JP2023077872A - power supply unit - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、電力供給ユニットに関する。 The present disclosure relates to power supply units.
電力供給ユニットの一例として、特許文献１に開示された技術がある。特許文献１では、外部接続型充電器と、それを駆動用バッテリに断続する充電リレーを備えた電動車両において、メインリレー温度が放熱開始閾値以上になるとメインリレーと共に充電リレーをオン制御する。これにより、メインリレーの熱は、充電バスバのバッテリ側部から、充電リレーを経て、充電バスバの充電器側部へと伝わり、主に、この充電バスバの充電器側部から速やかに放熱される。
As an example of the power supply unit, there is a technique disclosed in
ところで、特許文献１では、正極側メインリレー温度センサが正極メインリレーに設けられており、負極側メインリレー温度センサが負極メインリレーに設けられている。しかしながら、特許文献１では、各温度センサの取付位置に関して言及されていない。また、各リレーは、温度が高い部位と低い部位とが存在する。このため、特許文献１では、最も温度が高くなる部位の温度を検出できない可能性がある。
By the way, in
開示される一つの目的は、リレーにおける高温となる部位の温度を検出できる電力供給ユニットを提供することである。 One object of the disclosure is to provide a power supply unit capable of detecting the temperature of a high temperature portion of a relay.
ここに開示された電力供給ユニットは、
充電可能な電池と接続される電池端子部（７２）と、
電池の電力供給対象である負荷が接続される出力端子部（７３）と、
電池への充電を行う外部充電装置が接続される充電端子部（７１）と、
充電端子部と第１配線（４１，４３）を介して接続される第１端子（２１２）と、電池端子部および出力端子部と第２配線（４２，４４）を介して接続される第２端子（２１３）とを含むリレー端子と、第１端子と第２端子とを接続状態および非接続状態とする接点（２１１，２２１）とを有した少なくとも一つのリレー（２１，２２）と、
リレーの温度に相関するリレー温度として、リレー端子と電池端子部との間の温度を検出する少なくとも一つの温度センサ（３０）と、を備えていることを特徴とする。
The power supply unit disclosed herein is
a battery terminal (72) connected to a rechargeable battery;
an output terminal section (73) to which a load to which power is to be supplied from the battery is connected;
a charging terminal section (71) to which an external charging device for charging the battery is connected;
A first terminal (212) connected to the charging terminal portion via first wiring (41, 43), and a second terminal (212) connected to the battery terminal portion and the output terminal portion via second wiring (42, 44). at least one relay (21, 22) having a relay terminal including a terminal (213) and a contact (211, 221) for connecting and disconnecting the first terminal and the second terminal;
and at least one temperature sensor (30) for detecting the temperature between the relay terminal and the battery terminal as the relay temperature correlated with the relay temperature.
このように、電力供給ユニットは、リレー端子と電池端子部との間の温度をリレー温度として検出する温度センサを備えている。このため、電力供給ユニットは、電池への充電時、および電力供給対象への電力供給時に高温になる部位のリレー温度を検出できる。 Thus, the power supply unit includes a temperature sensor that detects the temperature between the relay terminal and the battery terminal as the relay temperature. Therefore, the power supply unit can detect the temperature of the relay that becomes hot when the battery is charged and when power is supplied to the power supply target.
この明細書において開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。 The multiple aspects disclosed in this specification employ different technical means to achieve their respective objectives. Reference numerals in parentheses described in the claims and this section are intended to exemplify the correspondence with portions of the embodiments described later, and are not intended to limit the technical scope. Objects, features, and advantages disclosed in this specification will become clearer with reference to the following detailed description and accompanying drawings.
以下において、図面を参照しながら、本開示を実施するための形態を説明する。本実施形態では、電力供給ユニット１００に適用した例を採用する。電力供給ユニット１００は、車両に搭載可能に構成されている。しかしながら、本開示は、車両以外に搭載されるものであっても採用できる。
Embodiments for implementing the present disclosure will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, an example applied to the
なお、以下においては、互いに直交する３方向をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向と示す。また、Ｘ方向とＹ方向とによって規定される平面をＸＹ平面、Ｘ方向とＺ方向とによって規定される平面をＸＺ平面、Ｙ方向とＺ方向とによって規定される平面をＹＺ平面と示す。 In the following description, three mutually orthogonal directions are referred to as X direction, Y direction, and Z direction. A plane defined by the X direction and the Y direction is called an XY plane, a plane defined by the X direction and the Z direction is called an XZ plane, and a plane defined by the Y direction and the Z direction is called a YZ plane.
＜全体構成＞
図１を用いて、電力供給ユニット１００の全体構成に関して説明する。電力供給ユニット１００は、外部に設けられた充電スタンド、車両に搭載されたバッテリ、および車両に搭載された負荷などと電気的に接続可能に構成されている。バッテリは、電池に相当する。
<Overall composition>
The overall configuration of the
充電スタンドは、車両のバッテリへの充電を行う装置である。充電スタンドは、車両の外部に設けられている。充電スタンドは、充電施設などに設けられている。よって、充電スタンドからバッテリへの充電は、電力供給ユニット１００を介して行われる。充電スタンドは、外部充電装置に相当する。なお、以下においては、電気的に接続されていることを接続されていると記載する。
A charging station is a device that charges a vehicle battery. The charging station is provided outside the vehicle. A charging station is provided at a charging facility or the like. Therefore, the charging of the battery from the charging stand is performed via the
本実施形態では、一例として、充電スタンドからバッテリへの充電を急速充電にて行う例を採用する。急速充電とは、短時間でバッテリを充電することを目的とし、バッテリに大電流を流すことで行わる充電方式である。急速充電は、直流電流で充電を行う。よって、本実施形態における充電は、ＤＣ（Direct Current）充電ともいえる。なお、大電流とは、普通充電よりも大きい電流である。短時間とは、普通充電よりも短い時間である。 In this embodiment, as an example, an example in which the charging of the battery from the charging stand is performed by rapid charging is adopted. Rapid charging is a charging method that aims to charge a battery in a short time by applying a large current to the battery. Rapid charging performs charging with direct current. Therefore, the charging in this embodiment can also be said to be DC (Direct Current) charging. In addition, a large current is a current larger than normal charging. A short time is a time shorter than normal charging.
負荷は、バッテリから電力を供給する電力供給対象である。負荷は、インバータなどの電力変換装置、モータジェネレータやエアコンなどの車載機器などである。電力供給ユニット１００には、少なくとも一つの負荷が接続されている。よって、バッテリから負荷への電力供給は、電力供給ユニット１００を介して行われる。なお、本実施形態では、負荷の一例として、インバータを採用する。
A load is a power supply object that supplies power from a battery. The load includes a power conversion device such as an inverter, an in-vehicle device such as a motor generator and an air conditioner, and the like. At least one load is connected to the
電力供給ユニット１００は、主に、リレー２１，２２、温度センサ３０、配線４１～４４、端子部７１～７３を備えている。さらに、電力供給ユニット１００は、制御回路１０、信号線５１，５２、ＤＣＤＣコンバータ６１、充電器６２を備えていてもよい。これらの構成要素は、ベース８０に実装されている。ベース８０は、例えば樹脂を主成分として構成されている。ベース８０は、例えば、ＸＹ平面に平行な矩形形状の外形を有したものを採用できる。電力供給ユニット１００は、上記の構成要素がベース８０に実装された状態でＺ方向に厚みを有している。なお、ＤＣＤＣコンバータ６１と充電器６２は、交流電源からの充電を行う場合に用いられる。
The
電力供給ユニット１００は、ベース８０に構成要素が実装された状態で、筐体に収容されている。筐体は、アルミニウムなどの金属を主成分として構成されている。図３の符号８２は、金属筐体の一部を示している。なお、電力供給ユニット１００は、筐体に収容されていなくてもよい。
The
本実施形態では、一例として、高熱伝導性（低熱抵抗）の放熱部材８１を備えた電力供給ユニット１００を採用している。放熱部材８１は、金属筐体８２の一部と配線４１～４４の一部とに間に設けられている。また、放熱部材８１は、金属筐体８２と配線４１～４４の両方に接した状態で設けられている。例えば、図２，図３に示すように、放熱部材８１は、配線４１の一部であるＮ側主線４２２と金属筐体８２との間に設けられている。これによって、電力供給ユニット１００は、配線４１～４４の熱を、放熱部材８１を介して金属筐体８２から放熱することができる。しかしながら、電力供給ユニット１００は、放熱部材８１を備えていなくてもよい。
In this embodiment, as an example, the
電力供給ユニット１００は、例えば、ベース８０の一面側に制御回路１０とリレー２１，２２とが実装され、反対面側にＤＣＤＣコンバータ６１と充電器６２とが実装されている。ベース８０は、配線４１～４４がインサート成型されている。なお、図２，図３では、ベース８０の図示を省略している。
In the
＜制御回路＞
制御回路１０は、配線基板と、配線基板に実装されたＣＰＵなどの処理装置と、配線基板に実装されたＲＯＭやＲＡＭなどのメモリ装置などを備えている。制御回路１０は、リレー２１，２２、温度センサ３０、ＤＣＤＣコンバータ６１、充電器６２などと接続されている。特に、制御回路１０は、Ｎ側信号線５１を介してＮ側リレー２１と接続されている。制御回路１０は、Ｐ側信号線５２を介してＰ側リレー２２と接続されている。また、制御回路１０は、センサ信号線３１を介して温度センサ３０と接続されている。さらに、制御回路１０は、車両に設けられた電子制御装置と接続されていてもよい。
<Control circuit>
The
制御回路１０は、電子制御装置からの指示などに応じて、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することで各種制御を行う。制御回路１０は、例えば、リレー２１，２２の駆動制御や、充電スタンドからバッテリへ充電制御や、バッテリから負荷への駆動電流制御などを行う。制御回路１０は、制御装置に相当する。
The
制御回路１０は、充電スタンドからバッテリへの充電を行う際にオン信号を出力することで、リレー２１，２２を駆動制御する。制御回路１０は、充電スタンドからバッテリへの充電を行わない場合にオフ信号を出力、すなわちオン信号の出力を停止することで、リレー２１，２２を駆動制御する。よって、制御回路１０は、車両が非走行中に限ってオン信号を出力する。
The
また、制御回路１０は、バッテリからインバータへ電力供給する際に、オフ信号を出力することで、リレー２１，２２を駆動制御している。さらに、制御回路１０は、モータジェネレータの回生動作によってバッテリを充電する際に、オフ信号を出力することで、リレー２１，２２を駆動制御している。つまり、制御回路１０は、車両走行中にオフ信号を出力する。なお、制御回路１０は、充電スタンドからバッテリへの充電を行う状況でのみオン信号を出力し、その他の状況ではオフ信号を出力してもよい。制御回路１０は、リレー２１，２２を制御して充電制御を行う。さらに、制御回路１０は、温度センサ３０からのセンサ信号に基づいて、充電制御および駆動電流制御を行う。なお、オン信号は、リレー２１，２２に対してオンを指示する指示信号である。オフ信号は、リレー２１，２２を対してオフを指示する指示信号である。
Further, the
なお、制御回路１０が提供する手段および／または機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェアおよびそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、制御回路１０がハードウェアである電子回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、またはアナログ回路によって提供することができる。
The means and/or functions provided by the
＜リレーと端子部＞
電力供給ユニット１００は、低電位側のＮ側リレー２１と高電位側のＰ側リレー２２とを備えている。Ｎ側リレー２１とＰ側リレー２２は、同様の構成を有している。よって、ここでは、主にＮ側リレー２１を用いて説明する。なお、本開示は、少なくとも一つのリレーを備えていればよい。また、各リレー２１，２２は、ＤＣリレーともいえる。
<Relay and terminals>
The
図１，図３，図４などに示すように、Ｎ側リレー２１は、Ｎ側接点２１１、第１端子２１２、第２端子２１３などを備えている。Ｎ側リレー２１は、Ｎ側接点２１１、第１端子２１２、第２端子２１３がリレー筐体内に収容されている。Ｎ側接点２１１は、端子２１２，２１３と接する位置と、端子２１２，２１３から離れた位置との間で移動可能に構成されている。
As shown in FIGS. 1, 3, 4, etc., the N-
第１端子２１２は、Ｎ側充電配線４１を介して充電端子部７１と接続されている。第２端子２１３は、Ｎ側兼用配線４２を介して電池端子部７２および出力端子部７３と接続されている。
The
Ｎ側接点２１１は、制御回路１０によって駆動制御される。Ｎ側接点２１１は、制御回路１０からオン信号が出力されると、端子２１２，２１３と接する位置に移動する。これによって、Ｎ側接点２１１は、第１端子２１２と第２端子２１３とを接続状態とする。Ｎ側リレー２１は、Ｎ側接点２１１が第１端子２１２と第２端子２１３とを接続状態とすることで、Ｎ側接点２１１と第１端子２１２と第２端子２１３が導通状態となる。また、制御回路１０は、Ｎ側接点２１１を駆動して接続状態として、充電スタンドからバッテリへの充電を行う。この導通状態（接続状態）は、リレーオン状態とも称する。
The N-
また、Ｎ側接点２１１は、制御回路１０からオフ信号が出力されると、端子２１２，２１３から離れた位置に移動する。これによって、Ｎ側接点２１１は、第１端子２１２と第２端子２１３とを非接続状態とする。Ｎ側リレー２１は、Ｎ側接点２１１が第１端子２１２と第２端子２１３とを非接続状態とすることで、Ｎ側接点２１１と第１端子２１２と第２端子２１３が非導通状態となる。また、制御回路１０は、Ｎ側接点２１１を駆動して非接続状態として、少なくともバッテリからインバータへ電力供給する。この非導通状態（非接続状態）は、リレーオフ状態とも称する。
Also, the N-
第１端子２１２は、図４の一点鎖線で示すように、リレーオン状態で、充電スタンドとバッテリなどと接続されて電流（充電電流）が流れる。第１端子２１２は、リレーオン状態で、電流が流れることで発熱する。しかしながら、第１端子２１２は、リレーオフ状態で、バッテリなどと接続されない。このため、第１端子２１２は、リレーオフ状態では発熱しにくい。
The
一方、第２端子２１３は、図４の二点鎖線で示すように、リレーオン状態で、充電スタンドとバッテリなどと接続されて電流（充電電流）が流れる。よって、第２端子２１３は、第１端子２１２と同様に発熱する。また、第２端子２１３は、リレーオフ状態でもバッテリやインバータなどの負荷と接続されるため電流が流れる。なお、図４の二点鎖線は、電池端子部７２と出力端子部７３との間での電流の流れのみを示している。
On the other hand, the
また、第２端子２１３は、Ｎ側兼用配線４２を介して、バッテリやインバータなどの負荷と接続されている。このＮ側兼用配線４２やバッテリなどは、車両走行時に発熱する。このため、第２端子２１３は、リレーオフ状態であっても、発熱したりバッテリやＮ側兼用配線４２から発せられた熱を受熱したりする。このように、第２端子２１３は、リレーオン状態に限らず、リレーオン状態以外でも発熱および受熱しやすい。言い換えると、第２端子２１３は、リレーオン状態以外でも高温になりやすい端子といえる。
Also, the
なお、Ｐ側リレー２２は、Ｎ側リレー２１と同様、二つの端子とＰ側接点２２１を備えている。Ｐ側リレー２２の一方の端子は、Ｐ側充電配線４３を介して充電端子部７１と接続されている。Ｐ側リレー２２の他方の端子は、Ｐ側兼用配線４４を介して電池端子部７２および出力端子部７３と接続されている。
The P-
Ｐ側リレー２２の一方の端子は、第１端子およびリレー端子に相当する。Ｐ側リレー２２の他方の端子は、第２端子およびリレー端子に相当する。端子２１２，２１３は、リレー端子に相当する。Ｎ側接点２１１とＰ側接点２２１は、接点に相当する。
One terminal of the P-
端子部７１～７３は、電力供給ユニット１００と充電スタンド、バッテリ、インバータなどの外部機器とを電気的に接続するための部位である。端子部７１～７３は、例えば樹脂などを主成分とする端子ケースと、端子ケースに囲まれた導電性の部材の主成分とする端子とを有している。電力供給ユニット１００は、構成要素が筐体に収容される構成の場合、端子部７１～７３の各端子が筐体の外部に露出される。
The
充電端子部７１は、充電スタンドが接続される部位である。詳述すると、充電端子部７１は、充電スタンドにおける充電ケーブルの充電コネクタが接続される。また、充電端子部７１は、充電コネクタが取り外し可能に接続される。電池端子部７２は、バッテリと接続される部位である。出力端子部７３は、バッテリの電力供給対象である負荷が接続される部位である。本実施形態では、一つの出力端子部７３を備えた電力供給ユニット１００を採用している。しかしながら、電力供給ユニット１００は、複数の出力端子部７３を備えていてもよい。
The charging
＜温度センサ＞
温度センサ３０は、温度に応じた電気信号であるセンサ信号を出力する。温度センサ３０は、センサ信号線３１を介して、制御回路１０にセンサ信号を出力する。温度センサ３０は、例えば、サーミスタなどを採用することができる。
<Temperature sensor>
The
温度センサ３０は、Ｎ側リレー２１の温度に相関するリレー温度として、リレー端子２１２，２１３と電池端子部７２との間の温度を検出する。センサ信号は、リレー温度を示す電気信号である。言い換えると、温度センサ３０は、Ｎ側リレー２１の温度を検出するために設けられている。また、温度センサ３０は、充電スタンドによる充電中および走行中において、Ｎ側リレー２１の温度が使用限界温度Ｔｈ２を超えないように制御するために設けられている。
本実施形態では、Ｎ側リレー２１の温度を検出する温度センサ３０のみを用いて説明する。しかしながら、電力供給ユニット１００は、Ｐ側リレー２２に相関する温度を検出する温度センサ３０が設けられていてもよい。
In this embodiment, only the
図２，図３に示すように、温度センサ３０は、後ほど説明するＮ側主線４２２とＮ側支線４２３との分岐箇所と、リレー端子２１２，２１３との間に設けられている。よって、温度センサ３０は、リレー温度として、Ｎ側主線４２２の温度を検出する。つまり、温度センサ３０は、リレー端子２１２，２１３と電池端子部７２との間の温度として、Ｎ側主線４２２の温度を検出する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
Ｎ側主線４２２は、リレーオン状態以外でも高温になりやすい第２端子２１３と接続されている。このため、温度センサ３０は、Ｎ側リレー２１の温度が使用限界温度Ｔｈ２に達しているにもかかわらず、使用限界温度Ｔｈ２よりも低い温度を示すセンサ信号を出力することを抑制できる。言い換えると、温度センサ３０は、Ｎ側リレー２１の温度を精度よく検出できる。
The N-side
また、温度センサ３０は、Ｎ側主線４２２の一部である第２Ｎ端子部４２１に設けられている。第２Ｎ端子部４２１は、後ほど説明するように、ボルトｂ２でねじ止めされることで、第２端子２１３と接続される。つまり、第２Ｎ端子部４２１は、Ｎ側主線４２２における第２端子２１３に近い部位といえる。よって、温度センサ３０は、Ｎ側リレー２１の温度に相関するリレー温度として、Ｎ側リレー２１の温度に近い温度を示すセンサ信号を出力できる。このため、温度センサ３０は、Ｎ側リレー２１の温度が使用限界温度Ｔｈ２に達しているにもかかわらず、使用限界温度よりも低い温度を示すセンサ信号を出力することをより一層抑制できる。言い換えると、温度センサ３０は、Ｎ側リレー２１の温度をより一層精度よく検出できる。
Also, the
さらに、電力供給ユニット１００は、Ｎ側リレー２１の温度を精度よく検出できるため、第１端子２１２側と第２端子２１３側の両方に温度センサ３０を設ける必要がない。このため、電力供給ユニット１００は、第１端子２１２側と第２端子２１３側の両方に温度センサ３０を設ける構成よりもコストを低減できる。
Furthermore, since the
なお、この温度センサ３０の取付位置は、一例に過ぎない。温度センサ３０の取付位置は、リレー端子２１２，２１３と電池端子部７２との間の温度を検出できる位置であれば限定されない。
Note that the mounting position of the
温度センサ３０は、ステー９０を介して、第２Ｎ端子部４２１に固定されている。後ほど説明するが、配線４１～４４は、バスバで構成されている。よって、温度センサ３０は、ステー９０を介してバスバの一部である第２Ｎ端子部４２１に固定されているといえる。ステー９０は、金属などを主成分として構成された導電性の部材である。ステー９０は、固定部材に相当する。配線４１～４４は、板状部材に相当する。
ステー９０は、第２Ｎ端子部４２１に取り付けられている。ステー９０は、例えば、ボルトｂ１によって、第２Ｎ端子部４２１に取り付けられている。また、ステー９０は、第２Ｎ端子部４２１と共に、ボルトｂ１によって、Ｎ側リレー２１に共締めされている。
The
ステー９０は、温度センサ３０を囲う部位を有している。ステー９０は、例えば、ステー９０の一部を屈曲させて、温度センサ３０を囲う部位が設けられている。温度センサ３０は、ステー９０と接しつつステー９０に囲まれた状態で、第２Ｎ端子部４２１に固定されている。このため、温度センサ３０は、第２Ｎ端子部４２１の温度が伝達されやすくなっている。よって、温度センサ３０は、ステー９０で囲まれていない場合よりも、Ｎ側リレー２１の温度を精度よく検出できる。
The
図２に示すように、ステー９０は、Ｎ側主線４２２（第２Ｎ端子部４２１）に対する温度センサ３０の位置を合わせる位置決部９１を有している。位置決部９１は、Ｚ方向における温度センサ３０の位置決めをする部位である。つまり、位置決部９１は、第２Ｎ端子部４２１のＺ方向における金属筐体８２から遠い位置に、温度センサ３０を配置させるために設けられている。
As shown in FIG. 2, the
例えば、位置決部９１は、第２Ｎ端子部４２１の突部４２１ａに接するように設けられている。突部４２１ａは、第２Ｎ端子部４２１の先端側の部位に対してＸ方向に突出した部位である。また、位置決部９１は、Ｘ方向の両端部を屈曲させて、第２Ｎ端子部４２１に巻き付けるように、言い換えると挟み込むように係合されている。これによって、位置決部９１は、Ｚ方向において温度センサ３０を位置決めできる。また、位置決部９１は、Ｚ方向に沿う仮想軸を回転軸として温度センサ３０が回転することを抑制できる。
For example, the positioning
第２Ｎ端子部４２１は、Ｎ側主線４２２の一部である。Ｎ側主線４２２は、上記のように、金属筐体８２との間に放熱部材８１が設けられている。第２Ｎ端子部４２１は、Ｚ方向において、金属筐体８２から離れた部位よりも金属筐体８２に近い部位の方が、金属筐体８２に放熱されやすい。つまり、第２Ｎ端子部４２１は、Ｚ方向において、金属筐体８２に近い部位よりも、金属筐体８２から離れた部位の方がＮ側リレー２１の温度に近くなる。
The second N
そして、位置決部９１は、第２Ｎ端子部４２１のＺ方向における金属筐体８２から遠い位置に、温度センサ３０を配置させるために設けられている。このため、温度センサ３０は、金属筐体８２に近い位置に設けられている場合よりも、Ｎ側リレー２１の温度を精度よく検出できる。
The positioning
しかしながら、温度センサ３０は、ステー９０を介することなく、第２Ｎ端子部４２１に固定されていてもよい。また、温度センサ３０は、金属筐体８２から遠い位置に配置されていなくてもよい。
However,
＜配線の構成＞
図１～図４に示すように、電力供給ユニット１００は、Ｎ側リレー２１に接続されるＮ側充電配線４１およびＮ側兼用配線４２と、Ｐ側リレー２２に接続されるＰ側充電配線４３とＰ側兼用配線４４とを備えている。配線４１～４４は、バスバによって構成されている。
<Wiring configuration>
As shown in FIGS. 1 to 4, the
Ｎ側充電配線４１は、第１配線に相当する。Ｎ側充電配線４１は、第１Ｎ端子部４１１とＮ側配線部４１２とを有している。第１Ｎ端子部４１１は、充電側端子部に相当する。Ｎ側配線部４１２は、例えばＸＹ平面に沿う部位を有している。Ｎ側配線部４１２は、一端が充電端子部７１に接続され、他端に第１Ｎ端子部４１１が設けられている。
The N-
図２，図４に示すように、第１Ｎ端子部４１１は、Ｎ側配線部４１２のＸＹ平面に沿う部位に対してＺ方向に屈曲した部位である。第１Ｎ端子部４１１は、導電性を有したボルトｂ１によってＮ側リレー２１にねじ止めされている。ボルトｂ１は、第１端子２１２の雌ねじに螺合されている。第１Ｎ端子部４１１は、ボルトｂ１でねじ止めされることで、第１端子２１２と接続される。
As shown in FIGS. 2 and 4, the first N
Ｎ側兼用配線４２は、第２配線に相当する。Ｎ側兼用配線４２は、Ｎ側主線４２２と、Ｎ側主線４２２から枝分かれしたＮ側支線４２３とを有している。
The N-
Ｎ側主線４２２は、主線に相当する。Ｎ側主線４２２は、第２端子２１３と電池端子部７２とを繋ぐ部位である。Ｎ側主線４２２は、例えばＸＹ平面に沿う部位を有している。Ｎ側主線４２２は、一端が電池端子部７２に接続され、他端に第２Ｎ端子部４２１が設けられている。第２Ｎ端子部４２１は、主線端子部に相当する。
The N-side
図２，図４に示すように、第２Ｎ端子部４２１は、Ｎ側主線４２２のＸＹ平面に沿う部位に対してＺ方向に屈曲した部位である。第２Ｎ端子部４２１は、導電性を有したボルトｂ２によってＮ側リレー２１にねじ止めされている。ボルトｂ２は、第２端子２１３の雌ねじに螺合されている。第２Ｎ端子部４２１は、ボルトｂ２でねじ止めされることで、第２端子２１３と接続される。
As shown in FIGS. 2 and 4, the second N
図２の二点鎖線（矢印）で示すように、第２Ｎ端子部４２１は、Ｚ方向において、第１Ｎ端子部４１１よりも長く設けられている。言い換えると、第２Ｎ端子部４２１は、延設部が設けられている。第２Ｎ端子部４２１は、温度センサ３０を取り付けるために、延設部が設けられている。温度センサ３０は、この延設部に取り付けられるため、Ｎ側リレー２１のリレー筐体に取り付けられるよりも熱が伝わりやすい。よって、温度センサ３０は、Ｎ側リレー２１の温度を精度よく検出できる。
As indicated by the two-dot chain line (arrow) in FIG. 2, the second N
Ｎ側支線４２３は、支線に相当する。Ｎ側支線４２３は、Ｎ側主線４２２と一体物として構成されていてもよいし、Ｎ側主線４２２とボルトなどで接続されていてもよい。Ｎ側支線４２３は、Ｎ側主線４２２と出力端子部７３とを繋ぐ部位である。Ｎ側支線４２３は、一端が出力端子部７３に接続され、他端がＮ側主線４２２と接続されている。Ｎ側支線４２３は、例えばＸＹ平面に沿う部位を有している。Ｎ側兼用配線４２は、複数のＮ側支線４２３がＮ側主線４２２から枝分かれしていてもよい。
The N-
Ｐ側充電配線４３は、第１配線に相当する。Ｐ側充電配線４３は、第１Ｐ端子部４３１とＰ側配線部４３２とを有している。Ｐ側充電配線４３は、接続先がＰ側リレー２２である点が異なるが、その他の箇所はＮ側充電配線４１と同様に構成されている。
The P-
Ｐ側兼用配線４４は、第２配線に相当する。Ｐ側兼用配線４４は、Ｐ側主線４４２と、Ｐ側主線４４２から枝分かれしたＰ側支線４４３とを有している。Ｐ側兼用配線４４は、接続先がＰ側リレー２２である点が異なるが、その他の箇所はＮ側兼用配線４２と同様に構成されている。Ｐ側主線４４２は、主線に相当する。Ｐ側主線４４２は、一端が電池端子部７２に接続され、他端に第２Ｐ端子部４４１が設けられている。第２Ｐ端子部４４１は、主線端子部に相当する。Ｐ側支線４４３は、支線に相当する。
The P-side shared
＜動作＞
まず、図８、図９を用いて、比較例の電力供給ユニット（以下、単に比較例）の動作に関して説明する。比較例は、電力供給ユニット１００と同様の構成を有している。しかしながら、比較例は、制御回路の動作が電力供給ユニット１００と異なる。なお、ここでは、Ｎ側リレー２１側のみを対象として説明する。しかしながら、Ｐ側リレー２２側も同様である。図８、図９では、タイミングｔ０からタイミングｔ１に達するまでが車両走行時である（ｔ０＜ｔ１）。そして、タイミングｔ１以降がＤＣ充電時である（ｔ１≦）。
<Action>
First, the operation of the power supply unit of the comparative example (hereinafter simply referred to as the comparative example) will be described with reference to FIGS. 8 and 9. FIG. A comparative example has a configuration similar to that of the
車両走行時、比較例の制御回路は、制御回路１０と同様、オフ信号を出力して、Ｎ側リレー２１をリレーオフ状態としている。しかしながら、比較例では、バッテリからインバータへ電力供給する際、および、モータジェネレータの回生動作によってバッテリを充電する際に、配線に電流が流れる。これによって、図８のタイミングｔ０～ｔ１に示すように、Ｎ側リレー２１は、リレーオフ状態であっても温度が上昇する。
When the vehicle is running, the control circuit of the comparative example outputs an off signal to keep the N-
そして、図９のタイミングｔ１に示すように、比較例の制御回路は、車両が停車してＤＣ充電を行う場合、充電電流が流れるようにＮ側リレー２１をリレーオン状態とする。ＤＣ充電時は、充電スタンドからバッテリを充電する際にＮ側リレー２１に充電電流が流れる。このため、リレー温度は、上昇する。
Then, as shown at timing t1 in FIG. 9, the control circuit of the comparative example turns on the N-
特に、停車後すぐにＤＣ充電を開始すると、走行時のリレー温度に対して、ＤＣ充電による発熱の温度が加わる。このため、リレー温度は、さらに高くなる。 In particular, if DC charging is started immediately after stopping the vehicle, the temperature of heat generated by DC charging is added to the relay temperature during running. Therefore, the relay temperature becomes even higher.
よって、図８のタイミングｔ２に示すように、リレー温度は、使用限界温度Ｔｈ２に達することがある。Ｎ側リレー２１は、使用限界温度Ｔｈ２を超えた状態でＤＣ充電を継続させると不具合が生じる可能性がある。
Therefore, as shown at timing t2 in FIG. 8, the relay temperature may reach the usage limit temperature Th2. The N-
そこで、図９のタイミングｔ２に示すように、比較例の制御回路は、ＤＣ充電時にリレー温度が使用限界温度Ｔｈ２に達すると（超えると）、リレー温度を下げるようにＮ側リレー２１を制御する。このとき、比較例の制御回路は、充電電流が小さくなるように、リレーオフ状態にするなどＮ側リレー２１を制御する。このため、比較例では、ＤＣ充電に要する時間が長くなる。
Therefore, as shown at timing t2 in FIG. 9, the control circuit of the comparative example controls the N-
ここで、図５、図６、図７を用いて、制御回路１０の動作に関して説明する。図５～図７では、タイミングｔ０からタイミングｔ１２に達するまでが車両走行時である（ｔ０＜ｔ１２）。そして、タイミングｔ１２以降がＤＣ充電時である（ｔ１２≦）。
Here, the operation of the
制御回路１０は、充電時のＮ側リレー２１の上昇温度を考慮し（予測や事前測定）、走行時におけるＮ側リレー２１の目標温度Ｔｈ１を設定する。制御回路１０は、走行時は、目標温度Ｔｈ１となるように駆動電流を制御する。駆動電流は、例えばインバータを駆動する際の電流である。
The
図５、図６のタイミングｔ１１に示すように、制御回路１０は、リレー温度が目標温度Ｔｈ１に達すると、駆動電流を小さくするように制御する。つまり、制御回路１０は、車両走行時、リレー温度が目標温度Ｔｈ１となるように駆動電流を制御する。また、制御回路１０は、Ｎ側兼用配線４２における電池端子部７２と出力端子部７３とを繋ぐ部位に流れる駆動電流を制御するといえる。そして、制御回路１０は、リレーオフ状態としている場合、Ｎ側接点２１１を駆動してリレーオン状態とする際のリレー温度が目標温度Ｔｈ１以下になるように、駆動電流を制御するといえる。
As shown at timing t11 in FIGS. 5 and 6, the
このように、制御回路１０は、ＤＣ充電時のリレー温度が使用限界温度Ｔｈ２に達しにくくするために、車両走行時にＮ側リレー２１を制御する。制御回路１０は、駆動電流を小さくすることでリレー温度を下げる。
In this manner, the
そして、図５～図７のタイミングｔ１２に示すように、制御回路１０は、車両が停車してＤＣ充電を行う場合、充電電流が流れるようにＮ側リレー２１をリレーオン状態とする。ＤＣ充電時は、充電スタンドからバッテリを充電する際にＮ側リレー２１に電流が流れる。このため、リレー温度は、上昇する。
Then, as shown at timing t12 in FIGS. 5 to 7, the
しかしながら、制御回路１０は、車両走行時にリレー温度が目標温度Ｔｈ１より低くなるように制御している。このため、図５のタイミングｔ１３などに示すように、制御回路１０は、ＤＣ充電時にリレー温度が使用限界温度Ｔｈ２に達しにくくすることができる。よって、制御回路１０は、ＤＣ充電時に充電電流を小さくする制御を行うことを減らすことができる。目標温度Ｔｈ１は、設定温度に相当する。
However, the
ところで、バッテリを所定充電量にするまでの充電時間は、その時の充電量（ＳＯＣ）により異なる。そこで、制御回路１０は、充電量に基づき目標温度Ｔｈ１を設定する。言い換えると、制御回路１０は、充電量に基づき目標温度Ｔｈ１を補正する。
By the way, the charging time required for the battery to reach a predetermined charging amount varies depending on the charging amount (SOC) at that time. Therefore, the
これにより、制御回路１０は、走行時の電流抑制量を最適にでき、駆動電流の抑制を低減できる。さらに、目標温度Ｔｈ１は、雰囲気温度なお、充電時間に影響する他のパラメータを含めて設定することで走行時の抑制量をより最適にできる。ＳＯＣは、State Of Chargeの略称である。
As a result, the
また、目標温度Ｔｈ１は、ばらつきの影響が出ることがある。このため、制御回路１０は、ＤＣ充電中は、その時のリレー温度に基づき充電電流を制御する。これによって、制御回路１０は、精度よくリレー温度を制御でき、目標温度Ｔｈ１の補正量を小さくできる。
Also, the target temperature Th1 may be affected by variations. Therefore, the
なお、リレー温度は、制御回路１０によって駆動電流を抑制したとしても、使用限界温度Ｔｈ２に達することもありうる。その場合、制御回路１０は、比較例と同様、充電電流を下げてリレー温度が使用限界温度Ｔｈ２よりも低くなるように制御する。また、閾値としての使用限界温度Ｔｈ２は、仕様で決められているＮ側リレー２１の仕様限界温度よりも低い温度であってもよい。使用限界温度Ｔｈ２は、閾値に相当する。
Even if the
＜効果＞
このように、電力供給ユニット１００は、リレー端子２１２、２１３と電池端子部７２との間の温度をリレー温度として検出する温度センサ３０を備えている。このため、電力供給ユニット１００は、バッテリへの充電時、およびインバータへの電力供給時に高温になる部位のリレー温度を検出できる。
<effect>
Thus, the
また、電力供給ユニット１００は、温度センサ３０の取付位置によっては、Ｎ側リレー２１の温度に対して温度センサ３０からのセンサ信号がばらつくこともある。この場合、電力供給ユニット１００は、制御回路１０がリレー温度を用いて制御する際に、そのばらつきを考慮して制御する必要がある。
Also, in the
しかしながら、電力供給ユニット１００は、上記のように温度センサ３０を設けている。このため、電力供給ユニット１００は、Ｎ側リレー２１の温度に対して温度センサ３０からのセンサ信号がばらつくことを抑えることができる。よって、電力供給ユニット１００は、制御回路１０がリレー温度を用いて制御する際に、そのばらつきを考慮すること少なく、または考慮する必要がなくなる。従って、電力供給ユニット１００は、安全確保のための余裕を少なくでき、Ｎ側リレー２１の保証や充電時間の精度を高くできる。
However, the
なお、電力供給ユニット１００は、Ｐ側リレー２２のリレー端子と電池端子部７２との間の温度をリレー温度として検出する温度センサ３０を備えていても同様の効果を奏することができる。
The
以上、本開示の好ましい実施形態について説明した。しかしながら、本開示は、当該実施形態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、本開示の範畴や思想範囲に入るものである。 The preferred embodiments of the present disclosure have been described above. However, it is understood that the present disclosure is not limited to such embodiments or constructions. The present disclosure also includes various modifications and modifications within the equivalent range. In addition, while various combinations and configurations are shown in this disclosure, other combinations and configurations, including single elements, more, or less, are within the scope and spirit of this disclosure. is to enter.
＜変形例＞
また、温度センサ３０は、第１Ｎ端子部４１１や第１Ｐ端子部４３１に取り付けられていてもよい。電力供給ユニット１００は、バッテリへの充電時、およびインバータへの電力供給時に比較的高温になる部位のリレー温度を検出できる。
<Modification>
Also, the
また、電力供給ユニット１００は、Ｎ側リレー２１に相関するリレー温度を検出する温度センサ３０と、Ｐ側リレー２２に相関するリレー温度を検出する温度センサ３０とを備えていてもよい。この場合、制御回路１０は、二つの温度センサ３０からセンサ信号が入力される。制御回路１０は、二つの温度センサ３０で検出されたリレー温度の温度差を算出する。制御回路１０は、温度差がある場合、もしくは、温度差が所定値を超えた場合、温度センサ３０が故障していると判定する。
The
１０…制御回路、２１…Ｎ側リレー、２１１…Ｎ側接点、２１２…第１端子，２１３…第２端子、２２…Ｐ側リレー、２２１…Ｐ側接点、３０…温度センサ、３１…センサ信号線、４１…Ｎ側充電配線、４１１…第１Ｎ端子部、４１２…Ｎ側配線部、４２…Ｎ側兼用配線、４２１…第２Ｎ端子部、４２２…Ｎ側主線、４２３…Ｎ側支線、４３…Ｐ側充電配線、４３１…第１Ｐ端子部、４３２…Ｐ側配線部、４４…Ｐ側兼用配線、４４１…第２Ｐ端子部、４４２…Ｐ側主線、４４３…Ｐ側支線、５１…Ｎ側信号線、５２…Ｐ側信号線、６１…ＤＣＤＣコンバータ、６２…充電器、７１…充電端子部、７２…電池端子部、７３…出力端子部、８０…ベース、９０…ステー、１００…電力供給ユニット
10...
Claims (10)
前記電池の電力供給対象である負荷が接続される出力端子部（７３）と、
前記電池への充電を行う外部充電装置が接続される充電端子部（７１）と、
前記充電端子部と第１配線（４１，４３）を介して接続される第１端子（２１２）と、前記電池端子部および前記出力端子部と第２配線（４２，４４）を介して接続される第２端子（２１３）とを含むリレー端子と、前記第１端子と前記第２端子とを接続状態および非接続状態とする接点（２１１，２２１）とを有した少なくとも一つのリレー（２１，２２）と、
前記リレーの温度に相関するリレー温度として、前記リレー端子と前記電池端子部との間の温度を検出する少なくとも一つの温度センサ（３０）と、を備えている電力供給ユニット。 a battery terminal (72) connected to a rechargeable battery;
an output terminal portion (73) to which a load to which power is supplied from the battery is connected;
a charging terminal portion (71) to which an external charging device for charging the battery is connected;
A first terminal (212) connected to the charging terminal portion via first wiring (41, 43), and connected to the battery terminal portion and the output terminal portion via second wiring (42, 44) At least one relay (21, 22) and
and at least one temperature sensor (30) for detecting the temperature between the relay terminals and the battery terminals as a relay temperature correlated to the temperature of the relay.
前記温度センサは、前記主線と前記支線との分岐箇所と、前記リレー端子との間に設けられており、前記リレー温度として、前記主線の温度を検出する請求項１に記載の電力供給ユニット。 The second wiring has a main line (422, 442) connecting the second terminal and the battery terminal, and a branch line (423, 443) connecting the main line and the output terminal,
2. The power supply unit according to claim 1, wherein the temperature sensor is provided between the branch point of the main line and the branch line and the relay terminal, and detects the temperature of the main line as the relay temperature.
前記温度センサは、前記主線の一部である前記主線端子部に設けられており、前記主線の温度として、前記主線端子部の温度を検出する請求項２に記載の電力供給ユニット。 A main line terminal portion (421, 441) connected to the second terminal is provided at an end of the main line,
3. The power supply unit according to claim 2, wherein the temperature sensor is provided at the main line terminal portion, which is a part of the main line, and detects the temperature of the main line terminal portion as the temperature of the main line.
前記温度センサは、前記充電側端子部に設けられており、前記リレー温度として、前記充電側端子部の温度を検出する請求項１に記載の電力供給ユニット。 The first wiring has a charging side terminal portion (411, 431) connected to the first terminal,
2. The power supply unit according to claim 1, wherein the temperature sensor is provided at the charge-side terminal and detects the temperature of the charge-side terminal as the relay temperature.
前記板状部材に取り付けられた固定部材（９０）をさらに備え、
前記温度センサは、前記固定部材で囲まれた状態で、前記第１配線または前記第２配線に固定されている請求項２～４のいずれか１項に記載の電力供給ユニット。 The first wiring and the second wiring are plate-shaped members,
Further comprising a fixing member (90) attached to the plate member,
The power supply unit according to any one of claims 2 to 4, wherein the temperature sensor is fixed to the first wiring or the second wiring while being surrounded by the fixing member.
前記制御装置は、前記接点を駆動して前記非接続状態として、少なくとも前記電池から前記負荷へ電力供給している場合、前記接点を駆動して前記接続状態とする際の前記リレー温度が設定温度以下になるように、前記駆動電流を制御する請求項７または８に記載の電力供給ユニット。 The control device controls a drive current flowing through a portion of the second wiring that connects the battery terminal portion and the output terminal portion,
When the control device drives the contact to bring it into the disconnected state and at least power is supplied from the battery to the load, the relay temperature when driving the contact to bring it into the connected state is a set temperature. 9. A power supply unit according to claim 7 or 8, wherein the drive current is controlled such that:
二つの前記温度センサは、異なる前記リレーの温度に相関する前記リレー温度を検出し、
前記制御装置は、二つの前記温度センサで検出された前記リレー温度の温度差を算出する請求項７～９のいずれか１項に記載の電力供給ユニット。 comprising two said relays and two said temperature sensors,
two said temperature sensors detect said relay temperatures correlated to different said relay temperatures;
The power supply unit according to any one of claims 7 to 9, wherein the control device calculates a temperature difference between the relay temperatures detected by the two temperature sensors.
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