JP2010155570A - Drive system for electric vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気自動車の駆動システムに関する。 The present invention relates to a drive system for an electric vehicle.
特許文献1には、電気自動車用発電方法が開示されている。この電気自動車用発電方法は、電気自動車において、アクセルを離すかブレーキを踏むかしたときにプロペラシャフトに発電機を接続して惰力を利用した発電を行い、これにより得られた電力によってバッテリを充電させて走行に利用するものである。
しかしながら、特許文献1に記載の方法では、制動時のみ発電を行うため、発電量を増加して航続可能距離を伸ばすためには改善の余地がある。 However, since the method described in Patent Document 1 generates power only during braking, there is room for improvement in order to increase the power generation amount and extend the cruising range.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、発電量を増加して航続可能距離を伸ばすことができる電気自動車の駆動システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a drive system for an electric vehicle that can increase a power generation amount and extend a cruising range.
前記課題を解決するために、請求項1に記載の電気自動車の駆動システムは、車体前部に配置され、前輪と駆動力を伝達可能に接続された駆動モータと、車両前後方向に延在され、その車両前後方向前側が前記駆動モータとトランスファを介して駆動力を伝達可能に接続されたプロペラシャフトと、車体後部に配置されて前記プロペラシャフトの車両前後方向後側と駆動力を伝達可能に接続されると共に、前記プロペラシャフトから伝達された駆動力を後輪に伝達するディファレンシャル機構と、前記プロペラシャフトに一体回転可能に固定された回転子と、前記回転子と対向して配置された固定子とを有して構成され、前記回転子の回転に伴い電力を発生する発電機と、車体に固定されると共に前記プロペラシャフトの車両上下方向下側への変形に伴い前記プロペラシャフトと干渉するように設けられ、前記発電機にて発生した電力により充電されると共に充電した電力を前記駆動モータに供給するバッテリユニットと、を備えている。 In order to solve the above-mentioned problems, a drive system for an electric vehicle according to claim 1 is disposed at a front portion of a vehicle body and connected to a front wheel so as to be able to transmit a driving force, and extended in the vehicle front-rear direction. A propeller shaft whose front side in the vehicle front-rear direction is connected to the drive motor via a transfer so that the driving force can be transmitted; and a rear side of the propeller shaft arranged in the rear of the vehicle body so that the driving force can be transmitted to the rear side in the vehicle front-rear direction A differential mechanism that is connected and transmits a driving force transmitted from the propeller shaft to a rear wheel, a rotor that is fixed to the propeller shaft so as to be integrally rotatable, and a fixed that is disposed to face the rotor And a generator that generates electric power as the rotor rotates, and is fixed to the vehicle body and is below the propeller shaft in the vehicle vertical direction. Provided as with the modification interferes with the propeller shaft, and a, a battery unit for supplying the drive motor of electric power charged while being charged by power generated by the generator.
請求項1に記載の電気自動車の駆動システムでは、駆動モータが駆動されると、駆動モータから前輪に駆動力が伝達され、これにより、電気自動車が走行する。また、駆動モータにはトランスファを介してプロペラシャフトが駆動力を伝達可能に接続されており、このプロペラシャフトは、電気自動車の走行中は常時回転される。 In the electric vehicle drive system according to the first aspect, when the drive motor is driven, the drive force is transmitted from the drive motor to the front wheels, thereby causing the electric vehicle to travel. Further, a propeller shaft is connected to the drive motor via a transfer so as to be able to transmit a drive force, and the propeller shaft is always rotated while the electric vehicle is running.
さらに、このプロペラシャフトには、発電機の回転子が一体回転可能に固定されており、この発電機は、プロペラシャフトが回転されているとき、すなわち、電気自動車が走行しているときには、電力を発生する。そして、この発電機にて発生された電力によりバッテリユニットが充電され、このバッテリユニットに充電された電力は駆動モータに供給される。 Furthermore, the rotor of the generator is fixed to the propeller shaft so as to be integrally rotatable, and this generator generates electric power when the propeller shaft is rotated, that is, when the electric vehicle is running. appear. The battery unit is charged with the electric power generated by the generator, and the electric power charged in the battery unit is supplied to the drive motor.
このように、請求項1に記載の電気自動車の駆動システムによれば、制動時だけでなく、電気自動車が走行しているときには、発電機にて電力が発生されてバッテリユニットが充電されるので、発電量を増加して航続可能距離を伸ばすことができる。 Thus, according to the electric vehicle drive system of the first aspect, not only during braking but also when the electric vehicle is running, electric power is generated by the generator and the battery unit is charged. By increasing the power generation, the cruising range can be extended.
また、請求項1に記載の電気自動車の駆動システムによれば、発電機の回転子がプロペラシャフトに一体に設けられ、発電機とプロペラシャフトとが一体化されている。従って、例えば、プロペラシャフトと発電機が別体に構成されて、プロペラシャフトの駆動力をベルト機構等を介して発電機に伝達する構造に比して、電気自動車の走行中に発電機からプロペラシャフトに作用する抵抗力を低減することができる。これにより、駆動モータにおける消費電力を抑制することができるので、航続可能距離をより一層伸ばすことができる。 According to the electric vehicle drive system of the first aspect, the rotor of the generator is integrally provided on the propeller shaft, and the generator and the propeller shaft are integrated. Therefore, for example, as compared with a structure in which the propeller shaft and the generator are configured separately and the driving force of the propeller shaft is transmitted to the generator via a belt mechanism or the like, the propeller is driven from the generator while the electric vehicle is running. The resistance force acting on the shaft can be reduced. Thereby, since the power consumption in a drive motor can be suppressed, the cruising range can be further extended.
さらに、請求項1に記載の電気自動車の駆動システムによれば、バッテリユニットは、車体に固定されると共にプロペラシャフトの車両上下方向下側への変形に伴いプロペラシャフトと干渉するように設けられている。従って、電気自動車に前面衝突が生じ、プロペラシャフトが車両上下方向下側へ変形されたときには、このプロペラシャフトがバッテリユニットと干渉されることにより、バッテリユニットを車体から落下させることができる。 Further, according to the electric vehicle drive system of the first aspect, the battery unit is fixed to the vehicle body and provided to interfere with the propeller shaft as the propeller shaft is deformed downward in the vehicle vertical direction. Yes. Therefore, when a frontal collision occurs in the electric vehicle and the propeller shaft is deformed downward in the vehicle vertical direction, the battery unit can be dropped from the vehicle body by the interference of the propeller shaft with the battery unit.
これにより、車室に作用する慣性マスとしてのバッテリユニットを車体から切り離すことができるので、車体における前面衝突時のための補強の増加を抑制でき、車体の軽量化とコストダウンを図ることができる。 Thereby, since the battery unit as an inertial mass acting on the passenger compartment can be separated from the vehicle body, an increase in reinforcement for a frontal collision in the vehicle body can be suppressed, and the vehicle body can be reduced in weight and cost. .
請求項2に記載の電気自動車の駆動システムは、請求項1に記載の電気自動車の駆動システムにおいて、前記プロペラシャフトが車両前後方向における前記トランスファと前記ディファレンシャル機構との間に脆弱部を有する構成とされている。
The electric vehicle drive system according to
請求項2に記載の電気自動車の駆動システムによれば、プロペラシャフトは、その車両前後方向中間部に脆弱部を有している。従って、電気自動車に前面衝突が生じたときには、この脆弱部をきっかけとしてプロペラシャフトを車両上下方向下側に変形させる(折る)ことができる。 According to the electric vehicle drive system of the second aspect, the propeller shaft has the weakened portion at the middle portion in the vehicle longitudinal direction. Therefore, when a frontal collision occurs in the electric vehicle, the propeller shaft can be deformed (folded) downward in the vertical direction of the vehicle using this weak portion as a trigger.
請求項3に記載の電気自動車の駆動システムは、請求項2に記載の電気自動車の駆動システムにおいて、前記脆弱部が車体の重心に対する車両前後方向前側に位置された構成とされている。 An electric vehicle drive system according to a third aspect is the electric vehicle drive system according to the second aspect, wherein the fragile portion is positioned on the front side in the vehicle front-rear direction with respect to the center of gravity of the vehicle body.
請求項3に記載の電気自動車の駆動システムによれば、脆弱部は、車体の重心に対する車両前後方向前側に位置されている。従って、電気自動車の前面衝突時に上述の重心回りに作用するモーメントを利用して、プロペラシャフトを脆弱部をきっかけとして下に折るモードを作り出すことができる。 According to the electric vehicle drive system of the third aspect, the fragile portion is located on the front side in the vehicle front-rear direction with respect to the center of gravity of the vehicle body. Therefore, it is possible to create a mode in which the propeller shaft is folded downward with the weak part as a trigger by utilizing the moment acting around the center of gravity in the event of a frontal collision of the electric vehicle.
請求項4に記載の電気自動車の駆動システムは、請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の電気自動車の駆動システムにおいて、前記プロペラシャフトが前記バッテリユニットを貫通した構成とされている。 The drive system for an electric vehicle according to claim 4 is the drive system for an electric vehicle according to any one of claims 1 to 3, wherein the propeller shaft penetrates the battery unit. .
請求項4に記載の電気自動車の駆動システムによれば、プロペラシャフトがバッテリユニットを貫通している。従って、電気自動車に前面衝突が生じ、プロペラシャフトが車両上下方向下側へ変形されたときには、このプロペラシャフトをバッテリユニットと干渉させることができる。 According to the electric vehicle drive system of the fourth aspect, the propeller shaft passes through the battery unit. Therefore, when a frontal collision occurs in the electric vehicle and the propeller shaft is deformed downward in the vehicle vertical direction, the propeller shaft can be made to interfere with the battery unit.
また、上述のように、プロペラシャフトがバッテリユニットを貫通していると、例えば、プロペラシャフト及びバッテリユニットが車両高さ方向に並んで配置される構成に比して、車両高さ方向に小型化することができる。 Further, as described above, when the propeller shaft passes through the battery unit, for example, the propeller shaft and the battery unit are downsized in the vehicle height direction as compared with the configuration in which the propeller shaft and the battery unit are arranged in the vehicle height direction. can do.
請求項5に記載の電気自動車の駆動システムは、請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の電気自動車の駆動システムにおいて、前記固定子が前記バッテリユニットに支持された構成とされている。 The drive system for an electric vehicle according to claim 5 is the drive system for an electric vehicle according to any one of claims 1 to 4, wherein the stator is supported by the battery unit. Yes.
請求項5に記載の電気自動車の駆動システムによれば、プロペラシャフトと一体化された発電機の固定子がバッテリユニットに支持されている。従って、電気自動車に前面衝突が生じ、プロペラシャフトが車両上下方向下側へ変形されたときには、このプロペラシャフトをバッテリユニットと干渉させることができる(つまり、プロペラシャフトをバッテリユニットに直接干渉させるか、又は、発電機を介してプロペラシャフトの変形力をバッテリユニットに伝達させることができる)。 According to the electric vehicle drive system of the fifth aspect, the stator of the generator integrated with the propeller shaft is supported by the battery unit. Therefore, when a frontal collision occurs in the electric vehicle and the propeller shaft is deformed downward in the vehicle vertical direction, the propeller shaft can be made to interfere with the battery unit (that is, the propeller shaft can be directly interfered with the battery unit, Alternatively, the deformation force of the propeller shaft can be transmitted to the battery unit via the generator).
しかも、請求項5に記載の電気自動車の駆動システムによれば、固定子がバッテリユニットに支持されることにより、発電機とバッテリユニットとが一体化されている。従って、発電機とバッテリユニットとを接続するワイヤハーネスを短縮することができると共に、発電機にて発生した電力によってバッテリユニットが充電されるときの充電ロスを抑制することができる。 Moreover, according to the electric vehicle drive system of the fifth aspect, the generator and the battery unit are integrated by the stator being supported by the battery unit. Accordingly, the wire harness connecting the generator and the battery unit can be shortened, and charging loss when the battery unit is charged by the electric power generated by the generator can be suppressed.
また、発電機とバッテリユニットとが一体化されることにより、発電機と一体化されたプロペラシャフトとバッテリユニットも一体化されている。従って、このプロペラシャフト及びバッテリユニットを含む駆動システム全体が一体のユニットとされるので、例えば、この駆動システムをシャシー部品と一体に車体に搭載することが可能となる。 Further, by integrating the generator and the battery unit, the propeller shaft and the battery unit integrated with the generator are also integrated. Accordingly, since the entire drive system including the propeller shaft and the battery unit is an integral unit, for example, the drive system can be mounted on the vehicle body integrally with the chassis component.
請求項6に記載の電気自動車の駆動システムは、請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の電気自動車の駆動システムにおいて、前記プロペラシャフトと前記ディファレンシャル機構との接続を遮断するためのクラッチと、電気自動車の走行状態に応じて前記クラッチの動作を制御する制御ユニットとをさらに備えている。 The electric vehicle drive system according to claim 6 is the electric vehicle drive system according to any one of claims 1 to 5, wherein the connection between the propeller shaft and the differential mechanism is cut off. A clutch and a control unit for controlling the operation of the clutch according to the running state of the electric vehicle are further provided.
請求項6に記載の電気自動車の駆動システムによれば、電気自動車の走行状態に応じてクラッチ機構の動作が遮断される。これにより、電気自動車の走行状態に応じて、駆動モータによって前輪のみが駆動される状態と、駆動モータの駆動力が前輪及び後輪に伝達されて前輪及び後輪が駆動される状態とに切り替えることができる。 According to the electric vehicle drive system of the sixth aspect, the operation of the clutch mechanism is interrupted according to the traveling state of the electric vehicle. Thereby, according to the traveling state of the electric vehicle, the state is switched between a state where only the front wheels are driven by the drive motor and a state where the driving force of the drive motor is transmitted to the front wheels and the rear wheels and the front wheels and the rear wheels are driven. be able to.
また、前記課題を解決するために、請求項7に記載の電気自動車の駆動システムは、車体前部に配置され、前輪と駆動力を伝達可能に接続された駆動モータと、車両前後方向に延在され、その車両前後方向前側が前記駆動モータとトランスファを介して駆動力を伝達可能に接続されたプロペラシャフトと、車体後部に配置されて前記プロペラシャフトの車両前後方向後側と駆動力を伝達可能に接続されると共に、前記プロペラシャフトから伝達された駆動力を後輪に伝達するディファレンシャル機構と、前記プロペラシャフトに一体回転可能に固定された回転子と、前記回転子と対向して配置された固定子とを有して構成され、前記回転子の回転に伴い電力を発生する発電機と、車体に固定されると共に前記固定子が支持され、前記発電機にて発生した電力により充電されると共に充電した電力を前記駆動モータに供給するバッテリユニットと、を備えている。 In order to solve the above problems, an electric vehicle drive system according to a seventh aspect of the present invention includes a drive motor disposed at the front of the vehicle body and connected to the front wheels so as to be able to transmit drive force, and extending in the vehicle longitudinal direction. A propeller shaft that is connected to the front side of the vehicle in the front-rear direction of the vehicle so as to be able to transmit a driving force via the transfer, and a rear side of the propeller shaft that transmits the driving force. And a differential mechanism that transmits the driving force transmitted from the propeller shaft to the rear wheel, a rotor that is fixed to the propeller shaft so as to be integrally rotatable, and the rotor. A generator that generates electric power as the rotor rotates, and is fixed to a vehicle body and supported by the stator. The electric power charged with is charged by the generated power and a, a battery unit for supplying to said drive motor.
請求項7に記載の電気自動車の駆動システムでは、駆動モータが駆動されると、駆動モータから前輪に駆動力が伝達され、これにより、電気自動車が走行する。また、駆動モータにはトランスファを介してプロペラシャフトが駆動力を伝達可能に接続されており、このプロペラシャフトは、電気自動車の走行中は常時回転される。 In the electric vehicle drive system according to the seventh aspect, when the drive motor is driven, the drive force is transmitted from the drive motor to the front wheels, thereby causing the electric vehicle to travel. Further, a propeller shaft is connected to the drive motor via a transfer so as to be able to transmit a drive force, and the propeller shaft is always rotated while the electric vehicle is running.
さらに、このプロペラシャフトには、発電機の回転子が一体回転可能に固定されており、この発電機は、プロペラシャフトが回転されているとき、すなわち、電気自動車が走行しているときには、電力を発生する。そして、この発電機にて発生された電力によりバッテリユニットが充電され、このバッテリユニットに充電された電力は駆動モータに供給される。 Furthermore, the rotor of the generator is fixed to the propeller shaft so as to be integrally rotatable, and this generator generates electric power when the propeller shaft is rotated, that is, when the electric vehicle is running. appear. The battery unit is charged with the electric power generated by the generator, and the electric power charged in the battery unit is supplied to the drive motor.
このように、請求項7に記載の電気自動車の駆動システムによれば、制動時だけでなく、電気自動車が走行しているときには、発電機にて電力が発生されてバッテリユニットが充電されるので、発電量を増加して航続可能距離を伸ばすことができる。 As described above, according to the electric vehicle drive system of the seventh aspect, not only during braking but also when the electric vehicle is running, electric power is generated by the generator and the battery unit is charged. By increasing the power generation, the cruising range can be extended.
また、請求項7に記載の電気自動車の駆動システムによれば、発電機の回転子がプロペラシャフトに一体に設けられ、発電機とプロペラシャフトとが一体化されている。従って、例えば、プロペラシャフトと発電機が別体に構成されて、プロペラシャフトの駆動力をベルト機構等を介して発電機に伝達する構造に比して、電気自動車の走行中に発電機からプロペラシャフトに作用する抵抗力を低減することができる。これにより、駆動モータにおける消費電力を抑制することができるので、航続可能距離をより一層伸ばすことができる。 According to the electric vehicle drive system of the seventh aspect, the rotor of the generator is provided integrally with the propeller shaft, and the generator and the propeller shaft are integrated. Therefore, for example, as compared with a structure in which the propeller shaft and the generator are configured separately and the driving force of the propeller shaft is transmitted to the generator via a belt mechanism or the like, the propeller is driven from the generator while the electric vehicle is running. The resistance force acting on the shaft can be reduced. Thereby, since the power consumption in a drive motor can be suppressed, the cruising range can be further extended.
さらに、請求項7に記載の電気自動車の駆動システムによれば、プロペラシャフトと一体化された発電機の固定子がバッテリユニットに支持されている。従って、電気自動車に前面衝突が生じ、プロペラシャフトが車両上下方向下側へ変形されたときには、このプロペラシャフトがバッテリユニットと干渉される(つまり、プロペラシャフトがバッテリユニットに直接干渉されるか、又は、発電機を介してプロペラシャフトの変形力がバッテリユニットに伝達される)ことにより、バッテリユニットを車体から落下させることができる。 Further, according to the electric vehicle drive system of the seventh aspect, the generator stator integrated with the propeller shaft is supported by the battery unit. Accordingly, when a frontal collision occurs in the electric vehicle and the propeller shaft is deformed downward in the vehicle vertical direction, the propeller shaft interferes with the battery unit (that is, the propeller shaft directly interferes with the battery unit, or Then, the deformation force of the propeller shaft is transmitted to the battery unit via the generator), whereby the battery unit can be dropped from the vehicle body.
これにより、車室に作用する慣性マスとしてのバッテリユニットを車体から切り離すことができるので、車体における前面衝突時のための補強の増加を抑制でき、車体の軽量化とコストダウンを図ることができる。 Thereby, since the battery unit as an inertial mass acting on the passenger compartment can be separated from the vehicle body, an increase in reinforcement for a frontal collision in the vehicle body can be suppressed, and the vehicle body can be reduced in weight and cost. .
しかも、請求項7に記載の電気自動車の駆動システムによれば、固定子がバッテリユニットに支持されることにより、発電機とバッテリユニットとが一体化されている。従って、発電機とバッテリユニットとを接続するワイヤハーネスを短縮することができると共に、発電機にて発生した電力によってバッテリユニットが充電されるときの充電ロスを抑制することができる。 And according to the drive system of the electric vehicle of Claim 7, a generator and a battery unit are integrated by the stator being supported by the battery unit. Accordingly, the wire harness connecting the generator and the battery unit can be shortened, and charging loss when the battery unit is charged by the electric power generated by the generator can be suppressed.
また、発電機とバッテリユニットとが一体化されることにより、発電機と一体化されたプロペラシャフトとバッテリユニットも一体化されている。従って、このプロペラシャフト及びバッテリユニットを含む駆動システム全体が一体のユニットとされるので、例えば、この駆動システムをシャシー部品と一体に車体に搭載することが可能となる。 Further, by integrating the generator and the battery unit, the propeller shaft and the battery unit integrated with the generator are also integrated. Accordingly, since the entire drive system including the propeller shaft and the battery unit is an integral unit, for example, the drive system can be mounted on the vehicle body integrally with the chassis component.
以上詳述したように、本発明によれば、制動時だけでなく、電気自動車が走行しているときには、発電機にて電力が発生されてバッテリユニットが充電されるので、発電量を増加して航続可能距離を伸ばすことができる。 As described above in detail, according to the present invention, not only during braking but also when an electric vehicle is running, electric power is generated by the generator and the battery unit is charged. Can extend the cruising range.
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
なお、各図において示される矢印UP、矢印FR、矢印OUTは、本発明の一実施形態に係る電気自動車EVの車両上下方向上側、車両前後方向前側、車両幅方向外側をそれぞれ示している。 Note that an arrow UP, an arrow FR, and an arrow OUT shown in the drawings respectively indicate the vehicle vertical direction upper side, the vehicle front-rear direction front side, and the vehicle width direction outer side of the electric vehicle EV according to the embodiment of the present invention.
図1に示される電気自動車EVは、駆動システム10を備えている。駆動システム10は、駆動モータ12と、トランスファ14と、プロペラシャフト16と、クラッチ18と、ディファレンシャル機構20と、発電機22と、バッテリユニット24と、制御ユニット26とを備えている。
The electric vehicle EV shown in FIG. 1 includes a
駆動モータ12は、車体前部に配置され、車軸等を介して前輪28と駆動力を伝達可能に接続されている。
The
プロペラシャフト16は、車両前後方向に延在されており、その車両前後方向前側は、トランスファ14を介して駆動モータ12と駆動力を伝達可能に接続されている。
The
このプロペラシャフト16には、図1,図4に示されるように、車両前後方向におけるトランスファ14とディファレンシャル機構20との間(より具体的には、車両前後方向におけるトランスファ14とバッテリユニット24との間)にくびれ状の脆弱部30が形成されている。この脆弱部30は、車体の重心32に対する車両前後方向前側に位置されている。
As shown in FIGS. 1 and 4, the
クラッチ18は、プロペラシャフト16とディファレンシャル機構20との接続を遮断する遮断状態と、プロペラシャフト16とディファレンシャル機構20とを接続する接続状態とに切替可能な電磁クラッチ等により構成されている。
The clutch 18 is configured by an electromagnetic clutch or the like that can be switched between a disconnected state in which the connection between the
ディファレンシャル機構20は、車体後部に配置されている。このディファレンシャル機構20は、プロペラシャフト16の車両前後方向後側とクラッチ18を介して駆動力を伝達可能に接続されると共に、プロペラシャフト16から伝達された駆動力を後輪34に伝達する構成とされている。
The
発電機22は、例えば、図2,図3に示されるように、回転子36と、固定子38と、整流装置40とを有するブラシ付きモータにより構成されている。
For example, as shown in FIGS. 2 and 3, the
回転子36は、コア及びコイルを有して構成されており、プロペラシャフト16に一体回転可能に固定されている。固定子38は、モータハウジング42と、このモータハウジング42の内周面に固定されたマグネット43とにより構成されており、回転子36の径方向外側に回転子36と径方向に対向して配置されている。整流装置40は、整流子44と、ブラシ46と、ブラシホルダ48等により構成されている。そして、この発電機22は、回転子36の回転に伴い電力を発生する構成とされている。
The
また、この発電機22は、後述するバッテリケース54の内部に収容されると共に、ブラケット50を介してバッテリケース54に支持されている。
The
バッテリユニット24は、バッテリ52及びバッテリケース54を有して構成されている。バッテリ52は、バッテリケース54の内部に収容され、発電機22にて発生した電力により充電されると共に充電した電力を駆動モータ12に供給する構成とされている。また、このバッテリ52は、制動時には駆動モータ12にて発生した電力によっても充電される構成とされている。
The
バッテリケース54は、図示しない固定具や溶接等により車体(例えば、フロアパネルやクロスメンバなど)に固定されている。また、このバッテリケース54には、プロペラシャフト16が貫通している。
The
そして、この駆動システム10では、後述するように電気自動車EVに前面衝突が生じてプロペラシャフト16が車両上下方向下側へ変形されたときには、このプロペラシャフト16とバッテリケース54とが干渉するように(つまり、プロペラシャフト16がバッテリケース54に直接干渉されるか、又は、発電機22を介してプロペラシャフト16の変形力がバッテリケース54に伝達されるように)、プロペラシャフト16とバッテリケース54との相対位置や隙間等が設定されている。
In the
制御ユニット26は、運転者によるアクセル操作に応じて出力されるアクセル信号等に基づいて駆動モータ12の動作を制御したり、電気自動車EVの走行状態に応じてクラッチ18の動作を制御したりする構成とされている。
The
なお、制御ユニット26は、通常走行時にはクラッチ18を遮断状態として駆動モータ12の駆動力を後輪34に伝達させないようにし、登坂路走行時や低摩擦路走行時にはクラッチ18を接続状態として駆動モータ12の駆動力を後輪34に伝達させる。
The
次に、本発明の一実施形態の作用及び効果について説明する。 Next, the operation and effect of one embodiment of the present invention will be described.
本発明の一実施形態に係る駆動システム10では、駆動モータ12が駆動されると、駆動モータ12から前輪28に駆動力が伝達され、これにより、電気自動車EVが走行する。また、駆動モータ12にはトランスファ14を介してプロペラシャフト16が駆動力を伝達可能に接続されており、このプロペラシャフト16は、電気自動車EVの走行中は常時回転される。
In the
さらに、このプロペラシャフト16には、発電機22の回転子36が一体回転可能に固定されており、この発電機22は、プロペラシャフト16が回転されているとき、すなわち、電気自動車EVが走行しているときには、電力を発生する。そして、この発電機22にて発生された電力によりバッテリユニット24が充電され、このバッテリユニット24に充電された電力は駆動モータ12に供給される。
Further, the
このように、本発明の一実施形態に係る駆動システム10によれば、制動時だけでなく、電気自動車EVが走行しているときには、発電機22にて電力が発生されてバッテリユニット24が充電されるので、発電量を増加して航続可能距離を伸ばすことができる。
Thus, according to the
また、本発明の一実施形態に係る駆動システム10によれば、発電機22の回転子36がプロペラシャフト16に一体に設けられ、発電機22とプロペラシャフト16とが一体化されている。従って、例えば、プロペラシャフト16と発電機22が別体に構成されて、プロペラシャフト16の駆動力をベルト機構等を介して発電機22に伝達する構造に比して、電気自動車EVの走行中に発電機22からプロペラシャフト16に作用する抵抗力を低減することができる。これにより、駆動モータ12における消費電力を抑制することができるので、航続可能距離をより一層伸ばすことができる。
Moreover, according to the
しかも、本発明の一実施形態に係る駆動システム10によれば、制動時に荷重がかかる車体前部に駆動モータ12が配置されている。このため、制動時には、より多くの回生エネルギを駆動モータ12によって回収することができる。
Moreover, according to the
また、本発明の一実施形態に係る駆動システム10では、図5の上図に示されるように、電気自動車EVに前面衝突が生じると、車体前部に配置された重量物である駆動モータ12の車両前後方向前側の移動が規制される。そして、駆動モータ12と同様に重量物であるバッテリユニット24は、慣性マスとなって車両前側に移動し続けようとするが、図5の中図に示されるように、このバッテリユニット24と一体となっているプロペラシャフト16が突っ張ってしまう。
Further, in the
ところが、プロペラシャフト16は、車両前後方向におけるトランスファ14とバッテリユニット24との間に脆弱部30を有している。しかも、この脆弱部30は、車体の重心32に対する車両前後方向前側に位置されている。従って、電気自動車EVの前面衝突時には、上述の重心32回りに作用するモーメントMを利用して、図5の下図に示されるように、プロペラシャフト16を脆弱部30をきっかけとして下に折るモードを作り出すことができる。
However, the
しかも、このプロペラシャフト16は、バッテリユニット24を貫通しており、また、このプロペラシャフト16と一体化された発電機22の固定子38はバッテリケース54に支持されている。このため、電気自動車EVに前面衝突が生じ、プロペラシャフト16が車両上下方向下側へ折れたときには、このプロペラシャフト16がバッテリケース54と干渉される(つまり、プロペラシャフト16がバッテリケース54に直接干渉されるか、又は、発電機22を介してプロペラシャフト16の変形力がバッテリケース54に伝達される)ことで、図5の下図に示されるように、バッテリユニット24を車体から落下させることができる。
Moreover, the
これにより、車室に作用する慣性マスとしてのバッテリユニット24を車体から切り離すことができるので、車体における前面衝突時のための補強の増加を抑制でき、車体の軽量化とコストダウンを図ることができる。
Thereby, since the
また、仮に、駆動モータ12が車体後部に配置された場合には、車体後部に慣性マスが増加する。このため、電気自動車EVの前面衝突時におけるエネルギ吸収をするためには車体前部の補強をする必要がある。ところが、本発明の一実施形態に係る駆動システム10によれば、駆動モータ12が車体前部に配置されているため、車体前部の補強が少なくて済む。
Further, if the
また、上述のように、プロペラシャフト16がバッテリユニット24を貫通していると、例えば、プロペラシャフト16及びバッテリユニット24が車両高さ方向に並んで配置される構成に比して、車両高さ方向に小型化することができる。
Further, as described above, when the
また、本発明の一実施形態に係る駆動システム10によれば、発電機22がバッテリユニット24に一体に設けられている。従って、発電機22とバッテリユニット24とを接続するワイヤハーネスを短縮することができると共に、発電機22にて発生した電力によってバッテリユニット24が充電されるときの充電ロスを抑制することができる。
Moreover, according to the
また、発電機22とバッテリユニット24とが一体化されることにより、発電機22と一体化されたプロペラシャフト16とバッテリユニット24も一体化されている。従って、このプロペラシャフト16及びバッテリユニット24を含む駆動システム10全体が一体のユニットとされるので、例えば、この駆動システム10をシャシー部品と一体に車体に搭載することが可能となる。
Further, by integrating the
また、本発明の一実施形態に係る駆動システム10によれば、電気自動車EVの走行状態に応じてクラッチ18機構の動作が遮断される。これにより、電気自動車EVの走行状態に応じて、駆動モータ12によって前輪28のみが駆動される状態と、駆動モータ12の駆動力が前輪28及び後輪34に伝達されて前輪28及び後輪34が駆動される状態とに切り替えることができる。
Moreover, according to the
つまり、通常走行時にはクラッチ18を遮断状態として駆動モータ12の駆動力を後輪34に伝達させないようにして駆動モータ12に作用する負荷を低減させることができる。その一方で、登坂路走行時や低摩擦路走行時にはクラッチ18を接続状態として駆動モータ12の駆動力を後輪34に伝達させることができる。これにより、回生エネルギを多く回収できる前輪28駆動の電気自動車EVでありながらより高い駆動力を得ることができる。
That is, the load acting on the
次に、本発明の一実施形態の変形例について説明する。 Next, a modification of one embodiment of the present invention will be described.
上記実施形態において、発電機22は、ブラシ付きモータにより構成されていたが、図6に示されるように、回転子36と固定子38とを有するブラシレスモータにより構成されていても良い。なお、この場合、回転子36は、マグネットにより構成され、固定子38は、コア及びコイルにより構成される。
In the above-described embodiment, the
また、上記実施形態において、発電機22は、バッテリケース54の内部に収容されると共に、ブラケット50を介してバッテリケース54に支持されていたが、次のように構成されていても良い。
In the above embodiment, the
すなわち、図7,図8に示されるように、発電機22は、バッテリケース54の外部に配置されると共に、ブラケット50を介してバッテリケース54に支持されていても良い。
That is, as shown in FIGS. 7 and 8, the
また、上記実施形態において、プロペラシャフト16は、図9に示されるように、例えば、軸受56等によってバッテリケース54に回転可能に支持されていても良い。このように構成されていても、プロペラシャフト16が脆弱部30をきっかけとして車両上下方向下側に折れたときには、バッテリユニット24を車体から落下させることができる。
Moreover, in the said embodiment, the
また、上記実施形態において、脆弱部30は、くびれ状に形成されていたが、図10に示されるように、テーパ部58と細径部60とによって構成されていても良い。なお、この場合には、テーパ部58と細径部60との境界においてプロペラシャフト16が車両上下方向下側に折れるようになる。
Moreover, in the said embodiment, although the
以上、本発明の一実施形態及びその変形例について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。 As mentioned above, although one Embodiment of this invention and its modification were demonstrated, this invention is not limited above, In the range which does not deviate from the main point, it carries out various deformation | transformation in addition to the above. Of course, it is possible.
10 駆動システム
12 駆動モータ
14 トランスファ
16 プロペラシャフト
18 クラッチ
20 ディファレンシャル機構
22 発電機
24 バッテリユニット
26 制御ユニット
30 脆弱部
32 重心
EV 電気自動車
DESCRIPTION OF
Claims (7)
車両前後方向に延在され、その車両前後方向前側が前記駆動モータとトランスファを介して駆動力を伝達可能に接続されたプロペラシャフトと、
車体後部に配置されて前記プロペラシャフトの車両前後方向後側と駆動力を伝達可能に接続されると共に、前記プロペラシャフトから伝達された駆動力を後輪に伝達するディファレンシャル機構と、
前記プロペラシャフトに一体回転可能に固定された回転子と、前記回転子と対向して配置された固定子とを有して構成され、前記回転子の回転に伴い電力を発生する発電機と、
車体に固定されると共に前記プロペラシャフトの車両上下方向下側への変形に伴い前記プロペラシャフトと干渉するように設けられ、前記発電機にて発生した電力により充電されると共に充電した電力を前記駆動モータに供給するバッテリユニットと、
を備えた電気自動車の駆動システム。 A drive motor disposed at the front of the vehicle body and connected to the front wheels to transmit driving force;
A propeller shaft extending in the vehicle front-rear direction and connected to the front side of the vehicle front-rear direction so as to be able to transmit a driving force via the drive motor and a transfer;
A differential mechanism disposed at the rear of the vehicle body and connected to the rear side of the propeller shaft in the vehicle front-rear direction so as to be able to transmit a driving force, and to transmit the driving force transmitted from the propeller shaft to a rear wheel;
A generator configured to have a rotor fixed to the propeller shaft so as to be integrally rotatable, and a stator disposed to face the rotor, and generates electric power as the rotor rotates,
Fixed to the vehicle body and provided to interfere with the propeller shaft as the propeller shaft is deformed downward in the vehicle vertical direction, and is charged by the power generated by the generator and the charged power is driven. A battery unit to be supplied to the motor;
Electric vehicle drive system equipped with.
請求項1に記載の電気自動車の駆動システム。 The propeller shaft has a fragile portion between the transfer and the differential mechanism in the vehicle longitudinal direction.
The drive system for an electric vehicle according to claim 1.
請求項2に記載の電気自動車の駆動システム。 The fragile portion is positioned on the front side in the vehicle front-rear direction with respect to the center of gravity of the vehicle body,
The drive system for an electric vehicle according to claim 2.
請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の電気自動車の駆動システム。 The propeller shaft passes through the battery unit;
The drive system of the electric vehicle as described in any one of Claims 1-3.
請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の電気自動車の駆動システム。 The stator is supported by the battery unit;
The drive system of the electric vehicle as described in any one of Claims 1-4.
電気自動車の走行状態に応じて前記クラッチの動作を制御する制御ユニットと、
を備えた請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の電気自動車の駆動システム。 A clutch for disconnecting the connection between the propeller shaft and the differential mechanism;
A control unit for controlling the operation of the clutch according to the running state of the electric vehicle;
The drive system of the electric vehicle as described in any one of Claims 1-5 provided with these.
車両前後方向に延在され、その車両前後方向前側が前記駆動モータとトランスファを介して駆動力を伝達可能に接続されたプロペラシャフトと、
車体後部に配置されて前記プロペラシャフトの車両前後方向後側と駆動力を伝達可能に接続されると共に、前記プロペラシャフトから伝達された駆動力を後輪に伝達するディファレンシャル機構と、
前記プロペラシャフトに一体回転可能に固定された回転子と、前記回転子と対向して配置された固定子とを有して構成され、前記回転子の回転に伴い電力を発生する発電機と、
車体に固定されると共に前記固定子が支持され、前記発電機にて発生した電力により充電されると共に充電した電力を前記駆動モータに供給するバッテリユニットと、
を備えた電気自動車の駆動システム。 A drive motor disposed at the front of the vehicle body and connected to the front wheels to transmit driving force;
A propeller shaft extending in the vehicle front-rear direction and connected to the front side of the vehicle front-rear direction so as to be able to transmit a driving force via the drive motor and a transfer;
A differential mechanism disposed at the rear of the vehicle body and connected to the rear side of the propeller shaft in the vehicle front-rear direction so as to be able to transmit a driving force, and to transmit the driving force transmitted from the propeller shaft to a rear wheel;
A generator configured to have a rotor fixed to the propeller shaft so as to be integrally rotatable, and a stator disposed to face the rotor, and generates electric power as the rotor rotates,
A battery unit that is fixed to a vehicle body and that supports the stator, is charged by power generated by the generator, and supplies the charged power to the drive motor;
Electric vehicle drive system equipped with.
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