JP7127563B2 - 電力変換装置 - Google Patents

Description

本開示は、電力変換装置に関する。

従来、電力変換装置の一例として、特許文献１に開示された技術がある。

電力変換装置は、平滑コンデンサやリアクトルなどを有しており、ジェネレータ上に配置されている。また、電力変換装置は、平滑コンデンサとリアクトルとが積層された状態でケース内に配置されている。

特許第５０５１４５６号公報

上記電力変換装置は、平滑コンデンサとリアクトルとが一つのケース内に配置されているため、相互の熱干渉の影響によって冷却性が低下するという問題がある。また、電力変換装置は、平滑コンデンサとリアクトルとが積層配置されているため、耐振性が低下するという問題がある。

本開示は、上記問題点に鑑みなされたものであり、冷却性と耐振性を向上できる電力変換装置を提供することを目的とする。

搭載対象装置に搭載可能に構成された電力変換装置であって、
電力変換回路の一部である平滑コンデンサ（４０）と、
電力変換回路の一部であるリアクトル（３１）を含むリアクトル部（３０）と、
平滑コンデンサを収容する第１収容部（６１，６１ａ）と、リアクトル部を収容する部位であり、搭載方向に対する直交方向において第１収容部と間隔を隔てて設けられた第２収容部（６２，６２ａ）とを有するケース（６０）と、
搭載対象装置に搭載された状態で搭載対象装置とケースとの間に配置される部位であり、冷媒が流れる冷媒流路（８１）が形成された流路形成部（８０、８０ａ）と、を備え、
ケースは、直交方向における中央部が搭載対象装置に固定されることを特徴とする。

このように、本開示は、平滑コンデンサとリアクトル部を第１収容部と第２収容部にわけて収容している。そして、本開示は、第１収容部と第２収容部とが間隔を隔てて設けられている。このため、本開示は、平滑コンデンサとリアクトル部を一つの収容空間に収容する場合よりも、平滑コンデンサとリアクトルどうしの熱干渉を抑制することができる。なお、本開示は、平滑コンデンサとリアクトル部とが冷媒流路と対向配置されているため、冷媒で平滑コンデンサとリアクトル部の両方を冷却できる。従って、本開示は、平滑コンデンサとリアクトル部とが同一の収容空間に配置される場合よりも冷却性を向上できる。

また、本開示は、搭載方向に対する直交方向に間隔を隔てて設けられた第１収容部と第２収容部とに、平滑コンデンサとリアクトル部とが個別に収容されている。このように、本開示は、平滑コンデンサとリアクトル部とが直交方向に並んで配置されているため、平滑コンデンサとリアクトル部とが搭載方向に積層された構成よりも低背化することができる。これに伴って、本開示は、耐振性を向上できる。

なお、特許請求の範囲、及びこの項に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。

第１実施形態における電力変換装置の概略構成を示す側面図である。 第１実施形態における電力変換装置の概略構成を示す上面図である。 図２のIII-III線に沿う部分断面図である。 図２のIV-IV線に沿う部分断面図である。 第１実施形態における電力変換装置の搭載例を示す上面図である。 第１実施形態における電力変換装置の搭載例を示す側面図である。 第２実施形態における電力変換装置の概略構成を示す側面図である。 第２実施形態における電力変換装置の概略構成を示す上面図である。 第２実施形態における電力変換装置の概略構成を示す拡大上面図である。 図９のX-X線に沿う部分断面図である。 図７のXI-XI線に沿う部分断面図である。

以下において、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参照し適用することができる。なお、以下においては、互いに直交する３方向をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向と示す。

（第１実施形態）
図１～図６を用いて、本実施形態の電力変換装置１００に関して説明する。本実施形態では、一例として、バッテリの電力を電力変換するものであり、搭載対象装置としてのギアボックス２００に搭載可能に構成された電力変換装置１００を採用する。しかしながら、搭載対象装置は、ギアボックス２００に限定されず、モータ、ジェネレータ、モータジェネレータ、エンジンなどであっても採用できる。ギアボックス２００は、トランスアクスルと言い換えることもできる。

なお、搭載対象装置に対する電力変換装置１００の搭載方向は、Ｚ方向と一致する。搭載方向に対する直交方向は、Ｘ方向及びＹ方向を含んでいる。しかしながら、本実施形態では、直交方向としてＸ方向を採用する。

電力変換装置１００は、図２、図３、図４などに示すように、電力変換回路の一部の回路部品であるリアクトル３１を含むリアクトル部３０と、電力変換回路の一部である平滑コンデンサ４０とを備えている。本実施形態は、電力変換回路として、半導体装置１１、フィルタコンデンサ２１、放電抵抗２２、回路基板５０を備えた電力変換装置１００を採用している。電力変換装置１００は、これらの電力変換回路によってコンバータ回路とインバータ回路とが形成されている。

また、電力変換装置１００は、電力変換回路を収容する筐体としてのケース６０、第１カバー７１、第２カバー７２を備えている。さらに、電力変換装置１００は、冷却水が流れる水路８１が形成された流路形成部８０を備えている。なお、水路８１は、冷媒流路に相当する。冷却水は、冷媒に相当する。つまり、本実施形態では、冷媒の一例として冷却水を採用する。

まず、図３、図４を用いて、電力変換回路の各構成要素に関して説明する。パワーモジュール１０は、図３、図４に示すように、複数の半導体装置１１と、複数の半導体装置１１を保持している冷却器１２とを有している。本実施形態では、一例として、八個の半導体装置１１を有したパワーモジュール１０を採用している。しかしながら、半導体装置１１の個数は、これに限定されない。

各半導体装置１１は、例えば、上アーム素子としてのスイッチング素子と、下アーム素子としてのスイッチング素子とを備えている。また、各半導体装置１１は、この二つのスイッチング素子に加えて、ヒートシンクを兼ねた端子と、信号用端子とが樹脂部材で封止されて一体化されたものを採用している。しかしながら、本開示は、これに限定されない。

スイッチング素子は、ＩＧＢＴとダイオードを備えたＲＣ－ＩＧＢＴなどを採用することができる。このダイオードは、ＩＧＢＴと逆並列に挿入されるフリーホイールダイオードと同様な働きをする。しかしながら、本開示は、これに限定されず、スイッチング素子として、ＭＯＳＦＥＴや、ＲＣ－ＩＧＢＴとは異なるＩＧＢＴなどを採用することができる。なお、スイッチング素子としてＩＧＢＴを採用した場合、半導体装置１１は、ＩＧＢＴと逆並列に接続されるフリーホイールダイオードを含んでいてもよい。

また、パワーモジュール１０は、コンバータ回路のスイッチング素子を含む半導体装置１１と、インバータ回路のスイッチング素子を含む半導体装置１１と有している。よって、各半導体装置１１は、コンバータ回路やインバータ回路を構成するために、信号端子及びヒートシンクを兼ねた端子が、電力変換回路と電気的に接続されている。例えば、信号端子は、回路基板５０と電気的に接続されている。また、上アーム素子のヒートシンクを兼ねた端子は、高電位ライン及び下アーム素子と電気的に接続されている。下アーム素子のヒートシンクを兼ねた端子は、低電位ライン及び上アーム素子と電気的に接続されている。

各半導体装置１１は、冷却器１２に挟み込まれて固定されている。冷却器１２は、例えば、特開２０１８－１０１６６６号公報に記載されたものなどを採用することができる。冷却器１２は、第１水路入口６６と第１水路出口６７とが取り付けられており、第１水路入口６６から流入した冷却水が、各半導体装置１１の周辺を流れて第１水路出口６７から流出される。各半導体装置１１は、冷却器１２の冷却水が流れることで、冷却水によって冷却される。なお、第１水路出口６７は、冷却水が流れる配管を介して第２水路入口６９と連結されている。よって、冷却器１２内を流れた冷却水は、配管及び第２水路入口６９を介して水路８１に流入するように構成されている。

パワーモジュール１０は、ばねなどの弾性部材からなる加圧部１３を介して、ケース６０（第１収容部６１）内に収容されている。具体的には、パワーモジュール１０は、加圧部１３からＸ方向に押圧された状態で保持（固定）されている。このように、加圧部１３は、パワーモジュール１０に対して圧縮荷重を与える部位とも言える。

なお、本実施形態では、各半導体装置１１を両面から冷却する冷却器１２を採用している。しかしながら、本開示は、これに限定されない。

コンデンサモジュール２０は、収容容器内にフィルタコンデンサ２１が収容されている。フィルタコンデンサ２１は、収容容器内で第１封止部材２３によって封止されている。コンデンサモジュール２０は、第２ボルトｂ２によって第１収容部６１に固定されている。なお、本実施形態では、一例として、フィルタコンデンサ２１とともに放電抵抗２２を収容し、第１封止部材２３で封止した構成のコンデンサモジュール２０を採用している。

また、フィルタコンデンサ２１及び放電抵抗２２は、リアクトル３１などの電力変換回路と電気的に接続可能とするために、端子が露出した状態で第１封止部材２３によって覆われている。第１封止部材２３は、電気絶縁性の樹脂などを採用できる。

フィルタコンデンサ２１は、バッテリとコンバータ回路との間に配置されている。フィルタコンデンサ２１は、一方の端子が高電位ラインに電気的に接続され、他方の端子が低電位ラインに電気的に接続されている。放電抵抗２２は、インバータ回路の入力側に配置されている。そして、放電抵抗２２は、一方の端子が高電位ラインに電気的に接続され、他方の端子が低電位ラインに電気的に接続されている。

本実施形態では、一例として、冷却器１２と後程説明する水路８１との間に、コンデンサモジュール２０が配置された電力変換装置１００を採用している。このため、電力変換回路における一部の回路部品であるフィルタコンデンサ２１と放電抵抗２２は、冷却器１２と水路８１との間に配置されている。これによって、電力変換装置１００は、フィルタコンデンサ２１と放電抵抗２２を冷却器１２と水路８１とで挟み込むことができる。よって、電力変換装置１００は、冷却器１２と水路８１にてフィルタコンデンサ２１と放電抵抗２２を冷却することができる。しかしながら、本開示は、これに限定されず、コンデンサモジュール２０が別の場所に配置されていてもよいし、他の回路部品が冷却器１２と水路８１との間に配置されていてもよい。

リアクトル部３０は、リアクトル３１と第２封止部材３２とを有している。リアクトル３１は、第２収容部６２内に収容されており、第２封止部材３２によって封止されている。リアクトル３１は、フィルタコンデンサ２１及び放電抵抗２２などの電力変換回路と電気的に接続可能とするために、端子が露出した状態で第２封止部材３２によって覆われている。第２封止部材３２は、電気絶縁性の樹脂などを採用できる。なお、第２収容部６２は、ケース６０の一部であり、後程詳しく説明する。

リアクトル３１は、一方の端子が高電位ラインに電気的に接続され、他方の端子がコンバータ回路の上アーム素子と下アーム素子との接続点に電気的に接続されている。また、リアクトル３１は、第２封止部材３２から突出した端子がバスバ９０と電気的及び機械的に接続されている。バスバ９０は、図４に示すように、第２収容部６２内に収容されたリアクトル３１と、第１収容部６１内に配置された電力変換回路とを電気的に接続するために設けられている。

平滑コンデンサ４０は、インバータ回路の入力側に配置されている。そして、平滑コンデンサ４０は、一方の端子が高電位ラインに電気的に接続され、他方の端子が低電位ラインに電気的に接続されている。また、平滑コンデンサ４０は、放電抵抗２２と並列に設けられている。放電抵抗２２と平滑コンデンサ４０は、コンバータ回路とインバータ回路との間に設けられている。平滑コンデンサ４０は、例えばボルトなどの固定部材によって、第１収容部６１に固定されている。

回路基板５０は、電気絶縁性の基板に、導電性の配線が形成されている。また、回路基板５０は、配線に電気的に接続された回路素子が実装されている。回路基板５０は、厚さ方向に貫通したスルーホールが設けられている。回路基板５０は、スルーホールに半導体装置１１の信号端子が挿入され、信号端子と配線とが電気的に接続されている。回路基板５０は、例えばボルトなどの固定部材によって、第１収容部６１に固定されている。

ここで、図１～図４を用いて、電力変換回路を収容する筐体に関して説明する。

ケース６０は、例えばアルミニウムを主成分とする金属によって構成されている。図１～図４に示すように、第１収容部６１と第２収容部６２とが一体的に構成されている。第１収容部６１と第２収容部６２は、図１などに示すように、連結部６３を介して連続的に設けられている。つまり、ケース６０は、第１収容部６１と、第２収容部６２と、第１収容部６１と第２収容部６２との間に設けられた連結部６３とが一体物として構成されている。また、ケース６０は、底部の縁部としてケース側固定部６４が形成されている。

第１収容部６１は、図３、図４に示すように、凹状に形成されている。つまり、第１収容部６１は、環状の側壁と、側壁の一端側に設けられた底部とを含み、底部に対向する領域が収容空間として形成されている。第１収容部６１は、開口端に第１カバー７１が配置されて収容空間が閉じられる。第１カバー７１は、第１収容部６１の開口端に、例えばボルトなどの固定部材で固定される。なお、本実施形態では、図２に示すように、ＸＹ平面において、矩形状の第１収容部６１及び第１カバー７１を採用している。第１カバー７１は、例えばアルミニウムを主成分とする金属によって構成されている。

第１収容部６１は、図２に示すように、平滑コンデンサ４０を収容している。さらに、第１収容部６１は、図３、図４に示すように、パワーモジュール１０とコンデンサモジュール２０と回路基板５０を収容している。

図３、図４に示すように、第１収容部６１には、底部側から開口側にコンデンサモジュール２０、パワーモジュール１０、回路基板５０の順番で配置されている。また、平滑コンデンサ４０は、コンデンサモジュール２０に隣りあって配置されている。よって、平滑コンデンサ４０は、図２に示すように、平面視ではパワーモジュール１０に隣り合うように配置されている。

コンデンサモジュール２０と平滑コンデンサ４０は、第１収容部６１の底部に対向配置されていると言える。後程詳しく説明するが、第１収容部６１は、水路８１を流れる冷却水によって冷やされている。コンデンサモジュール２０と平滑コンデンサ４０は、底部に対向配置されていることで、冷却水で冷却される。このため、コンデンサモジュール２０と平滑コンデンサ４０は、底部に近ければ近い程、冷却されやすい。

また、コンデンサモジュール２０及び平滑コンデンサ４０は、放熱シートや放熱ゲルなどの熱伝導率がよい部材を介して底部に配置してもよい。これによって、冷却水によるコンデンサモジュール２０及び平滑コンデンサ４０の冷却性能を向上できる。

なお、回路基板５０は、平滑コンデンサ４０上に達するように配置されていてもよいし、平滑コンデンサ４０上に達しないように配置されていてもよい。図２では、図面の煩雑化を避けるために、回路基板５０を省略している。

第２収容部６２は、図３、図４に示すように、凹状に形成されている。つまり、第２収容部６２は、環状の側壁と、側壁の一端側に設けられた底部とを含み、底部に対向する領域が収容空間として形成されている。第２収容部６２は、開口端に第２カバー７２が配置されて収容空間が閉じられる。第２カバー７２は、第２収容部６２の開口端に、例えばボルトなどの固定部材で固定される。なお、本実施形態では、図２に示すように、ＸＹ平面において、矩形状の第２収容部６２及び第２カバー７２を採用している。第２カバー７２は、例えばアルミニウムを主成分とする金属によって構成されている。

第２収容部６２は、図２～図４に示すように、上記のように、リアクトル３１と第２封止部材３２とを有したリアクトル部３０を収容している。リアクトル３１は、第２収容部６２の底部に対向配置されていると言える。後程詳しく説明するが、第２収容部６２は、水路８１を流れる冷却水によって冷やされている。リアクトル３１は、底部に対向配置されていることで、冷却水で冷却される。このため、リアクトル３１は、底部に近ければ近い程、冷却されやすい。

第２収容部６２は、図１～図４に示すように、搭載方向に対する直交方向において第１収容部６１と間隔を隔てて設けられている。第１収容部６１と第２収容部６２は、各収容部６１、６２の側壁どうしが離間した状態で、対向するように設けられていると言える。よって、電力変換装置１００は、例えばリアクトル部３０と平滑コンデンサ４０とが、ケース６０における別空間に収容されていると言える。

連結部６３は、図１などに示すように、車両フレーム３００の固定部３１０が固定されている。つまり、電力変換装置１００は、連結部６３に固定部３１０が固定されることで、車両フレーム３００に取り付けられる。このように、本実施形態では、一例として、車両フレーム３００に固定される電力変換装置１００を採用している。なお、車両フレーム３００に対する電力変換装置１００の固定構造に関しては、後程説明する。

図３、図４に示すように、ケース側固定部６４は、ケース６０と流路形成部８０とを固定するための部位である。ケース側固定部６４は、底部側の周囲に形成されたフランジ部と言える。ケース側固定部６４は、ケース６０と流路形成部８０とを固定する際に、流路形成部８０の水路側固定部８２に対向配置される。ケース６０は、ケース側固定部６４と水路側固定部８２とが第１ボルトｂ１で固定されることで、流路形成部８０が取り付けられている。

流路形成部８０は、ケース６０との間に水路８１を形成するために、ケース６０の底部に固定されている。流路形成部８０は、例えばアルミニウムを主成分とする金属によって構成されている。

詳述すると、流路形成部８０は、ケース６０の底部における第１収容部６１及び第２収容部６２の収容空間とは反対側に取り付けられる。流路形成部８０は、水路８１となる部位として、周辺よりも窪んだ凹部が形成されている。よって、流路形成部８０は、水路８１が形成されているとも言える。また、流路形成部８０は、ギアボックス２００に搭載された状態でギアボックス２００とケース６０との間に配置される。このように、電力変換装置１００は、ケース６０に流路形成部８０が取り付けられることで、ケース６０と流路形成部８０との間に水路８１が形成される。

本実施形態では、一例として、第１収容部６１から水路８１へ冷却水が流入し、水路８１から第１収容部６１へ冷却水が流出する構成を採用している。このため、第１収容部６１は、図３、図４に示すように、二つの水路用穴部６５が形成されている。各水路用穴部６５は、第１収容部６１の側壁から底部にわたって設けられた貫通穴である。流入用の水路用穴部６５は、第１収容部６１の外部側の開口端に第２水路入口６９が設けられている。一方、流出用の水路用穴部６５は、第１収容部６１の外部側の開口端に第２水路出口６８が設けられている。

水路８１は、例えば、第１収容部６１の対向領域と、第２収容部６２の対向領域と、これらの領域を繋ぐ部位が設けられている。水路８１は、第１収容部６１の対向領域の全域と、第２収容部６２の対向領域の全域に設けられている、電力変換回路の冷却面積が広くなり好ましい。また、ケース６０は、平滑コンデンサ４０とリアクトル部３０とが搭載方向に対する直交方向に並んだ状態で、平滑コンデンサ４０とリアクトル部３０とを収容している。そして、ケース６０は、平滑コンデンサ４０とリアクトル部３０とが水路８１と対向配置された状態で流路形成部８０上に配置されている。

なお、外部側とは、収容空間とは反対側を示している。また、水路８１に対する冷却水の経路は、上記に限定されない。

さらに、本実施形態では、図４に示すように、リアクトル３１と、半導体装置１１などとを電気的に接続するためのバスバ９０を配置するために、底部に貫通穴が形成されたケース６０を採用している。つまり、各収容部６１、６２は、底部に貫通穴が形成されている。

そして、流路形成部８０は、ケース６０に固定された状態で、水路８１と区画されバスバ９０が配置されるバスバ配置部８３が形成されている。つまり、流路形成部８０は、水路８１を流れる冷却水がバスバ配置部８３へ入りこまないように構成されている。バスバ配置部８３は、周辺よりも窪んだ凹部である。流路形成部８０は、水路８１となる凹部と、バスバ配置部８３となる凹部との間が周辺よりも突出している。この突出している部位は、流路形成部８０がケース６０に取り付けられた状態で、ケース６０と接触する。

このように、電力変換装置１００は、ケース６０と流路形成部８０とが組み付けられた状態で、ケース６０と流路形成部８０との間にバスバ配置部８３が形成される。バスバ配置部８３は、第１収容部６１の対向領域と、第２収容部６２の対向領域との間に設けられている。また、バスバ９０は、流路形成部８０を介して、水路８１内に配置されている。言い換えると、バスバ９０は、流路形成部８０を介して冷却水と隣り合う位置に配置されている。これによって、電力変換装置１００は、バスバ９０を冷却することもできる。

なお、図１に示すように、電力変換装置１００は、車両フレーム３００に固定される連結部６３を境界として、第１収容部６１側を第１領域ａ１、第２収容部６２側を第２領域ａ２と称する。また、第１領域ａ１におけるＸ方向の長さをＬ１、第２領域ａ２におけるＸ方向の長さをＬ２とする。Ｌ１は、第１領域ａ１における代表長さと言える。一方、Ｌ２は、第２領域ａ２における代表長さと言える。

ここで、図５、図６を用いて、電力変換装置１００の搭載構造に関して説明する。電力変換装置１００は、ギアボックス２００に搭載されている。本実施形態では、一例として、ギアボックス２００に直接搭載された電力変換装置１００を採用している。ギアボックス２００は、エンジン４００に隣接されている。

電力変換装置１００は、ギアボックス２００に搭載された状態で、車両フレーム３００に固定されている。電力変換装置１００は、連結部６３に、車両フレーム３００の固定部３１０が固定されている。

車両フレーム３００は、図６に示すように、サスペンション５００を介して、車輪６００に接続された車軸に連結されている。このため、車両フレーム３００は、車両が走行する際の振動がサスペンション５００を介して伝達される。また、電力変換装置１００は、車両フレーム３００に固定されているため、車両フレーム３００を介して振動が伝達される。さらに、電力変換装置１００は、エンジン４００の振動がギアボックス２００を介して伝達される。

しかしながら、電力変換装置１００は、搭載方向に対する直交方向に間隔を隔てて設けられた第１収容部６１と第２収容部６２とに、平滑コンデンサ４０とリアクトル部３０とが個別に収容されている。このように、電力変換装置１００は、平滑コンデンサ４０とリアクトル部３０とが直交方向に並んで配置されているため、平滑コンデンサ４０とリアクトル部３０とが搭載方向に積層された構成よりも低背化することができる。これに伴って、電力変換装置１００は、耐振性を向上できる。

また、電力変換装置１００は、第１収容部６１と第２収容部６２との間の連結部６３に車両フレーム３００が固定されている。このため、電力変換装置１００は、第１収容部６１と第２収容部６２とが分かれていない構造（比較例）よりも代表長さを短くすることができる。例えば、比較例の代表長さＬ３とする。第１領域ａ１の代表長さＬ１、第２領域ａ２の代表長さＬ２、比較例の代表長さＬ３の関係は、Ｌ３＞Ｌ１＞Ｌ２となる。このため、電力変換装置１００は、比較例よりも共振点が高くなり耐振性を向上できる。従って、電力変換装置１００は、上記のようにエンジン４００や車両フレーム３００から振動が伝達されたとしても、比較例よりも振動することを抑制できる。

また、電力変換装置１００は、平滑コンデンサ４０とリアクトル部３０を第１収容部６１と第２収容部６２にわけて収容し、第１収容部６１と第２収容部６２とが間隔を隔てて設けられている。このため、電力変換装置１００は、平滑コンデンサ４０とリアクトル部３０を一つの収容空間に収容する場合よりも、平滑コンデンサ４０とリアクトル３１どうしの熱干渉を抑制することができる。なお、電力変換装置１００は、平滑コンデンサ４０とリアクトル部３０とが水路８１と対向配置されているため、冷却水で平滑コンデンサ４０とリアクトル部３０の両方を冷却できる。従って、電力変換装置１００は、平滑コンデンサ４０とリアクトル部３０とが同一の収容空間に配置される場合よりも冷却性を向上できる。

さらに、電力変換装置１００は、ギアボックス２００に搭載された状態で、ギアボックス２００とケース６０との間に水路８１が配置される。このため、電力変換装置１００は、平滑コンデンサ４０及びリアクトル部３０と、ギアボックス２００とを熱的に分離できる。つまり、電力変換装置１００は、ギアボックス２００からの熱が平滑コンデンサ４０及びリアクトル部３０に伝達されることを抑制できる。同様に、電力変換装置１００は、平滑コンデンサ４０及びリアクトル部３０からの熱がギアボックス２００に伝達されることを抑制できる。

また、電力変換装置１００は、平滑コンデンサ４０とリアクトル部３０を一つの収容空間に収容する場合よりも、デッドスペースとなりうる領域を減らすことができる。よって、電力変換装置１００は、平滑コンデンサ４０とリアクトル部３０を一つの収容空間に収容する場合よりも体格を小型化できる。

以上、本開示の好ましい実施形態について説明した。しかしながら、本開示は、上記実施形態に何ら制限されることはなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。以下に、本開示のその他の形態として、第２実施形態に関して説明する。上記実施形態及び第２実施形態は、それぞれ単独で実施することも可能であるが、適宜組み合わせて実施することも可能である。本開示は、実施形態において示された組み合わせに限定されることなく、種々の組み合わせによって実施可能である。

（第２実施形態）
図７～図１１を用いて、第２実施形態の電力変換装置１０１に関して説明する。電力変換装置１０１は、主に、ケースと流路形成部との固定位置と、流路形成部が電力変換装置１００と異なる。なお、本実施形態では、重複を避けるため、上記実施形態と同様の箇所の説明を省略する。

電力変換装置１０１は、図７、図８に示すように、電力変換装置１００と同様、第１収容部６１ａと第２収容部６２ａとを備えており、第１収容部６１ａと第２収容部６２ａとの間が車両フレーム３００に固定されている。詳述すると、電力変換装置１０１のケースは、直交方向における中央部がギアボックス２００に固定される。

よって、図７に示すように、電力変換装置１０１は、車両フレーム３００に固定される連結部を境界として、第１収容部６１ａ側を第１領域ａ３、第２収容部６２ａ側を第２領域ａ４と称する。第１領域ａ３の代表長さＬと第２領域ａ４の代表長さＬは、同一となっている。この代表長さＬは、上記実施形態の比較例における代表長さＬ３よりも短い。これによって、電力変換装置１０１は、電力変換装置１００よりも剛性を向上させることができる。

本実施形態のケースは、図７～図１０に示すように、第１収容部６１ａと第２収容部６２ａとの間に、流路形成部８０ａとの固定部であるケース側固定部６４が設けられている。このように、電力変換装置１０１は、ケースと流路形成部８０ａとの固定位置が電力変換装置１００と異なる。ケース側固定部６４は、図８、図９に示すように、Ｙ方向に延びており、複数の第３ボルトｂ３が取り付けられる。なお、ケースは、第１収容部６１ａと第２収容部６２ａとの間に加えて、他の部位にケース側固定部６４が設けられていてもよい。第３ボルトｂ３は、特許請求の範囲におけるねじに相当する。

流路形成部８０ａは、上記実施形態と同様、ケースに固定された状態で水路８１を形成するための部位である。流路形成部８０ａは、図７、図８に示すように、第２水路入口８４と第２水路出口８５とが側壁に設けられている。第２水路入口８４は、水路８１に対して冷却水を流入させるための部位である。第２水路出口８５は、水路８１から冷却水を流出させるための部位である。本実施形態では、ＸＺ平面に沿う側壁に、第２水路入口８４と第２水路出口８５とが設けられた流路形成部８０ａを採用している。

さらに、流路形成部８０ａは、図９、図１０、図１１に示すように、複数のリブ８６が設けられている。リブ８６は、第３ボルトｂ３のねじ締めによる応力で、流路形成部８０ａやケースが変形したりすることを抑制するために設けられている。また、第３ボルトｂ３とケースとの隙間から冷却水が漏れることを防止するために設けられている。

リブ８６は、例えばアルミニウムを主成分とする金属によって構成されている。リブ８６は、補強部材に相当する。リブ８６は、第３ボルトｂ３が挿入される貫通穴８７が形成されている。リブ８６は、水路８１内においてケースと接した状態で設けられている。つまり、リブ８６は、流路形成部８０ａの底面とケースの底面とに亘って設けられている。

なお、本実施形態では、図１０に示すように、一例として、第３ボルトｂ３によって、電力変換装置１０１とギアボックス２００とを固定する例を採用している。つまり、電力変換装置１０１は、第３ボルトｂ３でケースと流路形成部８０ａとギアボックス２００とが固定されている。このため、ギアボックス２００には、第３ボルトｂ３に対応する雌ねじ２０１が形成されている。

しかしながら、本開示は、これに限定されない。電力変換装置１０１は、リブ８６とは異なる箇所でギアボックス２００と固定されていてもよい。この場合、流路形成部８０ａは、第３ボルトｂ３でケースと固定するために、第３ボルトｂ３に対応する雌ねじが形成される。

また、電力変換装置１０１の水路８１は、一部がリブ８６によって分流されている。つまり、水路８１は、図９、図１１に示すように、第１収容部６１ａの対向領域と、第２収容部６２ａの対向領域と、リブ８６によってＹ方向の幅が狭くなった領域とを有している。本実施形態では、一例として、五つに分流されている例を採用している。しかしながら、本開示は、これに限定されない。

このように、電力変換装置１０１は、リブ８６を有しているため、放熱面積を増やすことができる。また、電力変換装置１０１は、リブ８６を有しているため、冷却水の流速を速めることができる。よって、電力変換装置１０１は、平滑コンデンサ４０とリアクトル部３０を効率的に冷却することができる。さらに、電力変換装置１０１は、リブ８６を有しているため、流路形成部８０ａやケースの剛性を向上させることができる。なお、電力変換装置１０１は、電力変換装置１０１と同様の効果を奏することができる。

１０…パワーモジュール、１１…半導体装置、１２…冷却器、１３…加圧部、２０…コンデンサモジュール、２１…フィルタコンデンサ、２２…放電抵抗、２３…第１封止部材、３０…リアクトル部、３１…リアクトル、３２…第２封止部材、４０…平滑コンデンサ、５０…回路基板、６０…ケース、６１，６１ａ…第１収容部、６２，６２ａ…第２収容部、６３…連結部、６４…ケース側固定部、６５…水路用穴部、６６…第１水路入口、６７…第１水路出口、６８…第２水路出口、６９…第２水路入口、７１…第１カバー、７２…第２カバー、８０，８０ａ…流路形成部、８１…水路、８２…水路側固定部、８３…バスバ配置部、８４…第２水路入口、８５…第２水路出口、８６…リブ、８７…貫通穴、９０…バスバ、１００，１０１…電力変換装置、２００…ギアボックス、２０１…雌ねじ、３００…車両フレーム、３１０…固定部、４００…エンジン、５００…サスペンション、６００…車輪、ａ１，ａ３…第１領域、ａ２，ａ４…第２領域、ｂ１…第１ボルト、ｂ２…第２ボルト、ｂ３…第３ボルト

Claims (4)

1. 搭載対象装置に搭載可能に構成された電力変換装置であって、
   電力変換回路の一部である平滑コンデンサ（４０）と、
   前記電力変換回路の一部であるリアクトル（３１）を含むリアクトル部（３０）と、
   前記平滑コンデンサを収容する第１収容部（６１，６１ａ）と、前記リアクトル部を収容する部位であり、搭載方向に対する直交方向において前記第１収容部と間隔を隔てて設けられた第２収容部（６２，６２ａ）とを有するケース（６０）と、
   前記搭載対象装置に搭載された状態で前記搭載対象装置と前記ケースとの間に配置される部位であり、冷媒が流れる冷媒流路（８１）が形成された流路形成部（８０、８０ａ）と、を備え、
   前記ケースは、前記直交方向における中央部が前記搭載対象装置に固定される電力変換装置。
2. 搭載対象装置に搭載可能に構成された電力変換装置であって、
   電力変換回路の一部である平滑コンデンサ（４０）と、
   前記電力変換回路の一部であるリアクトル（３１）を含むリアクトル部（３０）と、
   前記平滑コンデンサを収容する第１収容部（６１，６１ａ）と、前記リアクトル部を収容する部位であり、搭載方向に対する直交方向において前記第１収容部と間隔を隔てて設けられた第２収容部（６２，６２ａ）とを有するケース（６０）と、
   前記搭載対象装置に搭載された状態で前記搭載対象装置と前記ケースとの間に配置される部位であり、冷媒が流れる冷媒流路（８１）が形成された流路形成部（８０、８０ａ）と、を備え、
   前記ケースと前記流路形成部は、ねじ（ｂ３）によって、前記搭載対象装置に固定されるものであり、
   前記流路形成部は、前記ねじが挿入される貫通穴（８７）が形成された補強部材（８６）が、前記冷媒流路内において前記ケースと接した状態で設けられている電力変換装置。
3. 前記ケースと前記流路形成部は、ねじ（ｂ３）によって、前記搭載対象装置に固定されるものであり、
   前記流路形成部は、前記ねじが挿入される貫通穴（８７）が形成された補強部材（８６）が、前記冷媒流路内において前記ケースと接した状態で設けられている請求項１に記載の電力変換装置。
4. さらに、前記ケース内に配置されるものであり、スイッチング素子を含む半導体装置（１１）と、前記半導体装置を冷却する冷却器（１２）とを有したパワーモジュール（１０）を備え、
   前記冷却器と前記冷媒流路との間に、前記電力変換回路を構成する回路部品が配置されている請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電力変換装置。

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