JP5183775B2 - Power supply for vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、電動車両に搭載されて車両を走行させるモータに電力を供給する車両用の電源装置に関する。 The present invention relates to a power supply device for a vehicle that supplies electric power to a motor that is mounted on an electric vehicle and runs the vehicle.
車両用の電源装置は、多数の電池を直列に接続して出力電圧を高くしているバッテリと、このバッテリの出力側に接続しているコンタクタと、コンタクタをオンに切り換える前に負荷のコンデンサーを充電するプリチャージ回路と、バッテリの電流を検出する電流センサと、この電流センサの信号を検出すると共に、コンタクタをオンオフに制御する制御回路を備えている。（特許文献１参照）
この電源装置は、発熱部品であるコンタクタやプリチャージ回路を実現するプリチャージ抵抗とプリチャージリレー等のパワー部品と、発熱の少ない制御回路などを分離しながら、ノイズの影響を少なくして正確にバッテリの電流を検出するのが極めて難しい。さらに、この電源装置は、高電圧なバッテリに接続される高電圧回路と、車両の車載バッテリで駆動される低電圧回路とを互いに絶縁して配置することが要求される。高電圧回路をシャーシアースに接続しないことで安全性を高くするからである。低電圧回路のグランドラインは車両のシャーシアースに接続されることから、高電圧回路を低電圧回路に接続すると、高電圧回路がシャーシアースに接続されてしまう。高電圧回路をシャーシアースから絶縁するために、高電圧回路と低電圧回路とを絶縁している。
A power supply device for a vehicle has a battery in which a large number of batteries are connected in series to increase the output voltage, a contactor connected to the output side of the battery, and a load capacitor before switching the contactor on. A precharge circuit for charging, a current sensor for detecting a battery current, and a control circuit for detecting a signal from the current sensor and controlling the contactor on and off are provided. (See Patent Document 1)
This power supply device accurately separates power components such as precharge resistors and precharge relays that realize heat generating components and precharge circuits, and control circuits that generate less heat while reducing the effects of noise. It is extremely difficult to detect battery current. Furthermore, this power supply device is required to dispose a high voltage circuit connected to a high voltage battery and a low voltage circuit driven by an in-vehicle battery of the vehicle, so as to be insulated from each other. This is because safety is enhanced by not connecting the high voltage circuit to the chassis ground. Since the ground line of the low voltage circuit is connected to the chassis ground of the vehicle, when the high voltage circuit is connected to the low voltage circuit, the high voltage circuit is connected to the chassis ground. In order to insulate the high voltage circuit from the chassis ground, the high voltage circuit and the low voltage circuit are insulated.
バッテリに接続される高電圧回路のパワー部品を専用の基板であるパワー基板に実装し、低電圧回路である制御回路を制御基板に実装し、パワー基板と制御基板はワイヤハーネスで接続し、制御基板において高電圧回路と低電圧回路とを絶縁して配線し、さらに、パワー基板と制御基板とをワイヤハーネスで接続して、発熱部品であるパワー部品を分離して配置しながら、高電圧回路と低電圧回路とを絶縁して配置できる。 The power components of the high-voltage circuit connected to the battery are mounted on the power board that is a dedicated board, the control circuit that is the low-voltage circuit is mounted on the control board, and the power board and the control board are connected by a wire harness for control The high-voltage circuit and the low-voltage circuit are insulated and wired on the board, and the power board and control board are connected with a wire harness, and the power parts that are heat-generating parts are separated and arranged, and the high-voltage circuit And the low voltage circuit can be insulated from each other.
しかしながら、パワー基板を制御基板から分離し、パワー基板と制御基板をワイヤハーネスで接続する構造は、パワー基板から制御基板に伝送される信号がノイズの影響を受けやすい。とくにワイヤハーネスが誘導ノイズの影響を受けやすく、パワー基板の電流センサから制御基板に伝送する信号がノイズの影響を受けやすい。電流センサに接続しているワイヤハーネスがノイズの影響を受けると、正確に電流を検出できなくなる。制御回路は、電流センサの信号でバッテリの状態を検出する。すなわち、制御回路は、バッテリの電流を積算して残容量を演算し、残容量でバッテリを充放電する電流をコントロールしている。ノイズで電流を正確に検出できなくなると、バッテリの状態を正確に判定できず、バッテリを正常な状態でコントロールできなくなる。この弊害を避けるために、制御回路は、バッテリの電流を正確に検出することが大切である。ノイズでバッテリの状態を正確に検出できなくなると、バッテリを理想的な状態で充放電できなくなって寿命を短くする。さらに、バッテリを所定の残容量の範囲で充放電できなくなるので、バッテリを充放電できる実質的な容量が少なくなってしまう。 However, in the structure in which the power board is separated from the control board and the power board and the control board are connected by the wire harness, the signal transmitted from the power board to the control board is easily affected by noise. In particular, the wire harness is easily affected by induction noise, and the signal transmitted from the current sensor on the power board to the control board is easily affected by noise. If the wire harness connected to the current sensor is affected by noise, the current cannot be detected accurately. The control circuit detects the state of the battery with a signal from the current sensor. That is, the control circuit calculates the remaining capacity by integrating the battery current, and controls the current for charging / discharging the battery with the remaining capacity. If the current cannot be accurately detected due to noise, the state of the battery cannot be accurately determined, and the battery cannot be controlled in a normal state. In order to avoid this adverse effect, it is important for the control circuit to accurately detect the battery current. If the state of the battery cannot be accurately detected due to noise, the battery cannot be charged / discharged in an ideal state and the life is shortened. Furthermore, since the battery cannot be charged / discharged within a predetermined remaining capacity, the substantial capacity for charging / discharging the battery is reduced.
さらに、ワイヤハーネスは、コネクタを介してパワー基板や制御基板に接続されることから、コネクタの接触不良や接触抵抗の変化が検出精度を低下させる原因となる。とくに、ワイヤハーネスを介して電流センサから制御回路に信号される信号はこの影響を受けや
すい。それは、信号レベルが低いのでＳ／Ｎ比が小さくなり、また電力レベルが低いことから、コネクタの接点に十分な電流を流すことができないからである。
Furthermore, since the wire harness is connected to the power board or the control board via the connector, contact failure of the connector or change in contact resistance causes detection accuracy to be lowered. In particular, signals that are signaled from the current sensor to the control circuit via the wire harness are susceptible to this effect. This is because the signal level is low, the S / N ratio is small, and the power level is low, so that a sufficient current cannot flow through the contacts of the connector.
さらに、パワー基板と制御基板とを別々に配置してワイヤハーネスで接続する構造は、パワー基板と制御基板とをワイヤハーネスで接続してキャリブレーションする。電流センサの測定精度を向上するためである。キャリブレーションは、特定のパワー基板と制御基板とをワイヤハーネスで接続した状態で行われるので、組み合わせるパワー基板と制御基板が異なると、測定精度が低下してしまう。このため、ワイヤハーネスで接続するパワー基板と制御基板が変更されると、測定精度が低下する欠点もある。 Further, the structure in which the power board and the control board are separately arranged and connected by the wire harness is calibrated by connecting the power board and the control board by the wire harness. This is to improve the measurement accuracy of the current sensor. Since calibration is performed in a state where a specific power board and a control board are connected by a wire harness, if the power board to be combined is different from the control board, the measurement accuracy is lowered. For this reason, when the power board and control board which are connected with a wire harness are changed, there also exists a fault to which a measurement precision falls.
本発明は、従来の電源装置が有する以上の欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、パワー部品と制御回路などの部品を理想的な状態で配置しながら、パワー基板から制御基板に電流センサの信号を正確に伝送でき、また、キャリブレーションされた状態で常に高い精度で電流を検出できる車両用の電源装置を提供することにある。 The present invention has been developed for the purpose of solving the above disadvantages of the conventional power supply apparatus. An important object of the present invention is to accurately transmit a current sensor signal from a power board to a control board while arranging power parts and parts such as a control circuit in an ideal state, and in a calibrated state. An object of the present invention is to provide a power supply device for a vehicle that can always detect current with high accuracy.
本発明の請求項１の車両用の電源装置は、車両を走行させるモータに電力を供給するバッテリと、該バッテリに接続される高電圧回路を構成するパワー部品が実装されるパワー基板と、前記高電圧回路を流れる電流の電流値を検出する電流センサと、前記電流センサの出力する電流信号に応じて、充放電の電流を制御する制御回路が実装される制御基板とを備える車両用の電源装置であって、前記パワー基板と前記制御基板とは、ハードワイヤーで連結され、前記電流センサは、前記パワー基板に実装され、かつ前記ハードワイヤーの一端に接続されており、前記電流センサの信号は、前記ハードワイヤーを介して前記制御回路に出力されることを特徴とする。 A power supply device for a vehicle according to claim 1 of the present invention is a battery for supplying electric power to a motor for running a vehicle, a power board on which power components constituting a high voltage circuit connected to the battery are mounted, A power supply for a vehicle comprising: a current sensor that detects a current value of a current flowing through a high-voltage circuit; and a control board on which a control circuit that controls a charge / discharge current is mounted according to a current signal output from the current sensor. The power board and the control board are connected by a hard wire, the current sensor is mounted on the power board and connected to one end of the hard wire, and the signal of the current sensor Is output to the control circuit via the hard wire.
本発明の請求項２の車両用の電源装置は、前記電流センサの信号を増幅するアンプを設け、該アンプを前記制御基板に実装したことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a power supply device for a vehicle, wherein an amplifier for amplifying a signal of the current sensor is provided, and the amplifier is mounted on the control board.
本発明の請求項３の車両用の電源装置は、前記パワー基板は、絶縁性の熱伝導性樹脂からなる絶縁板の表面に導電板が固定された絶縁プレートからなり、前記ハードワイヤーの一端は、絶縁プレートに埋設して固定、または導電板に固定されていることを特徴とする。 The power supply device for a vehicle according to claim 3 of the present invention is such that the power board is an insulating plate in which a conductive plate is fixed to the surface of an insulating plate made of an insulating heat conductive resin, and one end of the hard wire is It is embedded in an insulating plate and fixed, or fixed to a conductive plate.
本発明の電源装置は、パワー部品と制御回路などの部品を理想的な状態で配置しながら、パワー基板から制御基板に電流センサの信号を正確に伝送できる特徴がある。それは、本発明の電源装置が、パワー基板と制御基板とは、ハードワイヤーで連結され、電流センサは、パワー基板に実装され、かつハードワイヤーの一端に接続されており、電流センサの信号は、ハードワイヤーを介して制御回路に出力されるからである。 The power supply device of the present invention is characterized in that the signal of the current sensor can be accurately transmitted from the power board to the control board while arranging power parts and parts such as the control circuit in an ideal state. In the power supply device of the present invention, the power board and the control board are connected by a hard wire, the current sensor is mounted on the power board, and is connected to one end of the hard wire. This is because it is output to the control circuit via the hard wire.
ハードワイヤーは、ワイヤハーネスに比較してノイズレベルを低減して電流センサの信号を制御回路に伝送できる。とくに、本発明の請求項１の電源装置は、ハードワイヤーを介して、パワー基板と制御基板とを電気接続しながら、物理的に連結する電源装置は、ハードワイヤーでもって電流センサと制御回路とを最短距離で接続して、誘導ノイズの影響を少なくできる。また、ハードワイヤーは、コネクタを介することなく直接にパワー基板と制御基板とに連結できるので、コネクタによる接触不良や接触抵抗の変化が皆無になり、長期間にわたってバッテリの状態を正確に検出できる特徴がある。 The hard wire can reduce the noise level compared to the wire harness and transmit the signal of the current sensor to the control circuit. In particular, the power supply apparatus according to claim 1 of the present invention is a power supply apparatus that physically connects the power board and the control board via a hard wire, and is connected to the current sensor and the control circuit with the hard wire. Can be connected at the shortest distance to reduce the influence of inductive noise. In addition, since the hard wire can be directly connected to the power board and the control board without going through the connector, there is no contact failure or contact resistance change due to the connector, and the battery state can be accurately detected over a long period of time. There is.
また、本発明の電源装置は、ハードワイヤーを介してパワー基板と制御基板とを一体構造とし、あるいは制御基板をパワー基板に直接に連結して一体構造とし、両者を一体構造とする状態で電流センサのキャリブレーションをできることから、キャリブレーションされた状態で、パワー基板と制御基板とが交換されることがなく、パワー基板と制御基板とを１組のアッセンブリーとして、つねに高い精度で電流を検出できる特徴も実現される。 In the power supply device of the present invention, the power board and the control board are integrated with each other through a hard wire, or the control board is directly connected to the power board to form an integrated structure. Since the sensor can be calibrated, the power board and the control board are not exchanged in the calibrated state, and the power board and the control board can be used as a set of assemblies to always detect the current with high accuracy. Features are also realized.
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための車両用の電源装置を例示するものであって、本発明は電源装置を以下のものに特定しない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the following embodiment exemplifies a power supply device for a vehicle for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify the power supply device as follows.
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。 Further, in this specification, in order to facilitate understanding of the scope of claims, numbers corresponding to the members shown in the examples are indicated in the “claims” and “means for solving problems” sections. It is added to the members. However, the members shown in the claims are not limited to the members in the embodiments.
図１と図３の分解斜視図に示す車両用の電源装置は、車両を走行させるモータ２３に電力を供給するバッテリ１と、このバッテリ１に接続してなるパワー部品４及び電池の電流センサ５を実装しているパワー基板２、３２と、このパワー基板２、３２の電流センサ５を接続してなる制御回路を実装する制御基板３、３３とを備える。 The power supply device for a vehicle shown in the exploded perspective views of FIGS. 1 and 3 includes a battery 1 that supplies electric power to a motor 23 that drives the vehicle, a power component 4 that is connected to the battery 1, and a current sensor 5 of the battery. Power boards 2 and 32, and control boards 3 and 33 on which a control circuit formed by connecting the current sensors 5 of the power boards 2 and 32 is mounted.
パワー基板２、３２は、絶縁プレート１０にパワー部品４を固定している。絶縁プレート１０は、絶縁性の熱伝導性樹脂からなる絶縁板１２の表面に、１〜４ｍｍの厚さの金属板を所定の幅に切断している導電板１１を固定して、裏面には金属板からなるベースプレート１３を積層している。この絶縁プレート１０は、パワー部品４の発熱を効率よく放熱できる特徴がある。それは、パワー部品４の熱が、熱伝導性樹脂を介して裏面のベースプレート１３に効率よく伝導されてベースプレート１３から放熱されるからである。また、この絶縁プレート１０は、裏面をベースプレート１３で補強して機械的な強度も向上できる特徴がある。導電板１１は、絶縁板１２を成形する工程でインサートされて表面に固定され、また、絶縁板１２の内部に、ベースプレート１３から絶縁して埋設される。 The power boards 2 and 32 have the power component 4 fixed to the insulating plate 10. The insulating plate 10 fixes a conductive plate 11 obtained by cutting a metal plate having a thickness of 1 to 4 mm to a predetermined width on the surface of an insulating plate 12 made of an insulative heat conductive resin. A base plate 13 made of a metal plate is laminated. The insulating plate 10 has a feature that can efficiently dissipate heat generated by the power component 4. This is because the heat of the power component 4 is efficiently conducted to the base plate 13 on the back surface through the heat conductive resin and radiated from the base plate 13. In addition, the insulating plate 10 has a feature that the mechanical strength can be improved by reinforcing the back surface with the base plate 13. The conductive plate 11 is inserted and fixed to the surface in the step of forming the insulating plate 12, and is embedded in the insulating plate 12 while being insulated from the base plate 13.
絶縁プレート１０の上面には、パワー部品４を固定している。パワー部品４は、一対のコンタクタ６と、負荷２０に並列に接続しているコンデンサー２１を充電するプリチャージ回路を実現するプリチャージリレー７及びプリチャージ抵抗８と、バッテリ１に流れる電流を検出する電流センサ５である電流検出抵抗９である。これ等のパワー部品４は、導電板１２にスポット溶接して固定される。 The power component 4 is fixed on the upper surface of the insulating plate 10. The power component 4 detects a current flowing through the battery 1 and a precharge relay 7 and a precharge resistor 8 that realize a precharge circuit that charges a pair of contactors 6 and a capacitor 21 connected in parallel to the load 20. The current detection resistor 9 is the current sensor 5. These power components 4 are fixed to the conductive plate 12 by spot welding.
コンタクタ６は、バッテリ１の正負の出力端子に接続される。このコンタクタ６は、車両のイグニッションスイッチをオンとする状態でオン状態に切り換えられて、バッテリ１を負荷２０に接続する。また、イグニッションスイッチがオフに切り換えられると、コンタクタ６もオフに切り換えられて、バッテリ１を負荷２０に接続しない状態とする。コンタクタ６は、励磁コイルへの通電を制御してオンオフに切り変えられる。したがって、図１に示すパワー基板２に固定されるコンタクタ６の励磁コイルは、ハードワイヤー１４を介して制御基板３の制御回路に接続される。制御回路は、ハードワイヤー１４を介して励磁コイルの通電を制御してコンタクタ６の接点をオンオフに切り変える。 The contactor 6 is connected to the positive and negative output terminals of the battery 1. The contactor 6 is switched to an on state in a state where the ignition switch of the vehicle is turned on, and connects the battery 1 to the load 20. When the ignition switch is turned off, the contactor 6 is also turned off, so that the battery 1 is not connected to the load 20. The contactor 6 is turned on and off by controlling energization of the exciting coil. Therefore, the exciting coil of the contactor 6 fixed to the power board 2 shown in FIG. 1 is connected to the control circuit of the control board 3 via the hard wire 14. The control circuit controls the energization of the exciting coil via the hard wire 14 to turn the contactor 6 on and off.
車両用の電源装置は、インバータ２２を介してモータ２３と発電機２４に接続される。インバータ２２は、バッテリ１側に大容量のコンデンサー２１を並列に接続している。大容量のコンデンサー２１は、コンタクタ６をオンに切り換えるときに大電流を流してコンタクタ６の接点を溶着する原因となる。この弊害を防止すめためにプリチャージ回路を備えている。プリチャージ回路は、プリチャージ抵抗６とプリチャージリレー７との直列回路からなり、パワー基板２、３２に実装されている。 The vehicle power supply device is connected to the motor 23 and the generator 24 via the inverter 22. The inverter 22 has a large capacity capacitor 21 connected in parallel to the battery 1 side. The large-capacitance capacitor 21 causes a large current to flow when the contactor 6 is switched on, and causes the contact of the contactor 6 to be welded. In order to prevent this problem, a precharge circuit is provided. The precharge circuit includes a series circuit of a precharge resistor 6 and a precharge relay 7 and is mounted on the power boards 2 and 32.
電流センサ５は、バッテリ１と直列に接続している電流検出抵抗９と、この電流検出抵抗９の両端電圧を増幅するアンプ１９とを備える。電流検出抵抗９は、バッテリ１に流れる電流に比例する電圧が発生する。電流検出抵抗９は、できるかぎり低い電気抵抗の抵抗器である。電気抵抗に比例して消費電力が大きくなるからである。電流検出抵抗９の消費電力は、それ自体を発熱させると共に、バッテリ１の電力を効率よく負荷２０に供給できなくするからである。電流検出抵抗９は、電流に比例した電圧が両端に発生する。すなわち、電流検出抵抗９の両端電圧は、電気抵抗と電流に比例する。低抵抗な電流検出抵抗９は両端電圧が低くなる。低い電圧では高い精度で電流を検出できないので、電流検出抵抗９の両端電圧はアンプ１９で増幅される。増幅された両端電圧はＡ／Ｄコンバータでデジタル信号に変換される。制御回路は、デジタル信号に変換された電流信号を演算して、バッテリ１の残容量を演算する。 The current sensor 5 includes a current detection resistor 9 connected in series with the battery 1 and an amplifier 19 that amplifies the voltage across the current detection resistor 9. The current detection resistor 9 generates a voltage proportional to the current flowing through the battery 1. The current detection resistor 9 is a resistor having an electric resistance as low as possible. This is because power consumption increases in proportion to electrical resistance. This is because the power consumption of the current detection resistor 9 generates heat and makes it impossible to efficiently supply the power of the battery 1 to the load 20. In the current detection resistor 9, a voltage proportional to the current is generated at both ends. That is, the voltage across the current detection resistor 9 is proportional to the electrical resistance and the current. The voltage at both ends of the low-resistance current detection resistor 9 is low. Since the current cannot be detected with high accuracy at a low voltage, the voltage across the current detection resistor 9 is amplified by the amplifier 19. The amplified both-end voltage is converted into a digital signal by an A / D converter. The control circuit calculates the current signal converted into the digital signal and calculates the remaining capacity of the battery 1.
電流検出抵抗９の両端電圧は微弱な電圧であるから、誘導ノイズの影響を受けやすい。また、アンプ１９の出力も誘導ノイズの影響を受けやすい。それは、アンプ１９の消費電力が制限されることから、出力インピーダンスを十分に低くできないからである。このため、電流センサ５は、誘導ノイズの影響を少なくして、電流信号を制御回路に入力することが大切である。 Since the voltage across the current detection resistor 9 is a weak voltage, it is easily affected by inductive noise. Further, the output of the amplifier 19 is also easily affected by inductive noise. This is because the power consumption of the amplifier 19 is limited, so that the output impedance cannot be lowered sufficiently. For this reason, it is important for the current sensor 5 to reduce the influence of inductive noise and input a current signal to the control circuit.
電源装置は、電流センサ５の一部である電流検出抵抗９をパワー基板２、３２に実装してアンプ１９を制御基板３、３３に実装している。ただし、パワー基板に電流検出抵抗とアンプの両方を実装することもできる。電流センサ５の一部である電流検出抵抗９をパワー基板２、３２に実装して、アンプ１９を制御基板３、３３に実装する電源装置は、ハードワイヤー１４を介してパワー基板２の電流検出抵抗９を制御基板３のアンプ１９に接続し、あるいはパワー基板３２に直接に制御基板３３を連結して、電流検出抵抗９をアンプ１９に接続する。この電源装置は、アンプ１９を発熱部品のパワー部品４から分離して制御基板３、３３に実装するので、アンプ１９の熱による弊害、たとえば温度ドリフトの影響を少なくして安定に電流を検出できる。電源装置は、電流検出抵抗とアンプの両方をパワー基板に実装することもできるが、この装置は、ハードワイヤーを介してアンプの出力を制御基板に接続し、あるいはパワー基板に直接に制御基板を連結してアンプの出力を制御基板に接続する。この電源装置は、アンプで増幅された信号を制御基板に出力するので、誘導ノイズの影響をより少なくできる。 In the power supply device, a current detection resistor 9 that is a part of the current sensor 5 is mounted on the power boards 2 and 32, and an amplifier 19 is mounted on the control boards 3 and 33. However, both the current detection resistor and the amplifier can be mounted on the power board. A power supply device in which the current detection resistor 9, which is a part of the current sensor 5, is mounted on the power boards 2 and 32 and the amplifier 19 is mounted on the control boards 3 and 33, detects the current of the power board 2 via the hard wire 14. The resistor 9 is connected to the amplifier 19 of the control board 3, or the control board 33 is directly connected to the power board 32, and the current detection resistor 9 is connected to the amplifier 19. In this power supply apparatus, the amplifier 19 is separated from the power component 4 that is a heat generating component and mounted on the control boards 3 and 33. Therefore, the current caused by the heat of the amplifier 19, for example, the influence of temperature drift can be reduced and the current can be detected stably. . The power supply device can mount both the current detection resistor and the amplifier on the power board, but this device connects the output of the amplifier to the control board via hard wires, or directly connects the control board to the power board. Connect the amplifier output to the control board. Since this power supply device outputs the signal amplified by the amplifier to the control board, the influence of inductive noise can be further reduced.
制御基板３、３３はプリント基板で、制御回路を実現するマイコン１５を実装している。さらに、図の制御回路は、車両側の制御回路に接続するためのワイヤハーネスを連結するコネクタ１６を上面に固定している。マイコン１５は、電流センサ５から入力される電流信号を演算してバッテリ１の残容量を演算する。残容量は、充電電流の積算値を加算し、放電電流の積算値を減算して演算される。さらに、制御回路は、演算された残容量に基づいてバッテリ１の電流をコントロールする。たとえば、制御回路は、バッテリ１の残容量が最高値になると充電電流を制限あるはい停止し、反対に残容量が最低値になると放電電流を制限あるいは停止して、バッテリ１の残容量の所定の範囲に保持しながら充放電させる。 The control boards 3 and 33 are printed boards, and are mounted with a microcomputer 15 that realizes a control circuit. Furthermore, the control circuit of the figure fixes the connector 16 which connects the wire harness for connecting with the control circuit of the vehicle side on the upper surface. The microcomputer 15 calculates the current signal input from the current sensor 5 and calculates the remaining capacity of the battery 1. The remaining capacity is calculated by adding the integrated value of charging current and subtracting the integrated value of discharging current. Further, the control circuit controls the current of the battery 1 based on the calculated remaining capacity. For example, the control circuit limits or stops the charging current when the remaining capacity of the battery 1 reaches the maximum value, and conversely stops or stops the discharging current when the remaining capacity reaches the minimum value, thereby determining the predetermined remaining capacity of the battery 1. The battery is charged / discharged while being kept in the range.
パワー基板２、３２と制御基板３、３３は、信号線を介して電気接続される。信号線は、パワー基板２、３２の電流センサ５を制御回路に接続する。また、信号線は、制御回路をコンタクタ６やプリチャージリレー７に接続して、コンタクタ６やプリチャージリレー７をオンオフに切り換える。さらに、信号線は、パワー基板２、３２と制御基板３、３３との間で伝送される電気信号を伝送する回路に接続される。 The power boards 2 and 32 and the control boards 3 and 33 are electrically connected via signal lines. The signal line connects the current sensors 5 of the power boards 2 and 32 to the control circuit. The signal line connects the control circuit to the contactor 6 and the precharge relay 7 to switch the contactor 6 and the precharge relay 7 on and off. Further, the signal line is connected to a circuit that transmits an electrical signal transmitted between the power boards 2 and 32 and the control boards 3 and 33.
図１と図２の電源装置は、パワー基板２と制御基板３とを連結するハードワイヤー１４を信号線に併用する。言い換えると信号線をパワー基板２と制御基板３とを連結するロッドに併用する。この電源装置は、パワー基板２と制御基板３を、金属ロッドからなる複数のハードワイヤー１４で連結している。ハードワイヤー１４は、下端を絶縁プレート１０に固定している。図１と図２のハードワイヤー１４は、垂直な姿勢で下端を絶縁プレート１０に固定している。ハードワイヤー１４は、パワー基板２を制御基板３に接続し、かつ物理的に連結するものであるから、下端をパワー部品４に電気接続し、かつ絶縁プレート１０に固定している。ハードワイヤー１４は、絶縁プレート１０の表面に設けた導電板１１を介してパワー部品４に接続される。電流センサ５を制御回路に接続する一対のハードワイヤー１４は、下端を電流センサ５に接続している。 1 and 2 uses a hard wire 14 for connecting the power board 2 and the control board 3 together as a signal line. In other words, the signal line is used in combination with the rod connecting the power board 2 and the control board 3. In this power supply device, the power board 2 and the control board 3 are connected by a plurality of hard wires 14 made of metal rods. The hard wire 14 has a lower end fixed to the insulating plate 10. The hard wire 14 of FIGS. 1 and 2 has a lower end fixed to the insulating plate 10 in a vertical posture. Since the hard wire 14 connects the power board 2 to the control board 3 and physically connects it, the lower end is electrically connected to the power component 4 and is fixed to the insulating plate 10. The hard wire 14 is connected to the power component 4 via the conductive plate 11 provided on the surface of the insulating plate 10. A pair of hard wires 14 that connect the current sensor 5 to the control circuit have lower ends connected to the current sensor 5.
ハードワイヤー１４は、その下端を絶縁プレート１０に埋設してパワー基板２に固定され、あるいは絶縁プレート１０に固定している導電板１１にハンダ付け又は溶接して固定される。さらに、ハードワイヤー１４は、その上端を制御基板３に設けた貫通孔１７に挿通して制御基板３に固定され、また、制御基板３の導電部にハンダ付けして電気接続される。図１の電源装置は、複数本のハードワイヤー１４を、所定の間隔で平行な姿勢として同一面に配置して、パワー基板２と制御基板３とに連結している。図１の電源装置は、複数本のハードワイヤー１４を介してパワー基板２と制御基板３とを連結し、さらに、連結ロッド１８を介してパワー基板２と制御基板３とを連結している。図の電源装置は、連結ロッド１８を介して制御基板３の四隅部をパワー基板２に連結している。この電源装置は、ハードワイヤー１４と連結ロッド１８の両方で、制御基板３をパワー基板２にしっかりと強固に連結できる。 The hard wire 14 is fixed to the power substrate 2 with its lower end embedded in the insulating plate 10, or fixed to the conductive plate 11 fixed to the insulating plate 10 by soldering or welding. Further, the upper end of the hard wire 14 is inserted into a through hole 17 provided in the control board 3 and fixed to the control board 3, and soldered to a conductive portion of the control board 3 to be electrically connected. In the power supply device of FIG. 1, a plurality of hard wires 14 are arranged on the same surface in parallel postures at predetermined intervals, and are connected to the power board 2 and the control board 3. The power supply device of FIG. 1 connects the power board 2 and the control board 3 via a plurality of hard wires 14, and further connects the power board 2 and the control board 3 via a connecting rod 18. In the illustrated power supply device, the four corners of the control board 3 are connected to the power board 2 via a connecting rod 18. In this power supply device, the control board 3 can be firmly and firmly connected to the power board 2 by both the hard wire 14 and the connecting rod 18.
図３と図４の電源装置は、パワー基板３２に直接に制御基板３３を連結している。この電源装置は、コンタクタ６と、プリチャージ抵抗８と、プリチャージリレー７と、電流センサ５である電流検出抵抗９をパワー基板３２に実装し、電流検出抵抗９の電圧を増幅するアンプ１９と制御回路を制御基板３３に実装している。ただし、電流検出抵抗とアンプの両方をパワー基板に実装することもできる。 In the power supply apparatus of FIGS. 3 and 4, the control board 33 is directly connected to the power board 32. This power supply device includes a contactor 6, a precharge resistor 8, a precharge relay 7, and a current detection resistor 9 that is a current sensor 5 mounted on a power board 32, and an amplifier 19 that amplifies the voltage of the current detection resistor 9. A control circuit is mounted on the control board 33. However, both the current detection resistor and the amplifier can be mounted on the power board.
図のパワー基板３２は、制御基板３３を連結するためのコネクタ３４を上面に固定している。このコネクタ３４に制御基板３３が挿入されて、パワー基板３２に制御基板３３が連結される。制御基板３３は、コネクタ３４に挿入される挿入部分に接続端子３５を設けている。コネクタ３４は、制御基板３３の挿入部３３Ａを挿入する保持凹部３４Ａを有する。この保持凹部３４Ａは、ここに挿入される制御基板３３の挿入部３３Ａを両面から弾性的に挟着して、制御基板３３を所定の姿勢に、図４においてパワー基板３２に垂直な姿勢で保持する。さらに、コネクタ３４の保持凹部３４Ａは、ここに挿入される挿入部３３Ａの接続端子３５に接触する位置に接点３６を設けている。 In the illustrated power board 32, a connector 34 for connecting the control board 33 is fixed to the upper surface. The control board 33 is inserted into the connector 34, and the control board 33 is connected to the power board 32. The control board 33 is provided with a connection terminal 35 at an insertion portion to be inserted into the connector 34. The connector 34 has a holding recess 34A into which the insertion portion 33A of the control board 33 is inserted. The holding recess 34A elastically sandwiches the insertion portion 33A of the control board 33 inserted therein from both sides, and holds the control board 33 in a predetermined posture, and in a posture perpendicular to the power board 32 in FIG. To do. Furthermore, the holding recess 34 </ b> A of the connector 34 is provided with a contact 36 at a position where it contacts the connection terminal 35 of the insertion portion 33 </ b> A inserted here.
この電源装置は、制御基板３３の挿入部３３Ａをコネクタ３４の保持凹部３４Ａに挿入して、接続端子３５を接点３６に電気接続する。また、制御基板３３の挿入部３３Ａがコネクタ３４の保持凹部３４Ａに挿入されて、パワー基板３２に垂直な姿勢に連結される。図の電源装置は、パワー基板３２にコネクタ３４を固定し、このコネクタ３４に制御基板３３の挿入部３３Ａを挿入して連結される。この構造の電源装置は、制御基板３３を簡単に、しかも脱着できるようにパワー基板３２に連結でき。ただし、本発明の電源装置は、コネクタを使用することなく、パワー基板に連結具を介して制御基板を連結し、パワー基板と制御基板とをリード線やリード板で電気接続することもできる。 This power supply device inserts the insertion portion 33 </ b> A of the control board 33 into the holding recess 34 </ b> A of the connector 34 and electrically connects the connection terminal 35 to the contact 36. Further, the insertion portion 33 </ b> A of the control board 33 is inserted into the holding recess 34 </ b> A of the connector 34 and connected in a posture perpendicular to the power board 32. In the illustrated power supply apparatus, a connector 34 is fixed to a power board 32, and an insertion portion 33 </ b> A of a control board 33 is inserted into the connector 34 and connected thereto. The power supply device having this structure can be connected to the power board 32 so that the control board 33 can be easily attached and detached. However, the power supply device of the present invention can connect the control board to the power board via a connector without using a connector, and can electrically connect the power board and the control board with a lead wire or a lead board.
１…バッテリ
２…パワー基板
３…制御基板
４…パワー部品
５…電流センサ
６…コンタクタ
７…プリチャージリレー
８…プリチャージ抵抗
９…電流検出抵抗
１０…絶縁プレート
１１…導電板
１２…絶縁板
１３…ベースプレート
１４…ハードワイヤー
１５…マイコン
１６…コネクタ
１７…貫通孔
１８…連結ロッド
１９…アンプ
２０…負荷
２１…コンデンサー
２２…インバータ
２３…モータ
２４…発電機
３２…パワー基板
３３…制御基板 ３３Ａ…挿入部
３４…コネクタ ３４Ａ…保持凹部
３５…接続端子
３６…接点
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Battery 2 ... Power board 3 ... Control board 4 ... Power component 5 ... Current sensor 6 ... Contactor 7 ... Precharge relay 8 ... Precharge resistor 9 ... Current detection resistor 10 ... Insulating plate 11 ... Conductive plate 12 ... Insulating plate 13 ... Base plate 14 ... Hard wire 15 ... Microcomputer 16 ... Connector 17 ... Through hole 18 ... Connecting rod 19 ... Amplifier 20 ... Load 21 ... Condenser 22 ... Inverter 23 ... Motor 24 ... Generator 32 ... Power board 33 ... Control board 33A ... Insert Portion 34 ... Connector 34A ... Holding recess 35 ... Connection terminal 36 ... Contact
Claims (3)
前記パワー基板と前記制御基板とは、ハードワイヤーで連結され、
前記電流センサは、前記パワー基板に実装され、かつ前記ハードワイヤーの一端に接続されており、前記電流センサの信号は、前記ハードワイヤーを介して前記制御回路に出力されることを特徴とする車両用の電源装置。 A battery for supplying electric power to a motor for running a vehicle, a power board on which power components constituting a high voltage circuit connected to the battery are mounted, and a current sensor for detecting a current value of a current flowing through the high voltage circuit And a control board on which a control circuit for controlling a charge / discharge current is mounted according to a current signal output from the current sensor,
The power board and the control board are connected by a hard wire,
The vehicle, wherein the current sensor is mounted on the power board and connected to one end of the hard wire, and a signal of the current sensor is output to the control circuit via the hard wire. Power supply.
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