WO2024116771A1 - 電源装置 - Google Patents

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WO2024116771A1
WO2024116771A1 PCT/JP2023/040376 JP2023040376W WO2024116771A1 WO 2024116771 A1 WO2024116771 A1 WO 2024116771A1 JP 2023040376 W JP2023040376 W JP 2023040376W WO 2024116771 A1 WO2024116771 A1 WO 2024116771A1
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WO
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power supply
vehicle
voltage
power
inverter
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PCT/JP2023/040376
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English (en)
French (fr)
Inventor
六浦圭太
鎌田隆秀
Original Assignee
株式会社アイシン
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/20—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules having different nominal voltages
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries

Definitions

  • the present invention relates to a power supply device mounted on a vehicle.
  • Patent Document 1 describes a power supply device configured to charge a battery with power supplied from an external power source and supply the power from the battery to a load and a motor.
  • This power supply device is configured such that the space inside the housing is divided by a partition member into an upper first space and a lower second space.
  • a functional section of the power supply device to which a predetermined first voltage is applied is provided in the first space, and a functional section of the power supply device to which a second voltage lower than the first voltage is applied is provided in the second space.
  • the characteristic configuration of the power supply device is that the power supply device is mounted on a vehicle and is provided with a power supply module having an inverter that converts AC power to DC power and outputs the DC power, a converter having a first conversion unit that converts the DC power from the inverter into DC power composed of a DC voltage of a first voltage value capable of charging a first battery, and a second conversion unit that converts the DC power into DC power composed of a DC voltage of a second voltage value lower than the first voltage value capable of charging a second battery different from the first battery, and a control unit that drives the inverter and also drives the converter, and the power supply module includes a high-voltage system component composed of the inverter and the first conversion unit and a low-voltage system component composed of the second conversion unit according to the voltage value of the applied voltage, and the low-voltage system component is provided closer to the outer edge of the vehicle in a plan view than the high-voltage system component.
  • the low-voltage system components can be arranged on the outer edge of the vehicle and the high-voltage system components can be arranged on the center of the vehicle, so that even if the vehicle collides, the high-voltage system components, which have a higher applied voltage, are not exposed to the outside of the vehicle. Also, because the low-voltage system components and the high-voltage system components are arranged separately from each other, the effect of noise from one of the high-voltage system components and the low-voltage system components to the other can be reduced.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a power supply device.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a collision detection unit.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing the configuration of the power supply device.
  • FIG. 2 is a diagram showing a mounting form of a power supply module in a vehicle.
  • FIG. 2 is a diagram showing a mounting form of a power supply module in a vehicle.
  • FIG. 2 is a diagram showing a mounting form of a power supply module in a vehicle.
  • FIG. 2 is a diagram showing a mounting form of a power supply module in a vehicle.
  • FIG. 2 is a diagram showing a mounting form of a power supply module in a vehicle.
  • FIG. 2 is a diagram showing a mounting form of a power supply module in a vehicle.
  • FIG. 2 is a diagram showing a mounting form of a power supply module in a vehicle.
  • FIG. 2 is a diagram showing a mounting form of a power supply module in a vehicle.
  • FIG. 2 is a diagram showing a mounting form of a power supply module in a vehicle.
  • the power supply device according to the present invention is mounted on a vehicle.
  • the power supply device 1 of this embodiment will be described below.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of the power supply device 1.
  • the power supply device 1 is configured with a power supply module 100 having an inverter 10, a discharge unit 14, a first capacitor 15, a converter 20, a second capacitor 25, a reactor coil 30, a control unit 50, and a collision detection unit 70.
  • Each functional unit is constructed with hardware or software, or both, with a CPU as the core component, in order to perform the processes related to the output of the DC power described above.
  • the inverter 10 converts AC power into DC power and outputs it.
  • AC power refers to power composed of an AC voltage whose voltage value oscillates at a predetermined cycle. Specifically, the AC voltage oscillates at a commercial frequency (e.g., 50 Hz or 60 Hz) and corresponds to an AC voltage of, for example, 200 V (effective value) taken from a commercial power source supplied in a single-phase three-wire system.
  • DC power refers to power composed of a DC voltage that has a constant voltage value (excluding ripple voltage) relative to a reference voltage.
  • the inverter 10 is supplied with AC power from a commercial power source.
  • the inverter 10 converts the AC power composed of such AC voltage into DC power containing a DC voltage.
  • the inverter 10 outputs the DC power generated by conversion from the AC power to the converter 20 described later.
  • the first capacitor 15 is provided between the output terminals of the inverter 10. Between the output terminals of the inverter 10 is between the positive and negative terminals from which the DC power generated by the inverter 10 is output. Therefore, as shown in FIG. 1, the first capacitor 15 is provided between the positive and negative terminals of the inverter 10. The first capacitor 15 smoothes the DC voltage converted by the inverter 10.
  • the reactor coil 30 is provided between the inverter 10 and the supply unit 2 that supplies AC power to the inverter 10.
  • the converter 20 has an input section 21, a first conversion section 22, a second conversion section 23, and a transformer 24.
  • the transformer 24 is configured as an insulated multi-port transformer having a primary winding 24A, a secondary winding 24B, and a tertiary winding 24C.
  • the input unit 21 oscillates the DC power from the inverter 10 at a predetermined period and inputs it to the primary winding 24A.
  • the DC power from the inverter 10 is the DC power output from the inverter 10.
  • AC power oscillating at a predetermined period is input to the primary winding 24A.
  • the first conversion unit 22 converts the AC power generated in the secondary winding 24B into DC power composed of a DC voltage of a first voltage value capable of charging the first battery 3.
  • the first battery 3 is a battery mounted on the vehicle 200 (see Figure 4) that is charged by the power supply device 1, and is charged based on the DC power output from the first conversion unit 22.
  • the first battery 3 is charged with a DC voltage of a predetermined voltage value, but the voltage value of the DC voltage that constitutes the DC power output from the inverter 10 is approximately the voltage value (200V) of the AC voltage input to the inverter 10.
  • the first conversion unit 22 boosts the voltage value of the DC voltage output from the inverter 10 to a DC voltage value (corresponding to the "first voltage value", e.g. several hundred volts) required to charge the first battery 3.
  • the second capacitor 25 is provided between the output terminals of the first conversion unit 22. Between the output terminals of the first conversion unit 22 is between the positive and negative terminals to which the DC power generated by the first conversion unit 22 is output. Therefore, as shown in FIG. 1, the second capacitor 25 is provided between the positive and negative terminals of the first conversion unit 22. The second capacitor 25 smoothes the DC voltage that constitutes the AC power converted by the first conversion unit 22.
  • the second conversion unit 23 converts the AC power generated in the tertiary winding 24C into DC power composed of a DC voltage of a second voltage value (e.g., 12 V) lower than a first voltage value capable of charging a second battery 4 different from the first battery 3.
  • the second battery 4 is a battery mounted on the vehicle 200 that is charged by the power supply device 1, and is charged based on the DC power output from the second conversion unit 23.
  • the second battery 4 is charged with a DC voltage of a predetermined voltage value, but the voltage value of the DC voltage that constitutes the DC power output from the inverter 10 is about the voltage value of the AC voltage input to the inverter 10 (e.g., 200 V).
  • the first conversion unit 22 steps down the voltage value of the DC voltage output from the inverter 10 to a DC voltage value (corresponding to the "second voltage value", e.g., 12 V) required to charge the second battery 4.
  • a third capacitor 27 is provided between the output terminals of the second conversion unit 23.
  • the second conversion unit 23 can be configured to convert the AC power generated in the tertiary winding 24C into DC power composed of a DC voltage of a second voltage value by synchronous rectification.
  • the control unit 50 drives each of the multiple switching elements (not shown) provided in the inverter 10. This enables the inverter 10 to convert the AC power supplied from the supply unit 2 into DC power based on the driving of the switching elements, as described above.
  • the control unit 50 also drives each of the multiple switching elements (not shown) provided in the converter 20. This allows the DC power from the inverter 10 to be amplified and input to the primary winding 24A, and makes it possible to generate AC power in the secondary winding 24B according to the turns ratio between the primary winding 24A and the secondary winding 24B.
  • control unit 50 drives each of the multiple switching elements (not shown) provided in the first conversion unit 22. This converts the AC voltage generated in the secondary winding 24B into a DC voltage. The first battery 3 is charged by this DC voltage.
  • the control unit 50 also drives each of the multiple switching elements (not shown) provided in the second conversion unit 23. This converts the AC voltage generated in the tertiary winding 24C into a DC voltage. The second battery 4 is charged by this DC voltage.
  • the power supply module 100 is provided with a discharge unit 14 that discharges the first capacitor 15 and the second capacitor 25.
  • the discharge unit 14 is configured with a resistor (so-called "discharge resistor").
  • a resistor 16 is provided in parallel with the first capacitor 15 as a discharge resistor that discharges the first capacitor 15, and a resistor 26 is provided in parallel with the second capacitor 25 as a discharge resistor that discharges the second capacitor 25.
  • the resistor 16 and the first capacitor 15 are provided in parallel with each other, and the resistor 26 and the second capacitor 25 are provided in parallel with each other.
  • the first capacitor 15 (the charge of the first capacitor 15) is automatically discharged by the resistor 16
  • the second capacitor 25 (the charge of the second capacitor 25) is automatically discharged by the resistor 26.
  • the collision detection unit 70 detects a collision of the vehicle 200.
  • FIG. 2 shows a detection circuit constituting the collision detection unit 70 of this embodiment.
  • the collision detection unit 70 has a plurality of resistors R1 and R2 connected in series between a first potential to which the output voltage of the second battery 4 is applied and a second potential lower than the first potential, and detects a collision based on a voltage value divided by the plurality of resistors R1 and R2.
  • the first potential to which the output voltage of the second battery 4 is applied means a potential that is the same as the output voltage of the second battery 4. In this embodiment, the output terminal of the second battery 4 corresponds to such a portion of the first potential.
  • the second potential lower than the first potential refers to a voltage value lower than the voltage value of the output voltage of the second battery 4, and corresponds to, for example, the ground potential. Therefore, in this embodiment, resistors R1 and R2 connected in series are provided between the output terminal of the second battery 4 and the ground potential.
  • the collision detection unit 70 is configured to include resistors R1, R2, and a capacitor C1.
  • One terminal of resistor R1 is connected to the output terminal of the second battery 4, and the other terminal is connected to the control unit 50.
  • One terminal of resistor R2 is connected to the other terminal of resistor R1, and the other terminal is grounded.
  • the output voltage of the second battery 4 is divided between the ground potential and resistors R1 and R2.
  • resistors R1 and R2 are connected to each other. Therefore, the voltage value divided by resistors R1 and R2 is input to the control unit 50.
  • a capacitor C1 is also provided in parallel with resistor R2 as a filter to smooth the divided voltage.
  • the voltage value input to the control unit 50 will differ from the expected value (the potential difference between the output voltage of the second battery 4 and the ground potential divided by resistors R1 and R2), and the control unit 50 will be able to detect the collision of the vehicle 200.
  • FIG 3 shows an exploded oblique view of the power supply module 100.
  • the power supply module 100 is configured by housing an OBC (On Board Charger) board 120, a motor drive board 130, and a control board 140 that controls the OBC board 120 and the motor drive board 130 in a housing 110, as shown in Figure 3.
  • the power supply module 100 has a first space 111.
  • the OBC board 120, the motor drive board 130, and the control board 140 are each separate and distinct boards, and are housed in the first space 111 in a parallel orientation.
  • the direction perpendicular to the plate surface of the OBC substrate 120 is referred to as the "vertical direction”
  • the direction in which the control substrate 140 is viewed from the OBC substrate 120 and motor drive substrate 130 along the vertical direction is referred to as the "upper direction", “upper side”, etc.
  • the direction in which the OBC substrate 120 and motor drive substrate 130 are viewed from the control substrate 140 is referred to as the "lower direction", “lower side”, etc.
  • the housing 110 has a second space 112 and a third space 113 separated from the first space 111.
  • the second space 112 and the third space 113 are located below the first space 111.
  • the second space 112 houses the motor 106 driven by the motor drive board 130
  • the third space 113 houses a gear mechanism 107 that reduces the rotation of the motor 106 and outputs it.
  • the housing 110 has an opening 110a above the first space 111, and the OBC board 120, the motor drive board 130, and the control board 140 are housed in the first space 111 from the opening 110a.
  • the opening 110a is closed by a lid 114, and the first space 111 is a closed space.
  • the second space 112 houses the motor 106 from the side, and is closed by a motor cover 115 fastened with a bolt (not shown) to form a closed space.
  • Motor shafts 106a extend from the motor 106 on both sides along the rotation axis, and one of the motor shafts 106a penetrates the motor cover 115 and is exposed to the outside of the housing 110.
  • the other motor shaft 106a penetrates to the third space 113.
  • the third space 113 houses the gear mechanism 107 from the side and is closed by a gear cover 116 fastened with a bolt (not shown) to form a closed space.
  • the other motor shaft 106a extending from the second space 112 is connected to the gear mechanism 107, and the rotation of the motor 106 is input via the motor shaft 106a.
  • the gear mechanism 107 decelerates the rotation of the motor 106 and outputs it from the gear shaft 107a.
  • the gear shaft 107a penetrates the gear cover 116 and is exposed to the outside of the housing 110.
  • At least the inverter 10 and converter 20 described above are mounted on the OBC board 120.
  • At least the drive inverter MI (see FIG. 4) that controls the drive current that drives the motor 106 is mounted on the motor drive board 130.
  • at least the control unit 50 is mounted on the control board 140.
  • the OBC board 120 and the motor drive board 130 are arranged side by side in the horizontal direction.
  • the control board 140 is arranged so as to overlap the OBC board 120 and the motor drive board 130 when viewed vertically (vertical view).
  • the connection between the OBC board 120 and the control board 140, and the connection between the motor drive board 130 and the control board 140 are made via board-to-board connectors (not shown).
  • FIG. 4 shows the mounting position of the power supply module 100 in the vehicle 200.
  • the power supply module 100 is provided in front of the center of the vehicle 200 in the longitudinal direction and in the center of the vehicle 200 in the width direction.
  • the power supply module 100 has high-voltage system components HP and low-voltage system components LP classified according to the voltage value of the voltage applied. For example, functional parts with an applied voltage of 100 volts or more are classified as high-voltage system components HP, and functional parts with an applied voltage of less than 100 volts are classified as low-voltage system components LP.
  • At least the inverter 10, the first capacitor 15, the input unit 21, the first conversion unit 22, the second capacitor 25, and the drive inverter MI are included in the high-voltage system components HP, and at least the second conversion unit 23 and the control unit 50 are included in the low-voltage system components LP.
  • the low-voltage system components LP are provided closer to the outer edge of the vehicle 200 in a plan view than the high-voltage system components HP.
  • the outer edge of the vehicle 200 in a plan view of the vehicle 200 means, in the fore-and-aft direction of the vehicle 200, the sides spaced forward and backward from the center in the fore-and-aft direction. Also, in the width direction of the vehicle 200, the sides spaced left and right from the center in the width direction. In this embodiment, for ease of understanding, the center side and the outer edge side are defined only in the fore-and-aft direction of the vehicle 200.
  • the second conversion unit 23 included in the low-voltage system component LP is provided on the outer edge side in the fore-and-aft direction of the vehicle 200 relative to the inverter 10, input unit 21, and first conversion unit 22 included in the high-voltage system component HP.
  • the power supply module 100 is provided forward of the center in the fore-and-aft direction of the vehicle 200 in a plan view.
  • the outer edge of the vehicle 200 corresponds to the front side in the traveling direction, which is one of the front side and rear side in the traveling direction of the vehicle 200.
  • the second conversion unit 23 included in the low-voltage system component LP is provided forward of the inverter 10, input unit 21, and first conversion unit 22 included in the high-voltage system component HP.
  • the high-voltage system components HP e.g., the inverter 10, the input section 21, and the first conversion section 22
  • the high-voltage system components HP are not exposed to the outside of the vehicle and are less likely to be damaged.
  • the first capacitor 15 and the second capacitor 25 are included in the high-voltage system component HP. This makes it difficult for the high-voltage system component HP to be damaged even if the vehicle 200 collides.
  • the discharge unit 14 resistor 16 and resistor 26
  • the resistor 16 and resistor 26 are provided on the center side in the front-rear direction of the vehicle 200 so that the charge stored in the first capacitor 15 and the second capacitor 25 can be reliably discharged without being damaged even if the vehicle 200 collides.
  • the first capacitor 15 and the second capacitor 25 are provided on the center side in the traveling direction of the vehicle 200, but it is preferable to provide the resistor 16 and resistor 26 near the first capacitor 15 and the second capacitor 25. More preferably, resistor 16 and resistor 26 are provided further rearward (toward the center of the vehicle 200 in the traveling direction) than the first capacitor 15 and the second capacitor 25. Note that the positions of resistor 16 and resistor 26 along the vehicle width direction of the vehicle 200 are not particularly limited in this embodiment.
  • the collision detection unit 70 is provided on the outer edge side of the vehicle 200 in the power supply module 100. As described above, the collision detection unit 70 detects whether the vehicle 200 has collided or not depending on the voltage value of the voltage input to the control unit 50. In order to detect whether the vehicle 200 has collided or not, the collision detection unit 70 is preferably provided in a part of the vehicle 200 that is most affected by the collision (a part that is more likely to be damaged). Therefore, the resistors R1 and R2 constituting the collision detection unit 70 are provided on the outer edge side of the vehicle 200 in the power supply module 100 (in this embodiment, the front side along the traveling direction of the vehicle 200).
  • the collision detection unit 70 may be provided on the outer edge of the vehicle 200 (for example, the front end of the vehicle 200) further than the power supply module 100. The closer to the outer edge of the vehicle 200, the greater the impact of the collision, so that the collision of the vehicle 200 can be detected more reliably.
  • the high-voltage system components HP are less likely to break even in the event of a collision of the vehicle 200, and even if the power supply module 100 is damaged, the large-capacity first capacitor 15 and second capacitor 25 can be discharged. Therefore, it is possible to rescue people after discharging the first capacitor 15 and second capacitor 25.
  • the collision detection unit 70 of this embodiment can be configured with a simple circuit. Therefore, it is possible to detect the collision of the vehicle 200 at a lower cost than when a separate sensor is provided.
  • the power supply module 100 has been described as having the discharge unit 14. However, the power supply module 100 does not necessarily have to have the discharge unit 14.
  • the discharge unit 14 is described as being composed of resistors 16 and 26, but this configuration is only one example, and the discharge unit 14 can also be configured using, for example, switching elements instead of resistors 16 and 26.
  • the discharge unit 14 is described as being provided on the center side of the power supply module 100, opposite the outer edge side of the vehicle 200. However, the discharge unit 14 may also be provided on the outer edge side of the vehicle 200.
  • the power supply module 100 has been described as having a collision detection unit 70. However, the power supply module 100 does not have to have a collision detection unit 70.
  • the collision detection unit 70 is described as being provided on the outer edge side of the power supply module 100 in the vehicle 200. However, the collision detection unit 70 may be provided on the center side of the power supply module 100 in the vehicle 200.
  • the collision detection unit 70 has a plurality of resistors R1, R2 connected in series between a first potential to which the output voltage of the second battery 4 is applied and a second potential lower than the first potential, and is described as detecting a collision based on a voltage value divided by the plurality of resistors R1, R2.
  • the collision detection unit 70 may have a plurality of resistors R1, R2 connected in series between the potential to which the output voltage of the first battery 3 is applied and a second potential lower than the first potential, or may have a plurality of resistors R1, R2 connected in series between the potential to which the output voltage of the first battery 3 is applied and the first potential to which the output voltage of the second battery 4 is applied. Even in this case, it is possible to detect a collision of the vehicle 200.
  • the outer edge portion is described as being on the front side in the traveling direction of the vehicle 200.
  • the power supply module 100 may be provided rearward of the center in the fore-and-aft direction of the vehicle 200.
  • the outer edge portion is on the rear side in the traveling direction of the vehicle 200. Therefore, it is preferable to provide the low-voltage system component LP rearward of the high-voltage system component HP on the vehicle 200.
  • the outer edge can be on either the left or right side in the width direction of the vehicle 200.
  • the low voltage system component LP should be provided on the left side of the vehicle 200 relative to the high voltage system component HP.
  • the low voltage system component LP should be provided on the right side of the vehicle 200 relative to the high voltage system component HP.
  • the outer edge of the vehicle 200 based on both the front-rear direction and the width direction of the vehicle 200. For example, as shown in FIG. 8, if the power supply module 100 is provided on the left front of the vehicle 200, the low-voltage system component LP should be provided on the front and left side along the outer edge of the vehicle 200, and the high-voltage system component HP should be provided closer to the center (center) of the vehicle 200 than the low-voltage system component LP. Also, as shown in FIG.
  • the low-voltage system component LP should be provided on the front and right side along the outer edge of the vehicle 200, and the high-voltage system component HP should be provided closer to the center (center) of the vehicle 200 than the low-voltage system component LP.
  • the low voltage system component LP should be provided at the rear and left side along the outer edge of the vehicle 200, and the high voltage system component HP should be provided closer to the center (inner part) of the vehicle 200 than the low voltage system component LP.
  • the power supply module 100 is provided at the right rear of the vehicle 200, the low voltage system component LP should be provided at the rear and right side along the outer edge of the vehicle 200, and the high voltage system component HP should be provided closer to the center (inner part) of the vehicle 200 than the low voltage system component LP.
  • the characteristic configuration of the power supply device 1 is that the power supply device 1 is mounted on a vehicle 200, and includes a power supply module 100 having an inverter 10 that converts AC power to DC power and outputs the DC power, a converter 20 having a first conversion unit 22 that converts the DC power from the inverter 10 into DC power composed of a DC voltage of a first voltage value that can charge a first battery 3, and a second conversion unit 23 that converts the DC power into DC power composed of a DC voltage of a second voltage value lower than the first voltage value that can charge a second battery 4 different from the first battery 3, and a control unit 50 that drives the inverter 10 and also drives the converter 20, and the power supply module 100 includes a high-voltage system component HP composed of the inverter 10 and the first conversion unit 22 and a low-voltage system component LP composed of the second conversion unit 23 according to the voltage value of the applied voltage, and the low-voltage system component LP is provided closer to the outer edge of the vehicle 200 in a plan view
  • the low-voltage system components LP can be arranged on the outer edge of the vehicle 200 and the high-voltage system components HP can be arranged on the center of the vehicle 200, so that even if the vehicle 200 collides, the high-voltage system components HP, which have a higher voltage value applied to them, can be prevented from being exposed to the outside of the vehicle. Also, since the low-voltage system components LP and the high-voltage system components HP are arranged separately from each other, the effect of noise from one of the high-voltage system components HP and the low-voltage system components LP to the other can be reduced.
  • the power supply module 100 further includes a first capacitor 15 provided between the output terminals of the inverter 10, a second capacitor 25 provided between the output terminals of the first conversion unit 22, and a discharge unit 14 that discharges the first capacitor 15 and the second capacitor 25, and it is preferable that the discharge unit 14 is provided in the center of the power supply module 100, opposite the outer edge side of the vehicle 200.
  • the discharge unit 14 can be placed in a location that is unlikely to be damaged when the vehicle 200 collides, so the first capacitor 15 and the second capacitor 25 can be discharged even if the vehicle 200 collides. Therefore, it is possible to rescue people and recover cars with the first capacitor 15 and the second capacitor 25 discharged.
  • the power supply module 100 further includes a collision detection unit 70 that detects a collision of the vehicle 200, and it is preferable that the collision detection unit 70 is provided on the outer edge side of the power supply module 100 on the vehicle 200.
  • the collision detection unit 70 can be placed in a location that is likely to be damaged when the vehicle 200 collides. Therefore, the collision of the vehicle 200 can be detected in response to damage to the collision detection unit 70.
  • the collision detection unit 70 preferably has a plurality of resistors R1, R2 connected in series between a first potential to which the output voltage of the second battery 4 is applied and a second potential lower than the first potential, and detects a collision based on a voltage value divided by the plurality of resistors R1, R2.
  • the divided voltage value can be made different from the voltage value before the collision. Therefore, it is possible to easily detect a collision of the vehicle 200.
  • the outer edge is located on one of the front side and the rear side in the traveling direction of the vehicle 200.
  • This configuration makes it easy to set the placement of the high-voltage system components HP and the low-voltage system components LP depending on the placement location of the power supply module 100 in the vehicle 200.
  • the present invention can be used in power supply devices installed in vehicles.

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Abstract

車両に搭載される電源装置は、交流電力を直流電力に変換して出力するインバータと、インバータからの直流電力を、第１バッテリを充電可能な直流電力に変換する第１変換部、及び、直流電力を、第２バッテリを充電可能な直流電力に変換する第２変換部を有するコンバータと、インバータ及びコンバータを駆動する制御部と、を有する電源モジュールが設けられる。電源モジュールは、印加される電圧の電圧値に応じて、インバータ及び第１変換部を含んで構成される高圧系コンポーネントと、第２変換部を含んで構成される低圧系コンポーネントとを備え、低圧系コンポーネントが高圧系コンポーネントよりも車両の平面視における外縁部側に設けられている。

Description

電源装置
　本発明は、車両に搭載される電源装置に関する。
　従来、電気エネルギーによって走行する車両（例えば、ハイブリッド車両や電動車両）が利用されている。このような車両には、インバータやコンバータを有する電源モジュールを備えた電源装置が設けられている。このような電源装置に関する技術として、例えば下記に出典を示す特許文献１に記載のものがある。
　特許文献１には、外部電源から供給される電力によりバッテリを充電し、このバッテリからの電力を負荷及びモータに供給するように構成された電源装置について記載されている。この電源装置は、筐体内の空間が、仕切り部材により上側の第１空間と、下側の第２空間とに仕切って構成されている。第１空間内に、電源装置のうち、所定の第１電圧が印加される機能部を設け、第２空間内に、電源装置のうち、第１電圧よりも低い第２電圧が印加される機能部を設けている。
特開２０２０－６１８９２号公報
　上記のように、特許文献１に記載の電源装置では、筐体内の上側に印加電圧が高いコンポーネント（以下「高圧系コンポーネント」）を設け、筐体内の下側に印加電圧が低いコンポーネント（以下「低圧系コンポーネント」）を設けている。このため、この電源装置を搭載した車両が衝突した場合には、高圧系コンポーネントが車外に露出する恐れがある。
　そこで、仮に車両が衝突した場合であっても、高圧系コンポーネントが車外に露出しない電源装置が求められる。
　本発明に係る電源装置の特徴構成は、車両に搭載される電源装置であって、交流電力を直流電力に変換して出力するインバータと、前記インバータからの前記直流電力を、第１バッテリを充電可能な第１電圧値の直流電圧で構成される直流電力に変換する第１変換部、及び、前記直流電力を、前記第１バッテリとは異なる第２バッテリを充電可能な前記第１電圧値よりも低い第２電圧値の直流電圧で構成される直流電力に変換する第２変換部を有するコンバータと、前記インバータを駆動すると共に前記コンバータを駆動する制御部と、を有する電源モジュールが設けられ、前記電源モジュールは、印加される電圧の電圧値に応じて、前記インバータ及び前記第１変換部を含んで構成される高圧系コンポーネントと、前記第２変換部を含んで構成される低圧系コンポーネントとを備え、前記低圧系コンポーネントが前記高圧系コンポーネントよりも前記車両の平面視における外縁部側に設けられている点にある。
　例えば車両が衝突した場合には、車両における中央部側よりも外縁部側の方が、損傷が大きいことが多い。また、電源モジュールの機能部を、高圧系コンポーネントと低圧系コンポーネントとに分類すると、低圧系コンポーネントよりも高圧系コンポーネントの方が印加電圧の電圧値が高い。そこで、上記特徴構成とすれば、低圧系コンポーネントを車両の外縁部側に配置し、高圧系コンポーネントを車両の中央部側へ配置することができるため、仮に車両が衝突した場合であっても、印加電圧の電圧値が高い高圧系コンポーネントを車外に露出しないようにできる。また、低圧系コンポーネントと高圧系コンポーネントとが互いに分離して配置されているため、高圧系コンポーネント及び低圧系コンポーネントのうちの一方から他方へのノイズの影響を低減することができる。
は、電源装置の構成を示すブロック図である。 は、衝突検出部の構成を示す図である。 は、電源装置の構成を示す分解斜視図である。 は、車両への電源モジュールの搭載形態を示す図である。 は、車両への電源モジュールの搭載形態を示す図である。 は、車両への電源モジュールの搭載形態を示す図である。 は、車両への電源モジュールの搭載形態を示す図である。 は、車両への電源モジュールの搭載形態を示す図である。 は、車両への電源モジュールの搭載形態を示す図である。 は、車両への電源モジュールの搭載形態を示す図である。 は、車両への電源モジュールの搭載形態を示す図である。
　本発明に係る電源装置は、車両に搭載されている。以下、本実施形態の電源装置１について説明する。
　図１は、電源装置１の構成を模式的に示すブロック図である。図１に示されるように、電源装置１は、インバータ１０、放電部１４、第１コンデンサ１５、コンバータ２０、第２コンデンサ２５、リアクトルコイル３０、制御部５０、及び衝突検出部７０を有する電源モジュール１００を備えて構成される。各機能部は、上述した直流電力の出力に係る処理を行うために、ＣＰＵを中核部材としてハードウェア又はソフトウェア或いはその両方で構築されている。
　インバータ１０は、交流電力を直流電力に変換して出力する。交流電力とは、電圧値が所定の周期で振幅する交流電圧から構成される電力をいう。具体的には、交流電圧は、商用周波数（例えば５０Ｈｚや６０Ｈｚ）で振幅し、単相三線式で供給される商用電源から取り出した例えば２００Ｖ（実効値）の交流電圧が相当する。直流電力とは、基準電圧に対して一定の電圧値（リップル電圧は除く）となる直流電圧から構成される電力をいう。本実施形態では、インバータ１０には商用電源による交流電力が供給される。インバータ１０は、このような交流電圧で構成される交流電力を、直流電圧を含む直流電力に変換する。インバータ１０は、交流電力から変換して生成した直流電力を後述するコンバータ２０に出力する。
　第１コンデンサ１５は、インバータ１０の出力端子間に設けられる。インバータ１０の出力端子間とは、インバータ１０が生成した直流電力が出力される正極端子と負極端子との間である。したがって、図１に示されるように、第１コンデンサ１５は、インバータ１０の正極端子と負極端子との間に設けられる。第１コンデンサ１５は、インバータ１０により変換された直流電圧を平滑する。
　リアクトルコイル３０は、インバータ１０と、当該インバータ１０に交流電力を供給する供給部２との間に設けられる。
　コンバータ２０は、入力部２１、第１変換部２２、第２変換部２３、及びトランス２４を有する。本実施形態では、トランス２４は一次巻線２４Ａと二次巻線２４Ｂと三次巻線２４Ｃとを有する、絶縁型のマルチポートトランスで構成される。
　入力部２１は、インバータ１０からの直流電力を、所定の周期で振幅させて一次巻線２４Ａに入力する。インバータ１０からの直流電力とは、インバータ１０から出力される直流電力である。入力部２１がインバータ１０からの直流電力を、所定の周期で振幅させることにより、一次巻線２４Ａには所定の周期で振幅する交流電力が入力される。
　二次巻線２４Ｂには、一次巻線２４Ａと二次巻線２４Ｂとの巻数比に応じた電流（交番電流）が流れ、また、一次巻線２４Ａと二次巻線２４Ｂとの巻数比に応じた電圧（交番電圧）が生じる。第１変換部２２は、二次巻線２４Ｂに生じる交流電力を、第１バッテリ３を充電可能な第１電圧値の直流電圧で構成される直流電力に変換する。第１バッテリ３とは、電源装置１が充電する車両２００（図４参照）に搭載されるバッテリであって、第１変換部２２から出力される直流電力に基づいて充電される。第１バッテリ３の充電は、所定の電圧値の直流電圧で行われるが、インバータ１０から出力される直流電力を構成する直流電圧の電圧値は、インバータ１０に入力される交流電圧の電圧値（２００Ｖ）程度である。第１変換部２２は、インバータ１０から出力される直流電圧の電圧値を、第１バッテリ３の充電に必要な電圧値（「第１電圧値」に相当し、例えば数百Ｖ）の直流電圧に昇圧する。
　第２コンデンサ２５は、第１変換部２２の出力端子間に設けられる。第１変換部２２の出力端子間とは、第１変換部２２が生成した直流電力が出力される正極端子と負極端子との間である。したがって、図１に示されるように、第２コンデンサ２５は、第１変換部２２の正極端子と負極端子との間に設けられる。第２コンデンサ２５は、第１変換部２２により変換された交流電力を構成する直流電圧を平滑する。
　三次巻線２４Ｃには、一次巻線２４Ａと三次巻線２４Ｃとの巻数比に応じた電流（交番電流）が流れ、また、一次巻線２４Ａと三次巻線２４Ｃとの巻数比に応じた電圧（交番電圧）が生じる。第２変換部２３は、三次巻線２４Ｃに生じる交流電力を、第１バッテリ３とは異なる第２バッテリ４を充電可能な第１電圧値よりも低い第２電圧値（例えば１２Ｖ）の直流電圧で構成される直流電力に変換する。第２バッテリ４とは、電源装置１が充電する車両２００に搭載されるバッテリであって、第２変換部２３から出力される直流電力に基づいて充電される。第２バッテリ４の充電は、所定の電圧値の直流電圧で行われるが、インバータ１０から出力される直流電力を構成する直流電圧の電圧値は、インバータ１０に入力される交流電圧の電圧値（例えば２００Ｖ）程度である。第１変換部２２は、インバータ１０から出力される直流電圧の電圧値を、第２バッテリ４の充電に必要な電圧値（「第２電圧値」に相当し、例えば１２Ｖ）の直流電圧に降圧する。
　第２変換部２３の出力端子間には、第３コンデンサ２７が設けられる。例えば第２変換部２３は、三次巻線２４Ｃに生じる交流電力を、同期整流により第２電圧値の直流電圧で構成される直流電力に変換するように構成することが可能である。
　制御部５０は、インバータ１０に設けられる複数のスイッチング素子（図示せず）の夫々を駆動する。これにより、上述したように、インバータ１０がスイッチング素子の駆動に基づいて供給部２から供給される交流電力を直流電力に変換することが可能となる。
　また、制御部５０は、コンバータ２０に設けられる複数のスイッチング素子（図示せず）の夫々を駆動する。これにより、インバータ１０からの直流電力が、振幅されて一次巻線２４Ａに入力され、二次巻線２４Ｂに一次巻線２４Ａと二次巻線２４Ｂとの巻数比に応じた交流電力を生じさせることが可能となる。
　更に、制御部５０は、第１変換部２２に設けられる複数のスイッチング素子（図示せず）の夫々を駆動する。これにより、二次巻線２４Ｂに生じた交流電圧が直流電圧に変換される。この直流電圧により第１バッテリ３が充電される。
　また、制御部５０は、第２変換部２３に設けられる複数のスイッチング素子（図示せず）の夫々を駆動する。これにより、三次巻線２４Ｃに生じた交流電圧が直流電圧に変換される。この直流電圧により第２バッテリ４が充電される。
　ここで、電源装置１の駆動時は上述したように、第１コンデンサ１５及び第２コンデンサ２５が充電されている。電源モジュール１００には、第１コンデンサ１５及び第２コンデンサ２５を放電する放電部１４が設けられている。本実施形態では、放電部１４は、抵抗器（所謂「放電抵抗」）で構成されている。第１コンデンサ１５を放電する放電抵抗として抵抗器１６が第１コンデンサ１５と並列に設けられ、第２コンデンサ２５を放電する放電抵抗として抵抗器２６が第２コンデンサ２５と並列に設けられている。本実施形態では、抵抗器１６と第１コンデンサ１５とが互いに並列に設けられ、抵抗器２６と第２コンデンサ２５とが互いに並列に設けられている。このため、第１コンデンサ１５への電力供給が停止されたときに自動的に抵抗器１６により第１コンデンサ１５（第１コンデンサ１５の電荷）が放電され、第２コンデンサ２５への電力供給が停止されたときに自動的に抵抗器２６により第２コンデンサ２５（第２コンデンサ２５の電荷）が放電される。
　衝突検出部７０は、車両２００の衝突を検出する。図２には、本実施形態の衝突検出部７０を構成する検出回路が示される。衝突検出部７０は、第２バッテリ４の出力電圧が印加される第１電位と第１電位よりも低い第２電位との間に直列に接続して設けられた複数の抵抗器Ｒ１,Ｒ２を有し、複数の抵抗器Ｒ１,Ｒ２で分圧した電圧値に基づいて衝突を検出する。第２バッテリ４の出力電圧が印加される第１電位とは、第２バッテリ４の出力電圧と同じ電位であることを意味する。このような第１電位の部位として、本実施形態では、第２バッテリ４の出力端子が相当する。第１電位よりも低い第２電位とは、第２バッテリ４の出力電圧の電圧値よりも低い電圧値をいい、例えば接地電位が相当する。したがって、本実施形態では、第２バッテリ４の出力端子と接地電位との間に、直列に接続された抵抗器Ｒ１と抵抗器Ｒ２とが設けられる。
　本実施形態では、衝突検出部７０は、抵抗器Ｒ１と抵抗器Ｒ２とコンデンサＣ１とを含んで構成される。抵抗器Ｒ１は、一方の端子が第２バッテリ４の出力端子に接続され、他方の端子が制御部５０に接続される。抵抗器Ｒ２は、一方の端子が抵抗器Ｒ１の他方の端子に接続され、他方の端子が接地される。これにより、第２バッテリ４の出力電圧が接地電位との間で、抵抗器Ｒ１と抵抗器Ｒ２とにより分圧される。
　また、抵抗器Ｒ１と抵抗器Ｒ２とが互いに接続されているノードは制御部５０に接続される。したがって、抵抗器Ｒ１と抵抗器Ｒ２とにより分圧された電圧値が、制御部５０に入力される。また、分圧された電圧を平滑するフィルタとして抵抗器Ｒ２と並列にコンデンサＣ１が設けられる。
　例えば、車両２００の衝突により、例えば第２バッテリ４と制御部５０とを接続する接続線の断線や、抵抗器Ｒ１の欠落又は短絡や、抵抗器Ｒ２の欠落又は短絡等が発生した場合には、制御部５０に入力される電圧値が、所期の値（第２バッテリ４の出力電圧と接地電位との間の電位差が、抵抗器Ｒ１と抵抗器Ｒ２とにより分圧された値）と異なるので、制御部５０が車両２００の衝突を検出することが可能となる。
　図３には、電源モジュール１００の展開斜視図が示される。本実施形態では、電源モジュール１００は、図３に示されるように、ＯＢＣ（On Board Charger）基板１２０と、モータ駆動基板１３０と、ＯＢＣ基板１２０とモータ駆動基板１３０を制御する制御基板１４０とをハウジング１１０に収容して構成されている。電源モジュール１００は、第１空間１１１を有している。ＯＢＣ基板１２０とモータ駆動基板１３０と制御基板１４０は夫々互いに異なる別の基板で、互いに平行な姿勢で第１空間１１１に収容されている。以下では、ＯＢＣ基板１２０の板面に垂直な方向を「垂直方向」と称し、垂直方向に沿うＯＢＣ基板１２０、及びモータ駆動基板１３０から制御基板１４０を見た方向を「上方向」、「上側」等と称し、制御基板１４０からＯＢＣ基板１２０、及びモータ駆動基板１３０を見た方向を「下方向」、「下側」等と称する。
　ハウジング１１０は、第１空間１１１と区画された第２空間１１２及び第３空間１１３を有している。第１空間１１１に対して、第２空間１１２と第３空間１１３は下側に位置している。第２空間１１２にはモータ駆動基板１３０により駆動されるモータ１０６が収容され、第３空間１１３にはモータ１０６の回転を減速して出力するギア機構１０７が収容されている。ハウジング１１０は、第１空間１１１の上側に開口１１０ａを有しており、ＯＢＣ基板１２０、モータ駆動基板１３０、及び制御基板１４０は、開口１１０ａから第１空間１１１内に収容される。開口１１０ａは蓋１１４により閉じられ、第１空間１１１は閉空間とされる。第２空間１１２は、側方からモータ１０６を収容しており、ボルト（図示せず）で締結されたモータカバー１１５で閉じられて閉空間になっている。モータ１０６からは回転軸に沿って両側にモータシャフト１０６ａが延出しており、一方のモータシャフト１０６ａはモータカバー１１５を貫通してハウジング１１０の外部に露出している。他方のモータシャフト１０６ａは、第３空間１１３にまで貫通している。第３空間１１３は、側方からギア機構１０７を収容しており、ボルト（図示せず）で締結されたギアカバー１１６で閉じられて閉空間になっている。ギア機構１０７には、第２空間１１２から延出した他方のモータシャフト１０６ａが連結され、モータ１０６の回転がモータシャフト１０６ａを介して入力される。ギア機構１０７は、モータ１０６の回転を減速させてギアシャフト１０７ａから出力している。ギアシャフト１０７ａは、ギアカバー１１６を貫通してハウジング１１０の外部に露出している。
　ＯＢＣ基板１２０には、少なくとも上述したインバータ１０、及びコンバータ２０が実装されている。モータ駆動基板１３０には、少なくともモータ１０６を駆動する駆動電流を制御する駆動用インバータＭＩ（図４参照）が実装されている。また、制御基板１４０には、少なくとも制御部５０が実装されている。
　本実施形態では、ＯＢＣ基板１２０とモータ駆動基板１３０とは水平方向に並んで設けられる。制御基板１４０は、垂直方向に沿って見たときに（垂直方向視）、ＯＢＣ基板１２０及びモータ駆動基板１３０と重複するように配置されている。ＯＢＣ基板１２０と制御基板１４０との接続、及びモータ駆動基板１３０と制御基板１４０との接続は、基板対基板用コネクタ（図示せず）を介して行われる。
　図４には、電源モジュール１００の車両２００における搭載位置が示される。本実施形態では、電源モジュール１００は、車両２００における前後方向の中央部よりも前側で、且つ、車両２００の車幅方向の中央部の位置に設けられている。ここで、電源モジュール１００は、印加される電圧の電圧値に応じて分類された、高圧系コンポーネントＨＰと低圧系コンポーネントＬＰとを備えている。例えば印加電圧が１００ボルト以上の機能部を高圧系コンポーネントＨＰとし、印加電圧が１００ボルト未満の機能部を低圧系コンポーネントＬＰとして分類する。この場合には、少なくともインバータ１０、第１コンデンサ１５、入力部２１、第１変換部２２、第２コンデンサ２５、及び駆動用インバータＭＩが高圧系コンポーネントＨＰに含まれ、少なくとも第２変換部２３、及び制御部５０が低圧系コンポーネントＬＰに含まれる。
　本電源装置１では、低圧系コンポーネントＬＰが高圧系コンポーネントＨＰよりも車両２００の平面視における外縁部側に設けられている。車両２００の平面視における車両２００の外縁部側とは、本実施形態では、車両２００における前後方向では、当該前後方向における中央部から前方向及び後方向に離間した側を意味する。また、車両２００における幅方向では、当該幅方向における中央部から左方向及び右方向に離間した側を意味する。本実施形態では、理解を容易にするために、車両２００の前後方向においてのみ、中央側と外縁部側とが規定されているとする。
　この場合、図４に示されるように、車両２００の平面視において、低圧系コンポーネントＬＰに含まれる第２変換部２３が、高圧系コンポーネントＨＰに含まれるインバータ１０、入力部２１、及び第１変換部２２より車両２００の前後方向の外縁部側に設けられる。ここで、図４に示されるように、本実施形態では、電源モジュール１００は、車両２００の平面視における前後方向の中央部よりも前側に設けられる。電源モジュール１００を中心に鑑みると、車両２００の外縁部は、車両２００の進行方向前側及び進行方向後側の一方である進行方向前側が相当する。したがって、低圧系コンポーネントＬＰに含まれる第２変換部２３が、高圧系コンポーネントＨＰに含まれるインバータ１０、入力部２１、及び第１変換部２２よりも車両２００の進行方向前側に設けられる。これにより、仮に、車両２００が衝突した場合であっても、高圧系コンポーネントＨＰ（例えばインバータ１０、入力部２１、及び第１変換部２２）が車外に露出せず、更には破損し難くできる。
　また、上述したように第１コンデンサ１５及び第２コンデンサ２５は、高圧系コンポーネントＨＰに含まれる。これにより、仮に、車両２００が衝突した場合であっても、高圧系コンポーネントＨＰを破損し難くできる。しかしながら、このような場合であっても、確実に第１コンデンサ１５及び第２コンデンサ２５を放電できるように、放電部１４（抵抗器１６及び抵抗器２６）は、電源モジュール１００のうち、車両２００における外縁部側とは反対側の中央側に設けられている。すなわち、車両２００が衝突しても、抵抗器１６や抵抗器２６が破損されることなく、確実に第１コンデンサ１５及び第２コンデンサ２５に蓄えられた電荷を放電できるように、本実施形態では、車両２００の前後方向における中央側に設けられている。上述したように、車両２００の進行方向中央側に第１コンデンサ１５及び第２コンデンサ２５が設けられるが、これら第１コンデンサ１５及び第２コンデンサ２５の近傍に抵抗器１６や抵抗器２６を設けるとよい。より好ましくは、第１コンデンサ１５及び第２コンデンサ２５よりも更に後方に（車両２００の進行方向中央側に）抵抗器１６や抵抗器２６を設けるとよい。なお、抵抗器１６や抵抗器２６は、車両２００の車幅方向に沿う位置は、本実施形態では特に限定されない。
　また、本実施形態では、衝突検出部７０は、電源モジュール１００のうち、車両２００における外縁部側に設けられている。上述したように、衝突検出部７０は、制御部５０に入力される電圧の電圧値に応じて、車両２００が衝突したか否かを検出している。衝突検出部７０は、車両２００の衝突があったか否かを検出するために、車両２００における最も衝突の影響が大きい部位（破損される可能性が高い部位）に設けると好適である。そこで、衝突検出部７０を構成する抵抗器Ｒ１及び抵抗器Ｒ２は、電源モジュール１００における車両２００の外縁側（本実施形態では、車両２００の進行方向に沿う前側）に設けられる。なお、衝突検出部７０は、電源モジュール１００よりも、更に車両２００における外縁部（例えば車両２００の前端部）に設けてもよい。車両２００の外縁部に近い程、衝突による影響が大きいので、より確実に車両２００の衝突を検出することが可能となる。
　以上のように構成することで、車両２００の衝突時にも高圧系コンポーネントＨＰを壊れ難くすることができると共に、仮に電源モジュール１００が損傷を受けた場合であっても、大容量の第１コンデンサ１５及び第２コンデンサ２５を放電することができる。したがって、第１コンデンサ１５及び第２コンデンサ２５を放電した後、人を救出することが可能となる。また、例えば車両２００の衝突を検出するために別途設けられるセンサに比べて、本実施形態の衝突検出部７０は簡素な回路で構成できる。したがって、別途センサを設ける場合よりも、低コストで車両２００の衝突を検出することが可能となる。
〔その他の実施形態〕
　上記実施形態では、電源モジュール１００が放電部１４を有するとして説明した。しかしながら、電源モジュール１００は放電部１４を有しなくてもよい。
　また、上記実施形態では、放電部１４が抵抗器１６及び抵抗器２６から構成されるとして説明したが、この構成は一例であって、放電部１４は抵抗器１６及び抵抗器２６に代えて、例えばスイッチング素子を用いて構成することも可能である。
　また、上記実施形態では、放電部１４は、電源モジュール１００のうち、車両２００における外縁部側とは反対側の中央側に設けられているとして説明した。しかしながら、放電部１４は、車両２００における外縁部側に設けていてもよい。
　上記実施形態では、電源モジュール１００に衝突検出部７０を有しているとして説明した。しかしながら、電源モジュール１００は衝突検出部７０を有していなくてもよい。
　また、上記実施形態では、衝突検出部７０は、電源モジュール１００のうち、車両２００における外縁部側に設けられているとして説明した。しかしながら、衝突検出部７０は、電源モジュール１００のうち、車両２００における中央側に設けられていてもよい。
　上記実施形態では、衝突検出部７０は、第２バッテリ４の出力電圧が印加される第１電位と第１電位よりも低い第２電位との間に直列に接続して設けられた複数の抵抗器Ｒ１,Ｒ２を有し、複数の抵抗器Ｒ１,Ｒ２で分圧した電圧値に基づいて衝突を検出するとして説明した。しかしながら、衝突検出部７０は、複数の抵抗器Ｒ１,Ｒ２を、第１バッテリ３の出力電圧が印加される電位と当該電位よりも低い第２電位との間に直列に接続して設けてもよいし、複数の抵抗器Ｒ１,Ｒ２を、第１バッテリ３の出力電圧が印加される電位と第２バッテリ４の出力電圧が印加される第１電位との間に直列に接続して設けてもよい。この場合でも、車両２００の衝突を検出することが可能である。
　上記実施形態では、外縁部が、車両２００の進行方向前側であるとして説明した。例えば、図５に示されるように、電源モジュール１００を車両２００の前後方向の中央部よりも後側に設けてもよい。この場合には、外縁部は車両２００の進行方向後側となる。したがって、低圧系コンポーネントＬＰは、高圧系コンポーネントＨＰよりも車両２００の後側に設けるとよい。
　また、例えば外縁部を、車両２００の幅方向の左側及び右側の一方とすることも可能である。例えば図６に示されるように、電源モジュール１００を、車両２００の車幅方向に沿う中央部よりも左側に設けた場合には、低圧系コンポーネントＬＰは、高圧系コンポーネントＨＰよりも車両２００の左側に設けるとよい。また、図７に示されるように、電源モジュール１００を、車両２００の車幅方向に沿う中央部よりも右側に設けた場合には、低圧系コンポーネントＬＰは、高圧系コンポーネントＨＰよりも車両２００の右側に設けるとよい。
　更に、車両２００の外縁部を、車両２００の前後方向及び幅方向の双方に基づいて設定することも可能である。例えば図８に示されるように、電源モジュール１００を、車両２００の左前部に設けた場合には、低圧系コンポーネントＬＰは車両２００の外縁部に沿って前方及び左側に設け、高圧系コンポーネントＨＰは、低圧系コンポーネントＬＰよりも車両２００の中央側（中心側）に設けるとよい。また、例えば図９に示されるように、電源モジュール１００を、車両２００の右前部に設けた場合には、低圧系コンポーネントＬＰは車両２００の外縁部に沿って前方及び右側に設け、高圧系コンポーネントＨＰは、低圧系コンポーネントＬＰよりも車両２００の中央側（中心側）に設けるとよい。
　また、例えば図１０に示されるように、電源モジュール１００を、車両２００の左後部に設けた場合には、低圧系コンポーネントＬＰは車両２００の外縁部に沿って後方及び左側に設け、高圧系コンポーネントＨＰは、低圧系コンポーネントＬＰよりも車両２００の中央側（中心側）に設けるとよい。更に、例えば図１１に示されるように、電源モジュール１００を、車両２００の右後部に設けた場合には、低圧系コンポーネントＬＰは車両２００の外縁部に沿って後方及び右側に設け、高圧系コンポーネントＨＰは、低圧系コンポーネントＬＰよりも車両２００の中央側（中心側）に設けるとよい。
〔上記実施形態の概要〕
　以下、上記において説明した電源装置１の概要について説明する。
（１）本発明に係る電源装置１の特徴構成は、車両２００に搭載される電源装置１であって、交流電力を直流電力に変換して出力するインバータ１０と、インバータ１０からの直流電力を、第１バッテリ３を充電可能な第１電圧値の直流電圧で構成される直流電力に変換する第１変換部２２、及び、直流電力を、第１バッテリ３とは異なる第２バッテリ４を充電可能な第１電圧値よりも低い第２電圧値の直流電圧で構成される直流電力に変換する第２変換部２３を有するコンバータ２０と、インバータ１０を駆動すると共にコンバータ２０を駆動する制御部５０と、を有する電源モジュール１００が設けられ、電源モジュール１００は、印加される電圧の電圧値に応じて、インバータ１０及び第１変換部２２を含んで構成される高圧系コンポーネントＨＰと、第２変換部２３を含んで構成される低圧系コンポーネントＬＰとを備え、低圧系コンポーネントＬＰが高圧系コンポーネントＨＰよりも車両２００の平面視における外縁部側に設けられている点にある。
　例えば車両２００が衝突した場合には、車両２００における中央部側よりも外縁部側の方が、損傷が大きいことが多い。また、電源モジュール１００の機能部を、高圧系コンポーネントＨＰと低圧系コンポーネントＬＰとに分類すると、低圧系コンポーネントＬＰよりも高圧系コンポーネントＨＰの方が印加電圧の電圧値が高い。そこで、上記特徴構成とすれば、低圧系コンポーネントＬＰを車両２００の外縁部側に配置し、高圧系コンポーネントＨＰを車両２００の中央部側へ配置することができるため、仮に車両２００が衝突した場合であっても、印加電圧の電圧値が高い高圧系コンポーネントＨＰを車外に露出しないようにできる。また、低圧系コンポーネントＬＰと高圧系コンポーネントＨＰとが互いに分離して配置されているため、高圧系コンポーネントＨＰ及び低圧系コンポーネントＬＰのうちの一方から他方へのノイズの影響を低減することができる。
（２）（１）に記載の電源装置１において、電源モジュール１００は、インバータ１０の出力端子間に設けられる第１コンデンサ１５と、第１変換部２２の出力端子間に設けられる第２コンデンサ２５と、第１コンデンサ１５及び第２コンデンサ２５を放電する放電部１４と、を更に有し、放電部１４は、電源モジュール１００のうち、車両２００における外縁部側とは反対側の中央側に設けられていると好適である。
　本構成によれば、車両２００が衝突した際に破損され難い箇所に放電部１４を配置できるため、車両２００が衝突した場合であっても第１コンデンサ１５及び第２コンデンサ２５を放電することができる。したがって、第１コンデンサ１５及び第２コンデンサ２５が放電された状態で、人の救出や車の回収を行うことが可能となる。
（３）（１）に記載の電源装置１において、電源モジュール１００は、車両２００の衝突を検出する衝突検出部７０を更に有し、衝突検出部７０は、電源モジュール１００のうち、車両２００における外縁部側に設けられていると好適である。
　本構成によれば、車両２００が衝突した際に破損され易い箇所に衝突検出部７０を配置できる。したがって、衝突検出部７０の破損に応じて、車両２００の衝突を検出することができる。
（４）（３）に記載の電源装置１において、衝突検出部７０は、第２バッテリ４の出力電圧が印加される第１電位と第１電位よりも低い第２電位との間に直列に接続して設けられた複数の抵抗器Ｒ１，Ｒ２を有し、複数の抵抗器Ｒ１，Ｒ２で分圧した電圧値に基づいて衝突を検出すると好適である。
　本構成によれば、例えば衝突により衝突検出部７０に断線又は短絡が生じることで分圧した電圧値を、衝突前の電圧値と異ならせることができる。したがって、容易に車両２００の衝突を検出することが可能となる。
（５）（１）から（４）に記載の電源装置１において、外縁部が、車両２００の進行方向前側及び進行方向後側の一方であると好適である。
　本構成によれば、車両２００における電源モジュール１００の配置場所に応じて、高圧系コンポーネントＨＰ及び低圧系コンポーネントＬＰの配置を容易に設定することができる。
　本発明は、車両に搭載される電源装置に用いることが可能である。
　１：電源装置、３：第１バッテリ、４：第２バッテリ、１０：インバータ、１４：放電部、１５：第１コンデンサ、２０：コンバータ、２２：第１変換部、２３：第２変換部、２５：第２コンデンサ、５０：制御部、７０：衝突検出部、１００：電源モジュール、２００：車両、ＨＰ：高圧系コンポーネント、ＬＰ：低圧系コンポーネント、Ｒ１：抵抗器、Ｒ２：抵抗器

Claims (5)

  1. 　車両に搭載される電源装置であって、
    　交流電力を直流電力に変換して出力するインバータと、
    　前記インバータからの前記直流電力を、第１バッテリを充電可能な第１電圧値の直流電圧で構成される直流電力に変換する第１変換部、及び、前記直流電力を、前記第１バッテリとは異なる第２バッテリを充電可能な前記第１電圧値よりも低い第２電圧値の直流電圧で構成される直流電力に変換する第２変換部を有するコンバータと、
    　前記インバータを駆動すると共に前記コンバータを駆動する制御部と、を有する電源モジュールが設けられ、
    　前記電源モジュールは、印加される電圧の電圧値に応じて、前記インバータ及び前記第１変換部を含んで構成される高圧系コンポーネントと、前記第２変換部を含んで構成される低圧系コンポーネントとを備え、前記低圧系コンポーネントが前記高圧系コンポーネントよりも前記車両の平面視における外縁部側に設けられている電源装置。
  2. 　前記電源モジュールは、前記インバータの出力端子間に設けられる第１コンデンサと、前記第１変換部の出力端子間に設けられる第２コンデンサと、前記第１コンデンサ及び前記第２コンデンサを放電する放電部と、を更に有し、
    　前記放電部は、前記電源モジュールのうち、前記車両における前記外縁部側とは反対側の中央側に設けられている請求項１に記載の電源装置。
  3. 　前記電源モジュールは、前記車両の衝突を検出する衝突検出部を更に有し、
    　前記衝突検出部は、前記電源モジュールのうち、前記車両における前記外縁部側に設けられている請求項１に記載の電源装置。
  4. 　前記衝突検出部は、前記第２バッテリの出力電圧が印加される第１電位と前記第１電位よりも低い第２電位との間に直列に接続して設けられた複数の抵抗器を有し、複数の前記抵抗器で分圧した電圧値に基づいて前記衝突を検出する請求項３に記載の電源装置。
  5. 　前記外縁部が、前記車両の進行方向前側及び進行方向後側の一方である請求項１から４のいずれか一項に記載の電源装置。
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