JP2016055667A - Electric vehicle - Google Patents
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Description
本明細書で開示される技術は、車輪駆動用のモータを備える電動車両に関する。 The technology disclosed in the present specification relates to an electric vehicle including a wheel driving motor.
電動車両に備えられた車輪駆動用のモータは、インバータから供給される交流電力を利用して駆動される。インバータは、直流電力を交流電力に変換するときのスイッチング動作に伴う電流の脈動を抑制するために、大容量の平滑コンデンサを有する。このため、安全確保を目的として、電動車両が障害物に衝突したときに、平滑コンデンサに充電されている電荷を速やかに放出する技術の開発が進められている。 A wheel driving motor provided in an electric vehicle is driven by using AC power supplied from an inverter. The inverter has a large-capacity smoothing capacitor in order to suppress a pulsation of a current accompanying a switching operation when converting DC power into AC power. For this reason, for the purpose of ensuring safety, development of a technique for quickly discharging the electric charge charged in the smoothing capacitor when the electric vehicle collides with an obstacle has been advanced.
特許文献1は、衝突時にモータをゼロトルク制御するようにインバータを作動させ、平滑コンデンサに充電された電荷をモータのステータコイルで熱消費する技術を開示する。
例えば、衝突時にシャフトがモータから抜けてしまうと、モータが慣性で回り続ける事態が発生する。特許文献1の技術では、モータの回転が停止するよりも先にインバータが作動すると、モータのステータコイルに発生する逆起電流がインバータを介して平滑コンデンサに流れ込む。このため、特許文献1の技術では、モータの回転が停止した後にインバータを作動させる必要があり、この結果、平滑コンデンサに充電された電荷を放電させるのに要する時間が長くなってしまう。
For example, if the shaft is detached from the motor at the time of a collision, a situation in which the motor continues to rotate due to inertia occurs. In the technique of
本明細書は、電動車両の衝突時にモータを速やかに停止させる技術を提供する。 This specification provides a technique for quickly stopping a motor in the event of a collision of an electric vehicle.
本明細書で開示される電動車両の一実施形態は、車輪駆動用のモータ、導電体及びサイドメンバを備える。モータは、モータカバー内に収容されており、複数のステータコイルを有する。導電体は、モータカバーの内壁面に絶縁体を介して固定されている。サイドメンバは、衝突荷重をモータカバーのうちの導電体が固定されている固定領域に伝達する伝達手段を有する。サイドメンバの伝達手段は、衝突時に伝達させる衝突荷重でモータカバーを変形させることによって導電体を複数のステータコイルのうちの少なくとも2つに接触させ、これにより、複数のステータコイルのうちの少なくとも1つを含む閉回路を形成するように構成されている。 One embodiment of an electric vehicle disclosed in the present specification includes a wheel driving motor, a conductor, and a side member. The motor is housed in a motor cover and has a plurality of stator coils. The conductor is fixed to the inner wall surface of the motor cover via an insulator. The side member has a transmission means for transmitting the collision load to a fixed region of the motor cover where the conductor is fixed. The transmission means of the side member causes the conductor to contact at least two of the plurality of stator coils by deforming the motor cover with a collision load to be transmitted at the time of collision, whereby at least one of the plurality of stator coils. Is configured to form a closed circuit including two.
上記実施形態の電動車両が衝突すると、サイドメンバの伝達手段によって導電体が移動し、複数のステータコイルのうちの少なくとも2つに接触する。導電体を介した短絡により、ステータコイルを含む閉回路が形成される。閉回路内のステータコイルには、モータの逆起電力によって反磁力が発生する。その反磁力はモータの回転を止める向きに作用し、モータに制動を加えることができる。このように、上記実施形態の電動車両は、衝突時にモータを速やかに停止させることができる。 When the electric vehicle of the above-described embodiment collides, the conductor moves by the transmission member of the side member and contacts at least two of the plurality of stator coils. A closed circuit including the stator coil is formed by a short circuit through the conductor. A demagnetizing force is generated in the stator coil in the closed circuit by the counter electromotive force of the motor. The demagnetizing force acts in a direction to stop the rotation of the motor and can apply braking to the motor. Thus, the electric vehicle of the above embodiment can quickly stop the motor at the time of a collision.
以下、図面を参照して、エンジンとモータを備える電動車両(ハイブリッド車)の一実施形態を説明する。なお、全ての図において、X軸の矢印向きが車両の前方に対応し、Y軸が車両の横方向に対応し、Z軸の矢印向きが車両の上方(鉛直上方)に対応する。 Hereinafter, an embodiment of an electric vehicle (hybrid vehicle) including an engine and a motor will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the arrow direction of the X axis corresponds to the front of the vehicle, the Y axis corresponds to the lateral direction of the vehicle, and the arrow direction of the Z axis corresponds to the upper side (vertically upward) of the vehicle.
まず、図1及び図2を参照し、電動車両100のフロントコンパートメント10内に搭載される主要なデバイス群を説明する。フロントコンパートメント10内に搭載される主要なデバイス群は、エンジン1、トランスアクスル2、フロントメンバ3、一対のサイドメンバ4及び電力コントローラ5である。エンジン1とトランスアクスル2は、図示しないマウントブラケットを介してサイドメンバ4に支持されている。
First, with reference to FIG.1 and FIG.2, the main device groups mounted in the
トランスアクスル2は、その内部に動力分配機構と車輪駆動用のモータを有する。モータは、状況に応じて発電機としても機能する。動力分配動力分配機構は、エンジンとモータの出力を分配/融合して車軸に伝達するように構成されている。また、動力分配機構は、エンジンからの動力を走行とモータに効率よく振り分ける場合がある。この場合、モータは発電機として機能し、エンジンからの動力で発電する。電動車両100は、動力分配機構を制御することにより、エンジンのみで走行するモード、モータのみで走行するモード、及び、エンジンとモータの出力の合力により走行するモード、を走行状況に基づいて切り換えることができる。
The
電力コントローラ5は、トランスアクスル2内のモータを制御するためのものであり、トランスアクスル2の上面に固定されている。電力コントローラ5は、バッテリから供給される直流電圧を変圧した後に交流電圧に変換し、トランスアクスル2内のモータへ供給するように構成されている。具体的には、電力コントローラ5は、コンバータ及びインバータを有する。コンバータは、バッテリの出力電圧である約300Vの直流電圧をモータの駆動に適した約600Vにまで昇圧し、インバータに供給する。インバータは、昇圧された約600Vの電圧を交流電圧に変換し、トランスアクスル2内のモータへ供給する。コンバータとインバータの間には、インバータへの入力電流を平滑化するための平滑コンデンサが接続されている。電力コントローラ5は、車両駆動用のモータを駆動するために、大きな電流を扱う。このため、平滑コンデンサには大容量のコンデンサが用いられる。したがって、車両の衝突時には、安全確保を目的として、この平滑コンデンサに充電された電荷を速やかに放電する必要がある。
The
図3に示されるように、トランスアクスル2内に設けられた車輪駆動用のモータMGは、三相交流モータであり、ロータ42及びステータ44を備える。モータMGは、モータカバー72内に収容されている。なお、モータカバー72は、トランスアクスル2(図1及び図2参照)の筐体の一部を構成する。
As shown in FIG. 3, the wheel driving motor MG provided in the
ロータ42は、ロータコア52及びロータシャフト54を有する。ロータコア52は、円柱状の形態を有しており、その外周部近傍の内部に複数の永久磁石(図示せず)が周方向に等間隔で埋設されている。ロータシャフト54は、ロータコア52の中心に貫通して固定されている。ロータシャフト54の両端は、ベアリング等の軸受部材によって回転可能に支持されている。
The
ステータ44は、ステータコア62及びステータコイル部64を有する。ステータコア62は、ロータコア52の周囲を一巡するリング状の形態を有しており、例えば電磁鋼板を打ち抜き加工したものを複数枚積層して構成されている。ステータコイル部64は、U相ステータコイル64U、V相ステータコイル64V及びW相ステータコイル64Wを有する。U相ステータコイル64U、V相ステータコイル64V及びW相ステータコイル64Wの各々は、ステータコア62のティースに巻回して構成されている。U相ステータコイル64Uはステータコア62の内周側に配置されており、W相ステータコイル64Wはステータコア62の外周側に配置されており、V相ステータコイル64VはU相ステータコイル64UとW相ステータコイル64Wの間に配置されている。U相ステータコイル64U、V相ステータコイル64V及びW相ステータコイル64Wの各々は、ステータコア62の周方向に沿って等間隔で配置されている8個のステータコイルで構成されている。
The
モータカバー72の内壁面の一部に導電体76及び絶縁体74が固定されている。導電体76は、絶縁体74を介してモータカバー72の内壁面に固定されている。導電体76は、導電性を有する材料である。例えば、導電体76は、金属製のプレートである。絶縁体74は、絶縁性を有する材料である。例えば、絶縁体74は、絶縁両面テープであり、モータカバー72と導電体76を接着する。ここで、モータカバー72のうちの導電体76が固定されている領域を固定領域72aという。
A
導電体76は、ステータコイル部64に対向して配置されている。導電体76とステータコイル部64の間の空間には、他部材が介在していない。導電体76は、U相ステータコイル64U、V相ステータコイル64V及びW相ステータコイル64Wが重なる方向に延びた形態を有しており、後述するように、U相ステータコイル64U、V相ステータコイル64V及びW相ステータコイル64Wに同時に接触するのに十分な長さを有する。
The
サイドメンバ4は、伝達手段4aを有する。伝達手段4aは、サイドメンバ4の一部に形成されているビードで構成されている。サイドメンバ4の伝達手段4aは、このビードによってサイドメンバ4の一部が周囲よりも脆弱となった部分である。ビードは、衝突荷重を受けたときに、サイドメンバ4が内折れ変形する起点となるように構成されている。サイドメンバ4の伝達手段4aは、モータカバー72の固定領域72aに対向する位置に配置されている。なお、ビードを利用した伝達手段4aは一例であり、サイドメンバ4の伝達手段4aとしては、周囲よりも脆弱、且つ、衝突荷重により内折れ変形可能な様々な技術を採用することができる。
The
次に、電動車両100がスモールオーバーラップ衝突する場合を説明する。スモールオーバーラップ衝突では、電動車両100は、図2のF方向から衝突荷重を受ける。図4に示されるように、電動車両100がスモールオーバーラップ衝突すると、サイドメンバ4の伝達手段4aが、周囲よりも優先的に内折れ変形し、衝突荷重をモータカバー72の固定領域72aに伝達し、モータカバー72を内側に向けて変形させる。これにより、モータカバー72の固定領域72aに固定されていた導電体76が内側に向けて移動し、U相ステータコイル64U、V相ステータコイル64V及びW相ステータコイル64Wに接触する。この結果、U相ステータコイル64U、V相ステータコイル64V及びW相ステータコイル64Wが短絡し、U相ステータコイル64Uを構成するいくつかのステータコイル、V相ステータコイル64Vを構成するいくつかのステータコイル及びW相ステータコイル64Wを構成するいくつかのステータコイルを含む閉回路が形成される。閉回路内のステータコイルには、モータMGの逆起電力によって反磁力が発生する。その反磁力は、モータMGの回転を止める向きに作用し、モータMGに制動を加え、モータMGの回転を速やかに停止させる。このため、電動車両100では、衝突時にロータシャフト54がロータコア52から抜けた場合でも、モータMGの回転が速やかに停止する。
Next, the case where the
電力コントローラ5は、モータMGの回転が停止した後に、モータMGをゼロトルク制御するようにインバータを作動させ、平滑コンデンサに充電された電荷をモータMGのステータコイル64で熱消費する。このように、電動車両100では、モータMGの回転が速やかに停止するので、平滑コンデンサに充電された電荷も速やかに放電することができる。
After the rotation of the motor MG stops, the
例えば、上記例に代えて、衝突時に閉回路を形成するために、衝突時にモータを短絡させるための回路素子を接続する実施形態、衝突時にインバータを構成する全てのトランジスタをオンさせる実施形態も考えられる。しかしながら、これらの実施形態では、回路素子及びインバータに接続する電気配線(電力配線、入出力配線等)が衝突時に損傷すると、衝突時に閉回路を形成することができず、モータMGを速やかに停止させることができない。一方、電動車両100では、衝突時のモータカバー72の変形を利用してステータコイル部64を短絡させ、ステータコイルを含む閉回路を形成する。このため、電動車両100は、電気配線の損傷に関わらず、衝突荷重を利用してモータMGを速やかに停止させることができる。
For example, instead of the above example, in order to form a closed circuit at the time of a collision, an embodiment in which circuit elements for short-circuiting a motor at the time of a collision are connected, and an embodiment in which all transistors constituting the inverter are turned on at the time of a collision are also considered. It is done. However, in these embodiments, if the electric wiring (power wiring, input / output wiring, etc.) connected to the circuit element and the inverter is damaged at the time of the collision, the closed circuit cannot be formed at the time of the collision, and the motor MG is quickly stopped. I can't let you. On the other hand, in the
また、電動車両100では、衝突時に導電体76がU相ステータコイル64U、V相ステータコイル64V及びW相ステータコイル64Wの全てに接触する。このため、U相ステータコイル64U、V相ステータコイル64V及びW相ステータコイル64Wの各々に逆起電力による反磁力が発生するので、モータMGに大きな制動が加わるので、モータMGが停止するまでの時間が短い。なお、上記したように、U相ステータコイル64U、V相ステータコイル64V及びW相ステータコイル64Wの各々は、8個のコイルで構成されている。多くのコイルに逆起電力を発生させるために、導電体76は、電力コントローラ5から3相交流が伝送されるパワーケーブルの端子台近傍のモータカバー72の内壁面に固定されるのが望ましい。
In electrically
実施例のモータカバー72は、トランスアクスル2の筐体の一部を構成した。モータカバーは、モータを収容するケースの一部であればよく、トランスアクスル2の筐体の一部に限られない。本明細書における「電動車両」には、車輪駆動用のモータを備えるがエンジンは備えない電気自動車のほか、車輪駆動用のモータとエンジンを備えるハイブリッド車が含まれる。車輪駆動用のモータを備える燃料電池車も本明細書における「電動車両」に含まれる。
The
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical usefulness by achieving one of the objects.
4:サイドメンバ
4a:伝達手段
42:ロータ
44:ステータ
52:ロータコア
54:ロータシャフト
62:ステータコア
64:ステータコイル部
64U:U相ステータコイル
64V:V相ステータコイル
64W:W相ステータコイル
72:モータカバー
72a:固定領域
74:絶縁体
76:導電体
100:電動車両
MG:モータ
4:
Claims (1)
前記モータカバーの内壁面に絶縁体を介して固定されている導電体と、
衝突荷重を前記モータカバーのうちの前記導電体が固定されている固定領域に伝達する伝達手段を有するサイドメンバと、を備え、
前記サイドメンバの前記伝達手段は、衝突時に伝達させる衝突荷重で前記モータカバーを変形させることによって前記導電体を前記複数のステータコイルのうちの少なくとも2つに接触させ、これにより、前記複数のステータコイルのうちの少なくとも1つを含む閉回路を形成するように構成されている、電動車両。 A motor for driving a wheel housed in a motor cover and having a plurality of stator coils;
A conductor fixed to the inner wall surface of the motor cover via an insulator;
A side member having a transmission means for transmitting a collision load to a fixed region of the motor cover to which the conductor is fixed;
The transmission means of the side member brings the conductor into contact with at least two of the plurality of stator coils by deforming the motor cover with a collision load to be transmitted at the time of a collision, whereby the plurality of stators An electric vehicle configured to form a closed circuit including at least one of the coils.
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JP2014181158A JP2016055667A (en) | 2014-09-05 | 2014-09-05 | Electric vehicle |
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JP2022149390A (en) * | 2021-03-25 | 2022-10-06 | 本田技研工業株式会社 | vehicle |
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2014
- 2014-09-05 JP JP2014181158A patent/JP2016055667A/en active Pending
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