(57)【要約】  パワーコントロールユニット（３０）は、バッテリ（１８）の直流電力を交流電力に変換する電力変換モジュール（６０）及びバッテリ（１８）を急速充電するために用いられる急速充電用デバイス（６２）がヒートシンク（５０）の一方の面に配置され、バッテリ（１８）を充電する充電器（８２）及びＤＣ／ＤＣコンバータ（８４）がヒートシンク（５０）の他方の面に配置され、ＤＣ／ＤＣコンバータ（８４）と充電器（８２）とは、どちらも長方形状の筐体に収納され、お互いの長手方向が直交し、且つ、ＤＣ／ＤＣコンバータ（８４）の長辺と充電器（８２）の短辺とが隣り合うように配置されており、電力変換モジュール（６０）及び急速充電用デバイス（６２）は、ヒートシンク（５０）を挟んで充電器（８２）と対向している。
2013080665.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両（１０）に搭載されたバッテリ（１８）の直流電力を三相の交流電力に変換する電力変換モジュール（６０）及び前記バッテリ（１８）を急速充電するために用いられる急速充電用デバイス（６２）がヒートシンク（５０）の一方の面に配置され、前記バッテリ（１８）を充電する充電器（８２）及びＤＣ／ＤＣコンバータ（８４）が前記ヒートシンク（５０）の他方の面に配置され、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ（８４）と前記充電器（８２）とは、どちらも長方形状の筐体に収納され、お互いの長手方向が直交し、且つ、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ（８４）の長辺と前記充電器（８２）の短辺とが隣り合うように配置されており、
前記電力変換モジュール（６０）及び前記急速充電用デバイス（６２）は、前記ヒートシンク（５０）を挟んで前記充電器（８２）と対向しているとともに前記充電器（８２）の長手方向に並ぶように配置されている
ことを特徴とするパワーコントロールユニット（３０）。
【請求項２】
請求項１に記載のパワーコントロールユニット（３０）において、
前記ヒートシンク（５０）の前記一方の面に前記電力変換モジュール（６０）によって変換された交流電力を出力する三相端子（６４ａ、６４ｂ、６４ｃ）を支持する三相端子台（６６）を設け、
前記三相端子台（６６）は、前記ヒートシンク（５０）を挟んで前記ＤＣ／ＤＣコンバータ（８４）と対向する位置に配置されている
ことを特徴とするパワーコントロールユニット（３０）。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のパワーコントロールユニット（３０）において、
前記バッテリ（１８）と前記電力変換モジュール（６０）とに接続されている導電体は、前記パワーコントロールユニット（３０）内で分岐し、分岐した前記導電体は、電力消費システムに接続可能である
ことを特徴とするパワーコントロールユニット（３０）。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載のパワーコントロールユニット（３０）において、
前記電力変換モジュール（６０）、前記急速充電用デバイス（６２）、前記充電器（８２）、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ（８４）、及び、空調用コンプレッサ（１１８）への電力供給経路に設けられるヒューズ（９８ａ）が同一の筐体に収納され、
前記ヒューズ（９８ａ）は、前記電力変換モジュール（６０）及び前記急速充電用デバイス（６２）と隣り合うように前記ヒートシンク（５０）の前記一方の面に設けられ、
前記電力変換モジュール（６０）と前記急速充電用デバイス（６２）と前記ヒューズ（９８ａ）とは、バスバー（１１６）で互いに電気的に接続され、前記バッテリ（１８）と同電位である
ことを特徴とするパワーコントロールユニット（３０）。
【請求項５】
請求項４に記載のパワーコントロールユニット（３０）において、
前記バスバー（１１６）は、単一のものである
ことを特徴とするパワーコントロールユニット（３０）。
【請求項６】
車両（１０）に搭載されたバッテリ（１８）の直流電力を三相の交流電力に変換する電力変換モジュール（６０）及び前記バッテリ（１８）を急速充電するために用いられる急速充電用デバイス（６２）がヒートシンク（５０）の一方の面に配置され、前記バッテリ（１８）を充電する充電器（８２）が前記ヒートシンク（５０）の他方の面に配置され、
前記電力変換モジュール（６０）及び前記急速充電用デバイス（６２）は、前記ヒートシンク（５０）を挟んで前記充電器（８２）と対向している
ことを特徴とするパワーコントロールユニット（３０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱性能を損なうことなく小型化を図るパワーコントロールユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許第３４６８４２４号公報には、冷却基板の両面に発熱性の回路を搭載した電力制御部が記載されている。詳しくは、メインバッテリからの直流電流を交流電流に変換させて走行用モータを駆動させるＵＶＷ相のインバータ回路が冷却基板の一方の面に、メインバッテリの電圧を降圧させるＤＣ−ＤＣコンバータと電力コンデンサが冷却基板の他方の面に、ＵＶＷ相インバータ回路と対向するように設けられた電力制御部が記載されている。
【発明の概要】
【０００３】
しかしながら、特許第３４６８４２４号公報に記載の技術では、インバータ回路及びＤＣ−ＤＣコンバータの出力電力が最大となるように制御する場合もあり、インバータ回路及びＤＣ−ＤＣコンバータの出力電力が大きくなるにつれ、インバータ回路及びＤＣ−ＤＣコンバータの発熱量も増大する。また、冷却基板の両面で同時に発熱が生じるため、冷却基板は、冷却基板の両面で生じたインバータ回路及びＤＣ−ＤＣコンバータの最大発熱量を放熱できる性能が必要であり、放熱面積を確保するために冷却基板が大型化してしまう。
【０００４】
そこで、本発明は、放熱性能を損なうことなく小型化を実現させる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】
本発明に係るパワーコントロールユニットは、車両に搭載されたバッテリの直流電力を三相の交流電力に変換する電力変換モジュール及び前記バッテリを急速充電するために用いられる急速充電用デバイスがヒートシンクの一方の面に配置され、前記バッテリを充電する充電器及びＤＣ／ＤＣコンバータが前記ヒートシンクの他方の面に配置され、前記ＤＣ／ＤＣコンバータと前記充電器とは、どちらも長方形状の筐体に収納され、お互いの長手方向が直交し、且つ、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの長辺と前記充電器の短辺とが隣り合うように配置されており、前記電力変換モジュール及び前記急速充電用デバイスは、前記ヒートシンクを挟んで前記充電器と対向しているとともに前記充電器の長手方向に並ぶように配置されていることを特徴とする。
【０００６】
このように、前記電力変換モジュール及び前記急速充電用デバイスと前記充電器とが前記ヒートシンクを挟んで対向するように、前記電力変換モジュール、前記急速充電用デバイス、及び前記充電器を配置したので、これらが発熱した熱量を前記ヒートシンクは効率よく放熱させて冷却することができる。また、前記ＤＣ／ＤＣコンバータと前記充電器とを長方形状の筐体にそれぞれ収納し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータと、前記ＤＣ／ＤＣコンバータより大きくなり易い前記充電器との長手方向を互いに直交させ、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの長辺と前記充電器の短辺とが隣り合うように配置し、前記充電器と対向する前記電力変換モジュール及び前記急速充電用デバイスを前記充電器の長手方向に沿って並ぶように配置したので、前記パワーコントロールユニットを小型化することができる。
【０００７】
前記ヒートシンクの前記一方の面に前記電力変換モジュールによって変換された交流電力を出力する三相端子を支持する三相端子台を設けてもよく、前記三相端子台は、前記ヒートシンクを挟んで前記ＤＣ／ＤＣコンバータと対向する位置に配置されてもよい。これにより、前記三相端子台が発熱した熱量を前記ヒートシンクは効率よく放熱させて冷却することができる。
【０００８】
前記バッテリと前記電力変換モジュールとを接続する導電体は、前記パワーコントロールユニット内で分岐し、分岐した前記導電体は、電力消費システムに接続可能であってもよい。
【０００９】
前記電力変換モジュール、前記急速充電用デバイス、前記充電器、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ、及び、空調用コンプレッサへの電力供給経路に設けられるヒューズが同一の筐体に収納され、前記ヒューズは、前記電力変換モジュール及び前記急速充電用デバイスと隣り合うように前記ヒートシンクの前記一方の面に設けられてもよく、前記電力変換モジュールと前記急速充電用デバイスと前記ヒューズとは、バスバーで互いに電気的に接続され、前記バッテリと同電位であってもよい。前記バスバーは、単一のものであってもよい。このように、前記バスバーを用いるので、高圧ケーブルを用いる必要がなく、前記パワーコントロールユニットを小型化することができ、且つ、コストが低廉になる。
【００１０】
本発明に係るパワーコントロールユニットは、車両に搭載されたバッテリの直流電力を三相の交流電力に変換する電力変換モジュール及び前記バッテリを急速充電するために用いられる急速充電用デバイスがヒートシンクの一方の面に配置され、前記バッテリを充電する充電器が前記ヒートシンクの他方の面に配置され、前記電力変換モジュール及び前記急速充電用デバイスは、前記ヒートシンクを挟んで前記充電器と対向していることを特徴とする。
【００１１】
このように、前記電力変換モジュール及び前記急速充電用デバイスと前記充電器とが前記ヒートシンクを挟んで対向するように、前記電力変換モジュール、前記急速充電用デバイス、及び前記充電器を配置したので、これらが発熱した熱量を前記ヒートシンクは効率よく放熱させて冷却することができる。
【００１２】
本発明に係るパワーコントロールユニットによれば、電力変換モジュール及び急速充電用デバイスと充電器とがヒートシンクを挟んで対向するように、電力変換モジュール、急速充電用デバイス、及び充電器を配置したので、これらが発熱した熱量をヒートシンクは効率よく放熱させて冷却することができる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータと充電器とを長方形状の筐体にそれぞれ収納し、ＤＣ／ＤＣコンバータと、ＤＣ／ＤＣコンバータより大きくなり易い充電器との長手方向を互いに直交させ、充電器と対向する電力変換モジュール及び急速充電用デバイスを充電器の長手方向に沿って並ぶように配置したので、パワーコントロールユニットを小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態の電気自動車の概略構成を模式化した概略構成斜視図である。
【図２】実施の形態の電気自動車の概略構成を模式化した概略構成側面図である。
【図３】図１に示すパワーコントロールユニットの外観斜視図である。
【図４】図３に示すパワーコントロールユニットの分解斜視図である。
【図５】図４に示すヒートシンクの上面図である。
【図６】図４に示すロアケースの底面図である。
【図７】パワーコントロールユニットの回路図である。
【図８】図５のヒートシンクの上部にアッパーケースを配置したときの上面図である。
【図９】図５のヒートシンクの上部に、ＥＣＵが取り付けられたアッパーケースを配置したときの上面図である。
【図１０】三相端子台、電力変換モジュール、急速充電用デバイス、ＤＣ／ＤＣコンバータ、及び充電器の配置関係を示す概略図である。
【図１１】電気自動車をＶ２Ｇ又はＶ２Ｈに適用したときのパワーコントロールユニットの回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明に係るパワーコントロールユニットを有する電気自動車について、好適な実施の形態を掲げ、添付の図面を参照しながら以下、詳細に説明する。
【００１５】
図１は、電気自動車（車両）１０の概略構成を模式化した概略構成斜視図、図２は、電気自動車１０の概略構成を模式化した概略構成側面図である。なお、図１及び図２においては、本発明に関係のない機構乃至構成要素については図示を省略している。また、本実施の形態では、車体１２の鉛直方向を上下方向とし、該鉛直方向に垂直な方向を水平方向とする。また、電気自動車１０の進行方向を前、後退方向を後、進行方向に向かって左方向を左、右方向を右とする。
【００１６】
電気自動車１０は、車体１２内部に、前輪１４Ｌ、１４Ｒと後輪１６Ｌ、１６Ｒとの間で、且つ、車体１２の底部に設けられた高電圧を出力するバッテリ１８と、フロアパネル２０を介してバッテリ１８の上方に設けられる車室２２と、該車室２２とは隔てられて車体１２の前方に区画されたモータルーム２４と、該モータルーム２４を覆うダッシュパネル２６と、ダッシュパネル２６の下方で、且つ、該モータルーム２４に設けられた走行用モータ２８の上方に載置されたパワーコントロールユニット（Power Control Unit）３０とを備える。ダッシュパネル２６は、ダッシュパネルロア２６ａとダッシュパネルアッパー２６ｂとを有する。ダッシュパネル２６は、モータルーム２４と車室２２とを仕切るものであり、モータルーム２４からの汚れ、水、臭い等の浸入を防ぐ構造を有する。また、ダッシュパネル２６は、外部からの水の浸入に対して、Ａ／Ｃ（エアコンディショナー）配管内に流入させない水排出機能を有する。
【００１７】
電源ケーブル３４は、バッテリ１８に蓄積された電力をパワーコントロールユニット３０に伝達するためのものであり、電源ケーブル３４の一端はバッテリ１８の電源コネクタ３６に接続され、他端はパワーコントロールユニット３０の電源コネクタ９４（図７参照）に接続される。パワーコントロールユニット３０は、バッテリ１８から供給される直流電力を三相（Ｕ、Ｖ、Ｗ相）の交流電力に変換し、該変換した三相の交流電力を走行用モータ２８に供給することで走行用モータ２８を駆動制御する。
【００１８】
パワーコントロールユニット３０は、直流電力を三相交流に変換する電力変換モジュール６０（図４、図５、図７参照）と電力変換モジュール６０を制御するＥＣＵ７０（図４、図７、図９参照）とを有する。走行用モータ２８とパワーコントロールユニット３０とは、三相交流電力ケーブル（電力供給線）３８を介して接続されており、三相交流電力ケーブル３８の一端は走行用モータ２８の電力コネクタ４０に接続され、三相交流電力ケーブル３８の他端はパワーコントロールユニット３０の電力コネクタ４２（電力コネクタ４２ａ、４２ｂ、４２ｃ）に接続される。パワーコントロールユニット３０を走行用モータ２８の上方に配置させるので、高電圧の三相交流電力ケーブル３８を短くすることができる。
【００１９】
図３はパワーコントロールユニット３０の外観斜視図、図４はパワーコントロールユニット３０の分解斜視図を示す。パワーコントロールユニット３０は、ヒートシンク５０と、ヒートシンク５０の上部に設けられるアッパーケース５２と、アッパーケース５２の上部を覆う上カバー５４と、ヒートシンク５０の下部に設けられるロアケース５６と、ロアケース５６の下部を覆う下カバー５８とを有する。
【００２０】
ヒートシンク５０の上面略中央には電力変換モジュール６０が、ヒートシンク５０の上面右側には、急速充電用デバイス６２、ヒューズ９８ａ、９８ｂ（図５、図７参照）等が設けられ、ヒートシンク５０の左側上方には、電力変換モジュール６０とアッパーケース５２の電力コネクタ４２ａ、４２ｂ、４２ｃとを接続する三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃが設けられている。電力変換モジュール６０は、バッテリ１８の直流電力を三相（Ｕ、Ｖ、Ｗ相）の交流電力に変換し、該変換した各相の交流電力を三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃに出力する。三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃは、その中間部がヒートシンク５０の上面左側に設けられた三相端子台６６に支持される。
【００２１】
電力変換モジュール６０は、複数のスイッチング素子を有するスイッチングモジュールを筐体内に内蔵する。この複数のスイッチング素子がオンオフされることで、電力変換モジュール６０は、バッテリ１８からの直流電力を三相の交流電力に、又は、走行用モータ２８から三相の交流電力を直流電力に変換する。
【００２２】
電力変換モジュール６０を制御するＥＣＵ（制御部）７０は、急速充電用デバイス６２の上部に設けられている。アッパーケース５２の上面には、ＥＣＵ７０及び急速充電用デバイス６２へのアクセスを可能にする第１開口部７２と、ヒューズ９８ａ、９８ｂへのアクセスを可能にする第２開口部７４と、電力変換モジュール６０へのアクセスを可能にする第３開口部７６と、三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃへのアクセスを可能にする第４開口部７８が形成されている（図４、図８、図９参照）。上カバー５４は、第１開口部７２を覆う第１上カバー５４ａと、第２開口部７４を覆う第２上カバー５４ｂと、第３開口部７６を覆う第３上カバー５４ｃと、第４開口部７８を覆う第４上カバー５４ｄとを有する。第１開口部７２は、第２開口部７４〜第４開口部７８に比べ、高い位置に形成されている。
【００２３】
電力変換モジュール６０の上方、且つ、第３開口部７６の下方で、平滑コンデンサ９６（図７参照）を有するコンデンサモジュール８０がアッパーケース５２の内壁に吊り下げられるように取り付けられている。平滑コンデンサ９６は、電力変換モジュール６０と電気的に接続され、バッテリ１８からの電力を平滑化するものである。コンデンサモジュール８０は、平滑コンデンサ９６を筐体で収納したものである。
【００２４】
ロアケース５６の底面には、バッテリ１８を充電する充電器８２と、電気自動車１０に搭載された低電圧系のデバイス（電装品）に低電圧の電力を供給するためにバッテリ１８の電圧を降圧させるＤＣ／ＤＣコンバータ８４が設けられている。ＤＣ／ＤＣコンバータ８４及び充電器８２は、長方形の筐体に収納されたものであり、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４より部品数が多く大きくなり易い充電器８２の筐体は、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４の筐体よりも大きい。
【００２５】
ヒートシンク５０は、流体が流入される流入部８６と、流体が流出する流出部８８とを有する。ヒートシンク５０の底面とロアケース５６の上面とで前記流体が流れる流路（図示略）が形成される。流入部８６から流入した前記流体は、ヒートシンク５０とロアケース５６によって形成された前記流路を通って流出部８８から流出する。これにより、ヒートシンク５０は、ヒートシンク５０の上面側に設けられた電力変換モジュール６０及び急速充電用デバイス６２等、及び、ヒートシンク５０の底面側に設けられた充電器８２及びＤＣ／ＤＣコンバータ８４が発熱した熱量を放熱させて冷却することができる。
【００２６】
図５はヒートシンク５０の上面図、図６はロアケース５６の底面図、図７はパワーコントロールユニット３０の回路図である。
【００２７】
電力変換モジュール６０は、電源コネクタ９４（図７参照）に接続され、電源ケーブル３４を介してバッテリ１８を電源コネクタ９４に接続することで、電力変換モジュール６０とバッテリ１８とが接続される。電力変換モジュール６０とバッテリ１８との間に、電圧を平滑化するコンデンサモジュール８０の平滑コンデンサ９６が並列に接続されている。コンデンサモジュール８０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４、充電器８２、及び急速充電用デバイス６２、及びヒューズ９８ａ、９８ｂとバスバーによって電気的に接続されている。バスバーは、銅板等の金属板を打ち抜き加工することで形成される。
【００２８】
これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４、充電器８２、急速充電用デバイス６２、及びヒューズ９８ａ、９８ｂは、バッテリ１８と接続される。急速充電用デバイス６２は、ダイオード（急速充電用ダイオード）１００、第１メインコンタクタ（第１急速充電用コンタクタ）１０２、第２メインコンタクタ（第２急速充電用コンタクタ）１０４、抵抗Ｒ、及びプレコンタクタ１０６を有する。このように、高電圧部品（電力変換モジュール６０、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４、充電器８２、急速充電用デバイス６２）を１つの筐体に収納することで、高電圧ケーブルを用いることなくバスバーで接続することができ、パワーコントロールユニット３０を小型化することができ、更に、コストが低廉になる。
【００２９】
コンデンサモジュール８０は、図５に示すように、第１正端子１１０ａ、第１負端子１１０ｂ、第２正端子１１２ａ、第２負端子１１２ｂ、第３正端子１１４ａ、第３負端子１１４ｂとを有し、第１正端子１１０ａ、第２正端子１１２ａ、及び第３正端子１１４ａは互いに導通しており、第１負端子１１０ｂ、第２負端子１１２ｂ、及び第３負端子１１４ｂは互いに導通している。第２正端子１１２ａ及び第２負端子１１２ｂは、バスバー１１５ａ、１１５ｂ、及び、電源ケーブル９４ａ、９４ｂ（図６参照）を介して電源コネクタ９４に接続されており、これにより、第２正端子１１２ａはバッテリ１８の正極側と、第２負端子１１２ｂはバッテリ１８の負極側とにそれぞれ接続される。
【００３０】
電力変換モジュール６０は、第２正端子１１２ａ及び第２負端子１１２ｂに接続される図示しない接続正端子及び接続負端子（接続端子）を有し、電力変換モジュール６０の前記接続正端子は、第２正端子１１２ａとバスバー１１５ａの一端とに接続され、電力変換モジュール６０の前記接続負端子は、第２負端子１１２ｂとバスバー１１５ｂの一端とに接続されている。電源ケーブル９４ａ、９４ｂは、ヒートシンク５０の下方から貫通孔５０ａ、５０ｂを通ってパワーコントロールユニット３０内に挿入され、バスバー１１５ａ、１１５ｂの他端に接続されている。
【００３１】
第１正端子１１０ａと、ヒューズ９８ａ、９８ｂの一端と、及びダイオード１００のカソードとは、単一のバスバー１１６によって接続されており、バスバー１１６とバッテリ１８とは同電位である。第１正端子１１０ａと接続されていないヒューズ９８ａの他端は、エアコンコンプレッサ（空調用コンプレッサ）１１８に接続され、第１正端子１１０ａと接続されていないヒューズ９８ｂの他端は、ヒータ１２０に接続されている（図７参照）。
【００３２】
ダイオード１００のカソードは、抵抗Ｒ、プレコンタクタ１０６を介して、第１メインコンタクタ１０２の一端に接続され、ダイオード１００のアノードは、バスバー１２２によって第１メインコンタクタ１０２の前記一端に接続される。第１負端子１１０ｂは、バスバー１２４によって第２メインコンタクタ１０４の一端に接続される。
【００３３】
第３正端子１１４ａは、バスバー１２６、１２８によって充電器８２の第４正端子１３０ａと、バスバー１２６、１３２によってＤＣ／ＤＣコンバータ８４の第５正端子１３４ａとにそれぞれ接続され、第３負端子１１４ｂは、バスバー１３６、１３８によって充電器８２の第４負端子１３０ｂと、バスバー１３６、１４０によってＤＣ／ＤＣコンバータ８４の第５負端子１３４ｂとに接続されている（図５及び図６参照）。
【００３４】
充電器８２の第６正端子１４２ａ及び第６負端子１４２ｂは、ケーブル９２ａを介してコネクタ９２に接続され（図７参照）、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４の第７正端子１４４ａ及び第７負端子１４４ｂは、パワーコントロールユニット３０の外部に導出したケーブル１４６に接続されている。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４によって降圧された電力は、ケーブル１４６によって電気自動車１０に搭載された低電圧系のデバイスに供給可能となる。
【００３５】
図６に示すようにＤＣ／ＤＣコンバータ８４及び充電器８２は、長手方向がお互いに直交するように配置され、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４の長辺と充電器８２の短辺とが隣り合うように配置されている。
【００３６】
コネクタ９２に接続されたプラグ９３が商業用コンセントに接続されることで、１００Ｖ又は２００Ｖの交流電力が充電器８２に供給され、充電器８２は、バッテリ１８を普通充電する（図７参照）。
【００３７】
図８は、図５のヒートシンク５０の上部にアッパーケース５２を配置したときの上面図である。なお、図８においては、コンデンサモジュール８０の図示を省略している。アッパーケース５２には、急速充電用コネクタ１４８が設けられており、第１メインコンタクタ１０２の他端及び第２メインコンタクタ１０４の他端が、バスバー１４９ａ、１４９ｂを介して急速充電用コネクタ１４８に接続される。また、図９に示すように、急速充電用デバイス６２の上方にＥＣＵ７０が設けられる。ＥＣＵ７０は、アッパーケース５２に取り付けられる。急速充電用コネクタ１４８には、サービスエリア等や給電ステーションに設けられた図示しない高圧の直流電力を供給する急速充電器の充電器側コネクタ１５０と接続するコネクタ１５２が接続される（図７参照）。前記急速充電器の充電器側コネクタ１５０とコネクタ１５２とが接続されることで、前記急速充電器はバッテリ１８を急速充電する。なお、図９においても、コンデンサモジュール８０の図示を省略している。
【００３８】
図１０は、三相端子台６６、電力変換モジュール６０、急速充電用デバイス６２、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４、及び充電器８２の配置関係を示す概略図である。電力変換モジュール６０及び急速充電用デバイス６２は、ヒートシンク５０を挟んで充電器８２と対向するように配置されているとともに、充電器８２の長手方向に並ぶように配置されている。また、三相端子台６６は、ヒートシンク５０を挟んでＤＣ／ＤＣコンバータ８４に対向するように配置されている。
【００３９】
ここで、電力変換モジュール６０は、ヒートシンク５０を挟んでＤＣ／ＤＣコンバータ８４と対向しない位置に配置されることが好ましいが、図１０に示すように、少なくとも電力変換モジュール６０の発熱体１５４がヒートシンク５０を挟んでＤＣ／ＤＣコンバータ８４と対向しなければよい。発熱体１５４とは、例えば、電力変換モジュール６０のスイッチング素子が組み込まれたチップ等であるが、発熱する部材であればチップ以外のものであっても発熱体の概念に含まれる。
【００４０】
このような配置にすることで、走行中の時は（走行用モータ２８を駆動させているときは）、電力変換モジュール６０とＤＣ／ＤＣコンバータ８４とが駆動して発熱するが、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４と、電力変換モジュール６０の発熱体１５４とは互いに対向しない位置に設けられているので（ＤＣ／ＤＣコンバータ８４のヒートシンク５０上の領域と発熱体１５４のヒートシンク５０上の領域とは互いに重複しないので）、ヒートシンク５０は効率よくＤＣ／ＤＣコンバータ８４及び電力変換モジュール６０が発熱した熱量を放熱させて冷却することができる。また、走行用モータ２８を駆動しているときは、電力変換モジュール６０が変換した三相の交流電力が三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃから出力され、それに伴い三相端子台６６が熱を持つが、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４と対向する位置に設けられているので、効率よく三相端子台６６の熱量をヒートシンク５０が放熱させて冷却することができる。また、三相端子台６６の熱量は、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４や電力変換モジュール６０に比べ少ないので、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４と対向する位置に三相端子台６６を設けたとしても、ヒートシンク５０による放熱に影響を与えることがない。
【００４１】
普通充電の場合は、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４と充電器８２とが駆動して発熱するが、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４と充電器８２とは隣り合わせで配置されているので（ＤＣ／ＤＣコンバータ８４のヒートシンク５０上の領域と充電器８２のヒートシンク５０上の領域とは互いに重複しないので）、ヒートシンク５０は効率よくＤＣ／ＤＣコンバータ８４と充電器８２を放熱させて冷却することができる。
【００４２】
急速充電の場合は、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４が駆動するとともに、急速充電用デバイス６２に高電圧が流れるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４と急速充電用デバイス６２が発熱するが、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４と急速充電用デバイス６２とは、互いに対向しない位置に設けられているので（ＤＣ／ＤＣコンバータ８４のヒートシンク５０上の領域と急速充電用デバイス６２のヒートシンク５０上の領域とは互いに重複しないので）、ヒートシンク５０は効率よくＤＣ／ＤＣコンバータ８４及び急速充電用デバイス６２が発熱した熱量を放熱させて冷却することができる。なお、急速充電又は普通充電と車両の走行とは同時に行われず、普通充電と急速充電とは同時に行われない。
【００４３】
このように、電力変換モジュール６０及び急速充電用デバイス６２と、充電器８２とがヒートシンク５０を挟んで対向するように、電力変換モジュール６０、急速充電用デバイス６２、充電器８２を配置したので、これらが発熱した熱量をヒートシンク５０は効率よく放熱させて冷却することができる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４と充電器８２とを長方形状の筐体にそれぞれ収納し、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４と、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４に比べ部品数が多く大きくなり易い充電器８２との長手方向を互いに直交させ、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４の長辺と充電器８２の短辺とが隣り合うように配置し、充電器８２と対向する電力変換モジュール６０及び前記急速充電用デバイス６２を充電器８２の長手方向に沿って並ぶように配置したので、パワーコントロールユニット３０を小型化することができる。
【００４４】
また、三相端子台６６を、ヒートシンク５０の電力変換モジュール６０が配置される面であって、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４と対向する位置に配置したので、三相端子台６６が発熱した熱量をヒートシンクは効率よく放熱させて冷却することができる。
【００４５】
ヒューズ９８ａ、９８ｂを、電力変換モジュール６０及び急速充電用デバイス６２と隣り合うようにヒートシンク５０の一方の面に設け、電力変換モジュール６０と急速充電用デバイス６２とヒューズ９８ａ、９８ｂとを、バスバー１１６で互いに電気的に接続したので、高圧ケーブルを用いる必要がなく、パワーコントロールユニット３０を小型化することができ、コストが低廉になる。バスバー１１６を単一のものとすることで部品数が少なくなり、コストが低廉になる。
【００４６】
なお、図１１に示すように、バッテリ１８及び電力変換モジュール６０とに電気的に接続されている導電体（バスバー、導線等を含む）は、パワーコントロールユニット３０内で分岐し、分岐した導電体は、パワーコントロールユニット３０内に設けられたコンタクタ１６０、１６２を介して、コネクタ１６４に接続され、該コネクタ１６４は、例えば、電力会社が電力を供給するための送電網、給電ステーション、外部装置（住居用建物、商業用建物に設置されている電気機器）等の電力消費システムに接続可能であり、バッテリ１８の電力を電力消費システムに供給できるようにしてもよい。つまり、電気自動車１０をＶ２Ｇ（Vehicle to Grid）、又は、Ｖ２Ｈ（Vehicle to Home）に適用してもよい。
【００４７】
以上、本発明について好適な実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年2月26日(2013.2.26)
【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）に搭載されたバッテリ（１８）の直流電力を三相の交流電力に変換する電力変換モジュール（６０）及び前記バッテリ（１８）を急速充電するために用いられる急速充電用デバイス（６２）がヒートシンク（５０）の一方の面に配置され、前記バッテリ（１８）を充電する充電器（８２）及びＤＣ／ＤＣコンバータ（８４）が前記ヒートシンク（５０）の他方の面に配置され、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ（８４）と前記充電器（８２）とは、どちらも長方形状の筐体に収納され、お互いの長手方向が直交し、且つ、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ（８４）の長辺と前記充電器（８２）の短辺とが隣り合うように配置されており、
前記電力変換モジュール（６０）及び前記急速充電用デバイス（６２）は、前記ヒートシンク（５０）を挟んで前記充電器（８２）と対向しているとともに前記充電器（８２）の長手方向に並ぶように配置されている
ことを特徴とするパワーコントロールユニット（３０）。
【請求項２】
請求項１に記載のパワーコントロールユニット（３０）において、
前記ヒートシンク（５０）の前記一方の面に前記電力変換モジュール（６０）によって変換された交流電力を出力する三相端子（６４ａ、６４ｂ、６４ｃ）を支持する三相端子台（６６）を設け、
前記三相端子台（６６）は、前記ヒートシンク（５０）を挟んで前記ＤＣ／ＤＣコンバータ（８４）と対向する位置に配置されている
ことを特徴とするパワーコントロールユニット（３０）。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のパワーコントロールユニット（３０）において、
前記バッテリ（１８）と前記電力変換モジュール（６０）とに接続されている導電体は、前記パワーコントロールユニット（３０）内で分岐し、分岐した前記導電体は、電力会社が電力を供給するための送電網、給電ステーション、及び外部装置の何れかに接続可能である
ことを特徴とするパワーコントロールユニット（３０）。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載のパワーコントロールユニット（３０）において、
前記電力変換モジュール（６０）、前記急速充電用デバイス（６２）、前記充電器（８２）、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ（８４）、及び、空調用コンプレッサ（１１８）への電力供給経路に設けられるヒューズ（９８ａ）が同一の筐体に収納され、
前記ヒューズ（９８ａ）は、前記電力変換モジュール（６０）及び前記急速充電用デバイス（６２）と隣り合うように前記ヒートシンク（５０）の前記一方の面に設けられ、
前記電力変換モジュール（６０）と前記急速充電用デバイス（６２）と前記ヒューズ（９８ａ）とは、バスバー（１１６）で互いに電気的に接続され、前記バッテリ（１８）と同電位である
ことを特徴とするパワーコントロールユニット（３０）。
【請求項５】
請求項４に記載のパワーコントロールユニット（３０）において、
前記バスバー（１１６）は、単一のものである
ことを特徴とするパワーコントロールユニット（３０）。
【請求項６】
車両（１０）に搭載されたバッテリ（１８）の直流電力を三相の交流電力に変換する電力変換モジュール（６０）及び前記バッテリ（１８）を急速充電するために用いられる急速充電用デバイス（６２）がヒートシンク（５０）の一方の面に配置され、前記バッテリ（１８）を充電する充電器（８２）が前記ヒートシンク（５０）の他方の面に配置され、
前記電力変換モジュール（６０）及び前記急速充電用デバイス（６２）は、前記ヒートシンク（５０）を挟んで前記充電器（８２）と対向している
ことを特徴とするパワーコントロールユニット（３０）。
【国際調査報告】
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