(57)【要約】【課題】複数の（例えば、２つの）リアクトルを備えつつも、複数のリアクトルの発熱に起因した熱的影響を好適に低減させる。【解決手段】電力変換器（３３）は、パワーモジュール（ＰＭ）と、複数のリアクトル（Ｌ１、Ｌ２）と、コンデンサ（Ｃ、Ｃ１、Ｃ２）と、冷却部材（３３２）とを備え、発熱量が最も大きくなる一のリアクトル（Ｌ２）は他のリアクトル（Ｌ２）よりも冷媒の供給方向に沿った上流側に配置され、一のリアクトルとパワーモジュール及びコンデンサの少なくとも一方との間には、冷却部材及び他のリアクトルの少なくとも一方が配置され、複数のリアクトルは、鉛直方向に沿ってパワーモジュールの下方側に配置される。【選択図】図３
2015180118.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電装置との間で電力変換を行う電力変換器であって、
スイッチング素子が収容されるパワーモジュールと、
複数のリアクトルと、
コンデンサと、
前記パワーモジュール、前記複数のリアクトル及び前記コンデンサを冷却するための冷媒が供給される冷却部材と
を備え、
前記複数のリアクトルのうち発熱量が最も大きくなる一のリアクトルは、前記複数のリアクトルのうち前記一のリアクトル以外の他のリアクトルよりも、前記冷媒の供給方向に沿った上流側に配置され、
前記一のリアクトルと前記パワーモジュール及び前記コンデンサの少なくとも一方との間には、前記冷却部材及び前記他のリアクトルの少なくとも一方が配置され、
前記複数のリアクトルは、鉛直方向に沿って前記パワーモジュールの下方側に配置される
ことを特徴とする電力変換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、蓄電装置との間で電力変換を行う電力変換器の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
２次電池やキャパシタ等の蓄電装置との間で電力変換を行う電力変換器が知られている。電力変換を行うために、電力変換器は、一般的には、スイッチング素子と、リアクトルとを備えている。この場合、スイッチング素子及びリアクトルは、電力変換に伴う発熱源となり得る。従って、電力変換器の安定的な動作を実現するためには、スイッチング素子及びリアクトルを冷却することが好ましい。
【０００３】
スイッチング素子及びリアクトルを冷却することが可能な電力変換器は、例えば、特許文献１から特許文献３に開示されている。例えば、特許文献１には、スイッチング素子が収容されたパワーモジュールの放熱経路とリアクトルの放熱経路とができるだけ分離されるようにパワーモジュールとリアクトルとの間に空隙を確保する電力変換器が開示されている。特許文献２には、冷却管と電子部品とが積層された積層型冷却器に隣接する位置にリアクトルを配置する電力変換器が開示されている。特許文献３には、風上側から風下側に向けて直列に配置された２つのリアクトルを備える空冷式の電力変換器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−０５１８４８号公報
【特許文献２】特開２０１０−２２５７２３号公報
【特許文献３】特開２０１２−２１０１１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、特許文献３に開示されているように、１つの筐体内に複数の（例えば、２つの）リアクトルを収容する電力変換器が提案されている。この場合、１つのリアクトルを備える電力変換器と比較して、発熱源が増えることになる。従って、複数のリアクトルの発熱による複数のリアクトル自体への熱的影響のみならず、複数のリアクトルの発熱に起因した他の回路素子（例えば、スイッチング素子を収容したパワーモジュール）に対する熱的影響がより一層無視できなくなるおそれがある。しかしながら、特許文献３に開示されている技術では、２つのリアクトルの発熱に起因した他の回路素子に対する熱的影響が何ら考慮されていない。
【０００６】
一方で、特許文献１に開示されている技術を適用することで単に複数のリアクトルとパワーモジュールとの間に空隙を確保するだけでは、リアクトルの数の増加に起因して、複数のリアクトルの発熱に起因したパワーモジュールに対する熱的影響が無視できなくなるおそれがある。また、特許文献２に開示されている技術を適用することで単に複数のリアクトルとパワーモジュールとを隣接させるだけでは、リアクトルの数の増加に起因して、複数のリアクトルの発熱に起因したパワーモジュールに対する熱的影響が無視できなくなるおそれがある。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題には上記のようなものが一例として挙げられる。本発明は、複数の（例えば、２つの）リアクトルを備えつつも、複数のリアクトルの発熱に起因した熱的影響を好適に低減させることが可能な電力変換器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の電力変換器は、蓄電装置との間で電力変換を行う電力変換器であって、スイッチング素子が収容されるパワーモジュールと、複数のリアクトルと、コンデンサと、前記パワーモジュール、前記複数のリアクトル及び前記コンデンサを冷却するための冷媒が供給される冷却部材とを備え、前記複数のリアクトルのうち発熱量が最も大きくなる一のリアクトルは、前記複数のリアクトルのうち前記一のリアクトル以外の他のリアクトルよりも、前記冷媒の供給方向に沿った上流側に配置され、前記一のリアクトルと前記パワーモジュール及び前記コンデンサの少なくとも一方との間には、前記冷却部材及び前記他のリアクトルの少なくとも一方が配置され、前記複数のリアクトルは、鉛直方向に沿って前記パワーモジュールの下方側に配置される。
【０００９】
本発明の電力変換器は、蓄電装置との間で電力変換を行うことができる。電力変換器は、蓄電装置との間で電力変換を行うために、少なくとも、パワーモジュールと、複数のリアクトルと、コンデンサと、冷却部材とを備えている。
【００１０】
本発明では特に、複数のリアクトルのうち発熱量（例えば、電力変換に伴う発熱量）が最も大きくなる一のリアクトルは、他のリアクトルよりも、冷媒の供給方向に沿った上流側に配置される。例えば、一のリアクトルは、他のリアクトルと比較して、冷媒の供給方向に沿った相対的に上流側に位置する冷却部材に隣接する又は近接するように配置される。ここで、冷媒の供給方向に沿った上流側に位置する冷却部材の冷却効果が、冷媒の供給方向に沿った下流側に位置する冷却部材の冷却効果よりも高いことを考慮すれば、発熱量が最も大きくなる一のリアクトルが好適に冷却される。一方で、他のリアクトルは、一のリアクトルよりも冷媒の供給方向に沿った下流側（つまり、冷却効果が相対的に低い冷却部材側）に配置されるものの、他のリアクトルの発熱量が相対的に小さいことから、他のリアクトルもまた好適に又は相応に冷却される。従って、発熱量が最も大きくなる一のリアクトルが他のリアクトルよりも冷媒の供給方向に沿った上流側に配置されることで、複数のリアクトルが好適に冷却される。その結果、複数のリアクトルの発熱に起因した熱的影響（例えば、複数のリアクトル自身に対する熱的影響や、パワーモジュール及びコンデンサに対する熱的影響）が好適に抑制される。
【００１１】
加えて、本発明では、一のリアクトルとパワーモジュール及びコンデンサの少なくとも一方との間には、冷却部材及び他のリアクトルの少なくとも一方が配置される。このため、一のリアクトルとパワーモジュール及びコンデンサの少なくとも一方との間に冷却部材及び他のリアクトルの少なくとも一方が配置されない場合と比較して、一のリアクトルの発熱に起因した熱的影響が、パワーモジュール及びコンデンサの少なくとも一方に伝達されにくくなる。その結果、複数のリアクトルの発熱に起因した熱的影響（特に、一のリアクトルの発熱に起因したパワーモジュール及びコンデンサに対する熱的影響）が好適に抑制される。
【００１２】
加えて、本発明では、複数のリアクトルは、鉛直方向に沿ってパワーモジュールの下方側に配置される。つまり、複数のリアクトルが配置される空間と、パワーモジュールが配置される空間とが、鉛直方向に沿って物理的に区分（或いは、分断又は隔離）される。従って、複数のリアクトルが配置される空間とパワーモジュールが配置される空間とが鉛直方向に沿って物理的に区分されない（例えば、複数のリアクトルが配置される空間とパワーモジュールが配置される空間とが鉛直方向に沿って同じ位置に存在する）場合と比較して、複数のリアクトルの発熱に起因した熱的影響は、パワーモジュールに直接的に伝達されにくくなる。従って、複数のリアクトルの発熱に起因した熱的影響（特に、パワーモジュールに対する熱的影響）が好適に抑制される。
【００１３】
このように、本発明の電力変換器によれば、複数の（例えば、２つの）リアクトルを備えつつも、複数のリアクトルの発熱に起因した熱的影響を好適に低減させることができる。
【００１４】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態の車両の構成を示すブロック図である。
【図２】電力変換器の回路構成を示す回路図である。
【図３】電力変換器の外観構成を模式的に示す側面図及び上面図である。
【図４】電力変換器のうち主としてパワーモジュールが配置される上部階層空間の外観構成を模式的に示す上面図である。
【図５】電力変換器のうち主としてリアクトルが配置される下部階層空間の外観構成を模式的に示す上面図である。
【図６】変形例の電力変換器の外観構成を模式的に示す側面図及び上面図である。
【図７】変形例の電力変換器のうち主として磁気結合型リアクトルが配置される下部階層空間の外観構成を模式的に示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の電力変換器の実施形態について説明する。尚、以下では、本発明の電力変換器が、車両（特に、蓄電装置から出力される電力を用いて走行する車両）に対して適用される実施形態を例にあげて説明を進める。しかしながら、電力変換器は、車両以外の任意の機器に対して適用されてもよい。
【００１７】
（１）車両の構成
はじめに、図１を参照して、本実施形態の車両１の構成について説明する。ここに、図１は、本実施形態の車両１の構成の一例を示すブロック図である。
【００１８】
図１に示すように、車両１は、モータジェネレータ１０と、車軸２１と、車輪２２と、電源システム３０と、ＥＣＵ４０とを備える。
【００１９】
モータジェネレータ１０は、力行時には、主として、電源システム３０から出力される電力を用いて駆動することで、車軸２１に動力（つまり、車両１の走行に必要な動力）を供給する電動機として機能する。車軸２１に伝達された動力は、車輪２２を介して車両１を走行させるための動力となる。更に、モータジェネレータ１０は、回生時には、主として、電源システム３０が備える第１電源３１及び第２電源３２を充電するための発電機として機能する。
【００２０】
尚、車両１は、２つ以上のモータジェネレータ１０を備えていてもよい。更に、車両１は、モータジェネレータ１０に加えて、エンジンを更に備えていてもよい。
【００２１】
電源システム３０は、力行時には、モータジェネレータ１０が電動機として機能するために必要な電力をモータジェネレータ１０に対して出力する。更に、電源システム３０には、回生時には、発電機として機能するモータジェネレータ１０が発電する電力が、モータジェネレータ１０から入力される。
【００２２】
このような電源システム３０は、「蓄電装置」の一具体例である第１電源３１と、「蓄電装置」の一具体例である第２電源３２と、電力変換器３３と、インバータ３５とを備えている。
【００２３】
第１電源３１及び第２電源３２の夫々は、電力の出力（つまり、放電）を行うことが可能な電源である。第１電源３１及び第２電源３２の夫々は、電力の出力を行うことに加えて、電力の入力（つまり、充電）を行うことが可能な電源であってもよい。第１電源３１及び第２電源３２のうちの少なくとも一方は、例えば、鉛蓄電池や、リチウムイオン電池や、ニッケル水素電池や、燃料電池や、電気二重層コンデンサ等であってもよい。
【００２４】
電力変換器３３は、ＥＣＵ４０の制御下で、第１電源３１が出力する電力及び第２電源３２が出力する電力を、電源システム３０に要求されている要求電力（典型的には、電源システム３０がモータジェネレータ１０に対して出力するべき電力）に応じて変換する。電力変換器３３は、変換した電力を、インバータ３５に出力する。更に、電力変換器３３は、ＥＣＵ４０の制御下で、インバータ３５から入力される電力（つまり、モータジェネレータ１０の回生によって発生した電力）を、電源システム３０に要求されている要求電力（典型的には、電源システム３０に対して入力するべき電力であり、実質的には、第１電源３１及び第２電源３２に対して入力するべき電力）に応じて変換する。電力変換器３３は、変換した電力を、第１電源３１及び第２電源３２の少なくとも一方に出力する。このような電力変換により、電力変換器３３は、実質的には、第１電源３１及び第２電源３２とインバータ３５との間における電力の分配及び第１電源３１と第２電源３２との間における電力分配を行うことができる。
【００２５】
インバータ３５は、力行時には、電力変換器３３から出力される電力（直流電力）を交流電力に変換する。その後、インバータ３５は、交流電力に変換した電力を、モータジェネレータ１０に供給する。更に、インバータ３５は、回生時には、モータジェネレータ１０が発電した電力（交流電力）を直流電力に変換する。その後、インバータ３５は、直流電力に変換した電力を、電力変換器３３に供給する。
【００２６】
ＥＣＵ４０は、車両１の動作全体を制御することが可能に構成された電子制御ユニットである。
【００２７】
（２）電力変換器の回路構成
続いて、図２を参照しながら、電力変換器３３の回路構成について説明する。図２は、電力変換器３３の回路構成を示す回路図である。
【００２８】
図２に示すように、電力変換器３３は、スイッチング素子Ｓ１と、スイッチング素子Ｓ２と、スイッチング素子Ｓ３と、スイッチング素子Ｓ４と、ダイオードＤ１と、ダイオードＤ２と、ダイオードＤ３と、ダイオードＤ４と、リアクトルＬ１と、リアクトルＬ２と、平滑コンデンサＣと、フィルタコンデンサＣ１と、フィルタコンデンサＣ２とを備える。
【００２９】
スイッチング素子Ｓ１は、ＥＣＵ４０から出力される制御信号に応じてスイッチングすることができる。つまり、スイッチング素子Ｓ１は、ＥＣＵ４０から出力される制御信号に応じて、スイッチング状態をオン状態からオフ状態へ又はオフ状態からオン状態へと切り替えることができる。このようなスイッチング素子Ｓ１として、例えば、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）や、電力用ＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）トランジスタや、電力用バイポーラトランジスタが用いられる。尚、スイッチング素子Ｓ２、スイッチング素子Ｓ３及びスイッチング素子Ｓ４についても、スイッチング素子Ｓ１と同様である。
【００３０】
スイッチング素子Ｓ１、スイッチング素子Ｓ２、スイッチング素子Ｓ３及びスイッチング素子Ｓ４は、電源ラインＰＬと接地ラインＧＬとの間において、電気的に直列に接続される。具体的には、スイッチング素子Ｓ１は、電源ラインＰＬとノードＮ１との間に電気的に接続される。スイッチング素子Ｓ２は、ノードＮ１とノードＮ２との間に電気的に接続される。スイッチング素子Ｓ３は、ノードＮ２とノードＮ３との間に電気的に接続される。スイッチング素子Ｓ４は、ノードＮ３と接地ラインＧＬとの間に電気的に接続される。
【００３１】
ダイオードＤ１は、スイッチング素子Ｓ１に対して電気的に並列に接続される。ダイオードＤ２は、スイッチング素子Ｓ２に対して電気的に並列に接続される。ダイオードＤ３は、スイッチング素子Ｓ３に対して電気的に並列に接続される。ダイオードＤ４は、スイッチング素子Ｓ４に対して電気的に並列に接続される。尚、ダイオードＤ１は、スイッチング素子Ｓ１に対して逆並列の関係を有する向きで接続される。ダイオードＤ２からダイオードＤ４についても同様である。
【００３２】
リアクトルＬ１は、第１電源３１の正極端子とノードＮ２との間に電気的に接続される。リアクトルＬ２は、第２電源３２の正極端子とノードＮ１との間に電気的に接続される。平滑コンデンサＣは、電源ラインＰＬと接地ラインＧＬとの間に電気的に接続される。フィルタコンデンサＣ１は、リアクトルＬ１よりも第１電源３１側において、第１電源３１に対して電気的に並列に接続される。フィルタコンデンサＣ２は、リアクトルＬ２よりも第２電源３２側において、第２電源３２に対して電気的に並列に接続される。第１電源３１の負極端子は、接地ラインＧＬに電気的に接続される。第２電源３２の負極端子は、ノードＮ３に電気的に接続される。インバータ３５は、電源ラインＰＬ及び接地ラインＧＬの夫々に電気的に接続される。
【００３３】
電力変換器３３は、第１電源３１及び第２電源３２の夫々に対応する昇圧チョッパ回路を備えている。その結果、電力変換器３３は、第１電源３１及び第２電源３２の双方との間で電力変換を行うことができる。
【００３４】
具体的には、第１電源３１に対しては、スイッチング素子Ｓ１及びＳ２が上アーム素子となる一方で、スイッチング素子Ｓ３及びＳ４が下アーム素子となる第１チョッパ回路が形成される。車両１が力行している場合には、第１チョッパ回路は、第１電源３１に対する昇圧チョッパ回路として機能してもよい。この場合、スイッチング素子Ｓ３及びＳ４がオン状態にある期間中に、第１電源３１から出力される電力がリアクトルＬ１に蓄積される。リアクトルＬ１に蓄積された電力は、スイッチング素子Ｓ３及びＳ４の少なくとも一方がオフ状態にある期間中に、スイッチング素子Ｓ１及びＳ２並びにダイオードＤ１及びＤ２の少なくとも一部を介して電源ラインＰＬに放出される。一方で、車両１が回生している場合には、第１チョッパ回路は、第１電源３１に対する降圧チョッパ回路として機能してもよい。この場合、スイッチング素子Ｓ１及びＳ２がオン状態にある期間中に、回生によって生成された電力がリアクトルＬ１に蓄積される。リアクトルＬ１に蓄積された電力は、スイッチング素子Ｓ１及びＳ２の少なくとも一方がオフ状態にある期間中に、スイッチング素子Ｓ３及びＳ４並びにダイオードＤ３及びＤ４の少なくとも一部を介して接地ラインＧＬに放出される。
【００３５】
他方で、第２電源３２に対しては、スイッチング素子Ｓ４及びＳ１が上アーム素子となる一方で、スイッチング素子Ｓ２及びＳ３が下アーム素子となる第２チョッパ回路が形成される。車両１が力行している場合には、第２チョッパ回路は、第２電源３２に対する昇圧チョッパ回路として機能してもよい。この場合、スイッチング素子Ｓ２及びＳ３がオン状態にある期間中に、第２電源３２から出力される電力がリアクトルＬ２に蓄積される。リアクトルＬ２に蓄積された電力は、スイッチング素子Ｓ２及びＳ３の少なくとも一方がオフ状態にある期間中に、スイッチング素子Ｓ４及びＳ１並びにダイオードＤ４及びＤ１の少なくとも一部を介して電源ラインＰＬに放出される。一方で、車両１が回生している場合には、第２チョッパ回路は、第２電源３２に対する降圧チョッパ回路として機能してもよい。この場合、スイッチング素子Ｓ４及びＳ１がオン状態にある期間中に、回生によって生成された電力がリアクトルＬ２に蓄積される。リアクトルＬ２に蓄積された電力は、スイッチング素子Ｓ４及びＳ１の少なくとも一方がオフ状態にある期間中に、スイッチング素子Ｓ２及びＳ３並びにダイオードＤ２及びＤ３の少なくとも一部を介して、第２電源３２の負極端子が接続されているラインに放出される。
【００３６】
尚、スイッチング素子Ｓ１からスイッチング素子Ｓ４のスイッチング状態の切り替えに伴う電源ラインＰＬと接地ラインＧＬとの間の端子間電圧の変動は、平滑コンデンサＣによって抑制される。スイッチング素子Ｓ１からスイッチング素子Ｓ４のスイッチング状態の切り替えに伴う第１電源３１の端子間電圧の変動は、フィルタコンデンサＣ１によって抑制される。スイッチング素子Ｓ１からスイッチング素子Ｓ４のスイッチング状態の切り替えに伴う第２電源３２の端子間電圧の変動は、フィルタコンデンサＣ１によって抑制される。
【００３７】
（３）電力変換器の外観
続いて、図３から図５を参照しながら、電力変換器３３の外観構成について説明する。図３は、電力変換器３３の外観構成を模式的に示す側面図である。但し、図３では、図面を見やすくするために、筐体３３０のみが断面図として描画されている一方で、筐体３３０以外の部材が側面図として描画されている。また、図４は、電力変換器３３のうち主としてパワーモジュールＰＭが配置される上部階層空間３３０Ｕの外観構成を模式的に示す上面図である。但し、図４では、図面を見やすくするために、筐体３３０の上側のカバー並びに後述する制御基板ＣＢ及びブラケット３３１ａが省略されている。また、図５は、電力変換器３３のうち主としてリアクトルＬ１及びＬ２が配置される下部階層空間３３０Ｌの外観構成を模式的に示す上面図である。但し、図５では、図面を見やすくするために、筐体３３０の上側のカバー、後述する制御基板ＣＢ及びブラケット３３１ａ、並びに上部階層空間３３０Ｕに配置される各種回路（具体的には、パワーモジュールＰＭ及び平滑コンデンサＣ）が省略されている。尚、図３から図５では、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸によって規定される３次元座標空間内で電力変換器３３の外観構成が描画されている。
【００３８】
図３から図５に示すように、電力変換器３３は、箱形の筐体３３０を備えている。筐体３３０の内部には、複数の板状の半導体モジュール３３３を収容するパワーモジュールＰＭや、リアクトルＬ１及びＬ２や、平滑コンデンサＣや、フィルタコンデンサＣ１及びＣ２が収容されている。更に、筐体３３０の内部には、制御基板ＣＢが収容されている。尚、筐体３３０内には、更にその他の回路素子が収容されていてもよい。
【００３９】
本実施形態では、図３に示すように、筐体３３０の内部の空間は、鉛直方向において相対的に上側に位置する上部階層空間３３０Ｕと、Ｚ軸に沿った鉛直方向において相対的に下側に位置する下部階層空間３３０Ｌとに区分されている。上部階層空間３３０Ｕには、主として複数の半導体モジュール３３３やフィルタコンデンサＣ１及びＣ２の一部や平滑コンデンサＣや制御基板ＣＢが収容されている。下部階層空間３３０Ｌには、主としてリアクトルＬ１及びＬ２やフィルタコンデンサＣ１及びＣ２の他の一部が収容されている。上部階層空間３３０と下部階層空間３３０Ｌとの間（より具体的には、パワーモジュールＰＭとリアクトルＬ１及びＬ２の間）には、アルミ板等の隔離壁３３５が配置されている。但し、上部階層空間３３０と下部階層空間３３０Ｌとの間には、アルミ板等の隔離壁３３５が配置されていなくてもよい。
【００４０】
複数の半導体モジュール３３３には、夫々、上述したスイッチング素子Ｓ１からスイッチング素子Ｓ４及びダイオードＤ１からダイオードＤ４のうちの少なくとも一つが封止されている。複数の半導体モジュール３３３は、冷却機構３３２と一体化されている。尚、以下では、複数の半導体モジュール３３３及び冷却機構３３２が一体化された構造体を、パワーモジュールＰＭと称している。
【００４１】
冷却機構３３２は、導入管路３３２ａと、導出管路３３２ｂと、下部階層用冷却管路３３２−１ｃと、上部階層用冷却管路３３２−２ｃと、複数の冷却板３３２ｄとを備えている。
【００４２】
導入管路３３２ａには、複数の半導体モジュール３３３、リアクトルＬ１及びＬ２、平滑コンデンサＣ、並びに、フィルタコンデンサＣ１及びＣ２の少なくとも一つを冷却するための冷媒（例えば、冷却水）が供給される。その結果、導入管路３３２ａを介して、電力変換器３３内に冷媒が導入される。
【００４３】
導入管路３３２ａは、下部階層用冷却管路３３２−１ｃに連結されている。このため、導入管路３３２ａに導入された冷媒は、下部階層用冷却管路３３２−１ｃに供給される。下部階層用冷却管路３３２−１ｃは、図５に示すように、隔離壁３３５の上面上でリアクトルＬ１及びＬ２の外縁を取り囲む若しくは外縁に沿って又は上面に沿って延伸している。従って、リアクトルＬ１及びＬ２は、隔離壁３３５を介してリアクトルＬ１及びＬ２と隣接する下部階層用冷却管路３３２−１ｃによって冷却される。
【００４４】
下部階層用冷却管路３３２−１ｃは、上部階層用冷却管路３３２−２ｃに連結されている。このため、下部階層用冷却管路３３２−１ｃ内を通過した冷媒は、上部階層用冷却管路３３２−２ｃに供給される。上部階層用冷却管路３３２−２ｃは、図４に示すように、複数の冷却板３３２ｄの夫々を貫くことで、複数の冷却板３３２ｄが平行に並ぶように複数の冷却板３３２ｄを支持している。上部階層用冷却管路３３２−２ｃの内部の空隙は、複数の冷却板３３２ｄの夫々の内部の空隙に通じている。
【００４５】
上部階層用冷却管路３３２−２ｃは、導出管路３３２ｂに連結されている。このため、上部階層用冷却管路３３２−２ｃ内を通過した冷媒は、導出管路３３２ｂを介して、電力変換器３３の外へ導出（排出）される。
【００４６】
隣り合う２つの冷却板３３２ｄの間のスリット３３２ｅには、図４に示すように、半導体モジュール３３３が収容される。つまり、パワーモジュールＰＭ内では、板状の複数の半導体モジュール３３３と複数の冷却板３３２ｄとが交互に積層されている。その結果、両面（図３及び図４中のＸ軸方向に沿った両面）から半導体モジュール３３３が冷却されるため、半導体モジュール３３３が効率的に冷却される。
【００４７】
平滑コンデンサＣは、パワーモジュールＰＭの側方（図４に示す例では、−Ｙ軸方向に位置する側方）に配置されている。フィルタコンデンサＣ１及びＣ２の夫々は、パワーモジュールＰＭの側方（図３及び図４に示す例では、＋Ｙ軸方向に位置する側方）に配置されている。
【００４８】
一方で、リアクトルＬ１及びＬ２の夫々は、パワーモジュールＰＭの下方（図３に示す例では、−Ｚ軸方向に位置する下方）に配置されている。特に、リアクトルＬ１及びＬ２の夫々は、パワーモジュールＰＭとの間に下部階層用冷却管路３３２−１ｃ及び隔離壁３３５が配置されるように、パワーモジュールＰＭの下方に配置されている。
【００４９】
加えて、リアクトルＬ１及びＬ２は、リアクトルＬ１及びＬ２の発熱量（例えば、電力変換に伴う発熱量）を考慮した上で配置される。具体的には、リアクトルＬ１及びＬ２は、発熱量が大きい方のリアクトルが、発熱量が小さい方のリアクトルよりも下部階層用冷却管路３３２−１ｃの上流側（つまり、導入管路３３２ａ側）に位置するように配置される。図３及び図５に示す例では、リアクトルＬ２の発熱量がリアクトルＬ１の発熱量よりも大きい場合のリアクトルＬ１及びＬ２の配置態様が示されている。この場合、発熱量が大きいリアクトルＬ２と下部階層空間３３０Ｕに一部が進入しているフィルタコンデンサＣ１及びＣ２との間には、発熱量が小さいリアクトルＬ１が配置されることになる。但し、リアクトルＬ１及びＬ２は、リアクトルＬ１及びＬ２の発熱量を考慮することなく配置されてもよい。
【００５０】
パワーモジュールＰＭは、上方（図３に示す例では、＋Ｚ軸方向）に向かって延伸するステー３３１ｃを介して、パワーモジュールＰＭの上方に位置するブラケット３３１ａに固定されている。フィルタコンデンサＣ１及びＣ２の夫々は、上方に向かって延伸するステー３３１ｄを介して、ブラケット３３１ａに固定されている。平滑コンデンサＣは、上方に向かって延伸するステー３３１ｅを介して、平滑コンデンサＣの上方に位置するブラケット３３１ａに固定されている。リアクトルＬ１及びリアクトルＬ２は、下方（図３に示す例では、−Ｚ軸方向）に向かって延伸するステー３３１ｆを介して、筐体３３０の内部の下面に固定されている。ブラケット３３１ａは、その縁部が筐体３３０の内部から突出したフランジに固定されるように、筐体３３０内に配置されている。
【００５１】
ブラケット３３１ａには更に、上方向（図３に示す例では、＋Ｚ軸方向）に向かって延伸するステー３３１ｂを介して板状の制御基板ＣＢが固定されている。半導体モジュール３３３からは、制御基板ＣＢに向かってリード線３３３ａが延びている。その結果、半導体モジュール３３３に収容されるスイッチング素子Ｓ１からスイッチング素子Ｓ４は、制御基板ＣＢからリード線３３３ａを介して出力される制御信号を介して、スイッチング状態を切り替える。尚、複数の半導体モジュール３３３、平滑コンデンサＣ、フィルタコンデンサＣ１及びＣ２、並びに、リアクトルＬ１及びリアクトルＬ２の間の電気的な導通は、不図示のバスバーによって実現される。
【００５２】
以上説明したように、本実施形態では、主としてリアクトルＬ１及びＬ２が配置される下部階層空間３３０Ｌと、主としてパワーモジュールＰＭ、平滑コンデンサＣ並びにフィルタコンデンサＣ１及びＣ２が配置される上部階層空間３３０Ｕとが物理的に区分される。従って、リアクトルＬ１及びＬ２が配置されるが配置される空間とパワーモジュールＰＭが配置される空間とが鉛直方向に沿って物理的に区分されない（例えば、リアクトルＬ１及びＬ２、パワーモジュールＰＭ、平滑コンデンサＣ並びにフィルタコンデンサＣ１及びＣ２が共に上部階層空間３３０Ｕに配置される）場合と比較して、リアクトルＬ１及びＬ２の発熱に起因した熱的影響は、パワーモジュールＰＭ、平滑コンデンサＣ並びにフィルタコンデンサＣ１及びＣ２に直接的に伝達されにくくなる。従って、リアクトルＬ１及びＬ２の発熱に起因した熱的影響（特に、パワーモジュールＰＭ、平滑コンデンサＣ並びにフィルタコンデンサＣ１及びＣ２に対する熱的影響）が好適に抑制される。
【００５３】
更に、本実施形態では、リアクトルＬ１及びＬ２が上部階層空間３３０Ｕとは物理的に区分される下部階層空間３３０Ｌに配置されるがゆえに、リアクトルＬ１及びＬ２は、パワーモジュールＰＭの側方に配置されなくともよくなる。このため、リアクトルＬ１及びＬ２がパワーモジュールＰＭの側方に配置される場合と比較して、リアクトルＬ１及びＬ２の設計自由度が向上する。このため、例えば、リアクトルＬ１及びＬ２の形状として、いわゆる偏平形状（例えば、ＸＹ平面に沿った水平方向のサイズと比較して鉛直方向のサイズが相対的に小さくなる形状）を採用しやすくなる。リアクトルＬ１及びＬ２の形状が偏平形状になる（つまり、ＸＹ平面に沿ったサイズが相対的に大きくなる）と、下部階層用冷却管路３３２−１ｃに対向するリアクトルＬ１及びＬ２の面積が相対的に大きくなる。その結果、リアクトルＬ１及びＬ２がより一層好適に冷却される。このような観点からも、リアクトルＬ１及びＬ２の発熱に起因した熱的影響が好適に抑制される。
【００５４】
更に、本実施形態では、発熱量が相対的に大きいリアクトルＬ２が、発熱量が相対的に小さいリアクトルＬ１よりも下部階層用冷却管路３３２−１ｃの上流側に位置するように配置される。ここで、冷媒の供給方向に沿った上流側に位置する下部階層用冷却管路３３２−１ｃの冷却効果が、冷媒の供給方向に沿った下流側に位置する下部階層用冷却管路３３２−１ｃの冷却効果よりも高いことを考慮すれば、発熱量が相対的に大きいリアクトルＬ２が好適に冷却される。一方で、発熱量が相対的に小さいリアクトルＬ１は、発熱量が相対的に大きいリアクトルＬ２よりも冷媒の供給方向に沿った下流側（つまり、冷却効果が相対的に低い下部階層用冷却管路３３２−１ｃ側）に配置されるものの、リアクトルＬ１の発熱量が相対的に小さいことから、リアクトルＬ１もまた好適に又は相応に冷却される。従って、リアクトルＬ１及びＬ２の双方が好適に冷却される。その結果、リアクトルＬ１及びＬ２の発熱に起因した熱的影響が好適に抑制される。
【００５５】
加えて、本実施形態では、リアクトルＬ１及びＬ２とパワーモジュールＰＭとの間には、下部階層用冷却管路３３２−１ｃが配置される。このため、リアクトルＬ１及びＬ２とパワーモジュールＰＭとの間に下部階層用冷却管路３３２−１ｃが配置されない場合と比較して、リアクトルＬ１及びＬ２の発熱に起因した熱的影響が、パワーモジュールＰＭに伝達されにくくなる。言い換えれば、リアクトルＬ１及びＬ２とパワーモジュールＰＭとが直接的に隣接している場合と比較して、リアクトルＬ１及びＬ２の発熱に起因した熱的影響が、パワーモジュールＰＭに伝達されにくくなる。その結果、リアクトルＬ１及びＬ２の発熱に起因した熱的影響（特に、パワーモジュールＰＭに対する熱的影響）が好適に抑制される。
【００５６】
加えて、本実施形態では、発熱量が大きいリアクトルＬ２とフィルタコンデンサＣ１及びＣ２との間には、発熱量が小さいリアクトルＬ１が配置される。この場合、リアクトルＬ１の存在によって、リアクトルＬ２の発熱に起因した熱的影響は、フィルタコンデンサＣ１及びＣ２に直接的に伝達されにくくなる。更には、リアクトルＬ２とフィルタコンデンサＣ１及びＣ２とが直接的に隣接している場合におけるリアクトルＬ２の発熱に起因したフィルタコンデンサＣ１及びＣ２に対する熱的影響と比較して、リアクトルＬ１の発熱に起因したフィルタコンデンサＣ１及びＣ２に対する熱的影響は小さくなる。従って、リアクトルＬ１及びＬ２の発熱に起因した熱的影響（特に、リアクトルＬ２の発熱に起因したフィルタコンデンサＣ１及びＣ２に対する熱的影響）が好適に抑制される。
【００５７】
（４）電力変換器の変形例
続いて、図６から図７を参照しながら、変形例の電力変換器３３Ｚの外観構成について説明する。図６は、変形例の電力変換器３３Ｚの外観構成を模式的に示す側面図である。但し、図６では、図面を見やすくするために、筐体３３０のみが断面図として描画されている一方で、筐体３３０以外の部材が側面図として描画されている。また、図７は、電力変換器３３のうち磁気結合型リアクトルＬＣが配置される下部階層空間３３０Ｌの外観構成を模式的に示す上面図である。但し、図５では、図面を見やすくするために、筐体３３０の上側のカバー、後述する制御基板ＣＢ及びブラケット３３１ａ、並びに上部階層空間３３０Ｕに配置される各種回路（具体的には、パワーモジュールＰＭ及び平滑コンデンサＣ）が省略されている。尚、図６から図７においても、図３から図５と同様に、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸によって規定される３次元座標空間内で電力変換器３３の外観構成が描画されている。また、図６から図７に現れる構成要素のうち図３から図５に現れる構成要素と同一の構成要素については、同一の参照符号を付することでその詳細な説明を省略する。
【００５８】
図６及び図７に示すように、変形例の電力変換器３３Ｚは、上述した電力変換器３３と比較して、リアクトルＬ１及びＬ２に代えて、磁気結合型リアクトル（複合リアクトル）ＬＣを備えていると言う点で異なっている。
【００５９】
磁気結合型リアクトルＬＣは、一体化されたコアに対して、リアクトルＬ１として機能するコイルとリアクトルＬ２として機能するコイルとが巻かれることで構成されるリアクトルである。図６及び図７に示す例では、一体化されたコアに対して、リアクトルＬ１として機能する２つのコイルとリアクトルＬ２として機能する１つコイルとが巻かれている例が示されている。この場合、磁気結合型リアクトルＬＣのサイズは、リアクトルＬ１及びＬ２の全体のサイズよりも小さくなる。従って、電力変換器３３Ｚの小型化が実現される。
【００６０】
変形例においても、上述した電力変換器３３と同様に、発熱量の大きいリアクトルとして機能するコイルは、発熱量の小さいリアクトルとして機能するコイルよりも下部階層用冷却管路３３２−１ｃの上流側に位置するように配置されることが好ましい。加えて、変形例では、磁気結合型リアクトルＬＣは、下部階層用冷却管路３３２−１ｃの上流側（つまり、導入管路３３２ａ側）にできるだけ近接するように配置されることが好ましい。
【００６１】
このような変形例の電力変換装置３３Ｚもまた、上述した電力変換装置３３と同様に、上述した電力変換装置３３が享受することができる各種効果を好適に享受することができる。
【００６２】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電力変換器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６３】
１  車両
３０  電源システム
３１  第１電源
３２  第２電源
３３  電力変換器
３３０Ｕ  上部階層空間
３３０Ｌ  下部階層空間
３３２  冷却機構
３３５  隔離壁
Ｃ  平滑コンデンサ
Ｃ１、Ｃ２  フィルタコンデンサ
Ｌ１、Ｌ２  リアクトル
ＰＭ  パワーモジュール
【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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