[發明專利]電力轉換裝置

有效

• 申請號: 201410124219.2
• 申請日: 2014-03-28
• 公開（公告）號: CN104143925B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 田中將一郎;平田雅己;久田秀樹
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 主分類號: H02M7/00
• 分類號: H02M7/00;H05K7/20
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司11327
• 代理人: 許向彤,陳英俊

相關專利申請的交叉引用

本申請基于2013年5月8日提交的日本專利申請No.2013-098267并且要求其優先權益，該申請的全部內容通過引用的方式并入本申請中。

技術領域

本文所述的實施例總體上涉及一種用于混合動力汽車或電動汽車的電力轉換裝置。

背景技術

近些年來，為了提高汽車的燃油效率，使用內燃機和電動機的混合動力汽車越來越流行。另一方面，僅能用電動機來行駛的電動汽車變得越來越商業化。這些汽車的實現需要在電池與電動機之間設置一種電力轉換裝置來將直流電轉換成交流電或將交流電轉換成直流電。

用于混合動力汽車的熟知的電力轉換裝置包括用于驅動驅動電動機和發電機的兩個反相器以及用于提高電源電壓的DC-DC轉換器。反相器和DC-DC轉換器使用應用IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）的半導體模塊作為開關元件。在反相器和DC-DC轉換器的元件中，半導體模塊產生特別大的熱量。需要冷卻半導體模塊的冷卻器來實現高性能。

一般而言，使用例如用水作冷卻介質的水冷式冷卻器。由于相對于冷卻器中的制冷劑通道的下游側上安裝的半導體模塊，集中關注了在制冷劑通道的上游側上安裝的半導體模塊所產生的熱量的效果，所以提出一種冷卻結構，來避免下游半導體模塊的冷卻性能的降級。

發明內容

一方面，本發明的實施例提供一種電力轉換裝置，包括：

第一反相器，包括多個密封的半導體器件，每一個所述密封的半導體器件包括開關元件并且并聯在一起，所述半導體器件被控制成使得每個相在相同開關狀態下運作；

第二反相器，其中并聯的半導體器件的數量是一個或多個，當存在兩個或兩個以上個并聯的半導體器件時，所述半導體器件被并聯在一起并且所述第二反相器中所述并聯的半導體器件的數量少于所述第一反相器中所述并聯的半導體器件的數量，并且所述第二反相器中的所述半導體器件被控制成使得每個相在相同開關狀態下工作；以及

冷卻器，所述冷卻器包括：具有冷卻表面的冷卻塊，所述半導體器件安裝在所述冷卻表面上；制冷劑通道，所述制冷劑通道形成在所述冷卻塊中與整個所述冷卻表面相對；入口和出口，所述入口和出口各自形成在所述冷卻塊的第一側壁上與所述制冷劑通道連通；以及隔斷壁，所述隔斷壁設置在所述制冷劑通道中并且從所述冷卻塊的所述第一側壁直線地延伸到與所述第一側壁相對的所述冷卻塊的第二側壁附近，以將所述冷卻通道隔斷成與所述入口連通的第一通道和與所述出口連通的第二通道，其中所述第一反相器中的所述半導體器件被安裝在所述冷卻表面的位于所述第一通道上方的區域中，并且所述第二反相器中的所述半導體器件被安裝在所述冷卻表面的位于所述第二通道上方的區域中。

另一方面，本發明的實施例提供一種電力轉換裝置，包括：

第一反相器，包括多個密封的半導體器件，每一個所述密封的半導體器件包括開關元件，所述第一反相器具有第一最大輸出功率；

第二反相器，包括比所述第一反相器中的所述半導體器件少的半導體器件，并且具有小于所述第一最大輸出功率的第二最大輸出功率；以及

冷卻器，所述冷卻器包括：具有冷卻表面的冷卻塊，所述半導體器件安裝在所述冷卻表面上；制冷劑通道，所述制冷劑通道形成在所述冷卻塊中與整個所述冷卻表面相對；入口和出口，所述入口和出口的每一個形成在所述冷卻塊的第一側壁上與所述制冷劑通道連通；以及隔斷壁，所述隔斷壁設置在所述制冷劑通道中并且從所述冷卻塊的所述第一側壁直線地延伸到與所述第一側壁相對的所述冷卻塊的第二側壁附近，以將所述制冷劑通道隔斷成與所述入口連通的第一通道和與所述出口連通的第二通道，其中所述第一反相器中的所述半導體器件被安裝在所述冷卻表面的位于所述第一通道上方的區域中，并且所述第二反相器中的所述半導體器件被安裝在所述冷卻表面的位于所述第二通道上方的區域中。

附圖說明

圖1是根據第一實施例的電力轉換裝置的等效電路圖；

圖2是示出了電力轉換裝置的外觀的透視圖；

圖3是示出了電力轉換裝置的支架和冷卻器的透視圖；

圖4是冷卻器的分解透視圖；

圖5是從其底面側觀察的冷卻器的分解透視圖；

圖6是冷卻器的平面圖；

圖7是沿著圖6中的A-A線截取的冷卻器的剖視圖；

圖8是冷卻器的平面圖，示出了多個半導體模塊安裝在冷卻器的冷卻表面上；

圖9是示出了半導體電力轉換裝置中的半導體模塊的透視圖；

圖10是示出了半導體模塊的模制樹脂體的內部結構的透視圖；