WO2024106475A1 - 電源モジュール - Google Patents

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WO2024106475A1
WO2024106475A1 PCT/JP2023/041119 JP2023041119W WO2024106475A1 WO 2024106475 A1 WO2024106475 A1 WO 2024106475A1 JP 2023041119 W JP2023041119 W JP 2023041119W WO 2024106475 A1 WO2024106475 A1 WO 2024106475A1
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WO
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power supply
supply module
electronic components
region
board
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/041119
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English (en)
French (fr)
Inventor
山下貢
前田拓洋
勝田巧也
鎌田隆秀
▲高▼山雅貴
飯泉彰仁
Original Assignee
株式会社アイシン
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Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社アイシン filed Critical 株式会社アイシン
Publication of WO2024106475A1 publication Critical patent/WO2024106475A1/ja

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    • 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
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • 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
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • 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

Definitions

  • This disclosure relates to a power supply module.
  • Power supply modules equipped with circuits such as inverters and converters are known (see, for example, Patent Document 1).
  • these power supply modules convert power supplied from a commercial power source and charge a battery with the converted power, or convert power supplied from a battery installed in a vehicle such as an automobile and supply the converted power to electronic devices such as a motor.
  • a power supply module has been known in the past in which an electronic circuit such as a converter circuit and a control board that controls the electronic circuit are housed in an upper case and a lower case that are separated by a cooling partition (see, for example, Patent Document 2).
  • This power supply module is made smaller by housing the electronic circuit and the control board in the same case.
  • the power supply module described in Patent Document 1 has a case divided into upper and lower spaces, with the converter circuit located in the upper space and the inverter circuit located in the lower space.
  • a cooling flow path is provided at the bottom of the lower space through which cooling water flows, and the converter circuit and inverter circuit are cooled by transferring heat to the metal case.
  • the power supply module described in Patent Document 2 has a cooling water inlet and outlet formed integrally on the side of the case body, and with the electronic circuit housed in the upper case and the control board housed in the lower case, a top lid is fixed to the upper case and a bottom lid is fixed to the lower case.
  • a through hole is also provided in the cooling partition, and a metal bus bar for electrically connecting the filter circuit provided below this through hole to the electronic circuit is drawn out from the through hole.
  • Power supply modules use a variety of electronic components of different heights, such as switching elements, reactors, capacitors, and transformers.
  • the power supply module described in Patent Document 1 requires a large amount of space above and below to accommodate the converter and inverter circuits, which places restrictions on the layout when it is installed in a vehicle.
  • the converter circuit described in Patent Document 2 is provided with multiple electronic components such as a capacitor, a reactor, a transformer, a high-voltage switching element, and a low-voltage switching element.
  • the power supply module described in Patent Document 1 does not disclose the specific configuration of the cooling partition that electrically connects these electronic components to the control board.
  • the power supply module has a characteristic configuration including a drive board that drives an electronic circuit composed of multiple electronic components of different heights, a control board that controls the drive board, and a housing that houses the drive board and the control board, and the internal space of the housing has a first region and a second region formed on either side of a virtual reference plane, and the relatively taller electronic component of the multiple electronic components is housed in the relatively taller region of the first region.
  • a housing that contains a drive board and a control board, and the internal space of the housing is divided into two regions with respect to a virtual reference plane. Then, the first region, which is one of the two regions, contains taller electronic components in the relatively taller region.
  • chargers such as on-board chargers mounted on vehicles such as electric cars contain tall electronic components such as reactors and transformers, so by arranging these electronic components in the tall area of the first region and arranging other shorter electronic components in the second region, the power supply module can be made compact. Also, because the relatively taller of the reactors and transformers, for example, is arranged in the relatively tall area of the first region, the space utilization efficiency can be improved.
  • the power supply module is characterized in that it comprises a drive board that drives an electronic circuit composed of multiple electronic components, and a cooling plate through which a cooling fluid flows, and any one of the multiple electronic components is disposed on the opposite side of the cooling plate to the drive board, and a conductor that electrically connects any one of the electronic components to the drive board is fixed by a fixing means to a through hole formed in the cooling plate.
  • the conductors drawn from any of the electronic components arranged on the opposite side of the drive board and the cooling plate are fixed by a fixing means to a through-hole formed in the cooling plate. This means that there is no need to detour the conductors, and they can be drawn through the cooling flow path via the shortest route. Moreover, since insulation is ensured simply by fixing them with a fixing means to a through-hole formed in the cooling plate, processing is easy.
  • the power module is compact and yet allows for a wiring route that crosses the cooling flow path.
  • FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a cooling system including a power supply module according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the power supply module.
  • FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of the power supply module.
  • FIG. 4 is an enlarged view of part B in FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG. 2.
  • FIG. 11 is a partial vertical cross-sectional view of a power supply module according to a second embodiment.
  • FIG. 11 is a partial vertical cross-sectional view of a power supply module according to a third embodiment.
  • FIG. 2 is a partially enlarged plan view of the power supply module.
  • 9 is a cross-sectional view taken along line IX-IX of FIG. 8.
  • the cooling circuit A including the power supply module 100 cools the power supply module 100 with a cooling fluid.
  • the cooling fluid is a cooling water such as long-life coolant (LLC), an insulating oil such as paraffin, or a refrigerant such as hydrofluorocarbon (HFC) or hydrofluoroolefin (HFO).
  • LLC long-life coolant
  • HFC hydrofluorocarbon
  • HFO hydrofluoroolefin
  • a liquid with high electrical insulation such as a cooling water such as long-life coolant (LLC) or a fluorine-based inert liquid
  • a cooling liquid composed of a cooling water or insulating oil may also be used.
  • the cooling circuit A is mounted on a vehicle that charges a battery (not shown) with external power.
  • the cooling circuit A is composed of the power supply module 100, the water-cooled condenser 1, the oil cooler 2, the water pump 3, the three-way valve 4, and the radiator 5.
  • the cooling fluid which has been heated by cooling the power supply module 100, flows out of the power supply module 100, is heated by heat exchange with the refrigerant in the water-cooled condenser 1, and then is further heated by heat exchange with the lubricating oil in the oil cooler 2.
  • the cooling fluid is then pumped by the water pump 3, and the three-way valve 4 switches between sending the cooling fluid to the radiator 5 and not sending it to the radiator 5.
  • the cooling fluid is sent to the radiator 5, it is cooled in the radiator 5 and flows back into the power supply module 100.
  • the cooling fluid is not sent to the radiator 5, it flows back into the power supply module 100 in a heated state without being cooled.
  • the power supply module 100 is configured by accommodating at least an OBC (On Board Charger) board 20 (an example of a drive board), a motor drive board 30 (an example of a drive board), and a control board 40 for controlling the OBC board 20 and the motor drive board 30 in a housing 10.
  • the power supply module 100 has a first space 11 (an example of an internal space).
  • the OBC board 20, the motor drive board 30, and the control board 40 are separate boards, and are accommodated in the first space 11 in a parallel orientation.
  • FIG. 3 shows a cross section cut in a direction perpendicular to the plate surface of the OBC board 20 (the motor drive board 30, the control board 40).
  • the direction perpendicular to the plate surface of the OBC board 20 is referred to as the "vertical direction”.
  • the direction in which the control board 40 is viewed from the OBC board 20 and motor drive board 30 along the vertical direction will be referred to as the "upper direction", “upper side”, etc.
  • the direction in which the OBC board 20 and motor drive board 30 are viewed from the control board 40 will be referred to as the "lower direction", "lower side", etc.
  • the housing 10 has a first space 11 and a second space 12 and a third space 13 separated from each other.
  • the second space 12 and the third space 13 are located below the first space 11.
  • the second space 12 houses a motor 6 driven by a motor drive board 30, and the third space 13 houses a gear mechanism 7 that reduces the rotation of the motor 6 and outputs it.
  • the housing 10 has an opening 10a above the first space 11, and the OBC board 20, the motor drive board 30, the control board 40, and the cooling plate 50 are housed in the first space 11 through the opening 10a.
  • the opening 10a is closed by a lid 14 (see Figure 2), and the first space 11 is a closed space.
  • the second space 12 houses the motor 6 from the side, and is closed by a motor cover 15 fastened with a bolt (not shown) to form a closed space.
  • a motor shaft 6a extends from the motor 6 on both sides along the rotation axis, and one of the motor shafts 6a penetrates the motor cover 15 and is exposed to the outside of the housing 10.
  • the other motor shaft 6a penetrates to the third space 13.
  • the third space 13 accommodates the gear mechanism 7 from the side and is closed by a gear cover 16 fastened with a bolt (not shown) to form a closed space.
  • the other motor shaft 6a extending from the second space 12 is connected to the gear mechanism 7, and the rotation of the motor 6 is input through the motor shaft 6a.
  • the gear mechanism 7 reduces the rotation of the motor 6 and outputs it from the gear shaft 7a.
  • the gear shaft 7a penetrates the gear cover 16 and is exposed to the outside of the housing 10.
  • the motor 6 and the gear mechanism 7 are also collectively referred to as a drive unit.
  • the drive unit is accommodated and integrated in the housing 10 together with the power source module 100, and is arranged in the motor room of the electric vehicle.
  • An electric vehicle is a vehicle equipped with a motor as a driving source, such as a hybrid electric vehicle (HEV), a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV), a battery electric vehicle (BEV), or a fuel cell electric vehicle (FCEV).
  • the power supply module 100 may be provided separately from the drive unit in an electric vehicle.
  • the OBC board 20 is equipped with a power converter 22 (an example of an electronic circuit).
  • the power converter 22 includes at least an AC-DC converter that converts externally input AC to DC, and a DC-DC converter that converts DC voltage into DC voltage suitable for charging a battery (not shown).
  • the configurations of the AC-DC converter and DC-DC converter are publicly known, so a detailed description will be omitted.
  • the motor drive board 30 is equipped with a power converter 32 (an example of an electronic circuit).
  • the power converter 32 includes at least an inverter that controls the drive current that drives the motor 6.
  • the configuration of the inverter is publicly known, so a detailed description is omitted.
  • the control board 40 is equipped with a control circuit 41 that controls the power converter 22 and the power converter 32.
  • the AC-DC converter and DC-DC converter of the power converter 22 include heat-generating components 22a (an example of an electronic component), and the inverter of the power converter 32 includes heat-generating components 32a (an example of an electronic component).
  • heat-generating components 22a included in the power converter 22 include reactors 22b (an example of a relatively small electronic component), transformers 22c (an example of a relatively large electronic component), diodes 22e (an example of a relatively small electronic component), and switching elements 22f (an example of a relatively small electronic component).
  • Examples of heat-generating components 32a included in the power converter 32 include diodes 32b (an example of a relatively small electronic component) and switching elements 32c (an example of a relatively small electronic component). These electronic components have different heights.
  • the OBC board 20 and the motor drive board 30 are located at the same height in the vertical direction.
  • the control board 40 is arranged so as to overlap the OBC board 20 and the motor drive board 30 when viewed vertically (vertical view).
  • a board-to-board connector 42 is used to connect the OBC board 20 and the control board 40 and the motor drive board 30 and the control board 40.
  • the board-to-board connector 42 is simply referred to as the connector 42.
  • the OBC board 20 and the motor drive board 30 are located at the same height in the vertical direction, so that the OBC board 20 and the control board 40 can be connected and the motor drive board 30 and the control board 40 can be connected using two of the same type of connector 42. This configuration makes it easy to assemble the control board 40 to the OBC board 20 and the motor drive board 30, and also makes it easy to assemble because there is no need to use different types of connectors.
  • the first space 11 of the housing 10 accommodates a cooling plate 50 (an example of a virtual reference surface) for cooling the heat generating components 22a of the power converter 22 and the heat generating components 32a of the power converter 32.
  • the cooling plate 50 is made of a metal with high thermal conductivity such as aluminum, and is integrally formed by joining a plate-shaped lower plate 50a and an upper plate 50b by a method such as welding.
  • a space is formed inside the cooling plate 50 (between the lower plate 50a and the upper plate 50b), and a cooling fluid flows through the space.
  • the heat generating component 22a is mounted on the lower surface of the OBC board 20, and the heat generating component 32a is mounted on the lower surface of the motor drive board 30.
  • the heat generating components 22a and 32a are both arranged to abut against the cooling plate 50, and heat exchange is performed between the heat generating components 22a and 32a and the cooling fluid, thereby lowering the temperatures of the heat generating components 22a and 32a and raising the temperature of the cooling fluid.
  • the heat generating component 22 a and the heat generating component 32 a may both be fixed to the cooling plate 50 .
  • the OBC substrate 20 and the motor drive substrate 30 are located at the same height in the vertical direction.
  • the power supply module 100 of this embodiment is equipped with a height adjustment mechanism. Specifically, the vertical flow path height H1 at the location facing the OBC substrate 20 (the location overlapping with the OBC substrate 20 when viewed vertically) is made different from the vertical flow path height H2 at the location facing the motor drive substrate 30 (the location overlapping with the motor drive substrate 30 when viewed vertically).
  • the flow path height H2 is greater than the flow path height H1.
  • the height adjustment mechanism of this embodiment makes the flow path heights H1 and H2 of the cooling plate 50 different depending on the opposing substrate.
  • the lower plate 50a and the upper plate 50b that constitute the cooling plate 50 have a flat shape, but the upper plate 50b has different heights at the location corresponding to the OBC board 20 and the location corresponding to the motor drive board 30. Specifically, the height of the location of the upper plate 50b that corresponds to the motor drive board 30 is higher than the height of the location of the upper plate 50b that corresponds to the OBC board 20 relative to the lower plate 50a.
  • the heat generating component 22a used in the power converter 22 of the OBC board 20 and the heat generating component 32a used in the power converter 32 of the motor drive board 30 are both cooled by being abutted against the upper plate 50b of the cooling plate 50. In other words, the heat generating component 22a of the power converter 22 has a high mounting height, and the heat generating component 32a of the power converter 32 of the motor drive board 30 has a low mounting height.
  • the upper plate 50b has a flow path height H2 that is higher than the flow path height H1 by an amount corresponding to the difference between the mounting height of the heat generating component 22a and the mounting height of the heat generating component 32a. This allows the vertical heights of the OBC board 20 and the motor drive board 30 to be aligned with each other while both the tall heat generating component 22a and the short heat generating component 32a are in contact with the upper plate 50b.
  • the amount of heat generated by the heat generating component 32a of the power converter 32 on the motor drive board 30 is generally greater than the amount of heat generated by the heat generating component 22a of the power converter 22 on the OBC board 20. Therefore, by making the flow path height H2 where the heat generating component 32a contacts greater than the flow path height H1 where the heat generating component 22a contacts, the flow path cross-sectional area of the cooling fluid at the point where the heat generating component 32a contacts can be made greater than the flow path cross-sectional area of the cooling fluid at the point where the heat generating component 22a contacts. This allows the heat generating component 32a to be cooled efficiently.
  • the flow paths 53 of the cooling plate 50 are arranged as shown in FIG. 5 when viewed in the vertical direction.
  • the cooling fluid when the cooling fluid flows in from the inlet 51 of the cooling fluid in the cooling plate 50, it first flows through the portion corresponding to the heat generating component 22a of the power converter 22 of the OBC board 20 on the upstream side, then flows through the portion corresponding to the heat generating component 32a of the power converter 32 of the motor drive board 30 on the downstream side, and flows out from the outlet 52. That is, the cooling fluid first cools the heat generating component 22a that generates a relatively small amount of heat, and then cools the heat generating component 32a that generates a relatively large amount of heat.
  • the cooling fluid first cools the heat generating component 32a and then cools the heat generating component 22a
  • the cooling fluid will be sufficiently heated by cooling the heat generating component 32a, and will not be able to sufficiently cool the heat generating component 22a.
  • the cooling fluid can efficiently cool both the heat generating components 22a and 32a.
  • a plurality of protrusions 54 are formed in the flow path 53.
  • the protrusions 54 are formed on at least one of the upper plate 50b and the lower plate 50a so as to protrude from the outside toward the inside so as to hinder the flow of the cooling fluid.
  • the protrusions 54 have a spherical notch shape and are arranged in a staggered pattern in the flow direction of the cooling fluid. For example, when the protrusions 54 are arranged on the lower plate 50a, the protrusions 54 lift the water on the side closer to the lower plate 50a to the side of the upper plate 50b, generating a vortex.
  • the cooling fluid on the side closer to the upper plate 50b and the cooling fluid on the side closer to the lower plate 50a mix together, and the water temperature on the side closer to the upper plate 50b can be lowered.
  • the cooling fluid on the side closer to the upper plate 50b which has a lower water temperature, can absorb more heat, so the temperature of the heat generating component 32a can be lowered further.
  • a metal base substrate 23 is disposed on the upper plate 50b.
  • a film capacitor 43 (described later) and a connection terminal 24 to which a DC voltage is input from a battery (not shown) are attached to the metal base substrate 23.
  • the OBC substrate 20 and the motor drive substrate 30 are separate substrates.
  • a film capacitor 43 (an example of an electronic component) is disposed between the OBC substrate 20 and the motor drive substrate 30.
  • the film capacitor 43 is used both for smoothing the inverter of the power converter 32 and for smoothing the secondary side of the DC-DC converter of the power converter 22.
  • the film capacitor 43 serves two different smoothing purposes.
  • the film capacitor 43 has a height in the vertical direction that extends from near the upper plate 50b of the cooling plate 50 to near the control board 40. That is, the vertical height of the film capacitor 43 is greater than the vertical height of the electronic components including the heat-generating component 22a mounted on the OBC board 20 and the electronic components including the heat-generating component 32a mounted on the motor drive board 30. Therefore, the periphery of the motor drive board 30 is surrounded by the walls of the control board 40, the film capacitor 43, and the housing 10, and is separated from the periphery of the OBC board 20. Therefore, it is possible to prevent the heat generated in the power converter 32 of the motor drive board 30 from being transferred to the OBC board 20 side.
  • the first space 11 is divided by the cooling plate 50, which is an example of a virtual reference plane, into a first region 11a located below the cooling plate 50 and a second region 11b located above the cooling plate 50.
  • the volume of the first region 11a is smaller than the volume of the second region 11b.
  • the multiple electronic components (including the heat generating components 22a) constituting the power converter 22 and the multiple electronic components (including the heat generating components 32a) constituting the power converter 32 are all arranged separately in the first region 11a and the second region 11b.
  • the OBC board 20, the motor drive board 30, and the control board 40 are arranged in the second region 11b.
  • the reactor 22b and transformer 22c of the power converter 22, and the oil cooler 2 are arranged in the first region 11a.
  • the diodes 22e, 32b and switching elements 22f, 32c of the power converter 22 and power converter 32 are arranged in the second region 11b.
  • the reactor 22b, transformer 22c, and oil cooler 2 arranged in the first region 11a abut against the lower plate 50a of the cooling plate 50, and the diodes 22e, 32b and switching elements 22f, 32c arranged in the second region 11b abut against the upper plate 50b.
  • electronic components electronic components with a relatively large height are accommodated and arranged in the first region 11a, and electronic components with a relatively small height are accommodated and arranged in the second region 11b.
  • the first region 11a is adjacent to the second space 12 in which the motor 6 is disposed and the third space 13 in which the gear mechanism 7 is disposed, via the wall of the housing 10. In other words, the first region 11a faces the motor 6 and the gear mechanism 7 via the wall of the housing 10.
  • the first region 11a has a recess 11c that is recessed toward the third space 13 at a location facing the gear mechanism 7.
  • the location of the first region 11a where the recess 11c is formed has a greater height (depth) below (toward the gear mechanism 7) from the virtual reference plane (the lower plate 50a of the cooling plate 50).
  • the reactor 22b and transformer 22c arranged in the first region 11a are relatively taller than the transformer 22c. Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 3, the reactor 22b is arranged in a location that does not face the recess 11c, and the transformer 22c is arranged in a location that faces the recess 11c.
  • the transformer 22c is arranged such that a portion of it fits into the recess 11c.
  • the reactor 22b and the transformer 22c are disposed in the first region 11a of the first space 11, the OBC substrate 20 is disposed in the second region 11b, and the first region 11a and the second region 11b are partitioned by a cooling plate 50.
  • a pair of conductors 22d (an example of lead wires) located at both ends of the coil winding of the reactor 22b must be electrically connected to the OBC substrate 20.
  • a through hole 55 is formed in the cooling plate 50, and the conductor 22d of the reactor 22b is inserted into the through hole 55 to be electrically connected to the OBC substrate 20.
  • a similar configuration is applicable to the conductor of the coil winding of the transformer 22c and other electronic components disposed in the first region 11a, although this is not described in this embodiment.
  • a hole is drilled from the upper plate 50b of the cooling plate 50 toward the lower plate 50a by friction stir welding, and the upper plate 50b and the lower plate 50a are joined together. That is, as shown in FIG. 4, the through hole 55 is formed in the flow path 53, but the through hole 55 is surrounded by the joined upper plate 50b and lower plate 50a, so that the cooling fluid flowing through the flow path 53 from the through hole 55 does not leak into the through hole 55.
  • the reactor 22b is placed in the reactor housing 56 (an example of a recess) formed in the lower plate 50a, and the conductor 22d is inserted into the through hole 55. This exposes the conductor 22d to the second region 11b. The terminal of the conductor 22d is electrically connected to the OBC substrate 20.
  • sealing material 55a is dripped onto the end of the through hole 55 on the second region 11b side to seal the end. This fixes the conductor 22d.
  • the reactor housing 56 is filled with a resin potting material 55b (one example of a fixing means).
  • the potting material 55b covers the entire circumference (all sides) and bottom surface of the reactor 22b and also flows into the through hole 55.
  • the potting material 55b hardens, the reactor 22b and conductor 22d are insulated by the potting material 55b filled between them and the cooling plate 50 (lower plate 50a, upper plate 50b).
  • the power supply module 100 includes an OBC board 20 and a motor drive board 30 that drive power converters 22, 32, such as a converter and an inverter, respectively, and a control board 40 that controls these boards.
  • the control board 40 which is composed of a CPU and the like that operates the OBC board 20 and the motor drive board 30, is shared, it is only necessary to connect the shared control board 40 to the OBC board 20 and the motor drive board 30, respectively, using connectors 42, and this provides excellent ease of assembly.
  • the cooling plate 50 of this embodiment is formed with flow paths 53 that allow cooling fluid to flow from the heat generating component 22a, which generates a relatively small amount of heat, to the heat generating component 32a, which generates a relatively large amount of heat. This prevents other electronic components from having to be heated by the cooling fluid that has been heated by the heat generating component 32a, which generates a relatively large amount of heat. In addition, because cooling begins from the heat generating component 22a, which generates a relatively small amount of heat, the heat generating component 32a, which generates a relatively large amount of heat, can also be cooled by the cooling fluid.
  • a film capacitor 43 is provided to separate the OBC board 20 and the motor drive board 30, and a control board 40 is provided to sandwich the film capacitor 43 and suppress heat transfer from the motor drive board 30 to the OBC board 20.
  • the power converter 22 controlled by the OBC board 20 and the power converter 32 controlled by the motor drive board 30 can be treated as independent cooling targets by the film capacitor 43 and the control board 40.
  • the film capacitor 43 shields heat, there is no need to provide a separate member for heat shielding, and the power supply module 100 can be made compact.
  • the housing 10 includes the OBC board 20, the motor drive board 30, and the control board 40, and the first space 11 of the housing 10 is divided into a first region 11a and a second region 11b with respect to the cooling plate 50.
  • the first region 11a which is one of these two regions, contains tall electronic components such as the reactor 22b and the transformer 22c in a region with a relatively large volume.
  • the reactor 22b and the transformer 22c are arranged in a region with a relatively large height in the first region 11a, which can improve the space utilization efficiency.
  • the conductor 22d drawn from the reactor 22b which is arranged on the opposite side of the OBC substrate 20 and the cooling plate 50, is fixed to a through hole 55 formed in the cooling plate 50 with potting material 55b.
  • insulation is ensured simply by fixing the conductor 22d to the through hole 55 formed in the cooling plate 50 with potting material 55b, processing is easy.
  • the configuration of the power supply module 100 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. 6.
  • the flow path height of the cooling plate 50 is constant. Therefore, the vertical positions (vertical distance) of the OBC board 20 and the motor drive board 30 when viewed from the control board 40 are different. Specifically, the vertical distance between the control board 40 and the motor drive board 30 is longer than in the first embodiment.
  • the configuration is the same as in the first embodiment. Therefore, in the description of this embodiment, the same reference numerals are used for the parts having the same configuration as in the first embodiment, and detailed description of the same configuration is omitted.
  • a height adjustment mechanism is provided to control the power converter 22 of the OBC board 20 and the power converter 32 of the motor drive board 30 with the control circuit 41 of the common control board 40.
  • the height adjustment mechanism in this embodiment is to make the height of the connector connecting the OBC board 20 and the control board 40 different from the height of the connector connecting the motor drive board 30 and the control board 40.
  • the motor drive board 30 and the control board 40 are connected using a high-backed board-to-board connector 44 (hereinafter also simply referred to as high-backed connector 44) that is taller than the connector 42. This makes it possible to control the power converter 22 of the OBC board 20 and the power converter 32 of the motor drive board 30 using the common control board 40, even if the vertical positions of the OBC board 20 and the motor drive board 30 when viewed from the control board 40 are different.
  • the connector 42 and the high-back connector 44 can absorb the tolerances.
  • the configuration of a power supply module 100 according to a third embodiment will be described with reference to Figures 7 to 9.
  • the configuration of the cooling plate 50 is different from that of the first and second embodiments.
  • the configuration is similar to that of the first and second embodiments. Therefore, in the description of this embodiment, the same reference numerals are used for parts having the same configuration as the first and second embodiments, and detailed description of the similar configuration will be omitted.
  • the housing 10 is formed by joining a first housing 101 and a second housing 102.
  • the cooling plate 50 is disposed at the boundary between the first housing 101 and the second housing 102. Therefore, the first region 11a of the first space 11 is formed by the first housing 101 and the cooling plate 50, and the second region 11b of the first space 11 is formed by the second housing 102 and the cooling plate 50. Therefore, the reactor 22b and the transformer 22c are housed in the first housing 101.
  • the inlet 51 and outlet 52 of the cooling plate 50 are formed in a cylindrical shape as shown in FIG. 9.
  • the inlet 51 and outlet 52 are formed at both ends of the cooling plate 50 in the horizontal direction (parallel to the plate surface of the OBC substrate 20) as shown in FIG. 7.
  • the inlet 51 and outlet 52 are sandwiched between the first abutment surface 101b of the first protrusion 101a of the first housing 101 and the second abutment surface 102b of the second protrusion 102a of the second housing 102, and the end of the inlet 51 and the end of the outlet 52 are exposed so as to be visible from the outside of the housing 10.
  • the inlet 51 and outlet 52 are connected to the cooling plate 50 by screw connection.
  • the first protrusion 101a of the first housing 101 and the second protrusion 102a of the second housing 102 are fastened by bolts 58 with the first abutment surface 101b and the second abutment surface 102b abutting to sandwich the inlet 51 and outlet 52 of the cooling plate 50, as shown in Figs. 8 and 9.
  • Annular gaskets 57 are disposed between the inlet 51 and the first protrusion 101a and between the outlet 52 and the first protrusion 101a and between the outlet 52 and the second protrusion 102a.
  • the second housing 102 is a cooling manifold 103 in which a flow path (not shown) constituting a part of the flow path 53 of the cooling plate 50 is formed.
  • the inlet 51 and outlet 52 of the cooling fluid are sandwiched between the first abutment surface 101b of the first protrusion 101a of the first housing 101 and the second abutment surface 102b of the second protrusion 102a of the second housing 102, respectively.
  • This makes it possible to design the flow path 53 formed inside the cooling plate 50 using the cooling plate 50 alone, allowing for a high degree of freedom in the design of the flow path shape.
  • both ends of the cooling plate 50 in which the inlet 51 and outlet 52 of the cooling fluid are formed are sandwiched between the first abutment surface 101b of the first housing 101 and the second abutment surface 102b of the second housing 102, it is sufficient to assemble the first housing 101, the cooling plate 50, and the second housing 102 in that order, ensuring ease of assembly.
  • the recess 11 c is provided at a location facing the gear mechanism 7 .
  • the recess 11 c may be provided at a location facing the motor 6 .
  • the reactor 22b is an electronic component with a relatively small height
  • the transformer 22c is an electronic component with a relatively large height, but this is not limited to the above.
  • Electronic components other than the reactor 22b and the transformer 22c that are relatively large in height compared to the other electronic components may be arranged to fit into the recess 11c.
  • the conductor 22d is inserted through the through hole 55, but instead of the conductor 22d, the terminal of any electronic component may be inserted through the through hole 55.
  • the reactor 22b and the conductor 22d are fixed with the potting material 55b, but they may be fixed with a material other than the potting material 55b as long as the material has insulating properties.
  • the reactor 22b is accommodated in the reactor accommodation portion 56, and the entire circumference of the reactor 22b is covered with the potting material 55b, but this is not limited to the above. Only the conductor 22d may be fixed with the potting material 55b, and the reactor 22b may not be covered with the potting material 55b. In this case, there is no need to provide the reactor accommodation portion 56.
  • the power supply module (100) is characterized in that it includes a drive board (20, 30) that drives an electronic circuit (22, 32) that is composed of a plurality of electronic components (22b, 22c, 22e, 22f, 32b, 32c) of different heights, a control board (40) that controls the drive board (20, 30), and a housing (10) that accommodates the drive board (20, 30) and the control board (40), and the internal space (11) of the housing (10) has a first region (11a) and a second region (11b) formed on both sides of a virtual reference plane (50), and the relatively tall electronic components (22b, 22c) among the plurality of electronic components (22b, 22c, 22e, 22f, 32b, 32c) are accommodated in the relatively tall region of the first region (11a).
  • a housing (10) that houses a drive board (20, 30) and a control board (40), and the internal space (11) of the housing (10) is divided into two regions with respect to a virtual reference plane (50). Then, tall electronic components (22b, 22c) are housed in the relatively tall region of the first region (11a), which is one of the two regions.
  • a charger such as an on-board charger mounted on a vehicle such as an electric vehicle has tall electronic components such as a reactor (22b) and a transformer (22c). If these electronic components are arranged in the tall area of the first area (11a) and the other short electronic components (22e, 22f, 32b, 32c) are arranged in the second area (11b), the power supply module (100) can be made compact. In addition, since the reactor (22b) and the transformer (22c), which is relatively taller than the transformer (22c), are arranged in the relatively tall area of the first area (11a), the space utilization efficiency can be improved.
  • the power supply module (100) is compact and can be mounted on a vehicle.
  • the member forming the virtual reference surface (50) is a cooling plate (50) through which a cooling fluid flows, and it is preferable that, among the multiple electronic components (22b, 22c, 22e, 22f, 32b, 32c), the electronic components (22e, 22f, 32b, 32c) having a relatively small height are accommodated and arranged in the second region (11b), and the electronic components (22b, 22c) having a relatively large height are accommodated and arranged in the first region (11a).
  • the small electronic components (22e, 22f, 32b, 32c) and the large electronic components (22b, 22c) can be concentrated in the second region (11b) and the large electronic components (22b, 22c) can be concentrated in the first region (11a).
  • small electronic components such as switching elements (22e, 22f, 32b, 32c) in the second region (11b)
  • the drive boards (20, 30) and control boards (40) in the second region (11b) in addition to the small electronic components (22e, 22f, 32b, 32c), improving the space utilization efficiency.
  • the cooling plate (50) and the housing (10) form the first area (11a) and the second area (11b), which improves the cooling efficiency of the electronic components.
  • the electronic component with a relatively large height is a transformer (22c) and the electronic component with a relatively small height is a diode (22e, 32b) or a switching element (22f, 32c).
  • the housing (10) has a first region (11a) facing the gear mechanism (7), the first region (11a) has a recess (11c) recessed toward the gear mechanism (7), and at least a part of the transformer (22c) is disposed in the recess (11c).
  • the power supply module (100) can be made compact.
  • the drive board (20, 30) and the control board (40) are housed in a second space (12) having an opening (10a) that can be closed by a lid (14).
  • the drive board (20, 30) and the control board (40) in the second area (11b) where small electronic components such as switching elements (22e, 22f, 32b, 32c) are arranged, the space utilization efficiency is improved.
  • the second area (11b) has an opening (10a) that can be closed with the lid (14), it is possible to close the lid (14) after assembling the control board (40) to the drive board (20, 30), improving the ease of assembly.
  • the drive boards (20, 30) are composed of multiple boards that drive multiple electronic circuits (22, 32) separately.
  • control board (40) configured with a CPU and the like that operates the multiple drive boards (20, 30) is shared, so it is only necessary to connect the common control board (40) to the multiple drive boards (20, 30) with connectors (42, 44), resulting in excellent assembly ease.
  • the power supply module (100) is characterized in that it comprises a drive substrate (20, 30) that drives an electronic circuit (22, 32) that is composed of a plurality of electronic components (22b, 22c, 22e, 22f, 32b, 32c), and a cooling plate (50) through which a cooling fluid flows, and one of the plurality of electronic components (22b) is disposed on the opposite side of the cooling plate (50) from the drive substrate (20, 30), and a conductor (22d) that electrically connects one of the electronic components (22b) and the drive substrate (20, 30) is fixed to a through hole (55) formed in the cooling plate (50) by a fixing means (55b).
  • a drive substrate (20, 30) that drives an electronic circuit (22, 32) that is composed of a plurality of electronic components (22b, 22c, 22e, 22f, 32b, 32c), and a cooling plate (50) through which a cooling fluid flows, and one of the plurality of electronic components (22b) is disposed on the
  • the space can be used more efficiently and the power supply module (100) can be made more compact.
  • a conductor (22d) drawn from any of the electronic components (22b) arranged on the opposite side of the drive board (20, 30) and the cooling plate (50) is fixed to a through hole (55) formed in the cooling plate (50) by a fixing means (55b). This eliminates the need to detour the conductor (22d) and allows it to be drawn through the cooling flow path via the shortest route.
  • the power supply module (100) is compact and yet allows for a wiring route that crosses the cooling flow path.
  • the fixing means is a potting material (55b) injected into the through hole (55).
  • the fixing means is a potting material (55b) injected into the through-hole (55) as in this configuration, the insulation is ensured simply by fixing the potting material (55b) to the through-hole (55) formed in the cooling plate (50), making processing easy.
  • the cooling plate (50) comprises a lower plate (50a) and an upper plate (50b), a cooling fluid flows between the lower plate (50a) and the upper plate (50b), a heat generating component (22a, 32a) is in contact with the surface of the upper plate (50b) opposite to the side through which the cooling fluid flows, and the heat generating component (22a, 32a) is preferably provided on the surface of the drive board (20, 30) facing the upper plate (50b).
  • the heat-generating components (22a, 32a) are arranged on the drive board (20, 30) as in this configuration, the heat-generating components (22a, 32a) can be efficiently cooled by the cooling fluid of the cooling plate (50).
  • the through hole (55) is disposed in the flow path (53) of the cooling fluid while being sealed with a sealing material (55a).
  • the through hole (55) is sealed with a sealant (55a) as in this configuration, it becomes possible to make the conductor (22d) cross the cooling flow path simply by injecting a fixing means such as a potting material (55b) into the through hole (55), which makes processing easy.
  • any one of the electronic components (22b) includes a coil, and the conductor wire (22d) is a pair of lead wires located at both ends of the coil winding.
  • the space can be used more efficiently.
  • the lead wire (22d) which is prone to misalignment, can be firmly fixed by a fixing means such as potting material (55b).
  • the potting material (55b) surrounds the entire circumference of the coil.
  • the coil can be stably fixed to the cooling plate (50).
  • any one of the electronic components (22b) is housed in a recess (56) integrally formed in the cooling plate (50).
  • the fixing means such as the potting material (55b) is guided into the recess (56), and the coil can be stably fixed to the cooling plate (50).
  • This disclosure can be used in power supply modules.
  • Gear mechanism 10 Housing 10a: Opening 11: First space (internal space) 11a: First region 11b: Second region 11c: Recess 12: Second space 14: Lid 20: OBC substrate (drive substrate) 22: Power converter (electronic circuit) 22a: Heat generating component (electronic component) 22b: Reactor (a relatively small electronic component) 22c: Transformer (a relatively tall electronic component) 22d: Conductor (lead wire) 22e: Diode (a relatively small electronic component) 22f: Switching element (a relatively small electronic component) 30: Motor drive board (drive board) 32: Power converter (electronic circuit) 32a: Heat generating component (electronic component) 32b: Diode (a relatively small electronic component) 32c: Switching element (a relatively small electronic component) 40: Control board 50: Cooling plate (virtual reference surface) 50a: Lower plate 50b: Upper plate 53: Flow path 55: Through hole 55a: Sealing material 55b: Fixing means (potting material) 56: Rea

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Abstract

電源モジュール（１００）は、高さの異なる複数の電子部品で構成された電子回路を駆動させるドライブ基板（２０，３０）と、ドライブ基板を制御する制御基板（４０）と、ドライブ基板及び制御基板を収容するハウジング（１０）と、を備え、ハウジングの内部空間（１１）は、仮想基準面（５０）に対して両側に第１領域（１１ａ）及び第２領域（１１ｂ）が形成されており、第１領域において相対的に高さが大きい領域に、複数の電子部品のうち相対的に高さの大きい電子部品（２２ｃ）が収容されている。

Description

電源モジュール
　本開示は、電源モジュールに関する。
　従来、インバータやコンバータ等の回路が搭載された電源モジュールが知られている（例えば、特許文献１参照）。この電源モジュールは、例えば、商用電源から供給される電力を変換し、変換した電力をバッテリに充電したり、自動車等の車両に搭載されたバッテリから供給される電力を変換し、変換した電力をモータ等の電子機器に供給したりする。　
　また、従来、コンバータ回路等の電子回路と電子回路を制御する制御基板とを、冷却隔壁で区画した上部ケースと下部ケースとに収容した電源モジュールが知られている（例えば、特許文献２参照）。この電源モジュールは、電子回路と制御基板とを同一のケースに収容することにより、小型化を図っている。
　特許文献１に記載の電源モジュールは、ケースを上下に区画し、上部空間にコンバータ回路、下部空間にインバータ回路を配置している。また、下部空間の底部には、冷却水が流通する冷却流路を設け、金属ケースに伝熱させてコンバータ回路やインバータ回路を冷却している。
　また、特許文献２に記載の電源モジュールは、ケース本体の側面に冷却水の流入口と流出口とを一体形成しており、電子回路を上部ケース、制御基板を下部ケースに収容した状態で、上部ケースに上蓋を固定し、下部ケースに下蓋を固定している。また、冷却隔壁に貫通孔を設け、この貫通孔の下方に設けたフィルタ回路と電子回路とを電気的に接続するための金属バスバーを該貫通孔から引き出している。
特開平１１－１２１６９０号公報 国際公開第２０１５／１３３２０１号
　電源モジュールには、スイッチング素子、リアクトル、コンデンサ、トランス等の高さの異なる様々な電子部品が用いられる。特許文献１に記載の電源モジュールは、コンバータ回路やインバータ回路を配置する上で上部空間及び下部空間を大きく確保していることから、車両に搭載するときにはレイアウト上の制約がある。
　また、特許文献２に記載のコンバータ回路は、コンデンサ、リアクトル、トランス、高電圧スイッチング素子、低電圧スイッチング素子といった複数の電子部品が設けられている。しかしながら、特許文献１に記載の電源モジュールは、これら電子部品と制御基板とを電気的に接続する冷却隔壁の具体的構成が開示されていない。
　そこで、車両に搭載可能なコンパクトな電源モジュールが望まれている。また、コンパクト化を図りながら冷却流路を横断した導線ルートを確保可能な電源モジュールが望まれている。
　本開示に係る電源モジュールの特徴構成は、高さの異なる複数の電子部品で構成された電子回路を駆動させるドライブ基板と、前記ドライブ基板を制御する制御基板と、前記ドライブ基板及び前記制御基板を収容するハウジングと、を備え、前記ハウジングの内部空間は、仮想基準面に対して両側に第１領域及び第２領域が形成されており、前記第１領域において相対的に高さが大きい領域に、複数の前記電子部品のうち相対的に高さの大きい前記電子部品が収容されている点にある。
　本構成では、ドライブ基板及び制御基板を収容するハウジングを備え、ハウジングの内部空間を仮想基準面に対して２つの領域に区分している。そして、２つの領域の一方となる第１領域において相対的に高さが大きい領域に、高さの大きい電子部品を収容している。
　例えば、電気自動車等の車両に搭載されるオンボードチャージャ等の充電器は、リアクトルやトランスといった高さの大きい電子部品が存在しているため、当該電子部品を第１領域の高さの大きい領域に配置し、その他の高さの小さい電子部品を第２領域に配置すれば、電源モジュールがコンパクトなものとなる。また、第１領域において相対的に高さが大きい領域に、例えば、リアクトル及びトランスのうち相対的に高さが大きいトランスを配置しているため、空間使用効率を高めることができる。
　このように、車両に搭載可能なコンパクトな電源モジュールとなっている。
　本開示に係る電源モジュールの特徴構成は、複数の電子部品で構成された電子回路を駆動させるドライブ基板と、冷却流体が内部に流通する冷却プレートと、を備え、複数の前記電子部品のうちのいずれかの前記電子部品が、前記冷却プレートを挟んで前記ドライブ基板と反対側に配置されており、いずれかの前記電子部品と前記ドライブ基板とを電気的に接続する導線は、前記冷却プレートに形成された貫通孔に固定手段で固定されている点にある。
　本構成のように、複数の電子部品のうちいずれかの電子部品が冷却プレートを挟んでドライブ基板と反対側に配置されれば、空間使用効率を高めて、電源モジュールのコンパクト化を図ることができる。
　また、本構成では、ドライブ基板と冷却プレートを挟んで反対側に配置されたいずれかの電子部品から引き出された導線が、冷却プレートに形成された貫通孔に固定手段で固定されている。このため、導線を迂回させる必要がなく、冷却流路の中を最短ルートで引き出すことが可能となる。しかも、冷却プレートに形成された貫通孔に固定手段で固定するだけで絶縁性が確保されるため、加工が容易である。
　このように、コンパクト化を図りながら冷却流路を横断した導線ルートを確保可能な電源モジュールとなっている。
は、第１実施形態に係る電源モジュールを含む冷却システムの回路構成図である。 は、電源モジュールの分解斜視図である。 は、電源モジュールの縦断面図である。 は、図３のＢ部拡大図である。 は、図２のＶ－Ｖ線矢視断面図である。 は、第２実施形態に係る電源モジュールの部分縦断面図である。 は、第３実施形態に係る電源モジュールの部分縦断面図である。 は、電源モジュールの部分拡大平面図である。 は、図８のＩＸ－ＩＸ矢視断面図である。
　以下、本開示に係る電源モジュールの実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に記載される実施形態は、本開示を説明するための例示であり、本開示をこれらの実施形態にのみ限定するものではない。したがって、本開示は、その要旨を逸脱しない限り、様々な形態で実施することができる。
　〔冷却回路の構成〕
　図１に示されるように、本実施形態に係る電源モジュール１００を含む冷却回路Ａは、冷却流体により、電源モジュール１００を冷却している。冷却流体とは、ロングライフクーラント（ＬＬＣ）等の冷却水、パラフィン系等の絶縁油、又はハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）やハイドロフルオロオレフィン（ＨＦＯ）等の冷媒である。本実施形態では、ロングライフクーラント（ＬＬＣ）等の冷却水やフッ素系不活性液体等の電気絶縁性の高い液体を用いることが好ましく、冷却水又は絶縁油で構成される冷却液でもよい。冷却回路Ａは、外部からの電力でバッテリ（不図示）を充電する車両に搭載されている。
　冷却回路Ａは、電源モジュール１００、水冷コンデンサ１、オイルクーラ２、ウォータポンプ３、三方弁４、ラジエータ５とで構成されている。電源モジュール１００を冷却することにより加熱された冷却流体は、電源モジュール１００から流出した後、水冷コンデンサ１で冷媒と熱交換されて加熱され、その後オイルクーラ２で潤滑油と熱交換されて更に加熱される。その後、冷却流体は、ウォータポンプ３で圧送され、三方弁４によりラジエータ５に送られる場合とラジエータ５に送られない場合とに切替えられる。冷却流体がラジエータ５に送られた場合には、冷却流体はラジエータ５で冷却され、再度電源モジュール１００に流入する。冷却流体がラジエータ５に送られない場合には、冷却流体は冷却されることなく、加熱された状態で再度電源モジュール１００に流入する。
　〔第１実施形態〕
　〔電源モジュールの構成〕
　第１実施形態に係る電源モジュール１００は、図２に示されるように、少なくともＯＢＣ（On Board Charger）基板２０（ドライブ基板の一例）と、モータ駆動基板３０（ドライブ基板の一例）と、ＯＢＣ基板２０とモータ駆動基板３０を制御する制御基板４０とをハウジング１０に収容して構成されている。電源モジュール１００は、第１空間１１（内部空間の一例）を有している。ＯＢＣ基板２０とモータ駆動基板３０と制御基板４０はそれぞれ別の基板で、互いに平行な姿勢で第１空間１１に収容されている。図３は、ＯＢＣ基板２０（モータ駆動基板３０、制御基板４０）の板面に垂直な方向で切断した断面を示している。以下、ＯＢＣ基板２０の板面に垂直な方向を「垂直方向」と称する。また、図３における、垂直方向に沿うＯＢＣ基板２０、モータ駆動基板３０から制御基板４０を見た方向を「上方向」、「上側」等と称し、制御基板４０からＯＢＣ基板２０、モータ駆動基板３０を見た方向を「下方向」、「下側」等と称する。
　ハウジング１０は、第１空間１１と区画された第２空間１２及び第３空間１３を有している。第１空間１１に対して、第２空間１２と第３空間１３は下側に位置している。第２空間１２にはモータ駆動基板３０により駆動されるモータ６が収容され、第３空間１３にはモータ６の回転を減速して出力するギア機構７が収容されている。ハウジング１０は、第１空間１１の上側に開口１０ａを有しており、ＯＢＣ基板２０、モータ駆動基板３０、制御基板４０、及び冷却プレート５０は、開口１０ａから第１空間１１内に収容される。開口１０ａは蓋１４（図２参照）により閉じられており、第１空間１１は閉空間になっている。第２空間１２は、側方からモータ６を収容しており、不図示のボルトで締結されたモータカバー１５で閉じられて閉空間になっている。モータ６からは回転軸に沿って両側にモータシャフト６ａが延出しており、一方のモータシャフト６ａはモータカバー１５を貫通してハウジング１０の外部に露出している。他方のモータシャフト６ａは、第３空間１３にまで貫通している。第３空間１３は、側方からギア機構７を収容しており、不図示のボルトで締結されたギアカバー１６で閉じられて閉空間になっている。ギア機構７には、第２空間１２から延出した他方のモータシャフト６ａが連結され、モータ６の回転がモータシャフト６ａを介して入力される。ギア機構７は、モータ６の回転を減速させてギアシャフト７ａから出力している。ギアシャフト７ａは、ギアカバー１６を貫通してハウジング１０の外部に露出している。以下、モータ６及びギア機構７を総称して駆動ユニットともいう。本実施形態において、駆動ユニットは電源モジュール１００と共にハウジング１０に収容されて一体化されており、電動車のモータルームに配置されている。電動車とは、走行駆動源としてモータを備えた車両であり、例えば、ハイブリッド車（ＨＥＶ：Hybrid Electric Vehicle）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ：Plug-in Hybrid Electric Vehicle）、バッテリ車（ＢＥＶ：Battery Electric Vehicle）、燃料電池車（ＦＣＥＶ：Fuel Cell Electric Vehicle）である。なお、電源モジュール１００は、電動車において、駆動ユニットと別体で設けられていてもよい。
　ＯＢＣ基板２０には、電力変換器２２（電子回路の一例）が搭載されている。電力変換器２２には、少なくとも外部から入力された交流を直流に変換するＡＣ－ＤＣコンバータ、及び直流電圧を不図示のバッテリの充電に適した直流電圧に変換するＤＣ－ＤＣコンバータが含まれている。ＡＣ－ＤＣコンバータ及びＤＣ－ＤＣコンバータの構成は公知であるため、詳細な説明は省略する。
　モータ駆動基板３０には、電力変換器３２（電子回路の一例）が搭載されている。電力変換器３２には、少なくともモータ６を駆動する駆動電流を制御するインバータが含まれている。インバータの構成は公知であるため、詳細な説明は省略する。また、制御基板４０には、電力変換器２２及び電力変換器３２を制御する制御回路４１が搭載されている。
　電力変換器２２のＡＣ－ＤＣコンバータ及びＤＣ－ＤＣコンバータには発熱部品２２ａ（電子部品の一例）が含まれており、電力変換器３２のインバータには発熱部品３２ａ（電子部品の一例）が含まれている。電力変換器２２に含まれる発熱部品２２ａの例としては、リアクトル２２ｂ（相対的に高さの小さい電子部品の一例）、トランス２２ｃ（相対的に高さの大きい電子部品の一例）、ダイオード２２ｅ（相対的に高さの小さい電子部品の一例）、スイッチング素子２２ｆ（相対的に高さの小さい電子部品の一例）等が挙げられる。電力変換器３２に含まれる発熱部品３２ａの例としては、ダイオード３２ｂ（相対的に高さの小さい電子部品の一例）やスイッチング素子３２ｃ（相対的に高さの小さい電子部品の一例）が挙げられる。これらの電子部品は高さが異なっている。
　本実施形態においては、ＯＢＣ基板２０とモータ駆動基板３０とは垂直方向で同じ高さに位置している。そして制御基板４０は、垂直方向に沿って見たときに（垂直方向視）、ＯＢＣ基板２０及びモータ駆動基板３０と重複するように配置されている。ＯＢＣ基板２０と制御基板４０との接続、及びモータ駆動基板３０と制御基板４０との接続には、基板対基板用コネクタ４２が用いられている。以下、基板対基板用コネクタ４２を、単にコネクタ４２と称する。本実施形態においては、ＯＢＣ基板２０とモータ駆動基板３０とは垂直方向に対して同じ高さに位置しているので、一種類のコネクタ４２を二個用いてＯＢＣ基板２０と制御基板４０との接続、及びモータ駆動基板３０と制御基板４０との接続を行うことができる。このように構成することで、ＯＢＣ基板２０とモータ駆動基板３０とに対する制御基板４０の組付けが容易になると共に、種類の異なるコネクタを用いる必要が無いので、組立性にも優れている。
　〔冷却プレート〕
　ハウジング１０の第１空間１１には、電力変換器２２の発熱部品２２ａ及び電力変換器３２の発熱部品３２ａを冷却する冷却プレート５０（仮想基準面の一例）が収容されている。冷却プレート５０は、アルミ等の熱伝導率の高い金属からなり、板状の下プレート５０ａと上プレート５０ｂとを溶着等の方法により接合することにより一体形成されている。冷却プレート５０は、内部（下プレート５０ａと上プレート５０ｂとの間）に空間が形成されており、その空間を冷却流体が流通する。発熱部品２２ａはＯＢＣ基板２０の下側の面に実装され，発熱部品３２ａはモータ駆動基板３０の下側の面に実装されている。そして、発熱部品２２ａと発熱部品３２ａは、いずれも冷却プレート５０に当接するように配置されており、発熱部品２２ａ，３２ａと冷却流体との間で熱交換を行うことにより、発熱部品２２ａ，３２ａの温度を低下させると共に、冷却流体の温度を上昇させる。発熱部品２２ａと発熱部品３２ａが、いずれも冷却プレート５０に固定されて配置されていてもよい。
　上述したように、ＯＢＣ基板２０とモータ駆動基板３０とは垂直方向に対して同じ高さに位置している。これを実現するために、本実施形態の電源モジュール１００は高さ調整機構を備えている。具体的には、ＯＢＣ基板２０に対向する箇所（垂直方向視でＯＢＣ基板２０と重複する箇所）における垂直方向の流路高さＨ１と、モータ駆動基板３０に対向する箇所（垂直方向視でモータ駆動基板３０と重複する箇所）における垂直方向の流路高さＨ２とを異ならせることである。本実施形態では、流路高さＨ１よりも流路高さＨ２の方が大きい。すなわち、本実施形態の高さ調整機構とは、冷却プレート５０の流路高さＨ１，Ｈ２を対向する基板に応じて異ならせることである。
　本実施形態では、冷却プレート５０を構成する下プレート５０ａと上プレート５０ｂにおいて、下プレート５０ａは平板状であるが、上プレート５０ｂは、ＯＢＣ基板２０に対応する箇所とモータ駆動基板３０に対応する箇所とで高さが異なっている。具体的には、上プレート５０ｂのうちモータ駆動基板３０に対応する箇所の高さが、ＯＢＣ基板２０に対応する箇所の高さよりも、下プレート５０ａに対して高くなっている。上述したように、ＯＢＣ基板２０の電力変換器２２で用いられる発熱部品２２ａと、モータ駆動基板３０の電力変換器３２で用いられる発熱部品３２ａは、いずれも冷却プレート５０の上プレート５０ｂに当接させることにより冷却している。すなわち、電力変換器２２の発熱部品２２ａは実装高さが高く、モータ駆動基板３０の電力変換器３２の発熱部品３２ａは実装高さが低い。
　このため、本実施形態の上プレート５０ｂは、発熱部品２２ａの実装高さと発熱部品３２ａの実装高さとの差に相当する分だけ、流路高さＨ２の高さを流路高さＨ１よりも高くしている。これにより、高背の発熱部品２２ａと低背の発熱部品３２ａとを共に上プレート５０ｂに当接させた状態で、ＯＢＣ基板２０とモータ駆動基板３０の垂直方向の高さを揃えることができる。
　また、一般に、モータ駆動基板３０の電力変換器３２の発熱部品３２ａの発熱量の方が、ＯＢＣ基板２０の電力変換器２２の発熱部品２２ａの発熱量よりも相対的に大きい。そのため、発熱部品３２ａが当接する流路高さＨ２を発熱部品２２ａが当接する流路高さＨ１よりも高くすることにより、発熱部品３２ａが当接する箇所における冷却流体の流路断面積を、発熱部品２２ａが当接する箇所における冷却流体の流路断面積よりも大きくすることができる。これにより、発熱部品３２ａを効率よく冷却することができる。
　冷却プレート５０の流路５３は、垂直方向視で図５に示されるように配置されている。本実施形態においては、冷却プレート５０における冷却流体の流入口５１から冷却流体が流入すると、上流側でまずＯＢＣ基板２０の電力変換器２２の発熱部品２２ａに対応する箇所を流通し、その後下流側でモータ駆動基板３０の電力変換器３２の発熱部品３２ａに対応する箇所を流通して流出口５２から流出する。すなわち、冷却流体は、相対的に発熱量の小さい発熱部品２２ａを最初に冷却した後、相対的に発熱量の大きい発熱部品３２ａを冷却する。もし、冷却流体が最初に発熱部品３２ａを冷却し、その後発熱部品２２ａを冷却するような流路構成であれば、冷却流体は発熱部品３２ａの冷却で十分加熱されてしまうため、発熱部品２２ａを十分冷却することができない。しかし、発熱部品２２ａを冷却した後に発熱部品３２ａを冷却するように流路５３を構成することにより、冷却流体は発熱部品２２ａ，３２ａのいずれをも効率よく冷却することができる。
　また、流路５３のうち、発熱部品３２ａと対向する下流側においては、流路５３に複数の突起５４が形成されている。突起５４は、上プレート５０ｂ、下プレート５０ａの少なくとも一方に、冷却流体の流通を妨げるように外側から内側に向かって突出するように形成されている。突起５４は球欠状を有し、冷却流体の流通方向に対して千鳥状になるように配置されている。例えば、下プレート５０ａに突起５４を配置した場合、突起５４により下プレート５０ａに近い側の水が上プレート５０ｂの側に持ち上げられて渦が発生する。これにより、上プレート５０ｂに近い側の冷却流体と下プレート５０ａに近い側の冷却流体とが混じり合って、上プレート５０ｂに近い側の水温を低下させることができる。水温の下がった上プレート５０ｂに近い側の冷却流体は熱をより多く吸収できるので、発熱部品３２ａの温度をより低下させることができる。
　図３、図５に示されるように、上プレート５０ｂには、メタルベース基板２３が配置されている。メタルベース基板２３には、後述するフィルムコンデンサ４３と不図示のバッテリからの直流流電圧が入力される接続端子２４が取付けられている。
　〔フィルムコンデンサ〕
　上述したように、ＯＢＣ基板２０とモータ駆動基板３０とは別基板である。本実施形態においては、図２に示されるように、ＯＢＣ基板２０とモータ駆動基板３０との間にフィルムコンデンサ４３（電子部品の一例）が配置されている。フィルムコンデンサ４３は、電力変換器３２のインバータの平滑用と、電力変換器２２のＤＣ－ＤＣコンバータの二次側の平滑用の両方に用いられる。すなわち、フィルムコンデンサ４３は二種類の平滑の用途を兼ねている。
　フィルムコンデンサ４３は、垂直方向で、冷却プレート５０の上プレート５０ｂ近傍から制御基板４０近傍に亘る高さを有している。すなわち、フィルムコンデンサ４３の垂直方向の高さは、ＯＢＣ基板２０に実装された発熱部品２２ａを含む電子部品やモータ駆動基板３０に実装された発熱部品３２ａを含む電子部品の垂直方向の高さよりも大きい。そのため、モータ駆動基板３０の周囲は、制御基板４０、フィルムコンデンサ４３、ハウジング１０の壁面に囲まれることとなり、ＯＢＣ基板２０の周囲とは区画されている。そのため、モータ駆動基板３０の電力変換器３２で発生した熱がＯＢＣ基板２０の側に伝達されるのを抑制することができる。
　〔高背電子部品の配置〕
　図３に示されるように、第１空間１１は、仮想基準面の一例である冷却プレート５０により、冷却プレート５０より下側に位置する第１領域１１ａと冷却プレート５０より上側に位置する第２領域１１ｂとに区画されている。本実施形態においては、第１領域１１ａの容積は、第２領域１１ｂの容積よりも小さい。第１空間１１において、電力変換器２２を構成する複数の電子部品（発熱部品２２ａを含む）、及び電力変換器３２を構成する複数の電子部品（発熱部品３２ａを含む）は、いずれも第１領域１１ａと第２領域１１ｂとに分かれて配置されている。ＯＢＣ基板２０、モータ駆動基板３０、及び制御基板４０は、第２領域１１ｂに配置されている。
　本実施形態においては、第１領域１１ａには、電力変換器２２のリアクトル２２ｂやトランス２２ｃ、及びオイルクーラ２が配置されている。第２領域１１ｂには、電力変換器２２及び電力変換器３２のダイオード２２ｅ，３２ｂやスイッチング素子２２ｆ，３２ｃ等が配置されている。第１領域１１ａに配置されたリアクトル２２ｂ、トランス２２ｃ、及びオイルクーラ２は、冷却プレート５０の下プレート５０ａに当接しており、第２領域１１ｂに配置されたダイオード２２ｅ，３２ｂやスイッチング素子２２ｆ，３２ｃは上プレート５０ｂに当接している。電子部品のうち、相対的に高さの大きい電子部品が第１領域１１ａに収容されて配置されており、相対的に高さの小さい電子部品が第２領域１１ｂに収容されて配置されている。
　第１領域１１ａは、ハウジング１０の壁を介してモータ６が配置された第２空間１２及びギア機構７が配置された第３空間１３と隣り合っている。すなわち、第１領域１１ａは、ハウジング１０の壁を介してモータ６及びギア機構７に対向している。第１領域１１ａは、ギア機構７に対向する箇所において第３空間１３に向けて窪んだ窪み１１ｃを有している。これにより、第１領域１１ａのうち窪み１１ｃが形成された箇所は、仮想基準面（冷却プレート５０の下プレート５０ａ）から下側（ギア機構７に向かう側）の高さ（深さ）が大きくなっている。
　第１領域１１ａに配置されるリアクトル２２ｂとトランス２２ｃとでは、トランス２２ｃの方が相対的に高さが大きい。そこで、本実施形態においては、図３に示されるように、リアクトル２２ｂを窪み１１ｃとは対向していない箇所に配置し、トランス２２ｃを窪み１１ｃと対向する箇所に配置している。トランス２２ｃについては、一部が窪み１１ｃに入り込む態様で配置されている。リアクトル２２ｂとトランス２２ｃをこのように配置することにより、第１領域１１ａの窪み１１ｃを有効に活用して、電源モジュール１００を小型化することができる。
　〔ポッティングによる絶縁確保〕
　本実施形態において、リアクトル２２ｂとトランス２２ｃは第１空間１１の第１領域１１ａに配置され、ＯＢＣ基板２０は第２領域１１ｂに配置されており、第１領域１１ａと第２領域１１ｂとは冷却プレート５０により区画されている。リアクトル２２ｂのコイル巻線の両端部に位置する一対の導線２２ｄ（引出線の一例）は、ＯＢＣ基板２０に電気的に接続される必要がある。そこで、本実施形態においては、冷却プレート５０に貫通孔５５が形成され、リアクトル２２ｂの導線２２ｄが貫通孔５５に挿通されてＯＢＣ基板２０に電気的に接続される構成について、図４を用いて説明する。なお、本実施形態においては説明しないが、トランス２２ｃのコイル巻線の導線、その他第１領域１１ａに配置された他の電子部品についても同様の構成が適用可能である。
　まず、貫通孔５５の形成方法について説明する。冷却プレート５０の上プレート５０ｂから下プレート５０ａに向けて摩擦攪拌接合（Friction Stir Welding）により、孔を開けながら上プレート５０ｂと下プレート５０ａとを接合する。すなわち、図４に示されるように、貫通孔５５は、流路５３の中に形成されているが、貫通孔５５の周囲は接合された上プレート５０ｂと下プレート５０ａに囲まれることとなり、貫通孔５５から流路５３を流通する冷却流体が貫通孔５５に漏出することはない。
　次に、下プレート５０ａに形成されたリアクトル収容部５６（凹部の一例）にリアクトル２２ｂを配置して導線２２ｄを貫通孔５５に挿通させる。これにより、導線２２ｄは、第２領域１１ｂに露出する。導線２２ｄの端末は、ＯＢＣ基板２０に電気的に接続される。
　次に、貫通孔５５の第２領域１１ｂ側の端部にシール材５５ａを滴下して、該端部を封止する。これにより、導線２２ｄは固定される。そして、リアクトル収容部５６に樹脂製のポッティング材５５ｂ（固定手段の一例）を充填する。ポッティング材５５ｂは、リアクトル２２ｂの全周（全側面）及び底面を覆うと共に貫通孔５５にも流入する。ポッティング材５５ｂが硬化すると、リアクトル２２ｂ及び導線２２ｄは、冷却プレート５０（下プレート５０ａ、上プレート５０ｂ）との間に充填されたポッティング材５５ｂにより絶縁性が確保される。
　このように、冷却プレート５０に貫通孔５５を形成して導線２２ｄを挿通し、ポッティング材５５ｂを充填するという簡単な構成で、リアクトル２２ｂと導線２２ｄの冷却プレート５０に対する絶縁性を確保できると共に、導線２２ｄを冷却プレート５０の外側から長い距離を引き回す必要もないので、導線２２ｄが断線するおそれも抑制される。
　〔第１実施形態の効果〕
　本実施形態では、例えばコンバータやインバータ等の電力変換器２２，３２を各別に駆動させるＯＢＣ基板２０及びモータ駆動基板３０と、これらの基板を制御する制御基板４０とを備えた電源モジュール１００となっている。つまり、ＯＢＣ基板２０及びモータ駆動基板３０を作動させるＣＰＵ等で構成される制御基板４０を共通化しているため、共通の制御基板４０をＯＢＣ基板２０及びモータ駆動基板３０にそれぞれコネクタ４２を用いて接続するだけでよく、組付性に優れる。
　本実施形態の冷却プレート５０には、発熱量が相対的に小さい発熱部品２２ａから発熱量が相対的に大きい発熱部品３２ａに向かって冷却流体を流通させる流路５３が形成されている。このため、発熱量が相対的に大きい発熱部品３２ａによって加熱された冷却流体によって他の電子部品が加熱される必要を防止できる。また、発熱量の相対的に小さい発熱部品２２ａから冷却していくため、発熱量の相対的に大きい発熱部品３２ａも冷却流体により冷却することができる。
　本実施形態では、ＯＢＣ基板２０とモータ駆動基板３０とを区画するフィルムコンデンサ４３と、フィルムコンデンサ４３を挟んでモータ駆動基板３０からＯＢＣ基板２０への熱移動を抑制する制御基板４０とを備えている。これにより、ＯＢＣ基板２０で制御される電力変換器２２とモータ駆動基板３０で制御される電力変換器３２は、フィルムコンデンサ４３及び制御基板４０により、独立した冷却対象とすることができる。しかも、フィルムコンデンサ４３で熱を遮蔽するので、別途熱遮蔽のための部材を設ける必要がなく、電源モジュール１００をコンパクトにできる。
　本実施形態では、ＯＢＣ基板２０、モータ駆動基板３０、及び制御基板４０を収容するハウジング１０を備え、ハウジング１０の第１空間１１を冷却プレート５０に対して第１領域１１ａと第２領域１１ｂとに区分している。そして、これらの２つの領域の一方となる第１領域１１ａにおいて相対的に容積が大きい領域に、高さの大きい電子部品であるリアクトル２２ｂやトランス２２ｃを収容している。このようにリアクトル２２ｂやトランス２２ｃを第１空間１１の容積の大きい第１領域１１ａに配置し、その他の高さの小さい電子部品を第２領域１１ｂに配置すれば、電源モジュール１００がコンパクトなものとなる。また、第１領域１１ａにおいて相対的に高さが大きい領域に、リアクトル２２ｂ及びトランス２２ｃのうち相対的に高さが大きいトランス２２ｃを配置しているため、空間使用効率を高めることができる。
　本実施形態では、ＯＢＣ基板２０と冷却プレート５０を挟んで反対側に配置されたリアクトル２２ｂから引き出された導線２２ｄが、冷却プレート５０に形成された貫通孔５５にポッティング材５５ｂで固定されている。このため、導線２２ｄを迂回させる必要がなく、流路５３の中を最短ルートで引き出すことが可能となる。しかも、冷却プレート５０に形成された貫通孔５５にポッティング材５５ｂで固定するだけで絶縁性が確保されるため、加工が容易である。
　〔第２実施形態〕
　次に、第２実施形態に係る電源モジュール１００の構成について図６を用いて説明する。本実施形態においては、第１実施形態と違い、冷却プレート５０の流路高さを一定にしている。そのため、制御基板４０から見たときのＯＢＣ基板２０とモータ駆動基板３０の垂直方向の位置（垂直距離）が異なっている。具体的には、制御基板４０とモータ駆動基板３０との垂直距離が、第１実施形態に比べて長くなっている。それ以外は第１実施形態と同様の構成を有している。そのため、本実施形態の説明においては、第１実施形態と同様の構成の箇所については同じ符号を付し、同様の構成に関する詳細な説明を省略する。
　本実施形態においては、ＯＢＣ基板２０の電力変換器２２とモータ駆動基板３０の電力変換器３２とを共通の制御基板４０の制御回路４１で制御するために、高さ調整機構を有している。本実施形態における高さ調整機構は、ＯＢＣ基板２０と制御基板４０とを接続するコネクタの高さとモータ駆動基板３０と制御基板４０とを接続するコネクタの高さとを異ならせることである。具体的には、モータ駆動基板３０と制御基板４０との接続を、コネクタ４２よりも背の高い高背基板対基板コネクタ４４（以下、単に高背コネクタ４４ともいう）を用いて行っている。これにより、制御基板４０から見たときのＯＢＣ基板２０とモータ駆動基板３０の垂直位置が異なる場合であっても、共通の制御基板４０を用いてＯＢＣ基板２０の電力変換器２２とモータ駆動基板３０の電力変換器３２を制御することができる。
　本実施形態のようにコネクタ４２と高さの異なる高背コネクタ４４を用いると、ＯＢＣ基板２０とモータ駆動基板３０とを共通の制御基板４０を組み付ける際、ＯＢＣ基板２０とモータ駆動基板３０の一方を制御基板４０と接続した後に他方の基板を制御基板４０に接続すれば、コネクタ４２と高背コネクタ４４とにより公差を吸収することができる。
　〔第３実施形態〕
　次に、第３実施形態に係る電源モジュール１００の構成について図７から図９を用いて説明する。本実施形態においては、冷却プレート５０の構成が第１実施形態、第２実施形態とは異なっている。それ以外は第１実施形態、第２実施形態と同様の構成を有している。そのため、本実施形態の説明においては、第１実施形態、第２実施形態と同様の構成の箇所については同じ符号を付し、同様の構成に関する詳細な説明を省略する。
　本実施形態において、ハウジング１０は、第１ハウジング１０１と第２ハウジング１０２とが接合されて構成されている。冷却プレート５０は、第１ハウジング１０１と第２ハウジング１０２との境界に配置されている。そのため、第１ハウジング１０１と冷却プレート５０とにより第１空間１１の第１領域１１ａが形成され、第２ハウジング１０２と冷却プレート５０とにおり第１空間１１の第２領域１１ｂが形成されている。したがって、リアクトル２２ｂやトランス２２ｃは第１ハウジング１０１に収容されている。
　冷却プレート５０の流入口５１と流出口５２は、図９に示されるように円筒形状に形成されている。また、流入口５１と流出口５２は、図７に示されるように、冷却プレート５０の水平方向（ＯＢＣ基板２０の板面に平行な方向）の両端部に形成されている。そして、流入口５１と流出口５２は、第１ハウジング１０１の第１突出部１０１ａの第１当接面１０１ｂと第２ハウジング１０２の第２突出部１０２ａの第２当接面１０２ｂとに挟持されており、流入口５１の端部と流出口５２の端部は、ハウジング１０の外部から視認可能に露出している。なお、流入口５１と流出口５２とは、冷却プレート５０にネジ結合により接続されている。
　第１ハウジング１０１の第１突出部１０１ａと第２ハウジング１０２の第２突出部１０２ａとは、図８、図９に示されるように、第１当接面１０１ｂと第２当接面１０２ｂとが当接して冷却プレート５０の流入口５１と流出口５２とを挟持した状態で、ボルト５８により締結されている。また、流入口５１と第１突出部１０１ａ、第２突出部１０２ａとの間、及び流出口５２と第１突出部１０１ａ、第２突出部１０２ａとの間には、それぞれ円環状のガスケット５７が配置されている。さらに、第２ハウジング１０２は、図７に示されるように、冷却プレート５０の流路５３の一部を構成する流路（不図示）が内部に形成された冷却マニホールド１０３になっている。
　本実施形態の冷却プレート５０は、冷却流体の流入口５１と流出口５２が、それぞれ第１ハウジング１０１の第１突出部１０１ａの第１当接面１０１ｂと第２ハウジング１０２の第２突出部１０２ａの第２当接面１０２ｂとに挟持されている。このため、冷却プレート５０の内部に形成される流路５３を冷却プレート５０単体で設計することが可能となり、流路形状の設計自由度が高い。しかも、冷却流体の流入口５１と流出口５２が形成された冷却プレート５０の両端部を第１ハウジング１０１の第１当接面１０１ｂと第２ハウジング１０２の第２当接面１０２ｂとで挟持しているため、第１ハウジング１０１、冷却プレート５０、第２ハウジング１０２の順番で組み付ければよく、組付性を担保できる。
　〔その他の実施形態〕
（１）第１実施形態において、窪み１１ｃはギア機構７に対向する箇所に設けたが、モータ６に対向する箇所に設けてもよい。
（２）第１実施形態において、リアクトル２２ｂが相対的に高さの小さい電子部品であり、トランス２２ｃが相対的に高さの大きい電子部品であったがこれに限られるものではない。リアクトル２２ｂやトランス２２ｃ以外の電子部品であっても、他の電子部品と比較して相対的に高さの大きい電子部品を窪み１１ｃに入り込むように配置してもよい。
（３）上述した実施形態では、ＯＢＣ基板２０及びモータ駆動基板３０を共通の制御基板４０で制御する構成を例示したが、ハウジング１０に収容される基板は、ＯＢＣ基板２０及びモータ駆動基板３０のいずれか一方のみであってもよいし、ＯＢＣ基板２０及びモータ駆動基板３０のそれぞれを異なる制御基板４０で制御してもよい。
（４）第１実施形態においては、導線２２ｄを貫通孔５５に挿通させたが、導線２２ｄでなくても、任意の電子部品の端子を貫通孔５５に挿通させてもよい。
（５）第１実施形態においては、リアクトル２２ｂ及び導線２２ｄをポッティング材５５ｂで固定したが、絶縁性を有する材料であれば、ポッティング材５５ｂ以外の材料で固定してもよい。
（６）第１実施形態においては、リアクトル２２ｂをリアクトル収容部５６に収容し、リアクトル２２ｂの全周をポッティング材５５ｂで覆ったが、これに限られるものではない。導線２２ｄだけポッティング材５５ｂで固定して、リアクトル２２ｂはポッティング材５５ｂで覆われないような構成であってもよい。この場合、リアクトル収容部５６は設ける必要がない。
　上述した実施形態では、下記の構成が想起される。
＜１＞本開示に係る電源モジュール（１００）の特徴構成は、高さの異なる複数の電子部品（２２ｂ，２２ｃ，２２ｅ，２２ｆ，３２ｂ，３２ｃ）で構成された電子回路（２２，３２）を駆動させるドライブ基板（２０，３０）と、ドライブ基板（２０，３０）を制御する制御基板（４０）と、ドライブ基板（２０，３０）及び制御基板（４０）を収容するハウジング（１０）と、を備え、ハウジング（１０）の内部空間（１１）は、仮想基準面（５０）に対して両側に第１領域（１１ａ）及び第２領域（１１ｂ）が形成されており、第１領域（１１ａ）において相対的に高さが大きい領域に、複数の電子部品（２２ｂ，２２ｃ，２２ｅ，２２ｆ，３２ｂ，３２ｃ）のうち相対的に高さの大きい電子部品（２２ｂ，２２ｃ）が収容されている点にある。
　本構成では、ドライブ基板（２０，３０）及び制御基板（４０）を収容するハウジング（１０）を備え、ハウジング（１０）の内部空間（１１）を仮想基準面（５０）に対して２つの領域に区分している。そして、２つの領域の一方となる第１領域（１１ａ）において相対的に高さが大きい領域に、高さの大きい電子部品（２２ｂ，２２ｃ）を収容している。
　例えば、電気自動車等の車両に搭載されるオンボードチャージャ等の充電器は、リアクトル（２２ｂ）やトランス（２２ｃ）といった高さの大きい電子部品が存在しているため、当該電子部品を第１領域（１１ａ）の高さの大きい領域に配置し、その他の高さの小さい電子部品（２２ｅ，２２ｆ，３２ｂ，３２ｃ）を第２領域（１１ｂ）に配置すれば、電源モジュール（１００）がコンパクトなものとなる。また、第１領域（１１ａ）において相対的に高さが大きい領域に、例えば、リアクトル（２２ｂ）及びトランス（２２ｃ）のうち相対的に高さが大きいトランス（２２ｃ）を配置しているため、空間使用効率を高めることができる。
　このように、車両に搭載可能なコンパクトな電源モジュール（１００）となっている。
＜２＞上記＜１＞の電源モジュール（１００）において、仮想基準面（５０）を形成する部材は冷却流体が内部に流通する冷却プレート（５０）であり、複数の電子部品（２２ｂ，２２ｃ，２２ｅ，２２ｆ，３２ｂ，３２ｃ）のうち、相対的に高さの小さい電子部品（２２ｅ，２２ｆ，３２ｂ，３２ｃ）が第２領域（１１ｂ）に収容されて配置されており、相対的に高さの大きい電子部品（２２ｂ，２２ｃ）が第１領域（１１ａ）に収容されて配置されていると好適である。
　本構成のように、冷却プレート（５０）を挟んで高さの小さい電子部品（２２ｅ，２２ｆ，３２ｂ，３２ｃ）と高さの大きい電子部品（２２ｂ，２２ｃ）とを配置すれば、高さの小さい電子部品（２２ｅ，２２ｆ，３２ｂ，３２ｃ）を第２領域（１１ｂ）に集約し、高さの大きい電子部品（２２ｂ，２２ｃ）を第１領域（１１ａ）に集約することができる。例えば、スイッチング素子（２２ｅ，２２ｆ，３２ｂ，３２ｃ）等の高さの小さい電子部品を第２領域（１１ｂ）に配置すれば、高さの小さい電子部品（２２ｅ，２２ｆ，３２ｂ，３２ｃ）に加えてドライブ基板（２０，３０）及び制御基板（４０）も第２領域（１１ｂ）に配置することが可能となり、空間使用効率が向上する。しかも、冷却プレート（５０）とハウジング（１０）により第１領域（１１ａ）と第２領域（１１ｂ）とを形成しているため、電子部品の冷却効率を高めることができる。
＜３＞上記＜２＞の電源モジュール（１００）において、相対的に高さの大きい電子部品はトランス（２２ｃ）であり、相対的に高さの小さい電子部品はダイオード（２２ｅ，３２ｂ）又はスイッチング素子（２２ｆ，３２ｃ）であると好適である。
　本構成のようにダイオード（２２ｅ，３２ｂ）又はスイッチング素子（２２ｆ，３２ｃ）を配置すると、高さの小さい電子部品（２２ｅ，２２ｆ，３２ｂ，３２ｃ）に加えてドライブ基板（２０，３０）及び制御基板（４０）も第２領域（１１ｂ）に配置することが可能となり、空間使用効率が向上する。
＜４＞上記＜３＞の電源モジュール（１００）において、ハウジング（１０）は、第１領域（１１ａ）がギア機構（７）に対向しており、第１領域（１１ａ）は、ギア機構（７）に向けて窪んだ窪み（１１ｃ）を有しており、トランス（２２ｃ）の少なくとも一部が窪み（１１ｃ）に配置されている点にある。
　本構成のようにハウジング（１０）の第１領域（１１ａ）にギア機構（７）に向けて窪んだ窪み（１１ｃ）を設け、トランス（２２ｃ）の少なくとも一部を窪み（１１ｃ）に配置すれば、電源モジュール（１００）をコンパクトにすることができる。
＜５＞上記＜１＞から＜４＞のいずれか一つの電源モジュール（１００）において、ドライブ基板（２０，３０）及び制御基板（４０）は、蓋（１４）で閉塞可能な開口（１０ａ）を有する第２空間（１２）に収容されている点にある。
　本構成のように、例えば、スイッチング素子（２２ｅ，２２ｆ，３２ｂ，３２ｃ）等の高さの小さい電子部品が配置された第２領域（１１ｂ）に、ドライブ基板（２０，３０）及び制御基板（４０）を配置すれば空間使用効率が向上する。また、第２領域（１１ｂ）は、蓋（１４）で閉塞可能な開口（１０ａ）を有するため、ドライブ基板（２０，３０）に制御基板（４０）を組付けた後、蓋（１４）を閉塞することが可能となり、組付性が向上する。
＜６＞上記＜１＞の電源モジュール（１００）において、ドライブ基板（２０，３０）は、複数の電子回路（２２，３２）を、各別に駆動させる複数の基板で構成されている点にある。
　本構成のように、制御基板（４０）が制御するドライブ基板（２０，３０）を複数設ければ、複数のドライブ基板（２０，３０）を作動させるＣＰＵ等で構成される制御基板（４０）を共通化することとなるため、共通の制御基板（４０）を複数のドライブ基板（２０，３０）にコネクタ（４２，４４）接続するだけでよく、組付性に優れる。
＜７＞本開示に係る電源モジュール（１００）の特徴構成は、複数の電子部品（２２ｂ，２２ｃ，２２ｅ，２２ｆ，３２ｂ，３２ｃ）で構成された電子回路（２２，３２）を駆動させるドライブ基板（２０，３０）と、冷却流体が内部に流通する冷却プレート（５０）と、を備え、複数の電子部品のうちのいずれかの電子部品（２２ｂ）が、冷却プレート（５０）を挟んでドライブ基板（２０，３０）と反対側に配置されており、いずれかの電子部品（２２ｂ）とドライブ基板（２０，３０）とを電気的に接続する導線（２２ｄ）は、冷却プレート（５０）に形成された貫通孔（５５）に固定手段（５５ｂ）で固定されている点にある。
　本構成のように、複数の電子部品のうちいずれかの電子部品（２２ｂ）が冷却プレート（５０）を挟んでドライブ基板（２０，３０）と反対側に配置されれば、空間使用効率を高めて、電源モジュール（１００）のコンパクト化を図ることができる。
　また、本構成では、ドライブ基板（２０，３０）と冷却プレート（５０）を挟んで反対側に配置されたいずれかの電子部品（２２ｂ）から引き出された導線（２２ｄ）が、冷却プレート（５０）に形成された貫通孔（５５）に固定手段（５５ｂ）で固定されている。このため、導線（２２ｄ）を迂回させる必要がなく、冷却流路の中を最短ルートで引き出すことが可能となる。
　このように、コンパクト化を図りながら冷却流路を横断した導線ルートを確保可能な電源モジュール（１００）となっている。
＜８＞上記＜７＞の電源モジュール（１００）において、固定手段は、貫通孔（５５）に注入されたポッティング材（５５ｂ）であると好適である。
　本構成のように、固定手段が貫通孔（５５）に注入されたポッティング材（５５ｂ）であれば、冷却プレート（５０）に形成された貫通孔（５５）にポッティング材（５５ｂ）で固定するだけで絶縁性が確保されるため、加工が容易である。
＜９＞上記＜７＞又は＜８＞の電源モジュール（１００）において、冷却プレート（５０）は下プレート（５０ａ）と上プレート（５０ｂ）を備え、下プレート（５０ａ）と上プレート（５０ｂ）との間を冷却流体が流通し、上プレート（５０ｂ）の冷却流体が流通する側と反対側の面には、発熱部品（２２ａ，３２ａ）が当接しており、発熱部品（２２ａ，３２ａ）は、ドライブ基板（２０，３０）における上プレート（５０ｂ）と対向する側の面に設けられていると好適である。
　本構成のように、発熱部品（２２ａ，３２ａ）がドライブ基板（２０，３０）に配置されていると、発熱部品（２２ａ，３２ａ）を冷却プレート（５０）の冷却流体で効率よく冷却することができる。
＜１０＞上記＜７＞から＜９＞のいずれか一つの電源モジュール（１００）において、貫通孔（５５）は、シール材（５５ａ）で密封された状態で冷却流体の流路（５３）の中に配置されていると好適である。
　本構成のように、貫通孔（５５）をシール材（５５ａ）で密封すれば、貫通孔（５５）にポッティング材（５５ｂ）等の固定手段を注入するだけで冷却流路に導線（２２ｄ）を横断させることが可能となり、加工が容易である。
＜１１＞上記＜７＞から＜９＞のいずれか一つの電源モジュール（１００）において、いずれかの電子部品（２２ｂ）はコイルを含んでおり、導線（２２ｄ）は、コイルの巻線両端部に位置する一対の引出線であると好適である。
　本構成のように、高さの大きいリアクトル（２２ｂ）やトランス（２２ｃ）で使用されるコイルをドライブ基板（２０，３０）と冷却プレート（５０）を挟んで反対側に配置すれば、空間使用効率を高めることができる。また、位置ずれしやすい引出線（２２ｄ）をポッティング材（５５ｂ）等の固定手段により強固に固定することが可能となる。
＜１２＞上記＜８＞の電源モジュール（１００）において、ポッティング材（５５ｂ）は、コイルの全周を取り囲んでいると好適である。
　本構成のように、ポッティング材（５５ｂ）をコイルの全周に設ければ、冷却プレート（５０）に対してコイルを安定的に固定することができる。
＜１３＞上記＜７＞から＜９＞のいずれか一つの電源モジュール（１００）において、いずれかの電子部品（２２ｂ）は、冷却プレート（５０）に一体形成された凹部（５６）に収容されていると好適である。
　本構成のように、冷却プレート（５０）に一体形成された凹部（５６）に電子部品（２２ｂ）を収容すれば、ポッティング材（５５ｂ）等の固定手段が凹部（５６）に誘導されて、冷却プレート（５０）に対してコイルを安定的に固定することができる。
　本開示は、電源モジュールに利用可能である。
　７　　　　　　：ギア機構
　１０　　　　　：ハウジング
　１０ａ　　　　：開口
　１１　　　　　：第１空間（内部空間）
　１１ａ　　　　：第１領域
　１１ｂ　　　　：第２領域
　１１ｃ　　　　：窪み
　１２　　　　　：第２空間
　１４　　　　　：蓋
　２０　　　　　：ＯＢＣ基板（ドライブ基板）
　２２　　　　　：電力変換器（電子回路）
　２２ａ　　　　：発熱部品（電子部品）
　２２ｂ　　　　：リアクトル（相対的に高さの小さい電子部品）
　２２ｃ　　　　：トランス（相対的に高さの大きい電子部品）
　２２ｄ　　　　：導線（引出線）
　２２ｅ　　　　：ダイオード（相対的に高さの小さい電子部品）
　２２ｆ　　　　：スイッチング素子（相対的に高さの小さい電子部品）
　３０　　　　　：モータ駆動基板（ドライブ基板）
　３２　　　　　：電力変換器（電子回路）
　３２ａ　　　　：発熱部品（電子部品）
　３２ｂ　　　　：ダイオード（相対的に高さの小さい電子部品）
　３２ｃ　　　　：スイッチング素子（相対的に高さの小さい電子部品）
　４０　　　　　：制御基板
　５０　　　　　：冷却プレート（仮想基準面）
　５０ａ　　　　：下プレート
　５０ｂ　　　　：上プレート
　５３　　　　　：流路
　５５　　　　　：貫通孔
　５５ａ　　　　：シール材
　５５ｂ　　　　：固定手段（ポッティング材）
　５６　　　　　：リアクトル収容部（凹部）
　１００　　　　：電源モジュール
 

Claims (13)

  1. 　高さの異なる複数の電子部品で構成された電子回路を駆動させるドライブ基板と、
    　前記ドライブ基板を制御する制御基板と、
    　前記ドライブ基板及び前記制御基板を収容するハウジングと、を備え、
    　前記ハウジングの内部空間は、仮想基準面に対して両側に第１領域及び第２領域が形成されており、
    　前記第１領域において相対的に高さが大きい領域に、複数の前記電子部品のうち相対的に高さの大きい前記電子部品が収容されている電源モジュール。
  2. 　前記仮想基準面を形成する部材は冷却流体が内部に流通する冷却プレートであり、
    　複数の前記電子部品のうち、相対的に高さの小さい前記電子部品が前記第２領域に収容されて配置されており、相対的に高さの大きい前記電子部品が前記第１領域に収容されて配置されている請求項１に記載の電源モジュール。
  3. 　相対的に高さの大きい前記電子部品はトランスであり、
    　相対的に高さの小さい前記電子部品はダイオード又はスイッチング素子である請求項２に記載の電源モジュール。
  4. 　前記ハウジングは、前記第１領域がギア機構に対向しており、
    　前記第１領域は、前記ギア機構に向けて窪んだ窪みを有しており、
    　前記トランスの少なくとも一部が前記窪みに配置されている請求項３に記載の電源モジュール。
  5. 　前記ドライブ基板及び前記制御基板は、蓋で閉塞可能な開口を有する前記第２領域に収容されている請求項１から４のいずれか一項に記載の電源モジュール。
  6. 　前記ドライブ基板は、複数の前記電子回路を、各別に駆動させる複数の基板で構成されている請求項１に記載の電源モジュール。
  7. 　複数の電子部品で構成された電子回路を駆動させるドライブ基板と、
    　冷却流体が内部に流通する冷却プレートと、を備え、
    　複数の前記電子部品のうちのいずれかの前記電子部品が、前記冷却プレートを挟んで前記ドライブ基板と反対側に配置されており、
    　いずれかの前記電子部品と前記ドライブ基板とを電気的に接続する導線は、前記冷却プレートに形成された貫通孔に固定手段で固定されている電源モジュール。
  8. 　前記固定手段は、前記貫通孔に注入されたポッティング材である請求項７に記載の電源モジュール。
  9. 　前記冷却プレートは下プレートと上プレートを備え、
    　前記下プレートと前記上プレートとの間を前記冷却流体が流通し、
    　前記上プレートの前記冷却流体が流通する側と反対側の面には、発熱部品が当接しており、
    　前記発熱部品は、前記ドライブ基板における前記上プレートと対向する側の面に設けられている請求項７又は８に記載の電源モジュール。
  10. 　前記貫通孔は、シール材で密封された状態で前記冷却流体の流路の中に配置されている請求項７又は８に記載の電源モジュール。
  11. 　いずれかの前記電子部品はコイルを含んでおり、
    　前記導線は、前記コイルの巻線両端部に位置する一対の引出線である請求項８に記載の電源モジュール。
  12. 　前記ポッティング材は、前記コイルの全周を取り囲んでいる請求項１１に記載の電源モジュール。
  13. 　いずれかの前記電子部品は、前記冷却プレートに一体形成された凹部に収容されている請求項７又は８に記載の電源モジュール。
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