[發明專利]電抗器

有效

• 申請號: 201180067568.X
• 申請日: 2011-02-18
• 公開（公告）號: CN103370753A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 篠原伸樹
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01F37/00
• 分類號: H01F37/00;H01F27/255;H01F41/02
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 高培培;車文

技術領域

本發明涉及電抗器，尤其是涉及在具備作為動力輸出源的旋轉電機、向該旋轉電機供給驅動電力的電源、及對從該電源供給的直流電壓進行轉換而向旋轉電機輸出的轉換器的電動車輛中使用于上述轉換器的電抗器。

背景技術

以往，已知有搭載發動機及電動機作為動力源的混合動力車輛（以下，也稱為HV車）。HV車具備能夠充放電的二次電池等直流電源，通過從該直流電源供給的電力來驅動上述電動機。這種情況下，為了提高車輛的行駛性能，作為用于使來自直流電源的直流電壓升壓而向電動機供給的升壓裝置，有時使用升壓轉換器。

HV車用的升壓轉換器通常包括電抗器和例如IGBT等的電力用開關元件。電抗器具有：由磁性材料構成的多個芯部構件隔著間隙連成環狀而配置的電抗器芯部；及在芯部構件的周圍卷裝的線圈。在如此構成的電抗器中，通過以高速周期對開關元件進行通斷控制，進行將從直流電源供給的電能作為磁能暫時蓄積于電抗器芯部而放出的斬波升壓動作。

作為與上述那樣的電抗器關聯的在先技術文獻，例如在日本特開2006-237030號公報（以下，稱為專利文獻1）中，公開了一種鐵心，其課題是在整個區域具有沿著磁路方向的磁化容易軸，并且不將鐵心片按照各直線區域進行分割，由必要最小限度的個數的鐵心片構成。該鐵心由沿著磁路具有磁化容易軸的一對U字狀的鐵心片構成，各鐵心片將多張方向性電磁鋼板沿著與磁化容易軸正交的方向層疊而構成。鐵心片由沿著磁化容易軸方向連續的3個鐵心部構成，相鄰的兩個鐵心部由設置在U字狀磁路的外周側的端部的連結部相互連結，并使在兩鐵心部的磁化容易軸方向的端部與磁化容易軸交叉而形成的端面彼此相互對接，兩鐵心部的磁化容易軸沿著所述磁路連續。

另外，作為另一在先技術文獻，在日本特開2009-71248號公報（以下，稱為專利文獻2）公開了一種電抗器，其課題是使將鐵素體材料磁心與壓粉磁心組合而成的復合磁心電抗器的磁心結構最佳，并減少電抗器銅損。該電抗器為包括如下構件的環狀的電抗器：由鐵素體材料構成的兩個相對的磁心繼部；配置在上述磁心繼部之間的由軟磁性粉末和樹脂組成的壓粉體構成的多個磁心腿部；及在上述磁心腿部的周圍卷繞的線圈，所述電抗器的特征在于，上述磁心腿部由隔著間隙并列設置的多個塊構成，且以上述間隙成為所述線圈的內部的方式配置。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2006-237030號公報

專利文獻2：日本特開2009-71248號公報

發明內容

發明要解決的課題

在上述專利文獻1的鐵心中，鐵心片是將電磁鋼板層疊而形成的構件，因此存在材料及加工所需的成本升高這樣的不良情況。這種情況在將由鐵素體材料磁心及壓粉磁心這樣的不同材料構成的磁心組合而構成的上述專利文獻2的復合磁心電抗器中也同樣。

另一方面，在搭載于HV車等電動車輛的升壓轉換器的電抗器中，僅實現成本減少的話并不充分，還要求確保從車輛行駛性能等觀點出發所要求的特有的規格。

本發明的目的在于提供一種能夠確保HV車等電動車輛特有的規格并實現成本減少的電抗器。

用于解決課題的手段

本發明的電抗器在電動車輛中用于轉換器，該電動車輛具備作為動力輸出源的旋轉電機、向所述旋轉電機供給驅動電力的電源、對從所述電源供給的直流電壓進行轉換而向所述旋轉電機輸出的所述轉換器，其中，所述電抗器包括：電抗器芯部，將利用Fe-Si系磁性粉末一體成形的一對大致U字狀的芯部構件以使各芯部構件的兩個腿部分別隔著間隙對接的方式構成為環狀；及線圈，卷裝在隔著所述間隙相對配置的所述各芯部構件的腿部的周圍。

在本發明的電抗器中，優選的是，所述間隙的長度為2～3mm且所述電抗器芯部所包含的兩個間隙的總長度為6mm以下，所述芯部構件的截面積為400～2000mm²，并且所述線圈的匝數為20～60匝。

另外，在本發明的電抗器中，可以是，所述芯部構件具有矩形形狀的截面形狀及腿部端面形狀，所述呈環狀的電抗器芯部的面向外周的所述腿部的外周側面與所述線圈的內周部之間的距離設定得大于所述電抗器芯部的面向內周的所述腿部的內周側面與所述線圈的內周部之間的距離。

另外，在本發明的電抗器中，可以是，所述芯部構件具有矩形形狀的截面形狀及腿部端面形狀，對由所述腿部的端面和內外周側面規定的邊部進行去角處理，以使所述芯部構件的腿部間的間隙越是在靠近所述腿部的內周側面及外周側面的位置越變寬。