JP2014531355A - ハイブリッド車両用電力接続ボックス - Google Patents

Abstract

【解決手段】ハイブリッド車両用電力接続ボックスが開示される。この電力接続ボックスは、定電流をインバータへ供給するためであって、第１と第２の主リレーと第１の主リレーとバスバーとの間のプリチャージリレーを含む電流供給部と、本体の反対側に設置され且つ動作電流を第１と第２の主リレーとプリチャージリレーへ供給するために第１と第２の主リレーとプリチャージリレーへ接続された複数のリード線を含むリード線設置部とを含む。リード線は、それらの間での摩擦に起因して絡まる又は損傷されることから防止される。リード線は、回路パターンを有する印刷回路基板の端子接続ポートへ挿入されて、リード線が単純に印刷回路基板との接続が解除される又は印刷回路基板へ接続される。

Description

本発明は、電力接続ボックスに関する。特に、本発明は、ハイブリッド車両に設置されて高電流を受け取ってその高電流をハイブリッド車両に伝達し、且つ容易なメンテナンスを促進し、部品とそれらの部品とリンクされた複数のリード線が電力接続ボックスへ安全に接続される又はそれとの接続が解除されるように構成されるハイブリッド車両用電力接続ボックスに関する。

ハイブリッド車両は、駆動源として働く少なくとも二つの電源を使用する。ハイブリッド車両は、その車体の重量を顕著に減少して空気抵抗を最小化することによってより既存の車両に比較して改良された燃料効率を示し、且つ有害ガスの排出量を顕著に減少する次世代車両と呼ばれている。

詳細には、ハイブリッド車両は、一般的にはそのハイブリッド車両が既存の内燃機関とバッテリーを介して駆動されるモータの両方を使用するように実現される。この場合、そのバッテリーは、内燃機関の駆動又は制動動作で消費されるエネルギーで発生されるエネルギーを使用することによって再充電され、且つ再充電されたバッテリーは、車両を駆動する時に、再使用される。

従って、ハイブリッド車両は、内燃機関のみを使用する典型的な車両に比較して、より高い燃料効率の特徴を有することができ、それによって、ハイブリッド車両は、徐々に向上されたＣＯ_２排出制御と高オイル価格の時代において世間の注目を集めている。

図４は、典型的なハイブリッド車両用電力接続ボックスを示す概略図である。図４に示されるように、エンジン１と機械的に連結された発電機によって充電されるバッテリー５は、インバータ７に接続され、且つバッテリー５から入力される直流電流は、そのインバータ７の切換え動作を介して交流電流へ変換されてその交流電流をモータ３へ供給する。

その一方で、二つのリレー２ａと２ｂがインバータ７とバッテリー５との間に介在し、それによって、バッテリー５は、車両のキー操作を介してインバータ７へ接続されるか又はインバータ７から接続解除されることができる。より詳細には、プリチャージ抵抗器４へ直列に接続されるプリチャージリレー４ａは、バッテリー５とインバータ７との間に接続される電力リレーアセンブリに設けられ、それによって、プリチャージリレー４ａは、主リレー２ａと２ｂへ接続される。

上記構造のために、主リレー２ａと２ｂは、接続状態になり、プリチャージリレー４ａは、車両が駆動されるとオフにされ、それによって、バッテリー５の電力がインバータ７へ印加される。

車両の駆動が停止され、車両キーがオフにされると、主リレー２ａと２ｂは、オフにされる。従って、車両が駆動されない時、バッテリー５は、インバータ７との接続から解除され、それによって、バッテリー５の電力がインバータ７を介してモータ３へ伝達されることが防止される。

この場合、キャパシタ９は、インバータ７に並列に接続されて電圧変動を減衰し、整流された電流がインバータ７へ入力されるので、インバータ７は、安定的に動作することができる。

その後、車両が再び駆動されると、プリチャージリレー４ａが接続される。次に、プリチャージ抵抗器４によって降下されるバッテリー５の電圧がインバータ７へ印加され、それによって、インバータ７へ接続されたキャパシタ９の充電が開始される。キャパシタ９が十分に充電されると、主リレー２ａと２ｂが接続されると共にプリチャージリレー４ａがオフにされ、それによってバッテリー５の電力がインバータ７へ印加される。

換言すれば、プリチャージ抵抗器４が高電圧の供給電力を急激に降下させ、降下された電力が印加されることができ、それによって、主リレー２ａと２ｂの電極が損傷されたり溶かされたりすることが防止される。

上記構造を有する電力接続ボックスは、上述された複数の部品を含み、主リレー２ａと２ｂ及びプリチャージリレー４ａを動作するためにこれらの部品を互いにリンクするリード線へ接続される。

リード線は、安定的に電力を供給するために周辺部品との干渉から安全に保護されなければならない。しかしながら、リード線は、部品から引き出されるので、リード線が絡まり、それによって、リード線が共に擦れて互いに損傷される。

更に、電力接続ボックスのためのメンテナンスを実行しようとすると、リード線が不規則に一緒に絡まるので、電力接続ボックスは、リード線と周辺部品との間の干渉なしでメンテナンスされることができない。

特に、リード線及び部品を接続解除し、リード線のメンテナンスを実行し、且つリード線を部品に接続するプロセスは、複雑である。更に、リード線及び部品を接続解除する又はリード線を再び部品に接続するプロセスにおいて、リード線が損傷される又はリード線との接続欠陥が引き起こされる可能性がある。

本発明は、上記問題を克服するためになされ、本発明の目的は、ハイブリッド車両用電力接続ボックスを提供することであり、そこでは、バッテリーが一定の電力を車両に供給し、且つリレーを駆動して一定に電圧を降下するためのリード線が電力接続ボックスの一方の側に設けられ、それによってリード線が電力接続ボックスから容易に取り外されることができる。

加えて、本発明の他の目的は、単純な構造で回路パターンを有する印刷回路基板へリード線を接続して動作電力をリレーへ供給することである。

更に、本発明の他の目的は、リード線を印刷回路基板へ安定的に接続する又はリード線を印刷回路基板との接続から解除することである。

加えて、本発明の他の目的は、プリチャージ抵抗器の設置スペースを節約することである。

更に、本発明の他の目的は、電源を介してハイブリッド車両の他のデバイスを駆動して動作電力を各リレーへ供給することである。

本発明の上記目的を達成するために、ハイブリッド車両用の電力接続ボックスを提供する。この電力接続ボックスは、一定の電流をインバータへ供給するために、バスバーを備える第１と第２の主リレーを含み、バッテリーへ接続された一側と前記電力接続ボックスの本体の一側でインバータへ接続された反対側を有する電流供給部を備え、この電流供給部が、前記第１の主リレーと前記第１の主リレーへ接続されるバスバーとの間に介在するプリチャージリレーを備え、且つこの電力接続ボックスが、前記本体の反対側に設置され且つ前記第１と第２の主リレーとプリチャージリレーへ接続されて電流をインバータへ出力する又はインバータから電流を受け取る第１と第２の主リレーとプリチャージリレーが動作されるように動作電力を前記第１と第２の主リレーとプリチャージリレーへ供給する複数のリード線を含むリード線設置部を備える。

リード線設置部は、その一側にリード線とリレーを相互接続する回路パターンを備える印刷回路基板と、印刷回路基板の前記一側に設けられる複数の端子接続ポートを含み、そこでは、リード線が取り外し可能に端子接続ポートに設けられて印刷回路基板の回路パターンを主リレーへ接続する。

端子接続ポートは、プラグイン方式でリード線へ接続される。

印刷回路基板は、その上部にプリチャージリレーと第１の主リレーに相互接続されるプリチャージ抵抗器を備える。

電力接続ボックスは、更に、印刷回路基板に設けられてリード線へ供給される動作電流の圧力を一定に維持する動作電力リレーと、動作電力リレーの一側に設けられて動作電力リレーによって一定の圧力に維持される動作電流を受け取るデバイスコネクタを含む。

上述のように、本発明に従って、種々のリレーが本体の一側に設置され、リード線が本体の反対側でリレーに接続されてリレーを駆動するために使用される動作電力を供給する。従って、リード線は、互いの間の摩擦に起因して絡まること又は損傷されることが防止されることができる。

特に、本発明に従って、リード線は、回路パターンを有する印刷回路基板の端子接続ポートへ挿入され、それによって、リード線は、単純に印刷回路基板との接続が解除されるか又は印刷回路基板へ接続される。

加えて、本発明に従って、プリチャージ抵抗器が印刷回路基板に設置されるので、プリチャージ抵抗器のための設置スペースが追加的に必要とされることがなく、それによってスペースが節約される。従って、電力接続ボックスは、小さなサイズに製造されることができる。

更に、本発明に従って、動作電力の電圧を一定に維持するためのリレーが印刷回路基板に設置されるので、ハイブリッド車両の他のデバイスがリレーを駆動するための電力で駆動されることができる。

本発明に従うハイブリッド車両用電力接続ボックスの分解を示す図である。 本発明に従うハイブリッド車両用電力接続ボックスを示す平面図である。 本発明に従うハイブリッド車両用電力接続ボックスの動作電力を供給する部分を示す図である。 関連技術に従うハイブリッド車両用電力接続ボックスを示す概略図である。

以降、本発明の例示の実施形態が添付の図面を参照してより詳細に記述される。

図１は、本発明に従うハイブリッド車両用電力接続ボックスの分解図であり、図２は、本発明に従うハイブリッド車両用電力接続ボックスを示す平面図であり、図３は、本発明に従うハイブリッド車両用電力接続ボックスの動作電力を供給する部分を示す図である。

添付の図面に示されているように、本発明に従うハイブリッド車両用電力接続ボックスは、バッテリーをインバータへ接続し、外部電力を受け取って高電圧を有する高電流をハイブリッド車両へ提供する。電力接続ボックスは、本体１１の一側に設けられ且つ定電圧がインバータへ供給されるようにバッテリーから供給される電力の電圧を一定に維持するリレーを含む電流供給部２０と、本体１１の反対側に設けられ且つリレーへ接続されてリレーが動作されるように動作電力をリレーへ供給するリード線２１ｂ，２３ｂ，２５ｂ，及び２７ｂを有するリード線設置部３０と、本体１１の開口を覆うカバー１３を含む。電流供給部２０は、電流供給部２０の一側がバッテリーへ接続され且つ電流供給部２０の反対側がインバータへ接続されるように本体１１の一側に設けられる。電流供給部２０は、正（+）側として働く第１の主リレー２１と負（−）側として働く第２の主リレー２３を含む。第１の主リレー２１は、その一側でバッテリーの正（＋）端子へ接続される端子を有する第１のバスバー２２ａを備え、第２の主リレー２３は、その一側でバッテリーの負（−）端子へ接続される端子を有する第２のバスバー２３ａを備える。加えて、電流供給部２０は、更に第３のバスバー２２ｂを介して第１の主リレー２１へ接続されるプリチャージリレー２５を含む。プリチャージリレー２５は、第３のバスバー２２ｂへ接続される一側と後述されるプリチャージ抵抗器２６へ接続される反対側を有する。加えて、電流供給部２０は、インバータの正（＋）極と負（−）極へ接続されるコネクタ２９を含む。コネクタ２９の正（＋）極は、プリチャージリレー２５へ接続される第３のバスバー２２ｂへ接続され、コネクタ２９の負（−）極は、第４のバスバー２４ａへ接続される。その一方で、プリチャージリレー２５は、その一側に電流センサ２７を備える。電流センサ２７は、バッテリーから印加される電流を測定して以下で記述される複数のプリチャージリード線を介して以下で記述される印刷回路基板３１に取り付けられるコントローラへその測定された電流値を転送し、バッテリーの状態が決定されることができる。

リード線設置部３０は、動作電力を供給して第１と第２の主リレー２１，２３及びプリチャージリレー２５を駆動するために使用されるリード線が絡まることを防止する。リード線設置部３０は、回路パターンを有する印刷回路基板３１と、印刷回路基板３１の下方に設置されるリード線ハウジング３３と、印刷回路基板３１の一側に形成されリード線を印刷回路基板３１へ接続させる複数の端子接続ポート３５を含む。

印刷回路基板３１は、その印刷回路基板３１の一側に形成される端子接続ポート３５に設けられるリード線へ電気的に接続される回路パターンを有する。端子接続ポート３５は、図示されていないが、各リード線の端部に設けられる連結部材の挿入を可能とする構造を有し、それによって、リード線が印刷回路基板３１へ電気的に接続される。

換言すれば、端子接続ポート３５は、プラグイン方式で各リード線の連結部材へ接続され、それによってリードは、リード線が損傷されることなく単純に端子接続ポート３５へ接続され又は端子接続ポート３５から接続が解除される。

加えて、印刷回路基板３１は、その一側に動作電力を各リード線へ供給するために導入された電力の電圧を一定に維持するために動作電力リレー３９を備える。加えて、動作電力リレー３９が電気接続目的で印刷回路基板３１に設けられているので、動作電力リレー３９は、印刷回路基板３１の回路パターンを介して各リード線へ接続される。

加えて、図２に示されるように、プリチャージ抵抗器２６は、印刷回路基板３１に設けられ、プリチャージコネクタ２１ａ，２５ａを介して第１の主リレー２１とプリチャージリレー２５へ接続される。

詳細には、プリチャージ抵抗器２６は、車両の駆動が停止されると、主リレーとの接続が解除され、且つ車両の駆動が再び開始されると、プリチャージリレー２５へ接続され、それによってプリチャージ抵抗器２６によって降下されたバッテリーの電圧がインバータへ印加され且つインバータへ接続されたキャパシタに充電されるので、プリチャージ抵抗器２６は、第１の主リレー２１とプリチャージリレー２５の接続のためにプリチャージコネクタ２１ａ，２５ａを有する。

上述のように、プリチャージ抵抗器２６が印刷回路基板３１に設置されていると、プリチャージ抵抗器２６の追加の設置スペースが必要なく、それによって、スペースが節約されることができ、且つプリチャージリレー２５は、リード線同士間が干渉することなくプリチャージ抵抗器２６へ単純に接続されることができる。

加えて、第１と第２の主リレー２１，２３、プリチャージリレー２５、及び電流センサ２７は、関連するリード線２１ｂ，２３ｂ，２５ｂ，及び２７ｂを端子接続ポート３５へ挿入することによって、印刷回路基板３１へ接続されるので、リード線は、リード線同士間の摩擦に起因して損傷されることが防止される。加えて、リード線は、個々に設置される又は除去されることが必要ない。更に、リード線は、容易に印刷回路基板３１へ接続され又は印刷回路基板３１との接続が解除されることができ、それによって、部品を新たなものと交換する作業が容易に実行されることができる。

この場合、印刷回路基板３１、印刷回路基板３１に取り付けられたリード線ハウジング３３、及びプリチャージ抵抗器２６のようなリードハウジング３３へ設置された部品は、印刷回路基板３１の回路パターンへ接続される。好ましくは、印刷回路基板３１、印刷回路基板３１に取り付けられたリード線ハウジング３３、及びプリチャージ抵抗器２６のようなリードハウジング３３へ設置された部品は、プラグイン方式で回路パターンへ接続される。

その一方で、図３を参照すると、動作電力リレー３９が一定の電圧を有する電流をリード線２１ｂ，２３ｂ，２５ｂ，及び２７ｂへ印加することができ、且つ電力を印加して追加のデバイスコネクタ４１を介して車両のために使用されるデバイスを動作し、それによって、車両のために使用されるデバイスが動作されることができる。

換言すれば、第１と第２の主リレー２１，２３と同様に、動作電力リレー３９は、動作電力リレー３９が取り付けられる印刷回路基板３１へ接続される、正（＋）極と負（−）極を有するデバイスコネクタ４１を介して電力を供給することができる。

例えば、ハイブリッド車両で使用されるファンは車両の駆動とは異なり高電圧よりむしろより低い電圧を有する電流を使用するので、リレーを動作するために動作電力リレー３９を介して供給される電力は、ファンを動作するためにデバイスコネクタ４１へ接続されたファンへ供給される。

その一方で、印刷回路基板３１に接続されたコントローラ４０は、リード線ハウジング３３に設置される。コントローラ４０は、電力接続ボックスの全体の動作を制御し、特に電流センサ２７、電流供給部２０、及びリード線設置部３０の動作を制御する。

換言すれば、コントローラ４０は、電流センサ２７によって検出された電流の状態を受け取り電力接続ボックスの全体の動作を制御する。

加えて、電流供給部２０は、印刷回路基板３１に形成された回路パターンへ接続されたリード線２１ｂ，２３ｂ，２５ｂ，及び２７ｂを介してコントローラ４０へ接続され、且つリード線設置部３０は、印刷回路基板３１に設置された動作電圧リレー３９を介してコントローラ４０へ接続され、それによって、電流供給部２０とリード線設置部３０の動作がコントローラ４０によって制御されることができる。

従って、本発明の電力接続ボックスによれば、バッテリーから導入される電流が定電圧下でハイブリッド車両へ供給されることができるようにリレー動作電力を供給してリレーを駆動するために使用されてリード線は、印刷回路基板へ接続される。従って、リード線は、共に絡まって損傷されることから防止されることができ、印刷回路基板との接続が単純に解除されることができ、且つ電力接続ボックスの容積が最小化されることができる。

本発明の好適な実施形態が例示目的で記述されたが、当業者は、添付の請求項に開示される本発明の範囲と精神から逸脱することなく、種々の変更、追加及び代替が可能であることを理解している。

Claims (5)

1. ハイブリッド車両用の電力接続ボックスであって、
   前記電力接続ボックスが、一定電流をインバータへ印加するための電流供給部を備え、前記電流供給部がバスバーを備える第１と第２の主リレーを備え且つバッテリーへ接続された一側と前記電力接続ボックスの本体の一側でインバータへ接続された反対側を有し、且つ前記電流供給部が前記第１の主リレーと前記第１に主リレーへ接続された前記バスバーとの間に介在するプリチャージリレーを備え、
   前記電力接続ボックスが、前記本体の反対側に設置されると共に前記第１と第２の主リレーと前記プリチャージリレーへ接続され、前記インバータへ電流を出力するか又は前記インバータから電流を受け取る前記第１と第２の主リレーと前記プリチャージリレーが動作されるように前記第１と第２の主リレーと前記プリチャージリレーへ動作電力を供給する複数のリード線を備えるリード線設置部を備えることを特徴とする電力接続ボックス。
2. 前記リード線設置部は、
   一側に前記リード線と前記リレーを相互接続するために回路パターンを備える印刷回路基板と、
   前記印刷回路基板の前記一側に設けられた複数の端子接続ポートを備え、そこでは、前記リード線が前記印刷回路基板の前記回路パターンを前記主リレーへ接続するために前記端子接続ポートに取り外し可能に設けられることを特徴とする請求項１に記載の電力接続ボックス。
3. 前記端子接続ポートがプラグイン方式で前記リード線へ接続されることを特徴とする請求項２に記載の電力接続ボックス。
4. 前記印刷回路基板が上部に前記プリチャージリレーと前記第１の主リレーと相互接続されるプリチャージ抵抗器を備えることを特徴とする請求項２に記載の電力接続ボックス。
5. 更に、前記リード線へ供給される動作電流の圧力を一定に維持するために前記印刷回路基板に設けられた動作電力リレーと、
   前記動作電力リレーによって一定の圧力に維持される動作電流を受け取るために前記動作電力リレーの一側に設けられたデバイスコネクタを備えることを特徴とする請求項２に記載の電力接続ボックス。

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