パワーコントロールユニット
【課題】バスバーの放熱精度を向上させ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、ヒートシンク（５０）の上面に配置された電力変換モジュール（６０）と、第１平面板状部（２００）と、第２平面板状部（２０４）と、前記第１平面板状部及び前記第２平面板状部間に設けられた屈曲部（２０２）とで形成された三相端子（６４）と、前記ヒートシンクの上面に設けられ、前記第２平面板状部を支持する三相端子台（６６）とを備え、前記第１平面板状部は、前記電力変換モジュールの三相出力端子（１４８）の接触面（２１０）と接触固定され、前記第２平面板状部は、前記三相端子台の固定面（２１２）と接触固定され、前記第２平面板状部が固定されている状態で、前記第１平面板状部の固定を解除した場合は、前記第１平面板状部と前記接触面との間に所定の隙間が形成される。
【解決手段】パワーコントロールユニット（３０）は、ヒートシンク（５０）の上面に配置された電力変換モジュール（６０）と、第１平面板状部（２００）と、第２平面板状部（２０４）と、前記第１平面板状部及び前記第２平面板状部間に設けられた屈曲部（２０２）とで形成された三相端子（６４）と、前記ヒートシンクの上面に設けられ、前記第２平面板状部を支持する三相端子台（６６）とを備え、前記第１平面板状部は、前記電力変換モジュールの三相出力端子（１４８）の接触面（２１０）と接触固定され、前記第２平面板状部は、前記三相端子台の固定面（２１２）と接触固定され、前記第２平面板状部が固定されている状態で、前記第１平面板状部の固定を解除した場合は、前記第１平面板状部と前記接触面との間に所定の隙間が形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バスバーを介して三相交流電力を外部に供給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、３つの端子を有するコネクタを三相インバータ及び制御回路を収納するケースの壁部に設けるとともに、該３つの端子と、三相インバータとを３つのバスバーで接続することで、該三相インバータが変換した三相の交流電力を該３つの端子から出力することが記載されている。また、前記ケースの底面に冷却装置を設けるとともに、ケースの壁部と一体形成された放熱板を、前記３つの端子及び前記３つのバスバーから所定距離隔てて設けることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２５９５９６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、前記壁部と一体成形された前記放熱板は、前記バスバーと接続されていないので、前記バスバーの熱を効率的に放熱させることはできない。また、前記バスバーと前記放熱板とを接触させることで、効率的にバスバーの熱を放熱させることはできるが、実際の製造工程において製品の形状に誤差が生じることで、前記バスバーと前記放熱板との接触が悪くなり、これによって、放熱性能が低下する。
【０００５】
そこで、本発明は、バスバーの放熱精度を向上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。
【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、ヒートシンクの上面に配置された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と、少なくとも第１平面板状部と、前記第１平面板状部と平行に設けられた第２平面板状部と、前記第１平面板状部と前記第２平面板状部との間に設けられた屈曲部とで形成された三相端子と、前記ヒートシンクの上面に設けられ、前記第２平面板状部を下方から支持する三相端子台と、を備え、前記電力変換モジュールには、三相の交流電力を出力するための三相出力端子が設けられ、前記三相端子の一端側に設けられた前記第１平面板状部は、前記三相出力端子の接触面と互いに平行となるように接触固定され、前記三相端子の他端側に設けられた前記第２平面板状部は、前記三相端子台の固定面と互いに平行となるように接触固定され、前記三相端子の前記他端は、外部電気機器と接続するための接続端子となっており、前記第２平面板状部が前記三相端子台の前記固定面に接触固定されている状態で、前記第１平面板状部と前記三相出力端子の前記接触面との固定を解除した場合は、前記第１平面板状部と前記三相出力端子の前記接触面との間に所定の隙間が形成されるように、前記三相端子は形成されていることを特徴とする。
【０００７】
これにより、前記三相端子は前記ヒートシンクに設けられた前記三相端子台の前記固定面を押圧することができ、前記三相端子と前記三相端子台との密着性が向上する。従って、前記三相端子の熱は、前記三相端子台を介して前記ヒートシンクにより効率よく放熱され、前記三相端子の放熱性能が向上する。
【０００８】
前記三相端子台には、前記三相端子を流れる電流を検出する電流センサが取り付けられ、前記三相端子は、前記電流センサを貫通していてもよい。これにより、前記電流センサを取り付けるためのブラケットを別個に設ける必要がなくなり、低コストで前記電流センサを取り付けることができる。また、前記三相端子の放熱性能は高いので、前記三相端子台に電流センサを取り付けても、前記電流センサは、前記三相端子の熱の影響を受け難くなり、前記電流センサの検出精度が低下することを防止することができる。
【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、三相端子はヒートシンクに設けられた三相端子台の固定面を押圧することができ、三相端子と三相端子台との密着性が向上する。従って、三相端子の熱は、三相端子台を介してヒートシンクにより効率よく放熱され、三相端子の放熱性能が向上する。
【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】図９に示す三相端子の側面図である。
【図１１】図９に示す一部断面図において、三相端子の第１平面板状部と第２平面板状部とを同一の高さにした場合のパワーコントロールユニットの一部側面図である。
【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（以下、総称して三相端子６４と呼ぶ場合もある）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に下方から支持される。この三相端子台６６は、熱伝導性の部材を含み、三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃの熱をヒートシンク５０に伝える。
【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４、図８参照）。前記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。
【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の下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（以下、総称して三相出力端子１４８と呼ぶ場合もある）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】
なお、図５に示す参照符号１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃは、各三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃに流れる電流を検出する電流センサである。以下、電流センサ１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃを総称して電流センサ１５０と呼ぶ場合もある。
【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。
【００３８】
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、図９に示す三相端子６４の側面図である。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の前記他端はボルト（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。
【００３９】
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、前記一端から前記他端に向かって、上方に屈曲した後水平に延びた形状を有している。
【００４０】
詳しくは、三相端子６４（６４ａ、６４ｂ、６４ｃ）は、図１０に示すように、前記一端側に設けられ、前記他端側に向かって水平に延びた第１平面板状部２００と、第１平面板状部２００と連接して前記他端側に設けられ、且つ、下方（ヒートシンク５０方向）に屈曲した後上方に屈曲する屈曲部２０２と、屈曲部２０２と連接して前記他端側に設けられ、且つ、第１平面板状部２００より距離ｈだけ低い高さで前記他端側に向かって水平に延びた第２平面板状部２０４と、第２平面板状部２０４と連接して前記他端側に設けられ、且つ、前記他端側に向かって上方向に延びた傾斜部２０６と、傾斜部２０６と連接して前記他端側に設けられて水平方向に延びた、走行用モータ２８と接続するための接触端子２０８とを有する。
【００４１】
三相端子６４の第１平面板状部２００は、三相出力端子１４８（Ｕ相端子１４８ａ、Ｖ相端子１４８ｂ、Ｗ相端子１４８ｃ）の接触面２１０と、互いに平行となるように、ボルト１６４によって接触固定されている。また、三相端子６４の第２平面板状部２０４は、三相端子台６６の上面である固定面２１２と、互いに平行となるように、ボルト２１４によって接触固定されている。接触面２１０と固定面２１２とは互いに平行している。
【００４２】
なお、電流センサ１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃは、ボルト２１４、２１４、２１４によって、三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃを介装して三相端子台６６に取り付けられ、三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃは電流センサ１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃを貫通している。詳しくは、電流センサ１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃは、貫通孔２１６を有し、三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃは、電流センサ１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃの貫通孔２１６に挿入されている。
【００４３】
また、ヒートシンク５０に設けられた三相出力端子１４８の接触面２１０が、ヒートシンク５０に設けられた三相端子台６６の固定面２１２の高さと同一となるように、電力変換モジュール６０が成形される。なお、製造過程における誤差により、三相出力端子１４８の接触面２１０は、三相端子台６６の固定面２１２に対して高くなったり、低くなったりと、公差が生じる場合があるが、本実施の形態では、誤差はないものとして扱う。三相出力端子１４８の接触面２１０及び三相端子台６６の固定面２１２の高さをＨとする。
【００４４】
第２平面板状部２０４を第１平面板状部２００より距離ｈだけ低くしているので、仮に、ヒートシンク５０に三相端子台６６を設けない場合に、第１平面板状部２００を三相出力端子１４８（Ｕ相端子１４８ａ、Ｖ相端子１４８ｂ、Ｗ相端子１４８ｃ）にボルト１６４で固定し、接触端子２０８をボルト１６６で電力コネクタ４２ａ、４２ｂ、４２ｃに固定すると、第２平面板状部２０４の高さは、三相端子台６６の固定面２１２の高さＨより距離ｈだけ低い高さとなる。逆に、第２平面板状部２０４を三相端子台６６の固定面２１２とボルト２１４で締結した場合は、第１平面板状部２００は、三相出力端子１４８より距離ｈだけ高くなる。
【００４５】
三相端子６４がこのような形状を有するので、第１平面板状部２００を三相出力端子１４８にボルト１６４で固定し、第２平面板状部２０４を三相端子台６６にボルト２１４で固定し、接触端子２０８を電力コネクタ４２ａ、４２ｂ、４２ｃに固定した場合は、第２平面板状部２０４は、三相端子台６６の固定面２１２を押圧するので、三相端子６４が三相端子台６６に密着する。従って、三相端子６４の熱は、三相端子台６６を介してヒートシンク５０により効率よく放熱され、三相端子６４の放熱性能が向上する。
【００４６】
また、電力変換モジュール６０の製造工程における誤差により、三相出力端子１４８の接触面２１０の高さに公差が生じて、三相出力端子１４８の接触面２１０が三相端子台６６の固定面２１２より高くなった場合であっても、第１平面板状部２００と第２平面板状部２０４との距離ｈを、該公差より長くすることで、三相端子６４は三相端子台６６と密着し、三相端子６４の放熱性能を向上させることができる。なお、三相端子６４の放熱性能を更に向上させるべく、三相端子台６６とヒートシンク５０の上面との間に、サーマルコンパウンドを介装させてもよい。
【００４７】
逆に、図１１に示すように、仮に、三相端子６４の第１平面板状部２００と、三相端子６４の第２平面板状部２０４との高さを同じにした場合に（第１平面板状部２００と第２平面板状部２０４とを同一平面上にした場合は）、三相出力端子１４８の接触面２１０の高さに公差が生じて、三相出力端子１４８の接触面２１０が三相端子台６６の固定面２１２より高くなると、ボルト２１４は、三相端子６４の第２平面板状部２０４によって上方（図１１に示す矢印方向）に引っ張られ、第２平面板状部２０４は、三相端子台６６の固定面２１２から浮いてしまい、第２平面板状部２０４と三相端子台６６の密着性が悪くなり、三相端子６４の放熱性能が低下する。なお、図１１に示す三相端子６４には、屈曲部２０２を設けていない。
【００４８】
このように、第１平面板状部２００が第２平面板状部２０４より距離ｈだけ高くなるように三相端子６４を形成したので、第１平面板状部２００を三相出力端子１４８のボルト１６４で固定し、第２平面板状部２０４を三相端子台６６にボルト２１４で固定した場合は、第２平面板状部２０４は、三相端子台６６の固定面２１２を押圧するので、三相端子６４と三相端子台６６との密着性が向上する。これにより、三相端子６４の熱は、三相端子台６６を介してヒートシンク５０により効率よく放熱され、三相端子６４の放熱性能が向上する。
【００４９】
また、電流センサ１５０を三相端子台６６に取り付けるので、電流センサ１５０を取り付けるためのブラケットを別個に設ける必要がなくなり、低コストで電流センサ１５０を取り付けることができる。また、三相端子６４の放熱性能は高いので、三相端子台６６に電流センサ１５０を取り付けても、電流センサ１５０は、三相端子６４の熱の影響を受け難くなり、電流センサ１５０の検出精度の低下、故障を防止することができる。
【００５０】
なお、上記実施の形態では、屈曲部２０２は、下方に屈曲した後上方に屈曲する形状を有するようにしたが、上方に屈曲した後下方に屈曲する形状を有していてもよく、第１平面板状部２００から第２平面板状部２０４に向かって、傾斜した形状であってもよい。
【００５１】
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】
【００５２】
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 ６４、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
１４８…三相出力端子 １４８ａ…Ｕ相端子
１４８ｂ…Ｖ相端子 １４８ｃ…Ｗ相端子
１５０、１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ…電流センサ
１６４、１６６、２１４…ボルト ２００…第１平面板状部
２０２…屈曲部 ２０４…第２平面板状部
２０６…傾斜部 ２０８…接触端子
２１０…接触面 ２１２…固定面
２１６…貫通孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バスバーを介して三相交流電力を外部に供給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、３つの端子を有するコネクタを三相インバータ及び制御回路を収納するケースの壁部に設けるとともに、該３つの端子と、三相インバータとを３つのバスバーで接続することで、該三相インバータが変換した三相の交流電力を該３つの端子から出力することが記載されている。また、前記ケースの底面に冷却装置を設けるとともに、ケースの壁部と一体形成された放熱板を、前記３つの端子及び前記３つのバスバーから所定距離隔てて設けることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２５９５９６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、前記壁部と一体成形された前記放熱板は、前記バスバーと接続されていないので、前記バスバーの熱を効率的に放熱させることはできない。また、前記バスバーと前記放熱板とを接触させることで、効率的にバスバーの熱を放熱させることはできるが、実際の製造工程において製品の形状に誤差が生じることで、前記バスバーと前記放熱板との接触が悪くなり、これによって、放熱性能が低下する。
【０００５】
そこで、本発明は、バスバーの放熱精度を向上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。
【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、ヒートシンクの上面に配置された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と、少なくとも第１平面板状部と、前記第１平面板状部と平行に設けられた第２平面板状部と、前記第１平面板状部と前記第２平面板状部との間に設けられた屈曲部とで形成された三相端子と、前記ヒートシンクの上面に設けられ、前記第２平面板状部を下方から支持する三相端子台と、を備え、前記電力変換モジュールには、三相の交流電力を出力するための三相出力端子が設けられ、前記三相端子の一端側に設けられた前記第１平面板状部は、前記三相出力端子の接触面と互いに平行となるように接触固定され、前記三相端子の他端側に設けられた前記第２平面板状部は、前記三相端子台の固定面と互いに平行となるように接触固定され、前記三相端子の前記他端は、外部電気機器と接続するための接続端子となっており、前記第２平面板状部が前記三相端子台の前記固定面に接触固定されている状態で、前記第１平面板状部と前記三相出力端子の前記接触面との固定を解除した場合は、前記第１平面板状部と前記三相出力端子の前記接触面との間に所定の隙間が形成されるように、前記三相端子は形成されていることを特徴とする。
【０００７】
これにより、前記三相端子は前記ヒートシンクに設けられた前記三相端子台の前記固定面を押圧することができ、前記三相端子と前記三相端子台との密着性が向上する。従って、前記三相端子の熱は、前記三相端子台を介して前記ヒートシンクにより効率よく放熱され、前記三相端子の放熱性能が向上する。
【０００８】
前記三相端子台には、前記三相端子を流れる電流を検出する電流センサが取り付けられ、前記三相端子は、前記電流センサを貫通していてもよい。これにより、前記電流センサを取り付けるためのブラケットを別個に設ける必要がなくなり、低コストで前記電流センサを取り付けることができる。また、前記三相端子の放熱性能は高いので、前記三相端子台に電流センサを取り付けても、前記電流センサは、前記三相端子の熱の影響を受け難くなり、前記電流センサの検出精度が低下することを防止することができる。
【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、三相端子はヒートシンクに設けられた三相端子台の固定面を押圧することができ、三相端子と三相端子台との密着性が向上する。従って、三相端子の熱は、三相端子台を介してヒートシンクにより効率よく放熱され、三相端子の放熱性能が向上する。
【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】図９に示す三相端子の側面図である。
【図１１】図９に示す一部断面図において、三相端子の第１平面板状部と第２平面板状部とを同一の高さにした場合のパワーコントロールユニットの一部側面図である。
【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（以下、総称して三相端子６４と呼ぶ場合もある）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に下方から支持される。この三相端子台６６は、熱伝導性の部材を含み、三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃの熱をヒートシンク５０に伝える。
【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４、図８参照）。前記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。
【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の下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（以下、総称して三相出力端子１４８と呼ぶ場合もある）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】
なお、図５に示す参照符号１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃは、各三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃに流れる電流を検出する電流センサである。以下、電流センサ１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃを総称して電流センサ１５０と呼ぶ場合もある。
【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。
【００３８】
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、図９に示す三相端子６４の側面図である。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の前記他端はボルト（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。
【００３９】
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、前記一端から前記他端に向かって、上方に屈曲した後水平に延びた形状を有している。
【００４０】
詳しくは、三相端子６４（６４ａ、６４ｂ、６４ｃ）は、図１０に示すように、前記一端側に設けられ、前記他端側に向かって水平に延びた第１平面板状部２００と、第１平面板状部２００と連接して前記他端側に設けられ、且つ、下方（ヒートシンク５０方向）に屈曲した後上方に屈曲する屈曲部２０２と、屈曲部２０２と連接して前記他端側に設けられ、且つ、第１平面板状部２００より距離ｈだけ低い高さで前記他端側に向かって水平に延びた第２平面板状部２０４と、第２平面板状部２０４と連接して前記他端側に設けられ、且つ、前記他端側に向かって上方向に延びた傾斜部２０６と、傾斜部２０６と連接して前記他端側に設けられて水平方向に延びた、走行用モータ２８と接続するための接触端子２０８とを有する。
【００４１】
三相端子６４の第１平面板状部２００は、三相出力端子１４８（Ｕ相端子１４８ａ、Ｖ相端子１４８ｂ、Ｗ相端子１４８ｃ）の接触面２１０と、互いに平行となるように、ボルト１６４によって接触固定されている。また、三相端子６４の第２平面板状部２０４は、三相端子台６６の上面である固定面２１２と、互いに平行となるように、ボルト２１４によって接触固定されている。接触面２１０と固定面２１２とは互いに平行している。
【００４２】
なお、電流センサ１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃは、ボルト２１４、２１４、２１４によって、三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃを介装して三相端子台６６に取り付けられ、三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃは電流センサ１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃを貫通している。詳しくは、電流センサ１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃは、貫通孔２１６を有し、三相端子６４ａ、６４ｂ、６４ｃは、電流センサ１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃの貫通孔２１６に挿入されている。
【００４３】
また、ヒートシンク５０に設けられた三相出力端子１４８の接触面２１０が、ヒートシンク５０に設けられた三相端子台６６の固定面２１２の高さと同一となるように、電力変換モジュール６０が成形される。なお、製造過程における誤差により、三相出力端子１４８の接触面２１０は、三相端子台６６の固定面２１２に対して高くなったり、低くなったりと、公差が生じる場合があるが、本実施の形態では、誤差はないものとして扱う。三相出力端子１４８の接触面２１０及び三相端子台６６の固定面２１２の高さをＨとする。
【００４４】
第２平面板状部２０４を第１平面板状部２００より距離ｈだけ低くしているので、仮に、ヒートシンク５０に三相端子台６６を設けない場合に、第１平面板状部２００を三相出力端子１４８（Ｕ相端子１４８ａ、Ｖ相端子１４８ｂ、Ｗ相端子１４８ｃ）にボルト１６４で固定し、接触端子２０８をボルト１６６で電力コネクタ４２ａ、４２ｂ、４２ｃに固定すると、第２平面板状部２０４の高さは、三相端子台６６の固定面２１２の高さＨより距離ｈだけ低い高さとなる。逆に、第２平面板状部２０４を三相端子台６６の固定面２１２とボルト２１４で締結した場合は、第１平面板状部２００は、三相出力端子１４８より距離ｈだけ高くなる。
【００４５】
三相端子６４がこのような形状を有するので、第１平面板状部２００を三相出力端子１４８にボルト１６４で固定し、第２平面板状部２０４を三相端子台６６にボルト２１４で固定し、接触端子２０８を電力コネクタ４２ａ、４２ｂ、４２ｃに固定した場合は、第２平面板状部２０４は、三相端子台６６の固定面２１２を押圧するので、三相端子６４が三相端子台６６に密着する。従って、三相端子６４の熱は、三相端子台６６を介してヒートシンク５０により効率よく放熱され、三相端子６４の放熱性能が向上する。
【００４６】
また、電力変換モジュール６０の製造工程における誤差により、三相出力端子１４８の接触面２１０の高さに公差が生じて、三相出力端子１４８の接触面２１０が三相端子台６６の固定面２１２より高くなった場合であっても、第１平面板状部２００と第２平面板状部２０４との距離ｈを、該公差より長くすることで、三相端子６４は三相端子台６６と密着し、三相端子６４の放熱性能を向上させることができる。なお、三相端子６４の放熱性能を更に向上させるべく、三相端子台６６とヒートシンク５０の上面との間に、サーマルコンパウンドを介装させてもよい。
【００４７】
逆に、図１１に示すように、仮に、三相端子６４の第１平面板状部２００と、三相端子６４の第２平面板状部２０４との高さを同じにした場合に（第１平面板状部２００と第２平面板状部２０４とを同一平面上にした場合は）、三相出力端子１４８の接触面２１０の高さに公差が生じて、三相出力端子１４８の接触面２１０が三相端子台６６の固定面２１２より高くなると、ボルト２１４は、三相端子６４の第２平面板状部２０４によって上方（図１１に示す矢印方向）に引っ張られ、第２平面板状部２０４は、三相端子台６６の固定面２１２から浮いてしまい、第２平面板状部２０４と三相端子台６６の密着性が悪くなり、三相端子６４の放熱性能が低下する。なお、図１１に示す三相端子６４には、屈曲部２０２を設けていない。
【００４８】
このように、第１平面板状部２００が第２平面板状部２０４より距離ｈだけ高くなるように三相端子６４を形成したので、第１平面板状部２００を三相出力端子１４８のボルト１６４で固定し、第２平面板状部２０４を三相端子台６６にボルト２１４で固定した場合は、第２平面板状部２０４は、三相端子台６６の固定面２１２を押圧するので、三相端子６４と三相端子台６６との密着性が向上する。これにより、三相端子６４の熱は、三相端子台６６を介してヒートシンク５０により効率よく放熱され、三相端子６４の放熱性能が向上する。
【００４９】
また、電流センサ１５０を三相端子台６６に取り付けるので、電流センサ１５０を取り付けるためのブラケットを別個に設ける必要がなくなり、低コストで電流センサ１５０を取り付けることができる。また、三相端子６４の放熱性能は高いので、三相端子台６６に電流センサ１５０を取り付けても、電流センサ１５０は、三相端子６４の熱の影響を受け難くなり、電流センサ１５０の検出精度の低下、故障を防止することができる。
【００５０】
なお、上記実施の形態では、屈曲部２０２は、下方に屈曲した後上方に屈曲する形状を有するようにしたが、上方に屈曲した後下方に屈曲する形状を有していてもよく、第１平面板状部２００から第２平面板状部２０４に向かって、傾斜した形状であってもよい。
【００５１】
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】
【００５２】
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 ６４、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
１４８…三相出力端子 １４８ａ…Ｕ相端子
１４８ｂ…Ｖ相端子 １４８ｃ…Ｗ相端子
１５０、１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ…電流センサ
１６４、１６６、２１４…ボルト ２００…第１平面板状部
２０２…屈曲部 ２０４…第２平面板状部
２０６…傾斜部 ２０８…接触端子
２１０…接触面 ２１２…固定面
２１６…貫通孔
【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、
ヒートシンクの上面に配置された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と、
少なくとも第１平面板状部と、前記第１平面板状部と平行に設けられた第２平面板状部と、前記第１平面板状部と前記第２平面板状部との間に設けられた屈曲部とで形成された三相端子と、
前記ヒートシンクの上面に設けられ、前記第２平面板状部を下方から支持する三相端子台と、
を備え、
前記電力変換モジュールには、三相の交流電力を出力するための三相出力端子が設けられ、
前記三相端子の一端側に設けられた前記第１平面板状部は、前記三相出力端子の接触面と互いに平行となるように接触固定され、
前記三相端子の他端側に設けられた前記第２平面板状部は、前記三相端子台の固定面と互いに平行となるように接触固定され、
前記三相端子の前記他端は、外部電気機器と接続するための接続端子となっており、
前記第２平面板状部が前記三相端子台の前記固定面に接触固定されている状態で、前記第１平面板状部と前記三相出力端子の前記接触面との固定を解除した場合は、前記第１平面板状部と前記三相出力端子の前記接触面との間に所定の隙間が形成されるように、前記三相端子は形成されている
ことを特徴とするパワーコントロールユニット。
【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、
前記三相端子台には、前記三相端子を流れる電流を検出する電流センサが取り付けられ、
前記三相端子は、前記電流センサを貫通している
ことを特徴とするパワーコントロールユニット。
【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、
ヒートシンクの上面に配置された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と、
少なくとも第１平面板状部と、前記第１平面板状部と平行に設けられた第２平面板状部と、前記第１平面板状部と前記第２平面板状部との間に設けられた屈曲部とで形成された三相端子と、
前記ヒートシンクの上面に設けられ、前記第２平面板状部を下方から支持する三相端子台と、
を備え、
前記電力変換モジュールには、三相の交流電力を出力するための三相出力端子が設けられ、
前記三相端子の一端側に設けられた前記第１平面板状部は、前記三相出力端子の接触面と互いに平行となるように接触固定され、
前記三相端子の他端側に設けられた前記第２平面板状部は、前記三相端子台の固定面と互いに平行となるように接触固定され、
前記三相端子の前記他端は、外部電気機器と接続するための接続端子となっており、
前記第２平面板状部が前記三相端子台の前記固定面に接触固定されている状態で、前記第１平面板状部と前記三相出力端子の前記接触面との固定を解除した場合は、前記第１平面板状部と前記三相出力端子の前記接触面との間に所定の隙間が形成されるように、前記三相端子は形成されている
ことを特徴とするパワーコントロールユニット。
【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、
前記三相端子台には、前記三相端子を流れる電流を検出する電流センサが取り付けられ、
前記三相端子は、前記電流センサを貫通している
ことを特徴とするパワーコントロールユニット。
【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２０１３−１１５９５８（Ｐ２０１３−１１５９５８Ａ）
【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２０１１−２６１２４６（Ｐ２０１１−２６１２４６）
【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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