CN108988670A - 电力装置及其制造方法 - Google Patents
电力装置及其制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108988670A CN108988670A CN201810552945.2A CN201810552945A CN108988670A CN 108988670 A CN108988670 A CN 108988670A CN 201810552945 A CN201810552945 A CN 201810552945A CN 108988670 A CN108988670 A CN 108988670A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- reactor
- current sensor
- detecting element
- gap
- electric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
- G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
- G01R15/20—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices
- G01R15/202—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices using Hall-effect devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
- G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
- G01R15/20—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices
- G01R15/207—Constructional details independent of the type of device used
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/145—Indicating the presence of current or voltage
- G01R19/15—Indicating the presence of current
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/25—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques
- G01R19/2513—Arrangements for monitoring electric power systems, e.g. power lines or loads; Logging
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/40—Testing power supplies
- G01R31/42—AC power supplies
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
- H02M1/0009—Devices or circuits for detecting current in a converter
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Abstract
本发明提供一种电力装置及其制造方法。在电力装置(26)及其制造方法中,在电抗器(80)的轴向上,第二电流传感器(64)的检测元件(230)和卷线部(114a)的中心位置的距离(D2)比第一电流传感器(62)的检测元件(230)和卷线部(114c)的中心位置的距离(D1)短。另外,第二电流传感器(64)的铁芯(212)的间隙长度(G2)比第一电流传感器(62)的铁芯(212)的间隙长度(G1)短。采用该电力装置及其制造方法,在受到周边磁场的影响的情况下,能够有效地利用在磁体铁芯中用于配置检测元件的间隙的间隙长度。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有多个电流传感器的电力装置及其制造方法。
背景技术
在日本发明专利公开公报特开2014-006116号中,其课题是,在除具有用于输出三相交流电流的三根母线(busbar)外还具有第四母线的逆变器(inverter)中,降低由来自输出母线的电流传感器的漏磁通对第四母线的电流传感器的影响(摘要、说明书的【0009】段)。
为了解决该课题,在日本发明专利公开公报特开2014-006116号(摘要)的逆变器中,将用于驱动马达的UVW三相的输出电流传输给马达的三根输出母线和第四母线平行排列。三根输出母线中的至少两根输出母线和第四母线上具有电流传感器。电流传感器具有包围母线的C字型的磁体和配置于磁体的C字的间隙的磁敏元件。在输出母线上所具有的电流传感器中,离第四母线上所具有的电流传感器较远的电流传感器5a的间隙长度ga大于离第四母线上所具有的电流传感器较近的电流传感器5c的间隙长度gc。此外,第四母线上所具有的电流传感器也被称为靶(Target)电流传感器(【0010】段)。
发明内容
如上所述,在日本发明专利公开公报特开2014-006116号中,使离第四母线上所具有的电流传感器(靶电流传感器)较远的电流传感器5a的间隙长度ga大于离第四母线上所具有的电流传感器(靶电流传感器)较近的电流传感器5c的间隙长度gc(摘要)。换言之,在日本发明专利公开公报特开2014-006116号中,根据与靶电流传感器的距离(直线距离)来设定间隙长度。然而,铁芯的间隙长度的利用方法有改善的余地。
本发明是考虑到上述那样的课题而作出的,其目的在于,提供一种电力装置及其制造方法,其在受到周边磁场的影响的情况下,能够有效地利用在磁体铁芯中用于配置检测元件的间隙的间隙长度。
本发明所涉及的电力装置具有:具有卷线部的电抗器(reactor);第一电线和第二电线,其沿与所述电抗器的轴向正交的方向在所述电抗器的侧方延伸;第一电流传感器,其具有第一检测元件和形成有第一间隙的环状的第一铁芯,且对在所述第一电线中流动的第一电流进行检测,其中所述第一检测元件配置于所述第一间隙;第二电流传感器,其具有第二检测元件和形成有第二间隙的环状的第二铁芯,且对在所述第二电线中流动的第二电流进行检测,其中所述第二检测元件配置于所述第二间隙;电路,其使所述第一电流的最大值大于所述第二电流的最大值,所述电力装置的特征在于,在所述电抗器的轴向上,所述第二检测元件和所述卷线部的中心位置的距离比所述第一检测元件和所述卷线部的中心位置的距离短,所述第二间隙的长度、即第二间隙长度比所述第一间隙的长度、即第一间隙长度短。
根据本发明,由于以下的理由,能够有效地使用形成有用于配置受周边磁场的影响的检测元件的间隙的磁体铁芯的间隙长度。
即,在本发明中,第一电流传感器和第二电流传感器对在电抗器的侧方延伸的第一电线和第二电线的电流进行检测,因此,配置于离电抗器较近的位置而受到来自电抗器的漏磁通的影响。电抗器的漏磁通在沿着从电抗器起的同心圆或者接近该同心圆的形状的方向上容易产生。
第一电线和第二电线沿与电抗器的轴向正交的方向在电抗器的侧方延伸。因此,例如在通过第一检测元件对由在第一电线中流动的第一电流所产生的磁场强度进行检测而使第一电流传感器检测出第一电流的情况下,存在第一检测元件所检测出的磁场的方向(检测磁场方向)接近电抗器的漏磁通的方向的可能性。换言之,存在如下可能性:电抗器的轴向上的第一检测元件和卷线部的中心位置的距离越短,第一电流传感器越容易受到漏磁通的影响,该距离越远,第一电流传感器越不容易受到漏磁通的影响。第二电流传感器也同样如此。
根据本发明,在电抗器的轴向上,第二检测元件和卷线部的中心位置的距离比第一检测元件和卷线部的中心位置的距离短,第二间隙的长度、即第二间隙长度比第一间隙的长度、即第一间隙长度短。
据此,在电抗器所产生的漏磁通对第二电流传感器的影响较大的情况下,通过缩短第二电流传感器的第二间隙长度,而容易检测出随着第二电线中的第二电流而在第二铁芯产生的磁通(原本想要检测出的磁通)。因此,能够减少由来自电抗器的漏磁通引起的第二电流的灵敏度变化。据此,能够提高第二电流传感器对来自电抗器的漏磁通的耐受性。
另外,在电抗器所产生的漏磁通对第一电流传感器的影响较小的情况下,通过增长第一电流传感器的第一间隙长度,而降低随着第一电线中的第一电流而在第一铁芯产生的磁通(原本想要检测出的磁通)的影响。据此,能够不容易产生对第一电流传感器的直线性的影响或者铁芯的磁通的饱和。尤其是,这种效果在使第一电流的最大值大于第二电流的最大值的情况下有用。再者,这种效果在使第一检测元件和第二检测元件的规格相同的情况下显著。
所述第一检测元件例如可以为第一霍尔元件,所述第二检测元件例如可以为第二霍尔元件。也可以为与所述第二霍尔元件的磁场检测面相比,所述第一霍尔元件的磁场检测面以与所述电抗器所产生的漏磁通的朝向更接近平行的角度配置。
根据本发明,与第二检测元件的磁场检测面相比,第一检测元件的磁场检测面与电抗器所产生的漏磁通的朝向平行地配置,并且,第二间隙长度比第一间隙长度短。据此,第二电流传感器容易受到随着第二电线中的第二电流而在第二铁芯产生的磁通(原本想要检测出的磁通)的影响,另一方面,减少了第二电流相对于漏磁通的灵敏度变化,由此,相对地不容易受到来自电抗器的漏磁通的影响。据此,能够提高第二电流传感器对来自电抗器的漏磁通的耐受性。
另外,增长检测磁场方向离电抗器所产生的漏磁通的朝向较远(换言之,来自电抗器的漏磁通的影响较小)的第一电流传感器的第一间隙长度。因此,第一电流传感器不容易受到随着第一电线中的第一电流而在第一铁芯产生的磁通(原本想要检测出的磁通)的影响,由此,能够减弱与第一电流传感器的直流成分相对应的磁通,不容易产生对第一电流传感器的直线性的影响或者铁芯的磁通的饱和。
所述第二检测元件和所述电抗器的第二直线距离可以比所述第一检测元件和所述电抗器的第一直线距离短。据此,即使在为了设计上的方便而将检测磁场方向离电抗器所产生的磁通的朝向较近(换言之,来自电抗器的漏磁通的影响较大)的第二电流传感器配置于电抗器附近的情况下,也缩短第二间隙长度,由此,能够提高第二电流传感器对来自电抗器的漏磁通的耐受性。
所述电抗器例如可以为磁耦合型电抗器。据此,与其他种类的电抗器相比较,容易在磁场朝向的分布多样的磁耦合型电抗器的周围配置第一电流传感器和第二电流传感器,从而能够提高设计自由度。
可以使所述第一检测元件和所述第二检测元件的规格相同。据此,能够在来自电抗器的漏磁通的影响根据设置场所的不同而不同的情况下,通过统一第一检测元件和第二检测元件的规格来降低第一检测元件和第二检测元件的成本。
所述第一铁芯和所述第二铁芯的除所述第一间隙和所述第二间隙以外的外径尺寸可以相同。据此,能够在来自电抗器的漏磁通的影响根据设置场所的不同而不同的情况下,通过使第一铁芯和第二铁芯的外形尺寸相同来降低第一铁芯和第二铁芯的成本。
在本发明所涉及的电力装置的制造方法中,所述电力装置具有:电抗器,其具有卷线部;第一电流传感器,其具有第一检测元件和形成有第一间隙的环状的第一铁芯,且对在第一电线中流动的第一电流进行检测,其中所述第一检测元件配置于所述第一间隙;第二电流传感器,其具有第二检测元件和形成有第二间隙的环状的第二铁芯,且对在第二电线中流动的第二电流进行检测,其中所述第二检测元件配置于所述第二间隙,所述电力装置的制造方法的特征在于,配置所述第一检测元件、所述第二检测元件和所述电抗器,以使所述第一检测元件和所述第二检测元件所检测出的磁通的方向、即磁通检测方向与所述电抗器的轴向相同,且使在所述电抗器的轴向上,所述第二检测元件和所述卷线部的中心位置的距离比所述第一检测元件和所述卷线部的中心位置的距离短,使所述第二间隙的长度、即第二间隙长度比所述第一间隙的长度、即第一间隙长度短。
根据本发明,第一检测元件和第二检测元件所检测出的磁通的方向、即磁通检测方向与电抗器的轴向相同。另外,电抗器的漏磁通在从电抗器起的沿着同心圆或者接近该同心圆的形状的方向上容易产生。因此,在电抗器的轴向上,第一检测元件和卷线部的中心位置的距离越长,漏磁通的方向和磁通检测方向的偏离越大。第二电流传感器也同样如此。
并且,在本发明中,在电抗器的轴向上,第二检测元件和卷线部的中心位置的距离比第一检测元件和卷线部的中心位置的距离短。除此之外,第二间隙的长度、即第二间隙长度比第一间隙的长度、即第一间隙长度短。
据此,缩短磁通检测方向离电抗器所产生的漏磁通的朝向较近(换言之,来自电抗器的漏磁通的影响较大)的第二电流传感器的第二间隙长度。因此,第二电流传感器容易受到随着第二电线中的第二电流而在第二铁芯产生的磁通(原本想要检测出的磁通)的影响,另一方面,减少了第二电流相对于漏磁通的灵敏度变化,由此,相对地不容易受到来自电抗器的漏磁通的影响。据此,能够提高第二电流传感器对来自电抗器的漏磁通的耐受性。
另外,增长磁通检测方向离电抗器所产生的漏磁通的朝向较远(换言之,来自电抗器的漏磁通的影响较小)的第一电流传感器的第一间隙长度。因此,第一电流传感器不容易受到随着第一电线中的第一电流而在第一铁芯产生的磁通(原本想要检测出的磁通)的影响,由此,能够减弱与第一电流传感器的直流成分相对应的磁通,不容易产生对第一电流传感器的直线性的影响或者铁芯的磁通的饱和。
根据本发明,能够在受到周边磁场的影响的情况下,有效地使用在磁体铁芯中用于配置检测元件的间隙的间隙长度。
上述的目的、特征及优点通过参照附图所说明的以下的实施方式的说明可容易地理解。
附图说明
图1是表示包括作为本发明的一实施方式所涉及的电力装置的电力控制单元(以下称为“PCU”。)的车辆的概略结构的电路图。
图2是简略地表示所述实施方式的电抗器(reactor)的立体图。
图3是简略地表示所述实施方式的所述电抗器的立体分解图。
图4A是表示所述实施方式的TRC电流传感器的一部分的俯视图,图4B是表示所述实施方式的GEN电流传感器的一部分的俯视图。
图5是说明所述实施方式的霍尔IC所包含的霍尔元件的检测原理的图。
图6是简略地表示所述实施方式的所述PCU的一部分的配置的侧视图。
图7是简略地表示所述实施方式的所述PCU的一部分的配置的仰视图。
图8是简略地表示所述实施方式的所述PCU的一部分的配置的主视图。
图9是表示所述实施方式的所述电抗器所产生的磁场(漏磁通)的一例的俯视图。
具体实施方式
A.一实施方式
<A-1.结构>
[A-1-1.整体结构]
图1是表示包括作为本发明的一实施方式所涉及的电力装置的电力控制单元26(以下称为“PCU26”。)的车辆10的概略结构的电路图。车辆10除具有PCU26外,还具有行驶马达20、发电机(generator)22和高电压电池24(以下又称为“电池24”或“BAT24”。)。车辆10为混合动力车辆,作为行驶驱动源,除具有行驶马达20外,还具有未图示的发动机。如后所述,车辆10也可以为其他种类的车辆。发电机22基于所述发动机的驱动力来发电。也可以使用发电机22作为行驶驱动源。
PCU26将来自电池24的电力转换或者调整后供给到行驶马达20。另外,PCU26将发电机22的发电电力Pgen和行驶马达20的发电电力(再生电力Preg)进行转换或者调整,来对电池24充电。
[A-1-2.行驶马达20]
行驶马达20为三相交流无刷式,其作为车辆10的行驶用驱动源生成动力Ftrc,并将该动力Ftrc供给到未图示的车轮(驱动轮)侧。即,行驶马达20通过来自高电压电池24的电力Pbat和来自发电机22的电力Pgen的一方或两方来驱动。另外,行驶马达20在车辆10制动时进行再生,并将再生电力Preg供给到电池24。再生电力Preg也可以被供给到未图示的电动辅机类设备。
以下,将行驶马达20又称为TRC马达20。TRC马达20除具有作为行驶马达的功能以外或者代替于此,也可以作为发电机发挥功能。以下,对与行驶马达20相关联的参数标注“TRC”或者“trc”、又或者“t”。另外,在图1等中,由“TRC”表示行驶马达20。
[A-1-3.发电机22]
发电机22为三相交流无刷式,其作为通过来自所述发动机的动力Feng来发电的发电机发挥功能。发电机22发电所生成的电力Pgen被供给到电池24或者行驶马达20、又或者电动辅机类设备。
以下,将发电机22又称为“GEN22”。GEN22除具有作为发电机(generator)的功能以外或者代替于此,也可以作为行驶马达(traction motor)发挥功能。以下,对与发电机22相关联的参数标注“GEN”或者“gen”、又或者“g”。另外,在图1等中,由“GEN”表示发电机22。发电机22可以作为所述发动机的起动马达(Starter motor)来使用。
[A-1-4.高电压电池24]
高电压电池24为包含多个单电池且能够输出高电压(数百伏特)的蓄电装置(能量存储器),例如可以使用锂离子充电电池,镍氢充电电池等。替代电池24或者除该电池24外,还可以使用电容器(capacitor)等蓄电装置。
[A-1-5.PCU26]
(A-1-5-1.PCU26的概要)
PCU26将来自电池24的电力进行转换或者调整后供给到行驶马达20。另外,PCU26将发电机22的发电电力Pgen和行驶马达20的再生电力Preg进行转换或者调整,来对电池24充电。
如图1所示,PCU26具有DC/DC转换器(converter)50、第一逆变器52、第二逆变器54、第一电容器56、第二电容器58、电抗器电流传感器60a、60b、TRC电流传感器62u、62v、62w、GEN电流传感器64u、64v、64w和电子控制装置66(以下称为“ECU66”。)。
(A-1-5-2.DC/DC转换器50)
(A-1-5-2-1.DC/DC转换器50的概要)
DC/DC转换器50(以下又称为“转换器50”。)为升降压式转换器。转换器50将电池24的输出电压Vbat(以下又称为“电池电压Vbat”。)升压后输出到TRC马达20。另外,转换器50将发电机22的输出电压Vgen(以下又称为“GEN电压Vgen”。)或者行驶马达20的输出电压Vreg(以下又称为“再生电压Vreg”。)降压后供给到电池24。
转换器50具有电抗器80、下开关元件82a、82b和上开关元件84a、84b。二极管86a、86b、88a、88b分别与下开关元件82a、82b及上开关元件84a、84b并联连接。
在对电池电压Vbat升压时,将下开关元件82a、82b同时闭合(接通)来将电能蓄积到电抗器80之后,将下开关元件82a、82b同时断开来将蓄积到电抗器80的电能释放到行驶马达20。在对GEN电压Vgen或者再生电压Vreg降压时,将上开关元件84a、84b闭合(接通)来将电能蓄积到电抗器80之后,将上开关元件84a、84b断开来通过蓄积到电抗器80的电能对电池24充电。
(A-1-5-2-2.电抗器80)
图2是简略地表示本实施方式的电抗器80的立体图,图3是简略地表示本实施方式的电抗器80的立体分解图。电抗器80为磁耦合型,但是也可以为其他种类的电抗器。
如图2和图3所示,电抗器80具有环状铁芯100(图3)、两个连接线圈102a、102b、第一铁芯包覆部104a、104b和第二铁芯包覆部106。环状铁芯100通过将两个U字状铁芯110a、110b和两个I字状铁芯112a、112b组合而成,其呈希腊字母“θ”状。
连接线圈102a分为第一卷线部114a和第二卷线部114b,其卷绕于环状铁芯100。连接线圈102b分为第三卷线部114c和第四卷线部114d,其卷绕于环状铁芯100。
电抗器80的结构例如可以使用日本发明专利公开公报特开2016-066720号或者日本发明专利公开公报特开2016-066744号所公开的结构。
(A-1-5-2-3.下开关元件82a、82b和上开关元件84a、84b)
如图1所示,下开关元件82a连接在电池24的负极与分支点130a之间。下开关元件82b连接在电池24的负极与分支点130b之间。上开关元件84a连接在分支点130a与行驶马达20及发电机22之间。上开关元件84b连接在分支点130b与行驶马达20及发电机22之间。
下开关元件82a、82b和上开关元件84a、84b例如由MOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等构成。
(A-1-5-3.第一逆变器52)
第一逆变器52将来自电池24的直流电转换为交流电后供给到行驶马达20。另外,第一逆变器52将来自行驶马达20的交流电转换为直流电后供给到电池24侧。
如图1所示,第一逆变器52具有三相的上开关元件150u、150v、150w和三相的下开关元件152u、152v、152w。二极管154u、154v、154w与上开关元件150u、150v、150w并联连接。二极管156u、156v、156w与下开关元件152u、152v、152w并联连接。上开关元件150u和下开关元件152u构成U相臂158u。上开关元件150v和下开关元件152v构成V相臂158v。上开关元件150w和下开关元件152w构成W相臂158w。
在U相臂158u中,上开关元件150u和下开关元件152u的中点160u经由母线164u与行驶马达20的U相端子162u连接。在V相臂158v中,上开关元件150v和下开关元件152v的中点160v经由母线164v与行驶马达20的V相端子162v连接。在W相臂158w中,上开关元件150w和下开关元件152w的中点160w经由母线164w与行驶马达20的W相端子162w连接。以下,将母线164u、164v、164w统称为母线164。
(A-1-5-4.第二逆变器54)
第二逆变器54将来自发电机22的交流电转换为直流电后供给到电池24侧。另外,在使用发电机22作为行驶驱动源的情况下,第二逆变器54将来自电池24的直流电转换为交流电后供给到发电机22。
如图1所示,第二逆变器54具有三相的上开关元件180u、180v、180w和三相的下开关元件182u、182v、182w。二极管184u、184v、184w与上开关元件180u、180v、180w并联连接。二极管186u、186v、186w与下开关元件182u、182v、182w并联连接。上开关元件180u和下开关元件182u构成U相臂188u。上开关元件180v和下开关元件182v构成V相臂188v。上开关元件180w和下开关元件182w构成W相臂188w。
在U相臂188u中,上开关元件180u和下开关元件182u的中点190u经由母线194u与发电机22的U相端子192u连接。在V相臂188v中,上开关元件180v和下开关元件182v的中点190v经由母线194v与发电机22的V相端子192v连接。在W相臂188w中,上开关元件180w和下开关元件182w的中点190w经由母线194w与发电机22的W相端子192w连接。以下,将母线194u、194v、194w统称为母线194。
(A-1-5-5.第一电容器56和第二电容器58)
第一电容器56和第二电容器58作为平滑电容器发挥功能。
(A-1-5-6.电抗器电流传感器60a、60b)
电抗器电流传感器60a(图1)对在连接线圈102a与分支点130a之间流动的电流Ir1(以下又称为“电抗器电流Ir1”。)进行检测。换言之,电抗器电流传感器60a对在连接连接线圈102a和分支点130a的母线202a中流动的电流Ir1进行检测。电抗器电流传感器60a也可以配置于电池24的正极(分支点200)与连接线圈102a之间。换言之,电抗器电流传感器60a对在连接分支点200和连接线圈102a的母线204a中流动的电流进行检测。
电抗器电流传感器60b对在连接线圈102b与分支点130b之间流动的电流(以下又称为“电抗器电流Ir2”。)进行检测。换言之,电抗器电流传感器60b对在连接连接线圈102b和分支点130b的母线202b中流动的电流Ir2进行检测。电抗器电流传感器60b也可以配置于电池24的正极(分支点200)与连接线圈102b之间。换言之,电抗器电流传感器60b也可以对在连接分支点200和连接线圈102b的母线204b中流动的电流进行检测。
(A-1-5-7.TRC电流传感器62u、62v、62w)
(A-1-5-7-1.TRC电流传感器62u、62v、62w的概要)
如图1所示,TRC电流传感器62u、62v、62w(以下又称为“电流传感器62u、62v、62w”或者“传感器62u、62v、62w”。)对在第一逆变器52与行驶马达20之间流动的电流Itu、Itv、Itw进行检测。
更具体而言,传感器62u对在连接U相臂158u和马达20的U相端子162u的母线164u中流动的电流Itu(以下又称为“TRC电流Itu”或者“U相电流Itu”。)进行检测。传感器62v对在连接V相臂158v和马达20的V相端子162v的母线164v中流动的电流Itv(以下又称为“TRC电流Itv”或者“V相电流Itv”。)进行检测。传感器62w对在连接W相臂158w和马达20的W相端子162w的母线164w中流动的电流Itw(以下又称为“TRC电流Itw”或者“W相电流Itw”。)进行检测。
以下,将TRC电流传感器62u、62v、62w统称为TRC电流传感器62或者传感器62。另外,将电流Itu、Itv、Itw统称为电流It。此外,本实施方式中的传感器62的数量为三个,但传感器62的数量也可以为两个或者四个以上。
(A-1-5-7-2.TRC电流传感器62u、62v、62w的具体结构)
图4A是表示本实施方式的TRC电流传感器62的一部分的俯视图。各电流传感器62具有霍尔IC210a(IC:Integrated Circuit)和磁性体铁芯212a(以下又称为“铁芯212”。)。再者,电流传感器62u、62v、62w具有共用的基板214a。霍尔IC210a固定于基板214a。在基板214a的一端设置有连接器216a(图6)。电流传感器62u、62v、62w各自的霍尔IC210a和铁芯212a为同一规格。
图5是说明本实施方式的霍尔IC210a中所包含的霍尔元件230的检测原理的图。霍尔元件230为检测磁场B或者磁通的磁性检测元件。霍尔元件230为普通的霍尔元件,但是,为了易于理解本实施方式,而预先对其内容进行说明。
霍尔IC210a除包括霍尔元件230外,还包括电源电压线232(基准电压线)、接地线234和输出线236、238。输出线236、238与运算放大器240连接,运算放大器240的输出被供给到信号线242。在霍尔IC210a中,将电源电压线232及接地线234与低电压电源250连接,来使电流(基准电流Iref)流动。在该状态下,当将磁场B垂直地施加于霍尔元件230的磁场检测面252时(换言之,当施加与基准电流Iref垂直的磁场B时),在基准电流Iref和与磁场B垂直的方向上(即,在输出线236、238上)产生电动势E。因此,经由运算放大器240提取出电动势E,据此,能够获知磁场B的强度(或者使磁场B得以产生的电流)。
铁芯212a(图4A)由基本上呈环状的磁体构成。在铁芯212a的一部分上形成有用于配置霍尔元件230的间隙260a。在霍尔元件230与铁芯212a之间存在作为绝缘体的空气。也可以将空气以外的绝缘体配置于霍尔元件230与铁芯212a之间。通过使用铁芯212a,能够聚集在被检测导体(此处为母线164)的周围所产生的磁通来提高霍尔元件230的灵敏度。
还由图4A可知,在霍尔元件230配置于间隙260a内的状态下,霍尔元件230以霍尔元件230的磁场检测面252(图5)面向铁芯212a的方式配置。另外,霍尔IC210a中的霍尔元件230以外的部分设置于传感器基板214a上。此外,此处,虽然将霍尔元件230记载为霍尔IC210a的一部分,但是,也可以将霍尔元件230作为与霍尔IC210a不同的零部件进行处理。
以下,将间隙260a的长度称为间隙长度G。如图4A所示,间隙长度G为铁芯212a的端部间的距离。如后面详细所述,在本实施方式中,使TRC电流传感器62u、62v、62w的间隙长度G(以下称为“间隙长度G1”。)和GEN电流传感器64u、64v、64w的间隙长度G(以下称为“间隙长度G2”。)不同。
(A-1-5-8.GEN电流传感器64u、64v、64w)
(A-1-5-8-1.GEN电流传感器64u、64v、64w的概要)
如图1所示,GEN电流传感器64u、64v、64w(以下又称为“电流传感器64u、64v、64w”或者“传感器64u、64v、64w”。)对在第二逆变器54与发电机22之间流动的电流Igu、Igv、Igw进行检测。
更具体而言,传感器64u对在连接U相臂188u和发电机22的U相端子192u的母线194u中流动的电流Igu(以下又称为“GEN电流Igu”或者“U相电流Igu”。)进行检测。传感器64v对在连接V相臂188v和发电机22的V相端子192v的母线194v中流动的电流Igv(以下又称为“GEN电流Igv”或者“V相电流Igv”。)进行检测。传感器64w对在连接W相臂188w和发电机22的W相端子192w的母线194w中流动的电流Igw(以下又称为“GEN电流Igw”或者“W相电流Igw”。)进行检测。
以下,将GEN电流传感器64u、64v、64w统称为GEN电流传感器64或者传感器64。另外,将电流Igu、Igv、Igw统称为电流Ig。此外,本实施方式中的传感器64的数量为三个,但传感器64的数量也可以为两个或者四个以上。
(A-1-5-8-2.GEN电流传感器64u、64v、64w的具体结构)
图4B是表示本实施方式的GEN电流传感器64的一部分的俯视图。各电流传感器64具有与TRC电流传感器62相同的结构。例如,传感器64u、64v、64w各自的霍尔IC210b、铁芯212b和基板214b与传感器62u、62v、62w各自的霍尔IC210a、铁芯212a和基板214a为同一规格。但是,各GEN电流传感器64的磁体铁芯212b的间隙长度G2与各TRC电流传感器62的铁芯212a的间隙长度G1不同。
如图4A和图4B所示,间隙长度G2比间隙长度G1短。这主要是基于TRC电流传感器62和电抗器80的位置关系与GEN电流传感器64和电抗器80的位置关系的不同(后面会参照图6~图9对详细内容进行说明)。
(A-1-5-9.ECU66)
ECU66为控制PCU26的各部的控制电路(或者控制装置),如图1所示,具有输入输出部270、运算部272和存储部274。输入输出部270通过信号线280(通信线)与车辆10的各部进行信号的输入输出。此外,在图1中,请注意通信线280被简略表示。输入输出部270具有未图示的A/D转换电路,该A/D转换电路将被输入的模拟信号转换为数字信号。
运算部272包括中央运算装置(CPU),其通过执行存储于存储部274的程序来动作。运算部272所执行的一部分功能也可以使用逻辑IC(Integrated Circuit)来实现。所述程序可以通过未图示的无线通信装置(移动电话、智能手机等)从外部供给。运算部272也可以由硬件(电路零部件)构成一部分所述程序。
本实施方式的运算部272例如将10~20kHz范围内的任意值作为最大开关频率来使电抗器80接通、断开。另外,运算部272将来自TRC电流传感器62u、62v、62w和GEN电流传感器64u、64v、64w的输出转换为数字值来使用。
存储部274存储运算部272所使用的程序和数据,具有随机存取存储器(以下称为“RAM”。)。作为RAM,可以使用寄存器等易失性存储器和闪存等非易失性存储器。另外,存储部274除具有RAM外,还可以具有只读存储器(以下称为“ROM”。)。
<A-2.各部的配置>
接着,对以TRC电流传感器62u、62v、62w和GEN电流传感器64u、64v、64w为中心的各部的配置进行说明。在本实施方式中,为了降低来自电抗器80的漏磁通的影响,对TRC电流传感器62及GEN电流传感器64与电抗器80的相对位置、以及各传感器62、64的间隙长度G1、G2进行调整。
图6是简略地表示本实施方式的PCU26的一部分的配置的侧视图。图7是简略地表示本实施方式的PCU26的一部分的配置的仰视图。图8是简略地表示本实施方式的PCU26的一部分的配置的主视图。图6~图8所示的方向以车辆10为基准。
此外,图6和图8中的300为汇集转换器50、第一逆变器52和第二逆变器54的开关元件的开关部。即,开关部300(电路)中包含有:转换器50的下开关元件82a、82b和上开关元件84a、84b;第一逆变器52的上开关元件150u、150v、150w和下开关元件152u、152v、152w;第二逆变器54的上开关元件180u、180v、180w和下开关元件182u、182v、182w。开关部300中还包含有ECU66。
如图6~图8所示,磁耦合型的电抗器80配置于PCU26的下部。此时,线圈轴Ax1、Ax2与车辆10的前后方向一致。
如图6和图8所示,TRC电流传感器62u、62v、62w和GEN电流传感器64u、64v、64w配置于比电抗器80靠上方的位置。另外,如图7所示,TRC电流传感器62u、62v、62w和GEN电流传感器64u、64v、64w比电抗器80偏向左侧而配置。
再者,如图6和图7所示,TRC电流传感器62u、62v、62w和GEN电流传感器64u、64v、64w在前后方向上与电抗器80错开。具体而言,TRC电流传感器62u、62v、62w配置于比电抗器80靠后侧的位置。GEN电流传感器64u、64v、64w配置于比电抗器80靠前侧的位置。
如图6所示,TRC电流传感器62u、62v、62w和GEN电流传感器64u、64v、64w在上下方向上的位置彼此相同。另外,TRC电流传感器62u、62v、62w和GEN电流传感器64u、64v、64w在左右方向上的位置也彼此相同。
如图6所示,TRC电流传感器62u、62v、62w和GEN电流传感器64u、64v、64w在前后方向上排列配置。此时,TRC电流传感器62u、62v、62w配置于比GEN电流传感器64u、64v、64w更远离电抗器80的位置。
另外,如图8所示,作为电流传感器64w的测定对象的母线194w在车辆10的上下方向上延伸而配置。其他母线164u、164v、164w、194u、194v也同样地在车辆10的上下方向上延伸而配置。此时,各母线164、194的主表面朝向车辆10的左右方向。由图8的霍尔IC210b的朝向可知,各电流传感器62、64所检测的磁通的方向为车辆10的前后方向。换言之,霍尔元件230的磁场检测面252(图5)面向车辆10的前后方向。如上所述,与对磁场检测面252垂直施加的磁场B的强度相对应的输出从信号线242(图5)输出。
<A-3.间隙长度G的设定方法>
[A-3-1.间隙长度G的设定方法的概要]
接着,对本实施方式中的间隙长度G的设定方法(换言之,PCU26的制造方法)进行说明。在本实施方式中,使用以下的基准来设定各铁芯212a、212b的间隙长度G(G1、G2)。
基准1:电流传感器62、64所检测的磁通的朝向(代表值)越接近电抗器80(磁场产生源)所产生的磁通的朝向,越缩短间隙长度G。
基准2:电流传感器62、64和电抗器80的直线距离d1、d2越短,越缩短间隙长度G。
基准3:电流传感器62、64所检测的电流的设计最大值越小,越缩短间隙长度G。
上述的直线距离d1为连接离传感器62最近的线圈轴(此处为线圈轴Ax1)的中心位置Pc1和传感器62的霍尔元件230的长度。直线距离d2为连接离传感器64最近的线圈轴(此处为线圈轴Ax1)的中心位置Pc1和传感器64的霍尔元件230的长度。后述的距离D1、D2被限定在电抗器80的轴向上,但是,请注意直线距离d1、d2为三维空间上的距离。
如后所述,上述基准1可以根据电流传感器62、64和电抗器80的位置关系进行置换。请注意上述基准1~3均先设定间隙长度G的可设定范围,使间隙长度G在该范围中变化。
[A-3-2.基准1]
图9是表示本实施方式的电抗器80所产生的磁场(漏磁通)的一例的俯视图。在图9中,省略了电抗器80的一部分(I字状铁芯112a、112b等),但是,在包含有图3中的I字状铁芯112a、112b的情况下,也为同样的磁场朝向和展开方式。如图9所示,在磁耦合型的电抗器80中,以第一卷线部114a、第二卷线部114b、第三卷线部114c和第四卷线部114d各自为中心而产生磁场。
如上所述,在本实施方式中,通过使下开关元件82a、82b和上开关元件84a、84b接通、断开,来使磁场(漏磁通)的朝向发生变化。因此,请注意图9所示的磁场(漏磁通)的朝向为其中一例(代表值)。
如上所述,根据间隙长度G的设定方法的基准1,电流传感器62、64所检测的磁通的朝向(代表值)越接近电抗器80(磁场产生源)所产生的磁通的朝向,越缩短间隙长度G。
其理由在于,在电流传感器62、64所检测的磁通的朝向接近电抗器80所产生的磁通的朝向的情况下,由漏磁通所引起的偏移量变大,因此提高对该偏移量的耐受性(或者信号/噪音比(S/N比))。另一方面,在电流传感器62、64所检测的磁通的朝向远离电抗器80所产生的漏磁通的朝向的情况下,由漏磁通所引起的偏移量的影响变小,因此,为了确保霍尔元件230的输出的直线性,或者为了确保铁芯212的磁场饱和密度,而将间隙长度G扩大到一定程度。
如上所述,在本实施方式中,使用霍尔元件230(霍尔IC210a、210b)。另外,由图6和图7可知,霍尔元件230的磁场检测面252面向车辆10的前后方向,因此,霍尔元件230所检测的磁通的朝向为车辆10的前后方向。
如图9所示,在GEN电流传感器64的位置,霍尔元件230所检测出的磁通的朝向(与磁场检测面252垂直的方向)和电抗器80所产生的漏磁通的朝向接近。因此,在GEN电流传感器64中,缩短铁芯212b的间隙长度G2(图4B)。
另一方面,在TRC电流传感器62的位置,霍尔元件230所检测出的磁通的朝向(与磁场检测面252垂直的方向)和电抗器80所产生的漏磁通的朝向相反。换言之,电抗器80所产生的漏磁通的朝向与磁场检测面252接近平行。因此,在TRC电流传感器62中,增长铁芯212a的间隙长度G1(图4A)。
此外,在满足以下的条件1、2的情况下,能够根据传感器62、64和电抗器80(或者连接线圈102a、102b)在电抗器80的轴向(线圈轴Ax1、Ax2的方向)上的距离D1、D2来置换基准1。
条件1:霍尔元件230的磁场检测面252的朝向与线圈轴Ax1、Ax2的朝向相同(包括大致相同的情况。)。
条件2:在与线圈轴Ax1、Ax2垂直的方向(例如,车辆10的左右方向)上,传感器62、64相对于电抗器80(或者连接线圈102a、102b)位置发生偏移。
例如,关于图9的例子,传感器62、64在线圈轴Ax1、Ax2的方向上离电抗器80(或者连接线圈102a、102b)越远,漏磁通的朝向越接近平行霍尔元件230的磁场检测面252。因此,基准1能够置换为以下的基准1’。
基准1’:电流传感器62、64和电抗器80(或者连接线圈102a、102b)在线圈轴Ax1、Ax2的方向上的距离D1、D2越长,越增长间隙长度G1、G2。
上述的距离D1为连接电抗器80的轴向(线圈轴Ax1的方向)上的离传感器62最近的卷线部(在图9的例子中,第三卷线部114c)的中心位置和传感器62的霍尔元件230的长度(参照图9)。距离D2为连接电抗器80的轴向(线圈轴Ax1的方向)上的离传感器64最近的卷线部(在图9的例子中,第一卷线部114a)的中心位置和传感器64的霍尔元件230的长度(参照图9)。
此外,在本实施方式中,各TRC电流传感器62的间隙长度G1相等,但是,也可以根据基准1(或者基准1’)使间隙长度G1发生变化。同样,各GEN电流传感器64的间隙长度G2相等,但是,也可以根据基准1(或者基准1’)使间隙长度G2发生变化。
[A-3-3.基准2]
如上所述,根据间隙长度G的设定方法的基准2,电流传感器62、64(尤其是磁场检测面252)和电抗器80的直线距离d1、d2越短,越缩短间隙长度G1、G2。其理由在于,直线距离d1、d2越短,越容易受到电抗器80的磁场B的影响,因此,通过缩短间隙长度G1、G2来降低该影响。
由图6和图7等可知,GEN电流传感器64和电抗器80的直线距离d2比TRC电流传感器62和电抗器80的直线距离d1短。因此,在GEN电流传感器64中,缩短铁芯212b的间隙长度G2,在TRC电流传感器62中,增长铁芯212a的间隙长度G1(参照图4A和图4B)。
此外,在本实施方式中,各TRC电流传感器62的间隙长度G1相等,但是,也可以根据基准2使间隙长度G1发生变化。同样,各GEN电流传感器64的间隙长度G2相等,但是,也可以根据基准2使间隙长度G2发生变化。
[A-3-4.基准3]
如上所述,按照间隙长度G1、G2的设定方法的基准3,电流传感器62、64所检测出的电流的设计最大值越大,越增长间隙长度G1、G2。其理由在于,间隙长度G1、G2越长,霍尔元件230的输出的直线性满足所需水平的范围变得越大。另外,其理由在于,间隙长度G1、G2越短,越容易达到铁芯212a、212b的饱和磁通密度,而如果检测电流的设计最大值较小的话,则难以达到饱和磁通密度。
如上所述,在本实施方式中,通过转换器50将电池电压Vbat升压后供给到行驶马达20。其结果,对行驶马达20的输入电压的设计最大值被设定为高于发电机22的发电电压的设计最大值。因此,在GEN电流传感器64中,缩短铁芯212b的间隙长度G2,在TRC电流传感器62中,增长铁芯212a的间隙长度G1。
此外,在本实施方式中,各TRC电流传感器62的间隙长度G1相等,但是,也可以根据基准3使间隙长度G1发生变化。同样,各GEN电流传感器64的间隙长度G2相等,但是,也可以根据基准3使间隙长度G2发生变化。
[A-3-5.小结]
根据以上的基准1~3(尤其是基准1),在本实施方式中,如图4A和图4B所示,缩短GEN电流传感器64的间隙长度G2,增长TRC电流传感器62的间隙长度G1。
<A-4.本实施方式的效果>
根据本实施方式,由于以下的理由,能够有效地使用形成有用于配置受周边磁场的影响的霍尔元件230的间隙260a、260b的磁体铁芯212a、212b的间隙长度G1、G2。
即,在本实施方式中,TRC电流传感器62(第一电流传感器)和GEN电流传感器64(第二电流传感器)对在电抗器80的侧方延伸的母线164u、164v、164w(第一电线)和母线194u、194v、194w(第二电线)的电流It、Ig进行检测。因此,配置于离电抗器80较近的位置而受到来自电抗器80的漏磁通的影响(图9等)。电抗器80的漏磁通在从电抗器80起的沿着同心圆或者接近该同心圆的形状的方向上容易产生。
母线164u、164v、164w和母线194u、194v、194w沿着与线圈轴Ax1、Ax2的方向(或者电抗器80的轴向或车辆10的前后方向)正交的方向(车辆10的上下方向)配置(参照图6~图8)。因此,在通过TRC电流传感器62(第一电流传感器)的霍尔元件230(第一检测元件)对由在母线164u、164v、164w中流动的电流It所产生的磁场强度进行检测而使传感器62检测出电流It(第一电流)的情况下,存在霍尔元件230所检测出的磁场的方向(检测磁场方向)接近电抗器80的漏磁通的方向的可能性。GEN电流传感器64(第二电流传感器)也同样如此。
根据本实施方式,在线圈轴Ax1、Ax2的方向上,GEN电流传感器64的霍尔元件230和第一卷线部114a的中心位置的距离D2比TRC电流传感器62和第三卷线部114c的中心位置的距离D1短(图9等)。另外,GEN电流传感器64的间隙长度G2(第二间隙长度)比TRC电流传感器62的间隙长度G1(第一间隙长度)短(图4A和图4B)。
据此,在电抗器80所产生的漏磁通对GEN电流传感器64的影响较大的情况下,通过缩短GEN电流传感器64的间隙长度G2,而容易检测出随着母线194u、194v、194w中的电流Ig而在铁芯212b产生的磁通(原本想要检测出的磁通)。因此,能够减少由来自电抗器80的漏磁通引起的电流Ig的灵敏度变化。据此,能够提高GEN电流传感器64对来自电抗器80的漏磁通的耐受性。
另外,在电抗器80所产生的漏磁通对TRC电流传感器62的影响较小的情况下,通过增长TRC电流传感器62的间隙长度G1,而降低随着母线164中的电流It(第一电流)而在铁芯212a产生的磁通(原本想要检测出的磁通)的影响。据此,能够不容易产生对TRC电流传感器62的直线性的影响或者铁芯212a的磁通的饱和。尤其是,这种效果在使电流It(第一电流)的最大值大于电流Ig(第二电流)的最大值的情况下有用。再者,这种效果在使传感器62的霍尔元件230和传感器64的霍尔元件230的规格相同的情况下显著。
在本实施方式中,TRC电流传感器62(第一电流传感器)和GEN电流传感器64(第二电流传感器)具有作为检测元件的霍尔元件230(图5)。与GEN电流传感器64的霍尔元件230的磁场检测面252相比,TRC电流传感器62的霍尔元件230的磁场检测面252以与电抗器80所产生的磁通的朝向更接近平行的角度配置(图9)。
根据本实施方式,与GEN电流传感器64的磁场检测面252相比,TRC电流传感器62的磁场检测面252以与电抗器80所产生的磁通的朝向接近平行的角度配置,并且第一间隙长度G比第二间隙长度G短。据此,GEN电流传感器64容易受到随着母线194(第二电线)中的电流Ig(第二电流)而在铁芯212b(第二铁芯)产生的磁通(原本想要检测出的磁通)的影响,另一方面,减少了电流Ig相对于漏磁通的灵敏度变化,由此,相对地不容易受到来自电抗器80的漏磁通的影响。据此,能够提高GEN电流传感器64对来自电抗器80的漏磁通的耐受性。
另外,增长检测磁场方向离电抗器80所产生的磁通的朝向较远(换言之,来自电抗器80的漏磁通的影响较小)的TRC电流传感器62的第一间隙长度G1。因此,TRC电流传感器62不容易受到随着母线164(第一电线)中的电流It(第一电流)而在铁芯212a(第一铁芯)产生的磁通(原本想要检测出的磁通)的影响,由此,能够减弱与TRC电流传感器62的直流成分相对应的磁通,不容易产生对TRC电流传感器62的直线性的影响或者铁芯212a的磁通的饱和。
在本实施方式中,GEN电流传感器64的霍尔元件230(第二检测元件)和电抗器80的直线距离d2(第二直线距离)比TRC电流传感器62的霍尔元件230(第一检测元件)和电抗器80的直线距离d1(第一直线距离)短。据此,即使在为了设计上的方便而将检测磁场方向离电抗器80所产生的磁通的朝向较近(换言之,来自电抗器80的漏磁通的影响较大)的GEN电流传感器64配置于电抗器80附近的情况下,也缩短间隙长度G2(第二间隙长度),由此,能够提高GEN电流传感器64对来自电抗器80的漏磁通的耐受性。
在本实施方式中,电抗器80为磁耦合型电抗器(图1~图3)。据此,与其他种类的电抗器相比较,容易在磁场朝向的分布多样的磁耦合型电抗器的周围配置TRC电流传感器62(第一电流传感器)和GEN电流传感器64(第二电流传感器),从而能够提高设计自由度。
在本实施方式中,TRC电流传感器62的霍尔元件230(第一检测元件)和GEN电流传感器64的霍尔元件230(第二检测元件)的规格相同(图4A和图4B)。据此,能够在来自电抗器80的漏磁通的影响根据设置场所的不同而不同的情况下,通过统一霍尔元件230的规格来降低霍尔元件230的成本。
TRC电流传感器62的铁芯212a(第一铁芯)和GEN电流传感器64的铁芯212b(第二铁芯)的除间隙260a、260b(第一间隙、第二间隙)以外的外径尺寸相同(图4A和图4B)。据此,能够在来自电抗器80的漏磁通的影响根据设置场所的不同而不同的情况下,通过使铁芯212a、212b的外形尺寸相同来降低铁芯212a、212b的成本。
B.变形例
此外,本发明并不局限于上述实施方式,当然可以根据本说明书的记载内容而采用各种结构。例如,可以采用以下结构。
<B-1.适用对象>
上述实施方式的车辆10具有行驶马达20、发电机22(图1)和未图示的发动机。然而,例如,从使多个铁芯212a、212b的间隙长度G1、G2不同的观点来看,并不局限于此。例如,车辆10也可以为具有多个行驶马达20和发电机22的结构。
<B-2.旋转电机>
上述实施方式的行驶马达20和发电机22为三相交流无刷式(图1)。然而,例如,从使多个铁芯212a、212b的间隙长度G1、G2不同的观点来看,并不局限于此。行驶马达20和发电机22也可以为直流式或有刷式。
<B-3.电抗器80>
在上述实施方式中,电抗器80为磁耦合型(图1~图3)。然而,例如,从使多个铁芯212a、212b的间隙长度G1、G2不同的观点来看,并不局限于此。电抗器80例如也可以为仅由一个线圈构成的类型(通常驱动方式)、将两个线圈并联配置的类型(交错方式)等。
在上述实施方式中,作为磁场产生源,例举了电抗器80(图9)。然而,也可以将本发明适用于除此之外的磁场产生源。
<B-4.电流传感器62、64>
在上述实施方式中,对六个电流传感器62u、62v、62w、64u、64v、64w的间隙长度G(G1、G2)进行了说明(图6~图8等)。然而,例如,从使多个铁芯212a、212b的间隙长度G1、G2不同的观点来看,电流传感器的数量为至少两个即可,例如可以为2~50中的任意一个数量。另外,为了故障安全等,也可以在同一母线164、194(例如,母线164u)上设置两个电流传感器62u。
上述实施方式的各传感器62、64具有霍尔元件230(霍尔IC210a、210b)(图5)。然而,例如,从使多个铁芯212a、212b的间隙长度G1、G2不同的观点来看,传感器62、64的种类并不局限于此。例如,也可以将本发明适用于霍尔元件230(霍尔IC210a、210b)以外的磁性传感器或者其他传感器。
在上述实施方式中,将传感器62u、62v、62w、64u、64v、64w在前后方向上排列成一排(图6和图7)。然而,例如,从使多个铁芯212a、212b的间隙长度G1、G2不同的观点来看,并不局限于此。
在上述实施方式中,使各传感器62u、62v、62w、64u、64v、64w的铁芯212a、212b的朝向相同(图7等)。然而,例如,从使多个铁芯212a、212b的间隙长度G1、G2不同的观点来看,并不局限于此。例如,在上述实施方式中,在俯视观察时,间隙260a、260b形成于铁芯212a、212b中的电抗器80侧(图6~图8),也可以配置于其他位置。
此外,在上述实施方式中,在图4A中,霍尔IC210a和间隙260a位于铁芯212a的下侧,但是,也可以保持电抗器80的位置不变,将霍尔IC210a和间隙260a配置于铁芯212a的左侧。在这种情况下,如果霍尔元件230的磁场检测面252从图4A的例子顺时针旋转90°而配置的话,则霍尔元件230的磁场检测面252所面向的方向(磁通检测方向)垂直地接近漏磁通的朝向。在这种情况下,也可以缩短铁芯212a的间隙长度G1。
Claims (7)
1.一种电力装置(26),具有:
电抗器(80),其具有卷线部;
第一电线(164)和第二电线(194),其沿与所述电抗器(80)的轴向正交的方向在所述电抗器(80)的侧方延伸;
第一电流传感器(62),其具有第一检测元件(230)和形成有第一间隙的环状的第一铁芯(212a),且对在所述第一电线中流动的第一电流进行检测,其中所述第一检测元件(230)配置于所述第一间隙;
第二电流传感器(64),其具有第二检测元件(230)和形成有第二间隙的环状的第二铁芯(212b),且对在所述第二电线中流动的第二电流进行检测,其中所述第二检测元件(230)配置于所述第二间隙;和
电路(300),其使所述第一电流的最大值大于所述第二电流的最大值,所述电力装置(26)的特征在于,
在所述电抗器(80)的轴向上,所述第二检测元件(230)和所述卷线部的中心位置的距离(D2)比所述第一检测元件(230)和所述卷线部的中心位置的距离(D1)短,
所述第二间隙的长度、即第二间隙长度(G2)比所述第一间隙的长度、即第一间隙长度(G1)短。
2.根据权利要求1所述的电力装置(26),其特征在于,
所述第一检测元件(230)为第一霍尔元件,
所述第二检测元件(230)为第二霍尔元件,
与所述第二霍尔元件(230)的磁场检测面(252)相比,所述第一霍尔元件的磁场检测面(252)以与所述电抗器(80)所产生的漏磁通的朝向更接近平行的角度配置。
3.根据权利要求1所述的电力装置(26),其特征在于,
所述第二检测元件(230)和所述电抗器(80)的第二直线距离(d2)比所述第一检测元件(230)和所述电抗器(80)的第一直线距离(d1)短。
4.根据权利要求1所述的电力装置(26),其特征在于,
所述电抗器(80)为磁耦合型电抗器。
5.根据权利要求1所述的电力装置(26),其特征在于,
所述第一检测元件(230)和所述第二检测元件(230)的规格相同。
6.根据权利要求1所述的电力装置(26),其特征在于,
所述第一铁芯(212a)和所述第二铁芯(212b)的除所述第一间隙和所述第二间隙以外的外径尺寸相同。
7.一种电力装置(26)的制造方法,
该电力装置(26)具有:
电抗器(80),其具有卷线部;
第一电流传感器(62),其具有第一检测元件(230)和形成有第一间隙的环状的第一铁芯(212a),且对在第一电线(164)中流动的第一电流进行检测,其中所述第一检测元件(230)配置于所述第一间隙;和
第二电流传感器(64),其具有第二检测元件(230)和形成有第二间隙的环状的第二铁芯(212b),且对在第二电线(194)中流动的第二电流进行检测,其中所述第二检测元件(230)配置于所述第二间隙,所述电力装置(26)的制造方法的特征在于,
配置所述第一检测元件(230)、所述第二检测元件(230)和所述电抗器(80),以使所述第一检测元件(230)和所述第二检测元件(230)所检测出的磁通的方向、即磁通检测方向与所述电抗器(80)的轴向相同,且使在所述电抗器(80)的轴向上,所述第二检测元件(230)和所述卷线部的中心位置的距离(D2)比所述第一检测元件(230)和所述卷线部的中心位置的距离(D1)短,
使所述第二间隙的长度、即第二间隙长度(G2)比所述第一间隙的长度、即第一间隙长度(G1)短。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017-108840 | 2017-05-31 | ||
JP2017108840A JP6522048B2 (ja) | 2017-05-31 | 2017-05-31 | 電力装置及び電力装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108988670A true CN108988670A (zh) | 2018-12-11 |
CN108988670B CN108988670B (zh) | 2020-08-18 |
Family
ID=64460003
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201810552945.2A Active CN108988670B (zh) | 2017-05-31 | 2018-05-31 | 电力装置及其制造方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10641797B2 (zh) |
JP (1) | JP6522048B2 (zh) |
CN (1) | CN108988670B (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111628662A (zh) * | 2019-02-27 | 2020-09-04 | 三菱电机株式会社 | 功率转换装置 |
CN111693752A (zh) * | 2019-03-14 | 2020-09-22 | 株式会社东芝 | 电流检测装置 |
CN112114180A (zh) * | 2019-06-20 | 2020-12-22 | 株式会社电装 | 传感器单元 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6522048B2 (ja) * | 2017-05-31 | 2019-05-29 | 本田技研工業株式会社 | 電力装置及び電力装置の製造方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060226826A1 (en) * | 2003-02-21 | 2006-10-12 | Wolfram Teppan | Magnetic field sensor and electrical current sensor therewith |
CN102193020A (zh) * | 2010-03-11 | 2011-09-21 | 株式会社田村制作所 | 电流检测器 |
JP2011199227A (ja) * | 2010-03-24 | 2011-10-06 | Toyota Motor Corp | リアクトルおよび電力変換装置 |
CN105262331A (zh) * | 2015-11-27 | 2016-01-20 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种大电流直流滤波器 |
US20160365775A1 (en) * | 2015-03-05 | 2016-12-15 | Ford Global Technologies, Llc | Reliable current sensing for inverter-controlled electric machine |
Family Cites Families (43)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3813658A (en) * | 1972-03-22 | 1974-05-28 | Charlton W | Movable-object identification system |
US4020440A (en) * | 1975-11-25 | 1977-04-26 | Moerman Nathan A | Conversion and control of electrical energy by electromagnetic induction |
FI932122A (fi) * | 1993-05-11 | 1994-11-12 | Abb Stroemberg Kojeet Oy | Vuontiheyden mittaukseen perustuva sähkövirranmittausanturi ja menetelmä sen virittämiseksi |
JP3007553B2 (ja) * | 1995-03-24 | 2000-02-07 | 日本レム株式会社 | 電流センサ |
US6429639B1 (en) * | 1997-01-21 | 2002-08-06 | International Rectifier Corporation | Combined filter inductor and hall current sensor |
JP2005308635A (ja) * | 2004-04-23 | 2005-11-04 | Denso Corp | 電流センサ |
JP4531469B2 (ja) * | 2004-07-15 | 2010-08-25 | 株式会社フジクラ | 静電容量式近接センサ |
US7180763B2 (en) * | 2004-09-21 | 2007-02-20 | Ballard Power Systems Corporation | Power converter |
JP4390741B2 (ja) * | 2005-04-14 | 2009-12-24 | 株式会社デンソー | 電流センサ装置 |
US8045335B2 (en) * | 2006-08-09 | 2011-10-25 | Honda Motor Co., Ltd. | Semiconductor device |
KR100872798B1 (ko) * | 2007-08-24 | 2008-12-09 | 연세대학교 산학협력단 | 왜곡 전력 품질 지수 측정 장치 및 방법 |
JP2010175276A (ja) * | 2009-01-27 | 2010-08-12 | Tdk Corp | 磁気比例式電流センサ |
JP5524540B2 (ja) * | 2009-09-01 | 2014-06-18 | 株式会社東海理化電機製作所 | 電流センサ |
JP2011191168A (ja) * | 2010-03-15 | 2011-09-29 | Tamura Seisakusho Co Ltd | 電流検出器 |
CN103563204B (zh) * | 2011-04-08 | 2017-06-23 | 捷通国际有限公司 | 反绕感应电源 |
US20130027021A1 (en) * | 2011-07-28 | 2013-01-31 | Abb Inc. | Current sensor |
JP5982860B2 (ja) * | 2012-02-22 | 2016-08-31 | 住友電気工業株式会社 | 自動車用電流センサ組込み中継バスバー装置 |
WO2013172109A1 (ja) * | 2012-05-16 | 2013-11-21 | アルプス・グリーンデバイス株式会社 | 電流センサ |
JP5699993B2 (ja) * | 2012-06-22 | 2015-04-15 | トヨタ自動車株式会社 | インバータ |
US9455084B2 (en) * | 2012-07-19 | 2016-09-27 | The Boeing Company | Variable core electromagnetic device |
CN103578706B (zh) * | 2012-08-07 | 2016-02-10 | 伊顿公司 | 一种通过电感绕组实现分流测量的功率电感装置和方法 |
JP2014035071A (ja) * | 2012-08-10 | 2014-02-24 | Honda Motor Co Ltd | 電気機器ユニット用ヒートシンクのシール構造 |
JP6059476B2 (ja) * | 2012-09-20 | 2017-01-11 | 富士通コンポーネント株式会社 | 電力センサ |
JP6379451B2 (ja) * | 2012-12-20 | 2018-08-29 | アイシン精機株式会社 | 電流センサの製造方法 |
JP6127499B2 (ja) * | 2012-12-20 | 2017-05-17 | アイシン精機株式会社 | 電流センサ |
JP2014182109A (ja) * | 2013-03-21 | 2014-09-29 | Toyota Motor Corp | 電流検出装置 |
KR101297200B1 (ko) * | 2013-04-04 | 2013-08-29 | 주식회사 레티그리드 | 다중 부스바용 간섭 보정식 일점감지 전류센서 |
EP3044598A4 (en) * | 2013-09-10 | 2017-04-19 | Molex, LLC | Connector with sensor |
US9285437B2 (en) * | 2013-10-02 | 2016-03-15 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Hall effect sensor core with multiple air gaps |
JP5928430B2 (ja) * | 2013-10-03 | 2016-06-01 | トヨタ自動車株式会社 | 電流センサ、電力変換装置 |
US9846180B2 (en) * | 2013-12-11 | 2017-12-19 | Eaton Corporation | Current sensing assembly employing magnetic sensors |
JP6585888B2 (ja) * | 2014-09-25 | 2019-10-02 | 本田技研工業株式会社 | リアクトル |
JP6619926B2 (ja) * | 2014-09-25 | 2019-12-11 | 本田技研工業株式会社 | 複合型リアクトル |
JP6578093B2 (ja) | 2014-09-25 | 2019-09-18 | 本田技研工業株式会社 | 磁気結合型リアクトル |
JP2016099160A (ja) * | 2014-11-19 | 2016-05-30 | 株式会社東海理化電機製作所 | 電流センサ |
JP2016099320A (ja) * | 2014-11-26 | 2016-05-30 | アイシン精機株式会社 | 電流センサ |
US9857398B2 (en) * | 2015-01-30 | 2018-01-02 | Lenovo Enterprise Solutions (Singapore) Pte. Ltd. | Inter-circuit board connector with current sensor |
US9739840B2 (en) * | 2015-02-12 | 2017-08-22 | Tri-Tec Manufacturing, LLC | Power detection system for valve actuators |
US10139454B2 (en) * | 2016-01-20 | 2018-11-27 | Test Research, Inc. | Test device and alternating current power detection method of the same |
EP3206037B1 (en) * | 2016-02-15 | 2018-09-26 | C-Sigma S.R.L. | Method and apparatus for the measurement of electrical current by means of a self-compensating configuration of magnetic field sensors |
JP6503413B2 (ja) * | 2017-05-31 | 2019-04-17 | 本田技研工業株式会社 | Dc/dcコンバータおよび電気機器 |
JP6435018B1 (ja) * | 2017-05-31 | 2018-12-05 | 本田技研工業株式会社 | 電気機器 |
JP6522048B2 (ja) * | 2017-05-31 | 2019-05-29 | 本田技研工業株式会社 | 電力装置及び電力装置の製造方法 |
-
2017
- 2017-05-31 JP JP2017108840A patent/JP6522048B2/ja active Active
-
2018
- 2018-05-30 US US15/992,331 patent/US10641797B2/en active Active
- 2018-05-31 CN CN201810552945.2A patent/CN108988670B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060226826A1 (en) * | 2003-02-21 | 2006-10-12 | Wolfram Teppan | Magnetic field sensor and electrical current sensor therewith |
CN102193020A (zh) * | 2010-03-11 | 2011-09-21 | 株式会社田村制作所 | 电流检测器 |
JP2011199227A (ja) * | 2010-03-24 | 2011-10-06 | Toyota Motor Corp | リアクトルおよび電力変換装置 |
US20160365775A1 (en) * | 2015-03-05 | 2016-12-15 | Ford Global Technologies, Llc | Reliable current sensing for inverter-controlled electric machine |
CN105262331A (zh) * | 2015-11-27 | 2016-01-20 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种大电流直流滤波器 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111628662A (zh) * | 2019-02-27 | 2020-09-04 | 三菱电机株式会社 | 功率转换装置 |
CN111693752A (zh) * | 2019-03-14 | 2020-09-22 | 株式会社东芝 | 电流检测装置 |
CN111693752B (zh) * | 2019-03-14 | 2023-01-03 | 株式会社东芝 | 电流检测装置 |
CN112114180A (zh) * | 2019-06-20 | 2020-12-22 | 株式会社电装 | 传感器单元 |
CN112114180B (zh) * | 2019-06-20 | 2024-04-26 | 株式会社电装 | 电力转换装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN108988670B (zh) | 2020-08-18 |
JP6522048B2 (ja) | 2019-05-29 |
JP2018205045A (ja) | 2018-12-27 |
US10641797B2 (en) | 2020-05-05 |
US20180348262A1 (en) | 2018-12-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108988670A (zh) | 电力装置及其制造方法 | |
US10325716B2 (en) | Electric equipment | |
US10663493B2 (en) | Electric equipment | |
KR102140131B1 (ko) | 충전 장치 및 복수의 충전 인터페이스를 가진 차량 | |
US20150340966A1 (en) | Inverter device | |
KR101220367B1 (ko) | 플러그인 하이브리드 자동차의 충전장치 및 방법 | |
CN101867202B (zh) | 一种电池充电器 | |
KR20210016234A (ko) | 전류의 누설을 검출하는 장치 및 이를 포함한 전류 누설 검출시스템 | |
CN101867201B (zh) | 一种电池充电器 | |
CN104756393A (zh) | 功率转换装置及其故障诊断方法 | |
US20230038268A1 (en) | Multi-inverter system for electric machine | |
CN202586423U (zh) | 一种电动车供电系统及高压配电箱 | |
US20220244296A1 (en) | Sensor unit | |
CN104071021B (zh) | 电流传感器/接触器装置 | |
US11296569B2 (en) | Multi-filar coil winding for electric machine | |
CN112114180B (zh) | 电力转换装置 | |
JP7334658B2 (ja) | 電力変換装置 | |
CN110383655A (zh) | 半导体开关的驱动装置 | |
CN104577240B (zh) | 具有测量电池的锂离子蓄能器及其特性的确定方法 | |
JP7024694B2 (ja) | ハイブリッド車両 | |
KR20110085713A (ko) | 홀센서를 이용한 전류측정장치 | |
JPS6363974A (ja) | 車載電線の電流検出装置 | |
US11293990B2 (en) | Sensor unit | |
CN112105523A (zh) | 运行充电设备的方法和对电动车的储能器充电的充电设备 | |
JP2008306852A (ja) | 回転電機システム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |