CN110323929A - 车载用电动压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供车载用电动压缩机，具备压缩部、电动马达、以及逆变装置。逆变装置具备逆变电路以及噪声降低部。噪声降低部具备共模扼流圈以及平滑电容器。共模扼流圈具备：壳体、收纳于壳体的内部的环状的芯、卷绕于壳体的第一以及第二绕组、和覆盖芯以及壳体的环状的导电体。在导电体中，在第一绕组与第二绕组之间相对的部位彼此分离。壳体具备从壳体的外表面突出的一对突部。导电体由一对突部夹持成从第一绕组以及第二绕组离开。

Description

车载用电动压缩机

技术领域

本公开涉及车载用电动压缩机。

背景技术

作为用于驱动车载用电动压缩机中的电动马达的逆变装置的共模扼流圈的构成，在国际公开第2017/170817号中公开了整面屏蔽着的扼流圈。

但是，在整面屏蔽扼流圈的情况下，热容易不流通，另外具有变得难以制造的忧虑。因此，考虑采用通过环状的导电体覆盖的结构。即，将伴随着漏磁通而产生的电流在板状的导电体转换为热。在这里，需要遍及整个周围地确保带状金属板与绕组的绝缘并在带状金属板与绕组之间确保一定间隔的空隙。

发明内容

本公开的目的在于提供能够使滤波电路的特性稳定化的车载用电动压缩机。

一个技术方案的车载用电动压缩机具备：压缩部，构成为对流体进行压缩；电动马达，构成为对所述压缩部进行驱动；以及逆变装置，构成为对所述电动马达进行驱动。所述逆变装置具备：逆变电路，构成为将直流电力变换为交流电力；和噪声降低部，设置于所述逆变电路的输入侧，并且构成为，使输入到所述逆变电路之前的所述直流电力所含的共模噪声以及常模噪声降低。所述噪声降低部具备：共模扼流圈、和与所述共模扼流圈一起构成低通滤波电路的平滑电容器。所述共模扼流圈具备：环状的树脂制的壳体、收纳于所述壳体的内部的环状的芯、卷绕于所述壳体的外表面的第一绕组、卷绕于所述壳体的外表面并且与所述第一绕组分离且相对的第二绕组、以及跨所述第一绕组以及所述第二绕组并覆盖所述芯以及所述壳体的环状的导电体。在所述导电体中，在所述第一绕组与所述第二绕组之间相对的部位彼此分离。所述壳体具备从所述壳体的外表面突出的一对突部。所述导电体由所述一对突部夹持成从所述第一绕组以及所述第二绕组离开。

附图说明

图1是表示车载用电动压缩机的概要的概要图。

图2是驱动装置以及电动马达的电路图。

图3A是共模扼流圈的俯视图。

图3B是共模扼流圈的右侧视图。

图3C是图3A的3C－3C线处的剖视图。

图4是共模扼流圈的立体图。

图5A是壳体、芯与绕组的俯视图。

图5B是壳体、芯与绕组的右侧视图。

图5C是图5A的5C－5C线处的剖视图。

图6A是壳体与芯的俯视图。

图6B是壳体与芯的右侧视图。

图6C是图6A的6C－6C线处的剖视图。

图7A是用于对共模扼流圈的作用进行说明的共模扼流圈的俯视图。

图7B是图7A的7B－7B线处的剖视图。

具体实施方式

以下，根据附图对一实施方式进行说明。本实施方式的车载用电动压缩机具备对作为流体的制冷剂进行压缩的压缩部，用于车载用空调装置。即，本实施方式的车载用电动压缩机的压缩对象的流体是制冷剂。

如图1所示，车载用空调装置10具备车载用电动压缩机11和对车载用电动压缩机11供给作为流体的制冷剂的外部制冷剂回路12。外部制冷剂回路12例如具有热交换器及膨胀阀。车载用空调装置10通过利用车载用电动压缩机11压缩制冷剂、并且利用外部制冷剂回路12进行制冷剂的热交换及膨胀，从而进行车内的供冷供暖。

车载用空调装置10具备控制该车载用空调装置10的整体的空调ECU13。空调ECU13构成为能够掌握车内温度、汽车空调的设定温度等，基于这些参数，对车载用电动压缩机11发送ON/OFF(通/断)指令等之类的各种指令。

车载用电动压缩机11具备外壳14，该外壳14形成有供从外部制冷剂回路12吸入制冷剂的吸入口14a。

外壳14由具有传热性的材料(例如铝等金属)形成。外壳14接地到车辆的车身。

外壳14具有相互组装了的吸入外壳15和排出外壳16。吸入外壳15是具有开口了的一端的有底筒状，具有板状的底壁部15a和从底壁部15a的周缘部朝向排出外壳16立起的侧壁部15b。底壁部15a例如为大致板状，侧壁部15b例如为大致筒状。排出外壳16以堵塞了吸入外壳15的开口的状态组装于吸入外壳15。由此，在外壳14内形成有内部空间。

吸入口14a形成于吸入外壳15的侧壁部15b。详细而言，吸入口14a配置在吸入外壳15的侧壁部15b中的、与排出外壳16相比而靠近底壁部15a的位置。

在外壳14形成有供制冷剂排出的排出口14b。排出口14b形成于排出外壳16、详细而言形成于排出外壳16的与底壁部15a相对的部位。

车载用电动压缩机11具备收纳于外壳14内的旋转轴17、压缩部18以及电动马达19。

旋转轴17以能够相对于外壳14旋转的状态被支承。旋转轴17以其轴线方向与板状的底壁部15a的厚度方向(换言之为筒状的侧壁部15b的轴线方向)一致的状态配置着。旋转轴17与压缩部18相互连结着。

压缩部18配置在外壳14内的、与吸入口14a(换言之为底壁部15a)相比而靠近排出口14b的位置。压缩部18通过旋转轴17旋转，对从吸入口14a吸入到外壳14内的制冷剂进行压缩，并使该被压缩后的制冷剂从排出口14b排出。此外，压缩部18的具体构成是涡旋式、活塞式、叶片式等任意的构成。

电动马达19配置在外壳14内的压缩部18与底壁部15a之间。电动马达19通过使处于外壳14内的旋转轴17旋转来驱动压缩部18。电动马达19例如具有相对于旋转轴17固定了的圆筒形状的转子20和固定于外壳14的定子21。定子21具有圆筒形状的定子芯22和卷绕在形成于定子芯22的齿上的线圈23。转子20以及定子21在旋转轴17的径向上相对。通过线圈23被通电，从而使转子20及旋转轴17旋转，进行通过压缩部18实施的制冷剂的压缩。

如图1所示，车载用电动压缩机11具备：驱动电动马达19并被输入直流电力的驱动装置24；和划分出收纳驱动装置24的收纳室S0的罩构件25。

罩构件25由具有传热性的非磁性体的导电性材料(例如铝等金属)构成。

罩构件25是朝向外壳14开口了的有底筒状，详细而言是朝向吸入外壳15的底壁部15a开口了的有底筒状。罩构件25在开口端与底壁部15a对接了的状态下利用螺栓26安装于外壳14的底壁部15a。罩构件25的开口由底壁部15a堵塞。收纳室S0由罩构件25和底壁部15a形成。

收纳室S0配置在外壳14外，并且相对于底壁部15a配置在与电动马达19相反的一侧。压缩部18、电动马达19及驱动装置24沿旋转轴17的轴线方向排列。

在罩构件25设置有连接器27，驱动装置24与连接器27电连接着。经由连接器27从搭载于车辆的车载用蓄电装置28向驱动装置24输入直流电力，并且空调ECU13与驱动装置24电连接着。车载用蓄电装置28是搭载于车辆的直流电源，例如是二次电池、电容器。

如图1所示，驱动装置24具备电路基板29、设置于电路基板29的逆变装置30、以及用于将连接器27与逆变装置30电连接的两根连接线EL1、EL2。

电路基板29为板状。电路基板29以相对于底壁部15a在旋转轴17的轴线方向上隔开预定的间隔地相对的方式配置。

逆变装置30构成为驱动电动马达19。逆变装置30具备逆变电路31(参照图2)和噪声降低部32(参照图2)。逆变电路31构成为将直流电力变换为交流电力。噪声降低部32设置在逆变电路31的输入侧，并且构成为使输入到逆变电路31之前的直流电力所包含的共模噪声以及常模噪声降低。

接着，对电动马达19及驱动装置24的电构成进行说明。

如图2所示，电动马达19的线圈23例如为具有u相线圈23u、v相线圈23v以及w相线圈23w的三相结构。各线圈23u～23w例如进行Y接线。

逆变电路31具备：与u相线圈23u对应的u相开关元件Qu1、Qu2；与v相线圈23v对应的v相开关元件Qv1、Qv2；以及与w相线圈23w对应的w相开关元件Qw1、Qw2。各开关元件Qu1～Qw2例如是IGBT等功率开关元件。此外，开关元件Qu1～Qw2分别与回流二极管(体二极管)Du1～Dw2连接着。

各u相开关元件Qu1、Qu2经由连接线相互串联连接，该连接线与u相线圈23u连接着。并且，各u相开关元件Qu1、Qu2的串联连接体与两连接线EL1、EL2电连接着，向所述串联连接体输入来自车载用蓄电装置28的直流电力。

此外，关于其他的开关元件Qv1、Qv2、Qw1、Qw2，除了对应的线圈不同这一点以外，是与u相开关元件Qu1、Qu2相同的连接形态。

驱动装置24具备控制各开关元件Qu1～Qw2的开关动作的控制部33。控制部33例如能够由一个以上的专用的硬件电路和/或按照计算机程序(软件)进行动作的一个以上的处理器(控制电路)来实现。处理器包括CPU和、RAM及ROM等存储器，存储器例如存储有构成为使处理器执行各种处理的程序代码或指令。存储器即计算机可读记录介质包括能够由通用或专用的计算机访问的所有的可利用的记录介质。

控制部33经由连接器27而与空调ECU13电连接，基于来自空调ECU13的指令，使各开关元件Qu1～Qw2周期性地导通/截止。详细而言，控制部33基于来自空调ECU13的指令，对各开关元件Qu1～Qw2进行脉冲宽度调制控制(PWM控制)。更具体而言，控制部33使用carrier信号(载波信号)和指令电压值信号(比较对象信号)，生成控制信号。然后，控制部33使用所生成的控制信号进行各开关元件Qu1～Qw2的导通/截止控制，由此将直流电力变换为交流电力。

噪声降低部32具备共模扼流圈34和X电容器35。作为平滑电容器的X电容器35与共模扼流圈34一起构成低通滤波电路36。低通滤波电路36设置于连接线EL1、EL2上。低通滤波电路36从电路方面来说设置在连接器27与逆变电路31之间。

共模扼流圈34设置于两连接线EL1、EL2上。

X电容器35相对于共模扼流圈34设置在后级(逆变电路31侧)。即，X电容器35设置于共模扼流圈34与逆变电路31之间。X电容器35与两连接线EL1、EL2电连接着。由共模扼流圈34和X电容器35构成LC谐振电路。即，本实施方式的低通滤波电路36是包括共模扼流圈34的LC谐振电路。

两个Y电容器37、38相互串联连接着。详细而言，驱动装置24具备将第1Y电容器37的第1端与第2Y电容器38的第1端连接的旁通线EL3。该旁通线EL3接地于车辆的车身。

另外，两个Y电容器37、38的串联连接体设置于共模扼流圈34与X电容器35之间，电连接于共模扼流圈34。第1Y电容器37的与所述第1端相反侧的第2端连接于第1连接线EL1，详细而言，连接于第1连接线EL1中的、连接共模扼流圈34的第1绕组70和逆变电路31的部分。第2Y电容器38的与所述第1端相反侧的第2端连接于第2连接线EL2，详细而言，连接于第2连接线EL2中的、连接共模扼流圈34的第2绕组71和逆变电路31的部分。

在车辆中，作为车载用设备，例如在驱动装置24之外搭载有PCU(功率控制单元)39。PCU39使用从车载用蓄电装置28供给的直流电力来对搭载于车辆的行驶用马达等进行驱动。即，在本实施方式中，PCU39和驱动装置24相对于车载用蓄电装置28而言并联连接，车载用蓄电装置28在PCU39和驱动装置24中共用。

PCU39例如具备：升压转换器40，具有升压开关元件且通过使该升压开关元件周期性地导通/截止来使车载用蓄电装置28的直流电力升压；和电源用电容器41，与车载用蓄电装置28并联连接。另外，省略了图示，PCU39具备将由升压转换器40升压得到的直流电力变换为行驶用马达能够驱动的驱动电力的行驶用逆变器。

在该构成中，由升压开关元件的开关而产生的噪声作为常模噪声流入驱动装置24。换言之，在常模噪声中包含与升压开关元件的开关频率对应的噪声成分。

接着，使用图3A～图3C、图4、图5A～图5C、图6A～图6C对共模扼流圈34的构成进行说明。

共模扼流圈34用于抑制在车辆侧的PCU39产生的高频噪声向压缩机侧的逆变电路31传递的情形，特别是，作为用于通过将漏电感用作常模电感而去除常模噪声(差模噪声)的低通滤波电路(LC滤波器)36中的L成分来使用。即，能够应对共模噪声以及常模噪声(差模噪声)，并不是分别使用共模用扼流圈和常模(差模)用扼流圈，而能够利用一个扼流圈应对两种模式噪声。

此外，在附图中，规定了3轴正交坐标，将图1的旋转轴17的轴线方向设为Z方向，将与Z方向正交的方向设为X、Y方向。

如图3A～图3C所示，共模扼流圈34具备壳体50、芯60、第一绕组70、第二绕组71和作为由导电体形成的带板的金属板80。在收纳了芯60的壳体50卷绕有绕组70、绕组71，金属板80在相对于绕组70、71离开地被卷起的状态下使用。第一绕组70以及第二绕组71夹着芯60的轴线相互相对。

如图6A～图6C所示，芯60收纳于壳体50的内部。芯60如图6C所示，截面呈四边形状，在图6A所示的X－Y平面上整体呈大致长方形状的环状。

如图6A～图6C所示，壳体50呈环状，为树脂制，具有电绝缘性。壳体50具备主体部51、4个突起52和壁53。主体部51除开口部51a(参照图4)外覆盖芯60整体。在主体部51，如图5A～图6C所示，卷绕有绕组70、71。图4的开口部51a设置于绕组70与绕组71之间，开口部51a使绕组70与绕组71之间的芯60的一部分向外侧露出。

如图6A～图6C所示，突起52从主体部51的外周面沿芯60的径向突出。详细地说，在图6A中，从主体部51向外侧(X方向)突出设置有4个突起52。4个突起52中的在Y方向上相对的一对突起52位于金属板80的宽度方向的端部，相对于这一对突起52沿X方向离开且在Y方向上相对的一对突起52位于金属板80的宽度方向的端部。各突起52如图6C所示那样沿Z方向延伸。如图5A～图5C所示，由4个突起52将绕组70、71分开。

壁53被设置成，在芯60的内周面侧，在绕组70与绕组71之间沿Z方向延伸。通过壁53将绕组70与绕组71隔开。

如图5A～图5C所示，第一绕组70卷绕于壳体50的外表面。第二绕组71卷绕于壳体50的外表面。详细地说，如图6A～图6C所示，壳体50具备第一直线部55和第二直线部56，第一直线部55与第二直线部56以互相平行的方式直线地延伸。如图5A～图5C所示，在第一直线部55卷绕有第一绕组70的至少一部分。在第二直线部56卷绕有第二绕组71的至少一部分。两绕组70、71的卷绕方向互相相反。另外，第一绕组70与第二绕组71分离并且相对。

如图3A～图3C以及图4所示，作为由导电体形成的带板的金属板80呈带状且无接头状。作为金属板80，能够使用例如铜板。金属板80跨第一绕组70以及第二绕组71并覆盖芯60以及壳体50。在金属板80中，在第一绕组70与第二绕组71之间相对的部位彼此分离。

如图6A～图6C所示，壳体50的各突起52在前端部具备从主体部51的外表面突出的一对突部90。一对突部90剖面观察大致呈U状。即，一对突部90构成槽道(channel)。如图3A～图3C以及图4所示，金属板80由一对突部90夹持成从第一绕组70以及第二绕组71离开。一对突部90构成沿着金属板80的一部分延伸的槽道，金属板80的一部分***到槽道中。在制造时，一边使金属板80在一对突部(U状部)90通过一边将金属板80卷起。通过设置于用于对绕组70、71进行定位的突起52的一对突部(U状部)90，能够消除金属板80的上下(Z方向)、左右(X方向)的偏移，使绕组70、71与金属板80之间的间隙(空隙)稳定。具体地说，在图3C中，在将Z方向上的空隙的间隔设为Ga1、将X方向上的空隙的间隔设为Ga2的情况下，间隙(空隙的间隔Ga1、Ga2)越窄，则屏蔽特性(相位特性)越好。形成为使得用于将屏蔽特性保持为一定的间隙稳定了的结构。

在壳体50的壁53，如图6B以及图6C所示，形成有贯通孔91。在贯通孔91中，如图3B以及图3C所示，插通金属板80，通过贯通孔91对金属板80进行定位。即，在用于实现第一绕组70与第二绕组71的绝缘的绝缘用的壁53，在上部以及下部(Z方向的一端侧以及另一端侧)设置贯通孔(缝隙)91，使金属板80在贯通孔(缝隙)91中通过，由此使间隙稳定。

如图5A～图5C所示，在绕组70、71的外周面固定有间隔件92。通过间隔件92如图3B以及图3C所示那样对金属板80进行定位。即，通过在绕组70、71的外周面设置间隔件92，消除金属板80的X方向的偏移，使间隙稳定。

如图5A～图5C所示，在绕组70、71的外周面以向径向外侧(X方向)延伸的方式固定有圆销93。在圆销93，如图3B以及图3C所示，贯通有金属板80。通过圆销93对金属板80进行定位。这样，在绕组70、71的外周面设置嵌入用圆销93，通过嵌入到金属板80的定位用的贯通孔而使间隙稳定。即，偏移防止用的圆销93贯通着金属板80，所以可防止金属板80的位置偏移。

接下来，对作用进行说明。

首先，使用图7A以及图7B对常模(差模)进行说明。

如图7A所示，通过第一绕组70以及第二绕组71的通电，有电流i1、i2流动。伴随于此，在芯60产生磁通φ1、φ2并且产生漏磁通φ3、φ4。在这里，如图7B所示，为了在抵抗所产生的漏磁通φ3、φ4的方向上产生磁通，在金属板80的内部，感应电流i10沿周向流动。

这样一来，在金属板80，为了在抵抗伴随着第一绕组70以及第二绕组71的通电而产生的漏磁通的方向上产生磁通，感应电流(涡电流)i10在内部沿周向流动。所谓感应电流沿周向流动，是以环绕芯60的方式流动。

在共模中，通过第一绕组70以及第二绕组71的通电，电流沿相同方向流动。伴随于此，在芯60产生相同朝向的磁通。这样一来，在共模电流通电时，在芯60内部产生磁通而几乎不产生漏磁通，所以公共阻抗(common impedance)能够保持。

接下来，对低通滤波电路36的频率特性进行说明。

在共模扼流圈34中不存在由导电体形成的金属板80的情况下，低通滤波电路36(详细地说是包含共模扼流圈34与X电容器35的LC谐振电路)的Q值升高。因此，变得难以降低接近低通滤波电路36的谐振频率的频率的常模噪声。

另一方面，在本实施方式中，在通过由共模扼流圈34产生的磁力线(漏磁通φ3、φ4)产生涡电流的位置设有由导电体形成的金属板80。由导电体形成的金属板80设置于漏磁通φ3、φ4贯通的位置，并构成为通过漏磁通φ3、φ4贯通而产生感应电流(涡电流)，所述感应电流使得消除该漏磁通φ3、φ4的方向的磁通产生。由此，由导电体形成的金属板80作为使低通滤波电路36的Q值下降的构件而起作用。因此，低通滤波电路36的Q值降低。由此，具有低通滤波电路36的谐振频率附近的频率的常模噪声也由低通滤波电路36降低。

如上所述，通过在共模扼流圈中采用由呈带状且无接头状的金属板80构成的金属屏蔽结构，作为共模扼流圈而在低通滤波电路中利用，降低共模噪声。另外，能够积极地活用相对于常模电流(差模电流)产生的漏磁通，得到兼具常模噪声(差模噪声)的降低的适当的滤波特性。即，通过使用呈带状且无接头状的金属板80，产生抵抗在常模电流(差模电流)通电时产生的漏磁通的磁通，通过电磁感应在金属板80流动电流，而作为热消耗。金属板80作为磁阻而工作，所以能够得到阻尼效果，能够抑制通过低通滤波电路而产生了的谐振峰。另外，在共模电流通电时，在芯内部产生磁通而几乎不产生漏磁通，所以公共阻抗能够保持。

另外，在由金属板80构成的屏蔽结构中，与绕组70、71之间的间隙(空隙)会影响到屏蔽特性(相位特性)，所以通过在壳体50设置一对突部90、贯通孔(缝隙)91、设置间隔件92、圆销93来使得空隙的间隔Ga1、Ga2保持为一定，而能够降低制造偏差。

根据上述实施方式，能够得到以下那样的效果。

(1)作为车载用电动压缩机11的构成，具备对电动马达19进行驱动的逆变装置30，逆变装置30具备逆变电路31和噪声降低部32，噪声降低部32具备：共模扼流圈34、和与共模扼流圈34一起构成低通滤波电路36的作为平滑电容器的X电容器35。共模扼流圈34具备：环状的树脂制的壳体50、收纳于壳体50的内部的环状的芯60、卷绕于壳体50的外表面的第一绕组70、卷绕于壳体50的外表面并且相对于第一绕组70分离且相对的第二绕组71、以及跨第一绕组70以及第二绕组71并且覆盖芯60以及壳体50的作为环状的导电体的金属板80。在金属板80中，在第一绕组70与第二绕组71之间相对的部位彼此分离，壳体50具备从外表面突出的一对突部90，金属板80由一对突部90夹持成从第一绕组70以及第二绕组71离开。

由此，形成跨共模扼流圈中的第一绕组70和第二绕组71并且覆盖芯60以及壳体50的金属板80，并且通过从壳体50的外表面突出的一对突部90使金属板80从第一绕组70以及第二绕组71离开。由此，能够使滤波电路的特性稳定化。

(2)壳体50具备以互相平行的方式直线地延伸的、供第一绕组70的至少一部分卷绕的第一直线部55和供第二绕组71的至少一部分卷绕的第二直线部56。由此，能够容易地配置作为由导电体形成的带板的金属板80，比较实用。

实施方式并不限定于上述，例如也可以如下那样具体化。

○除了铜板，金属板80也可以由铝板、黄铜板、不锈钢钢材的板等构成。另外，并不限定于铜等非磁性金属，也可以是磁性金属。在这里，在金属板80使用铁那样的磁性金属的情况下，伴随着感应电流流动，进一步产生磁通，所以有可能引起坏影响，因此优选为非磁性金属。

Claims (3)

1.一种车载用电动压缩机，具备：

压缩部，构成为对流体进行压缩；

电动马达，构成为对所述压缩部进行驱动；以及

逆变装置，构成为对所述电动马达进行驱动，

所述逆变装置具备：

逆变电路，构成为将直流电力变换为交流电力；和

噪声降低部，设置于所述逆变电路的输入侧，并且构成为，使输入到所述逆变电路之前的所述直流电力中所含的共模噪声以及常模噪声降低，

所述噪声降低部具备：

共模扼流圈；和

平滑电容器，与所述共模扼流圈一起构成低通滤波电路，

所述共模扼流圈具备：

环状的树脂制的壳体；

环状的芯，收纳于所述壳体的内部；

第一绕组，卷绕于所述壳体的外表面；

第二绕组，卷绕于所述壳体的外表面并且相对于所述第一绕组分离且相对；以及

环状的导电体，跨所述第一绕组以及所述第二绕组并覆盖所述芯以及所述壳体，

在所述导电体中，在所述第一绕组与所述第二绕组之间相对的部位彼此分离，

所述壳体具备从所述壳体的外表面突出的一对突部，

所述导电体由所述一对突部夹持成从所述第一绕组以及所述第二绕组离开。

2.根据权利要求1所述的车载用电动压缩机，

所述壳体具备互相平行地直线地延伸的、供所述第一绕组的至少一部分卷绕的第一直线部和供所述第二绕组的至少一部分卷绕的第二直线部。

3.根据权利要求1所述的车载用电动压缩机，

所述一对突部构成沿着所述导电体的一部分延伸的槽道，所述导电体的所述一部分***于所述槽道。