JP5130736B2 - 負荷駆動装置 - Google Patents

Description

この発明は、負荷駆動装置に関し、より特定的には、負荷駆動装置の電力供給を行なうための電力ケーブルの冷却技術に関する。

最近、環境に配慮した自動車としてハイブリッド自動車（Hybrid Vehicle）および電気自動車（Electric Vehicle）が大きく注目されており、ハイブリッド自動車は、既に実用化されている。

このハイブリッド自動車は、従来のエンジンに加え、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。すなわち、エンジンを駆動することにより動力源を得るとともに、直流電源からの直流電圧をインバータによって交流電圧に変換し、その変換された交流電圧によりモータを回転させることによって動力源を得るものである。また、電気自動車は、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。

したがって、これらの自動車では、二次電池等で構成された直流電源装置から、インバータ等の半導体電力変換装置を介して、車両駆動用の交流モータへ電力供給する電気システムが備えられている。当該電気システムにおいては、これらの装置間を電気的に接続して給電を行なうための電力ケーブルが配設されている。

この電力ケーブルには、車両駆動用の交流モータに高い出力を得ようとすれば、必然的に大きな電流が流れる。そのため、電力ケーブルの温度上昇を防ぐための冷却機構を考慮する必要が生じる。このような電力ケーブルの温度上昇を抑制するために、たとえば特開２００６−６６１３５号公報（特許文献１）には、大電流用途に好適な多心ケーブルが開示される。

これによれば、多心ケーブルは、複数心の導体と、これら導体を一括被覆する絶縁層とを有する。そして、当該絶縁層には、冷媒を流通するための冷媒流路が形成される。この冷媒流路は、例えば樹脂チューブの押出成形の要領で、成形ダイスの中央から圧縮空気により内圧をかけることで絶縁層の内部に形成された管状の空間によって構成される。

また、特開２００４−２２４１５６号公報（特許文献２）には、電力ケーブルと該電力ケーブルが挿通される保護パイプとの間に形成された隙間を、冷媒と流通させる冷却通路として利用した車両用電力ケーブルの保持構造が開示される。

さらに、特開平６−１０５４４３号公報（特許文献３）は、多相交流ケーブルを搬送管の外側に配設し、その搬送管内に冷却流体を流すことによって各交流ケーブルに発生する熱を冷やすようにした流体搬送装置を開示する。
特開２００６−６６１３５号公報 特開２００４−２２４１５６号公報 特開平６−１０５４４３号公報 特開平９−１２９０３６号公報

しかしながら、上記の特開２００６−６６１３５号公報（特許文献１）、特開２００４−２２４１５６号公報（特許文献２）および特開平６−１０５４４３号公報（特許文献３）に開示された技術では、冷媒流路に流通される冷媒の供給源については、なんら具体的な開示がなされていない。

また、自動車では、居住性や積載性（収納力）を確保するために、電気システムの配置が制約を受ける傾向にあり、電力ケーブルの冷却機構についても、より簡易な構成で実現することが要求される。

そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、簡易な構成で電力ケーブルの冷却機構を備えた負荷駆動装置を提供することである。

この発明によれば、負荷駆動装置は、電源と、電源から電力を受けて電気負荷を駆動する駆動装置と、電源、駆動装置および電気負荷の間で電力供給を行なうための電力ケーブルと、駆動装置との間で熱交換を行なうための冷媒と、冷媒を循環経路内に循環させるように構成された冷媒の循環機構とを備える。電力ケーブルは、循環経路において、駆動装置と直列に配設される。

上記の負荷駆動装置によれば、電力ケーブルの冷却に駆動装置の冷媒を用いたので、電力ケーブルの冷却機構を駆動装置の冷却機構と共通化することができ、負荷駆動装置における冷却系統の小型化および低コスト化が図られる。また、負荷駆動装置が搭載された車両においては、冷却機構の小型化により冷却系統が軽量化されるため、車両が軽量化され、車両の燃費が向上する。

好ましくは、駆動装置は、各々が、電源および電気負荷の間に設けられ、電源からの直流電力および電気負荷を駆動する交流電力の間で電力変換を行なう複数の電力変換器からなる。電力ケーブルは、各々が、電源または電気負荷と複数の電力変換器との間に接続される複数の電力線からなる。冷媒の循環機構は、複数の電力変換器をそれぞれ経由するように配設された複数の冷媒路を含む。複数の電力線のうちの相対的に発熱量が大きい電力線は、複数の電力変換器のうちの相対的に発熱量が小さい電力変換器を経由する冷媒路において、該電力変換器と直列に配設される。

上記の負荷駆動装置によれば、冷却装置の冷却能力を高める必要なく、複数の電力変換器および複数の電力線の冷却性能を確保することができる。

好ましくは、駆動装置は、各々が、電源および電気負荷の間に設けられ、電源からの直流電力および電気負荷を駆動する交流電力の間で電力変換を行なう複数の電力変換器からなる。電力ケーブルは、各々が、電源または電気負荷と複数の電力変換器との間に接続される複数の電力線からなる。冷媒の循環機構は、複数の電力変換器をそれぞれ経由するように配設された複数の冷媒路を含む。複数の電力線のうちの相対的に発熱量が小さい電力線は、複数の電力変換器のうちの相対的に発熱量が大きい電力変換器を経由する冷媒路において、該電力変換器と直列に配設される。

上記の負荷駆動装置によれば、冷却装置の冷却能力を高める必要なく、複数の電力変換器および複数の電力線の冷却性能を確保することができる。

好ましくは、複数の電力変換器は、電源からの直流電力を電圧変換するためのコンバータと、コンバータによって変換された直流電力および電気負荷を駆動する交流電力の間で電力変換を行なうためのインバータとを含む。

上記の負荷駆動装置によれば、冷却装置の冷却能力を高める必要なく、コンバータ、インバータおよびこれらに接続される電力線の冷却性能を確保することができる。

好ましくは、複数の電力変換器は、電源からの直流電力および第１の電気負荷を駆動する交流電力の間で電力変換を行なうための第１のインバータと、電源からの直流電力および第２の電気負荷を駆動する交流電力の間で電力変換を行なうための第２のインバータとを含む。

上記の負荷駆動装置によれば、冷却装置の冷却能力を高める必要なく、第１および第２のインバータおよびこれらに接続される電力線の冷却性能を確保することができる。

好ましくは、複数の電力変換器は、電源と第１および第２のインバータとの間に設けられ、直流電力の電圧変換を行なうコンバータをさらに含む。

上記の負荷駆動装置によれば、冷却装置の冷却能力を高める必要なく、第１および第２のインバータ、コンバータおよびこれらに接続される電力線の冷却性能を確保することができる。

好ましくは、循環経路は、冷媒を流通するための配管によって構成される。電力ケーブルは、配管の外周面に接するように配設される。

上記の負荷駆動装置によれば、電力ケーブルと冷媒との間の熱抵抗を下げることができるため、駆動装置の冷媒を用いて効率良く電力ケーブルを冷却することができる。

好ましくは、電力ケーブルは、配管に螺旋状に巻き付けられて配設される。
上記の負荷駆動装置によれば、電力ケーブルを高インダクタンス値で構成することができるため、電力ケーブルおよび駆動装置の熱的保護が図られる。また、電源の騒音および集電性の悪化を抑制することができる。

好ましくは、電気負荷は、交流モータである。駆動装置は、電源からの直流電力および交流モータを駆動する交流電力との間で電力変換を行なうインバータである。電力ケーブルは、インバータと交流モータとの間に接続される。

上記の負荷駆動装置によれば、交流モータまたはインバータに短絡故障が発生したときに、インバータおよび電力ケーブルを流れる短絡電流の変化率を小さくすることができる。その結果、インバータおよび電力ケーブルが熱破壊するのを防止することができる。

好ましくは、駆動装置は、電源からの直流電力の電圧変換を行なうためのコンバータである。電力ケーブルは、電源とコンバータとの間に接続される。

上記負荷駆動装置によれば、コンバータのスイッチング動作に伴ない電源を流れる直流電流に重畳されるリプル電流を低減できるため、電源の騒音および集電性の悪化を抑制することができる。

この発明によれば、電力ケーブルの冷却に駆動装置の冷媒を用いたので、電力ケーブルの冷却機構を駆動装置の冷却機構と共通化することができる。よって、簡易な構成で電力ケーブルの冷却機構を実現することができる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

［実施の形態１］
図１は、この発明に従う負荷駆動装置の搭載例として示されるハイブリッド自動車の全体構成を示す概略ブロック図である。

図１を参照して、ハイブリッド自動車５は、バッテリ１０と、ＰＣＵ（Power Control Unit）２０と、動力出力装置３０と、ディファレンシャルギア（ＤＧ：Differential Gear）４０と、前輪５０Ｌ，５０Ｒと、後輪６０Ｌ，６０Ｒと、フロントシート７０Ｌ，７０Ｒと、リアシート８０と、ラジエータ１００と、ウォータポンプ１１０と、冷媒路１１２，１１４とを備える。

バッテリ１０は、リアシート８０の後方部に配置される。そして、バッテリ１０は、ＰＣＵ２０に電気的に接続される。ＰＣＵ２０は、たとえば、フロントシート７０Ｌ，７０Ｒの下部領域、すなわちフロア下領域を利用して配置される。動力出力装置３０は、ダッシュボード９０よりも前側のエンジンルームに配置される。ＰＣＵ２０は、動力出力装置３０と電気的に接続される。動力出力装置３０は、ＤＧ４０と連結される。

直流電源であるバッテリ１０は、たとえば、ニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池から成り、直流電圧をＰＣＵ２０へ供給するとともに、ＰＣＵ２０からの直流電圧によって充電される。

ＰＣＵ２０は、冷媒路１１２，１１４を介してラジエータ１００に接続される。そして、ＰＣＵ２０は、バッテリ１０からの直流電圧を昇圧し、その昇圧した直流電圧を交流電圧に変換して動力出力装置３０に含まれるモータジェネレータを駆動制御する。また、ＰＣＵ２０は、動力出力装置３０に含まれるモータジェネレータが発電した交流電圧を直流電圧に変換してバッテリ１０を充電する。すなわち、ＰＣＵ２０は、バッテリ１０によって供給される直流電力と、モータを駆動制御する交流電力およびジェネレータによって発電される交流電力との間で電力変換を行なう「電力変換装置」として設けられている。

冷媒路１１２は、ウォータポンプ１１０によって循環される不凍液などの冷却水をＰＣＵ２０へ供給する。冷媒路１１４は、ＰＣＵ２０から排出された冷却水をラジエータ１００へ供給する。

ラジエータ１００は、冷媒路１１４から受けた冷却水を冷却して冷媒路１１２へ供給する。ウォータポンプ１１０は、冷媒路１１２，１１４を介してＰＣＵ２０とラジエータ１００との間で冷却水を循環する。これによりＰＣＵ２０は冷却される。

動力出力装置３０は、エンジンおよび／またはモータジェネレータによる動力をＤＧ４０を介して前輪５０Ｌ，５０Ｒに伝達して前輪５０Ｌ，５０Ｒを駆動する。また、動力出力装置３０は、前輪５０Ｌ，５０Ｒの回転力によって発電し、その発電した電力をＰＣＵ２０へ供給する。あるいは、モータおよびジェネレータの機能を併せ持つモータジェネレータを動力出力装置３０に設けることも可能である。

ＤＧ４０は、動力出力装置３０からの動力を前輪５０Ｌ，５０Ｒに伝達するとともに、前輪５０Ｌ，５０Ｒの回転力を動力出力装置３０へ伝達する。

図２は、図１に示すＰＣＵ２０の回路図である。
図２を参照して、ＰＣＵ２０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に対応して設けられるインバータ１４，１８と、インバータ１４，１８に共通して設けられる昇圧コンバータ１２と、コンデンサＣ１，Ｃ２とを含む。

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、回転電機であり、例えば、３相交流同期電動発電機からなる。モータジェネレータＭＧ１は、エンジン（図示せず）によって駆動される発電機として動作するものとしてハイブリッド自動車５に組み込まれ、モータジェネレータＭＧ２は、ハイブリッド自動車５の駆動輪５０Ｌ，５０Ｒを駆動する電動機としてハイブリッド自動車５に組み込まれる。

そして、モータジェネレータＭＧ１は、エンジンの出力を用いて３相交流電圧を発生し、その発生した３相交流電圧をインバータ１４へ出力する。また、モータジェネレータＭＧ１は、インバータ１４から受ける３相交流電圧によって駆動力を発生し、エンジンの始動を行なう。モータジェネレータＭＧ２は、インバータ１８から受ける３相交流電圧によって車両の駆動トルクを発生する。また、モータジェネレータＭＧ２は、車両の回生制動時、３相交流電圧を発生してインバータ１８へ出力する。

コンデンサＣ１は、バッテリ１０から電力ケーブルＰＬ１，ＳＬ１を介して供給された直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧を昇圧コンバータ１２へ供給する。昇圧コンバータ１２は、コンデンサＣ１から供給された直流電圧を昇圧してコンデンサＣ２へ供給する。

昇圧コンバータ１２は、リアクトルＬ１と、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）素子Ｑ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。

ＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２は、電源ラインとアースラインとの間に直列に接続される。ＩＧＢＴ素子Ｑ１は、コレクタが電源ラインに接続され、エミッタがＩＧＢＴ素子Ｑ２のコレクタに接続される。また、ＩＧＢＴ素子Ｑ２のエミッタはアースラインに接続される。また、ダイオードＤ１，Ｄ２は、各ＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２の逆並列ダイオードとして設けられる。

リアクトルＬ１は、一方端が電力ケーブルＰＬ１に接続され、他方端が各ＩＧＢＴ素子Ｑ１およびＱ２の接続ノードに接続される。コンデンサＣ２は、電源ラインとアースラインとの間に接続される。

インバータ１４は、モータジェネレータＭＧ１に対して昇圧コンバータ１２の出力する直流電圧を３相交流に変換して出力する。インバータ１４は、昇圧コンバータ１２から昇圧された電圧を受けてたとえばエンジンを始動させるためにモータジェネレータＭＧ１を駆動する。

また、インバータ１４は、エンジンのクランクシャフトから伝達される回転トルクによってモータジェネレータＭＧ１で発電された電力を昇圧コンバータ１２に戻す。このとき昇圧コンバータ１２は降圧回路として動作するように制御装置２２によって制御される。

インバータ１４は、Ｕ相アーム１５と、Ｖ相アーム１６と、Ｗ相アーム１７とを含む。Ｕ相アーム１５、Ｖ相アーム１６およびＷ相アーム１７は、昇圧コンバータ１２の出力ライン間に並列に接続される。

Ｕ相アーム１５は、直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４と、ＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４とそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ３，Ｄ４とを含む。ダイオードＤ３のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ３のコレクタと接続され、ダイオードＤ３のアノードはＩＧＢＴ素子
Ｑ３のエミッタと接続される。ダイオードＤ４のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ４のコレクタと接続され、ダイオードＤ４のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ４のエミッタと接続される。

Ｖ相アーム１６は、直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６と、ＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６とそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ５，Ｄ６とを含む。ダイオードＤ５のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ５のコレクタと接続され、ダイオードＤ５のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ５のエミッタと接続される。ダイオードＤ６のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ６のコレクタと接続され、ダイオードＤ６のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ６のエミッタと接続される。

Ｗ相アーム１７は、直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８と、ＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８とそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ７，Ｄ８とを含む。ダイオードＤ７のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ７のコレクタと接続され、ダイオードＤ７のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ７のエミッタと接続される。ダイオードＤ８のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ８のコレクタと接続され、ダイオードＤ８のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ８のエミッタと接続される。

各相アームの中間点は、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相の電力ケーブルＵＬ１，ＶＬ１，ＷＬ１を介してモータジェネレータＭＧ１の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、モータジェネレータＭＧ１は、３相の交流モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルは各々の一方端が中性点に共に接続されている。そして、Ｕ相コイルの他方端が、Ｕ相電力ケーブルＵＬ１を介してＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４の接続ノードに接続される。またＶ相コイルの他方端が、Ｖ相電力ケーブルＶＬ１を介してＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６の接続ノードに接続される。またＷ相コイルの他方端が、Ｖ相電力ケーブルＷＬ１を介してＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８の接続ノードに接続される。

インバータ１８は、昇圧コンバータ１２に対してインバータ１４と並列的に接続される。インバータ１８は、車輪を駆動するモータジェネレータＭＧ２に対して昇圧コンバータ１２の出力する直流電圧を３相交流に変換して出力する。また、インバータ１８は、回生制動に伴ない、モータジェネレータＭＧ２で発電された電力を昇圧コンバータ１２に戻す。このとき昇圧コンバータ１２は降圧回路として動作するように制御装置２２によって制御される。

インバータ１８の内部の構成は、図示しないがインバータ１４と同様であり、詳細な説明は繰返さない。なお、インバータ１８の各相アームの中間点は、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相の電力ケーブルＵＬ２，ＶＬ２，ＷＬ２を介してモータジェネレータＭＧ２の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、モータジェネレータＭＧ２は、３相の交流モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルは各々の一方端が中性点に共に接続されている。そして、Ｕ相コイルの他方端が、Ｕ相電力ケーブルＵＬ２を介してＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４の接続ノードに接続される。またＶ相コイルの他方端が、Ｖ相電力ケーブルＶＬ２を介してＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６の接続ノードに接続される。またＷ相コイルの他方端が、Ｖ相電力ケーブルＷＬ２を介してＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８の接続ノードに接続される。

制御装置２２は、外部に設けられた図示しないＥＣＵ（Electrical Control Unit）からモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２が要求される駆動トルクの目標値（以下、トルク指令値とも称する）およびモータ回転数を受け、バッテリ１０からの直流電圧を受け、昇圧コンバータ１２の昇圧後の電圧を受け、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のモータ電流を受ける。そして、制御装置２２は、昇圧後電圧、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値およびモータ電流に基づいて、インバータ１４がモータジェネレータＭＧ１を駆動するときにインバータ１４のＩＧＢＴ素子Ｑ３〜Ｑ８をスイッチング制御するための信号ＰＷＭＩ１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１をインバータ１４へ出力する。さらに、制御装置２２は、昇圧後電圧、モータジェネレータＭＧ２のトルク指令値およびモータ電流に基づいて、インバータ１８がモータジェネレータＭＧ２を駆動するときにインバータ１８のＩＧＢＴ素子Ｑ３〜Ｑ８をスイッチング制御するための信号ＰＷＭＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ２をインバータ１８へ出力する。

また、制御装置２２は、バッテリ１０からの直流電圧、昇圧後電圧、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令値ＴＲおよびモータ回転数に基づいて、昇圧コンバータ１２のＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２をスイッチング制御するための信号ＰＷＭＣを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する。

以上に述べたように、バッテリ１０と昇圧コンバータ１２との間は、電力ケーブルＰＬ１，ＳＬ１によって電気的に接続される。また、モータジェネレータＭＧ１とインバータ１４との間は、３相の電力ケーブルＵＬ１，ＶＬ１，ＷＬ１によって電気的に接続される。さらに、モータジェネレータＭＧ２とインバータ１８との間は、３相の電力ケーブルＵＬ２，ＶＬ２，ＷＬ２によって電気的に接続される。

これらの電力ケーブルには、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の要求出力に応じて比較的大電流が通過するため、電力ケーブルの温度上昇を防ぐための冷却機構を設ける必要が生じる。そこで、この発明による負荷駆動装置は、以下に述べるように、ＰＣＵ２０を冷却するための冷却水を用いて当該電力ケーブルを冷却する構成とする。

［冷却機構の説明］
図３は、図２に示したＰＣＵ２０および電力ケーブルの冷却機構を概念的に説明するためのブロック図である。

図３を参照して、インバータ１４の３相の電力ケーブルＵＬ１，ＶＬ１，ＷＬ１とラジエータ１００の第１のポートとの間に冷媒路１１２が設けられ、電力ケーブルＵＬ１，ＶＬ１，ＷＬ１とインバータ１４との間に冷媒路１１６が設けられる。そして、インバータ１４とラジエータ１００の第２のポートとの間に冷媒路１１４が設けられる。すなわち、電力ケーブルＵＬ１，ＶＬ１，ＷＬ１およびインバータ１４は、冷媒路１１２，１１６，１１４によって直列に接続される。

インバータ１８においても同様に、３相の電力ケーブルＵＬ２，ＶＬ２，ＷＬ２とラジエータ１００の第１のポートとの間に冷媒路１１２が設けられ、電力ケーブルＵＬ２，ＶＬ２，ＷＬ２とインバータ１８との間に冷媒路１１８が設けられる。そして、インバータ１８とラジエータ１００の第２のポートとの間に冷媒路１１４が設けられる。すなわち、電力ケーブルＵＬ２，ＶＬ２，ＷＬ２およびインバータ１８は、冷媒路１１２，１１８，１１４によって直列に接続される。

さらに昇圧コンバータ１２において、電力ケーブルＰＬ１，ＳＬ１とラジエータ１００の第１のポートとの間に冷媒路１１２が設けられ、電力ケーブルＰＬ１，ＳＬ１と昇圧コンバータ１２との間に冷媒路１２０が設けられる。そして、昇圧コンバータ１２とラジエータ１００の第２のポートとの間に冷媒路１１４が設けられる。すなわち、電力ケーブルＰＬ１，ＳＬ１および昇圧コンバータ１２は、冷媒路１１２，１２０，１１４によって直列に接続される。

ウォータポンプ１１０は、冷却水を循環させるためのポンプであって、図に示される矢印の方向に冷却水を循環させる。ラジエータ１００は、各電力ケーブル、ＰＣＵ２０（インバータ１４，インバータ１８および昇圧コンバータ１２）を循環してきた冷却水を冷却する。すなわち、このハイブリッド自動車５においては、ＰＣＵ２０および電力ケーブルが単一の冷却機構によって冷却される。

なお、上記においては、ラジエータ１００からみて上流側からウォータポンプ１１０、電力ケーブルおよびＰＣＵ２０の順に配置されるものとしたが、各々の配置順は、上記の順に限定されるものではない。しかしながら、ＰＣＵ２０の発熱量が電力ケーブルの発熱量よりも大きく、ＰＣＵ２０の下流側では、冷却水の温度が高くなる可能性があることを考慮して、図に示したように、電力ケーブルをＰＣＵ２０の上流側に配設することが好ましい。

以上のように、この発明によれば、電力ケーブルの冷却にＰＣＵ２０の冷却水を用いたので、電力ケーブルの冷却機構をＰＣＵ２０の冷却機構と共通化することができ、ハイブリッド自動車５における冷却系統の小型化および低コスト化が図られる。

さらには、冷却機構の小型化により冷却系統が軽量化されるため、ハイブリッド自動車５が軽量化され、車両の燃費が向上する。

図４は、図３に示した冷却機構が適用されるインバータ１４および３相の電力ケーブルＵＬ１，ＶＬ１，ＷＬ１の冷却構造を説明するための断面図である。

図４を参照して、放熱板２０４は、シリコングリス（図示せず）を介してヒートシンク２０６上に配置される。絶縁基板２００は、窒化アルミニウムと、当該窒化アルミニウムの一主面および一主面の反対面にそれぞれ設置されたアルミニウムとからなる。

そして、絶縁基板２００は、一主面の反対面に設置されたアルミニウムが半田２０２によって放熱板２０４に接着されることによって放熱板２０４に固着される。ＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４は、半田によって絶縁基板２００の一主面に設置されたアルミニウムに接着されることによって、絶縁基板２００に固着される。

Ｕ相電力ケーブルＵＬ１は、ＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４とモータジェネレータＭＧ１のＵ相コイル（図示せず）との間の電気的接続を確保するように配設される。

なお、ＩＧＢＴ素子Ｑ５〜Ｑ８およびダイオードＤ３〜Ｄ８も、ＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４と同じように図４に示す態様で基板（絶縁基板２００および放熱板２０４）に固着される。そして、Ｖ相電力ケーブルＶＬ１およびＷ相電力ケーブルＷＬ１も、Ｕ相電力ケーブルＵＬ１と同じように同図に示す態様でインバータ１４とモータジェネレータＭＧ１のＶ相コイルおよびＷ相コイルとの間にそれぞれ配設される。

ヒートシンク２０６は、複数の溝２０８を有する。冷媒路１１２，１１６によってインバータ１４へ供給された冷却水は、ヒートシンク２０６の複数の溝２０８を流れることによって放熱板２０４および絶縁基板２００を介してＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４を冷却する。

さらに、ヒートシンク２０６は、冷却水の流路における上流側に、ヒートシンク２０６に冷却水を導入するための配管２１０が結合され、当該流路における下流側に、ヒートシンク２０６から冷却水を導出するための配管２１２が結合される。すなわち、配管２１０は、図３における冷媒路１１２，１１６を構成し、配管２１２は、同図における冷媒路１１４を構成する。そして、冷却水は、図４に示される矢印の方向に流通する。

インバータ１４におけるＵ相電力ケーブルＵＬ１は、配管２１０と熱交換が可能なように配設される。具体的には、Ｕ相電力ケーブルＵＬ１は、配管２１０の外周面と接するように配設される。なお、図示は省略するが、Ｖ相電力ケーブルＶＬ１およびＷ相電力ケーブルＷＬ１も、Ｕ相電力ケーブルＵＬ１と同じように図４に示す態様で配設される。

図５は、図４のＡ−Ａ断面における断面図である。
図５を参照して、３相の電力ケーブルＵＬ１，ＶＬ１，ＷＬ１は、図示しないが、導電性の芯線にエナメル等の絶縁性の被覆が施された構成からなる。

３相の電力ケーブルＵＬ１，ＶＬ１，ＷＬ１は、配管２１０との間に伝熱経路が形成されるように、被覆の外周面が配管２１０の外周面に接触するように配置される。そして、電力ケーブルＵＬ１，ＶＬ１，ＷＬ１と配管２１０とは、互いの位置関係を固定するように被覆２２０によって一体的に覆われる。

図５に示した構成において、冷却水は、配管２１０の内周側を紙面垂直方向に向かって流通する。このとき、各電力ケーブルに発生した熱は、配管２１０を介して冷却水に放熱される。これにより、電力ケーブルＵＬ１，ＶＬ１，ＷＬ１が効率良く冷却される。そして、電力ケーブルを冷却した後の冷却水は、ヒートシンク２０６に導入されると、複数の溝２０８を流れることによってインバータ１４のＩＧＢＴ素子およびダイオードを冷却する。

なお、図４および図５に示したインバータ１４の３相の電力ケーブルの冷却機構は、この発明による基本的な電力ケーブルの冷却機構として、図２に示した各電力ケーブルに適用することができる。

［変形例］
図６は、この発明の実施の形態１の変形例に従うＰＣＵ２０および電力ケーブルの冷却機構の構成を説明する図である。

図６を参照して、絶縁基板２００上には、インバータ１４、インバータ１８および昇圧コンバータ１２が搭載されている。具体的には、インバータ１４，１８および昇圧コンバータ１２の各々を構成するＩＧＢＴ素子およびダイオードが、図４に示した態様で絶縁基板２００の一主面に固着されている。そして、絶縁基板２００の一主面の反対面には、同じく図４で示した態様で放熱板２０４およびヒートシンク２０６が配設されている。

ヒートシンク２０６は、冷却水がインバータ１４を経由するように設けられた流路２１４ａと、冷却水がインバータ１８を経由するように設けられた流路２１４ｂと、冷却水が昇圧コンバータ１２を経由するように設けられた流路２１４ｃとを有する。これらの流路２１４ａ〜２１４ｃは、ヒートシンク２０６の内部に設けられた複数の溝２０８によって実現されている。

そして、流路２１４ａの上流側には、流路２１４ａに冷却水を導入するための配管２１０ａが結合され、流路２１４ａの下流側には、流路２１４ａから冷却水を導出するための配管２１２ａが結合される。また、流路２１４ｂの上流側には、流路２１４ｂに冷却水を導入するための配管２１０ｂが結合され、流路２１４ｂの下流側には、流路２１４ｂから冷却水を導出するための配管２１２ｂが結合される。また、流路２１４ｃの上流側には、流路２１４ｃに冷却水を導入するための配管２１０ｃが結合され、流路２１４ｃの下流側には、流路２１４ｃから冷却水を導出するための配管２１２ｃが結合される。

なお、図示しないが、配管２１０ａ〜２１０ｃは、流路における上流側で合流されて冷媒路１１２を構成する。また、配管２１２ａ〜２１２ｃは、流路における下流側で合流されて冷媒路１１４を構成する。

このようなＰＣＵ２０の冷却機構において、インバータ１４，１８および昇圧コンバータ１２にそれぞれ接続される電力ケーブルＵＬ１，ＶＬ１，ＷＬ１、電力ケーブルＵＬ２，ＶＬ２，ＷＬ２、および電力ケーブルＰＬ１，ＳＬ１は、インバータ１４，１８および昇圧コンバータ１２の間で生じる発熱量の大小関係に応じて、放熱先となる配管が決定される。

詳細には、インバータ１４からモータジェネレータＭＧ１に供給される電流、インバータ１８からモータジェネレータＭＧ２に供給される電流、およびバッテリ１０から昇圧コンバータ１２に供給される電流は、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２に対する要求出力に応じて互いに独立に変化することから、インバータ１４，１８および昇圧コンバータ１２の間には発熱量に相対的な大小関係が生じる。

例えば本実施の形態では、モータジェネレータＭＧ１は主に発電用途に用いられ、モータジェネレータＭＧ２は主に車両駆動力発生用に用いられるため、インバータ１８の発熱量はインバータ１４の発熱量よりも大きくなる傾向がある。また、昇圧コンバータ１２の発熱量は、これらのインバータ１４，１８の発熱量よりも小さくなる傾向がある。すなわち、インバータ１４，１８および昇圧コンバータ１２の間には、インバータ１８の発熱量が最も大きくなり、かつ、昇圧コンバータ１２の発熱量が最も小さくなるという関係が成り立っている。

このようなインバータ１４，１８および昇圧コンバータ１２の間に生じる発熱量の大小関係は、各々に接続される電力ケーブルの発熱量にも反映される。すなわち、本実施の形態では、インバータ１８に接続される電力ケーブルＵＬ２，ＶＬ２，ＷＬ２の発熱量が最も大きくなり、かつ、昇圧コンバータ１２に接続される電力ケーブルＰＬ１，ＰＬ２の発熱量が最も小さくなるという関係が成立する。

したがって、上記図４に示したように、１つのインバータ（または昇圧コンバータ）とこれに接続される電力ケーブルとを共通の冷却水で冷却する構成とした場合には、インバータ１４，１８および昇圧コンバータ１２の間で冷却性能に差が生じる可能性がある。

例えば本実施の形態では、発熱量が最も大きいインバータ１８と、発熱量が最も大きい電力ケーブルＵＬ２，ＶＬ２，ＷＬ２との組合せが、残りの２つの組合せと比較して冷却性能が低くなる。なぜなら、電力ケーブルＵＬ２，ＶＬ２，ＷＬ２の発熱量が大きいため、当該電力ケーブルの下流側では冷却水の温度が高くなり、高温のインバータ１８を十分に冷却することが困難となるからである。

このような冷却性能の差をなくすためには、例えば、冷却水の流量をウォータポンプ１１０出力可能な最大流量に固定して冷却機構を駆動する方法が検討されるが、かかる方法は、発熱量が相対的に小さくなる残りの組合せに対しては冷却能力が過剰となり、冷却機構の消費電力を無駄に増大させる結果となる。

そこで、本変形例に係る冷却機構は、図６に示すように、発熱量が最も小さい電力ケーブルＰＬ１，ＳＬ１と、発熱量が最も大きいインバータ１８とを共通の冷却水を用いて冷却する構成とする。

具体的には、インバータ１８を経由する流路２１４ｂの上流側に結合される配管２１０ｂに対して、電力ケーブルＰＬ１，ＳＬ１が熱交換可能なように配設される。これにより、発熱量の小さい電力ケーブルＰＬ１，ＳＬ１と熱交換を行なった後の冷却水がインバータ１８に供給される。このとき電力ケーブルＰＬ１，ＳＬ１の下流側では冷却水の温度上昇が緩やかとなるため、高温となるインバータ１８に対しても冷却性能を確保することが可能となる。

さらに、本変形例に係る冷却機構は、発熱量が最も大きい電力ケーブルＵＬ２，ＶＬ２，ＷＬ２と、発熱量が最も小さい昇圧コンバータ１２とを共通の冷却水を用いて冷却するように構成される。

具体的には、昇圧コンバータ１２を経由する流路２１４ｃの上流側に結合される配管２１０ｃに対して、電力ケーブルＵＬ２，ＶＬ２，ＷＬ２が熱交換可能なように配設される。これにより、発熱量の大きい電力ケーブルＵＬ２，ＶＬ２，ＷＬ２と熱交換を行なった後の冷却水が昇圧コンバータ１２に供給される。このとき電力ケーブルＵＬ２，ＶＬ２，ＷＬ２の下流側では冷却水の温度が高くなるが、比較的低温となる昇圧コンバータ１２に対しては冷却性能が損なわれることがない。

なお、電力ケーブルＵＬ２，ＶＬ２，ＷＬ２については、当該電力ケーブルの発熱量と昇圧コンバータ１２の発熱量とを比較して、当該電力ケーブルの発熱量が大きいために昇圧コンバータ１２の冷却性能を確保することが困難であると判断される場合には、当該電力ケーブルを、流路２１４ｃの下流側に結合される配管２１４ｃと熱交換可能なように配設する構成とすればよい。これによれば、発熱量の小さい昇圧コンバータ１２と熱交換を行なった後の冷却水が電力ケーブルＵＬ２，ＶＬ２，ＷＬ２に供給される。このとき昇圧コンバータ１２の下流側では冷却水の温度上昇が緩やかとなるため、高温となる電力ケーブルＵＬ２，ＶＬ２，ＷＬ２に対しても冷却性能を確保することが可能となる。

［実施の形態２］
図７は、この発明の実施の形態２によるＰＣＵ２０および電力ケーブルの冷却機構における電力ケーブルの構造を説明するための図である。

図７を参照して、インバータ１４とモータジェネレータＭＧ１との間に接続されるＵ相電力ケーブルＵＬ１は、放熱先となる配管２１０に螺旋状に巻き付けられて配設される。具体的には、Ｕ相電力ケーブルＵＬ１は、導電性の芯線２３０にエナメル等の絶縁性の被覆２３２を施したものである。そして、Ｕ相電力ケーブルＵＬ１と配管２１０とは、被覆２２０によって一体的に被覆される。

なお、図示は省略するが、Ｖ相電力ケーブルＶＬ１およびＷ相電力ケーブルＷＬ１についても、Ｕ相電力ケーブルＵＬ１と同じように図７に示す態様で配設される。

このような構成とすることにより、３相の電力ケーブルＵＬ１，ＶＬ１，ＷＬ１は、先の実施の形態１と同様に、配管２１０を流れる冷却水との間で熱交換を行なうことによって冷却される。そして、電力ケーブルＵＬ１，ＶＬ１，ＷＬ１を冷却した後の冷却水は、ヒートシンク２０６（図４）に設けられた複数の溝２０８を流れることによってインバータ１４を冷却する。

さらに、この発明の実施の形態２によれば、３相の電力ケーブルＵＬ１，ＶＬ１，ＷＬ１は、上記図４で示したように電力ケーブルを配設した場合と比較して、インダクタンス値が大きくなる。なお、各電力ケーブルのインダクタンス値は、巻数の２乗に略比例した大きさとなる。

このように３相の電力ケーブルＵＬ１，ＶＬ１，ＷＬ１を高いインダクタンス値で構成したことによって、以下に述べるように、モータジェネレータＭＧ１またはインバータ１４に短絡故障が生じたときに当該電力ケーブルを過大な電流が通過するのを抑制することができる。

特に、ハイブリッド自動車５のエンジンルーム内の省スペース化の要請を受けて、ＰＣＵ２０と動力出力装置３０（モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２）とを近接配置した構成においては、３相の電力ケーブルは、配線長の短縮に伴なってインダクタンス値が小さくなる。本実施の形態によれば、このような構成においても、効率的に当該電力ケーブルのインダクタンス値を増やすことができる。

図８は、３相の電力ケーブルＵＬ１，ＶＬ１，ＷＬ１の接続部分を説明するための図である。

図８を参照して、３相の電力ケーブルＵＬ１，ＶＬ１，ＷＬ１は、図７で示した態様で配管２０１ａに巻き付けられて配設される。これにより、電力ケーブルＵＬ１，ＶＬ１，ＷＬ１は高いインダクタンス値で構成されている。

ここで、インバータ１４のＵ相アーム１５（例えばＩＧＢＴ素子Ｑ３）に短絡故障が発生したものとする。このとき、インバータ１４とモータジェネレータＭＧ１との間には、短絡相であるＵ相アーム１５を介した短絡経路が形成される。

具体的には、ＩＧＢＴ素子Ｑ３の短絡によって電源ラインとＵ相アーム１５の中間点とが導通すると、電源ライン〜Ｕ相アーム１５の中間点〜Ｕ相電力ケーブルＵＬ１〜モータジェネレータＭＧ１のＵ相コイルを経路として短絡電流が流れる。この短絡電流は、モータジェネレータＭＧ１の中性点において、Ｖ相コイル〜Ｖ相電力ケーブルＶＬ１〜Ｖ相アーム１６の中間点〜ダイオードＤ５〜電源ラインに至る経路と、Ｗ相コイル〜Ｗ相電力ケーブルＷＬ１〜Ｗ相アーム１７の中間点〜ダイオードＤ７〜電源ラインに至る経路とに分岐される。

このような短絡経路において、短絡電流をＩとし、モータジェネレータＭＧ１に誘起される電圧をＶとすると、短絡電流Ｉと電圧Ｖとは式（１）のように表わされる。

Ｖ＝ｒＩ＋Ｌ・ｄＩ／ｄｔ （１）
ただし、ｒは短絡経路の抵抗成分であり、Ｌは短絡経路のインダクタンス成分である。

式（１）を参照して、短絡電流Ｉは、インダクタンス成分Ｌのインダクタンス値が大きくなるほど、変化率ｄＩ／ｄｔが小さくなることが分かる。インダクタンス成分Ｌのインダクタンス値は、主に３相の電力ケーブルＵＬ１，ＶＬ１，ＷＬ１のインダクタンス値によって決まることから、当該電力ケーブルを高いインダクタンス値で構成することによって、短絡電流Ｉの変化率ｄＩ／ｄｔを小さくすることができる。

図９は、短絡電流Ｉと３相の電力ケーブルＵＬ１，ＶＬ１，ＷＬ１のインダクタンス値との関係を説明するための図である。

図９を参照して、縦軸は短絡電流Ｉを示し、横軸は時間を示す。時刻ｔ１において、インバータ１４に短絡故障が発生したものとする。

短絡電流Ｉは、時刻ｔ１以降において増加する。このときの短絡電流Ｉの変化率（増加率）ｄＩ／ｄｔは、３相の電力ケーブルＵＬ１，ＶＬ１，ＷＬ１のインダクタンス値に反比例した大きさとなる。

具体的には、３相の電力ケーブルＵＬ１，ＶＬ１，ＷＬ１の配線長が短く、インダクタンス値が小さい場合の変化率（図中のラインｋ２の傾きに相当）は、配線長が長く、インダクタンス値が大きい場合の変化率（図中のラインｋ１の傾きに相当）よりも大きくなる。そのため、ＰＣＵ２０と動力出力装置３０とを近接配置した構成では、エンジンルーム内の省スペース化が図られる反面、短絡電流Ｉが急激に増加することになる。これにより、短絡故障が発生した場合には、予め設定された過電流保護のための処理が実行される前に、ＰＣＵ２０および当該電力ケーブルが過熱されてしまう可能性がある。

しかしながら、配線長が短い場合においても、図７および図８に示す態様で電力ケーブルの巻数を多くすることによって、インダクタンス値を大きくでき、変化率ｄＩ／ｄｔを小さくすることができる。よって、短絡電流Ｉの急増による熱破壊からＰＣＵ３０および電力ケーブルを保護することが可能となる。

なお、本実施の形態では、インバータ１４とモータジェネレータＭＧ１とを接続する３相の電力ケーブルＵＬ１，ＶＬ１，ＷＬ１を配管２１０に巻き付けて配設する構成を説明したが、インバータ１８とモータジェネレータＭＧ２とを接続する３相の電力ケーブルＵＬ２，ＶＬ２，ＷＬ２についても、かかる構成を適用することが可能である。

［変形例］
図７に示した電力ケーブルの構造は、バッテリ１０と昇圧コンバータ１２とを接続する電力ケーブルＰＬ１，ＳＬ１にも適用することができる。この場合には、昇圧コンバータ１２のスイッチング動作に伴なってバッテリ１０を流れる電流に重畳する交流電流（以下、リプル電流とも称する）を低減することが可能となる。

図１０は、電力ケーブルＰＬ１，ＳＬ１の接続部分を説明するための図である。
図１０を参照して、電力ケーブルＰＬ１は、図７に示したのと同じ態様で配管２０１に巻き付けられて配設される。これにより、電力ケーブルＰＬ１はその巻数の２乗に比例した、高インダクタンス値で構成されている。

昇圧コンバータ１２は、上述したように、ＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２がスイッチング制御されることによって、直流電圧を昇圧または降圧させる。そして、ＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２がスイッチング制御されている場合、昇圧コンバータ１２のリアクトルＬ１を流れる電流には、リプル電流が発生する。このリプル電流がバッテリ１０に伝搬すると、リプル電流の影響によってバッテリ１０には膨張収縮作用が生じる。

詳細には、バッテリ１０は、セパレータを介して積層された電極板を有しているため、充電時には、電極板間に生じる電界により電極板間に引力を生じる。この引力により、バッテリ全体としては、電圧印加により収縮することになる。そして、印加電圧が無くなると、バッテリ１０は復帰（膨張）する。そのため、昇圧コンバータ１２からのリプル電流をバッテリ１０が受けると、バッテリ１０には時間的な変位、すなわち膨張収縮作用が生じる。その結果、この膨張収縮により空気振動が生じて、騒音が発生する。また、バッテリ１０の電極板が振動することにより、経年変化により電極板を形成する活物質の結着力が低下し、バッテリ１０の集電性が悪化する。

ここで、リアクトルＬ１を流れるリプル電流Ｉｒｐは、バッテリ１０に流れるリプル電流ＩｒｐｂとコンデンサＣ１に流れるリプル電流Ｉｒｐｃとの和になる。

Ｉｒｐ＝Ｉｒｐｂ＋Ｉｒｐｃ （２）
そして、バッテリ１０に流れるリプル電流Ｉｒｐｂのピークピーク値をΔＩｒｐｂとし、かつ、コンデンサＣ１に流れるリプル電流Ｉｒｐｃのピークピーク値をΔＩｒｐｃとすると、ΔＩｒｐｂとΔＩｒｐｃとの間には、次式の関係が成立する。

ΔＩｒｐｂ：ΔＩｒｐｃ＝１／Ｚｂ：１／Ｚｃ （３）
ただし、Ｚｂはバッテリ１０のインピーダンスであり、ＺｃはコンデンサＣ１のインピーダンスである。

式（３）から分かるように、バッテリ１０に流れるリプル電流のピークピーク値ΔＩｒｐｂは、バッテリ１０のインピーダンスＺｂに反比例した大きさとなり、インピーダンスＺｂが低くなるほど大きくなる。

バッテリ１０に流れるリプル電流Ｉｒｐｂを低減するためには、式（３）の関係から、バッテリ１０に並列に接続されたコンデンサＣ１のインピーダンスＺｃを下げる手段が有効であると思われる。しかしながら、この手段は、コンデンサＣ１を容量の大きい大型の素子で構成することが必要となり、ＰＣＵ２０の体格およびコストを増大させる不具合に繋がる。

そこで、本変形例による負荷駆動装置においては、図１０に示すように、バッテリ１０とコンデンサＣ１との間に接続された電力ケーブルＰＬ１を高インダクタンス値で構成することによって、バッテリ１０のインピーダンスＺｂを見かけ上大きくすることとする。

詳細には、昇圧コンバータ１２のリアクトルＬ１から見たバッテリ１０のインピーダンスは、本来のバッテリ１０のインピーダンスＺｂに対して、電力ケーブルＰＬ１，ＳＬ１のインダクタンス値を加算した値となる。本変形例では、電力ケーブルＰＬ１のインダクタンス値Ｌｓ２を大きくすることによって、バッテリ１０の見かけ上のインピーダンスが大きくなり、バッテリ１０に流れるリプル電流Ｉｒｐｂを低減することができる。その結果、リプル電流Ｉｒｐｂによるバッテリ１０の膨張収縮作用に起因して発生する振動騒音および集電性の悪化を抑制することができる。

また、上述したようなコンデンサＣ１のインピーダンスＺｃを下げる場合と比較して、ＰＣＵ２０の体格およびコストが増大するのを回避することができる。

なお、本変更例では、電力ケーブルＰＬ１のみを配管２１０に螺旋状に巻き付けて配設する構成としたが、電力ケーブルＳＬ１も同様に配管２１０に巻き付けて配設することによって、電力ケーブルＰＬ１，ＳＬ１のインダクタンス値をさらに大きくすることができる。

また、配管２１０を磁性体（鉄等）で構成すれば、電力ケーブルの透磁率が高くなるため、電力ケーブルのインダクタンス値をより一層大きくすることができる。

上述したように、この発明の実施の形態１および２では、ＰＣＵ２０は、ハイブリッド自動車に搭載されるとして説明したが、この発明においてＰＣＵ２０は、電気自動車または燃料電池自動車に搭載されてもよい。さらに、この発明の適用は、このような構成に限定されるものではなく、電源から電力を受けて自動車の他の電気負荷を駆動する負荷駆動装置において、この発明を共通に適用することが可能である。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明は、電力変換装置の電力供給を行なうための電力ケーブルを備えた負荷駆動装置に適用することができる。

この発明に従う負荷駆動装置の搭載例として示されるハイブリッド自動車の全体構成を示す概略ブロック図である。 図１に示すＰＣＵ２０の回路図である。 図２に示したＰＣＵ２０および電力ケーブルの冷却機構を概念的に説明するためのブロック図である。 図３に示した冷却機構が適用されるインバータ１４および３相の電力ケーブルＵＬ１，ＶＬ１，ＷＬ１の冷却構造を説明するための断面図である。 図４のＡ−Ａ断面における断面図である。 この発明の実施の形態１の変形例に従うＰＣＵ２０および電力ケーブルの冷却機構の構成を説明する図である。 この発明の実施の形態２によるＰＣＵ２０および電力ケーブルの冷却機構における電力ケーブルの構造を説明するための図である。 ３相の電力ケーブルＵＬ１，ＶＬ１，ＷＬ１の接続部分を説明するための図である。 短絡電流Ｉと３相の電力ケーブルＵＬ１，ＶＬ１，ＷＬ１のインダクタンス値との関係を説明するための図である。 電力ケーブルＰＬ１，ＳＬ１の接続部分を説明するための図である。

符号の説明

５ ハイブリッド自動車、１０ バッテリ、１２ 昇圧コンバータ、１４，１８ インバータ、１５ Ｕ相アーム、１６ Ｖ相アーム、１７ Ｗ相アーム、２２ 制御装置、３０ 動力出力装置、５０Ｌ，５０Ｒ 前輪、６０Ｌ，６０Ｒ 後輪、７０Ｌ，７０Ｒ フロントシート、８０ リアシート、９０ ダッシュボード、１００ ラジエータ、１１０ ウォータポンプ、１１２，１１４，１１６，１１８，１２０ 冷媒路、２００ 絶縁基板、２０２ 半田、２０４ 放熱板、２０６ ヒートシンク、２０８ 溝、２１０，２０１ａ〜２０１ｃ，２１２，２１２ａ〜２１２ｃ 配管、２１４ａ〜２１４ｃ 流路、２２０，２３２ 被覆、２３０ 芯線、Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ、Ｄ１〜Ｄ８ ダイオード、Ｌ１ リアクトル、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、ＰＬ１，ＳＬ１ 電力ケーブル、Ｑ１〜Ｑ８ ＩＧＢＴ素子、ＵＬ１，ＵＬ２ Ｕ相電力ケーブル、ＶＬ１，ＶＬ２ Ｖ相電力ケーブル、ＷＬ１，ＷＬ２ Ｗ相電力ケーブル。

Claims (9)

1. 電源と、
   前記電源から電力を受けて電気負荷を駆動する駆動装置と、
   前記電源、前記駆動装置および前記電気負荷の間で電力供給を行なうための電力ケーブルと、
   前記駆動装置との間で熱交換を行なうための冷媒と、
   前記冷媒を循環経路内に循環させるように構成された前記冷媒の循環機構とを備え、
   前記電力ケーブルは、前記循環経路と熱交換が可能に配設され、
   前記駆動装置は、各々が、前記電源および前記電気負荷の間に設けられ、前記電源からの直流電力および前記電気負荷を駆動する交流電力の間で電力変換を行なう複数の電力変換器からなり、
   前記電力ケーブルは、各々が、前記電源または前記電気負荷と前記複数の電力変換器との間に接続される複数の電力線からなり、
   前記冷媒の循環機構は、前記複数の電力変換器をそれぞれ経由するように配設された複数の冷媒路を含み、
   前記複数の電力線のうちの相対的に発熱量が大きい電力線は、前記複数の電力変換器のうちの相対的に発熱量が小さい電力変換器を経由する冷媒路と熱交換が可能に配設される、負荷駆動装置。
2. 電源と、
   前記電源から電力を受けて電気負荷を駆動する駆動装置と、
   前記電源、前記駆動装置および前記電気負荷の間で電力供給を行なうための電力ケーブルと、
   前記駆動装置との間で熱交換を行なうための冷媒と、
   前記冷媒を循環経路内に循環させるように構成された前記冷媒の循環機構とを備え、
   前記電力ケーブルは、前記循環経路と熱交換が可能に配設され、
   前記駆動装置は、各々が、前記電源および前記電気負荷の間に設けられ、前記電源からの直流電力および前記電気負荷を駆動する交流電力の間で電力変換を行なう複数の電力変換器からなり、
   前記電力ケーブルは、各々が、前記電源または前記電気負荷と前記複数の電力変換器との間に接続される複数の電力線からなり、
   前記冷媒の循環機構は、前記複数の電力変換器をそれぞれ経由するように配設された複数の冷媒路を含み、
   前記複数の電力線のうちの相対的に発熱量が小さい電力線は、前記複数の電力変換器のうちの相対的に発熱量が大きい電力変換器を経由する冷媒路と熱交換が可能に配設される、負荷駆動装置。
3. 前記複数の電力変換器は、
   前記電源からの直流電力を電圧変換するためのコンバータと、
   前記コンバータによって変換された前記直流電力および前記電気負荷を駆動する交流電力の間で電力変換を行なうためのインバータとを含む、請求項１または２に記載の負荷駆動装置。
4. 前記複数の電力変換器は、
   前記電源からの直流電力および第１の電気負荷を駆動する交流電力の間で電力変換を行なうための第１のインバータと、
   前記電源からの直流電力および第２の電気負荷を駆動する交流電力の間で電力変換を行なうための第２のインバータとを含む、請求項１または２に記載の負荷駆動装置。
5. 前記複数の電力変換器は、前記電源と前記第１および第２のインバータとの間に設けられ、前記直流電力の電圧変換を行なうコンバータをさらに含む、請求項４に記載の負荷駆動装置。
6. 前記循環経路は、前記冷媒を流通するための配管によって構成され、
   前記電力ケーブルは、前記配管の外周面に接するように配設される、請求項１または２に記載の負荷駆動装置。
7. 前記電力ケーブルは、前記配管に螺旋状に巻き付けられて配設される、請求項６に記載の負荷駆動装置。
8. 前記電気負荷は、交流モータであり、
   前記駆動装置は、前記電源からの直流電力および前記交流モータを駆動する交流電力との間で電力変換を行なうインバータであり、
   前記電力ケーブルは、前記インバータと前記交流モータとの間に接続される、請求項７に記載の負荷駆動装置。
9. 前記駆動装置は、前記電源からの直流電力の電圧変換を行なうためのコンバータであり、
   前記電力ケーブルは、前記電源と前記コンバータとの間に接続される、請求項７に記載の負荷駆動装置。

Images