JP7379958B2 - 電力変換装置 - Google Patents

Description

この明細書による開示は、電力変換装置に関する。

直流電力と交流電力との間で電力変換を行う電力変換装置として、発熱部品と、発熱部品を搭載するケースとを有するものが知られている（下記特許文献１参照）。

ケースは、外郭をなす外壁部と、外壁部の内側に形成された隔壁部とを備える。ケース内は隔壁部によって第１空間と第２空間とに区画される。第１空間には発熱部品が収容され、第２空間には発熱部品を冷却する冷媒が流れる。第２空間内には、仕切壁が形成されている。仕切壁によって、第２空間は、導入側部分と導出側部分とに分けられている。

ケースの同一壁部には、第２空間の導入側部分に冷媒を導入するためのコンバータ用導入管と、導出側部分から冷媒を排出するためのコンバータ用導出管とが取り付けられている。背景技術の説明における便宜上、ケース及び仕切壁が構成する冷媒の流路を、ターン流路と呼称する。ターン流路は略Ｕ字形状である。

電力変換装置の省スペース化を考えると、隔壁部のコンバータ用導入管とコンバータ用導出管とが、ケースの異なる壁部に設けられる場合と、同一壁部に設けられる場合とでは、後者のほうがより省スペース化を図ることができる。また、コンバータ用導入管とコンバータ用導出管とが同一壁部に配置されていることから、第２空間内にはターン流路が形成されている。

ここで、発熱部品の端までターン流路を伸ばす場合を考えると、発熱部品の端までターン流路が伸びていない場合に比べて、発熱部品から第２空間内を流れる冷媒への放熱経路が増える。そのため、放熱がされやすくなり、発熱部品の冷却効率が向上する。

特開２０１６－１００９１３号公報

しかしながら、発熱部品の端までターン流路を伸ばすと、第２空間内を流れる冷媒の流れる流路長が長くなるため、冷媒圧損の増加を招いている。

本開示は、かかる背景に鑑みてなされたもので、冷媒圧損を低減しつつ、発熱部品を効果的に冷却できる電力変換装置を提供しようとするものである。

本開示の第１の態様は、第１発熱部品と、第１発熱部品を冷却する冷却部と、を有し、冷却部は、冷媒を流通させる冷媒流路を内部に備えており、冷却部は、冷媒流入口と、冷媒流出口と、を有しており、
冷媒流路は、冷媒流入口から冷媒が流入する冷媒流入部と、冷媒流出口へと冷媒が流出する冷媒流出部と、冷媒流入部から冷媒流出部へとターンするターン流路部と、を有し、
ターン流路部は、冷媒流入部と、冷媒流出部と、をつないでおり、
冷媒流入部、及び冷媒流出部は、冷却部の壁部から冷媒流路の内部へと延出する仕切部によって仕切られており、
仕切部は、第１発熱部品を、冷却部に対して投影した範囲内において、冷媒流入部から冷媒流出部へと冷媒を流通させる第１副流路部を有し、
さらに、第１発熱部品とは異なる第３発熱部品（６ｂ）を有し、
第３発熱部品は冷却部に隣接しており、
仕切部は、第３発熱部品を、冷却部に対して投影した範囲内において、冷媒流入部から冷媒流出部へと冷媒を流通させる第２副流路部（１９）を有し、
第１発熱部品の発熱量は第３発熱部品の発熱量よりも大きく、
第１副流路部の流路容積は第２副流路部の流路容積よりも大きい、電力変換装置にある。
本開示の第２の態様は、第１発熱部品（６ａ）と、第１発熱部品を冷却する冷却部（９）と、を有し、
冷却部は、冷媒を流通させる冷媒流路（１０）を内部に備えており、
冷却部は、冷媒流入口（１１）と、冷媒流出口（１２）と、を有しており、
冷媒流路は、
冷媒流入口から冷媒が流入する冷媒流入部（１４）と、
冷媒流出口へと冷媒が流出する冷媒流出部（１５）と、
冷媒流入部から冷媒流出部へとターンするターン流路部（１６）と、を有し、
ターン流路部は、冷媒流入部と、冷媒流出部と、をつないでおり、
冷媒流入部、及び冷媒流出部は、冷却部の壁部（１３）から冷媒流路の内部へと延出する仕切部によって仕切られており、
仕切部は、第１発熱部品を、冷却部に対して投影した範囲内において、冷媒流入部から冷媒流出部へと冷媒を流通させる第１副流路部（１８）を有し、
冷却部は、冷媒の熱を放熱するための放熱フィン（３５）を有し、
放熱フィンは、冷媒流路へと延出する板状部材であり、ターン流路部において、冷媒流路に沿って存在し、
放熱フィンは、冷媒流入部のうち、第１副流路部を、第１副流路部の開口方向に投影した範囲内には存在しない、電力変換装置にある。
本開示の第３の態様は、第１発熱部品（６ａ）と、第１発熱部品を冷却する冷却部（９）と、を有し、
冷却部は、冷媒を流通させる冷媒流路（１０）を内部に備えており、
冷却部は、冷媒流入口（１１）と、冷媒流出口（１２）と、を有しており、
冷媒流路は、
冷媒流入口から冷媒が流入する冷媒流入部（１４）と、
冷媒流出口へと冷媒が流出する冷媒流出部（１５）と、
冷媒流入部から冷媒流出部へとターンするターン流路部（１６）と、を有し、
ターン流路部は、冷媒流入部と、冷媒流出部と、をつないでおり、
冷媒流入部、及び冷媒流出部は、冷却部の壁部（１３）から冷媒流路の内部へと延出する仕切部によって仕切られており、
仕切部は、第１発熱部品を、冷却部に対して投影した範囲内において、冷媒流入部から冷媒流出部へと冷媒を流通させる第１副流路部（１８）を有し、
さらに、第１発熱部品とは異なる第３発熱部品（６ｂ）を有し、
第３発熱部品は冷却部に隣接しており、
仕切部は、第３発熱部品を、冷却部に対して投影した範囲内において、冷媒流入部から冷媒流出部へと冷媒を流通させる第２副流路部（１９）を有し、
冷却部は、冷媒の熱を放熱するための放熱フィン（３５）を有し、
放熱フィンは、冷媒流路へと延出する板状部材であり、ターン流路部において、冷媒流路に沿って存在し、
放熱フィンは、冷媒流入部のうち、第１副流路部及び第２副流路部を、第１副流路部及び第２副流路部の開口方向に投影した範囲内には存在しない、電力変換装置にある。

冷媒流路の冷媒流入部と冷媒流出部とを仕切る仕切部に、冷媒流入部から冷媒流出部へと冷媒を流通させる第１副流路部を設けることで、冷媒の流れる経路は、冷媒流入部からターン流路部を通って冷媒流出部へ流れる経路と、冷媒流入部から第１副流路部を通って冷媒流出部へ流れる経路との複数となる。よって、第１副流路部を設けない場合と比べ、冷媒流入口から流入した冷媒が、冷媒流出部へ流れる経路は増える。そのため、冷媒の流速を下げることができ、冷媒圧損を低減することができる。一方で、冷媒の流速が低下すると、冷却効率の低下を招く虞がある。そこで、仕切部は、第１発熱部品を、冷却部に対して投影した範囲内において、冷媒流入部から冷媒流出部へと冷媒を流通させる第１副流路部を有することで、第１発熱部品から第１副流路部内を流れる冷媒への放熱経路ができる。そのため、放熱経路が増えることで、発熱部品から冷媒流路内を流れる冷媒に放熱がされやすくなり、電力変換装置の冷却効率を向上させることができる。

以上のごとく、上記第１の態様によれば、冷媒圧損を低減しつつ、冷却効率の高い電力変換装置を提供することができる。

実施例１における、電力変換装置の断面図。 図１のＩＩ－ＩＩ断面図。 実施例１における、電力変換装置の回路図。 図１のＩＶ－ＩＶ断面図。 図１の部分図であり、冷却部の断面図。 他の実施例における、冷却部の断面図。 実施例１における、電力変換装置の一部の斜視図。 実施例２における、電力変換装置の断面図。 実施例２における、電力変換装置の回路図。 図８のＸ－Ｘ断面図。 実施例３における、電力変換装置の断面図。 他の実施例における、電力変換装置の断面図。 他の実施例における、電力変換装置の断面図。 他の実施例における、電力変換装置の断面図。 他の実施例における、電力変換装置の断面図。

上記電力変換装置は、電気自動車やハイブリッド車等に搭載するための、車載用電力変換装置とすることができる。

（実施例１）
図面を参照しながら、複数の実施例を説明する。以下において、制御回路基板５の厚さ方向をＺ方向、複数の半導体モジュール３と複数のインバータ用冷却器４とを積層する積層方向をＸ方向、Ｘ方向及びＺ方向の両方向に直交する方向をＹ方向と定義する。

上記電力変換装置にかかる実施例について、図１～図５を用いて説明する。本例において、第１発熱部品は第１リアクトル６ａ、第２発熱部品はＤＣ－ＤＣコンバータ７である。よって、以下では第１発熱部品のことを第１リアクトル６ａ、第２発熱部品のことをＤＣ－ＤＣコンバータ７と記載する。本例の電力変換装置１は、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載する車載用電力変換装置である。

図１は、電力変換装置１の断面図であり、各部品の配置を説明するための模式的な図である。図１に示すごとく、電力変換装置１は、複数の半導体モジュール３と複数のインバータ用冷却器４とを有する構造体２と、制御回路基板５と、第１リアクトル６ａと、ＤＣ－ＤＣコンバータ７と、第１リアクトル６ａとＤＣ－ＤＣコンバータ７とを冷却する冷却部９と、を有する。また、電力変換装置１は、構造体２と制御回路基板５と第１リアクトル６ａとＤＣ－ＤＣコンバータ７と冷却部９とを収容するケース８を有する。

半導体モジュール３は、半導体素子２２（図３参照）に還流用のダイオードが逆並列に接続されてなる。本例の電力変換装置１においては、半導体素子２２はＩＧＢＴを用いているが、ＭＯＳＦＥＴといった他の半導体素子を用いても良い。半導体素子２２がスイッチング動作されることで、直流電源３７の直流電圧は交流電圧に変換される。

図２は、電力変換装置１の断面図であり、図１のＩＩ－ＩＩ矢視図である。構造体２は、複数の半導体モジュール３と、複数のインバータ用冷却器４とを積層して構成される。インバータ用冷却器４は、熱伝導性の高い材料によって形成される。具体的には、アルミニウム等の金属が用いられる。インバータ用冷却器４は扁平形状の管状体となっており、図２に示すごとく、Ｙ方向における両端は、連結管２８によって連結されている。また、複数のインバータ用冷却器４のうち、連結管２８のＸ方向における一端に配置されている端部インバータ用冷却器４ａには、インバータ用冷却器４に冷媒３１を導入するためのインバータ用導入管２９と、インバータ用冷却器４から冷媒３１を排出するためのインバータ用排出管３０とが接続される。

インバータ用導入管２９及びインバータ用排出管３０は、ケース８の側面から、外部に向かって、Ｘ方向に延出する。冷媒３１がインバータ用導入管２９へ流入すると、冷媒３１は連結管２８を通って全てのインバータ用冷却器４内部を流れ、インバータ用排出管３０から流出する。半導体モジュール３とインバータ用冷却器４は積層されているため、インバータ用冷却器４はＸ方向の両面から半導体モジュール３に接している。よって、１つの半導体モジュール３で発生した熱は、２つのインバータ用冷却器４の内部を流れる冷媒３１へ放熱され、半導体モジュール３は冷却される。

図１に示すごとく、構造体２は、Ｚ方向において、制御回路基板５と隣り合う位置に配置される。第１リアクトル６ａは、構造体２に対して、制御回路基板５を配した側とは反対側に設けられている。すなわち、ケース８内には、制御回路基板５、構造体２、第１リアクトル６ａ、の順に部品が並んで配置される。本例の電力変換装置１においては、Ｙ方向の小型化を図るため、第１リアクトル６ａとＤＣ－ＤＣコンバータ７とは、Ｘ方向に隣り合う位置に配置されている。半導体モジュール３と第１リアクトル６ａとは、一定距離離間することで絶縁距離が確保されている。

制御回路基板５は、上記車両のＥＣＵ（Ｅngine Ｃontrol Ｕnit）から指示を受けてスイッチング素子の制御を行う。そこで、制御回路基板５は、ＥＣＵと信号をやり取りするため、ケース外部に延出する図示しない信号端子を有する。そのため、制御回路基板５は、ケース８の端部に配置される。具体的には、ケース８のうち、Ｚ方向の一端に配置される。半導体モジュール３は、制御回路基板５の信号を受け取るための制御端子３９を有する。半導体モジュール３は、制御端子３９を介して制御回路基板５に接続され、半導体モジュール３を含む構造体２は、制御回路基板５に隣接して配置される。そして、構造体２に対して、制御回路基板５と反対側に、第１リアクトル６ａ及びＤＣ－ＤＣコンバータ７が配置される。

図２に示すごとく、本例の電力変換装置１は、コンデンサモジュール３８と、入力端子台２０を有する。コンデンサモジュール３８は、樹脂製のケース内に、ポッティング材で埋設されたフィルタコンデンサ２３と平滑コンデンサ２４とを有する。ポッティング材は、例えばエポキシ等の熱伝導性及び電気的絶縁性を有する樹脂等からなる。ポッティング材でフィルタコンデンサ２３と平滑コンデンサ２４とを埋設することで、それぞれが個別に振動することを抑制できる。コンデンサモジュール３８は、構造体２とＹ方向に隣り合う位置に配置されている。フィルタコンデンサ２３及び平滑コンデンサ２４はいずれもフィルムコンデンサを用いている。

また、本例の電力変換装置１は、ケース８外部の図示しない直流電源３７に接続されるため、複数の端子を取り付ける必要がある。そこで、入力端子台２０は、複数のバスバを近接した位置で取り付けることができ、取り付け作業の容易性、取り付け時の位置決めの容易性、という機能を有する。

入力端子台２０には、図示しない直流電源３７が接続される。入力端子台２０は、図示しないバスバを介して、コンデンサモジュール３８内のフィルタコンデンサ２３と接続される。フィルタコンデンサ２３は、図示しないバスバを介して、第１リアクトル６ａとＤＣ－ＤＣコンバータ７とに接続される。

図３は、電力変換装置１の電気回路を示したものである。直流電源３７は、電力変換装置１内部のフィルタコンデンサ２３、ＤＣ－ＤＣコンバータ７、第１リアクトル６ａ、半導体モジュール３（３ａ，３ｂ）及び平滑コンデンサ２４によって構成される回路を介して、三相交流モータ２７と接続される。フィルタコンデンサ２３は直流電源３７と並列に接続されており、直流電源３７の電源ノイズを除去する。また、ＤＣ－ＤＣコンバータ７は、直流電源３７と並列に接続されており、制御回路基板５によるスイッチング制御に従って、直流電源３７の直流電圧を降圧し、図示しない低圧バッテリーを充電する。

インバータ回路２１は、第１リアクトル６ａと昇圧用半導体モジュール３ａとによって構成される昇圧部２５と、平滑コンデンサ２４と変換用半導体モジュール３ｂとによって構成される変換部２６を有する。昇圧部２５は、制御回路基板５によるスイッチング制御に従って、直流電源３７の直流電圧を昇圧する。昇圧は、インバータ回路２１に流れる電流を減らして電子部品を小型するために、もしくは車両走行時の動作状態に合わせて最適な電圧を供給するために行われる。

第１リアクトル６ａはケース内にコアとコイルとを収容してなる。コアは、鉄粉等の磁性粉末をエポキシ等の樹脂に混合してなる磁性粉末混合樹脂によって形成される。磁性粉末混合樹脂でポッティングすることにより、コイル内部の磁界、及び外部の磁界の強くすることができる。第１リアクトル６ａは、上記車両の三相交流モータ２７を駆動するため、直流電源３７に直列接続され、直流電圧を昇圧している。そのため、低圧バッテリー等を充電するための降圧に用いられるＤＣ－ＤＣコンバータ７と比べて、より大きな電流が流れる。よって第１リアクトル６ａは、ＤＣ－ＤＣコンバータ７と比べて発熱量が大きい。

また、変換部２６は、制御回路基板５によるスイッチング制御にしたがって、直流電源３７の直流電圧を交流電圧へと変換する。こうして得られた交流電圧によって三相交流モータ２７を駆動し、上記車両の車輪を駆動する。平滑コンデンサ２４は、昇圧部２５で昇圧された直流電圧を平滑化する。

インバータ回路２１は、上記車両のエンジンの出力を受けて三相交流モータ２７が発電した交流電圧を、制御回路基板５によるスイッチング制御にしたがって直流電圧に変換し、直流電源３７へ出力することもできる。このように、インバータ回路２１は、直流電源３７と三相交流モータ２７との間で双方向の電力変換を行う。

図４は、電力変換装置１の断面図であり、図１のＩＶ－ＩＶ矢視図である。図４に示すごとく、冷却部９は、冷媒３１が流れる冷媒流路１０と、冷媒流路１０へ冷媒３１を流入する冷媒流入口１１と、冷媒流路１０から冷媒３１を排出する冷媒流出口１２と、を有する。冷媒流入口１１と冷媒流出口１２は、壁部１３からケース８の外部へと延出している。冷媒流路１０は、冷媒流入口１１から冷媒３１が流入する冷媒流入部１４と、冷媒流出口１２へと冷媒３１が流出する冷媒流出部１５と、冷媒流入部１４から冷媒流出部１５へとターンするターン流路部１６と、を有する。ターン流路部１６は、冷媒流入部１４と冷媒流出部１５とをつないでいる。冷媒流路１０は略Ｕ字状の曲線形状である。冷媒流入部１４と冷媒流出部１５とは、ケース８の壁部１３からＸ方向へと延出する仕切部１７によって仕切られる。

図１に示すごとく、冷却部９は、第１リアクトル６ａ及びＤＣ－ＤＣコンバータ７に対して、構造体２と反対側に配置されている。冷却部９は隔壁部４０を有し、第１リアクトル６ａ及びＤＣ－ＤＣコンバータ７の熱は、隔壁部４０を介して冷媒流路１０を流れる冷媒３１に放熱される。

図４に示すごとく、冷媒流入部１４及び冷媒流出部１５は、第１リアクトル６ａを冷媒流路１０に対して投影した範囲に存在し、ターン流路部１６は、ＤＣ－ＤＣコンバータ７を冷媒流路１０に対して投影した範囲に存在する。また、第１リアクトル６ａは、ＤＣ－ＤＣコンバータ７と比べて冷媒流入口１１に近い位置に配置される。具体的には、壁部１３、第１リアクトル６ａ、ＤＣ－ＤＣコンバータ７の順でＸ方向に並んで配置される。

仕切部１７は、第１リアクトル６ａを冷却部９に対してＺ方向に投影した範囲内に、冷媒流入部１４から冷媒流出部１５へと冷媒３１を流通させる第１副流路部１８を有する。仕切部１７は、Ｙ方向において、冷媒流入口１１と冷媒流出口１２との間の領域に存在する。

冷却部９は、冷媒３１へ熱を放熱するための放熱フィン３５を有する。本例の電力変換装置１においては、放熱フィン３５は複数配置される。各放熱フィン３５は、厚みが一定な板状に形成されており、ターン流路部１６において、冷媒流路１０に沿って曲線状に配置される。本例の電力変換装置１においては、冷却部９を含むケース８の一部は、型に金属を流し込むことで一体的に形成される。冷却部９は、隔壁部４０、仕切部１７、及び放熱フィン３５が一体的に形成されており、隔壁部４０から、仕切部１７及び放熱フィン３５がＺ方向へと延出し、底壁部４１に接している。

複数の放熱フィン３５同士の間隔が変わると冷媒３１の圧損が増加する虞がある。そこで、放熱フィン３５同士の間隔を一定にすることで、冷媒圧損の増加を抑制できる。本例の電力変換装置１においては、放熱フィン３５同士の間隔を一定にするため、放熱フィン３５は、冷媒３１の流れ方向の始端から終端まで厚みを一定としている。

放熱フィン３５は、第１副流路部１８を、第１副流路部１８の開口方向に投影した範囲内には存在しない。なお、第１副流路部１８の開口方向とは、冷媒３１が、第１副流路部１８内において、冷媒流入部１４から冷媒流出部１５へと流れる方向を示す。また、冷媒流入部１４において、第１副流路部１８が存在する位置よりも冷媒流入口１１に近い範囲には、放熱フィン３５は存在しない。

複数の放熱フィン３５のうち、延長放熱フィン３５ａは、ターン流路部１６から冷媒流入部１４及び冷媒流出部１５まで延出している。延長放熱フィン３５ａは冷媒流入部１４内に存在する流入部側先端部４３と、冷媒流出部１５内に存在する流出部側先端部４４を有する。流出部側先端部４４は、第１副流路部１８を、第１副流路部１８の開口方向に投影した範囲よりも、冷媒流出口１２に近い位置に存在する。流出部側先端部４４と冷媒流出口１２との距離は、流入部側先端部４３と冷媒流入口１１との距離よりも小さい。

冷媒３１の流速は、冷媒流入口１１から冷媒流出口１２へ進むにつれ小さくなる。そのため、冷媒流入部１４よりも冷媒流出部１５のほうが、冷媒３１が滞留しやすい。ここで、放熱フィン３５が冷媒流路１０に配置されると、放熱フィン３５ａが流路へ延出する分、冷媒流路１０の流路断面積が小さくなるため、冷媒３１の流速を大きくすることができる。本例の電力変換装置１においては、流出部側先端部４４と冷媒流出口１２との距離は、流入部側先端部４３と冷媒流入口１１との距離よりも小さい。そのため、冷媒流入部１４内に配置される延長放熱フィン３５ａよりも、冷媒流出部１５内に配置される延長放熱フィン３５ａのほうが長い。よって、流路断面積が小さくなる範囲は、冷媒流入部１４に比べて、冷媒流出部１５のほうが大きい。そのため、冷媒流入部１４に比べて、冷媒流出部１５のほうが、冷媒３１の流速を大きくする効果が高く、冷媒流出部１５に冷媒３１が滞留することを抑制できる。

図５は、電力変換装置１の断面図であり、図１の冷却部９のみを示した図である。図５に示すごとく、第１副流路部１８は、Ｚ方向に対して垂直であり、かつ、冷媒流入口１１を通る仮想平面４２上を通る。本例の電力変換装置１においては、第１副流路部１８は、冷媒流入口１１のＺ方向における最上部１１ａを通る最上部仮想平面４２ａと、最下部１１ｂを通る最下部仮想平面４２ｂとの両方を通る。さらに、本例の電力変換装置１においては、冷媒流出口１２も、最上部仮想平面４２ａと、最下部仮想平面４２ｂを通る（図７参照）。すなわち、冷媒流入口１１と冷媒流出口１２と第１副流路部１８とは、少なくともそれぞれの一部分は、同一ＸＹ平面上に存在する。

図７は、電力変換装置１の壁部１３をケース８の外部から見た図である。図７に示すごとく、冷媒流入口１１、冷媒流出口１２、インバータ用導入管２９及びインバータ用排出管３０は、ケース８の外部に延出している。冷媒流入口１１及び冷媒流出口１２は、Ｙ方向に並んで配置される。インバータ用導入管２９とインバータ用排出管３０はＹ方向に並んで配置される。さらに、冷媒流入口１１とインバータ用導入管２９は、Ｚ方向に並んで配置される。冷媒流出口１２と、インバータ用排出管３０とは、Ｚ方向に並んで配置される。また、冷媒流出口１２と、インバータ用導入管２９は、連結ホース３３によって、接続されている。冷媒３１は、冷媒流入口１１から流入し、冷媒流路１０を流れ、冷媒流出口１２から連結ホース３３を通ってインバータ用導入管２９に流入し、インバータ用冷却器４を通ってインバータ用排出管３０へと流出する。なお、冷媒流入口１１と、インバータ用排出管３０にも、図示しないホースが取り付けられる。本例の電力変換装置１を車両等に搭載する場合、冷媒流入口１１及び冷媒流出口１２は。インバータ用導入管２９及びインバータ用排出管３０よりも下側に配置される。

ここで、連結ホース３３内に空気が滞留すると、冷媒３１が流れにくくなり、冷却効率が低下する虞がある。本例の電力変換装置１が車両等に搭載される場合、冷却部９はインバータ用冷却器４の下側に配置される。すなわち冷媒３１は連結ホース３３内において下から上に進む。空気は水より軽く、水中では上方向に向かって進むため、連結ホース管内は、冷媒３１の流れと空気の流れが同方向となり、冷媒３１によって空気が押し出されやすくなる。そのため、連結ホース３３内において、冷媒３１が上から下に向かって進む場合と比べ、冷媒３１が下から上に向かって進むほうが、連結ホース３３内に空気が滞留することを抑制することができる。

本例の作用効果について説明する。図１及び図４に示すごとく、本例においては、冷媒流路１０の冷媒流入部１４と冷媒流出部１５とを仕切る仕切部１７に、冷媒流入部１４から冷媒流出部１５へ冷媒３１を流通させる第１副流路部１８を設けている。そのため、冷媒３１の流れる経路は、冷媒流入部１４からターン流路部１６を通って冷媒流出部１５へ流れる経路と、冷媒流入部１４から第１副流路部１８を通って冷媒流出部１５へ流れる経路との複数となる。よって、第１副流路部１８を設けない場合と比べ、冷媒流入口１１から流入した冷媒３１が流れる流路の断面積は、第１副流路部１８の断面積の分増える。そのため、冷媒３１の流速を下げることができ、冷媒圧損を低減することができる。その結果、冷媒３１が冷媒流路１０内部で滞留することを防止できる。

一方で、冷媒３１の流速が低下すると、冷却効率の低下を招く虞がある。そこで、仕切部１７は、第１リアクトル６ａを、冷却部９に対して投影した範囲内において、冷媒流入部１４から冷媒流出部１５へ冷媒３１を流通させる第１副流路部１８を有することで、第１リアクトル６ａから第１副流路部１８への放熱経路ができる。そのため、放熱経路が増えることで、第１リアクトル６ａから冷媒流路１０内を流れる冷媒３１に放熱がされやすくなり、第１リアクトル６ａの冷却効率を向上させることができる。なお、第１リアクトル６ａのうち、最も発熱量が大きい部品は内蔵されたコイル部分である。よって、本作用効果は、第１リアクトル６ａのコイル部分を、冷却部９に対してＺ方向に投影した範囲内に、第１副流路部１８が存在する場合に顕著に表れる。また、第１副流路部１８内を流れる冷媒３１と第１リアクトル６ａとの距離が小さいほど、本作用効果は顕著に表れる。具体的には、第１副流路部１８のＺ方向における最上部１８ａが、冷媒流入口１１の最上部１１ａよりも高いことが好ましい。

また、本例の電力変換装置１においては、第１リアクトル６ａのほうが、ＤＣ－ＤＣコンバータ７と比べ冷媒流入口１１に近い位置に配置されており、かつ、第１リアクトル６ａのほうが、ＤＣ－ＤＣコンバータ７と比べ発熱量が大きい。冷媒流入口１１付近では、冷媒流入部１４のうちターン流路部１６に近い範囲や、ターン流路部１６を流れる冷媒３１と比べ、流速は大きく、温度は低い。したがって、冷媒流入口１１に近いほうが、発熱部品から冷媒３１へ放熱されやすい。そこで、第１リアクトル６ａのほうが、ＤＣ－ＤＣコンバータ７よりも冷媒流入口１１に近い位置に配置されることで、第１リアクトル６ａのほうが、ＤＣ－ＤＣコンバータ７よりも冷媒３１へ放熱がされやすくなる。すなわち、ＤＣ－ＤＣコンバータ７のほうが、第１リアクトル６ａよりも冷媒流入口１１に近い位置に配置される場合と比べて、効率的に冷却を行うことができる。

また、冷却部９は、冷媒流路１０に延出する放熱フィン３５を有する。ターン流路部１６は、冷媒流路１０の方向が変わる部分のため、冷媒３１が滞留しやすい。そこでターン流路部１６に放熱フィン３５を設けることで、冷媒流路１０の断面積を小さくし、冷媒３１を、流れを整えつつ、円滑に流すことができる。一方で、放熱フィン３５を冷媒流路１０全体に設けると、第１副流路部１８への冷媒流入が抑制される虞がある。本例の電力変換装置１においては、冷媒流入部１４のうち、第１副流路部１８を、第１副流路部１８の開口方向に投影した範囲には、放熱フィン３５を配置しない。よって、第１副流路部１８への冷媒３１の流入を阻害せずに、冷媒３１を円滑に流すことができる。

ここで、Ｚ方向に対して垂直であり、かつ、冷媒流入口１１を通る仮想平面４２上に、第１副流路部１８が通るもの（図５参照）と、第１副流路部１８が通らないもの（図６参照）、の２通りについて考える。これら２通りは、壁部１３から第１副流路部１８への距離が等しいものとする。冷媒流入口１１を通る仮想平面４２上では、冷媒流入口１１を通らない仮想平面上に比べて冷媒３１の流速が大きい。よって、図５に示すごとく、Ｚ方向に対して垂直であり、かつ、冷媒流入口１１を通る仮想平面４２上を第１副流路部１８が通るもののほうが、第１副流路部１８が通らないものに比べ、第１副流路部１８に流入する冷媒３１の流速が大きくなる。すなわち、第１リアクトル６ａから冷媒３１へ放熱されやすくなり、冷却効率が高くなる。なお、本作用効果は、第１副流路部１８が冷媒流入口１１に近いほど、顕著に表れる。具体的には、第１リアクトル６ａを仕切部１７に対して投影した範囲のうち、中心よりも壁部１３側に、第１副流路部１８の少なくとも一部が存在することが望ましい。さらに、本作用効果は、第１副流路部１８が、より多くの仮想平面４２上を通るほど、顕著に表れる。具体的には、第１副流路部１８が、最上部仮想平面４２ａと、最下部仮想平面４２ｂとの両方を通ることが望ましい。

（実施例２）
電力変換装置１にかかる実施例について、図８－１０を用いて説明する。本例において、第３発熱部品は第２リアクトル６ｂである。よって、以下では第３発熱部品のことを第２リアクトル６ｂと記載する。

図８は、本例における電力変換装置１の断面図である。図８に示すごとく、本例の電力変換装置１は、冷却部９に隣接する第２リアクトル６ｂを有する。第２リアクトル６ｂはケース内にコアとコイルとを収容してなる。第２リアクトル６ｂは、直流電源３７の直流電圧を昇圧する。第１リアクトル６ａに加え、第２リアクトル６ｂを配置することで、第１リアクトル６ａのみを配置する場合と比べ、直流電源３７の直流電圧をより昇圧できる。

第２リアクトル６ｂは、第１リアクトル６ａと、Ｘ方向に並んで配置される。また、第１リアクトル６ａは、第２リアクトル６ｂよりもコイルの巻き数が多い。そのため、第１リアクトル６ａは、第２リアクトル６ｂよりも昇圧能力が大きく流れる電流も大きいため、発熱量も大きくなる。第１リアクトル６ａは第２リアクトル６ｂよりも冷媒流入口１１に近い位置に配置される。したがって、各発熱部品は、冷媒流入口１１に近いほうから、Ｘ方向に、第１リアクトル６ａ、第２リアクトル６ｂ、ＤＣ－ＤＣコンバータ７、の順に並んでいる。

冷媒流入口１１付近では、冷媒流路１０内を流れる冷媒３１と比べ、流速は大きく、かつ温度は低い。すなわち、冷媒流入口１１に近い位置のほうが、発熱部品から冷媒３１へと放熱されやすい。そこで、第１リアクトル６ａを、第２リアクトル６ｂよりも冷媒流入口１１に近い位置に配置することで、発熱量の大きな第１リアクトル６ａのほうが、第２リアクトル６ｂよりも冷媒３１へ放熱されやすくなる。

冷媒流入部１４及び冷媒流出部１５は、第１リアクトル６ａ及び第２リアクトル６ｂを冷媒流路１０に対して投影した範囲に存在する。仕切部１７は、第２リアクトル６ｂを冷却部９に投影した範囲内において、冷媒流入部１４から冷媒流出部１５へと冷媒３１を流通させる第２副流路部１９を有する。

また、図１０は、本例における電力変換装置１の断面図であり、図８のＸ－Ｘ矢視図である。図８及び図１０に示すごとく、第１副流路部１８の流路容積は第２副流路部１９の流路容積よりも大きい。具体的には、第１副流路部１８と第２副流路部１９とを比べると、Ｚ方向の高さは等しく、Ｘ方向の幅は、第１副流路部１８のほうが大きい。すなわち、第１副流路部１８を第１リアクトル６ａ対してＺ方向に投影した投影面積は、第２副流路部１９を第２リアクトル６ｂに投影した投影面積よりも大きい。

放熱フィン３５は、第２副流路部１９を、第２副流路部１９の開口方向に投影した範囲内には存在しない。なお、第２副流路部１９の開口方向とは、冷媒３１が、第２副流路部１９内において、冷媒流入部１４から冷媒流出部１５へと流れる方向を示す。その他、実施例１と同様の構成を有する。

本例の作用効果について説明する。第１リアクトル６ａと第２リアクトル６ｂといった複数の発熱部品を電力変換装置内に配置する場合、部品の形状や固定のために、発熱部品同士の間に隙間ができてしまう。ここで、図１１に示すごとく、仕切部１７が第１副流路部１８のみを有する場合を考える。第１リアクトル６ａ及び第２リアクトル６ｂを第１副流路部１８に対してＺ方向に投影すると、第１副流路部１８には、第１リアクトル６ａ及び第２リアクトル６ｂが投影される投影部４５と、投影されない隙間部４６が生じる。第１副流路部１８を流れる冷媒３１のうち、隙間部４６を流れる冷媒３１は、投影部４５を流れる冷媒３１と比べて、発熱部品の放熱に寄与しづらい。そこで、図１０に示すごとく、仕切部１７が、第１副流路部１８とは異なる第２副流路部１９を有することで、第１副流路部１８の隙間部４６をなくすことができる。よって、仕切部１７が第１副流路部１８のみを有する場合と比べ、第１副流路部１８とは異なる第２副流路部１９を有することで第１副流路部１８を流れる冷媒３１のうち、放熱に寄与しづらい冷媒３１を減らすことができる。

第１リアクトル６ａの発熱量は第２リアクトル６ｂの発熱量よりも大きい。よって、第２リアクトル６ｂと比べ、第１リアクトル６ａをより冷却する必要がある。そこで、第１副流路部１８の容積を、第２副流路部１９の容積よりも大きくする、すなわち第１副流路部１８を流れる冷媒３１の量を、第２副流路部１９を流れる冷媒３１の量よりも多くすることで、第２リアクトル６ｂと比べ、第１リアクトル６ａのほうがより冷媒３１へ放熱されやすくなる。なお、各副流路部を各発熱部品に投影した投影面積が大きいほど、本作用効果は顕著に表れる。よって、第１副流路部１８を第１リアクトル６ａに投影した投影面積のほうが、第２副流路部１９を第２リアクトル６ｂに投影した投影面積よりも大きいことが好ましい。具体的には、第１副流路部１８の流路容積を第２副流路部１９の流路容積よりも大きくする際に、Ｚ方向の高さは等しく、Ｘ方向の幅を大きくすることが好ましい。その他、実施例１と同様の作用効果を有する。

（実施例３）
電力変換装置１にかかる実施例について、図１１を用いて説明する。図１１に示すごとく、仕切部１７は第１副流路部１８を有する。第１副流路部１８の少なくとも一部は、第１リアクトル６ａを冷媒流路１０に投影した範囲に配置される。同様に、第１副流路部１８の少なくとも一部は、第２リアクトル６ｂを冷媒流路１０に投影した範囲に配置される。第１副流路部１８は、第１リアクトル６ａもしくは第２リアクトル６ｂを第１副流路部１８に投影した際、第１リアクトル６ａ及び第２リアクトル６ｂが投影される投影部４５と、投影されない隙間部４６を有する。

本例の作用効果を述べる。本例の電力変換装置１においては、第１リアクトル６ａ及び第２リアクトル６ｂを冷媒流路１０に投影した範囲内に、第１副流路部１８を有する。そのため、第２リアクトル６ｂを冷媒流路１０に投影した範囲内に、第２副流路部１９を新たに設ける場合（図１０参照）と比べ、仕切部１７の加工が容易となる。また、第２副流路部１９を新たに設ける場合と比べ、第１副流路部１８のみを用いる場合、第１副流路部１８の断面積は大きくなる。そのため、第２副流路部１９を新たに設ける場合と比べ、圧損を低減することができる。その他、実施例１もしくは２と同様の作用効果を有する。

なお、実施例１においては、仮想平面４２上を、第１副流路部１８が通るが、図６に示すごとく、仮想平面４２上を第１副流路部１８が通らなくても良い。

なお、実施例１においては、第１リアクトル６ａは、ＤＣ－ＤＣコンバータ７よりも冷媒流入口１１に近い位置に配置されているが、これに限るものではなく、第１リアクトル６ａをＤＣ－ＤＣコンバータ７よりも冷媒流入口１１から遠い位置に配置しても良い。この場合、冷媒流入部１４及び冷媒流出部１５は、ＤＣ－ＤＣコンバータ７を冷媒流路１０に対して投影した範囲に存在し、ターン流路部１６は、第１リアクトル６ａを冷媒流路１０に対して投影した範囲に存在する。

なお、実施例１においては、冷却部９に放熱フィン３５を配置したが、放熱フィン３５を設けなくても良い。この場合、放熱フィン３５を設ける場合と比べ、電力変換装置１を軽量化することができる。

なお、実施例２においては、第１リアクトル６ａを、第２リアクトル６ｂよりも冷媒流入口１１に近い位置に配置したが、図１２に示すごとく、第２リアクトル６ｂを、第１リアクトル６ａよりも冷媒流入口１１に近い位置に配置してもよい。また、本例においては、第２副流路部１９の流路容積と比べ、第１副流路部１８の流路容積のほうが大きいが、第１副流路部１８の容積のほうを小さくしても良い。

なお、実施例２においては、第１リアクトル６ａと第２リアクトル６ｂをＸ方向に並べて配置したが、図１５に示すごとく、Ｙ方向に並べて配置しても良い。

なお、実施例２においては、図３に示すごとく、Ｚ方向から見た際の、第１副流路部１８及び第２副流路部１９の形状は略長方形であるが、図１２に示すごとく、略平行四辺形や略Ｕ字形状等、他の形状でもよい。また、本例では、図８に示すごとく、Ｙ方向から見た際の第１副流路部１８及び第２副流路部１９の断面形は、略長方形であるが、図１３に示すごとく、略Ｕ字形状や、略Ｖ字形状等、他の形状でもよい。

なお、実施例１－３においては、図４に示すごとく、冷媒流路１０はターン流路部１６を１つ有する略Ｕ字形状であるが、図１４に示すごとく、ターン流路部１６を複数有してもよい。具体的には、略Ｗ字形状のようにターン流路部１６を３つ有してもよい。また、実施例１－３においては、図４に示すごとく冷媒流入口１１及び冷媒流出口１２が、冷却部９の同一壁部１３から延出しているが、これに限るものではなく、冷媒流入口１１と冷媒流出口１２とがそれぞれ冷却部９の異なる壁部から延出してもよい。具体的には、冷媒流路１０は略Ｎ字形状や、略四半円形状であってもよい。

なお、実施例１－３においては、第１発熱部品として第１リアクトル６ａを、第２発熱部品としてＤＣ－ＤＣコンバータ７を、第３発熱部品として第２リアクトル６ｂを配置したが、これに限るものではなく、第１発熱部品から第３発熱部品として他の電子部品を配置しても良い。

なお、実施例１－３においては、第１副流路部１８及び第２副流路部１９は、仕切部１７やケース８と一体的に形成されるが、これに限るものではなく、仕切部１７に孔部を設けるなど、他の方法で形成されてもよい。

なお、実施例１－３においては、放熱フィン３５は、仕切部１７やケース８と一体的に形成されるが、これに限るものではなく、放熱フィン３５は、板状部材を冷却部９に溶接することで形成されてもよい。

１…電力変換装置、６ａ…第１発熱部品としての第１リアクトル、６ｂ…第３発熱部品としての第２リアクトル、７…第２発熱部品としてのＤＣ－ＤＣコンバータ、９…冷却部、１０…冷媒流路、１１…冷媒流入口、１２…冷媒流出口、１３…壁部、１４…冷媒流入部、１５…冷媒流出部、１６…ターン流路部、１８…第１副流路部、１９…第２副流路部、３５…放熱フィン、４２…仮想平面。

Claims (6)

1. 第１発熱部品（６ａ）と、前記第１発熱部品を冷却する冷却部（９）と、を有し、
   前記冷却部は、冷媒を流通させる冷媒流路（１０）を内部に備えており、
   前記冷却部は、冷媒流入口（１１）と、冷媒流出口（１２）と、を有しており、
   前記冷媒流路は、
   前記冷媒流入口から冷媒が流入する冷媒流入部（１４）と、
   前記冷媒流出口へと冷媒が流出する冷媒流出部（１５）と、
   前記冷媒流入部から前記冷媒流出部へとターンするターン流路部（１６）と、を有し、
   前記ターン流路部は、前記冷媒流入部と、前記冷媒流出部と、をつないでおり、
   前記冷媒流入部、及び前記冷媒流出部は、前記冷却部の壁部（１３）から前記冷媒流路の内部へと延出する仕切部によって仕切られており、
   前記仕切部は、前記第１発熱部品を、前記冷却部に対して投影した範囲内において、前記冷媒流入部から前記冷媒流出部へと冷媒を流通させる第１副流路部（１８）を有し、
   さらに、前記第１発熱部品とは異なる第３発熱部品（６ｂ）を有し、
   前記第３発熱部品は前記冷却部に隣接しており、
   前記仕切部は、前記第３発熱部品を、前記冷却部に対して投影した範囲内において、前記冷媒流入部から前記冷媒流出部へと冷媒を流通させる第２副流路部（１９）を有し、
   前記第１発熱部品の発熱量は前記第３発熱部品の発熱量よりも大きく、
   前記第１副流路部の流路容積は前記第２副流路部の流路容積よりも大きい、電力変換装置。
2. 前記冷却部は、冷媒の熱を放熱するための放熱フィン（３５）を有し、
   前記放熱フィンは、前記冷媒流路へと延出する板状部材であり、前記ターン流路部において、前記冷媒流路に沿って存在し、
   前記放熱フィンは、前記冷媒流入部のうち、前記第１副流路部及び前記第２副流路部を、前記第１副流路部及び前記第２副流路部の開口方向に投影した範囲内には存在しない、請求項１に記載の電力変換装置。
3. 第１発熱部品（６ａ）と、前記第１発熱部品を冷却する冷却部（９）と、を有し、
   前記冷却部は、冷媒を流通させる冷媒流路（１０）を内部に備えており、
   前記冷却部は、冷媒流入口（１１）と、冷媒流出口（１２）と、を有しており、
   前記冷媒流路は、
   前記冷媒流入口から冷媒が流入する冷媒流入部（１４）と、
   前記冷媒流出口へと冷媒が流出する冷媒流出部（１５）と、
   前記冷媒流入部から前記冷媒流出部へとターンするターン流路部（１６）と、を有し、
   前記ターン流路部は、前記冷媒流入部と、前記冷媒流出部と、をつないでおり、
   前記冷媒流入部、及び前記冷媒流出部は、前記冷却部の壁部（１３）から前記冷媒流路の内部へと延出する仕切部によって仕切られており、
   前記仕切部は、前記第１発熱部品を、前記冷却部に対して投影した範囲内において、前記冷媒流入部から前記冷媒流出部へと冷媒を流通させる第１副流路部（１８）を有し、
   前記冷却部は、冷媒の熱を放熱するための放熱フィン（３５）を有し、
   前記放熱フィンは、前記冷媒流路へと延出する板状部材であり、前記ターン流路部において、前記冷媒流路に沿って存在し、
   前記放熱フィンは、前記冷媒流入部のうち、前記第１副流路部を、前記第１副流路部の開口方向に投影した範囲内には存在しない、電力変換装置。
4. 第１発熱部品（６ａ）と、前記第１発熱部品を冷却する冷却部（９）と、を有し、
   前記冷却部は、冷媒を流通させる冷媒流路（１０）を内部に備えており、
   前記冷却部は、冷媒流入口（１１）と、冷媒流出口（１２）と、を有しており、
   前記冷媒流路は、
   前記冷媒流入口から冷媒が流入する冷媒流入部（１４）と、
   前記冷媒流出口へと冷媒が流出する冷媒流出部（１５）と、
   前記冷媒流入部から前記冷媒流出部へとターンするターン流路部（１６）と、を有し、
   前記ターン流路部は、前記冷媒流入部と、前記冷媒流出部と、をつないでおり、
   前記冷媒流入部、及び前記冷媒流出部は、前記冷却部の壁部（１３）から前記冷媒流路の内部へと延出する仕切部によって仕切られており、
   前記仕切部は、前記第１発熱部品を、前記冷却部に対して投影した範囲内において、前記冷媒流入部から前記冷媒流出部へと冷媒を流通させる第１副流路部（１８）を有し、
   さらに、前記第１発熱部品とは異なる第３発熱部品（６ｂ）を有し、
   前記第３発熱部品は前記冷却部に隣接しており、
   前記仕切部は、前記第３発熱部品を、前記冷却部に対して投影した範囲内において、前記冷媒流入部から前記冷媒流出部へと冷媒を流通させる第２副流路部（１９）を有し、
   前記冷却部は、冷媒の熱を放熱するための放熱フィン（３５）を有し、
   前記放熱フィンは、前記冷媒流路へと延出する板状部材であり、前記ターン流路部において、前記冷媒流路に沿って存在し、
   前記放熱フィンは、前記冷媒流入部のうち、前記第１副流路部及び前記第２副流路部を、前記第１副流路部及び前記第２副流路部の開口方向に投影した範囲内には存在しない、電力変換装置。
5. 前記第１発熱部品と前記冷却部との並び方向に対して垂直であり、かつ、前記冷媒流入口を通る仮想平面（４２）上に、前記第１副流路部が通る、請求項１～４のいずれか１つに記載の電力変換装置。
6. さらに、前記第１発熱部品とは異なる第２発熱部品（７）を有し、
   前記第１発熱部品は、前記第２発熱部品と比べ、前記冷媒流入口により近い位置に配置されており、前記第１発熱部品の発熱量は、前記第２発熱部品の発熱量よりも大きい、請求項１～４のいずれか１つに記載の電力変換装置。

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