电力转换器制造技术

本发明专利技术涉及电力转换器，执行电力转换的电力转换器101包括：具有内置半导体元件的多个半导体模块20，与多个半导体模块在层叠方向层叠在一起的多个冷却管12，以及金属制成的按压构件31。该按压构件31具有按压面31a和热接收面31b，该按压面31a用于按压外冷却管12a以便在层叠方向(X)上压接多个冷却管12和多个半导体模块20，该热接收面31b通过热传导接收从电容器40生成的热量，该电容器是不同于多个半导体模块20的电子部件。

Power converter

The invention relates to a power converter, executive power converter for power conversion with built-in semiconductor element 101 includes: a plurality of semiconductor module 20, and a plurality of semiconductor modules in the laminating direction stacked together a plurality of cooling pipe 12, and a pressing member made of metal 31. The pressing member 31 has a pressing surface and a heat receiving surface 31a 31b 31a, the pressing surface for pressing the outer cooling pipe for 12a in the stacking direction (X) on crimping a plurality of cooling pipe 12 and a plurality of semiconductor module 20, the heat receiving surface 31b received from the capacitor 40 generation of heat through the heat conduction. The capacitor is different from the electronic components of a plurality of semiconductor module 20.

【技术实现步骤摘要】
电力转换器
本专利技术涉及电力转换器。
技术介绍
常规地，用于将来自电池的直流电力转换为交流电力的电力转换器安装在电动车辆、混合动力车辆等中，用于驱动车辆行驶用的电动机。电力转换器包括具有内置半导体元件的半导体模块。半导体模块由流过半导体元件的受控的电流生成热量。当使用具有大电容的半导体模块时，需要具有高冷却性能的冷却器，因为存在半导体模块中的热量生成升高的趋势。此外，当设计此种类型的电力转换器时，需要构造尺寸小并且具有优异的车辆安装性的电力转换器。因此，在日本专利申请公开No.2009-261125中公开了由交替地层叠半导体模块和冷却该半导体模块的冷却管来构成层叠半导体单元的电力转换器。在电力转换器中使用层叠多个冷却管的层叠型冷却器。在冷却器中，为了沿层叠方向压接多个冷却管和多个半导体模块，该冷却器配置为由弹簧构件弹性地推压的按压构件挤压位于层叠方向的外侧的一侧的外冷却管。因此，可以从层叠方向的两侧冷却半导体模块，从而改善半导体模块的冷却效率。此外，层叠半导体单元配置为夹持用于冷却电子部件的散热体(多个散热体)，而不是半导体模块在两个相邻冷却管之间的空间。散热体连接到经由导热管从电子部件接收热量的热接收体。然而，在公开No.2009-261125中公开的电力转换器有下列问题。在层叠型冷却器中需要用于夹持散热体的额外的冷却管。因此，当冷却器中的冷却介质的流率恒定时，冷却介质的一部分可能流入额外的冷却管。由于此原因，流过用于冷却半导体模块的冷却管的冷却介质的流率减少。因此，可能出现冷却器对于半导体模块的冷却性能降低的问题。此外，为了冷却不同于半导体模块的电子部件，存在这样的问题：除了层叠型冷却器外，还需要诸如散热体、热接收体、导热管等的专用部件。
技术实现思路
本专利技术鉴于上述问题而做出，并且本专利技术目的为提供一种电力转换器，其能够通过使用用于冷却半导体模块的层叠型冷却器，而不用附加专用部件，来冷却不同于半导体模块的电子部件。在根据第一方面的电力转换器中，执行电力转换的电力转换器包括：具有内置半导体元件的多个半导体模块；与所述多个半导体模块在层叠方向层叠在一起的多个冷却管；以及金属按压构件。金属按压构件包括按压面和热接收面，该按压面按压外冷却管以便在层叠方向上压接多个冷却管和多个半导体模块，该外冷却管位于多个冷却管中的层叠方向的外侧的一侧，该热接收面通过热传导接收从电子部件生成的热量，该电子部件不同于所述多个半导体模块。在电力转换器中，层叠型冷却器由多个冷却管构成。根据层叠式冷却器，多个半导体模块中的每一个可以沿层叠方向从两侧经由多个冷却管冷却，该多个冷却管通过使用按压构件沿层叠方向被按压。按压构件具有热接收面，该热接收面通过按压外冷管的按压面之外的热传导来接收从电子部件生成的热量，该电子部件不同于多个半导体模块。在按压构件中，由热接收面接收的热量传递到按压面，并且从按压面向外冷却管消散。在这种情况下，按压构件的按压面成为散热面。电子部件经由按压构件被层叠型冷却器基本上冷却因此，通过使用用于冷却半导体模块的按压构件，可以在不添加专用冷却部件的情况下冷却电子部件。如上所述，根据上述方面，可以提供一种电力转换器，其能够通过使用用于冷却半导体模块的层叠型冷却器而不增加专用部件，来冷却不同于半导体模块的电子部件。附图说明在附图中：图1示出了根据第一实施例的电力转换器的截面图；图2示出沿图1的线II—II截取的截面图；图3示出了根据第一实施例的电容器元件的放大的截面图；图4示出了根据第一实施例的半导体模块的前视图；图5示出了根据第一实施例的按压设备的立体图；图6示出了根据第一实施例的电力转换器的逆变器电路图；图7示出了根据第二实施例的电力转换器的截面图；图8示出了根据第二实施例的按压设备的立体图；图9示出了根据第三实施例的电力转换器的截面图；图10示出了根据第三实施例的按压设备的立体图；以及图11示出了根据第四实施例的电力转换器的截面图。具体实施方式在下文中，将参照附图，来描述根据电力转换器的实施例。该电力转换器安装在诸如电动车辆或混合动力车辆的车辆上，并且被配置为执行DC电力和AC电力之间的电力转换的车载电力转换器。应该注意的是，在本说明书的附图中，除非另有说明，叠层型冷却器中的多个冷却管的层叠方向(第一方向)由箭头X所指示，冷却管延伸的第二方向由箭头Y所指示，以及垂直于第一方向和第二方向两者的第三方向由箭头Z所指示。[第一实施例]如图1和2所示，第一实施例的电力转换器101包括金属壳体1。壳体1容纳诸如冷却器10、多个半导体模块20、按压设备30、电容器40、控制板50、电抗器60和DC—DC转换器70的所有元件。冷却器10具有通过利用冷却介质来冷却多个半导体模块20的功能。冷却器10是层叠型冷却器，并且包括与多个半导体模块20层叠在一起的多个冷却管12。多个冷却管12在第一方向X上以间隔10a层叠，在间隔10a中插入多个半导体模块20中的每一个。在本实施例中，九个冷却管12在第一方向X上层叠，并且半导体模块20中的每一个被插入由九个冷却管12形成的八个间隔10a中的每一个。每个冷却管12在第二方向Y上以细长形状延伸，并且第一方向X的截面形状(由第一方向X和第三方向Z所限定的平面中的截面形状)是矩形。冷却管12平行地分别连接到冷却介质的供给头部11和排出头部14。从供给头部11供给的冷却介质在流过形成于冷却管12的冷却介质通路13时，冷却位于冷却管12的第一方向X两侧上的半导体模块20，然后排出到排出头部14。作为冷却介质，可以选择性地使用：例如与乙二醇基防冻剂混合的水、诸如水或氨的自然冷却介质、诸如FLUORINERTTM、HCFC123的氟碳冷却介质、诸如HFC134a的氟碳冷却介质、诸如甲醇或醇的醇基冷却介质、或诸如丙酮的酮基冷却介质。按压设备30包括按压构件31、弹性构件35和支撑销36。按压构件31经由支撑销36所支撑的弹性构件35，朝向外冷却管12a弹性地推压。外冷却管12a是多个冷却管12中位于第一方向X的外侧之一的冷却管12。按压构件31包括按压面31a和热接收面31b。按压面31a是根据弹性构件35的弹性推压力按压外冷却管12a的面，以便在第一方向X上压接多个冷却管12和多个半导体模块20。热接收面31b是用来通过热传导接收从电容器40生成的热量的面。电容器40设有电容器元件41、电极部44和汇流条45、46。电极部44均为由一对金属电极44p、44n制成的喷镀金属(metallikon)电极(溅射金属电极)。金属电极之一44p经由金属板形汇流条45连接到半导体元件21的正极端子21p。同样，另一个金属电极44n经由金属板形汇流条46连接到半导体元件21的负极端子21n。电容器元件41在金属电极之间的方向上拥有较低热传导性。配置为由电容器40生成的热量经由该对金属电极44p、44n传递到汇流条45、46。因此，汇流条45、46配置为电容器40的散热部。汇流条45和汇流条46都在第一方向X上以细长形状延伸，并且在将电绝缘散热片37夹在按压构件31的热接收面31b之间的状态下、通过将紧固螺栓47拧紧到设置在壳体1中的立壁2来进行固定。应该注意的是，在下面描述中，电绝缘散热片37可能简单地指代为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种执行电力转换的电力转换器(101、102、103、104)，所述电力转换器包括：多个半导体模块(20)，所述多个半导体模块具有内置半导体元件(21)；多个冷却管(12)，所述多个冷却管与所述多个半导体模块在层叠方向(X)层叠在一起；以及金属按压构件(31、131、231)，其中，所述金属按压构件包括：按压面(31a)，所述按压面按压外冷却管(12a)以便在所述层叠方向上压接所述多个冷却管和所述多个半导体模块，所述外冷却管位于所述多个冷却管中的所述层叠方向的外侧的一侧；以及热接收面(31b)，所述热接收面通过热传导接收从电子部件(40、50)生成的热量，所述电子部件不同于所述多个半导体模块。

【技术特征摘要】
2015.11.17 JP 2015-2250421.一种执行电力转换的电力转换器(101、102、103、104)，所述电力转换器包括：多个半导体模块(20)，所述多个半导体模块具有内置半导体元件(21)；多个冷却管(12)，所述多个冷却管与所述多个半导体模块在层叠方向(X)层叠在一起；以及金属按压构件(31、131、231)，其中，所述金属按压构件包括：按压面(31a)，所述按压面按压外冷却管(12a)以便在所述层叠方向上压接所述多个冷却管和所述多个半导体模块，所述外冷却管位于所述多个冷却管中的所述层叠方向的外侧的一侧；以及热接收面(31b)，所述热接收面通过热传导接收从电子部件(40、50)生成的热量，所述电子部件不同于所述多个半导体模块。2.如权利要求1所述的电力转换器，其特征在于，所述按压构件的所述热接收面通过由电绝缘材料形成的电绝缘层(37)与所述电子部件的散热部(45、46、51)重叠。3.如权利要求2所述的电力转换器，其特征在于，所述电绝缘层由片(37)构成，所述片为电绝缘性并且拥有热传导性。4.如权利要求2或3所述的电力转换器，其特征在于，所述电力转换器进一步包括推压构件(47、52)，用于推压所述电子部件的所述散热部，以便所述电绝缘层被所述散热部按压。5.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：竹内和哉，松冈哲矢，田边龙太，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：日本,JP