JP7380524B2 - 電力変換ユニット - Google Patents

Description

本明細書に記載の開示は、付属電気部品の接続される電力変換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、電力変換装置が知られている。

特開２０１９－９２３２９号公報

特許文献１に示される電力変換装置に、バッテリとともに、平滑コンデンサを備える付属電気部品の接続される構成が考えられる。電力変換装置と付属電気部品との接続を容易に解除することができる場合、平滑コンデンサに蓄電された電荷が放電されがたくなる虞がある。

本開示の目的は、平滑コンデンサに蓄えられた電荷が放電されがたくなることの抑制された電力変換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力変換ユニットは、電源（２００）の正極と負極のうちの一方に電気的に接続される第１接続部（３０１）と、
電源の正極と負極のうちの他方に電気的に接続される第２接続部（３０２）と、
第１接続部と第２接続部とに電気的に接続される放電抵抗（３２０）と、
第１接続部と第２接続部との間で放電抵抗と電気的に並列接続される第１平滑コンデンサ（３１０）と、
第１接続部と第２接続部から供給される電源電力を電力変換する電力変換部（３３１～３３３）と、
第１接続部および第２接続部それぞれにおける、放電抵抗と電気的に並列接続される第２平滑コンデンサ（５１０）を備える付属電気部品（５００）との接続箇所を覆う外部カバー（７４０）の固定される筐体（３５０）と、
外部カバーにおける筐体との固定箇所を覆う少なくとも１つの覆い部（３６１，３６２）と、を有する。

これによれば、第１接続部（３０１）と第２接続部（３０２）それぞれに対する付属電気部品（５００）との接続を解除するためには、外部カバー（７４０）と覆い部（３６１，３６２）それぞれを筐体（３５０）から取り外さなくてはならない。そのために第１接続部（３０１）と第２接続部（３０２）それぞれに対する付属電気部品（５００）との接続の解除に時間がかかる。換言すれば、放電抵抗（３２０）と第２平滑コンデンサ（５１０）を含む閉回路が開路されるまでに時間がかかる。

この結果、第２平滑コンデンサ（５１０）に蓄えられた電気エネルギーが放電抵抗（３２０）で熱エネルギーに変換される時間が長くなりやすくなる。そのため、第２平滑コンデンサ（５１０）に蓄えられた電荷が放電されがたくなることが抑制される。電力変換ユニットと付属電気部品（５００）との接続を解除する作業者が、電気エネルギーを蓄えた第２平滑コンデンサ（５１０）に触れることが抑制される。

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。 第１電力変換ユニットの上面図である。 ボルトを除いた第１電力変換ユニットの上面図である。 第１カバーと第２カバーを除いた第１電力変換ユニットの上面図である。 図４に示す第１電力変換ユニットに外部コネクタとコネクタカバーの連結された状態を示す上面図である。 図５に示す第１電力変換ユニットに第２ワイヤハーネスと第２カバーの連結された状態を示す上面図である。 図６に示す第１電力変換ユニットに第１ワイヤハーネスと第２カバーの連結された状態を示す上面図である。 位置決めピンと連結ねじ孔それぞれを説明するための断面図である。

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。

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に基づいて第１電力変換ユニット３００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は主部品と付属品を有する。主部品には、バッテリ２００、第１電力変換ユニット３００、および、第１モータ４００が含まれる。付属品には、第２電力変換ユニット５００と第２モータ６００が含まれる。主部品の第１電力変換ユニット３００に付属品の第２電力変換ユニット５００が接続される。

バッテリ２００が電源に相当する。第１電力変換ユニット３００が電力変換ユニットに相当する。第１モータ４００がモータに相当する。第２電力変換ユニット５００が付属電気部品に相当する。

図１に示すように、第１電力変換ユニット３００に対して、バッテリ２００、第１モータ４００、および、第２電力変換ユニット５００それぞれが接続されている。そして第２電力変換ユニット５００に第２モータ６００が接続されている。

図１では、第１電力変換ユニット３００におけるバッテリ２００、第１モータ４００、および、第２電力変換ユニット５００それぞれとの接続箇所を二点鎖線で囲って示している。第１電力変換ユニット３００のバッテリ２００との接続箇所には、後述の第２連通口３５３ｂが含まれている。第１電力変換ユニット３００の第１モータ４００との接続箇所には、後述の第１連通口３５３ａが含まれている。第１電力変換ユニット３００の第２電力変換ユニット５００との接続箇所には、後述のコネクタ部３５４が含まれている。

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に応じた第１モータ４００の力行と回生、および、第２モータ６００の力行が制御される。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。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。

バッテリ２００の正極端子と負極端子それぞれにはＳＭＲ２１０が設けられている。このＳＭＲ２１０を介してバッテリ２００と第１電力変換ユニット３００とが電気的に接続される。ＳＭＲ２１０はノーマリクローズ式の機械スイッチである。ＳＭＲはSystem Main Relayの略である。

ＳＭＲ２１０は例えば電気自動車の停車時に上記ＥＣＵによって開状態に制御される。これによりバッテリ２００と第１電力変換ユニット３００とが電気的に遮断される。

これとは逆に、ＳＭＲ２１０は電気自動車の駆動時に上記ＥＣＵによって閉状態に制御される。これによりバッテリ２００と第１電力変換ユニット３００とが電気的に接続される。

第１電力変換ユニット３００はバッテリ２００と第１モータ４００との間の電力変換を行う。第１電力変換ユニット３００はバッテリ２００から供給される直流の電源電力を交流電力に変換する。第１電力変換ユニット３００は第１モータ４００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。

第１モータ４００は図示しない電気自動車の車軸に連結されている。第１モータ４００の回転エネルギー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第１モータ４００に伝達される。

第１モータ４００は第１電力変換ユニット３００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。また第１モータ４００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、第１電力変換ユニット３００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、この直流電力は第２電力変換ユニット５００などの付属品にも供給される。

第２電力変換ユニット５００はバッテリ２００と第２モータ６００との間の電力変換を行う。第２電力変換ユニット５００はバッテリ２００の直流電力を交流電力に変換し、それを第２モータ６００に供給する。第２モータ６００はエアコンなどの車両に搭載された電気機器の駆動源である。

＜第１電力変換ユニット＞
第１電力変換ユニット３００はインバータを含んでいる。インバータはバッテリ２００の直流電力を交流電力に変換する。この交流電力が第１モータ４００に供給される。またインバータは第１モータ４００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。

図１に示すように第１電力変換ユニット３００はＰバスバ３０１とＮバスバ３０２を有する。これらＰバスバ３０１とＮバスバ３０２にバッテリ２００が接続される。Ｐバスバ３０１はバッテリ２００の正極に接続される。Ｎバスバ３０２はバッテリ２００の負極に接続される。Ｐバスバ３０１とＮバスバ３０２が第１接続部と第２接続部に相当する。

また、第１電力変換ユニット３００はＵ相バスバ３０３、Ｖ相バスバ３０４、および、Ｗ相バスバ３０５を有する。これらＵ相バスバ３０３、Ｖ相バスバ３０４、および、Ｗ相バスバ３０５に第１モータ４００が接続される。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。

第１電力変換ユニット３００は第１平滑コンデンサ３１０、放電抵抗３２０、および、Ｕ相スイッチモジュール３３１～Ｗ相スイッチモジュール３３３を有する。これら各種構成要素がＰバスバ３０１とＮバスバ３０２との間で電気的に並列接続されている。

第１平滑コンデンサ３１０は２つの電極を有する。これら２つの電極のうちの一方にＰバスバ３０１が接続されている。２つの電極のうちの他方にＮバスバ３０２が接続されている。

放電抵抗３２０はＰバスバ３０１とＮバスバ３０２とに接続されている。Ｐバスバ３０１、Ｎバスバ３０２、第１平滑コンデンサ３１０、および、放電抵抗３２０によって閉ループが構成されている。

例えば電気自動車の停車時にＳＭＲ２１０が開状態になると、バッテリ２００から第１平滑コンデンサ３１０への電力供給が途絶える。第１平滑コンデンサ３１０に蓄電された電荷が上記閉ループを流れる。第１平滑コンデンサ３１０に蓄えられた電気エネルギーが放電抵抗３２０で積極的に熱エネルギーに変換される。

Ｕ相スイッチモジュール３３１～Ｗ相スイッチモジュール３３３それぞれは、ハイサイドスイッチ３４１とローサイドスイッチ３４２を有する。またＵ相スイッチモジュール３３１～Ｗ相スイッチモジュール３３３それぞれは、ハイサイドダイオード３４１ａとローサイドダイオード３４２ａを有する。これら半導体素子は封止樹脂によって被覆保護されている。Ｕ相スイッチモジュール３３１～Ｗ相スイッチモジュール３３３が電力変換部に相当する。

本実施形態では、ハイサイドスイッチ３４１とローサイドスイッチ３４２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３４１のエミッタ電極とローサイドスイッチ３４２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３４１とローサイドスイッチ３４２とが直列接続されている。

また、ハイサイドスイッチ３４１のコレクタ電極にハイサイドダイオード３４１ａのカソード電極が接続されている。ハイサイドスイッチ３４１のエミッタ電極にハイサイドダイオード３４１ａ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３４１にハイサイドダイオード３４１ａ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３４２のコレクタ電極にローサイドダイオード３４２ａのカソード電極が接続されている。ローサイドスイッチ３４２のエミッタ電極にローサイドダイオード３４２ａ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３４２にローサイドダイオード３４２ａ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３４１とローサイドスイッチ３４２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３４１のコレクタ電極、ハイサイドスイッチ３４１とローサイドスイッチ３４２との間の中点、および、ローサイドスイッチ３４２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３４１とローサイドスイッチ３４２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３４０ａ、中点端子３４０ｃ、エミッタ端子３４０ｂ、および、ゲート端子３４０ｄと示す。

このコレクタ端子３４０ａがＰバスバ３０１に接続される。エミッタ端子３４０ｂがＮバスバ３０２に接続される。これによりハイサイドスイッチ３４１とローサイドスイッチ３４２とがＰバスバ３０１からＮバスバ３０２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３３１の中点端子３４０ｃがＵ相バスバ３０３を介して第１モータ４００のＵ相ステータコイルに接続されている。Ｖ相スイッチモジュール３３２の中点端子３４０ｃがＶ相バスバ３０４を介してＶ相ステータコイルに接続されている。Ｗ相スイッチモジュール３３３の中点端子３４０ｃがＷ相バスバ３０５を介してＷ相ステータコイルに接続されている。

そしてＵ相スイッチモジュール３３１～Ｗ相スイッチモジュール３３３に含まれるハイサイドスイッチ３４１とローサイドスイッチ３４２それぞれのゲート端子３４０ｄがゲートドライバに接続されている。

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３４０ｄに出力する。これによりハイサイドスイッチ３４１とローサイドスイッチ３４２はＥＣＵによって開閉制御される。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図示しない電流センサや回転角センサの出力、および、第１モータ４００の目的とする回転数などに基づいて決定される。

第１モータ４００を力行する場合、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３４１とローサイドスイッチ３４２それぞれがＰＷＭ制御される。これにより第１電力変換ユニット３００で３相交流が生成される。第１モータ４００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。

＜付属品＞
第２電力変換ユニット５００は、放電抵抗３２０を除く、これまでに説明した第１電力変換ユニット３００と同等の構成要素を有している。第２モータ６００は第１モータ４００と同等の構成要素を有している。そのためにこれら第２電力変換ユニット５００と第２モータ６００の構成と動作の説明を省略する。

ただし、以下においては表記を簡便とするため、第２電力変換ユニット５００の備える平滑コンデンサを第２平滑コンデンサ５１０と表記する。

＜分岐バスバ＞
図１に示すように第１電力変換ユニット３００のＰバスバ３０１の一部が分岐している。この第１分岐バスバ３０１ａが第２電力変換ユニット５００のＰバスバ３０１に電気的に接続される。

同様にして、第１電力変換ユニット３００のＮバスバ３０２の一部が分岐している。この第２分岐バスバ３０２ａが第２電力変換ユニット５００のＮバスバ３０２に電気的に接続される。

以上に示した電気的な接続構成により、第１電力変換ユニット３００と第２電力変換ユニット５００それぞれはバッテリ２００に対して並列接続されている。バッテリ２００から供給される直流電力がこれら２つの電力変換ユニットに供給される。第１モータ４００での発電によって生成され、第１電力変換ユニット３００で交流電力から直流電力に変換された電力が、バッテリ２００と第２電力変換ユニット５００に供給される。

＜放電抵抗の共用＞
これまでに説明したように第２電力変換ユニット５００は放電抵抗３２０を有していない。第１電力変換ユニット３００の備える放電抵抗３２０は、第１電力変換ユニット３００と第２電力変換ユニット５００それぞれの共用になっている。

図１に示すように、放電抵抗３２０、第２平滑コンデンサ５１０、および、第１電力変換ユニット３００と第２電力変換ユニット５００それぞれが備えるＰバスバ３０１とＮバスバ３０２によって閉ループが構成されている。この閉ループは、当然ながらにして、第１電力変換ユニット３００と第２電力変換ユニット５００とが電気的に接続されている時に構成される。

例えば電気自動車の停車時にＳＭＲ２１０が開状態になると、バッテリ２００から第２平滑コンデンサ５１０への電力供給が途絶える。第２平滑コンデンサ５１０に蓄電された電荷が上記した２つの電力変換ユニットの構成要素によって構成される閉ループを流れる。これにより、第２平滑コンデンサ５１０に蓄えられた電気エネルギーが放電抵抗３２０で積極的に熱エネルギーに変換される。

しかしながら、第１電力変換ユニット３００と第２電力変換ユニット５００との電気的な接続が途絶えると、これら２つの電力変換ユニットの構成要素によって構成される閉ループが開路状態になる。そのために第２平滑コンデンサ５１０に蓄電された電荷が放出されがたくなる。第２平滑コンデンサ５１０に電気エネルギーが蓄えられた状態が維持される。

＜電力変換ユニットの構成＞
次に、第１電力変換ユニット３００の機械的な構成を説明する。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。

＜機械的な構成要素＞
図３に示すように第１電力変換ユニット３００は、これまでに図１に基づいて説明した電気的な構成要素の他に、機械的な構成要素として筐体３５０を有する。この筐体３５０の内部空間に図１に示す電気的な構成要素が収納されている。それとともに、図示しない機械的な構成要素も筐体３５０の内部空間に収納されている。

この機械的な構成要素としては、例えば、冷却器、コンデンサケース、および、端子台がある。冷却器はこれまでに説明した計３つのスイッチモジュールを収納しつつ、これらを冷却する機能を果たす。コンデンサケースは第１平滑コンデンサ３１０を収納するとともにＰバスバ３０１とＮバスバ３０２を支持する機能を果たす。端子台はこれまでに説明した各種バスバと他の機器とを接続する機能を果たす。この端子台には電流センサが設けられている。

＜筐体＞
筐体３５０は金属材料で構成される。筐体３５０は例えばアルミダイカストで製造される。筐体３５０はｚ方向まわりの周方向で環状に延びる側壁を有する。側壁はｚ方向で離間して並ぶ２つの開口を区画（構成）している。これら２つの開口の間の空間が、筐体３５０の内部空間に相当する。これら２つの開口のうちの一方が図示しない底壁、若しくは、第１モータ４００のケースによって閉塞される。

筐体３５０は側壁の他に天壁３５１を有する。天壁３５１は側壁によって構成される２つの開口のうちの他方を閉塞している。この天壁３５１と側壁とは別体でも一体でもよい。

＜連通窓＞
天壁３５１は内部空間側の内面とその外側の外面３５１ａとを有する。図２と図３に示すように、この天壁３５１には内面と外面３５１ａとに開口する第１連通窓３５２ａ～第３連通窓３５２ｃが形成されている。

第１連通窓３５２ａは第１電力変換ユニット３００と第１モータ４００とを電気的に接続するための役割を果たす。第２連通窓３５２ｂは第１電力変換ユニット３００とバッテリ２００とを電気的に接続するための役割を果たす。第３連通窓３５２ｃは上記したゲートドライバやＥＣＵの搭載された回路基板を覆う役割を果たす。若しくは、第３連通窓３５２ｃはこれまでに説明した各種構成要素を内部空間に収納するための役割を果たす。

第１連通窓３５２ａと第２連通窓３５２ｂそれぞれは第３連通窓３５２ｃよりも開口面積が小さくなっている。第１連通窓３５２ａと第２連通窓３５２ｂそれぞれは第３連通窓３５２ｃとｙ方向で離間している。第１連通窓３５２ａと第２連通窓３５２ｂはｘ方向で離間して並んでいる。

＜連通口＞
側壁には筐体３５０の内部空間とその外の外部空間とを連通するための第１連通口３５３ａと第２連通口３５３ｂが形成されている。これら第１連通口３５３ａと第２連通口３５３ｂはｘ方向で離間して並んでいる。

＜第１重畳領域＞
第１連通口３５３ａのｙ方向への投影領域と、第１連通窓３５２ａのｚ方向への投影領域とが重なっている。これら２つの投影領域の重なる第１重畳領域にＵ相バスバ３０３～Ｗ相バスバ３０５それぞれの先端が設けられている。

Ｕ相バスバ３０３～Ｗ相バスバ３０５は金属製の平板をプレス加工することで製造される。これら３つの相バスバそれぞれの第１重畳領域に位置する先端はｙ方向に延びた形状を成している。そしてこれら３つの相バスバそれぞれの先端は第１重畳領域でｘ方向に並んでいる。これら３つの相バスバの先端には、図７に示す第１ワイヤハーネス７１０とボルト止めするための貫通孔が形成されている。この第１ワイヤハーネス７１０が第１モータ４００のステータコイルと接続される。

＜第２重畳領域＞
第２連通口３５３ｂのｙ方向への投影領域と、第２連通窓３５２ｂのｚ方向への投影領域とが重なっている。これら２つの投影領域の重なる第２重畳領域にＰバスバ３０１とＮバスバ３０２それぞれの先端が設けられている。

Ｐバスバ３０１とＮバスバ３０２は金属製の平板をプレス加工することで製造される。これら２つのバスバそれぞれの第２重畳領域に位置する先端はｙ方向に延びた形状を成している。そしてこれら２つのバスバそれぞれの先端は第２重畳領域でｘ方向に並んでいる。これら２つのバスバの先端には、図６と図７に示す第２ワイヤハーネス７２０とボルト止めするための貫通孔が形成されている。この第２ワイヤハーネス７２０がＳＭＲ２１０を介してバッテリ２００と接続される。

＜コネクタ部＞
また側壁には内部空間側へ局所的に凹むコネクタ部３５４が形成されている。このコネクタ部３５４には、第１分岐バスバ３０１ａと第２分岐バスバ３０２ａそれぞれと電気的に接続された電極端子３０６が設けられている。このコネクタ部３５４に図５～図７に示す外部コネクタ７３０が接続される。外部コネクタ７３０は第２電力変換ユニット５００のＰバスバ３０１とＮバスバ３０２それぞれと電気的に接続されたワイヤハーネスの端部である。なお、図面では電極端子３０６をオス型で示している。しかしながら電極端子３０６はメス型でもよい。

＜カバー＞
図２と図３に示すように第１電力変換ユニット３００は第１連通窓３５２ａ～第３連通窓３５２ｃを閉塞する第１カバー３６１～第３カバー３６３を有する。第１カバー３６１は第１連通窓３５２ａを閉塞する。第２カバー３６２は第２連通窓３５２ｂを閉塞する。第３カバー３６３は第３連通窓３５２ｃを閉塞する。第１カバー３６１と第２カバー３６２が覆い部に含まれる。

第１カバー３６１～第３カバー３６３それぞれはｚ方向の厚さの薄い平板形状を成している。第１カバー３６１～第３カバー３６３それぞれは、ｚ方向で天壁３５１の外面３５１ａと対向する対向面３６０ａと、その裏側の上面３６０ｂを有する。第１カバー３６１～第３カバー３６３それぞれには、対向面３６０ａと上面３６０ｂとに開口する貫通孔３６０ｃが形成されている。第１カバー３６１～第３カバー３６３それぞれは天壁３５１の外部空間側の形状などに応じて、局所的にｚ方向に屈曲している。

第１カバー３６１と第２カバー３６２それぞれは第３カバー３６３よりも上面３６０ｂの面積が小さくなっている。第１カバー３６１と第２カバー３６２それぞれは第３カバー３６３とｙ方向で離間している。第１カバー３６１と第２カバー３６２はｘ方向で並んでいる。

＜位置決めピン＞
第１カバー３６１と第２カバー３６２それぞれの一部はｚ方向で並んでいる。図８に示すように、第２カバー３６２における第１カバー３６１とｚ方向で並ぶ部位は、第１カバー３６１における第２カバー３６２とｚ方向で並ぶ部位よりも、ｚ方向において天壁３５１側に位置している。第１カバー３６１の上面３６０ｂの一部が第２カバー３６２の対向面３６０ａの一部とｚ方向で対向している。

この第１カバー３６１におけるｚ方向で第２カバー３６２と並ぶ部位には、対向面３６０ａと上面３６０ｂを貫く第１位置決め孔３６１ｃが形成されている。同様にして、第２カバー３６２におけるｚ方向で第１カバー３６１と並ぶ部位には、対向面３６０ａと上面３６０ｂとを貫く第２位置決め孔３６２ｃが形成されている。

図２～図４に示すように、筐体３５０の天壁３５１には、第１カバー３６１と第２カバー３６２の位置決めを行うための位置決めピン３５７が形成されている。図８に示すように位置決めピン３５７は天壁３５１の外面３５１ａからｚ方向に突起している。この位置決めピン３５７に第１位置決め孔３６１ｃと第２位置決め孔３６２ｃそれぞれが通される。

位置決めピン３５７には、第２位置決め孔３６２ｃが通された後に第１位置決め孔３６１ｃが通される。そのために位置決めピン３５７から第１カバー３６１を抜いた後でしか、位置決めピン３５７から第２カバー３６２を抜けない構成になっている。第１カバー３６１を筐体３５０から取り外した後でしか、第２カバー３６２を筐体３５０から取り外せない構成になっている。

なお、本実施形態の位置決めピン３５７は円柱形状を成している。そのため、単に位置決めピン３５７に第２位置決め孔３６２ｃを通しただけでは、第２カバー３６２は位置決めピン３５７を中心として回転可能になっている。

係る回転を阻止するために、例えば以下の構成を採用することができる。位置決めピン３５７が例えば四角柱形状を成してもよい。複数の位置決めピン３５７が天壁３５１に形成され、それら複数の位置決めピン３５７に第２カバー３６２の第２位置決め孔３６２ｃが通された構成を採用してもよい。第２カバー３６２が天壁３５１に設けられた状態で、両者がｘ方向とｙ方向の少なくとも一方で接触する構成を採用してもよい。

＜ねじ孔＞
図４に示すように、筐体３５０の天壁３５１には、ボルト３６４の軸部を締結するためのねじ孔３５５が形成されている。ねじ孔３５５は外面３５１ａに開口している。このねじ孔３５５を区画する壁面にねじ溝が形成されている。

このねじ孔３５５と貫通孔３６０ｃとがｚ方向で並ぶ態様で、外面３５１ａに第１カバー３６１～第３カバー３６３が設けられる。そして貫通孔３６０ｃとねじ孔３５５とにボルト３６４の軸部が通される。ねじ孔３５５にボルト３６４の軸部が締結される。これにより天壁３５１に第１カバー３６１～第３カバー３６３それぞれが固定される。

第３カバー３６３の天壁３５１に対する固定は、第１カバー３６１や第２カバー３６２の天壁３５１に対する固定にかかわらずに実行される。これに対して、第１カバー３６１の天壁３５１に対する固定は、第２カバー３６２の天壁３５１に対する固定の後に実行される。なお、図面では第３カバー３６３の貫通孔３６０ｃ、この貫通孔３６０ｃに通されるボルト３６４、および、このボルト３６４の軸部の締結されるねじ孔３５５それぞれの図示を省略している。

＜外部カバー＞
図５～図７に示すように、筐体３５０には外部カバー７４０が連結される。この外部カバー７４０はコネクタ部３５４とこれに接続される外部コネクタ７３０それぞれを覆う機能を果たす。

外部カバー７４０は蓋部７４１と連結腕部７４２を有する。蓋部７４１はｙ方向まわりの周方向で環状を成す縁壁と、この縁壁の構成する２つの開口のうちの一方を閉塞する壁部と、を有する。連結腕部７４２は蓋部７４１の縁壁からｙ方向に延びている。本実施形態では２本の連結腕部７４２が蓋部７４１に一体的に連結されている。

外部カバー７４０が筐体３５０に設けられると、蓋部７４１の構成する２つの開口のうちの他方は筐体３５０の側壁によって閉塞される。そして２つの連結腕部７４２それぞれが筐体３５０の天壁３５１とｚ方向で対向配置される。これら２つの連結腕部７４２それぞれには連結ボルト７５０を通すための通し孔が形成されている。

＜連結ねじ孔＞
天壁３５１には、外部カバー７４０を締結するための連結ねじ孔３５６が形成されている。この連結ねじ孔３５６もねじ孔３５５と同様にして、外面３５１ａに開口している。この連結ねじ孔３５６を区画する壁面にねじ溝が形成されている。外面３５１ａが一面に相当する。

図４に示すように天壁３５１には外部カバー７４０を固定するための連結ねじ孔３５６が２つ形成されている。以下においては説明を簡便とするために、２つの連結ねじ孔３５６を第１連結ねじ孔３５６ａ、第２連結ねじ孔３５６ｂと示す。

＜覆い＞
図４に示すように第１連結ねじ孔３５６ａと第２連結ねじ孔３５６ｂはｘ方向で離間して並んでいる。これら第１連結ねじ孔３５６ａと第２連結ねじ孔３５６ｂの間にコネクタ部３５４が位置している。第１連結ねじ孔３５６ａはｘ方向においてコネクタ部３５４と第２連通口３５３ｂとの間に位置している。

図２と図３、および、図８に示すように第１連結ねじ孔３５６ａは第２カバー３６２とｚ方向で離間して並んでいる。第１連結ねじ孔３５６ａが第２カバー３６２によって覆われている。

第１連結ねじ孔３５６ａの開口と第２カバー３６２との間のｚ方向の離間距離は、連結ボルト７５０の頭部の軸方向の長さよりも長くなっている。しかしながら、この離間距離は連結ボルト７５０の頭部と軸部の軸方向の長さを合わせた総長よりも短くなっている。簡単に言えば、この離間距離は連結ボルト７５０の軸方向（ｚ方向）の長さよりも短くなっている。

係る構成のため、筐体３５０に第２カバー３６２が連結された状態で、第１連結ねじ孔３５６ａに連結ボルト７５０を連結できなくなっている。筐体３５０に第２カバー３６２とともに外部カバー７４０が連結された状態では、第２カバー３６２を取り外さない限り、第１連結ねじ孔３５６ａから連結ボルト７５０を外せなくなっている。筐体３５０に第１カバー３６１、第２カバー３６２、および、外部カバー７４０が連結された状態では、第１カバー３６１と第２カバー３６２を取り外さない限り、第１連結ねじ孔３５６ａから連結ボルト７５０を外せなくなっている。

＜組付け＞
図３に第１電力変換ユニット３００を単品で示す。この状態においては、当然ながらにして第１電力変換ユニット３００に、第１ワイヤハーネス７１０、第２ワイヤハーネス７２０、外部コネクタ７３０、および、外部カバー７４０は連結されていない。これらを連結するため、図４に示すように筐体３５０から第１カバー３６１と第２カバー３６２が取り外される。

先ず、第１カバー３６１と第２カバー３６２が取り外された筐体３５０のコネクタ部３５４に外部コネクタ７３０が接続される。外部コネクタ７３０によってコネクタ部３５４の空間が埋められる。

次に、図５に示すように、コネクタ部３５４に挿入された外部コネクタ７３０を覆うように、外部カバー７４０を筐体３５０に設ける。外部カバー７４０の備える２つの連結腕部７４２それぞれの通し孔を第１連結ねじ孔３５６ａと第２連結ねじ孔３５６ｂそれぞれと個別にｚ方向で並ばせる。

そして連結ボルト７５０の軸部を通し孔と第１連結ねじ孔３５６ａに挿入し、連結ボルト７５０の軸部を第１連結ねじ孔３５６ａに締結する。同様にして、連結ボルト７５０の軸部を通し孔と第２連結ねじ孔３５６ｂに挿入し、連結ボルト７５０の軸部を第２連結ねじ孔３５６ｂに締結する。これによって２つの連結腕部７４２それぞれが連結ボルト７５０の頭部と天壁３５１との間で挟持される。この結果、外部カバー７４０が天壁３５１に固定される。それとともに、外部カバー７４０によってコネクタ部３５４と外部コネクタ７３０が覆われる。

なお、外部コネクタ７３０はワイヤハーネスの端部に設けられている。このワイヤハーネスにおける外部コネクタ７３０から延びるワイヤを通すための孔が外部カバー７４０の縁壁に形成されている。

次に、第２連通口３５３ｂから第２重畳領域に向かって第２ワイヤハーネス７２０の端部を挿入する。そして第２連通窓３５２ｂから第２重畳領域に向かって固定ボルトを挿入する。この固定ボルトの軸部に第２ワイヤハーネス７２０の端部の端子に形成された孔とＰバスバ３０１の貫通孔とを通す。同様にして、固定ボルトの軸部に第２ワイヤハーネス７２０の端子の孔とＮバスバ３０２の貫通孔とを通す。そしてこれら固定ボルトの軸部を端子台に形成されたねじ孔に締結する。これにより端子とＰバスバ３０１とが固定ボルトの頭部と端子台との間で挟持される。端子とＮバスバ３０２とが固定ボルトの頭部と端子台との間で挟持される。

次に、図６と図８に示すように、第２カバー３６２の第２位置決め孔３６２ｃに位置決めピン３５７を通す。それとともに、第２カバー３６２の貫通孔３６０ｃと天壁３５１のねじ孔３５５とをｚ方向で並ばせる。そしてボルト３６４の軸部を貫通孔３６０ｃとねじ孔３５５に挿入する。ボルト３６４の軸部をねじ孔３５５に締結する。これによって第２カバー３６２がボルト３６４の頭部と天壁３５１との間で挟持される。この結果、第２カバー３６２が天壁３５１に固定される。それとともに、第２カバー３６２によって第１連結ねじ孔３５６ａに締結された連結ボルト７５０の頭部が覆われる。第１連結ねじ孔３５６ａが固定箇所に相当する。

次に、第１連通口３５３ａから第１重畳領域に向かって第１ワイヤハーネス７１０の端部を挿入する。そして第１連通窓３５２ａから第１重畳領域に向かって固定ボルトを挿入する。この固定ボルトの軸部に第１ワイヤハーネス７１０の端部の端子に形成された孔とＵ相バスバ３０３の貫通孔とを通す。同様にして、固定ボルトの軸部に第１ワイヤハーネス７１０の端子の孔とＶ相バスバ３０４の貫通孔とを通す。固定ボルトの軸部に第１ワイヤハーネス７１０の端子の孔とＷ相バスバ３０５の貫通孔とを通す。そしてこれら３つの固定ボルトの軸部を端子台に形成されたねじ孔に締結する。これにより端子とＵ相バスバ３０３～Ｗ相バスバ３０５それぞれとが固定ボルトの頭部と端子台との間で個別に挟持される。

次に、図７と図８に示すように、第１カバー３６１の第１位置決め孔３６１ｃに位置決めピン３５７を通す。それとともに、第１カバー３６１の貫通孔３６０ｃと天壁３５１のねじ孔３５５とをｚ方向で並ばせる。そしてボルト３６４の軸部を貫通孔３６０ｃとねじ孔３５５に挿入し、ボルト３６４の軸部をねじ孔３５５に締結する。これによって第１カバー３６１がボルト３６４の頭部と天壁３５１との間で挟持される。この結果、第１カバー３６１が天壁３５１に固定される。それとともに、第１カバー３６１によって第２カバー３６２の一部が覆われる。

なお、特に図示しないが、第１カバー３６１と天壁３５１とにはインターロック回路が含まれている。第１カバー３６１に天壁３５１が正常に組付け固定されると、インターロック回路から上記ＥＣＵにインターロック信号が出力される。逆に、第１カバー３６１に天壁３５１が正常に組付け固定されていなかったり、第１カバー３６１が天壁３５１から取り外されていたりした場合、インターロック回路から上記ＥＣＵへのインターロック信号の出力が途絶える。

ＥＣＵはインターロック信号が入力されている場合に、第１電力変換ユニット３００の駆動を制御する。ＥＣＵはインターロック信号の入力が途絶えている場合、第１電力変換ユニット３００の駆動の制御をやめる。

＜作用効果＞
上記したように、例えば電気自動車の停車によってＳＭＲ２１０が開状態になると、第２平滑コンデンサ５１０に蓄電された電荷が第１電力変換ユニット３００と第２電力変換ユニット５００によって構成される閉ループを流れる。この閉ループの構成は、外部カバー７４０によって覆われる外部コネクタ７３０と第１電力変換ユニット３００のコネクタ部３５４との接続が継続される限り継続される。

これに対して、外部カバー７４０における天壁３５１との締結箇所が第２カバー３６２によって覆われている。係る構成のため、外部コネクタ７３０とコネクタ部３５４との接続を解除するためには、外部カバー７４０と第２カバー３６２それぞれを天壁３５１から取り外さなくてはならない。このために外部コネクタ７３０とコネクタ部３５４との接続の解除に時間がかかる。換言すれば、第１電力変換ユニット３００と第２電力変換ユニット５００によって構成される閉ループが開路されるまでに時間がかかる。

この結果、第２平滑コンデンサ５１０に蓄電された電荷が放電抵抗３２０を流れる時間が長くなる。第２平滑コンデンサ５１０に蓄えられた電気エネルギーが放電抵抗３２０で熱エネルギーに変換される時間が長くなる。そのため、第２平滑コンデンサ５１０に蓄えられた電荷が放電されがたくなることが抑制される。外部コネクタ７３０とコネクタ部３５４との接続を解除する作業者が、電気エネルギーを蓄えた第２平滑コンデンサ５１０に触れることが抑制される。

さらに本実施形態では、第２カバー３６２の一部が第１カバー３６１によって覆われている。係る構成のため、外部コネクタ７３０とコネクタ部３５４との接続を解除するためには、外部カバー７４０と第２カバー３６２だけではなく、第１カバー３６１も天壁３５１から取り外さなくてはならない。係る構成のため、第２平滑コンデンサ５１０に蓄えられた電気エネルギーが放電抵抗３２０で熱エネルギーに変換される時間がより長くなる。

外部カバー７４０の固定される連結ねじ孔３５６と、第２カバー３６２および第１カバー３６１の固定されるねじ孔３５５それぞれとが天壁３５１の外面３５１ａに開口している。連結ねじ孔３５６とねじ孔３５５それぞれが天壁３５１の同一面に開口している。そのために連結ねじ孔３５６に連結ボルト７５０を締結する作業とねじ孔３５５にボルト３６４を締結する作業とが同等になる。これにより、外部カバー７４０、第２カバー３６２、および、第１カバー３６１それぞれを天壁３５１に固定する作業が煩瑣となることが抑制される。

（第１の変形例）
本実施形態では第１電力変換ユニット３００が外部カバー７４０を有さない構成を示した。しかしながら、第１電力変換ユニット３００が外部カバー７４０を有する構成を採用することもできる。

（第２の変形例）
本実施形態では外部カバー７４０と第２カバー３６２とが別体の例を示した。しかしながら外部カバー７４０と第２カバー３６２とが一体の構成を採用することもできる。

（第３の変形例）
本実施形態では第２カバー３６２と第１カバー３６１とが別体の例を示した。しかしながら第２カバー３６２と第１カバー３６１とが一体の構成を採用することもできる。

（第４の変形例）
本実施形態では図８に示すように第１連結ねじ孔３５６ａが第２カバー３６２によって覆われる例を示した。しかしながら第２連結ねじ孔３５６ｂが第２カバー３６２によって覆われる構成を採用することもできる。第１連結ねじ孔３５６ａと第２連結ねじ孔３５６ｂそれぞれが第２カバー３６２によって覆われる構成を採用することもできる。若しくは、第１カバー３６１によって連結ねじ孔３５６が覆われる構成を採用することもできる。総括して言えば、複数の連結ねじ孔３５６のうちの少なくとも１つが第２カバー３６２と第１カバー３６１のうちの少なくとも一方によって覆われた構成を採用することができる。

（第５の変形例）
本実施形態では位置決めによる仮止めとしての機能を果たす位置決めピン３５７に第１カバー３６１と第２カバー３６２が通される例を示した。しかしながら、この仮止めとしての機能を果たす位置決めピン３５７に第２カバー３６２と外部カバー７４０とが通される構成を採用することもできる。

この位置決めピン３５７には、外部カバー７４０通された後に第２カバー３６２が通される。そのために位置決めピン３５７から第２カバー３６２を抜いた後でしか、位置決めピン３５７から外部カバー７４０を抜けない構成になっている。この変形例の場合、連結ねじ孔３５６は第２カバー３６２や第１カバー３６１によって覆われていなくともよい。

（第６の変形例）
本実施形態では第１カバー３６１と第２カバー３６２それぞれの一部がｚ方向で並ぶ例を示した。しかしながら第１カバー３６１と第２カバー３６２それぞれの少なくとも一部がｚ方向で並ばない構成を採用することもできる。

（その他の変形例）
本実施形態では第１電力変換ユニット３００にインバータの含まれる例を示した。しかしながら第１電力変換ユニット３００にインバータのほかにコンバータが含まれてもよい。

本実施形態では第１電力変換ユニット３００が電気自動車用の車載システム１００に含まれる例を示した。しかしながら第１電力変換ユニット３００の適用としては特に上記例に限定されない。例えばモータと内燃機関を備えるハイブリッドシステムに第１電力変換ユニット３００が含まれる構成を採用することもできる。

本実施形態では第１電力変換ユニット３００に１つの第１モータ４００の接続される例を示した。しかしながら第１電力変換ユニット３００に複数の第１モータ４００の接続される構成を採用することもできる。この場合、第１電力変換ユニット３００はインバータを構成するための３相のスイッチモジュールを複数有する。

本実施形態ではＵ相スイッチモジュール３３１～Ｗ相スイッチモジュール３３３それぞれがＩＧＢＴを備える例を示した。しかしながら、これらスイッチモジュール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。このスイッチ素子としては例えばＭＯＳＦＥＴを採用することができる。そしてこれら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。

本実施形態ではハイサイドスイッチ３４１とローサイドスイッチ３４２、および、ハイサイドダイオード３４１ａとローサイドダイオード３４２ａが封止樹脂に被覆保護されて１つのスイッチモジュールが構成される例を示した。

しかしながらこれとは異なり、例えばハイサイドスイッチ３４１とハイサイドダイオード３４１ａが樹脂封止されて１つのスイッチモジュールが構成されてもよい。ローサイドスイッチ３４２とローサイドダイオード３４２ａが樹脂封止されて１つのスイッチモジュールが構成されてもよい。スイッチモジュールの構成形態としては特に限定されない。

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…第１電力変換ユニット、３０１…Ｐバスバ、３０２…Ｎバスバ、３１０…第１平滑コンデンサ、３２０…放電抵抗、３３１…Ｕ相スイッチモジュール、３３２…Ｖ相スイッチモジュール、３３３…Ｗ相スイッチモジュール、３５０…筐体、３５１ａ…外面、３５７…位置決めピン、３６１…第１カバー、３６１ｃ…第１位置決め孔、３６２…第２カバー、３６２ｃ…第２位置決め孔、４００…第１モータ、５００…第２電力変換ユニット、５１０…第２平滑コンデンサ、６００…第２モータ、７４０…外部カバー

Claims (5)

1. 電源（２００）の正極と負極のうちの一方に電気的に接続される第１接続部（３０１）と、
   前記電源の前記正極と前記負極のうちの他方に電気的に接続される第２接続部（３０２）と、
   前記第１接続部と前記第２接続部とに電気的に接続される放電抵抗（３２０）と、
   前記第１接続部と前記第２接続部との間で前記放電抵抗と電気的に並列接続される第１平滑コンデンサ（３１０）と、
   前記第１接続部と前記第２接続部から供給される電源電力を電力変換する電力変換部（３３１～３３３）と、
   前記第１接続部および前記第２接続部それぞれにおける、前記放電抵抗と電気的に並列接続される第２平滑コンデンサ（５１０）を備える付属電気部品（５００）との接続箇所を覆う外部カバー（７４０）の固定される筐体（３５０）と、
   前記外部カバーにおける前記筐体との固定箇所を覆う少なくとも１つの覆い部（３６１，３６２）と、を有する電力変換ユニット。
2. 前記覆い部には、前記電力変換部とモータとの接続箇所を覆う第１カバー（３６１）、および、前記第１接続部と前記第２接続部それぞれにおける前記電源との接続箇所を覆う第２カバー（３６２）のうちの少なくとも１つが含まれている請求項１に記載の電力変換ユニット。
3. 前記覆い部に前記第１カバーと前記第２カバーそれぞれが含まれ、
   前記第２カバーおよび前記第１カバーのうちの一方の一部が、前記第２カバーおよび前記第１カバーのうちの他方によって覆われている請求項２に記載の電力変換ユニット。
4. 前記外部カバー、前記第２カバー、および、前記第１カバーそれぞれは前記筐体の一面（３５１ａ）に固定される請求項３に記載の電力変換ユニット。
5. 前記筐体には、前記一面から局所的に突起した位置決めピン（３５７）が形成され、
   前記第１カバーに前記位置決めピンの通される第１位置決め孔（３６１ｃ）が形成され、
   前記第２カバーに前記位置決めピンの通される第２位置決め孔（３６２ｃ）が形成されている請求項４に記載の電力変換ユニット。

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