JP4363900B2 - 車両用インバータ装置 - Google Patents
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Description
【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、塗装が施されておらず金属部分が露出した一部を利用して構成されたマイナス側バスプレートと、このマイナス側バスプレートに絶縁体を挟んで重ね合わせて固定されたプラス側バスプレートと、このプラス側バスプレートの上面に固定されるスイッチングモジュールを備えて両バスプレートに電気的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、塗装が施されておらず金属部分が露出した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、プラス側バスプレートの上面に固定されるスイッチングモジュールを備え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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
【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、塗装が施されておらず金属部分が露出した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、プラス側バスプレートの上面に固定されるスイッチングモジュールを備え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。
【0034】
また請求項2に記載された発明によれば、絶縁シート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。
【0035】
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。
【0036】
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
Claims (4)
- 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、塗装が施されておらず金属部分が露出した一部を利用して構成されたマイナス側バスプレートと、このマイナス側バスプレートに絶縁体を挟んで重ね合わせて固定されたプラス側バスプレートと、このプラス側バスプレートの上面に固定されるスイッチングモジュールを備えて両バスプレートに電気的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。 - 前記絶縁体は、絶縁シートにより構成されたことを特徴とする、請求項1に記載の車両用インバータ装置。
- 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される防水カバー、あるいはポッティングであることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の車両用インバータ装置。
- 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、請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の車両用インバータ装置。
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