(57)【要約】【課題】インバータ装置において、モータ、インバータ装置の本体形状を変更することなく、外部電源と接続する直流ケーブルの引き出し方向を変更可能にし、その結果として直流ケーブルを含めた実装体積を小型化する。【解決手段】平滑コンデンサ９０と半導体モジュール５００ａ〜５００ｃ間を接続するＤＣバスバー９６に外部電源３０と接続させる正負極端子９２ａ，９４ａ，９２ｂ，９４ｂを２対形成し、各正負極端子９２ａ，９４ａおよび９２ｂ，９４ｂはインバータ筐体１１０の異なる側面からそれぞれ突出させる。【選択図】図３
2014107957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの出力を制御するインバータ装置であって、
インバータ筐体と、
前記インバータ筐体内に収納された平滑コンデンサおよび半導体モジュールと、
前記平滑コンデンサと半導体モジュール間を接続すると共に、外部の電源と接続させる２対の正負極端子が形成されたＤＣバスバーと、を備え、
前記２対の正負極端子は、前記インバータ筐体の異なる側面からそれぞれ突出することを特徴とするインバータ装置。
【請求項２】
前記インバータ筐体は、
底板と側壁とで縦断面略Ｕ字状に形成されると共に、前記側壁と垂直方向に平滑コンデンサと半導体モジュールとを仕切る内壁が形成され、
前記ＤＣバスバーは、
絶縁積層され前記インバータ筐体の内壁に沿って配置される平面部と、平面部から延設されて前記半導体モジュールと接続される接続部と、平面部の両側縁から延設されて前記インバータ筐体の側壁から突出する前記２対の正負極端子と、を備え、
一方の正負極端子には、外部電源と接続する直流ケーブルを接続したことを特徴とする請求項１記載のインバータ装置。
【請求項３】
他方の正負極端子は、前記直流ケーブルと互換性のある端子カバーで封止、または、前記直流ケーブルと互換性のあるＹ接続したコンデンサを接続したことを特徴とする請求項２記載のインバータ装置。
【請求項４】
他方の正負極端子には、連結部材を介して増設用のインバータ装置が接続されたことを特徴とする請求項２記載のインバータ装置。
【請求項５】
他方の正負極端子には、ＤＣラインに接続可能な機能拡張モジュールが接続されたことを特徴とする請求項２記載にインバータ装置。
【請求項６】
前記正負極端子に外部電源と接続する直流ケーブル、または、端子カバー、または、Ｙ接続したコンデンサが正規に取り付けられていることを検知する静電結合型の検知手段を備えることを特徴とする２〜５記載のインバータ装置。
【請求項７】
モータケースに締結され、該モータの出力を制御するモータ一体型インバータ装置であって、
モータケースに締結されたインバータ筐体と、
前記インバータ筐体内に収納された平滑コンデンサおよび半導体モジュールと、
前記平滑コンデンサと半導体モジュール間を接続すると共に、外部の電源と接続させる２対の正負極端子が形成されたＤＣバスバーと、を備え、
前記２対の正負極端子は、前記インバータ筐体の異なる側面からそれぞれ突出することを特徴とするモータ一体型インバータ装置。
【請求項８】
前記インバータ筐体は、
底板と側壁とで縦断面略Ｕ字状に形成されると共に、前記側壁と垂直方向に平滑コンデンサと半導体モジュールとを仕切る内壁が形成され、
前記ＤＣバスバーは、
絶縁積層され、前記インバータ筐体の内壁に沿って配置される平面部と、平面部から延設されて前記半導体モジュールと接続される接続部と、平面部の両側縁から延設されて前記インバータ筐体の側壁から突出する前記２対の正負極端子と、を備え、
前記一方の正負極端子には、外部電源と接続する直流ケーブルを接続したことを特徴とする請求項７記載のモータ一体型インバータ装置。
【請求項９】
前記他方の正負極端子は、前記直流ケーブルと互換性のある端子カバーで封止、または、前記直流ケーブルと互換性のあるＹ接続したコンデンサを接続したことを特徴とする請求項８記載のモータ一体型インバータ装置。
【請求項１０】
前記他方の正負極端子には、ＤＣラインに接続可能な機能拡張モジュールが接続されたことを特徴とする請求項８記載にインバータ装置。
【請求項１１】
前記他方の正負極端子には、連結部材を介して増設用のインバータ装置が接続されたことを特徴とする請求項８記載のモータ一体型インバータ装置。
【請求項１２】
前記正負極端子に外部電源と接続する直流ケーブルまたは、端子カバー、または、Ｙ接続したコンデンサが正規に取り付けられていることを検知する静電結合型の検知手段を備えることを特徴とする８〜１１記載のモータ一体型インバータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの出力制御機能を有するインバータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車あるいはハイブリッド自動車においては、車両の動力源としてモータを搭載しており、一般的にモータに供給する電力を制御するためにインバータ装置を備えている。インバータ装置は、ＩＧＢＴなどの電力用半導体素子を内蔵したパワーモジュール、そのパワーモジュールを駆動する駆動回路、それら駆動回路を制御する制御回路、バッテリから供給される電力の配線であるＤＣバスバー、モータへ供給する電力の配線であるＡＣバスバー、および電流平滑化用の平滑コンデンサ、を備えている。
【０００３】
ハイブリッド自動車がモータとエンジンの動力を合成する動力合成機構を備えるのに対して、電気自動車の動力は主機モータのみであり、その出力はディファレンシャルギアを含む減速機を介してホイールに伝達される。一方、電気自動車用途では、電流が数百Ａと大きく、モータも常時駆動される為に、ＡＣハーネスの電気抵抗で発生する損失も大きい。
【０００４】
この損失と、損失の結果発生する熱を抑制する為には、径の大きなＡＣハーネスを使用することが有効である。しかしながら、径の大きなＡＣハーネスは屈曲性の観点から、ＡＣハーネス敷設のために占有される空間容積が大きくなる問題があった。
【０００５】
モータとインバータ装置を一体化した機電一体型のインバータ装置は、両者を接続するＡＣハーネスが不要になるため、ＡＣハーネス敷設のための空間容積が縮小されるという利点がある。また、ＡＣハーネスのコストが削減できることも大きな利点である。
【０００６】
モータとインバータ装置を一体化する技術は多く公開されている。例えば、特許文献１は、電動圧縮機の例であるが、モータのハウジング外周に設けられたインバータボックスと、その内部に制御回路と平行に配置された放熱用平面部を備え、制御回路と放熱用平面部の間にインバータ装置のコンデンサを収納する構造であり、主にインバータ装置のスペースを有効利用すると共に、コンデンサを冷却する方法を開示している。
【０００７】
一方、複数のモータでインバータ装置を共有する技術として、例えば、特許文献２が公開されている。この特許文献２では、パワーモジュールとコンデンサの間に冷却器を配置し、モータとインバータ装置を着脱可能にする構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−１５７８７３号公報
【特許文献２】特開平１０−２４８１９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、モータ一体型インバータ装置は、外部電源の接続部が外部電源側に向いていれば直流ケーブルの敷設が容易であるが、直流ケーブル接続部が外部電源側に向いていない場合は、直流ケーブルはモータ等を跨なければならず、敷設が困難であった。
【００１０】
特許文献１は、外部電源とインバータ装置を接続する直流ケーブルの接続部を、モータ主軸に対し直角な方向と、軸に沿う方向と、の二方向から選択して引き出す構成を開示している。
【００１１】
この構成は、（１）インバータ装置内部においては、直流ケーブルの接続部を備えた制御基板の向きを前記二方向に応じて実装を変更する必要があり、（２）接続部の引き出し形状に応じてインバータケースが異種な形状になる。即ち、直流ケーブルの接続部の引き出し方向に応じて品種の異なるインバータを準備することが前提である。
【００１２】
従来は依頼に応じて一品一様の部品，モジュールを製作していたが、近年の自動車業界では部品レベルでの標準化や、複数の部品を組み合わせたモジュールレベルで標準化する動きが活発である。これら標準化された部品・モジュールを複数の車種で共通して使用すれば、量産性，生産性を高めることができ、部品の低コスト化が期待できる。この標準化の流れから考えると、例え部分的であっても形状変更を施し、品種を増やすことは適正とは言い難い。
【００１３】
また、特許文献２は、機電一体化させる複数種類のモータで１種類のインバータ装置を共用する方法を開示し、部品の標準化に関する効果も述べている。しかしながら、インバータ装置を外部電源と接続させる直流ケーブルとの接続部に関しては、引き出し方向を変更可能にする構造について言及していない。
【００１４】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、インバータ装置において、モータ、インバータ装置の本体形状を変更することなく、外部電源と接続する直流ケーブルの引き出し方向を変更可能にし、その結果として直流ケーブルを含めた実装体積を小型化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
そこで、本発明では、平滑コンデンサと半導体モジュール間を接続するＤＣバスバーにおいて外部電源と接続させる正負極端子を２対形成し、各正負極端子はインバータ筐体の異なる側面からそれぞれ突出させたものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、２対の正負極端子の一方を選択して外部電源と接続する直流ケーブルを接続することにより、モータ、インバータ装置の本体形状を変更することなく、直流ケーブルを含めた実装体積の小型化を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】電気自動車の制御ブロックを示す図である
【図２】インバータ回路の構成を示す回路図である。
【図３】実施形態１におけるモータ一体型インバータ装置を示す外観斜視図である。
【図４】半導体モジュールの外観斜視図である。
【図５】平滑コンデンサの外観斜視図である。
【図６】コンデンサ収納ケースの外観斜視図である。
【図７】本実施形態１におけるモータ一体型インバータ装置の断面図である。
【図８】ＤＣバスバーの構造を示す外観斜視図である。
【図９】インバータ装置の第１の正負極端子にＤＣコネクタを、第２の正負極端子にＥＭＣ対策用Ｙコンデンサを接続する形態を示す図である。
【図１０】ＤＣコネクタの外観図である。
【図１１】Ｙコンデンサの外観図である。
【図１２】安全用の端子カバーの外観図である。
【図１３】インバータ装置の第１の正負極端子にＤＣコネクタを、第２の正負極端子にインバータ装置を増設する形態を示す図である。
【図１４】インバータ装置と、ＤＣコネクタや安全用の端子カバーなどの追加モジュールが、正しく接続されている事を確認するための判定システム図である。
【図１５】インバータ装置とモータジェネレータを機電一体化させた図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態１〜５におけるインバータ装置を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
［実施形態１］
図１は、電気自動車（以下、「ＥＶ」と記述する）の制御ブロックを示す図である。モータジェネレータ（以下、モータと称する）２０は、例えば永久磁石同期電動機であり、車両の走行用トルクを発生するだけでなく、モータ２０に外部から加えられる機械エネルギーを電力に変換する発電機としての機能も有する。
【００２０】
モータ２０が発生する回転トルクは、減速ギア１８とディファレンシャルギア１６を介して車輪１２に伝達される。一方、回生制動の運転時には、車輪１２から回転トルクがモータ２０に伝達され、供給されてきた回転トルクに基づいて交流電力を生じさせる。発生した交流電力はインバータ装置４０により直流電力に変換され、高電圧用のバッテリ３０に充電し、充電された電力は再び走行エネルギーとして使用される。
【００２１】
インバータ装置４０は、バッテリ３０と直流ケーブル３２を介して電気的に接続されており、バッテリ３０とインバータ装置４０との相互において電力の授受が行われる。モータ２０をモータとして動作させる場合には、インバータ装置４０は直流ケーブル３２を介してバッテリ３０から供給された直流電力に基づいて交流電力を発生させ、モータ２０に供給する。
【００２２】
次に、図２に基づいてインバータ回路４２の電気回路の構成を説明する。なお、以下の説明では、半導体素子の一例として絶縁ゲート型バイポーラトランジスタを使用しており、以下略してＩＧＢＴと称する。
【００２３】
上アームとして動作するＩＧＢＴ５２及びダイオード５６と、下アームとして動作するＩＧＢＴ６２及びダイオード６６とで、上下アームの直列回路５０が構成される。この直列回路５０は、交流電力のＵ相，Ｖ相，Ｗ相にそれぞれ対応してインバータ回路４２内に設けられている。
【００２４】
これらＵ相，Ｖ相，Ｗ相の三相は、本実施形態１ではモータ２０の電機子巻線の三相の各相巻線に対応している。三相それぞれにおける上下アームの直列回路５０は、直列回路５０の中間電極６９から交流電流を出力する。この中間電極６９から交流バスバーを介して、モータ２０の各相巻線に接続する構成は実施形態５において具体的に説明する。
【００２５】
上アームのＩＧＢＴ５２のコレクタ電極は、正極端子５７を介して正極導体板９２に、また、下アームのＩＧＢＴ６２のエミッタ電極は、負極端子５８を介して負極導体板９４に電気的に接続されている。正極導体板９２および負極導体板９４はコンデンサ９０に電気的に接続されており、さらにＤＣコネクタ３８を介して、バッテリ３０に電気的に接続されている。
【００２６】
制御回路７２は上位の制御装置から制御指令を受け、これに基づいてインバータ回路４２を構成する各相のＩＧＢＴ５２やＩＧＢＴ６２を制御するための制御信号であるＰＷＭ（パルス幅変調）信号を生成し、ドライバ回路７４に供給する。
【００２７】
ドライバ回路７４は、上記ＰＷＭ信号に基づき、各相のＩＧＢＴ５２，６２を制御するためのドライブ信号を、ＩＧＢＴ５２の信号用エミッタ電極５５と、ゲート電極５４および、ＩＧＢＴ６２の信号用エミッタ電極６５と、ゲート電極６４を介して供給する。各相のＩＧＢＴ５２，６２は、ドライバ回路７４からのドライブ信号に基づき、導通あるいは遮断動作を行い、バッテリ３０から供給された直流電力を三相交流電力に変換し、モータ２０に供給する。
【００２８】
コンデンサ１００５ａ、１００５ｂ、１００５ｃはそれぞれの一端子を共通接続し、各他端子を正極導体板９２と負極導体板９４、及びインバータ装置４０のインバータ筐体の３点間に接続したスター結線型のＥＭＣ対策用フィルタ（以下、Ｙコンデンサと略称する）を構成する。
【００２９】
制御回路７２は、ＩＧＢＴ５２及びＩＧＢＴ６２のスイッチングタイミングを演算処理するためのマイクロコンピュータ（以下、「マイコン」と記述する）を備えている。マイコンへの入力情報としては、モータ２０に対して要求される目標トルク値、直列回路５０からモータ２０に供給される電流値、及びモータ２０の回転子の磁極位置等がある。
【００３０】
目標トルク値は図示しないの上位の制御装置から出力された指令信号に基づいて算出されたものであり、電流値は電流センサ８０による検出信号に基づいて検出される。また、磁極位置は、モータ２０に設けられたレゾルバなどの回転磁極センサ（図示省略）から出力された検出信号に基づいて検出されたものである。
【００３１】
制御回路７２内のマイコンは、目標トルク値に基づいてモータ２０のｄ軸、ｑ軸の電流指令値を演算し、この演算されたｄ軸、ｑ軸の電流指令値と、検出されたｄ軸、ｑ軸の電流値との差分に基づいてｄ軸、ｑ軸の電圧指令値を演算し、この演算されたｄ軸、ｑ軸の電圧指令値を、検出された磁極位置に基づいてＵ相、Ｖ相、Ｗ相の電圧指令値に変換する。そして、マイコンは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の電圧指令値に基づく基本波（正弦波）と搬送波（三角波）との比較に基づいてパルス状の変調波を生成し、この生成された変調波をＰＷＭ信号としてドライバ回路７４に出力する。
【００３２】
ドライバ回路７４は、下アームを駆動する場合、ＰＷＭ信号を増幅したドライブ信号を対応する下アームのＩＧＢＴ６２のゲート電極に出力する。また、ドライバ回路７４は、上アームを駆動する場合、ＰＷＭ信号の基準電位のレベルを上アームの基準電位のレベルにシフトしてからＰＷＭ信号を増幅し、これをドライブ信号として、対応する上アームのＩＧＢＴ５２のゲート電極にそれぞれ出力する。
【００３３】
図３は、本実施形態１におけるインバータ装置４０を示す外観斜視図である。
【００３４】
図３に示すように、インバータ装置４０は、インバータ筐体１１０と、インバータ筐体１１０内に収納されるコンデンサ９０，半導体モジュール５００ａ〜５００ｃと、コンデンサ９０と半導体モジュール５００ａ〜５００ｃとを接続するＤＣバスバー９６と、を備えている。なお、インバータ装置４０は、制御回路基板やインバータ筐体１１０の蓋等も有しているが、本発明には直接関係ないため省略する。
【００３５】
前記インバータ筐体１１０は、底板１１０ａと側壁１１０ｃとで縦断面略Ｕ字状に形成されており、前記側壁１１０ａと垂直方向に内壁１１０ｂが形成されている。この内壁１１０ｂにより、コンデンサ９０と半導体モジュール５００ａ〜５００ｃとが仕切られる。また、インバータ筐体１１０における半導体モジュール５００ａ〜５００ｃの収納側には、半導体モジュール５００ａ〜５００ｃを収納するための収納室が形成されている。
【００３６】
また、インバータ筐体１１０は、冷媒流入口１１２と、冷媒流出口１１３と、冷媒流路と、を備え、該冷媒で第１、第２、第３の半導体モジュール５００ａ〜５００ｃを冷却する。
【００３７】
図４は、半導体モジュール５００を示す外観斜視図である。半導体モジュール５００ａ〜５００ｃには、それぞれＵ相，Ｖ相，Ｗ相の上下アームの直列回路５０を構成するパワー半導体素子（ＩＧＢＴ５２、ＩＧＢＴ６２、ダイオード５６、ダイオード６６）が内部に封止される。また、半導体モジュール５００ａ〜５００ｃは、外部接続端子である正極端子５７、負極端子５８、交流端子５９および、上アームゲート端子５４、上アームエミッタ端子５５、下アームゲート端子６４、下アームエミッタ端子６５などの制御信号用の接続端子７０を有している。第１、第２、第３の半導体モジュール５００ａ〜５００ｃの交流端子５９は、それぞれ図示しない第１、第２、第３の交流バスバーに接続される。
【００３８】
パワー半導体素子で発生する熱は、主として半導体モジュール５００ａ〜５００ｃの第一の放熱面５０２ａおよび、第二の放熱面５０２ｂから、インバータ筐体１１０内における冷媒流路１１４を流れる冷媒に放熱される。このとき、放熱面５０２ａ、５０２ｂには、冷媒との接触面積を大きくするため、柱状、あるいは板状の放熱フィンを設けてもよい。
【００３９】
図５に示すように、コンデンサ９０は、略矩形状に形成されており、底面に正極端子９１ａ、負極端子９１ｂを有している。図６に示すように、コンデンサ収納ケース１４０は格子状に形成され、各格子に図５に示すコンデンサ９０が収納される。コンデンサ９０は、収納ケース１４０に対して固定されていることが望ましいが、収納ケース１４０内をモールド樹脂で充填することにより固定しても良い。
【００４０】
図７は、内壁１１０ｂおよびコンデンサ９０側を示す断面図である。図７に示すように、内壁１１０ｂ内には冷媒流路１１４が形成され、この内壁１１０ｂに絶縁部材１３０を介してＤＣバスバー９６が接している。
【００４１】
さらに、ＤＣバスバー９６に接してバスバー支持部材を兼ねたコンデンサ収納ケース１４０が配置され、内部にはコンデンサ９０が収納される。ＤＣバスバー９６はコンデンサ収納ケース１４０をインバータ筐体１１０にネジなどの固定部材１５０により固定することで内壁１１０ｂに押さえ付けられている。コンデンサ９０の正極端子９１ａ、負極端子９１ｂは、収納ケース１４０の底面を貫いて正極導体板９２および負極導体板９４に電気的に接続される。
【００４２】
図８は、インバータ４０が備えるＤＣバスバー９６の構造的な特徴を表す外観斜視図である。ＤＣバスバー９６は、正極導体板９２、負極導体板９４および、正極導体板９２と負極導体板９６との間に介挿された絶縁部材１３２とで絶縁積層される。ＤＣバスバー９６は、内壁１１０ｂに沿って幅広に形成された平面部９６ａと、平面部９６ａから半導体モジュール５００ａ〜５００ｃ側に折りかえされて半導体モジュール５００ａ〜５００ｃと接続される接続部９６ｂと、平面部９６ａの両側縁が延設された引き出し部９２ａ，９２ｂ，９４ａ，９４ｂと、が形成されている。本実施形態１のインバータ装置４０は、この引き出し部が２対（９２ａ，９４ａおよび９２ｂ，９４ｂ）形成されていることが特徴である。
【００４３】
前記平面部９６ａは、図示しない絶縁部材を介してインバータ筐体１１０の内壁１１０ｂに押さえ付けられており、内壁１１０ｂは図３で述べた冷媒流路１１４によりＤＣバスバー９６を冷却する冷却面として働く。
【００４４】
ＤＣバスバー９６を構成する正極導体板９２は、接続部９６ｂにおいて半導体モジュール５００ａ〜５００ｃの正極端子５７と電気的に接続されており、また、負極導体板９４は、接続部９６ｂにおいて半導体モジュール５００ａ〜５００ｃの負極端子５８と電気的に接続されている。
【００４５】
以下、前記正極導体板９２の引き出し部９２ｂと負極導体板９４の引き出し部９４ｂは第１の正負極端子１００２とし、前記正極導体板９２の引き出し部９２ａと負極導体板９４の引き出し部９４ａは第２の正負極端子１００４とする。前記第１の正負極端子１００２と第２の正負極端子１００４は、インバータ筐体１１０における両側壁１１０ｃから突出している。
【００４６】
以上示したように、本実施形態１におけるインバータ装置４０によれば、ＤＣバスバー９６から外部電源と接続するための第１の正負極端子１００２と第２の正負極端子１００４を反対方向に突出させることにより、第１の正負極端子１００２と第２の正負極端子１００４のうち一方を選択して外部電源と接続する直流ケーブルと接続することができ、モータ、インバータ装置の本体形状を変更することなく、直流ケーブルの引き出し方向を変更することが可能となる。その結果、直流ケーブルを含めた実装体積を小型化することが可能になる。
【００４７】
また、第１の正負極端子１００２と第２の正負極端子１００４から選択して直流ケーブルを接続することができるため、直流ケーブルの敷設が容易となる。
【００４８】
さらに、モータやインバータ装置の本体形状を変更する必要がないため、量産性，生産性を高めることができ、部品の低コスト化を図ることが可能となる。
【００４９】
［実施形態２］
実施形態２におけるインバータ装置を図９に基づいて説明する。本実施形態２では、図９に示すように、インバータ装置４０の第１の正負極端子１００２に直流ケーブル１００９を接続するためのＤＣコネクタ１００３を、第２の正負極端子１００４にＥＭＣ対策用のＹコンデンサ１００５を接続するものである。
【００５０】
図１０にＤＣコネクタ１００３の外観図を示し、図１１にはＹコンデンサ１００５の外観図を示す。
【００５１】
ＤＣコネクタ１００３とＹコンデンサ１００５は、インバータ装置４０へ接続する面（以下、底面と称する）が等しく、両者とも防水防塵対策のＯ−Ｒｉｎｇ１００６が設けられている。また、ＤＣコネクタ１００３とＹコンデンサ１００５の底面には、第１の正負極端子１００２（または第２の正負極端子１００４）に接続するＤＣ端子接続部１００７が形成されると共に、インバータ装置４０に接続した状態を保持する接続用鋲螺１００８が設けられている。
【００５２】
図１０に示すＤＣコネクタ１００３のＤＣ端子接続部１００７を第１の正負極端子１００２に接続することにより、直流ケーブル１００９がＤＣバスバー９６に接続される。また、図１１に示すＹコンデンサ１００５のＤＣ端子接続部１００７を、第２の正負極端子１００４に接続することにより、Ｙコンデンサ１００５がＤＣバスバー９６に接続される。そして、ＤＣコネクタ１００３およびＹコンデンサ１００５を接続用鋲螺１００８によりインバータ装置４０（インバータ筐体１１０）に固定する。
【００５３】
上記のような構造にすることにより、ＤＣコネクタ１００３とＹコンデンサ１００５は交換して接続することが可能になる。即ち、ＤＣコネクタ１００３を第２の正負極端子１００４に、Ｙコンデンサ１００５を第１の正負極端子１００２に接続することが可能である。この互換性によってインバータ装置４０は、外部電源と接続するためのＤＣコネクタ１００３をインバータ筐体１１０の左右で選択することが可能となり、車載レイアウトの自由度が大きく向上する。
【００５４】
図１２は、安全用の端子カバー１０１０の外観図である。前記端子カバー１０１０の底面は、ＤＣコネクタ１００３とＹコンデンサ１００５と同様に形成されており、防水防塵対策のＯ−Ｒｉｎｇ１００６と、接続用鋲螺１００８と、を有する。なお、端子接続部１００７は省略されている。
【００５５】
この端子カバー１０１０は、ＤＣコネクタ１００３やＹコンデンサ１００５に対する交換接続や代替接続が可能である。そのため、第１の正負極端子１００２と第２の正負極端子１００４のうち何れか一方を使用しない場合は、この端子カバー１０１０を使用しない正負極端子に接続することにより、使用しない正負極端子が露出することを防止することができる。
【００５６】
その結果、安全性を確保すると共に、設計レイアウトの自由度をさらに向上させることが可能となる。
【００５７】
［実施形態３］
次に、本実施形態３におけるインバータ装置を図１３に基づいて説明する。
【００５８】
本実施形態３では、図１３に示すように、インバータ装置４０の第１の正負極端子１００２にＤＣコネクタ１００３を接続し、第２の正負極端子１００４に増設用インバータ装置４０’を接続したものである。
【００５９】
図１３に示すように、増設用インバータ装置４０’を接続する場合は、インバータ装置４０の第２の正負極端子１００４と、増設用インバータ装置４０’の第１の正負極端子１００２と、が共にオス端子であるため、連結部材１０１１を必要とする。そして、最終段の増設用インバータ４０’における未接続の第２の正負極端子１００４には、Ｙコンデンサ１００５や端子カバー１０１０を接続することが可能である。なお、図１３において、インバータ装置４０の第２の正負極端子１００４側に増設用インバータ４０’を接続したが、インバータ装置４０の第１の正負極端子１００２側に増設用インバータ４０’を接続してもよい。
【００６０】
インバータ装置４０の第２の正負極端子１００４には、増設用インバータ４０以外にもＤＣ／ＤＣコンバータや増設用直流キャパシタ，バッテリなど、ＤＣラインに接続できる部品（機能拡張モジュール）の接続が可能である。すなわち、ビルディングブロックのようにインバータの機能拡張が可能である。
【００６１】
また、実施形態２と同様に、レイアウト設計者は直流ケーブル１００３および増設用インバータ４０’などの接続側端子サイドを自由に選択でき、設計レイアウトにおける自由度の向上を図ることが可能となる。
【００６２】
［実施形態４］
次に、本実施形態４におけるインバータ装置を図１４に基づいて説明する。
【００６３】
図１４は、インバータ装置４０と、直流ケーブル１００３や端子カバー１０１０などの追加モジュールが、正しく接続されている事を確認するための静電結合型の検知手段（以下、判定システムと称する）を示す図である。この判定システムは、感電防止などの機能安全を確保するためのものである。
【００６４】
インバータ装置４０の第１，第２の正負極端子１００２，１００４に追加モジュール（ＤＣハーネス１００３等）を接続した後に、接続判定回路１０１３が確認信号を出力する。この確認信号は、インバータ装置４０への接続用鋲螺１００８から追加モジュール等の筐体１０１４を経由した後、追加モジュール等の筐体１０１４とインバータ筐体１１０間にできた浮遊コンデンサ１０１５を経由して判定回路１０１３へと戻る。そして、浮遊コンデンサ１０１５に流れる電流を電流センサ１０１６で検出する。この時、正しく追加モジュール等が接続されていれば、電流を検出できるため、安全と判定する。左右の両端子で正しい接続が確認できない場合は、図示していない車両の制御装置にネットワーク形式の通信手段（ＣＡＮなど）で知らせる。その他にも、インバータ装置４０を動作させない、強電リレーをカットするなどの対策を行う。なお、接続判定回路１０１３はインバータ弱電系統側の電圧で動作する。そして、判定回路１０１３が動作中も感電しないようになっている。
【００６５】
以上示したように、本実施形態４によれば、インバータ装置４０に追加モジュール等を接続する際や、直流ケーブル１００３の引き出し方向を変更する際に生じる追加モジュール等の組み換え時において、正規な取付状態であることを検知することが可能となる。
【００６６】
その結果、システムの健全性、感電他を防止する安全性を確保することが可能になる。
【００６７】
［実施形態５］
次に、本実施形態５におけるインバータ装置を図１５に基づいて説明する。
【００６８】
図１５は、インバータ装置４０とモータ２０を機電一体化させた構成を示す斜視図である。インバータ装置４０とモータ２０間のＡＣ接続用ハーネスを除去し、交流バスバー８６で接続している。
【００６９】
実施形態１〜４におけるインバータ装置４０は、機電一体化の形態においても採用できる構成である。機電一体化の形態においては、インバータ装置４０の設置方向がモータ形状に依存して固定されてしまう。そのため、直流ケーブル１００３の接続位置次第では、車載レイアウトの自由度を著しく低下させてしまう可能性が非常に高い。
【００７０】
しかし、ＤＣハーネス１００３の接続側面を選択可能とした実施形態１〜４のインバータ装置４０は、その車載レイアウトの自由度を、維持または微減で済ませる事ができる
以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変形および修正が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変形および修正が特許請求の範囲に属することは当然のことである。
【００７１】
例えば、実施形態１〜５では、電気自動車の駆動用モータ、インバータを一体化したシステムについて言及しているが、ハイブリッド自動車への適用や、モータ、インバータを別々に構成したシステムへの適用も可能であり、上記実施形態の構成に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００７２】
２０…モータジェネレータ（モータ）
３０…バッテリ（外部電源）
３２…直流ケーブル
４０…インバータ装置
９０…平滑コンデンサ
９６…ＤＣバスバー
１１０…インバータ筐体
５００…半導体モジュール
１００２…第１の正負極端子
１００３…ＤＣコネクタ
１００４…第２の正負極端子
１００５…Ｙコンデンサ
１０１０…端子カバー
【図１】
2014107957.tif 000003
【図２】
2014107957.tif 000004
【図３】
2014107957.tif 000005
【図４】
2014107957.tif 000006
【図５】
2014107957.tif 000007
【図６】
2014107957.tif 000008
【図７】
2014107957.tif 000009
【図８】
2014107957.tif 000010
【図９】
2014107957.tif 000011
【図１０】
2014107957.tif 000012
【図１１】
2014107957.tif 000013
【図１２】
2014107957.tif 000014
【図１３】
2014107957.tif 000015
【図１４】
2014107957.tif 000016
【図１５】
2014107957.tif 000017