JP2013051274A - Cooling device - Google Patents

Cooling device Download PDF

Info

Publication number
JP2013051274A
JP2013051274A JP2011187564A JP2011187564A JP2013051274A JP 2013051274 A JP2013051274 A JP 2013051274A JP 2011187564 A JP2011187564 A JP 2011187564A JP 2011187564 A JP2011187564 A JP 2011187564A JP 2013051274 A JP2013051274 A JP 2013051274A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cooling
refrigerant
cooling device
cooling member
refrigerant path
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2011187564A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Miura
進一 三浦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2011187564A priority Critical patent/JP2013051274A/en
Publication of JP2013051274A publication Critical patent/JP2013051274A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology which improves cooling efficiency in a cooling device of a power module.SOLUTION: The specification discloses a cooling device cooling a power module. The cooling device includes a first cooling member enabling the power module to be disposed on its outer surface contacting tightly therewith and a second cooling member. In the cooling device, a refrigerant passage is formed between an inner surface of the first cooling member and an inner surface of the second cooling member. In the cooling device, a partition wall, which divides the refrigerant passage on the upstream side from the refrigerant passage on the downstream side, extends from the inner surface of the second cooling member to the first cooling member. In the cooling device, a fin extends from the inner surface of the first cooling member to the second cooling member.

Description

本明細書は、パワーモジュールを冷却する冷却装置に関する。   The present specification relates to a cooling device for cooling a power module.

ハイブリッド自動車や燃料電池自動車などの電動車両においては、インバータやＤＣ−ＤＣコンバータなどのパワーモジュールが用いられる。これらのパワーモジュールを過熱による熱破壊から保護するために、冷却装置が用いられる。パワーモジュールの冷却装置が、例えば特許文献１−７に記載されている。   In electric vehicles such as hybrid vehicles and fuel cell vehicles, power modules such as inverters and DC-DC converters are used. A cooling device is used to protect these power modules from thermal destruction due to overheating. A power module cooling device is described in Patent Documents 1-7, for example.

特開２００７−１１００２５号公報JP 2007-1110025 A 特開平５−２９９５４９号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-299549 特開２０１０−２１９１２４号公報JP 2010-219124 A 特開２００７−１６５４８１号公報JP 2007-165481 A 特開２００４−３３２９７７号公報JP 2004-332977 A 特開２００７−１６５５８２号公報JP 2007-165582 A 特開２００８−２７０２９７号公報JP 2008-270297 A

冷却装置を製造する際に、第１冷却部材と第２冷却部材の２つの部材を組み付けて、第１冷却部材の内面と第２冷却部材の内面の間で冷媒経路を形成する場合がある。この際に、冷却装置の内部で、上流側の冷媒経路と下流側の冷媒経路が、隔壁を挟んで隣接して配置される場合がある。さらにより具体的には、一例の冷却装置は、第１冷却部材と第２冷却部材が対向しておりそれらの周囲を側面が囲む箱型を有しており、一つの側面に冷媒入口と冷媒出口が設けられており、隔壁は箱の一つの側面（第１側面）から伸びている。第１側面に対向する第２側面と隔壁の端部との間には上流側と下流側をつなぐ連通部が設けられており、冷媒入口から流入した冷媒は隔壁の一方の側面に沿って流れ、連通部を通って折り返し、隔壁の他方の側面に沿って流れて冷媒出口に至る。部品点数を削減する観点から、多くの場合、このような隔壁は第１冷却部材および第２冷却部材の一方の部材から他方の部材へ向けて伸びるように形成される。このような構成では、製造公差や熱膨張による変形に起因する干渉を防止するために、隔壁の先端と相手側の部材との間に間隙を有している。しかしながら、隔壁の先端に間隙を有していると、冷媒は前述した連通部まで至らず、その間隙を通って上流側の冷媒経路と下流側の冷媒経路の間で冷媒が直接流通してしまい、冷却装置の冷却効率が低下してしまう。   When manufacturing the cooling device, there are cases where two members of the first cooling member and the second cooling member are assembled to form a refrigerant path between the inner surface of the first cooling member and the inner surface of the second cooling member. At this time, the upstream side refrigerant path and the downstream side refrigerant path may be arranged adjacent to each other with the partition wall interposed in the cooling device. More specifically, the cooling device of the example has a box shape in which the first cooling member and the second cooling member face each other and the sides are surrounded by a side wall. An outlet is provided, and the partition wall extends from one side surface (first side surface) of the box. A communication portion connecting the upstream side and the downstream side is provided between the second side surface facing the first side surface and the end portion of the partition wall, and the refrigerant flowing from the refrigerant inlet flows along one side surface of the partition wall. Then, it is folded back through the communication portion, flows along the other side surface of the partition wall, and reaches the refrigerant outlet. From the viewpoint of reducing the number of parts, in many cases, such a partition wall is formed so as to extend from one member of the first cooling member and the second cooling member toward the other member. In such a configuration, a gap is provided between the front end of the partition wall and the mating member in order to prevent interference due to manufacturing tolerance or deformation due to thermal expansion. However, if there is a gap at the tip of the partition wall, the refrigerant does not reach the communication portion described above, and the refrigerant flows directly between the upstream refrigerant path and the downstream refrigerant path through the gap. The cooling efficiency of the cooling device will decrease.

本明細書では、上記の課題を解決する技術を提供する。本明細書では、パワーモジュールの冷却装置において、冷却効率を向上することが可能な技術を提供する。   In this specification, the technique which solves said subject is provided. The present specification provides a technique capable of improving the cooling efficiency in a power module cooling apparatus.

本明細書では、パワーモジュールを冷却する冷却装置を開示する。その冷却装置は、外面にパワーモジュールを密着して配置可能な第１冷却部材と、第２冷却部材を備えている。その冷却装置では、第１冷却部材の内面と第２冷却部材の内面の間で冷媒経路が形成されている。その冷却装置では、第２冷却部材の内面から第１冷却部材に向けて、上流側の冷媒経路と下流側の冷媒経路を隔てる隔壁が伸びている。その冷却装置では、第１冷却部材の内面から第２冷却部材に向けてフィンが伸びている。なお、隔壁は上流と下流を隔てている壁であって、その両側では前出したように冷媒が相互に逆方向に流れる。他方、フィンの本来の目的は、冷媒との接触面積を稼ぎ、第１冷却部材とフィンを通じた冷媒との熱交換を促進するためであるが、フィンは結果的に、第１冷却部材の内面近傍において上流側又は下流側の冷媒経路を平行な複数の流路（サブ流路）に分ける役割も果たす。即ちフィンの両側では冷媒は同じ方向に流れる。   In the present specification, a cooling device for cooling a power module is disclosed. The cooling device includes a first cooling member and a second cooling member that can be disposed in close contact with the power module on the outer surface. In the cooling device, a refrigerant path is formed between the inner surface of the first cooling member and the inner surface of the second cooling member. In the cooling device, a partition that separates the upstream refrigerant path and the downstream refrigerant path extends from the inner surface of the second cooling member toward the first cooling member. In the cooling device, fins extend from the inner surface of the first cooling member toward the second cooling member. The partition wall is a wall separating the upstream and the downstream, and the refrigerant flows in opposite directions on both sides as described above. On the other hand, the original purpose of the fin is to increase the contact area with the refrigerant and to promote heat exchange between the first cooling member and the refrigerant through the fin. In the vicinity, it also serves to divide the upstream or downstream refrigerant path into a plurality of parallel flow paths (sub-flow paths). That is, the refrigerant flows in the same direction on both sides of the fin.

上記の冷却装置では、隔壁の先端が第１冷却部材側に位置しており、フィンの先端が第２冷却部材側に位置している。従って、隔壁の先端とフィンの先端にそれぞれ間隙を有している場合でも、冷媒がフィンの先端の間隙と隔壁の先端の間隙を続けて通過しにくくなっている。このような構成とすることで、上流側の冷媒経路と下流側の冷媒経路の間で冷媒が直接流通してしまうことを抑制することができる。   In the above cooling device, the tip of the partition wall is located on the first cooling member side, and the tip of the fin is located on the second cooling member side. Therefore, even when there is a gap between the tip of the partition and the tip of the fin, it is difficult for the refrigerant to continuously pass through the gap at the tip of the fin and the tip of the partition. With such a configuration, it is possible to prevent the refrigerant from flowing directly between the upstream refrigerant path and the downstream refrigerant path.

上記の冷却装置では、隔壁に対応して、第１冷却部材の内面に第１凹部が形成されており、隔壁の先端が第１凹部に入り込んでいることが好ましい。   In the cooling device described above, it is preferable that the first recess is formed on the inner surface of the first cooling member corresponding to the partition, and the tip of the partition enters the first recess.

上記の冷却装置では、隔壁の先端が第１凹部に入り込んでいるため、隔壁の先端の間隙を冷媒が通過しにくくなっている。このような構成とすることで、上流側の冷媒経路と下流側の冷媒経路の間で冷媒が直接流通してしまうことを抑制することができる。   In the above cooling device, since the tip of the partition wall enters the first recess, it is difficult for the refrigerant to pass through the gap at the tip of the partition wall. With such a configuration, it is possible to prevent the refrigerant from flowing directly between the upstream refrigerant path and the downstream refrigerant path.

上記の冷却装置では、フィンに対応して、第２冷却部材の内面に第２凹部が形成されており、フィンの先端が第２凹部に入り込んでいることが好ましい。   In the cooling device described above, it is preferable that a second recess is formed on the inner surface of the second cooling member corresponding to the fin, and the tip of the fin enters the second recess.

上記の冷却装置では、フィンの先端が第２凹部に入り込んでいるため、フィンの先端の間隙を冷媒が通過しにくくなっている。このような構成とすることで、冷媒経路を流れる冷媒が側方（隔壁側面に沿った冷媒の本来の流れ方向に直交する方向）へ移動しにくくなり、上流側の冷媒経路と下流側の冷媒経路の間で冷媒が直接流通してしまうことを抑制することができる。   In the above cooling device, since the tips of the fins enter the second recesses, it is difficult for the refrigerant to pass through the gaps at the tips of the fins. With this configuration, the refrigerant flowing through the refrigerant path is less likely to move to the side (direction orthogonal to the original flow direction of the refrigerant along the side wall of the partition wall), and the upstream refrigerant path and the downstream refrigerant It can suppress that a refrigerant | coolant distribute | circulates directly between paths.

上記の冷却装置では、第２冷却部材の内面に肉盛部が形成されていることが好ましい。   In the above cooling device, it is preferable that a built-up portion is formed on the inner surface of the second cooling member.

上記の冷却装置では、第２冷却部材の内面に肉盛部が形成されていることによって、冷媒の流れ方向に対する冷媒経路の断面積が小さくなり、冷媒の流速を上げることができる。これにより、冷却装置の冷却効率を向上することができる。また、第２冷却部材の内面に肉盛部が形成されていることで、より多くの冷媒が第１冷却部材に近い位置を流れるようになる。これによって、第１冷却部材に密着して配置されたパワーモジュールの冷却効率をさらに高めることができる。   In the above cooling device, since the built-up portion is formed on the inner surface of the second cooling member, the cross-sectional area of the refrigerant path with respect to the flow direction of the refrigerant is reduced, and the flow rate of the refrigerant can be increased. Thereby, the cooling efficiency of a cooling device can be improved. Further, since the built-up portion is formed on the inner surface of the second cooling member, more refrigerant flows through a position close to the first cooling member. Thereby, the cooling efficiency of the power module arranged in close contact with the first cooling member can be further increased.

上記の冷却装置では、第１冷却部材の第１凹部の縁に肉盛部が形成されていることが好ましい。   In the above cooling device, it is preferable that a built-up portion is formed at the edge of the first recess of the first cooling member.

上記の冷却装置では、第１冷却部材の第１凹部の縁に、肉盛部が形成されている。この肉盛部が形成されていることによって、隔壁と第１凹部の間の間隙に冷媒が流入することを抑制することができる。すなわち、この肉盛部が形成されていることで、第１凹部が深く形成され、隔壁の先端が第１凹部に深く入り込んでいる構成と同様の効果を得ることができる。第１冷却部材の強度を確保するために、第１凹部を深く形成できない場合であっても、上流側の冷媒経路と下流側の冷媒経路の間で冷媒が直接流通してしまうことを効果的に抑制することができる。   In the cooling device described above, the built-up portion is formed at the edge of the first recess of the first cooling member. By forming the build-up portion, it is possible to prevent the refrigerant from flowing into the gap between the partition wall and the first recess. That is, by forming this build-up portion, it is possible to obtain the same effect as the configuration in which the first recess is formed deep and the tip of the partition wall is deeply inserted into the first recess. In order to ensure the strength of the first cooling member, it is effective that the refrigerant directly circulates between the upstream refrigerant path and the downstream refrigerant path even when the first recess cannot be formed deeply. Can be suppressed.

本明細書が開示する技術によれば、パワーモジュールの冷却装置において、冷却効率を向上することができる。   According to the technology disclosed in this specification, it is possible to improve cooling efficiency in a power module cooling apparatus.

実施例の冷却装置１０の一用途を示す斜視図である。It is a perspective view which shows one use of the cooling device 10 of an Example. 実施例の冷却装置１０の図１のII-II断面で見た横断面図である。It is the cross-sectional view seen in the II-II cross section of FIG. 1 of the cooling device 10 of an Example. 実施例の冷却装置１０の図２のIII-III断面で見た縦断面図である。It is the longitudinal cross-sectional view seen in the III-III cross section of FIG. 2 of the cooling device 10 of an Example. 実施例の冷却装置１０の別の用途を示す斜視図である。It is a perspective view which shows another use of the cooling device 10 of an Example.

図１−図３は、実施例の冷却装置１０の構成を示している。冷却装置１０は、パワーモジュール２を冷却するために用いられる。本実施例のパワーモジュール２は、ハイブリッド車両や燃料電池自動車などの電動車両において、バッテリとインバータ装置の間で昇降圧するＤＣ−ＤＣコンバータのスイッチング素子を収めた筐体である。本実施例のパワーモジュール２は、ＩＧＢＴや還流ダイオード等のスイッチング素子を内蔵しており、大電流のスイッチング動作に伴い発熱する。   1-3 has shown the structure of the cooling device 10 of an Example. The cooling device 10 is used for cooling the power module 2. The power module 2 according to the present embodiment is a housing that houses a switching element of a DC-DC converter that goes up and down between a battery and an inverter device in an electric vehicle such as a hybrid vehicle or a fuel cell vehicle. The power module 2 of the present embodiment incorporates a switching element such as an IGBT or a freewheeling diode, and generates heat with a large current switching operation.

冷却装置１０は、冷却ケース１２（第２冷却部材に相当する）と、冷却プレート１４（第１冷却部材に相当する）を備えている。本実施例では、冷却ケース１２および冷却プレート１４は、何れもアルミニウム製であって、ダイカスト成形によって製造される。冷却ケース１２に冷却プレート１４を組み付けると、箱型の冷却装置１０が形成される。冷却ケース１２の内面と冷却プレート１４の内面によって、冷却装置１０の内部に冷媒経路１６（図２参照）が形成される。より詳細には、容器状の冷却ケース１２の底に相当する内面と冷却プレート１４の内面が対向し、これらの対向面と、容器の側面に相当する冷却ケース１２の側面によって冷媒経路が形成される。パワーモジュール２は冷却プレート１４の外面に密着して配置される。   The cooling device 10 includes a cooling case 12 (corresponding to a second cooling member) and a cooling plate 14 (corresponding to a first cooling member). In this embodiment, the cooling case 12 and the cooling plate 14 are both made of aluminum and are manufactured by die casting. When the cooling plate 14 is assembled to the cooling case 12, a box-shaped cooling device 10 is formed. A coolant path 16 (see FIG. 2) is formed inside the cooling device 10 by the inner surface of the cooling case 12 and the inner surface of the cooling plate 14. More specifically, the inner surface corresponding to the bottom of the container-shaped cooling case 12 and the inner surface of the cooling plate 14 face each other, and a refrigerant path is formed by these facing surfaces and the side surface of the cooling case 12 corresponding to the side surface of the container. The The power module 2 is disposed in close contact with the outer surface of the cooling plate 14.

図２に示すように、冷却装置１０の内部に形成される冷媒経路１６は、第１冷媒経路１８と、第２冷媒経路２０と、第３冷媒経路２２から構成されている。第１冷媒経路１８は、冷却装置１０の端部に設けられた冷媒入口１８ａから直線状に伸びている。第３冷媒経路２２は、冷却装置１０の端部に設けられた冷媒出口２２ａへ向けて直線状に伸びている。第２冷媒経路２０は、屈曲した形状であって、第１冷媒経路１８と第３冷媒経路２２を接続している。隔壁２４が第１冷媒経路１８と第３冷媒経路２２を隔てている。別言すれば、第１冷媒経路１８と第３冷媒経路２２は、隔壁２４を挟んで隣接して配置されている。冷媒入口１８ａから流入した冷媒は、第１冷媒経路１８、第２冷媒経路２０、第３冷媒経路２２を順に経由して、冷媒出口２２ａから流出する。別言すれば、冷却ケース１２および冷却プレート１４によって箱型の冷却装置１０が形成され、ケースの一つの側面に冷媒入口１８ａと冷媒出口２２ａが設けられ、冷却装置１０の内部は、上記一の側面からこれに対向する側面に向けて伸びる隔壁２４によって上流側（第１冷媒経路１８）と下流側（第３冷媒経路２２）が隔てられている。第１冷媒経路１８と第３冷媒経路２２は平行であるが、冷媒は相互に逆方向に流れる。   As shown in FIG. 2, the refrigerant path 16 formed inside the cooling device 10 includes a first refrigerant path 18, a second refrigerant path 20, and a third refrigerant path 22. The first refrigerant path 18 extends linearly from a refrigerant inlet 18 a provided at the end of the cooling device 10. The third refrigerant path 22 extends linearly toward the refrigerant outlet 22 a provided at the end of the cooling device 10. The second refrigerant path 20 has a bent shape, and connects the first refrigerant path 18 and the third refrigerant path 22. A partition wall 24 separates the first refrigerant path 18 and the third refrigerant path 22. In other words, the first refrigerant path 18 and the third refrigerant path 22 are disposed adjacent to each other with the partition wall 24 interposed therebetween. The refrigerant flowing in from the refrigerant inlet 18a flows out from the refrigerant outlet 22a through the first refrigerant path 18, the second refrigerant path 20, and the third refrigerant path 22 in order. In other words, the box-shaped cooling device 10 is formed by the cooling case 12 and the cooling plate 14, and the refrigerant inlet 18a and the refrigerant outlet 22a are provided on one side surface of the case. The upstream side (first refrigerant path 18) and the downstream side (third refrigerant path 22) are separated from each other by a partition wall 24 extending from the side surface toward the opposite side surface. The first refrigerant path 18 and the third refrigerant path 22 are parallel, but the refrigerant flows in opposite directions.

冷媒経路１６には、冷媒が流れる方向に沿って１つ以上のフィン２６が形成されている。フィン２６は、第１冷媒経路１８、第２冷媒経路２０、第３冷媒経路２２に亘って連続して形成されている。冷媒経路１６を流れる冷媒は、フィン２６との熱交換によって冷却プレート１４から熱を奪う。フィン２６は、冷媒との接触面積を増大することを主たる目的として設けられるが、３本のフィン２６は結果的に冷媒経路１６を４本のサブ経路に分割する。夫々のフィン２６の両側では冷媒は同じ方向に流れる。   One or more fins 26 are formed in the refrigerant path 16 along the direction in which the refrigerant flows. The fins 26 are formed continuously over the first refrigerant path 18, the second refrigerant path 20, and the third refrigerant path 22. The refrigerant flowing through the refrigerant path 16 takes heat from the cooling plate 14 through heat exchange with the fins 26. The fins 26 are provided mainly for the purpose of increasing the contact area with the refrigerant, but the three fins 26 divide the refrigerant path 16 into four sub paths as a result. The refrigerant flows in the same direction on both sides of each fin 26.

図３に示すように、隔壁２４は、冷却ケース１２の内面（ケース底面に相当する内面）から冷却プレート１４に向けて突出する形状に形成されている。冷却プレート１４には、隔壁２４に対応する位置に、第１凹部２８が形成されている。冷却ケース１２に冷却プレート１４を組付けた状態では、隔壁２４の先端は第１凹部２８に入り込んでいる。隔壁２４の外面（隔壁の先端と先端付近の側面）と第１凹部２８の内面の間には、製造公差を考慮して、間隙が設けられている。   As shown in FIG. 3, the partition wall 24 is formed in a shape protruding from the inner surface of the cooling case 12 (the inner surface corresponding to the bottom surface of the case) toward the cooling plate 14. A first recess 28 is formed in the cooling plate 14 at a position corresponding to the partition wall 24. In a state where the cooling plate 14 is assembled to the cooling case 12, the tip of the partition wall 24 enters the first recess 28. A gap is provided between the outer surface of the partition wall 24 (the tip of the partition wall and the side surface near the tip) and the inner surface of the first recess 28 in consideration of manufacturing tolerances.

隔壁２４の先端と冷却プレート１４の間に間隙が存在すると、上流側である第１冷媒経路１８と下流側である第３冷媒経路２２の間で、その間隙を通って冷媒が直接流通してしまい、冷却装置１０の冷却効率を低下させてしまう。しかしながら、本実施例の冷却装置１０では、隔壁２４の先端が第１凹部２８に入り込んでいるため、隔壁２４の先端の間隙を冷媒が通過しにくくなっている。このような構成とすることで、第１冷媒経路１８と第３冷媒経路２２の間で冷媒が直接流通してしまうことを抑制することができる。   When a gap exists between the tip of the partition wall 24 and the cooling plate 14, the refrigerant directly flows through the gap between the first refrigerant path 18 on the upstream side and the third refrigerant path 22 on the downstream side. Therefore, the cooling efficiency of the cooling device 10 is reduced. However, in the cooling device 10 of the present embodiment, since the tip of the partition wall 24 enters the first recess 28, it is difficult for the refrigerant to pass through the gap at the tip of the partition wall 24. By setting it as such a structure, it can suppress that a refrigerant | coolant distribute | circulates directly between the 1st refrigerant path 18 and the 3rd refrigerant path 22. FIG.

図３に示すように、フィン２６は、冷却プレート１４の内面から冷却ケース１２の底面に相当する面に向けて突出する形状に形成されている。冷却ケース１２には、フィン２６に対応する位置に、第２凹部３０が形成されている。冷却ケース１２に冷却プレート１４を組付けた状態では、フィン２６の先端は第２凹部３０に入り込んでいる。フィン２６の外面（先端と先端近傍の側面）と第２凹部３０の内面の間には、製造公差を考慮して、間隙が設けられている。   As shown in FIG. 3, the fins 26 are formed in a shape protruding from the inner surface of the cooling plate 14 toward a surface corresponding to the bottom surface of the cooling case 12. A second recess 30 is formed in the cooling case 12 at a position corresponding to the fin 26. In the state where the cooling plate 14 is assembled to the cooling case 12, the tips of the fins 26 enter the second recess 30. A gap is provided between the outer surface of the fin 26 (the tip and the side surface near the tip) and the inner surface of the second recess 30 in consideration of manufacturing tolerances.

本実施例の冷却装置１０では、隔壁２４の先端の間隙は冷却プレート１４側に位置し、フィン２６の先端の間隙は冷却ケース１２側に位置する。このような構成とすることによって、冷媒がフィン２６の先端の間隙と隔壁２４の先端の間隙を続けて通過しにくくなっている。このような構成とすることで、第１冷媒経路１８と第３冷媒経路２２の間で冷媒が直接流通してしまうことを抑制することができる。   In the cooling device 10 of the present embodiment, the gap at the tip of the partition wall 24 is located on the cooling plate 14 side, and the gap at the tip of the fin 26 is located on the cooling case 12 side. With such a configuration, it is difficult for the refrigerant to continuously pass through the gap at the tip of the fin 26 and the gap at the tip of the partition wall 24. By setting it as such a structure, it can suppress that a refrigerant | coolant distribute | circulates directly between the 1st refrigerant path 18 and the 3rd refrigerant path 22. FIG.

本実施例の冷却装置１０では、フィン２６の先端が第２凹部３０に入り込んでいるため、フィン２６の先端の間隙を冷媒が通過しにくくなっている。このような構成とすることで、第１冷媒経路１８や第３冷媒経路２２において、冷媒が側方（冷媒の本来の流れ方向に直交する方向、図３の左右方向）に移動しにくくなり、第１冷媒経路１８と第３冷媒経路２２の間で冷媒が直接流通してしまうことを抑制することができる。   In the cooling device 10 of the present embodiment, since the tips of the fins 26 enter the second recesses 30, it is difficult for the refrigerant to pass through the gaps at the tips of the fins 26. By adopting such a configuration, in the first refrigerant path 18 and the third refrigerant path 22, it becomes difficult for the refrigerant to move to the side (direction perpendicular to the original flow direction of the refrigerant, the left-right direction in FIG. 3). It is possible to prevent the refrigerant from flowing directly between the first refrigerant path 18 and the third refrigerant path 22.

図３に示すように、冷却ケース１２の内面には、肉盛部３２が形成されている。肉盛部３２は、冷媒の流れ方向（隔壁２４の伸びる方向）に沿って伸びる突条である。肉盛部３２が形成されていることによって、冷媒の流れ方向（図３の紙面垂直方向）に対する冷媒経路１６の断面積が小さくなり、冷媒の流速を上げることができる。これにより、冷却装置１０の冷却効率を向上することができる。また、冷却ケース１２の内面に肉盛部３２が形成されていることで、より多くの冷媒が冷却プレート１４に近い位置を流れるようになる。これによって、冷却プレート１４に密着して配置されたパワーモジュール２の冷却効率をさらに高めることができる。   As shown in FIG. 3, a built-up portion 32 is formed on the inner surface of the cooling case 12. The build-up portion 32 is a protrusion that extends along the flow direction of the refrigerant (the direction in which the partition wall 24 extends). By forming the build-up portion 32, the cross-sectional area of the refrigerant path 16 with respect to the flow direction of the refrigerant (the direction perpendicular to the sheet of FIG. 3) is reduced, and the flow rate of the refrigerant can be increased. Thereby, the cooling efficiency of the cooling device 10 can be improved. Further, since the built-up portion 32 is formed on the inner surface of the cooling case 12, more refrigerant flows through a position close to the cooling plate 14. Thereby, the cooling efficiency of the power module 2 disposed in close contact with the cooling plate 14 can be further increased.

図３に示すように、冷却プレート１４の第１凹部２８の縁部には、肉盛部３４が形成されている。肉盛部３４は、隔壁２４の伸びる方向に沿って伸びる突条である。肉盛部３４が形成されていることによって、隔壁２４と第１凹部２８の間の間隙に冷媒が流入することを抑制することができる。すなわち、肉盛部３４が形成されていることで、第１凹部２８が深く形成され、隔壁２４の先端が第１凹部２８に深く入り込んでいる構成と同様の効果を得ることができる。冷却プレート１４の強度を確保するために第１凹部２８を深く形成できない場合であっても、第１冷媒経路１８と第３冷媒経路２２の間で冷媒が直接流通してしまうことを効果的に抑制することができる。   As shown in FIG. 3, a built-up portion 34 is formed at the edge of the first recess 28 of the cooling plate 14. The built-up portion 34 is a protrusion that extends along the direction in which the partition wall 24 extends. By forming the build-up portion 34, it is possible to prevent the refrigerant from flowing into the gap between the partition wall 24 and the first recess 28. In other words, the formation of the built-up portion 34 can provide the same effect as the configuration in which the first recess 28 is formed deep and the tip of the partition wall 24 is deeply inserted into the first recess 28. Even when the first recess 28 cannot be formed deeply to ensure the strength of the cooling plate 14, it is effective that the refrigerant flows directly between the first refrigerant path 18 and the third refrigerant path 22. Can be suppressed.

本実施例の冷却装置１０では、隔壁２４と第１凹部２８の間、およびフィン２６と第２凹部３０の間には、それぞれ製造公差を考慮した間隙が確保されている。これによって、冷却ケース１２と冷却プレート１４を組み付ける際の干渉を防止することができる。また、熱膨張等に起因して冷却ケース１２や冷却プレート１４が変形した場合であっても、上記の隙間によって変形が吸収されて、干渉を防止することができる。冷媒経路１６の十分なシール性を確保することができる。   In the cooling device 10 of this embodiment, gaps are taken into consideration between the partition wall 24 and the first recess 28 and between the fin 26 and the second recess 30 in consideration of manufacturing tolerances. Thereby, interference at the time of assembling the cooling case 12 and the cooling plate 14 can be prevented. Further, even when the cooling case 12 or the cooling plate 14 is deformed due to thermal expansion or the like, the deformation is absorbed by the gap, and interference can be prevented. Sufficient sealing performance of the refrigerant path 16 can be ensured.

なお、図４に示すように、本実施例の冷却装置１０は、冷却ケース１２の上面を用いて、例えばＤＣ−ＤＣコンバータのリアクトルのような、別のパワーモジュール４を冷却することもできる。   As shown in FIG. 4, the cooling device 10 of this embodiment can also cool another power module 4, such as a reactor of a DC-DC converter, using the upper surface of the cooling case 12.

上記の実施例では、冷却ケース１２と冷却プレート１４が何れもアルミニウム製であって、ダイカスト成形によって製造される場合を例として説明したが、冷却ケース１２と冷却プレート１４の材質はこれに限られない。冷却ケース１２と冷却プレート１４には、製造時の形状自由度が確保されているものであれば、どのような材料を用いてもよい。例えば、冷却ケース１２と冷却プレート１４は、何れも樹脂製であって、射出成形等によって製造されてもよい。   In the above embodiment, the case where the cooling case 12 and the cooling plate 14 are both made of aluminum and manufactured by die casting is described as an example. However, the material of the cooling case 12 and the cooling plate 14 is not limited thereto. Absent. Any material may be used for the cooling case 12 and the cooling plate 14 as long as the degree of freedom in shape at the time of manufacture is ensured. For example, the cooling case 12 and the cooling plate 14 are both made of resin and may be manufactured by injection molding or the like.

上記の実施例では、フィン２６が冷媒の流れに沿って伸びるストレートフィンである場合について説明したが、フィン２６は他の形状のものとしてもよい。例えば、フィン２６はオフセットフィンであってもよいし、クロスウェーブフィンであってもよいし、千鳥状に配列されたピンフィンであってもよい。   In the above embodiment, the case where the fins 26 are straight fins extending along the flow of the refrigerant has been described. However, the fins 26 may have other shapes. For example, the fins 26 may be offset fins, cross wave fins, or pin fins arranged in a staggered manner.

上記の実施例では、冷却装置１０が冷却するパワーモジュール２がＤＣ−ＤＣコンバータのスイッチング装置である場合を例として説明したが、冷却装置１０は他の用途に用いることもできる。例えば、冷却装置１０を用いて、ハイブリッド車両や燃料電池自動車などの電動車両のインバータ装置全体を冷却してもよい。   In the above-described embodiment, the case where the power module 2 cooled by the cooling device 10 is a DC-DC converter switching device has been described as an example. However, the cooling device 10 can be used for other purposes. For example, the entire inverter device of an electric vehicle such as a hybrid vehicle or a fuel cell vehicle may be cooled using the cooling device 10.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。   Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical usefulness by achieving one of the objects.

２ パワーモジュール
４ パワーモジュール
１０ 冷却装置
１２ 冷却ケース
１４ 冷却プレート
１６ 冷媒経路
１８ 第１冷媒経路
１８ａ 冷媒入口
２０ 第２冷媒経路
２２ 第３冷媒経路
２２ａ 冷媒出口
２４ 隔壁
２６ フィン
２８ 第１凹部
３０ 第２凹部
３２ 肉盛部
３４ 肉盛部 2 Power module 4 Power module 10 Cooling device 12 Cooling case 14 Cooling plate 16 Refrigerant path 18 First refrigerant path 18a Refrigerant inlet 20 Second refrigerant path 22 Third refrigerant path 22a Refrigerant outlet 24 Partition wall 26 Fin 28 First recess 30 Second Concave portion 32 Overlay portion 34 Overlay portion

Claims (5)

パワーモジュールを冷却する冷却装置であって、
外面にパワーモジュールを密着して配置可能な第１冷却部材と、第２冷却部材を備えており、
第１冷却部材の内面と第２冷却部材の内面の間で冷媒経路が形成されており、
第２冷却部材の内面から第１冷却部材に向けて、上流側の冷媒経路と下流側の冷媒経路を隔てる隔壁が伸びており、
第１冷却部材の内面から第２冷却部材に向けてフィンが伸びている冷却装置。 A cooling device for cooling the power module,
A first cooling member capable of arranging the power module in close contact with the outer surface, and a second cooling member;
A refrigerant path is formed between the inner surface of the first cooling member and the inner surface of the second cooling member;
A partition wall separating the upstream refrigerant path and the downstream refrigerant path extends from the inner surface of the second cooling member toward the first cooling member,
A cooling device in which fins extend from the inner surface of the first cooling member toward the second cooling member. 隔壁に対応して、第１冷却部材の内面に第１凹部が形成されており、
隔壁の先端が第１凹部に入り込んでいる請求項１の冷却装置。 A first recess is formed on the inner surface of the first cooling member corresponding to the partition,
The cooling device according to claim 1, wherein a tip of the partition wall enters the first recess. フィンに対応して、第２冷却部材の内面に第２凹部が形成されており、
フィンの先端が第２凹部に入り込んでいる請求項１または２の冷却装置。 A second recess is formed on the inner surface of the second cooling member corresponding to the fin,
The cooling device according to claim 1 or 2, wherein tips of the fins enter the second recess. 第２冷却部材の内面に肉盛部が形成されている請求項１から３の何れか一項の冷却装置。   The cooling device according to any one of claims 1 to 3, wherein a built-up portion is formed on an inner surface of the second cooling member. 第１冷却部材の第１凹部の縁に肉盛部が形成されている請求項１から４の何れか一項の冷却装置。   The cooling device according to any one of claims 1 to 4, wherein a built-up portion is formed at an edge of the first recess of the first cooling member.
JP2011187564A 2011-08-30 2011-08-30 Cooling device Withdrawn JP2013051274A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011187564A JP2013051274A (en) 2011-08-30 2011-08-30 Cooling device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011187564A JP2013051274A (en) 2011-08-30 2011-08-30 Cooling device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2013051274A true JP2013051274A (en) 2013-03-14

Family

ID=48013118

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011187564A Withdrawn JP2013051274A (en) 2011-08-30 2011-08-30 Cooling device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2013051274A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021048753A (en) * 2019-09-20 2021-03-25 株式会社ケーヒン Electric power conversion system
JP2021083261A (en) * 2019-11-21 2021-05-27 株式会社Ｓｏｋｅｎ Power conversion device
CN113678303A (en) * 2019-03-30 2021-11-19 松下知识产权经营株式会社 Cooling device and housing

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113678303A (en) * 2019-03-30 2021-11-19 松下知识产权经营株式会社 Cooling device and housing
JP2021048753A (en) * 2019-09-20 2021-03-25 株式会社ケーヒン Electric power conversion system
JP7244395B2 (en) 2019-09-20 2023-03-22 日立Astemo株式会社 power converter
JP2021083261A (en) * 2019-11-21 2021-05-27 株式会社Ｓｏｋｅｎ Power conversion device
JP7312093B2 (en) 2019-11-21 2023-07-20 株式会社Soken power converter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5983565B2 (en) Cooler
JP4379339B2 (en) Semiconductor cooling device
JP5920348B2 (en) Assembled battery
JP4770490B2 (en) Power semiconductor element cooling structure and inverter
US9657997B2 (en) Cooling device with cooling passage for liquid refrigerant and juxtaposed fin assembly
JP4766110B2 (en) Semiconductor cooling structure
WO2014083976A1 (en) Inverter device
JP5531450B2 (en) Battery pack
JP6710283B2 (en) Power converter
KR101731337B1 (en) Battery pack having all-in-one cooling tube and heat sink
CN112154568A (en) Accumulator package
JP5285489B2 (en) Battery assembly
JP2015206535A (en) exhaust heat exchanger
JP2013051274A (en) Cooling device
CN112566446A (en) Heat dissipation structure for electrical component assembly, heat conductive sheet, and method for manufacturing electrical component assembly
KR101988992B1 (en) heat exchanger for cooling electric element
JP2015023124A (en) Laminated cooling unit
JP6115430B2 (en) Power converter
JP2022536834A (en) Battery module and battery pack containing same
WO2016166963A1 (en) Heat exchanger
JP2017153339A (en) Apparatus unit
JP7374306B2 (en) Battery module and its manufacturing method
JP5742746B2 (en) Cooler
CN112992814A (en) Cooling device
WO2023190755A1 (en) Cooling structure, and structure

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20141104