JP2014033017A - 電力変換装置の冷却システム - Google Patents

Abstract

【課題】発熱体の冷却効率を向上させることができる電力変換装置の冷却システムを提供すること。
【解決手段】インバータ装置１１の冷却システムは、走行風導入口４１ａから走行風が導入される走行風流路４１と、走行風流路４１上に設けられ、走行風流路４１を開閉可能とし、かつ走行風をインバータ装置１１に供給可能とする制御弁３２と、冷却風流路２１に設けられるとともにインバータ装置１１に対して冷却風を供給可能とする冷却ファン３０を有する。さらに、冷却システムは、制御弁３２及び冷却ファン３０を制御するコントローラ３４を有し、コントローラ３４は、半導体モジュール１５の温度が予め設定された適正温度より高く、かつ外気温以上の場合に冷却ファン３０を駆動させるとともに制御弁３２を開弁状態とする制御を行う。
【選択図】図３

Description

本発明は、冷却風流路の入口から出口に向かって冷却風を流すことにより冷却風によって、電力変換装置に搭載された発熱体を冷却する車両用の電力変換装置の冷却システムに関する。

車両に搭載される電力変換装置において、その電力変換装置が備える発熱体を冷却するために走行風を利用するものとしては、例えば特許文献１に記載の自動車用半導体電力変換装置が挙げられる。特許文献１において、インバータの側面には冷却フィンが設けられている。この冷却フィンのヒダは、上下方向に細長板状に延びている。また、ヒダの間隔は、インバータの下面に設けられた冷却フィンのヒダの間隔より広くなっている。

そして、車両走行時は、走行による外気の流れによってインバータの下面及び側面に設けられた冷却フィンが冷却されてインバータに搭載の半導体素子等の発熱体が冷却される。車両停止時には、インバータの側面に設けられた冷却フィンのヒダによって、加熱された外気が上昇することによってインバータに搭載の半導体素子等の発熱体が冷却される。

特開平６−２７６７５５号公報

ところで、近年は、搭載される半導体素子等の性能の高まりに合わせて発熱量も増加しており、発熱体の冷却効率の向上が望まれている。
本発明は、発熱体の冷却効率を向上させることができる電力変換装置の冷却システムを提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、冷却風流路の入口から出口に向かって冷却風を流すことにより前記冷却風によって、電力変換装置に搭載された発熱体を冷却する車両用の電力変換装置の冷却システムであって、車両の走行に伴い前記入口とは別の走行風導入口から走行風が導入される走行風流路と、少なくとも前記走行風流路上に設けられ、前記走行風流路の開度を調節可能とし、かつ前記走行風を前記電力変換装置に供給可能とする制御弁と、前記冷却風流路における前記入口と前記電力変換装置との間、及び前記電力変換装置と前記出口との間の少なくとも一方に設けられるとともに前記電力変換装置に対して前記冷却風を供給可能とする冷却ファンと、前記制御弁及び前記冷却ファンを制御するコントローラと、を有し、前記コントローラは、前記発熱体の温度が予め設定された適正温度より高く、かつ外気温以上の場合に前記冷却ファンを駆動させるとともに前記制御弁を開弁状態とする制御を行うことを要旨とする。

これによれば、外気温は、発熱体の温度よりは低く、冷却効果はあるため、冷却ファンから送られる冷却風だけで発熱体を冷却する場合と比べると、冷却風と走行風を併用して発熱体に向けて送られる風の流量が増え、発熱体の冷却効率を向上させることができる。

また、前記発熱体の温度が前記適正温度より高い状態から低い状態に移行すると、前記コントローラは、前記冷却ファンを停止させる、又は前記制御弁を閉弁状態とする制御を行ってもよい。

これによれば、発熱体の温度が適正温度より低くなれば、適正温度より高い状態と同じ状態での冷却を行う必要が無くなる。このため、発熱体は、冷却ファンからの冷却風又は走行風によって冷却され、発熱体が適正温度より高くなりにくくなる。そして、冷却ファンを停止させることで、走行風による発熱体の冷却を行いながらも、冷却ファンを連続して駆動させる場合と比べると、冷却ファンの寿命が早まることを避けることが可能になり、また、冷却ファンの駆動に伴う騒音及び振動が無くなる。一方、制御弁を閉弁状態とした場合には、冷却ファンからの冷却風による冷却が行われるが、冷却ファンによって定常的に冷却風を送ることが可能であるため、車速に依存した走行風の影響を受けずに、発熱体の冷却を継続することができる。

また、前記車両の速度が予め設定された基準車速より遅い場合は、前記コントローラは、前記冷却ファンを駆動させる制御を行ってもよい。
これによれば、車速が遅い場合には、走行風が走行風流路に導入されないため、冷却ファンを駆動させることで、発熱体の冷却を行うことができる。

また、前記発熱体の温度が前記適正温度より高く、かつ前記外気温が前記発熱体の温度より高い場合は、前記コントローラは、少なくとも前記冷却ファンを駆動させる制御を行ってもよい。

これによれば、外気温が発熱体の温度より高いと、外気が走行風流路に導入されて得られる走行風では、発熱体の冷却効率が低下してしまう。このため、冷却ファンを駆動させて冷却風で発熱体を冷却することで、発熱体の冷却効率の低下を防止することができる。

また、前記電力変換装置は、前記発熱体と、該発熱体の一面が熱的に結合されたヒートシンクと、を有し、前記ヒートシンクが前記車両のボディに熱的に結合されていてもよい。

これによれば、車両のボディは全体がヒートマスとなるため、ヒートシンクと車体ボディが熱的に結合されることで、ヒートシンクを介した発熱体の熱を受け入れることのできる容量が車体ボディ分だけ増える。したがって、車体ボディを併用することで、ヒートシンクだけで発熱体の熱を受け入れる場合と比べるとヒートシンクの熱容量が少なくて済み、ヒートシンクの小型化を図り、低コスト化が可能になる。

また、前記ヒートシンクは、基部と、該基部における前記発熱体の搭載面とは反対側の面から延設された放熱フィンとを有し、前記搭載面における前記発熱体の搭載領域には前記ヒートシンクと別体のヒートマスが熱的に結合されるとともに、該ヒートマスに前記発熱体が熱的に結合されていてもよい。

これによれば、ヒートシンクとヒートマスを押し出し成形により一体形成すると、ヒートマスは、押し出し方向全体に亘って形成される。このため、ヒートマスは、発熱体の搭載領域だけでなくそれ以外の領域にも形成されてしまい、ヒートシンクが重量化してしまう。これに対し、ヒートマスを別体とすることで、搭載領域に対応した大きさに形成することができ、ヒートシンクの軽量化を図ることができる。

本発明によれば、発熱体の冷却効率を向上させることができる。

（ａ）はインバータ装置を示す分解斜視図、（ｂ）はインバータ装置を示す断面図、（ｃ）はインバータ装置を示す側面図。 電気自動車のモータ及びインバータ装置の冷却システムの配置を示す模式図。 インバータ装置の冷却システムを示す概略図。 外気温、半導体モジュール、及び車速と、冷却ファン及び制御弁との関係を示す図。 インバータ装置の別例を示す断面図。

以下、本発明を具体化した一実施形態について図１〜図４にしたがって説明する。
図２に示すように、車両としての電気自動車１０には、図示しない電源から供給される電力によって駆動されるモータ１２が搭載されるとともに、モータ１２への電力供給を制御する電力変換装置としてのインバータ装置１１が搭載されている。

次に、インバータ装置１１の冷却システムについて説明する。
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、インバータ装置１１は、電気自動車１０の車体ボディ１３の上に取り付けられている。インバータ装置１１は、ヒートシンク２０を備え、このヒートシンク２０は、例えば、アルミニウムにより形成されている。ヒートシンク２０は、偏平な四角板状に形成された基部２０ａと、この基部２０ａの一面（下面）から延設されたピンフィンよりなる複数の放熱フィン２０ｂと、を一体に備えている。さらに、基部２０ａの一面には、板状をなす一対のダクト形成部２０ｃが延設されている。一対のダクト形成部２０ｃは、複数の放熱フィン２０ｂを両側から挟む位置に形成されている。各ダクト形成部２０ｃの先端外面には、取付片２０ｆがダクト形成部２０ｃに対し垂直に延びるように形成されている。

また、ヒートシンク２０において、放熱フィン２０ｂの延設面（一面）と反対側の他面（上面）には、アルミニウム製のヒートマス１４が摩擦圧接により接合されるとともに、ヒートシンク２０とヒートマス１４は熱的に結合されている。ヒートマス１４は、基部２０ａを挟んで放熱フィン２０ｂの形成領域と反対側に設けられている。また、ヒートマス１４は、基部２０ａの外形形状より小さく形成されている。そして、ヒートマス１４において、基部２０ａとの接合面と反対側の面には、発熱体としての半導体モジュール１５が接合されている。よって、ヒートマス１４は、基部２０ａにおいて、半導体モジュール１５の搭載面のうち、半導体モジュール１５と対応した搭載領域に設けられている。すなわち、ヒートマス１４は、基部２０ａの一方向全体に亘って設けられておらず、基部２０ａの一方向及び、この一方向に直交する他方向の一部に設けられている。

ヒートマス１４は、半導体モジュール１５と基部２０ａとの間に介装されている。そして、半導体モジュール１５は、ヒートマス１４を介してヒートシンク２０と熱的に結合されている。なお、半導体モジュール１５は、インバータ装置１１を構成するＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３つが設けられるとともに、ヒートマス１４及び半導体モジュール１５は、ケース１７によって覆われている。

図１（ｂ）及び図１（ｃ）に示すように、インバータ装置１１は、ダクト形成部２０ｃの先端が車体ボディ１３に接触した状態で取付片２０ｆから車体ボディ１３にボルト１３ａが締結されることで車体ボディ１３に一体化されている。そして、ヒートシンク２０の下面と、一対のダクト形成部２０ｃの放熱フィン２０ｂ側の内面と、車体ボディ１３の上面とで囲まれる空間に冷却風流路２１の一部が形成されている。また、車体ボディ１３の上面には、筒状に延びる第１ダクト１８が形成されるとともに、この第１ダクト１８に対向する第２ダクト１９が第１ダクト１８から離れた位置に形成されている。

図３に示すように、第１ダクト１８の一端は車室内に開口するとともに、第１ダクト１８の他端は第２ダクト１９に対向している。また、第２ダクト１９の一端は第１ダクト１８に対向しているとともに、第２ダクト１９の他端は車外に開口している。第１ダクト１８及び第２ダクト１９の内側に冷却風流路２１が形成されている。第１ダクト１８と第２ダクト１９の間隙は、ダクト形成部２０ｃの長さ方向への長さと同じである。また、第１ダクト１８と第２ダクト１９の高さは同じであり、ダクト形成部２０ｃの延設長さと同じである。

そして、第１ダクト１８の他端と第２ダクト１９の一端との間に、インバータ装置１１のダクト形成部２０ｃが配設されるとともに、第１ダクト１８及び第２ダクト１９の上面に基部２０ａが支持されている。第１ダクト１８の他端とダクト形成部２０ｃ、及び第２ダクト１９の一端とダクト形成部２０ｃは接合されている。基部２０ａと、ダクト形成部２０ｃにより、第１ダクト１８と第２ダクト１９の間が閉塞され、第１ダクト１８と第２ダクト１９がインバータ装置１１を挟んで連通し、第１ダクト１８から第２ダクト１９まで一繋がりの冷却風流路２１が形成されている。よって、冷却風流路２１は、車体ボディ１３上に形成された第１ダクト１８及び第２ダクト１９と、車体ボディ１３に接合されたダクト形成部２０ｃ、及びダクト形成部２０ｃに一体の基部２０ａによって形成され、車体ボディ１３は冷却風流路２１の一部を形成している。また、第１ダクト１８の一端には、冷却風流路２１の入口２１ａが形成され、この入口２１ａから車室の空気が冷却風として冷却風流路２１に取り込まれる。また、第２ダクト１９の他端には冷却風流路２１の出口２１ｂが形成され、冷却風流路２１を流れた冷却風は、出口２１ｂから車外へ排出される。また、インバータ装置１１の放熱フィン２０ｂは冷却風流路２１内に露出している。

冷却風流路２１の入口２１ａとインバータ装置１１との間となる位置、すなわち第１ダクト１８には、冷却ファン３０が設置されている。また、第１ダクト１８において、冷却ファン３０とインバータ装置１１との間となる位置には、制御弁３２が設置されている。また、車体には、車体ボディ１３の外側に向けて一端が開口する走行風用ダクト４０が設けられるとともに、この走行風用ダクト４０の他端は制御弁３２に接続されている。そして、制御弁３２は、冷却風流路２１上に設けられるとともに、走行風流路４１と冷却風流路２１の合流点に設けられている。

走行風用ダクト４０の内側には、走行風流路４１が形成され、この走行風流路４１の一端となる走行風用ダクト４０の一端は、走行風導入口４１ａとなっている。そして、電気自動車１０が所定の速度（車速）以上になると、走行風導入口４１ａから走行風流路４１に走行風が導入されるようになっている。

制御弁３２は、走行風流路４１を開放する開弁状態、又は走行風流路４１を遮断する閉弁状態に切替可能になっており、走行風流路４１の開度を全開又は全閉に切替可能になっている。制御弁３２が開弁状態に切り替えられると、走行風流路４１に導入された走行風が制御弁３２を介して第１ダクト１８（冷却風流路２１）に流入するようになっている。一方、制御弁３２が閉弁状態に切り替えられると、走行風流路４１から第１ダクト１８（冷却風流路２１）への走行風の導入が遮断されるようになっている。なお、制御弁３２は、通電されることで閉弁状態から開弁状態に移行し、非通電状態では開弁状態となっている。

上記のように構成されたインバータ装置１１の冷却システムにおいては、制御弁３２の開弁状態では、電気自動車１０が所定の車速で走行することで走行風流路４１を介して冷却風流路２１に走行風が導入され、この走行風は冷却風としてインバータ装置１１の放熱フィン２０ｂに向けて流れる。また、制御弁３２の閉弁状態では、電気自動車１０の車速にかかわらず冷却風流路２１に走行風は導入されない。

また、冷却ファン３０が駆動されると、冷却風流路２１の入口２１ａから車室内の空気が冷却風として冷却風流路２１に取り込まれる。その冷却風はインバータ装置１１の放熱フィン２０ｂに向けて流れる。一方、冷却ファン３０が駆動されない場合は、冷却風流路２１には冷却風が流れず、制御弁３２が開弁状態にあるときだけ、冷却風流路２１に導入された走行風が、冷却風として流れる。

インバータ装置１１には、半導体モジュール１５の温度を検出する温度センサ３３が設けられるとともに、温度センサ３３はコントローラ３４に信号接続されている。そして、温度センサ３３によって検出された半導体モジュール１５の温度データは、コントローラ３４に出力される。また、電気自動車１０は、外気温センサ３５を備えるとともに、外気温センサ３５はコントローラ３４に信号接続されている。そして、外気温センサ３５によって検出された外気温データは、コントローラ３４に出力される。さらに、電気自動車１０は走行速度を検出する速度センサ３６を備えるとともに、速度センサ３６はコントローラ３４に信号接続されている。そして、速度センサ３６によって検出された車速データはコントローラ３４に出力される。

インバータ装置１１の冷却システムにおいて、コントローラ３４は、温度センサ３３によって検出された半導体モジュール１５の温度、及び外気温センサ３５によって検出された外気温に基づいてインバータ装置１１の半導体モジュール１５の冷却を行う。

コントローラ３４のメモリ３４ａには、走行風流路４１に走行風が導入可能となる車速（以下、基準車速とする）が予め記憶されている。また、メモリ３４ａには、冷却システムを駆動させる契機となる半導体モジュール１５の温度（適正温度）が記憶されている。半導体モジュール１５の適正温度は、半導体モジュール１５の適正温度範囲の上限値よりも低い温度であり、半導体モジュール１５の耐熱温度より低い温度である。

また、メモリ３４ａには、冷却ファン３０を用いて半導体モジュール１５を冷却しているとき、冷却ファン３０の駆動を停止させる契機となる温度（以下、基準温度とする）が予め記憶されている。この基準温度は、半導体モジュール１５の耐熱温度の上限値より大幅に低い温度であり、半導体モジュール１５を適正に駆動させることができる温度である。

インバータ装置１１の冷却システムでは、半導体モジュール１５の温度が適正温度より高くなると、コントローラ３４により冷却ファン３０及び制御弁３２を制御して半導体モジュール１５の冷却を行う。半導体モジュール１５の冷却は、外気温及び半導体モジュール１５の温度に応じて冷却パターンが異なる。

次に、インバータ装置１１の冷却システムの作用をコントローラ３４が行う制御とともに説明する。
図４に示すように、半導体モジュール１５の温度が適正温度より高いが、外気温より低く、かつ車速が基準車速以上の場合（以下、第１パターンＰ１とする）には、コントローラ３４は冷却ファン３０を駆動させるとともに、制御弁３２を閉弁状態とさせる制御を行う。この場合は、外気温が半導体モジュール１５の温度より高いため、外気が導入される走行風による半導体モジュール１５の冷却は好ましくない。よって、制御弁３２を閉弁状態として、冷却風流路２１に走行風が導入されないようにする。そして、温度センサ３３によって検出された半導体モジュール１５の温度が基準温度より低くなれば、コントローラ３４は冷却ファン３０の駆動を停止させるとともに、制御弁３２を閉弁状態に維持させる。その結果、半導体モジュール１５の温度が低下した後に、半導体モジュール１５より高温の外気が導入されることが防止される。

半導体モジュール１５の温度が、適正温度より高いが、外気温より低く、かつ車速が基準車未満上の場合（以下、第２パターンＰ２とする）には、コントローラ３４は冷却ファン３０を駆動させる制御を行うとともに、制御弁３２を開弁状態のままとする。この場合は、外気温が半導体モジュール１５の温度より高いが、走行風は走行風流路４１に導入されないため、制御弁３２は制御されず、開弁状態のままである。そして、温度センサ３３によって検出された半導体モジュール１５の温度が基準温度より低くなれば、コントローラ３４は冷却ファン３０の駆動を停止させる。

半導体モジュール１５の温度が、適正温度より高く、しかも外気温より高く、かつ車速が基準車速以上の場合（以下、第３パターンＰ３とする）には、コントローラ３４は冷却ファン３０を駆動させるとともに、制御弁３２を開弁状態とさせる制御を行う。この場合は、外気温が半導体モジュール１５の温度より低く、半導体モジュール１５の冷却に適しているため、冷却ファン３０によって発生した冷却風に、走行風も加えて半導体モジュール１５を冷却する。そして、温度センサ３３によって検出された半導体モジュール１５の温度が基準温度より低くなれば、コントローラ３４は冷却ファン３０の駆動を停止させるとともに、制御弁３２は開弁状態とさせる制御を行う。すなわち、冷却ファン３０は駆動させず、走行風のみによる冷却を継続させる。

半導体モジュール１５の温度が、適正温度より高く、しかも外気温より高く、かつ車速が基準車速未満の場合（以下、第４パターンＰ４とする）には、コントローラ３４は冷却ファン３０を駆動させるとともに、制御弁３２に通電させず開弁状態のままとする。この場合は、外気温が半導体モジュール１５の温度より低く、半導体モジュール１５の冷却に適しているが、車速が遅いため、走行風が導入されないため、制御弁３２は制御せず開弁状態のままとしておく。そして、温度センサ３３によって検出された半導体モジュール１５の温度が基準温度より低くなれば、コントローラ３４は冷却ファン３０の駆動を停止させる。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）インバータ装置１１の冷却システムは、冷却風流路２１に冷却風を送る冷却ファン３０を備えるとともに、冷却風流路２１に走行風を導入する走行風流路４１を備える。そして、半導体モジュール１５の温度が外気温より高く、かつ車速が基準車速以上のとき（第３パターンＰ３）は、コントローラ３４は制御弁３２を開弁状態とし、かつ冷却ファン３０を駆動させて、冷却ファン３０による冷却風だけでなく走行風によって半導体モジュール１５を冷却するようにした。よって、冷却ファン３０による冷却風又は走行風だけで半導体モジュール１５を冷却する場合と比べると、半導体モジュール１５の冷却効率を向上させることができる。また、冷却ファン３０による冷却風と、走行風を併用することで、同じ冷却効率を得るために必要な冷却ファン３０の回転数を減らすことができ、冷却ファン３０の騒音及び振動を減らすことができる。

（２）第３パターンＰ３のとき、半導体モジュール１５の温度が基準温度以下になると、コントローラ３４は冷却ファン３０を停止させるとともに、制御弁３２に開弁状態を維持させて、走行風だけで半導体モジュール１５を冷却させるようにした。すなわち、走行風だけで半導体モジュール１５を冷却できるときは、冷却ファン３０を停止させることで、冷却ファン３０が連続的に使用され続けることを無くすことができる。

（３）また、第３パターンＰ３のとき、半導体モジュール１５の温度が基準温度以下になると冷却ファン３０を停止させることで、冷却ファン３０の騒音及び振動を無くしながら半導体モジュール１５を走行風で冷却することができる。

（４）第２パターンＰ２及び第４パターンＰ４のように、車速が基準車速未満で走行風が走行風流路４１から導入されないときは、コントローラ３４は冷却ファン３０を駆動させて冷却風流路２１に冷却風を流すようにした。このため、走行風が無い場合でも、半導体モジュール１５を冷却することができる。

（５）第１パターンＰ１及び第２パターンＰ２のように、外気温が半導体モジュール１５の温度より高いときは、コントローラ３４は冷却ファン３０を駆動させて冷却風流路２１に冷却風を流すようにした。よって、半導体モジュール１５に対する冷却効果の低い走行風による冷却を避けて、半導体モジュール１５の冷却効率が低下することを防止できる。

（６）ヒートシンク２０に一体のダクト形成部２０ｃを、車体ボディ１３に熱的に結合した。よって、車体ボディ１３をヒートマスとして使用することができ、ヒートシンク２０の熱容量を小さくして、ヒートシンク２０の小型化及び低コスト化を図ることができる。

（７）冷却風流路２１を、第１ダクト１８と第２ダクト１９とインバータ装置１１のダクト形成部２０ｃ及びヒートシンク２０を用いて形成した。よって、インバータ装置１１を冷却風流路２１を形成するための部材として使用することができ、冷却風流路２１を車体ボディ１３に一体形成する場合と比べると、その材料を減らすことができる。

（８）インバータ装置１１において、ヒートシンク２０における半導体モジュール１５の搭載領域に、ヒートシンク２０とは別体のヒートマス１４を摩擦圧接により接合した。このため、例えば、ヒートマス１４をヒートシンク２０の押し出し成形で形成する場合と比べると、ヒートマス１４を小型化することができ、ヒートシンク２０の小型化及び低コスト化を図ることができる。

（９）摩擦圧接でヒートマス１４を基部２０ａに接合したため、例えば、ろう付けによりヒートマス１４を基部２０ａに接合する場合と比べると、接合のために要するエネルギー量を減らすことができる。

（１０）ヒートマス１４は、半導体モジュール１５とヒートシンク２０の間に介装されている。例えば、ヒートマス１４を、半導体モジュール１５を挟んでヒートシンク２０と反対側の面に設ける場合と比べると、ヒートマス１４がヒートシンク２０と熱的に結合されることで、ヒートマス１４の厚さを薄くすることができ、インバータ装置１１の小型化に寄与することができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 実施形態では、ヒートマス１４を基部２０ａと同じ材料で形成したが、ヒートマス１４を、同じ体積での熱容量が基部２０ａより大きいものを使用してもよい。

○ 実施形態では、ヒートマス１４を摩擦圧接により基部２０ａに接合したが、ろう付けといった加熱接合でもよく、ねじ止め、接着剤による接着といった非加熱接合でもよい。

○ 実施形態では放熱フィン２０ｂをピンフィンより形成したが、放熱フィン２０ｂはプレートフィン、波形フィン等に変更してもよい。
○ 実施形態では第３パターンＰ３のとき、半導体モジュール１５の温度が基準温度以下になったら、コントローラ３４は冷却ファン３０を停止させたが、制御弁３２を閉弁状態に切り替えるとともに、冷却ファン３０の駆動を維持させて冷却ファン３０によって発生する冷却風のみで半導体モジュール１５を冷却してもよい。このように構成した場合、車速に依存せずに冷却風流路２１に冷却風を送ることができる。

○ 実施形態では、ヒートマス１４をヒートシンク２０の上面に接合したが、ヒートマス１４を設ける場所は適宜変更してもよい。また、ヒートマス１４は設けなくてもよい。
○ ヒートマス１４の大きさは適宜変更してもよい。

○ 実施形態では、ダクト形成部２０ｃをヒートシンク２０から延設したが、図５に示すように、ダクト形成部１３ｄを車体ボディ１３から延設してもよい。
○ 実施形態では、基部２０ａから放熱フィン２０ｂを延設したが、車体ボディ１３に放熱フィンを一体形成してもよい。

○ 実施形態では、冷却風流路２１における入口２１ａとインバータ装置１１の間である第１ダクト１８に冷却ファン３０を設けたが、これに限らない。インバータ装置１１と冷却風流路２１の出口２１ｂとの間となる第２ダクト１９に冷却ファン３０を設けてもよいし、第１ダクト１８と第２ダクト１９の両方に冷却ファン３０を設けてもよい。この場合、第２ダクト１９に設けた冷却ファン３０により、冷却風が出口２１ｂに向けて引張られ、冷却風流路２１を冷却風が流れる。

○ 実施形態では、制御弁３２を冷却風流路２１と走行風流路４１の合流点に設けたが、制御弁３２を合流点よりも走行風流路４１の走行風導入口４１ａ側に位置するように設けてもよい。

○ 実施形態では、制御弁３２は、通電されることで閉弁状態から開弁状態に移行し、非通電状態では開弁状態となるものに具体化したが、この逆でもよい。
○ 実施形態では、制御弁３２を開弁状態又は閉弁状態に切替可能な弁としたが、制御弁３２を流量制御可能な弁としてもよい。

○ 実施形態では、走行風流路４１を制御弁３２を介して冷却風流路２１に合流させたが、走行風流路４１をインバータ装置１１に直接接続し、冷却風流路２１からの冷却風と、走行風流路４１からの走行風とを別々にインバータ装置１１に送るようにしてもよい。

○ 実施形態では、電力変換装置としてのインバータ装置１１に具体化したが、単層インバータ装置やＤＣＤＣコンバータに具体化してもよい。
○ 実施形態では、車両として電気自動車１０に具体化したが、車両としてハイブリッド車、プラグインハイブリッド車、レンジ・エクステンダー車等に具体化してもよい。

○ 発熱体として半導体モジュール１５以外のものに具体化してもよい。

１０…車両としての電気自動車、１１…電力変換装置としてのインバータ装置、１３…車体ボディ、１４…ヒートマス、１５…発熱体としての半導体モジュール、２０…ヒートシンク、２０ａ…基部、２０ｂ…放熱フィン、２１…冷却風流路、２１ａ…入口、２１ｂ…出口、３０…冷却ファン、３２…制御弁、３４…コントローラ、４１ａ…走行風導入口、４１…走行風流路。

Claims (6)

1. 冷却風流路の入口から出口に向かって冷却風を流すことにより前記冷却風によって、電力変換装置に搭載された発熱体を冷却する車両用の電力変換装置の冷却システムであって、
   車両の走行に伴い前記入口とは別の走行風導入口から走行風が導入される走行風流路と、
   少なくとも前記走行風流路上に設けられ、前記走行風流路の開度を調節可能とし、かつ前記走行風を前記電力変換装置に供給可能とする制御弁と、
   前記冷却風流路における前記入口と前記電力変換装置との間、及び前記電力変換装置と前記出口との間の少なくとも一方に設けられるとともに前記電力変換装置に対して前記冷却風を供給可能とする冷却ファンと、
   前記制御弁及び前記冷却ファンを制御するコントローラと、を有し、
   前記コントローラは、前記発熱体の温度が予め設定された適正温度より高く、かつ外気温以上の場合に前記冷却ファンを駆動させるとともに前記制御弁を開弁状態とする制御を行うことを特徴とする電力変換装置の冷却システム。
2. 前記発熱体の温度が前記適正温度より高い状態から低い状態に移行すると、前記コントローラは、前記冷却ファンを停止させる、又は前記制御弁を閉弁状態とする制御を行う請求項１に記載の電力変換装置の冷却システム。
3. 前記車両の速度が予め設定された基準車速より遅い場合は、前記コントローラは、前記冷却ファンを駆動させる制御を行う請求項１又は請求項２に記載の電力変換装置の冷却システム。
4. 前記発熱体の温度が前記適正温度より高く、かつ前記外気温が前記発熱体の温度より高い場合は、前記コントローラは、少なくとも前記冷却ファンを駆動させる制御を行う請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の電力変換装置の冷却システム。
5. 前記電力変換装置は、前記発熱体と、該発熱体の一面が熱的に結合されたヒートシンクと、を有し、前記ヒートシンクが前記車両の車体ボディに熱的に結合されている請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の電力変換装置の冷却システム。
6. 前記ヒートシンクは、基部と、該基部における前記発熱体の搭載面とは反対側の面から延設された放熱フィンとを有し、前記搭載面における前記発熱体の搭載領域には前記ヒートシンクと別体のヒートマスが熱的に結合されるとともに、該ヒートマスに前記発熱体が熱的に結合されている請求項５に記載の電力変換装置の冷却システム。