(57)【要約】【課題】プリチャージ抵抗や電流検出抵抗をリレーに一体構造とすることで、簡単な構造として部品コストを安くしながら、低コストに多量生産する。【解決手段】車両用の電源装置は、充電できる電池１と、この電池１の出力側に接続されて、電池１を車両負荷６に接続するコンタクタ２とを備える。さらに、車両用の電源装置は、コンタクタ２を、出力端子５３の間に電流検出抵抗２１を接続してなる抵抗内蔵リレー５としている。【選択図】図１
2008178164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電できる電池(1)と、この電池(1)の出力側に接続されて、電池(1)を車両負荷(6)に接続するコンタクタ(2)とを備える車両用の電源装置であって、
コンタクタ(2)を、出力端子(53)の間に電流検出抵抗(21)を接続してなる抵抗内蔵リレー(5)とすることを特徴とする車両用の電源装置。
【請求項２】
コンタクタ(2)が、本体(54)に設けているソレノイド(55)で往復運動されるプランジャー(56)を備えるプランジャータイプのリレーで、このプランジャータイプのリレーは、プランジャー(56)が一対の可動接点(52A)を備えると共に、この可動接点(52A)の接触位置に、出力端子(53)に接続してなる一対の固定接点(52B)を設けており、
さらに、このプランジャーリレーは、プランジャー(56)に電流検出抵抗(21)を固定して、この電流検出抵抗(21)を一対の可動接点(52A)の間に接続しており、プランジャー(56)が往復運動して、可動接点(52A)を固定接点(52B)に接触させる状態で、一対の固定接点(52B)の間に可動接点(52A)を介して電流検出抵抗(21)を接続するようにしてなる請求項１に記載される車両用の電源装置。
【請求項３】
コンタクタ(2)が、ソレノイド(55)でもって可動接点(52A)を備える可動アーム(58)を傾動させるヒンジタイプのリレーで、このヒンジタイプのリレーは、可動アーム(58)に固定してなる可動接点(52A)の接触位置に固定接点(52B)を設けると共に、可動アーム(58)に電流検出抵抗(21)を固定して、電流検出抵抗(21)を可動接点(52A)に接続しており、可動アーム(58)が傾動されて可動接点(52A)を固定接点(52B)に接触させる状態で、固定接点(52B)と可動接点(52A)と電流検出抵抗(21)とが直列に接続されるようにしてなる請求項１に記載される車両用の電源装置。
【請求項４】
コンタクタ(2)が、可動接点(52A)と固定接点(52B)のいずれか又は両方の接点(52)を電流検出抵抗(21)としてなる請求項１に記載される車両用の電源装置。
【請求項５】
充電できる電池(1)と、この電池(1)の出力側に接続しているコンタクタ(2)と、このコンタクタ(2)に並列に接続しているプリチャージ回路(3)と、コンタクタ(2)とプリチャージ回路(3)を制御する制御回路(4)とを備える車両用の電源装置であって、
プリチャージ回路(3)が、出力端子(53)の間にプリチャージ抵抗(31)を接続してなる抵抗内蔵リレー(5)である車両用の電源装置。
【請求項６】
プリチャージ回路(3)が、本体(54)に設けているソレノイド(55)で往復運動されるプランジャー(56)を備えるプランジャータイプのリレーで、このプランジャータイプのリレーは、プランジャー(56)が一対の可動接点(52A)を備えて、この可動接点(52A)の接触位置に一対の固定接点(52B)を設けており、
さらに、このプランジャーリレーは、一対の可動接点(52A)の間にプリチャージ抵抗(31)を接続しており、プランジャー(56)が往復運動して、可動接点(52A)を固定接点(52B)に接触させる状態で、一対の固定接点(52B)の間に可動接点(52A)を介してプリチャージ抵抗(31)を接続するようにしてなる請求項５に記載される車両用の電源装置。
【請求項７】
プリチャージ回路(3)が、ソレノイド(55)でもって可動接点(52A)を備える可動アーム(58)を傾動させるヒンジタイプのリレーで、このヒンジタイプのリレーは、可動アーム(58)に固定している可動接点(52A)の接触位置に固定接点(52B)を設けると共に、可動アーム(58)にプリチャージ抵抗(31)を固定しており、可動アーム(58)が傾動されて可動接点(52A)が固定接点(52B)に接触する状態で、固定接点(52B)と可動接点(52A)とプリチャージ抵抗(31)とが直列に接続されるようにしてなる請求項５に記載される車両用の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両を走行させるモータに電力を供給する車両用の電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用の電源装置は、多数の充電できる電池を直列に接続して出力電圧を高くしている。出力電圧の高い電源装置は、出力側にコンタクタを接続して安全性を向上している。使用されない状態でコンタクタをオフに切り換えて、出力電圧を０Ｖにできるからである。このコンタクタは、車両のイグニッションスイッチがオンに切り換えられると、オンに切り換えられて、車両負荷、すなわちインバータを介してモータに電力を供給する。車両負荷であるモータは、車両の走行状態によって電流が大きく変動する。大きな瞬間電流を効率よく供給するために、車両負荷は、例えば２０００μＦ〜５０００μＦと大容量のコンデンサを接続している。コンデンサは、常時は電池で充電された状態にある。モータ負荷が瞬間的に大きくなって、インバータの入力電流が瞬間的に大きくなって電池電圧が低下すると、コンデンサが放電して、瞬間的に大電流を供給する。コンデンサが放電された後、車両負荷が定常状態になると、コンデンサは電池で充電される。このように、電源装置に並列にコンデンサを接続する回路構成は、瞬間的に大電流を供給して、実質的には電池の内部抵抗を小さくした状態にできる。このため、モータに供給できる瞬間電力を大きくできる。ただ、コンデンサを並列に接続している車両負荷は、コンタクタをオンに切り換えた瞬間に、極めて大きなコンデンサの充電電流が流れ、コンデンサを充電する突入電流がコンタクタの接点を損傷させる原因となる。
【０００３】
この弊害を避けるために、コンタクタの接点と並列にプリチャージ回路を接続している電源装置が開発されている（特許文献１参照）。この特許文献に記載される電源装置は、プリチャージ回路を、コンデンサの充電電流を制限するプリチャージ抵抗とプリチャージリレーの直列回路で構成する。この電源装置は、マイナス側のコンタクタをオンに切り換えた後、プラス側のコンタクタをオフに保持して、プリチャージリレーをオンに切り換える。オンに切り換えられたプリチャージリレーは、直列に接続しているプリチャージ抵抗を介してコンデンサを充電する。コンデンサの充電電流は、プリチャージ抵抗の電気抵抗で制限でき、この電気抵抗を大きくして充電電流を小さくできる。プリチャージ抵抗は電気抵抗を大きくするにしたがって、コンデンサを充電する時間が長くなる。したがって、プリチャージ抵抗は、所定の時間でコンデンサを充電できるように、たとえば数十Ωの電気抵抗とされる。コンデンサが充電された後、プラス側のコンタクタがオンに切り換えられる。このとき、コンデンサは充電されているので、プラス側のコンタクタには大きな突入電流は流れない。
【特許文献１】特開２００２−２６７６９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この回路構成の電源装置は、プリチャージ回路でコンタクタの接点を保護しながらスイッチングできる。ただ、この電源装置は、コンタクタとは別にプリチャージ回路を設けることに加えて、プリチャージ回路には、プリチャージ抵抗とプリチャージリレーを直列に接続する回路とすることから回路構成が複雑になる。また、プリチャージ抵抗やプリチャージリレーは、コンデンサを充電する大きな電流で発熱するので、ふたつの発熱部品を冷却できる構造とする必要があって、取付構造も複雑になる欠点がある。
【０００５】
さらに、車両用の電源装置は、電池を保護しながら充放電するために、電池に流れる電流を検出している。検出された電流は、積算されて電池の残容量の演算に利用される。演算された残容量に基づいて、電池の残容量が所定の範囲となるように、電池を充放電する電流を制御している。この電源装置は、電池の残容量を電池の劣化が少ない範囲に特定し、さらに電池の過放電と過充電を防止することで、電池の寿命を長くし、また安全に充放電できる。この電源装置は、電池の電流を検出するために、電流検出抵抗を設ける必要があって、回路構成が複雑になる。
【０００６】
本発明は、以上の欠点を解消することを目的に開発されたもので、本発明の重要な目的は、プリチャージ抵抗や電流検出抵抗をリレーに一体構造とすることで、簡単な構造として部品コストを安くしながら、低コストに多量生産できる車両用の電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１の車両用の電源装置は、充電できる電池１と、この電池１の出力側に接続されて、電池１を車両負荷６に接続するコンタクタ２とを備える。さらに、車両用の電源装置は、コンタクタ２を、出力端子５３の間に電流検出抵抗２１を接続してなる抵抗内蔵リレー５としている。
【０００８】
本発明の請求項２の車両用の電源装置は、請求項１の構成に加えて、コンタクタ２を、本体５４に設けているソレノイド５５で往復運動されるプランジャー５６を備えるプランジャータイプのリレーとしている。このプランジャータイプのリレーは、プランジャー５６が一対の可動接点５２Ａを備えると共に、この可動接点５２Ａの接触位置に、出力端子５３に接続してなる一対の固定接点５２Ｂを設けている。さらに、このプランジャーリレーは、プランジャー５６に電流検出抵抗２１を固定して、この電流検出抵抗２１を一対の可動接点５２Ａの間に接続しており、プランジャー５６が往復運動して、可動接点５２Ａを固定接点５２Ｂに接触させる状態で、一対の固定接点５２Ｂの間に可動接点５２Ａを介して電流検出抵抗２１を接続している。
【０００９】
本発明の請求項３の車両用の電源装置は、請求項１の構成に加えて、コンタクタ２を、ソレノイド５５でもって、可動接点５２Ａを備える可動アーム５８を傾動させるヒンジタイプのリレーとしている。このヒンジタイプのリレーは、可動アーム５８に固定している可動接点５２Ａの接触位置に固定接点５２Ｂを設けると共に、可動アーム５８に電流検出抵抗２１を固定して、電流検出抵抗２１を可動接点５２Ａに接続しており、可動アーム５８が傾動されて可動接点５２Ａを固定接点５２Ｂに接触させる状態で、固定接点５２Ｂと可動接点５２Ａと電流検出抵抗２１とを直列に接続している。
【００１０】
本発明の請求項４の車両用の電源装置は、請求項１の構成に加えて、コンタクタ２が、可動接点５２Ａと固定接点５２Ｂのいずれか又は両方の接点５２を電流検出抵抗２１としている。
【００１１】
本発明の請求項５の車両用の電源装置は、充電できる電池１と、この電池１の出力側に接続しているコンタクタ２と、このコンタクタ２に並列に接続しているプリチャージ回路３と、コンタクタ２とプリチャージ回路３を制御する制御回路４とを備える。さらに、車両用の電源装置は、プリチャージ回路３を、出力端子５３の間にプリチャージ抵抗３１を接続してなる抵抗内蔵リレー５としている。
【００１２】
本発明の請求項６の車両用の電源装置は、請求項５の構成に加えて、プリチャージ回路３を、本体５４に設けているソレノイド５５で往復運動されるプランジャー５６を備えるプランジャータイプのリレーとしている。このプランジャータイプのリレーは、プランジャー５６が一対の可動接点５２Ａを備えて、この可動接点５２Ａの接触位置に一対の固定接点５２Ｂを設けている。さらに、このプランジャーリレーは、一対の可動接点５２Ａの間にプリチャージ抵抗３１を接続しており、プランジャー５６が往復運動して、可動接点５２Ａを固定接点５２Ｂに接触させる状態で、一対の固定接点５２Ｂの間に可動接点５２Ａを介してプリチャージ抵抗３１を接続している。
【００１３】
本発明の請求項７の車両用の電源装置は、請求項５の構成に加えて、プリチャージ回路３を、ソレノイド５５でもって可動接点５２Ａを備える可動アーム５８を傾動させるヒンジタイプのリレーとしている。このヒンジタイプのリレーは、可動アーム５８に固定している可動接点５２Ａの接触位置に固定接点５２Ｂを設けると共に、可動アーム５８にプリチャージ抵抗３１を固定しており、可動アーム５８が傾動されて可動接点５２Ａが固定接点５２Ｂに接触する状態で、固定接点５２Ｂと可動接点５２Ａとプリチャージ抵抗３１とを直列に接続している。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の請求項１に記載する車両用の電源装置は、コンタクタを、出力端子との間に電流検出抵抗を接続してなる抵抗内蔵リレーとして、電流検出抵抗をコンタクタに内蔵する一体構造とするので、コンタクタと電流検出抵抗を別々に設けて直列に接続する必要がない。このため、コンタクタと電流検出抵抗とを別々に設ける従来の装置に比較して、全体を簡単な構造にでき、また、部品コストを安くして、安価に多量生産できる特徴がある。
【００１５】
また、本発明の請求項２に記載する電源装置は、請求項１の構成に加えて、コンタクタを、本体に設けているソレノイドで往復運動されるプランジャーを備えるプランジャータイプのリレーとする。さらにプランジャータイプのリレーは、プランジャーに一対の可動接点を備え、この可動接点の接触位置に出力端子に接続している一対の固定接点を配設している。また、プランジャーに電流検出抵抗を固定して、電流検出抵抗を一対の可動接点の間に接続している。このコンタクタは、プランジャーが往復運動して、可動接点を固定接点に接触させる状態で、一対の固定接点の間に可動接点を介して電流検出抵抗が接続される。この構造のコンタクタは、一対の可動接点を接続するために設けているリード線を、電流検出抵抗と同じ電気抵抗の抵抗線に交換して、コンタクタに電流検出抵抗を設けることができる。このため、コンタクタに電流検出抵抗を一体内蔵しながら、全体の構造を簡単にできる。また、リード線を電流検出抵抗の抵抗器に変更するので、電流検出抵抗を正確な電気抵抗にできる特徴も実現される。
【００１６】
また、本発明の請求項３の電源装置は、請求項１に構成に加えて、コンタクタを、ソレノイドでもって可動接点を備える可動アームを傾動させるヒンジタイプのリレーとする。ヒンジタイプのリレーは、可動アームに固定している可動接点の接触位置に固定接点を設けている。また、可動アームには電流検出抵抗を固定して、電流検出抵抗を可動接点に接続している。このコンタクタは、可動アームが傾動されて可動接点を固定接点に接触させる状態で、固定接点と可動接点と電流検出抵抗とが直列に接続される。この構造のコンタクタは、可動接点に設けている可動接点を出力端子に接続するリード線、電流検出抵抗と同じ電気抵抗の抵抗線に交換して、コンタクタに電流検出抵抗を設けることができる。このため、コンタクタに電流検出抵抗を一体的に内蔵しながら、全体の構造を簡単にできる。また、リード線を電流検出抵抗の抵抗器に変更するので、電流検出抵抗を正確な電気抵抗にできる特徴も実現される。
【００１７】
さらにまた、本発明の請求項４の電源装置は、請求項１の構成に加えて、コンタクタの可動接点と固定接点のいずれか又は両方の接点を電流検出抵抗とするので、接点を電気抵抗の大きな材質に変更して、コンタクタに電流検出抵抗を一体構造に設けることができる。このため、コンデンサの全体の構造を変更することなく、コンタクタと電流検出抵抗を一体構造に設けて、電流検出抵抗で電池の電流を検出することができる。とくに、車両用の電源装置に設けられる電流検出抵抗は、大きな電流を検出することから電気抵抗を極めて小さく、たとえば、１ｍΩ以下とすることから、接点の材質を変更して、電流検出抵抗とすることができる。
【００１８】
また、本発明の請求項５の電源装置は、車両負荷に並列に接続しているコンデンサを充電するプリチャージ回路を備えると共に、このプリチャージ回路を、出力端子との間にプリチャージ抵抗を接続してなる抵抗内蔵リレーとする。この構造の電源装置は、プリチャージ回路である抵抗内蔵リレーがプリチャージ抵抗を内蔵して、プリチャージリレーとプリチャージ抵抗を一体構造とするので、プリチャージリレーとプリチャージ抵抗を別々に設けて直列に接続する必要がない。このため、プリチャージリレーとプリチャージ抵抗とを別々に設ける従来の装置に比較して、全体を簡単な構造にでき、また、部品コストを安くして、安価に多量生産できる特徴がある。
【００１９】
また、本発明の請求項６の電源装置は、請求項５の構成に加えて、プリチャージ回路を、本体に設けているソレノイドで往復運動されるプランジャーを備えるプランジャータイプのリレーとする。さらにプランジャータイプのリレーは、プランジャーに一対の可動接点を備え、この可動接点の接触位置に出力端子に接続している一対の固定接点を配設している。また、プランジャーにプリチャージ抵抗を固定して、プリチャージ抵抗を一対の可動接点の間に接続している。このプリチャージ回路は、プランジャーが往復運動して、可動接点を固定接点に接触させる状態で、一対の固定接点の間に可動接点を介してプリチャージ抵抗が接続される。この構造のプリチャージ回路は、一対の可動接点を接続するために設けているリード線を、プリチャージ抵抗と同じ電気抵抗の抵抗線に交換して、プリチャージリレーにプリチャージ抵抗を設けることができる。このため、プリチャージリレーにプリチャージ抵抗を一体的に内蔵しながら、全体の構造を簡単にできる。また、リード線をプリチャージ抵抗の抵抗器に変更するので、プリチャージ抵抗を正確な電気抵抗にできる特徴も実現される。
【００２０】
また、本発明の請求項７の電源装置は、請求項５の構成に加えて、プリチャージ回路を、ソレノイドでもって可動接点を備える可動アームを傾動させるヒンジタイプのリレーとする。ヒンジタイプのリレーは、可動アームに固定している可動接点の接触位置に固定接点を設けている。また、可動アームにはプリチャージ抵抗を固定して、プリチャージ抵抗を可動接点に接続している。このプリチャージ回路は、可動アームが傾動されて可動接点を固定接点に接触させる状態で、固定接点と可動接点とプリチャージ抵抗とが直列に接続される。この構造のプリチャージ回路は、可動接点に設けている可動接点を出力端子に接続するリード線、プリチャージ抵抗と同じ電気抵抗の抵抗線に交換して、プリチャージリレーにプリチャージ抵抗を設けることができる。このため、プリチャージリレーにプリチャージ抵抗を一体的に内蔵しながら、全体の構造を簡単にできる。また、リード線をプリチャージ抵抗の抵抗器に変更するので、プリチャージ抵抗を正確な電気抵抗にできる特徴も実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための車両用の電源装置を例示するものであって、本発明は電源装置を以下のものに特定しない。
【００２２】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００２３】
図１と図２に示す車両用の電源装置は、充電できる電池１と、この電池１の出力側に接続されてオンオフに切り換えられるコンタクタ２と、このコンタクタ２をオンに切り換えるときに、コンデンサ６１の充電電流がコンタクタ２に流れるのを防止するプリチャージ回路３と、コンタクタ２とプリチャージ回路３を制御する制御回路４とを備える。プリチャージ回路３は、プリチャージ抵抗３１を内蔵するプリチャージリレー３２で実現される。
【００２４】
充電できる電池１は、複数の素電池１１を直列に接続して出力電圧を高くしている。複数の素電池１１を直列に接続する個数で出力電圧が調整される。素電池１１の直列接続個数は、出力電圧を１００Ｖ〜３００Ｖとする個数である。
【００２５】
図１と図２の電源装置は、コンデンサ６１を並列に接続している車両負荷６に電力を供給する。コンデンサ６１は、電源装置の＋側出力と−側出力とに接続される車両負荷６に内蔵される大容量のコンデンサ６１である。このコンデンサ６１は、電池１と並列に接続されて、電池１が瞬間的に出力する電力を大きくする。コンデンサ６１は、瞬間的に大きな出力が要求されるときに放電されて、実質的な出力を大きくする。コンデンサ６１が瞬間的に出力する電力は、静電容量に比例する。このため、コンデンサ６１には、たとえば数千μＦと大きな静電容量のものを使用して瞬間的な出力を大きくしている。
【００２６】
コンデンサ６１は、車両の走行状態、すなわち車両のイグニッションスイッチをオンとする状態では、コンタクタ２を介して電池１と並列に接続されて、電池１の瞬間的に出力を大きくする。車両を走行させない状態となって、コンタクタ２がオフに切り換えられると、コンデンサ６１は放電される。コンデンサ６１を放電するのは、車両を走行させない状態で、コンデンサ６１の電圧を低下させて安全性を確保するためである。コンタクタ２をオフに切り換えてコンデンサ６１が放電されないと、コンデンサ６１の電圧は高電圧な状態に保持される。コンデンサ６１は、並列に放電抵抗を接続して、速やかに放電して電圧を低下できる。コンデンサ６１が放電された状態で、コンデンサ６１を充電することなくコンタクタ２をオンに切り換えると、コンタクタ２にコンデンサ６１を充電する大きな突入電流が流れる。
【００２７】
プリチャージ回路３は、コンタクタ２の突入電流を防止するために、充電電流を制限しながらコンデンサ６１を充電する。プリチャージ回路３は、コンデンサ６１の充電電流を制限するプリチャージ抵抗３１を有する。プリチャージ回路３は、プリチャージ抵抗３１を介して電池１をコンデンサ６１に接続して、コンデンサ６１の充電電流を制限する。したがって、プリチャージ回路３は、プリチャージ抵抗３１とプリチャージリレー３２の直列回路、正確にはプリチャージリレー３２の接点との直列回路となる。
【００２８】
プリチャージ回路３は、電池１の正負の出力の一方、通常はプラス側のコンタクタ２Ａと並列に接続される。ただし、プリチャージ回路は、電池のマイナス側に接続されるコンタクタと並列に接続することもできるのは言うまでもない。電池１のプラス側のコンタクタ２Ａと並列にプリチャージ回路３を接続する電源装置は、イグニッションスイッチがオンに切り換えられるときに、以下のステップでコンタクタ２とプリチャージ回路３を制御する。
（１）イグニッションスイッチがオフの状態にあって、車両を走行させない状態で、電池１の正負の出力側に接続している一対のコンタクタ２は両方をオフ状態としている。
（２）イグニッションスイッチがオンに切り換えられて、車両を走行させる状態になると、最初にマイナス側のコンタクタ２Ｂをオンからオフに切り換える。このとき、プラス側のコンタクタ２Ａはオフ状態に保持される。
（３）その後、プリチャージ回路３のプリチャージリレー３２をオンに切り換えて、コンデンサ６１を充電する。コンデンサ６１は、プリチャージ抵抗３１を介して電池１に接続され、プリチャージ抵抗３１で充電電流を制限しながら充電される。
（４）コンデンサ６１は、充電されるにしたがって電圧が上昇する。コンデンサ６１の電圧が、電池１から充電される電荷に比例して高くなるからである。
（５）コンデンサ６１が充電されて、所定の電圧まで上昇すると、プラス側のコンタクタ２Ａをオフからオンに切り換える。このとき、コンデンサ６１はすでに充電されているので、コンタクタ２を介してコンデンサ６１に大きな充電電流が流れることはない。
（６）その後、プリチャージリレー３２をオンからオフに切り換える。
【００２９】
以上のステップで、車両負荷６は、一対のコンタクタ２を介して電源装置に接続される。この状態で、電池１から車両負荷６に電力が供給される。
【００３０】
さらに、図１と図２の電源装置は、プラス側のコンタクタ２Ａを抵抗内蔵リレー５としている。抵抗内蔵リレー５は、出力端子５３の間に電流検出抵抗２１を接続している。電流検出抵抗２１は、電池１と直列に接続されて、電池１に流れる電流を検出する抵抗器５１となる。制御回路４は、電流検出抵抗２１の両端に誘導される電圧から、電池１に流れる電流を検出して、電池１の残容量を演算する。電流検出抵抗２１の両端に誘導される電圧が、電流検出抵抗２１の電気抵抗の積となることから、電圧を検出して電流を検出できる。また、充電電流と放電電流では電流の方向が逆になるので、電流検出抵抗２１に誘導させる電圧の正負が逆転する。したがって、制御回路４は、電流検出抵抗２１に誘導される電圧値と、正負から充電電流と放電電流を検出できる。制御回路４は、検出された充電電流の積算値と充電効率の積から演算される充電容量を残容量に加算し、また、放電電流の積算値から放電容量を演算して残容量から減算して、電池１の残容量を演算する。さらに、制御回路４は、車両側のＥＣＵ７に電池１の残容量を伝送する。車両側のＥＣＵ７は、電池１の残容量があらかじめ設定している範囲になるように、インバータ６２を制御する。インバータ６２は、電池１からモータ６３に電力を供給して電池１を放電し、また発電機６４から電池１に電力を供給して電池１を充電して、電池１の残容量を所定の範囲に制御する。
【００３１】
コンタクタ２は、励磁コイルの通電を制御してオンオフに切り換えられる。コンタクタ２は、好ましくは、励磁コイルに通電する状態でオン、通電しない状態でオフに切り換えられるタイプ、すなわち、リレーのａ接点が使用される。ただ、この状態とは反対に、励磁コイルに通電しない状態でオン、通電する状態でオンに切り換えられるリレーのｂ接点とすることもできる。
【００３２】
図１と図２の電源装置は、プラス側のコンタクタ２Ａとプリチャージ回路３が抵抗内蔵リレー５である。図１と図２の電源装置は、コンタクタ２とプリチャージ回路３の両方を抵抗内蔵リレー５とするが、本発明の電源装置は、コンタクタとプリチャージ回路のいずれか一方のみを抵抗内蔵リレーとして、他方を従来のリレーとすることもできる。図１の電源装置は、抵抗内蔵リレー５を、図３に示すプランジャータイプのリレーとし、図２の電源装置は、抵抗内蔵リレー５を、図４に示すヒンジタイプのリレーとする。図３は図１の電源装置に使用される抵抗内蔵リレー５を示し、図４は図２に示す電源装置に使用される抵抗内蔵リレー５を示している。
【００３３】
図３と図４の抵抗内蔵リレー５は、内蔵する抵抗器５１を電流検出抵抗２１としてコンタクタ２に使用され、また、抵抗器５１をプリチャージ抵抗３１としてプリチャージ回路３に使用される。抵抗内蔵リレー５は、抵抗器５１の電気抵抗を１ｍΩ以下、定格電流を数十Ａとして、コンタクタ２に使用される。この抵抗器５１は、たとえば、銅ニッケル合金や銅マンガン合金で製作される。また、抵抗内蔵リレー５は、抵抗器５１の電気抵抗を数十Ω、定格ワット数を数十Ｗとして、プリチャージ回路３に使用される。この抵抗器５１は、ニッケルクロム線をセラミックに固定しているセメント抵抗とすることができる。プリチャージ回路３に使用さる抵抗内蔵リレー５は、コンデンサ６１をプリチャージするときに抵抗器５１が発熱する。抵抗内蔵リレー５は、図示しないが、ケース内に強制送風できる構造として、抵抗器を冷却し、あるいは、放熱フィンを設けて抵抗器を冷却できる。
【００３４】
コンタクタ２に使用される抵抗内蔵リレー５は、一方の出力端子５３を電池１に、他方の出力端子５３を電源装置の出力端子８を介して車両負荷６に接続される。プリチャージ回路３の抵抗内蔵リレー５は、プラス側のコンタクタ２Ａと並列に接続される。したがって、プリチャージ回路３の抵抗内蔵リレー５は、その出力端子５３をコンタクタ２の出力端子５３に接続している。図の電源装置は、プリチャージ回路３の抵抗内蔵リレー５をプラス側のコンタクタ２Ａに並列接続しているが、マイナス側のコンタクタに並列接続することもできる。
【００３５】
図３に示す、コンタクタ２やプリチャージ回路３に使用される抵抗内蔵リレー５は、プランジャータイプのリレーである。この抵抗内蔵リレー５は、本体５４に設けているソレノイド５５で往復運動されるプランジャー５６を備える。プランジャー５６は、往復運動できるようにケースに配設されて、ソレノイド５５とバネ５７で往復運動される。ソレノイド５５は、通電される状態でプランジャー５６を吸着し、バネ５７は、ソレノイド５５に通電しない状態でプランジャー５６を復帰させる。プランジャー５６は、一対の可動接点５２Ａを備える。この可動接点５２Ａの接触位置に固定接点５２Ｂを設けて、固定接点５２Ｂを出力端子５３に接続している。さらに、プランジャー５６には、電流検出抵抗２１又はプリチャージ抵抗３１となる抵抗器５１を固定している。抵抗器５１は、その両端を可動接点５２Ａに接続して、一対の可動接点５２Ａの間に接続される。すなわち、一対の可動接点５２Ａに流れる電流は、抵抗器５１を介して流れる構造としている。一対の可動接点を備える通常のプランジャータイプのリレーは、一対の可動接点をリード線で接続している。図３の抵抗内蔵リレー５は、一対の可動接点５２Ａに接続されるリード線を抵抗器５１としている。
【００３６】
図３の抵抗内蔵リレー５は、ソレノイド５５に通電すると、磁気的な吸着力でプランジャー５６が吸着される。吸着されるプランジャー５６は、可動接点５２Ａを固定接点５２Ｂに接触させる。この状態で、一対の固定接点５２Ｂの間に、可動接点５２Ａを介して、電流検出抵抗２１やプリチャージ抵抗３１となる抵抗器５１が接続される状態となる。すなわち、抵抗内蔵リレー５は、抵抗器５１を直列に接続する状態で、オン状態に切り換えられる。ソレノイド５５の通電が停止されると、可動接点５２Ａが固定接点５２Ｂから離れて、オフ状態に切り換えられる。
【００３７】
図４に示す、コンタクタ２やプリチャージ回路３に使用される抵抗内蔵リレー５は、ヒンジタイプのリレーである。この抵抗内蔵リレー５は、本体５４に設けているソレノイド５５で傾動される可動アーム５８を備える。可動アーム５８は、傾動できるよう一端をケースやソレノイド５５に連結して、他端に可動接点５２Ａを固定している。この可動アーム５８は、ソレノイド５５とバネ５７で往復運動される。ソレノイド５５は、通電される状態で可動アーム５８を吸着し、バネ５７は、ソレノイド５５に通電しない状態で可動アーム５８を復帰させる。可動アーム５８は、傾動して往復運動する端部に可動接点５２Ａを固定している。この可動接点５２Ａの接触位置に固定接点５２Ｂを設けて、固定接点５２Ｂを出力端子５３に接続している。さらに、可動アーム５８には、電流検出抵抗２１又はプリチャージ抵抗３１となる抵抗器５１を固定している。抵抗器５１は、一端を可動接点５２Ａに接続して、他端を出力端子５３に接続している。可動アーム５８に固定する抵抗器５１は、一端を可動接点５２Ａに接続して他端を出力端子５３に接続しているので、可動接点５２Ａと固定接点５２Ｂを流れる電流は、抵抗器５１を介して流れることになる。可動アームを備える通常のヒンジタイプのリレーは、一方の出力端子と可動接点をリード線で接続している。図４の抵抗内蔵リレー５は、このリード線を抵抗器５１としている。
【００３８】
図４の抵抗内蔵リレー５は、ソレノイド５５に通電すると、磁気的な吸着力で可動アーム５８が吸着される。吸着される可動アーム５８は、ひとつの可動接点５２Ａを固定接点５２Ｂに接触させる。この状態で、出力端子５３の間に、電流検出抵抗２１やプリチャージ抵抗３１となる抵抗器５１と可動接点５２Ａと固定接点５２Ｂが直列に接続される状態となる。すなわち、抵抗内蔵リレー５は、抵抗器５１を直列に接続する状態で、オン状態に切り換えられる。ソレノイド５５の通電が停止されると、可動接点５２Ａが固定接点５２Ｂから離れて、オフ状態に切り換えられる。
【００３９】
さらに、図５に示す抵抗内蔵リレー５は、接点５２を電気抵抗の大きい金属として、接点５２を電流検出抵抗２１としている。接点５２となる高抵抗な金属材には、ニッケルクロム等が使用できる。接点５２を高抵抗金属５９で製作して、電流検出抵抗２１とする抵抗内蔵リレー５は、可動接点５２Ａを電流検出抵抗２１とし、または固定接点５２Ｂを電流検出抵抗２１とし、あるいは又可動接点５２Ａと固定接点５２Ｂの両方を電流検出抵抗２１とする。可動接点５２Ａと固定接点５２Ｂの両方を電流検出抵抗２１とする抵抗内蔵リレー５は、可動接点５２Ａと固定接点５２Ｂの電流検出抵抗２１の加算値が電気抵抗となる。接点５２を高抵抗な金属材としてここに電流検出抵抗２１を設ける抵抗内蔵リレー５は、接点５２の高抵抗金属５９が、電流のエネルギーを吸収するので、接点５２を切り換えたときに発生するアークを少なくできる特徴も実現する。接点５２を高抵抗な金属材として、ここに電流検出抵抗２１を設ける構造は、図６に示すように、従来の接点材の表面に高抵抗金属５９を積層するクラッド材とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施例にかかる車両用の電源装置の概略構成図である。
【図２】本発明の他の実施例にかかる車両用の電源装置の概略構成図である。
【図３】図１に示す電源装置の抵抗内蔵リレーを示す拡大断面図である。
【図４】図２に示す電源装置の抵抗内蔵リレーを示す拡大断面図である。
【図５】抵抗内蔵リレーの他の一例を示す拡大断面図である。
【図６】抵抗内蔵リレーの他の一例を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１…電池
２…コンタクタ              ２Ａ…プラス側のコンタクタ
２Ｂ…マイナス側のコンタクタ
３…プリチャージ回路
４…制御回路
５…抵抗内蔵リレー
６…車両負荷
７…ＥＣＵ
８…出力端子
１１…素電池
２１…電流検出抵抗
３１…プリチャージ抵抗
３２…プリチャージリレー
５１…抵抗器
５２…接点                  ５２Ａ…可動接点
５２Ｂ…固定接点
５３…出力端子
５４…本体
５５…ソレノイド
５６…プランジャー
５７…バネ
５８…可動アーム
５９…高抵抗金属
６１…コンデンサ
６２…インバータ
６３…モーター
６４…発電機
【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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