專利名稱：電力轉(zhuǎn)換裝置和使用它的電驅(qū)動(dòng)車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及至少將包括開關(guān)元件并使直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力的功率模塊 (power module)和使直流電力平滑化的多個(gè)平滑用電容器配置在密閉結(jié)構(gòu)的框體(箱體) 內(nèi)的電力轉(zhuǎn)換裝置，以及使用該電力轉(zhuǎn)換裝置的電驅(qū)動(dòng)車輛。
背景技術(shù)：
在電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車等電驅(qū)動(dòng)車輛中，使用將直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)等促動(dòng)器的例如由逆變器(inverter)構(gòu)成的電力轉(zhuǎn)換裝置。這種電力轉(zhuǎn)換裝置將幾百伏的直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力，因此不能避免構(gòu)成電力轉(zhuǎn)換裝置的功率模塊和平滑用電容器等的發(fā)熱，至少需要冷卻功率模塊和平滑用電容器。作為以往的電力轉(zhuǎn)換裝置，下述的逆變器裝置為人們所公知(例如參照專利文獻(xiàn) 1)電路構(gòu)成元件包括升壓用電抗器；用于生成電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的各相的相電流的各相用開關(guān)單元；與電抗器連接的升壓用開關(guān)單元；使因電抗器而升壓之前的電壓平滑化的升壓前平滑用電容器；和使因電抗器而升壓之后的電壓平滑化的升壓后平滑用電容器，使上述多個(gè)電路構(gòu)成元件中的一部分與內(nèi)部具有冷卻液流路的冷卻板的一個(gè)面抵接配置，使剩余部分與冷卻板的另一個(gè)面抵接配置。專利文獻(xiàn)1日本特開2007-89258號(hào)公報(bào)在此，在上述專利文獻(xiàn)1記載的以往的裝置中，以如下方式進(jìn)行安裝在內(nèi)部具有冷卻液流路的冷卻板的上側(cè)配置有平滑用電容器和電抗器，用蓋主體覆蓋，并且在冷卻板的下側(cè)配置有開關(guān)單元，將該冷卻板覆蓋逆變器殼體的上表面。因此，由于構(gòu)成為僅僅通過冷卻板進(jìn)行平滑用電容器、電抗器和開關(guān)單元的發(fā)熱元件的冷卻，并且在冷卻板的上下間沒有氣體的流通通道，因此在冷卻板的上下間產(chǎn)生溫度差，需要按照高溫側(cè)來設(shè)計(jì)冷卻板的冷卻能力，并且高度比較高的電抗器和平滑用電容器僅僅一部分與冷卻板接觸，因此存在不能高效地冷卻整個(gè)面的需要解決的課題。

發(fā)明內(nèi)容
于是，本發(fā)明著眼于上述現(xiàn)有裝置的需要解決的課題，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠以簡(jiǎn)單、小型的結(jié)構(gòu)對(duì)電容器和功率模塊等電路元件充分進(jìn)行冷卻的電力轉(zhuǎn)換裝置和使用該電力轉(zhuǎn)換裝置的電驅(qū)動(dòng)車輛。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置，在密閉結(jié)構(gòu)的框體內(nèi)配置有至少包括開關(guān)元件并將直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力的功率模塊和使上述直流電力平滑化的多個(gè)電容器，上述電力轉(zhuǎn)換裝置的特征在于上述框體包括被分割成兩個(gè)的分割框體；和平板狀的液冷散熱器，該液冷散熱器位于該兩個(gè)分割框體之間，將該兩個(gè)分割框體的分割面封閉，并且安裝有上述功率模塊，在上述液冷散熱器中形成有連通上述兩個(gè)分割框體間的氣體通道。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠用液冷散熱器冷卻功率模塊和電容器等電路元件，并且在液冷散熱器形成有連通分割框體間的氣體流路，因此能夠通過該氣體流路使氣體在分割框體間循環(huán)，抑制在分割框體間產(chǎn)生溫度差，并且還能夠通過氣體對(duì)電路元件進(jìn)行冷卻，能夠提高冷卻能力。此外，本發(fā)明的另一實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置的特征在于上述液冷散熱器形成有連通上述兩個(gè)分割框體間的多個(gè)氣體通道，在至少一個(gè)氣體通道內(nèi)收納有上述電容器的一部分。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，當(dāng)通過液冷散熱器的氣體通道使氣體循環(huán)時(shí)，能夠利用循環(huán)氣體冷卻電容器的全部，能夠提高電容器的冷卻效率。此外，本發(fā)明的另一實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置的特征在于上述液冷散熱器形成有連通上述兩個(gè)分割框體間的多個(gè)氣體通道，在至少一個(gè)氣體通道內(nèi)，插通有將收納在該兩個(gè)分割框體中的電氣元件連接的連接電纜。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，不需要另外形成專用的通孔等，就能夠通過氣體通道很容易地進(jìn)行被分別配置在兩個(gè)分割框體中的電路元件間的電連接。此外，本發(fā)明的另一實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置的特征在于上述液冷散熱器的外周面露出在外部，在該外周面的一部分突出地形成有供水口和排水口。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，不需要設(shè)置連接部就能夠?qū)⒐┙o到液冷散熱器的冷卻介質(zhì)直接供給、排出，能夠使連接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化，并且能夠可靠地防止在框體內(nèi)的液體泄漏。此外，本發(fā)明的另一實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置的特征在于在上述液冷散熱器的與上述兩個(gè)分割框體接觸的外周緣形成有密封部。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于液冷散熱器的電路元件安裝面以平面度良好的方式形成，因此通過將密封部形成在該平面度良好的外周緣，能夠得到可靠的密封功能。此外，本發(fā)明是另一實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置的特征在于在上述液冷散熱器的一個(gè)分割框體側(cè)配置有構(gòu)成逆變器和斬波電路的上述功率模塊，在上述液冷散熱器的另一個(gè)分割框體側(cè)配置有構(gòu)成斬波電路的電抗器。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，對(duì)于發(fā)熱量大的功率模塊和作為大型部件的電抗器，能夠直接用液冷散熱器冷卻。此外，本發(fā)明的另一實(shí)施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置的特征在于在上述液冷散熱器的配置有上述電抗器的安裝面，還設(shè)置有熱交換用冷卻片。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過將大型的熱交換用冷卻片與電抗器一起設(shè)置，電抗器遮擋氣體的通過，因此在使氣體循環(huán)的情況下，氣體通過熱交換用冷卻片(fin，翅片)，能夠高效地冷卻循環(huán)氣體。此外，本發(fā)明的另一實(shí)施方式的電驅(qū)動(dòng)車輛的特征在于使用上述本發(fā)明的任一個(gè)實(shí)施方式所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，來控制行駛用電動(dòng)機(jī)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，使用具有上述效果的電力轉(zhuǎn)換裝置來控制電驅(qū)動(dòng)車輛的行駛用電動(dòng)機(jī)，因此能夠抑制電力轉(zhuǎn)換裝置產(chǎn)生的熱，確保穩(wěn)定的行駛。下面說明本發(fā)明的效果。根據(jù)本發(fā)明，將框體分割為兩個(gè)分割框體，使液冷散熱器位于分割而成的兩個(gè)分割框體之間進(jìn)行連結(jié)，在該液冷散熱器形成有連通兩個(gè)分割框體間的氣體通道，因此能夠使氣體在兩個(gè)分割框體間流通，能夠抑制在分割框體間產(chǎn)生溫度差，能夠提高冷卻效果。而且，在分割框體間通過氣體通道使氣體循環(huán)，能夠得到由液冷散熱器帶來的冷卻效果和由循環(huán)氣體帶來的冷卻效果，因此能夠提高冷卻效果。這時(shí)，通過在氣體的循環(huán)通道中設(shè)置固定于液冷散熱器的熱交換用冷卻片，能夠進(jìn)一步提高冷卻效果。此外，使用具有上述效果的電力轉(zhuǎn)換裝置來控制行駛用電動(dòng)機(jī)，由此能夠提供控制裝置的耐久性高的電驅(qū)動(dòng)車輛。


圖1是表示能夠應(yīng)用本發(fā)明的電驅(qū)動(dòng)車輛的一個(gè)實(shí)施方式的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖2是表示電力轉(zhuǎn)換裝置的卸下了正面板部的狀態(tài)下的示意縱截面圖。
圖3是圖2的A-A線上的截面圖。
圖4是圖3的B-B線上的截面圖。
圖5是表示水冷散熱器(heat sink)的平面圖。
圖6是水冷散熱器的底面圖。
圖7是水冷散熱器的橫截面圖。
圖8是圖7的C-C線上的截面圖。
圖9是表示電力轉(zhuǎn)換裝置的分解狀態(tài)的截面圖。
圖10是表示上部殼體及下部殼體與水冷散熱器的連接構(gòu)造的說明圖，其中，(a)是截面圖，(b)是分解截面圖。
附圖標(biāo)記說明
1 --電動(dòng)汽車
2 -、電動(dòng)機(jī)(electric motor)
3 --電力轉(zhuǎn)換裝置
4 --車輛控制裝置
5 --蓄電池收納部
6 -吣框體(箱體)，6L 下部分割框體，6H 上部分割框體
7 --液冷散熱器
8 -吣蓋體
11、12 氣體通道
13 冷卻水供給口
14 冷卻水排出口
21、22 IGBT模塊
24 電抗器
25 送風(fēng)風(fēng)扇
26,27 電容器
28 電連接電纜
31 控制基板
32 電源基板
33 -、支承部件
34 -、固定配件(固定金屬配件)
35 -、支承基板
36 -叫旬隔物(spacer)
40 -、送風(fēng)風(fēng)扇
45 -、連結(jié)構(gòu)造
46 -、凸緣部(法蘭部)
47 -、圓筒部
48 -、密封件(packing，填密部)
49 -、固定支承部
50 -、密封件
51 -、安裝螺栓(bolt，螺釘)
具體實(shí)施例方式下面，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式，在以下的實(shí)施方式中，雖然對(duì)構(gòu)成要素、 種類、組合、位置、形狀、數(shù)量和相對(duì)配置等作了各種限定，但是，這些僅僅是例舉，本發(fā)明并不局限于此。圖1是表示將本發(fā)明應(yīng)用于作為電驅(qū)動(dòng)車輛的電動(dòng)汽車時(shí)的概略結(jié)構(gòu)的圖。圖1中，附圖標(biāo)記1為電動(dòng)汽車。在該電動(dòng)汽車1中，例如在車輛前部側(cè)配置有驅(qū)動(dòng)前端的電動(dòng)機(jī)2，并且配置有構(gòu)成驅(qū)動(dòng)該電動(dòng)機(jī)2的驅(qū)動(dòng)裝置的電力轉(zhuǎn)換裝置3和對(duì)該電力轉(zhuǎn)換裝置3供給控制信號(hào)的車輛控制裝置4，還配置有收納了對(duì)電力轉(zhuǎn)換裝置3和車輛控制裝置4供給電源的多個(gè)蓄電池的蓄電池收納部5。如圖2 圖5所示，電力轉(zhuǎn)換裝置3包括長(zhǎng)方體狀的具有液密性的框體6。該框體 6被上下分割成兩個(gè)部分，包括上端開放的箱狀的下部分割框體6L ；方筒(角筒)狀的上部分割框體6H，其上下端部開放；和例如水冷式液冷散熱器7，其位于下部分割框體6L和上部分割框體6H之間，將兩者的分割面封閉，具有規(guī)定的厚度，并形成為平板狀。在此，上部分割框體6H的上端部由蓋體8封閉。如圖5 圖8所示，液冷散熱器7形成為具有規(guī)定厚度的扁平的長(zhǎng)方體形狀，在其前端側(cè)上下貫通地形成有氣體通道11，該氣體通道11的寬度比較窄(小)，在左右方向上延伸到其兩端部附近，并且，在其后端側(cè)上下貫通地形成有氣體通道12，該氣體通道12的寬度比氣體通道11寬(大)，在左右方向上延伸到其兩端部附近。并且，在液冷散熱器7的前端面，突出地形成有用于供給作為冷卻介質(zhì)的冷卻水的冷卻水供給口 13和冷卻水排出口 14。此外，如圖7和圖8所示，在液冷散熱器7的內(nèi)部， 形成有與冷卻水供給口 13連通的冷卻水積存部15，該冷卻水積存部15位于氣體通道11和 12之間，并沿著前后方向延伸，并且，形成有與冷卻水排出口 14連通的冷卻水積存部16，該冷卻水積存部16以與冷卻水積存部15相對(duì)的方式位于氣體通道11和12之間，并沿著前后方向延伸。此外，在冷卻水積存部15和16之間，形成有沿著左右方向延伸的截面積小的多個(gè)冷卻水通過槽(插通槽)17。像這樣，在多個(gè)冷卻水通過槽17的至少冷卻水供給口 13 —側(cè)形成冷卻水積存部15，由此，由于冷卻水通過槽17的截面積小、管道阻力大，所以能夠在冷卻水積存部15的壓力增高時(shí)，向各冷卻水通過槽17均等(均勻)地分配冷卻水。另外，未圖示而在電動(dòng)汽車 1中設(shè)置有冷卻器(radiator)等熱交換器，其設(shè)置在電動(dòng)汽車1的前表面(前面)，冷卻從冷卻水排出口 14排出的進(jìn)行冷卻后的冷卻水；貯存罐(reservoir tank)，其貯存由該熱交換器冷卻的冷卻水；和冷卻系統(tǒng)，其用泵對(duì)貯存在該貯存罐中的冷卻水加壓，將其供給到冷卻水供給口 13。并且，在液冷散熱器7的與冷卻水通過槽17相對(duì)的上表面，如圖5所示，作為功率模塊的IGBT模塊21和作為功率模塊的3個(gè)IGBT模塊22在與冷卻水通過槽17的延伸方向正交的方向上保持規(guī)定間隔地并列配置，其中，所述IGBT模塊21構(gòu)成使由上述蓄電池構(gòu)成的直流電源的直流電力升壓/降壓的斬波電路(chopper circuit，斷繼開關(guān)電路)，所述IGBT模塊22構(gòu)成將從斬波電路輸出的直流電力轉(zhuǎn)換成例如3相交流電力的逆變器。在此，IGBT模塊21和22內(nèi)置有串聯(lián)連接的作為開關(guān)元件的IGBTansulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極晶體管)、保護(hù)電路等。此外，在液冷散熱器7的與冷卻水通過槽17相對(duì)的下表面，如圖6所示，構(gòu)成上述斬波電路的較大型的立方體形狀的電抗器23配置在冷卻水排出口 14 一側(cè)的半部，并且與該電抗器23相鄰地，在冷卻水供給口 13—側(cè)配置有散熱片(fin，散熱翅片)24，此外，在散熱片M的氣體通道12 —側(cè)，配置有帶百葉窗(louver)的送風(fēng)風(fēng)扇25，將由散熱片M冷卻后的冷卻風(fēng)送至氣體通道12 —側(cè)。進(jìn)而，如圖3所示，構(gòu)成上述斬波電路的電容器沈與位于上述斬波電路和逆變器間的平滑用的3個(gè)電容器27，使得其端子側(cè)在液冷散熱器7的氣體通道12內(nèi)，以不接觸的方式隔開規(guī)定間隔地插通，在該狀態(tài)下固定在下部分割框體6L。并且，如圖4所示，在液冷散熱器7的上表面配置的構(gòu)成斬波電路的IGBT模塊21 和在液冷散熱器7的下表面配置的電抗器23，由通過氣體通道12的電連接電纜觀電連接。另一方面，如圖2和圖3所示，在固定于液冷散熱器7的IGBT模塊21和22的上方平行地配置有控制基板31和電源基板32，其中，所述控制基板31安裝有對(duì)內(nèi)置在IGBT 模塊21和22中的IGBT的柵極(gate)進(jìn)行控制的柵極驅(qū)動(dòng)電路等控制電路，所述電源基板32安裝有電源電路和繼電器等。上述控制基板31和電源基板32各自由被固定在上部分割框體6H的內(nèi)周面的支承部件33支承。該支承部件33包括在上部分割框體6H的前后左右的內(nèi)壁固定的多個(gè)L 字狀的固定配件34 ；剛性較高的支承基板35，其由該固定配件34支承，是金屬板或較厚的摻入玻璃的環(huán)氧樹脂等制成的；和分別在該支承基板35的上表面的前后端部和前后方向的中央部立起的多個(gè)間隔物36。在此，如圖2所示，間隔物36包括頭部形成有陰螺紋部的圓柱部36a和支承突起36b，所述支承突起36b從該圓柱部36a的下端面朝下方突出，在形成于支承基板35的安裝孔37內(nèi)貫通。并且，在間隔物36的上端分別載置控制基板31和電源基板32，在上述控制基板 31和電源基板32，將安裝螺釘39插通在與間隔物36相對(duì)地形成的螺釘插通孔38，并使其與間隔物36的陰螺紋部擰合(螺紋配合)，將控制基板31和電源基板32用螺紋連接固定在間隔物36上。因此，在支承基板35與控制基板31及電源基板32之間被設(shè)置在規(guī)定的空間，并且能夠用剛性較高的支承基板35以不撓曲的方式保持薄且易撓曲的控制基板31和電源基板32。進(jìn)而，在上部分割框體6H中的與右內(nèi)壁的氣體通道12相對(duì)的位置，配置有與控制基板31和電源基板32相對(duì)的送風(fēng)風(fēng)扇40。該送風(fēng)風(fēng)扇40的空氣吸入口向上部分割框體 Ml的右內(nèi)壁側(cè)的下方開口，吸入從氣體通道12由送風(fēng)風(fēng)扇25供給的冷卻風(fēng)，利用配置在前表面的沒有圖示的百葉窗，對(duì)冷卻風(fēng)進(jìn)行分散送風(fēng)，使其通過控制基板31及電源基板32與支承基板35之間，到達(dá)氣體通道11 一側(cè)。此外，下部分割框體6L、液冷散熱器7、上部分割框體6H和蓋體8由具有密封部件的連接結(jié)構(gòu)45密封，由此框體6被密封。S卩，如圖10所示，連接結(jié)構(gòu)45包括圓筒部47， 該圓筒部47在下部分割框體6L的上端部形成有向內(nèi)方延伸而成的凸緣部46，在該凸緣部 46的上表面形成的內(nèi)周面形成有陰螺紋部；方形環(huán)狀的密封件48，其安裝在該圓筒部47的外周面，高度比圓筒部47高；呈L字狀的固定部件49，其固定在上部分割框體6H的下端部側(cè)內(nèi)表面，向內(nèi)方延伸，并形成有螺栓插通孔49a，圓筒部49b形成在該固定部件49的螺栓插通孔49a的下側(cè)，在內(nèi)周面形成有比螺栓插通孔49a稍大的插通孔50a ；方形環(huán)狀的密封件50，其安裝在該圓筒部49b的外周面，高度比圓筒部49b高；和安裝螺栓51，其從固定部件49的上端側(cè)插通，通過形成在液冷散熱器7的貫通孔7a，與圓筒部47的陰螺紋部擰合。 同樣，在上部分割框體Ml的上端也形成有向內(nèi)方延伸的凸緣部52，在該凸緣部52的內(nèi)方端部，形成有朝上方稍稍延伸的周檐53。此外，在蓋體8形成有從外周緣朝下方延伸的凸緣部 M，在該凸緣部M的內(nèi)側(cè)粘接有方環(huán)狀的密封件55。在該密封件55形成有用于插通上部分割框體OT的周檐53的周槽56。并且，以蓋體8的密封件55與上部分割框體6H的凸緣部52抵接，周檐53插入該周槽56內(nèi)的方式將蓋體8安裝在上部分割框體6H，從蓋體8的上部側(cè)，用沒有圖示的安裝螺栓緊固固定。這時(shí)，安裝螺栓與具有陰螺紋部的圓筒部(沒有圖示，形成在上部分割框體6H)擰合。下面，說明上述實(shí)施方式的動(dòng)作。如圖9所示，使其處于液冷散熱器7與下部分割框體6L及上部分割框體6H分離， 且蓋體8與上部分割框體6H分離的狀態(tài)。如上所述，在該狀態(tài)下，將IGBT模塊21和22安裝在液冷散熱器7的上表面，將電抗器23、散熱片M和送風(fēng)風(fēng)扇25安裝在液冷散熱器7的下表面。同樣，將電容器沈和27固定在下部分割框體6L。在該狀態(tài)下，將液冷散熱器7載置在下部分割框體6L上，進(jìn)而在液冷散熱器7上載置上部分割框體ML在該狀態(tài)下，如圖10(a)所示，成為下部分割框體6L的圓筒部47 的陰螺紋部、液冷散熱器7的貫通孔7a、圓筒部49b的插通孔50a和固定部件49的插通孔 49a的各中心軸一致的狀態(tài)，在該狀態(tài)下，從上部分割框體6H的固定部件49的上部側(cè)將安裝螺栓51插通，與圓筒部47的陰螺紋部擰合緊固，由此能夠以液密狀態(tài)連結(jié)下部分割框體 6L、液冷散熱器7和上部分割框體6H。在該狀態(tài)下，將一端與電抗器23連接的電連接電纜觀與IGBT模塊21的連接端子連接，并且將電容器2&及2 與IGBT模塊21及22進(jìn)行電連接之后，將下側(cè)的固定配件 34固定在上部分割框體6H的內(nèi)壁，接著，通過螺紋緊固等將固定有間隔物36的支承基板 35固定在固定配件34。接著，將控制基板31安裝在支承基板35的間隔物36上，通過螺紋緊固固定。此后，將送風(fēng)風(fēng)扇40固定在上部分割框體6H的右側(cè)內(nèi)壁的后端側(cè)后，將上側(cè)的固定配件34固定在上部分割框體6H的內(nèi)壁，接著，將固定有間隔物36的支承基板35通過螺紋緊固等固定在固定配件34。接著，將電源基板32安裝固定在支承基板35的間隔物36 上。 另外，控制基板31和IGBT模塊21、22的電連接，以及控制基板31和電源基板32 的電連接沒有圖示，通過各基板的外形端(各基板和上部分割框體Ml之間的空間)進(jìn)行。
接著，若電源基板32的安裝結(jié)束，則將蓋體8安裝在上部分割框體6H的上面并用螺栓固定，用密封件陽密封上部分割框體6H和蓋體8，以液密狀態(tài)進(jìn)行連結(jié)，由此構(gòu)成電力轉(zhuǎn)換裝置3。將該電力轉(zhuǎn)換裝置3搭載在電動(dòng)汽車1中，通過將液冷散熱器7的冷卻水供給口 13和冷卻水排出口 14與搭載在電動(dòng)汽車1中的冷卻系統(tǒng)連接，將冷卻水從冷卻系統(tǒng)供給到冷卻水供給口 13，并且從冷卻水排出口 14排出的冷卻后的冷卻水返回到冷卻系統(tǒng)。這時(shí)， 液冷散熱器7的冷卻水供給口 13和冷卻水排出口 14直接露出到外部，因此能夠容易地進(jìn)行與冷卻系統(tǒng)的連接，并且在進(jìn)行該連接時(shí)，不會(huì)破壞框體6的液密性，能夠可靠地防止冷卻水泄漏到框體6內(nèi)。并且，若使電動(dòng)汽車1的點(diǎn)火開關(guān)為接通狀態(tài)，則電力轉(zhuǎn)換裝置3成為工作狀態(tài)， 通過操作油門踏板(accelerator pedal)等，從車輛控制裝置4輸入控制指令，由此開始電力轉(zhuǎn)換，將與控制指令相應(yīng)的3相電力供給到電動(dòng)機(jī)2。這樣，若電力轉(zhuǎn)換裝置3成為工作狀態(tài)，則各電路部件發(fā)熱，特別將發(fā)熱量大的 IGBT模塊21、22和電抗器23直接與液冷散熱器7接觸地固定，因此利用流過液冷散熱器7 的冷卻水進(jìn)行冷卻。進(jìn)而，在液冷散熱器7的下表面，靠近電抗器23且在冷卻水供給口 13—側(cè)配置有散熱片對(duì)，在該散熱片M的氣體通道12 —側(cè)配置有送風(fēng)風(fēng)扇25，因此液冷散熱器7的低溫被傳遞到散熱片對(duì)，用該散熱片M冷卻被封閉在框體6內(nèi)的空氣。并且，利用送風(fēng)風(fēng)扇25的百葉窗，將冷卻后的空氣作為冷卻風(fēng)分散并吹向電容器 26和27，冷卻上述電容器沈和27。這時(shí)，如圖3所示，電容器沈和27相對(duì)于液冷散熱器 7的氣體通道12在前后方向上隔開規(guī)定間隔地插通，因此，冷卻風(fēng)能夠冷卻電容器沈和27 的整個(gè)側(cè)面地通過，能夠提高電容器沈和27的冷卻效果。并且，在液冷散熱器7的上面?zhèn)鹊臍怏w通道12的上方也配置有送風(fēng)風(fēng)扇40，通過該送風(fēng)風(fēng)扇40，從上部分割框體6H的右側(cè)壁的下面?zhèn)任±鋮s了電容器沈和27的冷卻風(fēng)，利用百葉窗，將冷卻風(fēng)分散吹入控制基板31及電源基板32與支承基板35之間的空間部、控制基板31的下部和電源基板32的上部側(cè)。通過該冷卻風(fēng)冷卻安裝在控制基板31和電源基板32的發(fā)熱元件，并且冷卻IGBT模塊21、22，使冷卻后的冷卻風(fēng)通過氣體通道11返回到散熱片M后被冷卻，再次通過送風(fēng)風(fēng)扇25向電容器沈和27噴吹，由此形成冷卻風(fēng)循環(huán)通道。這樣，根據(jù)上述實(shí)施方式，下部分割框體6L和上部分割框體6H經(jīng)由液冷散熱器7 連結(jié)，能夠通過液冷散熱器7直接冷卻成為發(fā)熱元件的IGBT模塊21、22、電抗器23。這時(shí)， 下部分割框體6L和上部分割框體6H被液冷散熱器7隔開，但是，通過在液冷散熱器7形成隔開規(guī)定距離的氣體通道11和12，在下部分割框體6L和上部分割框體6H之間，氣體能夠通過氣體通道11和12流入、流出，能夠防止在下部分割框體6L和上部分割框體6H產(chǎn)生溫度差。
而且，通過在液冷散熱器7安裝散熱片對(duì)，并且在該散熱片M配置送風(fēng)風(fēng)扇25， 能夠形成冷卻風(fēng)，能夠形成利用該送風(fēng)風(fēng)扇25和上部側(cè)的送風(fēng)風(fēng)扇40強(qiáng)制性地使冷卻風(fēng)循環(huán)的冷卻風(fēng)循環(huán)通道，能夠消除溫度不勻勻而使得框體6的內(nèi)部溫度平均化。因此，能夠提高發(fā)熱元件的布局的自由度，并且不需要擴(kuò)展用于散熱的空間，能夠使得整體小型化。這時(shí)，由于散熱片M設(shè)置在冷卻水供給口 13 —側(cè)，因此能夠進(jìn)一步提高空氣的冷卻效果。此外，下部分割框體6L及上部分割框體6H與液冷散熱器7的連結(jié)，在為了擴(kuò)大與發(fā)熱元件的接觸面積而被精加工成高平面度的液冷散熱器的上表面和下表面，通過密封件 48和50進(jìn)行連結(jié)，因此能夠得到高精度的液密性。此外，由于將電容器沈和27的一部分插通到氣體通道12內(nèi)，因此能夠相應(yīng)地降低下部分割框體6L的高度，能夠使電力轉(zhuǎn)換裝置3整體小型化。同樣，用電連接電纜觀經(jīng)由氣體通道12將構(gòu)成斬波電路的IGBT模塊21和電抗器23電連接，因此無需另外形成插通電連接電纜的插通部。進(jìn)而，分別用剛性高的支承基板35通過間隔物36支承剛性低的控制基板31和電源基板32，因此，在像電動(dòng)汽車1那樣從車體傳遞的振動(dòng)較多的情況下，能夠防止控制基板 31和電源基板32因振動(dòng)而撓曲，能夠可靠地防止因控制基板31和電源基板32撓曲產(chǎn)生的反復(fù)應(yīng)力O^peated stress，重復(fù)應(yīng)力)導(dǎo)致安裝的電氣元件破損，或者將控制基板31及電源基板32與所安裝的電氣元件電連接的焊接部發(fā)生破損而導(dǎo)致接觸不良。此外，通過搭載具有上述效果的電力轉(zhuǎn)換裝置3，能夠提供不管行駛環(huán)境的溫度怎樣變化而耐久性都較高的電動(dòng)汽車。在上述實(shí)施方式中，對(duì)以在左右方向上延伸的一個(gè)長(zhǎng)孔形成氣體通道11和12的情況進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明并不局限于此，也能夠在延伸方向上分割地形成各氣體通道 11和12。此外，氣體通道12中不插通電容器沈、27的情況下，能夠僅在送風(fēng)風(fēng)扇40的下側(cè)形成。此外，氣體通道并不局限于2個(gè)，也可以形成3個(gè)以上的氣體通道。進(jìn)而，配置在上部分割框體6H內(nèi)的控制基板31和電源基板32等的基板數(shù)并不局限于2個(gè)，也能夠是任意數(shù)量。同樣，IGBT模塊21、22和電容器沈、27的數(shù)量也能夠任意設(shè)定，電力轉(zhuǎn)換的交流的相數(shù)也能夠根據(jù)所使用的電動(dòng)機(jī)的相數(shù)任意變更。此外，在上述實(shí)施方式中，對(duì)使用冷卻水作為冷卻介質(zhì)的情況進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明并不局限于此，也能夠應(yīng)用氫氯氟烴(HCFC)類和氫氯烴(HFC)類等替代氟利昂或其他冷卻氣體、冷卻液等冷卻介質(zhì)。這種情況下，當(dāng)使用替代氟利昂時(shí)，也能夠?qū)⒃诳照{(diào)裝置中使用的替代氟利昂分開使用。此外，在上述實(shí)施方式中，對(duì)使用內(nèi)置IGBT的IGBT模塊作為功率模塊的情況進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明并不局限于此，也能夠應(yīng)用內(nèi)置MOSFET或其他功率半導(dǎo)體元件的功率模塊。進(jìn)而，在上述實(shí)施方式中，對(duì)將本發(fā)明的電力轉(zhuǎn)換裝置應(yīng)用于電動(dòng)汽車的情況進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明并不局限于此，也能夠?qū)⒈景l(fā)明應(yīng)用于沿軌道行駛的鐵道車輛，能夠應(yīng)用于任意的電驅(qū)動(dòng)車輛，進(jìn)而作為電力轉(zhuǎn)換裝置，并不局限于電驅(qū)動(dòng)車輛，在驅(qū)動(dòng)其他產(chǎn)業(yè)設(shè)備中的電動(dòng)機(jī)等的促動(dòng)器的情況下，也能夠應(yīng)用本發(fā)明的電力轉(zhuǎn)換裝置。上面參照

了本發(fā)明的實(shí)施方式，但本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式。在本發(fā)明技術(shù)思想范圍內(nèi)可以作種種變更，它們都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種電力轉(zhuǎn)換裝置，在密閉結(jié)構(gòu)的框體內(nèi)配置有至少包括開關(guān)元件并將直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力的功率模塊和使所述直流電力平滑化的多個(gè)電容器，所述電力轉(zhuǎn)換裝置的特征在于所述框體包括被分割成兩個(gè)的分割框體；和平板狀的液冷散熱器，該液冷散熱器位于該兩個(gè)分割框體之間，將該兩個(gè)分割框體的分割面封閉，并且安裝有所述功率模塊，在所述液冷散熱器中形成有連通所述兩個(gè)分割框體間的氣體通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于所述液冷散熱器形成有連通所述兩個(gè)分割框體間的多個(gè)氣體通道，在至少一個(gè)氣體通道內(nèi)收納有所述電容器的一部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于所述液冷散熱器形成有連通所述兩個(gè)分割框體間的多個(gè)氣體通道，在至少一個(gè)氣體通道內(nèi)，插通有將收納在該兩個(gè)分割框體中的電氣元件連接的連接電纜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于所述液冷散熱器的外周面露出在外部，在該外周面的一部分突出地形成有供水口和排水口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于在所述液冷散熱器的與所述兩個(gè)分割框體接觸的外周緣形成有密封部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中的任一項(xiàng)所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于在所述液冷散熱器的一個(gè)分割框體側(cè)配置有構(gòu)成逆變器和斬波電路的所述功率模塊， 在所述液冷散熱器的另一個(gè)分割框體側(cè)配置有構(gòu)成斬波電路的電抗器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于在所述液冷散熱器的配置有所述電抗器的安裝面，還設(shè)置有熱交換用冷卻片。
8.一種電驅(qū)動(dòng)車輛，其特征在于使用權(quán)利要求1 7中的任一項(xiàng)所述的電力轉(zhuǎn)換裝置，來控制行駛用電動(dòng)機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠以簡(jiǎn)單、小型的結(jié)構(gòu)對(duì)電容器和功率模塊等電路元件充分進(jìn)行冷卻的電力轉(zhuǎn)換裝置和使用它的電驅(qū)動(dòng)車輛。本發(fā)明的解決手段在于一種電力轉(zhuǎn)換裝置(3)，在密閉結(jié)構(gòu)的框體(6)內(nèi)配置有至少包括開關(guān)元件將直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力的功率模塊(21，22)和使上述直流電力平滑化的多個(gè)電容器(26，27)，上述框體包括被分割成兩個(gè)的分割框體(6L，6H)；和平板狀的液冷散熱器(7)，該液冷散熱器(7)位于該兩個(gè)分割框體之間，將該兩個(gè)分割框體的分割面封閉，并且安裝有上述功率模塊，在上述液冷散熱器形成有連通上述兩個(gè)分割框體間的氣體通道(11，12)。
文檔編號(hào)H02M7/42GK102570869SQ20111039706
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月2日
發(fā)明者安達(dá)昭夫, 小高章弘, 桑原隆, 田中泰仁, 石井美里, 黑田岳志 申請(qǐng)人:富士電機(jī)株式會(huì)社