JP7443859B2 - 電力変換装置 - Google Patents

Description

本開示は、電力変換を行う電力変換装置に関する。

ＤＣ－ＤＣコンバータ等の第１電力変換器と、インバータ等の第２電力変換器と、
を備え、これら２つの電力変換器を１つのケースに収容した電力変換装置が知られている（下記特許文献１参照）。

特開２０１５－７３４０１号公報

この種の電力変換装置は一層の小型化が望まれている。

この事情に基づき、本開示の目的は、小型化しやすい電力変換装置を提供することにある。

その目的を達成するための本開示の一態様における電力変換装置は、第１昇圧モジュール（１１１）のスイッチング動作に伴い、直流電源の直流電圧を昇圧するために用いられる第１リアクトルユニット（２０）と、第２昇圧モジュール（４０）のスイッチング動作に伴い、直流電源の直流電圧を昇圧するために用いられる第２リアクトルユニット（３０）と、第１リアクトルユニットを収容し、板状のケース底部（７１４）を有するケース（７０）と、ケース底部との間で冷媒流路（８０）を形成する板状のプレート（６０）と、を備え、ケース底部は、平坦なケース平坦部（７１５）と、ケース平坦部からプレートの側に向けてくぼんでいるケース凹部（７１６）と、を有し、プレートは、ケース平坦部と平行なプレート平坦部（６１）と、プレート平坦部からケース凹部と同一の向きにくぼんでいるプレート凹部（６３）と、を有し、ケース凹部およびプレート凹部は、ケース平坦部に対して垂直な方向であるＺ方向に並んで配置されており、ケース平坦部とプレート平坦部との間、および、ケース凹部とプレート凹部との間に冷媒流路が形成されており、第１リアクトルユニットは、ケースを介して冷媒流路へ放熱するよう、ケース凹部と接しており、第２リアクトルユニットは、プレートを介して冷媒流路へ放熱するよう、プレート平坦部と接しており、第２リアクトルユニットをＺ方向に投影した範囲の外に、第１リアクトルユニットの全体が含まれている、電力変換装置である。

第１リアクトルユニットはケース凹部に接している。また、第２リアクトルユニットはプレート平坦部に接している。そのため、ケース凹部およびプレート凹部を有さない場合と比べ、ケース凹部のくぼみの深さの分、第１リアクトルユニットの最上端から、第２リアクトルユニットの最下端までのＺ方向の大きさを小さくすることができる。よって、電力変換装置をケース平坦部に対して垂直な方向、すなわちＺ方向に小型化できる。

第１実施形態における、電力変換装置の構成部品の位置関係を模式的に示す断面図である。 図１の矢印ＩＩから見た上面図である。 第２実施形態における、電力変換装置の構成部品の位置関係を模式的に示す下面図である。 第２実施形態における、電力変換装置の構成部品の位置関係を模式的に示す上面図である。 他の実施形態における、電力変換装置の構成部品の位置関係を模式的に示す断面図である。

以下、本開示の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形例の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合わせることができる。そして、複数の実施形態および変形例に記述された構成同士の明示されていない組み合わせも、以下の説明によって開示されているものとする。

（第１実施形態）
図１および図２に基づいて、電力変換装置１について説明する。電力変換装置１は、例えばハイブリッド自動車や電気自動車といった車両に搭載され、電力変換装置１の外部の直流電源（図示略）の直流電流を、走行用モータとしての三相交流モータ（図示略）に通電する交流電流（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）を生成する。

図１に示すごとく、電力変換装置１は、半導体ユニット１０、第１電力変換器、第２電力変換器、第３電力変換器、基板５０、フィルタコンデンサ５１、平滑コンデンサ５２、およびプレート６０を備える。また、電力変換装置１は、これらを収容するケース７０を備える。

ケース７０はケース底部７１４を有する。ケース底部７１４とプレート６０は、冷媒を流す冷媒流路８０を形成する。

半導体ユニット１０は、図示しないスイッチング素子が樹脂封止された半導体モジュール１１と、半導体モジュール１１の冷却を行う冷却器１２と、を有する。半導体ユニット１０は、複数の半導体モジュール１１と複数の冷却器１２とが積層されて形成される。ここで、複数の半導体と複数の冷却器１２とが積層される方向をＸ方向とする。半導体モジュール１１はＸ方向において２つの冷却器１２と接している。すなわち、半導体モジュール１１は、Ｘ方向に垂直な２面のうち、両面から冷却される。

スイッチング素子は電流が流されることで、オンオフが切り替わる。これによって、半導体モジュール１１は直流電源から入力された直流電流を、交流電流へ変換し、三相交流モータへ出力する。スイッチング素子は、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ－Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）といった半導体素子が用いられる。

第１電力変換器は、電力変換装置１の電力変換を行う電子部品である。本実施形態において、第１電力変換器は、第１リアクトルユニット２０である。よって、以下では、第１電力変換器のことを、第１リアクトルユニット２０として記載する。

第１リアクトルユニット２０は、金属線を巻いた図示しないコイル、コイルを樹脂封止した第１リアクトルケース２１、およびケース底部７１４と第１リアクトルケース２１とを接続する第１接続部２２を有する。第１リアクトルユニット２０は、半導体モジュール１１としての第１昇圧モジュール１１１のスイッチング動作に伴い、直流電源の直流電圧を昇圧するために用いられる。

第１接続部２２は、樹脂部材によってシート状に形成される。第１接続部２２によって、第１リアクトルユニット２０からケース底部７１４および冷媒への放熱が促進される。

第２電力変換器は、電力変換装置１の電力変換を行う電子部品である。本実施形態において、第２電力変換器は、第２リアクトルユニット３０である。よって、以下では、第２電力変換器のことを、第２リアクトルユニット３０として記載する。

第２リアクトルユニット３０は、金属線を巻いた図示しないコイル、コイルを樹脂封止した第２リアクトルケース３１、およびプレート６０と第２リアクトルケース３１とを接続する第２接続部３２を有する。第２リアクトルユニット３０は、後述する第３電力変換器に含まれるスイッチング素子のスイッチング動作に伴い、直流電源の直流電圧を昇圧するために用いられる。

第２接続部３２は、樹脂部材によって形成される。第２接続部３２によって、第２リアクトルユニット３０からプレート６０および冷媒への放熱が促進される。

第３電力変換器は、電力変換装置１の電力変換を行う電子部品である。本実施形態において、第３電力変換器は、スイッチング素子が樹脂封止された第２昇圧モジュール４０である。よって、以下では、第３電力変換器のことを、第２昇圧モジュール４０として記載する。スイッチング素子は、ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴといった半導体素子が用いられる。

第２昇圧モジュール４０とプレート６０とは、直に接している。第２昇圧モジュール４０はプレート６０を介して冷媒流路８０内を流れる冷媒へ放熱を行う。ここで、基板５０に垂直な方向をＺ方向とする。第２昇圧モジュール４０は、Ｚ方向に垂直な２面のうち、プレート６０と接している片面から冷却される。

基板５０は、第１昇圧モジュール１１１および第２昇圧モジュール４０に内蔵されたスイッチング素子と電気的に接続される。また、基板５０は、電力変換装置１の外部に配置された電子制御装置（ＥＣＵ）とも電気的に接続される。すなわち、基板５０は、ＥＣＵから入力されるトルク要求や各種センサにて検出された信号に基づいて、スイッチング素子へ駆動信号を出力する。

フィルタコンデンサ５１は、直流電源から入力された直流電圧を平滑化する。

平滑コンデンサ５２は、第１リアクトルユニット２０と第１昇圧モジュール１１１、および第２リアクトルユニット３０と第２昇圧モジュール４０を用いて昇圧された直流電圧を平滑化する。

Ｘ方向に垂直かつＺ方向に垂直な方向をＹ方向とする。プレート６０は、金属によって形成されている。また、プレート６０は、基板５０と平行なプレート平坦部６１と、プレート平坦部６１に対してＺ方向にくぼんでいるプレート凹部６３と、を有する。

プレート凹部６３は、プレート平坦部６１と平行なプレート凹底部６３１、およびプレート凹底部６３１とプレート平坦部６１とをつなぐプレート凹側部６３２を有する。

プレート凹側部６３２は、プレート平坦部６１から垂直な方向かつ冷媒流路８０と反対側に延出するプレート延出部６２を有する。

プレート延出部６２は、第２接続部３２および第２リアクトルユニット３０を固定するために配置される。Ｚ方向から見た際、プレート延出部６２は長方形状である（図示略）。プレート延出部６２は、第２リアクトルユニット３０をＸ方向およびＹ方向から取り囲むように配置される。本実施形態において、第２接続部３２は、材料となる樹脂がプレート延出部６２に流し込まれた後、第２リアクトルユニット３０がプレート延出部６２にはめ込まれることで、形成される。

プレート６０は、冷媒流路８０を形成する面として、プレート流路面６４０を有する。プレート平坦部６１、プレート凹底部６３１、およびプレート凹側部６３２は、プレート流路面６４０を構成する面として、それぞれ、プレート流路平坦面６３４、プレート流路底面６３５、およびプレート流路側面６３６を有する。また、本実施形態においては、プレート凹側部６３２のうちプレート流路側面６３６と反対側の面は、プレート凹底部６３１のうちプレート流路底面６３５と反対側の面と、垂直に配置されている。

図２は、プレート６０、第２リアクトルユニット３０、および第２昇圧モジュール４０を、基板５０側からＺ方向に見た際の模式図である。ただし、図２では、ケース延長部７５および延長蓋部７６は省略されている。Ｚ方向においてプレート６０よりも基板５０側に配置される冷媒流入部７１２、冷媒流出部７１３、および第１リアクトルユニット２０は、図２中では仮想線で示されている。図２に示すごとく、プレート流路平坦面６３４には、直方体形状のフィン６３７が設けられている。複数のフィン６３７は、冷媒の流れを妨げぬよう配置される。すなわち、Ｘ方向に延びた直線状に配置される。また、フィン６３７はＹ方向に並んで配置される。第２リアクトルユニット３０をＺ方向に投影した範囲内に、複数のフィン６３７のすべてが含まれる。

フィン６３７が設けられることで、冷媒流路８０と冷媒の接触面積が増え、プレート平坦部６１を介した第２リアクトルユニット３０の放熱がより促進される。さらに、フィン６３７が設けられることで、冷媒流路８０のＸ方向に垂直な方向の断面積が小さくなるため、冷媒の流速がより大きくなる。よって、第２リアクトルユニット３０の放熱がさらに促進される。

図１に示すごとく、ケース７０は、半導体ユニット１０、第１リアクトルユニット２０、平滑コンデンサ５２、およびフィルタコンデンサ５１を収容するケース本体７１を有する。ケース本体７１は、Ｚ方向に開口した本体開口部７１１を備える。また、ケース７０は、プレート６０、第２リアクトルユニット３０、および第２昇圧モジュール４０を収容するケース延長部７５と、を有する。

電力変換装置１は、ケース本体７１に収容された第１昇圧回路としての第１リアクトルユニット２０および第１昇圧モジュール１１１を備える。また、電力変換装置１は、第１昇圧回路に加え、ケース延長部７５に収容された第２昇圧回路としての第２リアクトルユニット３０および第２昇圧モジュール４０を備える。

本実施形態における電力変換装置１は、ＰＨＶ（プラグインハイブリッドカー）に用いられるものである。ＰＨＶは、ＨＶ（ハイブリッドカー）と比べ、直流電源の直流電圧を、より昇圧する必要がある。そこで、直流電源に第１昇圧回路が並列接続されることに加え、第２昇圧回路も並列に接続されることで、直流電源の直流電圧がより昇圧される。

電力変換装置１の作動の概略を説明する。直流電源から入力された直流電圧は、フィルタコンデンサ５１によって平滑化される。平滑化された直流電圧は、第１リアクトルユニット２０と第１昇圧モジュール１１１、および第２リアクトルユニット３０と第２昇圧モジュール４０を用いて昇圧される。昇圧された直流電圧は、平滑コンデンサ５２によって平滑化される。平滑化された昇圧後の直流電圧は、半導体ユニット１０によって交流電流へ変換され、三相交流モータへ出力される。

ケース延長部７５は、ケース本体７１のうち、本体開口部７１１と反対側の側面がＺ方向に延長されることで形成される。ケース延長部７５は、本体開口部７１１と反対の向きに開口した延長開口部７５１を有する。

また、ケース７０は、本体開口部７１１の開口に取り付けられる本体蓋部７４と、延長開口部７５１の開口に取り付けられる延長蓋部７６と、を有する。本体蓋部７４および延長蓋部７６は金属によって形成される。具体的には、鉄系金属によって板状に形成される。

図２に示すごとく、ケース本体７１は、外部から冷媒を流入させる冷媒流入部７１２と、冷媒を流出させる冷媒流出部７１３と、を有する。

図１に示すごとく、ケース本体７１は基板５０と平行な板状部材である。ケース底部７１４は、ケース本体７１とケース延長部７５とを仕切る。ケース底部７１４は、プレート平坦部６１と平行なケース平坦部７１５と、ケース平坦部７１５に対してＺ方向にくぼんだケース凹部７１６と、を有する。

ケース底部７１４とプレート６０とは冷媒流路８０を形成している。第１リアクトルユニット２０、第２リアクトルユニット３０、および第２昇圧モジュール４０から発生する熱は、ケース底部７１４もしくはプレート６０を介して冷媒流路８０内を流れる冷媒に放熱される。これにより、第１リアクトルユニット２０、第２リアクトルユニット３０、および第２昇圧モジュール４０に熱がこもることを抑制できる。

ケース凹部７１６は、ケース平坦部７１５と平行なケース凹底部７１７と、ケース凹底部７１７とケース平坦部７１５とをつなぐケース凹側部７１８と、を有する。

ケース凹部７１６は、ケース平坦部７１５と比べて、Ｚ方向において延長蓋部７６に近い位置に存在する。ケース凹部７１６およびプレート凹部６３はＺ方向に同一の向きにくぼんでいる。プレート凹部６３をＺ方向に投影した範囲内にケース凹部７１６の全体が存在する。また、プレート凹底部６３１をＺ方向に投影した範囲内にケース凹底部７１７の全体が存在する。

ケース底部７１４は、冷媒流路８０を形成する面として、ケース流路面７３０を有する。ケース平坦部７１５、ケース凹底部７１７、およびケース凹側部７１８は、ケース流路面７３０を構成する面として、それぞれ、ケース流路平坦面７１９、ケース流路底面７２０、およびケース流路側面７２１を有する。また、本実施形態においては、ケース凹側部７１８のうちケース流路側面７２１と反対側の面は、ケース凹底部７１７のうちケース流路底面７２０と反対側の面と、垂直に配置されている。

図２に示すごとく、プレート６０にはボルト穴９５が設けられている。プレート６０は、ボルト穴９５にボルトが挿入されることで、ケース７０に締結される。プレート６０がケース７０に対してボルト締結されることで、電力変換装置１の冷媒流路８０が形成される。

本実施形態においては、冷媒流路８０を、プレート６０およびケース７０によって形成している。具体的には、ケース７０に対してＺ方向からプレート６０を取り付けることで、冷媒流路８０が形成される。そのため、たとえば冷媒流路８０内に異物が混入した場合でも、プレート６０を取り外し、あるいは交換することで冷媒流路８０内の異物を取り除くことができる。よって、ケース７０およびプレート６０によって冷媒流路８０を形成することで、電力変換装置１のメンテナンスが行いやすくなる。

プレート６０は、冷媒流入部７１２から流入する冷媒と、冷媒流出部７１３から流出する冷媒と、を仕切る、Ｘ方向に延出するプレート仕切部６３８を有する。プレート仕切部６３８は、プレート仕切面６３９を有する。また、プレート６０は、ケース底部７１４と直に接するプレート側接触面６４２を有する。プレート仕切面６３９およびプレート側接触面６４２は、Ｚ方向に垂直な面である。プレート仕切面６３９およびプレート側接触面６４２は、ケース底部７１４に密着される。その上で、プレート６０がケース底部７１４に締結されることで、水密性の保たれた冷媒流路８０が形成される。

また、冷媒流路８０は略Ｕ字形状に形成されており、冷媒流路８０のうちターンして折り返す部分をターン部８１とする。ターン部８１には、プレート仕切部６３８の一端が存在する。

本実施形態において、冷媒は、冷媒流入部７１２から冷媒流路８０へと流入した後、冷媒流出部７１３へと流出する。その後図示しない連結ホースを通って、半導体ユニット１０の冷却器１２へと流入する。すなわち、冷媒は、冷媒流路８０、および冷却器１２内を循環する。

電力変換装置１をＺ方向から見た際、第２リアクトルユニット３０は、第１リアクトルユニット２０および第２昇圧モジュール４０と比べ、冷媒流入部７１２および冷媒流出部７１３に近い位置に配置される。また、第２昇圧モジュール４０は、冷媒流路８０のうち、冷媒流出部７１３よりも冷媒流入部７１２に近い位置に配置される。第１リアクトルユニット２０は、ターン部８１に配置される。

ここで、前述の通り、第２昇圧モジュール４０は、Ｚ方向に垂直な２面のうち片面のみから冷却される。また、冷媒は冷媒流入部７１２に近ければ温度はより低く、冷媒流出部７１３に近ければ温度はより高くなる。そのため、本実施形態において、第２昇圧モジュール４０は、冷媒流出部７１３よりも冷媒流入部７１２に近い位置に配置される。よって、第２昇圧モジュール４０から冷媒への放熱がより促進される。

第２リアクトルユニット３０をＺ方向に投影した範囲の外に、第１リアクトルユニット２０および第２昇圧モジュール４０の全体が含まれる。また、第１リアクトルユニット２０をＺ方向に投影した範囲内に、第２昇圧モジュール４０の一部が含まれる。

また、ターン部８１をＺ方向に投影した範囲内に、プレート凹部６３の全体が存在する。

また、冷媒流路８０のＹ方向における幅は、ターン部８１よりも冷媒流入部７１２に近い部分のほうが、冷媒流出部７１３に近い部分よりも大きい。

また、冷媒流路８０のうち、Ｘ方向において冷媒流入部７１２と第２リアクトルユニット３０との間に位置する領域と、冷媒流出部７１３と第２リアクトルユニット３０との間に位置する領域では、前者のほうがＸ方向に垂直な平面における断面積が大きい。

図１に示すごとく、第１リアクトルユニット２０は、ケース凹底部７１７およびケース凹側部７１８の両方と接している。具体的には、第１リアクトルケース２１とケース凹側部７１８とが直に接しており、第１接続部２２とケース凹底部７１７とが直に接している。

また、第２リアクトルユニット３０は、プレート平坦部６１およびプレート凹側部６３２の両方と接している。具体的には、第２接続部３２とプレート延出部６２とが直に接しており、第２接続部３２とプレート平坦部６１とが直に接している。

Ｙ方向から電力変換装置１を見た際、ケース流路底面７２０とケース流路側面７２１とがなす角は、９０度よりも大きい。ここで、上述したケース流路底面７２０とケース流路側面７２１とがなす角とは、Ｙ方向から見た際に、ケース底部７１４側の角度、すなわち図１中にＡ１で示される劣角である。また、同じくＹ方向から電力変換装置１を見た際、プレート流路底面６３５とプレート流路側面６３６とがなす角は、９０度よりも大きい。ここで、上述したプレート流路底面６３５とプレート流路側面６３６とがなす角とは、Ｙ方向から見た際に、冷媒流路８０側の角度、すなわち図１中にＡ２で示される劣角である。

また、Ｙ方向から電力変換装置１を見た際、ケース流路平坦面７１９とケース流路側面７２１とがなす角度は、９０度よりも大きい。ここで、上述したケース流路平坦面７１９とケース流路側面７２１とがなす角とは、Ｙ方向から見た際に、冷媒流路８０側の角度、すなわち図１中にＡ３で示される劣角である。また、同じくＹ方向から電力変換装置１を見た際、プレート流路平坦面６３４とプレート流路側面６３６とがなす角度は、９０度よりも大きい。ここで、上述したプレート流路平坦面６３４とプレート流路側面６３６とがなす角とは、Ｙ方向から見た際に、プレート６０側の角度、すなわち図１中にＡ４で示される劣角である。

また、Ｚ方向の距離を考えると、ケース流路底面７２０は、プレート流路平坦面６３４よりも第１リアクトルユニット２０に近い位置に配置される。よって、電力変換装置１をＹ方向から見た際、冷媒流路８０には、Ｘ方向の一端から他端まで、冷媒流路８０を形成するプレート流路平坦面６３４およびケース流路底面７２０に重複せずに、仮想直線９０をひくことができる。

第１リアクトルユニット２０のうち、Ｚ方向において本体蓋部７４に最も近い位置を第１リアクトル最上端２３とする。また、第２リアクトルユニット３０のうち、Ｚ方向において延長蓋部７６に最も近い位置を第２リアクトル最下端３３とする。また、第２昇圧モジュール４０のうち、Ｚ方向において延長蓋部７６と最も近い位置を第２昇圧最下端４１とする。

第２リアクトルユニット３０をＺ方向に垂直な方向に投影した範囲に、第２昇圧モジュール４０の全体が位置する。すなわち、第２リアクトル最下端３３と、第２昇圧最下端４１とを比べると、前者のほうが、Ｚ方向において延長蓋部７６により近い位置に配置されている。

本実施形態における効果を以下に示す。第１リアクトルユニット２０はケース凹部７１６に接している。また、第２リアクトルユニット３０はプレート平坦部６１に接している。そのため、ケース凹部７１６およびプレート凹部６３を有さない場合と比べ、ケース凹部７１６のくぼみの深さの分、第１リアクトル最上端２３から、第２リアクトル最下端３３までのＺ方向の大きさを小さくすることができる。よって、電力変換装置１をＺ方向に小型化できる。

例えば、第１リアクトルユニット２０がケース底部７１４のうち、ケース凹底部７１７のみに接している場合と比較して、第１リアクトルユニット２０がケース凹底部７１７およびケース凹側部７１８の両方に接している場合の効果を以下に説明する。第１リアクトルユニット２０がケース凹底部７１７およびケース凹側部７１８の両方に接している場合、第１リアクトルユニット２０から、ケース底部７１４への放熱経路がより多くなる。よって、第１リアクトルユニット２０の熱をケース底部７１４へと放熱しやすい。第２リアクトルユニット３０についても、同様の効果を得ることができる。なお、上述した効果は、第１リアクトルユニット２０がケース凹底部７１７およびケース凹側部７１８と接し、かつ、第２リアクトルユニット３０がプレート平坦部６１およびプレート凹側部６３２と接している場合により向上する。

Ｙ方向から見て、ケース流路底面７２０とケース流路側面７２１のなす角度は９０度より大きく、またプレート流路底面６３５とプレート流路側面６３６がなす角度は９０度より大きい。そのため、ケース流路底面７２０とケース流路側面７２１のなす角度が９０度であり、プレート流路底面６３５とプレート流路側面６３６のなす角度が９０度である場合と比べ、冷媒流路８０内でＸ方向へ冷媒が流れる際の、冷媒の圧損増加を抑制できる。

Ｚ方向の距離を考えると、ケース流路底面７２０は、プレート流路平坦面６３４よりも、第１リアクトルユニット２０側に位置する。そのため、冷媒流路８０のＸ方向の一端から他端まで、冷媒流路８０を形成するケース７０およびプレート６０に重複することなく、仮想直線９０をひくことができる。すなわち、冷媒流路８０のＸ方向の一端から他端まで冷媒が流れる際、冷媒の圧損増加を抑制できる。

第２昇圧モジュール４０は、プレート凹部６３に接している。また、第２リアクトルユニット３０をＺ方向に垂直な方向に投影した範囲に、第２昇圧モジュール４０の全体が位置する。そのため、第１リアクトル最上端２３から第２リアクトル最下端３３のＺ方向の範囲内に第２昇圧モジュール４０を配置することができる。よって、電力変換装置１をＺ方向に小型化したままで、第２昇圧モジュール４０を配置することができる。

（第２実施形態）
図３および図４に基づいて、本実施形態を説明する。第２実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については第１実施形態と同様である。図３は、ケース底部７１４、および第１リアクトルユニット２０を、延長蓋部７６側からＺ方向に見た際の模式図である。Ｚ方向においてケース底部７１４よりも延長蓋部７６側に配置される第２リアクトルユニット３０、および第２昇圧モジュール４０は、図３中では仮想線で示されている。図４は、プレート６０、第２リアクトルユニット３０、および第２昇圧モジュール４０を、基板５０側からＺ方向に見た際の模式図である。ただし、図４では、ケース延長部７５および延長蓋部７６は省略されている。Ｚ方向においてプレート６０よりも基板５０側に配置される冷媒流入部７１２、冷媒流出部７１３、および第１リアクトルユニット２０は、図４中では仮想線で示されている。

図３に示すごとく、ケース７０は、冷媒流入部７１２から流入する冷媒と、冷媒流出部７１３から流出する冷媒と、を仕切る、Ｘ方向に延出するケース仕切部７２２を有する。ケース仕切部７２２は、ケース仕切面７３２を有する。また、ケース底部７１４は、プレート側接触面６４２と直に接するケース側接触面７３３を有する。ケース仕切面７３２およびケース側接触面７３３は、Ｚ方向に垂直な面である。ケース仕切面７３２およびプレート仕切面６３９は密着して接しており、ケース側接触面７３３およびプレート側接触面６４２は密着して接している。

また、ケース底部７１４は、ボルト穴９５を有する。ケース底部７１４に設けられたボルト穴９５およびプレート６０に設けられたボルト穴９５に、ボルトが挿入されることで、ケース底部７１４とプレート６０とが締結される。

第１実施形態においては、図２に示すごとく、ケース凹部７１６およびプレート凹部６３は、プレート仕切部６３８にまたがって配置されていた。一方、本実施形態においては、図３および図４に示すごとく、ケース凹部７１６およびプレート凹部６３は、プレート仕切部６３８およびケース仕切部７２２にまたがらずに配置されている。

また、第１実施形態においては、図２に示すごとく、プレート凹部６３をＺ方向に投影した範囲に第２昇圧モジュール４０が配置されていた。一方、本実施形態においては、図４に示すごとく、プレート凹部６３をＺ方向に投影した範囲の外に、第２昇圧モジュール４０が配置される。すなわち、第１リアクトルユニット２０、第２リアクトルユニット３０、第２昇圧モジュール４０は、それぞれＺ方向に重複せずに配置されている。

図３に示すごとく、ケース流路底面７２０のうち、第１リアクトルユニット２０をＺ方向に投影した範囲には、フィンとしてのケース側フィン７３１が設けられている。ケース側フィン７３１は、冷媒の流れを妨げぬよう配置される。すなわち、Ｘ方向に延びた直線状に配置される。また、ケース側フィン７３１はＹ方向に並んで配置される。第１リアクトルユニット２０をＺ方向に投影した範囲内に、ケース側フィン７３１のすべてが含まれる。ケース側フィン７３１は金属によって形成される。

ケース側フィン７３１が設けられることで、冷媒流路８０と冷媒の接触面積が増え、ケース凹部７１６を介した第１リアクトルユニット２０の放熱がより促進される。さらに、ケース側フィン７３１が設けられることで、冷媒流路８０のＸ方向に垂直な方向の断面積が小さくなるため、冷媒の流速がより大きくなる。よって、第１リアクトルユニット２０の放熱がさらに促進される。

図４に示すごとく、プレート流路平坦面６３４のうち、Ｚ方向に第２昇圧モジュール４０を投影した範囲には、フィンとしてのプレート側フィン６４１が設けられている。プレート側フィン６４１は、冷媒の流れを妨げぬよう配置される。すなわち、Ｘ方向に延びた直線状に配置される。また、プレート側フィン６４１はＹ方向に並んで配置される。第２昇圧モジュール４０をＺ方向に投影した範囲内に、プレート側フィン６４１のすべてが含まれる。プレート側フィン６４１は金属によって形成されている。

プレート側フィン６４１が設けられることで、冷媒流路８０と冷媒の接触面積が増え、プレート平坦部６１を介した第２昇圧モジュール４０の放熱がより促進される。さらに、プレート側フィン６４１が設けられることで、冷媒流路８０のＸ方向に垂直な方向の断面積が小さくなるため、冷媒の流速がより大きくなる。よって、第２昇圧モジュール４０の放熱がさらに促進される。

図３および図４に示すごとく、フィン６３７、プレート側フィン６４１、ケース側フィン７３１は、それぞれＺ方向において重複せずに配置されている。図４に示すごとく、フィン６３７、プレート側フィン６４１、ケース側フィン７３１は、Ｚ方向に垂直な同一平面上に存在する。

本実施形態における効果を以下に示す。プレート流路面６４０もしくはケース流路面７３０にフィンを設けると、プレート流路面６４０もしくはケース流路面７３０の表面積を大きくすることができる。よって、冷媒からプレート６０もしくはケース底部７１４への熱伝導が促進される。一方、プレート流路面６４０に設けられるフィンおよびケース流路面７３０に設けられるフィンがＺ方向に重なる位置に配置されると、フィン同士が接触してしまう可能性がある。そのため、冷媒流路８０のＺ方向の幅を大きくする必要があり、電力変換装置１がＺ方向に大型化する恐れがある。

これらの点を鑑み、本実施形態においては、プレート側フィン６４１をＺ方向に投影した範囲の外にケース側フィン７３１が配置される。よって、第１リアクトルユニット２０および第２昇圧モジュール４０の直下にフィンを設けても、冷媒流路８０の断面積を変えることなく、プレート側フィン６４１およびケース側フィン７３１を配置できる。すなわち、冷媒流路８０のＺ方向の幅を変えずにプレート側フィン６４１およびケース側フィン７３１を配置できる。よって、電力変換装置１をＺ方向に小型化しつつ、冷媒による第１リアクトルユニット２０および第２昇圧モジュール４０の冷却効率を向上できる。

（他の実施形態）
以上、本開示の実施形態を説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の実施形態も本開示の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

第１実施形態において、第１リアクトルユニット２０は、ケース凹底部７１７およびケース凹側部７１８の両方と接している。また、第２リアクトルユニット３０は、プレート平坦部６１およびプレート凹側部６３２の両方と接している。しかし、本開示はこれに限るものではない。第１リアクトルユニット２０は、ケース凹底部７１７のみに接していてもよい。また、第２リアクトルユニット３０は、プレート平坦部６１のみに接していてもよい。

第１実施形態において、第１リアクトルユニット２０は、第１接続部２２を介してケース凹底部７１７と接しているが、本開示はこれに限るものではない。第１リアクトルユニット２０のうち、第１リアクトルケース２１とケース凹底部７１７とが直に接していてもよい。

第１実施形態において、第２リアクトルユニット３０は、第２接続部３２を介してプレート平坦部６１およびプレート延出部６２と接している。しかし、本開示はこれに限るものではない。第２リアクトルケース３１と、プレート平坦部６１および／もしくはプレート延出部６２と、が直に接していてもよい。

第１実施形態において、Ｙ方向から電力変換装置１を見た際、ケース流路底面７２０とケース流路側面７２１とがなす角は、９０度よりも大きい。しかし、本開示はこれに限るものではない。ケース流路底面７２０とケース流路側面７２１とがなす角は、９０度以下であってもよい。同様に、プレート流路底面６３５とプレート流路側面６３６がなす角、ケース流路平坦面７１９とケース流路側面７２１とがなす角、およびプレート流路平坦面６３４とプレート流路側面６３６とがなす角が９０度以下であってもよい。

第１実施形態において、Ｚ方向の距離を考えると、ケース流路底面７２０は、プレート流路平坦面６３４よりも、第１リアクトルユニット２０側に位置する。しかし、本開示はこれに限るものではない。Ｚ方向の距離を考えると、ケース流路底面７２０が、プレート流路平坦面６３４よりも、第１リアクトルユニット２０側に位置してもよい。

第１実施形態において、第２リアクトルユニット３０をＺ方向に垂直な方向に投影した範囲に、第２昇圧モジュール４０の全体が位置するが、本開示はこれに限るものではない。第２リアクトルユニット３０をＺ方向に垂直な方向に投影した範囲の外に、第２昇圧モジュール４０の一部が位置してもよい。

第１実施形態においては、第１リアクトルユニット２０をＺ方向に投影した範囲内に第２昇圧モジュール４０が配置されている。しかし、本開示はこれに限るものではない。第１リアクトルユニット２０をＺ方向に投影した範囲の外に第２昇圧モジュール４０が配置されてもよい。

第１実施形態において、プレート凹部６３をＺ方向に投影した範囲内にケース凹部７１６の全体が含まれるが、本開示はこれに限るものではない。プレート凹部６３をＺ方向に投影した範囲内に、ケース凹部７１６の一部が含まれればよい。同様に、プレート凹底部６３１をＺ方向に投影した範囲内に、ケース凹底部７１７の一部が含まれればよい。

第１実施形態において、第１電力変換器は第１リアクトルユニット２０、第２電力変換器は第２リアクトルユニット３０、第３電力変換器は第２昇圧モジュール４０であるが、本開示はこれに限るものではない。第１電力変換器、第２電力変換器、第３電力変換器は、それぞれ、昇圧に用いられるリアクトル、スイッチング素子を内蔵したモジュール、電圧変換を行うトランス等であってもよい。

第１実施形態において、冷媒流路８０は、ケース底部７１４およびプレート６０によって形成されるが、本開示はこれに限るものではない。冷媒流路８０は、ケース７０のみによって形成されてもよい。

第１実施形態において、ケース凹部７１６はケース本体７１と離間している。しかし、本開示はこれに限るものではなく、図５に示すごとく、ケース凹部７１６とケース本体７１とが隣接していてもよい。また、第１実施形態において、ケース凹部７１６は、ケース平坦部７１５に全周を囲まれている。しかし、本開示はこれに限るものではなく、ケース凹部７１６の全周のうち一部とケース平坦部７１５とが接していればよい。

第１実施形態において、プレート凹部６３はケース延長部７５と離間している。しかし、本開示はこれに限るものではなく、図５に示すごとく、プレート凹部６３とケース延長部７５とが隣接していてもよい。また、第１実施形態において、プレート凹部６３は、プレート平坦部６１に全周を囲まれている。しかし、本開示はこれに限るものではなく、プレート凹部６３の全周のうち一部とプレート平坦部６１とが接していればよい。

２０ 第１電力変換器、 ３０ 第２電力変換器、 ４０ 第３電力変換器、 ６０ プレート、 ６１ プレート平坦部、 ６３ プレート凹部、 ６３１ プレート凹底部、 ６３２ プレート凹側部、 ６３４ プレート流路平坦面、 ６３５ プレート流路底面、 ６３６ プレート流路側面、 ６４１ プレート側フィン、 ７０ ケース、 ７１２ 冷媒流入部、 ７１３ 冷媒流出部、 ７１４ ケース底部、 ７１５ ケース平坦部、 ７１６ ケース凹部、 ７１７ ケース凹底部、 ７１８ ケース凹側部、 ７２０ ケース流路底面、 ７２１ ケース流路側面、 ７３１ ケース側フィン、 ８０ 冷媒流路。

Claims (5)

1. 第１昇圧モジュール（１１１）のスイッチング動作に伴い、直流電源の直流電圧を昇圧するために用いられる第１リアクトルユニット（２０）と、
   第２昇圧モジュール（４０）のスイッチング動作に伴い、直流電源の直流電圧を昇圧するために用いられる第２リアクトルユニット（３０）と、
   前記第１リアクトルユニットを収容し、板状のケース底部（７１４）を有するケース（７０）と、
   前記ケース底部との間で冷媒流路（８０）を形成する板状のプレート（６０）と、を備え、
   前記ケース底部は、平坦なケース平坦部（７１５）と、前記ケース平坦部から前記プレートの側に向けてくぼんでいるケース凹部（７１６）と、を有し、
   前記プレートは、前記ケース平坦部と平行なプレート平坦部（６１）と、前記プレート平坦部から前記ケース凹部と同一の向きにくぼんでいるプレート凹部（６３）と、を有し、
   前記ケース凹部および前記プレート凹部は、前記ケース平坦部に対して垂直な方向であるＺ方向に並んで配置されており、前記ケース平坦部と前記プレート平坦部との間、および、前記ケース凹部と前記プレート凹部との間に前記冷媒流路が形成されており、
   前記第１リアクトルユニットは、前記ケースを介して前記冷媒流路へ放熱するよう、前記ケース凹部と接しており、
   前記第２リアクトルユニットは、前記プレートを介して前記冷媒流路へ放熱するよう、前記プレート平坦部と接しており、
   前記第２リアクトルユニットを前記Ｚ方向に投影した範囲の外に、前記第１リアクトルユニットの全体が含まれている、電力変換装置。
2. 前記ケース底部のうち、前記第１リアクトルユニット（２０）を前記Ｚ方向に投影した範囲内には、前記冷媒流路に配置されて前記第１リアクトルユニットを冷却するケース側フィン（７３１）が設けられている、請求項１に記載の電力変換装置。
3. さらに、前記第２昇圧モジュール（４０）を有し、
   前記第２昇圧モジュールは、前記プレート凹部と接しており、
   前記Ｚ方向に垂直な方向に前記第２リアクトルユニット（３０）を投影した範囲に、前記第２昇圧モジュール（４０）の全体が位置している、請求項１に記載の電力変換装置。
4. 前記プレートのうち、前記第２昇圧モジュール（４０）を前記Ｚ方向に投影した範囲内には、前記冷媒流路に配置されて前記第２昇圧モジュール（４０）を冷却するプレート側フィン（６４１）が設けられている、請求項２に記載の電力変換装置。
5. 前記ケース側フィンを前記Ｚ方向に投影した範囲の外に、前記プレート側フィンの全体が位置する、請求項４に記載の電力変換装置。

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