(57)【要約】  電動車両（１０）用のパワーコントロールユニット（１２）は、走行時に使用され、冷却部（４０）の第１の面（９０）で冷却される第１電力変換器（３０）と、車両（１０）外部の電源（７０、７２）からの充電時に使用され、冷却部（４０）の第２の面（９２）で冷却される第２電力変換器（３４）とを備える。第１電力変換器（３０）と第２電力変換器（３４）は、第１の面（９０）から第２の面（９２）の方向に見て重なる位置に配設される。
2012070346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両（１０）外部の電源（７０、７２）から前記車両（１０）に搭載された蓄電装置（１６）を充電し、前記蓄電装置（１６）から電動機（１４）に電力を供給して前記車両（１０）の推進動力を得る電動車両（１０）用パワーコントロールユニット（１２）であって、
筐体（４４）と、
前記筐体（４４）内部に配設され、第１の面（９０）と、冷媒通路（８２）を挟んで前記第１の面（９０）とは反対側の第２の面（９２）を有する冷却部（４０）と、
前記電動車両（１０）の走行時に使用され、前記冷却部（４０）の第１の面（９０）で冷却される第１電力変換器（３０）と、
前記車両（１０）外部の電源（７０、７２）から前記蓄電装置（１６）への充電時に使用され、前記冷却部（４０）の第２の面（９２）で冷却される第２電力変換器（３４）と、
前記電動車両（１０）の走行時及び前記車両（１０）外部の電源（７０、７２）から前記蓄電装置（１６）への充電時の両方で使用され、前記冷却部（４０）の前記第２の面（９２）で冷却される第３電力変換器（３６）と、
前記第１電力変換器（３０）、前記第２電力変換器（３４）及び前記第３電力変換器（３６）を相互に接続する電力導体（５６、６６、９４）と
を備え、
前記電力導体（５６、６６、９４）は、
前記筐体（４４）の内外を接続する筐体貫通部（５０）と、
前記冷却部（４０）の第１の面（９０）側と第２の面（９２）側とを接続する冷却跨ぎ部（４２）と、
前記冷却部（４０）の第１の面（９０）側で前記筐体貫通部（５０）、前記冷却跨ぎ部（４２）及び前記第１電力変換器（３０）を接続する第１分岐部（９６）と、
前記冷却部（４０）の第２の面（９２）側で前記冷却跨ぎ部（４２）、前記第２電力変換器（３４）及び前記第３電力変換器（３６）を接続する第２分岐部（９８）と
を有し、
前記第１電力変換器（３０）と前記第３電力変換器（３６）は、前記冷却部（４０）の第１の面（９０）から第２の面（９２）の方向に見て異なる位置に配設され、
前記第１電力変換器（３０）と前記第２電力変換器（３４）は、前記冷却部（４０）の第１の面（９０）から第２の面（９２）の方向に見て重なる位置に配設される
ことを特徴とする電動車両（１０）用パワーコントロールユニット（１２）。
【請求項２】
請求項１記載の電動車両（１０）用パワーコントロールユニット（１２）において、
前記第１電力変換器は、前記電動機（１４）としての走行モータ（１４）を駆動するインバータ（３０）であり、
前記第２電力変換器は、前記車両（１０）に搭載された充電器（３４）であり、
前記第３電力変換器は、ＤＣ／ＤＣコンバータ（３６）であり、
前記充電器（３４）及び前記ＤＣ／ＤＣコンバータ（３６）の通過電流が、前記インバータ（３０）の通過電流よりも小さい
ことを特徴とする電動車両（１０）用パワーコントロールユニット（１２）。
【請求項３】
請求項２記載の電動車両（１０）用パワーコントロールユニット（１２）において、
さらに、急速充電ライン（５６）にダイオード（７８）を備え、
前記ダイオード（７８）は、前記冷却部（４０）の第１の面（９０）で冷却される
ことを特徴とする電動車両（１０）用パワーコントロールユニット（１２）。
【請求項４】
車両（１０、１０Ａ）外部の電源（７０、７２）から前記車両（１０、１０Ａ）に搭載された蓄電装置（１６）を充電し、前記蓄電装置（１６）から電動機（１４）に電力を供給して前記車両（１０、１０Ａ）の推進動力を得る電動車両（１０、１０Ａ）用パワーコントロールユニット（１２、１２ａ）であって、
筐体（４４）と、
前記筐体（４４）内部に配設され、第１の面（９０）と、冷媒通路（８２）を挟んで前記第１の面（９０）とは反対側の第２の面（９２）を有する冷却部（４０）と、
前記電動車両（１０、１０Ａ）の走行時に使用され、前記冷却部（４０）の第１の面（９０）で冷却される第１電力変換器（３０）と、
前記車両（１０、１０Ａ）外部の電源（７０、７２）から前記蓄電装置（１６）への充電時に使用され、前記冷却部（４０）の第２の面（９２）で冷却される第２電力変換器（３４）と
を備え、
前記第１電力変換器（３０）と前記第２電力変換器（３４）は、前記冷却部（４０）の第１の面（９０）から第２の面（９２）の方向に見て重なる位置に配設される
ことを特徴とする電動車両（１０、１０Ａ）用パワーコントロールユニット（１２、１２ａ）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両外部の電源から前記車両に搭載された蓄電装置を充電し、前記蓄電装置から電動機に電力を供給して前記車両の推進動力を得る電動車両用パワーコントロールユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
電動車両では、電力変換器を冷却するための構成が用いられる｛例えば、特開２００９―２６７１３１号公報（以下「ＪＰ ２００９−２６７１３１ Ａ」という。）｝。ＪＰ ２００９−２６７１３１ Ａでは、パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）（３１）等を冷却するために、冷却フィン（６２）、凹部（６３）及び冷却水通路（６４）からなる冷却部が設けられる（図５、段落［００５１］）。当該冷却部の一方の面（図５中、上側）には、ＰＣＵを構成するインバータ用ＩＰＭ（Intelligent Power Module）（３９、４０）が設けられる。また、当該冷却部の他方の面（図５中、下側）には、エアコン用のＤＣ／ＤＣコンバータ（６０）及びインバータ（６１）が設けられる（図５、段落［００５０］）。なお、ここにいう「エアコン」は、エアコンプレッサ又はエアコンディショナのいずれを示すのかについて明記はない。
【発明の概要】
【０００３】
上記のように、ＪＰ ２００９−２６７１３１ Ａでは、冷却部の一方の面にインバータ用ＩＰＭが配置され、他方の面にエアコン用のＤＣ／ＤＣコンバータ及びインバータが配置されるが、冷却効率の点で改善の余地がある。
【０００４】
この発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、複数の電力変換器に対する冷却効率を改善することが可能な電動車両用パワーコントロールユニットを提供することを目的とする。
【０００５】
この発明に係る電動車両用パワーコントロールユニットは、車両外部の電源から前記車両に搭載された蓄電装置を充電し、前記蓄電装置から電動機に電力を供給して前記車両の推進動力を得るものであって、筐体と、前記筐体内部に配設され、第１の面と、冷媒通路を挟んで前記第１の面とは反対側の第２の面を有する冷却部と、前記電動車両の走行時に使用され、前記冷却部の前記第１の面で冷却される第１電力変換器と、前記車両外部の電源から前記蓄電装置への充電時に使用され、前記冷却部の前記第２の面で冷却される第２電力変換器と、前記電動車両の走行時及び前記車両外部の電源から前記蓄電装置への充電時の両方で使用され、前記冷却部の前記第２の面で冷却される第３電力変換器と、前記第１電力変換器、前記第２電力変換器及び前記第３電力変換器を相互に接続する電力導体とを備え、前記電力導体は、前記筐体の内外を接続する筐体貫通部と、前記冷却部の第１の面側と第２の面側とを接続する冷却跨ぎ部と、前記冷却部の第１の面側で前記筐体貫通部、前記冷却跨ぎ部及び前記第１電力変換器を接続する第１分岐部と、前記冷却部の第２の面側で前記冷却跨ぎ部、前記第２電力変換器及び前記第３電力変換器を接続する第２分岐部とを有し、前記第１電力変換器と前記第３電力変換器は、前記冷却部の第１の面から第２の面の方向に見て異なる位置に配設され、前記第１電力変換器と前記第２電力変換器は、前記冷却部の第１の面から第２の面の方向に見て重なる位置に配設されることを特徴とする。
【０００６】
この発明によれば、走行時に使用する第１電力変換器及び第３電力変換器を冷媒通路を挟んで重ならないようにする。また、走行時に使用する第１電力変換器と充電時に使用する第２電力変換器を冷媒通路を挟んで重なるようにする。さらに、充電時に使用する第２電力変換器及び第３電力変換器を冷媒通路を挟んで重ならないようにする。これらにより、共通の冷却部を用いて第１〜第３電力変換器を冷却する場合、使用するタイミングが重なる電力変換器を異なる冷却位置で冷却すると共に、使用するタイミングが異なる電力変換器を冷却部を挟んで表裏の冷却位置で冷却する。従って、冷却効率が向上し、パワーコントロールユニットを小型化することが可能となる。
【０００７】
前記第１電力変換器は、例えば、走行モータを駆動するインバータとし、前記第２電力変換器は、例えば、前記車両に搭載された充電器とし、前記第３電力変換器は、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータとすると共に、前記充電器及び前記ＤＣ／ＤＣコンバータの通過電流を、前記インバータの通過電流よりも小さくしてもよい。
【０００８】
前記パワーコントロールユニットは、さらに、急速充電ラインにダイオードを備え、前記ダイオードは、前記冷却部の第１の面で冷却されてもよい。
【０００９】
この発明に係る電動車両用パワーコントロールユニットは、車両外部の電源から前記車両に搭載された蓄電装置を充電し、前記蓄電装置から電動機に電力を供給して前記車両の推進動力を得るものであって、筐体と、前記筐体内部に配設され、第１の面と、冷媒通路を挟んで前記第１の面とは反対側の第２の面を有する冷却部と、前記電動車両の走行時に使用され、前記冷却部の前記第１の面で冷却される第１電力変換器と、前記車両外部の電源から前記蓄電装置への充電時に使用され、前記冷却部の前記第２の面で冷却される第２電力変換器とを備え、前記第１電力変換器と前記第２電力変換器は、前記冷却部の第１の面から第２の面の方向に見て重なる位置に配設されることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、走行時に使用する第１電力変換器と充電時に使用する第２電力変換器を冷媒通路を挟んで重なるようにする。これにより、使用するタイミングが異なる第１及び第２電力変換器を冷却部を挟んで表裏の冷却位置で冷却する。従って、冷却効率が向上し、パワーコントロールユニットを小型化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の一実施形態に係るパワーコントロールユニット（ＰＣＵ）を搭載した電動車両の概略全体構成図である。
【図２】前記ＰＣＵの筐体内部における各構成要素の上下方向の位置関係を簡略的に示す説明図である。
【図３】前記ＰＣＵにおける複数の構成要素の位置関係を簡略的に示す斜視図である。
【図４】冷却部の上面側における各構成要素のより具体的な配置を示す平面図である。
【図５】前記冷却部の下面側における各構成要素のより具体的な配置を上下を反転させて示す底面図である。
【図６】前記実施形態のＰＣＵの変形例の筐体内部における各構成要素の上下方向の位置関係を簡略的に示す説明図である。
【図７】前記変形例に係る冷却部の上面側における各構成要素のより具体的な配置を示す平面図である。
【図８】前記変形例に係る冷却部の下面側における各構成要素のより具体的な配置を上下を反転させて示す底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
１．全体的な構成の説明
［全体構成］
図１は、この発明の一実施形態に係るパワーコントロールユニット１２（以下「ＰＣＵ１２」という。）を搭載した電動車両１０（以下「車両１０」ともいう。）の概略全体構成図である。車両１０は、ＰＣＵ１２に加え、走行モータ１４（以下「モータ１４」という。）と、高圧バッテリ１６（以下「バッテリ１６」ともいう。）と、１２ボルト系１８と、通常充電用接続部２０と、急速充電用接続部２２と、統合電子制御装置２４（以下「統合ＥＣＵ２４」という。）とを有する。
【００１３】
ＰＣＵ１２は、インバータ３０（第１電力変換器）と、モータ電子制御装置３２（以下「モータＥＣＵ３２」という。）と、チャージャ３４（第２電力変換器）と、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ３６（以下「ダウンバータ３６」という。）（第３電力変換器）と、急速充電用回路３８と、冷却部４０と、貫通端子台４２（冷却跨ぎ部）（図２等）と、上側部材４６及び下側部材４８（図３）からなる筐体４４とを有する。
【００１４】
なお、図１では、各構成要素の位置関係を示していないことに留意されたい（ＰＣＵ１２の各構成要素の配置は図２〜図５を参照して説明する。）。
【００１５】
［駆動系］
モータ１４は、３相交流ブラシレス式であり、インバータ３０を介してバッテリ１６から供給される電力に基づいて車両１０の駆動力Ｆ［Ｎ］（又はトルク［Ｎ・ｍ］）を生成する。また、モータ１４は、回生を行うことで生成した電力（回生電力Ｐｒｅｇ）［Ｗ］をバッテリ１６に出力することでバッテリ１６を充電する。回生電力Ｐｒｅｇは、１２ボルト系１８又は図示しない補機に対して出力してもよい。
【００１６】
インバータ３０は、３相ブリッジ型の構成とされて、直流／交流変換を行い、直流を３相の交流に変換してモータ１４に供給する一方、回生動作に伴う交流／直流変換後の直流をバッテリ１６に供給する。
【００１７】
モータ１４及びインバータ３０は、車両１０の走行中（力行及び回生を含む。特に区別した場合を除き、以下同じ。）に作動するものである。
【００１８】
バッテリ１６は、複数のバッテリセルを含む蓄電装置（エネルギストレージ）であり、例えばリチウムイオン２次電池、ニッケル水素２次電池又はキャパシタ等を利用することができる。本実施形態ではリチウムイオン２次電池を利用している。筐体４４（図３）の内外を接続する筐体貫通部５０（図２）を介してインバータ３０とバッテリ１６との間に配置された第１電力線５６上にはスイッチ５２、５４が配置されている。
【００１９】
モータＥＣＵ３２は、統合ＥＣＵ２４からの指令、図示しない各種センサ等からの出力に基づいてインバータ３０を制御することにより、モータ１４の出力（推進動力）を制御する。
【００２０】
［ダウンバータ３６及び１２ボルト系１８］
ダウンバータ３６は、統合ＥＣＵ２４からの指令に基づいて、高電圧用の第１電力線５６における高電圧を降圧して１２ボルト系１８に出力するＤＣ／ＤＣコンバータである。
【００２１】
１２ボルト系１８は、１２Ｖバッテリ６０と、１２Ｖ負荷６２（補機）とを有する。１２ボルト系１８の各構成要素は、車両１０の走行中及びバッテリ１６の外部充電中のいずれも作動可能である。
【００２２】
［外部充電系］
図１に示すように、チャージャ３４は、通常充電用接続部２０を介して車両１０外部の通常充電用電源７０に接続される。そして、通常充電用電源７０からの出力電圧（約１２０Ｖ）を昇圧して第２電力線６６に出力する。
【００２３】
図１に示すように、急速充電用回路３８は、急速充電用接続部２２を介して車両１０外部の急速充電用電源７２に接続される。そして、急速充電用電源７２からの出力電圧（約２４０Ｖ）を高電圧用の第１電力線５６に供給する。急速充電用回路３８は、スイッチ７４、７６と、ダイオード７８とを有する。
【００２４】
［冷却部４０］
図２及び図３に示すように、冷却部４０は、冷却フィン８０と、冷媒通路８２と、冷媒通路８２の内部を流通する冷媒（図示せず）と、冷媒通路８２内で冷媒を循環させるポンプ８４とを有する。冷却部４０は、統合ＥＣＵ２４からの指令下に、車両１０の走行中及びバッテリ１６の外部充電中のいずれも作動する。
【００２５】
［統合ＥＣＵ２４］
統合ＥＣＵ２４は、車両１０の全体を管理するものであり、本実施形態では、高圧バッテリ１６の手前のスイッチ５２、５４、モータＥＣＵ３２、チャージャ３４、ダウンバータ３６、急速充電用回路３８のスイッチ７４、７６及び冷却部４０のポンプ８４を、図示しない通信線を介して制御する。
【００２６】
２．各構成要素の配置
図２は、ＰＣＵ１２の筐体４４内部における各構成要素の上下方向の位置関係を簡略的に示す説明図である。図３は、ＰＣＵ１２における複数の構成要素の位置関係を簡略的に示す斜視図である。図４は、冷却部４０の上側の面（以下「上面９０」という。）側における各構成要素のより具体的な配置を示す平面図である。図５は、冷却部４０の下側の面（以下「下面９２」という。）側における各構成要素のより具体的な配置を上下を反転させて示す底面図である。なお、図５において上下を反転しているのは、各構成要素の位置関係の理解を容易化するためである。換言すると、図５では、筐体４４の平面側から見た場合の配置を示しており、平面側から見たとき、図４及び図５における各構成要素の上下左右の位置は一致することに留意されたい。
【００２７】
図２〜図５に示すように、冷却部４０は、筐体４４内を水平方向（図２中、横方向）に延在する。そして、冷却部４０の上面９０には、インバータ３０と急速充電用回路３８（ダイオード７８を含む。）とが配置される。冷却部４０の下面９２には、チャージャ３４とダウンバータ３６とが配置される。この際、インバータ３０とチャージャ３４とは、図２中、上下方向に見て重なる位置に配置され、ダウンバータ３６と急速充電用回路３８とは、図２中、上下方向に見て重なる位置に配置される。一方、インバータ３０とダウンバータ３６とは、図２中、上下方向に見て異なる位置に配置される。
【００２８】
また、貫通端子台４２は、上面９０側と下面９２側とを接続する。この際、図３に示すように、貫通端子台４２は、冷却部４０の冷媒通路８２を避けるように配置される。
【００２９】
３．第１〜第３電力線５６、６６、９４の構成
説明の便宜のため、上面９０側において、インバータ３０、貫通端子台４２及び筐体貫通部５０を接続する部位を第１分岐部９６とする（図２参照）。また、下面９２側において、チャージャ３４、ダウンバータ３６及び貫通端子台４２を接続する部位を第２分岐部９８とする。さらに、上面９０側において、貫通端子台４２の上端の部位を第３分岐部１００と定義する。
【００３０】
本実施形態において、上面９０に配置されたインバータ３０及び急速充電用回路３８は、相対的に高い電圧（例えば、数百ボルト）を扱う部位である。このため、第１分岐部９６及び第３分岐部１００を介してバッテリ１６、インバータ３０及び急速充電用回路３８を結ぶ第１電力線５６には、比較的大きな通過電流が生じるため、比較的太い導線を用いる。
【００３１】
一方、下面９２に配置されたチャージャ３４及びダウンバータ３６は、相対的に低い電圧（例えば、１０〜１２０ボルト）を扱う部位である。このため、第２分岐部９８を介してチャージャ３４とダウンバータ３６を結ぶ第２電力線６６、並びに第２分岐部９８及び第３分岐部１００を結ぶ第３電力線９４には、比較的小さな通過電流が生じるため、比較的細い導線を用いる。
【００３２】
４．車両１０の走行時及び外部からの充電時における各構成要素の動作
（１）車両１０の走行時
車両１０が走行する際、バッテリ１６手前のスイッチ５２、５４がオンとなると共に、インバータ３０、ダウンバータ３６及び冷却部４０が作動する。一方、チャージャ３４及び急速充電用回路３８のスイッチ７４、７６はオフとなる。
【００３３】
車両１０が力行状態にある場合、インバータ３０を介してバッテリ１６からモータ１４に電力が供給されて、モータ１４は車両１０の推進動力を生成する。また、車両１０が回生状態にある場合、インバータ３０を介してモータ１４からバッテリ１６に回生電力Ｐｒｅｇが供給されてバッテリ１６は充電される。さらに、ダウンバータ３６は、バッテリ１６又はモータ１４からの電力を降圧して１２Ｖバッテリ６０や１２Ｖ負荷６２に供給する。
【００３４】
以上より、車両１０が走行する際、インバータ３０は作動するが、冷却部４０を介して対置されたチャージャ３４は動作を停止している。このため、インバータ３０は、効率的に冷却される。同様に、ダウンバータ３６は作動するが、急速充電用回路３８はオフとなる。このため、ダウンバータ３６は、効率的に冷却される。
【００３５】
（２）通常充電用電源７０による外部充電時
通常充電用電源７０からバッテリ１６を充電する際、バッテリ１６手前のスイッチ５２、５４、チャージャ３４、ダウンバータ３６及び冷却部４０がオンとなる。一方、インバータ３０及び急速充電用回路３８のスイッチ７４、７６はオフとなる。
【００３６】
従って、チャージャ３４は作動するが、冷却部４０を介して対置されたインバータ３０は動作を停止している。このため、チャージャ３４は、効率的に冷却される。同様に、ダウンバータ３６は作動するが、急速充電用回路３８はオフとなる。このため、ダウンバータ３６は、効率的に冷却される。
【００３７】
（３）急速充電用電源７２による外部充電時
急速充電用電源７２からバッテリ１６を充電する際、バッテリ１６手前のスイッチ５２、５４、急速充電用回路３８のスイッチ７４、７６、ダウンバータ３６及び冷却部４０がオンとなる。一方、インバータ３０及びチャージャ３４はオフとなる。
【００３８】
この場合、ダウンバータ３６と急速充電用回路３８がオンとなり、車両１０の走行時や通常充電用電源７０からの充電時に比べて冷却効率が低下することも考えられる。但し、インバータ３０及びチャージャ３４と比較してダウンバータ３６の発熱は小さいことが通常であるため、冷却効率の低下は小さく抑えることが可能である。
【００３９】
なお、急速充電中の場合、ダウンバータ３６をオフにすることもできる。これにより、急速充電用回路３８の冷却効率を高めることができる。
【００４０】
５．本実施形態の効果
以上説明したように、走行時に使用するインバータ３０及びダウンバータ３６を冷却部４０の冷媒通路８２を挟んで重ならないようにする。また、走行時に使用するインバータ３０と充電時に使用するチャージャ３４を冷媒通路８２を挟んで重なるようにする。さらに、充電時に使用するチャージャ３４及びダウンバータ３６を冷媒通路８２を挟んで重ならないようにする。これらにより、共通の冷却部４０を用いてインバータ３０、チャージャ３４及びダウンバータ３６を冷却する場合、使用するタイミングが重なる電力変換器を異なる冷却位置で冷却すると共に、使用するタイミングが異なる電力変換器を冷却部４０の冷媒通路８２を挟んで表裏の冷却位置で冷却する。従って、冷却効率が向上し、ＰＣＵ１２を小型化することが可能となる。
【００４１】
本実施形態において、チャージャ３４及びダウンバータ３６の通過電流が、インバータ３０の通過電流よりも小さい。これにより、貫通端子台４２の第３電力線９４を細くすることが可能となり、ＰＣＵ１２をさらに小型化することが可能となる。
【００４２】
本実施形態において、急速充電ラインとしての第１電力線５６にダイオード７８を備え、ダイオード７８は、冷却部４０の上面９０で冷却される。これにより、インバータ３０、チャージャ３４及びダウンバータ３６と共通の冷却部４０でダイオード７８を冷却することができるため、ダイオード７８専用の冷却装置を設ける必要がなくなる。また、ダイオード７８を冷却部４０の上面９０で冷却するため、貫通端子台４２の径を大きくする必要がなく、コンパクトなＰＣＵ１２を提供することが可能となる。
【００４３】
６．変形例
なお、この発明は、上記実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下の構成を採用することができる。
【００４４】
上記実施形態では、ＰＣＵ１２を電動車両１０に搭載したが、これに限らず、別の対象に搭載してもよい。例えば、ＰＣＵ１２を船舶や航空機等の移動体に用いることもできる。或いは、ＰＣＵ１２を家庭用電力システムに適用してもよい。
【００４５】
上記実施形態では、バッテリ１６のみを車両１０の駆動源としたが、これに限らない。例えば、バッテリ１６に加えてエンジンを搭載する構成（ハイブリッド車両）や、バッテリ１６に加えて燃料電池を搭載する構成（燃料電池車両）であってもよい。
【００４６】
上記実施形態では、冷却部４０の上面９０側に高電圧を扱う構成要素を、下面９２側に低電圧を扱う構成要素を配置したが、反対に、上面９０側に低電圧を扱う構成要素を、下面９２側に高電圧を扱う構成要素を配置してもよい。
【００４７】
上記実施形態では、ダウンバータ３６を下面９２側に、急速充電用回路３８を上面９０側に配置したが、これに限らない。例えば、図６、図７及び図８に示すように、電動車両１０の変形例としての電動車両１０Ａ（以下「車両１０Ａ」ともいう。）のパワーコントロールユニット１２ａ（以下「ＰＣＵ１２ａ」という。）では、インバータ３０及びダウンバータ３６を上面９０側に、チャージャ３４及び急速充電用回路３８を下面９２側に配置する。なお、車両１０、１０Ａで共通する構成要素には同一の番号を付して説明を省略する。
【００４８】
また、説明の便宜のため、図６では、冷却部４０の上面９０側において、インバータ３０、貫通端子台４２ａ及び筐体貫通部５０を接続する部位を第１分岐部９６ａとする。また、下面９２側において、チャージャ３４、急速充電用回路３８及び貫通端子台４２ａを接続する部位を第２分岐部９８ａとする。さらに、上面９０側において、貫通端子台４２ａの上端の部位を第３分岐部１００ａと定義する。
【００４９】
ＰＣＵ１２ａでは、バッテリ１６とインバータ３０の間及びバッテリ１６と急速充電用回路３８の間が高電圧用の電力線である。すなわち、上面９０側における高電圧用の第４電力線１１０により、バッテリ１６、インバータ３０及び貫通端子台４２ａの第３分岐部１００ａとが連結される。また、第２分岐部９８ａ及び第３分岐部１００ａの間は高電圧用の第５電力線１１２により連結される。さらに、急速充電用回路３８及び第２分岐部９８ａの間は、高電圧用の第６電力線１１４により連結される。
【００５０】
また、ＰＣＵ１２ａでは、チャージャ３４と第２分岐部９８ａの間及びダウンバータ３６と第３分岐部１００ａの間が低電圧用の電力線である。すなわち、下面９２側における低電圧用の第７電力線１１６により、チャージャ３４及び第２分岐部９８ａが連結される。また、上面９０側における低電圧用の第８電力線１１８により、ダウンバータ３６及び第３分岐部１００ａが連結される。
【００５１】
上記のようなＰＣＵ１２ａにおいても、上記実施形態に係るＰＣＵ１２と同様の効果を得ることができる。すなわち、ＰＣＵ１２ａでは、走行時に使用するインバータ３０と充電時に使用するチャージャ３４を冷媒通路８２を挟んで重なるようにする。これにより、使用するタイミングが異なるインバータ３０及びチャージャ３４を冷却部４０の冷媒通路８２を挟んで表裏の冷却位置で冷却する。従って、冷却効率が向上し、ＰＣＵ１２ａを小型化することが可能となる。
【００５２】
加えて、走行時に使用するインバータ３０及びダウンバータ３６を冷媒通路８２を挟んで重ならないようにすると共に、充電時に使用するチャージャ３４及びダウンバータ３６を冷媒通路８２を挟んで重ならないようにする。これらにより、共通の冷却部４０を用いてインバータ３０、チャージャ３４及びダウンバータ３６を冷却する場合、使用するタイミングが重なる電力変換器を異なる冷却位置で冷却すると共に、使用するタイミングが異なる電力変換器を冷却部４０を挟んで表裏の冷却位置で冷却する。従って、冷却効率が向上し、ＰＣＵ１２ａを小型化することが可能となる。
【００５３】
上記実施形態では、インバータ３０、チャージャ３４、ダウンバータ３６及び急速充電用回路３８を冷却部４０による冷却対象としたが、冷却対象はこれに限らない。例えば、車両１０の運転中にバッテリ１６の出力電圧又はモータ１４の出力電圧を昇圧又は降圧するためのＤＣ／ＤＣコンバータ（図示せず）をインバータ３０とバッテリ１６との間に設け、当該ＤＣ／ＤＣコンバータを冷却対象としてもよい。或いは、冷却部４０のポンプ８４を冷却対象とすることもできる。
【図１】
2012070346.tif 000003
【図２】
2012070346.tif 000004
【図３】
2012070346.tif 000005
【図４】
2012070346.tif 000006
【図５】
2012070346.tif 000007
【図６】
2012070346.tif 000008
【図７】
2012070346.tif 000009
【図８】
2012070346.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成24年3月21日(2012.3.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両（１０）外部の電源（７０、７２）から前記車両（１０）に搭載された蓄電装置（１６）を充電し、前記蓄電装置（１６）から電動機（１４）に電力を供給して前記車両（１０）の推進動力を得る電動車両（１０）用パワーコントロールユニット（１２）であって、
筐体（４４）と、
前記筐体（４４）内部に配設され、第１の面（９０）と、冷媒通路（８２）を挟んで前記第１の面（９０）とは反対側の第２の面（９２）を有する冷却部（４０）と、
前記電動車両（１０）の走行時に使用され、前記冷却部（４０）の第１の面（９０）で冷却される第１電力変換器（３０）と、
前記車両（１０）外部の電源（７０、７２）から前記蓄電装置（１６）への充電時に使用され、前記冷却部（４０）の第２の面（９２）で冷却される第２電力変換器（３４）と、
前記電動車両（１０）の走行時及び前記車両（１０）外部の電源（７０、７２）から前記蓄電装置（１６）への充電時の両方で使用され、前記冷却部（４０）の前記第２の面（９２）で冷却される第３電力変換器（３６）と、
前記第１電力変換器（３０）、前記第２電力変換器（３４）及び前記第３電力変換器（３６）を相互に接続する電力導体（５６、６６、９４）と
を備え、
前記電力導体（５６、６６、９４）は、
前記筐体（４４）の内外を接続する筐体貫通部（５０）と、
前記冷却部（４０）の第１の面（９０）側と第２の面（９２）側とを接続する冷却跨ぎ部（４２）と、
前記冷却部（４０）の第１の面（９０）側で前記筐体貫通部（５０）、前記冷却跨ぎ部（４２）及び前記第１電力変換器（３０）を接続する第１分岐部（９６）と、
前記冷却部（４０）の第２の面（９２）側で前記冷却跨ぎ部（４２）、前記第２電力変換器（３４）及び前記第３電力変換器（３６）を接続する第２分岐部（９８）と
を有し、
前記第１電力変換器（３０）と前記第３電力変換器（３６）は、前記冷却部（４０）の第１の面（９０）から第２の面（９２）の方向に見て異なる位置に配設され、
前記第１電力変換器（３０）と前記第２電力変換器（３４）は、前記冷却部（４０）の第１の面（９０）から第２の面（９２）の方向に見て重なる位置に配設される
ことを特徴とする電動車両（１０）用パワーコントロールユニット（１２）。
【請求項２】
請求項１記載の電動車両（１０）用パワーコントロールユニット（１２）において、
前記第１電力変換器は、前記電動機（１４）としての走行モータ（１４）を駆動するインバータ（３０）であり、
前記第２電力変換器は、前記車両（１０）に搭載された充電器（３４）であり、
前記第３電力変換器は、ＤＣ／ＤＣコンバータ（３６）であり、
前記充電器（３４）及び前記ＤＣ／ＤＣコンバータ（３６）の通過電流が、前記インバータ（３０）の通過電流よりも小さい
ことを特徴とする電動車両（１０）用パワーコントロールユニット（１２）。
【請求項３】
請求項２記載の電動車両（１０）用パワーコントロールユニット（１２）において、
さらに、急速充電ライン（５６）にダイオード（７８）を備え、
前記ダイオード（７８）は、前記冷却部（４０）の第１の面（９０）で冷却される
ことを特徴とする電動車両（１０）用パワーコントロールユニット（１２）。
【請求項４】
車両（１０）外部の電源（７０、７２）から前記車両（１０）に搭載された蓄電装置（１６）を充電し、前記蓄電装置（１６）から電動機（１４）に電力を供給して前記車両（１０）の推進動力を得る電動車両（１０）用パワーコントロールユニット（１２）であって、
筐体（４４）と、
前記筐体（４４）内部に配設され、第１の面（９０）と、冷媒通路（８２）を挟んで前記第１の面（９０）とは反対側の第２の面（９２）を有する冷却部（４０）と、
前記電動車両（１０）の走行時に使用され、前記冷却部（４０）の第１の面（９０）で冷却される第１電力変換器（３０）と、
前記車両（１０）外部の電源（７０、７２）から前記蓄電装置（１６）への充電時に使用され、前記冷却部（４０）の第２の面（９２）で冷却される第２電力変換器（３４）と、
前記電動車両（１０）の走行時及び前記車両（１０）外部の電源（７０、７２）から前記蓄電装置（１６）への充電時の両方で使用され、前記冷却部（４０）の前記第２の面（９２）で冷却される第３電力変換器（３６）と
を備え、
前記第１電力変換器は、前記電動機（１４）としての走行モータ（１４）を駆動するインバータ（３０）であり、
前記第２電力変換器は、前記車両（１０）に搭載された充電器（３４）であり、
前記第３電力変換器は、ＤＣ／ＤＣコンバータ（３６）であり、
前記第１電力変換器（３０）と前記第２電力変換器（３４）は、前記冷却部（４０）の第１の面（９０）から第２の面（９２）の方向に見て重なる位置に配設される
ことを特徴とする電動車両（１０）用パワーコントロールユニット（１２）。
【手続補正書】
【提出日】平成25年3月12日(2013.3.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両外部の電源から前記車両に搭載された蓄電装置を充電し、前記蓄電装置から電動機に電力を供給して前記車両の推進動力を得る電動車両用パワーコントロールユニットであって、
筐体と、
前記筐体内部に配設され、第１の面と、冷媒通路を挟んで前記第１の面とは反対側の第２の面を有する冷却部と、
前記電動車両の走行時に使用され、前記冷却部の第１の面で冷却される第１電力変換器と、
前記車両外部の電源から前記蓄電装置への充電時に使用され、前記冷却部の第２の面で冷却される第２電力変換器と、
前記電動車両の走行時及び前記車両外部の電源から前記蓄電装置への充電時の両方で使用され、前記冷却部の前記第２の面で冷却される第３電力変換器と
を備え、
前記第１電力変換器は、前記電動機としての走行モータを駆動するインバータであり、
前記第２電力変換器は、前記車両に搭載された充電器であり、
前記第３電力変換器は、ＤＣ／ＤＣコンバータであり、
前記第１電力変換器と前記第２電力変換器は、前記冷却部の第１の面から第２の面の方向に見て重なる位置に配設される
ことを特徴とする電動車両用パワーコントロールユニット。
【請求項２】
車両外部の電源から前記車両に搭載された蓄電装置を充電し、前記蓄電装置から電動機に電力を供給して前記車両の推進動力を得る電動車両用パワーコントロールユニットであって、
筐体と、
前記筐体内部に配設され、第１の面と、冷媒通路を挟んで前記第１の面とは反対側の第２の面を有する冷却部と、
前記電動車両の走行時に使用され、前記冷却部の第１の面で冷却される第１電力変換器と、
前記車両外部の電源から前記蓄電装置への充電時に使用され、前記冷却部の第２の面で冷却される第２電力変換器と、
前記電動車両の走行時及び前記車両外部の電源から前記蓄電装置への充電時の両方で使用され、前記冷却部の前記第２の面で冷却される第３電力変換器と、
前記第１電力変換器、前記第２電力変換器及び前記第３電力変換器を相互に接続する電力導体と
を備え、
前記電力導体は、
前記筐体の内外を接続する筐体貫通部と、
前記冷却部の第１の面側と第２の面側とを接続する冷却跨ぎ部と、
前記冷却部の第１の面側で前記筐体貫通部、前記冷却跨ぎ部及び前記第１電力変換器を接続する第１分岐部と、
前記冷却部の第２の面側で前記冷却跨ぎ部、前記第２電力変換器及び前記第３電力変換器を接続する第２分岐部と
を有し、
前記第１電力変換器と前記第３電力変換器は、前記冷却部の第１の面から第２の面の方向に見て異なる位置に配設され、
前記第１電力変換器と前記第２電力変換器は、前記冷却部の第１の面から第２の面の方向に見て重なる位置に配設される
ことを特徴とする電動車両用パワーコントロールユニット。
【請求項３】
請求項２記載の電動車両用パワーコントロールユニットにおいて、
前記第１電力変換器は、前記電動機としての走行モータを駆動するインバータであり、
前記第２電力変換器は、前記車両に搭載された充電器であり、
前記第３電力変換器は、ＤＣ／ＤＣコンバータであり、
前記充電器及び前記ＤＣ／ＤＣコンバータの通過電流が、前記インバータの通過電流よりも小さい
ことを特徴とする電動車両用パワーコントロールユニット。
【請求項４】
請求項３記載の電動車両用パワーコントロールユニットにおいて、
さらに、急速充電ラインにダイオードを備え、
前記ダイオードは、前記冷却部の第１の面で冷却される
ことを特徴とする電動車両用パワーコントロールユニット。
【国際調査報告】
2012070346.tif 000011
2012070346.tif 000012
2012070346.tif 000013
2012070346.tif 000014