CN110574277A - 电力转换装置 - Google Patents

Abstract

电力转换装置(1)具有：发热体(2)；壳体(3)，其包括保持发热体(2)的冷却壁部(31)并收容发热体(2)；流路罩(4)，其包括开口(41)并覆盖冷却壁部(31)的与保持发热体(2)一侧是相反侧的面；以及立设部(32)，其从冷却壁部(31)立设并插入开口(41)内。在冷却壁部(31)以及流路罩(402)中的至少一方，设置有朝向另一方立设的流路侧壁部(33)。另外，电力转换装置(1)具有由冷却壁部(31)、流路罩(4)及流路侧壁部(33)包围的制冷剂流路(5)。制冷剂流路(5)的周缘部中的冷却壁部(31)与流路罩(4)之间的间隙以及立设部(32)与流路罩(4)之间的间隙被密封件(6)堵塞。

Description

电力转换装置

相关申请的援引

本申请基于2017年4月25日提交于日本的专利申请2017-086539号申请，并且要求其优先权的权益，通过援引将该专利申请的全部内容引入本申请的说明书。

技术领域

本发明涉及一种电力转换装置

背景技术

例如，在混合动力汽车、电动汽车等车辆中，装设有在直流电力与交流电力之间进行电力转换的电力转换装置。电力转换装置具有用于进行电力转换的电子部件和收容电子部件的壳体。另外，壳体有时与用于冷却电子部件的冷却器一体化。

在专利文献1中记载了一种电力转换装置，上述电力转换装置包括电抗器和冷却部，该冷却部具有冷却电抗器的至少一个冷却面。冷却部具有包括冷却面的内壁和与内壁相对的流路罩，在内壁与流路罩之间形成有供制冷剂流通的制冷剂流路。在这种冷却部的内壁与流路罩之间，存在有用来抑制制冷剂的漏出的密封件。

另外，在内壁和流路罩之间，有时设置有从内壁向流路罩侧延伸的翅片、划分制冷剂流路的间壁。翅片或间壁的前端与内壁分隔开。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2017-34012号公报

发明内容

在组装上述的电力转换装置时，有时在使流路罩与内壁相对而形成流路之后，将电子部件向冷却器按压。此时，由于在冷却器的内壁与流路罩之间存在间隙，因此当冷却器的内壁无法承受因电子部件的按压而施加的负载时，内壁有可能变形。另外，在内壁与流路罩之间存在翅片、间壁等的情况下，由于内壁的变形，翅片、间壁的前端可能会按压流路罩，导致流路罩的变形。

而且，如果冷却器的内壁、流路罩伴随着电子部件的按压而变形，则有可能对密封件造成损伤。另外，根据情况，也有可能在冷却器的内壁与密封件之间、或者密封件与流路罩之间产生间隙，导致制冷剂向流路外部漏出。

为了抑制上述那样的组装作业时的内壁的变形，考虑例如使翅片等的前端与流路罩抵接，并经由它们支承内壁的方法。但是，这种电力转换装置的壳体由于通过压铸成形制作，所以难以提高翅片等的尺寸精度。因此，难以使翅片等的前端与流路罩抵接。

本发明的目的在于提供一种电力转换装置，能够抑制组装作业中的冷却壁部的变形。

本发明的第一方式的电力转换装置具有：发热体；

壳体，上述壳体包括保持上述发热体的冷却壁部，并收容上述发热体；

流路罩，上述流路罩包括开口，覆盖上述冷却壁部的与保持上述发热体一侧是相反侧的面；

立设部，上述立设部从上述冷却壁部立设，并插入到上述开口内；

流路侧壁部，上述流路侧壁部从上述冷却壁部和上述流路罩中的至少一方朝向另一方立设；

制冷剂流路，上述制冷剂流路由上述冷却壁部、上述流路罩和上述流路侧壁部围绕；以及

密封件，上述密封件堵塞上述制冷剂流路的周缘部中的、上述冷却壁部与上述流路罩之间的间隙以及上述立设部与上述流路罩之间的间隙。

本发明的第二方式的电力转换装置具有：发热体；

壳体，上述壳体包括保持上述发热体的冷却壁部，并收容上述发热体；

流路罩，上述流路罩覆盖上述冷却壁部的与保持上述发热体一侧是相反侧的面；

立设部，上述立设部从上述流路罩立设，并与上述冷却壁部抵接；

流路侧壁部，上述流路侧壁部设置于上述冷却壁部和上述流路罩中的至少一方，并朝向另一方立设；

制冷剂流路，上述制冷剂流路由上述冷却壁部、上述流路罩和上述流路侧壁部围绕；以及

密封件，上述密封件堵塞上述制冷剂流路的周缘部的、上述冷却壁部与上述流路罩之间的间隙。

发明效果

上述第一方式的电力转换装置具有：包括冷却壁部的壳体；以及覆盖冷却壁部的流路罩，在冷却壁部与流路罩之间形成有制冷剂流路。另外，立设在冷却壁部上的立设部插入在流路罩的开口内。在上述第一方式中，由于只要能够将立设部插入开口内即可，因此不需要精密地控制立设部的尺寸。因此，能够容易地形成立设部。

另外，根据上述电力转换装置，在组装作业时，在将流路罩安装于壳体后，使夹具与立设部抵接，能够通过夹具支承冷却壁部。其结果是，能够抑制冷却壁部的变形。

另外，上述第二方式的电力转换装置具有：包括冷却壁部的壳体；以及覆盖冷却壁部的流路罩，在冷却壁部与流路罩之间形成有制冷剂流路。另外，立设在流路罩上的立设部与冷却壁部抵接。在上述第二方式中，由于将立设部设置在流路罩上，所以与设置在壳体上的情况相比，能够容易地控制立设部的尺寸。因此，能够使立设部容易地抵接于冷却壁部。

另外，根据上述电力转换装置，在组装作业时，在将流路罩安装于壳体之后，使夹具抵接于流路罩的外表面的与立设部对应的位置，能够通过夹具支承冷却壁部。其结果是，能够抑制冷却壁部的变形。

如上所述，根据上述第一方式的电力转换装置和上述第二方式的电力转换装置，由于冷却壁部能够通过夹具支承，所以可以提供一种能够抑制组装作业中的冷却壁部的变形的电力转换装置。

附图说明

本发明的上述目的和其他目的、特征和优点将通过以下参照附图的详细描述而更加清楚。附图如下所述。

图1是实施方式1中的电力转换装置的侧视图。

图2是实施方式1中的从流路罩侧观察到的电力转换装置的俯视图。

图3是图2的III-III线局部向视剖视图。

图4是实施方式1中的壳体的立体图。

图5是表示实施方式2中的电力转换装置的主要部分的剖视图(相当于图3的向视剖视图)。

图6是实施方式3中的从流路罩侧观察到的包括翅片的电力转换装置的俯视图。

图7是图6的VII-VII线向视剖视图。

图8是表示实施方式4中的电力转换装置的主要部分的剖视图(相当于图7的向视剖视图)。

图9是实施方式5中的从流路罩侧观察到的包括直线状的制冷剂流路的电力转换装置的俯视图。

图10是图9的X-X线向视剖视图。

图11是实施方式5中的壳体的立体图。

具体实施方式

(实施方式1)

参照图1～图4，对上述电力转换装置的实施方式进行说明。如图3所示，电力转换装置1具有：发热体2；壳体3，上述壳体3包括保持发热体2的冷却壁部31且收容发热体2；流路罩4，上述流路罩4具备开口41且覆盖冷却壁部31的与保持发热体2一侧是相反侧的面；立设部32，上述立设部32从冷却壁部31立设且插入开口41内。在冷却壁部31以及流路罩4中的至少一方，设置有朝向另一方立设的流路侧壁部33。

另外，电力转换装置1具有由冷却壁部31、流路罩4以及流路侧壁部33包围的制冷剂流路5。制冷剂流路5的周缘部中的冷却壁部31与流路罩4之间的间隙、以及立设部32与流路罩4之间的间隙被密封件6堵塞。

如图1～图4所示，本实施方式的电力转换装置1中的壳体3具有呈大致长方形状的冷却壁部31和立设于冷却壁部31的周缘的壳体侧壁部34，呈一面开口的大致长方体状。虽然未图示，但壳体3的开口由盖部覆盖。以下，有时将与冷却壁部31的长边平行的方向称为“纵向X”，将与冷却壁部31的短边平行的方向称为“横向Y”，将与纵向X以及横向Y这两方正交的方向称为“高度方向Z”。

如图1和图3所示，在冷却壁部31的内表面、即立设有壳体侧壁部34一侧的面上保持有发热体2。本实施方式的发热体2在从立设部32的立设方向(即高度方向Z)观察到的俯视图中，被保持在与立设部32重叠的位置。作为发热体2，例如有IGBT(即绝缘栅型双极晶体管)、电抗器、电容器等的、在电力转换电路中使用的电子部件。本实施方式的发热体2是电抗器。

如图3所示，在发热体2和冷却壁部31之间，存在有促进从发热体2向冷却壁部31的热传递的散热部件7。作为散热部件7，例如能够采用热传导片、热传导润滑脂等具有促进热传递的功能的公知的散热部件7。

在冷却壁部31的外表面、即与保持发热体2的面是相反侧的面上，立设有构成制冷剂流路5的侧周面的流路侧壁部33。如图2和图4所示，本实施方式的流路侧壁部33具有：第一直线部331，上述第一直线部331沿着冷却壁部31中的纵向X的一方的端缘而配置；第二直线部332，上述第二直线部332从第一直线部331的两端分别向纵向X延伸设置；半圆弧部333，上述半圆弧部333被配置在纵向X的另一方的端缘处，并对第二直线部332彼此进行连接。

如图3和图4所示，流路侧壁部33的流路罩4侧的端面334为平坦面。如图3所示，在流路侧壁部33的端面334上配置有密封件6。由此，流路侧壁部33与流路罩4之间的间隙被密封件6堵塞。

另外，如图2和图4所示，冷却壁部31具有从横向Y上的第一直线部331的中央向半圆弧部333延伸设置的间壁部335。间壁部335与流路侧壁部33一起构成制冷剂流路5的侧周面。

在间壁部335的前端、即半圆弧部333侧的端部，设有比周围向外侧突出的呈柱状的立设部32。立设部32插入到设置于流路罩4的开口41内。另外，立设部32的前端延伸至流路罩4的外侧。另外，在间壁部335的半圆弧部333侧的端部与流路罩4之间存在有密封件6。由此，立设部32与流路罩4之间的间隙被密封件6堵塞。

冷却壁部31中的流路侧壁部33及其内侧被流路罩4覆盖。本实施方式的流路罩4呈平板状，在相当于立设部32的位置设有开口41。从冷却壁部31立设的立设部32插入开口41的内部。

如图3所示，本实施方式的制冷剂流路5由被冷却壁部31、流路罩4、流路侧壁部33和间壁部335包围的空间构成。如图2所示，制冷剂流路5在从高度方向Z观察到的俯视图中呈被流路侧壁部33和间壁部335包围的大致U字状。

如图4所示，在立设于冷却壁部31的周缘的四个壳体侧壁部34中，两个制冷剂导排口341设置在壳体侧壁部34a上，上述壳体侧壁部34a从具有第一直线部331的边缘立设。制冷剂导排口341分别与呈大致U字状的制冷剂流路5的端部连通，构成为能够进行向制冷剂流路5的内部的制冷剂的供给以及从制冷剂流路5向外部的制冷剂的排出。

在流路罩4与流路侧壁部33的端面334之间，在流路侧壁部33的整周范围内存在有密封件6。通过该密封件6，在整周范围内堵塞制冷剂流路5的周缘部中的流路罩4和冷却壁部31之间的间隙、即流路罩4和流路侧壁部33之间的间隙。另外，密封件6也存在于流路罩4与立设部32之间，通过密封件6堵塞两者之间的间隙。作为密封件6，例如能够采用由天然橡胶、合成橡胶构成的软质垫圈、液状垫圈等公知的垫圈。本实施方式的密封件6是液状垫圈。

本实施方式的电力转换装置1例如能够如以下方式那样组装。首先，在流路侧壁部33的端面334上涂敷密封件6后，使密封件6干燥。接着，将冷却壁部31的立设部32插入流路罩4的开口41内，同时将流路罩4安装于冷却壁部31。由此，能够形成制冷剂流路5。

在安装了流路罩4之后，使夹具(省略图示)与立设部32的前端抵接。然后，在壳体3内收容散热部件7以及发热体2，将发热体2向冷却壁部31侧按压并固定。通过以上过程，能够组装电力转换装置1。

接着，对本实施方式的作用效果进行说明。本实施方式的电力转换装置1具有包括冷却壁部31的壳体3和覆盖冷却壁部31的流路罩4，在冷却壁部31与流路罩4之间形成有制冷剂流路5。另外，立设于冷却壁部31的立设部32插入流路罩4的开口41内。因此，在组装电力转换装置1时，在将流路罩4安装于壳体3之后，使夹具与立设部32抵接，能够通过夹具支承冷却壁部31。其结果是，能够抑制组装作业中的冷却壁部31的变形。

另外，根据本实施方式的电力转换装置1，在将流路罩4安装于冷却壁部31时，通过将立设部32插入流路罩4的开口41内，能够容易地进行流路罩4的定位。

另外，发热体2被保持在立设部32上。因此，通过发热体2的按压施加于冷却壁部31的压力能够经由立设部32直接地传递到夹具。其结果是，能够更有效地抑制冷却壁部31的变形。

另外，本实施方式的密封件6是液状垫圈。液状垫圈与由软质垫圈的固体构成的垫圈相比，存在容易受到冷却壁部31等的变形所导致的损伤的问题。对此，本实施方式的电力转换装置1，能够抑制冷却壁部31的变形，从而能够降低对液状垫圈的损伤。

另外，本实施方式的发热体2是电抗器。由于电抗器在组装于电力转换装置1的电子部件中体格也比较大，因此，安装于冷却壁部31时的按压力容易变大。即使在这样的情况下，根据本实施方式的电力转换装置1，也能够抑制冷却壁部31的变形。

电力转换装置1还具有存在于发热体2与冷却壁部31之间、促进从发热体2向冷却壁部31的热传递的散热部件7。如上所述，根据本实施方式的电力转换装置1，能够抑制冷却壁部31的变形。因此，能以更大的按压力将发热体2按压在冷却壁部31上，从而能够压缩散热部件7。其结果是，可以进一步促进从发热体2向冷却壁部31的热传递。

(实施方式2)

如图5所示，本实施方式的电力转换装置102具有：发热体2；壳体302，上述壳体302包括保持发热体2的冷却壁部31并收容发热体2；流路罩402，上述流路罩402覆盖冷却壁部31的与保持发热体2一侧是相反侧的面；立设部42，上述立设部42从流路罩402立设并与冷却壁部31抵接。在冷却壁部31以及流路罩402中的至少一方，设置有朝向另一方立设的流路侧壁部33。

另外，电力转换装置102具有由冷却壁部31、流路罩402以及流路侧壁部33包围的制冷剂流路5。制冷剂流路5的周缘部中的冷却壁部31与流路罩402之间的间隙被密封件6堵塞。另外，若无特别指出，实施方式2以后的实施方式所使用的符号中、与上述实施方式使用的符号相同的符号，表示与上述实施方式相同的构成要素等。

在本实施方式的电力转换装置102中，冷却壁部31中的间壁部335的流路罩402侧的端面平坦地形成。另外，在流路罩402中的、与间壁部335的前端即流路侧壁部33的半圆弧部333侧的端部对应的位置，形成有比周围突出的立设部42。立设部42在流路罩402安装于壳体302的状态下，与间壁部335的前端抵接。另外，在间壁部335的半圆弧部333侧的端部与流路罩402之间存在有密封件6。其他与实施方式1相同。

本实施方式的电力转换装置102具有包括冷却壁部31的壳体302和覆盖冷却壁部31的流路罩402，在冷却壁部31与流路罩402之间形成有制冷剂流路5。另外，立设在流路罩402上的立设部42与冷却壁部31抵接。因此，在将流路罩402安装于壳体302之后，使夹具抵接于流路罩402的外表面上的与立设部42对应的位置，从而能够通过夹具来支承冷却壁部31。其结果是，能够抑制组装作业中的冷却壁部31的变形。

另外，本实施方式的流路罩402由于具有立设部42，因此与不具有立设部42的情况相比具有高强度。因此，电力转换装置102能够更有效地抑制组装作业中、组装后的流路罩402的变形。此外，本实施方式的电力转换装置102能够起到与实施方式1相同的作用效果。

(实施方式3)

如图6及图7所示，本实施方式的电力转换装置103除了具有设置于间壁部335的前端的立设部32之外，还具有设置于翅片35的前端的立设部323。本实施方式的电力转换装置103中的壳体303具有从冷却壁部31立设的多个翅片35。如图6所示，翅片35设置于制冷剂流路5的弯曲部分，在从高度方向Z观察到的俯视下呈大致U字状。在各翅片35的前端，在翅片35的全长范围内立设有厚度比翅片35的厚度薄的立设部323。

如图7所示，在流路罩403中的与立设部323对应的位置设有开口43，在开口43内插入有立设部323。另外，在翅片35的前端与流路罩403之间存在有密封件6，设于翅片35的立设部323与流路罩403之间的间隙被密封件6堵塞。其他与实施方式1相同。

如本实施方式所示那样，在制冷剂流路5内具有翅片35的情况下，可以在翅片35的前端设置立设部323。在该情况下，也与实施方式1相同，在组装作业中使夹具与翅片35的立设部323抵接，能够抑制冷却壁部31的变形。

另外，在本实施方式中，在翅片35的全长范围内形成有立设部323，立设部323与流路罩403之间的间隙通过密封件6堵塞。因此，能够防止流入相邻的翅片35之间的制冷剂从该翅片35之间向其他翅片35之间移动。由此，能够更有效地冷却发热体2。此外，本实施方式的电力转换装置103能够起到与实施方式1相同的作用效果。

(实施方式4)

如图8所示，本实施方式的电力转换装置104除了具有与间壁部335的前端抵接的立设部42之外，还具有从流路罩404立设并与翅片35的前端抵接的立设部424。本实施方式的电力转换装置104中的壳体304具有从冷却壁部31立设的多个翅片35。虽然未图示，但这些翅片35在从高度方向Z观察到的俯视图中，设置于呈大致U字状的制冷剂流路5的弯曲部分。

如图8所示，在流路罩404中的与翅片35的前端对应的位置立设有立设部424，立设部424与翅片35的前端抵接。另外，在翅片35的前端与流路罩404之间存在有密封件6，立设部424与翅片35之间的间隙被密封件6堵塞。其他与实施方式3相同。

在制冷剂流路5内具有翅片35的情况下，也可以如本实施方式那样，在流路罩404上设置立设部424。在该情况下，也与实施方式2相同地，在组装作业中使夹具抵接在流路罩404的外表面上的与立设部424对应的位置，从而能够抑制冷却壁部31的变形。此外，本实施方式的电力转换装置104能够起到与实施方式3相同的作用效果。

(实施方式5)

如图9所示，本实施方式的电力转换装置105具有沿着冷却壁部31的端缘立设的流路侧壁部36。在从高度方向Z观察的俯视下的流路侧壁部36的内侧，形成有沿纵向X延伸的直线状的制冷剂流路505。

如图11所示，在立设在冷却壁部31的周缘上的四个壳体侧壁部34中，与制冷剂通道505连通的制冷剂导排口341设置在壳体侧壁部34a中，上述壳体侧壁部34a设置在纵向X的一侧上。此外，与壳体侧壁部34a相同，与制冷剂通道505的端部连通的制冷剂导排口341也设置于在纵向X的另一侧上配置的壳体侧壁部34b上。这些制冷剂导排口341构造成能够将制冷剂供给到制冷剂流路505的内部，并且能够将制冷剂从制冷剂流路505排出到外部。

如图9～图11所示，立设部325从冷却壁部31立设，并配置在制冷剂流路505的中央。如图10所示，本实施方式的立设部325具有：从冷却壁部31立设的四棱柱状的基部325a；以及立设于基部325a的前端且呈比基部325a细的四棱柱状的前端部325b。前端部325b插入到设置于流路罩405的开口44内。另外，在基部325a与流路罩405之间存在有密封件6，通过密封件6堵塞两者之间的间隙。其他与实施方式1相同。

立设部325可以设置在实施方式1、2所示的间壁部335、实施方式3、4所示的翅片35等的前端，也可以如本实施方式所示那样与间壁部335、翅片35分开设置。在任意情况下，都可以使夹具抵接于立设部325来支承冷却壁部31，从而抑制组装作业时的冷却壁部31的变形。此外，本实施方式的电力转换装置105能够起到与实施方式1相同的作用效果。

本发明不限于上述各实施方式，在不脱离本发明的思想的情况下，可以应用于各种实施方式。

例如，在实施方式1中，示出了在间壁部的前端设置一处立设部的例子，但立设部的位置、数量没有特别限定。例如，可以在间壁部的全长范围内设置立设部，也可以如实施方式5那样在制冷剂流路内设置立设部。

在实施方式1、3、5中，示出了立设部32的前端从流路罩4、403、405突出的例子，但立设部32的前端也可以不从流路罩4、403、405突出。在这种情况下，在夹具的前端设置突起，通过将该突起插入开口内，能够通过夹具支承立设部32。

在实施方式1、2中，示出了在间壁部与流路罩之间不设置密封件的例子，但在间壁部与流路罩之间也可以存在密封件，堵塞两者之间的间隙。在该情况下，能够防止制冷剂通过间壁部与流路罩的间隙。其结果是，能够更有效地冷却发热体。

在实施方式4中，示出了在翅片35与立设部424之间存在有密封件6的例子，但为了减少密封件的使用量、简化制造工序，也可以省略翅片35与立设部424之间的密封件。

另外，在实施方式1～5中，示出了仅在冷却壁部设置流路侧壁部的例子，但也可以仅在流路罩设置流路侧壁部，还可以在冷却壁部以及流路罩这两方设置流路侧壁部。

虽然根据实施例对本发明进行了描述，但是应当理解为，本发明不限于这些实施例。本发明还包括各种变形例、等同范围内的变形。此外，各种组合、方式、以及进一步包含仅一个要素、一个以上或一个以下的其他组合、方式也属于本发明的范畴和思想范围。

Claims (6)

1.一种电力转换装置(1、103、105)，其特征在于，包括：

发热体(2)；

壳体(3、303、305)，所述壳体(3、303、305)包括保持所述发热体的冷却壁部31，并收容所述发热体；

流路罩(4、403、405)，所述流路罩(4、403、405)包括开口(41、43、44)，覆盖所述冷却壁部的与保持所述发热体一侧是相反侧的面；

立设部(32、323、325)，所述立设部(32、323、325)从所述冷却壁部立设，并插入到所述开口内；

流路侧壁部(33)，所述流路侧壁部(33)从所述冷却壁部和所述流路罩中的至少一方朝向另一方立设；

制冷剂流路(5、505)，所述制冷剂流路(5、505)被所述冷却壁部、所述流路罩及所述流路侧壁部包围；以及

密封件(6)，所述密封件(6)堵塞所述制冷剂流路的周缘部中的、所述冷却壁部与所述流路罩之间的间隙以及所述立设部与所述流路罩之间的间隙。

2.一种电力转换装置(102、104)，其特征在于，包括：

发热体(2)；

壳体(302、304)，所述壳体(302、304)包括保持所述发热体的冷却壁部(31)，并收容所述发热体；

流路罩(402、404)，所述流路罩(402、404)覆盖所述冷却壁部的与保持所述发热体一侧是相反侧的面；

立设部(42、424)，所述立设部(42、424)从所述流路罩立设，并与所述冷却壁部抵接；

流路侧壁部(33)，所述流路侧壁部(33)设置于所述冷却壁部和所述流路罩中的至少一方，并朝向另一方立设；

制冷剂流路(5)，所述制冷剂流路(5)由所述冷却壁部、所述流路罩和所述流路侧壁部围绕；以及

密封件(6)，所述密封件(6)堵塞所述制冷剂流路的周缘部的、所述冷却壁部与所述流路罩之间的间隙。

3.如权利要求1或2所述的电力转换装置，其特征在于，

在从所述立设部的立设方向观察的俯视图中，所述发热体配置在与所述立设部重叠的位置。

4.如权利要求1～3中任一项所述的电力转换装置，其特征在于，

所述密封件是液状垫圈。

5.如权利要求1～4中任一项所述的电力转换装置，其特征在于，

所述发热体是电抗器。

6.如权利要求1～5中任一项所述的电力转换装置，其特征在于，

所述电力转换装置还具有散热部件(7)，所述散热部件(7)设于所述发热体与所述冷却壁部之间，促进从所述发热体向所述冷却壁部的热传递。