JP2021170466A - 電力分配装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】体格の増大の抑制された電力分配装置を提供する。【解決手段】電力分配装置200は、電力ラインと信号ラインそれぞれの一部を被覆しつつ、底面830a側にスイッチの設けられる樹脂部830と、底面の裏の載置面830b側に設けられる、冷却機能を備えた支持体800と、を有する。電力ラインと信号ラインそれぞれは、樹脂部の内部で、底面と載置面の並ぶz方向に直交する平面方向に延びる這いまわし部841と、這いまわし部から底面側に向かって延びる取り出し部842と、を有する。z方向で、支持体、電力ラインの這いまわし部、および、信号ラインの這いまわし部が離間しつつ並んでいる。【選択図】図3
Description
本明細書に記載の開示は、電力分配装置に関するものである。
特許文献1に示されるように、ベース部材、制御用バスバ、バスバ、リレー、および、ファンを有するリレーユニットが知られている。
特許文献1では、ベース部材の裏面側に制御用バスバが配策されている。これに対してベース部材の表面側にリレー、バスバ、および、ファンが載置されている。そのためにリレーユニットにおけるベース部材の表面に直交する方向の体格が増大する虞がある。
そこで本開示の目的は、体格の増大の抑制された電力分配装置を提供することである。
本開示の一態様による電力分配装置は、電源(100,700)と電気負荷(300,400,500,600)との間での供給電力の通電と遮断を制御するスイッチ(210,220,250)と、
供給電力よりも電圧の低い制御信号によってスイッチを開閉制御する制御部(270)と、
供給電力の流れる電力ライン(201〜206)と、
制御信号の流れる信号ライン(271〜276)と、
電力ラインと信号ラインそれぞれの一部を被覆しつつ、一面(830a)側にスイッチの設けられる樹脂部(830)と、
樹脂部の一面の裏面(830b)側に設けられる冷却部(800)と、を有し、
電力ラインと信号ラインそれぞれは、樹脂部の内部で、一面と裏面の並ぶ並び方向に直交する平面方向に延びる這いまわし部(841)と、這いまわし部から一面側に向かって延びる取り出し部(842)と、を有し、
電力ラインの這いまわし部と信号ラインの這いまわし部は冷却部の並び方向への投影領域に位置するとともに、並び方向で離間しつつ並んでいる。
供給電力よりも電圧の低い制御信号によってスイッチを開閉制御する制御部(270)と、
供給電力の流れる電力ライン(201〜206)と、
制御信号の流れる信号ライン(271〜276)と、
電力ラインと信号ラインそれぞれの一部を被覆しつつ、一面(830a)側にスイッチの設けられる樹脂部(830)と、
樹脂部の一面の裏面(830b)側に設けられる冷却部(800)と、を有し、
電力ラインと信号ラインそれぞれは、樹脂部の内部で、一面と裏面の並ぶ並び方向に直交する平面方向に延びる這いまわし部(841)と、這いまわし部から一面側に向かって延びる取り出し部(842)と、を有し、
電力ラインの這いまわし部と信号ラインの這いまわし部は冷却部の並び方向への投影領域に位置するとともに、並び方向で離間しつつ並んでいる。
本開示によれば、電力分配装置の平面方向の体格の増大が抑制される。
なお、上記の括弧内の参照番号は、後述の実施形態に記載の構成との対応関係を示すものに過ぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。
以下、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。
各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせが可能である。また、特に組み合わせに支障が生じなければ、組み合わせが可能であることを明示していなくても、実施形態同士、実施形態と変形例、および、変形例同士を部分的に組み合せることも可能である。
(第1実施形態)
図1〜図4に基づいて本実施形態に係る電力分配装置を説明する。電力分配装置は電気自動車やプラグインハイブリッド自動車などの電動車両に適用される。本実施形態では電力分配装置が電気自動車に適用された構成を一例として説明する。
図1〜図4に基づいて本実施形態に係る電力分配装置を説明する。電力分配装置は電気自動車やプラグインハイブリッド自動車などの電動車両に適用される。本実施形態では電力分配装置が電気自動車に適用された構成を一例として説明する。
<電力供給システム>
図1に示すように電力分配装置200は車両の電力供給システム10に含まれる。電力供給システム10は、電力分配装置200の他に、電池パック100、フロントPCU300、フロントMG400、リアPCU500、および、リアMG600を備えている。この電力供給システム10に外部電源700が接続される。
図1に示すように電力分配装置200は車両の電力供給システム10に含まれる。電力供給システム10は、電力分配装置200の他に、電池パック100、フロントPCU300、フロントMG400、リアPCU500、および、リアMG600を備えている。この電力供給システム10に外部電源700が接続される。
なお、PCUはPower Control Uniteの略である。MGはMotor Generatorの略である。そして図面においては、フロントPCU300をFrPCUと示している。フロントMG400をFrMGと示している。リアPCU500をRrPCUと示している。リアMG600をRrMGと示している。外部電源700をEPSと示している。
電池パック100と外部電源700が電源に相当する。フロントPCU300、フロントMG400、リアPCU500、および、リアMG600が電気負荷に相当する。
電力供給経路として、車両内で、電池パック100と電力分配装置200とがワイヤハーネスなどを介して電気的に接続されている。電力分配装置200にフロントPCU300とリアPCU500がワイヤハーネスなどを介して電気的に接続されている。フロントPCU300にフロントMG400が電気的に接続され、リアPCU500にリアMG600が電気的に接続されている。係る電気的な接続構成のため、電池パック100から出力された直流電力は電力分配装置200を介してフロントPCU300とリアPCU500に供給される。
フロントPCU300とリアPCU500それぞれには電力変換を行うためのインバータやコンバータが含まれている。フロントPCU300とリアPCU500は供給された直流電力を交流電力に変換する。逆に、フロントPCU300とリアPCU500は供給された交流電力を直流電力に変換する。
フロントMG400とリアMG600それぞれは車両に推進力を付与するための車両走行用のモータジェネレータである。フロントMG400とリアMG600はフロントPCU300とリアPCU500から供給された交流電力によって力行する。フロントMG400の力行によって車両の前輪が回転する。リアMG600の力行によって車両の後輪が回転する。
フロントMG400とリアMG600とは車両の推進力によって回生発電する。この回生発電によって生じた交流電力がフロントPCU300とリアPCU500とで直流電力に変換される。この直流電力が電力分配装置200を介して電池パック100に供給される。
電力分配装置200に外部から外部電源700が接続される。外部電源700から出力される直流の充電電力が電池パック100に供給される。これにより電池パック100が充電される。
以上に示したように、電力分配装置200は電池パック100から供給される直流電力(電源電力)をPCUに供給する。電力分配装置200はMGでの回生発電によって生成され、PCUで直流電力に変換された電力(回生電力)を電池パック100に供給する。電力分配装置200は外部電源700から供給される充電電力を電池パック100に供給する。なお、電力分配装置200はこれら電力を図示しない各種電気負荷にも供給する。電源電力、回生電力、充電電力が供給電力に相当する。以下、電力分配装置200の構成要素を個別に説明する。
<電力分配装置>
電力分配装置200は電力の給電ラインとして第1電力ライン201〜第6電力ライン206を有する。電力分配装置200はこれら電力ラインに設けられる電気部品としてメインスイッチ210、電源スイッチ220、プリチャージ回路230、ディスチャージ回路240、パイロスイッチ250、および、電流センサ260を有する。また電力分配装置200はこれらスイッチの電流の通電と遮断を制御するコントロールユニット270を有する。
電力分配装置200は電力の給電ラインとして第1電力ライン201〜第6電力ライン206を有する。電力分配装置200はこれら電力ラインに設けられる電気部品としてメインスイッチ210、電源スイッチ220、プリチャージ回路230、ディスチャージ回路240、パイロスイッチ250、および、電流センサ260を有する。また電力分配装置200はこれらスイッチの電流の通電と遮断を制御するコントロールユニット270を有する。
図面において電流センサ260をCSと示している。コントロールユニット270をCUと示している。メインスイッチ210、電源スイッチ220、および、パイロスイッチ250がスイッチに相当する。コントロールユニット270が制御部に相当する。
第1電力ライン201の一端に第1接続端子200aが設けられている。第2電力ライン202の一端に第2接続端子200bが設けられている。これら第1接続端子200aと第2接続端子200bに電池パック100が接続される。詳しく言えば、第1接続端子200aに電池パック100の負極が接続される。第2接続端子200bに電池パック100の正極が接続される。
第1電力ライン201と第2電力ライン202それぞれにメインスイッチ210が設けられている。そして第1電力ライン201の他端に第3接続端子200cが設けられている。第2電力ライン202の他端に第4接続端子200dが設けられている。これら第3接続端子200cと第4接続端子200dにフロントPCU300が接続される。なお第1電力ライン201にはパイロスイッチ250が設けられるが、このパイロスイッチ250は電力分配装置200の正常時に通電状態になっている。
係る電気的な接続構成のため、メインスイッチ210が通電状態になると、電池パック100とフロントPCU300とが電気的に接続される。なお、第3接続端子200cと第4接続端子200dには図示しない電気負荷が電気的に接続されている。この電気負荷にはACDCコンバータ、DCDCコンバータ、車両アクセサリーなどが含まれている。
第3電力ライン203の一端が第1電力ライン201における第3接続端子200cとメインスイッチ210との間の中点に接続されている。第4電力ライン204の一端が第2電力ライン202における第4接続端子200dとメインスイッチ210との間の中点に接続されている。
そして第3電力ライン203の他端に第5接続端子200eが設けられている。第4電力ライン204の他端に第6接続端子200fが設けられている。これら第5接続端子200eと第6接続端子200fにリアPCU500が接続される。
係る電気的な接続構成のため、メインスイッチ210が通電状態になると、電池パック100とリアPCU500とが電気的に接続される。
第5電力ライン205の一端が第1電力ライン201における第1接続端子200aとメインスイッチ210との間の中点に接続されている。第6電力ライン206の一端が第2電力ライン202における第2接続端子200bとメインスイッチ210との間の中点に接続されている。
第5電力ライン205と第6電力ライン206それぞれに電源スイッチ220が設けられている。第5電力ライン205の他端に第7接続端子200gが設けられている。第6電力ライン206の他端に第8接続端子200hが設けられている。これら第7接続端子200gと第8接続端子200hに外部電源700が接続される。
係る電気的な接続構成のため、電源スイッチ220が通電状態になると、外部電源700と電池パック100とが電気的に接続される。さらにメインスイッチ210が通電状態になると、外部電源700とPCUとが電気的に接続される。
なお、メインスイッチ210と電源スイッチ220それぞれは機械式のスイッチ素子である。メインスイッチ210はコントロールユニット270から出力される駆動信号の入力によって遮断状態、駆動信号の入力が途絶えると通電状態になるノーマリクローズ式のスイッチ素子である。電源スイッチ220はコントロールユニット270から出力される駆動信号の入力によって通電状態、駆動信号の入力が途絶えると遮断状態になるノーマリオープン式のスイッチ素子である。
プリチャージ回路230は直列接続された充電スイッチ231と充電抵抗232とを有する。プリチャージ回路230は第2電力ライン202に設けられたメインスイッチ210に並列接続される。
第2電力ライン202と電気的に接続されるフロントPCU300とリアPCU500それぞれは大容量の平滑コンデンサを備えている。平滑コンデンサの備える2つの電極の一方が第1電力ライン201に電気的に接続され、他方が第2電力ライン202に電気的に接続されている。
平滑コンデンサは充電した状態で使用される。第2電力ライン202のメインスイッチ210を遮断状態にしつつ、充電スイッチ231と第1電力ライン201のメインスイッチ210を通電状態にする。こうすることで、充電抵抗232を介して電池パック100から平滑コンデンサに電力が供給される。このように充電抵抗232を介して電荷を流すことで、電池パック100から平滑コンデンサに流れる電流量の急増が抑制される。
ディスチャージ回路240は直列接続された放電スイッチ241と放電抵抗242とを有する。ディスチャージ回路240は第1電力ライン201と第2電力ライン202とを接続する。ディスチャージ回路240の一端は第1電力ライン201における第3電力ライン203の接続点とメインスイッチ210との間の中点に接続されている。ディスチャージ回路240の他端は第2電力ライン202における第4電力ライン204の接続点とメインスイッチ210との間の中点に接続されている。
上記したように平滑コンデンサは使用時に充電されるが、この平滑コンデンサに蓄積された電荷は非使用時において不要になる。この電荷を放電するために、メインスイッチ210と充電スイッチ231を遮断状態にしつつ、放電スイッチ241を通電状態にする。こうすることで、放電抵抗242と平滑コンデンサを含む閉ループが形成される。放電抵抗242と平滑コンデンサが直列接続される。この結果、平滑コンデンサに蓄積された電荷が放電抵抗242を介して流れる。このように放電抵抗242を介して電荷を流すことで、平滑コンデンサに蓄積された電荷が徐々に放電される。
パイロスイッチ250は第1電力ライン201における第5電力ライン205の接続点と第1接続端子200aとの間に設けられる。パイロスイッチ250はノーマリクローズ式のスイッチである。パイロスイッチ250は電力分配装置200で異常が生じた場合に遮断状態になる。
パイロスイッチ250は具体的には爆発物である。異常発生時に爆発することで、第1電力ライン201の通電を遮断する。係る性質を有するため、パイロスイッチ250は使い捨ての電気部品である。
電流センサ260は第1電力ライン201におけるパイロスイッチ250と第1接続端子200aとの間に設けられる。電流センサ260は第1電力ライン201に流れる電流を検出する機能を果たす。
電力分配装置200はコントロールユニット270の制御信号の出力ラインとしての第1信号ライン271〜第5信号ライン275と、センサ情報の出力ラインとしての第6信号ライン276と、を有している。
図1に示すように第1信号ライン271〜第6信号ライン276それぞれの一端がコントロールユニット270に接続されている。第1信号ライン271の他端がメインスイッチ210に接続されている。第2信号ライン272の他端が電源スイッチ220に接続されている。第3信号ライン273の他端が充電スイッチ231に接続されている。第4信号ライン274の他端が放電スイッチ241に接続されている。第5信号ライン275の他端がパイロスイッチ250に接続されている。そして、第6信号ライン276の他端が電流センサ260に接続されている。
以上に示した接続構成のため、コントロールユニット270は、メインスイッチ210、電源スイッチ220、充電スイッチ231、放電スイッチ241、パイロスイッチ250、および、電流センサ260それぞれと電気的に接続されている。またコントロールユニット270は図示しない配線を介して車載ECUと通信を行っている。
コントロールユニット270は車載ECUとの通信や図示しない車載センサなどから入力される車両情報を含む車両信号、および、電流センサ260から入力される電流値などに基づいて電力分配装置200に含まれる各種スイッチを開閉制御する。すなわちコントロールユニット270は各種スイッチの通電と遮断とを制御する。
<スイッチ制御>
電力分配装置200の異常発生時に、コントロールユニット270はパイロスイッチ250を遮断状態にする。すなわち、コントロールユニット270はパイロスイッチ250を爆発させる。これによって電力分配装置200を介した電力供給が遮断される。なお、以下に示す他の各種スイッチ制御においてパイロスイッチ250は通電状態である。そのために以下においてはパイロスイッチ250の制御の記載を省略する。
電力分配装置200の異常発生時に、コントロールユニット270はパイロスイッチ250を遮断状態にする。すなわち、コントロールユニット270はパイロスイッチ250を爆発させる。これによって電力分配装置200を介した電力供給が遮断される。なお、以下に示す他の各種スイッチ制御においてパイロスイッチ250は通電状態である。そのために以下においてはパイロスイッチ250の制御の記載を省略する。
平滑コンデンサの充電時に、コントロールユニット270は充電スイッチ231と第1電力ライン201のメインスイッチ210を通電状態にする。コントロールユニット270は第2電力ライン202のメインスイッチ210、電源スイッチ220、および、放電スイッチ241を遮断状態にする。これにより電池パック100の電源電力が充電抵抗232を介して平滑コンデンサに供給される。なお、以下に示す他のスイッチ制御において充電スイッチ231は遮断状態である。そのために以下においては充電スイッチ231の制御の記載を省略する。
平滑コンデンサの放電時に、コントロールユニット270は放電スイッチ241を通電状態にする。コントロールユニット270はメインスイッチ210と電源スイッチ220を遮断状態にする。これにより平滑コンデンサに蓄積された電荷が放電抵抗242を介して流れる。なお、以下に示す他のスイッチ制御において放電スイッチ241は遮断状態である。そのために以下においては放電スイッチ241の制御の記載を省略する。
車両の駐停車時や通常走行時などの通常時に、コントロールユニット270はメインスイッチ210を通電状態、電源スイッチ220を遮断状態にする。これにより電池パック100の電源電力がフロントPCU300とリアPCU500に供給される。逆に、フロントMG400とリアMG600の回生電力が電池パック100に供給される。また、これら電力が車載の電気負荷に供給される。
駐停車状態で電力分配装置200に外部電源700の接続された充電時に、コントロールユニット270は電源スイッチ220を通電状態にする。これにより外部電源700の充電電力が電池パック100に供給される。なお、コントロールユニット270がメインスイッチ210を通電状態にした場合、充電電力はフロントPCU300とリアPCU500、および、電気負荷に供給される。
<電力分配装置の構成>
次に、図2〜図4に基づいて電力分配装置200の構成を説明する。なお、各図面では電力分配装置200の構成を模式的に示している。
次に、図2〜図4に基づいて電力分配装置200の構成を説明する。なお、各図面では電力分配装置200の構成を模式的に示している。
以下においては互いに直交の関係にある3方向をx方向、y方向、および、z方向と示す。図面においては「方向」の記載を省略して、単に、x、y、zと記載している。z方向が並び方向に相当する。z方向に直交する方向が平面方向に相当する。
電力分配装置200は図1に示す各種構成要素の他に、図2に示す支持体800、蓋体810、伝熱シート820、および、樹脂部830を有する。支持体800に蓋体810が連結されることで収納空間が構成されている。この収納空間に図1に示す電力分配装置200の各種構成要素とともに伝熱シート820と樹脂部830が収納されている。この収納空間の外に図1に示す第1接続端子200a〜第8接続端子200hが設けられる。なお、収納空間にこれら8つの接続端子の少なくとも1つが収納された構成を採用することもできる。
支持体800は基部801と床部802を有する。基部801は例えばアルミダイカストで製造される。床部802は例えばアルミニウムで製造される。
基部801はz方向で離間して並ぶ内壁面801aと外壁面801b、および、これら2つの壁面を連結する側壁面801cを有する。基部801には、内壁面801aから外壁面801bに向かって選択的に凹む溝部801dが形成されている。溝部801dのために基部801のz方向の厚さは不均一になっている。
床部802はz方向の厚さの薄い扁平形状を成している。床部802はz方向で離間して並ぶ上面802aと下面802bを有する。床部802は溝部801dの区画する空間を覆う態様で基部801の内壁面801a側に設けられる。下面802bと内壁面801aとがz方向で接触する態様で、床部802は基部801に対向配置される。これにより下面802bの一部と溝部801dを区画する壁面とがz方向で離間しつつ対向配置される。この対向配置状態で床部802が基部801に溶接などによって機械的に連結される。
床部802と基部801との溶接によって、両者の間に冷却流体を流動させるための流路804が構成される。流路804はz方向で離間しつつ対向する下面802bと溝部801dを区画する壁面とによって構成されている。下面802bの流路804を構成する部位は、図2に示すように平坦形状を採用することもできるし、冷却流体との接触面積を増大するために多数の突起が形成された構成を採用することもできる。この流路804の流出口は側壁面801c、内壁面801a、および、外壁面801bのいずれかに開口している。流路804が冷却部に相当する。
伝熱シート820は床部802の上面802aに設けられる。伝熱シート820は絶縁性の樹脂材料で形成されている。伝熱シート820は上面802aに形成された表面凹凸の形状にしたがって変形して上面802aに密着する。この密着によって伝熱シート820と床部802との間の熱抵抗が低まっている。
樹脂部830はこれまでに説明した複数の電流ラインと複数の信号ラインの一部を被覆することで、これらを一体的に連結する。樹脂部830に複数の電流ラインと複数の信号ラインそれぞれの一部がインサート成形されている。なお、樹脂部830が複数の部品で構成されており、これら複数の部品の間に複数の電流ラインと複数の信号ラインそれぞれの一部が設けられた構成を採用することもできる。
樹脂部830はz方向で離間して並ぶ底面830aと載置面830bを有する。樹脂部830の載置面830b側が伝熱シート820に設けられる。載置面830bの表面凹凸の形状にしたがって伝熱シート820が変形する。これにより載置面830bに伝熱シート820が密着する。この密着によって樹脂部830と伝熱シート820との間の熱抵抗が低まっている。底面830aが一面に相当する。載置面830bが裏面に相当する。
このように樹脂部830と床部802との間に伝熱シート820が介在されている。樹脂部830と床部802それぞれは伝熱シート820に密着している。そのために樹脂部830の熱は伝熱シート820を介して床部802に伝熱されやすくなっている。樹脂部830から床部802への伝熱が伝熱シート820によって促進されている。
図2に示すように、収納空間における樹脂部830の底面830a側と蓋体810との間の上方空間に、図1に示した各種電気部品が設けられている。すなわち、上方空間にメインスイッチ210、充電スイッチ231、ディスチャージ回路240、パイロスイッチ250、電流センサ260、および、コントロールユニット270が設けられている。図示しないが、電源スイッチ220と充電抵抗232も上方空間に設けられている。
これら上方空間に収納された各種電気部品には、これまでに説明したように電流が流れる。そのために各種電気部品でジュール熱が発生する。このジュール熱は、熱輻射、熱伝達、熱伝導などによって樹脂部830に伝熱される。また、樹脂部830に被覆された電流ラインや信号ラインでもジュール熱が発生する。これにより樹脂部830が昇温する。
しかしながら、上記したように樹脂部830の熱は伝熱シート820を介して床部802に伝熱されやすくなっている。この熱は流路804を流動する冷却液体に伝熱される。さらに、冷却液体に伝熱された熱は基部801を介して外部雰囲気に伝熱される。係る伝熱(放熱)により、樹脂部830の昇温が抑制されている。それとともに、昇温の抑制された樹脂部830への伝熱によって、上方空間に収納された各種電気部品の昇温も抑制されている。
<電力ラインと信号ライン>
上記したように樹脂部830には複数の電力ラインと複数の信号ラインの一部が被覆されている。以下においては構成要素を区別して説明するために、電力ラインにおける樹脂部830に一部が被覆された部位を被覆電力線831、被覆されていない部位を露出電力線832と示す。信号ラインにおける樹脂部830に一部が被覆された部位を被覆信号線833、被覆されていない部位を露出信号線834と示す。
上記したように樹脂部830には複数の電力ラインと複数の信号ラインの一部が被覆されている。以下においては構成要素を区別して説明するために、電力ラインにおける樹脂部830に一部が被覆された部位を被覆電力線831、被覆されていない部位を露出電力線832と示す。信号ラインにおける樹脂部830に一部が被覆された部位を被覆信号線833、被覆されていない部位を露出信号線834と示す。
被覆電力線831、露出電力線832、および、被覆信号線833それぞれは金属板をプレス加工した金属バスバである。露出信号線834は絶縁電線である。
図1においては、被覆電力線831と被覆信号線833を破線で示し、露出電力線832と露出信号線834を実線で示している。このように破線と実線で区分けして明示するように、第1電力ライン201、第5電力ライン205、および、第6電力ライン206それぞれは被覆電力線831を備えている。第1電力ライン201、第3電力ライン203、および、第4電力ライン204は露出電力線832を備えている。
上記したように第1電力ライン201には1つのメインスイッチ210、パイロスイッチ250、および、電流センサ260が設けられる。これらを架橋するとともに、これらを第1接続端子200aと第3接続端子200cとの間で電気的に接続するために第1電力ライン201は4つに分割されている。そのうちの1つが被覆電力線831で構成され、残り3つが露出電力線832で構成されている。
第2電力ライン202には1つのメインスイッチ210が設けられる。これを第2接続端子200bと第4接続端子200dとに電気的に接続するために第2電力ライン202は2つに分割されている。その2つそれぞれが露出電力線832で構成されている。
第3電力ライン203は第1電力ライン201の露出電力線832から分岐して延びている。第4電力ライン204は第2電力ライン202の露出電力線832から分岐して延びている。
第5電力ライン205には1つの充電スイッチ231が設けられる。これを第1電力ライン201と第7接続端子200gとに電気的に接続するために第5電力ライン205は2つに分割されている。その2つそれぞれが被覆電力線831で構成されている。
第6電力ライン206には1つの充電スイッチ231が設けられる。これを第2電力ライン202と第8接続端子200hとに電気的に接続するために第6電力ライン206は2つに分割されている。これらそれぞれが被覆電力線831で構成されている。
第1信号ライン271〜第4信号ライン274それぞれは被覆信号線833と露出信号線834を備えている。第5信号ライン275と第6信号ライン276は露出信号線834を備えている。これら信号ラインの露出信号線834それぞれがコントロールユニット270に接続されている。
図1では第1信号ライン271を1つで示しているが、実際には、2つのメインスイッチ210それぞれに2つの第1信号ライン271が個別に接続されている。これら2つの第1信号ライン271の被覆信号線833がメインスイッチ210に接続されている。
同様にして、図1では第2信号ライン272を1つで示しているが、実際には、2つの充電スイッチ231それぞれに2つの第2信号ライン272が個別に接続されている。これら2つの第2信号ライン272の被覆信号線833が充電スイッチ231に接続されている。
また、第3信号ライン273の被覆信号線833が充電スイッチ231に接続され、第4信号ライン274の被覆信号線833が放電スイッチ241に接続されている。第5信号ライン275の露出信号線834がパイロスイッチ250に接続され、第6信号ライン276の露出信号線834が電流センサ260に接続されている。
<被覆電力線と被覆信号線>
図3に模式的に示すように、被覆電力線831と被覆信号線833それぞれは、樹脂部830に被覆された這いまわし部841と取り出し部842、および、樹脂部830から露出した接続部843を備えている。
図3に模式的に示すように、被覆電力線831と被覆信号線833それぞれは、樹脂部830に被覆された這いまわし部841と取り出し部842、および、樹脂部830から露出した接続部843を備えている。
這いまわし部841は樹脂部830内でx方向とy方向に延びている。取り出し部842は這いまわし部841の端部から底面830a側に向かってz方向に延びている。接続部843は取り出し部842の端部から延びて、底面830aの上方に位置している。
被覆電力線831の接続部843には電気部品や露出電力線832をボルト止めする、若しくは、接続端子としての機能を果たすボルト孔843aが形成されている。ボルト孔843aはz方向に開口している。図4では接続部843に露出電力線832がボルト844によって固定された構成を示している。
なお、樹脂部830には、底面830aから載置面830b側に向かって局所的に凹む凹部830cが形成されている。この凹部830cにボルト孔843aから飛び出したボルト844の軸部の先端側が設けられている。なおこの凹部830cを区画する壁面にねじ溝が形成されていてもよい。
被覆信号線833の接続部843はz方向に突起している。図4に示すように、この突起に露出信号線834のコネクタが接続される。これによって両者が電気的に接続される。
ところで、図2に模式的に示すように電力ラインと信号ラインの接続される複数の電気部品のx方向とy方向の位置が異なっている。これら電力ラインと信号ラインの接続対象のx方向とy方向の位置に応じて、被覆電力線831と被覆信号線833それぞれの這いまわし部841が樹脂部830の内部でx方向とy方向に延びている。
這いまわし部841の延長方向の長さは、取り出し部842と接続部843それぞれの延長方向の長さよりも長くなっている。そのために這いまわし部841で発生するジュール熱は取り出し部842と接続部843それぞれで発生するジュール熱よりも大きくなっている。
図2〜図4に明示するように、大きなジュール熱の発生する這いまわし部841のz方向の位置は、被覆電力線831と被覆信号線833とで異なっている。被覆電力線831の這いまわし部841、被覆信号線833の這いまわし部841、および、各種電気部品がz方向で並んでいる。流路804のz方向への投影領域にこれら被覆電力線831の這いまわし部841、被覆信号線833の這いまわし部841、および、各種電気部品それぞれの少なくとも一部が位置している。
這いまわし部841の延長方向の長さは、被覆電力線831のほうが被覆信号線833よりも長くなっている。這いまわし部841の延長方向とz方向それぞれに直交する横幅は、被覆電力線831のほうが被覆信号線833よりも長くなっている。這いまわし部841におけるz方向で流路804の投影領域と重なる面積は、被覆電力線831のほうが被覆信号線833よりも大きくなっている。
被覆電力線831の這いまわし部841はz方向において載置面830b側に位置している。被覆信号線833の這いまわし部841はz方向において底面830a側に位置している。
換言すれば、被覆電力線831の這いまわし部841は被覆信号線833の這いまわし部841よりもz方向において冷却流体の流動する流路804側に位置している。被覆電力線831の這いまわし部841は被覆信号線833の這いまわし部841よりもz方向においてジュール熱の発生する電気部品から遠ざかっている。
<作用効果>
被覆電力線831の這いまわし部841と被覆信号線833の這いまわし部841がz方向で並んでいる。これによれば、電力分配装置200のz方向に直交する平面方向の体格の増大が抑制される。
被覆電力線831の這いまわし部841と被覆信号線833の這いまわし部841がz方向で並んでいる。これによれば、電力分配装置200のz方向に直交する平面方向の体格の増大が抑制される。
図1に基づいて説明したように電力ラインには電源電力、回生電力、および、充電電力が流れる。その電圧は200V〜400V程度である。これに対して信号ラインには制御信号が流れる。その電圧は0V,5V,12V程度である。
このように電力ラインの印加電圧は信号ラインの印加電圧と比べて桁違いに高くなっている。ボルトの単位で言えば、電力ラインの印加電圧は信号ラインの印加電圧よりも10倍以上高くなっている。樹脂部830にはこれら印加電圧に極端な差のある電力ラインの被覆電力線831と信号ラインの被覆信号線833が被覆されている。被覆電力線831は被覆信号線833よりも高温になりやすくなっている。
これに対して、被覆電力線831の這いまわし部841は、被覆信号線833の這いまわし部841よりも樹脂部830の載置面830b側に位置している。すなわち、被覆電力線831の這いまわし部841は、被覆信号線833の這いまわし部841よりも流路804側に位置している。そのために電力ラインで発生した熱が効率よく流路804を流動する冷却流体に放熱される。これにより樹脂部830の昇温が抑制される。この昇温の抑制された樹脂部830への伝熱によって、上方空間に収納された各種電気部品の昇温も抑制される。
z方向において流路804の投影領域と重なる面積が、被覆信号線833の這いまわし部841よりも被覆電力線831の這いまわし部841のほうが大きくなっている。これによれば、被覆電力線831の這いまわし部841の熱が効率よく流路804を流れる冷却流体に放熱される。
被覆電力線831の接続部843にはz方向に開口するボルト孔843aが形成されている。このボルト孔843aに対して、z方向において底面830aから載置面830b側に向かってボルト844の軸部を挿入することができる。
また、被覆信号線833の接続部843はz方向に突起している。この突起に対して、z方向において底面830aから載置面830b側に向かって露出信号線834のコネクタを接続することができる。
以上に示したように電力線と信号線それぞれの接続部843に対しての他の部品の組付け作業が、z方向において底面830aから載置面830b側に向かう方向に統一される。そのために組付け作業が簡素化される。
(第2実施形態)
次に、第2実施形態を図5に基づいて説明する。
次に、第2実施形態を図5に基づいて説明する。
第1実施形態では、被覆電力線831の這いまわし部841の全てが樹脂部830に被覆される例を示した。これに対して本実施形態では被覆電力線831の這いまわし部841の一部が樹脂部830から露出されている。
被覆電力線831の這いまわし部841が樹脂部830の載置面830bから露出されている。そのためにこの這いまわし部841の露出部位は伝熱シート820と直に接触する。これにより這いまわし部841から伝熱シート820へと伝熱されやすくなっている。
なお本実施形態に記載の電力分配装置200には、第1実施形態に記載の電力分配装置200と同等の構成要素が含まれている。そのために本実施形態の電力分配装置200が第1実施形態に記載の電力分配装置200と同等の作用効果を奏することは言うまでもない。そのためにその記載を省略する。以下に示す他の実施形態でも重複する作用効果の記載を省略する。
(第3実施形態)
次に、第3実施形態を図6に基づいて説明する。
次に、第3実施形態を図6に基づいて説明する。
第1実施形態では、樹脂部830に電力ラインと信号ラインが被覆される例を示した。これに対して本実施形態では樹脂部830に電力ラインと信号ラインとともにシールド部850が被覆されている。
シールド部850は樹脂部830よりも高透磁率の材料で製造されている。シールド部850の形成材料としては例えば銅などの金属材料を採用することができる。図6に示すようにシールド部850は樹脂部830における被覆電力線831の這いまわし部841と被覆信号線833の這いまわし部841との間に埋め込まれている。シールド部850はz方向の厚さの薄い扁平形状を成している。シールド部850は被覆信号線833の這いまわし部841の延長方向に延びている。
係る構成のため、被覆電力線831から出力された電磁ノイズが被覆信号線833を透過することが抑制される。
(その他の変形例)
本実施形態では車両にフロントMG400とリアMG600の両方が設けられた例を示した。しかしながら、車両にフロントMG400とリアMG600のうちのいずれか一方のみが設けられた構成を採用することもできる。これら2つのMGのうちの一方のみが車両に設けられる場合、車両にはフロントMG400とリアMG600のうちの一方のみが設けられる。
本実施形態では車両にフロントMG400とリアMG600の両方が設けられた例を示した。しかしながら、車両にフロントMG400とリアMG600のうちのいずれか一方のみが設けられた構成を採用することもできる。これら2つのMGのうちの一方のみが車両に設けられる場合、車両にはフロントMG400とリアMG600のうちの一方のみが設けられる。
本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態が本開示に示されているが、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
10…電力供給システム、100…電池パック、200…電力分配装置、201…第1電力ライン、202…第2電力ライン、203…第3電力ライン、204…第4電力ライン、205…第5電力ライン、206…第6電力ライン、210…メインスイッチ、220…電源スイッチ、250…パイロスイッチ、270…コントロールユニット、271…第1信号ライン、272…第2信号ライン、273…第3信号ライン、274…第4信号ライン、275…第5信号ライン、276…第6信号ライン、300…フロントPCU、400…フロントMG、500…リアPCU、600…リアMG、700…外部電源、800…支持体、804…流路、820…伝熱シート、830…樹脂部、830a…底面、830b…載置面、841…這いまわし部、842…取り出し部、843…接続部、850…シールド部
Claims (7)
- 電源(100,700)と電気負荷(300,400,500,600)との間での供給電力の通電と遮断を制御するスイッチ(210,220,250)と、
前記供給電力よりも電圧の低い制御信号によって前記スイッチを開閉制御する制御部(270)と、
前記供給電力の流れる電力ライン(201〜206)と、
前記制御信号の流れる信号ライン(271〜276)と、
前記電力ラインと前記信号ラインそれぞれの一部を被覆しつつ、一面(830a)側に前記スイッチの設けられる樹脂部(830)と、
前記樹脂部の前記一面の裏面(830b)側に設けられる冷却部(800)と、を有し、
前記電力ラインと前記信号ラインそれぞれは、前記樹脂部の内部で、前記一面と前記裏面の並ぶ並び方向に直交する平面方向に延びる這いまわし部(841)と、前記這いまわし部から前記一面側に向かって延びる取り出し部(842)と、を有し、
前記電力ラインの前記這いまわし部と前記信号ラインの前記這いまわし部は前記冷却部の前記並び方向への投影領域に位置するとともに、前記並び方向で離間しつつ並んでいる電力分配装置。 - 前記電力ラインの前記這いまわし部は前記信号ラインの前記這いまわし部よりも前記並び方向において前記裏面側に位置している請求項1に記載の電力分配装置。
- 前記投影領域と前記並び方向で重なる面積が、前記信号ラインの前記這いまわし部よりも前記電力ラインの前記這いまわし部のほうが大きい請求項1または請求項2に記載の電力分配装置。
- 前記樹脂部と前記冷却部との間に設けられた、前記樹脂部と前記冷却部との間の熱伝導を促進させる絶縁性の伝熱シート(820)を有する請求項1〜3いずれか1項に記載の電力分配装置。
- 前記電力ラインの前記這いまわし部の一部が前記裏面から露出されて前記伝熱シートに接触している請求項4に記載の電力分配装置。
- 前記冷却部は冷却流体を流動させるための流路(804)を有している請求項1〜5いずれか1項に記載の電力分配装置。
- 前記並び方向において前記電力ラインの前記這いまわし部と前記信号ラインの前記這いまわし部との間に介在される、前記樹脂部よりも高透磁率のシールド部(850)を有する請求項1〜6いずれか1項に記載の電力分配装置。
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