的连接点TI和第1入输出端子Q1的第1汇流条51上，并检测U相、V相以及W相各自的电流。第2电流传感器26配置在连接第2电力转换电路部32的各相的连接点TI和第2入输出端子Q2的第2汇流条52上，并检测U相、V相以及W相各自的电流。第3电流传感器27配置在连接第1晶体管S1以及第2晶体管S2的连接点和电抗器22的第3汇流条53上，并检测流向电抗器22的电流。
第1电流传感器25、第2电流传感器26以及第3电流传感器27分别通过信号线与电子控制单元28连接。
电子控制单元28控制第1马达12以及第2马达13各自的动作。例如，电子控制单元28是通过由CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)等处理器执行给定的程序而发挥功能的软件功能部。软件功能部是具备CPU等处理器、储存程序的ROM(Read OnlyMemory，只读存储器)、临时存储数据的RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)以及定时器等电子电路的ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)。另外，电子控制单元28的至少一部分可以是LSI(Large Scale Integration，大规模集成)等集成电路。例如，电子控制单元28执行使用第1电流传感器25的电流检测值和与针对第1马达12的转矩指令值对应的电流目标值的电流反馈控制等，生成输入到栅极驱动单元29的控制信号。例如，电子控制单元28执行使用第2电流传感器26的电流检测值和与针对第2马达13的再生指令值对应的电流目标值的电流反馈控制等，生成输入到栅极驱动单元29的控制信号。控制信号是表示对第1电力转换电路部31和第2电力转换电路部32各自的各晶体管UH、VH、WH、UL、VL、WL进行导通(ON)/截止(OFF)驱动的定时的信号。例如，控制信号是脉冲宽度调制了的信号等。
栅极驱动单元29基于从电子控制单元28接收的控制信号，生成用于对第1电力转换电路部31和第2电力转换电路部32各自的各晶体管UH、VH、WH、UL、VL、WL实际进行导通(ON)/截止(OFF)驱动的栅极信号。例如，栅极驱动单元29执行控制信号的放大以及电平移动等，生成栅极信号。
栅极驱动单元29生成用于对第3电力转换电路部33的各个第1晶体管S1以及第2晶体管S2进行导通(ON)/截止(OFF)驱动的栅极信号。例如，栅极驱动单元29生成与第3电力转换电路部33的升压时的升压电压指令或者第3电力转换电路部33的再生时的降压电压指令对应的占空比的栅极信号。占空比是第1晶体管S1以及第2晶体管S2的比率。
如图1、图2以及图4所示，在电源模块21的各个第1电力转换电路部31和第2电力转换电路部32中，与三相的各相相对应的高侧臂开关元件以及低侧臂开关元件形成元件列PU1、PV1、PW1、PU2、PV2、PW2。在各个第1电力转换电路部31和第2电力转换电路部32中，与三相对应的三个元件列PU1、PV1、PW1彼此以及元件列PU2、PV2、PW2彼此分别在第1方向D1上排列配置。例如，在第1电力转换电路部31中，高侧臂以及低侧臂U相晶体管UH、UL的元件列PU1、高侧臂以及低侧臂V相晶体管VH、VL的元件列PV1和高侧臂以及低侧臂W相晶体管WH、WL的元件列PW1依次在第1方向D1上排列配置。
例如，在第2电力转换电路部32中，高侧臂以及低侧臂U相晶体管UH、UL的元件列PU2、高侧臂以及低侧臂V相晶体管VH、VL的元件列PV2和高侧臂以及低侧臂W相晶体管WH、WL的元件列PW2依次在第1方向D1上排列配置。
在各个第1电力转换电路部31和第2电力转换电路部32中，与三相的各相相对应的元件列PU1、PV1、PW1、PU2、PV2、PW2中的高侧臂开关元件和低侧臂开关元件在第1方向D1上排列配置。在高侧臂以及低侧臂U相晶体管UH、UL、高侧臂以及低侧臂V相晶体管VH、VL和高侧臂以及低侧臂W相晶体管WH、WL的各个中，高侧臂的晶体管和低侧臂的晶体管在第1方向D1上排列配置。
第1电力转换电路部31的与三相对应的三个元件列PU1、PV1、PW1和第2电力转换电路部32的与三相对应的三个元件列PU2、PV2、PW2按各相配置于在与第1方向D1正交的第2方向D2上相互面对的位置。第1电力转换电路部31的高侧臂以及低侧臂U相晶体管UH、UL的元件列PU1和第2电力转换电路部32的高侧臂以及低侧臂U相晶体管UH、UL的元件列PU2在第2方向D2上对置配置。
第1电力转换电路部31的高侧臂以及低侧臂V相晶体管VH、VL的元件列PV1和第2电力转换电路部32的高侧臂以及低侧臂V相晶体管VH、VL的元件列PV2在第2方向D2上对置配置。第1电力转换电路部31的高侧臂以及低侧臂W相晶体管WH、WL的元件列PW1和第2电力转换电路部32的高侧臂以及低侧臂W相晶体管WH、WL的元件列PW2在第2方向D2上对置配置。
由第3电力转换电路部33的高侧臂以及低侧臂的开关元件构成的元件列PS在第1方向D1上排列配置在第1电力转换电路部31和第2电力转换电路部32的旁边。第3电力转换电路部33的高侧臂的第1晶体管S1排列配置在第1方向D1上的第2电力转换电路部32的旁边。第3电力转换电路部33的低侧臂的第2晶体管S2排列配置在第1方向D1上的第1电力转换电路部31的旁边。在第3电力转换电路部33中，成对的高侧臂的第1晶体管S1和低侧臂的第2晶体管S2在第2方向D2上对置配置。
如图2所示，电力转换装置1具备：在电源模块21的厚度方向(第3方向)E上从两侧夹着电源模块21的两个散热部61、接头部62以及两个密封构件63。两个散热部61是第1散热部61a以及第2散热部61b。散热部61具备散热壳体64和散热板65。
散热壳体64的外形例如形成为矩形箱型。散热壳体64具备流通冷媒的冷媒流路66。冷媒流路66通过在散热壳体64的内部划定凹槽的多个壁部67形成。冷媒流路66与在第1散热部61a的散热壳体64中形成的冷媒供给口68a以及冷媒排出口68b连接。
冷媒供给口68a以及冷媒排出口68b形成在散热壳体64的端部。
例如，冷媒供给口68a以及冷媒排出口68b形成在散热壳体64的第1方向D1上的第1端部64a以及第2端部64b中的第1端部64a。冷媒供给口68a以及冷媒排出口68b在第1端部64a且在第2方向D2上排列形成。第1散热部61a的冷媒供给口68a以及冷媒排出口68b与在厚度方向E上贯通散热壳体64的孔连接。第2散热部61b的冷媒供给口68a以及冷媒排出口68b与在散热壳体64的内部在厚度方向E延伸的凹槽连接。
如图4所示，冷媒流路66具备在第1方向D1上延伸的第1流路71以及第2流路72、和在第1流路71和第2流路72之间分支并在第2方向D2上延伸的多个分支流路73。
第1流路71在第1方向D1上从第1端部64a的冷媒供给口68a朝向第2端部64b延伸。具体来说，第1流路71具有与冷媒供给口68a连接的连接部71a、和沿着分支流路73的并设方向(第1方向D1)直线状延伸的直线部71b。在第1流路71中，连接部71a的截面积(与流通方向正交的截面积)比直线部71b的截面积大。
第2流路72在第1方向D1上从第2端部64b朝向第1端部64a的冷媒排出口68b延伸。具体来说，第2流路72具有与冷媒排出口68b连接的连接部72a和沿着分支流路73的并设方向(第1方向D1)直线状延伸的直线部72b。在第2流路72中，连接部72a的截面积比直线部72b的截面积大。
多个分支流路73连接第1流路71以及第2流路72。具体来说，分支流路73具备与第1电力转换电路部31和第2电力转换电路部32的三相对应的三个第1分支流路73a和与第3电力转换电路部33对应的一个第2分支流路73b。
第1分支流路73a设置在与对应于三相的各相并在第2方向D2上对置的第1电力转换电路部31的元件列PU1、PV1、PW1和第2电力转换电路部32的元件列PU2、PV2、PW2在俯视下重叠的位置。在三相的各相中，第1分支流路73a的上游部(第1流路71侧的部位)在俯视下与第1电力转换电路部31的元件列PU1、PV1、PW1重叠。第1分支流路73a的下游部(第2流路72侧的部位)在俯视下与第2电力转换电路部32的元件列PU2、PV2、PW2重叠。
在第1分支流路73a中，上游端(与第1流路71的连接部分)以及下游端(与第2流路72的连接部分)的截面积比中央部分小。具体来说，在第1分支流路73a的上游端以及下游端中，第1方向D1上的流路宽度比中央部分大。第1分支流路73a的中央部分在俯视下与第1电力转换电路部31和第2电力转换电路部32的整体重合。第1分支流路73a的上游端以及下游端相对于第1电力转换电路部31和第2电力转换电路部32位于第2方向的外侧。
第2分支流路73b设置在与在第3电力转换电路部33的一个元件列PS中在第2方向D2上对置的高侧臂的第1晶体管S1和低侧臂的第2晶体管S2在俯视下重叠的位置。第2分支流路73b的上游部(第1流路71侧的部位)在俯视下与低侧臂的第2晶体管S2重叠。第2分支流路73b的下游部(第2流路72侧的部位)在俯视下与高侧臂的第1晶体管S1重叠。另外，第2分支流路73b的俯视形状与第1分支流路73a相同。即，第2分支流路73b的中央部分在俯视下与第3电力转换电路部33的整体重合。第1分支流路73a的上游端以及下游端相对于第3电力转换电路部33位于第2方向的外侧。
上述第1流路71的直线部71b的截面积a形成为比分支流路73的上游端的截面积b大。例如，为a≥2b。
如图2所示，散热板65的俯视外形形成为具有和散热壳体64几乎相同的大小的板状。散热板65与散热壳体64的壁部67连接，并通过堵塞凹槽的开口端来密封冷媒流路66。在散热板65的端部，形成分别面向散热壳体64的冷媒供给口68a以及冷媒排出口68b连通的两个贯通孔65a。
散热板65的面向与散热壳体64相反侧的面构成搭载电源模块21的搭载面65A。散热板65在厚度方向E上的搭载面65A的相反侧的表面65B上具备作为散热器而发挥功能的多个散热片(未图示)。多个散热片在散热板65被组装在散热壳体64的状态下配置在各分支流路73内。例如，散热片的外形形成为能够比直型更高密度地配置的波型或者销形。
接头部62配置在第1散热部61a以及第2散热部61b之间、在俯视下与冷媒供给口68a以及冷媒排出口68b(贯通孔65a)重合的位置。
即，接头部62在第1方向D1上排列配置在电源模块21的旁边。接头部62具备分别面向散热板65的对应的贯通孔65a连通的第1冷媒流路62a以及第2冷媒流路62b。
密封构件63分别配置在各散热部61(散热板65)和接头部62之间。在密封构件63中，形成在厚度方向E上贯通密封构件63的贯通孔63a。贯通孔63a分别面向在散热板65上形成的两个贯通孔65a以及在接头部62上形成的两个冷媒流路62a、62b连通。密封构件63对散热板65和接头部62之间进行密封，使得散热板65的各贯通孔65a和接头部62的冷媒流路62a、62b中的对应的贯通孔65a以及冷媒流路62a、62b彼此相互连接并密封。
散热壳体64的冷媒供给口68a以及冷媒排出口68b、散热板65的贯通孔65a、接头部62的冷媒流路62a、62b、以及密封构件63的贯通孔63a的各截面积c形成为小于分支流路73的上游端的截面积b。例如，b/4≥c。
图5是示出本发明的实施方式所涉及的电力转换装置1中的第1散热部61a以及第2散热部61b各自的散热壳体64和接头部62的分解立体图，是示出冷媒的流通路径的图。另外，在图4以及图5中，通过箭头示出冷媒的流向。
如图4以及图5所示，从外部向两个散热部61供给的冷媒首先通过第1散热部61a的冷媒供给口68a(参照箭头R1)，分支流入第1散热部61a的冷媒流路66和接头部62的第1冷媒流路62a。流过接头部62的第1冷媒流路62a的冷媒通过第2散热部61b的冷媒供给口68a，流入第2散热部61b的冷媒流路66(参照箭头R2)。
在第1散热部61a以及第2散热部61b各自的冷媒流路66中，冷媒在第1方向D1上从第1端部64a朝向第2端部64b流过第1流路71(参照箭头R3)，并且分支流入多个分支流路73。在第2方向D2上从第1流路71朝向第2流路72流过多个分支流路73的冷媒对电源模块21的多个元件列PU1、PV1、PW1、PU2、PV2、PW2、PS进行冷却。具体来说，流过第1分支流路73a的冷媒首先分别冷却第1电力转换电路部31的元件列PU1、PV1、PW1，接下来分别冷却第2电力转换电路部32的元件列PU2、PV2、PW2(参照箭头R4)。流过第2分支流路73b的冷媒，在第3电力转换电路部33的元件列PS中首先冷却低侧臂的第2晶体管S2，接下来冷却高侧臂的第1晶体管S1(参照箭头R5)。
通过了分支流路73的冷媒流入第2流路72。冷媒从第2端部64b朝向第1端部64a流过第2流路72，流入冷媒排出口68(参照箭头R6)。流过第2散热部61b的冷媒排出口68b的冷媒通过接头部62的第2冷媒流路62b，流入第1散热部61a的冷媒排出口68b(参照箭头R7)。通过第1散热部61a的冷媒排出口68b的冷媒从两个散热部61排出到外部。
在本实施方式的电力转换装置1中，第1电力转换电路部31和第2电力转换电路部32的元件列PU1、PV1、PW1、PU2、PV2、PW2设为在俯视下与从第1流路71分支的第1分支流路73a重叠的结构。
根据该结构，与在一个系统的冷媒流路上配置多个电力转换电路部的情况相比，能够抑制伴随着电力转换电路部的增加的、在冷媒流路的上游侧和下游侧之间的冷媒的温度梯度增大。即，能够根据电力转换电路部的数量、发热量等，调整分支流路73的数量、截面积，从而能够均匀且有效地冷却分支流路73上配置的电力转换电路部31～33的元件列PU1、PV1、PW1、PU2、PV2、PW2、PS。进而，能够防止一个分支流路73的流路长度变长，抑制冷媒的压力损失增大。在各个第1马达12以及第2马达13中，因为对应于各相而设置有第1分支流路73a，所以能够抑制冷却性能在各马达12、13的多个相中变化，使多个相间的冷却性能均匀化。
图6是示出搭载实施方式所涉及的电力转换装置1的车辆10的部分结构的图。
在此，如图6所示，由电力转换装置1升压了的电力以及由第2马达13发电了的电力输出到第1马达12。因此，如图4所示，与第1马达12对应的第1电力转换电路部31的元件列PU1、PV1、PW1(参照图1等)比与第2马达13对应的的第2电力转换电路部32的元件列PU2、PV2、PW2更易于发热。因此，在各第1分支流路73a中，通过将第1电力转换电路部31的元件列PU1、PV1、PW1配置在比第2电力转换电路部32的元件列PU2、PV2、PW2更上游侧，从而能够确保冷媒和第1电力转换电路部31的温度差。其结果，能够有效地冷却第1电力转换电路部31。
由此，能够均匀且有效地冷却第1电力转换电路部31和第2电力转换电路部32的元件列PU1、PV1、PW1、PU2、PV2、PW2，并能够抑制多个元件列PU1、PV1、PW1、PU2、PV2、PW2间的冷却性能之差增大。
由此，例如在与冷媒的泵容量以及冷媒温度相关的散热器(Radiator)的散热性能等给定的冷却性能中，能够均匀且有效地冷却第1电力转换电路部31和第2电力转换电路部32的多个元件列PU1、PV1、PW1、PU2、PV2、PW2。
在本实施方式中，在各第1分支流路73a中的第1电力转换电路部31和第2电力转换电路部32的各个元件列PU1、PV1、PW1、PU2、PV2、PW2中，高侧臂开关元件和低侧臂开关元件在第1方向D1上排列配置。由此，能够抑制高侧臂开关元件和低侧臂开关元件之间的冷却性能之差的增大。
在本实施方式中，在第3电力转换电路部33的升压时，与高侧臂的第1晶体管S1相比，低侧臂的第2晶体管S2的发热更大。此外，在第3电力转换电路部33的再生时，与低侧臂的第2晶体管S2相比，高侧臂的第1晶体管S1的发热更大。但是，若将升压时和再生时进行比较，则在电池11的输出允许电流或者输出允许电力比输入允许电流或者输入允许电力大的情况下，与高侧臂的第1晶体管S1相比，低侧臂的第2晶体管S2的发热更大。
因此，在本实施方式中，在第2分支流路73b中，低侧臂的第2晶体管S2配置在高侧臂的第1晶体管S1的上游侧。
因此，能够确保冷媒和低侧臂的第2晶体管S2的温度差。其结果，能够有效地冷却低侧臂的第2晶体管S2。由此，能够均匀且有效地冷却第3电力转换电路部33的高侧臂的第1晶体管S1以及低侧臂的第2晶体管S2，并能够抑制第1晶体管S1以及第2晶体管S2间的冷却性能之差增大。
以下，对实施方式的变形例进行说明。
在上述实施方式中，电力转换装置1设为具备从厚度方向E的两侧夹着电源模块21的两个散热部61，但不限于此。电力转换装置1也可以具备搭载电源模块21的一个散热部61。
另外，在上述实施方式中，电力转换装置1设为搭载在车辆10中，但不限于此，也可以搭载在其他的设备中。
本发明的实施方式作为示例而呈现，意图不在限制发明范围。这些实施方式能够以其他的各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内，能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包括在发明的范围、主旨内，同样也包括在权利要求书记载的发明以及其等同的范围内。

Claims (3)

1.一种电力转换装置，具备：
散热部，具有冷媒流通的冷媒流路和搭载面；
多个第1元件列，对第1马达授受电力的由高侧臂元件以及低侧臂元件构成的元件列，以所述第1马达的多个相的数量在第1方向上排列配置在所述搭载面上，所述第1马达能够以从蓄电装置供给的电力来动力动作；以及
多个第2元件列，对第2马达授受电力的由侧臂元件以及低侧臂元件构成的元件列，以所述第2马达的多个相的数量在所述第1方向上排列配置在所述搭载面上，所述第2马达能够发电所述第1马达的动力用电力，
所述多个第1元件列和所述多个第2元件列在与所述第1方向交叉的第2方向上配置在相互面对的位置，
所述冷媒流路具备：
第1流路，在所述第1方向上延伸；以及
多个第1分支流路，与所述多个第1元件列以及所述多个第2元件列的各相相对应地从所述第1流路分支，并且在从与所述第1方向以及所述第2方向正交的第3方向观察的俯视下与所述第1元件列以及所述第2元件列重叠的位置向所述第2方向延伸，
在各个所述第1分支流路中，所述多个第1元件列相对于所述多个第2元件列位于所述第2方向上的所述第1分支流路的上游侧。
2.根据权利要求1所述的电力转换装置，其中，
所述多个第1元件列以及所述多个第2元件列中的所述高侧臂元件以及所述低侧臂元件排列配置在所述第1方向上。
3.根据权利要求1或2所述的电力转换装置，其中，
所述电力转换装置具备与所述多个第1元件列或者所述多个第2元件列电连接的电压转换器，
构成所述电压转换器的高侧臂元件以及低侧臂元件排列配置在所述搭载面上的所述第2方向上，
所述冷媒流路还具备第2分支流路，所述第2分支流路从所述第1流路分支，并且在所述俯视下与所述电压转换器的所述高侧臂元件和所述低侧臂元件重叠的位置向所述第2方向延伸，
所述电压转换器的所述低侧臂元件相对于所述电压转换器的所述高侧臂元件位于所述第2方向上的所述第2分支流路的上游侧。
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