(57)【要約】      （修正有）【課題】電動車両の蓄電池からその電力を利用する側に電力を供給するケーブルから発せられる放射ノイズを低減する。【解決手段】電動車両３の蓄電池から蓄電池の電力を利用する側に電力を供給するケーブルの放射ノイズとして、電流が通電される主電流線４１、アース線４２、及びシールド線が結束されたものを用い、アース線４２及びシールド線４４を電力を利用する側で接地し、かつ、シールド線とアース線４２とを電動車両３側で短絡させる。またケーブルの放電側にトロイダルコアを設ける。アース線４２は電動車両３側で接地されていなくてもよい。シールド線４４は、接地されたテープ状の導体を面接触させることにより電力を利用する側で接地する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動車両の蓄電池からその電力を利用する側に電力を供給するケーブルから放射されるノイズの低減方法であって、
前記ケーブルとして、電流が通電される電流供給線、アース線、及びシールド線が結束されたものを用い、
前記アース線及び前記シールド線を前記電力を利用する側で接地し、かつ、前記シールド線と前記アース線とを前記電動車両側で短絡させる
ことを特徴とする放射ノイズ低減方法。
【請求項２】
請求項１に記載の放射ノイズ低減方法であって、
前記ケーブルの前記電力を利用する側にトロイダルコアを設ける
ことを特徴とする放射ノイズ低減方法。
【請求項３】
請求項１又は２のいずれかに記載の放射ノイズ低減方法であって、
前記アース線が前記電動車両側で接地されていない
ことを特徴とする放射ノイズ低減方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項記載の放射ノイズ低減方法であって、
前記ケーブルとして、前記電流供給線、前記アース線、及び前記シールド線の束を絶縁性の外皮で一括被覆したものを用い、
前記ケーブルの前記電動車両側の端部に、前記電動車両の通電口に接続されるコネクタと当該コネクタと一体に形成された絶縁性の把持部とを設け、
前記把持部の近傍の前記外皮を剥いて前記シールド線と前記アース線とを接触させることにより、前記シールド線と前記アース線とを前記電動車両側で短絡させる
ことを特徴とする放射ノイズ低減方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項記載の放射ノイズ低減方法であって、
接地されたテープ状の導体を前記シールド線の前記電力を利用する側の部分に面接触させることにより、前記シールド線を前記電力を利用する側で接地する
ことを特徴とする放射ノイズ低減方法。
【請求項６】
電動車両の蓄電池からその電力を利用する側に電力を供給するケーブルであって、
電流が通電される電流供給線、アース線、及びシールド線が結束され、
前記アース線及び前記シールド線が前記電力を利用する側で接地され、かつ、前記シールド線と前記アース線とが前記電動車両側で短絡されている
ことを特徴とするケーブル。
【請求項７】
請求項６に記載のケーブルであって、前記電力を利用する側にトロイダルコアが設けられていることを特徴とするケーブル。
【請求項８】
請求項６又は７のいずれかに記載のケーブルであって、
前記アース線が前記電動車両側で接地されないことを特徴とするケーブル。
【請求項９】
請求項６乃至８のいずれか一項記載のケーブルであって、
前記電流供給線、前記アース線、及び前記シールド線の束が絶縁性の外皮で一括被覆され、
前記ケーブルの前記電動車両側の端部に、前記電動車両の通電口に接続されるコネクタと当該コネクタと一体に形成された絶縁性の把持部とを有し、
前記把持部の近傍の前記外皮を剥いて前記シールド線と前記アース線とを接触させることにより、前記シールド線と前記アース線とが前記電動車両側で短絡されている
ことを特徴とするケーブル。
【請求項１０】
請求項６乃至９のいずれか一項記載のケーブルであって、
接地されているテープ状の導体を前記シールド線の前記電力を利用する側の部分に面接触させることにより、前記シールド線が前記電力を利用する側で接地されている
ことを特徴とするケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、放射ノイズ低減方法、及びケーブルに関し、特に電動車両の蓄電池からその電力を利用する側に電力を供給するケーブルから放射されるノイズを低減する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、大電流を流した場合でも、良好なシールド特性を備えるとともに、導電性部材に発生する渦電流を減少させて発熱量を低減できるシールドケーブルを提供すべく、第１の絶縁材で被覆された信号線の外側を透磁性部材で覆い、透磁性部材の外側を導電性部材で覆い、更に導電性部材の外側を第２の絶縁材で覆うことによりシールドケーブルを構成することが記載されている。
【０００３】
特許文献２には、シールド性に優れ、かつ低コストで製造することができ、コネクタなどとの接続作業が容易に行えるワイヤハーネス用電線を提供すべく、導体と、導体の外方に形成される絶縁層と、絶縁層の外方に形成されるシールド層とを有するワイヤハーネス用電線において、シールド層に半導電性塗料層が用いることが記載されている。
【０００４】
特許文献３には、車両用充電装置を搭載したプラグインハイブリッド車の電気システムにおいて、車両外部の電源から蓄電装置の充電時、プラグインハイブリッド車の電気システムから車両外部の電源へ高周波のノイズが出力されるのを防止するためのＬＣフィルタについて記載されている。
【０００５】
特許文献４には、充電器または充電器を搭載した機器のカバーとして、取り扱いが容易であり、かつ充電器から発生する電波雑音の散乱を防ぐべく構成された、導電性材料から構成される電波雑音吸収シートと、電波雑音吸収シートを接地するためのケーブルを具備する雑音防止カバーが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−６８１５１号公報
【特許文献２】特開２００５−２３５７１６号公報
【特許文献３】国際公開ＷＯ２００９／０３４８７７号公報
【特許文献４】実開平７−３０４５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、近年のＶ２Ｈ（Vehicle to Home）技術の進展により、電気自動車はその走行のために充電されるだけでなく、車載の大容量バッテリーに蓄えられた電力を車外（家庭内負荷等）に給電する役割が期待されるようになってきている。
【０００８】
ここで現状では車外への供給能力は数ｋＷ程度であるため、車外への電力供給時に放射されるノイズの影響は少ないが、今後、放電出力が増大すれば、放射ノイズによる家庭内負荷等への影響が顕在化することが予想される。また昨今のエネルギーの有効利用の流れを背景として、今後は給電機能付きの充電器が多くの一般家庭に設置されることが想定され、電力需要家への放射ノイズの影響が懸念される。
【０００９】
本発明はこのような背景に基づいてなされたもので、電動車両の蓄電池からその電力を利用する側に電力を供給するケーブルから放射されるノイズを低減することを可能とする、放射ノイズ低減方法、及びケーブル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】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明の一つは、電動車両の蓄電池からその電力を利用する側に電力を供給するケーブルから放射されるノイズの低減方法であって、前記ケーブルとして、電流が通電される電流供給線、アース線、及びシールド線が結束されたものを用い、前記アース線及び前記シールド線を前記電力を利用する側で接地し、かつ、前記シールド線と前記アース線とを前記電動車両側で短絡させることとする。
【００１１】
このように、シールド線とアース線とを電動車両側で短絡させることで、ケーブルから放射されるノイズを確実に低減することができる。
【００１２】
本発明の他の一つは、上記放射ノイズ低減方法であって、前記ケーブルの前記電力を利用する側にトロイダルコアを設けることとする。
【００１３】
このように、電力を利用する側にトロイダルコアを設けることで、ケーブルから放射されるノイズをより確実に低減することができる。
【００１４】
本発明の他の一つは、上記放射ノイズ低減方法であって、前記アース線が前記電動車両側で接地されていないこととする。
【００１５】
本発明によれば、アース線が電動車両側で接地されていない場合やアース線を電動車両側で接地することが難しい場合であっても、ケーブルから放射されるノイズを確実に低減することができる。
【００１６】
本発明の他の一つは、上記放射ノイズ低減方法であって、前記ケーブルとして、前記電流供給線、前記アース線、及び前記シールド線の束を絶縁性の外皮で一括被覆したものを用い、前記ケーブルの前記電動車両側の端部に、前記電動車両の通電口に接続されるコネクタと当該コネクタと一体に形成された絶縁性の把持部とを設け、前記把持部の近傍の前記外皮を剥いて前記シールド線と前記アース線とを接触させることにより、前記シールド線と前記アース線とを前記電動車両側で短絡させることとする。
【００１７】
ケーブルとして絶縁性の外皮で一括被覆したものを用いる場合は、このように通電口に接続されるコネクタと一体に形成された絶縁性の把持部の近傍において外皮を剥き、その部分でシールド線とアース線とを接触させるようにすることで、シールド線とアース線とを電動車両側で容易に短絡させることができる。
【００１８】
本発明の他の一つは、上記放射ノイズ低減方法であって、接地されたテープ状の導体を前記シールド線の前記電力を利用する側の部分に面接触させることにより、前記シールド線を前記電力を利用する側で接地することとする。
こととする。
【００１９】
このように、電力を利用する側のシールド線の接地を、テープ状の導体をシールド線の電力を利用する側の部分に面接触させることにより行うことで、電力を利用する側でシールド線を確実に接地することができる。そしてこれによりケーブルから放射されるノイズを確実に低減することができる。
【００２０】
その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄、及び図面により明らかにされる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、電動車両の蓄電池からその電力を利用する側に電力を供給するケーブルから放射されるノイズを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】電力供給システム１の概略的な構成を説明する図である。
【図２】ケーブル４の構造を説明する模式図である。
【図３】検証に用いた測定系６である。
【図４】放射ノイズの減衰量の測定結果を示す図である。
【図５】放射ノイズの減衰量の測定結果を示す図である。
【図６】測定条件及び測定結果をまとめた図である。
【図７】電界強度の測定に用いた測定系７を説明する図である。
【図８】電界強度の測定結果を示す図である。
【図９】電界強度の測定結果を示す図である。
【図１０】測定条件及び測定結果をまとめた図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、本実施形態として説明する電気自動車の電力供給システム１の一例である。電力供給システム１は、例えば、電力系統に接続する一般家庭等の需要家宅に設けられる。同図に示すように、電力供給システム１は、蓄電池３２が搭載された電気自動車等の電動車両３、ケーブル４、電力制御装置５、及び需要家負荷８を含んで構成されている。ケーブル４の電動車両３側の一端には、後述する接続ユニット４１が設けられている。
【００２４】
電力制御装置５は、需要家負荷８と屋内配線等を介して電気的に接続されている。電力制御装置５は、充電器として機能し、外部電源から供給される交流電流を電動車両３の蓄電池３２に供給（充電）する。また電力制御装置５は、放電器として機能し、需要家負荷８側に電力を供給する必要が生じた場合は電動車両３の蓄電池３２の電力を需要家負荷８に供給（放電）する。
【００２５】
電力制御装置５は、ＤＣ／ＡＣ双方向変換回路５１を備える。電力制御装置５が放電器として機能する場合、ＤＣ／ＡＣ双方向変換回路５１は入力される蓄電池３２の電力を直流から交流に変換して需要家負荷８側に出力する。また電力制御装置５が充電器として機能する場合、外部電源等から入力される交流電流を直流に変換して電動車両３側に出力する。ＤＣ／ＡＣ双方向変換回路５１はスイッチング素子等を含んで構成されており、充放電に際して高周波ノイズの発生源となり得る。ＤＣ／ＡＣ双方向変換回路５１（もしくはその一部）は、電動車両３に備えられていてもよい。
【００２６】
図２はケーブル４の構造を説明する模式図である。同図に示すように、ケーブル４は、主電流（充電電流、放電電流）が通電される主電流線４１、アース線４２、主電流線４１を流れる電流の制御に際して電力制御装置５と電動車両３との間で送受信される制御信号が流れる制御線４３、及び、これら各線を内包し、ケーブル４の長手方向に延出するシールド線４４を結束した構造になっている。そして主電流線４１、アース線４２、制御線４３、及びシールド線４４の束は、絶縁性の樹脂等からなる外皮４５によって一括被覆されている。尚、シールド線４４は、例えば、編組された導線やアルミ箔等である。
【００２７】
同図に示すように、アース線４２及びシールド線４４は、いずれも需要家負荷８側で接地されている。
【００２８】
アース線４２とシールド線４４とは、電動車両３側で短絡されている（符号４４１）。尚、アース線４２とシールド線４４との短絡は、例えば、接続ユニット４１の把持部４１２の近傍の外皮４５を剥いてアース線４２とシールド線４４を接触させることにより行われる。アース線４２は、電動車両３側で接地されていてもよいし接地されていなくてもよい（例えば、電動車両３の蓄電池３２が接地されていない場合、アース線４２は接地電位に対して高電位となる）。
【００２９】
＜減衰量の検証＞
本発明者らは、以上の構成からなる電力供給システム１について放射ノイズの低減効果を検証すべく、ネットワークアナライザを用いて放射ノイズの減衰量を測定した。図３はこの測定に用いた測定系６である。同図に示すように、この測定系６は、電力制御装置５に相当するネットワークアナライザ１４０、ケーブル４を覆うＥＭクランプ１３０（electromagnetic (EM) clamp））、電動車両３に相当する終端抵抗１６０（本例では５０Ω）、トロイダルコア１５０等の構成を含む。
【００３０】
同図に示すように、ケーブル４のネットワークアナライザ１４０側（需要家負荷８側）の端部は、トロイダルコア１５０のリング内に挿通されている。またケーブル４のネットワークアナライザ１４０側において、アース線４２並びにシールド線４４をいずれも接地させている。このうちシールド線４４については、ケーブル４の外皮４５を剥いてシールド線４４を露出させ、露出したシールド線４４の外周にテープ状の銅テープ１２０（導体）を面接触（巻回）させ、銅テープ１２０を接地することにより接地させている。また前述したように、終点抵抗１６０側（電動車両３側）では、アース線４２とシールド線４４とを接触させて短絡させている（符号４４１）。
【００３１】
以上の構成からなる測定系６において、トロイダルコア１５０を設けた場合と設けない場合との夫々について、ケーブル４に直流電流を印加した場合における放射ノイズの減衰量を測定した。この測定に際し、ネットワークアナライザ１４０から主電流に相当する信号として所定の電流を主電流線４１に供給した。また減衰量の測定は、外皮４５から漏れる信号をネットワークアナライザ１４０に入力して検出することにより行った。
【００３２】
トロイダルコア１５０を設けない場合の測定は、アース線４２とシールド線４４を接続（短絡）するのに用いる導線（以下、短絡線と称する。）の長さを変えた複数のケース（（１）５０ｃｍとした場合、（２）２５ｃｍとした場合、（３）５ｃｍとした場合）の夫々について行った。また比較のため、アース線４２とシールド線４４を短絡させない場合（４）についても測定を行った。尚、この測定では、シールド線４４を取り外した状態での減衰量を基準として較正（キャリブレーション）を行った。
【００３３】
図４は、トロイダルコア１５０を設けない場合における測定結果を示すグラフである。このグラフの横軸は周波数（MHz）であり、縦軸はケーブル４から放射されるノイズの減衰量（dB）である。
【００３４】
一方、図５は、トロイダルコア１５０を設けた場合における測定結果を示すグラフである。このグラフの横軸は周波数（MHz）であり、縦軸はケーブル４から放射されるノイズの減衰量（dB）である。同図中、（６）はトロイダルコア１５０としてＲＣ１０６０（双信電機株式会社製）（１個）を設けた場合であり、（７）はトロイダルコア１５０としてＲＣ１０４５Ｙ（双信電機株式会社製）（１個）を設けた場合であり、（８）はトロイダルコア１５０としてＴＦＴ２７４０１５Ｓ（株式会社タカチ電機工業製）（１個）を設けた場合である。また比較のためにトロイダルコア１５０を設けない場合（５）についても測定を行った。いずれの場合も短絡線の長さは５ｃｍとした。
【００３５】
図６は以上の測定結果（図４、図５）を表形式に纏めたものである。図４及び図６の（１）〜（３）に示すように、短絡線の長さが短いほど、放射ノイズの減衰効果が大きいことが確認された。尚、短絡線を設けない場合（４）は、０．０１ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの周波数範囲で放射ノイズの減衰効果が殆ど認められなかった。
【００３６】
また図５及び図６の（５）〜（８）に示すように、トロイダルコア１５０として、ＲＣ１０４５Ｙ又はＴＦＴ２７４０１５Ｓを用いた場合は、３０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚ（特に３０ＭＨｚ〜７０ＭＨｚ）の周波数帯における放射ノイズに約５ｄＢの減衰が認められた。
【００３７】
＜電界強度の測定＞
発明者らは、電力供給システム１における放射ノイズの低減効果を検証すべく、ケーブル４を、交流モータと該交流モータに交流電流を供給するインバータとの間を接続する線として用いた場合（即ちケーブル４の主電流線４１をインバータのＵ相、Ｖ相、Ｗ相、及びＰＥ相の各線として用いた場合）について、スペクトラムアナライザを用いて放射電界強度の測定を行った。
【００３８】
図７はこの測定に用いた測定系７である。同図に示すように、この測定系７は、交流モータ２５０（出力０．４ｋＷ）、交流モータ２５０に交流電流を供給するインバータ２３０（電力制御装置５に相当）、インバータ２３０に電力（単相１００Ｖ／周波数５０Ｈｚの交流電流）を供給する交流電源２１０、交流電源２１０に含まれるノイズをカットするためのノイズフィルタ２２０（ＨＦ２０１０Ａ−ＵＰ（双信電機株式会社））、放射ノイズを受信してスペクトラムアナライザ（不図示）に供給するバイコニカルアンテナ２６０を含む。
【００３９】
尚、測定に際し、交流電源２１０とノイズフィルタ２２０とを接続する電源ケーブル２１５の全体、及びケーブル４の全体をアルミ箔でシールドした。またノイズフィルタ２２０及びインバータ２３０は、いずれも接地された導体（鉄板２８０）の台２８５上に直接載置することにより接地した。また電動車両３が接地されていない状態とするために、交流モータ２５０は絶縁紙２９０を介在させて台２８５上に載置した。
【００４０】
ノイズフィルタ２２０、インバータ２３０、及び交流モータ２５０は、地面（基準面２７０）から０．８ｍの高さに設けた。またバイコニカルアンテナ２６０は基準面２７０から１ｍの高さに設けた。バイコニカルアンテナ２６０からノイズフィルタ２２０までの距離は１ｍとした。
【００４１】
以上の構成からなる測定系７において、シールド線４４を有しないケーブルを使用した場合（１１）、ケーブル４を使用しアース線４２とシールド線４４を短絡させない場合（１２）、及びケーブル４を使用しアース線４２とシールド線４４を短絡させた場合（短絡線の長さは５ｃｍ）（１３）の夫々について電界強度を測定した。図８にその測定結果を示す。このグラフの横軸は周波数（MHz）であり、縦軸はケーブル４から放射されるノイズのレベル（dBμV/m）である。
【００４２】
また測定系７において、主電流線４１にトロイダルコア１５０を設けた場合の効果について検証した。図９はその測定結果を示すグラフである。このグラフの横軸は周波数（MHz）であり、縦軸はケーブル４から放射されるノイズのレベル（dBμV/m）である。同図において、（１４）はトロイダルコア１５０を設けない場合であり、（１５）はトロイダルコア１５０としてＲＣ１０６０（１個）を設けた場合であり、（１６）はトロイダルコア１５０としてＲＣ１０４５Ｙ（１個）を設けた場合であり、（１７）はトロイダルコア１５０としてＴＦＴ２７４０１５Ｓ（１個）を設けた場合である。尚、いずれの場合も短絡線の長さは５ｃｍとした。
【００４３】
図１０は以上の測定結果（図８、図９）を表形式に纏めたものである。図８及び図１０の（１１）〜（１３）に示すように、ケーブル４を使用しアース線４２とシールド線４４を短絡させない場合（１２）は、シールド線４４を有しないケーブルを使用した場合（１１）に比べて、１００ＭＨｚ以上の領域ではノイズが低減されているが、３０ＭＨｚ〜１００ＭＨｚの周波数範囲では放射ノイズのレベルが高くなる。一方、ケーブル４を使用しアース線４２とシールド線４４を短絡させた場合（１３）には、３０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚの周波数全体において、シールド線４４を有しないケーブルを使用した場合（１１）に比べて放射ノイズが低減されている。
【００４４】
図９及び図１０の（１５）〜（１７）に示すように、（１５）〜（１７）のいずれの場合（トロイダルコア１５０を設けた場合）も一定のノイズ低減効果が認められた。またＲＣ１０４５Ｙ又はＴＦＴ２７４０１５Ｓを設けた場合（（１６）、（１７））は、３０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚの周波数全体においてノイズの低減効果（約１０ｄＢ）があることが知見された。
【００４５】
以上の検証から、主電流線４１、アース線４２、及びシールド線４４が結束されたケーブル４において、アース線４２とシールド線４４とを電動車両３側で短絡させ、アース線４２及びシールド線４４を電動車両３と反対の側で接地することで、主電流が流れる際にケーブル４から放射されるノイズを確実に低減できることが知見された。したがってシールド線４４とアース線４２とを電動車両側３で短絡させ、アース４２線及びシールド線４４を電力を利用する側（需要家負荷８側）で接地することで、ケーブル４から放射されるノイズを確実に低減できると考えられる。またアース線４２が電動車両３側で接地されていない場合やアース線４２を電動車両３側で接地することが難しい場合でも、ケーブル４から放射されるノイズを確実に低減できると考えられる。
【００４６】
尚、以上に説明した実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
【符号の説明】
【００４７】
３  電動車両
３１  通電口
３２  蓄電池
４  ケーブル
４１  電流供給線
４２  アース線
４３  制御線
４４  シールド線
４５  外皮
５  電力制御装置
８  需要家負荷
１５０  トロイダルコア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2014150639.tif 000011
【図１０】
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