JP2015105083A - 車両の電装品配置構造 - Google Patents

Abstract

【課題】電力変換装置の熱害を防止しつつ、蓄電装置やバッテリとの配線を短くする。
【解決手段】ダッシュパネル１によって車室２と仕切られたエンジンルーム３内に、エンジン２０と、エンジン２０により駆動される発電機２１と、発電機２１により発電された電力を蓄電する蓄電装置２２と、蓄電装置からの電力を変換する電力変換装置２４と、電力変換装置２４を介して電力が供給されるバッテリ２３と、が配設される。電力変換装置２４が、ダッシュパネル１とバッテリ２３との間に配設される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両の電装品配置構造に関するものである。

最近の車両では、バッテリ以外に、発電機により発電された電力を蓄電しておく蓄電装置を別途装備するものが多くなっており、この蓄電装置をキャパシタとしたものが既に実用化されている。蓄電装置はバッテリに比して高電圧とされるのが一般的であり、このため、発電機および蓄電装置からの電力が、例えばＤＣ／ＤＣコンバータ等の電力変換装置を介してバッテリや電気機器類へ供給されるようになっている。

上述した発電機、蓄電装置およびバッテリは、エンジンルーム内に配設されるのが一般的である。この一方、電力変換装置は、熱害を避けるべく、高温となりやすいエンジンルーム内ではなく、車室内（例えば前席の下方空間）に配設するのが一般的となっている（特許文献１参照）。

特開２０１３−１０７５１３号公報

特許文献１に記載のように電力変換装置を車室内に配設した場合、蓄電装置やバッテリとの接続のための配線が極めて長くなってしまうことになり、このことは、コストアップは勿論のこと、電力損失という点で問題となる。

本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、電力変換装置の熱害を防止しつつ、蓄電装置やバッテリとの配線を短くすることができるようにした車両の電装品配置構造を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明にあっては次のような解決手法を採択してある。すなわち、請求項１に記載のように、
ダッシュパネルによって車室と仕切られたエンジンルーム内に、エンジンと、該エンジンにより駆動される発電機と、該発電機により発電された電力を蓄電する蓄電装置と、該蓄電装置からの電力を変換する電力変換装置と、該電力変換装置を介して前記発電機または前記蓄電装置の少なくとも一方から電力が供給されるバッテリと、が配設され、
前記電力変換装置が、前記ダッシュパネルと前記バッテリとの間に配設されている、
ようにしてある。上記解決手法によれば、電力変換装置を、発電機、蓄電装置およびバッテリが配設されるエンジンルーム内に配設するので、電力変換装置を車室内に配設した場合に比して、その配線を大幅に短くすることが可能となる。また、バッテリとダッシュパネルとの間という走行風が通りやすくて高温となりにくい空間に電力変換装置を配設するので、電力変換装置への熱害を防止することもできる。

上記解決手法を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項２以下に記載のとおりである。すなわち、
前記電力変換装置が、前記バッテリの後端に隣接して配設されている、ようにしてある（請求項２対応）。この場合、電力変換装置とバッテリとの間隔を極限まで小さくして、配線の短縮化をより一層図る上で好ましいものとなる。また、バッテリは、比較的エンジンルーム内の高温になりにくい場所に配設されることから、電力変換装置の熱害防止の上でも好ましい配置となる。さらに、電力変換装置をバッテリとのセット体として車体に組み付けることも可能となる。

前記電力変換装置は、前記エンジンよりも後方側に配設されている、ようにしてある（請求項３対応）。この場合、電力変換装置を、エンジンルームのうち十分後方側に配設するようにして、前方衝突時に電力変換装置が極力損傷されないようにする等の上で好ましいものとなる。

前記蓄電装置が、前後方向に伸びるフロントフレームよりも車幅方向外側に配設され、
前記電力変換装置が、前記フロントフレームよりも車幅方向内側に配設されている、
ようにしてある（請求項４対応）。この場合、かなり大型部材となる蓄電装置に対して、電力変換装置を車幅方向にオフセットされた位置に配設して、走行風を蓄電装置に邪魔されることなく電力変換装置に効果的に導く等の上で好ましいものとなる。

前記発電機および前記蓄電装置が、それぞれ前記エンジンの前方に配設され、
前記発電機および前記蓄電装置が、平面視において、車幅方向略同一線上に配設されている、
ようにしてある（請求項５対応）。この場合、発電機および蓄電装置をエンジンルーム内の前方に配設して、エンジンルームに取り入れられた直後の十分に冷たい走行風による冷却効果を得る上で好ましいものとなる。また、平面視において、発電機と蓄電装置車幅方向ほぼ同一線上に配設することにより、前後方向にずれた位置に配設する場合に比してその配線を短くする上でも好ましいものとなる。

前記エンジンルームを覆うボンネットの下面にボンネットレインが接合され、
前記ボンネットレインには、前方からエンジンルーム内に取り入れられた走行風を前記電力変換装置に向けて指向させるように下方に向けて凸となったガイド部が形成されている、
ようにしてある（請求項６対応）。この場合、ボンネットレインを有効に利用して、走行風による電力変換装置の冷却効果を高めることができる。

本発明によれば、電力変換装置の熱害を防止しつつ、電力変換装置に関連した配線を短くすることができる。

本発明が適用された車両のエンジンルーム内の電装品配設状況を示す平面図。 図１に示すエンジンルーム内の電装品配設状況を示す一部断面側面図。 電力変換装置を後方から見た図。 電力変換装置を斜め後方から見た拡大斜視図。 電装品の接続例を示す図。

図１において、１は、車幅方向および上下方向に伸びるダッシュパネルであり、このダッシュパネル１により、後方の車室２と前方のエンジンルーム３とが仕切られている。４は、車室床面を構成するフロアパネル、５はフロアパネルの下面に接合されて前後方向に伸びるフロアフレームである。エンジンルーム３内には、前後方向に伸びる左右一対のフロントフレーム１０が配設され、フロアフレーム１０の後端部は、フロアフレーム５に連結されている。

左右一対のフロントフレーム１０の前端部には、クラッシュカン１１を介して、車幅方向に伸びるバンパレイン１２が連結されている。また、フロントフレーム１０には、ホイールエプロン１３の下端部が接合され（図３をも参照）、このホイールエプロン１３には、フロントフレーム１０の車幅方向外方側においてサスペンションタワー部１４が形成されている。なお、図１、図２中、１６はエンジン２０用のエアクリーナである。

エンジンルーム３内には、エンジン２０、発電機としてのオルタネータ２１、蓄電装置としてのキャパシタ２２、バッテリ２３が配設されると共に、電力変換装置としてのＤＣ／ＤＣコンバータ２４が配設されている。

図５には、オルタネータ２１、キャパシタ２２、バッテリ２３、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の電気的接続関係例が示される。図５中、５０は、エアコン装置、オーディオ装置、各種照明装置等の電気負荷である。この図５において、バッテリ２３は低電圧用（例えば１２ｖ）とされ、キャパシタ２２は高電圧用（例えば２４ｖ）とされている。オルタネータ２１で発電された電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４を介して、バッテリ２３（への充電用）あるいは電気負荷４０に供給される。減速時の回生エネルギが、オルタネータ２１の発電電力としてキャパシタ２２に蓄電される。キャパシタ２１で蓄電された電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４を介して降圧された状態で、電気負荷５０に供給されるようにしてあるが、バッテリ２３への充電用とすることもできる。

図１において、エンジン２０は、横置きとされて、左右一対のサスペンションタワー部１４よりも前方に配設されている。エンジン２０は、エンジンルーム３の車幅方向中心位置よりも右側にオフセットして配設されて、エンジン２０の左側には図示を略す変速機が連結される。エンジン２０の直前方に、オルタネータ２１が配設されている。オルタネータ２１も車幅方向右側にオフセットして配設されて、右側のフロントフレーム１０近傍に位置されている。なお、実施形態では，エンジン２０はディーゼルエンジンとされているが、ガソリンエンジン等エンジンの形式は問わないものである。

キャパシタ２２は、左側のフロントフレーム２０に取付けられ、フロントフレーム２０よりも車幅方向外方側に位置されている。このキャパシタ２２は、平面視において、オルタネータ２１と車幅方向略同一線上に位置するように配設されている。なお、キャパシタ２２は、図２では一点鎖線で示されるが、上下方向に細長い形状とされている。

左側のフロントフレーム１０には、バッテリトレイ２５が取付けられている。すなわち、バッテリトレイ２５は、図３に示すように、フロントフレーム１０に固定されたブラケット２６を介して、フロントフレーム１０に固定されている。そして、バッテリトレイ２５に、バッテリ２３が載置、固定されている。なお、バッテリトレイ２５は、平面視において、その車幅方向端部が左側のフロントフレーム１０と重なるようにしつつ、フロントフレーム１０よりもかなり大きくて車幅方向内方側に突出するように配設されている。

前記ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、前後方向に薄くされた全体的に略方形とされて、バッテリ２３の後端面に隣接して配設されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の大きさは、前後方向から見た正面視においてバッテリ２３とほぼ重なるようにさく形成されて、バッテリ２３の後方延長面積内に収まる大きさとされている。そして、バッテリ２３が左側のフロントフレーム１０よりも車幅方向内方側に位置されていることから、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４も、左側のフロントフレーム１０よりも車幅方向内方側に位置されている。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の後端面には、冷却フィン２４ａが形成されている。冷却フィン２４ａは、図１、図３では簡略的に示されており、また図４では１つの冷却フィン２４ａのみをその形状が明確になるように示してある（図４に示すような形状の冷却フィン２４ａが多数設けられている）。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の取付け例について、図３、図４を参照しつつ説明する。まず、バッテリトレイ２５に対して、第１取付けブラケット３０の前端部が固定されている（溶接あるいはボルト等の固定具による固定）。この第１取付けブラケット３０は、バッテリトレイ２５への固定部位から後方へ伸びて、その後端部が、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の左側面に対して、固定具としてのボルト３１によって固定されている（前後方向、車幅方向、上下方向に動かないしっかりとした固定）。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、さらに、第２取付けブラケット３２を介して、サスペンションタワー部１４の上部に取付けられている。すなわち、第２取付けブラケット３２は、その前端部がサスペンションタワー部１４に固定され（溶接またはボルト等の固定具による固定、その後端部がＤＣ／ＤＣコンバータ２４に左側面に対して取付けられている。

第２取付けブラケット３２とＤＣ／ＤＣコンバータ２４との取付けは、バッテリ２３とＤＣ／ＤＣコンバータ２４とを前後方向に引き離す方向への所定以上の大きな外力を受けたときに、取付けが解除されるような設定とされている。このため、第２取付けブラケット３２にはその後面に開口するＵ字孔３２ａが形成されている。一方、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の左側面には、Ｕ字孔３２ａ内に後方から挿通される係止突起部３３が突出形成されている。係止突起部３３は、その先端部がＵ字孔３２ａよりも大径の大径部３３ａとされている。また、係止突起部３３の基端部は、Ｕ字孔３２ａに挿通される小径部３３ｂとされている。これにより、例えば前突時に、バッテリトレイ２５に対してサスペンションタワー部１４が相対的に後方へ変位した際に、第２取付けブラケット３２とＤＣ／ＤＣコンバータ２４十が縁切りされて、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の損傷が防止あるいは抑制される。なお、係止突起部３３を、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４にねじ込まれるボルトによって構成することもできる（ボルトの頭部が大径部３３ａとされ、軸部が小径部３３ｂとされる）。

図４に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の直後方には、燃料パイプ（ホース）４０、４１が配設されている。燃料パイプ４０、４１は、その一方が燃料供給用であり、他方が燃料リターン用である。そして、燃料パイプ４０、４１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の後面に沿うように配設されている。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の後面には、図２〜図４に示すように、押圧部３４が後方に向けて突設されている。押圧部３４の後端面は、冷却フィン２４ａの後端面よりもさらに後方に位置するようにその突出高さが大きく設定されている。押圧部３４は、その後面が大きな面積を有すると共に丸みを有しており、実施形態では、断面略半円弧状とされて鋭利な先端を有しないようにされている。この押圧部３４は、燃料パイプ４０、４１に臨まれている。例えば、前突時にＤＣ／ＤＣコンバータ２４が後退した際に、押圧部３４が燃料パイプ４０、４１を押圧することになる。つまり、後端が相対的に鋭利な冷却フィン２４ａによって、燃料パイプ４０、４１を不用意に押圧してしまう事態が防止される。なお、押圧部３４の個数や配設位置は、燃料パイプ４０、４１の配設態様に応じて適宜変更できる。

ここで、エンジンルーム３は、図２に示すように、ボンネット６により開閉可能に覆われる。ボンネット６の下面には、ボンネットレイン７、８が接合されている。後部に位置されるボンネットレイン８には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の略直上方位置において、下方にむけて凸となって、後方に向かうにつれて徐々に下方に向かうように傾斜されたガイド部８ａが形成されている。これにより、車体前方からエンジンルーム３内に導入された走行風のうち、ボンネット６の下面に沿って流れる走行風が、ガイド部８ａによって下方に向けて指向されて、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４とダッシュパネル１との間の空間を走行風が十分に流れるようにされている。なお、図２中、９はバンパである。

以上のような構成において、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４がエンジンルーム３内に配設されていることから、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４を車室２内に配設した場合に比して、その配線を短くすることができ、この分コストダウンおよび電力損失の低減を図ることができる。オルタネータ２１とキャパシタ２２とが車幅方向に大きく離間されているが、平面視において車幅方向略同一線上に位置するように配設されているので、前後方向にずれて配設する場合に比して、その配線を短くすることができる。さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４がバッテリ２３に隣接していることは、この両者を接続する配線を短くする上でも好ましいものとなる。

高温を嫌うキャパシタ２２を、高温となりやすいエンジン２０やオルタネータ２１から車幅方向に極力離間させて、その冷却を図る上でも好ましいものとなる。勿論、キャパシタ２２は、フロントフレーム１０の前端部付近に位置されているので、エンジンルーム３内に取り入れられた直後の十分に冷たい走行風にさらされることになり、冷却上好ましい配置となる。

エンジンルーム３内に導入された走行風は、バッテリ２３とダッシュパネル１との間の空間を流れやすいが、特に、ボンネットレン８のガイド部８ａにより、より十分に走行風が導入されて、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の冷却（高温化防止）の上で好ましいものとなる。平面視において、キャパシタ２２とＤＣ／ＤＣコンバータ２４とが車幅方向にオフセットして配置されることにより、キャパシタ２２付近を流れた後の走行風をＤＣ／ＤＣコンバータ２４側に向けてスムーズに流れるようにする上で好ましいものとなる。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２４を、バッテリ２３に隣接して配置することにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の後方に十分な前後方向空間を確保する上で好ましいものとなる（例えば前突時の逃げ空間確保）。また、それぞれ高温をきらうバッテリ２３とＤＣ／ＤＣコンバータ２４とを１つのセット体としてまとめて配置することができると共に、車体への組付性向上の上でも好ましいものとなる。勿論、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、高温となりやすいエンジン２０やオルタネータ２１に対して大きく離間した位置に配設されているので、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の熱害防止の上でより好ましいものとなる。

以上実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載された範囲において適宜の変更が可能である。蓄電装置としては、キャパシタ２２に限らず、例えばリチウムイオン電池等の高容量の二次電池とすることもできる。ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、バッテリ２３とダッシュパネル１との間であれば、例えばダッシュパネル１に隣接して配設して当該ダッシュパネルに取付ける等、その前後方向配設位置は適宜変更できる。勿論、本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものである。

本発明は、ＤＣ／ＤＣコンバータを有する車両用として好適である。

１：ダッシュパネル
２：車室
３：エンジンルーム
６：ボンネット
８：ボンネットレイン
８ａ：ガイド部
１０：フロントフレーム
１４：サスペンションタワー部
２０：エンジン
２１：オルタネータ（発電機）
２２：キャパシタ（蓄電装置）
２３：バッテリ
２４：ＤＣ／ＤＣコンバータ
２４ａ：冷却フィン
２５：バッテリトレイ
３０：第１取付けブラケット
３１：ボルト（固定具）
３２：第２取付けブラケット
３２ａ：Ｕ字孔
３３：係止突起部
３３ａ：大径部
３３ｂ：小径部
３４：押圧部
４０、４１：燃料パイプ
５０：電気負荷

Claims (6)

1. ダッシュパネルによって車室と仕切られたエンジンルーム内に、エンジンと、該エンジンにより駆動される発電機と、該発電機により発電された電力を蓄電する蓄電装置と、該蓄電装置からの電力を変換する電力変換装置と、該電力変換装置を介して前記発電機または前記蓄電装置の少なくとも一方から電力が供給されるバッテリと、が配設され、
   前記電力変換装置が、前記ダッシュパネルと前記バッテリとの間に配設されている、
   ことを特徴とする車両の電装品配置構造。
2. 請求項１において、
   前記電力変換装置が、前記バッテリの後端に隣接して配設されている、ことを特徴とする車両の電装品配置構造。
3. 請求項１または請求項２において、
   前記電力変換装置は、前記エンジンよりも後方側に配設されている、ことを特徴とする車両の電装品配置構造。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、
   前記蓄電装置が、前後方向に伸びるフロントフレームよりも車幅方向外側に配設され、
   前記電力変換装置が、前記フロントフレームよりも車幅方向内側に配設されている、
   ことを特徴とする車両の電装品配置構造。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、
   前記発電機および前記蓄電装置が、それぞれ前記エンジンの前方に配設され、
   前記発電機および前記蓄電装置が、平面視において、車幅方向略同一線上に配設されている、
   ことを特徴とする車両の電装品配置構造。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、
   前記エンジンルームを覆うボンネットの下面にボンネットレインが接合され、
   前記ボンネットレインには、前方からエンジンルーム内に取り入れられた走行風を前記電力変換装置に向けて指向させるように下方に向けて凸となったガイド部が形成されている、
   ことを特徴とする車両の電装品配置構造。

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