JP2009303292A - Power control unit for electric vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動車両用パワーコントロールユニットの構造に関する。 The present invention relates to a structure of a power control unit for an electric vehicle.
ハイブリッド車両や電気自動車などの電動車両は走行用のモータジェネレータと、車両駆動用電力を供給する二次電池と、二次電池の直流電力をモータジェネレータ駆動用の三相交流電力に変換してモータジェネレータに供給するインバータ装置とを備えている。インバータ装置は、スイッチング素子のスイッチング動作によって直流電力と交流電力とを相互に変換するもので、スイッチング素子の動作によって発生するパルス状の電流を平滑するためのコンデンサを備えている。インバータ装置はスイッチング素子とコンデンサとスイッチング素子を制御する制御基板とを筐体の内部に収納し、モータジェネレータと共に、例えば、車両前方のボンネットの中に配置される。この場合、例えば、特許文献1に記載されているように、インバータ装置は、モータジェネレータと一体となるようにモータジェネレータの上部に配置され、ボンネット内でのスペース効率を上げるように構成されている。 An electric vehicle such as a hybrid vehicle or an electric vehicle has a motor generator for traveling, a secondary battery that supplies vehicle driving power, and a motor that converts DC power of the secondary battery into three-phase AC power for driving the motor generator. And an inverter device that supplies the generator. The inverter device converts DC power and AC power to each other by a switching operation of the switching element, and includes a capacitor for smoothing a pulsed current generated by the operation of the switching element. The inverter device houses a switching element, a capacitor, and a control board for controlling the switching element in a housing, and is arranged together with the motor generator, for example, in a hood in front of the vehicle. In this case, for example, as described in Patent Document 1, the inverter device is arranged on the upper part of the motor generator so as to be integrated with the motor generator, and is configured to increase the space efficiency in the hood. .
インバータ装置の内部に取り付けられるコンデンサ素子は円筒型であるため、コンデンサ素子はケースによって保持されている。コンデンサ素子のケースは、例えば、特許文献2に示すように、コンデンサ素子を収納する円筒形の部分をリブ板によって接続、一体化したものが用いられている。 Since the capacitor element attached inside the inverter device is cylindrical, the capacitor element is held by the case. As the case of the capacitor element, for example, as shown in Patent Document 2, a cylindrical part that accommodates the capacitor element is connected and integrated by a rib plate.
ところで、インバータ装置はスイッチング素子のスイッチング動作によって電流の変換を行い、コンデンサによって電流を平滑化して出力するものである。このため、コンデンサ素子にはスイッチング周波数の振動が発生する場合がある。特許文献1や特許文献2に記載された従来技術のコンデンサ素子のケースは、リブなどの剛性を高めて振動するコンデンサ素子を押さえ込む構造となっているため、コンデンサ素子の振動はコンデンサのケースからインバータ装置の筐体へと伝搬し、例えばピラーなどの車体の一部を振動させ、高周波の騒音を発生させる場合があり、振動騒音特性の低下を招くという問題があった。また、従来技術のコンデンサケースはケースの周縁に設けられたブラケットで筐体に取り付けられていることから、中央部がたわみやすく、振動が増幅されて筐体に伝搬することがあり、振動騒音特性の低下を招くという問題があった。 By the way, the inverter device converts current by switching operation of a switching element, and smoothes and outputs the current by a capacitor. For this reason, vibration of the switching frequency may occur in the capacitor element. Since the capacitor element cases of the prior art described in Patent Document 1 and Patent Document 2 are structured to hold down the capacitor elements that vibrate with increased rigidity such as ribs, the vibration of the capacitor elements is transferred from the capacitor case to the inverter. Propagation to the housing of the apparatus may cause a part of the vehicle body such as a pillar to vibrate to generate high-frequency noise, which causes a problem of reducing vibration noise characteristics. In addition, since the capacitor case of the prior art is attached to the housing with a bracket provided on the periphery of the case, the center portion is easy to bend and vibration may be amplified and propagated to the housing. There was a problem of causing a drop in
そこで、本発明は、電動車両の振動騒音特性の向上を図ることを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to improve the vibration noise characteristics of an electric vehicle.
本発明の電動車両用パワーコントロールユニットは、複数の円筒型コンデンサ素子と、複数の円筒型コンデンサ素子が並べて収納されるコンデンサケースと、コンデンサケースが取り付けられる筐体と、コンデンサケース内に並べられたコンデンサ素子の円筒面とコンデンサケース内面との間の隙間領域またはコンデンサケース内に並べられたコンデンサ素子の円筒面間の隙間領域に対応するコンデンサケース外面領域に設けられ、コンデンサケースと筐体とを接続するブラケットと、を有することを特徴とする。 A power control unit for an electric vehicle according to the present invention includes a plurality of cylindrical capacitor elements, a capacitor case in which a plurality of cylindrical capacitor elements are arranged and stored, a housing to which the capacitor case is attached, and a capacitor case. The capacitor case is provided on the outer surface region of the capacitor case corresponding to the gap region between the cylindrical surface of the capacitor element and the inner surface of the capacitor case or the gap region between the cylindrical surfaces of the capacitor elements arranged in the capacitor case. And a bracket to be connected.
本発明の電動車両用パワーコントロールユニットにおいて、ブラケットは、隙間領域中央に対応するコンデンサケース外面領域に設けられること、としても好適であるし、ブラケットは、コンデンサケースの重力方向下側にある面に設けられていること、としても好適である。 In the power control unit for an electric vehicle of the present invention, the bracket is preferably provided in an outer surface region of the capacitor case corresponding to the center of the gap region, and the bracket is provided on a surface on the lower side in the gravity direction of the capacitor case. It is also suitable as being provided.
本発明は、電動車両の振動騒音特性の向上を図ることが出来るという効果を奏する。 The present invention has an effect of improving the vibration noise characteristics of an electric vehicle.
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。図1に示すように、電動車両10は、車両前方のエンジンルーム12の中に搭載されたモータジェネレータ11と、モータジェネレータ11の上部に取り付けられたパワーコントロールユニット20と、車両後方に積載され、車両駆動用の電力を供給する二次電池13と、を備えている。二次電池13の直流電力はパワーコントロールユニット20によって昇圧され、三相交流電力に変換されてモータジェネレータ11に供給される。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the
図2に示すように、パワーコントロールユニット20は、アルミ製の筐体21と、筐体21の下部に取り付けられたプラスチック製のコンデンサケース24と、コンデンサケース24の上に配置され筐体21に取り付けられた昇圧コンバータ基板23と、昇圧コンバータ基板23の上に配置され筐体21に取り付けられたインバータ基板22と、を備えている。昇圧コンバータ基板23には、二次電池13からの電圧を昇圧して出力する昇圧コンバータ回路が形成されており、インバータ基板22には二次電池13の直流電力を三相交流電力に変換するインバータ回路が形成されている。
As shown in FIG. 2, the
図2、図3に示すように、コンデンサケース24には、円筒形のコンデンサ素子25が横に並べて収納され、コンデンサケース24とコンデンサ素子25の隙間領域30にはポッティング材29が充填されている。ポッティング材29は、ウレタン等の樹脂である。コンデンサケース24の深さは中に収納されるコンデンサ素子25の直径と略同等の大きさであり、コンデンサケース24の内幅は収納される複数のコンデンサ素子25の直径の合計長さと略同等となっている。このため、コンデンサ素子25の円筒面の上端と下端とは、それぞれコンデンサケース24の上板と底板24aの内面に接し、コンデンサ素子25は水平方向に互いに円筒面が接すると共に、両端のコンデンサ素子25はそれぞれコンデンサケース24の両側板24bの内面に接している。コンデンサ素子25とコンデンサケース24の底板24aの内面との間の三角形状の隙間領域30にはポッティング材29が入り込んでいる。ポッティング材29の厚さは、コンデンサ素子25とコンデンサケース24の底板24a内面との接する部分では略ゼロであるが、コンデンサ素子25の間の中央に向かって次第に厚くなり、コンデンサ素子25間の中央では略コンデンサ素子25の半径と同等の厚さとなっている。また、コンデンサケース24の側板24bとコンデンサケース24の側板24bに接するように収納されたコンデンサ素子25との間の三角形状の隙間領域30bにもポッティング材29が入り込んでいる。隙間領域30bは隙間領域30の約半分の大きさである。
As shown in FIGS. 2 and 3, a
ポッティング材29の充填された隙間領域30,30bに対応するコンデンサケース24の底板24aの下面の領域にはブラケット26が取り付けられている。本実施形態では図2に示すように、ブラケット26は前後のコンデンサケース24の両側板24bと、中間の4箇所の合計12箇所に取り付けられている。ブラケット26と対応する筐体21の底板21aの内面側には取り付け用ラグ28が設けられている。各ブラケット26は各取り付け用ラグ28にボルト27によって固定されている。このようにコンデンサケース24は重力方向下側から支持されるよう構成されている。
A
このように構成されたパワーコントロールユニット20が動作すると、インバータ素子のスイッチング周波数でコンデンサ素子25に発生した振動は、隙間領域30,30bに充填されているポッティング材29によって減衰されてブラケット26まで伝搬する。このため、ブラケット26に伝搬される振動が低減され、コンデンサケース24から筐体21に伝搬する振動が低減される。
When the
本実施形態では、このように、コンデンサケース24の底板24aに設けられるブラケット26の位置をコンデンサ素子25の間の隙間領域30,30bに対応する位置とすることによって、コンデンサ素子25からの振動をポッティング材29によって効率的に減衰させてからブラケット26に伝搬させることができ、筐体21の振動を低減することができる。このため、筐体21の振動によって発生する電動車両10の騒音振動を低減することができる。また、本実施形態では、コンデンサケース24の底板24aを12箇所のブラケット26によって筐体21に取り付けるようにしていることから、プラスチック製のコンデンサケース24の振動を低減することができ、この点からも電動車両10の振動騒音を低減することができる。
In this embodiment, in this way, the position of the
本実施形態では、ブラケット26の位置はコンデンサ素子25の間の中央として説明したが、ポッティング材29が充填されている隙間領域30,30bに対応した位置に設けるのであれば、中央に限らず、どちらかのコンデンサ素子25によった位置に設けてもよい。
In the present embodiment, the position of the
図4を参照しながら、本発明の他の実施形態について説明する。図1から図3を参照して説明した実施形態と同様の部分には同様の符号を付して説明は省略する。図4に示すように、本実施形態では、3×3の9個の円筒形のコンデンサ素子25がコンデンサケース24に立てて並べられている。図4(a)に示すように、コンデンサケース24を上面から見ると、各コンデンサ素子25の各円筒面相互の間にはひし形状の隙間領域30aができ、コンデンサケース24の側板24bの内面との間には三角形状の隙間領域30,30bができる。各隙間領域30,30a,30bに対応するコンデンサケース24の底板24aの下面にはそれぞれブラケット26が設けられている。本実施形態ではブラケット26は16個設けられている。図4(b)に示すように、ブラケット26と対応する筐体21の底板21aの内面側には取り付け用ラグ28が設けられている。各ブラケット26は各取り付け用ラグ28にボルト27によって固定されている。
With reference to FIG. 4, another embodiment of the present invention will be described. Parts similar to those of the embodiment described with reference to FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. As shown in FIG. 4, in this embodiment, 3 × 3 nine
本実施形態も先に説明した実施形態と同様の効果を奏する。 This embodiment also has the same effect as the embodiment described above.
10 電動車両、11 モータジェネレータ、12 エンジンルーム、13 二次電池、20 パワーコントロールユニット、21 筐体、21a 底板、22 インバータ基板、23 昇圧コンバータ基板、24 コンデンサケース、24a 底板、24b 側板、25 コンデンサ素子、26 ブラケット、27 ボルト、28 取り付け用ラグ、29 ポッティング材、30,30a,30b 隙間領域。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
複数の円筒型コンデンサ素子と、
複数の円筒型コンデンサ素子が並べて収納されるコンデンサケースと、
コンデンサケースが取り付けられる筐体と、
コンデンサケース内に並べられたコンデンサ素子の円筒面とコンデンサケース内面との間の隙間領域またはコンデンサケース内に並べられたコンデンサ素子の円筒面間の隙間領域に対応するコンデンサケース外面領域に設けられ、コンデンサケースと筐体とを接続するブラケットと、
を有することを特徴とする電動車両用パワーコントロールユニット。 A power control unit for an electric vehicle,
A plurality of cylindrical capacitor elements;
A capacitor case in which a plurality of cylindrical capacitor elements are stored side by side;
A housing to which a capacitor case is attached;
Provided in a capacitor case outer surface region corresponding to a gap region between the cylindrical surface of the capacitor element arranged in the capacitor case and the inner surface of the capacitor case or a gap region between the cylindrical surfaces of the capacitor element arranged in the capacitor case, A bracket for connecting the capacitor case and the housing;
A power control unit for an electric vehicle characterized by comprising:
ブラケットは、隙間領域中央に対応するコンデンサケース外面領域に設けられること、
を特徴とする電動車両用パワーコントロールユニット。 The power control unit for an electric vehicle according to claim 1,
The bracket should be provided on the outer surface area of the capacitor case corresponding to the center of the gap area,
A power control unit for electric vehicles.
ブラケットは、コンデンサケースの重力方向下側にある面に設けられていること、
を特徴とする電動車両用パワーコントロールユニット。 The power control unit for an electric vehicle according to claim 1 or 2,
The bracket is provided on the lower surface of the capacitor case in the direction of gravity.
A power control unit for electric vehicles.
Priority Applications (1)
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JP2008151481A JP2009303292A (en) | 2008-06-10 | 2008-06-10 | Power control unit for electric vehicle |
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Cited By (2)
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JP5321754B2 (en) * | 2011-07-26 | 2013-10-23 | トヨタ自動車株式会社 | Automobile having vehicle drive motor |
CN110718390A (en) * | 2018-07-13 | 2020-01-21 | 株式会社电装 | Capacitor device |
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DE112011105463B4 (en) * | 2011-07-26 | 2017-02-23 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Automobile with vehicle drive engine |
CN110718390A (en) * | 2018-07-13 | 2020-01-21 | 株式会社电装 | Capacitor device |
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