EV/HV用製品

電気自動車やハイブリッド車は、通常のガソリン車にはない特有の製品を搭載しています。デンソーは、最先端技術を注ぎ込んだ様々な製品を供給しています。例えば、パワーエレクトロニクス分野では、モーターの制御とエネルギー回生の核となるインバータ、バッテリーの充放電を最適化する電池監視ユニットなどです。

とりわけ、走行用インバータでは、パワー素子*の温度上昇を抑えるための冷却方法に新たな技術を投入し、世界トップクラスの電力の出力密度（単位体積当たりの出力）を達成しました。ここにはラジエータの冷却技術と、半導体製品の自社生産で培ったエレクトロニクス技術が生かされています。

デンソーはこれからも、新技術・新製品の開発により電気自動車、ハイブリッド車の進化に貢献していきます。

＊大きな電流をオン・オフする、スイッチのような働きをする電子部品。

DCｰDCコンバータパワーコントロールユニット

電流センサシステムメインリレー

電動コンプレッサ

ハイブリッド車両用ECU

リチウムイオン電池用電池監視ユニット

小型ハイブリッド車用モータステータ

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EV/HV用製品

■アウトライン

●ハイブリッド車用パワーコントロールユニット（PCU）には、高級車へのハイブリッド車の展開に対応した　高出力化と、全てのクラスへの車種展開に対応した小型化が求められている。

●飛躍的な冷却性能向上により、出力密度（単位体積あたりの出力）を約60％向上

パワーコントロールユニット

■特徴

外 観

B-B断面

B

B冷却水

パワー素子

【従来品】 片面冷却器

両面放熱パワーモジュール

冷却水

出口

入口

A

A

ダイヤフラム構造

積層型両面冷却器

A-A断面

パワー素子

冷却チューブ

両面冷却器【開発品】

■手段

●両面放熱パワーモジュールにより、冷却性能を飛躍的に向上。

●積層型両面冷却器により、冷却性能を飛躍的に向上。

●ダイヤフラム構造により、パワーモジュールと冷却器との　密着性を飛躍的に向上。

■効果

出力0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

パワーコントロールユニット

出力密度比

出力密度 ： 単位体積当たりの出力

従来型インバータ（片面放熱）

デンソー製インバータ（両面放熱）

HVの安全と保護のための高電圧リレーです。

　●磁石をS-S対向配置し、磁力でアーク経路を　　伸ばすことで小型空間で消弧を実現　●開放型接点室を採用し小型化

接点定格

機械的寿命

寸法

重量

仕 様

DC360V　60A

More than 100,000 times

40mm × 37mm × 50mm

0.17kg

使用箇所リレー インバータ

リレー

メインバッテリ

37

50

40

開放型接点室

接点磁石の対向配置

アーク経路（消弧用磁石の作用）

消弧用磁石

システムメインリレー（SMR）

■概要

　●エンジンによって駆動されていた従来のカーエアコン用コンプレッサは、　　バッテリー走行中やエンジン停止中は運転できないので、結果として乗員の快適性が損なわれる。　　●空調のために、エンジンを稼働させる必要が無い→省燃費。

■特徴

　●車両用として世界初の、モータ・インバータを一体化した量産型電動コンプレッサ。　　●従来のコンプレッサとほぼ同体格とすることにより、搭載性も良好。

　●重量増加を最小限に留め、車両の燃費改善に貢献。

　●静かな環境を損なわない低騒音・低振動設計。

　●スモールクラスからラグジュアリークラスまでカバーする3バリエーション設定。

Luxury

Large

Medium

Compact

Small

34cc/rev.

27cc/rev.

14cc/rev.

cc/rev : コンプレッサ1回転あたりの冷媒送出量

Vehicle Electric Compressor

「株式会社豊田自動織機との共同開発品」

電動コンプレッサ

電動コンプレッサ

■手段

■効果

ハイブリッド車両において従来のコンプレッサ（ベルト駆動コンプレッサ）に対し、燃費を最大19％改善。

小容量 高回転 低損失スクロール

冷媒流れ

小型インバータ

吸入冷媒ガス（低温）によるインバータ/モータ冷却

高効率 低振動モータ

補機バッテリ充電用のDCｰDCコンバータです。パワーコントロールユニットへの内蔵タイプもあります。

●独自の2トランス方式により低損失化（素子数減、同期整流）

●磁気部品の統合により構造の簡素化・巻線の低損失化

●回路素子の最適配置により放熱性向上

同期整流

複合2トランス

288V

14V

トランス チョークコイル

＋統合化

（体格：－12%）

DCｰDCコンバータ

定格入力電圧

出力電圧

最大出力電流

最大効率

寸法

重量

仕 様

288V

13V to 15V　可変制御

120A

96%

360mm × 95mm ×105mm

2.7kg

メインバッテリの容量管理のための電流検出用の電流センサです。

● ホールICとコアのみのシンプルな構造

● プリント基板レス、はんだレス

● 入出力端子にはコンデンサを配し耐ノイズ性を向上

電流センサ

ターミナル

電圧

ホールIC

磁束

コア

電流

ノイズ

コンデンサ

■ 構造

コンデンサターミナル

ホールIC

コア

電流

コネクタ付ケース供給電圧範囲

被測定電流

精度（耐久後）

寸法

重量

仕様

DC5.0 ± 0.5Ｖ

－200 ～ ＋200Ａ

3％FS

47mm × 37mm × 17mm

34g

■概要

　●リチウムイオン電池を安全に、かつできるだけ有効に使用するために高精度な制御が求められている。　●独自の回路方式により、一般的な方式に比べ、低コストでセル単位の電圧制御が可能となり、セル間のばらつきを解消することができる。

■特徴

セル電圧を各々検出し、ばらつきをマイコンで判断し放電

平均

比較回路 判定回路

開発した回路方式

放電回路

論理回路

A/Dやマイコンを使わないシンプルな論理回路構成

目標

従来の回路方式I/F： インターフェイス回路　A/D： アナログ/デジタル変換回路

I/F A/Dマイコン

電圧検出回路 放電回路

■手段　全セルの平均電圧とセル電圧を比較し、電圧の高いセルをシンプルな論理回路で判定させ、放電させる。

平均電圧とセル電圧の差を比較し、放電（シンプルな回路で）

リチウムイオン電池用電池監視ユニット

HVシステムにおける総合的制御を行うECUです。

HV-ＥＣＵ

高電圧リレー

12V

メインバッテリ（245V）

CANバス

エンジン情報センサ

インジェクタ

イグナイタ

電子スロットル

エンジン制御

ＨＶ制御 DC/DCコンバータ

MG-ECU

ブレーキECU

シフトポジションセンサ

アクセルセンサ

電池監視ユニット

MG1 MG2

昇圧コンバータインバータ

CANバス（A/C ECU等）

●モーターとエンジンの駆動力制御、　HVバッテリー制御、回生ブレーキ制御等を行う

定格入力電圧

CPU

クロック周波数

寸法

重量

仕 様

12V

32ビットマイコンマルチコア・ロックステップ

200MHz

160mm × 150mm × 35mm

0.3kg

動力分割機構

ハイブリッド車両用ECU（HV-ECU）

■概要

　●低燃費・低環境負荷性に優れた小型ハイブリッド車（HV）の開発が期待されており、小型HVに搭載可能な高電圧・小型モータが　　要求されている。

　●新規にステータの巻線構造・コイル・製法を開発してステータの小型化を達成し、HVの小型化に貢献した。

小型ハイブリッド車用モータステータ

■特徴

コイル コイル

新コイルエンド形状・絶縁構造の採用によるコイルエンド体格低減

分割コア・外筒の採用による巻線への組付け

平角線化によるコイル占積率向上コイルエンド コア

コア断面図

絶縁紙

巻線

分割コア

外筒

コア

コイル 階段状コイル

分割コア

LcLc"

占積率+10%

Lc > Lc"

【従来品】 【開発品】

【従来品】 【開発品】

コイルエンド構造

■手段

■効果

小型ハイブリッド車用モータステータ

コイル構造

ステータの体格低減

幅 　　　　▲10％軸長（高さ） ▲15％

コイルエンド構造

トランスアクスル断面

コイル皮膜の新規開発 コイルエンドの階段形状化

エナメル層

導体

エナメル層

▲10％

▲15％

導体

開発品 モータ

車両前方 車両後方

樹脂層 コア コア

コイルエンドの小型化

階段状コイル

【従来品】 【開発品】 【従来品】 【開発品】

従来品

Products for Electric and Hybrid Vehicles

Electr ic and Hybr id Vehicles that reduce CO2 emissions are equipped with some specific products not found in conventional gasoline powered vehicles. DENSO provides products based on its cutting-edge technologies. These include traction inverters for controlling electric drive motors and regenerating energy, and drive battery monitoring units for power electronics systems.

Traction inverters are critical to the control of electric motors. DENSO provides inverters boasting the world’s top discharge power density with a new cooling technology that limits temperature levels in built-in semiconductor power devices*. This cooling technology is based on both radiator cool ing technologies and electronics technologies that have been developed through in-house production of semiconductor devices.

DENSO will continue to assist the advancement of hybrid vehicles by developing new technologies and products.

*Power devices are electronic components that act as switches to turn on and off the flow of high current.

DC-DC Converter

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Power Control Unit

Battery Current Sensor System Main Relay

Electric Compressor

Hybrid VehicleElectronic Control Unit

Products for Electric and Hybrid Vehicles

Battery Monitoring Unit for Lithium-ion Batteries

Motor Stator for Small Hybrid Vehicle

■Outline

●Higher output power is required for luxury hybrid vehicles, as well as smaller packaging for full-line 　　　　 　implementation of hybrid systems.●DENSO has achieved 60% increase in power density (output power per unit volume) from conventional 　 　models by a dramatic improvement of cooling performance.

Power Control Unit

■Feature

View

Section B-B

B

B

Coolant

Power Chips

【Conventional Design】 Single-SidedCooler

Double-Sided Power Module

Coolant

Outlet

Inlet

A

A

DiaphragmConstruction

StackedDouble-Sided Cooler

Section A-A

Power Chips

Cooling Tubes

Double-SidedCooler

【New Design】

■Engineering Key Point

●Double-sided power module for improved cooling

●Stacked double-sided cooler for improved cooling

●Diaphragm construction for improved adhesion of　power module and cooler

■Benefit

Output power0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

Power Control Unit

Ratio of P

ower D

ensity

Power density : Output power per unit volume

Conventional Inverters (single sided cooling)

DENSO Inverters(double sided cooling)

High voltage relay for the safety and protection of hybrid systems.

　●By arranging magnets opposite each other 　 and lengthening the arc path with magnetic force, 　 it allows the arc to be extinguished in a smaller space　●Reduced size by using an unsealed contact chamber

Relays in the systemＲｅｌａｙ Inverter

Ｒｅｌａｙ

Ｍａｉｎｂａｔｔｅｒｙ

37

50

40

Unsealedcontactchamber

ContactOpposed magnet arrangement

Arc path（Effect of magnets）

Magnets forarc extinction

Contact rating

On-off cycle life

Dimensions

Weight

Specifications

DC360V　60A

More than 100,000 times

40mm × 37mm × 50mm

0.17kg

System Main Relay (SMR)

■Outline

　●A conventional compressor is hardly possible to be applied to EV and HV because it is driven by engine.　　●It is not necessary to drive engine for air conditioning. → Fuel efficiency improved.

■Feature

　●The world first Mass-production electric compressor integrated inverter and motor.　　●Compact size almost same as a conventional compressor.

　●Minimizing mass increase for vehicle fuel/power efficiency.

　●Low noise/vibration design for quiet environment.

　●3 varieties covering from small-class vehicle to luxury-class.

Co-development product with TOYOTA INDUSTRIES CORPORATION

Electric Compressor

Luxury

Large

Medium

Compact

Small

34cc/rev.

27cc/rev.

14cc/rev.

cc/rev : Voluminal displacement per revolution

Vehicle Electric Compressor

■Engineering Key Point

■Benefit

Electric compressor improves fuel consumption by maximum 19%, compared to conventional compressor (Belt-driven compressor) for HV.

Small displacement / High speed / Small internal loss scroll

Refrigerant flow

Compact Inverter

Inverter / Motor cooled by suctionrefrigerant gas (low temperature)

High Efficiency / Low Vibration Motor

Electric Compressor

DC-DC converter designed to recharge the auxiliary batteryCan be integrated into a power control unit

●Reduced conversion loss by using 　DENSO's original dual transformer system 　(fewer circuit elements, synchronous rectification)●Simplified structure and reduced transformer 　　winding loss by integrating magnetic parts●Improved heat dissipation efficiency 　by optimally arranging circuit elements

Synchronous rectification

Complex dualtransformer

288V

14V

Transformer Choke coil

＋Integration

(Volume : －12%)

DC-DC Converter

Nominal input voltage

Output voltage

Max. output current

Max. efficiency

Dimensions

Weight

Specifications

288V

13V to 15V Controllable

120A

96%

360mm × 95mm × 105mm

2.7kg

Current sensor to detect the current flow and monitor the state of the main battery charge.

● Simple structure consisting only of a Hall IC and a core

● No printed board or soldering required

● Input and output terminals with capacitors for improved noise reduction

Battery Current Sensor

■ Structure

Supply voltage rangeMeasured current rangeAccuracy after reliability test

DimensionsWeight

SpecificationsDC5.0 ± 0.5Ｖ

−200 ～ ＋200Ａ3％FS

47mm × 37mm × 17mm34g

CapacitorTerminal

Hall IC

Core

Measured current

Case withembeddedconnector

Terminal

Voltage

Hall IC

Magnetic flux

Core

CurrentNoise

Capacitor

■Outline

　●It is expected for Battery Monitoring Unit to control the battery’s voltage highly accurately in order to 　　 operate lithium-ion batteries safely and efficiently.

　●Compared to the conventional voltage control method, DENSO’s new method enables to control the 　 voltage of each cell and eliminate the fluctuation among the cells at lower cost.

Battery Monitoring Unit for Lithium-ion Batteries

Measure the voltage of each cell and detect the cells which have higher-voltage than the target level using a microcomputer and enable all cells to discharge at the same level.

Compare the cell voltage with the average for cell’s discharge by using a simple circuit.

■Feature

■Engineering Key Point

Target

Conventional voltage control method

Voltage Detection Circuit Discharge Circuit

I/F

A/D

Microcomputer

I/F: Interface circuitA/D:Analog to digital conversion circuit

Logic Circuit

Average

ComparisonCircuit

JudgmentCircuit

Newly developed voltage control method

DischargeCircuit

Simple circuit structure without anA/D circuit or a microcomputer

Battery Monitoring Unit for Lithium-ion Batteries

The function of new voltage control method is to compare the single cell voltage with the average voltage of all cells for cell’s discharge by using a simple circuit.

ECU to control overall hybrid system in a hybrid vehicle

HV-ＥＣＵ

High voltagerelays

12V

Mainbattery（245V）

CAN Bus

IC Enginesensors

Injector

Igniter

Electronicthrottle

Enginecontrol

Hybridsystemcontrol DC/DC

Converter

MG-ECU

Brake ECU

Shift position sensor

Acceleratorpedal sensor

Battery monitoring unit

MG1 MG2

Boost converterInverter

（Air conditioning ECU, etc）

●Control traction of motor and engine, HV battery, 　　regenerative braking and other functions.

Nominal input voltage

CPU

Clock speed

Dimensions

Weight

Specifications

12V

32-bit Processor Multi-core Lock step

200MHz

160mm × 150mm × 35mm

0.3kg

Power splitter

Hybrid Vehicle Electronic Control Unit(HV-ECU)

■Outline

　●Low fuel consumption and low emission small size HV is expected so that a high voltage down sized 　　motor is required to be carried by small size HV.　●A downsized stator for small HV can be developed by utilizing a newly developed coil, winding structure 　　and production method. The stator contributes to development of small size HV.

Motor Stator for Small Hybrid Vehicle

■Feature

Coil

Coil

Reduction in size of end winding by utilizing newly winding structure and insulation

Separated cores inserted intoa group of completed winding

Increase of space factor of coil by utilizing rectangular coilsEnd winding Core

Cross sections of core

Insulation paper

Winding

Separated core

Outer ring

Core

Coil Stair shaped coil

Separated core

LcLc"

Space factor +10%

Lc > Lc"

【Conventional】 【Developed】

【Conventional】 【Developed】

End windings of motor stator

■Engineering Key Point

■Benefit

Motor Stator for Small Hybrid Vehicle

Stator coil

Downsizing of stator

Width -10%Height -15%

Shape of end winding

Cross section of T/A

Newly developed coil Coil with stair like shape

Enamel layer

Conductor

Enamel layer

▲10％

▲15％

Conductor

Developed Stator Motor

Front side Rear side

Resin layer Core Core

Reduction in size of end winding

Stair shaped Coil

【Conventional】 【Developed】 【Conventional】 【Developed】

Conventional stator