JP3567799B2 - 電気自動車用インバータの冷却装置 - Google Patents

電気自動車用インバータの冷却装置 Download PDF

Info

Publication number
JP3567799B2
JP3567799B2 JP16802099A JP16802099A JP3567799B2 JP 3567799 B2 JP3567799 B2 JP 3567799B2 JP 16802099 A JP16802099 A JP 16802099A JP 16802099 A JP16802099 A JP 16802099A JP 3567799 B2 JP3567799 B2 JP 3567799B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
inverter
heat
fins
flow path
heat dissipation
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP16802099A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2001008468A (ja
Inventor
真二 小暮
勝彦 長澤
勝也 鹿田
崇尚 山川
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 JP16802099A priority Critical patent/JP3567799B2/ja
Publication of JP2001008468A publication Critical patent/JP2001008468A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3567799B2 publication Critical patent/JP3567799B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、いわゆるハイブリッドカーを含む電気自動車で用いられるインバータの冷却装置に係り、特に放熱フィンの配置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
電気自動車やハイブリッドカーでは、バッテリから車両駆動用のモータを動作させる交流電圧を作り出すためにインバータが用いられている。図7は従来のインバータモジュール1でのインバータチップ11の配置状況を表す説明図である。このインバータは、1つの駆動用モータに対応して設けられるインバータモジュール1を含む。このインバータモジュール1は、パワートランジスタ等のインバータチップ11を複数搭載した基板を備えており、冷却装置としての放熱プレート2が取り付けられている。
【0003】
各インバータチップ11は発熱し易く、過度の発熱により通電可能な電流量が抑制されてしまう。つまり、その電気的性能を維持して、要求された電流を通電可能とするために、その放熱面を放熱プレート2に密着させて、十分な冷却をする必要がある。
【0004】
インバータモジュール1内では、図7に示すように、インバータチップ11が複数個(例えば4個)ずつの組となって、一列に並んで配置され、さらに、この組が一定の間隔を空けて複数配列されている。間隔を空けて配列しているのは、各インバータチップ11への配線のためであり、また、インバータチップ11を集中して配置すると、発生する熱が効率よく散逸しないからである。
【0005】
従来の放熱プレート2は、一方の面をインバータチップ11が固定される平面とし、その裏面(背面側)には、放熱フィン21がほぼ垂直に立てられている。また、この放熱フィン21に沿ってLLC(Long Life Coolant)等の冷却媒体が流通する。この放熱プレート2は、金属等の熱伝導率の高い物質を切削するなどして作製される。
【0006】
従来の放熱プレート2について、図8を参照して説明する。図8は、従来の放熱プレート2の断面図である。図8に示す従来の放熱プレート2は、インバータチップ11を密着固定する平面(A)を備える。この平面Aの背面(B)には、放熱フィン21が立設され、面Bの外縁部の少なくとも2辺には凸部22が形成されている。また、放熱プレート2は、凸部22を壁として、放熱フィン21のある面Bを覆う流路用蓋23を含む。この流路用蓋23と、凸部22と、面Bとで囲まれる中空部分に、放熱フィン21に沿って、冷却媒体としてのLLCが流通する。
【0007】
従来の放熱プレート2では、インバータチップ11が発した熱が、放熱プレート2の平面Aから放熱フィン21へ伝搬する。この放熱フィン21は、中空部分を流通するLLCによって冷却される。こうして、インバータチップ11の冷却が行われる。
【0008】
尚、互いの仕切用リブが幅方向に隣接した状態で交互に配置され、仕切用リブに沿って冷却液を流通させて各々の外側の面に積載した発熱体を冷却する、一対の冷却ブロックを備えた冷却構造体が、特開平7−38025号公報、「冷却構造体」に開示されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の電気自動車用インバータの冷却装置では、2つの駆動用モータにそれぞれ交流電圧を供給するためには、2組のインバータモジュールと放熱プレートを設置しなければならず、設置容積が大きくなるという問題点があった。
【0010】
そこで、特開平7−38025号公報に記載の構造とすれば、インバータモジュールを両面に配置して、設置容積を小さくすることは可能である。しかし、チップのすぐ裏側にあるフィンには、チップからの熱の多くが伝搬するが、その周囲のフィンには、あまり多くの熱が伝搬しないことが知られており、当該構造では、フィンに相当するリブが交互に組み合わされているため、所定の十分な数のフィンをチップのすぐ裏側に設けようとすれば、リブの間隔が狭くなり、冷却液がスムーズに流通できず、冷却効率に限界があって、要求電流の通電ができないという問題点があった。
【0011】
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、一対のインバータモジュールを十分な冷却効率で冷却して要求電流を通電でき、かつ設置容積を小さくできる電気自動車用インバータの冷却装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記従来例の問題点を解決するための請求項1記載の発明は、それぞれインバータチップの放熱面に密着固定された放熱プレートを背中合わせに配置し、両放熱プレートの少なくとも一方の背面には、放熱フィンが設けられ、両放熱プレート間に冷却媒体が流通されている電気自動車用インバータの冷却装置において、各インバータチップは、放熱プレートを背中合わせに配置したときに、互いに重ならない位置に配置され、各インバータチップが配置された側の放熱プレートの背面にのみ所定複数枚の放熱フィンが設けられ、前記放熱フィンを冷却する冷却媒体が流通する流路は、複数の直線状流路と、前記直線状流路同士を接続する、直線状流路の幅を半径とした半円形流路とを含み構成され、前記流路の断面積を一定とすることで冷却媒体の流通抵抗を一定としたことを特徴としている。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。尚、従来と同様の構成をとるものについては、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【0014】
図1は、本発明の実施の形態に係る電気自動車用インバータの冷却装置の斜視図である。図1に示すように、本実施の形態の冷却装置は、2つの駆動用モータに各々対応して設けられた2つのインバータモジュール1a,1bの各々の放熱面にそれぞれ密着固定され、背中合わせに配置される一対の放熱プレート(ヒートシンク)5a,5bから基本的に構成されている。また、各インバータモジュール1は、複数の交流電圧生成用のインバータチップ11を含む。
【0015】
各インバータモジュール1内では、図7に示した従来のものと同様に、インバータチップ11が4〜5個ずつの組となって、一列に配列され、さらに、この列が一定の間隔を空けて複数配列されている。また、このインバータチップ11の放熱面には、放熱プレート5が密着固定されている。
【0016】
ここで、本発明の特徴部分である、放熱プレート5の形状について説明する。放熱プレート5の背面を正面視すると、図2に示すように、周辺縁部分に凸部51が形成されており、凸部51の一部2カ所は、切削されて冷却媒体の導入路41と排出路42とが形成されている。また、この放熱プレート5の背面中央部には、仕切壁52で仕切られた冷却媒体の直線状流路43が複数形成され、各直線状流路43は、その幅の長さを半径とする半円形の流路(以下、「半円形流路」と称する)45によって接続されている。ここで、直線状流路43を接続する部分を半円形に形成したのは、流路の断面積を一定にして、冷却媒体の流通抵抗を一定にするためである。
【0017】
ここで、各直線状流路43の幅は、少なくともインバータチップ11のチップ幅(図7のlの幅)の2倍の長さとしてあり、一対の放熱プレートが背中合わせに組み合わせ可能なように、その幅のほぼ半分のところまで、複数枚の放熱フィン53が所定の間隔をあけて、仕切壁52に平行に形成されている。
【0018】
この放熱プレート5の直線状流路43を図2のA−Aで切ったときの断面を見ると、図3に示すように、凸部51と、仕切壁52とがほぼ同じ高さに形成されており、放熱フィン53は、これらのほぼ倍の高さに形成されている。また、この放熱プレート5の半円形流路45を図2のB−Bで切ったときの断面を見ると、図4に示すように、半円形流路45には、半円形仕切壁55が、仕切壁52とほぼ同じ高さに形成されている。
【0019】
さらに、本発明において特徴的なことは、図3に示したように、この複数枚の放熱フィン53が、インバータチップ11の列のちょうど裏側背面に配置されていることである。このように配置することで、インバータチップ11が発した熱の大部分が所定複数枚の放熱フィン53に伝搬する。従って、この所定複数枚の放熱フィン53を介して、インバータチップ11を効率よく冷却できる。
【0020】
この放熱プレート5の一対を背中合わせに配置すると、図5に透視図として示すように、各放熱プレート5a,5bに形成された放熱フィン53が、相手の直線状流路43の放熱フィンが設けられていない部分に入り込んで、組み合わされ、この透視図をC−Cで切ったときの断面を見ると、図6に示すように、凸部51a,51bが互いの頂部をつきあわせて外周縁の壁をなし、さらに仕切壁52a,52bもその頂部をつきあわせて直線状流路43を仕切る壁となっている。放熱フィン53がこのように組み合わされ、放熱フィン53が設けられた位置の表面側にインバータチップ11が配置される。つまり、図6に示すように、放熱プレート5a,5bの各々に密着するインバータチップ11は、互いに重ならない位置に配置されることになる。
【0021】
次に、本発明の実施の形態に係る電気自動車用インバータの冷却装置に冷却媒体としてLLCを流通させたときの状態について説明する。冷却媒体としてのLLCは、図5に示した導入路41から導入され、直線状流路43aを流通して、ここに形成された放熱フィン53から熱を奪う。さらに、LLCは、半円形流路45aを通って、さらに図面下段の直線状流路43bに導かれ、ここに形成された放熱フィン53から熱を奪う。以下、同様にして、LLCが順次、図面下段の直線状流路43を流通して、各流路に形成された放熱フィン53から熱を奪い、排出路42から排出される。
【0022】
本実施の形態の電気自動車用インバータの冷却装置によれば、一対のインバータモジュール1のインバータチップ11が発した熱が、各インバータチップ11に密着固定された放熱プレート5の、特にインバータチップ11が固定されている位置のすぐ背面に形成された、所定の複数枚の放熱フィン53に伝搬し、LLC等の冷却媒体が、これらの放熱フィン53から十分な効率で熱を奪う。従って、インバータチップ11が十分な効率で冷却されて、要求された電流の通電を可能にできる。しかも、放熱フィン53がインバータチップ11が設けられた側の背面(インバータチップ11のすぐ裏側)にのみ設けられているので、放熱フィン53の間が狭くならず、LLCがスムーズに流通して、冷却効率をより高めることができる。
【0023】
また、本実施の形態では、このように形成した放熱プレート5が背中合わせに組み合わせ可能となっているので、2つの駆動用モータのそれぞれに対応した一対のインバータモジュール1と、各インバータモジュール1に対応する一対の放熱プレート5との設置容積を小さくすることができる。
【0024】
尚、一対の放熱プレート5a,5bは、放熱フィン53の組が背中合わせに、相手の直線状流路43の放熱フィンが設けられていない部分に入り込んで、組み合わせ可能であれば、必ずしも放熱フィン53の組の数は同じにして、形状を同一にする必要はないが、同一の工程で作製して製造コストを低減できるので、同一の形状とするのが好適である。
【0025】
【発明の効果】
請求項1記載の発明によれば、それぞれインバータチップの放熱面に密着固定された放熱プレートを背中合わせに配置し、両放熱プレートの少なくとも一方の背面には、放熱フィンが設けられ、両放熱プレート間に冷却媒体が流通され、各インバータチップは、放熱プレートを背中合わせに配置したときに、互いに重ならない位置に配置されており、各インバータチップが配置された側の放熱プレートの背面にのみ所定複数枚の放熱フィンが設けられた電気自動車用インバータの冷却装置としているので、インバータチップが十分な効率で冷却され、要求電流の通電を可能にでき、かつ、設置容積を小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る電気自動車用インバータの冷却装置の斜視図である。
【図2】放熱プレート5の背面の正面図である。
【図3】放熱プレート5の断面図である。
【図4】放熱プレート5の断面図である。
【図5】一対の放熱プレート5を組み合わせたときの透視図である。
【図6】一対の放熱プレート5を組み合わせたときの状態を表す断面図である。
【図7】従来のインバータモジュール1でのインバータチップ11の配置状況を表す説明図である。
【図8】従来の放熱プレート2の断面図である。
【符号の説明】
1 インバータモジュール、2,5 放熱プレート、 11 インバータチップ、 21,53 放熱フィン、22,51 凸部、23 流路用蓋、41 導入路、42 排出路、43 直線状流路、45 半円形流路、52 仕切壁、55 半円形仕切壁。

Claims (1)

  1. それぞれインバータチップの放熱面に密着固定された放熱プレートを背中合わせに配置し、両放熱プレートの少なくとも一方の背面には、放熱フィンが設けられ、両放熱プレート間に冷却媒体が流通されている電気自動車用インバータの冷却装置において、各インバータチップは、放熱プレートを背中合わせに配置したときに、互いに重ならない位置に配置され、各インバータチップが配置された側の放熱プレートの背面にのみ所定複数枚の放熱フィンが設けられ、前記放熱フィンを冷却する冷却媒体が流通する流路は、複数の直線状流路と、前記直線状流路同士を接続する、直線状流路の幅を半径とした半円形流路とを含み構成され、前記流路の断面積を一定とすることで冷却媒体の流通抵抗を一定としたことを特徴とする電気自動車用インバータの冷却装置。
JP16802099A 1999-06-15 1999-06-15 電気自動車用インバータの冷却装置 Expired - Fee Related JP3567799B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16802099A JP3567799B2 (ja) 1999-06-15 1999-06-15 電気自動車用インバータの冷却装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16802099A JP3567799B2 (ja) 1999-06-15 1999-06-15 電気自動車用インバータの冷却装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001008468A JP2001008468A (ja) 2001-01-12
JP3567799B2 true JP3567799B2 (ja) 2004-09-22

Family

ID=15860328

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16802099A Expired - Fee Related JP3567799B2 (ja) 1999-06-15 1999-06-15 電気自動車用インバータの冷却装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3567799B2 (ja)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1906840A (zh) 2004-01-26 2007-01-31 株式会社日立制作所 半导体装置
JP2007311124A (ja) * 2006-05-17 2007-11-29 Toyota Motor Corp 電池パックおよび車両
JP5402702B2 (ja) * 2010-02-12 2014-01-29 株式会社デンソー 電力変換装置
KR101893071B1 (ko) 2016-08-11 2018-10-05 신승철 전기 자동차용 수냉 인버터 히트싱크
US11251694B2 (en) 2016-11-17 2022-02-15 Lg Innotek Co., Ltd. DC-DC converter
KR101911618B1 (ko) 2017-02-16 2018-10-24 엘지전자 주식회사 히트싱크를 구비하는 파워 모듈
JP7222175B2 (ja) * 2017-11-09 2023-02-15 株式会社ジェイテクト モータ装置
JP7407507B2 (ja) * 2018-10-26 2024-01-04 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 電装部品冷却装置、それを有するチリングユニット及び空気調和機の室外機
JP7239875B2 (ja) * 2019-03-26 2023-03-15 株式会社豊田自動織機 電動圧縮機

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001008468A (ja) 2001-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11183901B2 (en) Cooling system for vehicle motor drive
JP4242665B2 (ja) 組電池の冷却装置及び二次電池
EP1538731B1 (en) Drive device
JP4770490B2 (ja) パワー半導体素子の冷却構造およびインバータ
JP4379339B2 (ja) 半導体冷却装置
EP1940011B1 (en) Drive unit
US7746033B2 (en) Secondary battery module
KR20180069989A (ko) 냉각 구조가 구비된 배터리 모듈
JP2008258027A (ja) 集合電池
US20100326750A1 (en) Cooling device and electric vehicle using cooling device
EP1548916A1 (en) Drive device
WO2007116894A1 (ja) 冷却器
JP7172579B2 (ja) 電気機器
KR20070013455A (ko) 이차 전지 모듈
JP2011198688A (ja) 車両用電池トレーおよびこれを備えた車両用電池装置
JP2004273356A (ja) 組電池の冷却装置
JP2009147187A (ja) 発熱体の冷却装置
JP3567799B2 (ja) 電気自動車用インバータの冷却装置
JP2004306726A (ja) バッテリパック冷却構造
JP2009152440A (ja) 発熱体の温度調整装置
KR20130131603A (ko) 냉각유로를 공유하는 인휠시스템용 파워모듈
JP2011233688A (ja) 半導体冷却器
JP2004227986A (ja) 蓄電池用ヒートシンクおよび蓄電池冷却装置
KR20170027074A (ko) 방열돌기가 형성된 친환경 자동차용 배터리셀 커버
WO2024027740A1 (zh) 电池用冷却系统、电池包及车辆

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040224

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040302

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040430

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20040430

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040525

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040607

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080625

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090625

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090625

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100625

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110625

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110625

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120625

Year of fee payment: 8

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees