JP6809563B2 - Power converter - Google Patents

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本発明は、電力変換器を備えた電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power converter including a power converter.

電気自動車、ハイブリッド自動車等の車両は、直流電力を交流電力に変換するインバータ、及び直流電力を電圧の異なる直流電力に変換するコンバータ等の電力変換器を搭載している。例えば、下記の特許文献1には、ケースとしての筐体にインバータ及びコンバータが収容された電力変換装置が開示されている。 Vehicles such as electric vehicles and hybrid vehicles are equipped with an inverter that converts DC power into AC power and a power converter such as a converter that converts DC power into DC power having different voltages. For example, Patent Document 1 below discloses a power conversion device in which an inverter and a converter are housed in a housing as a case.

インバータ、コンバータ等の電力変換器は、発熱量が大きいトランスやリアクトル等の発熱部品を備えている。そこで、この電力変換装置は、ケースのうち2つの電力変換器を仕切る仕切部と該仕切部に接するベースプレートとによって冷媒流路を形成するとともに、一方の電力変換器を構成する発熱部品がベースプレートに接合されるように構成されている。本構成によれば、発熱部品で発生した熱がベースプレート及び仕切部を介して冷媒に移動することによって発熱部品を冷却できる。 Power converters such as inverters and converters are equipped with heat-generating components such as transformers and reactors that generate a large amount of heat. Therefore, in this power converter, a refrigerant flow path is formed by a partition portion that partitions two power converters in the case and a base plate that is in contact with the partition portion, and a heat generating component that constitutes one of the power converters is attached to the base plate. It is configured to be joined. According to this configuration, the heat generated by the heat generating component can be cooled by transferring the heat generated by the heat generating component to the refrigerant through the base plate and the partition portion.

特開2015−073401号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-073401

ところで、上記特許文献1の電力変換装置において、2つの電力変換器の双方を冷却するためには、各電力変換器の発熱部品をいずれも仕切部若しくは該仕切部に接するベースプレート等に接合させた構成を採用することができる。そして、このような構成を採用する場合、電力変換器の冷却性能を向上させるために、各電力変換器の発熱部品で発生した熱が冷媒を隔てて互いに干渉するような現象の発生を極力抑えるのが好ましい。 By the way, in the power converter of Patent Document 1, in order to cool both of the two power converters, all the heat generating parts of each power converter are joined to a partition or a base plate in contact with the partition. The configuration can be adopted. When such a configuration is adopted, in order to improve the cooling performance of the power converter, the occurrence of a phenomenon in which the heat generated by the heat generating parts of each power converter interferes with each other across the refrigerant is suppressed as much as possible. Is preferable.

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、仕切部によって仕切られる2つの電力変換器の双方の冷却性能を向上させることができる電力変換装置を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a power converter capable of improving the cooling performance of both of two power converters partitioned by a partition portion.

本発明の一態様は、
半導体素子を内蔵する半導体モジュール(11)と、
上記半導体素子のスイッチング動作を制御する制御電流が流れる制御端子(12)が接続された制御回路基板(17)と、
上記半導体モジュールと両面で接触し、上記半導体モジュールを冷却する冷媒が流通する第1冷媒流路を内部に備える第1冷却部(14)と、
上記半導体モジュールとは異なる発熱部品である第1電気部品(24)と、
上記半導体モジュールとは接触せずに上記第1電気部品と接触し、上記第1電気部品を冷却する冷媒が流通する第2冷媒流路(50)を内部に備える第2冷却部(39)と、
を有しており、
上記第1冷媒流路と上記第2冷媒流路が連続して形成されており、
上記制御回路基板は、上記第1冷却部および上記半導体モジュールからみて上記第2冷却部とは反対側に配置されており、かつ、上記第2冷却部からみて上記第1電気部品とは反対側に配置され、
上記第2冷却部は、上記半導体モジュールを内部に収容するケース(30,130)と一体的に形成された壁部(32,132)と、上記第1電気部品が固定される蓋部(21,121)と、備え、上記ケースに上記蓋部を固定することで上記壁部と上記蓋部の間に上記第2冷媒流路が形成され、
上記半導体モジュールと電気的に接続される発熱部品である第2電気部品(18)を備え、上記第2電気部品は、上記第2冷却部からみて上記第1電気部品と反対側に配置されており、上記第2電気部品と上記第2冷却部の並び方向に上記第2電気部品を投影したとき、上記第2電気部品と、上記蓋部における上記第1電気部品の固定箇所と、が互いに重ならない位置にある、電力変換装置(1,101)にある。
本発明の他の態様は、
半導体素子を内蔵する半導体モジュール(11)と、
上記半導体素子のスイッチング動作を制御する制御電流が流れる制御端子(12)が接続された制御回路基板(17)と、
上記半導体モジュールと両面で接触し、上記半導体モジュールを冷却する冷媒が流通する第1冷媒流路を内部に備える第1冷却部(14)と、
上記半導体モジュールとは異なる発熱部品である第1電気部品(24)と、
上記半導体モジュールとは接触せずに上記第1電気部品と接触し、上記第1電気部品を冷却する冷媒が流通する第2冷媒流路(50)を内部に備える第2冷却部(39)と、
を有しており、
上記第1冷媒流路と上記第2冷媒流路が連続して形成されており、
上記制御回路基板は、上記第1冷却部および上記半導体モジュールからみて上記第2冷却部とは反対側に配置されており、かつ、上記第2冷却部からみて上記第1電気部品とは反対側に配置され、
上記第2冷却部は、上記半導体モジュールを内部に収容するケース(30,130)と一体的に形成された壁部(32,132)と、上記第1電気部品が固定される蓋部(21,121)と、備え、上記ケースに上記蓋部を固定することで上記壁部と上記蓋部の間に上記第2冷媒流路が形成され、
上記ケースに上記蓋部を固定する固定部材(23)は、上記第1電気部品と上記第2冷却部の並び方向に上記第1電気部品を投影した投影領域の外に配置されている、電力変換装置(1,101)にある。
One aspect of the present invention is
A semiconductor module (11) containing a semiconductor element and
A control circuit board (17) to which a control terminal (12) through which a control current for controlling the switching operation of the semiconductor element flows is connected, and
A first cooling unit (14) having a first refrigerant flow path inside which is in contact with the semiconductor module on both sides and through which a refrigerant for cooling the semiconductor module flows.
The first electric component (24), which is a heat generating component different from the above semiconductor module,
With the second cooling unit (39) provided inside with a second refrigerant flow path (50) through which the refrigerant that cools the first electric component flows by contacting the first electric component without contacting the semiconductor module. ,
Have and
The first refrigerant flow path and the second refrigerant flow path are continuously formed.
The control circuit board is arranged on the side opposite to the second cooling unit when viewed from the first cooling unit and the semiconductor module, and is opposite to the first electrical component when viewed from the second cooling unit. It is located in,
The second cooling unit includes a wall portion (32, 132) integrally formed with a case (30, 130) for accommodating the semiconductor module inside, and a lid portion (21) to which the first electrical component is fixed. , 121), and by fixing the lid portion to the case, the second refrigerant flow path is formed between the wall portion and the lid portion.
A second electric component (18), which is a heat generating component electrically connected to the semiconductor module, is provided, and the second electrical component is arranged on the opposite side of the first electrical component when viewed from the second cooling unit. When the second electric component is projected in the arrangement direction of the second electric component and the second cooling portion, the second electric component and the fixed portion of the first electric component on the lid portion are mutually aligned. It is located in the power converter (1 , 101 ), which is in a non-overlapping position .
Another aspect of the present invention is
A semiconductor module (11) containing a semiconductor element and
A control circuit board (17) to which a control terminal (12) through which a control current for controlling the switching operation of the semiconductor element flows is connected, and
A first cooling unit (14) having a first refrigerant flow path inside which is in contact with the semiconductor module on both sides and through which a refrigerant for cooling the semiconductor module flows.
The first electric component (24), which is a heat generating component different from the above semiconductor module,
With the second cooling unit (39) provided inside with a second refrigerant flow path (50) through which the refrigerant that cools the first electric component flows by contacting the first electric component without contacting the semiconductor module. ,
Have and
The first refrigerant flow path and the second refrigerant flow path are continuously formed.
The control circuit board is arranged on the side opposite to the second cooling unit when viewed from the first cooling unit and the semiconductor module, and is opposite to the first electrical component when viewed from the second cooling unit. Placed in
The second cooling unit includes a wall portion (32, 132) integrally formed with a case (30, 130) for accommodating the semiconductor module inside, and a lid portion (21) to which the first electrical component is fixed. , 121), and by fixing the lid portion to the case, the second refrigerant flow path is formed between the wall portion and the lid portion.
The fixing member (23) for fixing the lid portion to the case is arranged outside the projection region in which the first electric component is projected in the alignment direction of the first electric component and the second cooling portion. It is in the conversion device (1,101).

上記電力変換装置において、第1電力変換器の第1発熱部品は仕切部に接しているため、この第1発熱部品で生じた熱は冷媒流路を流れる冷媒に伝達される。同様に、第2電力変換器の第2発熱部品は仕切部に接しているため、この第2発熱部品で生じた熱は冷媒流路を流れる冷媒に伝達される。このとき、第1発熱部品と第2発熱部品は、冷媒流路における冷媒流れ方向と直交する直交方向について互いに重ならない位置にあるため、各熱部品で発生した熱が冷媒を隔てて互いに干渉するような現象の発生を抑えることができる。即ち、一定容量の冷媒に対して冷媒流れ方向と直交する方向の両側から同時に熱が流入することを抑制できる。これにより、各発熱部品から冷媒への熱移動が制限されにくくなり冷却性能が向上する。 In the power converter, since the first heat generating component of the first power converter is in contact with the partition portion, the heat generated by the first heat generating component is transferred to the refrigerant flowing through the refrigerant flow path. Similarly, since the second heat generating component of the second power converter is in contact with the partition portion, the heat generated by the second heat generating component is transferred to the refrigerant flowing through the refrigerant flow path. At this time, since the first heat generating component and the second heat generating component are located at positions that do not overlap each other in the orthogonal direction orthogonal to the refrigerant flow direction in the refrigerant flow path, the heat generated by each heat component interferes with each other across the refrigerant. It is possible to suppress the occurrence of such a phenomenon. That is, it is possible to suppress the simultaneous inflow of heat into a constant capacity refrigerant from both sides in the direction orthogonal to the refrigerant flow direction. As a result, the heat transfer from each heat generating component to the refrigerant is less likely to be restricted, and the cooling performance is improved.

以上のごとく、上記態様によれば、2つの電力変換器のそれぞれの発熱部品を直交方向について互いに重ならないように位置をずらして仕切部に接合することによって、2つの電力変換器の双方の冷却性能を向上させることができる。
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 described above, according to the above aspect, both of the two power converters are cooled by joining the heat generating parts of the two power converters to the partition portion by shifting the positions so as not to overlap each other in the orthogonal direction. Performance can be improved.
The reference numerals in parentheses described in the scope of claims and the means for solving the problem indicate the correspondence with the specific means described in the embodiments described later, and limit the technical scope of the present invention. It's not a thing.

本実施形態の電力変換装置の概要を示す図。The figure which shows the outline of the power conversion apparatus of this embodiment. 図1のII−II線矢視断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 図2のIII−III線矢視断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG. 図3中の仕切壁に設けられた第1放熱フィン及び整流フィンの斜視図。FIG. 3 is a perspective view of a first heat radiation fin and a rectifying fin provided on the partition wall in FIG. 図2中のベースプレートを冷媒流路側から視た平面図。A plan view of the base plate in FIG. 2 as viewed from the refrigerant flow path side. 図5中のベースプレートに設けられた第2放熱フィンの斜視図。FIG. 5 is a perspective view of a second heat radiation fin provided on the base plate in FIG. 本実施形態の電力変換装置のインバータ回路図。The inverter circuit diagram of the power conversion apparatus of this embodiment. 図2の仕切部の周辺の部分拡大図である。It is a partially enlarged view around the partition part of FIG. 別実施形態の電力変換装置の概要を示す図。The figure which shows the outline of the power conversion apparatus of another embodiment. ケースの仕切壁の他の実施形態を示す図。The figure which shows the other embodiment of the partition wall of a case. 図10中の仕切壁に対応したベースプレートの平面図。The plan view of the base plate corresponding to the partition wall in FIG.

以下、電力変換装置に係る実施形態について、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, embodiments relating to the power conversion device will be described with reference to the drawings.

なお、本明細書の図面では、特に断わらない限り、電力変換器を収容するケースの長手方向(縦方向)である第1方向を矢印Xで示し、該ケースの横方向である第2方向を矢印Yで示し、第1方向及び第2方向の双方と直交する第3方向を矢印Zで示すものとする。 In the drawings of the present specification, unless otherwise specified, the first direction which is the longitudinal direction (vertical direction) of the case accommodating the power converter is indicated by an arrow X, and the second direction which is the lateral direction of the case is indicated by an arrow X. An arrow Y indicates a third direction orthogonal to both the first direction and the second direction, and an arrow Z indicates.

図1及び図2が参照されるように、本実施形態の電力変換装置1は、第1電力変換器10、第2電力変換器20及びケース30を備えている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the power converter 1 of the present embodiment includes a first power converter 10, a second power converter 20, and a case 30.

第1電力変換器10は、直流電力を交流電力に変換するインバータである。以下、「インバータ10」といもいう。第2電力変換器20は、直流電力を電圧の異なる直流電力に変換するコンバータである。以下、「コンバータ20」ともいう。これらインバータ10及びコンバータ20はいずれも電力変換を行う機器である。電力変換装置1は、インバータ10とコンバータ20との組み合わせにより、電気自動車、ハイブリッド自動車等の車両への搭載に適した電力変換装置である。 The first power converter 10 is an inverter that converts DC power into AC power. Hereinafter, it is also referred to as "inverter 10". The second power converter 20 is a converter that converts DC power into DC power having different voltages. Hereinafter, it is also referred to as “converter 20”. Both the inverter 10 and the converter 20 are devices that perform power conversion. The power conversion device 1 is a power conversion device suitable for mounting on a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle by combining the inverter 10 and the converter 20.

ケース30は、インバータ10及びコンバータ20と、その他の複数の電子部品とを収容する箱形状の部材である。ケース30は、4つの側壁部31と、これら4つの側壁部31に囲まれた内部空間を仕切る仕切壁32と、を備えている。このケース30は、軽量且つ高度な寸法精度が要求される自動車部品であり、典型的にはアルミニウム材料を使用し、アルミダイカスト製法によって作製される。 The case 30 is a box-shaped member that houses the inverter 10, the converter 20, and a plurality of other electronic components. The case 30 includes four side wall portions 31 and a partition wall 32 that partitions an internal space surrounded by these four side wall portions 31. The case 30 is an automobile part that is lightweight and requires a high degree of dimensional accuracy, and is typically manufactured by an aluminum die casting method using an aluminum material.

仕切壁32は、ケース30の一部として構成されている。仕切壁32は、4つの側壁部31の全てと直交する平面(第1方向Xと第2方向Yの双方によって規定される平面)に沿って延在する平板状の部位である。これによりケース30は、断面形状が略H形を呈する。 The partition wall 32 is configured as a part of the case 30. The partition wall 32 is a flat plate-like portion extending along a plane (a plane defined by both the first direction X and the second direction Y) orthogonal to all four side wall portions 31. As a result, the case 30 has a substantially H-shaped cross section.

インバータ10は、半導体素子を内蔵する複数の半導体モジュール11と、その半導体モジュール11を冷却する冷媒を流通させる複数の冷却管(冷却部)14とが第1方向Xに交互に積層された積層体を備えている。半導体モジュール11は、冷却管14によって両側から挟持されている。半導体モジュール11は、IGBT等のスイッチング素子やFWD等のダイオードを内蔵している。 The inverter 10 is a laminate in which a plurality of semiconductor modules 11 having a built-in semiconductor element and a plurality of cooling pipes (cooling portions) 14 for flowing a refrigerant for cooling the semiconductor module 11 are alternately laminated in the first direction X. It has. The semiconductor module 11 is sandwiched from both sides by the cooling pipe 14. The semiconductor module 11 has a built-in switching element such as an IGBT and a diode such as FWD.

複数の冷却管14のそれぞれの流入部は、外部から冷媒を供給する冷媒供給ヘッダ15に連結され、且つ複数の冷却管14のそれぞれの流出部は、外部に冷媒を排出する冷媒排出ヘッダ16に連結されている。従って、冷媒供給ヘッダ15から冷却管14の流入部に流入した冷媒は、冷却管14内の冷媒流路を流通するときにこの冷却管14の第1方向Xの両側に位置する半導体モジュール11を冷却したのちに、冷却管14の流出部から冷媒排出ヘッダ16に排出される。 Each inflow portion of the plurality of cooling pipes 14 is connected to a refrigerant supply header 15 for supplying a refrigerant from the outside, and each outflow portion of the plurality of cooling pipes 14 is connected to a refrigerant discharge header 16 for discharging the refrigerant to the outside. It is connected. Therefore, the refrigerant that has flowed into the inflow portion of the cooling pipe 14 from the refrigerant supply header 15 passes through the semiconductor modules 11 located on both sides of the cooling pipe 14 in the first direction X when flowing through the refrigerant flow path in the cooling pipe 14. After cooling, the refrigerant is discharged from the outflow portion of the cooling pipe 14 to the refrigerant discharge header 16.

なお、冷却管14に流す冷媒として、例えば、水やアンモニア等の自然冷媒、エチレングリコール系の不凍液を混入した水、フロリナート等のフッ化炭素系冷媒、HCFC123、HFC134a等のフロン系冷媒、メタノール、アルコール等のアルコール系冷媒、アセトン等のケトン系冷媒等を用いることができる。 As the refrigerant to be flowed through the cooling pipe 14, for example, natural refrigerant such as water and ammonia, water mixed with ethylene glycol antifreeze, fluorocarbon refrigerant such as Florinate, chlorofluorocarbon refrigerant such as HCFC123 and HFC134a, methanol, and the like. An alcohol-based refrigerant such as alcohol, a ketone-based refrigerant such as acetone, or the like can be used.

半導体モジュール11は、制御端子12及び電極端子13を備えている。制御端子12は、制御回路基板17に接続されており、電極端子13は、金属製のバスバー(図示省略)に接続されている。半導体モジュール11のスイッチング素子を制御する制御電流が制御端子12を通じて該半導体モジュール11に入力される。半導体モジュール11の被制御電力が電極端子13を通じて該半導体モジュール11に入出力される。 The semiconductor module 11 includes a control terminal 12 and an electrode terminal 13. The control terminal 12 is connected to the control circuit board 17, and the electrode terminal 13 is connected to a metal bus bar (not shown). A control current for controlling the switching element of the semiconductor module 11 is input to the semiconductor module 11 through the control terminal 12. The controlled power of the semiconductor module 11 is input / output to / from the semiconductor module 11 through the electrode terminals 13.

インバータ10は、更に、後述のインバータ回路10aを構成する要素であるリアクトル18及びコンデンサ19等を備えている。リアクトル18は、半導体モジュール11への入力電圧を昇圧するための昇圧回路の一部を構成しており、電気エネルギーを磁気エネルギーに変換する変換器である。コンデンサ19は、入力電圧又は昇圧した電圧を平滑化する平滑コンデンサとして構成されている。 The inverter 10 further includes a reactor 18 and a capacitor 19 which are elements constituting the inverter circuit 10a described later. The reactor 18 constitutes a part of a booster circuit for boosting the input voltage to the semiconductor module 11, and is a converter that converts electrical energy into magnetic energy. The capacitor 19 is configured as a smoothing capacitor that smoothes the input voltage or the boosted voltage.

リアクトル18は、図2に示されるように、複数の半導体モジュール11の第1方向Xの一方側に隣接して配置された状態で第1空間41に収容されている。コンデンサ19は、図1に示されるように、複数の半導体モジュール11及びリアクトル18に対して並んで配置された状態で第1空間41に収容されている。 As shown in FIG. 2, the reactor 18 is housed in the first space 41 in a state of being arranged adjacent to one side of the first direction X of the plurality of semiconductor modules 11. As shown in FIG. 1, the capacitor 19 is housed in the first space 41 in a state of being arranged side by side with respect to the plurality of semiconductor modules 11 and the reactor 18.

図2に示されるように、ケース30の平板状の仕切壁32と、コンバータ20の取り付け面を構成する平板状のベースプレート21とによって仕切部39が構成されている。この仕切部39によれば、ケース30の内部空間が、インバータ10を少なくとも収容する第1空間41と、コンバータ20を少なくとも収容する第2空間42とに区画される。これら第1空間41及び第2空間42はそれぞれがカバー38によって塞がれている。従って、仕切部39は、いずれもケース30に収容されたインバータ10とコンバータ20とを仕切るように構成されている。 As shown in FIG. 2, the partition portion 39 is composed of the flat plate-shaped partition wall 32 of the case 30 and the flat plate-shaped base plate 21 forming the mounting surface of the converter 20. According to the partition portion 39, the internal space of the case 30 is divided into a first space 41 that accommodates at least the inverter 10 and a second space 42 that accommodates at least the converter 20. Each of the first space 41 and the second space 42 is closed by a cover 38. Therefore, each of the partition portions 39 is configured to partition the inverter 10 and the converter 20 housed in the case 30.

仕切部39は、仕切壁32の凹部がベースプレート21で塞がれることによって冷媒が流れる冷媒流路50を形成する。即ち、仕切部39において、仕切壁32及びベースプレート21は、冷媒流路50を挟んで第3方向Zの両側において互いに略平行となるように配置されている。仕切壁32を第1仕切壁とした場合、ベースプレート21が第2仕切壁になる。仕切部39は、これら仕切壁32及びベースプレート21の延在面に沿って延在している。仕切壁32の凹部をベースプレート21で塞ぐ構成によれば、冷媒流路50を有する仕切部39を比較的簡単に構築できる。 The partition portion 39 forms a refrigerant flow path 50 through which the refrigerant flows by closing the recess of the partition wall 32 with the base plate 21. That is, in the partition portion 39, the partition wall 32 and the base plate 21 are arranged so as to be substantially parallel to each other on both sides of the third direction Z with the refrigerant flow path 50 interposed therebetween. When the partition wall 32 is used as the first partition wall, the base plate 21 becomes the second partition wall. The partition portion 39 extends along the extending surface of the partition wall 32 and the base plate 21. According to the configuration in which the recess of the partition wall 32 is closed with the base plate 21, the partition portion 39 having the refrigerant flow path 50 can be constructed relatively easily.

ベースプレート21は、ケース30と同様のアルミニウム材料からなる。ベースプレート21は、液状ガスケット、ゴム等のシール材(図示省略)を介して仕切壁32に当接した状態で締結ボルト23によってケース30に固定されている。これにより冷媒流路50の気密性が確保されている。冷媒流路50は、第3方向Zについての流路高さZaが概ね一定となるように構成されている。 The base plate 21 is made of the same aluminum material as the case 30. The base plate 21 is fixed to the case 30 by fastening bolts 23 in a state of being in contact with the partition wall 32 via a sealing material (not shown) such as a liquid gasket or rubber. As a result, the airtightness of the refrigerant flow path 50 is ensured. The refrigerant flow path 50 is configured so that the flow path height Za in the third direction Z is substantially constant.

仕切壁32は、受熱面32a及び放熱面32bを有する。受熱面32aは、インバータ10を収容する第1空間41に臨む面である。この受熱面32aには、インバータ10を構成する発熱部品であり、その他の部品に比べて発熱量が大きいリアクトル18(以下、「第1発熱部品18」ともいう。)が接合されている。即ち、第1発熱部品18は、仕切壁32の受熱面32aに接している。この受熱面32aは、第1発熱部品18に対する接合面として構成されている。放熱面32bは、仕切壁32の両面のうち受熱面32aとは反対側の面であり、仕切壁32の凹部の底面として構成されている。この放熱面32bは、冷媒流路50を区画しており、この冷媒流路50において冷媒流れ方向Dに流れる冷媒に常時に接触する。 The partition wall 32 has a heat receiving surface 32a and a heat radiating surface 32b. The heat receiving surface 32a is a surface facing the first space 41 that houses the inverter 10. A reactor 18 (hereinafter, also referred to as “first heat generating component 18”), which is a heat generating component constituting the inverter 10 and has a larger heat generation amount than other components, is bonded to the heat receiving surface 32a. That is, the first heat generating component 18 is in contact with the heat receiving surface 32a of the partition wall 32. The heat receiving surface 32a is configured as a joint surface with respect to the first heat generating component 18. The heat radiating surface 32b is a surface of both sides of the partition wall 32 opposite to the heat receiving surface 32a, and is configured as the bottom surface of the recess of the partition wall 32. The heat radiating surface 32b partitions the refrigerant flow path 50, and is in constant contact with the refrigerant flowing in the refrigerant flow direction D in the refrigerant flow path 50.

ベースプレート21は、受熱面21a及び放熱面21bを有する。受熱面21aには、コンバータ20を構成する第2発熱部品24が接合されている。即ち、第2発熱部品24は、ベースプレート21の受熱面21aに接している。この受熱面21aは、第2発熱部品24に対する接合面として構成されている。第2発熱部品24には、その他の部品に比べて発熱量が大きいトランス25、チョークコイル26及びフィルタコンデンサ27が含まれている。トランス25は、直流電力を降圧する機能を有する。トランス25によって降圧された直流電力について、チョークコイル26においてリップル電流が除去され、且つフィルタコンデンサ27においてノイズ電圧が除去される。放熱面21bは、ベースプレート21の両面のうち受熱面21aとは反対側の面である。この放熱面21bは、冷媒流路50を区画しており、この冷媒流路50において冷媒流れ方向Dに流れる冷媒に常時に接触する。 The base plate 21 has a heat receiving surface 21a and a heat radiating surface 21b. A second heat generating component 24 constituting the converter 20 is joined to the heat receiving surface 21a. That is, the second heat generating component 24 is in contact with the heat receiving surface 21a of the base plate 21. The heat receiving surface 21a is configured as a joint surface with respect to the second heat generating component 24. The second heat generating component 24 includes a transformer 25, a choke coil 26, and a filter capacitor 27, which generate a large amount of heat as compared with other components. The transformer 25 has a function of stepping down the DC power. With respect to the DC power stepped down by the transformer 25, the ripple current is removed in the choke coil 26, and the noise voltage is removed in the filter capacitor 27. The heat radiating surface 21b is a surface of both sides of the base plate 21 opposite to the heat receiving surface 21a. The heat radiating surface 21b partitions the refrigerant flow path 50, and is in constant contact with the refrigerant flowing in the refrigerant flow direction D in the refrigerant flow path 50.

第1発熱部品18と第2発熱部品24は、冷媒流路50における冷媒流れ方向Dと直交する第3方向Z(以下、「直交方向Z」ともいう。)について互いに重ならない位置において仕切部39にそれぞれ接合されている。換言すれば、第1発熱部品18と第2発熱部品24は、冷媒流れ方向Dについて互いにずれた位置において仕切部39にそれぞれ接合されている。或いは、第1発熱部品18と第2発熱部品24は、第3方向Zについて一方側から他方側を視たときに互いに重ならない位置において仕切部39にそれぞれ接合されている。この場合、直交方向Zは、仕切部39の接合面(仕切壁32の受熱面32a、及びベースプレート21の受熱面21a)に対する法線方向(直交方向)、或いは冷媒流路50に沿った仮想平面Pに対する法線方向(直交方向)としても定義される。 The first heat generating component 18 and the second heat generating component 24 have a partition portion 39 at a position where they do not overlap each other in a third direction Z (hereinafter, also referred to as “orthogonal direction Z”) orthogonal to the refrigerant flow direction D in the refrigerant flow path 50. They are joined to each other. In other words, the first heat generating component 18 and the second heat generating component 24 are joined to the partition portion 39 at positions deviated from each other in the refrigerant flow direction D. Alternatively, the first heat generating component 18 and the second heat generating component 24 are joined to the partition portion 39 at positions where they do not overlap each other when viewed from one side to the other side in the third direction Z. In this case, the orthogonal direction Z is the normal direction (orthogonal direction) with respect to the joint surface of the partition portion 39 (the heat receiving surface 32a of the partition wall 32 and the heat receiving surface 21a of the base plate 21), or a virtual plane along the refrigerant flow path 50. It is also defined as the normal direction (orthogonal direction) with respect to P.

図3に示されるように、冷媒供給管36は、接続管16aを介して前記の冷媒排出ヘッダ16に接続されている。本実施形態では、半導体モジュール11の冷却で使用した冷媒をそのまま冷媒流路50でも使用している。なお、必要に応じて、この冷媒流路50を半導体モジュール11の冷媒流路から切り離すこともできる。 As shown in FIG. 3, the refrigerant supply pipe 36 is connected to the refrigerant discharge header 16 via the connection pipe 16a. In this embodiment, the refrigerant used for cooling the semiconductor module 11 is used as it is in the refrigerant flow path 50. If necessary, the refrigerant flow path 50 can be separated from the refrigerant flow path of the semiconductor module 11.

図3及び図4に示されるように、仕切壁32には、冷媒流路50を形成するために、放熱面32bのうち第2方向Yの中間位置からベースプレート21に向けて立設し且つ第1方向Xに長尺状に延在する立設部33が設けられている。これにより、冷媒流路50は、冷媒供給管36から流入した冷媒が立設部33を隔てた片側半分の領域を流れた後、U字状にターンして残りの半分の領域を流れて冷媒排出管37から外部に排出されるように構成されている。本構成では、Uターン箇所が1箇所である。立設部33は、その立設先端部33aがベースプレート21の放熱面21bに隙間なく当接している。この立設部33は、冷媒流路50の流路高さZaと同様の立設高さを有する。 As shown in FIGS. 3 and 4, the partition wall 32 is erected from an intermediate position in the second direction Y of the heat radiating surface 32b toward the base plate 21 in order to form the refrigerant flow path 50. An upright portion 33 extending in a long shape in one direction X is provided. As a result, in the refrigerant flow path 50, the refrigerant flowing in from the refrigerant supply pipe 36 flows through the region of one half of the vertical portion 33, then turns in a U shape and flows through the region of the other half of the refrigerant. It is configured to be discharged to the outside from the discharge pipe 37. In this configuration, there is one U-turn location. The standing tip 33a of the standing portion 33 is in contact with the heat radiating surface 21b of the base plate 21 without a gap. The erection portion 33 has the same erection height as the flow path height Za of the refrigerant flow path 50.

冷媒流路50は、上流から順に配置された、第1区間51、第2区間52、第3区間53及び第4区間54を含む流路として構成されている。第1区間51は、冷媒が第1方向Xの一方側に直線的に流れる区間である。第2区間52は、冷媒が第1方向Xの一方側から他方側へとUターンして流れる区間である。第3区間53及び第4区間54はいずれも、冷媒が第1区間51とは逆方向に直線的に流れる区間である。従って、冷媒流路50は、その流路の向きが変わるように構成されたターン流路である。これにより、流路の向きが変わることなく直線的に形成されている冷媒流路に比べて流路を延ばすことができ、冷媒の流速を高く設定できる。 The refrigerant flow path 50 is configured as a flow path including a first section 51, a second section 52, a third section 53, and a fourth section 54, which are arranged in order from the upstream. The first section 51 is a section in which the refrigerant flows linearly on one side of the first direction X. The second section 52 is a section in which the refrigerant makes a U-turn from one side of the first direction X to the other side and flows. Both the third section 53 and the fourth section 54 are sections in which the refrigerant flows linearly in the direction opposite to that of the first section 51. Therefore, the refrigerant flow path 50 is a turn flow path configured so that the direction of the flow path changes. As a result, the flow path can be extended as compared with the refrigerant flow path formed linearly without changing the direction of the flow path, and the flow rate of the refrigerant can be set higher.

仕切壁32は、冷媒流路50の第2区間52に対応した領域に複数(本実施形態では3つ)の第1放熱フィン34を備えている。第1放熱フィン34は、冷媒流路50に対向する放熱面32bのうち直交方向Zについて第1発熱部品18を通る位置、即ち第1発熱部品18の直下の位置から冷媒流路50に向けて延出している。また、この第1放熱フィン34は、その延出先端部34aがベースプレート21の放熱面21bに隙間なく当接している。この場合、第1放熱フィン34は、冷媒流路50の流路高さZaと同様の立設高さを有する。 The partition wall 32 is provided with a plurality of (three in this embodiment) first heat radiation fins 34 in a region corresponding to the second section 52 of the refrigerant flow path 50. The first heat radiating fin 34 is directed toward the refrigerant flow path 50 from a position of the heat radiating surface 32b facing the refrigerant flow path 50 that passes through the first heat generating component 18 in the orthogonal direction Z, that is, a position directly below the first heat generating component 18. It is extended. Further, the extending tip portion 34a of the first heat radiating fin 34 is in contact with the heat radiating surface 21b of the base plate 21 without a gap. In this case, the first heat radiation fin 34 has an upright height similar to the flow path height Za of the refrigerant flow path 50.

第1放熱フィン34は、一様な板厚で冷媒流れ方向Dに沿って延びる湾曲板状であり、仕切壁32と冷媒との間の接触面積(放熱面32bのうち第1発熱部品18の直下からの放熱面積)を増やす機能を有する。また、第2区間52では、3つの第1放熱フィン34の板厚に相当する分の流路が絞られるため、この第1放熱フィン34は、冷媒の流速を高める機能を有する。これらの機能によれば、仕切壁32からの放熱量を増やすことができる。更に、この第1放熱フィン34は、冷媒流れ方向Dに沿って延びるため、冷媒が受ける流路抵抗を低く抑える機能を有する。この機能によれば、冷媒をその流れを整えつつ円滑に流すことができる。なお、この第1放熱フィン34の数は、1つであってもよいし複数であってもよい。 The first heat radiating fin 34 has a uniform plate thickness and has a curved plate shape extending along the refrigerant flow direction D, and has a contact area between the partition wall 32 and the refrigerant (the first heat generating component 18 of the heat radiating surface 32b). It has a function to increase the heat dissipation area from directly below. Further, in the second section 52, since the flow path corresponding to the plate thickness of the three first heat radiation fins 34 is narrowed down, the first heat radiation fins 34 have a function of increasing the flow velocity of the refrigerant. According to these functions, the amount of heat radiated from the partition wall 32 can be increased. Further, since the first heat radiation fin 34 extends along the refrigerant flow direction D, it has a function of suppressing the flow path resistance received by the refrigerant to be low. According to this function, the refrigerant can flow smoothly while adjusting its flow. The number of the first heat radiation fins 34 may be one or a plurality.

仕切壁32は、冷媒流路50の第3区間53に対応した領域に複数(本実施形態では2つ)の整流フィン35を備えている。整流フィン35は、放熱面32bからベースプレート21に向けて延出し、且つその延出先端部35aがベースプレート21の放熱面21bに当接している。 The partition wall 32 includes a plurality of (two in this embodiment) rectifying fins 35 in the region corresponding to the third section 53 of the refrigerant flow path 50. The rectifying fin 35 extends from the heat radiating surface 32b toward the base plate 21, and the extending tip portion 35a is in contact with the heat radiating surface 21b of the base plate 21.

整流フィン35は、冷媒流れを整えることによって冷媒流路50に空気溜りが形成されるのを防止するとともに、第1放熱フィン34と同様に冷媒との接触面積を増やす機能を有する。なお、この整流フィン35の数は、1つであってもよいし複数であってもよい。或いは、冷媒流れを整える要請が低い場合には、この整流フィン35を省略することもできる。 The rectifying fin 35 has a function of preventing the formation of an air pool in the refrigerant flow path 50 by adjusting the flow of the refrigerant and increasing the contact area with the refrigerant like the first heat radiation fin 34. The number of the rectifying fins 35 may be one or a plurality. Alternatively, the rectifying fin 35 may be omitted when the demand for adjusting the refrigerant flow is low.

図5及び図6に示されるように、仕切壁32は、冷媒流路50の第1区間51及び第4区間54に対応した領域に複数(本実施形態では2つ)の第2放熱フィン22を備えている。第2放熱フィン22は、冷媒流路50に対向する放熱面21bのうち直交方向Zについて第2発熱部品24を通る位置、即ち第2発熱部品24の直下の位置から冷媒流路50に向けて延出している。また、この第2放熱フィン22は、その延出先端部22aが仕切壁32の放熱面32bに隙間なく当接している。この場合、第2放熱フィン22は、第1放熱フィン34と同様に、冷媒流路50の流路高さZaと同様の立設高さを有する。このため、電力変換装置1の直交方向Zの寸法を小さく抑えることができる。 As shown in FIGS. 5 and 6, the partition wall 32 has a plurality of (two in the present embodiment) second heat radiating fins 22 in the region corresponding to the first section 51 and the fourth section 54 of the refrigerant flow path 50. It has. The second heat radiating fin 22 is directed toward the refrigerant flow path 50 from a position of the heat radiating surface 21b facing the refrigerant flow path 50 that passes through the second heat generating component 24 in the orthogonal direction Z, that is, a position directly below the second heat generating component 24. It is extended. Further, the extension tip portion 22a of the second heat radiating fin 22 is in contact with the heat radiating surface 32b of the partition wall 32 without a gap. In this case, the second heat radiation fin 22 has the same vertical height as the flow path height Za of the refrigerant flow path 50, similarly to the first heat radiation fin 34. Therefore, the dimension of the power conversion device 1 in the orthogonal direction Z can be kept small.

第2放熱フィン22は、一様な板厚で冷媒流れ方向Dに沿って延びる平板状であり、ベースプレート21と冷媒との間の接触面積(放熱面21bのうち第2発熱部品24の直下からの放熱面積)を増やす機能を有する。また、第1区間51及び第4区間54ではいずれも、2つの第2放熱フィン22の板厚に相当する分の流路が絞られるため、この第2放熱フィン22は、冷媒の流速を高める機能を有する。これらの機能によれば、ベースプレート21からの放熱量を増やすことができる。更に、この第2放熱フィン22は、冷媒流れ方向Dに沿って延びるため、冷媒が受ける流路抵抗を低く抑える機能を有する。この機能によれば、冷媒をその流れを整えつつ円滑に流すことができる。なお、この第2放熱フィン22の数は、1つであってもよいし複数であってもよい。 The second heat radiating fin 22 has a uniform plate thickness and has a flat plate shape extending along the refrigerant flow direction D, and has a contact area between the base plate 21 and the refrigerant (from directly below the second heat generating component 24 of the heat radiating surface 21b). Has a function to increase the heat dissipation area). Further, in both the first section 51 and the fourth section 54, the flow path corresponding to the plate thickness of the two second heat radiation fins 22 is narrowed down, so that the second heat radiation fins 22 increase the flow velocity of the refrigerant. Has a function. According to these functions, the amount of heat radiated from the base plate 21 can be increased. Further, since the second heat radiation fin 22 extends along the refrigerant flow direction D, it has a function of suppressing the flow path resistance received by the refrigerant to be low. According to this function, the refrigerant can flow smoothly while adjusting its flow. The number of the second heat radiation fins 22 may be one or a plurality.

図7に示されるように、上記のインバータ10は、直流電源B1から供給される直流電力を交流電力に変換する電力変換回路であるインバータ回路10aを構成している。このインバータ回路10aにおいて、複数の半導体モジュール11は、制御回路基板17によってそのスイッチング動作(オンオフ動作)が制御される。 As shown in FIG. 7, the above-mentioned inverter 10 constitutes an inverter circuit 10a which is a power conversion circuit that converts DC power supplied from DC power supply B1 into AC power. In the inverter circuit 10a, the switching operation (on / off operation) of the plurality of semiconductor modules 11 is controlled by the control circuit board 17.

本実施形態では、リアクトル18及び2つの半導体モジュール11aによって、電力変換回路であるインバータ回路10aの昇圧部10bが構成されている。リアクトル18は、インダクタを利用した受動素子である。この昇圧部10bは、半導体モジュール11aのスイッチング動作(オンオフ動作)によって直流電源B1の電圧を昇圧する機能を有する。 In the present embodiment, the reactor 18 and the two semiconductor modules 11a constitute a booster portion 10b of the inverter circuit 10a, which is a power conversion circuit. The reactor 18 is a passive element using an inductor. The boosting unit 10b has a function of boosting the voltage of the DC power supply B1 by a switching operation (on / off operation) of the semiconductor module 11a.

一方で、コンデンサ19及び6つの半導体モジュール11bによって、電力変換回路であるインバータ回路10aの変換部10cが構成されている。この変換部10cは、昇圧部10bで昇圧された後の直流電力を半導体モジュール11bのスイッチング動作(オンオフ動作)によって交流電力に変換する機能を有する。変換部10cで得られた交流電力によって、車両走行用の三相交流モータMが駆動される。 On the other hand, the capacitor 19 and the six semiconductor modules 11b constitute a conversion unit 10c of the inverter circuit 10a, which is a power conversion circuit. The conversion unit 10c has a function of converting DC power after being boosted by the boosting unit 10b into AC power by a switching operation (on / off operation) of the semiconductor module 11b. The AC power obtained by the conversion unit 10c drives the three-phase AC motor M for traveling the vehicle.

コンバータ20は、直流電源B1に接続されており、直流電源B1の電圧を降圧して、直流電源B1よりも低圧の補助バッテリB2を充電するのに用いられる。補助バッテリB2は、車両に搭載される各種機器の電源として使用される。 The converter 20 is connected to the DC power supply B1 and is used to step down the voltage of the DC power supply B1 to charge the auxiliary battery B2 having a lower voltage than the DC power supply B1. The auxiliary battery B2 is used as a power source for various devices mounted on the vehicle.

ここで、本実施形態の作用効果について説明する。
図8に示されるように、電力変換装置1の作動状態において、冷媒流路50を流れる冷媒によって仕切部39(仕切壁32及びベースプレート21)が冷却される。このため、この仕切部39に接する機器及び空気を冷却することができる。また、インバータ10とコンバータ20との間の電磁ノイズの干渉を防止できる。
Here, the operation and effect of the present embodiment will be described.
As shown in FIG. 8, in the operating state of the power conversion device 1, the partition portion 39 (partition wall 32 and base plate 21) is cooled by the refrigerant flowing through the refrigerant flow path 50. Therefore, the equipment and air in contact with the partition 39 can be cooled. Further, it is possible to prevent interference of electromagnetic noise between the inverter 10 and the converter 20.

以下、仕切部39に接する機器の冷却について具体的に説明する。インバータ10の第1発熱部品18で生じた熱は、熱伝導性の高い仕切壁32の受熱面32aにおいて受熱され放熱面32bから放熱される。そして、この放熱面32bから冷媒流路50の冷媒への熱移動によって、第1発熱部品18が連続的に冷却される。このとき、放熱面32bの中でも第1発熱部品18の直下である高温領域32cでの温度が相対的に高くなる。 Hereinafter, the cooling of the equipment in contact with the partition portion 39 will be specifically described. The heat generated by the first heat generating component 18 of the inverter 10 is received by the heat receiving surface 32a of the partition wall 32 having high thermal conductivity and dissipated from the heat radiating surface 32b. Then, the first heat generating component 18 is continuously cooled by the heat transfer from the heat radiating surface 32b to the refrigerant in the refrigerant flow path 50. At this time, the temperature in the high temperature region 32c directly below the first heat generating component 18 in the heat radiating surface 32b becomes relatively high.

コンバータ20においてもこれと同様に、第2発熱部品24で生じた熱は、熱伝導性の高いベースプレート21の受熱面21aにおいて受熱され放熱面21bから放熱される。そして、この放熱面21bから冷媒流路50の冷媒への熱移動によって、第2発熱部品24が連続的に冷却される。このとき、放熱面21bの中でも第2発熱部品24の直下である高温領域21cでの温度が相対的に高くなる。従って、仕切壁32の高温領域32c及びベースプレート21の高温領域21cにおいては、特に高温の熱が冷媒に流入しようとする。 Similarly to this, in the converter 20, the heat generated by the second heat generating component 24 is received by the heat receiving surface 21a of the base plate 21 having high thermal conductivity and dissipated from the heat radiating surface 21b. Then, the second heat generating component 24 is continuously cooled by the heat transfer from the heat radiating surface 21b to the refrigerant in the refrigerant flow path 50. At this time, the temperature in the high temperature region 21c directly below the second heat generating component 24 in the heat radiating surface 21b becomes relatively high. Therefore, particularly high temperature heat tends to flow into the refrigerant in the high temperature region 32c of the partition wall 32 and the high temperature region 21c of the base plate 21.

このような状態において、仮に第1発熱部品18と第2発熱部品24が直交方向Zについて互いに重なるように配置されている場合、一定容量の冷媒に対して直交方向Zの両側から、即ち高温領域32c及び高温領域21cの双方から同時に熱が集中して流入しようする。ところが、一定容量の冷媒に一度に流入できる熱流入量には限りがあるため、高温領域32c及び高温領域21cのそれぞれの熱を同時に冷媒に円滑に流入させるのが難しい。即ち、一方の発熱部品で生じた熱と冷媒との間での熱交換が他方の発熱部品で生じた熱の影響を受け易い。 In such a state, if the first heat generating component 18 and the second heat generating component 24 are arranged so as to overlap each other in the orthogonal direction Z, they are arranged so as to overlap each other in the orthogonal direction Z, from both sides of the orthogonal direction Z with respect to a constant capacity refrigerant, that is, in a high temperature region. Heat is concentrated and flows in from both the 32c and the high temperature region 21c at the same time. However, since the amount of heat inflow that can flow into a constant capacity refrigerant at one time is limited, it is difficult to smoothly flow the heat of each of the high temperature region 32c and the high temperature region 21c into the refrigerant at the same time. That is, the heat exchange between the heat generated by one heat generating component and the refrigerant is easily affected by the heat generated by the other heat generating component.

そこで、本実施形態では、第1発熱部品18と第2発熱部品24が直交方向Zについて互いに重ならないようにしている。換言すれば、第1発熱部品18の直下の高温領域32cと、第2発熱部品24の直下の高温領域21cとが、冷媒流れ方向Dについて互いに離間するように構成されている。この場合、第1発熱部品18を通る直交方向Zの仮想線Lは、第2発熱部品24から外れた位置を通る。 Therefore, in the present embodiment, the first heat generating component 18 and the second heat generating component 24 are prevented from overlapping each other in the orthogonal direction Z. In other words, the high temperature region 32c directly below the first heat generating component 18 and the high temperature region 21c directly below the second heat generating component 24 are configured to be separated from each other in the refrigerant flow direction D. In this case, the virtual line L in the orthogonal direction Z passing through the first heat generating component 18 passes through a position deviated from the second heat generating component 24.

本構成によれば、一定容量の冷媒に対して高温領域32c及び高温領域21cの双方から同時に熱が集中して流入するのを回避できる。即ち、一定容量の冷媒に対して直交方向Zの両側から同時に熱が流入することを抑制できる。例えば、冷媒が冷媒流路50を図8中の冷媒流れ方向D1に流れている場合、上流側の高温領域21cと下流側の高温領域32cとでは互いの熱干渉を生じにくい。その結果、第1発熱部品18を含むインバータ10と第2発熱部品24を含むコンバータ20との双方の冷却性能が向上する。 According to this configuration, it is possible to prevent heat from being concentrated and flowing in from both the high temperature region 32c and the high temperature region 21c at the same time with respect to a constant capacity refrigerant. That is, it is possible to prevent heat from flowing into a constant volume of refrigerant from both sides in the orthogonal direction Z at the same time. For example, when the refrigerant flows through the refrigerant flow path 50 in the refrigerant flow direction D1 in FIG. 8, thermal interference between the high temperature region 21c on the upstream side and the high temperature region 32c on the downstream side is unlikely to occur. As a result, the cooling performance of both the inverter 10 including the first heat generating component 18 and the converter 20 including the second heat generating component 24 is improved.

以上のごとく、本実施形態によれば、2つの電力変換器10,20のそれぞれの発熱部品18,24を直交方向Zについて互いに重ならないように位置をずらして仕切部39に接合することによって、2つの電力変換器10,20の冷却性能を向上させることができる。 As described above, according to the present embodiment, the heat generating parts 18 and 24 of the two power converters 10 and 20 are joined to the partition portion 39 by shifting their positions so as not to overlap each other in the orthogonal direction Z. The cooling performance of the two power converters 10 and 20 can be improved.

また、第1放熱フィン34及び第2放熱フィン22によって放熱性能を高め且つ冷媒の流速を高めるとともに、冷媒流路50をターン流路として冷媒の流速を高めることによって、2つの電力変換器10,20の冷却性能を更に向上させることができる。 Further, the first heat radiating fins 34 and the second heat radiating fins 22 enhance the heat dissipation performance and the flow velocity of the refrigerant, and the refrigerant flow path 50 is used as a turn flow path to increase the flow velocity of the refrigerant. The cooling performance of 20 can be further improved.

本発明は、上記の典型的な実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の応用や変形が考えられる。例えば、上記の実施形態を応用した次の各形態を実施することもできる。 The present invention is not limited to the above-mentioned typical embodiments, and various applications and modifications can be considered as long as the object of the present invention is not deviated. For example, the following embodiments to which the above embodiments are applied can also be implemented.

上記の実施形態では、図2に示される電力変換装置1のように、ケース30の仕切壁32と、ケース30とは別部材であるベースプレート21とによって仕切部39が構成される場合について例示したが、仕切部39は1または複数の要素によって構成され得る。例えば、図9に示される電力変換装置101のように、ケース30の仕切壁32自体によって仕切部39が構成されてもよい。この電力変換装置101は、ベースプレート21が省略されている点について、電力変換装置1と相違している。仕切部39としての仕切壁32は、受熱面32a及び放熱面32bに加えて、受熱面32d及び放熱面32eを有する。受熱面32dには、第2発熱部品24が接合されている。放熱面32eは、冷媒流路50を区画しており、冷媒流路50を流れる冷媒に常時に接触する。これにより、電力変換装置101の部品点数を減らすことができる。
この電力変換装置101は、その他については電力変換装置1と同様の構成および作用効果を有する。
In the above embodiment, as in the power conversion device 1 shown in FIG. 2, the case where the partition portion 39 is formed by the partition wall 32 of the case 30 and the base plate 21 which is a member different from the case 30 is illustrated. However, the partition 39 may be composed of one or more elements. For example, as in the power conversion device 101 shown in FIG. 9, the partition portion 39 may be configured by the partition wall 32 itself of the case 30. The power conversion device 101 is different from the power conversion device 1 in that the base plate 21 is omitted. The partition wall 32 as the partition portion 39 has a heat receiving surface 32d and a heat radiating surface 32e in addition to the heat receiving surface 32a and the heat radiating surface 32b. A second heat generating component 24 is joined to the heat receiving surface 32d. The heat radiating surface 32e partitions the refrigerant flow path 50, and is in constant contact with the refrigerant flowing through the refrigerant flow path 50. As a result, the number of parts of the power conversion device 101 can be reduced.
The power conversion device 101 has the same configuration and operation and effect as the power conversion device 1 except for the above.

上記の実施形態では、冷却性能を高めるために仕切壁32に第1放熱フィン34を設け、且つベースプレート21に第2放熱フィン22を設ける場合について例示したが、これら第1放熱フィン34及び第2放熱フィン22のうちの少なくとも一方を省略することもできる。第1放熱フィン34及び第2放熱フィン22の双方が省略された別実施形態については図10及び図11が参照される。なお、これらの図面において、図3及び図5に示される要素と同一の要素には同一の符号を付しており、該同一の要素についての説明は省略する。 In the above embodiment, the case where the first heat radiation fin 34 is provided on the partition wall 32 and the second heat radiation fin 22 is provided on the base plate 21 in order to improve the cooling performance has been illustrated, but these first heat radiation fins 34 and the second heat radiation fins 34 At least one of the heat radiation fins 22 may be omitted. 10 and 11 are referred to for another embodiment in which both the first heat radiation fin 34 and the second heat radiation fin 22 are omitted. In these drawings, the same elements as those shown in FIGS. 3 and 5 are designated by the same reference numerals, and the description of the same elements will be omitted.

仕切部39は、図10に示されるケース130の仕切壁132と、図11示されるベースプレート121とによって構成される。仕切壁132においては、立設部33の第2方向Yの位置が図3の場合に比べて変更されることによって、冷媒流路50の上流側領域50aの流路断面積が下流側領域50bの流路断面積よりも小さくなるように構成されている。これにより、冷媒流路50における冷媒の流速は、上流側領域50aの方が下流側領域50bよりも高くなる。そして、仕切壁32の受熱面32aのうち直交方向Zについて上流側領域50aを通る位置に第1発熱部品18が接合されている。一方で、ベースプレート121の受熱面32aのうち直交方向Zについて上流側領域50aを通る位置に第2発熱部品24が接合されている。換言すれば、仕切部39は、冷媒流路50のうち直交方向Zについて第1発熱部品18及び第2発熱部品24のそれぞれと重なる領域での冷媒の流速が相対的に高くなるように構成されている。本構成によれば、放熱フィンを用いることなく冷媒の流速を高めることができる。 The partition 39 is composed of the partition wall 132 of the case 130 shown in FIG. 10 and the base plate 121 shown in FIG. In the partition wall 132, the position of the standing portion 33 in the second direction Y is changed as compared with the case of FIG. 3, so that the flow path cross-sectional area of the upstream side region 50a of the refrigerant flow path 50 becomes the downstream side region 50b. It is configured to be smaller than the cross-sectional area of the flow path of. As a result, the flow velocity of the refrigerant in the refrigerant flow path 50 is higher in the upstream region 50a than in the downstream region 50b. Then, the first heat generating component 18 is joined at a position of the heat receiving surface 32a of the partition wall 32 passing through the upstream region 50a in the orthogonal direction Z. On the other hand, the second heat generating component 24 is joined at a position of the heat receiving surface 32a of the base plate 121 passing through the upstream region 50a in the orthogonal direction Z. In other words, the partition portion 39 is configured such that the flow velocity of the refrigerant in the region of the refrigerant flow path 50 overlapping the first heat generating component 18 and the second heat generating component 24 in the orthogonal direction Z is relatively high. ing. According to this configuration, the flow velocity of the refrigerant can be increased without using the heat radiation fins.

上記の実施形態では、第1放熱フィン34及び第2放熱フィン22がいずれも冷媒流路50の流路高さZaと同様の立設高さを有する場合について例示したが、第1放熱フィン34及び第2放熱フィン22のうちの少なくとも一方の立設高さが冷媒流路50の流路高さZaを下回る構成を採用することもできる。 In the above embodiment, the case where both the first heat radiation fin 34 and the second heat radiation fin 22 have the same vertical height as the flow path height Za of the refrigerant flow path 50 has been illustrated, but the first heat radiation fin 34 It is also possible to adopt a configuration in which the standing height of at least one of the second heat radiation fins 22 is lower than the flow path height Za of the refrigerant flow path 50.

上記の実施形態では、冷媒流路50におけるUターン箇所が1箇所である場合について例示したが、必要に応じてUターン箇所が2箇所以上であってもよい。また、冷媒流路50におけるターン流路の形状はU字状以外、例えばL字状であってもよい。また、冷媒流路50は、その流路の向きが殆ど変わることなく直線的に延びるように構成されてもよい。 In the above embodiment, the case where there is one U-turn point in the refrigerant flow path 50 has been illustrated, but there may be two or more U-turn points if necessary. Further, the shape of the turn flow path in the refrigerant flow path 50 may be L-shaped, for example, other than U-shaped. Further, the refrigerant flow path 50 may be configured to extend linearly with almost no change in the direction of the flow path.

上記の実施形態では、第1発熱部品18としてインバータ10のリアクトル18を例示し、第2発熱部品24としてコンバータ20のトランス25、チョークコイル26及びフィルタコンデンサ27を例示したが、第1発熱部品18及び第2発熱部品24のそれぞれは必要に応じて種々変更可能である。例えば、第1発熱部品18として、コンデンサ19や、直流電源B1から供給される電流に含まれるノイズ電流を除去するフィルタコンデンサ等を採用することもできる。 In the above embodiment, the reactor 18 of the inverter 10 is exemplified as the first heat generating component 18, and the transformer 25, the choke coil 26, and the filter capacitor 27 of the converter 20 are exemplified as the second heat generating component 24. Each of the second heat generating component 24 and the second heat generating component 24 can be variously changed as needed. For example, as the first heat generating component 18, a capacitor 19 or a filter capacitor that removes a noise current included in the current supplied from the DC power supply B1 can be adopted.

上記の実施形態では、ベースプレート21,121及びケース30,130がともにアルミニウム材料からなる場合について例示したが、アルミニウム材料に代えて、他の金属材料や熱伝導性の高い金属材料以外の材料を用いることもできる。 In the above embodiment, the case where the base plates 21, 121 and the cases 30 and 130 are both made of an aluminum material has been illustrated, but instead of the aluminum material, a material other than another metal material or a metal material having high thermal conductivity is used. You can also do it.

1,101 電力変換装置
10 第1電力変換器(インバータ)
18 リアクトル(第1発熱部品)
20 第2電力変換器(コンバータ)
21,121 ベースプレート(第2仕切壁)
22 第2放熱フィン
22a 延出先端部
24 第2発熱部品
30,130 ケース
32,132 仕切壁(第1仕切壁)
32b 放熱面
34 第1放熱フィン
34a 延出先端部
39 仕切部
50 冷媒流路
D 冷媒流れ方向
Z 直交方向(第3方向)
1,101 Power converter 10 First power converter (inverter)
18 Reactor (1st heat generating part)
20 Second power converter (converter)
21,121 Base plate (second partition wall)
22 2nd heat dissipation fin 22a Extension tip 24 2nd heat generating part 30,130 Case 32,132 Partition wall (1st partition wall)
32b Heat dissipation surface 34 1st heat dissipation fin 34a Extension tip 39 Partition 50 Refrigerant flow path D Refrigerant flow direction Z Orthogonal direction (3rd direction)

Claims (2)

半導体素子を内蔵する半導体モジュール(11)と、
上記半導体素子のスイッチング動作を制御する制御電流が流れる制御端子(12)が接続された制御回路基板(17)と、
上記半導体モジュールと両面で接触し、上記半導体モジュールを冷却する冷媒が流通する第1冷媒流路を内部に備える第1冷却部(14)と、
上記半導体モジュールとは異なる発熱部品である第1電気部品(24)と、
上記半導体モジュールとは接触せずに上記第1電気部品と接触し、上記第1電気部品を冷却する冷媒が流通する第2冷媒流路(50)を内部に備える第2冷却部(39)と、
を有しており、
上記第1冷媒流路と上記第2冷媒流路が連続して形成されており、
上記制御回路基板は、上記第1冷却部および上記半導体モジュールからみて上記第2冷却部とは反対側に配置されており、かつ、上記第2冷却部からみて上記第1電気部品とは反対側に配置され、
上記第2冷却部は、上記半導体モジュールを内部に収容するケース(30,130)と一体的に形成された壁部(32,132)と、上記第1電気部品が固定される蓋部(21,121)と、備え、上記ケースに上記蓋部を固定することで上記壁部と上記蓋部の間に上記第2冷媒流路が形成され、
上記半導体モジュールと電気的に接続される発熱部品である第2電気部品(18)を備え、上記第2電気部品は、上記第2冷却部からみて上記第1電気部品と反対側に配置されており、上記第2電気部品と上記第2冷却部の並び方向に上記第2電気部品を投影したとき、上記第2電気部品と、上記蓋部における上記第1電気部品の固定箇所と、が互いに重ならない位置にある、電力変換装置(1,101)。
A semiconductor module (11) containing a semiconductor element and
A control circuit board (17) to which a control terminal (12) through which a control current for controlling the switching operation of the semiconductor element flows is connected, and
A first cooling unit (14) having a first refrigerant flow path inside which is in contact with the semiconductor module on both sides and through which a refrigerant for cooling the semiconductor module flows.
The first electric component (24), which is a heat generating component different from the above semiconductor module,
With the second cooling unit (39) provided inside with a second refrigerant flow path (50) through which the refrigerant that cools the first electric component flows by contacting the first electric component without contacting the semiconductor module. ,
Have and
The first refrigerant flow path and the second refrigerant flow path are continuously formed.
The control circuit board is arranged on the side opposite to the second cooling unit when viewed from the first cooling unit and the semiconductor module, and is opposite to the first electrical component when viewed from the second cooling unit. It is located in,
The second cooling unit includes a wall portion (32, 132) integrally formed with a case (30, 130) for accommodating the semiconductor module inside, and a lid portion (21) to which the first electrical component is fixed. , 121), and by fixing the lid portion to the case, the second refrigerant flow path is formed between the wall portion and the lid portion.
A second electric component (18), which is a heat generating component electrically connected to the semiconductor module, is provided, and the second electrical component is arranged on the opposite side of the first electrical component when viewed from the second cooling unit. When the second electric component is projected in the arrangement direction of the second electric component and the second cooling portion, the second electric component and the fixed portion of the first electric component on the lid portion are mutually aligned. do not overlap in position, the power converter (1, 101).
半導体素子を内蔵する半導体モジュール(11)と、
上記半導体素子のスイッチング動作を制御する制御電流が流れる制御端子(12)が接続された制御回路基板(17)と、
上記半導体モジュールと両面で接触し、上記半導体モジュールを冷却する冷媒が流通する第1冷媒流路を内部に備える第1冷却部(14)と、
上記半導体モジュールとは異なる発熱部品である第1電気部品(24)と、
上記半導体モジュールとは接触せずに上記第1電気部品と接触し、上記第1電気部品を冷却する冷媒が流通する第2冷媒流路(50)を内部に備える第2冷却部(39)と、
を有しており、
上記第1冷媒流路と上記第2冷媒流路が連続して形成されており、
上記制御回路基板は、上記第1冷却部および上記半導体モジュールからみて上記第2冷却部とは反対側に配置されており、かつ、上記第2冷却部からみて上記第1電気部品とは反対側に配置され、
上記第2冷却部は、上記半導体モジュールを内部に収容するケース(30,130)と一体的に形成された壁部(32,132)と、上記第1電気部品が固定される蓋部(21,121)と、備え、上記ケースに上記蓋部を固定することで上記壁部と上記蓋部の間に上記第2冷媒流路が形成され
上記ケースに上記蓋部を固定する固定部材(23)は、上記第1電気部品と上記第2冷却部の並び方向に上記第1電気部品を投影した投影領域の外に配置されている、電力変換装置(1,101)
A semiconductor module (11) containing a semiconductor element and
A control circuit board (17) to which a control terminal (12) through which a control current for controlling the switching operation of the semiconductor element flows is connected, and
A first cooling unit (14) having a first refrigerant flow path inside which is in contact with the semiconductor module on both sides and through which a refrigerant for cooling the semiconductor module flows.
The first electric component (24), which is a heat generating component different from the above semiconductor module,
With the second cooling unit (39) provided inside with a second refrigerant flow path (50) through which the refrigerant that cools the first electric component flows by contacting the first electric component without contacting the semiconductor module. ,
Have and
The first refrigerant flow path and the second refrigerant flow path are continuously formed.
The control circuit board is arranged on the side opposite to the second cooling unit when viewed from the first cooling unit and the semiconductor module, and is opposite to the first electrical component when viewed from the second cooling unit. Placed in
The second cooling unit includes a wall portion (32, 132) integrally formed with a case (30, 130) for accommodating the semiconductor module inside, and a lid portion (21) to which the first electrical component is fixed. , 121), and by fixing the lid portion to the case, the second refrigerant flow path is formed between the wall portion and the lid portion .
The fixing member (23) for fixing the lid portion to the case is arranged outside the projection region in which the first electric component is projected in the alignment direction of the first electric component and the second cooling portion. Force converter (1,101) .
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