液冷式电力转换装置以及铁道车辆.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103842234 A (43)申请公布日 2014.06.04 CN 103842234 A (21)申请号 201280046811.4 (22)申请日 2012.05.28 2011-209994 2011.09.26 JP B61D 27/00(2006.01) B61C 17/00(2006.01) H02M 7/48(2007.01) H05K 7/20(2006.01) (71)申请人 株式会社东芝 地址 日本东京都 (72)发明人 山下光世 井手勇治 (74)专利代理机构 永新专利商标代理有限公司 72002 代理人 徐冰冰 刘杰 (54) 发明名称 。

2、液冷式电力转换装置以及铁道车辆 (57) 摘要 目的在于提供液冷式电力转换装置， 能够抑 制铁道车辆用电力转换装置内的温度上升， 且能 够防止装置内的污损。液冷式电力转换装置具 有 ： 设置在铁道车辆 （200）的机仓 （201）内的电 力转换装置 （1） 及冷却装置 （100） ； 设置于电力转 换装置 （1） 内的电气部件 （13） ； 多个半导体元件 （2） ； 位于电气部件 （13） 和电动送风机 （12） 之间 的第三换热器 （5） ； 安装有多个半导体元件 （2） 的 冷却体 （4） ； 设置于冷却装置 （100）内的第一换 热器 （111b） ； 设置于冷却装置内的比第一换热器 。

3、（111b） 小的第二换热器 （111a） ； 连接第三换热器 （5） 和第二换热器 （111a） 的配管 （7a） 以及连接冷 却体 （4） 和第一换热器 （111b） 的配管 （7b） 。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2014.03.26 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/JP2012/003469 2012.05.28 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2013/046492 JA 2013.04.04 (51)Int.Cl. 权利要求书 3 页 说明书 10 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求。

4、书3页 说明书10页 附图4页 (10)申请公布号 CN 103842234 A CN 103842234 A 1/3 页 2 1. 一种液冷式电力转换装置， 具有 ： 电力转换装置以及冷却装置， 设置于铁道车辆的机仓内 ； 电气部件和多个半导体元件， 设置于所述电力转换装置内 ； 第三换热器， 位于所述电力转换装置内的所述电气部件和电动送风机之间 ； 冷却体， 安装有所述多个半导体元件 ； 第一换热器， 设置于所述冷却装置内 ； 第二换热器， 设置于所述冷却装置内， 且比所述第一换热器小 ； 第三换热器用配管， 连接所述第三换热器和所述第二换热器 ； 以及 冷却体用配管， 连接所述冷却体和第。

5、一换热器。 2. 根据权利要求 1 所述的液冷式电力转换装置， 其中， 所述机仓内的所述电力转换装置设置有多个， 所述电气部件设置于所述多个电力转换装置内的各个中， 所述电气部件、 所述电动送风机以及所述第三换热器配置成大致同一直线状， 设置于所述多个电力转换装置内的多个第三换热器和设置于所述冷却装置内的第二 换热器经由第三换热器用配管连接。 3. 根据权利要求 2 所述的液冷式电力转换装置， 其中， 所述冷却装置内的第二换热器以将所述冷却装置内分割的方式并列地配置有多个。 4. 根据权利要求 3 所述的液冷式电力转换装置， 其中， 所述液冷式电力转换装置配置相对于所述第三换热器设置在与所述电。

6、动送风机相反 侧的管道， 将所述电气部件配置在所述管道的排气口附近。 5. 根据权利要求 1 所述的液冷式电力转换装置， 其中， 所述电动送风机设置在所述电力转换装置内的上部， 第三换热器设置在所述电力转换 装置的下侧， 所述电气部件配置在所述第三换热器的下侧。 6. 一种液冷式电力转换装置， 具有 ： 箱体敞开部， 设置于铁道车辆， 且具有敞开部 ； 箱体密闭部， 设置于铁道车辆， 且被密闭 ； 冷却装置， 设置在所述箱体敞开部内 ； 第三换热器， 在所述箱体密闭部内位于电动送风机与电气部件之间 ； 冷却体， 在所述箱体密闭部内安装有多个半导体元件 ； 第一换热器， 设置在所述冷却装置内 ；。

7、 第二换热器， 设置在所述冷却装置内， 且比所述第一换热器小 ； 第三换热器用配管， 连接所述第三换热器和所述第二换热器 ； 以及 冷却体用配管， 连接所述冷却体和第一换热器。 7. 根据权利要求 6 所述的液冷式电力转换装置， 其中， 所述箱体密闭部设置有多个， 所述电气部件设置于所述多个箱体密闭部内的各个中， 所述电气部件、 所述电动送风机以及所述第三换热器配置成大致同一线状， 设置于所述多个箱体密闭部内的多个第三换热器和设置于所述冷却装置内的第二换 权 利 要 求 书 CN 103842234 A 2 2/3 页 3 热器经由所述第三换热器用配管连接。 8. 根据权利要求 6 所述的液冷。

8、式电力转换装置， 其中， 所述冷却装置内的第二换热器以将所述冷却装置内分割的方式并列地配置有多个。 9. 根据权利要求 6 所述的液冷式电力转换装置， 其中， 所述液冷式电力转换装置配置相对于所述第三换热器设置在与所述电动送风机相反 侧的管道， 将所述电气部件配置在所述管道的排气口附近。 10. 根据权利要求 6 所述的液冷式电力转换装置， 其中， 所述电动送风机设置在所述箱体密闭部内的上部， 所述第三换热器设置在所述箱体密 闭部内的下侧， 所述电气部件配置在所述第三换热器的下侧。 11. 一种铁道车辆， 具有 ： 电力转换装置， 对从架线供给的电力进行转换， 且设置在机仓内 ； 电气部件和半。

9、导体元件， 设置在所述电力转换装置内 ； 第三换热器， 配置在所述电力转换装置内， 用于对所述电气部件进行冷却 ； 冷却体， 用于对所述半导体元件进行冷却 ； 冷却装置， 设置于机仓内， 对用于冷却电力转换装置内部的介质进行冷却 ； 第一换热器， 设置于所述冷却装置内， 且与所述冷却体连接 ； 第二换热器， 设置于所述冷却装置内， 与所述第三换热器连接， 且比所述第一换热器 小 ； 以及 电动机， 借助由所述电力转换装置转换的电力进行驱动。 12. 根据权利要求 11 所述的铁道车辆， 其特征在于， 所述铁道车辆还具有电动送风机， 该电动送风机对所述第三换热器进行送风， 且借助 该送风对所述电。

10、气部件进行冷却。 13. 根据权利要求 12 所述的铁道车辆， 其特征在于， 所述电气部件、 所述电动送风机以及所述第三换热器配置成大致同一线状。 14. 根据权利要求 12 所述的铁道车辆， 其中， 所述铁道车辆配置相对于所述第三换热器设置在与所述电动送风机相反侧的管道， 将所述电气部件配置在所述管道的排气口附近。 15. 根据权利要求 11 所述的铁道车辆， 其特征在于， 所述第二换热器相比所述第一换热器沿着风的流动方向配置在上游侧。 16. 根据权利要求 13 所述的铁道车辆， 其特征在于， 所述电动送风机设置在所述电力转换装置内的上部， 并且， 所述电动送风机、 所述第三 换热器以及所。

11、述电气部件沿着由所述电动送风机产生的风的流动方向依次配置。 17. 根据权利要求 11 所述的铁道车辆， 其特征在于， 所述半导体元件以及所述冷却体配置在所述电气部件的下方。 18. 根据权利要求 11 所述的铁道车辆， 其特征在于， 所述机仓内的所述电力转换装置设置有多个， 所述电气部件以及所述第三换热器设置于所述多个电力转换装置内的各个中， 所述多个第三换热器和设置在所述冷却装置内的第二换热器连接。 权 利 要 求 书 CN 103842234 A 3 3/3 页 4 19. 根据权利要求 11 所述的铁道车辆， 其特征在于， 所述第二换热器还设置有多个， 且与所述多个第三换热器分别对应地。

12、连接。 20. 根据权利要求 19 所述的铁道车辆， 其中， 所述冷却装置内的第二换热器以将所述冷却装置内分割的方式并列地配置有多个。 权 利 要 求 书 CN 103842234 A 4 1/10 页 5 液冷式电力转换装置以及铁道车辆 0001 本申请是以 2011 年 9 月 26 日提出申请的在先日本专利申请第 2011 209994 号 作为优先权的基础而提出的， 且在此谋求享有优先权的利益， 上述日本专利申请的全部内 容通过引用被包含于本发明。 技术领域 0002 此处说明的实施方式涉及液冷式电力转换装置以及铁道车辆。 背景技术 0003 通常， 从架线对铁道车辆供给电力， 铁道车。

13、辆用的电力转换装置将该电力转换成 能够驱动搭载于车辆的马达的电力。马达接收所转换的电力并进行旋转， 由此能够在铁道 上行驶。在上述的铁道用电力转换装置内， 内置有由半导体元件及其周边电路的电气部件 构成的半导体模块。通过该半导体元件的开关动作进行电力转换。由于半导体元件的开关 动作会产生大量的热损失， 因此需要一种将该热量高效地朝电力转换装置外部排出， 将半 导体元件的温度保持在动作容许温度范围的冷却技术。 0004 在电力转换装置内， 除了收纳有上述的半导体模块外， 还收纳有送风机、 控制装置 等电气设备， 从该电气设备也会产生热损失。由于该热损失， 设备室以及装置内的温度上 升， 所搭载的。

14、电气设备暴露在高温环境下。电气设备若不在用于正常动作的使用温度范围 中使用则会成为发生故障的原因， 寿命比所预想的期间短。 因此， 为了保护收纳于铁道车辆 用电力转换装置的半导体模块、 电气设备， 必须抑制温度上升。 0005 作为半导体元件的冷却所需要的技术， 存在承受从半导体元件产生的热损失的受 热部、 和将该热损失朝半导体模块外部排出的散热部。 作为冷却该散热部的方法， 存在液冷 方式。对于该液冷式为， 将铁道车辆用电力转换装置内的受热部、 和设置于铁道车辆用电 力转换装置外部的散热部之间用配管连接， 通过使用泵使配管内的冷却液强制循环来输送 热， 由此得到高冷却效率。 0006 并且，。

15、 作为半导体模块的其他电气设备、 配线等的冷却技术， 以往， 存在在铁道车 辆用电力转换装置的箱体表面开设通气口、 将外部气体引入装置内的技术。利用通风抑制 装置内的温度上升。还能够举出如下的结构 ： 在上述结构的铁道车辆用电力转换装置内追 加设置风扇， 对装置内的空气强制地进行换气。以下， 对该现有结构详细地进行说明。 0007 使用图 15 对现有装置具体地进行说明。图 15 是以往的液冷式电力转换装置的结 构图。图 15 中的实线箭头表示电力转换装置 1 的取入设备室 201 内的空气， 虚线箭头表示 冷却装置 100 所取入的外部气体。在车辆 200 中存在设备室 201， 在设备室 。

16、201 中设置有 电力转换装置 1、 主变压器之类的控制装置 50、 冷却装置 100。车辆 200 利用受电弓 301 从 架线 300 接受电力， 并经由控制装置 50、 电力转换装置 1 朝设置于台车 302 的轴的电动机 303 供给电力， 从而在轨道 304 上行驶。在电力转换装置 1 中， 多个半导体元件 2a 2f 安 装于冷却体 3a 3c， 在冷却体 3a 3c 的内部存在供冷却液流动的流路 4， 且与电力转换 装置 1 所具备的配管 7 连接。在冷却装置 100 中， 从外部气体进风口 101 取入外部气体， 对 说 明 书 CN 103842234 A 5 2/10 页 。

17、6 管道 102 106 通风， 并使外部气体从外部气体排风口 107 排出。在管道 103 中具有电动 送风机 110， 在管道 105 中具有换热器 111。配管 60 将电力转换装置 1 的冷却液入口 8、 换 热器 111、 泵 10 以闭环连接， 冷却体借助泵 10 在该闭环内循环， 由此来输送热。即， 由半导 体元件 2 产生的热损失由冷却体 3 受热， 热传递至在冷却体 3 内部的流路 4 中强制地流动 的冷却液， 借助在配管 7 的内部流动的冷却液， 从换热器 111 的散热部分将热朝大气排出， 由此， 将从半导体元件2产生的热损失高效地朝大气排出， 将半导体元件2的温度上升保。

18、持 在容许温度范围内。为了提高换热器 111 与大气之间的热交换效率， 通常利用电动送风机 110 强制通风。此处引用下述文献， 且通过引用将其所有内容包含于本发明。 0008 现有技术文献 0009 专利文献 0010 专利文献 1 ： 日本特开 2007 62694 发明内容 0011 发明所要解决的课题 0012 然而， 在前述的以往的铁道车辆用电力转换装置中， 具有取入用于对电气设备进 行冷却的空气的通气口， 并非密闭构造。 由于在该空气中含有尘埃， 因此存在内部污损的问 题。作为装置内的污损防止对策， 存在在通气口设置过滤器的情况， 但是， 不仅利用过滤器 无法将尘埃完全除去， 而且。

19、过滤器会因尘埃而逐渐堵塞过滤器网眼， 因此产生定期更换或 者清扫过滤器等维护增加的问题。 0013 本发明是鉴于上述的状况而完成的， 提供一种能够抑制铁道车辆用电力转换装置 内的温度上升、 且能够防止装置内的污损的液冷式电力转换装置。 0014 用于解决课题的手段 0015 实施方式的液冷式电力转换装置具有 ： 电力转换装置以及冷却装置， 设置于铁道 车辆的机仓内 ； 电气部件、 多个半导体元件， 设置于电力转换装置内 ； 第三换热器， 位于电 气部件与电动送风机之间 ； 冷却体， 安装有多个半导体元件 ； 第一换热器， 设置于冷却装置 内 ； 第二换热器， 设置于冷却装置内， 且比第一换热器。

20、小 ； 连接第三换热器和第二换热器的 配管 ； 以及连接冷却体和第一换热器的配管。 附图说明 0016 图 1 示出第一实施方式的液冷式电力转换装置。 0017 图 2 示出第二实施方式的液冷式电力转换装置。 0018 图 3 示出第三实施方式的液冷式电力转换装置。 0019 图 4 示出第四实施方式的液冷式电力转换装置。 0020 图 5 示出第五实施方式的液冷式电力转换装置。 0021 图 6 示出第六实施方式的液冷式电力转换装置。 0022 图 7 是表示被收纳于第七实施方式的强制循环电力转换装置内的电气设备的冷 却系统的结构的图。 0023 图 8 是表示被收纳于第八实施方式的液冷式电。

21、力转换装置内的电气设备的冷却 系统的结构的图。 说 明 书 CN 103842234 A 6 3/10 页 7 0024 图 9 是表示被收纳于第九实施方式的液冷式电力转换装置内的电气设备的冷却 系统的结构的图。 0025 图 10 是表示被收纳于第十实施方式的液冷式电力转换装置内的电气设备的冷却 系统的结构的图。 0026 图 11 是表示被收纳于第十一实施方式的液冷式电力转换装置内的电气设备的冷 却系统的结构的图。 0027 图 12 是表示被收纳于第十二实施方式的液冷式电力转换装置内的电气设备的冷 却系统的结构的图。 0028 图 13 是表示被收纳于第十三实施方式的液冷式电力转换装置内。

22、的电气设备的冷 却系统的结构的图。 0029 图 14 是表示被收纳于第十四实施方式的液冷式电力转换装置内的电气设备的冷 却系统的结构的图。 0030 图 15 是表示现有装置的结构的图。 具体实施方式 0031 以下， 参照附图对液冷式电力转换装置的实施方式进行说明。 0032 （第一实施方式） 0033 （结构） 0034 首先， 使用图 1 对第一实施方式进行说明。图 1 是表示液冷式电力转换装置的整 体结构的图。图 1 中实线箭头示出电力转换装置 1 内的空气的流动， 虚线箭头示出外部气 体的流动。对与示出现有技术的图 15 相同的结构标注相同标号并省略重复说明。 0035 图 1 所。

23、示的实线箭头示出电力转换装置 1 取入的设备室 201 内的空气， 虚线箭头 表示冷却装置 100 取入的外部气体。在车辆 200 中存在设备室 201， 在设备室 201 中设置有 电力转换装置 1 以及冷却装置 100。车辆 200 利用受电弓 301 从架线 300 接受电力。所接 受的电力经由电力转换装置 1 朝设置于台车 302 的轴的电动机 303 供给。电动机 303 以电 力作为驱动力使车轮旋转， 从而车辆 200 在轨道 304 上行驶。在电力转换装置 1 内设置有 电气部件 13、 多个半导体元件 2a 2f。 0036 电气部件 13 与第三换热器 5 并列， 第三换热器。

24、 5 并列地位于电气部件 13 与电动 送风机 12 之间。第三换热器 5 的配管 7b 设置在内部以及外部， 配管 7b 的一端连接于配管 连接部 9b， 另一端经由泵 10b 连接于配管连接部 8b。 0037 多个半导体元件 2a 2f 安装于冷却体 3a 3c， 在冷却体 3a 3c 的内部分别设 置有供冷却液流动的流路 4a 4c。流路 4a 4c 的一端经由配管 7a 与外部和电力转换 装置 1 的箱体 11 连接的配管连接部 9a 连接， 另一端经由配管 7a 以及泵 10a 与其他的配管 连接部 8a 连接。电力转换装置 1 内的配管 7b 将电气部件的冷却系统的冷却液入口 8。

25、b、 泵 10b、 作为电气部件 13 的热损失的受热部的第三换热器 5、 对第三换热器 5 强制通风的电动 送风机 6、 电气部件 13 的冷却系统的冷却液出口 9b、 电气部件的冷却系统所具备的部件之 间连接。 0038 冷却装置100由风洞102、 电动送风机安装部103、 风洞104、 换热器收纳部105a b 构成。筒状的风洞 102 位于最上部、 且是电动送风机安装部 103 的上部。电动送风机安装 说 明 书 CN 103842234 A 7 4/10 页 8 部103位于筒状的风洞上部， 且在内部设置有电动送风机110。 风洞104位于换热器收纳部 105a b 的上部。换热器。

26、收纳部 105a b 位于风洞 106 的上部。换热器收纳部 105b 设置 有作为电力转换装置 1 内的电气部件 13 的热损失的散热部的第二换热器 111b， 且具有用 于使冷却水流入的换热器入口 108b、 换热器出口 109b。换热器收纳部 105a 设置有作为电 力转换装置 1 内的半导体元件 2a 2f 的热损失的散热部的第一换热器 111a， 且具有用于 使冷却水流入的换热器入口 108a、 换热器出口 109a。风洞 106 位于换热器收纳部 105a b 的下部， 成为最下部。在风洞 102 的顶部设置有进风口 101， 在 106 的底面部设置有排风 口 107。分别与外部。

27、连通。 0039 对于上述的冷却装置 100 和电力转换装置 1， 换热器入口 108b 和冷却液出口 9b、 换热器出口 109b 和冷却液入口 8b、 换热器入口 108a 和冷却液出口 9a、 换热器出口 109a 和 冷却液入口 8a 经由配管连接。 0040 （作用） 0041 首先， 对第一个电力转换装置内的温度抑制作用进行说明。 0042 在电力转换装置 1 内， 半导体元件 2a 2f 发热量最大。半导体元件 2a 2f 的 热借助自然对流集中在电力转换装置 1 的上侧 （顶侧） 并滞留。电动送风机 12 设置于上侧， 送风方向从上侧朝向下侧 （地板部） 。因此， 包含滞留在电。

28、力转换装置 1 内的上侧的热的空 气从上侧朝下侧流动， 进一步， 与地板面碰撞后的空气朝左右分流， 并且产生朝上侧上升的 两个较大的气流。因此， 箱体 11 内的空气始终扩散， 伴随于此箱体 11 内的温度均匀化。 0043 对接下来的温度抑制作用进行说明。使上述箱体 11 内的空气扩散、 实现温度均匀 化的电动送风机 12 的旋转具有电气部件 13 的温度抑制作用。 0044 当电动送风机12旋转时， 空气被送入第三换热器5。 此时， 借助泵10的挤出力， 冷 却液通过配管 7b 流入第三换热器 5 的换热器内流路 6。通过电动送风机 12 的旋转而送风 的空气与换热器内流路 6 碰撞。含有。

29、箱体 11 内或者半导体元件 2 的热的空气沿着换热器 内流路 6 的壁面流动， 由此， 空气内的热由在配管内通过的冷却液夺取。因此， 在通过换热 器内流路 6 后， 空气成为热被夺取的状态。该被冷却后的空气由电动送风机 12 朝电气部件 13 送风。送风的空气吸收在电气部件 13 产生的热， 并朝箱体 11 内扩散。并且， 在换热器 5 吸收了来自空气的热后的冷却液通过配管 7b 被送入作为散热部的第二换热器 111b。第 二换热器 111b 借助来自电动机送风机 110 的送风将冷却液的热朝大气排出。进而， 当将热 散热而成为不再包含热的冷却液后， 再次被朝第三换热器 5 送入。因此， 电。

30、气部件 12 始终 由热被吸収后的空气冷却。这样， 通过分别利用电动送风机 12 或者电动送风机 110 强制通 风， 提高了与空气之间的热交换效率。 0045 并且， 下面叙述针对半导体元件 2 的温度抑制作用。 0046 上述的半导体元件 2a 2f 的热由冷却体 3 受热。由冷却体 3 受热的热被热传递 至借助泵 10 的作用在冷却体 3 内部的冷却体内流路 4 中强制地流动的冷却液。通过各个 冷却体内流路 4a 4c 并吸收热后的冷却液通过配管 7a 被输送至第一换热器 111a。在换 热器 111 中， 借助来自电动送风机 111 的送风， 冷却液的热被夺取。并且， 此时， 由于第二。

31、换 热器 111b 111a， 因此， 借助电动送风机， 不包含热的空气与第二换热器 111b 和第一换热 器 111a 中的任一个都碰撞。因此， 在第二换热器 111b 中， 能够将冷却液所包含的热朝大气 散热。进而， 在将热散出而成为不再包含热的冷却液后， 被送入半导体元件 2a 2f。这样， 说 明 书 CN 103842234 A 8 5/10 页 9 能够将因半导体元件 2a 2f 的热损失而产生的热高效地朝大气排出， 能够将半导体元件 2 的温度上升保持在容许温度范围内。 0047 并且， 这种作用通过将箱体 11 形成为密闭空间实现。因此， 设备室 201 内的尘埃 不会侵入电力。

32、转换装置 1 内， 因此电力转换装置 1 内的污损度大幅改善。 0048 （效果） 0049 因此， 根据以上的效果， 在将电力转换装置 1 形成为密闭构造的状态下， 几乎不会 污损装置内， 抑制箱体11内的温度上升， 实现电力转换装置2的可靠性提高以及长寿命化。 0050 另外， 在图中， 示出冷却体在循环系统中分别具有三个冷却配管系统的图， 但该冷 却体多数情况下分别单体设置或者多个连接在一起， 或者并列地连接有多个， 但无论是一 个还是多个， 本实施方式的效果都不变， 因此， 利用三个的情况下的图进行说明。 0051 （第二实施方式） 0052 （结构） 0053 使用图 2 对液冷式电。

33、力转换装置的第二实施方式进行说明。图 2 是示出液冷式电 力转换装置的整体结构的图。另外， 对与第一实施方式相同的结构标注相同的标号并省略 重复的说明。 0054 在第二实施方式中， 与第一实施方式的不同点在于， 在冷却装置 100 内具有换热 器收纳部 105c， 在换热器收纳部 105c 内收纳有作为电力转换装置 1a 的电气部件 13a 的热 损失和电力转换装置 1b 的电气部件 13b 的热损失的散热部的换热器 111c。 0055 形成为作为设置于电力转换装置 1a 的电气设备 13a 的热损失的受热部的第三换 热器5a、 作为设置于另一方的电力转换装置1b的电气设备13b的热损失的。

34、受热部的第三换 热器 5b、 泵 10c、 冷却装置 100 内的换热器 105c 利用相同的闭环连接的冷却系统。 0056 （作用） 0057 第二实施方式具有与第一实施方式中的电力转换装置内以及半导体元件的温度 抑制作用同样的作用。 0058 此外， 在第二实施方式中， 将对电力转换装置内进行冷却的换热器 12a、 12b 串联 连接， 形成相同的闭环。由于冷却液与电力转换装置内的空气的温度差大的一方的热交换 效率提高， 因此， 通过在通过温度上升小的电力转换装置 1b 内的第三换热器 5b 之后， 配置 温度上升大的电力转换装置1a内的第三换热器5a， 由此能够高效地对电力转换装置1a、。

35、 1b 内进行冷却。 0059 （效果） 0060 因此， 根据以上的效果， 通过将电力转换装置 1a、 1b 内连接于相同的冷却系统， 与 针对电力转换装置 1 单独地具备冷却装置 100 的情况相比节省空间， 且实现部件数量的削 减。 0061 另外， 如图3所示， 不仅是电力转换装置1， 在将收纳电力转换装置1和电气设备的 装置 （以下称为设备箱） 50 内的第三换热器 52 与冷却装置 100 内的换热器 111g 利用配管 连接的情况下， 本实施方式的效果同样不变。 0062 （第三实施方式） （与权利要求 1、 3 对应） 0063 其次， 使用图 4 对液冷式电力转换装置的第三实。

36、施方式进行说明。图 3 是示出液 冷式电力转换装置的整体结构的图。另外， 对与第一实施方式第二实施方式相同的结构 说 明 书 CN 103842234 A 9 6/10 页 10 标注相同的标号并省略重复的说明。 0064 在第三实施方式中， 与第一实施方式第二实施方式的不同点在于， 在车辆 200 中， 具有多个电力转换装置 1a 1b。在冷却装置 100 中具有换热器收纳部 105d 105g。 在换热器收纳部 105d 内收纳有作为电力转换装置 1a 的半导体元件 2a 2f 的热损失的散 热部的换热器 111d。换热器收纳部 105e 配置在换热器收纳部 105d 的上方， 且收纳有作。

37、为 电力转换装置 1a 的电气部件 13a 的热损失的散热部的换热器 111e。换热器收纳部 105f 配 置在换热器收纳部 105d 的下方， 且收纳有作为电力转换装置 1b 的半导体元件 2g 2l 的 热损失的散热部的换热器 111f。 （需要修改编号） 换热器收纳部 105g 与换热器收纳部 105e 邻接， 且收纳有作为电力转换装置 1b 的电气部件 13b 的热损失的散热部的换热器 111g。 0065 对于上述的电力转换装置 1a、 1b 和冷却装置 100， 换热器入口 108d 和冷却液出口 9a、 换热器出口109d和冷却液入口8a、 换热器入口108e和冷却液出口9b、 。

38、换热器出口109e 和冷却液入口8b、 换热器入口108f和冷却液出口9c、 换热器出口109f和冷却液入口8c、 换 热器入口 108g 和冷却液出口 9d、 换热器出口 109g 和冷却液入口 8d 经由配管连接。 0066 （作用） 0067 在冷却装置 100 内， 从进风口 101 取入的外部气体被送入换热器 111e 和换热器 111g。外部气体在换热器 111e 中与因电力转换装置 1a 内的空气受热的热损失而变暖的 冷却液进行热交换， 温度上升。同样， 在换热器 111g 中， 与因电力转换装置 1b 内的空气受 热的热损失而变暖的冷却液进行热交换， 温度上升。变暖的外部气体被。

39、送入设置在换热器 111e、 111g 的下方的换热器 111d， 与因电力转换装置 1a 的半导体元件 2a 2f 的空气受热 的热损失而变暖的冷却液进行热交换， 温度上升。进一步变暖后的外部气体被送入设置在 换热器 111d 的下方的换热器 111f， 与因电力转换装置 1b 的半导体元件 2g 2l 的空气受 热的热损失而变暖的冷却液进行热交换， 温度上升。接受热损失而变暖的外部气体通过风 洞 106 自排风口 107 被朝车辆 200 外排出。 0068 （效果） 0069 与第二实施方式相比较， 由于针对电力转换装置 1a、 1b 的热损失在冷却装置 100 内独立地设置换热器 11。

40、1， 因此与在相同的冷却系统连接有多个装置的情况相比， 冷却效率 提高。 0070 另外， 如图5所示， 不仅是电力转换装置1， 在将收纳电力转换装置1和电气设备的 装置 （以下称为设备箱） 50 内的第三换热器 52 与冷却装置 100 内的换热器 111g 利用配管 连接的情况下， 本实施方式的效果同样不变。 0071 （第四实施方式） 0072 （结构） 0073 使用图 6 对液冷式电力转换装置的第四实施方式进行说明。图 6 是示出被收纳在 电力转换装置内的电气设备的冷却系统的结构的图。另外， 对与第一实施方式第三实施 方式相同的结构标注相同的标号并省略重复的说明。图 6 中的箭头表示。

41、空气的流动。 0074 在第四实施方式中， 与第一实施方式的不同点在于， 利用箱体 11 将设置于车辆 1 的电力转换装置 1 内分隔成箱体密闭部 23 和箱体敞开部 24。在箱体密闭部 24 内， 电气部 件13与第三换热器5并列， 第三换热器5并列地位于电气部件13与电动送风机6之间。 配 管 7b 设置于第三换热器 5 的内部以及外部， 配管 7b 的一端连接于配管连接部 9b、 另一端 说 明 书 CN 103842234 A 10 7/10 页 11 经由泵 10 连接于配管连接部 8b。并且， 多个半导体元件 2a 2f 安装于冷却体 3a 3c， 在冷却体 3a 3c 的内部分别。

42、设置有供冷却液流动的流路 4a 4c。流路 4a 4c 的一端 经由配管 7a 与外部和电力转换装置 1 的箱体 11 连接的配管连接部 9a 连接、 另一端经由配 管 7a 以及泵 10a 与其他的配管连接部 8a 连接。在箱体敞开部 24 内内置有在第一实施方 式中设置于车辆 200 的冷却装置 100。 0075 （作用） 0076 当电动送风机12旋转时， 空气被送入第三换热器5。 此时， 借助泵10的挤出力， 冷 却液通过配管 7b 流入第三换热器 5 的换热器内流路 6。通过电动送风机 12 的旋转而送风 的空气与换热器内流路 6 碰撞。包含箱体 11 内或者半导体元件 2 的热的。

43、空气沿着换热器 内流路 6 的壁面流动， 由此， 空气内的热由在配管内通过的冷却液夺取。因此， 在通过换热 器内流路 6 后， 空气成为热被夺取的状态。该被冷却后的空气由电动送风机 12 朝电气部件 13 送风。送风的空气吸收在电气部件 13 产生的热， 并朝箱体 11 内扩散。并且， 在换热器 5 中吸收了来自空气的热后的冷却液通过配管 7b 被送入作为散热部的第二换热器 111b。第 二换热器 111b 借助来自电动机送风机 110 的送风将冷却液的热朝大气排出。进而， 当将热 散热而成为不再包含热的冷却液后， 再次被朝第三换热器 5 送入。因此， 电气部件 12 始终 由热被吸収后的空气。

44、冷却。这样， 通过分别利用电动送风机 12 或者电动送风机 110 强制通 风， 提高了与空气之间的热交换效率。 0077 在电力转换装置 1 内， 半导体元件 2a 2f 发热量最大。该热滞留在电力转换装 置 1 的上侧。电动送风机 12 的送风方向从上侧朝向下侧。因此， 含有滞留在电力转换装置 1 内的上侧的热的空气对流， 箱体 11 内的温度偏差均匀化。 0078 配管 7a 将电力转换装置 1 的冷却液入口 8、 换热器 111、 泵 10 以闭环连接， 冷却体 借助泵 10 在该闭环内循环， 由此来输送热。即， 由半导体元件 2 产生的热损失由冷却体 3 受热， 热传递至在冷却体 3。

45、 内部的流路 4 中强制地流动的冷却液， 且借助在配管 7 的内部流 动的冷却液从换热器111的散热部分朝大气散热， 由此， 将从半导体元件2产生的热损失高 效地朝大气排出， 将半导体元件 2 的温度上升保持在容许温度范围内。 0079 （效果） 0080 与第一实施方式相比较， 通过将冷却系统内置在电力转换装置内， 实现节省空间 化、 设备配置的自由度的提高、 以及部件数量的削减。 0081 （第五实施方式） 0082 （结构） 0083 使用图 7 对上述液冷式电力转换装置的第五实施方式进行说明。图 7 是示出被收 纳在电力转换装置内的电气设备 13 的冷却系统的结构的图。另外， 对与第一。

46、实施方式第 四实施方式相同的结构标注相同的标号并省略重复的说明。在图 7 的结构中， 仅记载第一 实施方式的电力转换装置 1、 作为电气设备的受热部的第三换热器 5、 电动送风机 12、 箱体 11、 电气部件 13， 省略其他结构。图 7 中的箭头表示空气的流动。 0084 第五实施方式在电力转换装置1中具备电气设备13、 作为电气设备13的受热部的 第三换热器 5、 换热器内流路 6、 电动送风机 12、 箱体 11、 以及管道 14。电动送风机 12 与第 三换热器 5 并列配置， 在相对于第三换热器 5 与电动送风机 12 相反侧铺设管道 14。电气部 件 13 位于管道 14 的排气。

47、口附近。 说 明 书 CN 103842234 A 11 8/10 页 12 0085 （作用） 0086 当电动送风机 12 旋转时， 因电气部件 13 的热损失而被加热的空气被送入第三换 热器 5。空气在第三换热器 5 中与冷却液进行热交换而被冷却， 变冷后的空气经由管道 14 朝电气部件 13 直接通风。 0087 （效果） 0088 与第一实施方式相比， 能够对电气部件 13 直接通风被冷却后的空气， 因此电气部 件 13 的冷却效率提高。 0089 另外， 如图 8 所示， 在对并列配置的多个电气部件 13a 13c 进行冷却的情况下， 通过改变管道 14 的排气口， 能够在不改变本。

48、实施方式的效果的状态下进行应对。作为其他 的应用例。图 9 示出对上下并列配置的电气部件进行冷却的情况、 图 10 示出对上下左右配 置的电气部件进行冷却的情况。在图 8 10 的任一个中， 第五实施方式的发明的效果均不 变。 0090 （第六实施方式） 0091 （结构） 0092 使用图 11 对液冷式电力转换装置的第六实施方式进行说明。图 11 是示出被收纳 在电力转换装置 1 内的电气设备 13 的冷却系统的结构的图。另外， 对与第一实施方式第 五实施方式相同的结构标注相同的标号并省略重复的说明。在图 11 的结构中， 仅记载第一 实施方式的电力转换装置 1、 电气设备 13、 作为电。

49、气设备 13 的受热部的第三换热器 5、 换热 器内流路 6、 电动送风机 12、 箱体 11、 电气部件 13a 13c， 省略其他结构。图 11 中的箭头 表示空气的流动。 0093 在第六实施方式中， 电力转换装置 1 具有由分隔板分隔成区块 16a 16c 的箱体 11。电气部件 13a 被收纳于区块 16a、 电气部件 13b 被收纳于区块 16b、 电气部件 13c 被收 纳于区块 16c。 0094 （作用） 0095 当电动送风机 12 旋转时， 因电气部件 13 的热损失而被加热的空气被送入第三换 热器 5。空气在第三换热器 5 中与冷却液进行热交换而被冷却。由于由电动送风机 12 产生 的风从上朝下吹， 因此， 通过热交换而。