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JP2010061954A - Power cable for vehicle, and vehicle drive device - Google Patents

Power cable for vehicle, and vehicle drive device Download PDF

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JP2010061954A
JP2010061954A JP2008225770A JP2008225770A JP2010061954A JP 2010061954 A JP2010061954 A JP 2010061954A JP 2008225770 A JP2008225770 A JP 2008225770A JP 2008225770 A JP2008225770 A JP 2008225770A JP 2010061954 A JP2010061954 A JP 2010061954A
Authority
JP
Japan
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cable
power
shield layer
vehicle
motor
Prior art date
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Pending
Application number
JP2008225770A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsunari Matsumoto
克成 松本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Abstract

【課題】シールド層による電磁波ノイズ遮蔽効果を維持しつつ、インバータ側およびモータ側のいずれの構成についても大型化させることを抑制した車両用電力ケーブルを提供する。
【解決手段】車体4に設置されたインバータ14によって直流電力から変換された交流電力を、車体4に設置されたモータ16に給電するためにインバータ14とモータ16とを電気的に接続するケーブル24u,24v,24wと、ケーブルの長手方向に沿って延設されてケーブル周囲を覆うとともに両端部において車体4に対して接地されている導電性のシールド層32とを含む車両用電力ケーブル10であって、シールド層32は前記長手方向の途中で分断され、この分断部36におけるシールド層分断両端部36a,36bがインピーダンス手段38を介して連結されている。
【選択図】図2
The present invention provides a vehicular power cable that suppresses an increase in the size of both an inverter side and a motor side while maintaining an electromagnetic wave noise shielding effect by a shield layer.
A cable 24u for electrically connecting an inverter 14 and a motor 16 to supply AC power converted from DC power by an inverter 14 installed in the vehicle body 4 to a motor 16 installed in the vehicle body 4. , 24v, 24w, and a conductive shield layer 32 that extends along the longitudinal direction of the cable, covers the periphery of the cable, and is grounded to the vehicle body 4 at both ends. The shield layer 32 is divided in the middle of the longitudinal direction, and the shield layer divided both ends 36 a and 36 b in the divided portion 36 are connected via the impedance means 38.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、車両用電力ケーブルおよびこれを用いた車両用駆動装置に係り、特に、ケーブルから放射される電磁波を遮蔽するシールド層を有する車両用電力ケーブルおよびこれを用いた車両用駆動装置に関する。   The present invention relates to a vehicle power cable and a vehicle drive device using the same, and more particularly to a vehicle power cable having a shield layer that shields electromagnetic waves radiated from the cable and a vehicle drive device using the same.

従来より、交流モータを走行用動力源として有する電動車両が知られている。このような電動車両では、一般に、バッテリから供給される直流電力をインバータで交流電力に変換した後に交流モータへ入力し、これにより交流モータを回転駆動して走行用動力を得るようになっている。   Conventionally, an electric vehicle having an AC motor as a driving power source is known. In such an electric vehicle, generally, DC power supplied from a battery is converted into AC power by an inverter and then input to an AC motor, whereby the AC motor is rotationally driven to obtain driving power. .

上記電動車両に適用可能な技術として、特許文献1には、高周波の電位変動が車体に伝播するのを抑制する車両用パワー・エレクトロニクス・システムが開示されている。この車両用パワー・エレクトロニクス・システムは、インバータで直流から交流に変換された電力は、3本のシールド線によりモータに給電される。インバータおよびモータは、金属製の筐体によりそれぞれ個別に格納され、各筐体は接地線を介して車体にそれぞれ接地されている。各シールド線は、各筐体に設けられた貫通孔を、絶縁材で筐体から電気的に絶縁された状態で貫通する。シールド線の芯線の両端部は、インバータおよびモータの各相端子に接続されている。筐体内に導入されたシールド線の端部のシールド層は、高周波伝達抑制手段としての高周波リアクトルを介して、インバータを格納する筐体に電気的に接続されている。この構成によれば、インバータのスイッチングにより芯線に生じる高周波は、シールド層に高周波の電位変動を誘引するが、高周波リアクトルで吸収されため、接地線を通じて車体に伝播するのを抑制できる、と記載されている。   As a technique applicable to the electric vehicle, Patent Document 1 discloses a vehicle power electronics system that suppresses propagation of high-frequency potential fluctuations to a vehicle body. In this vehicle power electronics system, electric power converted from direct current to alternating current by an inverter is supplied to a motor through three shield wires. The inverter and the motor are individually stored in metal casings, and each casing is grounded to the vehicle body via a ground wire. Each shield wire passes through a through hole provided in each housing in a state where it is electrically insulated from the housing by an insulating material. Both ends of the core wire of the shield wire are connected to each phase terminal of the inverter and the motor. The shield layer at the end of the shield wire introduced into the housing is electrically connected to the housing for storing the inverter via a high frequency reactor as high frequency transmission suppressing means. According to this configuration, the high frequency generated in the core wire due to switching of the inverter induces a high-frequency potential fluctuation in the shield layer, but is absorbed by the high-frequency reactor, so that it can be suppressed from propagating to the vehicle body through the ground wire. ing.

特開2006−80215号公報JP 2006-80215 A

しかしながら、上記特許文献1の車両用パワー・エレクトロニクス・システムでは、シールド層の端部を、シールド層とは別途に設けた高周波リアクトルを介して金属製筐体に接続する構成を採るために、システムのインバータ回路側の構成が大型化する可能性がある。特に、電動車両のうち、モータに加えてエンジンを走行用または発電モータ用の動力源として備えるハイブリッド車両においては、エンジンおよびモータを車両に搭載するために許容される設置スペースがより狭いものになるため、上記のような高周波リアクトルの配置によるインバータ回路側の構成の大型化は望ましくない。   However, in the vehicle power electronics system of Patent Document 1 described above, the system is employed to connect the end of the shield layer to a metal casing via a high frequency reactor provided separately from the shield layer. There is a possibility that the configuration on the inverter circuit side will be enlarged. In particular, in an electric vehicle, a hybrid vehicle including an engine as a power source for driving or a generator motor in addition to a motor has a smaller installation space allowed for mounting the engine and the motor on the vehicle. For this reason, it is not desirable to increase the size of the configuration on the inverter circuit side by arranging the high frequency reactor as described above.

本発明の目的は、シールド層による電磁波ノイズ遮蔽効果を維持しつつ、インバータ側およびモータ側のいずれの構成についても大型化させることを抑制した車両用電力ケーブル、およびこれを用いた車両用駆動装置を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a vehicular power cable that suppresses an increase in the size of both the inverter side and the motor side while maintaining the electromagnetic wave noise shielding effect by the shield layer, and a vehicular drive device using the same Is to provide.

本発明に係る車両用電力ケーブルは、車体に設置された電圧変換装置によって直流電力から変換された交流電力を、車体に設置されたモータに給電するために電圧変換装置とモータとを電気的に接続するケーブルと、該ケーブルの長手方向に沿って延設されてケーブル周囲を覆うとともに両端部において車体に対して接地されている導電性のシールド層とを含む車両用電力ケーブルであって、前記シールド層は前記長手方向の途中で分断され、この分断部におけるシールド層分断両端部がインピーダンス手段を介して連結されていることを特徴とする。   The vehicle power cable according to the present invention electrically connects the voltage converter and the motor to supply the AC power converted from the DC power by the voltage converter installed in the vehicle body to the motor installed in the vehicle body. A power cable for a vehicle including a cable to be connected and a conductive shield layer that extends along the longitudinal direction of the cable and covers the periphery of the cable and is grounded to the vehicle body at both ends, The shield layer is divided in the middle of the longitudinal direction, and both end portions of the shield layer in the divided portion are connected through impedance means.

本発明に係る車両用電力ケーブルにおいて、前記シールド層の分断部における分断両端部は、前記ケーブルの放射方向に関して重なって配置された重なり部を有し、前記インピーダンス手段が前記分断両端部の重なり部間に挿入されてもよい。
ここで、「インピーダンス手段」は、無限大の電気的抵抗またはインピーダンスを有する絶縁部材も含むものとする。
In the vehicular power cable according to the present invention, both divided end portions of the shield layer dividing portion have overlapping portions arranged to overlap each other in the radial direction of the cable, and the impedance means overlaps the dividing end portions. It may be inserted in between.
Here, the “impedance means” includes an insulating member having an infinite electric resistance or impedance.

また、本発明に係る車両用電力ケーブルにおいて、前記インピーダンス手段は電気導線を巻回してなるコイルで構成され、前記コイルがシールド層の分断両端部間を連結してもよい。   Further, in the vehicle power cable according to the present invention, the impedance means may be constituted by a coil formed by winding an electric conducting wire, and the coil may connect between both divided ends of the shield layer.

また、本発明に係る車両用電力ケーブルにおいて、前記ケーブルは前記交流電力の相数に対応した本数を有し、前記シールド層は全相数分のケーブルを包括して覆っていてもよい。   Further, in the vehicle power cable according to the present invention, the cables may have a number corresponding to the number of phases of the AC power, and the shield layer may cover the cables for all the phases.

さらに、本発明に係る車両用駆動装置は、上記本発明に係るいずれかの車両用電力ケーブルと、この車両用ケーブルによって電気的に接続される電力変換装置および走行用モータと、前記電力変換装置に直流電力を供給する蓄電装置とを備える。   Furthermore, a vehicle drive device according to the present invention includes any one of the vehicle power cables according to the present invention, a power conversion device and a travel motor that are electrically connected by the vehicle cable, and the power conversion device. And a power storage device for supplying DC power to the battery.

本発明に係る車両用電力ケーブルおよび車両用駆動装置によれば、ケーブルの周囲を長手方向の沿って覆うシールド層が前記長手方向の途中で分断され、この分断部におけるシールド層分断両端部がインピーダンス手段を介して連結されていることにより、高周波リアクトル等のインピーダンス部材をシールドケーブルとは別個にインバータ側やモータ側に設けた場合における構成の大型化を抑制することができる。   According to the vehicle power cable and the vehicle drive device according to the present invention, the shield layer covering the periphery of the cable along the longitudinal direction is divided in the middle of the longitudinal direction, and both ends of the shield layer division in the divided portion are impedances. By being connected via the means, it is possible to suppress an increase in size when an impedance member such as a high frequency reactor is provided on the inverter side or the motor side separately from the shielded cable.

また、シールド層の分断部における分断両端部が前記ケーブルの放射方向に関して重なって配置される構成とすることで、ケーブルから放射される高周波の電磁波ノイズに対するシールド効果を劣化させることはない。   Moreover, the shielding effect with respect to the high frequency electromagnetic wave noise radiated | emitted from a cable is not deteriorated by setting it as the structure by which the both ends of a division | segmentation in the division part of a shield layer overlap and are arrange | positioned regarding the radiation | emission direction of the said cable.

以下に、本発明に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。この説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等にあわせて適宜変更することができる。   Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In this description, specific shapes, materials, numerical values, directions, and the like are examples for facilitating the understanding of the present invention, and can be appropriately changed according to the application, purpose, specification, and the like.

図1は、本発明の一実施形態である車両用電力ケーブル10を用いた車両用駆動装置1の概略構成を示す。車両用駆動装置1は、蓄電装置としてのバッテリ12と、電圧変換装置としてのインバータ14と、走行用動力出力源としてのモータ16と、インバータ14とモータ16とを電気的に接続する車両用電力ケーブル(以下、単に「電力ケーブル」という)10とを含む。   FIG. 1 shows a schematic configuration of a vehicle drive device 1 using a vehicle power cable 10 according to an embodiment of the present invention. The vehicle drive device 1 includes a battery 12 as a power storage device, an inverter 14 as a voltage conversion device, a motor 16 as a driving power output source, and vehicle power that electrically connects the inverter 14 and the motor 16. Cable (hereinafter simply referred to as “power cable”) 10.

車両用駆動装置1は、モータ16のみを走行用動力源として有する電気自動車に適用されてもよいし、あるいは、ガソリンや軽油等を燃料として走行用または発電モータ用の動力を出力するエンジンをモータ16と共に有するハイブリッド車に適用されてもよい。   The vehicle drive device 1 may be applied to an electric vehicle having only the motor 16 as a driving power source, or a motor that outputs power for driving or a generator motor using gasoline or light oil as a fuel. It may be applied to a hybrid vehicle having 16 together.

バッテリ12は、電力を充放電可能なリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池等で構成される。ただし、化学反応を伴わずに充放電可能なキャパシタなどで蓄電装置が構成されてもよい。   The battery 12 includes a lithium ion secondary battery or a nickel hydride secondary battery that can charge and discharge electric power. However, the power storage device may be configured by a capacitor that can be charged and discharged without a chemical reaction.

バッテリ12は、正極母線18および負極母線20を介してインバータ14に電気的に接続されている。正極母線18と負極母線20間には、平滑コンデンサ22が電気的に接続されている。これにより、バッテリ12から出力される直流電力は、平滑コンデンサ22を介してインバータ14に供給されるようになっている。   The battery 12 is electrically connected to the inverter 14 via the positive electrode bus 18 and the negative electrode bus 20. A smoothing capacitor 22 is electrically connected between the positive electrode bus 18 and the negative electrode bus 20. As a result, the DC power output from the battery 12 is supplied to the inverter 14 via the smoothing capacitor 22.

インバータ14は、バッテリ12から供給される直流電力を交流電力に変換する機能を有しており、周知のように複数のスイッチング素子(例えばIGBT等)を含んで構成されている。インバータ14では、図示しない制御部からスイッチング信号を受けて上記スイッチング素子がオン・オフ制御されることにより、直流・交流変換機能を果たすようになっている。   The inverter 14 has a function of converting DC power supplied from the battery 12 into AC power, and includes a plurality of switching elements (for example, IGBTs) as is well known. In the inverter 14, a switching signal is received from a control unit (not shown) and the switching element is controlled to be turned on / off, thereby performing a DC / AC conversion function.

モータ16には、永久磁石型の三相交流モータが好適に用いられる。電力ケーブル10は、U相、V相、W相の各相用の3本のケーブル24u,24v,24wを含んでおり、各ケーブル24u,24v,24wの両端部がインバータ14およびモータ16の両方の各相端子にそれぞれ接続されている。これにより、インバータ14から出力された交流電圧が電力ケーブル10を介してモータ16に印加または入力されるようになっている。   A permanent magnet type three-phase AC motor is preferably used for the motor 16. The power cable 10 includes three cables 24u, 24v, 24w for each phase of U phase, V phase, and W phase, and both ends of each cable 24u, 24v, 24w are both the inverter 14 and the motor 16. Are connected to each phase terminal. Thereby, the alternating voltage output from the inverter 14 is applied or input to the motor 16 via the power cable 10.

図2は、電力ケーブル10を長手方向に沿って切断した断面を示すが、各ケーブル24u,24v,24wは側面視状態で示されている。各ケーブル24u,24v,24wは、その中心を貫いて延在する例えば銅線からなる芯線26と、芯線26の周囲を被覆する例えば樹脂製の絶縁層28と、ケーブル両端部において芯線26にそれぞれ接続されインバータ14の各出力端子部およびモータ16の入力端子部にねじ止めや差し込み式等の方法によって取り付けられる金属製の取付部30とを含む。取付部30およびその近傍は、図示しない金属製のコネクタケースで覆われることでシールドされている。   FIG. 2 shows a cross section of the power cable 10 cut along the longitudinal direction, and the cables 24u, 24v, and 24w are shown in a side view. Each cable 24u, 24v, 24w has a core wire 26 made of, for example, copper wire extending through the center thereof, an insulating layer 28 made of, for example, resin covering the periphery of the core wire 26, and a core wire 26 at both ends of the cable. And a metal attachment portion 30 which is connected to each output terminal portion of the inverter 14 and the input terminal portion of the motor 16 by a method such as screwing or insertion. The attachment portion 30 and the vicinity thereof are shielded by being covered with a metal connector case (not shown).

また、電力ケーブル10は、前記長手方向に沿って延設されて3本のケーブル24u,24v,24wの周囲を包括的に覆っている導電性のシールド層32を含む。図2においてシールド層32は、クロスハッチングによって図示されている。シールド層32は、例えばアルミ線を編んで形成される網組や、シート状金属層で構成される。さらに、電力ケーブル10において、シールド層32の外周には、例えば樹脂製の保護部材34が設けられている。   The power cable 10 includes a conductive shield layer 32 that extends along the longitudinal direction and covers the periphery of the three cables 24u, 24v, and 24w. In FIG. 2, the shield layer 32 is illustrated by cross-hatching. The shield layer 32 is composed of, for example, a net assembly formed by knitting aluminum wires or a sheet-like metal layer. Further, in the power cable 10, for example, a resin protective member 34 is provided on the outer periphery of the shield layer 32.

シールド層32は、長手方向の両端部において接地線2,3を介して導電性の車体4にそれぞれ接地されている。また、シールド層32は、上記長手方向の途中で分断された分断部36を有している。この分断部36におけるシールド層32の分断両端部36a,36bは、各ケーブル24u,24v,24wの放射方向に関して互いに重なって配置されており、この重なり部37における各分断両端部36a,36bはその間に例えば円筒状に形成された絶縁部材(インピーダンス手段)38が挿入された状態で互いに連結されている。図2において、絶縁部材38は、点描で図示されている。   The shield layer 32 is grounded to the conductive vehicle body 4 via ground wires 2 and 3 at both ends in the longitudinal direction. Further, the shield layer 32 has a divided portion 36 divided in the middle of the longitudinal direction. The split end portions 36a and 36b of the shield layer 32 in the split portion 36 are arranged so as to overlap each other with respect to the radial direction of the cables 24u, 24v and 24w, and the split end portions 36a and 36b in the overlap portion 37 are in between. For example, an insulating member (impedance means) 38 formed in a cylindrical shape is connected to each other. In FIG. 2, the insulating member 38 is illustrated by stippling.

続いて、図3〜7を参照して上記構成からなる電力ケーブル10を含む車両用駆動装置1の動作および作用について説明する。図3はモータ16内のU相コイル40を構成する第1〜第8コイル41−48のコイル列を概略的に示す図、図4はU相−V相コイル間電
圧およびU相コイル40における第1コイル41−第2コイル42間電圧の測定結果を時間との関係で示すグラフ、図5は分断部を有しないシールド層を含む電力ケーブルを用いた車両用駆動装置におけるコモンモード電流の流れを示す概略図、図6はU相コイル40の第1〜第8コイル41−48に分担して印加される電圧測定結果を示すグラフ、図7は本実施形態の車両用駆動装置1におけるコモンモード電流の流れを示す図5と同様の図である。
Next, the operation and action of the vehicle drive device 1 including the power cable 10 having the above configuration will be described with reference to FIGS. 3 schematically shows a coil array of first to eighth coils 41-48 constituting the U-phase coil 40 in the motor 16, and FIG. 4 shows the U-phase to V-phase voltage and the U-phase coil 40. FIG. 5 is a graph showing a measurement result of the voltage between the first coil 41 and the second coil 42 in relation to time, and FIG. 5 is a flow of common mode current in a vehicle drive device using a power cable including a shield layer having no dividing portion FIG. 6 is a graph showing a result of voltage measurement applied to the first to eighth coils 41-48 of the U-phase coil 40, and FIG. 7 is a common diagram in the vehicle drive device 1 of the present embodiment. It is a figure similar to FIG. 5 which shows the flow of a mode current.

図3に示すように、モータ16内のU相コイル40は、図示しない円筒状のステータコアの内側に周方向に沿って配置されて直列接続されている第1〜第8コイル41−48で構成されており、第1コイル41を構成する導線の端部41aがモータ16の入力端子部を介してU相ケーブル24uの取付部30に電気的に接続され、他方、第8コイルを構成する導線の端部48aがモータ16の中性点に接続されている。他のV相コイルおよびW相コイルもこれと同様に構成されている。   As shown in FIG. 3, the U-phase coil 40 in the motor 16 includes first to eighth coils 41 to 48 that are arranged along the circumferential direction inside a cylindrical stator core (not shown) and connected in series. The end 41a of the conducting wire constituting the first coil 41 is electrically connected to the mounting portion 30 of the U-phase cable 24u via the input terminal portion of the motor 16, while the conducting wire constituting the eighth coil. Is connected to the neutral point of the motor 16. Other V-phase coils and W-phase coils are configured in the same manner.

バッテリ12からの直流電力すなわち直流電圧がインバータ14におけるスイッチングで交流電圧に変換されてモータ16に印加されるとき、図4に示すようにその初期段階では各相コイル間電圧、例えばU相コイル−V相コイル間電圧が大きく脈動し、それから次第に所望の電圧値に収束することが測定結果から判明している。このような相間電圧の大きな脈動または変動は、インバータ14およびモータ16間を車体4や電力ケーブルのシールド層を介して流れる高周波のコモンモード電流に起因することが判っている。   When DC power from the battery 12, that is, DC voltage is converted into AC voltage by switching in the inverter 14 and applied to the motor 16, as shown in FIG. 4, the voltage between each phase coil, for example, U-phase coil − It has been found from the measurement results that the voltage between the V-phase coils greatly pulsates and then gradually converges to a desired voltage value. It has been found that such a large pulsation or fluctuation of the interphase voltage is caused by a high-frequency common mode current flowing between the inverter 14 and the motor 16 via the vehicle body 4 or the shield layer of the power cable.

図5において上記コモンモード電流がU相コイル40を介して還流する様子が太線で示されている。モータ16に交流電圧が印加されるときのU相−V相コイル間電圧(V相−W相間およびW相−U相間についても同様)の立ち上がり時に、高周波のコモンモード電流IcがU相コイル40→U相コイル40とステータコア17間に存在する浮遊容量50→ステータコア17→モータケース(図示せず)→車体4、および分断部36を有しないシールド層→インバータ接地用コンデンサ(またはコモンモードコンデンサ)15→インバータ14→ケーブル24u→U相コイル40という経路で、瞬間的(例えば1ナノ秒未満)に流れる。   In FIG. 5, a state in which the common mode current circulates through the U-phase coil 40 is indicated by a thick line. At the rise of the U-phase to V-phase coil voltage when the AC voltage is applied to the motor 16 (the same applies to the V-phase to W-phase and W-phase to U-phase), the high-frequency common mode current Ic is applied to the U-phase coil 40. → Stray capacitance 50 existing between U-phase coil 40 and stator core 17 → Stator core 17 → Motor case (not shown) → Shield layer without car body 4 and dividing portion 36 → Inverter grounding capacitor (or common mode capacitor) 15 → Inverter 14 → Cable 24u → U phase coil 40 It flows instantaneously (for example, less than 1 nanosecond).

このようなコモンモード電流がモータ16のU相コイル40に流れるとき、図6に示すように、U相コイル40を構成する第1〜第8コイル41−48の電圧分担率は第1コイル41、第2コイル42、…の順に大きく、特に第1コイル41と第2コイル42との間の電位差が大きくなる。そのため、上記電位差が或る閾値以上に大きくなると部分放電が発生してコイルの絶縁性能が劣化するおそれがある。   When such a common mode current flows through the U-phase coil 40 of the motor 16, the voltage sharing ratios of the first to eighth coils 41-48 constituting the U-phase coil 40 are as shown in FIG. , Second coils 42,..., And the potential difference between the first coil 41 and the second coil 42 increases. For this reason, when the potential difference becomes larger than a certain threshold value, partial discharge may occur, and the insulation performance of the coil may be deteriorated.

ここで、図4において、分断部を有しないシールド層を備える電力ケーブルを用いた場合におけるU相コイル40の第1コイル41−第2コイル42間電圧が、実線52で示されている。この場合、モータ16からインバータ14に還流するコモンモード電流Icは、車体4よりも電気抵抗が小さい経路である電力ケーブルのシールド層を支配的に多く流れることになる。   Here, in FIG. 4, the voltage between the first coil 41 and the second coil 42 of the U-phase coil 40 in the case where a power cable including a shield layer without a dividing portion is used is indicated by a solid line 52. In this case, the common mode current Ic flowing back from the motor 16 to the inverter 14 flows predominantly through the shield layer of the power cable, which is a path having a lower electrical resistance than the vehicle body 4.

これに対し、本実施形態の車両用駆動装置1では、図7に示すように、電力ケーブル10のシールド層32に分断部36を設けたことでコモンモード電流Icの支配的流路が切断されるため、コモンモード電流Icを低減することができる。これにより、図4において実線54で示すように、U相コイル(V相およびW相コイルについても同様)40の第1コイル41および第2コイル42間の電位差を小さくすることができ、モータ16の各相コイルの絶縁性能を向上させることができる。   On the other hand, in the vehicle drive device 1 of this embodiment, as shown in FIG. 7, the dominant flow path of the common mode current Ic is cut by providing the dividing portion 36 in the shield layer 32 of the power cable 10. Therefore, the common mode current Ic can be reduced. As a result, as indicated by a solid line 54 in FIG. 4, the potential difference between the first coil 41 and the second coil 42 of the U-phase coil (the same applies to the V-phase and W-phase coils) 40 can be reduced, and the motor 16 The insulation performance of each phase coil can be improved.

また、電力ケーブル10の長手方向に関してシールド層32の途中に、絶縁部材38によって電気的導通が遮断された分断部36が設けられていることにより、高周波リアクトル等のインピーダンス部材を電力ケーブル10とは別個にインバータ14側やモータ16側に設けた場合における構成の大型化を抑制することができる。   Further, by providing a dividing portion 36 in which electrical conduction is interrupted by the insulating member 38 in the middle of the shield layer 32 in the longitudinal direction of the power cable 10, an impedance member such as a high frequency reactor is connected to the power cable 10. The enlargement of the structure in the case where it is separately provided on the inverter 14 side or the motor 16 side can be suppressed.

さらに、シールド層32の分断部36における分断両端部36a,36bがケーブル24u,24v,24wの放射方向に関して重なって配置された重なり部37を有するため、ケーブル24u,24v,24wから放射される高周波の電磁波ノイズに対するシールド効果を劣化させることはない。   Further, since the divided both end portions 36a and 36b of the divided portion 36 of the shield layer 32 have an overlapping portion 37 arranged so as to overlap with each other in the radiation direction of the cables 24u, 24v and 24w, high frequencies radiated from the cables 24u, 24v and 24w. The shielding effect against electromagnetic wave noise is not deteriorated.

続いて、上記電力ケーブル10に関する変形例について説明する。   Then, the modification regarding the said power cable 10 is demonstrated.

上記においては、シールド層32の分断両端部36a,36b間に絶縁部材38を挿入して分断部36を構成したが、絶縁部材38に代えて誘電材料からなる薄膜を分断両端部36a,36bで挟持して分断部36をコンデンサ(インピーダンス手段)として構成してもよい。この場合、コンデンサの容量Cは、例えば1nF以下に設定される。これにより、分断部36を介してシールド層32を流れる例えば数M〜20MHzの高周波のコモンモード電流Icがコンデンサのインピーダンスによって減衰されてコモンモード電流Icを低減させることができ、その結果、上記と同様の作用効果を得ることができる。   In the above description, the insulating member 38 is inserted between the divided end portions 36a and 36b of the shield layer 32 to form the divided portion 36. However, instead of the insulating member 38, a thin film made of a dielectric material is formed at the divided end portions 36a and 36b. The dividing portion 36 may be configured as a capacitor (impedance means) by being sandwiched. In this case, the capacitance C of the capacitor is set to 1 nF or less, for example. As a result, a high-frequency common mode current Ic of, for example, several M to 20 MHz flowing through the shield layer 32 via the dividing portion 36 can be attenuated by the impedance of the capacitor, thereby reducing the common mode current Ic. Similar effects can be obtained.

また、電力ケーブル10の部分拡大断面図である図8に示すように、シールド層32の分断部36に絶縁体や誘電体を介在させるのではなく、シールド層32の分断両端部36a,36bに高抵抗化させるための酸化処理(一点鎖線部で酸化処理範囲を図示)を施して、直に重ねて連結または接続して分断部36を構成してもよい。ここでの酸化処理としては、シールド層32がアルミニウム線の編組で構成されている場合、アルマイト処理することが例示される。これにより、シールド層32を流れるコモンモード電流Icが高抵抗値を有する分断部36によって低減され、上記と同様の作用効果を得ることができる。なお、この変形例では、シールド層32の酸化処理された分断両端部36a,36b自体がインピーダンス手段を構成する。   Further, as shown in FIG. 8 which is a partial enlarged cross-sectional view of the power cable 10, instead of interposing an insulator or a dielectric in the dividing portion 36 of the shield layer 32, the dividing end portions 36 a and 36 b of the shield layer 32 are not interposed. The dividing portion 36 may be configured by performing an oxidation treatment for increasing the resistance (the oxidation treatment range is shown by a one-dot chain line portion) and connecting or connecting directly. An example of the oxidation treatment here is alumite treatment when the shield layer 32 is formed of a braided aluminum wire. Thereby, the common mode current Ic flowing through the shield layer 32 is reduced by the dividing portion 36 having a high resistance value, and the same effect as described above can be obtained. In this modification, the divided both ends 36a and 36b of the shield layer 32 subjected to the oxidation treatment themselves constitute impedance means.

さらに、電力ケーブル10の部分拡大断面図である図9に示すように、シールド層32の分断両端部36a,36b間に所定距離を設け、その間に電気導線を螺旋状に巻回してなるコイル(インピーダンス手段)60を挿入して、上記分断両端部36a,36bを連結または接続してもよい。ここで、コイル60のインダクタンスLは、例えば0.01mH以上に設定される。また、この変形例ではシールド層32の分断両端部36a,36bが重なり部を有しないため、コイル60は完全に隙間無く密着巻きされるか、あるいは、ケーブル24u,24v,24wから放射される電磁波ノイズを外部漏洩させない程度の隙間が許容されのみであり、これによりシールド層32のシールド効果を劣化させることはない。このようにコイル60で分断両端部36a,36bを連結した変形例によっても、コイル60を介してシールド層32を流れる例えば数M〜20MHzの高周波のコモンモード電流Icがコイル60のインピーダンスによって減衰されてコモンモード電流Icを低減させることができ、その結果、上記と同様の作用効果を得ることができる。   Further, as shown in FIG. 9 which is a partial enlarged cross-sectional view of the power cable 10, a predetermined distance is provided between the divided ends 36a and 36b of the shield layer 32, and a coil ( Impedance means) 60 may be inserted to connect or connect the divided ends 36a, 36b. Here, the inductance L of the coil 60 is set to 0.01 mH or more, for example. In this modification, the divided end portions 36a and 36b of the shield layer 32 do not have overlapping portions, and therefore the coil 60 is wound tightly without gaps or electromagnetic waves radiated from the cables 24u, 24v and 24w. Only a gap that does not leak noise to the outside is allowed, and the shielding effect of the shield layer 32 is not deteriorated. As described above, even in the modification in which the divided end portions 36 a and 36 b are connected by the coil 60, a high-frequency common mode current Ic of, for example, several M to 20 MHz flowing through the shield layer 32 via the coil 60 is attenuated by the impedance of the coil 60. Thus, the common mode current Ic can be reduced, and as a result, the same effect as described above can be obtained.

本発明の一実施形態である電力ケーブルを用いた車両用駆動装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the vehicle drive device using the electric power cable which is one Embodiment of this invention. 電力ケーブルの長手方向に沿った断面図である。It is sectional drawing along the longitudinal direction of an electric power cable. モータ内のU相コイルを構成する第1〜第8コイルのコイル列を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the coil row | line | column of the 1st-8th coil which comprises the U-phase coil in a motor. U相−V相コイル間電圧およびU相コイルにおける第1コイル−第2コイル間電圧の測定結果を時間との関係で示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the voltage between U phase-V phase coils, and the voltage between the 1st coil in a U phase coil, and the 2nd coil in relation to time. 分断部を有しない電力ケーブルを用いた車両用駆動装置におけるコモンモード電流の流れを示す概略図である。It is the schematic which shows the flow of the common mode electric current in the drive device for vehicles using the electric power cable which does not have a parting part. U相コイルの第1〜第8コイルに分担して印加される電圧測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the voltage measurement result shared and applied to the 1st-8th coil of a U-phase coil. 図1の車両用駆動装置におけるコモンモード電流の流れを示す図5と同様の図である。FIG. 6 is a view similar to FIG. 5 showing a flow of common mode current in the vehicle drive device of FIG. 1. 電力ケーブルのシールド層の分断部に関する変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification regarding the parting part of the shield layer of an electric power cable. 電力ケーブルのシールド層の分断部に関する別の変形例を示す図である。It is a figure which shows another modification regarding the division part of the shield layer of an electric power cable.

符号の説明Explanation of symbols

1 車両用駆動装置、2,3 接地線、4 車体、10 車両用電力ケーブル、12 バッテリ、14 インバータ、16 モータ、17 ステータコア、18 正極母線、20 負極母線、22 平滑コンデンサ、24u U相ケーブル、24v V相ケーブル、24w W相ケーブル、26 芯線、28 絶縁層、30 取付部、32 シールド層、34 保護部材、36 分断部、36a,36b 分断両端部、37 重なり部、38 絶縁部材、40 U相コイル、41−48 第1〜第8コイル、50 浮遊容量、Ic コモンモード電流。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle drive device, 2, 3 Ground wire, 4 Car body, 10 Vehicle power cable, 12 Battery, 14 Inverter, 16 Motor, 17 Stator core, 18 Positive electrode bus, 20 Negative electrode bus, 22 Smoothing capacitor, 24u U phase cable, 24v V-phase cable, 24w W-phase cable, 26 core wire, 28 insulating layer, 30 mounting portion, 32 shield layer, 34 protective member, 36 dividing portion, 36a, 36b dividing both ends, 37 overlapping portion, 38 insulating member, 40 U Phase coil, 41-48 1st to 8th coil, 50 stray capacitance, Ic common mode current.

Claims (5)

車体に設置された電圧変換装置によって直流電力から変換された交流電力を、車体に設置されたモータに給電するために電圧変換装置とモータとを電気的に接続するケーブルと、該ケーブルの長手方向に沿って延設されてケーブル周囲を覆うとともに両端部において車体に対して接地されている導電性のシールド層とを含む車両用電力ケーブルであって、
前記シールド層は前記長手方向の途中で分断され、この分断部におけるシールド層分断両端部がインピーダンス手段を介して連結されていることを特徴とする車両用パワーケーブル。
A cable for electrically connecting the voltage converter and the motor to supply the AC power converted from the DC power by the voltage converter installed in the vehicle body to the motor installed in the vehicle body, and the longitudinal direction of the cable A power cable for a vehicle including a conductive shield layer that extends along the cable and covers the periphery of the cable and is grounded to the vehicle body at both ends,
The power cable for a vehicle according to claim 1, wherein the shield layer is divided in the middle of the longitudinal direction, and both ends of the shield layer in the divided part are connected through impedance means.
請求項1に記載の車両用電力ケーブルにおいて、
前記シールド層の分断部における分断両端部は、前記ケーブルの放射方向に関して重なって配置された重なり部を有し、前記インピーダンス手段が前記分断両端部の重なり部間に挿入されていることを特徴とする車両用電力ケーブル。
The vehicle power cable according to claim 1,
The divided both ends of the divided portion of the shield layer have overlapping portions arranged so as to overlap with respect to the radial direction of the cable, and the impedance means is inserted between the overlapping portions of the divided end portions. Power cable for vehicles.
請求項1に記載の車両用電力ケーブルにおいて、
前記インピーダンス手段は電気導線を巻回してなるコイルで構成され、前記コイルがシールド層の分断両端部間を連結していることを特徴とする車両用電力ケーブル。
The vehicle power cable according to claim 1,
The electric power cable for vehicles, wherein the impedance means is constituted by a coil formed by winding an electric conducting wire, and the coil connects between both divided ends of the shield layer.
請求項1から3のいずれか1項に記載の車両用電力ケーブルにおいて、
前記ケーブルは前記交流電力の相数に対応した本数を有し、前記シールド層は全相数分のケーブルを包括して覆っていることを特徴とする車両用電力ケーブル。
The vehicular power cable according to any one of claims 1 to 3,
The cable has a number corresponding to the number of phases of the AC power, and the shield layer comprehensively covers cables for all phases.
請求項1から4のいずれか1項に記載の車両用電力ケーブルと、
この車両用ケーブルによって電気的に接続される電力変換装置および走行用モータと、
前記電力変換装置に直流電力を供給する蓄電装置と、を備える車両用駆動装置。
A vehicle power cable according to any one of claims 1 to 4,
A power converter and a traveling motor electrically connected by the vehicle cable;
And a power storage device that supplies direct-current power to the power conversion device.
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