JP2019165160A - Cooling device, power converter, and storage battery system - Google Patents

Abstract

To provide a cooling device which can secure cooling performances and water-resistance performances.SOLUTION: A cooling device 13 includes: air passages 58 and 77; fans 54 and 67; and air passage forming parts 61 and 80. The air passages 58 and 77 have air-intake ports 59 and 78 and air-discharge ports 60 and 79, and a heat source 83 is arranged. The fans 54 and 67 are arranged between the air-intake ports 59 and 78 and the heat source 83 in the air passages 58 and 77, and take in air from the air-intake ports 59 and 78 and send the air to the discharge ports 60 and 79. The air passage forming parts 61 and 80 are provided between the air-intake ports 59 and 78 and the fans 54 and 67 in the air passages 58 and 77, and form rising passage parts 58a and 77a in the air passages 58 and 77, rising from the air-intake ports 59 and 78 to the fans 54 and 67.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、熱源を冷却する冷却装置、この冷却装置を備えた電力変換装置および蓄電池システムに関する。   Embodiments described herein relate generally to a cooling device that cools a heat source, a power conversion device including the cooling device, and a storage battery system.

従来、例えば太陽光発電モジュールなどを備える発電システムや商用電力を供給する系統電源などと接続される電力変換装置と蓄電池装置とが別体形の蓄電池システムまたは一体形の蓄電池システムがある。この蓄電池システムは、太陽光発電システムの発電電力を蓄電したり、系統電源の料金が安い夜間などの時間帯に電力を蓄電したりして、必要時に蓄電した電力を負荷に供給するように構成されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, for example, there are a storage battery system in which a power conversion device connected to a power generation system including a solar power generation module or the like, a system power supply for supplying commercial power, and the like and a storage battery device are separated or an integrated storage battery system. This storage battery system is configured to store the generated power of the solar power generation system or store the power during the night time when the system power supply is cheap and supply the stored power to the load when necessary Has been.

そして、電力変換装置や一体形の蓄電池システムでは、交流電力と直流電力との変換を行う電力変換回路を備えている。この電力変換回路の部品にはリアクトルやスイッチング素子などの発熱量の大きい発熱部品やこの発熱部品に熱的に接続された放熱部品などの熱源が含まれるため、この熱源を冷却するために冷却装置が用いられる。   The power conversion device and the integrated storage battery system include a power conversion circuit that converts AC power and DC power. The power conversion circuit components include a heat source such as a reactor or a switching element that generates a large amount of heat, or a heat radiation component that is thermally connected to the heat generating component. Therefore, a cooling device is used to cool the heat source. Is used.

冷却装置は、冷却性能を確保するためにファンを用いており、このファンで筐体内に外気を取り込んで熱源を冷却することが可能となるが、外気とともに雨水などが取り込まれ、ファンなどの防水性能が低下するおそれがある。   The cooling device uses a fan to ensure the cooling performance, and it is possible to cool the heat source by taking outside air into the housing with this fan. Performance may be reduced.

特開２０１２−２３１６４５号公報JP 2012-231645 A

本発明が解決しようとする課題は、冷却性能および防水性能を確保できる冷却装置、電力変換装置および蓄電池システムを提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a cooling device, a power conversion device, and a storage battery system that can ensure cooling performance and waterproof performance.

実施形態の冷却装置は、通気路、ファンおよび通気路形成部を備える。通気路は、吸気口および排気口を有し、熱源が配置される。ファンは、通気路内で吸気口と熱源との間に配置され、吸気口から空気を取り込んで排気口に向けて送り出す。通気路形成部は、通気路内で吸気口とファンとの間に設けられ、通気路内に吸気口からファンに向かって上昇する上昇通路部を形成する。   The cooling device of the embodiment includes a ventilation path, a fan, and a ventilation path forming unit. The air passage has an intake port and an exhaust port, and a heat source is arranged. A fan is arrange | positioned between an inlet port and a heat source in a ventilation path, takes in air from an inlet port, and sends it out toward an exhaust port. The air passage forming portion is provided between the air inlet and the fan in the air passage, and forms a rising passage portion that rises from the air inlet toward the fan in the air passage.

実施形態の冷却装置によれば、冷却性能および防水性能を確保することが期待できる。   According to the cooling device of the embodiment, it can be expected to ensure cooling performance and waterproof performance.

第１の実施形態を示す冷却装置の概略図である。It is the schematic of the cooling device which shows 1st Embodiment. 同上冷却装置を用いた電力変換装置の正面側から見た断面斜視図である。It is the cross-sectional perspective view seen from the front side of the power converter device using a cooling device same as the above. 同上電力変換装置の背面側から見た断面斜視図である。It is the cross-sectional perspective view seen from the back side of the power converter same as the above. 同上電力変換装置の背面側から見た斜視図ある。It is the perspective view seen from the back side of a power converter same as the above. 同上電力変換装置の正面側から見た斜視図である。It is the perspective view seen from the front side of a power converter device same as the above. 第２の実施形態を示す蓄電池システムの正面側から見た断面斜視図である。It is the cross-sectional perspective view seen from the front side of the storage battery system which shows 2nd Embodiment. 同上蓄電池システムの正面側から見た斜視図である。It is the perspective view seen from the front side of the storage battery system same as the above.

以下、第１の実施形態を、図１ないし図５を参照して説明する。   Hereinafter, the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 5.

図２ないし図５に電力変換装置（パワーコンディショナ）10を示す。この電力変換装置10は、蓄電池モジュールを備えた蓄電池装置と組み合わせて、例えば住宅などに設置される別体形の蓄電池システムに用いられる。そして、電力変換装置10は、例えば系統電源の電力を交流から直流に変換して蓄電池装置に蓄電し、必要時に蓄電池装置に蓄電した電力を直流から交流に変換して負荷へと供給するように構成されている。   2 to 5 show a power converter (power conditioner) 10. This power conversion device 10 is used in a separate storage battery system installed in, for example, a house in combination with a storage battery device including a storage battery module. Then, the power conversion device 10 converts, for example, the power of the system power supply from AC to DC and stores it in the storage battery device, and converts the power stored in the storage battery device from DC to AC and supplies it to the load when necessary. It is configured.

電力変換装置10は、筐体11、この筐体11内に収納される電力変換部12、およびこの電力変換部12が有する発熱部品を冷却する冷却装置13を備えている。   The power conversion device 10 includes a housing 11, a power conversion unit 12 housed in the housing 11, and a cooling device 13 that cools a heat generating component included in the power conversion unit 12.

そして、筐体11は、主ケース15、この主ケース15の前面側に配置される前面カバー16、および主ケース15の背面側に配置される背面ケース17を備えている。   The housing 11 includes a main case 15, a front cover 16 disposed on the front side of the main case 15, and a back case 17 disposed on the back side of the main case 15.

主ケース15は、背面部20、上面部21、下面部22、および左右の側面部23，24を有し、前面側が開口した箱状に形成されている。背面部20の中央領域には、左右方向に沿って横長の開口部25が形成されている。下面部22には、例えば系統電源および負荷が接続される分電盤や蓄電池装置などとの配線が挿通される図示しない配線部が設けられている。   The main case 15 has a back surface portion 20, an upper surface portion 21, a lower surface portion 22, and left and right side surface portions 23 and 24, and is formed in a box shape having an open front surface side. A horizontally long opening 25 is formed in the central region of the back portion 20 along the left-right direction. The lower surface portion 22 is provided with a wiring portion (not shown) through which wiring with, for example, a distribution board or a storage battery device to which a system power supply and a load are connected is inserted.

前面カバー16は、主ケース15の前端に図示しないパッキングを介して取り付けられている。   The front cover 16 is attached to the front end of the main case 15 via a packing (not shown).

背面ケース17は、背面部26、上面部27、下面部28、および左右の側面部29，30を有し、前面側が開口した箱状に形成されている。背面ケース17の前端側が主ケース15の背部側に固定されて一体化されている。左右の側面部29，30には、前後方向に長いスリット状で上下方向に並んだ複数の通気口31，32が形成されている。下面部28にも、前後方向に長いスリット状で左右方向に並んだ複数の通気口33が形成されている。そして、背面ケース17は、住宅の壁面に取り付けるための壁面取付部材としても機能する。   The back case 17 has a back surface portion 26, an upper surface portion 27, a lower surface portion 28, and left and right side surface portions 29 and 30, and is formed in a box shape having an open front surface side. The front end side of the back case 17 is fixed and integrated with the back side of the main case 15. The left and right side surfaces 29 and 30 are formed with a plurality of vents 31 and 32 that are long in the front-rear direction and are arranged in the vertical direction. The lower surface portion 28 is also formed with a plurality of vent holes 33 that are long in the front-rear direction and arranged in the left-right direction. The back case 17 also functions as a wall surface mounting member for mounting on the wall surface of the house.

主ケース15と前面カバー16との間に第１の空間35が形成され、主ケース15と背面ケース17との間に第２の空間36が形成されている。これら第１の空間35と第２の空間36とは、主ケース15の背面部20が仕切板として機能して区画形成されている。   A first space 35 is formed between the main case 15 and the front cover 16, and a second space 36 is formed between the main case 15 and the back case 17. The first space 35 and the second space 36 are partitioned by the back portion 20 of the main case 15 functioning as a partition plate.

また、電力変換部12は、例えば系統電源の電力を交流から直流に変換して蓄電池装置に蓄電し、必要時に蓄電池装置に蓄電した電力を直流から交流に変換して負荷へと供給する電力変換装置12の主回路である電力変換回路40を備えている。電力変換回路40は、交流電力を直流電力に変換するコンバータ、および直流電力を交流電力に変換するインバータなどを備えている。これらコンバータおよびインバータは、電力変換を行う電界効果トランジスタなどの複数のスイッチング素子41や、変換する電力の脈流を平滑したり昇圧する複数のリアクトル42を備えている。これらスイッチング素子41およびリアクトル42は、電力変換回路40を構成する他の部品よりも発熱量が大きく、冷却することが好ましい発熱部品43である。   The power conversion unit 12 converts, for example, the power of the system power supply from AC to DC and stores it in the storage battery device. When necessary, the power conversion unit 12 converts the power stored in the storage battery device from DC to AC and supplies it to the load. A power conversion circuit 40 which is a main circuit of the device 12 is provided. The power conversion circuit 40 includes a converter that converts AC power into DC power, an inverter that converts DC power into AC power, and the like. These converters and inverters include a plurality of switching elements 41 such as field effect transistors for performing power conversion, and a plurality of reactors 42 for smoothing or boosting the pulsating flow of power to be converted. The switching element 41 and the reactor 42 are heat generating components 43 that generate a larger amount of heat than other components that constitute the power conversion circuit 40 and are preferably cooled.

電力変換回路40は、交流電力の入出力を行う交流入出力基板、交流電力と直流電力の変換を行う電力変換基板、制御を行う制御基板などを含む複数の基板44を備えている。これら基板44は、複数の基板取付部材45によってそれぞれ支持され、筐体11の第１の空間35に配置されている。そして、電力変換回路40は筐体11の第１の空間35に配置されるが、複数のリアクトル42は筐体11の第２の空間36に配置されている。   The power conversion circuit 40 includes a plurality of substrates 44 including an AC input / output substrate that inputs and outputs AC power, a power conversion substrate that converts AC power and DC power, a control substrate that performs control, and the like. These substrates 44 are respectively supported by a plurality of substrate mounting members 45 and are arranged in the first space 35 of the housing 11. The power conversion circuit 40 is disposed in the first space 35 of the housing 11, but the plurality of reactors 42 are disposed in the second space 36 of the housing 11.

複数の基板44のうち、電力変換を行う基板44aには複数のスイッチング素子41が接続されている。複数のスイッチング素子41は、基板44aの下縁から突出した状態に配置されている。基板44aは、主ケース15の背面部20の開口部25の上側で背面部20に対向して配置されている。この基板44aに接続されている複数のスイッチング素子41が背面部20の開口部25に対向する位置に配置されている。さらに、基板44aと主ケース15の背面部20（基板取付部材45）との間には熱伝導性に優れた放熱シート46が介在されている。放熱シート46は、複数のスイッチング素子41が接続された接続箇所の近傍であって上側に配置されている。   Among the plurality of substrates 44, a plurality of switching elements 41 are connected to a substrate 44a that performs power conversion. The plurality of switching elements 41 are arranged so as to protrude from the lower edge of the substrate 44a. The substrate 44a is disposed on the upper side of the opening 25 of the back surface portion 20 of the main case 15 so as to face the back surface portion 20. A plurality of switching elements 41 connected to the substrate 44a are arranged at positions facing the opening 25 of the back surface portion 20. Further, a heat radiating sheet 46 excellent in thermal conductivity is interposed between the substrate 44a and the back surface portion 20 (substrate mounting member 45) of the main case 15. The heat dissipating sheet 46 is disposed in the vicinity of the connection location where the plurality of switching elements 41 are connected and on the upper side.

また、図１ないし図３に示すように、冷却装置13は、筐体11の第２の空間36に配置されている。冷却装置13は、リアクトル42用の冷却ユニット50と、スイッチング素子41用の冷却ユニット51とを備えている。   Further, as shown in FIGS. 1 to 3, the cooling device 13 is disposed in the second space 36 of the housing 11. The cooling device 13 includes a cooling unit 50 for the reactor 42 and a cooling unit 51 for the switching element 41.

冷却ユニット50は、通気路部材53、およびファン54を備えている。通気路部材53は、背面部55、上面部56、および下面部57を有し、左右方向に長く、前面側および両端面側が開口されている。通気路部材53は、主ケース15の背面部20の背面側に左右方向に沿って取り付けられている。通気路部材53内には左右方向に沿って通気路58が形成されている。通気路58（通気路部材53）の一端側に吸気口59が形成され、他端側に排気口60が形成されている。吸気口59および排気口60は、全体が開口されていてもよいし、例えば前後方向に長いスリット状で上下方向に並んだ形状でもよい。   The cooling unit 50 includes an air passage member 53 and a fan 54. The air passage member 53 has a back surface portion 55, an upper surface portion 56, and a lower surface portion 57, is long in the left-right direction, and is open on the front surface side and both end surface sides. The air passage member 53 is attached to the back side of the back part 20 of the main case 15 along the left-right direction. A ventilation path 58 is formed in the ventilation path member 53 along the left-right direction. An intake port 59 is formed on one end side of the ventilation path 58 (ventilation path member 53), and an exhaust port 60 is formed on the other end side. The intake port 59 and the exhaust port 60 may be opened as a whole, or may be, for example, a shape that is long in the front-rear direction and arranged in the vertical direction.

通気路58内に沿って複数のリアクトル42が配置されている。これらリアクトル42は、通気路部材53の背面部55に取り付けられ、主ケース15からは離反されている。   A plurality of reactors 42 are arranged along the ventilation path 58. These reactors 42 are attached to the back surface portion 55 of the air passage member 53 and are separated from the main case 15.

通気路58で吸気口59とリアクトル42との間には、吸気口59から空気を取り込んで排気口60に向けて送風するファン54が配置されている。   A fan 54 that takes air from the intake port 59 and blows air toward the exhaust port 60 is disposed between the intake port 59 and the reactor 42 in the ventilation path 58.

通気路58内で吸気口59とファン54との間には、通気路58を上下方向に屈曲または蛇行させる通気路形成部61が設けられている。通気路形成部61は、吸気口59に対向する位置で通気路58の上側を閉塞する隔壁62、およびこの隔壁62とファン54との間で通気路58の下側を閉塞する隔壁63を備えている。そして、これら隔壁62，63によって、通気路58の吸気口59からファン54までの間が上下方向に屈曲または蛇行され、その通気路58の吸気口59からファン54までの間にファン54へ向かって上昇する上昇通路部58aが形成されている。   A ventilation path forming portion 61 for bending or meandering the ventilation path 58 in the vertical direction is provided between the intake port 59 and the fan 54 in the ventilation path 58. The ventilation path forming unit 61 includes a partition wall 62 that closes the upper side of the ventilation path 58 at a position facing the air inlet 59, and a partition wall 63 that blocks the lower side of the ventilation path 58 between the partition wall 62 and the fan 54. ing. These partition walls 62 and 63 bend or meander in the vertical direction from the air inlet 59 of the air passage 58 to the fan 54, and toward the fan 54 between the air inlet 59 of the air passage 58 and the fan 54. Ascending passage 58a is formed.

通気路58の吸気口59は、背面ケース17の左側の側面部29に設けられている通気口31のうちの上部領域の通気口31に対向されている。ファン54により、その上部領域の通気口31を通じて外気が通気路58内に取り込まれる。したがって、上部領域の通気口31は、通気路58内に外気を取り込む吸気口31aとして機能する。   The air intake port 59 of the air passage 58 is opposed to the air vent 31 in the upper region of the air vents 31 provided in the left side surface portion 29 of the back case 17. The fan 54 takes outside air into the ventilation path 58 through the vent 31 in the upper region. Accordingly, the upper region vent 31 functions as an intake port 31 a for taking outside air into the vent passage 58.

通気路58の排気口60は、背面ケース17の右側の側面部30に設けられている通気口32のうちの上部領域の通気口32に対向されている。ファン54により、通気路58内から排気される空気が上部領域の通気口32から外部に排気される。したがって、上部領域の通気口32は、通気路58からの空気を排気する排気口32aとして機能する。   The exhaust port 60 of the ventilation path 58 is opposed to the ventilation port 32 in the upper region of the ventilation ports 32 provided on the right side surface portion 30 of the back case 17. By the fan 54, the air exhausted from the inside of the ventilation path 58 is exhausted to the outside from the vent 32 in the upper region. Therefore, the upper region vent 32 functions as an exhaust port 32a for exhausting air from the vent path 58.

また、冷却ユニット51は、放熱部品65、通気路部材66およびファン67を備えている。   In addition, the cooling unit 51 includes a heat radiating component 65, a ventilation path member 66, and a fan 67.

放熱部品65は、例えばアルミニウムなどの金属製で、平板状のベース部68、このベース部68の背面側から突設された複数のフィン部69、ベース部68の前面側から突設された突部70を有している。複数のフィン部69は、左右方向に沿って長く、上下方向に並んで設けられている。そして、放熱部品65は、突部70が主ケース15の背面部20の開口部25に嵌合された状態で、ベース部68が背面部20の背面側に固定されている。放熱部品65の突部70は、背面部20の開口部25から第１の空間35に突出され、複数のスイッチング素子41の背面側に対向配置されている。スイッチング素子41は、熱伝導性に優れた放熱キャップ71が装着され、放熱部品65にねじ72で締め付け固定される固定板73によって放熱部品65の突部70に圧接され、熱的に接続されている。したがって、発熱部品43である複数のスイッチング素子41に接続された放熱部品65が筐体11の第２の空間36に配置されている。   The heat dissipating component 65 is made of a metal such as aluminum, for example, a flat base portion 68, a plurality of fin portions 69 protruding from the back side of the base portion 68, and a protrusion protruding from the front side of the base portion 68. Part 70. The plurality of fin portions 69 are long along the left-right direction and are arranged side by side in the up-down direction. In the heat dissipating component 65, the base portion 68 is fixed to the back surface side of the back surface portion 20 in a state where the protrusion 70 is fitted in the opening portion 25 of the back surface portion 20 of the main case 15. The protrusion 70 of the heat radiating component 65 protrudes from the opening 25 of the back surface portion 20 into the first space 35, and is disposed opposite to the back surface side of the plurality of switching elements 41. The switching element 41 is provided with a heat dissipation cap 71 having excellent thermal conductivity, and is pressed against the protrusion 70 of the heat dissipation component 65 by a fixing plate 73 that is fastened and fixed to the heat dissipation component 65 with a screw 72. Yes. Therefore, the heat dissipating component 65 connected to the plurality of switching elements 41 as the heat generating component 43 is disposed in the second space 36 of the housing 11.

通気路部材66は、背面部74、上面部75、および下面部76を有し、左右方向に長く、前面側および両端面側が開口されている。通気路部材66は、主ケース15の背面部20の背面側に左右方向に沿って取り付けられている。通気路部材66内には、左右方向に沿って通気路77が形成されている。通気路77（通気路部材66）の一端側に吸気口78が形成され、他端側に排気口79が形成されている。吸気口78および排気口79は、全体が開口されていてもよいし、例えば前後方向に長いスリット状で上下方向に並んだ形状でもよい。   The air passage member 66 has a back surface portion 74, an upper surface portion 75, and a lower surface portion 76, is long in the left-right direction, and is open on the front surface side and both end surface sides. The air passage member 66 is attached to the back side of the back part 20 of the main case 15 along the left-right direction. A ventilation path 77 is formed in the ventilation path member 66 along the left-right direction. An air inlet 78 is formed on one end side of the air passage 77 (air passage member 66), and an air outlet 79 is formed on the other end side. The intake port 78 and the exhaust port 79 may be opened as a whole, or may have a shape that is long in the front-rear direction and aligned in the vertical direction.

通気路77内に沿って放熱部品65が配置されている。通気路77の吸気口78と放熱部品65との間には、吸気口78から空気を取り込んで排気口79に向けて送風するファン67が配置されている。   A heat radiating component 65 is disposed along the air passage 77. A fan 67 that takes in air from the air inlet 78 and blows air toward the air outlet 79 is disposed between the air inlet 78 of the air passage 77 and the heat radiating component 65.

通気路77内で吸気口78とファン67との間には、通気路77を上下方向に屈曲または蛇行させる通気路形成部80が設けられている。通気路形成部80は、吸気口78に対向する位置で通気路77の上側を閉塞する隔壁81、およびこの隔壁81とファン67との間で通気路77の下側を閉塞する隔壁82を備えている。そして、これら隔壁81，82によって、通気路77の吸気口78からファン67までの間が上下方向に屈曲または蛇行され、その通気路77の吸気口78からファン67までの間にファン67へ向かって上昇する上昇通路部77aが形成されている。   In the air passage 77, between the air inlet 78 and the fan 67, an air passage forming portion 80 for bending or meandering the air passage 77 in the vertical direction is provided. The ventilation path forming unit 80 includes a partition wall 81 that closes the upper side of the ventilation path 77 at a position facing the air inlet 78, and a partition wall 82 that blocks the lower side of the ventilation path 77 between the partition wall 81 and the fan 67. ing. These partition walls 81, 82 bend or meander in the vertical direction from the air inlet 78 to the fan 67 of the air passage 77, and face the fan 67 between the air inlet 78 of the air passage 77 and the fan 67. Ascending passage 77a is formed.

通気路77の吸気口78は、背面ケース17の右側の側面部30に設けられている通気口32のうちの下部領域の通気口32に対向されている。ファン67により、その下部領域の通気口32を通じて外気が通気路77に取り込まれる。したがって、下部領域の通気口32は、外気を取り込む吸気口32bとして機能する。   The air inlet 78 of the air passage 77 is opposed to the air vent 32 in the lower region of the air vents 32 provided in the right side surface portion 30 of the back case 17. Outside air is taken into the ventilation path 77 by the fan 67 through the vent 32 in the lower region. Therefore, the lower area vent 32 functions as an inlet 32b for taking in outside air.

通気路77の排気口79は、背面ケース17の左側の側面部29に設けられている通気口31のうちの下部領域の通気口31に対向されている。ファン67により、通気路77内から排気される空気が下部領域の通気口31から外部に排気される。したがって、下部領域の通気口31は、通気路77からの空気を排気する排気口31bとして機能する。   The exhaust port 79 of the air passage 77 is opposed to the lower region of the air vent 31 provided in the left side surface portion 29 of the back case 17. By the fan 67, the air exhausted from the inside of the air passage 77 is exhausted to the outside from the air vent 31 in the lower region. Accordingly, the lower region vent 31 functions as an exhaust port 31 b that exhausts air from the vent passage 77.

冷却装置13は、電力変換装置10の動作時に発熱するリアクトル42、およびスイッチング素子41からの熱が伝達される放熱部品65を熱源83とし、これら熱源83を冷却する。   The cooling device 13 uses the reactor 42 that generates heat during the operation of the power conversion device 10 and the heat radiation component 65 to which heat from the switching element 41 is transmitted as the heat source 83, and cools the heat source 83.

そして、冷却装置13、および通気口31，32，33を有する背面ケース17により、筐体11の第２の空間36と筐体11の外部を通気する通気構造84が構成されている。   The cooling device 13 and the rear case 17 having the vent holes 31, 32, 33 constitute a ventilation structure 84 that ventilates the second space 36 of the casing 11 and the outside of the casing 11.

そして、電力変換装置10の動作時、発熱するスイッチング素子41やリアクトル42を冷却装置13によって冷却する。   Then, when the power conversion device 10 operates, the switching device 41 and the reactor 42 that generate heat are cooled by the cooling device 13.

図２に示すように、冷却装置13の冷却ユニット50のファン54が回転することにより、筐体11の外部の外気が背面ケース17の吸気口31aおよび通気路部材53の吸気口59から吸気して通気路58内に取り込まれ、通気路58内のリアクトル42が冷却される。リアクトル42との熱交換で暖められた空気は、通気路部材53の排気口60および背面ケース17の排気口32aを通じて筐体11の外部に排気される。   As shown in FIG. 2, the fan 54 of the cooling unit 50 of the cooling device 13 rotates, so that outside air outside the housing 11 is sucked from the inlet 31 a of the rear case 17 and the inlet 59 of the air passage member 53. Then, the air is taken into the air passage 58, and the reactor 42 in the air passage 58 is cooled. The air warmed by heat exchange with the reactor 42 is exhausted to the outside of the housing 11 through the exhaust port 60 of the air passage member 53 and the exhaust port 32a of the rear case 17.

このとき、ファン54によって吸気口59から通気路58内に取り込まれる空気は、隔壁62によって通気路58内の下側に導かれた後に、隔壁62によって通気路58内の上側に導かれ、この隔壁62の上側を通じてファン54に至る。すなわち、ファン54によって吸気口59から通気路58内に取り込まれる空気は、ファン54に向かって上昇する上昇通路部58aを経て流れる。   At this time, the air taken into the ventilation path 58 from the intake port 59 by the fan 54 is guided to the lower side in the ventilation path 58 by the partition wall 62, and then guided to the upper side in the ventilation path 58 by the partition wall 62. The fan 54 is reached through the upper side of the partition wall 62. That is, the air taken into the ventilation path 58 from the intake port 59 by the fan 54 flows through the ascending passage portion 58a that rises toward the fan 54.

そのため、例えば雨水などが背面ケース17の吸気口31aを通じて通気路部材53の吸気口59に取り込まれたとしても、通気路58の吸気口59とファン54との間に上昇通路部58aが介在することにより、空気は上昇通路部58aを上昇してファン54に至るが、雨水は重力によって上昇通路部58aを上昇できず、空気と雨水とが分離され、雨水がファン54に到達するのが防止される。   Therefore, for example, even if rainwater or the like is taken into the air inlet 59 of the air passage member 53 through the air inlet 31a of the back case 17, the rising passage portion 58a is interposed between the air inlet 59 of the air passage 58 and the fan 54. As a result, the air rises up the ascending passage portion 58a and reaches the fan 54, but rainwater cannot ascend the ascending passage portion 58a due to gravity, and the air and rainwater are separated, preventing rainwater from reaching the fan 54. Is done.

吸気口59とファン54とが直接対向しないように隔壁62，63が存在することでも、雨水がファン54に到達するのが防止される。   The presence of the partition walls 62 and 63 so that the air inlet 59 and the fan 54 do not directly face each other also prevents rainwater from reaching the fan 54.

しかも、隔壁63が通気路58の下側を閉塞しているため、吸気口59付近で通気路58内への侵入が阻止された雨水が通気路58の下側に流れても、雨水がファン54に流れ込むのが防止される。   In addition, since the partition wall 63 blocks the lower side of the ventilation path 58, rainwater that has been prevented from entering the ventilation path 58 near the air inlet 59 flows below the ventilation path 58. It is prevented from flowing into 54.

また、冷却装置13の冷却ユニット51のファン67が回転することにより、筐体11の外部の外気が背面ケース17の吸気口32bおよび通気路部材66の吸気口78から吸気して通気路77内に取り込まれ、通気路77内の放熱部品65が冷却される。放熱部品65には、複数のスイッチング素子41が発生する熱が伝達されている。放熱部品65との熱交換で暖められた空気は、通気路部材66の排気口79および背面ケース17の排気口31bを通じて筐体11の外部に排気される。   Further, the fan 67 of the cooling unit 51 of the cooling device 13 is rotated, so that outside air outside the housing 11 is sucked from the intake port 32b of the rear case 17 and the intake port 78 of the ventilation channel member 66 and is then inside the ventilation channel 77. And the heat dissipating component 65 in the air passage 77 is cooled. Heat generated by the plurality of switching elements 41 is transmitted to the heat dissipation component 65. The air heated by heat exchange with the heat radiating component 65 is exhausted to the outside of the housing 11 through the exhaust port 79 of the air passage member 66 and the exhaust port 31b of the rear case 17.

このとき、ファン67によって吸気口78から通気路77内に取り込まれる空気は、隔壁81によって通気路77内の下側に導かれた後に、隔壁82によって通気路77内の上側に導かれ、この隔壁82の上側を通じてファン67に至る。すなわち、ファン67によって吸気口78から通気路77内に取り込まれる空気は、ファン67に向かって上昇する上昇通路部77aを経て流れる。   At this time, the air taken into the air passage 77 from the air inlet 78 by the fan 67 is guided to the lower side in the air passage 77 by the partition wall 81 and then guided to the upper side in the air passage 77 by the partition wall 82. The fan 67 is reached through the upper side of the partition wall 82. That is, the air taken into the air passage 77 from the air inlet 78 by the fan 67 flows through the ascending passage portion 77 a that rises toward the fan 67.

そのため、例えば雨水などが背面ケース17の吸気口32bを通じて通気路部材66の吸気口78に取り込まれたとしても、通気路77の吸気口78とファン67との間に上昇通路部77aが介在することにより、空気は上昇通路部77aを上昇してファン67に至るが、雨水は重力によって上昇通路部77aを上昇できず、空気と雨水とが分離され、雨水がファン67に到達するのが防止される。   Therefore, for example, even if rainwater or the like is taken into the air inlet 78 of the air passage member 66 through the air inlet 32b of the rear case 17, the rising passage portion 77a is interposed between the air inlet 78 of the air passage 77 and the fan 67. As a result, the air rises up the ascending passage portion 77a and reaches the fan 67, but rainwater cannot ascend the ascending passage portion 77a due to gravity, and the air and rainwater are separated, preventing the rainwater from reaching the fan 67. Is done.

吸気口78とファン67とが直接対向しないように隔壁81，82が存在することでも、雨水がファン67に到達するのが防止される。   The presence of the partition walls 81 and 82 so that the air inlet 78 and the fan 67 do not directly face each other also prevents rainwater from reaching the fan 67.

しかも、隔壁82が通気路77の下側を閉塞しているため、吸気口78付近で通気路77内への侵入が阻止された雨水が通気路77の下側に流れても、雨水がファン67に流れ込むのが防止される。   In addition, since the partition wall 82 blocks the lower side of the air passage 77, rainwater that has been prevented from entering the air passage 77 near the air inlet 78 flows below the air passage 77. It is prevented from flowing into 67.

また、第２の空間36内の温度が上昇すると、自然対流によって、背面ケース17の両側面部29，30の通気口31，32から第２の空間36内の暖まった空気が排気されるとともに、背面ケース17の下面部28の通気口33から外気が第２の空間36に流入し、第２の空間36が冷却される。   Further, when the temperature in the second space 36 rises, the warm air in the second space 36 is exhausted from the vent holes 31 and 32 of the both side surfaces 29 and 30 of the back case 17 by natural convection, Outside air flows into the second space 36 from the vent 33 of the lower surface portion 28 of the back case 17, and the second space 36 is cooled.

さらに、吸気口59とファン54とが直接対向しないように隔壁62，63が存在することでも、雨水がファン54に到達するのが防止される。   Further, the presence of the partition walls 62 and 63 so that the air inlet 59 and the fan 54 do not directly face each other prevents rainwater from reaching the fan 54.

しかも、隔壁63が通気路58の下側を閉塞しているため、吸気口59付近で通気路58内への侵入が阻止された雨水が通気路58の下側に流れても、雨水がファン54に流れ込むのが防止される。   In addition, since the partition wall 63 blocks the lower side of the ventilation path 58, rainwater that has been prevented from entering the ventilation path 58 near the air inlet 59 flows below the ventilation path 58. It is prevented from flowing into 54.

そして、第１の実施形態の電力変換装置10によれば、筐体11の内部に第１の空間35と第２の空間36とを区画形成し、第１の空間35に電力変換回路40を配置し、第２の空間36に発熱部品43であるリアクトル42や、発熱部品43であるスイッチング素子41に熱的に接続された放熱部品65を配置しているため、発熱部品43から電力変換回路40の他の部品への熱的影響を低減することができる。   According to the power conversion device 10 of the first embodiment, the first space 35 and the second space 36 are partitioned in the housing 11, and the power conversion circuit 40 is provided in the first space 35. Since the heat generating component 43 and the heat dissipation component 65 thermally connected to the switching element 41 which is the heat generating component 43 are disposed in the second space 36, the power conversion circuit The thermal effect on 40 other parts can be reduced.

さらに、第２の空間36に冷却装置13を配置することにより、発熱部品43であるリアクトル42や発熱部品43であるスイッチング素子41に熱的に接続された放熱部品65を効果的に冷却でき、発熱部品43から電力変換回路40の他の部品への熱的影響をより確実に低減することができる。   Furthermore, by disposing the cooling device 13 in the second space 36, it is possible to effectively cool the heat dissipation component 65 thermally connected to the reactor 42 that is the heat generating component 43 and the switching element 41 that is the heat generating component 43, The thermal influence from the heat generating component 43 to other components of the power conversion circuit 40 can be more reliably reduced.

そして、冷却装置13では、通気路58，77の吸気口59，78とファン54，67との間に上昇通路部58a，77aが介在することにより、空気は上昇通路部58a，77aを上昇してファン54，67に至るが、雨水は重力によって上昇通路部58a，77aを上昇できず、空気と雨水とが分離され、雨水がファン54，67に到達するのを防止できる。したがって、冷却装置13は、冷却性能および防水性能を維持することができる。   In the cooling device 13, the rising passage portions 58a and 77a are interposed between the intake ports 59 and 78 of the ventilation passages 58 and 77 and the fans 54 and 67, so that the air rises through the rising passage portions 58a and 77a. However, rainwater cannot rise in the ascending passages 58a and 77a due to gravity, and air and rainwater are separated, and rainwater can be prevented from reaching the fans 54 and 67. Therefore, the cooling device 13 can maintain the cooling performance and the waterproof performance.

さらに、吸気口59，78とファン54，67とが直接対向しないように隔壁62，63および81，82が存在することでも、雨水がファン54，67に到達するのを防止できる。   Further, the presence of the partition walls 62, 63 and 81, 82 so that the intake ports 59, 78 and the fans 54, 67 do not directly face each other can prevent rainwater from reaching the fans 54, 67.

なお、隔壁62，63および81，82は、本実施形態よりも多数用い、通気路58，77の上下方向の屈曲回数を多くしてもよい。   Note that a larger number of partition walls 62, 63 and 81, 82 may be used than in the present embodiment, and the number of vertical bendings of the air passages 58, 77 may be increased.

しかも、隔壁63，82が通気路58，77の下側を閉塞しているため、吸気口59，78付近で通気路58，77内への侵入が阻止された雨水が通気路58，77の下側に流れても、雨水がファン54，67に流れ込むのを防止できる。   In addition, since the partition walls 63 and 82 block the lower sides of the air passages 58 and 77, rainwater that has been prevented from entering the air passages 58 and 77 near the air inlets 59 and 78 is formed in the air passages 58 and 77. Even if it flows downward, rainwater can be prevented from flowing into the fans 54 and 67.

次に、図６および図７に第２の実施形態を示す。   Next, FIGS. 6 and 7 show a second embodiment.

図６および図７に蓄電池システム90を示す。この蓄電池システム90は、上述した電力変換装置（パワーコンディショナ）10の構成・機能および蓄電池装置の構成・機能を一体に備えるものである。なお、第１の実施形態で説明した電力変換装置10が備える構成と同じ構成については同じ符号を用いて、その構成・機能についての説明を省略する。   A storage battery system 90 is shown in FIGS. The storage battery system 90 integrally includes the configuration / function of the above-described power conversion device (power conditioner) 10 and the configuration / function of the storage battery device. In addition, about the same structure as the structure with which the power converter device 10 demonstrated in 1st Embodiment is provided, the same code | symbol is used and description about the structure and function is abbreviate | omitted.

蓄電池システム90は、筐体91、この筐体91の下部領域に収納される複数の蓄電池モジュール92、筐体91の上部領域に収納される電力変換部12および冷却装置13を備える。   The storage battery system 90 includes a housing 91, a plurality of storage battery modules 92 housed in a lower region of the housing 91, a power conversion unit 12 and a cooling device 13 housed in an upper region of the housing 91.

そして、筐体91は、前面部93、上面部94、底面部95、左右の側面部96，97、および背面部98を有し、底面部95の両端側に設置用の台座99が取り付けられている。右側の側面部97には、例えば系統電源および負荷が接続される分電盤などとの配線が挿通される配線挿通部100が設けられている。   The housing 91 has a front surface portion 93, an upper surface portion 94, a bottom surface portion 95, left and right side surface portions 96, 97, and a back surface portion 98, and mounting bases 99 are attached to both ends of the bottom surface portion 95. ing. The right side surface portion 97 is provided with a wiring insertion portion 100 through which wiring with, for example, a distribution board to which a system power supply and a load are connected is inserted.

筐体91内の上部領域には、前側に第１の空間35が形成されているとともに、後側に第２の空間36が形成されている。これら第１の空間35と第２の空間36とは区画部材103によって区画形成されている。   In the upper region in the housing 91, a first space 35 is formed on the front side, and a second space 36 is formed on the rear side. The first space 35 and the second space 36 are partitioned by the partition member 103.

また、蓄電池モジュール92は、上下方向に長い直方体形状に形成された蓄電池本体105、およびこの蓄電池本体105の上部に設けられた端子台106などを備えている。蓄電池本体105には、例えばリチウムイオン電池などの充放電可能な二次電池が用いられている。そして、蓄電池モジュール92は、筐体91の下部領域に収納され、端子台106に接続される配線によって電力変換部12に電気的に接続されている。   The storage battery module 92 includes a storage battery main body 105 formed in a rectangular parallelepiped shape that is long in the vertical direction, a terminal block 106 provided on the upper portion of the storage battery main body 105, and the like. For the storage battery main body 105, for example, a rechargeable secondary battery such as a lithium ion battery is used. The storage battery module 92 is housed in the lower region of the housing 91 and is electrically connected to the power conversion unit 12 by wiring connected to the terminal block 106.

また、電力変換部12および冷却装置13は、上述した電力変換装置10と同様の構成を有している。   The power conversion unit 12 and the cooling device 13 have the same configuration as that of the power conversion device 10 described above.

すなわち、電力変換部12は、電力変換を行う電力変換回路40、この電力変換回路40に接続され電力変換に伴って発熱する発熱部品43であるスイッチング素子41およびリアクトル42などを備えている。電力変換回路40は第１の空間35に配置され、発熱部品43であるリアクトル42や発熱部品43であるスイッチング素子41に熱的に接続された放熱部品65は第２の空間36に配置される。   That is, the power conversion unit 12 includes a power conversion circuit 40 that performs power conversion, a switching element 41 that is a heat-generating component 43 that is connected to the power conversion circuit 40 and generates heat accompanying power conversion, a reactor 42, and the like. The power conversion circuit 40 is disposed in the first space 35, and the heat dissipation component 65 thermally connected to the reactor 42 that is the heat generation component 43 and the switching element 41 that is the heat generation component 43 is disposed in the second space 36. .

冷却装置13は、冷却ユニット50，51を備えている。そして、蓄電池システム90の動作時、発熱するスイッチング素子41やリアクトル42を冷却装置13によって冷却する。   The cooling device 13 includes cooling units 50 and 51. When the storage battery system 90 is in operation, the switching device 41 and the reactor 42 that generate heat are cooled by the cooling device 13.

そして、第２の実施形態の蓄電池システム90によれば、冷却装置13を備えるため、上述した冷却装置13の作用効果を得ることができる。   And according to the storage battery system 90 of 2nd Embodiment, since the cooling device 13 is provided, the effect of the cooling device 13 mentioned above can be acquired.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

10 電力変換装置
12 電力変換部
13 冷却装置
43 発熱部品
54，67 ファン
58，77 通気路
58a，77a 上昇通路部
59，78 吸気口
60，79 排気口
61，80 通気路形成部
63，82 隔壁
65 放熱部品
83 熱源
90 蓄電池システム
92 蓄電池モジュール 10 Power converter
12 Power converter
13 Cooling device
43 Heating parts
54,67 fans
58, 77 Ventilation path
58a, 77a Ascending passage
59, 78 Air intake
60, 79 Exhaust port
61, 80 Ventilation path forming part
63, 82 Bulkhead
65 Heat dissipation parts
83 Heat source
90 battery system
92 Battery module

Claims (4)

吸気口および排気口を有し、熱源が配置される通気路と；
前記通気路内で前記吸気口と前記熱源との間に配置され、前記吸気口から空気を取り込んで前記排気口に向けて送り出すファンと；
前記通気路内で前記吸気口と前記ファンとの間に設けられ、前記通気路内に前記吸気口から前記ファンに向かって上昇する上昇通路部を形成する通気路形成部と；
を具備することを特徴とする冷却装置。 An air passage having an air inlet and an air outlet and in which a heat source is disposed;
A fan disposed between the air inlet and the heat source in the air passage, taking in air from the air inlet and sending it out toward the air outlet;
An air passage forming portion provided between the air inlet and the fan in the air passage, and forming a rising passage portion rising from the air inlet toward the fan in the air passage;
A cooling device comprising: 前記通気路形成部は、前記通気路の下側を閉塞する隔壁を有する
ことを特徴とする請求項１記載の冷却装置。 The cooling device according to claim 1, wherein the ventilation path forming portion includes a partition wall that blocks a lower side of the ventilation path. 請求項１または２記載の冷却装置と；
前記熱源として発熱部品または発熱部品に熱的に接続された放熱部品を有する電力変換部と；
を具備することを特徴とする電力変換装置。 A cooling device according to claim 1 or 2;
A power converter having a heat generating component or a heat dissipating component thermally connected to the heat generating component as the heat source;
A power conversion device comprising: 蓄電池モジュールと；
請求項１または２記載の冷却装置と；
前記熱源として発熱部品またはこの発熱部品に熱的に接続された放熱部品を有する電力変換部と；
を具備することを特徴とする蓄電池システム。 A storage battery module;
A cooling device according to claim 1 or 2;
A power converter having a heat generating component or a heat dissipating component thermally connected to the heat generating component as the heat source;
A storage battery system comprising:

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