JP2020022288A - 電力変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電流センサの電流検出精度の低下の抑制された電力変換装置。【解決手段】リアクトル３１５と、リアクトルを収納するケース３３０と、リアクトルと隣接配置される電流センサと、を有する。ケースに液状の冷媒を流すための流路３３３ａ，３３３ｂが形成され、リアクトルと電流センサとの間に流路の一部が位置している。【選択図】図４

Description

本明細書に記載の開示は、電流センサを備える電力変換装置に関するものである。

特許文献１に示されるように、冷却器の冷却面にリアクトルと電流センサの設けられた電力変換装置が知られている。

特開２０１７−１５２６１２号公報

特許文献１に示される電力変換装置では、リアクトルと電流センサとが冷却面で並ぶ。そのために通電による発熱によってリアクトルで発生した熱輻射が電流センサに作用する。これにより電流センサの温度が上昇する。熱膨張によって、電流センサとこの電流センサの被検出対象との位置ずれが生じる虞がある。この結果、電流センサの電流検出精度が低下する虞がある。

そこで本明細書に記載の開示は、電流センサの電流検出精度の低下の抑制された電力変換装置を提供することを目的とする。

開示の１つは、リアクトル（３１４〜３１６）と、
リアクトルを収納するケース（３３０）と、
リアクトルと隣接配置される電流センサ（３２５〜３２７）と、を有し、
ケースに液状の冷媒を流すための流路（３３３，３３３ａ，３３３ｂ）が形成され、
リアクトルと電流センサとの間に流路の一部が位置している。

これによれば、通電による発熱によってリアクトル（３１４〜３１６）で発生した熱輻射の電流センサ（３２５〜３２７）への作用が、流路（３３３，３３３ａ，３３３ｂ）を流れる冷媒によって抑制される。これにより電流センサ（３２５〜３２７）の電流検出精度の低下が抑制される。

なお、上記の括弧内の参照番号は、後述の実施形態に記載の構成との対応関係を示すものに過ぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。

車載システムを示す回路図である。 第１実施形態に係るコンバータの上面図である。 第１実施形態に係るコンバータの下面図である。 図２および図３に示すＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。 第２実施形態に係るコンバータの下面図である。 第３実施形態に係るコンバータの下面図である。 コンバータの変形例を示す上面図である。 コンバータの変形例を示す下面図である。 コンバータの変形例を示す回路図である。 コンバータの変形例を示す回路図である。 コンバータの変形例を示す上面図である。 コンバータの変形例を示す下面図である。 コンバータの変形例を示す断面図である。 コンバータの変形例を示す下面図である。 コンバータの変形例を示す下面図である。 コンバータの変形例を示す下面図である。

以下、実施形態を図に基づいて説明する。

（第１実施形態）
＜車載システム＞
先ず、図１に基づいて電力変換装置３００の設けられる車載システム１００を説明する。この車載システム１００は電気自動車用のシステムを構成している。車載システム１００は、バッテリ２００、電力変換装置３００、および、モータ４００を有する。

また車載システム１００は図示しない複数のＥＣＵを有する。これら複数のＥＣＵはバス配線を介して相互に信号を送受信している。複数のＥＣＵは協調して電気自動車を制御している。複数のＥＣＵの制御により、バッテリ２００のＳＯＣに応じたモータ４００の回生と力行が制御される。ＳＯＣはstate of chargeの略である。ＥＣＵはelectronic control unitの略である。

なお、ＥＣＵは、少なくとも１つの演算処理装置（ＣＰＵ）と、プログラムおよびデータを記憶する記憶媒体としての少なくとも１つのメモリ装置（ＭＭＲ）と、を有する。ＥＣＵはコンピュータで読み取り可能な記憶媒体を備えるマイクロコンピュータによって提供される。記憶媒体はコンピュータで読み取り可能なプログラムを非一時的に格納する非遷移的実体的記憶媒体である。記憶媒体は半導体メモリまたは磁気ディスクなどによって提供され得る。以下、車載システム１００の構成要素を個別に概説する。

バッテリ２００は複数の二次電池を有する。これら複数の二次電池は直列接続された電池スタックを構成している。この電池スタックのＳＯＣがバッテリ２００のＳＯＣに相当する。二次電池としてはリチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池、および、有機ラジカル電池などを採用することができる。

電力変換装置３００はバッテリ２００とモータ４００との間の電力変換を行う。電力変換装置３００はバッテリ２００の直流電力をモータ４００の力行に適した電圧レベルの交流電力に変換する。電力変換装置３００はモータ４００の発電（回生）によって生成された交流電力をバッテリ２００の充電に適した電圧レベルの直流電力に変換する。電力変換装置３００については後で詳説する。

モータ４００は図示しない電気自動車の出力軸に連結されている。モータ４００の回転エネルギーは出力軸を介して電気自動車の走行輪に伝達される。逆に、走行輪の回転エネルギーは出力軸を介してモータ４００に伝達される。

モータ４００は電力変換装置３００から供給される交流電力によって力行する。これにより走行輪への推進力の付与が成される。またモータ４００は走行輪から伝達される回転エネルギーによって回生する。この回生によって発生した交流電力は、電力変換装置３００によって直流電力に変換されるとともに降圧される。この直流電力がバッテリ２００に供給される。また直流電力は電気自動車に搭載された各種電気負荷にも供給される。

＜電力変換装置＞
次に電力変換装置３００を説明する。電力変換装置３００はコンバータ３１０とインバータ３７０を備えている。コンバータ３１０はバッテリ２００の直流電力をモータ４００の力行に適した電圧レベルに昇圧する。インバータ３７０はこの直流電力を交流電力に変換する。この交流電力がモータ４００に供給される。またインバータ３７０はモータ４００で生成された交流電力を直流電力に変換する。コンバータ３１０はこの直流電力をバッテリ２００の充電に適した電圧レベルに降圧する。

図１に示すようにコンバータ３１０は第１電力ライン３０１と第２電力ライン３０２を介してバッテリ２００と電気的に接続されている。コンバータ３１０は第３電力ライン３０３と第４電力ライン３０４を介してインバータ３７０と電気的に接続されている。

第１電力ライン３０１はバッテリ２００の正極に接続されている。第２電力ライン３０２はバッテリ２００の負極に接続されている。これら第１電力ライン３０１と第２電力ライン３０２に第１平滑コンデンサ３０５が接続されている。第１平滑コンデンサ３０５の有する２つの電極のうちの一方が第１電力ライン３０１に接続され、他方が第２電力ライン３０２に接続されている。

第３電力ライン３０３と第４電力ライン３０４には、後述のコンバータ３１０の備える３相のレグと第２平滑コンデンサ３０６が接続されている。第２平滑コンデンサ３０６の有する２つの電極のうちの一方が第３電力ライン３０３に接続され、他方が第４電力ライン３０４に接続されている。コンバータ３１０の構成については後で詳説する。

インバータ３７０は第３電力ライン３０３と第４電力ライン３０４との間で並列接続された３相以上のレグを有する。これら３相以上のレグそれぞれは直列接続された２つのスイッチ素子を有する。これら２つのスイッチ素子の間の中点にバスバーが接続されている。このバスバーがモータ４００のステータコイルと電気的に接続されている。インバータ３７０の構成についてはその説明と図示を省略する。

＜コンバータの回路構成＞
図１に示すようにコンバータ３１０は、Ｘ相レグ３１１、Ｙ相レグ３１２、Ｚ相レグ３１３、Ｘ相リアクトル３１４、Ｙ相リアクトル３１５、および、Ｚ相リアクトル３１６を有する。またコンバータ３１０はＸ相給電バスバー３１９、Ｙ相給電バスバー３２０、Ｚ相給電バスバー３２１、Ｘ相連結バスバー３２２、Ｙ相連結バスバー３２３、および、Ｚ相連結バスバー３２４を有する。コンバータ３１０はＸ相電流センサ３２５、Ｙ相電流センサ３２６、および、Ｚ相電流センサ３２７を有する。

このように本実施形態のコンバータ３１０は、Ｘ相〜Ｚ相の３相のレグ、リアクトル、給電バスバー、連結バスバー、および、電流センサを備える。これら３相の構成要素は、上記のＥＣＵおよび図示しないゲートドライバによって各層独立して駆動制御される。若しくは、ＥＣＵおよびゲートドライバによって３相の構成要素は同調して駆動制御される。なお図１では、給電バスバーと連結バスバーを明示するために、これらをほかの線よりも太くして図示している。

Ｘ相レグ３１１〜Ｚ相レグ３１３それぞれは、ハイサイドスイッチ３１７とローサイドスイッチ３１８、および、ハイサイドダイオード３１７ａとローサイドダイオード３１８ａを有する。これらＸ相レグ３１１〜Ｚ相レグ３１３それぞれは樹脂封止されてパッケージを構成している。これらＸ相レグ３１１〜Ｚ相レグ３１３それぞれのパッケージが図２に模式的に示す冷却器３５０に収納されている。この冷却器３５０の内部に冷媒が流れる。これによりＸ相レグ３１１〜Ｚ相レグ３１３それぞれの発熱が抑えられている。なお、冷却器３５０には上記のインバータ３７０の備えるレグが設けられてもよいし、設けられなくともよい。インバータ３７０の備えるレグも樹脂封止されてパッケージを構成している。

本実施形態では、ハイサイドスイッチ３１７とローサイドスイッチ３１８としてｎチャネル型のＩＧＢＴを採用している。図１に示すようにハイサイドスイッチ３１７のコレクタ電極が第３電力ライン３０３に接続されている。ハイサイドスイッチ３１７のエミッタ電極とローサイドスイッチ３１８のコレクタ電極とが接続されている。ローサイドスイッチ３１８のエミッタ電極が第４電力ライン３０４に接続されている。これによりハイサイドスイッチ３１７とローサイドスイッチ３１８は第３電力ライン３０３から第４電力ライン３０４へ向かって順に直列接続されている。

また、ハイサイドスイッチ３１７のコレクタ電極にハイサイドダイオード３１７ａのカソード電極が接続されている。ハイサイドスイッチ３１７のエミッタ電極にハイサイドダイオード３１７ａのアノード電極が接続されている。これによりハイサイドスイッチ３１７にハイサイドダイオード３１７ａが逆並列接続されている。

同様にして、ローサイドスイッチ３１８のコレクタ電極にローサイドダイオード３１８ａのカソード電極が接続されている。ローサイドスイッチ３１８のエミッタ電極にローサイドダイオード３１８ａのアノード電極が接続されている。これによりローサイドスイッチ３１８にローサイドダイオード３１８ａが逆並列接続されている。

なお、これらハイサイドスイッチ３１７とローサイドスイッチ３１８としては、ＩＧＢＴではなくＭＯＳＦＥＴを採用することもできる。採用するスイッチの種類としては特に限定されない。ただし、これらスイッチとしてＭＯＳＦＥＴを採用する場合、上記のダイオードはなくともよい。

また、コンバータ３１０を構成する半導体素子は、Ｓｉなどの半導体、および、ＳｉＣなどのワイドギャップ半導体によって製造することができる。半導体素子の構成材料としては特に限定されない。

更に言えば、Ｘ相レグ３１１、Ｙ相レグ３１２、および、Ｚ相レグ３１３それぞれの有するスイッチの種類と構成材料が異なってもよい。例えば、Ｘ相レグ３１１の備えるスイッチがＳｉＣから構成されるＭＯＳＦＥＴ、Ｙ相レグ３１２とＺ相レグ３１３それぞれの備えるスイッチがＳｉから構成されるＩＧＢＴであってもよい。

図１に示すように、Ｘ相リアクトル３１４はＸ相給電バスバー３１９を介して第１電力ライン３０１と接続されている。Ｘ相リアクトル３１４はＸ相連結バスバー３２２を介してＸ相レグ３１１のハイサイドスイッチ３１７とローサイドスイッチ３１８との間の中点に接続されている。

同様にして、Ｙ相リアクトル３１５はＹ相給電バスバー３２０を介して第１電力ライン３０１と接続されている。Ｙ相リアクトル３１５はＹ相連結バスバー３２３を介してＹ相レグ３１２のハイサイドスイッチ３１７とローサイドスイッチ３１８との間の中点に接続されている。

Ｚ相リアクトル３１６はＺ相給電バスバー３２１を介して第１電力ライン３０１と接続されている。Ｚ相リアクトル３１６はＺ相連結バスバー３２４を介してＺ相レグ３１３のハイサイドスイッチ３１７とローサイドスイッチ３１８との間の中点に接続されている。

Ｘ相レグ３１１〜Ｚ相レグ３１３のハイサイドスイッチ３１７とローサイドスイッチ３１８は上記のＥＣＵとゲートドライバによって開閉制御される。ＥＣＵは制御信号を生成し、それをゲートドライバに出力する。ゲートドライバは制御信号を増幅してスイッチのゲート電極に出力する。これによりＥＣＵはコンバータ３１０に入力される直流電力の電圧レベルを昇降圧する。

ＥＣＵは制御信号としてパルス信号を生成している。ＥＣＵはこのパルス信号のオンデューティ比と周波数を調整することで直流電力の昇降圧レベルを調整している。またＥＣＵはＸ相レグ３１１〜Ｚ相レグ３１３のうちの駆動対象とするレグの数を選択することで昇降圧レベルを調整している。この昇降圧レベルはモータ４００の目標トルクとバッテリ２００のＳＯＣに応じて決定される。

バッテリ２００の直流電力を昇圧する場合、ＥＣＵはハイサイドスイッチ３１７とローサイドスイッチ３１８それぞれを交互に開閉する。これとは反対にインバータ３７０から供給された直流電力を降圧する場合、ＥＣＵはローサイドスイッチ３１８に出力する制御信号をローレベルに固定する。それとともにＥＣＵはハイサイドスイッチ３１７に出力する制御信号をハイレベルとローレベルに順次切り換える。

Ｘ相電流センサ３２５〜Ｚ相電流センサ３２７はＸ相連結バスバー３２２〜Ｚ相連結バスバー３２４に設けられる。Ｘ相電流センサ３２５〜Ｚ相電流センサ３２７は、透過磁束を電気信号に変換する磁電変換部と、この磁電変換部を連結バスバーに固定する固定部と、を有する。

磁電変換部は、例えばホール素子や磁気抵抗効果素子などによって構成されたブリッジ回路を含有するＩＣチップと、このＩＣチップの搭載されたプリント基板と、を有する。固定部は、例えばプリント基板を収納する樹脂製のケースと、ケースに一体的に連結された導電性の中継バスバーと、を有する。

電流センサが上記の構成を備える場合、Ｘ相連結バスバー３２２〜Ｚ相連結バスバー３２４それぞれは２つに分断されている。そして２つに分断された連結バスバーは上記の中継バスバーによって架橋される。これにより磁電変換部が連結バスバーに機械的に固定されるとともに、中継バスバーと連結バスバーそれぞれに共通の直流電流が流れる。この中継バスバーを流れる直流電流から発せられる被測定磁界が上記のブリッジ回路を透過する。ブリッジ回路は自身を透過した被測定磁界を電気信号に変換する。この電気信号が、連結バスバーを流れる電流としてＥＣＵに入力される。

上記のブリッジ回路を構成するホール素子や磁気抵抗効果素子は自身を透過する被測定磁界の成分に対して異方性を備える。すなわちホール素子や磁気抵抗効果素子は、例えば後述の横方向と縦方向の被測定磁界を電気信号に変換するが、高さ方向の被測定磁界を電気信号に変換しない性質を有する。そのためにブリッジ回路を構成するホール素子や磁気抵抗効果素子に横方向と縦方向の成分を有する被測定磁界が透過するように、磁電変換部と中継バスバーの相対位置が定められる。

磁電変換部と中継バスバーの相対位置は、上記の樹脂製のケースによって定められる。したがってケースが熱膨張すると、中継バスバーと磁電変換部の相対位置が変動する虞がある。この相対位置の変動によって、電流センサの電流検出精度が低下する虞がある。そのために電流センサの温度上昇は抑制されることが好ましい。この電流センサの温度上昇の抑制は、後述の流路３３３とそこを流れる冷媒とによってなされる。

なお上記構成とは異なり、電流センサの固定部がケースのみを有する場合、磁電変換部はケースによって連結バスバーに固定される。この構成では磁電変換部は連結バスバーから発せられる磁界を検出する。磁電変換部と連結バスバーの相対位置がケースによって定められる。

Ｘ相電流センサ３２５〜Ｚ相電流センサ３２７の設けられるＸ相連結バスバー３２２〜Ｚ相連結バスバー３２４それぞれは、図２に示す樹脂製の端子台３６０に収納される。端子台３６０には３相の連結バスバーを収納する複数の溝が形成されている。その溝を区画する壁が３相の連結バスバーの間に位置している。

＜コンバータの機械的な構成＞
次に、コンバータ３１０の構成を説明する。それに当たって、以下においては互いに直交の関係にある３方向を横方向、縦方向、および、高さ方向とする。

コンバータ３１０は上記した３相のレグ、リアクトル、給電バスバー、連結バスバー、および、電流センサの他に、これら３相の構成要素と第１平滑コンデンサ３０５を収納するケース３３０を有する。図２に示すようにケース３３０には、３相のレグを収納する冷却器３５０、および、３相の連結バスバーと電流センサを収納する端子台３６０も収納される。なお、ケース３３０に第２平滑コンデンサ３０６が収納されてもよいし、収納されなくともよい。収納される場合、第２平滑コンデンサ３０６は第１平滑コンデンサ３０５と隣接配置される。また上記したように冷却器３５０にはインバータ３７０の備えるレグが収納されてもよい。

ケース３３０は筐体３３１とカバー３３２を有する。筐体３３１とカバー３３２の形成材料はアルミニウムなどの金属である。筐体３３１は例えばアルミダイカストで製造される。カバー３３２は例えば金属板をプレス加工することで製造される。

筐体３３１にカバー３３２が溶接接合される。これにより筐体３３１とカバー３３２とによって後述の流路３３３が構成されている。

図２〜図４に筐体３３１の構成を模式的に示す。筐体３３１は、搭載壁３３４と、搭載壁３３４の搭載面３３４ａの縁部から高さ方向に起立した側壁３３５と、を有する。側壁３３５は高さ方向まわりの周方向で環状を成している。この環状の側壁３３５によって囲まれた領域に、第１平滑コンデンサ３０５、Ｘ相リアクトル３１４〜Ｚ相リアクトル３１６、冷却器３５０、および、端子台３６０が設けられる。以下においては側壁３３５によって囲まれた領域を内空間と示す。

図示しないが、側壁３３５には、第１平滑コンデンサ３０５、冷却器３５０、および、端子台３６０それぞれをボルト止めするためのボルト孔が形成されている。第１平滑コンデンサ３０５、冷却器３５０、および、端子台３６０それぞれにもボルト孔が形成されている。第１平滑コンデンサ３０５、冷却器３５０、および、端子台３６０それぞれのボルト孔と側壁３３５のボルト孔とにボルトを通して締結する。これにより第１平滑コンデンサ３０５、冷却器３５０、および、端子台３６０それぞれは側壁３３５にボルト止めされている。

第１平滑コンデンサ３０５、冷却器３５０、および、端子台３６０それぞれは、側壁３３５にボルト止めされた状態で搭載面３３４ａと高さ方向で離間している。図示しないが、第１平滑コンデンサ３０５と搭載面３３４ａとの間、および、端子台３６０と搭載面３３４ａとの間それぞれには伝熱性と絶縁性を備えるゲル状の伝熱材が設けられる。この伝熱材を介して第１平滑コンデンサ３０５と端子台３６０それぞれが搭載壁３３４と熱伝導可能になっている。なお、端子台３６０と搭載面３３４ａとの間には上記の伝熱材がなくともよい。

図２および図４に示すように搭載壁３３４には、高さ方向に沿って内空間側に突起した台状壁部３３６が構成されている。この台状壁部３３６は、高さ方向に沿って搭載面３３４ａから内空間側に離間した上壁３３７と、上壁３３７と搭載壁３３４とを一体的に連結する連結壁３３８と、を有する。連結壁３３８は高さ方向まわりで環状を成している。

上壁３３７の天面３３７ａと連結壁３３８の内環状面３３８ａが内空間側に位置している。内環状面３３８ａは高さ方向まわりの周方向で環状を成している。内環状面３３８ａは横方向で第１平滑コンデンサ３０５および端子台３６０それぞれと対向している。また内環状面３３８ａは縦方向で冷却器３５０と対向している。

上壁３３７の天面３３７ａの裏側の底面３３７ｂと、連結壁３３８の内環状面３３８ａの裏側の外環状面３３８ｂは、流路３３３の一部を区画している。外環状面３３８ｂは高さ方向まわりの周方向で環状を成している。以下においてはこの外環状面３３８ｂによって囲まれた領域を外空間と示す。

上壁３３７には、天面３３７ａから底面３３７ｂに向かう方向に凹んだ第１収納孔３３９、第２収納孔３４０、および、第３収納孔３４１が構成されている。上壁３３７における第１収納孔３３９〜第３収納孔３４１それぞれを区画する部位の内空間側の内壁面３３７ｃは、リアクトルを収納するための収納空間を区画している。そして第１収納孔３３９〜第３収納孔３４１それぞれの内壁面３３７ｃの裏側の外壁面３３７ｄは、流路３３３の一部を区画している。

図２に示すように第１収納孔３３９〜第３収納孔３４１にＸ相リアクトル３１４〜Ｚ相リアクトル３１６が収納される。これら収納孔には図示しない樹脂材料がポッティングされる。この樹脂材料が固化することで、第１収納孔３３９〜第３収納孔３４１内にＸ相リアクトル３１４〜Ｚ相リアクトル３１６それぞれが固定される。なおもちろんではあるが、リアクトルの収納孔に対する固定方法は上記例に限定されない。

これらＸ相リアクトル３１４〜Ｚ相リアクトル３１６の収納される第１収納孔３３９〜第３収納孔３４１は縦方向に離間して並んでいる。そしてこれら３つの収納孔と冷却器３５０も縦方向に離間して並んでいる。また、第１平滑コンデンサ３０５と端子台３６０は横方向で離間して並んでいる。第１平滑コンデンサ３０５と端子台３６０との間に、３つの収納孔と冷却器３５０が位置している。縦方向が並び方向に相当する。

以上に示した配置のため、第１収納孔３３９〜第３収納孔３４１の形成された台状壁部３３６の連結壁３３８が、Ｘ相リアクトル３１４〜Ｚ相リアクトル３１６と冷却器３５０との間に介在されている。同様にして、Ｘ相リアクトル３１４〜Ｚ相リアクトル３１６と第１平滑コンデンサ３０５との間、および、Ｘ相リアクトル３１４〜Ｚ相リアクトル３１６と第１平滑コンデンサ３０５との間それぞれに連結壁３３８が介在されている。

図３に搭載壁３３４の搭載面３３４ａの裏側を示す。この搭載面３３４ａの裏側の裏面３３４ｂに、カバー３３２の内面３３２ａが溶接接合される。

図４に示すように内面３３２ａは高さ方向に面している。これに対して裏面３３４ｂは局所的および選択的に内空間側に凹んでいる。そのため、搭載壁３３４にカバー３３２が溶接接合された状態において、裏面３３４ｂの一部は内面３３２ａと高さ方向で離間している。裏面３３４ｂと内面３３２ａとの間に、水などの液状の冷媒を流すための流路３３３の一部が構成されている。

また、上記したように搭載壁３３４の一部が内空間側に突起して台状壁部３３６が構成されている。この台状壁部３３６の連結壁３３８によって、裏面３３４ｂ側に外空間が構成されている。この外空間の開口が上記のカバー３３２によって覆われる。これにより台状壁部３３６とカバー３３２との間にも、上記の冷媒を流すための流路３３３の一部が構成されている。

以下においては、表記を明りょうとするために、流路３３３における裏面３３４ｂと内面３３２ａとの間で区画される部位を第１流路３３３ａと示す。流路３３３における台状壁部３３６の裏面３３４ｂ側の面と内面３３２ａとの間で区画される部位を第２流路３３３ｂと示す。

なお図３では、これら流路３３３の形成位置を明りょうとするために、搭載壁３３４において流路３３３を区画する部位を白抜きで示し、流路３３３を区画しない部位をハッチングで示している。そして流路３３３とケース３３０に収納される部材との位置関係を示すために、これら部材の外形輪郭線を破線で示している。ただし、流路３３３との重なりによって表記が煩雑となることを避けるために、カバー３３２、および、３相の給電バスバーと連結バスバーそれぞれの図示を省略している。

＜第１流路＞
図３に示すように第１流路３３３ａは、車両に搭載された冷媒供給ポンプから冷媒の供給される供給流路３３３ｃと、供給流路３３３ｃから供給された冷媒の流れる冷却流路３３３ｄと、を有する。また第１流路３３３ａは、冷却流路３３３ｄと第２流路３３３ｂとを連通する上流流路３３３ｅと、第２流路３３３ｂから冷媒の供給される下流流路３３３ｆと、を有する。

第１平滑コンデンサ３０５は冷却流路３３３ｄと高さ方向で並んで配置される。第１平滑コンデンサ３０５で発生した熱は上記の伝熱材と搭載壁３３４を介して、冷却流路３３３ｄを流れる冷媒に伝熱される。これにより第１平滑コンデンサ３０５の発熱が抑制される。

この第１平滑コンデンサ３０５と熱交換を行った冷媒は、上流流路３３３ｅを介して第２流路３３３ｂに供給される。そして第２流路３３３ｂを流れた冷媒が下流流路３３３ｆに供給される。下流流路３３３ｆに供給された冷媒は、図示しないパイプを介して冷却器３５０に供給される。

＜第２流路＞
図３および図４に示すように第２流路３３３ｂは、以下に示す壁面によって区画（構成）されている。すなわち第２流路３３３ｂは、上壁３３７の底面３３７ｂ、底面３３７ｂに環状に連結された連結壁３３８の外環状面３３８ｂ、第１収納孔３３９〜第３収納孔３４１それぞれの外壁面３３７ｄ、および、カバー３３２の内面３３２ａによって区画されている。

外壁面３３７ｄは、縦方向に離間して並ぶ第１側面３３７ｅと第２側面３３７ｆ、横方向に離間して並ぶ第１連結面３３７ｇと第２連結面３３７ｈ、および、高さ方向に面する底面３３７ｉを有する。高さ方向まわりの周方向で、第１側面３３７ｅ、第２連結面３３７ｈ、第２側面３３７ｆ、および、第１連結面３３７ｇが順に連結されて環状を成している。これら４面が第２流路３３３ｂの一部を区画している。これに対して底面３３７ｉは内面３３２ａと接触している。若しくは、底面３３７ｉは冷媒の有効な流動に寄与する流路を構成しえないほどに内面３３２ａに近接配置されている。そのために底面３３７ｉは第２流路３３３ｂの一部を区画していない。

なお、第１側面３３７ｅは第２側面３３７ｆよりも冷却器３５０から離間している。換言すれば、第２側面３３７ｆは第１側面３３７ｅよりも冷却器３５０側に位置している。第１連結面３３７ｇは第２連結面３３７ｈよりも第１平滑コンデンサ３０５から離間している。換言すれば、第２連結面３３７ｈは第１連結面３３７ｇよりも第１平滑コンデンサ３０５側に位置している。更に言い換えれば、第１連結面３３７ｇは第２連結面３３７ｈよりもＸ相電流センサ３２５〜Ｚ相電流センサ３２７の収納された端子台３６０側に位置している。

図３に示すように第１収納孔３３９〜第３収納孔３４１は縦方向に離間して並んでいる。そして第１収納孔３３９〜第３収納孔３４１それぞれは外環状面３３８ｂと横方向および縦方向それぞれで離間している。これにより、第１収納孔３３９〜第３収納孔３４１それぞれの外壁面３３７ｄと連結壁３３８の外環状面３３８ｂとの間、および、第１収納孔３３９〜第３収納孔３４１それぞれの外壁面３３７ｄの間に第２流路３３３ｂが構成されている。

詳しく言えば、外環状面３３８ｂと第１収納孔３３９の第１側面３３７ｅとの間に、横方向に延びる第１横流路が構成されている。第１収納孔３３９の第２側面３３７ｆと第２収納孔３４０の第１側面３３７ｅとの間に、横方向に延びる第２横流路が構成されている。第２収納孔３４０の第２側面３３７ｆと第３収納孔３４１の第１側面３３７ｅとの間に、横方向に延びる第３横流路が構成されている。第３収納孔３４１の第２側面３３７ｆと外環状面３３８ｂとの間に、横方向に延びる第４横流路が構成されている。このように第２流路３３３ｂは横方向に延びる計４本の横流路を有する。

また、第１収納孔３３９〜第３収納孔３４１それぞれの第１連結面３３７ｇと外環状面３３８ｂとの間に、縦方向に延びる第１縦流路が区画されている。第１収納孔３３９〜第３収納孔３４１それぞれの第２連結面３３７ｈと外環状面３３８ｂとの間に、縦方向に延びる第２縦流路が区画されている。このように第２流路３３３ｂは縦方向に延びる計２本の横流路を有する。これら２本の縦流路が４本の横流路それぞれと連通している。

高さ方向まわりの周方向で、第１横流路、第２縦流路、第４横流路、および、第１縦流路が連結されて環状の流路が構成されている。この環状の流路の中に第１収納孔３３９〜第３収納孔３４１が位置している。これにより第１収納孔３３９〜第３収納孔３４１それぞれは、高さ方向まわりの周方向で、上記の環状の流路によって囲まれている。なお外環状面３３８ｂにおける第２縦流路の一部を区画する部位に上流流路３３３ｅに連通する切欠きが形成されている。外環状面３３８ｂにおける第４横流路の一部を区画する部位に下流流路３３３ｆに連通する切欠きが形成されている。

これら縦横に延びて第２流路３３３ｂを構成する計６本の流路の高さ方向の深さは、上壁３３７の底面３３７ｂとカバー３３２の内面３３２ａとによって定められている。図４に示すように上壁３３７は内空間側に位置している。そして上記したように第１収納孔３３９〜第３収納孔３４１それぞれは、高さ方向まわりの周方向で、第２流路３３３ｂの一部（環状の流路）によって囲まれている。

そのため、図４に示すようにＸ相リアクトル３１４〜Ｚ相リアクトル３１６と、Ｘ相電流センサ３２５〜Ｚ相電流センサ３２７を収納する端子台３６０との間に第２流路３３３ｂの一部が位置している。Ｘ相リアクトル３１４〜Ｚ相リアクトル３１６と、第１平滑コンデンサ３０５との間に第２流路３３３ｂの一部が位置している。また、Ｘ相リアクトル３１４〜Ｚ相リアクトル３１６と、冷却器３５０との間に第２流路３３３ｂの一部が位置している。

＜作用効果＞
このようにＸ相リアクトル３１４〜Ｚ相リアクトル３１６とＸ相電流センサ３２５〜Ｚ相電流センサ３２７を収納する端子台３６０との間に冷媒の流れる第２流路３３３ｂが介在されている。これにより、通電による発熱によってＸ相リアクトル３１４〜Ｚ相リアクトル３１６から発せられる熱輻射のＸ相電流センサ３２５〜Ｚ相電流センサ３２７への作用が抑制される。

そのためにＸ相電流センサ３２５〜Ｚ相電流センサ３２７の温度上昇が抑制される。温度上昇による熱膨張によって、被測定磁界を発する中継バスバー（連結バスバー）と磁電変換部の相対位置の変動が抑制される。この結果、磁電変換部を透過する被測定磁界の方向の変動が抑制される。電流センサの電流検出精度の低下が抑制される。

また、通電によってＸ相リアクトル３１４〜Ｚ相リアクトル３１６から電磁ノイズが発せられる。この電磁ノイズのＸ相電流センサ３２５〜Ｚ相電流センサ３２７への作用が、ケース３３０における第２流路３３３ｂを区画する部位によって抑制される。これによっても電流センサの電流検出精度の低下が抑制される。

第２流路３３３ｂの一部は、Ｘ相リアクトル３１４〜Ｚ相リアクトル３１６を収納する第１収納孔３３９〜第３収納孔３４１の形成された台状壁部３３６の壁面によって区画されている。これによれば、第２流路の一部が台状壁部とは異なる壁の壁面によって区画される構成と比べて、ケース３３０の体格の増大が抑制される。

第１収納孔３３９〜第３収納孔３４１それぞれの外壁面３３７ｄの備える第１側面３３７ｅ、第２側面３３７ｆ、第１連結面３３７ｇ、および、第２連結面３３７ｈの４面が第２流路３３３ｂの一部を区画している。これにより第１収納孔３３９〜第３収納孔３４１に収納されたＸ相リアクトル３１４〜Ｚ相リアクトル３１６と冷媒との間の熱交換が促される。

Ｘ相リアクトル３１４〜Ｚ相リアクトル３１６と第１平滑コンデンサ３０５との間に第２流路３３３ｂが介在されている。これによりＸ相リアクトル３１４〜Ｚ相リアクトル３１６から発せられる熱輻射の第１平滑コンデンサ３０５への作用が抑制される。温度上昇によるコンデンサの静電容量の変化が抑制される。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態を図５に基づいて説明する。以下に示す各実施形態に係る電力変換装置は上記した実施形態によるものと共通点が多い。そのため以下においては共通部分の説明を省略し、異なる部分を重点的に説明する。また以下においては上記した実施形態で示した要素と同一の要素には同一の符号を付与する。

第１実施形態では、外壁面３３７ｄの備える第１側面３３７ｅと第２側面３３７ｆ、および、第１連結面３３７ｇと第２連結面３３７ｈそれぞれが第２流路３３３ｂの一部を区画する例を示した。これに対して本実施形態では、第１連結面３３７ｇと第２連結面３３７ｈのうちの一方と、第１側面３３７ｅと第２側面３３７ｆの２面が第２流路３３３ｂの一部を区画する。

図５に示すように、第１収納孔３３９の第２連結面３３７ｈが外環状面３３８ｂに連結されている。第１収納孔３３９の第１連結面３３７ｇが第２流路３３３ｂの一部を区画している。第１収納孔３３９の第１連結面３３７ｇと外環状面３３８ｂとの間に、縦方向に延びる第３縦流路が区画されている。

第２収納孔３４０の第１連結面３３７ｇが外環状面３３８ｂに連結されている。第２収納孔３４０の第２連結面３３７ｈが第２流路３３３ｂの一部を区画している。第２収納孔３４０の第２連結面３３７ｈと外環状面３３８ｂとの間に、縦方向に延びる第４縦流路が区画されている。

第３収納孔３４１の第２連結面３３７ｈが外環状面３３８ｂに連結されている。第３収納孔３４１の第１連結面３３７ｇが第２流路３３３ｂの一部を区画している。第３収納孔３４１の第１連結面３３７ｇと外環状面３３８ｂとの間に、縦方向に延びる第５縦流路が区画されている。

第３縦流路と第４縦流路は横方向に離間している。同じく第４縦流路と第５縦流路は横方向に離間している。そして第３縦流路と第５縦流路は縦方向で離間して並んでいる。縦方向において、第４縦流路は第３縦流路と第５縦流路の間に位置している。

第３縦流路は第１収納孔３３９の第１連結面３３７ｇ側で第１横流路と第２横流路を連通している。第４縦流路は第２収納孔３４０の第２連結面３３７ｈ側で第２横流路と第３横流路を連通している。第５縦流路は第３収納孔３４１の第１連結面３３７ｇ側で第３横流路と第４横流路を連通している。

以上により、第２流路３３３ｂは縦方向に並ぶ任意の２つの収納孔の間を蛇行している。そしてその経路は１つになっている。

これによれば、第２流路が分岐して複数の経路を備える構成とは異なり、第２流路３３３ｂ内を流動する冷媒の量と速さの低下が抑制される。冷媒を介したリアクトルの冷却性能の低下が抑制される。

また第２流路３３３ｂは蛇行するため、第２流路３３３ｂ内での冷媒の流れ方向の変化が生じる。この流れ方向の変化は、冷媒の第２流路３３３ｂを区画する壁面との衝突によって生じる。この衝突により、冷媒とケース３３０との熱交換が促される。この結果、ケース３３０に収納されたリアクトルの冷却性能の低下が抑制される。

特に、図５において矢印で示すように、第１横流路を流れる冷媒は、外環状面３３８ｂの端子台３６０側と衝突することで、その流れ方向を第３縦流路へと変更している。第３横流路を流れる冷媒は、外環状面３３８ｂの端子台３６０側と衝突することで、その流れ方向を第５縦流路へと変更している。

この衝突により、外環状面３３８ｂの端子台３６０側の温度上昇が抑制される。端子台３６０に収納されたＸ相電流センサ３２５〜Ｚ相電流センサ３２７の温度上昇が抑制される。なお、第２横流路と第４横流路を流れる冷媒は外環状面３３８ｂの第１平滑コンデンサ３０５側に衝突する。この衝突により、外環状面３３８ｂの第１平滑コンデンサ３０５側と、第１平滑コンデンサ３０５それぞれの温度上昇が抑制される。

本実施形態に係る電力変換装置３００には、第１実施形態に記載の電力変換装置３００と同等の構成要素が含まれている。そのために同等の作用効果を奏することは言うまでもない。以下に示す各実施形態、および、各変形例においても同様である。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態を図６に基づいて説明する。

第２実施形態では、図５に示すように第１収納孔３３９の縦方向の投影領域内に第２収納孔３４０と第３収納孔３４１の全てが位置している例を示した。

これに対して本実施形態では、第２収納孔３４０が横方向に沿って上流流路３３３ｅから離間している。そのために第２収納孔３４０の一部が第１収納孔３３９の縦方向の投影領域からはみ出している。

これにより第１収納孔３３９〜第３収納孔３４１の縦方向の並びは千鳥配置となっている。第１収納孔３３９〜第３収納孔３４１は横方向に互い違いに離間して縦方向に並んでいる。

このような並びのため、第１収納孔３３９の第１連結面３３７ｇと第２収納孔３４０の第１側面３３７ｅとが縦方向に並んでいる。第２収納孔３４０の第２連結面３３７ｈと第１収納孔３３９の第２側面３３７ｆとが縦方向に並んでいる。

また、第２収納孔３４０の第２連結面３３７ｈと第３収納孔３４１の第１側面３３７ｅとが縦方向に並んでいる。第３収納孔３４１の第１連結面３３７ｇと第２収納孔３４０の第２側面３３７ｆとが縦方向に並んでいる。

係る構成によれば、図６において矢印で示すように、第１収納孔３３９の第１連結面３３７ｇによってその一部を区画される第３縦流路を流れる冷媒が、第２収納孔３４０の第１側面３３７ｅに衝突する。第２収納孔３４０の第２連結面３３７ｈによってその一部を区画される第４縦流路を流れる冷媒が、第３収納孔３４１の第１側面３３７ｅに衝突する。この衝突により、冷媒の流動の方向においてＸ相リアクトル３１４よりも下流側に位置する、第２収納孔３４０と第３収納孔３４１に収納されたＹ相リアクトル３１５とＺ相リアクトル３１６それぞれと冷媒との熱交換が促される。

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

（第１の変形例）
各実施形態では、例えば図２および図３に示すように、Ｘ相リアクトル３１４〜Ｚ相リアクトル３１６とＸ相電流センサ３２５〜Ｚ相電流センサ３２７とが横方向に並ぶ例を示した。しかしながら図７および図８に示すように、Ｘ相リアクトル３１４〜Ｚ相リアクトル３１６とＸ相電流センサ３２５〜Ｚ相電流センサ３２７とは、高さ方向に面し、なおかつ横方向と縦方向とに交差する傾斜方向で並んでもよい。Ｘ相リアクトル３１４〜Ｚ相リアクトル３１６とＸ相電流センサ３２５〜Ｚ相電流センサ３２７との間に第２流路３３３ｂの少なくとも一部が位置する構成であれば、両者の並び方向は特に限定されない。

（第２の変形例）
各実施形態では、コンバータ３１０がＸ相〜Ｙ相の３相のレグ、リアクトル、給電バスバー、連結バスバー、および、電流センサを備える例を示した。しかしながら例えば図９および図１０に示すようにコンバータ３１０は１相のレグ、リアクトル、給電バスバー、連結バスバー、および、電流センサを備える構成を採用することもできる。ただし図９においては、上記の３相のリアクトルが直列接続されて１つのリアクトルが構成されている。リアクトルの数は特に限定されない。図１１および図１２にコンバータ３１０が１相分のリアクトルのみを有する場合の機械的な構成を示す。

（第３の変形例）
各実施形態では、例えば図４に示すように底面３３７ｉが第２流路３３３ｂの一部を区画しない例を示した。しかしながら例えば図１３に示すように底面３３７ｉと内面３３２ａとが離間することで、底面３３７ｉが第２流路３３３ｂの一部を区画してもよい。この変形例の場合、底面３３７ｉと内面３３２ａとの間の高さ方向の離間距離は、裏面３３４ｂと内面３３２ａとの間の高さ方向の離間距離以下になる。

（第４の変形例）
各実施形態では、例えば図２および図３に示すように第１収納孔３３９〜第３収納孔３４１が縦方向に離間して並ぶ例を示した。しかしながら第１収納孔３３９〜第３収納孔３４１の並び方向としては特に限定されない。例えば図１４〜図１６に示すように第１収納孔３３９〜第３収納孔３４１が横方向に離間して並ぶ構成を採用することもできる。横方向が並び方向に相当する。

図１４に示す第２流路３３３ｂは図３に示す第２流路３３３ｂを高さ方向まわりの周方向に９０°回転したものに相当する。図１５に示す第２流路３３３ｂは図５に示す第２流路３３３ｂを周方向に９０°回転したものに相当する。図１６に示す第２流路３３３ｂは図６に示す第２流路３３３ｂを周方向に９０°回転したものに相当する。この回転のため、第１側面３３７ｅと第２側面３３７ｆは横方向に並んでいる。第１連結面３３７ｇと第２連結面３３７ｈは縦方向に並んでいる。

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

本実施形態では電力変換装置３００が１つのモータ４００に接続される構成を示した。しかしながら電力変換装置３００が２つのモータ４００に接続される構成を採用することもできる。この場合、電力変換装置３００はインバータ３７０を２つ備える。

１００…車載システム、２００…バッテリ、３００…電力変換装置、３０５…第１平滑コンデンサ、３０６…第２平滑コンデンサ、３１０…コンバータ、３１４…Ｘ相リアクトル、３１５…Ｙ相リアクトル、３１６…Ｚ相リアクトル、３２５…Ｘ相電流センサ、３２６…Ｙ相電流センサ、３２７…Ｚ相電流センサ、３３０…ケース、３３１…筐体、３３２…カバー、３３３…流路、３３３ａ…第１流路、３３３ｂ…第２流路、３３７ｃ…内壁面、３３７ｄ…外壁面、３３７ｅ…第１側面、３３７ｆ…第２側面、３３７ｇ…第１連結面、３３７ｈ…第２連結面、３３７ｉ…底面、３３９…第１収納孔、３４０…第２収納孔、３４１…第３収納孔、３７０…インバータ

Claims (9)

1. リアクトル（３１４〜３１６）と、
   前記リアクトルを収納するケース（３３０）と、
   前記リアクトルと隣接配置される電流センサ（３２５〜３２７）と、を有し、
   前記ケースに液状の冷媒を流すための流路（３３３，３３３ａ，３３３ｂ）が形成され、
   前記リアクトルと前記電流センサとの間に前記流路の一部が位置している電力変換装置。
2. 前記リアクトルを複数有し、
   前記ケースには、複数の前記リアクトルそれぞれを独立して収納するための複数の収納孔（３３９〜３４１）が形成され、
   複数の前記収納孔が離間して並び方向に並んでおり、
   前記収納孔における前記リアクトルを収納する収納空間を区画する内壁面（３３７ｃ）の裏側の外壁面（３３７ｄ）の少なくとも一部が前記流路の一部を区画している請求項１に記載の電力変換装置。
3. 前記外壁面は、前記並び方向に並ぶ２つの側面（３３７ｅ，３３７ｆ）と、２つの前記側面を連結する２つの連結面（３３７ｇ，３３７ｈ）と、２つの前記側面と２つの前記連結面それぞれを連結する底面（３３７ｉ）と、を有し、
   複数の前記収納孔のうちの前記並び方向で隣り合って並ぶ任意の２つを、第１収納孔（３３９）、第２収納孔（３４０）とすると、
   前記第１収納孔の備える２つの前記連結面のうちの一方と２つの前記側面、および、前記第２収納孔の備える２つの前記連結面のうちの他方と２つの前記側面それぞれが前記流路の一部を区画している請求項２に記載の電力変換装置。
4. 前記第１収納孔の備える２つの前記連結面のうちの一方と、前記第２収納孔の備える２つの前記側面のうちの前記第１収納孔側が前記並び方向で並び、前記第２収納孔の備える２つの前記連結面のうちの他方と、前記第１収納孔の備える２つの前記側面のうちの前記第２収納孔側が前記並び方向で並んでいる請求項３に記載の電力変換装置。
5. 前記流路における前記リアクトルと前記電流センサとの間に位置する部位の一部は、前記第１収納孔の備える２つの前記連結面のうちの一方によって区画されている請求項３または請求項４に記載の電力変換装置。
6. 前記外壁面は、前記並び方向に並ぶ２つの側面（３３７ｅ，３３７ｆ）と、２つの前記側面を連結する２つの連結面（３３７ｇ，３３７ｈ）と、２つの前記側面と２つの前記連結面それぞれを連結する底面（３３７ｉ）と、を有し、
   複数の前記収納孔のうちの前記並び方向で隣り合って並ぶ任意の２つを、第１収納孔（３３９）、第２収納孔（３４０）とすると、
   前記第１収納孔と前記第２収納孔それぞれの備える２つの前記連結面と２つの前記側面が前記流路の一部を区画している請求項２に記載の電力変換装置。
7. 前記リアクトルと隣接配置されるコンデンサ（３０５，３０６）を有し、
   前記リアクトルと前記コンデンサとの間に前記流路の一部が位置している請求項１〜６いずれか１項に記載の電力変換装置。
8. 前記コンデンサと前記電流センサとの間に前記リアクトルが位置している請求項７に記載の電力変換装置。
9. 前記ケースの形成材料は金属である請求項１〜８いずれか１項に記載の電力変換装置。

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