JP7318591B2 - 電力変換装置 - Google Patents

Description

本明細書に記載の開示は、端子台を備える電力変換装置に関するものである。

特許文献１に記載された電力変換装置は冷媒の流れる冷却器と冷却器を収納するケースを有する。

特開２０１９－９７２３７号公報

ケースの側方壁部には交流負荷に電気的に接続される交流コネクタを通すための交流コネクタ接続部が形成されている。冷却器の内部空間から冷媒が漏れると、冷媒が交流コネクタ接続部側に流れる。これによって冷媒が交流コネクタ接続部（開口部）からケースの外側に漏れる虞がある。

そこで本開示の目的は、冷媒が開口部からケースの外側に漏れることの抑制された電力変換装置を提供することである。

本開示の一態様による電力変換装置は、
冷媒が内部空間を流れる冷却器（５００）と、
導電部（７１１～７１７）の内包された端子台（７２０）と、
底部（９２０）と底部から起立した側壁部（９３０）を備え、底部と側壁部によって区画された収納空間に、冷却器と、端子台が収納されるケース（９１０）と、を有し、
側壁部には、側壁部の収納空間側の内面（９３１ａ）と内面の裏側の外面（９３１ｂ）それぞれに開口し、収納空間に収納された導電部と収納空間の外に位置する外部負荷（４００）とを接続するための開口部（９５０）が形成されており、
端子台の少なくとも一部は、内面と外面の並ぶ並び方向において冷却器よりも開口部側に位置し、並び方向に直交する直交方向において開口部の底部から最も離間した側の上端（９５２）と、直交方向において上端よりも底部から離間した冷却器と、の間に位置し、端子台では、上端と冷却器との間に設けられ冷却器側を向いた面が、上端から冷却器に向かうにつれて並び方向で開口部に近付くように傾いている。

これによれば、冷却器（５００）の内部空間から冷媒が漏れたとしても、冷媒が冷却器（５００）から開口部（９５０）側へ向かって流れることが端子台（７２０）によって遮られやすくなっている。冷媒が開口部（９５０）からケース（９１０）の外側に漏れることが抑制されやすくなっている。

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。 電力変換装置の上面図である。 図２に示すＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う断面図である。 図２に示すカバーと基板を除いた電力変換装置の上面図である。 効果を説明するための電力変換装置の断面図である。 変形例を説明するための電力変換装置の断面図である。 変形例を説明するための電力変換装置の断面図である。

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。

また、各実施形態で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ばかりではなく、組み合わせに支障が生じなければ、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に基づいて車載システム１００を説明する。車載システム１００はハイブリッドシステムを構成している。

車載システム１００はバッテリ２００、電力変換装置３００、および、モータ４００を有する。また車載システム１００は図示しないエンジンと動力分配機構を有する。電力変換装置３００にはセンサユニット７００が含まれている。モータ４００は第１ＭＧ４１０と第２ＭＧ４２０を有する。ＭＧはmotor generatorの略である。モータ４００は外部負荷に相当する。なお、センサユニット７００については後で説明する。

さらに車載システム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は協調してハイブリッド自動車を制御している。複数のＥＣＵの協調制御により、バッテリ２００のＳＯＣに応じたモータ４００の力行と発電（回生）、および、エンジンの出力などが制御される。ＳＯＣはstate of chargeの略である。ＥＣＵはelectronic control unitの略である。

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。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。

バッテリ２００のＳＯＣは、上記の電池スタックのＳＯＣに相当する。電池スタックのＳＯＣは複数の二次電池のＳＯＣの総和である。電池スタックのＳＯＣの過充電や過放電は上記の協調制御により回避される。これに対して複数の二次電池それぞれのＳＯＣの過充電や過放電は、複数の二次電池それぞれのＳＯＣを均等化する均等化処理によって回避される。

電力変換装置３００はバッテリ２００と第１ＭＧ４１０との間の電力変換を行う。また電力変換装置３００はバッテリ２００と第２ＭＧ４２０との間の電力変換も行う。電力変換装置３００はバッテリ２００の直流電力を第１ＭＧ４１０と第２ＭＧ４２０の力行に適した電圧レベルの交流電力に変換する。電力変換装置３００は第１ＭＧ４１０と第２ＭＧ４２０の発電によって生成された交流電力をバッテリ２００の充電に適した電圧レベルの直流電力に変換する。電力変換装置３００については後で詳説する。

第１ＭＧ４１０、第２ＭＧ４２０、および、エンジンそれぞれは動力分配機構に連結されている。第１ＭＧ４１０はエンジンから供給される回転エネルギーによって発電する。この発電によって発生した交流電力は、電力変換装置３００によって直流電力に変換されるとともに降圧される。この直流電力がバッテリ２００に供給される。また直流電力はハイブリッド自動車に搭載された各種電気負荷にも供給される。

第２ＭＧ４２０はハイブリッド自動車の出力軸に連結されている。第２ＭＧ４２０の回転エネルギーは出力軸を介して走行輪に伝達される。逆に、走行輪の回転エネルギーは出力軸を介して第２ＭＧ４２０に伝達される。

第２ＭＧ４２０は電力変換装置３００から供給される交流電力によって力行する。この力行によって発生した回転エネルギーは、動力分配機構によってエンジンや走行輪に分配される。これによりクランクシャフトのクランキングや走行輪への推進力の付与が成される。また第２ＭＧ４２０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。この回生によって発生した交流電力は、電力変換装置３００によって直流電力に変換されるとともに降圧される。この直流電力がバッテリ２００や各種電気負荷に供給される。

＜電力変換装置の回路構成＞
次に電力変換装置３００を説明する。図１に示すように電力変換装置３００は電力変換回路の構成要素としてコンバータ３１０とインバータ３２０を備えている。コンバータ３１０は直流電力の電圧レベルを昇降圧する機能を果たす。インバータ３２０は直流電力を交流電力に変換する機能を果たす。インバータ３２０は交流電力を直流電力に変換する機能を果たす。

コンバータ３１０はバッテリ２００の直流電力を第１ＭＧ４１０と第２ＭＧ４２０のトルク生成に適した電圧レベルに昇圧する。インバータ３２０はこの直流電力を交流電力に変換する。この交流電力が第１ＭＧ４１０と第２ＭＧ４２０に供給される。またインバータ３２０は第１ＭＧ４１０と第２ＭＧ４２０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３１０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。

図１に示すようにコンバータ３１０は第１バスバ３０１と第２バスバ３０２を介してバッテリ２００と電気的に接続されている。コンバータ３１０は第３バスバ３０３と第４バスバ３０４を介してインバータ３２０と電気的に接続されている。

＜コンバータ＞
コンバータ３１０は電気素子として、第１コンデンサ３１１、Ａ相スイッチモジュール３１２、Ｂ相スイッチモジュール３１３、および、リアクトル３１４を有する。

図１に示すように第１バスバ３０１の一端がバッテリ２００の正極に接続されている。第２バスバ３０２の一端がバッテリ２００の負極に接続されている。この第１バスバ３０１に第１コンデンサ３１１の有する２つの電極のうちの一方が接続されている。第２バスバ３０２に第１コンデンサ３１１の有する２つの電極のうちの他方が接続されている。

リアクトル３１４の一端が第１バスバ３０１の他端に接続されている。また図１に示すようにリアクトル３１４の他端が第１連結バスバ７１１の一端に接続されている。なお、第１連結バスバ７１１は他端側で第１連結部７１１ａと第２連結部７１１ｂに分岐されている。リアクトル３１４の他端が第１連結部７１１ａを介してＡ相スイッチモジュール３１２に接続されている。リアクトル３１４の他端が第２連結部７１１ｂを介してＢ相スイッチモジュール３１３に接続されている。

これによりリアクトル３１４と第１連結バスバ７１１を介してバッテリ２００の正極とＡ相スイッチモジュール３１２が電気的に接続されている。リアクトル３１４と第１連結バスバ７１１を介してバッテリ２００の正極とＢ相スイッチモジュール３１３が電気的に接続されている。

また図１に示すようにＡ相スイッチモジュール３１２とＢ相スイッチモジュール３１３とが第３バスバ３０３と第４バスバ３０４の間で並列接続されている。第２バスバ３０２の他端に第４バスバ３０４の一端が電気的および機械的に接続されている。なお、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。

Ａ相スイッチモジュール３１２とＢ相スイッチモジュール３１３はハイサイドスイッチ３３１とローサイドスイッチ３３２を有する。またＡ相スイッチモジュール３１２とＢ相スイッチモジュール３１３それぞれはハイサイドダイオード３３１ａとローサイドダイオード３３２ａを有する。これら半導体素子は封止樹脂３３０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３３１とローサイドスイッチ３３２としてｎチャネル型のＩＧＢＴを採用している。これらハイサイドスイッチ３３１とローサイドスイッチ３３２それぞれのコレクタ電極、エミッタ電極、および、ゲート電極それぞれに接続された端子の先端が上記の封止樹脂３３０の外に露出されている。

図１に示すようにハイサイドスイッチ３３１のエミッタ電極とローサイドスイッチ３３２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３３１とローサイドスイッチ３３２とが直列接続されている。

また、ハイサイドスイッチ３３１のコレクタ電極にハイサイドダイオード３３１ａのカソード電極が接続されている。ハイサイドスイッチ３３１のエミッタ電極にハイサイドダイオード３３１ａ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３３１にハイサイドダイオード３３１ａ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３３２のコレクタ電極にローサイドダイオード３３２ａのカソード電極が接続されている。ローサイドスイッチ３３２のエミッタ電極にローサイドダイオード３３２ａ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３３２にローサイドダイオード３３２ａが逆並列接続されている。

上記したようにハイサイドスイッチ３３１とローサイドスイッチ３３２は封止樹脂３３０によって被覆保護されている。この封止樹脂３３０から、ハイサイドスイッチ３３１のコレクタ電極とゲート電極、ハイサイドスイッチ３３１とローサイドスイッチ３３２との間の中点、ローサイドスイッチ３３２のエミッタ電極とゲート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。以下においてはこれら端子を、コレクタ端子３３０ａ、中点端子３３０ｃ、エミッタ端子３３０ｂ、および、ゲート端子３３０ｄと示す。

このコレクタ端子３３０ａが第３バスバ３０３に接続される。エミッタ端子３３０ｂが第４バスバ３０４に接続される。これによりハイサイドスイッチ３３１とローサイドスイッチ３３２とが第３バスバ３０３から第４バスバ３０４へ向かって順に直列接続されている。

またＡ相スイッチモジュール３１２の中点端子３３０ｃが第１連結バスバ７１１の第１連結部７１１ａに接続されている。Ｂ相スイッチモジュール３１３の中点端子３３０ｃが第１連結バスバ７１１の第２連結部７１１ｂに接続されている。

以上により、Ａ相スイッチモジュール３１２の備える２つのスイッチの中点には、第１バスバ３０１、リアクトル３１４、および、第１連結バスバ７１１を介してバッテリ２００の直流電力が供給される。Ｂ相スイッチモジュール３１３の備える２つのスイッチの中点には、第１バスバ３０１、リアクトル３１４、および、第２連結バスバ７１２を介してバッテリ２００の直流電力が供給される。

Ａ相スイッチモジュール３１２とＢ相スイッチモジュール３１３のハイサイドスイッチ３３１のコレクタ電極には、インバータ３２０によって直流電力に変換されたモータ４００の交流電力が供給される。この直流電力に変換されたモータ４００の交流電力が、ハイサイドスイッチ３３１、第１連結バスバ７１１、リアクトル３１４、および、第１バスバ３０１を介してバッテリ２００に供給される。このように第１連結バスバ７１１にはバッテリ２００を入出力する直流電力が流れる。

ハイサイドスイッチ３３１とローサイドスイッチ３３２それぞれのゲート端子３３０ｄはゲートドライバに接続されている。ＭＧＥＣＵ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３３０ｄに出力する。これによりハイサイドスイッチ３３１とローサイドスイッチ３３２はＭＧＥＣＵによって開閉制御される。この結果、コンバータ３１０に入力される直流電力の電圧レベルが昇降圧される。

ＭＧＥＣＵは制御信号としてパルス信号を生成している。ＭＧＥＣＵはこのパルス信号のオンデューティ比と周波数を調整することで直流電力の昇降圧レベルを調整している。この昇降圧レベルはモータ４００の目標トルクとバッテリ２００のＳＯＣに応じて決定される。

バッテリ２００の直流電力を昇圧する場合、ＭＧＥＣＵはハイサイドスイッチ３３１とローサイドスイッチ３３２それぞれを交互に開閉する。これとは反対にインバータ３２０から供給された直流電力を降圧する場合、ＭＧＥＣＵはローサイドスイッチ３３２に出力する制御信号をローレベルに固定する。それとともにＭＧＥＣＵはハイサイドスイッチ３３１に出力する制御信号をハイレベルとローレベルに順次切り換える。

＜インバータ＞
インバータ３２０は電気素子として、第２コンデンサ３２１、および、第１Ｕ相スイッチモジュール３２２～第２Ｗ相スイッチモジュール３２７を有する。

第２コンデンサ３２１の有する２つの電極のうちの一方が第３バスバ３０３に接続されている。第２コンデンサ３２１の有する２つの電極のうちの他方が第４バスバ３０４に接続されている。第２コンデンサ３２１、および、第１Ｕ相スイッチモジュール３２２～第２Ｗ相スイッチモジュール３２７それぞれは第３バスバ３０３と第４バスバ３０４との間で並列接続されている。

第１Ｕ相スイッチモジュール３２２～第２Ｗ相スイッチモジュール３２７それぞれは、Ａ相スイッチモジュール３１２およびＢ相スイッチモジュール３１３と同等の構成要素を有する。すなわち第１Ｕ相スイッチモジュール３２２～第２Ｗ相スイッチモジュール３２７それぞれは、ハイサイドスイッチ３３１、ローサイドスイッチ３３２、ハイサイドダイオード３３１ａ、ローサイドダイオード３３２ａ、および、封止樹脂３３０を有する。またこれら第１Ｕ相スイッチモジュール３２２～第２Ｗ相スイッチモジュール３２７それぞれはコレクタ端子３３０ａ、エミッタ端子３３０ｂ、中点端子３３０ｃ、および、ゲート端子３３０ｄを有する。

これら第１Ｕ相スイッチモジュール３２２～第２Ｗ相スイッチモジュール３２７それぞれのコレクタ端子３３０ａは第３バスバ３０３に接続されている。エミッタ端子３３０ｂは第４バスバ３０４に接続されている。

そして第１Ｕ相スイッチモジュール３２２の中点端子３３０ｃが第２連結バスバ７１２を介して第１ＭＧ４１０の第１Ｕ相ステータコイルに接続されている。第１Ｖ相スイッチモジュール３２３の中点端子３３０ｃが第３連結バスバ７１３を介して第１ＭＧ４１０の第１Ｖ相ステータコイルに接続されている。第１Ｗ相スイッチモジュール３２４の中点端子３３０ｃが第４連結バスバ７１４を介して第１ＭＧ４１０の第１Ｗ相ステータコイルに接続されている。

同様にして、第２Ｕ相スイッチモジュール３２５の中点端子３３０ｃが第５連結バスバ７１５を介して第２ＭＧ４２０の第２Ｕ相ステータコイルに接続されている。第２Ｖ相スイッチモジュール３２６の中点端子３３０ｃが第６連結バスバ７１６を介して第２ＭＧ４２０の第２Ｖ相ステータコイルに接続されている。第２Ｗ相スイッチモジュール３２７の中点端子３３０ｃが第７連結バスバ７１７を介して第２ＭＧ４２０の第２Ｗ相ステータコイルに接続されている。

これら第１Ｕ相スイッチモジュール３２２～第２Ｗ相スイッチモジュール３２７それぞれのゲート端子３３０ｄはゲートドライバに接続されている。第１ＭＧ４１０と第２ＭＧ４２０それぞれを力行する場合、ＭＧＥＣＵの制御信号の出力によって第１Ｕ相スイッチモジュール３２２～第２Ｗ相スイッチモジュール３２７の備えるハイサイドスイッチ３３１とローサイドスイッチ３３２それぞれがＰＷＭ制御される。これによりインバータ３２０で３相交流が生成される。

第１ＭＧ４１０と第２ＭＧ４２０それぞれが発電（回生）する場合、ＭＧＥＣＵ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第１Ｕ相スイッチモジュール３２２～第２Ｗ相スイッチモジュール３２７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。

以上に示した第１ＭＧ４１０および第２ＭＧ４２０それぞれに入出力する交流電力が、第１ＭＧ４１０および第２ＭＧ４２０それぞれとインバータ３２０とを接続する第２連結バスバ７１２～第７連結バスバ７１７を流れる。

なお、Ａ相スイッチモジュール３１２、Ｂ相スイッチモジュール３１３、および、第１Ｕ相スイッチモジュール３２２～第２Ｗ相スイッチモジュール３２７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ない。これらは例えばＭＯＳＦＥＴを採用することもできる。以下Ａ相スイッチモジュール３１２、Ｂ相スイッチモジュール３１３、および、第１Ｕ相スイッチモジュール３２２～第２Ｗ相スイッチモジュール３２７を総称して適宜、スイッチモジュール３１８と示す。なおスイッチモジュール３１８は図１～図７において図示されない。

これらスイッチモジュール３１８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。

＜電力変換装置の機械的構成＞
次に、電力変換装置３００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、および、ｚ方向とする。ｘ方向が並び方向に相当する。ｚ方向が直交方向に相当する。

電力変換装置３００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～図４に示すコンデンサケース３４０、リアクトルケース３５０、冷却器５００、センサユニット７００、基板８００、バネ体８１０、および、ハウジング９００を有する。

コンデンサケース３４０とリアクトルケース３５０それぞれは絶縁性の樹脂材料から成る。コンデンサケース３４０に第１コンデンサ３１１と第２コンデンサ３２１が収納されている。リアクトルケース３５０にリアクトル３１４が収納されている。なお、コンデンサケース３４０とリアクトルケース３５０それぞれは樹脂材料でなくてもよい。

冷却器５００は供給管５１０、排出管５２０、および、複数の中継管５３０を有する。供給管５１０と排出管５２０は複数の中継管５３０を介して連結されている。供給管５１０、排出管５２０、および複数の中継管５３０それぞれには内部に空間が形成されている。これら供給管５１０、排出管５２０、および複数の中継管５３０それぞれの内部空間に冷媒が流されている。供給管５１０と排出管５２０は冷却管に相当する。

供給管５１０と排出管５２０それぞれはｙ方向に延びている。供給管５１０と排出管５２０はｘ方向に離間して並んでいる。複数の中継管５３０それぞれは供給管５１０から排出管５２０に向かってｘ方向に沿って延びている。

複数の中継管５３０それぞれのｘ方向の端側に位置する端側部位５３２に供給管５１０と排出管５２０とが溶接される。複数の中継管５３０の中央側の中央部位５３１がｘ方向に離間して並んでいる。

図４に示すように隣合う２つの中継管５３０の中央部位５３１の間に空隙が構成されている。冷却器５００には計８個の空隙が構成されている。これら８個の空隙それぞれに、Ａ相、Ｂ相、第１Ｕ相～第２Ｗ相のスイッチモジュール３１８が個別に設けられている。冷却器５００はこれら複数のスイッチモジュール３１８を冷却する機能を果たしている。冷却器５００に複数のスイッチモジュール３１８が収納されることで、パワーモジュール５４０が構成されている。

なお、本実施例では供給管５１０が後述の第１壁部９３１側に位置し、排出管５２０が後述の第３壁部９３３側に位置する形態を示したが、その位置関係が逆であってもよい。

センサユニット７００は端子台７２０、複数の電流センサ７３０、複数の検出端子７４０、および、第１連結バスバ７１１～第７連結バスバ７１７を有する。端子台７２０は絶縁性の樹脂部材等から形成されている。この端子台７２０に第１連結バスバ７１１～第７連結バスバ７１７の一部、複数の電流センサ７３０、および、複数の検出端子７４０の一部が内包されている。第１連結バスバ７１１～第７連結バスバ７１７は導電部に相当する。以下、第１連結バスバ７１１～第７連結バスバ７１７を総称して適宜、連結バスバ７１８と示す。なお連結バスバ７１８は図１～図７において図示されない。

複数の連結バスバ７１８それぞれは一部が端子台７２０に内包され、残りの端側の端部が端子台７２０から露出されている。端子台７２０に内包された複数の連結バスバ７１８それぞれの一部は図２～図７において省略されている。

複数の連結バスバ７１８の端部のうちの一端が端子接続部位７１８ａとして端子台７２０から露出されている。複数の連結バスバ７１８の端部のうちの他端が外部接続部位７１８ｂとして端子台７２０から露出されている。端子接続部位７１８ａは８相のスイッチモジュール３１８それぞれの中点端子３３０ｃに接続されている。外部接続部位７１８ｂはモータ４００に接続される導電性のコネクタやリアクトル３１４などに接続されている。

複数の連結バスバ７１８それぞれには、自身に流れる電流を検出する電流センサ７３０が設けられている。そしてこれら複数の電流センサ７３０それぞれに導電性の検出端子７４０が接続されている。これら複数の検出端子７４０における電流センサ７３０に接続される側が端子台７２０に内包されている。これら複数の検出端子７４０における電流センサ７３０に接続される側とは逆側が端子台７２０から露出されている。

ハウジング９００はケース９１０とカバー９６０を有する。ケース９１０は底部９２０と、側壁部９３０と、第１締結部９４０と、を有する。底部９２０はｚ方向に厚さの薄い扁平形状を成している。側壁部９３０は底部９２０の内底面９２０ａからｚ方向に環状に起立している。第１締結部９４０は側壁部９３０の底部９２０から離間した側の先端に接続されている。第１締結部９４０はこの先端からｚ方向に直交する方向に向かって延びている。これによってケース９１０には底部９２０と側壁部９３０によって第１締結部９４０側に開口する収納空間が区画されている。なお、底部９２０と側壁部９３０は一体でなく別体でもよい。

側壁部９３０はｘ方向に互いに離間して対向する第１壁部９３１と第３壁部９３３、および、ｙ方向で互いに離間して対向する第２壁部９３２と第４壁部９３４を有する。第１壁部９３１、第２壁部９３２、第３壁部９３３、第４壁部９３４はｚ方向のまわりの周方向に環状に連結されている。

これら４つの壁部のうちの一つの第１壁部９３１に収納空間側の内面９３１ａとその裏側の外面９３１ｂをｘ方向に貫通する貫通孔９５０が形成されている。貫通孔９５０における最も底部９２０側の下端９５１は底部９２０よりも第１締結部９４０側に位置している。貫通孔９５０における最も底部９２０から離間した側の上端９５２は第１締結部９４０よりも底部９２０側に位置している。貫通孔９５０は開口部に相当する。

カバー９６０はｚ方向の厚さの薄い上部９７０と、周壁部９８０と、第２締結部９９０と、を有する。周壁部９８０は上部９７０の上内面９７０ａからｚ方向に環状に起立している。第２締結部９９０は周壁部９８０の上部９７０から離間した側の先端に接続されている。第２締結部９９０はこの先端からｚ方向に直交する方向に向かって延びている。そのために第２締結部９９０は環状形状を成している。

カバー９６０はケース９１０の開口側に位置している。上部９７０が底部９２０とｚ方向に離間して対向している。第２締結部９９０が第１締結部９４０とｚ方向で対向する態様で接触している。第２締結部９９０は第１締結部９４０に図示しないボルト等を介して機械的に接続されている。そのためにケース９１０の収納空間がカバー９６０によって閉塞されている。

この収納空間にコンデンサケース３４０、リアクトルケース３５０、パワーモジュール５４０、センサユニット７００、基板８００、バネ体８１０、および、第１連結バスバ７１１～第７連結バスバ７１７が収納されている。バネ体８１０はｙ方向に厚さの薄い弾性部材である。

＜収納形態＞
以下に各構成要素のハウジング９００内における収納形態について説明する。図２～図４に示すように、ｘ方向においてセンサユニット７００は第１壁部９３１側に位置している。コンデンサケース３４０はｘ方向で第３壁部９３３側に位置している。リアクトルケース３５０はｘ方向でセンサユニット７００とコンデンサケース３４０の間に位置している。

ｚ方向において、リアクトルケース３５０は底部９２０側に位置している。基板８００はｚ方向で上部９７０側に位置している。パワーモジュール５４０はｚ方向でリアクトルケース３５０と基板８００の間に位置している。

パワーモジュール５４０は第１壁部９３１からｘ方向で離間している。ｘ方向におけるパワーモジュール５４０と第１壁部９３１との間にセンサユニット７００の備える端子台７２０の一部が位置している。

またパワーモジュール５４０はｙ方向において第２壁部９３２側に位置している。パワーモジュール５４０の第４壁部９３４側にバネ体８１０が設けられている。

底部９２０にはｚ方向に突出した複数の保持部９２１が設けられている。複数の保持部９２１はバネ体８１０よりもｙ方向で第４壁部９３４側に位置している。バネ体８１０はパワーモジュール５４０と複数の保持部９２１の間に設けられている。なお、保持部９２１は底部９２０と一体でも別体でもよい。

第２壁部９３２には第２壁部９３２から第４壁部９３４へ向かって突出する凸部９３５が形成されている。この凸部９３５に向かうバネ体８１０の不勢力がパワーモジュール５４０に付与される。この付勢力によってパワーモジュール５４０が凸部９３５に押し当てられている。

これまでに説明したように隣合う２つの中央部位５３１の間には封止樹脂３３０に封止されたスイッチモジュール３１８が個別に収納されている。パワーモジュール５４０が凸部９３５に押し当てられると、中央部位５３１と封止樹脂３３０との接触面積が増大される。そのために８相のスイッチモジュール３１８それぞれで発生した熱が中央部位５３１を介して積極的に冷媒に放熱可能になっている。

これまでに説明したように封止樹脂３３０からコレクタ端子３３０ａ、エミッタ端子３３０ｂ、中点端子３３０ｃ、および、ゲート端子３３０ｄそれぞれの先端が露出されている。これら４つの端子のうち、コレクタ端子３３０ａ、エミッタ端子３３０ｂ、および、中点端子３３０ｃそれぞれが底部９２０側に向かってｚ方向に延びている。

中点端子３３０ｃが第１連結バスバ７１１～第７連結バスバ７１７それぞれと溶接などによって接続されている。図示しないがコレクタ端子３３０ａが第３バスバ３０３に溶接などによって接続されている。図示しないがエミッタ端子３３０ｂが第４バスバ３０４に溶接などによって接続されている。

ゲート端子３３０ｄはこれら３つの端子とは逆向きに上部９７０側へ向かってｚ方向に延びている。また端子台７２０から露出した検出端子７４０の先端が上部９７０側へ向かってｚ方向に延びている。ゲート端子３３０ｄと検出端子７４０それぞれが上部９７０側に位置する基板８００にはんだなどによって接続されている。

基板８００はｚ方向に厚さの薄い扁平形状を成している。基板８００にはゲートドライバとＭＧＥＣＵが搭載されている。また基板８００にはｚ方向に開口する複数のスルーホールが形成されている。このスルーホールに基板８００側へ延びたゲート端子３３０ｄと検出端子７４０の先端が挿入されている。スルーホールに挿入されたゲート端子３３０ｄはゲートドライバに接続されている。スルーホールに挿入された検出端子７４０はＭＧＥＣＵに接続されている。

＜センサユニットの機械的構成＞
センサユニット７００の備える端子台７２０は第１支持部７２１、第２支持部７２２、および、複数の突出部７２４を有する。

第１支持部７２１はｙ方向に延びる略直方体形状を成している。第１支持部７２１は複数の連結バスバ７１８の一部と複数の電流センサ７３０を内包している。複数の電流センサ７３０は複数の連結バスバ７１８それぞれに対向配置されている。

図３に示すように第１支持部７２１から複数の連結バスバ７１８それぞれの端子接続部位７１８ａと外部接続部位７１８ｂが露出されている。端子接続部位７１８ａは第１支持部７２１からｘ方向に第３壁部９３３側へ向かって延びている。端子接続部位７１８ａはスイッチモジュール３１８の中点端子３３０ｃに接続されている。

外部接続部位７１８ｂは第１支持部７２１の第１壁部９３１側の部位から露出されている。外部接続部位７１８ｂは第１壁部９３１に形成された貫通孔９５０とｘ方向で対向して並んでいる。

図４に示すように複数の連結バスバ７１８それぞれの備える外部接続部位７１８ｂはｙ方向に離間して並んでいる。複数の外部接続部位７１８ｂが貫通孔９５０を介して外部に露出されている。この貫通孔９５０にモータ４００に接続される導電性のコネクタ等が通される。複数の外部接続部位７１８ｂとモータ４００とが導電性のコネクタ等を介して電気的および機械的に接続される。

第２支持部７２２は第１支持部７２１における上部９７０側の第１支持面７２１ａに連結されている。第２支持部７２２は第１支持面７２１ａ側から上部９７０側に向かって延びている。第２支持部７２２のｘ方向の長さは、第１支持面７２１ａ側から自身の上部９７０側の第２支持面７２２ａに向かうにつれて短くなっている。第２支持部７２２の第３壁部９３３側の面における第２支持面７２２ａ側の端が、第２支持部７２２の第３壁部９３３側の面における第１支持面７２１ａ側の端よりも第１壁部９３１側に位置している。

複数の突出部７２４は第２支持部７２２の第２支持面７２２ａに連結されている。複数の突出部７２４は第２支持面７２２ａから上部９７０に向かって延びている。複数の突出部７２４はｘ方向に厚さの薄い扁平形状を成し、ｙ方向に離間して並んでいる。なお、これら複数の突出部７２４の形状はｘ方向に厚さの薄い扁平形状でなくてもよい。

複数の突出部７２４に複数の検出端子７４０の一部が内包されている。これら複数の検出端子７４０の一部が電流センサ７３０に電気的に接続されている。また複数の突出部７２４から複数の検出端子７４０の残りが露出されている。複数の突出部７２４から露出された複数の検出端子７４０は基板８００へ向かって延び、ＭＧＥＣＵに接続されている。

なお、複数の連結バスバ７１８は第２支持部７２２に内包されていてもよい。電流センサ７３０は第２支持部７２２や突出部７２４に内包されていてもよい。複数の検出端子７４０の一部が第１支持部７２１や第２支持部７２２に内包されていてもよい。図３においては第１支持部７２１と第２支持部７２２との境界を破線で示している。第２支持部７２２と突出部７２４との境界を一点鎖線で示している。以下、第１支持部７２１と第２支持部７２２を総称して適宜、支持部７２３と示す。

＜センサユニットと周辺構成要素との位置関係＞
これまでに説明したようにパワーモジュール５４０と第１壁部９３１との間にセンサユニット７００の備える端子台７２０の一部が位置している。具体的に言えば支持部７２３における第１壁部９３１側の部位と突出部７２４それぞれが冷却器５００よりもｘ方向で第１壁部９３１側に位置している。さらにこの第１壁部９３１側の支持部７２３の一部は、ｚ方向において貫通孔９５０の上端９５２と、冷却器５００の間に位置している。

図３に示すように突出部７２４は冷却器５００における供給管５１０と中継管５３０との連結部位５３３とｘ方向で離間して対向している。さらにｚ方向において突出部７２４の第１支持面７２１ａから離間した側の先端が、連結部位５３３の底部９２０から最も離れた側の最上部位５３４よりも底部９２０から離間している。

また図４に示すようにこれら複数の突出部７２４は供給管５１０および中継管５３０と一部がｘ方向で対向する態様で並んでいる。複数の突出部７２４は中継管５３０に少なくとも一部がｘ方向で対向して並んでいればよい。

＜冷却器に生じるストレス＞
パワーモジュール５４０が凸部９３５に押し当てられると、中継管５３０における中央部位５３１がｙ方向で凸部９３５側へ変形する。中央部位５３１がｙ方向に変形すると、それに伴って端側部位５３２もｙ方向に変形する。

しかしながら中央部位５３１と端側部位５３２とのｙ方向の変形量には差が生じている。中央部位５３１のｙ方向の変形量は、端側部位５３２のｙ方向の変形量よりも大きくなっている。その結果、端側部位５３２に位置する、供給管５１０および排出管５２０と端側部位５３２とが溶接によって連結された部位にストレスが生じやすくなっている。特に以下、供給管５１０と端側部位５３２とが溶接によって連結された部位を連結部位５３３と示す。

＜作用効果＞
支持部７２３における第１壁部９３１側の部位が冷却器５００よりもｘ方向で貫通孔９５０側に位置している。この第１壁部９３１側の支持部７２３の一部はｚ方向で貫通孔９５０の上端９５２と冷却器５００の間に位置している。これによって図５に示すように支持部７２３の一部が冷却器５００と貫通孔９５０の間の領域を一部分断する態様で介在される。

そのために冷却器５００から冷媒が貫通孔９５０に向かって漏れ流れたとしても、冷媒が冷却器５００から貫通孔９５０側へ向かって流れることが遮られやすくなっている。冷媒が貫通孔９５０からケース９１０の外側に漏れることが抑制されやすくなっている。

これまでに説明したように第２支持部７２２の第３壁部９３３側の面における第２支持面７２２ａ側の端が、第２支持部７２２の第３壁部９３３側の面における第１支持面７２１ａ側の端よりも第１壁部９３１側に位置している。

これによって冷却器５００から冷媒が漏れたとしても、第２支持部７２２の第３壁部９３３側の面によって冷媒が貫通孔９５０から遠ざかる方向へ流されやすくなっている。冷媒が冷却器５００から貫通孔９５０側へ向かって流れることが遮られやすくなっている。

突出部７２４は連結部位５３３とｘ方向で離間して対向している。

これによって連結部位５３３から冷媒が貫通孔９５０に向かって漏れ流れたとしても、突出部７２４によって冷媒が貫通孔９５０側へ向かって流れることが遮られやすくなっている。

さらに突出部７２４の第１支持面７２１ａから離間した側の先端が、連結部位５３３の底部９２０から最も離れた側の最上部位５３４よりも底部９２０から離間している。

これによって連結部位５３３から冷媒が上部９７０側に漏れ流れたとしても、突出部７２４によって冷媒が連結部位５３３から貫通孔９５０側へ向かって流れることが遮られやすくなっている。

なお、上記の効果は冷媒が連結部位５３３から漏れ流れた場合だけでなく、供給管５１０から冷媒が貫通孔９５０側へ漏れ流れたとしても同様の効果を奏し得る。

これまでに説明したように貫通孔９５０における最も底部９２０側の下端９５１は底部９２０からｚ方向に離間している。

これによって冷却器５００から底部９２０側に冷媒が漏れ流れたとしても、第１壁部９３１における底部９２０と下端９５１とを連結する部位によって、冷媒が貫通孔９５０からケース９１０の外側へ漏れることが抑制されやすくなっている。

以上、本開示の好ましい実施形態について説明したが、本開示は上記した実施形態になんら制限されることなく、本開示の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

（第１の変形例）
図６に示すように端子台７２０は突出部７２４を有していなくてもよい。その場合、第１壁部９３１側の支持部７２３の一部はｚ方向において貫通孔９５０の上端９５２と冷却器５００の間に位置していればよい。なお、検出端子７４０の一部は支持部７２３に内包され、残りが支持部７２３から露出されていればよい。貫通孔９５０の上端９５２と冷却器５００の間に位置する第１壁部９３１側の支持部７２３の一部によって、冷媒が冷却器５００から貫通孔９５０側へ向かって流れることが遮られやすくなっている。

（第２の変形例）
図７に示すようにｚ方向において突出部７２４の第１支持面７２１ａから離間した側の先端が、連結部位５３３の底部９２０から最も離れた側の最上部位５３４よりも底部９２０から離間していなくてもよい。突出部７２４は連結部位５３３とｘ方向で対向してればよい。突出部７２４によって冷媒が連結部位５３３から貫通孔９５０側へ向かって流れることが遮られやすくなっている。

（その他の変形例）
各実施形態ではセンサユニット７００を含む電力変換装置３００がハイブリッドシステムを構成する車載システム１００に適用される例を示した。しかしながら電力変換装置３００の適用としては特に上記例に限定されない。例えば電気自動車の車載システム１００に電力変換装置３００が適用された構成を採用することもできる。

４００…モータ、５００…冷却器、５１０…供給管、５２０…排出管、５３０…中継管、５３３…連結部位、５３４…最上部位、７１１…第１連結バスバ、７１２…第２連結バスバ、７１３…第３連結バスバ、７１４…第４連結バスバ、７１５…第５連結バスバ、７１６…第６連結バスバ、７１７…第７連結バスバ、７２０…端子台、７２４…突出部、９１０…ケース、９２０…底部、９３０…側壁部、９３１ａ…内面、９３１ｂ…外面、９５０…貫通孔、９５１…下端、９５２…上端

Claims (4)

1. 冷媒が内部空間を流れる冷却器（５００）と、
   導電部（７１１～７１７）の内包された端子台（７２０）と、
   底部（９２０）と前記底部から起立した側壁部（９３０）を備え、前記底部と前記側壁部によって区画された収納空間に、前記冷却器と、前記端子台が収納されるケース（９１０）と、を有し、
   前記側壁部には、前記側壁部の前記収納空間側の内面（９３１ａ）と前記内面の裏側の外面（９３１ｂ）それぞれに開口し、前記収納空間に収納された前記導電部と前記収納空間の外に位置する外部負荷（４００）とを接続するための開口部（９５０）が形成されており、
   前記端子台の少なくとも一部は、前記内面と前記外面の並ぶ並び方向において前記冷却器よりも前記開口部側に位置し、前記並び方向に直交する直交方向において前記開口部の前記底部から最も離間した側の上端（９５２）と、前記直交方向において前記上端よりも前記底部から離間した前記冷却器と、の間に位置し、
   前記端子台では、前記上端と前記冷却器との間に設けられ前記冷却器側を向いた面が、前記上端から前記冷却器に向かうにつれて前記並び方向で前記開口部に近付くように傾いている電力変換装置。
2. 前記冷却器は複数の冷却管（５１０，５２０）とこれらを接続する複数の中継管（５３０）を有し、
   前記端子台は前記直交方向において前記底部から離れる態様で突出する突出部（７２４）を有し、
   前記突出部が前記冷却器における前記冷却管と前記中継管との連結部位（５３３）と前記並び方向で対向している請求項１に記載の電力変換装置。
3. 前記突出部の前記底部から離間した側の先端が、前記連結部位における最も前記底部から離間した側の最上部位（５３４）よりも前記底部から離間している請求項２に記載の電力変換装置。
4. 前記開口部の前記上端と前記直交方向で最も離間した前記底部側の下端（９５１）が前記底部から前記直交方向で離間している請求項１～３のいずれか１項に記載の電力変換装置。

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