(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン駆動の発電機と、前記発電機により充電される発電機側バッテリとを含む発電機側電源系と、車載の電気負荷と、前記電気負荷に給電する負荷側バッテリとを含む負荷側電源系と、前記発電機側電源系から前記負荷側電源系に送電する電力伝送装置と、前記電力伝送装置を制御して前記送電を調節する制御回路とを備える２電源方式の車両用電源装置において、
前記発電機側バッテリと前記電力伝送装置との間に配置されるとともに車両走行風又は強制冷却風により冷却されて前記発電機側バッテリ又は前記電力伝送装置を冷却する冷却用金属体を有し、
前記電力伝送装置は、前記発電機側バッテリの上にて前記発電機側バッテリと一体に結合されていることを特徴とする２電源方式の車両用電源装置。
【請求項２】
請求項１記載の２電源方式の車両用電源装置において、
前記冷却用金属体は、前記車両走行風又は強制冷却風を、側方から取り入れ、前記冷却用金属体の表面に沿いつつ通過させ、側方から排出する冷却風通路に面していることを特徴とする２電源方式の車両用電源装置。
【請求項３】
請求項２記載の２電源方式の車両用電源装置において、
前記冷却用金属体の冷却風通路に車両走行風又は強制冷却風を案内する冷却風案内ダクトを有することを特徴とする２電源方式の車両用電源装置。
【請求項４】
請求項１記載の２電源方式の車両用電源装置において、
前記冷却用金属体は、前記電力伝送装置及び前記発電機側バッテリの両方を冷却することを特徴とする２電源方式の車両用電源装置。
【請求項５】
請求項１記載の２電源方式の車両用電源装置において、
前記電力伝送装置又は前記冷却用金属体は、前記発電機側バッテリよりも水平方向に突出していることを特徴とする２電源方式の車両用電源装置。
【請求項６】
請求項５記載の２電源方式の車両用電源装置において、
前記電力伝送装置又は前記冷却用金属体は、前記発電機側バッテリよりも車両の前方へ突出していることを特徴とする２電源方式の車両用電源装置。
【請求項７】
請求項５記載の２電源方式の車両用電源装置において、
前記電力伝送装置又は冷却用金属体は、前記発電機側バッテリよりも車両の側方外側向きに突出していることを特徴とする２電源方式の車両用電源装置。
【請求項８】
エンジン駆動の発電機と、前記発電機により充電される発電機側バッテリとを含む発電機側電源系と、車載の電気負荷と、前記電気負荷に給電する負荷側バッテリとを含む負荷側電源系と、前記発電機側電源系から前記負荷側電源系に送電する電力伝送装置と、前記電力伝送装置を制御して前記送電を調節する制御回路とを備える２電源方式の車両用電源装置において、
前記発電機側バッテリの端子と前記電力伝送装置の発電機側端子とを接続するバスバーを有し、前記発電機側バッテリの端子は、前記発電機側バッテリのバッテリケースの上面に配設され、前記電力伝送装置の発電機側端子は、前記電力伝送装置の下面に配置され、前記電力伝送装置は、前記発電機側バッテリの上にて前記発電機側バッテリと一体に結合されていることを特徴とする２電源方式の車両用電源装置。
【請求項９】
請求項８記載の２電源方式の車両用電源装置において、
前記バスバーは、車両走行風又は強制冷却風により冷却されて前記発電機側バッテリ又は前記電力伝送装置を冷却する冷却用金属体を兼ねることを特徴とする２電源方式の車両用電源装置。
【請求項１０】
エンジン駆動の発電機と、前記発電機により充電される発電機側バッテリとを含む発電機側電源系と、車載の電気負荷と、前記電気負荷に給電する負荷側バッテリとを含む負荷側電源系と、前記発電機側電源系から前記負荷側電源系に送電する電力伝送装置と、前記電力伝送装置を制御して前記送電を調節する制御回路とを備える２電源方式の車両用電源装置において、
前記発電機側バッテリは、前記発電機側バッテリのバッテリケースの上面に配設されて内部発生ガスを排出するためガス排出用安全弁を有し、
前記冷却用金属体は、前記ガス排出用安全弁の上方に位置して前後左右方向に延設されて前記ガス排出用安全弁から噴出するガスが上方へ噴き上げるのを阻止し、
前記電力伝送装置は、前記発電機側バッテリの上にて前記発電機側バッテリと一体に結合されていることを特徴とする２電源方式の車両用電源装置。
【請求項１１】
エンジン駆動の発電機と、前記発電機により充電される発電機側バッテリとを含む発電機側電源系と、車載の電気負荷と、前記電気負荷に給電する負荷側バッテリとを含む負荷側電源系と、前記発電機側電源系から前記負荷側電源系に送電する電力伝送装置と、前記電力伝送装置を制御して前記送電を調節する制御回路とを備える２電源方式の車両用電源装置において、
前記発電機側バッテリと前記電力伝送装置との間に配置されるとともに車両走行風又は強制冷却風により冷却されて前記発電機側バッテリ又は前記電力伝送装置を冷却する冷却用金属体を有し、
前記電力伝送装置は、前記発電機側バッテリに対して車両前方側又は側方外側に隣接配置されて前記発電機側バッテリと一体に結合されていることを特徴とする２電源方式の車両用電源装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の２電源方式の車両用電源装置において、
前記冷却用金属体は、前記発電機側バッテリと前記電力伝送装置とを結ぶ線に対して略直角の方向へ前記冷却用金属体の表面に沿いつつ前記車両走行風又は強制冷却風を通過させる冷却風通路を有することを特徴とする２電源方式の車両用電源装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の２電源方式の車両用電源装置において、
前記冷却用金属体の冷却風通路に車両走行風又は強制冷却風を案内する冷却風案内ダクトを有することを特徴とする２電源方式の車両用電源装置。
【請求項１４】
請求項１１記載の２電源方式の車両用電源装置において、
前記冷却用金属体は、前記電力伝送装置及び前記発電機側バッテリの両方を冷却することを特徴とする２電源方式の車両用電源装置。
【請求項１５】
エンジン駆動の発電機と、前記発電機により充電される発電機側バッテリとを含む発電機側電源系と、車載の電気負荷と、前記電気負荷に給電する負荷側バッテリとを含む負荷側電源系と、前記発電機側電源系から前記負荷側電源系に送電する電力伝送装置と、前記電力伝送装置を制御して前記送電を調節する制御回路とを備える２電源方式の車両用電源装置において、
前記発電機側バッテリの端子と前記電力伝送装置の発電機側端子とを接続するバスバーを有し、前記バスバーは、車両走行風又は強制冷却風により冷却されて前記発電機側バッテリ又は前記電力伝送装置を冷却する冷却用金属体を兼ね、
前記電力伝送装置は、前記発電機側バッテリに対して車両前方側又は側方外側に隣接配置されて前記発電機側バッテリと一体に結合されていることを特徴とする２電源方式の車両用電源装置。
【請求項１６】
エンジン駆動の発電機と、前記発電機により充電される発電機側バッテリとを含む発電機側電源系と、車載の電気負荷と、前記電気負荷に給電する負荷側バッテリとを含む負荷側電源系と、前記発電機側電源系から前記負荷側電源系に送電する電力伝送装置と、前記電力伝送装置を制御して前記送電を調節する制御回路とを備える２電源方式の車両用電源装置において、
前記発電機側バッテリと前記電力伝送装置との間に配置されるとともに車両走行風又は強制冷却風により冷却されて前記発電機側バッテリ又は前記電力伝送装置を冷却する冷却用金属体を有するか、或いは、前記電力伝送装置は、前記発電機側バッテリに対して車両前方側又は側方外側に隣接配置されて前記発電機側バッテリと一体に結合されている構成にあって、
前記電力伝送装置又は前記冷却用金属体は、前記発電機側バッテリに対して車両前方側に隣接配置されて、前記発電機側バッテリよりも側方外側に突出していることを特徴とする２電源方式の車両用電源装置。
【請求項１７】
エンジン駆動の発電機と、前記発電機により充電される発電機側バッテリとを含む発電機側電源系と、車載の電気負荷と、前記電気負荷に給電する負荷側バッテリとを含む負荷側電源系と、前記発電機側電源系から前記負荷側電源系に送電する電力伝送装置と、前記電力伝送装置を制御して前記送電を調節する制御回路とを備える２電源方式の車両用電源装置において、
前記発電機側バッテリと前記電力伝送装置との間に配置されるとともに車両走行風又は強制冷却風により冷却されて前記発電機側バッテリ又は前記電力伝送装置を冷却する冷却用金属体を有するか、或いは、前記電力伝送装置は、前記発電機側バッテリに対して車両前方側又は側方外側に隣接配置されて前記発電機側バッテリと一体に結合されている構成にあって、
前記電力伝送装置又は前記冷却用金属体は、前記発電機側バッテリに対して車両側方外側に隣接配置されて、前記発電機側バッテリよりも前方に突出していることを特徴とする２電源方式の車両用電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに電圧が異なる複数バッテリを有する２電源方式の車両用電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電圧が異なる二つのバッテリを用いた２電源方式の車両用電源装置がハイブリッド車やエンジン車やハイブリッド車において種々提案されている。この２電源方式の車両用電源装置では、エンジン駆動の発電機と発電機側バッテリとをもつ高電圧の発電機側電源系と、車載電気負荷とそれに給電する負荷側バッテリとをもつ低電圧の負荷側電源系と、発電機側電源系から負荷側電源系へ電圧変換して送電する電力伝送装置を設けるのが通常である。この２電源方式の車両用電源装置によれば、車載電気負荷へ印加する電源電圧レベルの変動を抑止しつつ、走行動力発生、回生電力充電、トルクアシスト電力放電などのために発電機側バッテリの充電レベル（ＳＯＣ）を大幅に変動させることが可能となる。また、エンジン車では、エンジン停止中における車載電気負荷への給電を発電機側バッテリから行うことにより、負荷側電源系の電圧変動を抑止することが可能となる。車載電気負荷の一例として、照明負荷やラジオや制御装置など電圧低下を嫌う負荷が挙げられる。この種の２電源方式の車両用電源装置の例として、たとえば本出願人の出願になる下記の特許文献１が知られている。
【０００３】
なお、発電機側バッテリの容量不足を補償するために負荷側バッテリから発電機側電源系への給電も提案されている。発電機側バッテリとしては充放電の繰り返しに対する耐久性に優れたリチウム二次電池、水素吸蔵合金二次電池、電気二重層コンデンサの採用が提案されており、負荷側バッテリとしては経済性に優れた鉛二次電池の採用が好適である。特に、リチウム二次電池は、重量当たりの蓄電エネルギーに優れ、車両軽量化による燃費低減を実現することができる利点をもつ。
【特許文献１】特開２００２−３４５１６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した２電源方式の車両用電源装置は、単一バッテリを用いた従来のエンジン車用電源装置に比較して、発電機側バッテリと電力伝送装置との追加が必要となる。このため、これらを車両前部の狭小なエンジンルームに収容する場合、エンジンルーム内の機器配置が難しくなった。また、これら発電機側バッテリと電力伝送装置とをエンジンルーム外たとえば車両後部のトランクルーム内などに配置することも考えられるが、トランクルームのラッゲジスペースが減少する点では同じである。
【０００５】
また、発電機側バッテリと電力伝送装置との追加に伴って、配線が複雑化し、配線電力損失の増大、配線のための必要スペースの増大も生じた。
【０００６】
更に、発電機側バッテリとして、高エネルギー蓄電が可能又は充放電のサイクル寿命に優れたリチウム二次電池や水素吸蔵合金二次電池を発電機側バッテリとして用いることが好適であるが、これらのバッテリは、従来の鉛バッテリに比べて格段に高エネルギーを蓄積するため、車両衝突などによる破壊を防止するための耐衝撃性を向上させる必要があり、発電機側バッテリを車両衝突から保護するために更なる必要スペース又は重量の増大が生じるおそれがあった。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、設置が容易なうえ車重及び配線電力損失の増大の抑止と安全性の向上とが可能な２電源方式の車両用電源装置を提供することをその目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するためなされた下記の二つの発明は、エンジン駆動の発電機と、前記発電機により充電される発電機側バッテリとを含む発電機側電源系と、車載の電気負荷と、前記電気負荷に給電する負荷側バッテリとを含む負荷側電源系と、前記発電機側電源系から前記負荷側電源系に送電する電力伝送装置と、前記電力伝送装置を制御して前記送電を調節する制御回路とを備える２電源方式の車両用電源装置に適用される。
【０００９】
第１発明では特に、前記電力伝送装置が、前記発電機側バッテリの上にて前記発電機側バッテリと一体に結合されていることを特徴としている。
【００１０】
このように構成したこの発明の車両用電源装置によれば、電力伝送装置を発電機側バッテリの上部に一体に固定した構造を採用したために、従来の２電源方式の車両用電源装置を実車に搭載する上の問題点であった配置の困難性、車重増加及び配線電力損失増大といった問題点を解決することができ、小型車への２電源方式の車両用電源装置の実装が容易となる。なお、２電源方式の車両用電源装置自体の種々の効果自体についての説明は既述したので省略する。以下、本発明の効果を更に具体的に説明する。
【００１１】
まず第１の効果として、本発明では電力伝送装置を発電機側バッテリの上部に被せた姿勢にて発電機側バッテリと一体化した構造を採用しているため、衝突時などにおいて上方から発電機側バッテリに機械的衝撃が作用する場合でも、この機械的衝撃はまず電力伝送装置により吸収されてから発電機側バッテリに作用することになり、この電力伝送装置の衝撃吸収効果により発電機側バッテリの耐破壊性を向上することができる。なお、電力伝送装置は単に発電機側バッテリに搭載するのみではなく、何らかの機械的支持手段を通じて発電機側バッテリの底部又は発電機側バッテリ下の構造物に直接支持されることが好適である。もしくは、電力伝送装置に与えられる上方からの機械的衝撃を発電機側バッテリの下部構造物に逃がす部材を設けても良い。既述したように本発明の発電機側バッテリには大きなＳＯＣ変動の繰り返しが要求されるためそれに対する耐久性に優れたリチウム二次電池などが採用されるが、このような高エネルギー蓄積型のバッテリが機械的衝撃により破壊されると、大きなエネルギーが放出されて火災などの要因となる。本発明はこの問題に対する安全性を向上することができる。
【００１２】
次の効果として、発電機側バッテリとして好適なリチウム二次電池や水素合金二次電池は、通常、内部発生ガスを逃がすためのガス排出用安全弁をその上面に有している。したがって、点検などに際してバッテリ異常が生じてこのガス排出用安全弁が作動すると、高温（たとえば５００℃）のガスが発電機側バッテリの上部から噴出し、対人被害が生じる可能性が生まれる。これに対して、本発明によれば、発電機側バッテリの上部の電力伝送装置がこの高温ガスの上方への噴出を遮蔽するため、たとえ点検者がエンジンルームなどを覗き込んでいた場合においても対人安全性を向上することができる。
【００１３】
次の効果として、発電機側バッテリの電極端子は通常その上面に配設される。したがって、本発明のごとく電力伝送装置を発電機側バッテリの上部に搭載した構造では、発電機側バッテリと電力伝送装置との間の電力用配線を電力伝送装置をその他の部位に配置した場合に比べて最短距離にて行うことができ、電力配線部材（たとえばバスバー）の小型軽量化、重量軽減及びコストダウンを図ることができるとともに、この配線の抵抗電力損失の低減による燃費向上も図ることができる。
【００１４】
更に他の効果として、発電機側バッテリ上に電力伝送装置を設けることにより、装置の水平面における必要スペースを大幅に減らすことができ、その結果としてこの発電機側バッテリと電力伝送装置とのアセンブリをたとえばエンジンルーム内に配置する場合、エンジンルーム内の機器配置自由度を拡大することができる。また、発電機側バッテリと電力伝送装置とをあらかじめ組み付けた後、車両のたとえばエンジンルーム内に組み付けることが容易となり、車両組み立て工数を削減することができる。
【００１５】
なお、上記した発電機側バッテリとしては、充放電の繰り返しに対する耐久性に優れたリチウム二次電池、水素吸蔵合金二次電池、電気二重層コンデンサなどが好適である。また、電力伝送装置としては、インバータ型やチョッパ型のＤＣ−ＤＣコンバータやシリーズレギュレータを採用することができる。更に、電力伝送装置は、必要時に発電機側バッテリを発電機側電源系から遮断するスイッチをもつこともできる。このスイッチは発電機及び電力伝送装置と発電機側バッテリとの間や、発電機側バッテリの低位電極端子と接地ラインとの間に配置されることができる。
【００１６】
更に、第１発明では、前記発電機側バッテリと前記電力伝送装置との間に配置されるとともに車両走行風又は強制冷却風により冷却されて前記発電機側バッテリ又は前記電力伝送装置を冷却する冷却用金属体を有する。この冷却用金属体は、発電機側バッテリ又は電力伝送装置のヒートシンク又は冷却フィンとしての機能をもつ。これにより、発電機側バッテリ又は電力伝送装置の温度上昇を良好に行うことができる。そのうえ、電力伝送装置（特にその内部で最も冷却が必要な半導体スイッチング素子）に比べて格段に温度上昇制限が厳しい発電機側バッテリを、この冷却用金属体により電力伝送装置から良好に隔離することができるため、電力伝送装置の発生熱が発電機側バッテリを加熱することにより、発電機側バッテリが過熱するのを良好に防止することができる。なお、発電機側バッテリは電機絶縁性の必要から樹脂製のバッテリケースに収容されるのが通常であり、このバッテリケースの許容耐熱温度限界は半導体スイッチング素子の許容温度限界により格段に低い。更に、発電機側バッテリへの上方からの機械的衝撃は電力伝送装置と冷却用金属体との両方の変形により緩和されるため、発電機側バッテリの耐機械的安全性は更に向上する。もちろん、この冷却用金属体が発電機側バッテリの底部又はその下の構造物に機械的衝撃を発電機側バッテリの上部構造を介することなく伝達する部材を採用することもできる。
【００１７】
好適な態様において、前記冷却用金属体は、前記車両走行風又は強制冷却風を、側方から取り入れ、前記冷却用金属体の表面に沿いつつ通過させ、側方から排出する冷却風通路に面している。これにより、車両走行風又は強制冷却風により少ない圧損で良好に冷却用金属体を冷却することができる。なお、この冷却風通路は、冷却用金属体の他に電力伝送装置の下面や発電機側バッテリの上面などにより区画されることができる。
【００１８】
好適な態様において、前記冷却用金属体の冷却風通路に車両走行風又は強制冷却風を案内する冷却風案内ダクトを有する。このようにすれば、車両走行風又は強制冷却風を良好に冷却用金属体に案内することができ、冷却性能を向上することができる。
【００１９】
好適な態様において、前記冷却用金属体は、前記電力伝送装置及び前記発電機側バッテリの両方を冷却する。このようにすれば、電力伝送装置と発電機側バッテリとを冷却するための送風経路を共用化することができるため、送風機構の簡素化を実現することができる。
【００２０】
好適な態様において、前記冷却用金属体は、前記発電機側バッテリと前記電力伝送装置との間にて前記発電機側バッテリ側に配置されるとともに車両走行風又は強制冷却風により冷却されて前記発電機側バッテリを冷却する第１の冷却用金属体と、前記第１の冷却用金属体と前記前記電力伝送装置との間にて前記電力伝送装置側に配置されるとともに車両走行風又は強制冷却風により冷却されて前記電力伝送装置を冷却する第２の冷却用金属体とを有する。このようにすれば、既述した理由により高温化が可能な電力伝送装置用の第２の冷却用金属体と、更なる低温化が必要な発電機側バッテリの第１の冷却用金属体とを温度を変更することができ、第２の冷却用金属体の小型化と、第１の冷却用金属体の低温化とを実現することができる。なお、この態様において、冷却風通路において、第１の冷却用金属体と第２の冷却用金属体とを直列に配置することにより、第１の冷却用金属体を冷却した車両走行風又は強制冷却風により第２の冷却用金属体を冷却するようにすることができ、この場合には車両走行風又は強制冷却風の全量を発電機側バッテリ及び電力伝送装置の冷却に用いることができるうえ、発電機側バッテリを低温化する冷却系を簡素に構成することができる。
【００２１】
好適な態様において、前記発電機側バッテリの端子と前記電力伝送装置の発電機側端子とを接続するバスバーを有し、前記発電機側バッテリの端子は、前記発電機側バッテリのバッテリケースの上面に配設され、前記電力伝送装置の発電機側端子は、前記電力伝送装置の下面に配置されていることを特徴としている。これにより、両者間の電力配線距離を更に短縮して、その抵抗電力損失の低減や部材重量の軽減を図ることができる。
【００２２】
好適な態様において、前記バスバーは、車両走行風又は強制冷却風により冷却されて前記発電機側バッテリ又は前記電力伝送装置を冷却する冷却用金属体を兼ねることを特徴としている。すなわち、この態様によれば、発電機側バッテリの端子と電力伝送装置の発電機側端子とを接続するバスバーは冷却風通路に露出する。これにより車両走行風又は強制冷却風によりバスバーを良好に冷却することができる。更に説明すると、バスバーは、電力伝送装置の半導体スイッチング素子や発電機側バッテリ内部の電極体に熱的に良好に結合しているために、バスバーの冷却はそれらの冷却に大きな効果がある。そのうえ、高温の半導体スイッチング素子から発電機側バッテリへの熱伝導を車両走行風又は強制冷却風によるバスバー冷却により良好に阻止して発電機側バッテリの温度上昇阻止も実現することができる。好適な態様において、このバスバーは、一体に形成されるか又は後で装着された冷却フィンをもつことができ、実質的に上記した冷却用金属体を兼ねることができる。このようにすれば、発電機側バッテリや電力伝送装置の一層の冷却が可能となる。
【００２３】
好適な態様において、前記発電機側バッテリは、前記発電機側バッテリのバッテリケースの上面に配設されて内部発生ガスを排出するためガス排出用安全弁を有し、前記冷却用金属体は、前記ガス排出用安全弁の上方に位置して前後左右方向に延設されて前記ガス排出用安全弁から噴出するガスが上方へ噴き上げるのを阻止する。すなわち、この態様によれば、冷却用金属体は発電機側バッテリのガス排出用安全弁の上方に配置されて、ガス排出用安全弁から吹き出したガスが電力伝送装置に到達するのを阻止する。なお、リチウム二次電池などにおいて、このガスの温度は非常に高温（たとえば５００℃）となる。たとえばアルミ合金などからなる冷却用金属体は大きな熱容量と良好な放熱面積と良好な熱伝導性とをもつため、電力伝送装置が上記ガスにより高温となったり、熱的に不良となったりするのを良好に阻止することができる。そのうえ、通常時においては、この冷却用金属体は、車両走行風又は強制冷却風により冷却されて電力伝送装置又は発電機側バッテリの冷却を行う機能を果たすことができる。
【００２４】
好適な態様において、前記発電機側バッテリは、リチウム二次電池又は水素吸蔵合金二次電池又は電気二重層コンデンサのいずれかを含む。これにより、発電機側バッテリの頻繁な充放電の繰り返しが可能となる。
【００２５】
好適な態様において、前記電力伝送装置又は前記冷却用金属体は、前記発電機側バッテリよりも水平方向に突出していることを特徴とする。これにより、最も脆弱な発電機側バッテリに車両衝突等による水平方向の機械的衝撃が加わるのを抑止することができ、最も回避すべき発電機側バッテリの破壊安全性を良好に向上することができる。なお、冷却用金属体を電力伝送装置よりも水平方向よりも突出させると電力伝送装置への機械的衝撃の入力も軽減することができる。
【００２６】
好適な態様において、前記電力伝送装置又は冷却用金属体は、前記発電機側バッテリよりも車両の前方へ突出している。これにより、車両の正面衝突により生じる前方からの発電機側バッテリへの衝突衝撃も良好に阻止することができる。
【００２７】
好適な態様において、前記電力伝送装置又は冷却用金属体は、前記発電機側バッテリよりも車両の側方外側向きに突出している。これにより、車両の側方衝突により生じる側方からの発電機側バッテリへの衝突衝撃も良好に阻止することができる。
【００２８】
第２発明は特に、前記電力伝送装置は、前記発電機側バッテリに対して車両前方側又は側方外側に隣接配置されて前記発電機側バッテリと一体に結合されていることを特徴としている。
【００２９】
このように構成したこの発明の車両用電源装置によれば、電力伝送装置を発電機側バッテリの前部又は側方外側にて一体に固定した構造を採用したために、従来の２電源方式の車両用電源装置を実車に搭載する上の問題点であった配置の困難性、車重増加及び配線電力損失増大といった問題点を解決することができ、小型車への２電源方式の車両用電源装置の実装が容易となる。なお、２電源方式の車両用電源装置自体の種々の効果自体についての説明は既述したので省略する。以下、本発明の効果を更に具体的に説明する。
【００３０】
まず第１の効果として、本発明では電力伝送装置を発電機側バッテリに対して車両前方側又は側方外側に隣接する位置にて発電機側バッテリと一体化した構造を採用しているため、正面衝突の際に発電機側バッテリに前方から、側方衝突の際に発電機側バッテリに側方外側から発電機側バッテリに加えられる衝突衝撃を電力伝送装置により緩和することができる。つまり、これら衝突衝撃はまず電力伝送装置により吸収、緩和されてから発電機側バッテリに作用することになり、この電力伝送装置の衝撃吸収効果により発電機側バッテリの耐破壊性を向上することができる。なお、電力伝送装置は単に発電機側バッテリに直接固定される他、なんらかの機械的支持部材を通じて発電機側バッテリ固定用の構造物又は車体に固定されることが好適である。もしくは、電力伝送装置に与えられる前方又は側方外側からの衝突衝撃が発電機側バッテリに直接伝達されないようにそれを車体に逃がす部材を設けても良い。既述したように本発明の発電機側バッテリには大きなＳＯＣ変動の繰り返しが要求されるためそれに対する耐久性に優れたリチウム二次電池などが採用されるが、このような高エネルギー蓄積型のバッテリが機械的衝撃により破壊されると、大きなエネルギーが放出されて火災などの要因となる。本発明はこの問題に対する安全性を向上することができる。
【００３１】
次の効果として、本発明では発電機側バッテリと電力伝送装置とが隣接して一体に結合されるため、両者間の電力配線長を短縮することができ、電力配線部材（たとえばバスバー）の小型軽量化、重量軽減及びコストダウンを図ることができるとともに、この配線の抵抗電力損失の低減による燃費向上も図ることができる。
【００３２】
更に他の効果として、発電機側バッテリと電力伝送装置とを一体構成したので、発電機側バッテリと電力伝送装置とをあらかじめ組み付けた後、車両のたとえばエンジンルーム内に組み付けることが容易となり、車両組み立て工数を削減することができる。
【００３３】
なお、上記した発電機側バッテリとしては、充放電の繰り返しに対する耐久性に優れたリチウム二次電池、水素吸蔵合金二次電池、電気二重層コンデンサなどが好適である。また、電力伝送装置としては、インバータ型やチョッパ型のＤＣ−ＤＣコンバータやシリーズレギュレータを採用することができる。更に、電力伝送装置は、必要時に発電機側バッテリを発電機側電源系から遮断するスイッチをもつこともできる。このスイッチは発電機及び電力伝送装置と発電機側バッテリとの間や、発電機側バッテリの低位電極端子と接地ラインとの間に配置されることができる。
【００３４】
好適な態様において、前記発電機側バッテリと前記電力伝送装置との間に配置されるとともに車両走行風又は強制冷却風により冷却されて前記発電機側バッテリ又は前記電力伝送装置を冷却する冷却用金属体を有することを特徴としている。この冷却用金属体は、発電機側バッテリ又は電力伝送装置のヒートシンク又は冷却フィンとしての機能をもつ。これにより、発電機側バッテリ又は電力伝送装置の温度上昇を良好に行うことができる。そのうえ、電力伝送装置（特にその内部で最も冷却が必要な半導体スイッチング素子）に比べて格段に温度上昇制限が厳しい発電機側バッテリを、この冷却用金属体により電力伝送装置から良好に隔離することができるため、電力伝送装置の発生熱が発電機側バッテリを加熱することにより、発電機側バッテリが過熱するのを良好に防止することができる。なお、発電機側バッテリは電機絶縁性の必要から樹脂製のバッテリケースに収容されるのが通常であり、このバッテリケースの許容耐熱温度限界は半導体スイッチング素子の許容温度限界により格段に低い。更に、発電機側バッテリへの前方又は側方外側からの衝突衝撃は電力伝送装置と冷却用金属体との両方の変形により緩和されるため、発電機側バッテリの耐機械的安全性は更に向上する。もちろん、この冷却用金属体から発電機側バッテリへの衝突衝撃の入力を防ぐために冷却用金属体を発電機側バッテリを介することなく車体に支持する構造物を採用することもできる。
【００３５】
好適な態様において、前記冷却用金属体は、前記発電機側バッテリと前記電力伝送装置とを結ぶ線に対して略直角の方向へ前記冷却用金属体の表面に沿いつつ前記車両走行風又は強制冷却風を通過させる冷却風通路を有する。これにより、車両走行風又は強制冷却風は発電機側バッテリや電力伝送装置に邪魔されることなく、少ない圧損で良好に冷却用金属体を冷却することができる。なお、この冷却風通路は、冷却用金属体の他に電力伝送装置の側面や発電機側バッテリの側面などにより区画されることができる。
【００３６】
好適な態様において、前記冷却用金属体の冷却風通路に車両走行風又は強制冷却風を案内する冷却風案内ダクトを有する。このようにすれば、車両走行風又は強制冷却風を良好に冷却用金属体に案内することができ、冷却性能を向上することができる。
【００３７】
好適な態様において、前記冷却用金属体は、前記電力伝送装置及び前記発電機側バッテリの両方を冷却する。このようにすれば、電力伝送装置と発電機側バッテリとを冷却するための送風経路を共用化することができるため、送風機構の簡素化を実現することができる。
【００３８】
好適な態様において、前記冷却用金属体は、前記発電機側バッテリと前記電力伝送装置との間にて前記発電機側バッテリ側に配置されるとともに車両走行風又は強制冷却風により冷却されて前記発電機側バッテリを冷却する第１の冷却用金属体と、前記第１の冷却用金属体と前記前記電力伝送装置との間にて前記電力伝送装置側に配置されるとともに車両走行風又は強制冷却風により冷却されて前記電力伝送装置を冷却する第２の冷却用金属体とを有する。このようにすれば、既述した理由により高温化が可能な電力伝送装置用の第２の冷却用金属体と、更なる低温化が必要な発電機側バッテリの第１の冷却用金属体とを温度を変更することができ、第２の冷却用金属体の小型化と、第１の冷却用金属体の低温化とを実現することができる。なお、この態様において、冷却風通路において、第１の冷却用金属体と第２の冷却用金属体とを直列に配置することにより、第１の冷却用金属体を冷却した車両走行風又は強制冷却風により第２の冷却用金属体を冷却するようにすることができ、この場合には車両走行風又は強制冷却風の全量を発電機側バッテリ及び電力伝送装置の冷却に用いることができるうえ、発電機側バッテリを低温化する冷却系を簡素に構成することができる。
【００３９】
好適な態様において、前記発電機側バッテリの端子と前記電力伝送装置の発電機側端子とを接続するバスバーを有し、前記バスバーは、車両走行風又は強制冷却風により冷却されて前記発電機側バッテリ又は前記電力伝送装置を冷却する冷却用金属体を兼ねることを特徴としている。すなわち、この態様によれば、発電機側バッテリの端子と電力伝送装置の発電機側端子とを接続するバスバーは冷却風通路に露出する。これにより車両走行風又は強制冷却風によりバスバーを良好に冷却することができる。更に説明すると、バスバーは、電力伝送装置の半導体スイッチング素子や発電機側バッテリ内部の電極体に熱的に良好に結合しているために、バスバーの冷却はそれらの冷却に大きな効果がある。そのうえ、高温の半導体スイッチング素子から発電機側バッテリへの熱伝導を車両走行風又は強制冷却風によるバスバー冷却により良好に阻止して発電機側バッテリの温度上昇阻止も実現することができる。好適な態様において、このバスバーは、一体に形成されるか又は後で装着された冷却フィンをもつことができ、実質的に上記した冷却用金属体を兼ねることができる。このようにすれば、発電機側バッテリや電力伝送装置の一層の冷却が可能となる。
【００４０】
好適な態様において、前記発電機側バッテリは、リチウム二次電池又は水素吸蔵合金二次電池又は電気二重層コンデンサのいずれかを含む。これにより、発電機側バッテリの頻繁な充放電の繰り返しが可能となる。
【００４１】
好適な態様において、前記電力伝送装置又は前記冷却用金属体は、前記発電機側バッテリに対して車両前方側に隣接配置されて、前記発電機側バッテリよりも側方外側に突出している。これにより、最も脆弱な発電機側バッテリに車両正面衝突及び車両側方衝突の両方において、発電機側バッテリに衝突衝撃が加わるのを抑止することができ、最も回避すべき発電機側バッテリの破壊安全性を良好に向上することができる。なお、冷却用金属体を電力伝送装置よりも側方外側に突出させると電力伝送装置への側方外側からの衝突衝撃の入力も軽減することができる。
【００４２】
好適な態様において、前記電力伝送装置又は前記冷却用金属体は、前記発電機側バッテリに対して車両側方外側に隣接配置されて、前記発電機側バッテリよりも前方に突出している。これにより、最も脆弱な発電機側バッテリに車両正面衝突及び車両側方衝突の両方において、発電機側バッテリに衝突衝撃が加わるのを抑止することができ、最も回避すべき発電機側バッテリの破壊安全性を良好に向上することができる。なお、冷却用金属体を電力伝送装置よりも前方に突出させると電力伝送装置への前方からの衝突衝撃の入力も軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
本発明の２電源方式の車両用電源装置の好適な実施態様を図面を参照して以下に説明する。なお、この発明は下記の実施形態だけに限定解釈されるものではなく、本発明の技術思想を他の公知技術又はそれと同等の技術を組み合わせて実現してもよいことはもちろんである。
【００４４】
（第１実施形態）
第１実施形態の車両用電源装置の回路構成を図１に示すブロック回路図を参照して説明する。
【００４５】
１は図示しないエンジンにより駆動される発電機であり、整流器を内蔵している。発電機１は発電機側バッテリ２に電源ライン３を通じて給電している。発電機側バッテリ２は定格電圧が１４．８Ｖのリチウム二次電池により構成されており、４セルを直列接続して構成されている。リチウムに二次電池は温度や過充電や過放電に対する保護が重要であり、実際には種々の保護回路を有するが、それについては説明を省略する。発電機１、発電機側バッテリ２及び電源ライン３は本発明で言う発電機側電源系を構成している。
【００４６】
４は負荷側バッテリであり、複数の電気負荷５に負荷給電ライン６を通じて給電している。負荷側バッテリ４は定格電圧が１２．７Ｖの鉛バッテリであり、車両用バッテリとして広く市販されているものが称されている。負荷側バッテリ４、電気負荷５及び負荷給電ライン６は本発明で言う負荷側電源系を構成している。
【００４７】
７は、負荷側電源系が必要とする電力を電源ライン３から負荷給電ライン６に送電する電力伝送装置であり、チョッパ型など種々の回路形式のＤＣ−ＤＣコンバータの他、両電源系間の電圧差に等しい電圧降下を発生するシリーズレギュレータなどを用いて構成されている。その他、電力伝送装置７は、発電機側バッテリ２の正極端子と電源ライン３との間又は発電機側バッテリ２の負極端子と接地との間にMOSトランジスタなどのスイッチを有してもよい。このスイッチの開放により必要に応じて発電機側バッテリ２を発電機側電源系から分離することができる。
【００４８】
８は、電力伝送装置７などを制御するマイコン内蔵のコントローラ（制御回路）８であり、電力伝送装置７とコントローラ８とは系間送電回路を構成している。コントローラ８は、読み込んだ負荷側バッテリ４の電圧Vpbと所定の目標電圧値Vthとの偏差ΔVが０となるように電力伝送装置７に制御電圧を出力して、いわゆるネガティブフィードバック制御を行う。これにより、通常状態においては、負荷給電ライン６の電圧は負荷側バッテリ４の所定の電位レベルに安定に保持されるとともに、発電機側電源系から負荷側電源系への給電停止時などにおいて、負荷側バッテリ４は電気負荷５に給電する。なお、発電機側電源系に電気負荷を接続することも可能であり、電力伝送装置７の逆方向送電動作により負荷側バッテリ４から発電機側電源系に逆送電することも可能である。また、コントローラ８は、車両減速時に発電機１の発電量を増大させる。増加した発電電流は発電機側バッテリ２のＳＯＣが許容する範囲にて発電機側バッテリ２を充電する。コントローラ８は、発電電流が発電電流を増大すれば、過剰な発電電力は発電機側バッテリ２の充電に消費される。コントローラ８は、この回生制動が終了した後、発電機側バッテリ２に蓄電された回生蓄電電力量を電力伝送装置７を通じて負荷側電源系側に放電し、所定のＳＯＣレベルに復帰する。所定のＳＯＣレベルとしてはたとえば５０乃至６０％の採用が好適である。その他、発電機側バッテリ２の蓄電電力量は、エンジン始動時やトルクアシスト時やアイドルストップ時における電気負荷５への給電に使用される。上記説明したように、発電機側バッテリ２には頻繁な充放電が要求されるため充放電サイクルの繰り返しに対する劣化が少ないリチウム二次電池が採用され、負荷側バッテリ４には電気負荷５の電源電圧変動を抑止する機能をもてばよいため鉛二次電池が採用される。
【００４９】
なお、上記説明では、２電源方式の車両用電源装置をもつエンジン車を説明したが、２電源方式の車両用電源装置を有するハイブリッド車においても本質的に同じ構成、動作を採用することができる。
【００５０】
電力伝送装置７及びコントローラ８を実装した系間送電回路としての回路モジュール１０の形状を図２を参照して説明する。この回路モジュール１０は、ベースプレート７１、パワーMOSトランジスタを内蔵する両面電極型のカードモジュール７２、７３、半導体モジュールにより構成されるコントローラ８、ヒートシンク７４、７５、樹脂モールド部７６、絶縁シート７７を有している。７８はカードモジュール７２、７３の制御電極端子をなすリード電極であり、コントローラ８の電極端子と接続されている。７９は後述する電池ガス案内するための金属製のガス案内部材であり、樹脂モールド部７６の下面中央に固定されている。
【００５１】
ベースプレート７１には絶縁シート７７を挟んでカードモジュール７２、７３及びコントローラ８が実装、固定されている。カードモジュール７２、７３の下面７２０、７３０にはヒートシンク７４、７５が個別に固定され、樹脂モールド部７６はこれらの部材を一体化するとともに、カードモジュール７２、７３及びコントローラ８間の電気絶縁を実現している。
【００５２】
カードモジュール７２の両面７２０、７２１は内蔵のパワーMOSトランジスタの一対の主電極を構成し、カードモジュール７３の両面７３０、７３１は内蔵のパワーMOSトランジスタの一対の主電極を構成している。この実施例では、カードモジュール７２の下面７２０はヒートシンク７４を通じて発電機側電源系の電源ライン３に接続され、カードモジュール７３の下面７３０はヒートシンク７５を通じて接地ラインに接続されている。また、カードモジュール７２の上面は主電極７２１をなし、カードモジュール７３の上面は主電極７３１をなす。カードモジュール７２、７３は、図示しない配線に接続されてＤＣ−ＤＣコンバータを構成している。ベースプレート７１は、このＤＣ−ＤＣコンバータの高電位側の出力端子を構成している。
【００５３】
もちろん、電力伝送装置７をなすＤＣ−ＤＣコンバータとしては、種々の回路形式があり、図２はそのモジュール化の一例を示す。また、ヒートシンク７４、７５やベースプレート７１は、電極端子を兼ねないようにしてもよい。電力伝送装置７としては、ＤＣ−ＤＣコンバータの他、シリーズレギュレータを採用することができる。
【００５４】
この回路モジュール１０を用いた系間送電回路と発電機側バッテリ２とにより構成した電池アセンブリ１００、すなわち電力伝送装置付き発電機側バッテリの例を図３、図４に示す。図３は、電池アセンブリ１００を車両前方から後方へみた正面図を示し、図４は電池アセンブリ１００を車両側方からみた側面図を示す。この電池アセンブリ１００は車両のエンジンルーム後部に配置されている。図３、図４において、電池アセンブリ１００は車体に公知の種々の方法で固定された底板１１上に固定されている。
【００５５】
電池アセンブリ１００は、底板１１上に固定された発電機側バッテリ２と、発電機側バッテリ２上に固定された回路モジュール１０と、発電機側バッテリ２及び回路モジュール１０を囲覆する樹脂製のバッテリカバー１２とからなる。７１０はベースプレート７１の複数の冷却フィンであり、上方へ突出している。各冷却フィン７１０は、互いに車両左右方向に所定間隔を隔ててそれぞれ車両前後方向に延設されている。隣接する冷却フィン７１０の間のスペースは冷却風が車両前後方向に流れる冷却風通路を構成している。７４１はヒートシンク７４の複数の冷却フィンであり、下方へ突出している。各冷却フィン７４１は、互いに車両左右方向に所定間隔を隔ててそれぞれ車両前後方向に延設されている。隣接する冷却フィン７４１の間のスペースは冷却風が車両前後方向に流れる冷却風通路を構成している。７５１はヒートシンク７５の複数の冷却フィンであり、下方へ突出している。各冷却フィン７５１は、互いに車両左右方向に所定間隔を隔ててそれぞれ車両前後方向に延設されている。隣接する冷却フィン７５１の間のスペースは冷却風が車両前後方向に流れる冷却風通路を構成している。
【００５６】
発電機側バッテリ２は、その上面にガス排出用安全弁２０と、＋電極端子２１と−電極端子２２とを有している。＋電極端子２１はヒートシンク７４の冷却フィン７４１に電気伝導良好に密着あるいは固定されており、−電極端子２２はヒートシンク７５の冷却フィン７５１に電気伝導良好に密着あるいは固定されて、発電機側バッテリ２と回路モジュール１０との電気接続がなされている。
【００５７】
ガス排出用安全弁２０は、ガス案内部材７９の直下に配置されており、発電機側バッテリ２の内部が高圧となってガス排出用安全弁２０から上方へガスが噴出した場合でも、このガスの流れを前後方向へ偏向することにより、高温のガスが樹脂モールド部７６に接触しないようにしている。
【００５８】
なお、回路モジュール１０の天地を逆転すれば、ガス排出用安全弁２０から噴出した高温ガスは、熱容量が大きいベースプレート７１に衝突して冷却されるため、ガス案内部材７９を省略することができる。ただし、この場合、発電機側バッテリ２の＋電極端子２１と回路モジュール１０の電極端子を兼ねるヒートシンク７４との電気接続のためのバスバー、並びに、発電機側バッテリ２の−電極端子２２と回路モジュール１０の電極端子を兼ねるヒートシンク７５との電気接続のためのバスバーを追加する必要がある。なお、この実施例ではヒートシンク７４、７５は発電機側バッテリ２を冷却するための冷却用金属体を兼ねている。
【００５９】
もちろん、回路モジュール１０とその下の発電機側バッテリ２との間の空間に回路モジュール１０を冷却するための冷却フィン付きの冷却用金属体と、発電機側バッテリ２を冷却するための冷却フィン付きの冷却用金属体と別々に配置することもできる。これら両冷却フィン付きの冷却用金属体は電気的に同電位とできる他、必要に応じて分離などにより相互の電気絶縁を図っても良い。
【００６０】
バッテリカバー１２は、車両左右方向において、図３に示すように発電機側バッテリ２の左右側面に略接触しており、図４に示すように発電機側バッテリ２の前端面と後端面との間に所定隙間を維持して対面している。これらの隙間は、バッテリカバー１２内に車両走行風又は強制冷却風を流すための冷却風通路（矢印にて図示）を構成している。バッテリカバー１２の前端面下部には冷却風案内ダクト１３の下流端に連結された冷却風吸入口１２１が設けられ、バッテリカバー１２の後端面下部には冷却風をエンジンルーム内に排出するための冷却風吐出口１２２が形成されている。
【００６１】
冷却風の流れを説明すると、冷却風案内ダクト１３の上流端は車両前部のエンジンルームの前部に開口しており、車両走行風を取り込む。冷却風案内ダクト１３の途中部分には冷却ファン機構２００が介設されている。冷却ファン機構２００を図５を参照して説明する。
【００６２】
１３１は冷却風案内ダクト１３の上流部、１３２は冷却風案内ダクト１３の下流部であり、１４は遠心ファンでいる。上流部１３１の下流端は遠心ファン１４の吸入口に連結され、下流部１３２の上流端は遠心ファン１４の吹き出し口に連結されている。Ｍは遠心ファン１４を駆動するモータである。１５は、冷却風案内ダクト１３の上流部１３１と下流部１３２とを連結するバイパスダクトであり、遠心ファン１４をバイパスしている。１６はバイパスダクト１５の入り口部分に樹脂ヒンジにより回動自在に設けられた逆止ダンパである。逆止ダンパ１６は、冷却風案内ダクト１３の上流部１３１が下流部１３２よりも正圧となる場合に差圧により開き、冷却風案内ダクト１３の上流部１３１が下流部１３２よりも負圧となる場合に差圧により閉じる。遠心ファン１４を駆動する場合には強制冷却風がバッテリカバー１２に導入され、遠心ファン１４を駆動せず、車両走行風が強い場合には車両走行風がバッテリカバー１２に導入される。遠心ファン１４は発電機側バッテリ２又は回路モジュール１０の温度が所定のしきい値レベルを超える場合に駆動される。このようにすれば、非常に簡素な構成により、車両走行風及び強制冷却風をバッテリカバー１２内に必要に応じて導入して発電機側バッテリ２や回路モジュール１０を冷却することができる。なお、上記した樹脂ヒンジの代わりに金属回転軸を用いて逆止ダンパ１６をバイパスダクト１５に固定してもよく、冷却ファン機構２００として図５以外の機構を採用しても良い。また、この冷却ファン機構２００が吹き出す冷却風を他の機器の冷却に用いても良い。
【００６３】
バッテリカバー１２の冷却風吸入口１２１からバッテリカバー１２内に流入した冷却風は、発電機側バッテリ２の前壁面を冷却しつつベースプレート７１やヒートシンク７４、７５を冷却し、その後、発電機側バッテリ２の後壁面を冷却しつつ冷却風吐出口１２２から排出される。発電機側バッテリ２の冷却性を向上するために、その前壁面や後壁面に冷却フィンを追設してもよい。
【００６４】
（変形態様）
上記した第１実施形態では、回路モジュール１０は発電機側バッテリ２の上部に搭載、固定されたが、回路モジュール１０をなんらかの支持部材を通じて底板１１に固定しても良い。
【００６５】
その他の変形態様を図６、図７を参照して説明する。図６は電池アセンブリ１００を車両前方から後方へみた正面図を示し、図７はバッテリカバー１２を破断した電池アセンブリ１００の平面図を示す。この変形態様では回路モジュール１０は、発電機側バッテリ２の上に密着固定されており、回路モジュール１０はガス排出用安全弁２０の周囲を囲む孔２９が設けられている。バッテリカバー１２は金属板により形成されているが、バッテリカバー１２は図示しない絶縁シートを介してヒートシンク７４、７５の冷却フィン７４１、７５１から電気絶縁されつつヒートシンク７４、７５に密着している。このようにすれば、バッテリカバー１２はガス排出用安全弁２０から上方へのガス排出を阻止するとともに、ヒートシンク７４、７５とともに本発明で言う冷却用金属体を構成することができる。また、この変形態様では、回路モジュール１０は発電機側バッテリ２よりも左右及び前後に幅広に形成されているので、車両衝突に対する衝撃を発電機側バッテリ２に先んじて負担することができる。
【００６６】
その他の変形態様を説明する。バッテリカバー（共通カバー）１２を金属板製とする場合、このバッテリカバー１２は、発電機側バッテリ２又は回路モジュール１０の接地電極端子に接続される接地用バスバーを兼ねるようにしてもよい。この時、回路モジュール１０から素子冷却のために突出するヒートシンク７４、７５やベースプレート７１を素子の電極端子にそれに対して電気導通可能に接続するか、熱伝導性が良好な絶縁シートを用いて電気絶縁可能に接触させるかは適宜選択できる事項にすぎない。
【００６７】
その他の変形態様を図８を参照して説明する。この変形態様は、バッテリカバー１２が、バッテリ２の上面のみを覆う形状としたものである。４００は発電機側バッテリ２の電極端子に固定される冷却フィンであり、この冷却フィン４００の上に回路モジュール１０が搭載されている。回路モジュール１０はその上面から突出する冷却フィン５００を有し、冷却フィン５００は回路モジュール１０の内部の素子を冷却する。冷却風案内ダクト１３からバッテリカバー１２内に導入された車両走行風又は強制冷却風はまず冷却フィン４００を冷却した後、上方に反転して冷却フィン５００を冷却する。バッテリカバー１２は、内部に冷却風通路を形成するとともに回路モジュール１０を保護し、更に、回路モジュール１０及びバッテリカバー１２は上方からの機械的衝撃に対して発電機側バッテリ２を保護するとともに、発電機側バッテリ２の上面のガス排出用安全弁からガスが上方へ噴出するのを防止する。なお、この変形態様においても回路モジュール１０又はバッテリカバー１２を発電機側バッテリ２よりも前後方向又は左右方向へ突出させて水平方向の機械的衝撃が発電機側バッテリ２に加えられるのを邪魔するようにしてもよい。
【００６８】
その他、冷却風案内ダクト１３とバッテリカバー１２とをベースプレート７１やヒートシンク７４、７５に熱伝達良好に結合された金属板により形成してもよい。このようにすれば、発電機側バッテリ２や回路モジュール１０の冷却効果を更に改善することができる。また、冷却風案内ダクト１３の一部又は前部を車体をなす金属板により構成してもよい。具体的には、樋状の冷却風案内ダクト１３を車体をなす金属板に被せてダクトとすればよい。この冷却風案内ダクト１３内に回路モジュール１０や発電機側バッテリ２と外部の発電機又は負荷側バッテリ４とを接続するためのケーブルや制御配線を延設してもよい。
【００６９】
（実施効果）
上記した実施形態によれば、回路モジュール１０を発電機側バッテリ２の上部に一体に固定した構造を採用したために、装置をコンパクトに構成できるとともに、両者間の配線距離を最小化することができ、車重増加及び配線電力損失増大を回避することができる。また、この電池アセンブリ１００に上部から圧力が加えられても、回路モジュール１０が緩衝効果をもつため発電機側バッテリ２の機械的安全性を改善することができる。更に、回路モジュール１０によりガス排出用安全弁２０から上方へのガスの噴出を防止することができ、対人被害の発生を防止することができる。
【００７０】
また、回路モジュール１０のカードモジュール７２、７３と発電機側バッテリ２との間に冷却用金属体としてのヒートシンク７４、７５を配置したので、冷却風により冷却されるカードモジュール７２、７３の発熱が発電機側バッテリ２に伝達されるのを防止することができる。すなわち、ヒートシンク７４、７５はカードモジュール７２、７３と発電機側バッテリ２との両方を冷却することができる。したがって、回路モジュール１０よりも温度上昇制限が厳しい発電機側バッテリ２を、冷却用金属体すなわちヒートシンク７４、７５により発熱体である回路モジュール１０から熱的に隔離することができ、回路モジュール１０の熱が発電機側バッテリ２に悪影響を与えるのを阻止することができる。
【００７１】
また、ヒートシンク７４、７５はバスバーを兼ねるため構成の簡素化と重量軽減を図ることができる。更に、バッテリカバー１２は、冷却風通路の創成とともに回路モジュール１０と発電機側バッテリ２との機械的、電気的保護の効果を生じさせるという利点をもつ。なお、バッテリカバー１２は発電機側バッテリ２を介することなく車体に固定することができるのはもちろんである。
【００７２】
（第２実施形態）
第２実施形態の車両用電源装置の回路構成を以下に説明する。第２実施形態で用いる車両用電源装置の回路構成は、図１に示す実施形態１の車両用電源装置と同じであるため、回路構成の説明は省略する。
【００７３】
電力伝送装置７及びコントローラ８を実装した系間送電回路としての回路モジュール１０の形状を図９を参照して説明する。この回路モジュール１０は、ベースプレート７１、パワーMOSトランジスタを内蔵する両面電極型のカードモジュール７２、７３、半導体モジュールにより構成されるコントローラ８、ヒートシンク７４、７５、樹脂モールド部７６、絶縁シート７７を有している。７８はカードモジュール７２、７３の制御電極端子をなすリード電極であり、コントローラ８の電極端子と接続されている。
【００７４】
ベースプレート７１には絶縁シート７７を挟んでカードモジュール７２、７３及びコントローラ８が実装、固定されている。カードモジュール７２、７３の主面７２０、７３０にはヒートシンク７４、７５が個別に固定され、樹脂モールド部７６はこれらの部材を一体化するとともに、カードモジュール７２、７３及びコントローラ８間の電気絶縁を実現している。
【００７５】
カードモジュール７２の両主面７２０、７２１は内蔵のパワーMOSトランジスタの一対の主電極を構成し、カードモジュール７３の両主面７３０、７３１は内蔵のパワーMOSトランジスタの一対の主電極を構成している。この実施例では、カードモジュール７２の主面７２０はヒートシンク７４を通じて発電機側電源系の電源ライン３に接続され、カードモジュール７３の主面７３０はヒートシンク７５を通じて接地ラインに接続されている。また、カードモジュール７２の主面７２１は主電極をなし、カードモジュール７３の主面７３１は主電極をなす。カードモジュール７２、７３は、図示しない配線に接続されてＤＣ−ＤＣコンバータを構成している。ベースプレート７１は、このＤＣ−ＤＣコンバータの高電位側の出力端子を構成している。
【００７６】
もちろん、電力伝送装置７をなすＤＣ−ＤＣコンバータとしては、種々の回路形式があり、図９はそのモジュール化の一例を示す。また、ヒートシンク７４、７５やベースプレート７１は、電極端子を兼ねないようにしてもよい。電力伝送装置７としては、ＤＣ−ＤＣコンバータの他、シリーズレギュレータを採用することができる。
【００７７】
この回路モジュール１０を用いた系間送電回路と発電機側バッテリ２とにより構成した電池アセンブリ１００、すなわち電力伝送装置付き発電機側バッテリの例を図１０、図１１に示す。図１０は、電池アセンブリ１００を下方から上方へ見上げた断面平面図を示し、図１１は電池アセンブリ１００を車両側方からみた断面側面図を示す。ただし、図１０、図１１において、発電機側バッテリ２は断面図示されていない。電池アセンブリ１００は車両のエンジンルーム後部に配置されている。図１０、図１１において、電池アセンブリ１００は車体に公知の種々の方法で固定された底板１１上に固定されている。
【００７８】
電池アセンブリ１００は、図１１に示す底板１１上に固定された発電機側バッテリ２と、発電機側バッテリ２の前端面に固定された回路モジュール１０と、発電機側バッテリ２及び回路モジュール１０を囲覆する樹脂製のバッテリカバー１２とからなる。７１０はベースプレート７１の複数の冷却フィンであり、回路モジュール１０から前方へ突出している。各冷却フィン７１０は、互いに車両左右方向に所定間隔を隔ててそれぞれ上下方向に延設されている。隣接する冷却フィン７１０の間のスペースは冷却風が上下方向に流れる冷却風通路を構成している。７４１はヒートシンク７４の複数の冷却フィンであり、後方へ突出している。各冷却フィン７４１は、互いに車両左右方向に所定間隔を隔ててそれぞれ上下方向に延設されている。隣接する冷却フィン７４１の間のスペースは冷却風が上下方向に流れる冷却風通路を構成している。７５１はヒートシンク７５の複数の冷却フィンであり、後方へ突出している。各冷却フィン７５１は、互いに車両左右方向に所定間隔を隔ててそれぞれ上下方向に延設されている。隣接する冷却フィン７５１の間のスペースは冷却風が上下方向に流れる冷却風通路を構成している。
【００７９】
発電機側バッテリ２は、図１１に示すようにその上面にガス排出用安全弁２０と、＋電極端子２１と−電極端子２２とを有している。＋電極端子２１とガス排出用安全弁２０と−電極端子２２とは車両左右方向に一列に並んでいるため、図１１においてガス排出用安全弁２０は破線で示され、−電極端子２２を示す線は明示されていない。＋電極端子２１と−電極端子２２は、ヒートシンク７４、７５と同様の冷却フィン付きのヒートシンク構造を有している。＋電極端子２１はヒートシンク７４の冷却フィン７４１に図示しないバスバーにより接続されており、−電極端子２２もヒートシンク７４の冷却フィン７４１にバスバー１０００により接続されている。これにより、発電機側バッテリ２と回路モジュール１０との電気接続がなされている。
【００８０】
なお、電極端子２１のヒートシンク部分とヒートシンク７４とをL字上に一体化し、電極端子２２のヒートシンク部分とヒートシンク７５とをL字上に一体化すればバスバー１０００を省略することができる。その他、電極端子２２とヒートシンク７５とを接地できる場合には、それらを後述するバッテリカバー１２を金属製とし、バッテリカバー１２を通じて車体に接地することもできる。樹脂製のバッテリカバー１２の下面には、図１１に示すように、金属板製のガス案内部材７９が固定されている。このガス案内部材７９は発電機側バッテリ２から高温のガスが噴出する場合に、このガスによりバッテリカバー１２が悪影響を受けるのを防止するために設けられたものである。
【００８１】
ガス排出用安全弁２０は、図１１に示すように発電機側バッテリ２の上部においてガス案内部材７９の直下に配置されており、発電機側バッテリ２の内部が高圧となってガス排出用安全弁２０から上方へガスが噴出した場合でも、このガスの流れを前後方向へ偏向することにより、高温のガスが上方へ噴出しないようにしている。
【００８２】
バッテリカバー１２は、樹脂製であって、発電機側バッテリ２の前端面に隣接する回路モジュール１０と発電機側バッテリ２の上面とを覆っており、ベースプレート７１の冷却フィン７１０の隙間やヒートシンク７４、７５の冷却フィン７４１、７５１の隙間や電極端子２１の冷却フィンの隙間に車両走行風又は強制冷却風を送風する冷却風通路を区画形成している。
【００８３】
バッテリカバー１２の前端面下部には冷却風案内ダクト１３の下流端に連結された冷却風吸入口１２１が設けられ、バッテリカバー１２の後端面下部には冷却風をエンジンルーム内に排出するための冷却風吐出口１２２が形成されている。
【００８４】
冷却風の流れを説明すると、冷却風案内ダクト１３の上流端は車両前部のエンジンルームの前部に開口しており、車両走行風を取り込む。冷却風案内ダクト１３の途中部分には実施形態１にて既述した冷却ファン機構２００（図５参照）が介設されている。
【００８５】
バッテリカバー１２の冷却風吸入口１２１からバッテリカバー１２内に流入した冷却風は、ベースプレート７１やヒートシンク７４、７５を冷却し、その後、発電機側バッテリ２の電極端子２１、２２を冷却しつつ冷却風吐出口１２２から発電機側バッテリ２の後側面に沿いつつ下方に排出される。
【００８６】
（変形態様）
上記実施例では、回路モジュール１０は発電機側バッテリ２の前部に固定されたが、回路モジュール１０をなんらかの支持部材を通じて車両の底板１１に固定しても良い。
【００８７】
また、回路モジュール１０を発電機側バッテリ２の前端面ではなく発電機側バッテリ２の側方外側に配置しても良い。このようにすれば、車両の側方衝突が生じた場合における発電機側バッテリ２の損傷を減らせる。
【００８８】
バッテリカバー（共通カバー）１２を金属板製とする場合、このバッテリカバー１２は、発電機側バッテリ２又は回路モジュール１０の接地電極端子に接続される接地用バスバーを兼ねるようにしてもよい。この時、回路モジュール１０から素子冷却のために突出するヒートシンク７４、７５やベースプレート７１を素子の電極端子にそれに対して電気導通可能に接続するか、熱伝導性が良好な絶縁シートを用いて電気絶縁可能に接触させるかは適宜選択できる事項にすぎない。
【００８９】
その他、冷却風案内ダクト１３とバッテリカバー１２とをベースプレート７１やヒートシンク７４、７５に熱伝達良好に結合された金属板により形成してもよい。このようにすれば、発電機側バッテリ２や回路モジュール１０の冷却効果を更に改善することができる。また、冷却風案内ダクト１３の一部又は前部を車体をなす金属板により構成してもよい。具体的には、樋状の冷却風案内ダクト１３を車体をなす金属板に被せてダクトとすればよい。この冷却風案内ダクト１３内に回路モジュール１０や発電機側バッテリ２と外部の発電機又は負荷側バッテリ４とを接続するためのケーブルや制御配線を延設してもよい。
【００９０】
（実施効果）
この実施例によれば、回路モジュール１０を発電機側バッテリ２の前端面に一体に固定した構造を採用したために、装置をコンパクトに構成できるとともに、両者間の配線距離を最小化することができ、車重増加及び配線電力損失増大を回避することができる。また、車両の正面衝突により電池アセンブリ１００に前部から圧力が加えられても、回路モジュール１０が緩衝効果をもつため発電機側バッテリ２の機械的安全性を改善することができる。更に、バッテリカバー１２やガス遮蔽用金属体であるガス案内部材７９によりガス排出用安全弁２０から上方へのガスの噴出を防止することができ、対人被害の発生を防止することができる。
【００９１】
また、回路モジュール１０のカードモジュール７２、７３と発電機側バッテリ２との間に冷却用金属体としてのヒートシンク７４、７５を配置したので、冷却風により冷却されるカードモジュール７２、７３の発熱が発電機側バッテリ２に伝達されるのを防止することができる。すなわち、ヒートシンク７４、７５はカードモジュール７２、７３と発電機側バッテリ２との両方を冷却することができる。したがって、回路モジュール１０よりも温度上昇制限が厳しい発電機側バッテリ２を、冷却用金属体すなわちヒートシンク７４、７５により発熱体である回路モジュール１０から熱的に隔離することができ、回路モジュール１０の熱が発電機側バッテリ２に悪影響を与えるのを阻止することができる。
【００９２】
また、ヒートシンク７４、７５はバスバーを兼ねるため構成の簡素化と重量軽減を図ることができる。更に、バッテリカバー１２は、冷却風通路の創成とともに回路モジュール１０と発電機側バッテリ２との機械的、電気的保護の効果を生じさせるという利点をもつ。なお、バッテリカバー１２は発電機側バッテリ２を介することなく車体に固定することができるのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】第１、第２実施形態の車両用電源装置の回路構成を示すブロック回路図である。
【図２】第１実施形態の電力伝送装置及びコントローラを実装した系間送電回路としての回路モジュールの形状を示す縦断面図である。
【図３】第１実施形態の回路モジュールと発電機側バッテリ２とを一体化した電池アセンブリを車両前方から後方へみた正面図である。
【図４】第１実施形態の図３の電池アセンブリを車両側方からみた側面図である。
【図５】第１実施形態の冷却ファン機構を示す模式平面図である。
【図６】変形態様の電池アセンブリを車両前方から後方へみた正面図である。
【図７】図６の電池アセンブリの平面図である。
【図８】変形態様の電池アセンブリを車両側方からみた側面図である。
【図９】第２実施形態の電力伝送装置及びコントローラを実装した系間送電回路としての回路モジュールの形状を示す縦断面図である。
【図１０】第２実施形態の回路モジュールと発電機側バッテリ２とを一体化した電池アセンブリを下方から上方へ見上げた場合の断面平面図である。
【図１１】図１０の電池アセンブリを車両側方から見た断面側面図である。
【符号の説明】
【００９４】
１      発電機
２      発電機側バッテリ
３      電源ライン
４      負荷側バッテリ
５      電気負荷
６      負荷給電ライン
７      電力伝送装置
８      コントローラ
１０      回路モジュール
１１      底板
１２      バッテリカバー
１３      冷却風案内ダクト
１４      遠心ファン
１５      バイパスダクト
１６      逆止ダンパ
２０      ガス排出用安全弁
２１      電極端子
２２      電極端子
２９      孔
７１      ベースプレート
７２      カードモジュール
７３      カードモジュール
７４      ヒートシンク
７５      ヒートシンク
７６      樹脂モールド部
７７      絶縁シート
７８      制御端子
７９      ガス案内部材
１００      電池アセンブリ
１２１      冷却風吸入口
１２２      冷却風吐出口
２００      冷却ファン機構
７１０      冷却フィン
７４１      冷却フィン
７５１      冷却フィン
【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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