パワーコントロールユニット
【課題】組立時にインバータ等の電力変換モジュールを収納する電力変換室への異物の混入を防止でき、三相端子を収納する三相端子室から電力変換室にボルトが転がり落ちてしまうことを防止するパワーコントロールユニットを提供する。
【解決手段】パワーコントロールユニット（３０）は、電力変換室（７６）と三相端子室（７８）とを有し、電力変換室（７６）は第３開口部（７６ａ）を、三相端子室（７８）は第４開口部（７８ａ）をそれぞれ有し、三相端子（６４ａ、６４ｂ、６４ｃ）は、一端が電力変換室（７６）内の電力変換モジュール（６０）に接続され、電力変換室（７６）と三相端子室（７８）とを連通する連通孔（１６２）を通って他端が三相端子室（７８）に位置し、ブラケット（１６０）は、三相端子（６４ａ、６４ｂ、６４ｃ）が挿入孔（１６８ａ、１６８ｂ、１６８ｃ）に挿入された状態で三相端子室（７８）の内壁に固定される。
【解決手段】パワーコントロールユニット（３０）は、電力変換室（７６）と三相端子室（７８）とを有し、電力変換室（７６）は第３開口部（７６ａ）を、三相端子室（７８）は第４開口部（７８ａ）をそれぞれ有し、三相端子（６４ａ、６４ｂ、６４ｃ）は、一端が電力変換室（７６）内の電力変換モジュール（６０）に接続され、電力変換室（７６）と三相端子室（７８）とを連通する連通孔（１６２）を通って他端が三相端子室（７８）に位置し、ブラケット（１６０）は、三相端子（６４ａ、６４ｂ、６４ｃ）が挿入孔（１６８ａ、１６８ｂ、１６８ｃ）に挿入された状態で三相端子室（７８）の内壁に固定される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換モジュールを収納する電力変換室への緊結部材の進入を防止するパワーコントロールユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
下記に示す特許文献１には、ハウジングのインバータ収納室にインバータを収納し、端子ボックス室に、インバータによって変換された３相の交流電力を出力する三相のプラグが樹脂でモールド成形された端子台を収納し、前記三相のプラグは、三相電動機の三相線の端子とナットに緊結されることが記載されている。前記端子台には、前記ナットが前記端子ボックス室から前記インバータ収納室に転がり落ちてしまうことを防止する緊結部材転がり防止壁が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１８９４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記端子台は、前記三相のプラグが樹脂でモールド成形されているため、前記端子台を端子ボックス室に収納するために、インバータ収納室と端子ボックス室へのアクセス開口を単一のものとする必要がある。従って、組立時には、インバータ収納室を外部に露出したまま三相の電力線を端子台のプラグに接続することになり、インバータ収納室に塵や埃等の異物が混入する。
【０００５】
そこで、本発明は、組立時にインバータ等の電力変換モジュールを収納する電力変換室への異物の混入を防止でき、三相端子を収納する三相端子室から電力変換室にボルトが転がり落ちてしまうことを防止す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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、車両に搭載されるパワーコントロールユニットにおいて、前記パワーコントロールユニットのケースに、電力変換モジュールが収納される電力変換室と、前記電力変換モジュールと外部電気機器とを接続するための三相端子が収納される三相端子室とが設けられ、前記電力変換室は前記電力変換室の内部へのアクセスを可能にする電力変換室開口部を、前記三相端子室は前記三相端子室の内部へのアクセスを可能にする三相端子室開口部をそれぞれ有し、前記三相端子は、一端が前記電力変換モジュールに接続され、前記電力変換室と前記三相端子室とを連通する連通孔を通って、他端が前記三相端子室に位置し、前記三相端子が挿入される挿入孔を有するブラケットは、前記三相端子が前記挿入孔に挿入された状態で前記三相端子室の内壁に固定されるとともに、前記三相端子室側から前記連通孔を覆うように設けられ、前記ブラケットと前記三相端子室の内壁との隙間、及び、前記三相端子が挿入された状態での前記挿入孔の隙間が、前記三相端子の前記他端と前記外部電気機器に接続するコネクタとを締結するための緊結部材が通らない所定の距離以下であることを特徴とする。
【０００７】
このように、前記パワーコントロールユニットは、前記電力変換室開口部を有する前記電力変換室と前記三相端子室開口部を有する前記三相端子室とを有し、前記三相端子は、一端が前記電力変換モジュールに接続され、前記電力変換室と三相端子室とを連通する連通孔を通って他端が前記三相端子室に位置し、前記ブラケットは、前記三相端子が前記挿入孔に挿入された状態で前記三相端子室の内壁に固定され、前記ブラケットと前記三相端子室の内壁との隙間、及び、前記三相端子が挿入された状態での前記挿入孔の隙間を、前記緊結部材が通らない所定の距離以下としたので、前記ブラケットは、前記緊結部材が前記電力変換室に入ることを阻止することができる。また、前記電力変換室と前記三相端子室とは別個の開口部を有し、前記電力変換室開口部が開放されていなくても、前記三相端子を前記電力変換モジュールに接続することができるので、前記電力変換室の電力変換室開口部を蓋等によって覆うことができ、塵や埃等の異物が前記電力変換室に混入することを防止することができる。
【０００８】
前記ブラケットは、第１水平面と、前記第１水平面より低い位置に設けられる第２水平面と、前記第１水平面と前記第２水平面との間に形成された傾斜面とを有し、前記挿入孔は、前記傾斜面に設けられてよく、前記三相端子室の高さを前記電力変換室より高く形成することで、前記三相端子室開口部は前記電力変換室開口部より高い位置に形成され、前記第２水平面を前記三相端子室の内壁である底面に取り付け、前記第１水平面を前記電力変換室より高い位置にある前記三相端子室の前記電力変換室側の内壁に取り付けるようにしてもよい。これにより、前記ブラケットの前記三相端子室への取り付けが容易になる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るパワーコントロールユニットによれば、ブラケットは、三相端子がブラケットの挿入孔に挿入された状態で三相端子室の内壁に固定され、ブラケットと三相端子室の内壁との隙間、及び、三相端子が挿入された状態での挿入孔の隙間を、緊結部材が通らない所定の距離以下としたので、ブラケットによって、緊結部材が電力変換室に入ることを阻止することができる。また、電力変換室及び三相端子室は別個の開口部を有し、電力変換室開口部が開放されていなくても、三相端子を電力変換モジュールに接続することができるので、電力変換室の電力変換室開口部を蓋等によって覆うことができ、塵や埃等の異物が電力変換室に混入することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【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】パワーコントロールユニットの一部断面図である。
【図１０】ブラケットが設けられた三相端子室の拡大図である。
【図１１】ブラケットの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
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、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。
【００１３】
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に設けられた回転電機の一種である走行用モータ（外部電気機器）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。
【００１４】
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。
【００１５】
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を制御することで走行用モータ２８を駆動させるＥＣＵ７０（図４、図７参照）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。
【００１６】
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。ヒートシンク５０、アッパーケース５２、上カバー５４、ロアケース５６、及び下カバー５８のうち、少なくともアッパーケース５２は、アルミ等の金属で構成されている。ヒートシンク５０、アッパーケース５２、上カバー５４、ロアケース５６、及び下カバー５８は、パワーコントロールユニット３０の筐体を構成する。
【００１７】
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、外部からバッテリ１８を充電する際に用いられる急速充電用デバイス（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。
【００１８】
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。
【００１９】
ヒートシンク５０とアッパーケース５２とで、急速充電用デバイス６２を収納する充電デバイス室７２と、ヒューズ９８ａ、９８ｂを収納するヒューズ室７４、電力変換モジュール６０を収納する電力変換室７６、三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃを収納する三相端子室７８とが形成される。充電デバイス室７２は、充電デバイス室７２内へのアクセスを可能にするアッパーケース５２の上面に形成された第１開口部（充電デバイス室開口部）７２ａを有し、ヒューズ室７４は、ヒューズ室７４内へのアクセスを可能にするアッパーケース５２の上面に形成された第２開口部（ヒューズ室開口部）７４ａを有し、電力変換室７６は、電力変換室７６内へのアクセスを可能にするアッパーケース５２の上面に形成された第３開口部（電力変換室開口部）７６ａを有し、三相端子室７８は、三相端子室７８内へのアクセスを可能にするアッパーケース５２の上面に形成された第４開口部（三相端子室開口部）７８ａを有する（図８参照）。電力変換モジュール６０を制御するＥＣＵ（制御装置）７０は、急速充電用デバイス６２の上方であって、充電デバイス室７２内に設けられている。
【００２０】
上カバー５４は、第１開口部７２ａを覆う第１上カバー５４ａと、第２開口部７４ａを覆う第２上カバー５４ｂと、第３開口部７６ａを覆う第３上カバー５４ｃと、第４開口部７８ａを覆う第４上カバー５４ｄとを有する。充電デバイス室７２は、ヒューズ室７４、電力変換室７６、及び三相端子室７８より高く形成されているので、第１開口部７２ａは、第２開口部７４ａ〜第４開口部７８ａに比べ、高い位置に形成されている。また、三相端子室７８は、電力変換室７６より高く形成されているので、第４開口部７８ａは、第３開口部７６ａに比べ高い位置に形成されている。
【００２１】
電力変換モジュール６０の上方、且つ、第３開口部７６ａ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。
【００２２】
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とが設けられている。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。
【００２３】
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。流入部８６から流入した流体は、ヒートシンク５０とロアケース５６によって形成された流路を通って流出部８８から流体が流出する。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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。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。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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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に接続される（図７参照）。
【００３０】
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。
【００３１】
第３正端子１１４ａは、図５及び図６に示すように、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。
【００３２】
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、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。
【００３３】
また、電力変換モジュール６０は、図５に示すように、Ｕ相端子１４８ａ、Ｖ相端子１４８ｂ、Ｗ相端子１４８ｃを有し、Ｕ相端子１４８ａに三相端子６４ａが接続され、Ｖ相端子１４８ｂに三相端子６４ｂが接続され、Ｗ相端子１４８ｃに三相端子６４ｃが接続される。
【００３４】
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。
【００３５】
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）。
【００３６】
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１５２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１５４ａ、１５４ｂを介して急速充電用コネクタ１５２に接続される。急速充電用コネクタ１５２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１５６と接続するコネクタ１５８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１５６とコネクタ１５８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。
【００３７】
図９は、パワーコントロールユニット３０の一部断面図、図１０は、後述するブラケット１６０が設けられた三相端子室７８の拡大図、図１１は、ブラケット１６０の斜視図である。図９に示すように、電力変換室７６と三相端子室７８とは連通孔１６２により連通しており、三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃは、一端がボルト（緊結部材）１６４によってＵ相端子１４８ａ、Ｖ相端子１４８ｂ、Ｗ相端子１４８ｃに接続され、該連通孔１６２を通って他端が三相端子室７８に位置している。三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃの他端はボルト（緊結部材）１６６によって電力コネクタ４２ａ、４２ｂ、４２ｃと接続される。これにより、電力変換モジュール６０のＵ相端子１４８ａ、Ｖ相端子１４８ｂ、Ｗ相端子１４８ｃと電力コネクタ４２ａ、４２ｂ、４２ｃとが接続される。
【００３８】
三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃの前記他端と接続する電力コネクタ４２ａ、４２ｂ、４２ｃの接続点は、Ｕ相端子１４８ａ、Ｖ相端子１４８ｂ、Ｗ相端子１４８ｃより高い位置に設けられているので、三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃは、前記一端から他端に向かって、上方に屈曲して後方水平に延びた形状を有している。
【００３９】
ボルト１６６によって、三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃを電力コネクタ４２ａ、４２ｂ、４２ｃに締結する際に、ボルト１６６が転がり落ち、連通孔１６２を通って電力変換室７６に入らないようにするために、三相端子室７８内には、ブラケット１６０が設けられている。ブラケット１６０は、図１０及び図１１に示すように、三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃが挿入される挿入孔１６８ａ、１６８ｂ、１６８ｃを有する。ブラケット１６０は、三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃが挿入孔１６８ａ、１６８ｂ、１６８ｃに挿入された状態で三相端子室７８の内壁に固定されることで、三相端子室７８側から連通孔１６２を覆うように三相端子室７８内に取り付けられる。ブラケット１６０と三相端子室７８の内壁との隙間、及び、三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃが挿入された状態での挿入孔１６８ａ、１６８ｂ、１６８ｃの隙間は、少なくともボルト１６６が通らない所定の距離以下である。このブラケット１６０により、三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃを電力コネクタ４２ａ、４２ｂ、４２ｃに接続する際に、ボルト１６６が落ちても、電力変換室７６に入ることはない。
【００４０】
ブラケット１６０は、図９及び図１１に示すように、第１水平面１６０ａと、第１水平面１６０ａより低い位置に設けられる第２水平面１６０ｂと、第１水平面１６０ａと第２水平面１６０ｂとの間に形成された傾斜面１６０ｃとを有し、第２水平面１６０ｂと傾斜面１６０ｃに挿入孔１６８ａ、１６８ｂ、１６８ｃが形成されている。
【００４１】
三相端子室７８は、電力変換室７６より高く形成されているので、第３開口部７６ａは、第４開口部７８ａより高い位置に形成されている。ブラケット１６０の第２水平面１６０ｂは、三相端子室７８の内壁である底面１７０にクリップ１７２によって取り付けられ、ブラケット１６０の第１水平面１６０ａは、電力変換室７６より高い位置にある三相端子室７８の電力変換室７６側の内壁１７４にクリップ１７２によって取り付けられている。詳しくは、内壁１７４は、第１水平面１６０ａを固定するための突出部１７６を有し、第１水平面１６０ａはクリップ１７２によって突出部１７６に取り付けられる。
【００４２】
次に、三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃの取り付け手順について説明する。電力変換モジュール６０、急速充電用デバイス６２、ヒューズ９８ａ、９８ｂ等をヒートシンク５０に取り付け後、アッパーケース５２をヒートシンク５０の上部に取り付ける。そして、電力変換室７６に異物が混入することを防止すべく、第３開口部７６ａを覆うように第３上カバー５４ｃをアッパーケース５２に取り付ける。その後、三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃを第４開口部７８ａから連通孔１６２を通って、電力変換室７６内に挿入し、三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃの前記一端と電力変換モジュール６０のＵ相端子１４８ａ、Ｖ相端子１４８ｂ、Ｗ相端子１４８ｃとをボルト１６４で締結する。
【００４３】
そして、ブラケット１６０の挿入孔１６８ａ、１６８ｂ、１６８ｃに三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃを挿入した後、クリップ１７２によってブラケット１６０を三相端子室７８の内壁に固定する。その後、三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃと電力コネクタ４２ａ、４２ｂ、４２ｃとをボルト１６６で締結し、三相端子室７８の第４開口部７８ａを覆うように第４上カバー５４ｄをアッパーケース５２に取り付ける。三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃと電力コネクタ４２ａ、４２ｂ、４２ｃとをボルト１６６で締結する際にボルト１６６が落ちても、ブラケット１６０は、電力変換室７６にボルト１６６が転がり落ちることを阻止することができる。
【００４４】
このように、パワーコントロールユニット３０には、電力変換モジュール６０が収納され、且つ、内部へのアクセスを可能にする第３開口部７６ａを有する電力変換室７６と、三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃが収納され、且つ、内部へのアクセスを可能にする第４開口部７８ａを有する三相端子室７８とが設けられ、三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃは、前記一端が電力変換モジュール６０のＵ相端子１４８ａ、Ｖ相端子１４８ｂ、Ｗ相端子１４８ｃに接続され、連通孔１６２を通って前記他端が三相端子室７８に位置し、ブラケット１６０は、三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃが挿入孔１６８ａ、１６８ｂ、１６８ｃに挿入された状態で、三相端子室７８の内壁に固定され、ブラケット１６０と三相端子室７８の内壁との隙間、及び、三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃが挿入された状態での挿入孔１６８ａ、１６８ｂ、１６８ｃの隙間を、ボルト１６６が通らない所定の距離以下としたので、ブラケット１６０は、ボルト１６６が電力変換室７６に転がり落ちることを阻止することができる。
【００４５】
また、電力変換室７６と三相端子室７８とは別個に第３開口部７６ａと第４開口部７８ａとを有し、第３開口部７６ａが開放されていなくても、三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃを電力変換モジュール６０のＵ相端子１４８ａ、Ｖ相端子１４８ｂ、Ｗ相端子１４８ｃに接続することができるので、三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃの電力変換モジュール６０への接続の際には、電力変換室７６の第３開口部７６ａを第３上カバー５４ｃで覆うことができ、塵や埃等の異物が電力変換室７６に混入することを防止することができる。
【００４６】
また、ブラケット１６０は、第１水平面１６０ａと、第１水平面１６０ａより低い位置に設けられる第２水平面１６０ｂと、第１水平面１６０ａと第２水平面１６０ｂとの間に形成された傾斜面１６０ｃとを有し、挿入孔１６８ａ、１６８ｂ、１６８ｃは、傾斜面１６０ｃに設けられ、三相端子室７８の高さを電力変換室７６より高く形成することで、第４開口部７８ａは、第３開口部７６ａより高い位置に形成され、第２水平面１６０ｂを三相端子室７８の底面１７０に取り付け、第１水平面１６０ａを電力変換室７６より高い位置にある三相端子室７８の電力変換室７６側の内壁１７４に取り付けるので、ブラケット１６０の三相端子室７８への取り付けが容易になる。
【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。
【符号の説明】
【００４８】
１０…電気自動車 １２…車体
１８…バッテリ ２８…走行用モータ
３０…パワーコントロールユニット ３４、９４ａ、９４ｂ…電源ケーブル
３６、９４…電源コネクタ ３８…三相交流電力ケーブル
４０、４２、４２ａ、４２ｂ、４２ｃ…電力コネクタ
５０…ヒートシンク ５２…アッパーケース
５４…上カバー ５６…ロアケース
５８…下カバー ６０…電力変換モジュール
６２…急速充電用デバイス ６４ａ、６４ｂ、６４ｃ…三相端子
６６…三相端子台 ７０…ＥＣＵ
７２…充電デバイス室 ７２ａ…第１開口部
７４…ヒューズ室 ７４ａ…第２開口部
７６…電力変換室 ７６ａ…第３開口部
７８…三相端子室 ７８ａ…第４開口部
８０…コンデンサモジュール ８２…充電器
８４…ＤＣ／ＤＣコンバータ ９８ａ、９８ｂ…ヒューズ
１００…ダイオード １０２…第１メインコンタクタ
１０４…第２メインコンタクタ １０６…プレコンタクタ
１１５ａ、１１５ｂ、１１６、１２２、１２４、１２６、１２８、１３２、１３６、１３８、１４０、１５４ａ、１５４ｂ…バスバー
１１８…エアコンコンプレッサ １２０…ヒータ
１６０…ブラケット １６０ａ…第１水平面
１６０ｂ…第２水平面 １６０ｃ…傾斜面
１６２…連通孔 １６４、１６６…ボルト
１６８ａ、１６８ｂ、１６８ｃ…挿入孔 １７０…底面
１７２…クリップ １７４…内壁
１７６…突出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換モジュールを収納する電力変換室への緊結部材の進入を防止するパワーコントロールユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
下記に示す特許文献１には、ハウジングのインバータ収納室にインバータを収納し、端子ボックス室に、インバータによって変換された３相の交流電力を出力する三相のプラグが樹脂でモールド成形された端子台を収納し、前記三相のプラグは、三相電動機の三相線の端子とナットに緊結されることが記載されている。前記端子台には、前記ナットが前記端子ボックス室から前記インバータ収納室に転がり落ちてしまうことを防止する緊結部材転がり防止壁が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１８９４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記端子台は、前記三相のプラグが樹脂でモールド成形されているため、前記端子台を端子ボックス室に収納するために、インバータ収納室と端子ボックス室へのアクセス開口を単一のものとする必要がある。従って、組立時には、インバータ収納室を外部に露出したまま三相の電力線を端子台のプラグに接続することになり、インバータ収納室に塵や埃等の異物が混入する。
【０００５】
そこで、本発明は、組立時にインバータ等の電力変換モジュールを収納する電力変換室への異物の混入を防止でき、三相端子を収納する三相端子室から電力変換室にボルトが転がり落ちてしまうことを防止す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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、車両に搭載されるパワーコントロールユニットにおいて、前記パワーコントロールユニットのケースに、電力変換モジュールが収納される電力変換室と、前記電力変換モジュールと外部電気機器とを接続するための三相端子が収納される三相端子室とが設けられ、前記電力変換室は前記電力変換室の内部へのアクセスを可能にする電力変換室開口部を、前記三相端子室は前記三相端子室の内部へのアクセスを可能にする三相端子室開口部をそれぞれ有し、前記三相端子は、一端が前記電力変換モジュールに接続され、前記電力変換室と前記三相端子室とを連通する連通孔を通って、他端が前記三相端子室に位置し、前記三相端子が挿入される挿入孔を有するブラケットは、前記三相端子が前記挿入孔に挿入された状態で前記三相端子室の内壁に固定されるとともに、前記三相端子室側から前記連通孔を覆うように設けられ、前記ブラケットと前記三相端子室の内壁との隙間、及び、前記三相端子が挿入された状態での前記挿入孔の隙間が、前記三相端子の前記他端と前記外部電気機器に接続するコネクタとを締結するための緊結部材が通らない所定の距離以下であることを特徴とする。
【０００７】
このように、前記パワーコントロールユニットは、前記電力変換室開口部を有する前記電力変換室と前記三相端子室開口部を有する前記三相端子室とを有し、前記三相端子は、一端が前記電力変換モジュールに接続され、前記電力変換室と三相端子室とを連通する連通孔を通って他端が前記三相端子室に位置し、前記ブラケットは、前記三相端子が前記挿入孔に挿入された状態で前記三相端子室の内壁に固定され、前記ブラケットと前記三相端子室の内壁との隙間、及び、前記三相端子が挿入された状態での前記挿入孔の隙間を、前記緊結部材が通らない所定の距離以下としたので、前記ブラケットは、前記緊結部材が前記電力変換室に入ることを阻止することができる。また、前記電力変換室と前記三相端子室とは別個の開口部を有し、前記電力変換室開口部が開放されていなくても、前記三相端子を前記電力変換モジュールに接続することができるので、前記電力変換室の電力変換室開口部を蓋等によって覆うことができ、塵や埃等の異物が前記電力変換室に混入することを防止することができる。
【０００８】
前記ブラケットは、第１水平面と、前記第１水平面より低い位置に設けられる第２水平面と、前記第１水平面と前記第２水平面との間に形成された傾斜面とを有し、前記挿入孔は、前記傾斜面に設けられてよく、前記三相端子室の高さを前記電力変換室より高く形成することで、前記三相端子室開口部は前記電力変換室開口部より高い位置に形成され、前記第２水平面を前記三相端子室の内壁である底面に取り付け、前記第１水平面を前記電力変換室より高い位置にある前記三相端子室の前記電力変換室側の内壁に取り付けるようにしてもよい。これにより、前記ブラケットの前記三相端子室への取り付けが容易になる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るパワーコントロールユニットによれば、ブラケットは、三相端子がブラケットの挿入孔に挿入された状態で三相端子室の内壁に固定され、ブラケットと三相端子室の内壁との隙間、及び、三相端子が挿入された状態での挿入孔の隙間を、緊結部材が通らない所定の距離以下としたので、ブラケットによって、緊結部材が電力変換室に入ることを阻止することができる。また、電力変換室及び三相端子室は別個の開口部を有し、電力変換室開口部が開放されていなくても、三相端子を電力変換モジュールに接続することができるので、電力変換室の電力変換室開口部を蓋等によって覆うことができ、塵や埃等の異物が電力変換室に混入することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【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】パワーコントロールユニットの一部断面図である。
【図１０】ブラケットが設けられた三相端子室の拡大図である。
【図１１】ブラケットの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
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、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。
【００１３】
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に設けられた回転電機の一種である走行用モータ（外部電気機器）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。
【００１４】
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。
【００１５】
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を制御することで走行用モータ２８を駆動させるＥＣＵ７０（図４、図７参照）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。
【００１６】
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。ヒートシンク５０、アッパーケース５２、上カバー５４、ロアケース５６、及び下カバー５８のうち、少なくともアッパーケース５２は、アルミ等の金属で構成されている。ヒートシンク５０、アッパーケース５２、上カバー５４、ロアケース５６、及び下カバー５８は、パワーコントロールユニット３０の筐体を構成する。
【００１７】
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、外部からバッテリ１８を充電する際に用いられる急速充電用デバイス（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。
【００１８】
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。
【００１９】
ヒートシンク５０とアッパーケース５２とで、急速充電用デバイス６２を収納する充電デバイス室７２と、ヒューズ９８ａ、９８ｂを収納するヒューズ室７４、電力変換モジュール６０を収納する電力変換室７６、三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃを収納する三相端子室７８とが形成される。充電デバイス室７２は、充電デバイス室７２内へのアクセスを可能にするアッパーケース５２の上面に形成された第１開口部（充電デバイス室開口部）７２ａを有し、ヒューズ室７４は、ヒューズ室７４内へのアクセスを可能にするアッパーケース５２の上面に形成された第２開口部（ヒューズ室開口部）７４ａを有し、電力変換室７６は、電力変換室７６内へのアクセスを可能にするアッパーケース５２の上面に形成された第３開口部（電力変換室開口部）７６ａを有し、三相端子室７８は、三相端子室７８内へのアクセスを可能にするアッパーケース５２の上面に形成された第４開口部（三相端子室開口部）７８ａを有する（図８参照）。電力変換モジュール６０を制御するＥＣＵ（制御装置）７０は、急速充電用デバイス６２の上方であって、充電デバイス室７２内に設けられている。
【００２０】
上カバー５４は、第１開口部７２ａを覆う第１上カバー５４ａと、第２開口部７４ａを覆う第２上カバー５４ｂと、第３開口部７６ａを覆う第３上カバー５４ｃと、第４開口部７８ａを覆う第４上カバー５４ｄとを有する。充電デバイス室７２は、ヒューズ室７４、電力変換室７６、及び三相端子室７８より高く形成されているので、第１開口部７２ａは、第２開口部７４ａ〜第４開口部７８ａに比べ、高い位置に形成されている。また、三相端子室７８は、電力変換室７６より高く形成されているので、第４開口部７８ａは、第３開口部７６ａに比べ高い位置に形成されている。
【００２１】
電力変換モジュール６０の上方、且つ、第３開口部７６ａ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。
【００２２】
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とが設けられている。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。
【００２３】
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。流入部８６から流入した流体は、ヒートシンク５０とロアケース５６によって形成された流路を通って流出部８８から流体が流出する。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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。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。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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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に接続される（図７参照）。
【００３０】
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。
【００３１】
第３正端子１１４ａは、図５及び図６に示すように、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。
【００３２】
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、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。
【００３３】
また、電力変換モジュール６０は、図５に示すように、Ｕ相端子１４８ａ、Ｖ相端子１４８ｂ、Ｗ相端子１４８ｃを有し、Ｕ相端子１４８ａに三相端子６４ａが接続され、Ｖ相端子１４８ｂに三相端子６４ｂが接続され、Ｗ相端子１４８ｃに三相端子６４ｃが接続される。
【００３４】
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。
【００３５】
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）。
【００３６】
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１５２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１５４ａ、１５４ｂを介して急速充電用コネクタ１５２に接続される。急速充電用コネクタ１５２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１５６と接続するコネクタ１５８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１５６とコネクタ１５８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。
【００３７】
図９は、パワーコントロールユニット３０の一部断面図、図１０は、後述するブラケット１６０が設けられた三相端子室７８の拡大図、図１１は、ブラケット１６０の斜視図である。図９に示すように、電力変換室７６と三相端子室７８とは連通孔１６２により連通しており、三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃは、一端がボルト（緊結部材）１６４によってＵ相端子１４８ａ、Ｖ相端子１４８ｂ、Ｗ相端子１４８ｃに接続され、該連通孔１６２を通って他端が三相端子室７８に位置している。三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃの他端はボルト（緊結部材）１６６によって電力コネクタ４２ａ、４２ｂ、４２ｃと接続される。これにより、電力変換モジュール６０のＵ相端子１４８ａ、Ｖ相端子１４８ｂ、Ｗ相端子１４８ｃと電力コネクタ４２ａ、４２ｂ、４２ｃとが接続される。
【００３８】
三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃの前記他端と接続する電力コネクタ４２ａ、４２ｂ、４２ｃの接続点は、Ｕ相端子１４８ａ、Ｖ相端子１４８ｂ、Ｗ相端子１４８ｃより高い位置に設けられているので、三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃは、前記一端から他端に向かって、上方に屈曲して後方水平に延びた形状を有している。
【００３９】
ボルト１６６によって、三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃを電力コネクタ４２ａ、４２ｂ、４２ｃに締結する際に、ボルト１６６が転がり落ち、連通孔１６２を通って電力変換室７６に入らないようにするために、三相端子室７８内には、ブラケット１６０が設けられている。ブラケット１６０は、図１０及び図１１に示すように、三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃが挿入される挿入孔１６８ａ、１６８ｂ、１６８ｃを有する。ブラケット１６０は、三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃが挿入孔１６８ａ、１６８ｂ、１６８ｃに挿入された状態で三相端子室７８の内壁に固定されることで、三相端子室７８側から連通孔１６２を覆うように三相端子室７８内に取り付けられる。ブラケット１６０と三相端子室７８の内壁との隙間、及び、三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃが挿入された状態での挿入孔１６８ａ、１６８ｂ、１６８ｃの隙間は、少なくともボルト１６６が通らない所定の距離以下である。このブラケット１６０により、三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃを電力コネクタ４２ａ、４２ｂ、４２ｃに接続する際に、ボルト１６６が落ちても、電力変換室７６に入ることはない。
【００４０】
ブラケット１６０は、図９及び図１１に示すように、第１水平面１６０ａと、第１水平面１６０ａより低い位置に設けられる第２水平面１６０ｂと、第１水平面１６０ａと第２水平面１６０ｂとの間に形成された傾斜面１６０ｃとを有し、第２水平面１６０ｂと傾斜面１６０ｃに挿入孔１６８ａ、１６８ｂ、１６８ｃが形成されている。
【００４１】
三相端子室７８は、電力変換室７６より高く形成されているので、第３開口部７６ａは、第４開口部７８ａより高い位置に形成されている。ブラケット１６０の第２水平面１６０ｂは、三相端子室７８の内壁である底面１７０にクリップ１７２によって取り付けられ、ブラケット１６０の第１水平面１６０ａは、電力変換室７６より高い位置にある三相端子室７８の電力変換室７６側の内壁１７４にクリップ１７２によって取り付けられている。詳しくは、内壁１７４は、第１水平面１６０ａを固定するための突出部１７６を有し、第１水平面１６０ａはクリップ１７２によって突出部１７６に取り付けられる。
【００４２】
次に、三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃの取り付け手順について説明する。電力変換モジュール６０、急速充電用デバイス６２、ヒューズ９８ａ、９８ｂ等をヒートシンク５０に取り付け後、アッパーケース５２をヒートシンク５０の上部に取り付ける。そして、電力変換室７６に異物が混入することを防止すべく、第３開口部７６ａを覆うように第３上カバー５４ｃをアッパーケース５２に取り付ける。その後、三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃを第４開口部７８ａから連通孔１６２を通って、電力変換室７６内に挿入し、三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃの前記一端と電力変換モジュール６０のＵ相端子１４８ａ、Ｖ相端子１４８ｂ、Ｗ相端子１４８ｃとをボルト１６４で締結する。
【００４３】
そして、ブラケット１６０の挿入孔１６８ａ、１６８ｂ、１６８ｃに三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃを挿入した後、クリップ１７２によってブラケット１６０を三相端子室７８の内壁に固定する。その後、三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃと電力コネクタ４２ａ、４２ｂ、４２ｃとをボルト１６６で締結し、三相端子室７８の第４開口部７８ａを覆うように第４上カバー５４ｄをアッパーケース５２に取り付ける。三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃと電力コネクタ４２ａ、４２ｂ、４２ｃとをボルト１６６で締結する際にボルト１６６が落ちても、ブラケット１６０は、電力変換室７６にボルト１６６が転がり落ちることを阻止することができる。
【００４４】
このように、パワーコントロールユニット３０には、電力変換モジュール６０が収納され、且つ、内部へのアクセスを可能にする第３開口部７６ａを有する電力変換室７６と、三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃが収納され、且つ、内部へのアクセスを可能にする第４開口部７８ａを有する三相端子室７８とが設けられ、三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃは、前記一端が電力変換モジュール６０のＵ相端子１４８ａ、Ｖ相端子１４８ｂ、Ｗ相端子１４８ｃに接続され、連通孔１６２を通って前記他端が三相端子室７８に位置し、ブラケット１６０は、三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃが挿入孔１６８ａ、１６８ｂ、１６８ｃに挿入された状態で、三相端子室７８の内壁に固定され、ブラケット１６０と三相端子室７８の内壁との隙間、及び、三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃが挿入された状態での挿入孔１６８ａ、１６８ｂ、１６８ｃの隙間を、ボルト１６６が通らない所定の距離以下としたので、ブラケット１６０は、ボルト１６６が電力変換室７６に転がり落ちることを阻止することができる。
【００４５】
また、電力変換室７６と三相端子室７８とは別個に第３開口部７６ａと第４開口部７８ａとを有し、第３開口部７６ａが開放されていなくても、三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃを電力変換モジュール６０のＵ相端子１４８ａ、Ｖ相端子１４８ｂ、Ｗ相端子１４８ｃに接続することができるので、三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃの電力変換モジュール６０への接続の際には、電力変換室７６の第３開口部７６ａを第３上カバー５４ｃで覆うことができ、塵や埃等の異物が電力変換室７６に混入することを防止することができる。
【００４６】
また、ブラケット１６０は、第１水平面１６０ａと、第１水平面１６０ａより低い位置に設けられる第２水平面１６０ｂと、第１水平面１６０ａと第２水平面１６０ｂとの間に形成された傾斜面１６０ｃとを有し、挿入孔１６８ａ、１６８ｂ、１６８ｃは、傾斜面１６０ｃに設けられ、三相端子室７８の高さを電力変換室７６より高く形成することで、第４開口部７８ａは、第３開口部７６ａより高い位置に形成され、第２水平面１６０ｂを三相端子室７８の底面１７０に取り付け、第１水平面１６０ａを電力変換室７６より高い位置にある三相端子室７８の電力変換室７６側の内壁１７４に取り付けるので、ブラケット１６０の三相端子室７８への取り付けが容易になる。
【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。
【符号の説明】
【００４８】
１０…電気自動車 １２…車体
１８…バッテリ ２８…走行用モータ
３０…パワーコントロールユニット ３４、９４ａ、９４ｂ…電源ケーブル
３６、９４…電源コネクタ ３８…三相交流電力ケーブル
４０、４２、４２ａ、４２ｂ、４２ｃ…電力コネクタ
５０…ヒートシンク ５２…アッパーケース
５４…上カバー ５６…ロアケース
５８…下カバー ６０…電力変換モジュール
６２…急速充電用デバイス ６４ａ、６４ｂ、６４ｃ…三相端子
６６…三相端子台 ７０…ＥＣＵ
７２…充電デバイス室 ７２ａ…第１開口部
７４…ヒューズ室 ７４ａ…第２開口部
７６…電力変換室 ７６ａ…第３開口部
７８…三相端子室 ７８ａ…第４開口部
８０…コンデンサモジュール ８２…充電器
８４…ＤＣ／ＤＣコンバータ ９８ａ、９８ｂ…ヒューズ
１００…ダイオード １０２…第１メインコンタクタ
１０４…第２メインコンタクタ １０６…プレコンタクタ
１１５ａ、１１５ｂ、１１６、１２２、１２４、１２６、１２８、１３２、１３６、１３８、１４０、１５４ａ、１５４ｂ…バスバー
１１８…エアコンコンプレッサ １２０…ヒータ
１６０…ブラケット １６０ａ…第１水平面
１６０ｂ…第２水平面 １６０ｃ…傾斜面
１６２…連通孔 １６４、１６６…ボルト
１６８ａ、１６８ｂ、１６８ｃ…挿入孔 １７０…底面
１７２…クリップ １７４…内壁
１７６…突出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されるパワーコントロールユニットにおいて、
前記パワーコントロールユニットのケースに、電力変換モジュールが収納される電力変換室と、前記電力変換モジュールと外部電気機器とを接続するための三相端子が収納される三相端子室とが設けられ、
前記電力変換室は前記電力変換室の内部へのアクセスを可能にする電力変換室開口部を、前記三相端子室は前記三相端子室の内部へのアクセスを可能にする三相端子室開口部をそれぞれ有し、
前記三相端子は、一端が前記電力変換モジュールに接続され、前記電力変換室と前記三相端子室とを連通する連通孔を通って、他端が前記三相端子室に位置し、
前記三相端子が挿入される挿入孔を有するブラケットは、前記三相端子が前記挿入孔に挿入された状態で前記三相端子室の内壁に固定されるとともに、前記三相端子室側から前記連通孔を覆うように設けられ、
前記ブラケットと前記三相端子室の内壁との隙間、及び、前記三相端子が挿入された状態での前記挿入孔の隙間が、前記三相端子の前記他端と前記外部電気機器に接続するコネクタとを締結するための緊結部材が通らない所定の距離以下である
ことを特徴とするパワーコントロールユニット。
【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において、
前記ブラケットは、第１水平面と、前記第１水平面より低い位置に設けられる第２水平面と、前記第１水平面と前記第２水平面との間に形成された傾斜面とを有し、
前記挿入孔は、前記傾斜面に設けられ、
前記三相端子室の高さを前記電力変換室より高く形成することで、前記三相端子室開口部は前記電力変換室開口部より高い位置に形成され、
前記第２水平面を前記三相端子室の内壁である底面に取り付け、前記第１水平面を前記電力変換室より高い位置にある前記三相端子室の前記電力変換室側の内壁に取り付ける
ことを特徴とするパワーコントロールユニット。
【請求項１】
車両に搭載されるパワーコントロールユニットにおいて、
前記パワーコントロールユニットのケースに、電力変換モジュールが収納される電力変換室と、前記電力変換モジュールと外部電気機器とを接続するための三相端子が収納される三相端子室とが設けられ、
前記電力変換室は前記電力変換室の内部へのアクセスを可能にする電力変換室開口部を、前記三相端子室は前記三相端子室の内部へのアクセスを可能にする三相端子室開口部をそれぞれ有し、
前記三相端子は、一端が前記電力変換モジュールに接続され、前記電力変換室と前記三相端子室とを連通する連通孔を通って、他端が前記三相端子室に位置し、
前記三相端子が挿入される挿入孔を有するブラケットは、前記三相端子が前記挿入孔に挿入された状態で前記三相端子室の内壁に固定されるとともに、前記三相端子室側から前記連通孔を覆うように設けられ、
前記ブラケットと前記三相端子室の内壁との隙間、及び、前記三相端子が挿入された状態での前記挿入孔の隙間が、前記三相端子の前記他端と前記外部電気機器に接続するコネクタとを締結するための緊結部材が通らない所定の距離以下である
ことを特徴とするパワーコントロールユニット。
【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において、
前記ブラケットは、第１水平面と、前記第１水平面より低い位置に設けられる第２水平面と、前記第１水平面と前記第２水平面との間に形成された傾斜面とを有し、
前記挿入孔は、前記傾斜面に設けられ、
前記三相端子室の高さを前記電力変換室より高く形成することで、前記三相端子室開口部は前記電力変換室開口部より高い位置に形成され、
前記第２水平面を前記三相端子室の内壁である底面に取り付け、前記第１水平面を前記電力変換室より高い位置にある前記三相端子室の前記電力変換室側の内壁に取り付ける
ことを特徴とするパワーコントロールユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−１１２２３７（Ｐ２０１３−１１２２３７Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６１２３６（Ｐ２０１１−２６１２３６）
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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