JP2010278130A - Cooling device for power device, and fuel cell system - Google Patents

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Tomohiko Kaneko
智彦 金子
Yasuhiro Osada
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve cooling performance of a power device by a cooling device while preventing an increase in the scale of the cooling device and an increase in a cost. <P>SOLUTION: The cooling device 1 includes an IPM 14 on its upper surface 50a, and internally includes a cooling section 50 through which a refrigerant passes. The cooling section 50 includes a partition plate 70 which partitions the inside into an upper space 71 on the side of the IPM 14 and a lower space 72 on the opposite side therefrom, a refrigerant intake 60 communicating with the lower space 72, and a refrigerant outlet 61 communicating with the upper space 71. The partition plate 70 includes a plurality of refrigerant passage holes 73 for making the lower space 72 and upper space 71 to communicate with each other. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、パワーデバイスの冷却装置及び当該パワーデバイスの冷却装置を備えた燃料電池システムに関する。   The present invention relates to a power device cooling apparatus and a fuel cell system including the power device cooling apparatus.

例えば自動車等の車両に搭載される燃料電池システムには、各種駆動制御等を行うためのインテリジェントパワーモジュール(以下、「IPM」とする。)や、各種制御回路等に設けられるリアクトル等のパワーデバイスが設けられている。当該パワーデバイスは、作動により発熱するため、冷却装置が必要になる。例えば図8に示すようにパワーデバイス100の冷却は、冷媒が流れる冷媒流路101を設け当該冷媒流路101の外側面にパワーデバイス100を密着させることにより行われている。   For example, in a fuel cell system mounted on a vehicle such as an automobile, an intelligent power module (hereinafter referred to as “IPM”) for performing various drive controls and a power device such as a reactor provided in various control circuits. Is provided. Since the power device generates heat upon operation, a cooling device is required. For example, as shown in FIG. 8, the cooling of the power device 100 is performed by providing the coolant channel 101 through which the coolant flows and bringing the power device 100 into close contact with the outer surface of the coolant channel 101.

特開2005−346948号公報JP 2005-346948 A

しかしながら、上述の冷却方法では、冷媒がパワーデバイス100に沿って一方向に流れながら、パワーデバイス100を冷却するため、下流側に行くにつれて次第に冷媒温度が上昇する。このため、パワーデバイス100の下流側に位置する部分の冷却が効果的に行われないことがある。また、冷媒が冷媒流路101に沿って一方向に流れるため、冷媒流路101の壁面付近の温度境界層が厚くなり、熱の輸送量がその分少なくなる。かかる問題を解決するために、冷却流路を大きくし冷媒の流量を増やすことが考えられるが、その場合、冷却装置が大型化し、コストも上がる。   However, in the above-described cooling method, the refrigerant temperature gradually increases toward the downstream side in order to cool the power device 100 while the refrigerant flows in one direction along the power device 100. For this reason, cooling of the part located in the downstream of the power device 100 may not be performed effectively. In addition, since the refrigerant flows in one direction along the refrigerant flow path 101, the temperature boundary layer near the wall surface of the refrigerant flow path 101 becomes thick, and the amount of heat transport decreases accordingly. In order to solve such a problem, it is conceivable to enlarge the cooling flow path and increase the flow rate of the refrigerant. In this case, however, the cooling device becomes larger and the cost increases.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、装置の大型化やコストの増大を防止しつつ、パワーデバイスの冷却性能を向上できるパワーデバイスの冷却装置及び当該パワーデバイスの冷却装置を備えた燃料電池システムを提供することをその目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and includes a power device cooling device and a power device cooling device capable of improving the cooling performance of the power device while preventing an increase in size and cost of the device. Another object is to provide a fuel cell system.

上記目的を達成させるための本発明は、パワーデバイスを冷却する冷却装置であって、一の面にパワーデバイスが設けられ、内部に冷媒が通過する冷却部を有し、前記冷却部は、内部を前記パワーデバイス側の一の空間とその反対側の他の空間に分ける仕切り板と、前記他の空間に通じる冷媒流入口と、前記一の空間に通じる冷媒流出口を有し、前記仕切り板は、前記他の空間と前記一の空間を連通させる複数の冷媒通過孔を有することを特徴とする。 The present invention for achieving the above object is a cooling device for cooling a power device, wherein the power device is provided on one surface, and has a cooling part through which a refrigerant passes. A partition plate that divides the space into one space on the power device side and another space on the opposite side, a refrigerant inlet that leads to the other space, and a refrigerant outlet that leads to the one space, Has a plurality of refrigerant passage holes for communicating the other space with the one space.

以上の実施の形態によれば、冷媒が仕切り板の複数の冷媒通過孔を通じて冷却部内の他の空間からパワーデバイス側の一の空間に流れるので、冷媒がパワーデバイスのある一の面に向かって流れる。この結果、例えばパワーデバイスの全体に低温の冷媒を供給できるので、パワーデバイス全体の冷却を効果的に行うことができる。また、冷却部内のパワーデバイス側の一の面付近の温度境界層が薄くなるため、パワーデバイスの冷却が効率的に行われる。さらに、冷却部の内部に、冷媒の流れの向きを変える仕切り板を設けるので、冷却装置が大型化することなくコストも増大しない。よって、冷却装置の大型化やコストの上昇を防止しつつ、パワーデバイスの冷却性能を向上できる。   According to the above embodiment, since the refrigerant flows from the other space in the cooling unit to the one space on the power device side through the plurality of refrigerant passage holes of the partition plate, the refrigerant is directed to one surface where the power device is located. Flowing. As a result, for example, since the low-temperature refrigerant can be supplied to the entire power device, the entire power device can be effectively cooled. Moreover, since the temperature boundary layer near one surface in the cooling unit near the power device is thinned, the power device is efficiently cooled. Furthermore, since the partition plate that changes the flow direction of the refrigerant is provided inside the cooling unit, the cooling device is not increased in size and the cost is not increased. Therefore, it is possible to improve the cooling performance of the power device while preventing an increase in size and cost of the cooling device.

前記冷却部は、直方体状に形成され、前記一の面に垂直な一の側面に前記冷媒流入口が形成され、当該一の側面に対向する他の側面に前記冷媒流出口が形成されていてもよい。 The cooling part is formed in a rectangular parallelepiped shape, the refrigerant inlet is formed on one side surface perpendicular to the one surface, and the refrigerant outlet is formed on the other side surface facing the one side surface. Also good.

前記冷媒通過孔には、冷媒を前記パワーデバイス側の所定方向に向けて流すためのガイドが形成されていてもよい。 A guide for flowing the refrigerant in a predetermined direction on the power device side may be formed in the refrigerant passage hole.

前記ガイドは、前記仕切り板の一部を立ち上げることにより形成されていてもよい。 The guide may be formed by raising a part of the partition plate.

別の観点による本発明は、上記パワーデバイスの冷却装置を備えた燃料電池システムである。 Another aspect of the present invention is a fuel cell system including the cooling device for the power device.

本発明によれば、冷却装置の大型化やコストの上昇を防止しつつ、冷却装置のパワーデバイスの冷却性能を向上できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the cooling performance of the power device of a cooling device can be improved, preventing the enlargement of a cooling device and a raise of cost.

燃料電池システムの構成の概略を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the outline of a structure of a fuel cell system. 冷却装置の構成の概略を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the outline of a structure of a cooling device. 冷却部の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of a cooling unit. 仕切り板の平面図である。It is a top view of a partition plate. 冷媒通過孔のガイドを斜めにした場合の冷却部を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the cooling part at the time of making the guide of a refrigerant | coolant passage hole slant. 仕切り板の一部を立ち上げてガイドを形成した場合の仕切り板の断面図である。It is sectional drawing of a partition plate at the time of raising a part of partition plate and forming a guide. 仕切り板の一部を立ち上げてガイドを形成した場合の仕切り板の斜視図である。It is a perspective view of the partition plate at the time of raising a part of partition plate and forming a guide. 改良前の冷却流路を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the cooling flow path before improvement.

以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態について説明する。図1は、本実施の形態に係るパワーデバイスの冷却装置1が搭載される燃料電池システム2の構成の概略を示す説明図である。本実施の形態では、燃料電池システム2を燃料電池車両(移動体)の車載発電システムに適用した例について説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of the configuration of a fuel cell system 2 in which a power device cooling apparatus 1 according to the present embodiment is mounted. In the present embodiment, an example in which the fuel cell system 2 is applied to an on-vehicle power generation system of a fuel cell vehicle (moving body) will be described.

燃料電池システム2は、図1に示すように、反応ガス(酸化ガス及び燃料ガス)の供給を受けて電力を発生する燃料電池10と、燃料電池10に酸化ガス(例えば空気)を供給する酸化ガス配管系11と、燃料電池10に燃料ガスとしての水素ガスを供給する水素ガス配管系12等を備えている。   As shown in FIG. 1, the fuel cell system 2 includes a fuel cell 10 that generates power upon receiving supply of reaction gas (oxidation gas and fuel gas), and an oxidation that supplies oxidation gas (for example, air) to the fuel cell 10. A gas piping system 11 and a hydrogen gas piping system 12 for supplying hydrogen gas as a fuel gas to the fuel cell 10 are provided.

燃料電池10は、反応ガスの供給を受けて発電する単電池(単セル)を所要数積層して構成したスタック構造を有している。 燃料電池10には、例えばパワーデバイスとしてのIPM14や、発電された電力が供給される負荷部15等が接続されている。本実施の形態にかかる冷却装置1は、このIPM14を冷却するものである。   The fuel cell 10 has a stack structure in which a required number of single cells (single cells) that generate power upon receipt of reaction gas are stacked. For example, an IPM 14 as a power device, a load unit 15 to which generated power is supplied, and the like are connected to the fuel cell 10. The cooling device 1 according to the present embodiment cools the IPM 14.

酸化ガス配管系11は、例えば加湿器20と、加湿器20により加湿された酸化ガスを燃料電池10に供給するガス供給流路21と、燃料電池10から排出された酸化オフガスを加湿器20に送るガス排出流路22と、加湿器20の酸化オフガスを外部に排出するガス排気流路23を備えている。ガス供給流路21には、大気中の酸化ガスを取り込んで加湿器20に圧送するコンプレッサ24等が設けられている。   The oxidizing gas piping system 11 includes, for example, a humidifier 20, a gas supply passage 21 that supplies the oxidizing gas humidified by the humidifier 20 to the fuel cell 10, and the oxidizing off-gas discharged from the fuel cell 10 to the humidifier 20. A gas discharge passage 22 for sending and a gas exhaust passage 23 for discharging the oxidizing off gas of the humidifier 20 to the outside are provided. The gas supply passage 21 is provided with a compressor 24 and the like that take in the oxidizing gas in the atmosphere and pump it to the humidifier 20.

水素ガス配管系12は、例えば高圧(例えば70MPa)の水素ガスを貯留した燃料供給源としての水素タンク30と、水素タンク30の水素ガスを燃料電池10に供給するためのガス供給流路31と、燃料電池10から排出された水素オフガスをガス供給流路31に戻すための循環流路32を備えている。   The hydrogen gas piping system 12 includes, for example, a hydrogen tank 30 as a fuel supply source that stores high-pressure (for example, 70 MPa) hydrogen gas, and a gas supply channel 31 for supplying the hydrogen gas in the hydrogen tank 30 to the fuel cell 10. A circulation flow path 32 for returning the hydrogen off gas discharged from the fuel cell 10 to the gas supply flow path 31 is provided.

ガス供給流路31には、例えば水素タンク30の元弁として機能し、水素タンク30から燃料電池10側への水素ガスの供給を遮断又は許容する遮断弁33と、水素ガスの圧力を予め設定した二次圧に減圧するレギュレータ34と、燃料電池10側に供給する水素ガスの流量やガス圧を高精度に調整するインジェクタなどの調圧装置35が設けられている。   For example, the gas supply flow path 31 functions as an original valve of the hydrogen tank 30 and shuts off or allows the supply of hydrogen gas from the hydrogen tank 30 to the fuel cell 10 side, and the hydrogen gas pressure is preset. A regulator 34 for reducing the pressure to the secondary pressure and a pressure regulator 35 such as an injector for adjusting the flow rate and gas pressure of the hydrogen gas supplied to the fuel cell 10 with high accuracy are provided.

循環流路32には、例えば水素オフガスから水や不純物を除去するイオン交換器36と、循環流路32内の水素オフガスを加圧してガス供給流路31側へ圧送する水素ポンプ37が設けられている。イオン交換器36には、イオン交換器36により分離された水や一部の水素オフガスを外部に排出する排出流路38が接続されている。当該排出流路38には、イオン交換器36からの水や一部の水素オフガスの排出を制御する排出制御弁39が設けられている。   The circulation channel 32 is provided with, for example, an ion exchanger 36 that removes water and impurities from the hydrogen off-gas, and a hydrogen pump 37 that pressurizes the hydrogen off-gas in the circulation channel 32 and pumps it to the gas supply channel 31 side. ing. The ion exchanger 36 is connected to a discharge flow path 38 for discharging water separated by the ion exchanger 36 and a part of the hydrogen off-gas to the outside. The discharge flow path 38 is provided with a discharge control valve 39 that controls the discharge of water and a part of the hydrogen off-gas from the ion exchanger 36.

負荷部15には、トラクションモータのほかに、燃料電池10を作動させるために必要なコンプレッサ24、水素ポンプ37、及び図示しない冷媒循環用のポンプ等の補機装置のモータ、並びに、車両の走行に関与する各種装置(車輪制御部、操舵装置、懸架装置等)で使用されるアクチュエータ、空調装置、照明及びオーディオ等が含まれる。 In addition to the traction motor, the load section 15 includes a compressor 24, a hydrogen pump 37, and a motor for auxiliary equipment such as a refrigerant circulation pump (not shown) necessary for operating the fuel cell 10, and a vehicle running Actuators used in various devices (wheel control unit, steering device, suspension device, etc.), air conditioner, lighting, audio, etc.

次に、以上のように構成された燃料電池システム2に搭載された冷却装置1の構成について説明する。   Next, the configuration of the cooling device 1 mounted on the fuel cell system 2 configured as described above will be described.

冷却装置1は、例えば図2に示すようにIPM14が取り付けられる冷却部50と、冷却部50に冷媒を供給する冷媒供給部51と、冷却部50と冷媒供給部51とを接続する管路52を有している。   For example, as shown in FIG. 2, the cooling device 1 includes a cooling unit 50 to which the IPM 14 is attached, a refrigerant supply unit 51 that supplies a refrigerant to the cooling unit 50, and a pipe line 52 that connects the cooling unit 50 and the refrigerant supply unit 51. have.

冷却部50は、例えば図3に示すように方盤状の直方体形状を有し、面積の大きい方形の一の面としての上面50a上に複数のIPM14が密着されている。IPM14は、例えば上面50a面内に偏りなく、均等に配置されている。なお、IPM14と上面50aとの密着は、グリースを介在して行われていてもよい。   The cooling unit 50 has a rectangular parallelepiped shape as shown in FIG. 3, for example, and a plurality of IPMs 14 are in close contact with an upper surface 50a as one surface of a square having a large area. For example, the IPMs 14 are evenly arranged in the upper surface 50a without being biased. The close contact between the IPM 14 and the upper surface 50a may be performed by interposing grease.

図2及び図3に示すように冷却部50の一の側面50bには、供給側の管路52が接続された冷媒流入口60が形成され、一の側面50bに対向する他の側面50cには、排出側の管路52が接続された冷媒流出口61が形成されている。冷媒流入口60は、一の側面50bの長手方向(図3のX方向)の一の端部寄りに配置され、冷媒流出口61は、他の側面50cの長手方向の一の端部と反対の他の端部寄りに配置されている。   As shown in FIGS. 2 and 3, a refrigerant inlet 60 connected to the supply-side pipe line 52 is formed on one side surface 50b of the cooling unit 50, and on the other side surface 50c facing the one side surface 50b. Is formed with a refrigerant outlet 61 to which the discharge side pipe line 52 is connected. The refrigerant inflow port 60 is disposed near one end portion in the longitudinal direction (X direction in FIG. 3) of one side surface 50b, and the refrigerant outflow port 61 is opposite to one end portion in the longitudinal direction of the other side surface 50c. It is arranged near the other end.

冷却部50の内部には、図2に示すように上面50a及び下面50dに平行な仕切り板70が設けられている。仕切り板70は、例えば冷却部50の内部の上下方向の中間位置程度に配置され、冷却部50の内部を、上面50a側の一の空間としての上部空間71と下面50d側の他の空間としての下部空間72に分けている。仕切り板70には、多数の冷媒通過孔73が形成されている。冷媒通過孔73には、冷媒を上面50aに対して垂直になる方向から衝突させるためのガイド74が形成されている。冷媒通過孔73は、例えば図4に示すように円形に形成され、仕切り板70の面内に偏りなく配置されている。冷媒通過孔73は、少なくともIPM14に対応する位置に形成されている。   Inside the cooling unit 50, as shown in FIG. 2, a partition plate 70 parallel to the upper surface 50a and the lower surface 50d is provided. The partition plate 70 is disposed, for example, at an intermediate position in the vertical direction inside the cooling unit 50. The inside of the cooling unit 50 is used as an upper space 71 as one space on the upper surface 50a side and another space on the lower surface 50d side. The lower space 72 is divided. A large number of coolant passage holes 73 are formed in the partition plate 70. The coolant passage hole 73 is formed with a guide 74 for causing the coolant to collide from a direction perpendicular to the upper surface 50a. The coolant passage hole 73 is formed in a circular shape as shown in FIG. 4, for example, and is disposed in the plane of the partition plate 70 without deviation. The refrigerant passage hole 73 is formed at a position corresponding to at least the IPM 14.

冷媒流入口60は、図2に示すように例えば下部空間72に開口し、冷媒流出口61は、上部空間71に開口している。   As shown in FIG. 2, the refrigerant inlet 60 opens, for example, in the lower space 72, and the refrigerant outlet 61 opens in the upper space 71.

冷却装置1によりIPM14の冷却が行われる際には、冷媒供給部51の冷媒が管路52を通じて冷却部50に供給される。冷媒は、管路52から冷媒流入口60を通じて冷却部50内の下部空間72に流入する。このとき、冷媒は、例えば下部空間72内で対流する。そして、下部空間72の冷媒は、仕切り板70の多数の冷媒通過孔73を通じて仕切り板70の全体から上部空間71に流入する。このとき、冷媒は、例えば上面50aに向けて垂直方向から供給される。その後冷媒は、上部空間71において上面50aに衝突し、上部空間71を流れて冷媒流出口61を通じて管路52に排出される。管路52に流出した冷媒は、例えば冷媒供給部51に戻される。   When the IPM 14 is cooled by the cooling device 1, the refrigerant in the refrigerant supply unit 51 is supplied to the cooling unit 50 through the conduit 52. The refrigerant flows from the pipe line 52 into the lower space 72 in the cooling unit 50 through the refrigerant inlet 60. At this time, the refrigerant convects in the lower space 72, for example. The refrigerant in the lower space 72 flows into the upper space 71 from the entirety of the partition plate 70 through the large number of refrigerant passage holes 73 of the partition plate 70. At this time, the refrigerant is supplied from the vertical direction, for example, toward the upper surface 50a. Thereafter, the refrigerant collides with the upper surface 50 a in the upper space 71, flows through the upper space 71, and is discharged to the conduit 52 through the refrigerant outlet 61. The refrigerant that has flowed out into the pipeline 52 is returned to the refrigerant supply unit 51, for example.

以上の実施の形態によれば、冷媒が仕切り板70の複数の冷媒通過孔73を通じて冷却部50内の下部空間72からIPM14側の上部空間71に流れるので、冷媒がIPM14のある上面50aに向かって流れる。この結果、例えばIPM14の全体に低温の冷媒を供給できるので、IPM14全体の冷却を効果的に行うことができる。また、冷却部50内のIPM14側の上面50a付近の温度境界層が薄くなるため、IPM14の冷却が効率的に行われる。さらに、冷却部50内に冷媒の流れの向きを変える仕切り板70を設けるので、冷却装置1が大型化することなくコストも増大しない。よって、冷却装置1の大型化やコストの上昇を防止しつつ、IPM14の冷却性能を向上できる。   According to the above embodiment, since the refrigerant flows from the lower space 72 in the cooling unit 50 to the upper space 71 on the IPM 14 side through the plurality of refrigerant passage holes 73 of the partition plate 70, the refrigerant is directed toward the upper surface 50a where the IPM 14 is located. Flowing. As a result, for example, since the low-temperature refrigerant can be supplied to the entire IPM 14, the entire IPM 14 can be effectively cooled. In addition, since the temperature boundary layer near the upper surface 50a on the IPM 14 side in the cooling unit 50 becomes thin, the IPM 14 is efficiently cooled. Furthermore, since the partition plate 70 that changes the flow direction of the refrigerant is provided in the cooling unit 50, the cooling device 1 does not increase in size and the cost does not increase. Therefore, the cooling performance of the IPM 14 can be improved while preventing an increase in the size of the cooling device 1 and an increase in cost.

冷却部50は、直方体状に形成され、上面50aに垂直な一の側面50bに冷媒流入口60が形成され、一の側面50bに対向する他の側面50cに冷媒流出口61が形成されているので、冷媒がIPM14のある上面50a全体に適正に供給される。これにより、IPM14全体の冷却を適正に行うことができる。 The cooling unit 50 is formed in a rectangular parallelepiped shape, the refrigerant inlet 60 is formed on one side surface 50b perpendicular to the upper surface 50a, and the refrigerant outlet 61 is formed on the other side surface 50c facing the one side surface 50b. Therefore, the refrigerant is properly supplied to the entire upper surface 50a where the IPM 14 is located. Thereby, cooling of the whole IPM14 can be performed appropriately.

冷媒通過孔73には、冷媒をIPM14側の所定方向に向けて流すためのガイド74が形成されているので、冷媒を効率的にIPM14側に供給できる。   Since the coolant passage hole 73 is formed with a guide 74 for flowing the coolant in a predetermined direction on the IPM 14 side, the coolant can be efficiently supplied to the IPM 14 side.

以上の実施の形態では、ガイド74が上面50aに対し垂直方向に向けられていたが、斜め上方に向けられていてもよい。例えば図5に示すようにガイド74が垂直方向より冷媒流出口61側に傾けるようにしてもよい。こうすることにより、例えばIPM14側の上面50aに十分に冷媒を供給しつつ、冷媒の流れを円滑にすることができ、冷却効率を向上できる。   In the above embodiment, the guide 74 is oriented in the vertical direction with respect to the upper surface 50a, but may be oriented obliquely upward. For example, as shown in FIG. 5, the guide 74 may be inclined toward the refrigerant outlet 61 from the vertical direction. By doing so, for example, the refrigerant can be flowed smoothly while sufficiently supplying the refrigerant to the upper surface 50a on the IPM 14 side, and the cooling efficiency can be improved.

上記実施の形態におけるガイド74は、図6及び図7に示すように仕切り板70の一部に切り込みを入れて、当該一部を立ち上げることにより形成されていてもよい。こうすることにより、仕切り板70を安価に製造することができ、冷却装置1のコストをさらに抑えることができる。   As shown in FIGS. 6 and 7, the guide 74 in the above embodiment may be formed by cutting a part of the partition plate 70 and raising the part. By carrying out like this, the partition plate 70 can be manufactured cheaply and the cost of the cooling device 1 can further be suppressed.

なお、上記実施の形態において、冷媒通過孔73は、円形に限られず、半円、楔形など他の形状であってもよい。 In the above-described embodiment, the coolant passage hole 73 is not limited to a circular shape, and may have another shape such as a semicircle or a wedge shape.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   The preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious for those skilled in the art that various modifications or modifications can be conceived within the scope of the idea described in the claims, and these naturally belong to the technical scope of the present invention. It is understood.

以上の実施の形態では、燃料電池システム2のIPM14を冷却する冷却装置1について説明したが、燃料電池システム2内のリアクトルなどの他のパワーデバイスを冷却する場合にも本発明は適用できる。パワーデバイスは、冷却部50の上面50aに直接取り付けられていてもよいし、他の部材を介して間接的に取り付けられていてもよい。また、冷却装置1が搭載される燃料電池システムは、燃料電池車両以外の各種移動体(ロボット、船舶、航空機等)に適用したものであってもよい。また、燃料電池システムは、建物(住宅、ビル等)用の発電設備として用いられる定置用発電システムに適用したものであってもよい。さらに、冷却装置は、燃料電池システム以外のパワーデバイスの冷却にも適用できる。   In the above embodiment, the cooling device 1 that cools the IPM 14 of the fuel cell system 2 has been described. However, the present invention can also be applied to cooling other power devices such as a reactor in the fuel cell system 2. The power device may be directly attached to the upper surface 50a of the cooling unit 50, or may be indirectly attached via another member. Further, the fuel cell system on which the cooling device 1 is mounted may be applied to various moving bodies (robots, ships, aircrafts, etc.) other than the fuel cell vehicle. Further, the fuel cell system may be applied to a stationary power generation system used as a power generation facility for a building (house, building, etc.). Further, the cooling device can be applied to cooling power devices other than the fuel cell system.

本発明は、パワーデバイスの冷却装置において、装置の大型化とコストの上昇を防止しつつ、パワーデバイスの冷却性能を向上する際に有用である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful for improving the cooling performance of a power device while preventing an increase in size and cost of the power device cooling apparatus.

1 冷却装置
2 燃料電池システム
14 IPM
50 冷却部
60 冷媒流入口
61 冷媒流出口
70 仕切り板
71 上部空間
72 下部空間
73 冷媒通過孔
1 Cooling device 2 Fuel cell system 14 IPM
DESCRIPTION OF SYMBOLS 50 Cooling part 60 Refrigerant inlet 61 Refrigerant outlet 70 Partition plate 71 Upper space 72 Lower space 73 Refrigerant passage hole

Claims (5)

パワーデバイスを冷却する冷却装置であって、
一の面にパワーデバイスが設けられ、内部に冷媒が通過する冷却部を有し、
前記冷却部は、内部を前記パワーデバイス側の一の空間とその反対側の他の空間に分ける仕切り板と、前記他の空間に通じる冷媒流入口と、前記一の空間に通じる冷媒流出口を有し、
前記仕切り板は、前記他の空間と前記一の空間を連通させる複数の冷媒通過孔を有することを特徴とする、パワーデバイスの冷却装置。
A cooling device for cooling a power device,
A power device is provided on one surface, and has a cooling part through which a refrigerant passes,
The cooling unit includes a partition plate that divides the interior into one space on the power device side and another space on the opposite side, a refrigerant inlet that leads to the other space, and a refrigerant outlet that leads to the one space. Have
The cooling device for a power device, wherein the partition plate has a plurality of refrigerant passage holes that allow the other space to communicate with the one space.
前記冷却部は、直方体状に形成され、前記一の面に垂直な一の側面に前記冷媒流入口が形成され、当該一の側面に対向する他の側面に前記冷媒流出口が形成されていることを特徴とする、請求項1に記載のパワーデバイスの冷却装置。   The cooling portion is formed in a rectangular parallelepiped shape, the refrigerant inlet is formed on one side surface perpendicular to the one surface, and the refrigerant outlet is formed on the other side surface facing the one side surface. The power device cooling apparatus according to claim 1, wherein: 前記冷媒通過孔には、冷媒を前記パワーデバイス側の所定方向に向けて流すためのガイドが形成されていることを特徴とする、請求項1又は2に記載のパワーデバイスの冷却機構。   The power device cooling mechanism according to claim 1, wherein a guide for flowing the refrigerant in a predetermined direction on the power device side is formed in the refrigerant passage hole. 前記ガイドは、前記仕切り板の一部を立ち上げることにより形成されていることを特徴とする、請求項3に記載のパワーデバイスの冷却装置。   4. The power device cooling apparatus according to claim 3, wherein the guide is formed by raising a part of the partition plate. 請求項1〜4のいずれかに記載のパワーデバイスの冷却装置を備えた燃料電池システム。   A fuel cell system comprising the power device cooling device according to claim 1.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013128051A (en) * 2011-12-19 2013-06-27 Mahle Filter Systems Japan Corp Cooling device for inverter circuit
JP2014220452A (en) * 2013-05-10 2014-11-20 三菱電機株式会社 Cooler for electronic component
JP2015133420A (en) * 2014-01-14 2015-07-23 トヨタ自動車株式会社 Cooler and manufacturing method therefor
CN113467191A (en) * 2020-03-30 2021-10-01 佳能株式会社 Light source device, illumination device, and exposure device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH027456A (en) * 1988-06-27 1990-01-11 Hitachi Ltd Integrated circuit device of forced liquid cooling system
JP2002314280A (en) * 2001-04-10 2002-10-25 Denki Kagaku Kogyo Kk Structure and method for cooling circuit board
JP2004273836A (en) * 2003-03-10 2004-09-30 Toshiba Corp Cooling device for heating element and power electronic device having the same
JP2008244398A (en) * 2007-03-29 2008-10-09 Nissan Motor Co Ltd Cooling device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH027456A (en) * 1988-06-27 1990-01-11 Hitachi Ltd Integrated circuit device of forced liquid cooling system
JP2002314280A (en) * 2001-04-10 2002-10-25 Denki Kagaku Kogyo Kk Structure and method for cooling circuit board
JP2004273836A (en) * 2003-03-10 2004-09-30 Toshiba Corp Cooling device for heating element and power electronic device having the same
JP2008244398A (en) * 2007-03-29 2008-10-09 Nissan Motor Co Ltd Cooling device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013128051A (en) * 2011-12-19 2013-06-27 Mahle Filter Systems Japan Corp Cooling device for inverter circuit
JP2014220452A (en) * 2013-05-10 2014-11-20 三菱電機株式会社 Cooler for electronic component
JP2015133420A (en) * 2014-01-14 2015-07-23 トヨタ自動車株式会社 Cooler and manufacturing method therefor
CN113467191A (en) * 2020-03-30 2021-10-01 佳能株式会社 Light source device, illumination device, and exposure device

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