WO2022215358A1 - 筐体及び電力変換装置 - Google Patents

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WO2022215358A1
WO2022215358A1 PCT/JP2022/005915 JP2022005915W WO2022215358A1 WO 2022215358 A1 WO2022215358 A1 WO 2022215358A1 JP 2022005915 W JP2022005915 W JP 2022005915W WO 2022215358 A1 WO2022215358 A1 WO 2022215358A1
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WO
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capacitor
housing
power module
flow path
coolant
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/005915
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
公洋 小野
Original Assignee
三菱重工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 三菱重工業株式会社 filed Critical 三菱重工業株式会社
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Priority to EP22784343.0A priority patent/EP4319518A1/en
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H05K7/20927—Liquid coolant without phase change
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/003—Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections

Definitions

  • the present disclosure relates to housings and power converters. This application claims priority to Japanese Patent Application No. 2021-64920 filed on April 6, 2021, the contents of which are incorporated herein.
  • Patent Literature 1 discloses a structure in which a cooling water channel is provided around a capacitor provided in a housing of a power conversion device to cool the capacitor.
  • the present disclosure has been made in view of the above circumstances, and provides a casing and a power converter that can effectively cool a capacitor while suppressing an increase in size.
  • a housing is a housing of a power conversion device having a capacitor and a power module, and includes a coolant channel forming portion that forms a channel through which a coolant flows; and a power module housing space for housing at least a power module together with the rest of the refrigerant passage forming portion and the capacitor housing portion. and a cover portion defining the cooling medium flow path forming portion, wherein the coolant flow path forming portion includes a condenser cooling portion that cools the capacitor housing portion and a power module cooling portion that cools the power module.
  • a power converter according to a second aspect of the present disclosure includes the housing, a capacitor housed in the capacitor housing space, and a power module housed in the power module housing space.
  • the housing and the power conversion device according to the present disclosure it is possible to effectively cool the capacitor while suppressing an increase in size.
  • FIG. 1 is a perspective view of a power conversion device according to a first embodiment of the present disclosure
  • FIG. 1 is a perspective view of a power conversion device according to a first embodiment of the present disclosure, showing a state in which a cover is removed
  • FIG. FIG. 3 is a perspective view of the power converter according to the first embodiment of the present disclosure, showing a state in which the control board and the current sensor in FIG. 2 are removed; It is the figure which looked at the power converter device of FIG. 1 from the downward direction.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a state in which the lid of FIG. 4 is removed
  • FIG. 4 is a perspective view showing a partial cross section of a capacitor accommodating portion according to the first embodiment of the present disclosure
  • FIG. 5 is a partial cross-sectional view of a coolant channel forming portion according to a second embodiment of the present disclosure
  • FIG. 8 is an enlarged view of a main part in FIG. 7;
  • FIG. 1 is a perspective view of a power converter according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a perspective view of the power conversion device according to the first embodiment of the present disclosure, showing a state in which the cover is removed.
  • FIG. 3 is a perspective view of the power converter according to the first embodiment of the present disclosure, showing a state in which the control board and the current sensor in FIG. 2 are removed.
  • FIG. 4 is a diagram of the power conversion device of FIG. 1 viewed from below.
  • the power conversion device 100 of the first embodiment is a power conversion device 100 that is used as an inverter that converts DC power into AC power, a converter that converts AC power into DC power, or the like.
  • This power conversion device 100 can be used, for example, as a power conversion device or the like that controls a three-phase brushless motor that is a drive source of an electric vehicle.
  • the power converter 100 of this embodiment includes a housing 11, a capacitor 12, a power module 13, a control board 14, a bus bar 15, and a current sensor 16. I have.
  • the housing 11 is a housing 11 for housing the capacitor 12, the power module 13, the control board 14, and the current sensor 16, respectively.
  • the housing 11 can be made of, for example, metal or synthetic resin having high thermal conductivity.
  • the housing 11 includes a coolant channel forming portion 21 , a condenser accommodating portion 22 and a cover portion 23 .
  • the coolant channel forming portion 21 forms a channel R (to be described later) through which coolant flows.
  • the coolant flow path forming portion 21 in this embodiment has a first wall portion 25 and a second wall portion 26 each having a rectangular contour in plan view.
  • the coolant channel forming portion 21 further has four side walls 27 a to 27 d that connect the first wall portion 25 and the second wall portion 26 .
  • the direction in which the long sides of the first wall portion 25 and the second wall portion 26 of the coolant channel forming portion 21 extend is referred to as the longitudinal direction Da
  • the direction in which the short sides of the rectangle extend is the width direction Dw. called.
  • a direction perpendicular to the first wall portion 25 and the second wall portion 26 is defined as a thickness direction Dt, and a side away from the first wall portion 25 in the thickness direction is defined as a first thickness direction side Dtu and a second wall portion. 26 is called a thickness direction second side Dtd.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a state in which the lid of FIG. 4 is removed.
  • the coolant channel forming portion 21 of this embodiment includes a coolant channel forming portion main body 28 and a lid portion 29 .
  • the coolant channel forming portion main body 28 includes a channel concave portion 30 that opens toward the second wall portion 26 side.
  • the lid portion 29 includes a lid portion main body 31 formed in a flat plate shape, and a refrigerant inlet 32 and a refrigerant outlet 33 attached to the lid portion main body 31 .
  • the lid body 31 closes the channel recess 30 .
  • the lid main body 31 of the present embodiment forms the second wall portion 26 of the coolant flow path forming portion 21 in a state in which the flow channel concave portion 30 of the coolant flow channel forming portion main body 28 is blocked.
  • the coolant inlet 32 and the coolant outlet 33 each extend from the lid main body 31 to the second side in the thickness direction. These coolant inlet 32 and coolant outlet 33 communicate the inside and the outside of the coolant channel forming portion 21 .
  • the coolant inlet 32 is an inlet for supplying a coolant to the channel R formed inside the coolant channel forming portion 21
  • the coolant outlet 33 is a channel formed inside the coolant channel forming portion 21 . This is an outlet for discharging the coolant that has finished flowing through the R to the outside of the coolant channel forming portion 21 .
  • the coolant inlet 32 and the coolant outlet 33 in the present embodiment are arranged at diagonal positions of a rectangle in plan view in the lid body 31 . That is, when the coolant flows in from the coolant inlet 32 , the coolant flows through the flow path R in the coolant flow path forming portion 21 and then is discharged to the outside of the coolant flow path forming portion 21 from the coolant outlet 33 .
  • the capacitor housing portion 22 forms a capacitor housing space 35 that houses the capacitor 12 .
  • the condenser housing portion 22 is formed integrally with a portion of the refrigerant flow path forming portion 21 .
  • the condenser accommodating portion 22 forms a condenser accommodating space 35 that accommodates the condenser 12 together with the first wall portion 25 of the refrigerant channel forming portion 21 .
  • the condenser accommodating portion 22 of the present embodiment has two sides extending toward the first side Dtu in the thickness direction in parallel with the side walls 27b (see FIG. 4) and the side walls 27d located on both sides in the width direction Dw of the refrigerant flow path forming portion 21.
  • the capacitor housing portion 22 further has an opening 38 on the opposite side of the longitudinal side wall 36c in the longitudinal direction Da. This opening 38 faces the second side Da2 in the longitudinal direction Da.
  • the capacitor 12 can be accommodated in the capacitor accommodation space 35 inside the capacitor accommodation portion 22 through the opening 38 .
  • a terminal portion 39 for electrically connecting the capacitor 12 and the outside of the capacitor accommodating portion 22 is formed on the longitudinal side wall 36c of the present embodiment.
  • a partition wall 41 is formed in the capacitor housing portion 22 of the present embodiment to divide the capacitor housing space 35 into a plurality of sections. These partition walls 41 are connected to at least one of the widthwise side walls 36b and 36d, the longitudinal side wall 36c, the ceiling wall 37, and the coolant channel forming portion body 28 described above. In other words, the heat transmitted to the partition wall 41 is indirectly transmitted to the coolant channel forming portion main body 28 via the width direction side walls 36b and 36d, the longitudinal direction side wall 36c, and the ceiling wall 37, or is directly transmitted to the coolant channel. It is designed to be transmitted to the forming portion main body 28 .
  • An insertion hole (not shown) is formed in the partition wall 41 of the present embodiment, and a wiring (not shown) connected to the capacitor 12 is inserted through the insertion hole. Note that the partition 41 may be provided as appropriate, and may be omitted.
  • the cover portion 23 includes the remainder of the coolant flow path forming portion 21 in which the capacitor accommodating portion 22 is not formed, the capacitor accommodating portion 22 , and a power module accommodating space 42 that accommodates at least the power module 13 . is defining.
  • the remaining portion of the coolant channel forming portion 21 is the portion of the coolant channel forming portion 21 excluding the portion integrally formed with the capacitor accommodating portion 22 .
  • the cover portion 23 is configured to be attachable/detachable with respect to the refrigerant channel forming portion 21 and the condenser accommodating portion 22 .
  • the cover portion 23 of the present embodiment is attached to the remaining portion of the refrigerant flow path forming portion 21 and the capacitor accommodating portion 22 to define the power module accommodating space 42 (in other words, closed state).
  • Two width direction cover side walls 43b, 43d extending toward the thickness direction first side Dtu parallel to the remaining width direction side walls 27b, 27d of the flow path forming portion 21, and the longitudinal direction of the coolant flow path forming portion 21
  • One longitudinal cover side wall 43a extending toward the first thickness direction side Dtu in parallel with the side wall 27a located on the second side Da2 of Da, and the first thickness direction side Dtu of the width direction cover side walls 43b and 43d.
  • It has a cover ceiling wall 44 that connects the edge and the edge of the longitudinal cover side wall 43a on the first side in the thickness direction and extends in the longitudinal direction Da and the width direction Dw.
  • a plurality of through holes 45 are formed in the longitudinal direction cover side wall 43a for passing conductors such as the busbars 15 for electrically connecting the power module 13 and the outside of the housing 11 therethrough.
  • Penetrating current sensors 16 are attached to the busbars 15 of the present embodiment, respectively, and these current sensors 16 are housed in the power module housing space 42 together with the power modules 13 .
  • the control board 14 that controls the operation of the power module 13 is also housed in the power module housing space 42 .
  • a part of the refrigerant flow path forming portion 21 integrally formed with the condenser housing portion 22 constitutes the condenser cooling portion 21A.
  • the rest of the portion 21 constitutes a power module cooling portion 21B.
  • the capacitor 12 removes, for example, high frequency components from the external power input to the power converter 100 .
  • a film capacitor can be exemplified.
  • the power conversion device 100 of this embodiment includes a plurality of capacitors 12 , and all of the plurality of capacitors 12 are housed in the capacitor housing portion 22 .
  • FIG. 6 is a perspective view showing a partial cross section of the capacitor accommodating portion according to the first embodiment of the present disclosure;
  • the capacitor accommodating portion 22 in this embodiment is filled with a filler 46 having excellent thermal conductivity and high electrical insulation while the capacitor 12 is accommodated therein.
  • the filler 46 is in close contact with the outer surface of the condenser 12 , and the heat of the condenser 12 is transmitted to the condenser housing portion 22 and the refrigerant flow path forming portion 21 via the filler 46 .
  • a type of filler 46 that solidifies after being poured into the capacitor accommodating portion 22 in a liquid state can be used.
  • the power module 13 is a module in which a plurality of power semiconductor elements such as surface mount type power MOSFETs and IGBTs are mounted on a circuit board. As shown in FIG. 3, this embodiment exemplifies a power module 13 capable of outputting three-phase power.
  • the power module 13 is installed inside the power module accommodation space 42 of the housing 11 described above. More specifically, the power module 13 of this embodiment is fixed to the surface of the rest of the coolant channel forming portion 21 .
  • the power module 13 of the present embodiment is installed in a posture in which the direction in which the circuit board extends is aligned with the direction in which the first wall portion 25 of the coolant channel forming portion 21 extends.
  • the power module cooling portion 21B which is the remaining portion of the coolant flow path forming portion 21, has the power module housing space 42 and the flow path R inside the coolant flow path forming portion 21 on the surface of the coolant flow path forming portion main body 28. It has a communication opening 47 that communicates with.
  • the power module 13 of this embodiment is formed to be larger than the communication opening 47 and is fixed to the coolant channel forming portion 21 so as to close the communication opening 47 .
  • the area around the communication opening 47 is sealed so that the coolant does not leak from the gap between the communication opening 47 and the power module 13 .
  • the power module 13 further includes cooling fins 48 for cooling the power semiconductor elements.
  • the cooling fins 48 are fixed to the back surface of the circuit board facing away from the mounting surface on which the power semiconductor elements are mounted.
  • the cooling fins 48 are electrically insulated from the circuit board and conduct heat generated from the power semiconductor elements. At least a part of the cooling fins 48 is positioned inside the flow path R of the coolant flow path forming portion 21 via the communication opening 47 of the coolant flow path forming portion 21 . In other words, heat can be exchanged indirectly between the power semiconductor element and the coolant through the cooling fins 48, the circuit board, and the like.
  • the power module cooling section 21B of the coolant flow path forming section 21 has, as the flow path R, a module cooling flow path 51 that communicates with the communication opening 47 described above.
  • the cooling fins 48 of the power module 13 described above are arranged in the module cooling flow path 51 .
  • the module cooling channel 51 is formed at a position overlapping the coolant inlet 32 when viewed in the thickness direction Dt, and the coolant flows from the coolant inlet 32 .
  • the module cooling channel 51 of this embodiment is formed in the same rectangular shape as the communication opening 47 when viewed in the thickness direction Dt. Further, the module cooling channel 51 of this embodiment has a rectangular shape elongated in the width direction Dw.
  • module cooling flow path 51 of this embodiment is sandwiched between the cooling fins 48 and the lid portion 29 in the thickness direction Dt.
  • the module cooling flow path 51 is not limited to the shape described above, and may be appropriately formed according to the shape of the cooling fins 48, for example.
  • the condenser cooling section 21A has a condenser cooling flow path 52 communicating with the downstream side of the module cooling flow path 51 of the power module cooling section 21B.
  • the condenser cooling channel 52 of this embodiment communicates with the module cooling channel 51 via a connection channel 53 that is located on one side in the width direction Dw and extends in the longitudinal direction.
  • the condenser cooling channel 52 includes a condenser channel recess 54 as the channel recess 30, a first channel wall 55 extending from one side in the width direction Dw toward the other side, and a wall extending from the other side in the width direction Dw to one side. and a second channel wall 56 extending toward the .
  • An end portion 55t of the first flow path wall 55 is separated from an edge portion 57 on the other side in the width direction Dw of the capacitor flow path recessed portion 54, and an end portion 56t of the second flow path wall 56 is spaced apart from an edge portion 57 on the other side in the width direction Dw of the capacitor flow path recessed portion 54. Dw is spaced from the edge 58 on one side.
  • the first flow path wall 55 and the second flow path wall 56 are alternately formed at intervals in the longitudinal direction Da. Furthermore, edge portions 55e and 56e of the first channel wall 55 and the second channel wall 56 on the side of the lid portion 29 are in close contact with the lid portion 29, respectively.
  • the refrigerant flowing through the condenser cooling channel 52 of the condenser cooling portion 21A flows toward the first side in the width direction Dw, then toward the second side, and then toward the first side in the width direction Dw.
  • the water flows in a meandering manner, changing directions repeatedly.
  • the housing 11 of the first embodiment includes a coolant channel forming portion 21, a condenser housing portion 22, and a cover portion 23.
  • the coolant channel forming portion 21 forms a channel R through which coolant flows.
  • the condenser accommodating portion 22 forms a condenser accommodating space 35 that is formed integrally with a portion of the refrigerant flow path forming portion 21 to accommodate the condenser 12 .
  • the cover portion 23 defines a power module accommodation space 42 that accommodates at least the power module 13 together with the remainder of the coolant flow path forming portion 21 and the capacitor accommodation portion 22 .
  • the coolant flow path forming portion 21 has a condenser cooling portion 21A that cools the condenser accommodating portion 22 and a power module cooling portion 21B that cools the power module 13 .
  • both the condenser 12 and the power module 13 can be cooled by the coolant channel forming portion 21 . Furthermore, by integrally forming the condenser housing portion 22 and part of the refrigerant flow path forming portion 21, the condenser housing space 35 can be defined by effectively utilizing a portion of the refrigerant flow path forming portion 21. can be done. In addition, since the power module accommodation space 42 is formed by effectively utilizing not only the cover portion 23 but also the remaining portion of the refrigerant flow path forming portion 21 and the capacitor accommodation portion 22, the power module accommodation space 42 is formed compactly. be able to.
  • the outer shell of the housing 11 can be formed by the cover portion 23, the condenser accommodating portion 22, and the coolant flow path forming portion 21, there is no need to separately provide a casing that covers the condenser cooling structure from the outside. Therefore, it is possible to effectively cool the capacitor 12 while suppressing an increase in size.
  • the power module cooling section 21B of the first embodiment further has a communication opening 47 that allows the power module housing space 42 and the flow path R to communicate with each other. According to such a housing 11, the cooling fins 48 of the power modules 13 can be brought into direct contact with the coolant, and the power modules 13 can be cooled more efficiently.
  • the cover portion 23 in the first embodiment has a through hole 45 through which the bus bar 15 connected to the power module 13 can pass.
  • the power module accommodation space 42 can accommodate a current sensor 16 that measures the current flowing through the busbar 15 . Therefore, since the current sensor 16 can be accommodated in the power module accommodation space 42 , the current sensor 16 can also be cooled by, for example, bringing the current sensor 16 into contact with the coolant channel forming portion 21 . Therefore, compared with the case where a cooling mechanism for cooling the current sensor 16 is separately provided, the installation space can be reduced, and the degree of freedom in installation of the housing 11 can be improved.
  • the capacitor housing portion 22 in the first embodiment includes partition walls 41 that divide the capacitor housing space 35 into a plurality of sections. By configuring in this way, the heat of the capacitor 12 accommodated in the capacitor accommodating portion 22 is transferred to the condenser cooling portion 21A through the partition wall 41 . Therefore, it becomes possible to cool the condenser 12 more efficiently.
  • the capacitor accommodation space 35 in the first embodiment is filled with a filler 46 .
  • the filler 46 is brought into contact with the periphery of the capacitor 12, and the filler 46 is brought into contact with each wall portion (the width direction side walls 36b and 36d, the ceiling wall 37) of the capacitor accommodating portion 22 and the condenser cooling portion 21A. be in a state to Therefore, the heat of the condenser 12 is transmitted to the walls and the condenser cooling portion 21A through the filler 46, so that the cooling efficiency can be further improved compared to the case where the filler 46 is not filled.
  • FIG. 7 is a partial cross-sectional view of a coolant channel forming portion according to the second embodiment of the present disclosure.
  • 8 is an enlarged view of a main part in FIG. 7.
  • the power converter of the second embodiment includes a housing 11, a capacitor 12, a power module 13, a control board 14, a bus bar 15, and a current sensor 16. and , respectively.
  • the housing 11 in the second embodiment includes a refrigerant channel forming portion 21 , a condenser housing portion 22 and a cover portion 23 .
  • the coolant channel forming portion 21 in the second embodiment has a condenser cooling portion 21A formed integrally with the capacitor accommodating portion 22, similarly to the coolant channel forming portion 21 in the first embodiment. and a power module cooling section 21B for cooling the power module 13 .
  • the condenser cooling section 21A of this second embodiment includes a first flow path forming section 61 and a second flow path forming section 62.
  • the first flow path forming portion 61 forms a first flow path 63 along the first wall portion 25 of the coolant flow path forming portion 21 .
  • the second flow path forming portion 62 communicates with the first flow path forming portion 61 to form a second flow path 64 along the longitudinal side wall 36c of the capacitor accommodating portion 22 .
  • the second flow path forming portion 62 is formed integrally with the longitudinal side wall 36 c of the capacitor housing portion 22 .
  • the second flow path forming portion 62 of the second embodiment forms a flow path R extending from the first side Da1 in the longitudinal direction to the first side Dtu in the thickness direction in the first flow path forming portion 61. .
  • Part of the coolant that has flowed through the first flow path 63 flows into the second flow path 64 formed by the second flow path forming portion 62 .
  • the coolant that has flowed through the second flow path 64 is discharged from the coolant outlet 33 to the outside of the coolant flow path forming portion 21 together with the coolant that has not flowed into the second flow path 64 .
  • the second flow path 64 is not limited to being formed along the longitudinal side wall 36c.
  • the second flow path 64 may be formed, for example, along one of the two widthwise side walls 36b, 36d. That is, the second flow path 64 may be formed along any one of the two width direction side walls 36b and 36d and the longitudinal direction side wall 36c. Further, the second flow path 64 may be formed along any two or all of the two widthwise side walls 36b, 36d and the longitudinal side wall 36c.
  • the condenser cooling part 21A of the second embodiment communicates with the first flow path forming part 61 forming the first flow path 63 along the first wall part 25 of the refrigerant flow path forming part 21 and the first flow path forming part 61.
  • a second flow path forming portion 62 forming a second flow path 64 along the longitudinal side wall 36c of the capacitor accommodating portion 22; Therefore, in addition to the effects of the first embodiment, the condenser housing portion 22 is cooled not only from the first wall portion 25 side of the refrigerant flow path forming portion 21 but also from the longitudinal side wall 36c side of the condenser housing portion 22. becomes possible. As a result, it becomes possible to more efficiently cool the capacitor 12 housed in the capacitor housing portion 22 while suppressing an increase in the size of the apparatus.
  • the current sensor 16 is housed in the power module housing space 42 , but the current sensor 16 may be arranged outside the housing 11 .
  • the control board 14 may be arranged outside the housing 11 .
  • the partition 41 partitions the capacitor housing space 35 into a plurality of sections, but the partition 41 may be omitted.
  • the case where the capacitor housing space 35 is filled with filler has been described, but the filler may be omitted.
  • the case where the power module cooling section 21B includes the communication opening 47 that allows the power module housing space 42 and the flow path R to communicate with each other has been described.
  • the communication opening 47 may not be provided.
  • the housing and the power conversion device according to the embodiments are understood as follows.
  • the housing 11 is the housing 11 of the power conversion device 100 having the capacitor 12 and the power module 13, and is configured to form a coolant flow path R through which the coolant flows.
  • a condenser housing portion 22 integrally formed with a portion of the refrigerant flow path forming portion 21 to form a condenser housing space 35 for housing the condenser 12; the remainder of the refrigerant flow path forming portion 21 and the condenser a cover portion 23 defining a power module accommodation space 42 that accommodates at least the power module 13 together with the accommodation portion 22; , and a power module cooling section 21B for cooling the power module 13 .
  • Examples of the power conversion device 100 include an inverter device, a converter device, and a device combining these inverters and converters.
  • both the condenser 12 and the power module 13 can be cooled by the coolant channel forming portion 21 .
  • the condenser housing space 35 can be defined by effectively utilizing a portion of the refrigerant flow path forming portion 21. can be done.
  • the power module accommodation space 42 is formed by effectively utilizing not only the cover portion 23 but also the remaining portion of the refrigerant flow path forming portion 21 and the capacitor accommodation portion 22, the power module accommodation space 42 is formed compactly. be able to.
  • the outer shell of the housing 11 can be formed by the cover portion 23, the condenser accommodating portion 22, and the coolant flow path forming portion 21, there is no need to separately provide a casing that covers the condenser cooling structure from the outside. Therefore, it is possible to effectively cool the capacitor 12 while suppressing an increase in size.
  • the housing 11 is the housing 11 of (1), and the condenser cooling portion 21A is the first flow along the first wall portion 25 of the refrigerant flow path forming portion 21.
  • a first flow path forming portion 61 forming a path 63, and a second flow path forming portion 62 communicating with the first flow path forming portion 61 and forming a second flow path 64 along the side wall of the capacitor accommodating portion 22. may be provided.
  • the housing 11 is the housing 11 of (1) or (2), and the power module cooling section 21B includes the power module housing space 42 and the flow path R It may have a communication opening 47 that communicates with.
  • the cooling fins 48 of the power modules 13 can be brought into direct contact with the coolant, and the power modules 13 can be cooled more efficiently.
  • the housing 11 is the housing 11 according to any one of (1) to (3), and the cover section 23 is a conductor connected to the power module 13. Having a through hole 45 that can be passed through, the power module accommodation space 42 may accommodate a current sensor 16 that measures the current flowing through the conductor.
  • the current sensor 16 can be accommodated in the power module accommodation space 42 , so that the current sensor 16 can be cooled, for example, by bringing the current sensor 16 into contact with the coolant channel forming portion 21 . Therefore, compared with the case where a cooling mechanism for cooling the current sensor 16 is separately provided, the installation space can be reduced, and the degree of freedom in installation of the housing 11 can be improved.
  • the housing 11 is any one of (1) to (4), and the capacitor housing portion 22 divides the capacitor housing space 35 into a plurality of sections.
  • a partition wall 41 may be provided.
  • a partition is mentioned, for example.
  • the power conversion device 100 includes the housing 11 according to any one of (1) to (5), the capacitor 12 accommodated in the capacitor accommodation space 35, and the power module accommodation and a power module 13 housed in the space 42 . Thereby, the power conversion device 100 including the capacitor 12 and the power module 13 can be made compact.
  • the power converter 100 is the power converter 100 of (6), and the capacitor housing space 35 may be filled with the filler 46 .
  • the filler comes into contact with the periphery of the capacitor 12 and the filler 46 comes into contact with the walls of the capacitor accommodating portion 22 . Therefore, the heat of the condenser 12 is transmitted to the wall portion 41 and the condenser cooling portion 21A through the filler, so that the cooling efficiency can be further improved compared to the case where the filler 46 is not filled.
  • the present disclosure relates to a housing and a power conversion device. According to the housing of the present disclosure, it is possible to effectively cool the capacitor while suppressing an increase in size.

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Abstract

本開示の筐体は、コンデンサとパワーモジュールとを有した電力変換装置の筐体であって、冷媒の流れる流路を形成する冷媒流路形成部と、前記冷媒流路形成部の一部と一体に形成されてコンデンサを収容するコンデンサ収容空間を形成するコンデンサ収容部と、前記冷媒流路形成部の残部と前記コンデンサ収容部とともに少なくともパワーモジュールを収容するパワーモジュール収容空間を画成するカバー部と、を備え、前記冷媒流路形成部は、前記コンデンサ収容部を冷却するコンデンサ冷却部と、前記パワーモジュールを冷却するパワーモジュール冷却部と、を有する。

Description

筐体及び電力変換装置
　本開示は、筐体及び電力変換装置に関する。
　本願は、２０２１年４月６日に出願された特願２０２１－６４９２０号に対して優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　インバータ等の電力変換装置においては、パワーモジュールを冷やすために冷却水等の冷媒を用いて冷却する場合がある。さらに、このような電力変換装置においては、パワーモジュール以外にも、コンデンサが温度上昇する場合があり、コンデンサについても冷却する必要が生じる場合がある。
　特許文献１には、電力変換装置の筐体内に設けられたコンデンサの周囲に冷却水路を設けて、コンデンサを冷却する構造が開示されている。
特開２０１５－１５６７９８号公報
　しかしながら、特許文献１の電力変換装置のように、コンデンサの周囲に冷却水路を設けた場合、コンデンサ専用の冷却水路を設けるスペースが必要となり、電力変換装置の筐体が大型化してしまうという課題がある。
　本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、コンデンサを有効に冷却しつつ大型化を抑えることが可能な筐体及び電力変換装置を提供するものである。
　本開示の第一態様に係る筐体は、コンデンサとパワーモジュールとを有した電力変換装置の筐体であって、冷媒の流れる流路を形成する冷媒流路形成部と、前記冷媒流路形成部の一部と一体に形成されてコンデンサを収容するコンデンサ収容空間を形成するコンデンサ収容部と、前記冷媒流路形成部の残部と前記コンデンサ収容部とともに少なくともパワーモジュールを収容するパワーモジュール収容空間を画成するカバー部と、を備え、前記冷媒流路形成部は、前記コンデンサ収容部を冷却するコンデンサ冷却部と、前記パワーモジュールを冷却するパワーモジュール冷却部と、を有する。
　本開示の第二態様に係る電力変換装置は、上記筐体と、前記コンデンサ収容空間に収容されたコンデンサと、前記パワーモジュール収容空間に収容されたパワーモジュールと、を備える。
　本開示に係る筐体及び電力変換装置によれば、コンデンサを有効に冷却しつつ大型化を抑えることができる。
本開示の第一実施形態における電力変換装置の斜視図である。 本開示の第一実施形態における電力変換装置の斜視図であり、カバーを外した状態を示している。 本開示の第一実施形態における電力変換装置の斜視図であり、図２の制御基板及び電流センサーを外した状態を示している。 図１の電力変換装置を下方から見た図である。 図４の蓋を取り外した状態を示す斜視図である。 本開示の第一実施形態におけるコンデンサ収容部の部分断面を示す斜視図である。 本開示の第二実施形態における冷媒流路形成部の部分断面図である。 図７における要部拡大図である。
［第一実施形態］
　次に、本開示の第一実施形態における筐体及び電力変換装置を図面に基づき説明する。　図１は、本開示の第一実施形態における電力変換装置の斜視図である。図２は、本開示の第一実施形態における電力変換装置の斜視図であり、カバーを外した状態を示している。図３は、本開示の第一実施形態における電力変換装置の斜視図であり、図２の制御基板及び電流センサーを外した状態を示している。図４は、図１の電力変換装置を下方から見た図である。
　第一実施形態の電力変換装置１００は、直流電力を交流電力へ変換するインバータや、交流電力を直流電力に変換するコンバータ等として用いられる電力変換装置１００である。この電力変換装置１００は、例えば、電気自動車の駆動源である三相のブラシレスモーターを制御する電力変換装置等として用いることができる。
　図１、図２に示すように、本実施形態の電力変換装置１００は、筐体１１と、コンデンサ１２と、パワーモジュール１３と、制御基板１４と、バスバー１５と、電流センサー１６と、をそれぞれ備えている。
　筐体１１は、コンデンサ１２、パワーモジュール１３、制御基板１４、及び電流センサー１６をそれぞれ収容するための筐体１１である。筐体１１は、例えば、熱伝導率の高い金属や合成樹脂等により形成することができる。筐体１１は、冷媒流路形成部２１と、コンデンサ収容部２２と、カバー部２３と、を備えている。
　冷媒流路形成部２１は、冷媒の流れる流路Ｒ（後述する）を形成している。図１、図３に示すように、本実施形態における冷媒流路形成部２１は、平面視における輪郭が長方形をなした第一壁部２５及び第二壁部２６を有している。冷媒流路形成部２１は、さらに、第一壁部２５及び第二壁部２６を繋ぐ四つの側壁２７ａ～２７ｄを有している。なお、以下の説明では、冷媒流路形成部２１の第一壁部２５及び第二壁部２６の長辺の延びる方向を長手方向Ｄａと称し、上記長方形の短辺の延びる方向を幅方向Ｄｗと称する。また、第一壁部２５及び第二壁部２６と垂直な方向を厚さ方向Ｄｔとし、厚さ方向で第一壁部２５から離間する側を厚さ方向第一側Ｄｔｕ、第二壁部２６から離間する側を厚さ方向第二側Ｄｔｄと称する。
　図５は、図４の蓋を取り外した状態を示す斜視図である。
　図４、図５に示すように、本実施形態の冷媒流路形成部２１は、冷媒流路形成部本体２８と、蓋部２９とを備えている。冷媒流路形成部本体２８は、第二壁部２６側に開口する流路凹部３０を備えている。蓋部２９は、平板状に形成された蓋部本体３１と、この蓋部本体３１に取り付けられた冷媒入口３２及び冷媒出口３３とを備えている。蓋部本体３１は、流路凹部３０を塞いでいる。本実施形態の蓋部本体３１は、冷媒流路形成部本体２８の流路凹部３０を塞いだ状態において、冷媒流路形成部２１の第二壁部２６をなしている。
　冷媒入口３２と冷媒出口３３とは、それぞれ蓋部本体３１から厚さ方向第二側に延びている。これら冷媒入口３２と冷媒出口３３とは、冷媒流路形成部２１の内部と外部とを連通している。冷媒入口３２は、冷媒流路形成部２１の内部に形成された流路Ｒに冷媒を供給するための入口であり、冷媒出口３３は、冷媒流路形成部２１の内部に形成された流路Ｒを流れ終えた冷媒を冷媒流路形成部２１の外部に排出するための出口である。本実施形態における冷媒入口３２と冷媒出口３３とは、蓋部本体３１のうち、平面視長方形の対角位置にそれぞれ配置されている。すなわち、冷媒入口３２から冷媒を流入させると、冷媒流路形成部２１内の流路Ｒを流れた後、冷媒出口３３から冷媒流路形成部２１の外部に排出される。
　図３に示すように、コンデンサ収容部２２は、コンデンサ１２を収容するコンデンサ収容空間３５を形成している。コンデンサ収容部２２は、冷媒流路形成部２１の一部と一体に形成されている。具体的には、コンデンサ収容部２２は、冷媒流路形成部２１の第一壁部２５と共にコンデンサ１２を収容するコンデンサ収容空間３５を形成している。本実施形態のコンデンサ収容部２２は、冷媒流路形成部２１の幅方向Ｄｗの両側に位置する側壁２７ｂ（図４参照）及び側壁２７ｄと平行に厚さ方向第一側Ｄｔｕに向かって延びる二つの幅方向側壁３６ｂ，３６ｄと、冷媒流路形成部２１の長手方向Ｄａの第一側Ｄａ１に位置する側壁２７ｃと平行に厚さ方向第一側Ｄｔｕに向かって延びる一つの長手方向側壁３６ｃと、これら幅方向側壁３６ｂ，３６ｄの厚さ方向第一側Ｄｔｕの縁部と、長手方向側壁３６ｃの厚さ方向第一側Ｄｔｕの縁部とを繋いで長手方向Ｄａ及び幅方向Ｄｗに広がる天井壁３７と、を備えている。
　コンデンサ収容部２２は、更に、長手方向Ｄａにおいて長手方向側壁３６ｃとは反対側に開口部３８を有している。この開口部３８は、長手方向Ｄａの第二側Ｄａ２を向いている。この開口部３８を介して、コンデンサ収容部２２の内部のコンデンサ収容空間３５へコンデンサ１２を収容することが可能となっている。なお、本実施形態の長手方向側壁３６ｃには、コンデンサ１２とコンデンサ収容部２２の外部とを電気的に接続するための端子部３９が形成されている。
　本実施形態のコンデンサ収容部２２には、コンデンサ収容空間３５を複数の区画に隔てる隔壁４１が形成されている。これら隔壁４１は、上述した幅方向側壁３６ｂ，３６ｄ、長手方向側壁３６ｃ、天井壁３７、及び冷媒流路形成部本体２８のうち、少なくとも一つに接続されている。言い換えれば、隔壁４１に伝わった熱は、幅方向側壁３６ｂ，３６ｄ、長手方向側壁３６ｃ、天井壁３７を介して間接的に冷媒流路形成部本体２８に伝わるか、又は直接的に冷媒流路形成部本体２８に伝わるようになっている。本実施形態の隔壁４１には、図示しない挿通孔が形成されており、コンデンサ１２に接続される配線（図示せず）は、この挿通孔を挿通されている。なお、隔壁４１は、適宜設ければよく、省略してもよい。
　図２に示すように、カバー部２３は、コンデンサ収容部２２の形成されていない冷媒流路形成部２１の残部と、コンデンサ収容部２２と共に、少なくともパワーモジュール１３を収容するパワーモジュール収容空間４２を画成している。ここで、冷媒流路形成部２１の残部とは、冷媒流路形成部２１のうち、コンデンサ収容部２２と一体に形成されている部分を除いた部分である。カバー部２３は、冷媒流路形成部２１及びコンデンサ収容部２２に対して着脱可能に構成されている。
　本実施形態のカバー部２３は、冷媒流路形成部２１の残部及びコンデンサ収容部２２に取り付けられてパワーモジュール収容空間４２を画成している状態（言い換えれば閉塞している状態）で、冷媒流路形成部２１の残部の幅方向Ｄｗの側壁２７ｂ，２７ｄと平行に厚さ方向第一側Ｄｔｕに向かって延びる二つの幅方向カバー側壁４３ｂ，４３ｄと、冷媒流路形成部２１の長手方向Ｄａの第二側Ｄａ２に位置する側壁２７ａと平行に厚さ方向第一側Ｄｔｕに向かって延びる一つの長手方向カバー側壁４３ａと、幅方向カバー側壁４３ｂ，４３ｄの厚さ方向第一側Ｄｔｕの縁部と、長手方向カバー側壁４３ａの厚さ方向第一側の縁部とを繋いて長手方向Ｄａ及び幅方向Ｄｗに広がるカバー天井壁４４と、を有している。
　長手方向カバー側壁４３ａには、パワーモジュール１３と筐体１１の外部とを電気的に接続するためのバスバー１５などの導体を貫通させるための複数の貫通孔４５が形成されている。そして、本実施形態のバスバー１５には、それぞれ貫通型の電流センサー１６が取り付けられており、これら電流センサー１６が、パワーモジュール１３と共にパワーモジュール収容空間４２に収容されている。さらに、本実施形態では、パワーモジュール１３の動作を制御する制御基板１４もパワーモジュール収容空間４２に収容されている。
　本実施形態における冷媒流路形成部２１においては、コンデンサ収容部２２と一体に形成された冷媒流路形成部２１の一部がコンデンサ冷却部２１Ａをなし、コンデンサ冷却部２１Ａを除く冷媒流路形成部２１の残部がパワーモジュール冷却部２１Ｂをなしている。
　コンデンサ１２は、電力変換装置１００へ入力される外部電力から、例えば高周波成分等を除去する。本実施形態におけるコンデンサ１２としては、例えば、フィルムコンデンサ等を例示できる。本実施形態の電力変換装置１００は、複数のコンデンサ１２を備えており、これら複数のコンデンサ１２が全てコンデンサ収容部２２に収容されている。
　図６は、本開示の第一実施形態におけるコンデンサ収容部の部分断面を示す斜視図である。
　図６に示すように、本実施形態におけるコンデンサ収容部２２には、コンデンサ１２が収容された状態で、熱伝導性に優れて且つ電気絶縁性の高い充填剤４６により満たされている。つまり、コンデンサ１２の外面には充填剤４６が密着しており、コンデンサ１２の熱は、充填剤４６を介してコンデンサ収容部２２及び冷媒流路形成部２１に伝わる。このコンデンサ収容部２２内を満たす充填剤４６としては、例えば、液体の状態でコンデンサ収容部２２に流し込まれた後に固化するタイプの充填剤４６を用いることができる。
　パワーモジュール１３は、面実装タイプのパワーＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ等のパワー半導体素子を回路基板上に複数実装したモジュールである。図３に示すように、本実施形態においては、三相電力を出力可能なパワーモジュール１３を例示している。パワーモジュール１３は、上記の筐体１１のパワーモジュール収容空間４２の内部に設置されている。より具体的には、本実施形態のパワーモジュール１３は、冷媒流路形成部２１の残部の表面に固定されている。そして、本実施形態のパワーモジュール１３は、その回路基板の広がる方向と冷媒流路形成部２１の第一壁部２５の広がる方向とを一致させた姿勢で設置されている。
　ここで、上記冷媒流路形成部２１の残部であるパワーモジュール冷却部２１Ｂは、冷媒流路形成部本体２８の表面に、パワーモジュール収容空間４２と冷媒流路形成部２１の内部の流路Ｒとを連通させる連通開口部４７を有している。本実施形態のパワーモジュール１３は、この連通開口部４７よりも大きく形成され、連通開口部４７を塞ぐように冷媒流路形成部２１に固定されている。なお、連通開口部４７の周囲は、連通開口部４７とパワーモジュール１３との隙間から冷媒が漏出しないようにシールされている。
　図５に示すように、パワーモジュール１３は、更に、パワー半導体素子を冷却するための冷却フィン４８を備えている。冷却フィン４８は、パワー半導体素子の実装される実装面とは反対側を向く回路基板の裏面に固定されている。冷却フィン４８は、回路基板と電気的に絶縁されており、パワー半導体素子から発せられた熱が伝わるようになっている。この冷却フィン４８の少なくとも一部は、上記冷媒流路形成部２１の連通開口部４７を介して、冷媒流路形成部２１の流路Ｒ内に位置している。つまり、冷却フィン４８及び回路基板等を介してパワー半導体素子と冷媒とが間接的に熱交換可能とされている。
　図に示すように、上記冷媒流路形成部２１のうちのパワーモジュール冷却部２１Ｂは、流路Ｒとして、上述した連通開口部４７と連通するモジュール冷却流路５１を有している。このモジュール冷却流路５１には、上述したパワーモジュール１３の冷却フィン４８が配置されている。このモジュール冷却流路５１は、厚さ方向Ｄｔから見て冷媒入口３２と重なる位置に形成され、冷媒入口３２から冷媒が流入するようになっている。本実施形態のモジュール冷却流路５１は、厚さ方向Ｄｔから見て連通開口部４７と同一の長方形状に形成されている。また、本実施形態のモジュール冷却流路５１は、幅方向Ｄｗに長い長方形状をなしている。また、本実施形態のモジュール冷却流路５１は、厚さ方向Ｄｔで冷却フィン４８と蓋部２９とにより挟まれている。なお、モジュール冷却流路５１は、上記形状に限られず、例えば、冷却フィン４８の形状に応じて適宜形成すればよい。
　コンデンサ冷却部２１Ａは、パワーモジュール冷却部２１Ｂのモジュール冷却流路５１の下流側に連通されたコンデンサ冷却流路５２を有している。本実施形態のコンデンサ冷却流路５２は、モジュール冷却流路５１に対して、幅方向Ｄｗの一方側に位置して長手方向に延びる接続流路５３を介して連通している。コンデンサ冷却流路５２は、上記流路凹部３０としてのコンデンサ流路凹部５４と、幅方向Ｄｗの一方側から他方側に向かって延びる第一流路壁５５と、幅方向Ｄｗの他方側から一方側に向かって延びる第二流路壁５６とを備えている。第一流路壁５５の端部５５ｔは、コンデンサ流路凹部５４の幅方向Ｄｗ他方側の縁部５７から離間し、第二流路壁５６の端部５６ｔは、コンデンサ流路凹部５４の幅方向Ｄｗ一方側の縁部５８から離間している。そして、これら第一流路壁５５と第二流路壁５６とは、長手方向Ｄａに間隔をあけて交互に形成されている。さらに、第一流路壁５５及び第二流路壁５６の蓋部２９側の縁部５５ｅ，５６ｅは、それぞれ蓋部２９と密着している。つまり、コンデンサ冷却部２１Ａのコンデンサ冷却流路５２を流れる冷媒は、幅方向Ｄｗの第一側に向かった後、第二側に向かって流れ、また、幅方向Ｄｗの第一側に向かう、というように、繰り返し向きを変えて蛇行しながら流れることとなる。
（作用効果）
　上記第一実施形態の筐体１１は、冷媒流路形成部２１と、コンデンサ収容部２２と、カバー部２３と、を備えている。冷媒流路形成部２１は、冷媒の流れる流路Ｒを形成している。コンデンサ収容部２２は、冷媒流路形成部２１の一部と一体に形成されてコンデンサ１２を収容するコンデンサ収容空間３５を形成している。カバー部２３は、冷媒流路形成部２１の残部とコンデンサ収容部２２とともに少なくともパワーモジュール１３を収容するパワーモジュール収容空間４２を画成している。そして、冷媒流路形成部２１は、コンデンサ収容部２２を冷却するコンデンサ冷却部２１Ａと、パワーモジュール１３を冷却するパワーモジュール冷却部２１Ｂと、を有している。
　このような筐体１１によれば、冷媒流路形成部２１によりコンデンサ１２とパワーモジュール１３の両方を冷却することができる。さらに、コンデンサ収容部２２と冷媒流路形成部２１の一部とを一体に形成していることで、冷媒流路形成部２１の一部を有効利用してコンデンサ収容空間３５を画成することができる。また、カバー部２３だけではなく、冷媒流路形成部２１の残部とコンデンサ収容部２２とを有効利用してパワーモジュール収容空間４２を形成しているので、パワーモジュール収容空間４２をコンパクトに形成することができる。さらに、カバー部２３とコンデンサ収容部２２と冷媒流路形成部２１とにより筐体１１の外殻を形成することができるため、コンデンサ冷却構造を外側から覆うケーシングを別途設ける必要がなくなる。したがって、コンデンサ１２を有効に冷却しつつ大型化を抑えることができる。
　上記第一実施形態のパワーモジュール冷却部２１Ｂは、更に、パワーモジュール収容空間４２と、流路Ｒとを連通させる連通開口部４７を有している。
　このような筐体１１によれば、パワーモジュール１３の冷却フィン４８を冷媒に直接接触させることが可能となり、パワーモジュール１３をより効率よく冷却することが可能となる。
　上記第一実施形態におけるカバー部２３は、パワーモジュール１３に接続されるバスバー１５を貫通可能な貫通孔４５を有している。そして、パワーモジュール収容空間４２は、バスバー１５を流れる電流を測定する電流センサー１６を収容可能とされている。
　したがって、パワーモジュール収容空間４２に電流センサー１６を収容できるため、例えば、電流センサー１６を冷媒流路形成部２１に接触させることで、電流センサー１６も冷却することが可能となる。したがって、電流センサー１６を冷却するための冷却機構を個別に設ける場合と比較して設置スペースが小さくて済むため、筐体１１の設置自由度を向上させることができる。
　上記第一実施形態におけるコンデンサ収容部２２は、コンデンサ収容空間３５を複数の区画に隔てる隔壁４１を備えている。
　このように構成することで、コンデンサ収容部２２に収容されたコンデンサ１２の熱が隔壁４１を介してコンデンサ冷却部２１Ａに伝わるようになる。したがって、コンデンサ１２をより効率よく冷却することが可能となる。
　上記第一実施形態におけるコンデンサ収容空間３５は、充填剤４６により満たされている。
　このようにすることで、コンデンサ１２の周囲に充填剤４６が接触し、充填剤４６がコンデンサ収容部２２の各壁部（幅方向側壁３６ｂ，３６ｄ、天井壁３７）及びコンデンサ冷却部２１Ａに接触する状態となる。そのため、コンデンサ１２の熱が充填剤４６を介して、各壁部及びコンデンサ冷却部２１Ａに伝わるため、充填剤４６が充填されていない場合と比較して、冷却効率を更に高めることができる。
［第二実施形態］
　次に、本開示の第二実施形態を図面に基づき説明する。この第二実施形態の筐体は、上述した第一実施形態の筐体１１に対して、冷却流路形成部の構成のみが異なる。そのため、上述した第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複する説明を省略する。図７は、本開示の第二実施形態における冷媒流路形成部の部分断面図である。図８は、図７における要部拡大図である。
　この第二実施形態における電力変換装置は、第一実施形態の電力変換装置１００と同様に、筐体１１と、コンデンサ１２と、パワーモジュール１３と、制御基板１４と、バスバー１５と、電流センサー１６と、をそれぞれ備えている。また、第二実施形態における筐体１１は、冷媒流路形成部２１と、コンデンサ収容部２２と、カバー部２３と、を備えている。
　図７に示すように、この第二実施形態における冷媒流路形成部２１は、第一実施形態の冷媒流路形成部２１と同様に、コンデンサ収容部２２と一体に形成されたコンデンサ冷却部２１Ａと、パワーモジュール１３を冷却するパワーモジュール冷却部２１Ｂとを備えている。
　さらに、図７、図８に示すように、この第二実施形態のコンデンサ冷却部２１Ａは、第一流路形成部６１と、第二流路形成部６２とを備えている。第一流路形成部６１は、冷媒流路形成部２１の第一壁部２５に沿う第一流路６３を形成している。第二流路形成部６２は、第一流路形成部６１と連通しコンデンサ収容部２２の長手方向側壁３６ｃに沿う第二流路６４を形成している。第二流路形成部６２は、コンデンサ収容部２２の長手方向側壁３６ｃと一体に形成されている。この第二実施形態の第二流路形成部６２は、第一流路形成部６１のうち、最も長手方向の第一側Ｄａ１から厚さ方向第一側Ｄｔｕに延びる流路Ｒを形成している。この第二流路形成部６２によって形成された第二流路６４には、第一流路６３を流れた冷媒の一部が流入するようになっている。この第二流路６４を流入した冷媒は、第二流路６４に流入しなかった冷媒と共に冷媒出口３３から冷媒流路形成部２１の外部に排出される。なお、第二流路６４が長手方向側壁３６ｃに沿うように形成される場合について説明したが、第二流路６４は、長手方向側壁３６ｃに沿うように形成される場合に限られない。第二流路６４は、例えば、二つの幅方向側壁３６ｂ，３６ｄのうちの一方に沿うように形成されてもよい。つまり、第二流路６４は、二つの幅方向側壁３６ｂ，３６ｄ及び長手方向側壁３６ｃのうち、何れか一つの側壁に沿うように形成されてもよい。更に、第二流路６４は、二つの幅方向側壁３６ｂ，３６ｄ及び長手方向側壁３６ｃのうち、何れか二つ又は全ての側壁に沿うように形成されてもよい。
（作用効果）
　上記第二実施形態のコンデンサ冷却部２１Ａは、冷媒流路形成部２１の第一壁部２５に沿う第一流路６３を形成する第一流路形成部６１と、第一流路形成部６１と連通しコンデンサ収容部２２の長手方向側壁３６ｃに沿う第二流路６４を形成する第二流路形成部６２と、を備えている。
　したがって、第一実施形態の作用効果に加え、コンデンサ収容部２２のうち、冷媒流路形成部２１の第一壁部２５側だけではなく、長手方向側壁３６ｃ側からもコンデンサ収容部２２を冷却することが可能となる。その結果、装置の大型化を抑制しつつ、コンデンサ収容部２２に収容されたコンデンサ１２をより効率よく冷却することが可能となる。
［他の実施形態］
　本開示は上述した各実施形態の構成に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。
　例えば、上述した各実施形態では、平面視で筐体１１が長方形に形成される場合について説明したが、筐体１１の平面視形状は、長方形に限られない。
　また、上記第一実施形態では、電流センサー１６がパワーモジュール収容空間４２に収容されている場合について説明したが、電流センサー１６は、筐体１１の外部に配置してもよい。また、制御基板１４も、筐体１１の外部に配置するようにしてもよい。
　上記第一実施形態では、隔壁４１によってコンデンサ収容空間３５を複数の区画に隔てる場合について説明したが、隔壁４１を省略してもよい。同様にコンデンサ収容空間３５を充填剤により満たす場合について説明したが、充填剤を省略してもよい。
　さらに、上記第一実施形態では、パワーモジュール冷却部２１Ｂがパワーモジュール収容空間４２と流路Ｒとを連通させる連通開口部４７を備える場合について説明したが、連通開口部４７は、必要に応じて設ければよく、例えば、連通開口部４７を設けない構成としてもよい。
［付記］
　実施形態に記載の筐体及び電力変換装置は、例えば以下のように把握される。
（１）第１の態様によれば筐体１１は、コンデンサ１２とパワーモジュール１３とを有した電力変換装置１００の筐体１１であって、冷媒の流れる流路Ｒを形成する冷媒流路形成部２１と、前記冷媒流路形成部２１の一部と一体に形成されてコンデンサ１２を収容するコンデンサ収容空間３５を形成するコンデンサ収容部２２と、前記冷媒流路形成部２１の残部と前記コンデンサ収容部２２とともに少なくともパワーモジュール１３を収容するパワーモジュール収容空間４２を画成するカバー部２３と、を備え、前記冷媒流路形成部２１は、前記コンデンサ収容部２２を冷却するコンデンサ冷却部２１Ａと、前記パワーモジュール１３を冷却するパワーモジュール冷却部２１Ｂと、を有する。
　電力変換装置１００としては、例えば、インバータ装置、コンバータ装置、及び、これらインバータとコンバータとを組み合わせた装置が挙げられる。
　これにより、冷媒流路形成部２１によりコンデンサ１２とパワーモジュール１３の両方を冷却することができる。さらに、コンデンサ収容部２２と冷媒流路形成部２１の一部とを一体に形成していることで、冷媒流路形成部２１の一部を有効利用してコンデンサ収容空間３５を画成することができる。また、カバー部２３だけではなく、冷媒流路形成部２１の残部とコンデンサ収容部２２とを有効利用してパワーモジュール収容空間４２を形成しているので、パワーモジュール収容空間４２をコンパクトに形成することができる。さらに、カバー部２３とコンデンサ収容部２２と冷媒流路形成部２１とにより筐体１１の外殻を形成することができるため、コンデンサ冷却構造を外側から覆うケーシングを別途設ける必要がなくなる。したがって、コンデンサ１２を有効に冷却しつつ大型化を抑えることができる。
（２）第２の態様によれば筐体１１は、（１）の筐体１１であって、前記コンデンサ冷却部２１Ａは、前記冷媒流路形成部２１の第一壁部２５に沿う第一流路６３を形成する第一流路形成部６１と、前記第一流路形成部６１と連通し前記コンデンサ収容部２２の側壁に沿う第二流路６４を形成する第二流路形成部６２と、を備えていてもよい。
　これにより、コンデンサ収容部２２のうち、冷媒流路形成部２１の第一壁部２５側だけではなく、長手方向側壁３６ｃ側からもコンデンサ収容部２２を冷却することが可能となる。その結果、大型化を抑制しつつ、コンデンサ収容部２２に収容されたコンデンサ１２をより効率よく冷却することが可能となる。
（３）第３の態様によれば筐体１１は、（１）又は（２）の筐体１１であって、前記パワーモジュール冷却部２１Ｂは、前記パワーモジュール収容空間４２と、前記流路Ｒとを連通させる連通開口部４７を有していてもよい。
　これにより、パワーモジュール１３の冷却フィン４８を冷媒に直接接触させることが可能となり、パワーモジュール１３をより効率よく冷却することが可能となる。
（４）第４の態様によれば筐体１１は、（１）から（３）の何れか一つの筐体１１であって、前記カバー部２３は、前記パワーモジュール１３に接続される導体を貫通可能な貫通孔４５を有し、前記パワーモジュール収容空間４２は、前記導体を流れる電流を測定する電流センサー１６を収容可能とされていてもよい。
　これにより、パワーモジュール収容空間４２に電流センサー１６を収容できるため、例えば、電流センサー１６を冷媒流路形成部２１に接触させることで、電流センサー１６も冷却することが可能となる。したがって、電流センサー１６を冷却するための冷却機構を個別に設ける場合と比較して設置スペースが小さくて済むため、筐体１１の設置自由度を向上させることができる。
（５）第５の態様によれば筐体１１は、（１）から（４）の何れか一つの筐体１１であって、前記コンデンサ収容部２２は、コンデンサ収容空間３５を複数の区画に隔てる壁部４１を備えていてもよい。
　壁部４１としては、例えば、隔壁が挙げられる。
　これにより、コンデンサ収容部２２に収容されたコンデンサ１２の熱が壁部４１を介してコンデンサ冷却部２１Ａに伝わるようになる。したがって、コンデンサ１２をより効率よく冷却することが可能となる。
（６）第６の態様によれば電力変換装置１００は、（１）から（５）の何れか一つの筐体１１と、前記コンデンサ収容空間３５に収容されたコンデンサ１２と、前記パワーモジュール収容空間４２に収容されたパワーモジュール１３と、を備えている。
　これにより、コンデンサ１２とパワーモジュール１３とを備える電力変換装置１００のコンパクト化を図ることができる。
（７）第７の態様によれば電力変換装置１００は、（６）の電力変換装置１００であって、前記コンデンサ収容空間３５は、充填剤４６により満たされていてもよい。
　これにより、コンデンサ１２の周囲に充填剤が接触し、充填剤４６がコンデンサ収容部２２の各壁部に接触する状態となる。そのため、コンデンサ１２の熱が充填剤を介して、壁部４１及びコンデンサ冷却部２１Ａに伝わるため、充填剤４６が充填されていない場合と比較して、冷却効率を更に高めることができる。
　本開示は、筐体及び電力変換装置に関する。本開示の筐体によれば、コンデンサを有効に冷却しつつ大型化を抑えることができる。
１１…筐体、１２…コンデンサ、１３…パワーモジュール、１４…制御基板、１５…バスバー、１６…電流センサー、２１…冷媒流路形成部、２１Ａ…コンデンサ冷却部、２１Ｂ…パワーモジュール冷却部、２２…コンデンサ収容部、２３…カバー部、２５…第一壁部、２６…第二壁部、２７ａ～２７ｄ…側壁、２８…冷媒流路形成部本体、２９…蓋部、３０…流路凹部、３１…蓋部本体、３２…冷媒入口、３３…冷媒出口、３５…コンデンサ収容空間、３６ｃ…長手方向側壁、３６ｂ，３６ｄ…幅方向側壁、３７…天井壁、３８…開口部、３９…端子部、４１…隔壁（壁部）、４２…パワーモジュール収容空間、４３ａ…長手方向カバー側壁、４３ｂ，４３ｄ…幅方向カバー側壁、４４…カバー天井壁、４５…貫通孔、４６…充填剤、４７…連通開口部、４８…冷却フィン、５１…モジュール冷却流路、５２…コンデンサ冷却流路、５３…接続流路、５４…コンデンサ流路凹部、５５…第一流路壁、５６…第二流路壁、５６ｔ，５７ｔ…端部、５７，５８…縁部、６１…第一流路形成部、６２…第二流路形成部、６３…第一流路、６４…第二流路、１００…電力変換装置、Ｒ…流路

Claims (7)

  1. 　コンデンサとパワーモジュールとを有した電力変換装置の筐体であって、
    　冷媒の流れる流路を形成する冷媒流路形成部と、
    　前記冷媒流路形成部の一部と一体に形成されてコンデンサを収容するコンデンサ収容空間を形成するコンデンサ収容部と、
    　前記冷媒流路形成部の残部と前記コンデンサ収容部とともに少なくともパワーモジュールを収容するパワーモジュール収容空間を画成するカバー部と、を備え、
    　前記冷媒流路形成部は、前記コンデンサ収容部を冷却するコンデンサ冷却部と、前記パワーモジュールを冷却するパワーモジュール冷却部と、を有する筐体。
  2. 　前記コンデンサ冷却部は、
    　前記冷媒流路形成部の第一壁部に沿う第一流路を形成する第一流路形成部と、
    　前記第一流路形成部と連通し前記コンデンサ収容部の側壁に沿う第二流路を形成する第二流路形成部と、を備える請求項１に記載の筐体。
  3. 　前記パワーモジュール冷却部は、
    　前記パワーモジュール収容空間と、前記流路とを連通させる連通開口部を有している請求項１又は２の何れか一項に記載の筐体。
  4. 　前記カバー部は、前記パワーモジュールに接続される導体を貫通可能な貫通孔を有し、
    　前記パワーモジュール収容空間は、前記導体を流れる電流を測定する電流センサーを収容可能とされている請求項１から３の何れか一項に記載の筐体。
  5. 　前記コンデンサ収容部は、コンデンサ収容空間を複数の区画に隔てる壁部を備える請求項１から４の何れか一項に記載の筐体。
  6. 　請求項１から５の何れか一項に記載の筐体と、
    　前記コンデンサ収容空間に収容されたコンデンサと、
    　前記パワーモジュール収容空間に収容されたパワーモジュールと、を備える電力変換装置。
  7. 　前記コンデンサ収容空間は、充填剤により満たされている請求項６に記載の電力変換装置。
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