JP2018057190A - Electric power conversion system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の電子部品と、該電子部品を冷却する冷却器と、冷却プレートとを備える電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power conversion device including a plurality of electronic components, a cooler that cools the electronic components, and a cooling plate.
電力変換回路を構成する複数の電子部品と、該電子部品を冷却する冷却器とを備える電力変換装置が知られている(下記特許文献1参照)。上記電子部品には、スイッチング素子を内蔵した半導体モジュールや、コンデンサ等がある。この電力変換装置は、上記スイッチング素子をオンオフ動作させることにより、直流電源から供給される直流電力を交流電力に変換するよう構成されている。電力変換装置を稼働すると、電子部品が発熱する。そのため、上記冷却器を用いて電子部品を冷却している。
There is known a power conversion device including a plurality of electronic components constituting a power conversion circuit and a cooler for cooling the electronic components (see
近年、冷却器とは別に冷却プレートを設け、これら冷却器と冷却プレートとを用いて、複数の電子部品を冷却することが検討されている。例えば冷却プレートに、それぞれ冷媒が流れる、主流路と副流路との2つの流路を形成する(図20、図21参照)。そして、冷却プレートの、上記冷却器を設けた側とは反対側に、主流路に接続した主パイプと、副流路に接続した副パイプとの、2本のパイプを設ける。また、冷却プレートの、上記冷却器を配した側に、主流路と冷却器とを繋ぐ主接続口と、副流路と冷却器とを繋ぐ副接続口とを形成する。このようにすると、例えば冷媒を副パイプから導入した場合、冷媒は、副流路、副接続口、冷却器を通り、さらに主接続口、主流路を流れて、主パイプから導出される。そのため、導入した冷媒を全て冷却器内の主流路に流すことができ、冷却プレートによって、電子部品を効率的に冷却することが可能になる。なお、冷媒の向きを逆にした場合も同様である。 In recent years, it has been studied to provide a cooling plate separately from the cooler and to cool a plurality of electronic components using the cooler and the cooling plate. For example, two flow paths, a main flow path and a sub flow path, through which the coolant flows are formed in the cooling plate (see FIGS. 20 and 21). Then, two pipes, a main pipe connected to the main flow path and a sub pipe connected to the sub flow path, are provided on the opposite side of the cooling plate from the side where the cooler is provided. In addition, a main connection port that connects the main flow path and the cooler and a sub connection port that connects the sub flow path and the cooler are formed on the side of the cooling plate on which the cooler is arranged. In this case, for example, when the refrigerant is introduced from the sub pipe, the refrigerant passes through the sub flow path, the sub connection port, and the cooler, and further flows through the main connection port and the main flow path, and is led out from the main pipe. Therefore, all of the introduced refrigerant can be passed through the main flow path in the cooler, and the electronic component can be efficiently cooled by the cooling plate. The same applies when the direction of the refrigerant is reversed.
しかしながら、上記電力変換装置では、2本のパイプと主接続口との位置関係について充分に考慮されていなかった。そのため、主流路における冷媒の圧損を低減できない可能性があった。すなわち、副パイプと主接続口との並び方向に直交する方向(直交方向)に、副パイプと主パイプとが配列していると、主接続口から主パイプまでの距離が長くなってしまう(図20参照)。そのため、冷媒が主流路を流れる距離が長くなり、冷媒の圧損が高くなりやすい。したがって、電子部品を冷却しにくい。 However, in the above power converter, the positional relationship between the two pipes and the main connection port has not been sufficiently considered. Therefore, there is a possibility that the pressure loss of the refrigerant in the main channel cannot be reduced. That is, if the sub pipe and the main pipe are arranged in a direction (orthogonal direction) perpendicular to the arrangement direction of the sub pipe and the main connection port, the distance from the main connection port to the main pipe becomes long ( FIG. 20). Therefore, the distance that the refrigerant flows through the main flow path becomes long, and the pressure loss of the refrigerant tends to increase. Therefore, it is difficult to cool the electronic component.
また、主パイプと副パイプとは、冷却器内の別の流路にそれぞれ接続するため、これら2本のパイプは、ある程度離隔して配置する必要がある。そのため、上述のように、副パイプと主接続口との並び方向に直交する方向(直交方向)に、副パイプと主パイプとが配列していると、冷却プレートの、上記直交方向における長さが長くなりやすい。したがって、冷却プレートの面積が大きくなりやすく、電力変換装置を小型化しにくい。 Further, since the main pipe and the sub pipe are respectively connected to different flow paths in the cooler, it is necessary to arrange these two pipes apart from each other to some extent. Therefore, as described above, when the sub pipe and the main pipe are arranged in a direction (orthogonal direction) perpendicular to the arrangement direction of the sub pipe and the main connection port, the length of the cooling plate in the orthogonal direction is set. Tends to be long. Therefore, the area of the cooling plate tends to be large, and it is difficult to reduce the size of the power converter.
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、冷媒の圧損を低減でき、小型化が可能な電力変換装置を提供しようとするものである。 This invention is made | formed in view of this subject, and it aims at providing the power converter device which can reduce the pressure loss of a refrigerant | coolant and can be reduced in size.
本発明の一態様は、電力変換回路を構成する複数の電子部品(2)と、
板状に形成され、上記電子部品を冷却する冷却プレート(3)と、
該冷却プレートの厚さ方向における一方側に設けられ、上記電子部品を冷却する冷却器(4)とを備え、
上記冷却プレートは、冷媒(11)が流れ、上記電子部品を冷却する主流路(31m)と、該主流路との間に介在する隔壁(32)によって上記主流路から区画され上記冷媒が流れる副流路(31s)とを有し、
上記冷却プレートの上記厚さ方向における他方側には、上記主流路に接続した主パイプ(5m)と、上記副流路に接続した副パイプ(5s)とが配され、
上記冷却器は、上記冷媒が流れる機器内流路(40)を有し、上記冷却プレートには、上記厚さ方向における上記一方側に、上記主流路と上記機器内流路とを繋ぐ主接続口(6m)と、上記副流路と上記機器内流路とを繋ぐ副接続口(6s)とが形成されており、
上記厚さ方向から見たときに、上記副パイプと上記主接続口との間に、上記主パイプが配されている、電力変換装置(1)。
One aspect of the present invention is a plurality of electronic components (2) constituting a power conversion circuit;
A cooling plate (3) that is formed in a plate shape and cools the electronic component;
A cooler (4) that is provided on one side in the thickness direction of the cooling plate and cools the electronic component;
The cooling plate is partitioned from the main flow path by the main flow path (31 m ) through which the refrigerant (11) flows, and the partition (32) interposed between the main flow path and the main flow path, and the refrigerant flows. A secondary flow path (31 s ),
On the other side of the cooling plate in the thickness direction, a main pipe (5 m ) connected to the main flow path and a sub pipe (5 s ) connected to the sub flow path are arranged,
The cooler has an in-device flow path (40) through which the refrigerant flows, and the cooling plate has a main connection connecting the main flow path and the in-device flow path on the one side in the thickness direction. A port (6 m ) and a sub-connection port (6 s ) connecting the sub-channel and the in-device channel,
The power conversion device (1), wherein the main pipe is disposed between the sub pipe and the main connection port when viewed from the thickness direction.
上記電力変換装置においては、上記厚さ方向から見たときに、上記副パイプと上記主接続口との間に、上記主パイプが配されている。
そのため、主接続口から主パイプまでの距離を短くすることができる。したがって、冷媒が主流路内を流れる距離を短くすることができ、冷媒の圧損を低減することができる。そのため、電子部品の冷却効率を高めることができる。
In the power converter, the main pipe is disposed between the sub pipe and the main connection port when viewed from the thickness direction.
Therefore, the distance from the main connection port to the main pipe can be shortened. Therefore, the distance that the refrigerant flows through the main flow path can be shortened, and the pressure loss of the refrigerant can be reduced. Therefore, the cooling efficiency of electronic components can be increased.
また、上記電力変換装置では、副パイプと主接続口との間に、主パイプが設けられているため、これらの並び方向に直交する方向(直交方向)には、複数のパイプが配列しなくなる。そのため、この直交方向おける冷却プレートの長さを短くすることができる。したがって、冷却プレートの面積を小さくすることができ、電力変換装置を小型化することができる。 In the above power converter, since the main pipe is provided between the sub pipe and the main connection port, a plurality of pipes are not arranged in a direction (orthogonal direction) orthogonal to the arrangement direction. . Therefore, the length of the cooling plate in the orthogonal direction can be shortened. Therefore, the area of the cooling plate can be reduced, and the power converter can be reduced in size.
以上のごとく、上記態様によれば、冷媒の圧損を低減でき、小型化が可能な電力変換装置を提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
As mentioned above, according to the said aspect, the pressure loss of a refrigerant | coolant can be reduced and the power converter device which can be reduced in size can be provided.
In addition, the code | symbol in the parenthesis described in the means to solve a claim and a subject shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later, and limits the technical scope of this invention. It is not a thing.
上記電力変換装置は、電気自動車やハイブリッド車等に搭載するための、車載用電力変換装置とすることができる。 The power conversion device can be a vehicle-mounted power conversion device to be mounted on an electric vehicle, a hybrid vehicle, or the like.
(実施形態1)
上記電力変換装置に係る実施形態について、図1〜図8を参照して説明する。図2、図3に示すごとく、本形態の電力変換装置1は、複数の電子部品2(2S,2L,2D)と、冷却プレート3と、冷却器4とを備える。上記複数の電子部品2によって、電力変換回路が構成されている。冷却プレート3と冷却器4とによって、複数の電子部品2を冷却している。冷却プレート3は板状に形成されている。冷却器4は、冷却プレート3の厚さ方向(X方向)における、冷却プレート3の一方側に配されている。
(Embodiment 1)
An embodiment according to the power conversion device will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 2 and 3, the
冷却プレート3は、冷媒11が流れる主流路31m及び副流路31sと、これらの間に介在する隔壁32とを備える。主流路31mを流れる冷媒11によって、電子部品2(2L,2D)を冷却している。副流路31sは、上記隔壁32によって、主流路31mから区画されている。
The
冷却プレート3の、上記X方向における他方側には、主パイプ5mと副パイプ5sとが配されている。主パイプ5mは主流路31mに接続している。また、副パイプ5sは副流路31sに接続している。
On the other side of the
冷却器4は、冷媒11が流れる機器内流路40を備える。冷却プレート3の、X方向における上記一方側には、主接続口6mと副接続口6sとが形成されている。主接続口6mは、主流路31mと機器内流路40とを接続している。副接続口6sは、副流路31sと機器内流路40とを接続している。
図1に示すごとく、X方向から見たときに、副パイプ5sと主接続口6mとの間に、主パイプ5mが配されている。
The
As shown in FIG. 1, when viewed from the X direction, the main pipe 5 m is arranged between the sub pipe 5 s and the main connection port 6 m .
本形態の電力変換装置1は、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載するための、車載用電力変換装置である。図8に示すごとく、本形態の電力変換装置1は、電子部品2として、スイッチング素子20を内蔵した半導体モジュール2Sと、昇圧用のリアクトル2Lと、DC−DCコンバータ2Dとを備える。また、電力変換装置1は、フィルタコンデンサ28及び平滑コンデンサ29を備える。
The
電力変換装置1には、昇圧部200と、インバータ部201とが形成されている。昇圧部200は、リアクトル2Lと、昇圧用半導体モジュール2SBと、フィルタコンデンサ28とを備える。昇圧用半導体モジュール2SB内のスイッチング素子20をオンオフ動作させることにより、直流電源81の直流電圧を昇圧するよう構成されている。また、インバータ部201は、複数のインバータ用半導体モジュール2SIと、平滑コンデンサ29とを備える。インバータ用半導体モジュール2SI内のスイッチング素子20をオンオフ動作させることにより、昇圧後の直流電力を交流電力に変換している。これにより、交流負荷82(三相交流モータ)を駆動し、上記車両を走行させている。
In the
また、フィルタコンデンサ28と並列に、DC−DCコンバータ2Dが接続している。DC−DCコンバータ2Dは、直流電源81の電圧を降圧し、低圧バッテリー83を充電するために設けられている。
A DC-
図7に示すごとく、半導体モジュール2Sは、上記スイッチング素子20を内蔵した本体部21と、該本体部21から突出した複数のパワー端子22と、制御端子23とを備える。パワー端子22には、直流電圧が加わる正極端子22p及び負極端子22nと、交流負荷82(図8参照)に接続される交流端子22aとがある。また、制御端子23は、制御回路基板13に接続している。制御回路基板13によって、スイッチング素子20のオンオフ動作を制御している。
As shown in FIG. 7, the
図3、図5に示すごとく、本形態では、複数の半導体モジュール2Sと、複数の冷却管41とを積層して積層体10を形成してある。X方向に隣り合う2本の冷却管41は、連結管42によって連結されている。また、X方向における一端に配された端部冷却管41aと冷却プレート3とは、端部連結管42aによって連結されている。これら冷却管41,41aと連結管42,42aとによって、冷却器4を構成してある。
As shown in FIGS. 3 and 5, in this embodiment, a
端部冷却管41aと冷却プレート3との間には、リアクトル2L(電子部品2)が介在している。積層体10とリアクトル2Lとは、ケース14に収容されている。
A reactor 2 L (electronic component 2) is interposed between the
ケース14には、X方向に貫通した貫通穴149が形成されている。この貫通穴149を、冷却プレート3によってケース外側から塞いである。また、ケースの外側には、DC−DCコンバータ2Dを設けてある。DC−DCコンバータ2Dとリアクトル2Lは、冷却プレート3に接触している。
The
図2、図3に示すごとく、副流路31sは、冷却プレート3内に、X方向へ貫通するよう形成されている。図1に示すごとく、主流路31mは、X方向から見たときの形状が略長方形である。主流路31mは、主接続口6mと主パイプ5mとの並び方向(Y方向)における長さLYが、X方向とY方向との双方に直交する直交方向(Z方向)における長さLZよりも長い。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
主流路31mには放熱フィン7が配されている。冷媒11は放熱フィン7内を、Y方向に流れる。図4に示すごとく、放熱フィン7は波板からなる。放熱フィン7は、冷却プレート3の壁部39に接触している。電子部品2L,2Dから発生した熱の一部は、壁部39、及び放熱フィン7に伝わり、さらに冷媒11に伝わる。本形態では、放熱フィン7を設けることにより、主流路31m内における冷媒11の接触面積を大きくし、電子部品2L,2Dの冷却効率を高めている。
Radiating
図3に示すごとく、冷媒11を副パイプ5sに導入すると、冷媒11は、副流路31s、副接続口6s、連結管42a,42を通り、複数の冷却管41に分配される。その後、冷媒11は合流し、冷却プレート3の主接続口6m、主流路31mを流れ、主パイプ5mから導出される。これにより、複数の電子部品2(2S,2L,2D)を冷却している。
As shown in FIG. 3, when the refrigerant 11 is introduced into the sub pipe 5 s , the refrigerant 11 is distributed to the plurality of cooling
また、図2に示すごとく、ケース14内には、加圧部材12(板ばね)が配されている。この加圧部材12を用いて、積層体10を冷却プレート3に向けて加圧している。これにより、冷却管41と電子部品2(2S,2L)との接触圧を確保すると共に、積層体10及びリアクトル2Lをケース14内に固定している。
Further, as shown in FIG. 2, a pressure member 12 (plate spring) is disposed in the
また、図2、図3に示すごとく、主パイプ5mと副パイプ5sとは互いに隣り合う位置に配されており、パイプ対50を構成している。Y方向においてパイプ対50に隣り合う位置に、冷却プレート3によって冷却される電子部品2であるパイプ横電子部品2p(DC−DCコンバータ2D)を配置してある。
Further, as shown in FIGS. 2 and 3, the main pipe 5 m and the sub pipe 5 s are arranged adjacent to each other to form a
上記主パイプ5mと副パイプ5sとは、冷媒11を冷却する外部冷却装置(図示しない)に接続されている。主流路31mには、冷却器4から外部冷却装置に向かう冷媒11が流れるよう構成されている。
The main pipe 5 m and the sub pipe 5 s are connected to an external cooling device (not shown) that cools the refrigerant 11. The
また、図2、図3に示すごとく、本形態の電力変換装置1は、X方向から見たときに、パイプ横電子部品2pの一部と主接続口6mとが重なり合うよう構成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
次に、本形態の作用効果について説明する。図1に示すごとく、本形態では、X方向から見たときに、副パイプ5sと主接続口6mとの間に、主パイプ5mが配されている。
そのため、主接続口6mから主パイプ5mまでの距離を短くすることができる。したがって、冷媒11が主流路31m内を流れる距離を短くすることができ、冷媒11の圧損を低減することができる。そのため、電子部品2(2L,2D)の冷却効率を高めることができる。
Next, the effect of this form is demonstrated. As shown in FIG. 1, in this embodiment, when viewed from the X direction, the main pipe 5 m is arranged between the sub pipe 5 s and the main connection port 6 m .
Therefore, the distance from the main connection port 6 m to the main pipe 5 m can be shortened. Therefore, the distance that the refrigerant 11 flows through the
また、上述したように、本形態では、副パイプ5sと主接続口6mとの間に主パイプ5mが設けられているため、これらの並び方向(Y方向)に直交する方向(Z方向)には、複数のパイプ5m、5sが配列しなくなる。そのため、Z方向における冷却プレート3の長さを短くすることができる。そのため、冷却プレート3の面積を小さくすることができ、電力変換装置1を小型化することができる。
Further, as described above, in this embodiment, since the main pipe 5 m is provided between the sub pipe 5 s and the main connection port 6 m , the direction (Z direction) orthogonal to the arrangement direction (Y direction) thereof. In the direction), a plurality of pipes 5 m and 5 s are not arranged. Therefore, the length of the
すなわち、仮に図20、図21に示すごとく、副パイプ5sと主接続口6mとをY方向に配列し、主パイプ5mを、Z方向において副パイプ5sに隣り合う位置に配置したとすると、主接続口6mから主パイプ5mまでの距離が長くなりやすい。そのため、冷媒11が主流路31m内を流れる距離が長くなり、冷媒11の圧損が高くなりやすい。また、冷却プレート3のZ方向長さが長くなるため、冷却プレート3の面積が大きくなりやすい。これに対して、図1に示すごとく、本形態のように、副パイプ5sと主接続口6mとの間に主パイプ5mを設ければ、主接続口6mから主パイプ5mまでの距離を短くすることができる。そのため、冷媒11が主流路31m内を流れる距離を短くすることができ、冷媒11の圧損を低減できる。したがって、冷媒11をスムーズに流すことができ、電子部品2L,2Dの冷却効率を高めることができる。また、本形態では、2本のパイプ5m,5sがZ方向に配列していないため、Z方向における冷却プレート3の長さを短くすることができる。そのため、冷却プレート3の面積を小さくすることができ、電力変換装置1を小型化できる。
That is, as shown in FIGS. 20 and 21, the sub pipe 5 s and the main connection port 6 m are arranged in the Y direction, and the main pipe 5 m is arranged at a position adjacent to the sub pipe 5 s in the Z direction. Then, the distance from the main connection port 6 m to the main pipe 5 m tends to be long. Therefore, the distance that the refrigerant 11 flows through the
また、本形態では図1に示すごとく、主流路31m内における、主パイプ5mと主接続口6mとの間に、放熱フィン7を配置してある。そのため、電子部品2(2L,2D)から発生した熱を、放熱フィン7を介して冷媒11に伝えることができ、電子部品2の冷却効率を高めることができる。また、本形態では、放熱フィン7内を冷媒11が流れる方向(Y方向)に直交する方向(Z方向)における、主接続口6mと主パイプ5mとの位置が互いに等しい。そのため、放熱フィン7内を流れる冷媒11の量を均等にしやすくなり、電子部品2L,2Dを均等に冷却しやすくなる。
Further, in this embodiment, as shown in FIG. 1, the radiating
すなわち、図20に示すごとく、主パイプ5mと主接続口6mとのZ方向位置が互いに異なると、Z方向における放熱フィン7の一方側に主接続口6mが配され、他方側に主パイプ5mが配されることになる。つまり、Z方向における放熱フィン7の中央付近に、主接続口6m及び主パイプ5mを配置しにくくなる。そのため、主接続口6mから放熱フィン7までの距離が不均等になる。したがって、放熱フィン7内を流れる冷媒11の量が不均一になりやすく、電子部品2L,2Dを均等に冷却しにくくなる。例えば、放熱フィン7のうち、Z方向において主接続口6mに近い部分71は、主接続口6mとの間の圧損が小さいため、この部分71には多くの冷媒11が流れる。また、Z方向において主接続口6mから離れた部分72は、主接続口6mとの間の圧損が大きいため、この部分72に流れる冷媒11の量は少ない。そのため、放熱フィン7内を流れる冷媒11の量に偏りが生じ、電子部品2を均等に冷却しにくくなる。これに対して、図1に示すごとく、本形態のように、主パイプ5mと主接続口6mのZ方向位置を等しくすれば、Z方向における放熱フィン7の中央付近に、主パイプ5m及び主接続口6mを配置できる。そのため、主接続口6mから放熱フィン7までの距離を均等にしやすくなり、放熱フィン7内を流れる冷媒11の量を均等にしやすくなる。そのため、電子部品2L,2Dを均等に冷却することができる。
That is, as shown in FIG. 20, when the Z direction positions of the main pipe 5 m and the main connection port 6 m are different from each other, the main connection port 6 m is arranged on one side of the radiating
また、図2、図5に示すごとく、本形態では、X方向から見たときに、電子部品2(2L,2D)の少なくとも一部と上記主流路31mとが重なっている。
そのため、電子部品2(2L,2D)を積極的に冷却できる。すなわち、電子部品2はリアクトル2LやDCDCコンバータ2Dであり、発熱する。X方向から見たときに、発熱する電子部品2L,2Dと主流路31mとが重なるように構成することにより、主流路31mを使って、これらの電子部品を2L,2Dを効率的に冷却することができる。
As shown in FIGS. 2 and 5, in this embodiment, when viewed from the X direction, at least a part of the electronic component 2 (2 L , 2 D ) and the
Therefore, the electronic component 2 (2 L , 2 D ) can be actively cooled. That is, the
また、主パイプ5mと副パイプ5sとは、冷媒11を冷却する外部冷却装置に接続されている。主流路31mには、冷却器4から外部冷却装置に向かう冷媒11が流れる。すなわち、副流路31sには、外部冷却装置から冷却器4に向かう冷媒11が流れるよう構成されている。
そのため、外部冷却装置によって冷却された、温度の低い冷媒11を冷却器4に流すことができる。したがって、冷却器4によって冷却する電子部品2(半導体モジュール2s)の冷却効率を高めることができる。
The main pipe 5 m and the sub pipe 5 s are connected to an external cooling device that cools the refrigerant 11. The refrigerant 11 flows from the
Therefore, the low-
また、本形態では図3、図5に示すごとく、冷却プレート3の、パイプ5m,5sを設けた側に、冷却プレート3によって冷却される電子部品2であるパイプ横電子部品2pを配置してある。
そのため、冷却プレート3の、パイプ5m,5sを設けた側の面S1を、電子部品2(2p)を冷却するための面として有効活用することができる。
In this embodiment, as shown in FIGS. 3 and 5, the pipe horizontal
Therefore, the surface S1 of the
また、主パイプ5mと副パイプ5sとは、互いに隣り合い、パイプ対50を構成している。そして、パイプ横電子部品2pを、Y方向においてパイプ対50に隣り合う位置に配置してある。
このようにすると、2本のパイプ5m,5sを纏めて配置できるため、冷却プレート3の、パイプ横電子部品2pを冷却する面S1を、広くすることができる。そのため、パイプ横電子部品2pの冷却効率を高めることができる。
Further, the main pipe 5 m and the sub pipe 5 s are adjacent to each other to form a
In this way, since the two pipes 5 m and 5 s can be arranged together, the surface S1 of the
また、図3に示すごとく、本形態の電力変換装置1は、X方向から見たときに、パイプ横電子部品2pの一部と主接続口6mとが重なり合うよう構成されている。
そのため、冷却プレート3のうち、X方向において主接続口6mの反対側に形成された部位38を、パイプ横電子部品2pを冷却するための部位として有効活用することができる。したがって、パイプ横電子部品2pを冷却する面積をより広くすることができ、パイプ横電子部品2pの冷却効率を高めることができる。
As shown in FIG. 3, the
Therefore, the
以上のごとく、本形態によれば、冷媒の圧損を低減でき、小型化が可能な電力変換装置を提供することができる。 As described above, according to this embodiment, it is possible to provide a power converter that can reduce the pressure loss of the refrigerant and can be downsized.
なお、本形態では、冷却プレート3によってリアクトル2LとDC−DCコンバータ2Dとを冷却したが、本発明はこれに限るものではなく、冷却プレート3によって半導体モジュール2Sやコンデンサ等を冷却しても良い。
In this embodiment, the
以下の実施形態においては、図面に用いた符号のうち、実施形態1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施形態1と同様の構成要素等を表す。 In the following embodiments, the same reference numerals used in the drawings among the reference numerals used in the drawings represent the same constituent elements as those in the first embodiment unless otherwise indicated.
(実施形態2)
本形態は、冷却プレート3の形状を変更した例である。図9に示すごとく、本形態では、冷却プレート3内に副流路31sを、Y方向に延出するよう形成してある。主流路31mと副流路31sとの間には、隔壁32が介在している。本形態では、主流路31mによってDC−DCコンバータ2Dを冷却し、副流路31sによってリアクトル2Lを冷却している。
(Embodiment 2)
This embodiment is an example in which the shape of the
上記構成にすると、副流路31sによって電子部品2(リアクトル2L)を冷却できるため、冷却プレート3による電子部品2の冷却効率をより高めることができる。
その他、実施形態1と同様の構成および作用効果を備える。
With the above configuration, it is possible to cool the electronic component 2 (
In addition, the same configuration and operational effects as those of the first embodiment are provided.
(実施形態3)
本形態は、冷却器4の構造を変更した例である。図10、図11に示すごとく、本形態の冷却器4は、箱型の冷却本体部47と、連結管42とを備える。この連結管42によって、冷却本体部47と冷却プレート3とを連結してある。また、冷却本体部47上に、半導体モジュール2Sを載置してある。
(Embodiment 3)
This embodiment is an example in which the structure of the
半導体モジュール2Sは、図12に示すごとく、本体部21と、該本体部21から突出した3本の交流端子22(22u,22v,22w)と、直流電圧が加わる正極端子22p及び負極端子22nと、制御端子23とを備える。本体部21には、複数個のスイッチング素子20(図示しない)が内蔵されている。
その他、実施形態1と同様の構成および作用効果を備える。
As shown in FIG. 12, the
In addition, the same configuration and operational effects as those of the first embodiment are provided.
(実施形態4)
本形態は、冷却プレート3及び冷却器4の構造を変更した例である。図13に示すごとく、本形態では、冷却プレート3と冷却器4とを一体的に形成してある。これら冷却プレート3と冷却器4とは、例えば、ダイカストにより形成することができる。冷却器4内には、冷媒11が流れる機器内流路40を形成してある。
(Embodiment 4)
This embodiment is an example in which the structures of the
図14に示すごとく、冷却器4には、開口部45と凹部46とが形成されている。凹部46に電子部品2(リアクトル2L)を収容してある。開口部45は、機器内流路40に開口している。図13に示すごとく、この開口部45に半導体モジュール2Sを挿入し、半導体モジュール2Sの本体部21(図17参照)を機器内流路40内に配置してある。そして、機器内流路40を流れる冷媒11によって、半導体モジュール2Sを直接、冷却している。
As shown in FIG. 14, the
図17に示すごとく、半導体モジュール2Sは、スイッチング素子20を内蔵した本体部21と、該本体部21から延出した鍔部24とを備える。鍔部24には、ボルト挿通孔25が貫通形成されている。上述したように、本形態では、本体部21を上記開口部45から機器内流路40に挿入してある。そして、ボルト250(図13参照)を上記ボルト挿入孔25に挿入し、このボルト250を、冷却器4に形成した雌螺子部491(図14参照)に螺合してある。これにより、半導体モジュール2Sを冷却器4に固定している。また、鍔部24によって開口部45を塞ぎ、冷媒11が漏洩することを防止している。
As shown in FIG. 17, the
図15、図16に示すごとく、本形態の冷却プレート3は、実施形態1と同様に、主流路31mと、副流路31sとを備える。主流路31mには主パイプ5mが接続しており、副流路31sには副パイプ5sが接続している。また、冷却プレート3には、主流路31mと機器内流路40とを繋ぐ主接続口6mが形成されている。図15に示すごとく、X方向から見たときに、副パイプ5sと主接続口6mとの間に、主パイプ5mが設けられている。
As shown in FIGS. 15 and 16, the
また、図16に示すごとく、冷却器4には、機器内流路40を、リアクトル2Lを取り囲むように形成してある。機器内流路40を流れる冷媒11によって、半導体モジュール2Sと、リアクトル2Lとを冷却している。また、冷却プレート3の、パイプ5m,5sを設けた側には、パイプ横電子部品2p(DC−DCコンバータ2D)を配置してある。主流路31mには、冷媒11がY方向に流れる放熱フィン7を設けてある。主流路31mを流れる冷媒11によって、パイプ横電子部品2pと、リアクトル2Lとを冷却するよう構成してある。
Further, as shown in FIG. 16, in the
本形態の作用効果について説明する。本形態では、冷却プレート3と冷却器4とを一体的に形成してあるため、部品点数を低減することができる。そのため、電力変換装置1の製造コストを低減することができる。
その他、実施形態1と同様の構成および作用効果を備える。
The effect of this form is demonstrated. In this embodiment, since the
In addition, the same configuration and operational effects as those of the first embodiment are provided.
(実施形態5)
本形態は、冷媒11が流れる向きを変更した例である。図18に示すごとく、本形態では、主パイプ5mから冷媒11を導入し、副パイプ5sから冷媒11を導出するよう構成してある。主パイプ5m及び副パイプ5sは、実施形態1と同様に、冷媒11を冷却する外部冷却装置に接続している。主流路31mには、外部冷却装置から冷却器4へ向かう冷媒11が流れる。
(Embodiment 5)
This embodiment is an example in which the direction in which the refrigerant 11 flows is changed. As shown in FIG. 18, in this embodiment, the refrigerant 11 is introduced from the main pipe 5 m and the refrigerant 11 is led out from the sub pipe 5 s . The main pipe 5 m and the sub pipe 5 s are connected to an external cooling device that cools the refrigerant 11 as in the first embodiment. The refrigerant 11 flows from the external cooling device to the
そのため、外部冷却装置によって冷却されたばかりの、温度が低い冷媒11を、主流路31mに流すことができる。したがって、主流路31mによって冷却される電子部品2(2L,2D)の冷却効率を高めることができる。
その他、実施形態1と同様の構成および作用効果を備える。
Therefore, the refrigerant 11 having a low temperature that has just been cooled by the external cooling device can be passed through the
In addition, the same configuration and operational effects as those of the first embodiment are provided.
(実施形態6)
本形態は、主流路31mの形状を変更した例である。図19に示すごとく、本形態の主流路31mは、X方向から見たときに、主パイプ5mと主接続口6mとの間にのみ形成されている。すなわち、主流路31mは、Y方向における、主パイプ5mと主接続口6mの外側には形成されていない。また、Z方向において、主パイプ5m及び主接続口6mよりも図19の上側、及び下側には、主流路31mが形成されていない。
そのため、主流路31mの、XZ平面における断面積を小さくすることができ、冷媒11の流速を速くすることができる。したがって、電子部品2L,2pの冷却効率をより高めることができる。
(Embodiment 6)
This embodiment is an example in which the shape of the
Therefore, the cross-sectional area of the
また、図19に示すごとく、本形態の放熱フィン7は、X方向から見たときに、主パイプ5mと主接続口6mとの間にのみ配されている。すなわち、Z方向において、主パイプ5m及び主接続口6mよりも図19の上側、及び下側には、放熱フィン7の一部が存在していない。
そのため、放熱フィン7の、XZ平面における断面積を小さくすることができ、放熱フィン7内を流れる冷媒11の速度を速くすることができる。したがって、電子部品2L,2pの冷却効率をより高めることができる。
その他、実施形態1と同様の構成および作用効果を備える。
Moreover, as shown in FIG. 19, the
Therefore, the cross-sectional area in the XZ plane of the
In addition, the same configuration and operational effects as those of the first embodiment are provided.
1 電力変換装置
11 冷媒
2 電子部品
3 冷却プレート
31m 主流路
31s 副流路
4 冷却器
5m 主パイプ
5s 副パイプ
6m 主接続口
1
Claims (10)
板状に形成され、上記電子部品を冷却する冷却プレート(3)と、
該冷却プレートの厚さ方向における一方側に設けられ、上記電子部品を冷却する冷却器(4)とを備え、
上記冷却プレートは、冷媒(11)が流れ、上記電子部品を冷却する主流路(31m)と、該主流路との間に介在する隔壁(32)によって上記主流路から区画され上記冷媒が流れる副流路(31s)とを有し、
上記冷却プレートの上記厚さ方向における他方側には、上記主流路に接続した主パイプ(5m)と、上記副流路に接続した副パイプ(5s)とが配され、
上記冷却器は、上記冷媒が流れる機器内流路(40)を有し、上記冷却プレートには、上記厚さ方向における上記一方側に、上記主流路と上記機器内流路とを繋ぐ主接続口(6m)と、上記副流路と上記機器内流路とを繋ぐ副接続口(6s)とが形成されており、
上記厚さ方向から見たときに、上記副パイプと上記主接続口との間に、上記主パイプが配されている、電力変換装置(1)。 A plurality of electronic components (2) constituting a power conversion circuit;
A cooling plate (3) that is formed in a plate shape and cools the electronic component;
A cooler (4) that is provided on one side in the thickness direction of the cooling plate and cools the electronic component;
The cooling plate is partitioned from the main flow path by the main flow path (31 m ) through which the refrigerant (11) flows, and the partition (32) interposed between the main flow path and the main flow path, and the refrigerant flows. A secondary flow path (31 s ),
On the other side of the cooling plate in the thickness direction, a main pipe (5 m ) connected to the main flow path and a sub pipe (5 s ) connected to the sub flow path are arranged,
The cooler has an in-device flow path (40) through which the refrigerant flows, and the cooling plate has a main connection connecting the main flow path and the in-device flow path on the one side in the thickness direction. A port (6 m ) and a sub-connection port (6 s ) connecting the sub-channel and the in-device channel,
The power conversion device (1), wherein the main pipe is disposed between the sub pipe and the main connection port when viewed from the thickness direction.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020022366A1 (en) * | 2018-07-25 | 2020-01-30 | 株式会社デンソー | Dynamo-electric machine and wheel using said dynamo-electric machine |
JP2020025450A (en) * | 2018-07-25 | 2020-02-13 | 株式会社デンソー | Rotary electric machine, and wheel using the rotary electric machine |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005019454A (en) * | 2003-06-23 | 2005-01-20 | Denso Corp | Power converter |
JP2014108014A (en) * | 2012-11-29 | 2014-06-09 | Toyota Industries Corp | Inverter device |
-
2016
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005019454A (en) * | 2003-06-23 | 2005-01-20 | Denso Corp | Power converter |
JP2014108014A (en) * | 2012-11-29 | 2014-06-09 | Toyota Industries Corp | Inverter device |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020022366A1 (en) * | 2018-07-25 | 2020-01-30 | 株式会社デンソー | Dynamo-electric machine and wheel using said dynamo-electric machine |
JP2020025450A (en) * | 2018-07-25 | 2020-02-13 | 株式会社デンソー | Rotary electric machine, and wheel using the rotary electric machine |
CN112470373A (en) * | 2018-07-25 | 2021-03-09 | 株式会社电装 | Rotating electrical machine and wheel using same |
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