(57)【要約】【課題】電動モータを冷却すること。【解決手段】電動圧縮機１０のハウジング２０内には、互いに非連通状態であるモータ室Ａ１と圧縮室Ａ２が区画されている。ハウジング２０は、エバポレータを通過した後であって空調用圧縮機に至る前の空調用冷媒である低温冷媒をモータ室Ａ１に吸入するための吸入口４１と、モータ室Ａ１に吸入された低温冷媒を排出するための排出口４２とを備える。【選択図】図１
2017172444.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用モータと、前記走行用モータの電力源となる燃料電池と、空調用冷媒を圧縮する電動式の空調用圧縮機及びエバポレータを含む空調装置と、を備えた燃料電池車両に搭載されるものであって、前記燃料電池に空気を供給する電動圧縮機において、
回転軸と、
前記回転軸を回転させる電動モータと、
前記回転軸の回転に伴って回転することにより空気を圧縮する圧縮部と、
前記電動モータが収容されたモータ室と前記圧縮部が収容された圧縮室とを有するハウジングと、
前記モータ室と前記圧縮室との間の流体の流通を規制するシール部材と、を備え、
前記ハウジングは、前記エバポレータを通過した後であって前記空調用圧縮機に至る前の前記空調用冷媒である低温冷媒を前記モータ室に吸入するための吸入口と、前記吸入口から前記モータ室に吸入された前記低温冷媒を前記モータ室から排出させるための排出口と、を備える電動圧縮機。
【請求項２】
前記ハウジングは、
前記モータ室を区画する区画壁と、
前記区画壁の外側の少なくとも一部を覆うことで、前記区画壁との間に冷却水が流通する通路を区画するウォータジャケットと、を備える請求項１に記載の電動圧縮機。
【請求項３】
前記モータ室と前記圧縮室とを仕切るとともに、前記回転軸が挿通された貫通孔を有する仕切壁部を備える請求項１又は請求項２に記載の電動圧縮機。
【請求項４】
走行用モータと、前記走行用モータの電力源となる燃料電池と、空調用冷媒を圧縮する電動式の空調用圧縮機及びエバポレータを含む空調装置と、前記燃料電池に空気を供給する電動圧縮機と、を備えた燃料電池車両に搭載されるものであって、前記電動圧縮機に設けられた電動モータを冷却する冷却システムであって、
前記電動圧縮機は、
前記電動モータによって回転される回転軸と、
前記回転軸の回転に伴って回転することにより空気を圧縮する圧縮部と、
前記電動モータが収容されたモータ室と前記圧縮部が収容された圧縮室を有するハウジングと、
前記モータ室と前記圧縮室との間の流体の流通を規制するシール部材と、を備え、
前記ハウジングは、前記エバポレータを通過した後であって前記空調用圧縮機に至る前の前記空調用冷媒である低温冷媒を前記モータ室に吸入するための吸入口と、前記吸入口から前記モータ室に吸入された前記低温冷媒を前記モータ室から排出させるための排出口と、を備え、
前記冷却システムは、
前記エバポレータと前記吸入口とを接続する吸入配管と、
前記排出口と前記空調用圧縮機とを接続する排出配管と、
前記吸入配管を介して前記吸入口に前記低温冷媒を流通させるか否かを切り替える切替部と、を備える冷却システム。
【請求項５】
前記電動モータのステータコアに捲回されたコイルに流れる電流、前記コイルの温度、及び、前記燃料電池車両の運転状況の少なくとも一つに基づいて定められる条件であって前記コイルの温度が高くなりやすい条件が成立した場合、前記低温冷媒が前記吸入配管を介して前記吸入口に流通するように前記切替部を制御する制御部を備える請求項４に記載の冷却システム。
【請求項６】
前記条件は、前記コイルに流れる電流が予め定められた電流閾値を上回る電流条件、及び、前記コイルの温度が予め定められた温度閾値を上回る温度条件のうち、少なくとも一方である請求項５に記載の冷却システム。
【請求項７】
前記ハウジングは、
前記モータ室を区画する区画壁と、
前記区画壁の外側の少なくとも一部を覆うことで、前記区画壁との間に冷却水が流通する通路を区画するウォータジャケットと、を備え、
前記冷却システムは、
前記燃料電池車両に搭載されたラジエータと前記通路とを接続する通路接続配管と、
前記通路接続配管を介して前記通路に前記冷却水を流通させるか否かを切り替える冷却水流通切替部と、を備える請求項４〜請求項６のうちいずれか一項に記載の冷却システム。
【請求項８】
前記電動モータのステータコアに捲回されたコイルに流れる電流が予め定められた冷却水流通電流閾値以下となる冷却水流通電流条件、及び、前記コイルの温度が予め定められた冷却水流通温度閾値以下となる冷却水流通温度条件のうち、少なくとも一方の条件が成立した場合、前記冷却水が前記通路接続配管を介して前記通路に流通するように前記冷却水流通切替部を制御する冷却水制御部を備える請求項７に記載の冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池車両に搭載される電動圧縮機、及び、冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、燃料電池を電力源として駆動する走行用モータを備え、走行用モータの駆動により走行する燃料電池車両が知られている（例えば、特許文献１参照）。燃料電池車両に搭載される燃料電池は、水素タンクから供給される水素と、空気中の酸素との化学反応によって発電を行う。空気は、車外の空気を吸入して、圧縮した空気を吐出する電動圧縮機から燃料電池に供給される。電動圧縮機は、例えば、回転軸と、回転軸を回転させる電動モータと、回転軸の回転に伴って回転することによって空気を圧縮する圧縮部と、これらが収容されたハウジングとを備える。
【０００３】
電動モータは、回転軸に固定されたロータと、ハウジングに固定されたステータとを備える。ステータは、ステータコアと、ステータコアに捲回されたコイルとを備える。
燃料電池車両においては、アクセル開度に応じて走行用モータに流れる電流が制御される。走行用モータの電力源となる燃料電池は、アクセル開度に合わせて発電を行う。燃料電池の発電のため、電動圧縮機からはアクセル開度に応じた流量の空気が燃料電池に供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１５９００５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、燃料電池車両に搭載される電動圧縮機には、アクセル開度が変更されたときの応答性の向上、すなわち、アクセル開度が変更されたときに、変更されたアクセル開度に応じた流量の空気を逸早く燃料電池に供給することが求められている。電動圧縮機の応答性を向上させるため、回転軸を回転させる電動モータを高出力化すると、コイルに流れる電流が大きくなり、電動モータでの発熱量が大きくなる。
【０００６】
本発明の目的は、電動モータを冷却することができる電動圧縮機、及び、冷却システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する電動圧縮機は、走行用モータと、前記走行用モータの電力源となる燃料電池と、空調用冷媒を圧縮する電動式の空調用圧縮機及びエバポレータを含む空調装置と、を備えた燃料電池車両に搭載されるものであって、前記燃料電池に空気を供給する電動圧縮機において、回転軸と、前記回転軸を回転させる電動モータと、前記回転軸の回転に伴って回転することにより空気を圧縮する圧縮部と、前記電動モータが収容されたモータ室と前記圧縮部が収容された圧縮室とを有するハウジングと、前記モータ室と前記圧縮室との間の流体の流通を規制するシール部材と、を備え、前記ハウジングは、前記エバポレータを通過した後であって前記空調用圧縮機に至る前の前記空調用冷媒である低温冷媒を前記モータ室に吸入するための吸入口と、前記吸入口から前記モータ室に吸入された前記低温冷媒を前記モータ室から排出させるための排出口と、を備える。
【０００８】
かかる構成によれば、モータ室と圧縮室との間の流体の流通が規制されることで、モータ室と圧縮室に異なる種類の流体を流通させることができる。エバポレータを通過した後であって空調用圧縮機に至る前の空調用冷媒である低温冷媒は、吸入口から排出口に向けてモータ室を流通する。これにより、低温冷媒と電動モータとの間での熱交換が直接的に行われ、電動モータを冷却することができる。
【０００９】
上記電動圧縮機について、前記ハウジングは、前記モータ室を区画する区画壁と、前記区画壁の外側の少なくとも一部を覆うことで、前記区画壁との間に冷却水が流通する通路を区画するウォータジャケットと、を備えてもよい。
【００１０】
かかる構成によれば、通路に冷却水を流通させることで、区画壁と冷却水との間で熱交換が行われる。モータ室を区画する区画壁は、電動モータとの間で熱交換を行うため、区画壁を介して冷却水と電動モータとの間での熱交換を間接的に行うことができる。したがって、低温冷媒をモータ室に流通させることで電動モータを冷却することもできるし、通路に冷却水を流通させることで電動モータを冷却することもできる。
【００１１】
上記電動圧縮機について、前記モータ室と前記圧縮室とを仕切るとともに、前記回転軸が挿通された貫通孔を有する仕切壁部を備えてもよい。
かかる構成によれば、貫通孔を有する仕切壁部によってモータ室と圧縮室とが仕切られていても、シール部材により貫通孔を介した流体の流通を規制することができる。
【００１２】
上記課題を解決する冷却システムは、走行用モータと、前記走行用モータの電力源となる燃料電池と、空調用冷媒を圧縮する電動式の空調用圧縮機及びエバポレータを含む空調装置と、前記燃料電池に空気を供給する電動圧縮機と、を備えた燃料電池車両に搭載されるものであって、前記電動圧縮機に設けられた電動モータを冷却する冷却システムであって、前記電動圧縮機は、前記電動モータによって回転される回転軸と、前記回転軸の回転に伴って回転することにより空気を圧縮する圧縮部と、前記電動モータが収容されたモータ室と前記圧縮部が収容された圧縮室を有するハウジングと、前記モータ室と前記圧縮室との間の流体の流通を規制するシール部材と、を備え、前記ハウジングは、前記エバポレータを通過した後であって前記空調用圧縮機に至る前の前記空調用冷媒である低温冷媒を前記モータ室に吸入するための吸入口と、前記吸入口から前記モータ室に吸入された前記低温冷媒を前記モータ室から排出させるための排出口と、を備え、前記冷却システムは、前記エバポレータと前記吸入口とを接続する吸入配管と、前記排出口と前記空調用圧縮機とを接続する排出配管と、前記吸入配管を介して前記吸入口に前記低温冷媒を流通させるか否かを切り替える切替部と、を備える。
【００１３】
上記したように、低温冷媒をモータ室に流通させることで、電動モータを冷却することができる。しかしながら、低温冷媒を得るためには、空調用圧縮機を駆動させる必要がある。空調用圧縮機を駆動させるためには、電力を消費するため、仮に、電動モータでの発熱量に関わらず常に低温冷媒をモータ室内に流通させていると、多大な電力が消費される。
【００１４】
これに対して、本構成によれば、切替部により、モータ室に低温冷媒を流通させるか否かを切り替えることができる。したがって、低温冷媒を得るために空調用圧縮機を常に駆動しなくてもよく、電力の消費を抑えることができる。
【００１５】
上記冷却システムについて、前記電動モータのステータコアに捲回されたコイルに流れる電流、前記コイルの温度、及び、前記燃料電池車両の運転状況の少なくとも一つに基づいて定められる条件であって前記コイルの温度が高くなりやすい条件が成立した場合、前記低温冷媒が前記吸入配管を介して前記吸入口に流通するように前記切替部を制御する制御部を備えてもよい。
【００１６】
かかる構成によれば、コイルの温度が高くなりやすい条件が成立した場合に空調用圧縮機を駆動すればよく、電力の消費を抑えることができる。
上記冷却システムについて、前記条件は、前記コイルに流れる電流が予め定められた電流閾値を上回る電流条件、及び、前記コイルの温度が予め定められた温度閾値を上回る温度条件のうち、少なくとも一方であってもよい。
【００１７】
かかる構成によれば、電流条件、及び、温度条件のうち、少なくとも一方の条件が成立した場合にのみモータ室に低温冷媒が流通する。したがって、コイルに流れる電流が電流閾値以下の場合や、コイルの温度が温度閾値以下の場合には、低温冷媒を得るために空調用圧縮機を駆動しなくてもよく、電力の消費を抑えることができる。
【００１８】
上記冷却システムについて、前記ハウジングは、前記モータ室を区画する区画壁と、前記区画壁の外側の少なくとも一部を覆うことで、前記区画壁との間に冷却水が流通する通路を区画するウォータジャケットと、を備え、前記冷却システムは、前記燃料電池車両に搭載されたラジエータと前記通路とを接続する通路接続配管と、前記通路接続配管を介して前記通路に前記冷却水を流通させるか否かを切り替える冷却水流通切替部と、を備えてもよい。
【００１９】
かかる構成によれば、通路に冷却水を流通させるか否かを切り替えることができ、必要に応じて冷却水による電動モータの冷却を行うか否かを切り替えることができる。
上記冷却システムについて、前記電動モータのステータコアに捲回されたコイルに流れる電流が予め定められた冷却水流通電流閾値以下となる冷却水流通電流条件、及び、前記コイルの温度が予め定められた冷却水流通温度閾値以下となる冷却水流通温度条件のうち、少なくとも一方の条件が成立した場合、前記冷却水が前記通路接続配管を介して前記通路に流通するように前記冷却水流通切替部を制御する冷却水制御部を備えてもよい。
【００２０】
かかる構成によれば、電動モータでの発熱量に応じて冷却水による電動モータの冷却を行うか否かを切り替えることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、電動モータを冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】電動圧縮機の概略断面図。
【図２】インバータの電気的構成を示す回路図。
【図３】電動圧縮機、及び、冷却システムが搭載された燃料電池車両の概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、電動圧縮機、及び、冷却システムの一実施形態について説明する。電動圧縮機は燃料電池車両に搭載され、燃料電池に空気を供給する。冷却システムは、燃料電池車両に搭載され、電動圧縮機の冷却を行う。まず、電動圧縮機について説明する。
【００２４】
図１に示すように、電動圧縮機１０は、回転軸１１と、回転軸１１に取り付けられ、回転軸１１を回転させる電動モータ１２と、回転軸１１に取り付けられ、回転軸１１の回転に伴って回転することによって空気を圧縮するインペラ１３とを備える。
【００２５】
電動圧縮機１０は、当該電動圧縮機１０の外郭を構成するものであって、回転軸１１、電動モータ１２、及び、インペラ１３が収容されたハウジング２０を備える。ハウジング２０は全体として略筒状（詳細には略円筒状）となっている。
【００２６】
ハウジング２０は、電動モータ１２が収容されたモータハウジング２１と、空気が吸入される空気吸入口２０ａが形成されたコンプレッサハウジング２２と、モータハウジング２１とコンプレッサハウジング２２との間に位置する仕切壁部２３と、を備える。空気吸入口２０ａは、ハウジング２０の軸線方向の一端面２０ｂに設けられている。
【００２７】
モータハウジング２１は、全体として軸線方向の両側が開口した筒状（詳細には円筒状）である。詳細には、モータハウジング２１は、円筒状の側壁部２１ａと、モータハウジング２１の軸線方向の両側に配置された開口部２１ｂ，２１ｃとを有する。
【００２８】
モータハウジング２１の側壁部２１ａには、径方向に貫通した第１壁貫通孔２１ａａ、及び、第２壁貫通孔２１ａｂが形成されている。第１壁貫通孔２１ａａと第２壁貫通孔２１ａｂとは、モータハウジング２１の軸線方向に離間して位置している。第１壁貫通孔２１ａａは、第１開口部２１ｂ寄りに位置している。第２壁貫通孔２１ａｂは、第２開口部２１ｃ寄りに位置している。第１壁貫通孔２１ａａと、第２壁貫通孔２１ａｂとは、側壁部２１ａの周方向にずれて位置しており、本実施形態では、第１壁貫通孔２１ａａと第２壁貫通孔２１ａｂとは、周方向に１８０度ずれている。
【００２９】
ハウジング２０は、モータハウジング２１を覆うウォータジャケット２４を備える。ウォータジャケット２４は、全体として有底円筒状であり、第２開口部２１ｃを塞いでいるジャケット底部２４ａと、モータハウジング２１の側壁部２１ａを径方向外側から覆うジャケット側壁部２４ｂとを有する。ウォータジャケット２４は、軸線方向においてジャケット底部２４ａとは反対側にジャケット開口部２４ｃを有する。
【００３０】
ジャケット側壁部２４ｂには、径方向に貫通した第１ジャケット貫通孔２４ｂａ、及び、第２ジャケット貫通孔２４ｂｂが形成されている。第１ジャケット貫通孔２４ｂａと、第２ジャケット貫通孔２４ｂｂとは、ウォータジャケット２４の軸線方向に離間して位置している。第１ジャケット貫通孔２４ｂａは、ジャケット開口部２４ｃ寄りに位置している。第２ジャケット貫通孔２４ｂｂは、ジャケット底部２４ａ寄りに位置している。ウォータジャケット２４の軸線方向における第１ジャケット貫通孔２４ｂａと第２ジャケット貫通孔２４ｂｂとの離間距離は、モータハウジング２１の軸線方向における第１壁貫通孔２１ａａと第２壁貫通孔２１ａｂとの離間距離と同一である。第１ジャケット貫通孔２４ｂａと、第２ジャケット貫通孔２４ｂｂとは、ジャケット側壁部２４ｂの周方向にずれて位置しており、本実施形態では、第１ジャケット貫通孔２４ｂａと、第２ジャケット貫通孔２４ｂｂとは、周方向に１８０度ずれている。
【００３１】
また、ジャケット側壁部２４ｂには、径方向に貫通した第３ジャケット貫通孔２４ｂｃ、及び、第４ジャケット貫通孔２４ｂｄが形成されている。第３ジャケット貫通孔２４ｂｃは、ウォータジャケット２４の軸線方向において第１ジャケット貫通孔２４ｂａよりも中央寄りに位置している。第４ジャケット貫通孔２４ｂｄは、ウォータジャケット２４の軸線方向において、第２ジャケット貫通孔２４ｂｂよりも中央寄りに位置している。第３ジャケット貫通孔２４ｂｃと、第４ジャケット貫通孔２４ｂｄとは、周方向に１８０度ずれている。
【００３２】
ウォータジャケット２４は、第１壁貫通孔２１ａａと第１ジャケット貫通孔２４ｂａが連通し、第２壁貫通孔２１ａｂと第２ジャケット貫通孔２４ｂｂとが連通するようにモータハウジング２１に組み付けられている。ジャケット底部２４ａのモータハウジング２１側の第１底面２４ａａと、モータハウジング２１の軸線方向の両端面２１ｄ，２１ｅのうち第２開口部２１ｃ側の第１端面２１ｄとは当接している。
【００３３】
図１に示すように、モータハウジング２１の側壁部２１ａには、当該側壁部２１ａの外周面から径方向内側に凹んだ冷却水用凹部３１が形成されている。冷却水用凹部３１は、第１壁貫通孔２１ａａ、及び、第２壁貫通孔２１ａｂを避けた位置に形成されている。本実施形態では、モータハウジング２１の軸線方向において、第１壁貫通孔２１ａａ及び第２壁貫通孔２１ａｂよりも中央寄りに位置している。冷却水用凹部３１は、側壁部２１ａの全周に亘って形成されている。冷却水用凹部３１とモータハウジング２１の側壁部２１ａとによって、冷却水が流れる円筒状の通路３２が区画されている。
【００３４】
第３ジャケット貫通孔２４ｂｃは、通路３２と連通している。第３ジャケット貫通孔２４ｂｃは、通路３２に冷却水を流入させるための流入口となる。第４ジャケット貫通孔２４ｂｄは、通路３２と連通している。第４ジャケット貫通孔２４ｂｄは、通路３２から冷却水を流出させるための流出口となる。第３ジャケット貫通孔２４ｂｃは、通路３２の軸線方向の一端に開口しており、第４ジャケット貫通孔２４ｂｄは、通路３２の軸線方向の他端に開口している。
【００３５】
冷却水用凹部３１内にはフィン３３が設けられている。フィン３３は、冷却水用凹部３１の底面から径方向外側に起立している。フィン３３は、モータハウジング２１の周方向に延びており、本実施形態ではモータハウジング２１の側壁部２１ａの全周に亘って形成されている。また、フィン３３は、モータハウジング２１の軸線方向に複数並んで設けられている。フィン３３によって、モータハウジング２１と冷却水との接触面積が向上している。
【００３６】
仕切壁部２３は、モータハウジング２１の軸線方向の両端面２１ｄ，２１ｅのうち第１開口部２１ｂ側の第２端面２１ｅと当接している。モータハウジング２１の第１開口部２１ｂは、仕切壁部２３によって塞がれている。モータハウジング２１の側壁部２１ａ、ウォータジャケット２４のジャケット底部２４ａ、及び、仕切壁部２３により電動モータ１２を収容するモータ室Ａ１が区画されている。モータハウジング２１の側壁部２１ａ、ウォータジャケット２４のジャケット底部２４ａ、及び、仕切壁部２３は、モータ室Ａ１を区画する区画壁となる。
【００３７】
ここで、モータ室Ａ１の内部とモータ室Ａ１の外部とは第１壁貫通孔２１ａａと第１ジャケット貫通孔２４ｂａとを介して連通する。同様に、モータ室Ａ１の内部とモータ室Ａ１の外部とは第２壁貫通孔２１ａｂと第２ジャケット貫通孔２４ｂｂとを介して連通する。第１壁貫通孔２１ａａと第１ジャケット貫通孔２４ｂａとは、モータ室Ａ１の外部からモータ室Ａ１の内部に後述する空調用冷媒を吸入する吸入口４１となる。第２壁貫通孔２１ａｂと第２ジャケット貫通孔２４ｂｂとは、モータ室Ａ１に吸入された空調用冷媒をモータ室Ａ１から排出する排出口４２となる。
【００３８】
吸入口４１と排出口４２との位置関係は、第１壁貫通孔２１ａａと第２壁貫通孔２１ａｂ（第１ジャケット貫通孔２４ｂａと第２ジャケット貫通孔２４ｂｂ）との位置関係と同様であり、モータハウジング２１の軸線方向の両側に離間して位置しており、モータハウジング２１の周方向に１８０度ずれている。
【００３９】
仕切壁部２３には、板厚方向に貫通した貫通孔２３ａが形成されている。貫通孔２３ａの直径は、回転軸１１の直径よりも大きい。回転軸１１は、貫通孔２３ａに挿通されている。回転軸１１の一部は、貫通孔２３ａを通ってコンプレッサハウジング２２内に配置されている。回転軸１１の外周面１１ａと貫通孔２３ａの内面との間には、回転軸１１を回転可能に支持する第１ラジアル軸受５１が設けられている。
【００４０】
ジャケット底部２４ａには、回転軸１１を回転可能に支持する第２ラジアル軸受５２が設けられている。回転軸１１は、両ラジアル軸受５１，５２によって、回転可能な状態でハウジング２０に支持されている。ちなみに、本実施形態の両ラジアル軸受５１，５２は接触式であり、例えばボールベアリング等の転がり軸受やすべり軸受等である。
【００４１】
図１に示すように、コンプレッサハウジング２２は、軸線方向に貫通したコンプ貫通孔６１を有する略筒状である。コンプレッサハウジング２２の軸線方向の一端面２２ａがハウジング２０の軸線方向の一端面２０ｂを構成しており、コンプ貫通孔６１における上記一端面２２ａ側にある開口が空気吸入口２０ａとして機能する。
【００４２】
コンプレッサハウジング２２と仕切壁部２３とは、コンプレッサハウジング２２の軸線方向の一端面２２ａとは反対側の他端面２２ｂと、仕切壁部２３のモータハウジング２１側の面とは反対側の面とが突き合わさった状態で、組み付けられている。この場合、コンプ貫通孔６１の内面と仕切壁部２３のモータハウジング２１側の面とは反対側の面とによって、インペラ１３を収容する圧縮室Ａ２が形成されている。つまり、コンプ貫通孔６１は、空気吸入口２０ａとして機能するとともに、圧縮室Ａ２を区画するものとして機能する。空気吸入口２０ａと圧縮室Ａ２とは連通している。
【００４３】
仕切壁部２３は、モータ室Ａ１と圧縮室Ａ２との間に設けられており、モータ室Ａ１と圧縮室Ａ２とを仕切っている。仕切壁部２３に形成された貫通孔２３ａの内面と、回転軸１１の外周面１１ａとの間には、シール部材５３が設けられている。シール部材５３は、モータ室Ａ１と圧縮室Ａ２との間に配置されており、貫通孔２３ａを介したモータ室Ａ１と圧縮室Ａ２との間の流体の流通を規制している。これにより、モータ室Ａ１と圧縮室Ａ２とは互いに非連通状態となっており、モータ室Ａ１と圧縮室Ａ２に異なる種類の流体を流通させることが可能となっている。
【００４４】
コンプ貫通孔６１は、空気吸入口２０ａから軸線方向の途中位置までは一定の径であり、上記途中位置から仕切壁部２３に向かうに従って徐々に拡径した略円錐台形状となっている。このため、圧縮室Ａ２は略円錐台形状となっている。
【００４５】
圧縮部としてのインペラ１３は、基端面１３ａから先端面１３ｂに向かうに従って徐々に縮径した筒状である。インペラ１３は、インペラ１３の回転軸線方向に延び、且つ、回転軸１１が挿通可能な挿通孔１３ｃを有している。インペラ１３は、回転軸１１におけるコンプ貫通孔６１内に突出している部分が挿通孔１３ｃに挿通された状態で、回転軸１１と一体回転するように回転軸１１に取り付けられている。これにより、回転軸１１が回転することによってインペラ１３が回転して、空気吸入口２０ａから吸入された空気が圧縮される。
【００４６】
また、電動圧縮機１０は、インペラ１３によって圧縮された空気が流入するディフューザ流路６２と、ディフューザ流路６２を通った流体が流入する吐出室６３とを備える。ディフューザ流路６２は、圧縮室Ａ２よりも回転軸１１の径方向外側に配置されており、インペラ１３（及び圧縮室Ａ２）を囲むように環状（詳細には円環状）に形成されている。吐出室６３は、ディフューザ流路６２よりも回転軸１１の径方向外側に配置された環状である。圧縮室Ａ２と吐出室６３とはディフューザ流路６２を介して連通している。インペラ１３によって圧縮された流体は、ディフューザ流路６２を通ることによって、更に圧縮されて吐出室６３に流れ、当該吐出室６３から吐出される。
【００４７】
図１に示すように、モータ室Ａ１に収容されている電動モータ１２は、回転軸１１に固定されたロータ７１と、ロータ７１に対して回転軸１１の径方向外側に配置されるものであってモータハウジング２１の側壁部２１ａの内周面に固定されたステータ７２とを備える。ロータ７１の回転軸線とステータ７２の中心軸線とは、回転軸１１の回転軸線と同一軸線上に配置されている。ロータ７１とステータ７２とは回転軸１１の径方向に対向している。
【００４８】
ステータ７２は、円筒形状のステータコア７３と、ステータコア７３に捲回されたコイル７４とを備える。コイル７４に電流が流れることによって、ロータ７１と回転軸１１とが一体的に回転する。
【００４９】
電動圧縮機１０は、電動モータ１２を駆動させるインバータ７５を備える。インバータ７５は、ハウジング２０、詳細にはジャケット底部２４ａに取り付けられた円筒形状のカバー部材２５内に収容されている。インバータ７５とコイル７４とは電気的に接続されている。
【００５０】
図２に示すように、電動モータ１２のコイル７４は、例えばｕ相コイル７４ｕ、ｖ相コイル７４ｖ及びｗ相コイル７４ｗを有する三相構造となっている。各コイル７４ｕ〜７４ｗは例えばＹ結線されている。
【００５１】
インバータ７５は、ｕ相コイル７４ｕに対応するｕ相パワースイッチング素子Ｑｕ１，Ｑｕ２と、ｖ相コイル７４ｖに対応するｖ相パワースイッチング素子Ｑｖ１，Ｑｖ２と、ｗ相コイル７４ｗに対応するｗ相パワースイッチング素子Ｑｗ１，Ｑｗ２と、を備える。各パワースイッチング素子Ｑｕ１，Ｑｕ２，Ｑｖ１，Ｑｖ２，Ｑｗ１，Ｑｗ２（以降単に各パワースイッチング素子Ｑｕ１〜Ｑｗ２と示す）は例えばＩＧＢＴである。
【００５２】
各ｕ相パワースイッチング素子Ｑｕ１，Ｑｕ２は接続線を介して互いに直列に接続されており、その接続線は、ｕ相コイル７４ｕに接続されている。そして、各ｕ相パワースイッチング素子Ｑｕ１，Ｑｕ２の直列接続体に対してＤＣ電源Ｅからの直流電力が入力されている。なお、他のパワースイッチング素子Ｑｖ１，Ｑｖ２，Ｑｗ１，Ｑｗ２については、対応するコイルが異なる点を除いて、ｕ相パワースイッチング素子Ｑｕ１，Ｑｕ２と同様の接続態様であるため、詳細な説明を省略する。なお、インバータ７５は、ＤＣ電源Ｅに対して並列に接続された平滑コンデンサＣ１を有している。
【００５３】
インバータ７５は、各パワースイッチング素子Ｑｕ１〜Ｑｗ２のスイッチング動作を制御するスイッチング制御部７６を備える。スイッチング制御部７６は、各パワースイッチング素子Ｑｕ１〜Ｑｗ２を周期的にＯＮ／ＯＦＦさせることにより、電動モータ１２を駆動、つまり回転させる。
【００５４】
図２に示すように、インバータ７５は、電動モータ１２の各コイル７４ｕ〜７４ｗに流れる電流を検出し、その検出結果をスイッチング制御部７６に出力する電流センサ７７を備える。これにより、スイッチング制御部７６は、各コイル７４ｕ〜７４ｗに流れる電流を把握可能となっている。また、インバータ７５は、電動モータ１２の各コイル７４ｕ〜７４ｗの温度を検出し、その検出結果をスイッチング制御部７６に出力する温度センサ７８を備える。これにより、スイッチング制御部７６は、各コイル７４ｕ〜７４ｗの温度を把握可能となっている。
【００５５】
次に、上記した電動圧縮機１０が搭載される燃料電池車両について説明する。
図３に示すように、燃料電池車両８０は、燃料電池８１と、燃料電池８１に供給される水素が貯蔵された水素タンク８２と、上記した電動圧縮機１０とを備える。燃料電池車両８０は、燃料電池８１の電力を昇圧させる昇圧コンバータ、及び、直流電力を交流電力に変換するインバータを含むパワーコントロールユニット（以下、ＰＣＵ）８３と、燃料電池車両８０の制御を行う車両制御装置８４とを備える。
【００５６】
燃料電池車両８０は、運転者に操作されるアクセルペダル８５と、アクセルペダル８５の操作量を検出して、検出結果（すなわちアクセル開度）を車両制御装置８４に出力するアクセルセンサ８６と、燃料電池車両８０の駆動源となる走行用モータ８７とを備える。また、燃料電池車両８０は、燃料電池車両８０に搭載される発熱体を冷却する発熱体冷却装置９０と、車内の温度や湿度などを調整する空調装置１００とを備える。
【００５７】
水素タンク８２は、配管８２ａを介して燃料電池８１に接続されている。電動圧縮機１０の吐出室６３は、配管６３ａを介して燃料電池８１に接続されている。燃料電池８１は、水素タンク８２から供給される水素と、電動圧縮機１０から供給される空気に含まれる酸素との化学反応によって発電を行う。燃料電池８１は、ＰＣＵ８３を介して走行用モータ８７に電気的に接続されている。
【００５８】
車両制御装置８４は、アクセル開度に応じてＰＣＵ８３を制御することで、走行用モータ８７に供給される電力を制御する。詳細にいえば、車両制御装置８４は、アクセル開度に応じて走行用モータ８７が必要とする電力を演算し、これに従いＰＣＵ８３を制御する。これにより、走行用モータ８７は、燃料電池８１を電力源として駆動する。走行用モータ８７の動力は、図示しない動力伝達機構を介して車軸に伝達され、アクセル開度に応じた車速で燃料電池車両８０が走行する。
【００５９】
なお、車両制御装置８４は、スイッチング制御部７６と接続されており、スイッチング制御部７６を介して各コイル７４ｕ〜７４ｗに流れる電流、及び、各コイル７４ｕ〜７４ｗの温度を把握可能である。
【００６０】
アクセル開度の変更に対する燃料電池車両８０の応答性（すなわち加速性）を確保するため、燃料電池８１は、走行用モータ８７が要する電力に応じて逸早く発電を行う必要がある。燃料電池８１の発電には、空気を必要とするため、電動圧縮機１０には、アクセル開度に応じた流量の空気を逸早く供給することが求められている。電動モータ１２を駆動源とする電動圧縮機１０においては、電動モータ１２を高出力化することでアクセル開度の変化に対する応答性を向上させることができる。しかしながら、電動モータ１２を高出力化した場合、各コイル７４ｕ〜７４ｗに流れる電流は大きくなるため、電動モータ１２での発熱量は大きくなる。
【００６１】
電動圧縮機１０を構成する各部材（例えば、各コイル７４ｕ〜７４ｗ間の絶縁を行うための絶縁部材）には、耐熱温度が設定されており、各コイル７４ｕ〜７４ｗの発熱量の増加に伴い耐熱温度の高い部材を採用すると、各部材が大型化するおそれがある。電動圧縮機１０を構成する各部材が大型化すると、電動圧縮機１０全体の大型化を招く。本実施形態では、各コイル７４ｕ〜７４ｗの発熱量が大きくなったとしても、電動圧縮機１０を構成する部材の温度が過度に上昇しないように電動モータ１２を冷却することで、電動圧縮機１０の大型化を抑制している。以下、電動圧縮機１０の電動モータ１２を冷却するために燃料電池車両８０に搭載された冷却システム１１０について説明する。
【００６２】
冷却システム１１０は、発熱体冷却装置９０、及び、空調装置１００を利用して電動圧縮機１０の電動モータ１２を冷却する。
発熱体冷却装置９０は、発熱体と熱交換を行う冷却水（例えば、不凍液）が循環する配管９４，９６，９７と、走行風により冷却水を冷却するラジエータ９２と、配管９４，９６，９７に冷却水を流通させるポンプ９３と、ポンプ９３の駆動源となるモータＭと、を備える。なお、発熱体としては、燃料電池車両８０に搭載され、燃料電池車両８０の走行に伴い発熱する部材であり、例えば、走行用モータ８７、ＰＣＵ８３、燃料電池８１が挙げられる。
【００６３】
空調装置１００は、空調用冷媒（例えば、フロンガス）を圧縮して吐出する空調用圧縮機１０１と、空調用冷媒を冷却するコンデンサ（熱交換器）１０２と、空調用冷媒の圧力を低下させる膨張弁１０３と、空調用冷媒を気化させるエバポレータ１０４と、を備える。また、空調装置１００は、空調用冷媒が流通する配管１１１，１１２，１１３，１１５，１１７，１１９を備える。
【００６４】
冷却システム１１０は、ラジエータ９２と電動圧縮機１０の第３ジャケット貫通孔２４ｂｃとを接続する通路接続配管９１と、通路接続配管９１を介して冷却水を通路３２に流通させるか否かを切り替える冷却水流通切替部としての第１切替弁９８と、を備える。冷却システム１１０は、電動圧縮機１０の第４ジャケット貫通孔２４ｂｄとラジエータ９２とを接続する冷却水排出配管９６とを備える。冷却システム１１０は、エバポレータ１０４と電動圧縮機１０の吸入口４１とを接続する吸入配管１１４と、電動圧縮機１０の排出口４２と空調用圧縮機１０１とを接続する排出配管１１７と、を備える。冷却システム１１０は、エバポレータ１０４を通過した後であって空調用圧縮機１０１に至る前の空調用冷媒を、吸入配管１１４を介してモータ室Ａ１に流通させるか否かを切り替える切替部としての第２切替弁１１８を備える。また、第１切替弁９８、及び、第２切替弁１１８を制御する車両制御装置８４も冷却システム１１０の一部となる。
【００６５】
ラジエータ９２は、内部に冷却水を導入する導入口９２ａと、ラジエータ９２を通過した冷却水を外部に排出する冷却水排出口９２ｂとを備える。
第１切替弁９８は、冷却水が供給される供給口９８ａと、供給口９８ａから供給された冷却水が排出される２つの排出口９８ｂ，９８ｃとを備える。本実施形態において、第１切替弁９８は、車両制御装置８４によって制御されることで、供給口９８ａから供給された冷却水を第１排出口９８ｂ又は第２排出口９８ｃから排出する。
【００６６】
通路接続配管９１は、第１冷却水配管９４及び第２冷却水配管９５を備える。第１冷却水配管９４の一端は、ラジエータ９２の冷却水排出口９２ｂに接続されており、第１冷却水配管９４の他端は、第１切替弁９８の供給口９８ａに接続されている。第２冷却水配管９５の一端は、第１切替弁９８の第１排出口９８ｂに接続されており、第２冷却水配管９５の他端は電動圧縮機１０の第３ジャケット貫通孔２４ｂｃに接続されている。冷却水排出配管９６の一端は、電動圧縮機１０の第４ジャケット貫通孔２４ｂｄに接続されており、冷却水排出配管９６の他端は、ラジエータ９２の導入口９２ａに接続されている。これにより、ラジエータ９２→第１冷却水配管９４→第２冷却水配管９５→通路３２→冷却水排出配管９６→ラジエータ９２の順に冷却水が循環する第１循環経路が構成されている。第１循環経路は、電動モータ１２の冷却を目的として冷却水を循環させる経路であり、通路３２に冷却水を流通させることでモータハウジング２１の側壁部２１ａを介した電動モータ１２の冷却が可能となっている。ラジエータ９２から通路３２に冷却水を流通させる各配管９４，９５、及び、通路３２からラジエータ９２に冷却水を流通させる冷却水排出配管９６は、電動モータ１２を冷却する冷却システム１１０の一部となる。
【００６７】
発熱体冷却装置９０は、第１冷却水配管９４と冷却水排出配管９６とを通路３２を介することなく接続するバイパス配管９７を備える。冷却水排出配管９６は、一端と他端との間に、バイパス配管９７と接続される接続口９６ａを備えている。バイパス配管９７の一端は、第１切替弁９８の第２排出口９８ｃに接続されており、バイパス配管９７の他端は冷却水排出配管９６の接続口９６ａに接続されている。これにより、ラジエータ９２→第１冷却水配管９４→バイパス配管９７→冷却水排出配管９６→ラジエータ９２の順に冷却水が循環する第２循環経路が構成されている。第２循環経路は、発熱体の冷却を目的として冷却水を循環させる経路であり、通路３２に冷却水を流通させず、発熱体のみの冷却が可能となっている。通路３２を介することなく冷却水を循環させる各配管９４，９６，９７は、発熱体を冷却する発熱体冷却装置９０の一部となる。
【００６８】
第１冷却水配管９４、及び、冷却水排出配管９６は、発熱体冷却装置９０、及び、冷却システム１１０で兼用されている。
第２切替弁１１８は、空調用冷媒が供給される供給口１１８ａと、供給口１１８ａから供給された空調用冷媒が排出される２つの排出口１１８ｂ，１１８ｃとを備える。本実施形態において、第２切替弁１１８は、車両制御装置８４に制御されることで、供給口１１８ａから供給された空調用冷媒を第１排出口１１８ｂ又は第２排出口１１８ｃから排出する。
【００６９】
第１配管１１１の一端は、空調用圧縮機１０１に接続されており、第１配管１１１の他端はコンデンサ１０２に接続されている。第２配管１１２の一端は、コンデンサ１０２に接続されており、第２配管１１２の他端は、膨張弁１０３に接続されている。第３配管１１３の一端は膨張弁１０３に接続されており、第３配管１１３の他端はエバポレータ１０４に接続されている。
【００７０】
吸入配管１１４は、第１冷媒配管１１５及び第２冷媒配管１１６を備える。第１冷媒配管１１５の一端は、エバポレータ１０４に接続されており、第１冷媒配管１１５の他端は、第２切替弁１１８の供給口１１８ａに接続されている。第２冷媒配管１１６の一端は、第２切替弁１１８の第１排出口１１８ｂに接続されており、第２冷媒配管１１６の他端は電動圧縮機１０の吸入口４１に接続されている。排出配管１１７の一端は電動圧縮機１０の排出口４２に接続されており、排出配管１１７の他端は空調用圧縮機１０１に接続されている。これにより、空調用圧縮機１０１→第１配管１１１→コンデンサ１０２→第２配管１１２→膨張弁１０３→第３配管１１３→エバポレータ１０４→第１冷媒配管１１５→第２冷媒配管１１６→モータ室Ａ１→排出配管１１７→空調用圧縮機１０１の順に空調用冷媒が循環する第１冷媒循環経路が構成されている。第１冷媒循環経路は、電動モータ１２の冷却を目的として空調用冷媒を循環させる経路であり、モータ室Ａ１に空調用冷媒を流通させることで電動モータ１２の冷却が可能となっている。エバポレータ１０４を通過した空調用冷媒をモータ室Ａ１に流通させる各配管１１５，１１６及びモータ室Ａ１から排出された空調用冷媒を空調用圧縮機１０１に流通させる排出配管１１７は、電動モータ１２を冷却する冷却システム１１０の一部となる。
【００７１】
空調装置１００は、エバポレータ１０４と空調用圧縮機１０１とをモータ室Ａ１を介することなく接続する接続配管１１９を備える。排出配管１１７は、一端と他端との間に接続配管が接続される接続口１１７ａを備えている。接続配管１１９の一端は、第２切替弁１１８の第２排出口１１８ｃに接続されており、接続配管１１９の他端は接続口１１７ａに接続されている。これにより、空調用圧縮機１０１→第１配管１１１→コンデンサ１０２→第２配管１１２→膨張弁１０３→第３配管１１３→エバポレータ１０４→第１冷媒配管１１５→接続配管１１９→排出配管１１７→空調用圧縮機１０１の順に空調用冷媒が循環する第２冷媒循環経路が構成されている。第２冷媒循環経路は、車内の空調を目的として空調用冷媒を循環させる経路であり、モータ室Ａ１に空調用冷媒を流通させることなく空調用冷媒を循環させる。エバポレータ１０４を通過した空調用冷媒をモータ室Ａ１を介することなく空調用圧縮機１０１に流通させる各配管１１５，１１７は、空調装置１００の一部となる。
【００７２】
第１冷媒配管１１５、及び、排出配管１１７は、空調装置１００、及び、冷却システム１１０で兼用されている。
空調用圧縮機１０１は、電動モータによって駆動する電動式の圧縮機であり、圧縮されることで、圧力、及び、温度が上昇した気体状の空調用冷媒をコンデンサ１０２に送る。空調用圧縮機１０１からコンデンサ１０２に送られた空調用冷媒は冷却されることで液状となる。また、コンデンサ１０２の周囲の空気は、コンデンサ１０２を介して空調用冷媒と熱交換されることで、暖められる。
【００７３】
コンデンサ１０２で液状となった空調用冷媒は、膨張弁１０３で霧状になるように噴射され、気化しやすい状態となる。そして、この空調用冷媒は、エバポレータ１０４で気化する。エバポレータ１０４は、気化熱により冷却され、エバポレータ１０４の周囲の空気は冷却される。
【００７４】
空調装置１００は、送風機１２０を備える。空調装置１００は、コンデンサ１０２により暖められた空気を送風機１２０により車内に送り込むことで車内を暖めることが可能である。また、空調装置１００は、エバポレータ１０４により冷却された空気を送風機１２０により車内に送り込むことで車内を冷却することが可能である。エバポレータ１０４で気化した空調用冷媒は第１冷媒配管１１５を介して第２切替弁１１８に流通するとともに、第２切替弁１１８から第２冷媒配管１１６又は接続配管１１９に流通する。第２冷媒配管１１６又は接続配管１１９を流通した空調用冷媒は、排出配管１１７を流通して空調用圧縮機１０１に戻され、空調用圧縮機１０１にて、再び温度、及び、圧力が上昇される。
【００７５】
ここで、エバポレータ１０４で気化した空調用冷媒が、第２冷媒配管１１６を流通して空調用圧縮機１０１に戻される場合、空調用冷媒は、吸入口４１から排出口４２に向けて、モータ室Ａ１内を流通する。
【００７６】
エバポレータ１０４を通過した後であって空調用圧縮機１０１に至る前の空調用冷媒を低温冷媒とすると、低温冷媒は、エバポレータ１０４にて気化しており、気体状である。また、低温冷媒は、車内を冷却するために低温となっている。低温冷媒がモータ室Ａ１内を流通することで、電動モータ１２（コイル７４ｕ〜７４ｗ）と低温冷媒との間で熱交換が行われ、電動モータ１２が冷却される。低温冷媒は、ロータ７１及びステータ７２間の隙間などを介してモータ室Ａ１を流通した後に電動圧縮機１０の排出口４２から排出され、排出配管１１７を通って空調用圧縮機１０１に戻される。なお、上記したように、モータ室Ａ１を流通する低温冷媒は気体状であるため、撹拌抵抗が小さく、回転軸１１の回転に与える影響は無視することができる。
【００７７】
通路３２を流れる冷却水は、モータハウジング２１との間で熱交換を行うことで間接的に電動モータ１２と熱交換を行う。これに対して、モータ室Ａ１を流通する低温冷媒は、エバポレータ１０４にて気化することで低温となっており、モータ室Ａ１内を流通することで直接的に電動モータ１２と熱交換を行う。このため、通路３２に冷却水を流通させる場合に比べて、モータ室Ａ１に低温冷媒を流通させる場合のほうが、電動モータ１２から流体へ移動する熱量は多い。
【００７８】
以上の通り、発熱体冷却装置９０に使用される冷却水、及び、空調装置１００に使用される空調用冷媒を、電動圧縮機１０を冷却するための流体として用いることで電動モータ１２（コイル７４ｕ〜７４ｗ）が冷却される。
【００７９】
ところで、発熱体冷却装置９０に使用される冷却水を通路３２に流通させることで電動モータ１２を冷却する場合、モータＭを駆動させるための電力を消費する。また、空調装置１００に使用される空調用冷媒をモータ室Ａ１に流通させることで電動モータ１２を冷却する場合、空調用圧縮機（詳細には空調用圧縮機１０１の電動モータ）１０１を駆動させるための電力を消費する。
【００８０】
ここで、空調用圧縮機１０１を駆動するために消費される電力は、モータＭを駆動するために消費される電力よりも大きい。一方で、低温冷媒をモータ室Ａ１内に流入させることによる冷却性能は、通路３２に冷却水を流通させることによる冷却性能に比べて高い。すなわち、低温冷媒をモータ室Ａ１に流通させることによる電動モータ１２の冷却は、冷却性能が高い一方で消費電力が大きく、冷却水を通路３２に流通させることによる電動モータ１２の冷却は、冷却性能が低い一方で消費電力が小さい。また、消費した電力に対して、流体と電動モータ１２との間で行われる熱交換の効率（冷却効率）は、通路３２に冷却水を流通させる場合のほうが高い。
【００８１】
本実施形態では、低負荷時に比べて、電動モータ１２の温度が高くなりやすい高負荷時にのみ低温冷媒により電動モータ１２を冷却し、低負荷時には冷却水により電動モータ１２を冷却することで消費電力の低減を図っている。なお、高負荷時とは、例えば、高速での走行時や、登坂走行時である。
【００８２】
以下、車両制御装置８４が行う制御について、電動圧縮機１０、及び、冷却システム１１０の作用とともに説明する。
車両制御装置８４は、電動モータ１２の各コイル７４ｕ〜７４ｗに流れる電流を監視し、電動モータ１２の各コイル７４ｕ〜７４ｗに流れる電流から、低負荷か高負荷かを判断している。具体的にいえば、コイル７４ｕ〜７４ｗに流れる電流、コイル７４ｕ〜７４ｗの温度、及び、燃料電池車両８０の運転状況のうち少なくとも一つに基づき、コイル７４ｕ〜７４ｗの温度が高くなりやすい条件が予め定められており、この条件が成立した場合に車両制御装置８４は高負荷と判断する。本実施形態では、コイル７４ｕ〜７４ｗに流れる電流に基づいて条件が定められており、車両制御装置８４は、電流が予め定められた電流閾値を上回る電流条件が成立した場合には高負荷、電流条件が成立しない場合には低負荷と判断する。電流閾値は、高負荷時に電動モータ１２のコイル７４ｕ〜７４ｗに流れる電流を実験や、シミュレーションによって求めた値である。なお、高負荷時とは、コイル７４ｕ〜７４ｗの温度が高くなりやすく、低温冷媒による冷却を行わない場合には、電動モータ１２の温度が電動圧縮機１０を構成する各部材の耐熱温度に到達し得る状況ともいえる。車両制御装置８４は、電流条件が成立する場合には電動モータ１２の温度が高くなりやすいと判断し、低温冷媒による電動モータ１２の冷却を行うことで、電動モータ１２の温度が耐熱温度に到達することを抑止する。
【００８３】
車両制御装置８４は、電流条件が成立する場合、すなわち、コイル７４ｕ〜７４ｗに流れる電流が電流閾値を上回っている場合には低温冷媒による電動モータ１２の冷却を行う。また、車両制御装置８４は、コイル７４ｕ〜７４ｗに流れる電流が予め定められた冷却水流通電流閾値以下となる冷却水流通電流条件が成立した場合には冷却水による電動モータ１２の冷却を行う。したがって、車両制御装置８４は、制御部、及び、冷却水制御部として機能する。なお、本実施形態では、電流閾値と冷却水流通電流閾値とを同一の値とすることで、電流条件、及び、冷却水流通電流条件のうちいずれか一方が成立する場合には、他方は不成立となる。すなわち、本実施形態の冷却システム１１０は、冷却水による電動モータ１２の冷却と、低温冷媒による電動モータ１２の冷却を同時に行うことはなく、いずれか一方のみで冷却を行う。
【００８４】
車両制御装置８４は、電流が予め定められた冷却水流通電流閾値以下の場合（冷却水流通電流条件が成立した場合、かつ、電流条件が不成立の場合）、冷却水が第１排出口９８ｂから排出され、第２冷却水配管９５に流通するように第１切替弁９８を制御する。車両制御装置８４は、低温冷媒が第２排出口１１８ｃから排出され、接続配管１１９に流通するように第２切替弁１１８を制御する。また、車両制御装置８４は、ポンプ９３が駆動されていない場合には、ポンプ９３を駆動する。これにより、高い冷却性能を要さない低負荷時には、ウォータジャケット２４に冷却水が流通する一方で、モータ室Ａ１に低温冷媒が流通しない。
【００８５】
車両制御装置８４は、電流が予め定められた電流閾値を上回った場合（電流条件が成立した場合、かつ、冷却水流通電流条件が不成立の場合）、冷却水が第２排出口９８ｃから排出され、バイパス配管９７を流通するように第１切替弁９８を制御する。車両制御装置８４は、低温冷媒が第１排出口１１８ｂから排出され、第２冷媒配管１１６に流通するように第２切替弁１１８を制御する。また、車両制御装置８４は、空調用圧縮機１０１が駆動されていない場合、すなわち、車内の空調が行われていない場合には、空調用圧縮機１０１を駆動する。この際、コンデンサ１０２又はエバポレータ１０４の周囲の空気を車内に送る送風機１２０は駆動しない。これにより、冷却された空気、あるいは、暖められた空気が車内に送られることを抑止している。これにより、高い冷却性能を要する高負荷時には、ウォータジャケット２４に冷却水が流通しない一方で、モータ室Ａ１に低温冷媒が流通する。
【００８６】
したがって、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）電動圧縮機１０のハウジング２０内には、モータ室Ａ１と圧縮室Ａ２が区画されている。モータ室Ａ１と圧縮室Ａ２との間の流体の流通は、シール部材５３によって規制されている。このため、モータ室Ａ１と圧縮室Ａ２とに異なる種類の流体を流すことができる。ハウジング２０は、モータ室Ａ１に空調装置１００で使用される低温冷媒を吸入する吸入口４１と、モータ室Ａ１に吸入された低温冷媒を排出する排出口４２とを備える。これにより、空調装置１００に使用されている低温冷媒をモータ室Ａ１に流通させることができる。モータ室Ａ１に低温冷媒を流通させることで、電動モータ１２と低温冷媒とが直接的に熱交換を行うことができる。したがって、電動モータ１２の高出力化に伴い、各コイル７４ｕ〜７４ｗでの発熱量が大きくなったとしても、電動圧縮機１０の温度が上昇しにくく、電動圧縮機１０を構成する各部材の耐熱温度を上げることによる電動圧縮機１０の大型化が抑制される。
【００８７】
（２）ところで、燃料電池に空気を供給する電動圧縮機として、モータ室と圧縮室とが互いに連通している電動圧縮機を用いることも考えられる。この種の電動圧縮機では、モータ室に空気を吸入する空気吸入口がハウジングに設けられ、空気吸入口からモータ室に吸入された空気はモータ室から圧縮室に流通し、圧縮室で圧縮される。すなわち、モータ室と圧縮室には同一の流体（空気）が流通する。この場合、モータ室を空気が流通することで、電動モータと空気が熱交換を行い、電動モータが冷却される。
【００８８】
しかしながら、燃料電池車両に搭載される電動圧縮機の圧縮対象は空気であり、電動モータに対する冷却性能は、空気の温度（＝外気温）に依存することになる。冬季や、寒冷地などといった特別な事情を除き、外気温は低温冷媒よりも高くなり易く、空気によって電動モータを冷却する場合には、常に十分な冷却性能を確保できない場合がある。また、外気温は季節や天候にも左右されるため、安定して電動モータを冷却することは困難である。これに対して、本実施形態のように、低温冷媒を用いることで、季節、場所、天候などに左右されることなく、高負荷時に電動モータを高い冷却性能で冷却することができる。
【００８９】
（３）電動圧縮機１０は、ウォータジャケット２４を備える。ウォータジャケット２４は、モータハウジング２１の側壁部２１ａを径方向外側から覆うことで、通路３２を区画するジャケット側壁部２４ｂを有する。このため、通路３２に冷却水を流通させることによる電動モータ１２の冷却を行うことができる。
【００９０】
（４）第１壁貫通孔２１ａａと第１ジャケット貫通孔２４ｂａで吸入口４１を構成し、第２壁貫通孔２１ａｂと第２ジャケット貫通孔２４ｂｂで排出口４２を構成している。このため、モータハウジング２１の側壁部２１ａがウォータジャケット２４のジャケット側壁部２４ｂに覆われていても、モータ室Ａ１に低温冷媒を流入させることができる。
【００９１】
（５）シール部材５３により貫通孔２３ａを介した流体の流通が規制されている。これにより、貫通孔２３ａが設けられた仕切壁部２３によってモータ室Ａ１と圧縮室Ａ２とが仕切られていても、貫通孔２３ａを介してモータ室Ａ１と圧縮室Ａ２との間で流体が流通することが抑制される。
【００９２】
（６）冷却システム１１０は、低温冷媒をモータ室Ａ１に流通するか否かを切り替える第２切替弁１１８を備える。このため、低温冷媒による電動モータ１２の冷却が不要な場合には、低温冷媒をモータ室Ａ１に流通させなくてもよい。低温冷媒による電動モータ１２の冷却は、冷却性能は高い一方で、消費電力も大きい。低温冷媒による電動モータ１２の冷却が不要な場合には、低温冷媒を得るために空調用圧縮機１０１を駆動しなくてもよく、空調用圧縮機１０１を常に駆動する場合に比べて、電力の消費を抑えることができる。
【００９３】
（７）各コイル７４ｕ〜７４ｗに流れる電流が予め定められた電流閾値を上回った場合（電流条件が成立した場合）にのみモータ室Ａ１に低温冷媒を流通させている。このため、消費電力を抑えることができる。
【００９４】
（８）冷却システム１１０は、冷却水を通路３２に流通させるか否かを切り替える第１切替弁９８を備える。このため、必要に応じて冷却水による電動モータ１２の冷却を行うことができる。
【００９５】
（９）冷却水流通電流条件が成立した場合に通路３２に冷却水を流している。このため、電動モータ１２での発熱量に合わせて、冷却水による電動モータ１２の冷却を行うか否かを判断することができる。
【００９６】
（１０）コイル７４ｕ〜７４ｗに流れる電流が電流閾値を上回った場合には低温冷媒、コイル７４ｕ〜７４ｗに流れる電流が冷却水流通電流閾値以下の場合には冷却水によって電動モータ１２を冷却している。電動モータ１２の発熱量に応じて冷却態様を異ならせることで、消費電力の低減を図りつつ、冷却性能が不足することを抑制することができる。
【００９７】
なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
○冷却水流通電流閾値は、電流閾値と同一の値でなくてもよい。この場合、冷却水流通電流閾値を電流閾値よりも大きい値とすることで、コイル７４ｕ〜７４ｗに流れる電流が電流閾値を上回り、かつ、冷却水流通電流閾値以下の場合に、冷却水及び低温冷媒の両方によって電動モータ１２の冷却が行われる。
【００９８】
電流閾値と冷却水流通電流閾値とを同一の値にした場合、冷却水による電動モータ１２の冷却と、低温冷媒による電動モータ１２の冷却との切り替え時には、応答遅れなどを一因として、一時的にいずれの冷却も行われなくなる事態が生じ得る。これに対して、冷却水流通電流閾値を電流閾値よりも大きい値とし、冷却水による電動モータ１２の冷却と、低温冷媒による電動モータ１２の冷却との切り替えに際して電流条件と冷却水流通電流条件とが同時に成立するようにすることで、いずれの冷却も行われなくなる事態が生じにくい。
【００９９】
また、冷却水による電動モータ１２の冷却と、低温冷媒による電動モータ１２の冷却との切り替え時に限らず、高負荷時等においては、冷却水による電動モータ１２の冷却と、低温冷媒による電動モータ１２の冷却とを同時に行ってもよい。
【０１００】
○低温冷媒によって電動モータ１２の冷却を行うことの条件、すなわち、コイル７４ｕ〜７４ｗの温度が高くなりやすい条件は、温度センサ７８によって検出されるコイル７４ｕ〜７４ｗの温度に基づいて定められていてもよい。車両制御装置８４は、コイル７４ｕ〜７４ｗの温度を監視し、コイル７４ｕ〜７４ｗの温度が予め定められた温度閾値を上回る温度条件が成立した場合には低温冷媒による電動モータ１２の冷却を行ってもよい。また、車両制御装置８４は、コイル７４ｕ〜７４ｗの温度が予め定められた冷却水流通温度閾値以下となる冷却水流通温度条件が成立した場合には冷却水による電動モータ１２の冷却を行ってもよい。冷却水流通温度閾値としては、例えば、温度閾値以上の値に設定される。
【０１０１】
○車両制御装置８４は、冷却水流通電流条件、及び、冷却水流通温度条件のうち少なくとも一方が成立した場合に、冷却水による電動モータ１２の冷却を行ってもよい。
○コイル７４ｕ〜７４ｗの温度が高くなりやすい条件は、燃料電池車両８０の運転状況に基づいて定められていてもよい。例えば、アクセル開度と実車速との関係性から低温冷媒によって電動モータ１２の冷却を行うか否かを判断してもよい。登坂走行時など負荷が大きい場合には、アクセル開度に対して実車速が上昇しにくく、アクセル開度と実車速との関係性から電動モータ１２の負荷、すなわち、コイル７４ｕ〜７４ｗの温度が高くなりやすいか否かを推定することができる。コイル７４ｕ〜７４ｗの温度が高くなりやすく、低温冷媒による冷却を行わなければ電動圧縮機１０を構成する各部材の耐熱温度に到達し得る状況となる際のアクセル開度と実車速との関係性を予め求め、この関係性を条件として設定する。そして、この条件が成立した場合に、コイル７４ｕ〜７４ｗの温度が高くなりやすいと判断し、低温冷媒によって電動モータ１２の冷却を行う。また、実車速が高速に維持された場合に低温冷媒によって電動モータ１２の冷却を行ってもよい。この場合、実車速が高速に維持された時間が予め定められた閾値時間を超えた場合に、コイル７４ｕ〜７４ｗの温度が高くなりやすいと判断し、低温冷媒によって電動モータ１２の冷却を行う。
【０１０２】
○コイル７４ｕ〜７４ｗの温度が高くなりやすい条件は、コイル７４ｕ〜７４ｗに流れる電流、コイル７４ｕ〜７４ｗの温度、及び、燃料電池車両８０の運転状況のうち、複数の要素に基づいて定められていてもよい。例えば、車両制御装置８４は、コイル７４ｕ〜７４ｗに流れる電流、及び、コイル７４ｕ〜７４ｗの温度を監視し、電流条件、及び、温度条件の少なくとも一方が成立した場合に低温冷媒による電動モータ１２の冷却を行ってもよい。また、車両制御装置８４は、電流条件、温度条件、及び、運転状況に基づいて定められた条件のうち、少なくとも一つが成立した場合に低温冷媒による電動モータ１２の冷却を行ってもよいし、少なくとも二つが成立した場合に低温冷媒による電動モータ１２の冷却を行ってもよい。また、三つの条件全てが成立した場合にのみ低温冷媒による電動モータ１２の冷却を行ってもよい。
【０１０３】
○ウォータジャケット２４に流れる冷却水は、発熱体冷却装置９０に使用される冷却水を兼用したが、ウォータジャケット２４に冷却水を流す専用の装置を用いてもよい。
○電動圧縮機１０のハウジング２０は、ウォータジャケット２４を備えていなくてもよい。この場合、低温冷媒によって電動モータ１２の冷却を行うことの条件が成立しない場合、電動モータ１２の冷却が行われず、低温冷媒によって電動モータ１２の冷却を行うことの条件が成立した場合、低温冷媒による冷却が行われる。また、ハウジング２０（ハウジングの側壁部２１ａ）に、空調用冷媒や冷却水などの流体を流通させることができる通路を設ける場合、通路を流通する冷媒の圧力に耐え得る側壁部２１ａの厚みを確保するために、ハウジング２０が大型化するおそれがある。モータ室Ａ１内に低温冷媒を流通させ、ハウジングの側壁部２１ａに流体が流通する通路を設けないことで、ハウジング２０の大型化を抑制することができる。
【０１０４】
○ハウジング２０がウォータジャケット２４を備えていない場合や、ウォータジャケット２４に覆われていない箇所に吸入口及び排出口を設ける場合、吸入口及び排出口は、それぞれ、モータ室Ａ１を区画する区画壁に設けられた１つの貫通孔でよい。
【０１０５】
○吸入口４１と排出口４２との位置関係は、適宜変更してもよい。
○運転者により、車内の空調が行われている場合、電動モータ１２が高負荷か低負荷に関わらず低温冷媒をモータ室Ａ１に流通させてもよい。
【０１０６】
○フィン３３は、省略してもよい。
○車両制御装置８４は、発熱体冷却装置９０や空調装置１００毎に個別に設けられる制御部に対して指令を与えることで、燃料電池車両８０を制御するものでもよい。すなわち、発熱体冷却装置９０や空調装置１００毎に個別に設けられる制御部、あるいは、この制御部及び車両制御装置８４が制御装置として機能してもよい。
【０１０７】
○電動圧縮機は、スクロール型の電動圧縮機であってもよい。また、電動圧縮機は、ルーツ型の電動圧縮機であってもよい。
○ウォータジャケット２４のジャケット側壁部２４ｂに内周面から径方向外側に凹む凹部を設けることで、モータハウジング２１の側壁部２１ａとの間に通路３２を区画してもよい。この場合、冷却水用凹部３１は省略してもよいし、省略しなくてもよい。
【０１０８】
○冷却水による電動モータ１２の冷却を行う際に、通路３２に冷却水を流通させるとともに、バイパス配管９７にも冷却水を流通させてもよい。すなわち、第１切替弁９８として、第１排出口９８ｂ及び第２排出口９８ｃの両方から冷却水を排出するか、第１排出口９８ｂ及び第２排出口９８ｃのうち第２排出口９８ｃのみから冷却水を排出するかを切り替えられるものを用いてもよい。
【０１０９】
○低温冷媒による電動モータ１２の冷却を行う際に、モータ室Ａ１に低温冷媒を流通させるとともに、接続配管１１９にも低温冷媒を流通させてもよい。すなわち、第２切替弁１１８として、第１排出口１１８ｂ及び第２排出口１１８ｃの両方から低温冷媒を排出するか、第１排出口１１８ｂ及び第２排出口１１８ｃのうち第２排出口１１８ｃのみから低温冷媒を排出するかを切り替えられるものを用いてもよい。
【０１１０】
次に、上記した実施形態及び変形例から把握することができる技術的思想について以下に追記する。
（イ）前記区画壁は、第１壁貫通孔、及び、第２壁貫通孔を備え、前記ウォータジャケットは、前記第１壁貫通孔と連通する第１ジャケット貫通孔、及び、前記第２壁貫通孔と連通する第２ジャケット貫通孔を備え、前記第１壁貫通孔と前記第１ジャケット貫通孔により前記吸入口が構成され、前記第２壁貫通孔と前記第２ジャケット貫通孔により前記排出口が構成されている。
【符号の説明】
【０１１１】
Ａ１…モータ室、Ａ２…圧縮室、１０…電動圧縮機、１１…回転軸、１２…電動モータ、１３…インペラ、２０…ハウジング、２１ａ…側壁部、２１ａａ…第１壁貫通孔、２１ａｂ…第２壁貫通孔、２３…仕切壁部、２３ａ…貫通孔、２４…ウォータジャケット、２４ｂａ…第１ジャケット貫通孔、２４ｂｂ…第２ジャケット貫通孔、３２…通路、４１…吸入口、４２…排出口、５３…シール部材、７３…ステータコア、７４…コイル、８０…燃料電池車両、８１…燃料電池、８４…車両制御装置、８７…走行用モータ、９１…通路接続配管、９２…ラジエータ、９６…冷却水排出配管、９８…第１切替弁、１００…空調装置、１０１…空調用圧縮機、１０４…エバポレータ、１１０…冷却システム、１１４…吸入配管、１１７…排出配管、１１８…第２切替弁。
【図１】
2017172444.tif 000003
【図２】
2017172444.tif 000004
【図３】
2017172444.tif 000005