JP2010063241A - Motor drive system and vehicle equipped with the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor drive system which is superior in earthquake resistance, can save space and can reduce cost. <P>SOLUTION: A capacitor device 40 removing a high frequency component of voltage supplied to a motor generator from an inverter is installed to face wide faces of respective phase bus bars arranged in parallel in a terminal stand 70 for connecting a motor cable 30 to the motor generator. The capacitor device 40 comprises a metal plate 78 and a dielectric material 80. The metal plate 78 is arranged so that it faces the wide faces in the same direction of the U-phase bus bar 72, the V-phase bus bar 74 and the W-phase bus bar 76 and it becomes parallel to the bars. The dielectric material 80 is disposed between the respective phase bus bars and the metal plate 78. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、電動機駆動システムおよびそれを備えた車両に関し、特に、電動機を駆動するインバータから電動機へ供給される電圧の高周波成分を除去するコンデンサを含む電動機駆動システムおよびそれを備えた車両に関する。   The present invention relates to an electric motor drive system and a vehicle including the electric motor drive system, and more particularly to an electric motor drive system including a capacitor that removes a high-frequency component of a voltage supplied from an inverter driving the electric motor to the electric motor and a vehicle including the same.

特開2005−65363号公報(特許文献1)は、低圧モータにおいて、急峻サージ電圧に対し巻線間の分担電圧を緩和し、巻線間で絶縁劣化が発生することを防止可能な低圧モータを開示する。この低圧モータにおいては、2n個(nは整数)の導体がモータ巻線の巻回数の1/2だけ巻かれた後、巻き始めの導体および巻き終わりの導体の各々が2分割され、巻き始めのn個の導体と巻き終わりのn個との導体とが接続される。そして、巻線の巻き始め、モータ巻線の巻き始めと巻き終わりとの接続部、および巻線の巻き終わりに巻線間分布静電容量調整用コンデンサが接続される。   Japanese Patent Laying-Open No. 2005-65363 (Patent Document 1) discloses a low-voltage motor that can reduce the voltage sharing between windings against a steep surge voltage and prevent the occurrence of insulation deterioration between windings in a low-voltage motor. Disclose. In this low-voltage motor, after 2n (n is an integer) conductors are wound by half of the number of windings of the motor winding, each of the winding start conductor and the winding end conductor is divided into two, and the winding start N conductors and n conductors at the end of winding are connected. Then, an interwinding distributed capacitance adjusting capacitor is connected to the start of winding, the connection between the start and end of winding of the motor winding, and the end of winding.

この低圧モータによれば、巻線間の分担電圧が改善され、急峻サージ電圧に対して巻線間の分布電圧が緩和されることで巻線間での絶縁劣化の発生が防止される(特許文献1参照)。
特開2005−65363号公報 特開2005−73439号公報 特開2005−185001号公報 特公平1−14644号公報
According to this low-voltage motor, the voltage sharing between the windings is improved, and the distribution voltage between the windings is relaxed against the steep surge voltage, thereby preventing the occurrence of insulation deterioration between the windings (patent) Reference 1).
JP 2005-65363 A JP-A-2005-73439 JP 2005-185001 A Japanese Examined Patent Publication No. 1-1644

しかしながら、モータ内の巻線間にコンデンサを接続するのは、実装上困難を伴なう。また、上記公報では、コンデンサの構造については特に開示されていないが、実装上、耐震性や省スペース化、低コスト化(製造が容易など)に優れた構造である必要がある。特に、モータシステムが車両に搭載される場合には、モータの振動に加えて車両振動が加わるので、十分な耐震性を確保する必要があり、また、省スペース化や低コスト化への要求も高いものとなる。   However, it is difficult to mount a capacitor between the windings in the motor. In addition, the above publication does not specifically disclose the structure of the capacitor, but it needs to have a structure excellent in terms of mounting, such as earthquake resistance, space saving, and cost reduction (easily manufactured). In particular, when a motor system is installed in a vehicle, vehicle vibration is applied in addition to motor vibration, so it is necessary to ensure sufficient earthquake resistance, and there is also a demand for space saving and cost reduction. It will be expensive.

それゆえに、この発明の目的は、耐震性に優れ、かつ、省スペース化および低コスト化を実現する電動機駆動システムおよびそれを備えた車両を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide an electric motor drive system that is excellent in earthquake resistance and realizes space saving and cost reduction, and a vehicle including the same.

この発明によれば、電動機駆動システムは、インバータと、電力線と、コンデンサ装置とを備える。インバータは、電動機を駆動する。電力線は、電動機とインバータとの間に配設される。コンデンサ装置は、電力線が接続される端子台に設けられ、インバータから電動機へ供給される電圧の高周波成分を除去する。そして、コンデンサ装置は、端子台に配設される各相バスバーと金属部材との間に誘電材を介在させることによって構成される。   According to this invention, the electric motor drive system includes an inverter, a power line, and a capacitor device. The inverter drives the electric motor. The power line is disposed between the electric motor and the inverter. A capacitor | condenser apparatus is provided in the terminal block to which a power line is connected, and removes the high frequency component of the voltage supplied to an electric motor from an inverter. And a capacitor | condenser apparatus is comprised by interposing a dielectric material between each phase bus bar arrange | positioned at a terminal block, and a metal member.

好ましくは、各相バスバーは、幅広面が同一平面内に配置されるように並設される。金属部材は、板状であり、誘電材を介在させて各相バスバーの幅広面に対向して配設される。   Preferably, the respective phase bus bars are arranged side by side so that the wide surfaces are arranged in the same plane. The metal member has a plate shape and is disposed to face the wide surface of each phase bus bar with a dielectric material interposed therebetween.

また、好ましくは、各相バスバーは、隣接するバスバーと幅広面が対向するように並設される。金属部材は、各相バスバーのうち両端部のバスバーの幅広面であって隣接するバスバーとは対向しない面と対向する第1および第2の対向部と、各相バスバーとの間にクリアランスを有しつつ第1および第2の対向部を電気的に接続する接続部とを有する。   Preferably, each phase bus bar is arranged side by side so that the adjacent bus bar and the wide surface face each other. The metal member has a clearance between each phase bus bar and each phase bus bar, and the first and second opposing portions facing the wide surfaces of the bus bars at both ends of each phase bus bar and not facing the adjacent bus bars. However, it has the connection part which electrically connects the 1st and 2nd opposing part.

好ましくは、コンデンサ装置は、電力線を電動機に接続するための端子台に設けられる。   Preferably, the capacitor device is provided on a terminal block for connecting the power line to the electric motor.

また、この発明によれば、車両は、上述したいずれかの電動機駆動システムと、電動機によって駆動される駆動輪とを備える。   According to the invention, the vehicle includes any one of the above-described electric motor drive systems and drive wheels driven by the electric motor.

この発明においては、インバータから電動機へ供給される電圧の高周波成分を除去するコンデンサ装置は、電力線が接続される端子台に設けられるので、実装が容易であるうえ、コンデンサ装置を配設するためのスペースを電動機内等に別途確保する必要もない。また、コンデンサ装置は、端子台に設けられるとともに端子台の各相バスバーと金属部材との間に誘電材を介在させることによって構成されるので、構造が強固である。したがって、この発明によれば、耐震性に優れ、かつ、省スペース化および低コスト化を実現する電動機駆動システムおよびそれを備えた車両を提供することができる。   In this invention, the capacitor device for removing the high frequency component of the voltage supplied from the inverter to the electric motor is provided on the terminal block to which the power line is connected. Therefore, the mounting is easy and the capacitor device is disposed. There is no need to secure a separate space in the motor. In addition, since the capacitor device is provided on the terminal block and is configured by interposing a dielectric material between each phase bus bar of the terminal block and the metal member, the structure is strong. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide an electric motor drive system that is excellent in earthquake resistance and realizes space saving and cost reduction, and a vehicle including the same.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

[実施の形態1]
図1は、この発明の実施の形態1による電動機駆動システムを搭載した車両のパワートレーン構成を示した図である。図1を参照して、車両100は、蓄電装置Bと、インバータ10と、モータジェネレータ20と、駆動輪25と、モータケーブル30と、コンデンサ装置40とを備える。
[Embodiment 1]
1 is a diagram showing a power train configuration of a vehicle equipped with an electric motor drive system according to Embodiment 1 of the present invention. Referring to FIG. 1, vehicle 100 includes a power storage device B, an inverter 10, a motor generator 20, drive wheels 25, a motor cable 30, and a capacitor device 40.

蓄電装置Bは、正極線MPLおよび負極線MNLに接続される。インバータ10は、U相アーム12、V相アーム14およびW相アーム16を含む。U相アーム12、V相アーム14およびW相アーム16は、正極線MPLと負極線MNLとの間に並列に接続される。U相アーム12は、直列に接続されたスイッチング素子Q11,Q12から成り、V相アーム14は、直列に接続されたスイッチング素子Q13,Q14から成り、W相アーム16は、直列に接続されたスイッチング素子Q15,Q16から成る。スイッチング素子Q11〜Q16には、それぞれダイオードD11〜D16が逆並列に接続される。なお、スイッチング素子Q11〜Q16として、たとえば、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)やパワーMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor)などを用いることができる。   Power storage device B is connected to positive line MPL and negative line MNL. Inverter 10 includes a U-phase arm 12, a V-phase arm 14, and a W-phase arm 16. U-phase arm 12, V-phase arm 14 and W-phase arm 16 are connected in parallel between positive electrode line MPL and negative electrode line MNL. The U-phase arm 12 includes switching elements Q11 and Q12 connected in series, the V-phase arm 14 includes switching elements Q13 and Q14 connected in series, and the W-phase arm 16 includes switching elements connected in series. It consists of elements Q15 and Q16. Diodes D11-D16 are connected in antiparallel to switching elements Q11-Q16, respectively. As the switching elements Q11 to Q16, for example, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), a power MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor), or the like can be used.

モータジェネレータ20は、モータケーブル30を介してインバータ10に接続される。モータケーブル30は、U相アーム12、V相アーム14およびW相アーム16にそれぞれ接続されるU相ケーブル、V相ケーブルおよびW相ケーブルを含む。コンデンサ装置40は、モータケーブル30に接続される。コンデンサ装置40は、コンデンサC1〜C3を含む。コンデンサC1の一端は、モータケーブル30のU相ケーブルに接続され、コンデンサC2の一端は、V相ケーブルに接続され、コンデンサC3の一端は、W相ケーブルに接続される。そして、コンデンサC1〜C3の各々の他端は、互いに接続される。   Motor generator 20 is connected to inverter 10 via motor cable 30. Motor cable 30 includes a U-phase cable, a V-phase cable and a W-phase cable connected to U-phase arm 12, V-phase arm 14 and W-phase arm 16, respectively. The capacitor device 40 is connected to the motor cable 30. Capacitor device 40 includes capacitors C1 to C3. One end of the capacitor C1 is connected to the U-phase cable of the motor cable 30, one end of the capacitor C2 is connected to the V-phase cable, and one end of the capacitor C3 is connected to the W-phase cable. The other ends of the capacitors C1 to C3 are connected to each other.

蓄電装置Bは、再充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池から成る。蓄電装置Bは、インバータ10へ電力を供給する。また、蓄電装置Bは、車両の制動時にモータジェネレータ20により発電される回生電力をインバータ10から受けて充電される。   The power storage device B is a rechargeable DC power source, and includes, for example, a secondary battery such as nickel metal hydride or lithium ion. The power storage device B supplies power to the inverter 10. The power storage device B is charged by receiving regenerative power generated by the motor generator 20 from the inverter 10 during braking of the vehicle.

インバータ10は、図示されない制御装置によって、PWM(Pulse Width Modulation)制御される。PWM制御に伴なうスイッチング素子Q11〜Q16のスイッチング周波数は、たとえば数kHz〜10数kHzである。そして、インバータ10は、蓄電装置Bから供給される直流電圧を三相交流電圧に変換し、その変換した三相交流電圧をモータケーブル30を介してモータジェネレータ20へ出力する。また、インバータ10は、車両の制動時、車両の運動エネルギーを駆動輪25から受けてモータジェネレータ20が発電した三相交流電圧を直流電圧に変換して蓄電装置Bへ出力する。   The inverter 10 is PWM (Pulse Width Modulation) controlled by a control device (not shown). The switching frequency of switching elements Q11 to Q16 accompanying PWM control is, for example, several kHz to several tens kHz. Inverter 10 converts the DC voltage supplied from power storage device B into a three-phase AC voltage, and outputs the converted three-phase AC voltage to motor generator 20 via motor cable 30. Inverter 10 also receives the kinetic energy of the vehicle from drive wheel 25 when the vehicle is braked, converts the three-phase AC voltage generated by motor generator 20 into a DC voltage, and outputs the DC voltage to power storage device B.

モータケーブル30は、インバータ10をモータジェネレータ20に電気的に接続する。モータケーブル30のU相ケーブル、V相ケーブルおよびW相ケーブルは、それぞれインダクタンスLU,LV,LWを有する。   The motor cable 30 electrically connects the inverter 10 to the motor generator 20. The U-phase cable, V-phase cable, and W-phase cable of the motor cable 30 have inductances LU, LV, and LW, respectively.

コンデンサ装置40は、インバータ10からモータジェネレータ20へ供給される電圧の高周波成分を除去する。具体的には、コンデンサ装置40は、インバータ10からモータケーブル30へ出力される電流の高周波成分を還流し、電流の高周波成分がモータジェネレータ20へ入力されるのを防止する。   Capacitor device 40 removes a high-frequency component of the voltage supplied from inverter 10 to motor generator 20. Specifically, the capacitor device 40 circulates the high frequency component of the current output from the inverter 10 to the motor cable 30 and prevents the high frequency component of the current from being input to the motor generator 20.

すなわち、PWM制御されるインバータ10は、高周波成分を含むパルス電圧を発生する。この高周波成分を含むパルス電圧がモータジェネレータ20へそのまま印加されると、電流の高周波成分に対して低インピーダンスとなるモータジェネレータ20の浮遊容量に電流の高周波成分が流れることによって、モータジェネレータ20の入力端近傍に電圧が集中する。この電圧集中は、モータジェネレータ20の絶縁破壊を招き得る。   That is, the PWM-controlled inverter 10 generates a pulse voltage including a high frequency component. When the pulse voltage including the high frequency component is applied to the motor generator 20 as it is, the high frequency component of the current flows through the stray capacitance of the motor generator 20 that has a low impedance with respect to the high frequency component of the current. The voltage is concentrated near the edge. This voltage concentration may cause a breakdown of the motor generator 20.

そこで、モータケーブル30の各相ケーブル間にコンデンサを設けることによって、インバータ10から発生する電流の高周波成分をモータケーブル30において還流させる。これにより、モータジェネレータ20に入力される電圧は、高周波成分が除去された電圧となり(立ち上がりがなまったパルス電圧となる。)、モータジェネレータ20の浮遊容量に起因したモータジェネレータ20の入力端近傍における電圧集中の発生が防止される。なお、コンデンサ装置40の構造については、後ほど説明する。   Therefore, by providing a capacitor between the phase cables of the motor cable 30, the high-frequency component of the current generated from the inverter 10 is recirculated in the motor cable 30. As a result, the voltage input to the motor generator 20 is a voltage from which the high-frequency component has been removed (a pulse voltage with no rising edge), and in the vicinity of the input end of the motor generator 20 due to the stray capacitance of the motor generator 20. The occurrence of voltage concentration is prevented. The structure of the capacitor device 40 will be described later.

図2は、図1に示したインバータ10、モータジェネレータ20、モータケーブル30およびコンデンサ装置40から成る回路の等価回路図である。図2を参照して、電源50は、インバータ10に対応し、負荷60は、モータジェネレータ20に対応する。そして、インダクタンスLは、モータケーブル30のインダクタンスに対応し、コンデンサCが、コンデンサ装置40に対応する。なお、抵抗Rは、モータケーブル30の抵抗成分に対応するが、その値は小さいものとする。   FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of a circuit including inverter 10, motor generator 20, motor cable 30, and capacitor device 40 shown in FIG. 1. Referring to FIG. 2, power supply 50 corresponds to inverter 10, and load 60 corresponds to motor generator 20. The inductance L corresponds to the inductance of the motor cable 30, and the capacitor C corresponds to the capacitor device 40. The resistance R corresponds to the resistance component of the motor cable 30, but its value is small.

インダクタンスLによる電圧降下により、電源50から出力される電流の高周波成分は、コンデンサCを介して還流される。したがって、電源50から負荷60へ供給される電圧は、高周波成分が除去されたものとなる。すなわち、コンデンサCは、電源50から負荷60へ供給される電圧の高周波成分を除去する。   Due to the voltage drop due to the inductance L, the high-frequency component of the current output from the power supply 50 is circulated through the capacitor C. Therefore, the voltage supplied from the power supply 50 to the load 60 is the one from which high frequency components have been removed. That is, the capacitor C removes the high frequency component of the voltage supplied from the power supply 50 to the load 60.

このように、この実施の形態1では、モータケーブル30のインダクタンスを利用することで、PWM制御に伴ないインバータ10から発生する電流の高周波成分がコンデンサ装置40によって還流される。これにより、インバータ10からモータジェネレータ20へ供給される電圧は、コンデンサ装置40によって高周波成分が除去された電圧となる。   As described above, in the first embodiment, by using the inductance of the motor cable 30, the high frequency component of the current generated from the inverter 10 due to the PWM control is recirculated by the capacitor device 40. Thereby, the voltage supplied from the inverter 10 to the motor generator 20 is a voltage from which the high frequency component has been removed by the capacitor device 40.

図3は、図1に示したコンデンサ装置40の構造を説明するための平面図であり、図4は、図3に示した断面IV−IVの断面図である。図3,図4を参照して、この実施の形態1では、コンデンサ装置40は、モータケーブル30をモータジェネレータ20に接続するための端子台70に設けられる。端子台70は、U相バスバー72と、V相バスバー74と、W相バスバー76とを含む。U相バスバー72、V相バスバー74およびW相バスバー76は、幅広面が同一平面内に配置されるように、適当な間隔を空けて並設される。   3 is a plan view for explaining the structure of the capacitor device 40 shown in FIG. 1, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along a section IV-IV shown in FIG. Referring to FIGS. 3 and 4, in the first embodiment, capacitor device 40 is provided on terminal block 70 for connecting motor cable 30 to motor generator 20. Terminal block 70 includes a U-phase bus bar 72, a V-phase bus bar 74, and a W-phase bus bar 76. The U-phase bus bar 72, the V-phase bus bar 74, and the W-phase bus bar 76 are arranged side by side at appropriate intervals so that the wide surfaces are arranged in the same plane.

そして、U相バスバー72の一端にモータケーブル30のU相ケーブルが接続され、U相バスバー72の他端にモータジェネレータ20のU相コイル端子82が接続される。また、V相バスバー74の一端にモータケーブル30のV相ケーブルが接続され、V相バスバー74の他端にモータジェネレータ20のV相コイル端子84が接続される。さらに、W相バスバー76の一端にモータケーブル30のW相ケーブルが接続され、W相バスバー76の他端にモータジェネレータ20のW相コイル端子86が接続される。   The U-phase cable of the motor cable 30 is connected to one end of the U-phase bus bar 72, and the U-phase coil terminal 82 of the motor generator 20 is connected to the other end of the U-phase bus bar 72. Further, the V-phase cable of the motor cable 30 is connected to one end of the V-phase bus bar 74, and the V-phase coil terminal 84 of the motor generator 20 is connected to the other end of the V-phase bus bar 74. Further, the W-phase cable of the motor cable 30 is connected to one end of the W-phase bus bar 76, and the W-phase coil terminal 86 of the motor generator 20 is connected to the other end of the W-phase bus bar 76.

コンデンサ装置40は、並設されたU相バスバー72、V相バスバー74およびW相バスバー76の幅広面に対向して配設される。コンデンサ装置40は、金属板78と、誘電材80とを含む。金属板78は、導電性を有する部材である。誘電材80は、高誘電性かつ耐圧性を有する部材であり、たとえばエポキシ樹脂やセラミックなどから成る。そして、U相バスバー72、V相バスバー74およびW相バスバー76の同一方向の幅広面に対向し、かつ、平行するように金属板78が配設され、各相バスバーと金属板78との間に誘電材80が配設される。このような構成とすることにより、U相バスバー72と金属板78との間に図1に示したコンデンサC1が形成され、V相バスバー74と金属板78との間にコンデンサC2が形成され、W相バスバー76と金属板78との間にコンデンサC3が形成される。   Capacitor device 40 is arranged to face the wide surfaces of U-phase bus bar 72, V-phase bus bar 74, and W-phase bus bar 76 arranged side by side. Capacitor device 40 includes a metal plate 78 and a dielectric material 80. The metal plate 78 is a conductive member. The dielectric material 80 is a highly dielectric and pressure-resistant member, and is made of, for example, epoxy resin or ceramic. A metal plate 78 is disposed so as to be opposed to and parallel to the wide surfaces in the same direction of the U-phase bus bar 72, the V-phase bus bar 74, and the W-phase bus bar 76, and between each phase bus bar and the metal plate 78. A dielectric material 80 is disposed on the surface. With this configuration, the capacitor C1 shown in FIG. 1 is formed between the U-phase bus bar 72 and the metal plate 78, and the capacitor C2 is formed between the V-phase bus bar 74 and the metal plate 78. Capacitor C 3 is formed between W-phase bus bar 76 and metal plate 78.

このような構造から成るコンデンサ装置40は、端子台70において各相バスバーの幅広面に密接して平板状に形成されるので、構造的に強い。また、構造も簡易であるので、製造が容易である。また、コンデンサ装置40は、端子台70における各相バスバーの配置スペースを利用して形成されるので、車両100の省スペース化にも寄与する。   Since the capacitor device 40 having such a structure is formed in a flat plate shape in close contact with the wide surface of each phase bus bar in the terminal block 70, it is structurally strong. In addition, since the structure is simple, manufacturing is easy. Further, the capacitor device 40 is formed using the arrangement space of each phase bus bar in the terminal block 70, which contributes to space saving of the vehicle 100.

以上のように、この実施の形態1においては、コンデンサ装置40が設けられるので、インバータ10からモータジェネレータ20へ供給される電圧の高周波成分が除去される。これにより、モータジェネレータ20の浮遊容量に起因したモータジェネレータ20の入力端近傍における電圧集中の発生が防止される。したがって、この実施の形態1によれば、モータジェネレータ20の絶縁低下を防止することができる。   As described above, in the first embodiment, since capacitor device 40 is provided, the high frequency component of the voltage supplied from inverter 10 to motor generator 20 is removed. Thereby, the occurrence of voltage concentration in the vicinity of the input end of motor generator 20 due to the stray capacitance of motor generator 20 is prevented. Therefore, according to the first embodiment, a reduction in insulation of motor generator 20 can be prevented.

そして、この実施の形態1においては、コンデンサ装置40は、モータケーブル30をモータジェネレータ20に接続する端子台70に設けられるので、実装が容易であるうえ、コンデンサ装置40を配設するためのスペースを別途確保する必要もない。また、コンデンサ装置40は、端子台70に設けられるとともに各相バスバーの幅広面に密接して平板状に形成されるので、構造が強固である。したがって、この実施の形態1によれば、耐震性に優れ、かつ、省スペース化および低コスト化を実現するコンデンサ装置を構成することができる。   In the first embodiment, the capacitor device 40 is provided on the terminal block 70 that connects the motor cable 30 to the motor generator 20, so that it is easy to mount and a space for disposing the capacitor device 40. There is no need to secure a separate. Further, the capacitor device 40 is provided on the terminal block 70 and is formed in a flat plate shape in close contact with the wide surface of each phase bus bar, so that the structure is strong. Therefore, according to the first embodiment, it is possible to configure a capacitor device that is excellent in earthquake resistance and realizes space saving and cost reduction.

[実施の形態2]
図5は、実施の形態2による電動機駆動システムを搭載した車両のパワートレーン構成を示した図である。図5を参照して、車両100Aは、図1に示した実施の形態1における車両100の構成において、コンデンサ装置40に代えてコンデンサ装置40Aを備える。コンデンサ装置40Aは、コンデンサC4〜C6を含む。コンデンサC4は、モータケーブル30のU相ケーブルとV相ケーブルとの間に接続され、コンデンサC5は、V相ケーブルとW相ケーブルとの間に接続され、コンデンサC6は、U相ケーブルとW相ケーブルとの間に接続される。
[Embodiment 2]
FIG. 5 is a diagram showing a power train configuration of a vehicle equipped with the electric motor drive system according to the second embodiment. Referring to FIG. 5, vehicle 100 </ b> A includes a capacitor device 40 </ b> A instead of capacitor device 40 in the configuration of vehicle 100 in the first embodiment shown in FIG. 1. Capacitor device 40A includes capacitors C4 to C6. Capacitor C4 is connected between the U-phase cable and V-phase cable of motor cable 30, capacitor C5 is connected between the V-phase cable and W-phase cable, and capacitor C6 is connected to U-phase cable and W-phase cable. Connected between cables.

そして、このコンデンサ装置40Aも、実施の形態1におけるコンデンサ装置40と同様に、インバータ10からモータジェネレータ20へ供給される電圧の高周波成分を除去する。具体的には、コンデンサ装置40Aは、インバータ10からモータケーブル30へ出力される電流の高周波成分を還流し、電流の高周波成分がモータジェネレータ20へ入力されるのを防止する。   Capacitor device 40A also removes the high-frequency component of the voltage supplied from inverter 10 to motor generator 20 in the same manner as capacitor device 40 in the first embodiment. Specifically, capacitor device 40 </ b> A circulates the high frequency component of the current output from inverter 10 to motor cable 30, and prevents the high frequency component of the current from being input to motor generator 20.

図6は、実施の形態2におけるコンデンサ装置40Aの構造を説明するための平面図であり、図7は、図6に示した断面VII−VIIの断面図である。図6,図7を参照して、この実施の形態2におけるコンデンサ装置40Aも、モータケーブル30をモータジェネレータ20に接続するための端子台70Aに設けられる。この端子台70Aにおいては、U相バスバー72、V相バスバー74およびW相バスバー76は、隣接するバスバーと幅広面が対向するように、適当な間隔を空けて並設される。   FIG. 6 is a plan view for illustrating the structure of capacitor device 40A in the second embodiment, and FIG. 7 is a cross-sectional view taken along section VII-VII shown in FIG. Referring to FIGS. 6 and 7, capacitor device 40 </ b> A according to the second embodiment is also provided on terminal block 70 </ b> A for connecting motor cable 30 to motor generator 20. In this terminal block 70A, the U-phase bus bar 72, the V-phase bus bar 74, and the W-phase bus bar 76 are arranged in parallel at an appropriate interval so that the adjacent bus bar faces the wide surface.

コンデンサ装置40Aは、金属部材88と、誘電材90とを含む。金属部材88は、U相バスバー72の幅広面であって隣接するV相バスバー74とは対向しない面と対向する第1の対向部と、W相バスバー76の幅広面であって隣接するV相バスバー74とは対向しない面と対向する第2の対向部と、各相バスバーとの間にクリアランスを有しつつ第1および第2の対向部を電気的に接続する接続部とを有する、導電性の部材である。誘電材90は、各相バスバーと金属部材88との間に充填されるように配設され、実施の形態1における誘電材80と同様に、高誘電性かつ耐圧性を有する部材である。   Capacitor device 40 </ b> A includes a metal member 88 and a dielectric material 90. The metal member 88 includes a first facing portion that faces a wide surface of the U-phase bus bar 72 that does not face the adjacent V-phase bus bar 74, and a wide and adjacent V-phase of the W-phase bus bar 76. A conductive portion having a second facing portion facing the surface that does not face the bus bar 74 and a connection portion that electrically connects the first and second facing portions while having a clearance between each phase bus bar; It is a sex member. Dielectric material 90 is disposed so as to be filled between each phase bus bar and metal member 88, and is a member having high dielectric properties and pressure resistance, similar to dielectric material 80 in the first embodiment.

このような構造から成るコンデンサ装置40Aも、端子台70Aにおいて並設される各相バスバーに据付けられるので、構造的に強い。また、構造も簡易であるので、製造が容易である。また、このコンデンサ装置40Aも、端子台70Aにおける各相バスバーの配置スペースを利用して形成されるので、車両100Aの省スペース化にも寄与する。   Capacitor device 40A having such a structure is also structurally strong because it is installed on each phase bus bar arranged side by side on terminal block 70A. In addition, since the structure is simple, manufacturing is easy. Further, the capacitor device 40A is also formed by using the arrangement space of each phase bus bar in the terminal block 70A, which contributes to space saving of the vehicle 100A.

なお、上記においては、金属部材88は、並設された各相バスバーを3方向から覆うように配設されたが、並設された各相バスバーを完全に囲うように金属部材88を配設してもよい。   In the above description, the metal member 88 is arranged so as to cover each phase bus bar arranged in parallel from three directions, but the metal member 88 is arranged so as to completely surround each phase bus bar arranged in parallel. May be.

以上のように、この実施の形態2においても、コンデンサ装置40Aが設けられることにより、モータジェネレータ20の浮遊容量に起因したモータジェネレータ20の入力端近傍における電圧集中の発生が防止される。したがって、この実施の形態2によっても、モータジェネレータ20の絶縁低下を防止することができる。   As described above, also in the second embodiment, by providing capacitor device 40A, the occurrence of voltage concentration near the input end of motor generator 20 due to the stray capacitance of motor generator 20 is prevented. Therefore, also according to the second embodiment, it is possible to prevent the insulation of motor generator 20 from being lowered.

また、この実施の形態2においても、コンデンサ装置40Aは、端子台70Aに設けられるので、実装が容易であるうえ、コンデンサ装置40Aを配設するためのスペースを別途確保する必要もない。また、コンデンサ装置40Aも、端子台70Aに設けられるとともに、並設される各相バスバーに据付けられるので、構造が強固である。したがって、この実施の形態2によっても、耐震性に優れ、かつ、省スペース化および低コスト化を実現するコンデンサ装置を構成することができる。   Also in the second embodiment, since the capacitor device 40A is provided on the terminal block 70A, it is easy to mount and it is not necessary to separately secure a space for disposing the capacitor device 40A. The capacitor device 40A is also provided on the terminal block 70A and is installed on each phase bus bar arranged side by side, so that the structure is strong. Therefore, according to the second embodiment, it is also possible to configure a capacitor device that is excellent in earthquake resistance and realizes space saving and cost reduction.

なお、上記の実施の形態においては、コンデンサ装置40(40A)は、モータケーブル30をモータジェネレータ20に接続するための端子台70(70A)に設けられるものとしたが、モータケーブル30をインバータ10に接続するための端子台がある場合には、その端子台にもコンデンサ装置を設けてもよい。なお、モータケーブル30をインバータ10に接続するための端子台のみにコンデンサ装置を設けてもよいが、この場合は、モータケーブル30のインダクタンスを十分に利用できないので、コンデンサ装置による電流の高周波成分の還流効果すなわち電圧の高周波成分の除去効果は、上記の実施の形態1,2に比べて小さい。   In the above embodiment, the capacitor device 40 (40A) is provided on the terminal block 70 (70A) for connecting the motor cable 30 to the motor generator 20, but the motor cable 30 is connected to the inverter 10. If there is a terminal block for connection to the capacitor, a capacitor device may be provided on the terminal block. Note that the capacitor device may be provided only in the terminal block for connecting the motor cable 30 to the inverter 10, but in this case, since the inductance of the motor cable 30 cannot be sufficiently utilized, The reflux effect, that is, the effect of removing the high-frequency component of the voltage is small compared to the first and second embodiments.

また、上記においては、モータジェネレータ20は、駆動輪25を駆動するものとしたが、たとえば、走行用の動力源としてエンジンをさらに搭載したハイブリッド車両において、モータジェネレータ20は、エンジンの動力を用いて発電する発電用のモータジェネレータであってもよい。   In the above description, the motor generator 20 drives the drive wheels 25. However, for example, in a hybrid vehicle further equipped with an engine as a driving power source, the motor generator 20 uses the power of the engine. It may be a motor generator for generating electricity.

また、蓄電装置Bとインバータ10との間に、インバータ入力電圧を蓄電装置Bの電圧以上の所定値に調整可能な昇圧コンバータを備えてもよい。なお、そのような昇圧コンバータとして、たとえば公知の昇圧チョッパ回路を用いることができる。   Further, a boost converter capable of adjusting the inverter input voltage to a predetermined value equal to or higher than the voltage of power storage device B may be provided between power storage device B and inverter 10. As such a boost converter, for example, a known boost chopper circuit can be used.

なお、上記において、モータジェネレータ20は、この発明における「電動機」に対応し、モータケーブル30は、この発明における「電力線」に対応する。   In the above, motor generator 20 corresponds to “motor” in the present invention, and motor cable 30 corresponds to “power line” in the present invention.

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.

この発明の実施の形態1による電動機駆動システムを搭載した車両のパワートレーン構成を示した図である。It is the figure which showed the power train structure of the vehicle carrying the electric motor drive system by Embodiment 1 of this invention. 図1に示すインバータ、モータジェネレータ、モータケーブルおよびコンデンサ装置から成る回路の等価回路図である。FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of a circuit including an inverter, a motor generator, a motor cable, and a capacitor device shown in FIG. 1. 図1に示すコンデンサ装置の構造を説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the structure of the capacitor | condenser apparatus shown in FIG. 図3に示す断面IV−IVの断面図である。It is sectional drawing of the cross section IV-IV shown in FIG. 実施の形態2による電動機駆動システムを搭載した車両のパワートレーン構成を示した図である。It is the figure which showed the powertrain structure of the vehicle carrying the electric motor drive system by Embodiment 2. FIG. 実施の形態2におけるコンデンサ装置の構造を説明するための平面図である。FIG. 11 is a plan view for illustrating the structure of a capacitor device in a second embodiment. 図6に示す断面VII−VIIの断面図である。It is sectional drawing of the cross section VII-VII shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10 インバータ、12 U相アーム、14 V相アーム、16 W相アーム、20 モータジェネレータ、25 駆動輪、30 モータケーブル、40,40A コンデンサ装置、50 電源、60 負荷、72 U相バスバー、74 V相バスバー、76 W相バスバー、78 金属板、80,90 誘電材、82 U相コイル端子、84 V相コイル端子、86 W相コイル端子、88 金属部材、100,100A 車両、B 蓄電装置、MPL 正極線、MNL 負極線、Q11〜Q16 スイッチング素子、D11〜D16 ダイオード、LU,LV,LW,L インダクタンス、C1〜C6,C コンデンサ、R 抵抗。   10 Inverter, 12 U-phase arm, 14 V-phase arm, 16 W-phase arm, 20 Motor generator, 25 Drive wheel, 30 Motor cable, 40, 40A Capacitor device, 50 Power supply, 60 Load, 72 U-phase busbar, 74 V-phase Bus bar, 76 W phase bus bar, 78 metal plate, 80, 90 dielectric material, 82 U phase coil terminal, 84 V phase coil terminal, 86 W phase coil terminal, 88 metal member, 100, 100A vehicle, B power storage device, MPL positive electrode Wire, MNL negative electrode wire, Q11 to Q16 switching element, D11 to D16 diode, LU, LV, LW, L inductance, C1 to C6, C capacitor, R resistance.

Claims (5)

電動機を駆動するインバータと、
前記電動機と前記インバータとの間に配設される電力線と、
前記電力線が接続される端子台に設けられ、前記インバータから前記電動機へ供給される電圧の高周波成分を除去するコンデンサ装置とを備え、
前記コンデンサ装置は、前記端子台に配設される各相バスバーと金属部材との間に誘電材を介在させることによって構成される、電動機駆動システム。
An inverter that drives an electric motor;
A power line disposed between the electric motor and the inverter;
A capacitor device provided on a terminal block to which the power line is connected, and removing a high frequency component of a voltage supplied from the inverter to the electric motor;
The said capacitor | condenser apparatus is an electric motor drive system comprised by interposing a dielectric material between each phase bus bar arrange | positioned at the said terminal block, and a metal member.
前記各相バスバーは、幅広面が同一平面内に配置されるように並設され、
前記金属部材は、板状であり、前記誘電材を介在させて前記各相バスバーの幅広面に対向して配設される、請求項1に記載の電動機駆動システム。
The respective phase bus bars are arranged side by side so that the wide surfaces are arranged in the same plane,
2. The electric motor drive system according to claim 1, wherein the metal member has a plate shape and is disposed to face a wide surface of each phase bus bar with the dielectric material interposed therebetween.
前記各相バスバーは、隣接するバスバーと幅広面が対向するように並設され、
前記金属部材は、
前記各相バスバーのうち両端部のバスバーの幅広面であって隣接するバスバーとは対向しない面と対向する第1および第2の対向部と、
前記各相バスバーとの間にクリアランスを有しつつ前記第1および第2の対向部を電気的に接続する接続部とを有する、請求項1に記載の電動機駆動システム。
Each phase bus bar is arranged side by side so that the adjacent bus bar and the wide surface face each other
The metal member is
A first and a second facing portion facing a wide surface of the bus bars at both ends of each phase bus bar and facing a surface not facing an adjacent bus bar;
2. The electric motor drive system according to claim 1, further comprising a connection portion that electrically connects the first and second opposing portions with a clearance between each phase bus bar.
前記コンデンサ装置は、前記電力線を前記電動機に接続するための端子台に設けられる、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の電動機駆動システム。   The electric motor drive system according to any one of claims 1 to 3, wherein the capacitor device is provided on a terminal block for connecting the power line to the electric motor. 請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の電動機駆動システムと、
前記電動機によって駆動される駆動輪とを備える車両。
The motor drive system according to any one of claims 1 to 4,
A vehicle comprising drive wheels driven by the electric motor.
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