JP5625774B2 - 電力変換装置及びこれを使用した電気駆動車両 - Google Patents

Description

本発明は、スイッチング素子を有して、直流電力を多相交流電力に変換するパワーモジュールと、直流電力を平滑化する複数の平滑用コンデンサとを備えた電力変換装置及びこれを使用した電気駆動車両に関する。

電気自動車、ハイブリッド自動車等の電気駆動車両では、直流電力を多相交流電力に変換して電動モータ等のアクチュエータを駆動する例えばインバータで構成される電力変換装置を使用している。
この種の電力変換装置にあっては、数百ボルトの直流電力を多相交流電力に変換するため、電力変換装置を構成するパワーモジュールや平滑用コンデンサの発熱を避けることはできず、少なくともパワーモジュール及び平滑用コンデンサを冷却する必要がある。
従来の電力変換装置としては、パワーモジュールであるＩＰＭ（Intelligent Power Module）、ＤＣ／ＤＣコンバータ、リアクトル、制御基板、コンデンサを有して構成され、これら構成部品を冷却する冷却機構を備えた電力変換装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この電力変換装置の冷却機構は、上下に所定間隔を保って第１冷却器及び第２冷却器を配置し、これら第１冷却器及び第２冷却器間を第１ラジエータ及び第２ラジエータで連結した構成とされている。そして、第１冷却器、第１ラジエータ、第２冷却器及び第２ラジエータを通じて冷却水を循環させるようにしている。この冷却機構では、ＩＰＭ、制御基板及びコンデンサを第１冷却器及び第２冷却器間に配置し、ＤＣ／ＤＣコンバータ及びリアクトルを第１冷却器の上面に配置することにより、各構成部品を冷却する。

特開２００９−２７９０１号公報

ここで、上記特許文献１に記載された従来例にあっては、上下に配置された第１の冷却器及び第２の冷却器間を第１のラジエータ及び第２のラジエータで連結し、第１のラジエータで冷却した冷却水を第１の冷却器に送ることにより、リアクトル、ＤＣ／ＤＣコンバータ及びＩＰＭを冷却する。そして、熱交換後の冷却水を第２のラジエータで冷却して第２冷却器に供給してコンデンサを冷却するようにしている。

しかしながら、上記従来例にあっては、第１のラジエータに供給される外気は第２ラジエータを通り、ＩＰＭやコンデンサの発熱で加熱された状態で第１のラジエータに供給されるので、第１のラジエータの冷却能力は低くならざるを得ないとともに、コンデンサ上を通る外気の温度も空冷するまでには低くないので、発熱体となるコンデンサの冷却を十分に行えないという未解決の課題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、コンデンサ及びパワーモジュールの冷却を十分に行うことができる電力変換装置及びこれを使用した電気駆動車両を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の一の形態に係る電力変換装置は、スイッチング素子を有して、直流電力を多相交流電力に変換するパワーモジュールと、直流電力を平滑化する複数のコンデンサと、を備えた電力変換装置であって、前記パワーモジュールを装着したパワーモジュール用ヒートシンクと、該パワーモジュール用ヒートシンクに固定された前記コンデンサを装着して冷風で冷却するコンデンサ用冷却部とを備え、前記コンデンサ用冷却部は、前記複数のコンデンサを長手方向と交差する方向として当該長手方向に間隔を開けて整列させ且つ冷却風通路を形成するように支持する支持筒部と、該支持筒部の一端の開口部に配設された冷却媒体が供給されるラジエータ及び空冷ファンで構成される冷却機構とを備えていることを特徴としている。
この構成によると、パワーモジュールをパワーモジュール用ヒートシンクによって冷却媒体で冷却し、コンデンサはコンデンサ用冷却部によって冷風で冷却するので、コンデンサを専用の冷却部で冷却することができ、コンデンサの冷却能力を向上させることができる。
また、冷却機構がラジエータで冷却された冷却風を空冷ファンで複数のコンデンサに供給して、コンデンサを冷却するので、コンデンサの冷却効率を向上させることができる。

また、本発明の他の形態に係る電力変換装置は、前記パワーモジュール用ヒートシンクは、冷却媒体供給口及び冷却媒体排出口を形成した筐体内に、前記冷却媒体供給口及び前記冷却媒体排出口間に連通する多数の冷却媒体通過溝を有する冷却媒体通路を形成した構成を有することを特徴としている。
この構成によると、冷却媒体供給口から供給される冷却媒体を複数の冷却媒体通過溝を有する冷却媒体通路を通じて冷却媒体排出口から排出するので、冷却媒体と接触する表面積を広くとることができ、ヒートシンクの冷却効率を向上させることができる。このとき、冷却媒体供給口及び冷却媒体排出口をパワーモジュール用ヒートシンクの一方の端部に並設することにより、冷却媒体通路を往路及び復路に形成することができる。このため、冷却媒体通路の断面積を小さくして冷却媒体通過溝を流れる冷却媒体の流れを均一化することができる。

また、本発明の他の形態に係る電力変換装置は、前記支持筒部は、前記パワーモジュール用ヒートシンクの前記パワーモジュールの装着面とは反対側に取付けられていることを特徴としている。
この構成によると、コンデンサを支持する支持筒部がパワーモジュール用ヒートシンクに取付けられているので、パワーモジュール用ヒートシンクによる冷却効果を享受することができ、コンデンサの冷却能力をより向上させることができる。

また、本発明の他の形態に係る電力変換装置は、前記空冷ファンは、前記ラジエータと前記筒体の開口部との間に介挿されていることを特徴としている。
この構成によると、空冷ファンがラジエータの後段側に介挿されているので、ラジエータで冷却された冷気を空冷ファンで送風することになり、空冷ファンが外気に直接晒されることがなく、空冷ファンの耐久性を向上させることができる。

また、本発明の他の形態に係る電力変換装置は、前記ラジエータは、冷却媒体供給口及び冷却媒体排出口が、前記パワーモジュール用ヒートシンクに冷却水を供給する冷却媒体供給管及び前記パワーモジュール用ヒートシンクから冷却媒体を排出する冷却媒体排出管に設けた分岐部に連結されていることを特徴としている。
この構成によると、パワーモジュール用ヒートシンクの冷却水と、ラジエータに供給する冷却媒体とを共通の冷却媒体供給管及び冷却媒体排出管で給排することができ、一つの冷却媒体供給源から冷却媒体を給排することができる。

また、本発明の他の形態に係る電力変換装置は、前記請求項１乃至６の何れか１つに記載した電力変換装置を使用して走行用電動モータを制御するようにしたことを特徴としている。
この構成によると、上記効果を有する電力変換装置を使用して電気駆動車両の走行用電動モータを制御するので、電力変換装置での発熱を抑制して安定した走行を確保することができる。

また、本発明の他の形態に係る電気駆動車両は、前記電力変換装置は、制御装置筐体内に充電回路を装着した充電装置と平行に配置され、前記コンデンサ冷却部から排気された冷却風が前記充電装置を冷却してから前記コンデンサ冷却部に戻る冷却媒体循環通路が形成されていることを特徴としている。
この構成によると、電力変換装置によって他の充電装置の冷却を賄うことができ、冷却機構を簡略化することができる。

本発明によれば、パワーモジュールをパワーモジュール用ヒートシンクで冷却し、コンデンサをコンデンサ用冷却部で冷風による冷却を行うので、パワーモジュールとコンデンサとを個別に冷却することができ、コンデンサの冷却不足を確実に防止することができる。
ここで、コンデンサ用冷却部を、コンデンサを支持する支持筒体と、この支持筒体の一端の開口部に設けたラジエータ及び空冷ファンを有する冷却機構とで構成することにより、コンデンサを冷却水で冷却された冷風で空冷することができ、コンデンサの冷却能力を向上させることができる。
また、上記効果を有する電力変換装置を使用して走行用電動モータを制御することにより、制御装置の耐久性の高い電気駆動車両を提供することができる。

本発明を適用し得る電気駆動車両の一実施形態を示す概略構成図である。 制御装置を示す模式的横断面図である。 制御装置を示す模式的縦断面図である。 電力変換装置の斜め上方から見た斜視図である。 電力変換装置の斜め下方から見た斜視図である。 電力変換装置の給排水部を示す拡大斜視図である。 パワーモジュール用ヒートシンクを示す図であって、（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は横断面とした斜視図である。 ラジエータを示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 コンデンサ用冷却部を示す概略構成図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は側面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明を電気駆動車両としての電気駆動バスに適用した場合の概略構成を示す図である。
図中、１は電気駆動バスであって、この電気駆動バス１は、例えば車両後部側に多数の蓄電池を収納する蓄電池収納部２が配設され、この蓄電池収納部２の例えば上部側に制御装置３が配設されている。

制御装置３は、図２及び図３に示すように、直方体状の液密性を有する制御装置筐体４を有する。この制御装置筐体４には、充電装置５及び電力変換装置６が前後に配置されているとともに、これら充電装置５及び電力変換装置６の右側部に基板収納部７が配置されている。
充電装置５は、蓄電池収納部２に収納されている蓄電池を充電するための充電回路１１を備えている。充電回路１１には、充電時の過電流を防止する充電抵抗１２、充電用の電源リレー１３及びヒューズ１４が設けられている。

電力変換装置６は、図２〜図６に示すように、直流電力を３相交流電力に変換するパワーモジュールとしての６個のＩＧＢＴモジュール２１と、これらＩＧＢＴモジュール２１の入力側に接続される直流電力を平滑化する６個の円柱状のコンデンサ２２とを備えている。ＩＧＢＴモジュール２１は、直列に接続されたスイッチング素子としてのＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、保護回路等を内蔵している。

そして、６個のＩＧＢＴモジュール２１は、扁平な直方体状のパワーモジュール用ヒートシンク２３の上面に、２個一組で３相交流電力のＵ相、Ｖ相及びＷ相に対応する３組が軸方向に所定間隔を保って装着されている。
そして、図３に示すように、ＩＧＢＴモジュール２１の上面に支持基板２７が配設され、この支持基板２７の上方に所定間隔を保ってＩＧＢＴモジュール２１におけるＩＧＢＴのゲートを駆動するゲート駆動回路（ＧＤＵ：Gate Drive Unit）やインタフェース（Ｉ／Ｆ）回路を搭載した駆動基板２８が支柱２９によって支持されている。
また、６個のコンデンサ２２は、パワーモジュール用ヒートシンク２３の下面に固定されたコンデンサ冷却部３０に支持されている。

パワーモジュール用ヒートシンク２３は、熱伝導度の高いアルミニウム、アルミニウム合金等で形成されている。このパワーモジュール用ヒートシンク２３は、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、長手方向の一端側に冷却媒体としての冷却水が供給される冷却水供給口２３ａと冷却水を排出する冷却水排出口２３ｂとが並設されており、内部に仕切板２３ｃで長手方向に直交する方向に仕切られた冷却媒体通路としての往路通水路２３ｄ及び復路通水路２３ｅが形成されている。往路通水路２３ｄは、冷却水供給口２３ａの内側に冷却水溜まり２３ｆが形成され、この冷却水溜まり２３ｆに連通して他端側に長手方向に延長する冷却媒体通過溝としての通水溝２３ｇが所定間隔を保って多数形成され、これら通水溝２３ｇの後端側に冷却水溜まり２３ｈが形成されている。復路通水路２３ｅも往路通水路２３ｄと同様の構成を有し、冷却水排出口２３ｂの内側に冷却水溜まり２３ｉが形成され、この冷却水溜まり２３ｉに連通する多数の冷却媒体通過溝としての通水溝２３ｊが形成され、通水溝２３ｊの後端側に冷却水垂れ間２３ｈに連通する冷却水溜まり２３ｋが形成されている。

このように、往路通水路２３ｄ及び復路通水路２３ｅに、それぞれ多数の通水溝２３ｊが長手方向に延長して形成されているので、冷却水と接触する表面積が広くなるので、冷却効率を向上させることができる。しかも、往路通水路２３ｄ及び復路通水路２３ｅはともに多数の通水溝２３ｇ及び２３ｊの冷却水の入口側に冷却水溜まり２３ｆ及び２３ｋが形成されている。このため、通水溝２３ｇ及び２３ｊの管路抵抗が大きいので、冷却水が通水溝２３ｇ及び２３ｊに入る前に冷却水溜まり２３ｆに溜まってから通水溝２３ｇ及び２３ｊに入るので、多数の通水溝２３ｇ及び２３ｊに均等に冷却水を流すことができる。

そして、パワーモジュール用ヒートシンク２３の冷却水供給口２３ａに冷却水供給管２４が連結されているともとに、冷却水排出口２３ｂに冷却水排出管２５が連結されている。これら冷却水供給管２４及び冷却水排出管２５の他端は、制御装置筐体４から突出されて車体側に配設された冷却水供給源２６に連結されている。
また、コンデンサ冷却部３０は、所定距離離間して配設された一対の側板部３１ａ，３１ｂと、これら一対の側板部３１ａ，３１ｂの底面を連結する底板部３１ｃとで上端を開放しパワーモジュール用ヒートシンク２３の長手方向に沿って延長する支持筒部としての樋状体３１を有する。この樋状体３１には両側板部３１ａ，３１ｂの開放上端から外方に延長するフランジ部３１ｄ，３１ｅが形成されている。これらフランジ部３１ｄ及び３１ｅがパワーモジュール用ヒートシンク２３の下面側すなわちＩＧＢＴモジュール２１を載置している上面とは反対側の面にビス止めされている。これにより、図９（ａ）に示すように、樋状体３１の左右側板部３１ａ，３１ｂ、底板部３１ｃ及びパワーモジュール用ヒートシンク２３の底面によって囲まれる断面略正方形の冷却風通路３２が形成されている。

そして、樋状体３１の一方の側板部３１ａに長手方向に所定間隔を保ってコンデンサ２２を挿通する挿通孔３１ｆが形成されている。一方、各コンデンサ２２には、接続端子２２ａ側に固定用バンド３３が装着されている。この固定用バンド３３は、図４、図５及び図９（ａ）に示すように、コンデンサ２２の外周面に沿う円周上の一部を軸方向に開放したバンド部３３ａと、このバンド部３３ａの開放部に形成した一対のフランジ部３３ｂ，３３ｃと、バンド部３３ａの樋状体３１側に所定数例えば３個形成された固定用突出部３３ｄと、フランジ部３３ｂ，３３ｃを締め付けるネジ３３ｅ及びナット３３ｆとで構成されている。

そして、コンデンサ２２の樋状体３１への固定は以下のようにして行う。
すなわち、コンデンサ２２の接続端子２２ａ側の外周面に固定用バンド３３を装着した状態で、コンデンサ２２を樋状体３１の側板部３１ａに形成した挿通孔３１ｆに挿通し、その接続端子２２ａとは反対側の端面を側板部３１ｂの内側面に当接させる。この状態で、固定用バンド３３の固定用突出部３３ｄが樋状体３１の側板部３１ａの外面に当接させてからネジ３３ｅ及びナット３３ｆを締付けて固定用バンド３３をコンデンサ２２に固定する。そして、固定用バンド３３の固定用突出部３３ｄを樋状体３１の側板部３１ａにビス止めすることにより、コンデンサ２２を樋状体３１に着脱可能に固定する。

また、樋状体３１のパワーモジュール用ヒートシンク２３の冷却水供給口２３ａ及び冷却水排出口２３ｂに対向する端部には、ラジエータ３５及び空冷ファン３６が配設されている。ここで、空冷ファン３６はラジエータ３５と樋状体３１の端面との間に配設され、ラジエータ３５を介して外気を吸引することにより、冷却風を冷却風通路３２に供給する。
そして、ラジエータ３５には、図８に示すように、上部側の両端に冷却水供給口３５ａ及び冷却水排出口３５ｂが形成されており、これら冷却水供給口３５ａ及び冷却水排出口３５ｂが、図６に示すように、フレキシブルパイプ３７ａ及び３７ｂを介して前述した冷却水供給管２４及び冷却水排出管２５の分岐部２４ａ及び２５ａに連結されている。

ここで、ラジエータ３５の冷却水供給口３５ａにおける圧力は、前述したパワーモジュール用ヒートシンク２３の冷却水供給口２３ａにおける圧力とバランスして両者に所定の比率で冷却水が供給されるようにフレキシブルパイプ３７ａの配管径が調整されている。
そして、ラジエータ３５及び空冷ファン３６は共通の筐体３８内に固定されており、この筐体３８に形成した取付フランジ部３８ａが、図４に示すように、樋状体３１に形成したフランジ部３１ｇにボルト締めされている。

また、基板収納部７は、制御基板７ａ、中継基板７ｂ及び電源基板７ｃを収納している。そして、電力変換装置６側の電源基板７ｃを、電力変換装置６の樋状体３１の冷却風排出口側に所定間隔を保って対向するように保持している。樋状体３１から排出される冷却風は、図２に示すように、電源基板７ｃに当接して前後方向に分流されて一方が充電装置５を通ってラジエータ３５側に戻る第１の循環路が形成され、ラジエータ３５の入口における充電装置５とは反対側に第１の循環路で戻る冷却風を案内する冷却風案内板３９が配設されている。

さらに、電源基板７ｃに統制した分流された他方は、基板収納部７の前面側に設けられた送風ファン７ｄによって吸引される。
この送風ファン７ｄによって吸引された冷却風は、図２に示すように、電源基板７ｃとは反対側に形成された冷却風案内板７ｅによって案内されて、各基板７ａ〜７ｃ間を通って充電装置５側に排出される。
また、樋状体３１の空冷ファン３６とは反対側の冷却風排出口３１ｈから排出される冷却風のうち上方に向かう冷却風は、図３に示すように、基板収納部７に配設された前後方向及び上下方向で異なる位置に形成された冷却風案内板４１及び４２によって支持基板２７及び駆動基板２８に沿って流れて反対側のラジエータ３５に吸引されることにより、冷却風の第２の循環路が形成されている。

次に、上記実施形態の動作を説明する。
制御装置３を電気駆動バス１に搭載して、制御装置筐体４から突出されている冷却水供給管２４及び冷却水排出管２５を電気駆動バス１に設けられた冷却水供給源２６に接続する。
冷却水供給源２６から供給される冷却水は、冷却水供給管２４を通じて制御装置筐体４内のパワーモジュール用ヒートシンク２３及びコンデンサ冷却部３０のラジエータ３５に供給される。

パワーモジュール用ヒートシンク２３では、冷却水供給管２４から供給される冷却水が冷却水供給口２３ａから内部の往路通水路２３ｄに供給される。この往路通水路２３ｄでは、冷却水供給口２３ａから供給される冷却水が冷却水溜まり２３ｆに一旦溜められ、この冷却水溜まり２３ｆから多数の通水溝２３ｇに均等に分配される。これら通水溝２３ｇを通過した冷却水は、冷却水溜まり２３ｈ及び２３ｋに再度溜められ、冷却水溜まり２３ｋから多数の通水溝２３ｊに均等に分配される。そして、これら通水溝２３ｊを通過した冷却水は、冷却水溜まり２３ｉを通って冷却水排出口２３ｂ及び冷却水排出管２５を介して冷却水供給源２６に戻される。

このように、パワーモジュール用ヒートシンク２３には、冷却水が供給されて、水冷されるので、このパワーモジュール用ヒートシンク２３の上面に装着された発熱部品となる６個のＩＧＢＴモジュール２１を効率良く冷却することができる。
一方、冷却水供給管２４から供給される冷却水は、分岐部２４ａからフレキシブルパイプ３７ａを通じてコンデンサ冷却部３０のラジエータ３５の冷却水供給口３５ａに供給される。このラジエータ３５に供給された冷却水は、ラジエータ３５の内部の多数の冷却フィンを設けた配管を巡って冷却水排出口３５ｂからフレキシブルパイプ３７ｂを通じて冷却水排出管２５の分岐部２５ａに排出される。

そして、このラジエータ３５の内側に空冷ファン３６が配設され、この空冷ファン３６で、ラジエータ３５で冷却された冷却風を吸込み、樋状体３１とパワーモジュール用ヒートシンク２３の底面とで構成される冷却風通路３２に送風する。
この冷却風通路３２には、樋状体３１に支持された６個のコンデンサ２２が長手方向に所定間隔を保って整列保持されているので、冷却風によって各コンデンサ２２が効率良く冷却される。コンデンサ２２を冷却し終わった冷却風は、樋状体３１の冷却風排出口３１ｈから排出される。この冷却風排出口３１ｈから排出された冷却風は、基板収納部７の電源基板７ｃに当接して上方及び前後の３方向に分流される。

この分流された冷却風のうち後方に向かう冷却風は、第１の冷却風循環路を通って充電装置５に搭載されている充電回路１１の各部品を冷却し、ラジエータ３５の前面側に配設された冷却風案内板３９で案内されてラジエータ３５に戻る。
また、分流された冷却風のうち前方側に向かう冷却風は、基板収納部７の送風ファン７ｄによって吸引されて冷却風案内板７ｅで案内されながら制御基板７ａ、中継基板７ｂ及び電源基板７ｃの間を通って各基板７ａ〜７ｃを冷却してから充電装置５側に戻り、第１の冷却風循環路に合流する。

このように上記実施形態によると、冷却水供給管２４及び冷却水排出管２５を介して外部から制御装置筐体４内に冷却水を供給し、供給された冷却水を、ＩＧＢＴモジュール２１を装着したパワーモジュール用ヒートシンク２３に供給することにより、このパワーモジュール用ヒートシンク２３によって発熱部品であるＩＧＢＴモジュール２１を効率良く冷却することができ、冷却効率を向上させることができる。

また、同様に、発熱部品であるコンデンサ２２については、専用のコンデンサ冷却部３０を設け、このコンデンサ冷却部３０で冷却風によって冷却するので、コンデンサ２２を効率良く冷却することができ、冷却効率を向上させることができる。
そして、パワーモジュール用ヒートシンク２３では、通水溝２３ｇ及び２３ｊの入側に冷却水溜まり２３ｆ及び２３ｋが形成されているので、通水溝２３ｇ及び２３ｊに対して均等に冷却水を分配することができ、ヒートシンクの温度むらの発生を防止することができる。

また、コンデンサ冷却部３０では、樋状体３１の冷却風通路３２内に長手方向に所定間隔を保ってコンデンサ２２を挿通し、樋状体３１の一端側に冷却水供給管２４に接続されたラジエータ３５及び空冷ファン３６を設けて冷却するので、ラジエータ３５では常に一定の冷却効果を発揮することができる。そして、ラジエータ３５の後段側に空冷ファン３６が配置されているので、ラジエータ３５で冷却された冷却風を空冷ファン３６で吸引することになり、空冷ファン３６が温度の高い空気に晒されることがなく、空冷ファン３６の耐久性を向上させることができる。

また、パワーモジュール用ヒートシンク２３に多数の通水溝２３ｇ及び２３ｊを有することから冷却水の管路抵抗が大きくなり、コンデンサ冷却部３０のラジエータ３５への冷却水の分岐が流量調整を行うことなくフレキシブルパイプ３７ａの配管径を調整するだけで容易に行うことができる。
さらに、コンデンサ冷却部３０でコンデンサ２２を冷却した後の冷却風を、充電装置５を通じてラジエータ３５に戻す第１の冷却風循環路を設けたので、充電装置５に対する特別な冷却機構を設けることなく、充電装置５を冷却することができる。

同様に、コンデンサ冷却部３０でコンデンサ２２を冷却した後の冷却風を、基板収納部７を通じて充電装置５側に流すようにしているので、基板収納部７でも送風ファン７ｄは必要とするものの温度を下げるための冷却機構を設けることなく冷却することができる。
さらに、コンデンサ冷却部３０でコンデンサ２２を冷却した後の冷却風をパワーモジュール用ヒートシンク２３の上面側に配置したＩＧＢＴモジュール２１やゲート駆動装置やインタフェース部を搭載した駆動基板２８を通過してラジエータ３５に戻る第２の冷却風循環路を設けたので、冷却風によってもＩＧＢＴモジュール２１や駆動基板２８を冷却することができ、これらの冷却効果をより向上させることができる。

さらに、コンデンサ冷却部３０の樋状体３１をパワーモジュール用ヒートシンク２３に取り付けて樋状体３１とパワーモジュール用ヒートシンク２３とで囲まれる冷却風通路３２を形成しているので、ラジエータ３５による冷却風とパワーモジュール用ヒートシンク２３の冷気との双方でコンデンサ２２を冷却することができ、よりコンデンサの冷却効率を向上させることができる。
また、冷却水供給管２４には外部の冷却水供給源２６から冷却水を供給するので、制御装置筐体４内を循環する冷却風の温度が外気温度に影響されることはなく、制御装置筐体４内の温度上昇を抑制して、常に効率の良い冷却効果を発揮することができる。

なお、上記実施形態においては、冷却媒体として冷却水を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ハイドロクロロフルオロカーボン（ＨＣＦＣ）類とハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）類等の代替フロンや、他の冷却気体、冷却液等の冷却媒体を適用することができる。この場合、代替フロンを使用する場合には、空調装置で使用する代替フロンを分岐して使用することもできる。

また、上記実施形態では、電気駆動バスの走行用電動モータのように重負荷駆動用に、ＩＧＢＴモジュール２１を２個一組で使用する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、通常の電気駆動自動車やハイブリッド自動車に適用する場合に、１相１個のＩＧＢＴモジュール２１を使用すれば良く、コンデンサ２２も３個設ければよい。
また、上記実施形態では、上端を開放した樋状体３１を使用する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、上端を閉塞した角筒体を適用することもでき、さらには樋状体３１及び筒体の断面形状は方形に限らず任意の形状とすることができる。

また、上記実施形態では、制御装置筐体４内に電力変換装置６を配置した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、電力変換装置６のみを専用の筐体内に設けることもでき、さらには外側を覆う筐体を省略することもできる。
また、上記実施形態では、パワーモジュールとしてＩＧＢＴを内蔵したＩＧＢＴモジュールを適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ＭＯＳＦＥＴや他のパワー半導体素子を内蔵したパワーモジュールを適用することができる。

また、上記実施形態では、電気駆動バスに本発明を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、電気自動車、ハイブリッド自動車、電気駆動鉄道車両等の任意の電気駆動車両に本発明を適用することができ、さらに電力変換装置としては電気駆動車両にかぎらず、他の産業機器における電動モータ等のアクチュエータを駆動する場合に本発明の電力変換装置を適用することができる。

１…電気駆動バス、２…蓄電池収納部、３…制御装置、４…制御装置筐体、５…充電装置、６…電力変換装置、７…基板収納部、２１…樋状体、２３…パワーモジュール用ヒートシンク、２３ａ…冷却供給口、２３ｂ…冷却水排出口、２３ｃ…仕切板、２３ｄ…往路通水路、２３ｅ…復路通水路、２３ｆ，２３ｈ，２３ｉ，２３ｋ…冷却水溜まり、２３ｇ，２３ｊ…通水溝、２４…冷却水供給管、２５…冷却水排出管、２６…冷却水供給源、３０…コンデンサ冷却部、３１…樋状体、３２…冷却風通路、３３…固定用バンド、３５…ラジエータ、３６…空冷ファン

Claims (7)

1. スイッチング素子を有して、直流電力を多相交流電力に変換するパワーモジュールと、
   直流電力を平滑化する複数のコンデンサと、
   を備えた電力変換装置であって、
   前記パワーモジュールを装着したパワーモジュール用ヒートシンクと、
   該パワーモジュール用ヒートシンクに固定された前記コンデンサを装着して冷風で冷却するコンデンサ用冷却部とを備え、
   前記コンデンサ用冷却部は、前記複数のコンデンサを長手方向と交差する方向として当該長手方向に間隔を開けて整列させ且つ冷却風通路を形成するように支持する支持筒部と、該支持筒部の一端の開口部に配設された冷却媒体が供給されるラジエータ及び空冷ファンで構成される冷却機構とを備えている
   ことを特徴とする電力変換装置。
2. 前記パワーモジュール用ヒートシンクは、冷却媒体供給口及び冷却媒体排出口を形成した筐体内に、前記冷却媒体供給口及び前記冷却媒体排出口間に連通する多数の冷却媒体通過溝を有する冷却媒体通路を形成した構成を有することを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
3. 前記支持筒部は、前記パワーモジュール用ヒートシンクの前記パワーモジュールの装着面とは反対側に取付けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電力変換装置。
4. 前記空冷ファンは、前記ラジエータと前記筒体の開口部との間に介挿されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の電力変換装置。
5. 前記ラジエータは、冷却媒体供給口及び冷却媒体排出口が、前記パワーモジュール用ヒートシンクに冷却水を供給する冷却媒体供給管及び前記パワーモジュール用ヒートシンクから冷却媒体を排出する冷却媒体排出管に設けた分岐部に連結されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の電力変換装置。
6. 前記請求項１乃至５の何れか１つに記載した電力変換装置を使用して走行用電動モータを制御するようにしたことを特徴とする電気駆動車両。
7. 前記電力変換装置は、制御装置筐体内に充電回路を装着した充電装置と平行に配置され、前記コンデンサ冷却部から排気された冷却風が前記充電装置を冷却してから前記コンデンサ冷却部に戻る冷却媒体循環通路が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の電気駆動車両。

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