WO2011052609A1 - 電源回路 - Google Patents
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Abstract
電線数を減らしてコストダウンを図った電源回路を提供する。 インバータ3及びモータ4は、高圧バッテリ21から電源供給される。高圧バッテリ21及びインバータ3の間には、リレー22a~22cが設けられている。ECU5は、リレー22a~22cに設けたリレーコイルCの両端が接続され、リレーコイルCに流れる電流を制御することによりリレー22a~22cのオンオフを制御する。サービスプラグ6が、高圧バッテリ21を構成する電池と電池との間に着脱自在に設けられ、外すと高圧バッテリ21からインバータ3及びモータ4に対する電源供給が遮断され、装着すると高圧バッテリ21からインバータ3及びモータ4に対する電源供給が可能となる。インターロックスイッチ7が、サービスプラグ6が外れたときにオフし、サービスプラグ6が装着されたときにオンし、ECU5とリレーコイルCとの間に接続される。
Description
本発明は、電源回路に係り、例えばバッテリから負荷への電源供給路上に遮断部材が着脱自在に設けられた電源回路に関するものである。
近年、エンジンと電動モータとを併用して走行するハイブリッド自動車が普及してきている。このハイブリッド自動車は、上記エンジン始動用の低圧バッテリに比べて高電圧の高圧バッテリが搭載されていて、この高圧バッテリからの直流電源をインバータで交流に変換した後に上記電動モータに供給されている。
このような高圧バッテリを搭載した車両において、メンテナンスを安全に行うためには、事前にインバータと高圧バッテリとの間の通電を遮断しておくことが望まれる。そこで、インバータと高圧バッテリとの間に手動で着脱自在なサービスプラグ(遮断部材)を介在させ、メンテナンス時に作業者が当該サービスプラグを外してインバータと高圧バッテリとの間の通電を遮断することができる電源回路が提案されている(例えば特許文献1)。
図2は、上述した電源回路の一例を示したものである。同図に示すように、電源回路100は、車両後方に配置されたバッテリパック101と、車両前方に配置された負荷としてのインバータ102及びモータ103と、車両前方に配置され、インバータ102及びモータ103の動作を制御するリレー制御手段としてのECU104と、を備えている。上記バッテリパック101内には、バッテリとしての高圧バッテリ105が内蔵されていて、この高圧バッテリ105からの直流電流がインバータ102により交流電源に変換された後にモータ103に供給されている。
また、バッテリパック101内には、上記高圧バッテリ105とインバータ102との間に設けた3つのリレー106が内蔵されている。このリレー106に設けたリレーコイルCの両端がECU104に接続されている。ECU104は、リレーコイルCに流れる電流を制御することによりリレー106の接点Sのオンオフを制御する。
上記高圧バッテリ105は、複数の電池を直列に接続された組電池で、その電池と電池との間にサービスプラグ107が設けられている。サービスプラグ107は、高圧バッテリ105を構成する電池と電池との間に着脱自在に設けられ、外すと高圧バッテリ105からインバータ102及びモータ103に対する電源供給が遮断され、装着すると高圧バッテリ105からインバータ102及びモータ103に対する電源供給が可能となる。このサービスプラグ107には、サービスプラグ107の着脱を検出するインターロックスイッチ108が設けられている。
インターロックスイッチ108は、サービスプラグ107が外れたときにオフし、サービスプラグ107が装着されたときにオンする。ECU104は、インバータ102及びモータ103を介してインターロックスイッチ108に接続されていて、インターロックスイッチ108がオフされるとサービスプラグ107が外れたと判定して、リレーコイルCに流れる電流を遮断してリレー106をオフする。これにより、高圧バッテリ105からインバータ102及びモータ103に対する電源供給の遮断をより確実にしている。
しかしながら、上述した電源回路100によれば、車両前方に設けたECU104と車両後方に設けたリレー106のリレーコイルCとを接続する電線L1に加えて、車両前方に設けたECU104と車両後方に設けたインターロックスイッチ108とを接続する2本の電線L2が必要となり、車両全長に近い長い電線の数が多く、コスト的に問題があった。
そこで、本発明は、電線数を減らしてコストダウンを図った電源回路を提供することを課題とする。
上述した課題を解決するための本発明は、バッテリと、前記バッテリから電源供給される負荷と、前記バッテリ及び前記負荷の間に設けられたリレーと、前記リレーに設けたリレーコイルの両端が接続され、前記リレーコイルに流れる電流を制御することにより前記リレーのオンオフを制御するリレー制御手段と、前記バッテリから前記負荷への電源供給経路上に着脱自在に設けられ、外すと前記バッテリから前記負荷に対する電源供給が遮断され、装着すると前記バッテリから前記負荷に対する電源供給が可能となる遮断部材と、前記遮断部材が外れたときにオフし、前記遮断部材が装着されたときにオンするインターロックスイッチと、を備えた電源装置であって、前記インターロックスイッチが、前記リレー制御手段と前記リレーコイルとの間に接続された電源回路に存する。
また、本発明は、前記リレーが、複数設けられ、前記複数のリレーのリレーコイルの他端が、互いにまとめて接続された後に前記リレー制御手段に設けた1つのグランド端子に接続され、前記インターロックスイッチが、前記リレー制御手段のグランド端子と前記リレーコイルの他端がまとめて接続された接続点よりも下流側との間に接続されている電源回路に存する。
以上説明したように本発明によれば、インターロックスイッチが、リレー制御手段とリレーコイルとの間に接続されているので、インターロックスイッチがオフになるとリレーコイルへの通電が遮断されてリレーがオフする。これにより、インターロックスイッチがオフのときにリレーをオフできるようにしたままリレー制御手段とインターロックとを接続する電線を2本削減することができ、コストダウンを図ることができる。
また、本発明によれば、インターロックスイッチが、リレー制御手段のグランド端子とリレーコイルの他端がまとめて接続された接続点よりも下流側との間に接続されているので、一つのインターロックスイッチで複数のリレーをオフすることができ、リレー毎にインターロックスイッチを設ける必要がなくコストダウンを図ることができる。
以下、本発明の実施の形態を図1に基づいて説明する。同図に示すように、電源回路1は、車両後方に配置されたバッテリパック2と、車両前方に配置された負荷としてのインバータ3及びモータ4と、車両前方に配置されたリレー制御手段としてのECU5と、遮断部材としてのサービスプラグ6と、インターロックスイッチ7と、を備えている。上記バッテリパック2には、バッテリとしての高圧バッテリ21と、高圧バッテリ21の両端に設けた3つのリレー22a~22cと、が内蔵されている。
上記高圧バッテリ21は、例えば、6個の電池を直列に接続して高電圧を得ている。上記リレー22a、22bの接点Sは、上記高圧バッテリ21の両端とインバータ3との間にそれぞれ接続されている。リレー22cの接点Sは、高圧バッテリ21のマイナス側に接続されたリレー22bに突入電流を制限するための電流制限用抵抗Rと共に並列に接続されている。
上述したリレー22a~22cは、ECU5によってオンオフが制御される。このECU5は、例えばイグニッションスイッチのオンに応じてリレー22a~22cをオンして高圧バッテリ21からインバータ3及びモータ4に対する電源供給を開始する。このとき、ECU5は、まず最初にリレー22a及び22cをオンして電流制限用抵抗Rを介して電源供給を行ってからリレー22bをオンする。この電流制限用抵抗Rにより高圧バッテリ21からインバータ3に流れ込む突入電流が制限される。
上記インバータ3は、リレー22a~22cの下流側に設けられていて、高圧バッテリ21からの電源供給を受けて動作し、高圧バッテリ21からの直流電源を交流電源に変換する。上記モータ4は、インバータ3の下流側に設けられていて、インバータ3により交流に変換された高圧バッテリ21からの電源の供給を受けて動作する。
上記ECU5は、リレー22a~22cに設けたリレーコイルCの両端が接続され、リレーコイルCに流れる電流を制御することによりリレー22a~22cのオンオフを制御する。即ち、ECU5には、3つのリレーコイルCの一端がそれぞれ接続されるリレー22a~22cの数と同じ数設けられた信号端子T+と、リレーコイルCの他端がまとめて接続される1つのグランド端子T-と、が設けられている。上記グランド端子T-は接地される。ECU5は、各信号端子T+の出力を制御することにより、リレーコイルCに流れる電流を制御する。また、ECU5は、インバータ3やモータ4に内蔵された電源スイッチSWに接続されていて、これら電源スイッチSWのオンオフを制御する。
上記サービスプラグ6は、過電流が流れると溶断する可溶性の導電部材から構成されている。上記サービスプラグ6は、高圧バッテリ21を構成する電池と電池との間に設けた装着端子T1、T2に手動で着脱自在に設けられ、外すと高圧バッテリ21からインバータ3及びモータ4に対する電源供給が遮断され、装着すると高圧バッテリ21からインバータ3及びモータ4に対する電源供給が可能となる。このサービスプラグ6には、サービスプラグ6の着脱を検出するインターロックスイッチ7が設けられている。
上記インターロックスイッチ7は、サービスプラグ6が外れたときにオフし、サービスプラグ6が装着されたときにオンする。また、インターロックスイッチ7は、ECU5のグランド端子T-とリレーコイルCの他端をまとめた接続点よりも下流との間に接続されている。
上述した構成の電源回路1によれば、サービスプラグ6が装着されているときは、リレー22a~22cをオンすると、高圧バッテリ21からインバータ3及びモータ4への電源供給経路が閉じられて、リレー22a~22cのオンに応じて高圧バッテリ21からインバータ3及びモータ4への電源供給が可能となる。一方、メンテナンス時に作業者によってサービスプラグ6が高圧バッテリ21から外されると、高圧バッテリ21からインバータ3及びモータ4の電源供給経路が開放されて、高圧バッテリ21からインバータ3及びモータ4への電源供給が遮断される。
さらに、サービスプラグ6が高圧バッテリ21から外されて、インターロックスイッチ7がオフされると、ECU5からリレーコイルCに対する通電も遮断されるため、リレー22a~22cがオフする。これにより、インターロックスイッチ7がオフのときにリレー22a~22cをオフできるようにしたままECU5とインターロックスイッチ7とを接続する電線L2(図2)を2本削減することができ、コストダウンを図ることができる。
また、上述した電源回路1によれば、インターロックスイッチ7が、ECU5のグランド端子T-とリレーコイルCの他端がまとめて接続された接続点よりも下流側との間に接続されているので、一つのインターロックスイッチ7で複数のリレー22a~22cをオフすることができ、リレー22a~22c毎にインターロックスイッチ7を設ける必要がなくコストダウンを図ることができる。
なお、上述した実施形態によれば、サービスプラグ6は、高圧バッテリ21を構成する電池と電池との間に着脱自在に設けられていたが、本発明はこれに限ったものではない。サービスプラグ6として、高圧バッテリ21から負荷であるインバータ3への電源供給路上に着脱自在に設けていればよい。
また、上述した実施形態によれば、インターロックスイッチ7は、ECU5のグランド端子T-と複数のリレーコイルCの他端が互いにまとめて接続された接続点よりも下流側との間に接続されていたが、本発明はこれに限ったものではない。コスト的に問題なければインターロックスイッチ7をリレーコイルCの一端と信号端子T+との間に一つ一つ設けるようにしてもよい。
また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
本出願は、2009年10月26日出願の日本特許出願(特願2009-245353)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
3 インバータ(負荷)
4 モータ(負荷)
5 ECU(リレー制御手段)
6 サービスプラグ(遮断部材)
7 インターロックスイッチ
21 高圧バッテリ(バッテリ)
22a~22c リレー
C リレーコイル
4 モータ(負荷)
5 ECU(リレー制御手段)
6 サービスプラグ(遮断部材)
7 インターロックスイッチ
21 高圧バッテリ(バッテリ)
22a~22c リレー
C リレーコイル
Claims (2)
- バッテリと、前記バッテリから電源供給される負荷と、前記バッテリ及び前記負荷の間に設けられたリレーと、前記リレーに設けたリレーコイルの両端が接続され、前記リレーコイルに流れる電流を制御することにより前記リレーのオンオフを制御するリレー制御手段と、前記バッテリから前記負荷への電源供給経路上に着脱自在に設けられ、外すと前記バッテリから前記負荷に対する電源供給が遮断され、装着すると前記バッテリから前記負荷に対する電源供給が可能となる遮断部材と、前記遮断部材が外れたときにオフし、前記遮断部材が装着されたときにオンするインターロックスイッチと、を備えた電源装置であって、
前記インターロックスイッチが、前記リレー制御手段と前記リレーコイルとの間に接続された
ことを特徴とする電源回路。 - 前記リレーが、複数設けられ、
前記複数のリレーのリレーコイルの他端が、互いにまとめて接続された後に前記リレー制御手段に設けた1つのグランド端子に接続され、
前記インターロックスイッチが、前記リレー制御手段のグランド端子と前記リレーコイルの他端がまとめて接続された接続点よりも下流側との間に接続されている
ことを特徴とする請求項1に記載の電源回路。
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