JP2012186422A - Cooling device for electric equipment - Google Patents

Cooling device for electric equipment Download PDF

Info

Publication number
JP2012186422A
JP2012186422A JP2011050155A JP2011050155A JP2012186422A JP 2012186422 A JP2012186422 A JP 2012186422A JP 2011050155 A JP2011050155 A JP 2011050155A JP 2011050155 A JP2011050155 A JP 2011050155A JP 2012186422 A JP2012186422 A JP 2012186422A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
partition wall
passage
cooling device
region
refrigerant
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.)
Withdrawn
Application number
JP2011050155A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Sugita
昌行 杉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2011050155A priority Critical patent/JP2012186422A/en
Publication of JP2012186422A publication Critical patent/JP2012186422A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cooling device for electric equipment capable of simplifying a structure while realizing excellent cooling efficiency.SOLUTION: A cooling device 20 for a power control unit has: a PCU case 24 where coolant is encapsulated; a passage forming board 30 which forms a circulation passage 40 to circulate the coolant; heater elements 36; and a radiator section 26 on the PCU case 24. The passage forming board 30 has a plurality of rectifying partition wall sections 31 which are arranged at a vertical interval each other. The circulation passage 40 has a straight section 41A arranged in an upper section and another straight section 41B arranged in a lower section. The rectifying partition wall section 31p has opening sections 32 which communicate between the straight section 41A and the other straight section 41B. The heater elements 36 are arranged so that, in the straight section 41B, a heat value in a region 110 opposite to the opening section 32 is larger than the heat values in the regions 120 which are opposite to the rectifying partition wall section 31p and have an equal area to the region 110.

Description

この発明は、一般的には、電気機器の冷却装置に関し、より特定的には、電気絶縁性および熱伝導性に優れた冷媒を用いる電気機器の冷却装置に関する。   The present invention generally relates to a cooling device for electrical equipment, and more particularly to a cooling device for electrical equipment using a refrigerant having excellent electrical insulation and thermal conductivity.

従来の電気機器の冷却装置に関して、たとえば、国際公開第2000/16397号公報には、発熱量の大きい半導体パッケージを効率よく冷却しながら、冷却水の圧力損失を小さく抑えることを目的とした電子機器が開示されている(特許文献1)。特許文献1に開示された電子機器においては、半導体モジュールを搭載した筐体に、ポンプを用いて、冷却された水が循環される。半導体モジュールを冷却する間、水は、蛇行状に形成された水路を流れる。   With respect to a conventional cooling device for electrical equipment, for example, International Publication No. 2000/16397 discloses an electronic equipment intended to suppress cooling water pressure loss while efficiently cooling a semiconductor package having a large calorific value. Is disclosed (Patent Document 1). In the electronic device disclosed in Patent Document 1, cooled water is circulated using a pump in a housing on which a semiconductor module is mounted. During the cooling of the semiconductor module, water flows through a water channel formed in a meandering shape.

国際公開第2000/16397号公報International Publication No. 2000/16397

冷却水などの冷媒を循環させながら半導体モジュールなどの発熱素子を冷却する装置が利用されている。しかしながら、特許文献1に開示された電子機器においては、冷却水を循環させるためのポンプが設けられるため、冷却装置の構造を十分に簡易化することができない。その一方、冷却装置の構造の簡易化を図るために、冷媒を熱対流を利用して自然循環させるという考え方もある。しかしながら、この場合、冷媒の流速は発熱素子の発熱量に依存する。このため、冷媒通路の圧力損失が大きい位置で流速が低下し、発熱素子の冷却効率が低下する懸念がある。   An apparatus for cooling a heating element such as a semiconductor module while circulating a coolant such as cooling water is used. However, in the electronic device disclosed in Patent Document 1, since a pump for circulating the cooling water is provided, the structure of the cooling device cannot be simplified sufficiently. On the other hand, in order to simplify the structure of the cooling device, there is an idea that the refrigerant is naturally circulated using thermal convection. However, in this case, the flow rate of the refrigerant depends on the amount of heat generated by the heating element. For this reason, there is a concern that the flow velocity is reduced at a position where the pressure loss of the refrigerant passage is large, and the cooling efficiency of the heating element is lowered.

そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、優れた冷却効率を実現しつつ、構造の簡易化が図られる電気機器の冷却装置を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems, and to provide a cooling device for an electric device that can achieve a simple structure while realizing excellent cooling efficiency.

この発明に従った電気機器の冷却装置は、電気絶縁性の冷媒が封入される密閉筐体と、密閉筐体の内部に冷媒を循環させるための循環通路を形成する通路形成部材と、循環通路に設けられる発熱素子と、発熱素子よりも鉛直方向の上側に配置され、密閉筐体に設けられる放熱部とを備える。通路形成部材は、鉛直方向に互いに間隔を隔てて配置される複数の隔壁部を有する。循環通路は、上段通路および下段通路を有する。下段通路は、隔壁部によって上段通路と区画され、上段通路よりも鉛直方向の下側に配置される。隔壁部には、開口部が形成される。開口部は、上段通路と下段通路との間を連通させ、冷媒を下段通路から上段通路へと導く。発熱素子は、下段通路において、開口部と対向する第1領域における発熱量が、隔壁部と対向し、第1領域と同じ面積の第2領域における発熱量よりも大きくなるように設けられる。   A cooling device for an electrical device according to the present invention includes a sealed casing in which an electrically insulating refrigerant is sealed, a passage forming member that forms a circulation path for circulating the refrigerant in the sealed casing, and a circulation path And a heat dissipating part disposed on the upper side in the vertical direction from the heat generating element and provided in the sealed casing. The passage forming member has a plurality of partition walls that are spaced apart from each other in the vertical direction. The circulation passage has an upper passage and a lower passage. The lower passage is separated from the upper passage by the partition wall portion, and is disposed on the lower side in the vertical direction than the upper passage. An opening is formed in the partition wall. The opening communicates between the upper passage and the lower passage and guides the refrigerant from the lower passage to the upper passage. The heat generating element is provided in the lower passage such that the heat generation amount in the first region facing the opening is larger than the heat generation amount in the second region facing the partition wall and having the same area as the first region.

このように構成された電気機器の冷却装置によれば、冷媒は、発熱素子からの受熱によって温度上昇することにより、隣り合う隔壁部間を通りながら密閉筐体内の下側から上側に向けて循環通路を流れる。温度上昇した冷媒は、発熱素子よりも鉛直方向の上側に配置された放熱部との間で熱交換を行なうことによって冷却され、密閉筐体内の下側に再び戻される。本発明では、このような冷媒の熱対流を利用することによって、冷却装置の構造を簡易化できる。また、発熱素子は、下段通路において、開口部と対向する第1領域における発熱量が、隔壁部と対向し、第1領域と同じ面積の第2領域における発熱量よりも大きくなるように設けられる。これにより、冷媒が下段通路から開口部を通って上段通路へと向かう際に、下段通路を流れる冷媒を開口部の直下の第1領域でより大きく温度上昇させ、上段通路に円滑に導くことができる。これにより、冷媒の流速が高まり、発熱素子の冷却効率を向上させることができる。   According to the cooling device for an electric device configured as described above, the refrigerant circulates from the lower side to the upper side in the sealed casing while passing between adjacent partition walls due to the temperature rise due to heat received from the heating element. Flow through the passage. The refrigerant whose temperature has risen is cooled by exchanging heat with the heat dissipating part disposed above the heat generating element in the vertical direction, and returned again to the lower side in the sealed casing. In the present invention, the structure of the cooling device can be simplified by utilizing such heat convection of the refrigerant. Further, the heat generating element is provided in the lower passage such that the amount of heat generated in the first region facing the opening is larger than the amount of heat generated in the second region facing the partition wall and having the same area as the first region. . Thus, when the refrigerant travels from the lower passage to the upper passage through the opening, the temperature of the refrigerant flowing through the lower passage is increased more greatly in the first region directly below the opening, and can be smoothly guided to the upper passage. it can. Thereby, the flow rate of a refrigerant | coolant increases and it can improve the cooling efficiency of a heat generating element.

また好ましくは、複数の発熱素子が、下段通路において、配置密度が第2領域よりも第1領域で大きくなるように配置される。このように構成された電気機器の冷却装置によれば、下段通路に配置する複数の発熱素子の疎密によって、第1領域における発熱量を第2領域における発熱量よりも大きく設定することができる。   Preferably, the plurality of heating elements are arranged in the lower passage such that the arrangement density is larger in the first region than in the second region. According to the cooling device for an electrical device configured as described above, the heat generation amount in the first region can be set larger than the heat generation amount in the second region due to the density of the plurality of heating elements arranged in the lower passage.

また好ましくは、複数の隔壁部は、互いに隣り合って配置される第1隔壁部および第2隔壁部を含む。第1隔壁部および第2隔壁部は、第1隔壁部と第2隔壁部との間に形成される循環通路の面積が、冷媒流れの上流側よりも下流側で大きくなるように配置される。このように構成された電気機器の冷却装置によれば、循環通路を流れる冷媒の圧力が、冷媒流れの上流側で高く、下流側で低くなる。これにより、冷媒の流速が高まり、発熱素子の冷却効率をさらに向上させることができる。   Preferably, the plurality of partition walls include a first partition wall and a second partition wall arranged adjacent to each other. The first partition wall and the second partition wall are arranged such that the area of the circulation passage formed between the first partition wall and the second partition wall is larger on the downstream side than on the upstream side of the refrigerant flow. . According to the cooling device for an electric device configured as described above, the pressure of the refrigerant flowing through the circulation passage is high on the upstream side of the refrigerant flow and low on the downstream side. Thereby, the flow rate of a refrigerant | coolant increases and the cooling efficiency of a heat generating element can further be improved.

また好ましくは、複数の隔壁部は、循環通路が鉛直方向の下側から上側に蛇行しながら延びるように配置される。このように構成された電気機器の冷却装置によれば、冷媒装置の小型化を図りつつ、冷媒が循環する循環通路上により多くの発熱素子を配置することができる。   Preferably, the plurality of partition walls are arranged such that the circulation passage extends while meandering from the lower side to the upper side in the vertical direction. According to the cooling device for an electric device configured as described above, more heat generating elements can be arranged on the circulation passage through which the refrigerant circulates while reducing the size of the refrigerant device.

また好ましくは、複数の隔壁部は、複数の隔壁部のうちで最も鉛直方向の上側に配置される第3隔壁部と、最も鉛直方向の下側に配置される第4隔壁部とを含む。通路形成部材は、第3隔壁部と第4隔壁部との間で延在し、放熱部により冷却された冷媒を冷媒流れの上流側に戻すための戻し通路用隔壁部をさらに有する。戻し通路用隔壁部は、第3隔壁部および第4隔壁部よりも小さい熱伝導性を有する。   Preferably, the plurality of partition walls include a third partition wall disposed on the uppermost side in the vertical direction and a fourth partition wall disposed on the lowermost side in the vertical direction. The passage forming member further includes a return passage partition that extends between the third partition and the fourth partition and returns the coolant cooled by the heat radiating portion to the upstream side of the coolant flow. The return path partition wall portion has a smaller thermal conductivity than the third partition wall portion and the fourth partition wall portion.

このように構成された電気機器の冷却装置によれば、冷媒流れの上流側となる第4隔壁部と、冷媒流れの下流側となる第3隔壁部との間で、戻し通路用隔壁部を通じて熱が授受されることを抑制する。これにより、放熱部によって冷却された冷媒をより円滑に、冷媒流れの下流側から上流側に戻すことができる。結果、冷媒の流速が高まり、発熱素子の冷却効率をさらに向上させることができる。   According to the cooling device for an electric device configured as described above, the return passage partition wall is provided between the fourth partition wall on the upstream side of the refrigerant flow and the third partition wall on the downstream side of the coolant flow. Suppresses the transfer of heat. Thereby, the refrigerant | coolant cooled by the thermal radiation part can be returned more smoothly from the downstream of a refrigerant | coolant flow to the upstream. As a result, the flow rate of the refrigerant is increased, and the cooling efficiency of the heating element can be further improved.

また好ましくは、発熱素子は、隔壁部に搭載される。このように構成された電気機器の冷却構造によれば、冷却装置の構造を簡易化できる。   Preferably, the heat generating element is mounted on the partition wall. According to the cooling structure of the electrical device configured as described above, the structure of the cooling device can be simplified.

また好ましくは、電気機器の冷却装置は、隔壁部と発熱素子との間に介挿され、発熱素子を隔壁部に固定するための素子固定部をさらに備える。素子固定部は、電気絶縁性を有する材料により形成される。このように構成された電気機器の冷却装置によれば、発熱素子に対する電気的な絶縁を、素子固定部により確保する。これにより、隔壁部を形成する材料の自由度が高まるため、循環通路を形成する隔壁部と、循環通路を流れる冷媒との間の熱交換を促進させることができる。   Preferably, the cooling device for an electric device further includes an element fixing portion that is interposed between the partition wall and the heating element and fixes the heating element to the partition wall. The element fixing portion is formed of a material having electrical insulation. According to the cooling device for an electric device configured as described above, the element fixing portion secures electrical insulation with respect to the heating element. Thereby, since the freedom degree of the material which forms a partition part increases, the heat exchange between the partition part which forms a circulation path, and the refrigerant | coolant which flows through a circulation path can be promoted.

また好ましくは、電気機器の冷却装置は、隔壁部から距離を隔てた位置で循環通路に設けられ、発熱素子が搭載される素子搭載台をさらに備える。このように構成された電気機器の冷却装置によれば、循環通路において冷媒の流速が高くなる位置に素子搭載台を配置することにより、発熱素子の冷却効率をさらに向上させることができる。   Preferably, the electrical device cooling apparatus further includes an element mounting base provided in the circulation passage at a position spaced from the partition wall and on which the heating element is mounted. According to the cooling device for an electric device configured as described above, the cooling efficiency of the heat generating element can be further improved by disposing the element mounting base at a position where the flow rate of the refrigerant is increased in the circulation passage.

また好ましくは、冷媒は、飽和蒸気圧以上に加圧されて密閉筐体に封入される。このように構成された電気機器の冷却装置によれば、発熱素子から受熱した冷媒に気泡が発生するということがなくなる。これにより、気泡の発生に起因して発熱素子間で放電が発生するという懸念が解消する。結果、発熱素子間の距離をより小さく設定することが可能となり、冷却装置の小型化を図ることができる。   Preferably, the refrigerant is pressurized to a saturation vapor pressure or higher and enclosed in a sealed casing. According to the cooling device for an electric device configured as described above, bubbles are not generated in the refrigerant that has received heat from the heating element. This eliminates the concern that a discharge occurs between the heating elements due to the generation of bubbles. As a result, the distance between the heating elements can be set smaller, and the cooling device can be downsized.

以上に説明したように、この発明に従えば、優れた冷却効率を実現しつつ、構造の簡易化が図られる電気機器の冷却装置を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a cooling device for an electric device that can achieve a simple structure while realizing excellent cooling efficiency.

ハイブリッド自動車を示す側面図である。It is a side view which shows a hybrid vehicle. 図1中のハイブリッド自動車に搭載される電力制御ユニットを説明するための電気回路図である。It is an electric circuit diagram for demonstrating the electric power control unit mounted in the hybrid vehicle in FIG. 図2中の電力制御ユニットの冷却装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cooling device of the electric power control unit in FIG. 図3中のPCUケース内に形成される冷媒流れを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the refrigerant | coolant flow formed in the PCU case in FIG. この発明の実施の形態2における電力制御ユニットの冷却装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cooling device of the power control unit in Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態3における電力制御ユニットの冷却装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cooling device of the power control unit in Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態4における電力制御ユニットの冷却装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cooling device of the power control unit in Embodiment 4 of this invention.

この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings referred to below, the same or corresponding members are denoted by the same reference numerals.

(実施の形態1)
図1は、ハイブリッド自動車を示す側面図である。本実施の形態では、本発明を、ハイブリッド自動車10に搭載された電力制御ユニット(PCU:power control unit)を冷却するための装置に適用した場合について説明する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a side view showing a hybrid vehicle. In the present embodiment, a case will be described in which the present invention is applied to an apparatus for cooling a power control unit (PCU) mounted on a hybrid vehicle 10.

図1を参照して、ハイブリッド自動車10は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関と、充放電可能な2次電池(バッテリ)から電力供給されるモータとを動力源とする。   Referring to FIG. 1, hybrid vehicle 10 uses an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine and a motor supplied with power from a chargeable / dischargeable secondary battery (battery) as a power source.

ハイブリッド自動車10には、エンジンルーム15が形成されている。エンジンルーム15は、車両前方に配置されている。エンジンルーム15は、ハイブリッド自動車10の走行時に、格子状のフロントグリルなどを通じて走行風を取り込み可能なように設けられている。本実施の形態における電力制御ユニットの冷却装置20は、エンジンルーム15に配置されている。   An engine room 15 is formed in the hybrid vehicle 10. The engine room 15 is disposed in front of the vehicle. The engine room 15 is provided so that traveling wind can be taken in through a grid-like front grill or the like when the hybrid vehicle 10 is traveling. The power control unit cooling device 20 in the present embodiment is disposed in the engine room 15.

図2は、図1中のハイブリッド自動車に搭載される電力制御ユニットを説明するための電気回路図である。   FIG. 2 is an electric circuit diagram for explaining a power control unit mounted on the hybrid vehicle in FIG.

図2を参照して、電力制御ユニット60は、高電圧蓄電装置50および低電圧蓄電装置56の直流電力を、高電圧交流電力で作動する回転電機としてのモータジェネレータ52およびモータジェネレータ54と、低電圧で作動するLV(low-level voltage)機器58とに対して、それぞれの作動に適した電圧、交流等の状態に変換する機能を有する。また、逆に、モータジェネレータ52およびモータジェネレータ54からの回生電力を、高電圧蓄電装置50に適した電圧、直流に変換して、高電圧蓄電装置50に充電する機能も有する。   Referring to FIG. 2, power control unit 60 includes a motor generator 52 and a motor generator 54 serving as rotating electrical machines that operate with high voltage AC power by using DC power of high voltage power storage device 50 and low voltage power storage device 56. The LV (low-level voltage) device 58 that operates by voltage has a function of converting to a state suitable for each operation, such as voltage and alternating current. Conversely, the regenerative electric power from the motor generator 52 and the motor generator 54 is also converted into a voltage and direct current suitable for the high voltage power storage device 50 and charged to the high voltage power storage device 50.

電力制御ユニット60に接続される高電圧蓄電装置50は、充放電可能な高電圧の2次電池(バッテリ)である。このような高電圧蓄電装置50としては、たとえば、200〜300Vの端子電圧を有するリチウムイオン電池やニッケル水素電池、キャパシタなどが用いられる。電力制御ユニット60に接続される低電圧蓄電装置56は、充放電可能な低電圧の2次電池である。このような低電圧蓄電装置56としては、たとえば、公称電圧12〜14Vの鉛蓄電池などが用いられる。   The high voltage power storage device 50 connected to the power control unit 60 is a chargeable / dischargeable high voltage secondary battery (battery). As such a high voltage power storage device 50, for example, a lithium ion battery, a nickel hydrogen battery, a capacitor, or the like having a terminal voltage of 200 to 300V is used. The low voltage power storage device 56 connected to the power control unit 60 is a chargeable / dischargeable low voltage secondary battery. As such a low voltage power storage device 56, for example, a lead storage battery having a nominal voltage of 12 to 14 V is used.

電力制御ユニット60に接続されるモータジェネレータ52およびモータジェネレータ54は、電力が供給されたときはモータとして機能し、制動時には発電機として機能する三相同期型回転電機である。   The motor generator 52 and the motor generator 54 connected to the power control unit 60 are three-phase synchronous rotating electric machines that function as motors when electric power is supplied and function as generators during braking.

図2中においてMG1と示されたモータジェネレータ52は、エンジンに接続されており、主にジェネレータとして機能する。モータジェネレータ52は、エンジンの出力により交流電力を発電する。発電された交流電圧は、後述するMG1用のインバータ68によって直流電力に変換され、高電圧蓄電装置50を充電する。   The motor generator 52 indicated as MG1 in FIG. 2 is connected to the engine and mainly functions as a generator. The motor generator 52 generates AC power by the output of the engine. The generated AC voltage is converted into DC power by an MG1 inverter 68, which will be described later, and charges the high-voltage power storage device 50.

図2中にMG2と示されたモータジェネレータ54は、主に、エンジンの出力を補助し、駆動力を高めるためのモータとして機能する。高電圧蓄電装置50の直流電力を後述するMG2用のインバータ70により変換して交流電力が得られ、モータジェネレータ54は、その交流電力によって作動する。また、モータジェネレータ54は、ハイブリッド自動車10の制動時にはその回生エネルギを回収して、交流電力を発電するジェネレータとしての機能も有する。発電された交流電圧は、インバータ70によって直流電力に変換され、高電圧蓄電装置50を充電する。   The motor generator 54 indicated as MG2 in FIG. 2 mainly functions as a motor for assisting engine output and increasing driving force. AC power is obtained by converting DC power of the high-voltage power storage device 50 by an inverter 70 for MG2, which will be described later, and the motor generator 54 is operated by the AC power. The motor generator 54 also has a function as a generator that collects the regenerative energy during braking of the hybrid vehicle 10 and generates AC power. The generated AC voltage is converted into DC power by the inverter 70 and charges the high-voltage power storage device 50.

電力制御ユニット60に対して低電圧蓄電装置56と並列に接続されるLV機器58は、低電圧蓄電装置56の電圧により作動する機器であり、オーディオ機器、照明機器、小型モータ等の機器、ならびに、マイクロプロセッサ等の電子機器および電気回路などである。   The LV device 58 connected in parallel to the low voltage power storage device 56 with respect to the power control unit 60 is a device that operates according to the voltage of the low voltage power storage device 56, and is a device such as an audio device, a lighting device, a small motor, and the like. And electronic devices such as microprocessors and electric circuits.

電力制御ユニット60は、平滑コンデンサ62,66,74と、高電圧側の電圧変換器であるHV(high-level voltage)コンバータ64、低電圧側のLV(low-level voltage)コンバータ72、モータジェネレータ52に接続されるMG1用のインバータ68、モータジェネレータ54に接続されるMG2用のインバータ70を含んで構成されている。   The power control unit 60 includes smoothing capacitors 62, 66 and 74, an HV (high-level voltage) converter 64 which is a high-voltage side voltage converter, an LV (low-level voltage) converter 72, a motor generator. 52 includes an MG1 inverter 68 connected to 52 and an MG2 inverter 70 connected to the motor generator 54.

高電圧蓄電装置50と、HVコンバータ64との間に設けられる平滑コンデンサ62は、高電圧蓄電装置50側における電圧、電流の変動を抑制するために用いられる容量素子である。HVコンバータ64と、インバータ68およびインバータ70との間に設けられる平滑コンデンサ66は、インバータ68,70側における電圧、電流の変動を抑制するために用いられる容量素子である。LVコンバータ72と低電圧蓄電装置56との間に設けられる平滑コンデンサ74は、低電圧蓄電装置56側における電圧、電流の変動を抑制するために用いられる容量素子である。   The smoothing capacitor 62 provided between the high voltage power storage device 50 and the HV converter 64 is a capacitive element used to suppress fluctuations in voltage and current on the high voltage power storage device 50 side. A smoothing capacitor 66 provided between the HV converter 64 and the inverters 68 and 70 is a capacitive element used to suppress fluctuations in voltage and current on the inverters 68 and 70 side. The smoothing capacitor 74 provided between the LV converter 72 and the low voltage power storage device 56 is a capacitive element used to suppress fluctuations in voltage and current on the low voltage power storage device 56 side.

HVコンバータ64は、高電圧蓄電装置50と、インバータ68およびインバータ70との間に設けられ、高電圧蓄電装置50の端子間電圧とインバータ68,70側の電圧との間の電圧変換を行なう機能を有するコンバータ回路である。このようなHVコンバータ64としては、リアクトルとスイッチング素子とを含むコンバータが用いられる。   HV converter 64 is provided between high voltage power storage device 50 and inverter 68 and inverter 70, and has a function of performing voltage conversion between the voltage between terminals of high voltage power storage device 50 and the voltage on the inverters 68 and 70 side. Is a converter circuit. As such an HV converter 64, a converter including a reactor and a switching element is used.

LVコンバータ72は、高電圧蓄電装置50と低電圧蓄電装置56との間に設けられ、高電圧蓄電装置50の端子間電圧と低電圧蓄電装置56の電圧との間の電圧変換を行なう機能を有するコンバータ回路である。このようなLVコンバータ72としては、HVコンバータ64と同様に、リアクトルとスイッチング素子とを含むコンバータが用いられる。   The LV converter 72 is provided between the high voltage power storage device 50 and the low voltage power storage device 56 and has a function of performing voltage conversion between the voltage between the terminals of the high voltage power storage device 50 and the voltage of the low voltage power storage device 56. It is the converter circuit which has. As such an LV converter 72, a converter including a reactor and a switching element is used similarly to the HV converter 64.

インバータ68,70は、高電圧直流電力を交流三相駆動電力に変換し、モータジェネレータ52,54に供給する機能と、モータジェネレータ52,54からの交流三相駆動電力を高電圧直流電力に変換する機能とを有する回路である。このようなインバータ68,70としては、スイッチング素子(IGBT:Insulated Gate Bipolar Transistor)およびダイオードなどを含む回路により構成される。   Inverters 68 and 70 convert high voltage DC power into AC three-phase drive power and supply it to motor generators 52 and 54, and convert AC three-phase drive power from motor generators 52 and 54 into high voltage DC power. A circuit having a function of Such inverters 68 and 70 are constituted by a circuit including a switching element (IGBT: Insulated Gate Bipolar Transistor) and a diode.

以上に説明したように、電力制御ユニット60は、コンバータ、インバータ、コンデンサなどを含み、これらは、スイッチング素子、ダイオード、リアクトル、容量素子などの各種素子により構成されている。   As described above, the power control unit 60 includes a converter, an inverter, a capacitor, and the like, and these are configured by various elements such as a switching element, a diode, a reactor, and a capacitive element.

続いて、本実施の形態における電力制御ユニットの冷却装置20の構造について説明する。   Then, the structure of the cooling device 20 of the power control unit in the present embodiment will be described.

図3は、図2中の電力制御ユニットの冷却装置を示す断面図である。図3を参照して、本実施の形態における電力制御ユニットの冷却装置20は、PCUケース24、発熱素子36およびラジエータ部26を有する。   3 is a cross-sectional view showing a cooling device of the power control unit in FIG. Referring to FIG. 3, cooling device 20 for the power control unit in the present embodiment has PCU case 24, heating element 36, and radiator section 26.

PCUケース24は、その内部に密閉された空間を形成するように設けられている。PCUケース24は、たとえば、下部容器と上部容器とを組み合わせ、両者の間を封止することによって形成されている。PCUケース24は、互いに対向する頂部24tと底部24bとを有する筐体形状を有する。PCUケース24は、アルミニウム等の金属から形成されている。   The PCU case 24 is provided so as to form a sealed space therein. The PCU case 24 is formed, for example, by combining a lower container and an upper container and sealing between the two. The PCU case 24 has a casing shape having a top portion 24t and a bottom portion 24b facing each other. The PCU case 24 is made of a metal such as aluminum.

PCUケース24内には、電気絶縁性の冷媒が封入されている。本実施の形態では、PCUケース24内に、フッ素系不活性液体などの、電気絶縁性および熱伝導性に優れた液体が封入されている。冷媒は、PCUケース24内を満たすように設けられている。冷媒は、飽和蒸気圧以上に加圧されてPCUケース24内に封入されている。   An electrically insulating refrigerant is sealed in the PCU case 24. In the present embodiment, a liquid excellent in electrical insulation and thermal conductivity, such as a fluorine-based inert liquid, is enclosed in the PCU case 24. The refrigerant is provided so as to fill the PCU case 24. The refrigerant is pressurized to the saturated vapor pressure or higher and sealed in the PCU case 24.

ラジエータ部26は、フィン形状を有し、本実施の形態では、PCUケース24に一体に形成されている。ラジエータ部26は、PCUケース24の頂部24tに形成されている。冷却装置20は、図1中のエンジンルーム15に取り込まれた走行風がラジエータ部26に向かうように配置されている。   The radiator section 26 has a fin shape, and is integrally formed with the PCU case 24 in the present embodiment. The radiator portion 26 is formed on the top portion 24 t of the PCU case 24. The cooling device 20 is arranged so that the traveling wind taken into the engine room 15 in FIG. 1 is directed to the radiator unit 26.

発熱素子36は、電力制御ユニット60を構成する上記の各種素子であり、電力制御ユニット60の作動に伴って発熱する。発熱素子36は、PCUケース24内に封入された冷媒に浸されている。   The heating element 36 is the various elements that constitute the power control unit 60, and generates heat when the power control unit 60 is operated. The heat generating element 36 is immersed in a refrigerant sealed in the PCU case 24.

本実施の形態における電力制御ユニットの冷却装置20は、通路形成板30をさらに有する。通路形成板30は、複数枚の板材が組み合わさって構成されている。通路形成板30は、PCUケース24内に配置されている。通路形成板30によって、PCUケース24内には、冷媒を循環させるための循環通路40が形成されている。   The power control unit cooling device 20 according to the present embodiment further includes a passage forming plate 30. The passage forming plate 30 is configured by combining a plurality of plate materials. The passage forming plate 30 is disposed in the PCU case 24. The passage forming plate 30 forms a circulation passage 40 in the PCU case 24 for circulating the refrigerant.

循環通路40は、蛇行通路41および戻し通路46により構成されている。蛇行通路41は、PCUケース24内において鉛直方向の下側から上側に蛇行しながら延びるように形成されている。戻し通路46は、蛇行通路41の下側部分と上側部分とを繋ぐように、鉛直方向に沿って延びている。   The circulation passage 40 includes a meandering passage 41 and a return passage 46. The meandering passage 41 is formed in the PCU case 24 so as to extend while meandering from the lower side to the upper side in the vertical direction. The return passage 46 extends along the vertical direction so as to connect the lower portion and the upper portion of the meandering passage 41.

本実施の形態では、循環通路40が、周回経路が一通りしか存在しないように、つまり、循環通路40を一周する場合に途中で分岐する箇所がないように形成されている。このような構成により、熱対流する冷媒を意図したように循環通路40に流通させることができる。結果、循環通路40に配置された複数の発熱素子36を、ばらつきなく冷却することができる。   In the present embodiment, the circulation passage 40 is formed so that there is only one circulation path, that is, there is no portion that branches in the middle when the circulation passage 40 goes around. With such a configuration, the heat convection refrigerant can be circulated through the circulation passage 40 as intended. As a result, the plurality of heating elements 36 arranged in the circulation passage 40 can be cooled without variation.

通路形成板30は、整流用隔壁部31p、整流用隔壁部31qおよび整流用隔壁部31r(以下、特に区別しない場合は整流用隔壁部31という)と、戻し通路用隔壁部33とから構成されている。   The passage forming plate 30 includes a rectifying partition wall portion 31p, a rectifying partition wall portion 31q, a rectifying partition wall portion 31r (hereinafter referred to as a rectifying partition wall portion 31 unless otherwise specified), and a return passage partition wall portion 33. ing.

整流用隔壁部31は、平板形状を有する。整流用隔壁部31は、熱伝導性に優れた材料により形成されている。整流用隔壁部31は、たとえば、アルミニウムや銅などの金属から形成されている。整流用隔壁部31は、導電性材料により形成されている。   The rectifying partition wall 31 has a flat plate shape. The rectifying partition wall 31 is formed of a material having excellent thermal conductivity. The rectifying partition wall 31 is made of a metal such as aluminum or copper, for example. The rectifying partition wall 31 is made of a conductive material.

戻し通路用隔壁部33は、平板形状を有する。戻し通路用隔壁部33は、整流用隔壁部31pおよび整流用隔壁部31rよりも小さい熱伝導性を有する材料から形成されていることが好ましい。戻し通路用隔壁部33は、整流用隔壁部31と同じ材料から形成されてもよい。   The return passage partition wall 33 has a flat plate shape. The return passage partition wall 33 is preferably formed of a material having lower thermal conductivity than the rectification partition wall 31p and the rectification partition wall 31r. The return passage partition wall 33 may be formed of the same material as the rectifying partition wall 31.

整流用隔壁部31p、整流用隔壁部31qおよび整流用隔壁部31rは、鉛直方向において互いに間隔を設けて位置決めされている。整流用隔壁部31p、整流用隔壁部31qおよび整流用隔壁部31rは、上下方向に層状に配置されている。複数の整流用隔壁部31の中で、整流用隔壁部31pは、最も鉛直方向の上側に配置され、整流用隔壁部31rは、最も鉛直方向の下側に配置され、整流用隔壁部31qは、鉛直方向において、整流用隔壁部31pと整流用隔壁部31rとの間に配置されている。整流用隔壁部31pは、PCUケース24の頂部24tと向かい合って配置されている。整流用隔壁部31rは、PCUケース24の底部24bと向かい合って配置されている。   The rectifying partition wall portion 31p, the rectifying partition wall portion 31q, and the rectifying partition wall portion 31r are positioned at intervals in the vertical direction. The rectifying partition wall portion 31p, the rectifying partition wall portion 31q, and the rectifying partition wall portion 31r are arranged in layers in the vertical direction. Among the plurality of rectifying partition walls 31, the rectifying partition wall portion 31p is disposed on the uppermost side in the vertical direction, the rectifying partition wall portion 31r is disposed on the lowermost side in the vertical direction, and the rectifying partition wall portion 31q is In the vertical direction, it is arranged between the rectifying partition wall 31p and the rectifying partition wall 31r. The rectifying partition wall 31p is disposed to face the top 24t of the PCU case 24. The rectifying partition wall 31r is arranged to face the bottom 24b of the PCU case 24.

整流用隔壁部31は、鉛直方向の上側に面する上面31mと、上面31mの裏側に配置され、鉛直方向の下側に面する下面31nとを有する。互いに隣り合う整流用隔壁部31同士は、上面31mと下面31nとが向かい合わせとなるように配置されている。   The rectifying partition wall 31 has an upper surface 31m facing the upper side in the vertical direction and a lower surface 31n disposed on the back side of the upper surface 31m and facing the lower side in the vertical direction. The rectifying partition walls 31 adjacent to each other are arranged such that the upper surface 31m and the lower surface 31n face each other.

戻し通路用隔壁部33は、整流用隔壁部31pと整流用隔壁部31rとの間で延在している。戻し通路用隔壁部33は、鉛直方向に延在している。整流用隔壁部31p、戻し通路用隔壁部33および整流用隔壁部31rは、戻し通路用隔壁部33とPCUケース24とを繋ぐ隔壁部支持スペーサ39と、整流用隔壁部31pとPCUケース24とを繋ぐ隔壁部支持スペーサ38とによって、PCUケース24内に支持されている。一方、整流用隔壁部31qは、PCUケース24に直接繋がれて支持されている。   The return passage partition wall 33 extends between the rectification partition wall 31p and the rectification partition wall 31r. The return passage partition wall 33 extends in the vertical direction. The rectifying partition wall portion 31p, the return passage partition wall portion 33, and the rectifying partition wall portion 31r include a partition wall support spacer 39 that connects the return passage partition wall portion 33 and the PCU case 24, and the rectifying partition wall portion 31p and the PCU case 24. Are supported in the PCU case 24 by partition wall support spacers 38 connecting the two. On the other hand, the rectifying partition wall 31q is directly connected to and supported by the PCU case 24.

蛇行通路41は、直線部41A、直線部41B、直線部41Cおよび直線部41Dと、複数の曲がり部41Eとから構成されている。   The meandering passage 41 includes a straight portion 41A, a straight portion 41B, a straight portion 41C and a straight portion 41D, and a plurality of bent portions 41E.

PCUケース24の頂部24tと整流用隔壁部31pとの間に、直線部41Aが形成され、整流用隔壁部31pと整流用隔壁部31qとの間に、直線部41Bが形成され、整流用隔壁部31qと整流用隔壁部31rとの間に、直線部41Cが形成され、整流用隔壁部31rとPCUケース24の底部24bとの間に直線部41Dが形成されている。すなわち、直線部41Aと直線部41Bとの間は整流用隔壁部31pによって区画され、直線部41Bと直線部41Cとの間は整流用隔壁部31qによって区画され、直線部41Cと直線部41Dとの間は整流用隔壁部31rによって区画されている。複数の曲がり部41Eは、直線部41Aと直線部41Bとの間、直線部41Bと直線部41Cとの間、および直線部41Cと直線部41Dとの間をそれぞれ繋ぐように、鉛直方向に延びて形成されている。   A straight portion 41A is formed between the top 24t of the PCU case 24 and the rectifying partition wall portion 31p, and a straight portion 41B is formed between the rectifying partition wall portion 31p and the rectifying partition wall portion 31q. A straight portion 41C is formed between the portion 31q and the rectifying partition wall portion 31r, and a straight portion 41D is formed between the rectifying partition wall portion 31r and the bottom portion 24b of the PCU case 24. That is, the straight portion 41A and the straight portion 41B are partitioned by the rectifying partition wall portion 31p, and the straight portion 41B and the straight portion 41C are partitioned by the rectifying partition wall portion 31q, and the straight portion 41C and the straight portion 41D are separated. Is partitioned by a rectifying partition wall 31r. The plurality of bent portions 41E extend in the vertical direction so as to connect between the straight portions 41A and 41B, between the straight portions 41B and 41C, and between the straight portions 41C and 41D. Is formed.

整流用隔壁部31には、開口部32が形成されている。開口部32は、複数の曲がり部41Eのそれぞれに配置されている。開口部32は、その開口部32が形成された整流用隔壁部31が区画する上下の直線部41A〜41Dを互いに連通させる。より具体的には、整流用隔壁部31pに形成された開口部32は、直線部41Aと直線部41Bとの間を連通させる。整流用隔壁部31qに形成された開口部32は、直線部41Bと直線部41Cとの間を連通させる。整流用隔壁部31rに形成された開口部32は、直線部41Cと直線部41Dとの間を連通させる。   An opening 32 is formed in the rectifying partition wall 31. The opening 32 is disposed in each of the plurality of bent portions 41E. The opening 32 allows the upper and lower straight portions 41 </ b> A to 41 </ b> D defined by the partition wall 31 for rectification formed with the opening 32 to communicate with each other. More specifically, the opening 32 formed in the rectifying partition wall 31p allows communication between the straight portion 41A and the straight portion 41B. The opening 32 formed in the rectifying partition wall 31q allows communication between the straight portion 41B and the straight portion 41C. The opening 32 formed in the rectifying partition wall 31r allows communication between the straight portion 41C and the straight portion 41D.

発熱素子36は、循環通路40に設けられている。発熱素子36は、蛇行通路41に設けられている。発熱素子36は、直線部41A、直線部41Bおよび直線部41Cに設けられている。本実施の形態では、発熱素子36が、整流用隔壁部31に搭載されている。発熱素子36は、循環通路40における冷媒の流れ方向に沿って互いに間隔を隔てて配置されている。   The heating element 36 is provided in the circulation passage 40. The heating element 36 is provided in the meandering passage 41. The heat generating elements 36 are provided in the straight portion 41A, the straight portion 41B, and the straight portion 41C. In the present embodiment, the heating element 36 is mounted on the rectifying partition wall 31. The heat generating elements 36 are spaced apart from each other along the flow direction of the refrigerant in the circulation passage 40.

発熱素子36は、整流用隔壁部31が有する上面31mおよび下面31nのうちの上面31mに搭載されている。ラジエータ部26は、発熱素子36よりも鉛直方向の上側に配置されている。ラジエータ部26は、複数設けられた発熱素子36の全てよりも、鉛直方向の上側に配置されている。   The heating element 36 is mounted on the upper surface 31m of the upper surface 31m and the lower surface 31n of the rectifying partition wall 31. The radiator section 26 is disposed above the heat generating element 36 in the vertical direction. The radiator unit 26 is disposed on the upper side in the vertical direction with respect to all of the plurality of heating elements 36 provided.

発熱素子36が直線部41Bに設けられる態様について詳細に説明する。直線部41Bに、領域110および領域120を規定する。領域110は、整流用隔壁部31pに形成された開口部32と対向する位置に規定される。   A mode in which the heat generating element 36 is provided in the linear portion 41B will be described in detail. A region 110 and a region 120 are defined in the straight line portion 41B. The region 110 is defined at a position facing the opening 32 formed in the rectifying partition wall 31p.

領域120は、領域110と同じ面積を有し、整流用隔壁部31pと対向する任意の位置に規定される。図3中では、整流用隔壁部31pと対向する位置であって、4つの発熱素子36を含む位置に領域120Dが規定され、整流用隔壁部31pと対向する位置であって、2つの発熱素子36を含む位置に領域120Uが規定されている。領域120Dは、領域110と同じ面積を有し、領域120Uは、領域110と同じ面積を有する。領域120U、領域120Dおよび領域110は、挙げた順に、直線部41Bにおける冷媒流れの上流側から下流側に並んでいる。   The region 120 has the same area as the region 110 and is defined at an arbitrary position facing the rectifying partition wall 31p. In FIG. 3, a region 120D is defined at a position facing the rectifying partition wall portion 31p and including the four heat generating elements 36, and at a position facing the rectifying partition wall portion 31p, two heating elements are formed. A region 120U is defined at a position including 36. The region 120D has the same area as the region 110, and the region 120U has the same area as the region 110. The region 120U, the region 120D, and the region 110 are arranged in the order given from the upstream side to the downstream side of the refrigerant flow in the linear portion 41B.

この場合に、発熱素子36は、直線部41Bにおいて、領域110における発熱素子36の発熱量が、領域120における発熱素子36の発熱量よりも大きくなるように設けられる。領域110における発熱素子36の発熱量は、領域120Dにおける発熱素子36の発熱量よりも大きく、領域120Uにおける発熱素子36の発熱量よりも大きい。図3中では、意図的に多数の発熱素子36を含むように領域120Dおよび領域120Uを規定したが、直線部41Bに領域120がどのように設定されたとしても、領域110における発熱素子36の発熱量が、領域120における発熱素子36の発熱量よりも大きくなる。   In this case, the heat generating element 36 is provided in the linear portion 41B so that the heat generation amount of the heat generating element 36 in the region 110 is larger than the heat generation amount of the heat generating element 36 in the region 120. The amount of heat generated by the heat generating element 36 in the region 110 is larger than the amount of heat generated by the heat generating element 36 in the region 120D, and larger than the amount of heat generated by the heat generating element 36 in the region 120U. In FIG. 3, the region 120D and the region 120U are defined so as to intentionally include a large number of the heating elements 36. However, no matter how the region 120 is set in the linear portion 41B, the heating elements 36 in the region 110 are not limited. The heat generation amount is larger than the heat generation amount of the heat generating element 36 in the region 120.

本実施の形態では、複数の発熱素子36が、その配置密度が領域120よりも領域110で大きくなるように配置されている。図3中に示す例では、領域110に5個の発熱素子36が配置され、領域120Dに4個の発熱素子36が配置され、領域120Uに2個の発熱素子36が配置されている。   In the present embodiment, the plurality of heating elements 36 are arranged so that the arrangement density thereof is larger in the region 110 than in the region 120. In the example shown in FIG. 3, five heat generating elements 36 are arranged in the region 110, four heat generating elements 36 are arranged in the region 120D, and two heat generating elements 36 are arranged in the region 120U.

さらに本実施の形態では、発熱素子36は、その発熱量が、直線部41Bにおける冷媒流れの上流側から下流側に向かうほど、すなわち、領域120U、領域120Dおよび領域110の順に大きくなるように設けられている。複数の発熱素子36は、その配置密度が、直線部41Bにおける冷媒流れの上流側から下流側に向かうほど、すなわち、領域120U、領域120Dおよび領域110の順に大きくなるように設けられている。整流用隔壁部31p上に、直線部41Bの領域110と同じ面積を有する任意の領域を規定すると、その領域における発熱素子36の発熱量は、直線部41Bの領域110における発熱素子36の発熱量よりも小さくなる。   Further, in the present embodiment, the heat generating element 36 is provided such that the amount of heat generated increases from the upstream side to the downstream side of the refrigerant flow in the linear portion 41B, that is, in the order of the region 120U, the region 120D, and the region 110. It has been. The plurality of heat generating elements 36 are provided such that the arrangement density thereof increases in order from the upstream side to the downstream side of the refrigerant flow in the straight portion 41B, that is, in the order of the region 120U, the region 120D, and the region 110. If an arbitrary region having the same area as the region 110 of the straight portion 41B is defined on the rectifying partition wall 31p, the heat generation amount of the heat generating element 36 in the region is the heat generation amount of the heat generating element 36 in the region 110 of the straight portion 41B. Smaller than.

発熱素子36は、直線部41Cにおいても、直線部41Bと同様の態様により設けられている。すなわち、発熱素子36は、直線部41Cにおいて、整流用隔壁部31qに形成された開口部32と対向する領域110における発熱量が、整流用隔壁部31qと対向し、領域110と同じ面積の領域120における発熱量よりも大きくなるように設けられている。   The heating element 36 is also provided in the linear portion 41C in the same manner as the linear portion 41B. That is, the heating element 36 is a region where the amount of heat generated in the region 110 facing the opening 32 formed in the rectifying partition wall portion 31q in the straight portion 41C is opposed to the rectifying partition wall portion 31q and has the same area as the region 110. The heat generation amount at 120 is set to be larger.

本実施の形態における電力制御ユニットの冷却装置20は、素子固定部としての素子固定板35をさらに有する。素子固定板35は、発熱素子36と整流用隔壁部31との間に介挿されている。発熱素子36は、素子固定板35によって整流用隔壁部31に固定されている。すなわち、素子固定板35は、発熱素子36を整流用隔壁部31に固定するための接着剤として機能している。素子固定板35は、高熱伝導性および電気的絶縁性を有する材料、たとえば、高熱伝導率のフィラーを含有する樹脂シートから形成されている。   The cooling device 20 for the power control unit in the present embodiment further includes an element fixing plate 35 as an element fixing portion. The element fixing plate 35 is interposed between the heat generating element 36 and the rectifying partition wall 31. The heating element 36 is fixed to the rectifying partition wall 31 by an element fixing plate 35. That is, the element fixing plate 35 functions as an adhesive for fixing the heat generating element 36 to the rectifying partition wall 31. The element fixing plate 35 is formed of a material having high thermal conductivity and electrical insulation, for example, a resin sheet containing a filler having high thermal conductivity.

電力制御ユニット60を構成するコンバータ、インバータ、コンデンサは、作動電圧が相互に異なり、また発熱性も異なるため、発熱素子36を分けるには、コンバータ、インバータ、コンデンサごとに各整流用隔壁部31に搭載してもよい。また、素子の種類ごとに各整流用隔壁部31に搭載してもよい。   The converters, inverters, and capacitors that make up the power control unit 60 have different operating voltages and different heat generation characteristics. Therefore, in order to separate the heating elements 36, the converters, inverters, and capacitors each have a separate rectifying partition wall 31. May be installed. Moreover, you may mount in each rectifying partition part 31 for every kind of element.

続いて、本実施の形態における電力制御ユニットの冷却装置20によって奏される作用、効果について説明する。図4は、図3中のPCUケース内に形成される冷媒流れを示す断面図である。   Then, the effect | action and effect which are show | played by the cooling device 20 of the electric power control unit in this Embodiment are demonstrated. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a refrigerant flow formed in the PCU case in FIG.

図3および図4を参照して、電力制御ユニット60の作動に伴って発熱素子36が発熱する。本実施の形態における電力制御ユニットの冷却装置20においては、発熱素子36から、PCUケース24に封入された冷媒に熱が受け渡されることにより、発熱素子36が冷却される。   Referring to FIGS. 3 and 4, heat generating element 36 generates heat in accordance with the operation of power control unit 60. In the cooling device 20 of the power control unit in the present embodiment, the heat generating element 36 is cooled by transferring heat from the heat generating element 36 to the refrigerant sealed in the PCU case 24.

この際、冷媒は、発熱素子36からの受熱によって徐々に温度上昇しながら、蛇行通路41の直線部41D、直線部41Cおよび直線部41Bを順に通り、直線部41Aに達する。直線部41Aに達した冷媒は、走行風を受けるラジエータ部26と熱交換を行なうことによって冷却される。冷却された冷媒は、戻し通路46を通って再び蛇行通路41の直線部41Dに向かう。このようにPCUケース24内の冷媒には熱対流が発生し、図4中の矢印に示すような冷媒流れの循環サイクルが循環通路40に形成される。冷媒は、蛇行通路41を流通する間、複数の発熱素子36を効率的に冷却する。   At this time, the refrigerant gradually reaches the linear portion 41A through the linear portion 41D, the linear portion 41C, and the linear portion 41B of the meandering passage 41 while gradually increasing in temperature due to heat received from the heating element 36. The refrigerant that has reached the straight portion 41A is cooled by exchanging heat with the radiator 26 that receives the traveling wind. The cooled refrigerant passes through the return passage 46 and again toward the straight portion 41D of the meandering passage 41. As described above, heat convection occurs in the refrigerant in the PCU case 24, and a circulation cycle of the refrigerant flow as shown by an arrow in FIG. 4 is formed in the circulation passage 40. The refrigerant efficiently cools the plurality of heat generating elements 36 while flowing through the meandering passage 41.

このように冷媒が蛇行通路41を流れる場合、冷媒は、曲がり部41Eで方向転換しながら下段側の直線部(たとえば、直線部41B)から上段側の直線部(たとえば、直線部41A)に向けて進行する。この際、曲がり部41Eでは冷媒流れの圧力損失が大きくなり、冷媒の流速が低下する懸念が生じる。これに対して、本実施の形態では、下段側の直線部(たとえば、直線部41B)において、開口部32と対向する領域110における発熱素子36の発熱量が、整流用隔壁部31と対向する領域120における発熱素子36の発熱量よりも大きくなるため、開口部32の直下で冷媒が大きく温度上昇する。これにより、開口部32を通じて下段側の直線部(たとえば、直線部41B)から上段側の直線部(たとえば、直線部41A)に冷媒を円滑に進行させることが可能となり、循環通路40における冷媒流れの速度を向上させることができる。   In this way, when the refrigerant flows through the meandering passage 41, the refrigerant changes its direction at the bent portion 41E from the lower straight portion (for example, the straight portion 41B) toward the upper straight portion (for example, the straight portion 41A). And proceed. At this time, the pressure loss of the refrigerant flow becomes large at the bent portion 41E, and there is a concern that the flow velocity of the refrigerant decreases. On the other hand, in the present embodiment, the amount of heat generated by the heat generating element 36 in the region 110 facing the opening 32 is opposed to the rectifying partition wall 31 in the lower straight portion (for example, the straight portion 41B). Since the amount of heat generated by the heat generating element 36 in the region 120 is larger, the temperature of the refrigerant greatly increases immediately below the opening 32. Accordingly, the refrigerant can smoothly travel from the lower straight portion (for example, the straight portion 41B) to the upper straight portion (for example, the straight portion 41A) through the opening 32, and the refrigerant flow in the circulation passage 40 can be achieved. Speed can be improved.

また、発熱素子36が配置される蛇行通路41は、整流用隔壁部31によって形成されている。このため、発熱素子36で発生した熱は、主に、素子固定板35を通じて整流用隔壁部31に伝わり、整流用隔壁部31と冷媒との熱交換によって放熱される。本実施の形態では、複数の発熱素子36間の電気的な絶縁が素子固定板35によって確保されるため、整流用隔壁部31を熱伝導性に優れた金属により形成することが可能となる。これにより、整流用隔壁部31と冷媒との熱交換を促進させ、発熱素子36の冷却効率を向上させることができる。   The meandering passage 41 in which the heating element 36 is disposed is formed by the rectifying partition wall 31. For this reason, the heat generated by the heating element 36 is mainly transmitted to the rectifying partition wall 31 through the element fixing plate 35 and is radiated by heat exchange between the rectifying partition wall 31 and the refrigerant. In the present embodiment, since electrical insulation between the plurality of heating elements 36 is ensured by the element fixing plate 35, the rectifying partition wall portion 31 can be formed of a metal having excellent thermal conductivity. Thereby, heat exchange between the rectifying partition wall 31 and the refrigerant can be promoted, and the cooling efficiency of the heating element 36 can be improved.

また、たとえば、整流用隔壁部31qに注目すると、整流用隔壁部31qの両側には蛇行通路41の直線部41Bおよび直線部41Cが形成されている。この場合、冷媒が整流用隔壁部31qと熱交換を行なうタイミングは、直線部41Bを流れる間と、直線部41Cを流れる間との2回となり、冷媒と整流用隔壁部31qとの熱交換を促進させることができる。これにより、発熱素子36の冷却効率を向上させることができる。   Further, for example, when attention is paid to the rectifying partition wall portion 31q, straight portions 41B and 41C of the meandering passage 41 are formed on both sides of the rectifying partition wall portion 31q. In this case, the refrigerant exchanges heat with the rectifying partition wall portion 31q twice during the flow through the straight portion 41B and the straight portion 41C, and heat exchange between the refrigerant and the rectifying partition wall portion 31q is performed. Can be promoted. Thereby, the cooling efficiency of the heat generating element 36 can be improved.

また、冷媒を戻し通路46を通じて蛇行通路41の直線部41Aから直線部41Dに戻す際、直線部41Aにおける冷媒の温度が低いほど冷媒流れが円滑となる。これに対して、戻し通路用隔壁部33が整流用隔壁部31pおよび整流用隔壁部31rよりも小さい熱伝導性を有する場合、整流用隔壁部31rから整流用隔壁部31pに熱が伝わることを抑制し、直線部41Aにおける冷媒の温度をより低く設定することができる。結果、循環通路40における冷媒流れの速度を高めて、発熱素子36の冷却効率を向上させることができる。   Further, when returning the refrigerant from the straight portion 41A of the meandering passage 41 to the straight portion 41D through the return passage 46, the refrigerant flow becomes smoother as the temperature of the refrigerant in the straight portion 41A is lower. On the other hand, when the return passage partition wall 33 has a thermal conductivity smaller than that of the rectifying partition wall 31p and the rectifying partition wall 31r, heat is transmitted from the rectifying partition wall 31r to the rectifying partition wall 31p. It can suppress and can set the temperature of the refrigerant | coolant in 41 A of linear parts lower. As a result, the speed of the refrigerant flow in the circulation passage 40 can be increased, and the cooling efficiency of the heat generating element 36 can be improved.

また、本実施の形態では、冷媒の循環に熱対流の効果を利用するため、冷却装置20にポンプなどの冷媒を循環させるための機構を設ける必要がない。このため、冷却装置20を小型化するとともに、製造コストを低減させることができる。   Moreover, in this Embodiment, since the effect of a thermal convection is utilized for the circulation of a refrigerant | coolant, it is not necessary to provide the cooling device 20 with the mechanism for circulating refrigerant | coolants, such as a pump. For this reason, the cooling device 20 can be reduced in size and the manufacturing cost can be reduced.

また、本実施の形態では、冷媒が飽和蒸気圧以上に加圧されてPCUケース24内に封入されている。このため、発熱素子36から受熱した冷媒に気泡が発生することがなく、気泡の発生に起因した発熱素子36間の放電の懸念がなくなる。これにより、冷媒の絶縁耐力の許容範囲内で発熱素子36間を接近させることが可能となり、冷却装置20を小型化することができる。   In the present embodiment, the refrigerant is pressurized to the saturated vapor pressure or higher and sealed in the PCU case 24. For this reason, air bubbles are not generated in the refrigerant received from the heat generating element 36, and there is no fear of discharge between the heat generating elements 36 due to the generation of the air bubbles. Thereby, it becomes possible to make it close between the heat generating elements 36 within the tolerance | permissible_range of the dielectric strength of a refrigerant | coolant, and the cooling device 20 can be reduced in size.

以上に説明した、この発明の実施の形態1における電気機器の冷却装置の構造についてまとめて説明すると、本実施の形態における電気機器としての電力制御ユニットの冷却装置20は、電気絶縁性の冷媒が封入される密閉筐体としてのPCUケース24と、PCUケース24の内部に冷媒を循環させるための循環通路40を形成する通路形成部材としての通路形成板30と、循環通路40に設けられる発熱素子36と、発熱素子36よりも鉛直方向の上側に配置され、PCUケース24に設けられる放熱部としてのラジエータ部26とを備える。通路形成板30は、鉛直方向に互いに間隔を隔てて配置される複数の隔壁部としての整流用隔壁部31を有する。   The structure of the cooling device for electric equipment according to Embodiment 1 of the present invention described above will be described together. The cooling device 20 for the power control unit as the electric equipment in this embodiment is made of an electrically insulating refrigerant. A PCU case 24 as a sealed housing to be enclosed, a passage forming plate 30 as a passage forming member for forming a circulation passage 40 for circulating a refrigerant inside the PCU case 24, and a heating element provided in the circulation passage 40 36, and a radiator portion 26 as a heat radiating portion disposed on the PCU case 24 and disposed above the heat generating element 36 in the vertical direction. The passage forming plate 30 has a rectifying partition wall portion 31 as a plurality of partition wall portions arranged at intervals in the vertical direction.

循環通路40は、上段通路としての直線部41Aおよび下段通路としての直線部41Bを有する。直線部41Bは、整流用隔壁部31pによって直線部41Aと区画され、直線部41Aよりも鉛直方向の下側に配置される。整流用隔壁部31pには、開口部32が形成される。開口部32は、直線部41Aと直線部41Bとの間を連通させ、冷媒を直線部41Bから直線部41Aへと導く。発熱素子36は、直線部41Bにおいて、開口部32と対向する第1領域としての領域110における発熱量が、整流用隔壁部31pと対向し、領域110と同じ面積の第2領域としての領域120における発熱量よりも大きくなるように設けられる。   The circulation passage 40 has a straight portion 41A as an upper passage and a straight portion 41B as a lower passage. The straight portion 41B is partitioned from the straight portion 41A by the rectifying partition wall portion 31p, and is disposed below the straight portion 41A in the vertical direction. An opening 32 is formed in the rectifying partition wall 31p. The opening 32 communicates between the linear portion 41A and the linear portion 41B, and guides the refrigerant from the linear portion 41B to the linear portion 41A. In the linear portion 41B, the heat generating element 36 has a heat generation amount in the region 110 as the first region facing the opening 32, facing the rectifying partition wall 31p, and the region 120 as the second region having the same area as the region 110. It is provided so as to be larger than the heat generation amount.

もしくは、循環通路40は、上段通路としての直線部41Bおよび下段通路としての直線部41Cを有する。直線部41Cは、整流用隔壁部31qによって直線部41Bと区画され、直線部41Cよりも鉛直方向の下側に配置される。整流用隔壁部31qには、開口部32が形成される。開口部32は、直線部41Bと直線部41Cとの間を連通させ、冷媒を直線部41Cから直線部41Bへと導く。発熱素子36は、直線部41Cにおいて、開口部32と対向する第1領域としての領域110における発熱量が、整流用隔壁部31qと対向し、領域110と同じ面積の第2領域としての領域120における発熱量よりも大きくなるように設けられる。   Alternatively, the circulation passage 40 has a straight portion 41B as an upper passage and a straight portion 41C as a lower passage. The straight portion 41C is partitioned from the straight portion 41B by the rectifying partition wall portion 31q, and is disposed below the straight portion 41C in the vertical direction. An opening 32 is formed in the rectifying partition wall 31q. The opening 32 communicates between the linear portion 41B and the linear portion 41C, and guides the refrigerant from the linear portion 41C to the linear portion 41B. In the linear portion 41C, the heat generating element 36 has a heat generation amount in the region 110 as the first region facing the opening 32 facing the rectifying partition wall portion 31q, and the region 120 as the second region having the same area as the region 110. It is provided so as to be larger than the heat generation amount.

このように構成された、この発明の実施の形態1における電力制御ユニットの冷却装置20によれば、冷媒を循環させるための特別な機器を要しないため、冷却装置の小型化および簡易化を図ることができる。また、発熱素子36の配置密度を開口部32に対向する領域110で大きく設定することにより、循環通路40における冷媒流れの速度を向上させることができる。これにより、冷却対象である発熱素子36を効率的に冷却することができる。   According to the cooling device 20 of the power control unit according to Embodiment 1 of the present invention configured as described above, a special device for circulating the refrigerant is not required, so that the cooling device is reduced in size and simplified. be able to. In addition, the refrigerant flow speed in the circulation passage 40 can be improved by setting the arrangement density of the heating elements 36 large in the region 110 facing the opening 32. Thereby, the heat generating element 36 which is a cooling target can be efficiently cooled.

なお、本発明を、燃料電池と2次電池とを動力源とする燃料電池ハイブリッド車(FCHV:Fuel Cell Hybrid Vehicle)または電気自動車(EV:Electric Vehicle)に搭載される電力制御ユニットに適用することもできる。本実施の形態におけるハイブリッド自動車では、燃費最適動作点で内燃機関を駆動するのに対して、燃料電池ハイブリッド車では、発電効率最適動作点で燃料電池を駆動する。また、2次電池の使用に関しては、両方のハイブリッド自動車で基本的に変わらない。   The present invention is applied to a power control unit mounted on a fuel cell hybrid vehicle (FCHV) or an electric vehicle (EV) using a fuel cell and a secondary battery as power sources. You can also. In the hybrid vehicle in the present embodiment, the internal combustion engine is driven at the fuel efficiency optimum operating point, whereas in the fuel cell hybrid vehicle, the fuel cell is driven at the power generation efficiency optimum operating point. The use of the secondary battery is basically the same for both hybrid vehicles.

また、本発明が適用される電気機器は、電力制御ユニットに限られず、発熱素子の冷却が必要となる各種電気機器に本発明が適用される。   In addition, the electric device to which the present invention is applied is not limited to the power control unit, and the present invention is applied to various electric devices that require cooling of the heating elements.

(実施の形態2)
図5は、この発明の実施の形態2における電力制御ユニットの冷却装置を示す断面図である。本実施の形態における電力制御ユニットの冷却装置は、実施の形態1における電力制御ユニットの冷却装置20と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造についてはその説明を繰り返さない。
(Embodiment 2)
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a cooling device for a power control unit according to Embodiment 2 of the present invention. The power control unit cooling device in the present embodiment basically has the same structure as that of power control unit cooling device 20 in the first embodiment. Hereinafter, the description of the overlapping structure will not be repeated.

図5を参照して、本実施の形態では、直線部41Aに複数の発熱素子36が設けられ、直線部41Bおよび直線部41Cに、発熱素子36a、発熱素子36bおよび発熱素子36cが設けられている。   Referring to FIG. 5, in the present embodiment, a plurality of heat generating elements 36 are provided in linear portion 41A, and heat generating elements 36a, 36b, and 36c are provided in linear portions 41B and 41C. Yes.

発熱素子36a、発熱素子36bおよび発熱素子36cが直線部41Bに設けられる態様について説明すると、発熱素子36a、発熱素子36bおよび発熱素子36cは、整流用隔壁部31qに搭載されている。発熱素子36a、発熱素子36bおよび発熱素子36cは、挙げた順に、直線部41Bにおける冷媒流れの下流側から上流側に並んで設けられている。   The mode in which the heating element 36a, the heating element 36b, and the heating element 36c are provided in the linear portion 41B will be described. The heating element 36a, the heating element 36b, and the heating element 36c are mounted on the rectifying partition wall 31q. The heat generating element 36a, the heat generating element 36b, and the heat generating element 36c are provided in order from the downstream side to the upstream side of the refrigerant flow in the linear portion 41B.

直線部41Bに、領域110および領域120を規定する。領域110は、整流用隔壁部31pに形成された開口部32と対向する位置に規定される。   A region 110 and a region 120 are defined in the straight line portion 41B. The region 110 is defined at a position facing the opening 32 formed in the rectifying partition wall 31p.

領域120は、領域110と同じ面積を有し、整流用隔壁部31pと対向する任意の位置に規定される。図5中では、整流用隔壁部31pと対向する位置であって、発熱素子36bを含む位置に領域120Dが規定され、整流用隔壁部31pと対向する位置であって、発熱素子36cを含む位置に領域120Uが規定されている。領域120Dは、領域110と同じ面積を有し、領域120Uは、領域110と同じ面積を有する。領域120U、領域120Dおよび領域110は、挙げた順に、直線部41Bにおける冷媒流れの上流側から下流側に並んでいる。   The region 120 has the same area as the region 110 and is defined at an arbitrary position facing the rectifying partition wall 31p. In FIG. 5, a region 120D is defined at a position facing the rectifying partition wall 31p and including the heat generating element 36b, and a position facing the rectifying partition wall 31p and including the heating element 36c. An area 120U is defined in FIG. The region 120D has the same area as the region 110, and the region 120U has the same area as the region 110. The region 120U, the region 120D, and the region 110 are arranged in the order given from the upstream side to the downstream side of the refrigerant flow in the linear portion 41B.

領域110には、発熱素子36aが配置されている。発熱素子36aの発熱量は、発熱素子36bの発熱量よりも大きく、発熱素子36cの発熱量よりも大きい。発熱素子36bの発熱量は、発熱素子36cの発熱量よりも大きい。このような構成により、本実施の形態においても、発熱素子36は、直線部41Bにおいて、領域110における発熱素子36の発熱量が、領域120における発熱素子36の発熱量よりも大きくなるように設けられる。   In the region 110, the heating element 36a is disposed. The heat generation amount of the heat generating element 36a is larger than the heat generation amount of the heat generating element 36b and larger than the heat generation amount of the heat generating element 36c. The heat generation amount of the heat generating element 36b is larger than the heat generation amount of the heat generating element 36c. Due to such a configuration, also in the present embodiment, the heating element 36 is provided in the linear portion 41B so that the heating amount of the heating element 36 in the region 110 is larger than the heating amount of the heating element 36 in the region 120. It is done.

なお、発熱素子36は、直線部41Cにおいても、直線部41Bと同様の態様により設けられている。   The heating element 36 is also provided in the linear portion 41C in the same manner as the linear portion 41B.

このように構成された、この発明の実施の形態2における電力制御ユニットの冷却装置20によれば、実施の形態1に記載の効果を同様に得ることができる。   According to the cooling device 20 of the power control unit in the second embodiment of the present invention configured as described above, the effect described in the first embodiment can be obtained in the same manner.

(実施の形態3)
図6は、この発明の実施の形態3における電力制御ユニットの冷却装置を示す断面図である。本実施の形態における電力制御ユニットの冷却装置は、実施の形態1における電力制御ユニットの冷却装置20と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造についてはその説明を繰り返さない。
(Embodiment 3)
FIG. 6 is a sectional view showing a cooling device for a power control unit according to Embodiment 3 of the present invention. The power control unit cooling device in the present embodiment basically has the same structure as that of power control unit cooling device 20 in the first embodiment. Hereinafter, the description of the overlapping structure will not be repeated.

図6を参照して、本実施の形態では、互いに隣り合う整流用隔壁部31が、整流用隔壁部31間に形成される蛇行通路41の面積(冷媒の流れ方向に直交する平面により蛇行通路41を切断した時の通路面積)が、冷媒流れの上流側よりも下流側で大きくなるように配置されている。   Referring to FIG. 6, in this embodiment, the rectifying partition walls 31 adjacent to each other have an area of a meandering passage 41 formed between the rectifying partition walls 31 (a meandering passage by a plane perpendicular to the refrigerant flow direction). (Passage area when 41 is cut) is arranged to be larger on the downstream side than on the upstream side of the refrigerant flow.

より具体的には、整流用隔壁部31qおよび整流用隔壁部31rは、冷媒流れの上流側から下流側に向かうに従って互いの間の距離が大きくなるように配置されている。整流用隔壁部31pおよび整流用隔壁部31qは、冷媒流れの上流側から下流側に向かうに従って互いの間の距離が大きくなるように配置されている。たとえば、互いに隣り合う整流用隔壁部31qおよび整流用隔壁部31rに注目すると、整流用隔壁部31qと整流用隔壁部31rとの間に形成される直線部41Cの面積が、冷媒流れの上流側(S1)よりも下流側(S2)で大きくなる。   More specifically, the rectifying partition wall 31q and the rectifying partition wall 31r are arranged such that the distance between them increases from the upstream side to the downstream side of the refrigerant flow. The rectifying partition wall 31p and the rectifying partition wall 31q are arranged such that the distance between them increases from the upstream side to the downstream side of the refrigerant flow. For example, when focusing on the rectifying partition wall 31q and the rectifying partition wall 31r adjacent to each other, the area of the straight portion 41C formed between the rectifying partition wall 31q and the rectifying partition wall 31r is the upstream side of the refrigerant flow. It becomes larger on the downstream side (S2) than (S1).

このような構成によれば、循環通路40の各直線部を流れる冷媒の圧力が、冷媒流れの上流側で高く、下流側で低くなる。これにより、冷媒は循環通路40の上流側から下流側に向けて流れ易くなり、発熱素子36の冷却効率を向上させることができる。   According to such a configuration, the pressure of the refrigerant flowing through each linear portion of the circulation passage 40 is high on the upstream side of the refrigerant flow and low on the downstream side. Accordingly, the refrigerant easily flows from the upstream side to the downstream side of the circulation passage 40, and the cooling efficiency of the heat generating element 36 can be improved.

なお、直線部41Bおよび直線部41Cに発熱素子36が設けられる態様は、実施の形態1と同様である。   In addition, the aspect in which the heat generating element 36 is provided in the linear portion 41B and the linear portion 41C is the same as that in the first embodiment.

このように構成された、この発明の実施の形態3における電力制御ユニットの冷却装置によれば、実施の形態1に記載の効果を同様に得ることができる。   According to the cooling device for a power control unit in the third embodiment of the present invention configured as described above, the effect described in the first embodiment can be obtained in the same manner.

(実施の形態4)
図7は、この発明の実施の形態4における電力制御ユニットの冷却装置を示す断面図である。本実施の形態における電力制御ユニットの冷却装置は、実施の形態1における電力制御ユニットの冷却装置20と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造についてはその説明を繰り返さない。
(Embodiment 4)
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a cooling device for a power control unit according to Embodiment 4 of the present invention. The power control unit cooling device in the present embodiment basically has the same structure as that of power control unit cooling device 20 in the first embodiment. Hereinafter, the description of the overlapping structure will not be repeated.

図7を参照して、本実施の形態における電力制御ユニットの冷却装置は、素子搭載台48をさらに備える。素子搭載台48は、循環通路40に配置されている。素子搭載台48は、蛇行通路41に配置されている。素子搭載台48は、直線部41B、直線部41Cおよび直線部41Dに配置されている。素子搭載台48は、高熱伝導性および電気的絶縁性を有する材料、たとえば、高熱伝導率のフィラーを含有する樹脂製の板材から形成されている。   Referring to FIG. 7, the cooling device for the power control unit in the present embodiment further includes an element mounting base 48. The element mounting base 48 is disposed in the circulation passage 40. The element mounting base 48 is disposed in the meandering passage 41. The element mounting base 48 is disposed on the straight portion 41B, the straight portion 41C, and the straight portion 41D. The element mounting base 48 is formed of a material having high thermal conductivity and electrical insulation, for example, a resin plate material containing a filler having high thermal conductivity.

素子搭載台48は、整流用隔壁部31から距離を隔てた位置に配置されている。直線部41Bに配置された素子搭載台48は、整流用隔壁部31pと整流用隔壁部31qとの間に設けられている。直線部41Cに配置された素子搭載台48は、整流用隔壁部31qと整流用隔壁部31rとの間に設けられている。直線部41Dに配置された素子搭載台48は、整流用隔壁部31rとPCUケース24の底部24bとの間に設けられている。各素子搭載台48は、整流用隔壁部31もしくはPCUケース24から延びる搭載台支持スペーサ49によって支持されている。   The element mounting base 48 is disposed at a position spaced apart from the rectifying partition wall 31. The element mounting base 48 arranged in the straight line portion 41B is provided between the rectifying partition wall portion 31p and the rectifying partition wall portion 31q. The element mounting base 48 disposed in the straight line portion 41C is provided between the rectifying partition wall portion 31q and the rectifying partition wall portion 31r. The element mounting base 48 disposed in the straight line portion 41D is provided between the rectifying partition wall portion 31r and the bottom portion 24b of the PCU case 24. Each element mounting table 48 is supported by a mounting table supporting spacer 49 extending from the rectifying partition wall 31 or the PCU case 24.

発熱素子36は、このように設けられた素子搭載台48に搭載されている。直線部41B、直線部41Cおよび直線部41Dに発熱素子36が設けられる態様は、実施の形態1と同様である。   The heating element 36 is mounted on the element mounting base 48 thus provided. A mode in which the heating element 36 is provided in the straight portion 41B, the straight portion 41C, and the straight portion 41D is the same as that in the first embodiment.

蛇行通路41に流れる冷媒の流速は、冷媒の粘性摩擦に起因して、整流用隔壁部31もしくはPCUケース24の近傍で低く、整流用隔壁部31もしくはPCUケース24から離れるに従って高くなる。本実施の形態では、素子搭載台48に発熱素子36を搭載することによって、発熱素子36を蛇行通路41内で冷媒の流速が高くなる位置に位置決めすることができる。これにより、発熱素子36の冷却効率を向上させることができる。   The flow rate of the refrigerant flowing in the meandering passage 41 is low in the vicinity of the rectifying partition wall 31 or the PCU case 24 due to the viscous friction of the refrigerant, and increases as the distance from the rectifying partition wall 31 or the PCU case 24 increases. In the present embodiment, by mounting the heat generating element 36 on the element mounting base 48, the heat generating element 36 can be positioned in the meandering passage 41 at a position where the flow rate of the refrigerant becomes high. Thereby, the cooling efficiency of the heat generating element 36 can be improved.

上記理由から、素子搭載台48は、その上下に配置された整流用隔壁部31からの距離が等しくなる位置に設けられることが好ましい。   For the above reasons, the element mounting base 48 is preferably provided at a position where the distances from the rectifying partition walls 31 disposed above and below are equal.

このように構成された、この発明の実施の形態4における電力制御ユニットの冷却装置によれば、実施の形態1に記載の効果を同様に得ることができる。   According to the cooling device for a power control unit in the fourth embodiment of the present invention configured as described above, the effect described in the first embodiment can be obtained similarly.

なお、以上に説明した実施の形態1〜4における電力制御ユニットの冷却装置の構造を適宜組み合わせて、新たな電力制御ユニットの冷却装置を構成してもよい。たとえば、実施の形態3および4における電力制御ユニットの冷却装置において、実施の形態2と同様の態様で発熱素子36が設けられてもよい。   Note that a new power control unit cooling device may be configured by appropriately combining the power control unit cooling device structures in the first to fourth embodiments described above. For example, in the cooling device for the power control unit in the third and fourth embodiments, the heating element 36 may be provided in the same manner as in the second embodiment.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

この発明は、主に、発熱素子を有する各種の電気機器の冷却構造に適用される。   The present invention is mainly applied to a cooling structure of various electric devices having a heating element.

10 ハイブリッド自動車、15 エンジンルーム、20 冷却装置、24 PCUケース、24b 底部、24t 頂部、26 ラジエータ部、30 通路形成板、31m 上面、31n 下面、31,31p,31q,31r 整流用隔壁部、32 開口部、33 通路用隔壁部、35 素子固定板、36,36a,36b,36c 発熱素子、38,39 隔壁部支持スペーサ、40 循環通路、41 蛇行通路、41A,41B,41C,41D 直線部、41E 曲がり部、46 戻し通路、48 素子搭載台、49 搭載台支持スペーサ、50 高電圧蓄電装置、52,54 モータジェネレータ、56 低電圧蓄電装置、58 LV機器、60 電力制御ユニット、62,66,74 平滑コンデンサ、64 HVコンバータ、68,70 インバータ、72 LVコンバータ、110,120,120D,120U 領域。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Hybrid vehicle, 15 Engine room, 20 Cooling device, 24 PCU case, 24b Bottom part, 24t Top part, 26 Radiator part, 30 Passage formation board, 31m Upper surface, 31n Lower surface, 31, 31p, 31q, 31r Rectifying partition part, 32 Opening portion, 33 passage partition portion, 35 element fixing plate, 36, 36a, 36b, 36c heating element, 38, 39 partition portion support spacer, 40 circulation passage, 41 meandering passage, 41A, 41B, 41C, 41D straight portion, 41E bending part, 46 return path, 48 element mounting base, 49 mounting base support spacer, 50 high voltage power storage device, 52, 54 motor generator, 56 low voltage power storage device, 58 LV equipment, 60 power control unit, 62, 66, 74 Smoothing capacitor, 64 HV converter, 68, 70 Invar Motor, 72 LV converter, 110,120,120D, 120U region.

Claims (9)

電気絶縁性の冷媒が封入される密閉筐体と、
鉛直方向に互いに間隔を隔てて配置される複数の隔壁部を有し、前記密閉筐体の内部に冷媒を循環させるための循環通路を形成する通路形成部材と、
前記循環通路に設けられる発熱素子と、
前記発熱素子よりも鉛直方向の上側に配置され、前記密閉筐体に設けられる放熱部とを備え、
前記循環通路は、上段通路と、前記隔壁部によって前記上段通路と区画され、前記上段通路よりも鉛直方向の下側に配置される下段通路とを有し、
前記隔壁部には、前記上段通路と前記下段通路との間を連通させ、冷媒を前記下段通路から前記上段通路へと導く開口部が形成され、
前記発熱素子は、前記下段通路において、前記開口部と対向する第1領域における発熱量が、前記隔壁部と対向し、前記第1領域と同じ面積の第2領域における発熱量よりも大きくなるように設けられる、電気機器の冷却装置。
A sealed casing in which an electrically insulating refrigerant is enclosed;
A passage forming member having a plurality of partition walls arranged at intervals in the vertical direction, and forming a circulation passage for circulating the refrigerant in the sealed casing;
A heating element provided in the circulation passage;
Arranged above the heat generating element in the vertical direction, and provided with a heat dissipating part provided in the sealed casing,
The circulation passage has an upper passage, and a lower passage that is partitioned from the upper passage by the partition wall and is disposed on the lower side in the vertical direction than the upper passage,
The partition wall portion is formed with an opening that communicates between the upper passage and the lower passage and guides the refrigerant from the lower passage to the upper passage.
In the lower passage, the heat generating element is configured such that the amount of heat generated in the first region facing the opening is greater than the amount of heat generated in the second region facing the partition and having the same area as the first region. A cooling device for electrical equipment provided in
複数の前記発熱素子が、前記下段通路において、配置密度が前記第2領域よりも第1領域で大きくなるように配置される、請求項1に記載の電気機器の冷却装置。   2. The cooling device for an electric device according to claim 1, wherein the plurality of heating elements are arranged in the lower passage so that an arrangement density thereof is larger in the first region than in the second region. 複数の前記隔壁部は、互いに隣り合って配置される第1隔壁部および第2隔壁部を含み、
前記第1隔壁部および前記第2隔壁部は、前記第1隔壁部と前記第2隔壁部との間に形成される前記循環通路の面積が、冷媒流れの上流側よりも下流側で大きくなるように配置される、請求項1または2に記載の電気機器の冷却装置。
The plurality of partition walls include a first partition wall and a second partition wall disposed adjacent to each other,
In the first partition wall and the second partition wall, the area of the circulation passage formed between the first partition wall and the second partition wall is larger on the downstream side than on the upstream side of the refrigerant flow. The cooling device for an electric device according to claim 1 or 2, wherein
複数の前記隔壁部は、前記循環通路が鉛直方向の下側から上側に蛇行しながら延びるように配置される、請求項1から3のいずれか1項に記載の電気機器の冷却装置。   The cooling device for an electric device according to any one of claims 1 to 3, wherein the plurality of partition walls are arranged such that the circulation passage extends while meandering from the lower side to the upper side in the vertical direction. 複数の前記隔壁部は、複数の前記隔壁部のうちで最も鉛直方向の上側に配置される第3隔壁部と、最も鉛直方向の下側に配置される第4隔壁部とを含み、
前記通路形成部材は、前記第3隔壁部と前記第4隔壁部との間で延在し、前記放熱部により冷却された冷媒を冷媒流れの上流側に戻すための戻し通路用隔壁部をさらに有し、
前記戻し通路用隔壁部は、前記第3隔壁部および前記第4隔壁部よりも小さい熱伝導性を有する、請求項1から4のいずれか1項に記載の電気機器の冷却装置。
The plurality of partition walls include a third partition wall disposed on the uppermost side in the vertical direction among the plurality of partition walls, and a fourth partition wall disposed on the lowermost side in the vertical direction,
The passage forming member further includes a return passage partition that extends between the third partition and the fourth partition and returns the coolant cooled by the heat radiating portion to the upstream side of the coolant flow. Have
5. The cooling device for an electric device according to claim 1, wherein the return passage partition wall portion has a thermal conductivity smaller than that of the third partition wall portion and the fourth partition wall portion.
前記発熱素子は、前記隔壁部に搭載される、請求項1から5のいずれか1項に記載の電気機器の冷却装置。   The said heat generating element is a cooling device of the electric equipment of any one of Claim 1 to 5 mounted in the said partition part. 前記隔壁部と前記発熱素子との間に介挿され、前記発熱素子を前記隔壁部に固定するための素子固定部をさらに備え、
前記素子固定部は、電気絶縁性を有する材料により形成される、請求項6に記載の電気機器の冷却装置。
Further comprising an element fixing portion interposed between the partition wall and the heating element, for fixing the heating element to the partition wall;
The said element fixing | fixed part is a cooling device of the electric equipment of Claim 6 formed with the material which has electrical insulation.
前記隔壁部から距離を隔てた位置で前記循環通路に設けられ、前記発熱素子が搭載される素子搭載台をさらに備える、請求項1から7のいずれか1項に記載の電気機器の冷却装置。   The cooling device for an electrical device according to any one of claims 1 to 7, further comprising an element mounting base provided in the circulation passage at a position spaced apart from the partition wall and on which the heating element is mounted. 冷媒は、飽和蒸気圧以上に加圧されて前記密閉筐体に封入される、請求項1から8のいずれか1項に記載の電気機器の冷却装置。   The cooling device for an electric device according to any one of claims 1 to 8, wherein the refrigerant is pressurized to a saturation vapor pressure or higher and sealed in the sealed casing.
JP2011050155A 2011-03-08 2011-03-08 Cooling device for electric equipment Withdrawn JP2012186422A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011050155A JP2012186422A (en) 2011-03-08 2011-03-08 Cooling device for electric equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011050155A JP2012186422A (en) 2011-03-08 2011-03-08 Cooling device for electric equipment

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012186422A true JP2012186422A (en) 2012-09-27

Family

ID=47016189

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011050155A Withdrawn JP2012186422A (en) 2011-03-08 2011-03-08 Cooling device for electric equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012186422A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5423877B2 (en) Stacked cooler
JP5407275B2 (en) Power converter
JP5647633B2 (en) Power converter
US9270199B2 (en) Power conversion apparatus with a laminated bus bar comprising an exposed heat radiating portion
JP5212088B2 (en) Semiconductor module cooling device
EP2802198B1 (en) Power conversion apparatus
JP5488540B2 (en) Semiconductor module
JP5268688B2 (en) Power converter
JP2010035345A (en) Power conversion device and electric vehicle
JP6180857B2 (en) Power converter
JP2006210605A (en) Semiconductor device and load drive device
JP2015076932A (en) Electric power conversion system
JP6039356B2 (en) Power converter
JP2019195250A (en) Power conversion device
JP2014050209A (en) Electric power conversion apparatus
JP2012156373A (en) Cooling device of electrical apparatus
JP2012222943A (en) Electric power conversion apparatus
JP2006253544A (en) Capacitor device
JP6219442B2 (en) Power converter
JP2015043690A (en) Power conversion device
JP5195815B2 (en) Electric equipment cooling device
JP2012186422A (en) Cooling device for electric equipment
JP6809563B2 (en) Power converter
JP2018046191A (en) Power converter
JP5644643B2 (en) Load drive device

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20140513