JP2009177892A - Cooler for inverters - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はインバータ用冷却装置に係り、特に車載向けインバータの冷却装置に関するものである。 The present invention relates to a cooling device for an inverter, and more particularly to a cooling device for an inverter for a vehicle.
車載用インバータの動作保証電圧は、例えば３０〜８５℃と低く設定され、内部に実装する電気部品、ハンダ、及び構造部品などは産業部品の使用が可能にされている。更に、インバータの主回路は直流電圧４００〜７００Ｖの高電圧を扱うことが前提とされている。主回路に制御回路を備えたインバータユニットは、ハイブリッドエンジンの場合、図５で示すように、エンジンとミッション間に配置されるモータ上に設置することが考えられる。また、エンジンのない電気自動車の場合には、エンジンがないこいにより単にモータ上に設置することが考えられる。 The operation guarantee voltage of the in-vehicle inverter is set as low as 30 to 85 ° C., for example, and industrial parts can be used as electrical parts, solder, structural parts, and the like mounted therein. Further, it is assumed that the main circuit of the inverter handles a high voltage of DC voltage 400 to 700V. In the case of a hybrid engine, the inverter unit having a control circuit in the main circuit may be installed on a motor disposed between the engine and the transmission as shown in FIG. In the case of an electric vehicle without an engine, it can be considered that the electric vehicle is simply installed on the motor due to the absence of the engine.
なお、車載用の電力変換器としては、特許文献１，２が公知となっている。特許文献１の図４には、インバータモジュール側に冷却水通路を設けることが記載されている。また、特許文献２には、冷却流通路を設けたヒートシンクに半導体モジュールを取付けたことが記載されている。
一般に、インバータユニットは、図６で示すようにヒートシンク上に主回路用のスイッチング素子（ＩＧＢＴなど）を取付け、その上面位置に電子部品が搭載されるプリント板（Ｐ板）が配設される。このため、主回路のスイッチング素子の発熱量を集中的に冷却し、スイッチング素子とプリント板の熱からの保護を図っている。しかし、ハイブリット車の場合、図５のようなレイアウトを採用すると、制御回路を構成するプリント板は、主回路の発熱量だけでなく、モータやエンジンから発生する熱がプリント板に悪影響を与え、電子部品が破損する虞を有する。なお、各特許文献には、インバータを図５のように配置した時の課題については言及されていない。 In general, as shown in FIG. 6, in the inverter unit, a switching element (IGBT or the like) for a main circuit is mounted on a heat sink, and a printed board (P board) on which electronic components are mounted is disposed on the upper surface position. For this reason, the amount of heat generated by the switching elements of the main circuit is intensively cooled to protect the switching elements and the printed board from heat. However, in the case of a hybrid vehicle, if the layout as shown in FIG. 5 is adopted, the printed circuit board constituting the control circuit has not only the amount of heat generated by the main circuit, but also the heat generated from the motor and engine adversely affects the printed circuit board There is a risk of damage to electronic components. Each patent document does not mention a problem when the inverter is arranged as shown in FIG.
そこで、本発明が目的とするとこは、モータ近辺にインバータを配設した場合のインバータ用冷却装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide an inverter cooling device in the case where an inverter is provided in the vicinity of a motor.
本発明の請求項１は、インバータユニットを駆動用のモータ近辺に配置するものにおいて、
前記インバータユニットは、主回路ブロックと制御回路ブロックとの間に冷却液による冷却ブロックを介在させて構成し、制御回路ブロックを前記モータ側に位置してインバータユニットを配置したことを特徴としたものである。
In the first aspect of the present invention, the inverter unit is disposed in the vicinity of the driving motor.
The inverter unit is configured by interposing a cooling block made of a coolant between a main circuit block and a control circuit block, and the inverter unit is arranged with the control circuit block positioned on the motor side. It is.
本発明の請求項２は、前記インバータユニットの制御回路ブロックを、第1及び第２の冷却ブロックによって挟み込むようにして構成したことを特徴としたものである。 According to a second aspect of the present invention, the control circuit block of the inverter unit is configured to be sandwiched between the first and second cooling blocks.
本発明の請求項３は、前記制御回路ブロックと冷却ブロック間において、冷却ブロック側に電気絶縁性を有した熱伝導部材を貼り付けたことを特徴としたものである。 A third aspect of the present invention is characterized in that a heat conducting member having electrical insulation is attached to the cooling block side between the control circuit block and the cooling block.
本発明の請求項４は、前記モータと制御回路ブロックと対向するインバータユニットの筐体に断熱材を配設したことを特徴としたものである。 A fourth aspect of the present invention is characterized in that a heat insulating material is disposed in a casing of the inverter unit facing the motor and the control circuit block.
以上のとおり、本発明によれば、インバータユニットを構成する主回路ブロック１と制御回路ブロックは、冷却ブロックを介して分離された状態となり、且つ制御回路ブロック側をモータ側に位置して配置したことにより、制御回路ブロックは主回路ブロックからの熱影響を受けず、また、モータ側からの発熱は冷却ブロックを介して吸収されるため、特に車載時における高発熱対策が可能となるものである。 As described above, according to the present invention, the main circuit block 1 and the control circuit block constituting the inverter unit are separated through the cooling block, and the control circuit block side is located on the motor side. As a result, the control circuit block is not affected by the heat from the main circuit block, and the heat generated from the motor side is absorbed through the cooling block, so that it is possible to take measures against high heat generation particularly in the vehicle. .
本発明は、インバータユニットを構成する主回路ブロックと制御回路ブロック（プリント板）との間に冷却液を通流する冷却ブロックを挟んだサンドイッチ構造としたものである。以下、実施例に基づいて詳述する。 The present invention has a sandwich structure in which a cooling block through which a cooling liquid flows is sandwiched between a main circuit block and a control circuit block (printed board) constituting an inverter unit. Hereinafter, it explains in full detail based on an Example.
図１は、本発明の第１の実施例を示すインバータの冷却装置の構成図を示したもので、１はインバータユニット１０を構成する主回路ブロックで、発熱体としてのスイッチング素子等よりなっている。２は電子部品が実装される制御回路ブロック、３は冷却流路が形成された冷却ブロックで、主回路ブロック１と制御回路ブロック２により挟まれた状態で設けられる。この冷却ブロック３は、複数に屈曲した流路を有して構成され、流入口を介してインバータユニット１０の外部から冷却液（ここでは冷却水）が流入し、主回路ブロック１及び制御回路ブロック２の熱を吸収して流出口から外部に送出される。 FIG. 1 is a block diagram of an inverter cooling apparatus according to a first embodiment of the present invention. Reference numeral 1 denotes a main circuit block constituting an inverter unit 10, which includes a switching element as a heating element. Yes. Reference numeral 2 denotes a control circuit block on which electronic components are mounted, and reference numeral 3 denotes a cooling block in which a cooling flow path is formed. The cooling block is provided between the main circuit block 1 and the control circuit block 2. The cooling block 3 is configured to have a plurality of bent flow paths, and a cooling liquid (cooling water here) flows from the outside of the inverter unit 10 through the inflow port, and the main circuit block 1 and the control circuit block The heat of 2 is absorbed and sent out from the outlet.
この実施例の場合、インバータユニット１０は図５のように配置され、その制御回路ブロック２はモータ側に位置して配置された状態となり、主回路ブロック１とは冷却水路ブロック３を介して分離された状態となっている。制御回路ブロック２はモータ、エンジン及びミッションからの発熱による影響は受けるが、主回路ブロック１からの発熱による影響は受けない。したがって、冷却ブロック３を挟んだサンドイッチ構造としたことにより、制御回路ブロック２は、主回路ブロック１からの発熱による影響を受けることなく、モータ、エンジン及びミッションによる発熱対策が可能となる。また、主回路ブロック１自体は冷却ブロック３による冷却対策が可能となる。
このため、車載用には限らないが、特にハイブリットエンジンや純電気自動車へのインバータユニットの搭載が可能となると共に、各車での電気部品、ハンダ、及び構造部品の産業用部品の使用が可能となるものである。
In this embodiment, the inverter unit 10 is arranged as shown in FIG. 5, the control circuit block 2 is located on the motor side, and is separated from the main circuit block 1 via the cooling water channel block 3. It has become a state. The control circuit block 2 is affected by heat generated from the motor, engine, and mission, but is not affected by heat generated from the main circuit block 1. Therefore, by adopting a sandwich structure with the cooling block 3 sandwiched, the control circuit block 2 can take measures against heat generation by the motor, engine, and mission without being affected by heat generation from the main circuit block 1. In addition, the main circuit block 1 itself can be cooled by the cooling block 3.
For this reason, although not limited to in-vehicle use, inverter units can be mounted on hybrid engines and pure electric vehicles in particular, and electrical parts, solders, and industrial parts such as structural parts can be used in each car. It will be.
図２は第２の実施例を示したもので、図１で示す実施例と相違する点は、第２の冷却ブロック４を設けたことである。冷却ブロック４は、モータ、エンジン及びミッションが発する熱を吸収するために、第１の冷却ブロック２と共に制御回路ブロック２を挟んだ状態で配置される。
このように構成されたインバータユニット１０には、流入口を介して冷却水が流入し、一方のルートとして第１の冷却ブロック３に流れ、主回路ブロック１及び制御回路ブロック２の発生熱を吸収して流出口から外部に送出される。他方のルートとしては、第２の冷却ブロック４を通って冷却水が流れることにより、モータ、エンジンなどにより高温となっているインバータ筐体の温度と制御回路ブロック２の発熱を吸収し、流出口からインバータユニット外部に送出される。
FIG. 2 shows a second embodiment. The difference from the embodiment shown in FIG. 1 is that a second cooling block 4 is provided. The cooling block 4 is arranged with the control circuit block 2 sandwiched together with the first cooling block 2 in order to absorb heat generated by the motor, engine, and mission.
Cooling water flows into the inverter unit 10 configured in this way through the inflow port, flows as one route to the first cooling block 3, and absorbs heat generated by the main circuit block 1 and the control circuit block 2. Then, it is sent out from the outlet. As the other route, when the cooling water flows through the second cooling block 4, the temperature of the inverter casing and the heat generated by the control circuit block 2 that are heated by the motor, the engine, etc. are absorbed, and the outlet To the outside of the inverter unit.
したがって、この実施例によれば、モータ、エンジン及びミッション等の高発熱体が発する熱は冷却ブロック４により吸収されることによって、第１の実施例よりも更に高温対策が可能となるものである。 Therefore, according to this embodiment, the heat generated by the high heating elements such as the motor, engine, and transmission is absorbed by the cooling block 4, so that it is possible to take measures against higher temperatures than in the first embodiment. .
図３は第３の実施例を示す構成図で、図１で示した第１の実施例と相違する点は、インバータユニット１０を構成する筐体の少なくとも下部、すなわち、モータ側に位置する部位に断熱材５を配置したものである。筐体周囲に端熱材５を用いてもよいが、ここでは筐体の下部に断熱材５が設けられている。
この実施例によれば、モータ、エンジン及びミッション等の高発熱体が発する熱は断熱材５によりブロックされるため、制御回路ブロック２等の高温対策は十分となる。
FIG. 3 is a block diagram showing the third embodiment. The difference from the first embodiment shown in FIG. 1 is that at least the lower part of the casing constituting the inverter unit 10, that is, the part located on the motor side. The heat insulating material 5 is arrange | positioned. Although the end heat material 5 may be used around the housing, the heat insulating material 5 is provided at the lower portion of the housing here.
According to this embodiment, since the heat generated by the high heat generating elements such as the motor, engine, and mission is blocked by the heat insulating material 5, a countermeasure against high temperature such as the control circuit block 2 is sufficient.
図４は第４の実施例を示す構成図で、図１で示した第１の実施例と相違する点は、冷却ブロック３に電気絶縁材よりなる熱伝導部材６を直接貼り付けたことである。このように構成することにより、制御回路ブロック２の冷却効果をより高めたものである。他は図１と同様であるので、作用についての説明は省略する。 FIG. 4 is a block diagram showing the fourth embodiment. The difference from the first embodiment shown in FIG. 1 is that the heat conducting member 6 made of an electrical insulating material is directly attached to the cooling block 3. is there. With this configuration, the cooling effect of the control circuit block 2 is further enhanced. Since others are the same as those in FIG. 1, description of the operation is omitted.
１… 主回路ブロック
２… 制御回路ブロック
３、４… 冷却ブロック
５… 断熱材
６… 熱伝導部材
１０… インバータユニット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Main circuit block 2 ... Control circuit block 3, 4 ... Cooling block 5 ... Heat insulating material 6 ... Heat conduction member 10 ... Inverter unit
Claims (4)
前記インバータユニットは、主回路ブロックと制御回路ブロックとの間に冷却液による冷却ブロックを介在させて構成し、制御回路ブロックを前記モータ側に位置してインバータユニットを配置したことを特徴としたインバータ用冷却装置。 In what places the inverter unit near the drive motor,
The inverter unit is configured by interposing a cooling block made of a coolant between a main circuit block and a control circuit block, and the inverter unit is arranged with the control circuit block positioned on the motor side. Cooling device.
The inverter cooling device according to any one of claims 1 to 3, wherein a heat insulating material is disposed in a casing of the inverter unit facing the motor and the control circuit block.
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