JP2014166043A - 電力変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
電力変換装置の組立時及び部品交換時における、内部構成部品を損傷させる可能性や、ツールアクセスの際の異物混入のリスクを低減するものである。
【解決手段】
直流電流を交流電流に変換するパワー半導体素子を制御する制御回路基板と、電力変換装置と接続される補機へ流れる直流電流の過電流保護用のヒューズと、前記制御回路基板及び前記ヒューズを収納するとともに第１開口部を形成する第１筐体と、前記第１筐体に固定されるとともに第２開口部を形成する第１カバーと、前記第２開口部を塞ぐ第２カバーを備え、前記第１カバーは、前記制御回路基板と対向するとともに前記第１開口部の一部を覆う第１領域部と、前記第２開口部を形成する第２領域部を有し、前記制御回路基板は、前記第１カバーの前記第１領域部と前記第１筐体によって形成された第１空間に配置され、前記ヒューズは、前記第２開口部と対向する位置に配置される。
【選択図】 図５

Description

本発明は電力変換装置のカバー構造に関する。

電力変換装置の筐体内部は基板やパワーモジュール等の電子部品で構成されており、それらを覆うため金属製のカバーで密閉する構造となっている。

特開２０１０−１４０７２４号公報

電力変換装置を製作工場から出荷し、カーメーカーの車両組立ラインにて組立てする際に端子の接続等のため電力変換装置内部にツールをアクセスさせる場合がある。また、電力変換装置の直流電流経路には、電動エアコンやＰＴＣヒーターなどの補機へ直流電源を分岐する箇所を有する。直流電流経路には前述の補機が過電流などで破壊しないよう、ヒューズを内蔵している。ヒューズが切れた際には、電力変換装置のカバーを開けて脱着する必要がある。この際に、電力変換装置の内部構成部品をツールで誤って接触させ損傷させる可能性や、ツールアクセスの際に電力変換装置が開放状態となると、異物混入のリスクが高くなる。本発明はこれらの課題に対し電力変換装置のカバー構造にて対策を図るものである。

本発明に係る電力変換装置は、直流電流を交流電流に変換するパワー半導体素子を制御する制御回路基板と、電力変換装置と接続される補機へ流れる直流電流の過電流保護用のヒューズと、前記制御回路基板及び前記ヒューズを収納するとともに第１開口部を形成する第１筐体と、前記第１筐体に固定されるとともに第２開口部を形成する第１カバーと、前記第２開口部を塞ぐ第２カバーを備え、前記第１カバーは、前記制御回路基板と対向するとともに前記第１開口部の一部を覆う第１領域部と、前記第２開口部を形成する第２領域部を有し、前記制御回路基板は、前記第１カバーの前記第１領域部と前記第１筐体によって形成された第１空間に配置され、前記ヒューズは、前記第２開口部と対向する位置に配置される。

電力変換装置のカバーを２層構造とすることで、電力変換装置の製作工場以外にて筐体内部にツールをアクセスする場合においても、１層目のカバー(第１カバー)は基板等の主要な電子部品を覆っており露出しない。ツールをアクセスする箇所のみに２層目のカバー(第２カバー)を設置する。本発明によれば、電力変換装置の内部部品がカーメーカーの組立工場等で露出しなくなるため、ツールの誤接触による破損や、金属粉等の導電性異物が混入することによる電力変換装置の故障を防止することが可能になる。

ハイブリッド自動車の制御ブロックを示す構成図である。 電力変換装置の回路構成を示す回路図である。 電力変換装置の内部構造部品の展開図 電力変換装置の上面図（基板保護カバー・小型カバーなし） 電力変換装置の上面図（小型カバーなし） 基板保護カバー(第１カバー)単体図 小型カバー(第２カバー)単体図

以下、本発明の実施形態について説明するが、その前に本発明が適用される電力変換装置について説明する。図１は、ハイブリッド自動車（以下「ＨＥＶ」と記述する）の制御ブロックを示す図である。

エンジンＥＧＮおよびモータジェネレータＭＧ１は車両の走行用トルクを発生する。また、モータジェネレータＭＧ１は回転トルクを発生するだけでなく、モータジェネレータＭＧ１に外部から加えられる機械エネルギーを電力に変換する機能を有する。

モータジェネレータＭＧ１は、例えば同期機あるいは誘導機であり、上述のごとく、運転方法によりモータとしても発電機としても動作する。モータジェネレータＭＧ１を自動車に搭載する場合には、小型で高出力を得ることが望ましく、ネオジム磁石などを使用した永久磁石型の同期電動機が適している。また、永久磁石型の同期電動機は誘導電動機に比べて回転子の発熱が少なく、この観点でも自動車用として優れている。

エンジンＥＧＮの出力側の出力トルクは動力分配機構ＴＳＭを介してモータジェネレータＭＧ１に伝達され、動力分配機構ＴＳＭからの回転トルクあるいはモータジェネレータＭＧ１が発生する回転トルクは、トランスミッションＴＭおよびデファレンシャルギアＤＥＦを介して車輪に伝達される。一方、回生制動の運転時には、車輪から回転トルクがモータジェネレータＭＧ１に伝達され、供給されてきた回転トルクに基づいて交流電力を発生する。発生した交流電力は後述するように電力変換装置２００により直流電力に変換され、高電圧用のバッテリ１３６を充電し、充電された電力は再び走行エネルギーとして使用される。

次に電力変換装置２００について説明する。インバータ回路１４０は、バッテリ１３６と直流コネクタ１３８を介して電気的に接続されており、バッテリ１３６とインバータ回路１４０との相互において電力の授受が行われる。モータジェネレータＭＧ１をモータとして動作させる場合には、インバータ回路１４０は直流コネクタ１３８を介してバッテリ１３６から供給された直流電力に基づき交流電力を発生し、交流端子１８８を介してモータジェネレータＭＧ１に供給する。モータジェネレータＭＧ１とインバータ回路１４０からなる構成は電動／発電ユニットとして動作する。

なお、本実施形態では、バッテリ１３６の電力によって電動／発電ユニットを電動ユニットとして作動させることにより、モータジェネレータＭＧ１の動力のみによって車両の駆動ができる。さらに、本実施形態では、電動発電ユニットを発電ユニットとしてエンジンＥＧＮの動力或いは車輪からの動力によって作動させて発電させることにより、バッテリ１３６の充電ができる。

また、図１では省略したが、バッテリ１３６はさらに補機用のモータを駆動するための電源としても使用される。補機用のモータとしては例えば、エアコンディショナーのコンプレッサを駆動するモータ、あるいは制御用の油圧ポンプを駆動するモータである。バッテリ１３６から直流電力が補機用パワーモジュールに供給され、補機用パワーモジュールは交流電力を発生して補機用のモータに供給する。補機用パワーモジュールはインバータ回路１４０と基本的には同様の回路構成および機能を持ち、補機用のモータに供給する交流の位相や周波数、電力を制御する。なお、電力変換装置２００は、インバータ回路１４０に供給される直流電力を平滑化するためのコンデンサモジュール５００を備えている。

電力変換装置２００は、上位の制御装置から指令を受けたりあるいは上位の制御装置に状態を表すデータを送信したりするための通信用のコネクタ２１を備えている。電力変換装置２００は、コネクタ２１から入力される指令に基づいて制御回路１７２でモータジェネレータＭＧ１の制御量を演算し、さらにモータとして運転するか発電機として運転するかを演算し、演算結果に基づいて制御パルスを発生し、その制御パルスをドライバ回路１７４へ供給する。ドライバ回路１７４は、供給された制御パルスに基づいて、インバータ回路１４０を制御するための駆動パルスを発生する。

次に、図２を用いてインバータ回路１４０の電気回路の構成を説明する。なお、以下で半導体素子として絶縁ゲート型バイポーラトランジスタを使用しており、以下略してＩＧＢＴと記す。上アームとして動作するＩＧＢＴ３２８及びダイオード１５６と、下アームとして動作するＩＧＢＴ３３０及びダイオード１６６とで、上下アームの直列回路１５０が構成される。インバータ回路１４０は、この直列回路１５０を、出力しようとする交流電力のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相に対応して備えている。

これらの３相は、この実施の形態ではモータジェネレータＭＧ１の電機子巻線の３相の各相巻線に対応している。３相のそれぞれの上下アームの直列回路１５０は、直列回路の中点部分である中間電極１６９から交流電流を出力する。この中間電極１６９は交流端子１５９を通して、モータジェネレータＭＧ１への交流電力線である以下に説明の交流バスバー８０２と接続される。

上アームのＩＧＢＴ３２８のコレクタ電極１５３は、正極端子１５７を介してコンデンサモジュール５００の正極側のコンデンサ端子５０６に電気的に接続されている。また、下アームのＩＧＢＴ３３０のエミッタ電極は、負極端子１５８を介してコンデンサモジュール５００の負極側のコンデンサ端子５０４に電気的に接続されている。

上述のように、制御回路１７２は上位の制御装置からコネクタ２１を介して制御指令を受け、これに基づいてインバータ回路１４０を構成する各相の直列回路１５０の上アームあるいは下アームを構成するＩＧＢＴ３２８やＩＧＢＴ３３０を制御するための制御信号である制御パルスを発生し、ドライバ回路１７４に供給する。

ドライバ回路１７４は、上記制御パルスに基づき、各相の直列回路１５０の上アームあるいは下アームを構成するＩＧＢＴ３２８やＩＧＢＴ３３０を制御するための駆動パルスを各相のＩＧＢＴ３２８やＩＧＢＴ３３０に供給する。ＩＧＢＴ３２８やＩＧＢＴ３３０は、ドライバ回路１７４からの駆動パルスに基づき、導通あるいは遮断動作を行い、バッテリ１３６から供給された直流電力を三相交流電力に変換し、この変換された電力はモータジェネレータＭＧ１に供給される。

ＩＧＢＴ３２８は、コレクタ電極１５３と、信号用エミッタ電極１５５と、ゲート電極１５４を備えている。また、ＩＧＢＴ３３０は、コレクタ電極１６３と、信号用のエミッタ電極１６５と、ゲート電極１６４を備えている。ダイオード１５６が、コレクタ電極１５３とエミッタ電極１５５との間に電気的に接続されている。また、ダイオード１６６が、コレクタ電極１６３とエミッタ電極１６５との間に電気的に接続されている。

スイッチング用パワー半導体素子としては金属酸化物半導体型電界効果トランジスタ（以下略してＭＯＳＦＥＴと記す）を用いてもよい、この場合はダイオード１５６やダイオード１６６は不要となる。スイッチング用パワー半導体素子としては、ＩＧＢＴは直流電圧が比較的高い場合に適していて、ＭＯＳＦＥＴは直流電圧が比較的低い場合に適している。

コンデンサモジュール５００は、正極側のコンデンサ端子５０６と負極側のコンデンサ端子５０４と正極側の電源端子５０９と負極側の電源端子５０８とを備えている。バッテリ１３６からの高電圧の直流電力は、直流コネクタ１３８を介して、正極側の電源端子５０９や負極側の電源端子５０８に供給され、コンデンサモジュール５００の正極側のコンデンサ端子５０６および負極側のコンデンサ端子５０４から、インバータ回路１４０へ供給される。

一方、交流電力からインバータ回路１４０によって変換された直流電力は、正極側のコンデンサ端子５０６や負極側のコンデンサ端子５０４からコンデンサモジュール５００に供給され、正極側の電源端子５０９や負極側の電源端子５０８から直流コネクタ１３８を介してバッテリ１３６に供給され、バッテリ１３６に蓄積される。

制御回路１７２は、ＩＧＢＴ３２８及びＩＧＢＴ３３０のスイッチングタイミングを演算処理するためのマイクロコンピュータ（以下、「マイコン」と記述する）を備えている。マイコンへの入力情報としては、モータジェネレータＭＧ１に対して要求される目標トルク値、直列回路１５０からモータジェネレータＭＧ１に供給される電流値、及びモータジェネレータＭＧ１の回転子の磁極位置がある。

目標トルク値は、図示しない上位の制御装置から出力された指令信号に基づくものである。電流値は、電流センサ１８０による検出信号に基づいて検出されたものである。磁極位置は、モータジェネレータＭＧ１に設けられたレゾルバなどの回転磁極センサ（図示せず）から出力された検出信号に基づいて検出されたものである。本実施形態では、電流センサ１８０は３相の電流値を検出する場合を例に挙げているが、２相分の電流値を検出するようにし、演算により３相分の電流を求めても良い。

制御回路１７２内のマイコンは、目標トルク値に基づいてモータジェネレータＭＧ１のｄ軸、ｑ軸の電流指令値を演算し、この演算されたｄ軸、ｑ軸の電流指令値と、検出されたｄ軸、ｑ軸の電流値との差分に基づいてｄ軸、ｑ軸の電圧指令値を演算し、この演算されたｄ軸、ｑ軸の電圧指令値を、検出された磁極位置に基づいてＵ相、Ｖ相、Ｗ相の電圧指令値に変換する。そして、マイコンは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の電圧指令値に基づく基本波（正弦波）と搬送波（三角波）との比較に基づいてパルス状の変調波を生成し、この生成された変調波をＰＷＭ（パルス幅変調）信号としてドライバ回路１７４に出力する。

ドライバ回路１７４は、下アームを駆動する場合、ＰＷＭ信号を増幅したドライブ信号を、対応する下アームのＩＧＢＴ３３０のゲート電極に出力する。また、ドライバ回路１７４は、上アームを駆動する場合、ＰＷＭ信号の基準電位のレベルを上アームの基準電位のレベルにシフトしてからＰＷＭ信号を増幅し、これをドライブ信号として、対応する上アームのＩＧＢＴ３２８のゲート電極にそれぞれ出力する。

また、制御回路１７２内のマイコンは、異常検知（過電流、過電圧、過温度など）を行い、直列回路１５０を保護している。このため、制御回路１７２にはセンシング情報が入力されている。例えば、各アームの信号用のエミッタ電極１５５及び信号用のエミッタ電極１６５からは各ＩＧＢＴ３２８とＩＧＢＴ３３０のエミッタ電極に流れる電流の情報が、対応する駆動部（ＩＣ）に入力されている。これにより、各駆動部（ＩＣ）は過電流検知を行い、過電流が検知された場合には対応するＩＧＢＴ３２８、ＩＧＢＴ３３０のスイッチング動作を停止させ、対応するＩＧＢＴ３２８、ＩＧＢＴ３３０を過電流から保護する。

直列回路１５０に設けられた温度センサ（不図示）からは直列回路１５０の温度の情報がマイコンに入力されている。また、マイコンには直列回路１５０の直流正極側の電圧の情報が入力されている。マイコンは、それらの情報に基づいて過温度検知及び過電圧検知を行い、過温度或いは過電圧が検知された場合には全てのＩＧＢＴ３２８、ＩＧＢＴ３３０のスイッチング動作を停止させる。

以上がインバータ装置の主な構成であるが、これらの動作は既によく知られているので、ここではその動作等についてはその説明を省略する。

図３は、電力変換装置２００の内部構造部品の展開斜視図である。電力変換装置２００は、第１の筐体であるハウジング１０と、第２の筐体である流路形成体１２と、第１カバー８ａ及び第２カバー８ｂと、下カバー４２０と、を備える。流路形成体１２は、ハウジング１０の下方に配置される。第１カバー８ａ及び第２カバー８ｂは、ハウジング１０の上方に配置される。下カバー４２０は、流路形成体１２の下方に配置される。これらの部品は、電力変換装置２００のケーシングを構成している。

第１カバー８ａ及び第２カバー８ｂは、電力変換装置２００を構成する回路部品が収納されるハウジング１０の上部開口部に固定される。ハウジング１０の下部に固定される流路形成体１２は、後述するパワーモジュール３００及びコンデンサモジュール５００を保持するとともに、冷却媒体によってこれらを冷却する。冷却媒体としては、例えば水が用いられる場合が多く、以下では冷却水として説明する。入口配管１３および出口配管１４は流路形成体１２の一側面に設けられ、入口配管１３から供給された冷却水は流路形成体１２内の後述する流路１９に流入し、出口配管１４から排出される。

交流コネクタが装着される交流インターフェイス１８５および直流コネクタ１３８が装着される直流インターフェイス１３７は、ハウジング１０の側面に設けられている。交流インターフェイス１８５と直流インターフェイス１３７は同一部材上に配置されており、交流インターフェイス１８５に装着された交流コネクタの交流配線はコネクタ挿入方向に延びている。直流インターフェイス１３７に装着された直流コネクタ１３８の直流配線もコネクタ挿入方向に延びている。

ハウジング１０は２つの収納空間を有しており、隔壁１０ａによって上部収納空間と下部収納空間とに区画されている。すなわち、第１カバー８ａ及び第２カバー８ｂとともに上側ケーシングとして機能するハウジング１０は、側壁１０ｂと天板である隔壁１０ａとを備え、隔壁１０ａの上面にコネクタ２１が接続された制御回路基板２０が固定され、隔壁１０ａの下側の下部収納空間にドライバ回路基板２２および後述するバスバーアッセンブリ８００が収納されている。制御回路基板２０には図２に示した制御回路１７２が実装され、ドライバ回路基板２２にはドライバ回路１７４が実装されている。

バスバーアッセンブリ８００は、ボルト等によって流路形成体１２に固定されている。バスバーアッセンブリ８００には上方に突出する支柱８０７ａが複数設けられており、これらの支柱８０７ａ上にドライバ回路基板２２が固定されている。すなわち、ドライバ回路基板２２は、バスバーアッセンブリ８００の上方に対向配置されている。制御回路基板２０とドライバ回路基板２２とはフラットケーブル２３によって接続されるが、そのフラットケーブルは隔壁１０ａに形成されたスリット状の開口を通って下部収納空間から上部収納空間へと引き出される。

第１カバー８ａ及び第２カバー８ｂの内側、すなわちハウジング１０の上部収納空間には、上述したように制御回路１７２を実装した制御回路基板２０が配置されている。第１カバー８ａには、コネクタ２１用の開口が形成されている。電力変換装置２００内の制御回路を動作させる低電圧の直流電力は、コネクタ２１から供給される。

流路形成体１２には、入口配管１３から流入した冷却水が流れる流路が形成されている。パワーモジュールの冷却流路は、流路形成体１２の３つの側面に沿って流れるようなコの字形状の流路を形成している。入口配管１３から流入した冷却水はコの字形状流路の一端から流路内に流入し、流路内を流れた後に、流路の他端に接続されている出口配管１４から流出される。

流路の上面には３つの開口部４０２ａ〜４０２ｃが形成されており、直列回路１５０を内蔵したパワーモジュール３００Ｕ、３００Ｖ、３００Ｗがそれらの開口部４０２ａ〜４０２ｃから流路内に挿入される。パワーモジュール３００ＵにはＵ相の直列回路１５０が内蔵され、パワーモジュール３００ＶにはＶ相の直列回路１５０が内蔵され、パワーモジュール３００ＷにはＷ相の直列回路１５０が内蔵されている。これらパワーモジュール３００Ｕ〜３００Ｗは同一構成になっており、外観形状も同一形状である。開口部４０２ａ〜４０２ｃは、挿入されたパワーモジュール３００Ｕ〜３００Ｗのフランジ部によって塞がれる。

下カバー４２０とともに下側ケーシングを構成する流路形成体１２には、流路によって囲まれるように、電装部品を収納するための収納空間４０５が形成されている。本実施形態では、この収納空間４０５にコンデンサモジュール５００が収納されている。収納空間４０５に収納されたコンデンサモジュール５００は、流路内を流れる冷却水によって冷却される。コンデンサモジュール５００の上方には、交流バスバー８０２Ｕ〜８０２Ｗが装着されたバスバーアッセンブリ８００が配置される。バスバーアッセンブリ８００は、流路形成体１２の上面に固定される。バスバーアッセンブリ８００には、電流センサモジュール１８０が固定されている。

パワーモジュールは、直流電流を交流電流に変換するパワー半導体素子と、パワー半導体素子と半田材を介して接続されるリードフレームとを備え、リードフレームは、バスバーと一体に形成されている。

ドライバ回路基板２２は、バスバーアッセンブリ８００に設けられた支柱８０７ａに固定されることにより、バスバーアッセンブリ８００の上方に配置される。上述したように、制御回路基板２０とドライバ回路基板２２とはフラットケーブルによって接続される。フラットケーブルは隔壁１０ａに形成されたスリット状の開口を通って下部収納空間から上部収納空間へと引き出される。

このように、パワーモジュール３００Ｕ〜３００Ｗとドライバ回路基板２２と制御回路基板２０とが高さ方向に階層的に配置され、制御回路基板２０が強電系のパワーモジュール３００Ｕ〜３００Ｗから最も遠い場所に配置されるので、制御回路基板２０側にスイッチングノイズ等が混入するのを低減することができる。さらに、ドライバ回路基板２２と制御回路基板２０とは隔壁１０ａによって区画された別の収納空間に配置されるため、隔壁１０ａが電磁シールドとして機能し、ドライバ回路基板２２から制御回路基板２０に混入するノイズを低減することができる。なお、ハウジング１０はアルミ等の金属材で形成されている。

更に、ハウジング１０に一体に形成された隔壁１０ａに制御回路基板２０が固定されるため、外部からの振動に対して制御回路基板２０の機械的な共振周波数が高くなる。そのため、車両側からの振動の影響を受け難く、信頼性が向上する。バスバーアッセンブリ８００はパワーモジュール３００Ｕ〜３００Ｗが収納された流路形成体１２の上面に固定される。

パワーモジュール３００Ｕ〜３００Ｗとコンデンサモジュール５００の接続、バスバーアッセンブリ８００上のＵ相交流バスバー８０２Ｕ、Ｖ相交流バスバー８０２ＶおよびＷ相交流バスバー８０２Ｗとパワーモジュール３００Ｕ〜３００Ｗの接続のため、バスバーの接合端子ＢＴを上方から接合することになる。

図４は、第１カバー８ａ及び第２カバー８ｂを取り外した電力変換装置２００の上面図である。本実施の形態の電力変換装置２００は、平面形状が長方形の直方体形状としたことにより小型化が図れ、また、車両への取り付けが容易となるという効果を有している。

バスバーアッセンブリ８００の交流バスバー８０２Ｕ〜８０２Ｗは、ハウジング１０の一側面に形成された交流インターフェイス１８５から繋がる位置に配置される。これにより、交流コネクタは、交流インターフェイス１８５を通って、交流バスバー８０２Ｕ〜８０２Ｗと接続される。

また、交流バスバー８０２Ｕ〜８０２Ｗの側部には、同様に直流電源端子５０８、５０９が配置される。直流電源端子５０８、５０９は、ハウジング１０の一側面に形成された直流インターフェイス１３７から繋がる位置に形成され、交流コネクタと接続される。

また、電力変換装置２００の直流電源ライン側には例えばエアコン電動コンプレッサ、ＰＴＣヒーター等への補機側へ電源接続を担い、それぞれの直流電源ラインに下流の機器の電気的保護のためにヒューズ５２０を取り付けている。インバータ内部で分岐された直流電源はインバータ両側面に配置した補機コネクタ５３０ａ、５３０ｂにて下流側の機器と接続を行う。

インターロック回路部２５は、補記コネクタ５３０ａ、５３０ｂ、直流コネクタ１３８（図２参照）、及びインターロックコネクタ２６ａ、２６ｂ（後述）を集約した回路部である。インターロック回路部２５は、制御回路基板２０上に実装され、制御回路基板２０にて接続状態を判別する。

ヒューズ５２０は、ハウジング１０内において、コネクタ２１が配置される側面とは反対側の側面側に配置される。ヒューズ５２０は、ヒューズ台座部５１０に配置される。ヒューズ台座部５１０は、当該ヒューズ台座部の足が流路形成体１２の上面に固定される。

このように、ヒューズ５２０を配置するヒューズ台座部５１０を流路形成体１２上に設けることで、ヒューズ５２０が高さ方向で開口部９ａに近接配置される。したがって、ヒューズ交換時などに作業性が向上する。また、固定ネジへのアクセスが容易となり、整備性が向上する。

また、電力変換装置２００はインターロック回路部２６ａを有する。当該インターロック回路部２６ａは、第２カバー８ｂが取り付けられているときには後述するインターロックコネクタ２６ｂと接続される。そして、第２カバー８ｂが取り外されたときには、インターロック回路部２６ａはオープンの状態となり、電力変換装置２００が動作しない構造となっている。

図５は、図４に示す状態に、第１カバー８ａを取り付けた状態の電力変換装置２００の上面図である。第１カバー８ａには、ヒューズ５２０と対向する位置に形成される開口部９ａ（図６参照）と、交流バスバー８０２及び直流電源端子５０８、５０９の端子と対向する位置に形成される開口部９ｂ（図６参照）と、インターロック回路部２６ａと対向する位置に形成される開口部９ｃ（図６参照）と、が形成される。

制御回路基板２０は電力変換装置２００の製作時に液体ガスケットを塗布し、出荷時には第１カバー８ａ下の制御回路基板２０その他インバータ内部へはアクセスできない構造となる。

例えば、第２カバーは仮留め状態もしくは別体にて出荷する。電力変換装置２００を出荷後にカーメーカー工場にてＵ、Ｖ、Ｗ相交流バスバー及び直流バスバー５０８・５０９の丸端子へアクセスする際は、第１カバー８a上の第２開口部より端子部の接続を行う。

ヒューズ５２０が切れた際には、第２カバー８ｂを取外し、第１カバー８aのヒューズ交換用の開口部９ａより工具を入れ、ヒューズ交換できる構造とする。これにより、カーメーカー工場でインバータ上の第２カバー８ｂが取り外されても、限られた空間しかアクセスできない様になる。

また、本実施形態の電力変換装置は、Ｕ、Ｖ、Ｗ相交流バスバー８０２Ｕ〜８０２Ｗ及び直流バスバー５０８、５０９と対向する開口部９ｂを設けたことにより、ヒューズ交換のために第２カバー８ｂを取り外した際に、ヒューズ近傍のバスバーの接続部を確認することができる。したがって、ヒューズが切れた際に、ヒューズだけでなくヒューズ近傍のバスバー等の断線・焼損がないかを目視で確認することができる。また、ヒューズを交換したものの、その周囲まで破損している場合はインバータ部品を交換する必要があることを認識することができる。

図６は、第１カバー８ａの上面図である。前述の通り、第１カバー８ａには、ヒューズ５２０と対向する位置に形成される開口部９ａと、交流バスバー８０２及び直流電源端子５０８、５０９の端子と対向する位置に形成される開口部９ｂと、インターロック回路部２６ａと対向する位置に形成される開口部９ｃと、が形成される。これら、開口部９ａ〜９ｃは、同一面上に形成された開口である。

また、第１カバー８ａには、壁９ｄが形成される。開口部９ａは、前記壁９ｄに形成される。すなわち、壁９ｄは、ヒューズ５２０と対向しない領域を覆う部材であり、ヒューズ５２０以外に露出される面積を必要最小限とすることができる。これにより、異物混入等のリスクを低減することができる。

図７は、第２カバー８ｂの上面図である。第２カバー８ｂにより、第１カバー８ａに形成された開口部９ａ〜９ｃは覆われる。すなわち、一体の部材である第２カバー８ｂによって複数の開口部９ａ〜９ｃを塞ぎ、それによりそれぞれに対してカバーを配置する必要がなくなり、部品点数の削減ができる。また、ヒューズ交換時に、同時にヒューズ以外の部品の故障・確認を開口部９ｂ、９ｃ等から行うことができる。

また、第２カバー８ｂの第１カバーと対向する側には、インターロックコネクタ２６ｂが配置される。インターロックコネクタ２６ｂは、第１カバー８ａ及び第２カバー８ｂがハウジング１０に固定された際に、インターロック回路部２６ａと接続される。

上述のように、第２カバー８ｂにインターロックコネクタ２６ｂを配置し、第２カバー８ｂが取り外された際はインターロック回路がオープンの状態となり、インバータが動作しない。第２カバー８ｂを開放すると、インバータ内部のバスバー等の強電部が露出するため、第２カバー８ｂにインターロック機能を持たせることで、作業者がヒューズ交換時・車両解体時に感電する危険性を抑えることができる。

本発明が対象とするカバー構造について図面を用いて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。

８ 蓋
８ａ 第１カバー
８ｂ 第２カバー
９ａ 開口部
９ｂ 開口部
９ｃ 開口部
９ｄ 壁
１０ ハウジング
１０ａ 隔壁
１０ｂ 側壁
１２ 流路形成体
１３ 入口配管
１４ 出口配管
１９ 流路
２０ 制御回路基板
２１ コネクタ
２２ ドライバ回路基板
２３ フラットケーブル
２５ インターロック回路部
２６ａ インターロックコネクタ
２６ｂ インターロックコネクタ
１３６ バッテリ
１３７ 直流インターフェイス
１３８ 直流コネクタ
１４０ インバータ回路
１５０ 直列回路
１５３ コレクタ電極
１５４ ゲート電極
１５５ 信号用エミッタ電極
１５６ ダイオード
１５７ 正極端子
１５８ 負極端子
１５９ 交流端子
１６３ コレクタ電極
１６４ ゲート電極
１６５ 信号用エミッタ電極
１６６ ダイオード
１６９ 中間電極
１７２ 制御回路
１７４ ドライバ回路
１８０ 電流センサ
１８５ 交流インターフェイス
１８８ 交流端子
３００ パワーモジュール
３２８ ＩＧＢＴ
３３０ ＩＧＢＴ
２００ 電力変換装置
４０２ａ 開口部
４０２ｂ 開口部
４０２ｃ 開口部
４０５ 収納空間
４２０ 下カバー
５００ コンデンサモジュール
５０４ コンデンサ端子
５０６ コンデンサ端子
５０８ 負極側の電源端子
５０９ 正極側の電源端子
５１０ ヒューズ台座
５２０ ヒューズ
５３０ａ 補機コネクタ
５３０ｂ 補機コネクタ
８００ バスバーアッセンブリ
８０２ 交流バスバー
８０７ａ 支柱

Claims (6)

1. 車両に搭載される電力変換装置であって、
   直流電流を交流電流に変換するパワー半導体素子を制御する制御回路基板と、
   電力変換装置と接続される補機へ流れる直流電流の過電流保護用のヒューズと、
   前記制御回路基板及び前記ヒューズを収納するとともに第１開口部を形成する第１筐体と、
   前記第１筐体に固定されるとともに第２開口部を形成する第１カバーと、
   前記第２開口部を塞ぐ第２カバーを備え、
   前記第１カバーは、前記制御回路基板と対向するとともに前記第１開口部の一部を覆う第１領域部と、前記第２開口部を形成する第２領域部を有し、
   前記制御回路基板は、前記第１カバーの前記第１領域部と前記第１筐体によって形成された第１空間に配置され、
   前記ヒューズは、前記第２開口部と対向する位置に配置される電力変換装置。
2. 請求項１に記載された電力変換装置であって、
   前記パワー半導体素子を有するパワー半導体モジュールを収納する第２筐体と、を備え、
   前記第２筐体は、前記第１筐体よりも、前記車両の作業用の開口部から離れた位置に配置され、さらに前記第２筐体は、前記ヒューズを配置するための台座部と接続される電力変換装置。
3. 請求項１又は２に記載されたいずれかの電力変換装置であって、
   前記電力変換装置への電流供給を遮断するインターロック回路部を備え、
   前記第２カバーは、前記インターロック回路部と接続されるインターロックコネクタを有し、
   前記インターロック回路部は、前記インターロックコネクタが前記インターロック回路部から取り外された時に電流供給を遮断する電力変換装置。
4. 請求項１ないし３に記載されたいずれかの電力変換装置であって、
   前記第１カバーは、前記ヒューズとは異なる回路部品と対向する第３開口部を形成し、
   前記第２カバーは、前記第２開口部及び前記第３開口部を塞ぐ電力変換装置。
5. 請求項４に記載された電力変換装置であって、
   前記ヒューズとは異なる前記回路部品は、前記パワー半導体素子に流れる前記直流電流を伝達する直流配線である電力変換装置。
6. 請求項１ないし５に記載されたいずれかの電力変換装置であって、
   前記第１カバーは、前記第２開口部の面の垂直方向から見た場合に前記ヒューズと対向しない前記第２開口部の一部を覆う壁を有する電力変換装置。