JP2017118661A - Insulation structure for electric vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、駆動源としての走行用モータ(電動機)が搭載された電動車両の絶縁構造に関する。 The present invention relates to an insulating structure for an electric vehicle equipped with a traveling motor (electric motor) as a drive source.
従来、電気自動車やハイブリッド車両等の電動車両は、駆動源としての走行用モータを備えている。このようなモータやインバータを収容するケース体には、ケース体内の圧力を調整する圧力調整弁が設けられている構造が知られている。このような構造では、車両が標高の高い場所に移動すると、ケース体内部の圧力が低下する。一般的に、モータに印加される電圧の常用域では圧力が、圧力が低いほど絶縁耐力低下することが知られている。ケース体内の圧力が低下すると、絶縁破壊を回避するためにモータに対する印加電圧を低下させなければならず、この結果、モータの出力の低下を招く。 2. Description of the Related Art Conventionally, an electric vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle includes a travel motor as a drive source. A structure in which a pressure adjusting valve for adjusting the pressure in the case body is provided in the case body that accommodates such a motor or inverter is known. In such a structure, when the vehicle moves to a place with a high altitude, the pressure inside the case body decreases. In general, it is known that in the normal range of the voltage applied to the motor, the dielectric strength decreases as the pressure decreases. When the pressure in the case body decreases, the voltage applied to the motor must be decreased to avoid dielectric breakdown, resulting in a decrease in the output of the motor.
そこで、従来、標高の高い場所では、モータ等の絶縁抵抗が低下するので、モータへの電圧の印加を低下させるように制御することが提案されている(特許文献1参照)。また、このような制御では標高の高い場所では出力が制限されるので、標高が高いことが検出された際に、コンプレッサによりモータのケース体内部に空気を供給して圧力の低下を抑制することが提案されている(特許文献2参照)。 Therefore, conventionally, since the insulation resistance of a motor or the like is lowered at a high altitude, it has been proposed to control the application of voltage to the motor (see Patent Document 1). Also, with such control, output is limited at high altitudes, so when a high altitude is detected, air is supplied into the motor case body by the compressor to suppress pressure drop. Has been proposed (see Patent Document 2).
しかしながら、特許文献2では、標高に応じて空気を常に供給しているので、モータのケース体内部に無駄に空気を供給している場合があるという問題がある。
However, in
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、標高の高い場合でも出力の制限を受けることなく絶縁破壊を防止することができる電動車両の絶縁構造を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a situation, and it aims at providing the insulation structure of the electric vehicle which can prevent a dielectric breakdown, without receiving the restriction | limiting of an output, even when an altitude is high. .
上記課題を解決する本発明の第1の態様は、電動車両に搭載される少なくとも回転電機の絶縁破壊を防止する電動車両の絶縁構造であって、前記回転電機の内部の圧力を保持する密閉ケースと、前記密閉ケース内の圧力を検出する圧力センサと、前記大気圧を検出する大気圧センサと、前記密閉ケースの密閉状態と大気との連通状態とを切り換える圧力調整弁と、前記圧力調整弁を制御する圧力制御部とを備え、前記圧力制御部は、前記密閉ケースの内部の圧力が前記大気圧以上の場合には前記圧力調整弁を閉とし、前記密閉ケースの内部の圧力が前記大気圧より低い場合には前記圧力調整弁を開とするように制御することを特徴とする電動車両の絶縁構造にある。 A first aspect of the present invention that solves the above problem is an insulating structure for an electric vehicle that prevents breakdown of at least the rotating electric machine mounted on the electric vehicle, and a sealed case that holds the pressure inside the rotating electric machine. A pressure sensor that detects pressure in the sealed case, an atmospheric pressure sensor that detects the atmospheric pressure, a pressure adjustment valve that switches between a sealed state of the sealed case and a communication state with the atmosphere, and the pressure control valve A pressure control unit for controlling the pressure control unit, the pressure control unit closes the pressure regulating valve when the pressure inside the sealed case is equal to or higher than the atmospheric pressure, and the pressure inside the sealed case is When the pressure is lower than the atmospheric pressure, the control is performed so that the pressure regulating valve is opened.
かかる態様では、回転電機のケースを密閉構造とし、密閉ケースの内部の圧力が大気圧以上の場合には圧力調整弁を閉とし、密閉ケースの内部の圧力が大気圧より低い場合には圧力調整弁を開とするように制御することにより、外部の気圧変化に左右されることなく絶縁破壊を防止することができ、所望の目標電圧に制御することができる。 In such an embodiment, the case of the rotating electrical machine has a sealed structure, the pressure adjustment valve is closed when the pressure inside the sealed case is equal to or higher than atmospheric pressure, and the pressure adjustment is performed when the pressure inside the sealed case is lower than atmospheric pressure. By controlling the valve to be open, it is possible to prevent dielectric breakdown without being affected by an external change in atmospheric pressure, and to control to a desired target voltage.
本発明の第2の態様は、第1の態様の電動車両の絶縁構造において、前記回転電機に接続されるインバータが第2の密閉ケースを具備すると共に前記第2の密閉ケースの密閉状態と大気との連通状態とを切り換える第2の圧力調整弁を具備し、前記圧力制御部は、前記第2の密閉ケースの内部の圧力が前記大気圧以上の場合には前記第2の圧力調整弁を閉とし、前記回転電機の前記密閉ケースの内部の圧力が前記大気圧より低い場合には前記第2の圧力調整弁を開とするように制御することを特徴とする電動車両の絶縁構造にある。 According to a second aspect of the present invention, in the insulating structure for an electric vehicle according to the first aspect, the inverter connected to the rotating electrical machine includes a second sealed case, and the sealed state of the second sealed case and the atmosphere. A second pressure regulating valve that switches between a state of communication with the second pressure regulating valve, and the pressure control unit controls the second pressure regulating valve when the pressure inside the second sealed case is equal to or higher than the atmospheric pressure. In the insulating structure of the electric vehicle, the second pressure regulating valve is controlled to be opened when the pressure inside the sealed case of the rotating electrical machine is lower than the atmospheric pressure. .
かかる態様では、インバータのケースを密閉構造とし、第2の密閉ケースの内部の圧力が大気圧以上の場合には第2の圧力調整弁を閉とし、第2の密閉ケースの内部の圧力が大気圧より低い場合には第2の圧力調整弁を開とするように制御することにより、外部の気圧変化に左右されることなく絶縁破壊を防止することができ、所望の目標電圧に制御することができる。 In such an aspect, the inverter case has a sealed structure, and when the pressure inside the second sealed case is equal to or higher than the atmospheric pressure, the second pressure regulating valve is closed, and the pressure inside the second sealed case is high. By controlling the second pressure regulating valve to open when the pressure is lower than the atmospheric pressure, it is possible to prevent dielectric breakdown without being influenced by an external atmospheric pressure change, and to control to a desired target voltage. Can do.
本発明の第3の態様は、第1又は2の態様の電動車両の絶縁構造において、前記圧力制御部は、前記密閉ケースの内部の圧力が1気圧より高い第2所定圧力を超えた場合に前記圧力調整弁を開とするように制御し、前記第2の密閉ケースの内部の圧力が前記第2所定圧力を超えた場合に前記第2の圧力調整弁を開とするように制御することを特徴とする電動車両の絶縁構造にある。 According to a third aspect of the present invention, in the insulating structure for an electric vehicle according to the first or second aspect, the pressure control unit is configured such that the pressure inside the sealed case exceeds a second predetermined pressure higher than 1 atm. Controlling to open the pressure regulating valve, and controlling to open the second pressure regulating valve when the pressure inside the second sealed case exceeds the second predetermined pressure. An insulating structure for an electric vehicle characterized by the above.
かかる態様では、車両の高負荷運転などにより回転電機等の内部の圧力が第2所定電圧を超えて上昇した場合に、圧力調整弁を開として適正な圧力に調整することができる。 In such an aspect, when the internal pressure of the rotating electrical machine or the like rises beyond the second predetermined voltage due to high load operation of the vehicle, the pressure adjustment valve can be opened and adjusted to an appropriate pressure.
本発明の第4の態様は、第1から3の何れか一つの態様の電動車両の絶縁構造において、前記圧力制御部は、前記密閉ケースの内部の圧力が1気圧より低い第1所定圧力以下となった場合には前記電動車両が要求する目標電圧を低く制限するように制御することを特徴とする電動車両の絶縁構造にある。 According to a fourth aspect of the present invention, in the insulating structure for an electric vehicle according to any one of the first to third aspects, the pressure control unit has a first internal pressure lower than 1 atm. In such a case, the electric vehicle is controlled so as to limit the target voltage required by the electric vehicle to a low level.
かかる態様では、仮に、密閉ケースの内部の圧力が1気圧より低い第1所定圧力以下となった場合には、車両が要求する目標電圧を低く制限することより、絶縁破壊を防止することができる。 In such an aspect, if the pressure inside the sealed case is equal to or lower than the first predetermined pressure lower than 1 atm, the dielectric breakdown can be prevented by limiting the target voltage required by the vehicle to be low. .
かかる本発明の電動車両の絶縁構造によれば、回転電機のケースを密閉構造とし、密閉ケースの内部の圧力が大気圧以上の場合には圧力調整弁を閉とし、密閉ケースの内部の圧力が大気圧より低い場合には圧力調整弁を開とするように制御することにより、外部の気圧変化に左右されることなく絶縁破壊を防止することができ、所望の目標電圧に制御することができるという効果を奏する。 According to the insulating structure of the electric vehicle of the present invention, the case of the rotating electrical machine is sealed, and when the pressure inside the sealed case is equal to or higher than the atmospheric pressure, the pressure adjustment valve is closed, and the pressure inside the sealed case is reduced. By controlling the pressure regulating valve to open when the pressure is lower than the atmospheric pressure, it is possible to prevent dielectric breakdown without being influenced by an external pressure change, and to control to a desired target voltage. There is an effect.
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
まずは、本実施形態に係る電動車両の全体構成について説明する。図1に示すように、本実施形態に係る電動車両1は、電気自動車(EV)であり、二次電池であるバッテリ2と、このバッテリ2の電力により作動する駆動源としての回転電機である走行用モータ(電動機)3と、を備える。バッテリ2と走行用モータ3とはインバータ4を介して接続されている。走行用モータ3は、例えば、図示しない自動変速機等を含む伝達系5を介して駆動輪(本実施形態では、前輪)6に連結されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
First, the overall configuration of the electric vehicle according to the present embodiment will be described. As shown in FIG. 1, an electric vehicle 1 according to the present embodiment is an electric vehicle (EV), which is a
なお走行用モータ3は、通常走行時は、伝達系5を介して駆動輪6を駆動させる一方、いわゆる回生時には、駆動輪6からの回転を受けて発電し、その電力をバッテリ2に供給する。つまり走行用モータ3は、通常走行時にはプラス側のトルクを出力し、回生時にはマイナス側のトルクを出力する。
The
また電動車両1は、電動車両1を総合的に制御する制御部10を備えている。例えば、走行用モータ3は、制御部10が備えるモータ制御部20によって制御される。このモータ制御部20は、電動車両1に設けられた各種センサ、例えば、ブレーキペダル21のストローク(BPS)を検出するブレーキペダルストロークセンサ22、電動車両1の車速を検出する車速センサ23、電動車両1の加速度(減速度)を検出する加速度センサ24、走行用モータ3の出力トルクを検出するトルクセンサ25等からの信号に基づいてインバータ4を制御し、走行用モータ3から出力される出力トルクが適切な大きさとなるにようにする。
The electric vehicle 1 includes a
このような電動車両に搭載される絶縁構造の概略構成を図2に示す。図2に示すように、本実施形態の絶縁構造は、回転電機である走行用モータ3及びインバータ4に適用されており、制御部10(図1参照)には、圧力制御部30が設けられている。
FIG. 2 shows a schematic configuration of an insulating structure mounted on such an electric vehicle. As shown in FIG. 2, the insulation structure of the present embodiment is applied to a traveling
走行用モータ3及びインバータ4のケース3a、4aのそれぞれには、ケース3a、4aの外側に密閉ケース3b、4bを設け、密閉ケース3b、4bの内部の圧力を調整するための圧力調整弁31A、31Bが設けられ、さらに、密閉ケース3b、4bの内部、すなわち、ケース3a、3bの内部の圧力を検出する圧力センサ32A、32Bが設けられている。また、圧力調整弁31A、31Bは、圧力制御部30により制御されるようになっており、圧力センサ32A、32Bが検出した圧力は圧力制御部30に送信されるようになっている。
Each of the traveling
本実施形態では、絶縁破壊を防止する対象として走行用モータ3及びインバータ4に空気を供給するようにしているが、例えば、インバータ4には他の絶縁破壊対策を施し、走行用モータ3のみに本発明の絶縁構造を適用してもよい。また、本実施形態では、走行用モータ3及びインバータ4のそれぞれのケース3a、4aに圧力調整弁31A、31B及び圧力センサ32A、32Bを設けたが、ケース3a、4aを包含する密閉ケースを設け、両者の内部の圧力の調整及び検出を一つの圧力センサ及び圧力調整弁で行うようにしてもよい。
In this embodiment, air is supplied to the traveling
また、密閉ケース3b、4bは、圧力調整弁31A、31Bを閉とした場合に、外気の影響を受けて中の圧力が実質的に変化しない程度の密閉性を有するものをいい、必ずしも本来のケース3a、4aの外側に別途設ける必要はない。図2では、判りやすくするために、密閉ケース3b、4bをケース3a、4aの外側に図示したが、ケース3a、4aのシール性を向上させて密閉性を高めたものを密閉ケース3b、4bとしてもよい。
Further, the sealed
次に、本実施形態の絶縁構造の制御の一例について図3のフローチャートを参照して説明する。まず、ステップS1で、圧力センサ32A、32Bの圧力が第2所定圧力Bより高いかどうかを判断し、何れかの圧力が第2所定圧力Bより高い場合には(ステップS1;Yes)、圧力調整弁31A、31Bを開とし(ステップS2)、内部の9圧力が上昇しすぎるのを防止する。一方、何れかの圧力が第2所定圧力B以下となった場合には(ステップS1;No)、ステップS3に移行する。
Next, an example of the control of the insulating structure of this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. First, in step S1, it is determined whether or not the pressures of the
ステップS3では、圧力センサ32A、32Bの圧力が大気圧センサ33の出力以上かどうかを判断し、何れかの圧力が大気圧以上の場合には(ステップS3;Yes)、圧力調整弁31A、31Bを閉とし(ステップS4)、大気圧の影響で内部の圧力が低下するのを防止する。一方、圧力センサ32A、32Bの圧力が大気圧より低い場合には(ステップS3;No)、ステップS5に移行する。
In step S3, it is determined whether or not the pressures of the
ステップS5では、圧力センサ32A、32Bの圧力が大気圧より低い第1所定圧力A以上かどうかを判断し、何れかの圧力が第1所定圧力A以上の場合には(ステップS5;Yes)、圧力調整弁31A、31Bを開とし(ステップS6)、大気圧の影響で内部の圧力が元に戻るようにする。一方、圧力センサ32A、32Bの圧力が第1所定圧力Aより低い場合には(ステップS5;No)、絶縁破壊が生じ易い状態であるので、絶縁に問題が無い目標電圧で運行するようにし、絶縁に問題があるような高い目標電圧の要求があった場合には、制限をかけて低い電圧とする(ステップS7)。これにより、密閉ケース3b、4b内の圧力が低下した場合にも、絶縁破壊が生じないように制御することができる。
In step S5, it is determined whether or not the pressure of the
ここで、第1所定圧力Aは、1気圧より低い圧力であり、目標電圧が所定電圧を超えた場合に絶縁破壊を起こす可能性がある気圧である。例えば、標高3000m程度の気圧に対応した圧力とすればよいが、安全をみて、例えば、標高2000m程度、又は標高1500m程度の気圧に対応した圧力とすればよい。例えば、0.7〜0.9atm、好ましくは0.75〜0.85atm程度である。 Here, the first predetermined pressure A is a pressure lower than 1 atm, and is an atmospheric pressure that may cause dielectric breakdown when the target voltage exceeds the predetermined voltage. For example, a pressure corresponding to an atmospheric pressure of about 3000 m may be used, but for safety, for example, a pressure corresponding to an atmospheric pressure of about 2000 m or about 1500 m may be used. For example, it is about 0.7 to 0.9 atm, preferably about 0.75 to 0.85 atm.
一方、第2所定圧力Bは、1気圧より高い圧力であり、それ以上高くしても絶縁破壊を防止する観点からは意味が無い圧力又はそれ以上高いと密閉ケース3b、4bの安全性が確保できない圧力を設定すればよい。例えば、1.1〜1.3atm程度、好ましくは1.2atm程度である。
On the other hand, the second predetermined pressure B is a pressure higher than 1 atm, and if it is higher than that, there is no meaning from the viewpoint of preventing dielectric breakdown, or if it is higher than that, the safety of the sealed
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment.
例えば、上述の実施形態では、電動車両の一例として、走行用モータを備える電気自動車(EV)を例示して本発明を説明したが、勿論、本発明は、各種の電動車両に適用可能であり、例えば、走行用モータと共にエンジン(内燃機関)を駆動装置として備えるハイブリッド車両等にも適用することができる。 For example, in the above-described embodiment, the present invention has been described by exemplifying an electric vehicle (EV) including a traveling motor as an example of the electric vehicle. However, the present invention can be applied to various electric vehicles. For example, the present invention can also be applied to a hybrid vehicle that includes an engine (internal combustion engine) as a driving device together with a traveling motor.
1 電動車両
2 バッテリ
3 走行用モータ
4 インバータ
5 伝達系
6 駆動輪
10 制御部
20 モータ制御部
21 ブレーキペダル
22 ブレーキペダルストロークセンサ
23 車速センサ
24 加速度センサ
25 トルクセンサ
30 圧力制御部
31A、31B 圧力調整弁
32A、32B 圧力センサ
33 大気圧センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
前記回転電機の内部の圧力を保持する密閉ケースと、
前記密閉ケース内の圧力を検出する圧力センサと、
前記大気圧を検出する大気圧センサと、
前記密閉ケースの密閉状態と大気との連通状態とを切り換える圧力調整弁と、
前記圧力調整弁を制御する圧力制御部と
を備え、
前記圧力制御部は、前記密閉ケースの内部の圧力が前記大気圧以上の場合には前記圧力調整弁を閉とし、前記密閉ケースの内部の圧力が前記大気圧より低い場合には前記圧力調整弁を開とするように制御する
ことを特徴とする電動車両の絶縁構造。 An insulating structure of an electric vehicle that prevents dielectric breakdown of at least the rotating electric machine mounted on the electric vehicle,
A sealed case that holds the pressure inside the rotating electrical machine;
A pressure sensor for detecting the pressure in the sealed case;
An atmospheric pressure sensor for detecting the atmospheric pressure;
A pressure regulating valve for switching between a sealed state of the sealed case and a communication state with the atmosphere;
A pressure control unit for controlling the pressure regulating valve;
The pressure control unit closes the pressure regulating valve when the pressure inside the sealed case is equal to or higher than the atmospheric pressure, and closes the pressure regulating valve when the pressure inside the sealed case is lower than the atmospheric pressure. An insulating structure for an electric vehicle, characterized by being controlled to open.
前記回転電機に接続されるインバータが第2の密閉ケースを具備すると共に前記第2の密閉ケースの密閉状態と大気との連通状態とを切り換える第2の圧力調整弁を具備し、
前記圧力制御部は、前記第2の密閉ケースの内部の圧力が前記大気圧以上の場合には前記第2の圧力調整弁を閉とし、前記回転電機の前記密閉ケースの内部の圧力が前記大気圧より低い場合には前記第2の圧力調整弁を開とするように制御する
ことを特徴とする電動車両の絶縁構造。 In the insulating structure of the electric vehicle according to claim 1,
An inverter connected to the rotating electrical machine has a second sealed case and a second pressure regulating valve for switching between a sealed state of the second sealed case and a communication state with the atmosphere;
The pressure control unit closes the second pressure regulating valve when the pressure inside the second sealed case is equal to or higher than the atmospheric pressure, and the pressure inside the sealed case of the rotating electrical machine is the high pressure. An insulating structure for an electric vehicle, wherein the second pressure regulating valve is controlled to be opened when the pressure is lower than the atmospheric pressure.
前記圧力制御部は、前記密閉ケースの内部の圧力が1気圧より高い第2所定圧力を超えた場合に前記圧力調整弁を開とするように制御し、前記第2の密閉ケースの内部の圧力が前記第2所定圧力を超えた場合に前記第2の圧力調整弁を開とするように制御する
ことを特徴とする電動車両の絶縁構造。 In the insulation structure of the electric vehicle according to claim 1 or 2,
The pressure control unit controls to open the pressure regulating valve when the pressure inside the sealed case exceeds a second predetermined pressure higher than 1 atmosphere, and the pressure inside the second sealed case An insulating structure for an electric vehicle, wherein the second pressure regulating valve is controlled to open when the pressure exceeds the second predetermined pressure.
前記圧力制御部は、前記密閉ケースの内部の圧力が1気圧より低い第1所定圧力以下となった場合には前記電動車両が要求する目標電圧を低く制限するように制御する
ことを特徴とする電動車両の絶縁構造。
In the insulating structure of the electric vehicle according to any one of claims 1 to 3,
The pressure control unit controls the target voltage required by the electric vehicle to be limited to a low level when the pressure inside the sealed case is equal to or lower than a first predetermined pressure lower than 1 atm. Electric vehicle insulation structure.
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JP2017212826A (en) * | 2016-05-26 | 2017-11-30 | 本田技研工業株式会社 | Pressure adjusting device of rotary electric machine |
JP2019161996A (en) * | 2018-03-16 | 2019-09-19 | 本田技研工業株式会社 | Rotary electric machine unit |
-
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JP2017212826A (en) * | 2016-05-26 | 2017-11-30 | 本田技研工業株式会社 | Pressure adjusting device of rotary electric machine |
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