JP6139459B2 - 冷却構造を有する高電圧機器装置 - Google Patents

Description

本発明は、冷却構造を有する高電圧機器装置に関する。

走行用のモータを有する車両には、電力を蓄えて電動装置に電力を供給するためのバッテリを擁するバッテリユニットと、バッテリの電力を所定電圧に制御するインバータなどを擁する高電圧制御機器ユニットと、を備えた高電圧機器装置が搭載されている。

特許文献１に記載の高電圧機器装置は、バッテリユニットと高電圧制御機器ユニットを略直方体形状のケースに収容した構成が示されている。

一般に、バッテリを含むバッテリユニットや、インバータなどを含む高電圧制御機器ユニットは、作動時に発熱を伴う。そのため、特許文献１に記載の高電圧機器装置は、バッテリユニットや高電圧制御機器ユニットを冷却するための冷却構造を備えている。

この冷却構造は、送風ファンによって吸気ダクトからケース内に吸入した冷却用の空気を、バッテリユニットと、高電圧制御機器ユニットとに、この順番で送り、その後、排気ダクトで外部に排出するように構成されたものである。

特開２０１２−１４８５８４号公報

特許文献１の技術では、バッテリ側から流入した空気が、バッテリユニットと、インバータやＤＣ／ＤＣコンバータなどからなる高電圧制御機器ユニットと、を結ぶ冷却流路に沿って導入されることで、冷却が実現される。

しかし、この場合、流路に接する部分の冷却は速やかに実行されるが、装置の雰囲気温度など、ケース内の他の部分の冷却については、更なる改良の余地がある。

そこで、本発明は、従来よりも冷却効率をより一層向上させた、冷却構造を有する高電圧機器装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために本発明は、バッテリユニットと、前記バッテリユニットの電力を制御する高電圧制御機器ユニットと、それらを収容するケースとを含んでなり、前記ケースの内部に空気を導入する吸気口と、前記吸気口と前記バッテリユニットの一端側を含んで接続する吸気ダクトと、前記導入した空気を排気する排気口と、前記高電圧制御機器ユニットの一部に設けられた冷却フィンと、前記排気口と前記ケースとを接続する排気ダクトと、を備え、前記吸気口から導入する空気で、前記ケースの内部を、前記バッテリユニット、前記高電圧制御機器ユニットの順に冷却し、前記排気口へと排気する冷却構造において、前記バッテリユニットは、前記バッテリユニットの他端側と対向する前記ケースの壁面と間隔を保持して配置され、前記高電圧制御機器ユニットは、前記ケースの前記壁面と間隔を保持しつつ前記バッテリユニットの側方に並べて前記ケース内に配置され、
前記高電圧制御機器ユニットは、前記吸気口から流入して前記バッテリユニットの内部を通って前記他端側から排出される前記空気の下流位置、かつ前記壁面との前記間隔の部分に当該壁面と対向するように前記冷却フィンが配置され、前記バッテリユニットの他端側と前記ケースの前記壁面との間の冷却用の空気の通路である冷却流路と、前記高電圧制御機器ユニットと前記ケースの前記壁面との間の冷却用の空気の通路である冷却流路とが、ともに前記ケースの前記壁面に沿って形成されているとともに、接続流路によって互いに接続されており、前記バッテリユニットと前記高電圧制御機器ユニットとの間に、前記接続流路に面する開放部を設け、前記高電圧制御機器ユニットは、互いに対向する２つの高電圧制御機器を備え、２つの前記高電圧制御機器の間の冷却用の空気の通路である冷却流路は、前記開放部を介して前記接続流路に接続されていることを特徴とする。

このような構成によれば、バッテリユニットは、吸気ダクトからの空気によって内部が冷却される。そして、バッテリユニットから排出される空気は、バッテリユニットがケースの壁面と対向する位置に、所定の間隔をあけて配置されるので、その間隔による隙間を円滑に通過する。これにより、バッテリユニットの冷却効率を向上させることができる。
また、バッテリユニットから排出される空気は、同じく、壁面と間隔をあけて配置された高電圧制御機器ユニットと壁面との間隔による隙間を通過する。この際、空気は、高電圧制御機器ユニットと壁面との間にある冷却フィンを通過する。これによって、高電圧制御機器ユニットが冷却される（冷却フィンから高電圧制御機器ユニットの熱が放熱される）。
また、この構成によれば、バッテリユニットと高電圧制御機器ユニットとの間の開放部には、ケース壁面に沿って流れる空気によって負圧が生じる。この負圧によって、高電圧制御機器ユニット内部の熱が吸い出され、これにより、高電圧制御機器ユニット内部が冷却される。つまり、高電圧制御機器ユニットは、壁面に沿って流れる空気が冷却フィンに当たることによる冷却と、壁面に沿って流れる空気によって開放部に生じる負圧の効果で冷却される（負圧で高電圧制御機器ユニット内の熱が吸い出される）。ゆえに、高電圧制御機器ユニットの冷却効率をより一層向上させることができる。

また、本発明によれば、前記ケース内に前記空気を導入するための冷却ファンを前記排気ダクトの中間部に配置し、前記冷却ファンの吸引方向を前記ケースの壁面に平行な方向としたことを特徴とする。

このような構成によれば、冷却ファンによる空気の吸い込み方向と、冷却用の空気の流路方向が一致するので、吸引抵抗が小さくなる。これにより、スムーズな送風が行われ、冷却効率を向上させることができる。また、冷却ファンの消費電力を低減させることができる。

また、本発明によれば、前記開放部に、前記バッテリユニットと前記高電圧制御機器ユニットとを接続するバスバーを配置したことを特徴とする。

このような構成によれば、冷却用の空気の流路途上にバスバーが設けられることになるので、バスバーの冷却がより一層促進される。なお、バスバーは良導体であるので、熱伝導率もよく、バスバーに接続されている他の部分の冷却がバスバーを介して促進される。
また、本発明によれば、２つの前記高電圧制御機器の一方は、前記ケースの前記壁面側に設けられており、２つの前記高電圧制御機器の他方は、前記一方の前記高電圧制御機器の前記ケースの前記壁面側とは反対側に設けられており、前記一方の前記高電圧制御機器には、前記高電圧制御機器ユニットと前記ケースの前記壁面との間の前記冷却流路側と、２つの前記高電圧制御機器の間の前記冷却流路側と、にそれぞれ前記冷却フィンが配置されており、前記他方の前記高電圧制御機器には、２つの前記高電圧制御機器の間の前記冷却流路側に前記冷却フィンが配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、従来よりも冷却効率をより一層向上させた、冷却構造を有する高電圧機器装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る冷却構造を有する高電圧機器装置を正面側から見た概略の斜視図である。 車両の後部座席およびその背面側に高電圧機器装置を設置した場合の分解斜視図である。 高電圧機器装置の内部構造を示す図で、図１のＺ−Ｚ矢視に対応する断面を示す切断斜視図である。 （ａ）は開放部および接続流路の詳細構成を示す図で、図３の要部拡大断面図である。（ｂ）は図４（ａ）のＸ−Ｘ矢視断面図である。 本発明の第２実施形態に係る冷却構造を有する高電圧機器装置が備える開放部および接続流路の詳細構成を示す図で、図３の要部に相当する部分の拡大断面図である。

以下、本実施形態に係る冷却構造を有する高電圧機器装置について、図１ないし図５を参照しながら説明する。
なお、以下では、自動車に搭載された高電圧機器装置を冷却する場合を例に挙げて説明するが、これに限らない。本発明は、自動車以外の機器、例えば産業機械、の高電圧機器装置を冷却する場合においても、適用することができる。
また、以下の説明において、前（正面）後（背面）・上下・左右などの方向軸に関しては、特に断り書きのない限り、各図の記載によるものとする。また、各図における破線矢印は、高電圧機器装置１０のケース６０内における、冷却用の空気の流れを示すものとする。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る冷却構造を有する高電圧機器装置１０を正面側から見た概略の斜視図である。図２は、車両の後部座席２およびその背面側に設置した高電圧機器装置１０の分解斜視図である。図３は、高電圧機器装置１０の内部構造を示す図で、図１のＺ−Ｚ矢視に対応する断面を示す切断斜視図である。（以下、適宜図１〜図３を相互参照のこと。）

図１〜図３に示す高電圧機器装置１０は、例えばエンジンとモータで走行するハイブリッド自動車の車両に搭載される装置である。ハイブリッド自動車は、詳細な図示は省略するが、直流電源のバッテリからモータに給電する際にインバータによって直流から交流に変換し、また、モータを介してエンジンの出力または車両の運動エネルギーの一部をバッテリに蓄電する際にインバータによって交流を直流に変換する。また、インバータによって変換された直流電圧は高圧なので、その一部はＤＣ／ＤＣコンバータによって降圧される。

図１に示すように、高電圧機器装置１０は、バッテリ（蓄電池）２２（図３で詳細後記）を内蔵したバッテリユニット（蓄電池ユニット）２０と、バッテリ２２の電力を所定電圧に制御するための高電圧制御機器であるインバータユニットおよびＤＣ／ＤＣコンバータなどを内蔵した高電圧制御機器ユニット４０と、を備えている。

また、高電圧機器装置１０は、バッテリユニット２０および高電圧制御機器ユニット４０を収容した箱型のケース６０を有すると共に、ケース６０内のバッテリユニット２０と高電圧制御機器ユニット４０を冷却するための冷却構造を有している。

なお、以下の説明で前側または正面側というときは、後述する高電圧機器装置１０のケース６０の蓋板６３および前壁６０ａ側を指し、後側または背面側というときは、ケース６０の後壁６０ｂ側を指すものとする。
また、左右というときは、図１に示すように、高電圧機器装置１０のケース６０を正面側（蓋板６３側）から見た状態での左右を指すものとする。

図２に示すように、座席２は、例えば車両の後部座席（リアシート）である。座席２は、乗員が着席する座部４と、座部４の後方に立設された背もたれ部分を構成するシートバック（センタシートバック）３とを備えて構成されている。

なお、シートバック３の両側部には、サイドカバー（サイドシートバック）６が取り付けられている。サイドカバー６は、合成樹脂製の成型品からなるカバー部材である。なお、右側のサイドカバー６には、後述する吸気ダクト４５の吸気口４６に接続された開口部６ａが設けられている。

座席２は、座部４の座面４ａおよびシートバック３の座面（正面）３ａが車室９内を向いており、シートバック３の背面３ｂ側は、リアトレイ７の下方における車体の下部フレーム１との間に設けたトランクルーム５に面している。したがって、シートバック３およびサイドカバー６によって、車室９とトランクルーム５とが仕切られている。

そして、本実施形態に係る高電圧機器装置１０は、例えばシートバック３の背面３ｂ側のトランクルーム５内に設置されている。この高電圧機器装置１０は、ケース６０の前壁６０ａがシートバック３の背面３ｂに沿うように、若干後方に傾斜した状態で設置されている。

高電圧機器装置１０のケース６０は、図２に示すように、前側の全面に開口部６１ａを有する長方形状の箱型の本体部６１と、本体部６１の開口部６１ａを塞ぐ平板状の蓋板６３とで構成されている。蓋板６３は、ケース６０の前壁６０ａを構成している。本体部６１は、後壁６０ｂとその周囲に設けた上壁６０ｃおよび下壁６０ｄと一対の側壁６０ｅ，６０ｅとで囲まれた有底の容器状に形成されている。

また、図３に示すように、バッテリユニット２０と、高電圧制御機器ユニット４０の間には、ダクトレスとして開放された空間、すなわち開放部Ｓがある。
バッテリユニット２０は、例えばケース６０内の左右方向（横方向）の中央より右側の部分（右半分）に設置されている。このバッテリユニット２０は、前面が開口する箱型のバッテリボックス２１や、バッテリボックス２１内に装着した複数のバッテリ（蓄電池）２２などを備えている。

バッテリボックス２１は、アルミニウムやマグネシウム等の剛性の高い材料から形成されている。また、バッテリボックス２１の内部に装着した各バッテリ２２を構成するセル電池同士の隙間には、冷却用の空気を流通させるための第１冷却流路６５（詳細後記）が形成されている。また、各バッテリ２２（バッテリユニット２０）は、ケース６０の壁面と対向する位置に、所定の間隔を保持して配置され、冷却用の空気の流路抵抗が最小化されている。

また、高電圧制御機器ユニット４０は、例えばケース６０内の幅方向（横方向）の中央より左側の部分（左半分）に配置されており、例えばインバータを含むインバータユニット、ＤＣ／ＤＣコンバータなどの高電圧制御機器４０ａ，４０ｂ、およびそれらを設置するための仕切り４４および配線類４２（図２参照）などがユニット化された装置である。

仕切り４４の右側には、後側から前側に向かって、例えば高電圧制御機器ユニット４０、第２冷却流路８０、高電圧制御機器ユニット４０の構成部品が、この順で設置されている。つまり、高電圧制御機器ユニット４０の内部には（この例では高電圧制御機器４０ａ，４０ｂの間に挟まれた領域には）、冷却用の空気を流通させるための第２冷却流路８０（詳細後記）が形成されている。

また、ケース６０内に冷却用の空気を導入するための吸気ダクト４５が設置されている。吸気ダクト４５は、例えば発泡ポリプロピレン等で形成される。
この吸気ダクト４５は、例えばバッテリユニット２０の右側部に設置されており、正面側を向いて開口する吸気口４６と、吸気口４６からバッテリユニット２０のバッテリボックス２１に連通する配管４７と、バッテリボックス２１内部における前壁６０ａに沿う長辺（長手方向の辺）を、例えば右端から左端まで左右方向に延伸する部分と、を備えている。
吸気口４６は、例えば右側のサイドカバー６の開口部６ａに接続されており、開口部６ａを介して車室９内の空気が吸入されるようになっている。

また、ケース６０内には、送風ファン９０が設置されている。送風ファン９０は、例えばケース６０内の左側の端部において、冷却部品である高電圧制御機器ユニット４０の最下流側にあたる位置で排気ダクト５５の中間部に設置される。

また、送風ファン９０の空気の吸引方向は、ケース６０の壁面、例えば後壁６０ｂに平行な方向、つまり左右方向となるように、送風ファン９０の空気取込口の取付角度が調整されている。このようにすることで、冷却風となる空気の、ケース６０内での乱れを抑え、ケース６０内の空気の排気効率を向上させている。

また、ケース６０内の冷却用の空気は、排気ダクト５５を介して、外部へ排気されるようになっている。排気ダクト５５は、吸気ダクト４５と同様、例えば発泡ポリプロピレン等で形成すればよい。

なお、排気ダクト５５は、送風ファン９０の排気端９０ｂ（図２参照）から出て、ケース６０の後側の左上方に延伸している（図１も併せて参照）。また、排気ダクト５５の先端（下流端）には、排気口５６が設けられている。排気口５６は、例えばトランクルーム５内に開口するようにしてもよい。

高電圧機器装置１０のケース６０内に設けた冷却構造は、バッテリユニット２０および高電圧制御機器ユニット４０を冷却するためのもので、ケース６０内で吸気ダクト４５から排気ダクト５５に連通する冷却用の空気の通路として、バッテリユニット２０を冷却するための第１冷却流路６５と、高電圧制御機器ユニット４０を冷却するための第２冷却流路８０および第３冷却流路８５と、第２冷却流路８０と第３冷却流路８５とを接続する開放部Ｓと、第１冷却流路６５と第２冷却流路８０から連なる開放部Ｓと第３冷却流路８５とを接続する接続流路７０と、を備えている。以下、この冷却構造について詳細に説明する。

まず、この冷却構造では、開放部Ｓがバッテリユニット２０と高電圧制御機器ユニット４０の間に設けられているが、この開放部Ｓが設けられることで、第１冷却流路６５から第３冷却流路８５へ流れる冷却用の空気流、つまり、壁面（後壁６０ｂ）に沿って流れる空気流に巻き込まれるように、開放部Ｓに負圧が生じる。この負圧によって、高電圧制御機器ユニット４０内で第２冷却流路８０に相当する空気流れが生じ、この第２冷却流路８０の流れで高電圧制御機器ユニット４０内の熱が開放部Ｓに吸い出され、更に第３冷却流路８５へと向かっていく。これにより、高電圧制御機器ユニット４０内が冷却される。なお、図３では高電圧制御機器ユニット４０を構成する高電圧制御機器４０ａ，４０ｂの間（高電圧制御機器ユニット４０の内部）に明確な流路が生じているように記載されているが、何らかの空気流れが生じる部分があればよく、必ずしも明確な流路は存在しなくてもよい。ちなみに、図３等では、破線の太い矢印で第２冷却流路８０（その流れ）を示しているが、高電圧制御機器ユニット４０の内部にはこの流れとは逆向きの流れも生じており、全体としては太い矢印の流れとなって、高電圧制御機器ユニット４０の内部の熱が排出されることを示している。

つまり、高電圧制御機器ユニット４０が設置された空間には、開放部Ｓやその他の外部空間からの空気が絶えず流入している。これらが総合的に第２冷却流路８０の空気流となって、高電圧制御機器ユニット４０の空間における熱の吸い出しが次々に行われる構成となっている。

また、接続流路７０は、主として、第１冷却流路６５と第３冷却流路８５とを接続する部分である。この接続流路７０は、開放部Ｓに面しており、壁面（後壁６０ｂ）に沿って第１冷却流路６５から第３冷却流路８５に向かう空気の流れによって、開放部Ｓには、前記した負圧が生じることになる。

図３に示すように、第１冷却流路６５は、バッテリユニット２０内を冷却する空気が流れる流路である。この第１冷却流路６５は、符号６６ａで示される第１通路と、符号６６ｂで示される第２通路と、符号６６ｃで示される複数の連通路を備える。吸気ダクト４５は、バッテリユニット２０（バッテリボックス２１）の前側（図３におけるシートバック３側）の全幅にわたるように延長されている延長部分を有しており、この吸気ダクト４５の延長部分が第１通路６６ａに相当する。ちなみに、導入端６５ａから先が吸気ダクト４５の延長部分（つまり第１通路）になる。
また、第２通路６６ｂは、バッテリユニット２０（バッテリボックス２１）の後側と後壁６０ｂとの間の流路であり、バッテリボックス２１内の各バッテリ２２を冷却した空気が流れる。また、連通路６６ｃは、バッテリボックス２１内を流れる冷却用の空気の流路である。

符号６５ｂで示されるのは導出端である。この導出端６５ｂは、第１冷却流路６５（第１通路６６ａ→連通路６６ｃ→第２通路６６ｂ）の出口である。つまり、第１冷却流路６５は、導入端６５ａを始点とし、導出端６５ｂを終点とする。なお、導出端６５ｂは、接続流路７０の流入部７１に接続されている。

また、第２冷却流路８０は、バッテリユニット２０からの熱を外部に排出する流路であるとともに、後記する冷却フィン９５に冷却用の空気を当てて、高電圧制御ユニット４０を冷却する流路である。また、第３冷却流路８５は、高電圧制御機器ユニット４０の内部の熱を外部に排出する流路である。

高電圧制御機器ユニット４０の第３冷却流路８５側には、前記のように、冷却フィン９５が設けられている（冷却フィン９５は図４で詳細後記）。このようにすることで、第３冷却流路８５内を勢いよく通過する冷却用の空気と、発熱する高電圧制御機器ユニット４０と、の間の熱交換の効率を高めている。

冷却フィン９５との熱交換によって、また、開放部Ｓに生じる負圧によって、高電圧制御機器ユニット４０の熱を吸熱した冷却用の空気は、送風ファン９０へと吸込まれ、排気ダクト５５を経由して、外部に排気される。

また、図３に示すように、バッテリユニット２０と高電圧制御機器ユニット４０は、ケース６０内の左右方向の両側に並べて設置されており、第１冷却流路６５と第２冷却流路８０と第３冷却流路８５は、例えばケース６０内の左右方向の両側それぞれにおいて該左右方向に沿って延びており、開放部Ｓと、接続流路７０とは、ケース６０内の当該左右方向の中央部に位置している。

図４（ａ）は、開放部Ｓおよび接続流路７０の詳細構成を示す図で、図３の要部拡大断面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）のＸ−Ｘ矢視断面図である。

図４（ａ）に示すように、高電圧制御機器ユニット４０の第３冷却流路８５側、すなわち、バッテリユニット２０から排出される空気の下流位置であって、かつ高電圧制御機器ユニット４０のケース６０の壁面、例えば後壁６０ｂ、と対向する側には、複数の冷却フィン９５が設けられている。

この冷却フィン９５は、熱伝導率のよい材料を用い、例えば高電圧制御機器ユニット４０のケース６０の壁面と平行な長手方向、つまり高電圧制御ユニット４０の左右方向全般に渡って延設されるように形成される。そして、図４（ｂ）に示すように、互いのフィン同士が対向するように、例えば上下方向から見て、所定間隔で積層するようにして、配置されている。

このようにすることで、第３冷却流路８５内を勢いよく通過する冷却用の空気と、発熱する高電圧制御機器ユニット４０と、の間の熱交換の効率を高め、高電圧制御機器ユニット４０の放熱、すなわち冷却を促進させるようにさせている。

また、本実施形態の高電圧機器装置１０において、ケース６０内を吸気ダクト４５から排気ダクト５５に通流する冷却用の空気の通路は、図３に示すように、吸気ダクト４５→第１冷却流路６５→接続流路７０→第３冷却流路８５→（送風ファン９０）→排気ダクト５５のルートに加え、第２冷却流路８０→開放部Ｓ→接続流路７０→第３冷却流路８５→（送風ファン９０）→排気ダクト５５のルートが考えられる。ここで、送風ファン９０は通路ではなく装置であるので、括弧書きとしている。また、第２冷却流路８０には、高電圧制御機器ユニット４０内の雰囲気空気から、冷却用の空気が次々に導入される。

このようにして、送風ファン９０の運転によって、吸気口４６から吸気ダクト４５内に冷却用の空気が導入される。吸気ダクト４５に導入された冷却用の空気は、吸気ダクト４５からバッテリボックス２１内の第１冷却流路６５に導入される。第１冷却流路６５内の冷却用の空気は、第１通路６６ａから連絡路６６ｃを通って第２通路６６ｂへ流通する。この第１冷却流路６５を通過する冷却用の空気がバッテリ２２と熱交換を行うことで、バッテリ２２の発熱が冷却される。

バッテリユニット２０内の第１冷却流路６５を出た冷却用の空気は、接続流路７０に導入される。接続流路７０に導入された冷却用の空気は、流入部７１を通過して直進し、流速を維持してほぼ圧力損失なくそのまま第３冷却流路８５に導かれる。この際、この速い空気流れのまわりで、この流速に更に巻き込まれるようにして、開放部Ｓに負圧が発生する（ベルヌーイの定理）。この負圧によって、第２冷却流路８０内の冷却用の空気が開放部Ｓの空間に吸い出され、第３冷却流路８５内に次々に巻き込まれる。このようにして、ケース６０内部で冷却用の空気の空気流れが起こり、高電圧制御機器ユニット４０を効率的に冷却していく。

つまり、第２冷却流路８０、および第３冷却流路８５を通過する冷却用の空気が、インバータユニットおよびＤＣ／ＤＣコンバータなどを含む高電圧制御機器ユニット４０の発熱を抑えるとともに、冷却する。第３冷却流路８５を通過した冷却用の空気は、送風ファン９０に吸入される。送風ファン９０から排出された冷却用の空気は、排気ダクト５５を介して排気口５６から、例えばトランクルーム５に排出される。

また、バッテリ２２と、高電圧制御機器ユニット４０の間には、電源供給ラインとしてバスバー９７が、開放部Ｓに跨がるようにして設けられている。
このバスバー９７は、断面形状が例えば略矩形となっており、断面が円形である電線の場合などと比較して、表面積が多くなっている。なお、バスバー９７の断面形状は矩形に限られず、例えば、多角形状を呈しているものであってもよい。
これにより、前記の冷却用の空気が第１冷却流路６５から、第３冷却流路８５に流入する際に、または、第２冷却流路８０から開放部Ｓを介して第３冷却流路８５に流入する際に、このバスバー９７とも熱交換し、高電圧制御機器ユニット４０とともに、バスバー９７の冷却が同時に行われる仕組みとなっている。

（作用・効果）
本実施形態の作用・効果を改めてまとめると、以下のようになる。
本実施形態の高電圧機器装置１０は、ケース６０内に設置したバッテリユニット２０および高電圧制御機器ユニット４０を冷却するための冷却構造として、バッテリユニット２０内に設けた第１冷却流路６５と、高電圧制御機器ユニット４０内に設けた第２冷却流路８０と、開放部Ｓと、第３冷却流路８５と、これら第１冷却流路６５、開放部Ｓ、第３冷却流路８５を接続する接続流路７０を有している。

また、第１、第２、第３冷却流路６５，８０，８５（接続流路７０を含む）に冷却用の空気を通風させるための送風ファン９０を備えている。

また、ケース６０内における第１冷却流路６５と第３冷却流路８５の間の中央部に接続流路７０と開放部Ｓを設け、第２冷却流路８０内の空気を負圧によって吸い込む構成としている。

これにより、ケース６０内を左右方向に第１冷却流路６５から第３冷却流路８５に渡り略一直線状に貫通する冷却用の空気のスムーズな流れを確保するとともに、例えば特許文献１の、本実施形態でいう第２冷却流路８０内に相当する部分での空気乱れを低減させて、冷却効率をより一層向上させることが可能となっている。

また、開放部Ｓの部分で効率的に負圧が発生するので、例えば合流部分で内圧が高まって図示しないケース６０やメンテナンスリッドのつなぎ目から、外部に冷却用の空気が漏れ出てしまう、といったことを効果的に抑制できる。

また、本実施形態では、第１冷却流路６５の連通路６６には、導入端６５ａからバッテリボックス２１内のバッテリ２２の後側を延びる第１通路６６ａと、バッテリ２２の前側を延びて導出端６５ｂに繋がる第２通路６６ｂと、複数のバッテリ２２の間を前側から後側へ延びて第１通路６６ａと第２通路６６ｂとを連絡する連絡路６６ｃとが含まれている。

この構成によれば、バッテリユニット２０内のバッテリ２２の前後それぞれに連通路６６の第１通路６６ａと第２通路６６ｂとが配置されているため、これら第１通路６６ａと第２通路６６ｂを流通する冷却用の空気によって、バッテリ２２とケース６０の後壁６０ｂまたは前壁６０ａとの間を断熱することができる。

したがって、バッテリ２２の発熱がケース６０の外部へ放出され、外部雰囲気、例えば車室内の空調温度が上昇してしまう、といったことを抑制できる。特に、本実施形態では、ケース６０の後壁６０ｂと前壁６０ａがケース６０における面積が広い側の一対の隔壁である。そのため、バッテリ２２の発熱がケース６０の外部へ放出されることをより効果的に抑制することができる。

また、高電圧制御機器ユニット４０の第３冷却流路８５側には、高電圧制御機器ユニット４０の左右方向全般に渡って冷却フィン９５が延設されるように設けられ、互いのフィン同士が対向するように配置されている。

このようにすることで、第３冷却流路８５内を勢いよく流れる冷却用の空気と、発熱する高電圧制御機器ユニット４０と、の間の熱交換の効率を高め、高電圧制御機器ユニット４０の放熱、すなわち冷却を促進させる冷却構造となっている。

更には、送風ファン９０の吸気口の向きが、ケース６０の側壁と平行でバッテリユニット２０側を向いているので、ケース６０内部の冷却用の空気の吸込み効率が向上し、冷却用の空気流れをより一層促進させることができる。

これにより、例えばバッテリユニット２０側では、バッテリ２２のセルがより一層、均等に冷却されて車両の走行性能が向上する。また、高電圧制御機器ユニット４０側では、冷却フィン９５を介して、高電圧制御機器ユニット４０の冷却が効率的になされるようになっている。

また、バッテリ２２と、高電圧制御機器ユニット４０の間には、電源供給ラインとしてバスバー９７が、開放部Ｓを跨ぐようにして設けられている。これにより、冷却用の空気が第１冷却流路６５から、第３冷却流路８５に流入する際に、または第２冷却流路８０から開放部Ｓを介して第３冷却流路８５に流入する際に、このバスバー９７とも熱交換する仕組みとなっている。
これにより、バスバー９７が効率的に冷却され、バスバー自体の部品サイズが小型化できたり、断面積が所定値で不変でも、電流量を増大させて、より高電流を流すことができたり、というメリットを生んでいる。

以上のような構成とすることで、例えば本実施形態の高電圧機器装置１０を搭載した車両では、高電圧機器装置１０内の掃気が効率的に促進される。これにより、高温環境下で長時間経過したような過酷な使用状況であっても、熱保護の観点で高電圧機器装置１０の復帰が早まり、これにより電動走行開始時間が早まる、といった効果を奏することができる。

（第２実施形態）
次に、図５を参照しながら、第２実施形態に係る高電圧制御機器ユニット４０の冷却構成を説明する。
図５は、第２実施形態に係る冷却構造を有する高電圧機器装置１０が備える開放部および接続流路の詳細構成を示す図であって、第１実施形態の場合の図４に相当する部分の要部拡大断面図である。
なお、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

本実施形態に係る高電圧制御機器ユニット４０を構成する高電圧制御機器４０ａ，４０ｂには、第２冷却流路８０側においても、第３冷却流路８５側と同様にして、冷却フィン９５が設けられている。すなわち、流路の長手方向に面した側全てにおいて、冷却フィン９５を設置する。これ以外の構成は、全て第１実施形態と同様である。

つまり、第１実施形態と同様に、高電圧制御機器ユニット４０が設置された空間には、開放部Ｓやその他の外部空間からの空気が絶えず流入している。これらが総合的に第２冷却流路８０の空気流となって、高電圧制御機器ユニット４０の空間における熱の吸い出しが次々に行われるものとする。

このように構成しても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。むしろ、このように構成すれば、第１実施形態よりも冷却効率がよく、より好適であるといえる。

上記した実施形態は本発明を分かりやすくするために詳細に説明したものであり、必ずしも、説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

また、制御線や情報線、電源線は説明上必要と考えられるものを示しており、必ずしもすべての制御線や情報線、電源線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成機器が相互に接続されていると考えてもよい。

また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に、他の実施形態の構成の一部もしくは全てを加えることも可能である。

また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

具体的には例えば、第１実施形態および第２実施形態はともに、高電圧機器装置１０を車両の後部の座席２およびその背面側に設置する例で説明したが、これに限らない。例えば高電圧機器装置１０は、フロア部分に、長手方向を左右方向として設置することもできる。

また、上記実施形態における自動車はハイブリッド自動車であるとして説明したが、本発明に係る冷却構造を有する高電圧機器装置１０は、モータのみで走行する電気自動車や、燃料電池車にも適用が可能である。

また、上記実施形態はそれぞれ自動車に搭載する場合を例に挙げて説明したが、高電圧機器を使用するものであれば、あらゆる機器に対して、適用することができる。
具体的には、例えば電車や電動の汎用機械、電動パワーショベルなどの産業機械、高度に電子化された船舶や航空機に適用してもよい。

１ 下部フレーム
２ 座席（後部座席）
３ シートバック（背凭れ）
３ｂ 背面
５ トランクルーム
６ サイドカバー
６ａ 開口部
７ リアトレイ
９ 車室
１０ 高電圧機器装置
２０ バッテリユニット
２１ バッテリボックス
２２ バッテリ
４０ 高電圧制御機器ユニット
４０ａ，４０ｂ 高電圧制御機器
４４ 仕切り
４５ 吸気ダクト
４６ 吸気口
４７ 配管
５５ 排気ダクト
５６ 排気口
６０ ケース
６０ａ 前壁（第２隔壁）
６０ｂ 後壁（第１隔壁、壁面）
６１ 本体部
６３ 蓋板
６５ 第１冷却流路
６５ａ 導入端（一端側）
６５ｂ 導出端（他端側）
６６ａ 第１通路
６６ｂ 第２通路
６６ｃ 連通路
７０ 接続流路
７１ 流入部
８０ 第２冷却流路
８５ 第３冷却流路
９０ 送風ファン（冷却ファン）
９５ 冷却フィン
９７ バスバー
Ｓ 開放部

Claims (4)

1. バッテリユニットと、前記バッテリユニットの電力を制御する高電圧制御機器ユニットと、それらを収容するケースとを含んでなり、
   前記ケースの内部に空気を導入する吸気口と、
   前記吸気口と前記バッテリユニットの一端側を含んで接続する吸気ダクトと、
   前記導入した空気を排気する排気口と、
   前記高電圧制御機器ユニットの一部に設けられた冷却フィンと、
   前記排気口と前記ケースとを接続する排気ダクトと、
   を備え、
   前記吸気口から導入する空気で、前記ケースの内部を、前記バッテリユニット、前記高電圧制御機器ユニットの順に冷却し、前記排気口へと排気する冷却構造において、
   前記バッテリユニットは、前記バッテリユニットの他端側と対向する前記ケースの壁面と間隔を保持して配置され、
   前記高電圧制御機器ユニットは、前記ケースの前記壁面と間隔を保持しつつ前記バッテリユニットの側方に並べて前記ケース内に配置され、
   前記高電圧制御機器ユニットは、前記吸気口から流入して前記バッテリユニットの内部を通って前記他端側から排出される前記空気の下流位置、かつ前記壁面との前記間隔の部分に当該壁面と対向するように前記冷却フィンが配置され、
   前記バッテリユニットの他端側と前記ケースの前記壁面との間の冷却用の空気の通路である冷却流路と、前記高電圧制御機器ユニットと前記ケースの前記壁面との間の冷却用の空気の通路である冷却流路とが、ともに前記ケースの前記壁面に沿って形成されているとともに、接続流路によって互いに接続されており、
   前記バッテリユニットと前記高電圧制御機器ユニットとの間に、前記接続流路に面する開放部を設け、
   前記高電圧制御機器ユニットは、互いに対向する２つの高電圧制御機器を備え、
   ２つの前記高電圧制御機器の間の冷却用の空気の通路である冷却流路は、前記開放部を介して前記接続流路に接続されている
   ことを特徴とする、冷却構造を有する高電圧機器装置。
2. 前記ケース内に前記空気を導入するための冷却ファンを前記排気ダクトの中間部に配置し、前記冷却ファンの吸引方向を前記ケースの壁面に平行な方向とした
   ことを特徴とする、請求項１に記載の冷却構造を有する高電圧機器装置。
3. 前記開放部に、前記バッテリユニットと前記高電圧制御機器ユニットとを接続するバスバーを配置した
   ことを特徴とする、請求項１または２に記載の冷却構造を有する高電圧機器装置。
4. ２つの前記高電圧制御機器の一方は、前記ケースの前記壁面側に設けられており、
   ２つの前記高電圧制御機器の他方は、前記一方の前記高電圧制御機器の前記ケースの前記壁面側とは反対側に設けられており、
   前記一方の前記高電圧制御機器には、前記高電圧制御機器ユニットと前記ケースの前記壁面との間の前記冷却流路側と、２つの前記高電圧制御機器の間の前記冷却流路側と、にそれぞれ前記冷却フィンが配置されており、
   前記他方の前記高電圧制御機器には、２つの前記高電圧制御機器の間の前記冷却流路側に前記冷却フィンが配置されている
   ことを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の高電圧機器装置。

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