[发明专利]电动车辆及车辆用DC/DC转换器的冷却方法

说明书

技术领域

本发明涉及具备用于对开关元件等发热体进行冷却的冷却装置的电 动车辆及车辆用DC/DC转换器的冷却方法。

背景技术

以往，使用MOSFET或IGBT等开关元件的开关电源即DC/DC转换 器装置被广泛地利用。

例如，作为使用电动机作为行驶驱动源的车辆(电动车辆)的一个方 式，提出有一种车辆(在此称为电动汽车)，该车辆在蓄电装置和逆变器 驱动电动机之间安装有使直流电压升降的DC/DC转换器装置。在该电动 汽车中，驱动电动机时，利用DC/DC转换器装置使蓄电装置的电压上升， 并施加于逆变器，在电动机再生时，利用DC/DC转换器装置使在逆变器 产生的再生电压降压，并施加于蓄电装置侧进行充电等。

另外，作为电动车辆的另外的方式，还提出有一种车辆(在此称为燃 料电池车辆)，该车辆将燃料电池和逆变器驱动电动机直接连接，并在该 连接点和蓄电装置之间安装使直流电压升降的DC/DC转换器装置，将燃 料电池作为主电源装置，将蓄电装置作为辅助所述主电源装置的从电源装 置。

在该燃料电池车辆中，驱动电动机时，将燃料电池的电压和利用 DC/DC转换器装置升压的蓄电装置的电压合并施加给逆变器，在电动机再 生时，利用DC/DC转换器装置将在逆变器产生的再生电压降压并施加于 蓄电装置侧进行充电等。另外，燃料电池产生的电力具有剩余量时，将其 降压并施加于蓄电装置侧进行充电等。

但是，构成这种DC/DC转换器装置的半导体模块(开关模块)即所 述开关元件及二极管，特别是开关元件由于在其驱动时伴随相当的发热， 所以需要进行充分的冷却。因此，通常使用具备由水冷构成的冷却液流路 的冷却装置，但该冷却装置在考虑车载等时，重要的是充分的冷却能力和 小型化的并存。

例如，在日本特开2002-93974号公报中记载有，在串联复合式车中， 为了提高对功率半导体元件进行冷却的功率模块的冷却装置的冷却能力， 并且使功率模块整体的尺寸小型化，而将发电机侧的逆变器的回流二极管 和电动机侧的逆变器的开关元件各相都在冷却板上排列为一条直线，并使 冷却材料配管沿各相的所述直线配置。即，沿驱动时发热大的部分设置冷 却材料配管，并且，对发电时所使用部分不进行冷却，而通过流路的弯曲 次数的降低等，可以实现冷却系统的小型化。

发明内容

但是，例如在搭载燃料电池的燃料电池车辆中，由于其高输出时具有 端子间电压下降的特性，因此，作为车辆，即使在再生和驱动中进行同样 的输出，构成DC/DC转换器的开关元件即支路元件的初级侧1S和次级侧 2S的电压差与驱动时相比，受电动机逆起电压的影响的再生时(发电时) 的一方变大，即，再生侧一方的热条件严酷。

因此，使用上述日本特开2002-93974号公报记载的装置时，构成 DC/DC转换器的再生侧的开关元件的冷却不充分，难以得到充分的再生 量，而引起车辆的可再生电量的降低。

本发明是考虑到上述现有的问题而作出的，其目的在于，提供一种电 动车辆及车辆用DC/DC转换器的冷却方法，在具备DC/DC转换器的冷却 装置的电动车辆中，能够提高再生时的开关元件的冷却性能，并能够增加 车辆的可再生电量。

本发明的电动车辆，其特征在于，具备：使车轮旋转的电动机；并联 地对所述电动机供电的发电装置及蓄电装置；DC/DC转换器，其连接在所 述蓄电装置和所述发电装置之间，将在所述蓄电装置产生的电压进行转 换，并施加于所述电动机侧，并且将由所述电动机的再生动作产生的再生 电压或所述发电装置的发电电压进行转换，并施加于所述蓄电装置侧；冷 却装置，其具有使冷却液流通并在局部形成折回部的冷却液流路，对所述 DC/DC转换器进行冷却，所述DC/DC转换器在所述蓄电装置和所述电动 机侧之间至少具有一组由上支路元件和下支路元件构成的相支路元件，所 述冷却装置形成为：利用所述折回部的上游侧的所述冷却液对所述上支路 元件进行冷却，并且利用所述折回部的下游侧的所述冷却液对所述下支路 元件进行冷却。所述发电装置也可以为燃料电池。