JP2019054642A - 配電分岐ユニット及び車両 - Google Patents
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Abstract
Description
筐体と、
前記筐体を貫通すると共に、絶縁カバーなしに芯線が露出した露出部位を前記筐体内に有する少なくとも1本のメイン被覆ケーブルと、
前記筐体内に配置されて一端が前記メイン被覆ケーブルの前記露出部位に接続される分岐配線と、
前記分岐配線の他端に接続されると共に、前記筐体に固定されて外部に露出する分岐カプラと、
前記筐体に形成された孔部内に配置されて前記メイン被覆ケーブルを固定する少なくとも1つのリテーナと
を備えることを特徴とする。
前記配電分岐ユニットと、
エンジンと、
走行モータと、
蓄電装置と、
電力変換装置と、
電気補機と
を備えるものであって、
前記配電分岐ユニットの前記メイン被覆ケーブルは、前記蓄電装置と前記電力変換装置とを接続し、
前記分岐カプラと前記電気補機とが補機配線により接続され、
前記電力変換装置は、前記蓄電装置からの電力を変換して前記走行モータに供給する
ことを特徴とする。
<A−1.構成>
[A−1−1.全体構成]
図1は、本発明の第1実施形態に係る配電分岐ユニットとしてのフロントジャンクションボックス38を含む車両10の構成を簡略的に示す側面図である。図2は、第1実施形態に係る車両10の前側の構成を簡略的に示す平面図である。図3は、第1実施形態に係る車両10の電気的な接続関係を示す電気回路図である。
走行モータ22は、3相交流ブラシレス式であり、車両10の走行用の駆動源として動力Ftrcを生成して前輪40(駆動輪)側に供給する。すなわち、走行モータ22は、高電圧バッテリ26からの電力Pbat及びジェネレータ24からの電力Pgenの一方又は両方により駆動する。また、走行モータ22は、車両10の制動時に回生を行い、回生電力Pregをバッテリ26に供給する。回生電力Pregは、電気補機類30に供給されてもよい。
ジェネレータ24は、3相交流ブラシレス式であり、エンジン20からの動力Fengにより発電するジェネレータとして機能する。ジェネレータ24が発電した電力Pgenは、バッテリ26又は走行モータ22若しくは電気補機類30に供給される。
高電圧バッテリ26は、複数のバッテリセルを含み高電圧(数百ボルト)を出力可能な蓄電装置(エネルギストレージ)であり、例えば、リチウムイオン2次電池、ニッケル水素2次電池等を利用することができる。高電圧バッテリ26は、走行モータ22に電力を供給すると共に、ジェネレータ24の発電電力を充電する。バッテリ26の代わりに又はこれに加えて、キャパシタ等の蓄電装置を用いることも可能である。
(A−1−5−1.PCU28の概要)
図3に示すように、PCU28は、バッテリ26(又はバッテリジャンクションボックス36)と、走行モータ22及びジェネレータ24との間に配置される。PCU28は、バッテリ26及び/又はジェネレータ24からの電力を変換又は調整して、走行モータ22に供給する。また、PCU28は、ジェネレータ24の発電電力Pgen及び走行モータ22の回生電力Pregを変換又は調整してバッテリ26を充電させる。
第1DC/DCコンバータ50(以下「コンバータ50」ともいう。)は、昇降圧型のコンバータである。コンバータ50は、バッテリ26の出力電圧Vbat(以下「バッテリ電圧Vbat」ともいう。)を昇圧してTRCモータ22に出力する。また、コンバータ50は、ジェネレータ24の出力電圧Vgen(以下「GEN電圧Vgen」ともいう。)又は走行モータ22の出力電圧Vtrcを降圧してバッテリ26に供給する。
第1インバータ52は、バッテリ26からの直流電流を交流電流に変換して走行モータ22に供給する。また、第1インバータ52は、走行モータ22からの交流電流を直流電流に変換してバッテリ26側に供給する。
第2インバータ54は、ジェネレータ24からの交流電流を直流電流に変換してバッテリ26側及び/又は走行モータ22側に供給する。また、ジェネレータ24を走行駆動源として用いる場合、第2インバータ54は、バッテリ26からの直流電流を交流電流に変換してジェネレータ24に供給する。
第1コンデンサ56及び第2コンデンサ58は、平滑コンデンサとして機能する。
ECU60は、PCU28の各部を制御する制御回路(又は制御装置)であり、図示しない入出力部、演算部及び記憶部を有する。入出力部は、信号線70(通信線)を介して車両10の各部との信号の入出力を行う。なお、図1では、信号線70が簡略化されて示されていることに留意されたい。入出力部は、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する図示しないA/D変換回路を備える。
(A−1−6−1.電気補機類30の概要)
図3等に示すように、電気補機類30は、エアコンディショナ80と、第2DC/DCコンバータ82と、低電圧補機類84と、チャージャ86とを含む。電気補機類30にはその他の電気補機(例えば、外部給電装置)を含んでもよい。
エアコンディショナ80は、車室100(図1)内の温度等を調節するものであり、エアコンプレッサ110と、加熱ヒータ112(以下「ヒータ112」ともいう。)とを有する。エアコンプレッサ110は、エアコンディショナ80で加熱及び冷却に用いる図示しない流体(例えば水)を循環させる。ヒータ112は、前記流体を加熱する。
第2DC/DCコンバータ82は、バッテリ電圧Vbat等を降圧して低電圧補機類84に出力する。
低電圧補機類84は、低電圧(例えば12V)で動作する電力補機を含む。図3に示すように、低電圧補機類84は、低電圧バッテリ120と、低電圧補機122a、122b(以下「補機122a、122b」ともいうと共に、「補機122」と総称する。)とを有する。なお、図3では、2台の補機122(122a、122b)のみを示しているが、補機122の数は、1台又は3台以上であってもよい。
図3に示すように、メイン配線32は、フロントジャンクションボックス38の筐体160を貫通して高電圧バッテリ26のバッテリジャンクションボックス36とPCU28とを接続する電力線である。図1〜図3では、フロントジャンクションボックス38の両側に符号「32」を記載しているが、同一のメイン配線32を指していることに留意されたい。
補機配線34a〜34cは、フロントジャンクションボックス38の分岐カプラ164a〜164c(図4)と、電気補機(エアコンプレッサ110、ヒータ112等)とを接続する。なお、図2及び図4では、3本の補機配線34a〜34cを記載しているが、補機配線34dの記載は省略している。以下では、補機配線34a〜34dを補機配線34と総称し、分岐カプラ164a〜164cを分岐カプラ164と総称する。補機配線34及び分岐カプラ164の数は、1又は2以上とすることができる。
バッテリジャンクションボックス36(以下「BAT J/B36」ともいう。)は、高電圧バッテリ26からの電流を分岐させてフロントジャンクションボックス38、後席側の電力機器(図示せず)等に供給する。BAT J/B36は、高電圧バッテリ26に設けられる。図3において、バッテリジャンクションボックス36は、後席側配線42(図3)を介して後席側の電力機器に接続される。
(A−1−10−1.フロントジャンクションボックス38の概要)
フロントジャンクションボックス38(以下「フロントJ/B38」ともいう。)は、高電圧バッテリ26からの電流を分岐させてPCU28及び電気補機類30に供給する。
図4に示すように、筐体160は、メイン被覆ケーブル150p、150nの一部と、分岐配線162と、リテーナ166と、グロメット168とを収容する。筐体160には、リテーナ166を保持し易くするための筐体側テーパ面180(図4では図示せず)が形成されている。筐体側テーパ面180の詳細は図6及び図8を参照して後述する。
図5は、第1実施形態のメイン被覆ケーブル150pと分岐配線162の接続部分190を簡略的に示す図である。上記のように、メイン被覆ケーブル150p、150nは、筐体160を貫通している。
分岐配線162は、その一端がメイン被覆ケーブル150p、150nの露出部位204に直接接続され、途中で分岐して複数の他端が分岐カプラ164a〜164cに接続される(図4参照)。ここにいう「直接接続」は、メイン被覆ケーブル150p、150nの芯線200に対して分岐配線162が接触していることを意味する。図4及び図5に示すように、分岐配線162は、共通の固定部材210と、ブリッジ部材212とを有する。
分岐カプラ164a〜164cは、筐体160に固定されて外部に露出して、分岐配線162と補機配線34a〜34cとを接続する。上記の通り、分岐カプラ164の数は、補機配線34の数に応じて変化させることができる。
図6は、第1実施形態のリテーナ166及びその周辺を簡略的に示す斜視図である。図7は、第1実施形態のリテーナ166及びその周辺を簡略的に示す分解斜視図である。図8は、第1実施形態のリテーナ166及びその周辺を簡略的に示す部分断面図である。
グロメット168は、フロントジャンクションボックス38内への水の侵入を防ぐ部材であり、例えばゴム製である。
図4に示すように、外側加締めリング170は、筐体160の外において、筐体160、リテーナ166及びグロメット168をまとめて加締める(又は固定する)。
図1及び図2に示すように、エンジン20、モータ22、ジェネレータ24、PCU28は、前側ルーム300内に配置される。前側ルーム300は、エンジン20にとってのエンジンルームと、モータ22にとってのモータルームと、ジェネレータ24にとってのジェネレータルームとして機能する。
第1実施形態によれば、メイン被覆ケーブル150p、150nが筐体160を貫通する(図4)一方、メイン被覆ケーブル150p、150nの露出部位204に接続された分岐配線162を介して分岐カプラ164a〜164cが設けられる(図4)。従って、コネクタ(カプラ)なしに電力線を分岐することで、レイアウトの自由度を向上すると共に、フロントジャンクションボックス38(配電分岐ユニット)を小型化することが可能となる。
<B−1.構成>
図9は、第2実施形態のメイン配線32及びフロントジャンクションボックス38aの構成を簡略的に示す部分断面図である。第2実施形態の車両10Aの構成は、基本的に、第1実施形態の車両10の構成と同様である。以下では、第1実施形態及び第2実施形態で共通の構成要素には、同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。
以上のような第2実施形態によれば、第1実施形態の効果に加えて又はこれに代えて、以下の効果を奏することができる。
なお、本発明は、上記各実施形態に限らず、本明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下の構成を採用することができる。
第1実施形態の車両10は、エンジン20、走行モータ22及びジェネレータ24を有した(図1)。しかしながら、例えば、メイン配線32(メイン被覆ケーブル150p、150n)と分岐配線162の接続部分190を保護する観点からすれば、これに限らない。例えば、車両10は、エンジン20を有さない電動車両(例えば、電気自動車又は燃料電池車)とすることも可能である。或いは、車両10は、複数の走行モータ22とジェネレータ24を有する構成とすることも可能である。第2実施形態の車両10Aも同様である。
第1実施形態の走行モータ22及びジェネレータ24は、3相交流ブラシレス式とした(図3)。しかしながら、例えば、メイン配線32と分岐配線162の接続部分190を保護する観点からすれば、これに限らない。走行モータ22及びジェネレータ24は、直流式又はブラシ式としてもよい。第2実施形態も同様である。
第1実施形態では、車両10内に電力を供給する主電源として、高電圧バッテリ26を想定していた(図1〜図3)。しかしながら、例えば、メイン配線32と分岐配線162の接続部分190を保護する観点からすれば、これに限らない。例えば、ジェネレータ24を主たる電源と位置付けること(いわゆるレンジエクステンダとしての利用)も可能である。その場合、ジェネレータ24とPCU28との間にメイン被覆ケーブル150p、150nを配置し、フロントジャンクションボックス38と同様のジャンクションボックス内においてメイン被覆ケーブル150p、150nから分岐配線162を分岐させることも可能である。第2実施形態も同様である。
第1実施形態では、PCU28に、第1DC/DCコンバータ50、第1インバータ52、第2インバータ54、第1コンデンサ56、第2コンデンサ58及びECU60を含めた(図3参照)。しかしながら、例えば、高電圧バッテリ26からの電力を変換(又は調整)して走行モータ22に供給する観点からすれば、これに限らない。
[C−5−1.構成]
(C−5−1−1.メイン被覆ケーブル150p、150n)
第1実施形態では、フロントジャンクションボックス38で用いるメイン被覆ケーブル150を2本とした(図4等)。しかしながら、例えば、フロントジャンクションボックス38で電流を分岐させる観点からすれば、これに限らず、フロントジャンクションボックス38で用いるメイン被覆ケーブル150の数を1又は3以上としてもよい。第2実施形態も同様である。
第1実施形態の分岐配線162は、バスバーで構成した(図4等)。しかしながら、メイン被覆ケーブル150p、150nから分岐する配線としては、バスバー以外の部材(例えば、被覆ケーブル)で分岐配線162を構成してもよい。第2実施形態も同様である。
第1実施形態では、2つのリテーナ166を設けた(図4)。しかしながら、例えば、1本以上のメイン被覆ケーブル150を固定する観点からすれば、これに限らず、リテーナ166の数は1又は3以上であってもよい。第2実施形態も同様である。
第1実施形態では、フロントジャンクションボックス38をダッシュボード350に固定した(図1及び図2)。しかしながら、例えば、サブフレーム310及びメインフレーム312と異なる車体にフロントジャンクションボックス38を固定する観点からすれば、これに限らない。例えば、車両10のサイドフレーム又はダンパハウジングにフロントジャンクションボックス38を固定することも可能である。なお、サイドフレームは、メインフレーム312から車両10の前方に延在して前側ルーム300の側方に位置するフレームである。ダンパハウジングは、前輪40(図1及び図2)のダンパ用のハウジングである。
22…走行モータ
26…高電圧バッテリ(蓄電装置)
28…PCU(電力変換装置) 34a〜34d…補機配線
38、38a…フロントジャンクションボックス(配電分岐ユニット)
80…エアコンディショナ(電気補機)
82…第2DC/DCコンバータ(電気補機)
86…チャージャ(電気補機)
120…低電圧バッテリ(電気補機)
122a、122b…低電圧補機(電気補機)
150n、150p…メイン被覆ケーブル 160…筐体
162…分岐配線 164a〜164c…分岐カプラ
166…リテーナ 168…グロメット
180…筐体側テーパ面 200…芯線
202…絶縁カバー 204…露出部位
220…孔部 230a…第1半体
230b…第2半体 252…爪部
254…凹部 256…凸部
260…リテーナ側テーパ面 270…筐体接触部
272…グロメット接触部 350…ダッシュボード
360…内側固定部材
Claims (8)
- 筐体と、
前記筐体を貫通すると共に、絶縁カバーなしに芯線が露出した露出部位を前記筐体内に有する少なくとも1本のメイン被覆ケーブルと、
前記筐体内に配置されて一端が前記メイン被覆ケーブルの前記露出部位に接続される分岐配線と、
前記分岐配線の他端に接続されると共に、前記筐体に固定されて外部に露出する分岐カプラと、
前記筐体に形成された孔部内に配置されて前記メイン被覆ケーブルを固定する少なくとも1つのリテーナと
を備える
ことを特徴とする配電分岐ユニット。 - 請求項1に記載の配電分岐ユニットにおいて、
複数の前記メイン被覆ケーブルが設けられ、
前記露出部位の両側それぞれに1つの前記リテーナが配置され、
それぞれの前記リテーナは、複数の前記メイン被覆ケーブルを固定する
ことを特徴とする配電分岐ユニット。 - 請求項1又は2に記載の配電分岐ユニットにおいて、
前記リテーナの外周面には、前記配電分岐ユニットの外部に向かって前記メイン被覆ケーブルから離れるリテーナ側テーパ面が形成され、
前記筐体の内周面には、前記リテーナ側テーパ面に対して押圧状態で配置される筐体側テーパ面が形成される
ことを特徴とする配電分岐ユニット。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の配電分岐ユニットにおいて、
前記リテーナは、第1半体と第2半体を含み、
前記第1半体は、爪部を有し、
前記第2半体は、前記爪部の全体を収容する凹部と、凹部内に形成されて爪部と係合する凸部とを有する
ことを特徴とする配電分岐ユニット。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の配電分岐ユニットにおいて、
前記リテーナは、
前記筐体に直接支持される筐体接触部と、
グロメットを介して前記筐体に支持されるグロメット接触部と
を有する
ことを特徴とする配電分岐ユニット。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の配電分岐ユニットにおいて、
前記配電分岐ユニットは、前記筐体の内部において前記芯線に接触することなしに前記メイン被覆ケーブルを前記筐体に固定させる内側固定部材を有する
ことを特徴とする配電分岐ユニット。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の配電分岐ユニットと、
エンジンと、
走行モータと、
蓄電装置と、
電力変換装置と、
電気補機と
を備える車両であって、
前記配電分岐ユニットの前記メイン被覆ケーブルは、前記蓄電装置と前記電力変換装置とを接続し、
前記分岐カプラと前記電気補機とが補機配線により接続され、
前記電力変換装置は、前記蓄電装置からの電力を変換して前記走行モータに供給する
ことを特徴とする車両。 - 請求項7に記載の車両において、
前記配電分岐ユニットは、前記車両のダッシュボードに配置される
ことを特徴とする車両。
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