[发明专利]电力转换装置

说明书

技术领域

这里讨论的实施方式涉及一种电力转换装置。

背景技术

已知下述传统的电力转换装置，其安装在混动车和电动车上以用于牵引电动机的驱动控制。电力转换装置将电池的DC电力转换为三相AC电力以驱动牵引电动机并且还将牵引电动机在急减速时的再生电力返回到电池。

电力转换装置安装有诸如绝缘栅双极晶体管（IGBT）的功率半导体器件并且还安装有串行布置的功率模块，从而通过使用功率模块执行三相AC电力转换。

由于功率模块控制大电流以驱动牵引电动机，因此功率模块具有非常大的热量。为此，通常的是，电力转换装置包括用于功率模块的冷却机构。在混动车或电动车中，冷却机构在很多情况下采用具有高冷却效率的水冷类型以便于在有限的安装空间中高效地执行冷却。

例如，日本特开专利公开No.2008-311550中公开的功率（半导体）模块串行地布置在基板的表面侧上。在基板的背侧上，设置有与基板成为一体的沿着功率模块的阵列方向平行延伸的散热片。

冷却套固定在基板的背侧上以覆盖散热片。结果，在基板与冷却套之间形成了其中冷却介质在散热片之间流过的冷却介质流路。

传统的电力转换装置具有进一步的改进空间，即，要求冷却机构的压力损失与冷却效率之间的平衡。更具体地，如上所述，在使得冷却介质在散热片之间流过的冷却机构的情况下，通过增加散热片的数目来加速冷却介质的流速并且因此增强冷却效率。然而，存在的问题是，这同时使得压力损失也增加。

鉴于上述问题实现了实施方式的一方面，并且实施方式的目的在于提供一种电力转换装置，其能够保持冷却机构的冷却效率与压力损失之间的平衡。

发明内容

根据实施方式的电力转换装置包括冷却套。冷却套包括安装面，其上安装包括功率半导体器件的功率模块；多个散热片，其沿着预定方向布置在安装面的背侧的几乎整个区域上；以及凸台，其布置在背侧的几乎整个区域的预定方向上的中央区域中。

根据实施方式的方面，能够保持冷却机构的压力损失与冷却效率之间的平衡。

附图说明

图1A是示出根据实施方式的包括电力转换装置的电动机驱动系统的构造的示意图。

图1B是示出根据实施方式的电力转换装置的构造的示意性透视图。

图1C是示出用于冷却水的循环系统的示意图。

图2A是从图1B的A-A’线看的截面图。

图2B是图2A中所示的M1部的放大示意图。

图3A是示出功率模块的构造的示意性透视图。

图3B是示出功率模块的构造的示意性平面图。

图4A是从冷却套的表面侧看的示意性透视图。

图4B是从冷却套的背侧看的示意性透视图。

图5是解释由凸台获得的效果的示意图。

图6A是示出其中提供了伪凸台的替选示例的示意图。

图6B是示出其中供水管与排水管彼此相对布置的替选示例的示意图。

图7A和图7B是示出第一验证示例的前提条件的图。

图8A至图8D是示出第二验证示例的前提条件的图。

具体实施方式

下面，将参考附图详细描述根据本公开的实施方式的电力转换装置。另外，下面公开的实施方式不意在限制本发明。

下面，将描述处理三相交流电流的电力转换装置作为示例。这里，假设功率模块是包括IGBT作为开关元件的IGBT模块。冷却介质可以被称为“冷却水”。这里，“冷却水”是包括水或者除了水以外的冷却介质的冷却剂的示例。

为了使得说明容易理解，用于下面的描述的各图可以示出包括其竖直向上方向为正方向并且其竖直向下方向为负方向的Z轴的三维直角坐标系。在本实施方式中，直角坐标系中的X轴的正方向被定义为电力转换装置的前向。

下面，只有组件之一具有附图标记，并且可以省略其它组件的附图标记。在该情况下，具有附图标记的一个组件和其它组件具有相同的构造。

图1A是示出包括根据实施方式的电力转换装置10的电动机驱动系统1的构造的示意图。如图1A中所示，电动机驱动系统1包括车辆2、牵引电动机3、电池4和电力转换装置10。

车辆2是诸如混动车和电动车的汽车，其具有电动机（换言之，将在后面描述的牵引电动机3）作为驱动系统的动力源。

牵引电动机3是车辆2的驱动系统的动力源并且由IPM电动机（内置式永磁电动机）等等构成。虽然在图1A中示出了驱动系统的驱动方法是前轮驱动的情况，但是车辆2的驱动方法不限于此。