JP2018137882A - 回路内蔵箱、冷却構造および燃料電池システム - Google Patents

Abstract

【課題】箱体に電力変換回路が収納されており、電力変換回路には互いに接続された電力変換部および出力部の組み合わせが複数組存在し、これらの出力部の出力電力を変化させることが想定される場合において、コスト競争力を確保しつつこれらの電力変換部に温度が過度に高い箇所が現れることを防止するのに適した技術を提供する。【解決手段】電力変換回路２００および第１電気回路２９０が、電力変換回路２００が第３壁部１１３の側となり第１電気回路２９０が第４壁部１１４の側となるように拡がっている。電力変換回路２００は、第１電力変換部２４０と、第２電力変換部２７０と、を有している。昇圧コンバータ部２１０に比べ、第１電力変換部２４０および第２電力変換部２７０は、長手方向９９に関して吸気領域１６１に近い位置に設けられている。【選択図】図１

Description

本開示は、回路内蔵箱、冷却構造および燃料電池システムに関する。

燃料電池により電力を発電し、発電された電力を電力変換回路で電力変換し、電力変換された電力を出力する燃料電池システムが知られている。電力変換回路にはスイッチング素子などの発熱部品が含まれている。電力変換回路の温度が過度に高くなると、電力変換回路の動作が不安定になったり、電力変換回路が損傷したりするおそれがある。このため、電力変換回路の温度が過度に上昇しないように、電力変換回路を冷却することが行われている。例えば、特許文献１には、箱体に収納された電力変換回路を冷却するために、箱体内に空気を供給することが記載されている。

特開２０１２−１９５２５８号公報

電力変換回路に電力変換部および出力部を設け、電力変換部で電力変換した電力を出力部から出力する場合、出力部からの出力電力を変化させると電力変換部の発熱量が変化する。電力変換回路にそのような電力変換部および出力部の組み合わせが複数組存在する場合、これらの電力変換部の発熱量が変化しうることになる。特許文献１では、上記の組み合わせが複数組存在する場合の熱対策については検討されていない。

また、近年は、燃料電池システムの低コスト化の要求が高まっている。このため、燃料電池システムのコスト競争力を確保する観点から、電力変換回路の冷却性能を過剰に高めることは避けるべきである。

以上を踏まえ、本開示は、箱体に電力変換回路が収納されており、電力変換回路には互いに接続された電力変換部および出力部の組み合わせが複数組存在し、これらの出力部の出力電力を変化させることが想定される場合において、コスト競争力を確保しつつこれらの電力変換部に温度が過度に高い箇所が現れることを防止するのに適した技術を提供することを目的とする。

本開示は、
燃料電池を収納する室外機パッケージの内面に取り付けられる回路内蔵箱であって、
箱体と、前記箱体に収納された基板と、を備え、
前記箱体は、前記基板が配置され長手方向および短手方向を有する底部と、前記底部に接続された側部と、を有し、
前記側部は、互いに前記長手方向に対向する第１壁部および第２壁部と、互いに前記短手方向に対向する第３壁部および第４壁部と、を有し、
前記第１壁部には、穴または切り欠きである吸気領域が設けられており、
前記第２壁部には、穴または切り欠きである排気領域が設けられており、
前記基板では、電力変換回路および第１電気回路が、前記電力変換回路が第３壁部の側となり前記第１電気回路が第４壁部の側となるように拡がっており、
前記電力変換回路は、前記燃料電池が発電した直流電力が入力される入力部と、分岐部と、第１出力部と、第２出力部と、前記入力部と前記分岐部との間に接続され前記分岐部の直流電圧を前記入力部の直流電圧よりも大きくする昇圧コンバータ部と、前記分岐部と前記第１出力部との間に接続された第１電力変換部と、前記分岐部と前記第２出力部との間に接続された第２電力変換部と、を有し、
前記昇圧コンバータ部に比べ、前記第１電力変換部および前記第２電力変換部は、前記長手方向に関して前記吸気領域に近い位置に設けられている、回路内蔵箱を提供する。

本開示に係る技術は、第１出力部および第２出力部の出力電力を変化させることが想定される場合において、コスト競争力を確保しつつ第１電力変換部および第２電力変換部に温度が過度に高い箇所が現れることを防止するのに適している。

図１は、実施形態に係る回路内蔵箱を表す図である。 図２は、実施形態に係る電力変換回路の構成図である。 図３は、電力変換回路の構成要素の温度を説明するための図である。 図４は、実施形態に係る燃料電池システムの概略図である。

本開示の第１態様は、
燃料電池を収納する室外機パッケージの内面に取り付けられる回路内蔵箱であって、
箱体と、前記箱体に収納された基板と、を備え、
前記箱体は、前記基板が配置され長手方向および短手方向を有する底部と、前記底部に接続された側部と、を有し、
前記側部は、互いに前記長手方向に対向する第１壁部および第２壁部と、互いに前記短手方向に対向する第３壁部および第４壁部と、を有し、
前記第１壁部には、穴または切り欠きである吸気領域が設けられており、
前記第２壁部には、穴または切り欠きである排気領域が設けられており、
前記基板では、電力変換回路および第１電気回路が、前記電力変換回路が第３壁部の側となり前記第１電気回路が第４壁部の側となるように拡がっており、
前記電力変換回路は、前記燃料電池が発電した直流電力が入力される入力部と、分岐部と、第１出力部と、第２出力部と、前記入力部と前記分岐部との間に接続され前記分岐部の直流電圧を前記入力部の直流電圧よりも大きくする昇圧コンバータ部と、前記分岐部と前記第１出力部との間に接続された第１電力変換部と、前記分岐部と前記第２出力部との間に接続された第２電力変換部と、を有し、
前記昇圧コンバータ部に比べ、前記第１電力変換部および前記第２電力変換部は、前記長手方向に関して前記吸気領域に近い位置に設けられている、回路内蔵箱を提供する。

第１態様に係る回路内蔵箱では、電力変換回路が第３壁部の側に集約されている。この集約により、電力変換回路における電気接続ライン（ワイヤーハーネスなど）が長くなることを防止でき、低コストで回路内蔵箱を実現することが容易となる。

第１態様に係る回路内蔵箱では、箱体に、第１電力変換部および第２電力変換部が形成された基板が収納されている。箱体の第１壁部および第２壁部が長手方向に対向しており、第１壁部に吸気領域が形成されており、第２壁部に排気領域が形成されており、これにより吸気領域から排気領域に向かう好適な（流速が確保された）空気流を形成することができる。また、昇圧コンバータ部に比べ、第１電力変換部および第２電力変換部は、長手方向に関して吸気領域に近い位置に設けられており、これにより吸気領域からの新鮮な空気が供給され易い。このようにすれば、吸気領域から排気領域に向かう空気流により、大きなコストをかけることなく第１電力変換部および第２電力変換部を効率的に冷却することができる。

第１態様に係る回路内蔵箱では、第１電力変換部は分岐部と第１出力部との間に接続されており、第２電力変換部は分岐部と第２出力部との間に接続されている。このため、分岐部から第１電力変換部を経由して第１出力部に供給される電力（第１出力電力）と、分岐部から第２電力変換部を経由して第２出力部に供給される電力（第２出力電力）とは、相補的な関係にある。具体的には、燃料電池から昇圧コンバータ部を経由して分岐部に供給される電力（入力電力）に対する第１出力電力の比率（第１の比率）が大きい場合には、入力電力に対する第２出力電力の比率（第２の比率）は小さくなる。逆に、第１の比率が小さい場合には、第２の比率は大きくなる。第１の比率が大きい場合には第１電力変換部で大きな熱が発生するおそれがあるものの、その場合には第２の比率は小さいため第２電力変換部で大きな熱は発生し難い。第２の比率が大きい場合には第２電力変換部で大きな熱が発生するおそれがあるものの、その場合には第１の比率は小さいため第１電力変換部で大きな熱は発生し難い。このため、第１態様に係る回路内蔵箱では、第１電力変換部で大きな熱が発生しているときに第２電力変換部から第１電力変換部へと大きな熱が移動したり、第２電力変換部で大きな熱が発生しているときに第１電力変換部から第２電力変換部へと大きな熱が移動したりし難い。以上の理由で、第１態様に係る回路内蔵箱では、第１電力変換部および第２電力変換部が第３壁部の側に集約されているものの、これら一方に熱が集中し易い状況にない。

発熱量が変化しうる複数の電力変換部が箱体に収納されている場合には、これらの電力変換部の相互作用により温度が過度に高い箇所が現れることを防止するために、コストをかけて特別な対策を講じる必要があるようにも思われる。しかし、本発明者らは、熱の集中についての詳細の検討を通じて、コストをかけた特別な対策は必ずしも必要でないことを見出した。具体的には、本発明者らは、分岐部、第１出力部、第２出力部、第１電力変換部および第２電力変換部の接続関係と、吸気領域、排気領域、昇圧コンバータ部、第１電力変換部および第２電力変換部の位置関係とを、第１態様のように規定することを思いついた。このような接続関係および位置関係を採用する場合には、上述の理由で、第１電力変換部および第２電力変換部の一方に熱が集中することを回避しつつこれらの電力変換部を空気流で効率的に冷却でき、しかも低コストで回路内蔵箱を実現できるのである。以上のように、第１態様に係る技術は、係る本発明者らの検討に基づくものであり、第１出力部および第２出力部の出力電力を変化させることが想定される場合において、コスト競争力を確保しつつ第１電力変換部および第２電力変換部に温度が過度に高い箇所が現れることを防止するのに適している。

本開示の第２態様は、第１態様に加え、
前記第２電力変換部が有するスイッチング素子の数は、前記第１電力変換部が有するスイッチング素子の数よりも少なく、
前記第１電力変換部に比べ、第２電力変換部は、前記長手方向に関して前記吸気領域に近い位置に設けられている、回路内蔵箱を提供する。

第１出力部の電力供給先からの要求に合致するように上記の第１比率が定められ、上記の第２出力電力は余剰電力として扱われる場合がある。この場合、第２電力変換部は、余剰電力処理用の電力変換部ということになる。この場合、第２電力変換部が第１電力変換部に比べて低コストで実現されうるように電力変換回路を設計することが合理的である。第２電力変換部が有するスイッチング素子の数を第１電力変換部が有するスイッチング素子の数よりも少なくすることは、上記の合理的な設計に該当する。ただし、本発明者らの検討によれば、このように設計すると、第１電力変換部に比べて第２電力変換部の温度のピークが高くなり易い。なぜなら、スイッチング素子の数が少ないが故に、電力変換効率が高くなるように第２電力変換部を設計することが難しく、従って第２電力変換部における損失を抑えることが難しいためである。また、第２電力変換部では、スイッチング素子の数が少ないが故に、１つのスイッチング素子への流入電力のピーク値を小さくしたり、同流入電力の時間平均を小さくしたりすることが難しいためである。この点、第２態様では、第２電力変換部を吸気領域に比較的近い位置に設けている。このため、吸気領域からの新鮮な空気により第２電力変換部を冷却し易く、第２電力変換部の過度な温度上昇を防止し易い。以上の理由で、第２態様は、第２電力変換部を余剰電力処理用の電力変換部とする場合において、コスト競争力を確保しつつ第２電力変換部に温度が過度に高い箇所が現れることを防止するのに適している。

本開示の第３態様は、第１態様または第２態様に加え、
前記第１電力変換部は、フルブリッジインバータであり、
前記第２電力変換部は、降圧チョッパであり、
前記第１電力変換部に比べ、第２電力変換部は、前記長手方向に関して前記吸気領域に近い位置に設けられている、回路内蔵箱を提供する。

フルブリッジインバータに比べ、降圧チョッパは、低コストで実現し易い。しかし、フルブリッジインバータに比べると、電力変換効率が高くなるように降圧チョッパを設計することが難しい。すなわち、降圧チョッパでは、発生する熱が比較的大きくなり易い。この点、第３態様では、第２電力変換部（降圧チョッパ）を吸気領域に比較的近い位置に設けている。このため、吸気領域からの新鮮な空気により第２電力変換部を冷却し易く、第２電力変換部の過度な温度上昇を防止し易い。第３態様は、第２態様と同様、第２電力変換部を余剰電力処理用の電力変換部とする場合において、コスト競争力を確保しつつ第２電力変換部に温度が過度に高い箇所が現れることを防止するのに適している。

本開示の第４態様は、第１〜第３態様のいずれか１つに加え、
前記基板では、第２電気回路が、前記第１電力変換部と前記第２電力変換部との間に介在するように拡がっており、
前記第２電気回路は、制御回路である、回路内蔵箱を提供する。

第４態様の第２電気回路は、制御回路であり、第１電力変換部と第２電力変換部との間に介在している。制御回路という発熱量が小さい回路の介在により、第１電力変換部と第２電力変換部との間の熱移動を小さくすることができる。

本開示の第５態様は、第１〜第４態様のいずれか１つに加え、
前記回路内蔵箱は、前記箱体の外部の空気を前記吸気領域に取り込むファンを有する、回路内蔵箱を提供する。

ファンによれば、箱体の外部の空気を吸気領域に積極的に取り込むことができる。つまり、第５態様は、第１電力変換部および第２電力変換部を冷却する観点から有利である。

本開示の第６態様は、
第１〜第５態様のいずれか一つの回路内蔵箱と、
前記室外機パッケージと、を備え、
前記内面と前記底部との間に前記側部が介在するように、前記回路内蔵箱が前記内面に取り付けられている、冷却構造を提供する。

本開示の第７態様は、
第１〜第５態様のいずれか一つの回路内蔵箱と、
前記室外機パッケージと、
前記燃料電池と、を備え、
前記内面と前記底部との間に前記側部が介在するように、前記回路内蔵箱が前記内面に取り付けられている、燃料電池システムを提供する。

第６態様および第７態様によれば、第１態様と同じ効果を有する冷却構造および燃料電池システムを提供することができる。

本開示の第８態様は、第７態様に加え、
電力が供給されると発熱して水を温めることができるように構成されたヒータを備え、
前記第２出力部から前記ヒータに電力が供給される、燃料電池システムを提供する。

上記のように、第２出力電力は余剰電力として扱われる場合がある。第８態様のヒータは、余剰電力の供給先の具体例である。

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。本開示は、以下の実施形態に限定されない。

図１は、本実施形態に係る回路内蔵箱（回路筐体）１００を示す。図２に、本実施形態に係る電力変換回路２００を示す。図３に、電力変換回路２００の構成要素の温度を示す。図４に、本実施形態に係る燃料電池システム４００の概略図を示す。回路内蔵箱１００は、燃料電池４５０を収納する室外機パッケージ（本体パッケージ）３２０の内面３２２に取り付けられる。なお、本実施形態の内面３２２は平面である。

図１および４に示すように、本実施形態の回路内蔵箱１００は、箱体１０５と、基板１２０と、ファン１９１と、を有している。

［箱体１０５］
箱体１０５は、底部１０７と、側部１１０と、を有している。

底部１０７には、基板１２０が配置されている。底部１０７は、長手方向９９および短手方向９５を有している。

側部１１０は、第１壁部１１１と、第２壁部１１２と、第３壁部１１３と、第４壁部１１４と、を有している。第１壁部１１１および第２壁部１１２は、互いに長手方向９９に対向している。第３壁部１１３および第４壁部１１４は、互いに短手方向９５に対向している。第３壁部１１３は、第１壁部１１１と第２壁部１１２とを接続している。第４壁部１１４は、第３壁部１１３の反対側において第１壁部１１１と第２壁部１１２とを接続している。

第１壁部１１１には、吸気領域（吸入領域）１６１が設けられている。吸気領域１６１は、穴または切り欠きである。第２壁部１１２には、排気領域１７１が設けられている。排気領域１７１は、穴または切り欠きである。

本実施形態では、底部１０７は、平板状である。底部１０７における箱体１０５の内部空間側の面（箱体１０５の底面）は長方形である。第１壁部１１１および第２壁部１１２は、短手方向９５に沿って延びている。第３壁部１１３および第４壁部１１４は、長手方向９９に沿って延びている。箱体１０５を底部１０７の厚さ方向に沿って底部１０７の反対側から観察したとき、側部１１０は、矩形状をなしている。

箱体１０５の材料は適宜選択可能である。一例では、箱体１０５の材料は樹脂である。具体的に、箱体１０５の材料としては、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ樹脂）およびポリスチレン（ＰＳ樹脂）が例示される。

［基板１２０］
基板１２０には、電力変換回路２００、第１電気回路２９０および第２電気回路２９５が設けられている。基板１２０は、箱体１０５に収納されている。つまり、電力変換回路２００、第１電気回路２９０および第２電気回路２９０は、箱体１０５に収納されている。基板１２０は、箱体１０５の底部１０７に配置されている。

図２に示すように、電力変換回路２００は、入力部２０１と、分岐部２０２と、第１出力部２０３と、第２出力部２０４と、昇圧コンバータ部２１０と、第１電力変換部２４０と、第２電力変換部２７０と、を有している。入力部２０１は、燃料電池４５０が発電した直流電力が入力される部分である。以下では、燃料電池４５０により入力部２０１に印加される電圧（正確には、入力部２０１の端子２０１ａおよび２０１ｂの間の端子間電圧）を、第１直流電圧Ｖ_dc1と称する。昇圧コンバータ部２１０は、入力部２０１と分岐部２０２との間に接続されている。第１電力変換部２４０は、分岐部２０２と第１出力部２０３との間に接続されている。第２電力変換部２７０は、分岐部２０２と第２出力部２０４との間に接続されている。

昇圧コンバータ部２１０には、燃料電池４５０から入力部２０１を介して直流電力が供給される。昇圧コンバータ部２１０は、第１直流電圧Ｖ_dc1を第２直流電圧Ｖ_dc2に昇圧する。つまり、昇圧コンバータ部２１０は、分岐部２０２の直流電圧を、入力部２０１の直流電圧よりも大きくする。本実施形態では、第２直流電圧Ｖ_dc2は、昇圧コンバータ部２１０の出力電圧であり、分岐部２０２の電圧でもある。昇圧後の直流電力は、分岐部２０２に供給される。

以下では、昇圧コンバータ部２１０から分岐部２０２に供給される電力に符号Ｐ₀、分岐部２０２から第１電力変換部２４０に供給される電力に符号Ｐ₁、分岐部２０２から第２電力変換部２７０に供給される電力に符号Ｐ₂を付することがある。本実施形態では、、電力Ｐ₀≒電力Ｐ₁＋電力Ｐ₂の関係が成立する。また、第１電力変換部２４０による電力変換後の電力に符号Ｐ₁’、第２電力変換部２７０による電力変換後の電力に符号Ｐ₂’を付することがある。第１電力変換部２４０による電力変換の際に熱が発生する場合（すなわち損失が発生する場合）、電力Ｐ₁’＜電力Ｐ₁の関係が成立する。第２電力変換部２７０による電力変換の際に熱が発生する場合、電力Ｐ₂’＜電力Ｐ₂の関係が成立する。

上述のように、第１電力変換部２４０には、分岐部２０２から直流電力Ｐ₁が供給される。本実施形態では、第１電力変換部２４０は、インバータであり、具体的にはフルブリッジインバータである。第１電力変換部２４０は、第２直流電圧Ｖ_dc2を第１出力電圧（交流電圧）Ｖ_out1に変換する。本実施形態では、第１出力電圧Ｖ_out1は、第１電力変換部２４０の出力電圧であり、第１出力部２０３の電圧でもある。また、第１電力変換部２４０は、第１電力変換部２４０に入力された直流電力Ｐ₁を交流電力Ｐ₁’に変換する。得られた交流電力Ｐ₁’は、第１出力部２０３に供給される。本実施形態では、この交流電力Ｐ₁’は、第１出力部２０３から、不図示のリレー、フィルタ、および商用電力系統（分電盤）を介して第１負荷に供給される。具体例では、第１負荷は、家庭内の負荷である。

上述のように、第２電力変換部２７０には、分岐部２０２から直流電力Ｐ₂が供給される。本実施形態では、第２電力変換部２７０は、コンバータであり、具体的には降圧チョッパである。第２電力変換部２７０は、第２直流電圧Ｖ_dc2を第２出力電圧（直流電圧）Ｖ_out2に変換する（具体的には降圧する）。本実施形態では、第２出力電圧Ｖ_out2は、第２電力変換部２７０の出力電圧であり、第２出力部２０４の電圧でもある。電力変換部２７０により、直流電力Ｐ₂は、電圧の異なる（降圧された）直流電力Ｐ₂’に変換される。直流電力Ｐ₂’は、第２出力部２０４に供給される。本実施形態では、この直流電力Ｐ₂’は、第２出力部２０４から第２負荷に供給される。第２負荷は、燃料電池システム４００の内部負荷であってもよい。具体的に、第２負荷は、電力が供給されると（通電されると）発熱して水を温めることができるように構成されたヒータであってもよい。ヒータは、室外機パッケージ３２０の内部に設けられていてもよく、室外機パッケージ３２０の外部に設けられていてもよい。より具体的な一例では、燃料電池システム４００が、燃料電池４５０の発電時に発生した熱を用いて熱媒体（典型的には水）を加熱する熱交換器と、この熱媒体が通る配管と、この熱媒体が貯蓄されるタンクと、を有しており、ヒータは配管に設けられる。このようなヒータの例は、特許５２５４５００号に記載されている。

以下、図２を用いて昇圧コンバータ部２１０、第１電力変換部２４０および第２電力変換部２７０について、詳細に説明する。ただし、以下の説明は単なる例示に過ぎず、昇圧コンバータ部２１０、第１電力変換部２４０および第２電力変換部２７０は図２に示す構成以外の構成を有しうる。

［昇圧コンバータ部２１０］
図２に示すように、昇圧コンバータ部２１０は、コンデンサ（入力フィルタ）２１９と、ゲートドライバ２１１ａおよび２１１ｂと、スイッチング素子２１２ａおよび２１２ｂと、トランス（高周波トランス）２１３と、ダイオード２１４ａおよび２１４ｂと、コンデンサ２１５ａ，２１５ｂおよび２１６と、を有している。トランス２１３は、２つの１次側の巻線（巻線２１３ａおよび２１３ｂ）と、１つの２次側の巻線（巻線２１３ｃ）と、を有している。

ゲートドライバ２１１ａは、ゲートドライバ２１１ａに入力された制御信号に応じて、スイッチング素子２１２ａをオンオフさせる。ゲートドライバ２１１ｂは、ゲートドライバ２１１ｂに入力された制御信号に応じて、スイッチング素子２１２ｂをオンオフさせる。

スイッチング素子２１２ａおよび２１２ｂとトランス２１３は、協働して、第１直流電圧Ｖ_dc1から交流電圧（巻線２１３ｃに印加される交流電圧）Ｖ_acを生成する。本実施形態では、スイッチング素子２１２ａおよび２１２ｂは、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）である。具体的には、スイッチング素子２１２ａおよび２１２ｂは、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴである。

図２の例では、スイッチング素子２１２ａと巻線２１３ａとが直列接続された第１直列回路が形成されている。スイッチング素子２１２ｂと巻線２１３ｂとが直列接続された第２直列回路が形成されている。第１直列回路および第２直列回路は端子２０１ａおよび２０１ｂの間で並列接続されており、これらの直列回路にはそれぞれ第１直流電圧Ｖ_dc1が印加される。スイッチング素子２１２ａは、第１直流電圧Ｖ_dc1から巻線２１３ａに印加される電圧を生成する。スイッチング素子２１２ｂは、第１直流電圧Ｖ_dc1から巻線２１３ｂに印加される電圧を生成する。スイッチング素子２１２ａがオンのタイミングにおいてスイッチング素子２１２ｂはオフとなる。このタイミングでは、巻線２１３ａに電圧が印加され、巻線２１３ｃに正電圧が印加される。スイッチング素子２１２ａがオフのタイミングにおいてスイッチング素子２１２ｂはオンとなる。このタイミングでは、巻線２１３ｂに電圧が印加され、巻線２１３ｃに負電圧が印加される。これらのタイミングが繰り返しおとずれることで、巻線２１３ｃに交流電圧Ｖ_acが印加されることとなる。以上の説明から理解されるように、スイッチング素子２１２ａおよび２１２ｂと、トランス２１３とは、プッシュプルインバータを構成している。

コンデンサ２１５ａおよび２１５ｂは、共振コンデンサである。コンデンサ２１６は、整流コンデンサである。

コンデンサ２１５ａの容量は、コンデンサ２１６の容量に比べて小さい。コンデンサ２１５ｂの容量は、コンデンサ２１６の容量に比べて小さい。具体的に、本実施形態では、コンデンサ２１５ａの容量に対するコンデンサ２１６の容量の比率は、１０倍以上である。上記比率は、５０倍以上であってもよく、１００倍以上であってもよく、５００倍以上であってもよい。上記比率は、例えば１０００倍以下である。本実施形態では、コンデンサ２１５ｂの容量に対するコンデンサ２１６の容量の比率は、１０倍以上であり、５０倍以上であってもよく、１００倍以上であってもよく、５００倍以上であってもよい。上記比率は、例えば１０００倍以下である。

特に限定されないが、コンデンサ２１５ａの容量は、例えば０．０１〜５０μＦである。コンデンサ２１５ｂの容量は例えば、０．０１〜５０μＦである。コンデンサ２１６の容量は、例えば１００〜１００００μＦである。

本実施形態では、コンデンサ２１５ａの容量と、コンデンサ２１５ｂの容量は同じである。ただし、コンデンサ２１５ａの容量は、コンデンサ２１５ｂの容量と異なっていてもよい。

ダイオード２１４ａおよび２１４ｂとコンデンサ２１５ａ，２１５ｂおよび２１６とは、協働して、交流電圧Ｖ_acから第２直流電圧Ｖ_dc2を生成する。具体的に、これらの素子は、協働して、倍電圧整流の機能および電流共振回路の機能を実現する。以下、これらの機能について、巻線２１３ｃの一端２１３ｔ１および他端２１３ｔ２を接続する経路（接続経路）などに触れつつ説明する。

巻線２１３ｃの一端２１３ｔ１と他端２１３ｔ２とを接続する経路として、４つの経路が存在する。４つの経路のうちの１つ目は、一端２１３ｔ１から他端２１３ｔ２に向かって順に、ダイオード２１４ａのアノード、ダイオード２１４ａのカソードおよびコンデンサ２１５ａを通る経路である。２つ目は、一端２１３ｔ１から他端２１３ｔ２に向かって順に、ダイオード２１４ａのアノード、ダイオード２１４ａのカソード、コンデンサ２１６およびコンデンサ２１５ｂを通る経路である。３つ目は、他端２１３ｔ２から一端２１３ｔ１に向かって順に、コンデンサ２１５ｂ、ダイオード２１４ｂのアノードおよびダイオード２１４ｂのカソードを通る経路である。４つ目は、他端２１３ｔ２から一端２１３ｔ１に向かって順に、コンデンサ２１５ａ、コンデンサ２１６、ダイオード２１４ｂのアノードおよびダイオード２１４ｂのカソードを通る経路である。

これらの４つの経路の存在により、４つの電流経路（第１電流経路、第２電流経路、第３電流経路および第４電流経路）が形成される。第１電流経路は、巻線２１３ｃの他端２１３ｔ２の電位に比べて巻線２１３ｃの一端２１３ｔ１の電位が高い第１モードにおいて構成される電流経路であり、一端２１３ｔ１と、ダイオード２１４ａと、コンデンサ２１５ａと、他端２１３ｔ２とをこの順に電流が流れる電流経路である。第２電流経路は、第１モードにおいて構成される電流経路であり、一端２１３ｔ１と、ダイオード２１４ａと、コンデンサ２１６と、コンデンサ２１５ｂと、他端２１３ｔ２とをこの順に電流が流れる電流経路である。第３電流経路は、一端２１３ｔ１の電位に比べ他端２１３ｔ２の電位が高い第２モードにおいて構成される電流経路であり、他端２１３ｔ２と、コンデンサ２１５ｂと、ダイオード２１４ｂと、一端２１３ｔ１とをこの順に電流が流れる電流経路である。第４電流経路は、第２モードにおいて構成される電流経路であり、他端２１３ｔ２と、コンデンサ２１５ａと、コンデンサ２１６と、ダイオード２１４ｂと、一端２１３ｔ１とをこの順に電流が流れる電流経路である。

倍電圧整流の機能について説明する。コンデンサ２１５ａの容量はＣ₁であり、コンデンサ２１５ｂの容量はＣ₂であり、コンデンサ２１６の容量はＣ₃であるとする。本実施形態では、Ｃ₃はＣ₁に比べて十分に大きく、Ｃ₃はＣ₂に比べて十分に大きい。第２電流経路では、コンデンサ２１６および２１５ｂが直列に接続されている。Ｃ₃はＣ₂に比べて十分に大きいことを考慮すると、これらのコンデンサの合成容量Ｃ₃₂に関し、以下の数式が成立する。
１／Ｃ₃₂＝１／Ｃ₃＋１／Ｃ₂≒１／Ｃ₂
従って合成容量Ｃ₃₂はＣ₂に近似される。第１電流経路におけるコンデンサ（コンデンサ２１５ａ）と、第２電流経路におけるコンデンサ（コンデンサ２１６および２１５ｂ）とが並列コンデンサ回路を構成している考えることができる。この並列コンデンサ回路の合成容量Ｃ_xに関し、以下の数式が成立する。
Ｃ_x＝Ｃ₁＋Ｃ₃₂≒Ｃ₁＋Ｃ₂
第４電流経路では、コンデンサ２１５ａおよび２１６が直列に接続されている。Ｃ₃はＣ₁に比べて十分に大きいことを考慮すると、これらのコンデンサの合成容量Ｃ₃₁に関し、以下の数式が成立する。
１／Ｃ₃₁＝１／Ｃ₃＋１／Ｃ₁≒１／Ｃ₁
従って合成容量Ｃ₃₁はＣ₁に近似される。第３電流経路におけるコンデンサ（コンデンサ２１５ｂ）と、第４電流経路におけるコンデンサ（コンデンサ２１５ａおよびコンデンサ２１６）とが並列コンデンサ回路を構成している考えることができる。この並列コンデンサ回路の合成容量Ｃ_yに関し、以下の数式が成立する。
Ｃ_y＝Ｃ₂＋Ｃ₃₁≒Ｃ₂＋Ｃ₁
すなわち、第１モードにおける合成容量Ｃ_xと第２モードにおけるＣ_yとは実質的に同じであると考えることができる。このため、第１モードにおいても、第２モードにおいても、コンデンサ２１６の一端２１６ｍの電位が他端２１６ｎの電位に比べて高くなるように、コンデンサ２１６が実質的に同様に充電される。このようにして、倍電圧整流の機能が実現される。これにより、コンデンサ２１６に第２直流電圧Ｖ_dc2が印加される。

電流共振の機能について説明する。トランス２１３の二次巻線２１３ｃは、周波数Ｆの交流電圧を出力する。そして、第１モードにおいて、トランス２１３のリーケージインダクタンス（１次側巻線２１３ａ、２１３ｂ側のリーケージインダクタンス）と、第１電流経路における容量成分および誘導成分とが、周波数Ｆを共振周波数とする第１の直列共振回路を構成する。第２モードにおいて、トランス２１３のリーケージインダクタンスと、第３電流経路における容量成分および誘導成分とが、周波数Ｆを共振周波数とする第２の直列共振回路を構成する。このようにして、電流共振回路の機能が実現される。

［第１電力変換部２４０］
第１電力変換部２４０は、ゲートドライバ２４１ａ，２４１ｂ，２４１ｃおよび２４１ｄと、スイッチング素子２４２ａ，２４２ｂ，２４２ｃおよび２４２ｄと、ダイオード２４３ａ，２４３ｂ，２４３ｃおよび２４３ｄと、抵抗２４４と、リアクトル２４５ａおよび２４５ｂと、コンデンサ２４６と、を有している。

ゲートドライバ２４１ａは、ゲートドライバ２４１ａに入力された制御信号に応じて、スイッチング素子２４２ａをオンオフさせる。ゲートドライバ２４１ｂは、ゲートドライバ２４１ｂに入力された制御信号に応じて、スイッチング素子２４２ｂをオンオフさせる。ゲートドライバ２４１ｃは、ゲートドライバ２４１ｃに入力された制御信号に応じて、スイッチング素子２４２ｃをオンオフさせる。ゲートドライバ２４１ｄは、ゲートドライバ２４１ｄに入力された制御信号に応じて、スイッチング素子２４２ｄをオンオフさせる。

スイッチング素子２４２ａ，２４２ｂ，２４２ｃおよび２４２ｄには、それぞれ、ダイオード２４３ａ，２４３ｂ，２４３ｃおよび２４３ｄが逆並列に接続されている。本実施形態では、スイッチング素子２４２ａ，２４２ｂ，２４２ｃおよび２４２ｄは、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）である。

リアクトル２４５ａおよび２４５ｂとコンデンサ２４６は、ＬＣフィルタ（ローパスフィルタ）を構成している。

抵抗２４４は、シャント抵抗である。

分岐部２０２および接続点２５０ａを接続する経路であって、分岐部２０２、スイッチング素子２４２ａの高電圧側端子（図２の例ではコレクタ端子）、スイッチング素子２４２ａの低電圧側端子（図２の例ではエミッタ端子）および接続点２５０ａをこの順に通る経路が形成されている。接続点２５０ｂおよび接地電位を接続する経路であって、接続点２５０ｂ、スイッチング素子２４２ｄの高電圧側端子（図２の例ではコレクタ端子）、スイッチング素子２４２ｄの低電圧側端子（図２の例ではエミッタ端子）、接続点２５１、抵抗２４４および接地電位をこの順に通る経路が形成されている。接地電位および接続点２５０ａを接続する経路であって、接地電位、抵抗２４４、接続点２５１、ダイオード２４３ｂのアノード、ダイオード２４３ｂのカソードおよび接続点２５０ａをこの順に通る経路が形成されている。接続点２５０ｂおよび分岐部２０２を接続する経路であって、接続点２５０ｂ、ダイオード２４３ｃのアノード、ダイオード２４３ｃのカソードおよび分岐部２０２をこの順に通る経路が形成されている。接地電位および接続点２５０ｂを接続する経路であって、接地電位、抵抗２４４、接続点２５１、ダイオード２４３ｄのアノード、ダイオード２４３ｄのカソードおよび接続点２５０ｂをこの順に通る経路が形成されている。接続点２５０ａおよび分岐部２０２を接続する経路であって、接続点２５０ａ、ダイオード２４３ａのアノード、ダイオード２４３ａのカソードおよび分岐部２０２をこの順に通る経路が形成されている。分岐部２０２および接続点２５０ｂを接続する経路であって、分岐部２０２、スイッチング素子２４２ｃの高電圧側端子（図２の例ではコレクタ端子）、スイッチング素子２４２ｃの低電圧側端子（図２の例ではエミッタ端子）および接続点２５０ｂをこの順に通る経路が形成されている。接続点２５０ａおよび接地電位を接続する経路であって、接続点２５０ａ、スイッチング素子２４２ｂの高電圧側端子（図２の例ではコレクタ端子）、スイッチング素子２４２ｂの低電圧側端子（図２の例ではエミッタ端子）、接続点２５１、抵抗２４４および接地電位をこの順に通る経路が形成されている。

接続点２５０ａ、リアクトル２４５ａ、接続点２５２ａおよび出力端子２０３ａはこの順に接続されている。接続点２５０ｂ、リアクトル２４５ｂ、接続点２５２ｂおよび出力端子２０３ｂはこの順に接続されている。接続点２５２ａと接続点２５２ｂの間にコンデンサ２４６が接続されている。

以下、本実施形態の第１電力変換部２４０の動作の概略について説明する。以下の説明では、第１出力部２０３に第１負荷が接続されているものとする。

第１電力変換部２４０では、スイッチング素子２４２ａおよび２４２ｄがオンでありスイッチング素子２４２ｂおよび２４２ｃがオフである第１期間と、スイッチング素子２４２ａおよび２４２ｄがオフでありスイッチング素子２４２ｂおよび２４２ｃがオンである第２期間と、が交互に訪れるように、スイッチング素子２４２ａ〜２４２ｄが制御される。要するに、スイッチング素子２４２ａおよび２４２ｄの組み合わせとスイッチング素子２４２ｂおよび２４２ｃの組み合わせとは、相補的にオンオフされる。

第１期間において第１電力変換部２４０がとりうる動作モードは、モードＡまたはモードＣである。第２期間において第１電力変換部２４０がとりうる動作モードは、モードＢまたはモードＤである。

モードＡは、電流が、分岐部２０２、スイッチング素子２４２ａ、接続点２５０ａ、リアクトル２４５ａ、接続点２５２ａ、出力端子２０３ａ、第１負荷、出力端子２０３ｂ、接続点２５２ｂ、リアクトル２４５ｂ、接続点２５０ｂ、スイッチング素子２４２ｄ、接続点２５１、抵抗２４４および接地電位をこの順に流れるモードである。モードＢは、電流が、接地電位、抵抗２４４、接続点２５１、ダイオード２４３ｂ、接続点２５０ａ、リアクトル２４５ａ、接続点２５２ａ、出力端子２０３ａ、第１負荷、出力端子２０３ｂ、接続点２５２ｂ、リアクトル２４５ｂ、接続点２５０ｂ、ダイオード２４３ｃおよび分岐部２０２をこの順に流れるモードである。モードＣは、電流が、接地電位、抵抗２４４、接続点２５１、ダイオード２４３ｄ、接続点２５０ｂ、リアクトル２４５ｂ、接続点２５２ｂ、出力端子２０３ｂ、第１負荷、出力端子２０３ａ、接続点２５２ａ、リアクトル２４５ａ、接続点２５０ａ、ダイオード２４３ａおよび分岐部２０２をこの順に流れるモードである。モードＤは、電流が、分岐部２０２、スイッチング素子２４２ｃ、接続点２５０ｂ、リアクトル２４５ｂ、接続点２５２ｂ、出力端子２０３ｂ、第１負荷、出力端子２０３ａ、接続点２５２ａ、リアクトル２４５ａ、接続点２５０ａ、スイッチング素子２４２ｂ、接続点２５１、抵抗２４４および接地電位をこの順に流れるモードである。

スイッチング素子２４２ａ〜２４２ｄのスイッチングにより、第１期間および第２期間が繰り返される。具体的には、ＰＷＭ制御に基づき第１期間および第２期間の長さが適切に調節される。これにより、第１出力部２０３の端子２０３ａおよび２０３ｂの端子間に、交流電圧（第１出力電圧）Ｖ_out1が現れる。そして、第１出力部２０３から第１負荷に交流電圧Ｖ_out1が供給される。

［第２電力変換部２７０］
第２電力変換部２７０は、ゲートドライバ２７１と、スイッチング素子２７２と、ダイオード２７３と、リアクトル２７４とを有している。これらは、降圧チョッパ回路を構成している。

ゲートドライバ２７１は、ゲートドライバ２７１に入力された制御信号に応じて、スイッチング素子２７２をオンオフさせる。

本実施形態では、スイッチング素子２７２は、ＭＯＳＦＥＴである。具体的には、スイッチング素子２７２は、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴである。

分岐部２０２、スイッチング素子２７２、接続点２８０、ダイオード２７３および接地電位はこの順に接続されている。具体的に、接続点２８０、ダイオード２７３のカソード、ダイオード２７３のアノードおよび接地電位はこの順に並んでいる。接続点２８０、リアクトル２７４および第２出力部２０４はこの順に接続されている。

本実施形態の第２電力変換部２７０の動作の概略は、以下のとおりである。スイッチング素子２７２がオンである期間（以下、オン期間）において、分岐部２０２からスイッチング素子２７２を経由して接続点２８０へと流れる電流（ドレインソース電流）Ｉ_Sは、正の値をとる。オン期間において、ダイオード２７３の順方向電流Ｉ_Dは、ゼロである。スイッチング素子２７２がオフである期間（以下、オフ期間）において、電流Ｉ_Sは、ゼロである。オフ期間において、順方向電流Ｉ_Dは、正の値をとる。オン期間およびオフ期間の両方において、接続点２８０からリアクトル２７４を経由して第２出力部２０４に流れる出力電流Ｉ_Lも、第２出力電圧Ｖ_out2も、正の値をとる。つまり、出力電流Ｉ_Lは直流電流であり、第２出力電圧Ｖ_out2は直流電圧である。

なお、図２にヒートシンク２８５が描かれていることは、電力変換回路２００が少なくとも１つのヒートシンクを有していることを意味している。本実施形態では、第１電力変換部２４０および第２電力変換部２７０は、それぞれヒートシンクを有している。具体的に、電力変換部２４０および２７０が有するヒートシンクにはフィンが形成されている。これらのヒートシンクは、吸気領域１６１と排気領域１７１を結ぶ直線経路状に設けられている。

本実施形態の基板１２０では、電力変換回路２００および第１電気回路２９０が、電力変換回路２００が第３壁部１１３の側となり第１電気回路２９０が第４壁部１１４の側となるように拡がっている。電力変換回路２００が第３壁部１１３の側に集約されているため、電力変換回路２００における電気接続ライン（ワイヤーハーネスなど）が長くなることを防止でき、低コストで回路内蔵箱１００を実現することが容易となる。

本実施形態では、短手方向９５に関する第３壁部１１３と第４壁部１１４との間隔をＬとしたとき、電力変換回路２００が設けられた領域の８０％以上（具体的には９０％以上、より具体的には１００％）が、第３壁部１１３から短手方向９５に沿って第４壁部１１４に向かって０．７Ｌ進んだ位置よりも第３壁部１１３側（具体的には０．５Ｌ進んだ位置よりも第３壁部１１３側）に存在する。

本実施形態に係る回路内蔵箱１００では、箱体１０５に、第１電力変換部２４０および第２電力変換部２７０が形成された基板１２０が収納されている。箱体１０５の第１壁部１１１および第２壁部１１２が長手方向９９に対向しており、第１壁部１１１に吸気領域１６１が形成されており、第２壁部１１２に排気領域１７１が形成されており、これにより吸気領域１６１から排気領域１７１に向かう好適な（流速が確保された）空気流を形成することができる。また、昇圧コンバータ部２１０に比べ、第１電力変換部２４０および第２電力変換部２７０は、長手方向９９に関して吸気領域１６１に近い位置に設けられており、これにより吸気領域１６１からの新鮮な空気が供給され易い。このため、本実施形態によれば、吸気領域１６１から排気領域１７１に向かう空気流により、大きなコストをかけることなく第１電力変換部２４０および第２電力変換部２７０を効率的に冷却することができる。安価な構成により第１電力変換部２４０および第２電力変換部２７０の安定動作を維持することが可能となる。

本実施形態では、第２電力変換部２７０が有するスイッチング素子の数は、第１電力変換部２４０が有するスイッチング素子の数よりも少ない。また、第１電力変換部２４０は、フルブリッジインバータであり、第２電力変換部２７０は、降圧チョッパである。これらの特徴を採用する場合には、第２電力変換部２７０の温度のピークが第１電力変換部２４０の温度のピークよりも高くなる傾向にある。これを考慮し、本実施形態では、第１電力変換部２４０に比べ、第２電力変換部２７０を長手方向９９に関して吸気領域１６１に近い位置に設けている。このようにすれば、吸気領域１６１から第２電力変換部２７０に新鮮な空気を供給し易くなり、第２電力変換部２７０を好適に冷却することができる。

図２の具体例では、第１電力変換部２４０の電力変換効率が第２電力変換部２７０の電力変換効率よりも高くなる蓋然性が高い。このため、第１電力変換部２４０の発熱量は第２電力変換部２７０の発熱量よりも小さくなる蓋然性が高い。理由は、以下のとおりである。すなわち、第１電力変換部２４０は、燃料電池４５０の発電電力を、商用電力系統に系統連系するための交流電力に変換するものである。そのような変換部の電力変換効率は、高いことが望ましい。そこで、図２の具体例では、高い電力変換効率を得るために、第１電力変換部２４０をフルブリッジインバータにより構成している。図２に示すように、この具体例に係る第１電力変換部２４０は、４つのスイッチング素子２４２ａ〜２４２ｄを有している。一方、第２電力変換部２７０は、余剰電力を、ヒータに供給するための電力に変換するものである。そのような変換部では、高い電力変換効率を得ることよりも、構成を簡易とすることを優先することができる。そこで、図２の具体例では、第２電力変換部２７０を、簡易な降圧チョッパにより構成している。図２に示すように、この具体例に係る第２電力変換部２７０が有するスイッチング素子は、１つのスイッチング素子２７２のみである。図２のようにすれば、第１電力変換部２４０のスイッチング素子２４２ａ〜２４２ｄの夫々にかかる流入電力のピーク値を下げる、および／または、同流入電力の時間平均を小さくすることができる。従って、スイッチング素子２４２ａ〜２４２ｄにおける発熱を抑えることができる。これに対し、第２電力変換部２７０は、スイッチング素子２７２にかかる流入電力のピーク値を下げたり、同流入電力の時間平均を小さくする構成を有していない。

具体例に係る昇圧コンバータ部２１０、第１電力変換部２４０および第２電力変換部２７０の温度を、図３に示す。この具体例では、図２の昇圧コンバータ部２１０、第１電力変換部２４０および第２電力変換部２７０が採用されるものとする。燃料電池４５０の発電電力の全てが昇圧コンバータ部２１０に入力されるものとする。第１出力部２０３から商用電力系統（分電盤）を介して家庭内の第１負荷に第１出力電力が供給されるものとする。第２出力部２０４から出力される第２出力電力は、余剰電力として扱われ、第２負荷に供給されるものとする。第２電力変換部２７０は、余剰電力処理用の電力変換部と扱われるものとする。

第１負荷の要求電力が燃料電池４５０の発電電力以上である場合、この発電電力の全てが第１負荷に供給されることになる（なお、要求電力の不足分は、系統からの買電などで補うことになる）。この場合、第１電力変換部２４０で燃料電池４５０の発電電力の全てを電力変換することになる。従って、第１電力変換部２４０の発熱量は大きくなる。一方、この場合には、第２負荷には電力は供給されない。従って、第２電力変換部２７０では熱は発生しない。結果として、第１負荷の要求電力が燃料電池４５０の発電電力以上である場合は、図３の実線Ｌ１に示すように、第１電力変換部２４０の温度が第２電力変換部２７０よりも高くなる。

第１負荷の要求電力が燃料電池４５０の発電電力未満である場合、この発電電力の一部のみが第１負荷に供給されることになる。つまり、第１電力変換部２４０では当該一部のみを電力変換することになる。発電電力の全てを電力変換する場合に比べると、第１電力変換部２４０の発熱量は小さくなる。一方、この場合には、燃料電池４５０の発電電力の残部が第２負荷に供給される。第２電力変換部２７０ではこの残部の電力変換が行われる。このため、第２電力変換部２７０では熱が発生する。結果として、第１負荷の要求電力が燃料電池４５０の発電電力未満である場合は、上記一部と上記残部の比率によっては、図３の一点鎖線Ｌ２に示すように、第１電力変換部２４０の温度が第２電力変換部２７０よりも低くなる。

第１電力変換部２４０は分岐部２０２と第１出力部２０３との間に接続されており、第２電力変換部２７０は分岐部２０２と第２出力部２０４との間に接続されている（つまり、電力変換部２４０および２７０は並列接続されている）。このため、第１出力電力と第２出力電力との間には相補的な関係がある。すなわち、第１電力変換部２４０の熱発生量と第２電力変換部２７０の熱発生量との間に相補的な関係がある。このため、第１電力変換部２４０は、自身が大きな熱が発生しているときにおいては第２電力変換部２７０から焙られ難い。これが、第１電力変換部２４０の温度が極端に高くなり難い（図３参照）理由である。

［第１電気回路２９０］
本実施形態では、第１電気回路２９０は、燃料電池４５０の補機（ポンプ、弁など）の制御回路である。

［第２電気回路２９５］
本実施形態では、第１電気回路２９０以外にも電気回路が存在する。具体的に、基板１２０には、第２電気回路２９５が設けられており、第２電気回路２９５は、制御回路である。第２電気回路２９５は、第１電力変換部２４０と第２電力変換部２７０との間に介在するように拡がることにより、第１電力変換部２４０と第２電力変換部２７０とを離間させている。制御回路という発熱量が小さい回路の介在により、第１電力変換部２４０と第２電力変換部２７０との間の熱移動を小さくすることができる。第２電気回路２９５を構成する制御回路もまた、第１電気回路２９０と同様、燃料電池４５０の補機（ポンプ、弁など）の制御回路でありうる。

なお、本明細書では、説明の便宜上第１電気回路２９０と第２電気回路２９５とを区別しているが、電気回路２９０および２９５は、１つのまとまりのある（例えば、ある機能を持つ１まとまりの）回路を構成していてもよい。もちろん、電気回路２９０および２９５は、互いに異なる機能を持つ電気回路であってもよい。また、第１電気回路２９０は、１つのまとまりのある電気回路によって構成されていてもよく、互いに異なる機能を持つ電気回路の集合体であってもよい。この点は、第２電気回路２９５についても同様である。

［ファン１９１］
本実施形態では、回路内蔵箱１００は、箱体１０５の外部の空気を吸気領域１６１に取り込むファン１９１を有している。このことは、電力変換回路２００を冷却する観点から有利である。本実施形態では、ファン１９１は、吸気領域１６１を覆うように取り付けられている。本実施形態では、ファン１９１は、フード１９２に収納されている。フード１９２は、箱体１０５の外部の空気をファン１９１に導く通気経路を形成している。

なお、回路内蔵箱１００は、回路内蔵箱１００内の空間（後述の通気路Ｖ）の空気を排気領域１７１から排出するファンを有していてもよい。つまり、ファン１９１は、排気領域１７１を覆うように取り付けられていてもよい。また、フード１９２は省略可能である。

［回路内蔵箱１００が室外機パッケージ３２０の内面３２２に取り付けられた状態］
図４に示すように回路内蔵箱１００は、室外機パッケージ３２０の内面３２２と箱体１０５の底部１０７との間に側部１１０が介在するように、内面３２２に取り付けられる。この取り付けがなされた状態において、箱体１０５の内部は、吸気領域１６１から排気領域１７１に空気を導く通気路Ｖとして機能する。電力変換回路２００、第１電気回路２９０および第２電気回路２９５は、通気路Ｖに露出する。

本実施形態では、室外機パッケージ３２０と回路内蔵箱１００とを有する冷却構造３００が構成されている。また、室外機パッケージ３２０と回路内蔵箱１００と燃料電池４５０とを有する燃料電池システム４００が構成されている。燃料電池システム４００は、改質器４６０も有している。

冷却構造３００および燃料電池システム４００では、室外機パッケージ３２０の内面３２２と箱体１０５の底部１０７との間に側部１１０が介在するように、回路内蔵箱１００が内面３２２に取り付けられている。

本実施形態では、吸気領域１６１よりも排気領域１７１が上方（鉛直方向の上方）に位置することとなるように、室外機パッケージ３２０が配置されている。熱は、下から上に上がっていくため、このようにすれば、回路内蔵箱１００内からの熱の排出が容易となる。

燃料電池システム４００では、箱体１０５は、室外機パッケージ３２０の内部空間を、箱体１０５の内部に拡がる通気路Ｖと箱体１０５の外部に拡がる箱体外空間Ｓとに区画している。排気領域１７１は、通気路Ｖと箱体外空間Ｓとを連通させている。そして、通気路Ｖから箱体外空間Ｓに排出された熱は、燃料電池４５０に供給される。この熱は、燃料電池４５０に冷却水を供給するための水路、改質器４６０に水を供給するための水路、燃料電池４５０の排熱を回収するための水路などにも供給される（これらの水路の図示は省略している）。このようにすれば、燃料電池システム４００の排熱回収効率を高めたり、水の凍結を防止したりすることができる。

図４に示す燃料電池システム４００では、空気は、吸気口４１０から室外機パッケージ３２０内に入り込み、吸気領域１６１から回路内蔵箱１００内に形成された通気路Ｖに入り込み、回路内蔵箱１００内の電力変換回路２００などによって温められ、排気領域１７１を通じて通気路Ｖから箱体外空間Ｓへと排出され、燃料電池４５０および各種水路を温め、その後、ファン４２５が設けられた排気口４２０から室外機パッケージ３２０外へと排出される。なお、図４の例では、排気口４２０が吸気口４１０よりも下方（鉛直方向の下方）に設けられている。この構成は、室外機パッケージ３２０の上方のみならず下方の空間を温めることに適している。このようにすれば、室外機パッケージ３２０の下方における水の凍結を防止することも容易となる。

９５ 短手方向
９９ 長手方向
１００ 回路内蔵箱
１０５ 箱体
１０７ 底部
１１０ 側部
１１１ 第１壁部
１１２ 第２壁部
１１３ 第３壁部
１１４ 第４壁部
１２０ 基板
１６１ 吸気領域
１７１ 排気領域
１９１ ファン
１９２ フード
２００ 電力変換回路
２０１ 入力部
２０１ａ，２０１ｂ，２０３ａ，２０３ｂ 端子
２０２ 分岐部
２０３ 第１出力部
２０４ 第２出力部
２１０ 昇圧コンバータ部
２１１ａ，２１１ｂ，２４１ａ，２４１ｂ，２４１ｃ，２４１ｄ，２７１ ゲートドライバ
２１２ａ，２１２ｂ，２４２ａ，２４２ｂ，２４２ｃ，２４２ｄ，２７２ スイッチング素子
２１３ トランス
２１３ｔ１，２１６ｍ 一端
２１３ｔ２，２１６ｎ 他端
２１３ａ，２１３ｂ，２１３ｃ 巻線
２１４ａ，２１４ｂ，２４３ａ，２４３ｂ，２４３ｃ，２４３ｄ，２７３ ダイオード
２１５ａ，２１５ｂ，２１６，２１９，２４６ コンデンサ
２４０ 第１電力変換部
２４４ 抵抗
２４５ａ，２４５ｂ，２７４ リアクトル
２５０ａ，２５０ｂ，２５１，２５２ａ，２５２ｂ，２８０ 接続点
２７０ 第２電力変換部
２８５ ヒートシンク
２９０ 第１電気回路
２９５ 第２電気回路
３００ 冷却構造
３２０ 室外機パッケージ
３２２ 内面
４００ 燃料電池システム
４１０ 吸気口
４２０ 排気口
４２５ ファン
４５０ 燃料電池
４６０ 改質器

Claims (8)

1. 燃料電池を収納する室外機パッケージの内面に取り付けられる回路内蔵箱であって、
   箱体と、前記箱体に収納された基板と、を備え、
   前記箱体は、前記基板が配置され長手方向および短手方向を有する底部と、前記底部に接続された側部と、を有し、
   前記側部は、互いに前記長手方向に対向する第１壁部および第２壁部と、互いに前記短手方向に対向する第３壁部および第４壁部と、を有し、
   前記第１壁部には、穴または切り欠きである吸気領域が設けられており、
   前記第２壁部には、穴または切り欠きである排気領域が設けられており、
   前記基板では、電力変換回路および第１電気回路が、前記電力変換回路が第３壁部の側となり前記第１電気回路が第４壁部の側となるように拡がっており、
   前記電力変換回路は、前記燃料電池が発電した直流電力が入力される入力部と、分岐部と、第１出力部と、第２出力部と、前記入力部と前記分岐部との間に接続され前記分岐部の直流電圧を前記入力部の直流電圧よりも大きくする昇圧コンバータ部と、前記分岐部と前記第１出力部との間に接続された第１電力変換部と、前記分岐部と前記第２出力部との間に接続された第２電力変換部と、を有し、
   前記昇圧コンバータ部に比べ、前記第１電力変換部および前記第２電力変換部は、前記長手方向に関して前記吸気領域に近い位置に設けられている、回路内蔵箱。
2. 前記第２電力変換部が有するスイッチング素子の数は、前記第１電力変換部が有するスイッチング素子の数よりも少なく、
   前記第１電力変換部に比べ、第２電力変換部は、前記長手方向に関して前記吸気領域に近い位置に設けられている、請求項１に記載の回路内蔵箱。
3. 前記第１電力変換部は、フルブリッジインバータであり、
   前記第２電力変換部は、降圧チョッパであり、
   前記第１電力変換部に比べ、第２電力変換部は、前記長手方向に関して前記吸気領域に近い位置に設けられている、請求項１または２に記載の回路内蔵箱。
4. 前記基板では、第２電気回路が、前記第１電力変換部と前記第２電力変換部との間に介在するように拡がっており、
   前記第２電気回路は、制御回路である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の回路内蔵箱。
5. 前記回路内蔵箱は、前記箱体の外部の空気を前記吸気領域に取り込むファンを有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の回路内蔵箱。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の回路内蔵箱と、
   前記室外機パッケージと、を備え、
   前記内面と前記底部との間に前記側部が介在するように、前記回路内蔵箱が前記内面に取り付けられている、冷却構造。
7. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の回路内蔵箱と、
   前記室外機パッケージと、
   前記燃料電池と、を備え、
   前記内面と前記底部との間に前記側部が介在するように、前記回路内蔵箱が前記内面に取り付けられている、燃料電池システム。
8. 電力が供給されると発熱して水を温めることができるように構成されたヒータを備え、
   前記第２出力部から前記ヒータに電力が供給される、請求項７に記載の燃料電池システム。

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