CN218788733U - 功率转换装置 - Google Patents

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Abstract

功率转换装置(1)包括设置在车辆(100)的车顶(100a)上的壳体(10)、受热块(13)和至少一个热管(14)。壳体(10)容纳电子元器件(11)，并且在竖直方向上部具有开口部(10a)。电子元器件(11)安装于受热块(13)的一个主面即第一主面(13a)。受热块(13)安装于壳体(10)上，堵住开口部(10a)。至少一个热管(14)安装在受热块(13)的另一主面即第二主面(13b)上，在远离受热块(13)的方向上延伸，并在内部密封有制冷剂。

Description

功率转换装置
技术领域
本公开涉及功率转换装置。
背景技术
搭载于车辆上的功率转换装置有的具备冷却装置，该冷却装置与作为发热体的电子元器件热连接，以防止电子元器件在通电时因发热而受损。冷却装置将从电子元器件传递来的热量散热到因车辆行驶而产生的行驶风中来冷却电子元器件。在专利文献1中公开了这种功率转换装置的一个示例。专利文献1中公开的功率转换装置安装在铁路车辆的地板下，具有安装在与枕木方向相交的侧面的冷却装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2011-50166号公报
实用新型内容
实用新型所要解决的技术问题
在铁路车辆的地板下，除了功率转换装置之外，还设置了变压器、空调设备等众多设备，因此空间受限，很难通过增大冷却装置具有的热管和翅片来扩大与行驶风接触的面。此外，如上所述，设置在铁路车辆地板下的众多设备会导致行驶风很难高效地在翅片之间通过。其结果是，不设置鼓风机、风扇等就难以提高通过向行驶风传递热量来冷却电子元器件的自冷式功率转换装置的冷却效率。
鉴于上述情况，本公开的目的是提供一种冷却效率高的功率转换装置。
用于解决技术问题的技术手段
为了实现上述目的，本公开的功率转换装置包括功率转换部、壳体、受热块和至少一个热管。功率转换部将所提供的功率转换成用于向负载提供的功率，并将转换后的功率提供给所述负载。壳体中容纳功率转换部所具有的电子元器件，在竖直方向上部具有开口部。此外，壳体设置在车辆的车顶上。电子元器件被安装在受热块的一个主面上。此外受热块安装于壳体上，堵住开口部。至少一个热管安装在受热块的另一主面上，在远离受热块的方向上延伸，并在内部密封有制冷剂。
实用新型效果
本公开所涉及的功率转换装置具有的热管设置在车辆的车顶上，因此能够将电子元器件产生的热量有效地传递给行驶风。其结果是，能够提高功率转换装置的冷却性能。
附图说明
图1是实施方式1所涉及的功率转换装置的电路图。
图2是示出实施方式1所涉及的功率转换装置搭载到车辆上的方法的示例的图。
图3是实施方式1所涉及的功率转换装置的剖视图。
图4是实施方式1所涉及的功率转换装置的图3的A-A线向视剖视图。
图5是示出实施方式2所涉及的功率转换装置搭载到车辆上的示例的图。
图6是实施方式2所涉及的功率转换装置的剖视图。
图7是实施方式2所涉及的功率转换装置的图6的B-B线向视剖视图。
图8是示出实施方式3所涉及的功率转换装置搭载到车辆上的示例的图。
图9是实施方式3所涉及的导风构件的图8的C-C线向视剖视图图。
图10是实施方式所涉及的功率转换装置的第一变形例的剖视图。
图11是实施方式所涉及的功率转换装置的第二变形例的剖视图。
图12是实施方式所涉及的功率转换装置的第二变形例的图11的D－D线向视剖视图。
图13是示出实施方式所涉及的功率转换装置搭载到车辆上的方法的另一示例的图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本公开的实施方式所涉及的功率转换装置。另外，对图中相同或等同的部分标注相同的标号。
(实施方式1)
以搭载于铁路车辆的车顶并利用行驶风冷却电子元器件的自冷式功率转换装置为例，对实施方式1所涉及的功率转换装置进行说明。
图1所示的功率转换装置1将从未示出的电源提供的直流功率转换为用于提供给作为负载的电动机M1的三相交流功率，并且将三相交流功率提供给电动机M1。另外，电源例如是从架空线获取电力的集电装置。此外，电动机M1例如是三相感应电动机。
详细而言，功率转换装置1包括连接到电源的初级端子31a、接地的初级端子31b、两端连接到初级端子31a、31b的去除纹波的滤波电容器FC1、以及将从电源提供的直流功率转换为三相交流功率并将其提供给电动机M1的功率转换部32。功率转换部32具有对应于U相的开关元件33a、33b、对应于V相的开关元件33c、33d、以及对应于W相的开关元件33e、33f。通过未图示的开关控制部切换开关元件33a-33f的导通关断，功率转换部32将从电源提供的交流功率转换为三相交流功率，并将其提供给电动机M1。
如图2所示，功率转换装置1设置在车辆100的车顶100a上。详细地说，在车辆100处于水平位置的状态下，功率转换装置1安装在车顶100a的竖直方向上端。在图2中，X轴表示车辆100的行进方向。换句话说，车辆100沿X轴正方向或X轴负方向前进。Y轴表示车辆100的宽度方向，换言之，枕木方向。此外，Z轴分别与X轴和Y轴正交。另外，在车辆100位于水平的状态下，Z轴表示竖直方向。
功率转换装置1安装在车辆100的车顶100a上，包括容纳后述电子元器件11的壳体10、安装在壳体10上的后述冷却装置12、以及覆盖冷却装置12的盖体20。另外，电子元器件11表示的是图1的功率转换部32中具有的开关元件33a-33f、二极管、晶闸管等任何发热体。
如图3和沿图3的A-A线向视剖视图即图4所示，壳体10容纳电子元器件11，并且在竖直方向上部具有开口部10a。开口部10a被稍后描述的冷却装置12的受热块13堵塞。由于开口部10a被受热块13堵住，从而抑制了空气、水分、灰尘等流入壳体10的内部。在实施方式1中，壳体10具有开口部10a，开口部10a在车辆100处于水平位置的状态下沿Z轴方向贯穿壳体10。
此外，优选地，在车辆100处于水平位置的状态下，壳体10以可在竖直方向上拆装的方式安装到车顶100a。如果壳体10能够在竖直方向上拆装，则当从车顶100a拆卸壳体10以用于功率转换装置1的维护作业时，不需要拆卸位于功率转换装置1周围的电子设备，拆卸作业变得容易。同样地，当将壳体10安装到屋顶100a时，不需要拆卸位于功率转换装置1周围的电子设备，因此壳体10的安装作业变得容易。
电子元器件11安装于冷却装置12具有的受热块13的第一主面13a。详细内容将在后面叙述，电子元器件11在通电时发热，并且向受热块13传递热量。
冷却装置12包括安装有电子元器件11的受热块13和至少一个热管14，热管14的一部分安装在受热块13上，并且在远离受热块13的方向上延伸。制冷剂13密封在各热管14的内部。冷却装置12优选地还包括安装在热管14的外表面上的至少一个翅片15。在实施方式1中，冷却装置12包括受热块13、至少一个热管14和至少一个翅片15。
此外，优选将包含冷却装置12和安装在冷却装置12的受热块13上的状态下的电子元器件11在内的单元40在车辆100处于水平位置的状态下以沿竖直方向可拆装地方式安装到壳体10上。另外，具体地，单元40包含受热块13、至少一个热管14、至少一个翅片15以及安装在受热块13上的状态下的电子元器件11。如果单元40能够在竖直方向上拆装，则当从壳体10拆卸单元40以用于单元40的维护作业时，不需要拆卸位于功率转换装置1周围的电子设备，拆卸作业变得容易。同样地，当单元40被安装到壳体10时，不需要拆卸位于功率转换装置1周围的电子设备，因此单元40的安装作业变得容易。
另外，在车辆100处于水平位置的状态下，冷却装置12的竖直方向上端优选位于比功率转换装置1周围的电子设备的竖直方向上端高的位置。通过将冷却装置12的竖直方向上端配置得比电子设备的竖直方向上端要高，提高功率转换装置1的冷却效率。
对于具有上述结构的冷却装置12的各部分，以冷却装置12包括8个热管14的结构为例进行说明。
受热块13在Z轴的延伸方向上具有相对的第一主面13a和第二主面13b。电子元器件11安装于第一主面13a。热管14安装于第二主面13b。具体地，热管14插入并固定在形成于第二主面13b的槽中。此外，受热块13安装于壳体10上，堵住开口部10a。另外受热块13由具有热传导率高的材料、例如铜、铝等金属形成。
热管14插入形成在受热块13的第二主面13b上的槽中而安装到受热块13上。于是，热管14将经由受热块13从电子元器件11传递来的热量传递给因车辆100行驶而产生的后述行驶风A1。另外，热管14的热传导率值足够大，例如为5000W/m·K。因此，热管14将从固定在受热块13上的一端传递来的热量迅速地传递到另一端，从而能够有效地将热量传递到周围空气中。
将详细说明热管14的结构。各热管14具有母管14a、与母管14a连通的多个支管14b。具体地，各热管14具有母管14a和四个支管14b。母管14a插入至形成在受热块13的第二主面13b的槽中，并且通过粘合剂的粘合或焊接等任意固定方法而固定到受热块11。另外，母管14a在一部分露出的状态下固定到受热块13。此外，母管14a由热传导率高的材料、例如铜、铝等金属形成。
支管14b通过熔接、焊接等固定到母管14a并与母管14a连通。此外，支管14b在远离受热块13的方向上延伸，具体地，在远离第二主面13b的方向上延伸。在实施方式1中，支管14b沿Z轴的延伸方向延伸。另外，支管14b由热传导率高的材料、例如铜、铝等金属形成。
此外，制冷剂密封在各热管14中。在常温下，制冷剂以气液两相的状态存在。另外，制冷剂是被电子元器件11传递来的热量汽化并经由热管14和后述的翅片15向冷却装置12周围的空气散热而液化的物质，例如水。
各翅片15安装到热管14的外表面。具体地，翅片15具有贯通孔，并且在支管14b穿过贯通孔的状态下固定到支管14b。另外，翅片15由热传导率高的材料、例如铜、铝等金属形成。在实施方式1中，各翅片15由平板构件形成，在Z轴的延伸方向上间隔地配置，固定于支管14b。
盖体20安装在壳体10上并覆盖冷却装置12。另外，盖体20在与车辆100的行进方向相交的两个面上具有任意形状且任意数量的通风口20a。详细地说，盖体20在与X轴正交的两个面上具有在X轴方向贯穿盖体20的通风口20a。
对具有上述结构的功率转换装置1中冷却电子元器件11的机制进行说明。当车辆100行驶时功率转换部32通电而电子元器件11发热时，热量从电子元器件11经由受热块13和母管14a传递到制冷剂。其结果是，制冷剂的温度上升，制冷剂的一部分汽化。汽化的制冷剂从母管14a经由支管14b的一端流入支管14b的内部，并且在支管14b的内部向支管14b的另一端移动。换句话说，汽化的制冷剂沿Z轴正方向在热管14内部移动。
另外，在车辆100行驶时，伴随车辆100行驶而产生的行驶风A1从盖体20的一侧的通风口20a流入盖体20的内部。例如，当车辆100沿X轴正方向行驶时，如图3所示，产生沿X轴负方向流动的行驶风A1，行驶风A1从形成在盖体20的一个面上的通风口20a流入盖体20的内部。流入盖体20内部的行驶风A1与冷却装置12接触，更具体地，与支管14b和翅片15接触，并沿X轴负方向流动。然后，行驶风A1从形成在盖体20的另一面上的通风口20a流出到盖体20的外部。
如上所述，当制冷剂在支管14b的内部向支管14b的另一端移动的期间内，热量经由支管14b和翅片15从制冷剂传递到行驶风A1。通过制冷剂散热，从而制冷剂的温度降低。其结果是，制冷剂液化。液化的制冷剂流向支管14b的一端，然后返回母管14a。换言之，液化的制冷剂在支管14b的内部向Z轴负方向流动，然后返回母管14a。当有热量从电子元器件11经由受热块13传递来时，已液化并返回到母管14a的制冷剂再次汽化，然后流入支管14b，并朝向支管14b的另一端移动,换言之沿Z轴正方向移动。当制冷剂反复进行上述汽化和液化并循环时，在电子元器件11中产生的热量被散热到行驶风A1中，从而冷却电子元器件11。
此外，当电子元器件11发热并且热量从电子元器件11经由受热块13和母管14a传递到制冷剂时，在未汽化的制冷剂、即液体状态的制冷剂中产生温差，从而产生对流。通过对流，制冷剂使从电子元器件11传递来的热量在X轴方向上扩散并传递，因此有效地冷却电子元器件11。
通过上述制冷剂的循环和对流来冷却电子元器件11。
为了提高功率转换装置1的冷却效率，优选使支管14b在车辆限界的范围内尽可能长地延伸。车辆限界表示与车辆100的行进方向正交的截面即YZ平面上的车辆100的最大尺寸。换言之，车辆100和搭载于车辆100上的设备在YZ平面上位于车辆限界的范围内。
Z轴方向的车辆限界可能根据Y轴方向的位置不同而不同。另外，Z轴方向的车辆限界相当于YZ平面上车辆100的Z轴方向的最大尺寸。例如，在Y轴方向中央的车辆100的高度的最大值大于在Y轴方向端部的车辆100的高度的最大值。该情况下，在车辆100处于水平位置的状态下，位于Y轴方向中央的支管14b的竖直方向上端的位置比位于Y轴方向端部的支管14b的竖直方向上端高即可。因此，能够在车辆限界范围内使支管14b尽可能长地延伸，从而提高功率转换装置1的冷却效率。
同样地，优选在车辆限界的范围内尽可能地扩大翅片15。Y轴方向的车辆限界可能根据Z轴方向的位置不同而不同。另外，Y轴方向的车辆限界相当于YZ平面上车辆100的Y轴方向的最大尺寸。例如，在车顶100a的上部，随着Z轴方向的位置升高，Y轴方向的车辆限界的宽度变窄。该情况下，位于竖直方向上部的翅片15在Y轴方向上的长度W1可以短于位于竖直方向下部的翅片15在Y轴方向上的长度W2。因此，能够在车辆限界范围内尽可能扩大翅片15，从而提高功率转换装置1的冷却效率。
另外，为了在车辆限界的范围内使支管14b尽可能长地延伸，或者为了尽可能扩大翅片15，优选将盖体20设为沿着车辆限界的形状。
如上所述，由于行驶风A1接受从热管14和翅片15传递来的热量，所以下游的温度高于上游的温度。换言之，位于车辆100行进方向后方的热管14的冷却效率低于位于车辆100行进方向前方的热管14的冷却效率。因此，安装在受热块13上的位置不同,可能导致电子元器件11产生温差。因此，优选地，母管14a沿行驶风A1流动的方向即X轴方向延伸。当母管14a沿X轴方向延伸时，由于液体状态的制冷剂对流，从电子元器件11传递来的热量沿X轴方向扩散并传递，因此抑制了电子元器件11产生温差。
此外，优选地，各翅片15的主面沿行驶风A1流动的方向即X轴方向延伸。该情况下，由于从通风口20a流入的行驶风A1沿着翅片15顺畅地流动，因此提高了功率转换装置1的冷却效率。例如，在实施方式1中，各翅片15的主面沿X轴方向延伸，在车辆100位于水平的状态下，各翅片15处于水平位置。
此外，优选至少任一个翅片15的Y轴方向的长度占后述的车辆100的车身宽度W3的比例为阈值以上。可以根据冷却装置12所需的冷却性能来设定阈值，例如阈值为0.5。在实施方式1中，如图4所示，竖直方向下部的翅片15在Y轴方向上的长度W2占车辆100的车身宽度W3的比例为0.5以上。通过将翅片15在Y轴方向上的长度占车辆100的车身宽度W3的比例设为阈值以上，翅片15的大小可以大于安装在铁路车辆地板下的现有的功率转换装置的侧面所设置的冷却装置所具有的翅片。通过增大翅片15，能够更有效地将热量传递给行驶风A1。其结果是，功率转换装置1的冷却效率高于现有的功率转换装置的冷却效率。
在使翅片15的主面面积与安装在铁路车辆地板下的现有的功率转换装置的侧面所设置的冷却装置所具有的翅片的主面面积相同的情况下，如果使翅片15在Y轴方向上的长度变长，则可以缩短翅片15在X轴方向上的长度。当在X轴方向即行驶风A1流动的方向上缩短翅片15的长度时，压力损耗将减小，从而能够使更多的行驶风A1在翅片15之间通过。其结果是，可以使用主面面积与现有翅片相同的翅片15来提高功率转换装置1的冷却效率。
如上所述，实施方式1的功率转换装置1包括：设置在车辆100的车顶100a上且沿远离受热块13的方向延伸的热管14,其中,受热块13将形成于壳体10的竖直方向上部的开口部10a堵住；以及安装在热管14上的翅片15。通过在车辆100的车顶100a上设置热管14和翅片15，能够将电子元器件11产生的热量有效地传递给行驶风A1。其结果是，能够提高功率转换装置1的冷却性能。
铁路车辆所包含的多节车厢中搭载有电动机的动力车厢数量较少，换言之，集中型编组的情况下，由于采用了输出功率大的电动机，因此向电动机供电的功率转换装置的输出功率也变大，发热量增加。以往，在集中型编组的情况下，使用鼓风机强制送风来冷却功率转换装置。根据实施方式1所涉及的功率转换装置1，即使在集中型编组的情况下，也能够不使用风扇、鼓风机等，而是利用行驶风A1冷却功率转换装置1的电子元器件11。
(实施方式2)
功率转换装置1也可以设置在车辆100的车顶100a的竖直方向上端以外的位置。作为一个示例，在实施方式2中对设置在车辆100的车顶100a上的容纳部100b中设置的功率转换装置1进行说明。另外，在实施方式2中，以与屋顶100a形成一体的容纳部100b为例，对功率转换装置1和容纳功率转换装置1的容纳部100b进行说明。
如图5所示，在车辆100的车顶100a上形成有竖直方向上部开口的凹部即容纳部100b。详细而言，容纳部100b在车辆100位于水平的状态下，竖直方向上表面开口。容纳部100b容纳功率转换装置1的壳体10。详细地，壳体10的底面安装到容纳部100b的底面。另外，用于冷却功率转换装置1的构成要素和电子元器件11的机制与实施方式1相同
将详细描述利用行驶风A1冷却电子元器件11的功率转换装置1的结构。
在车辆100处于水平位置的状态下，至少任一个热管14的竖直方向上端高于车顶100a的竖直方向上端。如图6及图7所示，在实施方式2中，各热管14的竖直方向上端都位于高于车顶100a的竖直方向上端的位置。因此，即使功率转换装置1设置在容纳部100b中，行驶风A1也能够接触各热管14，并且能够冷却电子元器件11。
此外，在车辆100处于水平位置的状态下，至少任一个翅片15位于高于车顶100a的竖直方向上端的位置。如图6及图7所示，在实施方式2中，各翅片15都位于高于车顶100a的竖直方向上端的位置。因此，即使功率转换装置1设置在容纳部100b中，行驶风A1也能够接触热管15，并且能够冷却电子元器件11。
如上所述，实施方式2所涉及的功率转换装置1即使设置在形成于车辆100的车顶100a上的容纳部100b中，也能够冷却电子元器件11。例如，当车辆100相对于车辆限界的大小较大时，通过在车顶100a上形成容纳部100b，能够将功率转换装置1配置在车顶100a上并冷却电子元器件11。
(实施方式3)
为了在盖体20的内部更有效地引入行驶风A1，在实施方式3中对具备导风构件21的功率转换装置进行说明。
如图8所示，功率转换装置1包括导风构件21，该导风构件21设置在与车辆100的行进方向即X轴方向相交的壳体10外表面相邻接的位置处。导风构件21将行驶风A1引导至冷却装置12。详细而言，导风构件21经由在盖体20上形成的通风口20a将行驶风A1引导到热管14和翅片15。另外，在实施方式3中，两个导风构件21将壳体10夹在中间地沿X轴方向并排配置。
将详细说明导风构件21的形状。如图9所示，导风构件21具有贯穿方向沿着X轴方向并且侧面有切口的筒的形状。另外，图9是图8的C-C线向视剖视图。详细而言，导风构件21具有侧面有切口的角筒的形状。另外，导风构件21以筒的切口部分与车顶100a相对的方向安装在车顶100a上。在图9中，导风构件21的筒的切口部分安装在形成于车顶100a的容纳部100b的底面。由此，导风构件21安装在车顶100a上，从而在导风构件21与车顶100a之间形成将行驶风A1引导到冷却装置12的通风路径21a。详细地，导风构件21形成沿X轴方向导通的通风路径21a，以便将行驶风A1经由形成在盖体20上的通风口20a引导到热管14和翅片15。
另外，导风构件21形成的通风路径21a靠近壳体10的端面的面积优选小于通风路径21a远离壳体10的端面的面积。该情况下，能够将沿着车顶100a流动的行驶风A1高效地引导到热管14和翅片15。
如上所述，根据实施方式3所涉及的功率转换装置1，通过设置导风构件21，能够有效地将行驶风A1引导到冷却装置12。
当两个导风构件21将壳体10夹在中间沿X轴方向并排配置时，在车辆100沿X轴正方向前进和车辆100沿X轴负方向前进的情况下，都能够将行驶风A1有效地引导到冷却装置12。
另外，可以对各实施方式进行组合，或对各实施方式进行适当变形、省略。
作为一个示例，实施方式1所涉及的功率转换装置1也可以包括将壳体10夹在中间地沿X轴方向并排设置的两个导风构件21。换言之，也可以在车辆100处于水平位置的状态下，在车顶100a的竖直方向上端设置导风构件21。
提供给功率转换装置1的功率不限于直流功率。例如，功率转换装置1可以是将交流功率转换为直流功率的转换器。同样地，功率转换装置1向负载供给的功率不限于三相交流功率。例如，功率转换装置11可以向作为直流电动机的负载提供直流功率。
电动机M1不限于三相感应电动机，也可以是同步电动机、直流电动机等。此外，功率转换装置1不限于向电动机M1供电的自冷式功率转换装置。作为一个示例，由功率转换装置1供给的负载是诸如照明设备、空调设备等耗电的任何电子设备。
功率转换装置1不限于铁路车辆，而是可以安装在无轨电车、有轨电车等产生行驶风A1的任何移动体上。
壳体10的形状可以是任意的，只要壳体10的形状能够在内部容纳电子元器件11并且能够安装到车顶100a上即可。作为一个示例，壳体10的竖直方向上表面也可以在车辆100处于水平位置的状态下相对于水平面倾斜。例如，在车辆的行驶方向固定的情况下，壳体10优选具有朝向车辆行进方向的前方倾斜的上表面。由此，能够通过热管14和翅片15有效地与行驶风A1接触。
受热块13可以由单个板状构件形成，也可以由多个板状构件组合形成。通过由单个板状构件形成受热块13，功率转换装置1的制造工艺变得简单，并且壳体10的密封性得以提高。
热管14的形状可以是任意的，只要通过被封装在内部的制冷剂的循环能够冷却电子元器件11即可。作为一个示例，图10所示的功率转换装置2包括L字形弯曲的热管22。热管22的一部分在X轴方向上延伸，另一部分在Z轴方向上延伸。另外，功率转换装置2也可以与实施方式2同样设置在形成于车顶100a的容纳部100b中。
作为另一个例子，热管14的形状可以是U形或环状。此外，与热管14的延伸方向正交的截面的形状不限于圆形，也可以是扁平形状。详细地，与母管14a和支管14b各自的延伸方向正交的截面的形状不限于圆形，也可以是扁平形状。另外，扁平形状是通过将圆的一部分宽度变得比原来的圆窄而得到的形状，包括椭圆、流线型、长圆等。另外，长圆是指将直径相同的圆的外缘用直线连接起来的形状。
此外，作为另一个例子，热管14可以与形成在受热块13上的槽连通。在这种情况下，热管14可以具有一端闭合的管状形状。
热管14的个数不限于上述示例，是任意的。此外，母管14a的个数和安装在各母管14a上的支管14b的个数不限于上述示例，是任意的。
各热管14的竖直方向上端的位置可以如实施方式所示那样为不同位置，也可以是相同位置。
翅片15的个数不限于上述示例，是任意的。
翅片15在Y轴方向上的宽度大小可以如实施方式中所示的不同，也可以彼此相同。
翅片15的形状不限于上述示例，是任意的。例如，翅片15可以如实施方式所示地由平板构件形成，也可以由弯曲的板状构件形成。
在上述实施方式中，由一块板状构件形成的翅片15沿Z轴方向并排配置。翅片15的形状不限于上述示例，各翅片15可以由多个板状构件形成。作为一个示例，如图11和图11的D-D线向视剖视图即图12所示的功率转换装置3所具备的冷却装置12具有多个翅片23。各翅片23由平板构件23a、23b形成。
各翅片15可以由相同的构件形成，并且至少任一个翅片15可以由与其他翅片15不同的构件形成。当至少任一个翅片15由不同于其他翅片15的构件形成时，至少任一个翅片15的热传导率不同于其他翅片15的热传导率。该情况下，优选位于竖直方向上部的翅片15的热传导率高于位于竖直方向下部的翅片15的热传导率。例如，竖直方向上部的翅片15可以由铜形成，并且竖直方向下部的翅片15可以由铝形成。
另外，即使在功率转换装置1的周围设置有其他设备，位于竖直方向上部的翅片15也容易接触到行驶风A1。因此，通过提高位于竖直方向上部的翅片15的热传导率，可以提高功率转换装置1的冷却效率。
盖体20的形状是任意的，只要是能够覆盖冷却装置12并使行驶风A1流入内部的形状即可。作为一个示例，盖体20也可以具有竖直方向上表面为曲面的形状。此外，作为另一个示例，盖体20也可以具有竖直方向上表面为平面的形状。另外，盖体20优选具有在车辆限界的范围内使内部空间达到最大限度的形状。
导风构件21的形状不限于侧面有切口的角筒，而是任意的，只要其形状能够将行驶风A1引导到冷却装置12。作为一个示例，导风构件21具有侧面有切口的圆筒的形状。作为另一示例，导风构件21可以具有侧面的一部分安装在车顶100a上并且截面为多边形的筒的形状。
此外，导风构件21如实施方式中所示，可以与壳体10和盖体20各自分开设置，或者可以与壳体10和盖体20中的至少任一个抵接设置。
另外，导风构件21的个数是任意的。例如，在车辆的行进方向固定的情况下，可以在车辆的行进方向前方设置一个导风构件21。
开关元件33a-33f可以由宽带隙半导体形成。宽带隙半导体包括例如碳化硅、氮化镓基材料或金刚石。
容纳部100b的开口面如实施方式2所示，在车辆100位于水平位置的状态下，可以是水平的，也可以相对于水平面倾斜。
容纳部100b也可以与车顶100a分开形成。作为一个示例，如图13所示，容纳部100b也可以是在宽度方向上相对的一对车顶上盖100c。一对车顶上盖100c的各个主面在宽度方向上相对。此外，一对车顶上盖100c可以都是主面为平面的板状构件，也可以是主面为曲面的板状构件。
功率转换装置1-3还可以包括密封构件，密封构件包围住开口部10a并分别与壳体10和受热块13接触。通过配备密封构件，壳体10的密封性提高。
在不脱离本公开的广义精神与范围的情况下，可对本公开实施各种实施方式以及变形。此外，上述实施方式用于对本公开进行说明，而不对本公开的范围进行限定。即，本公开的范围由权利要求书的范围来表示，而不是由实施方式来表示。于是，在权利要求的范围内及与其同等公开意义的范围内实施的各种变形也被视为在本公开的范围内。
标号说明
1、2、3功率转换装置，10壳体，10a开口部，11电子元器件，12冷却装置，13受热块，13a第一主面，13b第二主面，14、22热管，14a母管，14b支管，15、23翅片，20盖体，20a通风口，21导风构件，21a通风路径，23a、23b平板构件，31a、31b初级端子，32功率转换部，33a、33b、33c、33d、33e、33f开关元件，40单元，100车辆、100a车顶，100b容纳部，100c车顶上盖，A1行驶风，FC1滤波电容器，M1电动机，W1、W2长度，W3车身宽度。

Claims (23)

1.一种功率转换装置，其特征在于，包括：
功率转换部，该功率转换部将被提供的功率转换成用于提供给负载的功率，并将转换后的所述功率提供给所述负载；
壳体，该壳体容纳所述功率转换部所具有的电子元器件，在竖直方向上部具有开口部，且设置在车辆的车顶上；
受热块，在该受热块的一个主面上安装所述电子元器件，且所述受热块安装在所述壳体上并堵住所述开口部；以及
至少一个热管，该至少一个热管安装于所述受热块的另一主面上，在远离所述受热块的方向上延伸，且内部密封有制冷剂，
在所述车辆处于水平位置的状态下，所述壳体以能在竖直方向上拆装的方式安装在所述车顶上。
2.如权利要求1所述的功率转换装置，其特征在于，
在设置于所述车辆的所述车顶且竖直方向上部开口的容纳部中容纳所述壳体。
3.如权利要求1或2所述的功率转换装置，其特征在于，
在所述车辆处于水平位置的状态下，所述至少一个热管中的至少任一个热管的竖直方向上端的位置高于所述车顶的竖直方向上端。
4.如权利要求1或2所述的功率转换装置，其特征在于，
在所述车辆处于水平位置的状态下，所述至少一个热管沿竖直方向延伸。
5.如权利要求1或2所述的功率转换装置，其特征在于，
包括多个所述热管，
在所述车辆处于水平位置的状态下，多个所述热管内位于所述车辆的宽度方向中央的所述热管的竖直方向上端的位置高于多个所述热管内位于所述车辆的宽度方向端部的所述热管的竖直方向上端。
6.如权利要求1或2所述的功率转换装置，其特征在于，
还包括安装在所述至少一个热管的外表面上的至少一个翅片。
7.如权利要求6所述的功率转换装置，其特征在于，
在所述车辆处于水平位置的状态下，所述至少一个翅片中的至少任一个翅片的位置高于所述车顶的竖直方向上端。
8.如权利要求6所述的功率转换装置，其特征在于，
所述至少一个翅片由板状构件形成，
所述至少一个翅片的主面沿着所述车辆的行进方向延伸。
9.如权利要求6所述的功率转换装置，其特征在于，
所述至少一个翅片中的至少任一个翅片在所述车辆的宽度方向上的长度占所述车辆的车身宽度的比例在阈值以上。
10.如权利要求6所述的功率转换装置，其特征在于，
包括多个所述翅片，
多个所述翅片内位于竖直方向上部的所述翅片在所述车辆的宽度方向上的长度比多个所述翅片内位于竖直方向下部的所述翅片在所述车辆的宽度方向上的长度短。
11.如权利要求6所述的功率转换装置，其特征在于，
包括多个所述翅片，
多个所述翅片中的任意个翅片的热传导率不同于其他所述翅片的热传导率。
12.如权利要求11所述的功率转换装置，其特征在于，
多个所述翅片内位于竖直方向上部的所述翅片的热传导率高于多个所述翅片内位于竖直方向下部的所述翅片的热传导率。
13.如权利要求6所述的功率转换装置，其特征在于，
还包括盖体，该盖体安装在所述壳体上，覆盖所述至少一个热管和所述至少一个翅片，并且在与所述车辆的行进方向相交的两个面上具有通风口。
14.如权利要求1或2所述的功率转换装置，其特征在于，
在所述车辆处于水平位置的状态下，包含所述至少一个热管、所述受热块和处于安装在所述受热块上的状态下的所述电子元器件在内的单元以能在竖直方向上拆装的方式安装在所述壳体上。
15.如权利要求1或2所述的功率转换装置，其特征在于，
还包括导风构件，该导风构件设置于所述壳体的与所述车辆的行进方向相交的外表面所邻接的位置上，将所述车辆行驶时产生的行驶风引导至所述至少一个热管。
16.如权利要求15所述的功率转换装置，其特征在于，
在所述车辆处于水平位置的状态下，所述导风构件的靠近所述壳体的端部在竖直方向上的高度低于所述导风构件的远离所述壳体的端部在竖直方向上的高度。
17.如权利要求15所述的功率转换装置，其特征在于，
所述导风构件具有贯穿方向沿着所述车辆的行进方向且侧面有切口的筒的形状，
所述导风构件在所述筒的切口部分与所述车顶相对的状态下安装到所述车顶上，从而在所述导风构件与所述车顶之间形成将所述行驶风引导至所述至少一个热管的通风路径。
18.如权利要求1或2所述的功率转换装置，其特征在于，
还包括密封构件，该密封构件包围所述壳体的所述开口部，并分别与所述壳体和所述受热块抵接。
19.如权利要求1或2所述的功率转换装置，其特征在于，
所述受热块由一块板状构件形成。
20.一种功率转换装置，其特征在于，包括：
功率转换部，该功率转换部将被提供的功率转换成用于提供给负载的功率，并将转换后的所述功率提供给所述负载；
壳体，该壳体容纳所述功率转换部所具有的电子元器件，在竖直方向上部具有开口部，且设置在车辆的车顶上；
受热块，在该受热块的一个主面上安装所述电子元器件，且所述受热块安装在所述壳体上并堵住所述开口部；以及
至少一个热管，该至少一个热管安装于所述受热块的另一主面上，在远离所述受热块的方向上延伸，且内部密封有制冷剂，
在设置于所述车辆的所述车顶且竖直方向上部开口的容纳部中容纳所述壳体。
21.一种功率转换装置，其特征在于，包括：
功率转换部，该功率转换部将被提供的功率转换成用于提供给负载的功率，并将转换后的所述功率提供给所述负载；
壳体，该壳体容纳所述功率转换部所具有的电子元器件，在竖直方向上部具有开口部，且设置在车辆的车顶上；
受热块，在该受热块的一个主面上安装所述电子元器件，且所述受热块安装在所述壳体上并堵住所述开口部；以及
多个热管，该多个热管安装于所述受热块的另一主面上，在远离所述受热块的方向上延伸，且内部密封有制冷剂，
在所述车辆处于水平位置的状态下，多个所述热管内位于所述车辆的宽度方向中央的所述热管的竖直方向上端的位置高于多个所述热管内位于所述车辆的宽度方向端部的所述热管的竖直方向上端。
22.一种功率转换装置，其特征在于，包括：
功率转换部，该功率转换部将被提供的功率转换成用于提供给负载的功率，并将转换后的所述功率提供给所述负载；
壳体，该壳体容纳所述功率转换部所具有的电子元器件，在竖直方向上部具有开口部，且设置在车辆的车顶上；
受热块，在该受热块的一个主面上安装所述电子元器件，且所述受热块安装在所述壳体上并堵住所述开口部；
至少一个热管，该至少一个热管安装于所述受热块的另一主面上，在远离所述受热块的方向上延伸，且内部密封有制冷剂；以及
多个翅片，
多个所述翅片内位于竖直方向上部的所述翅片在所述车辆的宽度方向上的长度比多个所述翅片内位于竖直方向下部的所述翅片在所述车辆的宽度方向上的长度短。
23.一种功率转换装置，其特征在于，包括：
功率转换部，该功率转换部将被提供的功率转换成用于提供给负载的功率，并将转换后的所述功率提供给所述负载；
壳体，该壳体容纳所述功率转换部所具有的电子元器件，在竖直方向上部具有开口部，且设置在车辆的车顶上；
受热块，在该受热块的一个主面上安装所述电子元器件，且所述受热块安装在所述壳体上并堵住所述开口部；
至少一个热管，该至少一个热管安装于所述受热块的另一主面上，在远离所述受热块的方向上延伸，且内部密封有制冷剂；以及
多个翅片，
多个所述翅片内位于竖直方向上部的所述翅片的热传导率高于多个所述翅片内位于竖直方向下部的所述翅片的热传导率。
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