パワーコントロールユニット
【課題】パワーコントロールユニット内の高電圧配線を保護するとともに、軽量化、小型化を図るパワーコントロールユニットを提供する。
【解決手段】ヒートシンク（５０）の上下面側にそれぞれ高電圧の電気デバイス（６０、６２、８２、８４）が配置されるサンドイッチ型の構造を有するパワーコントロールユニット（３０）において、ヒートシンク（５０）の下面側に載置される充電器（８２）及びＤＣ／ＤＣコンバータ（８４）に繋がる高電圧配線を、ヒートシンク（５０）の下面側の所定領域内に集中配置し、下方から前記高電圧配線を覆うように絶縁カバー（１６０）を設け、絶縁カバー（１６０）の底面（１７４）と、ヒートシンク（５０）の下面側に配置される充電器（８２）、ＤＣ／ＤＣコンバータ（８４）、及び前記絶縁カバー（１６０）を一括して覆う下ケース（５９）の底面である下カバー（５８）との間に所定の隙間（１８６）を設ける。
【解決手段】ヒートシンク（５０）の上下面側にそれぞれ高電圧の電気デバイス（６０、６２、８２、８４）が配置されるサンドイッチ型の構造を有するパワーコントロールユニット（３０）において、ヒートシンク（５０）の下面側に載置される充電器（８２）及びＤＣ／ＤＣコンバータ（８４）に繋がる高電圧配線を、ヒートシンク（５０）の下面側の所定領域内に集中配置し、下方から前記高電圧配線を覆うように絶縁カバー（１６０）を設け、絶縁カバー（１６０）の底面（１７４）と、ヒートシンク（５０）の下面側に配置される充電器（８２）、ＤＣ／ＤＣコンバータ（８４）、及び前記絶縁カバー（１６０）を一括して覆う下ケース（５９）の底面である下カバー（５８）との間に所定の隙間（１８６）を設ける。
【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有するパワーコントロールユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、車両前部のモータルーム内に電気部品ユニットとして電力供給装置を配置することが記載されている。このような電気部品ユニットを搭載した車両においては、衝撃から電気部品ユニットを保護するために、電気部品ユニットのカバーを鉄やアルミニウム等で構成して板厚を厚くしたり、電気部品ユニットの前方に他の部品を配置する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２４３８９２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、電気部品ユニットのカバーの板厚を厚くすると電気部品ユニットの重量が増大し、電気部品ユニットが大型化してしまう。また、電気部品ユニットの前方に他の部品を配置するとその分スペースが取られ、部品のレイアウトの自由度が制限される。
【０００５】
そこで、本発明は、パワーコントロールユニット内の高電圧配線を保護するとともに、軽量化、小型化を図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、ヒートシンクの上下面側にそれぞれ高電圧の電気デバイスが配置されるサンドイッチ型の構造を有するパワーコントロールユニットにおいて、前記ヒートシンクの下面側に載置される前記電気デバイスに繋がる高電圧配線を、前記ヒートシンクの下面側の所定領域内に集中配置し、下方から前記高電圧配線を覆うように絶縁カバーを設け、絶縁カバーの底面と、前記ヒートシンクの下面側に配置される前記電気デバイス及び前記絶縁カバーを一括して下方から覆う下ケースの底面との間に所定の隙間を設けることを特徴とする。
【０００７】
このように、前記ヒートシンクの下面側に配置される前記電気デバイスに繋がる前記高電圧配線を、前記ヒートシンクの下面側の前記所定領域内に集中配置し、下方から前記高電圧配線を覆うように前記絶縁カバーを設け、前記ヒートシンクの下面側に配置される前記電気デバイス及び前記絶縁カバーを一括して下ケースが下方から覆うので、前記高電圧配線を保護することができ、前記パワーコントロールユニットを軽量化、小型化することができる。また、前記下ケース内に塵や埃、異物等が混入した場合であっても、前記絶縁カバーによって前記高電圧配線への接触を防止することができる。また、前記絶縁カバーの底面と、前記下ケースの底面との間に所定の隙間を設けるので、混入した塵や埃、異物、結露水等が前記高電圧配線付近に留まることを防止することができる。
【０００８】
前記ヒートシンク側に設けられる前記絶縁カバーの開口縁には、樹脂シールが設けられていてもよい。これにより、塵や埃、異物等の前記絶縁カバー内への進入を防ぐことができるとともに、前記樹脂シールが前記絶縁カバーの振動防止となるため、前記絶縁カバーの固定箇所を均一に設けなくてもよい。
【０００９】
前記電気デバイスの前記高電圧配線が配置された側の側面と、前記側面と対向する前記絶縁カバーの前記底面の開口縁との間には、クリアランスが設けられていてもよい。これにより、絶縁カバー内に混入した塵や埃、異物等を良好に排出することができる。
【００１０】
前記ヒートシンクの下面側には、少なくとも２つの電気デバイスが載置され、前記絶縁カバーは、一方の前記電気デバイスの下面及び前記高電圧配線が配置された側の側面を覆い、且つ、他方の前記電気デバイスの前記高電圧配線が配置された側の側面を覆う形状を有し、前記一方の電気デバイスの下面に固定されていてもよい。これにより、高電圧配線部材を設ける領域を広くすることができる。
【００１１】
前記下ケースの凹部によって、前記電気デバイスと前記下ケースの側面との距離が狭まっているところに、絶縁カバーの端部を配置してもよい。これにより、塵や埃、異物等の絶縁カバー内への進入を防止することができる。
【００１２】
前記高電圧配線が集中配置される前記所定領域は、前記電気デバイスの車両後方側に位置してもよい。これにより、塵や埃、異物等の絶縁カバー内への進入を防止することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るパワーコントロールユニットによれば、ヒートシンクの下面側に配置される電気デバイスに繋がる高電圧配線を、ヒートシンクの下面側の所定領域内に集中配置し、下方から高電圧配線を覆うように絶縁カバーを設け、ヒートシンクの下面側に配置される電気デバイス及び絶縁カバーを一括して下方から覆うので、前記高電圧配線を保護することができ、前記パワーコントロールユニットを軽量化、小型化することができる。また、下ケース内に塵や埃、異物等が混入した場合であっても、絶縁カバーにより高電圧配線への接触を防止することができる。また、絶縁カバーの底面と下ケースの底面との間に所定の隙間を設けるので、混入した塵や埃、異物、結露水が高電圧配線付近に留まることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【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】図６に示すロアケースの底面に絶縁カバーを設けたときの底面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線矢視断面図である。
【図１１】図９のＸＩ−ＸＩ線矢視断面図である。
【図１２】図９に示す絶縁カバーを所定方向から見た斜視図である。
【図１３】図１２の所定方向とは反対側の方向から見た図９に示す絶縁カバーの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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、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。また、アッパーケース５２及び上カバー５４は、パワーコントロールユニット３０の上ケース５７を構成し、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の下ケース５９を構成する。
【００２１】
ヒートシンク５０の上面略中央には電力変換モジュール（電気デバイス）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、電気デバイス）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。
【００２２】
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。
【００２３】
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）。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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
ロアケース５６の底面には、バッテリ１８を充電する充電器（電気デバイス）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（電気デバイス）８４とが設けられている。このように、パワーコントロールユニット３０は、ヒートシンク５０の上面側に、電力変換モジュール６０及び急速充電用デバイス６２等の電気デバイスが配置され、ヒートシンク５０の下面側には、充電器８２及びＤＣ／ＤＣコンバータ８４等の電気デバイスが配置されるサンドイッチ構造を有する。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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
なお、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。
【００３３】
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）。
【００３４】
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。
【００３５】
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。第４正端子１３０ａ、第４負端子１３０ｂ、第５正端子１３４ａ、第５負端子１３４ｂは、充電器８２、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４の車両後方の所定領域に集中配置される。
【００３６】
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。高電圧配線である第４正端子１３０ａ、第４負端子１３０ｂ、第５正端子１３４ａ、第５負端子１３４ｂ、及びバスバー１２８、１３２、１３８、１４０は、後述する絶縁カバー１６０（図９参照）によって覆われて保護される。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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）。
【００４０】
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。
【００４１】
図９は、図６に示すロアケース５６の底面に絶縁カバー１６０を設けたときの底面図、図１０は、図９のＸ−Ｘ線矢視断面図、図１１は、図９のＸＩ−ＸＩ線矢視断面図、図１２は、絶縁カバー１６０を所定方向から見た斜視図、図１３は、前記所定方向とは反対側の方向から見た絶縁カバー１６０の斜視図である。なお、図１０のＸ−Ｘ線矢視断面図及び図１１のＸＩ−ＸＩ線矢視断面図には、下カバー５８を図示している。
【００４２】
絶縁カバー１６０は、クリップ１６２ａ、１６２ｂ、１６２ｃによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４の下面１６４及びロアケース５６の底面１６６に固定されることで、第４正端子１３０ａ、第４負端子１３０ｂ、第５正端子１３４ａ、第５負端子１３４ｂ、及びバスバー１２８、１３２、１３８、１４０を下方から覆う。絶縁カバー１６０の長手方向の一端部は、ロアケース５６の凹部１６７によってロアケース５６の側面と充電器８２の第４正端子１３０ａ、第４負端子１３０ｂが設けられた側の側面１６８との距離が狭まっているところに配置され、他端部は、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４の充電器８２側の側面と反対側の側面１６９付近まで延びている。絶縁カバー１６０は、充電器８２とロアケース５６との間に収まるような形状を有している。
【００４３】
絶縁カバー１６０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４の下面１６４及びＤＣ／ＤＣコンバータ８４の第４正端子１３０ａ、第４負端子１３０ｂが設けられた側の側面１７０を覆い、且つ、充電器８２の側面１６８を覆う形状を有している。詳しくは、絶縁カバー１６０は、互いに直交する側面１７２と底面１７４とからなり、絶縁カバー１６０の長手方向と直交する断面が略Ｌ字状の形状を有する。側面１７２がロアケース５６の底面１６６と直交し、且つ、底面１７４が充電器８２及びＤＣ／ＤＣコンバータ８４方向に延びるように、絶縁カバー１６０がロアケース５６の底面１６６側に設けられる。
【００４４】
ロアケース５６の底面１６６側に設けられる（ヒートシンク５０側に設けられる）絶縁カバー１６０の第１開口縁（側面１７２の開口縁）１７６にはエプト（ＥＰＴ）シール１７８が設けられ、エプトシール（樹脂シール）１７８がロアケース５６の底面１６６と接触する。絶縁カバー１６０の第２開口縁（底面１７４の開口縁）１８０は、充電器８２の側面１６８に沿って、該側面１６８と対向するように形成されている。充電器８２の側面１６８と第２開口縁１８０との間には一定のクリアランス１８２が設けられている。絶縁カバー１６０の底面１７４は、前記一端部から段状に下方に延びた後、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４まで略水平に延びており、絶縁カバー１６０の側面１７２は、前記一端部から車両後方に屈曲した後、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４の方向に向かって略水平に延びている。
【００４５】
ＤＣ／ＤＣコンバータ８４の厚みは、充電器８２より薄く形成されており、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４の側面１７０は、充電器８２の側面１６８より車両の後方側に位置しているので、絶縁カバー１６０の底面１７４は、前記一端部から下方に段状に延びた後、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４に向かって水平に延びることで、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４の下面１６４を覆うことになる。クリップ１６２ａによって絶縁カバー１６０の前記一端部がロアケース５６の底面１６６に固定され、クリップ１６２ｂ、１６２ｃによって絶縁カバー１６０の他端側がＤＣ／ＤＣコンバータ８４の下面１６４に固定される。
【００４６】
また、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４の下面１６４を覆う領域の絶縁カバー１６０の内面には、エプトシール１８４が設けられている。このエプトシール１７８、１８４は、埃や塵等の異物が絶縁カバー１６０内に入ることを防止するとともに、絶縁カバー１６０の振動を吸収する機能も有する。
【００４７】
また、図１０、図１１に示すように、下ケース５９は、充電器８２、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４、及び絶縁カバー１６０を一括して下方から覆い、下ケース５９の底面である下カバー５８と絶縁カバー１６０の底面１７４とは、所定の隙間１８６が設けられている。
【００４８】
また、充電器８２のＤＣ／ＤＣコンバータ８４側の側面１８８と絶縁カバー１６０との間には、エプトシール１９０が設けられている。
【００４９】
このように、充電器８２の第４正端子１３０ａ、第４負端子１３０ｂとＤＣ／ＤＣコンバータ８４の第５正端子１３４ａ、第５負端子１３４ｂとを繋ぐバスバー１２８、１３２、１３８、１４０を、ロアケース５６の底面１６６側の所定領域内に集中配置し、高電圧配線（第４正端子１３０ａ、第４負端子１３０ｂ、第５正端子１３４ａ、第５負端子１３４ｂ、及びバスバー１２８、１３２、１３８、１４０等）を下方から覆うように絶縁カバー１６０を設け、ヒートシンク５０の下面側に配置される充電器８２及びＤＣ／ＤＣコンバータ８４及び絶縁カバー１６０を一括して下ケース５９が下方から覆うので、高電圧配線を保護することができ、パワーコントロールユニット３０を軽量化、小型化することができる。また、下ケース５９内に塵や埃、異物等が混入した場合であっても、絶縁カバー１６０によって第４正端子１３０ａ、第４負端子１３０ｂ、第５正端子１３４ａ、第５負端子１３４ｂ、及びバスバー１２８、１３２、１３８、１４０への接触を防止することができる。
【００５０】
また、下ケース５９の底面である下カバー５８と絶縁カバー１６０の底面１７４との間に所定の隙間１８６を設けるので、混入した塵や埃、異物、結露水等が、第４正端子１３０ａ、第４負端子１３０ｂ、第５正端子１３４ａ、第５負端子１３４ｂ、及びバスバー１２８、１３２、１３８、１４０付近に留まることを防止することができる。
【００５１】
ロアケース５６の底面１６６側に設けられる絶縁カバー１６０の第１開口縁１７６には、エプトシール１７８が設けられるので、塵や埃、異物等の絶縁カバー１６０内への進入を防ぐことができるとともに、エプトシール１７８が絶縁カバー１６０の振動防止となるため、絶縁カバー１６０の固定箇所を均一に設けなくてもよい。
【００５２】
充電器８２の側面１６８と、絶縁カバー１６０の第２開口縁１８０との間には、クリアランス１８２が設けられているので、絶縁カバー１６０内に進入した塵や埃、異物等を良好に排出することができる。
【００５３】
絶縁カバー１６０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４の下面１６４及び側面１７０を覆い、且つ、充電器８２の側面１６８を覆う形状を有し、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４の下面１６４にクリップ１６２ｂ、１６２ｃで固定されているので、絶縁カバー１６０とロアケース５６の底面１６６とをクリップによって固定する固定箇所を少なくする、又は無くすことができ、ロアケース５６の底面１６６にバスバー１２８、１３２、１３８、１４０を設ける領域を広くすることができる。
【００５４】
ロアケース５６の凹部１６７によってロアケース５６の側面と充電器８２の側面１６８との距離が狭まっているところに絶縁カバー１６０の端部を配置するので、塵や埃、異物等の絶縁カバー１６０内への進入を防止することができる。
【００５５】
第４正端子１３０ａ、第４負端子１３０ｂ、第５正端子１３４ａ、第５負端子１３４ｂ、及びバスバー１２８、１３２、１３８、１４０が集中配置される所定領域は、充電器８２及びＤＣ／ＤＣコンバータ８４の車両後方側に位置するので、塵や埃、異物等の絶縁カバー１６０内への進入を防止することができる。
【００５６】
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】
【００５７】
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
５７…上ケース ５８…下カバー
５９…下ケース 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…絶縁カバー １６４…下面
１６６、１７４…底面 １６７…凹部
１６８、１６９、１７０、１７２、１８８…側面 １７６…第１開口縁
１７８、１８４、１９０、１９２…エプトシール
１８０…第２開口縁 １８２…クリアランス
１８６…隙間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換モジュールを有するパワーコントロールユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、車両前部のモータルーム内に電気部品ユニットとして電力供給装置を配置することが記載されている。このような電気部品ユニットを搭載した車両においては、衝撃から電気部品ユニットを保護するために、電気部品ユニットのカバーを鉄やアルミニウム等で構成して板厚を厚くしたり、電気部品ユニットの前方に他の部品を配置する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２４３８９２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、電気部品ユニットのカバーの板厚を厚くすると電気部品ユニットの重量が増大し、電気部品ユニットが大型化してしまう。また、電気部品ユニットの前方に他の部品を配置するとその分スペースが取られ、部品のレイアウトの自由度が制限される。
【０００５】
そこで、本発明は、パワーコントロールユニット内の高電圧配線を保護するとともに、軽量化、小型化を図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、ヒートシンクの上下面側にそれぞれ高電圧の電気デバイスが配置されるサンドイッチ型の構造を有するパワーコントロールユニットにおいて、前記ヒートシンクの下面側に載置される前記電気デバイスに繋がる高電圧配線を、前記ヒートシンクの下面側の所定領域内に集中配置し、下方から前記高電圧配線を覆うように絶縁カバーを設け、絶縁カバーの底面と、前記ヒートシンクの下面側に配置される前記電気デバイス及び前記絶縁カバーを一括して下方から覆う下ケースの底面との間に所定の隙間を設けることを特徴とする。
【０００７】
このように、前記ヒートシンクの下面側に配置される前記電気デバイスに繋がる前記高電圧配線を、前記ヒートシンクの下面側の前記所定領域内に集中配置し、下方から前記高電圧配線を覆うように前記絶縁カバーを設け、前記ヒートシンクの下面側に配置される前記電気デバイス及び前記絶縁カバーを一括して下ケースが下方から覆うので、前記高電圧配線を保護することができ、前記パワーコントロールユニットを軽量化、小型化することができる。また、前記下ケース内に塵や埃、異物等が混入した場合であっても、前記絶縁カバーによって前記高電圧配線への接触を防止することができる。また、前記絶縁カバーの底面と、前記下ケースの底面との間に所定の隙間を設けるので、混入した塵や埃、異物、結露水等が前記高電圧配線付近に留まることを防止することができる。
【０００８】
前記ヒートシンク側に設けられる前記絶縁カバーの開口縁には、樹脂シールが設けられていてもよい。これにより、塵や埃、異物等の前記絶縁カバー内への進入を防ぐことができるとともに、前記樹脂シールが前記絶縁カバーの振動防止となるため、前記絶縁カバーの固定箇所を均一に設けなくてもよい。
【０００９】
前記電気デバイスの前記高電圧配線が配置された側の側面と、前記側面と対向する前記絶縁カバーの前記底面の開口縁との間には、クリアランスが設けられていてもよい。これにより、絶縁カバー内に混入した塵や埃、異物等を良好に排出することができる。
【００１０】
前記ヒートシンクの下面側には、少なくとも２つの電気デバイスが載置され、前記絶縁カバーは、一方の前記電気デバイスの下面及び前記高電圧配線が配置された側の側面を覆い、且つ、他方の前記電気デバイスの前記高電圧配線が配置された側の側面を覆う形状を有し、前記一方の電気デバイスの下面に固定されていてもよい。これにより、高電圧配線部材を設ける領域を広くすることができる。
【００１１】
前記下ケースの凹部によって、前記電気デバイスと前記下ケースの側面との距離が狭まっているところに、絶縁カバーの端部を配置してもよい。これにより、塵や埃、異物等の絶縁カバー内への進入を防止することができる。
【００１２】
前記高電圧配線が集中配置される前記所定領域は、前記電気デバイスの車両後方側に位置してもよい。これにより、塵や埃、異物等の絶縁カバー内への進入を防止することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るパワーコントロールユニットによれば、ヒートシンクの下面側に配置される電気デバイスに繋がる高電圧配線を、ヒートシンクの下面側の所定領域内に集中配置し、下方から高電圧配線を覆うように絶縁カバーを設け、ヒートシンクの下面側に配置される電気デバイス及び絶縁カバーを一括して下方から覆うので、前記高電圧配線を保護することができ、前記パワーコントロールユニットを軽量化、小型化することができる。また、下ケース内に塵や埃、異物等が混入した場合であっても、絶縁カバーにより高電圧配線への接触を防止することができる。また、絶縁カバーの底面と下ケースの底面との間に所定の隙間を設けるので、混入した塵や埃、異物、結露水が高電圧配線付近に留まることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【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】図６に示すロアケースの底面に絶縁カバーを設けたときの底面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線矢視断面図である。
【図１１】図９のＸＩ−ＸＩ線矢視断面図である。
【図１２】図９に示す絶縁カバーを所定方向から見た斜視図である。
【図１３】図１２の所定方向とは反対側の方向から見た図９に示す絶縁カバーの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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、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。また、アッパーケース５２及び上カバー５４は、パワーコントロールユニット３０の上ケース５７を構成し、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の下ケース５９を構成する。
【００２１】
ヒートシンク５０の上面略中央には電力変換モジュール（電気デバイス）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、電気デバイス）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。
【００２２】
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。
【００２３】
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）。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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
ロアケース５６の底面には、バッテリ１８を充電する充電器（電気デバイス）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（電気デバイス）８４とが設けられている。このように、パワーコントロールユニット３０は、ヒートシンク５０の上面側に、電力変換モジュール６０及び急速充電用デバイス６２等の電気デバイスが配置され、ヒートシンク５０の下面側には、充電器８２及びＤＣ／ＤＣコンバータ８４等の電気デバイスが配置されるサンドイッチ構造を有する。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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
なお、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。
【００３３】
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）。
【００３４】
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。
【００３５】
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。第４正端子１３０ａ、第４負端子１３０ｂ、第５正端子１３４ａ、第５負端子１３４ｂは、充電器８２、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４の車両後方の所定領域に集中配置される。
【００３６】
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。高電圧配線である第４正端子１３０ａ、第４負端子１３０ｂ、第５正端子１３４ａ、第５負端子１３４ｂ、及びバスバー１２８、１３２、１３８、１４０は、後述する絶縁カバー１６０（図９参照）によって覆われて保護される。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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）。
【００４０】
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。
【００４１】
図９は、図６に示すロアケース５６の底面に絶縁カバー１６０を設けたときの底面図、図１０は、図９のＸ−Ｘ線矢視断面図、図１１は、図９のＸＩ−ＸＩ線矢視断面図、図１２は、絶縁カバー１６０を所定方向から見た斜視図、図１３は、前記所定方向とは反対側の方向から見た絶縁カバー１６０の斜視図である。なお、図１０のＸ−Ｘ線矢視断面図及び図１１のＸＩ−ＸＩ線矢視断面図には、下カバー５８を図示している。
【００４２】
絶縁カバー１６０は、クリップ１６２ａ、１６２ｂ、１６２ｃによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４の下面１６４及びロアケース５６の底面１６６に固定されることで、第４正端子１３０ａ、第４負端子１３０ｂ、第５正端子１３４ａ、第５負端子１３４ｂ、及びバスバー１２８、１３２、１３８、１４０を下方から覆う。絶縁カバー１６０の長手方向の一端部は、ロアケース５６の凹部１６７によってロアケース５６の側面と充電器８２の第４正端子１３０ａ、第４負端子１３０ｂが設けられた側の側面１６８との距離が狭まっているところに配置され、他端部は、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４の充電器８２側の側面と反対側の側面１６９付近まで延びている。絶縁カバー１６０は、充電器８２とロアケース５６との間に収まるような形状を有している。
【００４３】
絶縁カバー１６０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４の下面１６４及びＤＣ／ＤＣコンバータ８４の第４正端子１３０ａ、第４負端子１３０ｂが設けられた側の側面１７０を覆い、且つ、充電器８２の側面１６８を覆う形状を有している。詳しくは、絶縁カバー１６０は、互いに直交する側面１７２と底面１７４とからなり、絶縁カバー１６０の長手方向と直交する断面が略Ｌ字状の形状を有する。側面１７２がロアケース５６の底面１６６と直交し、且つ、底面１７４が充電器８２及びＤＣ／ＤＣコンバータ８４方向に延びるように、絶縁カバー１６０がロアケース５６の底面１６６側に設けられる。
【００４４】
ロアケース５６の底面１６６側に設けられる（ヒートシンク５０側に設けられる）絶縁カバー１６０の第１開口縁（側面１７２の開口縁）１７６にはエプト（ＥＰＴ）シール１７８が設けられ、エプトシール（樹脂シール）１７８がロアケース５６の底面１６６と接触する。絶縁カバー１６０の第２開口縁（底面１７４の開口縁）１８０は、充電器８２の側面１６８に沿って、該側面１６８と対向するように形成されている。充電器８２の側面１６８と第２開口縁１８０との間には一定のクリアランス１８２が設けられている。絶縁カバー１６０の底面１７４は、前記一端部から段状に下方に延びた後、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４まで略水平に延びており、絶縁カバー１６０の側面１７２は、前記一端部から車両後方に屈曲した後、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４の方向に向かって略水平に延びている。
【００４５】
ＤＣ／ＤＣコンバータ８４の厚みは、充電器８２より薄く形成されており、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４の側面１７０は、充電器８２の側面１６８より車両の後方側に位置しているので、絶縁カバー１６０の底面１７４は、前記一端部から下方に段状に延びた後、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４に向かって水平に延びることで、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４の下面１６４を覆うことになる。クリップ１６２ａによって絶縁カバー１６０の前記一端部がロアケース５６の底面１６６に固定され、クリップ１６２ｂ、１６２ｃによって絶縁カバー１６０の他端側がＤＣ／ＤＣコンバータ８４の下面１６４に固定される。
【００４６】
また、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４の下面１６４を覆う領域の絶縁カバー１６０の内面には、エプトシール１８４が設けられている。このエプトシール１７８、１８４は、埃や塵等の異物が絶縁カバー１６０内に入ることを防止するとともに、絶縁カバー１６０の振動を吸収する機能も有する。
【００４７】
また、図１０、図１１に示すように、下ケース５９は、充電器８２、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４、及び絶縁カバー１６０を一括して下方から覆い、下ケース５９の底面である下カバー５８と絶縁カバー１６０の底面１７４とは、所定の隙間１８６が設けられている。
【００４８】
また、充電器８２のＤＣ／ＤＣコンバータ８４側の側面１８８と絶縁カバー１６０との間には、エプトシール１９０が設けられている。
【００４９】
このように、充電器８２の第４正端子１３０ａ、第４負端子１３０ｂとＤＣ／ＤＣコンバータ８４の第５正端子１３４ａ、第５負端子１３４ｂとを繋ぐバスバー１２８、１３２、１３８、１４０を、ロアケース５６の底面１６６側の所定領域内に集中配置し、高電圧配線（第４正端子１３０ａ、第４負端子１３０ｂ、第５正端子１３４ａ、第５負端子１３４ｂ、及びバスバー１２８、１３２、１３８、１４０等）を下方から覆うように絶縁カバー１６０を設け、ヒートシンク５０の下面側に配置される充電器８２及びＤＣ／ＤＣコンバータ８４及び絶縁カバー１６０を一括して下ケース５９が下方から覆うので、高電圧配線を保護することができ、パワーコントロールユニット３０を軽量化、小型化することができる。また、下ケース５９内に塵や埃、異物等が混入した場合であっても、絶縁カバー１６０によって第４正端子１３０ａ、第４負端子１３０ｂ、第５正端子１３４ａ、第５負端子１３４ｂ、及びバスバー１２８、１３２、１３８、１４０への接触を防止することができる。
【００５０】
また、下ケース５９の底面である下カバー５８と絶縁カバー１６０の底面１７４との間に所定の隙間１８６を設けるので、混入した塵や埃、異物、結露水等が、第４正端子１３０ａ、第４負端子１３０ｂ、第５正端子１３４ａ、第５負端子１３４ｂ、及びバスバー１２８、１３２、１３８、１４０付近に留まることを防止することができる。
【００５１】
ロアケース５６の底面１６６側に設けられる絶縁カバー１６０の第１開口縁１７６には、エプトシール１７８が設けられるので、塵や埃、異物等の絶縁カバー１６０内への進入を防ぐことができるとともに、エプトシール１７８が絶縁カバー１６０の振動防止となるため、絶縁カバー１６０の固定箇所を均一に設けなくてもよい。
【００５２】
充電器８２の側面１６８と、絶縁カバー１６０の第２開口縁１８０との間には、クリアランス１８２が設けられているので、絶縁カバー１６０内に進入した塵や埃、異物等を良好に排出することができる。
【００５３】
絶縁カバー１６０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４の下面１６４及び側面１７０を覆い、且つ、充電器８２の側面１６８を覆う形状を有し、ＤＣ／ＤＣコンバータ８４の下面１６４にクリップ１６２ｂ、１６２ｃで固定されているので、絶縁カバー１６０とロアケース５６の底面１６６とをクリップによって固定する固定箇所を少なくする、又は無くすことができ、ロアケース５６の底面１６６にバスバー１２８、１３２、１３８、１４０を設ける領域を広くすることができる。
【００５４】
ロアケース５６の凹部１６７によってロアケース５６の側面と充電器８２の側面１６８との距離が狭まっているところに絶縁カバー１６０の端部を配置するので、塵や埃、異物等の絶縁カバー１６０内への進入を防止することができる。
【００５５】
第４正端子１３０ａ、第４負端子１３０ｂ、第５正端子１３４ａ、第５負端子１３４ｂ、及びバスバー１２８、１３２、１３８、１４０が集中配置される所定領域は、充電器８２及びＤＣ／ＤＣコンバータ８４の車両後方側に位置するので、塵や埃、異物等の絶縁カバー１６０内への進入を防止することができる。
【００５６】
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】
【００５７】
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
５７…上ケース ５８…下カバー
５９…下ケース 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…絶縁カバー １６４…下面
１６６、１７４…底面 １６７…凹部
１６８、１６９、１７０、１７２、１８８…側面 １７６…第１開口縁
１７８、１８４、１９０、１９２…エプトシール
１８０…第２開口縁 １８２…クリアランス
１８６…隙間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、ヒートシンクの上下面側にそれぞれ高電圧の電気デバイスが配置されるサンドイッチ型の構造を有するパワーコントロールユニットにおいて、
前記ヒートシンクの下面側に載置される前記電気デバイスに繋がる高電圧配線を、前記ヒートシンクの下面側の所定領域内に集中配置し、下方から前記高電圧配線を覆うように絶縁カバーを設け、絶縁カバーの底面と、前記ヒートシンクの下面側に配置される前記電気デバイス及び前記絶縁カバーを一括して下方から覆う下ケースの底面との間に所定の隙間を設ける
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、
前記ヒートシンク側に設けられる前記絶縁カバーの開口縁には、樹脂シールが設けられている
ことを特徴とするパワーコントロールユニット。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のパワーコントロールユニットにおいて、
前記電気デバイスの前記高電圧配線が配置された側の側面と、前記側面と対向する前記絶縁カバーの前記底面の開口縁との間には、クリアランスが設けられている
ことを特徴とするパワーコントロールユニット。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載のパワーコントロールユニットにおいて、
前記ヒートシンクの下面側には、少なくとも２つの電気デバイスが載置され、
前記絶縁カバーは、一方の前記電気デバイスの下面及び前記高電圧配線が配置された側の側面を覆い、且つ、他方の前記電気デバイスの前記高電圧配線が配置された側の側面を覆う形状を有し、前記一方の電気デバイスの下面に固定されている
ことを特徴とするパワーコントロールユニット。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載のパワーコントロールユニットにおいて、
前記下ケースの凹部によって、前記電気デバイスと前記下ケースの側面との距離が狭まっているところに、絶縁カバーの端部を配置する
ことを特徴とするパワーコントロールユニット。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載のパワーコントロールユニットにおいて、
前記高電圧配線が集中配置される前記所定領域は、前記電気デバイスの車両後方側に位置にする
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、ヒートシンクの上下面側にそれぞれ高電圧の電気デバイスが配置されるサンドイッチ型の構造を有するパワーコントロールユニットにおいて、
前記ヒートシンクの下面側に載置される前記電気デバイスに繋がる高電圧配線を、前記ヒートシンクの下面側の所定領域内に集中配置し、下方から前記高電圧配線を覆うように絶縁カバーを設け、絶縁カバーの底面と、前記ヒートシンクの下面側に配置される前記電気デバイス及び前記絶縁カバーを一括して下方から覆う下ケースの底面との間に所定の隙間を設ける
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、
前記ヒートシンク側に設けられる前記絶縁カバーの開口縁には、樹脂シールが設けられている
ことを特徴とするパワーコントロールユニット。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のパワーコントロールユニットにおいて、
前記電気デバイスの前記高電圧配線が配置された側の側面と、前記側面と対向する前記絶縁カバーの前記底面の開口縁との間には、クリアランスが設けられている
ことを特徴とするパワーコントロールユニット。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載のパワーコントロールユニットにおいて、
前記ヒートシンクの下面側には、少なくとも２つの電気デバイスが載置され、
前記絶縁カバーは、一方の前記電気デバイスの下面及び前記高電圧配線が配置された側の側面を覆い、且つ、他方の前記電気デバイスの前記高電圧配線が配置された側の側面を覆う形状を有し、前記一方の電気デバイスの下面に固定されている
ことを特徴とするパワーコントロールユニット。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載のパワーコントロールユニットにおいて、
前記下ケースの凹部によって、前記電気デバイスと前記下ケースの側面との距離が狭まっているところに、絶縁カバーの端部を配置する
ことを特徴とするパワーコントロールユニット。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載のパワーコントロールユニットにおいて、
前記高電圧配線が集中配置される前記所定領域は、前記電気デバイスの車両後方側に位置にする
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１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−１１５９５９（Ｐ２０１３−１１５９５９Ａ）
【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２０１１−２６１２４９（Ｐ２０１１−２６１２４９）
【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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