-
HINTERGRUND DER OFFENBARUNG
-
1. Gebiet der Offenbarung
-
Diese Schrift bezieht sich auf ein elektrisches Antriebssystem eines Elektrofahrzeugs, das in der Lage ist, elektromagnetisches Rauschen, das in einem eine hohe Leistung nutzenden Elektrofahrzeug erzeugt wird, zu reduzieren und abzuschirmen, und eine Spannungsvariation(-schwankung) einer Gleichstromhochspannung zu stabilisieren.
-
2. Hintergrund der Offenbarung
-
Elektrofahrzeuge, wie etwa Hybridfahrzeuge oder Elektroantriebsfahrzeuge, die durch einen Elektromotor angetrieben werden, verwenden ein elektrisches Hochspannungs- und Hochstromantriebssystem (das eine Gleichstromspannung von 340 V bis 1000 V und einen Strom von 80 A bis 300 A verwendet). Das elektrische Hochspannungs- und Hochstromantriebssystem ist dadurch ausgebildet, dass es Hochleistungswandlungsvorrichtungen umfasst, wie etwa einen elektrischen Generator, einen Motor, einen Wechselstrom-Gleichstrom-Inverter und einen Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler. Jedoch weisen die Hochleistungswandlungsvorrichtungen große Abmessungen auf, um inne halb eines engen Raums des Fahrzeugs in einer verteilenden Weise angeordnet zu werden.
-
Genauer kann es, unter dem Aspekt, dass ein Mensch und elektrische und elektronische Niederspannungsvorrichtungen in einer Umgebung mit Hochspannungsrauschen vorhanden sind, die innerhalb eines engen Raums des Elektrofahrzeugs ausgebildet ist, wahrscheinlich sein, dass das elektromagnetische Hochspannungsrauschen den menschlichen Körper beeinträchtigt und einen fehlerhaften Betrieb der elektrischen und elektronischen Vorrichtungen verursacht. Während das elektrische Antriebssystem arbeitet, können verschiedene digitale oder analoge Schaltungen, Kommunikationsschaltungen und dergleichen, die eine niedrige Spannung unterhalb von 28 V verwenden, durch das elektromagnetische Hochspannungsrauschen beeinträchtigt werden. Dies kann einen fehlerhaften Betrieb verschiedener Steuervorrichtungen des Fahrzeugs bewirken und dementsprechend zu einem Unfall des Fahrzeugs führen. Auch kann aufgrund der Interferenz des elektromagnetischen Rauschens ein Kommunikationsfehler (oder -ausfall) in verschiedenen im Fahrzeug installierten Kommunikationsvorrichtungen bewirkt werden. Tatsächlich können ein Radio, ein Mobiltelefon und andere Funkvorrichtungen, deren Nutzfrequenzbänder ein Frequenzband des Hochspannungsrauschens überlappen, mit einer Verschlechterung der Empfangsempfindlichkeit konfrontiert werden, und es kann ein Kommunikationsausfall eines Controller Area Network (CAN) eines Hochspannungsbatteriesteuersystems (battery management system, BMS) verursacht werden. Demzufolge kann es wahrscheinlich sein, dass ein Sicherheitsstörfall während der Fahrt des Fahrzeugs auftritt. Daher sollte ein elektrisches Antriebssystem so ausgelegt und hergestellt sein, dass es das elektromagnetische Rauschen verhindert oder eine Beeinträchtigung dadurch vermeidet.
-
Eine Erzeugungsquelle für elektromagnetisches Rauschen in dem elektrischen Antriebssystem ist ein bipolarer Transistor mit isoliertem Gate (insulated gate bipolar transistor, IGBT), der ein Hochleistungsschaltelement ist, welcher in einem Wechselstrom-Gleichstrom-Inverter, einem Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler und dergleichen installiert ist. Entlang eines Ausbreitungsweges von Hochleistungsschaltrauschen, das von dem IGBT erzeugt wird, kann es zusätzlich erzeugtes geleitetes Rauschen aufgrund eines Leckstroms geben, der von einer Hochleistungswandlungsvorrichtung, einem Hochleistungskabel, einem elektrischen Generator und einem Motor erzeugt wird, um entlang von Leitern eines Fahrzeugs zu fließen, und ein komplexes Strahlungsrauschen, das von einer Hochspannungsleistungsleitung und der Hochleistungswandlungsvorrichtung abgestrahlt wird.
-
Bei einem 200 kW-Elektrofahrzeug sind mehr als acht Hochleistungskomponenten über Hochspannungskabel miteinander verbunden. Ein Einzelleiter eines Hochspannungsgleichstromleistungskabels kann eine Dicke von mehr als 10 mm aufweisen, und die Anzahl von Leistungsleitungskabeln kann insgesamt 16 betragen. Auch kann jedes Leistungskabel 1 m bis 7 m lang sein. Dreiphasige Hochspannungs-Wechselstromkabel des elektrischen Generators und des Motors können eine Dicke von mehr als 10 mm aufweisen und ungefähr 5 m lang sein. Die Wechselstromkabel können als Ausbreitungsweg des von dem IGBT erzeugten elektromagnetischen Rauschens dienen. Über die Erstreckung des Leistungsübertragungsweges kann das elektromagnetische Rauschen stärker werden, und somit können die elektrischen und elektronischen Vorrichtungen in der Nähe der Leistungskabel durch die elektromagnetischen Wellen beeinträchtigt werden. Somit kann ein Verfahren zum Minimieren des elektromagnetischen Rauschens in Betracht gezogen werden.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
-
Somit ist es ein Aspekt der detaillierten Beschreibung, ein elektrisches Antriebssystem eines Elektrofahrzeugs vorzusehen, das in der Lage ist, elektromagnetische Interferenz aufgrund von elektromagnetischem Rauschen zu reduzieren.
-
Um diese und andere Vorteile zu erreichen, und im Einklang mit dem Zwecke dieser Schrift, wie sie hier ausgeführt und umfassend beschrieben wird, wird ein elektrisches Antriebssystem eines Elektrofahrzeugs vorgesehen, das umfasst: ein Gehäuse, das ein in eine Mehrzahl von Räumen aufgeteiltes Inneres aufweist, Leistungswandlungsvorrichtungen, die jeweils in den abgetrennten Räumen des Gehäuses angeordnet sind, eine Verbindungsschiene, die an einer Oberfläche des Gehäuses ausgebildet ist, um die Leistungswandlungsvorrichtungen und eine Batterie miteinander elektrisch zu verbinden, und Adapter, die ausgebildet sind, die Verbindungsschiene mit den Leistungswandlungsvorrichtungen zu verbinden. Hierbei kann jeder der Adapter eine Innenseite und eine Außenseite umfassen. Die Innenseite des Adapters kann mit Leiterelementen versehen sein, die so ausgebildet sind, dass sie mit Elektroden der Leistungswandlungsvorrichtungen elektrisch verbunden sind, wenn die Elektroden darin eingesetzt sind. Die Außenseite des Adapters kann mit Abschirmelementen versehen sein, die die Leiterelemente abdecken, um von den Leistungswandlungsvorrichtungen erzeugtes Rauschen abzuschirmen.
-
Nach einem hier offenbarten Ausführungsbeispiel kann bei jedem der Adapter eine Seite mit der Verbindungsschiene gekoppelt sein und die andere Seite lösbar mit den Elektroden der Leistungswandlungsvorrichtungen gekoppelt sein.
-
Nach einem hier offenbarten Ausführungsbeispiel kann jeder der Adapter einen drehbar ausgebildeten Knopf umfassen, und die Leiterelemente und die Elektroden können als Reaktion auf eine Drehung des Knopfes miteinander in Kontakt kommen oder voneinander getrennt werden.
-
Nach einem hier offenbarten Ausführungsbeispiel kann jede der Leistungswandlungsvorrichtungen eine Hochspannungsschaltungseinheit und eine Niederspannungsschaltungseinheit umfassen. Die Hochspannungsschaltungseinheit und die Niederspannungsschaltungseinheit können jeweils mit Abschirmverkleidungen abgedeckt und voneinander innerhalb jedes Raums beabstandet sein.
-
Nach einem hier offenbarten Ausführungsbeispiel kann das System ferner einen Kühlkörper umfassen, der eine Oberfläche der Hochspannungsschaltungseinheit bedeckt. Die Hochspannungsschaltungseinheit kann einen bipolaren Transistor mit isoliertem Gate (IGBT) als ein Schaltelement umfassen. Ein Emitteranschluss des IGBT kann mit einer Kupferplatte verbunden sein, die zwischen dem IGBT und dem Kühlkörper ausgebildet ist.
-
Nach einem hier offenbarten Ausführungsbeispiel können eine Oberfläche der Hochspannungsschaltungseinheit und eine Oberfläche der Niederspannungsschaltungseinheit orthogonal zueinander sein.
-
Nach einem hier offenbarten Ausführungsbeispiel kann ein Rohrverbindungsabschnitt durch das Gehäuse hindurch ausgebildet sein, um Kühlfluid in einen Innenraum des Gehäuses zu speisen. Ein Rohrverbindungsstück, das mit dem Rohrverbindungsabschnitt gekoppelt ist, kann ein Loch des Gehäuses abschirmen, das den Rohrverbindungsabschnitt aufweist.
-
Nach einem hier offenbarten Ausführungsbeispiel können die Batterie und die Verbindungsschiene miteinander verbunden sein, wobei eine Impedanzjustiereinheit dazwischen angeordnet ist. Ein Gleichstromverbinder (DC-Verbinder) kann durch eine Seite des Gehäuses hindurch ausgebildet sein, die die Impedanzjustiereinheit aufweist. Der Gleichstromverbinder kann Elektrodenelemente, die an den Innenumfängen davon freiliegende Elektroden aufweisen, Isolatoren, die die Außenumfänge der Elektrodenelemente bedecken, und Abschirmabschnitte umfassen, die die Isolatoren abschirmen.
-
Nach einem hier offenbarten Ausführungsbeispiel kann ein dreiphasiger Wechselstromverbinder (Wechselstromverbinder) durch eine Seite des Gehäuses hindurch ausgebildet sein, die die Leistungswandlungsvorrichtung mit einem Inverter aufweist. Der dreiphasige Wechselstromverbinder kann Elektrodenelemente, die an den Innenumfängen davon freiliegende Elektroden aufweisen, Isolatoren, die die Außenumfänge der Elektrodenelemente bedecken, und Abschirmabschnitte umfassen, die die Isolatoren abschirmen.
-
Nach einem hier offenbarten Ausführungsbeispiel kann das Gehäuse erste Verkleidungen, die jeweils die Leistungswandlungsvorrichtungen abdecken, und eine zweite Verkleidung umfassen, die die ersten Verkleidungen abdeckt. Die Verbindungsschiene kann einstückig mit der zweiten Verkleidung ausgebildet sein.
-
Bei einem elektrischen Antriebssystem eines Elektrofahrzeugs gemäß zumindest einem hier offenbarten Ausführungsbeispiel kann, wenn Leistungswandlungsvorrichtungen, die Hochleistungsschaltrauschen erzeugen, in ein Gehäuse gekoppelt werden, das elektromagnetisches Rauschen abschirmt, eine Doppelabschirmungsstruktur realisiert werden, und geleitetes Rauschen kann durch das Gehäuse, dass das elektromagnetische Rauschen abschirmt, zu der Erdung des Fahrzeugs abgeleitet werden. Dies kann die Überwindung von elektromagnetischer Hochspannungsinterferenz in dem Elektrofahrzeug ermöglichen, wodurch die Sicherheit während der Fahrt des Fahrzeugs sichergestellt wird und Fehlfunktionen von Vorrichtungen verhindert werden, die Frequenzen benutzen.
-
Auch können die Hochleistungswandlungsvorrichtungen durch die Verwendung von Adaptern verbunden werden, die elektromagnetisches Rauschen abschirmen, ohne dass Hochspannungskabel verwendet werden. Dementsprechend kann eine Erhöhung der Wartungsfreundlichkeit und Sicherheit vor Hochspannung erreicht werden, und diese Leistungswandlungsvorrichtungen können innerhalb eines engen Raums des Fahrzeugs in einer verteilenden Weise gemäß ihren Größen angeordnet werden.
-
Der weitere Umfang der Anwendbarkeit der vorliegenden Anmeldung wird aus der hiernach angeführten Beschreibung deutlicher. Jedoch sollte klar sein, dass die detaillierte Beschreibung und die spezifischen Beispiele, während sie bevorzugte Ausführungsformen der Offenbarung anzeigen, nur zum Zwecke der Verdeutlichung vorgelegt werden, da verschiedene Änderungen und Modifikationen innerhalb des Geistes und des Umfangs der Offenbarung Fachleuten aus der detaillierten Beschreibung deutlich werden.
-
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
Die beigefügten Zeichnungen, die enthalten sind, um für ein weiteres Verständnis der Offenbarung zu sorgen, und die in diese Patentschrift aufgenommen sind und ein Teil davon darstellen, verdeutlichen Ausführungsbeispiele der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Offenbarung zu erklären.
-
In den Zeichnungen:
-
1A ist eine Konzeptansicht eines Elektrofahrzeugs gemäß einem hier offenbarten Ausführungsbeispiel;
-
1B ist eine Konzeptansicht eines Elektrofahrzeugs gemäß einer Vergleichsausführungsform;
-
2 ist eine Ansicht, die eine elektrische Schaltung eines in dem Elektrofahrzeug aus 1B installierten elektrischen Antriebssystems verdeutlicht;
-
3 ist eine Ansicht, die eine interne Struktur einer in 1B gezeigten Leistungswandlungsvorrichtung verdeutlicht, die zeigt, dass eine Hochspannungsschaltungseinheit und eine Niederspannungsschaltungseinheit in einem Gehäuse installiert sind, ohne abgeschirmt zu sein;
-
4 ist eine Ansicht der Schaltkreise eines elektrischen Antriebssystems mit einem daran montierten Gehäuse, um elektromagnetisches Rauschen abzuschirmen, gemäß einem hier offenbarten Ausführungsbeispiel;
-
5 ist eine Explosionsansicht eines Gehäuses zum Abschirmen von elektromagnetischem Rauschen gemäß einem hier offenbarten Ausführungsbeispiel;
-
6 ist eine Anordnungsansicht, die verdeutlicht, dass ein Gehäuse zum Abschirmen von elektromagnetischem Rauschen in einem Elektrofahrzeug gemäß einem hier offenbarten Ausführungsbeispiel montiert ist;
-
7A ist eine Explosionsansicht von Leistungswandlungsvorrichtungen, die in einem Gehäuse zum Abschirmen von elektromagnetischem Rauschen gemäß einem hier offenbarten Ausführungsbeispiel angeordnet sind;
-
7B und 7C sind Aufbauansichten einer Niederspannungsschaltungseinheit bzw. einer Hochspannungsschaltungseinheit;
-
8 ist eine Ansicht, die eine Hochspannungsgleichstromschaltung eines elektrischen Antriebssystems gemäß einer Vergleichsausführungsform zeigt;
-
9 ist eine Ansicht, die eine Hochspannungsgleichstromschaltung eines elektrischen Antriebssystems mit einem Gehäuse zum Abschirmen von elektromagnetischem Rauschen gemäß einem hier offenbarten Ausführungsbeispiel zeigt;
-
10 ist eine Ansicht, die eine Verbindungsschiene zum Abschirmen von elektromagnetischen Rauschen zeigt, die an einem Gehäuse zum Abschirmen von elektromagnetischem Rauschen gemäß einem hier offenbarten Ausführungsbeispiel angebracht ist;
-
11 ist eine Ansicht, die einen Adapter zum Abschirmen von Rauschen an einer Gleichstrom-Verbindungsschiene zeigt, die an einem Gehäuse zum Abschirmen von elektromagnetischem Rauschen gemäß einem hier offenbarten Ausführungsbeispiel angebracht ist;
-
12A ist eine Ansicht, die innere Struktur eines Adapters zum Abschirmen von Rauschen an einer Gleichstrom-Verbindungsschiene zeigt, die an einem Gehäuse zum Abschirmen von elektromagnetischem Rauschen gemäß einem hier offenbarten Ausführungsbeispiel angebracht ist;
-
12B ist eine Unteransicht in einem Entriegelungszustand des Adapters;
-
12C ist eine Unteransicht in einem Verriegelungszustand des Adapters;
-
13 ist eine Ansicht, die einen Gleichstromabschirmverbinder zeigt, der an einem Gehäuse zum Abschirmen von elektromagnetischem Rauschen gemäß einem hier offenbarten Ausführungsbeispiel angebracht ist;
-
14 ist eine Ansicht, die einen dreiphasigen Wechselstromabschirmverbinder zeigt, der an einem Gehäuse zum Abschirmen von elektromagnetischem Rauschen gemäß einem hier offenbarten Ausführungsbeispiel angebracht ist;
-
15 ist eine Konzeptansicht, die verdeutlicht, dass ein an einer Hochleistungswandlungsvorrichtung gemäß einer Vergleichsausführungsform angebrachter IGBT an einem Kühlkörper montiert ist;
-
16 ist eine Konzeptansicht, die einen IGBT zeigt, der an einem Gehäuse zum Abschirmen von elektromagnetischem Rauschen gemäß einem Ausführungsbeispiel angebracht ist, an einem Kühlkörper montiert ist;
-
17 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Kühlrohrs zeigt, das an einem Gehäuse zum Abschirmen von elektromagnetischem Rauschen gemäß einem hier offenbarten Ausführungsbeispiel zeigt; und
-
18 ist eine Ansicht, die ein Beispiel dafür zeigt, dass Leistungswandlungsvorrichtungen in dem Elektrofahrzeug angeordnet sind, das ein Gehäuse zum Abschirmen von elektromagnetischem Rauschen gemäß einem hier offenbarten Ausführungsbeispiel aufweist.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER OFFENBARUNG
-
Es wird nun eine detaillierte Beschreibung für ein elektrisches Antriebssystem eines Elektrofahrzeugs gemäß der Ausführungsbeispiele angegeben, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Hiernach sind die Suffixe ”Modul” und ”Einheit oder Abschnitt” für Komponenten, die hier für die Beschreibung verwendet werden, nur zur Erleichterung der Anfertigung dieser Schrift vorgesehen, und ihnen wird daher keine spezifische Bedeutung oder Funktion zuerkannt. Daher sollte beachtet werden, dass ”Modul” und ”Einheit oder Abschnitt” zusammen verwendet werden können. Zum Zwecke einer kurzen Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden die gleichen oder äquivalente Komponenten mit denselben oder ähnlichen Bezugszeichen versehen, und deren Beschreibung wird nicht wiederholt. Ausdrücke im Singular decken die Ausdrücke im Plural ab, es sei denn, aus dem Kontext ergibt sich in offensichtlicher Weise etwas anderes.
-
1A ist eine Konzeptansicht eines Elektrofahrzeugs gemäß einem hier offenbarten Ausführungsbeispiel, 1B ist eine Konzeptansicht eines Elektrofahrzeugs gemäß einer Vergleichsausführungsform, und 2 ist eine Ansicht, die eine elektrische Schaltung eines in dem Elektrofahrzeug aus 1B installierten elektrischen Antriebssystems verdeutlicht.
-
Wie in den 1B und 2 gezeigt, kann ein elektrisches Antriebssystem 100 gemäß einer Vergleichsausführungsform eine Hochspannungsbatterie 10, einen elektrischen Generator (oder einen Generator) 23, einen Generatorinverter 20, einen Vorderradmotor 33, einen Hinterradmotor 38, einen Vorderradmotorinverter 30, einen Hinterradmotorinverter 35, einen Hochspannungsgleichstromwandler 40, einen Niederspannungsgleichstromwandler 50, einen Leistungsverteiler 60, einen Filter 70 gegen elektromagnetische Interferenz (EMI), einen Gleichstromverbindungsabschnitt 80, einen Bremswiderstand 90 und eine Steuervorrichtung 11 umfassen.
-
Die Hochspannungsbatterie 10 kann von dem elektrischen Generator 23 erzeugte Leistung soweit speichern, wie es ihr von der Steuereinheit 11 befohlen wird, und die gespeicherte Leistung falls nötig abgeben.
-
Der Generatorinverter 20 kann Leistung erzeugen, indem er den elektrischen Generator 23 gemäß einem Befehl der Steuereinrichtung 11 steuert.
-
Der Vorderradmotorinverter 30 und der Hinterradmotorinverter 35 können den Vorderradmotor 33 bzw. den Hinterradmotor 38 gemäß dem Befehl der Steuereinrichtung 11 antreiben, so dass ein Elektrofahrzeug 1000 fahren kann.
-
Der Hochspannungsgleichstromwandler 40 ist eine Vorrichtung zum Wandeln einer Gleichstromspannung im Bereich von 680 V bis 1000 V in eine Gleichstromspannung von 340 V. Der Hochspannungsgleichstromwandler 40 kann einer elektrischen Vorrichtung, wie etwa einer Klimaanlage, Leistung liefern.
-
Der Niederspannungsgleichstromwandler 50 kann eine Gleichstromspannung im Bereich von 680 V bis 1000 V in eine Gleichstromspannung von 28 V wandeln. Der Niederspannungsgleichstromwandler 50 kann eine Niederspannungsbatterie 24 V aufladen und eine Leistung bezüglich einer elektrischen Niederspannungsvorrichtung liefern.
-
Der Leistungsverteiler 60 kann eine Gleichstromspannung im Bereich von 680 V bis 1000 V in eine Wechselstromspannung wandeln, um Leistung bezüglich Sendeequipment zu liefern, wie etwa einer Kommunikationseinrichtung.
-
Der EMI-Filter 70 kann ein Filter für elektromagnetisches Rauschen sein, der mit der Hochspannungsbatterie 10 verbunden ist, die mit dem Gleichstrom-Verbindungsabschnitt 80 verbunden ist. Der EMI-Filter 70 kann somit eine Fehlfunktion (oder eine Fehlbedienung) der Hochspannungsbatterie 10 aufgrund des elektromagnetischen Rauschens verhindern, das sich dadurch ausbreitet, dass es von dem elektrischen Generator 23, dem Generatorinverter 20, dem Vorderradmotor 33, dem Hinterradmotor 38, dem Vorderradmotorinverter 30, dem Hinterradmotorinverter 35, dem Hochspannungsgleichstromwandler 40, dem Niederspannungsgleichstromwandler 50, dem Leistungsverteiler 60 und dergleichen erzeugt wird.
-
Der Gleichstrom-Verbindungsabschnitt 80 kann so ausgebildet sein, dass er Hochspannungs-Hochstrom-Leistung von der Hochspannungsbatterie 10 dem Generatorinverter 20, dem Vorderradmotorinverter 30, dem Hinterradmotorinverter 35, dem Hochspannungsgleichstromwandler 40, dem Niederspannungsgleichstromwandler 50, dem Leistungsverteiler 60 und dergleichen liefert.
-
Der Bremswiderstand 90 ist eine Schutzvorrichtung, durch die ein Stoßstrom, der aufgrund einer Überspannung erzeugt wird, aufgebraucht wird, indem er in Wärme umgewandelt wird, wenn eine entgegengesetzte elektromotorische Kraft, die von dem elektrischen Generator 23, dem Vorderradmotor 33 und dem Hinterradmotor 38 erzeugt wird, größer ist, als ein für den Generatorinverter 20, den Vorderradmotorinverter 30 und den Hinterradmotorinverter 35 eingestellter Innendruck.
-
Die Steuereinrichtung 11 kann die Zustände der Hochspannungsbatterie 10, des Generatorinverters 20, des Vorderradmotorinverters 30, des Hinterradmotorinverters 35, des Hochspannungsgleichstromwandlers 40, des Niederspannungsgleichstromwandlers 50, des Leistungsverteilers 60 und dergleichen überwachen, und die Leistung dafür steuern.
-
Bezug nehmend auf 2 können der Generatorinverter 20, der Vorderradmotorinverter 30, der Hinterradmotorinverter 35, der Hochspannungsgleichstromwandler 40, der Niederspannungsgleichstromwandler 50, der Leistungsverteiler 60 und der Bremswiderstand 90, die innerhalb des Elektrofahrzeugs 1000 angeordnet sind, über Hochspannungsgleichstromkabel, die dicker als 10 mm und ungefähr 2 m bis 6 m lang sind, mit dem Gleichstrom-Verbindungsabschnitt 80 verbunden sein.
-
Der elektrische Generator 23, der Vorderradmotor 33 und der Hinterradmotor 38 können jeweils über Kabel, von denen jedes mehrere Meter lang ist, mit dreiphasigen Wechselstromverbindern verbunden sein. Dementsprechend kann es wahrscheinlich sein, dass ein sich in dem Elektrofahrzeug 1000 befindlicher Benutzer und die elektrischen Niederspannungsvorrichtungen aufgrund von elektromagnetischen Wellen beeinträchtigt werden, die durch die Leistungswandlungsvorrichtungen 20, 30, 35, 40, 50, 60 und 90, die in dem Elektrofahrzeug 1000 angeordnet sind, und die Hochspannungsgleichstrom- und -Wechselstromkabel, die mehrere Meter lang sind, erzeugt und verbreitet werden.
-
3 ist eine Ansicht, die eine interne Struktur der in 1B gezeigten Leistungswandlungsvorrichtungen verdeutlicht, die zeigt, dass eine Hochspannungsschaltungseinheit und eine Niederspannungsschaltungseinheit in einem Gehäuse installiert sind, ohne abgeschirmt zu sein.
-
Noch immer Bezug nehmend auf 1B kann ein Gehäuse der Leistungswandlungsvorrichtungen mit einem Gehäusehauptkörper 1001 und einer Gehäuseabdeckung 1002 versehen sein.
-
Wie in 3 gezeigt, kann bezüglich des Generatorinverters 20, des Vorderradmotorinverters 30, des Hinterradmotorinverters 35, des Hochspannungsgleichstromwandlers 40, des Niederspannungsgleichstromwandlers 50 und des Leistungsverteilers 60 eine Hochspannungsschaltungseinheit 21, 31, 36, 41, 51, 61 zusammen mit einer Niederspannungsschaltungseinheit 22, 32, 37, 42, 52, 62, die von elektromagnetischer Interferenz beeinträchtigt werden kann, innerhalb eines engen Raums angeordnet sein.
-
Das elektrische Antriebssystem kann spezifisch in dem Elektrofahrzeug 1000, das einen Ausgang von über 200 kW aufweist, bezüglich des elektromagnetischen Rauschens die folgenden Probleme verursachen. Zunächst können, da Komponenten des elektrischen Hochspannungs-Hochstromantriebssystems und die Kabel im engen Raum des Fahrzeugs untergebracht sind, die Komponenten des elektrischen Antriebssystems die elektromagnetische Interferenz mit den dort herum befindlichen Niederspannungs-Komponenten bewirken. Da die Hochspannungsgleichstrom-Leistungskabel und die dreiphasigen Hochspannungs-Wechselstromkabel des Generators und der Motoren zu lang und im engen Raum des Fahrzeugs verteilt sind, kann sich auch die Anzahl der elektromagnetischen Interferenzwege erhöhen. Die kann zu einer erhöhten Möglichkeit für die elektromagnetische Interferenz führen.
-
Zweitens können, wenn die Abschirmeffektivität der Hochleistungswandlungsvorrichtung, der Hochleistungskabel und des Verbinders nicht zufriedenstellend ist, die Niederspannungsschaltungen ohne abgeschirmt zu sein innerhalb des engen Raums der Hochleistungswandlungsvorrichtungen benachbart zu den Hochspannungsschaltungen angeordnet sein. Dementsprechend kann es sein, dass die Niederspannungsschaltungen, wie etwa CAN Kommunikationsschaltungen, digitale Schaltungen und analoge Schaltungen, aufgrund der Hochspannung nicht frei von der elektromagnetischen Interferenz sind. Ferner kann Hochspannungsrauschen durch die unvollständig abgeschirmten winzigen Räume der Hochleistungskabel und des Verbinders hindurch treten.
-
Schließlich kann es ein Problem beim Anpassen der Impedanz zwischen einem Eingangskondensator der Leistungswandlungsvorrichtung und einem Kabel geben. Mit größerer Länge des Hochleistungskabels kann die Leitungsimpedanz ansteigen. Dies kann eine drastische Veränderung bei der Last bedingen und dementsprechend eine Gleichstromspannungsschwankung (oder Gleichstromspannungsvariation) erhöhen. Die Spannungsschwankung kann einen instabilen Hochgeschwindigkeitsschaltbetrieb des IGBT bewirken. Des Weiteren kann eine Ursache für die Erzeugung von elektromagnetischen Wellen aufgrund einer Schwankung (Variation) eines IGBT-Schaltstroms, der in Lasten wie etwa einen Generator, einen Motor, eine Klimaanlage und dergleichen, die an einem Ausgangsende des IGBT angeschlossen sind, fließt, vergrößert werden. Wenn ein Eingangskondensator einer vorbestimmten Leistungswandlungsvorrichtung in einem Fahrzeug installiert ist, kann er eine zu anderen Leistungswandlungsvorrichtungen und den Hochleistungskabeln, die eine große Länge aufweisen, parallele Verbindungsstruktur aufweisen. Dementsprechend kann sich, da sich die parallel geschalteten Leitungsimpedanzen von der Hochspannungsbatterie zu jeder Leistungswandlungsvorrichtung um ein Mehrfaches unterscheiden, die Variation einer von der Hochspannungsbatterie und dem Generator an jede Leistungswandlungsvorrichtung gelieferten Leistung erhöhen, und die Variation (Schwankung) einer Gleichstromeingangsspannung jeder Leistungswandlungsvorrichtung kann sich ebenfalls beim Fahren des Fahrzeugs mit hohem Drehmoment erhöhen.
-
Diese Probleme können spezifisch aus der Stromvariation und der Spannungsvariation aufgrund des Unterschieds der Leitungsimpedanzen resultieren, die unausgeglichen sind, wenn Schaltrauschen, das von dem als Schaltelement verwendeten IGBT erzeugt wird, sich entlang der Kabel mit verschiedenen Längen ausbreitet. Hiernach wird somit in den folgenden Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eine Beschreibung eines Verfahrens zum Minimieren der Stromvariation und der Spannungsvariation an Schaltungen des elektrischen Antriebssystems angegeben, die hauptsächlich eine elektromagnetische Interferenz verursachen, und zum Minimieren oder Blockieren eines elektromagnetischen Interferenzweges auf einem Ausbreitungsweg von elektromagnetischem Rauschen, das von dem IGBT erzeugt wird.
-
4 ist eine Ansicht der Schaltkreise eines elektrischen Antriebssystems mit einem daran montierten Gehäuse, um elektromagnetisches Rauschen abzublocken, gemäß einem hier offenbarten Ausführungsbeispiel; und 5 ist eine Explosionsansicht des Gehäuses zum Blockieren des elektromagnetischen Rauschens gemäß einem hier offenbarten Ausführungsbeispiel.
-
Bezug nehmend auf die 4 und 5 zusammen mit 1A, kann ein elektrisches Antriebssystem 2000 ein Gehäuse 203, Leistungswandlungsvorrichtungen 120, 130, 140 und 160, eine Verbindungsschiene 5 und Adapter 6 umfassen. Das elektrische Antriebssystem 2000 kann des Weiteren einen Bremswiderstand 90 und eine Steuereinrichtung 11 umfassen.
-
Das Gehäuse 203 kann ein in einer Mehrzahl von Räumen aufgeteiltes Inneres aufweisen. Die Leistungswandlungsvorrichtungen können unabhängig in den jeweils abgetrennten Räumen des Gehäuses 203 angeordnet sein. Beispiele für die Leistungswandlungsvorrichtungen können den Generotorinverter, den Motorinverter, den Hochspannungsgleichstromwandler, der Niederspannungsgleichstromwandler, der Leistungsverteiler und dergleichen umfassen, die in der vorstehenden Vergleichsousführungsform beschrieben wurden.
-
Der Motorinverter 130 kann den Vorderradmotor 33 und den Hinterradmotor 38 auf eine unabhängige Weise innerhalb eines integrierten Gehäuses steuern.
-
Die Leistungswandlungsvorrichtungen, die das elektrische Antriebssystem 2000 bilden, sind dieselben oder ähnlich wie diejenigen, die in der Vergleichsousführungsform gezeigt wurden, so dass detaillierte Beschreibungen davon weggelassen werden.
-
Jede der Leistungswandlungsvorrichtungen kann eine Hochspannungsschaltungseinheit 121, 131, 141, 161 und eine Niederspannungsschaltungseinheit 122, 132, 142, 162 umfassen. Die Hochspannungsschaltungseinheit und die Niederspannungsschaltungseinheit können, wie später erläutert werden wird, in einem Innenraum 205 angeordnet sein, der in 7A gezeigt wird, und mit Abschirmungsverkleidungen 121B und 122b abgedeckt sein (siehe 7B und 7C).
-
Das Gehäuse 203 kann erste Verkleidungen 201 zum jeweiligen Abdecken der Leistungswandlungsvorrichtungen und eine zweite Verkleidung 202 zum Abdecken der ersten Verkleidungen 201 umfassen. Nachdem die ersten Verkleidungen 201 mit der zweiten Verkleidung 202 gekoppelt sind, können Abdeckungen 204 der zweiten Verkleidung 202 die ersten Verkleidungen 201 und die Leistungswandlungsvorrichtungen abschirmen. Im Gegensatz dazu kann die zweite Verkleidung 202 in eine Mehrzahl von Räumen unterteilt sein, und die erste Verkleidung 201 kann in jedem Raum angeordnet sein. Hierbei kann der Hochspannungsabschnitt 121 jeder der Leistungswandlungsvorrichtungen sich in der ersten Verkleidung befinden, und ein Niederspannungsabschnitt 122 davon kann sich außerhalb der zweiten Verkleidung befinden.
-
Jede der Leistungswandlungsvorrichtungen kann doppelt durch die ersten und die zweiten Verkleidungen 201 und 202 abgeschirmt sein. Die Hochspannungsschaltungseinheit und die Niederspannungsschaltungseinheit können durch die Abschirmungsverkleidungen 121b und 122b (siehe 7B und 7C) und ersten und zweiten Verkleidungen 201 und 202 dreifach abgeschirmt sein. Die Abschirmverkleidungen 121b und 122b und die ersten und zweiten Verkleidungen 201 und 202 können aus einem Metall ausgebildet sein und mit einer stufenbasierten Pressformoperation verarbeitet sein. Auch können diese Verkleidungen aus einem Kunstharz gebildet sein. Hierbei kann eine Oberfläche jeder der Verkleidungen mit einem Metall bedeckt oder plattiert sein.
-
Ein Hochspannungsgleichstromelektrodenabschnitt, ein dreiphasiger Hochspannungs-Wechselstromelektrodenabschitt, eine Stromschiene, ein Adapterabschnitt kann mit einer separaten Verkleidung abgedeckt sein, die unabhängig von der zweiten Verkleidung hergestellt ist.
-
Die Verbindungsschiene 5 kann ausgebildet sein, um mindestens zwei Leistungswandlungsvorrichtungen miteinander elektrisch zu verbinden. Die Verbindungsschiene 5 kann Leistungskabel ersetzen. Ein Beispiel für die Verbindungsschiene 5 kann eine Stromschiene umfassen. Die Stromschiene kann in der Form einer langen metallischen Platte ausgebildet sein. Aufgrund der, verglichen mit dem Kabel, breiten Plattenform kann die Stromschiene eine großen Strahlungswirkung hervorrufen und eine große Oberfläche haben. Dies kann in einer Verringerung der Impedanz eines hochfrequenten Stroms resultieren, der an einer Oberfläche eines Leiters fließt. Ein Zwischenschichtlaminat kann auf der Verbindungsschiene 5 angeordnet sein, um so einen Abschirmeffekt und auch eine Kapazität mit einem bemerkenswert hohen verteilten Parameter zu erreichen. Demzufolge kann eine hohe Blockierwirkung für externes Rauschen erreicht werden, was die Erzeugung stabiler Leistung erlauben kann.
-
Die Verbindungsschiene 5 kann auf einer Oberfläche des Gehäuses 203 ausgebildet sein. Genauer kann die Verbindungsschiene 5 einstückig mit der zweiten Verkleidung 202 ausgebildet sein, oder unabhängig an der Außenseite der zweiten Verkleidung 202 ausgebildet sein.
-
Die Verbindungsschiene 5 kann auch durch ein Abschirmkabel mit einer minimierten Länge ersetzt werden, das keine Stromschiene ist. In diesem Fall können die Adapter auch durch Abschirmverbinder oder Klemmen-artige Verbinder ersetzt werden.
-
Die vorliegende Erfindung hat das Leistungskabel durch die Verbindungsschiene 5 ersetzt, um eine Stromvariation und eine Spannungsvariation von Schaltungen aufgrund eines Schaltelements zu minimieren, das hauptsächlich eine elektromagnetische Interferenz bewirkt. Wenn die Mehrzahl von Leistungswandlungsvorrichtungen parallel geschaltet sind, wurden hier die Spannungsvariation und die Stromvariation minimiert, indem die Leitungsimpedanzen durch Verwendung der Verbindungsschiene 5 minimiert wurden und die Eingangsimpedanzen der parallel geschalteten Leistungswandlungsvorrichtungen durch die Verwendung einer Impedanzjustiereinheit 9 optimiert wurden.
-
6 ist eine Anordnungsansicht, die verdeutlicht, dass das Gehäuse 203 zum Abschirmen von elektromagnetischem Rauschen in einem Elektrofahrzeug 1000 gemäß einem hier offenbarten Ausführungsbeispiel montiert ist.
-
Die Batterie 10 kann auf einer Seite des Fahrzeugs montiert sein, und das Gehäuse 203 kann an einem zentralen Abschnitt des Fahrzeugs derart angeordnet sein, dass von der Batterie gelieferte Leistung 10 einem Motor zugeführt werden kann.
-
Ein Gleichstromverbinder 7 und dreiphasige Wechselstromverbinder 8 können auf einer Seitenfläche des Gehäuses in freiliegender Weise montiert sein. Jeder Verbinder kann mit der Batterie, dem elektrischen Generator, dem Vorderradmotor oder dem Hinterradmotor verbunden sein.
-
7A ist eine Explosionsansicht der Leistungswandlungsvorrichtung, die in dem Gehäuse zum Abschirmen des elektromagnetischen Rauschens angeordnet ist, gemäß einem hier offenbarten Ausführungsbeispiel, und die 7B und 7C sind Aufbauansichten der Niederspannungsschaltungseinheit bzw. der Hochspannungsschaltungseinheit.
-
Wie in 7A gezeigt, können die Hochspannungsschaltungseinheit 121 und die Niederspannungsschaltungseinheit 122 der Leistungswandlungsvorrichtung voneinander innerhalb eines vorbestimmten Innenraums 205 des Gehäuses beabstandet sein. Zumindest eine von der Hochspannungsschaltungseinheit 121 und der Niederspannungsschaltungseinheit 122 kann mehrfach vorhanden sein. Die Hochspannungsschaltungseinheit 121 und die Niederspannungsschaltungseinheit 122 können auf eine solche Weise angeordnet sein, dass gedacht erstreckende Oberflächen davon, als eine Oberfläche von jeder von ihnen, orthogonal zueinander sind. Dementsprechend können Strahlungsräume von elektromagnetischen Wellen der Hochspannungsschaltungseinheit 121 und der Niederspannungsschaltungseinheit 122 orthogonal zueinander sein, wodurch sie die elektromagnetische Interferenz dämpfen.
-
Eine Oberfläche der Hochspannungsschaltungseinheit 121 kann so angeordnet sein, dass sie mit einem Kühlkörper 25 bedeckt ist. Die Wärmeplatte 25 kann so ausgebildet sein, dass sie mit der Hochspannungsschaltungseinheit 121 so in Kontakt kommt, dass sie Wärme, die von der Hochspannungsschaltungseinheit 121 übertragen wird, abkühlt. Ein Zwischenelement 126 kann zwischen dem Kühlkörper 25 und der Hochspannungsschaltungseinheit 121 ausgebildet sein. Das Zwischenelement 126 kann eine erste Schicht 26a und eine zweite Schicht 26b, die aus Epoxidharz ausgebildet sind, und eine zwischen die erste und zweite Schicht 26a und 26b eingefügte Kupferplatte 27 umfassen. Eine obere Oberfläche der ersten Schicht 26a kann mit der Hochspannungsschaltungseinheit 121 in Kontakt kommen, und eine untere Oberfläche der zweiten Schicht 26b kann mit der ersten Verkleidung 201 in Kontakt kommen.
-
Wenn die Hochspannungsschaltungseinheit 121 mit einem IGBT als Schaltelement versehen ist, kann hier ein Emitteranschluss der IGBT mit der Kupferplatte 27 verbunden sein. Dies kann die Dämpfung von geleitetem Rauschen ermöglichen, das aufgrund von parasitärer Kapazität erzeugt wird, die zwischen dem IGBT und der Kupferplatte oder zwischen der ersten Verkleidung 201 und der Kupferplatte erzeugt wird.
-
8 ist eine Ansicht, die eine Hochspannungsgleichstromschaltung eines elektrischen Antriebssystems 100 gemäß einer Vergleichsausführungsform zeigt.
-
Wie in 8 gezeigt, können Gleichstromkabel zum Verbinden des Gleichstrom-Verbindungsabschnitts 80 und der Leistungswandlungsvorrichtungen parallel zu Kabeln der Leistungswandlungsvorrichtungen verbunden sein. Dies kann eine Erhöhung der Spannungsvariation (dv/dt) und einer Gleichstromvariation (di/dt) aufgrund äquivalenter Impedanzen bewirken. Hierbei bezeichnet das Bezugszeichen 85 äquivalente Impedanzen von Leistungsleitungen, und 86 bezeichnet Eingangskondensatoren der Leistungswandlungsvorrichtungen.
-
9 ist eine Ansicht, die eine Hochspannungsgleichstromschaltung eines elektrischen Antriebssystems 2000 mit einem Gehäuse 203 zum Abschirmen von elektromagnetischem Rauschen gemäß einem hier offenbarten Ausführungsbeispiel zeigt.
-
Um die Spannungsvariation (dv/dt) und die Gleichstromvariation (di/dt) zu reduzieren, wurden die Gleichstromkabel durch die Verbindungsschiene 5 ersetzt, und der EMI-Filter 70, die Leistungleitungsimpedanzen 85 und die Eingangskondensatoren 86, die in der Vergleichsausführungsform gezeigt wurden, wurden durch die Impedanzjustiereinheit 9 ersetzt. Dementsprechend kann der Leistungsleitungsimpedanzwert um weniger als 20% in dem Ausführungsbeispiel verringert werden, und das sich durch die Kabel fortpflanzende elektromagnetische Rauschen kann verringert werden.
-
Hierbei können die Batterie 10 und die Verbindungsschiene 5 miteinander durch die Impedanzjustiereinheit 9 verbunden sein.
-
10 ist eine Ansicht, die die Verbindungsschiene 5 zum Abschirmen von elektromagnetischem Rauschen zeigt, die an dem Gehäuse 203 zum Abschirmen des elektromagnetischen Rauschens angebracht ist, 11 ist eine Ansicht, die den Adapter 6 zum Abschirmen des Rauschens an einer Gleichstrom-Verbindungsschiene 5 zeigt, die an dem Gehäuse 203 zum Abschirmen des elektromagnetischen Rauschens gemäß einem hier offenbarten Ausführungsbeispiel angebracht ist, 12A ist eine Ansicht, die eine innere Struktur des Adapters zum Abschirmen des Rauschens an der Gleichstrom-Verbindungsschiene zeigt, die an dem Gehäuse zum Abschirmen des elektromagnetischen Rauschens gemäß einem hier offenbarten Ausführungsbeispiel angebracht ist, 12B ist eine Unteransicht in einem Entriegelungszustand des Adapters, und 12C ist eine Unteransicht in einem Verriegelungszustand des Adapters.
-
Die Verbindungsschiene 5 kann ausgebildet sein, um die Batterie und die Leistungswandlungsvorrichtungen elektrisch miteinander zu verbinden.
-
Die Verbindungsschiene 5 und die Leistungswandlungsvorrichtungen können durch die Adapter 6 miteinander verbunden sein. Wie in den 5 und 10 gezeigt, können Kontaktvorsprünge 5a von einer Seite der Verbindungsschiene 5 hervor ragen, und Kontaktabschnitte (Elektroden) 128 können ebenso von einer Seite jeder der Leistungswandlungsvorrichtungen hervorragen.
-
Wie in 11 gezeigt, kann bei dem Adapter 6 eine Seite 6c mit einem Gelenk 5b der Verbindungsschiene 5 verbunden sein, und die andere Seite kann lösbar mit den Elektroden 128 der Leistungswandlungsvorrichtungen gekoppelt sein. Auch kann jeder der Adapter 6 durch die Verwendung von Bolzen in eine an der Verbindungsschiene 5 ausgebildete Struktur mit einer konkav-konvexen Form eingesetzt sein.
-
Wie in den 5, 11 und 12A bis 12C gezeigt, kann jeder der Adapter 6 mit einer Innenseite 6a und einer Außenseite 6b versehen sein. Leiterelemente 17 und 18 können auf der Innenseite 6a derart ausgebildet sein, dass der Adapter 6 elektrisch mit den Elektroden 128 der Leistungswandlungsvorrichtung verbunden sein kann, wenn die Elektroden 128 dort eingesetzt sind. Ein Abschirmelement zum Abdecken der Leiterelemente zum Abschirmen von durch die Leistungswandlungsvorrichtung erzeugtem Rauschen kann an der Außenseite 6b ausgebildet sein.
-
Wie in den 12A bis 12C gezeigt, kann der Adapter 6 mit einem Knopf 16 versehen sein, der drehbar ausgebildet ist. Die Leiterelemente 17 und 18 und die Elektroden 128 können miteinander als Reaktion auf die Drehung des Knopfs 16 kontaktierbar oder nicht kontaktierbar sein. Das heißt, die Leiterelemente 17 und 18 können als Reaktion auf die Drehung des Knopfs 16 so bewegt werden, dass sie mit den Elektroden 128 kontaktierbar sind. Ebenfalls als Reaktion auf die Drehung des Knopfes 16 können Vorsprünge 19 mit den Elektroden 128 gekoppelt oder davon getrennt werden. Dementsprechend kann der Adapter 6 lösbar mit den Elektroden 128 der Leistungswandlungsvorrichtung gekoppelt sein.
-
13 ist eine Ansicht, die einen Gleichstromabschirmverbinder zeigt, der an dem Gehäuse 203 zum Abschirmen des elektromagnetischen Rauschens gemäß dem hier offenbarten Ausführungsbeispiel angebracht ist.
-
Wie in den 5 und 13 gezeigt, kann ein Gleichstromverbinder 7 so ausgebildet sein, dass er eine Seite des Gehäuses 203 durchdringt, an der die Impedanzjustiereinheit 9 angeordnet ist. Der Gleichstromverbinder 7 kann Elektrodenelemente 7a, die an den Innenumfängen davon freiliegende Elektroden aufweisen, Isolatoren 7b, die die Außenumfänge der Elektrodenelemente 7a bedecken, und Abschirmabschnitte 7c umfassen, die die Isolatoren 7b abschirmen. Dementsprechend kann verhindert werden, dass elektromagnetische Wellen nach außerhalb des Gehäuses 203 abgestrahlt werden. Der Gleichstromverbinder 7 kann das Innere des Gehäuses 203 zusammen mit dem Gehäuse 203 abschirmen.
-
14 ist eine Ansicht, die den dreiphasigen Wechselstromabschirmverbinder zeigt, der an dem Gehäuse 203 zum Abschirmen des elektromagnetischen Rauschens gemäß dem hier offenbarten Ausführungsbeispiel angebracht ist.
-
Wie in den 5 und 14 gezeigt, können die dreiphasigen Wechselstromverbinder 8 so ausgebildet sein, dass sie eine Seite des Gehäuses 203 durchdringen, an der die Leistungswandlungsvorrichtungen, die einen Inverter aufweisen, angeordnet sind.
-
Jeder der dreiphasigen Wechselstromverbinder 8 kann Elektrodenelemente 8a, die an den Innenumfängen davon freiliegende Elektroden aufweisen, Isolatoren 8b, die die Außenumfänge der Elektrodenelemente 8a bedecken, und Abschirmabschnitte 8c umfassen, die die Isolatoren 8b abschirmen. Dementsprechend kann verhindert werden, dass elektromagnetische Wellen nach außerhalb des Gehäuses 203 abgestrahlt werden. Der dreiphasige Wechselstromverbinder 8 kann das Innere des Gehäuses 203 zusammen mit dem Gehäuse 203 abschirmen.
-
Im Gegensatz dazu kann, obwohl dies nicht gezeigt ist, ein Verbinder-Verbindungsabschnitt durch eine Klemmenverbindung, die kein Gleichstromverbinder und kein dreiphasiger Wechselstromverbinder ist, ersetzt werden. Hierbei kann des Weiteren vorgesehen sein: eine Leiterverkleidung, die so ausgebildet ist, dass sie mit der Größe eines Kabels und eines verbundenen Abschnitts in Übereinstimmung gebracht ist, um das Kabel und den über eine Klemme verbundenen Abschnitt abzuschirmen, und Abschirmabschnitte, die jeweils ein Loch aufweisen, das an einer Oberfläche davon zum Koppeln eines Klemmenkabels mittels eines Bolzens beim Montieren der Leiterverkleidung ausgebildet ist, und eine Abschirmabdeckung zum Abschirmen des Lochs.
-
15 ist eine Konzeptansicht, die verdeutlicht, dass ein an einer Hochleistungswandlungsvorrichtung angebrachter IGBT gemäß der Vergleichsausführungsform an einem Kühlkörper montiert ist, und 16 ist eine Konzeptansicht, die einen IGBT zeigt, der an dem Gehäuse 203 zum Abschirmen des elektromagnetischem Rauschens gemäß dem Ausführungsbeispiel an einem Kühlkörper montiert ist.
-
Wie in 15 gezeigt ist, kann eine Oberfläche der Hochspannungsschaltungseinheit 21, 31, 41, 51, 61 so angeordnet sein, dass sie mit dem Kühlkörper 25 bedeckt ist. Der Kühlkörper kann mit der Hochspannungsschaltungseinheit so in Kontakt kommen, dass sie Wärme, die von der Hochspannungsschaltungseinheit übertragen wird, abkühlt.
-
Eine Wärmeleitpaste 26 kann zwischen dem Kühlkörper und der Hochspannungsschaltungseinheit ausgebildet sein. Hierbei kann die Hochspannungsschaltungseinheit einen IGBT als ein Schaltelement umfassen. Dementsprechend kann eine parasitäre Kapazität Cp zwischen dem Kühlkörper und dem IGBT in einem Hochfrequenzband gebildet werden. Die so ausgebildete parasitäre Kapazität Cp kann einen Weg ausbilden, entlang dessen ein Strom an eine Erdung 199 des Elektrofahrzeugs 1000 abgegeben wird, wodurch elektromagnetisches Rauschen erzeugt wird.
-
Bezug nehmend auf 16 kann der Kühlkörper nach dem hier offenbarten Ausführungsbeispiel die ersten und zweiten Schichten, die aus Epoxidharz gebildet sind, und die zwischen der ersten und zweiten Schicht ausgebildete Kupferplatte umfassen. Die obere Oberfläche der ersten Schicht kann so ausgebildet sein, dass sie mit der Hochspannungsschaltungseinheit 121, 131, 141, 161 in Kontakt kommt, und die untere Oberfläche der zweiten Schicht kann so ausgebildet sein, dass sie mit der ersten Verkleidung 201 in Kontakt kommt.
-
Wenn die Hochspannungsschaltungseinheit mit dem IGBT als Schaltelement versehen ist, kann der Emitteranschluss des IGBT mit der Kupferplatte 27 verbunden sein. Dies kann die Dämpfung von geleitetem Rauschen ermöglichen, das aufgrund von parasitärer Kapazität erzeugt wird, die zwischen dem IGBT und der Kupferplatte oder zwischen der ersten Verkleidung 201 und der Kupferplatte erzeugt wird.
-
17 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Kühlrohrs zeigt, das an dem Gehäuse zum Abschirmen des elektromagnetischen Rauschens gemäß dem hier offenbarten Ausführungsbeispiel zeigt.
-
Wie in den 5, 7 und 17 gezeigt, kann ein Rohrverbindungsabschnitt 170 durch das Gehäuse 203 hindurch ausgebildet sein, um Kühlfluid in den Raum 205 des Gehäuses 203 zu speisen. Ein Rohrverbindungsstück 180, das mit dem Rohrverbindungsabschnitt 170 gekoppelt ist, kann ausgebildet sein, ein Loch des Gehäuses 203 abzuschirmen, das den Rohrverbindungsabschnitt aufweist.
-
Das Rohrverbindungsstück 180 kann einen Drehabschnitt 182, der ausgebildet ist, bezüglich eines Rohrfixierabschnitt 181 drehbar und mit dem Rohrverbindungsabschnitt 170 gekoppelt zu sein, einen Dichtabschnitt 184 zum Verhindern des Auslaufens eines Kühlfluids, und einen Abschirmabschnitt 183 zum Abschirmen des Lochs ausweisen, um elektromagnetisches Rauschen zu blockieren.
-
18 ist eine Ansicht, die ein Beispiel dafür zeigt, dass die Leistungswandlungsvorrichtungen in dem Elektrofahrzeug angeordnet sind, das das Gehäuse zum Abschirmen des elektromagnetisches Rauschens gemäß dem hier offenbarten Ausführungsbeispiel aufweist.
-
Die Gehäuse 203 können voneinander getrennt sein. Wie in 18 gezeigt, können der Generatorinverter und der Motorinverter integral in einem integrierten Gehäuse 203 angeordnet sein, dass eine zumindest doppelt abschirmende Struktur aufweist, und jeder des Gleichstromwandlers und des Leistungsverteilers kann in einem weiteren Gehäuse 203 mit einer doppelt abschirmenden Struktur angeordnet sein.
-
Die Ausbildung und das Verfahren der vorstehenden Ausführungsformen soll nicht in einer beschränkenden Weise auf das elektrische Antriebssystem für das Elektrofahrzeug angewendet werden, sondern diese Ausführungsformen können durch eine selektive Kombination der gesamten oder eines Teils jeder Ausführungsform ausgebildet werden, um somit verschiedene Varianten zu implementieren.
