CN112703569B - 电容器 - Google Patents
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Abstract
箱形的内壳(3)容纳在箱形的外壳(2)中,它们之间的间隙在除开口面(14,24)之外的五个面上形成制冷剂流路(27)。框形的盖(6)横跨外壳(2)的开口边缘和内壳(3)的开口边缘。在包括薄膜电容器的电容器元件(4)布置在内壳(3)中的情况下,填充具有导热性的灌封材料(5),使得电容器元件(4)被掩埋而留下端子(4a,4b)。将一个制冷剂管连接器(15)作为制冷剂入口并且将另一个制冷剂管连接器作为制冷剂出口,使冷却水沿着外壳(2)的纵向方向流动。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于电力转换装置等的电容器,并且更具体地涉及一种具有冷却机构的电容器。
背景技术
作为形成诸如逆变器的功率转换装置的部件之一,使用电容器。尽管为了减小功率转换装置的尺寸,需要减小形成功率转换装置的部件的尺寸,但为了减小作为形成功率转换装置的典型部件的电容器的尺寸,需要高效地冷却作为具有较低耐热性的部件的电容器。特别是在使用电容器的环境中周围大气的温度(环境温度)超过电容器的耐热温度的情况下,需要一些主动冷却。
专利文献1公开了一种逆变器装置,在该逆变器装置中,在壳体的壁部的内部形成有冷却水流路,在该壁部上安装有电容器,该电容器的元件被密封在壳体中的树脂中。在该逆变器装置中,电容器的壳体的底表面与壁部的表面接触,并且被在壁部内形成的冷却水流路中流动的冷却水冷却。
专利文献2公开了一种结构,其中作为电力转换装置的电容器模块,电容器元件设置在箱形电容器壳体中,并使树脂材料在电容器壳体中流动,然后将该电容器元件埋设在树脂部分中。冷却管穿过树脂部分,并且电容器元件被在该冷却管中流动的冷却水冷却。
在专利文献1的结构的情况下,由于电容器的壳体和设有冷却水流路的壁部是不同的构件,因此在电容器元件和冷却水之间的传热路径中的热阻较大。此外,电容器仅从一侧被冷却。因此,冷却性能低。另外,由于除了与设置有冷却水流路的壁部接触的表面之外的表面和部分都暴露于周围大气的温度(环境温度),因此当环境温度高时,不能期望充分的冷却。
在专利文献2的结构的情况下,尽管金属冷却管布置成使金属冷却管穿过电容器壳体,但是为了确保电容器元件与冷却管之间的绝缘距离,存在冷却管位置的限制。因此,电容器壳体的尺寸增加。此外,在与冷却管分开的部分不能充分回收热量,并且不可能进行整体冷却。结果,当周围大气的温度(环境温度)高时,电容器元件在与冷却管分离的部分处局部受热。
引文清单
专利文献
专利文献1:日本特开2015-023664号公报
专利文献2:日本特开2017-103921号公报
发明内容
根据本发明的电容器包括:箱形内壳,其一个侧表面为开口表面;外壳,其包围内壳的除开口表面以外的表面的外侧,形成用作内壳和外壳之间的制冷剂流路的间隙,并设有制冷剂入口和制冷剂出口;电容器元件,其通过开口表面设置在内壳中,电容器元件的端子布置在开口表面处;和导热灌封材料,其填充内壳,以便埋设除端子之外的电容器元件。
在该构造中,从制冷剂入口流入外壳中的制冷剂通过制冷剂流路在电容器中流动,制冷剂流路包围除了布置有端子的开口表面之外的所有表面。由此,电容器元件的周围被制冷剂流路包围,从而电容器元件被有效地冷却。由于导热灌封材料与电容器元件和内壳的内壁表面绝对接触,并且热量通过内壳可靠地传递到制冷剂,因此热量被有效地回收。
当周围大气的温度(环境温度)高时,由于受到来自周围大气的热量的外壳和内壳通过在制冷剂流路中流动的制冷剂而彼此隔离,因此到电容器元件的热传递被抑制。特别地,制冷剂流路形成为包围除了布置有端子的开口表面之外的几乎整个电容器元件。当周围大气的环境温度高时,这防止了电容器元件的一部分局部高温。
作为制冷剂,例如,可以使用液相制冷剂,例如以水为主要成分的冷却水和具有绝缘性的冷却油(例如矿物油)。此外,可以使用气态制冷剂或气液混合型制冷剂。
作为优选的电容器,内壳和外壳均具有长方体箱形,外壳的对应于内壳的开口表面的一个侧面是开口表面,并且内壳能够通过外壳的开口表面安装在外壳中,并且制冷剂入口设置在外壳的纵向方向上的一个端部处,并且制冷剂出口设置在外壳的另一端部处。
因此,制冷剂沿着具有长方体箱形的内壳和外壳的纵向方向流动,并且有效地进行热交换。另外,在长方体形状的六个表面中,除了布置有端子的开口表面以外的五个表面被制冷剂流路包围。
作为本发明的一个方面,电容器还包括框形的盖,其固定至外壳的作为开口表面的所述一个侧表面,并覆盖外壳的开口表面与内壳之间的间隙。尽管外壳的开口表面大于内壳而使得能够将内壳安装在外壳中,但是框形的盖覆盖外壳和内壳之间的间隙,因而制冷剂流路是密封的。
散热片可以至少设置在内壳的与制冷剂流路接触的外表面的一部分处。通过该散热片,热交换面积变大。
此外,作为本发明的一方面,内壳填充有用作制冷剂的绝缘油,而不使用灌封材料。
即,电容器包括:箱形内壳,其一个侧表面是开口表面,并且填充有用作制冷剂的绝缘油并且具有连通孔,绝缘油可以流过该连通孔;外壳,其包围内壳的除开口表面以外的表面的外侧,并形成用作内壳和外壳之间的制冷剂流路的间隙,并设有制冷剂入口和制冷剂出口;电容器元件,其通过开口表面设置在内壳中,电容器元件的端子布置在开口表面处;和盖构件,其覆盖开口表面而端子被引出。
在这种构造中,内壳通过连通孔填充有绝缘油。借助并通过该绝缘油,电容器被绝缘,并且热量也从电容器传递到内壳。然后,在内壳与外壳之间的制冷剂流路中流动的绝缘油冷却内壳,这进而冷却电容器。在此,只要制冷剂流路和内壳的内部通过连通孔而彼此连通以使内壳的内部填充有绝缘油,绝缘油就不必在内壳中主动流动。
此外,作为本发明的一个方面,另一电子部件附接至外壳的外表面。然后,附接至外壳的外表面的电子部件被制冷剂通过外壳冷却。
作为本发明的另一方面,连接至电容器元件的放电电阻器与电容器元件一起设置在内壳中。
在该构造中,作为发热元件的放电电阻器通过与电容器元件一起通过在放电电阻器周围流动的制冷剂的流动而被有效地冷却。另外,电容器元件和放电电阻器之间可以在内壳内部连接。
根据本发明的电容器,容纳电容器元件的内壳的除了布置有端子的开口表面之外的所有表面均被制冷剂流路包围,因而电容器元件被有效地冷却。特别地,由于灌封材料或绝缘油填充内壳并且与内壳的内壁表面绝对接触,因此,制冷剂能够可靠地回收热量。此外,当周围大气的环境温度高时,由于内壳通过在形成为包围电容器元件的制冷剂流路中流动的制冷剂而与外壳热隔离,因此电容器元件的部分或局部高温被抑制。
附图说明
图1是示出电容器的第一实施例的透视图。
图2是第一实施例的电容器的平面图。
图3是第一实施例的电容器的主视图。
图4是沿图3的A-A线截取的截面图。
图5是第一实施例的电容器的分解透视图。
图6A和图6B是示出冷却水的流动的说明图,分别对应于平面图和正视图。
图7是示出第二实施例的透视图,其中放电电阻器附接至外壳。
图8是第三实施例的电容器的平面图,其中在内壳中容纳有放电电阻器。
图9是第三实施例的电容器的主视图。
图10是沿图9的B-B线截取的截面图。
图11是示出电容器的第五实施例的透视图。
图12是第五实施例的电容器的分解透视图。
具体实施方式
在下面的描述中,将参考附图详细说明根据本发明的电容器1的实施例。
图1是示出电容器1的第一实施例的透视图,该电容器1用作形成用于例如电动车辆和混合动力车辆的逆变器的部件。图2是第一实施例的电容器1的平面图。图3是第一实施例的电容器1的主视图。图4是沿图3的A-A线截取的截面图。电容器1具有:呈长方体形状的外壳2,如图4所示;具有相似的长方体形状并容纳在外壳2中的内壳3;设置在内壳3中的电容器元件4;和灌封材料5,其填充内壳3并固化,从而埋设电容器元件4。图5是示出外壳2、内壳3和电容器元件4的分解透视图。对于安装在车辆中的这种电容器1,由于电容器元件4产生热量并且电容器1所处的诸如发动机舱的大气的温度(环境温度)可能较高(例如,超过100℃),因此需要使用制冷剂强制冷却。在第一实施例中,作为制冷剂,例如使用以水为主要成分的冷却水。
外壳2由金属制成,优选地,由导热性优异的金属制成。外壳2通过例如铝合金基材的切割或铝压铸而形成为单件壳体。外壳2为箱形,其形成长方体的六个表面中的一个侧表面是敞开的。即,外壳2具有形成在外壳2的纵向方向上的两端的端面的一对端壁11、形成均具有较宽的宽度(W1)的侧表面的一对侧壁12、形成具有较窄的宽度(W2)的侧表面的底壁13和对应于具有较窄的宽度(W2)的侧表面并且面对底壁13的开口表面14。此外,矩形框形的盖6固定至开口表面14。
制冷剂管连接器15连接至所述一对端壁11的中央部分,所述制冷剂管连接器15中的一个用作制冷剂入口,而另一个用作制冷剂出口。这些制冷剂管连接器15每个都具有沿外壳2的纵向方向延伸的圆管形状,并且连接至包括泵(未示出)的冷却水循环系统(未示出)。
内壳3以与外壳2相同的方式由金属制成,优选地是导热性优异的金属。内壳3通过例如铝合金基材的切割或铝压铸而形成为单件壳体。内壳3具有长方体形状,该长方体形状是与外壳2基本相似的形状并且小于外壳2。以与外壳2相同的方式,内壳3形成为箱形,其形成长方体的六个表面中的一个侧表面是敞开的。即,如图5的分解透视图所示,内壳3具有形成在内壳3的纵向方向上的两端的端面的一对端壁21、形成均具有较宽的宽度(W3)的侧面的一对侧壁22、形成具有较窄的宽度(W4)的侧表面的底壁23和与具有较窄的宽度(W4)的侧表面相对应并面对底壁23的开口表面24。在所述一对侧壁22和底壁23的表面上形成有沿内壳3的纵向方向笔直延伸的多个散热片25。例如,在侧壁22和底壁23的所有表面上以规则的间距间布置有多个散热片25。
内壳3的开口表面24位于对应于外壳2的开口表面14的表面处。也就是说,在外壳2和内壳3结合在一起的状态下,内壳3的开口表面24位于外壳2的开口表面14中。因而,在内壳3和外壳2之间在除了开口表面14和24之外的相应的五个表面处,形成有用作制冷剂流路27的间隙。换句话说,外壳2包围内壳3的除开口表面24以外的五个表面的外侧,并且制冷剂流路27形成在各个表面处。如图4所示,尽管内壳3的散热片25突出以接近外壳2的内壁表面,但是散热片25的顶缘不接触外壳2的内壁表面,并且存在微小的间隙,使得冷却水可以流过或横穿散热片25。
框形的盖6设置在外壳2的开口边缘与内壳3的开口边缘之间,并且包围形成在它们之间的制冷剂流路27的开口表面。例如,作为示例,盖6由金属板形成,该金属板的材料与外壳2和内壳3的材料相同,并且其外周边缘被焊接(或钎焊)至外壳2的开口边缘,并且其内周边缘被焊接(或钎焊)至内壳3的开口边缘。通过这种结构,制冷剂流路27被密封,并且外壳2和内壳3牢固地形成一体。或者,盖6可以借助螺钉等固定到外壳2和内壳3,并且它们的配合表面可以用诸如液体垫圈的密封剂密封。或者,与盖6相对应的部分可以与内壳3形成一体,并且该部分可以被焊接(或钎焊)或通过螺钉固定至外壳2的开口边缘。
如图5所示,容纳在内壳3中的电容器元件4由具有扁平椭圆形的缠绕薄膜电容器形成,从而对应于内壳3的横截面形状。例如,使用具有典型结构的薄膜电容器,其中诸如聚丙烯和聚对苯二甲酸乙二酯的树脂膜作为电介质,并且通过涂覆而在各个树脂膜上形成的金属板(金属片)或金属层作为电极,然后这些电介质和电极缠绕成扁平卷。在示出的示例中,在两个薄膜电容器成排布置的情况下将所述两个薄膜电容器预先形成一体,并且其两端均设有端子4a和4b。即,所述两个端子4a和4b在整体上呈窄长形的电容器元件4的纵向方向上的两个端部处彼此隔开,且相互平行地延伸。
这里,例如,电容器元件4可以设置有圆柱形金属壳体,该圆柱形金属壳体具有沿着缠绕膜的外周表面的形状。但是,在图示的示例中,为了提高散热性能,电容器元件4没有壳体。即,通过缠绕膜等并固定端子4a和4b而形成的薄膜电容器被容纳在内壳3中,而不被容纳在圆柱形壳体中。注意,薄膜电容器的膜等的缠绕中心轴线沿着内壳3的纵向方向延伸。
将电容器元件4设置在内壳3中,使所述一对端子4a和4b从开口表面24突出。然后,内壳3被填充具有导热性和绝缘性的灌封材料5,从而除了端子4a和4b之外,电容器元件4被埋设。该灌封材料5填充内壳3的内部的几乎整个体积。
作为灌封材料5,例如,可以使用通常可作为电路板的灌封材料而在市场上买到的环氧基灌封材料等。该灌封材料5在未固化时为具有适当流动性的液体形式,并且在将灌封材料5注入内壳3中或灌封材料5填满内壳3之后,通过在加热炉中加热来固化灌封材料5。作为灌封材料5,可以使用包含主剂和固化剂的二液混合型。
这里,壳体2和3的组装和灌封材料5的填充的两个步骤的顺序是任意确定的。即,可以在组装外壳2和内壳3之后,将电容器元件4设置在内壳3中,并且可以用灌封材料5填充内壳3。或者,可以在将电容器元件4设置在内壳3中并用灌封材料5填充内壳3之后,将该内壳3和外壳2组装在一起。在通过焊接或钎焊盖6而使外壳2和内壳3成为一体的实施例的情况下,在外壳2和内壳3成为一体之后,执行电容器元件4的插入或安装以及灌封材料5的填充。
在具有上述结构的电容器1中,外壳2的制冷剂管连接器15中的一个用作制冷剂入口,另一个用作制冷剂出口,继而冷却水通过泵(未示出)而强制流动。图6A和图6B是通过箭头示出电容器1中的冷却水的流动的说明图。如图6A和图6B所示,从制冷剂入口流入电容器1的冷却水在外壳2的一个端壁11和内壳3的一个端壁21之间的制冷剂流路27中径向膨胀。冷却水还在外壳2的侧壁12和内壳3的侧壁22之间以及外壳2的底壁13和内壳3的底壁23之间的制冷剂流路27中沿这些壳体2和3的纵向方向流动。因而,冷却水在外壳2的另一端壁11与内壳3的另一端壁21之间的制冷剂流路27中流动,并通过制冷剂出口从电容器1流出。即,冷却水沿着壳体2和3的除了布置有端子4a和4b的开口表面14和24之外的相应的五个表面流动,并且有效地冷却了电容器元件4以及灌封材料5,灌封材料5被这五个表面包围。特别地,由于导热性优异的灌封材料5与电容器元件4的表面和内壳3的内壁表面绝对接触,并且热量通过内壳3被可靠地传递至冷却水,因此有效地回收了热量。此外,内壳3设置有散热片25,因此内壳3与冷却水之间的热交换面积变大,从而改善了从内壳3到冷却水的热传递。
这里,灌封材料5不仅有助于热传导,而且还有助于电容器元件4和内壳3的绝缘。换言之,在使电容器元件4和内壳3通过灌封材料5彼此绝缘的同时提高了热传导。如上所述,由薄膜电容器形成的电容器元件4不具有圆柱形的壳体,并且被容纳在内壳3中,因而通过灌封材料5绝缘并保护。因此,将对冷却水产生热阻的中间构件减到最少,并且具有耐热性问题的由薄膜电容器形成的电容器元件4的热被冷却水有效地回收。
另一方面,在电容器1所处的诸如发动机舱的大气的温度(环境温度)变高的情况下,例如大约100℃,外壳2受到环境温度的加热。但是,在这样的环境温度下,几乎整个电容器元件4被制冷剂流路27和外壳2包围。因此,减少了环境温度对电容器元件4的热影响。此外,即使外壳2的温度由于大气的环境温度而变高,外壳2和内壳3也通过制冷剂流路27而彼此基本上绝热,从而将内壳3的温度维持在较低温度,这又将电容器元件4的温度维持在较低温度。特别地,由于电容器元件4在除了开口表面14和24之外的五个表面处被制冷剂流路27包围,因此整个电容器元件4受到热保护。这防止了电容器元件4由于大气的环境温度而局部地处于高温。即,尽管担心当环境温度超过薄膜电容器的耐热温度时具有耐热性问题的薄膜电容器受到至少部分地热破坏,但上述构造或结构能够有效地抑制这种部分或局部高温。
这里,在本实施例中,由于沿壳体2和3的长方体形状的纵向方向延伸的相应四个侧面中的每个都具有较窄的宽度的侧面是开口表面14和24,因此没有制冷剂流路27的部分的面积变得最小。换句话说,被制冷剂流路27覆盖的表面的面积增加到最大,并且电容器元件4被有效地冷却。因而,对于车辆用电容器1,即使大气的环境温度变高,由于冷却水在较宽的区域中流动,因此电容器元件4被维持在较低的温度。另外,由于没有制冷剂流路27的开口表面14和24的面积较小,因此,通过开口表面14和24提供给电容器元件4的热量减少。
在所示的示例中,在作为内壳3的外表面的内壳3的侧壁22和底壁23的三个表面上设置有散热片25。但是,散热片25可以设置在一个或两个表面上。或者,通过考虑压力损失和流量之间的平衡和/或加工成本的降低,不具有散热片25的结构也是可以的。
此外,在图示的示例中,制冷剂管连接器15固定至外壳2的端壁11的相应中间部分,所述制冷剂管连接器15中的一个用作制冷剂入口,另一个用作制冷剂出口。然而,只要制冷剂入口和制冷剂出口与形成在外壳2的端壁11与内壳3的端壁21之间的相应的制冷剂流路27(即,在纵向方向上的两个端部处的制冷剂流路27)连通,也可以采用其他结构。例如,为了避免制冷剂管连接器15与其他部件之间的干扰,可以将平行于端壁11的表面延伸的制冷剂管连接器15连接至外壳2的侧壁12或底壁13的相应端部(更具体地,连接至相对于端子4a和4b的沿外壳2的纵向方向的外表面位于外侧处的区域)。
接下来,图7示出了电容器1的第二实施例。在该第二实施例中,优选地被冷却的较小尺寸的另一电子部件31被附接至外壳2的外表面。作为电子部件31,它可以是诸如电阻器的发热部件,或者可以是某种电子部件,其本身不会产生很多热量,但是具有较低的耐热性,因此需要针对大气的温度(环境温度)进行冷却。例如,与电容器1结合使用的放电电阻器31由外壳2支撑或被支撑在外壳2上,该放电电阻器31用于在逆变器停止操作之后释放电容器1的残留电荷。在所示示例中,所述电子部件,即放电电阻器31,在内部形成的制冷剂流路27最宽的区域处附接至侧壁12。放电电阻器31特别地布置在与制冷剂入口较近的一侧处,在沿外壳2的纵向方向的各位置中,该处冷却水温度较低。
如上所述,由于外壳2由导热性优异的金属例如铝合金制成,所以冷却水与放电电阻器31之间的热交换可通过外壳2进行。因而,除了布置在内部的电容器元件4,布置在外部的放电电阻器31也通过冷却水的流动而被冷却。尤其是在周围大气的温度(环境温度)高达例如100℃的使用环境中,由于冷却水温度低于大气的温度(环境温度),因此可以同时通过冷却水冷却放电电阻器31。因此,这消除了用于作为发热部件的放电电阻器31的冷却器的需要,并且可以实现安装在车辆中的逆变器的整个系统的尺寸减小。尽管图7示出了一个电子部件31(一个放电电阻器),但是如果需要,可以将多个电子部件31附接至外壳2。
这里,在如图7所示的第二实施例所示中那样将外壳2用作一种冷却板的情况下,外壳2最好由导热性优异的材料制成,而在其他情况下,外壳2不一定是导热性优异的部件。因此,外壳2可以由例如硬质合成树脂制成。或者,例如,通过在金属外壳2的外表面上施加隔热涂层,可以提高外壳2抵抗环境温度的隔热性能。
接下来,图8至图10示出了电容器1的第三实施例,其中,放电电阻器41容纳在外壳2中。也就是说,放电电阻器41预先通过布线(未示出)连接至电容器元件4,并与电容器元件4一起被设置在内壳3中。然后,如上所述,在内壳3中填充具有导热性和绝缘性的灌封材料5,并且放电电阻器41埋设在灌封材料5中。
在示出的示例中,放电电阻器41形成为窄长的棱柱形状(或窄长的长方体形状),并且在内壳3内部布置在内壳3的一个侧壁22和底壁23相交的拐角部分处,从而与这些侧壁22和底壁23接触。即,如图10所示,由于电容器元件4具有缠绕的椭圆形状,因此当将电容器元件4容纳在横截面为四边形的内壳3中时,在拐角部分处留下较大的空间(填充有灌封材料5的空间)。利用所述拐角部分的该空间,将放电电阻器41容纳在内壳3的内壁表面与电容器元件4之间。因此,放电电阻器41被集成而不增加内壳3和外壳2的尺寸。
在该构造或结构中,通过在制冷剂流路27中流动的冷却水有效地冷却了作为发热部件的放电电阻器41以及电容器元件4。因此,不需要用于放电电阻器41的冷却器,并且能够减小安装在车辆中的逆变器的整个系统的尺寸。此外,由于其中埋设了放电电阻器41的整体结构,因此在逆变器系统的布局和布线的简化方面具有优势。
接下来,将说明电容器1的第四实施例。由于第四实施例的电容器1的基本构造或结构与第一实施例的电容器1的构造或结构相同,因此在此省略附图。在第四实施例中,作为在制冷剂流路27中流动的制冷剂,使用具有绝缘性的冷却油即绝缘油。例如,使用以矿物油为主要成分的绝缘油。绝缘油通过油泵而在外壳2与内壳3之间的制冷剂流路27中强制流动。
根据使用这种绝缘油作为制冷剂的构造,与使用以水为主要成分的冷却水的情况相比,油的导热性优于水。因此,对电容器元件4的冷却效果更高。此外,在外壳2和内壳3由金属制成的情况下,几乎不发生与制冷剂的接触表面的腐蚀。
接下来,将参照图11和图12说明电容器1的第五实施例。在该第五实施例中,代替上述第一实施例等的灌封材料5,在内壳3的内部填充有作为制冷剂的绝缘油。即,与上述实施例同样地,电容器1具有长方体形状的外壳2、容纳在外壳2中的相似长方体形状的内壳3和设置在内壳3中的电容器元件4。另外,代替框形的盖6,设置有矩形的板状的盖构件51。
外壳2由金属制成,优选地,由金属制成,优选导热性优异的金属。外壳2例如通过铝合金基材的切割或铝压铸而形成为单件壳体。外壳2为箱形,其形成长方体的六个表面中的一个侧表面是敞开的。即,外壳2具有形成在外壳2的纵向方向上的两端的端面的一对端壁11、形成均具有较宽的宽度的侧表面的一对侧壁12、形成具有较窄的宽度的侧表面的底壁13和与具有较窄的宽度并且面对底壁13的侧表面相对应的开口表面14。此外,盖构件51固定至开口表面14。
制冷剂管连接器15与所述一对端壁11的中央部分连接,所述制冷剂管连接器15中的一个用作制冷剂入口,而另一个用作制冷剂出口。这些制冷剂管连接器15均具有沿外壳2的纵向方向延伸的圆管形状,并连接至包括油泵(未示出)的绝缘油循环系统(未示出)。
与外壳2相同,内壳3由金属制成,优选导热性优异的金属。内壳3例如通过铝合金基材的切割或铝压铸而形成为单件壳体。内壳3具有长方体形状,该长方体形状是与外壳2基本相似的形状并且小于外壳2。以与外壳2相同的方式,内壳3形成为箱形,其形成长方体的六个表面中的一个侧表面是敞开的。即,内壳3具有形成在内壳3的纵向方向上的两端的端面的一对端壁21、形成均具有较宽的宽度的侧表面的一对侧壁22、形成具有较窄的宽度的侧表面的底壁23和与具有较窄的宽度并面对底壁23的侧表面相对应的开口表面24。这里,在所示的示例中,未设置第一实施例中所示的散热片25。然而,以与第一实施例相同的方式,可以在所述一对侧壁22和底壁23的表面上设置散热片25。
所述一对端壁21中的每个均设有连通孔52,绝缘油可通过该连通孔流动。连通孔52例如是圆形的孔。每个连通孔52形成在端壁21的大致中心位置处。
内壳3的开口表面24位于对应于外壳2的开口表面14的表面处。也就是说,在外壳2和内壳3结合在一起的状态下,内壳3的开口表面24位于外壳2的开口表面14中。因而,在内壳3和外壳2之间的除了这些开口表面14和24之外的相应五个表面处,形成有用作制冷剂流路27的间隙。换句话说,外壳2包围内壳3的除了开口表面24以外的五个表面的外侧,并且制冷剂流路27形成在相应的表面处。
盖构件51连接到外壳2的开口边缘和内壳3的开口边缘(例如,通过焊接或钎焊),并且覆盖内壳3的开口表面24,并且还覆盖外壳2的开口表面14,即,在制冷剂流路27的上端处的开口。例如,盖构件51由金属板形成,该金属板的材料与外壳2和内壳3的材料相同。因而,在将盖构件51焊接(或钎焊)到内壳3的开口边缘之后,将内壳3安装或设置在外壳2中,最后,将外壳2的开口边缘和盖构件51焊接(或钎焊)。由此,内壳3的内部以及制冷剂流路27被密封,并且外壳2和内壳3牢固地形成一体。
盖构件51具有一对端子开口53。这对端子开口53形成为例如矩形。
以与第一实施例等相同的方式,容纳在内壳3中的电容器元件4由具有扁平椭圆形的缠绕薄膜电容器形成,以对应于内壳3的横截面形状。例如,使用具有典型结构的薄膜电容器,其中诸如聚丙烯和聚对苯二甲酸乙二酯的树脂膜作为电介质,并且通过涂覆在相应树脂膜上形成的金属板(金属片)或金属层作为电极,然后将这些电介质和电极缠绕成扁平卷。在示出的示例中,在两个薄膜电容器成排布置的情况下将所述两个薄膜电容器预先形成一体,并且其两端均设有端子4a和4b。
在端子4a和4b的基部处,设置有装配到盖构件51的端子开口53的密封盖54。密封盖54由具有适当弹性的橡胶或合成树脂材料模制而成。密封盖54均具有可压配合到端子开口53中的棱柱部分(或矩形柱状部分)54a和被压焊(或压接)到第二盖构件51的内表面的凸缘部分54b。这里,可以在插入端子4a和4b的情况下模制密封盖54,并且在模制之后,可以将端子4a和4b插入端子开口53中。密封盖54被牢固地固定至盖构件51的端子开口53,通过贯通盖构件51而引出的端子4a和4b与盖构件51之间的间隙被密封。
在如上所述构造的第五实施例的电容器1中,外壳2的制冷剂管连接器15中的一个用作制冷剂入口,而另一个用作制冷剂出口,因而用作制冷剂的绝缘油通过泵(未示出)而强制流动。绝缘油以与第一实施例中参照图6说明的流动相同的方式在制冷剂流路27中流动,并冷却内壳3。此外,同时,绝缘油通过一对连通孔52流入内壳3中,并且在容纳电容器元件4的内壳3的内部填充绝缘油。由于绝缘油具有与第一实施例的灌封材料5相同的绝缘性能和导热性,因此绝缘油在使电容器元件4绝缘的同时将电容器元件4的热量传递或传导至内壳3。由此,电容器元件4被有效地冷却。另外,可以获得在第一实施例等中描述的作用和效果。由于内壳3的内部和制冷剂流路27通过连通孔52彼此连通,所以流入内壳3中的绝缘油不会停留或滞留,因此不会劣化。这里,由于填充内壳3的内部的绝缘油基本上替代了第一实施例的灌封材料5,因此填充内壳3的内部的绝缘油不需要以足够的流速流动以使绝缘油在制冷剂流道27中流动。
第五实施例具有不需要第一实施例的灌封材料5的填充步骤的优点。
这里,覆盖内壳3的开口表面24的盖构件和框形的盖可以单独设置,所述框形的盖类似于第一实施例的盖6并覆盖制冷剂流路27的位于开口表面24的外周侧处的上端开口。
Claims (3)
1.一种电容器,其中,包括:
箱形内壳,其一个侧表面是开口表面,并且所述箱形内壳填充有用作制冷剂的绝缘油,并具有连通孔,所述绝缘油能通过所述连通孔流动;
外壳,其包围所述内壳的除所述开口表面之外的表面的外侧,形成用作所述内壳和所述外壳之间的制冷剂流路的间隙,并且所述外壳设有制冷剂入口和制冷剂出口;
电容器元件,其通过所述开口表面设置在所述内壳中,所述电容器元件的端子布置在所述开口表面处;和
盖构件,其覆盖所述开口表面并且所述端子被引出。
2.根据权利要求1所述的电容器,其中,
另一个电子部件附接至所述外壳的外表面。
3.根据权利要求1所述的电容器,其中,
连接至所述电容器元件的放电电阻器与所述电容器元件一起设置在所述内壳中。
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Families Citing this family (8)
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---|---|---|---|---|
DE202020105092U1 (de) * | 2020-09-03 | 2021-12-07 | Dana Belgium N.V. | Leistungsumwandlungsvorrichtung |
EP4009339A1 (de) * | 2020-12-02 | 2022-06-08 | Siemens Energy Global GmbH & Co. KG | Kondensatoranordnung, verfahren zu deren herstellung sowie umrichteranordnung mit der kondensatoranordnung |
JP7124929B1 (ja) * | 2021-05-20 | 2022-08-24 | 株式会社明電舎 | インバータ装置 |
CN113394021B (zh) * | 2021-06-22 | 2022-11-22 | 安徽瀚宇电气有限公司 | 防爆型轨道交通机车电容器 |
JP7134305B1 (ja) | 2021-06-25 | 2022-09-09 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
CN113921272B (zh) * | 2021-09-06 | 2023-08-15 | 河北百力安建设工程有限公司 | 一种电力电容器 |
US20240213888A1 (en) * | 2022-02-16 | 2024-06-27 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Power conversion apparatus |
CN116313509B (zh) * | 2023-01-18 | 2023-09-05 | 佛山市欣源电子股份有限公司 | 一种储能电容器 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003249703A (ja) * | 2002-02-25 | 2003-09-05 | Gigaphoton Inc | 放電励起ガスレーザ装置 |
JP2006210561A (ja) * | 2005-01-27 | 2006-08-10 | Hitachi Ltd | キャパシタの冷却構造及び電力変換装置 |
JP2009037934A (ja) * | 2007-08-02 | 2009-02-19 | Sanyo Electric Co Ltd | 車両用の電源装置 |
CN203150389U (zh) * | 2013-01-30 | 2013-08-21 | 惠州比亚迪电池有限公司 | 一种电容器 |
CN104064351A (zh) * | 2013-03-20 | 2014-09-24 | 株式会社电装 | 具有温度传感器的电容器模块 |
CN104584318A (zh) * | 2012-09-19 | 2015-04-29 | 株式会社东芝 | 二次电池装置及二次电池系统 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8563154B2 (en) * | 2009-05-06 | 2013-10-22 | GM Global Technology Operations LLC | Battery assembly with immersed cell temperature regulating |
KR101079129B1 (ko) * | 2010-03-08 | 2011-11-02 | 주식회사 뉴인텍 | 커패시터 조립체 |
JP5422468B2 (ja) * | 2010-04-01 | 2014-02-19 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
KR101179307B1 (ko) * | 2010-08-13 | 2012-09-03 | 삼성전기주식회사 | 에너지 저장장치 모듈 |
JP5914290B2 (ja) * | 2012-10-15 | 2016-05-11 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
JP2015023664A (ja) | 2013-07-18 | 2015-02-02 | 株式会社豊田自動織機 | インバータ装置 |
JP5739956B2 (ja) * | 2013-09-09 | 2015-06-24 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 半導体モジュールおよびこれを用いた電力変換装置 |
DE102014200347A1 (de) * | 2014-01-10 | 2015-07-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Kondensator |
GB201512433D0 (en) * | 2015-07-16 | 2015-08-19 | Mega Amps Internat Ltd | Electrical storage batteries |
JP6604173B2 (ja) | 2015-12-02 | 2019-11-13 | 富士電機株式会社 | 電力変換装置 |
-
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003249703A (ja) * | 2002-02-25 | 2003-09-05 | Gigaphoton Inc | 放電励起ガスレーザ装置 |
JP2006210561A (ja) * | 2005-01-27 | 2006-08-10 | Hitachi Ltd | キャパシタの冷却構造及び電力変換装置 |
JP2009037934A (ja) * | 2007-08-02 | 2009-02-19 | Sanyo Electric Co Ltd | 車両用の電源装置 |
CN104584318A (zh) * | 2012-09-19 | 2015-04-29 | 株式会社东芝 | 二次电池装置及二次电池系统 |
CN203150389U (zh) * | 2013-01-30 | 2013-08-21 | 惠州比亚迪电池有限公司 | 一种电容器 |
CN104064351A (zh) * | 2013-03-20 | 2014-09-24 | 株式会社电装 | 具有温度传感器的电容器模块 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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