(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の高圧電装機器を備えた電装ユニットに冷却空気を導入し、冷却空気との熱交換によって各高圧電装機器を冷却する車両用電装ユニットの冷却装置において、
前記各高圧電装機器を、裏面に複数の放熱フィンが設けられた放熱板に夫々取り付け、
車両駆動用モータのインバータが取り付けられた放熱板に対向する位置に、車両制御電源用のＤＣ−ＤＣコンバータが取り付けられた放熱板と、補機駆動用の電力変換器が取り付けられた放熱板を、前者が上流側、後者が下流側になるように隣接させて配置し、
前記インバータの放熱板と、上流側と下流側に並べて配置された前記ＤＣ−ＤＣコンバータの放熱板および前記電力変換器の放熱板とを、これらの裏面側の放熱フィンの側方を上流側から下流側にかけて覆うように連結する側壁部材を設け、これらの対向する放熱板と側壁部材によって冷却空気の通路を形成したことを特徴とする車両用電装ユニットの冷却装置。
【請求項２】
複数の高圧電装機器を備えた電装ユニットに冷却空気を導入し、冷却空気との熱交換によって各高圧電装機器を冷却する車両用電装ユニットの冷却装置において、
前記各高圧電装機器を、裏面に複数の放熱フィンが設けられた放熱板に夫々取り付け、
複数の車両駆動用モータのインバータが夫々取り付けられた複数の放熱板を隣接させて配置するとともに、
これらの放熱板に対向する位置に、車両制御電源用のＤＣ−ＤＣコンバータが取り付けられた放熱板と、補機駆動用の電力変換器が取り付けられた放熱板を、前者が上流側、後者が下流側になるように隣接させて配置し、
前記隣接させて配置された前記インバータの複数の放熱板と、上流側と下流側に並べて配置された前記ＤＣ−ＤＣコンバータの放熱板および前記電力変換器用の放熱板とを、これらの裏面側の放熱フィンの側方を上流側から下流側にかけて覆うように連結する側壁部材を設け、これらの対向する放熱板と側壁部材によって冷却空気の通路を形成したことを特徴とする車両用電装ユニットの冷却装置。
【請求項３】
複数の高圧電装機器を備えた電装ユニットに冷却空気を導入し、冷却空気との熱交換によって各高圧電装機器を冷却する車両用電装ユニットの冷却装置において、
前記各高圧電装機器を、裏面に複数の放熱フィンが設けられた放熱板に夫々取り付け、
車両駆動用モータのインバータが取り付けられた放熱板の下流側に、第１の補機駆動用の電力変換器が取り付けられた放熱板を隣接させて配置するとともに、
これらの放熱板に対向する位置に、車両制御電源用のＤＣ−ＤＣコンバータが取り付けられた放熱板と、第２の補機駆動用の電力変換器が取り付けられた放熱板を、前者が上流側、後者が下流側になるように隣接させて配置し、
上流側と下流側に並べて配置された前記インバータの放熱板および前記第１の補機駆動用の電力変換器の放熱板と、同様に上流側と下流側に並べて配置された前記ＤＣ−ＤＣコンバータの放熱板および前記第２の補機駆動用の電力変換器の放熱板とを、これらの裏面側の放熱フィンの側方を上流側から下流側にかけて覆うように連結する側壁部材を設け、これらの対向する放熱板と側壁部材によって冷却空気の通路を形成したことを特徴とする車両用電装ユニットの冷却装置。
【請求項４】
複数の高圧電装機器を備えた電装ユニットに冷却空気を導入し、冷却空気との熱交換によって各高圧電装機器を冷却する車両用電装ユニットの冷却装置において、
前記各高圧電装機器を、裏面に複数の放熱フィンが設けられた放熱板に夫々取り付け、
車両駆動用モータのインバータが取り付けられた放熱板の通路下流側に、第１のＤＣ−ＤＣコンバータが取り付けられた放熱板を隣接させて配置するとともに、
これらの放熱板に対向する位置に、車両制御電源用の第２のＤＣ−ＤＣコンバータが取り付けられた放熱板と、補機駆動用の電力変換器が取り付けられた放熱板を、前者が上流側、後者が下流側になるように隣接させて配置し、
上流側と下流側に並べて配置された前記インバータの放熱板および前記第１のＤＣ−ＤＣコンバータの放熱板と、同様に上流側と下流側に並べて配置された前記第２のＤＣ−ＤＣコンバータの放熱板および前記電力変換器の放熱板とを、これらの裏面側の放熱フィンの側方を上流側から下流側にかけて覆うように連結する側壁部材を設け、これらの対向する放熱板と側壁部材によって冷却空気の通路を形成したことを特徴とする記載の車両用電装ユニットの冷却装置。
【請求項５】
対向する放熱板と側壁部材によって形成される通路の下流側に、一方の放熱板の端部から突出する高圧電装機器の低発熱部品収容部を配置するとともに、他方の放熱板の端部に隣接する側で前記低発熱部品収容部に対向するように冷却空気の吸引ファンを配置したことを特徴とする請求項１〜４に記載の車両用電装ユニットの冷却装置。
【請求項６】
前記放熱板と側壁部材による通路を吸引ファンに接続するダクトを、前記対向する放熱板の延長上に配置し、吸引ファンのファン本体を、前記他方の放熱板に取り付けられる高圧電装機器の側部に近接させて配置したことを特徴とする請求項５に記載の車両用電装ユニットの冷却装置。
【請求項７】
吸引空気を排気する排気ダクトを前記吸引ファンのハウジングに一体に形成したことを特徴とする請求項５または６に記載の車両用電装ユニットの冷却装置。
【請求項８】
前記側壁部材を、高圧電装機器を支持し別部材に取り付けるためのフレームに一体に設けたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の車両用電装ユニットの冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両駆動用モータを駆動するためのインバータと車両制御電源用のＤＣ−ＤＣコンバータを、補機駆動用の電力変換器等の他の高圧電装機器とともに備えた車両用電装ユニットの冷却装置に関し、特に、複数の高圧電装機器を冷却空気との熱交換によって冷却する車両用電装ユニットの冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車や所謂ハイブリッド車両等においては、車両駆動用モータのインバータや車両制御電源用のＤＣ−ＤＣコンバータ、補機駆動用のインバータ等の発熱を伴う高圧電装機器を複数搭載している。この種の高圧電装機器は、通常、一体ユニットとして電装ボックスの内部にバッテリとともにまとめて配置され、電装ボックス内で放熱する高圧電装機器等の熱をファン吸引される空気によって冷却するようになっている。
【０００３】
例えば、電装ボックスがリヤシートの後部に配置されるものの場合、図１４に示すようにリヤパーセルに開口した吸気ダクト１０１を通して車室内の冷却空気を電装ボックス１０２内のバッテリ１０３と電装ユニット１０４に誘導し、吸引ファン１０５に接続された排気ダクト１０６を通して電装ボックス１０２外部に排出するものが案出されている（例えば、特許文献１等参照）。
【０００４】
また、前記のような電装ユニットに対する冷却装置としては、図１５に示すように高圧電装機器１０７，１０８が接触状態で取り付けられるヒートシンクケース１０９に冷却空気の通路１１０を形成し、その通路１１０内に複数の放熱フィン１１１を一体に形成したものが開発され、多く利用に供されている。
【特許文献１】特開２００３−７９００３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、この従来の冷却装置は、ヒートシンクケース１０９がダイキャスト等で一体に形成されるものであることから、通路１１０やその内部の放熱フィン１１１を形成するための製造が難しいうえ、既に造形されているヒートシンクケース１０９に対して高圧電装機器１０７，１０８を効率良く密集配置することが難しいという不具合がある。
【０００６】
そこでこの発明は、製造の容易な部品を用いて車両駆動用モータのインバータや車両制御電源用のＤＣ−ＤＣコンバータをはじめとする高圧電装機器を効率良く密集配置できるようにして、製造コストの低減とコンパクト化を図ることのできる車両用電装ユニットの冷却装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、複数の高圧電装機器を備えた電装ユニット（例えば、後述の実施形態における電装ユニット７）に冷却空気を導入し、冷却空気との熱交換によって各高圧電装機器を冷却する車両用電装ユニットの冷却装置において、前記各高圧電装機器を、裏面に複数の放熱フィン（例えば、後述の実施形態における放熱フィン１３）が設けられた放熱板（例えば、後述の実施形態における放熱板１４，１５，１６）に夫々取り付け、車両駆動用モータのインバータ（例えば、後述の実施形態におけるＰＤＵ３）が取り付けられた放熱板（例えば、後述の実施形態における放熱板１４）に対向する位置に、車両制御電源用のＤＣ−ＤＣコンバータ（例えば、後述の実施形態におけるＤＣ−ＤＣコンバータ１２）が取り付けられた放熱板（例えば、後述の実施形態における放熱板１５）と、補機駆動用の電力変換器（例えば、後述の実施形態におけるエアコン・インバータ５）が取り付けられた放熱板（例えば、後述の実施形態における放熱板１６）を、前者が上流側、後者が下流側になるように隣接させて配置し、前記インバータの放熱板と、上流側と下流側に並べて配置された前記ＤＣ−ＤＣコンバータの放熱板および前記電力変換器の放熱板とを、これらの裏面側の放熱フィンの側方を上流側から下流側にかけて覆うように連結する側壁部材（例えば、後述の実施形態における側壁部材１７Ａ，１７Ｂ）を設け、これらの対向する放熱板と側壁部材によって冷却空気の通路（例えば、後述の実施形態における通路１８）を形成するようにした。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、複数の高圧電装機器を備えた電装ユニット（例えば、後述の実施形態における電装ユニット２０７）に冷却空気を導入し、冷却空気との熱交換によって各高圧電装機器を冷却する車両用電装ユニットの冷却装置において、前記各高圧電装機器を、裏面に複数の放熱フィンが設けられた放熱板に夫々取り付け、複数の車両駆動用モータのインバータ（例えば、後述の実施形態におけるＰＤＵ４１，４２）が夫々取り付けられた複数の放熱板（例えば、後述の実施形態における放熱板４５，４６）を隣接させて配置するとともに、これらの放熱板に対向する位置に、車両制御電源用のＤＣ−ＤＣコンバータ（例えば、後述の実施形態におけるＤＣ−ＤＣコンバータ４３）が取り付けられた放熱板（例えば、後述の実施形態における放熱板４７，４８）と、補機駆動用の電力変換器（例えば、後述の実施形態における電力変換器４４）が取り付けられた放熱板を、前者が上流側、後者が下流側になるように隣接させて配置し、前記隣接させて配置された前記インバータの複数の放熱板と、上流側と下流側に並べて配置された前記ＤＣ−ＤＣコンバータの放熱板および前記電力変換器用の放熱板とを、これらの裏面側の放熱フィンの側方を上流側から下流側にかけて覆うように連結する側壁部材を設け、これらの対向する放熱板と側壁部材によって冷却空気の通路を形成するようにした。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、複数の高圧電装機器を備えた電装ユニットに冷却空気を導入し、冷却空気との熱交換によって各高圧電装機器を冷却する車両用電装ユニットの冷却装置において、前記各高圧電装機器を、裏面に複数の放熱フィンが設けられた放熱板に夫々取り付け、車両駆動用モータのインバータ（例えば、後述の実施形態におけるＰＤＵ６１）が取り付けられた放熱板（例えば、後述の実施形態における放熱板６５）の下流側に、第１の補機駆動用の電力変換器（例えば、後述の実施形態における電力変換器６２）が取り付けられた放熱板（例えば、後述の実施形態における放熱板６６）を隣接させて配置するとともに、これらの放熱板に対向する位置に、車両制御電源用のＤＣ−ＤＣコンバータ（例えば、後述の実施形態におけるＤＣ−ＤＣコンバータ６３）が取り付けられた放熱板（例えば、後述の実施形態における放熱板６７）と、第２の補機駆動用の電力変換器（例えば、後述の実施形態における電力変換器６４）が取り付けられた放熱板（例えば、後述の実施形態における放熱板６８）を、前者が上流側、後者が下流側になるように隣接させて配置し、上流側と下流側に並べて配置された前記インバータの放熱板および前記第１の補機駆動用の電力変換器の放熱板と、同様に上流側と下流側に並べて配置された前記ＤＣ−ＤＣコンバータの放熱板および前記第２の補機駆動用の電力変換器の放熱板とを、これらの裏面側の放熱フィンの側方を上流側から下流側にかけて覆うように連結する側壁部材を設け、これらの対向する放熱板と側壁部材によって冷却空気の通路を形成するようにした。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、複数の高圧電装機器を備えた電装ユニットに冷却空気を導入し、冷却空気との熱交換によって各高圧電装機器を冷却する車両用電装ユニットの冷却装置において、前記各高圧電装機器を、裏面に複数の放熱フィンが設けられた放熱板に夫々取り付け、車両駆動用モータのインバータ（例えば、後述の実施形態におけるＰＤＵ７１）が取り付けられた放熱板（例えば、後述の実施形態における放熱板７５）の下流側に、第１のＤＣ−ＤＣコンバータ（例えば、後述の実施形態におけるＤＣ−ＤＣコンバータ７２）が取り付けられた放熱板（例えば、後述の実施形態における放熱板７６）を隣接させて配置するとともに、これらの放熱板に対向する位置に、車両制御電源用の第２のＤＣ−ＤＣコンバータ（例えば、後述の実施形態におけるＤＣ−ＤＣコンバータ７３）が取り付けられた放熱板（例えば、後述の実施形態における放熱板７７）と、補機駆動用の電力変換器（例えば、後述の実施形態における電力変換器７４）が取り付けられた放熱板（例えば、後述の実施形態における放熱板７８）を、前者が上流側、後者が下流側になるように隣接させて配置し、上流側と下流側に並べて配置された前記インバータの放熱板および前記第１のＤＣ−ＤＣコンバータの放熱板と、同様に上流側と下流側に並べて配置された前記第２のＤＣ−ＤＣコンバータの放熱板および前記電力変換器の放熱板とを、これらの裏面側の放熱フィンの側方を上流側から下流側にかけて覆うように連結する側壁部材を設け、これらの対向する放熱板と側壁部材によって冷却空気の通路を形成するようにした。
【００１１】
これらの発明の場合、放熱板と側壁部材による通路に冷却空気が導入されると、背中合わせに配置された放熱板の放熱フィンにおいて、各高圧電装機器と冷却空気の熱交換が行われる。このとき、車両制御電源用のＤＣ−ＤＣコンバータは通路の上流側位置において放熱板を通して温度の低い冷却空気と効率良く熱交換を行う。また、各高圧電装機器は放熱板を側壁部材に結合する前段階で別々に放熱板に取り付けることができ、側壁部材を結合した後には、異なる高圧電装機器の放熱板が冷却空気の通路を挟む対向位置に密集して配置されることとなる。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１〜４に記載の発明において、対向する放熱板と側壁部材によって形成される通路の下流側に、一方の放熱板の端部から突出する高圧電装機器の低発熱部品収容部（例えば、後述の実施形態における低発熱部品収容部２２ａ）を配置するとともに、他方の放熱板の端部に隣接する側で前記低発熱部品収容部に対向するように冷却空気の吸引ファン（例えば、後述の実施形態における吸引ファン１１）を配置するようにした。
この発明の場合、一方の放熱板の端部からはみ出す形で突出した高圧電装機器の低発熱部品収容部に対向する位置に、他方の放熱板側の高圧電装機器とほぼ横並びになって吸引ファンが配置されるようになる。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記放熱板と側壁部材による通路を吸引ファンに接続するダクト（例えば、後述の実施形態におけるダクト２５）を、前記対向する放熱板の延長上に配置し、吸引ファンのファン本体を、前記他方の放熱板に取り付けられる高圧電装機器の側部に近接させて配置するようにした。
この発明の場合、吸引ファンのファン本体が他方の放熱板側の高圧電装機器に近接した状態で横並びに配置されるようになる。
【００１４】
また、請求項７に記載の発明は、請求項５または６に記載の発明において、吸引空気を排気する排気ダクト（例えば、後述の実施形態における排気ダクト２８）を前記吸引ファンのハウジング（例えば、後述の実施形態におけるハウジング２７）に一体に形成するようにした。
この発明の場合、別体の排気ダクトを吸引ファンに接続する必要が無くなる。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれかに記載の発明において、前記側壁部材を、高圧電装機器を支持し別部材に取り付けるためのフレーム（例えば、後述の実施形態におけるフレーム２１）に一体に設けるようにした。
この発明の場合、放熱板に高圧電装機器を取り付け、フレームに一体に設けられた側壁部材に放熱板を結合することによってフレームに対する高圧電装機器の取り付けと通路形成が完了する。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１〜４に記載の発明によれば、冷却空気の通路を、製造の容易な放熱板と側壁部材を主部品として形成しつつも、放熱板を側壁部材に結合する前段階で高圧電装機器を別々に放熱板に容易に取り付けることができ、しかも、異なる高圧電装機器の放熱板を冷却空気の通路を挟む対向位置に密集して配置できることから、製造コストを低減し、かつ装置のコンパクト化を図ることが可能になるという基本的な効果を奏する。
そして、さらにこれらの発明においては、車両制御に用いる電源電圧を作り出すＤＣ−ＤＣコンバータが、冷却空気の温度の低い通路の上流側で放熱板を通して効率良く熱交換を行うため、ＤＣ−ＤＣコンバータ自体やその放熱板の小型化を図ることが可能になるとともに、車両制御電源の信頼性をより高めることが可能になる。
【００１７】
また、請求項５に記載の発明によれば、高圧電装機器の低発熱部品収納部を一方の放熱板の端部から突出させて配置する一方で、他方の放熱板の端部に隣接する側で低発熱部品収容部に対向するように吸引ファンを配置したため、吸引ファンをコンパクトに配置し、装置全体の小型化を図ることができる。
【００１８】
さらに、請求項６に記載の発明によれば、ダクトを対向する放熱板の延長上の空間に配置して、吸引ファンのファン本体を他方の放熱板側の高圧電装機器の側部に充分に近接させて配置できることから、装置全体をより小型化することができる。
【００１９】
また、請求項７に記載の発明によれば、排気ダクトを吸引ファンのハウジングに一体に形成して、別体の排気ダクトを吸引ファンに接続する必要を無くしたため、部品点数の削減による製造コストの低減と、さらなる装置の小型化を図ることができる。
【００２０】
また、請求項８に記載の発明によれば、放熱板に高圧電装機器を取り付け、フレームに一体に設けられた側壁部材に各放熱板を結合することによって、フレームに対する高圧電装機器の取り付けと同時に通路を形成することができるため、装置の製造が容易になり、製造コストの低減が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、この発明の第１の実施形態を、図１〜図１０に基づいて説明する。なお、以下の説明における前後左右等の向きは、特に記載が無ければ車両における向きと同一とする。また、図中矢印ＦＲは車両前方を、矢印ＬＨは車両左方を夫々指向している。
【００２２】
図１は、この発明にかかる電装ユニットの冷却装置を適用したハイブリッド車両１を示すものである。このハイブリッド車両１は、所謂パラレル型であり、エンジン（図示せず）とモータジェネレータ２（車両駆動用モータ）が直列に連結され、これらの動力がトランスミッション（図示せず）を介して駆動輪に伝達されるようになっている。なお、モータジェネレータ２は三相のＤＣブラシレスモータによって構成されている。
【００２３】
また、このハイブリッド車両１は、減速時等に前輪からモータジェネレータ２に駆動力が伝達されると、モータジェネレータ２が発電機として機能してエネルギーを所謂回生制動力として回収する。回収された電気エネルギーは、後述するＰＤＵ（Ｐｏｗｅｒ  Ｄｒｉｖｅ  Ｕｎｉｔ）３（図４，図５参照）を介して高圧バッテリ４に充電される。なお、ＰＤＵ３は、インバータを主要素として構成され、モータジェネレータ２の駆動時に、高圧バッテリ４の直流電流を受けて三相交流電流に変換するとともに、制動時等にモータジェネレータ２で発電した交流電流を直流電流に変換する。
【００２４】
また、エンジンルーム内には、モータ駆動されるエアコン（空調装置）用コンプレッサ（図示せず）が配置されている。このコンプレッサのモータは三相交流モータであり、駆動時にコンプレッサ用のインバータ５（補記駆動用の電力変換器。以下、「エアコン・インバータ５」と呼ぶ。）から電力を供給されるようになっている。
【００２５】
一方、リヤシートのシートバック（図示せず）の背面側には電装ボックス６が配置されている。この電装ボックス６は、図１〜図３に示すように略直方体状に形成され、その内部に高圧バッテリ４が収容されるとともに、前記のＰＤＵ３やエアコン・インバータ５等の高圧電装機器を集合配置した電装ユニット７が収容されている。
【００２６】
また、電装ボックス６内に配置される高圧バッテリ４は、円柱状のバッテリ単体がバッテリケース８（図２，図３参照）の内部に複数配置されて成り、バッテリケース８の上部開口８ａ（図９参照）から内部に冷却空気を取り入れ、バッテリ４との熱交換を終えた空気を同ケース８の下部開口８ｂ（図９参照）から排出するようになっている。このバッテリケース８に導入される空気は、一端がリヤパーセル９に開口する吸気ダクト１０を通して車室内から取り入れられる。また、バッテリケース８の下部開口８ｂは、電装ボックス６の内部通路を通して電装ユニット７内の通路の一端に接続され、電装ユニット７内の通路の他端は吸引ファン１１（図４参照）に接続されている。吸引ファン１１によって吸引される車室内の冷却空気は電装ボックス６内を通過する間にバッテリ４や複数の高圧電装機器（ＰＤＵ３，エアコン・インバータ５等）との間で熱交換を行う。
【００２７】
ところで、この実施形態における電装ユニット７は、高圧電装機器として前述のＰＤＵ３とエアコン・インバータ５の他に、車両制御電源用の電圧を作り出すＤＣ−ＤＣコンバータ１２（図４参照）を備えている。このＤＣ−ＤＣコンバータ１２は、モータジェネレータ２で発電した高圧の電力を、車両制御や補機作動等のための低圧バッテリ８０（図１０参照）に充電するために、発電電圧を低圧バッテリ８０の規定電圧（例えば、１２Ｖ）まで降圧するものである。
【００２８】
ここで、図１０に示す電装ユニット７の主要部の配線について簡単に説明する。
図１０は、回路基板上の電源保護回路８１を中心とした高圧バッテリ４と高圧電装機器（ＰＤＵ３，ＤＣ−ＤＣコンバータ１２）や他の周辺機器との接続状態を示したものである。電源保護回路８１は、高圧バッテリ４と高圧電装機器の間がコンタクタ１２３を介して接続され、このコンタクタ１２３が適宜回路の開閉と電流調整を行うことによって過電流を防止するようになっている。
【００２９】
高圧バッテリ４は、第１モジュール４Ａと第２モジュール４Ｂとから成り、両モジュール４Ａ，４Ｂはメインスイッチ１２１とメインヒューズ１２２を通して直列接続されている。そして、高圧バッテリ４（第１モジュール４Ａと第２モジュール４Ｂ）は電源保護回路８１の基板に対して端子Ｔ１〜Ｔ４を通して接続されている。他方、電源保護回路８１の基板は高圧電装機器であるＰＤＵ３とＤＣ−ＤＣコンバータ１２に端子Ｔ５〜Ｔ８を通して接続されている。ＰＤＵ３とＤＣ−ＤＣコンバータ１２は、高圧バッテリ４に対して電源保護回路８１を通して並列に接続されている。
【００３０】
高圧バッテリ４側のプラス端子Ｔ１と、ＰＤＵ３側及びＤＣ−ＤＣコンバータ１２側の端子Ｔ５，Ｔ７の間には、前記のコンタクタ１２３が介装されている。このコンタクタ１２３は、メインコンタクタ１２３Ａと、このメインコンタクタ１２３Ａに並列に接続されたプリチャージコンタクタ１２３Ｂ及びプリチャージ抵抗１２３Ｃとから構成され、メインコンタクタ１２３Ａとプリチャージコンタクタ１２３Ｂが車両状態に応じてバッテリＥＣＵ１２８によって適宜制御されるようになっている。端子Ｔ１とコンタクタ１２３の間には、高圧バッテリ４から流れる電流を検出するバッテリ電流センサ１２４が設けられ、コンタクタ１２３と端子Ｔ５の間には、ＰＤＵ３に入力される電流を検出するＰＤＵ電流センサ１２５が設けられている。さらに、コンタクタ１２３と端子Ｔ７の間には、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２の短絡保護のためのＤＣ−ＤＣコンバータヒューズ１２６が設けられている。
また、高圧バッテリ４側のマイナス端子Ｔ４と、ＰＤＵ３側の端子Ｔ６及びＤＣ−ＤＣコンバータ１２側の端子Ｔ８は、ラジオノイズ低減のためのコンデンサ１２７を通じてアースに接続されており、同様に、端子Ｔ１は、コンデンサ１２８を通じてアースに接続されている。
【００３１】
また、低圧バッテリ８０はＤＣ−ＤＣコンバータ１２を介して電源保護回路８１の出力側に接続され、ＰＤＵ３によって直流電流に変換されたモータジェネレータ２の発電電力をＤＣ−ＤＣコンバータ１２で降圧した後に充電するようになっている。そして、低圧バッテリ８０は、バッテリＥＣＵ１２８その他の車両制御用のコントローラと、補機類の電源として使用に供される。
【００３２】
なお、高圧バッテリ４はメインスイッチ１２１の投入によってＰＤＵ３とＤＣ−ＤＣコンバータ１２に接続されるが、このとき、バッテリＥＣＵ１２８からの指令によって最初にプリチャージコンタクタ１２３Ｂがオン作動してプリチャージ回路が閉成し、その後にメインコンタクタ１２３Ａがオン作動してメイン回路が閉成する。これにより、メインスイッチ１２１の投入初期にプリチャージ回路で電流が制限されるため、メインコンタクタ１２３Ａの溶着が防止される。
【００３３】
一方、電装ユニット７の構造は、図３〜図7に示すようになっている。
即ち、ＰＤＵ３とＤＣ−ＤＣコンバータ１２とエアコン・インバータ５は、裏面側に複数の放熱フィン１３を有する放熱板１４〜１６の各表面側に取り付けられ、ＰＤＵ用の放熱板１４の裏面に対向する位置に、ＤＣ−ＤＣコンバータ用の放熱板１５とエアコン・インバータ用の放熱板１６が裏面を向けて配置されている。このとき、ＤＣ−ＤＣコンバータ用の放熱板１５とエアコン・インバータ用の放熱板１６は、前者が後述する通路１８の上流側に、後者が同通路１８の下流側になるように並んで配置され、これらの放熱板１５，１６と、それに対向する放熱板１４の放熱フィン１３がすべて一定方向（長手方向）に向くようになっている。放熱板１４と放熱板１５，１６は、このように対向配置した状態において、断面略コ字状の側壁部材１７Ａ，１７Ｂによって結合されている。各側壁部材１７Ａ，１７Ｂは、相互に対向する放熱板１４と１５，１６の放熱フィン１３の側方を覆うように放熱板１４と１５，１６に結合され、その状態において放熱板１４，１５または１６と側壁部材１７Ａ，１７Ｂに囲まれた方形断面形状の通路１８を形成している。この通路１８の放熱板１５のある側の端部はバッテリケース８の下部開口８ｂ（図９参照）に接続されており、各放熱板１４，１５，１６は、通路１８に導入される冷却空気との間で熱交換を行う。なお、各高圧電装機器（ＰＤＵ３、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２、エアコン・インバータ５）における冷却熱の配分は、高圧電装機器毎の放熱フィン１３の長さや高さ、ピッチ等によって設定する。
【００３４】
そして、側壁部材１７Ａ，１７Ｂは、図６に示すような略長方形状の開口１９と４片の車体固定用の脚部２０ａ〜２０ｄを有するフレーム２１に一体に取り付けられている。このフレーム２１は、開口１９の長手方向が車幅方向に向くようにして電装ボックス６にボルト結合等によって結合される。電装ボックス６の内部奥側に配置されるＰＤＵ３の放熱板１４は、側壁部材１７Ａ，１７Ｂの一端の屈曲部に直接ボルト結合され、電装ボックス６の表側に配置されるＤＣ−ＤＣコンバータ１２とエアコン・インバータ５の放熱板１５，１６は、放熱フィン１３を開口１９に挿入してフレーム２１の表側から開口１９の縁部と側壁部材１７Ａ，１７Ｂの他端の屈曲部にボルト結合されている。なお、側壁部材１７Ａ，１７Ｂはフレーム２１に一体に形成することも可能である。
【００３５】
ところで、エアコン・インバータ５は長手方向が車幅方向を向くように電装ボックス６に配置されるが、このエアコン・インバータ５の裏面側に取り付けられる放熱板１６は、図４に示すようにエアコン・インバータ５のＤＣ−ＤＣコンバータ１２に隣接する側の端部（図中右側の端部）から同インバータ５の長手方向のほぼ３分の１に亙る領域にのみ設けられている。エアコン・インバータ５のケーシング２２の内部では、放熱板１６の直上位置に高発熱部品２３が配置され、放熱板１６の直上位置からオフセットした領域には、発熱量の比較的小さい低発熱部品２４が配置されている。ケーシング２２のこのオフセットした領域は低発熱部品収容部２２ａとなっている。また、前記の放熱板１４〜１６と側壁部材１７Ａ，１７Ｂによる通路１８の端部にはダクト２５が設けられ、このダクト２５の内面が低発熱収容部２２ａの下面に直接臨むかたちで配管されている。
【００３６】
一方、電装ボックス６内の奥側において低発熱部品収容部２２ａに対向する位置には吸引ファン１１が配置され、この吸引ファン１１の吸気部が低発熱部品収容部２２ａの前面において前記ダクト２５に接続されている。吸引ファン１１はファン本体のハウジング２７が略円盤状に形成され、そのハウジング２７の外周面がＰＤＵ３の端部側面に臨むように配置されている。このハウジング２７の外周面はダクト２５の背部側に回り込むように膨出し、それによってＰＤＵ３の端部側面に充分に近接している。また、ハウジング２７の外周面には、図７に示すように吸引空気を外部に排出するための排気ダクト２８が上方側に突出するように一体に形成されている。
【００３７】
この実施形態の電装ユニット７の冷却装置は以上のように形成されているが、この装置の構成部品の配置を模式的に簡略化して描くと図８に示すようになり、また、電装ボックス６内における冷却空気の流れを模式的に描くと図９に示すようになる。
【００３８】
これらの図を見ても明らかなように、バッテリケース８を経て電装ユニット７を通過する冷却空気は、通路１８の両側に配置されているＰＤＵ３の放熱板１４と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２及びエアコン・インバータ５の各放熱板１５，１６との間で熱交換を行い、その後に吸引ファン１１によって外部に吸い出される。したがって、高圧電装機器であるＰＤＵ３と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２及びエアコン・インバータ５は、通路１８を挟んで密集配置された状態において効率良く放熱を行うことができる。特に、この電装ユニット７の冷却装置においては、車両制御電源を作り出すのに不可欠なＤＣ−ＤＣコンバータ１２がＰＤＵ３とともに通路１８の上流側に配置されているため、低温の冷却空気によって効率良く両者を冷却することができる。このため、冷却が最優先されるＤＣ−ＤＣコンバータ１２及びＰＤＵ３とそれらの放熱板１５，１４とを小型化し、装置全体の小型化を図ることができるとともに、車両制御電源に対する信頼性を高めることができる。
【００３９】
また、この電装ユニット７の冷却装置の場合、ＰＤＵ３、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２、エアコン・インバータ５の夫々に放熱板１４〜１６を取り付け、その状態で放熱板１４と放熱板１５，１６を背中合わせにして夫々側壁部材１７Ａ，１７Ｂに結合することで、通路１８を容易に形成することができる。また、通路１８を形成する構成部品が比較的単純な形状になることから、通路１８を一体部品として形成する場合に比較して製造が容易になる。特に、この実施形態のものは、側壁部材１７Ａ，１７Ｂを断面コ字状に形成してフレーム２１に一体に結合したものであるため、側壁部材１７Ａ，１７Ｂを予めフレーム２１に結合しておき、その状態で側壁部材１７Ａ，１７Ｂに放熱部材１４と１５，１６を夫々取り付けるようにすれば、通路１８の形成とＰＤＵ３等の高圧電装機器の取り付けが同時に完了するため、組付け作業がより容易になる。
したがって、この冷却装置を採用した場合には、高圧電装部品の効率の良い配置と、製造と組付けの容易化により、装置のコンパクト化と製造コストの低減を図ることができる。
【００４０】
さらに、この実施形態においては、通路１８の下流側に配置されるエアコン・インバータ５の低発熱部品収納部２２ａを放熱板１６からはみ出すように前方に延出させ、その低発熱部品収納部２２ａに対向する位置に吸引ファン１１を配置するようにしているため、吸引ファン１１がエアコン・インバータ５の放熱板１６のない背面部分とＰＤＵ３の端部側面に囲まれた略直方体状のスペースに効率良く配置されることとなる。このため、装置全体を電装ボックス６内にコンパクトに配置することができ、トランクルーム等の車両スペースをより有効利用することが可能になる。
【００４１】
また、この実施形態の場合、ダクト２５を放熱板１４，１６の延長上に配置し、吸引ファン１１のハウジング２７の外周面をＰＤＵ３に近接するようにダクト２５の背部に回り込ませているため、ダクト２５や吸引ファン１１、ＰＤＵ３等をより密集させることができる。したがって、このことも装置のコンパクト化に大きく寄与している。
【００４２】
また、この実施形態においては、排気ダクト２８を吸引ファン１１のハウジング２７に一体に形成して、電装ボックス６の上方に向かって突出させるようにしているため、別体の排気ダクトを吸引ファン１１に接続する場合に比較して部品点数が削減され、製造コストの削減と、装置のさらなる小型化を図ることが可能になる。
【００４３】
以上で説明した第１の実施形態は、電装ユニット７の高圧電装機器が、ＰＤＵ３（インバータ）と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２と、エアコン・インバータ５（補機駆動用の電力変換器）によって構成されたものであるが、この発明にかかる電装ユニットの冷却装置が採用し得る高圧電装機器とその配置の組み合わせはここで説明したものに限るものではない。例えば、図１１〜図１３に夫々示す第２〜第４の実施形態のようなものも採用が可能である。以下、この第２〜第４の実施形態について説明するが、前述した第１の実施形態と共通部分には同一符号を付して重複する説明を省略するものとする。
【００４４】
＜第２の実施形態＞
図１１は、第２の実施形態を示すものである。この実施形態の電装ユニット２０７は、車両駆動用モータを二つ備えた車両に用いられ、各モータ用のインバータを有する２つのＰＤＵ４１，４２と、車両制御電源用のＤＣ−ＤＣコンバータ４３と、補機駆動用の電力変換器４４を備えている。ＰＤＵ４１，４２とＤＣ−ＤＣコンバータ４３と電力変換器４４は放熱フィンを有する放熱板４５〜４８に夫々取り付けられ、ＰＤＵ４１，４２の２つの放熱板４５，４６は相互に隣接し、ＤＣ−ＤＣコンバータ４３の放熱板４７と電力変換器４４の放熱板４８は、ＰＤＵ４１，４２の放熱板４５，４６に夫々対向する位置、つまり、ＤＣ−ＤＣコンバータ４３用の放熱板４７が上流側になり、電力変換器４４の放熱板４８が下流側になるように隣接して配置されている。なお、電力変換器４４によって駆動される補機とは、例えば、コンプレッサ駆動用モータ等の電気機器のことである。
【００４５】
＜第３の実施形態＞
図１２は、第３の実施形態を示すものである。この実施形態の電装ユニット４０７は、車両駆動用モータのインバータを有する一つのＰＤＵ６１と、車両制御電源用のＤＣ−ＤＣコンバータ６３と補機駆動用の２つの電力変換器６２，６４を備えている。ＰＤＵ６１と電力変換器６２、ＤＣ−ＤＣコンバータ６３、電力変換器６４は夫々放熱板６５〜６８に取り付けられ、ＰＤＵ６１の放熱板６５の下流側には電力変換器６２の放熱板６６が隣接して配置され、ＤＣ−ＤＣコンバータ６３と電力変換器６４の各放熱板６７，６８は、ＰＤＵ６１の放熱板６５と電力変換器６２の放熱板６６に対向する位置に相互に隣接して配置されている。
【００４６】
＜第４の実施形態＞
図１３は、第４の実施形態を示すものである。この実施形態の電装ユニット５０７は、車両駆動用モータのインバータを有する一つのＰＤＵ７１と、昇圧用のＤＣ−ＤＣコンバータ７２と、車両制御電源用の降圧用のＤＣ−ＤＣコンバータ７３と、補機駆動用の電力変換器７４を備えている。ＰＤＵ７１、ＤＣ−ＤＣコンバータ７２，７３、電力変換器７４は夫々放熱板７５〜７８に取り付けられ、ＰＤＵ７１の放熱板７５の下流側にはＤＣ−ＤＣコンバータ７２の放熱板７６が隣接して配置され、ＤＣ−ＤＣコンバータ７３と電力変換器７４の各放熱板７７，７８は、ＤＣ−ＤＣコンバータ７３の放熱板７７が電力変換器７４の放熱板７８の上流側になるように放熱板７５，７６に夫々対向する位置に隣接して配置されている。
【００４７】
なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】この発明の第１の実施形態の電装ボックスの配置を説明する斜視図。
【図２】同実施形態を示す図１の要部を拡大した斜視図。
【図３】同実施形態を示す電装ボックスの正面図。
【図４】同実施形態を示す図３のＡ−Ａ断面に対応する部分断面図
【図５】同実施形態を示す図４のＢ矢視図。
【図６】同実施形態を示すフレームの斜視図。
【図７】同実施形態の吸引ファンの配置を示す斜視図。
【図８】同実施形態の概略部品配置を示すブロック図。
【図９】同実施形態の冷却空気の流れを示す模式的な分解斜視図
【図１０】同実施形態の電装ユニットの主要部の配線を示す図。
【図１１】この発明の第２の実施形態の概略部品配置を示すブロック図。
【図１２】この発明の第３の実施形態の概略部品配置を示すブロック図。
【図１３】この発明の第４の実施形態の概略部品配置を示すブロック図。
【図１４】従来の技術を示すものであり、電装ボックス内の部品配置を示す概略構成図。
【図１５】従来の技術を示す冷却装置の斜視図。
【符号の説明】
【００４９】
３，４１，４２，５１，６１，７１…ＰＤＵ（高圧電装機器、車両駆動用モータのインバータ）
５…インバータ（高圧電装機器、補機駆動用の電力変換器）
７，２０７，４０７，５０７…電装ユニット
１２，４３，６３，７３…ＤＣ−ＤＣコンバータ（高圧電装機器）
１３…放熱フィン
１４〜１６，４５〜４８，６５〜６８，７５〜７８…放熱板
１７Ａ，１７Ｂ…側壁部材
１８…通路
２１…フレーム
２２ａ…低発熱部品収納部
２５…ダクト
２７…ハウジング
２８…排気ダクト
４４，６２，６４，７４…電力変換器（高圧電装機器）
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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