JP2013124066A - 電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高周波ノイズの低減を図った電源装置を提供する。
【解決手段】バッテリ２は、車両に搭載され、負荷３に電源を供給する。このバッテリ２には、バッテリ２を充電するオルタネータ４が接続されている。バッテリ２のプラス電極２２ａと負荷３との間の電源経路上に設けられ、過電流が流れると溶断するヒュージブルリンクＦＬは、その一端がバッテリ２のプラス電極２２ａに直付されている。また、複数のグランド線５は、その一端がバッテリ２のマイナス電極２２ｂに接続され、他端が車体６のそれぞれ別の場所に接続されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電源装置に係り、特に、車両に搭載された電源装置に関するものである。

上述した電源装置として、例えば図６に示されたものが提案されている（例えば特許文献１及び２）。同図に示すように、電源装置１は、車両に搭載されたバッテリ２と、バッテリ２からの電源供給を受けて動作する複数の負荷３と、バッテリ２を充電するオルタネータ４と、１本のグランド線５と、を備えている。上記バッテリ２のプラス電極２２ａは、ヒュージブルリンクＦＬ、リレーボックスＲ／Ｂ、ジャンクジョンボックスＪ／Ｂを介して複数の負荷３に接続されている。また、バッテリ２のプラス電極２２ａは、ヒュージブルリンクＦＬを介してオルタネータ４に接続されている。

上述したヒュージブルリンクＦＬは、過電流が流れると溶断する可溶部Ｆ１〜Ｆ３が搭載されたバスバーから構成され、バスバーの一端がバッテリ２のプラス電極２２ａに直接接続されている。また、上記１本のグランド線５は、その一端がバッテリ２のマイナス電極２２ｂに接続され、他端が車体６に接続されて、アースされている。なお、上記オルタネータ４の代わりに高圧バッテリからの電源をＤＣ／ＤＣ変換して、バッテリ２に供給するＤＣ／ＤＣコンバータが接続されることもある。

上述した従来の電源装置１は、ヒュージブルリンクＦＬをバッテリ２に直結することにより、オルタネータ４とバッテリ２との間に設けられたヒュージブルリンクＦＬからグランド線５に至る経路のインピーダンスを低くして、オルタネータ４から発生する高周波ノイズの抑制効果があることが知られている。しかしながら、グランド線５についての低インピーダンス化は今まで図られておらず、ノイズ低減には限界があった。

特開２００４−２１９３０３号公報 特開２００４−１０４９１８号公報

そこで、本発明は、高周波ノイズの低減を図った電源装置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、車両に搭載されたバッテリと、前記バッテリからの電源供給を受けて動作する負荷と、前記バッテリを充電するオルタネータ又はＤＣ／ＤＣコンバータと、前記バッテリの一方の電極と前記負荷との間の電源経路上に設けられ、過電流が流れると溶断するヒュージブルリンクと、を備えた電源装置において、一端が前記バッテリの他方の電極に接続され、他端が車体のそれぞれ別の場所に接続された複数のグランド線をさらに備え、前記ヒュージブルリンクの一端が前記バッテリの一方の電極に直付されていることを特徴とする電源装置に存する。

請求項２記載の発明は、前記グランド線が、２本又は３本設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電源装置に存する。

以上説明したように請求項１及び２記載の発明によれば、ヒュージブルリンクをバッテリに直付して、グランド線を複数にすることにより、グランド線のインピーダンスを低くすることができ、オルタネータやＤＣ／ＤＣコンバータから発生した高周波ノイズがグランド線を通って車体に流れ易くなり、ノイズ低減を図ることができる。

本発明の電源装置の一実施形態を示す図である。 比較品Ａ〜Ｃと、従来品Ａと、本発明品Ａ及びＢと、についてそれぞれノイズを入力したときに負荷に現れるノイズの出力を測定し、ノイズの周波数と減衰量とをシミュレーションした結果を示すグラフである。 図２に示す比較品について説明するための図である。 図２に示すシミュレーションを行ったときのノイズの入力Ｖｉｎと、計測したノイズの出力Ｖｏｕｔと、を示す図である。 従来品Ａ及び従来品Ｂについてそれぞれノイズを入力したときに負荷に現れるノイズの出力を測定し、ノイズの周波数と減衰量とをシミュレーションした結果を示すグラフである。 従来の電源装置の一例を示す図である。

次に、本発明の電源装置について図１〜図５を参照して説明する。図１は、本発明の電源装置の一実施形態を示す図である。同図に示すように、電源装置１は、車両に搭載されたバッテリ２と、バッテリ２からの電源供給を受けて動作する複数の負荷３と、バッテリ２を充電するオルタネータ４と、２本のグランド線５と、を備えている。上記バッテリ２は、箱形のバッテリ本体２１と、バッテリ本体２１の上面に突設された一方の電極としてのプラス電極２２ａ及び他方の電極としてのマイナス電極２２ｂと、から構成されている。

上記複数の負荷３は、ジャンクジョンボックスＪ／Ｂ、リレーボックスＲ／Ｂ、ヒュージブルリンクＦＬを介してバッテリ２のプラス電極２２ａに接続されていて、バッテリ２からの電源供給を受けて動作する。また、上記複数の負荷３は、ジャンクションボックスＪ／Ｂ、リレーボックスＲ／Ｂ、ヒュージブルリンクＦＬを介してオルタネータ４に接続され、オルタネータ４からの電源供給も受けている。上記オルタネータ４は、エンジンで発生する機械的エネルギーを電気エネルギーに変換してバッテリ２を充電したり、負荷３に電源を供給する。なお、上記オルタネータ４の代わりに高圧バッテリからの電源をＤＣ／ＤＣ変換して、バッテリ２に供給するＤＣ／ＤＣコンバータがバッテリ２に接続されていることもある。

上記ヒュージブルリンクＦＬは、一端がバッテリ２のプラス電極２２ａに直付され、他端が複数に分岐され、オルタネータ４やリレーボックスＲ／Ｂに接続するための電線に接続されるバスバーから構成され、バスバーの各分岐路に過電流が流れると溶解する可溶部Ｆ１〜Ｆ３が搭載されている。上記リレーボックスＲ／Ｂは、負荷３に対するバッテリ２からの電源供給をオンオフするリレーが内蔵されている。ジャンクションボックスＪ／Ｂは、ヒュージブルリンクＦＬやリレーボックスＲ／Ｂを介してバッテリ２のプラス電極２２ａに接続された電線を分岐して、複数の負荷３に供給する。

上記２本のグランド線５は、その一端がバッテリ２のマイナス電極２２ｂに接続され、他端が車体６のそれぞれ別の場所に接続されて、アースされている。グランド線５は、図示しない芯線と、芯線を覆う被覆部と、から構成された所謂被覆電線であり、その両端の芯線に端子金具が取り付けられている。グランド線５の一端に取り付けられた端子金具がバッテリ２のマイナス電極２２ｂに接続され、他端に取り付けられた端子金具が車体６に接続されている。

上述した実施形態によれば、ヒュージブルリンクＦＬをバッテリ２に直付して、グランド線５を２本にすることにより、グランド線５のインピーダンスを低くすることができ、オルタネータ４やＤＣ／ＤＣコンバータから発生した高周波ノイズがグランド線５を通って車体６に流れ易くなり、ノイズ低減を図ることができる。

なお、上述した実施形態によれば、グランド線５を２本にしていたが、本発明はこれに限ったものではなく、グランド線５として複数あればよく、３本でも４本以上あってもよい。

次に、本発明者らは、後述する比較品Ａ〜Ｃと、従来品Ａと、本発明品Ａ及びＢと、についてそれぞれノイズを入力したときに負荷３に現れるノイズの出力を測定し、ノイズの周波数と減衰量とをシミュレーションして、本発明の効果を確認した。結果を図２に示す。上記比較品Ａ〜Ｃは、図３に示すように、ヒュージブルリンクＦＬを構成するバスバーの一端がバッテリ２に直付されておらず、電線Ｌを介してバッテリ２のプラス電極２２ａに接続されている。また、比較品Ａは、太さ２０ｓｑのグランド線５が１本設けられ、比較品Ｂは、太さ１０ｓｑのグランド線５が２本設けられ、比較品Ｃは、太さ５ｓｑのグランド線５が３本設けられている。

上記従来品Ａは、図６に示すように、ヒュージブルリンクＦＬを構成するバスバーの一端がバッテリ２に直付されており、太さ２０ｓｑのグランド線５が１本だけ設けられている。本発明品Ａ及びＢは、図１に示すように、ヒュージブルリンクＦＬを構成するバスバーの一端がバッテリ２に直付されている。また、本発明品Ａは、太さ１０ｓｑのグランド線５が２本設けられ、本発明品Ｂは、太さ５ｓｑのグランド線５が３本設けられている。なお、図４に示すように、ノイズは、オルタネータ４とヒュージブルリンクＦＬとの間の入力Ｖｉｎから入力し、負荷３のプラス電極２２ａ側を出力Ｖｏｕｔとして測定している。

図２に示す比較品Ａ〜Ｃのシミュレーション結果からも明らかなように、ヒュージブルリンクＦＬをバッテリ２に直付しないと、グランド線５の本数を増やしてもノイズの減衰量が改善されないことが分かった。また、従来品Ａのシミュレーション結果からも明らかなように、ヒュージブルリンクＦＬをバッテリ２に直付すると、比較品Ａ〜Ｃに比べてノイズを低減できることが分かった。さらに、本発明品Ａ及びＢのシミュレーション結果からも明らかなように、ヒュージブルリンクＦＬをバッテリ２に直付し、グランド線５の本数を増やすと、本数を増やすに従ってノイズが減衰できることが確認できた。

次に、本発明者らは、従来品Ａ及びＢについてそれぞれノイズを入力したときに負荷３に現れるノイズの出力を測定し、ノイズの周波数と減衰量とをシミュレーションした結果を図５に示す。従来品Ａ及びＢは、図６に示すように、ヒュージブルリンクＦＬを構成するバスバーの一端がバッテリ２に直付されており、太さ２０ｓｑ、１０ｓｑのグランド線５がそれぞれ１本だけ設けられている。図６から明らかなように、グランド線５の太さを代えても減衰量に改善が見られなかった。よって、この結果からもグランド線５の本数を増やすと、本数を増やすに従ってノイズが減衰できることが分かった。

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。

１ 電源装置
２ バッテリ
３ 負荷
４ オルタネータ
５ グランド線
ＦＬ ヒュージブルリンク
２２ａ プラス電極（一方の電極）
２２ｂ マイナス電極（他方の電極）

Claims (2)

1. 車両に搭載されたバッテリと、前記バッテリからの電源供給を受けて動作する負荷と、前記バッテリを充電するオルタネータ又はＤＣ／ＤＣコンバータと、前記バッテリの一方の電極と前記負荷との間の電源経路上に設けられ、過電流が流れると溶断するヒュージブルリンクと、を備えた電源装置において、
   一端が前記バッテリの他方の電極に接続され、他端が車体のそれぞれ別の場所に接続された複数のグランド線をさらに備え、
   前記ヒュージブルリンクの一端が前記バッテリの一方の電極に直付されている
   ことを特徴とする電源装置。
2. 前記グランド線が、２本又は３本設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。

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