(57)【要約】【課題】電力変換装置の重量低減、コスト低減、電磁波ノイズ低減を図る。【解決手段】この電力変換装置１では、インバータ６とモータ・ジェネレータ３とを接続する三相のケーブル１０のうちのいずれかの相のケーブル１０に備えられた導電性シールド１５の長手方向一端側にＤＣ／ＤＣコンバータ８の正極端子８ａが接続され、該導電性シールド１５の長手方向他端側に１２ボルトバッテリ５の正極端子５ａが接続されており、該導電性シールド１５がＤＣ／ＤＣコンバータ８から１２ボルトバッテリ５への電源線を兼ねる。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インバータとモータとを接続する複数相のケーブルのうちのいずれかの相のケーブルに備えられた導電性シールドの長手方向一端側にＤＣ／ＤＣコンバータの正極端子が接続され、該導電性シールドの長手方向他端側に蓄電装置の正極端子が接続され、該導電性シールドが前記ＤＣ／ＤＣコンバータから前記蓄電装置への電源線とされていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
電源線とされた前記導電性シールドとアース間にコンデンサが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記インバータの近傍に前記ＤＣ／ＤＣコンバータが配置され、前記モータの近傍に前記蓄電装置が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記インバータと前記ＤＣ／ＤＣコンバータは車両のエンジンルームに配置され、前記モータと前記蓄電装置は車両のキャビンまたはトランクルームに配置されていることを特徴とする請求項３に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車載用等における電力変換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ハイブリッド自動車や電気自動車等の車両では、図４に示すように、高圧バッテリ５１に蓄えられた直流電力を、インバータ５２によって交流電力に変換して車両駆動用の三相交流モータ（以下、モータと略す）５３に給電し、また、高圧バッテリ５１に蓄えられた直流電力をＤＣ／ＤＣコンバータ５４によって降圧して低圧の１２ボルトバッテリ５５や１２ボルト駆動の各補機（図示せず）に給電している。なお、モータ５３とインバータ５２とを接続する各相のケーブル６０は線心６１の外側にノイズ防止のためにシールド６２を備えたシールド線が用いられている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。
従来は、モータ５３とインバータ５２とを接続するケーブル６０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ５４と１２ボルトバッテリ５５とを接続する電源線６５を、それぞれ別個に敷設していた。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−９８３２８号公報
【特許文献２】
特開平１１−３５５９１０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、これら車両では、搭載上の都合から、モータ５３を含むパワートレーンおよび１２ボルトバッテリ５５をキャビン前方のエンジンルームに設置し、高圧バッテリ５１やインバータ５２やＤＣ／ＤＣコンバータ５４をキャビンあるいはその後方のトランクルームに設置する場合がある。このように配置した場合には、ケーブル６０と電源線６５がいずれも長尺となり、重量およびコストが増大する。
また、１２ボルトバッテリ５５のアース線は車体を介して１２ボルト駆動の各補機に接続されているため、ノイズ発生の箇所を特定して対策する必要があり、ノイズ発生箇所の特定が広範囲であり難しかった。
そこで、この発明は、重量低減、コスト低減、電磁波ノイズ低減を図ることができる電力変換装置を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、インバータ（例えば、後述する実施の形態におけるインバータ６）とモータ（例えば、後述する実施の形態におけるモータ・ジェネレータ３）とを接続する複数相のケーブル（例えば、後述する実施の形態におけるケーブル１０）のうちのいずれかの相のケーブルに備えられた導電性シールド（例えば、後述する実施の形態における導電性シールド１５）の長手方向一端側にＤＣ／ＤＣコンバータ（例えば、後述する実施の形態におけるＤＣ／ＤＣコンバータ８）の正極端子（例えば、後述する実施の形態における正極端子８ａ）が接続され、該導電性シールドの長手方向他端側に蓄電装置（例えば、後述する実施の形態における１２ボルトバッテリ５）の正極端子（例えば、後述する実施の形態における正極端子５ａ）が接続され、該導電性シールドが前記ＤＣ／ＤＣコンバータから前記蓄電装置への電源線とされていることを特徴とする電力変換装置（例えば、後述する実施の形態における電力変換装置１）である。
このように構成することにより、ケーブルの導電性シールドがＤＣ／ＤＣコンバータから蓄電装置への電源線を兼ねているので、電源線専用の敷設スペースを大幅に削減することができ、電源線の敷設・装着の手間も大幅に削減でき、削減した電源線の重量分だけ軽量化およびコスト低減が可能になる。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発明において、電源線とされた前記導電性シールドとアース間にコンデンサ（例えば、後述する実施の形態におけるコンデンサ２０）が設けられていることを特徴とする。
このように構成することにより、従来はボディアースに流していたＤＣ／ＤＣコンバータで発生する電磁波ノイズが、コンデンサによりフィルタリングされてノイズを吸収することができる。このコンデンサの容量を電磁波ノイズの周波数成分に応じて設定することで適切なノイズ対策が容易に可能となる。
【０００７】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載の発明において、前記インバータの近傍に前記ＤＣ／ＤＣコンバータが配置され、前記モータの近傍に前記蓄電装置が配置されていることを特徴とする。
このように構成することにより、ケーブルのレイアウトとＤＣ／ＤＣコンバータから蓄電装置への電源線のレイアウトをほぼ同じにすることができるので、電源線専用の敷設スペースを大幅に削減するとともに電源線を最短ルートで敷設することができ、その結果、コスト低減および軽量化を確実に実現することができる。
【０００８】
請求項４に係る発明は、請求項３に記載の発明において、前記インバータと前記ＤＣ／ＤＣコンバータは車両のエンジンルーム（例えば、後述する実施の形態におけるエンジンルーム３０）に配置され、前記モータと前記蓄電装置は車両のキャビンまたはトランクルーム（例えば、後述する実施の形態におけるトランクルーム４０）に配置されていることを特徴とする。
このように構成することにより、エンジンルームとキャビンの間、あるいは、エンジンルームとトランクルームの間に敷設されるケーブルの導電性シールドをＤＣ／ＤＣコンバータから蓄電装置への電源線と兼ねることができ、その結果、車体における電源線専用の敷設スペースを大幅に削減することができ、電源線の敷設・装着の手間も大幅に削減でき、削減した電源線の重量分だけ軽量化およびコスト低減が可能になる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係る電力変換装置の実施の形態を図１から図３の図面を参照して説明する。
図１は、第１の実施の形態におけるハイブリッド自動車に搭載された電力変換装置１の概略構成図である。このハイブリッド自動車では、動力源としてのエンジン２とモータ・ジェネレータ３、およびオートマチックトランスミッション４を直列に直結してパワートレーンＰが構成されており、このパワートレーンＰは車両前部のエンジンルーム３０に収納されている。モータ・ジェネレータ３は発電可能な三相交流モータであり、エンジン２およびモータ・ジェネレータ３の駆動力は、オートマチックトランスミッション４を介して駆動輪Ｗに伝達される。また、ハイブリッド自動車１の減速時に駆動輪Ｗ側からモータ・ジェネレータ３側に駆動力が伝達されると、モータ・ジェネレータ３は発電機として機能していわゆる回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する。
なお、エンジンルーム３０内には、１２ボルト駆動の各種補機に給電するための１２ボルトバッテリ（蓄電装置）５も収納されている。
【００１０】
また、このハイブリッド自動車の車両後部のトランクルーム４０には、インバータ６、高圧バッテリ７、ＤＣ／ＤＣコンバータ８が収納されている。モータ・ジェネレータ３とインバータ６は三相のケーブル１０によって接続されており、さらに、インバータ６は高圧バッテリ７に接続されている。
そして、このハイブリッド自動車において、モータ・ジェネレータ３の駆動及び回生制動は、図示しない電子制御ユニット（ＥＣＵ）からの制御指令を受けてインバータ６により行われる。すなわち、インバータ６は高圧バッテリ７の直流電力を交流電力に変換してモータ・ジェネレータ３に給電しハイブリッド自動車を駆動する。また、インバータ６は、モータ・ジェネレータ３の発電で得られた交流電力を直流電力に変換して高圧バッテリ７に充電する。
【００１１】
また、インバータ６と高圧バッテリ７はそれぞれＤＣ／ＤＣコンバータ８にも接続されており、ＤＣ／ＤＣコンバータ８は、インバータ６あるいは高圧バッテリ７の直流電圧を降圧して１２ボルトバッテリ５や１２ボルト駆動の補機（図示せず）に給電する。なお、インバータ６も前記ＥＣＵにより制御される。
【００１２】
図２は、モータ・ジェネレータ３とインバータ６の各相を接続するケーブル１０の端部を破断して示す図である。
ケーブル１０は、多数の導体１１を絶縁体で１２で被覆してなる線心１３と、導電性のシールド線１４を編み組みしてなり絶縁体１２の外周を被覆する導電性シールド（以下、シールドと略す）１５と、絶縁材からなりシールド１５の外側を被覆するシース１６、とを備えている。導体１１は、モータ・ジェネレータ３とインバータ６の各相を実質的に接続するものであり、シールド１５はノイズを防止するものである。
ケーブル１０の素材としては、例えば、導体１１を錫メッキ軟銅線で構成し、絶縁体１２を架橋ポリエチレンで構成し、シールド線１４を錫メッキ軟銅で構成し、シース１６を塩化ビニルで構成することができる。
【００１３】
そして、この電力変換装置１においては、３本のケーブル１０のうちの１本のケーブル１０のシールド１５が、ＤＣ／ＤＣコンバータ８と１２ボルトバッテリ５とを接続する電源線を兼ねるように構成されている。そのため、図１に示すように、前記１本のケーブル１０のシールド１５の長手方向一端側が結束されてＤＣ／ＤＣコンバータ８の正極端子８ａに接続されており、該シールド１５の長手方向他端側が結束されて１２ボルトバッテリ５の正極端子５ａに接続されている。そして、１２ボルトバッテリ５の負極端子５ｂとＤＣ／ＤＣコンバータ８の負極端子８ｂはアースされている。
さらに、トランクルーム４０内のＤＣ／ＤＣコンバータ８およびインバータ６に近い位置において、電源線を兼用するシールド１５はコンデンサ２０の正極２０ａに接続され、コンデンサ２０の負極２０ｂはアースされている。
また、残る２本のケーブル１０のシールド１５は電源線を兼用しておらず、該２本のケーブル１０のシールド１５はエンジンルーム３０内においてアースされている。
【００１４】
このように構成された電力変換装置においては、１本のケーブル１０のシールド１５がＤＣ／ＤＣコンバータ８から１２ボルトバッテリ５への電源線を兼ねているので、電源線を別個にトランクルーム４０からエンジンルーム３０に敷設する必要がなく、電源線専用の敷設スペースを大幅に削減することができ、電源線敷設の手間も大幅に削減でき、削減した電源線の重量分だけ軽量化およびコスト低減を図ることができる。
【００１５】
また、従来はボディアースに流していたＤＣ／ＤＣコンバータ８で発生する電磁波ノイズが、コンデンサ２０によりフィルタリングされてノイズを吸収することができる。このコンデンサ２０の容量を電磁波ノイズの周波数成分に応じて設定することで適切なノイズ対策が容易に可能となる。さらに、電磁波ノイズをコンデンサ２０をバイパスさせて、コンデンサ２０からボディアースに伝播させボディアースからＤＣ／ＤＣコンバータ８を経由しコンデンサ２０に戻す閉ループを構成することでノイズが伝播する範囲を最小限にすることが可能になる。したがって、コンデンサ２０はＤＣ／ＤＣコンバータ８やインバータ６に近い側のシールドとボディアース間に接続することが好適な構成である。
【００１６】
この実施の形態では、モータ・ジェネレータ３と１２ボルトバッテリ５が互いに近接してエンジンルーム３０内に配置され、インバータ６とＤＣ／ＤＣコンバータ８が互いに近接してトランクルーム４０内に配置されている。したがって、三相のケーブル１０のレイアウトと電源線のレイアウトをほぼ同じにすることができ、その結果、ケーブル１０を最短ルートで敷設しても、１本のケーブル１０のシールド１５を電源線と兼用させることができる。
【００１７】
図３は、第２の実施の形態におけるハイブリッド自動車に搭載された電力変換装置１の概略構成図である。
第２の実施の形態における電力変換装置１はコンデンサ２０を備えていない。また、第２の実施の形態における電力変換装置１においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ８の負極端子８ｂは、シールド１５がＤＣ／ＤＣコンバータ８からバッテリ５への電源線を兼用していない２本のケーブル１０のうちの１本のケーブル１０のシールド１５に接続されており、このシールド１５を介してアースされている。その他の構成については第１の実施の形態のものと同じであるので、同一態様部分に同一符号を付して説明を省略する。
【００１８】
このように構成された第２の実施の形態の電力変換装置１によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ８の正極端子８ａに接続されたケーブル１０のシールド１５は１２ボルトパワーラインのプラス側になって該シールド１５を図３において矢印Ａ方向に電流が流れ、ＤＣ／ＤＣコンバータ８の負極端子８ｂに接続されたケーブル１０のシールド１５は１２ボルトパワーラインのマイナス側になって該シールド１５を図３において矢印Ｂ方向に電流が流れることになる。このように２本のケーブル１０のシールド１５において電流の流れ方向が互いに逆方向になるため、電流によって生じる磁界の向きが逆になり、ノイズが相殺されるので、ノイズを大幅に低減することができる。
【００１９】
〔他の実施の形態〕
なお、この発明は前述した実施の形態に限られるものではない。
例えば、前述した実施の形態ではエンジンとモータ・ジェネレータを直結したハイブリッド自動車の場合で説明したが、エンジンとモータ・ジェネレータを並列的に接続し、いずれか一方の駆動力あるいは両方の駆動力で車両を駆動するハイブリッド自動車にも本発明を適用することができる。
また、この発明は、ハイブリッド自動車だけでなく電気自動車に搭載される電力変換装置にも適用可能である。
さらに、モータ（モータ・ジェネレータ）は三相モータに限るものではなく、多相モータであってもよい。
また、インバータ６と高圧バッテリ７とＤＣ／ＤＣコンバータ８をキャビンに設置することも可能である。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明するように、請求項１に係る発明によれば、ケーブルの導電性シールドがＤＣ／ＤＣコンバータから蓄電装置への電源線を兼ねているので、電源線専用の敷設スペースを大幅に削減することができ、電源線の敷設・装着の手間も大幅に削減することができ、削減した電源線の重量分だけ軽量化およびコスト低減が可能になるという優れた効果が奏される。
【００２１】
請求項２に係る発明によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータで発生する電磁波ノイズが、コンデンサによりフィルタリングされてノイズを吸収することができる。また、コンデンサの容量を電磁波ノイズの周波数成分に応じて設定することで適切なノイズ対策が容易に可能となる。
【００２２】
請求項３に係る発明によれば、ケーブルのレイアウトとＤＣ／ＤＣコンバータから蓄電装置への電源線のレイアウトをほぼ同じにすることができるので、電源線専用の敷設スペースを大幅に削減するとともに電源線を最短ルートで敷設することができ、その結果、コスト低減および軽量化を確実に実現することができる。
請求項４に係る発明によれば、エンジンルームとキャビンの間、あるいは、エンジンルームとトランクルームの間に敷設されるケーブルの導電性シールドをＤＣ／ＤＣコンバータから蓄電装置への電源線と兼ねることができ、その結果、車体における電源線専用の敷設スペースを大幅に削減することができ、電源線の敷設・装着の手間も大幅に削減でき、削減した電源線の重量分だけ軽量化およびコスト低減が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る電力変換装置の第１の実施の形態における構成図である。
【図２】インバータとモータとを接続するケーブルの端部を破断して示す斜視図である。
【図３】この発明に係る電力変換装置の第２の実施の形態における構成図である。
【図４】従来の電力変換装置の構成図である。
【符号の説明】
１　電力変換装置
３　モータ・ジェネレータ（モータ）
５　１２ボルトバッテリ（蓄電装置）
５ａ　正極端子
６　インバータ
８　ＤＣ／ＤＣコンバータ
８ａ　正極端子
１０　ケーブル
１５　導電性シールド
２０　コンデンサ
３０　エンジンルーム
４０　トランクルーム
【図１】
2004104918.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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