(57)【要約】【課題】製造時の組み付け性を向上することができる電源ユニットを提供する。【解決手段】電源ユニット１は、高電圧バッテリ１０と、フロント電源ボックス２０と、リア電源ボックス３０と、高圧幹線４０とを備える。高電圧バッテリ１０は、互いに接続された複数の電池セル１１ａ、１２ａを有し、電力を蓄積可能なバッテリである。フロント電源ボックス２０は、高電圧バッテリ１０の車両前後方向の前側に組み付けられ、第１負荷部２に電力を分配可能な電気接続箱である。リア電源ボックス３０は、高電圧バッテリ１０の車両前後方向の後側に組み付けられ、第２負荷部３に電力を分配可能な電気接続箱である。高圧幹線４０は、高電圧バッテリ１０に組み付けられ、フロント電源ボックス２０とリア電源ボックス３０との間に渡って延在し、フロント電源ボックス２０及びリア電源ボックス３０を電気的に接続し、自立して形状を維持可能な剛体である。【選択図】図１
2020090234.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに接続された複数の電池セルを有し電力を蓄積可能な電池モジュールと、
前記電池モジュールの車両前後方向の前側に組み付けられ電装機器に電力を分配可能な前側電気接続箱と、
前記電池モジュールの前記車両前後方向の後側に組み付けられ電装機器に電力を分配可能な後側電気接続箱と、
自立して形状を維持可能な剛体であり、前記電池モジュールに組み付けられ前記前側電気接続箱と前記後側電気接続箱との間に渡って延在し前記前側電気接続箱及び前記後側電気接続箱を電気的に接続する幹線と、を備えることを特徴とする電源ユニット。
【請求項２】
前記幹線は、前記電池モジュール側から前記前側電気接続箱側又は前記後側電気接続箱側の少なくとも一方に突出した突出部を有する請求項１に記載の電源ユニット。
【請求項３】
前記突出部は、前記前側電気接続箱又は前記後側電気接続箱に電気的に接続される端子を構成する請求項２に記載の電源ユニット。
【請求項４】
前記幹線は、前記前側電気接続箱又は前記後側電気接続箱の少なくとも一方を貫通する貫通部を有する請求項１又は２に記載の電源ユニット。
【請求項５】
前記電池モジュールは、第１モジュール及び第２モジュールを有し前記第１モジュール及び前記第２モジュールを、前記車両前後方向に交差する車幅方向に沿って並んで配置し、
前記幹線は、前記第１モジュールと前記第２モジュールとの間に位置する請求項１〜４のいずれか１項に記載の電源ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電源ユニットとして、例えば、特許文献１には、車両に搭載され電力を供給するバッテリと、当該バッテリにハーネスを介して接続され当該バッテリから供給される電力を走行用モータ等の負荷部に分配するジャンクションボックスとを備えた電気自動車の部品搭載構造が開示されている。この電気自動車の部品搭載構造は、バッテリが車両室内の床下に組み付けられ、ジャンクションボックスが車両前部に組み付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５６９００５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述の特許文献１に記載の電気自動車の部品搭載構造は、例えば、バッテリ及びジャンクションボックスを組み付ける点で更なる改善の余地がある。
【０００５】
そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、製造時の組み付け性を向上することができる電源ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る電源ユニットは、互いに接続された複数の電池セルを有し電力を蓄積可能な電池モジュールと、前記電池モジュールの車両前後方向の前側に組み付けられ電装機器に電力を分配可能な前側電気接続箱と、前記電池モジュールの前記車両前後方向の後側に組み付けられ電装機器に電力を分配可能な後側電気接続箱と、自立して形状を維持可能な剛体であり、前記電池モジュールに組み付けられ前記前側電気接続箱と前記後側電気接続箱との間に渡って延在し前記前側電気接続箱及び前記後側電気接続箱を電気的に接続する幹線と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
上記電源ユニットにおいて、前記幹線は、前記電池モジュール側から前記前側電気接続箱側又は前記後側電気接続箱側の少なくとも一方に突出した突出部を有することが好ましい。
【０００８】
上記電源ユニットにおいて、前記突出部は、前記前側電気接続箱又は前記後側電気接続箱に電気的に接続される端子を構成することが好ましい。
【０００９】
上記電源ユニットにおいて、前記幹線は、前記前側電気接続箱又は前記後側電気接続箱の少なくとも一方を貫通する貫通部を有することが好ましい。
【００１０】
上記電源ユニットにおいて、前記電池モジュールは、第１モジュール及び第２モジュールを有し前記第１モジュール及び前記第２モジュールを、前記車両前後方向に交差する車幅方向に沿って並んで配置し、前記幹線は、前記第１モジュールと前記第２モジュールとの間に位置することが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る電源ユニットは、前側電気接続箱、後側電気接続箱、及び、剛体である幹線を電池モジュールに組み付けることにより、製造時の組み付け性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施形態に係る電源ユニットの構成例を示す平面図である。
【図２】図２は、実施形態に係る電源ユニットの構成例を示す側面図である。
【図３】図３は、実施形態に係る電源ユニットの構成例を示す回路図である。
【図４】図４は、実施形態に係る高圧幹線の構成例を示す斜視図である。
【図５】図５は、実施形態の第１変形例に係る電源ユニットの構成例を示す回路図である。
【図６】図６は、実施形態の第２変形例に係る電源ユニットの構成例を示す回路図である。
【図７】図７は、実施形態の比較例に係る電源ユニットの構成例を示す平面図である。
【図８】図８は、実施形態の比較例に係る電源ユニットの構成例を示す回路図である。
【図９】図９は、実施形態の第３変形例に係る電源ユニットの構成例を示す平面図である。
【図１０】図１０は、実施形態の第３変形例に係る電源ユニットの構成例を示す回路図である。
【図１１】図１１は、実施形態の第４変形例に係る高圧幹線の構成例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
〔実施形態〕
【００１４】
図面を参照しながら実施形態に係る電源ユニット１について説明する。図１は、実施形態に係る電源ユニット１の構成例を示す平面図である。図２は、実施形態に係る電源ユニット１の構成例を示す側面図である。図３は、実施形態に係る電源ユニット１の構成例を示す回路図である。図４は、実施形態に係る高圧幹線４０の構成例を示す斜視図である。
【００１５】
以下の説明では、車両１００の前後に沿った方向を車両前後方向と称する。車両前後方向は、車両１００の全長方向又は車両１００の進行方向ともいえる。車両１００の車幅に沿った方向を車幅方向と称する。車両１００の高さに沿った方向を高さ方向と称する。高さ方向は、鉛直方向に沿った方向ともいえる。車両前後方向、車幅方向、及び、高さ方向は、互いに交差し、典型的には互いに直交する。
【００１６】
電源ユニット１は、車両１００に搭載され、当該車両１００に設けられた第１負荷部２及び第２負荷部３に電力を供給するものである。電源ユニット１は、図１及び図２に示すように、電池モジュールとしての高電圧バッテリ１０と、前側電気接続箱としてのフロント電源ボックス２０と、後側電気接続箱としてのリア電源ボックス３０と、幹線としての高圧幹線４０とを備える。ここで、車両１００は、例えば、ＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）、ＨＥＶ（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）、ＰＨＥＶ（Ｐｌｕｇ−ｉｎ  Ｈｙｂｒｉｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）等の電動車両である。第１負荷部２及び第２負荷部３は、電装機器の一例である。ここで、第１負荷部２は、車両前後方向において前側に設けられる。つまり、第１負荷部２は、車両１００のボンネットにより閉塞される空間部に設けられる。第１負荷部２は、例えば、フロントインバータ２ａ、フロントモータ２ｂ、電動Ａ／Ｃコンプレッサ２ｃ、及び、ＰＴＣ（正温度係数；Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）ヒータ２ｄを含んで構成される。フロントインバータ２ａは、バスバーによりフロント電源ボックス２０に接続され、当該フロント電源ボックス２０から供給される直流電力を交流電力に変換し、当該交流電力をフロントモータ２ｂに供給する。フロントモータ２ｂは、フロントインバータ２ａに接続され、当該フロントインバータ２ａから供給される交流電力により車両１００の前輪を回転させる。電動Ａ／Ｃコンプレッサ２ｃは、フロント電源ボックス２０に接続され、当該フロント電源ボックス２０から供給される電力により車両１００の室内を冷却する。ＰＴＣヒータ２ｄは、フロント電源ボックス２０に接続され、当該フロント電源ボックス２０から供給される電力により車両１００の室内を温める。
【００１７】
第２負荷部３は、車両前後方向において後側（トランクルーム側）に設けられる。第２負荷部３は、例えば、リアインバータ３ａ及びリアモータ３ｂを含んで構成される。リアインバータ３ａは、バスバーによりリア電源ボックス３０に接続され、当該リア電源ボックス３０から供給される直流電力を交流電力に変換し、当該交流電力をリアモータ３ｂに供給する。リアモータ３ｂは、リアインバータ３ａに接続され、当該リアインバータ３ａから供給される交流電力により車両１００の後輪を回転させる。
【００１８】
車両１００には、充電ポート３ｃ、車載充電器３ｄ、及び、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ｅが設けられている。充電ポート３ｃは、いわゆるインレットであり、外部の急速充電器や外部の普通充電器のコネクタが接続される。充電ポート３ｃは、リア電源ボックス３０に接続され、外部の急速充電器から供給される電力をリア電源ボックス３０に出力する。また、充電ポート３ｃは、車載充電器３ｄに接続され、外部の普通充電器から供給される電力を車載充電器３ｄに出力する。車載充電器３ｄは、電力を変換するものであり、充電ポート３ｃに接続される。車載充電器３ｄは、充電ポート３ｃに外部の普通充電器（交流充電器）が接続された場合に、交流電力の電圧を昇圧し且つ直流電力に変換する。車載充電器３ｄは、リア電源ボックス３０に接続され、変換した直流電力をリア電源ボックス３０に出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ３ｅは、直流電力の電圧を変圧するものである。ＤＣ／ＤＣコンバータ３ｅは、リア電源ボックス３０に接続され、変圧した直流電力をリア電源ボックス３０に出力する。
【００１９】
ＥＶ等の電動車両である車両１００は、プラットフォームが共通化される傾向にある。車両１００は、例えば、図２に示すように、プラットフォームが共通化される共通エリアＥ１と、プラットフォームが共通化されず個別に対応が必要な個別エリアＥ２とに区分けされる。共通エリアＥ１では、共通のプラットフォームとして高電圧バッテリ１０を車両室内の床下に配置し、車両前後方向の前側にフロントインバータ２ａ及びフロントモータ２ｂを配置し、車両前後方向の後側にリアインバータ３ａ及びリアモータ３ｂを配置する。個別エリアＥ２では、車両１００の車種やグレード毎に電装機器が配置され、この例では、車両前後方向の前側に電動Ａ／Ｃコンプレッサ２ｃ及びＰＴＣヒータ２ｄを配置し、車両前後方向の後側に充電ポート３ｃ、車載充電器３ｄ、及び、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ｅを配置している。実施形態に係る電源ユニット１は、共通エリアＥ１のプラットフォームに対応した形態となっている。以下、電源ユニット１の構成について詳細に説明する。
【００２０】
高電圧バッテリ１０は、電力を蓄積可能な電池モジュールであり、第１負荷部２及び第２負荷部３に電力を供給するものである。高電圧バッテリ１０は、第１モジュール１１と、第２モジュール１２とを含んで構成される。第１モジュール１１及び第２モジュール１２は、車両１００の車幅方向に沿って並んで配置され、互いに直列に接続されている。例えば、第２モジュール１２の正極は、第１モジュール１１の負極に接続されている。
【００２１】
第１モジュール１１は、複数の電池セル１１ａを有する。各電池セル１１ａは、それぞれが充放電可能な二次電池で構成され、例えば、リチウムイオン電池で構成されている。各電池セル１１ａは、それぞれが直方体形状に形成され、車両前後方向に沿って並んで配置されている。各電池セル１１ａは、隣に位置する電池セル１１ａと互いに直列に接続されている。
【００２２】
第２モジュール１２は、第１モジュール１１と同等に構成されている。具体的には、第２モジュール１２は、複数の電池セル１２ａを有する。各電池セル１２ａは、それぞれが充放電可能な二次電池で構成され、例えば、リチウムイオン電池で構成されている。各電池セル１２ａは、それぞれが直方体形状に形成され、車両前後方向に沿って並んで配置されている。各電池セル１２ａは、隣に位置する電池セル１２ａと互いに直列に接続されている。
【００２３】
フロント電源ボックス２０は、第１負荷部２に電力を分配するものである。フロント電源ボックス２０は、ジャンクションボックス、ヒューズボックス、リレーボックス等とも呼ばれる場合があるが、本実施形態ではこれらを総称して電源ボックスと称する。フロント電源ボックス２０は、高電圧バッテリ１０の車両前後方向の前側に組み付けられている。フロント電源ボックス２０は、例えば、当該フロント電源ボックス２０の側壁と高電圧バッテリ１０の側壁とが当接した状態で組み付けられている。フロント電源ボックス２０は、例えば、その側壁が高電圧バッテリ１０の側壁に当接した状態でボルト等により固定されている。フロント電源ボックス２０は、高圧幹線４０及び第１負荷部２に電気的に接続されている。つまり、フロント電源ボックス２０は、高圧幹線４０、フロントインバータ２ａ、電動Ａ／Ｃコンプレッサ２ｃ、及び、ＰＴＣヒータ２ｄに電気的に接続されている。フロント電源ボックス２０は、高電圧バッテリ１０等から高圧幹線４０を介して供給される電力を、フロントインバータ２ａ、電動Ａ／Ｃコンプレッサ２ｃ、及び、ＰＴＣヒータ２ｄに分配する。
【００２４】
フロント電源ボックス２０は、サービスプラグ２１と、ヒューズ２２、２３と、第１及び第２端子２４、２５とを含んで構成される。サービスプラグ２１は、保守点検時に電気的安全性を確保するものである。サービスプラグ２１は、高電圧バッテリ１０から第１及び第２負荷部２、３への電源供給を行うための電源回路に組み込まれ、この電源回路を必要に応じて接続（通電）又は遮断する。例えば、作業者による保守点検時には、サービスプラグ２１を電源回路から取り外すことにより当該電源回路を遮断して非通電状態とし、感電防止等の作業者の安全を確保する。なお、サービスプラグ２１は、過電流が流れた場合に電流流路を遮断するヒューズ２１ａを有している。
【００２５】
ヒューズ２２は、過電流が流れた場合に電流流路を遮断するものである。ヒューズ２２は、高圧幹線４０の正極側の高圧幹線４１と電動Ａ／Ｃコンプレッサ２ｃとの間に設けられている。ヒューズ２２は、低融点の導電性を有する可溶体を有する。この可溶体は、正極側の高圧幹線４１から電動Ａ／Ｃコンプレッサ２ｃに流れる過電流により溶断する。ヒューズ２２は、可溶体が溶断することにより、正極側の高圧幹線４１と電動Ａ／Ｃコンプレッサ２ｃとの電気的な接続を遮断する。
【００２６】
ヒューズ２３は、過電流が流れた場合に電流流路を遮断するものである。ヒューズ２３は、正極側の高圧幹線４１とＰＴＣヒータ２ｄとの間に設けられている。ヒューズ２３は、低融点の導電性を有する可溶体を有する。この可溶体は、正極側の高圧幹線４１からＰＴＣヒータ２ｄに流れる過電流により溶断する。ヒューズ２３は、可溶体が溶断することにより、正極側の高圧幹線４１とＰＴＣヒータ２ｄとの電気的な接続を遮断する。
【００２７】
第１端子２４は、フロント電源ボックス２０の筐体の外部に露出して設けられている。第１端子２４は、正極側の高圧幹線４１に接続され且つ第１負荷部２に接続されている。
【００２８】
第２端子２５は、フロント電源ボックス２０の筐体の外部に露出して設けられている。第２端子２５は、負極側の高圧幹線４２に接続され且つ第１負荷部２に接続されている。
【００２９】
リア電源ボックス３０は、第２負荷部３に電力を分配するものである。リア電源ボックス３０は、ジャンクションボックス、ヒューズボックス、リレーボックス等とも呼ばれる場合があるが、本実施形態ではこれらを総称して電源ボックスと称する。リア電源ボックス３０は、高電圧バッテリ１０の車両前後方向の後側に組み付けられている。リア電源ボックス３０は、例えば、当該リア電源ボックス３０の側壁と高電圧バッテリ１０の側壁とが当接した状態で組み付けられている。リア電源ボックス３０は、例えば、その側壁が高電圧バッテリ１０の側壁に当接した状態でボルト等により固定されている。リア電源ボックス３０は、高電圧バッテリ１０、高圧幹線４０、及び、第２負荷部３に電気的に接続されている。つまり、リア電源ボックス３０は、高電圧バッテリ１０、高圧幹線４０、リアインバータ３ａ、充電ポート３ｃ、車載充電器３ｄ、及び、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ｅに電気的に接続されている。
【００３０】
リア電源ボックス３０は、システムメインリレー３１、３２と、急速充電リレー３３、３４と、普通充電リレー３５、３６と、ヒューズ３７と、第１及び第２端子３８、３９とを含んで構成される。
【００３１】
システムメインリレー３１、３２は、高電圧バッテリ１０からリアインバータ３ａに電力を供給する電源回路を接続（通電）又は遮断するものである。システムメインリレー３１は、一端が第１モジュール１１の正極に接続され、他端がリアインバータ３ａの正極に接続されている。システムメインリレー３１は、第１モジュール１１からリアインバータ３ａに流れる電流を通電又は遮断する。システムメインリレー３２は、一端が第２モジュール１２の負極に接続され、他端がリアインバータ３ａの負極に接続されている。システムメインリレー３２は、リアインバータ３ａから第２モジュール１２に流れる電流を通電又は遮断する。
【００３２】
急速充電リレー３３、３４は、充電ポート３ｃから高電圧バッテリ１０に電力を供給する電源回路を接続（通電）又は遮断するものである。急速充電リレー３３は、一端が充電ポート３ｃの正極に接続され、他端が第１モジュール１１の正極に接続されている。急速充電リレー３３は、充電ポート３ｃから第１モジュール１１に流れる電流を通電又は遮断する。急速充電リレー３４は、一端が第２モジュール１２の負極に接続され、他端が充電ポート３ｃの負極に接続されている。急速充電リレー３４は、第２モジュール１２から充電ポート３ｃに流れる電流を通電又は遮断する。急速充電リレー３３、３４は、充電ポート３ｃの近くに配置されるため、充電時に流れる電流の経路を短くすることができ、充電損失を抑制できると共にワイヤハーネスの線長を削減できる。
【００３３】
普通充電リレー３５、３６は、車載充電器３ｄから高電圧バッテリ１０又は高圧幹線４０に電力を供給する電源回路を接続（通電）又は遮断するものである。普通充電リレー３５は、一端が車載充電器３ｄの正極に接続され、他端が第１モジュール１１の正極又は正極側の高圧幹線４１に接続されている。普通充電リレー３５は、車載充電器３ｄから第１モジュール１１又は正極側の高圧幹線４１に流れる電流を通電又は遮断する。普通充電リレー３６は、一端が車載充電器３ｄの負極に接続され、他端が第２モジュール１２の負極又は負極側の高圧幹線４２に接続されている。普通充電リレー３６は、第２モジュール１２又は負極側の高圧幹線４２から車載充電器３ｄに流れる電流を通電又は遮断する。
【００３４】
ヒューズ３７は、過電流が流れた場合に電流流路を遮断するものである。ヒューズ３７は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ｅの正極と正極側の高圧幹線４１との間に設けられている。ヒューズ３７は、低融点の導電性を有する可溶体を有する。この可溶体は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ｅの正極から正極側の高圧幹線４１に流れる過電流により溶断する。ヒューズ３７は、可溶体が溶断することにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ｅの正極と正極側の高圧幹線４１との電気的な接続を遮断する。
【００３５】
第１端子３８は、リア電源ボックス３０の筐体の外部に露出して設けられている。第１端子３８は、正極側の高圧幹線４１に接続され且つ第２負荷部３に接続されている。
【００３６】
第２端子３９は、リア電源ボックス３０の筐体の外部に露出して設けられている。第２端子３９は、負極側の高圧幹線４２に接続され且つ第２負荷部３に接続されている。
【００３７】
リア電源ボックス３０は、システムメインリレー３１及びシステムメインリレー３２をオンすることにより、第１負荷部２及び第２負荷部３と高電圧バッテリ１０とを電気的に接続し、高電圧バッテリ１０から供給される電力を第１負荷部２及び第２負荷部３に分配する。リア電源ボックス３０は、システムメインリレー３１及びシステムメインリレー３２をオフすることにより、第１負荷部２及び第２負荷部３と高電圧バッテリ１０との電気的な接続を遮断し、高電圧バッテリ１０から供給される電力を第１負荷部２及び第２負荷部３に分配しない。
【００３８】
リア電源ボックス３０は、急速充電リレー３３及び急速充電リレー３４をオンすることにより、充電ポート３ｃ及び高電圧バッテリ１０を電気的に接続し、充電ポート３ｃから供給される電力を高電圧バッテリ１０に充電する。リア電源ボックス３０は、急速充電リレー３３及び急速充電リレー３４をオフすることにより、充電ポート３ｃ及び高電圧バッテリ１０の電気的な接続を遮断し、充電ポート３ｃから供給される電力を高電圧バッテリ１０に充電しない。
【００３９】
リア電源ボックス３０は、普通充電リレー３５及び普通充電リレー３６等をオンすることにより、例えば、車載充電器３ｄ及び高電圧バッテリ１０を電気的に接続し、車載充電器３ｄから供給される電力を高電圧バッテリ１０に充電する。リア電源ボックス３０は、普通充電リレー３５及び普通充電リレー３６等をオフすることにより、例えば、車載充電器３ｄ及び高電圧バッテリ１０の電気的な接続を遮断し、車載充電器３ｄから供給される電力を高電圧バッテリ１０に充電しない。
【００４０】
高圧幹線４０は、フロント電源ボックス２０とリア電源ボックス３０との間で電流を流す導電線である。高圧幹線４０は、例えば、図４に示すように、金属バスバーであり、板状金属４０ａと、絶縁体４０ｂと、シールド層４０ｃと、外装被覆４０ｄとを含んで構成される。板状金属４０ａは、長尺状且つ板状に形成された導電性の部材である。絶縁体４０ｂは、板状金属４０ａとシールド層４０ｃとの間に設けられ、当該板状金属４０ａ及びシールド層４０ｃを絶縁する。シールド層４０ｃは、絶縁体４０ｂの外側に設けられ、板状金属４０ａによる周囲への電磁波等のノイズを遮蔽する。外装被覆４０ｄは、シールド層４０ｃの外側に設けられ、内側に設けられた板状金属４０ａ、絶縁体４０ｂ、及び、シールド層４０ｃを保護する。高圧幹線４０は、板状金属４０ａを用いることにより従来の電線と比較して表面積を大きくすることができ、高電圧バッテリ１０やフロント電源ボックス２０、リア電源ボックス３０等から生じる熱を外部に逃がすことができる。高圧幹線４０は、外装被覆４０ｄに熱伝導率のよい材料を用いることで放熱性能を向上させることができる。
【００４１】
高圧幹線４０は、上述のような構成を有する金属バスバーであり、自立して形状を維持可能な剛体である。つまり、高圧幹線４０は、配索経路をガイドするガイド部材等がなくても配索経路を規定可能な剛体である。換言すれば、高圧幹線４０は、例えば、フロント電源ボックス２０及び電動Ａ／Ｃコンプレッサ２ｃ等を接続する電線（撚り線）よりも剛性が高い剛体である。ここで、撚り線は、金属線を複数撚り合わせた電線である。高圧幹線（幹線部）４０は、正極側の高圧幹線４１と、負極側の高圧幹線４２とを含んで構成される。
【００４２】
正極側の高圧幹線４１は、高電圧バッテリ１０に組み付けられ、当該高電圧バッテリ１０の正極側に接続されている。正極側の高圧幹線４１は、高電圧バッテリ１０の上面側、つまり車両１００の高さ方向の上側に配置され、車幅方向において第１モジュール１１と第２モジュール１２との間に位置している。正極側の高圧幹線４１は、フロント電源ボックス２０とリア電源ボックス３０との間に渡って延在し、当該フロント電源ボックス２０及びリア電源ボックス３０を電気的に接続している。正極側の高圧幹線４１は、例えば、当該正極側の高圧幹線４１の一端とフロント電源ボックス２０の第１端子２４とが電気的に接続され、当該正極側の高圧幹線４１の他端とリア電源ボックス３０の第１端子３８とが電気的に接続されている。
【００４３】
負極側の高圧幹線４２は、高電圧バッテリ１０に組み付けられ、当該高電圧バッテリ１０の負極側に接続されている。負極側の高圧幹線４２は、高電圧バッテリ１０の上面側、つまり車両１００の高さ方向の上側に配置され、車幅方向において第１モジュール１１と第２モジュール１２との間に位置している。負極側の高圧幹線４２は、フロント電源ボックス２０とリア電源ボックス３０との間に渡って延在し、当該フロント電源ボックス２０及びリア電源ボックス３０を電気的に接続している。負極側の高圧幹線４２は、例えば、当該負極側の高圧幹線４２の一端とフロント電源ボックス２０の第２端子２５とが電気的に接続され、当該負極側の高圧幹線４２の他端とリア電源ボックス３０の第２端子３９とが電気的に接続されている。高圧幹線４０は、板状に形成されているので当該高圧幹線４０の厚みを薄くすることができ、電源ユニット１の高さ方向の高さを抑制することができる。
【００４４】
以上のように、実施形態に係る電源ユニット１は、高電圧バッテリ１０と、フロント電源ボックス２０と、リア電源ボックス３０と、高圧幹線４０とを備える。高電圧バッテリ１０は、互いに接続された複数の電池セル１１ａ、１２ａを有し、電力を蓄積可能なバッテリである。フロント電源ボックス２０は、高電圧バッテリ１０の車両前後方向の前側に組み付けられ、第１負荷部２に電力を分配可能な電気接続箱である。リア電源ボックス３０は、高電圧バッテリ１０の車両前後方向の後側に組み付けられ、第２負荷部３に電力を分配可能な電気接続箱である。高圧幹線４０は、自立して形状を維持可能な剛体であり、高電圧バッテリ１０に組み付けられ、フロント電源ボックス２０とリア電源ボックス３０との間に渡って延在し、フロント電源ボックス２０及びリア電源ボックス３０を電気的に接続する。
【００４５】
ここで、従来の電源ユニットは、例えば、高圧幹線が金属線を複数撚り合わせた撚り線により形成されているため、製造機械により当該高圧幹線を保持して移動させることが困難であり、高圧幹線を高電圧バッテリに自動的に組み付けることが困難であった。これに対して、実施形態に係る電源ユニット１は、高圧幹線４０が剛体であるので、製造機械により高圧幹線４０を容易に保持且つ移動させることができ、当該高圧幹線４０を高電圧バッテリ１０に自動的に組み付けることができる。これにより、電源ユニット１は、製造時において高圧幹線４０の組み付け性を向上することができる。
【００４６】
また、実施形態に係る電源ユニット１は、高電圧バッテリ１０、フロント電源ボックス２０、リア電源ボックス３０、及び、高圧幹線４０を一体化することができる。これにより、電源ユニット１は、一体化された高電圧バッテリ１０、フロント電源ボックス２０、リア電源ボックス３０、及び、高圧幹線４０を一度で車両１００に組み付けることができるので、車両１００への組み付け性も向上することができる。また、電源ユニット１は、フロント電源ボックス２０及びリア電源ボックス３０と高電圧バッテリ１０とを接続する電線を抑制することができ、電線の配索スペースの増加を抑制できる。
【００４７】
上記電源ユニット１において、高電圧バッテリ１０は、第１モジュール１１及び第２モジュール１２を有し、第１及び第２モジュール１１、１２を車幅方向に沿って並んで配置する。高圧幹線４０は、第１モジュール１１と第２モジュール１２との間に位置する。この構成により、電源ユニット１は、高電圧バッテリ１０の空きスペースを有効活用して高圧幹線４０を高電圧バッテリ１０に組み付けることができ、ユニットの大型化を抑制することができる。
〔第１変形例〕
【００４８】
次に、実施形態の第１〜第４変形例について説明する。なお、実施形態の第１〜第４変形例では、実施形態と同等の構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。図５は、実施形態の第１変形例に係る電源ユニット１Ａの構成例を示す回路図である。第１変形例に係る電源ユニット１Ａは、正極側の高圧幹線４１Ａ及び負極側の高圧幹線４２Ａの端部を端子として用いる点で実施形態に係る電源ユニット１と異なる。第１変形例に係る電源ユニット１Ａは、図５に示すように、高電圧バッテリ１０と、フロント電源ボックス２０と、リア電源ボックス３０と、高圧幹線４０とを備える。高圧幹線４０は、正極側の高圧幹線４１Ａと、負極側の高圧幹線４２Ａとを含んで構成される。
【００４９】
正極側の高圧幹線４１Ａは、連続する１本の導電線により形成され、第１突出部４１ａと、第２突出部４１ｂを有する。第１突出部４１ａは、高電圧バッテリ１０側からフロント電源ボックス２０側に突出した部分であり、外部に露出している。第１突出部４１ａは、フロント電源ボックス２０の第１端子２４に電気的に接続される端子である。第１突出部４１ａは、フロント電源ボックス２０を高電圧バッテリ１０に組み付けた状態で、フロント電源ボックス２０の第１端子２４と同じポジションに位置し、当該第１端子２４に連結される。
【００５０】
第２突出部４１ｂは、高電圧バッテリ１０側からリア電源ボックス３０側に突出した部分であり、外部に露出している。第２突出部４１ｂは、リア電源ボックス３０の第１端子３８に電気的に接続される端子である。第２突出部４１ｂは、リア電源ボックス３０を高電圧バッテリ１０に組み付けた状態で、リア電源ボックス３０の第１端子３８と同じポジションに位置し、当該第１端子３８に連結される。
【００５１】
負極側の高圧幹線４２Ａは、連続する１本の導電線により形成され、第１突出部４２ａと、第２突出部４２ｂを有する。第１突出部４２ａは、高電圧バッテリ１０側からフロント電源ボックス２０側に突出した部分であり、外部に露出している。第１突出部４２ａは、フロント電源ボックス２０の第２端子２５に電気的に接続される端子である。第１突出部４２ａは、フロント電源ボックス２０を高電圧バッテリ１０に組み付けた状態で、フロント電源ボックス２０の第２端子２５と同じポジションに位置し、当該第２端子２５に連結される。
【００５２】
第２突出部４２ｂは、高電圧バッテリ１０側からリア電源ボックス３０側に突出した部分であり、外部に露出している。第２突出部４２ｂは、リア電源ボックス３０の第２端子３９に電気的に接続される端子である。第２突出部４２ｂは、リア電源ボックス３０を高電圧バッテリ１０に組み付けた状態で、リア電源ボックス３０の第２端子３９と同じポジションに位置し、当該第２端子３９に連結される。
【００５３】
以上のように、第１変形例に係る電源ユニット１Ａにおいて、正極側の高圧幹線４１Ａは、高電圧バッテリ１０側からフロント電源ボックス２０側に突出した第１突出部４１ａと、高電圧バッテリ１０側からリア電源ボックス３０側に突出した第２突出部４１ｂとを有する。負極側の高圧幹線４２Ａは、高電圧バッテリ１０側からフロント電源ボックス２０側に突出した第１突出部４２ａと、高電圧バッテリ１０側からリア電源ボックス３０側に突出した第２突出部４２ｂとを有する。そして、第１突出部４１ａ、４２ａは、フロント電源ボックス２０の第１及び第２端子２４、２５に電気的に接続される端子を構成する。第２突出部４１ｂ、４２ｂは、リア電源ボックス３０の第１及び第２端子３８、３９に電気的に接続される端子を構成する。
【００５４】
この構成により、電源ユニット１Ａは、正極側の高圧幹線４１Ａ及び負極側の高圧幹線４２Ａの端部を端子として用いることができるので、別途端子を用意する必要がなく、部品点数の増加を抑制でき、ユニット構成を簡素化することができる。また、電源ユニット１Ａは、製造工程を簡略化することができ、製造コストの増加を抑制できる。
〔第２変形例〕
【００５５】
次に、実施形態の第２変形例に係る電源ユニット１Ｂについて説明する。図６は、実施形態の第２変形例に係る電源ユニット１Ｂの構成例を示す回路図である。第２変形例に係る電源ユニット１Ｂは、正極側の高圧幹線４１Ｂ及び負極側の高圧幹線４２Ｂとフロントインバータ２ａとを直接連結する点で実施形態に係る電源ユニット１と異なる。第２変形例に係る電源ユニット１Ｂは、図６に示すように、高電圧バッテリ１０と、フロント電源ボックス２０と、リア電源ボックス３０と、高圧幹線４０とを備える。高圧幹線４０は、正極側の高圧幹線４１Ｂと、負極側の高圧幹線４２Ｂとを含んで構成される。
【００５６】
正極側の高圧幹線４１Ｂは、連続する１本の導電線により形成され、基部４１ｃと、貫通部４１ｄと、露出部４１ｅを有する。基部４１ｃ、貫通部４１ｄ、及び、露出部４１ｅは、一体化されて形成されている。基部４１ｃは、車両前後方向に沿って直線状に形成されている。基部４１ｃは、高電圧バッテリ１０の車両前後方向の前側から後側まで延在する部分である。つまり、基部４１ｃは、高電圧バッテリ１０の車両前後方向の全長と同等の長さの部分である。基部４１ｃは、フロント電源ボックス２０及びリア電源ボックス３０を貫通していない。基部４１ｃは、一端がリア電源ボックス３０の第１端子３８に接続され、他端が貫通部４１ｄの端部に接続されている。
【００５７】
貫通部４１ｄは、フロント電源ボックス２０を貫通する部分である。つまり、貫通部４１ｄは、フロント電源ボックス２０の筐体の内部を貫通する部分である。貫通部４１ｄは、基部４１ｃのフロント電源ボックス２０側の端部から延在し、フロント電源ボックス２０の配索経路に沿った形状に形成されている。貫通部４１ｄは、一端が基部４１ｃの端部に接続され、他端が露出部４１ｅの端部に接続されている。
【００５８】
露出部４１ｅは、外部に露出する部分である。露出部４１ｅは、貫通部４１ｄのフロントインバータ２ａ側の端部から延在している。露出部４１ｅは、一端が貫通部４１ｄの端部に接続され、他端がフロントインバータ２ａの端子に接続されている。
【００５９】
負極側の高圧幹線４２Ｂは、連続する１本の導電線により形成され、基部４２ｃと、貫通部４２ｄと、露出部４２ｅを有する。基部４２ｃ、貫通部４２ｄ、及び、露出部４２ｅは、一体化されて形成されている。基部４２ｃは、車両前後方向に沿って直線状に形成されている。基部４２ｃは、高電圧バッテリ１０の車両前後方向の前側から後側まで延在する部分である。つまり、基部４２ｃは、高電圧バッテリ１０の車両前後方向の全長と同等の長さの部分である。基部４２ｃは、フロント電源ボックス２０及びリア電源ボックス３０を貫通していない。基部４２ｃは、一端がリア電源ボックス３０の第２端子３９に接続され、他端が貫通部４２ｄの端部に接続されている。
【００６０】
貫通部４２ｄは、フロント電源ボックス２０を貫通する部分である。つまり、貫通部４２ｄは、フロント電源ボックス２０の筐体の内部を貫通する部分である。貫通部４２ｄは、基部４２ｃのフロント電源ボックス２０側の端部から延在し、フロント電源ボックス２０の配索経路に沿った形状に形成されている。貫通部４２ｄは、一端が基部４２ｃの端部に接続され、他端が露出部４２ｅの端部に接続されている。
【００６１】
露出部４２ｅは、外部に露出する部分である。露出部４２ｅは、貫通部４２ｄのフロントインバータ２ａ側の端部から延在している。露出部４２ｅは、一端が貫通部４２ｄの端部に接続され、他端がフロントインバータ２ａの端子に接続されている。
【００６２】
以上のように、第２変形例に係る電源ユニット１Ｂにおいて、正極側の高圧幹線４１Ａは、フロント電源ボックス２０を貫通する貫通部４１ｄを有する。負極側の高圧幹線４１Ａは、フロント電源ボックス２０を貫通する貫通部４２ｄを有する。この構成により、電源ユニット１Ｂは、配線の連結部を削減することができるので、抵抗による損失を抑制することができ、接続されるフロントインバータ２ａに適正に電流を流すことができる。電源ユニット１Ｂは、配線の連結部を削減することができるので、接触不良を抑制することができ耐久性を向上できる。
〔比較例〕
【００６３】
次に、実施形態の比較例について説明する。上記実施形態では、車両１００がフロントモータ２ｂ及びリアモータ３ｂの２つのモータで駆動する車両に電力を供給する例について説明した。比較例では、車両１００が１つのフロントモータ２ｂで駆動する車両に電力を供給する例について説明する。図７は、実施形態の比較例に係る電源ユニット１Ｄの構成例を示す平面図である。図８は、実施形態の比較例に係る電源ユニット１Ｄの構成例を示す回路図である。
【００６４】
比較例に係る電源ユニット１Ｄは、図７及び図８に示すように、フロント電源ボックス２０Ｄを備える。フロント電源ボックス２０Ｄは、高電圧バッテリ１０Ｄの車両前後方向の前側に組み付けられている。フロント電源ボックス２０Ｄは、高圧電線４ａを介して充電ポート３ｃに接続され、高圧電線４ｂを介して車載充電器３ｄに接続されている。電源ユニット１Ｄは、充電ポート３ｃ及び車載充電器３ｄが車両の後側に設けられているので、高圧電線４ａ、４ｂを車両１００の前後に渡って配索する必要があり、高圧電線４ａ、４ｂの線長が長くなっている。このため、電源ユニット１Ｄは、充電時に高圧電線４ａ、４ｂの電力損失や発熱が懸念される。なお、フロント電源ボックス２０Ｄは、ヒューズ２６を有し、ＤＣ／ＤＣコンバータ２ｅが当該ヒューズ２６を介して接続されている。また、高電圧バッテリ１０Ｄは、第１モジュール１１及び第２モジュール１２がサービスプラグ４ｃを介して接続されている。
〔第３変形例〕
【００６５】
次に、上記比較例に対して優位性を有する実施形態の第３変形例について説明する。図９は、実施形態の第３変形例に係る電源ユニット１Ｃの構成例を示す平面図である。図１０は、実施形態の第３変形例に係る電源ユニット１Ｃの構成例を示す回路図である。
【００６６】
実施形態の第３変形例に係る電源ユニット１Ｃは、車両１００が１つのフロントモータ２ｂで駆動する車両１００に電力を供給する。第３変形例に係る電源ユニット１Ｃは、図９及び図１０に示すように、フロント電源ボックス２０Ｃ及びリア電源ボックス３０Ｃを備える。フロント電源ボックス２０Ｃは、高電圧バッテリ１０の車両前後方向の前側に組み付けられている。リア電源ボックス３０Ｃは、高電圧バッテリ１０の車両前後方向の後側に組み付けられ、フロント電源ボックス（電装機器）２０Ｃに電力を分配可能である。リア電源ボックス３０Ｃは、高圧電線４ａを介して充電ポート３ｃに接続され、高圧電線４ｂを介して車載充電器３ｄに接続されている。このように、電源ユニット１Ｃは、車両の後側に設けられた充電ポート３ｃ及び車載充電器３ｄにリア電源ボックス３０Ｃを接続している。
【００６７】
この構成により、第３変形例に係る電源ユニット１Ｃは、比較例に係る電源ユニット１Ｄのように高圧電線４ａ、４ｂを車両１００の前後に渡って配索する必要がなく、電源ユニット１Ｄよりも高圧電線４ａ、４ｂを短くすることができる。これにより、電源ユニット１Ｃは、充電時に高圧電線４ａ、４ｂの電力損失や発熱を抑制することができる。また、電源ユニット１Ｃは、電源ユニット１Ｄよりも高電圧回路の配索を車両の前後に分散させることができ、ユニットの組み付け性を向上できる。電源ユニット１Ｃは、電源ユニット１Ｄよりもコネクタ接続のための開口部を車両の前後に分散させることができ、各電源ボックスの大型化を抑制できる。
〔第４変形例〕
【００６８】
次に、実施形態の第４変形例について説明する。図１１は、実施形態の第４変形例に係る高圧幹線４０Ａの構成例を示す斜視図である。第４変形例に係る高圧幹線４０Ａは、円柱状金属４０ｅを有する点で実施形態に係る高圧幹線４０と異なる。高圧幹線４０Ａは、例えば、図１１に示すように、金属バスバーであり、円柱状金属４０ｅと、絶縁体４０ｆと、シールド層４０ｇと、外装被覆４０ｈとを含んで構成される。円柱状金属４０ｅは、長尺状且つ円柱状に形成された導電性の部材である。絶縁体４０ｆは、円柱状金属４０ｅとシールド層４０ｇとの間に設けられ、当該円柱状金属４０ｅ及びシールド層４０ｇを絶縁する。シールド層４０ｇは、絶縁体４０ｆの外側に設けられ、円柱状金属４０ｅによる周囲への電磁波等のノイズを遮蔽する。外装被覆４０ｈは、シールド層４０ｇの外側に設けられ、内側に設けられた円柱状金属４０ｅ、絶縁体４０ｆ、及び、シールド層４０ｇを保護する。高圧幹線４０Ａは、配索経路をガイドするガイド部材等がなくても配索経路を規定可能な剛体である。高圧幹線４０Ａが剛体であるので、製造機械により高圧幹線４０Ａを容易に保持且つ移動させることができ、当該高圧幹線４０Ａを高電圧バッテリ１０に自動的に組み付けることができる。これにより、電源ユニット１は、製造時において高圧幹線４０Ａの組み付け性を向上することができる。
【００６９】
なお、上記説明において、高圧幹線４０は、第１モジュール１１と第２モジュール１２との間に位置する例について説明したが、これに限定されない。高圧幹線４０は、例えば、第１モジュール１１の第２モジュール１２とは反対側の側壁に位置するようにしてもよい。
【００７０】
高圧幹線４０は、高電圧バッテリ１０側からフロント電源ボックス２０側又はリア電源ボックス３０側に突出する例について説明したが、これに限定されず、高電圧バッテリ１０側からフロント電源ボックス２０側又はリア電源ボックス３０側に突出しなくてもよい。
【００７１】
高圧幹線４０は、フロント電源ボックス２０を貫通する例について説明したが、これに限定されず、リア電源ボックス３０を貫通してもよい。また、高圧幹線４０は、フロント電源ボックス２０及びリア電源ボックス３０を貫通しなくてもよい。
【００７２】
第３変形例に係る電源ユニット１Ｃは、車両の後側に設けられた充電ポート３ｃ及び車載充電器３ｄにリア電源ボックス３０Ｃを接続する例について説明したが、これに限定されない。第３変形例に係る電源ユニット１Ｃは、例えば、充電ポート３ｃ及び車載充電器３ｄが車両の前側に設けられている場合、充電ポート３ｃ及び車載充電器３ｄにフロント電源ボックス２０Ｃを接続し、リア電源ボックス３０Ｃに負荷部を接続してもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ  電源ユニット
２  第１負荷部（電装機器）
３  第２負荷部（電装機器）
１０  高電圧バッテリ（電池モジュール）
１１  第１モジュール
１２  第２モジュール
１１ａ、１２ａ  電池セル
２０、２０Ｃ  フロント電源ボックス（前側電気接続箱、電装機器）
３０、３０Ｃ  リア電源ボックス（後側電気接続箱、電装機器）
４０、４０Ａ  高圧幹線（幹線）
４１ａ、４２ａ  第１突出部（突出部）
４１ｂ、４２ｂ  第２突出部（突出部）
４１ｄ、４２ｄ  貫通部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020090234.tif 000009
【図８】
2020090234.tif 000010
【図９】
2020090234.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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