JP2021197831A - 電気ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】電気部品の昇温の抑制された電気ユニットを提供する。【解決手段】車載システムにおいて、電気ユニットは、インバータ、樹脂モジュール及びインバータハウジングを有している。樹脂モジュールは、複数の相バスバと、これらの中央部を被覆する端子台６５０と、を備えている。インバータハウジングは、インバータと樹脂モジュールを収納する収納空間を備えている。収納空間は、端子台６５０と、第２隔壁６７９と、によって、インバータと相バスバの一端４２０ａそれぞれを収納する大空間と、ステータバスバと接続される相バスバの他端４２０ｂを収納する小空間と、に分けられている。【選択図】図７

Description

本明細書に記載の開示は、電気部品を有する電気ユニットに関するものである。

特許文献１に示されるように、電子部品群とバスバがケースに収容された電力変換装置が知られている。

特開２０１１−１６７０５６号公報

特許文献１に示される電力変換装置では、バスバに高圧ケーブルが接続される。この高圧ケーブルにおけるバスバとの接続部位でジュール熱が発生する。このジュール熱の熱伝達や熱輻射などによって、電子部品群（電気部品）が昇温する虞がある。

本開示の目的は、電気部品の昇温の抑制された電気ユニットを提供することである。

本開示の一態様による電気ユニットは、電気部品（４１０）と、
一端（４２０ａ）に電気部品が接続され、他端（４２０ｂ）に外部端子（５０１〜５０３）が接続される複数の導電部（４２１〜４２３）、および、複数の導電部それぞれの中央部を被覆する絶縁性の樹脂部（６５０）を備える樹脂モジュール（４２０）と、
電気部品と樹脂モジュールそれぞれを収納する収納空間を備える筐体（６７１，６７２）、および、収納空間の少なくとも一部を、電気部品と導電部の一端の設けられる第１領域と導電部の他端の設けられる第２領域とに、樹脂部とともに分ける分断壁（６７７）を備えるケース（６７０）と、を有する。

これによれば、外部端子（５０１〜５０３）における導電部（４２１〜４２３）の他端（４２０ｂ）との接続部位が第２領域に位置する。この第２領域と電気部品（４１０）の設けられる第１領域との間に樹脂部（６５０）と分断壁（６７７）とが位置する。そのため、通電などによって外部端子で発生した熱の電気部品（４１０）への伝熱が樹脂部（６５０）と分断壁（６７７）とによって抑制される。これにより電気部品（４１０）の昇温が抑制される。

なお、上記の括弧内の参照番号は、後述の実施形態に記載の構成との対応関係を示すものに過ぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。

車載システムを示す回路図である。 機電一体型ユニットを説明するための模式図である。 電力変換装置の下面図である。 電力変換装置の部分拡大斜視図である。 図３に示すＶ−Ｖ線に沿う断面図である。 相ステータバスバの取付け状態を示す断面図である。 図３に示すＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。

以下、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。

各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせが可能である。また、特に組み合わせに支障が生じなければ、組み合わせが可能であることを明示していなくても、実施形態同士、実施形態と変形例、および、変形例同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１実施形態）
＜車載システム＞
先ず、図１に基づいて電力変換装置４００の適用される車載システム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と機電一体型ユニット３００を有する。機電一体型ユニット３００は電力変換装置４００とモータ５００を有する。

また車載システム１００は図示しない複数のＥＣＵを有する。これら複数のＥＣＵはバス配線を介して相互に信号を送受信している。複数のＥＣＵは協調して電気自動車を制御している。複数のＥＣＵの制御により、バッテリ２００のＳＯＣに応じたモータ５００の力行と回生が制御される。ＳＯＣはstate of chargeの略である。ＥＣＵはelectronic control unitの略である。

なお、ＥＣＵは、少なくとも１つの演算処理装置（ＣＰＵ）と、プログラムおよびデータを記憶する記憶媒体としての少なくとも１つのメモリ装置（ＭＭＲ）と、を有する。ＥＣＵはコンピュータで読み取り可能な記憶媒体を備えるマイクロコンピュータによって提供される。記憶媒体はコンピュータによって読み取り可能なプログラムを非一時的に格納する非遷移的実体的記憶媒体である。記憶媒体は半導体メモリまたは磁気ディスクなどによって提供され得る。以下、車載システム１００の構成要素を個別に概説する。

バッテリ２００は複数の二次電池を有する。これら複数の二次電池は直列接続された電池スタックを構成している。この電池スタックのＳＯＣがバッテリ２００のＳＯＣに相当する。二次電池としてはリチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池、および、有機ラジカル電池などを採用することができる。

電力変換装置４００はバッテリ２００とモータ５００との間の電力変換を行う。電力変換装置４００はバッテリ２００の直流電力を交流電力に変換する。電力変換装置４００はモータ５００の発電（回生）によって生成された交流電力を直流電力に変換する。電力変換装置４００が電気ユニットに相当する。

モータ５００は図示しない電気自動車の車軸に連結されている。モータ５００の回転エネルギー（動力）は車軸を介して電気自動車の走行輪に伝達される。逆に、走行輪の回転エネルギーは車軸を介してモータ５００に伝達される。

モータ５００は電力変換装置４００から供給される交流電力によって力行する。これにより推進力が走行輪に付与される。またモータ５００は走行輪から伝達される回転エネルギーによって回生する。この回生で発生した交流電力は、電力変換装置４００によって直流電力に変換される。この直流電力がバッテリ２００に供給される。また直流電力は電気自動車に搭載された各種電気負荷にも供給される。

＜電力変換装置＞
次に電力変換装置４００を説明する。電力変換装置４００はインバータ４１０と樹脂モジュール４２０を備えている。インバータ４１０はバッテリ２００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５００に供給される。またインバータ４１０はモータ５００で生成された交流電力を直流電力に変換する。この直流電力がバッテリ２００に供給される。樹脂モジュール４２０はインバータ４１０とモータ５００とを接続している。なお電力変換装置４００は、入力電圧を昇圧若しくは降圧するコンバータを備えていてもよい。

図１に示すように電力変換装置４００にはＮバスバ４０１とＰバスバ４０２が含まれている。これらＮバスバ４０１とＰバスバ４０２にバッテリ２００が接続される。Ｎバスバ４０１はバッテリ２００の負極に接続される。Ｐバスバ４０２はバッテリ２００の正極に接続される。

樹脂モジュール４２０にはＵ相バスバ４２１、Ｖ相バスバ４２２、および、Ｗ相バスバ４２３が含まれている。これらＵ相バスバ４２１、Ｖ相バスバ４２２、および、Ｗ相バスバ４２３を介して、インバータ４１０とモータ５００とが電気的に接続されている。これら相バスバが導電部に相当する。図１では各種バスバの接続部位を白丸で示している。これら接続部位は例えばボルトや溶接などによって電気的に接続されている。

＜インバータ＞
インバータ４１０は平滑コンデンサ４３０とスイッチ群４４０を有する。平滑コンデンサ４３０とスイッチ群４４０それぞれにＮバスバ４０１とＰバスバ４０２が電気的に接続されている。インバータ４１０が電気部品に相当する。スイッチ群４４０が電子素子に相当する。

スイッチ群４４０はＵ相スイッチモジュール４４１〜Ｗ相スイッチモジュール４４３を備えている。これら３相のスイッチモジュールそれぞれはハイサイドスイッチ４５１とローサイドスイッチ４５２を有する。また３相のスイッチモジュールそれぞれはハイサイドダイオード４５１ａとローサイドダイオード４５２ａを有する。これらスイッチとダイオードは封止樹脂によって被覆保護されている。

本実施形態では、ハイサイドスイッチ４５１とローサイドスイッチ４５２としてｎチャネル型のＩＧＢＴを採用している。図１に示すようにハイサイドスイッチ４５１のエミッタ電極とローサイドスイッチ４５２のコレクタ電極とが接続されている。これによりハイサイドスイッチ４５１とローサイドスイッチ４５２とが直列接続されている。

また、ハイサイドスイッチ４５１のコレクタ電極にハイサイドダイオード４５１ａのカソード電極が接続されている。ハイサイドスイッチ４５１のエミッタ電極にハイサイドダイオード４５１ａのアノード電極が接続されている。これによりハイサイドスイッチ４５１にハイサイドダイオード４５１ａが逆並列接続されている。

同様にして、ローサイドスイッチ４５２のコレクタ電極にローサイドダイオード４５２ａのカソード電極が接続されている。ローサイドスイッチ４５２のエミッタ電極にローサイドダイオード４５２ａのアノード電極が接続されている。これによりローサイドスイッチ４５２にローサイドダイオード４５２ａが逆並列接続されている。

上記したようにスイッチは封止樹脂によって被覆保護されている。この封止樹脂から、ハイサイドスイッチ４５１のコレクタ電極、ハイサイドスイッチ４５１とローサイドスイッチ４５２との間の中点、および、ローサイドスイッチ４５２のエミッタ電極それぞれに接続された端子の先端が露出されている。ハイサイドスイッチ４５１とローサイドスイッチ４５２それぞれのゲート電極に接続された端子の先端が封止樹脂から露出されている。以下においてはこれら端子を、コレクタ端子４５０ａ、中点端子４５０ｃ、エミッタ端子４５０ｂ、および、ゲート端子４５０ｄと示す。

図１に示すようにコレクタ端子４５０ａはＰバスバ４０２に接続される。エミッタ端子４５０ｂはＮバスバ４０１に接続される。係る電気的な接続によりハイサイドスイッチ４５１とローサイドスイッチ４５２とがＰバスバ４０２からＮバスバ４０１へ向かって順に直列接続されている。

Ｕ相スイッチモジュール４４１の中点端子４５０ｃはＵ相バスバ４２１に接続されている。Ｖ相スイッチモジュール４４２の中点端子４５０ｃはＶ相バスバ４２２に接続されている。Ｗ相スイッチモジュール４４３の中点端子４５０ｃはＷ相バスバ４２３に接続されている。

モータ５００はＵ相ステータコイル、Ｖ相ステータコイル、および、Ｗ相ステータコイルを有する。Ｕ相ステータコイルにＵ相ステータバスバ５０１が接続されている。Ｖ相ステータコイルにＶ相ステータバスバ５０２が接続されている。Ｗ相ステータコイルにＷ相ステータバスバ５０３が接続されている。これら相ステータバスバが外部端子に相当する。

このＵ相ステータバスバ５０１にＵ相バスバ４２１が接続されている。Ｖ相ステータバスバ５０２にＶ相バスバ４２２が接続されている。Ｗ相ステータバスバ５０３にＷ相バスバ４２３が接続されている。これによりインバータ４１０とモータ５００とが電気的に接続されている。

Ｕ相スイッチモジュール４４１〜Ｗ相スイッチモジュール４４３に含まれるハイサイドスイッチ４５１とローサイドスイッチ４５２それぞれのゲート端子４５０ｄはゲートドライバに接続されている。

ゲートドライバは上記の複数のＥＣＵのうちの一部とともに、図１に示す回路基板４７０に含まれている。ＥＣＵは制御信号を生成し、それをゲートドライバに出力する。ゲートドライバは制御信号を増幅し、それをゲート端子４５０ｄに出力する。これによりハイサイドスイッチ４５１とローサイドスイッチ４５２はＥＣＵによって開閉制御される。なお、ゲートドライバを搭載する基板とＥＣＵを搭載する基板とは別体でもよい。

ＥＣＵは制御信号としてパルス信号を生成している。ＥＣＵはこのパルス信号のオンデューティ比と周波数を調整している。このオンデューティ比と周波数は後述の電流センサ４６０や図示しない回転角センサの出力などに基づいて決定される。

モータ５００が力行する場合、ＥＣＵからの制御信号の出力によって３相のスイッチモジュールの備えるハイサイドスイッチ４５１とローサイドスイッチ４５２それぞれがＰＷＭ制御される。これにより電力変換装置４００で３相交流が生成される。この３相交流が３つの相バスバと３つの相ステータバスバを介して３つの相ステータコイルに入力される。これにより３つの相ステータコイルで三相回転磁界が発生する。この三相回転磁界とモータ５００のロータから発生される磁界の相互作用によって、ロータに回転トルクが発生する。

走行輪の回転エネルギーによってモータ５００が発電（回生）する場合、ＥＣＵは例えば制御信号の出力を停止する。これにより発電によって生成された交流電力が３相のスイッチモジュールの備えるダイオードを通る。この結果、交流電力が直流電力に変換される。

なお、Ｕ相スイッチモジュール４４１〜Ｗ相スイッチモジュール４４３それぞれの備えるスイッチ素子の種類としては特に限定されず、例えばＭＯＳＦＥＴを採用することもできる。そしてこれら３相のスイッチモジュールに含まれるスイッチやダイオードなどの半導体素子は、Ｓｉなどの半導体、および、ＳｉＣなどのワイドギャップ半導体によって製造することができる。半導体素子の構成材料としては特に限定されない。

また、３相のスイッチモジュールが備えるハイサイドスイッチ４５１とローサイドスイッチ４５２それぞれの数は単数に限定されない。３相のスイッチモジュールの少なくとも１つは並列接続された複数のハイサイドスイッチ４５１や並列接続された複数のローサイドスイッチ４５２を備えてもよい。並列接続されるスイッチの数は、スイッチの定格電流と電力変換装置４００に求められる通電可能な電流量などに基づいて決定することができる。

＜電流センサ＞
電力変換装置４００はこれまでに説明した構成要素の他に、樹脂モジュール４２０に設けられる電流センサ４６０を有する。電流センサ４６０はＵ相磁電変換部４６１、Ｖ相磁電変換部４６２、および、Ｗ相磁電変換部４６３を有する。これら３つの磁電変換部は磁気平衡方式であり、３つの相バスバそれぞれを流れる電流を検出する。これら３つの磁電変換部がセンサ部に相当する。

電流センサ４６０は上記構成要素の他に配線基板４６４と信号端子４６５を有する。配線基板４６４に３つの磁電変換部が搭載されている。信号端子４６５は配線基板４６４に設けられた磁電変換部と回路基板４７０とを電気的に接続する機能を果たしている。信号端子４６５が出力端子に相当する。

＜電力変換装置の機械的構成＞
次に、電力変換装置４００の機械的構成を説明する。それに当たって、以下においては互いに直交の関係にある３方向を、ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向と示す。図面においては「方向」の記載を省略して、単に、ｘ、ｙ、ｚと図示している。ｘ方向が横方向に相当する。ｙ方向が縦方向に相当する。ｚ方向が起立方向に相当する。

電力変換装置４００はこれまでに説明した電力変換回路の構成要素の他に、図２と図３に示すコンデンサケース６１０、冷却器６３０、端子台６５０、および、インバータハウジング６７０を有する。

なお、図２では電力変換装置４００を部分断面図で示している。図３ではコンデンサケース６１０を冷却器６３０、端子台６５０、および、インバータハウジング６７０と比べて模式的に示している。

コンデンサケース６１０は絶縁性の樹脂材料から成る。コンデンサケース６１０に平滑コンデンサ４３０が収納されている。コンデンサケース６１０にＮバスバ４０１とＰバスバ４０２それぞれの一部が収納されている。

冷却器６３０にはＵ相スイッチモジュール４４１〜Ｗ相スイッチモジュール４４３が収納されている。冷却器６３０はこれら３相のスイッチモジュールを冷却する機能を果たしている。

端子台６５０は絶縁性の樹脂材料から成る。端子台６５０に３つの相バスバと複数の信号端子４６５それぞれの中央部がインサート成形されている。そして端子台６５０に３つの磁電変換部の搭載された配線基板４６４が設けられている。３つの相バスバと３つの磁電変換部とはｚ方向で対向配置されている。樹脂モジュール４２０に端子台６５０と３つの相バスバが含まれている。端子台６５０が樹脂部に相当する。

インバータハウジング６７０は空気よりも高透磁率の高透磁率材料で形成されている。具体的に言えば、インバータハウジング６７０はアルミナなどの金属材料で形成されている。

インバータハウジング６７０は開口を有する箱形状を成している。インバータハウジング６７０にコンデンサケース６１０、冷却器６３０、および、端子台６５０それぞれが収納されている。ｘ方向において、コンデンサケース６１０と端子台６５０との間に冷却器６３０が位置している。

インバータハウジング６７０にコンデンサケース６１０と端子台６５０それぞれがボルト止めされている。インバータハウジング６７０に冷却器６３０が図示しないバネ体によって押し付けられている。係る機械的な連結構成のため、インバータハウジング６７０とそれに収納された各種電気機器は積極的に熱伝導可能になっている。

＜機電一体型ユニット＞
図２に示すようにインバータハウジング６７０はモータ５００を収納するモータハウジング５１０に連結される。これにより機電一体型ユニット３００が構成されている。なおモータハウジング５１０にはモータ５００とともに変速機が収納されてもよい。

インバータハウジング６７０とモータハウジング５１０はｚ方向で並んでいる。インバータハウジング６７０はモータハウジング５１０よりも電動車両の天板側に設けられる。そのため、電動車両が水平面にある場合、インバータハウジング６７０はモータハウジング５１０よりも鉛直方向において上側に設けられる。

＜冷却器＞
図３と図４に示すように冷却器６３０は配給管６３１、排出管６３２、および、複数の中継管６３３を有する。配給管６３１と排出管６３２は複数の中継管６３３を介して連結されている。配給管６３１に冷媒が供給される。この冷媒は複数の中継管６３３を介して配給管６３１から排出管６３２へと流れる。

配給管６３１と排出管６３２はそれぞれｙ方向に延びている。配給管６３１と排出管６３２はｘ方向で離間している。複数の中継管６３３それぞれは配給管６３１から排出管６３２へと向かってｘ方向に沿って延びている。配給管６３１における外部から冷媒の供給される供給口と、排出管６３２における中継管６３３から供給された冷媒を外部に排出する排出口とはｘ方向で離間して並んでいる。

複数の中継管６３３はｙ方向で離間して並んでいる。隣り合う２つの中継管６３３の間に空隙が構成されている。これら複数の空隙それぞれにＵ相スイッチモジュール４４１〜Ｗ相スイッチモジュール４４３が個別に設けられている。これによりパワーモジュールが構成されている。

これら３相のスイッチモジュールそれぞれの主面が中継管６３３と接触している。図示しないバネ体から付与される付勢力によって複数の中継管６３３がｙ方向に圧縮される。これにより空隙のｙ方向の幅が狭められている。

空隙のｙ方向の幅が狭められたことで、３相のスイッチモジュールそれぞれと中継管６３３との接触面積が増大されている。３相のスイッチモジュールそれぞれで発生した熱が中継管６３３を介して冷媒に積極的に放熱される。

また、バネ体の付勢力によって冷却器６３０はインバータハウジング６７０に押し付けられている。これにより冷却器６３０とインバータハウジング６７０とは積極的に熱伝導可能になっている。

＜端子台＞
図４に示すように端子台６５０は基部６５１、フランジ部６５２、コネクタ部６５３、および、蓋部６５４を有する。これら基部６５１、フランジ部６５２、および、コネクタ部６５３それぞれは樹脂材料によって一体的に連結されている。蓋部６５４は基部６５１にボルト止めされている。

基部６５１はｙ方向を長手方向とする略直方体形状を成している。そのために基部６５１はｘ方向に並ぶ第１側面６５１ａと第２側面６５１ｂ、ｙ方向に並ぶ第１端面と第２端面、および、ｚ方向に並ぶ上面と下面を有する。

図３と図４に示すように基部６５１の第１端面と第２端面それぞれにフランジ部６５２が一体的に連結されている。これら２つのフランジ部６５２には金属製のカラーがインサート成形されている。カラーはｚ方向に開口する環状を成している。このカラーの中空にボルトの軸部が通される。この軸部の先端がインバータハウジング６７０に締結される。これにより端子台６５０がインバータハウジング６７０に固定される。

基部６５１の上面にコネクタ部６５３が一体的に連結されている。コネクタ部６５３は上面から離間する態様でｚ方向に延びている。

コネクタ部６５３と基部６５１に複数の信号端子４６５がインサート成形されている。信号端子４６５はｚ方向に延びている。信号端子４６５の一端はコネクタ部６５３の先端面から露出されている。この信号端子４６５の一端が回路基板４７０にはんだ付けされる。信号端子４６５の他端は基部６５１の下面から露出されている。この信号端子４６５の他端が配線基板４６４にはんだ付けされる。

基部６５１にはＵ相バスバ４２１〜Ｗ相バスバ４２３の中央部がインサート成形されている。これら３つの相バスバは端子台６５０よりも剛性の高い銅やアルミニウムなどの金属材料から成る。これら３つの相バスバは平板形状の金属板をプレス加工することで製造される。これら３つの相バスバの一端４２０ａが第１側面６５１ａから突出している。これら３つの一端４２０ａはｙ方向で離間して並んでいる。

基部６５１にインサート成形された３つの相バスバそれぞれの中央部はｙ方向に延びている。これら３つの相バスバの他端４２０ｂが第２側面６５１ｂから突出している。これら３つの他端４２０ｂはｙ方向で離間して並んでいる。

これら３つの他端４２０ｂそれぞれは第２側面６５１ｂから離間する態様でｘ方向に延びた後、屈曲して、ｚ方向において下面から上面に向かって延びている。これら３つの他端４２０ｂにおけるｚ方向に延びる部位にボルト孔４２０ｃが形成されている。ボルト孔４２０ｃの径は、３つの他端４２０ｂの隣接間隔よりも長くなっている。

基部６５１の下面に配線基板４６４が設けられる。配線基板４６４は熱カシメなどによって基部６５１に固定される。この配線基板４６４に搭載された３つの磁電変換部のｚ方向への投影領域に３つの相バスバそれぞれの中央部が位置している。これにより３つの相バスバそれぞれを流れる電流から発せられる磁界成分が３つの磁電変換部それぞれを透過する。蓋部６５４はこの配線基板４６４を覆う態様で基部６５１の下面側にボルト止めされる。なお、蓋部６５４はなくともよい。

以下においては表記を簡単とするために、蓋部６５４における基部６５１との対向面の裏側を下面６５０ｄと示す。基部６５１の上面に符号を付与して、上面６５０ｃと示す。

＜インバータハウジング＞
インバータハウジング６７０は空気よりも高透磁率の高透磁率材料で形成されている。具体的に言えば、インバータハウジング６７０はアルミナや鉄などの金属材料で形成されている。

インバータハウジング６７０は天壁６７１と側壁６７２を有する。これら天壁６７１と側壁６７２が筐体に含まれている。

天壁６７１はｚ方向に並ぶ内天面６７１ａと外天面６７１ｂを有する。天壁６７１はｚ方向の厚さの薄い平板形状を成している。

側壁６７２は内天面６７１ａの縁に沿って、ｚ方向まわりの周方向で環状に延びている。側壁６７２の内側面６７２ａとそれによって囲まれた内天面６７１ａとによって収納空間が構成されている。この収納空間にコンデンサケース６１０、冷却器６３０、および、端子台６５０が収納されている。

細分化して説明すると、側壁６７２はｘ方向で離間して並ぶ第１壁６７３と第２壁６７４、および、ｙ方向で離間して並ぶ第３壁６７５と第４壁６７６を備えている。第１壁６７３、第３壁６７５、第２壁６７４、および、第４壁６７６が順に周方向で並んで連結されている。これにより側壁６７２は周方向で環状を成している。

これら側壁６７２の備える４つの壁の先端側で収納空間の開口が区画されている。インバータハウジング６７０がモータハウジング５１０に組付けられると、この開口がモータハウジング５１０によって閉塞される。

図２に示すように回路基板４７０は収納空間の外に設けられる。回路基板４７０はインバータハウジング６７０の外天面６７１ｂ側に設けられる。

例えば図４に示すように、天壁６７１には内天面６７１ａと外天面６７１ｂとに開口する複数の通し孔６７１ｃが形成されている。この通し孔６７１ｃを介して、収納空間から外天面６７１ｂ側の上方に向かって、冷却器６３０に収納されたスイッチモジュールのゲート端子４５０ｄと樹脂モジュール４２０の信号端子４６５それぞれが延びている。これらゲート端子４５０ｄと信号端子４６５それぞれの先端側が回路基板４７０のスルーホールに挿入されるとともに、回路基板４７０にはんだ付けされる。なお、天壁６７１の外天面６７１ｂ側に、回路基板４７０を保護するためのカバーが設けられてもよい。

上記したように冷却器６３０に収納されたスイッチモジュールの封止樹脂からコレクタ端子４５０ａ、エミッタ端子４５０ｂ、中点端子４５０ｃ、および、ゲート端子４５０ｄそれぞれの先端が露出されている。これら４つの端子それぞれはｚ方向に延びている。ただし、コレクタ端子４５０ａ、エミッタ端子４５０ｂ、および、中点端子４５０ｃそれぞれとゲート端子４５０ｄとは延長方向が逆向きになっている。コレクタ端子４５０ａ、エミッタ端子４５０ｂ、および、中点端子４５０ｃそれぞれはインバータハウジング６７０の開口側に向かって延びている。これに対してゲート端子４５０ｄは、上記したように天壁６７１の通し孔６７１ｃに向かって延びている。

図３に示すように、ｘ方向で離間して並ぶ第１壁６７３と第２壁６７４との間にコンデンサケース６１０、冷却器６３０、および、端子台６５０が位置している。コンデンサケース６１０は第１壁６７３側に位置し、端子台６５０は第２壁６７４側に位置している。冷却器６３０はコンデンサケース６１０と端子台６５０との間に位置している。

図示しないが、コンデンサケース６１０から冷却器６３０に向かってＰバスバ４０２とＮバスバ４０１が延びている。冷却器６３０に収納されたスイッチモジュールのコレクタ端子４５０ａとＰバスバ４０２とがレーザ溶接される。エミッタ端子４５０ｂとＮバスバ４０１とがレーザ溶接される。

また、例えば図４に示すように、端子台６５０から冷却器６３０に向かって３つの相バスバの一端４２０ａが延びている。これら３つの一端４２０ａと３つのスイッチモジュールそれぞれの中点端子４５０ｃとが個別にレーザ溶接される。以上に示したレーザ溶接によって電力変換回路が構成されている。

３つの相バスバの他端４２０ｂは端子台６５０の第２側面６５１ｂから飛び出た後に屈曲し、ｚ方向において天壁６７１に向かって延びている。図５に示すように３つの他端４２０ｂにおけるｚ方向に延びる部位はｙ方向に離間して並んでいる。

＜隔壁＞
図５と図７に示すように、インバータハウジング６７０は収納空間を概略的に複数の空間に区分けするための隔壁６７７を有する。隔壁６７７は天壁６７１の内天面６７１ａからｚ方向に起立している。隔壁６７７はｚ方向まわりの周方向に延びる側壁６７２の内側面６７２ａの異なる２点に連結されている。詳しく言えば、隔壁６７７は延長方向の異なる第２壁６７４と第４壁６７６それぞれの内側面６７２ａに連結されている。これにより側壁６７２によって囲まれる収納空間が隔壁６７７によって２つに区分けされている。隔壁６７７が分断壁に相当する。

これら２つに区分けされた空間をその大きさに応じて大空間および小空間とすると、大空間にコンデンサケース６１０と冷却器６３０、および、端子台６５０の第１側面６５１ａから飛び出した相バスバの一端４２０ａが位置している。端子台６５０は大空間と小空間との間に位置し、隔壁６７７とｚ方向で並んでいる。小空間に端子台６５０の第２側面６５１ｂから飛び出した相バスバの他端４２０ｂが位置している。大空間が第１領域に相当する。小空間が第２領域に相当する。

隔壁６７７は大空間の一部を区画する第１対向面６７７ａと小空間の一部を区画する第２対向面６７７ｂとを有している。第１対向面６７７ａは第１壁６７３と第３壁６７５それぞれの内側面６７２ａと離間しつつ対向している。第２対向面６７７ｂは第２壁６７４と第４壁６７６それぞれの内側面６７２ａと離間しつつ対向している。

図３において破線で概略的に示すように、隔壁６７７は第２壁６７４からｘ方向に延びた後に第４壁６７６に向かってｙ方向に延びている。以下においては説明を簡便とするために、隔壁６７７におけるｘ方向に延びる部位を第１隔壁６７８、ｙ方向に延びる部位を第２隔壁６７９と示す。

第１隔壁６７８の先端側は、第２隔壁６７９の先端側よりも、ｚ方向の位置がインバータハウジング６７０の開口側に位置している。インバータハウジング６７０がモータハウジング５１０に組付けられると、第１隔壁６７８の先端側とモータハウジング５１０の外壁面５１０ａとの離間距離はほぼゼロになる。しかしながら、第２隔壁６７９の先端側とモータハウジング５１０の外壁面５１０ａとの離間距離はほぼゼロにはならない。両者の間に隙間が生じる。この隙間に端子台６５０が設けられる。

図７に示すように、第２隔壁６７９の先端側と端子台６５０の上面６５０ｃとの間の離間距離はほぼゼロになっている。インバータハウジング６７０がモータハウジング５１０に組付けられると、端子台６５０の下面６５０ｄとモータハウジング５１０の外壁面５１０ａとの間の離間距離もほぼゼロになる。

以上に示した構成のため、大空間と小空間とは隔壁６７７と端子台６５０とによって隔てられている。図２と図７に大空間と小空間とを隔てる境界線ＢＬを一点鎖線で示す。

図７に示すように、端子台６５０は境界線ＢＬ上に位置するものの、その大部分は大空間に位置している。端子台６５０の第２側面６５１ｂと第２隔壁６７９の第２対向面６７７ｂとのｘ方向の離間距離が、第１側面６５１ａと第１対向面６７７ａとのｘ方向の離間距離よりも短くなっている。

端子台６５０に設けられる配線基板４６４は大空間に位置している。そのために配線基板４６４に搭載されたＵ相磁電変換部４６１〜Ｗ相磁電変換部４６３も大空間に位置している。

上記したように端子台６５０のコネクタ部６５３と基部６５１に複数の信号端子４６５がインサート成形されている。このコネクタ部６５３と信号端子４６５それぞれも大空間に位置している。

図４に示すように、コネクタ部６５３と信号端子４６５それぞれは第２隔壁６７９とｙ方向で並んでいる。コネクタ部６５３と信号端子４６５それぞれは第２隔壁６７９を介して相バスバの他端４２０ｂ側とｙ方向で並んでいる。

＜小空間＞
図５と図７に示すように、小空間の概略的な形状は、以下に示す各面によって形作られている。小空間のｘ方向の形状は第２隔壁６７９の第２対向面６７７ｂおよび端子台６５０の第２側面６５１ｂと、これらとｘ方向で並ぶ第２壁６７４の内側面６７２ａとによって形作られている。小空間のｙ方向の形状は第１隔壁６７８の第２対向面６７７ｂと、これとｙ方向で並ぶ第４壁６７６の内側面６７２ａとによって形作られている。小空間のｚ方向の形状は内天面６７１ａにおける、ｘ方向とｙ方向それぞれで並ぶ上記各面の間の領域によって形作られている。

＜区画壁＞
図３と図５に示すように、本実施形態のインバータハウジング６７０は天壁６７１の内天面６７１ａからｚ方向に起立する区画壁６８０を有する。区画壁６８０は第２壁６７４から第２隔壁６７９に向かってｘ方向に延びている。

区画壁６８０は小空間内で第４壁６７６と第１隔壁６７８との間に位置している。第４壁６７６の内側面６７２ａがｙ方向において区画壁６８０の第１区画面６８０ａと対向している。第１隔壁６７８の第２対向面６７７ｂがｙ方向において区画壁６８０の第２区画面６８０ｂと対向している。

Ｕ相バスバ４２１〜Ｗ相バスバ４２３それぞれの他端４２０ｂは、第１隔壁６７８の第２対向面６７７ｂと区画壁６８０の第２区画面６８０ｂとの間でｙ方向に並んでいる。これら３つの他端４２０ｂの間、他端４２０ｂと第２対向面６７７ｂとの間、および、他端４２０ｂと第２区画面６８０ｂとの間それぞれに隙間が形成されている。また、他端４２０ｂと内天面６７１ａとの間に隙間が形成されている。これら各隙間に対して、他端４２０ｂに形成されたボルト孔４２０ｃの径が長くなっている。

３つの他端４２０ｂそれぞれに形成されたボルト孔４２０ｃと第２隔壁６７９とはｘ方向で対向配置されている。この第２隔壁６７９における３つのボルト孔４２０ｃそれぞれとｘ方向で並ぶ位置にナット６８１が設けられている。

ナット６８１はｘ方向に開口するねじ孔を有し、このねじ孔の壁面にねじ溝が形成されている。３つのナット６８１のねじ孔と３つのボルト孔４２０ｃそれぞれとはｘ方向で個別に並んでいる。

インバータハウジング６７０がモータハウジング５１０に組付けられると、図６と図７に示すように、小空間の中にＵ相ステータバスバ５０１〜Ｗ相ステータバスバ５０３それぞれの先端側が挿入される。小空間の中で、ステータバスバ、相バスバ、ナット６８１がｘ方向で順に並ぶ。

３つのステータバスバそれぞれにはｘ方向に貫通する固定孔５００ｃが形成されている。これら３つのステータバスバの固定孔５００ｃ、３つの相バスバのボルト孔４２０ｃ、および、３つのナット６８１のねじ孔それぞれがｘ方向で順に並ぶ。

これらｘ方向に並ぶ３つの孔に１つのボルト５２０の軸部が通される。そしてボルト５２０の軸部の先端側がねじ孔のねじ溝に締結される。これにより相バスバの他端４２０ｂとステータバスバの先端側とがボルト５２０の頭部とナット６８１との間で挟持される。この結果、相バスバとステータバスバとが機械的および電気的に接続される。

なお、図示しないが、第２壁６７４における小空間を構成する部位には、上記のボルト５２０を小空間に挿入するための窓が形成されている。第２壁６７４の内側面６７２ａにおけるこの窓の開口領域とステータバスバとの間のｘ方向の長さは、ボルト５２０のｘ方向の長さよりも短くなっている。

＜作用効果＞
これまでに説明したように、インバータハウジング６７０の収納空間は隔壁６７７と端子台６５０とによって大空間と小空間とに隔てられている。大空間にコンデンサケース６１０、冷却器６３０、および、端子台６５０から露出したＵ相バスバ４２１〜Ｗ相バスバ４２３それぞれの一端４２０ａ側が設けられている。小空間にＵ相バスバ４２１〜Ｗ相バスバ４２３それぞれの他端４２０ｂ側が設けられている。この他端側にＵ相ステータバスバ５０１〜Ｗ相ステータバスバ５０３それぞれの先端側がボルト止めされる。

係る構成のため、通電などによって相ステータバスバで発生した小空間側の熱が、コンデンサケース６１０と冷却器６３０の収納された大空間側へ熱伝達や熱輻射などによって伝熱することが抑制される。これによりコンデンサケース６１０に収納された平滑コンデンサ４３０や冷却器６３０に収納されたスイッチ群４４０の昇温が抑制される。インバータ４１０の昇温が抑制される。

上記したように、大空間に冷却器６３０が収納されている。そのため、例え相ステータバスバで発生した熱が隔壁６７７と端子台６５０を介して小空間から大空間に伝熱したとしても、その熱によるスイッチ群４４０の昇温が抑制される。スイッチ群４４０の備える３相のスイッチモジュールに含まれるスイッチやダイオードなどの半導体素子の昇温が抑制される。

また、コンデンサケース６１０は冷却器６３０よりも小空間から離間している。コンデンサケース６１０と小空間との間に冷却器６３０が位置している。そのため、例え相ステータバスバで発生した熱が隔壁６７７と端子台６５０を介して小空間から大空間に伝熱したとしても、その熱によってコンデンサケース６１０に収納された平滑コンデンサ４３０が昇温することが抑制される。

端子台６５０にＵ相磁電変換部４６１〜Ｗ相磁電変換部４６３が設けられている。端子台６５０はｚ方向において隔壁６７７との離間距離がほぼゼロな程度に近接配置されている。隔壁６７７はインバータハウジング６７０の天壁６７１から起立しており、インバータハウジング６７０と冷却器６３０とが積極的に熱伝導可能になっている。

これによれば、相ステータバスバで発生した熱によるインバータハウジング６７０の昇温が抑制される。隔壁６７７の昇温が抑制される。この隔壁６７７に近接配置される端子台６５０の昇温が抑制される。そしてこの端子台６５０に設けられた３つの磁電変換部の昇温が抑制される。これにより電流の検出精度の低下が抑制される。

小空間に設けられた相ステータバスバで発生した熱は小空間を構成する各部位に伝熱した後、大空間を構成する各部位に伝熱する。この熱は小空間側から大空間側に伝わる間に拡散する。

本実施形態では、端子台６５０の大部分が大空間に設けられている。端子台６５０に設けられた３つの磁電変換部も大空間に設けられている。そのために相ステータバスバからの伝熱による磁電変換部の昇温が抑制される。

信号端子４６５と相バスバの他端４２０ｂとの間に第２隔壁６７９が位置している。これによれば、相ステータバスバで発生した熱が信号端子４６５に熱伝達や熱輻射などによって伝熱することが抑制される。

小空間の中でｙ方向に並ぶＵ相バスバ４２１〜Ｗ相バスバ４２３それぞれの他端４２０ｂの間、他端４２０ｂと第２対向面６７７ｂとの間、および、他端４２０ｂと第２区画面６８０ｂとの間それぞれに隙間がある。また他端４２０ｂと内天面６７１ａとの間に隙間が形成されている。これら各隙間に対して、ボルト孔４２０ｃの径が長くなっている。そのためにこれら各隙間の長さはボルト孔４２０ｃに通されるボルト５２０の軸部の径よりも短くなっている。

これによれば、相ステータバスバと相バスバとをボルト止めする際の不手際などによって、ボルト５２０の軸部が上記した各隙間に入り込むことが抑制される。

また、第２壁６７４の内側面６７２ａにおけるボルト５２０を挿入するための窓の開口領域とステータバスバとの間のｘ方向の長さは、ボルト５２０のｘ方向の長さよりも短くなっている。

これによれば、相ステータバスバと相バスバとをボルト止めする際の不手際などによって、ボルト５２０が小空間の中に落ちることが抑制される。

インバータハウジング６７０はモータ５００の収納されたモータハウジング５１０に組付けられる。インバータハウジング６７０はモータハウジング５１０よりも鉛直方向において上側に設けられる。

そのために小空間と大空間とは隔壁６７７と端子台６５０を介して水平方向で並ぶ。相ステータバスバで発生した熱は鉛直方向において天壁６７１側へ積極的に熱伝達しようとする。係る構成のため、相ステータバスバで発生した熱がコンデンサケース６１０と冷却器６３０の収納された大空間側に熱伝達することが抑制される。

隔壁６７７を備えるインバータハウジング６７０は空気よりも高透磁率の高透磁率材料で形成されている。これによれば、通電によって相ステータバスバで発生した電磁ノイズが、大空間に収納されたインバータ４１０を透過することが抑制される。また、この電磁ノイズが信号端子４６５を透過することが抑制される

（その他の変形例）
本実施形態では電気自動車の車載システム１００に含まれる電力変換装置４００に電気ユニットが採用される例を示した。しかしながら電気ユニットの採用としては上記例に限定されない。電気ユニットはハイブリット自動車、トラック、ドローン、および、家電製品などに適宜採用することができる。

本実施形態では相バスバのインサート成形された端子台６５０にＵ相磁電変換部４６１〜Ｗ相磁電変換部４６３の搭載された配線基板４６４が設けられる例を示した。しかしながら端子台６５０に磁電変換部の搭載された配線基板４６４が設けられていなくともよい。すなわち、端子台６５０に電流を検出するための構成要素が設けられていなくともよい。

本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態が本開示に示されているが、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

１００…車載システム、２００…バッテリ、３００…機電一体型ユニット、４００…電力変換装置、４１０…インバータ、４２０…樹脂モジュール、４２０ａ…一端、４２０ｂ…他端、４２１…Ｕ相バスバ、４２２…Ｖ相バスバ、４２３…Ｗ相バスバ、４４０…スイッチ群、４６１…Ｕ相磁電変換部、４６２…Ｖ相磁電変換部、４６３…Ｗ相磁電変換部、４６４…配線基板、４６５…信号端子、５００…モータ、５０１…Ｕ相ステータバスバ、５０２…Ｖ相ステータバスバ、５０３…Ｗ相ステータバスバ、５１０…モータハウジング、６３０…冷却器、６５０…端子台、６７０…インバータハウジング、６７１…天壁、６７１ａ…内天面、６７２…側壁、６７２ａ…内側面、６７７…隔壁、６７７ｂ…第２対向面、６７８…第１隔壁、６７９…第２隔壁、６８０…区画壁、６８０ａ…第１区画面、６８０ｂ…第２区画面

Claims (11)

1. 電気部品（４１０）と、
   一端（４２０ａ）に前記電気部品が接続され、他端（４２０ｂ）に外部端子（５０１〜５０３）が接続される複数の導電部（４２１〜４２３）、および、複数の前記導電部それぞれの中央部を被覆する絶縁性の樹脂部（６５０）を備える樹脂モジュール（４２０）と、
   前記電気部品と前記樹脂モジュールそれぞれを収納する収納空間を備える筐体（６７１，６７２）、および、前記収納空間の少なくとも一部を、前記電気部品と前記導電部の一端の設けられる第１領域と前記導電部の他端の設けられる第２領域とに、前記樹脂部とともに分ける分断壁（６７７）を備えるケース（６７０）と、を有する電気ユニット。
2. 前記電気部品は電力変換回路に含まれる電子素子（４４０）を備え、
   前記電子素子を冷却する冷却器（６３０）が前記第１領域に設けられている請求項１に記載の電気ユニット。
3. 前記樹脂部にはセンサ部（４６１〜４６３）が設けられ、
   前記分断壁は前記筐体に一体的に連結され、
   前記冷却器は前記筐体と熱伝導可能になっている請求項２に記載の電気ユニット。
4. 前記樹脂部は前記第１領域と前記第２領域との間に位置するとともに、一部が前記第１領域に位置しており、
   前記センサ部は前記樹脂部における前記第１領域に位置する部位に設けられている請求項３に記載の電気ユニット。
5. 前記センサ部に電気的に接続された出力端子（４６５）と前記導電部の他端との間に前記分断壁の一部が位置している請求項４に記載の電気ユニット。
6. 前記筐体は、天壁（６７１）、および、前記天壁の内天面（６７１ａ）から環状に起立して、前記内天面側の内側面（６７２ａ）によって前記収納空間を囲む側壁（６７２）を有し、
   前記分断壁が前記内天面に沿って延びるとともに前記内側面の異なる２点に連結され、前記分断壁の先端側に前記樹脂部が設けられることで、前記収納空間の少なくとも一部が前記第１領域と前記第２領域とに分けられている請求項１〜５いずれか１項に記載の電気ユニット。
7. 複数の前記導電部それぞれの他端は前記第１領域と前記第２領域の並ぶ横方向と前記分断壁の前記内天面から起立する起立方向それぞれに交差する縦方向で隣り合って並び、
   複数の前記導電部それぞれの他端に前記横方向に貫通するボルト孔が形成され、
   前記ケースと複数の前記導電部それぞれとの前記縦方向および前記起立方向の隙間、および、複数の前記導電部の前記縦方向の隙間それぞれは、前記ボルト孔の径よりも短い請求項６に記載の電気ユニット。
8. 前記筐体が車両の走行輪に動力を付与するモータ（５００）の収納されたハウジング（５１０）に組付けられることで、前記側壁の先端側で区画される前記筐体の開口が閉塞される請求項６または請求項７に記載の電気ユニット。
9. 前記ケースは前記ハウジングよりも前記車両の天板側に位置する請求項８に記載の電気ユニット。
10. 前記外部端子は前記モータのステータコイルに電気的に接続されている請求項８または請求項９に記載の電気ユニット。
11. 前記筐体は空気よりも高透磁率の高透磁率材料で形成されている請求項１〜１０いずれか１項に記載の電気ユニット。

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