ルネサス、100kW級インバーターソリューション：実車で、すぐに評価が可能

ルネサス エレクトロニクスはHEV、EV用モーター向けに「100kW級インバーターソリューション」を開発した。同等出力のインバーターと比べ、最小クラスの容積を実現することが可能となる。

[馬本隆綱，EE Times Japan]

最小クラスの容積で、狭い空間にも搭載可能

　ルネサス エレクトロニクスは2017年4月、HEVやEV用のモーター向けに「100kW級インバーターソリューション」を開発したと発表した。大出力モーター向けインバーターとして最小クラスの容積を実現できるという。開発期間も従来に比べて半分に短縮することが可能である。

　ルネサスが新たに提供するソリューションは、大型のHEVや中型までのEVなどに搭載されている最大100kW級／定格40kW級のモーター駆動を対象としている。出力電流は定格200A_rms／最大500mA_rmsである。このキットにはマイコンやIGBT、FRD（Fast Recovery Diode）などの半導体チップと、モーターを最適に駆動させるための制御用ソフトウェア、モーターキャリブレーションツールなどが同梱されている。

HEV／EV用モーター向け「100kW級インバーターソリューション」の応用イメージ

　IGBTは温度センサーを内蔵している。これによって高い精度と応答性に優れた温度管理を実現し、インバーターシステムに搭載するヒートシンクの小型、軽量化を可能とした。マイコンにはモーター制御のための専用回路「EMU（Enhanced Motor control Unit）」を内蔵している。DC-DCコンバーターやセカンドモーター、冷却ポンプなどを制御するため、別のECUで実行していた機能を取り込むことができ、車載ECUの統合化につながるという。これらの機能を搭載することにより、100kW級のインバーターを3.9リットル（突起部を除く）の容積で実現することができ、車両の狭い空間に実装することが可能となる。

　このキットには、モーターの性能や効率をシステムレベルで最大化するためのキャリブレーションツールも同梱されている。試作したインバーターシステムを、速やかに実車で評価することも容易に行える。このため、これまで2〜3年も要していた試作開発の期間を1年に短縮することも可能になるという。

　キットで提供される半導体チップは、電力損失などが小さいため車両の燃費／電費向上につながる可能性は高い。例えば、用意した低損失のIGBTモジュールを活用すると、電流損失は従来に比べて12％低減できるという。マイコン「RH850/C1H」は、モーター回転角度をアナログからデジタルに変換するRDC機能を内蔵し、高精度のモーター制御を可能とした。

　この他、マイクロアイソレーター技術を内蔵したドライバーIC「R2A25110」は高速スイッチングを実現することができる。こうしたHEV、EVに特化した同社の車載用デバイスを活用することで、インバーターの損失を従来に比べて約10％も改善することが可能になるとみている。