JP6318657B2

JP6318657B2 - 電力制御装置

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Publication number: JP6318657B2
Application number: JP2014016960A
Authority: JP
Inventors: 成北澤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-01-31
Filing date: 2014-01-31
Publication date: 2018-05-09
Anticipated expiration: 2034-01-31
Also published as: RU2016130919A; EP3100345A1; BR112016017538A2; JP2015144522A; CN106416044B; BR112016017538B1; US20160347190A1; RU2651950C2; EP3100345B1; RU2016130919A3; CN106416044A; US10625609B2; WO2015114429A1

Description

本発明は、直流電力を交流電力に変換して電動機に供給する電力制御装置に関し、特に電力制御装置の構成部品を固定する構造に関する。

ハイブリッド自動車や電気自動車などの電気車両に搭載され、車載の直流電源からの直流電力を交流電力に変換して車両駆動用の電動機に供給する電力制御装置が知られている。電力制御装置は、直流電力の電圧を昇圧する昇圧器、昇圧された直流電力を交流電力に変換する電力変換器を含む。さらに、直流電力の電圧を降圧する降圧器を備える電力制御装置も知られている。昇圧器は、リアクトル、コンデンサおよびスイッチング素子を含む。昇圧器のリアクトルおよびコンデンサ、降圧器、ならびに電力変換器などは、これらを収める装置ケース等の共通の構造体に対して固定されて一体化している。

この装置ケースは、原動機を収める空間（いわゆるエンジン室）内に配置され、車両走行時に路面から、あるいは内燃機関からの振動により、装置ケースに収められたリアクトル、コンデンサ、およびこれらを接続するバスバーなどが振動する場合がある。また、電力変換器や昇圧器のスイッチング素子のスイッチ動作により生じるリプル電流によって変動磁界が発生し、この変動磁界によりリアクトル、コンデンサおよびバスバーなどが振動する場合がある。この振動が装置ケースに伝わり、騒音を発生する場合がある。下記特許文献１においては、リアクトル、コンデンサ、バスバーの振動方向を異ならせることにより、互いの共振を防止する技術が開示されている。

特開２００６−９４５８６号公報

電力制御装置の、昇圧器に用いられるリアクトルおよびコンデンサ、ならびに降圧器などは、体格が大きい、または重いため、しっかりと固定しないと、共振を生じやすい。これらの機器を確実に固定するためには、装置ケース等の構造体に対して固定する箇所を増やす、また構造体を強固にすればよいが、これは装置の大型化、部品点数の増加を招く可能性がある。

本発明は、電力制御装置において、装置ケースに対する機器の固定を確実にすることを目的とする。

本発明の車載された装置ケース内に固定された車両の電力制御装置は、リアクトルとコンデンサを含んで直流電力の電圧を昇圧する昇圧器と、直流電力の電圧を降圧する降圧器とを備える。リアクトルと降圧器は装置ケースに固定され、かつ積み重ねられ、コンデンサは、リアクトルまたは降圧器の、これらを積み重ねた方向に関して側方に配置されている。コンデンサと降圧器は、コンデンサの降圧器側端子と降圧器の端子とを電気的に接続するバスバーにより相互に固定される。

コンデンサは、２箇所の固定点で装置ケースに固定されるようにできる。このとき、バスバーは、２箇所の固定点を通る直線から積み重ね方向において離れた位置において、コンデンサを降圧器に対し固定するよう設けてよい。

コンデンサの、バスバーにより固定される位置は、前記積み重ね方向において、コンデンサの固定点からより遠い側の端とすることができる。

バスバーは、コンデンサの２箇所の固定点を通る直線の延びる方向に対して交差する方向に延びるように配置することができる。

さらに、この電力制御装置は、コンデンサのリアクトル側端子とリアクトルの端子を電気的に接続し、コンデンサとリアクトルを相互に固定するバスバーを更に有するものとでき、コンデンサのリアクトル側端子とリアクトルの端子を電気的に接続するバスバーは、コンデンサの２箇所の固定点を通る直線から前記積み重ね方向において離れた位置において、コンデンサをリアクトルに対し固定し、かつコンデンサの２箇所の固定点を通る直線の延びる方向に対して交差する方向に延びている。

降圧器とリアクトルは、仕切り壁の表裏に各々固定されるようにしてよい。

コンデンサの降圧器側端子と降圧器の端子は、それぞれ正極端子と負極端子を有するものとでき、コンデンサと降圧器を接続するバスバーは、正極端子同士を接続する第１バスバーと、負極端子同士を接続する第２バスバーを含むようにできる。

コンデンサは、絶縁部材を挟んで重ねてロール状に巻回された２枚の極板を含むコンデンサ素子を有し、コンデンサ素子の、極板の巻回の軸に平行な面が、降圧器およびリアクトルに面するように配置されてよい。

コンデンサは、絶縁部材を挟んで重ねてロール状に巻回された２枚の極板を含むコンデンサ素子を有し、コンデンサ素子の、極板の巻回の軸に平行な面が、降圧器およびリアクトルに面するように配置することができる。コンデンサ素子から、コンデンサの降圧器側端子およびリアクトル側端子に延びる配線を、極板の巻回の軸に対し斜めに配置することができる。

コンデンサは、絶縁部材を挟んで重ねてロール状に巻回された２枚の極板を含むコンデンサ素子と、降圧器とリアクトルの積み重ね方向における第１端と第２端にそれぞれ配置された２対の端子を有するようにできる。さらに、コンデンサは、コンデンサ素子の、極板の巻回の軸に沿う方向における第１端から、コンデンサの第１端と第２端に配置された対の端子のそれぞれの一方の端子に向けて延びる２本の第１配線と、コンデンサ素子の、巻回の軸に沿う方向における第２端から、コンデンサの第１端と第２端に配置された対の端子のそれぞれのもう一方の端子に向けて延びる２本の第２配線と、有するようにできる。そして、第１配線および第２配線を、降圧器およびリアクトルに面するように配置された面において、巻回の軸に対して斜めに配置することができる。

コンデンサと降圧器またはリアクトルとを相互に固定することで、これらの機器の振動を抑えることができる。

電力制御装置の概略構成を示す回路図である。昇圧器のリアクトルおよびコンデンサと降圧器の配置の一例を示す図である。コンデンサの概略構成の一例を示す一部破断の断面図である。コンデンサの概略構成の他の例を示す一部破断の断面図である。コンデンサの概略構成の更に他の例を示す一部破断の断面図である。コンデンサとリアクトルの接続態様を示す図である。コンデンサと降圧器の接続態様を示す図である。コンデンサとリアクトルの他の接続態様を示す図である。装置ケースの概略構成の一例を示す図である。昇圧器のリアクトルおよびコンデンサと降圧器の配置の他の例を示す図である。コンデンサの固定点を３箇所とした例を示す図である。

以下、本発明の実施形態を、図面に従って説明する。図１は、ハイブリッド自動車の電動駆動系１０の概略構成を示す回路図である。このハイブリッド自動車は、車両駆動用の原動機として２機の電動機１２，１４と不図示の内燃機関を備え、３機の原動機が協働して車両を駆動する。電動駆動系１０は、直流電源である駆動用バッテリ１６と、駆動用バッテリ１６からの直流電力を交流電力に変換して電動機１２，１４に供給する電力制御装置１８を有する。

電力制御装置１８は、直流電力の電圧を昇圧する昇圧器２０、昇圧された電力を交流電力に変換する電力変換器２２、および直流電力の電圧を降圧する降圧器としてのＤＣ／ＤＣコンバータ２４を備える。ＤＣ／ＤＣコンバータ２４により降圧された直流電力は、補機バッテリ２６を充電する。補機バッテリ２６は、車両の灯火器、電気機器等に電力を供給する。灯火器や車載の電気機器に供給される電圧は一般的に１２ボルトであり、補機バッテリ２６の端子電圧も、この１２ボルトである。この電圧は、駆動用バッテリ１６の端子電圧より小さく、駆動用バッテリ１６の電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ２４により降圧されて補機バッテリに供給される。

昇圧器２０は、直列接続された２個のスイッチング素子２８，３０と、スイッチング素子２８，３０に各々並列接続されるダイオード３２，３４と、リアクトル３８と、コンデンサ４０を含む。スイッチング素子２８，３０は、ＩＧＢＴ等のパワートランジスタを採用することができる。リアクトル３８の一端は駆動用バッテリ１６の正極端子に接続する正極線４２に接続され、他端は２個のスイッチング素子２８，３０の接続点３６に接続される。コンデンサ４０の一端は、正極線４２上の接続点４４に接続され、他端は駆動用バッテリ１６の負極端子に接続する負極線４６上の接続点４８に接続される。直列接続されたスイッチング素子２８，３０の一端は、電力変換器２２の正極母線５０に接続され、他端は、負極線４６および電力変換器２２の負極母線５２に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、正極線４２上の接続点５４、負極線４６上の接続点５６に接続される。

駆動用バッテリ１６からの直流電力は、昇圧器２０により昇圧されて、電力変換器２２に供給される。電力変換器２２は、２機の電動機１２，１４にそれぞれ対応して設けられたインバータを含み、昇圧された直流電力を三相交流電力に変換して電動機１２，１４に供給する。また、電動機１２，１４を発電機として機能させたときには、発電された交流電力は電力変換器により直流電力に変換され、駆動用バッテリ１６に蓄えられる。

図２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４と、昇圧器２０のリアクトル３８およびコンデンサ４０の具体的な配置を示す図である。リアクトル３８とＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、間に冷却器５８を挟むようにして積み重ねられ、冷却器５８に対して固定されている。リアクトル３８とＤＣ／ＤＣコンバータ２４が積み重ねられる方向は、図２において、上下方向である。冷却器５８は冷却器ケース６０を有し、その内部空間に冷却水の流路が形成されている。冷却器ケース６０の内部空間には供給管（不図示）から冷却液が供給され、冷却液は内部空間から排出管（不図示）を通して排出される。冷却液により冷却器ケース６０が冷やされ、これに接触しているリアクトル３８とＤＣ／ＤＣコンバータ２４が冷却される。冷却器ケース６０は、電力制御装置１８を収める装置ケース６２の一部の部品と一体に形成されてよい。また、冷却器ケース６０は、装置ケース６２とは別部品として形成されてもよい。

装置ケース６２は車載され、好適には、図示していない原動機室内の所定位置に固定される。原動機室は、車両の、原動機を収めるため空間であり、内燃機関を搭載する従来の車両においてエンジン室と呼ばれる空間に相当する。装置ケース６２は、車体のフレームに対して固定されてよい。装置ケース６２は、電力制御装置１８のいくつかの構成要素、例えば昇圧器２０やＤＣ／ＤＣコンバータ２４を収容する。収容された構成要素は、装置ケース６２に対して固定することができ、これにより、固定された構成要素相互の位置関係が規定される。装置ケース６２と一体となっている冷却器ケース６０も、装置ケース６２と共に、収容された構成要素相互の位置関係を規定する構造体として機能し、装置ケースの一部とみなすことができる。コンデンサ４０は、リアクトル３８とＤＣ／ＤＣコンバータ２４の側方、図２においては右側方に配置される。コンデンサ４０も、装置ケース６２に固定される。したがって、冷却器ケース６０を含み装置ケース６２は、リアクトル３８、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４、およびコンデンサ４０の相互位置関係を規定している。

コンデンサ４０について、図２および図３を用いて説明する。図３は、コンデンサ４０を図２中の左方向から視た図であり、コンデンサケース６４を破断して内部のコンデンサ素子６６等が見えるようにしている。コンデンサ素子６６は、絶縁部材を挟んだ２枚の極板がロール状に巻かれた構成を有し、この巻回の軸が図３において左右方向に延びるようにコンデンサケース６４内に収められている。この巻回の軸が延びる方向は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４とリアクトル３８が積み重ねられた方向に直交し、かつＤＣ／ＤＣコンバータ２４およびリアクトル３８とコンデンサ４０が対向する方向に直交する方向である。また、コンデンサ素子６６の、巻回の軸に平行な面が、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４およびリアクトル３８に面する。巻回の軸が他の向きになるように、コンデンサ素子６６をコンデンサケース６４内に収めてもよい。例えば、図４に示すように、巻回の軸が、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４およびリアクトル３８とコンデンサ４０が対向する方向に沿う方向となるようにコンデンサ素子６６’をコンデンサケース６４に収めてもよい。図４において、極板の巻回の軸は、紙面に直交する方向に延びる。

図３に戻る。図３に示すように、巻回の軸の方向において、コンデンサ素子６６の両側端から、コンデンサ素子６６の角を斜めに横切るように、第１端子台６８および第２端子台７０に向けて２本ずつ配線が延びている。コンデンサ素子６６の正極板から第１端子台６８に向けて第１正極配線７２が延び、その端が第１端子台６８上で第１正極端子７４を形成する。正極板からはまた、第２端子台７０に向けて第２正極配線７６が延び、その端が第２端子台７０上で第２正極端子７８を形成する。コンデンサ素子６６の負極板からは、第１端子台６８に向けて第１負極配線８０が延び、その端が第１端子台６８上で第１負極端子８２を形成する。負極板からはまた、第２端子台７０に向けて第２負極配線８４が延び、その端が第２端子台７０上で第２負極端子８６を形成する。４つの配線７２，７６，８０，８４は、コンデンサ素子６６の巻回の軸方向の両端側の、図３における上下方向の略中央部分から、上側の第１端子台６８または下側の第２端子台７０に向けて、巻回の軸に対して斜めに延びている。コンデンサ素子６６の巻回の軸が横向きとなるようにしたことで、４つの配線７２，７６，８０，８４を短くすることができる。配線は、長くなるが、図５に示すように配索してもよい。図５に示す４つの配線７２’，７６’，８０’，８４’は、図３に示す配線７２，７６，８０，８４にそれぞれ対応し、形状が異なるだけで機能は同様の機能を有する。４つの配線７２’，７６’，８０’，８４’は、極板の巻回の軸の方向に沿う部分と、これに直交する部分からなる。図５に示す配線に比べ、図３のように配索することで配線長を短くすることができる。

コンデンサ４０は、コンデンサケース６４の側面に一対の固定用突起８８を有する。固定用突起８８は、図３において、左右の側面にそれぞれ１個ずつ設けられている。これらの固定用突起８８が、装置ケース６２に設けられた受け台９０上に置かれ、固定用突起８８に設けられた穴を貫通するねじ付きボルト９２等の締結要素により固定される。受け台９０には、ねじ穴が設けられており、これとねじ付きボルト９２をねじ結合させて、コンデンサ４０が装置ケース６２に対して固定される。以降、固定用突起８８が受け台９０に受けられている位置を「固定点」と記す。この例では、コンデンサ４０は、装置ケース６２に対して直接固定される。

図２および図３に示されるように、固定用突起８８は、リアクトル３８とＤＣ／ＤＣコンバータ２４の積み重ね方向において、リアクトル３８側に寄って設けられている。コンデンサ４０が振動する場合、固定用突起８８付近は大きく動かず、固定用突起８８から遠い側、つまりＤＣ／ＤＣコンバータ２４側の端で振幅が大きくなる。また、周囲の構成要素のレイアウトの関係上、固定用突起を、積み重ね方向においてＤＣ／ＤＣコンバータに近い側に設けた場合、リアクトル側の端で振幅が大きくなる。これらの振動を抑制する手法については後述する。

図６は、コンデンサ４０とリアクトル３８を電気的に接続するための具体的な構成を示す図であり、図２を上方から見た状態を示す図である。この図６において、リアクトル３８として、コア９４とこれに巻回された巻線９６を示している。第１正極配線７２は、第１正極端子７４に延びる部分から分岐した分岐バスバー９８を含む。分岐バスバー９８は、コンデンサ４０から、例えば第１端子台６８の位置からリアクトル３８に向けて延びる平板状の配線である。この分岐バスバー９８とリアクトルの巻線９６の一端９６ａが溶接やロウ付けにより接続されている。また、第１正極端子７４は、図１に示す正極線４２に接続される。リアクトルの巻線の一端９６ａと正極線４２が第１正極端子７４に接続されたことにより、図１に示す接続点４４が形成される。巻線９６の他端９６ｂは、図６には示されていないが、二つのスイッチング素子２８，３０の接続点３６に接続される。第１負極端子８２は、負極線４６が接続され、これにより図１に示す接続点４８が形成される。

図７は、コンデンサ４０とＤＣ／ＤＣコンバータ２４を電気的に接続するための具体的構成を示す図であり、図２を下方から見た状態を示す図である。図２および図７を参照してコンデンサ４０とＤＣ／ＤＣコンバータ２４の接続について説明する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２４には、その図２において下面に、正極および負極の端子が設けられている。これらの端子を、コンバータ正極端子１００、コンバータ負極端子１０２と記す。コンバータ正極端子１００とコンデンサ側の第２正極端子７８には、正極バスバー１０４が橋渡されている。コンバータ２４の、コンバータ正極端子１００の位置、および第２端子台７０の第２正極端子７８の位置には、ねじ穴が形成されており、このねじ穴に、正極バスバーにあけられた孔を貫通するビス１０６，１０８等のねじ締結要素をねじ結合させ、正極バスバー１０４が固定されている。コンバータ負極端子１０２とコンデンサ側の第２負極端子８６には、負極バスバー１１０が橋渡されている。コンバータ２４の、コンバータ負極端子１０２の位置、および第２端子台７０の第２負極端子８６の位置には、ねじ穴が形成されており、このねじ穴に、負極バスバーにあけられた孔を貫通するビス１１２，１１４等のねじ締結要素をねじ結合させ、負極バスバー１１０が固定されている。正極および負極バスバー１０４，１１０を固定する締結要素は、ビスの他、六角ボルト、六角穴付きボルト等のねじ付きボルトを採用することができ、またスタッドボルトとナットの組み合わせを用いてもよい。コンバータ正極端子１００とコンデンサの第２正極端子７８が接続されることにより、図１中の接続点５４における接続が達成される。また、コンバータ負極端子１０２とコンデンサの第２負極端子８６が接続されることにより、図１中の接続点５６における接続が達成される。正極バスバー１０４は、コンデンサの第２正極端子７８とコンバータ正極端子１００の一方または双方に溶接により固定されてもよい。また、負極バスバー１１０は、コンデンサの第２負極端子８６とコンバータ負極端子１０２の一方または双方に溶接により固定されてもよい。

正極バスバー１０４および負極バスバー１１０は、平板形状の導体板、特に銅など金属板であり、その厚さは例えば１〜２ｍｍとすることができる。正極および負極バスバー１０４，１１０は剛体であり、コンデンサ４０の、固定用突起８８から遠い側の端部をＤＣ／ＤＣコンバータ２４に対して固定することができる。前述のように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は装置ケース６２に対して固定されているので、コンデンサ４０の、図２において下部は、正極バスバー１０４と負極バスバー１１０によって間接的に装置ケース６２に固定される。

前述のように、コンデンサ４０は、受け台９０によって２箇所の固定点で固定されている。これらの固定点だけによる固定の場合、これらの２点を通る直線まわりのコンデンサ４０の振れを十分に抑えることができない場合がある。振れの軸となるこの直線を以下、「揺動軸線」と記す。複数点においてコンデンサ４０を装置ケース６２に固定しても、これらの固定点が一つの直線上に、またはその近傍に存在する場合にも振れを十分に抑えることができない。

この実施形態においては、コンデンサ４０の上端部を受け台９０にて固定し、コンデンサ４０の上端部の反対側となるコンデンサ４０の下端部をＤＣ／ＤＣコンバータ２４と固定することができる。すなわち、正極バスバー１０４および負極バスバー１１０により、揺動軸線から離れた位置においてコンデンサ４０を固定することができ、コンデンサ４０の揺動軸線まわりの振れを抑制することができる。また、第１正極端子７４が配置されるコンデンサ４０の上端部を受け台９０で固定することができるため端子の位置精度を向上させることができる。正極バスバー１０４と負極バスバー１１０は、略直線形状とすることができ、そして、これらの延びる方向を揺動軸線と交差する方向、特に直交する方向とすることで、揺動軸線まわりの振動に対してバスバーの剛性を高くすることができ好適である。正極バスバー１０４および負極バスバー１１０の長手方向に直交する断面形状をＬ形、またはコの字形として剛性を高めるようにしてもよい。また、この実施形態においては、コンデンサ４０とＤＣ／ＤＣコンバータ２４を２本のバスバー１０４，１１０で接続したが、一方のみバスバーとし、他方を導線など可撓性の部材とし、一本のバスバーのみをコンデンサ４０の固定のために用いるようにしてもよい。

前述のように、リアクトルの巻線９６とコンデンサ側の分岐バスバー９８は溶接等により固定される。溶接する際には、巻線の端９６ａと分岐バスバー９８の位置が近いことが望まれ、このため、溶接位置に近い、コンデンサ４０の上部における位置精度が要求される。コンデンサ４０の装置ケース６２に対する固定箇所を、溶接位置に近い位置に設けることで、分岐バスバー９８を巻線の端９６ａの近くに精度良く位置させることが容易となる。このとき、コンデンサの下部において、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４に対して固定することは、揺動軸線と、揺動軸線上にない固定位置との距離を大きくすることができ、より振動抑制効果が発揮される。

図８は、リアクトルとコンデンサをバスバーで接続した例である。リアクトル１１６のコア９４および巻線９６は前述の実施形態と同様のものである。リアクトル１１６は、コア９４および巻線９６を収容し、また端子台として機能するリアクトルケース１１８を有する。リアクトルケース１１８のコンデンサ４０に近い部分には、平板形状の導体からなる端子が設けられている。これらの端子を以降、リアクトル端子１２０，１２２と記す。リアクトル端子１２０，１２２は、それぞれ巻線の端９６ａ，９６ｂに溶接等により接続される。コンデンサ４０においては、正極板から第１端子台６８に延びる第１正極配線１２４の構成が前述の実施形態の第１正極配線７２と異なる。第１正極配線１２４の端子台６８上に延びる部分の構成は前述のものと変わりなく、その先端は第１正極端子７４を構成する。一方、端子台６８上に延びる部分から分岐する分岐バスバー１２６の構成が前述の分岐バスバー９８と異なる。分岐バスバー１２６は、平板金属板を折り曲げて形成される。折り曲げられてリアクトル端子１２０に延び、これと共にビス１２８等のねじ締結要素によりリアクトルケース１１８に固定される。リアクトルケース１１８には、ねじ穴が設けられており、ここに、分岐バスバー１２６の孔を貫通するビス１２８がねじ結合されて、リアクトル端子１２０および分岐バスバー１２６が固定される。分岐バスバー１２６を固定する締結要素は、ビスの他、六角ボルト、六角穴付きボルト等のねじ付きボルトを採用することができ、またスタッドボルトとナットの組み合わせを用いてもよい。また、溶接により分岐バスバー１２６をリアクトル端子１２０に固定してもよい。分岐バスバー１２６は、平板導体板、特に金属板である。また、分岐バスバー１２６の断面形状は、Ｌ字形やコの字形とすることもできる。分岐バスバー１２６に十分な剛性を与えることにより、コンデンサ４０をリアクトル１１６に対して固定することができる。コンデンサ４０を固定するバスバーを、第１正極配線１２４を分岐した構成とせず、第１正極端子７４とリアクトル端子１２０の間を橋渡しする独立したバスバーを採用することもできる。分岐バスバー１２６、または独立したバスバーにより、コンデンサ４０は、リアクトル１１６を介して間接的に装置ケース６２に固定される。

コンデンサの、リアクトルに対する固定は、ＤＣ／ＤＣコンバータに対する固定と共に実施されてよく、またリアクトルに対する固定のみ実施されてもよい。周囲の装置のレイアウトの関係から受け台９０が、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４に近い位置（図２において下方）にしか設けられないときには、コンデンサをリアクトル側にて固定することが有利となる場合がある。リアクトル側で固定することで、下方に位置する揺動軸線と、この固定位置とを離すことができ、振れ止めの効果が大きくなる。

図９は、装置ケース１３０の構成例を示す図であり、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４とリアクトル３８の積み重ね方向から見た状態を示している。装置ケース１３０は、積み重ね方向において内部を仕切る仕切り壁１３２を有している。仕切り壁１３２の一部が冷却器ケース６０となるようにできる。仕切り壁１３２の表裏にそれぞれリアクトル３８およびＤＣ／ＤＣコンバータ２４が配置、固定される。仕切り壁１３２には、コンデンサ４０を貫通させるための開口１３４が設けられている。コンデンサ４０は、その一部が、仕切り壁１３２で仕切られたリアクトル３８側の空間に位置し、他の一部が仕切り壁１３２で仕切られたＤＣ／ＤＣコンバータ２４側の空間に位置する。仕切り壁１３２は、開口１３４が形成されていることにより剛性が低下する。加えて、仕切り壁１３２には重量物であるリアクトル３８が固定されていることにより、共振周波数が低下し、共振が発生する場合がある。この仕切り壁１３２の共振の抑制について、以下説明する。

図１０および図１１は、装置ケースに対するコンデンサの固定に関する他の態様を示す図である。コンデンサ１３６は、前述のコンデンサ４０に対して固定点が増加して３箇所となっている。固定点の数は、３箇所より多くてもよい。他の構成はコンデンサ４０と同様であり、説明は省略する。コンデンサ１３６は、コンデンサ４０と同様の２個の固定用突起８８に加えて、第３の固定用突起１３８を有する。以降、前述の２個の固定用突起８８は、第１および第２の固定用突起８８と記す。第３の固定用突起１３８は、リアクトル３８またはＤＣ／ＤＣコンバータ２４に面する側とは反対側の側面、つまり装置ケース１３０の側壁面に対向する側面に設けられている。この第３の固定用突起１３８に対応するように、装置ケース１３０に受け台１４０が設けられている。第３の固定用突起１３８は、受け台１４０の上に置かれ、固定用突起１３８に設けられた穴を貫通するねじ付ボルト１４２等の締結要素により固定される。受け台１４０には、ねじ穴が設けられており、これとねじ付ボルト１４２をねじ結合させる。固定用突起１３８が受け台１４０に受けられている点が第３の固定点となる。第３の固定点は、第１および第２の固定用突起８８に係る２箇所の固定点を通る直線から離れた位置にある。

コンデンサ１３６とＤＣ／ＤＣコンバータ２４の間には、バスバー１０４，１１０が橋渡されてこれらを結合している。これにより、仕切り壁の開口１３４の対辺同士がコンデンサ１３６を介して結合される。コンデンサ１３６は、同一の直線上にない３箇所の固定点により支持され、２箇所の固定点により支持される場合よりも振動が抑えられる。この結果、コンデンサ１３６とＤＣ／ＤＣコンバータ２４を、バスバー１０４，１１０によって結合することで、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４が固定されている仕切り壁１３２の振動を抑えることができる。

また、図８に示すのと同様に、分岐バスバー１２６によりリアクトル３８とコンデンサ１３６を結合する構成とした場合にも、開口１３４の対辺同士がコンデンサ１３６を介して結合される。この場合にも、振動が抑えられたコンデンサ１３６により、リアクトル３８が固定されている仕切り壁１３２の振動を抑えることができる。バスバー１０４，１１０による結合と、分岐バスバー１２６による結合のいずれか一方を採用してよく、また両方を同時に採用してもよい。

１８電力制御装置、２０昇圧器、２４ＤＣ／ＤＣコンバータ（降圧器）、３８リアクトル、４０コンデンサ、６０冷却器ケース、６２装置ケース、８８固定用突起（固定点）、９０受け台（固定点）、１０４第１バスバー、１１０第２バスバー、１１６リアクトル、１２６分岐バスバー、１３０装置ケース、１３２仕切り壁、１３４開口、１３６コンデンサ、１３８第３の固定用突起（固定点）１４０第３の受け台（固定点）。

Claims

車両駆動用の電動機に直流電力を交流電力に変換して供給し、車載された装置ケース内に固定された車両の電力制御装置であって、
リアクトルおよびコンデンサを含み、直流電力の電圧を昇圧する昇圧器と、
直流電力の電圧を降圧する降圧器と、
を備え、
リアクトルと降圧器は装置ケースに固定され、かつ積み重ねられ、コンデンサは、リアクトルまたは降圧器の、これらを積み重ねた方向である積み重ね方向に関して側方に配置され、
コンデンサと降圧器は、コンデンサの降圧器側端子と降圧器の端子を電気的に接続するバスバーにより相互に固定され、
コンデンサは、２箇所の固定点で装置ケースに固定され、
コンデンサの降圧器側端子と降圧器の端子を電気的に接続するバスバーは、コンデンサの２箇所の固定点を通る直線から前記積み重ね方向において離れた位置において、コンデンサを降圧器に対し固定し、
コンデンサの降圧器側端子と降圧器の端子を電気的に接続するバスバーは、直線形状の平板導体板であり、コンデンサの２箇所の固定点を通る直線の延びる方向に対して交差する方向に延びている、
車両の電力制御装置。
請求項１に記載の車両の電力制御装置であって、コンデンサの降圧器側端子と降圧器の端子を電気的に接続するバスバーによってコンデンサが固定される位置は、前記積み重ね方向において、コンデンサの固定点からより遠い側の端である、車両の電力制御装置。
請求項１または２に記載の車両の電力制御装置であって、さらに、コンデンサのリアクトル側端子とリアクトルの端子を電気的に接続し、コンデンサとリアクトルを相互に固定するバスバーを有し、リアクトルの端子はリアクトルケースに設けられ、コンデンサのリアクトル側端子とリアクトルの端子を電気的に接続するバスバーは、コンデンサの２箇所の固定点を通る直線から前記積み重ね方向において離れた位置において、コンデンサをリアクトルに対し固定し、かつコンデンサの２箇所の固定点を通る直線の延びる方向に対して交差する方向に延びている、車両の電力制御装置。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両の電力制御装置であって、コンデンサの降圧器側端子と降圧器の端子は、それぞれ正極端子と負極端子を有し、コンデンサの降圧器側端子と降圧器の端子を電気的に接続するバスバーは、正極端子同士を電気的に接続する第１バスバーと、負極端子同士を電気的に接続する第２バスバーとを含む、車両の電力制御装置。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両の電力制御装置であって、
コンデンサは、絶縁部材を挟んで重ねてロール状に巻回された２枚の極板を含むコンデンサ素子を有し、コンデンサ素子の、極板の巻回の軸に平行な面が、降圧器およびリアクトルに面するように配置され、
コンデンサ素子から、コンデンサの降圧器側端子およびリアクトル側端子に延びる配線が、極板の巻回の軸に対し斜めに配置されている、
車両の電力制御装置。