(57)【要約】【課題】電源装置やバッテリ等を容易に自動車に実装し、内部配線及び外部の電装品に対する相互を容易に接続する。【解決手段】自動車のエンジンルームに設置されるパッケージケースに、４２Ｖ系統の電源部品と１４Ｖ系統の電源部品を集約的に実装する。電源部品同士や外部との接続のための全ての電源配線をバスバー３５，４３で構成し、各電源部品３８，３９を装着方向にスライドさせるだけで、両者のバスバー３５，４３同士を接続するなどして、容易に接続を行う。これにより、布線レス化を図り、実装作業及び配線作業を容易にできる。【選択図】　　　　図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電圧系統と第２電圧系統とで給電を行う車両電源システム用の電源パッケージであって、
前記第１電圧系統の電源部品と、前記第２電圧系統の電源部品とが、単一のパッケージケース内に組込まれ、
前記各電源部品同士及び前記パッケージケースより外部に接続される電源系統の全ての配線がバスバーで形成されたことを特徴とする車両電源システム用の電源パッケージ。
【請求項２】
請求項１に記載の電源パッケージであって、
前記パッケージケース内の制御系統の全ての配線がフレキシブル電線として一体的に形成されたことを特徴とする電源パッケージ。
【請求項３】
請求項１に記載の電源パッケージであって、
前記電源部品内の電源系統の配線がバスバーで構成されるとともに、少なくとも一部の前記電源部品同士を接続するためのバスバーを備えるコネクタボックスが設けられ、
前記電源部品及び前記コネクタボックスの一方において、前記バスバーの端部が外方向に突出されて雄型端子が形成され、
前記電源部品及び前記コネクタボックスの他方において、前記雄型端子が嵌合される接続孔内に前記バスバーの端部が配置されることで雌型端子が形成されたことを特徴とする電源パッケージ。
【請求項４】
請求項１に記載の電源パッケージであって、
前記電源部品内の電源系統の配線がバスバーで構成され、
少なくとも一部の前記電源部品に、前記バスバーの端部が突出することで雄型端子が形成され、
少なくとも他の一部の前記電源部品に、接続孔内に前記バスバーの端部が配置されることで雌型端子が形成され、
前記雄型端子と前記雌型端子とが結合することで前記一部の前記電源部品と前記他の一部の前記電源部品とが互いに接続されることを特徴とする電源パッケージ。
【請求項５】
請求項４に記載の電源パッケージであって、
前記バスバー及び前記接続孔が、前記各電源部品の装着方向と同一方向に形成されることを特徴とする電源パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、高電圧系の電源部品と低電圧系の電源部品とを統合した車両電源システム用の電源パッケージに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車は、定格１４Ｖのバッテリを電源として、ドアロック機構や空気調和機（エアーコンディショナー）やオーディオ機器等の各種電装品等に駆動電流を供給していた。
【０００３】
ところで、近年、種々の電装品の増加に加えて、将来技術として注目されているスタート＆ストップシステムに十分に対応するために、今まで以上に大電流供給が必要となってきており、この対策として、自動車の電源電圧の４２Ｖ化が進められている。このように高電圧化することによって、モーター系のエネルギー効率が向上し、消費電力の大きなファン関係の省エネルギー効果が期待されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のように自動車の電源電圧を４２Ｖにする場合にも、耐電圧を小さく設定した電装品も依然として存在しているため、従来通り１４Ｖの電気系統と４２Ｖの電気系統とを併存させる必要がある。
【０００５】
しかしながら、自動車内において特に大電力を伴う４２Ｖ系の電源装置やバッテリ等は比較的大型であるため、これらの配置場所を選択しにくい。このことから、１４Ｖ系の電源装置やバッテリ等と４２Ｖ系の電源装置やバッテリ等とは互いに分離して配置される傾向にあった。
【０００６】
ここで、メンテナンスの容易等を考慮して、１４Ｖ系の電源装置やバッテリ等と４２Ｖ系の電源装置やバッテリ等とを１箇所にまとめて実装しようとする場合、４２Ｖ系の電源装置やバッテリ等の大型部品がかさばってしまい、これらを配置するのが困難であった。このことは、却って自動車への搭載時やメンテナンス時に、個々の電源装置やバッテリ等の組付け及び取り外しがやりにくい要因となっていた。
【０００７】
そこで、この発明の課題は、電源装置やバッテリ等を容易に実装し得、且つ内部配線及び外部の電装品に対する相互の接続を容易に行うことが可能な電源パッケージ及びそれに関連する技術を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、請求項１に記載の発明は、第１電圧系統と第２電圧系統とで給電を行う車両電源システム用の電源パッケージであって、前記第１電圧系統の電源部品と、前記第２電圧系統の電源部品とが、単一のパッケージケース内に組込まれ、前記各電源部品同士及び前記パッケージケースより外部に接続される電源系統の全ての配線がバスバーで形成されたものである。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電源パッケージであって、請求項１に記載の電源パッケージであって、前記パッケージケース内の制御系統の全ての配線がフレキシブル電線として一体的に形成されたものである。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の電源パッケージであって、前記電源部品内の電源系統の配線がバスバーで構成されるとともに、少なくとも一部の前記電源部品同士を接続するためのバスバーを備えるコネクタボックスが設けられ、前記電源部品及び前記コネクタボックスの一方において、前記バスバーの端部が外方向に突出されて雄型端子が形成され、前記電源部品及び前記コネクタボックスの他方において、前記雄型端子が嵌合される接続孔内に前記バスバーの端部が配置されることで雌型端子が形成されたものである。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の電源パッケージであって、前記電源部品内の電源系統の配線がバスバーで構成され、少なくとも一部の前記電源部品に、前記バスバーの端部が突出することで雄型端子が形成され、少なくとも他の一部の前記電源部品に、接続孔内に前記バスバーの端部が配置されることで雌型端子が形成され、前記雄型端子と前記雌型端子とが結合することで前記一部の前記電源部品と前記他の一部の前記電源部品とが互いに接続されるものである。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の電源パッケージであって、前記バスバー及び前記接続孔が、前記各電源部品の装着方向と同一方向に形成されるものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の一の実施の形態に係る電源パッケージ１と外部の電装品２，３等との接続関係を示すブロック図、図２はこの電源パッケージ１を示すブロック図、図３は電源パッケージ１のパッケージケース１１内部の各電源部品を示す斜視図である。
【００１４】
この電源パッケージ１は、自動車内において、図１の如く、４２Ｖ系電装品２と、１４Ｖ系電装品３と、モータジェネレータ（ＭＧ）４とに接続されており、モータジェネレータ４で発生された電気を蓄積して４２Ｖ系電装品２及び１４Ｖ系電装品３に電流を供給する。
【００１５】
具体的に、この電源パッケージ１は、４２Ｖ系統（第１電圧系統）と１４Ｖ系統（第２電圧系統）の種々の電源部品が単一のパッケージケース１１内にまとめて収納されてなり、図２の如く、モータジェネレータ４から得られた三相の交流電流を４２Ｖ直流電流に変換するインバータ１２と、４２Ｖの直流電流を１４Ｖの直流電流に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ１３と、４２Ｖ系電源系統の電圧を補填するための３６Ｖバッテリ１４と、１２Ｖバッテリ１５と、外部の４２Ｖ系電装品２に対する電力分配を行うパワーディストリビュータ（ＰＤ）１６ａ〜１６ｇと、各内部配線を保護するヒューズ１７ａ〜１７ｊ及びメインリレー１８を集積したヒューズボックス１９と、ヒューズボックス１９、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３及び外部と両バッテリ１４，１５との間に介装される端子ボックス２０とを備え、特に電源系統の全ての内部配線２１についてバスバーを使用する一方、通信に関する例えばＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の制御系統の内部配線（バスライン）２２についてはフレキシブル電線を使用している。
【００１６】
インバータ１２は、三相交流のモータジェネレータ４に接続されて、その交流電流を直流電流に変換する。
【００１７】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は、ヒューズボックス１９を通じてインバータ１２から与えられた４２Ｖの電源電圧を１４Ｖに変換し、メインヒューズボックス３１に出力する。
【００１８】
パワーディストリビュータ１６ａ〜１６ｇは、ヒューズボックス１９内の一部のヒューズ１７ｂ〜１７ｉから与えられた４２Ｖの電源電圧を、例えばワイパー、ファンリレー等や、自動車のフロント部、ドア部及びリア部に設置された所定の負荷等に安定的に分配する。尚、そのうちのひとつのパワーディストリビュータ１６ｇは、上述したＣＡＮのバスライン２２に例えば１２Ｖの電圧を印加する。
【００１９】
ヒューズボックス１９内の第１のヒューズ１７ａは、インバータ１２の正側出力端子とＤＣ／ＤＣコンバータ１３との間に介装され、第２〜第９のヒューズ１７ｂ〜１７ｉは、インバータ１２の正側出力端子とパワーディストリビュータ１６ａ〜１６ｇとの間に介装され、第１０のヒューズ（メインヒューズ）１７ｊは、インバータ１２の正側出力端子と端子ボックス２０との間に介装される。尚、これらのパワーディストリビュータ１６ａ〜１６ｇは、図３の如く、１つのパッケージ内に収納されてパワーディストリビュータユニット１６として装着される。
【００２０】
図２に戻り、ヒューズボックス１９のメインリレー１８はインバータ１２の負側出力端子と接地電位との間に接続されている。
【００２１】
端子ボックス２０は、パッケージケース１１内において、バッテリ１４，１５を搭載し、さらにその近傍にヒューズボックス１９等を搭載する際に、作業者が感電しないように安全を目的としてバッテリ１４，１５に取り付けられるもので、第１０のヒューズ（メインヒューズ）１７ｊと３６Ｖバッテリ１４との間に介在接続される第１のサービスカプラ２３と、１２Ｖ系統の外部接続端子群２４と１２Ｖバッテリ１５との間に介在接続される第２のサービスカプラ２５とを備える。尚、第２のサービスカプラ２５を経て出力される１２Ｖの電圧は、スタートモータ部２７やパワーステアリング用の外部ヒューズ２８に出力される。
【００２２】
そして、３６Ｖバッテリ１４は、インバータ１２から第１０のヒューズ１７ｊ及び端子ボックス２０の第１のサービスカプラ２３を経て与えられた直流電流により充電される。また、１２Ｖバッテリ１５の充電は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３から出力されてメインヒューズボックス３１及び第２のサービスカプラ２５を通じて与えられた直流電流により行われる。
【００２３】
尚、メインヒューズボックス３１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３からの電源電圧を受けて、イグニション、クラッチ、エアバッグシステム、ホーン、各種オーディオ機器及び室内ランプ等の各種の１４Ｖ系電装品３に１４Ｖの電源電圧を供給する。そしてもメインヒューズボックス３１の内部では、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３から与えられた１４Ｖの電源電圧を、ヒューズ３２を介して端子ボックス２０内の第２のサービスカプラ２５に供給し、これにより１２Ｖバッテリ１５を充電する。
【００２４】
これらインバータ１２、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３、３６Ｖバッテリ１４、１２Ｖバッテリ１５、ヒューズボックス１９及び端子ボックス２０（これらを電源部品と総称する）は、図３のようにパッケージケース１１の内部に設置されて、図４のように、このパッケージケース１１ごと自動車ＣのエンジンルームＥＲ内に収納される。この場合、作業者から見て自動車のエンジンルームＥＲの手前側に、交換可能な３６Ｖバッテリ１４及び１２Ｖバッテリ１５が上下方向に縦列して実装される一方、交換作業の発生することの稀なパワーディストリビュータユニット１６及びＤＣ／ＤＣコンバータ１３等は比較的奥まった位置に配置される。
【００２５】
尚、図３中の符号２９ａはヒートシンク、符号２９ｂは内部壁、符号２９ｃはエアーフローチューブ、符号２９ｄは外気取り込み孔をそれぞれ示している。
【００２６】
そして、電源パッケージ１のパッケージケース１１内では、全ての電源系統の内部配線がバスバーによって構成されている。
【００２７】
例えば、電源部品１２〜１５，１９，２０同士の接続は、図５の如く、これらの電源部品１２〜１５，１９，２０の内部のバスバー３５の先端部が雌型端子となるような接続孔３７を形成し、コネクタボックス３６の内部から外方向に突出して雄型端子として形成されたバスバー４１を接続孔３７を合致させながら、当該コネクタボックス３６を各電源部品１２〜１５，１９，２０に装着することで実現する。コネクタボックス３６は、内部でバスバー４１に接続される内部回路４２がバスバー等を用いて形成されており、この内部回路４２及び雄型端子としてのバスバー４１によって各電源部品１２〜１５，１９，２０のバスバー３５同士の電気的接続がなされている。そして、コネクタボックス３６の各電源部品１２〜１５，１９，２０に対する装着方向（スライド方向）Ｐ，Ｑと、雄型端子または雌型端子となるバスバー３５，４１及び接続孔３７の形成方向とは同一方向に設定されている。これにより、各電源部品１２〜１５，１９，２０を所定の位置に配置した状態で、コネクタボックス３６を各電源部品１２〜１５，１９，２０に装着すると同時に各電源部品１２〜１５，１９，２０同士の電気的接続がなされることになり、パッケージケース１１内での配線作業を極めて容易に実行できるとともに、よけいな配線がパッケージケース１１に配策されるのを防止することができる利点がある。尚、図３においては一部のコネクタボックス３６のみを図示しているが、例えば互いに離間した電源部品１２〜１５，１９，２０同士の接続については、パッケージケース１１の内面に沿わせたコネクタボックス（図示省略）内のバスバーで各電源部品１２〜１５，１９，２０を迂回するようにして相互の配線接続を行っている。
【００２８】
また、互いに隣り合う電源部品１２〜１５，１９，２０同士の接続や、互いに上下に縦列配置された電源部品１２〜１５，１９，２０同士の接続については、図６のように、一方の電源部品３８の内部から外方向に突出して延設されたバスバー４３の先端部に対して、他方の電源部品３９の接続孔３７を合致させながら当該電源部品３９をスライドさせ、当該他方の電源部品３９の内部のバスバー３５に接続してもよい。ここで、各電源部品３８，３９のパッケージケース１１に対する装着方向（スライド方向）Ｐ，Ｑとバスバー３５，４３及び接続孔３７の形成方向とは同一方向に設定されている。これにより、各電源部品１２〜１５，１９，２０を所定の位置に装着すると同時に各電源部品１２〜１５，１９，２０同士の電気的接続がなされることになり、パッケージケース１１内での配線作業を極めて容易に実行できるとともに、よけいな配線がパッケージケース１１に配策されるのを防止することができる利点がある。
【００２９】
また、上述の通り、パッケージケース１１内において、ＣＡＮ等の制御系統の配線については、フレキシブル電線が使用される。例えば、図２に示したＣＡＮのための内部配線（バスライン）２２以外に、インバータ１２の駆動制御を行うための配線等が必要であれば、これらの制御系統の複数の電線が平行配置されて保護フィルムで一体的にラミネートされたフラットケーブル等のフレキシブル電線が使用される。
【００３０】
また、これらの電源部品１２〜１５，１９，２０（３８，３９）と外部の接続部品（例えば上述したモータジェネレータ４やメインヒューズボックス３１等）との間の接続についても、接続孔３７内のバスバー３５を雌型端子として、この雌型端子に外部部品の配線ケーブル先端の雄型コネクタを接続するようになっている（図示省略）。
【００３１】
上記構成の電源パッケージ１は、図４のように、このパッケージケース１１ごと自動車ＣのエンジンルームＥＲ内に収納される。この場合、４２Ｖ系統と１４Ｖ系統の電源部品１２〜１５，１９，２０がパッケージケース１１内に集約的に実装されるので、これらの電源部品１２〜１５，１９，２０の自動車への搭載時やメンテナンス時に組付け及び取り外しがやり易くなる。
【００３２】
この場合、上述のように、電源パッケージ１内の電源系統の全ての配線がバスバー３５，３４（図５及び図６）で構成され、且つ制御系統の全ての配線がフレキシブル電線で構成されるので、多くのハーネスが複雑に配策される場合に比べて布線レス化を図ることができる。したがって、パッケージケース１１内の４２Ｖ系統と１４Ｖ系統の電源部品１２〜１５，１９，２０を集約的に実装する際に、内部配線の設置、外部配線との接続及び各電源部品１２〜１５，１９，２０の組み付け性が大幅に向上する。
【００３３】
また、電源部品１２〜１５，１９，２０（３８，３９）同士の接続やこれらとコネクタボックス３６との接続においては、これらの装着方向（スライド方向）Ｐ，Ｑとバスバー３５，４１，４３及び接続孔３７の形成方向が一致しているので、装着と同時に電気的接続をとることが可能となり、配線作業が極めて楽になるという利点がある。
【００３４】
尚、上記実施の形態では、電源部品１２〜１５，１９，２０側のバスバー３５を雌型端子とし、コネクタボックス３６側のバスバー４１を雄型端子としていたが、逆に図７のように電源部品１２〜１５，１９，２０側のバスバー４３を雄型端子とし、コネクタボックス３６側に接続孔４４を形成してそのバスバー４５を雌型端子としてもよい。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１及び請求項２に記載の発明によれば、第１電圧系統の電源部品と、第２電圧系統の電源部品とが、単一のパッケージケース内に集約的に組込まれているので、これらの電源部品の自動車への搭載時やメンテナンス時に組付け及び取り外しがやり易くなる。
【００３６】
この場合、各電源部品同士及びパッケージケースより外部に接続される電源系統の全ての配線がバスバーで形成されているので、多くのハーネスが複雑に配策される場合に比べて布線レス化を図ることができる。したがって、内部配線の設置、外部配線との接続及び各電源部品の組み付け性が大幅に向上する。
【００３７】
請求項３に記載の発明によれば、少なくとも一部の電源部品同士を接続するためのバスバーを備えるコネクタボックスが設けられ、電源部品及びコネクタボックスの一方において、バスバーの端部が外方向に突出されて雄型端子が形成され、電源部品及びコネクタボックスの他方において、雄型端子が嵌合される接続孔内にバスバーの端部が配置されることで雌型端子が形成されているので、電源部品の装着後にコネクタボックスを装着するだけで、各電源部品同士の電気的接続を容易に行うことができる。しかも、布線レス化を達成でき、メンテナンスのときに配線が邪魔にならなくなる。
【００３８】
請求項４に記載の発明によれば、少なくとも一部の電源部品に、バスバーの端部が突出することで雄型端子が形成され、少なくとも他の一部の電源部品に、接続孔内にバスバーの端部が配置されることで雌型端子が形成され、雄型端子と雌型端子とが結合することで一部の電源部品と他の一部の電源部品とが互いに接続されるので、配線接続作業を極めて容易に行うことができる。
【００３９】
請求項５に記載の発明によれば、請求項４に記載の電源パッケージであって、バスバー及び接続孔が、各電源部品の装着方向と同一方向に形成されるので、各電源部品を装着し終えた時点で各電源部品同士の接続が完了していることになり、極めて容易に接続を行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一の実施の形態に係る電源パッケージと外部の電装品等との接続関係を示すブロック図である。
【図２】この発明の一の実施の形態に係る電源パッケージを示す配線ブロック図である。
【図３】この発明の一の実施の形態に係る電源パッケージのパッケージケース内部の配置状態を示す斜視図である。
【図４】自動車のエンジンルームに電源パッケージが設置された状態を示す斜視図である。
【図５】電源部品にコネクタボックスが装着される様子を示す概略模式図である。
【図６】電源部品同士が装着とともに接続される様子を示す概略模式図である。
【図７】変形例として電源部品にコネクタボックスが装着される様子を示す概略模式図である。
【符号の説明】
１　電源パッケージ
２　４２Ｖ系電装品
３　１４Ｖ系電装品
４　モータジェネレータ
１１　パッケージケース
１２　インバータ
１２　電源部品
１３　ＤＣ／ＤＣコンバータ
１４　バッテリ
１４　３６Ｖバッテリ
１５　１２Ｖバッテリ
１６　パワーディストリビュータユニット
１６ａ〜１６ｇ　パワーディストリビュータ
１７ａ〜１７ｊ　ヒューズ
１８　メインリレー
１９　ヒューズボックス
２０　端子ボックス
２１　内部配線
２２　バスライン
２３　サービスカプラ
２４　外部接続端子群
２５　サービスカプラ
２７　スタートモータ部
２８　外部ヒューズ
３１　メインヒューズボックス
３２　ヒューズ
３５　バスバー
３６　コネクタボックス
３７　接続孔
３８，３９　電源部品
４１，４３，４５　バスバー
４２　内部回路
４４　接続孔
【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】
2004114821.tif 000009