JP2007104784A - Power conversion apparatus for vehicles - Google Patents
Power conversion apparatus for vehicles Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007104784A JP2007104784A JP2005290052A JP2005290052A JP2007104784A JP 2007104784 A JP2007104784 A JP 2007104784A JP 2005290052 A JP2005290052 A JP 2005290052A JP 2005290052 A JP2005290052 A JP 2005290052A JP 2007104784 A JP2007104784 A JP 2007104784A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- power converter
- semiconductor element
- receiving block
- vehicle power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、車両用電力変換装置に関する。 The present invention relates to a vehicle power converter.
従来の車両用電力変換装置について図を参照し詳細に説明する。図19は、一般的な主
回路構成が3レベル回路方式である車両用電力変換装置の側面図である。図20は、車両
用電力変換装置の上面図(図19のA矢視図)である。図21は、車両用電力変換装置を
正面図(図19のB矢視図)である。図22は、一般的な3レベルの主回路構成の回路図
である。
A conventional vehicle power converter will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 19 is a side view of a vehicle power conversion device having a general main circuit configuration of a three-level circuit system. FIG. 20 is a top view of the vehicular power converter (viewed in the direction of arrow A in FIG. 19). FIG. 21 is a front view of the vehicular power converter (viewed in the direction of arrow B in FIG. 19). FIG. 22 is a circuit diagram of a general three-level main circuit configuration.
図19〜図21に示すように、一般的な主回路構成が3レベル回路方式である車両用電力
変換装置1は、車体2の床下に配置される。半導体素子3(IGBT素子であるQ1半導
体素子3a〜Q4半導体素子3d及びクランプダイオード素子であるCDd1半導体素子
3e〜CDd2半導体素子3f)は、冷却器の受熱ブロック4の半導体素子取付面5に直
線上に配列される。半導体素子3からの発熱は、受熱ブロック4を介し放熱部6に伝熱さ
れ、開放部7に設置された放熱部6より開放部7に排熱される。
As shown in FIGS. 19 to 21, a vehicular
このように構成された従来の車両用電力変換装置1に実装されている冷却器は、受熱ブロ
ック4及び放熱部6をアルミ材で構成し、半導体素子3からの発熱をアルミ材の熱伝導の
みで放熱部6まで熱輸送し、開放部7に排熱する構成となっている。
The cooler mounted on the conventional vehicular
そのため、図22に記載のコンバータ8においては、Q1半導体素子3a、Q4半導体素
子3dよりQ2半導体素子3b、Q3半導体素子3cの方が発熱量が大きいため、発熱の
大きいQ2半導体素子3b、Q3半導体素子3cの受熱ブロック4の半導体素子取付面5
において発熱量に対し熱輸送量が足りない部分が発生し局部的に温度が高い部分いわゆる
ヒートスポットが生じ、半導体素子3を熱疲労で破壊させてしまう場合がある。
Therefore, in the converter 8 shown in FIG. 22, the
In this case, a portion where the amount of heat transport is insufficient with respect to the amount of heat generated occurs, a portion where the temperature is locally high, a so-called heat spot occurs, and the
ヒートスポット現象を回避するために、半導体素子取付面5が取り付けられる受熱ブロッ
ク4に、枕木方向12にヒートパイプ10を挿入し、局部的に発熱が集中する部分の熱を
損失が小さいQ1半導体素子3a、Q4半導体素子3d側にこのヒートパイプ10で熱輸
送し、受熱ブロック4内での均熱化を図り、局部的に発熱する部分の温度を低減する構成
となっている。
In order to avoid the heat spot phenomenon, a
また、3レベル方式では、回路インダクタンスを低減し半導体素子3からの発生損失を小
さくさせるために、Q1半導体素子3a〜Q4半導体素子3d及びCDd1半導体素子3
eとCDd2半導体素子3fを直線状に配列しているため、受熱ブロック4に挿入するヒ
ートパイプ10の長さもこれに伴い約1mと長いものになっている。尚、ヒートパイプ1
0は、受熱ブロック4内に、枕木方向12に挿入している。
Since e and the
0 is inserted in the
しかしながら、近年の車両の高速化により、図23に示すとおり車体2を傾斜させてカー
ブを通過する必要があり、レール13の敷設面14にもカント角度15を設けており車体
2の傾斜に伴いヒートパイプ10も傾く。また、ヒートパイプ10の長さが長いため、カ
ント角度が小さくてもヒートパイプ10内の冷媒16がカント傾斜方向に対し下方に偏り
、上方において液枯れしヒートパイプ10内に空間層17が生じやすい。この空間層17
が、受熱ブロック4内では断熱層となってしまい、その部分においてヒートスポットを発
生させてしまい冷却性能の低下を招いてしまう結果となっていた。
However, due to the recent increase in the speed of vehicles, it is necessary to incline the vehicle body 2 as shown in FIG. 23, and the
However, in the
この問題を解決するために、ヒートパイプ径を大きくして、ヒートパイプ10に封入す
る冷媒量を増やしていたが、ヒートパイプ径を大きくすると、受熱ブロック4の厚みも比
例して厚くなり冷却器の質量増にもなっていた。
In order to solve this problem, the heat pipe diameter is increased to increase the amount of refrigerant sealed in the
そこで本発明は、ヒートスポット現象の発生を減少することができ、軽量化することが出
来る車両用電力変換装置を提供することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a vehicle power conversion device that can reduce the occurrence of a heat spot phenomenon and can be reduced in weight.
上記課題は、受熱ブロックの半導体素子取付け面に取付けられた半導体素子と、前記受
熱ブロックの反半導体素子取付け面に接続された放熱部と、前記受熱ブロック内に車両進
行方向に挿入されたヒートパイプとを有し、前記半導体素子により構成される一相の半導
体素子郡が、車両進行方向に直線状に前記受熱ブロックに配列されることによって達成す
ることが出来る。
The above-described problems include a semiconductor element attached to a semiconductor element mounting surface of a heat receiving block, a heat radiation portion connected to an anti-semiconductor element mounting surface of the heat receiving block, and a heat pipe inserted into the heat receiving block in a vehicle traveling direction. And a one-phase semiconductor element group constituted by the semiconductor elements is arranged in the heat receiving block linearly in the vehicle traveling direction.
本発明により、ヒートスポット現象の発生を減少することができ、軽量化することが出来
る車両用電力変換装置を提供することが出来る。
According to the present invention, it is possible to provide a vehicular power conversion device that can reduce the occurrence of a heat spot phenomenon and can be reduced in weight.
(第1の実施の形態)
本発明に基づく第1の実施の形態の車両用電力変換装置について図を参照し詳細に説明
する。図1は、本発明に基づく第1の実施の形態の車両用電力変換装置の側面図である。
図2は、本発明に基づく第1の実施の形態の車両用電力変換装置の上面図(図1のC矢視
図)である。図3は、本発明に基づく第1の実施の形態の車両用電力変換装置の構成図(
図1のD矢視図)である。図4は、本発明に基づく第1の実施の形態の車両用電力変換装
置の構成図(図1の部分拡大図)である。図5は、本発明に基づく第1の実施の形態の車
両用電力変換装置の構成図(図2の部分拡大図)である。図6は、本発明に基づく第1の
実施の形態の車両用電力変換装置の構成図(図3の部分拡大図)である。本明細書におい
て、Q1半導体素子3a、Q2半導体素子3b、Q3半導体素子3c、Q4半導体素子3
d、CDd1半導体素子3e、CDd2半導体素子3fの一固まりを、一相の半導体素子
郡(半導体素子郡という文言は、省力して記載する場合もある)と定義する。
(First embodiment)
A vehicle power converter according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view of a vehicle power converter according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a top view of the vehicular power conversion device according to the first embodiment of the present invention (as viewed in the direction of arrow C in FIG. 1). FIG. 3 is a block diagram of the vehicular power conversion device according to the first embodiment of the present invention (
FIG. FIG. 4 is a configuration diagram (partially enlarged view of FIG. 1) of the vehicular power converter according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5 is a configuration diagram (partially enlarged view of FIG. 2) of the vehicle power converter according to the first embodiment of the present invention. FIG. 6 is a configuration diagram (partially enlarged view of FIG. 3) of the vehicle power converter according to the first embodiment of the present invention. In this specification, the
A group of d, the
本発明に基づく第1の実施の形態の車両用電力変換装置1において、Q1半導体素子3a
、Q2半導体素子3b、Q3半導体素子3c、Q4半導体素子3d、CDd1半導体素子
3eとCDd2半導体素子3fは、車両進行方向11に直線状に配置され、一相を構成し
ている。相30、相31、相32、相33は、車両枕木方向に並べて配置されている。受
熱ブロック4の半導体取付面5に取付けられる。受熱ブロック4の反半導体素子取付け面
に放熱部6が接続されている。受熱ブロック4の内部には、Q1半導体素子3aとQ2半
導体素子3bの間に車両進行方向11に延びるヒートパイプ10aと、Q3半導体素子3
cとQ4半導体素子3dの間に車両進行方向11に延びるヒートパイプ10bが挿入され
ている。このように構成されたヒートパイプ10は、各相に少なくともひとつは、受熱ブ
ロック4に挿入され組み立てられている。
In the vehicle
,
A
このように構成された車両用電力変換装置において、半導体素子3からの発熱は、ヒート
パイプ10により、受熱ブロック4に均等に熱が伝わり、この受熱ブロック4を介し放熱
部6に伝熱され、開放部7に設置された放熱部6より開放部7に排熱される。
In the vehicular power conversion device configured as described above, the heat generated from the
たとえば、ヒートパイプ10aにおいて、Q2半導体素子3b側での発熱量が大きくなる
と、発熱量が小さいQ1半導体素子3a側にヒートパイプ10aの作用により、Q2半導
体素子3bからQ1半導体素子3aに熱移動し、受熱ブロック4の半導体素子取付面5に
おける均熱化が行われ半導体素子取付面5の温度を低減することができる。
For example, in the
また、本実施の形態の車両用電力変換装置は、車両進行方向11にヒートパイプ10を挿
入したことにより、カント角度15による冷却性能の低下がなくなるので、従来の車両用
電力変換装置に搭載されていたヒートパイプの径も小さくすることができる。そのため、
受熱ブロック4も薄くすることが可能となり車両用電力変換装置の冷却器及びを軽量化す
ることができる。
In addition, the vehicle power conversion device according to the present embodiment is mounted on a conventional vehicle power conversion device because the cooling performance is not degraded by the
The
更に、ヒートパイプ10を分割したことによりヒートパイプ10の長さが従来の約半分と
なることから、車両進行方向11にヒートパイプを挿入しても車両の加速・減速時の加速
度や勾配の影響が小さくなり、冷却効率の低下も起こりづらい。
Furthermore, since the
このように構成された車両用電力変換装置は、車両進行方向11にヒートパイプ10を挿
入しているため、従来の電力変換装置で問題になっていたカント角による冷却性能の低下
という減少は無くなる。また、ヒートパイプ10を分割配置し、ヒートパイプの長さを短
くしているため、車両の加速・減速及び勾配等による冷却性能への影響が小さくなり、冷
却性能の低下するという現象も起こりづらく、更にヒートパイプ10により受熱部4の温
度を均一化することが出来るので、ヒートスポット現象の発生を減少することが出来る。
またヒートパイプの直径も小さくすることができるので、受熱ブロックの厚みはうすくな
り車両用電力変換装置の軽量化も実現することができる。
In the vehicular power conversion device configured as described above, since the
In addition, since the diameter of the heat pipe can be reduced, the thickness of the heat receiving block is reduced, and the weight of the vehicle power converter can be reduced.
(第2の実施の形態)
本発明に基づく第2の実施の形態の車両用電力変換装置について図を参照し詳細に説明
する。図7は、本発明に基づく第2の実施の形態の車両用電力変換装置の部分構成図であ
る。尚、図1乃至図6に記載したものと同一の構造をとるものについては、同符号を付し
て説明を省略する。
(Second Embodiment)
A vehicle power converter according to a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 7 is a partial configuration diagram of the vehicle power converter according to the second embodiment of the present invention. In addition, about the thing which has the same structure as what was described in FIG. 1 thru | or FIG. 6, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
本発明に基づく第2の実施の形態の車両用電力変換装置が第1の実施の形態の車両用電力
変換装置と異なる点は、受熱ブロック4には、ヒートパイプ10が半導体素子3の素子取
付ネジ19と素子取付ネジ19の間に少なくとも1個以上挿入されている点である。
The vehicle power converter according to the second embodiment based on the present invention is different from the vehicle power converter according to the first embodiment in that the
そのため、本実施の形態の車両用電力変換装置は、半導体素子3の素子取付ネジ19を避
けてヒートパイプ10を挿入するため、ヒートパイプ10をより半導体素子取付面5に近
い箇所に配置することができ、受熱ブロック4の厚みを更に薄くすることができ、電力変
換装置の軽量化ができる。
Therefore, in the vehicle power conversion device according to the present embodiment, the
尚、本実施の形態の車両用電力変換装置においても、第1の実施の形態の車両用電力変換
装置と同様に、カント角による冷却性能の低下を減少させることが出来、車両の加速・減
速及び勾配等による冷却性能への影響が小さくすることが出来、ヒートスポット現象の発
生を減少することが出来る。また車両用電力変換装置の軽量化も実現することができる。
In the vehicle power conversion device according to the present embodiment, as in the vehicle power conversion device according to the first embodiment, it is possible to reduce a decrease in cooling performance due to a cant angle, and to accelerate and decelerate the vehicle. In addition, the influence on the cooling performance due to the gradient and the like can be reduced, and the occurrence of the heat spot phenomenon can be reduced. Moreover, weight reduction of the vehicle power converter device can also be realized.
(第3の実施の形態)
本発明に基づく第3の実施の形態の車両用電力変換装置について図を参照し詳細に説明
する。図8は、本発明に基づく第3の実施の形態の車両用電力変換装置の部分構成図であ
る。尚、図1乃至図7に記載したものと同一の構造をとるものについては、同符号を付し
て説明を省略する。
(Third embodiment)
A vehicle power converter according to a third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 8 is a partial configuration diagram of the vehicle power converter according to the third embodiment of the present invention. In addition, about the thing which has the same structure as what was described in FIG. 1 thru | or FIG. 7, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
本実施の形態の車両用電力変換装置が第1の実施の形態の車両用電力変換装置と異なる点
は、ヒートパイプ10を半導体素子1内部の半導体チップ20の実装面積範囲内領域21
に少なくとも1個以上受熱ブロック4に挿入し組み立てられていることである。
The vehicle power conversion device according to the present embodiment is different from the vehicle power conversion device according to the first embodiment in that the
At least one or more of them are inserted into the
そのため、本実施の形態の車両用電力変化装置は、半導体素子3の熱源である半導体チッ
プ20毎直下にヒートパイプ10を配置することから熱輸送が効率よく行え、冷却性能を
向上させることができる。
Therefore, the vehicle power change apparatus of the present embodiment can efficiently perform heat transport and improve the cooling performance because the
尚、本実施の形態の車両用電力変換装置においても、第1の実施の形態の車両用電力変換
装置と同様に、カント角による冷却性能の低下を減少させることが出来、車両の加速・減
速及び勾配等による冷却性能への影響が小さくすることが出来、ヒートスポット現象の発
生を減少することが出来る。また車両用電力変換装置の軽量化も実現することができる。
In the vehicle power conversion device according to the present embodiment, as in the vehicle power conversion device according to the first embodiment, it is possible to reduce a decrease in cooling performance due to a cant angle, and to accelerate and decelerate the vehicle. In addition, the influence on the cooling performance due to the gradient and the like can be reduced, and the occurrence of the heat spot phenomenon can be reduced. Moreover, weight reduction of the vehicle power converter device can also be realized.
(第4の実施の形態)
本発明に基づく第4の実施の形態の車両用電力変換装置について図を参照し詳細に説明す
る。図9は、本発明に基づく第4の実施の形態の車両用電力変換装置の部分構成図である
。図10は、本発明に基づく第4の実施の形態の車両用電力変換装置の構成図である(図
9のC矢視図)。
(Fourth embodiment)
A vehicle power converter according to a fourth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 9 is a partial configuration diagram of the vehicle power converter according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 10: is a block diagram of the vehicle power converter device of 4th Embodiment based on this invention (C arrow line view of FIG. 9).
尚、図1乃至図8に記載したものと同一の構造をとるものについては、同符号を付して説
明を省略する。
In addition, about the thing which has the same structure as what was described in FIG. 1 thru | or FIG. 8, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
本実施の形態の車両用電力変換装置が第1の実施の形態の車両用電力変換装置と異なる点
は、車両進行方向12と相対する受熱ブロック4のヒートパイプ挿入口22を塞ぐ、フタ
23を設けている点である。
The vehicle power conversion device according to the present embodiment is different from the vehicle power conversion device according to the first embodiment in that the heat
そのため、本実施の形態の車両用電力変換装置では、ヒートパイプ挿入口22に車両走行
中にゴミ、雨水等がつまり、冷却器の腐食要因となる減少を防止し、冷却器の信頼性向上
を図ることができる。
Therefore, in the vehicle power conversion device of the present embodiment, the heat
尚、本実施の形態の車両用電力変換装置においても、第1の実施の形態の車両用電力変換
装置と同様に、カント角による冷却性能の低下を減少させることが出来、車両の加速・減
速及び勾配等による冷却性能への影響が小さくすることが出来、ヒートスポット現象の発
生を減少することが出来る。また車両用電力変換装置の軽量化も実現することができる。
In the vehicle power conversion device according to the present embodiment, as in the vehicle power conversion device according to the first embodiment, it is possible to reduce a decrease in cooling performance due to a cant angle, and to accelerate and decelerate the vehicle. In addition, the influence on the cooling performance due to the gradient and the like can be reduced, and the occurrence of the heat spot phenomenon can be reduced. Moreover, weight reduction of the vehicle power converter device can also be realized.
(第5の実施の形態)
本発明に基づく第5の実施の形態の車両用電力変換装置について図を参照し詳細に説明
する。図11は、本発明に基づく第5の実施の形態の車両用電力変換装置の上面図である
。
(Fifth embodiment)
A vehicle power converter according to a fifth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 11 is a top view of the vehicular power converter according to the fifth embodiment of the present invention.
図12は、本発明に基づく第5の実施の形態の車両用電力変換装置の構成図(図11のF
矢視図)である。図13は、本発明に基づく第5の実施の形態の車両用電力変換装置の構
成図(図12の一相分)である。図14は、本発明に基づく第5の実施の形態の一相分の
主回路構成(3レベル方式)の回路図である。図15は、本発明に基づく第5の実施の形
態の車両用電力変換装置の構成図(図13のG矢視図)である。図16は、本発明に基づ
く第5の実施の形態の車両用電力変換装置のインバータの構成図である。尚、図1乃至図
10に記載したものと同一の構造をとるものについては、同符号を付して説明を省略する
。
FIG. 12 is a configuration diagram of a vehicle power converter according to a fifth embodiment of the present invention (F in FIG. 11).
(Arrow view). FIG. 13: is a block diagram (for 1 phase of FIG. 12) of the vehicle power converter device of 5th Embodiment based on this invention. FIG. 14 is a circuit diagram of a main circuit configuration (three-level system) for one phase according to the fifth embodiment of the present invention. FIG. 15: is a block diagram (G arrow line view of FIG. 13) of the vehicle power converter device of 5th Embodiment based on this invention. FIG. 16: is a block diagram of the inverter of the vehicle power converter device of 5th Embodiment based on this invention. In addition, about the thing which has the same structure as what was described in FIG. 1 thru | or FIG. 10, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
本発明に基づく第5の実施の形態の車両用電力変換装置は、1相分の半導体素子3を1相
分大きさの受熱ブロック4の半導体素子取付面5に取付け、その受熱ブロック4の半導体
素子取付面5の反対面に一相分の放熱部6を設けた冷却器24を基本ユニットとして構成
し、必要な装置構成(インバータやコンバータ)に応じて、冷却器24を組み合わせたこ
とを特徴としており、この点で第1の実施の形態の車両用電力変換装置と異なる。
The power converter for a vehicle according to the fifth embodiment of the present invention attaches the
例えば図22に記載の従来の車両用電力変換装置の場合は、コンバータ8とインバータ9
共に1相分の主回路構成は同じであるが、相数がことなるため、冷却器に実装する素子数
も異なり、冷却器の形状もコンバータの方が一相分多い冷却器外形となり2種類の冷却器
を製造することになる。従来一体化して構成していた冷却器を、相毎に分割して一相分の
冷却器24を基本ユニットとした本実施の形態の電力変換装置は、一相分の主回路構成が
同じであるコンバータ8とインバータ9を、基本ユニットの組合せでコンバータ8及びイ
ンバータ9を構成することができる。そのため、本実施の形態の車両用電力変換装置では
、冷却器24は一種類のみ製造することになり、冷却器24の製造コストの低減はもとよ
り同一品種を製造することから品質が安定し、冷却器の信頼性向上につながる。
For example, in the case of the conventional vehicle power converter shown in FIG.
Although the main circuit configuration for one phase is the same for both, the number of phases is different, so the number of elements mounted on the cooler is different, and the shape of the cooler has two more types of cooler external shapes for the converter. Will produce a cooler. The power converter according to the present embodiment, in which the cooler that has been configured integrally in the past is divided into phases and the cooler 24 for one phase is a basic unit, has the same main circuit configuration for one phase. A converter 8 and an inverter 9 can be configured by combining a certain converter 8 and an inverter 9 with a basic unit. Therefore, in the vehicular power conversion device of the present embodiment, only one type of cooler 24 is manufactured, and since the same type is manufactured as well as reducing the manufacturing cost of the cooler 24, the quality is stabilized and cooling is performed. This will improve the reliability of the vessel.
尚、本実施の形態の車両用電力変換装置においても、第1の実施の形態の車両用電力変換
装置と同様に、カント角による冷却性能の低下を減少させることが出来、車両の加速・減
速及び勾配等による冷却性能への影響が小さくすることが出来、ヒートスポット現象の発
生を減少することが出来る。また車両用電力変換装置の軽量化も実現することができる。
In the vehicle power conversion device according to the present embodiment, as in the vehicle power conversion device according to the first embodiment, it is possible to reduce a decrease in cooling performance due to a cant angle, and to accelerate and decelerate the vehicle. In addition, the influence on the cooling performance due to the gradient and the like can be reduced, and the occurrence of the heat spot phenomenon can be reduced. Moreover, weight reduction of the vehicle power converter device can also be realized.
(第6の実施の形態)
本発明に基づく第6の実施の形態の車両用電力変換装置について図を参照し詳細に説明
する。図17は、本発明に基づく第6の実施の形態の車両用電力変換装置の正面図である
。
(Sixth embodiment)
A vehicle power converter according to a sixth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 17: is a front view of the vehicle power converter device of 6th Embodiment based on this invention.
図18は、本発明に基づく第6の実施の形態の車両用電力変換装置の正面図である。尚、
図1乃至図16に記載したものと同一の構造をとるものについては、同符号を付して説明
を省略する。
FIG. 18 is a front view of a vehicle power converter according to a sixth embodiment of the present invention. still,
Components having the same structure as that described in FIGS. 1 to 16 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
本発明に基づく第6の実施の形態の車両用電力変換装置が第5の実施の形態の車両用電力
変換装置と異なる点は、冷却器24の受熱ブロック4と放熱部6が分割され組み立てられ
ていることである。
The vehicle power converter according to the sixth embodiment based on the present invention is different from the vehicle power converter according to the fifth embodiment in that the
そのため、走行中に例えば、飛石等が放熱部6に当り、放熱部6を破損した場合でも、本
実施の形態の車両用電力変換装置の場合は、放熱部6のみ放熱部6の取付ネジ26を外し
て交換するため、メンテナンス性がよく補修費用を抑えることができることはもとより、
装置の分解箇所も減ることから、補修時の作業ミスが低減し、装置の信頼性向上につなが
る。
Therefore, for example, even when a stepping stone or the like hits the heat radiating portion 6 and breaks the heat radiating portion 6 during traveling, only the heat radiating portion 6 has an
Since the number of parts to be disassembled is reduced, work errors during repairs are reduced, leading to improved equipment reliability.
尚、本実施の形態の車両用電力変換装置においても、第1の実施の形態の車両用電力変換
装置と同様に、カント角による冷却性能の低下を減少させることが出来、車両の加速・減
速及び勾配等による冷却性能への影響が小さくすることが出来、ヒートスポット現象の発
生を減少することが出来る。また車両用電力変換装置の軽量化も実現することができる。
In the vehicle power conversion device according to the present embodiment, as in the vehicle power conversion device according to the first embodiment, it is possible to reduce a decrease in cooling performance due to a cant angle, and to accelerate and decelerate the vehicle. In addition, the influence on the cooling performance due to the gradient and the like can be reduced, and the occurrence of the heat spot phenomenon can be reduced. Moreover, weight reduction of the vehicle power converter device can also be realized.
1 車両用半導体冷却装置
2 車体
3 半導体素子
3a Q1半導体素子
3b Q2半導体素子
3c Q3半導体素子
3d Q4半導体素子
3e CDd1半導体素子
3f CDd2半導体素子
4 受熱ブロック
5 半導体素子取付面
6 放熱部
7 開放部
8 コンバータ
9 インバータ
10 ヒートパイプ
11 車両進行方向
12 枕木方向
13 レール
14 敷設面
15 カント角度
16 冷媒
17 空間層
18 ヒートパイプ径
19 素子取付ネジ
20 半導体チップ
21 実装面積範囲内領域
22 ヒートパイプ挿入口
23 フタ
24 冷却器
25 一相分の主回路構成
26 放熱部取付ネジ
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記受熱ブロックの反半導体素子取付け面に接続された放熱部と、
前記受熱ブロック内に車両進行方向に挿入されたヒートパイプとを有し、
前記半導体素子により構成される一相の半導体素子郡が、車両進行方向に直線状に前記受
熱ブロックに配列されることを特徴とする車両用電力変換装置。 A semiconductor element mounted on the semiconductor element mounting surface of the heat receiving block;
A heat dissipating part connected to the anti-semiconductor element mounting surface of the heat receiving block;
A heat pipe inserted in the vehicle traveling direction in the heat receiving block;
A one-phase semiconductor element group constituted by the semiconductor elements is arranged in the heat receiving block linearly in the vehicle traveling direction.
前記各相の半導体素子郡は、前記受熱ブロックの枕木方向に直線状に配列されることを特
徴とする車両用電力変換装置。 In the vehicle power converter according to claim 1,
The vehicular power converter according to claim 1, wherein the semiconductor element groups of each phase are arranged in a straight line in the sleeper direction of the heat receiving block.
前記受熱ブロックには、車両進行方向に複数直列に前記ヒートパイプが挿入されているこ
とを特徴とする車両用電力変換装置。 In the power converter for vehicles according to claim 1 and claim 2,
The vehicle power converter according to claim 1, wherein a plurality of the heat pipes are inserted in series in the vehicle traveling direction in the heat receiving block.
前記ヒートパイプを半導体素子の取付ネジと取付ネジの間に少なくとも1個以上受熱ブロ
ックに挿入したことを特徴とする車両用電力変換装置。 In the vehicle power converter according to claim 1,
At least one heat pipe is inserted into a heat receiving block between a mounting screw and a mounting screw of a semiconductor element.
前記ヒートパイプを半導体素子内部の半導体チップの実装面積範囲内領域に少なくとも1
個以上挿入したことを特徴とする車両用半導体冷却装置。 In the vehicle power converter according to any one of claims 1 to 4,
The heat pipe is at least 1 in a region within the mounting area range of the semiconductor chip inside the semiconductor element.
A semiconductor cooling device for vehicles, wherein at least one is inserted.
前記受熱ブロックのヒートパイプ挿入口をフタで塞いだことを特徴とする車両用電力変換
装置。 In the vehicle power converter according to any one of claims 1 to 5,
A power converter for a vehicle, wherein a heat pipe insertion opening of the heat receiving block is closed with a lid.
一相分の受熱ブロックに一相分の前記半導体素子及び一相分の放熱部が取付けられた
冷却器を単位ユニットとして、当該車両用電力変換装置は、前記単位ユニットを組み合わ
せて構成したことを特徴とする車両用電力変換装置。 The vehicle power converter according to any one of claims 1 to 6,
With the cooler in which the semiconductor element for one phase and the heat radiation part for one phase are attached to the heat receiving block for one phase as a unit unit, the vehicle power conversion device is configured by combining the unit units. A vehicular power conversion device.
前記冷却器の受熱ブロックと放熱部が分割可能に構成されていることを特徴とする車両用
電力変換装置。 In the vehicle power converter according to claim 7,
The power converter for vehicles, wherein the heat receiving block and the heat dissipating part of the cooler are configured to be separable.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005290052A JP4905636B2 (en) | 2005-10-03 | 2005-10-03 | Power converter for vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005290052A JP4905636B2 (en) | 2005-10-03 | 2005-10-03 | Power converter for vehicle |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007104784A true JP2007104784A (en) | 2007-04-19 |
JP4905636B2 JP4905636B2 (en) | 2012-03-28 |
Family
ID=38031161
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005290052A Active JP4905636B2 (en) | 2005-10-03 | 2005-10-03 | Power converter for vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4905636B2 (en) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008152686A1 (en) * | 2007-06-11 | 2008-12-18 | Mitsubishi Electric Corporation | Power conversion device |
JP2010115045A (en) * | 2008-11-07 | 2010-05-20 | Toshiba Corp | Inverter device in power converter |
JP2010252462A (en) * | 2009-04-14 | 2010-11-04 | Denso Corp | Step-up/step-down converter |
JP2013085357A (en) * | 2011-10-07 | 2013-05-09 | Fuji Electric Co Ltd | Power converter for rolling stock |
CN103378746A (en) * | 2012-04-26 | 2013-10-30 | 株式会社日立制作所 | Power conversion apparatus |
TWI558075B (en) * | 2015-04-03 | 2016-11-11 | Toshiba Kk | Power conversion device |
TWI580343B (en) * | 2015-04-03 | 2017-04-21 | 東芝股份有限公司 | Power conversion device |
JP2017112690A (en) * | 2015-12-15 | 2017-06-22 | 株式会社東芝 | Electric power conversion system |
JP2019092302A (en) * | 2017-11-15 | 2019-06-13 | 富士電機株式会社 | Electric power conversion system and electric power conversion system for railway vehicle |
JP2021022972A (en) * | 2019-07-25 | 2021-02-18 | 富士電機株式会社 | Power conversion device |
JP7451386B2 (en) | 2020-12-08 | 2024-03-18 | 株式会社日立製作所 | power converter |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06165524A (en) * | 1992-11-25 | 1994-06-10 | Hitachi Ltd | Inverter apparatus |
JP2000092819A (en) * | 1998-09-10 | 2000-03-31 | Toshiba Corp | Semiconductor cooling apparatus |
JP2001251859A (en) * | 2000-03-07 | 2001-09-14 | Toshiba Transport Eng Inc | Power converter |
JP2002125381A (en) * | 2000-10-13 | 2002-04-26 | Mitsubishi Electric Corp | Power converter |
JP2003134823A (en) * | 2001-10-16 | 2003-05-09 | Hitachi Ltd | Power converter |
JP2004186504A (en) * | 2002-12-04 | 2004-07-02 | Hitachi Unisia Automotive Ltd | Semiconductor device |
JP2004201500A (en) * | 2004-03-15 | 2004-07-15 | Toshiba Transport Eng Inc | Power conversion apparatus |
JP2005039914A (en) * | 2003-07-18 | 2005-02-10 | Toshiba Corp | Power converter for vehicle |
-
2005
- 2005-10-03 JP JP2005290052A patent/JP4905636B2/en active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06165524A (en) * | 1992-11-25 | 1994-06-10 | Hitachi Ltd | Inverter apparatus |
JP2000092819A (en) * | 1998-09-10 | 2000-03-31 | Toshiba Corp | Semiconductor cooling apparatus |
JP2001251859A (en) * | 2000-03-07 | 2001-09-14 | Toshiba Transport Eng Inc | Power converter |
JP2002125381A (en) * | 2000-10-13 | 2002-04-26 | Mitsubishi Electric Corp | Power converter |
JP2003134823A (en) * | 2001-10-16 | 2003-05-09 | Hitachi Ltd | Power converter |
JP2004186504A (en) * | 2002-12-04 | 2004-07-02 | Hitachi Unisia Automotive Ltd | Semiconductor device |
JP2005039914A (en) * | 2003-07-18 | 2005-02-10 | Toshiba Corp | Power converter for vehicle |
JP2004201500A (en) * | 2004-03-15 | 2004-07-15 | Toshiba Transport Eng Inc | Power conversion apparatus |
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2157685A4 (en) * | 2007-06-11 | 2014-08-13 | Mitsubishi Electric Corp | Power conversion device |
US8174833B2 (en) | 2007-06-11 | 2012-05-08 | Mitsubishi Electric Corporation | Electric power converting apparatus |
WO2008152686A1 (en) * | 2007-06-11 | 2008-12-18 | Mitsubishi Electric Corporation | Power conversion device |
EP2157685A1 (en) * | 2007-06-11 | 2010-02-24 | Mitsubishi Electric Corporation | Power conversion device |
KR101144409B1 (en) * | 2007-06-11 | 2012-05-10 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | Power conversion device |
JP2010115045A (en) * | 2008-11-07 | 2010-05-20 | Toshiba Corp | Inverter device in power converter |
JP2010252462A (en) * | 2009-04-14 | 2010-11-04 | Denso Corp | Step-up/step-down converter |
JP2013085357A (en) * | 2011-10-07 | 2013-05-09 | Fuji Electric Co Ltd | Power converter for rolling stock |
CN103378746A (en) * | 2012-04-26 | 2013-10-30 | 株式会社日立制作所 | Power conversion apparatus |
TWI558075B (en) * | 2015-04-03 | 2016-11-11 | Toshiba Kk | Power conversion device |
TWI580343B (en) * | 2015-04-03 | 2017-04-21 | 東芝股份有限公司 | Power conversion device |
JP2017112690A (en) * | 2015-12-15 | 2017-06-22 | 株式会社東芝 | Electric power conversion system |
JP2019092302A (en) * | 2017-11-15 | 2019-06-13 | 富士電機株式会社 | Electric power conversion system and electric power conversion system for railway vehicle |
US10453770B2 (en) | 2017-11-15 | 2019-10-22 | Fuji Electric Co., Ltd. | Power converter and power converter for railroad vehicle |
JP2021022972A (en) * | 2019-07-25 | 2021-02-18 | 富士電機株式会社 | Power conversion device |
JP7408941B2 (en) | 2019-07-25 | 2024-01-09 | 富士電機株式会社 | power converter |
JP7451386B2 (en) | 2020-12-08 | 2024-03-18 | 株式会社日立製作所 | power converter |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4905636B2 (en) | 2012-03-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4905636B2 (en) | Power converter for vehicle | |
JP4948625B2 (en) | Cooling device having a plurality of fin pitches | |
KR101472642B1 (en) | Cooling module for cooling electronic components | |
CA2574230C (en) | Heat pipe heat sink | |
EP2825011B1 (en) | Traction converter and railway vehicle | |
TWI525300B (en) | Composite heat sink assembly for power module | |
JP6741561B2 (en) | Electric power conversion device for railway vehicles | |
JP5028822B2 (en) | Power module cooling device | |
JP5941741B2 (en) | Power converter | |
US20130340978A1 (en) | Two-phase cooling system for electronic components | |
JP5730746B2 (en) | Cooler for vehicle control device | |
JP5581119B2 (en) | Cooling device, power converter, railway vehicle | |
JP2012013373A (en) | Heat pipe type cooling system and vehicle control equipment using the same | |
JP6062516B1 (en) | heatsink | |
JP2010060164A (en) | Heat pipe type heat sink | |
JP2013098468A (en) | Power semiconductor module cooling apparatus | |
JP2012070525A (en) | Power supply unit for vehicle | |
JP5948098B2 (en) | Railway vehicle power converter, power converter cooler | |
JP4265500B2 (en) | Heating element cooling device | |
JP5705570B2 (en) | Electronic component cooling system | |
JP7010974B2 (en) | Manufacturing method of power converter and self-excited vibration heat pipe | |
JP5681092B2 (en) | Power module cooling device | |
JPWO2019049405A1 (en) | Railroad vehicle power converters and railroad vehicles equipped with power converters | |
JP2015156411A (en) | Power converter and railway vehicle mounting the same | |
JP4549086B2 (en) | Running wind cooling system for railway vehicles |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080724 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110204 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110215 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110418 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110708 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110905 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20111125 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20111202 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20111205 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20111227 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150120 Year of fee payment: 3 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4905636 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150120 Year of fee payment: 3 |