JP4977390B2 - High voltage circuit cutoff structure - Google Patents
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Description
本発明は、自動車の衝突時に高電圧バッテリの回路をリレーで遮断する高電圧回路遮断構造に関するものである。 The present invention relates to a high voltage circuit interruption structure that interrupts a circuit of a high voltage battery with a relay in the event of a car collision.
図3は、従来の高電圧回路遮断構造の一形態を示すものである(特許文献1参照)。 FIG. 3 shows one form of a conventional high-voltage circuit cutoff structure (see Patent Document 1).
この高電圧回路遮断構造は、電気自動車の高電圧のバッテリからメインコンタクタやモータコントローラを介してモータに高電圧を供給する装置において、衝突センサからの検知信号を受けたECU(電子制御ユニット)がメインコンタクタをオフにして、バッテリからの高電圧回路を遮断するものである。 This high voltage circuit cutoff structure is an apparatus that supplies a high voltage from a high voltage battery of an electric vehicle to a motor via a main contactor or a motor controller. An ECU (electronic control unit) that receives a detection signal from a collision sensor The main contactor is turned off to cut off the high voltage circuit from the battery.
高電圧回路が遮断されることで、例えば車両の衝突時に高電圧回路が切断等されてショートしたりすることが回避される。 By cutting off the high voltage circuit, for example, it is avoided that the high voltage circuit is cut and short-circuited when the vehicle collides.
一般的に、電気自動車(ハイブリッドカーを含む)の高電圧のバッテリはプラス側とマイナス側の二つのリレーを介してインバータ側に接続され、各リレーは低電圧の励磁線を介してECU(電子制御ユニット)に接続されている。
しかしながら、上記従来の高電圧回路遮断構造にあっては、衝突センサが希に衝突を検知しない場合(例えば後方からの追突(後突)やシステム制御領域外の衝突等の場合)があることが懸念され、この場合に乗員の感電等の恐れがあった。 However, in the conventional high-voltage circuit cutoff structure, there are cases where the collision sensor rarely detects a collision (for example, a rear collision (rear collision) from the rear or a collision outside the system control area). In this case, there was a fear of an electric shock of the passenger.
本発明は、上記した点に鑑み、車両衝突時にたとえ衝突センサが働かない場合でも、バッテリからの高電圧回路を確実に遮断することのできる高電圧回路遮断構造を提供することを目的とする。 In view of the above-described points, an object of the present invention is to provide a high-voltage circuit interruption structure capable of reliably interrupting a high-voltage circuit from a battery even when a collision sensor does not work during a vehicle collision.
上記目的を達成するために、本発明の請求項1に係る高電圧回路遮断構造は、バッテリと、励磁されることにより該バッテリの高電圧回路を通電し、消磁されることにより該バッテリの高電圧回路を遮断するリレーとを含むバッテリユニットが車両に搭載され、該リレーを励磁又は消磁させるための励磁線の所定部分を該バッテリユニットに固定し、該励磁線の他の所定部分を車両ボディに固定しておくことにより、該車両の衝突時に該バッテリユニットが移動すると、該励磁線が切断されて該リレーが消磁されることにより、該バッテリの高電圧回路を遮断するようにしたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a high voltage circuit interrupting structure according to
上記構成により、車両の衝突時に重量の重いバッテリユニットが慣性力で移動し、その移動に伴って励磁線の他の所定部分が移動方向に強く引っ張られて切断することで、リレーの励磁が解除され、リレーが遮断されてバッテリの高電圧回路が遮断される。 With the above configuration, the heavy battery unit moves with inertial force at the time of a vehicle collision, and along with the movement, the other predetermined part of the excitation line is strongly pulled in the moving direction and disconnected to release the relay excitation. Then, the relay is cut off and the high voltage circuit of the battery is cut off.
請求項2に係る高電圧回路遮断構造は、請求項1記載の高電圧回路遮断構造において、前記励磁線が制御ユニットに接続され、該制御ユニットに衝突センサが接続されたことを特徴とする。 A high voltage circuit interruption structure according to a second aspect is the high voltage circuit interruption structure according to the first aspect , wherein the excitation line is connected to a control unit, and a collision sensor is connected to the control unit.
上記構成により、制御ユニットの指示で車両走行中(正常時)のリレーの励磁や消磁が行われる。衝突時に衝突センサが作動した場合は、制御ユニットの指示でリレーが消磁(遮断)される。それと同時に励磁線が切断されて、リレーが消磁(遮断)される。このようにリレーの遮断が二重の操作で確実に行われる。 With the above-described configuration, excitation and demagnetization of the relay while the vehicle is traveling (normally) is performed according to an instruction from the control unit. When the collision sensor is activated at the time of collision, the relay is demagnetized (cut off) according to an instruction from the control unit. At the same time, the excitation line is cut and the relay is demagnetized (cut off). In this way, the relay is surely cut off by a double operation.
請求項1記載の発明によれば、衝突時のバッテリユニットの移動を利用してリレーの励磁を解除することで、確実に高電圧回路の通電を遮断することができるから、たとえ衝突センサが作動しない場合や、衝突センサを用いない場合でも、衝突に伴う高電圧回路のショートや乗員の感電等を確実に防ぐことができる。 According to the first aspect of the present invention, since the energization of the high voltage circuit can be surely cut off by releasing the excitation of the relay using the movement of the battery unit at the time of the collision, the collision sensor is activated. Even when the vehicle is not used or when the collision sensor is not used, it is possible to reliably prevent a short circuit of a high voltage circuit or an electric shock of a passenger due to the collision.
請求項2記載の発明によれば、衝突センサとの相乗効果でリレーが確実に遮断され、請求項1記載の発明の効果が一層確実に発揮される。 According to the second aspect of the invention, the relay is reliably blocked in synergy with the collision sensor, the effect of the first aspect is one layer reliably exhibit.
図1〜図2は、本発明に係る高電圧回路遮断構造の一実施形態を示すものである。 1 to 2 show an embodiment of a high voltage circuit interruption structure according to the present invention.
この高電圧回路遮断構造は、電気自動車(ハイブリッドカーを含む)の高電圧のバッテリ1とそれに接続されたリレー2,3とを含むバッテリユニット4に対して、リレー2,3を励磁するための低電圧回路である励磁線(電線)5,6に余長をもたせて分岐線(余長部)7,8を形成し(分岐線とし)、この分岐線7,8の長さLを車両衝突時のバッテリユニット4の推定移動量(距離)よりも短く設定し、且つ分岐線7,8の先端を車両ボディ(図示せず)にしっかりと固定し、車両衝突時のバッテリユニット4の移動によって分岐線7,8を切断させることで、リレー2,3の励磁を解除して高電圧回路9,10を遮断するものである。
This high voltage circuit interruption structure is for
リレーは+極のリレー2と−極のリレー3との二つがバッテリ1と一体的にバッテリパック(ケース)11に搭載されてバッテリユニット4を構成している。各リレー2,3はボルト等でしっかりとバッテリパック11あるいはバッテリ1自体に固定されている。各リレー2,3を有する電気接続箱(図示せず)をバッテリパック11にボルト等で強固に固定することも可能である。
Two relays, a
+極のリレー2の可動接点12の一方はバッテリ1の一端末の+電極13に高圧線やバスバーといった高電圧回路9aを介して接続され、可動接点12の他方は高圧線9でインバータ14の+極の端子(図示せず)に接続されている。同様に、−極のリレー3の可動接点12の一方はバッテリ1の他端末の−電極15に高電圧回路10aを介して接続され、可動接点12の他方は高圧線10でインバータ14の−極の端子(図示せず)に接続されている。
One of the
低電圧の励磁線5,6は各リレー2,3ごとに一本ずつ計二本配線され、各励磁線5,6は長さ方向中間部に余長部である分岐線7,8を有している。図1で各丸点16で示す部位の間が分岐線7,8であり、各丸点16で示す部位を鎖線17の如く短絡させたものが従来の励磁線の一部である(鎖線17の部分は本実施形態では存在しない)。
Two low-
分岐線7,8とリレー2,3との間の励磁線部分5a,6aはバッテリユニット4にしっかりと固定されている。励磁線部分5a,6aが固定されない場合は、分岐線7,8と励磁線部分5a,6aとを合わせた長さの余長部が構成され、この余長部の長さがバッテリユニット4の推定移動量よりも短いことが必要となる。
Excitation line portions 5 a and 6 a between the
一方の励磁線5は+極のリレー2のコイル18に続く低電圧の回路(電線又は細いバスバー)19にコネクタ21で接続され、同じく他方の励磁線6は−極のリレー3のコイル18に続く低電圧の回路20にコネクタ21で接続され、各励磁線5,6はECU(電子制御ユニット)22に接続され、各コイル18は共通のアース回路23でアース接続されている。各コネクタ21は例えばバッテリパック11に固定されている。
One
ECU22には図示しない各センサ等が接続され、センサの信号を受けてECU22が各励磁線5,6へ通電するか否か(リレー2,3を励磁するか消磁するか)を判断して実行させる。センサとして従来の衝突センサが含まれることが好ましい。
Each sensor or the like (not shown) is connected to the
図2の如く、バッテリユニット4の近傍に分岐線7,8が配置され、且つ分岐線7,8の先端(折り返し点)7a,8aが車両ボディに強固に固定されている(固定部を符号24で示す)。固定部(固定手段)24としては、例えば分岐線7,8の折り返し部7a,8aをボルト等のフック部材(図示せず)に引っ掛けたりする等が挙げられ、分岐線7,8の固定強度は分岐線7,8の切断強度よりも強いことが必要である。
As shown in FIG. 2,
各分岐線7,8の長さ、すなわち折り返された分岐線7,8の往部又は復部の長さ(往部と復部の長さは同じである)は、衝突時のバッテリユニット4の推定移動量よりも短いことが必要である。
The length of each
例えば車両が追突されて矢印Aの如く車両前方向にバッテリユニット4が移動した場合や、車両が自ら前突して同じく矢印Aの如く車両前方向にバッテリユニット4が移動した場合に、分岐線7,8は車両前方に急激に引っ張られて図2の符号25の如く中間部で切断される。これにより、各リレー2,3のコイル18の励磁が解除され、各リレー2,3の図示しないソレノイドがばねの力で戻されて、ソレノイドと一体に可動接点12が開き、リレー2,3がオフ(遮断)される。
For example, when the battery unit 4 is moved forward in the direction of the arrow A as indicated by the arrow A, or when the battery unit 4 is moved forward in the direction of the vehicle as indicated by the arrow A when the vehicle has made a forward collision, the
車両に分岐線7,8が弛んだ状態で配索された場合や、分岐線が車両の前後方向ではなく斜め方向に配索された場合でも、衝突時にバッテリユニット4の移動量よりも分岐線7,8の長さが短いので、分岐線7,8は強い引張力を受けて確実に切断される。
Even when the
図2で矢印A方向が車両前側で、分岐線7,8は車両右側から斜め後方に配線されている。分岐線7,8を上方向や下方向に配線することも可能であり、その場合でも、分岐線7,8の長さがバッテリユニット4の推定移動量よりも短いから、分岐線7,8は衝突時に確実に切断される。本例でコネクタ21はバッテリユニット4の上面側に配置されている。分岐線7,8を弛みなく車両前後方向に真直に配線した場合は、分岐線7,8の長さをバッテリユニット4の推定移動量以上とすることが可能である(但し側突の場合は除く)。
In FIG. 2, the direction of arrow A is the front side of the vehicle, and the
分岐線7,8とECU22との間の励磁線部分5b,6bは例えば車両ボディ等に係止クリップ26等で固定される。この励磁線部分5b,6bの長さは分岐線7,8よりも長く設定されており、衝突時にバッテリユニット4が移動した際に、バッテリユニット4に続くリレー寄りの励磁線部分5a,6aと分岐線7,8とが引張力を受け、リレー寄りの励磁線部分5a,6aはバッテリユニット4に強固に固定されており、ECU22寄りの励磁線部分5b,6bは引張力を受けないので、この励磁線部分5b,6bの固定は強度の弱いものでよい。
本例では、励磁線5,6の長手方向中間部に分岐線7,8を形成しているが、例えばバッテリユニット4のコネクタ21に続く励磁線部分5a,6aを分岐線7,8として車両ボディに固定することも可能である。コネクタ21はバッテリユニット4にしっかり固定されている。何れの場合も分岐線7,8の位置はバッテリユニット4の近くであることが、車両衝突時に分岐線7,8が強い引張力を受けて瞬時に切断される上で好ましい。分岐線7,8の位置がバッテリユニット4から遠く離れている場合は、引張力を受けた際に励磁線5,6が伸びる等して、分岐線7,8の切断が時間を要したり不確実になりやすい。
In this example, the
バッテリユニット4の推定移動量(移動狙い値)は、例えばバッテリユニット4と車両ボディ(図示せず)との間の隙間寸法、あるいはバッテリ1とバッテリパック11の内壁との間の隙間寸法等で規定される。衝突時に重いバッテリユニット4又はバッテリ1が慣性力でボルト等の固定手段を壊して衝突方向に移動して車両ボディの内壁又はバッテリパック11の内壁に突き当たって停止するからである。
The estimated movement amount (target movement value) of the battery unit 4 is, for example, a gap dimension between the battery unit 4 and the vehicle body (not shown) or a gap dimension between the
なお、上記実施形態においては、+極と−極の二つのリレー2,3の各励磁線5,6に切断用の分岐線7,8を形成したが、例えば+極のリレー2の励磁線5のみに切断用の分岐線7を形成することも可能である。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態においては、バッテリユニット4はバッテリパック11内に少なくともバッテリ1とリレー2,3とを含む(リレー2,3は図示しない電気接続箱又は電気接続ブロックに設けられていてもよい)ものとして説明したが、例えばバッテリパック11を用いずにバッテリ1に直接的にリレー2,3を搭載固定したものもバッテリユニットと呼称することができる。電気接続箱を用いた場合、励磁線接続用のコネクタ21は電気接続箱に設けられ、電気接続箱はバッテリパック11にしっかり固定される。
In the above embodiment, the battery unit 4 includes at least the
また、上記実施形態においては、電気自動車用のバッテリ1として説明したが、例えば通常のエンジン車両において12V以上の高圧のバッテリを用いた車両にも、上記高電圧回路遮断構造を適用可能である。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態において、車両の衝突は前突や後突や側突を含むものである。前突と後突と側突とでバッテリユニット4の推定移動量が異なる場合は、最も短い移動量に対してそれ以下の長さに分岐線7,8の長さを設定することが好ましい。右側突と左側突とでは、バッテリユニット4が分岐線7,8の引張方向ではなく弛み方向に移動するが、この場合でも、分岐線7,8の長さがバッテリユニット4の移動量よりも短いから、確実に切断が行われる。分岐線7,8の向きを垂直(上向き又は下向き)に配索することも可能である。前突の場合と後突(追突)の場合は何れもバッテリユニット4が前方向に移動するので、分岐線7,8の向きは前から後に配索することが好ましい。
Moreover, in the said embodiment, the collision of a vehicle includes a front collision, a rear collision, and a side collision. When the estimated movement amount of the battery unit 4 is different between the front collision, the rear collision, and the side collision, it is preferable to set the lengths of the
1 バッテリ
2,3 リレー
4 バッテリユニット
5,6 励磁線
7,8 分岐線(余長部)
22 ECU(制御ユニット)
1
22 ECU (control unit)
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