特開 2024-27366 設置型電力変換装置

(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】P2024027366

(43)【公開日】2024-03-01

(54)【発明の名称】設置型電力変換装置

(51)【国際特許分類】

   H02M 3/00 20060101AFI20240222BHJP

   H05K 7/20 20060101ALI20240222BHJP

【ＦＩ】

H02M3/00 Y

H05K7/20 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022130110

(22)【出願日】2022-08-17

(71)【出願人】

【識別番号】000004606

【氏名又は名称】ニチコン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000475

【氏名又は名称】弁理士法人みのり特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】加古 有史

(72)【発明者】

【氏名】西村 桂

【テーマコード（参考）】

5E322

5H730

【Ｆターム（参考）】

5E322BA01

5E322BA03

5E322BA05

5E322BB03

5E322EA10

5H730AA15

5H730AS17

5H730BB81

5H730ZZ01

5H730ZZ07

5H730ZZ12

(57)【要約】

【課題】生産の複雑化および高コスト化を招くことなく、電気回路部品を冷却することが可能な設置型電力変換装置を提供する。
【解決手段】筐体と、筐体の内部空間の上下中央に配置され、交流電力を直流電力に変換して出力する電源ユニット部９と、を備える設置型電力変換装置であって、内部空間を、電源ユニット部９が配置された第１空間と、電源ユニット部９の上方の上方空間Ｓ２、電源ユニット部９の下方の下方空間Ｓ１、および接続空間Ｓ３、Ｓ４からなる第２空間と、に分離する隔壁部２９と、第１空間に外部空気を取り込み、外部空気により電源ユニット部９を空冷させる空冷手段と、を備え、第２空間は、隔壁部２９と筐体とで囲まれた密閉空間であり、第２空間には、内部空気を循環させる循環手段１３、３０が配置されていることを特徴とする。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

設置面に設置される箱型の筐体と、
前記筐体の内部空間の上下中央に配置され、交流電力を直流電力に変換して出力する電源ユニット部と、
を備える設置型電力変換装置であって、
前記内部空間を、前記電源ユニット部が配置された第１空間と、前記電源ユニット部の上方の上方空間、前記電源ユニット部の下方の下方空間、および前記上方空間と前記下方空間とを接続する接続空間からなる第２空間と、に分離する隔壁部と、
前記第１空間に外部空気を取り込み、前記外部空気により前記電源ユニット部を空冷させる空冷手段と、を備え、
前記第２空間は、前記隔壁部と前記筐体とで囲まれた空間であり、前記第２空間には、内部空気を循環させる循環手段が配置されている
ことを特徴とする設置型電力変換装置。

【請求項2】

前記空冷手段は、
前記筐体の下部に設けられた吸気口と、
前記電源ユニット部の下方に設けられた空冷用ファンと、
前記筐体の上部に設けられた排気口と、を含み、
前記空冷用ファンは、前記電源ユニット部の下方に配置される
ことを特徴とする請求項１に記載の設置型電力変換装置。

【請求項3】

前記循環手段は、
前記接続空間に設けられた、前記上方空間と前記下方空間とを連通させるダクト部と、
前記下方空間の内部空気を前記上方空間に移動させる循環用ファンと、を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の設置型電力変換装置。

【請求項4】

前記筐体の外部に設けられた複数の充電ケーブルと、
前記直流電力を前記複数の充電ケーブルに分配するためのリレー回路が実装されたリレー基板と、を備え、
前記リレー基板は、前記上方空間に配置される
ことを特徴とする請求項３に記載の設置型電力変換装置。

【請求項5】

前記循環用ファンは、送出した前記内部空気が前記リレー基板の実装部品に直接当たるように、前記上方空間と前記接続空間との境界部分に配置される
ことを特徴とする請求項４に記載の設置型電力変換装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、設置型電力変換装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、電気自動車やプラグインハイブリッド車等の電動車の車載バッテリを充電するために、充電スタンドと呼ばれる設置型電力変換装置が使用される。設置型電力変換装置は、設置面に設置される筐体と、筐体内に収容された電力変換のための電気回路部品とを備える。

【0003】

筐体内に収容された電気回路部品の冷却方法としては、空冷が一般的である。空冷を行うために、筐体には、外部から空気を取り入れるための吸気口と、電気回路部品によって暖められた空気を外部に排気するための排気口とが設けられている（例えば、特許文献１参照）。

【0004】

空冷は、電気回路部品の冷却効果に優れている反面、筐体の内部に埃、水分、塩分等を取り込むことになるため、電気回路部品に悪影響（例えば、性能や信頼性の低下）を及ぼすおそれがある。

【0005】

この対策として、電気回路部品が搭載された基板全面にシリコンボンド等の封止材料を塗布することで、埃、水分、塩分等から電気回路部品を保護することができる。しかしながら、電気回路部品が搭載された全ての基板に対して上記の対策を行うことは、生産が複雑になり、コストアップを招くという問題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１８－５０３８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、生産の複雑化および高コスト化を招くことなく、電気回路部品を冷却することが可能な設置型電力変換装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明に係る設置型電力変換装置は、
設置面に設置される箱型の筐体と、
前記筐体の内部空間の上下中央に配置され、交流電力を直流電力に変換して出力する電源ユニット部と、
を備える設置型電力変換装置であって、
前記内部空間を、前記電源ユニット部が配置された第１空間と、前記電源ユニット部の上方の上方空間、前記電源ユニット部の下方の下方空間、および前記上方空間と前記下方空間とを接続する接続空間からなる第２空間と、に分離する隔壁部と、
前記第１空間に外部空気を取り込み、前記外部空気により前記電源ユニット部を空冷させる空冷手段と、を備え、
前記第２空間は、前記隔壁部と前記筐体とで囲まれた空間であり、前記第２空間には、内部空気を循環させる循環手段が配置されていることを特徴とする。

【0009】

設置型電力変換装置の電気回路部品では、通常、電源ユニット部が最も発熱量が大きくなる。そこで、この構成では、電源ユニット部を第１空間に配置して空冷させる一方、隔壁部により第１空間とは分離した第２空間を形成し、第２空間に電源ユニット部以外の電気回路部品を配置可能にする。第２空間には、内部空気を循環させる循環手段が配置されているため、電気回路部品を冷却することが可能となり、当該電気回路部品にシリコンボンド等の封止材料を塗布する必要はなくなる。

【0010】

前記設置型電力変換装置において、
前記空冷手段は、
前記筐体の下部に設けられた吸気口と、
前記電源ユニット部の下方に設けられた空冷用ファンと、
前記筐体の上部に設けられた排気口と、を含み、
前記空冷用ファンは、前記電源ユニット部の下方に配置されるよう構成できる。

【0011】

前記設置型電力変換装置において、
前記循環手段は、
前記接続空間に設けられた、前記上方空間と前記下方空間とを連通させるダクト部と、
前記下方空間の内部空気を前記上方空間に移動させる循環用ファンと、を含むよう構成できる。

【0012】

前記設置型電力変換装置は、
前記筐体の外部に設けられた複数の充電ケーブルと、
前記直流電力を前記複数の充電ケーブルに分配するためのリレー回路が実装されたリレー基板と、を備え、
前記リレー基板は、前記上方空間に配置されるよう構成できる。

【0013】

前記設置型電力変換装置において、
前記循環用ファンは、送出した前記内部空気が前記リレー基板の実装部品に直接当たるように、前記上方空間と前記接続空間との境界部分に配置されるよう構成できる。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、生産の複雑化および高コスト化を招くことなく、電気回路部品を冷却することが可能な設置型電力変換装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施形態に係る設置型電力変換装置の外観図であって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は背面図、（Ｃ）は左側面図、（Ｄ）は右側面図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る設置型電力変換装置の電気回路部品のブロック図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る設置型電力変換装置の筐体内部の斜視図である。

【図4】本発明の一実施形態に係る設置型電力変換装置の内部構造を示す背面図である。

【図5】本発明の一実施形態に係る設置型電力変換装置の第１空間（空冷空間）の説明図であって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は背面図、（Ｃ）は左側面図、（Ｄ）は右側面図である。

【図6】本発明の一実施形態に係る設置型電力変換装置の第２空間（密閉空間）の説明図であって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は背面図、（Ｃ）は左側面図、（Ｄ）は右側面図である。

【図7】本発明の一実施形態に係る循環用ファンとリレー基板との位置関係を示す図であって、（Ａ）は左側面図、（Ｂ）は斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、添付図面を参照して、本発明に係る設置型電力変換装置の実施形態について説明する。

【0017】

図１に、本発明の一実施形態に係る設置型電力変換装置１の外観図を示す。設置型電力変換装置１は、電気自動車やプラグインハイブリッド車等の電動車の車載バッテリを充電するための充電スタンドであって、設置面に設置される箱型の筐体２と、筐体２の内部空間に収容された電気回路部品と、複数（本実施形態では、２つ）の充電ケーブル３、４とを備える。

【0018】

筐体２は、設置面に設置される台座部２ａと、台座部２ａ上に設けられた正面パネル２ｂ、背面パネル２ｃ、左側面パネル２ｄ、右側面パネル２ｅおよび天井パネル２ｆを備える。充電ケーブル３は、左側面パネル２ｄの上部から筐体２の外部に引き出されている。充電ケーブル４は、右側面パネル２ｅの上部から筐体２の外部に引き出されている。充電ケーブル３、４の先端に設けられた充電コネクタは、正面パネル２ｂに収納される。

【0019】

正面パネル２ｂには、ユーザが操作可能に構成されたユーザインタフェース５が設けられている。ユーザインタフェース５は、操作ボタン等の操作部と、ディスプレイ等の表示部と、課金部とを備える。課金部は、設置型電力変換装置１の利用料金（充電料金）に関する課金の受付を行う。

【0020】

右側面パネル２ｅの下部には、筐体２内に外部の空気（以下、外部空気という。）を取り込むためのスリット状の吸気口６が設けられている。背面パネル２ｃの上部には、取り込んだ外部空気を排気するためのスリット状の排気口７が設けられている。背面パネル２ｃには、排気口７を覆うようにコの字型の金属板８が取り付けられており、排気口７から排気された外部空気は、金属板８の上下から排気される。

【0021】

筐体２の内部空間は、外部空気が通過する第１空間（空冷空間）と、第１空間から分離された第２空間（密閉空間）とに分けられる。第１空間は、第２空間よりも電気回路部品の冷却に適している。このため、設置型電力変換装置１では、発熱量が大きい電気回路部品を第１空間に配置し、発熱量が小さい電気回路部品を第２空間に配置する。

【0022】

図２に、設置型電力変換装置１の電気回路部品のブロック図を示す。設置型電力変換装置１は、入力端Ｔ１～Ｔ３と、出力端Ｔ４～Ｔ７と、電源ユニット部９と、入力部１０と、リレー基板１１とを備える。

【0023】

入力端Ｔ１～Ｔ３は外部の交流電源に接続され、外部の交流電源から交流電力が入力される。出力端Ｔ４、Ｔ５は充電ケーブル３に接続され、出力端Ｔ６、Ｔ７は充電ケーブル４に接続される。入力端Ｔ１～Ｔ３は筐体２の下部に設けられ、出力端Ｔ４～Ｔ７は筐体２の上部に設けられる。図２では、入力端Ｔ１～Ｔ３および出力端Ｔ４～Ｔ７を筐体２上に示しているが、入力端Ｔ１～Ｔ３は筐体２と入力部１０の間に設けられてもよいし、出力端Ｔ４～Ｔ７は筐体２とリレー基板１１の間に設けられてもよい。

【0024】

電源ユニット部９は、並列接続された複数（本実施形態では、５つ）の電源ユニット９－１～９－５で構成される。電源ユニット９－１は、矩形状の金属ケース内に収容された電気回路部品（ＡＣ／ＤＣ変換回路、ＤＣ／ＤＣ変換回路およびこれらを駆動させる各駆動回路）で構成され、入力された交流電力を直流電力に変換して出力する。ＡＣ／ＤＣ変換回路は、入力された交流電力の力率を改善しつつ、当該交流電力を直流電力に変換してＤＣ／ＤＣ変換回路に出力する。ＤＣ／ＤＣ変換回路は、ＡＣ／ＤＣ変換回路から入力された直流電力を、所望の（例えば、電動車側から要求された）直流電力に変換する。ＤＣ／ＤＣ変換回路は、例えば、１次側スイッチング回路と、絶縁トランスと、２次側整流回路とで構成される。電源ユニット９－２～９－５は、電源ユニット９－１と同様の構成である。電源ユニット９－１～９－５は、それぞれ最大２０［ｋＷ］の直流電力を出力可能に構成され、電源ユニット部９は、最大１００［ｋＷ］の直流電力を出力可能に構成される。

【0025】

電源ユニット部９は、電気回路部品の中で発熱量が最も大きくなるため、第１空間に配置される。電源ユニット９－１～９－５において、電気回路部品（ＡＣ／ＤＣ変換回路、ＤＣ／ＤＣ変換回路および各駆動回路）が搭載された基板は、全面にシリコンボンド等の封止材料が塗布された状態で、金属ケース内に収容される。

【0026】

入力部１０は、入力端Ｔ１～Ｔ３と電源ユニット部９との間に設けられた電気回路部品で構成され、少なくともブレーカ（例えば、漏電遮断器）を含む。入力部１０は、電源ユニット部９よりも発熱量が小さくなる。入力部１０は、第２空間に配置される。

【0027】

リレー基板１１は、リレー回路を構成する複数のリレーが実装された回路基板である。リレー基板１１のリレー回路は、電源ユニット部９と出力端Ｔ４～Ｔ７とを接続する電力線に介装され、電源ユニット部９の出力を充電ケーブル３、４の２系統に分配する。リレー基板１１は、電源ユニット部９よりは発熱量が小さくなり、入力部１０よりも発熱量が大きくなる。リレー基板１１は、第２空間に配置される。

【0028】

設置型電力変換装置１は、２つの空冷用ファン１２（１２－１、１２－２）と、１つの循環用ファン１３とを備える。空冷用ファン１２は第１空間に配置され、循環用ファン１３は第２空間に配置される。空冷用ファン１２、吸気口６および排気口７は、本発明の「空冷手段」に相当する。循環用ファン１３は、第２空間内の空気（以下、内部空気という。）を循環させる。

【0029】

設置型電力変換装置１は、他の電気回路部品として、制御用電源１４と、第１制御基板１５と、第２制御基板１６と、第３制御基板１７と、パソコン１８とを備える。これらの電気回路部品は、発熱量が小さいため、第２空間に配置される。

【0030】

制御用電源１４は、直流の制御用電圧を生成し、生成した制御用電圧を第１制御基板１５、第２制御基板１６、第３制御基板１７およびパソコン１８に供給する。図２では、制御用電源１４から直接、第１制御基板１５、第２制御基板１６、第３制御基板１７およびパソコン１８に制御用電圧を供給しているが、例えば、制御用電源１４から第１制御基板１５を経由して、第２制御基板１６、第３制御基板１７およびパソコン１８に制御用電圧を供給してもよい。

【0031】

第１制御基板１５は、メイン制御回路が実装された回路基板である。メイン制御回路は、電源ユニット９－１～９－５の割り当て制御を行う。具体的には、メイン制御回路は、電動車側から要求された指令値（例えば、充電電流指令値）および充電ケーブル３、４の使用状況に応じて、電源ユニット９－１～９－５の駆動／駆動停止の制御に関する第１制御信号と、リレー基板１１のリレーのオン／オフ制御に関する第２制御信号とを、第２制御基板１６に出力する。また、メイン制御回路は、空冷用ファン１２の駆動制御も行う。

【0032】

第２制御基板１６は、出力制御回路が実装された回路基板である。出力制御回路は、第１制御信号に基づいて電源ユニット９－１～９－５の駆動／駆動停止の制御を行うとともに、第２制御信号に基づいてリレー基板１１のリレーのオン／オフ制御を行う。例えば、出力制御回路は、電源ユニット部９の出力が充電ケーブル３のみに分配されるようにリレー基板１１のリレーを制御するとともに、電源ユニット９－１～９－５の少なくとも１つの電源ユニットを駆動させ、駆動中の電源ユニットに対して、充電ケーブル３から出力される充電電流の電流値を目標値（充電電流指令値）に一致させるための充電電流制御を行う。また、出力制御回路は、循環用ファン１３の駆動制御も行う。

【0033】

第３制御基板１７は、ＵＩ制御回路が実装された回路基板である。ＵＩ制御回路は、ユーザインタフェース５の制御、および電動車との通信（例えば、充電ケーブル３、４を介した電動車とのＣＡＮ通信）を行う。

【0034】

パソコン１８は、記憶部と、演算部と、通信部（入出力部）と、これらを制御する制御部とで構成される。パソコン１８は、ユーザインタフェース５との通信を行い、ユーザインタフェース５の動作状態のログ（例えば、操作部における操作のログ、課金部における課金のログ）を記憶する。

【0035】

図３に示すように、筐体２は、台座部２ａ上に設けられたフレーム１９を備える。フレーム１９は、台座部２ａの上面に設けられた矩形状の下枠２０と、下枠２０の四隅に立設された４つの支柱２１～２４と、支柱２１～２４の上端に設けられた矩形状の上枠２５とを備える。支柱２１、２２側に正面パネル２ｂが取り付けられ、支柱２３、２４側に背面パネル２ｃが取り付けられ、支柱２１、２３側に左側面パネル２ｄが取り付けられ、支柱２２、２４側に右側面パネル２ｅが取り付けられ、上枠２５の上面側に天井パネル２ｆが取り付けられる。

【0036】

筐体２は、第１ダクト部２６および第２ダクト部２７を備える。第１ダクト部２６は、フレーム１９内の右下部に設けられ、吸気口６から取り込んだ外部空気の流路となる。第２ダクト部２７は、第１ダクト部２６の左側面の上部において、第１ダクト部２６と連通する。第２ダクト部２７は、左側面が支柱２１、２３に固定され、第１ダクト部２６と同様に外部空気の流路となる。第２ダクト部２７の上面には、２つの空冷用ファン１２が設けられている。吸気口６から取り込まれた外部空気は、第１ダクト部２６および第２ダクト部２７を経由して空冷用ファン１２に吸い込まれる。

【0037】

筐体２は、空冷用ファン１２よりも上方の支柱２３、２４間に、第１支持部材２８ａおよび第２支持部材２８ｂを備える。第１支持部材２８ａは、電源ユニット９－１～９－５の下面の背面側端部を支持し、第２支持部材２８ｂは、電源ユニット９－１～９－５の背面の上面側端部を支持する。第２支持部材２８ｂの上方に、背面パネル２ｃの排気口７が設けられる。

【0038】

第１ダクト部２６および第２ダクト部２７の上方には、筐体２の内部空間を、外部空気が通過する第１空間と、外部空気が通過しない第２空間とに分離する隔壁部２９が設けられている。隔壁部２９は、複数の隔壁２９ａ～２９ｇで構成される。複数の隔壁２９ａ～２９ｇは、一枚の金属板を折り曲げ加工したものでもよいし、複数枚の金属板を接合したものでもよい。

【0039】

隔壁２９ａは、排気口７よりも上方に位置し、第１空間の上端を画定する。隔壁２９ａの背面側の端面は、空気が通過しないように、シール部材を介して背面パネル２ｃに接している。隔壁２９ｂ、２９ｃは、第２支持部材２８ｂよりも上方に位置し、正面側において、循環用ファン１３やリレー基板１１を配置するためのスペースを確保し、背面側において、電源ユニット９－１～９－５とリレー基板１１とを接続する電力線を配置するためのスペースを確保する。当該電力線は隔壁２９ｃを貫通しているが、貫通部分には空気が通過しないようにシール部材が設けられている。

【0040】

隔壁２９ｄは、電源ユニット９－１～９－５の正面側に位置する。隔壁２９ｄの正面側の右側端部には、循環用ダクト部３０（本発明の「ダクト部」に相当）が設けられている。循環用ダクト部３０は、循環用ファン１３の上端から隔壁２９ｄの下端近傍まで延びている。循環用ダクト部３０と、隔壁２９ｄの循環用ダクト部３０が設けられた部分（以下、隔壁２９ｄ’という。）により、第２空間の内部空気の流路が形成される。また、隔壁２９ｄと正面パネル２ｂとの間も、内部空気の流路となる。循環用ダクト部３０および循環用ファン１３は、本発明の「循環手段」に相当する。

【0041】

隔壁２９ｅ～２９ｇは、空冷用ファン１２の正面側において、隔壁２９ｄの下端と第１ダクト部２６および第２ダクト部２７の上面との間に位置する。隔壁２９ｇの下端は、空気が通過しないように、第１ダクト部２６および第２ダクト部２７の上面に接している。また、隔壁部２９の左側面は、空気が通過しないようにシール部材を介して左側面パネル２ｄに接し、隔壁部２９の右側面は、同様にシール部材を介して右側面パネル２ｅに接している。

【0042】

このように、隔壁部２９によって、筐体２の内部空間が第１空間と第２空間とに分離される。第２空間は、隔壁部２９と筐体２とで囲まれた密閉空間であるが、完全な密閉空間である必要はない。例えば、隔壁２９ａ～２９ｇの境界部分や第１ダクト部２６および第２ダクト部２７の角部等に、設計上の寸法の誤差や組み立て加工時の誤差等による隙間が生じていてもよい。

【0043】

図４に、設置型電力変換装置１の内部構造の背面図を示す。同図に示すように、電気回路部品の中で発熱量が最も大きくなる電源ユニット９－１～９－５は、筐体２の内部空間の上下中央に配置される。より詳しくは、電源ユニット９－１～９－５は、第１支持部材２８ａと第２支持部材２８ｂとの間において、第１空間に配置される。

【0044】

電源ユニット９－１～９－５の下方の第２空間（本発明の「下方空間」に相当）には、入力部１０、制御用電源１４、第１制御基板１５、第３制御基板１７およびパソコン１８を含む電気回路部品が配置される。これらの電気回路部品は、第１ダクト部２６の外周面または第２ダクト部２７の外周面に取り付けられたり、第２ダクト部２７の下方に設けられた保持部材３１に取り付けられたりする。

【0045】

電源ユニット９－１～９－５の上方の第２空間（本発明の「上方空間」に相当）には、リレー基板１１および第２制御基板１６を含む電気回路部品が配置される。これらの電気回路部品は、隔壁部２９またはフレーム１９に取り付けられる。また、充電ケーブル３、４は、電源ユニット９－１～９－５の上方の第２空間から筐体２の外部に引き出されている。

【0046】

次に、図５を参照して、空冷空間である第１空間の冷却について説明する。図５において、ハッチングを施した部分は第１空間を示している。

【0047】

第１空間では、空冷用ファン１２が駆動することにより、右側面下部（吸気口６）から取り込まれた外部空気が、第１ダクト部２６および第２ダクト部２７を経由して、空冷用ファン１２に吸い込まれる。空冷用ファン１２は電源ユニット部９の下方に配置されているため、空冷用ファン１２から送出された外部空気は、電源ユニット部９に直接当たり、電源ユニット部９の冷却効果を高める。電源ユニット部９（電源ユニット９－１～９－５間の隙間を含む）を通過した外部空気は、背面上部（排気口７）から排気される。

【0048】

次に、図６を参照して、密閉空間である第２空間の冷却について説明する。図６において、ハッチングを施した部分は第２空間を示している。なお、循環用ダクト部３０については、ハッチングを施すと見づらくなるため、ハッチングを施していない。

【0049】

第２空間は、電源ユニット部９の下方空間Ｓ１と、電源ユニット部９の上方空間Ｓ２と、電源ユニット部９の正面側の空間であって循環用ダクト部３０内の第１接続空間Ｓ３と、電源ユニット部９の正面側の空間であって循環用ダクト部３０外の第２接続空間Ｓ４とで構成される。第１接続空間Ｓ３および第２接続空間Ｓ４は、本発明の「接続空間」に相当し、下方空間Ｓ１と上方空間Ｓ２と接続する（連通させる）空間である。

【0050】

上方空間Ｓ２は、電源ユニット部９で発生した熱の影響を受けやすく、しかも、電源ユニット部９の次に発熱量が大きいリレー基板１１が配置されている。このため、上方空間Ｓ２は下方空間Ｓ１よりも高温になる。換言すれば、下方空間Ｓ１の内部空気は、上方空間Ｓ２の内部空気よりも低温になる。また、下方空間Ｓ１は上方空間Ｓ２よりも容積が大きいため、下方空間Ｓ１の冷えた内部空気を循環させることで、電気回路部品（特に、リレー基板１１）の冷却が可能となる。

【0051】

第２空間では、循環用ファン１３が駆動することにより、下方空間Ｓ１の冷えた内部空気が、循環用ダクト部３０内の第１接続空間Ｓ３を経由して、循環用ダクト部３０の上端に設けられた循環用ファン１３に吸い込まれる。循環用ファン１３から上方空間Ｓ２に送出された内部空気は、上方空間Ｓ２に配置された電気回路部品（リレー基板１１および第２制御基板１６）を冷却する。上方空間Ｓ２の内部空気は、第２接続空間Ｓ４を経由して下方空間Ｓ１に移動する。このように、第２空間の内部空気は、下方空間Ｓ１→第１接続空間Ｓ３→上方空間Ｓ２→第２接続空間Ｓ４→下方空間Ｓ１と循環する。

【0052】

図７に、上方空間Ｓ２に配置されたリレー基板１１と循環用ファン１３との位置関係を示す。図７の（Ａ）は左側面図であり、（Ｂ）は斜視図である。

【0053】

リレー基板１１は、循環用ファン１３の羽根の回転軸の近傍に、隔壁２９ｂと平行に配置される。リレー基板１１は、隔壁２９ｂに設けられ複数の第１軸部材３２の先端に取り付けられている。リレー基板１１の正面側には、リレー回路を構成する複数のリレーＲＬが実装されるとともに、四隅に第２軸部材３３が取り付けられている。第２軸部材３３の先端には、リレー基板１１よりも大きい基板３４がリレー基板１１と並行に取り付けられている。このようなリレー基板１１と循環用ファン１３との位置関係により、循環用ファン１３から送出された内部空気をリレー基板１１の実装部品（特に、リレーＲＬ）に直接当てることができ、リレー回路の冷却効果を高めることができる。

【0054】

上記のとおり、設置型電力変換装置１では、電源ユニット部９を第１空間に配置して空冷させる一方、隔壁部２９により第１空間とは分離した第２空間を形成し、第２空間に電源ユニット部９以外の電気回路部品を配置している。第２空間では、循環用ファン１３により、下方空間Ｓ１の冷えた内部空気を上方空間Ｓ２に循環させるため、上方空間Ｓ２に配置したリレー基板１１を含む電気回路部品を冷却することができる。また、第２空間に配置した電気回路部品にシリコンボンド等の封止材料を塗布する必要はなくなる。したがって、設置型電力変換装置１によれば、生産の複雑化および高コスト化を招くことなく、電気回路部品を冷却することができる。

【0055】

なお、電源ユニット部９は、設置型電力変換装置１の電気回路部品の中で、発熱量が最も大きいだけでなく、重量も最も大きい。このため、電源ユニット部９を筐体２の上部に配置すると、設置型電力変換装置１の耐震性が低下する。一方で、電源ユニット部９を筐体２の下部に配置すると、電源ユニット部９の上方の全ての電気回路部品が電源ユニット部９の熱の影響を受けるため、冷却の効果が低下してしまう。この点、設置型電力変換装置１では、電源ユニット部９を筐体２の上下中央に配置しているため、耐震性を低下させることなく、下方空間Ｓ１の冷えた内部空気により上方空間Ｓ２に配置したリレー基板１１を含む電気回路部品を冷却することができる。

【0056】

以上、本発明に係る設置型電力変換装置の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

【0057】

本発明に係る設置型電力変換装置は、設置面に設置される箱型の筐体と、筐体の内部空間の上下中央に配置され、交流電力を直流電力に変換して出力する電源ユニット部と、を備える設置型電力変換装置であって、内部空間を、電源ユニット部が配置された第１空間と、電源ユニット部の上方の上方空間、電源ユニット部の下方の下方空間、および上方空間と下方空間とを接続する接続空間からなる第２空間と、に分離する隔壁部と、第１空間に外部空気を取り込み、外部空気により電源ユニット部を空冷させる空冷手段と、を備え、第２空間は、隔壁部と筐体とで囲まれた空間であり、第２空間には、内部空気を循環させる循環手段が配置されているのであれば、適宜構成を変更することができる。

【0058】

例えば、上記実施形態において、循環用ファン１３の位置および個数は変更できる。例えば、複数の循環用ファン１３を、第２接続空間Ｓ４と上方空間Ｓ２との境界に配置し、下方空間Ｓ１の冷えた内部空気を、第２接続空間Ｓ４を経由して上方空間Ｓ２に移動させてもよい。この場合、複数の循環用ファン１３は、空冷用ファン１２と同様にファンの羽根の回転軸が上下方向になるように配置することが好ましい。また、循環用ファン１３の位置の変更に伴い、循環用ダクト部３０の大きさも適宜変更することができる。

【0059】

本発明に係る設置型電力変換装置は、単一の充電ケーブルを備えていてもよいし、３つ以上の充電ケーブルを備えていてもよい。単一の充電ケーブルを備える場合、電源ユニット部の出力を分配するためのリレー回路が実装されたリレー基板は不要となる。

【0060】

第２空間における電気回路部品の配置は、適宜変更してもよいが、電気回路部品にリレー基板が含まれる場合、リレー基板を第２空間の上方空間に配置することが好ましい。また、第１空間に、電源ユニット部とともに他の電気回路部品を配置してもよい。

【符号の説明】

【0061】

１ 設置型電力変換装置
２ 筐体
２ａ 台座部
２ｂ 正面パネル
２ｃ 背面パネル
２ｄ 左側面パネル
２ｅ 右側面パネル
２ｆ 天井パネル
３、４ 充電ケーブル
５ ユーザインタフェース
６ 吸気口
７ 排気口
８ 金属板
９ 電源ユニット部
９－１～９－５ 電源ユニット
１０ 入力部
１１ リレー基板
１２ 空冷用ファン
１３ 循環用ファン
１４ 制御用電源
１５ 第１制御基板
１６ 第２制御基板
１７ 第３制御基板
１８ パソコン
１９ フレーム
２０ 下枠
２１～２４ 支柱
２５ 上枠
２６ 第１ダクト部
２７ 第２ダクト部
２８ａ 第１支持部材
２８ｂ 第２支持部材
２９ 隔壁部
２９ａ～２９ｇ 隔壁
３０ 循環用ダクト部
３１ 保持部材
３２ 第１軸部材
３３ 第２軸部材
３４ 基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】