Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

WO2022009639A1 - 配電モジュール - Google Patents

配電モジュール Download PDF

Info

Publication number
WO2022009639A1
WO2022009639A1 PCT/JP2021/022998 JP2021022998W WO2022009639A1 WO 2022009639 A1 WO2022009639 A1 WO 2022009639A1 JP 2021022998 W JP2021022998 W JP 2021022998W WO 2022009639 A1 WO2022009639 A1 WO 2022009639A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
power supply
supply line
main relay
active fuse
distribution module
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/022998
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
勇貴 藤村
史浩 葛原
優介 伊佐治
貴史 川上
将義 廣田
一輝 増田
Original Assignee
株式会社オートネットワーク技術研究所
住友電装株式会社
住友電気工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社オートネットワーク技術研究所, 住友電装株式会社, 住友電気工業株式会社 filed Critical 株式会社オートネットワーク技術研究所
Priority to CN202180043618.4A priority Critical patent/CN115943535A/zh
Priority to US18/003,618 priority patent/US20230238807A1/en
Publication of WO2022009639A1 publication Critical patent/WO2022009639A1/ja

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/0031Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits using battery or load disconnect circuits
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0046Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/04Cutting off the power supply under fault conditions
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
    • H02H3/087Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current for DC applications
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/18Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for batteries; for accumulators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0063Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with circuits adapted for supplying loads from the battery
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/52Drive Train control parameters related to converters
    • B60L2240/527Voltage
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/52Drive Train control parameters related to converters
    • B60L2240/529Current
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/54Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/547Voltage
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/54Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/549Current
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/20Charging or discharging characterised by the power electronics converter

Definitions

  • This disclosure relates to a power distribution module connected between a battery and a load.
  • the main relay is used to connect and disconnect the power supply line between the battery consisting of a high-voltage secondary battery and the load such as a motor.
  • the load stops driving or when something goes wrong with the circuit around the battery, the power line between the battery and the load is cut off by the main relay, so that the current from the battery is not supplied to the load. It has become like.
  • Patent Document 1 proposes a structure in which an active fuse that can be cut by a control signal is arranged on a power supply line between a battery and a main relay. As a result, when an abnormality occurs, the main relay can be turned off after the power line between the battery and the main relay is cut off by the active fuse. As a result, when the main relay is turned off, no current is supplied to the power supply line, and it is possible to prevent arc discharge from occurring between the contacts of the main relay.
  • the power distribution module of the present disclosure includes a power supply line connecting a battery and a load, a main relay connected to the power supply line, an active fuse connected to the power supply line on the battery side of the main relay, and the power supply line.
  • a first voltage converter connected to the power supply line on the load side of the main relay, an abnormality detection unit for detecting an abnormality in the power supply line, and an abnormality detection unit extending from the first voltage converter and connected to the active fuse.
  • FIG. 1 is a plan view showing a power distribution module according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing an electrical configuration of a power distribution module in a path from a battery to a load.
  • the power distribution module of the present disclosure is (1) A power supply line connecting the battery and the load, a main relay connected to the power supply line, an active fuse connected to the power supply line on the battery side of the main relay, and a main relay.
  • a first voltage converter connected to the power supply line on the load side, an abnormality detection unit for detecting an abnormality in the power supply line, and a first drive extending from the first voltage converter and connected to the active fuse.
  • a control signal including a control wiring and a control signal for cutting the active fuse when the first control unit mounted on the first voltage converter detects an abnormality in the power supply line by the abnormality detection unit. It is a power distribution module that transmits and cuts the active fuse.
  • the active fuse connected to the power supply line on the battery side of the main relay is operated based on the control signal when the abnormality detection unit detects an abnormality in the power supply line. ing. Therefore, when an abnormality occurs, the main relay can be turned off after the power line between the battery and the main relay is cut off by the active fuse. As a result, when the main relay is turned off, no current is supplied to the power supply line, and it is possible to prevent arc discharge from occurring between the contacts of the main relay. As a result, it is possible to adopt a relatively inexpensive main relay without increasing the distance between contacts for arc extinguishing or requiring a main relay with a special structure equipped with a permanent magnet, reducing costs. Can be planned.
  • the active fuse is connected to the first drive control wiring extending from the first voltage converter mounted in the power distribution module.
  • the drive control wiring for the active fuse can be shortened. As a result, while reducing the cost, it is possible to advantageously reduce the risk of problems such as disconnection in the drive control wiring for the active fuse, and it is possible to improve the operation reliability of the active fuse.
  • the operation of the active fuse can be controlled by using the first control unit mounted on the first voltage converter, it is possible to construct a configuration for controlling the operation of the active fuse in the power distribution module. Therefore, it is possible to reduce the need for adjustment and change of external equipment such as a vehicle control unit, and it is possible to reduce the cost accordingly.
  • the drive control wiring for the active fuse is completed in the power distribution module, even if a problem occurs in the vehicle control unit, the active fuse can be operated when the power supply line is abnormal. As a result, the operational reliability of the active fuse can be further improved.
  • the abnormality detection unit that detects an abnormality in the power supply line can be configured by, for example, a current sensor, a voltage sensor, or the like. Further, the active fuse may be any fuse as long as it can be blown based on an external control signal.
  • a second voltage converter connected to the power supply line on the load side of the main relay, and a second drive control wiring extending from the second voltage converter and connected to the active fuse.
  • the second control unit mounted on the second voltage converter transmits a control signal for cutting the active fuse when an abnormality in the power supply line is detected by the abnormality detection unit. It is preferable that the active fuse is blown.
  • the second drive control wiring is also connected to the active fuse from the second voltage converter mounted on the power distribution module, and the operation control of the active fuse is also controlled by the second control unit mounted on the second voltage converter. You can do it.
  • the operational reliability of the active fuse can be further improved.
  • the second drive control wiring extending from the second voltage converter mounted in the power distribution module can be shortened in the same manner as the first drive control wiring. The occurrence of risk is also beneficially reduced.
  • the case is included, and for the case, the power supply line, the main relay, the active fuse, the first voltage converter, the abnormality detection unit, and the first. It is preferable that one drive control wiring and the wiring are accommodated and arranged. Since each component of the power distribution module of the present disclosure is housed and arranged in the case, it is possible to advantageously improve the handleability of the power distribution module and the workability of assembling to the vehicle.
  • the case is included, and for the case, the power supply line, the main relay, the active fuse, the first voltage converter, the abnormality detection unit, and the first. It is preferable that 1 drive control wiring, the second voltage converter, and the second drive control wiring are housed and arranged. Since each component of the power distribution module of the present disclosure is housed and arranged in the case, it is possible to advantageously improve the handleability of the power distribution module and the workability of assembling to the vehicle.
  • the active fuse is a pyrofuse. This is because since the active fuse is composed of a pyrofuse, the power line between the battery and the main relay can be cut off instantaneously and surely by the explosive force due to the ignition of the explosive.
  • the power distribution module 10 of the first embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the power distribution module 10 is mounted on a vehicle (not shown) such as an electric vehicle or a hybrid vehicle.
  • the power distribution module 10 includes a power supply line 16 connecting the battery 12 and the load 14, and a main relay 18 is connected in series to the power supply line 16. That is, the main relay 18a is connected to the positive electrode side power supply line 16a, and the main relay 18b is connected to the negative electrode side power supply line 16b. Then, electric power is supplied from the battery 12 to the motor 20 that travels the vehicle and constitutes the load 14 via the main relay 18a and the main relay 18b.
  • the main relay 18a and the main relay 18b are mechanical relays, and on / off control is performed based on a control signal from the vehicle control unit 22 including the ECU and the like.
  • the main relay 18a and the main relay 18b are on, the battery 12 and the motor 20 are connected to supply electric power to the motor 20, and when the main relay 18a and the main relay 18b are off, the current between the battery 12 and the motor 20 is cut off to stop the supply of electric power to the motor 20. ..
  • a reference numeral may be attached only to a part of the members, and the reference numeral may be omitted for other members.
  • the power distribution module 10 includes a power supply line 16 having a positive electrode side power supply line 16a and a negative electrode side power supply line 16b.
  • the positive electrode side of the battery 12 is connected to the input side of the positive electrode side power supply line 16a, and the negative electrode side of the battery 12 is connected to the input side of the negative electrode side power supply line 16b.
  • the positive electrode side of the load 14 is connected to the output side of the positive electrode side power supply line 16a, and the negative electrode side of the load 14 is connected to the output side of the negative electrode side power supply line 16b.
  • the pyrofuse 24 which is an active fuse, is connected to the positive electrode side power supply line 16a on the battery 12 side of the main relay 18a connecting the battery 12 and the positive electrode side of the load 14. Further, an abnormality of the power supply line 16 is detected by detecting the current of the positive electrode side power supply line 16a to the positive electrode side power supply line 16a on the load 14 side of the main relay 18a, and a current sensor 26 constituting the abnormality detection unit is connected. ing. Further, in the power distribution module 10, a DC / DC converter 28, which is a first voltage converter connected to the positive electrode side power supply line 16a and the negative electrode side power supply line 16b on the load 14 side of the main relay 18a and the main relay 18b, is connected. ing.
  • the quick charging power supply 30 and the normal charging power supply 32 are connected to the positive electrode side power supply line 16a and the negative electrode side power supply line 16b on the load 14 side of the main relay 18a and the main relay 18b.
  • the battery 12 has a high output voltage, for example, 100V to 400V, by connecting a plurality of rechargeable secondary batteries in series. It is also possible to increase the current capacity by connecting a plurality of secondary batteries in parallel.
  • a lithium ion secondary battery, a lithium polymer secondary battery, a nickel hydrogen battery, or the like can be used.
  • a capacitor such as an electric double layer capacitor (EDLC) can be used in place of or in addition to the secondary battery.
  • the secondary battery also includes a capacitor.
  • the load 14 has, for example, a large-capacity capacitor 34 and a DC / AC inverter 36 connected in parallel.
  • the load 14 connects the battery 12 to the motor 20 via the DC / AC inverter 36.
  • the DC / AC inverter 36 converts the direct current of the battery 12 into alternating current and supplies it to the motor 20.
  • the motor 20 is used as a generator to charge the battery 12.
  • the DC / AC inverter 36 is used in the first embodiment of the present disclosure, a DC / DC converter may be used.
  • the pyrofuse 24 is an active fuse.
  • the active fuse is an element that can be blown based on an external control signal. More specifically, the pyrofuse 24 can be cut off based on a control signal from a first control unit 38, which will be described later, mounted on the DC / DC converter 28 constituting the first voltage converter.
  • ⁇ DC / DC converter 28> As shown in FIG. 2, the input side of the DC / DC converter 28, which is the first voltage converter, is connected to the positive electrode side power supply line 16a and the negative electrode side power supply line 16b on the load 14 side of the main relay 18a and the main relay 18b. Has been done.
  • the output side of the DC / DC converter 28 is connected to a low-voltage battery 40 made of, for example, a lead storage battery and a load 42 of the low-voltage battery 40.
  • the low-voltage battery 40 is charged from the battery 12 via the power supply line 16 and the DC / DC converter 28, and voltage is supplied to the load 42 of the low-voltage battery 40.
  • the first drive control wiring 44 extends from the first control unit 38 mounted on the DC / DC converter 28 which is the first voltage converter.
  • the first drive control wiring 44 is a current value receiving wiring 44a connected to the current sensor 26 to receive the current value of the current sensor 26, and a disconnection signal connected to the pyrofuse 24 to transmit a disconnection signal to the pyrofuse 24. It is provided with a transmission wiring 44b.
  • the quick charging power supply 30 is connected to the positive electrode side power supply line 16a and the negative electrode side power supply line 16b via the relay 46.
  • the high-voltage battery 12 is rapidly activated by connecting the high-voltage DC power supply to the quick-charging power supply 30 at a charging station or the like and then turning on the relays 46 and 46. It can be charged.
  • ⁇ Power supply for normal charging 32> As shown in FIG. 2, in the power distribution module 10, the output side of the AC / DC converter 48, which is the second voltage converter, relays to the positive electrode side power supply line 16a and the negative electrode side power supply line 16b on the load 14 side of the main relay 18a. It is connected via 50, 50. A fuse 52 is connected in series to the relay 50 on the positive electrode side power supply line 16a side. A power supply 32 for normal charging is connected to the input side of the AC / DC converter 48.
  • the motor 20 is stopped, the main relays 18a and 18b are turned on, a low voltage AC power supply such as a household power supply is connected to the normal charging power supply 32, and then the relay 50, By turning on 50, the high voltage battery 12 can be normally charged.
  • a low voltage AC power supply such as a household power supply
  • the second control unit 54 is mounted on the AC / DC converter 48 which is the second voltage converter, and the second drive control is performed from the AC / DC converter 48 on which the second control unit 54 is mounted.
  • the wiring 56 is extended.
  • the second drive control wiring 56 is a current value receiving wiring 56a connected to the current sensor 26 to receive the current value of the current sensor 26, and a disconnection signal connected to the pyrofuse 24 to transmit a disconnection signal to the pyrofuse 24. It is provided with a transmission wiring 56b.
  • the battery 12 includes a case 58 having a rectangular bottomed box shape that opens upward, and a plurality of cell cells 60 are housed and arranged in the case 58.
  • the power distribution module 10 includes a case 62 having a rectangular bottomed box shape that opens upward. Then, for the case 62, for example, a power supply line 16 composed of a bus bar, a main relay 18, a pyrofuse 24, a DC / DC converter 28 on which a first control unit 38 is mounted, a current sensor 26, and a second. 1 Drive control wiring 44 and the wiring 44 are accommodated and arranged.
  • the power distribution module 10 accommodates and arranges an AC / DC converter 48 on which a second control unit 54 is mounted and a second drive control wiring 56.
  • Embodiment 1 of the present disclosure at the beginning of power supply, the battery 12 and the motor 20 are connected to enable power to be supplied to the motor 20. In the following description, such a state is appropriately referred to as a normal state.
  • the current value of the current sensor 26, which is the abnormality detection unit, indicates an abnormal value (for example, a current value outside the specified current value range), and when an abnormality in the power supply line 16 is detected, DC / DC A disconnection signal is transmitted from the first control unit 38 mounted on the converter 28 and the second control unit 54 mounted on the AC / DC converter 48 to the pyrofuse 24. That is, a disconnection signal is transmitted to the pyrofuse 24 through the disconnection signal transmission wires 44b and 56b, and the pyrofuse 24 is operated so as to be disconnected.
  • an abnormal value for example, a current value outside the specified current value range
  • the pyrofuse 24, which is an active fuse, is connected to the positive electrode side power supply line 16a on the battery 12 side of the main relay 18a. Then, when the current value of the current sensor 26, which is an abnormality detection unit, indicates an abnormal value and an abnormality in the power supply line 16 is detected, a disconnection signal is sent from the first control unit 38 and the second control unit 54 to the pyrofuse 24. Is transmitted, and the pyrofuse 24 operates to blow. Therefore, when an abnormality occurs, the positive electrode side power supply line 16a between the battery 12 and the main relay 18a is cut off by the pyrofuse 24.
  • the first drive control wiring 44 extends from the first control unit 38 mounted on the DC / DC converter 28 which is the first voltage converter.
  • the first drive control wiring 44 is a current value receiving wiring 44a connected to the current sensor 26 to receive the current value of the current sensor 26, and a disconnection signal connected to the pyrofuse 24 to transmit a disconnection signal to the pyrofuse 24. It is provided with a transmission wiring 44b.
  • the drive control wiring can be shortened as compared with the conventional power distribution module that needs to route the drive control wiring between the vehicle control unit 22, the current sensor 26, and the pyrofuse 24. .. Therefore, while reducing the cost, it is possible to advantageously reduce the risk of problems such as disconnection in the drive control wiring, and it is possible to improve the operation reliability of the pyrofuse 24.
  • the operation of the pyrofuse 24 can be controlled by using the first control unit 38 mounted on the DC / DC converter 28 which is the first voltage converter, the operation of the pyrofuse 24 is controlled in the power distribution module 10. Can be built. Therefore, it is possible to reduce the need for adjusting or changing an external device such as the vehicle control unit 22, and it is possible to reduce the cost accordingly.
  • the first drive control wiring 44 for the pyrofuse 24 is provided in the power distribution module 10, even if a problem occurs in the vehicle control unit 22, an abnormality in the power supply line 16 is detected. When it is done, the pyrofuse 24 can be operated. Therefore, the operational reliability of the pyrofuse 24 can be improved more advantageously.
  • the second drive control wiring 56 extends from the second control unit 54 mounted on the AC / DC converter 48, which is the second voltage converter.
  • the second drive control wiring 56 is a current value receiving wiring 56a connected to the current sensor 26 to receive the current value of the current sensor 26, and a disconnection signal connected to the pyrofuse 24 to transmit a disconnection signal to the pyrofuse 24. It is provided with a transmission wiring 56b.
  • the second control unit 54 can also receive the current value of the current sensor 26 and transmit the disconnection signal when an abnormality occurs in the power distribution module 10.
  • the case 62 of the power distribution module 10 of the present disclosure includes a power supply line 16, a main relay 18, a pyrofuse 24, a DC / DC converter 28 equipped with a first control unit 38, and a current sensor 26. , The first drive control wiring 44, and are accommodated and arranged. Further, in the case 62 of the power distribution module 10, an AC / DC converter 48 on which the second control unit 54 is mounted and a second drive control wiring 56 are also housed and arranged. Since the components of the power distribution module 10 are housed and arranged in the case 62 in this way, it is possible to advantageously improve the handleability of the power distribution module 10 and the workability of assembling to the vehicle.
  • the active fuse is composed of the pyrofuse 24.
  • the first control unit 38 and the second control are assumed to operate the pyrofuse 24, which is an active fuse, when an abnormality is detected in the power supply line 16 by the current sensor 26, which is an abnormality detection unit.
  • the description has been given by exemplifying the part 54, the present invention is not limited to this.
  • the pyrofuse 24 has been illustrated as an active fuse, but the description is not limited to this. Any element that can be cut by an external signal may be used.
  • an active fuse may be configured by using a metal oxide semiconductor field effect transistor (PWM).
  • Distribution module 12 Battery 14 Load 16 Power supply line 16a Positive electrode side power supply line 16b Negative electrode side power supply line 18 Main relay 18a Main relay (positive electrode side) 18b Main relay (negative electrode side) 20 motor (load) 22 Vehicle control unit 24 Pyrofuse (active fuse) 26 Current sensor (abnormality detection unit) 28 DC / DC converter (first voltage converter) 30 Power supply for quick charge 32 Power supply for normal charge 34 Condenser 36 DC / AC Inverter 38 First control unit 40 Low voltage battery 42 Load 44 First drive control wiring 44a Current value reception wiring 44b Disconnection signal transmission wiring 46 Relay 48 AC / DC converter (second voltage converter) 50 Relay 52 Fuse 54 Second control unit 56 Second drive control wiring 56a Current value reception wiring 56b Disconnection signal transmission wiring 58 Case 60 Single battery 62 Case

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Protection Of Static Devices (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

メインリレーのバッテリからの切断を、優れた信頼性とコスト優位性を持って実現することができる、新規な構造の配電モジュールを開示する。 配電モジュール10は、バッテリ12と負荷14の間を繋ぐ電源ライン16と、電源ライン16に接続されたメインリレー18と、メインリレー18よりもバッテリ12側で電源ライン16に接続されたアクティブヒューズ24と、メインリレー18よりも負荷14側で電源ライン16に接続された第1電圧変換器28と、電源ライン16の異常を検出する異常検出部26と、第1電圧変換器28から延びてアクティブヒューズ24に接続された第1駆動制御用配線44と、を含み、第1電圧変換器28に搭載された第1制御部38が、異常検出部26により電源ライン16の異常が検出された際に、アクティブヒューズ24を切断する制御信号を送信して、アクティブヒューズ24が切断される。

Description

配電モジュール
 本開示は、バッテリと負荷の間に接続される配電モジュールに関する。
 電気自動車やハイブリッド車等の車両においては、高圧の二次電池からなるバッテリとモータ等の負荷の間の電源ラインの断続をメインリレーによって行うようになっている。そして、負荷が駆動を停止した場合やバッテリ周辺の回路に何らかの異常が起こった場合には、バッテリと負荷の間の電源ラインをメインリレーによって遮断することにより、バッテリからの電流が負荷に供給されないようになっている。
 ところで、バッテリ周辺の回路に何等かの異常が発生して電源ラインをメインリレーにより遮断する場合には、電源ラインに電流が流れている状態でメインリレーがオフにされるため、メインリレーの接点間にアーク放電が発生して電流の遮断ができないおそれがある。そこで、特許文献1には、バッテリとメインリレーの間の電源ライン上に、制御信号により切断が可能なアクティブヒューズを配設した構造が提案されている。これにより、異常発生時にアクティブヒューズによりバッテリとメインリレー間の電源ラインを遮断した後にメインリレーをオフすることができる。その結果、メインリレーをオフする際には電源ラインに電流が供給されておらず、メインリレーの接点間にアーク放電が発生することを防止することができる。
特開平7-274378号公報
 ところが、特許文献1に記載の従来例にあっては、アクティブヒューズの切断を制御するために、アクティブヒューズと車両制御ユニットとの間への新たな駆動および制御用の配線の追加や、車両制御ユニットの構成の変更等が必要となり、コストアップが避けられなかった。また、バッテリ近傍に設けられたアクティブヒューズとバッテリから比較的離れた部位に設けられた車両制御ユニットを繋ぐ通電ラインは長くなるため、断線等の不具合が発生するリスクも高くなる。それゆえ、アクティブヒューズの確実な作動に対する信頼性が十分に担保できないという問題を内在していた。
 そこで、メインリレーのバッテリからの切断を、優れた信頼性とコスト優位性を持って実現することができる、新規な構造の配電モジュールを開示する。
 本開示の配電モジュールは、バッテリと負荷の間を繋ぐ電源ラインと、前記電源ラインに接続されたメインリレーと、前記メインリレーよりも前記バッテリ側で前記電源ラインに接続されたアクティブヒューズと、前記メインリレーよりも前記負荷側で前記電源ラインに接続された第1電圧変換器と、前記電源ラインの異常を検出する異常検出部と、前記第1電圧変換器から延びて前記アクティブヒューズに接続された第1駆動制御用配線と、を含み、前記第1電圧変換器に搭載された第1制御部が、前記異常検出部により前記電源ラインの異常が検出された際に、前記アクティブヒューズを切断する制御信号を送信して、前記アクティブヒューズが切断される配電モジュールである。
 本開示によれば、メインリレーのバッテリからの切断を、優れた信頼性とコスト優位性を持って実現することができる、新規な構造の配電モジュールを提供することができる。
図1は、本開示の実施形態1に係る配電モジュールを示す平面図である。 図2は、バッテリから負荷に至る経路における配電モジュールの電気的構成を概略的に示す図である。
<本開示の実施形態の説明>
 最初に、本開示の実施態様を列記して説明する。
 本開示の配電モジュールは、
(1)バッテリと負荷の間を繋ぐ電源ラインと、前記電源ラインに接続されたメインリレーと、前記メインリレーよりも前記バッテリ側で前記電源ラインに接続されたアクティブヒューズと、前記メインリレーよりも前記負荷側で前記電源ラインに接続された第1電圧変換器と、前記電源ラインの異常を検出する異常検出部と、前記第1電圧変換器から延びて前記アクティブヒューズに接続された第1駆動制御用配線と、を含み、前記第1電圧変換器に搭載された第1制御部が、前記異常検出部により前記電源ラインの異常が検出された際に、前記アクティブヒューズを切断する制御信号を送信して、前記アクティブヒューズが切断される配電モジュールである。
 本開示の配電モジュールによれば、メインリレーよりもバッテリ側で電源ラインに接続されたアクティブヒューズが、異常検出部により電源ラインの異常が検出された際に制御信号に基づき作動されるようになっている。それゆえ、異常発生時にアクティブヒューズによりバッテリとメインリレー間の電源ラインを遮断した後にメインリレーをオフすることができる。その結果、メインリレーをオフする際には電源ラインに電流が供給されておらず、メインリレーの接点間にアーク放電が発生することを防止することができる。これにより、アーク消弧用に接点間距離を大きくしたり永久磁石を備えた特殊構造のメインリレーを必要とすることがなく、比較的安価なメインリレーを採用することができ、コストの低減を図ることができる。
 また、アクティブヒューズが、配電モジュール内に搭載された第1電圧変換器から延びる第1駆動制御用配線に接続されている。これにより、配電モジュール内でアクティブヒューズ用の駆動制御用配線を完成させることができ、車両制御ユニットとアクティブヒューズの間に駆動制御用配線を配索する必要があった従来構造に比して、アクティブヒューズ用の駆動制御用配線を短くすることができる。その結果、コストの低減を図りつつ、アクティブヒューズ用の駆動制御用配線に断線等の不具合が発生するリスクを有利に低減でき、アクティブヒューズの作動信頼性の向上を図ることができる。
 さらに、第1電圧変換器に搭載された第1制御部を用いて、アクティブヒューズの作動を制御できることから、配電モジュール内で、アクティブヒューズを作動制御する構成を構築することができる。それゆえ、車両制御ユニット等の外部の機器の調整や変更の必要性を低減することができ、その分コストの低減を図ることもできる。加えて、配電モジュール内でアクティブヒューズ用の駆動制御用配線が完成していることから、仮に、車両制御ユニットに不具合が発生した場合でも、電源ラインの異常時にアクティブヒューズを作動させることができる。これにより、アクティブヒューズの作動信頼性を一層有利に向上できるのである。
 なお、電源ラインの異常を検出する異常検出部は、例えば電流センサや電圧センサ等によって構成することができる。また、アクティブヒューズは、外部からの制御信号に基づいて切断が可能なものであればいずれでもよい。
(2)前記メインリレーよりも前記負荷側で前記電源ラインに接続された第2電圧変換器と、前記第2電圧変換器から延びて前記アクティブヒューズに接続された第2駆動制御用配線と、を含み、前記第2電圧変換器に搭載された第2制御部が、前記異常検出部により前記電源ラインの異常が検出された際に、前記アクティブヒューズを切断する制御信号を送信して、前記アクティブヒューズが切断されることが好ましい。配電モジュールに搭載された第2電圧変換器からもアクティブヒューズに対して第2駆動制御用配線が接続され、第2電圧変換器に搭載された第2制御部によっても、アクティブヒューズの作動制御ができるようになっている。これにより、仮に第1/第2制御部のいずれか一方に不具合が発生した場合でも、いずれか他方により電源ラインの異常時におけるアクティブヒューズの作動を確実に実行することができる。これにより、アクティブヒューズの作動信頼性の更なる向上を図ることができる。しかも、配電モジュール内に搭載された第2電圧変換器から延びる第2駆動制御用配線は、第1駆動制御用配線と同様に短くできることから、第1駆動制御用配線と同様に、断線等のリスクの発生も有利に低減されている。
(3)上記(1)において、ケースを含み、前記ケースに対して、前記電源ラインと、前記メインリレーと、前記アクティブヒューズと、前記第1電圧変換器と、前記異常検出部と、前記第1駆動制御用配線と、が収容配置されていることが好ましい。本開示の配電モジュールの各構成要素が、ケース内に収容配置されていることから、配電モジュールの取扱性や車両への組付作業性の向上を有利に図ることができる。
(4)上記(2)において、ケースを含み、前記ケースに対して、前記電源ラインと、前記メインリレーと、前記アクティブヒューズと、前記第1電圧変換器と、前記異常検出部と、前記第1駆動制御用配線と、前記第2電圧変換器と、前記第2駆動制御用配線と、が収容配置されていることが好ましい。本開示の配電モジュールの各構成要素が、ケース内に収容配置されていることから、配電モジュールの取扱性や車両への組付作業性の向上を有利に図ることができる。
(5)前記アクティブヒューズがパイロヒューズであることが好ましい。アクティブヒューズがパイロヒューズによって構成されていることから、火薬着火による爆発力によって、瞬時且つ確実にバッテリとメインリレー間の電源ラインの遮断を行うことができるからである。
<本開示の実施形態の詳細>
 本開示の配電モジュールの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本開示は、これらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
<実施形態1>
 以下、本開示の実施形態1の配電モジュール10について、図1および図2を参照しつつ説明する。配電モジュール10は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両(図示せず)に搭載されている。配電モジュール10は、図1および図2に示すように、バッテリ12と負荷14の間を繋ぐ電源ライン16を含んでおり、電源ライン16には、直列にメインリレー18が接続されている。すなわち、正極側電源ライン16aにはメインリレー18aが接続されており、負極側電源ライン16bにはメインリレー18bが接続されている。そして、バッテリ12からメインリレー18aおよびメインリレー18bを介して、車両を走行させ負荷14を構成するモータ20に電力が供給されている。ここで、メインリレー18aおよびメインリレー18bは、機械式のリレーであって、ECU等を含んで構成された車両制御ユニット22からの制御信号に基づいて、オン/オフ制御がなされている。メインリレー18aおよびメインリレー18bは、オン時にはバッテリ12とモータ20を接続してモータ20に電力を供給し、オフ時にはバッテリ12とモータ20間の電流を遮断してモータ20に対する電力の供給を止める。なお、複数の同一部材については、一部の部材にのみ符号を付し、他の部材については符号を省略する場合がある。
<配電モジュール10>
 配電モジュール10は、図2に示すように、正極側電源ライン16aおよび負極側電源ライン16bを有する電源ライン16を備えている。正極側電源ライン16aの入力側には、バッテリ12の正極側が接続されており、負極側電源ライン16bの入力側には、バッテリ12の負極側が接続されている。正極側電源ライン16aの出力側には、負荷14の正極側が接続されており、負極側電源ライン16bの出力側には、負荷14の負極側が接続されている。
 図1および図2に示すように、バッテリ12と負荷14の正極側を接続するメインリレー18aよりもバッテリ12側で正極側電源ライン16aに、アクティブヒューズであるパイロヒューズ24が接続されている。また、メインリレー18aよりも負荷14側で正極側電源ライン16aに、正極側電源ライン16aの電流を検出することにより電源ライン16の異常を検出し異常検出部を構成する電流センサ26が接続されている。さらに、配電モジュール10では、メインリレー18aおよびメインリレー18bよりも負荷14側で正極側電源ライン16aおよび負極側電源ライン16bに接続される第1電圧変換器であるDC/DCコンバータ28が接続されている。
 加えて、配電モジュール10では、メインリレー18aおよびメインリレー18bよりも負荷14側で正極側電源ライン16aおよび負極側電源ライン16bに急速充電用電源30と普通充電用電源32が接続されている。
<バッテリ12>
 バッテリ12は、充電可能な複数の二次電池を直列に接続して出力電圧を高く、例えば100V~400Vとしている。また、複数の二次電池を並列に接続して電流容量を大きくすることもできる。この二次電池には、リチウムイオン二次電池、リチウムポリマー二次電池、ニッケル水素電池などが使用できる。また、二次電池に代えて、あるいはこれに加えて、電気二重層キャパシタ(EDLC)等のキャパシタを利用することもできる。本明細書において二次電池にはキャパシタも含む。
<負荷14>
 図2に示すように、負荷14は、例えば、大容量のコンデンサ34と、DC/ACインバータ36が並列に接続したものを有している。ここで、負荷14は、DC/ACインバータ36を介してバッテリ12をモータ20に接続している。DC/ACインバータ36は、バッテリ12の直流を交流に変換してモータ20に供給する。なお、モータ20の回生制動時には、モータ20を発電機としてバッテリ12を充電する。本開示の実施形態1では、DC/ACインバータ36を用いているが、DC/DCコンバータを用いても構わない。
<パイロヒューズ24>
 図2に示すように、パイロヒューズ24は、アクティブヒューズである。ここで、アクティブヒューズとは、外部からの制御信号に基づいて切断が可能な素子のことである。より詳細には、パイロヒューズ24は、第1電圧変換器を構成するDC/DCコンバータ28に搭載された後述する第1制御部38からの制御信号に基づいて切断が可能となっている。
<DC/DCコンバータ28>
 図2に示すように、第1電圧変換器であるDC/DCコンバータ28の入力側は、メインリレー18aおよびメインリレー18bよりも負荷14側で正極側電源ライン16aおよび負極側電源ライン16bに接続されている。DC/DCコンバータ28の出力側は、例えば鉛蓄電池からなる低圧バッテリ40および低圧バッテリ40の負荷42に接続されている。これにより、バッテリ12から電源ライン16およびDC/DCコンバータ28を介して、低圧バッテリ40が充電され且つ低圧バッテリ40の負荷42に電圧が供給されている。
 図2に示すように、第1電圧変換器であるDC/DCコンバータ28に搭載された第1制御部38から、第1駆動制御用配線44が延びている。第1駆動制御用配線44は、電流センサ26に接続されて電流センサ26の電流値を受け取る電流値受信用配線44aと、パイロヒューズ24に接続されてパイロヒューズ24に切断信号を送信する切断信号送信用配線44bと、を備えている。
<急速充電用電源30>
 図2に示すように、配電モジュール10では、正極側電源ライン16aおよび負極側電源ライン16bに対してリレー46を介して急速充電用電源30が接続されている。モータ20を停止し、メインリレー18a,18bをオンした状態で、急速充電用電源30に充電ステーション等で高圧DC電源を接続後、リレー46,46をオンすることにより、高圧のバッテリ12が急速充電可能となっている。
<普通充電用電源32>
 図2に示すように、配電モジュール10では、メインリレー18aよりも負荷14側で正極側電源ライン16aおよび負極側電源ライン16bに、第2電圧変換器であるAC/DCコンバータ48の出力側がリレー50,50を介して接続されている。なお、正極側電源ライン16a側のリレー50には、ヒューズ52が直列に接続されている。AC/DCコンバータ48の入力側には、普通充電用電源32が接続されている。より詳細には、普通充電用電源32は、モータ20を停止し、メインリレー18a,18bをオンした状態で、普通充電用電源32に家庭用電源等の低圧AC電源を接続後、リレー50,50をオンすることにより、高圧のバッテリ12が普通充電可能となっている。
 図2に示すように、第2電圧変換器であるAC/DCコンバータ48に第2制御部54が搭載されており、第2制御部54が搭載されたAC/DCコンバータ48から第2駆動制御用配線56が延びている。第2駆動制御用配線56は、電流センサ26に接続されて電流センサ26の電流値を受け取る電流値受信用配線56aと、パイロヒューズ24に接続されてパイロヒューズ24に切断信号を送信する切断信号送信用配線56bと、を備えている。
 また、図1に示すように、バッテリ12は、上方に開口する矩形状の有底箱体形状を有するケース58を含んでおり、ケース58内に複数の単電池60が収容配置されている。さらに、配電モジュール10は、上方に開口する矩形状の有底箱体形状を有するケース62を含んでいる。そして、ケース62に対して、例えば、バスバーからなる電源ライン16と、メインリレー18と、パイロヒューズ24と、第1制御部38が搭載されたDC/DCコンバータ28と、電流センサ26と、第1駆動制御用配線44と、が収容配置されている。加えて、配電モジュール10には、第2制御部54が搭載されたAC/DCコンバータ48と、第2駆動制御用配線56と、が収容配置されている。
 次に、本開示の実施形態1の配電モジュール10の動作について、簡単に説明する。本開示の実施形態1では、電力供給開始当初において、バッテリ12とモータ20が接続されてモータ20に電力を供給することを可能にしている。なお、以下の説明において、かかる状態を、適宜通常状態という。
 上記の通常状態において異常検出部である電流センサ26の電流値が異常値(例えば規定の電流値範囲外の電流値)を示し、電源ライン16の異常が検出された際には、DC/DCコンバータ28に搭載された第1制御部38およびAC/DCコンバータ48に搭載された第2制御部54からパイロヒューズ24に切断信号が送信される。すなわち、パイロヒューズ24に対して切断信号送信用配線44b,56bを通して切断信号を送信し、パイロヒューズ24が切断するように作動される。
 このような構造とされた本開示の配電モジュール10によれば、メインリレー18aよりもバッテリ12側で正極側電源ライン16aにアクティブヒューズであるパイロヒューズ24が接続されている。そして、異常検出部である電流センサ26の電流値が異常値を示し、電源ライン16の異常が検出された際には、第1制御部38および第2制御部54からパイロヒューズ24に切断信号が送信され、パイロヒューズ24が切断するように作動する。したがって、異常発生時にはパイロヒューズ24によってバッテリ12とメインリレー18a間の正極側電源ライン16aが遮断されている。それゆえ、メインリレー18a,18bをオフする際には正極側電源ライン16a,負極側電源ライン16bに電流が流れておらず、メインリレー18a,18bの接点間にアーク放電が発生することを防止することができる。これにより、アーク消弧用に接点間距離を大きくしたり永久磁石を備えた特殊構造のメインリレーを必要とすることがなく、比較的安価なメインリレーを採用することができることから、コストの低減を図ることができる。
 また、第1電圧変換器であるDC/DCコンバータ28に搭載された第1制御部38から第1駆動制御用配線44が延びている。第1駆動制御用配線44は、電流センサ26に接続されて電流センサ26の電流値を受け取る電流値受信用配線44aと、パイロヒューズ24に接続されてパイロヒューズ24に切断信号を送信する切断信号送信用配線44bと、を備えている。これにより、配電モジュール10内で電流センサ26の電流値の受信と異常発生時の切断信号の送信を行うことができる。それゆえ、車両制御ユニット22と電流センサ26およびパイロヒューズ24の間に駆動制御用配線を配索する必要があった従来構造の配電モジュールに比して、駆動制御用配線を短くすることができる。したがって、コストの低減を図りつつ、駆動制御用配線に断線等の不具合が発生するリスクを有利に低減でき、パイロヒューズ24の作動信頼性の向上を図ることができる。
 さらに、第1電圧変換器であるDC/DCコンバータ28に搭載された第1制御部38を用いてパイロヒューズ24の作動を制御できることから、配電モジュール10内でパイロヒューズ24を作動制御する構成を構築できる。それゆえ、車両制御ユニット22等の外部の機器の調整や変更の必要性を低減することができ、その分コストの低減を図ることもできる。加えて、配電モジュール10内にパイロヒューズ24用の第1駆動制御用配線44がなされていることから、仮に車両制御ユニット22に不具合が発生した場合であっても、電源ライン16の異常が検出された際にはパイロヒューズ24を作動させることができる。したがって、パイロヒューズ24の作動信頼性を一層有利に向上できる。
 また、第2電圧変換器であるAC/DCコンバータ48に搭載された第2制御部54から第2駆動制御用配線56が延びている。第2駆動制御用配線56は、電流センサ26に接続されて電流センサ26の電流値を受け取る電流値受信用配線56aと、パイロヒューズ24に接続されてパイロヒューズ24に切断信号を送信する切断信号送信用配線56bと、を備えている。これにより、第2制御部54によっても、配電モジュール10内で電流センサ26の電流値の受信と異常発生時の切断信号の送信を行うことができる。したがって、仮に第1制御部38と第2制御部54のいずれか一方に不具合が発生した場合であっても、いずれか他方により電源ライン16の異常時におけるパイロヒューズ24を作動して切断を確実に実行することができる。それゆえ、パイロヒューズ24の作動信頼性の更なる向上を図ることができる。しかも、第2制御部54から延びる第2駆動制御用配線56も第1駆動制御用配線44と同様に短くできることから、断線等のリスクの発生も有利に低減されている。
 加えて、本開示の配電モジュール10のケース62には、電源ライン16と、メインリレー18と、パイロヒューズ24と、第1制御部38が搭載されたDC/DCコンバータ28と、電流センサ26と、第1駆動制御用配線44と、が収容配置されている。また、配電モジュール10のケース62には、第2制御部54が搭載されたAC/DCコンバータ48と、第2駆動制御用配線56と、も収容配置されている。このように配電モジュール10の構成要素がケース62内に収容配置されていることから、配電モジュール10の取扱性や車両への組付作業性の向上を有利に図ることができる。
 さらに、アクティブヒューズがパイロヒューズ24によって構成されている。これにより、電源ライン16の異常が検出された際には、火薬着火による爆発力によって瞬時且つ確実にバッテリ12とメインリレー18a間の正極側電源ライン16aの遮断を行うことができる。それゆえ、メインリレー18a,18bをオフする際に正極側電源ライン16a,負極側電源ライン16bに電流が流れておらず、メインリレー18a,18bの接点間にアーク放電が発生することを防止することができる。
<変形例>
 以上、本開示の具体例として、実施形態1について詳述したが、本開示はこの具体的な記載によって限定されない。本開示の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本開示に含まれるものである。例えば次のような実施形態の変形例も本開示の技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施形態では、電源ライン16の異常を検出する異常検出部として、電流センサ26を例示して説明を行ったが、これに限定されず、異常検出部は電圧センサ等によって構成されていてもよい。
(2)上記実施形態では、異常検出部である電流センサ26により電源ライン16に異常が検出された際にアクティブヒューズであるパイロヒューズ24を作動させるものとして、第1制御部38および第2制御部54を例示して説明を行ったが、これに限定されない。第1制御部38および第2制御部54のどちらか一方だけがあってもよいし、さらに第3制御部があってもよい。
(3)上記実施形態では、アクティブヒューズとしてパイロヒューズ24を例示して説明を行ったが、これに限定されない。外部からの信号によって切断可能な素子であればよい。例えば、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)を用いてアクティブヒューズが構成されていてもよい。
10 配電モジュール
12 バッテリ
14 負荷
16 電源ライン
16a 正極側電源ライン
16b 負極側電源ライン
18 メインリレー
18a メインリレー(正極側)
18b メインリレー(負極側)
20 モータ(負荷)
22 車両制御ユニット
24 パイロヒューズ(アクティブヒューズ)
26 電流センサ(異常検出部)
28 DC/DCコンバータ(第1電圧変換器)
30 急速充電用電源
32 普通充電用電源
34 コンデンサ
36 DC/ACインバータ
38 第1制御部
40 低圧バッテリ
42 負荷
44 第1駆動制御用配線
44a 電流値受信用配線
44b 切断信号送信用配線
46 リレー
48 AC/DCコンバータ(第2電圧変換器)
50 リレー
52 ヒューズ
54 第2制御部
56 第2駆動制御用配線
56a 電流値受信用配線
56b 切断信号送信用配線
58 ケース
60 単電池
62 ケース

Claims (5)

  1.  バッテリと負荷の間を繋ぐ電源ラインと、
     前記電源ラインに接続されたメインリレーと、
     前記メインリレーよりも前記バッテリ側で前記電源ラインに接続されたアクティブヒューズと、
     前記メインリレーよりも前記負荷側で前記電源ラインに接続された第1電圧変換器と、
     前記電源ラインの異常を検出する異常検出部と、
     前記第1電圧変換器から延びて前記アクティブヒューズに接続された第1駆動制御用配線と、を含み、
     前記第1電圧変換器に搭載された第1制御部が、前記異常検出部により前記電源ラインの異常が検出された際に、前記アクティブヒューズを切断する制御信号を送信して、前記アクティブヒューズが切断される
     配電モジュール。
  2.  前記メインリレーよりも前記負荷側で前記電源ラインに接続された第2電圧変換器と、
     前記第2電圧変換器から延びて前記アクティブヒューズに接続された第2駆動制御用配線と、を含み、
     前記第2電圧変換器に搭載された第2制御部が、前記異常検出部により前記電源ラインの異常が検出された際に、前記アクティブヒューズを切断する制御信号を送信して、前記アクティブヒューズが切断される、請求項1に記載の配電モジュール。
  3.  ケースを含み、
     前記ケースに対して、前記電源ラインと、前記メインリレーと、前記アクティブヒューズと、前記第1電圧変換器と、前記異常検出部と、前記第1駆動制御用配線と、が収容配置されている、請求項1に記載の配電モジュール。
  4.  ケースを含み、
     前記ケースに対して、前記電源ラインと、前記メインリレーと、前記アクティブヒューズと、前記第1電圧変換器と、前記異常検出部と、前記第1駆動制御用配線と、前記第2電圧変換器と、前記第2駆動制御用配線と、が収容配置されている、請求項2に記載の配電モジュール。
  5.  前記アクティブヒューズがパイロヒューズである、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の配電モジュール。
PCT/JP2021/022998 2020-07-08 2021-06-17 配電モジュール WO2022009639A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202180043618.4A CN115943535A (zh) 2020-07-08 2021-06-17 配电模块
US18/003,618 US20230238807A1 (en) 2020-07-08 2021-06-17 Power distribution module

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020117555A JP7425997B2 (ja) 2020-07-08 2020-07-08 配電モジュール
JP2020-117555 2020-07-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022009639A1 true WO2022009639A1 (ja) 2022-01-13

Family

ID=79552977

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/022998 WO2022009639A1 (ja) 2020-07-08 2021-06-17 配電モジュール

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230238807A1 (ja)
JP (1) JP7425997B2 (ja)
CN (1) CN115943535A (ja)
WO (1) WO2022009639A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023233510A1 (ja) * 2022-05-31 2023-12-07 株式会社オートネットワーク技術研究所 保護装置

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7605159B2 (ja) 2022-03-01 2024-12-24 トヨタ自動車株式会社 車両
WO2023203976A1 (ja) * 2022-04-20 2023-10-26 株式会社オートネットワーク技術研究所 電源用配電装置
WO2024162041A1 (ja) * 2023-02-02 2024-08-08 パナソニックIpマネジメント株式会社 バッテリ遮断ユニット

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0590104A (ja) * 1991-03-29 1993-04-09 Vishay Sprague Inc 固体電解コンデンサ
JPH07274378A (ja) * 1994-03-31 1995-10-20 Nissan Motor Co Ltd 車両用電源制御装置
JPH11155240A (ja) * 1997-11-21 1999-06-08 Shizuoka Seiki Co Ltd バッテリー自動切り離し回路
JP2008290604A (ja) * 2007-05-25 2008-12-04 Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk 車両用電源制御システム
JP2015020619A (ja) * 2013-07-19 2015-02-02 株式会社オートネットワーク技術研究所 車両用給電装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018121729B4 (de) 2018-09-06 2020-03-26 Lisa Dräxlmaier GmbH Sicherungsvorrichtung und Verfahren zur Absicherung einer elektrischen Verbindung
CN110994706B (zh) 2019-04-30 2021-11-23 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池保护装置、电池系统和保护方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0590104A (ja) * 1991-03-29 1993-04-09 Vishay Sprague Inc 固体電解コンデンサ
JPH07274378A (ja) * 1994-03-31 1995-10-20 Nissan Motor Co Ltd 車両用電源制御装置
JPH11155240A (ja) * 1997-11-21 1999-06-08 Shizuoka Seiki Co Ltd バッテリー自動切り離し回路
JP2008290604A (ja) * 2007-05-25 2008-12-04 Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk 車両用電源制御システム
JP2015020619A (ja) * 2013-07-19 2015-02-02 株式会社オートネットワーク技術研究所 車両用給電装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023233510A1 (ja) * 2022-05-31 2023-12-07 株式会社オートネットワーク技術研究所 保護装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022014988A (ja) 2022-01-21
US20230238807A1 (en) 2023-07-27
CN115943535A (zh) 2023-04-07
JP7425997B2 (ja) 2024-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2022009639A1 (ja) 配電モジュール
KR101616233B1 (ko) 충 방전 장치
WO2013042166A1 (ja) 蓄電システムおよび、蓄電システムの制御方法
JP2012517211A (ja) 高信頼性駆動用バッテリー
JP2019009982A (ja) 安全な車両用エネルギ供給装置
WO2017158741A1 (ja) 蓄電池装置及び車両
JP2009261230A (ja) 電気自動車用充電システム
CN112644284B (zh) 汽车电器网络以及用于运行这种汽车电器网络的方法
KR101976849B1 (ko) 배터리 과충전 및 과방전 방지 장치
JP6087675B2 (ja) 電池モジュール
JP2022073515A (ja) 電源制御システム
JP4701821B2 (ja) 負荷駆動装置およびそれを搭載した車両
WO2010109688A1 (ja) 電気自動車用充電システム
WO2022024695A1 (ja) 直流回路開閉装置
JP7349510B2 (ja) 車載電池システム
JP7373372B2 (ja) 電池制御装置
JP2020092552A (ja) 電源システム
JP2016134981A (ja) 蓄電システム
JP2024079278A (ja) バッテリ及び蓄電システム
JP6636793B2 (ja) 電池パック
CN111137133B (zh) 电动汽车电驱动系统的保护电路及电动汽车电驱动系统
JP7488282B2 (ja) 車両用バッテリ装置
JP6772931B2 (ja) 電池パックの放電制御装置
JP5077489B2 (ja) 蓄電装置及び鉄道車両

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21835934

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21835934

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1