JP2013052854A - 車両用高電圧分配装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の電源供給に利用される一部のインターロックコネクタの分離または破損によって主電源全体が遮断されることを防ぐことができる車両用高電圧分配装置を提供する。
【解決手段】本発明は、配電部、配電電源をケーブルを通じて電子機器それぞれに連結する第１インターロックコネクタ、配電部と第１インターロックコネクタの間にそれぞれ配置され、スイッチング素子を備えたスイッチング部、第１インターロックコネクタおよび電子機器のそれぞれと連結し、第１インターロックコネクタが分離または破損したことに対応してケーブルの接点が分離される前に回路が先に遮断されるインターロック回路部、およびインターロック回路部、およびインターロック回路部が遮断された電子機器を確認し、遮断が確認された電子機器に配電電源が供給されないようにスイッチング部を制御するスイッチング制御部を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は車両用高電圧分配装置に係り、より詳しくは、接点の分離によって発生するアークによる損傷を予防することができるインターロックコネクタを分配ラインに適用した車両用高電圧分配装置に関する。

従来の車両の電源供給システムは、バッテリの高電圧電源供給端子とこの電源供給端子から高電圧の電源が供給される電子機器の間にインターロックコネクタを備える。インターロックコネクタは、電源が印加された状態で機械的接点が解除されるときに発生するスパークまたはアークなどからシステムを保護するためのものである。

従来の車両の電源供給システムは、上述したインターロックコネクタのうちの１つが分離または破損した場合、バッテリ管理システム（ＢＭＳ：Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）によって高電圧電源の供給全体が遮断される。
このように、従来の車両の電源供給システムは、軽微な衝撃または部品不良によって車両の走行と直接的に関連のないインターロックコネクタのうちの１つが分離または破損した場合、走行に関連する機器に供給される電源も一括して遮断され、車両の走行が不可能になり、走行状況によっては大事故を引き起こす恐れがある。（例えば、特許文献１、２参照）。

例えば、ハイブリッド車両や電気自動車において、走行と直接に関連のない空気加熱式ヒータ（例えば、ＰＴＣヒータ）に連結したインターロックコネクタの分離または破損が発生して主電源が遮断されると、インバータが駆動モータを稼働することができなくなり、走行中の場合には事故の原因となる恐れがある。
さらに、従来の車両の電源供給システムは、インターロックコネクタのうちの１つだけが分離しても電源供給全体が遮断されるため、インターロックコネクタの１つ１つを分離してテストすることができず、車両整備および部品の影響評価することが困難であるという問題を有している。

特開２００４−１１２９０２号公報 特開２００８−０３７２１１号公報

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、車両の電源供給に利用される一部のインターロックコネクタの分離または破損によって主電源全体が遮断されることを防ぐことができ、高電圧供給ライン別に独立した車両整備および部品の影響評価を容易に実行することができる車両用高電圧分配装置を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明による車両用高電圧分配装置は、車両用高電圧分配装置であって、外部から入力された主電源を電子機器それぞれに対応して配電する配電部、配電部によって配電された配電電源をケーブルを通じて電子機器のそれぞれに連結する第１インターロックコネクタ、配電部と第１インターロックコネクタの間にそれぞれ配置され、配電電源それぞれを第１インターロックコネクタに連結するかをスイッチングするスイッチング素子を備えたスイッチング部、第１インターロックコネクタおよび電子機器のそれぞれに連結され、第１インターロックコネクタが分離または破損したことに対応して配電電源を伝達するケーブルの接点が分離する前にその回路が先に遮断されるインターロック回路部、および電子機器と連動し、連動した電子機器のうちでインターロック回路部の回路が遮断された電子機器を確認し、遮断が確認された電子機器に配電電源が供給されないようにスイッチング部を制御するスイッチング制御部を含むことを特徴とする。

車両用高電圧分配装置は、配電部およびスイッチング部を収納する本体をさらに含み、第１インターロックコネクタは、本体に結合してスイッチング素子と連結する固定モジュールと、固定モジュールに着脱可能に結合され、固定モジュールを通じて伝達される配電電源を外部に出力する着脱モジュールとを備え、インターロック回路部は、着脱モジュールが固定モジュールから脱離することにより、ケーブルの接点が分離される前にインターロック回路部の回路が先に遮断されることが好ましい。
スイッチング素子のそれぞれはリレー素子で設けられ、リレー素子のコイルアースは配電部の共通アースを用いることが好ましい。

車両用高電圧分配装置は、第１インターロックコネクタを通じて伝達された配電電源を該当する電子機器のそれぞれにケーブルを通じて伝達する第２インターロックコネクタをさらに含み、インターロック回路部は、第１インターロックコネクタと第２インターロックコネクタの間に配置され、第１のインターロックコネクタおよび第２インターロックコネクタのうちのいずれか１つまたは２つすべてが分離または破損した場合、この分離または破損に対応してケーブルの接点が分離される前にインターロック回路部１４０の回路が先に遮断されることが好ましい。
また、配電部の陽極端子とスイッチング部の間に、配電電源に対応するヒューズが配置されることが好ましい。

本発明によると、本発明の車両用高電圧分配装置は、インターロックコネクタと配電部のスイッチング素子を利用することにより、一部のインターロックコネクタの分離または破損によって主電源が全体的に遮断されることを防ぐことができ、高電圧供給ライン別に独立した車両整備および部品の影響評価（分析）を容易に実行することができる。

本発明の一実施形態に係る車両用高電圧分配装置のブロック図である。 本発明のさらに他の実施形態に係る車両用高電圧分配装置のブロック図である。

以下、添付の図面を参照して、本発明の車両用高電圧分配装置の実施例について具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る車両用高電圧分配装置のブロック図である。車両用高電圧分配装置１００は、バッテリ管理システム（以下、ＢＭＳと略す）の制御によって提供される主電源の供給を受け、空気加熱ヒータ（ＰＴＣ）、エアコンコンポーネント（Ａ−ＣＯＮ）、車両内部装着充電器（ＯＢＣ）、低電圧直流変換装置（ＬＤＣ）、または車両駆動用モータを駆動するインバータに分配する装置である。

図１に示したとおり、車両用高電圧分配装置１００は、配電部１１０、第１インターロックコネクタ１２０、第２インターロックコネクタ１２５、スイッチング部１３０、インターロック回路部１４０、およびスイッチング制御部１５０で構成される。
車両用高電圧分配装置１００は、インターロック回路部１４０が遮断された場合、従来の車両用高電圧分配装置のように主電源全体を遮断するのではなく、インターロック回路部１４０が遮断された電子機器に供給される配電電源のみを遮断する。

配電部１１０は、ＢＭＳの制御によって車両に装着された主バッテリから提供される主電源を利用して電子機器、例えば、空気加熱ヒータ（ＰＴＣ）、エアコンコンポーネント（Ａ−ＣＯＮ）、車両内部装着充電器（ＯＢＣ）、低電圧直流変換装置（ＬＤＣ）、または車両駆動用モータを駆動するインバータにそれぞれ対応する分配電源を供給する。配電部１１０の陽極端子（＋ＢＵＳ ＢＡＲ）とスイッチング素子１３０５の間にヒューズ１１０２が配置される。
図１に示したとおり、配電部１１０で配電された配電電源は、第１インターロックコネクタ１２０および第２インターロックコネクタ１２５を通じて空気加熱ヒータ（ＰＴＣ）、エアコンコンポーネント（Ａ−ＣＯＮ）、車両内部装着充電器（ＯＢＣ）、および低電圧直流変換装置（ＬＤＣ）にそれぞれ伝達される。

第１インターロックコネクタ１２０は、配電部１１０によって配電された配電電源が電子機器に対応して出力されるように、本体１６０の一側に結合される。本体１６０は、配電部１１０およびスイッチング部１３０を収納する。
すなわち、第１インターロックコネクタ１２０は、本体１６０に結合してスイッチング素子１３０５に連結する固定モジュール１２０２と、固定モジュール１２０２に着脱可能に結合する着脱モジュール１２０４とで構成される。着脱モジュール１２０４は、ケーブルを通じて第２インターロックコネクタ１２５に連結され、配電電源を第２インターロックコネクタ１２５に伝達する。
着脱モジュール１２０４が固定モジュール１２０２から脱離することにより、ケーブルの接点が分離される。

第２インターロックコネクタ１２５は、ケーブルを通じて該当する電子機器と連結され、第１インターロックコネクタ１２０を通じて伝達された配電電源を伝達する。
第２インターロックコネクタ１２５は、第１インターロックコネクタ１２０とケーブルを通じてそれぞれ配電部１１０と連結され、第１インターロックコネクタ１２０を通じて出力された配電電源を、電子機器それぞれに伝達する。
スイッチング部１３０は、配電部１１０と第１インターロックコネクタ１２０の間にそれぞれ配置されたスイッチング素子１３０５を備える。各スイッチング素子１３０５は、スイッチング制御部１５０の制御により、配電部１１０によって配電された配電電源をそれぞれ該当する第１インターロックコネクタ１２０に連結するか遮断する。

スイッチング素子１３０５はリレー素子で設けられ、図１に示したとおり、配電部１１０の共通アース（−ＢＵＳ ＢＡＲ）は、リレー素子のコイルアースとして用いられる。リレーコイルを駆動する信号は、本体１６０の一側に貫通して結合されたリレーコイルコネクタ１７０を通じて伝達される。従って、リレーコイルを駆動する信号は、スイッチング制御部１５０によって生成される。
インターロック回路部１４０は、図１に示したとおり、第１インターロックコネクタ１２０と第２インターロックコネクタ１２５の間に配置され、該当する電子機器とも連結される。インターロック回路部１４０は、第１インターロックコネクタ１２０および／または第２インターロックコネクタ１２５が分離または破損して
配電電源を電子機器に伝達するケーブルが機械的接点で分離される場合、このケーブルの接点が分離される前にその回路が先に遮断される。

スイッチング制御部１５０は電子機器と連動し、インターロック回路部１４０が遮断された電子機器を確認し、遮断されたと確認された電子機器に配電電源が供給されないようにスイッチング部１３０を制御する。例えば、インターロック回路部１４０が遮断されたと確認された電子機器が空気加熱ヒータ（ＰＴＣ）である場合、スイッチング部１３０のうちで空気加熱ヒータ（ＰＴＣ）に該当するスイッチング素子１３０５である「Ａ」の接点を開放し、空気加熱ヒータ（ＰＴＣ）に対応する配電電源を遮断する。すなわち、スイッチング制御部１５０は、スイッチング素子「Ａ」のリレー素子のコイルを駆動する制御信号を印加する。このような制御信号は、本体１６０の一側に貫通結合したリレーコイルコネクタ１７０を通じてスイッチング素子１３０５に伝達される。
第１インターロックコネクタ１２０が固定モジュール１２０２と着脱モジュール１２０４とで構成される場合、インターロック回路部１４０は、固定モジュール１２０２から着脱モジュール１２０４が脱離された場合にも遮断される。

本発明のさらに他の実施形態に係る車両用高電圧分配装置２００は、図２に示したとおり、インターロックコネクタが１つだけ配置される。すなわち、図１から第２インターロックコネクタ１２５が削除された形態である。
本実施形態に係る第１インターロックコネクタ２２０は、配電部２１０に配電された配電電源をケーブルを通じて電子機器と連結される。インターロック回路部２４０は、図２に示したとおり、第１インターロックコネクタ２２０と対応する電子機器の間に配置され、第１インターロックコネクタ２２０が分離または破損して配電電源を伝達するケーブルの接点が分離される前にインターロック回路部１４０の回路が先に遮断される。

すなわち、インターロック回路部２４０は、図２に示したとおり、第１インターロックコネクタ２２０が分離または破損された場合、この分離または破損に対応して電子機器に供給される配電電源を伝達するケーブルの接点が分離される前にインターロック回路部１４０の回路が先に遮断される。
スイッチング制御部２５０は、連動した電子機器のうちのインターロック回路部２４０が遮断された電子機器を確認し、遮断が確認された電子機器に供給される配電電源が遮断されるようにスイッチング部２３０を制御する。
上記のとおり、本発明のさらに他の実施形態に係る車両用高電圧分配装置２００は、高電圧分配ラインが配置される車両の構造に応じて、インターロックコネクタが１つだけ用いられた場合にも適用することができる。

１００、２００ 車両用高電圧分配装置
１１０、２１０ 配電部
１２０、２２０ 第１インターロックコネクタ
１２５ 第２インターロックコネクタ
１３０、２３０ スイッチング部
１４０、２４０ インターロック回路部
１５０、２５０ スイッチング制御部
１６０、２６０ 本体
１７０、２７０ リレーコイルコネクタ
１１０２ ヒューズ
１２０２ 固定モジュール
１２０４ 着脱モジュール
１３０５ スイッチング素子
Ａ 空気加熱ヒータ（ＰＴＣ）に該当するスイッチング素子
Ａ−ＣＯＮ エアコンコンポーネント
＋ＢＵＳ ＢＡＲ 配電部の陽極端子
−ＢＵＳ ＢＡＲ 配電部の陰極端子（共通アース）
ＬＤＣ 低電圧直流変換装置
ＢＭＳ バッテリ管理システム
ＯＢＣ 車両内部装着充電器
ＰＴＣ 空気加熱ヒータ

Claims (5)

1. 車両用高電圧分配装置であって、
   外部から入力された主電源を電子機器それぞれに対応して配電する配電部、
   前記配電部によって配電された配電電源をケーブルを通じて前記電子機器のそれぞれに連結する第１インターロックコネクタ、
   前記配電部と前記第１インターロックコネクタの間にそれぞれ配置され、前記配電電源を前記第１インターロックコネクタに連結するかをスイッチングするスイッチング素子を備えたスイッチング部、
   前記第１インターロックコネクタおよび前記電子機器のそれぞれに連結され、前記第１インターロックコネクタが分離または破損したことに対応して配電電源を伝達する前記ケーブルの接点が分離される前にその回路が先に遮断されるインターロック回路部、および
   前記電子機器と連動し、連動した前記電子機器のうちで前記インターロック回路部の回路が遮断された電子機器を確認し、遮断が確認された電子機器に配電電源が供給されないように前記スイッチング部を制御するスイッチング制御部、
   を含むことを特徴とする車両用高電圧分配装置。
2. 前記配電部および前記スイッチング部を収納する本体をさらに含み、
   前記第１インターロックコネクタは、前記本体に結合して前記スイッチング素子と連結する固定モジュールと、前記固定モジュールに着脱可能に結合され、前記固定モジュールを通じて伝達される配電電源を外部に出力する着脱モジュールとを備え、
   前記インターロック回路部は、前記着脱モジュールが前記固定モジュールから脱離することにより、前記ケーブルの接点が分離される前にインターロック回路部１４０の回路が先に遮断されることを特徴とする請求項１に記載の車両用高電圧分配装置。
3. 前記スイッチング素子のそれぞれはリレー素子で設けられ、前記リレー素子のコイルアースは前記配電部の共通アースを用いることを特徴とする請求項１に記載の車両用高電圧分配装置。
4. 前記第１インターロックコネクタを通じて伝達された配電電源を該当する前記電子機器のそれぞれに前記ケーブルを通じて伝達する第２インターロックコネクタをさらに含み、
   前記インターロック回路部は、前記第１インターロックコネクタと前記第２インターロックコネクタの間に配置され、前記第１インターロックコネクタおよび第２インターロックコネクタのうちのいずれか１つまたは２つすべてが分離または破損した場合、この分離または破損に対応して前記ケーブルの接点が分離される前にインターロック回路部１４０の回路が先に遮断されることを特徴とする請求項１に記載の車両用高電圧分配装置。
5. 前記配電部の陽極端子と前記スイッチング部の間に配電電源に対応するヒューズが配置されたことを特徴とする請求項１に記載の車両用高電圧分配装置。

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