JP2020150788A - 電力変換ユニット - Google Patents
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Abstract
Description
複数のスイッチ(524,525,614,615)を有するパワーモジュール(700)と、
複数のスイッチそれぞれと電気的に接続されるコンデンサ(305,306)と、
複数のスイッチと電気的に接続されるリアクトル(510)と、
パワーモジュール、コンデンサ、および、リアクトルそれぞれを冷却する冷媒の流れる冷却路(830)と、を有し、
冷却路は第1流路(831)、第2流路(833)、および、第3流路(835)、を有し、
第1流路と第2流路と第3流路が直列に並び、
第1流路はコンデンサの少なくとも一部とのみ対向し、
第2流路はリアクトルの少なくとも一部とのみ対向し、
第3流路はパワーモジュールの少なくとも一部とのみ対向する。
図1〜図3に基づいて本実施形態に係る電力変換ユニット300を説明する。
先ず、図1に基づいて電力変換ユニット300の設けられる車載システム100を説明する。この車載システム100は電気自動車用のシステムを構成している。車載システム100は、バッテリ200、電力変換ユニット300、および、モータ400を有する。
次に電力変換ユニット300を説明する。電力変換ユニット300はコンバータ500とインバータ600を備えている。コンバータ500はバッテリ200の直流電力をモータ400の力行に適した電圧レベルに昇圧する。インバータ600はこの直流電力を交流電力に変換する。この交流電力がモータ400に供給される。またインバータ600はモータ400で生成された交流電力を直流電力に変換する。コンバータ500はこの直流電力をバッテリ200の充電に適した電圧レベルに降圧する。
コンバータ500は第1コンデンサ305、リアクトル510、および、第1スイッチ群520を有する。第1コンデンサ305の有する2つの電極のうち一方が第1給電バスバ301に接続されている。第1コンデンサ305の有する2つの電極のうち他方が第2給電バスバ302に接続されている。リアクトル510は第1給電バスバ301に接続されている。リアクトル510と第1スイッチ群520とが連結バスバ530を介して電気的に接続されている。そして第1スイッチ群520は第3給電バスバ303と第2給電バスバ302それぞれに接続されている。
インバータ600は第2コンデンサ306と第2スイッチ群610を有する。第2コンデンサ306の有する2つの電極のうち一方が第3給電バスバ303に接続されている。第2コンデンサ306の有する2つの電極のうち他方が第2給電バスバ302に接続されている。第2スイッチ群610は第3給電バスバ303と第2給電バスバ302それぞれに接続されている。
次に、電力変換ユニット300の構成を図2〜図5に基づいて説明する。なお図2〜図5では後述の流動方向を黒塗り矢印で示している。
冷却路830を細分化して説明する。図2に示すように流入口830aから流出口830bに向かって延びる方向において、第1流路831、第1連結流路832、第2流路833、第2連結流路834、第3流路835が直列に連結されて並んでいる。第1流路831と第2流路833との間に第1連結流路832が位置している。第2流路833と第3流路835の間に第2連結流路834が位置している。なお、第1流路831と第2流路833は第1連結流路832を介さずに連結されていてもよい。第2流路833と第3流路835は第2連結流路834を介さずに連結されていてもよい。
図2に示すようにz方向においてコンデンサケース307の少なくとも一部が第1主面810a側で第1流路831のみと対向している。コンデンサケース307は他の流路とは非対向になっている。ただしコンデンサケース307は他の流路とz方向に傾斜した方向で対向している。
第1流路831において冷媒は流入口830aから第1連結流路832側へと流れる。コンデンサケース307に収納されたコンデンサで生じた熱は第1流路831を流れる冷媒と熱交換する。コンデンサと熱交換された冷媒は第1連結流路832へと流れる。
以上に示したようにz方向において、コンデンサケース307は第1流路831のみ、リアクトル510は第2流路833のみ、パワーモジュール700は第3流路835のみと対向している。
図4に示すように電力変換ユニット300はこれまで説明した構成要素の他に冷却器710を有する。冷却器710は供給管710a、排出管710c、および、複数の中継管710bを有する。
本実施形態では電力変換ユニット300が図1に示す電力変換回路の構成要素の全てを有する例を示した。しかしながら電力変換ユニット300にはコンバータ500の構成要素が含まれていればよく、インバータ600の構成要素は含まれていなくてもよい。
Claims (4)
- 複数のスイッチ(524,525,614,615)を有するパワーモジュール(700)と、
複数の前記スイッチそれぞれと電気的に接続されるコンデンサ(305,306)と、
複数の前記スイッチと電気的に接続されるリアクトル(510)と、
前記パワーモジュール、前記コンデンサ、および、前記リアクトルそれぞれを冷却する冷媒の流れる冷却路(830)と、を有し、
前記冷却路は第1流路(831)、第2流路(833)、および、第3流路(835)、を有し、
前記第1流路と前記第2流路と前記第3流路が直列に並び、
前記第1流路は前記コンデンサの少なくとも一部とのみ対向し、
前記第2流路は前記リアクトルの少なくとも一部とのみ対向し、
前記第3流路は前記パワーモジュールの少なくとも一部とのみ対向する電力変換ユニット。 - 前記コンデンサの発熱量は前記リアクトルおよび前記パワーモジュールそれぞれの発熱量よりも少なく、
前記第1流路に外部から冷媒が供給される請求項1に記載の電力変換ユニット。 - 前記リアクトルの発熱量は前記パワーモジュールの発熱量よりも少なく、
前記第1流路と前記第2流路と前記第3流路が直列で順に連結されている請求項2に記載の電力変換ユニット。 - 前記冷却路は前記第1流路、前記第2流路、および、前記第3流路の他に、第1連結流路(832)と第2連結流路(834)を有し、
前記第1流路は前記第1連結流路を介して前記第2流路に連結され、
前記第2流路は前記第2連結流路を介して前記第3流路に連結されている請求項3に記載の電力変換ユニット。
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