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猎犬混合动力车采用电装逆变器一体化压缩机

丰田2005322日发布了混合动力车猎犬混合动力(Harrier Hybrid)车及机敏混合动力车(Kluger Hybrid,空调系统采用了逆变器一体化电动压缩机。空调系统利用逆变器将所配充电电池的直流电转换为交流电,然后再利用这一交流电旋转内置在压缩机中的3相马达、在将压缩机转数控制在1000rpm8600rpm之间的状态下工作。空调系统的开发由电装负责,另外用于驱动逆变器和压缩机的马达也由该公司开发。而压缩机则由丰田自动织机生产。

  20039月上市的新款“Pruis”也采用了电动压缩机,不过,空调逆变器却配备在集成有驱动马达(位于发动机室中央部位)逆变器等装置的动力控制组件中。据说,为了有效利用发动机室内的有限空间,此次采用了空调逆变器与马达的一体化设计。为了达到一体化设计的要求,除以三维方式对IGBT(绝缘栅双极晶体管)控制电路等装置进行配置外,还在作为逆变器外装的树脂部分中嵌入成形(Insert Molding)了部分部件。这样,逆变器的尺寸比Pruis缩小了1/3

  而压缩机方面,尺寸与Pruis大体相同,只凭加大车身提高了冷却性能。在压缩机驱动电压上,由于直接使用了此次混合动力车所配镍氢充电电池的228V电压,因此比Pruis所配同类电池的202V电压要高,从而确保了与原来大体相同的压缩机尺寸。

  空调系统所用逆变器由于采用与压缩机的一体化设计,因此可以使用空调的制冷剂来冷却。而原来的Pruis使用的则是散热器中的冷却水。空调系统所用逆变器中最需要冷却的部件是用于交换控制信号以及获取马达驱动功率的光耦合器(Photo Coupler)”。由于该部件的耐热性较差,所以最需要冷却。

トヨタ自動車が2005322日に発表したハイブリッド車「ハリアーハイブリッド/クルーガーハイブリッド」のエアコンシステムには,インバータを一体化した電動コンプレッサを採用した。エアコンシステムは,搭載している2次電池の直流電流をインバータで交流電流に変え,その交流電流でコンプレッサに内蔵した3相モータを回して,コンプレッサの回転数1000rpm8600rpm間で制御して動作させている。エアコンシステムの開発はデンソーが担当したほか,インバータとコンプレッサを駆動するモータもデンソーが手掛けている。コンプレッサは豊田自動織機が生産する。

 20039月に発売した新型「プリウス」でも電動コンプレッサを採用しているが,エアコンシステム用のインバータは,エンジン・ルームの中央部にある駆動系モータのインバータなどを集約した「パワーコントロールユニット」に搭載していた。今回,限られた空間であるエンジン・ルーム内を有効活用するため,エアコンシステム用インバータをモータと一体化したという。一体化するに当たっては,IGBTの制御回路などを3次元的に配置したのに加えて,インバータの外装となる樹脂部分に一部の部品をインサート成形した。その結果,インバータの大きさはプリウスに比べて1/3に縮小したという。

 一方,コンプレッサは,プリウスに比べて車両が大きくなる分だけ冷却性能を向上させているが,大きさはほぼ同じに抑えた。コンプレッサの駆動電圧は,今回のハイブリッド車に搭載したNi水素2次電池の電圧である288Vをそのまま使っているため,プリウスのNi水素2次電池の電圧である202Vに比べて高いことからコンプレッサの大きさをほぼ同じに保った。

 エアコンシステム用インバータは,コンプレッサと一体化したためエアコンの冷媒を使って冷却する。従来のプリウスでは,ラジエータの冷却水を利用していた。エアコンシステム用のインバータの中で最も冷却を必要とする部品は,制御系信号とモータの駆動出力をやり取りするリレーとなる「フォト・カプラ」。これは熱に弱いため最も冷却が必要な部品になるという。

 

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