JP2022014988A - 配電モジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】メインリレーのバッテリからの切断を、優れた信頼性とコスト優位性を持って実現することができる、新規な構造の配電モジュールを開示する。【解決手段】配電モジュール１０は、バッテリ１２と負荷１４の間を繋ぐ電源ライン１６と、電源ライン１６に接続されたメインリレー１８と、メインリレー１８よりもバッテリ１２側で電源ライン１６に接続されたアクティブヒューズ２４と、メインリレー１８よりも負荷１４側で電源ライン１６に接続された第１電圧変換器２８と、電源ライン１６の異常を検出する異常検出部２６と、第１電圧変換器２８から延びてアクティブヒューズ２４に接続された第１駆動制御用配線４４と、を含み、第１電圧変換器２８に搭載された第１制御部３８が、異常検出部２６により電源ライン１６の異常が検出された際に、アクティブヒューズ２４を切断する制御信号を送信して、アクティブヒューズ２４が切断される。【選択図】図２
Description
本開示は、バッテリと負荷の間に接続される配電モジュールに関する。
電気自動車やハイブリッド車等の車両においては、高圧の二次電池からなるバッテリとモータ等の負荷の間の電源ラインの断続をメインリレーによって行うようになっている。そして、負荷が駆動を停止した場合やバッテリ周辺の回路に何らかの異常が起こった場合には、バッテリと負荷の間の電源ラインをメインリレーによって遮断することにより、バッテリからの電流が負荷に供給されないようになっている。
ところで、バッテリ周辺の回路に何等かの異常が発生して電源ラインをメインリレーにより遮断する場合には、電源ラインに電流が流れている状態でメインリレーがオフにされるため、メインリレーの接点間にアーク放電が発生して電流の遮断ができないおそれがある。そこで、特許文献１には、バッテリとメインリレーの間の電源ライン上に、制御信号により切断が可能なアクティブヒューズを配設した構造が提案されている。これにより、異常発生時にアクティブヒューズによりバッテリとメインリレー間の電源ラインを遮断した後にメインリレーをオフすることができる。その結果、メインリレーをオフする際には電源ラインに電流が供給されておらず、メインリレーの接点間にアーク放電が発生することを防止することができる。
ところが、特許文献１に記載の従来例にあっては、アクティブヒューズの切断を制御するために、アクティブヒューズと車両制御ユニットとの間への新たな駆動および制御用の配線の追加や、車両制御ユニットの構成の変更等が必要となり、コストアップが避けられなかった。また、バッテリ近傍に設けられたアクティブヒューズとバッテリから比較的離れた部位に設けられた車両制御ユニットを繋ぐ通電ラインは長くなるため、断線等の不具合が発生するリスクも高くなる。それゆえ、アクティブヒューズの確実な作動に対する信頼性が十分に担保できないという問題を内在していた。
そこで、メインリレーのバッテリからの切断を、優れた信頼性とコスト優位性を持って実現することができる、新規な構造の配電モジュールを開示する。
本開示の配電モジュールは、バッテリと負荷の間を繋ぐ電源ラインと、前記電源ラインに接続されたメインリレーと、前記メインリレーよりも前記バッテリ側で前記電源ラインに接続されたアクティブヒューズと、前記メインリレーよりも前記負荷側で前記電源ラインに接続された第１電圧変換器と、前記電源ラインの異常を検出する異常検出部と、前記第１電圧変換器から延びて前記アクティブヒューズに接続された第１駆動制御用配線と、を含み、前記第１電圧変換器に搭載された第１制御部が、前記異常検出部により前記電源ラインの異常が検出された際に、前記アクティブヒューズを切断する制御信号を送信して、前記アクティブヒューズが切断される配電モジュールである。
本開示によれば、メインリレーのバッテリからの切断を、優れた信頼性とコスト優位性を持って実現することができる、新規な構造の配電モジュールを提供することができる。
＜本開示の実施形態の説明＞
最初に、本開示の実施態様を列記して説明する。
本開示の配電モジュールは、
（１）バッテリと負荷の間を繋ぐ電源ラインと、前記電源ラインに接続されたメインリレーと、前記メインリレーよりも前記バッテリ側で前記電源ラインに接続されたアクティブヒューズと、前記メインリレーよりも前記負荷側で前記電源ラインに接続された第１電圧変換器と、前記電源ラインの異常を検出する異常検出部と、前記第１電圧変換器から延びて前記アクティブヒューズに接続された第１駆動制御用配線と、を含み、前記第１電圧変換器に搭載された第１制御部が、前記異常検出部により前記電源ラインの異常が検出された際に、前記アクティブヒューズを切断する制御信号を送信して、前記アクティブヒューズが切断される配電モジュールである。
最初に、本開示の実施態様を列記して説明する。
本開示の配電モジュールは、
（１）バッテリと負荷の間を繋ぐ電源ラインと、前記電源ラインに接続されたメインリレーと、前記メインリレーよりも前記バッテリ側で前記電源ラインに接続されたアクティブヒューズと、前記メインリレーよりも前記負荷側で前記電源ラインに接続された第１電圧変換器と、前記電源ラインの異常を検出する異常検出部と、前記第１電圧変換器から延びて前記アクティブヒューズに接続された第１駆動制御用配線と、を含み、前記第１電圧変換器に搭載された第１制御部が、前記異常検出部により前記電源ラインの異常が検出された際に、前記アクティブヒューズを切断する制御信号を送信して、前記アクティブヒューズが切断される配電モジュールである。
本開示の配電モジュールによれば、メインリレーよりもバッテリ側で電源ラインに接続されたアクティブヒューズが、異常検出部により電源ラインの異常が検出された際に制御信号に基づき作動されるようになっている。それゆえ、異常発生時にアクティブヒューズによりバッテリとメインリレー間の電源ラインを遮断した後にメインリレーをオフすることができる。その結果、メインリレーをオフする際には電源ラインに電流が供給されておらず、メインリレーの接点間にアーク放電が発生することを防止することができる。これにより、アーク消弧用に接点間距離を大きくしたり永久磁石を備えた特殊構造のメインリレーを必要とすることがなく、比較的安価なメインリレーを採用することができ、コストの低減を図ることができる。
また、アクティブヒューズが、配電モジュール内に搭載された第１電圧変換器から延びる第１駆動制御用配線に接続されている。これにより、配電モジュール内でアクティブヒューズ用の駆動制御用配線を完成させることができ、車両制御ユニットとアクティブヒューズの間に駆動制御用配線を配索する必要があった従来構造に比して、アクティブヒューズ用の駆動制御用配線を短くすることができる。その結果、コストの低減を図りつつ、アクティブヒューズ用の駆動制御用配線に断線等の不具合が発生するリスクを有利に低減でき、アクティブヒューズの作動信頼性の向上を図ることができる。
さらに、第１電圧変換器に搭載された第１制御部を用いて、アクティブヒューズの作動を制御できることから、配電モジュール内で、アクティブヒューズを作動制御する構成を構築することができる。それゆえ、車両制御ユニット等の外部の機器の調整や変更の必要性を低減することができ、その分コストの低減を図ることもできる。加えて、配電モジュール内でアクティブヒューズ用の駆動制御用配線が完成していることから、仮に、車両制御ユニットに不具合が発生した場合でも、電源ラインの異常時にアクティブヒューズを作動させることができる。これにより、アクティブヒューズの作動信頼性を一層有利に向上できるのである。
なお、電源ラインの異常を検出する異常検出部は、例えば電流センサや電圧センサ等によって構成することができる。また、アクティブヒューズは、外部からの制御信号に基づいて切断が可能なものであればいずれでもよい。
（２）前記メインリレーよりも前記負荷側で前記電源ラインに接続された第２電圧変換器と、前記第２電圧変換器から延びて前記アクティブヒューズに接続された第２駆動制御用配線と、を含み、前記第２電圧変換器に搭載された第２制御部が、前記異常検出部により前記電源ラインの異常が検出された際に、前記アクティブヒューズを切断する制御信号を送信して、前記アクティブヒューズが切断されることが好ましい。配電モジュールに搭載された第２電圧変換器からもアクティブヒューズに対して第２駆動制御用配線が接続され、第２電圧変換器に搭載された第２制御部によっても、アクティブヒューズの作動制御ができるようになっている。これにより、仮に第１／第２制御部のいずれか一方に不具合が発生した場合でも、いずれか他方により電源ラインの異常時におけるアクティブヒューズの作動を確実に実行することができる。これにより、アクティブヒューズの作動信頼性の更なる向上を図ることができる。しかも、配電モジュール内に搭載された第２電圧変換器から延びる第２駆動制御用配線は、第１駆動制御用配線と同様に短くできることから、第１駆動制御用配線と同様に、断線等のリスクの発生も有利に低減されている。
（３）上記（１）において、ケースを含み、前記ケースに対して、前記電源ラインと、前記メインリレーと、前記アクティブヒューズと、前記第１電圧変換器と、前記異常検出部と、前記第１駆動制御用配線と、が収容配置されていることが好ましい。本開示の配電モジュールの各構成要素が、ケース内に収容配置されていることから、配電モジュールの取扱性や車両への組付作業性の向上を有利に図ることができる。
（４）上記（２）において、ケースを含み、前記ケースに対して、前記電源ラインと、前記メインリレーと、前記アクティブヒューズと、前記第１電圧変換器と、前記異常検出部と、前記第１駆動制御用配線と、前記第２駆動制御用配線と、が収容配置されていることが好ましい。本開示の配電モジュールの各構成要素が、ケース内に収容配置されていることから、配電モジュールの取扱性や車両への組付作業性の向上を有利に図ることができる。
（５）前記アクティブヒューズがパイロヒューズであることが好ましい。アクティブヒューズがパイロヒューズによって構成されていることから、火薬着火による爆発力によって、瞬時且つ確実にバッテリとメインリレー間の電源ラインの遮断を行うことができるからである。
＜本開示の実施形態の詳細＞
本開示の配電モジュールの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本開示は、これらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
本開示の配電モジュールの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本開示は、これらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
＜実施形態１＞
以下、本開示の実施形態１の配電モジュール１０について、図１および図２を参照しつつ説明する。配電モジュール１０は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両（図示せず）に搭載されている。配電モジュール１０は、図１および図２に示すように、バッテリ１２と負荷１４の間を繋ぐ電源ライン１６を含んでおり、電源ライン１６には、直列にメインリレー１８が接続されている。すなわち、正極側電源ライン１６ａにはメインリレー１８ａが接続されており、負極側電源ライン１６ｂにはメインリレー１８ｂが接続されている。そして、バッテリ１２からメインリレー１８ａおよびメインリレー１８ｂを介して、車両を走行させ負荷１４を構成するモータ２０に電力が供給されている。ここで、メインリレー１８ａおよびメインリレー１８ｂは、機械式のリレーであって、ＥＣＵ等を含んで構成された車両制御ユニット２２からの制御信号に基づいて、オン／オフ制御がなされている。メインリレー１８ａおよびメインリレー１８ｂは、オン時にはバッテリ１２とモータ２０を接続してモータ２０に電力を供給し、オフ時にはバッテリ１２とモータ２０間の電流を遮断してモータ２０に対する電力の供給を止める。なお、複数の同一部材については、一部の部材にのみ符号を付し、他の部材については符号を省略する場合がある。
以下、本開示の実施形態１の配電モジュール１０について、図１および図２を参照しつつ説明する。配電モジュール１０は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両（図示せず）に搭載されている。配電モジュール１０は、図１および図２に示すように、バッテリ１２と負荷１４の間を繋ぐ電源ライン１６を含んでおり、電源ライン１６には、直列にメインリレー１８が接続されている。すなわち、正極側電源ライン１６ａにはメインリレー１８ａが接続されており、負極側電源ライン１６ｂにはメインリレー１８ｂが接続されている。そして、バッテリ１２からメインリレー１８ａおよびメインリレー１８ｂを介して、車両を走行させ負荷１４を構成するモータ２０に電力が供給されている。ここで、メインリレー１８ａおよびメインリレー１８ｂは、機械式のリレーであって、ＥＣＵ等を含んで構成された車両制御ユニット２２からの制御信号に基づいて、オン／オフ制御がなされている。メインリレー１８ａおよびメインリレー１８ｂは、オン時にはバッテリ１２とモータ２０を接続してモータ２０に電力を供給し、オフ時にはバッテリ１２とモータ２０間の電流を遮断してモータ２０に対する電力の供給を止める。なお、複数の同一部材については、一部の部材にのみ符号を付し、他の部材については符号を省略する場合がある。
＜配電モジュール１０＞
配電モジュール１０は、図２に示すように、正極側電源ライン１６ａおよび負極側電源ライン１６ｂを有する電源ライン１６を備えている。正極側電源ライン１６ａの入力側には、バッテリ１２の正極側が接続されており、負極側電源ライン１６ｂの入力側には、バッテリ１２の負極側が接続されている。正極側電源ライン１６ａの出力側には、負荷１４の正極側が接続されており、負極側電源ライン１６ｂの出力側には、負荷１４の負極側が接続されている。
配電モジュール１０は、図２に示すように、正極側電源ライン１６ａおよび負極側電源ライン１６ｂを有する電源ライン１６を備えている。正極側電源ライン１６ａの入力側には、バッテリ１２の正極側が接続されており、負極側電源ライン１６ｂの入力側には、バッテリ１２の負極側が接続されている。正極側電源ライン１６ａの出力側には、負荷１４の正極側が接続されており、負極側電源ライン１６ｂの出力側には、負荷１４の負極側が接続されている。
図１および図２に示すように、バッテリ１２と負荷１４の正極側を接続するメインリレー１８ａには、メインリレー１８ａよりもバッテリ１２側で正極側電源ライン１６ａに、アクティブヒューズであるパイロヒューズ２４が接続されている。また、メインリレー１８ａよりも負荷１４側で正極側電源ライン１６ａに、正極側電源ライン１６ａの電流を検出することにより電源ライン１６の異常を検出し異常検出部を構成する電流センサ２６が接続されている。さらに、配電モジュール１０は、メインリレー１８ａおよびメインリレー１８ｂよりも負荷１４側で正極側電源ライン１６ａおよび負極側電源ライン１６ｂに接続される第１電圧変換器であるＤＣ／ＤＣコンバータ２８が接続されている。
加えて、配電モジュール１０は、メインリレー１８ａおよびメインリレー１８ｂよりも負荷１４側で正極側電源ライン１６ａおよび負極側電源ライン１６ｂに急速充電用電源３０と普通充電用電源３２が接続されている。
＜バッテリ１２＞
バッテリ１２は、充電可能な複数の二次電池を直列に接続して出力電圧を高く、例えば１００Ｖ～４００Ｖとしている。また、複数の二次電池を並列に接続して電流容量を大きくすることもできる。この二次電池には、リチウムイオン二次電池、リチウムポリマー二次電池、ニッケル水素電池などが使用できる。また、二次電池に代えて、あるいはこれに加えて、電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）等のキャパシタを利用することもできる。本明細書において二次電池にはキャパシタも含む。
バッテリ１２は、充電可能な複数の二次電池を直列に接続して出力電圧を高く、例えば１００Ｖ～４００Ｖとしている。また、複数の二次電池を並列に接続して電流容量を大きくすることもできる。この二次電池には、リチウムイオン二次電池、リチウムポリマー二次電池、ニッケル水素電池などが使用できる。また、二次電池に代えて、あるいはこれに加えて、電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）等のキャパシタを利用することもできる。本明細書において二次電池にはキャパシタも含む。
＜負荷１４＞
図２に示すように、負荷１４は、例えば、大容量のコンデンサ３４と、ＤＣ／ＡＣインバータ３６が並列に接続したものを有している。ここで、負荷１４は、ＤＣ／ＡＣインバータ３６を介してバッテリ１２をモータ２０に接続している。ＤＣ／ＡＣインバータ３６は、バッテリ１２の直流を交流に変換してモータ２０に供給する。なお、モータ２０の回生制動時には、モータ２０を発電機としてバッテリ１２を充電する。本開示の実施形態１では、ＤＣ／ＡＣインバータ３６を用いているが、ＤＣ／ＤＣコンバータを用いても構わない。
図２に示すように、負荷１４は、例えば、大容量のコンデンサ３４と、ＤＣ／ＡＣインバータ３６が並列に接続したものを有している。ここで、負荷１４は、ＤＣ／ＡＣインバータ３６を介してバッテリ１２をモータ２０に接続している。ＤＣ／ＡＣインバータ３６は、バッテリ１２の直流を交流に変換してモータ２０に供給する。なお、モータ２０の回生制動時には、モータ２０を発電機としてバッテリ１２を充電する。本開示の実施形態１では、ＤＣ／ＡＣインバータ３６を用いているが、ＤＣ／ＤＣコンバータを用いても構わない。
＜パイロヒューズ２４＞
図２に示すように、パイロヒューズ２４は、アクティブヒューズである。ここで、アクティブヒューズとは、外部からの制御信号に基づいて切断が可能な素子のことである。より詳細には、パイロヒューズ２４は、第１電圧変換器を構成するＤＣ／ＤＣコンバータ２８に搭載された後述する第１制御部３８からの制御信号に基づいて切断が可能となっている。
図２に示すように、パイロヒューズ２４は、アクティブヒューズである。ここで、アクティブヒューズとは、外部からの制御信号に基づいて切断が可能な素子のことである。より詳細には、パイロヒューズ２４は、第１電圧変換器を構成するＤＣ／ＤＣコンバータ２８に搭載された後述する第１制御部３８からの制御信号に基づいて切断が可能となっている。
＜ＤＣ／ＤＣコンバータ２８＞
図２に示すように、第１電圧変換器であるＤＣ／ＤＣコンバータ２８の入力側は、メインリレー１８ａおよびメインリレー１８ｂよりも負荷１４側で正極側電源ライン１６ａおよび負極側電源ライン１６ｂに接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２８の出力側は、例えば鉛蓄電池からなる低圧バッテリ４０および低圧バッテリ４０の負荷４２に接続されている。これにより、バッテリ１２から電源ライン１６およびＤＣ／ＤＣコンバータ２８を介して、低圧バッテリ４０が充電され且つ低圧バッテリ４０の負荷４２に電圧が供給されている。
図２に示すように、第１電圧変換器であるＤＣ／ＤＣコンバータ２８の入力側は、メインリレー１８ａおよびメインリレー１８ｂよりも負荷１４側で正極側電源ライン１６ａおよび負極側電源ライン１６ｂに接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２８の出力側は、例えば鉛蓄電池からなる低圧バッテリ４０および低圧バッテリ４０の負荷４２に接続されている。これにより、バッテリ１２から電源ライン１６およびＤＣ／ＤＣコンバータ２８を介して、低圧バッテリ４０が充電され且つ低圧バッテリ４０の負荷４２に電圧が供給されている。
図２に示すように、第１電圧変換器であるＤＣ／ＤＣコンバータ２８に搭載された第１制御部３８から、第１駆動制御用配線４４が延びている。第１駆動制御用配線４４は、電流センサ２６に接続されて電流センサ２６の電流値を受け取る電流値受信用配線４４ａと、パイロヒューズ２４に接続されてパイロヒューズ２４に切断信号を送信する切断信号送信用配線４４ｂと、を備えている。
＜急速充電用電源３０＞
図２に示すように、配電モジュール１０は、正極側電源ライン１６ａおよび負極側電源ライン１６ｂに対してリレー４６を介して急速充電用電源３０が接続されている。モータ２０を停止し、メインリレー１８ａ，１８ｂをオンした状態で、急速充電用電源３０に充電ステーション等で高圧ＤＣ電源を接続後、リレー４６，４６をオンすることにより、高圧のバッテリ１２が急速充電可能となっている。
図２に示すように、配電モジュール１０は、正極側電源ライン１６ａおよび負極側電源ライン１６ｂに対してリレー４６を介して急速充電用電源３０が接続されている。モータ２０を停止し、メインリレー１８ａ，１８ｂをオンした状態で、急速充電用電源３０に充電ステーション等で高圧ＤＣ電源を接続後、リレー４６，４６をオンすることにより、高圧のバッテリ１２が急速充電可能となっている。
＜普通充電用電源３２＞
図２に示すように、配電モジュール１０は、メインリレー１８ａよりも負荷１４側で正極側電源ライン１６ａおよび負極側電源ライン１６ｂに、第２電圧変換器であるＡＣ／ＤＣコンバータ４８の出力側がリレー５０，５０を介して接続されている。なお、正極側電源ライン１６ａ側のリレー５０には、ヒューズ５２が直列に接続されている。ＡＣ／ＤＣコンバータ４８の入力側には、普通充電用電源３２が接続されている。より詳細には、普通充電用電源３２は、モータ２０を停止し、メインリレー１８ａ，１８ｂをオンした状態で、普通充電用電源３２に家庭用電源等の低圧ＡＣ電源を接続後、リレー５０，５０をオンすることにより、高圧のバッテリ１２が普通充電可能となっている。
図２に示すように、配電モジュール１０は、メインリレー１８ａよりも負荷１４側で正極側電源ライン１６ａおよび負極側電源ライン１６ｂに、第２電圧変換器であるＡＣ／ＤＣコンバータ４８の出力側がリレー５０，５０を介して接続されている。なお、正極側電源ライン１６ａ側のリレー５０には、ヒューズ５２が直列に接続されている。ＡＣ／ＤＣコンバータ４８の入力側には、普通充電用電源３２が接続されている。より詳細には、普通充電用電源３２は、モータ２０を停止し、メインリレー１８ａ，１８ｂをオンした状態で、普通充電用電源３２に家庭用電源等の低圧ＡＣ電源を接続後、リレー５０，５０をオンすることにより、高圧のバッテリ１２が普通充電可能となっている。
図２に示すように、第２電圧変換器であるＡＣ／ＤＣコンバータ４８に第２制御部５４が搭載されており、第２制御部５４が搭載されたＡＣ／ＤＣコンバータ４８から第２駆動制御用配線５６が延びている。第２駆動制御用配線５６は、電流センサ２６に接続されて電流センサ２６の電流値を受け取る電流値受信用配線５６ａと、パイロヒューズ２４に接続されてパイロヒューズ２４に切断信号を送信する切断信号送信用配線５６ｂと、を備えている。
また、図１に示すように、バッテリ１２は、上方に開口する矩形状の有底箱体形状を有するケース５８を含んでおり、ケース５８内に複数の単電池６０が収容配置されている。さらに、配電モジュール１０は、上方に開口する矩形状の有底箱体形状を有するケース６２を含んでいる。そして、ケース６２に対して、例えば、バスバーからなる電源ライン１６と、メインリレー１８と、パイロヒューズ２４と、第１制御部３８が搭載されたＤＣ／ＤＣコンバータ２８と、電流センサ２６と、第１駆動制御用配線４４と、が収容配置されている。加えて、配電モジュール１０は、第２制御部５４が搭載されたＡＣ／ＤＣコンバータ４８と、第２駆動制御用配線５６と、が収容配置されている。
次に、本開示の実施形態１の配電モジュール１０の動作について、簡単に説明する。本開示の実施形態１では、電力供給開始当初において、バッテリ１２とモータ２０が接続されてモータ２０に電力を供給することを可能にしている。なお、以下の説明において、かかる状態を、適宜通常状態という。
上記の通常状態において異常検出部である電流センサ２６の電流値が異常値（例えば規定の電流値範囲外の電流値）を示し、電源ライン１６の異常が検出された際には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８に搭載された第１制御部３８およびＡＣ／ＤＣコンバータ４８に搭載された第２制御部５４からパイロヒューズ２４に切断信号が送信される。すなわち、パイロヒューズ２４に対して切断信号送信用配線４４ｂ，５６ｂを通して切断信号を送信し、パイロヒューズ２４が切断するように作動される。
このような構造とされた本開示の配電モジュール１０によれば、メインリレー１８ａよりもバッテリ１２側で正極側電源ライン１６ａにアクティブヒューズであるパイロヒューズ２４が接続されている。そして、異常検出部である電流センサ２６の電流値が異常値を示し、電源ライン１６の異常が検出された際には、第１制御部３８および第２制御部５４からパイロヒューズ２４に切断信号が送信され、パイロヒューズ２４が切断するように作動する。したがって、異常発生時にはパイロヒューズ２４によってバッテリ１２とメインリレー１８ａ間の正極側電源ライン１６ａが遮断されている。それゆえ、メインリレー１８ａ，１８ｂをオフする際には正極側電源ライン１６ａ，負極側電源ライン１６ｂに電流が流れておらず、メインリレー１８ａ，１８ｂの接点間にアーク放電が発生することを防止することができる。これにより、アーク消弧用に接点間距離を大きくしたり永久磁石を備えた特殊構造のメインリレーを必要とすることがなく、比較的安価なメインリレーを採用することができることから、コストの低減を図ることができる。
また、第１電圧変換器であるＤＣ／ＤＣコンバータ２８に搭載された第１制御部３８から第１駆動制御用配線４４が延びている。第１駆動制御用配線４４は、電流センサ２６に接続されて電流センサ２６の電流値を受け取る電流値受信用配線４４ａと、パイロヒューズ２４に接続されてパイロヒューズ２４に切断信号を送信する切断信号送信用配線４４ｂと、を備えている。これにより、配電モジュール１０内で電流センサ２６の電流値の受信と異常発生時の切断信号の送信を行うことができる。それゆえ、車両制御ユニット２２と電流センサ２６およびパイロヒューズ２４の間に駆動制御用配線を配索する必要があった従来構造の配電モジュールに比して、駆動制御用配線を短くすることができる。したがって、コストの低減を図りつつ、駆動制御用配線に断線等の不具合が発生するリスクを有利に低減でき、パイロヒューズ２４の作動信頼性の向上を図ることができる。
さらに、第１電圧変換器であるＤＣ／ＤＣコンバータ２８に搭載された第１制御部３８を用いてパイロヒューズ２４の作動を制御できることから、配電モジュール１０内でパイロヒューズ２４を作動制御する構成を構築できる。それゆえ、車両制御ユニット２２等の外部の機器の調整や変更の必要性を低減することができ、その分コストの低減を図ることもできる。加えて、配電モジュール１０内にパイロヒューズ２４用の第１駆動制御用配線４４がなされていることから、仮に車両制御ユニット２２に不具合が発生した場合であっても、電源ライン１６の異常が検出された際にはパイロヒューズ２４を作動させることができる。したがって、パイロヒューズ２４の作動信頼性を一層有利に向上できる。
また、第２電圧変換器であるＡＣ／ＤＣコンバータ４８に搭載された第２制御部５４から第２駆動制御用配線５６が延びている。第２駆動制御用配線５６は、電流センサ２６に接続されて電流センサ２６の電流値を受け取る電流値受信用配線５６ａと、パイロヒューズ２４に接続されてパイロヒューズ２４に切断信号を送信する切断信号送信用配線５６ｂと、を備えている。これにより、第２制御部５４によっても、配電モジュール１０内で電流センサ２６の電流値の受信と異常発生時の切断信号の送信を行うことができる。したがって、仮に第１制御部３８と第２制御部５４のいずれか一方に不具合が発生した場合であっても、いずれか他方により電源ライン１６の異常時におけるパイロヒューズ２４を作動して切断を確実に実行することができる。それゆえ、パイロヒューズ２４の作動信頼性の更なる向上を図ることができる。しかも、第２制御部５４から延びる第２駆動制御用配線５６も第１駆動制御用配線４４と同様に短くできることから、断線等のリスクの発生も有利に低減されている。
加えて、本開示の配電モジュール１０のケース６２には、電源ライン１６と、メインリレー１８と、パイロヒューズ２４と、第１制御部３８が搭載されたＤＣ／ＤＣコンバータ２８と、電流センサ２６と、第１駆動制御用配線４４と、が収容配置されている。また、配電モジュール１０のケース６２には、第２制御部５４が搭載されたＡＣ／ＤＣコンバータ４８と、第２駆動制御用配線５６と、も収容配置されている。このように配電モジュール１０の構成要素がケース６２内に収容配置されていることから、配電モジュール１０の取扱性や車両への組付作業性の向上を有利に図ることができる。
さらに、アクティブヒューズがパイロヒューズ２４によって構成されている。これにより、電源ライン１６の異常が検出された際には、火薬着火による爆発力によって瞬時且つ確実にバッテリ１２とメインリレー１８ａ間の正極側電源ライン１６ａの遮断を行うことができる。それゆえ、メインリレー１８ａ，１８ｂをオフする際に正極側電源ライン１６ａ，負極側電源ライン１６ｂに電流が流れておらず、メインリレー１８ａ，１８ｂの接点間にアーク放電が発生することを防止することができる。
＜変形例＞
以上、本開示の具体例として、実施形態１について詳述したが、本開示はこの具体的な記載によって限定されない。本開示の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本開示に含まれるものである。例えば次のような実施形態の変形例も本開示の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、電源ライン１６の異常を検出する異常検出部として、電流センサ２６を例示して説明を行ったが、これに限定されず、異常検出部は電圧センサ等によって構成されていてもよい。
（２）上記実施形態では、異常検出部である電流センサ２６により電源ライン１６に異常が検出された際にアクティブヒューズであるパイロヒューズ２４を作動させるものとして、第１制御部３８および第２制御部５４を例示して説明を行ったが、これに限定されない。第１制御部３８および第２制御部５４のどちらか一方だけがあってもよいし、さらに第３制御部があってもよい。
（３）上記実施形態では、アクティブヒューズとしてパイロヒューズ２４を例示して説明を行ったが、これに限定されない。外部からの信号によって切断可能な素子であればよい。例えば、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）を用いてアクティブヒューズが構成されていてもよい。
以上、本開示の具体例として、実施形態１について詳述したが、本開示はこの具体的な記載によって限定されない。本開示の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本開示に含まれるものである。例えば次のような実施形態の変形例も本開示の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、電源ライン１６の異常を検出する異常検出部として、電流センサ２６を例示して説明を行ったが、これに限定されず、異常検出部は電圧センサ等によって構成されていてもよい。
（２）上記実施形態では、異常検出部である電流センサ２６により電源ライン１６に異常が検出された際にアクティブヒューズであるパイロヒューズ２４を作動させるものとして、第１制御部３８および第２制御部５４を例示して説明を行ったが、これに限定されない。第１制御部３８および第２制御部５４のどちらか一方だけがあってもよいし、さらに第３制御部があってもよい。
（３）上記実施形態では、アクティブヒューズとしてパイロヒューズ２４を例示して説明を行ったが、これに限定されない。外部からの信号によって切断可能な素子であればよい。例えば、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）を用いてアクティブヒューズが構成されていてもよい。
１０ 配電モジュール
１２ バッテリ
１４ 負荷
１６ 電源ライン
１６ａ 正極側電源ライン
１６ｂ 負極側電源ライン
１８ メインリレー
１８ａ メインリレー（正極側）
１８ｂ メインリレー（負極側）
２０ モータ（負荷）
２２ 車両制御ユニット
２４ パイロヒューズ（アクティブヒューズ）
２６ 電流センサ（異常検出部）
２８ ＤＣ／ＤＣコンバータ（第１電圧変換器）
３０ 急速充電用電源
３２ 普通充電用電源
３４ コンデンサ
３６ ＤＣ／ＡＣインバータ
３８ 第１制御部
４０ 低圧バッテリ
４２ 負荷
４４ 第１駆動制御用配線
４４ａ 電流値受信用配線
４４ｂ 切断信号送信用配線
４６ リレー
４８ ＡＣ／ＤＣコンバータ（第２電圧変換器）
５０ リレー
５２ ヒューズ
５４ 第２制御部
５６ 第２駆動制御用配線
５６ａ 電流値受信用配線
５６ｂ 切断信号送信用配線
５８ ケース
６０ 単電池
６２ ケース
１２ バッテリ
１４ 負荷
１６ 電源ライン
１６ａ 正極側電源ライン
１６ｂ 負極側電源ライン
１８ メインリレー
１８ａ メインリレー（正極側）
１８ｂ メインリレー（負極側）
２０ モータ（負荷）
２２ 車両制御ユニット
２４ パイロヒューズ（アクティブヒューズ）
２６ 電流センサ（異常検出部）
２８ ＤＣ／ＤＣコンバータ（第１電圧変換器）
３０ 急速充電用電源
３２ 普通充電用電源
３４ コンデンサ
３６ ＤＣ／ＡＣインバータ
３８ 第１制御部
４０ 低圧バッテリ
４２ 負荷
４４ 第１駆動制御用配線
４４ａ 電流値受信用配線
４４ｂ 切断信号送信用配線
４６ リレー
４８ ＡＣ／ＤＣコンバータ（第２電圧変換器）
５０ リレー
５２ ヒューズ
５４ 第２制御部
５６ 第２駆動制御用配線
５６ａ 電流値受信用配線
５６ｂ 切断信号送信用配線
５８ ケース
６０ 単電池
６２ ケース
Claims (5)
- バッテリと負荷の間を繋ぐ電源ラインと、
前記電源ラインに接続されたメインリレーと、
前記メインリレーよりも前記バッテリ側で前記電源ラインに接続されたアクティブヒューズと、
前記メインリレーよりも前記負荷側で前記電源ラインに接続された第１電圧変換器と、
前記電源ラインの異常を検出する異常検出部と、
前記第１電圧変換器から延びて前記アクティブヒューズに接続された第１駆動制御用配線と、を含み、
前記第１電圧変換器に搭載された第１制御部が、前記異常検出部により前記電源ラインの異常が検出された際に、前記アクティブヒューズを切断する制御信号を送信して、前記アクティブヒューズが切断される
配電モジュール。 - 前記メインリレーよりも前記負荷側で前記電源ラインに接続された第２電圧変換器と、
前記第２電圧変換器から延びて前記アクティブヒューズに接続された第２駆動制御用配線と、を含み、
前記第２電圧変換器に搭載された第２制御部が、前記異常検出部により前記電源ラインの異常が検出された際に、前記アクティブヒューズを切断する制御信号を送信して、前記アクティブヒューズが切断される、請求項１に記載の配電モジュール。 - ケースを含み、
前記ケースに対して、前記電源ラインと、前記メインリレーと、前記アクティブヒューズと、前記第１電圧変換器と、前記異常検出部と、前記第１駆動制御用配線と、が収容配置されている、請求項１に記載の配電モジュール。 - ケースを含み、
前記ケースに対して、前記電源ラインと、前記メインリレーと、前記アクティブヒューズと、前記第１電圧変換器と、前記異常検出部と、前記第１駆動制御用配線と、前記第２駆動制御用配線と、が収容配置されている、請求項２に記載の配電モジュール。 - 前記アクティブヒューズがパイロヒューズである、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の配電モジュール。
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