(57)【要約】【課題】ワイヤハーネスの温度分布を容易にシミュレートすることができるワイヤハーネスの熱解析方法、熱解析装置およびプログラムを提供する。【解決手段】ワイヤハーネスの熱解析方法は、ワイヤハーネス１００Ａのうち長手方向に直交する断面の構造が一様な電線束部１１を長手方向に１ｃｍの長さで有限個に等分割し、長さ１ｃｍ分の電線束部１１ａを構成する熱特性パラメータを熱流体解析にて算出し、算出された熱特性パラメータに基づいて長さ１ｃｍ分の電線束部１１ａに対応する基準熱等価回路をモデル化する。この基準熱等価回路を電線束部１１の長さ分連結した電線束部熱等価回路を作成し、電線束部熱等価回路を構成する熱特性パラメータに基づいてワイヤハーネス全体に対応するワイヤハーネス熱等価回路をモデル化する。ワイヤハーネス熱等価回路に対して熱回路網法を実行し、ワイヤハーネスの温度分布および過渡温度上昇の少なくとも一つを可視化する。【選択図】図９
2018128426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータを用いて、車両に搭載するワイヤハーネスの温度分布をシミュレートするワイヤハーネスの熱解析方法であって、
前記ワイヤハーネスのうち長手方向に直交する断面の構造が一様な電線束部を前記長手方向に一定の長さで有限個に等分割し、一定の長さ分の前記電線束部を構成する熱特性パラメータを熱流体解析にて算出し、算出された前記熱特性パラメータに基づいて一定の長さ分の前記電線束部に対応する基準熱等価回路をモデル化する第１モデル化ステップと、
前記基準熱等価回路を前記電線束部の長さ分連結した電線束部熱等価回路を作成し、前記電線束部熱等価回路を構成する前記熱特性パラメータに基づいて前記ワイヤハーネス全体に対応するワイヤハーネス熱等価回路をモデル化する第２モデル化ステップと、
前記ワイヤハーネス熱等価回路に対して熱回路網法を実行し、前記ワイヤハーネスの温度分布および過渡温度上昇の少なくとも一つを可視化する可視化ステップと、を備え、
前記熱特性パラメータは、一定の長さ分の前記電線束部を構成する複数の部材間および各前記部材と外部環境との間の各伝熱経路における熱抵抗値が含まれる
ことを特徴とするワイヤハーネスの熱解析方法。
【請求項２】
前記第１モデル化ステップは、さらに、
前記ワイヤハーネスが分岐構造を有する場合、分岐ごとに分割された複数の前記電線束部を前記長手方向に一定の長さで有限個にそれぞれ等分割し、一定の長さ分の各前記電線束部に対応する前記基準熱等価回路をそれぞれ作成し、
前記第２モデル化ステップは、さらに、
各前記基準熱等価回路を各前記電線束部の長さ分連結した複数の前記電線束部熱等価回路を作成し、複数の前記電線束部熱等価回路に基づいて前記ワイヤハーネス熱等価回路をモデル化する
請求項１に記載のワイヤハーネスの熱解析方法。
【請求項３】
前記第２モデル化ステップは、
各前記電線束部熱等価回路を他の前記電線束部熱等価回路と接続するための端子を有するデバイスとしてモデル化し、複数の前記デバイスを、前記端子を介して互いに接続して前記ワイヤハーネス熱等価回路をモデル化する
請求項２に記載のワイヤハーネスの熱解析方法。
【請求項４】
前記熱特性パラメータは、前記ワイヤハーネスの環境温度が含まれる
請求項１〜３のいずれか１項に記載のワイヤハーネスの熱解析方法。
【請求項５】
車両に搭載するワイヤハーネスの温度分布をシミュレートするワイヤハーネスの熱解析装置であって、
前記ワイヤハーネスの分岐ごとに分割され、かつ、長手方向に直交する断面の構造が一様な複数の電線束部を前記長手方向に一定の長さで有限個に等分割し、一定の長さ分の各前記電線束部に基づいて、一定の長さ分の各前記電線束部に対応する各基準熱等価回路のモデル化に必要な熱特性パラメータをそれぞれ算出する算出手段と、
各前記基準熱等価回路を各前記電線束部の長さ分連結した複数の電線束部熱等価回路を作成し、複数の前記電線束部熱等価回路に基づいてワイヤハーネス熱等価回路をモデル化する処理手段と、
前記ワイヤハーネス熱等価回路に対して実行される熱回路網法の計算結果から、前記ワイヤハーネスの温度分布および過渡温度上昇の少なくとも一つを表示する表示手段と、を備え、
前記熱特性パラメータは、一定の長さ分の前記電線束部を構成する複数の部材間および各前記部材と外部環境との間の各伝熱経路における熱抵抗値が含まれる
ことを特徴とするワイヤハーネスの熱解析装置。
【請求項６】
車両に搭載されるワイヤハーネスの温度分布をシミュレートするためのワイヤハーネスの熱解析方法を実行するコンピュータに読み取り可能なプログラムであって、
前記ワイヤハーネスの分岐ごとに分割され、かつ、長手方向に直交する断面の構造が一様な複数の電線束部を前記長手方向に一定の長さで有限個に等分割し、一定の長さ分の各前記電線束部に基づいて、一定の長さ分の各前記電線束部に対応する各基準熱等価回路のモデル化に必要な熱特性パラメータをそれぞれ算出する算出機能と、
各前記基準熱等価回路を各前記電線束部の長さ分連結した複数の電線束部熱等価回路を作成し、複数の前記電線束部熱等価回路に基づいてワイヤハーネス熱等価回路をモデル化する処理機能と、
前記ワイヤハーネス熱等価回路に対して実行される熱回路網法の計算結果から、前記ワイヤハーネスの温度分布および過渡温度上昇の少なくとも一つを表示する表示機能と、
をコンピュータに実現させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤハーネスの熱解析方法、熱解析装置およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）などの車両には、車両中央または後方に配置された電池パックとエンジンルームに配置されたインバータを接続するワイヤハーネスが搭載されている。このワイヤハーネスは、車両のエンジンルーム、床下、室内などを経由して配索されることから、異なる環境温度の影響を受ける。また、このワイヤハーネスには、駆動系の電力伝送を担う高圧電線が含まれていることから、通電時の導体温度の変化も大きい。
【０００３】
ところで、近年は、車両の電子化が進んでいることから、電子部品やワイヤハーネスの発熱量が増加しており、熱解析に基づく設計が必要となっている（例えば、非特許文献１参照）。また、自動車用ワイヤハーネス開発におけるシミュレーション技術の適用が増えつつある（例えば、非特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】真下啓治、他３名、”自動車部品の熱解析技術“、［ｏｎｌｉｎｅ］、平成１４年７月、古河電工時報第１１０号、［平成２９年１月１０日検索］、インターネット〈https://www.furukawa.co.jp/jiho/fj110/fj110_16.pdf〉
【非特許文献２】野口雄紀、他４名、“自動車用ワイヤハーネス開発におけるシミュレーション技術の適用”、［ｏｎｌｉｎｅ］、２０１５Vol．１、フジクラ技報第１２８号、［平成２９年１月１０日検索］、インターネット〈http://www.fujikura.co.jp/rd/gihou/backnumber/pages/_icsFiles/afieldfile/2015/07/03/128_R8.pdf〉
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、設計したワイヤハーネスの温度上昇をシミュレートする技術がなく、試作品を用いて温度上昇の評価を行った後に、ワイヤハーネスに使用する電線や外装材の耐熱規格を決定していることから、改善の余地がある。
【０００６】
本発明は、ワイヤハーネスの温度分布を容易にシミュレートすることができるワイヤハーネスの熱解析方法、熱解析装置およびプログラム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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係るワイヤハーネスの熱解析方法は、コンピュータを用いて、車両に搭載するワイヤハーネスの温度分布をシミュレートするワイヤハーネスの熱解析方法であって、前記ワイヤハーネスのうち長手方向に直交する断面の構造が一様な電線束部を前記長手方向に一定の長さで有限個に等分割し、一定の長さ分の前記電線束部を構成する熱特性パラメータを熱流体解析にて算出し、算出された前記熱特性パラメータに基づいて一定の長さ分の前記電線束部に対応する基準熱等価回路をモデル化する第１モデル化ステップと、前記基準熱等価回路を前記電線束部の長さ分連結した電線束部熱等価回路を作成し、前記電線束部熱等価回路を構成する前記熱特性パラメータに基づいて前記ワイヤハーネス全体に対応するワイヤハーネス熱等価回路をモデル化する第２モデル化ステップと、前記ワイヤハーネス熱等価回路に対して熱回路網法を実行し、前記ワイヤハーネスの温度分布および過渡温度上昇の少なくとも一つを可視化する可視化ステップと、を備え、前記熱特性パラメータは、一定の長さ分の前記電線束部を構成する複数の部材間および各前記部材と外部環境との間の各伝熱経路における熱抵抗値が含まれることを特徴とする。
【０００８】
また、上記ワイヤハーネスの熱解析方法において、前記第１モデル化ステップは、さらに、前記ワイヤハーネスが分岐構造を有する場合、分岐ごとに分割された複数の前記電線束部を前記長手方向に一定の長さで有限個にそれぞれ等分割し、一定の長さ分の各前記電線束部に対応する前記基準熱等価回路をそれぞれ作成し、前記第２モデル化ステップは、さらに、各前記基準熱等価回路を各前記電線束部の長さ分連結した複数の前記電線束部熱等価回路を作成し、複数の前記電線束部熱等価回路に基づいて前記ワイヤハーネス熱等価回路をモデル化することが好ましい。
【０００９】
また、上記ワイヤハーネスの熱解析方法において、前記第２モデル化ステップは、各前記電線束部熱等価回路を他の前記電線束部熱等価回路と接続するための端子を有するデバイスとしてモデル化し、複数の前記デバイスを、前記端子を介して互いに接続して前記ワイヤハーネス熱等価回路をモデル化することが好ましい。
【００１０】
また、上記ワイヤハーネスの熱解析方法において、前記熱特性パラメータは、前記ワイヤハーネスの環境温度が含まれることが好ましい。
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明に係るワイヤハーネスの熱解析装置は、車両に搭載するワイヤハーネスの温度分布をシミュレートするワイヤハーネスの熱解析装置であって、前記ワイヤハーネスの分岐ごとに分割され、かつ、長手方向に直交する断面の構造が一様な複数の電線束部を前記長手方向に一定の長さで有限個に等分割し、一定の長さ分の各前記電線束部に基づいて、一定の長さ分の各前記電線束部に対応する各基準熱等価回路のモデル化に必要な熱特性パラメータをそれぞれ算出する算出手段と、各前記基準熱等価回路を各前記電線束部の長さ分連結した複数の電線束部熱等価回路を作成し、複数の前記電線束部熱等価回路に基づいてワイヤハーネス熱等価回路をモデル化する処理手段と、前記ワイヤハーネス熱等価回路に対して実行される熱回路網法の計算結果から、前記ワイヤハーネスの温度分布および過渡温度上昇の少なくとも一つを表示する表示手段と、を備え、前記熱特性パラメータは、一定の長さ分の前記電線束部を構成する複数の部材間および各前記部材と外部環境との間の各伝熱経路における熱抵抗値が含まれることを特徴とする。
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明に係るワイヤハーネスの熱解析プログラムは、車両に搭載されるワイヤハーネスの温度分布をシミュレートするためのワイヤハーネスの熱解析方法を実行するコンピュータに読み取り可能なプログラムであって、前記ワイヤハーネスの分岐ごとに分割され、かつ、長手方向に直交する断面の構造が一様な複数の電線束部を前記長手方向に一定の長さで有限個に等分割し、一定の長さ分の各前記電線束部に基づいて、一定の長さ分の各前記電線束部に対応する各基準熱等価回路のモデル化に必要な熱特性パラメータをそれぞれ算出する算出機能と、各前記基準熱等価回路を各前記電線束部の長さ分連結した複数の電線束部熱等価回路を作成し、複数の前記電線束部熱等価回路に基づいてワイヤハーネス熱等価回路をモデル化する処理機能と、前記ワイヤハーネス熱等価回路に対して実行される熱回路網法の計算結果から、前記ワイヤハーネスの温度分布および過渡温度上昇の少なくとも一つを表示する表示機能と、をコンピュータに実現させる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るワイヤハーネスの熱解析方法、熱解析装置およびプログラムによれば、ワイヤハーネスの温度分布を容易にシミュレートすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、実施形態１に係るワイヤハーネスの概略構成を示す平面図である。
【図２】図２は、実施形態１に係る熱解析装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】図３は、実施形態１に係るワイヤハーネスの電線束部の概略構成を示す断面図である。
【図４】図４は、実施形態１に係るワイヤハーネスの電線束部を等分割した部分の断面斜視図である。
【図５】図５は、実施形態１に係るワイヤハーネスの基準熱等価回路の模式図である。
【図６】図６は、実施形態１に係るワイヤハーネスの電線束部熱等価回路の模式図である。
【図７】図７は、実施形態１に係るワイヤハーネス熱等価回路の模式図である。
【図８】図８は、実施形態１に係るワイヤハーネス熱等価回路に対応するネットリストを示す図である。
【図９】図９は、実施形態１に係る熱解析方法の手順を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、実施形態１に係るワイヤハーネスの温度分布を示すグラフである。
【図１１】図１１は、実施形態２に係るワイヤハーネスの概略構成を示す平面図である。
【図１２】図１２は、実施形態２に係るワイヤハーネスの環境温度を示す平面図である。
【図１３】図１３は、実施形態２に係るワイヤハーネスの電線束部の概略構成を示す断面図である。
【図１４】図１４は、実施形態２に係るワイヤハーネスの電線束部を等分割した部分の基準熱等価回路の模式図である。
【図１５】図１５は、実施形態２に係る基準熱等価回路に対応するネットリストを示す図である。
【図１６】図１６は、実施形態２に係るワイヤハーネスの電線束部に対応するネットリストを示す図である。
【図１７】図１７は、実施形態２に係るワイヤハーネスの電線束部に対応するデバイスモデルの模式図である。
【図１８】図１８は、実施形態２に係るワイヤハーネスに対応するデバイスモデルの模式図である。
【図１９】図１９は、実施形態２に係るワイヤハーネス熱等価回路の模式図である。
【図２０】図２０は、実施形態２に係る熱解析方法の手順を示すフローチャートである。
【図２１】図２１は、実施形態２に係るワイヤハーネスの温度分布を示す模式図である。
【図２２】図２２は、実施形態２に係るワイヤハーネスの温度分布の経時変化を示す模式図である。
【図２３】図２３は、実施形態２の変形例に係る基準熱等価回路の模式図である。
【図２４】図２４は、実施形態２の変形例に係るワイヤハーネスの電線束部に対応するデバイスモデルの模式図である。
【図２５】図２５は、実施形態２の変形例に係るワイヤハーネスに対応するデバイスモデルの模式図である。
【図２６】図２６は、実施形態２の変形例に係るワイヤハーネス熱等価回路の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明に係るワイヤハーネスの熱解析方法、熱解析装置およびプログラムの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。また、下記の実施形態における構成要素は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。
【００１６】
［実施形態１］
図１は、実施形態１に係るワイヤハーネスの概略構成を示す平面図である。図２は、実施形態１に係る熱解析装置の構成例を示すブロック図である。図３は、実施形態１に係るワイヤハーネスの電線束部の概略構成を示す断面図である。図４は、実施形態１に係るワイヤハーネスの電線束部を等分割した部分の断面斜視図である。図５は、実施形態１に係るワイヤハーネスの基準熱等価回路の模式図である。図６は、実施形態１に係るワイヤハーネスの電線束部熱等価回路の模式図である。図７は、実施形態１に係るワイヤハーネス熱等価回路の模式図である。図８は、実施形態１に係るワイヤハーネス熱等価回路に対応するネットリストを示す図である。図９は、実施形態１に係る熱解析方法の手順を示すフローチャートである。図１０は、実施形態１に係るワイヤハーネスの温度分布を示すグラフである。なお、図３は、図１のＡ−Ａ断面図である。
【００１７】
図１に示すワイヤハーネス１００Ａは、上述したように、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）などの車両（不図示）の中央または後方に配置された電池パックとエンジンルームに配置されたインバータを接続する。ワイヤハーネス１００Ａは、車両のエンジンルーム、床下、室内などを経由して配索される。ワイヤハーネス１００Ａには、駆動系の電力伝送を担う高圧電線やモーター電線、１２Ｖ電源系の電力伝送を担う低圧電線などが含まれている。ワイヤハーネス１００Ａは、複数の電線が、例えばコルゲートチューブや樹脂テープなどの外装材によってまとめられており、両端部に複数の電線を一度に接続できる多芯コネクタなどの接続部品に取り付けられている。ワイヤハーネス１００Ａは、この他に、固定具、プロテクタやグロメットなどを含んで構成されてもよい。本実施形態におけるワイヤハーネス１００Ａは、一つの電線束部１１と、複数のコネクタ部１３とを備える。
【００１８】
電線束部１１は、ワイヤハーネス１００Ａのうち、複数の電線が外装材によりまとめられた部分である。本実施形態における電線束部１１は、長手方向の長さが２００ｃｍであり、長手方向に直交する断面の構造が一様である。電線束部１１は、図３および図４に示すように、外装材１１１と、電線１１２と、空隙部１１４とで構成される。外装材１１１は、電線１１２に外装され、電線１１２の集束、経路規制、他部品との干渉に対する保護を行うものである。外装材１１１は、例えば、樹脂製のコルゲートチューブや樹脂テープ、結束バンドなどで構成される。電線１１２は、２芯のシールド電線である。電線１１２は、シース１１３と、編組１１５と、被覆１１７と、２つの導体１１９，１２１とで構成される。シース１１３は、電線１１２の外側に設けられ、電線１１２を保護する保護外被覆である。シース１１３は、例えば、樹脂、天然ゴムやクロロプレン（ネオプレン）、ビニルなどで構成される。編組１１５は、電線１１２に高圧電流が流れることで発生する電磁ノイズが、電線束部１１の周囲に配置された電子機器などに影響を及ぼすことを抑制するための、いわゆる電磁シールド部材である。被覆１１７は、導体１１９，１２１を覆う膜状の絶縁部材である。２つの導体１１９，１２１は、電源供給または信号通信に用いられる線状導体である。空隙部１１４は、外装材１１１と電線１１２との間に形成される空間である。
【００１９】
コネクタ部１３は、各電線１１２の両端にあって、不図示のサブハーネスや車両に搭載される電子部品などに接続するための接続部である。コネクタ部１３は、例えば、コネクタであり、樹脂製のハウジングに、電線１１２が接続された接続端子を収容したものである。
【００２０】
次に、ワイヤハーネス１００Ａの温度分布をシミュレートする熱解析装置について図２を参照して説明する。熱解析装置１は、例えばパーソナルコンピュータなどの汎用性の高いハードウェアを用いて構成することができる。熱解析装置１は、図２に示すように、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）３と、入出力装置５とで構成される。
【００２１】
パーソナルコンピュータ３は、汎用性のある情報処理装置であり、処理部（ＣＰＵ）３０１と、記憶部（メモリ）３０２とを備える。処理部３０１は、例えば、記憶部３０２などに記憶されたプログラムを読み出して各種処理や制御を実行する中央処理装置（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ：ＣＰＵ）である。記憶部３０２は、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｃ  Ｄｒｉｖｅ）などのメモリである。
【００２２】
入出力装置５は、パーソナルコンピュータ３に接続され、外部から情報を入力してパーソナルコンピュータ３に送る機能や、パーソナルコンピュータ３から送られた情報を表示したり、出力する機能を有する。入出力装置５は、入力装置５０１と、出力装置５０２とを備える。入力装置５０１は、例えば、キーボード、テンキー、ポインティングデバイス、タッチパネルなどで構成される。本実施形態における入力装置５０１は、キーボードで構成され、文字、数値、各種指示などの入力のための複数のキーを備え、これらからの入力情報を受け付けて、パーソナルコンピュータ３内の処理部３０１に送信する。出力装置５０２は、例えばＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ、プリンタなどで構成される。本実施形態における出力装置５０２は、液晶ディスプレイで構成され、パーソナルコンピュータ３内の処理部３０１から受信した信号に基づいて、画面に情報を表示する。
【００２３】
次に、実施形態１に係る熱解析装置１によるワイヤハーネス１００Ａの熱解析方法の手順について図９を参照して説明する。なお、本手順では、熱解析装置１で動作する表計算ソフトウェア、回路シミュレータ、熱流体解析ソフトウェアなどを利用して行われる。ここで表計算ソフトウェアは、パーソナルコンピュータ３の処理部３０１上で動作し、数値データの集計や分析あるいは熱回路網法の計算を行うものである。回路シミュレータは、パーソナルコンピュータ３の処理部３０１上で動作し、ワイヤハーネスの熱等価回路を電子回路としてモデル化して、その動作や特性をシミュレートするものである。熱流体解析ソフトウェアは、パーソナルコンピュータ３の処理部３０１上で動作し、風の流れや熱の移動などに関して数値計算を行い、熱抵抗等の熱特性を求めるものである。
【００２４】
まず、ステップＳ１０１では、ワイヤハーネス１００Ａのうち長手方向に直交する断面の構造が一様な電線束部１１を一定の長さ（ここでは１ｃｍとする）で有限個に等分割し、長さ１ｃｍ分の電線束部１１ａに対応する基準熱等価回路２１ａを作成する。本実施形態では、電線束部１１を１ｃｍの長さで等分割し、長さ１ｃｍ分の電線束部１１ａに対応する基準熱等価回路２１ａを作成する。
【００２５】
ここでワイヤハーネス１００Ａにおける熱移動について説明する。ワイヤハーネス１００Ａにおける熱移動は、電線束部１１を構成する複数の部材間または各部材上で行われる。ここで電線束部１１を構成する複数の部材には、外装材１１１、シース１１３、空隙部１１４、編組１１５、被覆１１７、導体１１９，１２１が含まれる。ワイヤハーネス１００Ａの長手方向の熱移動は、各部材上で行われる。ワイヤハーネス１００Ａの長手方向の熱移動における熱抵抗Ｒｘ［℃／Ｗ］は下式（１）から算出する。なお、空隙部１１４の熱伝導および流体の移動は影響が非常に小さいので考慮していない。
Ｒｘ＝Ｌ／λＳ              （１）
Ｌ：熱移動の方向の長さ［ｍ］
λ：熱伝導率［℃／（Ｋ・ｍ）］
Ｓ：断面積［ｍ＾２］
【００２６】
一方、ワイヤハーネス１００Ａの径方向の熱移動は、例えば導体１１９→被覆１１７→編組１１５→シース１１３→外装材１１１→外部環境１２３というように、複数の部材間および各部材と外部環境１２３との間で行われる。ここで外部環境１２３は、ワイヤハーネス１００Ａが車両に配索される予定の環境を意味する。したがって、外部環境１２３の温度が環境温度である。ワイヤハーネス１００Ａの径方向の熱移動における熱抵抗Ｒｙ［℃／Ｗ］は、熱流体解析により、各部材の温度上昇を計算して求める。すなわち、熱流体解析にて、図４に示す長さ１ｃｍ分の電線束部１１ａをモデル化する。長さ１ｃｍ分の電線束部１１ａの両断面に対称境界を設定（ワイヤハーネス１００Ａの長手方向に熱流および流体の出入りがない設定）することにより、無限延長状のワイヤハーネスを仮定して、その温度上昇を計算する。この計算結果から、各部材間の温度差と熱流を抽出し、熱抵抗Ｒｙを下式（２）から求める。
Ｒｙ＝ΔＴＸ―Ｙ／ＨＦＸ―Ｙ      （２）
ΔＴＸ―Ｙ：部材Ｘ−部材Ｙの温度差［℃］
ＨＦＸ―Ｙ：部材Ｘ−部材Ｙの熱流［Ｗ］
【００２７】
本実施形態におけるワイヤハーネス１００Ａの長手方向の熱抵抗は、外装材１１１、編組１１５、導体１１９，１２１を使って計算される。すなわち、被覆１１７およびシース１１３は、樹脂材料であり、熱伝導率が金属に比べて非常に小さいこと、断面積が小さいことから、熱抵抗は導体１１９，１２１や編組１１５よりも非常に大きい。そのため、被覆１１７およびシース１１３は、ワイヤハーネスの長手方向への熱移動に大きく影響しないと考えられ、これらを無視するものとする。ここで、導体１１９，１２１、編組１１５、外装材１１１の各ワイヤハーネスの長手方向の熱抵抗Ｒｘを、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３とする。これら熱抵抗Ｒ１〜Ｒ３を使ってワイヤハーネス１００Ａの長手方向の熱等価回路を作成する。なお、Ｒ１は導体２本分の熱抵抗を表す。
【００２８】
本実施形態におけるワイヤハーネス１００Ａの径方向の熱抵抗は、導体−編組間、編組−外装材間、外装材−外部環境間の各熱抵抗Ｒ１２，Ｒ２３，Ｒ３ａｍｂとする。導体−編組間の熱抵抗Ｒ１２は、熱流体解析から求める。導体−編組間の熱抵抗Ｒ１２は、２本の導体１１９，１２１のジュール熱Ｑが各々被覆１１７を通してすべて編組１１５に移動すると仮定して、導体１１９（１２１）の最高温度と編組１１５の最高温度の温度差を計算し、その温度差を２本の導体１１９，１２１のジュール熱Ｑの総和で割ることにより求める。なお、２本の導体１１９，１２１の温度は等価であり、互いに熱移動はないものとする。
【００２９】
編組−外装材間の熱抵抗Ｒ２３は、同様に、熱流体解析から求める。図３に示すように、編組１１５からシース１１３への熱移動形態は熱伝導である。また、シース１１３から外装材１１１への熱移動は、外装材１１１に対して電線１１２が中央にあって両者が接触していない場合には、放射伝熱と対流伝熱により生じている。２本の導体１１９，１２１のジュール熱Ｑは、これら伝熱経路を介して外装材１１１へすべて移動することになる。したがって、編組−外装材間の熱抵抗Ｒ２３は、編組１１５の最高温度と外装材１１１の平均温度との温度差を計算し、この温度差を２本の導体１１９，１２１のジュール熱Ｑの総和で割ることにより求める。
【００３０】
外装材−外部環境間の熱抵抗Ｒ３ａｍｂは、同様に、熱流体解析から求める。図３に示すように、外装材１１１から外部環境１２３への熱移動形態は、放射伝熱と対流伝熱であり、２本の導体１１９，１２１のジュール熱Ｑは、これら伝熱経路を介して外部環境１２３へすべて移動する。したがって、外装材−外部環境間の熱抵抗Ｒ３ａｍｂは、外装材１１１の平均温度と環境温度との温度差を計算し、この温度差を２本の導体１１９，１２１のジュール熱Ｑの総和で割ることにより求める。
【００３１】
長さ１ｃｍ分の電線束部１１ａの基準熱等価回路２１ａは、図５に示すように、熱抵抗Ｒ１２，Ｒ２３，Ｒ３ａｍｂを用いて表すことができる。この基準熱等価回路２１ａにおける温度上昇は、導体１１９，１２１のジュール熱Ｑおよび熱抵抗Ｒ１２，Ｒ２３，Ｒ３ａｍｂから求めることができる。導体１１９，１２１にて生じるジュール熱Ｑは、導体１１９，１２１から編組１１５へ流出する熱量と等しいことから、下式（３）が成り立つ。
Ｑ＝（Ｔ１−Ｔ２）／Ｒ１２          （３）
Ｔ１：導体温度
Ｔ２：編組温度
【００３２】
また、導体１１９，１２１から編組１１５へ流入する熱量と、編組１１５から外装材１１１に流出する熱量は等しいことから、下式（４）が成り立つ。
（Ｔ１−Ｔ２）／Ｒ１２＝（Ｔ２−Ｔ３）／Ｒ２３            （４）
Ｔ３：外装材温度
【００３３】
さらに、導体１１９，１２１から編組１１５に流入する熱量と、編組１１５から外装材１１１へ流出する熱量は等しいことから、下式（５）が成り立つ。
（Ｔ２−Ｔ３）／Ｒ２３＝（Ｔ３−Ｔａｍｂ）／Ｒ３ａｍｂ    （５）
Ｔａｍｂ：環境温度
【００３４】
上記（３）〜（５）からなる連立方程式を解くことにより、導体１１９，１２１、編組１１５、外装材１１１、および外部環境１２３の各伝熱経路の温度を求めることができる。
【００３５】
図９に戻り、ステップＳ１０２では、ステップＳ１０１で作成された基準熱等価回路２１ａを電線束部１１の長さ分連結して電線束部１１の電線束部熱等価回路２１を作成する。電線束部１１の電線束部熱等価回路２１は、図６および図７に示すように、長さ１ｃｍ分の電線束部１１ａの基準熱等価回路２１ａを、熱抵抗Ｒ１〜Ｒ３を使って電線束部１１の長さ分連結することで作成する。ここで電線束部１１は、長手方向の長さが２００ｃｍとする。本実施形態におけるワイヤハーネス１００Ａには、分岐がなく、電線束部１１の長手方向に直交する断面の構造が一様であることから、電線束部１１の電線束部熱等価回路２１がワイヤハーネス１００Ａの熱等価回路となる。したがって、長さ２００ｃｍの電線束部１１に対応する電線束部熱等価回路２１は、ワイヤハーネス１００Ａに対応するワイヤハーネス熱等価回路２２と同じである。
【００３６】
長さ２００ｃｍのワイヤハーネス１００Ａに対応するワイヤハーネス熱等価回路２２は、長さ１ｃｍ分の電線束部１１ａの基準熱等価回路２１ａと同様に、外部環境１２３を除く６００個の節点（ノード）において、各々の熱流量の保存則に従って連立方程式を作成する。実際には、ワイヤハーネス熱等価回路２２は、表計算ソフトウェアに図８に示すネットリスト７の情報を入力して行列計算を行い、連立方程式を解くことにより求める。ここでネットリスト７は、例えば回路シミュレータで熱等価回路をシミュレートする際に使用されるテキストファイルであり、解析対象の熱等価回路がどのような熱特性パラメータで構成されており、ノードがどのように接続されているかを示すリストである。本実施形態におけるネットリスト７は、例えば、図８に示すように、２つの部材のノードと、２つの部材間の熱特性パラメータとで構成されている。この熱特性パラメータは、一定の長さ分の電線束部を構成する複数の部材間および各部材と外部環境１２３との間の各伝熱経路における熱抵抗値が含まれる。
【００３７】
図７に示すワイヤハーネス熱等価回路２２におけるノード（導体ノード）Ｎ００１〜Ｎ２００の各ノードには、別途発熱量の設定を行う。ワイヤハーネス熱等価回路２２における外部環境１２３は、図７に示すノードＮ６０１〜ノードＮ８００の各ノードに所望の環境温度を設定する。例えば、長さ２００ｃｍのワイヤハーネス１００Ａにおいて、前方３０ｃｍをエンジンルーム環境とし、後方１７０ｃｍを床下および室内環境とした場合、ノードＮ６０１〜ノードＮ６３０の環境温度１００℃、ノードＮ６３１〜ノードＮ８００を環境温度４０℃とする。
【００３８】
図９に戻り、ステップＳ１０３では、ステップＳ１０２で作成された電線束部熱等価回路２１、すなわちワイヤハーネス熱等価回路２２に対して表計算あるいは回路シミュレータを実行し、ワイヤハーネス１００Ａの温度分布を出力装置５０２に表示する。出力装置５０２に表示されるワイヤハーネス１００Ａの温度分布の一例を図１０に示す。図１０に示すグラフでは、横軸にワイヤハーネス長さ、縦軸にワイヤハーネスの温度／環境温度が設定されている。
【００３９】
以上のように、本実施形態に係るワイヤハーネスの熱解析方法は、断面構造が一様な電線束部１１を長手方向に１ｃｍの長さで等分割し、長さ１ｃｍ分の電線束部１１ａを構成する熱抵抗Ｒ１２，Ｒ２３，Ｒ３ａｍｂを算出し、算出された熱抵抗Ｒ１２，Ｒ２３，Ｒ３ａｍｂに基づいて長さ１ｃｍ分の電線束部１１ａに対応する基準熱等価回路２１ａをモデル化する。そして、この基準熱等価回路２１ａを、熱抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を介して電線束部１１の長さ分連結して電線束部熱等価回路２１を作成し、電線束部熱等価回路２１を構成する熱抵抗値に基づいてワイヤハーネス全体に対応するワイヤハーネス熱等価回路２２をモデル化する。このワイヤハーネス熱等価回路２２に対して熱回路網法を実行し、ワイヤハーネス１００Ａの温度分布を可視化する。
【００４０】
本実施形態に係るワイヤハーネスの熱解析方法、熱解析装置およびプログラムによれば、ワイヤハーネス１００Ａを等分割して基準熱等価回路を作成し、この基準熱等価回路をワイヤハーネス１００Ａの線長分連結してワイヤハーネス熱等価回路を作成するので、表計算あるいは回路シミュレータを用いてワイヤハーネス１００Ａに対応する熱等価回路を容易にモデル化することができ、この熱等価回路を用いたワイヤハーネス１００Ａの温度分布を容易にシミュレートすることができる。
【００４１】
［実施形態２］
図１１は、実施形態２に係るワイヤハーネスの概略構成を示す平面図である。図１２は、実施形態２に係るワイヤハーネスの環境温度を示す平面図である。図１３は、実施形態２に係るワイヤハーネスの電線束部の概略構成を示す断面図である。図１４は、実施形態２に係るワイヤハーネスの電線束部を等分割した部分の基準熱等価回路の模式図である。図１５は、実施形態２に係る基準熱等価回路に対応するネットリストを示す図である。図１６は、実施形態２に係るワイヤハーネスの電線束部に対応するネットリストを示す図である。図１７は、実施形態２に係るワイヤハーネスの電線束部に対応するデバイスモデルの模式図である。図１８は、実施形態２に係るワイヤハーネスに対応するデバイスモデルの模式図である。図１９は、実施形態２に係るワイヤハーネス熱等価回路の模式図である。図２０は、実施形態２に係る熱解析方法の手順を示すフローチャートである。図２１は、実施形態２に係るワイヤハーネスの温度分布を示す模式図である。図２２は、実施形態２に係るワイヤハーネスの温度分布の経時変化を示す模式図である。
【００４２】
実施形態２に係るワイヤハーネスの熱解析方法は、ワイヤハーネス１００Ｂが分岐構造を有する点で、実施形態１に係るワイヤハーネス１００Ａと異なる。なお、実施形態２は、上記実施形態１と基本的構成および基本的動作が共通しているものについては、同一符号を付して、それらの説明を省略あるいは簡略化する（以下、同様）。
【００４３】
ワイヤハーネス１００Ｂは、図１１に示すように、複数の電線束部１１Ａ〜１１Ｉと、複数のコネクタ部１３とを備える。本実施形態における複数の電線束部１１Ａ〜１１Ｉは、ワイヤハーネス１００Ｂを分岐ごとに分割したものである。複数の電線束部１１Ａ〜１１Ｉは、それぞれが長手方向に直交する断面の構造が一様である。電線束部１１Ａは、断面構造１２Ａを有し、長手方向の長さが２０ｃｍ、回路数が２である。電線束部１１Ｂは、断面構造１２Ｂを有し、長さが２０ｃｍ、回路数が１である。電線束部１１Ｃは、断面構造１２Ｃを有し、長さが４０ｃｍ、回路数が３である。電線束部１１Ｄは、断面構造１２Ｄを有し、長さが４０ｃｍ、回路数が３である。電線束部１１Ｅは、断面構造１２Ｅを有し、長さが１２０ｃｍであり、回路数が６である。電線束部１１Ｆは、断面構造１２Ｆを有し、長さが１０ｃｍであり、回路数が３である。電線束部１１Ｇは、断面構造１２Ｇを有し、長さが８０ｃｍであり、回路数が３である。電線束部１１Ｈは、断面構造１２Ｈを有し、長さが２０ｃｍであり、回路数が２である。電線束部１１Ｉは、断面構造１２Ｉを有し、長さが２０ｃｍで、回路数が１である。
【００４４】
ワイヤハーネス１００Ｂは、図１２に示すように、電線束部１１Ａ〜１１Ｄおよび電線束部１１Ｅの前方５０ｃｍがエンジンルーム環境に配索され、電線束部１１Ｅの後方７０ｃｍおよび電線束部１１Ｆ〜１１Ｉが床下および室内環境に配索されるものとする。すなわち、長さ１２０ｃｍの電線束部１１Ｅの前方５０ｃｍがエンジンルーム環境とし、後方７０ｃｍを床下および室内環境としている。電線束部１１Ｅは、図１３に示すように、外装材１１１と、３つのモーター電線２０１と、２つの高圧電線２０３と、一つの低圧電線２０５とで構成される。
【００４５】
次に、実施形態２に係る熱解析装置１によるワイヤハーネス１００Ｂの熱解析方法の手順について図２０を参照して説明する。なお、本手順では、熱解析装置１で動作する表計算ソフトウェア、回路シミュレータ、熱流体解析ソフトウェアなどを利用して行われる。
【００４６】
まず、ステップＳ２０１では、ワイヤハーネス１００Ｂを分岐ごとに複数の電線束部１１Ａ〜１１Ｉに分割し、分割された複数の電線束部１１Ａ〜１１Ｉを長手方向に１ｃｍの長さで有限個にそれぞれ等分割し、長さ１ｃｍ分の各電線束部に対応する基準熱等価回路をそれぞれ作成する。ここで例えば、電線束部１１Ｅを長手方向に１ｃｍの長さで有限個にそれぞれ等分割した場合、長さ１ｃｍ分の電線束部１１Ｅａに対応する基準熱等価回路４１Ｅａを上記実施形態１で説明したように作成する。長さ１ｃｍ分の電線束部１１Ｅａに対応する基準熱等価回路４１Ｅａを図１３および図１４に示す。本実施形態における長さ１ｃｍ分の電線束部１１Ｅａは、図１３に示すように、三相交流のモーター電線２０１（３回路）、電池パックからインバータへ電力供給するための高圧電線２０３（２回路）、エンジンルームに搭載された補機バッテリ（１２Ｖ）へ電力供給するための低圧電線２０５（１回路）で構成されている。
【００４７】
ワイヤハーネス１００Ｂの径方向の熱移動における熱抵抗は、上述した方法で、長さ１ｃｍ分の電線束部１１Ｅａを構成する各部材間の温度差と熱流から求める。ここで、ノードＮ００１は、長さ１ｃｍ分の電線束部１１Ｅａの中央に挿通されている低圧電線２０５の導体に配置されている。ノードＮ１０１は、モーター電線２０１の導体に配置されている。ノードＮ２０１は、高圧電線２０３の導体に配置されている。なお、モーター電線２０１は３回路で構成されているが、３つの導体の温度は等価と仮定してノードを一つにまとめて表現する。また、高圧電線２０３は２回路で構成されているが、２つの導体の温度は等価と仮定してノードを一つにまとめて表現する。ノードＮ３０１は、モーター電線２０１側の外装材１１１に設定され、ノードＮ４０１は高圧電線２０３側の外装材１１１に設定されている。
【００４８】
長さ１ｃｍ分の電線束部１１Ｅａにおいて、低圧電線２０５で生じた熱は、構造上、モーター電線２０１、高圧電線２０３、および外装材１１１を介して外部環境に放熱される。そこで、モーター電線２０１のノードＮ１０１と外装材１１１のノードＮ３０１との間の熱抵抗をＲ１３とし、外装材１１１のノードＮ３０１と外部環境との間の熱抵抗をＲ３ａｍｂとする。一方、高圧電線２０３で生じた熱は、低圧電線２０５の温度が高い場合に、外装材１１１を介して外部環境に放熱される。そこで、高圧電線２０３のノードＮ２０１と外装材１１１のノードＮ４０１との間の熱抵抗をＲ２４とし、外装材１１１のノードＮ４０１と外部環境のノードＢｉａｓとの間の熱抵抗をＲ４ａｍｂとする。また、外装材１１１を介して、ノードＮ３０１とノードＮ４０１との間に熱移動が生じることから、熱抵抗をＲ３４とする。
【００４９】
ワイヤハーネス１００Ｂの長手方向の熱移動における熱抵抗は、上述した方法で算出し、Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４とする。Ｒ０は、ノードＮ００１が配置された低圧電線２０５に対応する。Ｒ１は、ノードＮ１０１が配置されたモーター電線２０１に対応する。Ｒ２は、ノードＮ２０１が配置された高圧電線２０３に対応する。Ｒ３は、ノードＮ３０１が配置された外装材１１１の上部に対応する。Ｒ４は、ノードＮ４０１が配置された外装材１１１の下部に対応する。なお、長さ１ｃｍ分の電線束部１１Ｅａの中央にノードを配置しなくてはならないことから、図１４、図１５に示すように、基準熱等価回路４１Ｅａにおいて、Ｒ０〜Ｒ４をそれぞれ１／２にした熱抵抗をノードの両端に配置している。
【００５０】
長さ１ｃｍ分の電線束部１１Ｅａの基準熱等価回路４１Ｅａにおいて、低圧電線２０５、モーター電線２０１、高圧電線２０３の発熱源は、電流源Ｓｏｕｒｃｅ＿１０１，２０１，３０１としてモデル化している。発熱源のモデル化にあたり、ノードＮ００１、ノードＮ１０１、ノードＮ２０１のそれぞれの温度（回路シミュレータ上では電圧）を参照し、所定の演算式を用いて、温度依存性の考慮を可能としている。また、熱抵抗Ｒ０１，Ｒ０２，Ｒ１３，Ｒ２４，Ｒ３ａｍｂ，Ｒ４ａｍｂにおいても、各熱抵抗の両端のノードの温度から熱抵抗の温度依存性の考慮を可能としている。
【００５１】
環境温度は、基準熱等価回路４１Ｅａの外部からＢｉａｓ電圧として、Ｒ３ａｍｂ、Ｒ４ａｍｂに接続してモデル化している。環境温度は、Ｂｉａｓ電圧の電圧値を変更することで、シミュレートすることができる。また、基準熱等価回路４１Ｅａでは、各ノードＮ００１，Ｎ１０１，Ｎ２０１，Ｎ３０１，Ｎ４０１に対してコンデンサＣ０，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を接続して、熱容量を表現することで、過渡温度上昇の算出を可能にしている。
【００５２】
図２０に戻り、ステップＳ２０２では、ステップＳ２０１で作成された各基準熱等価回路を各電線束部１１Ａ〜１１Ｉの長さ分連結して複数の電線束部熱等価回路４１Ａ〜４１Ｉを作成する。例えば、長さ１ｃｍ分の電線束部１１Ｅａの基準熱等価回路４１Ｅａを電線束部１１Ｅの長さ分連結して作成する場合、図１４に示す基準熱等価回路４１Ｅａを電線束部１１Ｅの長さ１２０ｃｍ分連結して作成する。
【００５３】
長さ１２０ｃｍ分の電線束部１１Ｅの電線束部熱等価回路４１Ｅを作成する場合、図１５に示すネットリスト１５を使ってもよい。ネットリスト１５は、長さ１ｃｍ分の基準熱等価回路４１Ｅａに対応するネットリストである。ネットリスト１５の情報を、表計算ソフトウェアに入力して、ノードの末尾の数字を一つずつ加算しながらループ処理を行うことで、ネットリスト１６を作成し、当該ネットリスト１６から所望の電線束部熱等価回路４１Ｅを作成する。図１６に示すネットリスト１６では、１ｃｍ分の基準熱等価回路が、１ｃｍ目（点線枠），２ｃｍ目（一点鎖線枠），３ｃｍ目（点線枠），…の順に並んでいる。ネットリスト１５は、上述したように、２つの部材のノードと、２つの部材間の熱特性パラメータとで構成されている。熱特性パラメータは、熱抵抗１５ａ、熱容量１５ｂ、発熱源１５ｃが含まれる。熱抵抗１５ａは、熱抵抗値または温度依存性を考慮して熱抵抗値が記述される。熱容量１５ｂは、各ノードに対する熱容量が記述される。なお、熱容量１５ｂは、回路シミュレータ上では電気容量として扱われる。発熱源１５ｃは、各ノードに流れる電流の電流値が記述される。発熱源１５ｃは、図１４に示す基準熱等価回路４１Ｅａにおける電流源の記号で表されている。なお、発熱源１５ｃは、回路シミュレータ上でも電流源として扱われる。
【００５４】
ここで、上記ネットリスト１５を用いて、回路シミュレータ上で図１４に示す基準熱等価回路４１Ｅａを電線束部１１Ｅの長さ分連結してモデル化した場合、図１７に示すような複数の端子を有するデバイス１７Ｅとして表現することができる。デバイス１７Ｅは、他のデバイスと接続するための端子を１４本有する。すなわち、デバイス１７Ｅは、電線束部１１Ｅを構成する各種電線（モーター電線２０１、高圧電線２０３、低圧電線２０５）や外装材１１１を通じて熱（回路シミュレータ上では電流値として扱われる）の流入および流出を行う端子ＲＣ１１，ＲＣ２１，ＲＣ３１，ＲＣ１２，ＲＣ２２，ＲＣ３２，ＲＰ１１，ＲＰ１２，ＲＰ２１，ＲＰ２２と、低圧電線２０５、モーター電線２０１および高圧電線２０３の電流設定を行う端子ｌ１，ｌ２，ｌ３と、環境温度設定を行う端子Ｂｉａｓとを有する。なお、端子ｌ１〜ｌ３で設定される電流値は、デバイス１７Ｅ内で１ｃｍごとに構成されたすべての発熱源１５ｃ（電流源）に接続され、発熱源１５ｃ内部で電線の導体抵抗とその温度係数、発熱源１５ｃが設定されたノードの温度（回路シミュレータ上では電圧として扱われる）から、そのノードにおける電線の発熱量（回路シミュレータ上では電流値として扱われる）を計算することで求まる。端子Ｂｉａｓは、同様に、デバイス内で１ｃｍごとに配置されたコンデンサＣ０〜Ｃ４、熱抵抗Ｒ３ａｍｂ，Ｒ４ａｍｂに接続されている。
【００５５】
図２０に戻り、ステップＳ２０３では、図１８に示す複数の電線束部熱等価回路４１Ａ〜４１Ｉに対応する複数のデバイス１７Ａ〜１７Ｉを作成し、作成した複数のデバイス１７Ａ〜１７Ｉを回路シミュレータ上で端子を介して互いに接続して、図１９に示すワイヤハーネス１００Ｂの熱等価回路であるワイヤハーネス熱等価回路４２を作成する。ここで、ワイヤハーネス１００Ｂの略中央に配置された電線束部１１Ｅは、環境温度の変化点を有することから、エンジンルーム側５０ｃｍと床下＆室内側７０ｃｍとで別々にモデル化される。すなわち、電線束部１１Ｅの電線束部熱等価回路４１Ｅは、６回路／１２０ｃｍのデバイス１７Ｅではなく、６回路／５０ｃｍのデバイス１７ＥＡと、６回路／７０ｃｍのデバイス１７ＥＢとに別々に作成される。
【００５６】
ワイヤハーネス熱等価回路４２では、低圧電線２０５は、一方のデバイスの端子ＲＣ１１と他方のデバイスの端子ＲＣ１２とを互いに接続することにより、外装材を介して長手方向に流れる熱流（回路シミュレータ上で電流として扱われる）を考慮することができる。また、モーター電線２０１は、一方のデバイスの端子ＲＣ２１と他方のデバイスの端子ＲＣ２２とを互いに接続することにより、外装材を介して長手方向に流れる熱流を考慮することができる。また、高圧電線２０３は、一方のデバイスの端子ＲＣ３１と他方のデバイスの端子ＲＣ３２とを互いに接続することにより、外装材を介して長手方向に流れる熱流を考慮することができる。外装材は、一方のデバイスの端子ＲＰ１１と他方のデバイスの端子ＲＰ２２とを接続することにより、外装材を介して長手方向に流れる熱流を考慮することができる。また、端子ｌ１，ｌ２，ｌ３は、各々をまとめて低圧電線２０５，モーター電線２０１，高圧電線２０３につなげることにより、各々の電流設定が容易になる。発熱源１５ｃから流れる電流の電流条件に時間−電流プロファイルを設定することで、車両搭載状態における電流変動を再現し、その際の過渡温度上昇を計算することもできる。端子Ｂｉａｓは、環境温度に応じて、まとめてつなげる。例えば、エンジンルーム側５０ｃｍの環境温度が１００℃、床下＆室内側７０ｃｍの環境温度が４０℃である場合、デバイス１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄ，１７ＥＡの端子Ｂｉａｓは、まとめて環境温度１００℃に対応する電圧源に接続される。一方、デバイス１７ＥＢ，１７Ｆ，１７Ｇ，１７Ｈ，１７Ｉの端子Ｂｉａｓは、まとめて環境温度４０℃に対応する電圧源に接続される。なお、ワイヤハーネス１００Ｂの両端には、これ以上の熱移動がないものとして、端子を接続しない。ただし、回路シミュレータ上でＯＰＥＮ端子があるために処理が実行できないなどの不具合が生じる場合には、熱抵抗よりも大きな終端抵抗を用いてＧＮＤ接続してもよい。
【００５７】
次に、ステップＳ２０４では、ステップＳ２０３で作成されたワイヤハーネス１００Ｂのワイヤハーネス熱等価回路４２（図１９）に対してパーソナルコンピュータ３上で回路シミュレータを用いて熱回路網法の計算を実行し、ワイヤハーネス１００Ｂの温度分布を出力装置５０２に表示する。出力装置５０２に表示されるワイヤハーネス１００Ｂの温度分布の一例を図２１、図２２に示す。図２１および図２２は、通電時間に対するワイヤハーネス１００Ｂの温度分布をバーグラフで表示したものである。図２１は通電時間Ｔ：６０ｓｅｃ経過時、図２２は通電時間Ｔ：３６００ｓｅｃ経過時のワイヤハーネス１００Ｂの温度をバーの高さで示したものである。つまり、バーが高い箇所ほど、温度が高いことを意味する。
【００５８】
以上のように、本実施形態に係るワイヤハーネスの熱解析方法は、分岐ごとに分割された複数の電線束部１１Ａ〜１１Ｉを長手方向に１ｃｍの長さでそれぞれ等分割し、長さ１ｃｍ分の各電線束部１１Ａ〜１１Ｉに対応する基準熱等価回路（例えば基準熱等価回路４１Ｅａ）をそれぞれ作成する。各基準熱等価回路を各電線束部１１Ａ〜１１Ｉの長さ分連結した複数のデバイス１７Ａ〜１７Ｉを作成し、複数のデバイス１７Ａ〜１７Ｉに基づいてワイヤハーネス熱等価回路４２をモデル化する。このワイヤハーネス熱等価回路４２に対して回路シミュレータを用いて熱回路網法の計算を実行し、ワイヤハーネス１００Ｂの温度分布を可視化する。
【００５９】
本実施形態に係るワイヤハーネスの熱解析方法、熱解析装置およびプログラムによれば、ワイヤハーネス１００Ｂを分岐ごとに分割した複数の電線束部１１Ａ〜１１Ｉに対して回路シミュレータ上でデバイス化を行い、複数のデバイス１７Ａ〜１７Ｉを互いに接続してワイヤハーネス熱等価回路４２を作成することにより、分岐構造を考慮したワイヤハーネスの熱等価回路を容易に作成することが可能となる。従来、ワイヤハーネスの熱解析を行う場合、ワイヤハーネスの端からノードと熱抵抗を定義していく必要があるので、部分的に変更することが容易ではないが、デバイスを修正することでワイヤハーネスのモデル化およびその修正にかかる工数を低減することが可能となる。例えば、図１９に示す６回路／５０ｃｍのデバイスモデル１７ＥＡに対応する電線束部の長さを変更する場合、表計算ソフトウェアでネットリスト１６を再度記述してデバイスモデル１７ＥＡを入れ替えるだけで済む。
【００６０】
また、本実施形態に係るワイヤハーネスの熱解析方法、熱解析装置およびプログラムによれば、各デバイス１７Ａ〜１７Ｉに外部からＢｉａｓ電圧の印加が可能な端子を有するので、外部から環境温度の変化を考慮した温度計算が可能となる。また、ワイヤハーネス熱等価回路４２からワイヤハーネス１００Ｂの全体構造が類推し易くなり、温度上昇によるワイヤハーネス１００Ｂへの影響を検討し易くなる。
【００６１】
［実施形態２の変形例］
図２３は、実施形態２の変形例に係る基準熱等価回路の模式図である。図２４は、実施形態２の変形例に係るワイヤハーネスの電線束部に対応するデバイスモデルの模式図である。図２５は、実施形態２の変形例に係るワイヤハーネスに対応するデバイスモデルの模式図である。図２６は、実施形態２の変形例に係るワイヤハーネス熱等価回路の模式図である。
【００６２】
実施形態２の変形例におけるワイヤハーネスの熱解析方法は、基準熱等価回路５１Ｅａが予め固定値として外部環境の環境温度を備えている点が、上記実施形態２と異なる。
【００６３】
基準熱等価回路５１Ｅａは、図１４に示す基準熱等価回路４１Ｅａに対して、環境温度としてＢｉａｓ電圧が追加されたものである。デバイス６１Ｅは、基準熱等価回路５１Ｅａを電線束部１１Ｅの長さ分連結してモデル化したものである。デバイス６１Ｅは、図１７に示すデバイス１７Ｅに対して、端子Ｂｉａｓと、端子Ｂｉａｓに接続する端子とが省略されている。すなわち、図２５に示すデバイス６１Ａ〜６１Ｉは、いずれも端子Ｂｉａｓと、端子Ｂｉａｓに接続する端子とが省略されている。ワイヤハーネス熱等価回路５２は、デバイス６１Ａ〜６１Ｄ，６１ＥＡ，６１ＥＢ，６１Ｆ〜６１Ｉに対するＢｉａｓ電圧の印加が省略されている。
【００６４】
実施形態２の変形例に係るワイヤハーネスの熱解析方法、熱解析装置およびプログラムによれば、複数のデバイス６１Ａ〜６１Ｉのそれぞれが固定値としてＢｉａｓ電圧の環境温度を有するので、デバイスごとに環境温度を設定することが可能となる。
【００６５】
なお、上記実施形態１，２および変形例では、パーソナルコンピュータ３と入出力装置５とは別体で構成されているが、これらが一体に構成されていてもよい。
【００６６】
また、上記実施形態１，２および変形例では、断面構造が一様な電線束部１１，１１Ａ〜１１Ｉを長手方向に有限個、等分割する長さを１ｃｍとしているが、これに限定されるものではない。
【００６７】
また、上記実施形態２では、分岐構造を有するワイヤハーネス１００Ｂを分岐ごとに分割していたが、断面構造ごとに分割するようにしてもよいし、回路数ごとに分割してもよい。
【００６８】
また、上記実施形態２および変形例では、ワイヤハーネスの温度分布を図１０、図２１および図２２に示すような表示方法で出力装置５０２に表示する場合について説明したが、これらの表示方法に限定されるものではない。
【００６９】
本発明は、上述の実施形態の一つ以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける一つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、一つ以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１  熱解析装置
３  パーソナルコンピュータ
５  入出力装置
７，１５，１６  ネットリスト
１１，１１Ａ〜１１Ｉ  電線束部
１１ａ，１１Ｅａ  長さ１ｃｍ分の電線束部
１２Ａ〜１２Ｉ  断面構造
１５ａ  熱抵抗
１５ｂ  熱容量
１５ｃ  発熱源
１７Ａ〜１７Ｉ，６１Ａ〜６１Ｉ  デバイス
２１，４１Ａ〜４１Ｉ  電線束部熱等価回路
２１ａ，４１Ｅａ，５１Ｅａ  基準熱等価回路
２２，４２，５２  ワイヤハーネス熱等価回路
１００Ａ，１００Ｂ  ワイヤハーネス
１１１  外装材
１１２  電線
１１５  編組
１１９，１２１  導体
１２３  外部環境
２０１  モーター電線
２０３  高圧電線
２０５  低圧電線
３０１  処理部
３０２  記憶部
５０１  入力装置
５０２  出力装置
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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