JP3815370B2 - Electric wire cooling device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、導体を絶縁材で覆い、この絶縁材の外周にシールド材を備えた電線の冷却装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、燃料電池を使用する車両で、その燃料電池に接続する電線は、大電流を流すために発熱し、この発熱を抑えるために、電線径を太くする必要がある。電線径が太くなると、車両への搭載が困難になるため、冷却によって発熱を抑え、これにより電線径を小さくすることが可能となる。
【0003】
例えば、特開平10−106362号公報には、シールド機能を備えた複数のリッツ線を環状に配置し、その複数のリッツ線の一部を冷却用の配管とし、この配管に冷媒を流すことで冷却するものが開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記した従来のものは、シールド機能を備えた複数のリッツ線の一部を冷却用の配管としているので、冷却用配管の部分は、リッツ線が存在しないことになり、シールド性能が低下するという問題がある。
【0005】
そこで、この発明は、シールド性能を損なうことなく電線の冷却を効率よく行えるようにすることを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項1の発明は、導体を絶縁材で覆い、この絶縁材の外周にシールド材を備えた電線の冷却装置において、前記シールド材にシールド材延長部を接続して設け、このシールド材延長部を、前記電線が設けられる設備の前記導体より温度の低い部分に接続する構成としてある。
【0007】
請求項2の発明は、請求項1の発明の構成において、前記電線が配索される設備は、前記電線が接続される部品の筐体であり、前記電線は前記筐体内に引き込まれ、前記導体は前記筐体内に配置されている接続用導体に接続され、前記シールド材延長部は、前記筐体内の前記シールド材の端部から延長されて、前記筐体の内面に固定されている構成としてある。
【0008】
請求項3の発明は、請求項1の発明の構成において、前記電線の途中のシールド材に前記シールド材延長部の一端を接続し、前記シールド材延長部の他端を、前記電線が設けられる設備の前記導体より温度の低い部分に接続する構成としてある。
【0009】
請求項4の発明は、請求項1または3の発明の構成において、前記電線が設けられる設備は車両であって、前記電線は、車両用電線であり、前記電線が設けられる設備の前記導体より温度の低い部分は、車体である構成としてある。
【0010】
請求項5の発明は、請求項1または3の発明の構成において、前記電線が設けられる設備は車両であって、前記電線は、燃料電池を備えた車両に設けられる電線であり、前記電線が設けられる設備の前記導体より温度の低い部分は、前記燃料電池に使用される水素が流れる水素配管である構成としてある。
【0011】
【発明の効果】
請求項1の発明によれば、シールド材と、電線が設けられる設備の導体より温度の低い部分とを、シールド材延長部により接続しているので、発熱した導体は、導体より温度の低い部分からシールド材延長部を介してシールド材によって冷却され、シールド性能を損なうことなく電線の冷却を効率よく行うことができる。また、この冷却装置は、冷却管に冷媒を流して冷却する装置に比較すると、簡単な構造であるため、コスト低下を図ることができる。
【0012】
請求項2の発明によれば、発熱した導体は、筐体の内面からシールド材延長部を介してシールド材によって冷却されるので、シールド性能を損なうことなく電線の冷却を効率よく行うことができる。
【0013】
請求項3の発明によれば、電線の途中のシールド材にシールド材延長部を接続することで、電線が長い場合であっても、発熱した導体の冷却を効率よく行うことができる。
【0014】
請求項4の発明によれば、発熱した導体は、車体からシールド材延長部を介してシールド材によって冷却されるので、シールド性能を損なうことなく電線の冷却を効率よく行うことができる。
【0015】
請求項5の発明によれば、燃料電池を備えた車両で使用される電線が発熱しても、この電線の導体は、水素配管からシールド材延長部を介してシールド材によって冷却されるので、シールド性能を損なうことなく電線の冷却を効率よく行うことができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【0017】
図1は、この発明の第1の実施形態に係わる電線の冷却装置を示す断面図である。この冷却装置に使用されるシールド電線1は、図2に示すように、中心部の導体3を絶縁材5で覆うとともに、この絶縁材5の外周にシールド材7を設け、さらにそのシールド材7の外側に被覆材9を設けている。
【0018】
図1に示すように、上記したシールド電線1の一端側が内部に引き込まれる筐体11は、図示しない各種電気部品が収納されるものであって、電線が設けられる設備に相当し、この筐体11に形成した電線引き込み孔11aにブッシュ13を嵌め込み、このブッシュ13内にシールド電線1が挿入されている。
【0019】
導体3の筐体11内の端部は、絶縁材5から突出し、この突出した端部に導体接続端子15が取り付けられ、導体接続端子15は、接続用導体としてのバスバー17に、固定具19によって接続固定されている。バスバー17は、図示しない電気部品に接続される。
【0020】
また、シールド材7の筐体11内の端部は、この端部が延長されるようにシールド材延長部21が連続して形成されている。このシールド材延長部21は、その外周側が被覆材23によって覆われている。
【0021】
上記したシールド材延長部21の先端は、被覆材23から突出し、この突出した端部には、シールド接続端子25が取り付けられている。そして、このシールド接続端子25は、筐体11の内面に、固定具27によって固定されている。また、シールド接続端子25が固定された部分の筐体11の外側には、フィン29が設けられている。このフィン29は、シールド電線1が車両に使用されるものとした場合には、車両走行風が通過する位置に設定する。
【0022】
上記した第1の実施形態による電線の冷却装置によれば、シールド電線1の導体3は、電流が流れることで発熱し、このときの導体3の温度に比べ、筐体11の温度は、低くなっている。このため、導体3にて発生した熱は、絶縁材5,シールド材7,シールド材延長部21,シールド接続端子25を経て筐体11およびフィン29に伝達され放熱される。そして、この放熱効果は、シールド電線1が車両に使用されるものとした場合には、車両走行風がフィン29に当たることで、より一層高まる。
【0023】
また、この冷却装置の場合には、シールド材7の端部にシールド材延長部21を接続する構造であるため、導体3の周囲を覆うシールド材7の部分の構造には影響はなく、シールド機能が損なわれることはない。
【0024】
さらに、導体3を冷却することで、冷却しない場合と比較して電線サイズ(径)を下げることができ、車両などの移動体に使用する際のシールド電線の搭載が容易となる。また、導体3を冷却する場合と冷却しない場合とで、同一サイズのシールド電線を使用することを考えると、冷却する場合は冷却しない場合より大電流を流すことができるので、燃料電池を使用する電動車両の高出力化が可能となる。
【0025】
また、上記した冷却装置は、前記従来例で示したような冷却管に冷媒を流して冷却する装置に比較して簡単な構造であるため、従来に比較してコスト低下を図ることができる。
【0026】
図3は、この発明の第2の実施形態に係わる電線の冷却装置を示す断面図である。なお、この図3では、前記図1のものと同一の構成要素には同一符号を付して詳細な説明は省略し、図1と異なる部位のみ説明する。
【0027】
この実施形態は、筐体11の外部に引き出された部分のシールド電線1におけるシールド材7の途中に、シールド材延長部31の一端を接続してある。このシールド材延長部31は、その外周側が被覆材33によって覆われている。
【0028】
上記したシールド材延長部31の先端は、被覆材33から突出し、この突出した端部には、シールド接続端子35が取り付けられている。そして、このシールド接続端子35は、電線が設けられる設備に相当する車両における車体37の適宜位置に、固定具39によって固定されている。
【0029】
なお、シールド接続端子35が固定される部分は、車両走行風が当たる位置として、さらにフィン41を設けるようにしてもよい。
【0030】
上記した第2の実施形態による電線の冷却装置によれば、発熱時の導体3の温度に比べ、車体37の温度は低くなっていることから、導体3にて発生した熱は、絶縁材5,シールド材7,シールド材延長部31,シールド接続端子35を経て車体37に伝達され放熱される。そして、この実施形態では、シールド材7の途中の任意の位置からシールド材延長部31を適宜接続し、その近傍の車体37に接続できるので、シールド電線1が長い場合であっても、その冷却を確実に行うことができる。
【0031】
また、シールド接続端子35が固定される部分を、車両走行風が当たる位置として、さらにフィン41を設けることで、冷却効果がより一層向上する。
【0032】
図4は、この発明の第3の実施形態に係わる電線の冷却装置を示す断面図である。なお、この図4では、前記図3のものと同一の構成要素には同一符号を付して詳細な説明は省略し、図3と異なる部位のみ説明する。
【0033】
この実施形態は、シールド材7の途中に接続したシールド材延長部31の先端のシールド接続端子35を、燃料電池が使用されて電線が設けられる設備に相当する車両における水素配管43の外表面に接続している。
【0034】
図5は、上記した燃料電池車両の燃料電池スタック45を中心とする各部品の配置を示す平面図である。前記図4における筐体11は、インバータなどの強電部品を収容しており、この強電部品と燃料電池スタック45とを、シールド電線1によって接続している。すなわち、燃料電池スタック45で発生した電力を、シールド電線1を介して強電部品に供給している。
【0035】
また、燃料電池スタック45には、前記した水素配管43の一端が接続され、水素配管43の他端は、水素タンク47に接続されている。この水素配管43とシールド電線1のシールド材7とが、前記図4に示してあるシールド材延長部31と被覆材33とからなる冷却用接続線49によって接続されている。なお、図5中で、符号51は前車輪、53は後車輪である。
【0036】
ここで、水素タンク47内には、35MP程度の高圧に加圧された水素が充填されており、この高圧水素を燃料電池スタック45で使用するために、図示しない減圧機構により、0.3MP程度の低圧まで減圧する。この減圧による水素の膨張により、水素タンク47内が大気温度であった場合には、膨張後の水素の温度は大気温度より低下することになる。したがって、燃料電池の作動中に、燃料電池スタック45へ供給される水素は、大気温度より低い温度となっている。
【0037】
また、燃料電池スタック45に供給する水素は、加湿する必要があり、また燃料電池スタック45に供給されるときに加湿水が飽和状態となっている必要があるので、加湿水を燃料電池の運転温度(80℃)程度に加熱してから加湿している。このため、水素タンク47を出て減圧された後の水素であっても、加湿後の水素は、大気温度より高くなっている。
【0038】
したがって、シールド材延長部31を接続する水素配管43は、大気より低温となっている加湿前の水素が通る部位としてある。
【0039】
上記した第3の実施形態による電線の冷却装置によれば、発熱時の導体3の温度に比べ、水素配管43の温度は低くなっていることから、導体3にて発生した熱は、絶縁材5,シールド材7,シールド材延長部31,シールド接続端子35を経て水素配管43に伝達され放熱される。そして、この実施形態では、第2の実施形態と同様に、シールド材7の途中の任意の位置からシールド材延長部31を適宜接続し、水素配管43に接続できるので、シールド電線1が長い場合であっても、その冷却を確実に行うことができる。
【0040】
また、シールド材延長部31を接続する水素配管43は、大気温度より低い水素が通る加湿前のものとしているので、シールド電線1の導体3に対する冷却効果がより大きなものとなる。
【0041】
なお、上記した第1,第2,第3の各実施形態を適宜組み合わせ、複数の位置でシールド電線1の冷却を行うことで、発熱した導体3の温度をより効果的に低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の第1の実施形態に係わる電線の冷却装置を示す断面図である。
【図2】第1の実施形態における電線の内部構造図である。
【図3】 この発明の第2の実施形態に係わる電線の冷却装置を示す断面図である。
【図4】 この発明の第3の実施形態に係わる電線の冷却装置を示す断面図である。
【図5】第3の実施形態における燃料電池車両の燃料電池スタックを中心とする各部品の配置を示す平面図である。
【符号の説明】
1 シールド電線
3 導体
5 絶縁材
7 シールド材
11 筐体
17 バスバー(接続用導体)
21,31 シールド材延長部
37 車体(導体より温度が低い部分)
43 水素配管
45 燃料電池スタック[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric wire cooling apparatus in which a conductor is covered with an insulating material and a shield material is provided on the outer periphery of the insulating material.
[0002]
[Prior art]
Generally, in a vehicle using a fuel cell, an electric wire connected to the fuel cell generates heat in order to pass a large current, and the wire diameter needs to be increased in order to suppress this heat generation. When the wire diameter is increased, it becomes difficult to mount the wire on the vehicle. Therefore, heat generation is suppressed by cooling, and thereby the wire diameter can be reduced.
[0003]
For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 10-106362, a plurality of litz wires having a shielding function are arranged in a ring shape, a part of the plurality of litz wires is used as a cooling pipe, and a refrigerant is allowed to flow through the pipe. What is cooled is disclosed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-mentioned conventional one, a part of the plurality of litz wires having a shielding function is used as a cooling pipe, so that the litz wire does not exist in the cooling pipe part, and the shielding performance is lowered. There is a problem of doing.
[0005]
Accordingly, an object of the present invention is to efficiently cool an electric wire without impairing the shielding performance.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is an electric wire cooling apparatus in which a conductor is covered with an insulating material and a shielding material is provided on the outer periphery of the insulating material, and a shielding material extension is connected to the shielding material. The shield material extension is connected to a portion having a lower temperature than the conductor of the facility where the electric wire is provided .
[0007]
According to a second aspect of the invention, in the configuration of the invention of claim 1, the equipment in which the wire is laid is a housing part in which the electric wire is connected, the wire is drawn into the housing, wherein A conductor is connected to a connecting conductor disposed in the housing, and the shield material extension is extended from an end of the shield material in the housing and fixed to the inner surface of the housing It is as.
[0008]
According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect of the invention, one end of the shield material extension is connected to a shield material in the middle of the electric wire, and the other end of the shield material extension is provided with the electric wire. It is set as the structure connected to the part whose temperature is lower than the said conductor of an installation .
[0009]
According to a fourth aspect of the present invention, in the configuration of the first or third aspect of the invention, the equipment provided with the electric wire is a vehicle, the electric wire is an electric wire for a vehicle, and the conductor of the equipment provided with the electric wire. The portion where the temperature is low is a vehicle body.
[0010]
A fifth aspect of the present invention, in the configuration of the invention of
[0011]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, since the shield material and the portion whose temperature is lower than that of the conductor of the facility where the electric wire is provided are connected by the shield material extension, the heat-generating conductor is the portion whose temperature is lower than that of the conductor. Then, the wire is cooled by the shield material through the shield material extension, and the electric wire can be efficiently cooled without impairing the shield performance. In addition, since this cooling device has a simple structure as compared with a device that cools a cooling pipe by flowing a refrigerant, cost reduction can be achieved.
[0012]
According to the invention of claim 2, since the heat-generated conductor is cooled by the shield material from the inner surface of the housing through the shield material extension, the electric wire can be efficiently cooled without impairing the shield performance. .
[0013]
According to invention of
[0014]
According to the invention of claim 4, since the heat-generated conductor is cooled by the shield material from the vehicle body via the shield material extension, the electric wire can be efficiently cooled without impairing the shield performance.
[0015]
According to the invention of
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0017]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an electric wire cooling apparatus according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the shielded electric wire 1 used in this cooling device covers the
[0018]
As shown in FIG. 1, the
[0019]
An end portion of the
[0020]
Moreover, the shield
[0021]
The tip of the
[0022]
According to the electric wire cooling apparatus according to the first embodiment described above, the
[0023]
In the case of this cooling device , since the
[0024]
Furthermore, by cooling the
[0025]
Moreover, since the cooling device described above has a simple structure as compared with a device that cools the coolant by flowing the coolant through the cooling pipe as shown in the conventional example, the cost can be reduced as compared with the conventional device.
[0026]
FIG. 3 is a sectional view showing an electric wire cooling apparatus according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 3, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, detailed description thereof is omitted, and only the portions different from those in FIG. 1 will be described.
[0027]
In this embodiment, one end of the
[0028]
The tip of the
[0029]
In addition, you may make it provide the
[0030]
According to the electric wire cooling apparatus according to the second embodiment described above, the temperature of the
[0031]
Moreover, the cooling effect is further improved by providing the
[0032]
FIG. 4 is a sectional view showing an electric wire cooling apparatus according to a third embodiment of the present invention. In FIG. 4, the same components as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted, and only portions different from those in FIG. 3 will be described.
[0033]
In this embodiment, the
[0034]
FIG. 5 is a plan view showing the arrangement of components centering on the
[0035]
One end of the
[0036]
Here, the
[0037]
Further, the hydrogen supplied to the
[0038]
Therefore, the
[0039]
According to the electric wire cooling apparatus according to the third embodiment described above, since the temperature of the
[0040]
Moreover, since the hydrogen piping 43 which connects the shield
[0041]
In addition, it is possible to more effectively lower the temperature of the heat-generated
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an electric wire cooling apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an internal structure diagram of an electric wire in the first embodiment.
FIG. 3 is a sectional view showing an electric wire cooling device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an electric wire cooling device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a plan view showing an arrangement of components centering on a fuel cell stack of a fuel cell vehicle according to a third embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shield
21, 31
43 Hydrogen piping 45 Fuel cell stack
Claims (5)
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