冷却方式の変更で33%の小型化

 電気系では、ハイブリッドシステムの電力を制御するパワー・コントロール・ユニット(PCU)や駆動用モーター、駆動用2次電池などを改善している。このうち、電気系の要といえるPCUでは、3代目に比べて体積を約33%削減した(図3、4)。PCUには、モーターを駆動するインバーターや降圧用のDC-DCコンバーターなどを搭載する。PCUを小型化することで、荷室にあった「12Vバッテリー」をエンジンルームへ移動できた。

図3 新型PCUは小型で低損失に
図3 新型PCUは小型で低損失に
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図4 設計を大幅に見直したPCUの構造
図4 設計を大幅に見直したPCUの構造
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 PCUの体積の削減に大きく寄与したのが、カード型の薄いパワーモジュール「パワーカード」の冷却方式の変更だ(図5)。パワーカードを両面から冷却して冷却性能を高め、3代目よりもIGBTチップを小さくし、パワーカードの小型化につなげた。3代目では、パワーカードの片面だけを冷却していた。

図5 冷却方式を刷新したパワーカード
図5 冷却方式を刷新したパワーカード
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 パワーカードを両面から冷却する方式は、2007年に発売した「レクサス LS600h/LS600hL」で採用した。このときは、電力変換器のハイサイド側あるいはローサイド側のパワー素子(IGBTとダイオード)を実装した「1 in 1」だった。

 4代目プリウスでは、ハイサイド側とローサイド側のパワー素子を搭載した、いわゆる「2 in 1」パッケージ品を採用する。1 in 1から2 in 1にすることで、パワーカードの実装に必要な空間を減らす。パワーカードのパッケージは、4代目プリウス向けに新規に開発したものである。