CN115940578A - 电力变换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电力变换装置，该电力变换装置具备：逆变器部、直流‑直流转换器部以及将逆变器部和直流‑直流转换器部配置于表侧和背侧的平板状的基台部。而且，基台部包括具有配置于表侧的表侧流路以及配置于背侧且与表侧流路连接的背侧流路的冷却流路。

Description

电力变换装置
技术领域
本发明涉及一种电力变换装置，特别是，涉及一种具备冷却流路的电力变换装置。
背景技术
以往，已知具备冷却流路的电力变换装置。这样的电力变换装置例如在日本特开2009-027901号公报中公开。
在上述日本特开2009-027901号公报中公开了具备逆变器、DC/DC转换器以及供用于冷却逆变器及DC/DC转换器的制冷剂流动的冷却流路的电力变换装置。在该电力变换装置中，逆变器与DC/DC转换器配置为将冷却流路夹在中间，利用在配置于逆变器与DC/DC转换器之间的冷却流路中流动的制冷剂来冷却逆变器和DC/DC转换器。
在上述日本特开2009-027901号公报中，逆变器与DC/DC转换器(直流-直流转换器部)配置为将冷却流路夹在中间，利用在配置于逆变器与DC/DC转换器之间的冷却流路中流动的制冷剂来冷却逆变器和DC/DC转换器。因此，利用在冷却流路中流动的制冷剂中的在逆变器侧流动的一部分制冷剂来冷却逆变器，并利用在DC/DC转换器侧流动的一部分制冷剂来冷却DC/DC转换器。因此，在逆变器与DC/DC转换器之间存在温度差的情况下，由于在冷却流路中的相同位置处流动的制冷剂间产生温度差，因此存在如下问题：因温度差而导致在制冷剂中产生不希望的对流，难以高效地进行冷却。
发明内容
本发明是为了解决如上述那样的问题而完成的，本发明的一个目的在于提供一种能够高效地冷却逆变器部和直流-直流转换器部的电力变换装置。
用于解决问题的方案
为了实现上述目的，本发明的第一方面的电力变换装置具备：逆变器部，其将从直流电源输入的直流电力变换为交流电力后供给到负载；直流-直流转换器部，其将直流电力的电压变换为不同的电压；以及平板状的基台部，逆变器部和直流-直流转换器部配置于该基台部的表侧和背侧，其中，基台部包括冷却流路，该冷却流路供冷却用液体流动，具有配置于表侧的表侧流路以及配置于背侧且与表侧流路连接的背侧流路。
在本发明的第一方面的电力变换装置中，如上所述，在平板状的基台部的表侧和背侧配置逆变器部和直流-直流转换器部，在基台部设置具有配置于表侧的表侧流路以及配置于背侧且与表侧流路连接的背侧流路的冷却流路。由此，能够使冷却用液体依次流过表侧流路和背侧流路，因此，能够依次冷却配置于基台部的表侧和背侧的逆变器部和直流-直流转换器部。由此，能够抑制在相同位置处流动的冷却用液体间产生温度差的情况，因此，能够抑制因温度差而导致冷却用液体产生不希望的对流的情况。其结果，能够利用在冷却流路中流动的冷却用液体来高效地冷却逆变器部和直流-直流转换器部。另外，与构成为将逆变器部和直流-直流转换器部配置于单独的基台部并利用设置于各基台部的冷却流路来进行冷却的情况相比，能够使具备逆变器部和直流-直流转换器部的电力变换装置的结构紧凑化。
在上述第一方面的电力变换装置中，优选的是，冷却流路还具有在基台部内将表侧流路与背侧流路连接的连接流路。根据这样的结构，能够以冷却用液体在基台部内依次流过表侧流路和背侧流路的方式形成冷却流路，因此，与在基台部的外部将表侧流路与背侧流路连接的情况不同，能够使基台部的结构简化。
在上述第一方面的电力变换装置中，优选的是，冷却流路形成为：表侧流路与背侧流路交替地连接，来使冷却用液体交替地通过基台部的表侧的面和背侧的面。根据这样的结构，能够使冷却用液体交替地依次流过表侧流路和背侧流路，因此，能够对配置于基台部的表侧和背侧的逆变器部和直流-直流转换器部交替地依次进行冷却。
在上述结构为冷却流路具有连接流路的电力变换装置中，优选的是，连接流路的角部被进行倒角处理。根据这样的结构，与连接流路的角部未被进行倒角处理的情况相比，能够抑制压力损失在连接流路的角部处变大。
在上述结构为冷却流路具有连接流路的电力变换装置中，优选的是，连接流路包括对流入表侧流路和背侧流路中的至少一方的流路的冷却用液体的流动进行调整的隔板。
在上述结构为冷却流路具有连接流路的电力变换装置中，优选的是，冷却流路包括向连接流路倾斜的槽部。
在上述第一方面的电力变换装置中，优选的是，逆变器部配置于基台部的表侧和背侧中的一侧，被流过表侧流路和背侧流路中的一方的流路的冷却用液体冷却，直流-直流转换器部配置于基台部的表侧和背侧中的另一侧，被流过表侧流路和背侧流路中的另一方的流路的冷却用液体冷却。根据这样的结构，能够将逆变器部所包括的部件及元件配置于基台部的一侧的面，并将直流-直流转换器部所包括的部件及元件配置于基台部的另一侧的面，因此，能够抑制将基台部的表侧与背侧连接的布线变多。由此，能够抑制电力变换装置的布线构造变得繁杂。
在上述第一方面的电力变换装置中，优选的是，基台部包括形成冷却流路的由金属构成的冷却部主体部以及与冷却部主体部一起形成冷却流路的由金属构成的盖部，逆变器部和直流-直流转换器部中的至少一方安装于基台部的配置于表侧和背侧的盖部。根据这样的结构，能够使安装有逆变器部或直流-直流转换器部的盖部与在冷却流路中流动的冷却用液体直接接触，因此，能够经由盖部从逆变器部和直流-直流转换器部高效地去除热。
在该情况下，优选的是，在盖部设置有向冷却流路内突出的突出部。根据这样的结构，能够利用突出部增大盖部与冷却用液体接触的面积，因此，能够将来自逆变器部和直流-直流转换器部的热经由盖部更高效地传递到冷却用液体。
在上述结构为在盖部设置有突出部的电力变换装置中，优选的是，盖部的突出部形成为翅片形状、圆柱形状或者棱柱形状。根据这样的结构，能够从翅片形状、圆柱形状或者棱柱形状的突出部向冷却用液体有效地散热，并且能够利用翅片形状、圆柱形状或者棱柱形状的突出部来对冷却流路内的冷却用液体进行整流或使其在冷却流路的宽度方向上扩散。
在该情况下，优选的是，盖部的形成为翅片形状的突出部以沿着冷却流路延伸的方式形成。根据这样的结构，能够利用翅片形状的突出部得到将冷却用液体沿着冷却流路进行引导的整流作用，并且与沿着与冷却流路交叉的方向设置翅片形状的情况相比能够抑制压力损失变大。
在上述结构为在盖部设置有突出部的电力变换装置中，优选的是，盖部的突出部形成有多个，多个突出部形成为以在冷却流路的深度方向上的高度成为冷却流路的深度的80％～100％的方式突出。
在上述结构为在盖部设置有突出部的电力变换装置中，优选的是，盖部的突出部形成为与冷却流路的壁面的间隙为0.5mm～2.0mm。
在上述第一方面的电力变换装置中，优选的是，还具备升压转换器部，该升压转换器部配置于逆变器部的输入侧，将从直流电源输入的直流电力升压后供给到逆变器部，逆变器部包括将直流电力变换为交流电力的第一开关元件模块和第二开关元件模块，直流-直流转换器部包括转换器用开关元件、变压器、谐振电抗器以及平滑电抗器，升压转换器部包括升压用开关元件模块和升压电抗器，冷却流路形成为：使冷却用液体以先从第一开关元件模块、第二开关元件模块、转换器用开关元件、变压器、谐振电抗器、平滑电抗器、升压用开关元件模块以及升压电抗器中的、基于耐热性的优先级高的部件起进行冷却的方式流动。根据这样的结构，能够先从耐热性小且想要可靠地冷却的部件起进行冷却，因此，能够可靠地抑制耐热性小的部件的温度变高。
在该情况下，优选的是，第一开关元件模块和第二开关元件模块配置于基台部的表侧和背侧中的一侧，被流过表侧流路和背侧流路中的一方的流路的冷却用液体冷却，转换器用开关元件、变压器、谐振电抗器、平滑电抗器、升压用开关元件模块以及升压电抗器配置于基台部的表侧和背侧中的另一侧，被流过表侧流路和背侧流路中的另一方的冷却用液体冷却。根据这样的结构，将逆变器部的第一开关元件模块和第二开关元件模块配置于基台部的一侧的面，并将直流-直流转换器部的转换器用开关元件、变压器、谐振电抗器、平滑电抗器、升压转换器部的升压用开关元件模块以及升压电抗器配置于基台部的另一侧的面，从而能够有效地冷却各个部件。
在上述结构为基台部包括盖部的电力变换装置中，优选的是，盖部包括配置升压电抗器的升压电抗器用盖部以及配置直流-直流转换器部的直流-直流转换器部用盖部，升压电抗器用盖部与直流-直流转换器部用盖部构成为一体。
在上述结构为基台部包括盖部的电力变换装置中，优选的是，盖部包括配置升压电抗器的升压电抗器用盖部以及配置直流-直流转换器部的直流-直流转换器部用盖部，升压电抗器用盖部和直流-直流转换器部用盖部固定于隧道状流路形成构件，该隧道状流路形成构件设置于表侧流路和背侧流路中的至少一方，将表侧流路与表侧流路连接、或者将背侧流路与背侧流路连接。
在上述第一方面的电力变换装置中，优选的是，构成为用于冷却直流-直流转换器部的冷却用液体的压力损失为冷却流路整体的压力损失的15％。
本发明的第二方面的电力变换装置具备冷却体，在该电力变换装置中，冷却体形成有一笔画状的冷却流路，冷却流路的至少一部分形成用于冷却冷却体的表侧的表侧流路以及用于冷却冷却体的背侧的背侧流路。
在上述第二方面的电力变换装置中，优选的是，还具备：逆变器部，其将从直流电源输入的直流电力变换为交流电力后供给到负载；以及升压转换器部，其配置于逆变器部的输入侧，将从直流电源输入的直流电力升压后供给到逆变器部，冷却体包括配置逆变器部的逆变器冷却面以及配置升压转换器部的升压转换器冷却面。
在该情况下，优选的是，冷却体构成为：用于冷却逆变器冷却面和升压转换器冷却面的冷却用液体的压力损失为冷却体整体的压力损失的85％。
附图说明
图1是一个实施方式的电力变换装置的电路图。
图2是一个实施方式的电力变换装置的立体图。
图3是一个实施方式的电力变换装置的侧视图。
图4是一个实施方式的电力变换装置的从上方侧观察得到的分解立体图。
图5是一个实施方式的电力变换装置的从下侧观察得到的分解立体图。
图6是一个实施方式的电力变换装置的基台部的俯视图。
图7是一个实施方式的电力变换装置的基台部的仰视图。
图8是一个实施方式的电力变换装置的基台部的侧视截面图。
具体实施方式
下面，基于附图来说明将本发明具体化的实施方式。
参照图1～图8来说明本发明的一个实施方式的电力变换装置100的结构。电力变换装置100例如搭载于车辆。
首先，参照图1来说明电力变换装置100的电路结构。电力变换装置100具备逆变器部10。逆变器部10将从直流电源200输入的直流电力变换为交流电力后供给到负载210。负载210例如是马达。电力变换装置100与直流电源200之间设置有开关201。
逆变器部10包括开关元件模块11。开关元件模块11将直流电力变换为交流电力。另外，开关元件模块11包括构成上臂的半导体开关元件Q1、Q2及Q3以及构成下臂的半导体开关元件Q4、Q5及Q6。
逆变器部10包括第一逆变器部10a和第二逆变器部10b。开关元件模块11包括第一逆变器部10a所包括的第一开关元件模块11a以及第二逆变器部10b所包括的第二开关元件模块11b。另外，负载210包括第一负载210a和第二负载210b。第一逆变器部10a将从直流电源200输入的直流电力变换为交流电力后供给到第一负载210a。第二逆变器部10b将从直流电源200输入的直流电力变换为交流电力后供给到第二负载210b。
电力变换装置100具备升压转换器部20。升压转换器部20配置于逆变器部10的输入侧。升压转换器部20将从直流电源200输入的直流电力升压后供给到逆变器部10。升压转换器部20包括升压用开关元件模块21和电抗器22。升压用开关元件模块21包括升压用开关元件Q11及Q12。升压用开关元件Q11及Q12分别构成上臂和下臂。另外，升压转换器部20包括电容器C1。电抗器22设置于升压用开关元件Q11与升压用开关元件Q12的连接点同直流电源200的正侧之间。电容器C1被设置为与升压用开关元件Q12并联。此外，电抗器22是本发明的“升压电抗器”的一例。
电力变换装置100具备电容器C2和电阻R。电容器C2及电阻R设置于升压转换器部20与逆变器部10之间。电容器C2与电阻R被设置为彼此并联。
电力变换装置100具备DC-DC转换器部30。此外，DC-DC转换器部30将直流电力的电压变换为不同的电压。具体地说，DC-DC转换器部30对从直流电源200经由连接器1输入的直流电力的电压进行降压。另外，DC-DC转换器部30将降压后的电压供给到输出端子2。此外，DC-DC转换器部30是本发明的“直流-直流转换器部”的一例。
接着，说明电力变换装置100的构造。
在本实施方式中，如图2及图4所示，DC-DC转换器部30具备直流-直流转换器元件31以及安装直流-直流转换器元件31的直流-直流转换器基板32。直流-直流转换器基板32具有平板形状。安装于直流-直流转换器基板32的直流-直流转换器元件31包括转换器用开关元件31a、变压器31b、谐振电抗器31c以及平滑电抗器31d。转换器用开关元件31a设置于直流-直流转换器基板32的背面侧(Z2侧)。变压器31b、谐振电抗器31c以及平滑电抗器31d被设置为贯穿直流-直流转换器基板32。
如图5所示，开关元件模块11的内部收纳有半导体开关元件Q1～Q6(参照图1)。半导体开关元件Q1～Q6被树脂等的壳体覆盖。如图4所示，在开关元件模块11的后述的基台部50侧(Z1侧)配置有盖部12。盖部12例如由铝等热传导性较高的金属形成。盖部12包括平板状的主体部12a以及朝向基台部50突出的多个柱部12b。柱部12b形成为向冷却流路51内突出。柱部12b例如具有棱柱形状。在从与开关元件模块11的表面垂直的方向观察时，开关元件模块11具有长方形形状。此外，柱部12b是本发明的“突出部”的一例。
如图2～图5所示，电力变换装置100具备基台部50。基台部50是平板状。逆变器部10和DC-DC转换器部30配置于基台部50。另外，基台部50例如由铝等热传导性较高的金属形成。在从与基台部50的表面50a(表侧的面(Z1侧的面))及背面50b(背侧的面(Z2侧的面))垂直的方向观察时，基台部50具有长方形形状。
在此，在本实施方式中，如图8所示，基台部50包括冷却流路51，该冷却流路51供冷却用液体流动，并具有配置于表侧的表侧流路51a以及配置于背侧且与表侧流路51a连接的背侧流路51b。
另外，冷却流路51具有在基台部50内与表侧流路51a及背侧流路51b连接的连接流路51c。
逆变器部10的开关元件模块11以沿着平板状的基台部50的表面50a或背面50b的方式安装于基台部50。另外，安装直流-直流转换器元件31的直流-直流转换器基板32以沿着平板状的基台部50的表面50a或背面50b的方式安装于基台部50。
具体地说，开关元件模块11以沿着平板状的基台部50的背面50b的方式安装于基台部50。另外，安装直流-直流转换器元件31的直流-直流转换器基板32以沿着平板状的基台部50的表面50a的方式安装于基台部50。
第一开关元件模块11a和第二开关元件模块11b以沿着平板状的基台部50的背面50b的方式安装于基台部50。具体地说，第一开关元件模块11a和第二开关元件模块11b被配置为沿着第一开关元件模块11a和第二开关元件模块11b的长边方向(X方向)彼此相邻。
升压转换器部20以沿着平板状的基台部50的表面50a或背面50b的方式安装于基台部50。具体地说，升压转换器部20安装于基台部50的表面50a。另外，升压转换器部20被配置为沿着平板状的基台部50的长边方向(X方向)与DC-DC转换器部30相邻。
升压转换器部20包括升压用开关元件模块21和电抗器22。而且，升压用开关元件模块21和电抗器22以沿着平板状的基台部50的表面50a或背面50b的方式安装于基台部50。具体地说，直流-直流转换器基板32、电抗器22以及升压用开关元件模块21以沿着平板状的基台部50的表面50a、且彼此相邻的方式安装于基台部50。此外，直流-直流转换器基板32、电抗器22以及升压用开关元件模块21依次地安装于基台部50的表面50a。
如图5所示，在升压用开关元件模块21的基台部50侧(Z2侧)配置有盖部21a。盖部21a例如由铝等热传导性较高的金属形成。盖部21a包括平板状的主体部21b以及朝向基台部50突出的多个柱部21c。柱部21c形成为向冷却流路51内突出。柱部21c例如具有圆柱形状。在从与升压用开关元件模块21的表面垂直的方向观察时，升压用开关元件模块21具有正方形形状。此外，柱部21c是本发明的“突出部”的一例。
在电抗器22的基台部50侧(Z2侧)配置有盖部22a。盖部22a例如由铝等热传导性较高的金属形成。盖部22a包括主体部22b以及朝向基台部50突出的多个翅片22c。翅片22c形成为向冷却流路51内突出。翅片22c以沿着冷却流路51延伸的方式形成。此外，翅片22c是本发明的“突出部”的一例。
如图4及图5所示，基台部50包括形成冷却流路51的由金属构成的冷却部主体部52以及与冷却部主体部52一起形成冷却流路51的由金属构成的盖部12、21a、22a、53。另外，DC-DC转换器部30安装于被配置在基台部50的表侧的盖部53，逆变器部10安装于被配置在基台部50的背侧的盖部12。具体地说，直流-直流转换器基板32安装于盖部53。具体地说，冷却流路51设置于基台部50的表面50a和背面50b双方(参照图6及图7)。盖部53覆盖在基台部50的表面50a设置的冷却流路51。盖部53具有长方形形状且具有平板形状。直流-直流转换器基板32被配置为沿着盖部53的表面53b。直流-直流转换器基板32例如利用螺钉安装于被设置在盖部53的柱部53c。盖部53例如利用螺钉安装于冷却部主体部52。由此，仅通过卸下螺钉就能够容易地更换直流-直流转换器基板32和直流-直流转换器元件31。
盖部53例如由铝等热传导性较高的金属形成。在盖部53设置有向冷却流路51内突出的翅片53d。翅片53d以沿着冷却流路51延伸的方式形成。此外，翅片53d是本发明的“突出部”的一例。
另外，盖部12覆盖在基台部50的背面50b设置的冷却流路51。盖部12设置有2个。盖部12具有长方形形状且具有平板形状。第一开关元件模块11a和第二开关元件模块11b分别安装于盖部12。
另外，盖部21a覆盖在基台部50的表面50a设置的冷却流路51。盖部21a具有长方形形状且具有平板形状。升压用开关元件模块21安装于盖部21a。
如图4所示，直流-直流转换器元件31包括转换器用开关元件31a。而且，转换器用开关元件31a以经由热传导构件33来与盖部53接触的方式安装于直流-直流转换器基板32的盖部53侧的面(Z2侧的面)。即，盖部53、热传导构件33以及转换器用开关元件31a依次地层叠。由转换器用开关元件31a产生的热经由热传导构件33向盖部53散热。热传导构件33例如由陶瓷的片材构成。
另外，在盖部53设置有孔部53a。电抗器22被配置为覆盖盖部53的孔部53a。即，电抗器22被配置为覆盖冷却流路51。由电抗器22产生的热向在冷却流路51中流动的冷却用液体散热。电抗器22例如利用螺钉安装于盖部53。
在冷却部主体部52设置有孔部52a。升压用开关元件模块21被配置为覆盖冷却部主体部52的孔部52a。即，升压用开关元件模块21被配置为覆盖冷却流路51。由升压用开关元件模块21产生的热向在冷却流路51中流动的冷却用液体散热。升压用开关元件模块21例如利用螺钉安装于冷却部主体部52。
如图5所示，在冷却部主体部52设置有一对孔部52b。第一开关元件模块11a及第二开关元件模块11b被配置为分别覆盖孔部52b。即，第一开关元件模块11a和第二开关元件模块11b被配置为覆盖冷却流路51。由开关元件模块11产生的热向在冷却流路51中流动的冷却用液体散热。
在本实施方式中，如图3所示，冷却流路51形成为：表侧流路51a与背侧流路51b交替地连接，冷却用液体交替地通过基台部50的表侧的面及背侧的面。具体地说，冷却流路51包括配置于表侧(表面50a侧)且作为表侧流路51a的冷却流路511、515及519、配置于背侧(背面50b侧)且作为背侧流路51b的冷却流路513及517以及作为连接流路51c的冷却流路512、514、516及518。冷却流路51形成为：冷却用流体从基台部50的长边方向(X方向)上的一端侧流入，并且冷却用流体从另一端侧流出。
在冷却流路51中，冷却流路511、512、513、514、515、516、517、518及519从上游向下游依次连接。也就是说，如图3、图6以及图7所示，在冷却流路51中，冷却用液体从表侧流路51a的冷却流路511流入，通过连接流路51c的冷却流路512、背侧流路51b的冷却流路513、连接流路51c的冷却流路514、表侧流路51a的冷却流路515、连接流路51c的冷却流路516、背侧流路51b的冷却流路517、连接流路51c的冷却流路518以及表侧流路51a的冷却流路519后冷却用液体流出。
另外，从冷却流路51流出的冷却用液体被散热部60散热并冷却。另外，被散热部60冷却了的冷却用液体被泵61进行送液后再次流入冷却流路51。散热部60包括热交换器，该散热部60被外部的空气冷却。散热部60例如是散热器。此外，也可以将泵61配置于冷却流路51的出口与散热部60之间，利用泵61对被散热部60散热前的冷却用液体进行送液。另外，冷却用液体例如是水、防冻液等液体。
另外，在本实施方式中，如图3所示，逆变器部10配置于基台部50的背侧，被流过背侧流路51b的冷却用液体冷却。具体地说，第一开关元件模块11a和第二开关元件模块11b配置于基台部50的背侧，被流过背侧流路51b的冷却用液体冷却。
另外，在本实施方式中，DC-DC转换器部30配置于基台部50的表侧，被流过表侧流路51a的冷却用液体冷却。具体地说，转换器用开关元件31a、变压器31b、谐振电抗器31c、平滑电抗器31d、升压用开关元件模块21以及电抗器22配置于基台部50的表侧，被流过表侧流路51a的冷却用液体冷却。
另外，在本实施方式中，如图8所示，连接流路51c的角部被进行倒角处理。具体地说，在连接流路51c的与表侧流路51a连接的部分以及与背侧流路51b连接的部分设置有倒角部510。
另外，在本实施方式中，冷却流路51形成为：冷却用液体先从第一开关元件模块11a、第二开关元件模块11b、转换器用开关元件31a、变压器31b、谐振电抗器31c、平滑电抗器31d、升压用开关元件模块21以及电抗器22中的、基于耐热性的优先级高的部件起进行冷却的方式流动。具体地说，冷却流路51以在上游侧对耐热性较小的升压用开关元件模块21及电抗器22进行冷却的方式形成有流路。
另外，冷却流路51形成为以依次冷却升压用开关元件模块21、第二开关元件模块11b、电抗器22、谐振电抗器31c、转换器用开关元件31a、变压器31b、第一开关元件模块11a以及平滑电抗器31d的方式供冷却用液体流动。
如图3、图6以及图7所示，升压用开关元件模块21被流过冷却流路511的冷却用液体冷却。另外，第二开关元件模块11b被流过冷却流路513的冷却用液体冷却。另外，谐振电抗器31c、转换器用开关元件31a以及变压器31b被流过冷却流路515的冷却用液体冷却。另外，第一开关元件模块11a被流过冷却流路517的冷却用液体冷却。另外，平滑电抗器31d被流过冷却流路519的冷却用液体冷却。
[本实施方式的效果]
在本实施方式中，能够得到如以下那样的效果。
在本实施方式中，如上所述，在平板状的基台部50的表侧和背侧配置逆变器部10和DC-DC转换器部30，在基台部50设置具有配置于表侧的表侧流路51a以及配置于背侧且与表侧流路51a连接的背侧流路51b的冷却流路51。由此，能够使冷却用液体依次流过表侧流路51a和背侧流路51b，因此，能够依次冷却配置于基台部50的表侧和背侧的逆变器部10和DC-DC转换器部30。由此，能够抑制在相同位置处流动的冷却用液体间产生温度差的情况，因此，能够抑制因温度差而导致冷却用液体产生不希望的对流的情况。其结果，能够利用在冷却流路51中流动的冷却用液体来高效地冷却逆变器部10和DC-DC转换器部30。另外，与构成为将逆变器部10和DC-DC转换器部30配置于单独的基台部并利用设置于各基台部的冷却流路来进行冷却的情况相比，能够使具备逆变器部10和DC-DC转换器部30的电力变换装置100的结构紧凑化。
另外，在本实施方式中，如上所述，冷却流路51具有在基台部50内将表侧流路51a与背侧流路51b连接的连接流路51c。由此，能够以冷却用液体在基台部50内依次流过表侧流路51a和背侧流路51b的方式形成冷却流路51，因此，与在基台部50的外部将表侧流路51a与背侧流路51b连接的情况不同，能够使基台部50的结构简化。
另外，在本实施方式中，如上所述，冷却流路51形成为：表侧流路51a与背侧流路51b交替地连接，来使冷却用液体交替地通过基台部50的表侧的面和背侧的面。由此，能够使冷却用液体交替地依次流过表侧流路51a和背侧流路51b，因此，能够对配置于基台部50的表侧和背侧的逆变器部10和DC-DC转换器部30交替地依次进行冷却。
另外，在本实施方式中，如上所述，逆变器部10配置于基台部50的背侧，被流过背侧流路51b的冷却用液体冷却，DC-DC转换器部30配置于基台部50的表侧，被流过表侧流路51a的冷却用液体冷却。由此，能够将逆变器部10所包括的部件及元件配置于基台部50的背侧的面，并将DC-DC转换器部30所包括的部件及元件配置于基台部50的表侧的面，因此，能够抑制将基台部50的表侧与背侧连接的布线变多。由此，能够抑制电力变换装置100的布线构造变得繁杂。
另外，在本实施方式中，如上所述，基台部50包括形成冷却流路51的由金属构成的冷却部主体部52以及与冷却部主体部52一起形成冷却流路51的由金属构成的盖部12、21a、22a、53。另外，DC-DC转换器部30安装于被配置在基台部50的表侧的盖部53，逆变器部10安装于被配置在基台部50的背侧的盖部12。由此，能够使安装有逆变器部10和DC-DC转换器部30的盖部12、53与在冷却流路51中流动的冷却用液体直接接触，因此，能够经由盖部12、53从逆变器部10和DC-DC转换器部30高效地去除热。
另外，在本实施方式中，如上所述，在盖部12、21a、22a、53设置有向冷却流路51内突出的突出部(柱部12b、21c、翅片22c、53d)。由此，能够利用突出部(柱部12b、21c、翅片22c、53d)增大盖部12、21a、22a、53与冷却用液体接触的面积，因此，能够将来自逆变器部10和DC-DC转换器部30的热经由盖部12、21a、22a、53更高效地传递到冷却用液体。
另外，在本实施方式中，如上所述，盖部12、21a、22a、53的突出部(柱部12b、21c、翅片22c、53d)形成为翅片形状、圆柱形状或者棱柱形状。由此，能够从翅片形状、圆柱形状或者棱柱形状的突出部(柱部12b、21c、翅片22c、53d)向冷却用液体有效地散热，并且能够利用翅片形状、圆柱形状或者棱柱形状的突出部(柱部12b、21c、翅片22c、53d)来对冷却流路51内的冷却用液体进行整流或使其在冷却流路51的宽度方向上扩散。
另外，在本实施方式中，如上所述，盖部22a、53的翅片22c、53d以沿着冷却流路51延伸的方式形成。由此，能够利用翅片22c、53d得到将冷却用液体沿着冷却流路51进行引导的整流作用，并且与沿着与冷却流路51交叉的方向设置翅片形状的情况相比能够抑制压力损失变大。
另外，在本实施方式中，如上所述，连接流路51c的角部被进行倒角处理。由此，与连接流路51c的角部未被进行倒角处理的情况相比，能够抑制压力损失在连接流路51c的角部处变大。
另外，在本实施方式中，如上所述，还具备升压转换器部20，该升压转换器部20配置于逆变器部10的输入侧，将从直流电源输入的直流电力升压后供给到逆变器部10。另外，逆变器部10包括将直流电力变换为交流电力的第一开关元件模块11a和第二开关元件模块11b。另外，DC-DC转换器部30包括转换器用开关元件31a、变压器31b、谐振电抗器31c以及平滑电抗器31d。另外，升压转换器部20包括升压用开关元件模块21和电抗器22。而且，冷却流路51形成为：使冷却用液体以先从第一开关元件模块11a、第二开关元件模块11b、转换器用开关元件31a、变压器31b、谐振电抗器31c、平滑电抗器31d、升压用开关元件模块21以及电抗器22中的、基于耐热性的优先级高的部件起进行冷却的方式流动。由此，能够先从耐热性小且想要可靠地冷却的部件起进行冷却，因此，能够可靠地抑制耐热性小的部件的温度变高。
另外，在本实施方式中，如上所述，第一开关元件模块11a和第二开关元件模块11b配置于基台部50的背侧，被流过背侧流路51b的冷却用液体冷却，转换器用开关元件31a、变压器31b、谐振电抗器31c、平滑电抗器31d、升压用开关元件模块21以及电抗器22配置于基台部50的表侧，被流过表侧流路51a的冷却用液体冷却。由此，将逆变器部10的第一开关元件模块11a和第二开关元件模块11b配置于基台部50的背侧的面，并将DC-DC转换器部30的转换器用开关元件31a、变压器31b、谐振电抗器31c、平滑电抗器31d、升压转换器部20的升压用开关元件模块21以及电抗器22配置于基台部50的表侧的面，从而能够有效地冷却各个部件。
[变形例]
此外，应当认为的是，本次公开的实施方式在所有方面均为例示，而非限制性的。本发明的范围由权利要求书示出而不是由上述的实施方式的说明示出，并且还包括在与权利要求书等同的含义及范围内的所有变更(变形例)。
在上述实施方式中，示出了开关元件模块11安装于基台部50的背面50b，直流-直流转换器基板32安装于基台部50的表面50a的例子，但本发明不限于此。例如，也可以是，开关元件模块11安装于基台部50的表面50a，直流-直流转换器基板32安装于基台部50的背面50b。另外，也可以是，开关元件模块11和直流-直流转换器基板32双方安装于基台部50的表面50a。另外，也可以是，开关元件模块11和直流-直流转换器基板32双方安装于基台部50的背面50b。
在上述实施方式中，示出了第一开关元件模块11a和第二开关元件模块11b均安装于基台部50的背面50b的例子，但本发明不限于此。例如，也可以是，第一开关元件模块11a与第二开关元件模块11b安装于基台部50的不同的面。
在上述实施方式中，示出了升压转换器部20安装于基台部50的表面50a的例子，但本发明不限于此。例如，升压转换器部20也可以安装于基台部50的背面50b。
在上述实施方式中，示出了升压用开关元件模块21和电抗器22均安装于基台部50的表面50a的例子，但本发明不限于此。例如，也可以是，升压用开关元件模块21和电抗器22均安装于基台部50的背面50b。另外，也可以是，升压用开关元件模块21与电抗器22安装于基台部50的不同的面。
在上述实施方式中，示出了基台部50被分离为冷却部主体部52及盖部53的例子，但本发明不限于此。例如，基台部50也可以不分离为冷却部主体部52及盖部53而构成为一体。
在上述实施方式中，示出了安装于直流-直流转换器基板32的直流-直流转换器元件31包括转换器用开关元件31a、变压器31b、谐振电抗器31c以及平滑电抗器31d的例子，但本发明不限于此。例如，安装于直流-直流转换器基板32的直流-直流转换器元件31也可以包括除这些元件以外的元件。
在上述实施方式中，示出了冷却流路51形成为以依次冷却升压用开关元件模块21、第二开关元件模块11b、电抗器22、谐振电抗器31c、转换器用开关元件31a、变压器31b、第一开关元件模块11a以及平滑电抗器31d的方式供冷却用液体流动的例子，但本发明不限于此。例如，也可以是，冷却流路51形成为以按照上述以外的顺序来冷却多个部件的方式供冷却用液体流动。
在上述实施方式中，详细地换句话说，是如下的电力变换装置：盖部12、21a、53的突出部形成有多个，多个突出部形成为以在形成于基台部50(冷却体)的冷却流路51的深度方向上的突出高度成为冷却流路51的深度的80％～100％的方式突出。优选的是，多个所述突出部形成为以在所述冷却流路的深度方向上的突出高度成为所述冷却流路的深度的80％～93％的方式突出。具体地说，突出部与流路的间隙形成为0.0mm～1.5mm。流路深度是指在垂直的方向上测定从盖部流路侧面到流路底面而得到的长度。通过像这样构成，能够期待散热性的提高。
在上述实施方式中，详细地换句话说，是如下的电力变换装置：盖部12、21a、53的突出部形成为与流路壁面的间隙为0.5mm～2.0mm。通过像这样构成，能够期待散热性的提高。
在上述实施方式中，换句话说，基台部50(冷却体)也可以形成有一笔画状的流路。而且，流路的至少一部分也可以形成用于冷却冷却体的表侧的表侧流路以及用于冷却背侧的背侧流路。通过设为这样的结构，与在表侧背侧并行地分流的流路相比，不需要设置例如分流板等用于均匀地分流的设计。因此，能够期待电力变换装置的低成本化。
另外，优选地构成为：在形成于基台部50的流路中，用于冷却直流-直流转换器部的冷却用液体的压力损失为形成于基台部50的流路整体的压力损失的15％。通过设为这样的结构，能够期待比直流-直流转换器部优先的部件的散热性的提高。
针对上述实施方式进一步换句话说，是还具备如下构件的电力变换装置：逆变器部，其将从直流电源输入的直流电力变换为交流电力后供给到负载；直流-直流转换器部，其将直流电力的电压变换为不同的电压；以及升压转换器部，其配置于逆变器部的输入侧，将从直流电源输入的直流电力升压后供给到逆变器部，其中，冷却体包括配置逆变器部的逆变器冷却面、冷却直流-直流转换器部的转换器冷却面以及配置升压转换器部的升压转换器冷却面。通过设为这样的结构，能够期待电力变换装置的小型化。
针对上述实施方式进一步换句话说，是如下的电力变换装置：冷却体构成为，用于冷却逆变器冷却面和所述升压转换器冷却面的冷却用液体的压力损失为冷却体整体的压力损失的85％，用于冷却所述转换器冷却面的冷却用液体的压力损失为冷却体整体的压力损失的15％。通过设为这样的结构，能够期待比直流-直流转换器部优先的逆变器部和升压转换器部的散热性的提高。
针对上述实施方式进一步换句话说，是如下的电力变换装置：连接流路包括对流入表侧流路和背侧流路中的至少一方的冷却用液体的流动进行调整的隔板。具体地说，构成为：在连接流路设置肋从而能够将要流入表侧流路或背侧流路的冷却用液体无遗漏地供给到表侧流路或背侧流路。如图6所示，在流路514，以从左到右开口比率为3～4：1的方式设置有肋。在流路518，以从左到右开口比率为2.4～2.7：1.5～1.8：1的方式设置有肋。
针对上述实施方式进一步换句话说，是冷却流路包括向连接流路倾斜的槽部的电力变换装置。具体地说，将向图7的流路514倾斜的槽部(未图示)设置于流路513的底部。槽部优选地设置为靠近流路壁面。
针对上述实施方式进一步换句话说，是如下的电力变换装置：盖部包括配置升压电抗器的升压电抗器用盖部以及配置直流-直流转换器部的直流-直流转换器部用盖部，升压电抗器用盖部和直流-直流转换器部用盖部构成为一体。如图5所示，盖部53构成为配置有电抗器22和DC-DC转换器部。
针对上述实施方式进一步换句话说，是如下的电力变换装置：盖部包括配置升压电抗器的升压电抗器用盖部以及配置直流-直流转换器部的直流-直流转换器部用盖部，升压电抗器用盖部和直流-直流转换器部用盖部固定于隧道状流路形成构件，该隧道状流路形成构件设置于表侧流路和背侧流路中的至少一方，将表侧流路与表侧流路连接、或者将背侧流路与背侧流路连接。更具体地说，在升压电抗器用盖部与直流-直流转换器部用盖部分离地构成的情况下，需要将各盖部周围密封并固定于冷却体主体部。在盖部53如图4所示那样分离为升压电抗器用盖部和直流-直流转换器部用盖部的情况下，由于冷却流路515横跨升压电抗器用盖部和直流-直流转换器部用盖部而无法密封。因此，在冷却流路515设置隧道状流路形成构件。
在上述实施方式中，说明了具备直流-直流转换器部的电力变换装置，但在直流-直流转换器部不搭载于基台部50的状态下也能够得到同样的效果。

Claims (21)

1.一种电力变换装置，具备：
逆变器部，其将从直流电源输入的直流电力变换为交流电力后供给到负载；
直流-直流转换器部，其将所述直流电力的电压变换为不同的电压；以及
平板状的基台部，所述逆变器部和所述直流-直流转换器部配置于所述基台部的表侧和背侧，
其中，所述基台部包括冷却流路，所述冷却流路具有配置于表侧的表侧流路以及配置于背侧且与所述表侧流路连接的背侧流路。
2.根据权利要求1所述的电力变换装置，其中，
所述冷却流路还具有在所述基台部内将所述表侧流路与所述背侧流路连接的连接流路。
3.根据权利要求1所述的电力变换装置，其中，
所述冷却流路形成为：所述表侧流路与所述背侧流路交替地连接，来使冷却用液体交替地通过所述基台部的表侧的面和背侧的面。
4.根据权利要求2所述的电力变换装置，其中，
所述连接流路的角部被进行倒角处理。
5.根据权利要求2所述的电力变换装置，其中，
所述连接流路包括对流入所述表侧流路和所述背侧流路中的至少一方的流路的冷却用液体的流动进行调整的隔板。
6.根据权利要求2所述的电力变换装置，其中，
所述冷却流路包括向所述连接流路倾斜的槽部。
7.根据权利要求1所述的电力变换装置，其中，
所述逆变器部配置于所述基台部的表侧和背侧中的一侧，被流过所述表侧流路和所述背侧流路中的一方的流路的冷却用液体冷却，
所述直流-直流转换器部配置于所述基台部的表侧和背侧中的另一侧，被流过所述表侧流路和所述背侧流路中的另一方的流路的冷却用液体冷却。
8.根据权利要求1所述的电力变换装置，其中，
所述基台部包括形成所述冷却流路的由金属构成的冷却部主体部以及与所述冷却部主体部一起形成所述冷却流路的由金属构成的盖部，
所述逆变器部和所述直流-直流转换器部中的至少一方安装于所述基台部的配置于表侧和背侧的所述盖部。
9.根据权利要求8所述的电力变换装置，其中，
在所述盖部设置有向所述冷却流路内突出的突出部。
10.根据权利要求9所述的电力变换装置，其中，
所述盖部的所述突出部形成为翅片形状、圆柱形状或者棱柱形状。
11.根据权利要求10所述的电力变换装置，其中，
所述盖部的形成为翅片形状的所述突出部以沿着所述冷却流路延伸的方式形成。
12.根据权利要求9所述的电力变换装置，其中，
所述盖部的所述突出部形成有多个，
多个所述突出部形成为以在所述冷却流路的深度方向上的高度成为所述冷却流路的深度的80％～100％的方式突出。
13.根据权利要求9所述的电力变换装置，其中，
所述盖部的所述突出部形成为与所述冷却流路的壁面的间隙为0.5mm～2.0mm。
14.根据权利要求1所述的电力变换装置，其中，
还具备升压转换器部，所述升压转换器部配置于所述逆变器部的输入侧，将从所述直流电源输入的所述直流电力升压后供给到所述逆变器部，
所述逆变器部包括将所述直流电力变换为所述交流电力的第一开关元件模块和第二开关元件模块，
所述直流-直流转换器部包括转换器用开关元件、变压器、谐振电抗器以及平滑电抗器，
所述升压转换器部包括升压用开关元件模块和升压电抗器，
所述冷却流路形成为：使冷却用液体以先从所述第一开关元件模块、所述第二开关元件模块、所述转换器用开关元件、所述变压器、所述谐振电抗器、所述平滑电抗器、所述升压用开关元件模块以及所述升压电抗器中的、基于耐热性的优先级高的部件起进行冷却的方式流动。
15.根据权利要求14所述的电力变换装置，其中，
所述第一开关元件模块和所述第二开关元件模块配置于所述基台部的表侧和背侧中的一侧，被流过所述表侧流路和所述背侧流路中的一方的流路的冷却用液体冷却，
所述转换器用开关元件、所述变压器、所述谐振电抗器、所述平滑电抗器、所述升压用开关元件模块以及所述升压电抗器配置于所述基台部的表侧和背侧中的另一侧，被流过所述表侧流路和所述背侧流路中的另一方的流路的冷却用液体冷却。
16.根据权利要求8所述的电力变换装置，其中，
所述盖部包括配置升压电抗器的升压电抗器用盖部以及配置所述直流-直流转换器部的直流-直流转换器部用盖部，
所述升压电抗器用盖部与所述直流-直流转换器部用盖部构成为一体。
17.根据权利要求8所述的电力变换装置，其中，
所述盖部包括配置升压电抗器的升压电抗器用盖部以及配置所述直流-直流转换器部的直流-直流转换器部用盖部，
所述升压电抗器用盖部和所述直流-直流转换器部用盖部固定于隧道状流路形成构件，所述隧道状流路形成构件设置于所述表侧流路和所述背侧流路中的至少一方，将所述升压电抗器用盖部侧的所述表侧流路与所述直流-直流转换器部用盖部侧的所述表侧流路连接、或者将所述升压电抗器用盖部侧的所述背侧流路与所述直流-直流转换器部用盖部侧的所述背侧流路连接。
18.根据权利要求1所述的电力变换装置，其中，
所述电力变换装置构成为：用于冷却所述直流-直流转换器部的冷却用液体的压力损失为所述冷却流路整体的压力损失的15％。
19.一种电力变换装置，具备冷却体，在所述电力变换装置中，
所述冷却体形成有一笔画状的冷却流路，
所述冷却流路的至少一部分形成用于冷却所述冷却体的表侧的表侧流路以及用于冷却所述冷却体的背侧的背侧流路。
20.根据权利要求19所述的电力变换装置，其中，还具备：
逆变器部，其将从直流电源输入的直流电力变换为交流电力后供给到负载；以及
升压转换器部，其配置于所述逆变器部的输入侧，将从所述直流电源输入的所述直流电力升压后供给到所述逆变器部，
所述冷却体包括配置所述逆变器部的逆变器冷却面以及配置所述升压转换器部的升压转换器冷却面。
21.根据权利要求20所述的电力变换装置，其中，
所述冷却体构成为：用于冷却所述逆变器冷却面和所述升压转换器冷却面的冷却用液体的压力损失为所述冷却体整体的压力损失的85％。
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