JP2006044443A - 電気接続箱の配置構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】車両の衝突時に電気接続箱の受けるダメージを少なくすると共に、電気接続箱への電線の接続作業性等を向上させる。
【解決手段】高電圧のバッテリ４５を収容するバッテリパック３５を車両に搭載し、バッテリに接続した電気接続箱１をバッテリパック内に配置した電気接続箱の配置構造において、電気接続箱１をバッテリパック３５における車両の衝突方向とは反対側の壁部３５ｂに寄せて配設した。電気接続箱１の一壁部１４に複数の電線接続部３７〜４０，４〜７を集中して設け、電線接続部に接続した各電線５１〜５６をバッテリパック３５における車両の衝突方向とは反対側の壁部３５ｂから導出させた。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気自動車に搭載するバッテリパック内に電気接続箱を配置して、電気接続箱からインバータ等に各電線を配線する電気接続箱の配置構造に関するものである。
図４は従来の電気接続箱の配置構造の一形態を示すものである（特許文献１参照）。
この構造は、電気自動車に搭載される強電ボックス７１内に電気接続箱７２とモータ駆動用インバータ７３とモータコントローラ７４とＤＣ／ＤＣコンバータ７５を配置し、電気接続箱７２とモータ駆動用インバータ７３とＤＣ／ＤＣコンバータ７５とを強電用ハーネス７６やコネクタ７７で相互に接続したものである。
バッテリから強電コネクタ７８を経て電気接続箱７２に直流電源を供給し、モータコントローラ７４の指示でバッテリからの直流電源をインバータ７３で交流電源に変換してモータを駆動させ、電気接続箱７２からの直流電源をＤＣ／ＤＣコンバータ７５で減圧して出力ハーネス７９で電気機器に供給する。
強電ボックス７１は車両の前部に配置され、バッテリは車両の後部に配置される。図６で、符号８０，８１は絶縁ケース、８２はパワートランジスタ、８３は冷却水通路をそれぞれ示している。
図５は従来の電気接続箱の配置構造の他の形態を示すものである。
この構造は、電気自動車（ハイブリッド車を含む）の後部に搭載される金属製のバッテリパック８４内に電気接続箱８５を設置し、電気接続箱８５からバッテリパック８４の外壁８４ａ〜８４ｃを貫通して各電線８６を導出させたものである。
電気接続箱８５はバッテリパック８４内の一側方の空間８７に配置され、バッテリパック内で電気接続箱８５に隣接してバッテリ８８が配置されている。バッテリパック８４の長手方向が車両の幅方向に一致する。バッテリパック８４はバッテリ８８や電気接続箱８５等を安定に固定させ、バッテリパック８４を介して車両ボディに固定させるためのものである。
バッテリ８８の＋電極に続く電線８９と−電極に続く電線９０とが電気接続箱８５に接続され、電気接続箱８５に装着された高電圧用の＋極のリレー９１と−極のリレー９２とが各極の電線８９，９０に接続され、電気接続箱８５からインバータに向かう＋極と−極の各電線８６や、リレー駆動用の電線８６やＡＣ１００Ｖ変換用の電線８６等が三方に導出されている。
特開平９−２７７８４０号公報（第４〜５頁、図１）
しかしながら、上記従来の電気接続箱８５の配置構造（図５）にあっては、車両が衝突（特に追突）された場合に、バッテリパック８４内で電気接続箱８５が大きなダメージを受け、電気接続箱８５に搭載した高電圧のリレー９１，９２やヒューズ等の部品やバスバー等の高圧回路がショート等を起こしかねないという懸念があった。
また、電気接続箱８５から複数本の電線８６が複数の方向に導出されるために、バッテリパック８４の各方向の外壁８４ａ〜８４ｃに電線挿通用の切欠孔を設けなければならず、バッテリパック８４の衝突強度が低下するという懸念があった。また、電気接続箱８５の多方向において各電線８６をコネクタや端子台等を介して接続しなければならず、接続作業に多くの手間がかかり、また、電線８６を数本ずつビニルチューブ等で保護するために、保護チューブの組付に多くの手間がかかり、また、電線８６を数本ずつ別々に配索するために、配索作業に多くの手間がかかるといった問題があった。
本発明は、上記した点に鑑み、車両の衝突時に電気接続箱の受けるダメージを少なくすると共に、電線挿通用の複数の切欠孔に起因するバッテリパックの衝突強度の低下を防止し、しかも電気接続箱に複数の電線を作業性良く容易に接続し、複数の電線をバッテリパックの外側で容易に配索・保護することのできる電気接続箱の配置構造を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る電気接続箱の配置構造は、高電圧のバッテリを収容するバッテリパックを車両に搭載し、該バッテリに接続した電気接続箱を該バッテリパック内に配置した電気接続箱の配置構造において、該電気接続箱を該バッテリパックにおける該車両の衝突方向とは反対側の壁部に寄せて配設したことを特徴とする。
上記構成により、車両が衝突（前方衝突や後方衝突）した際に、電気接続箱がバッテリパックの衝突とは反対側の壁部に寄せて配置されているから、バッテリパック内の空間で衝撃が吸収され、電気接続箱に直接的な衝撃が生じることがない。これにより、電気接続箱の高電圧の部品や回路がダメージを受けず、これら部品等のショート等の心配が回避される。車両はハイブリッドカーを含む電気自動車である。高圧部品としてはバッテリとインバータとの回路を断続するリレーやヒューズ等が挙げられる。
請求項２に係る電気接続箱の配置構造は、請求項１記載の電気接続箱の配置構造において、前記電気接続箱１の一壁部に複数の電線接続部を集中して設け、該電線接続部に接続した各電線を前記バッテリパックにおける車両の衝突方向とは反対側の壁部から導出させたことを特徴とする。
上記構成により、車両の衝突時に電気接続箱の電線接続部が直接的なダメージを受けず、電線接続部から導出された電線も同様に直接的なダメージを受けない。これらにより、電気接続箱の電線導出部の安全性が確保される。従来のように各電線を各方向に導出させないから、バッテリパックの電線挿通用の切欠孔に起因するバッテリパックの強度低下が防止される。電線接続部としてはコネクタや端子台が挙げられる。端子台はバスバー等の端末に電線の端子をねじ締め接続させるものである。各電線はバッテリパックの一壁部において電気接続箱に集中的に接続される。接続された各電線は一まとめにしてバッテリパックの壁部に沿って導出される。各電線を一本のワイヤハーネスとして集束するには一本の保護チューブ又は結束バンドがあればよい。
請求項３に係る電気接続箱の配置構造は、高電圧のバッテリを収容するバッテリパックを車両に搭載し、該バッテリに接続した電気接続箱を該バッテリパック内に配置した電気接続箱の配置構造において、該電気接続箱を該バッテリパックの一壁部に寄せて配設し、該電気接続箱の一壁部に複数の電線接続部を集中して設け、該電線接続部に接続した各電線を該バッテリパックの一壁部から導出させたことを特徴とする。
上記構成により、複数本の電線がバッテリパックの一壁部において電気接続箱に集中的に接続される。接続された各電線は一まとめにしてバッテリパックの壁部に沿って導出される。各電線を一本のワイヤハーネスとして集束するには一本の保護チューブ又は結束バンドがあればよい。従来のように各電線を各方向に導出させないから、バッテリパックの電線挿通用の切欠孔に起因するバッテリパックの強度低下が防止される。バッテリパックの一壁部を車両の衝突方向とは反対側の壁部とすれば、車両衝突時の電気接続箱やその電線接続部のダメージが軽減される。
請求項１記載の発明によれば、車両の衝突時に電気接続箱が大きなダメージを受けないから、電気接続箱の高圧部品や高圧回路のショート等の危険が回避され、電気自動車の安全性が高まる。
請求項２記載の発明によれば、車両の衝突時に電気接続箱の電線接続部が直接的なダメージを受けないから、電線接続部におけるショート等が防止され、電気自動車の安全性が一層向上する。また、複数本の電線をバッテリパックの一箇所で電気接続箱に接続することができるから、接続作業性が高まり、複数本の電線を一まとめにして配索できるから、配索作業性が高まり、且つ電線保護チューブも一本で済み、保護チューブの組付作業性が向上すると共に部品コストが低減される。
請求項３記載の発明によれば、複数本の電線をバッテリパックの一箇所で電気接続箱に接続することができるから、接続作業性が高まり、複数本の電線を一まとめにして配索できるから、配索作業性が高まり、且つ電線保護チューブも一本で済み、保護チューブの組付作業性が向上すると共に部品コストが低減される。
図１は、本発明に係る電気接続箱の配置構造の一実施形態を示す平面図である。
この構造は、電気自動車（ハイブリッドカーを含む）に搭載される金属（鉄）製のケース状のバッテリパック３５内に電気接続箱１を配置する構造において、電気接続箱１を車両の衝突方向Ａに対してバッテリパック３５の外壁３５ａから遠ざける方向に配置したことを第一の特徴としている。
すなわち、横長のバッテリパック３５を車両の後部に横長に搭載する（バッテリパック３５の長手方向を車両の幅方向に一致させた）場合、追突に対して電気接続箱１をバッテリパック３５の前部に配置して、電気接続箱１の受ける追突時のダメージを低減させている。
バッテリパック３５を車両の前部（ボンネット側）に搭載する場合は、図１とは逆に電気接続箱１をバッテリパック３５の後部すなわち外壁３５ａ寄りに配置する。
バッテリパック３５には、バッテリ４５を構成する複数の各セルが直列に接続されて配置され、電気接続箱１はバッテリ４５に隣接してバッテリパック３５の一側部の空間３４内において衝突時の衝撃を受けにくい方向に配置されている。
バッテリパック内の空間３４には例えば電気接続箱１に隣接してバッテリ４５とは反対側の端部にＤＣ／ＤＣコンバータ３１がバッテリパック３５の前後方向に細長く配置され、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１とバッテリ４５との間で電気接続箱１の後方にバッテリ空冷用のファン３２が配置される。細長のＤＣ／ＤＣコンバータ３１はバッテリ４５と共に衝突時の衝撃を吸収し、中空のファン３２は衝突時に容易に潰れて衝撃を吸収しつつ電気接続箱１を保護する。
また、電気接続箱１はバッテリ４５の＋電極に続く電線５７と−電極に続く電線５８とに接続され、バッテリパック３５の前側の壁部３５ｂにおいて、電気接続箱１の前側の壁部１４から複数本の電線５１〜５６が集中して導出されていることを第二の特徴としている。
各電線５１〜５６はバッテリパック３５の前側の壁部３５ｂを貫通して外部に導出されつつ、バッテリパック３５の前側の壁部３５ｂに沿って車両幅方向に配索され、各電線５１〜５６はワイヤハーネス５９としてビニルチューブやコルゲートチューブといった保護チューブ６０又はテープ巻き等で集束されている。
電気接続箱１はバッテリ側の＋極の電線５７に続く高電圧用の＋極のリレー１９と、−極の電線５８に続く高電圧用の−極のリレー２０とを有し、＋極のリレー１９はインバータ側の＋極の電線５３に接続され、−極のリレー２０はインバータ側の−極の電線５４に接続されている。リレー１９，２０はバッテリ４５とインバータ（図示せず）とを接続する回路を断続するためのものである。
図１で、符号５１はインバータ側のＡＣ１００Ｖ用等の＋極の電線、５２はリレー駆動（励磁）用の電線、５５はＡＣ１００Ｖ用等の−極の電線、５６は後述のサービスプラグ検知回路用の電線をそれぞれ示している。ＡＣ１００Ｖ用の回路５１，５５はアクセサリ等にプラグ接続される。電気接続箱１とＤＣ／ＤＣコンバータ３１とを接続する電線はバッテリパック３５の内部に配索される。少なくともバッテリ４５と電気接続箱１とバッテリパック３５とでバッテリパック組立体３６が構成される。
図２は、上記電気接続箱１をバッテリパック３５に配置した詳細な構造例を示す平面図である。図１と同様の構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
図２で符号１９は＋極のリレー、２０は−極のリレー、２２はバッテリ側の＋極の電線５７（図１）を接続する＋極のコネクタ、２５はバッテリ側の−極の電線５８を接続する−極のコネクタ、４は＋極のリレー１９の回路に続く端子台、５は−極のリレー２０の回路に続く端子台、７はＤＣ／ＤＣコンバータ接続用の端子台、６はアース用の端子台、４４は小電流ヒューズ、３７は小電流ヒューズ４４に続くコネクタ、３９はＡＣ１００Ｖ変換用回路の−極のコネクタ、４０はサービスプラグ検知回路用の＋極のコネクタ、４５ａはバッテリ４５を構成する各セル、３１はＤＣ／ＤＣコンバータをそれぞれ示している。
＋極と−極の各端子台４，５とアース用の端子台６には各シールド電線５３，５４が板状端子９を介して接続されている。各電線５３，５４はバッテリパック３５の前側の壁部３５ｂに沿って一纏まりで水平に配索されている。電気接続箱１はブラケット４３でバッテリパック３５の底壁３５ｃにボルト固定されている。
＋極と−極の各端子台（電線接続部）４，５とアース用の端子台（電線接続部）６と各コネクタ（電線接続部）３７〜４０とは平面視で横一列に配置され、バッテリパック３５の前側の壁部３５ｂは前方に少し突出し、その突出壁３５ｂ’内にこれら各端子台４〜６等が位置している。
図３は、上記電気接続箱１を前方から見た状態の斜視図であり、電気接続箱１の前壁面１４から各コネクタ３７〜４０が少し突出し、各コネクタ３７〜４０のコネクタ嵌合室が前向きに開口している。コネクタ嵌合室内に雄端子が配置され、コネクタハウジングと端子とでコネクタ３７〜４０が構成されている。コネクタハウジング内に雌端子を収容する場合はコネクタ嵌合室のないコネクタ（図示せず）となる。
図３で、符号３７はＡＣ１００Ｖ変換回路用の＋極のコネクタ、３８はリレー駆動回路用のコネクタ、３９はＡＣ１００Ｖ変換回路用の−極のコネクタ、４０はサービスプラグ検知回路用のコネクタ、４１，４２は車両側の回路接続用のコネクタである。
各端子台４〜６は電気接続箱１の前壁面１４から垂直に立ち上げられ、上端に各バスバーの端子板１７，１８，２６を有している。端子台４〜６は絶縁性の台座にバスバーの端子板１７，１８，２６を配置して構成され、台座内にナット（図示せず）が設けられ、孔付きの端子板に電線５３，５４の板端子がねじ締め接続される。バスバーは電気接続箱１内に配索されている。
図３で、符号４はインバータ回路接続用の＋極の端子台、５は同じく−極の端子台、６はアース回路接続用の端子台、７はＤＣ／ＤＣコンバータ回路接続用の端子台である。端子台７のみがボルトを突出させた構造となっている。他の端子台４〜６は内部にナットを有する。
アース用の端子台６は左右に一対設けられ、両端子台６はバスバー８で接続され、バスバー８はボルト３３でバッテリパック３５（図２）の前壁３５ｂに共締めされ、バスバー８とバッテリパック３５を介してアース用の電線（図２のシールド電線５３，５４のアース線）が車両ボディ（図示せず）にアースされる。
図３で、符号１９は＋極のリレー、２０は−極のリレー、２２はバッテリ接続用の＋極のコネクタ、２５は同じく−極のコネクタ、５３は小電流ヒューズ、２１はサービスプラグ、２７は電流センサをそれぞれ示している。サービスプラグ２１は作業者がバッテリ４５とリレー１９，２０との間の回路を遮断するためのものであり、サービスプラグ検知用の回路５６（図１）は遮断の有無を検知するショート回路である。
小電流ヒューズ４４は＋極のリレー１９の出力回路に続いている。ＤＣ／ＤＣコンバータ接続用の端子台７やＡＣ１００Ｖ変換回路接続用のコネクタ３７，３９は各リレー１９，２０の出力側回路に接続される。電流センサ２７は−極のリレー２０とサービスプラグ２１との間のバスバー回路に配置されている。
電気接続箱１は合成樹脂製の接続箱本体であるアッパカバー４６とミドルカバー（図示せず）とロアカバー４９とを有している。アッパカバー４６に各リレー１９，２０やコネクタ２２，２５が設けられ、アッパカバーとミドルカバーとの間に高圧回路であるバスバー回路（図示せず）が積層配置され、各リレー１９，２０は中継端子（図示せず）を介してバスバー回路に接続され、バスバー回路が端子台４，５上の端子板１７，１８や各コネクタ３７〜４０内の端子に一体に続き、ミドルカバーに大電流ヒューズ（図示せず）や電流センサ２７が設けられ、大電流ヒューズはバッテリ側の＋極の回路５７（図１）とサービスプラグ２１との間に位置し、ロアカバー４９内に電子制御回路が設けられている。
このような電気接続箱１を図１の如くバッテリパック３５の前端に寄せて配置したことで、後方からの追突に対して電気接続箱１のダメージが最小限に抑えられ、高圧部品であるリレー１９，２０や大電流ヒューズや高圧回路であるバスバーによるショートの危険が回避される。
また、図２〜図３の如く電気接続箱１の前壁面３５ｂに各コネクタ３７〜４０や各端子台４〜７を集中して配設したことで、図１の如く電気接続箱１の前壁面１４において複数の電線５１〜５６を集中的に接続することができ、これにより接続作業効率が高まる。また、複数の電線５１〜５６を一まとめにして配索することができるから、配索作業性が向上すると共に、複数の電線５１〜５６を保護チューブ６０やバンドやテープ等で一括して保護・結束することができるから、保護・結束性が向上し、保護チューブ等の部品点数や部品コストが削減される。
なお、バッテリパック３５を車両の後部ではなく前部に配置する場合は、図１において電気接続箱１をバッテリパック３５の後部に配置し、電気接続箱１の後壁面にコネクタ３７〜４０や端子台４〜７を集中させることとなる。
また、上記図３で説明した電気接続箱１はあくまでも一例であり、本発明の電気接続箱の配置構造はこれに限定されるものではない。すなわち、アース用の端子台６は一箇所あればよく、その場合、外付けバスバー８は不要であり、また、電源供給用のコネクタ２２，２５に代えて端子台等を用いてもよく、端子台４〜６に代えてコネクタを用いてもよく、サービスプラグ２１やヒューズ４４等は適宜設定可能であり、電気接続箱内のバスバーを電線に代えることも可能である等、必要に応じて種々の形態の電気接続箱を使用可能である。
本発明に係る電気接続箱の配置構造の一実施形態を示す平面図である。 同じく電気接続箱の配置構造の詳細例を示す要部平面図である。 電気接続箱の一実施形態を示す斜視図である。 従来の電気接続箱の配置構造の一形態を示す縦断面図である。 従来の電気接続箱の配置構造の他の形態を示す平面図である。
符号の説明
１ 電気接続箱
４〜７ 端子台（電線接続部）
１４ 壁部
３５ バッテリパック
３５ｂ 壁部
３７〜４０ コネクタ（電線接続部）
４５ バッテリ
５１〜５６ 電線

Claims (3)

  1. 高電圧のバッテリを収容するバッテリパックを車両に搭載し、該バッテリに接続した電気接続箱を該バッテリパック内に配置した電気接続箱の配置構造において、該電気接続箱を該バッテリパックにおける該車両の衝突方向とは反対側の壁部に寄せて配設したことを特徴とする電気接続箱の配置構造。
  2. 前記電気接続箱の一壁部に複数の電線接続部を集中して設け、該電線接続部に接続した各電線を前記バッテリパックにおける車両の衝突方向とは反対側の壁部から導出させたことを特徴とする請求項１記載の電気接続箱の配置構造。
  3. 高電圧のバッテリを収容するバッテリパックを車両に搭載し、該バッテリに接続した電気接続箱を該バッテリパック内に配置した電気接続箱の配置構造において、該電気接続箱を該バッテリパックの一壁部に寄せて配設し、該電気接続箱の一壁部に複数の電線接続部を集中して設け、該電線接続部に接続した各電線を該バッテリパックの一壁部から導出させたことを特徴とする電気接続箱の配置構造。
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