(57)【要約】【課題】  簡易な構成で高インダクタンス値化され、かつ放熱機構を備えた給電ケーブル、およびこのような給電ケーブルを搭載した自動車を提供する。【解決手段】  給電ケーブル１５０は、導電ケーブルを絶縁体で被覆してなる被覆ケーブル２１０と、磁性体コア２２０と、シールド部材２４０と、固定用部材２５０とを含む。磁性体コア２２０は、導電ケーブルによって発生された磁束が通過し、かつ、その内周面が被覆ケーブル２１０と伝熱経路を形成するように配置される。被覆ケーブル２１０および磁性体コア２２０とシールド部材２４０との間には、伝熱性の充填材２３０が充填される。さらに、シールド部材２４０に内装された被覆ケーブル２１０および磁性体コア２２０を車体３００と締結する固定用部材２５０を伝熱素材で形成する。したがって、給電ケーブル１５０を固定するための構成によって、給電ケーブル１５０での発熱の放熱経路を合わせて形成できる。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力供給のための給電ケーブルであって、
導電ケーブルの外周を絶縁体で覆って構成される被覆ケーブルと、
前記被覆ケーブルとの間に伝熱経路を形成するように、前記被覆ケーブルと近接して配置された磁性体と、
前記給電ケーブルよりも熱容量が大きい大熱容量部材と前記磁性体との間に伝熱経路を形成する熱交換手段とを備える、給電ケーブル。
【請求項２】
前記熱交換手段は、前記磁性体および前記被覆ケーブルを前記大熱容量部材へ締結するための、伝熱素材で形成された固定用部材を含む、請求項１記載の給電ケーブル。
【請求項３】
前記熱交換手段は、
前記被覆ケーブルからの磁束を遮蔽するために、前記磁性体および前記被覆ケーブルを覆う様に、長手方向に連続的に設けられたシールド部材と、
前記磁性体および前記被覆ケーブルと前記シールド部材との間に充填された充填材とをさらに含み、
前記充填材は、前記磁性体および前記被覆ケーブルと前記シールド部材との間に伝熱経路を形成可能な材質で構成され、
前記固定用部材は、前記シールド部材を前記大熱容量部材へ締結する、請求項２記載の給電ケーブル。
【請求項４】
前記充填材は、前記磁性体および前記被覆ケーブルを封止めするためのポッティング材で構成される、請求項３記載の給電ケーブル。
【請求項５】
前記磁性体は、環状形状を有し、
前記被覆ケーブルは、前記磁性体の内周面と接触するように配置され、
前記熱交換手段は、前記磁性体の外周面および前記大熱容量部材の間に形成される伝熱経路を介して、前記被覆ケーブルでの発熱を前記大熱容量部材へ放熱する、請求項１記載の給電ケーブル。
【請求項６】
前記磁性体は、環状形状を有し、
前記被覆ケーブルは、前記磁性体に複数回巻回される、請求項１記載の給電ケーブル。
【請求項７】
前記給電ケーブルは、電気回路内のリアクトルと直列に接続される、請求項１または６に記載の給電ケーブル。
【請求項８】
前記給電ケーブルは、前記電気回路において必要なリアクトルに代えて、前記リアクトルのインダクタンス値に応じた個数直列に接続される、請求項１または６記載の給電ケーブル。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載の給電ケーブルを備える自動車であって、
前記大熱容量部材は、前記自動車の車体に相当する、自動車。
【請求項１０】
直流電力を供給するための直流電源装置と、
交流電力によって駆動される交流モータと、
前記直流電源装置および前記交流モータの間に設けられ、前記直流電力および前記交流電力間の電力変換を行なうための電力変換装置とをさらに備え、
前記給電ケーブルは、前記直流電源装置と前記電力変換装置の間に接続される、請求項９記載の自動車。
【請求項１１】
所定の直流電圧の直流電力を供給する直流電源装置と、
交流電力によって駆動される交流モータと、
前記直流電源装置および前記交流モータの間に設けられ、前記直流電力および前記交流電力間の電力変換を行なうための電力変換装置とをさらに備え、
前記電力変換装置は、
前記直流電力の電圧変換を行なうコンバータ回路と、
前記コンバータ回路によって変換された前記直流電力および前記交流モータを駆動する電圧間の電力変換を行なうためのインバータ回路とを含み、
前記給電ケーブルは、前記コンバータ回路内のリアクトルの少なくとも一部として作用するように、前記電力変換装置に対して接続される、請求項９記載の自動車。
【請求項１２】
直流電力を供給する直流電源装置と、
交流電力によって駆動される三相の交流モータと、
前記直流電源装置および前記交流モータの間に設けられ、前記直流電力および前記交流電力間の電力変換を行なうための電力変換装置とをさらに備え、
前記給電ケーブルは、前記電力変換装置と前記交流モータとの間に接続され、かつ、前記三相にそれぞれ対応する３本の前記被覆ケーブルを含み、
前記磁性体は、環状形状を有し、
前記３本の被覆ケーブルは、前記磁性体の内周面と接触するように配置される、請求項９記載の自動車。
【請求項１３】
前記交流モータは、少なくとも１つの車輪を駆動可能である、請求項９から１２のいずれか１項に記載の自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、給電ケーブルおよびそれを搭載した自動車に関し、より特定的には、自動車の電気システムに好適な給電ケーブルおよびそれを搭載した自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、環境に配慮した自動車としてハイブリッド自動車（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）および電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）が大きな注目を集めている。そして、ハイブリッド自動車は、一部、実用化されている。
【０００３】
このハイブリッド自動車は、従来のエンジンに加え、直流電源とインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。つまり、エンジンを駆動することにより動力源を得るとともに、直流電源からの直流電圧をインバータによって交流に変換し、その変換した交流によりモータを回転することによって動力源を得るものである。また、電気自動車は、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。
【０００４】
したがって、これらの自動車では、二次電池で構成された直流電源装置から、インバータ等の半導体電力変換装置を介して、車両駆動用の交流モータへ給電する電気システムが備えられている。当該電気システムにおいては、これらの装置間を電気的に接続して給電を行なうための給電ケーブルが配置される。
【０００５】
特に、ノイズとなる高周波電流を抑制するために、零相リアクトルを構成するためのコアに対してインバータから三相交流電動機への給電線（給電ケーブル）を挿設する構成が、たとえば特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００２−５１４０３号公報
【特許文献２】特開昭６１−２３３９０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特に、車両駆動用の交流モータへの給電システムにおいては、給電ケーブルを比較的大電流が流れるため、給電ケーブルの温度上昇を防ぐための放熱機構を考慮する必要が生じる。しかしながら、上記の特許文献１および特許文献２に開示された技術では、給電ケーブルからの放熱については、何ら考慮されていない。
【０００７】
また、自動車では、居住性および積載性（収納力）を確保するために、給電システムの配置が制約を受ける傾向にあり、上記放熱機構についても、より簡易な構成で実現することが要求される。一般的に、半導体電力変換装置内では、昇圧・降圧チョッパ等のコンバータならびに電流制御インバータ等に必要なリアクトルのサイズが大型化する傾向にあるので、これらのリアクトルの小型化が要求されている。これらのリアクトルと直列接続される給電ケーブルを高インダクタンス値で構成することができれば、リアクトル本体の小型化に寄与することができる。
【０００８】
この発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、簡易な構成で高インダクタンス値化され、かつ放熱機構を備えた給電ケーブル、およびこのような給電ケーブルを搭載した自動車を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明による給電ケーブルは、被覆ケーブルと、磁性体と、熱交換手段とを備える。被覆ケーブルは、導電ケーブルの外周を絶縁体で覆って構成される。磁性体は、被覆ケーブルとの間に伝熱経路を形成するように、被覆ケーブルと近接して配置される。熱交換手段は、給電ケーブルよりも熱容量が大きい大熱容量部材と磁性体との間に伝熱経路を形成する。
【００１０】
好ましくは、熱交換手段は、磁性体および被覆ケーブルを大熱容量部材へ締結するための、伝熱素材で形成された固定用部材を含む。
【００１１】
さらに好ましくは、熱交換手段は、シールド部材と、充填材とをさらに含む。シールド部材は、被覆ケーブルからの磁束を遮蔽するために、磁性体および被覆ケーブルを覆う様に、長手方向に連続的に設けられる。充填材は、磁性体および被覆ケーブルとシールド部材との間に充填され、かつ、磁性体および被覆ケーブルとシールド部材との間に伝熱経路を形成可能な材質で構成される。固定用部材は、シールド部材を大熱容量部材へ締結する。
【００１２】
特にこのような構成においては、充填材は、磁性体および被覆ケーブルを封止めするためのポッティング材で構成される。
【００１３】
また好ましくは、磁性体は環状形状を有し、被覆ケーブルは磁性体の内周面と接触するように配置され、熱交換手段は、磁性体の外周面および大熱容量部材の間に形成される伝熱経路を介して、被覆ケーブルでの発熱を大熱容量部材へ放熱する。
【００１４】
あるいは好ましくは、磁性体は環状形状を有し、被覆ケーブルは、磁性体に複数回巻回される。
【００１５】
好ましくは、給電ケーブルは、電気回路内のリアクトルと直列に接続される。
【００１６】
また好ましくは、給電ケーブルは、電気回路において必要なリアクトルに代えて、リアクトルのインダクタンス値に応じた個数直列に接続される。
【００１７】
本発明による自動車は、請求項１から８のいずれか１項に記載の給電ケーブルを備え、
磁性体との間に伝熱経路が形成される大熱容量部材は、自動車の車体に相当する。
【００１８】
好ましくは、自動車は、直流電力を供給するための直流電源装置と、交流電力によって駆動される交流モータと、直流電源装置および交流モータの間に設けられて直流電力および交流電力間の電力変換を行なうための電力変換装置とをさらに備え、給電ケーブルは、直流電源装置と電力変換装置の間に接続される。
【００１９】
また好ましくは、自動車は、所定の直流電圧の直流電力を供給する直流電源装置と、交流電力によって駆動される交流モータと、直流電源装置および交流モータの間に設けられて直流電力および交流電力間の電力変換を行なうための電力変換装置とをさらに備え、電力変換装置は、直流電力の電圧変換を行なうコンバータ回路と、コンバータ回路によって変換された直流電力および交流モータを駆動する電圧間の電力変換を行なうためのインバータ回路とを含み、給電ケーブルは、コンバータ回路内のリアクトルの少なくとも一部として作用するように、電力変換装置に対して接続される。
【００２０】
あるいは好ましくは、自動車は、直流電力を供給する直流電源装置と、交流電力によって駆動される三相の交流モータと、直流電源装置および交流モータの間に設けられ、直流電力および交流電力間の電力変換を行なうための電力変換装置とをさらに備え、給電ケーブルは、電力変換装置と交流モータとの間に接続され、かつ、三相にそれぞれ対応する３本の被覆ケーブルを含み、磁性体は環状形状を有し、３本の被覆ケーブルは、磁性体の内周面と接触するように配置される。
【００２１】
さらに好ましくは、交流モータは、少なくとも１つの車輪を駆動可能である。
【発明の効果】
【００２２】
したがって、この発明によれば、磁性体によってインダクタンス値を高めるとともに、被覆ケーブルでの発熱を他の部材に放熱する経路を形成することができる。この結果、給電ケーブルの温度上昇を防止できる。
【００２３】
特に、伝熱素材で形成された固定用部材を用いて、磁性体および被覆ケーブルを他の部材へ締結する構成とすることにより、放熱のための特別な構成を追加して設けることなく、他の装置の配置スペースの圧迫および製造コストの上昇を招くことなく、給電ケーブルの温度上昇を防止できる。
【００２４】
さらに、磁性体および被覆ケーブルをシールド部材で覆うように内装するとともに、当該シールド材を固定用部材によって他の部材と配置する構成とすることによって、給電ケーブルの温度上昇とともに、磁気ノイズの漏洩をさらに抑制できる。
【００２５】
特に、磁性体および被覆ケーブルとシールド部材との間に充填される充填材をポッティング材とするので、磁性体および被覆ケーブルからの放熱経路の形成とともに、耐衝撃性や耐腐食性を持たせることができる。
【００２６】
磁性体を環状形状として、内周面と被覆ケーブルとを接触され、かつ、外周面から他の部材へ放熱経路を形成することにより、放熱のための構成をさらに簡素化できる。
【００２７】
また、被覆ケーブルを環状の磁性体に複数回巻回する構成とすることにより、給電ケーブルのインダクタンス値を効率的に高めることができる。
【００２８】
さらに、本発明による給電ケーブルを電気回路内のリアクトルと直列に接続することにより、給電ケーブルのインダクタンス値が当該リアクトルの一部として作用するので、リアクトルの小型化を図ることができる。
【００２９】
また、本発明による給電ケーブルを電気回路内のリアクトルのインダクタンス値に応じた個数直列接続することにより、当該リアクトルの配置を省略して、回路の小型化を図ることができる。
【００３０】
なお、この発明による自動車では、磁性体によってインダクタンス値が高められた給電ケーブルでの発熱を車体へ放熱する経路を形成することができる。この結果、簡易な構成で給電ケーブルの温度上昇を防止できる。
【００３１】
さらに、このような給電ケーブルは、自動車の給電システムにおいて、バッテリーケーブルとして用いることができる。
【００３２】
また、このような給電ケーブルは、自動車の給電システムにおいて、コンバータ回路内に設けられるリアクトルの少なくとも一部として作用するように用いることができる。したがって、このリアクトルに必要なインダクタンス値を減少させて、コンバータ回路を小型化することができる。
【００３３】
また、このような給電ケーブルは、自動車の給電システムにおいて、三相ケーブルとして用いることができる。
【００３４】
特に、車輪駆動用の交流モータへの給電にこの発明の給電ケーブルが用いられる場合にも、給電ケーブルを比較的大電流が通過するにもかかわらず、給電ケーブルの温度上昇を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００３６】
図１は、この発明の実施の形態による自動車の一例として示されるハイブリッド自動車の概略ブロック図である。
【００３７】
図１を参照して、この発明の実施の形態によるハイブリッド自動車１００は、バッテリ１０と、ＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）２０と、動力出力装置３０と、ディファレンシャルギア（ＤＧ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｇｅａｒ）４０と、前輪５０Ｌ，５０Ｒと、後輪６０Ｌ，６０Ｒと、フロントシート７０Ｌ，７０Ｒと、リアシート８０とを備える。
【００３８】
バッテリ１０は、リアシート８０の後方部に配置される。そして、バッテリ１０は、後程詳細に説明する給電ケーブルによって、ＰＣＵ２０と電気的に接続される。
【００３９】
ＰＣＵ２０および動力出力装置３０は、ダッシュボード９０よりも前側のエンジンルームに配置される。ＰＣＵ２０は、給電ケーブルによって動力出力装置３０と電気的に接続される。動力出力装置３０は、ＤＧ４０と連結される。
【００４０】
バッテリ１０は、直流電圧をＰＣＵ２０へ供給するとともに、ＰＣＵ２０からの直流電圧によって充電される。すなわち、バッテリ１０は、自動車１００における「直流電源装置」を構成している。
【００４１】
ＰＣＵ２０は、バッテリ１０からの直流電圧を昇圧し、その昇圧した直流電圧を交流電圧に変換して動力出力装置３０に含まれる２つのモータジェネレータを駆動制御する。また、ＰＣＵ２０は、動力出力装置３０に含まれるモータジェネレータが発電した交流電圧を直流電圧に変換してバッテリ１０を充電する。すなわち、ＰＣＵ２０は、自動車１００の給電システムにおいて、交流電力および直流電力間での電力変換を行なう「電力変換装置」として設けられている。
【００４２】
動力出力装置３０は、エンジンおよび／またはモータジェネレータによる動力をＤＧ４０を介して前輪５０Ｌ，５０Ｒに伝達して前輪５０Ｌ，５０Ｒを駆動する。また、動力出力装置３０は、前輪５０Ｌ，５０Ｒの回転力によって発電し、その発電した電力をＰＣＵ２０へ供給する。
【００４３】
ＤＧ４０は、動力出力装置３０からの動力を前輪５０Ｌ，５０Ｒに伝達するとともに、前輪５０Ｌ，５０Ｒの回転力を動力出力装置３０へ伝達する。
【００４４】
図２は、図１に示した自動車の給電システムの構成を説明するブロック図である。
【００４５】
図２を参照して、バッテリ１０とＰＣＵ２０との間は、給電ケーブル２００によって電気的に接続される。ＰＣＵ２０は、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、双方向コンバータ１１０と、インバータ１３０とを備える。
【００４６】
システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、制御装置（図示せず）によってオンされると、バッテリ１０からの直流電圧をコンデンサＣ１に供給する。コンデンサＣ１は、バッテリ１０からシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２を介して供給された直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧を双方向コンバータ１１０へ供給する。
【００４７】
双方向コンバータ１１０は、リアクトル１１１と、ＮＰＮトランジスタ１１２，１１３と、ダイオード１１４，１１５とを含む。リアクトル１１１の一方端は、給電ケーブル２０２によって、バッテリ１０の電源ラインに接続される。リアクトル１１１の他方端は、ＮＰＮトランジスタ１１２とＮＰＮトランジスタ１１３との接続ノード、すなわち、ＮＰＮトランジスタ１１２のエミッタとＮＰＮトランジスタ１１３のコレクタとの間に接続される。
【００４８】
ＮＰＮトランジスタ１１２，１１３は、電源ラインとアースラインとの間に直列に接続される。そして、ＮＰＮトランジスタ１１２のコレクタは電源ラインに接続され、ＮＰＮトランジスタ１１３のエミッタはアースラインに接続される。また、各ＮＰＮトランジスタ１１２，１１３のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオード１１４，１１５が配置されている。
【００４９】
双方向コンバータ１１０は、制御装置（図示せず）によってＮＰＮトランジスタ１１２，１１３がオン／オフされ、コンデンサＣ１から供給された直流電圧を昇圧して出力電圧をコンデンサＣ２に供給する。また、双方向コンバータ１１０は、自動車１００の回生制動時、交流モータＭ１によって発電され、インバータ１３０によって変換された直流電圧を降圧してコンデンサＣ１へ供給する。
【００５０】
このように、双方向コンバータ１１０は、回生動作可能な昇圧チョッパとして動作する。双方向コンバータ１１０に含まれるリアクトル１１１は、昇圧動作のために電磁エネルギーを蓄積する必要があるので、昇圧比に応じたインダクタンス値が必要である。このため、リアクトル１１１は、大型化する傾向にある。したがって、給電ケーブル２０２は、リアクトル１１１の少なくとも一部として作用するように、リアクトル１１１と直列に接続される。
【００５１】
コンデンサＣ２は、双方向コンバータ１１０から供給された直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をインバータ１３０へ供給する。コンデンサＣ２の正電極、すなわち双方向コンバータ１１０の電源ラインとインバータ１３０との間は、給電ケーブル２０４によって接続される。
【００５２】
インバータ１３０は、コンデンサＣ２から直流電圧が供給されると制御装置（図示せず）からの制御に基づいて直流電圧を交流電圧に変換して交流モータＭ１を駆動する。これにより、交流モータＭ１は、トルク指令値によって指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ１３０は、自動車１００の回生制動時、交流モータＭ１が発電した交流電圧を制御装置からの制御に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサＣ２を介して双方向コンバータ１１０へ供給する。
【００５３】
すなわち、交流モータＭ１は、車輪駆動用の交流モータ、具体的には、図１に示した動力出力装置３０に含まれるモータジェネレータに相当する。本実施の形態では、交流モータは、代表的に三相モータとして示される。交流モータＭ１およびインバータ１３０の間は、三相の給電ケーブル２０６によって電気的に接続される。
【００５４】
次に、この発明の実施の形態による給電ケーブルの構成について詳細に説明する。
【００５５】
図３および図４は、この発明の実施の形態による第１の構成例に従う給電ケーブル１５０の構成を説明する図である。
【００５６】
図３を参照して、給電ケーブル１５０は、１本の被覆ケーブル２１０と、少なくとも１個の磁性体２２０と、充填材２３０と、シールド部材２４０と、固定用部材２５０とを含む。被覆ケーブル２１０は、磁性体２２０に挿設される。シールド部材２４０は、被覆ケーブル２１０からの磁束を遮蔽するために、被覆ケーブル２１０および磁性体２２０を覆う様に長手方向に連続的に設けられる。充填材２３０は、被覆ケーブル２１０および磁性体２２０と、シールド部材２４０との間に充填される。固定用部材２５０は、シールド部材２４０に内装された被覆ケーブル２１０および磁性体２２０を、車体３００へ締結する。すなわち、固定用部材２５０は、給電ケーブル１５０を車体３００へ固定するための構成に相当する。
【００５７】
図４は、当該固定構成を説明するための図３におけるＩＶ−ＩＶ断面図である。
【００５８】
図４を参照して、被覆ケーブル２１０と近接する磁性体２２０は、代表的には円環状（ドーナツ状）の形状を有する。被覆ケーブル２１０は、磁性体２２０の内周面に接触するように配置される。磁性体２２０としては、インダクタ用の一般的な磁性体コア材を用いることができ、その形状も円環状に限定されるものではない。
【００５９】
磁性体２２０は、内周部が被覆ケーブル２１０との間で伝熱経路を形成する。好ましくは、磁性体２２０の内径は、被覆ケーブル２１０の外径に合わせて、両者が接触するように設計される。あるいは、磁性体２２０の内径が被覆ケーブル２１０の外径よりも大きいときには、両者の間に熱伝導率の高い物質を充填する構成としても良い。これにより、被覆ケーブル２１０での発熱は、磁性体２２０へ伝達される。
【００６０】
この実施の形態では、給電ケーブル１５０長手方向の磁性体２２０の長さは、固定部材２５０の長さに一致し、磁性体２２０の位置と固定部材２５０の位置とは一致している。
【００６１】
なお、図示しないが、被覆ケーブル２１０は、導電ケーブルおよび導電ケーブルを覆うように外面に形成された絶縁体（絶縁被膜）によって構成されているものとする。
【００６２】
磁性体２２０は、被覆ケーブル２１０の通過電流によって生じる磁束が通過するように近接配置される。したがって、磁性体２２０の配置によって、給電ケーブル１５０のインダクタンス値を高めることができる。
【００６３】
さらに、被覆ケーブル２１０および磁性体２２０を内装するシールド部材２４０は、代表的には金属素材で形成される。シールド部材２４０と被覆ケーブル２１０および磁性体２２０との間に充填される充填材２３０としては、熱伝導性が高く、かつ、衝撃吸収が可能な材質が適用される。たとえば、電子回路の封止に用いられるポッティング材を適用することができる。具体的なポッティング材としては、熱硬化性樹脂であるウレタン・エポキシ・シリコン等が挙げられる。
【００６４】
シールド部材２４０に内装された被覆ケーブル２１０および磁性体２２０は、ボルト２７０，２７１等の固定部材によって、固定用部材２５０を介して自動車１００の車体（ボディ）３００に締結される。
【００６５】
固定用部材２５０には、被覆ケーブル２１０および磁性体２２０が内装されたシールド材２４０を支持ならびに固定するための剛性と、シールド材２４０と車体３００との間に伝熱経路を形成するための熱伝導性とが必要とされ、代表的にはアルミ等の金属で形成される。この結果、磁性体２２０、充填材２３０、シールド部材２４０および固定用部材２５０を介して、被覆ケーブル２１０および車体３００の間に伝熱経路を形成することができる。すなわち、充填材２３０、シールド部材２４０および固定用部材２５０は、給電ケーブル１５０よりも熱容量が大きい車体３００と磁性体２２０との間に伝熱経路を形成する「熱交換手段」として作用する。
【００６６】
これにより、インダクタンス値が高められた給電ケーブル１５０を車体３００に固定するための構成を用いて、給電ケーブル１５０での発熱を車体３００へ放熱する伝熱経路を合わせて形成することができる。すなわち、特別な放熱経路を設けることなく、給電ケーブル１５０を比較的大電流が流れる場合にも給電ケーブルの温度上昇を回避できる。
【００６７】
図３および図４に示した給電ケーブル１５０は、この発明による基本的な給電ケーブルの構成例として、図２に示した給電システムの各部に適用することができる。
【００６８】
図５および図６は、この発明の実施の形態による第２の構成例に従う給電ケーブル１６０の構成を説明する図である。
【００６９】
図５を参照して、給電ケーブル１６０は、対を成す２本の被覆ケーブル２１０，２１１と、被覆ケーブル２１０，２１１が共通に挿設される少なくとも１個の磁性体２２０と、充填材２３０と、シールド部材２４０と、固定用部材２５０とを含む。たとえば、２本の被覆ケーブル２１０，２１１は、電源ラインおよびアースラインにそれぞれ対応する。代表的には、給電ケーブル１６０は、図２にバッテリーケーブルとして示された給電ケーブル２００として適用可能である。
【００７０】
図６は、給電ケーブル１６０を固定する構成を説明するための図５におけるＶＩ−ＶＩ断面図である。
【００７１】
図６を図４と比較して理解されるように、給電ケーブル１６０では、磁性体２２０の内周部と２本の被覆ケーブル２１０，２１１との間に伝熱経路が形成されるように、磁性体２２０の内周部が２本の被覆ケーブル２１０，２１１と接触するように近接配置される。充填材２３０、シールド部材２４０、固定用部材２５０および固定部２７０，２７１の構成および配置については、図４に示したのと同様であるので、詳細な説明は繰り返さない。
【００７２】
図７および図８は、この発明の実施の形態による第３の構成例に従う給電ケーブル１７０の構成を説明する図である。
【００７３】
図７を参照して、給電ケーブル１７０は、三相負荷にそれぞれ給電する３本の被覆ケーブル２１０〜２１２と、被覆ケーブル２１０〜２１２が共通に挿設される少なくとも１個の磁性体２２０と、充填材２３０と、シールド部材２４０と、固定用部材２５０とを含む。代表的には、給電ケーブル１７０は、図２に三相ケーブルとして示された給電ケーブル２０６として適用可能である。
【００７４】
図８には、給電ケーブル１７０を固定する構成を説明するための図６におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図が示される。
【００７５】
図８を図４と比較して理解されるように、給電ケーブル１７０では、磁性体２２０の内周部と３本の被覆ケーブル２１０〜２１２との間に伝熱経路が形成されるように、磁性体２２０の内周部が３本の被覆ケーブル２１０〜２１２と接触するように近接配置される。それ以外の、充填材２３０、シールド部材２４０、固定用部材２５０および固定部２７０，２７１の構成および配置については、図４に示したのと同様であるので、詳細な説明は繰り返さない。
【００７６】
図９および図１０は、この発明の実施の形態による第４の構成例に従う給電ケーブル１８０の構成を説明する図である。
【００７７】
図９を参照して、給電ケーブル１８０は、少なくとも１個の磁性体２２０と、磁性体２２０に複数回券回された被覆ケーブル２１０と、充填材２３０と、シールド部材２４０と、固定用部材２５０とを含む。給電ケーブル１８０は、より高いインダクタンス値を確保するのに有効な構成であり、代表的には、図２に示した給電ケーブル２０２として適用可能である。
【００７８】
図１０には、給電ケーブル１８０を固定する構成を説明するための図９におけるＸ−Ｘ断面図である。
【００７９】
図１０を図４と比較して理解されるように、給電ケーブル１７０では、磁性体２２０の内周部および外周部と、巻回された被覆ケーブル２１０との間を密着させることにより、両者の間に伝熱経路が形成される。それ以外の、充填材２３０、シールド部材２４０、固定用部材２５０および固定部２７０，２７１の構成および配置については、図４に示したのと同様であるので、詳細な説明は繰り返さない。
【００８０】
図３から図１０に示されたこの発明の実施の形態による給電ケーブルを、電気回路内に必要とされるリアクトルに対して直列に接続する構成とすることにより、リアクトルのインダクタンス値が抑えられるので、当該リアクトルを小型化できる。あるいは、リアクトルに必要とされるインダクタンス値に合わせて、この発明の実施の形態による給電ケーブルを複数本直列に接続することにより、当該リアクトルの配置を省略することも可能である。
【００８１】
なお、上記の実施の形態では、給電ケーブル１５０長手方向の磁性体２２０の長さが、固定部材２５０の長さと一致し、磁性体２２０の位置と固定部材２５０の位置とが一致する構成例を示したが、磁性体２２０および固定部材２５０の長さおよび位置は、任意とすることができる。
【００８２】
また、図２において、双方向コンバータ１１０が降圧チョッパとして構成される場合にも、降圧チョッパに必要とされる、出力電圧の平滑リアクトルの少なくとも一部として作用するように、給電ケーブル２０６を平滑リアクトルと直列に接続することができる。あるいは、給電ケーブル２０６を平滑リアクトルに必要なインダクタンス値に合わせて複数本直列に接続して、リアクトルの配置を省略することも可能である。すなわち、この発明による給電ケーブルは、任意の電気回路内のリアクトルの少なくとも一部として作用するように用いることができる。
【００８３】
また、インバータ１３０が電流制御型インバータで構成される場合には、給電ケーブル１８０等のより高インダクタンスの給電ケーブルを、入力電流の平滑用リアクトルの少なくとも一部として設けることが可能である。
【００８４】
さらに、上記においては、ＰＣＵ２０は、ハイブリッド自動車に搭載されるとして説明したが、この発明においては、ＰＣＵ２０は、電気自動車または燃料電池自動車に搭載されてもよい。
【００８５】
また、上記では、この発明による給電ケーブル車輪駆動用の三相モータである交流モータＭ１に対する給電システムに適用される例について説明したが、この発明による給電ケーブルは、自動車の他の負荷に対する給電システムや、自動車の給電システムのみならず、一般的な機器の給電システムに対しても同様に適用できる。この場合にも、この発明による給電ケーブルは、バッテリーケーブル、モータへの給電ケーブルあるいは電気回路内のインダクタに直列接続される給電ケーブルのいずれにも適用可能である。
【００８６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】この発明の実施の形態による自動車の一例として示されるハイブリッド自動車の概略ブロック図である。
【図２】図１に示した自動車の給電システムの構成を説明するブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態による給電ケーブルの第１の構成例を説明する第１の図である。
【図４】この発明の実施の形態による給電ケーブルの第１の構成例を説明する第２の図である。
【図５】この発明の実施の形態による給電ケーブルの第２の構成例を説明する第１の図である。
【図６】この発明の実施の形態による給電ケーブルの第２の構成例を説明する第２の図である。
【図７】この発明の実施の形態による給電ケーブルの第３の構成例を説明する第１の図である。
【図８】この発明の実施の形態による給電ケーブルの第３の構成例を説明する第２の図である。
【図９】この発明の実施の形態による給電ケーブルの第４の構成例を説明する第１の図である。
【図１０】この発明の実施の形態による給電ケーブルの第４の構成例を説明する第２の図である。
【符号の説明】
【００８８】
１０  バッテリ、５０Ｌ，５０Ｒ  前輪、６０Ｌ，６０Ｒ  後輪、１００  自動車、１１０  双方向コンバータ、１１１  リアクトル、１５０，１６０，１７０，１８０，２００，２０２，２０４，２０６  給電ケーブル、２１０，２１１，２１２  被覆ケーブル、２２０  磁性体、２３０  充填材、２４０  シールド部材、２５０  固定用部材、２７０，２７１  ボルト、３００  車体、Ｍ１  交流モータ。
【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】
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【図１０】
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