CN111371289A - 电力转换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电力转换装置，其具有刚性高的冷却结构。电力转换装置(10)具有能够通过流经第一流路(50)的制冷剂对安装于第一壁部(30)的外表面的第一电子部件(11)以及第二电子部件(12)进行冷却的冷却结构(17)，其中所述第一流路(50)由相互对置的所述第一壁部(30)以及第二壁部(40)构成。第一壁部(30)是阶梯状，具有：安装有第一电子部件(11)的第一安装部(31)；相对于该第一安装部(31)高度不同且安装有第二电子部件(12)的第二安装部(32)；以及在第一安装部(31)与第二安装部(32)之间延伸的第一连接部(33)。

Description

电力转换装置
技术领域
本发明涉及一种制冷剂流经壳体的内部的电力转换装置。
背景技术
电力转换装置例如配置于电池与马达之间对由电池所蓄积的电力进行控制并向马达供给。搭载于混合动力车辆或电动车辆的电力转换装置，即构成PCU(动力控制单元)的许多子单元(例如动力模块或电抗器)因发热可能造成性能受损，因此，冷却结构是必需的。提出了各种这样的冷却技术(例如，专利文献1)。
专利文献1所公开的电力转换装置具有：半导体装置(第一电子部件)和电抗器(第二电子部件)、以及构成用于冷却这些部件的制冷剂的流路的容器(冷却结构)。容器呈长方体状，具有安装有半导体装置和电抗器的顶板部(第一壁部)和底部(第二壁部)。
详细来说，顶板部具有第一开口部和第二开口部。第一开口部通过固定了半导体装置的第一基材而被封堵。第一基材的流路侧的面(内侧面)设置有冷却翅片。
从半导体装置产生的热经由第一基材传递至制冷剂，由此，半导体装置被冷却。电抗器也通过相同的结构而被冷却。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2011-78217号公报
如上所述，该电力转换装置搭载于车辆。因此，例如车辆行驶时的振动作为外力而传至电力转换装置。优选充分考虑电力转换装置针对这样的外力的刚性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有刚性高的冷却结构的电力转换装置。
根据第一方面涉及的发明，电力转换装置具有冷却结构，该冷却结构能够通过流经第一流路的制冷剂对安装于第一壁部的外表面的第一电子部件以及第二电子部件进行冷却，所述第一流路由相互对置的所述第一壁部以及第二壁部构成，
其特征在于，
所述第一壁部呈阶梯状，并具有：安装有所述第一电子部件的第一安装部；相对于该第一安装部高度不同且安装有所述第二电子部件的第二安装部；以及在所述第一安装部与所述第二安装部之间延伸的第一连接部。
如第二方面所记载那样，优选的是，所述第二壁部呈沿着所述第一壁部的形状的阶梯状。
如第三方面所记载那样，优选的是，所述第二壁部具有与所述第一连接部对置的第二连接部，
在所述第二壁部的与所述第一流路相反一侧的外表面上，设置有在所述制冷剂的流动方向上延伸的肋，该肋构成所述第二连接部的一部分。
如第四方面所记载那样，优选的是，在所述第二壁部的与所述第一流路相反一侧的外表面上，一体地设置有向外侧延伸且末端开口的框状的周壁部，
该周壁部的所述开口通过固定于第三电子部件的底部的盖而被封堵，
被所述周壁部和所述盖包围的区域构成了所述制冷剂的第二流路。
如第五方面所记载那样，优选的是，所述肋一体地设置于所述第二壁部和所述周壁部。
如第六方面所记载那样，优选的是，将所述第一流路中的、被所述第一连接部和所述第二壁部所夹的流路作为连通部，
所述连通部的出口的截面积比入口的截面积小。
发明效果
在第一方面中，电力转换装置具有能够通过流经第一流路的制冷剂对安装于第一壁部的外表面的第一电子部件以及第二电子部件进行冷却的冷却结构，所述第一流路由相互对置的所述第一壁部以及第二壁部构成。第一壁部呈阶梯状，并具有：安装有第一电子部件的第一安装部；相对于该第一安装部高度不同且安装有第二电子部件的第二安装部；以及在第一安装部与第二安装部之间延伸的第一连接部。因此，第一壁部的弯曲刚性得以提升，冷却结构的刚性也得以提升。
在第二方面中，第二壁部呈沿着第一壁部的形状的阶梯状。因此，除了第一壁部之外，第二壁部的弯曲刚性也得以提升，冷却结构的刚性进一步提升。
在第三方面中，第二壁部具有与第一连接部对置的第二连接部。在第二壁部的外表面设置有包含第二连接部的肋。该肋在与第二连接部的长度方向正交的方向上延伸。即，肋设计成穿越第二壁部的阶梯。第二壁部的刚性进一步提升。
在第四方面中，在第二壁部的外表面一体地设置有周壁部。该周壁部的开口通过固定于第三电子部件的底部的盖而被封堵。被周壁部和盖包围的区域构成了所述制冷剂的第二流路。即，冷却第三电子部件的冷却结构被与第二壁部一体地形成。因此，能够削减电力转换装置的部件个数，可以使电力转换装置小型化。
在第五方面中，肋一体地设置于第二壁部和周壁部。因此，不仅能够加强第二壁部之外，肋还兼具加强周壁部的作用。
在第六方面中，将第一流路中的、被第一连接部和所述第二壁部所夹的流路作为连通部，该连通部的出口的截面积比入口的截面积小。因此，能够提高制冷剂的流速而提升冷却效率。
附图说明
图1是实施例1涉及的电力转换装置的示意图。
图2中，(a)是图1所示的电力转换装置的第一流路的剖视图，(b)是图1所示的电力转换装置的第一流路的立体图。
图3是实施例2涉及的电力转换装置的示意图。
图4是说明图3所示的电力转换装置中的周壁部的图。
标号说明
10：电力转换装置；
11：DCDC转换器(直流-直流转换器)(第一电子部件)；
12：电抗器(第二电子部件)；
13：动力模块(第三电子部件)；
14：电容器(第四电子部件)；
17：冷却结构；
20：壳体；
21：第一外壁部；
22：第二外壁部；
30：第一底部；
31：第一安装部；31a：第一开口部；
32：第二安装部；32a：第二开口部；
33：第一连接部；
40：第二底部；
41：第一对置部；41a：后端；
42：第二对置部；42a：前端；
43：第二连接部；
44：第二底部的外表面；
45：肋；
46A：第一对置部的外表面；
47A：第二对置部的外表面；
48A：第二连接部的外表面；
50：第一流路；
51：上游部；
52：下游部；
53：连通部；
60：周壁部；60a：左壁部；
61：开口；
62：上端面(顶端)；
63：第三平板(盖)；
70：第二流路。
具体实施方式
以下，根据附图对本发明的实施方式进行说明。图中“前”表示前方，“后”表示后方，“左”表示左侧，“右”表示右侧，“上”表示上方，“下”表示下方。
<实施例1>
参照图1。电力转换装置10具有：DCDC转换器11(第一电子部件11)；电抗器12(第二电子部件12)；动力模块13(第三电子部件13)；电容器14(第四电子部件14)；收纳这些部件的壳体20；封堵壳体20的下部的下盖15；以及封堵壳体20的上部的上盖16。
壳体20具有用于冷却DCDC转换器11和电抗器12的冷却结构17。并且，在壳体20的内部与壳体20分体地设置有冷却体18，所述冷却体18用于冷却动力模块13。
在壳体20一体地设置有彼此隔开间隙地对置的第一底部30(第一壁部30)和第二底部40(第二壁部40)；从第一底部30向下方延伸的第一外壁部21；从第二底部40向上方延伸的第二外壁部22；从第一底部30和第二底部40向上方延伸并与第一流路连通的筒部23；以及成为通过壳体20的内部的制冷剂的出口的排出部24。
第一底部30和第二底部40构成第一流路50，所述第一流路50成为从后方向前方流动的制冷剂的流路。第一底部30呈阶梯状，并具有：安装有DCDC转换器11的第一安装部31；比该第一安装部31高且安装有电抗器12的第二安装部32；以及在第一安装部31与第二安装部32之间延伸的第一连接部33。
在第一安装部31设置有第一开口部31a。在第一开口部31a的边缘设置有密封件25。第一开口部31a通过固定了DCDC转换器11的第一平板34而被封堵。第一平板34通过螺钉29来进行固定。在第一平板34的流路侧的面(内侧面)设置有翅片34a。
在第二安装部32设置有第二开口部32a。在第二开口部32a的边缘设置有密封件26。第二开口部32a通过固定了电抗器12的第二平板35而被封堵。第二平板35通过螺钉29进行固定。在第二平板35的流路侧的面(内侧面)设置有翅片35a。
在第二底部40设置有向上方延伸而支承电容器14的支承部40a、40a。在电容器14的上方设置有内部供制冷剂通过的冷却体18。在冷却体18的上表面固定有动力模块13。在筒部23的上端设置有密封件27。在排出部24的上端设置有密封件28。冷却体18的一端18a与筒部23的上端连通。冷却体18的另一端18b与排出部24的上端连通。
DCDC转换器11和电抗器12被第一外壁部21包围。在第一外壁部21的下部通过螺钉29而固定有下盖15。动力模块13和电容器14被第二外壁部22包围。在第二外壁部22的上部通过螺钉29而固定有上盖16。
参照图2的(a)和图2的(b)。第二底部40呈沿着第一底部30的形状的阶梯状。即，第二底部40具有：与第一安装部31对置的第一对置部41；与第二安装部32对置的第二对置部42；以及在第一对置部41与第二对置部42之间延伸的第二连接部43。
第一流路50具有：被第一安装部31与第一对置部41所夹的区域即上游部51；被第二安装部32与第二对置部42所夹的区域即下游部52；以及连通上游部51和下游部52的连通部53，所述连通部53是被第一连接部33与第二连接部43所夹的区域。
在第二底部40的外表面44设置有在前后方向(制冷剂的流动方向)上延伸的肋45。该肋45构成第二连接部43的一部分。详细来说，肋45以穿越阶梯部的方式从第一对置部41的后端41a设置到第二对置部42的前端42a。肋45位于连通部53的上方。
连通部53为比上游部51和下游部52窄的流路。连通部53随着朝向前方而流路变窄。连通部53的出口的截面积S1比入口的截面积S2小。
对实施例1的效果进行说明。
参照图1、图2的(a)以及图2的(b)。电力转换装置10具有由相互对置的第一底部30以及第二底部40构成的第一流路50。通过流经该第一流路50的制冷剂，来冷却安装于第一底部30的外表面的DCDC转换器11以及电抗器12。
第一底部30呈阶梯状，具有：安装有DCDC转换器11的第一安装部31；比该第一安装部31高且安装有电抗器12的第二安装部32；以及在第一安装部31与第二安装部32之间延伸的第一连接部33。因此，第一底部30的弯曲刚性得以提升，冷却结构17的刚性也得以提升。
此外，第二安装部32位于比第一安装部31靠壳体20的内侧(上方)的位置。设置于第二安装部32的电抗器12的高度被吸收，因此，能够使电力转换装置10小型化。
此外，第二底部40呈沿着第一底部30的形状的阶梯状。因此，如箭头(1)所示，第二底部40的弯曲刚性也得以提升，冷却结构17的刚性进一步提升。
此外，在第二底部40的外表面设置有在前后方向上延伸的肋45。该肋45构成第二连接部43的一部分。详细来说，肋45以穿越阶梯的方式从第一对置部41的后端41a设置到第二对置部42的前端42a。因此，如箭头(2)所示，第二底部40的弯曲刚性也得以提升，冷却结构17的刚性进一步提升。
此外，连通部53的出口的截面积S1比入口的截面积S2小。因此，制冷剂在流经连通部53时，流速提高，能够提升冷却效率。
此外，在壳体20一体地设置有第一底部30、第二底部40、第一外壁部21、第二外壁部22、筒部23以及排出部24。因此，能够削减电力转换装置10的部件个数，能够使电力转换装置10小型化。
<实施例2>
参照图3和图4。电力转换装置10A中的壳体20A的第二底部40A的外表面44A为大致平坦面。第一对置部41A的外表面46A与第二对置部42A的外表面47A位于相同的高度。第二连接部43A的外表面48A凹陷。
在第二底部40A的与第一流路50相反一侧的外表面44A一体地设置有从外表面44A向上方(外侧)延伸的周壁部60。在该周壁部60的上方侧的开口61的上端面62(末端62)设置有密封件65。该开口61的上端面62通过固定于动力模块13的底部的第三平板63(盖63)而被封堵。被周壁部60和第三平板63包围的区域构成制冷剂的第二流路70。在第三平板63的流路侧的面(内侧面)设置有翅片(未图示)。
在周壁部60的底部64的前端设置有与第一流路50连通的连通孔64a。即，第二流路70经由连通孔64a而与第一流路50连通。
肋45A与第二连接部43A、第二对置部42A、以及周壁部60中的左壁部60a设置为一体。在动力模块13的左方配置有电容器14。
对于其他与实施例1的结构一样的结构，沿用标号，并且省略说明。在实施例2中除了实施例1的效果之外，具有以下效果。
在第二底部40A的外表面44A一体地设置有从外表面44A向上方(外侧)延伸的周壁部60。该周壁部60的上方侧的开口61通过固定于动力模块13的底部的第三平板63而被封堵。被周壁部60以及第三平板63包围的区域构成了制冷剂的第二流路70。即，在第一流路50的基础上，构成第二流路70的一部分部位也与壳体20A一体地形成。因此，能够削减电力转换装置10A的部件个数，可以使电力转换装置10A小型化。
此外，肋45A与第二连接部43A、第二对置部42A、以及周壁部60中的左壁部60a一体地设置。因此，不仅能够加强第二底部40A，肋还兼具加强周壁部60的作用。
另外，本发明涉及的电力转换装置除了混合动力车辆以外的车辆，也可以搭载于其他交通工具。即，只要获得本发明的作用以及效果，本发明并非限定于实施例。
工业上的利用可能性
本发明的电力转换装置适合四轮车。

Claims (6)

1.一种电力转换装置，其具有冷却结构，该冷却结构能够通过流经第一流路的制冷剂对安装于第一壁部的外表面的第一电子部件以及第二电子部件进行冷却，所述第一流路由相互对置的所述第一壁部以及第二壁部构成，
其特征在于，
所述第一壁部呈阶梯状，并具有：安装有所述第一电子部件的第一安装部；相对于该第一安装部高度不同且安装有所述第二电子部件的第二安装部；以及在所述第一安装部与所述第二安装部之间延伸的第一连接部。
2.根据权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，
所述第二壁部呈沿着所述第一壁部的形状的阶梯状。
3.根据权利要求1或2所述的电力转换装置，其特征在于，
所述第二壁部具有与所述第一连接部对置的第二连接部，
在所述第二壁部的与所述第一流路相反一侧的外表面上，设置有在所述制冷剂的流动方向上延伸的肋，该肋构成所述第二连接部的一部分。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的电力转换装置，其特征在于，
在所述第二壁部的与所述第一流路相反一侧的外表面上，一体地设置有向外侧延伸且末端开口的框状的周壁部，
该周壁部的所述开口通过固定于第三电子部件的底部的盖而被封堵，
被所述周壁部和所述盖包围的区域构成了所述制冷剂的第二流路。
5.根据权利要求4所述的电力转换装置，其特征在于，
所述肋与所述第二壁部和所述周壁部设置为一体。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的电力转换装置，其特征在于，
将所述第一流路中的、被所述第一连接部和所述第二壁部所夹的流路作为连通部，
所述连通部的出口的截面积比入口的截面积小。
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