JP2009268214A - 電源機器モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】小型軽量化および低コスト化を達成できるとともに、短時間で電源を起動できる電源機器モジュールを提供する。
【解決手段】直流電源３の第１電極３１及び第２電極３２に、第１プリチャージスイッチ１１、第２プリチャージスイッチ１２が接続されている。第１プリチャージスイッチ１１に、第１スイッチ１３が並列接続されている。直列体１６に、第２スイッチ１４が並列接続されている。端子１９４と、端子１９６との間にコンデンサ１７が接続されている。第１スイッチ１３と第２スイッチ１４とは、単一の電磁コイル１８１によりオン／オフするシステムメインリレー１８を構成している。第１プリチャージスイッチ１１と第２プリチャージスイッチ１２とは、単一の電磁コイル１９１によりオン／オフするプリチャージリレー１９を構成している。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、ハイブリッド自動車等に配される電源のオン／オフ制御をし、電源オン時に生じる突入電流を減少できる電源機器モジュールに関する。

従来から、図８に示すように、直流電源９１の正極に接続された第１リレー９２と、直流電源９１の負極に接続された第２リレー９３と、該第２リレー９３に並列接続された、第３リレー９４と抵抗９５との直列体９６とを有する電源機器モジュール９が開示されている（特許文献１参照）。

電源機器モジュール９は、第１リレー９２における電源９１と接続された側と反対側に配される端子９２３と、第２リレー９３における電源９１と接続された側と反対側に配される端子９３３との間に、コンデンサ９７が接続されている。
また、一対の端子９２３，９３３には、例えば直流電圧を交流電圧に変換するインバータ９９が接続されていると共に、該インバータ９９から供給された交流電流によって作動する交流モータ（図示せず）がインバータ９９を介して接続されている。
そして、第１リレー９２と、第２リレー９３と、第３リレー９４とは、制御装置９８によって制御されている。

電源９１は高電圧であり、電源投入時にこのような高電圧をいきなりコンデンサ９７に印加すると、瞬間的に大電流（突入電流）が流れ、各リレーが溶着したり、ヒューズが溶断したりするおそれがある。
そのため電源投入時においては、図８、図１０に示すごとく、第２リレー９３をオフした状態で、第３リレー９４をオンし（第１アクション）、次いで第１リレー９２をオンする（第２アクション）ことにより、抵抗９５を介して電流を流した状態で徐々にコンデンサ９７をプリチャージする。そして、コンデンサ９７のプリチャージが完了した後、第１リレー９２をオンにしたまま、第２リレー９３をオンし（第３アクション）、第３リレー９４をオフすることによって平滑化された直流電圧をインバータ９９に供給する。

特開２０００−１３４７０７号公報

しかしながら、従来の電源機器モジュール９は、各リレー９２、９３、９４にそれぞれ１個の電磁コイル９２２，９３２，９４２が設けられていたため、全体の体積および重量が大きいという問題があった。
すなわち、電磁コイル９２２〜９４２はリレー９２〜９４の体積および重量の大きな割合を占めており、図９に示すごとく、電磁コイル９２２〜９４２を３個必要としていた従来の電源機器モジュール９は、全体の体積および重量が大きくならざるを得なかった。そのため、より小型軽量化できる電源機器モジュールが望まれてきた。

また、図８に示すごとく、第１リレー９２，第２リレー９３には各々４個の磁石９２１，９３１が設けられていた。この磁石９２１，９３１は、各リレー９２，９３の接点対を開放する時に生じるアークを消弧するためのものである。磁石９２１，９３１は、リレー９２，９３を小型化するために高性能なものを使用しているため高価であり、しかも各リレー９２，９３が各々４個の磁石９２１，９３１を必要とするため、製造コストを上昇させる原因になっていた。そのため、製造コストを低減できる電源機器モジュール９が望まれてきた。

一方、上述したように、電源投入時には、制御装置９８が各リレー９２〜９４を別々にオン／オフ制御する。このように３個のリレー９２〜９４を別々に制御すると、３アクションを必要とするため、電源を立ち上げるのに時間がかかるという問題があった。そのため、短時間で電源を起動できる電源機器モジュールが望まれてきた。

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、小型軽量化および低コスト化を達成できるとともに、短時間で電源を起動できる電源機器モジュールを提供しようとするものである。

本発明は、直流電源の第１電極に接続されるとともに、電流が流れる導通状態と、電流が流れない非導通状態とを切り替え可能な第１プリチャージスイッチと、
直流電源の第２電極に接続されるとともに、上記導通状態と上記非導通状態とを切り替え可能な第２プリチャージスイッチと、
上記第１プリチャージスイッチに並列接続され、上記導通状態と上記非導通状態とを切り替え可能な第１スイッチと、
上記第２プリチャージスイッチとプリチャージ抵抗とを直列接続してなる直列体に並列接続され、上記導通状態と上記非導通状態とを切り替え可能な第２スイッチと、
上記第１スイッチにおける上記直流電源に接続された側と反対側に配される端子と、上記第２スイッチにおける上記直流電源に接続された側と反対側に配される端子との間に接続されたコンデンサと、
を備え、上記第１スイッチと上記第２スイッチとは、単一の電磁コイルにより上記導通状態と上記非導通状態とを同時に切り替えるシステムメインリレーを構成し、
上記第１プリチャージスイッチと上記第２プリチャージスイッチとは、単一の電磁コイルにより上記導通状態と上記非導通状態とを同時に切り替えるプリチャージリレーを構成していることを特徴とする電源機器モジュールにある（請求項１）。

次に、本発明の作用効果につき説明する。
本発明によると、第１スイッチと第２スイッチとを切り替える電磁コイルと、第１プリチャージスイッチと第２プリチャージとを切り替える電磁コイルとの、合計２個の電磁コイルで動作するため、電源機器モジュール全体を小型軽量化できる。

すなわち、本発明では、従来の電源機器モジュール（図８参照）には無かった第１プリチャージスイッチを設けたため、従来に比べてプリチャージスイッチの数が１個多くなっているものの、その代わりに電磁コイルの数を１個減らすことができる。

そして、第１プリチャージスイッチを設けたことにより、電源機器の以下のような立ち上げ動作が可能となる。
つまり、電源起動時には、まずプリチャージリレー（第１プリチャージスイッチと第２プリチャージスイッチ）のみをオンにする（第１アクション）。これにより、第１プリチャージスイッチと、コンデンサと、プリチャージ抵抗と、第２プリチャージスイッチと、直流電源とによって構成される閉回路に電流が流れ、コンデンサがプリチャージされる。
プリチャージが終了したら、システムメインリレー（第１スイッチと第２スイッチ）をオンし（第２アクション）、プリチャージリレーをオフする。この状態で、負荷への電源供給を行う。
このような回路構成では、第１スイッチと第２スイッチとは別々にオン／オフする必要がなく、同時にオン／オフするため、これら２個のスイッチを単一の電磁コイルで開閉することが可能となる。また、第１プリチャージスイッチと第２プリチャージスイッチとも別々にオン／オフする必要がなく、同時にオン／オフするため、これら２個のスイッチを単一の電磁コイルで開閉することが可能である。
その結果、電源機器モジュール全体では、上述のごとく電磁コイルの数は２個ですむ。

電磁コイルは、プリチャージスイッチよりも大きな体積および重量を有し、しかも価格が高いため、電磁コイルが１個減ったことのメリットは大きく、電源機器モジュールを小型軽量化できるとともに、製造コストを下げることも可能となる。

また、上述のごとくプリチャージ時のスイッチング制御が２アクションですむため、電源を高速に起動することができる。さらに、スイッチング制御が簡単になるため、この制御を行うリレー制御部を小さく作ることができる。これにより、電源機器モジュールを小型化でき、製造コストも下げることができる。

以上のごとく、本発明によれば、小型軽量化および低コスト化を達成できるとともに、短時間で電源を起動できる電源機器モジュールを提供することができる。

上述した各発明における好ましい実施の形態につき説明する。
本発明（請求項１）においては、上記電源機器モジュールは、例えばハイブリッド自動車や電気自動車に搭載された直流電源を、電源変換装置等に接続する際に生じる突入電流の防止用に用いることができる。ハイブリッド自動車等では、個々の部品の小型化が特に要求されているため、本発明による効果が大きい。
また、上記システムメインリレーおよびプリチャージリレーは、電磁コイルに電流を流さない時にオフとなる、所謂２ａタイプを使用することができる。この場合、電源供給をする時にのみ電磁コイルへ通電すればよいので、低消費電力化できる。

また、上記第１スイッチおよび上記第２スイッチは、それぞれ上記システムメインリレーのハウジングに固定された一対の固定接点部材と、上記ハウジングに固定された上記電磁コイルへの通電の有無によって該電磁コイルに対して進退する可動接点部材とを有し、上記可動接点部材に設けた一対の可動接点は、上記一対の固定接点部材に各々設けた固定接点に対して各々接離可能に配され、上記固定接点と上記可動接点とは、その接触時に電流の経路の一部となり得る接点対をなし、
上記第１スイッチの一方の上記接点対と上記第２スイッチの一方の上記接点対とが互いに隣接するとともに、上記第１スイッチの他方の上記接点対と上記第２スイッチの他方の上記接点対とが互いに隣接するように、上記第１スイッチと上記第２スイッチとが配置され、
上記第１スイッチの一方の上記接点対と上記第２スイッチの一方の上記接点対との間に、上記接点対を開放した際に生じるアークを消弧する第１磁石が設けられ、上記第１スイッチの他方の上記接点対と上記第２スイッチの他方の上記接点対との間に、上記アークを消弧する第２磁石が設けられていることが好ましい（請求項２）。
この場合には、電流遮断時に、４箇所の接点対を同時に離すことができるため、電流遮断性能を高めることができるとともに、システムメインリレーの磁石が２個ですむため、一層、低コスト化できる。

また、電源機器モジュールは、上記電磁コイルに通電する際に、該電磁コイルに流れる電流を、上記システムメインリレーが上記非導通状態から上記導通状態に切り替わる閾値以上となるように制御するとともに、上記システムメインリレーが上記導通状態となった後に、上記電磁コイルに流れる電流を、上記閾値よりも少ない電流値であり、かつ上記システムメインリレーの上記導通状態を維持可能な維持電流値となるように制御する励磁電流制御部を備えることが好ましい（請求項３）。

この場合には、システムメインリレーの電磁コイルに流れる電流を少なくすることができるとともに、電磁コイルを小型化できる。
すなわち、システムメインリレーは、オフ（非導通状態）からオン（導通状態）に切り替わる時に、電磁コイルに大きな電流が必要で、一旦オンになった後は、電磁コイルはそれ程大きな電流は必要ないという性質がある。そのため、システムメインリレーをオフからオンに切り替える時にのみ大きな電流（閾値）が流れ、オンになった後は低電流（維持電流値）が流れるように制御することにより、電磁コイルに流れる電流を少なくすることができ、電磁コイルの発熱を少なくすることができる。

また、システムメインリレーに小さな電磁コイルを使用した場合でも、瞬間的に大きな電流（閾値）が流れるように制御できるため、オフからオンに切り替えるのに十分な磁力を発生させることができる。
換言すると、このような励磁電流制御を行うことにより、システムメインリレーの電磁コイルをより小さくすることが可能となる。

また、電源機器モジュールは、上記システムメインリレーを流れる電流値を測定する電流センサを備え、該電流センサは、上記直流電源の状態を監視する電池監視ユニットの回路基板に取り付けられてなることが好ましい（請求項４）。
この場合には、電流センサが電池監視ユニットの回路基板に直接取り付けられているため、電源機器モジュールをコンパクトに構成することができる。

（実施例１）
本例にかかる電源機器モジュールにつき、図１〜図７を用いて説明する。
本例に示す電源機器モジュールは、図１に示すごとく、直流電源３の第１電極３１（正極）に、電流が流れる導通状態（オン）と、電流が流れない非導通状態（オフ）とを切り替え可能な第１プリチャージスイッチ１１が接続される。また、直流電源３の第２電極３２（負極）に、導通状態と非導通状態とを切り替え可能な第２プリチャージスイッチ１２が接続されている。

第１プリチャージスイッチ１１に、導通状態と非導通状態とを切り替え可能な第１スイッチ１３が並列接続されている。また、第２プリチャージスイッチ１２とプリチャージ抵抗１５とを直列接続してなる直列体１６に、導通状態と非導通状態とを切り替え可能な第２スイッチ１４が並列接続されている。さらに、第１スイッチ１３における直流電源３に接続された側と反対側に配される端子１９４と、第２スイッチ１４における直流電源３に接続された側と反対側に配される端子１９６との間にコンデンサ１７が接続されている。

第１スイッチ１３と第２スイッチ１４とは、単一の電磁コイル１８１により導通状態と非導通状態とを同時に切り替えるシステムメインリレー１８を構成している。また、第１プリチャージスイッチ１１と第２プリチャージスイッチ１２とは、単一の電磁コイル１９１により導通状態と非導通状態とを同時に切り替えるプリチャージリレー１９を構成している。

図１に示すごとく、システムメインリレー１８の電磁コイル１８１と、プリチャージリレー１９の電磁コイル１９１とは、リレー制御部１６３ｃに接続されている。システムメインリレー１８およびプリチャージリレー１９は、リレー制御部１６３ｃによってオン／オフ制御される。
また、リレー制御部１６３ｃには、コンデンサ１７の電圧を測定する電圧センサ１９３と、電流センサ１９２とが接続されている。

本例の電源機器モジュール１はインバータ部２に接続され、このインバータ部２にて直流電圧を交流電圧に変換している。そして、発生した交流電圧により、例えばハイブリッド自動車や電気自動車に搭載される交流モータ（図示せず）を駆動する。

図１，図２に示すごとく、電源起動時には、システムメインリレー１８（第１スイッチ１３と第２スイッチ１４）がオフにされた状態で、プリチャージリレー１９（第１プリチャージスイッチ１１と第２プリチャージスイッチ１２）をオンにする（第１アクション）。これにより、第１プリチャージスイッチ１１と、コンデンサ１７と、プリチャージ抵抗１５と、第２プリチャージスイッチ１２と、直流電源３とによって構成される閉回路に電流が流れ、コンデンサ１７がプリチャージされる。この時、プリチャージ抵抗１５が存在するため突入電流は少なく、コンデンサ１７が徐々に充電される。

プリチャージが終了したら、システムメインリレー１８をオンし（第２アクション）、プリチャージリレー１９をオフする。第２アクションを行うタイミングは、例えば、電圧センサ１９３によって測定されたコンデンサ１７の電位差が、予め定められた値以上になった時に行われる。
プリチャージリレー１９がオフされ、システムメインリレー１８がオンされた状態で、インバータ部２への電源供給を行う。電源供給を終了する時は、システムメインリレー１８をオフする。

なお、図１に示すごとく、本例では直流電源３の第１電極３１を正極とし、第２電極３２を負極としているが、逆にしても本発明は成立し得る。すなわち、第１プリチャージリレー１１及び第１スイッチ１３を負極に接続し、直列体１６および第２スイッチ１４を正極に接続してもよい。

次に、図３に示すごとく、本例の電源機器モジュール１は、システムメインリレー１８と、プリチャージリレー１９と、電流センサ１９２と、ヒューズ１９０を内蔵するサービスプラグ１８０とが、回路基板１６３に設けられている。

また、図４〜図６に示すごとく、第１スイッチ１３および第２スイッチ１４は、それぞれシステムメインリレー１８のハウジング１５０に、一対の固定接点部材１３０〜１３３が固定されている。また、ハウジング１５０に固定された電磁コイル１８１への通電の有無によって電磁コイル１８１に対して進退する可動接点部材１３４，１３５が設けられている。

また、可動接点部材１３４，１３５に設けた一対の可動接点１３６〜１３９は、一対の固定接点部材１３０〜１３３に各々設けた固定接点１４０〜１４３に対して各々接離可能に配されている。固定接点１４０〜１４３と可動接点１３６〜１３９とは、その接触時に電流の経路の一部となり得る接点対Ｃ１〜Ｃ４を構成している。

図６に示すごとく、可動接点部材１３４と可動接点部材１３５とは互いに平行に並列配置されている。これにより、第１スイッチ１３の一方の接点対Ｃ１と第２スイッチ１４の一方の接点対Ｃ３とが互いに隣接するとともに、第１スイッチ１３の他方の接点対Ｃ２と第２スイッチ１４の他方の接点対Ｃ４とが互いに隣接するように、第１スイッチ１３と第２スイッチ１４とが配置されている。

また、第１スイッチ１３の一方の接点対Ｃ１と第２スイッチ１４の一方の接点対Ｃ３との間に、接点対Ｃ１，Ｃ３を開放した際に生じるアークを消弧する第１磁石１７１が設けられている。第１スイッチ１３の他方の接点対Ｃ２と第２スイッチ１４の他方の接点対Ｃ４との間に、アークを消弧する第２磁石１７２が設けられている。

ハウジング１５０内には消弧室Ｒ１〜Ｒ４が形成されている。電流を遮断するために接点対Ｃ１〜Ｃ４を離隔するとアークが生じるが、磁石１７１，１７２によってローレンツ力Ｆが働き、アークが消弧室Ｒ１〜Ｒ４に向けて引っ張られて消弧する。

一方、電磁コイル１８１の中心にプランジャ１５１が設けられ、このプランジャ１５１の上方に可動接点部材１３４，１３５が配置されている。電磁コイル１８１に通電しない場合は、スプリング１５３の付勢力により、プランジャ１５１が押し上げられ、プランジャ１５１によって可動接点部材１３４，１３５が図４の上方に押し上げられる。これにより、スイッチ１３，１４がオフ（非導通状態）となる。また、電磁コイル１８１に通電した場合は、電磁コイル１８１に発生した磁力により、スプリング１５２の付勢力に抗して、プランジャ１５１及び可動接点部材１３４，１３５が図４の下方に押し下げられる。これにより、スイッチ１３，１４がオン（導通状態）となる。

また、図４、図５に示すごとく、ハウジング１５０に４つの端子１９４〜１９７が取り付けられている。この端子１９４〜１９７は、図示しない配線により、それぞれ４つの固定接点部材１３０〜１３３と接続されている。図４に表れる端子１９４，１９５は第１スイッチ１３の端子であり、図５に表れる端子１９６，１９７は第２スイッチ１４の端子である。

なお、プリチャージリレー１９は、システムメインリレー１８と同様の構造にしてもよく、各プリチャージスイッチ１１，１２がそれぞれ１個の接点対のみを有する構造にしてもよい。本例の第１プリチャージスイッチ１１及び第２プリチャージスイッチ１２は、図１に示すごとく、それぞれ単一の接点対により開閉する構造を採用している。また、各接点対に各々１個の、消弧用の磁石１９８，１９９が設けられている。すなわち、本例のプリチャージリレー１９は、合計２個の接点対と、２個の磁石１９８，１９９とを備えた構造とされている。

一方、図７に示すごとく、電源機器モジュール１は、システムメインリレー１８の電磁コイル１８１に通電する際に、電磁コイル１８１に流れる電流を、システムメインリレー１８が非導通状態から導通状態に切り替わる閾値ｉ１以上となるように制御するとともに、システムメインリレー１８が導通状態となった後に、電磁コイル１８１に流れる電流を、閾値ｉ１よりも少ない電流値であり、かつシステムメインリレー１８の導通状態を維持可能な維持電流値ｉ２となるように制御する励磁電流制御部１６３ａを備える。
この励磁電流制御部１６３ａは、リレー制御部１６３ｃ（図３参照）と同一の回路基板１６３に形成されている。

図３に示すごとく、直流電源３の温度や電圧等の状態を監視する電池監視ユニット１６３ｂが、リレー制御部１６３ｃと同一の回路基板１６３に形成されている。すなわち本例では、リレー制御部１６３ｃと、励磁電流制御部１６３ａと、電池監視ユニット１６３ｂとが同一の回路基板１６３に形成されている。
また、電流センサ１９２は、電池監視ユニット１６３ｂの回路基板１６３に取り付けられている。電流センサ１９２によって測定された電流値はリレー制御部１６３ｃに送信される（図１参照）。例えば、測定された電流が所定の値以上となった場合、回路を保護するために、リレー制御部１６３ｃによって各リレー１８，１９が強制的にオフされる。

次に、本例の作用効果につき説明する。
本例では、図１に示すごとく、第１スイッチ１３と第２スイッチ１４とを切り替える電磁コイル１８１と、第１プリチャージスイッチ１１と第２プリチャージスイッチ１２とを切り替える電磁コイル１９１との、合計２個の電磁コイル１８１，１９１で動作するため、電源機器モジュール１全体を小型軽量化できる。

すなわち、本例では、従来の電源機器モジュール１には無かった第１プリチャージスイッチ１１を設けたため（図８参照）、従来に比べてプリチャージスイッチの数が１個多くなっているものの、その代わりに、電磁コイルの数を１個減らすことができる。
つまり、図２に示すごとく、電源投入時において、プリチャージリレー１９をオンするアクション（第１アクション）と、システムメインリレー１８をオンするアクション（第２アクション）との２回のアクションによって電源を起動できるため、これら第１スイッチ１３と第２スイッチ１４とは常に同時にオン／オフ制御される。そのため、１個の電磁コイル１８１のみで動作できる。
また、第１プリチャージスイッチ１１と第２プリチャージスイッチ１２も別々にオン／オフする必要がなく、同時にオン／オフするため、これら２個のスイッチ１１，１２を単一の電磁コイル１９１で開閉することが可能である。
その結果、電源機器モジュール１全体では、上述のごとく電磁コイルの数は２個ですむ。

電磁コイルは、プリチャージスイッチ１１よりも大きな体積および重量を有し、しかも価格が高いため、電磁コイルが１個減ったことのメリットは大きく、電源機器モジュール１を小型軽量化できるとともに、製造コストを下げることも可能となる。
また、第１スイッチ１３と第２スイッチ１４とが一個の部品（システムメインリレー１８）になるため、リレー制御部１６３ｃと接続するためのコネクタ等が削減され、小型化および低コスト化できるとともに、接続信頼性および組み立て性も向上させることができる。

例えば、図３のうち、回路基板１６３を除いた部分（システムメインリレー１８と、プリチャージリレー１９と、電流センサ１９２と、サービスプラグ１８０）は、同様の機能を有する従来の電源機器モジュール（図９参照）と比較して、体積を約１／３にすることができる。

また、上述のごとく電源起動時のスイッチング制御が２アクションですむため、電源を高速に起動することができる。本例では、図２に示す電源起動時間ｔ２−ｔ１が、図１０に示す従来例の電源起動時間Ｔ２−Ｔ１よりも短くなっている。
また、本例ではスイッチング制御が簡単になるため、この制御を行うリレー制御部１６３ｃを小さく作ることができる。これにより、電源機器モジュール１を小型化でき、製造コストも下げることができる。

本例では、システムメインリレー１８およびプリチャージリレー１９は、電磁コイル１８１，１９１に電流を流さない時にオフとなる、所謂２ａタイプを採用している。この場合、電源供給をする時にのみ電磁コイル１８１，１９１へ通電すればよいので、低消費電力化できる。

また図４〜図６に示すごとく、本例ではシステムメインリレー１８をオフする際に、４個の接点Ｃ１〜Ｃ４を同時に離すため、電流の遮断性能が高い。
さらに、このシステムメインリレー１８は２個の磁石１７１，１７２でアークを消弧できるため、磁石の数が少なく、製造コストを下げることが可能である。従来の電源機器モジュールでは、電流の遮断性能を向上させるために、高性能で高価な磁石を使用していたが、本例では４個の接点Ｃ１〜Ｃ４を同時に離すため、安価な磁石を使用した場合でも、必要とされる電流遮断性能を得やすい。

なお、図１に示すごとく、プリチャージリレー１９は、各プリチャージスイッチ１１，１２が各々１個の接点を有する構造とされている。これは、プリチャージスイッチ１１，１２には大きな電流が流れないため、単接点でも十分な電流遮断性能を得られるからである。

また、図３に示すごとく、本例の電源機器モジュール１は、励磁電流制御部１６３ａが回路基板１６３に形成されている。この励磁電流制御部１６３ａにより、図７に示すごとく、システムメインリレー１８の電磁コイル１８１に流れる電流を、まず閾値ｉ１以上となるように制御し、その後、維持電流値ｉ２となるように制御できる。これにより、システムメインリレー１８の電磁コイル１８１に流れる電流を少なくすることができるとともに、電磁コイル１８１を小型化できる。
すなわち、システムメインリレー１８は、オフ（非導通状態）からオン（導通状態）に切り替わる時に、電磁コイル１８１に大きな電流が必要で、一旦オンになった後は、電磁コイル１８１はそれ程大きな電流は必要ないという性質がある。そのため、システムメインリレー１８をオフ（非導通状態）からオン（導通状態）に切り替える時にのみ大きな電流（閾値ｉ１）が流れ、オンになった後は低電流（維持電流値ｉ２）が流れるように制御することにより、電磁コイル１８１に流れる電流を少なくすることができ、電磁コイル１８１の発熱を少なくすることができる。

また、システムメインリレー１８に小さな電磁コイル１８１を使用した場合でも、瞬間的に大きな電流（閾値ｉ１）が流れるように制御できるため、オフからオンに切り替えるのに十分な磁力を発生させることができる。
換言すると、このような励磁電流制御を行うことにより、システムメインリレー１８の電磁コイル１８１をより小さくすることが可能となる。

次に、図３に示すごとく、電流センサ１９２は、直流電源３の状態を監視する電池監視ユニット１６３ｂの回路基板１６３に取り付けられている。この場合には、電源機器モジュール１をコンパクトに構成することができる。

以上のごとく、本例によれば、小型軽量化および低コスト化を達成できるとともに、短時間で電源を起動できる電源機器モジュール１を提供することができる。

実施例１における、電源機器モジュールの回路図。 実施例１における、電源機器モジュールのタイミング図。 実施例１における、電源機器モジュールの斜視図。 実施例１における、システムメインリレーの図６Ｂ−Ｂ矢視断面図。 実施例１における、システムメインリレーの図６Ｃ−Ｃ矢視拡大断面図。 実施例１における、システムメインリレーの図４Ａ−Ａ矢視断面図。 実施例１における、励磁電流制御部によって制御された、システムメインリレーの電磁コイルに流れる電流の時間変化を示すグラフ。 従来例における、電源機器モジュールの回路図。 従来例における、電源機器モジュールの斜視図。 従来例における、電源機器モジュールのタイミング図。

符号の説明

１ 電源機器モジュール
１１ 第１プリチャージスイッチ
１２ 第２プリチャージスイッチ
１３ 第１スイッチ
１４ 第２スイッチ
１５ プリチャージ抵抗
１６ 直列体
１７ コンデンサ
１８ システムメインリレー
１９ プリチャージリレー
１３０〜１３３ 固定接点部材
１３４，１３５ 可動接点部材
１３６〜１３９ 可動接点
１４０〜１４３ 固定接点
１５０ ハウジング
１６３ 回路基板
１６３ａ 励磁電流制御部
１６３ｂ 電池監視ユニット
１７１ 第１磁石
１７２ 第２磁石
１８１，１９１ 電磁コイル
１９２ 電流センサ
３ 直流電源
Ｃ１〜Ｃ４ 接点対

Claims (4)

1. 直流電源の第１電極に接続されるとともに、電流が流れる導通状態と、電流が流れない非導通状態とを切り替え可能な第１プリチャージスイッチと、
   直流電源の第２電極に接続されるとともに、上記導通状態と上記非導通状態とを切り替え可能な第２プリチャージスイッチと、
   上記第１プリチャージスイッチに並列接続され、上記導通状態と上記非導通状態とを切り替え可能な第１スイッチと、
   上記第２プリチャージスイッチとプリチャージ抵抗とを直列接続してなる直列体に並列接続され、上記導通状態と上記非導通状態とを切り替え可能な第２スイッチと、
   上記第１スイッチにおける上記直流電源に接続された側と反対側に配される端子と、上記第２スイッチにおける上記直流電源に接続された側と反対側に配される端子との間に接続されたコンデンサと、
   を備え、上記第１スイッチと上記第２スイッチとは、単一の電磁コイルにより上記導通状態と上記非導通状態とを同時に切り替えるシステムメインリレーを構成し、
   上記第１プリチャージスイッチと上記第２プリチャージスイッチとは、単一の電磁コイルにより上記導通状態と上記非導通状態とを同時に切り替えるプリチャージリレーを構成していることを特徴とする電源機器モジュール。
2. 請求項１において、上記第１スイッチおよび上記第２スイッチは、それぞれ上記システムメインリレーのハウジングに固定された一対の固定接点部材と、上記ハウジングに固定された上記電磁コイルへの通電の有無によって該電磁コイルに対して進退する可動接点部材とを有し、上記可動接点部材に設けた一対の可動接点は、上記一対の固定接点部材に各々設けた固定接点に対して各々接離可能に配され、上記固定接点と上記可動接点とは、その接触時に電流の経路の一部となり得る接点対をなし、
   上記第１スイッチの一方の上記接点対と上記第２スイッチの一方の上記接点対とが互いに隣接するとともに、上記第１スイッチの他方の上記接点対と上記第２スイッチの他方の上記接点対とが互いに隣接するように、上記第１スイッチと上記第２スイッチとが配置され、
   上記第１スイッチの一方の上記接点対と上記第２スイッチの一方の上記接点対との間に、上記接点対を開放した際に生じるアークを消弧する第１磁石が設けられ、上記第１スイッチの他方の上記接点対と上記第２スイッチの他方の上記接点対との間に、上記アークを消弧する第２磁石が設けられていることを特徴とする電源機器モジュール。
3. 請求項１または請求項２において、上記電磁コイルに通電する際に、該電磁コイルに流れる電流を、上記システムメインリレーが上記非導通状態から上記導通状態に切り替わる閾値以上となるように制御するとともに、上記システムメインリレーが上記導通状態となった後に、上記電磁コイルに流れる電流を、上記閾値よりも少ない電流値であり、かつ上記システムメインリレーの上記導通状態を維持可能な維持電流値となるように制御する励磁電流制御部を備えることを特徴とする電源機器モジュール。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項において、上記システムメインリレーを流れる電流値を測定する電流センサを備え、該電流センサは、上記直流電源の状態を監視する電池監視ユニットの回路基板に取り付けられてなることを特徴とする電源機器モジュール。

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