JP2004364356A - Inverter device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリの直流電流をインバータで多相交流電流に変換してモータを駆動する車両用インバータ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
かかる車両用インバータ装置は下記特許文献により公知である。この車両は補機類を駆動する低圧直流電源と、インバータを介して走行用モータを駆動する高圧直流電源とを備えており、低圧直流電源のマイナス端子は通常の如く車体に接地され、プラス端子はハーネスを介して各補機に接続されるが、高圧直流電源のマイナス端子およびプラス端子は共に車体から切り離されたハーネスを介してインバータに接続される。
【0003】
【特許文献】
特開平8−33116号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、高圧直流電源のマイナス端子およびプラス端子の両方をハーネスを介してインバータに接続するとハーネスの全長が長くなるため、低圧直流電源と同様に、高圧直流電源のマイナス端子を車体に接地してハーネスを削減することが考えられる。しかしながら、この場合にインバータのマイナス側バスプレートをハーネスを介して車体に接続すると、このマイナス側バスプレートおよびハーネスの分だけ部品点数が増加するため、車体を高圧電流の電力供給に利用したことのメリットが充分に活かせないという問題がある。
【0005】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、車両用インバータ装置にバッテリから給電するための部品点数をできるだけ削減することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、バッテリの直流電流をインバータで多相交流電流に変換してモータを駆動する車両用インバータ装置において、インバータは、車両の導電性ボディの一部を利用して構成されたマイナス側バスプレートと、プラス側バスプレートと、両バスプレート間に介在する絶縁体と、両バスプレートに接続されたインバータ部品と、インバータ部品を水から保護する防水手段とを含み、バッテリのマイナス端子を導電性ボディに接地し、プラス端子をハーネスを介してプラス側バスプレートに接続したことを特徴とする車両用インバータ装置が提案される。
【0007】
上記構成によれば、インバータのマイナス側バスプレートを車両の導電性ボディの一部を利用して構成し、このマイナス側バスプレートに絶縁体を挟んでプラス側バスプレートを重ね合わせたので、特別のマイナス側バスプレートと、そのマイナス側バスプレートを導電性ボディに接続するハーネスとが不要になって部品点数を削減できるだけでなく、両バスプレートの面積を増加させてサージ電圧を低減することでインバータ部品の耐圧性を低減でき、損失低減に寄与することができる。またインバータ部品の発する熱をマイナス側バスプレートから熱マスの大きい導電性ボディに直接逃がすことができるので、インバータの放熱性が向上する。
【0008】
また請求項2に記載された発明によれば、請求項1の構成に加えて、前記絶縁体は、絶縁シート、あるいはマイナス側バスプレートに施した絶縁塗装により構成されたことを特徴とする車両用インバータ装置が提案される。
【0009】
上記構成によれば、絶縁シート、あるいはマイナス側バスプレートに施した絶縁塗装で絶縁体を構成したので、簡単かつコンパクトな構造でマイナス側バスプレートおよびプラス側バスプレート間を確実に絶縁することができる。
【0010】
また請求項3に記載された発明によれば、請求項1または請求項2の構成に加えて、前記防水手段は、シール部材を介して導電性ボディに固定した防水カバー、あるいはポッティングであることを特徴とする車両用インバータ装置が提案される。
【0011】
上記構成によれば、シール部材を介して導電性ボディに固定した防水カバー、あるいはポッティングで防水手段を構成したので、簡単な構造でインバータ部品を確実に防水することができる。しかも導電性ボディと防水カバーとの協働でインバータ部品を覆うので、その防水カバーを単純な蓋形状にしてコストダウンを図ることができる。
【0012】
また請求項4に記載された発明によれば、請求項1〜請求項3の何れか1項の構成に加えて、前記モータはハイブリッド車両の走行用モータであることを特徴とする車両用インバータ装置が提案される。
【0013】
上記構成によれば、ハイブリッド車両のモータを駆動するインバータのコスト削減および信頼性向上を図ることができる。
【0014】
尚、実施例のスイッチングモジュール13および平滑コンデンサ14は本発明のインバータ部品に対応し、実施例の絶縁シート15は本発明の絶縁体に対応し、実施例のカバー部材16は本発明の防水手段に対応し、実施例のハイブリッド車両Vは本発明の車両に対応する。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【0016】
図1〜図4は本発明の第1実施例を示すもので、図1はハイブリッド車両の全体平面図、図2はインバータの一部破断平面図(図3の2−2線断面図)、図3は図2の3−3線断面図、図4は図2の4−4線断面図である。
【0017】
図1に示すように、ハイブリッド車両VはエンジンEとトランスミッションTとの間に走行用のモータMを備えており、車体後部に搭載した高圧(例えば144V)のバッテリBの直流電流を車体前部に搭載したインバータIで三相交流電流に変換してモータMを駆動することで、エンジンEの駆動力およびモータMの駆動力の両方あるいは何れか一方で走行可能である。
【0018】
図2〜図4に示すように、インバータIは金属製のマイナス側バスプレート11と、金属製のプラス側バスプレート12と、インバータ部品としてのスイッチングモジュール13および3個の平滑コンデンサ14…と、シリコン製あるいはセラミック製の絶縁シート15と、それらを覆う合成樹脂製のカバー部材16とを備える。マイナス側バスプレート11は、鋼板をプレス加工した導電性ボディ17の一部を構成するもので、その部分だけ塗装18(図3および図4参照)が施されておらず金属表面が露出している。マイナス側バスプレート11の表面に絶縁シート15およびプラス側バスプレート12が重ね合わされて接着等で固定される。バッテリBのマイナス端子19は導電性ボディ17に接地され、プラス端子20から延びるハーネス21は、カバー部材16に設けたグロメット22を貫通してプラス側バスプレート12にボルト23で接続される。
【0019】
このように、マイナス側バスプレート11およびプラス側バスプレート12の間に絶縁シート15を挟んだので、簡単かつコンパクトな構造でマイナス側バスプレート11およびプラス側バスプレート12の間を確実に絶縁することができる。
【0020】
プラス側バスプレート12の上面に固定されたスイッチングモジュール13はプラス端子24およびマイナス端子25を備えており(図4参照)、プラス端子24はボルト26を介してプラス側バスプレート12に電気的に接続されるとともに、マイナス端子25はボルト27を介してマイナス側バスプレート11に電気的に接続される。同様に、各々の平滑コンデンサ14はプラス端子28およびマイナス端子29を備えており(図3参照)、プラス端子28はボルト30を介してプラス側バスプレート12に電気的に接続されるとともに、マイナス端子29はボルト31を介してマイナス側バスプレート11に電気的に接続される。
【0021】
更にスイッチングモジュール13は三相交流を出力するU相端子32、V相端子33およびW相端子34を備えており(図4参照)、それらに3本のボルト35,36,37で接続された3本のハーネス38,39,40は、カバー部材16に設けたグロメット41を貫通してモータMに接続される。
【0022】
下面が解放した蓋形状のカバー部材16は、その下端に形成したフランジ16aが複数本のボルト42…で導電性ボディ17に固定される。このとき、フランジ16aと導電性ボディ17との間にシール部材43を介在させることにより、カバー部材16の内部への水の浸入を阻止してスイッチングモジュール13や平滑コンデンサ14…を保護することができる。特に、導電性ボディ17とカバー部材16との協働で密閉された防水空間を構成するので、カバー部材16の構造を簡素化してコストダウンに寄与することができる。
【0023】
このように、バッテリBのマイナス端子19を導電性ボディ17を介してマイナス側バスプレート11に接続したので、必要なハーネスを、バッテリBのプラス端子20をプラス側バスプレート12に接続するハーネス21だけに抑えることができる。しかもマイナス側バスプレート11を導電性ボディ17の一部を利用して構成したので、独立したマイナス側バスプレートを設ける場合に比べて部品点数および組付工数を削減することができる。
【0024】
また導電性ボディ17の一部を利用したマイナス側バスプレート11に、絶縁シート15を挟んでプラス側バスプレート12を重ね合わせたので、マイナス側バスプレート11およびプラス側バスプレート12の面積を充分に確保してサージ電圧を低減し、スイッチングモジュール13や平滑コンデンサ14…の耐圧低減が可能になり、インバータ損失の低減に寄与することができる。しかもスイッチングモジュール13や平滑コンデンサ14…の発する熱をマイナス側バスプレート11から熱マスの大きい導電性ボディ17に直接導逃がすことができるので、インバータIの放熱性を向上させることができる。
【0025】
図5〜図7は本発明の第2実施例を示すもので、図5はインバータの一部破断平面図(図6の5−5線断面図)、図6は図5の6−6線断面図、図7は図5の7−7線断面図である。この第2実施例において、上述した第1実施例の部材に対応する部材に同じ符号を付すことで、重複する説明を省略する。
【0026】
第1実施例のインバータIはU相、V相およびW相に共通のスイッチングモジュール13を備えているが、第2実施例のインバータIはU相、V相およびW相にそれぞれ対応して3個のスイッチングモジュール13…を備えている。各相のスイッチングモジュール13および平滑コンデンサ14はプラス側バスプレート12の上面に載置され、2本のボルト44,45でマイナス側バスプレート11およびプラス側バスプレート12に締結される。
【0027】
このとき、スイッチングモジュール13の上面に露出するプラス端子24は平滑コンデンサ14のプラス端子28に接触し、平滑コンデンサ14のプラス端子28はボルト44によってプラス側バスプレート12に接続される。またスイッチングモジュール13の上面に露出するマイナス端子25は平滑コンデンサ14のマイナス端子29に接触し、平滑コンデンサ14のマイナス端子29はボルト45によってマイナス側バスプレート11に接続される。
【0028】
しかして、この第2実施例によっても、上述した第1実施例と同様の作用効果を達成することができる。
【0029】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【0030】
例えば、実施例ではマイナス側バスプレート11およびプラス側バスプレート12間の絶縁体として絶縁シート15を採用したが、それをマイナス側バスプレート11の表面に施した絶縁塗装で構成しても同様の作用効果を達成することができる。
【0031】
また実施例ではスイッチングモジュール13や平滑コンデンサ14…を覆うカバー部材16で防水手段を構成しているが、防水手段をインバータ部品を樹脂の内部に埋め込むポッティングにより構成しても同様の作用効果を達成することができる。
【0032】
また実施例ではハイブリッド車両Vを例示したが、本発明はエンジンEを備えていない電動車両に対しても適用することができる。
【0033】
また実施例のモータMはモータ・ジェネレータであっても良い。
【0034】
【発明の効果】
以上のように請求項1に記載された発明によれば、インバータのマイナス側バスプレートを車両の導電性ボディの一部を利用して構成し、このマイナス側バスプレートに絶縁体を挟んでプラス側バスプレートを重ね合わせたので、特別のマイナス側バスプレートと、そのマイナス側バスプレートを導電性ボディに接続するハーネスとが不要になって部品点数を削減できるだけでなく、両バスプレートの面積を増加させてサージ電圧を低減することでインバータ部品の耐圧性を低減でき、損失低減に寄与することができる。またインバータ部品の発する熱をマイナス側バスプレートから熱マスの大きい導電性ボディに直接逃がすことができるので、インバータの放熱性が向上する。
【0035】
また請求項2に記載された発明によれば、絶縁シート、あるいはマイナス側バスプレートに施した絶縁塗装で絶縁体を構成したので、簡単かつコンパクトな構造でマイナス側バスプレートおよびプラス側バスプレート間を確実に絶縁することができる。
【0036】
また請求項3に記載された発明によれば、シール部材を介して導電性ボディに固定した防水カバー、あるいはポッティングで防水手段を構成したので、簡単な構造でインバータ部品を確実に防水することができる。しかも導電性ボディと防水カバーとの協働でインバータ部品を覆うので、その防水カバーを単純な蓋形状にしてコストダウンを図ることができる。
【0037】
また請求項4に記載された発明によれば、ハイブリッド車両のモータを駆動するインバータのコスト削減および信頼性向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ハイブリッド車両の全体平面図
【図2】インバータの一部破断平面図(図3の2−2線断面図)
【図3】図2の3−3線断面図
【図4】図2の4−4線断面図
【図5】インバータの一部破断平面図(図6の5−5線断面図)
【図6】図5の6−6線断面図
【図7】図5の7−7線断面図
【符号の説明】
B バッテリ
I インバータ
M モータ
V ハイブリッド車両(車両)
11 マイナス側バスプレート
12 プラス側バスプレート
13 スイッチングモジュール(インバータ部品)
14 平滑コンデンサ(インバータ部品)
15 絶縁シート(絶縁体)
16 カバー部材(防水手段)
17 導電性ボディ
19 マイナス端子
20 プラス端子
21 ハーネス
43 シール部材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle inverter device that drives a motor by converting a DC current of a battery into a polyphase AC current by an inverter.
[0002]
[Prior art]
Such a vehicle inverter device is known from the following patent documents. This vehicle has a low-voltage DC power supply for driving accessories and a high-voltage DC power supply for driving a traveling motor via an inverter. The negative terminal of the low-voltage DC power supply is grounded to the vehicle body as usual, and the positive terminal Is connected to each accessory via a harness, and both the negative terminal and the positive terminal of the high-voltage DC power supply are connected to the inverter via a harness separated from the vehicle body.
[0003]
[Patent Document]
JP-A-8-33116
[Problems to be solved by the invention]
By the way, if both the negative terminal and the positive terminal of the high-voltage DC power supply are connected to the inverter via the harness, the total length of the harness will be long. Can be reduced. However, in this case, if the negative bus plate of the inverter is connected to the vehicle body via the harness, the number of parts increases by the amount of the negative bus plate and the harness, so that the vehicle body is used for supplying high-voltage current power. There is a problem that the merits cannot be fully utilized.
[0005]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to reduce the number of components for supplying power to a vehicle inverter device from a battery as much as possible.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the invention set forth in claim 1, in a vehicle inverter device that drives a motor by converting a DC current of a battery into a polyphase AC current by an inverter, the inverter comprises: A minus side bus plate, a plus side bus plate, and an insulator interposed between the two bus plates, an inverter component connected to the both bus plates, and an inverter component formed by using a part of the conductive body. There is proposed a vehicle inverter device including a waterproof means for protecting the battery from water, wherein a negative terminal of the battery is grounded to the conductive body, and a positive terminal is connected to a positive bus plate via a harness.
[0007]
According to the above configuration, the negative side bus plate of the inverter is configured by using a part of the conductive body of the vehicle, and the plus side bus plate is overlapped with the negative side bus plate with an insulator interposed therebetween. By eliminating the need for the negative side bus plate and the harness connecting the negative side bus plate to the conductive body, the number of parts can be reduced, and the surge voltage can be reduced by increasing the area of both bus plates. The pressure resistance of the inverter component can be reduced, which can contribute to a reduction in loss. In addition, since heat generated by the inverter components can be directly released from the minus side bus plate to the conductive body having a large heat mass, the heat radiation of the inverter is improved.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the insulator is formed of an insulating sheet or an insulating coating applied to a minus bus plate. Inverter device is proposed.
[0009]
According to the above configuration, since the insulator is formed by the insulating sheet or the insulating coating applied to the minus bus plate, it is possible to reliably insulate the minus bus plate and the plus bus plate with a simple and compact structure. it can.
[0010]
According to the third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first or second aspect, the waterproofing means is a waterproof cover fixed to the conductive body via a sealing member or potting. A vehicle inverter device characterized by the following is proposed.
[0011]
According to the above configuration, since the waterproofing means is formed by the waterproof cover fixed to the conductive body via the sealing member or the potting, the inverter parts can be reliably waterproofed with a simple structure. In addition, since the inverter parts are covered by the cooperation of the conductive body and the waterproof cover, the waterproof cover can be formed in a simple lid shape to reduce the cost.
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the configuration of any one of the first to third aspects, the motor is a traveling motor of a hybrid vehicle. An apparatus is proposed.
[0013]
According to the above configuration, it is possible to reduce the cost and improve the reliability of the inverter that drives the motor of the hybrid vehicle.
[0014]
The
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on examples of the present invention shown in the accompanying drawings.
[0016]
1 to 4 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is an overall plan view of a hybrid vehicle, FIG. 2 is a partially cutaway plan view of an inverter (a sectional view taken along line 2-2 in FIG. 3), 3 is a sectional view taken along line 3-3 of FIG. 2, and FIG. 4 is a sectional view taken along line 4-4 of FIG.
[0017]
As shown in FIG. 1, a hybrid vehicle V includes a traveling motor M between an engine E and a transmission T, and converts a direct current of a high-voltage (for example, 144 V) battery B mounted on a rear part of the vehicle body into a front part of the vehicle body. By driving the motor M by converting it into a three-phase AC current by the inverter I mounted on the vehicle, the vehicle can run with one or both of the driving force of the engine E and the driving force of the motor M.
[0018]
As shown in FIGS. 2 to 4, the inverter I includes a metal
[0019]
As described above, since the insulating
[0020]
The
[0021]
Further, the switching
[0022]
The lid-shaped
[0023]
As described above, since the
[0024]
Further, since the plus
[0025]
5 to 7 show a second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a partially cutaway plan view of the inverter (a sectional view taken along line 5-5 in FIG. 6), and FIG. 6 is a line 6-6 in FIG. FIG. 7 is a sectional view taken along line 7-7 of FIG. In the second embodiment, the same reference numerals are given to members corresponding to the members of the first embodiment described above, and redundant description will be omitted.
[0026]
The inverter I of the first embodiment has a
[0027]
At this time, the
[0028]
Thus, according to the second embodiment, the same operation and effect as those of the first embodiment can be achieved.
[0029]
The embodiments of the present invention have been described above. However, various design changes can be made in the present invention without departing from the gist thereof.
[0030]
For example, in the embodiment, the insulating
[0031]
Further, in the embodiment, the waterproof means is constituted by the
[0032]
Further, in the embodiment, the hybrid vehicle V is illustrated, but the present invention can also be applied to an electric vehicle without the engine E.
[0033]
Further, the motor M of the embodiment may be a motor generator.
[0034]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the negative side bus plate of the inverter is constituted by utilizing a part of the conductive body of the vehicle, and the negative side bus plate is provided with an insulator interposed therebetween. Since the side bus plates are overlapped, a special negative side bus plate and a harness connecting the negative side bus plate to the conductive body are not required, which not only reduces the number of parts but also reduces the area of both bus plates. By increasing the surge voltage to reduce the surge voltage, the withstand voltage of the inverter component can be reduced, which can contribute to loss reduction. In addition, since heat generated by the inverter components can be directly released from the minus side bus plate to the conductive body having a large heat mass, the heat radiation of the inverter is improved.
[0035]
According to the second aspect of the present invention, since the insulator is formed by the insulating sheet or the insulating coating applied to the minus side bus plate, the insulator between the minus side bus plate and the plus side bus plate has a simple and compact structure. Can be reliably insulated.
[0036]
According to the third aspect of the present invention, since the waterproofing means is formed by the waterproof cover fixed to the conductive body via the sealing member or the potting, it is possible to reliably waterproof the inverter parts with a simple structure. it can. Moreover, since the inverter parts are covered by the cooperation of the conductive body and the waterproof cover, the waterproof cover can be formed in a simple lid shape to reduce the cost.
[0037]
According to the invention described in claim 4, it is possible to reduce the cost and improve the reliability of the inverter that drives the motor of the hybrid vehicle.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall plan view of a hybrid vehicle. FIG. 2 is a partially broken plan view of an inverter (a sectional view taken along line 2-2 in FIG. 3).
FIG. 3 is a sectional view taken along line 3-3 of FIG. 2; FIG. 4 is a sectional view taken along line 4-4 of FIG. 2; FIG.
6 is a sectional view taken along line 6-6 of FIG. 5; FIG. 7 is a sectional view taken along line 7-7 of FIG. 5;
B Battery I Inverter M Motor V Hybrid vehicle (vehicle)
11 Minus
14 Smoothing capacitors (inverter parts)
15 Insulation sheet (insulator)
16 Cover member (waterproof means)
17
Claims (4)
インバータは、車両の導電性ボディの一部を利用して構成されたマイナス側バスプレートと、プラス側バスプレートと、両バスプレート間に介在する絶縁体と、両バスプレートに接続されたインバータ部品と、インバータ部品を水から保護する防水手段とを含み、
バッテリのマイナス端子を導電性ボディに接地し、プラス端子をハーネスを介してプラス側バスプレートに接続したことを特徴とする車両用インバータ装置。In a vehicle inverter device that drives a motor by converting a DC current of a battery into a polyphase AC current with an inverter,
The inverter is composed of a negative bus plate, a positive bus plate, an insulator interposed between both bus plates, and an inverter component connected to both bus plates, which is constructed by using a part of the conductive body of the vehicle. And waterproof means for protecting the inverter components from water,
An inverter device for a vehicle, wherein a negative terminal of a battery is grounded to a conductive body, and a positive terminal is connected to a positive bus plate via a harness.
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