JPH10116519A - 高周波数、高電圧の電力ケーブル - Google Patents

高周波数、高電圧の電力ケーブル

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JPH10116519A
JPH10116519A JP9184917A JP18491797A JPH10116519A JP H10116519 A JPH10116519 A JP H10116519A JP 9184917 A JP9184917 A JP 9184917A JP 18491797 A JP18491797 A JP 18491797A JP H10116519 A JPH10116519 A JP H10116519A
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    • H01B9/003Power cables including electrical control or communication wires
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
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  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 電気自動車の充電用誘導充電装置と共に使用
される高周波、高電力の電力ケーブルを提供する。 【解決手段】 ケーブル20は、同軸ケーブル23を取
り巻く擬リッツ線構造に配置された、別個に絶縁した素
線22から成る多数の撚り線対21を有する。同軸ケー
ブルは充電装置の電源と自動車との間で双方向RF通信
信号を伝達する。ケーブルは、遮蔽範囲の広い、スズ−
銅編組層24aで取り巻かれた金属溶射マイラー層24
bの外側EMI遮蔽体24を有する。多数の撚り線対及
び同軸ケーブルはポリテトラフロロエチレン・フィラー
材料中に植え込まれ、フィラー材料は撚り線及び同軸ケ
ーブルを外側EMI遮蔽体内で取り巻く。ケーブルの外
周に外側シリコーンカバー22aが配置されケーブルは
高電圧で高周波数,交流電力を効率良く伝達する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、全体として、電力
ケーブル、より具体的には、電気自動車を充電する誘導
充電装置と共に使用される高周波数、高電圧の電力ケー
ブルに関する。
【0002】
【従来の技術】本発明の譲受人は、電気自動車の充電に
使用される誘導充電装置を設計し且つ製造している。こ
の充電装置は、電気自動車を充電するために誘導カプラ
ーを挿入する充電ポートを採用している。この誘導カプ
ラーは、ケーブルを介して電源に結合される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このケーブルは、高周
波(100KHz乃至400KHz)で且つ高電圧(2
30V乃至430V)を取り扱い、また、双方向通信信
号を伝達し得るものでなけばならない。また、このケー
ブルは、その可撓性を保ちつつ、苛酷な使用環境に耐え
得るものでなければならない。また、該ケーブルは、そ
の他の消費者製品とのEMI適合性を保ち得るように十
分な遮蔽効果を有するものでなければならない。こうし
た条件を満たす公知の電力ケーブルは存在しない。
【0004】調査した標準的な市販のケーブルは、U
L、FCCの基準、通信リンク、可撓性、電気的及び熱
的必要条件に適合するものはない。多数の市販のケーブ
ルを試験したが、その静電容量の値は、導体と外側遮蔽
体との間にて過大である。また、外側遮蔽体は、遮蔽効
果のためEMIを提供するのに十分な遮蔽範囲を持って
いない。市販のケーブルは、引込み機構と共に使用する
には剛性であり過ぎる。通信のための同軸線に加えて、
電力の伝達機能を有する市販のケーブルは存在しない。
【0005】従って、本発明の一つの目的は、電気自動
車を充電する誘導充電装置と共に使用される高周波の電
力ケーブルを提供することである。本発明のもう一つの
目的は、高周波及び高電圧を取り扱い、双方向通信信号
を伝達する高周波数ケーブルであって、可撓性を保ちつ
つ、苛酷な使用環境に耐えることができ、しかも、消費
者のEMI適合性の基準に合うのに十分な遮蔽効果を有
する電力ケーブルを提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記及びその他の目的を
達成するため、本発明は、電気自動車の充電の用途に使
用される誘導充電装置と共に使用される設計とした電力
ケーブルを提供する。このケーブルは、230V乃至4
30Vの程度の高電圧レベルにて、100KHz乃至4
00KHzの範囲の高周波数の交流電力を効率的に伝達
し得るように設計されている。このケーブルは、充電装
置の電源と電気自動車との間にて915MHzの担体周
波数を使用して双方向のRF通信信号を伝達し得るよう
な設計とされている。このケーブルは、その可撓性を保
ちつつ、屋外の使用環境に耐えるのに十分、堅固であ
る。また、このケーブルは、その他の消費者製品とのE
MI適合性を保つのに十分な遮蔽効果を有するような設
計とされている。
【0007】この電力ケーブルは、同軸ケーブルを取り
巻く擬リッツ線構造に配置された素線(別個に絶縁され
ている)から成る多数の撚り線対にて形成されている。
この同軸ケーブルは、充電装置の電源13と、自動車と
の間にて双方向RF通信信号を伝達する。このケーブル
は、金属溶着したマイラー層から成る外側EMI遮蔽体
を有している。このマイラー層は、遮蔽範囲が広い、ス
ズ−銅編組層により取り巻かれている。素線から成る多
数の撚り線対及び同軸ケーブルが、外側EMI遮蔽体内
にてポリテトラフロロエチレン(PTFE)フィラー材
料内に植え込まれている。ポリウレタン、又は同様の材
料で出来た外側カバーがケーブルの外側の周りに配置さ
れる。
【0008】このケーブルは、充電のため、誘導充電装
置から電気自動車まで電力を伝達するのに使用される。
このケーブルの設計は、厳格なFCCの放射騒音基準に
合格する一方で、高周波数の交流電力の伝達を許容す
る。この基準に適合する市販のケーブルは存在しない。
各種設計の同軸ケーブル、各種の撚り線対の組み合わ
せ、及び各種の材料を使用して最初の実験を行ったが、
顕著な改善は見られなかった。この開示の主題である最
終的なケーブルの設計は、UL、FCCの基準、熱、電
気及び可撓性の条件に適合するものである。
【0009】このケーブルは、本発明の譲受人により開
発された6.6KWの誘導充電装置の一部として、特に
開発されたものである。また、このケーブルは、誘導充
電装置の6.6KWの充電ポート用の出力電力ケーブル
としても使用可能な設計とされている。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の各種の特徴及び有利の点
は、同様の構成要素は同様の参照符号で表示する、添付
図面と共に、以下の詳細な説明を参照することにより、
より容易に理解されよう。
【0011】図面を参照すると、図1は、本発明の原理
による高周波数、高電圧の電力ケーブル20(電気自動
車12の推進バッテリ11の充電に使用されるケーブ
ル)を採用する誘導充電装置10を示すブロック図であ
る。この誘導充電装置10は、電力ケーブル20を介し
て充電プローブ14に結合された電源13から成ってい
る。この充電プローブ14は、電気自動車12内に配置
された充電ポート15内に挿入可能(破線の矢印で図
示)な設計とされている。この充電プローブ14が変圧
器の一次巻線を形成する一方、充電ポート15は、その
二次巻線を形成する。充電プローブ14を充電ポート1
5内に挿入したならば、電源13から電気自動車12の
推進バッテリ11に電力が伝達される。電力は、制御装
置16の制御の下、電源13から伝達される。
【0012】図2は、本発明の原理による高周波数、高
電圧の電力ケーブル20の断面図である。該電力ケーブ
ル20は、電気自動車12の推進バッテリ11を誘導的
に充電する誘導充電装置の一部として使用するものであ
ることが好ましい。しかしながら、高周波電力及び通信
信号を伝達する必要のあるその他の用途にもこの電力ケ
ーブル20を使用することが可能であることを理解すべ
きである。従って、以下の説明は、本発明の範囲を限定
するものと見なすべきではない。
【0013】電力ケーブル20は、擬リッツ線構造に配
置された素線22(別個に絶縁されている)から成る多
数の撚り線対21で形成されている。素線22の各々
は、その周りに配置された外側シリコーンジャケット2
2aを備えている。実際に縮小し且つ図2に示した電力
ケーブル20の一つの実施の形態において、素線22か
ら成る撚り線21が2対、使用され、また、12AWG
の素線22が使用されている。電力ケーブル20の実際
の縮小した実施の形態において、素線22から成る線対
21で形成された導体は、可撓性が得られるように40
ゲージの素線を665本使用して構成される。外側ジャ
ケット26に対して管状の突出部対突出部の構成とする
ことで可撓性を増すことにより、36ゲージ線から成る
素線といってた、より太い素線を65本、使用すること
も可能である。
【0014】素線22から成る多数の撚り線対21は、
電気自動車12と充電装置10の電源13との間にて双
方向RF通信信号を伝達するために使用される同軸ケー
ブル23を取り巻いている。該同軸ケーブル23はRG
178同軸ケーブルと同様ではあるが、充電装置10の
引込み機構(図示せず)に使用するための可撓性及び耐
久性の条件に適合し得るよう44ゲージ線から成る細い
中央導体23bを使用している。該同軸ケーブル20
は、金属溶射マイラーの層24bに隣接する、遮蔽範囲
が広い、スズー銅編組24aから成る外側EMI遮蔽体
24を有している。これらの多数の撚り線対21及び同
軸ケーブル23は、ポリテトラフロロエチレン(PTF
E)フィラー材料25内に植え込まれており、このフィ
ラー材料がこれらの線及び同軸ケーブルを取り巻いて、
また該フィラー材料は、金属溶射マイラー層24b及び
編組24aの外側EMI遮蔽体24により取り巻かれて
いる。例えば、ポリウレタンで形成することの出来る外
側カバー26がケーブル20の外側の周りに配置されて
いる。
【0015】該ケーブル20は、230V乃至430V
程度の高電圧レベルにて典型的に100KHz乃至40
0KHzの高周波数の交流電力を効率良く伝達し得るよ
うな設計とされている。このケーブル20は、91.5
MHz担体周波数を使用して、双方向通信信号を伝達し
得る設計とされている。このケーブル20は堅固な設計
とされており、その可撓性を保ちつつ屋外の使用環境に
耐えることが出来る。また、ケーブル20の外側EMI
遮蔽体24も、その他の消費者製品とのEMI適合性を
保つのに十分な遮蔽効果を提供する設計とされている。
【0016】素線22から成る多数の撚り線対21と外
側EMI遮蔽体24との間の静電容量は、信号音を少な
くするため85ピコファラッド/フィート以下である。
これは、素線22から成る多数の撚り線対21と外側E
MI遮蔽体24との間に配置されたポリテトラフロロエ
チレン(PTFE)フィラー材料25を使用して達成さ
れる。この外側EMI遮蔽体24の効果は、金属溶射マ
イラー・テープの薄い層24bをフィラー材料25の周
りに巻き付け、その金属溶射面がEMI遮蔽体24のス
ズー銅編組24aの方を向くようにすることで向上す
る。また、直列インダクタンスを少なくするため導体を
平行に撚ることによっても、ケーブル20のインダクタ
ンスは最小となった。
【0017】このように、電気自動車を充電する誘導充
電装置と共に使用することの出来る高周波数、高電圧の
電力ケーブルに関して開示した。上述の実施の形態は、
本発明の原理の適用例を示す、多数の特別な実施の形態
の単に一部を示すものに過ぎないことを理解すべきであ
る。当然に、本発明の範囲から逸脱せずに、多数の且つ
各種のその他の配置が当業者により容易に案出可能であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】電気自動車の推進バッテリの充電に使用され
る、本発明の原理による高周波数、高電圧の電力ケーブ
ルの誘導充電装置の図である。
【図2】本発明の原理による電力ケーブルの断面図であ
る。
【符号の説明】
10 誘導充電装置 11 電気自動車の
バッテリ 12 電気自動車 13 電源 14 充電プローブ 15 充電ポート 16 制御装置 20 電力ケーブル 21 撚り線対 22 素線 22a 外側シリコーンジャケット 23 同軸ケーブル 23b 同軸ケーブ
ルの中央導体 24 EMI遮蔽体 24a スズ−銅編
組 24b 金属溶射マイラー層 25 フィラー材料 26 外側カバー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スコット・ディー・ダウナー アメリカ合衆国カリフォルニア州90505, トーランス,グリーン・メドーズ 5528

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高周波数、高電圧の電力ケーブルにし
    て、 双方向RF通信信号を伝達する同軸ケーブルと、 前記同軸ケーブルを取り巻く、別個に絶縁された素線か
    ら成る複数の撚り線対と、 スズ−銅編組の層により取り巻かれた金属溶射マイラー
    の内側層から成る外側EMI遮蔽体と、 同軸ケーブルと素線から成る複数の撚り線対との周りに
    配置され且つ前記外側EMI遮蔽体内に配置されたポリ
    テトラフロロエチレン・フィラー材料と、 前記ケーブルの前記外側の周りに配置された外側カバー
    とを備える、高周波数、高電圧の電力ケーブル。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の高周波数、高電圧の電力
    ケーブルにして、前記素線の各々が該線の周りに配置さ
    れた外側シリコーンジャケットを有する、高周波数、高
    電圧の電力ケーブル。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の高周波数、高電圧の電
    力ケーブルにして、別個に絶縁された素線から成る複数
    の撚り線対が素線から成る撚り線を2対、備える、高周
    波数、高電圧の電力ケーブル。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載の高周波数、高電圧の電
    力ケーブルにして、前記撚り線対の各々の導体が40ゲ
    ージ線の素線を665本、使用して形成される、高周波
    数、高電圧の電力ケーブル。
  5. 【請求項5】 請求項1に記載の高周波数、高電圧の電
    力ケーブルにして、前記同軸ケーブルが外側ジャケット
    と、素線から成る中央導体とを備える、高周波数、高電
    圧の電力ケーブル。
  6. 【請求項6】 請求項5に記載の高周波数、高電圧の電
    力ケーブルにして、前記外側ジャケットがシリコーンか
    ら成る、高周波数、高電圧の電力ケーブル。
  7. 【請求項7】 請求項1に記載の高周波数、高電圧の電
    力ケーブルにして、 素線から成る前記複数の撚り線対が前記同軸ケーブルを
    取り巻く擬リッツ線構造に配置された、高周波数、高電
    圧の電力ケーブル。
  8. 【請求項8】 高周波数、高電圧の電力ケーブルにし
    て、 双方向RF通信信号を伝達する同軸ケーブルと、 該同軸ケーブルの周りで、擬リッツ線構造に配置され
    た、別個に絶縁した素線から成る2つの撚り線対と、 スズー銅編組の層により取り巻かれた金属溶射マイラー
    の内側層から成る外側EMI遮蔽体と、 同軸ケーブルの周り、及び素線から成る複数の撚り線対
    の周りに配置され且つ前記外側EMI遮蔽体内に配置さ
    れた、ポリテトラフロロエチレン・フィラー材料と、 前記ケーブルの前記外側の周りに配置された外側カバー
    とを備える、高周波数、高電圧の電力ケーブル。
  9. 【請求項9】 請求項8に記載の高周波数、高電圧の電
    力ケーブルにして、 前記素線の各々が、該線の周りに配置された外側シリコ
    ーンジャケットを有する、高周波数、高電圧の電力ケー
    ブル。
  10. 【請求項10】 請求項8に記載の高周波数、高電圧の
    電力ケーブルにして、前記撚り線対の各々の導体が、4
    0ゲージ線の素線を665本、使用して形成される、高
    周波数、高電圧の電力ケーブル。
  11. 【請求項11】 請求項8に記載の高周波数、高電圧の
    電力ケーブルにして、前記撚り線対の各々の導体が、3
    6ゲージ線の素線を65本、使用して形成される、高周
    波数、高電圧の電力ケーブル。
  12. 【請求項12】 請求項8に記載の高周波数、高電圧の
    電力ケーブルにして、前記同軸ケーブルが、外側ジャケ
    ットと、素線から成る中央導体とを備える、高周波数、
    高電圧の電力ケーブル。
  13. 【請求項13】 請求項11に記載の高周波数、高電圧
    の電力ケーブルにして、 前記外側ジャケットがシリコーンから成る、高周波数、
    高電圧の電力ケーブル。
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