JP7184138B1 - 電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
11a 第1スイッチング素子モジュール
11b 第2スイッチング素子モジュール
12 蓋部
12b 柱部(突出部)
20 昇圧コンバータ部
21 昇圧用スイッチング素子モジュール
21a 蓋部
21c 柱部(突出部)
22 リアクトル(昇圧リアクトル)
22a フィン(突出部)
30 DCDCコンバータ部(直流直流コンバータ部)
31a コンバータ用スイッチング素子
31b トランス
31c 共振リアクトル
31d 平滑リアクトル
50 基台部
51 冷却流路
51a 表側流路
51b 裏側流路
51c 接続流路
52 冷却部本体部
53 蓋部
53d フィン(突出部)
100 電力変換装置
200 直流電源
210 負荷
511、512、513、514、515、516、517、518、519 冷却流路
Claims (20)
- 直流電源から入力される直流電力を交流電力に変換して負荷に供給するインバータ部と、
前記直流電力の電圧を異なる電圧に変換する直流直流コンバータ部と、
前記インバータ部の入力側に配置され、前記直流電源から入力される前記直流電力を昇圧して前記インバータ部に供給する昇圧コンバータ部と、
前記インバータ部、前記直流直流コンバータ部および前記昇圧コンバータ部が表側および裏側に配置される平板状の基台部とを備え、
前記基台部は、表側に配置された表側流路と、前記表側流路に接続されて裏側に配置された裏側流路とを有する冷却流路を含み、
前記直流直流コンバータ部および前記昇圧コンバータ部は、前記基台部の表側に配置されるとともに、前記冷却流路の冷却用液体の流れる方向に沿って並んで配置されている、電力変換装置。 - 前記冷却流路は、前記基台部内において前記表側流路および前記裏側流路を接続する接続流路をさらに有する、請求項1に記載の電力変換装置。
- 前記冷却流路は、前記表側流路および前記裏側流路が交互に接続されて、冷却用液体が前記基台部の表側の面および裏側の面を交互に通過するように形成されている、請求項1または2に記載の電力変換装置。
- 前記接続流路は、角部が面取りされている、請求項2に記載の電力変換装置。
- 前記接続流路は、前記表側流路および前記裏側流路の少なくとも一方に流れ込む冷却用液体の流れを調整する仕切り板を含む、請求項2または4に記載の電力変換装置。
- 前記冷却流路は、前記接続流路に傾斜させた溝部を含む、請求項2、4または5に記載の電力変換装置。
- 前記インバータ部は、前記基台部の裏側に配置され、前記裏側流路を流れる冷却用液体により冷却され、
前記直流直流コンバータ部は、前記基台部の表側に配置され、前記表側流路を流れる冷却用液体により冷却される、請求項1~6のいずれか1項に記載の電力変換装置。 - 前記基台部は、前記冷却流路が形成される金属からなる冷却部本体部と、前記冷却部本体部とともに前記冷却流路を形成する金属からなる蓋部とを含み、
前記インバータ部および前記直流直流コンバータ部の少なくとも一方は、前記基台部の表側および裏側に配置される前記蓋部に取り付けられている、請求項1~7のいずれか1項に記載の電力変換装置。 - 前記蓋部には、前記冷却流路内に突出する突出部が設けられている、請求項8に記載の電力変換装置。
- 前記蓋部の前記突出部は、フィン形状、円柱形状、または、角柱形状に形成されている、請求項9に記載の電力変換装置。
- 前記蓋部のフィン形状に形成された前記突出部は、前記冷却流路に沿って延びるように形成されている、請求項10に記載の電力変換装置。
- 前記蓋部の前記突出部は、複数形成され、
複数の前記突出部は、前記冷却流路の深さ方向に対して80~100%の突出高さになるように形成される、請求項9~11のいずれか1項に記載の電力変換装置。 - 前記蓋部の前記突出部は、前記冷却流路の壁面との間隙が0.5~2.0mmとなるように形成される、請求項9~12のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 前記インバータ部は、前記直流電力を前記交流電力に変換する第1スイッチング素子モジュールおよび第2スイッチング素子モジュールを含み、
前記直流直流コンバータ部は、コンバータ用スイッチング素子と、トランスと、共振リアクトルと、平滑リアクトルと、を含み、
前記昇圧コンバータ部は、昇圧用スイッチング素子モジュールと、昇圧リアクトルと、を含み、
前記冷却流路は、前記第1スイッチング素子モジュール、前記第2スイッチング素子モジュール、前記コンバータ用スイッチング素子、前記トランス、前記共振リアクトル、前記平滑リアクトル、前記昇圧用スイッチング素子モジュール、および、前記昇圧リアクトルのうち、熱耐性に基づく優先順位が高い部品から先に冷却するように、冷却用液体が流れるように形成されている、請求項1~13のいずれか1項に記載の電力変換装置。 - 前記第1スイッチング素子モジュールと、前記第2スイッチング素子モジュールとは、前記基台部の表側および裏側のうち一方側に配置され、前記表側流路および前記裏側流路のうち一方を流れる冷却用液体により冷却され、
前記コンバータ用スイッチング素子と、前記トランスと、前記共振リアクトルと、前記平滑リアクトルと、前記昇圧用スイッチング素子モジュールと、前記昇圧リアクトルとは、前記基台部の表側および裏側のうち他方側に配置され、前記表側流路および前記裏側流路のうち他方を流れる冷却用液体により冷却される、請求項14に記載の電力変換装置。 - 前記蓋部は、昇圧リアクトルが配置される昇圧リアクトル用蓋部と、前記直流直流コンバータ部が配置される直流直流コンバータ部用蓋部と、を含み、
前記昇圧リアクトル用蓋部と前記直流直流コンバータ部用蓋部は、一体的に構成されている、請求項8~13のいずれか1項に記載の電力変換装置。 - 前記蓋部は、昇圧リアクトルが配置される昇圧リアクトル用蓋部と、前記直流直流コンバータ部が配置される直流直流コンバータ部用蓋部と、を含み、
前記昇圧リアクトル用蓋部と前記直流直流コンバータ部用蓋部は、前記表側流路に設けられ、前記表側流路と前記表側流路、または、前記裏側流路から前記裏側流路を接続するトンネル状流路形成部材に固定される、請求項8~13のいずれか1項に記載の電力変換装置。 - 前記直流直流コンバータ部を冷却する冷却用液体の圧力損失が、前記冷却流路全体の圧力損失の15%となるように構成されている、請求項1~17のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 冷却体と、
直流電源から入力される直流電力を交流電力に変換して負荷に供給するインバータ部と、
前記直流電力の電圧を異なる電圧に変換する直流直流コンバータ部と、
前記インバータ部の入力側に配置され、前記直流電源から入力される前記直流電力を昇圧して前記インバータ部に供給する昇圧コンバータ部と、を備え、
前記冷却体は、一筆書き状の冷却流路が形成され、
前記冷却流路の少なくとも一部は、前記冷却体の表側を冷却する表側流路および裏側を冷却する裏側流路を形成し、
前記冷却体は、前記インバータ部が配置されるインバータ冷却面と、前記直流直流コンバータ部が配置される直流直流コンバータ冷却面と、前記昇圧コンバータ部が配置される昇圧コンバータ冷却面と、を含み、
前記直流直流コンバータ部および前記昇圧コンバータ部は、前記基台部の表側に配置されるとともに、前記冷却流路の冷却用液体の流れる方向に沿って並んで配置されている、電力変換装置。 - 前記冷却体は、前記インバータ冷却面、前記直流直流コンバータ冷却面および前記昇圧コンバータ冷却面を冷却する冷却用液体の圧力損失が、前記冷却体全体の圧力損失の85%となるように構成されている、請求項19に記載の電力変換装置。
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