日立オートモティブシステムズら、高効率・高出力なインバーターを開発　環境対応自動車での利用を想定　

日立オートモティブシステムズは9月28日、日立製作所と共同で環境対応自動車向けの高効率・高出力なインバーターを開発したと発表した。

2社によれば、中国やヨーロッパなどではCO2や窒素酸化物の削減を盛り込んだ環境規制の強化が進んでおり、ハイブリッド電気自動車など環境対応自動車のニーズが増大。これに従うかたちで、それら車両の電費改善や輸送力向上が求められているという。

これら課題に対し、2社では電動化車両に搭載されるコンポーネントの高効率化や高出力化が重要であるとの判断のもと、車両の走行・発電に関与するモーターに着目。このモーターを制御するインバーターの電力損失低減を図ることで、高効率化・高出力化を進めてきた。

インバーターにおいて電力損失を低減するうえでは、インバーターで用いられるパワー半導体での素早いオンオフの切り替えが重要視される。

そこで今回日立オートモティブシステムズおよび日立製作所が開発したインバーターでは、配線を負荷電流の向きが互いに逆になるよう重ねるとともに、これらを両面冷却型パワーモジュールの金属製冷却フィンの中に実装する構造を採用した。

この「両面冷却型フルSiCモジュール」において、内蔵した配線が作り出す磁場を冷却フィンが打ち消すかたちとすることで、スイッチング時に配線に蓄えられた磁場エネルギーを低減することに成功。結果として負荷電流と電圧をスムーズに切り替えることが可能となり、半導体で生じる損失を低減させることができたという。

また、従来の並列に接続されたパワー半導体ではスイッチングのタイミングがずれた場合の電流の集中に備え、デバイスの信頼性を保つべく電流に制限を設ける必要があった。

これが電力容量の拡大を妨げる要因の一つとなっていたため、2社では今回、各半導体への制御信号線の長さを均一化する配線基板も合わせて開発。各配線の抵抗特性を揃えることで、低抵抗なSiC半導体の特性を活かした電力容量の拡大も実現した。

これら成果によって、新開発のインバーターは従来と比べ電力損失を60％低減することに成功。また同じ体積のインバーターと比べた場合、約2倍の電力容量拡大を達成しているとのことだ。

日立オートモティブシステムズと日立製作所ではこれらインバーター開発の成果を踏まえ、インバーターに用いられている「両面冷却型フルSiCモジュール」を、東京ビッグサイトで10月30日より開催される「第44回東京モーターショー2015」に出展する。

また2社では各種テクノロジーを活かしたインバーターの高効率化と高出力化を目指すなど、車両の性能向上に寄与する技術開発を引き続き進めていく考えだ。

（画像はニュースリリースより）




日立オートモティブシステムズ　ニュースリリース
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