JP2011015489A - ジャンクションブロックおよび自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】ジャンクションブロックに対して電力ケーブルの接続がより適正に行なわれるようにする。
【解決手段】組電池の側面に取り付けられた略矩形状の平板部４２の中央を含んで且つ平板部４２の下辺に偏って制御装置５０が配置され、インバータに接続された電力ケーブル２８の接続用に平板部４２の四隅のうち下辺に対向する上辺後側の隅にコネクタ接続部４７を設け、電力ケーブル２８がコネクタ接続部４７に接続されて平板部４２の上辺に沿って配策された状態で電力ケーブル２８を挟持することができる位置でリブ４８およびコネクタ接続部４９を平板部４２に設ける。これにより、制御装置５０の構成部品の平板部４２における配置に大きく影響を与えることなく電力ケーブル２８を配策することができる。即ち、ジャンクションブロック４０に対して電力ケーブル２８の接続がより適正に行なわれるようにすることができる。
【選択図】図６

Description

本発明は、ジャンクションブロックおよび自動車に関する。

従来、この種のジャンクションブロックとしては、エンジンルームに設置されたモータやインバータなどの機器とこうした機器より後側に車載された電池パックとの接続用にリレー等の電子部品を有するものとして、機器に接続された高電圧ケーブルが接続されたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このジャンクションブロックには高電圧ケーブルが接続される端子台が取り付けられており、この端子台を電池パックより前側に設けることにより、端子台を電池パックより後側に設けるものに比して高電圧ケーブルの長さが短くなるようにしている。また、端子台は、ジャンクションブロックの車幅方向片側に取り付けられており、高電圧ケーブルの端子台側の端部は、高電圧ケーブルが車幅方向に向かうように端子台に接続されている。

特開２００７−２９０６１６号公報

上述のようなジャンクションブロックでは、高電圧ケーブルの接続がより適正に行なわれるようにすることが望ましい。ジャンクションブロックは、リレー等の電子部品を有するために各電子部品が相互に関連性をもって適正に配置されることが望ましく、こうした各電子部品の配置に大きく影響を与えることなく高電圧ケーブルを接続できるようにするなど、高電圧ケーブルの接続がより適正に行なわれるようにすることが望ましい。

本発明のジャンクションブロックおよび自動車は、ジャンクションブロックに対して電力ケーブルの接続がより適正に行なわれるようにすることを主目的とする。

本発明のジャンクションブロックおよび自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のジャンクションブロックは、
車載された組電池の車両進行方向に対する側面に取り付けられて前記組電池と車載された機器とを電気的に接続するジャンクションブロックであって、
前記組電池の側面に取り付けられた略矩形状の平板部と、
前記組電池と前記機器との電気的な接続および接続の解除を行なうリレーを有し、前記平板部の中央を含んで且つ前記平板部の一辺に偏って配置された制御装置と、
前記組電池の電極に前記リレーを介して電気的に接続され、前記機器に接続された電力ケーブルの接続用に前記平板部の四隅のうち前記平板部の一辺に対向する他辺側の一つの隅に設けられたケーブル接続部と、
前記電力ケーブルが前記ケーブル接続部に接続されて前記平板部の他辺に沿って配策された状態で前記電力ケーブルを挟持することができる位置で前記平板部に設けられたケーブル挟持部と、
を備えることを要旨とする。

この本発明のジャンクションブロックでは、組電池の側面に取り付けられた略矩形状の平板部の中央を含んで且つ平板部の一辺に偏って制御装置が配置され、機器に接続された電力ケーブルの接続用に平板部の四隅のうち平板部の一辺に対向する他辺側の一つの隅にケーブル接続部が設けられる。そして、電力ケーブルがケーブル接続部に接続されて平板部の他辺に沿って配策された状態で電力ケーブルを挟持することができる位置でケーブル接続部が平板部に設けられる。即ち、電力ケーブルは、ケーブル接続部に接続されて平板部の他辺に沿って配策されると共にケーブル挟持部によって挟持されるのである。したがって、平板部の一辺に偏って制御装置を配置して他辺側の一つの隅にケーブル接続部を設けるだけで電力ケーブルを平板部の他辺に沿って配策することができるから、制御装置が有するリレーなどの平板部における配置に大きく影響を与えることなく電力ケーブルを配策することができる。即ち、ジャンクションブロックに対して電力ケーブルの接続がより適正に行なわれるようにすることができる。この場合、電力ケーブルがケーブル接続部に接続されて平板部の他辺に沿って配策されると共にケーブル挟持部によって挟持され更に組電池の側面に対して略垂直方向へ向かうようにように配策されるものとすれば、電力ケーブルが平板部に沿って配策されることなく組電池の側面に対して略垂直方向へ向かうようにケーブル接続部に接続されるものに比して、ジャンクションブロックの外部で電力ケーブルに力が作用したときにケーブル接続部に作用する応力を抑制しやすくすることができる。

こうした本発明のジャンクションブロックにおいて、前記ケーブル挟持部は、前記平板部の周縁から延出された板状部材と前記リレーの駆動用の信号ケーブルを接続するためのコネクタ部材とからなる、ものとすることもできる。こうすれば、ジャンクションブロックを構成するのに必要な部品を利用して電力ケーブルを挟持することができるから、部品点数の低減を図ることができる。この場合、前記コネクタ部材は、前記電力ケーブルが前記組電池の側面に対して略垂直方向へ移動するのを制限可能な形状の部材である、ものとすることもできるし、前記板状部材は、前記組電池の電極と前記ケーブル接続部とを電気的に接続するバスバーを絶縁してなる部材である、ものとすることもできる。

本発明の自動車は、上述のいずれかの態様の本発明のジャンクションブロック、即ち、車載された組電池の車両進行方向に対する側面に取り付けられて前記組電池と車載された機器とを電気的に接続するジャンクションブロックであって、前記組電池の側面に取り付けられた略矩形状の平板部と、前記組電池と前記機器との電気的な接続および接続の解除を行なうリレーを有し、前記平板部の中央を含んで且つ前記平板部の一辺に偏って配置された制御装置と、前記組電池の電極に前記リレーを介して電気的に接続され、前記機器に接続された電力ケーブルの接続用に前記平板部の四隅のうち前記一辺に対向する他辺側の一つの隅に設けられたケーブル接続部と、前記電力ケーブルが前記ケーブル接続部に接続されて前記平板部の他辺に沿って配策された状態で前記電力ケーブルを挟持することができる位置で前記平板部に設けられたケーブル挟持部と、を備えるジャンクションブロックが前記組電池に取り付けられてなる電池装置を搭載したことを要旨とする。

この本発明の自動車では、上述のいずれかの態様の本発明のジャンクションブロックが組電池に取り付けられてなる電池装置を搭載するから、本発明のジャンクションブロックが奏する効果、例えば、ジャンクションブロックに対して電力ケーブルの接続がより適正に行なわれるようにすることができる効果などと同様の効果を奏することができる。

本発明の一実施例としてのジャンクションブロック４０が取り付けられてなるバッテリ装置３０や走行に必要な機器が搭載されたハイブリッド自動車２０の様子を説明する説明図である。 バッテリ装置３０の構成の概略の一例を示す構成図である。 ジャンクションブロック４０の組電池３２への取り付け面の様子の一例を示す説明図である。 組電池３２およびジャンクションブロック４０の構成部品とジャンクションブロック４０に電力ケーブル２８が接続された様子との一例を示す説明図である。 ジャンクションブロック４０の構成部品の配置を模式的に説明するためのジャンクションブロック４０の上面図である。 ジャンクションブロック４０の構成部品の配置を模式的に説明するためのジャンクションブロック４０の右側面図である。 コネクタ接続部４９の形状を模式的に説明するためのリブ４８およびコネクタ接続部４９を前方からみたときの断面図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としてのジャンクションブロック４０が取り付けられてなるバッテリ装置３０や走行に必要な機器が搭載されたハイブリッド自動車２０の様子を説明する説明図である。図示するように、ハイブリッド自動車２０の車両前部のエンジンルーム２１には、エンジン２２や走行用の動力を出力するモータ２４，このモータ２４を駆動するインバータ２６などの機器が搭載されており、車両後部（例えば、リヤシート後方や下方など）には、インバータ２６に高圧用の電力ケーブル２８を介して接続されたバッテリ装置３０が搭載されている。実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジンルーム２１に配置され車両全体をコントロールするマイクロプロセッサとしての図示しないハイブリッド用電子制御ユニットの駆動制御によって、エンジン２２は必要に応じて間欠運転され、モータ２４はインバータ２６のスイッチング制御により駆動されバッテリ装置３０からの電力を用いて走行用の動力を出力したり車両の制動時にはバッテリ装置３０が充電されるよう走行用の動力を電力として回生したりする。なお、実施例では、基本的に、車両前進方向を基準として機器や部品の取り付け，配置，接続などの位置関係を説明する。

図２は、バッテリ装置３０の構成の概略の一例を示す構成図であり、図３は、ジャンクションブロック４０の組電池３２への取り付け面の様子の一例を示す説明図である。図２に示すように、バッテリ装置３０は、車幅方向を長手方向とする略直方体状の組電池３２と、組電池３２とインバータ２６との接続や接続の解除を行なったり組電池３２の状態を管理したりするためのジャンクションブロック４０とを有し、組電池３２の右側面に図２中太線矢印で示す方向へジャンクションブロック４０を取り付けた状態で図示しないケースに収納されたものとして構成されている。また、図３に示すように、ジャンクションブロック４０の組電池３２への取り付け面は略矩形状の平面として形成されており、ジャンクションブロック４０の前端部（図３では左側の端部）には組電池３２の電極に接続された図示しないバスバーを接続するための端子４１が設けられている。以下、ジャンクションブロック４０の組電池３２への取り付け面とは反対側で略矩形状の面を平板部４２と称し、平板部４２に配置されたジャンクションブロック４０の構成部品について説明する。

図４は、組電池３２およびジャンクションブロック４０の構成部品とジャンクションブロック４０に電力ケーブル２８が接続された様子との一例を示す説明図である。また、図５は、ジャンクションブロック４０の構成部品の配置を模式的に説明するためのジャンクションブロック４０の上面図であり、図６は、同じくジャンクションブロック４０の右側面図である。図４に示すように、組電池３２は、二次電池としての複数の電池モジュール３４と、エンドプレート３６とを有し、電池モジュール３４がそれぞれ直列接続されるよう車幅方向に積層されると共に積層された電池モジュール３４が全体として拘束されるよう両端面にエンドプレート３６が取り付けられることによって略直方体状に形成されている。図４では組電池３２の両端面のうち右端面のみを示している。また、図４〜図６に示すように、ジャンクションブロック４０は、組電池３２の電極に電気的に接続された前述の端子４１と、前述した略矩形状の平板部４２と、組電池３２とインバータ２６との電気的な接続や接続の解除を行なう３つのリレー４３ａ，４３ｂ，４３ｃと、リレー４３ａに直列接続された電流制限用のレジスタ（抵抗器）４４と、組電池３２に流れる電流を検出する電流センサ４５と、組電池３２に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度や電流センサ４５からの充放電電流などを入力して組電池３２の状態を管理するマイクロプロセッサとしてのバッテリ用電子制御ユニット４６と、インバータ２６に接続された高圧用の電力ケーブル２８を接続するためのコネクタ接続部４７と、端子４１とコネクタ接続部４７とをリレー４３ａ，４３ｂ，４３ｃやレジスタ４４を介して電気的に接続するバスバーを絶縁してなる部材の一部としての板状のリブ４８と、前述のハイブリッド用電子制御ユニットから出力されるリレー４３ａ，４３ｂ，４３ｃのオンオフを指示する信号などを伝達するための図示しない信号ケーブルが接続されるコネクタ接続部４９と、を有する。図６に点線で示すように、電力ケーブル２８の先端には凸状のコネクタ２９が取り付けられており、このコネクタ２９がコネクタ接続部４７に上方から嵌挿されることによって電力ケーブル２８がコネクタ接続部４７に接続される。以下、リレー４３ａ，４３ｂ，４３ｃとレジスタ４４と電流センサ４５とバッテリ用電子制御ユニット４６とをまとめて制御装置５０と称し、ジャンクションブロック４０の構成部品の平板部４２における配置について説明する。

図４〜図６に示すように、制御装置５０は、略矩形状の平板部４２の中央を含んで且つ平板部４２の下辺に偏って配置されており、コネクタ接続部４７は、平板部４２の四隅のうち下辺に対向する上辺後側（図４〜図６では左側）の隅に設けられている。また、リブ４８は、平板部４２の上辺後側の隅と上辺前側の隅との中間より若干前寄りの位置で平板部４２の周縁から延出された部材として形成されており、コネクタ接続部４９は、このリブ４８の下方でリブ４８に対向する位置であってリブ４８に対して電力ケーブル２８を挟持することができる程度の間隙が確保された位置で平板部４２に設けられている。なお、コネクタ部材４９は、図７に前方からみたときの断面図で示すように、リブ４８に対向する部位は肉薄の板状であって平板部４２から離れるほど（組電池３２の側面から当該側面に垂直方向へ離れるほど）上側に肉厚になる所定形状に形成されることによって、リブ４８と共に電力ケーブル２８を挟持することができるようになっている。したがって、電力ケーブル２８は、その先端に取り付けられたコネクタ２９がコネクタ接続部４７に嵌挿されると、平板部４２の上辺に沿って配策され、電力ケーブル２８を挟持することができる所定位置で平板部４２に設けられたリブ４８およびコネクタ接続部４９により挟持され、平板部４２の上辺前側の隅で平板部４２から離れるように（組電池３２の側面から当該側面に垂直方向へ向かうように）配策されることになる。このように、実施例のジャンクションブロック４０では、平板部４２の下辺に偏って制御装置５０を配置して上辺後側の隅にコネクタ接続部４７を設けるだけで電力ケーブル２８を平板部４２の上辺に沿って配策することができるから、制御装置５０の各構成部品の平板部４２における配置に大きく影響を与えることなく電力ケーブル２８を配策することができる。また、電力ケーブル２８がコネクタ接続部４７に接続されて組電池３２の側面に沿って配策されてから組電池３２の側面から当該側面に垂直方向へ向かうように配策されるから、電力ケーブル２８が組電池３２の側面に沿って配策されることなくコネクタ接続部４７から組電池３２の側面に対して直ちに垂直方向へ向かうようにジャンクションブロック４０に接続されるものに比して、車両の振動や衝突などによりジャンクションブロック４０の外部で電力ケーブル２８に力が作用したときにコネクタ接続部４７に作用する応力を抑制しやすくすることができる。さらに、電力ケーブル２８をリブ４８およびコネクタ接続部４９で挟持するから、電力ケーブル２８を組電池３２の側面に沿って配策するだけで挟持しないものに比して、ジャンクションブロック４０における電力ケーブル２８の移動や振動に伴う損傷や摩耗を防ぐための保護部材（例えば、コルゲートチューブなど）を電力ケーブル２８やジャンクションブロック４０に取り付ける必要性が低減され、部品点数の低減を図ると共にジャンクションブロック４０の小型化を図ることができる。しかも、コネクタ接続部４９を、肉薄の板状から肉厚になる所定形状に形成するから、電力ケーブル２８が組電池３２の側面から離れる方向へ移動したときでも電力ケーブル２８の移動を制限することができ、電力ケーブル２８をより確実に挟持することができる。また、端子４２とコネクタ接続部４７とを電気的に接続するバスバーを絶縁してなる板状の部材としてのリブ４８と、リレー４３ａ，４３ｂ，４３ｃのオンオフを指示する信号などを伝達する信号ケーブルが接続されるコネクタ接続部４９とを用いて電力ケーブル２８を挟持する、即ち、ジャンクションブロック４０が機能するのに必要な部品を用いて電力ケーブル２８を挟持するから、電力ケーブル２８を挟持するためだけにクランプなどの部品を設けるものに比して、ジャンクションブロック４０の部品点数の低減を図ることができる。もとより、組電池３２の側面にジャンクションブロック４０を取り付けるから、車両の前面衝突や後方衝突に対してジャンクションブロック４０をより確実に保護することができる。

以上説明した実施例のジャンクションブロック４０によれば、組電池３２の側面に取り付けられた略矩形状の平板部４２の中央を含んで且つ平板部４２の下辺に偏って制御装置５０が配置され、インバータ２６に接続された電力ケーブル２８の接続用に平板部４２の四隅のうち下辺に対向する上辺後側の隅にコネクタ接続部４７を設け、電力ケーブル２８がコネクタ接続部４７に接続されて平板部４２の上辺に沿って配策された状態で電力ケーブル２８を挟持することができる位置でリブ４８およびコネクタ接続部４９を平板部４２に設けるから、制御装置５０の構成部品の平板部４２における配置に大きく影響を与えることなく電力ケーブル２８を配策することができる。即ち、ジャンクションブロック４０に対して電力ケーブル２８の接続がより適正に行なわれるようにすることができる。

実施例のジャンクションブロック４０を適用したバッテリ装置３０では、ジャンクションブロック４０が組電池３２の右側面に取り付けられるものとしたが、ジャンクションブロック４０が組電池３２の左側面に取り付けられるものとしてもよい。

実施例のジャンクションブロック４０では、制御装置５０が平板部４２の下辺に偏って配置されるものとしたが、制御装置５０が平板部４２の上辺など下辺とは異なる辺に偏って配置されるものとしてもよい。

実施例のジャンクションブロック４０では、電力ケーブル２８が接続されるコネクタ接続部４７を平板部４２の上辺後側に設けるものとしたが、コネクタ接続部４７を平板部４２の上辺前側に設けるものとしてもよい。

実施例のジャンクションブロック４０では、リブ４８は端子４２とコネクタ接続部４７とを電気的に接続するバスバーを絶縁してなる板状の部材であって平板部４２の上辺側の周縁から延出された部材であるものとしたが、リブ４８はバスバーを絶縁したものではなく単なる板状の部材であるものとしてもよいし、平板部４２の上辺側の周縁より若干下方で組電池３２に対して垂直となるように平板部４２に取り付けられた板状の部材であるものとしてもよい。

実施例のジャンクションブロック４０では、リブ４８とコネクタ４９とで電力ケーブル２８を挟持するものとしたが、例えば、リブ４８をより後側に設けてリブ４８とレジスタ４４とで電力ケーブル２８を挟持するものとしたり、コネクタ接続部４９をレジスタ４４の上方に設けてコネクタ接続部４９とレジスタ４４とで電力ケーブル２８を挟持するものとしたり、リブ４８およびコネクタ接続部４９に代えて平板部４２の上辺の前端および後端の中間位置に電力ケーブル２８を挟持するための例えばクランプなどの専用の部品を設けるなどとしてもよい。

実施例では、ジャンクションブロック４０を組電池３２に取り付けてなるバッテリ装置３０がハイブリッド自動車２０に搭載されているものとして説明したが、こうしたバッテリ装置３０がエンジンを備えずにモータからの動力のみを用いて走行する電気自動車に搭載されているものとしてもよいし、自動車以外の車両や船舶，航空機などの移動体に搭載されているものとしてもよいし、建設設備などの移動しない設備に組み込まれているものとしても構わない。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、平板部４２が「平板部」に相当し、制御装置５０が「制御装置」に相当し、コネクタ接続部４７が「ケーブル接続部」に相当し、リブ４８およびコネクタ接続部４９が「ケーブル挟持部」に相当する。また、リブ４８が「板状部材」にも相当し、コネクタ接続部４９が「コネクタ部材」にも相当する。

ここで、「平板部」としては、平板部４２に限定されるものではなく、組電池３２の左側面に取り付けられたものなど、組電池の側面に取り付けられた略矩形状のものであれば如何なるものとしても構わない。「制御装置」としては、制御装置５０に限定されるものではなく、電流センサ４５を有しないものや単一のリレーのみを有するものなど、組電池と機器との電気的な接続および接続の解除を行なうリレーを有し、平板部の中央を含んで且つ平板部の一辺に偏って配置されたものであれば如何なるものとしても構わない。「ケーブル接続部」としては、コネクタ接続部４７に限定されるものではなく、コネクタ接続部４７およびコネクタ２９の組み合わせなど、組電池の電極にリレーを介して電気的に接続され、機器に接続された電力ケーブルの接続用に平板部の四隅のうち平板部の一辺に対向する他辺側の一つの隅に設けられたものであれば如何なるものとしても構わない。「ケーブル挟持部」としては、例えばクランプによるものなど、電力ケーブルがケーブル接続部に接続されて平板部の他辺に沿って配策された状態で電力ケーブルを挟持することができる位置で平板部に設けられたものであれば如何なるものとしても構わない。また、「板状部材」としては、リブ４８に限定されるものではなく、平板部の周縁から延出されたものであれば如何なるものとしても構わない。「コネクタ部材」としては、コネクタ接続部４９に限定されるものではなく、リレーの駆動用の信号ケーブルを接続するためのものであれば如何なるものとしても構わない。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、ジャンクションブロックや自動車の製造産業などに利用可能である。

２０ ハイブリッド自動車、２１ エンジンルーム、２２ エンジン、２４ モータ、２６ インバータ、２８ 電力ケーブル、３０ バッテリ装置、３２ 組電池、３４ 電池モジュール、３６ エンドプレート、４０ ジャンクションブロック、４１ 端子、４２ 平板部、４３ａ，４３ｂ，４３ｃ リレー、４４ レジスタ、４５ 電流センサ、４６ バッテリ用電子制御ユニット、４７，４９ コネクタ接続部、４８ リブ、５０ 制御装置。

Claims (5)

1. 車載された組電池の車両進行方向に対する側面に取り付けられて前記組電池と車載された機器とを電気的に接続するジャンクションブロックであって、
   前記組電池の側面に取り付けられた略矩形状の平板部と、
   前記組電池と前記機器との電気的な接続および接続の解除を行なうリレーを有し、前記平板部の中央を含んで且つ前記平板部の一辺に偏って配置された制御装置と、
   前記組電池の電極に前記リレーを介して電気的に接続され、前記機器に接続された電力ケーブルの接続用に前記平板部の四隅のうち前記平板部の一辺に対向する他辺側の一つの隅に設けられたケーブル接続部と、
   前記電力ケーブルが前記ケーブル接続部に接続されて前記平板部の他辺に沿って配策された状態で前記電力ケーブルを挟持することができる位置で前記平板部に設けられたケーブル挟持部と、
   を備えるジャンクションブロック。
2. 請求項１記載のジャンクションブロックであって、
   前記ケーブル挟持部は、前記平板部の周縁から延出された板状部材と前記リレーの駆動用の信号ケーブルを接続するためのコネクタ部材とからなる、
   ジャンクションブロック。
3. 請求項２記載のジャンクションブロックであって、
   前記コネクタ部材は、前記電力ケーブルが前記組電池の側面に対して略垂直方向へ移動するのを制限可能な形状の部材である、
   ジャンクションブロック。
4. 請求項２または３記載のジャンクションブロックであって、
   前記板状部材は、前記組電池の電極と前記ケーブル接続部とを電気的に接続するバスバーを絶縁してなる部材である、
   ジャンクションブロック。
5. 請求項１ないし４のいずれか１つの請求項に記載のジャンクションブロックが前記組電池に取り付けられてなる電池装置を搭載した自動車。