JP5805926B2 - 電源回路 - Google Patents

Description

本発明は、電源回路に係り、例えばバッテリから負荷への電源供給路上に遮断部材が着脱自在に設けられた電源回路に関するものである。

近年、エンジンと電動モータとを併用して走行するハイブリッド自動車が普及してきている。このハイブリッド自動車においては、上記エンジン始動用の低圧バッテリに比べて高電圧の高圧バッテリが搭載されていて、この高圧バッテリからの直流電源をインバータで交流に変換した後に上記電動モータに供給されている。

このような高圧バッテリを搭載した車両において、メンテナンスを安全に行うためには、事前にインバータと高圧バッテリとの間の通電を遮断しておくことが望まれる。そこで、インバータと高圧バッテリとの間に手動で着脱自在なサービスプラグ（遮断部材）を介在させ、メンテナンス時に作業者が当該サービスプラグを外してインバータと高圧バッテリとの間の通電を遮断することができる電源回路が提案されている（例えば特許文献１）。

図２は、上述した電源回路の一例を示したものである。同図に示すように、電源回路１００は、車両後方に配置されたバッテリパック１０１と、車両前方に配置された負荷としてのインバータ１０２及びモータ１０３と、車両前方に配置され、インバータ１０２及びモータ１０３の動作を制御するリレー制御手段としてのＥＣＵ１０４と、を備えている。上記バッテリパック１０１内には、バッテリとしての高圧バッテリ１０５が内蔵されていて、この高圧バッテリ１０５からの直流電流がインバータ１０２により交流電源に変換された後にモータ１０３に供給されている。

また、バッテリパック１０１内には、上記高圧バッテリ１０５とインバータ１０２との間に設けた３つのリレー１０６が内蔵されている。このリレー１０６に設けたリレーコイルＣの両端がＥＣＵ１０４に接続されている。ＥＣＵ１０４は、リレーコイルＣに流れる電流を制御することによりリレー１０６の接点Ｓのオンオフを制御する。

上記高圧バッテリ１０５は、複数の電池を直列に接続された組電池で、その電池と電池との間にサービスプラグ１０７が設けられている。サービスプラグ１０７は、高圧バッテリ１０５を構成する電池と電池との間に着脱自在に設けられ、外すと高圧バッテリ１０５からインバータ１０２及びモータ１０３に対する電源供給が遮断され、装着すると高圧バッテリ１０５からインバータ１０２及びモータ１０３に対する電源供給が可能となる。このサービスプラグ１０７には、サービスプラグ１０７の着脱を検出するインターロックスイッチ１０８が設けられている。

インターロックスイッチ１０８は、サービスプラグ１０７が外れたときにオフし、サービスプラグ１０７が装着されたときにオンする。ＥＣＵ１０４は、インバータ１０２及びモータ１０３を介してインターロックスイッチ１０８に接続されていて、インターロックスイッチ１０８がオフされるとサービスプラグ１０７が外れたと判定して、リレーコイルＣに流れる電流を遮断してリレー１０６をオフする。これにより、高圧バッテリ１０５からインバータ１０２及びモータ１０３に対する電源供給の遮断をより確実にしている。

特開２００５−１４２１０７号公報

しかしながら、上述した電源回路１００によれば、車両前方に設けたＥＣＵ１０４と車両後方に設けたリレー１０６のリレーコイルＣとを接続する電線Ｌ１に加えて、車両前方に設けたＥＣＵ１０４と車両後方に設けたインターロックスイッチ１０８とを接続する２本の電線Ｌ２が必要となり、車両全長に近い長い電線の数が多く、コスト的に問題があった。

そこで、本発明は、電線数を減らしてコストダウンを図った電源回路を提供することを課題とする。

上述した課題を解決するための請求項１記載の発明は、バッテリと、前記バッテリから電源供給される負荷と、前記バッテリ及び前記負荷の間に設けられたリレーと、前記リレーに設けたリレーコイルの両端が接続され、前記リレーコイルに流れる電流を制御することにより前記リレーのオンオフを制御するリレー制御手段と、前記バッテリから前記負荷への電源供給経路上に着脱自在に設けられ、外すと前記バッテリから前記負荷に対する電源供給が遮断され、装着すると前記バッテリから前記負荷に対する電源供給が可能となる遮断部材と、前記遮断部材が外れたときにオフし、前記遮断部材が装着されたときにオンするインターロックスイッチと、を備え、前記バッテリ、前記リレー、前記遮断部材及び前記インターロックスイッチが車両後方に配置され、前記負荷及び前記リレー制御手段が車両前方に配置された電源装置において、前記インターロックスイッチが、前記リレー制御手段と前記リレーコイルとの間に接続され、前記リレー制御手段から前記リレーコイルに対する通電をオンオフすることを特徴とする電源回路に存する。
請求項２記載の発明は、前記バッテリ及び前記リレーが、バッテリパック内に内蔵され、前記遮断部材が、前記バッテリに着脱自在に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電源回路に存する。

請求項３記載の発明は、前記リレーが、複数設けられ、前記複数のリレーのリレーコイルの他端が、互いにまとめて接続された後に前記リレー制御手段に設けた１つのグランド端子に接続され、前記インターロックスイッチが、前記リレー制御手段のグランド端子と前記リレーコイルの他端がまとめて接続された接続点よりも下流側との間に接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電源回路に存する。

以上説明したように請求項１又は２記載の発明によれば、インターロックスイッチが、リレー制御手段とリレーコイルとの間に接続されているので、インターロックスイッチがオフになるとリレーコイルへの通電が遮断されてリレーがオフする。これにより、インターロックスイッチがオフのときにリレーをオフできるようにしたままリレー制御手段とインターロックとを接続する電線を２本削減することができ、コストダウンを図ることができる。

請求項３記載の発明によれば、インターロックスイッチが、リレー制御手段のグランド端子とリレーコイルの他端がまとめて接続された接続点よりも下流側との間に接続されているので、一つのインターロックスイッチで複数のリレーをオフすることができ、リレー毎にインターロックスイッチを設ける必要がなくコストダウンを図ることができる。

本発明の電源回路の一実施形態を示す回路図である。 従来の電源回路の一例を示す回路図である。

以下、本発明の実施の形態を図１に基づいて説明する。同図に示すように、電源回路１は、車両後方に配置されたバッテリパック２と、車両前方に配置された負荷としてのインバータ３及びモータ４と、車両前方に配置されたリレー制御手段としてのＥＣＵ５と、遮断部材としてのサービスプラグ６と、インターロックスイッチ７と、を備えている。上記バッテリパック２には、バッテリとしての高圧バッテリ２１と、高圧バッテリ２１の両端に設けた３つのリレー２２ａ〜２２ｃと、が内蔵されている。

上記高圧バッテリ２１は、例えば、６個の電池を直列に接続して高電圧を得ている。上記リレー２２ａ、２２ｂの接点Ｓは、上記高圧バッテリ２１の両端とインバータ３との間にそれぞれ接続されている。リレー２２ｃの接点Ｓは、高圧バッテリ２１のマイナス側に接続されたリレー２２ｂに突入電流を制限するための電流制限用抵抗Ｒと共に並列に接続されている。

上述したリレー２２ａ〜２２ｃは、ＥＣＵ５によってオンオフが制御される。このＥＣＵ５は、例えばイグニッションスイッチのオンに応じてリレー２２ａ〜２２ｃをオンして高圧バッテリ２１からインバータ３及びモータ４に対する電源供給を開始する。このとき、ＥＣＵ５は、まず最初にリレー２２ａ及び２２ｃをオンして電流制限用抵抗Ｒを介して電源供給を行ってからリレー２２ｂをオンする。この電流制限用抵抗Ｒにより高圧バッテリ２１からインバータ３に流れ込む突入電流が制限される。

上記インバータ３は、リレー２２ａ〜２２ｃの下流側に設けられていて、高圧バッテリ２１からの電源供給を受けて動作し、高圧バッテリ２１からの直流電源を交流電源に変換する。上記モータ４は、インバータ３の下流側に設けられていて、インバータ３により交流に変換された高圧バッテリ２１からの電源の供給を受けて動作する。

上記ＥＣＵ５は、リレー２２ａ〜２２ｃに設けたリレーコイルＣの両端が接続され、リレーコイルＣに流れる電流を制御することによりリレー２２ａ〜２２ｃのオンオフを制御する。即ち、ＥＣＵ５には、３つのリレーコイルＣの一端がそれぞれ接続されるリレー２２ａ〜２２ｃの数と同じ数設けられた信号端子Ｔ₊と、リレーコイルＣの他端がまとめて接続される１つのグランド端子Ｔ_-と、が設けられている。上記グランド端子Ｔ_-は接地される。ＥＣＵ５は、各信号端子Ｔ₊の出力を制御することにより、リレーコイルＣに流れる電流を制御する。また、ＥＣＵ５は、インバータ３やモータ４に内蔵された電源スイッチＳＷに接続されていて、これら電源スイッチＳＷのオンオフを制御する。

上記サービスプラグ６は、過電流が流れると溶断する可溶性の導電部材から構成されている。上記サービスプラグ６は、高圧バッテリ２１を構成する電池と電池との間に設けた装着端子Ｔ₁、Ｔ₂に手動で着脱自在に設けられ、外すと高圧バッテリ２１からインバータ３及びモータ４に対する電源供給が遮断され、装着すると高圧バッテリ２１からインバータ３及びモータ４に対する電源供給が可能となる。このサービスプラグ６には、サービスプラグ６の着脱を検出するインターロックスイッチ７が設けられている。

上記インターロックスイッチ７は、サービスプラグ６が外れたときにオフし、サービスプラグ６が装着されたときにオンする。また、インターロックスイッチ７は、ＥＣＵ５のグランド端子Ｔ_-とリレーコイルＣの他端をまとめた接続点よりも下流との間に接続されている。

上述した構成の電源回路１によれば、サービスプラグ６が装着されているときは、リレー２２ａ〜２２ｃをオンすると、高圧バッテリ２１からインバータ３及びモータ４への電源供給経路が閉じられて、リレー２２ａ〜２２ｃのオンに応じて高圧バッテリ２１からインバータ３及びモータ４への電源供給が可能となる。一方、メンテナンス時に作業者によってサービスプラグ６が高圧バッテリ２１から外されると、高圧バッテリ２１からインバータ３及びモータ４の電源供給経路が開放されて、高圧バッテリ２１からインバータ３及びモータ４への電源供給が遮断される。

さらに、サービスプラグ６が高圧バッテリ２１から外されて、インターロックスイッチ７がオフされると、ＥＣＵ５からリレーコイルＣに対する通電も遮断されるため、リレー２２ａ〜２２ｃがオフする。これにより、インターロックスイッチ７がオフのときにリレー２２ａ〜２２ｃをオフできるようにしたままＥＣＵ５とインターロックスイッチ７とを接続する電線Ｌ２（図２）を２本削減することができ、コストダウンを図ることができる。

また、上述した電源回路１によれば、インターロックスイッチ７が、ＥＣＵ５のグランド端子Ｔ_-とリレーコイルＣの他端がまとめて接続された接続点よりも下流側との間に接続されているので、一つのインターロックスイッチ７で複数のリレー２２ａ〜２２ｃをオフすることができ、リレー２２ａ〜２２ｃ毎にインターロックスイッチ７を設ける必要がなくコストダウンを図ることができる。

なお、上述した実施形態によれば、サービスプラグ６は、高圧バッテリ２１を構成する電池と電池との間に着脱自在に設けられていたが、本発明はこれに限ったものではない。サービスプラグ６として、高圧バッテリ２１から負荷であるインバータ３への電源供給路上に着脱自在に設けていればよい。

また、上述した実施形態によれば、インターロックスイッチ７は、ＥＣＵ５のグランド端子Ｔ_-と複数のリレーコイルＣの他端が互いにまとめて接続された接続点よりも下流側との間に接続されていたが、本発明はこれに限ったものではない。コスト的に問題なければインターロックスイッチ７をリレーコイルＣの一端と信号端子Ｔ₊との間に一つ一つ設けるようにしてもよい。

また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

３ インバータ（負荷）
４ モータ（負荷）
５ ＥＣＵ（リレー制御手段）
６ サービスプラグ（遮断部材）
７ インターロックスイッチ
２１ 高圧バッテリ（バッテリ）
２２ａ〜２２ｃ リレー
Ｃ リレーコイル

Claims (3)

1. バッテリと、前記バッテリから電源供給される負荷と、前記バッテリ及び前記負荷の間に設けられたリレーと、前記リレーに設けたリレーコイルの両端が接続され、前記リレーコイルに流れる電流を制御することにより前記リレーのオンオフを制御するリレー制御手段と、前記バッテリから前記負荷への電源供給経路上に着脱自在に設けられ、外すと前記バッテリから前記負荷に対する電源供給が遮断され、装着すると前記バッテリから前記負荷に対する電源供給が可能となる遮断部材と、前記遮断部材が外れたときにオフし、前記遮断部材が装着されたときにオンするインターロックスイッチと、を備え、前記バッテリ、前記リレー、前記遮断部材及び前記インターロックスイッチが車両後方に配置され、前記負荷及び前記リレー制御手段が車両前方に配置された電源装置において、
   前記インターロックスイッチが、前記リレー制御手段と前記リレーコイルとの間に接続され、前記リレー制御手段から前記リレーコイルに対する通電をオンオフする
   ことを特徴とする電源回路。
2. 前記バッテリ及び前記リレーが、バッテリパック内に内蔵され、
   前記遮断部材が、前記バッテリに着脱自在に設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載の電源回路。
3. 前記リレーが、複数設けられ、
   前記複数のリレーのリレーコイルの他端が、互いにまとめて接続された後に前記リレー制御手段に設けた１つのグランド端子に接続され、
   前記インターロックスイッチが、前記リレー制御手段のグランド端子と前記リレーコイルの他端がまとめて接続された接続点よりも下流側との間に接続されている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電源回路。

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