特許 7420051 電力変換装置

(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】2024-01-15

(45)【発行日】2024-01-23

(54)【発明の名称】電力変換装置

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20240116BHJP

【ＦＩ】

H02M7/48 Z

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2020184031

(22)【出願日】2020-11-03

(65)【公開番号】P2022074192

(43)【公開日】2022-05-18

【審査請求日】2023-02-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】100106149

【弁理士】

【氏名又は名称】矢作 和行

(74)【代理人】

【識別番号】100121991

【弁理士】

【氏名又は名称】野々部 泰平

(74)【代理人】

【識別番号】100145595

【弁理士】

【氏名又は名称】久保 貴則

(72)【発明者】

【氏名】芝村 悠平

【審査官】川口 貴裕

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－１７２０２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１１２７６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１６５６０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５００５６４０（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｍ ７／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電力変換を行う電力変換装置（１３）であって、
前記電力変換を行うためのスイッチング素子（３２）を有するパワーモジュール（４１）と、
前記パワーモジュールを冷却する冷媒が流れる冷媒流路（５１）を形成する流路形成部（５２）と、
を備え、
前記冷媒流路は、
一方向（Ｘ）に延び、前記冷媒を案内する案内路（６３）と、
前記案内路の上流側に設けられ、前記案内路の幅方向（Ｙ）に曲がっている曲がり路（６２）と、
前記案内路に接続された分岐口（７２，７２Ｍ）を有し、前記案内路から複数に分岐した分岐路（７１）と、
を有し、
前記案内路は、前記曲がり路の内周面（６２ｃ）から延びた内側面（６３ｃ）と、前記曲がり路の外周面（６２ｄ）から延びた外側面（６３ｄ）と、を前記幅方向において互いに対向する一対の対向面として有しており、
複数の前記分岐口のうち最も上流に設けられた上流分岐口（７２Ｍ）は、前記幅方向において前記外側面よりも前記内側面に近い位置に設けられている、電力変換装置。

【請求項2】

前記上流分岐口は、前記幅方向において前記案内路の中心線（Ｃ１）と前記内側面との間に設けられている、請求項１に記載の電力変換装置。

【請求項3】

前記幅方向において、前記上流分岐口の幅寸法（Ｗａ）は、前記上流分岐口と前記案内路の前記中心線との離間距離（Ｗｂ）よりも小さい、請求項２に記載の電力変換装置。

【請求項4】

前記分岐路は、前記一方向に直交する方向（Ｙ，Ｚ）に延びている、請求項１～３のいずれか１つに記載の電力変換装置。

【請求項5】

前記冷媒流路は、
前記分岐路を有し前記案内路に接続され、前記パワーモジュールに重ねて設けられ、前記パワーモジュールを冷却する冷却路（７０）を有している、請求項１～４のいずれか１つに記載の電力変換装置。

【請求項6】

前記冷媒流路は、
前記曲がり路を介して前記案内路に接続され、前記冷媒を前記曲がり路に供給する供給路（６１）を有しており、
前記冷却路は、前記供給路と前記パワーモジュールとの間に設けられている、請求項５に記載の電力変換装置。

【請求項7】

前記冷媒流路は、前記曲がり路に前記冷媒を導入する導入路（６０）を有しており、
前記導入路の上流端部（６０ａ）の断面積（Ｓ１）は、前記案内路と前記曲がり路との境界部（６５）の断面積（Ｓ２）以下である、請求項１～６のいずれか１つに記載の電力変換装置。

【請求項8】

前記上流分岐口は、前記一方向を長手とする扁平状になっている、請求項１～７のいずれか１つに記載の電力変換装置。

【請求項9】

前記一方向での前記上流分岐口の長さ寸法（Ｌａ１）は、複数の前記分岐口のうち前記上流分岐口に隣り合う分岐口（７２）と前記上流分岐口との離間距離（Ｌｂ）よりも大きい、請求項１～８のいずれか１つに記載の電力変換装置。

【請求項10】

前記上流分岐口は、前記案内路と前記曲がり路との境界部（６５）を前記一方向に跨ぐ位置に設けられている、請求項１～９のいずれか１つに記載の電力変換装置。

【請求項11】

前記分岐口において、前記案内路に設けられた案内側部分（７２ａ）の前記一方向の長さ寸法（Ｌａ２）は、前記曲がり路に設けられた曲がり側部分（７２ｂ）の前記一方向の長さ寸法（Ｌａ３）よりも大きい、請求項１０に記載の電力変換装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この明細書における開示は、電力変換装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、電力変換を行う電力変換装置が開示されている。この電力変換装置は、スイッチング素子を有するパワーモジュールと、冷媒が流れる冷媒流路と、パワーモジュールを収容したケースと、を有している。ケースにおいては、管状突条の開口部がパワーモジュールで塞がれることで冷媒流路の一部が形成されている。パワーモジュールには冷却フィンが形成されており、この冷却フィンが突条の内部に入り込んだ状態になっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－１６１８８４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、冷媒流路が冷却フィン等により複数の分岐路に分岐した構成では、冷媒が流れる流量や速さが分岐路ごとにばらつき、冷媒によるパワーモジュールの冷却効果が低下する、ということが懸念される。

【0005】

本開示の主な目的は、冷媒によるパワーモジュールの冷却効果を高めることができる電力変換装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この明細書に開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。また、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例であって、技術的範囲を限定するものではない。

【0007】

上記目的を達成するため、開示された１つの態様は、
電力変換を行う電力変換装置（１３）であって、
電力変換を行うためのスイッチング素子（３２）を有するパワーモジュール（４１）と、
パワーモジュールを冷却する冷媒が流れる冷媒流路（５１）を形成する流路形成部（５２）と、
を備え、
冷媒流路は、
一方向（Ｘ）に延び、冷媒を案内する案内路（６３）と、
案内路の上流側に設けられ、案内路の幅方向（Ｙ）に曲がっている曲がり路（６２）と、
案内路に接続された分岐口（７２，７２Ｍ）を有し、案内路から複数に分岐した分岐路（７１）と、
を有し、
案内路は、曲がり路の内周面（６２ｃ）から延びた内側面（６３ｃ）と、曲がり路の外周面（６２ｄ）から延びた外側面（６３ｄ）と、を幅方向において互いに対向する一対の対向面として有しており、
複数の分岐口のうち最も上流に設けられた上流分岐口（７２Ｍ）は、幅方向において外側面よりも内側面に近い位置に設けられている、電力変換装置である。

【0008】

案内路において複数の分岐口が一方向に並んでいる構成では、これら分岐口ごとに冷媒の流れの速さが異なりやすく、これら分岐口に流れ込む冷媒の流量や速さがばらつきやすいと考えられる。特に、複数の分岐口のうち最上流にある上流分岐口では、他の分岐口に比べて冷媒の流れが速くなりやすく、冷媒が流れ込みにくい、ということが懸念される。

【0009】

これに対して、曲がり路から案内路に流入する冷媒については、曲がり路の内周面に近いほど流れが遅くなりやすい、という知見が得られた。そこで、上記態様によれば、上流分岐口が案内路の内側面寄りの位置に設けられているため、曲がり路の内周面寄りの位置を通って流れが遅くなった冷媒が上流分岐口に到達しやすくなっている。これにより、上流分岐口に流れ込む冷媒の流量が不足しにくくなり、その結果、複数の分岐口に流れ込む冷媒の流量や速さがばらつくことを抑制できる。したがって、冷媒によるパワーモジュールの冷却効果を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１実施形態における駆動システムの構成を示す図。

【図2】電力変換装置の上面図。

【図3】冷却器において導入路の内部構造を示す図。

【図4】冷却器における図２のＩＶ－ＩＶ線断面図。

【図5】冷媒流路とパワーモジュールとの位置関係について説明するための図。

【図6】冷媒のベクトルについて説明するための図。

【図7】第２実施形態における冷媒流路とパワーモジュールとの位置関係について説明するための図。

【図8】第３実施形態における冷媒流路とパワーモジュールとの位置関係について説明するための図。

【図9】第４実施形態における冷媒のベクトルについて説明するための図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士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実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

【0012】

＜第１実施形態＞
図１に示す駆動システム１０は、例えば電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド自動車（ＨＶ）、燃料電池車などの車両に搭載されている。駆動システム１０は、バッテリ１１、モータ１２、電力変換装置１３を有している。駆動システム１０は、モータ１２を駆動して車両の駆動輪を駆動するシステムである。

【0013】

バッテリ１１は、充放電可能な２次電池で構成された直流電圧源であり、電力変換装置１３を介してモータ１２に電力を供給する電源部に相当する。２次電池は、たとえばリチウムイオン電池、ニッケル水素電池である。バッテリ１１は、インバータ３０に高電圧（たとえば数１００Ｖ）を供給する。

【0014】

モータ１２は、３相交流方式の回転電機である。モータ１２は、３相としてＵ相、Ｖ相、Ｗ相を有している。モータ１２は、車両の走行駆動源である電動機として機能する。モータ１２は、回生時に発電機として機能する。なお、モータ１２をモータジェネレータや電動モータと称することもできる。

【0015】

電力変換装置１３は、バッテリ１１とモータ１２との間で電力変換を行う。ここでは、電力変換装置１３の回路構成について図１を参照しつつ説明する。電力変換装置１３は、平滑コンデンサ２１、インバータ３０、制御装置３５を有している。

【0016】

平滑コンデンサ２１は、バッテリ１１から供給される直流電圧を平滑化するコンデンサである。平滑コンデンサ２１は、高電位側の電力ラインであるＰライン２５と低電位側の電力ラインであるＮライン２６とに接続されている。Ｐライン２５はバッテリ１１の正極に接続され、Ｎライン２６はバッテリ１１の負極に接続されている。平滑コンデンサ２１の正極は、バッテリ１１とインバータ３０との間において、Ｐライン２５に接続されている。また、平滑コンデンサ２１の負極は、バッテリ１１とインバータ３０との間において、Ｎライン２６に接続されている。平滑コンデンサ２１は、バッテリ１１に並列に接続されている。平滑コンデンサ２１は、アームスイッチ３２に対して設けられており、スイッチング素子に対して設けられたコンデンサに相当する。

【0017】

インバータ３０は、ＤＣ－ＡＣ変換回路である。インバータ３０は、３相分のアーム回路３１を備えて構成されている。アーム回路３１は、レグと称されることがある。アーム回路３１は、上アーム３１ａと、下アーム３１ｂをそれぞれ有している。上アーム３１ａと下アーム３１ｂは、上アーム３１ａをＰライン２５側として、Ｐライン２５とＮライン２６との間で直列接続されている。上アーム３１ａと下アーム３１ｂとの接続点は、モータ１２における対応する相の巻線に出力ライン２７を介して接続されている。アーム回路３１及び出力ライン２７は、モータ１２のＵ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれに対して設けられている。インバータ３０は、上アーム３１ａ及び下アーム３１ｂを３つずつ有している。

【0018】

アーム３１ａ，３１ｂは、アームスイッチ３２及びダイオード３３を有している。アームスイッチ３２は半導体素子等のスイッチング素子により形成されている。このスイッチング素子としては、例えばｎチャネル型の絶縁ゲートバイポーラトランジスタＩＧＢＴがある。アーム３１ａ，３１ｂは、それぞれアームスイッチ３２とダイオード３３とを１つずつ有している。アーム３１ａ，３１ｂにおいては、ダイオード３３が還流用としてアームスイッチ３２に逆並列に接続されている。上アーム３１ａにおいては、アームスイッチ３２のコレクタがＰライン２５に接続されている。下アーム３１ｂにおいては、アームスイッチ３２のエミッタがＮライン２６に接続されている。そして、上アーム３１ａにおけるアームスイッチ３２のエミッタと、下アーム３１ｂにおけるアームスイッチ３２のコレクタが相互に接続されている。ダイオード３３のアノードは対応するアームスイッチ３２のエミッタに接続され、カソードはコレクタに接続されている。

【0019】

インバータ３０は、制御装置３５によるスイッチング制御にしたがって直流電圧を交流電圧に変換し、モータ１２へ出力する。これにより、モータ１２は所定の回転トルクを発生するように動作する。インバータ３０は、バッテリ１１からの直流電力を３相交流電力に変換し、電力変換部に相当する。インバータ３０は、車両の回生制動時、駆動輪からの回転力を受けてモータ１２が発電した交流電圧を、制御装置３５によるスイッチング制御にしたがって直流電圧に変換し、Ｐライン２５へ出力する。このように、インバータ３０は、バッテリ１１とモータ１２との間で双方向の電力変換を行う。なお、アームスイッチ３２は、電力変換を行うためのスイッチング素子に相当する。

【0020】

制御装置３５は、例えばＥＣＵであり、インバータ３０の駆動を制御する。ＥＣＵは、Electronic Control Unitの略称である。制御装置３５は、例えばプロセッサ、メモリ、Ｉ／Ｏ、これらを接続するバスを備えるマイクロコンピュータ（以下、マイコン）を主体として構成される。制御装置３５は、メモリに記憶された制御プログラムを実行することで、インバータ３０の駆動に関する各種の処理を実行する。

【0021】

制御装置３５は、車両に搭載された統合ＥＣＵなどの上位ＥＣＵから入力される信号や、電流センサなどの各種センサから入力される信号を用いて駆動指令を生成し、この駆動指令に応じてアームスイッチ３２にオン駆動やオフ駆動を行わせる。

【0022】

次に、電力変換装置１３の構造について、図２～図４を参照しつつ説明する。

【0023】

図２に示すように、電力変換装置１３は、パワーモジュール４１及びケース４２を有している。パワーモジュール４１はケース４２に収容されている。ケース４２は、全体として直方体状に形成されている。ケース４２は、パワーモジュール４１の設置などに用いる開口部を有している。この開口部はカバーや外部機器などにより覆われている。本実施形態では、互いに直交した方向をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向と称し、開口部がＺ方向に開口されているとする。また、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向を、横方向、縦方向、上下方向と称することもできる。

【0024】

ケース４２は、複数の部材が組付けられることで形成されている。例えば、ケース４２は、矩形筒状のケース本体に配管等の部材が組付けられることで構成されている。ケース本体や配管等の部材は、アルミニウム等の金属材料により形成されており、熱伝導性を有している。電力変換装置１３においては、パワーモジュール４１の他にも制御基板などの電気部品がケース４２に収容されている。

【0025】

パワーモジュール４１は、アームスイッチ３２を構成するスイッチング素子と、スイッチング素子を保護するモジュール本体とを有している。モジュール本体は、スイッチング素子を封止した封止樹脂体を有している。モジュール本体には、スイッチング素子に電気的に接続された端子が複数設けられている。これら端子には、電力端子と信号端子とが含まれている。電力端子としては、Ｐライン２５に接続されたＰ端子と、Ｎライン２６に接続されたＮ端子と、出力ライン２７に接続された出力端子とがある。なお、スイッチング素子を半導体スイッチと称し、パワーモジュール４１を半導体モジュールと称することもできる。

【0026】

パワーモジュール４１は、ケース４２に複数収容されている。本実施形態では、パワーモジュール４１が１相分のアーム回路３１を構成するスイッチング素子を有しており、ケース４２には、例えば３つのパワーモジュール４１が収容されている。なお、パワーモジュール４１は、複数相分のアーム回路３１を構成するスイッチング素子を有していてもよく、１つのスイッチング素子を有していてもよい。

【0027】

パワーモジュール４１は、全体として矩形板状に形成されている。複数のパワーモジュール４１は、それぞれの板面がＺ方向に直交する向きで、Ｚ方向に直交する方向において横並びに設けられている。本実施形態では、３つのパワーモジュール４１がＸ方向において横並びに設けられている。これらパワーモジュール４１の板面においては、隣り合う辺のうち一方がＸ方向に延び、他方がＹ方向に延びている。なお、パワーモジュール４１をパワーカードと称することもできる。

【0028】

図２、図３に示すように、電力変換装置１３には冷却器５０が設けられている。冷却器５０は、水等の冷媒によりパワーモジュール４１を冷却する。冷却器５０は、冷媒が流れる冷媒流路５１と、冷媒流路５１を形成する流路形成部５２とを有している。冷媒流路５１を流れる冷媒は、流路形成部５２を介してパワーモジュール４１との間で熱交換を行うことでパワーモジュール４１を冷却する。冷媒流路５１は、冷媒を導入する導入路６０と、パワーモジュール４１を冷却する冷却路７０と、冷媒を排出する排出路８０とを有している。冷媒流路５１においては、導入路６０に流入した冷媒が、冷却路７０を通過して排出路８０から排出される。ケース４２においては、導入路６０と排出路８０とがＹ方向に並べられており、導入路６０及び排出路８０と冷却路７０とがＺ方向に並べられている。冷却路７０は、導入路６０と排出路８０とにＹ方向にかけ渡された状態になっている。

【0029】

流路形成部５２は、導入路６０を形成する導入部５２ａと、冷却路７０を形成する冷却部５２ｂと、排出路８０を形成する排出部５２ｃとを有している。導入部５２ａ、冷却部５２ｂ及び排出部５２ｃは、全体として金属材料により形成されており、全体として熱伝導性を有している。例えば、導入部５２ａ、冷却部５２ｂ及び排出部５２ｃは、ケース４２や配管部材などにより形成されている。導入部５２ａ及び排出部５２ｃは、ケース４２から外側に向けて突出しており、これら突出部分のそれぞれには、ゴム製や樹脂製の可撓性を有する外部配管が接続されている。

【0030】

図３において、導入部５２ａ及び導入路６０は、Ｚ方向に直交する方向が長手になるように全体として扁平状に形成されている。導入路６０は、上流路６１、曲がり路６２及び下流路６３を有している。導入路６０は、全体としてＸ方向に延びており、上流端部と下流端部との間で折り返された形状になっている。上流路６１は、導入路６０の上流端部である導入口６０ａを形成している。下流路６３は、導入路６０の下流端部を形成している。曲がり路６２は、上流路６１において折り返された部分を形成している。

【0031】

上流路６１及び下流路６３は、いずれもＸ方向に延びており、互いに平行にＹ方向に並べられている。上流路６１及び下流路６３においては、それぞれの幅方向がＹ方向になっている。冷媒が流れる経路においては、曲がり路６２が、上流路６１と下流路６３との間に設けられており、これら上流路６１と下流路６３とを接続している。曲がり路６２は下流路６３の上流側に設けられている。Ｘ方向においては、曲がり路６２は、上流路６１及び下流路６３に対して横並びに設けられている。曲がり路６２は、上流路６１及び下流路６３のそれぞれに対して幅方向に曲がっている。曲がり路６２は、下流路６３に対して例えば１８０度曲がっている。曲がり路６２は、Ｘ方向において上流路６１及び下流路６３とは反対側に向けて膨らむように湾曲している。曲がり路６２を湾曲路と称することもできる。

【0032】

上流路６１と下流路６３とでは、いずれもＸ方向が冷媒の流れ方向になっている一方で、冷媒が流れる向きはＸ方向において互いに逆になっている。曲がり路６２は、上流路６１から流入してきた冷媒を下流路６３に流出させるように、冷媒の流れる向きを変更している。曲がり路６２は、冷媒の流れる向きを連続的に変更するように連続的に曲がっている。なお、上流路６１が冷媒を供給する供給路に相当し、下流路６３が冷媒を案内する案内路に相当する。また、Ｘ方向が一方向に相当する。

【0033】

導入路６０は、Ｚ方向において互いに対向する一対の対向面として天井面及び床面を有している。これら天井面及び床面には、曲がり路６２の天井面６２ａ及び床面６２ｂと、下流路６３の天井面６３ａ及び床面６３ｂとが含まれている。また、導入路６０は、Ｚ方向に直交する方向において互いに対向する一対の対向面として一対の壁面を有している。これら壁面には、曲がり路６２の内周面６２ｃ及び外周面６２ｄと、下流路６３の内側面６３ｃ及び外側面６３ｄとが含まれている。

【0034】

曲がり路６２の内周面６２ｃは、互いに対向する一対の湾曲面のうち内側の湾曲面であり、外周面６２ｄは外側の湾曲面である。下流路６３においては、内側面６３ｃが曲がり路６２の内周面６２ｃから延びており、外側面６３ｄが曲がり路６２の外周面６２ｄから延びている。なお、湾曲面を曲がり面と称することもできる。また、導入路６０については、一対の壁面が並んだ方向が導入路６０にとっての幅方向である。

【0035】

本実施形態では、説明の便宜上、「流路形成部５２の内面」のことを「冷媒流路５１の内面」というように表現する。例えば曲がり路６２の内周面６２ｃは、正確には流路形成部５２の内周面６２ｃであるが、本実施形態では、曲がり路６２の内周面６２ｃと表現する。

【0036】

図２～図４に示すように、冷却部５２ｂ及び冷却路７０は、Ｚ方向に直交する方向が長手になるように全体として扁平状に形成されている。冷却部５２ｂの外面のうち、冷却部５２ｂの厚さ方向に直交する方向に延びる面を扁平面と称すると、冷却部５２ｂはＺ方向に並んだ一対の扁平面を有している。一対の扁平面のうち一方を上面と称し、他方を下面と称する。

【0037】

冷却路７０は、複数の分岐路７１、重なり路７５、接続路７６を有している。冷媒が流れる経路においては、複数の分岐路７１のそれぞれが、互いに並列の関係で下流路６３と重なり路７５との間に設けられている。これら分岐路７１は、下流路６３と重なり路７５とをそれぞれ接続している。下流路６３から冷却路７０に流入する冷媒は、複数の分岐路７１に流れ込んで分岐した後に、これら分岐路７１のそれぞれから流れ出すことで重なり路７５にて合流する。また、冷媒が流れる流路においては、接続路７６が重なり路７５と排出路８０とを接続している。接続路７６は、重なり路７５と排出路８０との間に、互いに並列の関係で複数設けられている。重なり路７５から排出路８０に流入する冷媒は、複数の接続路７６のいずれかを通る。

【0038】

重なり路７５は、パワーモジュール４１に重なる位置に設けられている。重なり路７５は、Ｚ方向に直交する方向が長手になるように全体として扁平状に形成されている。重なり路７５は、Ｚ方向において互いに対向する一対の対向面として、天井面７５ａ及び床面７５ｂを有している。これら天井面７５ａ及び床面７５ｂは、重なり路７５の厚さ方向であるＺ方向に直交する方向に延びている。重なり路７５と導入路６０とは、Ｚ方向に並ぶように互いに重ねられている。重なり路７５は、上流路６１、曲がり路６２及び下流路６３のそれぞれの少なくとも一部にＺ方向に重複する位置に設けられている。

【0039】

複数の分岐路７１は、Ｚ方向において下流路６３と重なり路７５との間に設けられている。分岐路７１は下流路６３の下流側に設けられている。分岐路７１は、その上流端部である分岐入口７２と、下流端部である分岐出口７３とを有している。分岐路７１は、下流路６３の天井面６３ａ及び重なり路７５の床面７５ｂに直交するＺ方向に延びている。分岐路７１においては、Ｚ方向での一端に分岐入口７２が設けられ、他端に分岐出口７３が設けられている。本実施形態では、分岐路７１において下端部に分岐入口７２が設けられ、上端部に分岐出口７３が設けられている。分岐入口７２は下流路６３の天井面６３ａに設けられており、分岐出口７３は重なり路７５の床面７５ｂに設けられている。複数の分岐路７１のそれぞれにおいて、分岐入口７２と分岐出口７３とはＺ方向に並んでいる。なお、図３においては、分岐入口７２を明確に図示するためにドットハッチングを用いている。また、分岐入口７２が分岐口に相当する。

【0040】

複数の分岐路７１は、いずれもＹ方向に直交する方向が長手になるように全体として扁平状に形成されている。これら分岐路７１は、Ｘ方向において所定間隔で直列に並べられている。各分岐入口７２及び各分岐出口７３は、それぞれＹ方向に直交する方向が長手になるように全体として扁平状に形成されており、Ｘ方向において所定間隔で直列に並べられている。

【0041】

冷却部５２ｂ及び冷却路７０は、Ｚ方向において導入部５２ａ及び導入路６０とパワーモジュール４１との間に設けられている。冷却路７０においては、重なり路７５の天井面７５ａが冷却部５２ｂの上面に沿って延びている。パワーモジュール４１は、冷却部５２ｂに重ねられた状態になっている。パワーモジュール４１の板面と、冷却部５２ｂの上面と、重なり路７５の天井面７５ａとは、Ｚ方向に直交する方向において互いに対向する状態になっている。導入路６０から重なり路７５に流れ込んだ冷媒は、重なり路７５の天井面６３ａに沿って流れることでパワーモジュール４１の板面に沿って流れて、パワーモジュール４１の冷却を行う。複数の接続路７６は、Ｚ方向において重なり路７５と排出路８０との間に設けられている。これら接続路７６は、複数の分岐路７１と同様に、Ｘ方向に並べられている。接続路７６は、Ｙ方向において分岐路７１に並ぶ位置に配置されている。

【0042】

図２に示すように、重なり路７５においては、Ｙ方向での一端寄りの位置に分岐出口７３が設けられており、他端よりの位置に排出路８０が接続されている。分岐出口７３から重なり路７５に流れ込んだ冷媒は、全体として接続路７６に向けてＹ方向に流れる。パワーモジュール４１は、Ｙ方向での分岐出口７３と接続路７６との間の位置であって、分岐出口７３及び接続路７６にＹ方向に並ぶ位置に設けられている。Ｙ方向においては、パワーモジュール４１と分岐出口７３と接続路７６とが１つずつ並べられている。このため、分岐出口７３から重なり路７５に流れ込んで接続路７６から流出する冷媒は、パワーモジュール４１にＺ方向に重複する位置を通りやすくなっている。

【0043】

図２、図５に示すように、冷却路７０は、Ｙ方向において下流路６３から上流路６１側に向けて延び、この上流路６１を介して下流路６３とは反対側まで延びている。Ｚ方向においてパワーモジュール４１に重複する位置には導入路６０の上流路６１が設けられている。上流路６１は、Ｘ方向に並べられた複数のパワーモジュール４１の全てに重複するようにＸ方向に延びている。このため、パワーモジュール４１には、重なり路７５の冷却効果が直接的に付与されることに加えて、上流路６１の冷却効果が冷却部５２ｂを介して間接的に付与される。ここでは、上流路６１の冷却効果により重なり路７５が冷却されて重なり路７５の冷却効果が向上することで、上流路６１の冷却効果が冷却部５２ｂを介して間接的に付与されることになる。

【0044】

図３、図６に示すように、複数の分岐入口７２は、下流路６３において内寄りの位置にある。すなわち、複数の分岐入口７２はいずれも、Ｙ方向において外側面６３ｄよりも内側面６３ｃに近い位置に設けられている。また、各分岐入口７２は、内寄りの位置のうちでも、下流路６３の中心を通ってＸ方向に延びる中心線Ｃ１と内側面６３ｃとの間の位置にある。さらに、各分岐入口７２は、Ｙ方向において中心線Ｃ１よりも内側面６３ｃに近い位置に設けられている。

【0045】

複数の分岐入口７２は、いずれも中心線Ｃ１に沿って細長く延びた長方形状になっている。各分岐入口７２においては、短辺がＹ方向に延び、長辺がＸ方向に延びている。Ｙ方向においては、各分岐入口７２の幅寸法Ｗａが、各分岐入口７２と下流路６３の中心線Ｃ１との離間距離Ｗｂよりも小さくなっている。各分岐入口７２は、Ｘ方向に等間隔で直線上に並べられている。Ｘ方向においては、各分岐入口７２の長さ寸法Ｌａ１が、隣り合う分岐入口７２の離間距離Ｌｂよりも長くなっている。

【0046】

複数の分岐入口７２は、下流路６３の天井面６３ａにおいて内側面６３ｃから外側面６３ｄに向けて延びている。これら分岐入口７２は、下流路６３の幅方向において内側面６３ｃから離間していない。仮に、分岐入口７２が内側面６３ｃから外側面６３ｄ側に離間していたとしても、Ｙ方向において分岐入口７２と内側面６３ｃとの離間距離は、分岐入口７２と中心線Ｃ１との離間距離Ｗｂ、及び分岐入口７２の幅寸法Ｗａのいずれよりも小さくなっている。

【0047】

複数の分岐入口７２のうち、下流路６３において最も上流側に設けられた分岐入口７２を上流分岐入口７２Ｍと称すると、この上流分岐入口７２Ｍは、その一部が曲がり路６２に突出した位置にある。上流分岐入口７２Ｍは、下流路６３と曲がり路６２との境界部６５をＸ方向に跨ぐ位置にある。上流分岐入口７２Ｍは、下流路６３の床面６３ｂに加えて曲がり路６２の床面６２ｂにも設けられている。なお、上流分岐入口７２Ｍが上流分岐口に相当する。

【0048】

上流分岐入口７２Ｍは、境界部６５をＸ方向に跨ぐ位置のうち下流路６３寄りの位置にある。上流分岐入口７２Ｍにおいて、下流路６３に設けられた部分を第１部分７２ａと称し、曲がり路６２に設けられた部分を第２部分７２ｂと称すると、Ｘ方向において第１部分７２ａの長さ寸法Ｌａ２は、第２部分７２ｂの長さ寸法Ｌａ３よりも大きくなっている。例えば、長さ寸法Ｌａ２は、長さ寸法Ｌａ３の２倍よりも大きくなっている。なお、第１部分７２ａが案内側部分に相当し、第２部分７２ｂが曲がり側部分に相当する。

【0049】

上流分岐入口７２Ｍは、曲がり路６２において内寄りの位置にある。すなわち、上流分岐入口７２Ｍは、曲がり路６２の幅方向において、外周面６２ｄから内周面６２ｃ側に離間した位置にある。また、上流分岐入口７２Ｍは、曲がり路６２の中心線Ｃ２から内周面６２ｃ側に離間した位置にある。なお、中心線Ｃ２は、内周面６２ｃと外周面６２ｄとの真ん中においてこれら内周面６２ｃ及び外周面６２ｄに沿って延びている。

【0050】

ここで、導入路６０での冷媒の流れ方について、図６を参照しつつ説明する。

【0051】

上流路６１において曲がり路６２に近い領域では、上流路６１の幅方向について冷媒の流にばらつきが小さくなりやすい。図６においては、冷媒の流れの向きや速さをベクトルとして矢印で示しており、この矢印が長く且つ太いほど冷媒のベクトルが大きいことを意味する。冷媒のベクトルが大きいと、この冷媒の流れが速くなりやすく、冷媒の流量が多くなりやすい。図６では、上流路６１に図示した複数の矢印が、冷媒のベクトルの大きさが上流路６１の幅方向についてほぼ均一であることを示している。

【0052】

一方、曲がり路６２では、上流路６１から流れ込んできた冷媒のベクトルの大きさが均一ではなくなっている。具体的には、曲がり路６２の幅方向において、内周面６２ｃに近いほど冷媒のベクトルが小さくなっている。これは、冷媒等の非圧縮性流体において式１が成立するためである。式１においては、ｖ［ｍ／ｓ］が流体の速度を示し、ｐ［ｋｇ／ｍ^２］が流体の圧力を示し、ρ［ｋｇ／ｍ^３］が流体の密度を示す。

【0053】

ｖ^２／２＋ｐ／ρ＝ｃｏｎｓｔ・・・式１
曲がり路６２では、冷媒が流れる位置が内周面６２ｃに近いほど、冷媒の遠心力の影響により流速が低下しやすい。このため、式１によれば、曲がり路６２において冷媒が流れる位置が内周面６２ｃに近いほど冷媒の圧力が増加しやすい。

【0054】

そして、曲がり路６２から下流路６３に流れ込む冷媒については、曲がり路６２において内周面６２ｃに近い位置を流れていた冷媒は、下流路６３でも内側面６３ｃに近い位置を流れやすい。同様に、曲がり路６２において外周面６２ｄに近い位置を流れていた冷媒は、下流路６３でも外側面６３ｄに近い位置を流れやすい。このように、下流路６３においては、冷媒が流れる位置が内側面６３ｃに近いほど冷媒のベクトルが小さくなりやすい。例えば、下流路６３の中心線Ｃ１と内側面６３ｃとの間を流れる冷媒は、中心線Ｃ１と外側面６３ｄとの間を流れる冷媒に比べて、全体として流れが遅くなりやすい。また、下流路６３の長手方向においては、曲がり路６２に近い領域ほど冷媒のベクトルが曲がり路６２での冷媒のベクトルに近い状況になりやすい。このような、曲がり路６２及び下流路６３での冷媒の速さやベクトルの状況に関する知見は、上記式１の他にも、試験やシミュレーションなどによっても得られている。

【0055】

上流分岐入口７２Ｍは、曲がり路６２及び下流路６３のいずれにおいても内寄りの位置にある。換言すれば、上流分岐入口７２Ｍは、曲がり路６２及び下流路６３のいずれにおいても、曲がり路６２にてベクトルが小さくなった冷媒が通る可能性の高い位置に配置されている。このように、上流分岐入口７２Ｍに到達した冷媒のベクトルが十分に小さくなっていると、この冷媒は上流分岐入口７２Ｍを通過して曲がり路６２や下流路６３を進むのではなく、上流分岐入口７２Ｍに流れ込みやすくなる。このため、上流分岐入口７２Ｍに流れ込む冷媒の流量が不足するということが生じにくい。これは、下流路６３にて生じるディフューザ効果を受けにくい位置に上流分岐入口７２Ｍが配置されているためであるとも言える。本実施形態では、下流路６３において冷媒が上流分岐入口７２Ｍに流れ込むことよりも冷媒が下流路６３をＸ方向に進むことの方が生じやすい現象のことをディフューザ効果と称する。

【0056】

曲がり路６２において内周面６２ｃの近くを流れる冷媒と、下流路６３において内周面６２ｃの近くを流れる冷媒とでは、下流路６３において内周面６２ｃの近くを流れる冷媒の方が流れが遅くなりやすい。これは、曲がり路６２においては、冷媒の流れの向きが強制的に変えられることで冷媒の流れが乱れやすいためである。このため、曲がり路６２においては、上流分岐入口７２Ｍのうち第２部分７２ｂに流れ込む冷媒の流量が不足することが考えられる。しかし、下流路６３においては、上流分岐入口７２Ｍのうち第１部分７２ａに流れ込む冷媒の流量が十分に確保されることで、上流分岐入口７２Ｍの全体においては冷媒の流れ込む流量が不足しにくくなっている。

【0057】

下流路６３の全体としては冷媒が下流側に進むほどディフューザ効果が弱くなっていく。このため、複数の分岐入口７２のうち上流分岐入口７２Ｍよりも下流側にある分岐入口７２については、ディフューザ効果を受けにくく、流れ込む冷媒の流量が不足するということが生じにくい。したがって、複数の分岐入口７２について、それぞれに流れ込む冷媒の流量がばらつくという流量アンバランスが抑制される。

【0058】

本実施形態とは異なり、例えば下流路６３において十分に大きいベクトルを有する冷媒が到達しやすい位置に上流分岐入口７２Ｍが配置されている構成では、ディフューザ効果により冷媒が上流分岐入口７２Ｍを通過して下流路６３を進みやすい。このため、上流分岐入口７２Ｍに流れ込む冷媒の流量が不足しやすい。一方で、下流路６３においては、冷媒が下流側に進むほどディフューザ効果が弱くなっていく。このため、複数の分岐入口７２のうち、下流路６３の下流端に近い分岐入口７２ほど冷媒が流れ込みやすく、流れ込む冷媒の流量が過剰に多くなりやすい。このように、上流分岐入口７２Ｍがディフューザ効果を受けやすい構成では、複数の分岐入口７２に流れ込む冷媒の流量がばらつきやすく、流量アンバランスが生じることが懸念される。

【0059】

導入路６０は、ディフューザ効果を弱めるような形状になっている。具体的には、導入路６０においては、導入口６０ａの断面積Ｓ１が、曲がり路６２と下流路６３との境界部６５の断面積Ｓ２以下になっている。導入路６０においては、導入口６０ａが導入路６０の一部を細く絞った状態になっており、冷媒の流れが速くなりすぎることが導入口６０ａにより規制されている。ここで、導入路６０においては、冷媒の流れが速いことでディフューザ効果が強くなりやすい。このため、導入口６０ａが導入路６０を絞っていることで、導入路６０全体においてディフューザ効果が低減されている。このように、導入路６０においては、導入口６０ａによりディフューザ効果が低減され、且つそのディフューザ効果を受けにくい位置に上流分岐入口７２Ｍが配置されている。したがって、上流分岐入口７２Ｍに流れ込む冷媒の流量が不足するということが更に生じにくくなっている。

【0060】

ここまで説明した本実施形態によれば、複数の分岐入口７２のうち上流分岐入口７２Ｍは、下流路６３の幅方向において内側面６３ｃ寄りの位置に設けられている。この構成では、曲がり路６２において内周面６２ｃ寄りの位置を通って流れが遅くなった冷媒が上流分岐入口７２Ｍに到達しやすくなっている。このため、上流分岐入口７２Ｍに流れ込む冷媒の流量が不足しにくくなり、その結果、上流分岐入口７２Ｍを含む複数の分岐入口７２に流れ込む冷媒の流量や速さがばらつくということを抑制できる。したがって、冷媒によるパワーモジュール４１の冷却効果を高めることができる。

【0061】

例えば、本実施形態とは異なり、下流路６３でのディフューザ効果により上流分岐入口７２Ｍに流れ込む冷媒の流量が、他の分岐入口７２に流れ込む冷媒の流量に比べて十分に大きくなってしまっている、という構成を想定する。この構成では、複数のパワーモジュール４１のうち、上流分岐入口７２ＭにＹ方向に並んだパワーモジュール４１については、供給される冷媒の流量が他のパワーモジュール４１に比べて少なくなりやすい。このため、上流分岐入口７２Ｍに対応するパワーモジュール４１については冷却効果が低下してしまう。これに対して、本実施形態によれば、複数のパワーモジュール４１に対して供給される冷媒の流量ばらつきが抑制されているため、全てのパワーモジュール４１に対する冷却効果を高めることができる。

【0062】

また、下流路６３でのディフューザ効果を低減する方法としては、上流路６１を長くして上流路６１にて冷媒の流れを遅くするという方法や、冷媒流路５１全体として冷媒の流れを遅くするという方法などが考えられる。ところが、これら方法では、冷媒が冷媒流路５１に滞在する時間が長くなって冷媒の温度が上昇しやすくなり、冷媒によるパワーモジュール４１の冷却効果が低下することが懸念される。これに対して、本実施形態によれば、冷媒流路５１において冷媒の流れが局所的に遅くなりやすい位置に上流分岐入口７２Ｍが設けられているため、冷媒流路５１全体について冷媒の流れを遅くする必要がない。このため、冷媒流路５１の全体として冷媒の流れが遅いことで冷媒の冷却効果が低下するということを回避できる。

【0063】

本実施形態によれば、上流分岐入口７２Ｍが下流路６３の中心線Ｃ１と内側面６３ｃとの間に設けられている。この構成では、曲がり路６２を通って流れが遅くなった冷媒が上流分岐入口７２Ｍに到達しやすく、曲がり路６２を通って流れが速くなった冷媒が上流分岐入口７２Ｍに到達しにくくなる。このため、下流路６３において、流れが遅くなった冷媒が上流分岐入口７２Ｍに到達することが、流れが速くなった冷媒により阻害される、ということが生じにくくなっている。したがって、流れが遅くなった冷媒が上流分岐入口７２Ｍに到達しやすい構成を実現できる。

【0064】

本実施形態によれば、上流分岐入口７２Ｍの幅寸法Ｗａが、下流路６３の中心線Ｃ１と上流分岐入口７２Ｍとの離間距離Ｗｂよりも小さくなっている。この構成では、上流分岐入口７２Ｍが極力細い形状にされ、且つ下流路６３の内側面６３ｃに極力近い位置に配置されている。このため、曲がり路６２を通って流れが遅くなった冷媒が上流分岐入口７２Ｍに到達しやすくすること、及び曲がり路６２を通って流れが速くなった冷媒が上流分岐入口７２Ｍに到達しにくくすること、の両方をより確実に実現できる。

【0065】

本実施形態によれば、分岐路７１がＸ方向に直交する方向に延びている。すなわち、分岐路７１が下流路６３に直交する方向に延びている。この構成では、分岐路７１が下流路６３と重なり路７５とを最短距離で接続しているため、分岐路７１の短縮化や冷却器５０の小型化を実現できる。また、分岐路７１を極力短くできるため、冷媒がパワーモジュール４１に到達するまでに冷媒温度が上昇するということが生じにくくなっている。これにより、冷却路７０によるパワーモジュール４１の冷却効果を高めることができる。

【0066】

本実施形態によれば、冷却路７０の重なり路７５がパワーモジュール４１に重ねて設けられている。この構成では、重なり路７５とパワーモジュール４１とが互いに対向する領域が極力大きくなっているため、重なり路７５の冷却効果がパワーモジュール４１に付与されやすくなっている。これにより、重なり路７５によるパワーモジュール４１の冷却効果を高めることができる。

【0067】

本実施形態によれば、冷却路７０の重なり路７５が、導入路６０の上流路６１とパワーモジュール４１との間に設けられている。この構成では、重なり路７５の冷却効果をパワーモジュール４１に直接的に付与できることに加えて、上流路６１の冷却効果を重なり路７５を介してパワーモジュール４１に間接的に付与できる。これにより、冷媒流路５１によるパワーモジュール４１の冷却効果を高めることができる。

【0068】

本実施形態によれば、導入路６０においては導入口６０ａの断面積Ｓ１が境界部６５の断面積Ｓ２以下になっている。この構成では、導入路６０全体においてディフューザ効果が低減されているため、ディフューザ効果を受けにくい位置に配置された上流分岐入口７２Ｍに流れ込む冷媒の流量が不足するということをより確実に抑制できる。

【0069】

本実施形態によれば、上流分岐入口７２ＭがＸ方向を長手とする扁平状になっている。この構成では、上流分岐入口７２Ｍに流れ込むほどに流れが遅くなった冷媒が、下流路６３の流れ方向であるＸ方向において上流分岐入口７２Ｍのどこかに到達する、という可能性を高めることができる。これにより、上流分岐入口７２Ｍに流れ込む冷媒の流量が増加しやすくなり、その結果、上流分岐入口７２Ｍに流れ込む冷媒の流量が不足するということをより確実に抑制できる。

【0070】

本実施形態によれば、上流分岐入口７２Ｍの長さ寸法Ｌａ１が隣り合う分岐入口７２の離間距離Ｌｂよりも大きくなるほどに、上流分岐入口７２ＭがＸ方向に長くなっている。このため、上流分岐入口７２Ｍに流れ込むほどに流れが遅くなった冷媒が、下流路６３の流れ方向であるＸ方向において上流分岐入口７２Ｍのどこかに到達する、という可能性を更に高めることができる。しかも、隣り合う分岐入口７２の離間距離Ｌｂが上流分岐入口７２Ｍの長さ寸法Ｌａ１以下になるほどに、上流分岐入口７２Ｍの隣にある分岐入口７２が上流分岐入口７２Ｍに近い位置に配置されている。このため、上流分岐入口７２Ｍの隣にある分岐入口７２についても、曲がり路６２にて遅くなった冷媒が到達しやすくなっており、流れ込む冷媒の流量が不足するということを抑制できる。

【0071】

導入路６０については、曲がり路６２にて流れが遅くなった冷媒が常に同じ位置を通るわけではないが、曲がり路６２と下流路６３との境界部６５周辺を通る可能性が高い、という知見が得られている。これに対して、本実施形態によれば、上流分岐入口７２Ｍが曲がり路６２と下流路６３との境界部６５をＸ方向に跨ぐ位置に設けられている。このため、流れが遅くなった冷媒が通る位置がＸ方向において境界部６５よりも曲がり路６２及び下流路６３のいずれにずれた場合でも、流れが遅くなった冷媒が上流分岐入口７２Ｍに到達することになる。したがって、流れが遅くなった冷媒を上流分岐入口７２Ｍに到達する可能性を高めることができる。なお、流れが遅くなった冷媒が通る位置とは、この冷媒が通る位置のうちＸ方向において最も上流側の位置のことを示す。

【0072】

しかも、上流分岐入口７２Ｍにおいては、下流路６３に設けられた第１部分７２ａの長さ寸法Ｌａ２が、曲がり路６２に設けられた第２部分７２ｂの長さ寸法Ｌａ３よりも大きくなっている。このため、下流路６３において第１部分７２ａに流れ込む冷媒の流量が不足しないようにすること、及び曲がり路６２にて流れが遅くなった冷媒が境界部６５よりも曲がり路６２側を通る場合でもその冷媒を第２部分７２ｂに流れ込ませること、を両立できる。

【0073】

本実施形態によれば、上流分岐入口７２Ｍは、境界部６５をＸ方向に跨いでいることで曲がり路６２に入り込んでいる。このため、例えば上流分岐入口７２Ｍが曲がり路６２に入り込まない位置に設けられた構成に比べて、下流路６３をＸ方向に短くできる。このため、Ｘ方向について、導入路６０やケース４２、電力変換装置１３の小型化を図ることができる。

【0074】

＜第２実施形態＞
上記第１実施形態では、パワーモジュール４１が導入路６０及び冷却路７０の両方にＺ方向に重複する位置に設けられていた。これに対して、第２実施形態では、パワーモジュール４１が導入路６０及び冷却路７０のうち冷却路７０だけにＺ方向に重複する位置に設けられている。本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。本実施形態では、上記第１実施形態と異なる点を中心に説明する。

【0075】

上記第１実施形態では、冷却路７０が下流路６３から上流路６１側に向けて延びていたが、本実施形態では、図７に示すように、冷却路７０が下流路６３から上流路６１とは反対側に向けて延びている。パワーモジュール４１は、Ｙ方向において下流路６３を介して上流路６１とは反対側に設けられている。パワーモジュール４１は、Ｙ方向において上流路６１から離間した位置に設けられている。このため、パワーモジュール４１と下流路６３とがＺ方向に重複しない構成になっている。

【0076】

なお、冷却路７０が下流路６３から上流路６１とは反対側に向けて延びた構成であっても、パワーモジュール４１が上流路６１にＺ方向に重複する位置に設けられていてもよい。例えば、パワーモジュール４１がＹ方向において上流路６１と下流路６３と重なり路７５とにかけ渡された位置に設けられた構成とする。この構成では、上流路６１、下流路６３及び重なり路７５のそれぞれの冷却効果がパワーモジュール４１に付与される。

【0077】

＜第３実施形態＞
上記第１実施形態では、パワーモジュール４１は、その板面の隣り合う辺のうち一方がＸ方向に延び他方がＹ方向に延びる向きで設置されていた。これに対して、第３実施形態では、パワーモジュール４１は、その板面の隣り合う辺の両方がＸ方向及びＹ方向のいずれに対しても傾斜する向きで設置されている。本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。本実施形態では、上記第１実施形態と異なる点を中心に説明する。

【0078】

図８に示すように、複数のパワーモジュール４１は、上流路６１の長手方向に沿ってＸ方向に並べられている。これらパワーモジュール４１は、Ｘ方向に対して傾斜した向きで設けられている。この構成でも、上記第１実施形態と同様に、隣り合うパワーモジュール４１はＸ方向において互いに離間している。これも上記第１実施形態と同様に、Ｚ方向においては、パワーモジュール４１と上流路６１との間に冷却路７０が入り込んだ状態になっている。

【0079】

＜第４実施形態＞
上記第１実施形態では、曲がり路６２が湾曲していたが、第２実施形態では、曲がり路６２が段階的に曲がっている。本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。本実施形態では、上記第１実施形態と異なる点を中心に説明する。

【0080】

図９に示すように、曲がり路６２が変更する冷媒の流れる向きは９０度より小さく、例えば４５度になっている。下流路６３を流れる冷媒の向きは、上流路６１を流れる冷媒の向きに対して逆向きになっているのではなく、上流路６１を流れる冷媒の向きに対して例えば４５度だけ傾斜している。曲がり路６２は、内周面６２ｃ及び外周面６２ｄのうち少なくとも外周面６２ｄが段階的に曲がっていることで全体として段階的に曲がっている。例えば、外周面６２ｄは、上流路６１の外側面を延長するように設けられた部分と、下流路６３の外側面６３ｄを延長するように設けられた部分とを有しており、２段階に曲がっている。

【0081】

上記第１実施形態と同様に、上流路６１を流れる冷媒のベクトルが上流路６１の幅方向においてばらついていなかったとしても、曲がり路６２を流れる冷媒のベクトルは、冷媒が流れる位置が内周面６２ｃに近いほど小さくなりやすい。下流路６３についても同様に、下流路６３を流れる冷媒のベクトルは、冷媒が流れる位置が内側面６３ｃに近いほど小さくなりやすい。

【0082】

上流分岐入口７２Ｍは、曲がり路６２と下流路６３との境界部６５に加えて、上流路６１と曲がり路６２との境界部６６をＸ方向に跨ぐ位置に設けられている。上流分岐入口７２Ｍは、曲がり路６２及び上流路６１の両方に入り込んだ位置にある。上流分岐入口７２Ｍのうち、上流路６１に設けられた部分については、上流路６１において流速が遅くなっていない冷媒が流れ込む可能性が高い。その一方で、上流分岐入口７２Ｍのうち下流路６３に設けられた第１部分７２ａについては、曲がり路６２を通って流速が遅くなった冷媒が流れ込みやすくなっている。このため、上流分岐入口７２Ｍの全体としては、流れ込む冷媒の流量が不足するということが生じにくくなっている。

【0083】

＜他の実施形態＞
この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品、要素の組み合わせに限定されず、種々変形して実施することが可能である。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品、要素が省略されたものを包含する。開示は、一つの実施形態と他の実施形態との間における部品、要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示される技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。

【0084】

上記各実施形態において、複数の分岐入口７２は、互いに異なる形状や大きさになっていてもよい。例えば、上流分岐入口７２Ｍを含む各分岐入口７２の長さ寸法は、隣り合う分岐入口７２の離間距離Ｌｂよりも長くなくてもよい。また、各分岐入口７２は、下流路６３の長手方向に延びる扁平状であれば、楕円状などであってもよい。さらに、各分岐入口７２は、下流路６３の長手方向に延びていなくてもよく、扁平状でなくてもよい。

【0085】

上記各実施形態において、複数の分岐入口７２のうち、上流分岐入口７２Ｍが外側面６３ｄよりも内側面６３ｃに近い位置に設けられていれば、他の分岐入口７２は内側面６３ｃよりも外側面６３ｄに近い位置に設けられていてもよい。同様に、上流分岐入口７２Ｍが内側面６３ｃと中心線Ｃ１との間に設けられていれば、他の分岐入口７２は内側面６３ｃと中心線Ｃ１との間に設けられていなくてもよい。さらに、上流分岐入口７２Ｍが中心線Ｃ１よりも内側面６３ｃに近い位置に設けられていれば、他の分岐入口７２は内側面６３ｃよりも中心線Ｃ１に近い位置に設けられていなくてもよい。

【0086】

上記各実施形態において、複数の分岐入口７２は、下流路６３の長手方向に並べられていれば、等間隔に配置されていなくてもよい。また、複数の分岐入口７２は、中心線Ｃ１に沿って直線上に並べられていなくてもよい。例えば、複数の分岐入口７２の少なくとも１つは、他の分岐入口７２に対して下流路６３の幅方向にずれた位置に配置されていてもよい。

【0087】

上記各実施形態において、上流分岐入口７２Ｍは、曲がり路６２と下流路６３との境界部６５を跨いでいれば、第１部分７２ａの長さ寸法Ｌａ２は第２部分７２ｂの長さ寸法Ｌａ３より長くなくてもよい。また、上流分岐入口７２Ｍは、曲がり路６２に入り込んでいなくてもよい。例えば、上流分岐入口７２Ｍが境界部６５から下流路６３側に離間した位置に設けられた構成とする。

【0088】

上記各実施形態において、複数の分岐入口７２は、下流路６３の床面６３ｂや内側面６３ｃ、外側面６３ｄに設けられていてもよい。ただし、上流分岐入口７２Ｍは、外側面６３ｄではなく、天井面６３ａ、床面６３ｂ及び内側面６３ｃのいずれかに設けられていることが好ましい。

【0089】

上記各実施形態において、複数の分岐路７１から流出した冷媒は冷却路７０で合流せずに、排出路８０にて合流してもよい。例えば、重なり路７５が複数設けられており、複数の分岐路７１と複数の接続路７６とが複数の重なり路７５を介して個別に接続された構成とする。この構成では、複数の分岐路７１から流出した冷媒は、重なり路７５ではなく排出路８０にて合流する。上記第１実施形態では、パワーモジュール４１と重なり路７５とが３つずつ設けられ、１つのパワーモジュール４１に１つの重なり路７５が重なっていてもよい。また、冷却路７０は、パワーモジュール４１を冷却することが可能であれば、重なり路７５を有していなくてもよい。例えば、複数の分岐路７１のそれぞれがパワーモジュール４１を冷却する位置に設けられた構成とする。

【0090】

上記各実施形態において、パワーモジュール４１は、重なり路７５と導入路６０との間に設けられていてもよく、導入路６０を介して重なり路７５とは反対側に設けられていてもよい。

【0091】

上記各実施形態において、アームスイッチ３２を構成するスイッチング素子は、ＩＧＢＴに限定されない。例えばＭＯＳＦＥＴなどを用いてもよい。

【0092】

上記各実施形態において、ケース４２は、金属材料ではなく、樹脂材料などにより形成されていてもよい。

【0093】

上記各実施形態において、電力変換装置１３が搭載された車両としては、乗用車やバス、建設作業車、農業機械車両などがある。また、車両は移動体の１つであり、電力変換装置１３が搭載される移動体としては、車両の他に電車や飛行機などがある。電力変換装置１３としては、インバータ装置やコンバータ装置などがある。このコンバータ装置としては、交流入力直流出力の電源装置、直流入力直流出力の電源装置、交流入力交流出力の電源装置などがある。

【符号の説明】

【0094】

１３…電力変換装置、３２…スイッチング素子としてのアームスイッチ、４１…パワーモジュール、５１…冷媒流路、５２…流路形成部、６０…導入路、６０ａ…上流端部としての導入口、６１…供給路としての上流路、６２…曲がり路、６２ｃ…内周面、６２ｄ…外周面、６３…案内路としての下流路、６３ｃ…内側面、６３ｄ…外側面、６５…境界部、７０…冷却路、７１…分岐路、７２…分岐口としての分岐入口、７２ａ…案内側部分としての第１部分、７２ｂ…曲がり側部分としての第２部分、７２Ｍ…上流分岐口としての上流分岐入口、Ｃ１…中心線、Ｌａ１，Ｌａ２，Ｌａ３…長さ寸法、Ｌｂ…離間距離、Ｓ１，Ｓ２…断面積、Ｗａ…幅寸法、Ｗｂ…離間距離、Ｘ…一方向、Ｙ…幅方向及び直交する方向、Ｚ…直交する方向。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】