BR112016017538B1

BR112016017538B1 - Unidade de controle de potência

Info

Publication number: BR112016017538B1
Application number: BR112016017538-7A
Authority: BR
Inventors: Osamu Kitazawa
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2014-01-31
Filing date: 2015-01-09
Publication date: 2022-04-26
Also published as: EP3100345A1; BR112016017538A2; CN106416044A; RU2016130919A; JP2015144522A; EP3100345B1; US20160347190A1; CN106416044B; US10625609B2; RU2651950C2; WO2015114429A1; JP6318657B2; RU2016130919A3

Abstract

UNIDADE DE CONTROLE DE POTÊNCIA. Em uma unidade de controle de energia fornecida nesse pedido, um reator (38) e um conversor CC/CC (transformador redutor) (24) são empilhados, e um capacitor (40) é disposto junto a eles. O capacitor (40) é fixado nos pontos de fixação (uma armação (90) e uma saliência de fixação (88)) em dois locais, e também é fixado ao conversor de CC/CC (24) por uma barra condutora (104) que conecta de maneira elétrica um terminal (78) do capacitor a um terminal (100) do conversor de CC/CC. A posição de fixação pela barra condutora (104) é uma posição distante de uma linha reta que passa através dos pontos de fixação em dois locais, o que é vantajoso para a supressão de vibrações em torno dessa linha reta.

Description

Antecedentes da Invenção 1. Campo da Invenção

[001] A presente invenção refere-se a uma unidade de controle de potência que converte a potência de corrente contínua (CC) em potência de corrente alternada (CA) e que fornece essa potência convertida para um motor elétrico. Mais particularmente, a invenção refere-se a uma estrutura para a fixação de uma parte de componente de uma unidade de controle de potência.

2. Descrição da Técnica Relacionada

[002] Uma unidade de controle de potência que é montada em um veículo motorizado parcial ou inteiramente por potência elétrica, tal como um veículo híbrido ou um veículo elétrico ou similares, e que converte a potência CC a partir de uma fonte de alimentação CC a bordo em potência CA e que fornece essa potência convertida para um motor elétrico para o acionamento do veículo é conhecida. A unidade de controle de potência inclui um transformador elevador que intensifica a tensão da potência CC, e um conversor de potência que converte a potência CC elevada à rede elétrica. Além disso, uma unidade de controle de potência dotada de um transformador abaixador que diminui a tensão de potência CC também é conhecida. O transformador elevador inclui um reator, um capacitor e um elemento de comutação. O reator e o capacitor do transformador elevador, do transformador abaixador e um conversor de potência e similares são integrados ao serem fixados a uma estrutura comum, tal como um compartimento de dispositivo, no interior do qual esses são alojados.

[003] Esse compartimento de dispositivo é disposto em um espaço que aloja um motor primário (isto é, um denominado "compartimento do motor"), e há alguns casos em que um reator, o capacitor e uma barra condutora que fixam esses, e similares que estão alojados no compartimento de dispositivo, irão vibrar a partir de uma superfície de estrada, quando o veículo está sendo conduzido, ou devido às vibrações de um motor de combustão interna. Além disso, um campo magnético variável pode ser criado por uma corrente de ondulação gerada por uma operação de comutação de um elemento de comutação do conversor de potência ou do transformador elevador, e o reator, o capacitor, a barra condutora e similares podem vibrar a partir dessa variação de campo magnético. Essa vibração pode ser transmitida para o compartimento de dispositivo e produzir ruído. A Publicação do Pedido de Patente Japonesa N° 2006-94586 (JP 2006-94586 A) descreve a tecnologia para a prevenção de ressonância entre o reator, o capacitor e a barra condutora ao variar as direções em que eles vibram.

[004] O reator e o capacitor utilizados no transformador elevador, bem como no transformador abaixador e similares da unidade, são grandes ou pesados, de modo que tendem a entrar em ressonância facilmente, a menos que eles sejam fixados de maneira firme. A fim de fixar de forma segura esses dispositivos, é possível aumentar o número de locais onde são fixados a uma estrutura, tal como um compartimento de dispositivo, e fortalecer a estrutura, mas isso pode levar a um aumento do tamanho da unidade, bem como a um aumento do número de peças.

Sumário da Invenção

[005] Em vista dos problemas anteriores, a presente invenção proporciona uma unidade de controle de potência que fixa de forma segura um dispositivo a um compartimento de dispositivo.

[006] Um aspecto da invenção refere-se a uma unidade de controle de potência que converte a potência de corrente contínua em potência de corrente alternada e fornece a potência convertida para um motor elétrico. A unidade de controle de potência é fixa no interior de um compartimento de dispositivo a bordo. Essa unidade de controle de potência para um veículo inclui um transformador abaixador e um transformador elevador. O transformador abaixador é configurado para elevar a tensão da potência de corrente contínua. O transformador elevador é configurado para elevar a tensão da potência de corrente contínua. O transformador elevador inclui um reator e um capacitor. O reator e o transformador abaixador são fixados ao compartimento de dispositivo a bordo, e o reator e o transformador abaixador são empilhados. O capacitor é disposto ao lado de pelo menos um do reator ou do transformador abaixador em relação a uma direção na qual o reator e o transformador abaixador são empilhados. O capacitor e pelo menos um do transformador abaixador ou do reator são fixados entre si por uma barra condutora. A barra condutora é configurada para conectar de maneira elétrica um terminal do capacitor aos terminais de pelo menos um do transformador abaixador ou o reator.

[007] Além disso, na unidade de controle de potência, o capacitor pode ser fixado no compartimento de dispositivo a bordo nos pontos de fixação em dois locais. Nesse momento, a barra condutora pode fixar o capacitor a pelo menos um do transformador abaixador ou do reator em uma posição distante de linha reta que passa pelo ponto de fixação em dois locais em uma direção de empilhamento.

[008] Além disso, na unidade de controle de potência, uma posição em que o capacitor é fixado pela barra condutora pode ser um lado oposto um lado, onde os pontos de fixação são posicionados, na direção de empilhamento.

[009] Além disso, na unidade de controle de potência, a barra condutora pode se estender em uma direção que cruza uma direção na qual a linha reta se estende. A linha reta pode passar através dos pontos de fixação em dois locais do capacitor.

[0010] Além disso, na unidade de controle de potência, o capacitor pode ser fixado no compartimento de dispositivo a bordo nos pontos de fixação em três ou mais locais. Além disso, o compartimento de dispositivo a bordo pode incluir uma parede divisória que divide um espaço no interior do compartimento de dispositivo. Uma abertura pode ser fornecida na parede divisória, e o capacitor pode passar através da abertura. Nesse momento, pelo menos um do transformador abaixador e do reator pode ser fixado a uma parede divisória.

[0011] Além disso, na unidade de controle de potência, o transfor mador abaixador e o reator podem ser fixados a uma parte dianteira e uma parte traseira, respectivamente, da parede divisória.

[0012] Além disso, na unidade de controle de potência, a barra condutora pode fixar pelo menos um do transformador abaixador ou do reator ao capacitor. O transformador abaixador e o reator são fixados à parede divisória e ao capacitor.

[0013] Além disso, na unidade de controle de potência, o terminal do capacitor e o terminal do transformador abaixador incluem cada um, um terminal positivo e um terminal negativo. Além disso, a barra condutora pode incluir uma barra condutora positiva e uma barra condutora negativa. A barra condutora pode conectar o capacitor ao transformador elevador. A barra condutora positiva pode conectar os terminais positivos juntos. A barra condutora negativa pode conectar os terminais negativos juntos.

[0014] Além disso, na unidade de controle de potência, o capacitor pode incluir um elemento de capacitor. O elemento de capacitor pode incluir duas placas de eletrodo. Um membro de isolamento pode ser empilhado entre as duas placas de eletrodo. As duas placas de eletrodo podem ser enroladas em forma de rolete. Além disso, uma superfície do elemento de capacitor pode ser disposta voltada para o transformador abaixador e o reator. A superfície do elemento de capacitor pode ser paralela a um eixo do rolete das placas de eletrodo.

[0015] Além disso, na unidade de controle de potência, um fio que se estende desde o elemento de capacitor até o terminal do capacitor pode ser disposto de maneira oblíqua segundo um ângulo em relação ao eixo do rolete das placas de eletrodo.

[0016] Além disso, na unidade de controle de potência, o capacitor pode incluir um elemento de capacitor. O elemento de capacitor pode incluir duas placas de eletrodo. Um membro de isolamento pode ser empilhado entre as duas placas de eletrodo. As duas placas de eletrodo podem ser enroladas em forma de rolete. Além disso, uma superfície do elemento de capacitor pode ser disposta voltada para o transformador abaixador e para o reator. A superfície do elemento de capacitor pode ser ortogonal em relação a um eixo do rolete de placas de eletrodo. Além disso, nesse momento, um fio que se estende desde o elemento de capacitor até o terminal do capacitor pode ser disposto de maneira oblíqua com um ângulo em relação ao eixo do rolete das placas de eletrodo.

[0017] Aqui, o capacitor na unidade de controle de potência pode incluir um elemento de capacitor que inclui duas placas de eletrodo que são empilhadas com um membro de isolamento entre elas e enroladas em forma de rolete, e um par de terminais, um disposto sobre uma primeira extremidade e o outro em uma segunda extremidade na direção de empilhamento do transformador abaixador e do reator. Além disso, esse capacitor podem incluir i) dois primeiro fio, cada um dos quais se estendem a partir da primeira extremidade do elemento de capacitor, em uma direção ao longo do eixo do rolete das placas de eletrodo em relação a um terminal de cada um dos pares de terminais dispostos na primeira extremidade e na segunda extremidade do capacitor; e ii) dois segundo fio, cada um das quais se estende a partir da segunda extremidade do elemento de capacitor na direção ao longo o eixo do rolete para mais de um terminal de cada um dos pares de terminais dispostos na primeira extremidade e na segunda extremidade do capacitor. Além disso, o primeiro fio e o segundo fio podem ser dispostos com um ângulo em relação ao eixo do rolete, sobre uma superfície disposta voltada para o transformador abaixador e o reator.

[0018] Tal como descrito acima, com a unidade de controle de potência é possível suprimir a vibração da unidade de controle de potência sem aumentar o tamanho ou número de partes da unidade de controle de potência mediante a fixação de um capacitor e pelo menos um de um transformador abaixador ou um reator juntos.

Breve Descrição Dos Desenhos

[0019] As características, vantagens e significado técnico e industrial das modalidades de exemplo da invenção serão descritas abaixo com referência aos desenhos anexos, nos quais os números semelhantes indicam os elementos semelhantes, e em que:

[0020] a figura 1 é um diagrama de circuito de uma estrutura esquemática de uma unidade de controle de potência de acordo com uma modalidade de exemplo da invenção;

[0021] a figura 2 é uma vista de um exemplo de disposição de um reator e um capacitor de um transformador elevador, e um transformador abaixador da unidade de controle de potência mostrada na figura 1;

[0022] a figura 3 é uma vista em corte parcialmente fragmentada de um exemplo de uma estrutura esquemática do capacitor da unidade de controle de potência mostrada na figura 1;

[0023] a figura 4 é uma vista em corte parcialmente fragmentada de um outro exemplo de uma estrutura esquemática do capacitor, como um primeiro exemplo modificado da modalidade de exemplo;

[0024] a figura 5 é uma vista em corte parcialmente fragmentada de ainda outro exemplo de uma estrutura esquemática do capacitor, como um segundo exemplo modificado da modalidade de exemplo;

[0025] a figura 6 é uma vista, que mostra uma maneira de conexão entre o capacitor e o reator ilustrado na figura 1;

[0026] a figura 7 é uma vista que mostra uma maneira de conexão entre o capacitor e o transformador abaixador mostrado na figura 1;

[0027] a figura 8 é uma vista que mostra outra forma de conexão entre o capacitor e o reator, tal como um terceiro exemplo modificado da modalidade de exemplo;

[0028] a figura 9 é uma vista de um exemplo de uma estrutura esquemática de um compartimento de dispositivo a bordo de acordo com a modalidade de exemplo;

[0029] a figura 10 é uma vista de um outro exemplo de disposição do reator e do capacitor do transformador elevador e o transformador abaixador, como o quarto exemplo modificado da modalidade de exemplo; e

[0030] a figura 11 é uma vista de um exemplo em que há três pontos de fixação do capacitor, como um quinto exemplo modificado da modalidade de exemplo.

Descrição Detalhada das Modalidades

[0031] A seguir, as modalidades de exemplo da invenção serão descritas com referência aos desenhos anexos. A figura 1 é um diagrama do circuito da estrutura esquemática de um sistema de acionamento elétrico 10 de um veículo híbrido. Esse veículo híbrido é dotado de dois motores elétricos 12 e 14, e um motor de combustão interna, não representado, como os motores principais para o acionamento do veículo. O veículo é conduzido com o uso desses três motores principais em cooperação. O sistema de acionamento elétrico 10 tem uma bateria de acionamento 16, que é uma de fonte de alimentação de corrente contínua (CC), e um unidade de controle de potência 18, que converte a potência de corrente contínua (CC) a partir da bateria de acionamento 16 para potência de corrente alternada (CA) e fornece essas potências convertidas para os motores elétricos 12 e 14.

[0032] A unidade de controle de potência 18 é dotada de um transformador elevador 20 que intensifica a tensão da potência CC, um conversor de potência 22 que converte a potência elevada em potência CA, e um conversor de CC/CC 24 como um transformador abaixador que reduz a tensão da potência CC. A potência CC que foi reduzida pelo conversor de CC/CC 24 é usada para carregar uma bateria auxiliar 26. A bateria auxiliar 26 fornece potência aos acessórios de iluminação e aos equipamentos eletrônicos e similares do veículo. A tensão fornecida aos acessórios de iluminação e equipamento elétrico a bordo é tipicamente 12 volts e a tensão terminal da bateria auxiliar 26 também é 12 volts. Essa tensão é menor que a tensão nos terminais da bateria de acionamento 16, e a tensão da bateria de acionamento 16 é reduzida pelo conversor de CC/CC 24 e, em seguida, fornecida à bateria auxiliar 26.

[0033] O transformador elevador 20 inclui dois elementos de comutação 28 e 30 que são conectados em série, diodos 32 e 34 que são conectados em paralelo aos elementos de comutação 28 e 30, respectivamente, um reator de 38 e um capacitor 40. Os transistores de potência, tais como IGBTs ou similares, podem ser utilizados para os elementos de comutação 28 e 30. Uma extremidade do reator 38 é conectada a uma linha positiva 42 que é conectado a um terminal positivo da bateria de acionamento 16, e a outra extremidade do reator 38 é conectado a um ponto de conexão 36 dos dois elementos de comutação 28 e 30. Uma extremidade do capacitor 40 é conectada a um ponto de conexão 44 na linha positiva 42, e a outra extremidade do capacitor 40 é conectada a um ponto de conexão 48 em uma linha negativa 46 que é conectada a um terminal negativo da bateria de acionamento 16.

[0034] A potência CC da bateria de acionamento 16 é elevada pelo transformador elevador 20 e fornecida ao conversor de potência 22. O conversor de potência 22 inclui um inversor fornecido de maneira correspondente a cada um dos dois motores elétricos 12 e 14, e converte a potência CC elevada para de potência CA trifásica, que em seguida, a fornece aos motores elétricos 12 e 14. Além disso, quando os motores elétricos 12 e 14 são feitos para funcionar como geradores, a potência CA gerada é convertida em potência CC pelo conversor de potência e a energia armazenada na bateria de acionamento 16.

[0035] A figura 2 é uma vista de uma disposição específica do reator 38 e do capacitor 40 do transformador elevador 20. O reator 38 e o conversor de CC/CC 24 são empilhados intercalando um refrigerador 58, e são fixados ao refrigerador 58. A direção em que o reator 38 e o conversor de CC/CC 24 são empilhados é a direção vertical na figura 2. O refrigerador 58 tem um compartimento mais frio 60, e um trajeto de fluxo para o líquido de refrigeração é formado em um espaço no seu interior. O líquido de refrigeração é fornecido a partir de uma linha de alimentação, não mostrada, para o espaço dentro do compartimento do refrigerador 60. Esse líquido de refrigeração é, em seguida, descarregado através de uma linha de descarga, não mostrada, a partir do espaço interno. O compartimento mais frio 60 é arrefecido por esse líquido de refrigeração, de modo que o reator 38 e o conversor de CC/CC 24, que entram em contato com o compartimento mais frio 60 também são arrefecidos. O compartimento mais frio 60 pode também ser formado de modo integral com um componente de um compartimento de dispositivo a bordo 62, dentro do qual a unidade de controle de potência 18 é alojada. Além disso, o compartimento do líquido de refrigeração 60 pode ser formado como um componente separado.

[0036] O compartimento de dispositivo 62 é montado no veículo e é, de preferência, fixado em uma posição predeterminada dentro de um compartimento do motor primário, não mostrado. O compartimento do motor primário é um espaço para alojamento de um primeiro motor do veículo e corresponde a um espaço dito como o compartimento do motor de um veículo convencional, equipado com um motor de combustão interna. O compartimento de dispositivo 62 pode ser fixado a uma estrutura de um corpo do veículo. O compartimento de dispositivo 62 aloja vários elementos constituintes da unidade de controle de potência 18, tal como o transformador elevador 20 e o conversor de CC/CC 24. Os elementos constituintes alojados podem ser fixados no compartimento de dispositivo 62, e como resultado, a relação posicional dos elementos constituintes fixados é definida. O compartimento mais frio 60 que é integrado ao compartimento de dispositivo 62 também funciona, em conjunto com o compartimento de dispositivo 62, como uma estrutura que define a relação posicional dos elementos constituintes alojados, e pode ser considerado como uma parte do compartimento de dispositivo. O capacitor 40 é disposto ao lado, isto é, à direita na figura 2 do reator 38 e do conversor de CC/CC 24. O capacitor 40 também é fixado no compartimento de dispositivo 62. Por conseguinte, no compartimento de dispositivo 62, que inclui o compartimento mais frio 60, define a relação posicional do capacitor 40, do reator 38 e do conversor de CC/CC 24.

[0037] O capacitor 40 será agora descrito com referência às figuras 2 e 3. A figura 3 é uma vista do capacitor 40 a partir da esquerda na figura 2. Na figura 3, um compartimento do capacitor 64 é mostrado fraturado de modo que um elemento de capacitor 66 interno é visível. O elemento de capacitor 66 tem uma estrutura na qual duas placas de eletrodo, intercalando um membro de isolamento, são enroladas. Esse elemento de capacitor 66 é alojado dentro do compartimento do capacitor 64 de uma maneira em que o eixo desse rolete se estende no sentido da esquerda para a direita. A direção na qual o eixo desse rolete se estende é ortogonal à direção em que o conversor de CC/CC 24 e o reator 38 são empilhados, e é ortogonal a uma direção na qual o conversor de CC/CC 24 e o reator 38 e o capacitor 40 ficam voltados um para o outro. Além disso, uma superfície do elemento de capacitor 66, que é paralela ao eixo do rolete, é voltada para o conversor de CC/CC 24 e o reator 38. O elemento de capacitor 66, também pode ser alojado dentro do compartimento do capacitor 64 com o eixo do rolete em outra orientação. Por exemplo, como com o capacitor mostrado na figura 4, como um primeiro exemplo modificado da modalidade de exemplo, um elemento de capacitor 66' pode ser alojado no compartimento do capacitor 64 com o eixo do rolete em uma direção ao longo da direção na qual o conversor de CC/CC 24, o reator 38 e o capacitor 40 ficam voltados um ao outro. Nesse primeiro exemplo modificado apresentado na figura 4, o eixo do rolete das placas do eletrodo se estende em uma direção ortogonal ao papel no qual a figura 4 é desenhada.

[0038] Voltando à figura 3, dois fios, cada um que se estende a partir de ambas as extremidades laterais do elemento de capacitor 66 em direção a um primeiro bloco de terminal 68 e a um segundo bloco de terminal 70, de um modo de corte em diagonal dos cantos do elemento de capacitor 66, na direção do eixo do rolete, conforme mostrado na figura 3. Um primeiro fio positivo 72 se estende a partir de uma placa positiva do elemento de capacitor 66 para o primeiro bloco de terminal 68, com uma extremidade desse primeiro fio positivo 72 que forma um primeiro terminal positivo 74 no primeiro bloco de terminal 68. Um segundo fio positivo 76 também se estende a partir da placa positiva para o segundo bloco de terminal 70, com uma extremidade desse segundo fio positivo 76 que forma um segundo terminal positivo 78 sobre o segundo bloco de terminal 70. Enquanto isso, um primeiro fio negativo 80 se estende a partir de uma placa negativa do elemento de capacitor 66 em direção ao primeiro bloco de terminal 68, com uma extremidade desse primeiro fio negativo 80 que forma um primeiro terminal negativo 82 sobre o primeiro bloco de terminal 68. Um segundo fio negativo 84 também se estende a partir da placa negativa em direção ao segundo bloco de terminal 70, com uma extremidade desse segundo fio negativo 8 4 que forma um segundo terminal negativo 86 no segundo bloco de terminal 70. Esses quatro fios 72, 76, 80 e 84 se estendem de maneira oblíqua em ângulos o eixo do rolete, a partir de substancialmente a parte central, na direção vertical, na figura 3, de ambos os lados de extremidade na direção axial do rolete do elemento de capacitor 66, em direção ao primeiro bloco de terminal 68, no lado superior, ou ao segundo bloco terminal 70 no lado inferior. Os quatro fios 72, 76, 80, e 84 são capazes de ser mais curtos por terem o eixo do rolete do elemento de capacitor 66 em ambos os lados.

[0039] Como um segundo exemplo modificado da modalidade de exemplo, os fios podem ser mais longos, mas dispostos como mostrado na figura 5. Quatro fios 72', 76', 80' e 84' mostrados na figura 5 correspondem aos fios 72, 76, 80, e 84, respectivamente, mostrados na figura 3, e têm as mesmas funções. A única diferença é a forma. Os quatro fios 72', 76', 80' e 84' são formados por partes que se estendem na direção do eixo do rolete de placas de eletrodo, e partes ortogonais para essas partes. O comprimento dos fios é capaz de ser mais curto, organizando os fios como é mostrado na figura 3, em comparação aos fios mostrados na figura 5.

[0040] O capacitor 40 tem um par de saliências de fixação 88 em uma superfície lateral do compartimento do capacitor 64. As saliências de fixação 88 são fornecidas em cada uma das superfícies laterais esquerda e direita, na figura 3. Essas saliências de fixação 88 são dispostas em uma armação 90 fornecida no compartimento de dispositivo 62, e são fixas por elementos de fixação, como parafusos de rosca 92 por meio de orifícios previstos nas saliências de fixação 88. Os orifícios de parafuso são fornecidos na base 90, e o capacitor 40 é fixado no compartimento de dispositivo 62 pelos parafusos de rosca 92 a serem aparafusados dentro desses orifícios de parafuso. Daqui em diante, as posições nas quais as saliências de fixação 88 são recebidas pelo suporte 90 serão referidas como "pontos de fixação". Nesse exemplo, o capacitor 40 é diretamente fixado no compartimento 62 do dispositivo.

[0041] Como mostrado nas figuras 2 e 3, as saliências de fixação 88 são fornecidas para o lado do reator 38, na direção de empilhamento do reator 38 e o conversor de CC/CC 24. Quando o capacitor 40 vibra, a área próxima das saliências de fixação 88 não se move muito, e a amplitude aumenta no lado distante das saliências de fixação 88, isto é, na extremidade no lado do conversor 24 CC/CC. Além disso, se uma saliência de fixação for fornecida no lado mais próximo do conversor de CC/CC na direção de empilhamento, devido à disposição dos elementos constituintes periféricos, a amplitude irá aumentar na extremidade do lado do reator. Um método para suprimir essas vibrações será descrito mais adiante.

[0042] A figura 6 é uma vista de uma estrutura específica para conectar de maneira elétrica o capacitor 40 ao reator 38, e é uma vista de um estado em que a figura 2 é vista de cima. Na figura 6, um núcleo 94 e um enrolamento 96 que é enrolado em torno do núcleo 94 são mostrados como o reator 38. O primeiro fio positivo 72 inclui uma barra condutora ramificada 98 que se ramifica a partir de uma parte que se estende para o primeiro terminal positivo 74. A barra condutora ramificada 98 é um fio em forma de placa plana que se estende a partir do capacitor 40, por exemplo, a partir da posição do primeiro bloco de terminal 68, em direção ao reator 38. Uma 96a extremidade do enrolamento 96 do reator é conectada a essa barra condutora ramificada 98 por soldagem ou brasagem. Além disso, o primeiro terminal positivo 74 é conectado à linha positiva 42 mostrada na figura 1. O ponto de conexão 44 mostrado na figura 1 é formado pela linha positiva 42 e uma extremidade 96a do enrolamento do reator sendo conectada ao primeiro terminal positivo 74. Apesar de não ser mostrada na figura 6, a outra extremidade 96b do enrolamento 96 é conectada ao ponto de conexão 36 dos dois elementos de comutação 28 e 30. O primeiro terminal negativo 82 é conectado à linha negativa 46 de modo a formar o ponto de conexão 48 mostrado na figura 1.

[0043] A figura 7 é uma vista de uma estrutura específica para conectar de maneira elétrica o capacitor 40 ao conversor de CC/CC 24, e mostra um estado em que a figura 2 é vista de cima. A conexão entre o capacitor 40 e o conversor de CC/CC 24 será agora descrita com referência às figuras 2 e 7. Os terminais do eletrodo positivo e do eletrodo negativo são formados sobre uma superfície inferior do conversor de CC/CC 24 na figura 2. Estes terminais serão indicados como "terminal positivo de conversor 100" e "terminal negativo de conversor 102". Uma barra condutora positiva 104 se estende entre o terminal positivo de conversor 100 e o segundo terminal positivo 78. Um orifício de parafuso é formado na posição do terminal positivo de conversor 100 do conversor de CC/CC 24, e na posição do segundo terminal positivo 78 do segundo bloco de terminal 70. Os elementos de fixação roscados, como os parafusos 106 e 108 que passam através de orifícios formados na barra condutora positiva, são aparafusados a esses orifícios de parafuso, de tal forma que a barra condutora positiva 104 é fixa. De modo semelhante, uma barra condutora negativa 110 se estende entre o terminal negativo de conversor 102 e o segundo terminal negativo 86. Um orifício de parafuso é formado na posição do terminal negativo de conversor 102 do conversor de CC/CC 24, e na posição do segundo terminal negativo 86 do segundo bloco de terminal 70. Os elementos de fixação roscados, como parafusos 112 e 114 que passam através de orifícios formados na barra condutora negativa, são aparafusados a esses orifícios de parafuso, de tal forma que a barra condutora negativa 110 é fixa.

[0044] Aqui, além de parafusos, os elementos de fixação que fixam a barra condutora positiva e negativa 104 e 110 também podem ser parafusos roscados, como parafusos sextavados ou cavilhas sextavadas. Além disso, uma combinação de um parafuso roscado e uma porca pode também ser utilizada. A conexão a um ponto de conexão 54 na figura 1 é alcançada pelo terminal positivo de conversor 100 a ser conectado ao segundo terminal positivo 78 do capacitor. Além disso, a conexão a um ponto de conexão 56 na figura 1 é obtida pelo conversor negativo terminal de 102 a ser conectado ao segundo terminal negativo 86 do capacitor. A barra condutora positiva 104 também pode ser fixa por meio de soldagem a um ou ambos do segundo terminal positivo 78 do capacitor e do terminal positivo de conversor 100. Além disso, a barra condutora negativa 110 pode também ser fixa a um ou ambos do segundo terminal negativo 86 do capacitor e do conversor de terminal negativo 102 por soldagem.

[0045] A barra condutora positiva 104 e a barra condutora negativa 110 são, cada uma, formadas por uma placa de condutores em forma de placa plana, mais especificamente, uma placa de metal produzida a partir de cobre ou similares, e a espessura pode ser de 1 a 2 mm, por exemplo. As barras condutoras positiva e negativa 104 e 110 são corpos rígidos, e são capazes de fixar a parte de extremidade do capacitor 40, que está distante das saliências de fixação 88, ao conversor de CC/CC 24. Como descrito acima, o conversor de CC/CC 24 é fixado no compartimento de dispositivo 62, de modo que uma parte inferior do capacitor 40 na figura 2 é fixa no compartimento 62 do dispositivo indiretamente pela barra condutora positiva 104 e pela barra condutora negativa 110.

[0046] Como descrito acima, o capacitor 40 é fixado em dois pontos de fixação pela armação 90. Quando o capacitor 40 é fixado apenas nesses pontos de fixação, a vibração do capacitor 40 em torno de uma linha reta que passa por esses dois pontos pode não ser capaz de ser reprimida de maneira suficiente. Essa linha reta que é o eixo da vibração será daqui em diante referido como o "eixo de oscilação". Mesmo que o capacitor 40 seja fixado no compartimento de dispositivo 62 em uma pluralidade de pontos, a vibração pode não ser capaz de ser suprimida de maneira suficiente, se estes pontos de fixação estiverem na ou próximo a uma única linha reta.

[0047] Nessa modalidade de exemplo, uma parte de extremidade superior do capacitor 40 pode ser fixa pelo suporte 90, e uma parte de extremidade inferior do capacitor 40 no lado oposto da parte de extremidade superior do capacitor 40 pode ser fixa ao conversor de CC/CC 24. Isto é, o capacitor 40 pode ser fixado em uma posição distante do eixo de oscilação, pela barra condutora positiva 104 e a barra condutora negativa 110, de modo que a vibração em torno do eixo de oscilação do capacitor 40 é capaz de ser suprimida. Além disso, a parte de extremidade superior do capacitor 40, onde o primeiro terminal positivo 74 é fornecido, é capaz de ser fixa pelo suporte 90, de modo que a precisão de posicionamento do terminal é capaz de ser melhorada. A barra condutora positiva 104 e a barra condutora negativa 110 são capazes de ter uma forma, em geral, linear, e a rigidez da barra condutora é capaz de ser aumentada contra as vibrações em torno do eixo de oscilação, fazendo com que a direção na qual essas se estendem seja uma direção que cruza o eixo de oscilação, ou mais especificamente, em uma direção que é ortogonal ao eixo de oscilação, o que é preferível. A rigidez pode também ser aumentada, fazendo a forma da seção que é ortogonal à direção do comprimento da barra condutora positiva 104 e da barra condutora negativa 110 em uma forma de L ou em forma de U. Além disso, nessa modalidade de exemplo, o capacitor 40 e o conversor de CC/CC 24 são conectados por duas barras de barra condutora 104 e 110. No entanto, apenas um dos dois pode ser uma barra condutora, enquanto o outro é um membro flexível, tal como um fio condutor, e apenas uma barra condutora pode ser utilizada para fixar o capacitor 40.

[0048] Como descrito acima, o enrolamento 96 do reator e a barra condutora ramificada 98 no lado do capacitor são fixados por soldagem ou similares. Quando esses são soldados, a extremidade 96a do enrolamento é, de preferência, posicionada junto à barra condutora ramificada 98, de modo que uma precisão de posicionamento da parte superior do capacitor 40, que está próxima da posição de soldagem, é necessária. A barra condutora ramificada 98 é capaz de ser facilmente posicionada de forma precisa próxima a uma extremidade 96a do enrolamento, fornecido no local de fixação do capacitor 40 com relação ao compartimento de dispositivo 62 em uma posição próxima à posição de soldagem. Nesse momento, a fixação da parte inferior do capacitor ao conversor de CC/CC 24 possibilita o aumento da distância entre o eixo de oscilação e uma posição de fixação que não está no eixo de oscilação, permitindo assim que um maior efeito de supressão de vibração seja exibido.

[0049] Como um terceiro exemplo modificado da modalidade de exemplo, o reator e o capacitor pode ser conectado por uma barra condutora, como mostrado na figura 8. O núcleo 94 e o enrolamento 96 de um reator 116 são semelhantes aos da modalidade de exemplo descritas acima. O reator 116 tem um compartimento do reator 118 que aloja o núcleo 94 e o enrolamento 96, e também funciona como um bloco de terminal. Os terminais, cada um dos quais é formado por um condutor em forma de placa plana, são fornecidos em uma parte do compartimento do reator 118 próximo do capacitor 40. Esses terminais serão daqui em diante referidos como terminais de reator 120 e 122. Os terminais de reator 120 e 122 são conectados às extremidades 96a e 96b dos enrolamentos, respectivamente, mediante a soldagem ou similares. A estrutura de um primeiro fio positivo 124 que se estende a partir da placa positiva para o primeiro bloco de terminal 68 se difere daquela do primeiro fio positivo 72 na modalidade de exemplo descrita acima. A estrutura de uma parte do primeiro fio positivo 124 que se estende para o primeiro bloco de terminal 68 é tal como descrito acima, com uma extremidade da ponta da mesma que forma o primeiro terminal positivo 74. Por outro lado, a estrutura de uma barra condutora ramificada 126 que se ramifica a partir da parte que se estende para o primeiro bloco de terminal 68 se difere da barra condutora ramificada 98 descrita acima. A barra condutora ramificada 126 é formada por uma placa plana de metal que foi dobrada para trás. Essa barra condutora ramificada 126 é dobrada para trás e se estende até o terminal 120 do reator, e é fixa em conjunto com o terminal do reator 120 para o compartimento do reator 118 por um elemento de fixação roscado, tal como um parafuso 128. Um orifício de parafuso é fornecido no compartimento do reator 118. O parafuso 128 que passa através de um orifício na barra condutora ramificada 126 é aparafusado no orifício do parafuso, de tal modo que o terminal do reator 120 e a barra condutora ramificada 126 são fixados.

[0050] Aqui, além do parafuso, o elemento de fixação que fixa a barra condutora ramificada 126 também pode ser um parafuso roscado, como um parafuso sextavado ou um parafuso cilíndrico sextavado. Além disso, uma combinação de um parafuso de fixação e uma porca. OA barra condutora ramificada 126 pode também ser fixa ao terminal de reator 120 por meio de soldagem. A barra condutora ramificada 126 é uma placa plana condutora ou, mais especificamente, uma placa de metal. Além disso, a forma secional da barra condutora ramificada 126 pode também ser uma forma de L ou em forma de U. Dar à barra condutora ramificada 126 rigidez suficiente permite que o capacitor 40 seja fixado ao reator 116. A barra condutora, que fixa o capacitor 40, também pode ser uma barra condutora independente que se estende entre o primeiro terminal positivo 74 e o terminal de reator 120 pode também ser usada, em vez de se ramificar a partir do primeiro fio positivo 124. O capacitor 40 é fixado ao compartimento de dispositivo 62 indiretamente através do reator 116 pela barra condutora ramificada 126 ou a barra condutora independente.

[0051] O capacitor pode ser fixado tanto ao reator quanto ao conversor de CC/CC, ou apenas ao reator. Quando a armação 90 só pode ser fornecida em uma posição perto do conversor de CC/CC 24 (embaixo na figura 2), devido à disposição dos dispositivos periféricos, pode ser vantajoso fixar o capacitor do lado do reator. A fixação do capacitor no lado do reator permite que a posição de fixação fique distante do eixo de oscilação que é posicionado embaixo, desse modo, inibindo muito a vibração.

[0052] A figura 9 é uma vista de uma estrutura de exemplo do dispositivo de um compartimento de dispositivo 130, e mostra um estado da direção de empilhamento do conversor de CC/CC 24 e do reator 38. Um compartimento de dispositivo 130 tem uma parede divisória 132 que divide o interior do compartimento de dispositivo 130 na direção de empilhamento. Uma parte da parede divisória 132 é formada pelo compartimento de refrigerador 60. O reator 38 e o conversor de CC/CC 24 são dispostos e fixados nas partes anterior e posterior, respectivamente, da parede divisória 132. Uma abertura 134 para o capacitor 40 passar através dela é fornecida na parede divisória 132. Uma parte do capacitor 40 é posicionada no espaço no lado do reator 38 do espaço que é dividido pela parede divisória 132, e a outra parte do capacitor 40 é posicionada no espaço no lado do conversor de CC/CC 24 do espaço que é dividido pela parede divisória 132. A parede divisória 132 tem rigidez reduzida devido à abertura 134 que está sendo formada na mesma. Além disso, o reator 38 que é pesado é fixado à parede divisória 132, de modo que a frequência de ressonância pode ser diminuída, e a ressonância pode ocorrer. A supressão dessa ressonância da parede divisória 132 será descrita abaixo.

[0053] A figura 10 é uma vista de um quarto exemplo modificado da modalidade de exemplo como outro modo relacionado à fixação do capacitor ao compartimento de dispositivo. Além disso, a figura 11 é uma vista de um quinto exemplo modificado. Os pontos de fixação, onde um capacitor 136 é fixado ao capacitor 40, são aumentados para três. O número de pontos de fixação também pode ser maior que três. A outra estrutura é a mesma que a do capacitor 40, de modo que uma descrição da mesma será omitida. O capacitor 136 tem uma terceira saliência de fixação 138, além das duas saliências de fixação 88, como o capacitor 40. Daqui em diante, as duas saliências de fixação 88 descritas acima serão referidas como as primeira e segunda saliências de fixação 88. A terceira saliência de fixação 138 é fornecida sobre uma superfície lateral sobre um lado oposto ao lado voltado para o reator 38 ou o conversor de CC/CC 24, isto é, em uma superfície lateral de frente para uma superfície de parede lateral do compartimento de dispositivo 130. Uma armação 140 é fornecida no compartimento de dispositivo 130 que corresponde a essa terceira saliência de fixação 138. A terceira saliência de fixação 138 é posicionada na armação 140 e fixa por um elemento de fixação, tal como um parafuso roscado 142 que passa através de um orifício existente na terceira saliência de fixação 138. Um orifício de parafuso é fornecido na base 140, e o parafuso roscado 142 é aparafusado no orifício de parafuso. O ponto em que a terceira saliência de fixação 138 é recebida pela armação 140 é um terceiro ponto de fixação. Esse terceiro ponto de fixação se encontra em uma posição distante de linha reta que passa através dos pontos de fixação em dois locais relacionados às primeira e segunda saliências de fixação 88.

[0054] As barras condutoras 104 e 110 se estendem entre o capacitor 136 e o conversor de CC/CC 24 e os une. Como resultado, os lados opostos da abertura 134 na parede divisória são unidos através do capacitor 136. O capacitor 136 é sustentado pelos pontos de fixação em três locais que não estão na mesma linha reta, de modo que a vibração é capaz de ser suprimida mais do que quando o capacitor 136 era sustentado por pontos de fixação em dois locais. Como resultado, a vibração da parede divisória 132, para que o conversor de CC/CC 24 fique fixo, é capaz de ser suprimida ao unir o capacitor 136 e o conversor de CC/CC 24 pelas barras condutoras positivas 104 e 110.

[0055] Além disso, semelhante ao que foi ilustrado no terceiro exemplo modificado na figura 8, os lados opostos da abertura 134 são unidos através do capacitor 136, mesmo com uma estrutura em que o reator 38 é unido ao capacitor 136 através da barra condutora ramificada 126. Nesse caso também, o capacitor 136, no qual a vibração é suprimida, é capaz de suprimir a vibração na parede divisória 132 para que o reator 38 fique fixo. A união pode ser alcançada com o uso ou de barras condutoras 104 e 110 ou da barra condutora ramificada 126, ou com o uso de ambas simultaneamente.

Claims

1. Unidade de controle de potência que converte a potência de corrente contínua em potência de corrente alternada e fornece a potência convertida a um motor elétrico para acionar um veículo, a unidade de controle de potência sendo fixada dentro de um compartimento a bordo do dispositivo, a unidade de controle de potência caracterizada por compreender: um transformador abaixador (24) configurado para reduzir a tensão da potência de corrente contínua; e um transformador elevador (20) configurado para elevar a tensão da potência de corrente contínua, o transformador elevador (20) que inclui um reator (38, 116) e um capacitor (40, 136); o reator (38, 116) e o transformador abaixador (24) sendo fixados ao compartimento de dispositivo a bordo (62, 130), e o reator (38, 116) e o transformador abaixador (24) sendo dispostos verticalmente; o capacitor (40, 136) sendo disposto próximo a pelo menos um do reator (38,116) ou do transformador abaixador (24), em relação a uma direção na qual o reator e o transformador abaixador (24) são dispostos verticalmente; e o capacitor (40, 136) e pelo menos um dentre transformador abaixador (24) ou o reator (38, 116) sendo configurados para serem fixados juntos por uma barra condutora (98, 104, 110) para reduzir as vibrações devido ao campo magnético variante gerado por uma corrente de ondulação, a barra condutora (98, 104, 110) sendo configurada para conectar de maneira elétrica um terminal (74, 82, 78, 86, 100, 102) do capacitor (40, 136) a um terminal (74, 82, 78, 86, 100, 102) de pelo menos um do transformador abaixador (24) ou do reator (38, 116), em que o capacitor é fixado ao compartimento de dispositivo a bordo (62, 130) nos pontos de fixação em dois locais, e a barra condutora fixa o capacitor a pelo menos um dentre o transformador abaixador ou o reator em uma posição distante de uma linha reta que passa pelos pontos de fixação em dois locais na direção vertical, e em que a barra condutora se estende em uma direção que cruza uma direção na qual a linha reta que passa através dos pontos de fixação em dois locais do capacitor se estende, e a barra condutora é uma placa de condutores do tipo placa plana de forma linear.

2. Unidade de controle de potência de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que uma posição onde o capacitor (40, 136) é fixado pela barra condutora (98, 104, 110) está em um lado oposto de um lado em que os pontos de fixação (88, 88) são posicionados, na direção vertical.

3. Unidade de controle de potência de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o capacitor (136) ser fixado ao compartimento de dispositivo a bordo (62, 130) em pontos de fixação (88, 88, 138) em três ou mais locais; e o compartimento de dispositivo a bordo (130) incluir uma parede divisória (132) que divide um espaço no interior do compartimento de dispositivo a bordo (130), uma abertura ser fornecida na parede divisória (132), o capacitor (136) passar através da abertura e pelo menos um do transformador abaixador (24) ou o reator (116) ser fixado à parede divisória (132).

4. Unidade de controle de potência de acordo com a reivindicação 3, caracterizada por o transformador abaixador (24) e o reator (38, 116) serem fixados a uma parte dianteira e a uma parte traseira, respectivamente, da parede divisória (132).

5. Unidade de controle de potência de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a barra condutora (98, 104, 110) fixar pelo menos um do transformador abaixador (24) ou do reator (38, 116) ao capacitor (40, 136), e o transformador abaixador (24) e o reator (38, 116) serem fixados a uma parede divisória (132).

6. Unidade de controle de potência de acordo com a reivindicação 5, caracterizada por o transformador abaixador (24) e o reator (38, 116) serem fixados a uma parte dianteira e uma parte traseira, respectivamente, da parede divisória (132).

7. Unidade de controle de potência de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o terminal (78, 86) do capacitor (40, 136) e o terminal (100, 102) do transformador abaixador (24) incluírem, cada um, um terminal positivo (78, 100) e um terminal negativo (86, 102); e a barra condutora (98, 104, 110) incluir uma barra condutora positiva (104) e uma barra condutora negativa (110), a barra condutora (98, 104, 110) conectar o capacitor (40, 136) ao transformador abaixador (24), a barra condutora positiva (104) conectar os terminais positivos (78, 100) juntos, e a barra condutora negativa (110) conectar os terminais negativos (86, 102) juntos.

8. Unidade de controle de potência de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o capacitor (40, 136) incluir um elemento de capacitor (66), o elemento de capacitor (66) incluir duas placas de eletrodo, um membro do isolamento ser disposto entre as duas placas de eletrodo e as duas placas de eletrodo serem enroladas em forma de rolete; e uma superfície do elemento de capacitor (66) ser disposta voltada para o transformador abaixador (24) e o reator (38, 116), e a superfície do elemento de capacitor (66) ser paralela a um eixo do rolete das placas de eletrodo.

9. Unidade de controle de potência de acordo com a reivindicação 8, caracterizada por um fio que se estende desde o elemento de capacitor (66) até o terminal (74, 82, 78, 86, 100, 102) do capacitor (40, 136) estar disposto de maneira oblíqua em um ângulo com relação ao eixo do rolete das placas de eletrodo.

10. Unidade de controle de potência de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o capacitor (40, 136) incluir um elemento de capacitor (66’), o elemento de capacitor (66’) incluir duas placas de eletrodo, um membro do isolamento ser disposto entre as duas placas de eletrodo, e as duas placas de eletrodo serem enroladas em forma de rolete, e uma superfície do elemento de capacitor (66’) ser ortogonal a um eixo do rolete das placas de eletrodo.

11. Unidade de controle de potência de acordo com a reivindicação 10, caracterizada por um fio que se estende desde o elemento de capacitor (66’) até o terminal (74, 82, 78, 86, 100, 102) do capacitor (40, 136) estar disposto de maneira oblíqua em ângulo com relação ao eixo do rolete das placas de eletrodo

12. Unidade de controle de potência de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que um resfriador é prensado entre o transformador abaixador (24) e o reator (38, 116)

13. Unidade de controle de potência de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o capacitor é incluído em um elemento de capacitor, pelo menos uma saliência de fixação se estendendo de pelo menos uma superfície do elemento de capacitor, e em que o compartimento a bordo do dispositivo compreende adicionalmente pelo menos uma armação (90) configurada para ser fixada à pelo menos uma saliência de fixação através de um elemento de fixação.

14. Unidade de controle de potência que converte a potência de corrente contínua em potência de corrente alternada e fornece a potência convertida a um motor elétrico para acionar um veículo, a unidade de controle de potência sendo fixada dentro de um compartimento a bordo do dispositivo, a unidade de controle de potência caracterizada por compreender: um transformador abaixador (24) configurado para reduzir a tensão da potência de corrente contínua; e um transformador elevador (20) configurado para elevar a tensão da potência de corrente contínua, o transformador elevador (20) incluindo um reator (38, 116) e um capacitor (40, 136); o reator (38, 116) e o transformador abaixador (24) sendo fixados ao compartimento de dispositivo a bordo (62, 130), e o reator (38, 116) e o transformador abaixador (24) sendo dispostos verticalmente; o capacitor (40, 136) sendo disposto próximo a pelo menos um dentre o reator (38,116) ou o transformador abaixador (24),; e o capacitor (40, 136) e pelo menos um do transformador abaixador (24) ou o reator (38, 116) sendo configurados para serem fixados juntos por pelo menos uma barra condutora (98, 104, 110) de modo a reduzir as vibrações devido ao campo magnético variante gerado por uma corrente de ondulação, a pelo menos uma barra condutora (98, 104, 110) sendo configurada para conectar de maneira elétrica pelo menos um terminal (74, 82, 78, 86, 100, 102) do capacitor (40, 136) a um terminal (74, 82, 78, 86, 100, 102) de pelo menos um do transformador abaixador (24) ou do reator (38, 116).