專利名稱：冷卻裝置及具有該冷卻裝置的電動(dòng)車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于冷卻開關(guān)元件等發(fā)熱體的冷卻裝置及具有該冷卻裝置的電 動(dòng)車輛。
背景技術(shù)：
以往，廣泛利用作為使用MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)或IGBT(絕 緣柵極型功率管)等開關(guān)元件的開關(guān)電源的DC/DC轉(zhuǎn)換裝置。例如，作為行駛驅(qū)動(dòng)源使用電動(dòng)機(jī)的車輛(電動(dòng)車輛)的一方式提出有在蓄電裝 置與倒相驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)之間安裝將直流電壓升壓降壓的DC/DC轉(zhuǎn)換裝置的車輛(在此、稱作 電動(dòng)機(jī)動(dòng)車)。該電動(dòng)機(jī)動(dòng)車中，在電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)時(shí)，通過DC/DC轉(zhuǎn)換裝置將蓄電裝置的電 壓升壓并施加給逆變器，在電動(dòng)機(jī)的再生時(shí)，將逆變器所產(chǎn)生的再生電壓由DC/DC轉(zhuǎn)換裝 置降壓，施加給蓄電裝置側(cè)而進(jìn)行充電等。另外，作為電動(dòng)車輛的其他方式提出有將燃料電池與倒相驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)直接連接， 在其連接點(diǎn)與蓄電裝置之間安裝將直流電壓升壓降壓的DC/DC轉(zhuǎn)換裝置，以燃料電池作為 主電源裝置，以蓄電裝置作為輔助所述主電源裝置的從電源裝置的車輛(在此、稱作燃料 電池車輛)。在該燃料電池車輛中，在電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)時(shí)，將燃料電池的電壓與由DC/DC轉(zhuǎn)換裝 置升壓的蓄電裝置的電壓合并而施加給逆變器，在電動(dòng)機(jī)的再生時(shí)，將逆變器所產(chǎn)生的再 生電壓由DC/DC轉(zhuǎn)換裝置降壓，施加給蓄電裝置側(cè)而充電等。另外，燃料電池的產(chǎn)生電力有 余量量時(shí)，進(jìn)行降壓，施加給蓄電裝置側(cè)而充電等。其中，構(gòu)成這樣的DC/DC轉(zhuǎn)換裝置的半導(dǎo)體模塊(開關(guān)組件)、即所述開關(guān)元件、二 極管，特別是開關(guān)元件由于其驅(qū)動(dòng)時(shí)伴隨相當(dāng)大的發(fā)熱，所以需要充分的冷卻。因此，一般 使用具有通過水冷形成的冷卻液流路的冷卻裝置，但是該冷卻裝置考慮到車載能力等，同 時(shí)滿足充分的冷卻能力和小型化是重要的。例如，日本專利特開2004-349324號公報(bào)中提出有在形成有散熱片的平板基座上 直接配置IGBT模塊的冷卻裝置。在該冷卻裝置中，在與作為發(fā)熱體的芯片的配置對應(yīng)的位 置上形成散熱片，并在冷卻液的流通方向上位于發(fā)熱體的正前方的散熱片上形成切口，在 形成該切口的葉片入口的邊緣部分產(chǎn)生冷卻液的紊流，由此，能夠使冷卻效果提高。但是，上述特開2004-349324號公報(bào)所記載的裝置中，與散熱片對應(yīng)配置芯片，在 冷卻液向該散熱片流入的入口設(shè)置邊緣部分，構(gòu)成使該冷卻液的流動(dòng)紊亂的結(jié)構(gòu)。因此，在 所述邊緣部分，冷卻液的壓力損失增大，引起冷卻液的循環(huán)泵的大型化等，其結(jié)果是，導(dǎo)致 冷卻裝置大型化的問題出現(xiàn)。另外，由于在散熱片的入口發(fā)生紊流，所以在芯片的中央部的正下方附近該冷卻 液被整流，冷卻能力降低，所以需要將所述邊緣部分與多個(gè)芯片對應(yīng)設(shè)置，因此，冷卻液流 路的壓力損失進(jìn)一步增大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而研發(fā)的，其目的在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)裝置的小型化和 冷卻性能的提高的冷卻裝置及具有該冷卻裝置的電動(dòng)車輛。本發(fā)明提供一種冷卻裝置，其用于冷卻發(fā)熱體，其特征在于包括設(shè)有多個(gè)散熱片 并使冷卻液流通的冷卻液流路，在所述冷卻液的流通方向上，所述散熱片在與所述發(fā)熱體 的至少中央部對應(yīng)的位置上形成有切口部，通過該切口部而在所述冷卻液流路中形成有腔室。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，所流通的冷卻液從各散熱片間的狹窄流路流入作為寬闊的空間 的腔室內(nèi)，從而在發(fā)熱體的正下方、即腔室內(nèi)紊亂冷卻液的流動(dòng)，而能夠產(chǎn)生紊流。即、與發(fā) 熱體的中央部對應(yīng)設(shè)置腔室，從而能夠極高效率地冷卻發(fā)熱體，因此能夠提高冷卻裝置的 冷卻性能。在這種情況下，若所述腔室的高度比所述散熱片的高度高，則能夠使腔室內(nèi)的容 積比散熱片部分進(jìn)一步增大，因此能夠進(jìn)一步提高冷卻性能。另外，所述散熱片至少在所述冷卻液的流通方向上的端部上形成有圓弧部時(shí)，能 夠有效地降低在散熱片的端部產(chǎn)生的冷卻液的壓力損失。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)冷卻液的順暢流 通和由此帶來的冷卻性能的提高，能夠使循環(huán)泵小型化，其結(jié)果是，能夠?qū)崿F(xiàn)冷卻裝置和搭 載其的車輛的小型輕量化。另外，在所述發(fā)熱體與所述散熱片之間配置有散熱器(heat spreader)，若多個(gè)所 述發(fā)熱體配置在共用的散熱器上，則能夠使來自各發(fā)熱體的熱量在更寬闊的面積內(nèi)進(jìn)一步 有效率地散熱。本發(fā)明提供一種電動(dòng)車輛，其特征在于具有上述的冷卻裝置；使車輪旋轉(zhuǎn)的電 動(dòng)機(jī)；對所述電動(dòng)機(jī)并行供給電力的發(fā)電裝置及蓄電裝置；DC/DC轉(zhuǎn)換器，其連接在所述蓄 電裝置與所述發(fā)電裝置之間，轉(zhuǎn)換由所述蓄電裝置產(chǎn)生的電壓并施加給所述電動(dòng)機(jī)側(cè)，并 且轉(zhuǎn)換由所述電動(dòng)機(jī)的再生動(dòng)作的再生電壓或所述發(fā)電裝置的發(fā)電電壓并施加給所述蓄 電裝置側(cè)，其中，所述發(fā)熱體包括設(shè)于所述DC/DC轉(zhuǎn)換器的開關(guān)元件。另外，所述發(fā)電裝置 可以是燃料電池。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠高效率地進(jìn)行DC/DC轉(zhuǎn)換器的冷卻，能夠?qū)崿F(xiàn)冷卻裝置的 小型化，所以能夠?qū)崿F(xiàn)該電動(dòng)車輛的小型輕量化和關(guān)于冷卻裝置的車載的設(shè)置自由度的提
尚ο


圖1是本發(fā)明的一實(shí)施方式的燃料電池車輛的電路圖。圖2A是構(gòu)成DC/DC轉(zhuǎn)換器的開關(guān)組件的概略分解立體圖，圖2B是示意表示圖2A 所示的開關(guān)組件的概略立體圖。圖3是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的冷卻裝置的結(jié)構(gòu)的概略立體圖。圖4是沿著冷卻液的流通方向切斷構(gòu)成冷卻裝置的冷卻液流路的概略剖面立體 圖。圖5是沿著冷卻液的流通方向切斷構(gòu)成冷卻裝置的冷卻液流路的概略剖面平面 圖。
圖6是冷卻裝置的概略平面圖。圖7是沿圖6中的VII-VII線的概略剖面圖。圖8是示意表示冷卻液流路中腔室附近的冷卻液的流動(dòng)的說明圖。圖9是變形例的電動(dòng)車輛的電路圖。圖10是另一變形例的電動(dòng)車輛的電路圖。
具體實(shí)施例方式以下，關(guān)于本發(fā)明的冷卻裝置，以在與搭載該冷卻裝置的電動(dòng)車輛的關(guān)系上合適 的實(shí)施方式為例，參照添加的附圖進(jìn)行說明。首先，關(guān)于本實(shí)施方式的作為搭載冷卻裝置10的電動(dòng)車輛的燃料電池車輛20的 基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。如圖1所示，燃料電池車輛20基本上通過由燃料電池22和作為蓄能器的蓄電裝 置(稱作蓄電池)24構(gòu)成的混合型電源裝置、電流(電力)從該混合型的電源裝置經(jīng)由逆變 器34供給的行駛用的電動(dòng)機(jī)(motor)26、DC/DC轉(zhuǎn)換裝置23構(gòu)成。DC/DC轉(zhuǎn)換裝置23在連 接有蓄電池24的初級側(cè)IS和連接有燃料電池22以及電動(dòng)機(jī)26 (逆變器34)的次級側(cè)2S 之間進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換。蓄電池24經(jīng)由電力線18連接在DC/DC轉(zhuǎn)換裝置23的初級側(cè)IS上。電動(dòng)機(jī)26的旋轉(zhuǎn)通過減速器12、軸14傳遞給車輪16，而使車輪16旋轉(zhuǎn)。DC/DC轉(zhuǎn)換裝置23由DC/DC轉(zhuǎn)換器(車輛用DC/DC轉(zhuǎn)換器)36和對其進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控 制的轉(zhuǎn)換器控制部54構(gòu)成。燃料電池22形成為層疊例如將固態(tài)高分子電解質(zhì)膜由陽電極和陰電極從兩側(cè)夾 住形成的電池單元而成的堆棧結(jié)構(gòu)。在燃料電池22上通過配管連接有氫罐28和壓縮機(jī) 30。在燃料電池22內(nèi)作為反應(yīng)氣體的氫(燃料氣體)和空氣(氧化劑氣體)的電化學(xué)反 應(yīng)生成的發(fā)電電流If經(jīng)由電流傳感器32以及二極管(也稱作斷開二極管)33供給逆變器 34以及(或者)DC/DC轉(zhuǎn)換器36。逆變器34進(jìn)行直流/交流轉(zhuǎn)換，將電動(dòng)機(jī)電流Im供給電動(dòng)機(jī)26，另一方面將伴隨 再生動(dòng)作的交流/直流轉(zhuǎn)換后的電動(dòng)機(jī)電流Im從次級側(cè)2S通過DC/DC轉(zhuǎn)換器36供給初 級側(cè)1S。這種情況下，作為再生電壓或發(fā)電電壓Vf的次級電壓V2由DC/DC轉(zhuǎn)換器36轉(zhuǎn)換 為低電壓的初級電壓VI。連接在初級側(cè)IS的蓄電池24例如能夠利用鋰離子次級電池或電容器。在該實(shí)施 方式中利用鋰離子次級電池。蓄電池24通過DC/DC轉(zhuǎn)換器36對逆變器34供給電動(dòng)機(jī)電流Im。在初級側(cè)IS以及次級側(cè)2S分別設(shè)有平滑用的電容器38、39。在次級側(cè)2S的電容 器39上并列、即相對于燃料電池22也并列連接有電阻器40。包含燃料電池22的系統(tǒng)由FC控制部50控制，包含逆變器34和電動(dòng)機(jī)26的系統(tǒng) 由包含逆變器驅(qū)動(dòng)部的電動(dòng)機(jī)控制部52控制，包含DC/DC轉(zhuǎn)換器36的系統(tǒng)基本上分別由 包含逆變器驅(qū)動(dòng)部的轉(zhuǎn)換器控制部54控制。并且，這些FC控制部50、電動(dòng)機(jī)控制部52以及轉(zhuǎn)換器控制部54通過作為上位的 控制部的決定燃料電池22的總負(fù)載量Lt等的集中控制部56控制。這些集中控制部56、FC控制部50、電動(dòng)機(jī)控制部52以及轉(zhuǎn)換器控制部54通過車內(nèi)LAN的CAN(Controller Area Network 控制器局域網(wǎng))等通信線70相互連接，共用來自各種開關(guān)以及各種傳感器的輸入 輸出信息，以來自這些各種開關(guān)以及各種傳感器的輸入輸出信息作為輸入，各CPU執(zhí)行存 儲(chǔ)在各ROM中的程序，從而實(shí)現(xiàn)各種功能。DC/DC轉(zhuǎn)換器36構(gòu)成在第一電力裝置(蓄電池24)和第二電力裝置{燃料電池 22或再生電源(逆變器34和電動(dòng)機(jī)26)}之間并列連接通過分別由IGBT等開關(guān)元件構(gòu)成 的上支路元件 81{81u、81v、81w(81u 81w)}和下支路元件 82 {82u、82v、82w (82u 82w)} 構(gòu)成的3相支路{U相支路UA (81u、82u)、V相支路VA (81v、82v)、W相支路WA (81w、82w)}而 成的三相支路結(jié)構(gòu)。在各支路元件81u、81v、81w、82u、82v、82w上分別反向并列連接二極管83u、83v、 83w、84u、84v、84w(反并聯(lián)二極管)。通過DC/DC轉(zhuǎn)換器36在初級電壓Vl和次級電壓V2之間轉(zhuǎn)換電壓時(shí)，釋放及蓄積 能量的一個(gè)反應(yīng)器90插入3相支路的各相的支路(U相支路UA、V相支路VA、W相支路WA) 的中點(diǎn)的共用連接點(diǎn)與蓄電池24之間。上支路元件81 (81u 81w)由從轉(zhuǎn)換器控制部54輸出的柵極的驅(qū)動(dòng)信號(驅(qū)動(dòng) 電壓)UH、VH、WH (的高級別)分別接通，下支路元件82(82u 82w)由柵極的驅(qū)動(dòng)信號(驅(qū) 動(dòng)電壓)UL、VL、WL(的高級別)分別接通。在此，關(guān)于由轉(zhuǎn)換器控制部54驅(qū)動(dòng)控制的DC/DC轉(zhuǎn)換器36的基本動(dòng)作進(jìn)行說明。首先，在升壓動(dòng)作中，轉(zhuǎn)換器控制部54接通下支路元件82u，對反應(yīng)器90由蓄電池 電流Ibat (初級電流II)蓄積能量，并同時(shí)從電容器39將次級電流12供給逆變器34。接 著，將下支路元件82u斷開時(shí)，二極管83u 83w導(dǎo)通，從反應(yīng)器90放出能量，在電容器39 中蓄積能量，并且次級電流12向逆變器34供給。以下同樣地、接著，將下支路元件82v接 通，接著將下支路元件82v斷開，使二極管83u 83w導(dǎo)通。接著，將下支路元件82w接通， 接著將下支路元件82w斷開，使二極管83u 83w導(dǎo)通。接著，將下支路元件82u接通，按 照上述順序?qū)C/DC轉(zhuǎn)換器36進(jìn)行旋轉(zhuǎn)開關(guān)。另外，上支路元件81u 81w以及下支路元件82u 82w的接通能率以輸出電壓 V2保持在來自集中控制部56的指令電壓的方式被決定。另一方面，在從DC/DC轉(zhuǎn)換器36的次級側(cè)2S對初級側(cè)IS的蓄電池24供給次級電 流12的降壓動(dòng)作中，接通上支路元件81u，由從電容器39輸出的次級電流12對反應(yīng)器90 蓄積能量，并從電容器38對蓄電池24供給初級電流II。接著，將上支路元件81u斷開時(shí)， 二極管84u 84w作為慣性二極管導(dǎo)通，從反應(yīng)器90釋放能量，對電容器38蓄積能量，并 對蓄電池24供給初級電流Il。以下同樣地、按照上支路元件81v接通一上支路元件81v斷 開一二極管84u 84w導(dǎo)通一上支路元件81w接通一上支路元件81w斷開一二極管84u 84w導(dǎo)通一上支路元件81u接通……的順序?qū)C/DC轉(zhuǎn)換器36進(jìn)行旋轉(zhuǎn)開關(guān)。以上是對由轉(zhuǎn)換器控制部54驅(qū)動(dòng)控制的DC/DC轉(zhuǎn)換器36的基本動(dòng)作的說明。如圖1、圖2A以及圖2B所示，在這樣的DC/DC轉(zhuǎn)換器36中，各支路元件81u 81w、82u 82w和與其對應(yīng)的各二極管83u 83w、84u 84w作為對各組(例如上支路元 件81u與二極管83u為一組)每一組集成的上芯片91{91u、91v、91w(91u 91w)}以及下 芯片 92{92u、92v、92w(92u 92w)}構(gòu)成。
各上芯片91u 91w以及各下芯片92u 92w例如在由金屬制(銅或鋁等)構(gòu)成 的一張(共用)的散熱板(散熱器)94上分別隔著絕緣基板96{9611、96^96 (9611 964} 以及絕緣基板97{9711、97^97 (9711 974}排列固定，形成其一體模制而成的開關(guān)組件 98(參照圖2B以及圖7)。S卩、開關(guān)組件98作為所謂的6inl模塊構(gòu)成，各支路元件81u 81w、82u 82w的 柵極端子連接在轉(zhuǎn)換器控制部54上。接著，關(guān)于冷卻這樣的DC/DC轉(zhuǎn)換器36的冷卻裝置10進(jìn)行說明。如圖3所示，冷卻裝置10具有扁平箱狀的外殼100和收容在該外殼100內(nèi)、流通未 圖示的冷卻液(例如水、冷卻劑)的冷卻液流路102，在外殼100表面與冷卻液流路102 (冷 卻液)之間具有高導(dǎo)熱性。冷卻液流路102在途中具有U字形的折回部104，通過經(jīng)由并設(shè) 在外殼100的一側(cè)面的入口孔106以及出口孔108直列循環(huán)冷卻液，從而能夠冷卻隔著散 熱板94密接配置在外殼100上的開關(guān)組件98。如圖1所示，在冷卻液流路102上經(jīng)由入口孔106以及出口孔108連接有循環(huán)泵 110以及散熱器112。因此，在循環(huán)泵110的驅(qū)動(dòng)作用下，冷卻液在冷卻液流路102內(nèi)循環(huán)， 并且從出口孔108流出的冷卻液由散熱器112散熱冷卻后，再次從入口孔106向冷卻液流 路102循環(huán)，提供給開關(guān)組件98的冷卻用。如圖4以及圖5所示，冷卻液流路102具有由散熱器112冷卻后直接從入口孔106 流入的冷卻液最初流通的第一直線部(上直線部)114、使在第一直線部114中通過的冷卻 液的流通方向反轉(zhuǎn)的折回部104、與第一直線部114并設(shè)且在折回部104中通過的冷卻液流 通的第二直線部(下直線部)116。在第二直線部116中通過的冷卻液經(jīng)由出口孔108再次 送向散熱器112。這樣、在冷卻液流路102中，隔著折回部104并列第一直線部114以及第 二直線部116，從而能夠使整體結(jié)構(gòu)大幅度小型化，并能夠使入口孔106以及出口孔108并 列，所以能夠使向燃料電池車輛20的設(shè)置自由度提高。在各直線部114、116上設(shè)置有在冷卻液的流通方向上延伸的多張(本實(shí)施方式的 情況下、為6張)散熱片(cooling fin) 120，各散熱片120由三個(gè)切口部(間隙部)118在 所述流通方向(長度方向)上被分割為四個(gè)。散熱片120通過由銅或鋁等形成的薄板構(gòu)成， 能夠高效率地將來自開關(guān)組件98的熱量傳遞給冷卻液。另外，在各冷卻液120的所述流通 方向端部上形成有彎曲的圓弧部(R形狀)121。切口部118將散熱片120在其長度方向的規(guī)定位置上分割，在直線部114、116的 途中形成未配置散熱片120的空間、即腔室122。該切口部118與設(shè)于開關(guān)組件98上的各 芯片91u 91w、92u 92w的配置間隔對應(yīng)設(shè)置(參照圖6)。S卩、在各直線部114、116上， 與各芯片91u 91w、92u 92w對應(yīng)的位置上分別設(shè)有三個(gè)腔室122。根據(jù)圖6以及圖7可知，各腔室122分別設(shè)置在冷卻液的流通方向上與通過作為 發(fā)熱體的芯片91u 91w、92u 92w的中心部的中心線CL對應(yīng)的位置上。另外，腔室122 的高度Hc比散熱片120的高度Hf設(shè)定得大(He > Hf)，由此，能夠盡量增大腔室122的容 積。為了擴(kuò)大腔室122的容積，也能夠擴(kuò)大該腔室122部分的寬度方向(與冷卻液的流通 方向正交的方向)的尺寸。圖5中由虛線包圍的參考附圖標(biāo)記124是鑄造該冷卻液流路102時(shí)的出砂孔，若 該出砂孔124位于與腔室122對應(yīng)的位置，能夠進(jìn)一步增大腔室122的容積。
另外，在冷卻裝置10中，在折回部104的上游側(cè)的第一直線部114側(cè)配置開關(guān)組 件98中的再生側(cè)的上芯片91u 91w，在折回部104的下游側(cè)的第二直線部116側(cè)配置驅(qū) 動(dòng)側(cè)的下芯片92u 92w，但是還能夠在折回部104上配置反應(yīng)器90。這樣，為了冷卻該反 應(yīng)器90，不必另外配置冷卻裝置等，S卩、也能夠同時(shí)進(jìn)行反應(yīng)器90的冷卻(參照圖3以及圖 6)，能夠進(jìn)一步有效地活用折回部104的空間。接著，關(guān)于基本上如以上構(gòu)成的本實(shí)施方式的冷卻裝置10以及搭載該冷卻裝置 10的燃料電池車輛20的作用效果進(jìn)行說明。如上所述，在冷卻裝置10中，在與構(gòu)成開關(guān)組件98的各芯片91u 91w、92u 92w分別對應(yīng)的各直線部114、116設(shè)置散熱片120，并在該散熱片120上設(shè)置切口部118，形 成腔室122。因此，使流通的冷卻液從各散熱片120間的狹窄流路流入作為寬闊空間的腔室 122內(nèi)，能夠在該腔室122內(nèi)使冷卻液的流動(dòng)紊亂(參照圖8)。換言之，在直線部114、116 中流動(dòng)的冷卻液在各散熱片120之間為被整流為層流或接近層流的狀態(tài)，在腔室122內(nèi)形 成紊流。由此，在腔室122內(nèi)，能夠大幅度提高冷卻液和開關(guān)組件98之間的導(dǎo)熱率，能夠使 冷卻裝置10的冷卻性能提高，即，針對所希望的冷卻性能，能夠使冷卻裝置10進(jìn)一步小型 化。另外，通過使腔室122的高度Hc設(shè)定為比散熱片120的高度Hf大，從而與散熱片 120部分相比，能夠盡量增大該腔室122的容積。由此，能夠進(jìn)一步增高冷卻性能，而且能夠 將冷卻液流路102的大型化抑制在最小限度。如圖6以及圖7所示，通過將作為發(fā)熱體的芯體91u 91w、92u 92w的至少冷 卻液的流通方向上的中心部與腔室122對應(yīng)設(shè)定，從而能夠使紊流發(fā)生位置的腔室122位 于發(fā)熱體的正下方。因此，能夠使在各芯片91u 91w、92u 92w中產(chǎn)生的熱量進(jìn)一步有 效率地散熱，能夠進(jìn)一步使該冷卻裝置10的冷卻性能提高。這種情況下，冷卻液的流通方 向上的各腔室122的配置間隔如圖6等所示沒必要是等間隔，也能夠與作為發(fā)熱體1的芯 片9 Iu 91w、92u 92w的配置間隔對應(yīng)地適當(dāng)變更。另外，所謂將前述的發(fā)熱體的至少冷卻液的流通方向上的中心部與腔室122對應(yīng) 設(shè)定意味，只要通過作為發(fā)熱體的芯片91u 91w、92u 92w的中心部的中心線CL位于腔 室122內(nèi)即可，當(dāng)然，中心線CL的位置可以是圖7中的中心線CLl或CL2等位置。另外，將 前述的發(fā)熱體的至少冷卻液的流通方向上的中心部與腔室122對應(yīng)設(shè)定也能夠意味，在作 為發(fā)熱體的芯片91u 91w、92u 92w中發(fā)熱最多的元件的中心部，例如作為開關(guān)元件的 支路元件81u 81w、82u 82w或二極管83u 83w、84u 84w中發(fā)熱最多或需要冷卻的 中心部可以位于與腔室122對應(yīng)的位置。另外，在冷卻裝置10中，在與各切口部118對應(yīng)的各散熱片120的端部上形成有 圓弧部121。因此，能夠使冷卻液順滑地從腔室122內(nèi)向散熱片120間流入，不會(huì)像以往形 成邊緣形狀的結(jié)構(gòu)那樣產(chǎn)生較大的壓力損失。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)冷卻液流路102中的冷卻液 的順暢流通和由此帶來的冷卻性能的提高。另外，由于能夠降低循環(huán)泵110的負(fù)載，所以能 夠使該循環(huán)泵110小型化，能夠?qū)崿F(xiàn)冷卻裝置10的小型輕量化和車輪的設(shè)置自由的提高。另外，如圖6所示，在開關(guān)組件98的向外殼100的抵接側(cè)面上配置作為散熱器的 散熱板94，作為發(fā)熱體的芯片91u 91w、92u 92w配置在在共用的散熱板94上。由此， 在發(fā)熱量最高的芯片91u 91w、92u 92w的正下方設(shè)定腔室122，并使來自擴(kuò)散到散熱板94上的芯片91u 91w、92u 92w的熱量經(jīng)由該散熱板94向散熱片120側(cè)有效率地散 熱。即、能夠使來自各芯片91u 91w、92u 92w的熱量以更寬闊的面積與冷卻液進(jìn)行熱 交換，能夠進(jìn)一步提高冷卻裝置10的冷卻性能。其中，在由這樣的冷卻裝置10冷卻的DC/DC轉(zhuǎn)換器36中，在構(gòu)成開關(guān)組件98的 上芯片91u 91w和下芯片92u 92w之間，其發(fā)熱量存在差異，通常構(gòu)成再生側(cè)的上芯片 9Iu 9Iw的發(fā)熱量比構(gòu)成驅(qū)動(dòng)側(cè)的下芯片92u 92w大。在燃料電池車輛20中，由于例如燃料電池22有在高輸出時(shí)端子間電壓下降的特 性，所以即使車輛在再生和驅(qū)動(dòng)時(shí)進(jìn)行相同的輸出，對于作為開關(guān)元件的支路元件81u 81w、82u 82w的初級側(cè)IS和次級側(cè)2S的電壓差，與驅(qū)動(dòng)時(shí)相比，受到電動(dòng)機(jī)反電動(dòng)勢電 壓影響的再生時(shí)較大，因此其開關(guān)損失較大。因此，例如再生側(cè)(上芯片91u 91w)和驅(qū) 動(dòng)側(cè)(下芯片92u 92w)為相同冷卻設(shè)計(jì)的情況下，再生側(cè)的熱性質(zhì)嚴(yán)格，不能使再生量 與驅(qū)動(dòng)側(cè)等量得到。因此，在本實(shí)施方式的冷卻裝置10中，在折回部104的上游側(cè)的第一直線部114 側(cè)配置上芯片91u 91w，在折回部104的下游側(cè)的第二直線部116側(cè)配置下芯片92u 92w0 S卩、在冷卻液流路102中，將冷卻液流入作為發(fā)熱量(熱負(fù)載)較大的再生側(cè)的上支 路元件81u Slw側(cè)后，經(jīng)由折回部104向作為驅(qū)動(dòng)側(cè)的下支路元件82u 82w側(cè)直列流 入，從而先冷卻發(fā)熱量較大的再生側(cè)，防止上支路元件81u Slw過熱，能夠最大限度利用 最大輸出以及能夠預(yù)先產(chǎn)生該最大輸出的時(shí)間。因此，能夠有效地提高再生時(shí)的DC/DC轉(zhuǎn)換器36的冷卻性能，能夠使燃料電池車 輛20的可再生電力量增加。另外，在冷卻液流路102中，由于形成從第一直線部114經(jīng)由折回部104向第二直 線部116連續(xù)的掉頭(U-turn)結(jié)構(gòu)，所以能夠使入口孔106以及出口孔108集合在該冷卻 裝置10的一側(cè)面?zhèn)取Ｒ虼?，能夠?qū)崿F(xiàn)冷卻裝置10的進(jìn)一步小型化，并能夠使向循環(huán)泵110 和散熱器112的配管進(jìn)一步容易且簡易。在冷卻液流路102中，除了這樣的折回部104的 掉頭結(jié)構(gòu)外，考慮到車載時(shí)的設(shè)置空間等，也能夠形成適當(dāng)?shù)赜芍本€狀或曲線狀等構(gòu)成的 流路結(jié)構(gòu)。另外，如圖9所示，本實(shí)施方式的電動(dòng)車輛的燃料電池車輛20也能夠省略燃料電 池22及其相關(guān)部件，并設(shè)置發(fā)動(dòng)機(jī)(內(nèi)燃機(jī))30，形成該發(fā)動(dòng)機(jī)130的輸出軸連結(jié)在電動(dòng) 機(jī)26以及減速器12上的電動(dòng)車輛20a的結(jié)構(gòu)。S卩，電動(dòng)車輛20a作為所謂的并聯(lián)方式的 混合車輛構(gòu)成。另外，如圖10所示，也能夠從燃料電池車輛20省略燃料電池22及其相關(guān)部件，并 設(shè)置發(fā)動(dòng)機(jī)130以及發(fā)電機(jī)132，形成將發(fā)動(dòng)機(jī)130的輸出軸連結(jié)在發(fā)電機(jī)132以及減速 器12上并電連接發(fā)電機(jī)132和電動(dòng)機(jī)26的電動(dòng)車輛20b。S卩，電動(dòng)車輛20b構(gòu)成所謂的串 并聯(lián)方式的混合車輛。另外，在該電動(dòng)車輛20b中，將發(fā)動(dòng)機(jī)130的輸出軸僅連結(jié)在發(fā)電機(jī) 132上，省略向減速器12的連結(jié)或省略減速器12本身的情況下，能夠構(gòu)成所謂的串聯(lián)方式 的混合車輛。另外，當(dāng)然也可以從本實(shí)施方式的作為電動(dòng)車輛的燃料電池車輛20省略燃料電 池22及其相關(guān)部件，形成不添加發(fā)動(dòng)機(jī)130等的電動(dòng)車輛。本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，不言而喻，可以在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思的范圍內(nèi)，采取各種結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
一種冷卻裝置，其用于冷卻發(fā)熱體(91、92)，其特征在于，包括設(shè)有多個(gè)散熱片(120)并使冷卻液流通的冷卻液流路(102)，在所述冷卻液的流通方向上，所述散熱片(120)在與所述發(fā)熱體(91、92)的至少中央部對應(yīng)的位置上形成有切口部(118)，通過該切口部(118)而在所述冷卻液流路(102)中形成有腔室(122)。
2.如權(quán)利要求1所述的冷卻裝置，其特征在于，所述腔室(122)的高度比所述散熱片(120)的高度高。
3.如權(quán)利要求1或2所述的冷卻裝置，其特征在于，所述散熱片(120)至少在所述冷卻液的流通方向上的端部形成有圓弧部(121)。
4.如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的冷卻裝置，其特征在于，在所述發(fā)熱體(91、92)與所述散熱片(120)之間配置有散熱器(94)，多個(gè)所述發(fā)熱體 (91,92)配置在共用的散熱器(94)上。
5.一種電動(dòng)車輛，其特征在于，具有權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的冷卻裝置(10)；使車輪(16)旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)(26)；對所述電動(dòng)機(jī)(26)并行供給電力的發(fā)電裝置(22)及蓄電裝置(24)；DC/DC轉(zhuǎn)換器(36)，其連接在所述蓄電裝置(24)與所述發(fā)電裝置(22)之間，轉(zhuǎn)換由 所述蓄電裝置(24)產(chǎn)生的電壓并施加給所述電動(dòng)機(jī)(26)側(cè)，并且轉(zhuǎn)換由所述電動(dòng)機(jī)(26) 的再生動(dòng)作產(chǎn)生的再生電壓或所述發(fā)電裝置(22)的發(fā)電電壓并施加給所述蓄電裝置(24) 側(cè)，其中，所述發(fā)熱體(91、92)包括設(shè)于所述DC/DC轉(zhuǎn)換器(36)的開關(guān)元件(81、82)。
6.如權(quán)利要求5所述的電動(dòng)車輛，其特征在于，所述發(fā)電裝置(22)是燃料電池。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種冷卻裝置及具有該冷卻裝置的電動(dòng)車輛，冷卻裝置(10)是用于冷卻包括作為發(fā)熱體的開關(guān)元件的開關(guān)組件(98)的裝置。該冷卻裝置(10)具有設(shè)有多個(gè)散熱片(120)并使冷卻液流通的冷卻液流路(102)，在所述冷卻液的流通方向上，所述散熱片(120)在與構(gòu)成開關(guān)組件(98)的芯片(91、92)的至少中央部對應(yīng)的位置上形成有切口部(118)，通過該切口部(118)而在冷卻液流路(102)中形成腔室(122)。
文檔編號H05K7/20GK101971330SQ20098010423
公開日2011年2月9日 申請日期2009年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月6日
發(fā)明者村上友厚 申請人:本田技研工業(yè)株式會(huì)社