(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022160271
(43)【公開日】2022-10-19
(54)【発明の名称】筐体及び電力変換装置
(51)【国際特許分類】
H02M 7/48 20070101AFI20221012BHJP
H05K 7/20 20060101ALI20221012BHJP
【ＦＩ】
H02M7/48 Z
H05K7/20 N
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021064920
(22)【出願日】2021-04-06
(71)【出願人】
【識別番号】000006208
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100162868
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 英輔
(74)【代理人】
【識別番号】100161702
【弁理士】
【氏名又は名称】橋本 宏之
(74)【代理人】
【識別番号】100189348
【弁理士】
【氏名又は名称】古都 智
(74)【代理人】
【識別番号】100196689
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 康一郎
(72)【発明者】
【氏名】小野 公洋
【テーマコード（参考）】
5E322
5H770
【Ｆターム（参考）】
5E322AA01
5E322AA05
5E322DA00
5E322EA10
5E322FA01
5E322FA05
5H770HA02Z
5H770PA12
5H770PA21
5H770PA42
5H770PA43
5H770QA01
5H770QA02
5H770QA06
5H770QA13
5H770QA21
5H770QA27
(57)【要約】
【課題】コンデンサを有効に冷却しつつ大型化を抑えることが可能な筐体及び電力変換装置を提供する。
【解決手段】筐体は、コンデンサとパワーモジュールとを有した電力変換装置の筐体であって、冷媒の流れる流路を形成する冷媒流路形成部と、前記冷媒流路形成部の一部と一体に形成されてコンデンサを収容するコンデンサ収容空間を形成するコンデンサ収容部と、前記冷媒流路形成部の残部と前記コンデンサ収容部とともに少なくともパワーモジュールを収容するパワーモジュール収容空間を画成するカバー部と、を備え、前記冷媒流路形成部は、前記コンデンサ収容部を冷却するコンデンサ冷却部と、前記パワーモジュールを冷却するパワーモジュール冷却部と、を有する。
【選択図】図２
【解決手段】筐体は、コンデンサとパワーモジュールとを有した電力変換装置の筐体であって、冷媒の流れる流路を形成する冷媒流路形成部と、前記冷媒流路形成部の一部と一体に形成されてコンデンサを収容するコンデンサ収容空間を形成するコンデンサ収容部と、前記冷媒流路形成部の残部と前記コンデンサ収容部とともに少なくともパワーモジュールを収容するパワーモジュール収容空間を画成するカバー部と、を備え、前記冷媒流路形成部は、前記コンデンサ収容部を冷却するコンデンサ冷却部と、前記パワーモジュールを冷却するパワーモジュール冷却部と、を有する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
コンデンサとパワーモジュールとを有した電力変換装置の筐体であって、
冷媒の流れる流路を形成する冷媒流路形成部と、
前記冷媒流路形成部の一部と一体に形成されてコンデンサを収容するコンデンサ収容空間を形成するコンデンサ収容部と、
前記冷媒流路形成部の残部と前記コンデンサ収容部とともに少なくともパワーモジュールを収容するパワーモジュール収容空間を画成するカバー部と、を備え、
前記冷媒流路形成部は、前記コンデンサ収容部を冷却するコンデンサ冷却部と、前記パワーモジュールを冷却するパワーモジュール冷却部と、を有する筐体。
冷媒の流れる流路を形成する冷媒流路形成部と、
前記冷媒流路形成部の一部と一体に形成されてコンデンサを収容するコンデンサ収容空間を形成するコンデンサ収容部と、
前記冷媒流路形成部の残部と前記コンデンサ収容部とともに少なくともパワーモジュールを収容するパワーモジュール収容空間を画成するカバー部と、を備え、
前記冷媒流路形成部は、前記コンデンサ収容部を冷却するコンデンサ冷却部と、前記パワーモジュールを冷却するパワーモジュール冷却部と、を有する筐体。
【請求項2】
前記コンデンサ冷却部は、
前記冷媒流路形成部の第一壁部に沿う第一流路を形成する第一流路形成部と、
前記第一流路形成部と連通し前記コンデンサ収容部の側壁に沿う第二流路を形成する第二流路形成部と、を備える
請求項１に記載の筐体。
前記冷媒流路形成部の第一壁部に沿う第一流路を形成する第一流路形成部と、
前記第一流路形成部と連通し前記コンデンサ収容部の側壁に沿う第二流路を形成する第二流路形成部と、を備える
請求項１に記載の筐体。
【請求項3】
前記パワーモジュール冷却部は、
前記パワーモジュール収容空間と、前記流路とを連通させる連通開口部を有している
請求項１又は２の何れか一項に記載の筐体。
前記パワーモジュール収容空間と、前記流路とを連通させる連通開口部を有している
請求項１又は２の何れか一項に記載の筐体。
【請求項4】
前記カバー部は、前記パワーモジュールに接続される導体を貫通可能な貫通孔を有し、
前記パワーモジュール収容空間は、前記導体を流れる電流を測定する電流センサーを収容可能とされている
請求項１から３の何れか一項に記載の筐体。
前記パワーモジュール収容空間は、前記導体を流れる電流を測定する電流センサーを収容可能とされている
請求項１から３の何れか一項に記載の筐体。
【請求項5】
前記コンデンサ収容部は、コンデンサ収容空間を複数の区画に隔てる壁部を備える請求項１から４の何れか一項に記載の筐体。
【請求項6】
請求項１から５の何れか一項に記載の筐体と、
前記コンデンサ収容空間に収容されたコンデンサと、
前記パワーモジュール収容空間に収容されたパワーモジュールと、を備える
電力変換装置。
前記コンデンサ収容空間に収容されたコンデンサと、
前記パワーモジュール収容空間に収容されたパワーモジュールと、を備える
電力変換装置。
【請求項7】
前記コンデンサ収容空間は、充填剤により満たされている
請求項６に記載の電力変換装置。
請求項６に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、筐体及び電力変換装置に関する。
【背景技術】
【0002】
インバータ等の電力変換装置においては、パワーモジュールを冷やすために冷却水等の冷媒を用いて冷却する場合がある。さらに、このような電力変換装置においては、パワーモジュール以外にも、コンデンサが温度上昇する場合があり、コンデンサについても冷却する必要が生じる場合がある。
特許文献１には、電力変換装置の筐体内に設けられたコンデンサの周囲に冷却水路を設けて、コンデンサを冷却する構造が開示されている。
特許文献１には、電力変換装置の筐体内に設けられたコンデンサの周囲に冷却水路を設けて、コンデンサを冷却する構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１５－１５６７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１の電力変換装置のように、コンデンサの周囲に冷却水路を設けた場合、コンデンサ専用の冷却水路を設けるスペースが必要となり、電力変換装置の筐体が大型化してしまうという課題がある。
【0005】
本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、コンデンサを有効に冷却しつつ大型化を抑えることが可能な筐体及び電力変換装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の第一態様に係る筐体は、コンデンサとパワーモジュールとを有した電力変換装置の筐体であって、冷媒の流れる流路を形成する冷媒流路形成部と、前記冷媒流路形成部の一部と一体に形成されてコンデンサを収容するコンデンサ収容空間を形成するコンデンサ収容部と、前記冷媒流路形成部の残部と前記コンデンサ収容部とともに少なくともパワーモジュールを収容するパワーモジュール収容空間を画成するカバー部と、を備え、前記冷媒流路形成部は、前記コンデンサ収容部を冷却するコンデンサ冷却部と、前記パワーモジュールを冷却するパワーモジュール冷却部と、を有する。
本開示の第二態様に係る電力変換装置は、上記筐体と、前記コンデンサ収容空間に収容されたコンデンサと、前記パワーモジュール収容空間に収容されたパワーモジュールと、を備える。
本開示の第二態様に係る電力変換装置は、上記筐体と、前記コンデンサ収容空間に収容されたコンデンサと、前記パワーモジュール収容空間に収容されたパワーモジュールと、を備える。
【発明の効果】
【0007】
本開示に係る筐体及び電力変換装置によれば、コンデンサを有効に冷却しつつ大型化を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本開示の第一実施形態における電力変換装置の斜視図である。
【図2】本開示の第一実施形態における電力変換装置の斜視図であり、カバーを外した状態を示している。
【図6】本開示の第一実施形態におけるコンデンサ収容部の部分断面を示す斜視図である。
【図7】本開示の第二実施形態における冷媒流路形成部の部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
次に、本開示の第一実施形態における筐体及び電力変換装置を図面に基づき説明する。
図１は、本開示の第一実施形態における電力変換装置の斜視図である。図２は、本開示の第一実施形態における電力変換装置の斜視図であり、カバーを外した状態を示している。図３は、本開示の第一実施形態における電力変換装置の斜視図であり、図２の制御基板及び電流センサーを外した状態を示している。図４は、図１の電力変換装置を下方から見た図である。
第一実施形態の電力変換装置１００は、直流電力を交流電力へ変換するインバータや、交流電力を直流電力に変換するコンバータ等として用いられる電力変換装置１００である。この電力変換装置１００は、例えば、電気自動車の駆動源である三相のブラシレスモーターを制御する電力変換装置等として用いることができる。
図１、図２に示すように、本実施形態の電力変換装置１００は、筐体１１と、コンデンサ１２と、パワーモジュール１３と、制御基板１４と、バスバー１５と、電流センサー１６と、をそれぞれ備えている。
図１は、本開示の第一実施形態における電力変換装置の斜視図である。図２は、本開示の第一実施形態における電力変換装置の斜視図であり、カバーを外した状態を示している。図３は、本開示の第一実施形態における電力変換装置の斜視図であり、図２の制御基板及び電流センサーを外した状態を示している。図４は、図１の電力変換装置を下方から見た図である。
第一実施形態の電力変換装置１００は、直流電力を交流電力へ変換するインバータや、交流電力を直流電力に変換するコンバータ等として用いられる電力変換装置１００である。この電力変換装置１００は、例えば、電気自動車の駆動源である三相のブラシレスモーターを制御する電力変換装置等として用いることができる。
図１、図２に示すように、本実施形態の電力変換装置１００は、筐体１１と、コンデンサ１２と、パワーモジュール１３と、制御基板１４と、バスバー１５と、電流センサー１６と、をそれぞれ備えている。
【0010】
筐体１１は、コンデンサ１２、パワーモジュール１３、制御基板１４、及び電流センサー１６をそれぞれ収容するための筐体１１である。筐体１１は、例えば、熱伝導率の高い金属や合成樹脂等により形成することができる。筐体１１は、冷媒流路形成部２１と、コンデンサ収容部２２と、カバー部２３と、を備えている。
【0011】
冷媒流路形成部２１は、冷媒の流れる流路Ｒ（後述する）を形成している。図１、図３に示すように、本実施形態における冷媒流路形成部２１は、平面視における輪郭が長方形をなした第一壁部２５及び第二壁部２６を有している。冷媒流路形成部２１は、さらに、第一壁部２５及び第二壁部２６を繋ぐ四つの側壁２７ａ～２７ｄを有している。なお、以下の説明では、冷媒流路形成部２１の第一壁部２５及び第二壁部２６の長辺の延びる方向を長手方向Ｄａと称し、上記長方形の短辺の延びる方向を幅方向Ｄｗと称する。また、第一壁部２５及び第二壁部２６と垂直な方向を厚さ方向Ｄｔとし、厚さ方向で第一壁部２５から離間する側を厚さ方向第一側Ｄｔｕ、第二壁部２６から離間する側を厚さ方向第二側Ｄｔｄと称する。
【0012】
図５は、図４の蓋を取り外した状態を示す斜視図である。
図４、図５に示すように、本実施形態の冷媒流路形成部２１は、冷媒流路形成部本体２８と、蓋部２９とを備えている。冷媒流路形成部本体２８は、第二壁部２６側に開口する流路凹部３０を備えている。蓋部２９は、平板状に形成された蓋部本体３１と、この蓋部本体３１に取り付けられた冷媒入口３２及び冷媒出口３３とを備えている。蓋部本体３１は、流路凹部３０を塞いでいる。本実施形態の蓋部本体３１は、冷媒流路形成部本体２８の流路凹部３０を塞いだ状態において、冷媒流路形成部２１の第二壁部２６をなしている。
図４、図５に示すように、本実施形態の冷媒流路形成部２１は、冷媒流路形成部本体２８と、蓋部２９とを備えている。冷媒流路形成部本体２８は、第二壁部２６側に開口する流路凹部３０を備えている。蓋部２９は、平板状に形成された蓋部本体３１と、この蓋部本体３１に取り付けられた冷媒入口３２及び冷媒出口３３とを備えている。蓋部本体３１は、流路凹部３０を塞いでいる。本実施形態の蓋部本体３１は、冷媒流路形成部本体２８の流路凹部３０を塞いだ状態において、冷媒流路形成部２１の第二壁部２６をなしている。
【0013】
冷媒入口３２と冷媒出口３３とは、それぞれ蓋部本体３１から厚さ方向第二側に延びている。これら冷媒入口３２と冷媒出口３３とは、冷媒流路形成部２１の内部と外部とを連通している。冷媒入口３２は、冷媒流路形成部２１の内部に形成された流路Ｒに冷媒を供給するための入口であり、冷媒出口３３は、冷媒流路形成部２１の内部に形成された流路Ｒを流れ終えた冷媒を冷媒流路形成部２１の外部に排出するための出口である。本実施形態における冷媒入口３２と冷媒出口３３とは、蓋部本体３１のうち、平面視長方形の対角位置にそれぞれ配置されている。すなわち、冷媒入口３２から冷媒を流入させると、冷媒流路形成部２１内の流路Ｒを流れた後、冷媒出口３３から冷媒流路形成部２１の外部に排出される。
【0014】
図３に示すように、コンデンサ収容部２２は、コンデンサ１２を収容するコンデンサ収容空間３５を形成している。コンデンサ収容部２２は、冷媒流路形成部２１の一部と一体に形成されている。具体的には、コンデンサ収容部２２は、冷媒流路形成部２１の第一壁部２５と共にコンデンサ１２を収容するコンデンサ収容空間３５を形成している。本実施形態のコンデンサ収容部２２は、冷媒流路形成部２１の幅方向Ｄｗの両側に位置する側壁２７ｂ（図４参照）及び側壁２７ｄと平行に厚さ方向第一側Ｄｔｕに向かって延びる二つの幅方向側壁３６ｂ，３６ｄと、冷媒流路形成部２１の長手方向Ｄａの第一側Ｄａ１に位置する側壁２７ｃと平行に厚さ方向第一側Ｄｔｕに向かって延びる一つの長手方向側壁３６ｃと、これら幅方向側壁３６ｂ，３６ｄの厚さ方向第一側Ｄｔｕの縁部と、長手方向側壁３６ｃの厚さ方向第一側Ｄｔｕの縁部とを繋いで長手方向Ｄａ及び幅方向Ｄｗに広がる天井壁３７と、を備えている。
【0015】
コンデンサ収容部２２は、更に、長手方向Ｄａにおいて長手方向側壁３６ｃとは反対側に開口部３８を有している。この開口部３８は、長手方向Ｄａの第二側Ｄａ２を向いている。この開口部３８を介して、コンデンサ収容部２２の内部のコンデンサ収容空間３５へコンデンサ１２を収容することが可能となっている。なお、本実施形態の長手方向側壁３６ｃには、コンデンサ１２とコンデンサ収容部２２の外部とを電気的に接続するための端子部３９が形成されている。
【0016】
本実施形態のコンデンサ収容部２２には、コンデンサ収容空間３５を複数の区画に隔てる隔壁４１が形成されている。これら隔壁４１は、上述した幅方向側壁３６ｂ，３６ｄ、長手方向側壁３６ｃ、天井壁３７、及び冷媒流路形成部本体２８のうち、少なくとも一つに接続されている。言い換えれば、隔壁４１に伝わった熱は、幅方向側壁３６ｂ，３６ｄ、長手方向側壁３６ｃ、天井壁３７を介して間接的に冷媒流路形成部本体２８に伝わるか、又は直接的に冷媒流路形成部本体２８に伝わるようになっている。本実施形態の隔壁４１には、図示しない挿通孔が形成されており、コンデンサ１２に接続される配線（図示せず）は、この挿通孔を挿通されている。なお、隔壁４１は、適宜設ければよく、省略してもよい。
【0017】
図２に示すように、カバー部２３は、コンデンサ収容部２２の形成されていない冷媒流路形成部２１の残部と、コンデンサ収容部２２と共に、少なくともパワーモジュール１３を収容するパワーモジュール収容空間４２を画成している。ここで、冷媒流路形成部２１の残部とは、冷媒流路形成部２１のうち、コンデンサ収容部２２と一体に形成されている部分を除いた部分である。カバー部２３は、冷媒流路形成部２１及びコンデンサ収容部２２に対して着脱可能に構成されている。
【0018】
本実施形態のカバー部２３は、冷媒流路形成部２１の残部及びコンデンサ収容部２２に取り付けられてパワーモジュール収容空間４２を画成している状態（言い換えれば閉塞している状態）で、冷媒流路形成部２１の残部の幅方向Ｄｗの側壁２７ｂ，２７ｄと平行に厚さ方向第一側Ｄｔｕに向かって延びる二つの幅方向カバー側壁４３ｂ，４３ｄと、冷媒流路形成部２１の長手方向Ｄａの第二側Ｄａ２に位置する側壁２７ａと平行に厚さ方向第一側Ｄｔｕに向かって延びる一つの長手方向カバー側壁４３ａと、幅方向カバー側壁４３ｂ，４３ｄの厚さ方向第一側Ｄｔｕの縁部と、長手方向カバー側壁４３ａの厚さ方向第一側の縁部とを繋いて長手方向Ｄａ及び幅方向Ｄｗに広がるカバー天井壁４４と、を有している。
【0019】
長手方向カバー側壁４３ａには、パワーモジュール１３と筐体１１の外部とを電気的に接続するためのバスバー１５などの導体を貫通させるための複数の貫通孔４５が形成されている。そして、本実施形態のバスバー１５には、それぞれ貫通型の電流センサー１６が取り付けられており、これら電流センサー１６が、パワーモジュール１３と共にパワーモジュール収容空間４２に収容されている。さらに、本実施形態では、パワーモジュール１３の動作を制御する制御基板１４もパワーモジュール収容空間４２に収容されている。
【0020】
本実施形態における冷媒流路形成部２１においては、コンデンサ収容部２２と一体に形成された冷媒流路形成部２１の一部がコンデンサ冷却部２１Ａをなし、コンデンサ冷却部２１Ａを除く冷媒流路形成部２１の残部がパワーモジュール冷却部２１Ｂをなしている。
【0021】
コンデンサ１２は、電力変換装置１００へ入力される外部電力から、例えば高周波成分等を除去する。本実施形態におけるコンデンサ１２としては、例えば、フィルムコンデンサ等を例示できる。本実施形態の電力変換装置１００は、複数のコンデンサ１２を備えており、これら複数のコンデンサ１２が全てコンデンサ収容部２２に収容されている。
【0022】
図６は、本開示の第一実施形態におけるコンデンサ収容部の部分断面を示す斜視図である。
図６に示すように、本実施形態におけるコンデンサ収容部２２には、コンデンサ１２が収容された状態で、熱伝導性に優れて且つ電気絶縁性の高い充填剤４６により満たされている。つまり、コンデンサ１２の外面には充填剤４６が密着しており、コンデンサ１２の熱は、充填剤４６を介してコンデンサ収容部２２及び冷媒流路形成部２１に伝わる。このコンデンサ収容部２２内を満たす充填剤４６としては、例えば、液体の状態でコンデンサ収容部２２に流し込まれた後に固化するタイプの充填剤４６を用いることができる。
図６に示すように、本実施形態におけるコンデンサ収容部２２には、コンデンサ１２が収容された状態で、熱伝導性に優れて且つ電気絶縁性の高い充填剤４６により満たされている。つまり、コンデンサ１２の外面には充填剤４６が密着しており、コンデンサ１２の熱は、充填剤４６を介してコンデンサ収容部２２及び冷媒流路形成部２１に伝わる。このコンデンサ収容部２２内を満たす充填剤４６としては、例えば、液体の状態でコンデンサ収容部２２に流し込まれた後に固化するタイプの充填剤４６を用いることができる。
【0023】
パワーモジュール１３は、面実装タイプのパワーＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ等のパワー半導体素子を回路基板上に複数実装したモジュールである。図３に示すように、本実施形態においては、三相電力を出力可能なパワーモジュール１３を例示している。パワーモジュール１３は、上記の筐体１１のパワーモジュール収容空間４２の内部に設置されている。より具体的には、本実施形態のパワーモジュール１３は、冷媒流路形成部２１の残部の表面に固定されている。そして、本実施形態のパワーモジュール１３は、その回路基板の広がる方向と冷媒流路形成部２１の第一壁部２５の広がる方向とを一致させた姿勢で設置されている。
【0024】
ここで、上記冷媒流路形成部２１の残部であるパワーモジュール冷却部２１Ｂは、冷媒流路形成部本体２８の表面に、パワーモジュール収容空間４２と冷媒流路形成部２１の内部の流路Ｒとを連通させる連通開口部４７を有している。本実施形態のパワーモジュール１３は、この連通開口部４７よりも大きく形成され、連通開口部４７を塞ぐように冷媒流路形成部２１に固定されている。なお、連通開口部４７の周囲は、連通開口部４７とパワーモジュール１３との隙間から冷媒が漏出しないようにシールされている。
【0025】
図５に示すように、パワーモジュール１３は、更に、パワー半導体素子を冷却するための冷却フィン４８を備えている。冷却フィン４８は、パワー半導体素子の実装される実装面とは反対側を向く回路基板の裏面に固定されている。冷却フィン４８は、回路基板と電気的に絶縁されており、パワー半導体素子から発せられた熱が伝わるようになっている。この冷却フィン４８の少なくとも一部は、上記冷媒流路形成部２１の連通開口部４７を介して、冷媒流路形成部２１の流路Ｒ内に位置している。つまり、冷却フィン４８及び回路基板等を介してパワー半導体素子と冷媒とが間接的に熱交換可能とされている。
【0026】
図に示すように、上記冷媒流路形成部２１のうちのパワーモジュール冷却部２１Ｂは、流路Ｒとして、上述した連通開口部４７と連通するモジュール冷却流路５１を有している。このモジュール冷却流路５１には、上述したパワーモジュール１３の冷却フィン４８が配置されている。このモジュール冷却流路５１は、厚さ方向Ｄｔから見て冷媒入口３２と重なる位置に形成され、冷媒入口３２から冷媒が流入するようになっている。本実施形態のモジュール冷却流路５１は、厚さ方向Ｄｔから見て連通開口部４７と同一の長方形状に形成されている。また、本実施形態のモジュール冷却流路５１は、幅方向Ｄｗに長い長方形状をなしている。また、本実施形態のモジュール冷却流路５１は、厚さ方向Ｄｔで冷却フィン４８と蓋部２９とにより挟まれている。なお、モジュール冷却流路５１は、上記形状に限られず、例えば、冷却フィン４８の形状に応じて適宜形成すればよい。
【0027】
コンデンサ冷却部２１Ａは、パワーモジュール冷却部２１Ｂのモジュール冷却流路５１の下流側に連通されたコンデンサ冷却流路５２を有している。本実施形態のコンデンサ冷却流路５２は、モジュール冷却流路５１に対して、幅方向Ｄｗの一方側に位置して長手方向に延びる接続流路５３を介して連通している。コンデンサ冷却流路５２は、上記流路凹部３０としてのコンデンサ流路凹部５４と、幅方向Ｄｗの一方側から他方側に向かって延びる第一流路壁５５と、幅方向Ｄｗの他方側から一方側に向かって延びる第二流路壁５６とを備えている。第一流路壁５５の端部５５ｔは、コンデンサ流路凹部５４の幅方向Ｄｗ他方側の縁部５７から離間し、第二流路壁５６の端部５６ｔは、コンデンサ流路凹部５４の幅方向Ｄｗ一方側の縁部５８から離間している。そして、これら第一流路壁５５と第二流路壁５６とは、長手方向Ｄａに間隔をあけて交互に形成されている。さらに、第一流路壁５５及び第二流路壁５６の蓋部２９側の縁部５５ｅ，５６ｅは、それぞれ蓋部２９と密着している。つまり、コンデンサ冷却部２１Ａのコンデンサ冷却流路５２を流れる冷媒は、幅方向Ｄｗの第一側に向かった後、第二側に向かって流れ、また、幅方向Ｄｗの第一側に向かう、というように、繰り返し向きを変えて蛇行しながら流れることとなる。
【0028】
《作用効果》
上記第一実施形態の筐体１１は、冷媒流路形成部２１と、コンデンサ収容部２２と、カバー部２３と、を備えている。冷媒流路形成部２１は、冷媒の流れる流路Ｒを形成している。コンデンサ収容部２２は、冷媒流路形成部２１の一部と一体に形成されてコンデンサ１２を収容するコンデンサ収容空間３５を形成している。カバー部２３は、冷媒流路形成部２１の残部とコンデンサ収容部２２とともに少なくともパワーモジュール１３を収容するパワーモジュール収容空間４２を画成している。そして、冷媒流路形成部２１は、コンデンサ収容部２２を冷却するコンデンサ冷却部２１Ａと、パワーモジュール１３を冷却するパワーモジュール冷却部２１Ｂと、を有している。
上記第一実施形態の筐体１１は、冷媒流路形成部２１と、コンデンサ収容部２２と、カバー部２３と、を備えている。冷媒流路形成部２１は、冷媒の流れる流路Ｒを形成している。コンデンサ収容部２２は、冷媒流路形成部２１の一部と一体に形成されてコンデンサ１２を収容するコンデンサ収容空間３５を形成している。カバー部２３は、冷媒流路形成部２１の残部とコンデンサ収容部２２とともに少なくともパワーモジュール１３を収容するパワーモジュール収容空間４２を画成している。そして、冷媒流路形成部２１は、コンデンサ収容部２２を冷却するコンデンサ冷却部２１Ａと、パワーモジュール１３を冷却するパワーモジュール冷却部２１Ｂと、を有している。
【0029】
このような筐体１１によれば、冷媒流路形成部２１によりコンデンサ１２とパワーモジュール１３の両方を冷却することができる。さらに、コンデンサ収容部２２と冷媒流路形成部２１の一部とを一体に形成していることで、冷媒流路形成部２１の一部を有効利用してコンデンサ収容空間３５を画成することができる。また、カバー部２３だけではなく、冷媒流路形成部２１の残部とコンデンサ収容部２２とを有効利用してパワーモジュール収容空間４２を形成しているので、パワーモジュール収容空間４２をコンパクトに形成することができる。さらに、カバー部２３とコンデンサ収容部２２と冷媒流路形成部２１とにより筐体１１の外殻を形成することができるため、コンデンサ冷却構造を外側から覆うケーシングを別途設ける必要がなくなる。したがって、コンデンサ１２を有効に冷却しつつ大型化を抑えることができる。
【0030】
上記第一実施形態のパワーモジュール冷却部２１Ｂは、更に、パワーモジュール収容空間４２と、流路Ｒとを連通させる連通開口部４７を有している。
このような筐体１１によれば、パワーモジュール１３の冷却フィン４８を冷媒に直接接触させることが可能となり、パワーモジュール１３をより効率よく冷却することが可能となる。
このような筐体１１によれば、パワーモジュール１３の冷却フィン４８を冷媒に直接接触させることが可能となり、パワーモジュール１３をより効率よく冷却することが可能となる。
【0031】
上記第一実施形態におけるカバー部２３は、パワーモジュール１３に接続されるバスバー１５を貫通可能な貫通孔４５を有している。そして、パワーモジュール収容空間４２は、バスバー１５を流れる電流を測定する電流センサー１６を収容可能とされている。
したがって、パワーモジュール収容空間４２に電流センサー１６を収容できるため、例えば、電流センサー１６を冷媒流路形成部２１に接触させることで、電流センサー１６も冷却することが可能となる。したがって、電流センサー１６を冷却するための冷却機構を個別に設ける場合と比較して設置スペースが小さくて済むため、筐体１１の設置自由度を向上させることができる。
したがって、パワーモジュール収容空間４２に電流センサー１６を収容できるため、例えば、電流センサー１６を冷媒流路形成部２１に接触させることで、電流センサー１６も冷却することが可能となる。したがって、電流センサー１６を冷却するための冷却機構を個別に設ける場合と比較して設置スペースが小さくて済むため、筐体１１の設置自由度を向上させることができる。
【0032】
上記第一実施形態におけるコンデンサ収容部２２は、コンデンサ収容空間３５を複数の区画に隔てる隔壁４１を備えている。
このように構成することで、コンデンサ収容部２２に収容されたコンデンサ１２の熱が隔壁４１を介してコンデンサ冷却部２１Ａに伝わるようになる。したがって、コンデンサ１２をより効率よく冷却することが可能となる。
このように構成することで、コンデンサ収容部２２に収容されたコンデンサ１２の熱が隔壁４１を介してコンデンサ冷却部２１Ａに伝わるようになる。したがって、コンデンサ１２をより効率よく冷却することが可能となる。
【0033】
上記第一実施形態におけるコンデンサ収容空間３５は、充填剤４６により満たされている。
このようにすることで、コンデンサ１２の周囲に充填剤４６が接触し、充填剤４６がコンデンサ収容部２２の各壁部（幅方向側壁３６ｂ，３６ｄ、天井壁３７）及びコンデンサ冷却部２１Ａに接触する状態となる。そのため、コンデンサ１２の熱が充填剤４６を介して、各壁部及びコンデンサ冷却部２１Ａに伝わるため、充填剤４６が充填されていない場合と比較して、冷却効率を更に高めることができる。
このようにすることで、コンデンサ１２の周囲に充填剤４６が接触し、充填剤４６がコンデンサ収容部２２の各壁部（幅方向側壁３６ｂ，３６ｄ、天井壁３７）及びコンデンサ冷却部２１Ａに接触する状態となる。そのため、コンデンサ１２の熱が充填剤４６を介して、各壁部及びコンデンサ冷却部２１Ａに伝わるため、充填剤４６が充填されていない場合と比較して、冷却効率を更に高めることができる。
【0034】
《第二実施形態》
次に、本開示の第二実施形態を図面に基づき説明する。この第二実施形態の筐体は、上述した第一実施形態の筐体１１に対して、冷却流路形成部の構成のみが異なる。そのため、上述した第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複する説明を省略する。図７は、本開示の第二実施形態における冷媒流路形成部の部分断面図である。図８は、図７における要部拡大図である。
次に、本開示の第二実施形態を図面に基づき説明する。この第二実施形態の筐体は、上述した第一実施形態の筐体１１に対して、冷却流路形成部の構成のみが異なる。そのため、上述した第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複する説明を省略する。図７は、本開示の第二実施形態における冷媒流路形成部の部分断面図である。図８は、図７における要部拡大図である。
【0035】
この第二実施形態における電力変換装置は、第一実施形態の電力変換装置１００と同様に、筐体１１と、コンデンサ１２と、パワーモジュール１３と、制御基板１４と、バスバー１５と、電流センサー１６と、をそれぞれ備えている。また、第二実施形態における筐体１１は、冷媒流路形成部２１と、コンデンサ収容部２２と、カバー部２３と、を備えている。
【0036】
図７に示すように、この第二実施形態における冷媒流路形成部２１は、第一実施形態の冷媒流路形成部２１と同様に、コンデンサ収容部２２と一体に形成されたコンデンサ冷却部２１Ａと、パワーモジュール１３を冷却するパワーモジュール冷却部２１Ｂとを備えている。
【0037】
さらに、図７、図８に示すように、この第二実施形態のコンデンサ冷却部２１Ａは、第一流路形成部６１と、第二流路形成部６２とを備えている。第一流路形成部６１は、冷媒流路形成部２１の第一壁部２５に沿う第一流路６３を形成している。第二流路形成部６２は、第一流路形成部６１と連通しコンデンサ収容部２２の長手方向側壁３６ｃに沿う第二流路６４を形成している。第二流路形成部６２は、コンデンサ収容部２２の長手方向側壁３６ｃと一体に形成されている。この第二実施形態の第二流路形成部６２は、第一流路形成部６１のうち、最も長手方向の第一側Ｄａ１から厚さ方向第一側Ｄｔｕに延びる流路Ｒを形成している。この第二流路形成部６２によって形成された第二流路６４には、第一流路６３を流れた冷媒の一部が流入するようになっている。この第二流路６４を流入した冷媒は、第二流路６４に流入しなかった冷媒と共に冷媒出口３３から冷媒流路形成部２１の外部に排出される。なお、第二流路６４が長手方向側壁３６ｃに沿うように形成される場合について説明したが、第二流路６４は、長手方向側壁３６ｃに沿うように形成される場合に限られない。第二流路６４は、例えば、二つの幅方向側壁３６ｂ，３６ｄのうちの一方に沿うように形成されてもよい。つまり、第二流路６４は、二つの幅方向側壁３６ｂ，３６ｄ及び長手方向側壁３６ｃのうち、何れか一つの側壁に沿うように形成されてもよい。更に、第二流路６４は、二つの幅方向側壁３６ｂ，３６ｄ及び長手方向側壁３６ｃのうち、何れか二つ又は全ての側壁に沿うように形成されてもよい。
【0038】
《作用効果》
上記第二実施形態のコンデンサ冷却部２１Ａは、冷媒流路形成部２１の第一壁部２５に沿う第一流路６３を形成する第一流路形成部６１と、第一流路形成部６１と連通しコンデンサ収容部２２の長手方向側壁３６ｃに沿う第二流路６４を形成する第二流路形成部６２と、を備えている。
したがって、第一実施形態の作用効果に加え、コンデンサ収容部２２のうち、冷媒流路形成部２１の第一壁部２５側だけではなく、長手方向側壁３６ｃ側からもコンデンサ収容部２２を冷却することが可能となる。その結果、装置の大型化を抑制しつつ、コンデンサ収容部２２に収容されたコンデンサ１２をより効率よく冷却することが可能となる。
上記第二実施形態のコンデンサ冷却部２１Ａは、冷媒流路形成部２１の第一壁部２５に沿う第一流路６３を形成する第一流路形成部６１と、第一流路形成部６１と連通しコンデンサ収容部２２の長手方向側壁３６ｃに沿う第二流路６４を形成する第二流路形成部６２と、を備えている。
したがって、第一実施形態の作用効果に加え、コンデンサ収容部２２のうち、冷媒流路形成部２１の第一壁部２５側だけではなく、長手方向側壁３６ｃ側からもコンデンサ収容部２２を冷却することが可能となる。その結果、装置の大型化を抑制しつつ、コンデンサ収容部２２に収容されたコンデンサ１２をより効率よく冷却することが可能となる。
【0039】
《他の実施形態》
本開示は上述した各実施形態の構成に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。
例えば、上述した各実施形態では、平面視で筐体１１が長方形に形成される場合について説明したが、筐体１１の平面視形状は、長方形に限られない。
本開示は上述した各実施形態の構成に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。
例えば、上述した各実施形態では、平面視で筐体１１が長方形に形成される場合について説明したが、筐体１１の平面視形状は、長方形に限られない。
【0040】
また、上記第一実施形態では、電流センサー１６がパワーモジュール収容空間４２に収容されている場合について説明したが、電流センサー１６は、筐体１１の外部に配置してもよい。また、制御基板１４も、筐体１１の外部に配置するようにしてもよい。
上記第一実施形態では、隔壁４１によってコンデンサ収容空間３５を複数の区画に隔てる場合について説明したが、隔壁４１を省略してもよい。同様にコンデンサ収容空間３５を充填剤により満たす場合について説明したが、充填剤を省略してもよい。
さらに、上記第一実施形態では、パワーモジュール冷却部２１Ｂがパワーモジュール収容空間４２と流路Ｒとを連通させる連通開口部４７を備える場合について説明したが、連通開口部４７は、必要に応じて設ければよく、例えば、連通開口部４７を設けない構成としてもよい。
上記第一実施形態では、隔壁４１によってコンデンサ収容空間３５を複数の区画に隔てる場合について説明したが、隔壁４１を省略してもよい。同様にコンデンサ収容空間３５を充填剤により満たす場合について説明したが、充填剤を省略してもよい。
さらに、上記第一実施形態では、パワーモジュール冷却部２１Ｂがパワーモジュール収容空間４２と流路Ｒとを連通させる連通開口部４７を備える場合について説明したが、連通開口部４７は、必要に応じて設ければよく、例えば、連通開口部４７を設けない構成としてもよい。
【0041】
〈付記〉
実施形態に記載の筐体及び電力変換装置は、例えば以下のように把握される。
実施形態に記載の筐体及び電力変換装置は、例えば以下のように把握される。
【0042】
（１）第１の態様によれば筐体１１は、コンデンサ１２とパワーモジュール１３とを有した電力変換装置１００の筐体１１であって、冷媒の流れる流路Ｒを形成する冷媒流路形成部２１と、前記冷媒流路形成部２１の一部と一体に形成されてコンデンサ１２を収容するコンデンサ収容空間３５を形成するコンデンサ収容部２２と、前記冷媒流路形成部２１の残部と前記コンデンサ収容部２２とともに少なくともパワーモジュール１３を収容するパワーモジュール収容空間４２を画成するカバー部２３と、を備え、前記冷媒流路形成部２１は、前記コンデンサ収容部２２を冷却するコンデンサ冷却部２１Ａと、前記パワーモジュール１３を冷却するパワーモジュール冷却部２１Ｂと、を有する。
電力変換装置１００としては、例えば、インバータ装置、コンバータ装置、及び、これらインバータとコンバータとを組み合わせた装置が挙げられる。
電力変換装置１００としては、例えば、インバータ装置、コンバータ装置、及び、これらインバータとコンバータとを組み合わせた装置が挙げられる。
【0043】
これにより、冷媒流路形成部２１によりコンデンサ１２とパワーモジュール１３の両方を冷却することができる。さらに、コンデンサ収容部２２と冷媒流路形成部２１の一部とを一体に形成していることで、冷媒流路形成部２１の一部を有効利用してコンデンサ収容空間３５を画成することができる。また、カバー部２３だけではなく、冷媒流路形成部２１の残部とコンデンサ収容部２２とを有効利用してパワーモジュール収容空間４２を形成しているので、パワーモジュール収容空間４２をコンパクトに形成することができる。さらに、カバー部２３とコンデンサ収容部２２と冷媒流路形成部２１とにより筐体１１の外殻を形成することができるため、コンデンサ冷却構造を外側から覆うケーシングを別途設ける必要がなくなる。したがって、コンデンサ１２を有効に冷却しつつ大型化を抑えることができる。
【0044】
（２）第２の態様によれば筐体１１は、（１）の筐体１１であって、前記コンデンサ冷却部２１Ａは、前記冷媒流路形成部２１の第一壁部２５に沿う第一流路６３を形成する第一流路形成部６１と、前記第一流路形成部６１と連通し前記コンデンサ収容部２２の側壁に沿う第二流路６４を形成する第二流路形成部６２と、を備える。
これにより、コンデンサ収容部２２のうち、冷媒流路形成部２１の第一壁部２５側だけではなく、長手方向側壁３６ｃ側からもコンデンサ収容部２２を冷却することが可能となる。その結果、大型化を抑制しつつ、コンデンサ収容部２２に収容されたコンデンサ１２をより効率よく冷却することが可能となる。
これにより、コンデンサ収容部２２のうち、冷媒流路形成部２１の第一壁部２５側だけではなく、長手方向側壁３６ｃ側からもコンデンサ収容部２２を冷却することが可能となる。その結果、大型化を抑制しつつ、コンデンサ収容部２２に収容されたコンデンサ１２をより効率よく冷却することが可能となる。
【0045】
（３）第３の態様によれば筐体１１は、（１）又は（２）の筐体１１であって、前記パワーモジュール冷却部２１Ｂは、前記パワーモジュール収容空間４２と、前記流路Ｒとを連通させる連通開口部４７を有している。
これにより、パワーモジュール１３の冷却フィン４８を冷媒に直接接触させることが可能となり、パワーモジュール１３をより効率よく冷却することが可能となる。
これにより、パワーモジュール１３の冷却フィン４８を冷媒に直接接触させることが可能となり、パワーモジュール１３をより効率よく冷却することが可能となる。
【0046】
（４）第４の態様によれば筐体１１は、（１）から（３）の何れか一つの筐体１１であって、前記カバー部２３は、前記パワーモジュール１３に接続される導体を貫通可能な貫通孔４５を有し、前記パワーモジュール収容空間４２は、前記導体を流れる電流を測定する電流センサー１６を収容可能とされている。
これにより、パワーモジュール収容空間４２に電流センサー１６を収容できるため、例えば、電流センサー１６を冷媒流路形成部２１に接触させることで、電流センサー１６も冷却することが可能となる。したがって、電流センサー１６を冷却するための冷却機構を個別に設ける場合と比較して設置スペースが小さくて済むため、筐体１１の設置自由度を向上させることができる。
これにより、パワーモジュール収容空間４２に電流センサー１６を収容できるため、例えば、電流センサー１６を冷媒流路形成部２１に接触させることで、電流センサー１６も冷却することが可能となる。したがって、電流センサー１６を冷却するための冷却機構を個別に設ける場合と比較して設置スペースが小さくて済むため、筐体１１の設置自由度を向上させることができる。
【0047】
（５）第５の態様によれば筐体１１は、（１）から（４）の何れか一つの筐体１１であって、前記コンデンサ収容部２２は、コンデンサ収容空間３５を複数の区画に隔てる壁部４１を備える。
壁部４１としては、例えば、隔壁が挙げられる。
これにより、コンデンサ収容部２２に収容されたコンデンサ１２の熱が壁部４１を介してコンデンサ冷却部２１Ａに伝わるようになる。したがって、コンデンサ１２をより効率よく冷却することが可能となる。
壁部４１としては、例えば、隔壁が挙げられる。
これにより、コンデンサ収容部２２に収容されたコンデンサ１２の熱が壁部４１を介してコンデンサ冷却部２１Ａに伝わるようになる。したがって、コンデンサ１２をより効率よく冷却することが可能となる。
【0048】
（６）第６の態様によれば電力変換装置１００は、（１）から（５）の何れか一つの筐体１１と、前記コンデンサ収容空間３５に収容されたコンデンサ１２と、前記パワーモジュール収容空間４２に収容されたパワーモジュール１３と、を備える。
これにより、コンデンサ１２とパワーモジュール１３とを備える電力変換装置１００のコンパクト化を図ることができる。
これにより、コンデンサ１２とパワーモジュール１３とを備える電力変換装置１００のコンパクト化を図ることができる。
【0049】
（７）第７の態様によれば電力変換装置１００は、（６）の電力変換装置１００であって、前記コンデンサ収容空間３５は、充填剤４６により満たされている。
これにより、コンデンサ１２の周囲に充填剤が接触し、充填剤４６がコンデンサ収容部２２の各壁部に接触する状態となる。そのため、コンデンサ１２の熱が充填剤を介して、壁部４１及びコンデンサ冷却部２１Ａに伝わるため、充填剤４６が充填されていない場合と比較して、冷却効率を更に高めることができる。
これにより、コンデンサ１２の周囲に充填剤が接触し、充填剤４６がコンデンサ収容部２２の各壁部に接触する状態となる。そのため、コンデンサ１２の熱が充填剤を介して、壁部４１及びコンデンサ冷却部２１Ａに伝わるため、充填剤４６が充填されていない場合と比較して、冷却効率を更に高めることができる。
【符号の説明】
【0050】
１１…筐体 １２…コンデンサ １３…パワーモジュール １４…制御基板 １５…バスバー １６…電流センサー ２１…冷媒流路形成部 ２１Ａ…コンデンサ冷却部 ２１Ｂ…パワーモジュール冷却部 ２２…コンデンサ収容部 ２３…カバー部 ２５…第一壁部 ２６…第二壁部 ２７ａ～２７ｄ…側壁 ２８…冷媒流路形成部本体 ２９…蓋部 ３０…流路凹部 ３１…蓋部本体 ３２…冷媒入口 ３３…冷媒出口 ３５…コンデンサ収容空間 ３６ｃ…長手方向側壁 ３６ｂ，３６ｄ…幅方向側壁 ３７…天井壁 ３８…開口部 ３９…端子部 ４１…隔壁 ４２…パワーモジュール収容空間 ４３ａ…長手方向カバー側壁 ４３ｂ，４３ｄ…幅方向カバー側壁 ４４…カバー天井壁 ４５…貫通孔 ４６…充填剤 ４７…連通開口部 ４８…冷却フィン ５１…モジュール冷却流路 ５２…コンデンサ冷却流路 ５３…接続流路 ５４…コンデンサ流路凹部 ５５…第一流路壁 ５６…第二流路壁 ５６ｔ，５７ｔ…端部 ５７，５８…縁部 ６１…第一流路形成部 ６２…第二流路形成部 ６３…第一流路 ６４…第二流路 １００…電力変換装置 Ｒ…流路
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】