CN110247564B - 电力转换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够提高安装在电动机上时的空间效率的电力转换装置。电力转换装置(1)具有功率模块(21)和电容器单元(23)。在功率模块(21)的电力转换电路部中，与三相的各相对应的高侧臂和低侧臂的开关元件形成元件列(PU、PV、PW)。从Z轴方向观察，3个元件列(PU、PV、PW)配置在电动机(12)的仅与从轴心(O)起Y轴方向的正方向侧的部分重合的位置。在配置在车身后部的动力搭载室的电动机(12)的情况下，从轴心(O)起Y轴方向的正方向侧的部分是车辆的前后方向上的比轴心(O)更靠车室侧的部分。从Z轴方向观察，电容器单元(23)配置成在与电动机(12)的轴心(O)正交的方向的一侧即Y轴方向的正方向侧比3个元件列(PU、PV、PW)更远离轴心(O)。

Description

电力转换装置
技术领域
本发明涉及电力转换装置。
背景技术
以往，公知一种车辆用驱动单元，该车辆用驱动单元具有收容发电机和电动机的驱动装置壳体、以及搭载于驱动装置壳体中的动力控制单元(例如参照日本特开2016-140198号公报)。在该车辆用驱动单元中，动力控制单元在单元壳体内具有与发电机和电动机分别连接的2个逆变器、对2个逆变器进行控制的控制部、以及电流传感器等。驱动装置壳体的外形形成为圆筒状，驱动装置壳体配置成轴线方向成为车宽方向。单元壳体的外形形成为箱状，单元壳体配置成在车辆的上下方向上载置于驱动装置壳体的上表面上。
但是，根据上述现有技术的一例的车辆用驱动单元，驱动装置壳体和单元壳体配置成在车辆的上下方向上层叠，因此，上下方向上的整体尺寸增大，并且，可能无法提高驱动装置壳体的外周的空间中的空间效率。
发明内容
本发明的目的在于，提供能够提高安装在电动机上时的空间效率的电力转换装置。
用于解决课题的手段
(1)本发明的一个方式的电力转换装置(例如实施方式中的电力转换装置1)具有：多个元件列(例如实施方式中的各元件列PU1、PV1、PW1、PU2、PV2、PW2)，它们构成为按电动机的多个相数而具有由对轴心(例如实施方式中的轴心O)沿着第一方向(例如实施方式中的X轴方向)配置的所述电动机(例如实施方式中的电动机12)授受电力的高侧臂元件(例如实施方式中的高侧臂的各晶体管UH、VH、WH)和低侧臂元件(例如实施方式中的低侧臂的各晶体管UL、VL、WL)的元件列；以及电容器(例如实施方式中的电容器单元23)，其与所述多个元件列电连接，所述电力转换装置安装在所述电动机上，其中，从配置有所述元件列的配置面(例如实施方式中的搭载面61A、62A)的正交方向(例如实施方式中的Z轴方向)观察，所述电容器配置成在与所述第一方向正交的第二方向(例如实施方式中的Y轴方向)上的一侧比所述多个元件列更远离所述轴心，从所述正交方向观察，所述多个元件列配置在所述电动机的仅与所述第二方向的所述一侧的部分重合的位置。
(2)在上述(1)所述的电力转换装置中，也可以是，所述多个元件列沿所述第一方向排列配置。
(3)在上述(1)或(2)所述的电力转换装置中，也可以是，所述多个元件列的所述第一方向的长度(例如实施方式中的长度LP)比所述电动机的轴长(例如实施方式中的轴长LM)短。
(4)上述(2)或(3)所述的电力转换装置也可以具有输入输出端子(例如实施方式中的输入输出端子Q1)，该输入输出端子从所述多个元件列延伸出且与所述电动机的绕组(例如实施方式中的三相的定子绕组)连接，从所述正交方向观察，所述输入输出端子从所述多个元件列朝向所述轴心延伸。
(5)在上述(1)～(4)中任一项所述的电力转换装置中，也可以是，所述电力转换装置搭载于车辆(例如实施方式中的车辆10)上，所述第二方向上的所述一侧是所述车辆的前后方向上的车室(例如实施方式中的车室10c)侧。
(6)在上述(1)～(5)中任一项所述的电力转换装置中，也可以是，从所述第一方向观察，所述正交方向上的所述电容器的宽度(例如实施方式中的宽度WC)比所述正交方向上的所述多个元件列的宽度(例如实施方式中的宽度WP)大。
(7)上述(1)～(6)中任一项所述的电力转换装置也可以具有散热部(例如实施方式中的第一散热部61和第二散热部62)，该散热部形成供制冷剂流通的制冷剂流路(例如实施方式中的制冷剂流路61a、62a)，并且具有所述配置面，所述制冷剂流路与设置在所述电动机上的所述制冷剂的流路(例如实施方式中的流路18a、19a)连结。
(8)上述(7)所述的电力转换装置也可以具有连结流路(例如实施方式中的连结流路65a、66a)，该连结流路在所述散热部与所述电动机之间沿所述正交方向延伸，所述制冷剂流路经由所述连结流路(例如实施方式中的连结流路65a、66a)而与所述电动机的所述流路连结。
(9)在上述(7)或(8)所述的电力转换装置中，也可以是，所述制冷剂从形成于所述电动机的外壳(例如实施方式中的外壳14)上的流入口(例如实施方式中的制冷剂流入口18b)流入所述制冷剂流路中。
(10)在上述(7)～(9)中任一项所述的电力转换装置中，也可以是，所述制冷剂在流过所述制冷剂流路后从形成于所述电动机的外壳上的流出口(例如实施方式中的制冷剂流出口19b)流出。
发明效果
根据上述(1)，在沿着电动机的外周配置电力转换装置时，将相对较小的多个元件列配置在接近轴心的一侧，将相对较大的电容器配置成比多个元件列更远离轴心，由此，能够提高空间效率。由此，能够抑制电力转换装置和电动机的整体的大型化。
在上述(2)的情况下，抑制第二方向上的多个相的元件列中的每个元件列与电容器之间的距离产生差异，能够抑制各相的电气路径中的杂散电感的不均匀性增大。
在上述(3)的情况下，能够在电动机的外周以较高空间效率配置多个元件列。
在上述(4)的情况下，能够容易地进行电动机的绕组和端子构件的连接作业。
在上述(5)的情况下，在车辆的前后方向上，相对于电动机的轴心在车室侧的相反侧即前方侧或后方侧不配置电力转换装置，能够设置针对来自前方侧或后方侧的冲击的缓冲空间，能够防止直接的冲击作用于电力转换装置。
在上述(6)的情况下，能够在电动机的外周以较高空间效率配置多个元件列和电容器。
在上述(7)的情况下，散热部的制冷剂流路和电动机中的制冷剂的流路连结，因此，例如，与在电力转换装置和电动机中分别具有独立的冷却系统的情况相比，能够抑制冷却系统变复杂。另外，冷却系统的一部分设置在电动机上，因此，能够紧凑地形成冷却系统。
在上述(8)的情况下，能够通过在配置平面的正交方向上延伸的连结部，紧凑地连结散热部的制冷剂流路和电动机中的制冷剂的流路。
在上述(9)的情况下，在电动机的外壳上形成有流入口，因此，在配置有电容器的情况下，也能够抑制对散热部的制冷剂流路的复杂化。
在上述(10)的情况下，在电动机的外壳上形成有流出口，因此，在配置有电容器的情况下，也能够抑制对散热部的制冷剂流路的复杂化。
附图说明
图1是示意地示出本发明的实施方式的电力转换装置的结构的图，是从电动机的轴向观察剖切电动机和电力转换装置的一部分而示出的图。
图2是在图1所示的A-A线的位置处通过X-Y平面剖切的剖视图中省略的制冷剂流路的图。
图3是示出搭载本发明的实施方式的电力转换装置的车辆的一部分结构的图。
图4是示出本发明的实施方式的电力转换装置在车辆中的搭载例的图。
图5是示意地示出本发明的实施方式的电力转换装置中的制冷剂的流路的从Z轴方向观察的图，是省略第一散热部而示出的图。
图6是示意地示出本发明的实施方式的电力转换装置中的制冷剂的流路的从Y轴方向观察的图。
图7是示出本发明的实施方式的第一变形例的电力转换装置在车辆中的搭载例的图。
图8是示意地示出本发明的实施方式的第二变形例的电力转换装置中的制冷剂的流路的从Z轴方向观察的图，是省略第一散热部而示出的图。
图9是示意地示出本发明的实施方式的第二变形例的电力转换装置中的制冷剂的流路的从Y轴方向观察的图。
图10是示意地示出本发明的实施方式的第三变形例的电力转换装置中的制冷剂的流路的从Z轴方向观察的图，是省略第一散热部而示出的图。
图11是示意地示出本发明的实施方式的第三变形例的电力转换装置中的制冷剂的流路的从Y轴方向观察的图。
图12是示意地示出本发明的实施方式的第四变形例的电力转换装置的结构的图，是从电动机的轴向观察剖切电动机和电力转换装置的一部分而示出的图。
符号说明
1：电力转换装置；1b：第一三相连接器；1c：第二三相连接器；10：车辆；10c：车室；11：电池；12：电动机；14：外壳；18a：流路；18b：制冷剂流入口(流入口)；19a：流路；19b：制冷剂流出口(流出口)；21：功率模块；22：电抗器；23：电容器单元(电容器)；31：第一电力转换电路部；32：第二电力转换电路部；33：第三电力转换电路部；41：第一平滑电容器；42：第二平滑电容器(电容器)；50p：正极母线；50n：负极母线；51：输入输出母线(端子构件)；61：第一散热部(散热部)；61a：制冷剂流路；61A：搭载面(配置面)；62：第二散热部(散热部)；62a：制冷剂流路；62A：搭载面(配置面)；65：第一连结部；65a：连结流路；66：第二连结部；66a：连结流路；O：轴心；PU1、PV1、PW1、PU2、PV2、PW2、PS：元件列；01：输入输出端子；UH、VH、WH：高侧臂的各晶体管(高侧臂元件)；UL、VL、WL：低侧臂的各晶体管(低侧臂元件)。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的电力转换装置的一个实施方式进行说明。
本实施方式的电力转换装置对电动机与电池之间的电力授受进行控制。例如，电力转换装置搭载于电动车辆等。电动车辆是电动车、混合动力车辆和燃料电池车辆等。电动车将电池作为动力源进行驱动。混合动力车辆将电池和内燃机作为动力源进行驱动。燃料电池车辆将燃料电池作为动力源进行驱动。
图1是示意地示出本发明的实施方式的电力转换装置1的结构的图，是从电动机12的轴向观察剖切电动机12和电力转换装置1的一部分而示出的图。
图2是在图1所示的A-A线的位置处通过X-Y平面剖切的剖视图中省略制冷剂流路的图。图3是示出搭载本发明的实施方式的电力转换装置1的车辆10的一部分结构的图。图4是示出本发明的实施方式的电力转换装置1在车辆10中的搭载例的图。
需要说明的是，以下，三维空间中彼此正交的X轴、Y轴和Z轴的各轴方向是与各轴平行的方向。
<车辆>
如图3所示，车辆10在电力转换装置1的基础上，具有电池11(BATT)和行驶驱动用的电动机12(MOT)。
电池11例如是作为车辆10的动力源的高压的电池。电池11具有电池壳体和收容在电池壳体内的多个电池模块。电池模块具有串联连接的多个电池单体。电池11具有与电力转换装置1的直流连接器1a连接的正极端子PB和负极端子NB。正极端子PB和负极端子NB在电池壳体内与串联连接的多个电池模块的正极端和负极端连接。
电动机12通过从电池11供给的电力产生旋转驱动力(动力运行动作)。电动机12也可以通过输入到旋转轴的旋转驱动力产生发电电力。也可以构成为能够向电动机12传递内燃机的旋转动力。例如，电动机12是三相交流的无刷DC电动机。三相是U相、V相和W相。
如图1所示，电动机12具有外壳14、轴15、转子16、定子17、第一制冷剂流通部18和第二制冷剂流通部19。电动机12例如为内转子型。外壳14将轴15支承为能够绕轴心O的轴线旋转，并且在内部收容转子16和定子17。轴15在外壳14的内部安装在转子16上，并且在外壳14的外部与其他设备连接。
转子16具有固定在轴15上的转子铁芯、以及装配在转子铁芯上的励磁用的多个永久磁铁。定子17具有固定在外壳14上的定子铁芯、以及用于产生使转子16旋转的旋转磁场的三相的定子绕组。电动机12的三相的定子绕组与电力转换装置1的三相连接器1b连接。
第一制冷剂流通部18和第二制冷剂流通部19设置在外壳14上。第一制冷剂流通部18和第二制冷剂流通部19例如是固定在外壳14上的配管或形成在外壳14上的管状部位等。第一制冷剂流通部18和第二制冷剂流通部19各自的内部空间形成供电力转换装置1的冷却用制冷剂流通的各流路18a、19a。第一制冷剂流通部18的流路18a与形成在外壳14上的制冷剂流入口18b连通。第二制冷剂流通部19的流路19a与形成在外壳14上的制冷剂流出口19b连通。第一制冷剂流通部18和第二制冷剂流通部19分别与后述电力转换装置1的第一连结部65和第二连结部66连接。
如图4所示，X轴方向与电动机12的轴心O的轴向平行。电动机12例如以轴心O的轴向与车辆10的左右方向平行的方式配置在车辆10的前后方向后方的车身后部。例如，车辆10的左右方向与X轴方向平行，车辆10的前后方向与Y轴方向平行，前后方向前方是Y轴方向的正方向。电动机12例如配置在设于后板10d后方的车身后部的动力搭载室10e中。
需要说明的是，电池11例如配置在设于比挡泥板底板10a更靠后方的车室10c中的底板的下方。
<电力转换装置>
电力转换装置1例如安装在电动机12的外壳14上。电力转换装置1配置在与电动机12的轴心O正交的方向的一侧。例如，在配置在车身后部的动力搭载室10e中的电动机12的情况下，与电动机12的轴心O正交的方向的一侧是车辆10的前后方向上的比轴心O更靠车室10c侧、即比轴心O更靠车辆10的中心侧即Y轴方向的正方向侧。
电力转换装置1例如配置在与电动机12的轴心O正交的方向的一侧中的、车辆10的上下方向上的比轴心O更靠上方侧。需要说明的是，在车辆10的前后方向上的比轴心O更靠后方侧设置有用于吸收或减轻从前方对电力转换装置1的冲击的缓冲空间。
如图1和图3所示，电力转换装置1具有壳体20、功率模块21、电容器单元23、电阻器24、第一电流传感器25、第二电流传感器27、电子控制单元28(MOT ECU)、栅极驱动单元29(G/D)。
壳体20在内部收容构成电力转换装置1的部件即功率模块21、电容器单元23、电阻器24、第一电流传感器25、第二电流传感器27、电子控制单元28(MOT ECU)和栅极驱动单元29(G/D)。壳体20的外形例如形成为沿着电动机12的外壳14的外周弯曲的L字箱型。
功率模块21例如具有一个电力转换电路部31。电力转换电路部31通过三相连接器1b而与电动机12的三相的定子绕组连接。电力转换电路部31将从电池11输入的直流电力转换为三相交流电力。电力转换电路部31也可以将从电动机12输入的三相交流电力转换为直流电力。由电力转换电路部31转换后的直流电力能够供给到电池11。
电力转换电路部31具有由桥接的多个开关元件形成的桥式电路。例如，开关元件是IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、或MOSFET(Metal Oxide Semi-conductorField Effect Transistor)等晶体管。例如，在桥式电路中分别桥接有成对的高侧臂和低侧臂U相晶体管UH、UL、成对的高侧臂和低侧臂V相晶体管VH、VL、成对的高侧臂和低侧臂W相晶体管WH、WL。
高侧臂的各晶体管UH、VH、WH的集电极与正极母线PI连接而构成高侧臂。在各相中，高侧臂的各正极母线PI与电容器单元23的正极母线50p连接。
低侧臂的各晶体管UL、VL、WL的发射极与负极母线NI连接而构成低侧臂。在各相中，低侧臂的各负极母线NI与电容器单元23的负极母线50n连接。
需要说明的是，在各正极母线PI、50p彼此的连接和各负极母线NI、50n彼此的连接中，例如采用激光焊接或基于夹紧件的连接等，以使得比螺栓紧固更加小型，并且抑制绝缘部位的热损伤。
在各相中，高侧臂的各晶体管UH、VH、WH的发射极在连接点TI处与低侧臂的各晶体管UL、VL、WL的集电极连接。
在电力转换电路部31的各相中，形成连接点TI的输入输出母线51与输入输出端子Q1连接。输入输出端子Q1与三相连接器1b连接。电力转换电路部31的各相的连接点TI经由输入输出母线51、输入输出端子Q1和三相连接器1b而与电动机12的各相的定子绕组连接。
桥式电路具有在各晶体管UH、UL、VH、VL、WH、WL的集电极-发射极之间以从发射极朝向集电极成为正方向的方式连接的二极管。
电力转换电路部31根据从栅极驱动单元29输入到各晶体管UH、VH、WH、UL、VL、WL的栅极的开关指令即栅极信号，切换各相的晶体管对的接通(导通)/断开(截止)。电力转换电路部31将从电池11输入的直流电力转换为三相交流电力，使针对电动机12的三相的定子绕组的通电依次换流，由此，在三相的定子绕组中通电交流的U相电流、V相电流和W相电流。电力转换电路部31也可以通过与电动机12的旋转取得同步的各相的晶体管对的接通(导通)/断开(截止)驱动，将从电动机12的三相的定子绕组输出的三相交流电力转换为直流电力。
电容器单元23具有平滑电容器41和噪声滤波器43。
平滑电容器41经由正极母线50p和负极母线50n连接在电力转换电路部31的多个正极母线PI和负极母线NI之间。平滑电容器41对伴随电力转换电路部31的各晶体管UH、UL、VH、VL、WH、WL的接通/断开的切换动作而产生的电压变动进行平滑化。
噪声滤波器43经由正极母线50p和负极母线50n连接在电力转换电路部31的多个正极母线PI和负极母线NI之间。噪声滤波器43具有串联连接的2个电容器。2个电容器的连接点与车辆10的车身搭铁等连接。
电阻器24经由正极母线50p和负极母线50n连接在电力转换电路部31的多个正极母线PI和负极母线NI之间。
第一电流传感器25配置在构成电力转换电路部31的各相的连接点TI且与输入输出端子Q1连接的输入输出母线51上，检测U相、V相和W相各自的电流。第二电流传感器27配置在电阻器24与直流连接器1a之间，检测电池11的输出电流。
第一电流传感器25和第二电流传感器27分别通过信号线而与电子控制单元28连接。
电子控制单元28对电动机12的各个动作进行控制。例如，电子控制单元28是通过CPU(Central Processing Unit)等处理器执行规定的程序而发挥功能的软件功能部。软件功能部是具有CPU等处理器、存储程序的ROM(Read Only Memory)、暂时存储数据的RAM(Random Access Memory)和计时器等电子电路的ECU(Electronic Control Unit)。需要说明的是，电子控制单元28中的至少一部分也可以是LSI(Large Scale Integration)等集成电路。例如，电子控制单元28使用第一电流传感器25的电流检测值和与针对电动机12的转矩指令值对应的电流目标值执行电流的反馈控制等，生成输入到栅极驱动单元29的控制信号。例如，电子控制单元28也可以使用第一电流传感器25的电流检测值和与针对电动机12的再生指令值对应的电流目标值执行电流的反馈控制等，生成输入到栅极驱动单元29的控制信号。控制信号是表示对电力转换电路部31的各晶体管UH、VH、WH、UL、VL、WL进行接通(导通)/断开(截止)驱动的时机的信号。例如，控制信号是进行脉冲宽度调制后的信号等。
栅极驱动单元29根据从电子控制单元28接收的控制信号，生成用于实际对电力转换电路部31的各晶体管UH、VH、WH、UL、VL、WL进行接通(导通)/断开(截止)驱动的栅极信号。例如，栅极驱动单元29执行控制信号的放大和电平移动等，生成栅极信号。
如图2所示，在电力转换电路部31中，与三相的各相对应的高侧臂和低侧臂的开关元件形成元件列PU、PV、PW。各元件列PU、PV、PW例如构成各相的高侧臂和低侧臂的开关元件通过使用电绝缘性的树脂材料的模塑成型等而一体化的半导体模块。与三相对应的3个元件列PU、PV、PW在与基于X轴和Y轴的X-Y平面平行的平面内沿X轴方排列配置。如上所述，X轴方向与电动机12的轴心O的轴向平行。
例如，在电力转换电路部31中，高侧臂和低侧臂U相晶体管UH、UL的元件列PU、高侧臂和低侧臂V相晶体管VH、VL的元件列PV、高侧臂和低侧臂W相晶体管WH、WL的元件列PW依次沿X轴方向排列配置。
进而，在高侧臂和低侧臂U相晶体管UH、UL、高侧臂和低侧臂V相晶体管VH、VL、高侧臂和低侧臂W相晶体管WH、WL中，高侧臂的晶体管和低侧臂的晶体管分别沿X轴方向排列配置。
例如，车辆10的上下方向与Z轴方向平行。从Z轴方向观察，电力转换电路部31的3个元件列PU、PV、PW配置在电动机12的仅与从轴心O起Y轴方向的正方向侧的部分重合的位置。如上所述，在配置在车身后部的动力搭载室10b中的电动机12的情况下，从轴心O起Y轴方向的正方向侧的部分是车辆10的前后方向上的比轴心O更靠车室10c侧的部分。
电力转换电路部31的3个元件列PU、PV、PW整体的X轴方向的长度LP形成为比电动机12的轴长LM(例如外壳14的轴向长度等)短。
从Z轴方向观察，相对于电力转换电路部31的3个元件列PU、PV、PW中的每个元件列，输入输出母线51例如朝向轴心O(即Y轴方向的负方向)延伸。正极母线PI和负极母线NI例如朝向车室10c侧的电容器单元23(即Y轴方向的正方向)延伸。
从Z轴方向观察，电容器单元23例如配置成在与电动机12的轴心O正交的方向的一侧即Y轴方向的正方向侧比3个元件列PU、PV、PW更远离轴心O。
如图1所示，从X轴方向观察，Z轴方向上的电容器单元23的宽度WC形成为比电力转换电路部31的3个元件列PU、PV、PW整体的Z轴方向的宽度WP大。
图5是示意地示出本发明的实施方式的电力转换装置1中的制冷剂的流路的从Z轴方向观察的图，是省略第一散热部61而示出的图。图6是示意地示出本发明的实施方式的电力转换装置1中的制冷剂的流路的从Y轴方向观察的图。
电力转换装置1例如针对电力转换电路部31的3个元件列PU、PV、PW分别具有第一散热部61和第二散热部62、制冷剂供给管63和制冷剂排出管64、第一连结部65和第二连结部66。
第一散热部61和第二散热部62在壳体20的内部对功率模块21进行冷却。第一散热部61和第二散热部62的外形例如形成为矩形箱型。在第一散热部61和第二散热部62各自的内部形成有供制冷剂流通的各制冷剂流路61a、62a。第一散热部61和第二散热部62从厚度方向的两侧夹入各元件列PU、PV、PW。各元件列PU、PV、PW的厚度方向例如与Z轴方向平行。第一散热部61和第二散热部62分别具有搭载各元件列PU、PV、PW的各搭载面61A、62A。各搭载面61A、62A例如与X-Y平面平行。第一散热部61和第二散热部62分别在厚度方向(例如Z轴方向)上的各搭载面61A、62A的相反侧的内表面(即形成各制冷剂流路61a、62a的壁面的一部分)上具有作为散热器发挥功能的多个翅片。
第一散热部61和第二散热部62通过制冷剂供给管63和制冷剂排出管64在层叠方向(即Z轴方向)上连接。制冷剂供给管63和制冷剂排出管64的各内部流路63a、64a与第一散热部61和第二散热部62各自的各制冷剂流路61a、62a彼此连通。
第一连结部65连结制冷剂供给管63和电动机12的第一制冷剂流通部18。第二连结部66连结制冷剂排出管64和电动机12的第二制冷剂流通部19。例如，第一连结部65和第二连结部66各自的外形形成为管状。第一连结部65和第二连结部66分别形成为在第一散热部61和第二散热部62与电动机12之间沿着第一散热部61和第二散热部62的各搭载面61A、62A的正交方向(例如Z轴方向)延伸。
形成在第一连结部65和第二连结部66各自的内部的各连结流路65a、66a与制冷剂供给管63和制冷剂排出管64的各内部流路63a、64a、第一制冷剂流通部18和第二制冷剂流通部19的各流路18a、19a彼此连通。
对电力转换装置1进行冷却的制冷剂首先从形成在电动机12的外壳14上的制冷剂流入口18b流入第一制冷剂流通部18的流路18a内。
接着，制冷剂在第一制冷剂流通部18中朝向与第一制冷剂流通部18连接的3个第一连结部65分支流动，流入各第一连结部65的连结流路65a内。
接着，制冷剂流入与3个第一连结部65分别连接的各制冷剂供给管63的内部流路63a内。接着，制冷剂流入与各制冷剂供给管63连接的各第一散热部61和第二散热部62、即分别搭载有电力转换电路部31的3个元件列PU、PV、PW的各第一散热部61和第二散热部62的各制冷剂流路61a、62a内。
接着，制冷剂流入与各第一散热部61和第二散热部62连接的各制冷剂排出管64的内部流路64a内。接着，制冷剂流入与3个制冷剂排出管64分别连接的各第二连结部66的连结流路66a内。
接着，制冷剂流入与3个第二连结部66连接的第二制冷剂流通部19的流路19a内。接着，制冷剂在第二制冷剂流通部19中朝向制冷剂流出口19b合流，从制冷剂流出口19b流出到外部。
如上所述，根据本实施方式的电力转换装置1，在沿着电动机12的外周配置电力转换装置1时，将相对较小的3个元件列PU、PV、PW配置在接近轴心O的一侧，将相对较大的电容器单元23配置成比3个元件列PU、PV、PW更远离轴心O，因此，能够提高空间效率。
另外，3个元件列PU、PV、PW整体的X轴方向的长度LP形成为比电动机12的轴长LM短，因此，3个元件列PU、PV、PW整体不会在轴向上从电动机12露出，能够以较高空间效率配置3个元件列PU、PV、PW。
另外，Z轴方向上的电容器单元23的宽度WC形成为比3个元件列PU、PV、PW整体的Z轴方向的宽度WP大，因此，能够在电动机12的外周以较高空间效率配置3个元件列PU、PV、PW和电容器单元23。
另外，电力转换装置1的壳体20形成为沿着电动机12的外壳14的外周弯曲的L字箱型，因此，能够使电力转换装置1小型化，能够以较高空间效率将电力转换装置1安装在电动机12上。
另外，3个元件列PU、PV、PW沿X轴方向排列配置，因此，抑制Y轴方向上的3个元件列PU、PV、PW中的每个元件列与电容器单元23之间的距离产生差异，能够抑制三相的各相的电气路径中的杂散电感的不均匀性增大。
另外，从z轴方向观察，相对于3个元件列PU、PV、PW，输入输出母线51分别朝向Y轴方向的负方向即轴心O延伸，因此，能够提高经由输入输出端子Q1而与三相连接器1b连接的作业的容易性。
另外，在车辆10的前后方向上，相对于电动机12的轴心O在车室10c侧的相反侧即后方侧不配置电力转换装置1，能够设置针对来自后方侧的冲击的缓冲空间，能够防止直接的冲击作用于电力转换装置1。
另外，第一散热部61和第二散热部62的各制冷剂流路61a、62A与电动机12中的第一制冷剂流通部18和第二制冷剂流通部19的各流路18a、19a通过第一连结部65和第二连结部66连结，因此，例如，与在电力转换装置1和电动机12中分别具有独立的冷却系统的情况相比，能够抑制冷却系统变复杂。例如，在电容器单元23相对于各散热部61、62配置在车辆10的前后方向(上述实施方式中的前方侧或后述第一变形例中的后方侧等)上的情况下，也能够经由电动机12的外壳14形成针对各散热部61、62的制冷剂流路系统。由此，例如，与新设置用于躲避电容器单元23的特别流路的情况相比，能够抑制制冷剂流路的复杂化。
另外，冷却系统的一部分设置在电动机12上，因此，能够紧凑地形成冷却系统。
进而，第一连结部65和第二连结部66分别在Z轴方向上延伸，因此，能够紧凑地连结第一散热部61和第二散热部62与第一制冷剂流通部18和第二制冷剂流通部19。
进而，在电动机12的外壳14上形成有制冷剂流入口18b和制冷剂流出口19b，因此，能够紧凑地形成冷却系统。
下面，对实施方式的变形例进行说明。
在上述实施方式中，设电动机12和电力转换装置1配置在车辆10的前后方向后方的车身后部，但是不限于此。
图7是示出本发明的实施方式的第一变形例的电力转换装置1在车辆10中的搭载例的图。
在实施方式的第一变形例中，电动机12和电力转换装置1也可以配置在车辆10的前后方向前方的车身前部。电动机12例如以轴心O的轴向与车辆10的左右方向平行的方式配置在设于挡泥板底板10a前方的车身前部的动力搭载室10b中。
电力转换装置1配置在与电动机12的轴心O正交的方向的一侧。例如，在配置在车身前部的动力搭载室10b中的电动机12的情况下，与电动机12的轴心O正交的方向的一侧是车辆10的前后方向上的比轴心O更靠车室10c侧、即比轴心O更靠车辆10的中心侧即Y轴方向的负方向侧。
电力转换装置1例如配置在与电动机12的轴心O正交的方向的一侧中的、车辆10的上下方向上的比轴心O更靠上方侧。需要说明的是，在车辆10的前后方向上的比轴心O更靠前方侧设置有用于吸收或减轻从后方对电力转换装置1的冲击的缓冲空间。
该情况下，从Z轴方向观察，电力转换电路部31的3个元件列PU、PV、PW配置在电动机12的仅与从轴心O起Y轴方向的负方向侧的部分重合的位置。
从Z轴方向观察，相对于电力转换电路部31的3个元件列PU、PV、PW中的每个元件列，输入输出母线51例如朝向轴心O(即Y轴方向的正方向)延伸。正极母线PI和负极母线NI例如朝向车室10c侧的电容器单元23(即Y轴方向的负方向)延伸。
从Z轴方向观察，电容器单元23例如配置成在与电动机12的轴心O正交的方向的一侧即Y轴方向的负方向侧比3个元件列PU、PV、PW更远离轴心O。
根据第一变形例，在车辆10的前后方向上，相对于电动机12的轴心O在车室10c侧的相反侧即前方侧不配置电力转换装置1，能够设置针对来自前方侧的冲击的缓冲空间，能够防止直接的冲击作用于电力转换装置1。
在上述实施方式中，设第一制冷剂流通部18的流路18a对应于与第一制冷剂流通部18并联连结的3个第一连结部65而分支成3个流路，第二制冷剂流通部19的流路19a对应于与第二制冷剂流通部19并联连结的3个第二连结部66而使3个流路合流，但是不限于此。即，在上述实施方式中，设电力转换电路部31的3个元件列PU、PV、PW并联进行冷却，但是不限于此，也可以串联进行冷却。
图8是示意地示出本发明的实施方式的第二变形例的电力转换装置1中的制冷剂的流路的从Z轴方向观察的图，是省略第一散热部61而示出的图。图9是示意地示出本发明的实施方式的第二变形例的电力转换装置1中的制冷剂的流路的从Y轴方向观察的图。
在实施方式的第二变形例中，电动机12在第一制冷剂流通部18和第二制冷剂流通部19的基础上具有第三制冷剂流通部71和第四制冷剂流通部72。第三制冷剂流通部71和第四制冷剂流通部72设置在外壳14上。第三制冷剂流通部71和第四制冷剂流通部72例如是固定在外壳14上的配管或形成在外壳14上的管状部位等。第三制冷剂流通部71和第四制冷剂流通部72各自的内部空间形成供电力转换装置1的冷却用制冷剂流通的各流路71a、72a。
电力转换电路部31的3个元件列PU、PV、PW通过适当的组合而对应于制冷剂的流通路径中的上游部、中央部和下游部。与上游部的元件列(例如U相的元件列PU)对应的第一连结部65与第一制冷剂流通部18连接，第二连结部66与第三制冷剂流通部71连接。与中央部的元件列(例如V相的元件列PV)对应的第一连结部65与第三制冷剂流通部71连接，第二连结部66与第四制冷剂流通部72连接。与下游部的元件列(例如W相的元件列PW)对应的第一连结部65与第四制冷剂流通部72连接，第二连结部66与第二制冷剂流通部19连接。
该情况下，从制冷剂流入口18b流入第一制冷剂流通部18中的制冷剂首先流向上游部的元件列PU的第一散热部61和第二散热部62。接着，制冷剂经由第三制冷剂流通部71流向中央部的元件列PV的第一散热部61和第二散热部62。接着，制冷剂经由第四制冷剂流通部72流向下游部的元件列PW的第一散热部61和第二散热部62。接着，制冷剂经由第二制冷剂流通部19从制冷剂流出口19b流出到外部。
根据该第二变形例，不需要在电动机12的外壳14中形成分支成多个部分的流路，能够抑制冷却系统变复杂。
在上述实施方式中，设相对于电力转换电路部31的3个元件列PU、PV、PW分别具有第一散热部61和第二散热部62、制冷剂供给管63和制冷剂排出管64、第一连结部65和第二连结部66，但是不限于此。
图10是示意地示出本发明的实施方式的第三变形例的电力转换装置1中的制冷剂的流路的从Z轴方向观察的图，是省略第一散热部61而示出的图。图11是示意地示出本发明的实施方式的第三变形例的电力转换装置1中的制冷剂的流路的从Y轴方向观察的图。
在实施方式的第三变形例中，电力转换装置1相对于电力转换电路部31的3个元件列PU、PV、PW具有共同的第一散热部61和第二散热部62。
第一散热部61和第二散热部62从厚度方向的两侧夹入3个元件列PU、PV、PW。3个元件列PU、PV、PW搭载于第一散热部61和第二散热部62各自的搭载面61A、62A上。第一散热部61和第二散热部62通过制冷剂供给管63和制冷剂排出管64在层叠方向(即Z轴方向)上连接。第一连结部65连结制冷剂供给管63和电动机12的第一制冷剂流通部18。第二连结部66连结制冷剂排出管64和电动机12的第二制冷剂流通部19。
根据该第三变形例，能够抑制第一散热部61和第二散热部62的各制冷剂流路61a、62a变复杂。
需要说明的是，在上述实施方式中，设电力转换装置1具有对功率模块21进行冷却的第一散热部61和第二散热部62，但是不限于此。电力转换装置1也可以还具有通过制冷剂对其他部件进行冷却的散热部。
图12是示意地示出本发明的实施方式的第四变形例的电力转换装置1的结构的图，是从电动机12的轴向观察剖切电动机12和电力转换装置1的一部分而示出的图。
在实施方式的第四变形例中，电力转换装置1具有对电容器单元23进行冷却的第三散热部73。第三散热部73具有搭载电容器单元23的搭载面73A。在第三散热部73的内部形成有供制冷剂流通的制冷剂流路73a。第三散热部73与电动机12的第一制冷剂流通部18和第二制冷剂流通部19连结。第三散热部73的制冷剂流路73a与第一制冷剂流通部18和第二制冷剂流通部19的各流路18a、19a彼此连通。
该情况下，从制冷剂流入口18b流入第一制冷剂流通部18中的制冷剂流向各元件列PU、PV、PW的第一散热部61和第二散热部62，并且流向电容器单元23的第三散热部73。然后，制冷剂经由第二制冷剂流通部19从制冷剂流出口19b流出到外部。
根据该第四变形例，在3个元件列PU、PV、PW的基础上，还能够通过制冷剂对电容器单元23进行冷却。
需要说明的是，在上述实施方式中，在对电力转换装置1进行冷却的制冷剂和对电动机12进行冷却的制冷剂相同的情况下，也可以代替第一制冷剂流通部18和第二制冷剂流通部19而使用预先设置在电动机12中的电动机冷却系统的制冷剂流通部。
该情况下，能够一体地对电力转换装置1和电动机12进行冷却，能够削减构成冷却系统所需要的部件数量，构成紧凑的冷却系统。
需要说明的是，在上述实施方式中，设电力转换装置1配置在与电动机12的轴心O正交的方向的一侧中的、车辆10的上下方向上的比轴心O更靠上方侧，但是不限于此。
电力转换装置1例如也可以配置在与电动机12的轴心O正交的方向的一侧中的、车辆10的上下方向上的比轴心O更靠下方侧。
需要说明的是，在上述实施方式中，设电力转换装置1搭载于车辆10上，但是不限于此，也可以搭载于其他设备上。
本发明的实施方式作为例子进行提示，并不意图限定发明的范围。这些实施方式能够以其他各种方式进行实施，能够在不脱离发明主旨的范围内进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围和主旨内，同样，包含在权利请求的范围所记载的发明及其等同的范围内。

Claims (10)

1.一种电力转换装置，其具有：
多个元件列，它们构成为按电动机的多个相数而具有由对所述电动机的轴心沿着第一方向配置的所述电动机授受电力的高侧臂元件和低侧臂元件构成的元件列；以及
电容器，其与所述多个元件列电连接，
所述电力转换装置安装在所述电动机上，其特征在于，
从配置有所述元件列的配置面的正交方向观察，所述电容器配置成在与所述第一方向正交的第二方向上的一侧比所述多个元件列更远离所述轴心，
从所述正交方向观察，所述多个元件列配置在所述电动机的仅与所述第二方向上的所述一侧的部分重合的位置。
2.根据权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，
所述多个元件列沿所述第一方向排列配置。
3.根据权利要求1或2所述的电力转换装置，其特征在于，
所述多个元件列的所述第一方向上的长度比所述电动机的轴长短。
4.根据权利要求2所述的电力转换装置，其特征在于，
所述电力转换装置具有输入输出端子，该输入输出端子从所述多个元件列延伸出且与所述电动机的绕组连接，
从所述正交方向观察，所述输入输出端子从所述多个元件列朝向所述轴心延伸。
5.根据权利要求1或2所述的电力转换装置，其特征在于，
所述电力转换装置搭载于车辆上，
所述第二方向上的所述一侧是所述车辆的前后方向上的车室侧。
6.根据权利要求1或2所述的电力转换装置，其特征在于，
从所述第一方向观察，所述正交方向上的所述电容器的宽度比所述正交方向上的所述多个元件列的宽度大。
7.根据权利要求1或2所述的电力转换装置，其特征在于，
所述电力转换装置具有散热部，该散热部形成供制冷剂流通的制冷剂流路，并且具有所述配置面，
所述制冷剂流路与设置在所述电动机上的所述制冷剂的流路连结。
8.根据权利要求7所述的电力转换装置，其特征在于，
所述电力转换装置具有连结流路，该连结流路在所述散热部与所述电动机之间沿所述正交方向延伸，
所述制冷剂流路经由所述连结流路而与所述电动机的所述流路连结。
9.根据权利要求7所述的电力转换装置，其特征在于，
所述制冷剂从形成于所述电动机的外壳上的流入口流入所述制冷剂流路中。
10.根据权利要求7所述的电力转换装置，其特征在于，
所述制冷剂在流过所述制冷剂流路后从形成于所述电动机的外壳上的流出口流出。
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