JP2023009547A - 車載電源供給システム - Google Patents

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Abstract

【課題】車両全体のコストアップを抑制し、ワイヤハーネスにおける電源線の細径化および電力損失の低減を可能とする車載電源供給システムを提供する。【解決手段】車両上で、大電力負荷１４および小電力負荷１８に電源電力を供給する車載電源供給システムであって、４８［Ｖ］等の電圧の高い電源電力を電源（１２）から電源幹線１１に供給し、大電力負荷１４に対しては４８［Ｖ］等の電圧をそのまま供給する。各ゾーンを管理するゾーンＥＣＵ１５に降圧変換用のＤＣ／ＤＣコンバータ１６を装備して、ゾーンＥＣＵ１５から１２［Ｖ］等の電源を供給可能に構成する。ゾーンＥＣＵ１５から小電力負荷１８に対して１２［Ｖ］等の電源電力を供給する。【選択図】図１

Description

本発明は、車載電源供給システムに関する。
従来より、一般的な車両の補機系統においては、電圧が１２［Ｖ］の電源電力を供給可能なオルタネータ（発電機）や車載バッテリを含む電源から、車両各部に配索されているワイヤハーネスを経由して、様々な電装品に対してそれらが必要とする電源電力を供給している。
また、例えば特許文献１の電源冗長システムにおいては、１２［Ｖ］及び４８［Ｖ］の２種類の電圧を扱う複数の電源を備えている。また、電源に備わっているＤＣ／ＤＣコンバータを利用して電源電圧を変換できるので、一方の電源システムで地絡あるいは短絡が発生した場合にも負荷に電力を供給可能である。
特開２０１９－１９３５１７号公報
ところで、車両上の補機系統には様々な種類の多数の電装品が備えられている。これらの電装品の中には、消費する電流が非常に大きい大電力負荷と、消費する電流が小さい小電力負荷とが混在している。車両上の大電力負荷としては、例えば電動スタビライザー装置や、電動パワーステアリング装置などがある。
また、小電力負荷が必要とする電源電圧は１２［Ｖ］が一般的であるが、大電力負荷が必要とする電源電圧は１２［Ｖ］よりも大きい場合が多い。したがって、１２［Ｖ］の電源だけを有する一般的な車両においては、大電力負荷の機器毎に搭載したＤＣ／ＤＣコンバータで１２［Ｖ］の電源電圧を昇圧して必要な４８［Ｖ］等の電源電圧を得ている。また、各大電力負荷に流れる大電流の影響で生じる電力損失の増大を避けるために、ワイヤハーネスの電源線には、断面積が大きい電線が使用される。したがって、大電力負荷が必要とする電源が車両全体のコストアップの要因になっている。
一方、特許文献１のように２種類の電源系統を有する車両の場合には、定常時はそれぞれの電装品が必要とする電源電圧に合わせた電圧を所定の電源系統から供給することができる。すなわち、１２［Ｖ］の電源電圧を必要とする電装品に対しては１２［Ｖ］の車載バッテリから電力を供給し、４８［Ｖ］の電源電圧を必要とする電装品に対しては４８［Ｖ］の車載バッテリから電力を供給することができる。
しかしながら、特許文献１のようなシステムは、補機系統のために車載バッテリなどの電源部を１２［Ｖ］、４８［Ｖ］の電圧毎にそれぞれ搭載する必要があるので、車両全体のコストが大幅に上昇する。
また、必要とする電源電圧が１２［Ｖ］の電装品の中にも、非常に消費電力が大きい大電力負荷が存在する。このような大電力負荷に電源電力を供給する際に大きな電力損失が生じるのを避けるためには、ワイヤハーネスの電源線を太い電線で構成する必要がある。また、大電力負荷に流れる大電流の影響で電源電圧に大きい電圧変動が生じる可能性があるので、１２［Ｖ］系の負荷側回路に電源電圧変動に対する余裕を持たせる必要があり、これが電力損失の増大に繋がる。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両全体のコストアップを抑制すると共に、ワイヤハーネスにおける電源線の細径化および電力損失の低減が可能な車載電源供給システムを提供することにある。
前述した目的を達成するために、本発明に係る車載電源供給システムは、下記（１）～（５）を特徴としている。
（１） 車両上で、比較的大きい電源電力を消費する大電力負荷、及び前記大電力負荷と比べて電源電力消費が少ない小電力負荷に対して電源電力を供給する車載電源供給システムであって、
前記大電力負荷及び前記小電力負荷の全体が必要とする電源電圧に比べて十分に高い第１電圧の電源電力を出力可能な第１電源部と、
前記車両上で所定のゾーンをそれぞれ管理する複数のゾーン管理部と、
前記第１電源部、及び前記複数のゾーン管理部の間を接続する電源幹線部と、
１つ以上の前記ゾーン管理部のゾーン内に配置され、前記第１電圧の電源電力を前記第１電圧よりも電圧の低い第２電圧の電源電力に変換する１つ以上の降圧変換部と、
を備え、前記電源幹線部は少なくとも前記第１電圧の電源電力を配電可能な高圧電源線を有する、
車載電源供給システム。
上記（１）の構成の車載電源供給システムによれば、電源幹線部が比較的電圧の高い第１電圧の電源電力を配電するので、第１電源部、及び複数のゾーン管理部の間を接続する箇所のワイヤハーネスに流れる電流を低減できる。したがって、高圧電源線の細径化も可能になる。また、降圧変換部を利用することで、小電力負荷等や必要とする第２電圧の電源電圧を生成できる。また、大電力負荷に対して第１電圧をそのまま供給できるので、電源電圧を昇圧する必要がなくなり電力損失の増大が抑制される。なお、降圧変換部の入力電流が比較的小さくなるので、降圧変換部の降圧に伴う電力損失は、昇圧する場合と比べて小さくなる。
（２） 前記降圧変換部は、該当するゾーンを管理する前記ゾーン管理部に内蔵されている、
上記（１）に記載の車載電源供給システム。
上記（２）の構成の車載電源供給システムによれば、降圧変換部を利用するために必要な電源線をゾーン管理部の外側に接続する必要がないので、ワイヤハーネスの構成を簡素化できる。
（３） 前記電源幹線部の一部の配索箇所は、前記高圧電源線の他に、前記第２電圧の電源電力を配電可能な低圧電源線を含む、
上記（１）又は（２）に記載の車載電源供給システム。
上記（３）の構成の車載電源供給システムによれば、低圧電源線が含まれている箇所では、電源幹線部から直接第２電圧の電源電力を取得できるので、降圧変換部が存在しないゾーンの小電力負荷についても、第２電圧の電源電力を利用できる。したがって、複数のゾーン管理部の全てに降圧変換部を装備する必要がなく、システム全体の構成を簡素化できる。
（４） 前記複数のゾーン管理部のそれぞれは、管理しているゾーン内の大電力負荷に対して前記第１電圧の電源電力を供給し、管理しているゾーン内の小電力負荷に対して前記第２電圧の電源電力を供給する、
上記（１）～（３）のいずれかに記載の車載電源供給システム。
上記（４）の構成の車載電源供給システムによれば、降圧変換部により出力される第２電圧の電源電力を、該当するゾーンの小電力負荷だけが消費するので、降圧変換部を小型化できる。また、該当するゾーンの大電力負荷に流れる電流を減らすことができる。
（５） 前記第１電源部の入力側に、前記第１電圧よりも電圧の高い車両駆動系高電圧を前記第１電圧の電源電力に降圧する第２降圧変換部を有する、
上記（１）～（４）のいずれかに記載の車載電源供給システム。
上記（５）の構成の車載電源供給システムによれば、ハイブリッドカーや電気自動車のように車両走行のための数百Ｖ程度の高圧電源を装備している車両の場合には、高圧電源からの電力を第２降圧変換部を経由して第１電源部の入力に供給することができる。
本発明の車載電源供給システムによれば、車両全体のコストアップを抑制すると共に、ワイヤハーネスにおける電源線の細径化および電力損失の低減が可能になる。すなわち、電源幹線部が比較的電圧の高い第１電圧の電源電力を配電するので、第１電源部、及び複数のゾーン管理部の間を接続する箇所のワイヤハーネスに流れる電流を低減できる。したがって、高圧電源線の細径化も可能になる。また、降圧変換部を利用することで、小電力負荷等や必要とする第２電圧の電源電圧を生成できる。また、大電力負荷に対して第１電圧をそのまま供給できるので、電源電圧を昇圧する必要がなくなり電力損失の増大が抑制される。
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
図１は、本発明の実施形態に係る車載電源供給システムの基本構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の実施形態に係る車載電源供給システムの具体的な構成例を示すブロック図である。 図３（ａ）及び図３（ｂ）は、それぞれ車載電源供給システムの構成例を示すブロック図である。
本発明に関する具体的な実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る車載電源供給システム１０の基本構成を示すブロック図である。
車載電源供給システム１０は、例えばハイブリッドカー、電気自動車、あるいはエンジンのみを駆動源とする一般的な車両に搭載され、車両上の補機系統の様々な電装品に対して電源電力を供給するために利用できる。
図１の車載電源供給システム１０は、電源幹線１１、ＤＣ／ＤＣ（直流／直流）コンバータ１２、補機系バッテリ１３、大電力負荷１４、ゾーンＥＣＵ（電子制御ユニット）１５、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６、電源枝線１７、小電力負荷１８、及びグランド１９を含んでいる。なお、車載電源供給システム１０の上記各構成要素は、通常は１つのワイヤハーネスとして一体化された状態で車両に搭載される。
ＤＣ／ＤＣコンバータ１２の入力側は、駆動系高圧電源線１２ａと接続されている。この駆動系高圧電源線１２ａは、車両を駆動する電気モータに大電力を供給できるように、数百［Ｖ］程度の直流高電圧の電源電力を出力できる。なお、駆動系高圧電源線１２ａが存在しない一般的な車両の場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２の代わりにオルタネータ（ＡＬＴ）が車載電源供給システム１０に接続される。
ＤＣ／ＤＣコンバータ１２は、その内部におけるスイッチングにより駆動系高圧電源線１２ａの電圧（数百［Ｖ］）を降圧して、４８［Ｖ］の直流電源電力を生成する。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２又はオルタネータにより出力される４８［Ｖ］の直流電源電力が、電源幹線１１に供給される。
補機系バッテリ１３は、車両駆動系に属さない補機系統の各種電装品に対して電源電力を供給可能な二次電池であり、図１に示した例では電圧が４８［Ｖ］の直流電力の充電及び放電が可能である。すなわち、補機系バッテリ１３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２により出力された４８［Ｖ］の直流電力を充電して蓄積すると共に、蓄積した４８［Ｖ］の直流電力を放電して電源幹線１１に供給することができる。実際には、車両の走行中であっても大電力負荷１４が消費する大きな電力の一部を一時的に持ち出す場合や、車両の駐車中などに補機系統の各種電装品に電源電力を供給するために、補機系バッテリ１３の蓄積した電力が利用される。
大電力負荷１４は、補機系統に属している各種電装品の中で、非常に大きな電力を消費する電装品である。例えば、車両に搭載される電動スタビライザ装置や、電動パワーステアリング装置は、それらが動作する際に非常に大きい電源電力を消費するので、大電力負荷１４として扱われる。
一般的な車両の場合には、大電力負荷であっても標準的な電源線を経由して電圧が１２［Ｖ］の電源電力が供給される場合が多く、大電力負荷に大きな電流が流れる。そのため、大電力負荷に電力を供給する電源線を非常に太くする必要がある。
一方、図１に示した車載電源供給システム１０においては、電源幹線１１から電圧が４８［Ｖ］の電源電力を大電力負荷１４に供給するので大電力負荷１４に流れる電流を大幅に減らすことができる。したがって、電源幹線１１の電源線を細径化できる。また、大電力負荷１４が内部に昇圧回路を備える必要もない。
一方、小電力負荷１８は、補機系統に属している各種電装品の中で、電力消費が比較的少ない電装品に相当する。例えば、各種ＥＣＵ、各種照明機器、オーディオ装置、ナビゲーション装置などの電装品は、小電力負荷１８として扱われる。
図１の構成においては、小電力負荷１８は、扱う電圧が１２［Ｖ］の電源枝線１７に接続されている。また、この電源枝線１７は、ゾーンＥＣＵ１５の下流側に接続されている。
ゾーンＥＣＵ１５は、車両上の特定のゾーンにおいて負荷に対する電源供給を管理するための装置であって、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６を内蔵している。なお、ゾーンＥＣＵ１５が管理するゾーンについては、車両上の空間における特定の領域を表す場合もあるし、機能上のグループ分けにおける特定グループを表す場合もある。したがって、通常は複数の互いに独立したゾーンＥＣＵ１５が車両上に設置される。
図１のように、ゾーンＥＣＵ１５は、電源幹線１１に接続されているので、ゾーンＥＣＵ１５内のＤＣ／ＤＣコンバータ１６の入力に、電圧が４８［Ｖ］の電源電力を供給できる。ＤＣ／ＤＣコンバータ１６は、その入力に印加される４８［Ｖ］の直流電源電力から、電圧が１２［Ｖ］の直流電源電力を生成する機能を有している。したがって、ゾーンＥＣＵ１５は、その下流側に接続された電源枝線１７に１２［Ｖ］の直流電源電力を供給することができる。
なお、ゾーンＥＣＵ１５は、電源幹線１１から入力に供給される４８［Ｖ］の直流電源電力から分配した電力を下流側に直接供給することもできる。また、図１には示されていないが、ゾーンＥＣＵ１５は、一般的なＥＣＵと同様に制御用のコンピュータや通信インタフェースを内蔵している。
図２は、本発明の実施形態に係る車載電源供給システム１０Ａの具体的な構成例を示すブロック図である。なお、図２は、車両を上方から視た状態における主要な構成要素の配置例の概要を表している。
図２に示した車両の車体５０は、エンジンルーム５０ａ、車室インパネ領域５０ｂ、及びトランクルーム５０ｃを有している。エンジンルーム５０ａの内部には、ウォータポンプ３１、オイルポンプ３２、クーリングファン３３、エアコン（Ａ／Ｃ）用コンプレッサ３４、ブレーキのアクチュエータ（ＡＣＴ）３５、触媒ヒータ３７、デアイサ３８、電動スタビライザ３９、ＥＰＳ（電動パワーステアリング）アクチュエータ４０、エアコン用ブロア４１などの補機系の各種電装品が装備されている。
また、車室内には、一例として、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）ヒータ４２、シートヒータ４３、パワーシート４４などの補機系の各種電装品が装備されている。また、トランクルーム５０ｃの内部には、一例として、ＥＰＢ（電動パワーアシストブレーキ）アクチュエータ４５、電動スタビライザ４６、デフォッガ４７などの補機系の各種電装品が装備されている。
車載電源供給システム１０Ａは、エンジンルーム５０ａに割り当てられたゾーンを管理するためのゾーンＥＣＵ１５Ａをエンジンルーム５０ａに備えている。また、車載電源供給システム１０Ａは、車室インパネ領域５０ｂの左側ゾーン及び右側ゾーンを管理するためのゾーンＥＣＵ１５Ｂ及び１５Ｄを、それぞれ車室インパネ領域５０ｂの左右の部位に備えている。また、車載電源供給システム１０Ａは、トランクルーム５０ｃ内に割り当てられたゾーンを管理するためのゾーンＥＣＵ１５Ｃを、トランクルーム５０ｃに備えている。
また、ゾーンＥＣＵ１５Ａ、１５Ｂの間は、電源幹線１１Ｃで互いに接続され、ゾーンＥＣＵ１５Ｂ、１５Ｃの間は、電源幹線１１Ｄで互いに接続され、ゾーンＥＣＵ１５Ｂ、１５Ｄの間は、電源幹線１１Ｅで互いに接続されている。
また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２及び補機系バッテリ１３が、それぞれ電源幹線１１Ａ及び１１Ｂを介してゾーンＥＣＵ１５Ａと接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ１２の入力側は、高圧バッテリ２１の出力と接続されている。高圧バッテリ２１は、例えばリチウムイオン電池などの二次電池により構成され、例えば数百［Ｖ］程度の高電圧を蓄電し、蓄電した電力を車両走行用の電気モータなどに供給することができる。
ＤＣ／ＤＣコンバータ１２は、高圧バッテリ２１が出力する数百［Ｖ］程度の直流高電圧の電源電力を、４８［Ｖ］の直流電源電力に変換し、電源幹線１１Ａに供給する。補機系バッテリ１３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２から供給される４８［Ｖ］の直流電源電力により充電し、この充電により蓄積した４８［Ｖ］の直流電源電力を電源幹線１１Ｂに出力できる。
電源幹線１１Ａ、１１Ｂ、及び１１Ｃは、ゾーンＥＣＵ１５Ａの内部で互いに電気的に接続されている。また、電源幹線１１Ｃ及び１１Ｄは、ゾーンＥＣＵ１５Ｂの内部で互いに電気的に接続されている。したがって、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２又は補機系バッテリ１３により出力された４８［Ｖ］の直流電源電力が、電源幹線１１Ｃ及び１１Ｄに供給される。各電源幹線１１Ｃ及び１１Ｄは、少なくとも４８［Ｖ］の直流電源電力を配電するための電源線を含んでいる。
また、各ゾーンＥＣＵ１５Ａ、１５Ｂ、及び１５Ｃは、それぞれＤＣ／ＤＣコンバータ１６を内蔵している。また、ゾーンＥＣＵ１５Ｄが管理するゾーンには大電力を消費する負荷が存在しないので、ゾーンＥＣＵ１５Ｄは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６を搭載していない。また、ゾーンＥＣＵ１５Ｂ、１５Ｄの間を接続する電源幹線１１Ｅは、１２［Ｖ］の直流電源電力を配電するための電源線を含んでいる。
図２に示すように、ゾーンＥＣＵ１５Ａの下流側に接続された電源枝線１７Ａは、４８Ｖ電源線２２及び１２Ｖ電源線２３を備えている。４８Ｖ電源線２２は、電源幹線１１Ａ又は１１Ｂから供給される４８［Ｖ］の直流電源電力を分配又は分岐した電源電力（４８［Ｖ］）を出力するための電源線であり、１２Ｖ電源線２３はゾーンＥＣＵ１５Ａ内のＤＣ／ＤＣコンバータ１６から出力される電源電力（１２［Ｖ］）を出力するための電源線である。ＤＣ／ＤＣコンバータ１６は４８［Ｖ］の電源電力の降圧変換により１２［Ｖ］の電源電力を生成する。
図２に示した例では、４８Ｖ電源線２２にウォータポンプ３１、オイルポンプ３２、クーリングファン３３、エアコン用コンプレッサ３４、ブレーキアクチュエータ３５、触媒ヒータ３７、デアイサ３８、電動スタビライザ３９、ＥＰＳアクチュエータ４０、及びエアコン用ブロア４１が接続されている。
特に、電動スタビライザ３９及びＥＰＳアクチュエータ４０は、消費電力が非常に大きいので、４８［Ｖ］の電圧が供給される４８Ｖ電源線２２に接続されると、４８Ｖ電源線２２や幹線等の電線の細径化に効果的である。１２Ｖ電源線２３には、１２［Ｖ］の電源電圧を必要とする様々な小電力負荷が接続される。
一方、車室内に設置されているＰＴＣヒータ４２、シートヒータ４３、及びパワーシート４４は、電源枝線１７Ｂを介してゾーンＥＣＵ１５Ｂの下流側に接続されている。電源枝線１７Ｂは、電源幹線１１Ｃに供給される４８［Ｖ］の電源電力をゾーンＥＣＵ１５Ｂ内で分配又は分岐した４８［Ｖ］の電力を配電する電源線を含んでいる。
また、電源幹線１１Ｅに含まれる１２［Ｖ］の電源線に対しては、ゾーンＥＣＵ１５Ｂ内のＤＣ／ＤＣコンバータ１６が４８［Ｖ］の電源からの降圧変換により生成した１２［Ｖ］の電源電力が供給される。ゾーンＥＣＵ１５Ｄの下流側に接続されている電源枝線１７Ｄには、電源幹線１１Ｅの１２［Ｖ］の電源線の電力から分配又は分岐した１２［Ｖ］の電源電力が供給される。
一方、トランクルーム５０ｃに設置されているゾーンＥＣＵ１５Ｃの電源枝線１７Ｃは、４８Ｖ電源線２４、及び１２Ｖ電源線２５を備えている。４８Ｖ電源線２４は、電源幹線１１Ｄから供給される４８［Ｖ］の電源電力をゾーンＥＣＵ１５Ｃ内部で分配又は分岐して得られる４８［Ｖ］の電源電力を出力できる。また、１２Ｖ電源線２５は、電源幹線１１Ｄから供給される４８［Ｖ］の電源電力をゾーンＥＣＵ１５Ｃ内のＤＣ／ＤＣコンバータ１６で降圧変換して得られた１２［Ｖ］の電源電力を出力できる。
トランクルーム５０ｃに設置されているＥＰＢアクチュエータ４５、電動スタビライザ４６、及びデフォッガ４７は、４８Ｖ電源線２４にそれぞれ接続されている。特に、電動スタビライザ４６は、消費電力が非常に大きいので、４８［Ｖ］の電圧が供給される４８Ｖ電源線２４に接続されると、４８Ｖ電源線２４や幹線等の電線の細径化に効果的である。１２Ｖ電源線２５には、１２［Ｖ］の電源電圧を必要とする様々な小電力負荷を接続することができる。
図２の車載電源供給システム１０Ａにおいて、ゾーンＥＣＵ１５Ｄが管理している車室インパネ右側のゾーンについては大電力負荷が少ないので、電源幹線１１Ｅに１２［Ｖ］の電源線を含め、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６を含まないゾーンＥＣＵ１５Ｄが設置されている。なお、大電力負荷もゾーンＥＣＵ１５Ｄの下流側に接続できるように、電源幹線１１Ｅの中には４８［Ｖ］の電源線も含めることが望ましい。
図３（ａ）及び図３（ｂ）は、それぞれ車載電源供給システムの構成例を示すブロック図である。
図３（ａ）に示した車載電源供給システム６０は、一般的な車両の場合と同様に、電源幹線６６に１２［Ｖ］の電源電力が供給されるように構成されている。また、車載電源供給システム６０においては大電力負荷６３がＤＣ／ＤＣコンバータ６４を内蔵し、このＤＣ／ＤＣコンバータ６４が１２［Ｖ］の電源電力を４８［Ｖ］に内部で昇圧してから負荷側に供給する。
また、図３（ｂ）に示した車載電源供給システム７０は、前述の実施形態の車載電源供給システム１０、１０Ａと同様に、電源幹線７６に４８［Ｖ］の電源電力を供給するように構成されている。また、車載電源供給システム７０は、電源幹線７６の電源電力をＤＣ／ＤＣコンバータ７４で４８［Ｖ］から１２［Ｖ］に降圧してから小電力負荷７５に供給し、大電力負荷７３に対しては電源幹線７６の４８［Ｖ］の電源電力をそのまま供給するように構成されている。
図３（ａ）の車載電源供給システム６０と図３（ｂ）の車載電源供給システム７０とを比較すると、大電力負荷６３、７３の消費電力が同じ場合に、電源幹線６６、７６から大電力負荷６３、７３に流れる負荷電流ｉ６０、ｉ７０の大きさは、１対４程度の比率になる。
したがって、車載電源供給システム６０の場合は、電源幹線６６を太い電線で構成する必要がある。更に、大電力負荷６３により電源幹線６６で発生する電圧変動が大きくなることが予想されるので、小電力負荷６５が必要とする安定した電源電圧に対して実際に供給する電源電圧の余裕を大きくする必要があり、小電力負荷６５側の内部で発生する電力のロスが増大することになる。すなわち、電源幹線６６から供給される１２［Ｖ］の電圧が安定していないので、例えば１２［Ｖ］を降圧して９［Ｖ］の安定した電源電圧を生成する変換器を小電力負荷６５側に装備する必要があり、この変換器により電力ロスが発生する。また、別の小電力負荷６５等を追加する場合に、追加した負荷が消費する電流により電源幹線６６の電圧低下が大きく増大する。したがって、追加可能な負荷の余裕が小さく、追加する負荷を制限するようにシステムの仕様を定める必要がある。
車載電源供給システム７０の場合は、負荷電流ｉ７０が小さいので、電源幹線７６の電線を細径化することができる。また、電源幹線７６で発生する電圧変動が小さいので、小電力負荷７５が必要とする安定した電源電圧をＤＣ／ＤＣコンバータ７４の出力から供給する際に、電圧の余裕分を小さくすることができ、小電力負荷７５側で発生する電力ロスを低減できる。また、新たな小電力負荷７５を追加する場合に、追加する小電力負荷７５に対する制約もあまり生じない。
また、車載電源供給システム６０のＤＣ／ＤＣコンバータ６４における変換効率と、車載電源供給システム７０のＤＣ／ＤＣコンバータ７４における変換効率とが同じ場合に両者の内部で生じる電力ロスを対比すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ７４の方が電力ロスが小さくなる。すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ７４はＤＣ／ＤＣコンバータ６４と比べて入力電流が小さいので電力ロスが減る。
つまり、図１の車載電源供給システム１０及び図２の車載電源供給システム１０Ａのように電源幹線１１、１１Ｃ、１１Ｄ等の電源電圧を４８［Ｖ］のように高くして、ゾーンＥＣＵ１５、１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ内部のＤＣ／ＤＣコンバータ１６で降圧して１２［Ｖ］の電源電力を生成することで、上述のように電源幹線１１、１１Ｃ、１１Ｄ等の電源線を細径化できる。更に、各電源線を接続する箇所の端子、コネクタ、筐体なども小型化できる。これにより各ゾーンＥＣＵ１５やワイヤハーネス全体のコストダウンも可能になる。
また、各ゾーンのＤＣ／ＤＣコンバータ１６は、ゾーンＥＣＵ１５の外側に接続されても良いが、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６がゾーンＥＣＵ１５に内蔵されることでワイヤハーネスの構成を簡素化できる。
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
ここで、上述した本発明の実施形態に係る車載電源供給システムの特徴をそれぞれ以下［１］～［５］に簡潔に纏めて列記する。
［１］ 車両上で、比較的大きい電源電力を消費する大電力負荷（１４）、及び前記大電力負荷と比べて電源電力消費が少ない小電力負荷（１８）に対して電源電力を供給する車載電源供給システムであって、
前記大電力負荷及び前記小電力負荷の全体が必要とする電源電圧に比べて十分に高い第１電圧（例えば４８［Ｖ］）の電源電力を出力可能な第１電源部（ＤＣ／ＤＣコンバータ１２）と、
前記車両上で所定のゾーンをそれぞれ管理する複数のゾーン管理部（ゾーンＥＣＵ１５、１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ）と、
前記第１電源部、及び前記複数のゾーン管理部の間を接続する電源幹線部（電源幹線１１１、１Ａ～１１Ｅ）と、
１つ以上の前記ゾーン管理部のゾーン内に配置され、前記第１電圧の電源電力を前記第１電圧よりも電圧の低い第２電圧（例えば１２［Ｖ］）の電源電力に変換する１つ以上の降圧変換部（ＤＣ／ＤＣコンバータ１６）と、
を備え、前記電源幹線部は少なくとも前記第１電圧の電源電力を配電可能な高圧電源線（電源幹線１１Ｃ、１１Ｄ）を有する、
車載電源供給システム（１０、１０Ａ）。
［２］ 前記降圧変換部（ＤＣ／ＤＣコンバータ１６）は、該当するゾーンを管理する前記ゾーン管理部（ゾーンＥＣＵ１５、１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ）に内蔵されている、
上記［１］に記載の車載電源供給システム。
［３］ 前記電源幹線部の一部の配索箇所は、前記高圧電源線の他に、前記第２電圧の電源電力を配電可能な低圧電源線（電源幹線１１Ｅ）を含む、
上記［１］又は［２］に記載の車載電源供給システム。
［４］ 前記複数のゾーン管理部のそれぞれは、管理しているゾーン内の大電力負荷に対して前記第１電圧の電源電力を供給し、管理しているゾーン内の小電力負荷に対して前記第２電圧の電源電力を供給する、
上記［１］～［３］のいずれかに記載の車載電源供給システム。
［５］ 前記第１電源部の入力側に、前記第１電圧よりも電圧の高い車両駆動系高電圧（例えば数百［Ｖ］）を前記第１電圧の電源電力に降圧する第２降圧変換部（ＤＣ／ＤＣコンバータ１２）を有する、
上記［１］～［４］のいずれかに記載の車載電源供給システム。
１０，１０Ａ，６０，７０ 車載電源供給システム
１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，７６ 電源幹線
１２，６２，７２ ＤＣ／ＤＣコンバータ
１２ａ 駆動系高圧電源線
１３ 補機系バッテリ
１４，６３，７３ 大電力負荷
１５，１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ ゾーンＥＣＵ
１６，７４ ＤＣ／ＤＣコンバータ
１７，１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄ 電源枝線
１８，６５，７５ 小電力負荷
１９ グランド
２１，６１，７１ 高圧バッテリ
２２，２４ ４８Ｖ電源線
２３，２５ １２Ｖ電源線
３１ ウォータポンプ
３２ オイルポンプ
３３ クーリングファン
３４ エアコン用コンプレッサ
３５ ブレーキアクチュエータ
３７ 触媒ヒータ
３８ デアイサ
３９，４６ 電動スタビライザ
４０ ＥＰＳアクチュエータ
４１ エアコン用ブロア
４２ ＰＴＣヒータ
４３ シートヒータ
４４ パワーシート
４５ ＥＰＢアクチュエータ
４７ デフォッガ
５０ 車体
５０ａ エンジンルーム
５０ｂ 車室インパネ領域
５０ｃ トランクルーム
６４ ＤＣ／ＤＣコンバータ
６６ 電源幹線

Claims (5)

  1. 車両上で、比較的大きい電源電力を消費する大電力負荷、及び前記大電力負荷と比べて電源電力消費が少ない小電力負荷に対して電源電力を供給する車載電源供給システムであって、
    前記大電力負荷及び前記小電力負荷の全体が必要とする電源電圧に比べて十分に高い第１電圧の電源電力を出力可能な第１電源部と、
    前記車両上で所定のゾーンをそれぞれ管理する複数のゾーン管理部と、
    前記第１電源部、及び前記複数のゾーン管理部の間を接続する電源幹線部と、
    １つ以上の前記ゾーン管理部のゾーン内に配置され、前記第１電圧の電源電力を前記第１電圧よりも電圧の低い第２電圧の電源電力に変換する１つ以上の降圧変換部と、
    を備え、前記電源幹線部は少なくとも前記第１電圧の電源電力を配電可能な高圧電源線を有する、
    車載電源供給システム。
  2. 前記降圧変換部は、該当するゾーンを管理する前記ゾーン管理部に内蔵されている、
    請求項１に記載の車載電源供給システム。
  3. 前記電源幹線部の一部の配索箇所は、前記高圧電源線の他に、前記第２電圧の電源電力を配電可能な低圧電源線を含む、
    請求項１又は請求項２に記載の車載電源供給システム。
  4. 前記複数のゾーン管理部のそれぞれは、管理しているゾーン内の大電力負荷に対して前記第１電圧の電源電力を供給し、管理しているゾーン内の小電力負荷に対して前記第２電圧の電源電力を供給する、
    請求項１～３のいずれか１項に記載の車載電源供給システム。
  5. 前記第１電源部の入力側に、前記第１電圧よりも電圧の高い車両駆動系高電圧を前記第１電圧の電源電力に降圧する第２降圧変換部を有する、
    請求項１～４のいずれか１項に記載の車載電源供給システム。
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