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公開番号2025036642
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-14
出願番号2024230469,2021081282
出願日2024-12-26,2021-05-12
発明の名称電力変換装置
出願人株式会社SOKEN,株式会社デンソー
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H02M 7/48 20070101AFI20250306BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】電力変換装置から外部に流出するノイズを低減できる電力変換装置を提供する。
【解決手段】電力変換装置10は、組電池20、インバータ30、回転電機40、制御装置70、電池ケース100及び共通ケース110を備えている。組電池20は、電池ケース100内に収容され、インバータ30及び回転電機40は、共通ケース110内に収容されている。組電池20の中間端子Bと、回転電機40の中性点Oとは、接続経路60を含む中性点配線により接続されている。制御装置70は、中性点配線を介して組電池20と回転電機40の巻線41U～41Wとの間に電流を流すべく、インバータ30のスイッチング制御を行う。接続経路60は、共通ケース110内に収容されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
上，下アームスイッチ（ＱＵＨ～ＱＹＬ）の直列接続体を有し、該直列接続体が第１蓄電部（２１）及び第２蓄電部（２２）の直列接続体に並列接続されるインバータ（３０）と、
前記インバータに電気的に接続された巻線（４１Ｕ～４１Ｙ）を有する回転電機（４０）と、
前記第１蓄電部の負極側及び前記第２蓄電部の正極側と、前記巻線の中性点とを電気的に接続する中性点配線（６０，８０Ｍ，６０Ｍ，８１Ｍ，６０Ｉ）と、
前記インバータ、前記巻線及び前記中性点配線を介して前記第１蓄電部と前記第２蓄電部との間に電流が流れるように、前記上，下アームスイッチのスイッチング制御を行う制御部（７０）と、
少なくとも前記インバータを収容するとともにシールド機能を有するケース（１２０，１３０，１５０）と、を備え、
前記中性点配線の少なくとも一部は、前記ケース内に収容されており、
前記ケースとして、
前記インバータを収容する第１ケース（１２０，１５０）と、
前記第１ケースから離間して配置され、前記回転電機を収容する第２ケース（１３０）と、が備えられ、
前記中性点配線のうち、前記第２ケース内に収容された部分（６０Ｍ）と、前記第１ケース内に収容された部分（６０Ｉ）との間の部分である中性点ケース間配線（８１Ｍ）を覆うとともに、前記第２ケースと前記第１ケースとを電気的に接続するシールド線（９１）を備える、電力変換装置（１０）。
続きを表示（約 3,600 文字）【請求項２】
各相において、前記上，下アームスイッチの接続点と、前記巻線のうち前記中性点側とは反対側の端部とを電気的に接続する動力用配線を備え、
前記シールド線は、前記動力用配線のうち、前記第２ケース内に収容された部分と、前記第１ケース内に収容された部分との間の部分（８１Ｕ～８１Ｗ）を、前記中性点ケース間配線とともに覆っている、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記中性点配線上に設けられた中性点スイッチ（６１）を備え、
前記制御部は、前記スイッチング制御を行う場合に前記中性点スイッチをオンに切り替え、
前記第１ケース（１５０）は、底板部（１５１）と、該底板部の周縁部に設けられた壁部（１５２）と、を有しており、
前記中性点配線が前記壁部に設けられた端子（ＴＭ）を介して前記第１ケース内に引き込まれており、
前記中性点スイッチは、前記壁部の内側面のうち前記端子付近に設けられている、請求項１又は２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
上，下アームスイッチ（ＱＵＨ～ＱＹＬ）の直列接続体を有し、該直列接続体が第１蓄電部（２１）及び第２蓄電部（２２）の直列接続体に並列接続されるインバータ（３０）と、
前記インバータに電気的に接続された巻線（４１Ｕ～４１Ｙ）を有する回転電機（４０）と、
前記第１蓄電部の負極側及び前記第２蓄電部の正極側と、前記巻線の中性点とを電気的に接続する中性点配線（６０，８０Ｍ，６０Ｍ，８１Ｍ，６０Ｉ）と、
前記インバータ、前記巻線及び前記中性点配線を介して前記第１蓄電部と前記第２蓄電部との間に電流が流れるように、前記上，下アームスイッチのスイッチング制御を行う制御部（７０）と、
少なくとも前記インバータを収容するとともにシールド機能を有するケース（１００，１１０）と、を備え、
前記中性点配線の少なくとも一部は、前記ケース内に収容されており、
前記ケースとして、
前記インバータを収容する第１ケース（１１０）と、
前記第１ケースから離間して配置され、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部を収容する第２ケース（１００）と、が備えられ、
前記中性点配線のうち、前記第２ケース内に収容された部分と、前記第１ケース内に収容された部分（６０）との間の部分である電池側ケース間配線（８０Ｍ）を覆うとともに、前記第１ケースと前記第２ケースとを電気的に接続するシールド線（９０）を備える、電力変換装置（１０）。
【請求項５】
前記シールド線は、前記電池側ケース間配線とともに、前記第１蓄電部の正極側と前記上アームスイッチの高電位側端子とを電気的に接続する配線のうち前記第１ケース及び前記第２ケースに収容されていない部分（８０Ｈ）と、前記第２蓄電部の負極側と前記下アームスイッチの低電位側端子とを電気的に接続する配線のうち前記第１ケース及び前記第２ケースに収容されていない部分（８０Ｌ）とを覆っている、請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項６】
上，下アームスイッチ（ＱＵＨ～ＱＹＬ）の直列接続体を有し、該直列接続体が第１蓄電部（２１）及び第２蓄電部（２２）の直列接続体に並列接続されるインバータ（３０）と、
前記インバータに電気的に接続された巻線（４１Ｕ～４１Ｙ）を有する回転電機（４０）と、
前記第１蓄電部の負極側及び前記第２蓄電部の正極側と、前記巻線の中性点とを電気的に接続する中性点配線（６０，８０Ｍ，６０Ｍ，８１Ｍ，６０Ｉ）と、
前記インバータ、前記巻線及び前記中性点配線を介して前記第１蓄電部と前記第２蓄電部との間に電流が流れるように、前記上，下アームスイッチのスイッチング制御を行う制御部（７０）と、
前記インバータ、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部を収容するとともにシールド機能を有するケース（１５０）と、を備え、
前記中性点配線の少なくとも一部は、前記ケース内に収容されている、電力変換装置（１０）。
【請求項７】
上，下アームスイッチ（ＱＵＨ～ＱＹＬ）の直列接続体を有し、該直列接続体が第１蓄電部（２１）及び第２蓄電部（２２）の直列接続体に並列接続されるインバータ（３０）と、
前記インバータに電気的に接続された巻線（４１Ｕ～４１Ｙ）を有する回転電機（４０）と、
前記第１蓄電部の負極側及び前記第２蓄電部の正極側と、前記巻線の中性点とを電気的に接続する中性点配線（６０Ｍ，８１Ｍ，６０Ｉ）と、
前記インバータ、前記巻線及び前記中性点配線を介して前記第１蓄電部と前記第２蓄電部との間に電流が流れるように、前記上，下アームスイッチのスイッチング制御を行う制御部（７０）と、
前記インバータ、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部を収容するケース（１５０）と、を備え、
前記ケースは、非金属材料により形成されており、
前記第１蓄電部の正極側と前記上アームスイッチの高電位側端子とを電気的に接続する高電位側配線と、前記第２蓄電部の負極側と前記下アームスイッチの低電位側端子とを電気的に接続する低電位側配線と、前記中性点配線の少なくとも一部とは、前記ケース内に収容されており、
前記ケース内において、前記高電位側配線、前記低電位側配線及び前記中性点配線を覆っているシールド線を備える、電力変換装置（１０）。
【請求項８】
上，下アームスイッチ（ＱＵＨ～ＱＹＬ）の直列接続体を有し、該直列接続体が第１蓄電部（２１）及び第２蓄電部（２２）の直列接続体に並列接続されるインバータ（３０）と、
前記インバータに電気的に接続された巻線（４１Ｕ～４１Ｙ）を有する回転電機（４０）と、
前記第１蓄電部の負極側及び前記第２蓄電部の正極側と、前記巻線の中性点とを電気的に接続する中性点配線（６０，８０Ｍ，６０Ｍ，８１Ｍ，６０Ｉ）と、
前記インバータ、前記巻線及び前記中性点配線を介して前記第１蓄電部と前記第２蓄電部との間に電流が流れるように、前記上，下アームスイッチのスイッチング制御を行う制御部（７０）と、
前記インバータ及び前記回転電機を収容するとともにシールド機能を有するケース（１１０，１４０）と、を備え、
前記中性点配線の少なくとも一部は、前記ケース内に収容されており、
前記中性点に第１端が電気的に接続されるとともに、前記ケースに収容されたバイパス配線（６３）と、
前記ケース（１１０）内に設けられる第１コンデンサ（３２Ａ）及び第２コンデンサ（３２Ｂ）と、を備え、
前記ケース内において、前記上アームスイッチの高電位側端子側及び前記下アームスイッチの低電位側端子側それぞれと前記バイパス配線の第２端とが電気的に接続されており、
前記中性点配線のうち、中間部分から前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部側が前記ケース外に配置されている、電力変換装置（１０）。
【請求項９】
前記バイパス配線に設けられた第３コンデンサ（３５）を備える、請求項８記載の電力変換装置。
【請求項１０】
上，下アームスイッチ（ＱＵＨ～ＱＹＬ）の直列接続体を有し、該直列接続体が第１蓄電部（２１）及び第２蓄電部（２２）の直列接続体に並列接続されるインバータ（３０）と、
前記インバータに電気的に接続された巻線（４１Ｕ～４１Ｙ）を有する回転電機（４０）と、
前記第１蓄電部の負極側及び前記第２蓄電部の正極側と、前記巻線の中性点とを電気的に接続する中性点配線（６０，８０Ｍ，６０Ｍ，８１Ｍ，６０Ｉ）と、
前記インバータ、前記巻線及び前記中性点配線を介して前記第１蓄電部と前記第２蓄電部との間に電流が流れるように、前記上，下アームスイッチのスイッチング制御を行う制御部（７０）と、
少なくとも前記インバータを収容するとともにシールド機能を有するケース（１００，１１０，１２０，１３０，１４０，１５０）と、を備え、
前記中性点配線の少なくとも一部は、前記ケース内に収容されており、
前記ケース内に設けられる第１コンデンサ（３２Ａ）及び第２コンデンサ（３２Ｂ）を備え、
前記ケース内において、前記上アームスイッチの高電位側端子側と前記中性点配線とが前記第１コンデンサにより電気的に接続されており、
前記ケース内において、前記下アームスイッチの低電位側端子側と前記中性点配線とが前記第２コンデンサにより電気的に接続されている、電力変換装置（１０）。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、インバータと、インバータに電気的に接続された巻線を有する回転電機とを備える電力変換装置が知られている。回転電機を駆動させるために、インバータを構成する上，下アームスイッチのスイッチング制御が行われる。このスイッチング制御が行われることにより、ノイズが発生する。
【０００３】
特許文献１には、回転電機を収容するモータケースの上側にインバータを収容するインバータケースが配置され、インバータケースとモータケースとが一対の防振部材により接続された電力変換装置が記載されている。モータケース、防振部材及びインバータケースの経路のインピーダンスが、モータケース及びボディグランドの経路のインピーダンスよりも小さくなるように防振部材が構成されている。これにより、インバータ側から回転電機側へと伝搬するノイズを、モータケース及び防振部材を介してインバータケース側に多く還流させることができ、ボディグランドに流出するノイズを低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１５－２６１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電力変換装置としては、第１蓄電部及び第２蓄電部の直列接続体に上，下アームスイッチが並列接続されるとともに、第１蓄電部の負極側及び第２蓄電部の正極側と、巻線の中性点とを電気的に接続する中性点配線を備えるものもある。この電力変換装置では、インバータ、巻線及び中性点配線を介して第１蓄電部と第２蓄電部との間に電流が流れるように、上，下アームスイッチのスイッチング制御が行われる。このスイッチング制御が行われることによっても、ノイズが発生する。
【０００６】
本発明は、第１蓄電部の負極側及び第２蓄電部の正極側と、巻線の中性点とを電気的に接続する中性点配線を備える電力変換装置であって、電力変換装置から外部に流出するノイズを低減できる電力変換装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上，下アームスイッチの直列接続体を有し、該直列接続体が第１蓄電部及び第２蓄電部の直列接続体に並列接続されるインバータと、
前記インバータに電気的に接続された巻線を有する回転電機と、
前記第１蓄電部の負極側及び前記第２蓄電部の正極側と、前記巻線の中性点とを電気的に接続する中性点配線と、
前記インバータ、前記巻線及び前記中性点配線を介して前記第１蓄電部と前記第２蓄電部との間に電流が流れるように、前記上，下アームスイッチのスイッチング制御を行う制御部と、
少なくとも前記インバータを収容するとともにシールド機能を有するケースと、を備え、
前記中性点配線の少なくとも一部は、前記ケース内に収容されている。
【０００８】
本発明では、中性点配線の少なくとも一部を収容するケースがシールド機能を有していることにより、中性点配線を介して電力変換装置の外部に放射されるノイズを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
第１実施形態に係る電力変換装置の構成図。
第２実施形態に係る電力変換装置の構成図。
第３実施形態に係る電力変換装置の構成図。
第４実施形態に係る電力変換装置の構成図。
第５実施形態に係る電力変換装置の構成図。
第６実施形態に係る電力変換装置の構成図。
第７実施形態に係る電力変換装置の構成図。
その他の実施形態に係る電力変換装置の構成図。
その他の実施形態に係る電力変換装置の構成図。
その他の実施形態に係る電力変換装置の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係る電力変換装置を具体化した各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。電力変換装置は、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載されている。なお、各実施形態において、同一の構成又は対応する構成については、便宜上、同一の符号を付している。
（【００１１】以降は省略されています）

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