车辆用功率转换装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及车辆用功率转换装置。
【背景技术】
[0002]铁路车辆中搭载有功率转换装置。功率转换装置的功率转换通过具备转换器或逆变器等的半导体来进行。半导体因功率转换而会发出较多热量。因此，通常，在进行功率转换的半导体中安装有冷却装置。专利文献1公开了下述冷却装置，该冷却装置包括在半导体装置的侧面沿着车辆前进方向配置的多个冷却器、以及对进入冷却器的行驶风的风量进行调整的门。
现有技术文献专利文献
[0003]专利文献1:日本专利特开2001-024124号公报
【发明内容】
发明所要解决的技术问题
[0004]行驶风具有会绕开密度较高的场所(存在挡风体的场所)进行流动的性质。因此，即使将冷却器构成为内部能够通过行驶风，行驶风也会绕过存在冷却器的场所本身来流动。专利文献1所示的冷却装置中，由于冷却器的内部无法进入足够的行驶风，因此无法获得较高的冷却效率。
[0005]此外，即使行驶风进入到冷却器的内部，到达后级冷却器的行驶风也已被前级的冷却器加热。从而在专利文献1所示的冷却装置中，由于后级的冷却器无法利用行驶风得到充分冷却，因此无法获得较高的冷却效率。
[0006]本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够高效地对进行功率转换的半导体进行冷却的车辆用功率转换装置。
解决技术问题所采用的技术手段
[0007]本发明的车辆用功率转换装置是具备转换功率的半导体的车辆用功率转换装置。车辆用功率转换装置包括:沿着车辆前进方向排列配置且用于对半导体进行冷却的多个冷却器；内部设置有多个冷却器且设置有成为行驶风的进气口及排气口的通风口的冷却器罩；以及设置于冷却器罩的内部的受风板。在冷却器罩的内部且位于多个冷却器的上方、下方、及侧方中的至少一方，设有成为行驶风的通道的空洞。通风口至少配置在该空洞的车辆前进方向。受风板配置于该空洞，在行驶风从通风口流入到空洞时，使流入的行驶风的流向改变为多个冷却器所在的方向。
发明效果
[0008]根据本发明，在对转换功率的半导体进行冷却的多个冷却器的上方、下方、及侧方中的至少一方设置空洞，并且设置使流入到空洞的行驶风的流向改变为冷却器所在的方向的受风板，因此，能够利用行驶风高效地对多个冷却器进行冷却。由此，能够高效地对进行功率转换的半导体进行冷却。
【附图说明】
[0009]图1是本发明的实施方式所涉及的功率转换装置的立体图。
图2是表示功率转换装置所具备的半导体装置的图。
图3是表示功率转换装置所具备的冷却装置的图。
图4是表示冷却装置所具备的冷却器的图。
图5是表示冷却装置所具备的冷却器罩的图。
图6是表示冷却装置所具备的冷却器罩的图。
图7是表示冷却装置的内部结构的图。
图8是表示冷却装置的内部结构的图。
图9A是表示行驶风从冷却装置的前方流入到侧部空洞的情况的图。
图9B是表示流入侧部空洞的行驶风在冷却装置内部的流动的图。
图9C是表示流入侧部空洞的行驶风在冷却装置内部的流动的图。
图9D是表示流入侧部空洞的行驶风在冷却装置内部的流动的图。
图10A是表示行驶风从冷却装置的前方流入到下部空洞的情况的图。
图10B是表示流入下部空洞的行驶风在冷却装置内部的流动的图。
图11A是表示行驶风从冷却装置的后方流入到侧部空洞的情况的图。
图11B是表示流入侧部空洞的行驶风在冷却装置内部的流动的图。
图11C是表示流入侧部空洞的行驶风在冷却装置内部的流动的图。
图11D是表示流入侧部空洞的行驶风在冷却装置内部的流动的图。
图12A是表示行驶风从冷却装置的后方流入到上部空洞的情况的图。
图12B是表示流入上部空洞的行驶风在冷却装置内部的流动的图。
图13是表示冷却器的变形例的图。
图14是表示冷却装置的变形例的图。
图15是表示在侧部空洞与冷却器之间设置有隔板的情况的图。
图16是表示在侧部空洞的下方设有空洞的冷却装置的图。
【具体实施方式】
[0010]下面，参照附图，对用于实施本发明的方式进行说明。另外，对图中相同或等同的部分标注相同的标号。
[0011]本发明的实施方式所涉及的功率转换装置1是列车、汽车等车辆中所搭载的车辆用功率转换装置。这里，列车是指电车或内燃机车等在轨道上行驶的车辆。另外，列车不仅是多节编组的列车，也包含一节编组的单节列车。列车还包含在路面上行驶的路面电车、在一根铁轨上行驶的单轨列车、以橡胶轮胎在轨道上行驶的轮胎行驶车、以及悬浮在轨道上进行运行的磁悬浮列车。在下述说明中，作为一个示例，示出功率转换装置1搭载于可往返运行的列车的情况，即，搭载于能够调换车辆的前进方向和后退方向的列车的情况。
[0012]功率转换装置1如图1所示，由对功率进行转换的半导体装置100和对半导体装置100进行冷却的冷却装置200构成。另外，在下述说明中，为了便于理解，将车辆的前进方向和后退方向中的一个方向(图1中为车辆前进方向)称为前方，将其相反方向称为后方，将车辆内的人所观察到的车辆的侧面方向(图1中为朝向前方的右手侧)称为侧方。
[0013]半导体装置100如图2所示，由转换功率的多个半导体元件110和保护半导体元件110不受冲击的壳体120构成。半导体元件110的内部具有功率转换电路(例如，AC-DC转换器、DC-DC转换器、逆变器)。伴随着功率转换电路的动作，半导体元件110发出较大的热量。半导体元件110粘接于受热板211。半导体元件110所发出的热量被受热板211吸收。
[0014]冷却装置200是吸收半导体元件110发出的热量并向外部释放的装置。冷却装置200设置在行驶风充足的场所，例如设置于车辆底板的侧面。冷却装置200如图3所示，由利用行驶风进行冷却的多个冷却器210、在内部收纳冷却器210的冷却器罩220、以及设置于冷却器罩220内部的受风板230构成。
[0015]冷却器210是热管式冷却器。冷却器210由沿着车辆前进方向排列配置的多个冷却器(冷却器210a、冷却器210b、冷却器210c)构成。冷却器210如图4所示，分别由吸收半导体元件110的热量的受热板211、与受热板211相连接的多根热管212、以及与热管212相连接的多片散热翅片213构成。
[0016]受热板211是热传导率较高的金属板，例如铝板。受热板211的表面粘贴有半导体元件110。受热板211吸收半导体元件110所发出的热量并传递给热管212。
[0017]热管212是内部注入有作用液的管道。热管212以向侧方突出的状态固定于受热板211。另外，热管212以稍稍向上方倾斜的状态固定于受热板211，以使得内部的作用液不会因行驶中车辆的倾斜而向侧方移动。
[0018]散热翅片213是用于提高热管212的散热效率的散热板。散热翅片213以各自的平面朝向侧方且以一定间隔平行排列的状态固定于热管212。由此，行驶风能够从冷却器210的上方、下方、前方、后方进入冷却器210的内部。
[0019]冷却器罩220是覆盖冷却器210的罩盖。冷却器罩220的前方和后方如图5和图6所示，设置有通风口 221和通风口 222。车辆在向前方前进时，通风口 221如图5所示起到行驶风的吸入口的作用。相反侧的通风口 222起到行驶风的排出口的作用。另一方面，车辆在向后方前进时，通风口 222如图6所示起到行驶风的吸入口的作用。相反侧的通风口 221起到行驶风的排出口的作用。
[0020]冷却器罩220的内部如图7和图8所示，多个冷却器210沿着车辆前进方向排列设置。冷却器210的上方、下方、侧方分别设置有成为行驶风的通道的空洞223 (上部空洞223a、下部空洞223b、侧部空洞223c)。空洞223的前方和后方如图5和图6所示，设置有通风口 221和通风口 222。
[0021]另外，在下述说明中，将位于上部空洞223a的前方的通风口 221称为上部通风口221a，位于下部空洞223b的前方的通风口 221称为下部通风口 221b，位于侧部空洞223c的前方的通风口 221称为侧部通风口 221c，位于冷却器210的前方的通风口 221称