JP2016159783A - 電動車両 - Google Patents

Abstract

【課題】本明細書は、後部座席よりも後方に配置されるインバータを後突の衝撃から保護する技術を提供する。【解決手段】ハイブリッド車２は、後部座席３よりも後方に配置されているリアインバータ１４を備えている。リアインバータ１４は、走行用のリアモータ１３に電力を供給するデバイスである。リアインバータ１４は、車両の側面視において、後輪４の後端（直線Ｌ１）よりも前であり、かつ、後輪４の上端（直線Ｌ２）よりも下に配置されている。後突の際、後方から衝突した障害物が車両後方に乗り上げた際に後輪４がリアインバータ１４に加わる衝撃を緩和する。【選択図】図２

Description

本発明は、電動車両に関する。本明細書における「電動車両」には、走行用にモータを備えるがエンジンは備えない電気自動車と、走行用にモータとエンジンの双方を備えるハイブリッド車を含む。燃料電池車も本明細書における電動車両に含まれる。

電動車両は電源の直流電力を交流電力に変換して走行用モータに供給するインバータを備えている。電動車両におけるインバータの配置場所は様々であるが、例えば特許文献１には、後部座席よりも後方にインバータを配置したハイブリッド車が開示されている。

走行用のモータに電力を供給するインバータには１００ボルト以上の高電圧の電流が流れることが多い。そのような高電圧の電流が流れるインバータは、衝突の衝撃から保護されることが望ましい。特許文献１では、インバータは、車体の強度を担保する２本のサイドメンバ（リアサイドフレーム）の間に配置される。特許文献１によると、車両が側突あるいは後突した場合、インバータは２本のサイドメンバによって保護される。なお、側突とは、障害物が車両の側方から衝突することであり、後突とは、障害物が車両の後方から衝突することである。

特開２００９−１８４５７７号公報

本明細書は、後部座席よりも後方に配置されるインバータを、特許文献１の技術とは異なる構造的特徴により後突の衝撃から保護する技術を提供する。

本明細書の技術が対象とする電動車両は、後部座席よりも後方にインバータを配置した電動車両である。そのインバータは、走行用のモータに電力を供給するデバイスである。本明細書が開示する電動車両では、そのインバータが、車両の側面視において、後輪の後端よりも前であり、かつ、後輪の上端よりも下に配置されていることを特徴とする。そのような配置により、例えば大型トラックが後方から衝突してその大型トラックの前部が車両後部に乗り上がった際、インバータに加わる衝撃を後輪が緩和する。なお、特許文献１に記載された技術にはインバータの保護に後輪を利用するという技術的思想がなく、特許文献１に後輪についての記載はない。本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。

実施例のハイブリッド車の平面図である。 実施例のハイブリッド車の側面図である（後部のみ）。

図面を参照して実施例の電動車両を説明する。実施例の電動車両は、走行用に２個のモータと１個のエンジンを備えるハイブリッド車２である。図１にハイブリッド車２の平面図を示し、図２にハイブリッド車２の側面図を示す。図１では、理解を助けるために車体の輪郭を仮想線で示している。図２は、車両の後部の側面視を示しており、車体の輪郭と後輪４の輪郭を仮想線で描いてある。図１と図２では、本明細書が開示する技術の説明に不要な一部の部品は図示を省略している。

図１と図２の座標系について説明する。Ｆ軸は、車両の前後方向に延びる軸であり、Ｆ軸の矢印が車両前方を向いている。Ｖ軸は、車両の上下方向に延びる軸であり、Ｖ軸の矢印は上方を向いている。Ｈ軸は車両の横方向に延びる軸である。図２は、Ｈ軸方向から見た図であり、車両の側面視に相当する。

ハイブリッド車２では、フロントコンパートメントにエンジン２２とフロントモータ２４が搭載されており、後部座席３の後方のリアコンパートメントにリアモータ１３が搭載されている。フロントモータ２４は、トランスアクスル２３のハウジングに収容されている。リアモータ１３は、後輪用のデファレンシャルギアボックス１２のハウジングに収容されている。

ハイブリッド車２は、主にエンジン２２とフロントモータ２４で走行する。即ち、ハイブリッド車２は、通常は前輪駆動で走行する。リアモータ１３は、滑り易い路面を走行するとき、あるいは急こう配の登り坂を走行するときに、一時的に４輪駆動で走行するために備えられている。即ち、リアモータ１３は、エンジン２２又はフロントモータ２４による前輪２１の駆動力を一時的に補助するために備えられている。一例では、フロントモータ２４の出力は５０キロワット以上であり、リアモータ１３の出力は１０キロワット以下である。

エンジン２２とトランスアクスル２３は、車両の前後方向に延びる一対のサイドメンバ５ａ、５ｂの間に配置されている。エンジン２２とトランスアクスル２３は、不図示の防振部材を介して一対のサイドメンバ５ａ、５ｂに懸架されている。トランスアクスル２３の上部に、フロントモータ２４に交流電力を供給するフロントインバータ２５が固定されている。符号２１は、前輪を示している。図１、図２において、フロントインバータ２５とリアインバータ１４に直流電力を供給するバッテリの図示は省略している。

リアモータ１３と、リアモータ１３に交流電力を供給するリアインバータ１４について説明する。先に述べたように、リアモータ１３は、後輪用のデファレンシャルギアボックス１２のハウジングに収容されている。リアモータ１３に交流電力を供給するリアインバータ１４は、デファレンシャルギアボックス１２の上に固定されている。デファレンシャルギアボックス１２は、後輪４の車軸９に固定されている。

図１に示すように、デファレンシャルギアボックス１２（リアモータ１３）とリアインバータ１４は、後部座席３よりも後方で一対のサイドメンバ５ａ、５ｂの間に配置されている。一対のサイドメンバ５ａ、５ｂの間には、２本のクロスメンバ６、７が架け渡されており、デファレンシャルギアボックス１２は、その２本のクロスメンバ６、７の間に、防振部材８を介して懸架されている（図２も参照されたい）。

図２に示す直線Ｌ１は、側面視において後輪４の後端に接する鉛直線である。図２に示す直線Ｌ２は、側面視において後輪４の上端に接する水平線である。図２に示されているように、リアインバータ１４は、直線Ｌ１よりも車両前側、かつ、直線Ｌ２よりも下側に配置されている。即ち、リアインバータ１４は、車両の側面視において、後輪４の後端よりも前であり、かつ、後輪４の上端よりも下に配置されている。さらに言えば、リアインバータ１４は、車両の側面視において、後輪４の輪郭の内側に配置されている。また、リアインバータ１４は、サイドメンバ５ａ、５ｂよりも下に配置されている。なお、図２には一方のサイドメンバ５ｂしか描かれていないが、他方のサイドメンバ５ａは、側面視においてサイドメンバ５ａと重なる。サイドメンバ５ａ、５ｂは上下方向に幅を有するが、「リアインバータ１４がサイドメンバ５ａ、５ｂよりも下に配置されている」とは、リアインバータ１４が、サイドメンバ５ａ、５ｂの上側の縁よりも下に配置されていればよい。

リアモータ１３の定格駆動電圧は１００ボルト以上であるため、リアインバータ１４には１００ボルト以上の高電圧の電流が流れる。そのような高電圧の電流が流れるリアインバータ１４は、衝突時に保護されることが望ましい。上記説明したリアインバータ１４の配置は、側突、及び、後突に対してリアインバータ１４の保護に優れている。一つには、リアインバータ１４は２本のサイドメンバ５ａ、５ｂの間に配置されているので、側突に対してはサイドメンバ５ａ、５ｂがリアインバータ１４を保護する。

リアインバータ１４は、後輪４の後端よりも前方に配置されているとともに、後輪４の上端よりも下に配置されている。そのような配置により、大型トラックが後方から衝突してその大型トラックの前部が車両後部に乗り上がった際、後輪４がリアインバータ１４に加わる衝撃を緩和する。さらに、仮に後輪４が潰れたとしても、リアインバータ１４は２本のサイドメンバ５ａ、５ｂよりも下方に位置するので、それらサイドメンバ５ａ、５ｂが上方の障害物（大型トラックの前部）からリアインバータ１４を保護する。

リアインバータ１４は、補助駆動源であるリアモータ１３に電力を供給するデバイスである。リアモータ１３は補助駆動源であるため出力が小さい。それゆえ、リアインバータ１４の体格も小さくて済む。リアインバータ１４の体格が小さいことが、側面視において後輪４の輪郭の内側に配置できることに寄与する。

さらにまた、リアインバータ１４がデファレンシャルギアボックス１２に固定されていることも、衝突の衝撃からリアインバータ１４を保護することに貢献する。デファレンシャルギアボックス１２は、後輪４の車軸９に固定されている。また、デファレンシャルギアボックス１２は防振部材８を介して２本のクロスメンバ６、７に固定されている。車軸９は、不図示のサスペンションを介してサイドメンバ５ａ、５ｂに連結されている。防振部材８やサスペンションを介した連結は、衝突の衝撃で外れやすい。即ち、デファレンシャルギアボックス１２と車軸９は、衝撃を受けると防振部材８やサスペンションから外れやすい。従って、リアインバータ１４あるいはデファレンシャルギアボックス１２が衝撃を受けると、車軸９と後輪４が、デファレンシャルギアボックス１２とともに、サイドメンバ５ａ、５ｂから外れる。リアインバータ１４がデファレンシャルギアボックス１２と車軸９ごとサイドメンバ５ａ、５ｂから外れて自由になることで、リアインバータ１４に加わる衝撃が緩和される。

実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。リアインバータ１４が、後部座席３の後方に配置されているインバータの一例に相当する。リアモータ１３が、後部座席３の後方に配置されているインバータが電力を供給する対象の一例である。後部座席３の後方に配置されているインバータが電力を供給する対象は、リアモータ１３に限定されないが、補助駆動源であるリアモータ１３であることが好ましい。先に述べたように、リアモータ１３が補助駆動源であるがゆえに、リアインバータ１４は、側面視において後輪４の輪郭の内側に配置できるほどに体格が小さくできる。

リアインバータ１４は、デファレンシャルギアボックス１２の上に固定されていることに限定されないが、デファレンシャルギアボックス１２の上に固定されていることが好ましい。前述したように、リアインバータ１４は、衝突の衝撃で、デファレンシャルギアボックス１２と車軸９ごとサイドメンバ５ａ、５ｂから外れて自由になるからである。

リアインバータ１４が後輪の車軸９に固定されているデファレンシャルギアボックス１２に固定されている場合、リアインバータ１４は後輪４の上端よりも下方に配置されていることが好ましいが、リアインバータ１４は後輪４の上端よりも上方に配置されていても、次善の衝撃緩和効果を得ることが期待できる。即ち、走行用のモータに電力を供給するインバータが後輪の車軸に固定されているデファレンシャルギアボックスに固定されていれば、後突時の衝撃緩和効果を得ることが期待できる。

実施例の電動車両は走行用に２個のモータと１個のエンジンを備えるハイブリッド車であった。本明細書が開示する技術は、ハイブリッド車に限らず、電気自動車に適用することも好適である。さらには、本明細書が開示する技術は、燃料電池車に適用することも好適である。

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。

２：ハイブリッド車
３：後部座席
４：後輪
５ａ、５ｂ：サイドメンバ
６、７：クロスメンバ
８：防振部材
９：車軸
１２：デファレンシャルギアボックス
１３：リアモータ
１４：リアインバータ
２１：前輪
２２：エンジン
２３：トランスアクスル
２４：フロントモータ
２５：フロントインバータ

Claims (5)

1. 後部座席よりも後方に配置されており、走行用のモータに電力を供給するインバータを備えた電動車両であり、
   前記インバータが、車両の側面視において、後輪の後端よりも前であり、かつ、後輪の上端よりも下に配置されていることを特徴とする電動車両。
2. 前記インバータは、前記側面視において、前記後輪の輪郭の内側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電動車両。
3. 前記インバータは、前記側面視において、サイドメンバよりも下に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動車両。
4. 前記インバータは、後輪の車軸に固定されているデファレンシャルギアボックスに固定されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電動車両。
5. 前輪駆動用にエンジン又は別のモータを備えており、前記モータは、前記エンジン又は前記別のモータによる前輪の駆動力を一時的に補助する後輪駆動用のモータであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電動車両。

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