用于车辆的电力变换装置以及铁路车辆的制作方法
【专利说明】用于车辆的电力变换装置以及铁路车辆
[0001]相关专利申请的交叉引用
[0002]本申请基于2013年8月30日提交的日本专利申请N0.2013-179843并且要求其优先权益，该申请的全部内容通过引用的方式并入本申请中。
技术领域
[0003]本文所述的实施例总体上涉及一种用于车辆的电力变换装置(electric powerconvers1n device)，以及一种铁路车辆。
【背景技术】
[0004]对于铁路车辆，一般来讲，作为用于执行用于驱动(运行以移动并控制)铁路车辆等的主电动机的控制的装置，用于车辆的电力变换装置例如安装在车体的底板上。
[0005]照惯例，用于车辆的电力变换装置包括:控制箱，所述控制箱安装在车体的底板上，并且所述控制箱限定其内部的密封空间；被容纳在控制箱内部的电力单元部分(通过使用半导体元件的开关操作来执行电力变换的单元)；以及除热部分，所述除热部分在这样一种状态下安装在控制箱上:除热部分向控制箱的外部开放并且将电力单元部分产生的热量福射、对流(与相邻空气)和传导到相邻的材料(包括周围空气)中。包装(packing)被插设在电力单兀部分与除热部分之间，从而维持控制箱内部的密封状态。
[0006]然而，现有技术的用于车辆的电力变换装置具有使用这种包装的结构，并且因此，该结构作为整体很可能变得复杂。另外，除热部分比控制箱大大地向外凸出，因此需要关注提前设置的装配(outfitting)空间，S卩，被预定为或确定为设备和铁路车辆的设计约束的用于电力变换装置的放置的空间。鉴于上述情况，已知这样一种方法:易于产生大量热的半导体元件通过热接收板直接安装在控制箱上，使得通过使用控制箱的热传导、对流和辐射区域可以从热接收板高效地除热，从而执行半导体元件的冷却。
【发明内容】
[0007]技术问题
[0008]然而，甚至当热接收板直接安装在控制箱上时，由于这些部件表面的不平整、挠曲(deflect1n)等，难以使两个部件互相紧密接触，并且因此，容易在两个部件之间形成间隙。因为热阻由于这种间隙而增大，从半导体元件产生的热量可能无法通过热接收板高效地传递到控制箱。因此，通过充分利用控制箱的放热区域难以执行半导体元件的冷却。
[0009]另外，可能存在这样一种情况:包括翅片(fins)等的除热部分一体地形成在热接收板上。在这种情况下，上面装有半导体元件的热接收板与除热部分一起直接安装在控制箱上。因此，当从控制箱移除半导体元件来维护等时，例如，需要不仅移除热接收板，而且同时也移除除热部分，并且因此，存在用于增强安装或移除半导体元件的容易性的空间。
[0010]技术方案
[0011]根据实施例，提供了一种用于车辆的电力变换装置，该电力变换装置可以通过将发热部分产生的热量高效地传递到散热部分来增强冷却性能，并且同时，可以增强安装或拆卸发热部分的容易性。
[0012]—般来讲，根据一个实施例，一种用于车辆的电力变换装置包括:箱体，所述箱体被分隔为冷却空气室和安装室；发热部分，所述发热部分被设置在所述安装室内部，并且所述发热部分包括执行电力变换的半导体元件；以及除热部分，所述除热部分被安装在冷却空气室与安装室之间的分隔物上，并且所述除热部分被配置为传递从所述发热部分产生的热量，其中，发热部分在这样一种状态下可附接地且可拆卸地安装在除热部分上，该状态为:发热部分被设置在与除热部分相对的一侧，所述分隔物被夹在两者之间，并且传热片材设置在发热部分与除热部分之间。
[0013]实施例的一种铁路车辆包括:用于车辆的电力变换装置；以及车体，其中，箱体安装在底板上。
【附图说明】
[0014]图1是示出了根据第一实施例的铁路车辆的视图。
[0015]图2是图1所示的用于车辆的电力变换装置的结构视图，并且还是从铁路车辆的左侧观察的用于车辆的电力变换装置的透视图。
[0016]图3是以放大方式示出了图2所示的冷却空气室以及冷却空气室周围的区域的透视图。
[0017]图4是示出了图3所示的电力单元安装在隔板上的状态的分解透视图。
[0018]图5是沿着图3中的A-A线截取的剖视图。
[0019]图6是沿着图3中的B-B线截取的剖视图。
[0020]图7是示出了第一实施例的修改的视图，并且还是示出了在电力单元安装在隔板上之前的状态的分解透视图。
[0021]图8是从铁路车辆的左侧观察的第二实施例的用于车辆的电力变换装置的透视图。
[0022]图9是沿着图8中的C-C线截取的剖视图。
[0023]图10是从铁路车辆的左侧观察的第三实施例的用于车辆的电力变换装置的透视图。
【具体实施方式】
[0024]根据实施例，提供了一种用于车辆的电力变换装置，该电力变换装置可以通过将发热部分产生的热量高效地传递到散热部分来增强冷却性能，并且同时，可以增强安装或拆卸发热部分的容易性。
[0025]—般来讲，根据一个实施例，一种用于车辆的电力变换装置包括:箱体，所述箱体被分隔为冷却空气室和安装室；发热部分，所述发热部分被设置在所述安装室内部，并且所述发热部分包括执行电力变换的半导体元件；以及除热部分，所述除热部分被安装在冷却空气室与安装室之间的分隔物上，并且所述除热部分被配置为传递从所述发热部分产生的热量，其中，发热部分在这样一种状态下可附接地且可拆卸地安装在除热部分上，该状态为:发热部分被设置在与除热部分相对的一侧，所述分隔物被夹在两者之间，并且传热片材设置在发热部分与除热部分之间。
[0026]实施例的一种铁路车辆包括:用于车辆的电力变换装置；以及车体，其中，箱体安装在底板上。
[0027]以下，结合附图解释根据本发明的实施例。
[0028]实例1
[0029]〈〈第一实施例》
[0030]<铁路车辆的构造>
[0031]如图1所示，本实施例的铁路车辆1包括车体2和安装在车体2的底板上的电力变换装置3。
[0032]电力变换装置3是将通过集电弓(pantograph) 5从架空线(overhead line)4供应的直流电或从图未示出的电源供应的直流电转换成交流电，并且将交流电供应到主电动机8以及例如铁路车辆1中未图示的相应的电气设备(空调等)的装置，其中所述主电动机被安装在可枢转地支撑左车轮和右车轮6的底架(chassis) 7上。车轮6在被设置在图未示出的地面上的铁轨上行进。
[0033]在此实施例中，连接车体2的前侧和后侧的方向被称为“纵向L1 ”，车体2的车辆宽度方向被称为“侧向L2”，并且车体2的高度方向被称为“垂直方向L3”。
[0034]〈用于车辆的电力变换装置的构造〉
[0035]如图2所示，电力变换装置3包括:箱体(控制箱)10，所述箱体10被安装在车体2的底板上；电力单元20，所述电力单元20被容纳在箱体10的内部；滤波电容器21 ;以及，选通放大器(gate amplifier) 22。
[0036](箱体)
[0037]箱体10包括:顶壁部分11，所述顶壁部分11面对车体2的底板；底壁部分12，所述底壁部分12面对铁道(附图中未示出导轨)；以及，四个侧壁部分，在纵向L1上定向的侧壁部分13A、13B以及在侧向L2上定向的侧壁部分13C、13D。由具有长方体形状的金属制成的箱体10由这些相应的壁部分形成(顶壁部分11、底壁部分12和侧壁部分13A至13D)。
[0038]箱体10通过安装在顶壁部分11上的多个安装构件14以悬吊的方式(suspendedmanner)安装在车体2的底板上。更具体地说，当从前侧观察铁路车辆1时，箱体10在靠近车体2的一侧(左侧或右侧)的位置处被安装在车体2的底板上，使得箱体10落入图未示出的装配限制(针对尺寸的预定设计约束)内。在此实例中，这一侧假定为左侧。
[0039]安装构件14被形成为使得安装构件14在侧向L2上从顶壁部分11的四个拐角向外凸出。箱体10的安装位置、安装构件14的数量等不限于上述情形，并且箱体10的安装位置、安装构件14的数量等可以在必要时变化。
[0040]箱体10通过在垂直方向L3上延伸的四个隔板15A至1?被分隔为冷却空气室16和安装室17。
[0041]隔板15A、15B在纵向L1上被定向，并且以相对的方式面对箱体10的侧壁部分13A、13B且具有分别在两者之间限定的空间。隔板15C与箱体10的侧壁部分13C接触。隔板1?朝向车辆左侧L，并且以相对的方式面对箱体10的侧壁部分13D且两者之间具有空间。
[0042]这四个隔板15A至15D所包围的内部空间形成冷却空气室16。因此，在附图所示的实例中，冷却空气室16在纵向L1上被设置在箱体10的中心部分，并且在车辆宽度方向上被设置在靠近车体2的中心的位置。冷却空气室16被配置为使得冷却空气室16在垂直方向