[发明专利]电力变换装置

说明书

本发明的目的在于，提供小型且易于维护的电力变换装置。电力变换装置具备：具备电力变换电路的多个功率组件；进行相对于所述多个功率组件的电力输入输出的多个电线；对所述多个功率组件提供液体冷媒的冷却装置；以及将所述多个功率组件与所述冷却装置连接的多个配管，在电力变换装置的中央部设置使所述多个电线和所述多个配管汇集的空间，在与所述空间相接的位置设置：将所述多个电线连接到所述多个功率组件的主电路端子、将所述多个配管连接到所述多个功率组件的多个功率组件侧配管连接器、以及将所述多个配管连接到所述冷却装置的多个冷却装置侧配管连接器。

技术领域

本发明特别涉及具备以液冷方式来冷却进行电力变换的半导体元件的系统的电力变换装置。

背景技术

在铁道车辆的地板下设置对提供给车辆驱动用的电动机的提供电力进行控制的车辆驱动用控制装置、对提供给空调等车上电气设备的提供电力进行控制的辅助电源装置等电力变换装置。在这些电力变换装置中设置用于进行电流的开关来对直流/交流进行变换的半导体元件。

在半导体元件中，在通电时以及开关时产生热，若因该热而使半导体元件成为高温，则担心变换效率的降低或元件破坏，因此需要对半导体元件进行冷却，使其成为规定的温度范围。由于电力变换装置主要搭载在搭载空间受限的车辆地板下等，因此需要以小型的装置构成效率良好地冷却多个半导体元件。特别在高速车辆等要求大容量的电力变换的情况下，使用液冷方式。作为液冷方式的构成，已知JP专利第4479305号所示的构成。

专利第4479305号所记载的电力变换装置具有第1半导体电子部件和与所述第1半导体电子部件分离的第2半导体电子部件，且具备：为了冷却所述第1半导体电子部件而设置于所述第1半导体电子部件的第1热沉；和为了冷却所述第2半导体电子部件而设置于所述第2半导体电子部件的第2热沉。所述第1热沉和所述第2热沉是通过公共的散热器、送风机以及循环泵来提供液体冷媒并使液体冷媒循环的液冷热沉。作为调整流向第1热沉和第2热沉的液体冷媒的流量的单元，具备：根据运转状态来计算所述半导体电子部件的产生热损耗并调整所述液体冷媒的流量的控制装置；和通过该控制装置的控制来调整所述液体冷媒的流量的流量调整阀。通过设为这样的构成，由于能对应于第1半导体电子部件和第2半导体电子部件各自的产生热损耗来调整液体冷媒的流量，因此系统的冷却效率得到提高，能使散热片、循环泵小型化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP专利第4479305号公报

若电力变换装置的电力变换容量变大，则为了确保冷却性能而需要增大提供给热沉的液体冷媒的流量，为了减少压力损耗而需要增大液体冷媒的配管直径。另外，若电力变换容量变大，则伴随电流增大还需要增大电线直径。进而，在由多个电力变换电路来构成装置的情况下，配管和电线的根数变多。为此，为了使电力变换装置进一步小型化，不仅需要考虑散热器和循环泵，还需要考虑配管和电线的配置来进行设计。

另外，所述半导体电子电路部件在因过电流等而发生故障时需要进行更换，进而循环泵等需要定期的维护。据此，还需要考虑装置更换和维护的容易程度来配置构成部件。

发明内容

本发明为了解决上述课题而提出，目的在于，提供小型且易于维护的电力变换装置。

解决所述课题的第1发明中的电力变换装置具备：具备电力变换电路的多个功率组件；进行相对于所述多个功率组件的电力输入输出的多个电线；对所述多个功率组件提供液体冷媒的冷却装置；以及将所述多个功率组件与所述冷却装置连接的多个配管，所述电力变换装置的特征在于，在电力变换装置的中央部设置使所述多个电线和所述多个配管汇集的空间，在与所述空间相接的位置设置：将所述多个电线连接到所述多个功率组件的主电路端子、将所述多个配管连接到所述多个功率组件的多个功率组件侧配管连接器、以及将所述多个配管连接到所述冷却装置的多个冷却装置侧配管连接器。