JP2011120389A - Vehicle-mounted power converter - Google Patents

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JP2011120389A JP2009275982A JP2009275982A JP2011120389A JP 2011120389 A JP2011120389 A JP 2011120389A JP 2009275982 A JP2009275982 A JP 2009275982A JP 2009275982 A JP2009275982 A JP 2009275982A JP 2011120389 A JP2011120389 A JP 2011120389A
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  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vehicle-mounted power converter for achieving miniaturization of itself without impairing heat dissipation performance. <P>SOLUTION: A charger 210 is mounted on an upper surface 111 of a heat sink 110, and a DC-DC converter 310 is mounted on a lower surface 112 (rear surface) of the heat sink. With this configuration, the main amount of heat is supplied from the surface 111 of a charger side during charging (not running), and the main amount of heat is supplied from the surface 112 of the DC-DC converter side during running. Accordingly, the position of a heat source to be supplied to the heat sink 110 is changed depending on whether the vehicle is being charged or running, and the high amount of heat is not simultaneously supplied from both the surfaces. Thus, the amount of heat generation is reduced on one surface of the heat sink, so that a heat dissipation area can be sufficiently ensured in accordance with the reduction, and scale-up of the heat sink 110 can be avoided. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、車載用電力変換装置に関し、特に、車載用電力変換装置の放熱性能を損なうことなく当該装置の小型化を図る際に用いて好適のものである。   The present invention relates to a vehicle-mounted power conversion device, and is particularly suitable for use in downsizing the device without impairing the heat dissipation performance of the vehicle-mounted power conversion device.

近年、自動車の車載機器（パワーウインドウ、パワーステアリング、フューエルポンプ、照明機器、オーディオ等）は、各々にＥＣＵ（Electric Control Unit）が設けられ、当該ＥＣＵの指令信号に応じて電気制御が行われている。かかる車載機器（モータ、照明灯、スピーカ等）は、自動車に搭載されたサブバッテリから電力が供給され、これにより、各々が適宜に制御される。   In recent years, in-vehicle devices (power windows, power steering, fuel pumps, lighting devices, audio, etc.) of automobiles are each provided with an ECU (Electric Control Unit), and electric control is performed according to a command signal of the ECU. Yes. Such in-vehicle devices (motors, illumination lamps, speakers, etc.) are supplied with electric power from a sub-battery mounted on an automobile, whereby each is appropriately controlled.

また、電動モータ及び内燃機関の系統を適宜に選択させ駆動輪に動力を与えるＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）が実用化されている。更には、車載用バッテリに関する技術開発の進歩に伴い、バッテリ電力による長距離走行が可能となり、これを受けて、プラグイン式の充電機構を具備するＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）についても商品化が行なわれている。加えて、車輌の構成から内燃機関を排除させ、電動モータのみによって車輌を走行させるＥＶ（Electric Vehicle）が登場するに至っている。以下、プラグイン式ＨＥＶ及びＥＶをプラグイン式電気自動車と呼び、一方、自動車と呼ぶ場合には、内燃機関自動車（エンジンのみによって駆動力を発生させる車輌）及びＨＥＶ（充電方式を問わない）及びＥＶの全ての駆動方式の車輌を指すこととする。   Further, HEVs (Hybrid Electric Vehicles) that appropriately select the system of the electric motor and the internal combustion engine and give power to the drive wheels have been put into practical use. Furthermore, along with advances in technological development related to in-vehicle batteries, long-distance running with battery power becomes possible, and in response, HEV (Hybrid Electric Vehicle) equipped with a plug-in charging mechanism will be commercialized. It is. In addition, an EV (Electric Vehicle) has been introduced in which the internal combustion engine is excluded from the configuration of the vehicle and the vehicle is driven only by the electric motor. Hereinafter, plug-in HEVs and EVs are referred to as plug-in electric vehicles. On the other hand, when they are referred to as vehicles, internal-combustion engine vehicles (vehicles that generate driving force only by the engine) and HEVs (regardless of the charging method) and It refers to all EV drive system vehicles.

プラグイン式電気自動車は、車輪駆動用の電動モータに電力を供給させるメインバッテリと、車載機器を駆動させるために設けられたサブバッテリとを搭載させている。このうち、メインバッテリは、高電圧用の充電用電力を生成させる車載用充電器に接続されており、商用電力と上位ＥＣＵの指令とが車載用充電器に与えられると、商用電力から変換された充電用電力によって当該メインバッテリが充電される。一方、サブバッテリは、低電圧用の充電電力を生成させるＤＣ−ＤＣコンバータに接続されており、サブバッテリに設けられたＥＣＵの指令がＤＣ−ＤＣコンバータに与えられると、ＤＣ−Ｃコンバータから出力された充電電力によってサブバッテリが充電される。   The plug-in electric vehicle includes a main battery that supplies electric power to the wheel driving electric motor and a sub-battery that is provided to drive the in-vehicle device. Of these, the main battery is connected to an in-vehicle charger that generates charging power for high voltage. When commercial power and a command from the host ECU are given to the in-vehicle charger, the main battery is converted from the commercial power. The main battery is charged with the charging power. On the other hand, the sub-battery is connected to a DC-DC converter that generates charging power for low voltage. When a command from an ECU provided in the sub-battery is given to the DC-DC converter, the sub-battery is output from the DC-C converter. The sub battery is charged by the charged power.

車載用充電器及びＤＣ−ＤＣコンバータの双方の回路は、トランジスタ等の構成部品が発熱するため、発生した熱量をヒートシンクを介して放熱させている。   In both the in-vehicle charger and the DC-DC converter, components such as transistors generate heat, so that the generated heat is dissipated through a heat sink.

例えば、特許第３４６８４２４号公報（特許文献１）では、ヒートシンクの両面に発熱性の回路素子を搭載させる装置が紹介されている。かかる装置は、走行用モータに数百ボルトの強電力を供給するメインバッテリと、当該メインバッテリからの強電力を交流電力へと変換させ走行用モータを駆動させるインバータ回路と、メインバッテリを充電させる充電器と、車載用機器に１２Ｖ程度の弱電力を供給するサブバッテリと、メインバッテリからの電力を変換させサブバッテリを充電させるＤＣ−ＤＣコンバータとを備えている。そして、かかる公報では、ヒートシンクの両面にインバータ回路のパワートランジスタを適宜配列させる旨、及び、ヒートシンクの一方の面へ当該パワートランジスタと供にＤＣ−ＤＣコンバータを搭載させる旨が示されている。また、同公報の記載では、ヒートシンクに充電器を搭載させる旨が示唆されている。   For example, Japanese Patent No. 3468424 (Patent Document 1) introduces an apparatus in which heat-generating circuit elements are mounted on both surfaces of a heat sink. Such a device has a main battery that supplies a high power of several hundred volts to the traveling motor, an inverter circuit that converts the strong power from the main battery into alternating current power, and drives the traveling motor, and charges the main battery. The battery pack includes a charger, a sub-battery that supplies weak power of about 12 V to the in-vehicle device, and a DC-DC converter that converts power from the main battery and charges the sub-battery. Such a gazette shows that the power transistors of the inverter circuit are appropriately arranged on both sides of the heat sink, and that the DC-DC converter is mounted on one side of the heat sink together with the power transistor. Further, the description of the publication suggests that a charger is mounted on the heat sink.

また、特許第３１６６４２３号公報（特許文献２）では、ヒートシンクの断面構造が紹介されている。ヒートシンクは、底板にインナーフィンが形成され、上側ヒートシンク構造体と下側ヒートシンク構造体とを向かい合わせた２ピース構造より成る。当該ヒートシンクは、双方の構造体が組合されると、インナーフィンとヒートシンクの底板とによって冷媒の流通経路が形成される。また、同公報では、従来技術として、双方のインナーフィンの配列ピッチが一致しているものであって、インナーフィンの先端同士を当接させたヒートシンクが紹介されている。更に、発明の実施例として、双方のインナーフィンの配列ピッチを半ピッチスライドさせ、インナーフィンの先端に底板を当接させたヒートシンクが紹介されている。   Japanese Patent No. 3166423 (Patent Document 2) introduces a cross-sectional structure of a heat sink. The heat sink has a two-piece structure in which an inner fin is formed on a bottom plate and an upper heat sink structure and a lower heat sink structure face each other. In the heat sink, when both structures are combined, a refrigerant flow path is formed by the inner fin and the bottom plate of the heat sink. Also, in this publication, as a conventional technique, a heat sink in which both inner fins have the same arrangement pitch and the tips of the inner fins are in contact with each other is introduced. Furthermore, as an embodiment of the invention, a heat sink in which the arrangement pitch of both inner fins is slid by a half pitch and the bottom plate is brought into contact with the tip of the inner fin is introduced.

特許第３４６８４２４号公報Japanese Patent No. 3468424 特許第３１６６４２３号公報Japanese Patent No. 3166423

しかしながら、特許文献１に係る技術では、プラグイン式電気自動車を走行させる場合、インバータ回路及びＤＣ−ＤＣコンバータの双方の出力電力を１００％近くで制御させる場合もあり得るので、ヒートシンクは、双方の最大発熱量を同時に放熱できる程度の放熱性能が必要となり、ヒートシンクの両面（表面及び裏面）で同時に熱量が生じる同技術にあっては、放熱面積を確保するためにヒートシンクの大型化を招くとの問題が生じる。   However, in the technology according to Patent Document 1, when the plug-in electric vehicle is run, the output power of both the inverter circuit and the DC-DC converter may be controlled at nearly 100%. It is necessary to have heat dissipation performance that can dissipate the maximum amount of heat at the same time, and the technology that generates heat simultaneously on both sides (front and back) of the heat sink will lead to an increase in the size of the heat sink in order to secure a heat dissipation area. Problems arise.

また、インバータ回路を搭載させない装置を構成させる場合、ヒートシンクの一方の面に充電器及びＤＣ−ＤＣコンバータの双方を搭載させることが考えられる。かかる場合、ヒートシンクの他方の面（裏面）ではスペースが確保され放熱面積が確保されるものの、一方の面に回路装置を集中させるため、これによっても、ヒートシンクの大型化を招いてしまう。   Further, when a device without an inverter circuit is configured, it is conceivable to mount both a charger and a DC-DC converter on one surface of the heat sink. In such a case, although the space is secured on the other surface (back surface) of the heat sink and the heat radiation area is secured, the circuit device is concentrated on the one surface, which also leads to an increase in the size of the heat sink.

更に、ヒートシンクの一方の面に充電器及びＤＣ−ＤＣコンバータの双方を搭載させ、他方の面（裏面）の空きスペースにインバータ回路のパワートランジスタを配置させると、ヒートシンクの空きスペースが有効に活用されるものの、ＤＣ−ＤＣコンバータとインバータ回路とは走行中に同時に駆動することがあるため、この結果、ヒートシンクの両面から同時に熱量が供給され、上述同様、放熱面積を確保するために、ヒートシンクの大型化されてしまうとの問題が生じる。   Furthermore, if both the charger and DC-DC converter are mounted on one side of the heat sink, and the power transistor of the inverter circuit is placed in the free space on the other side (back side), the free space in the heat sink is effectively utilized. However, since the DC-DC converter and the inverter circuit may be simultaneously driven during traveling, as a result, heat is simultaneously supplied from both sides of the heat sink. The problem that it will be converted into a problem arises.

また、特許文献２に記載された従来技術では、図９に示す如く、機械加工による加工精度が粗悪である場合、又は、熱膨張の偏りが生じる場合、当接するインナーフィンの全長（Ｈｆ１＋Ｈｆ２）がヒートシンクの側壁の全長（Ｈｗ１＋Ｈｗ２）より長くなると、側壁の当接面Ｓｆの間に隙間Ｓが形成され、この場合、通気経路を通過する冷媒の流量が低下するので、ヒートシンクの放熱効果が低下してしまうとの問題が生じる。また、特許文献２に記載された実施例にあっても、ヒートシンクの側壁及びインナーフィンの寸法に不具合が生じると、先と同様に、ヒートシンクの放熱効果が低下してしまう。   Further, in the prior art described in Patent Document 2, as shown in FIG. 9, when the machining accuracy by machining is poor, or when thermal expansion is biased, the total length (Hf1 + Hf2) of the abutting inner fin is If it becomes longer than the total length (Hw1 + Hw2) of the side wall of the heat sink, a gap S is formed between the contact surfaces Sf of the side wall. In this case, the flow rate of the refrigerant passing through the ventilation path is reduced, so the heat dissipation effect of the heat sink is reduced. Problems occur. Further, even in the embodiment described in Patent Document 2, if a problem occurs in the dimensions of the side wall and the inner fin of the heat sink, the heat dissipation effect of the heat sink is reduced as before.

一方、特許文献２の技術について、インナーフィンの寸法を短くしてフィン先端の周辺にクリアランスを設けると、側壁の当接面Ｓｆにおける気密性は確保されるので、冷媒の漏出に伴う放熱効果の低下を回避させることは可能である。しかし、２ピース構造とされたヒートシンクは、インナーフィンを介した接触面が無くなるため、当該構造体同士の伝熱効果が低下してしまう。ここで、双方の電力変換装置の発熱量が異なる場合、ヒートシンク内の温度勾配が平衡状態となる部分まで熱量が伝達されるため、ヒートシンク構造体の形状によっては、双方のヒートシンク構造体の当接面を超えて、熱量の伝達が行なわれる。この場合、インナーフィンの先端周囲にクリアランスが設けられると、双方のヒートシンク構造体の接触面積が減少し、効果的な放熱作用を阻害させてしまうとの問題が生じる。また、かかるヒートシンクは、インナーフィンを除く他の接触面での好ましい形態が検討されるべきところ、同公報（特許文献２）では何ら言及されていない。   On the other hand, regarding the technique of Patent Document 2, if the inner fin is shortened and a clearance is provided around the tip of the fin, the airtightness at the contact surface Sf of the side wall is ensured. It is possible to avoid the decrease. However, since the heat sink made into the two-piece structure has no contact surface via the inner fin, the heat transfer effect between the structures is reduced. Here, when the heat generation amounts of the two power conversion devices are different, the heat amount is transferred to the portion where the temperature gradient in the heat sink is in an equilibrium state. Therefore, depending on the shape of the heat sink structure, the contact between both heat sink structures Heat is transferred across the surface. In this case, if a clearance is provided around the tip of the inner fin, there is a problem that the contact area between both heat sink structures is reduced and the effective heat dissipation action is hindered. In addition, such a heat sink is not mentioned at all in the same publication (Patent Document 2) where a preferred form on the contact surface other than the inner fin should be studied.

本発明は上記課題に鑑み、放熱性能を損なうことなく装置の小型化を実現させ得る車載用電力変換装置の提供を目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a vehicle-mounted power conversion device that can realize downsizing of the device without impairing heat dissipation performance.

上記課題を解決するため、本発明では次のような車載用電力変換装置の構成とする。即ち、ヒートシンクと、前記ヒートシンクの一方の面に搭載されるものであって商用電力を変換させてメインバッテリを充電させる充電器と、前記一方の面に対称的に設けられた他方の面に搭載されるものであって前記メインバッテリの出力電力を変換させてサブバッテリを充電させるＤＣ−ＤＣコンバータとから成ることとする。   In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration of an in-vehicle power converter. That is, a heat sink, a charger that is mounted on one surface of the heat sink and converts the commercial power to charge the main battery, and is mounted on the other surface symmetrically provided on the one surface And a DC-DC converter that converts the output power of the main battery to charge the sub-battery.

また、本発明では次のような車載用電力変換装置の構成としても良い。即ち、ヒートシンクと、前記ヒートシンクの一方の面に搭載されるものであってメインバッテリを充電させる充電器と、前記一方の面に対称的に設けられた他方の面に搭載されるものであって前記メインバッテリの出力電力を変換させて車載機器へ電力を供給させるＤＣ−ＤＣコンバータとから成ることとする。   Moreover, in this invention, it is good also as a structure of the following vehicle-mounted power converter devices. That is, a heat sink, a charger that is mounted on one surface of the heat sink and that charges the main battery, and a battery that is mounted symmetrically on the one surface. A DC-DC converter that converts the output power of the main battery to supply power to the in-vehicle device is used.

好ましくは、前記ヒートシンクは、側壁及びインナーフィンが形成されており、前記側壁及び前記インナーフィンによって冷媒の流通経路が形成されていることとする。   Preferably, the heat sink has a side wall and an inner fin, and a refrigerant flow path is formed by the side wall and the inner fin.

好ましくは、前記ヒートシンクは、前記一方の面を包含する第１構造部と前記他方の面を包含する第２構造部とから成ることとする。   Preferably, the heat sink includes a first structure portion including the one surface and a second structure portion including the other surface.

好ましくは、前記インナーフィンは、当該インナーフィンの周囲にクリアランスが形成され、前記側壁は、前記第１構造部の一部と前記第２構造部の一部とが直接接触して形成されることとする。   Preferably, the inner fin is formed with a clearance around the inner fin, and the side wall is formed by direct contact between a part of the first structure part and a part of the second structure part. And

好ましくは、前記インナーフィンのうち一方の構造部のインナーフィンは、向かい合う他方の構造部のインナーフィン同士の間隙より薄い板厚とされ、前記一方の構造部のインナーフィンの断面は、前記インナーフィン同士の間隙の範囲内に配置されることとする。   Preferably, the inner fin of one structure portion of the inner fins has a plate thickness thinner than the gap between the inner fins of the other structure portion facing each other, and the cross section of the inner fin of the one structure portion is the inner fin Suppose that it arrange | positions in the range of the gap | interval of mutual.

好ましくは、前記ヒートシンクは、更に、前記側壁で包囲される内部領域に中柱部が形成されており、前記側壁及び前記インナーフィン及び前記中柱部によって冷媒の流通経路が形成されていることとする。   Preferably, the heat sink further includes a middle pillar portion formed in an inner region surrounded by the side wall, and a refrigerant flow path is formed by the side wall, the inner fin, and the middle pillar portion. To do.

好ましくは、前記ヒートシンクは、前記一方の面を包含する第１構造部と前記他方の面を包含する第２構造部とから成り、双方の構造部の一部が直接接触して成る中柱部を有し、前記中柱部は、前記側壁の双方の間に配置されていることとする。   Preferably, the heat sink includes a first structure portion including the one surface and a second structure portion including the other surface, and a middle pillar portion in which a part of both structure portions is in direct contact with each other. The middle pillar portion is arranged between both the side walls.

本発明に係る車載用電力変換装置によると、ヒートシンクの一方の面に充電器が搭載され、ヒートシンクの他方の面（裏面）にＤＣ−ＤＣコンバータが搭載されるので、充電中（非走行中）は充電器側の面から主な熱量が供給され、走行中はＤＣ−ＤＣコンバータ側から主な熱量が供給される。従って、充電中か走行中かによって、ヒートシンクへ供給する熱源の位置が変わり、両方の面から同時に高い熱量が供給されなくなるので、ヒートシンクの片側の面では発熱量が低下し、これに応じて放熱面積が十分に確保され、ヒートシンクの大型化を回避することが可能となる。   According to the in-vehicle power converter according to the present invention, the charger is mounted on one surface of the heat sink, and the DC-DC converter is mounted on the other surface (back surface) of the heat sink. The main amount of heat is supplied from the surface on the charger side, and the main amount of heat is supplied from the DC-DC converter side during traveling. Therefore, the position of the heat source supplied to the heat sink changes depending on whether it is charging or traveling, and a high amount of heat is not supplied from both sides at the same time, so the amount of heat generated on one side of the heat sink decreases, and heat is released accordingly. A sufficient area can be secured, and an increase in the size of the heat sink can be avoided.

また、インバータ回路を搭載させることなく充電器及びＤＣ−ＤＣコンバータのみの構成とさせる場合、当該充電器とＤＣ−ＤＣコンバータとがヒートシンクの各々の面に振り分けられるので、ヒートシンクの小型化が図られ、これにより、車載用電力変換装置の小型化が実現される。   In addition, in the case where only the charger and the DC-DC converter are configured without mounting the inverter circuit, the charger and the DC-DC converter are distributed to each surface of the heat sink, so that the heat sink can be reduced in size. Thereby, size reduction of the vehicle-mounted power converter is realized.

更に、ヒートシンクの放熱面積を確保させる種々の構造を採用させることにより、上述した効果の恩恵を受けた上で、更なるヒートシンクの小型化、車載用電力変換装置の小型化が実現される。   Furthermore, by adopting various structures that secure the heat radiation area of the heat sink, the heat sink can be further miniaturized and the in-vehicle power converter can be miniaturized while receiving the benefits of the above-described effects.

実施の形態に係る車載用電力変換装置の回路構成を示す図。The figure which shows the circuit structure of the vehicle-mounted power converter device which concerns on embodiment. 実施の形態に係る他の車載用電力変換装置の回路構成を示す図。The figure which shows the circuit structure of the other vehicle-mounted power converter device which concerns on embodiment. 実施の形態に係る車載用電力変換装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the vehicle-mounted power converter device which concerns on embodiment. 実施の形態に係る車載用電力変換装置の内部構造を示す図。The figure which shows the internal structure of the vehicle-mounted power converter device which concerns on embodiment. 実施の形態に係る車載用電力変換装置の放熱経路を示す図。The figure which shows the thermal radiation path | route of the vehicle-mounted power converter device which concerns on embodiment. 実施例１に係る車載用電力変換装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the vehicle-mounted power converter device which concerns on Example 1. FIG. 実施例２に係る車載用電力変換装置でのヒートシンクの流通経路断面を示す図。The figure which shows the distribution path cross section of the heat sink in the vehicle-mounted power converter device which concerns on Example 2. FIG. インナーフィンの公差が著しい場合におけるヒートシンクの流通経路断面を示す図。The figure which shows the distribution path cross section of a heat sink in case the tolerance of an inner fin is remarkable. 実施例３に係る車載用電力変換装置でのヒートシンクの流通経路断面を示す図。The figure which shows the distribution path cross section of the heat sink in the vehicle-mounted power converter device which concerns on Example 3. FIG. 実施例３に係る車載用電力変換装置のヒートシンクでの放熱経路を示す図。The figure which shows the thermal radiation path | route in the heat sink of the vehicle-mounted power converter device which concerns on Example 3. FIG. 実施例３に係る車載用電力変換装置のヒートシンクでの放熱経路を示す図。The figure which shows the thermal radiation path | route in the heat sink of the vehicle-mounted power converter device which concerns on Example 3. FIG. 実施例４に係る車載用電力変換装置でのヒートシンクの流通経路断面を示す図。The figure which shows the distribution path cross section of the heat sink in the vehicle-mounted power converter device which concerns on Example 4. FIG. 他の例に係る車載用電力変換装置でのヒートシンクの流通経路断面を示す図。The figure which shows the distribution path cross section of the heat sink in the vehicle-mounted power converter device which concerns on another example. 実施例５に係る車載用電力変換装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the vehicle-mounted power converter device which concerns on Example 5. FIG. 実施例５に係る車載用電力変換装置でのヒートシンクの流通経路断面を示す図。The figure which shows the distribution path cross section of the heat sink in the vehicle-mounted power converter device which concerns on Example 5. FIG. 他の例に係る車載用電力変換装置でのヒートシンクの流通経路断面を示す図。The figure which shows the distribution path cross section of the heat sink in the vehicle-mounted power converter device which concerns on another example.


以下、本発明に係る実施の形態につき図面を参照して説明する。図１は、プラグイン式電気自動車（プラグイン式ＨＥＶ，ＥＶ）における電力供給システムの回路構成が示されている。尚、同図には、外部構成とされる商用電源及び外部プラグが便宜的に示されている。当該商用電源Ａｌｔは、商用電力を配電させるものであって、家庭用電源にあっては電力会社から１００〜２００Ｖ（５０ｋＨｚ／６０ｋＨｚ）が配電される。また、外部プラグＰｇａは、商用電源Ａｌｔに接続され、上述した商用電力を印加させる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a circuit configuration of a power supply system in a plug-in electric vehicle (plug-in HEV, EV). In the drawing, a commercial power source and an external plug, which are externally configured, are shown for convenience. The commercial power supply Alt distributes commercial power, and the household power supply distributes 100 to 200 V (50 kHz / 60 kHz) from the power company. The external plug Pga is connected to the commercial power supply Alt and applies the commercial power described above.

図示の如く、電力供給システムＣは、車輌側プラグＰｇｂと充電器２１０とメインバッテリＶｂｍとＤＣ−ＤＣコンバータ３１０とサブバッテリＶｂｓと車載機器Ｌ１，Ｌ２・・・，と各ＥＣＵ（Electric Control Unit）とから構成され、電源ラインＬａ及びＬｂ、信号ラインＬｐ及びＬｑによって適宜に配線されている。   As shown in the figure, the power supply system C includes a vehicle-side plug Pgb, a charger 210, a main battery Vbm, a DC-DC converter 310, a sub-battery Vbs, in-vehicle devices L1, L2,..., And each ECU (Electric Control Unit). And are appropriately wired by power supply lines La and Lb and signal lines Lp and Lq.

車輌側プラグＰｇｂは、プラグイン式電気自動車のボディー部に設けられ、メインバッテリＶｂｍの充電を行なう際に外部プラグＰｇａに接続される。   The vehicle-side plug Pgb is provided in the body portion of the plug-in electric vehicle, and is connected to the external plug Pga when charging the main battery Vbm.

充電器２１０は、第１の制御回路２１３と第１のパワー素子回路部２０４とを備え、車輌側プラグＰｇｂから商用電力の印加を受けている。当該充電器２１０は、指令信号ＳＧ１を受信すると、当該信号に応じて内部の回路が作用し、商用電力を数百ボルトの充電電力に変換させる。かかる充電電力は、後段の電源ラインＬａ，Ｌｂに印加され、メインバッテリＶｂｍを充電させる。   The charger 210 includes a first control circuit 213 and a first power element circuit unit 204, and receives commercial power from the vehicle-side plug Pgb. When the charger 210 receives the command signal SG1, an internal circuit operates in accordance with the signal to convert commercial power into charging power of several hundred volts. Such charging power is applied to the power supply lines La and Lb at the subsequent stage to charge the main battery Vbm.

メインバッテリＶｂｍは、充電器２１０によって充電され、例えばＤＣ２００Ｖの電力を供給させる。   The main battery Vbm is charged by the charger 210 and supplies power of, for example, DC 200V.

ＤＣ−ＤＣコンバータ３１０は、第２の制御回路３１３と第２のパワー素子回路部３０４とを備え、メインバッテリＶｂｍから高圧電力の印加を受けている。当該ＤＣ−ＤＣコンバータ３１０は、指令信号ＳＧ２を受信すると、当該信号に応じて内部の回路が作用し、メインバッテリＶｂｍからの高圧電力を１２Ｖ〜１４Ｖ程度の弱電電力に変換させる。かかる弱電電力は、後段の電源ラインＬａ，Ｌｂに印加され、サブバッテリＶｂｓを充電させる。   The DC-DC converter 310 includes a second control circuit 313 and a second power element circuit unit 304, and receives high-voltage power from the main battery Vbm. When the DC-DC converter 310 receives the command signal SG2, an internal circuit operates in accordance with the signal, and converts the high voltage power from the main battery Vbm to weak power of about 12V to 14V. Such weak electric power is applied to the power supply lines La and Lb at the subsequent stage to charge the sub battery Vbs.

サブバッテリＶｂｓは、ＤＣ−ＤＣコンバータ３１０からの弱電電力によって充電され、例えばＤＣ１２Ｖの電力を供給させる。   The sub-battery Vbs is charged by the weak electric power from the DC-DC converter 310 and supplies, for example, DC 12V power.

車載機器Ｌ１，Ｌ２・・・，は、各々がサブバッテリＶｂｓに並列接続され、サブバッテリＶｂｓから受けた１２Ｖ〜１４Ｖ程度の弱電電力によって駆動される。かかる車載機器は、パワーウインドウ、パワーステアリング、フューエルポンプ、照明機器等、電気的に制御される装置を指す。   Each of the in-vehicle devices L1, L2,... Is connected in parallel to the sub battery Vbs and is driven by weak electric power of about 12V to 14V received from the sub battery Vbs. Such in-vehicle devices refer to devices that are electrically controlled, such as power windows, power steering, fuel pumps, and lighting devices.

上位ＥＣＵ３０は、マイコン及びメモリー回路等から構成される情報処理装置であって、車輌内の各種情報を一元管理し、当該情報に基づいて、車載機器（充電器２１０、ワイパー、フューエルモータ、照明灯、オーディオ等）を直接的又は間接的に制御させる役割を担う。充電器２１０の制御にあっては、上位ＥＣＵ３０は、メインバッテリＶｂｍの電圧値情報等の必要な情報が送り込まれ、これらの情報に基づいて、充電器２１０へ送信する指令信号ＳＧ１を演算処理させ、場合によっては、車載機器Ｌ１，Ｌ２・・・，の制御信号をも生成させる。   The host ECU 30 is an information processing apparatus including a microcomputer, a memory circuit, and the like. The host ECU 30 centrally manages various types of information in the vehicle, and based on the information, in-vehicle devices (charger 210, wiper, fuel motor, illumination lamp) , Audio, etc.) are directly or indirectly controlled. In the control of the charger 210, the host ECU 30 receives necessary information such as voltage value information of the main battery Vbm, and based on the information, performs an arithmetic processing on the command signal SG1 to be transmitted to the charger 210. In some cases, control signals for the in-vehicle devices L1, L2,.

サブバッテリ用ＥＣＵ４０は、サブバッテリＶｂｓの供給電圧を管理し、当該供給電圧が低下すると、指令信号ＳＧ２を生成出力させ、ＤＣ−ＤＣコンバータ３１０の充電動作を要求する。そして、サブバッテリＶｂｓの供給電圧が正常値に復帰すると、指令信号ＳＧ２の出力を中止させ、ＤＣ−ＤＣコンバータ３１０の動作を停止させる。   The sub-battery ECU 40 manages the supply voltage of the sub-battery Vbs. When the supply voltage decreases, the sub-battery ECU 40 generates and outputs a command signal SG2, and requests the charging operation of the DC-DC converter 310. Then, when the supply voltage of the sub battery Vbs returns to a normal value, the output of the command signal SG2 is stopped and the operation of the DC-DC converter 310 is stopped.

かかる構成とされた電力供給システムＣは、以下の如く動作する。即ち、充電作業中では、外部プラグＰｇａが車輌側プラグＰｇｂに接続されると、上位ＥＣＵ３０から指令信号ＳＧ１が出力され、充電器１１０では、内部の回路を駆動させ、入力された商用電力を数百ボルトの直流電力へと変換させる。これに対して、ＤＣ−ＤＣコンバータ３１０は、プラグイン式電気自動車が停止しているため、車載機器への動作指令が殆ど与えられなくなる。   The power supply system C configured as described above operates as follows. That is, during the charging operation, when the external plug Pga is connected to the vehicle-side plug Pgb, the command signal SG1 is output from the host ECU 30, and the charger 110 drives the internal circuit to count the input commercial power. Convert to 100 volts DC power. On the other hand, since the plug-in type electric vehicle is stopped, the DC-DC converter 310 hardly receives an operation command to the in-vehicle device.

一方、ドライバーがプラグイン式電気自動車を走行させると、サブバッテリＶｂｓの消費に応じて、サブバッテリ用ＥＣＵ４０から指令信号ＳＧ２が出力され、ＤＣ−ＤＣコンバータ３１０が駆動される。これに対して、充電器２１０は、走行中であるため外部プラグＰｇａが車輌側プラグＰｇｂから外されており、充電動作を促す指令信号ＳＧ１を上位ＥＣＵ３０から受けることは無い。   On the other hand, when the driver runs the plug-in electric vehicle, the sub-battery ECU 40 outputs a command signal SG2 according to consumption of the sub-battery Vbs, and the DC-DC converter 310 is driven. On the other hand, since the charger 210 is running, the external plug Pga is removed from the vehicle-side plug Pgb, and the command signal SG1 for prompting the charging operation is not received from the host ECU 30.

尚、本実施の形態に係る電力供給システムは、図２に示される構成としても良い。即ち、上述した電力供給システムからサブバッテリＶｂｓを省略させ、車載機器へ電力を直接的に供給させるようにしても良い。   The power supply system according to the present embodiment may be configured as shown in FIG. That is, the sub battery Vbs may be omitted from the power supply system described above, and power may be directly supplied to the in-vehicle device.

この場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ３１０は、車載機器から指令信号ＳＧ２を受け、当該信号に基づいて弱電電力を適宜に出力させる。   In this case, the DC-DC converter 310 receives the command signal SG2 from the in-vehicle device, and appropriately outputs weak electric power based on the signal.

図３及び図４では、上述した車載用電力変換装置の構成が示されている。図示の如く、車載用電力変換装置１は、ヒートシンク１１０と充電器２１０とＤＣ−ＤＣコンバータ３１０とから構成される。   3 and 4 show the configuration of the above-described in-vehicle power converter. As illustrated, the in-vehicle power converter 1 includes a heat sink 110, a charger 210, and a DC-DC converter 310.

ヒートシンク１１０は、アルミ板又は銅板等の熱伝導性の高い材質から成り、適宜な放熱面積となるよう、板体の幅または長さが設定されている。また、放熱効果を高めるため、フィン等を設けても良い。以下、ヒートシンクの一方の面１１１を上表面と呼び換え、上表面１１１に対称的に設けられた他方の面１１２を下表面１１２と呼び換えることとする。   The heat sink 110 is made of a material having high thermal conductivity such as an aluminum plate or a copper plate, and the width or length of the plate body is set so as to have an appropriate heat radiation area. Further, fins or the like may be provided in order to enhance the heat dissipation effect. Hereinafter, one surface 111 of the heat sink is referred to as an upper surface, and the other surface 112 provided symmetrically on the upper surface 111 is referred to as a lower surface 112.

充電器２１０は、図３に示す如く、ケース２１１と第１の制御回路２１３とパワー素子回路部２０４とから構成される。充電器２１０は、ヒートシンク１１０の上表面１１１に搭載されており、パワートランジスタ２０４ｄ，ダイオード，コンデンサ，コイルトランス（図示なし）等の発熱性素子を内部に収容させ、フィルター回路、整流ブリッジ、ＰＦＣ回路、昇降圧式電力変換回路等が適宜に構成される。   As shown in FIG. 3, the charger 210 includes a case 211, a first control circuit 213, and a power element circuit unit 204. The charger 210 is mounted on the upper surface 111 of the heat sink 110, and contains a heat-generating element such as a power transistor 204d, a diode, a capacitor, a coil transformer (not shown), and a filter circuit, a rectifier bridge, and a PFC circuit. A buck-boost power conversion circuit or the like is appropriately configured.

ケース２１１は、上述した回路を実現させるため、少なくとも、第１の制御回路２１３及びパワー素子回路部２０４が収容される。ケース２１１のうち上表面１１１には、熱伝導率の高い放熱板２０５が露出されており、当該放熱板２０５は、ヒートシンクの上表面１１１と直接的に接触する。また、当該ケース２１１の構造体は、絶縁性の樹脂材料から成り、コネクタ端子を具備するコネクタ部２１２が形成されている。当該コネクタ端子２０２ａは、図３に示す如く、信号端子２０２ａ１と入力端子２０２ａ２と出力端子２０２ａ３とから構成されており、信号端子２０２ａ１には指令信号ＳＧ１が印加され、入力端子２０２ａ２にはバッテリ又は電源から電力が印加され、出力端子２０２ａ３からは充電器によって変換された電力が出力される。   The case 211 accommodates at least the first control circuit 213 and the power element circuit unit 204 in order to realize the above-described circuit. A heat radiating plate 205 having high thermal conductivity is exposed on the upper surface 111 of the case 211, and the heat radiating plate 205 is in direct contact with the upper surface 111 of the heat sink. Further, the structure of the case 211 is made of an insulating resin material, and a connector part 212 having connector terminals is formed. As shown in FIG. 3, the connector terminal 202a includes a signal terminal 202a1, an input terminal 202a2, and an output terminal 202a3. A command signal SG1 is applied to the signal terminal 202a1, and a battery or a power source is applied to the input terminal 202a2. From the output terminal 202a3, and the power converted by the charger is output from the output terminal 202a3.

第１の制御回路２１３は、制御ＩＣ２０３ａ，この他必要な電気的素子が実装されている。また、基板上にはプリント配線が施され、信号端子２０２ａ１が当該プリント配線に半田接続される。かかる構成により、第１の制御回路２１３では、信号端子２０２ａ１に指令信号ＳＧ１が入力されると、プリント配線を介して制御ＩＣ２０３ａへと送信される。このとき、制御ＩＣ２０３ａでは、指令信号ＳＧ１を適宜な形態に変換処理させた後、かかる処理で得られた信号を出力させ、パワートランジスタ２０４ｄを駆動制御させる。   The first control circuit 213 includes a control IC 203a and other necessary electrical elements. Further, printed wiring is provided on the substrate, and the signal terminal 202a1 is solder-connected to the printed wiring. With this configuration, when the command signal SG1 is input to the signal terminal 202a1, the first control circuit 213 transmits the command signal SG1 to the control IC 203a via the printed wiring. At this time, the control IC 203a converts the command signal SG1 into an appropriate form, and then outputs a signal obtained by such processing to drive and control the power transistor 204d.

パワー素子回路部２０４は、図示の如く、絶縁性基板２０４ａが放熱性樹脂を介して放熱板２０５に接着されている。絶縁性基板２０４ａにはプリント配線２０４ｂが形成されており、当該プリント配線２０４ｂは、半田層２０４ｃを介してパワートランジスタ２０４ｄを載置させている。尚、ケース２１１の内部には、上述の如く、パワー素子回路部２０４以外に種々の機能的回路が収容されており、これらの回路が作用することにより、入力された電力を所望の電力へと変換させる。即ち、第１の制御回路２１３が指令信号ＳＧ１に応じて動作することにより、パワー素子回路部２０４をはじめとする各機能的回路が動作し、これにより、入力電力が適宜に変換され、所望の電力を出力させる。   As shown in the figure, the power element circuit unit 204 has an insulating substrate 204a bonded to a heat radiating plate 205 via a heat radiating resin. A printed wiring 204b is formed on the insulating substrate 204a, and the printed wiring 204b has a power transistor 204d mounted thereon via a solder layer 204c. In addition, as described above, various functional circuits other than the power element circuit unit 204 are accommodated in the case 211, and these circuits act to convert the input power to a desired power. Convert it. That is, when the first control circuit 213 operates in response to the command signal SG1, each functional circuit including the power element circuit unit 204 operates, whereby input power is appropriately converted and a desired value is obtained. Output power.

かかる構成を具備する充電器２１０は、指令信号ＳＧ１が信号端子２０２ａ１に印加されると、第１の制御回路２１３は、当該信号に応じてパワートランジスタ２０４ｄを駆動させる。このとき、入力電力は、パワー素子回路部２０４及び他の機能的回路によって出力電力へと変換され、出力端子２０２ａ３では、かかる出力電力を出力させる。   In the charger 210 having such a configuration, when the command signal SG1 is applied to the signal terminal 202a1, the first control circuit 213 drives the power transistor 204d according to the signal. At this time, the input power is converted into output power by the power element circuit unit 204 and other functional circuits, and the output power is output from the output terminal 202a3.

ここで、パワートランジスタ２０４ｄ及び他の発熱性素子が駆動されると、当該素子では熱量が発生する。かかる熱量は、放熱板２０５を介してヒートシンク１１０へと導かれ、ヒートシンク１１０の適宜な場所で熱交換が行なわれる。即ち、発熱性素子は、自身から発生した熱量が、外部へと伝達されるので、当該素子の損傷から免れることとなる。   Here, when the power transistor 204d and other heat generating elements are driven, heat is generated in the elements. The amount of heat is guided to the heat sink 110 through the heat radiating plate 205, and heat exchange is performed at an appropriate place on the heat sink 110. That is, since the heat generated from the heat generating element is transmitted to the outside, the heat generating element is free from damage to the element.

ＤＣ−ＤＣコンバータ３００は、ケース３１１と第２の制御回路３１３とパワー素子回路部３０４とから構成され、サブバッテリ又は車載機器に電力を供給させるため、１４Ｖ〜１２Ｖ程度の弱電電力を生成出力させる。そして、これらの構成については、充電器２１０と同様、一般的な構成であるため、その説明を省略することとする。   The DC-DC converter 300 includes a case 311, a second control circuit 313, and a power element circuit unit 304, and generates and outputs weak electric power of about 14 V to 12 V in order to supply power to the sub-battery or the in-vehicle device. . And since these structures are general structures like the charger 210, the description thereof will be omitted.

図５は、ヒートシンクへ伝達される熱量Ｈｔ１，Ｈｔ２の伝達経路が示されている。但し、双方の電力変換部における構成のうちパワートランジスタ以外の構成については、便宜的に図示省略されている。また、ヒートシンク１１０の内部では、トランジスタからヒートシンクの端部に向かって温度勾配が生じているものとする。   FIG. 5 shows a transmission path of the heat amounts Ht1 and Ht2 transmitted to the heat sink. However, for the sake of convenience, the illustration of the components other than the power transistor in the configurations of both power conversion units is omitted. Further, it is assumed that a temperature gradient is generated from the transistor toward the end of the heat sink inside the heat sink 110.

図５（ａ）は、図示されない車載コネクタに商用電源が接続され、充電器２１０が駆動されている場面が示されている。かかる場合、パワートランジスタ２０４ｄが駆動されるので、トランジスタ２０４ｄでは熱量が発生し、当該熱量は、拡散しつつヒートシンク１１０へ導かれ、ヒートシンク内部の温度勾配に応じて低温側へと伝達され、冷媒等によって熱交換される。一方、充電中とされることからプラグイン式電気自動車は走行していないで、プラグイン式電気自動車に搭載される車載装置（パワーウインドウ、パワーステアリング、フューエルポンプ、照明機器等）は殆ど操作されない。このため、トランジスタ３０４ｄからは、熱量が殆ど生じなくなるため、ヒートシンクへの熱量の供給が殆ど無くなる。   FIG. 5A shows a scene in which a commercial power source is connected to an in-vehicle connector (not shown) and the charger 210 is driven. In this case, since the power transistor 204d is driven, heat is generated in the transistor 204d, and the heat is diffused and guided to the heat sink 110, and is transmitted to the low temperature side according to the temperature gradient inside the heat sink. Heat exchange. On the other hand, the plug-in electric vehicle is not running because it is being charged, and on-vehicle devices (power window, power steering, fuel pump, lighting equipment, etc.) mounted on the plug-in electric vehicle are hardly operated. . For this reason, almost no amount of heat is generated from the transistor 304d, so that almost no heat is supplied to the heat sink.

これに対し、メインバッテリの充電が完了し、プラグイン式電気自動車の走行を開始させると、図５（ｂ）に示す如く、充電器２１０は停止し、パワートランジスタ２０４ｄからの熱量は低下する。そして、ドライバーの操作又はプラグイン式電気自動車の制御ユニットの指令に応じて車載機器が駆動さるので、この動作に応じて、サブバッテリに蓄積された電力が低下する。これを受けて、サブバッテリ用ＥＣＵ４０では、指令信号ＳＧ２を出力させ、サブバッテリＶｂｓを充電させるようにＤＣ−ＤＣコンバータ３１０を駆動させる。かかる場合、パワートランジスタ３０４ｄが駆動されるので、トランジスタ３０４ｄでは熱量が発生し、当該熱量は、ヒートシンク１１０を介して低温箇所で熱交換される。尚、本実施の形態では、サブバッテリ用ＥＣＵによってＤＣ−ＤＣコンバータ３１０の動作指令を行なっているが、これに限らず、サブバッテリＶｂｓの出力電圧（又はこれの分圧値）が制御回路３１３の入力ポートに印加されるように配線し、制御回路３１３では、サブバッテリからの入力信号に応じてＤＣ−ＤＣコンバータを駆動させるようにしても良い。   On the other hand, when the charging of the main battery is completed and the travel of the plug-in electric vehicle is started, the charger 210 stops and the amount of heat from the power transistor 204d decreases as shown in FIG. Then, since the in-vehicle device is driven according to the driver's operation or the command from the control unit of the plug-in electric vehicle, the electric power stored in the sub-battery is reduced according to this operation. In response to this, the sub-battery ECU 40 outputs a command signal SG2 to drive the DC-DC converter 310 so as to charge the sub-battery Vbs. In such a case, since the power transistor 304d is driven, a heat amount is generated in the transistor 304d, and the heat amount is heat-exchanged at a low temperature via the heat sink 110. In the present embodiment, the sub-battery ECU issues an operation command for the DC-DC converter 310. However, the present invention is not limited to this, and the output voltage (or the divided voltage value) of the sub-battery Vbs is the control circuit 313. The control circuit 313 may drive the DC-DC converter in accordance with an input signal from the sub-battery.

上述の如く、本実施の形態に係る車載用電力変換装置１によると、ヒートシンク１１０の上表面１１１に充電器２１０が搭載され、ヒートシンクの下表面１１２（裏面）にＤＣ−ＤＣコンバータ３１０が搭載されるので、充電中（非走行中）は充電器側の面１１１から主な熱量が供給され、走行中はＤＣ−ＤＣコンバータ側の面１１２から主な熱量が供給される。従って、充電中か走行中かによって、ヒートシンク１１０へ供給する熱源の位置が変わり、両方の面から同時に高い熱量が供給されなくなるので、ヒートシンクの片側の面では発熱量が低下し、これに応じて放熱面積が十分に確保され、ヒートシンク１１０の大型化を回避することが可能となる。   As described above, according to the in-vehicle power conversion device 1 according to the present embodiment, the charger 210 is mounted on the upper surface 111 of the heat sink 110, and the DC-DC converter 310 is mounted on the lower surface 112 (back surface) of the heat sink. Therefore, the main amount of heat is supplied from the surface 111 on the charger side during charging (during non-traveling), and the main amount of heat is supplied from the surface 112 on the DC-DC converter side during traveling. Therefore, the position of the heat source supplied to the heat sink 110 changes depending on whether it is charging or traveling, and a high amount of heat is not supplied simultaneously from both sides, so the amount of heat generated on one side of the heat sink decreases, and accordingly A sufficient heat radiation area is ensured, and an increase in size of the heat sink 110 can be avoided.

また、インバータ回路を搭載させることなく充電器２１０及びＤＣ−ＤＣコンバータ３１０のみの構成とさせる場合、当該充電器２１０とＤＣ−ＤＣコンバータ３１０とがヒートシンクの各々の面に振り分けられるので、ヒートシンクの小型化が図られ、これにより、車載用電力変換装置１の小型化が実現される。   In addition, when only the charger 210 and the DC-DC converter 310 are configured without mounting an inverter circuit, the charger 210 and the DC-DC converter 310 are distributed to each surface of the heat sink. As a result, downsizing of the in-vehicle power conversion device 1 is realized.

更に、本実施の形態では、同ヒートシンクにインバータ回路を搭載させる場合、当該インバータ回路を構成するパワートランジスタをＤＣ−ＤＣコンバータ側の面に搭載させるのが好ましい。即ち、インバータ回路及びＤＣ−ＤＣコンバータ３１０は走行中に駆動される回路であるから、かかる構成により、ヒートシンク１１０では、走行中か充電中かによって、熱源を搭載させた面が何れか一方の面に集中し、他方の面では放熱面積が十分に確保されることとなる。   Furthermore, in this embodiment, when an inverter circuit is mounted on the heat sink, it is preferable that the power transistor constituting the inverter circuit is mounted on the surface on the DC-DC converter side. That is, since the inverter circuit and the DC-DC converter 310 are circuits that are driven during traveling, with this configuration, the heat sink 110 has one of the surfaces on which the heat source is mounted depending on whether it is traveling or charging. The heat radiation area is sufficiently secured on the other surface.

尚、本実施の形態では、充電器２１０を搭載させた面にインバータ回路のパワートランジスタを搭載させても、走行中の熱源と充電中の熱源とが適宜に振り分けられているのであれば、上述した効果が一定の範囲で奏される。   In the present embodiment, even if the power transistor of the inverter circuit is mounted on the surface on which the charger 210 is mounted, if the heat source during traveling and the heat source during charging are appropriately distributed, The effect is achieved within a certain range.

また、本実施の形態では、充電器を車両に搭載させたプラグイン式電気自動車について説明されている。但し、特許請求の範囲に記される車載用電力変換装置は、かかる技術に限定されるものでは無い。例えば、電気自動車又はハイブリッド自動車から充電器を省略させ、外部設備として設けられた高速充電器によって車両が充電される電源システムにも、特許請求の範囲に記される車載用電力変換装置が適用され得る。この場合、車載用コネクタとメインバッテリとの間には、パワートランジスタから構成されるリレー装置が設けられる場合も有り、また、高速充電器から供給された直流電力をＤＣ−ＤＣ変換させ好ましい値の充電電圧に調整させる直流−直流変換回路が設けられる場合も有り得る。これらの場合、ヒートシンクの一方の面に当該リレー装置又は直流−直流変換回路を搭載させ、ヒートシンクの他方の面にＤＣ−ＤＣコンバータ３１０と搭載させることにより、本変形例に係る車載用電力変換装置では、上述同様の作用効果が奏されることとなる。   In the present embodiment, a plug-in electric vehicle in which a charger is mounted on the vehicle is described. However, the in-vehicle power converter described in the claims is not limited to this technology. For example, the in-vehicle power converter described in the claims is also applied to a power supply system in which a charger is omitted from an electric vehicle or a hybrid vehicle, and the vehicle is charged by a high-speed charger provided as an external facility. obtain. In this case, a relay device composed of a power transistor may be provided between the in-vehicle connector and the main battery, and the DC power supplied from the high-speed charger is DC-DC converted to a preferable value. There may be a case where a DC-DC conversion circuit for adjusting the charging voltage is provided. In these cases, the relay device or the DC-DC conversion circuit is mounted on one surface of the heat sink, and the DC-DC converter 310 is mounted on the other surface of the heat sink, so that the vehicle-mounted power conversion device according to the present modification is provided. Then, the same effects as described above are exhibited.

以下、実施例によって、ヒートシンクの放熱面積を確保させる種々の構造について説明する。これらの実施例は、実施の形態に係る構成を具備したものであるため、上述した効果の恩恵を受けた上で、更なるヒートシンクの小型化、車載用電力変換装置の小型化が図られる。   Hereinafter, various structures for securing the heat radiation area of the heat sink will be described by way of examples. Since these examples have the configuration according to the embodiment, the heat sink can be further downsized and the in-vehicle power converter can be downsized while receiving the benefits of the above-described effects.

図６は、上述したヒートシンクを改変させた新たな電力変換装置が示されている。かかる電力変換装置３は、ヒートシンクがインナーフィンを具備するものに置換えられている。尚、この他の構成については、実施の形態に係る構成と同様であるため、同一符号を付し、その説明を省略することとする。   FIG. 6 shows a new power conversion device in which the heat sink described above is modified. In the power conversion device 3, the heat sink is replaced with one having an inner fin. Since the other configuration is the same as the configuration according to the embodiment, the same reference numerals are given and the description thereof is omitted.

ヒートシンク１２０は、図示の如く、側壁１２３及びインナーフィン１２４が形成されている。側壁１２３は、冷媒の流入側ＩＮから流出側ＯＵＴに至るまで、外部に冷媒が流出しないように、側方の気密性が保たれている。また、インナーフィン１２４は、所定厚保の板状体が冷媒の通過方向に沿って形成され、適宜なピッチで複数配列されている。即ち、側壁１２３及びインナーフィン１２４によって冷媒の流通経路が形成されることとなる。かかる如くインナーフィンが複数形成されるので、放熱面積がヒートシンクの内部で十分確保され、熱交換が効果的に行われる。   As shown in the drawing, the heat sink 120 has side walls 123 and inner fins 124 formed therein. The side wall 123 has a lateral airtightness so that the refrigerant does not flow outside from the refrigerant inflow side IN to the outflow side OUT. The inner fins 124 are formed of plate-like bodies having a predetermined thickness along the direction of passage of the refrigerant, and a plurality of inner fins 124 are arranged at an appropriate pitch. That is, the refrigerant flow path is formed by the side wall 123 and the inner fin 124. As described above, since a plurality of inner fins are formed, a sufficient heat radiation area is ensured inside the heat sink, and heat exchange is effectively performed.

尚、本実施例に係るヒートシンクにあっても、アルミ等の熱伝導性の良好な材料から形成され、その製造方法にあっては、鋳造または機械加工によって製造される。但し、鋳造による場合には多孔質巣から冷媒が漏出する惧れがあるので、冷媒が液体流体である場合には、圧延材料等から製作されるのが好ましい。   Even in the heat sink according to the present embodiment, the heat sink is formed of a material having good thermal conductivity such as aluminum, and the manufacturing method thereof is manufactured by casting or machining. However, in the case of casting, there is a possibility that the refrigerant leaks from the porous nest. Therefore, in the case where the refrigerant is a liquid fluid, it is preferably manufactured from a rolling material or the like.

上述の如く、本実施例に係る電力変換装置３によると、ヒートシンク１２０の内部にインナーフィン１２４が複数形成されるので、放熱面積が十分確保され、冷媒との熱交換が効果的に行なわれる。   As described above, according to the power conversion device 3 according to the present embodiment, since the plurality of inner fins 124 are formed inside the heat sink 120, a sufficient heat radiation area is ensured, and heat exchange with the refrigerant is effectively performed.

また、ヒートシンク１２０の気密性が保たれるので、冷媒として用いられる流体は、流速が早くなってもヒートシンクの外部に漏出することなく、強制的に冷媒の流通経路を通過することとなり、冷媒の流通経路での熱交換が効果的に行なわれ、これにより、当該ヒートシンク１２０の小型化が可能となる。   Further, since the airtightness of the heat sink 120 is maintained, the fluid used as the refrigerant forcibly passes through the refrigerant distribution path without leaking to the outside of the heat sink even when the flow rate is increased. Heat exchange in the distribution path is effectively performed, and thus the heat sink 120 can be downsized.

しかし、実施例１の技術では、１ピース構造とされるためヒートシンクの内部の加工が非常に困難となる。そこで、本実施例では、かかる問題を解消させるヒートシンクの製法及び構造について紹介する。尚、図７は、冷媒の流通断面を観察した状態が示されている。   However, since the technique of the first embodiment has a one-piece structure, it is very difficult to process the heat sink. Therefore, in this embodiment, a manufacturing method and a structure of a heat sink that solves such a problem will be introduced. Note that FIG. 7 shows a state in which the refrigerant cross section is observed.

本実施例に係るヒートシンク１３０は、図７（ａ）に示す如く、一方の面１３１を包含する第１構造部１３０ａと、他方の面１３２を包含する第２構造部１３０ｂとから構成される。即ち、充電器２１０を搭載させる構造とＤＣ−ＤＣコンバータ３１０を搭載させる構造との２ピース構造とされる。   As shown in FIG. 7A, the heat sink 130 according to the present embodiment includes a first structure portion 130 a that includes one surface 131 and a second structure portion 130 b that includes the other surface 132. That is, a two-piece structure including a structure for mounting the charger 210 and a structure for mounting the DC-DC converter 310 is adopted.

第１構造部１３０ａは、底板部１３６ａの両端に側壁形成体１３３ａが略直角に形成されている。当該側壁形成体１３３ａは、所定の板厚を有し、側壁１３３の一部分を成す。また、第１構造部１３０ａは、双方の側壁形成体１３３ａの間にフィン形成体１３４ａが略平行に複数形成されている。更に、本実施例では、側壁形成体１３３ａの端部の高さ寸法とフィン形成体１３４ａの端部の高さ寸法が略一致するように加工される。   As for the 1st structure part 130a, the side wall formation body 133a is formed in the both ends of the baseplate part 136a at substantially right angle. The side wall forming body 133 a has a predetermined plate thickness and forms a part of the side wall 133. In the first structure portion 130a, a plurality of fin forming bodies 134a are formed substantially in parallel between both side wall forming bodies 133a. Further, in the present embodiment, the processing is performed so that the height dimension of the end portion of the side wall forming body 133a substantially matches the height dimension of the end portion of the fin forming body 134a.

第２構造部１３０ｂは、底板部１３６ｂ及び側壁形成体１３３ｂ及びフィン形成体１３４ｂとから成り、その形状は第１構造部１３０ａの構成と略同様とされる。   The second structure portion 130b includes a bottom plate portion 136b, a side wall forming body 133b, and a fin forming body 134b, and the shape thereof is substantially the same as the configuration of the first structure portion 130a.

かかる第１構造部１３０ａ及び第２構造部１３０ｂは、通気経路の内部を分断させているので、フィン形成体が構造部の表面に現われ、工作機械による製造が可能となる。また、工作機械によって板材からの加工が可能となり、上述した鋳造品に起因する問題も解消される。   Since the first structure portion 130a and the second structure portion 130b divide the inside of the ventilation path, the fin forming body appears on the surface of the structure portion and can be manufactured by a machine tool. In addition, processing from a plate material can be performed by a machine tool, and the problems caused by the above-described cast product are also solved.

図７（ｂ）は、第１構造部１３０ａと第２構造部１３０ｂとが組み付けられた状態が示されている。かかるヒートシンク１３０は、図示の如く、双方の側壁形成体及びフィン形成体が当接し、直接的に接触した状態とされ、双方の形成体によってインナーフィン１３４及び側壁１３３が各々形成される。また、第１構造部１３０ａに形成された一方の面１３１には、充電器２１０が搭載され、第２構造部１３０ｂに形成された他方の面１３２には、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３０が搭載される。   FIG. 7B shows a state in which the first structure portion 130a and the second structure portion 130b are assembled. As shown in the drawing, the heat sink 130 is in a state where both the side wall forming body and the fin forming body are in contact with each other and are in direct contact with each other, and the inner fin 134 and the side wall 133 are formed by both the forming bodies. The charger 210 is mounted on one surface 131 formed in the first structure portion 130a, and the DC-DC converter 130 is mounted on the other surface 132 formed in the second structure portion 130b. .

本実施の形態では、双方の構造部はシール溶接され、これにより、冷媒の外部への流出が防止されている。但し、双方の構造部のシールが確保されるのであれば、かかる構成に限定されることなく、当接部にＯリングを設けて、シール性を付与させても良い。   In the present embodiment, both structural parts are sealed and welded, thereby preventing the refrigerant from flowing out. However, as long as the seals of both the structural portions are ensured, the sealing portion may be provided by providing an O-ring at the contact portion without being limited to such a configuration.

上述の如く、本実施例に係る電力変換装置４によると、ヒートシンク１３０における冷媒の流通経路が上下の搭載面の間で分断されるので、インナーフィン等を構成する内部構造の機械加工が可能となる。   As described above, according to the power conversion device 4 according to the present embodiment, since the refrigerant flow path in the heat sink 130 is divided between the upper and lower mounting surfaces, it is possible to machine the internal structure constituting the inner fin and the like. Become.

しかし、実施例２の電力変換装置４では、フィン形成体１３４ａ，１３４ｂ及び側壁形成体１３３ａ，１３３ｂの当接部が切削機等の機械加工によって成形されるので、加工面には所定の寸法誤差が生じてしまう。双方のインナーフィンのピッチが一致して配列される場合、側壁形成体１３３ａ及び１３３ｂの高さ寸法の総和がフィン形成体１３４ａ及び１３４ｂの高さ寸法の総和より長いと、一方の側壁形成体１３３ａと他方の側壁形成体１３３ａとには、図８に示す如く、その当接面Ｓｆに隙間Ｓが形成され、その程度によっては、溶接又はこの他のシール接触を施すことが困難とされる。   However, in the power conversion device 4 according to the second embodiment, the contact portions of the fin forming bodies 134a and 134b and the side wall forming bodies 133a and 133b are formed by machining such as a cutting machine. Will occur. When the pitches of both inner fins are aligned, if the sum of the height dimensions of the side wall forming bodies 133a and 133b is longer than the sum of the height dimensions of the fin forming bodies 134a and 134b, one side wall forming body 133a is formed. As shown in FIG. 8, a gap S is formed in the contact surface Sf between the other side wall forming body 133a and depending on the degree, it is difficult to perform welding or other sealing contact.

そこで、本実施例に係るヒートシンクは、双方のインナーフィンのピッチが一致して配列される場合、双方の構造部に形成されたインナーフィン１４４ａ及び１４４ｂの高さ寸法を側壁形成体１４３ａ及び１４３ｂの高さ寸法より短くさせ、図９（ａ）に示す如く、インナーフィンの周囲、特に、インナーフィン１４３ａ及び１４３ｂの先端に鉛直方向のクリアランスを形成させるようにすると良い。尚、本実施例では、側壁構造体によって互いの構造部が直接的に接触している。   Therefore, in the heat sink according to the present embodiment, when the pitches of both inner fins are aligned with each other, the height of the inner fins 144a and 144b formed in both structural portions is set to the height of the side wall forming bodies 143a and 143b. As shown in FIG. 9A, it is preferable that a vertical clearance be formed around the inner fin, particularly at the tips of the inner fins 143a and 143b. In this embodiment, the structure parts are in direct contact with each other by the side wall structure.

これにより、図９（ｂ）に示す如く、第１構造部１４０ａと第２構造部１４０ｂとが接合された際、冷媒の流通経路では、双方のインナーフィンの先端に適宜なクリアランスが形成され、側壁形成体１４３ａと側壁形成体１４３ｂとが確実に当接するようになる。即ち、本実施例に係る電力変換装置によると、インナーフィン先端に鉛直方向のクリアランスが設けられるので、インナーフィンの寸法公差が粗悪であっても、側壁形成体同士が確実に当接し、かかる当接面におけるシール性が確保される。   As a result, as shown in FIG. 9B, when the first structure portion 140a and the second structure portion 140b are joined, an appropriate clearance is formed at the tips of both inner fins in the refrigerant flow path. The side wall forming body 143a and the side wall forming body 143b come into contact with each other reliably. That is, according to the power conversion device of the present embodiment, since the vertical clearance is provided at the tip of the inner fin, even if the inner fin has a poor dimensional tolerance, the side wall forming bodies reliably come into contact with each other. The sealing property at the contact surface is ensured.

図１０では、充電器２１０の動作が顕著な場合が示されている。かかる場合、充電器２１０に収容されたパワートランジスタ２０４ｄ等が駆動され、これらをはじめとする発熱性素子から熱量が第１構造部１４０ａに向かって伝達される。ここで、冷媒の流通経路では熱交換が随時行なわれるため、パワートランジスタ２０４ｄの近傍を基準にすると、インナーフィン１４４ａ及び１４４ｂの双方に向かって温度勾配が生じている。従って、かかる熱量は、その一部は第１構造部側のインナーフィン１４４ａの各々へ導かれ、冷媒と熱交換される。また、第１構造部へ導かれた残りの熱量は、側壁形成体１４３ａ及び１４３ｂが直接的に当接しているので、双方の構造部の当接面Ｓｆを介して第２構造部へと伝達される。その後、第２構造部へ伝達された熱量は、第２構造部に設けられたインナーフィン１４４ｂに導かれ、ここでも冷媒と熱交換される。   FIG. 10 shows a case where the operation of the charger 210 is remarkable. In such a case, the power transistor 204d and the like housed in the charger 210 are driven, and the amount of heat is transmitted from these and other exothermic elements toward the first structure portion 140a. Here, since heat exchange is performed at any time in the refrigerant flow path, a temperature gradient is generated toward both the inner fins 144a and 144b when the vicinity of the power transistor 204d is used as a reference. Therefore, a part of the amount of heat is guided to each of the inner fins 144a on the first structure portion side, and heat exchange is performed with the refrigerant. Further, the remaining amount of heat guided to the first structure part is transmitted to the second structure part via the contact surfaces Sf of both structure parts because the side wall forming bodies 143a and 143b are in direct contact with each other. Is done. Thereafter, the amount of heat transferred to the second structure part is guided to the inner fin 144b provided in the second structure part, and heat is exchanged with the refrigerant also here.

一方、プラグイン式電気自動車が走行し熱源の位置が反転すると、かかる場面ではヒートシンクの構造体内の温度勾配が逆転し、図１１に示す如く、パワートランジスタ３０４ｄで発生した熱量は、その一部は第２構造部側のインナーフィン１４４ｂの各々へ導かれ、冷媒と熱交換される。また、残りの熱量は、当接面Ｓｆを介して第１構造部へと伝達される。   On the other hand, when the plug-in electric vehicle runs and the position of the heat source is reversed, the temperature gradient in the heat sink structure is reversed in such a scene, and the amount of heat generated in the power transistor 304d is partially as shown in FIG. It is led to each of the inner fins 144b on the second structure part side and exchanges heat with the refrigerant. Further, the remaining amount of heat is transmitted to the first structure portion via the contact surface Sf.

即ち、本実施例に係るヒートシンク１４０では、側壁１４３における当接面Ｓｆによって構造部間の熱量の伝達がスムーズに行なわれ、第１構造部１４０ａ及び第２構造部１４０ｂの双方を用いて放熱機能が効果的に発揮される。尚、図示の如く、冷媒との熱交換は、インナーフィンの表面のみで行なわれるのではなく、底板１４６又は側壁構造体等によっても適宜に行なわれる。   That is, in the heat sink 140 according to the present embodiment, heat transfer between the structural portions is smoothly performed by the contact surface Sf on the side wall 143, and the heat dissipation function is performed using both the first structural portion 140a and the second structural portion 140b. Is effectively demonstrated. As shown in the figure, heat exchange with the refrigerant is performed not only on the surface of the inner fin, but also appropriately by the bottom plate 146 or the side wall structure.

上述の如く、本実施例に係る電力変換装置５によると、側壁における当接面Ｓｆによって、一方の構造部の熱量が他方の構造部へとスムーズに伝達されるので、当該装置が相反的制御される場合、ヒートシンクの内部で温度勾配が相反的に変化し、これに応じて熱量が低温側へと導かれ、双方の構造体において放熱作用が効果的に行なわれることとなる。また、これにより、ヒートシンク１４０の小型化が実現される。   As described above, according to the power conversion device 5 according to the present embodiment, the amount of heat of one structure portion is smoothly transferred to the other structure portion by the contact surface Sf on the side wall. In such a case, the temperature gradient changes reciprocally inside the heat sink, and accordingly, the amount of heat is guided to the low temperature side, and the heat radiation action is effectively performed in both structures. Thereby, the heat sink 140 can be downsized.

しかし、実施例３のヒートシンクでは、双方のインナーフィンの先端が対向するように配置されるので、クリアランスを確実に形成させるためには、一定の加工精度が要求される。そこで、かかる加工精度の要求を幾分でも緩和させるため、図１２（ａ）に示すヒートシンク１５０とするのが好ましい。以下、インナーフィンの断面に垂直な方向を「インナーフィンの配列方向Ｆ」又は「配列方向Ｆ」として、図１２及び図１３について説明する。   However, in the heat sink of Example 3, since it arrange | positions so that the front-end | tip of both inner fins may oppose, a fixed process precision is requested | required in order to form a clearance reliably. Therefore, in order to alleviate the requirement for processing accuracy to some extent, the heat sink 150 shown in FIG. Hereinafter, the direction perpendicular to the cross section of the inner fin will be described as “the inner fin arrangement direction F” or “the arrangement direction F”, and FIGS. 12 and 13 will be described.

図１２（ａ）に示す如く、第１構造部１５０ａのインナーフィン１５４ａの板厚ｔ１は、第２構造部１５０ｂのインナーフィン１５４ｂのうち、隣接するインナーフィン同士の隙間Ｂ２よりも薄い形状とされ、また、第２構造部１５０ｂのインナーフィン１５４ｂの板厚ｔ２は、第１構造部１５０ａのインナーフィン１５４ａのうち、隣接するインナーフィン同士の隙間Ｂ１よりも薄い形状とされている。更に、インナーフィン１５４ａの断面は、双方の構造部が組み合わさる場合、第２構造部１５０ｂにおけるインナーフィン同士の隙間Ｂ２の範囲内に配置され、また、インナーフィン１５４ｂの断面は、双方の構造部が組み合わさる場合、第１構造部１５０ａにおけるインナーフィン同士の隙間Ｂ１の範囲内に配置される。より好ましくは、第１構造部のインナーフィンの断面は、第２構造部のインナーフィンの配列方向に対して半ピッチスライドされて配置される。   As shown in FIG. 12A, the plate thickness t1 of the inner fin 154a of the first structure portion 150a is thinner than the gap B2 between adjacent inner fins of the inner fins 154b of the second structure portion 150b. The plate thickness t2 of the inner fin 154b of the second structure portion 150b is thinner than the gap B1 between the adjacent inner fins of the inner fin 154a of the first structure portion 150a. Further, when both structural parts are combined, the cross section of the inner fin 154a is disposed within the range of the gap B2 between the inner fins in the second structural part 150b, and the cross section of the inner fin 154b is both structural parts. Are combined within the range of the gap B1 between the inner fins in the first structure portion 150a. More preferably, the cross section of the inner fin of the first structure portion is arranged by being slid by a half pitch with respect to the arrangement direction of the inner fins of the second structure portion.

これにより、図１２（ｂ）に示す如く、第１構造部１５０ａと第２構造部１５０ｂとが組合された場合、双方のインナーフィンの先端は、互いに対面することなく、各々のインナーフィンの先端に十分なクリアランスが形成されることとなる。この場合、インナーフィン１５４ａの高さは、側壁構造体１５３ａの高さ寸法を上回っても良い。また、第２構造部１５０ｂのインナーフィンにあっても同様である。   Thereby, as shown in FIG. 12B, when the first structure portion 150a and the second structure portion 150b are combined, the tips of the inner fins do not face each other, and the tips of the inner fins do not face each other. Thus, a sufficient clearance is formed. In this case, the height of the inner fin 154a may exceed the height dimension of the side wall structure 153a. The same applies to the inner fin of the second structure portion 150b.

上述の如く、本実施例に係る電力変換装置６によると、双方のインナーフィンの先端がフィンの配列方向Ｆに対して適宜にスライドしてレイアウトされるので、双方の先端が互いに対面することなく、インナーフィンの先端の周囲に十分なクリアランスが設けられる。また、これによって、ヒートシンク１５０が適宜に当接するので、双方の構造部が確実に当接し、当該当接箇所のシール機能、及び、偏在する熱量の伝達効果を発揮させることとなる。   As described above, according to the power conversion device 6 according to the present embodiment, the tips of both inner fins are slid appropriately in the fin arrangement direction F, so that both tips do not face each other. A sufficient clearance is provided around the tip of the inner fin. In addition, since the heat sink 150 is appropriately brought into contact with each other, both structural portions are reliably brought into contact with each other, and the sealing function of the contact portion and the effect of transmitting the unevenly distributed heat amount are exhibited.

尚、図１３（ａ）に示す如く、インナーフィンの全長は、側壁構造体１６０ａ又は１６０ｂより短くしても良い。かかる場合、インナーフィンにおける先端のクリアランスは、より十分に確保されることとなる。   As shown in FIG. 13A, the total length of the inner fins may be shorter than the side wall structure 160a or 160b. In such a case, the clearance at the tip of the inner fin is more sufficiently secured.

また、図１３（ｂ）に示す如く、インナーフィンの全長を、側壁構造体１６０ａ又は１６０ｂより長くしても良い。同図におけるインナーフィンは、先端が底板１６６ａ又は１６６ｂに接触しない範囲で成形すれば良い。かかる場合、ヒートシンクの外形寸法に影響を与えることなく放熱面積を増加できる。   Further, as shown in FIG. 13B, the total length of the inner fin may be longer than that of the side wall structure 160a or 160b. The inner fin in the figure may be formed in a range where the tip does not contact the bottom plate 166a or 166b. In such a case, the heat radiation area can be increased without affecting the outer dimensions of the heat sink.

図１４は、実施例２のヒートシンクを更に改変させた電力変換装置が示されている。かかる電力変換装置９は、ヒートシンクが中柱部１８５を具備するものに置換えられている。尚、この他の構成については、実施例１に示される構成と同様であるため、同一符号を付し、その説明を省略することとする。   FIG. 14 shows a power conversion device in which the heat sink of the second embodiment is further modified. In the power conversion device 9, the heat sink is replaced with one having a middle pillar portion 185. In addition, since it is the same as that of the structure shown in Example 1 about this other structure, suppose that the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.

ヒートシンク１８０は、図示の如く、側壁１８３及び底板で包囲される内部領域に、中柱部１８５が形成されている。即ち、当該中柱部１８５は、側壁１８３と略同様の形態を成し、双方の側壁１８３の間に形成されている。従って、本実施例に係るヒートシンク１８０によると、側壁１８３及びインナーフィン１８４及び中柱部１８５及び底板によって冷媒の流通経路が形成され、当該流通経路は、本実施例の場合、２つの経路が形成されることとなる。   As shown in the figure, the heat sink 180 has a middle pillar portion 185 formed in an inner region surrounded by the side wall 183 and the bottom plate. In other words, the middle column portion 185 has substantially the same form as the side wall 183, and is formed between both side walls 183. Therefore, according to the heat sink 180 according to the present embodiment, the refrigerant flow path is formed by the side walls 183, the inner fins 184, the middle pillar portion 185, and the bottom plate, and in this embodiment, the flow path is formed by two paths. Will be.

上述の如く、本実施例に係る電力変換装置９によると、中柱部１８５によって熱量の伝達経路が新たに追加され、これにより、偏在する熱量の分布状態が直ちに均一化され、放熱効果の向上が図られる。従って、電力変換装置９では、熱源が相反的に切換わっても、これに応じて発生する熱量が停滞することなく、効果的な熱交換が行なわれることとなる。   As described above, according to the power conversion device 9 according to the present embodiment, a heat amount transmission path is newly added by the middle column portion 185, and thereby, the uneven distribution of heat amount is immediately uniformed, and the heat dissipation effect is improved. Is planned. Therefore, in the power converter 9, even if the heat source is switched in a reciprocal manner, an effective heat exchange is performed without stagnation of the amount of heat generated accordingly.

また、本実施例の中柱部は、パワートランジスタ等の放熱性素子の直下に設けられるのが好ましい。これにより、放熱性素子で発生した熱量は、対向する構造部への伝熱経路が短縮化されるので、これに伴い、ヒートシンク内での熱交換がより効果的に行なわれる。   Moreover, it is preferable that the middle pillar part of a present Example is provided directly under heat dissipation elements, such as a power transistor. As a result, the amount of heat generated in the heat dissipating element shortens the heat transfer path to the opposing structural portion, and accordingly, heat exchange within the heat sink is more effectively performed.

尚、本実施例に係る電力変換装置９を改変し、図１５に示すような電力変換装置１０としても良い。具体的に説明すると、本実施例で用いられるヒートシンク１９０は、一方の面１９１を包含する第１構造部１９０ａと、他方の面１９２を包含する第２構造部１９０ｂとから構成される。また、双方の構造部１９０ａ及び１９０ｂには、一部が直接接触して成る中柱部１９５を有している。かかる中柱部１９５は、双方の構造部の中柱構造体１９５ａ及び１９５ｂから成り、これらの構造体が互いに当接する。これにより、側壁１９３の２つの伝熱経路に限らず、新たな伝熱経路が形成されることとなる。   Note that the power conversion device 9 according to the present embodiment may be modified to obtain a power conversion device 10 as shown in FIG. More specifically, the heat sink 190 used in the present embodiment includes a first structure 190a including one surface 191 and a second structure 190b including the other surface 192. Further, both the structural portions 190a and 190b have a middle column portion 195 partially in direct contact. The middle pillar portion 195 includes middle pillar structures 195a and 195b of both structural portions, and these structures abut against each other. Thereby, not only the two heat transfer paths on the side wall 193 but also a new heat transfer path is formed.

また、本実施例の中柱部１９５は、両側の側壁１９３の間に配置されている。そして、かかる中柱部１９５は、放熱性素子の直下に配置されることにより、熱量の伝達作用がより円滑に行なわれる。   Further, the middle pillar portion 195 of the present embodiment is disposed between the side walls 193 on both sides. And since this middle pillar part 195 is arrange | positioned directly under a heat radiating element, the heat transfer effect | action is performed more smoothly.

更に、図示の如く、ヒートシンクの上下層を分断させる２ピース構造とされるので、インナーフィン等の内部構造の加工が容易となる。   Further, as shown in the figure, since the upper and lower layers of the heat sink are divided into two pieces, it is easy to process the internal structure such as the inner fin.

尚、図１５の場合、インナーフィン１９４ａ及び１９４ｂの先端が対向しているが、当該インナーフィンのレイアウトが、かかる態様に限定されるものではない。例えば、図１６に示す如く、ヒートシンク１９０の構造を２ピース構造とした上で、インナーフィンの配列を互いに半ピッチシフトさせても良い。かかる場合、伝熱経路が好適に確保される上、インナーフィンの先端におけるクリアランスが十分に取られる。そして、かかる構造により、ヒートシンクの構造体が正しく接合されるので、上述したあらゆる効果を伴って、放熱効果の向上が図られる。   In the case of FIG. 15, the tips of the inner fins 194a and 194b are opposed to each other, but the layout of the inner fins is not limited to such a mode. For example, as shown in FIG. 16, the structure of the heat sink 190 may be a two-piece structure, and the arrangement of the inner fins may be shifted by a half pitch. In such a case, a heat transfer path is preferably ensured and a sufficient clearance is provided at the tip of the inner fin. And since the structure of a heat sink is correctly joined by this structure, the improvement of the thermal radiation effect is achieved with all the effects mentioned above.

尚、上述した実施の形態では、図面を参照すると、両方のヒートシンクの高さ寸法が同じであるように示されている。しかし、かかる寸法は、搭載させる充電器又はＤＣ−ＤＣコンバータ等の電力変換部の電力量又は発熱量に応じて適宜に調整させても良い。   In the above-described embodiment, referring to the drawings, both heat sinks are shown to have the same height. However, such dimensions may be appropriately adjusted according to the amount of power or the amount of heat generated by a power converter such as a charger or a DC-DC converter to be mounted.

１ 車載用電力変換装置
１１０ ヒートシンク
２１０ 充電器
３１０ ＤＣ−ＤＣコンバータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 In-vehicle power converter 110 Heat sink 210 Charger 310 DC-DC converter

Claims (8)

ヒートシンクと、前記ヒートシンクの一方の面に搭載されるものであってメインバッテリを充電させる充電器と、前記一方の面に対称的に設けられた他方の面に搭載されるものであって前記メインバッテリの出力電力を変換させてサブバッテリを充電させるＤＣ−ＤＣコンバータとから成ることを特徴とする車載用電力変換装置。   A heat sink, a charger mounted on one surface of the heat sink and charging a main battery, and mounted on the other surface symmetrically provided on the one surface, the main A vehicle-mounted power conversion device comprising: a DC-DC converter that converts output power of a battery to charge a sub-battery. ヒートシンクと、前記ヒートシンクの一方の面に搭載されるものであってメインバッテリを充電させる充電器と、前記一方の面に対称的に設けられた他方の面に搭載されるものであって前記メインバッテリの出力電力を変換させて車載機器へ電力を供給させるＤＣ−ＤＣコンバータとから成ることを特徴とする車載用電力変換装置。   A heat sink, a charger mounted on one surface of the heat sink and charging a main battery, and mounted on the other surface symmetrically provided on the one surface, the main A vehicle-mounted power conversion device comprising: a DC-DC converter that converts output power of a battery to supply power to a vehicle-mounted device. 前記ヒートシンクは、側壁及びインナーフィンが形成されており、前記側壁及び前記インナーフィンによって冷媒の流通経路が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車載用電力変換装置。   The in-vehicle power converter according to claim 1, wherein the heat sink includes a side wall and an inner fin, and a refrigerant flow path is formed by the side wall and the inner fin. . 前記ヒートシンクは、前記一方の面を包含する第１構造部と前記他方の面を包含する第２構造部とから成ることを特徴とする請求項３に記載の車載用電力変換装置。   The in-vehicle power converter according to claim 3, wherein the heat sink includes a first structure part including the one surface and a second structure part including the other surface. 前記インナーフィンは、当該インナーフィンの周囲にクリアランスが形成され、
前記側壁は、前記第１構造部の一部と前記第２構造部の一部とが直接接触して形成されることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の車載用電力変換装置。 The inner fin has a clearance formed around the inner fin,
5. The in-vehicle power conversion device according to claim 3, wherein the side wall is formed by direct contact between a part of the first structure part and a part of the second structure part. . 前記インナーフィンのうち一方の構造部のインナーフィンは、向かい合う他方の構造部のインナーフィン同士の間隙より薄い板厚とされ、
前記一方の構造部のインナーフィンの断面は、前記インナーフィン同士の間隙の範囲内に配置されることを特徴とする請求項３乃至請求項５に記載の車載用電力変換装置。 The inner fin of one structure portion of the inner fins has a plate thickness thinner than the gap between the inner fins of the other structure portion facing each other,
The in-vehicle power conversion device according to claim 3, wherein a cross section of the inner fin of the one structural portion is disposed within a gap between the inner fins. 前記ヒートシンクは、更に、前記側壁で包囲される内部領域に中柱部が形成されており、前記側壁及び前記インナーフィン及び前記中柱部によって冷媒の流通経路が形成されていることを特徴とする請求項３乃至請求項６に記載の車載用電力変換装置。   The heat sink further includes a middle column portion formed in an inner region surrounded by the side wall, and a refrigerant flow path is formed by the side wall, the inner fin, and the middle column portion. The in-vehicle power converter according to any one of claims 3 to 6. 前記ヒートシンクは、前記一方の面を包含する第１構造部と前記他方の面を包含する第２構造部とから成り、双方の構造部の一部が直接接触して成る中柱部を有し、
前記中柱部は、前記側壁の双方の間に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の車載用電力変換装置。 The heat sink includes a first structure portion including the one surface and a second structure portion including the other surface, and includes a middle pillar portion in which a part of both structure portions are in direct contact with each other. ,
The in-vehicle power conversion device according to claim 7, wherein the middle column portion is disposed between both the side walls.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013102590A (en) * 2011-11-08 2013-05-23 Mitsubishi Electric Corp Power supply device for vehicles
CN105020605A (en) * 2015-06-29 2015-11-04 叶秀兰 Novel light sensing LED lamp
JP2016111748A (en) * 2014-12-03 2016-06-20 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 Power conversion device
US10411486B2 (en) 2016-09-09 2019-09-10 Delta Electronics (Thailand) Public Company Limited Power conversion device

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