特許 7411910 冷却構造、充電装置、及び車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-28

(45)【発行日】2024-01-12

(54)【発明の名称】冷却構造、充電装置、及び車両

(51)【国際特許分類】

   H05K 7/20 20060101AFI20240104BHJP

【ＦＩ】

H05K7/20 B

H05K7/20 F

H05K7/20 A

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020047729

(22)【出願日】2020-03-18

(65)【公開番号】P2021150447

(43)【公開日】2021-09-27

【審査請求日】2022-10-11

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】木村 真也

【審査官】黒田 久美子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１３９２８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１５２４４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１３４９５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２４４０４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３７４０７５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｋ ７／２０

Ｈ０１Ｌ ２３／３６－２３／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハーネスと、
前記ハーネスと電気的に接続される基板と、
一端が前記ハーネスと前記基板との間に接続され前記ハーネスの熱が伝わる伝熱部材と、
前記伝熱部材の他端に接続され、前記伝熱部材に伝わった熱を放射する放熱部材と、
を備え、
前記伝熱部材の材料は導電性材料である冷却構造。

【請求項2】

前記伝熱部材の熱抵抗は、前記基板の熱抵抗よりも低い請求項１に記載の冷却構造。

【請求項3】

前記ハーネスを前記基板と電気的に接続する接続部材をさらに備え、
前記伝熱部材の一端は前記接続部材に接続され、
前記伝熱部材の他端は前記放熱部材に接続される請求項１又は２に記載の冷却構造。

【請求項4】

前記伝熱部材の一部は、前記接続部材の一部と前記基板の一部との間に配置される請求項３に記載の冷却構造。

【請求項5】

前記接続部材の一部と前記伝熱部材の一部と前記基板の一部は、螺子止めにより固定される、請求項４に記載の冷却構造。

【請求項6】

前記伝熱部材の形状はＣ字形状である、請求項５に記載の冷却構造。

【請求項7】

前記放熱部材は前記伝熱部材からポッティング材を介して前記放熱部材に伝わった熱を放射する、請求項１に記載の冷却構造。

【請求項8】

請求項１から７の何れか一項に記載の前記冷却構造を備えた充電装置。

【請求項9】

請求項８に記載の前記充電装置を備えた車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、冷却構造、充電装置、及び車両に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、基板間に大電流が流れることによりコネクタで発生する熱を放射する技術が開示される。当該コネクタは、プラグに接する接点と当該接点が固定される板状の導電性部材とを備え、プラグと接点との接触点から導電性部材へ伝わる熱を、導電性部材で放射する構成を有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－１３４２８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

充電装置などに設けられる一般的な基板の定格温度は、当該基板に接続されるハーネスの定格温度よりも低い傾向がある。従って、例えば数十［Ａ］から数百［Ａ］の電流がハーネスに流れると、ハーネスで発生した熱が基板へ伝わることにより、ハーネスの温度がハーネスの定格温度以下であっても、基板の温度が基板の定格温度を超える可能性がある。この熱対策のために定格温度が高い特殊な仕様の基板を利用すると、当該基板を搭載した装置が専用設計品となり、製造コストが高くなる傾向があるため好ましくない。従って、従来技術では、基板の温度上昇を抑制する上での改善の余地がある。

【0005】

本開示の非限定的な実施例は、ハーネスに接続される基板の温度上昇を抑制できる冷却構造、充電装置、及び車両の提供に資する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一実施例に係る冷却構造は、ハーネスと、前記ハーネスと電気的に接続される基板と、一端が前記ハーネスと前記基板との間に接続され前記ハーネスの熱が伝わる伝熱部材と、前記伝熱部材の他端に接続され、前記伝熱部材に伝わった熱を放射する放熱部材と、を備え、前記伝熱部材の材料は導電性材料である。

【0007】

本開示の一実施例に係る充電装置は、冷却構造を備える。

【0008】

本開示の一実施例に係る車両は、充電装置を備える。

【発明の効果】

【0009】

本開示の一実施例によれば、ハーネスに接続される基板の温度上昇を抑制できる冷却構造、充電装置、及び車両を構築できる。

【0010】

本開示の一実施例における更なる利点及び効果は、明細書及び図面から明らかにされる。かかる利点及び／又は効果は、いくつかの実施形態並びに明細書及び図面に記載された特徴によってそれぞれ提供されるが、１つ又はそれ以上の同一の特徴を得るために必ずしも全てが提供される必要はない。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本開示の実施の形態に係る車両の構成を示す図

【図2】ＡＣＤＣコンバータの拡大図

【図3】本開示の実施の形態に係る充電装置の外観を示す図

【図4】本開示の実施の形態に係る充電装置の内部構造を示す図

【図5】伝熱部材を有さない充電装置の熱伝達経路における熱抵抗モデルを示す図

【図6】本実施の形態に係る充電装置内のハーネスの熱が伝わる経路上の熱抵抗モデルを模式的に示す図

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

【0013】

（実施の形態）
図１は本開示の実施の形態に係る車両の構成を示す図である。車両１００は、充電装置１、車載電池２、電装品３、及びインバータ４を備える。車両１００は、例えば、電気自動車、ハイブリッド車、プラグインハイブリッド車などの電動車両である。

【0014】

充電装置１は、交流電源２００又は急速充電設備３００から供給される電力を利用して車載電池２を充電する装置である。充電装置１は、ＡＣＤＣ（Alternating Current to Direct Current）コンバータ１０、及びＤＣＤＣ（Direct Current to Direct Current）コンバータ１１を備える。

【0015】

ＡＣＤＣコンバータ１０は、交流電圧を全波整流するブリッジ回路２０と、絶縁型のトランス３０とを備える。なおＡＣＤＣコンバータ１０は、全波整流された電圧を所望の値の直流電圧に変換するための不図示のスイッチング素子、基板なども備える。当該基板は、ブリッジ回路２０、スイッチング素子などの回路部品を搭載するプリント基板である。基板の詳細については後述する。このように構成されるＡＣＤＣコンバータ１０は、交流電源２００から供給される交流電圧を所望の値の直流電圧に変換して車載電池２へ供給することで、車載電池２を充電する。

【0016】

車載電池２は、車両１００に搭載される走行用モータ（主電動機）、電装品３などを駆動するための電力を蓄電する手段であり、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池などである。電装品３は、例えば、ナビゲーション、オーディオ装置、エアコン、パワーウィンドウ、デフォッガ、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）、ＧＰＳ（Global Positioning System）モジュール、車載カメラなどである。インバータ４は、直流電力を交流電力に変換して主電動機へ供給する電力変換装置である。

【0017】

このように構成される車両１００では、車載電池２の蓄電容量の増加に伴い、車載電池２の充電時間を短くするニーズが高まっている。車載電池２を短時間に充電するためにＡＣＤＣコンバータ１０の出力電流が増加すると、ＡＣＤＣコンバータ１０に接続される配線、すなわち電力供給用のハーネスで発生する熱が急激に増加する。この熱は、導体に流れる電流の２乗に比例して増加する。このようにハーネスで発生した熱は、ハーネスに接続されるＡＣＤＣコンバータ１０内の基板に伝わるため、ハーネスに流れる電流が増加するほど、当該基板の温度が増加する傾向がある。

【0018】

ところが、ＩＧＢＴなどのパワーモジュールを搭載することを前提とする定格温度が高い特殊な仕様の基板を除き、一般的な基板の定格温度は、当該基板に接続されるハーネスの定格温度よりも低い傾向がある。一般的な基板の定格温度は例えば１２０℃、ハーネスの定格温度は例えば２００℃である。これは、例えば電装品３を駆動するための電流の値は充電電流に比べて小さい値であるため、ＤＣＤＣコンバータ１１などに利用される一般的な仕様の基板の温度は定格温度を超えることが想定されてないためである。従って、数十［Ａ］から数百［Ａ］の電流がハーネスに流れると、ハーネスで発生した熱が、ハーネスに接続される基板へ伝わることにより、ハーネスの温度がハーネスの定格温度以下であっても、基板の温度が基板の定格温度を超えて、基板が破損する虞がある。この熱対策のためには、定格温度が高い特殊な仕様の基板を利用するなどの措置が必要になるが、ＡＣＤＣコンバータ１０が専用設計品となり、製造コストが高くなる傾向があるため、好ましくない。

【0019】

このようなことに鑑みて、本実施の形態に係る充電装置１は、ハーネスで発生した熱の一部を放熱部材へ逃がす経路を設けることにより、ハーネスで発生した熱が基板に伝わり難くして、基板の温度上昇を抑制する冷却構造を採用する。以下に、図２などを参考して冷却構造について説明する。

【0020】

図２はＡＣＤＣコンバータの拡大図である。図３は端子及びハーネスの拡大図である。図２に示すようにＡＣＤＣコンバータ１０は、基板５０を備える。基板５０には、端子４１が接続される。具体的には、基板５０に搭載されるトランス３０の二次側巻き線側に端子４１が接続される。端子４１は、ハーネス４２の一端にカシメ加工、溶接などにより接続される導電性の丸形端子である。

【0021】

ハーネス４２の端子４１側とは反対側にはコネクタ４３が接続される。コネクタ４３は、例えばＡＣＤＣコンバータ１０の筐体側に配置されるコネクタである。

【0022】

次に図３及び図４を参照して冷却構造を詳細に説明する。図３などにおいて、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向は、それぞれ、Ｘ軸に平行な方向、Ｙ軸に平行な方向、Ｚ軸に平行な方向を表す。Ｘ軸方向とＹ軸方向は、互いに直交する。Ｘ軸方向とＺ軸方向は、互いに直交する。Ｙ軸方向とＺ軸方向は、互いに直交する。ＸＹ平面は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に平行な仮想平面を表す。ＸＺ平面は、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に平行な仮想平面を表す。ＹＺ平面は、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に平行な仮想平面を表す。また、Ｘ軸方向のうち、矢印で示す方向はプラスＸ軸方向とし、当該方向とは逆の方向はマイナスＸ軸方向とする。Ｙ軸方向のうち、矢印で示す方向はプラスＹ軸方向とし、当該方向とは逆の方向はマイナスＹ軸方向とする。Ｚ軸方向のうち、矢印で示す方向はプラスＺ軸方向とし、当該方向とは逆の方向はマイナスＺ軸方向とする。

【0023】

図３は本開示の実施の形態に係る充電装置の外観を示す図であり、図４は本開示の実施の形態に係る充電装置の内部構造を示す図である。充電装置１は、図１に示すＡＣＤＣコンバータ１０、ＤＣＤＣコンバータ１１などを構成する回路部品などを収容する筐体５と、筐体５に接続される車両側配線ユニット６とを備える。図４に示すように車両側配線ユニット６にはバスバー４５が設けられる。

【0024】

冷却構造３００は、ハーネス４２と、ハーネス４２と電気的に接続される基板５０と、一端がハーネス４２と基板５０との間に接続されハーネス４２の熱が伝わる伝熱部材４６とを備える。また冷却構造３００は、伝熱部材４６の他端に接続され伝熱部材４６に伝わった熱を放射する放熱部材であるヒートシンク４８を備える。

【0025】

バスバー４５は、ハーネス４２を基板５０と電気的に接続する接続部材である。バスバー４５は、基板５０に設けられるＡＣＤＣコンバータ１０を構成する回路部品から出力される電流を、ハーネス４２へ中継する機能、ハーネス４２で発生した熱をバスバー４５と機械的及び熱的に接続される伝熱部材４６へ中継する機能などを有する。伝熱部材４６の詳細については後述する。

【0026】

バスバー４５は、棒形状の導電性部材である。バスバー４５は、例えば、基板５０のマイナスＹ軸方向の端面側に配置される。バスバー４５の材料は、例えば銅である。なお、バスバー４５の材料は、銅に限定されず、金、銀、アルミニウム、白金、クロムなどの導電性材料でもよい。また、バスバー４５の材料は、黄銅等の銅合金、アルミニウム合金などでもよいし、酸化防止や接触抵抗低減のための金、銀、ニッケル、スズなどの表面メッキ処理がされたものでもよい。また、バスバー４５の形状は棒形状に限定されず、例えば、折り曲げ部と、折り曲げ部からプラスＹ軸方向に伸びる第１延伸部と、折り曲げ部からプラスＸ軸方向に伸びる第２延伸部とを備えるＬ字形状の導電性部材でもよい。

【0027】

バスバー４５のマイナスＸ軸方向の端部寄りの位置には端子４１が配置され、端子の穴と、バスバー４５のマイナスＸ軸方向の端部寄りの位置に形成される不図示の貫通孔とに、ネジ５１が挿入される。その後、ネジ５１の雄ネジ部に例えばナットなどが締結される。これにより、ネジ５１の雄ネジ部が端子４１と機械的に接続されて、バスバー４５のマイナスＸ軸方向の端部に、端子４１が密着するようにして固定される。従って、端子４１がバスバー４５へ強固に接続されるため、例えば車両１００の走行によって充電装置１が振動した場合でも、端子４１とバスバー４５の電気的接続状態が維持されて、信頼性の高い接合が可能となる。

【0028】

バスバー４５のプラスＸ軸方向の端部寄りの位置には、不図示の雌ネジ部が形成される。バスバー４５の雌ネジ部には、バスバー４５のプラスＹ軸方向の端面側からマイナスＹ軸方向の端面側に向けて、ネジ４９が挿入される。ネジ４９の雄ネジ部が、バスバー４５の雌ネジ部にねじ込まれることにより、基板５０のマイナスＹ軸方向の端面側に配置されたバスバー４５のマイナスＹ軸方向の端面と、基板５０との間の隙間が狭くなる。これにより、当該隙間に挿入された伝熱部材４６の端部が、バスバー４５と基板５０とに挟まれる形となる。従って、伝熱部材４６がバスバー４５へ強固に接続され、例えば車両１００の走行によって充電装置１が振動した場合でも、伝熱部材４６とバスバー４５との機械的接続状態が維持されて、信頼性の高い接合が可能となる。

【0029】

また、伝熱部材４６が挟まれることにより、伝熱部材４６のプラスＹ方向の端面が、例えば基板５０の設けられる端子と接触する。この接触とは、基板５０上の導体に伝熱部材４６が機械的に接続された状態を意味する。基板５０上の導体は、例えば、伝熱部材４６を接続するための専用の導電性部材でもよいし、基板５０上の銅箔（配線パターン）でもよい。伝熱部材４６が基板５０と接触することにより、バスバー４５は、伝熱部材４６を介して、基板５０上の回路部品（例えば図１に示すトランス３０など）と電気的に接続される。

【0030】

また、伝熱部材４６が挟まれることにより、伝熱部材４６は、バスバー４５のプラスＸ軸方向の端部と熱的に接続される。従って、ハーネス４２からバスバー４５に伝わった熱は、基板５０に伝わる前に伝熱部材４６に伝わる。伝熱部材４６に伝わった熱の大部分は、伝熱部材４６と熱的に接続されるヒートシンク４８に伝わり、ヒートシンク４８の表面から放射される。

【0031】

次に伝熱部材４６の構成について説明する。伝熱部材４６は、例えば、ＹＺ断面がＣ字形状の導電性部材である。伝熱部材４６の材料は、例えばバスバー４５の材料と同様である。伝熱部材４６は、例えば、ＸＹ平面と平行な導電性部材である底部４６ａと、底部４６ａのプラスＹ軸方向の端部からマイナスＺ軸方向に起立する起立部４６ｂと、底部４６ａのマイナスＹ軸方向の端部からマイナスＺ軸方向に起立する起立部４６ｃとを備える。

【0032】

起立部４６ｂは、バスバー４５と平行な板状に形成される。具体的には、起立部４６ｂは、バスバー４５と基板５０とに挟まれたときに、バスバー４５との接触面積が大きくなるように、バスバー４５のプラスＸ軸方向の端部領域と平行な板状に形成される。起立部４６ｂは、導電性部材であるため、バスバー４５と基板５０とに挟まれることにより、バスバー４５と電気的及び熱的に接続され、基板５０と電気的に接続される。従って、バスバー４５と基板５０との間に、起立部４６ｂが介在していても、バスバー４５から基板５０へ電流が流れ、また、バスバー４５の熱が起立部４６ｂに伝わる。

【0033】

起立部４６ｂには、ネジ４９を挿入する不図示の貫通孔が形成される。当該貫通孔は、前述したバスバー４５の雌ネジ部と同軸に配置される。

【0034】

起立部４６ｃは、ヒートシンク４８と面接触する部分であり、ヒートシンク４８との熱的な接触面積が大きくなるように、例えばヒートシンク４８のプラスＹ軸方向の端面４８ａと平行な板状に形成される。ヒートシンク４８の端面４８ａは、ヒートシンク４８の溝部４８ｂを形作る壁面の一部である。溝部４８ｂは、例えばヒートシンク４８の基板５０と向き合う面に形成され、マイナスＹ軸方向に窪む形状の空間である。溝部４８ｂは、Ｚ軸方向に伸びている。起立部４６ｃのマイナスＹ軸方向の端面は、例えば、ポッティング４７を介して、ヒートシンク４８と熱的に接続される。ポッティング４７は、例えばシリコン系の材料で構成され、起立部４６ｃをヒートシンク４８から電気的に絶縁した状態で、起立部４６ｃをヒートシンク４８に密着させる機能を有する。これにより、ハーネス４２からの電流がヒートシンク４８に流れることを防ぎながら、起立部４６ｃとヒートシンク４８との間の隙間を減らして、接触面積を増やすことで、放熱性を高めることができる。従って、締結部材などを用いることなく、起立部４６ｃの熱を効率良くヒートシンク４８へ伝えることができる。なお、伝熱部材４６は、Ｃ字形状に形成した場合、アンテナとして機能し得る。ヒートシンク４８の溝部４８ｂを形作る壁面で伝熱部材４６の周囲を囲む構造とすることにより、伝熱部材４６へのノイズの影響を低減できる。

【0035】

なお、伝熱部材４６の形状は、Ｃ字形状に限定されず、少なくとも一端がバスバー４５と熱的に接する構造のものであればよく、例えばＹＺ断面がＵ字、Ｉ字、Ｌ字などの形状のものでもよい。ただし、Ｃ字形状の伝熱部材４６を用いた場合、板状の導電性部材をプレス加工することで容易に伝熱部材４６を製造できる。従って、Ｉ字などの伝熱部材４６に比べて、伝熱部材４６の生産効率を高めることができる。さらに、Ｉ字、Ｌ字などの伝熱部材４６に比べて、ヒートシンク４８及びバスバー４５のそれぞれとの接触面積を大きくできるため、ハーネス４２から伝わった熱をヒートシンク４８へ効率的に伝えることができ、基板５０の温度上昇を抑制し得る。なお、伝熱部材４６は、起立部４６ｂの熱伝導性を有する材料で構成し、熱伝導性を有しない底部４６ａ及び起立部４６ｃで構成してもよい。

【0036】

次に図５及び図６を参照して冷却構造３００の熱抵抗モデルについて説明する。

【0037】

図５は伝熱部材を有さない一般的な充電装置内のハーネスの熱が伝わる経路上の熱抵抗モデルを模式的に示す図である。Ｐ_Ｈはハーネス４２で発生する電力損失に相当する熱を表す。Ｒ_Ｈはハーネス４２の熱抵抗［Ｋ／Ｗ］である。Ｒ_Ｈには、ハーネス４２の導体の熱抵抗とハーネス４２に接続される端子４１の熱抵抗とを含む。なお、端子４１を利用せずにハーネス４２をバスバー４５に直接接続する場合、Ｒ_Ｈには、ハーネス４２の導体の熱抵抗を含む。

【0038】

Ｔ_ｘ１はハーネス４２とバスバー４５の接続箇所の温度を表す。Ｒ_Ｂはバスバー４５の熱抵抗を表す。具体的には、Ｒ_Ｂは、バスバー４５のハーネス４２との接続箇所から、バスバー４５の基板５０上の導体（配線パターン、端子など）との接続箇所までの熱抵抗を表す。

【0039】

Ｔ_ｐはバスバー４５と基板５０の接続箇所の温度を表す。Ｒ_Ｐは基板５０の熱抵抗であり、Ｒ_Ｐには、例えば、基板５０上の配線パターン、端子などの熱抵抗などが含まれる。Ｔ_Ａ１は基板５０とヒートシンクの接続部の温度である。Ｒ_Ｉは基板５０と接続されるヒートシンク自身の熱伝導による熱抵抗と、ヒートシンクと冷却媒体の間の熱伝達による熱抵抗との合成熱抵抗を表す。Ｔ_Ｗは冷却水、空気などの放熱冷媒の温度である。

【0040】

Ｐ_ｐは、基板５０に伝わる熱を表す。ハーネス４２からバスバー４５に伝わった熱が全て基板５０に伝わると仮定した場合、Ｐ_ｐは、Ｐ_Ｈとほぼ等しい値となる。従って、大電流がハーネス４２に流れることによりハーネス４２で発生した熱が基板５０に伝わると、ハーネス４２の温度がハーネス４２の定格温度以下であっても、基板５０の温度が基板５０の定格温度を超えて、基板５０が破損する虞がある。

【0041】

図６は本実施の形態に係る充電装置内のハーネスの熱が伝わる経路上の熱抵抗モデルを模式的に示す図である。以下では、図５に示される符号と同一の符号については説明を省略し、異なる符号について説明する。

【0042】

Ｒ_ｘは伝熱部材４６の熱抵抗を表す。Ｔ_Ｆは伝熱部材４６とヒートシンク４８の接続部の温度を表す。Ｒ_Ｈは放熱冷媒とヒートシンクの間の熱伝達率による熱抵抗であり、放熱冷媒の物性、流速、ヒートシンクの形状に依存する。Ｔ_Ａ２はヒートシンク表面の温度を表す。Ｐ_Ｆは、Ｒ_ｐ及びＲ_Ｉの合計値（Ｒ_ｐ＋Ｒ_Ｉ）に対する、Ｒ_ｘ、Ｒ_Ａ、Ｒ_Ｆ、及びＲ_Ｈの合計値（Ｒ_ｘ＋Ｒ_Ａ＋Ｒ_Ｆ＋Ｒ_Ｈ）の比率に依存する。

【0043】

Ｒ_Ｆは、伝熱部材４６とヒートシンク４８の間に設けられる絶縁材（ポッティング４７など）による熱抵抗を表す。伝熱部材４６、ヒートシンク４８及びＲ_Ｈにより形成される放熱経路の中ではＲ_Ａが支配的である。Ｒ_Ｆを下げるには、例えば、伝熱部材４６とヒートシンク４８との対向面積を広くし、起立部４６ｃからポッティング４７までの距離を短くすることが有効である。Ｒ_Ａはヒートシンク４８の熱抵抗を表す。ハーネス４２から伝熱部材４６に伝わった熱が全てヒートシンク４８に伝わると仮定した場合、Ｐ_ｐは、Ｐ_ｐ＝Ｐ_Ｈ－Ｐ_Ｆで算出されるため、図６に示すＰ_ｐの値は、図５に示すＰ_ｐの値よりも小さくなる。

【0044】

本実施の形態に係る冷却構造３００によれば、熱抵抗の並列回路が形成されるため、伝熱部材４６を経由する合成熱抵抗（Ｒ_ｘ＋Ｒ_Ａ＋Ｒ_Ｆ＋Ｒ_Ｈ）が、例えば基板５０を経由する合成熱抵抗（Ｒ_ｐ＋Ｒ_Ｉ）よりも高い場合でも、ハーネス４２で発生した熱が基板５０に伝わり難くなる。ただし、伝熱部材４６の熱抵抗が、基板５０の導体の熱抵抗よりも低い場合、ハーネス４２で発生した熱が伝熱部材４６に伝わりやすくなり、基板５０の温度上昇を一層抑制できるため、より好ましい。

【0045】

なお、伝熱部材４６は、導電性の部材に限定されず、例えば伝熱部材４６の熱抵抗が、基板５０の導体の熱抵抗よりも低い、非導電性の部材で構成してもよい。熱抵抗が低い（熱伝導率が高い）非導電性の部材は、例えば、アルミナ、シリコン、ゲルマニウムなどである。この場合、バスバー４５と基板５０との電気的な接続を確保するため、ネジ４９だけでなく、バスバー４５から基板５０に伸びる導電性部材を追加することが好ましい。この構成により、ポッティング４７を用いることなく、非導電性の伝熱部材４６をヒートシンク４８に直接固定できるため、充電装置１の組み立ての際、非導電性の伝熱部材４６の位置決めなどの作業が不要になり、組み立て作業性が向上する。

【0046】

次に充電装置１の組み立て方法について説明する。図４に示す車両側配線ユニット６を筐体５に組み付ける場合、バスバー４５のプラスＸ軸方向の先端が伝熱部材４６のマイナスＹ軸方向の端面と向き合う位置まで、車両側配線ユニット６をプラスＸ軸方向に移動させる。そして、バスバー４５の先端が伝熱部材４６のマイナスＹ軸方向の端面と向き合う位置で、図４に示すネジ４９が、バスバー４５にねじ込まれる。これにより、バスバー４５が伝熱部材４６と熱的に接続され、さらにバスバー４５が基板５０と電気的に接続される。車両側配線ユニット６が筐体５に組み付けられることにより、大電流が流れる導電性部材（ハーネス４２、バスバー４５など）の長さを短くできるため、当該導電性部材のロスが小さくなり、また、当該導電性部材の利用量を低減できる。従って、例えば充電装置１の充電効率を向上させながら、車両１００の軽量化を図ることができる。なお、バスバー４５は、その一端が車両側配線ユニット６に固定されていてもよい。

【0047】

また、本実施の形態に係る充電装置１は、基板５０にハーネス４２の熱が伝わりに難くなるため、基板５０に搭載せれる電解質コンデンサ、半導体スイッチング素子などの回路部品の寿命を延ばすことができると共に、回路部品の品質低下が抑制されて充電装置１の信頼性が向上する。また、基板５０、回路部品などを冷却するための冷却ファンが用いられている場合、冷却ファンの稼働時間を低減でき、冷却ファンの寿命を延ばすことができる。また、基板５０にハーネス４２の熱が伝わりに難くなることにより、基板５０に搭載される半導体素子のジャンクション温度が定格温度以上になることを抑制でき、動作の信頼性が高い充電装置１を得ることができる。

【0048】

また、伝熱部材４６が接続される位置は、ハーネス４２と基板５０の間であればよく、バスバー４５と基板５０との間（バスバー４５の先端と基板５０が向き合う位置）に限定されない。例えば、伝熱部材４６が接続される位置は、ハーネス４２がバスバー４５に接続される箇所でもよい。この場合、例えば、伝熱部材４６の一端が例えばハーネス４２の端子とバスバー４５との間に挟み込みように接続されることで、伝熱部材４６がハーネス４２と熱的に接続され、バスバー４５が基板５０に直接接続される。また、伝熱部材４６が接続される位置は、ハーネス４２の中間部分でもよい。この場合、バスバー４５に伝熱部材４６の一端を溶接、ネジ止め（螺子止め）などで固定することで、伝熱部材４６がバスバー４５と熱的に接続される。

【0049】

なお、本実施の形態に係る冷却構造３００は、ＡＣＤＣコンバータ１０以外の装置、例えばＤＣＤＣコンバータ１１、インバータ４などにも適用可能である。ただし、急速充電を必要とする車載電池２の充電に利用されるＡＣＤＣコンバータ１０に冷却構造３００を適用することにより、充電時の大電流で発熱するハーネス４２からの熱を、基板５０へ伝わり難くできるため、ＡＣＤＣコンバータ１０に却構造３００を用いることがより好ましい。

【0050】

なお、本実施の形態に係る車両１００は、自動車に限定されず、鉄道車両、バイクなどの自動車以外の乗り物でもよい。

【0051】

以上、図面を参照しながら各種の実施の形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、開示の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

【0052】

以上、本開示の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

【産業上の利用可能性】

【0053】

本開示の一実施例は、冷却構造、充電装置、及び車両に好適である。

【符号の説明】

【0054】

１ 充電装置
２ 車載電池
４２ ハーネス
４５ バスバー
４６ 伝熱部材
４８ ヒートシンク
５０ 基板
１００ 車両
３００ 冷却構造

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】