JP2011250660A - 車載システム回路の充電器搭載構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】回路を構成する電装部品に優先度を付けて分散配置し、保護性能を確保しつつ搭載性を高め、走行性能を維持するよう優先度を考慮し、電気的な安全性を考慮した保護性能とする。
【解決手段】車載電池５と、車載電池とバス６を介して接続して高電圧回路を構成するシステム回路７と、そのバスに接続して外部から供給される電力を車載電池に充電する充電器８とを備えた車載システム回路の充電器搭載構造４において、車載電池と充電器との間のバスに充電時以外では開放状態に作動制御するリレー２０を設け、リレーを充電器とは別の筺体に収納して設ける一方、充電器を車体構造部に設けた収容空間２３に収容して設ける。
【選択図】図１
【解決手段】車載電池５と、車載電池とバス６を介して接続して高電圧回路を構成するシステム回路７と、そのバスに接続して外部から供給される電力を車載電池に充電する充電器８とを備えた車載システム回路の充電器搭載構造４において、車載電池と充電器との間のバスに充電時以外では開放状態に作動制御するリレー２０を設け、リレーを充電器とは別の筺体に収納して設ける一方、充電器を車体構造部に設けた収容空間２３に収容して設ける。
【選択図】図１
Description
この発明は車両に充電器を登載するシステム回路に関する。
特に、ハイブリッド車（「ＨＥＶ」ともいう。）や電気自動車（「ＥＶ」ともいう。）などの車両のシステム回路であって、車載充電器をシステム回路に接続する構成および車載充電器と車載構造に関する。
特に、ハイブリッド車（「ＨＥＶ」ともいう。）や電気自動車（「ＥＶ」ともいう。）などの車両のシステム回路であって、車載充電器をシステム回路に接続する構成および車載充電器と車載構造に関する。
近年、ハイブリッド車や電気自動車、燃料電池自動車などの環境に配慮した自動車が注目されている。
最近は、ハイブリッド車でも充電器を搭載するもの（「ＰＨＥＶ」ともいう。）がある。
一方、国内外で法規整備が進められている。
追記すれば、前記充電器を電池とともに車両に搭載している場合、回路の簡素化や電力ロス低減などの理由から、充電器の出力端子を電池の端子と直接的に接続するように回路を構成している。
そのため、走行中のように電池の電力を使用している状態では、充電器のＤＣ側である出力部に高電圧がかかった状態となっている。
一方、充電器の内部では絶縁構造を備えているため、電池の電力を使用している状態であっても、入力側である充電口の外部接続端子付近では、電流が流れないようになっている。
また、前記充電器は、走行中に高電圧がかかるため、その搭載位置を、万一の事故が起きたとしても所定の保護が得られる部位にする必要がある。
特に、外部供給電力用の充電器は、車両走行中に使用することはなく、車両走行性能維持に対する影響は比較的少ない回路部品と考えられる。
更に、後述する特許文献１では、車載充電器を高電圧回路から遮断するためのリレーを設けることが開示されている。
最近は、ハイブリッド車でも充電器を搭載するもの（「ＰＨＥＶ」ともいう。）がある。
一方、国内外で法規整備が進められている。
追記すれば、前記充電器を電池とともに車両に搭載している場合、回路の簡素化や電力ロス低減などの理由から、充電器の出力端子を電池の端子と直接的に接続するように回路を構成している。
そのため、走行中のように電池の電力を使用している状態では、充電器のＤＣ側である出力部に高電圧がかかった状態となっている。
一方、充電器の内部では絶縁構造を備えているため、電池の電力を使用している状態であっても、入力側である充電口の外部接続端子付近では、電流が流れないようになっている。
また、前記充電器は、走行中に高電圧がかかるため、その搭載位置を、万一の事故が起きたとしても所定の保護が得られる部位にする必要がある。
特に、外部供給電力用の充電器は、車両走行中に使用することはなく、車両走行性能維持に対する影響は比較的少ない回路部品と考えられる。
更に、後述する特許文献１では、車載充電器を高電圧回路から遮断するためのリレーを設けることが開示されている。
ところで、従来の車載システム回路の充電器搭載構造１０４は、図４に示す如く、車載電池１０５と、この車載電池１０５とバス（「給電母線」ともいう。）１０６を介して接続して高電圧回路を構成するシステム回路１０７と、そのバス１０６に接続して外部から供給される電力を車載電池１０５に充電する充電器１０８とを備えている。
このとき、前記車載電池１０５は、第１車載電池１０５ａと第２車載電池１０５ｂとの２個からなり、これらの第１、第２車載電池１０５ａ、１０５ｂを備える前記高電圧回路を構成するシステム回路１０７は、ヒューズ１１１と安全スイッチ１１２とを介して直列に接続されている。
また、第１車載電池１０５ａは、前記バス１０６及び第１リレー１１３を介してインバータ１１４に接続される一方、前記第２車載電池１０５ｂは、前記バス１０６及び第２リレー１１５を介して前記インバータ１１４に接続される。
このインバータ１１４には車両推進用モータ１１６が接続されている。
そして、従来の車載システム回路の充電器搭載構造において、ハイブリッド車をＰＨＥＶにする場合、新たに充電器を搭載する。
また、ＰＨＥＶにする場合、電池容量を増やすために、部品搭載スペースはさらに限られてしまうという不都合がある。
そして、車両の構造上、空間的に開いているように見える空間の中には、外力に因る車体変形によつて縮小される空間と、そうでない空間とがある。
大きな車両でも小さい車両でも縮小される空間は、エネルギ吸収のためにある一定以上は必要であるから、小さな車両では部品搭載スペースが限られてしまうという不都合がある。
乗員の居住性積載性の確保を考慮すれば、高電圧回路を構成する部品の搭載スペースの確保をするために、さらに工夫する必要がある。
電池を含む高電圧回路は保護する必要性が高いが、回路を構成する各機能部を分散させて配置したり、各機能部の中でも優先度を考慮して配置したりすることで、保護性能を確保しつつ搭載性を向上させる必要がある。
上述の特許文献１では、高電圧回路を構成する部品を車外に搭載することが目的であるので、充電器の搭載に関してそのような保護性能の確保と搭載性の向上とを両立させることを目的としておらず、そのような目的を達成するために好適な具体的構造を何ら開示していない。
このとき、前記車載電池１０５は、第１車載電池１０５ａと第２車載電池１０５ｂとの２個からなり、これらの第１、第２車載電池１０５ａ、１０５ｂを備える前記高電圧回路を構成するシステム回路１０７は、ヒューズ１１１と安全スイッチ１１２とを介して直列に接続されている。
また、第１車載電池１０５ａは、前記バス１０６及び第１リレー１１３を介してインバータ１１４に接続される一方、前記第２車載電池１０５ｂは、前記バス１０６及び第２リレー１１５を介して前記インバータ１１４に接続される。
このインバータ１１４には車両推進用モータ１１６が接続されている。
そして、従来の車載システム回路の充電器搭載構造において、ハイブリッド車をＰＨＥＶにする場合、新たに充電器を搭載する。
また、ＰＨＥＶにする場合、電池容量を増やすために、部品搭載スペースはさらに限られてしまうという不都合がある。
そして、車両の構造上、空間的に開いているように見える空間の中には、外力に因る車体変形によつて縮小される空間と、そうでない空間とがある。
大きな車両でも小さい車両でも縮小される空間は、エネルギ吸収のためにある一定以上は必要であるから、小さな車両では部品搭載スペースが限られてしまうという不都合がある。
乗員の居住性積載性の確保を考慮すれば、高電圧回路を構成する部品の搭載スペースの確保をするために、さらに工夫する必要がある。
電池を含む高電圧回路は保護する必要性が高いが、回路を構成する各機能部を分散させて配置したり、各機能部の中でも優先度を考慮して配置したりすることで、保護性能を確保しつつ搭載性を向上させる必要がある。
上述の特許文献１では、高電圧回路を構成する部品を車外に搭載することが目的であるので、充電器の搭載に関してそのような保護性能の確保と搭載性の向上とを両立させることを目的としておらず、そのような目的を達成するために好適な具体的構造を何ら開示していない。
この発明は、回路を構成する電装部品に優先度を付けて分散配置し、保護性能を確保しつつ搭載性を高めること、走行性能を維持するよう優先度を考慮すること、電気的な安全性を考慮した保護性能とすることを目的とする。
そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、車載電池と、この車載電池とバスを介して接続して高電圧回路を構成するシステム回路と、そのバスに接続して外部から供給される電力を車載電池に充電する充電器とを備えた車載システム回路の充電器搭載構造において、前記車載電池と前記充電器との間のバスに充電時以外では開放状態に作動制御するリレーを設け、このリレーを前記充電器とは別の筺体に収納して設ける一方、前記充電器を車体構造部に設けた収容空間に収容して設けることを特徴とする。
以上詳細に説明した如くこの発明によれば、車載電池と、車載電池とバスを介して接続して高電圧回路を構成するシステム回路と、そのバスに接続して外部から供給される電力を車載電池に充電する充電器とを備えた車載システム回路の充電器搭載構造において、車載電池と充電器との間のバスに充電時以外では開放状態に作動制御するリレーを設け、リレーを充電器とは別の筺体に収納して設ける一方、充電器を車体構造部に設けた収容空間に収容して設ける。
従って、電気回路の接続構造と、車両への搭載構造を両方備えることによって、保安性を確保しつつ、搭載性を高めることができる。
従って、電気回路の接続構造と、車両への搭載構造を両方備えることによって、保安性を確保しつつ、搭載性を高めることができる。
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。
図１及び図２はこの発明の第１実施例を示すものである。
図２において、１は車両、２は前輪、３は後輪、４は車載システム回路の充電器搭載構造である。
この車載システム回路の充電器搭載構造４は、図１に示す如く、車載電池５と、この車載電池５とバス（「給電母線」ともいう。）６を介して接続して高電圧回路を構成するシステム回路７と、そのバス６に接続して外部から供給される電力を車載電池５に充電する充電器８とを備えている。
このとき、前記車載電池５は、図１及び図２に示す如く、後部シート９の下部かつ前記後輪３の前部に配設される第１車載電池５ａと、後部シート９の後部かつリアフロア１０上に配設される第２車載電池５ｂとの２個からなり、これらの第１、第２車載電池５ａ、５ｂを備える前記高電圧回路を構成するシステム回路７は、ヒューズ１１と安全スイッチ１２とを介して直列に接続されている。
また、第１車載電池５ａは、前記バス６及び第１リレー１３を介して前記車両１の前輪２の上部に配設されるインバータ１４に接続される一方、前記第２車載電池５ｂは、前記バス６及び第２リレー１５を介して前記インバータ１４に接続される。
このインバータ１４には前記車両１の前輪２の前側に位置する車両推進用モータ１６が接続されている。
このとき、前記高電圧回路を構成するシステム回路７は、車両推進用モータ１６や、直流交流変換しモータ１６に給電あるいはモータ１６からの発電を交流直流変換する前記インバータ１４、および前記車載電池５、後述する充電器用リレー２０を収めたジャンクションボックス１７を含み、それらの間を相互に接続する前記バス６を備えている。
また、前記インバータ１４よりも車両１の後方側に配置される制御装置１８は、図１及び図２に示す如く、通信線１９を介して、前記高電圧回路を構成するシステム回路７の各部と連結している。前記制御装置１８は様々な状態を検知し、各部を制御する。なお、充電制御もこの制御装置１８が行う。
図２において、１は車両、２は前輪、３は後輪、４は車載システム回路の充電器搭載構造である。
この車載システム回路の充電器搭載構造４は、図１に示す如く、車載電池５と、この車載電池５とバス（「給電母線」ともいう。）６を介して接続して高電圧回路を構成するシステム回路７と、そのバス６に接続して外部から供給される電力を車載電池５に充電する充電器８とを備えている。
このとき、前記車載電池５は、図１及び図２に示す如く、後部シート９の下部かつ前記後輪３の前部に配設される第１車載電池５ａと、後部シート９の後部かつリアフロア１０上に配設される第２車載電池５ｂとの２個からなり、これらの第１、第２車載電池５ａ、５ｂを備える前記高電圧回路を構成するシステム回路７は、ヒューズ１１と安全スイッチ１２とを介して直列に接続されている。
また、第１車載電池５ａは、前記バス６及び第１リレー１３を介して前記車両１の前輪２の上部に配設されるインバータ１４に接続される一方、前記第２車載電池５ｂは、前記バス６及び第２リレー１５を介して前記インバータ１４に接続される。
このインバータ１４には前記車両１の前輪２の前側に位置する車両推進用モータ１６が接続されている。
このとき、前記高電圧回路を構成するシステム回路７は、車両推進用モータ１６や、直流交流変換しモータ１６に給電あるいはモータ１６からの発電を交流直流変換する前記インバータ１４、および前記車載電池５、後述する充電器用リレー２０を収めたジャンクションボックス１７を含み、それらの間を相互に接続する前記バス６を備えている。
また、前記インバータ１４よりも車両１の後方側に配置される制御装置１８は、図１及び図２に示す如く、通信線１９を介して、前記高電圧回路を構成するシステム回路７の各部と連結している。前記制御装置１８は様々な状態を検知し、各部を制御する。なお、充電制御もこの制御装置１８が行う。
また、前記車載電池５と前記充電器８との間のバス６に充電時以外では開放状態に作動制御するリレー２０を設け、このリレー２０を前記充電器８とは別の筺体２１に収納して設ける一方、前記充電器８を車体構造部２２に設けた収容空間２３に収容して設ける構成とする。
詳述すれば、前記充電器８は、外部供給電力用の充電器であり、その入力側には外部供給電力を供給接続する外部接続端子を内部に備えた充電口２４を接続して設けてあり、その出力側には前記リレー２０を設けている。
なお、前記充電器８は、内部に絶縁構造を有し、前記充電口２４の短絡等があっても漏電しない回路構造を有している。
また、前記充電器８を、図２に示す如く、前記車両１後部の後輪３近傍の前記車体構造部２２に設けた比較的大きな収容空間２３に収容し、その収容空間２３の内部壁面（底面）に固定して設けている。
つまり、前記別の筺体２１は、例えば前記第２車載電池５ｂと前記リレー２０を収めた前記ジャンクションボックス１７とを収納し、後部シート９の後部かつリアフロア１０上に配設される。
また、前記車体構造部２２は、リアフロア１０やスペアタイヤハウスである前記収容空間２３、メンバ２５、車体後部パネル２６などからなり、この収容空間２３に前記充電器８を収容して設ける一方、前記別の筺体２１よりも車両後方の車体後部パネル２６とリヤバンパ２７との間に前記充電口２４を配設している。
従って、電気回路の接続構造と、車両１への搭載構造を両方備えることによって、保安性を確保しつつ、搭載性を高めることができる。
詳述すれば、前記充電器８は、外部供給電力用の充電器であり、その入力側には外部供給電力を供給接続する外部接続端子を内部に備えた充電口２４を接続して設けてあり、その出力側には前記リレー２０を設けている。
なお、前記充電器８は、内部に絶縁構造を有し、前記充電口２４の短絡等があっても漏電しない回路構造を有している。
また、前記充電器８を、図２に示す如く、前記車両１後部の後輪３近傍の前記車体構造部２２に設けた比較的大きな収容空間２３に収容し、その収容空間２３の内部壁面（底面）に固定して設けている。
つまり、前記別の筺体２１は、例えば前記第２車載電池５ｂと前記リレー２０を収めた前記ジャンクションボックス１７とを収納し、後部シート９の後部かつリアフロア１０上に配設される。
また、前記車体構造部２２は、リアフロア１０やスペアタイヤハウスである前記収容空間２３、メンバ２５、車体後部パネル２６などからなり、この収容空間２３に前記充電器８を収容して設ける一方、前記別の筺体２１よりも車両後方の車体後部パネル２６とリヤバンパ２７との間に前記充電口２４を配設している。
従って、電気回路の接続構造と、車両１への搭載構造を両方備えることによって、保安性を確保しつつ、搭載性を高めることができる。
更に、前記車体構造部２２に設けた収容空間２３は、前記充電器８に接続する充電口２４が設置される側の車体後部パネル２６から下方に接続して設けた上下に扁平な収容空間であり、前記充電器８をこの収容空間２２内の前後方向壁面２８、２９から離間させて中央部に取り付けて設ける。
つまり、図１に示す如く、収容空間２２の前壁面２８と後壁面２９とから前記充電器８を離間させて設けるものである。
従って、前記充電器８が高電圧回路となる充電状態にも配慮した搭載形態を示すものである。
これにより、搭載性を向上する少スペース化と、保安性を確保する配置とを両立することができる。
つまり、図１に示す如く、収容空間２２の前壁面２８と後壁面２９とから前記充電器８を離間させて設けるものである。
従って、前記充電器８が高電圧回路となる充電状態にも配慮した搭載形態を示すものである。
これにより、搭載性を向上する少スペース化と、保安性を確保する配置とを両立することができる。
前記充電器８は、前記車両１が停車状態となり外部から電力供給される充電中には、前記高電圧回路を構成するシステム回路７に含まれることになる。このときは、外部給電装置（図示せず）側から衝突が起きることはないといえる。
また、前記充電器８は、充電中に大きな発熱をするため、設置に際して、冷却性確保に配慮した構造を必要とする。換気のできる十分なスペースを有する収納構造としている。詳細には図示しないが、ダクト構造を有する。
また、前記充電器８は、充電中に大きな発熱をするため、設置に際して、冷却性確保に配慮した構造を必要とする。換気のできる十分なスペースを有する収納構造としている。詳細には図示しないが、ダクト構造を有する。
追記すれば、詳細には図示しないが、前記リレー２０を収めた前記ジャンクションボックス１７や前記車載電池５は、高剛性の保護フレーム（図示せず）に上下左右を囲まれるように保持され、カバー（図示せず）によって被覆されて、前記別の筺体２１を構成している。
前記保護フレームは、車体のフロアパネルの所定範囲、および、左右両側のサイドボディの内側パネルに設けた構造部に、強固に固定されている。また、前記保護フレームは、隔壁等の補強構造を有する。更に、前記インバータ１４や前記ジャンクションボックス１７等の前記高電圧回路を構成するシステム回路７の電装品が前記車載電池５と共に保持されている。
前記車両１後部の前記車体構造部２２としては、リアフロア１０に設けたスペアタイヤハウス類となる凹凸構造部周囲に、左右一対のサイドフレーム（図示せず）やクロスメンバ（図示せず）等の様々な前記メンバ２５を設けてあり、幅方向や前後方向、上下方向に伸びて、剛性を確保しつつもエネルギを吸収する構造を持っている。車体パネルには補強を行っている。
また、前記車両１に後部から所定以上の大きな外力が加わり、そのような前記車体構造部２２が大きく変形した場合、前記収容空間２３の容量が損なわれ、内部に収容した物品がダメージを受ける可能性がある。その物品として電装部品である前記充電器８を収容して設けていても、前記高電圧回路を構成するシステム回路７とは遮断可能に設けているので、漏電のような二次的な被害を防ぐことができる。
前記保護フレームは、車体のフロアパネルの所定範囲、および、左右両側のサイドボディの内側パネルに設けた構造部に、強固に固定されている。また、前記保護フレームは、隔壁等の補強構造を有する。更に、前記インバータ１４や前記ジャンクションボックス１７等の前記高電圧回路を構成するシステム回路７の電装品が前記車載電池５と共に保持されている。
前記車両１後部の前記車体構造部２２としては、リアフロア１０に設けたスペアタイヤハウス類となる凹凸構造部周囲に、左右一対のサイドフレーム（図示せず）やクロスメンバ（図示せず）等の様々な前記メンバ２５を設けてあり、幅方向や前後方向、上下方向に伸びて、剛性を確保しつつもエネルギを吸収する構造を持っている。車体パネルには補強を行っている。
また、前記車両１に後部から所定以上の大きな外力が加わり、そのような前記車体構造部２２が大きく変形した場合、前記収容空間２３の容量が損なわれ、内部に収容した物品がダメージを受ける可能性がある。その物品として電装部品である前記充電器８を収容して設けていても、前記高電圧回路を構成するシステム回路７とは遮断可能に設けているので、漏電のような二次的な被害を防ぐことができる。
図３はこの発明の第２実施例を示すものである。
この第２実施例において、上述第１実施例のものと同一機能を果たす箇所には、同一符号を付して説明する。
この第２実施例において、上述第１実施例のものと同一機能を果たす箇所には、同一符号を付して説明する。
この第２実施例の特徴とするところは、前記高電圧回路を構成するシステム回路７からのバス３１による分岐位置を変更した点にある。
すなわち、上述第１実施例においては、図１から明らかなように、前記第１リレー１３と前記インバータ１４との間、および、前記第２リレー１５と前記インバータ１４との間に前記バス６を接続し、分岐位置としている。
これに対して、この第２実施例においては、前記第１車載電池５ａと前記第１リレー１３との間、および、前記第２車載電池５ｂと前記第２リレー１５との間にバス３１を接続し、分岐位置を変更するものである。
なお、前記第１、第２リレー１３、１５は、車載された前記充電器８以外の高電圧部品が持つこともある。また、ハード的に前記第１、第２リレー１３、１５を車載電池５に併設したり、内蔵する構成とすることも可能である。
これに対して、この第２実施例においては、前記第１車載電池５ａと前記第１リレー１３との間、および、前記第２車載電池５ｂと前記第２リレー１５との間にバス３１を接続し、分岐位置を変更するものである。
なお、前記第１、第２リレー１３、１５は、車載された前記充電器８以外の高電圧部品が持つこともある。また、ハード的に前記第１、第２リレー１３、１５を車載電池５に併設したり、内蔵する構成とすることも可能である。
さすれば、上述第１実施例と同様に、電気回路の接続構造と、車両への搭載構造を両方備えることによって、保安性を確保しつつ、搭載性を高めることができる。
なお、この発明は上述の第１及び第２実施例に限定されるものではなく、種々の応用改変が可能である。
例えば、前記車体構造部および前記収容空間は、フロアパネルに設けたスペアタイヤハウス等の凹み収納空間とは別の構造であっても良く、車体パネルのアウタパネルとインナパネルとの間に設けた上下に扁平な収容空間等でも良い。
１ 車両
４ 車載システム回路の充電器搭載構造
５ 車載電池
６ バス（「給電母線」ともいう。）
７ システム回路
８ 充電器
１３ 第１リレー
１４ インバータ
１５ 第２リレー
１６ モータ
１７ ジャンクションボックス
１８ 制御装置
２０ リレー
２１ 別の筺体
２２ 車体構造部
２３ 収容空間
２４ 充電口
４ 車載システム回路の充電器搭載構造
５ 車載電池
６ バス（「給電母線」ともいう。）
７ システム回路
８ 充電器
１３ 第１リレー
１４ インバータ
１５ 第２リレー
１６ モータ
１７ ジャンクションボックス
１８ 制御装置
２０ リレー
２１ 別の筺体
２２ 車体構造部
２３ 収容空間
２４ 充電口
Claims (2)
- 車載電池と、この車載電池とバスを介して接続して高電圧回路を構成するシステム回路と、そのバスに接続して外部から供給される電力を車載電池に充電する充電器とを備えた車載システム回路の充電器搭載構造において、前記車載電池と前記充電器との間のバスに充電時以外では開放状態に作動制御するリレーを設け、このリレーを前記充電器とは別の筺体に収納して設ける一方、前記充電器を車体構造部に設けた収容空間に収容して設けることを特徴とする車載システム回路の充電器搭載構造。
- 前記車体構造部に設けた収容空間は、前記充電器に接続する充電口が設置される側の車体後部パネルから下方に接続して設けた上下に扁平な収容空間であり、前記充電器をこの収容空間内の前後方向壁面から離間させて中央部に取り付けて設けることを特徴とする請求項１に記載の車載システム回路の充電器搭載構造。
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