特開 2024-170922 電力変換モジュール

(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】P2024170922

(43)【公開日】2024-12-11

(54)【発明の名称】電力変換モジュール

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20241204BHJP

【ＦＩ】

H02M7/48 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023087690

(22)【出願日】2023-05-29

(71)【出願人】

【識別番号】000000011

【氏名又は名称】株式会社アイシン

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】弁理士法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】六浦 圭太

(72)【発明者】

【氏名】鎌田 隆秀

(72)【発明者】

【氏名】竹本 敬介

(72)【発明者】

【氏名】勝谷 稜也

(72)【発明者】

【氏名】萩田 和洋

(72)【発明者】

【氏名】野村 将彦

(72)【発明者】

【氏名】山下 貢

【テーマコード（参考）】

5H770

【Ｆターム（参考）】

5H770BA02

5H770CA01

5H770CA02

5H770CA06

5H770DA03

5H770DA41

5H770JA17W

5H770JA19X

5H770PA12

5H770PA22

5H770PA42

5H770QA01

5H770QA02

5H770QA06

5H770QA22

5H770QA25

5H770QA28

5H770QA31

(57)【要約】

【課題】誤動作をすることがない電力変換モジュールを提供する。
【解決手段】車両駆動装置１００に設けられる電力変換モジュールは、互いに並列に接続された複数のレグの夫々に設けられるスイッチング素子が実装された複数のスイッチング基板ＳＳと、スイッチング素子を駆動する制御部４が実装された制御基板４Ｓと、を備え、複数のスイッチング基板ＳＳの夫々が、車両駆動装置１００のハウジング１００Ｈ内において、互いに同じ高さの位置に設けられている。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両駆動装置に設けられる電力変換モジュールであって、
互いに並列に接続された複数のレグの夫々に設けられるスイッチング素子が実装された複数のスイッチング基板と、
前記スイッチング素子を駆動する制御部が実装された制御基板と、を備え、
複数の前記スイッチング基板の夫々が、前記車両駆動装置のハウジング内において、互いに同じ高さの位置に設けられている電力変換モジュール。

【請求項2】

複数の前記スイッチング基板の夫々に沿って、冷却流体が内部に流通する冷却プレートが備えられており、
前記制御基板は、複数の前記スイッチング基板に対して前記冷却プレートと反対側に設けられている請求項１に記載の電力変換モジュール。

【請求項3】

前記スイッチング素子は、車両に搭載されるバッテリからの直流電力によりモータに通電するインバータが有する複数の前記レグの夫々と、外部からの交流電力を直流電力に変換する交直変換部が有する複数の前記レグの夫々と、前記交直変換部にて変換された前記直流電力を、前記バッテリを充電可能な直流電力に変換するコンバータが有する複数の前記レグの夫々とに設けられ、
前記コンバータは、前記交直変換部からの前記直流電力をトランスの一次巻線に入力する第１変換部と、前記トランスの二次巻線からの交流電力を、前記バッテリを充電可能な直流電力に変換する第２変換部とを有し、
複数の前記スイッチング基板は、前記交直変換部及び前記第１変換部が有する前記スイッチング素子が実装される第１基板と、前記第２変換部が有する前記スイッチング素子が実装される第２基板と、前記インバータが有する前記スイッチング素子が実装される第３基板と、を含む請求項１又は２に記載の電力変換モジュール。

【請求項4】

前記スイッチング基板とは異なる、スイッチング素子が実装された他の基板も、前記冷却プレートに対して複数の前記スイッチング基板が設けられている側に設けられている請求項２に記載の電力変換モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両駆動装置に設けられる電力変換モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、走行駆動源としてモータを備えた自動車（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）等）が普及している。これらの自動車は、モータ等を駆動する車両駆動装置が設けられ、この車両駆動装置には複数の電子部品を有する電力変換モジュールが備えられている。

【0003】

下記に出典を示す特許文献１には、このような電力変換モジュールの一例として電圧変換装置が記載されている。この電圧変換装置は、仕切り部材によって第１空間と第２空間とに区画された筐体と、入力された電力の電圧を変圧して出力する電圧変換回路とを備えている。第１空間には、電圧変換回路のうち、入力された電力の電圧が印加される１次側回路が格納され、第２空間には、電圧変換回路のうち、入力された電力の電圧から変圧された変圧後の電圧が印加される２次側回路が格納されている。１次側回路と２次側回路とは、筐体内において、仕切り部材に設けられた開口部を介して電気的に接続されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２０－６１８９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載の電圧変換装置では、上記のように電圧変換回路の１次側回路と２次側回路とが、夫々、仕切り部材により隔てられた互いに別々の空間（第１空間及び第２空間）に格納されている。１次側回路には、電圧変換回路を構成する力率改善部、インバータ、及びトランスが含まれ、これらは第１空間に格納される。一方、力率改善部及びインバータを制御する第１制御部は第２空間に格納される。これにより、第１制御部と、力率改善部及びインバータの夫々とを接続する信号線が筐体内を引き回して配置されている。このため、第１制御部と力率改善部とを接続する信号線と、第１制御部とインバータとを接続する信号線とが互いに近接し、これら２つの信号線を介して伝送される制御信号同士が互いに影響しあって、力率改善部及びインバータが誤動作する可能性がある。

【0006】

そこで、誤動作をすることがない電力変換モジュールが求められる。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る電力変換モジュールの特徴構成は、車両駆動装置に設けられる電力変換モジュールであって、互いに並列に接続された複数のレグの夫々に設けられるスイッチング素子が実装された複数のスイッチング基板と、前記スイッチング素子を駆動する制御部が実装された制御基板と、を備え、複数の前記スイッチング基板の夫々が、前記車両駆動装置のハウジング内において、互いに同じ高さの位置に設けられている点にある。

【0008】

このような特徴構成とすれば、複数のスイッチング基板の夫々が、車両駆動装置のハウジング内において、互いに同じ高さの位置に設けられているので、制御基板からの配線の引き回しを簡便に行うことができる。これにより、複数のスイッチング基板の夫々に接続される配線を互いに離間して設けることができるので、夫々の配線を介して伝送される信号同士の影響を低減することが可能となる。したがって、電力変換モジュールの誤動作を無くす（防止する）または低減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】電力変換モジュールを含む冷却回路を示す図である。

【図2】電力変換モジュールの回路構成を示す図である。

【図3】車両駆動装置の縦断面図である。

【図4】電力変換モジュールが備える基板の配置を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明に係る電力変換モジュールは、車両駆動装置に設けられる。以下、本実施形態の電力変換モジュール１について説明する。ただし、電力変換モジュール１は、以下の実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。

【0011】

図１には、電力変換モジュール１を含む冷却回路Ａが示される。冷却回路Ａは、冷却流体により、電力変換モジュール１を冷却する。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Ｂ１（図２参照）を充電する車両に搭載されている。

【0012】

冷却回路Ａは、電力変換モジュール１、水冷コンデンサ８１、オイルクーラ８２、ウォータポンプ８３、三方弁８４、及びラジエータ８５を含んで構成されている。冷却流体は、電力変換モジュール１を流通して加熱される。電力変換モジュール１から流出した冷却流体は、水冷コンデンサ８１で冷媒と熱交換されて加熱され、その後オイルクーラ８２で潤滑油と熱交換されて更に加熱される。冷却流体は、ウォータポンプ８３で圧送され、冷却回路Ａは、三方弁８４により、冷却流体がラジエータ８５に送られる流通状態と、冷却流体がラジエータ８５をバイパスする流通状態とに切り替えられる。冷却流体がラジエータ８５に送られた場合には、冷却流体はラジエータ８５で冷却され、再度電力変換モジュール１に流入する。冷却流体がラジエータ８５をバイパスされる場合には、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力変換モジュール１に流入する。

【0013】

図２は、電力変換モジュール１の回路図である。図２に示されるように、電力変換モジュール１は、電源モジュール２とインバータ３と制御部４とを備えている。電源モジュール２は、交直変換部１０と、コンバータ２０とを備えている。コンバータ２０は、第１変換部３１と第２変換部４１と第３変換部５１とトランスＴとを備えている。制御部４は、電力変換モジュール１の制御に係る処理を行うために、ＣＰＵを中核部材としてハードウェア又はソフトウェア或いはその両方で構築されている。

【0014】

インバータ３は、車両に搭載されるバッテリＢ１からの直流電力によりモータ（図１の「走行用モータ」に相当）Ｍに通電する。インバータ３は、複数のレグ３Ａ,３Ｂ,３Ｃを有する。複数のレグ３Ａ,３Ｂ,３Ｃは、一対の電源ライン３Ｐ,３Ｎに対して、互いに並列に接続される。インバータ３の電源ライン３Ｐ,３Ｎは、夫々、バッテリＢ１の正極及び負極に接続される。バッテリＢ１は、車両の動力源となる電力が蓄電されるバッテリである。複数のレグ３Ａ,３Ｂ,３Ｃの夫々は、互いに直列に接続されたハイサイドのスイッチング素子ＱＨ及びローサイドのスイッチング素子ＱＬを有する。本実施形態では、スイッチング素子ＱＨ及びスイッチング素子ＱＬは、ｎ型ＭＯＳ－ＦＥＴが用いられる。スイッチング素子ＱＨ及びスイッチング素子ＱＬのソース端子とドレイン端子とに亘ってダイオードＤが設けられる。複数のレグ３Ａ,３Ｂ,３Ｃの夫々のスイッチング素子ＱＨ及びスイッチング素子ＱＬのノードは、モータＭの端子に接続される。モータＭは車両走行用のモータであって、ステータコイルＳＣがデルタ結線されているモータが利用される。しかしながら、モータＭはステータコイルがスター結線であってもよい。

【0015】

交直変換部１０は、外部からの交流電力を直流電力に変換する。外部とは、電力変換モジュール１の外部であって、車両に搭載されるバッテリＢ１とは異なる電力源である。また、交流電力とは、電圧値が所定の周期で振幅する交流電圧から構成される電力をいう。具体的には、交流電圧は、商用周波数（例えば５０Ｈｚや６０Ｈｚ）で振幅し、単相三線式で供給される商用電源から取り出した２００Ｖ（実行値）の交流電圧が相当する。直流電力とは、基準電圧に対して一定の電圧値（リップル電圧は除く）となる直流電圧で構成される電力をいう。交直変換部１０は、このような交流電圧で構成される交流電力を、直流電圧で構成される直流電力に変換する。

【0016】

交直変換部１０は、複数のレグ１０Ａ,１０Ｂを有する。複数のレグ１０Ａ,１０Ｂは、一対の電源ライン１０Ｐ,１０Ｎに対して、互いに並列に接続される。複数のレグ１０Ａ,１０Ｂの夫々は、互いに直列に接続されたハイサイドのスイッチング素子ＱＨ及びローサイドのスイッチング素子ＱＬを有する。本実施形態では、スイッチング素子ＱＨ及びスイッチング素子ＱＬは、ｎ型ＭＯＳ－ＦＥＴが用いられる。スイッチング素子ＱＨ及びスイッチング素子ＱＬのソース端子とドレイン端子とに亘ってダイオードＤが設けられる。複数のレグ１０Ａ,１０Ｂの夫々のスイッチング素子ＱＨ及びスイッチング素子ＱＬのノードは、リレーＲｙ及びリアクトルコイルＬ１を介して充電口５に接続される。交直変換部１０は、一対の電源ライン１０Ｐ,１０Ｎに亘ってコンデンサ１１が設けられる。コンデンサ１１は、交直変換部１０により変換された直流電圧を平滑する。

【0017】

コンバータ２０は、交直変換部１０にて変換された直流電力を、バッテリＢ１を充電可能な直流電力に変換する。上述したように、コンバータ２０は、第１変換部３１、第２変換部４１、第３変換部５１、及びトランスＴを有する。本実施形態では、トランスＴは一次巻線Ｔ１と二次巻線Ｔ２と三次巻線Ｔ３とを有する、絶縁型のマルチポートトランスが用いられる。

【0018】

第１変換部３１は、交直変換部１０からの直流電力をトランスＴの一次巻線Ｔ１に入力する。第１変換部３１は、複数のレグ３１Ａ，３１Ｂを有する。複数のレグ３１Ａ,３１Ｂは、一対の電源ライン３１Ｐ,３１Ｎに対して、互いに並列に接続される。電源ライン３１Ｐは電源ライン１０Ｐと電気的に接続されており、電源ライン３１Ｎは電源ライン１０Ｎと電気的に接続されている。複数のレグ３１Ａ,３１Ｂの夫々は、互いに直列に接続されたハイサイドのスイッチング素子ＱＨ及びローサイドのスイッチング素子ＱＬを有する。本実施形態では、スイッチング素子ＱＨ及びスイッチング素子ＱＬは、ｎ型ＭＯＳ－ＦＥＴが用いられる。スイッチング素子ＱＨ及びスイッチング素子ＱＬのソース端子とドレイン端子とに亘ってダイオードＤが設けられる。複数のレグ３１Ａ,３１Ｂの夫々のスイッチング素子ＱＨ及びスイッチング素子ＱＬのノードは、トランスＴの一次巻線Ｔ１に接続される。

【0019】

二次巻線Ｔ２には、一次巻線Ｔ１と二次巻線Ｔ２との巻数比に応じた電流（交番電流）が流れ、また、一次巻線Ｔ１と二次巻線Ｔ２との巻数比に応じた電圧（交番電圧）が生じる。二次巻線Ｔ２は、リアクトルコイルＬ２を介して、第２変換部４１に接続される。

【0020】

第２変換部４１は、トランスＴの二次巻線Ｔ２からの交流電力を整流し、バッテリＢ１を充電可能な直流電力に変換する。第２変換部４１は、複数のレグ４１Ａ，４１Ｂを有する。複数のレグ４１Ａ,４１Ｂは、一対の電源ライン４１Ｐ,４１Ｎに対して、互いに並列に接続される。電源ライン４１Ｐ,４１Ｎは、夫々、バッテリＢ１の正極及び負極に接続される。複数のレグ４１Ａ,４１Ｂの夫々は、互いに直列に接続されたハイサイドのスイッチング素子ＱＨ及びローサイドのスイッチング素子ＱＬを有する。本実施形態では、スイッチング素子ＱＨ及びスイッチング素子ＱＬは、ｎ型ＭＯＳ－ＦＥＴが用いられる。スイッチング素子ＱＨ及びスイッチング素子ＱＬのソース端子とドレイン端子とに亘ってダイオードＤが設けられる。複数のレグ４１Ａ,４１Ｂの夫々のスイッチング素子ＱＨ及びスイッチング素子ＱＬのノードは、トランスＴの二次巻線Ｔ２に接続される。第２変換部４１は、一対の電源ライン４１Ｐ,４１Ｎに亘ってコンデンサ４２が設けられる。コンデンサ４２は、コンバータ２０により変換された直流電圧を平滑する。コンデンサ４２としては、例えばフィルムコンデンサを用いることが可能である。

【0021】

三次巻線Ｔ３には、一次巻線Ｔ１と三次巻線Ｔ３との巻数比に応じた電流（交番電流）が流れ、また、一次巻線Ｔ１と三次巻線Ｔ３との巻数比に応じた電圧（交番電圧）が生じる。第３変換部５１は、三次巻線Ｔ３に生じる電圧(交番電圧)を整流し、第２変換部４１から出力される直流電圧の電圧値よりも低い電圧値（例えば１２Ｖ）の直流電圧で構成される直流電力に変換する。

【0022】

本実施形態では、三次巻線Ｔ３は、第１三次巻線Ｔ３１と第２三次巻線Ｔ３２とを有する。第１三次巻線Ｔ３１と第２三次巻線Ｔ３２とは、スイッチング素子Ｑ１及びスイッチング素子Ｑ２を介して接続される。スイッチング素子Ｑ１及びスイッチング素子Ｑ２のソース端子とドレイン端子とに亘ってダイオードＤが設けられる。第１三次巻線Ｔ３１と第２三次巻線Ｔ３２とが互いに接続されるノードは、リアクトルコイルＬ３を介してバッテリＢ２の正極に接続される。また、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２とが互いに接続されるノードは、バッテリＢ２の負極に接続される。更に、バッテリＢ２の正極及び負極に亘ってコンデンサ５２が設けられる。このコンデンサ５２は、上述したコンデンサ４２と共有して、例えばフィルムコンデンサを用いることが可能である。

【0023】

上述したスイッチング素子ＱＨ,ＱＬ,Ｑ１,Ｑ２は、夫々のゲート端子が制御部４に接続される。したがって、制御部４は、スイッチング素子ＱＨ,ＱＬ,Ｑ１,Ｑ２を駆動する。

【0024】

ここで、リレーＲｙは、コンバータ２０の変換動作を切り替える。コンバータ２０の変換動作とは、コンバータ２０により行われる、交流電力を直流電力に変換する動作と、直流電力を交流電力に変換する動作とが相当する。

【0025】

本実施形態では、コンバータ２０は、リレーＲｙにより、交直変換部１０からの直流電力を所定の第１電圧値の直流電圧で構成される直流電力に変換する状態であって、電源モジュール２を充電器として使用する状態と、バッテリＢ１からの直流電力を所定の第２電圧値の直流電圧で構成される直流電力に変換する状態であって、電源モジュール２を交流電力出力器として使用する状態とに切り替える。

【0026】

リレーＲｙは、図２に示されるように、０番端子と１番端子とが接続するよう操作されると、充電口５から供給された交流電力が、リアクトルコイルＬ１を介して、交直変換部１０に入力される。また、図示はしないが、リレーＲｙは、０番端子と３番端子とが接続するよう操作されると、バッテリＢ１からの直流電力に基づき生成した交流電力（例えば実効値が１００Ｖの電圧値からなる交流電力）を、リアクトルコイルＬ１を介して、コンセント６から取り出すことが可能となる。

【0027】

したがって、電力変換モジュール１に対して、バッテリＢ１を充電する充電要求があった場合に、リレーＲｙは、電源モジュール２を充電器として使用する状態に切り替え、交直変換部１０から第２電圧値の直流電圧で構成される直流電力を出力する出力要求があった場合に、リレーＲｙは、電源モジュール２を交流電力出力器として使用する状態に切り替える。すなわち、リレーＲｙは、０番端子と１番端子とが接続するよう操作された場合はコンバータ２０を交直変換部１０からの直流電力を所定の第１電圧値の直流電圧で構成される直流電力に変換する状態に切り替え、０番端子と３番端子とが接続するよう操作された場合はバッテリＢ１からの直流電力を所定の第２電圧値の直流電圧で構成される直流電力に変換する状態に切り替える。

【0028】

図３は、車両駆動装置１００の縦断面図である。図４は、電力変換モジュール１が備えるスイッチング基板ＳＳの配置を示す図である。

【0029】

上述した複数のレグ３Ａ,３Ｂ,３Ｃ,１０Ａ,１０Ｂ,３１Ａ,３１Ｂ,４１Ａ,４１Ｂの夫々に設けられるスイッチング素子ＱＨ,ＱＬ,Ｑ１,Ｑ２は、複数のスイッチング基板ＳＳに実装される。本実施形態では、複数のスイッチング基板ＳＳには、第１基板ＳＳ１と、第２基板ＳＳ２と、第３基板ＳＳ３とが含まれる。

【0030】

第１基板ＳＳ１は、交直変換部１０及び第１変換部３１が有するスイッチング素子が実装される。交直変換部１０が有するスイッチング素子とは、レグ１０Ａに設けられるスイッチング素子ＱＨ,ＱＬと、レグ１０Ｂに設けられるスイッチング素子ＱＨ,ＱＬとが相当する。また、第１変換部３１が有するスイッチング素子とは、レグ３１Ａに設けられるスイッチング素子ＱＨ,ＱＬと、レグ３１Ｂに設けられるスイッチング素子ＱＨ,ＱＬとが相当する。したがって、第１基板ＳＳ１には、レグ１０Ａに設けられるスイッチング素子ＱＨ,ＱＬと、レグ１０Ｂに設けられるスイッチング素子ＱＨ,ＱＬと、レグ３１Ａに設けられるスイッチング素子ＱＨ,ＱＬと、レグ３１Ｂに設けられるスイッチング素子ＱＨ,ＱＬとが実装される。なお、第１基板ＳＳ１には、スイッチング素子ＱＨ,ＱＬの夫々のソース端子とドレイン端子とに亘って設けられるダイオードＤ、及びコンデンサ１１も実装される。

【0031】

第２基板ＳＳ２は、第２変換部４１が有するスイッチング素子が実装される。第２変換部４１が有するスイッチング素子とは、レグ４１Ａに設けられるスイッチング素子ＱＨ,ＱＬと、レグ４１Ｂに設けられるスイッチング素子ＱＨ,ＱＬとが相当する。したがって、第２基板ＳＳ２には、レグ４１Ａに設けられるスイッチング素子ＱＨ,ＱＬと、レグ４１Ｂに設けられるスイッチング素子ＱＨ,ＱＬとが実装される。なお、第２基板ＳＳ２には、スイッチング素子ＱＨ,ＱＬの夫々のソース端子とドレイン端子とに亘って設けられるダイオードＤも実装される。

【0032】

第３基板ＳＳ３は、インバータ３が有するスイッチング素子が実装される。インバータ３が有するスイッチング素子とは、レグ３Ａに設けられるスイッチング素子ＱＨ,ＱＬと、レグ３Ｂに設けられるスイッチング素子ＱＨ,ＱＬと、レグ３Ｃに設けられるスイッチング素子ＱＨ,ＱＬとが相当する。したがって、第３基板ＳＳ３には、レグ３Ａに設けられるスイッチング素子ＱＨ,ＱＬと、レグ３Ｂに設けられるスイッチング素子ＱＨ,ＱＬと、レグ３Ｃに設けられるスイッチング素子ＱＨ,ＱＬとが実装される。なお、第３基板ＳＳ３には、スイッチング素子ＱＨ,ＱＬの夫々のソース端子とドレイン端子とに亘って設けられるダイオードＤも実装される。

【0033】

制御基板４Ｓは、制御部４が実装される。制御部４は、制御信号に基づいて、スイッチング素子ＱＨ,ＱＬ,Ｑ１,Ｑ２の夫々を駆動する。したがって、制御基板４Ｓは、第１基板ＳＳ１、第２基板ＳＳ２、及び第３基板ＳＳ３の夫々と、制御信号を伝送する制御線を介して接続される。

【0034】

第１基板ＳＳ１、第２基板ＳＳ２、第３基板ＳＳ３、及び制御基板４Ｓは、車両駆動装置１００のハウジング１００Ｈに収容される。車両駆動装置１００は、第１空間１１１を有している。第１基板ＳＳ１、第２基板ＳＳ２、及び第３基板ＳＳ３は、互いに平行な姿勢で第１空間１１１に収容されている。以下、第１基板ＳＳ１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、垂直方向に沿う第１基板ＳＳ１、第２基板ＳＳ２、及び第３基板ＳＳ３から制御基板４Ｓを見た方向を「上方向」、「上側」等と称し、制御基板４Ｓから第１基板ＳＳ１、第２基板ＳＳ２、及び第３基板ＳＳ３を見た方向を「下方向」、「下側」等と称する。

【0035】

ハウジング１００Ｈは、第１空間１１１と区画された第２空間１１２及び第３空間１１３を有している。第１空間１１１に対して、第２空間１１２と第３空間１１３は下側に位置している。第２空間１１２にはインバータ３により駆動されるモータＭが収容され、第３空間１１３にはモータＭの回転を減速して出力するギア機構８７が収容されている。ハウジング１００Ｈは、第１空間１１１の上側に開口Ｈａを有しており、第１基板ＳＳ１、第２基板ＳＳ２、第３基板ＳＳ３、制御基板４Ｓ、及び冷却プレート６０（後述する）が、開口Ｈａから第１空間１１１内に収容される。

【0036】

開口Ｈａは蓋１１４により閉じられており、第１空間１１１は閉空間になっている。第２空間１１２は、側方からモータＭが収容され、ボルト１１５Ａで締結されたモータカバー１１５で閉じられて閉空間になっている。モータＭからは回転軸に沿って両側にモータシャフトＭａが延出しており、一方のモータシャフトＭａはモータカバー１１５を貫通してハウジング１００Ｈの外部に露出している。他方のモータシャフトＭａは、第３空間１１３にまで貫通している。第３空間１１３は、側方からギア機構８７が収容され、ボルト１１６Ａで締結されたギアカバー１１６で閉じられて閉空間になっている。ギア機構８７には、第２空間１１２から延出した他方のモータシャフトＭａが連結され、モータＭの回転がモータシャフトＭａを介して入力される。ギア機構８７は、モータＭの回転を減速させてギアシャフト８７ａから出力する。ギアシャフト８７ａは、ギアカバー１１６を貫通してハウジング１００Ｈの外部に露出している。

【0037】

図３に示されるように、複数のスイッチング基板ＳＳの夫々は、車両駆動装置１００のハウジング１００Ｈ内において、互いに同じ高さの位置に設けられている。複数のスイッチング基板ＳＳとは、本実施形態では、第１基板ＳＳ１、第２基板ＳＳ２、及び第３基板ＳＳ３である。これらのスイッチング基板ＳＳ（第１基板ＳＳ１、第２基板ＳＳ２、及び第３基板ＳＳ３）は、車両駆動装置１００のハウジング１００Ｈ内に設けられる。互いに同じ高さの位置とは、車両駆動装置１００が車両に搭載された状態での高さであって、垂直方向における互いに同じ高さの位置を意味する。したがって、第１基板ＳＳ１、第２基板ＳＳ２、及び第３基板ＳＳ３は、垂直方向における互いに同じ高さの位置に設けられる。また、本実施形態では、図４に示されるように、第１基板ＳＳ１、第２基板ＳＳ２、及び第３基板ＳＳ３は、車両の幅方向に沿って並んで設けられる。

【0038】

図３に示されるように、制御基板４Ｓは、縦断面がＣ字状に形成された金属製の支持体６１における上側の面において支持される。支持体６１は、冷却プレート６０にボルト６１Ａにより固定される。第１基板ＳＳ１、第２基板ＳＳ２、及び第３基板ＳＳ３は、支持体６１の下方に配置されている。制御基板４Ｓは、垂直方向に沿って見たときに（垂直方向視）、第２基板ＳＳ２及び第３基板ＳＳ３と重複するように配置されている。第２基板ＳＳ２と制御基板４Ｓとの接続、及び第３基板ＳＳ３と制御基板４Ｓとの接続には、ハーネス１４２が用いられている。これにより、第２基板ＳＳ２と第３基板ＳＳ３とに対する制御基板４Ｓの組付けが容易になる。

【0039】

なお、第１基板ＳＳ１と制御基板４Ｓとの接続には、ハーネス１４３が用いられている。また、第１基板ＳＳ１と第２基板ＳＳ２とは、図示しないハーネスにより接続される。

【0040】

上述したように、第１基板ＳＳ１にはコンデンサ１１が実装されている。また、冷却プレート６０の上側には、コンデンサ４２とバッテリＢ１の正極及び負極と接続される接続端子（図示せず）が取り付けられる。

【0041】

また、冷却プレート６０には、貫通孔６０Ｈが形成されており、この貫通孔６０Ｈに挿通された導線７７を介して、リアクトルコイルＬ１と第１基板ＳＳ１とが接続され、トランスＴと第２基板ＳＳ２とが接続される。

【0042】

本実施形態では、複数のスイッチング基板ＳＳの夫々に沿って、冷却流体が内部に流通する冷却プレート６０が備えられている。上述したように、第１基板ＳＳ１、第２基板ＳＳ２、及び第３基板ＳＳ３は、車両の幅方向に沿って並んで設けられている。冷却プレート６０は板状に形成されており、これらのスイッチング基板ＳＳ（第１基板ＳＳ１、第２基板ＳＳ２、及び第３基板ＳＳ３）に平行な状態で、近接して設けられる。本実施形態では、冷却プレート６０の上方に、これらのスイッチング基板ＳＳが設けられる。これにより、複数のスイッチング基板ＳＳの夫々に実装されるスイッチング素子を、冷却流体で冷却することが可能となる。

【0043】

本実施形態では、スイッチング基板ＳＳとは異なる、スイッチング素子が実装された他の基板も、冷却プレート６０に対して複数のスイッチング基板ＳＳが設けられている側に設けられている。スイッチング基板ＳＳとは異なる、スイッチング素子が実装された他の基板とは、第１基板ＳＳ１、第２基板ＳＳ２、及び第３基板ＳＳ３とは異なる、スイッチング素子Ｑ１,Ｑ２が実装された第４基板ＳＳ４である。冷却プレート６０に対して複数のスイッチング基板ＳＳが設けられている側とは、本実施形態では、冷却プレート６０よりも上方である。したがって、第４基板ＳＳ４は、第１基板ＳＳ１、第２基板ＳＳ２、及び第３基板ＳＳ３と同様に、冷却プレート６０よりも上方に設けられる。なお、第４基板ＳＳ４には、スイッチング素子Ｑ１,Ｑ２の夫々のソース端子とドレイン端子とに亘って設けられるダイオードＤも実装される。

【0044】

〔その他の実施形態〕
次に、電力変換モジュール１のその他の実施形態について説明する。

【0045】

上記実施形態では、電力変換モジュール１が、複数のスイッチング基板ＳＳの夫々に沿って、冷却流体が内部に流通する冷却プレート６０を備えているとして説明した。しかしながら、電力変換モジュール１は、冷却プレート６０を備えずに構成することも可能である。

【0046】

上記実施形態では、制御基板４Ｓは、複数のスイッチング基板ＳＳに対して冷却プレート６０と反対側に設けられているとして説明した。しかしながら、制御基板４Ｓは、複数のスイッチング基板ＳＳの夫々と同じ高さの位置に設けられていてもよい。また、制御基板４Ｓは、複数のスイッチング基板ＳＳよりも、冷却プレート６０側に設けてもよい。

【0047】

上記実施形態では、スイッチング素子は、インバータ３が有する複数のレグ３Ａ,３Ｂ,３Ｃの夫々と、交直変換部１０が有する複数のレグ１０Ａ,１０Ｂの夫々と、コンバータ２０が有する複数のレグ３１Ａ,３１Ｂ,４１Ａ,４１Ｂの夫々とに設けられるとして説明した。しかしながら、スイッチング素子は、インバータ３が有する複数のレグ３Ａ,３Ｂ,３Ｃと、交直変換部１０が有する複数のレグ１０Ａ,１０Ｂと、コンバータ２０が有する複数のレグ３１Ａ,３１Ｂ,４１Ａ,４１Ｂとのうちの少なくともいずれか一つに設けられるように構成することも可能である。

【0048】

上記実施形態では、コンバータ２０は、第１変換部３１と、第２変換部４１と、第３変換部５１とを有するとして説明した。しかしながら、コンバータ２０は、第１変換部３１のみを設けて構成することも可能である。

【0049】

上記実施形態では、スイッチング基板ＳＳとは異なる第４基板ＳＳ４が、冷却プレート６０に対して複数のスイッチング基板ＳＳが設けられている側に設けられているとして説明した。しかしながら、スイッチング基板ＳＳとは異なる第４基板ＳＳ４が、冷却プレート６０に対して複数のスイッチング基板ＳＳが設けられている側とは反対側に設けるように構成することも可能である。なお、冷却プレート６０はその内部に流体を流通させるものとして説明したが、流体を流さずに構成することも可能である。

【0050】

〔上記実施形態の概要〕
以下、上記において説明した電力変換モジュール１の概要について説明する。

【0051】

（１）車両駆動装置１００に設けられる電力変換モジュール１は、互いに並列に接続された複数のレグの夫々に設けられるスイッチング素子ＱＨ,ＱＬが実装された複数のスイッチング基板ＳＳと、スイッチング素子ＱＨ,ＱＬを駆動する制御部４が実装された制御基板４Ｓと、を備え、複数のスイッチング基板ＳＳの夫々が、車両駆動装置１００のハウジング１００Ｈ内において、互いに同じ高さの位置に設けられている。

【0052】

本構成によれば、複数のスイッチング基板ＳＳの夫々が、車両駆動装置１００のハウジング１００Ｈ内において、互いに同じ高さの位置に設けられているので、制御基板４Ｓからの配線の引き回しを簡便に行うことができる。これにより、複数のスイッチング基板ＳＳの夫々に接続される配線を互いに離間して設けることができるので、夫々の配線を介して伝送される信号同士の影響を低減することが可能となる。したがって、電力変換モジュール１の誤動作を無くす（防止する）または低減することが可能となる。

【0053】

（２）（１）に記載の電力変換モジュール１は、複数のスイッチング基板ＳＳの夫々に沿って、冷却流体が内部に流通する冷却プレート６０が備えられており、制御基板４Ｓは、複数のスイッチング基板ＳＳに対して冷却プレート６０と反対側に設けられていると好適である。

【0054】

本構成によれば、複数のスイッチング基板ＳＳの夫々を冷却プレート６０を流通する冷却流体により冷却することが可能となる。また、制御基板４Ｓと複数のスイッチング基板ＳＳの夫々との間の配線を短くできる。したがって、当該配線の引き回しを簡便に行うことができ、また当該配線により伝送される信号の耐ノイズ性を向上することが可能となる。

【0055】

（３）（１）又は（２）に記載の電力変換モジュール１は、スイッチング素子が、車両に搭載されるバッテリＢ１からの直流電力によりモータＭに通電するインバータ３が有する複数のレグ３Ａ,３Ｂ,３Ｃの夫々と、外部からの交流電力を直流電力に変換する交直変換部１０が有する複数のレグ１０Ａ,１０Ｂの夫々と、交直変換部１０にて変換された直流電力を、バッテリＢ１を充電可能な直流電力に変換するコンバータ２０が有する複数のレグ３１Ａ,３１Ｂ,４１Ａ,４１Ｂの夫々とに設けられ、コンバータ２０は、交直変換部１０からの直流電力をトランスＴの一次巻線Ｔ１に入力する第１変換部３１と、トランスＴの二次巻線Ｔ２からの交流電力を、バッテリＢ１を充電可能な直流電力に変換する第２変換部４１とを有し、複数のスイッチング基板ＳＳは、交直変換部１０及び第１変換部３１が有するスイッチング素子ＱＨ,ＱＬが実装される第１基板ＳＳ１と、第２変換部４１が有するスイッチング素子ＱＨ,ＱＬが実装される第２基板ＳＳ２と、インバータ３が有するスイッチング素子ＱＨ,ＱＬが実装される第３基板ＳＳ３と、を含むと好適である。

【0056】

本構成の電力変換モジュール１には、交直変換部１０、コンバータ２０の第１変換部３１、第２変換部４１、及びインバータ３の夫々が有する、互いに並列に接続された複数のレグの夫々に、複数のスイッチング素子が設けられる。したがって、交直変換部１０、コンバータ２０の第１変換部３１、第２変換部４１、及びインバータ３の夫々に実装されるスイッチング素子の誤動作を防止するまたは低減することが可能となる。

【0057】

（４）（２）に記載の電力変換モジュール１は、スイッチング基板ＳＳとは異なる、スイッチング素子Ｑ１,Ｑ２が実装された他の第４基板ＳＳ４も、冷却プレート６０に対して複数のスイッチング基板ＳＳが設けられている側に設けられていると好適である。

【0058】

本構成によれば、複数のスイッチング基板ＳＳだけでなく、制御基板４Ｓと他の第４基板ＳＳ４との間の配線も短くできる。したがって、当該配線の引き回しを簡便に行うことができ、また当該配線により伝送される信号の耐ノイズ性を向上することが可能となる。

【産業上の利用可能性】

【0059】

本開示に係る技術は、車両駆動装置に設けられる電力変換モジュールに利用することができる。

【符号の説明】

【0060】

１：電力変換モジュール、３：インバータ、３Ａ：レグ、３Ｂ：レグ、３Ｃ：レグ、４：制御部、４Ｓ：制御基板、１０：交直変換部、１０Ａ：レグ、１０Ｂ：レグ、２０：コンバータ、３１：第１変換部、３１Ａ：レグ、３１Ｂ：レグ、４１：第２変換部、４１Ａ：レグ、４１Ｂ：レグ、６０：冷却プレート、１００：車両駆動装置、１００Ｈ：ハウジング、Ｂ１：バッテリ、Ｍ：モータ、ＱＨ：スイッチング素子、ＱＬ：スイッチング素子、ＳＳ：スイッチング基板、ＳＳ１：第１基板、ＳＳ２：第２基板、ＳＳ３：第３基板、Ｔ：トランス、Ｔ１：一次巻線、Ｔ２：二次巻線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】