JP2017007392A - 電動車両 - Google Patents

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Abstract

【課題】経済的且つコンパクトな構成で、高電圧機器を設ける電装ユニットに外部荷重が付与されることを良好に抑制することを可能にする。【解決手段】電動車両１０は、電装ユニット１２の下部と下部フレーム２２ｂとが固定される固定ボルト５４ｂと、前記電装ユニット１２の上部と上部フレーム２２ａとが固定される固定ボルト５４ａと、を備える。固定ボルト５４ｂは、車両上下方向に向かって固定される一方、固定ボルト５４ａは、車両前後方向に向かって固定され、且つ、前記固定ボルト５４ｂよりも低い保持力に設定される。固定ボルト５４ｂは、車両前後方向に荷重が付与された際、固定ボルト５４ａよりも前記荷重が作用し易い位置に設定される。【選択図】図３

Description

本発明は、高電圧機器を設ける電装ユニットが、車両フレームを構成する下部フレーム及び上部フレームに固定される電動車両に関する。
例えば、ハイブリッド車両やＥＶ等の電動車両では、走行用モータを制御するインバータや電圧制御用のＤＣ−ＤＣコンバータ等の複数の高圧電装機器（高電圧機器）を備えている。電動車両では、例えば、車両衝突時のように、外部荷重が付与された際、高圧電装機器を前記外部荷重から保護する必要がある。
このため、例えば、特許文献１に開示されている電動車両が知られている。この電動車両では、車両の前突時に、剛性部材に前方から後方に向かって衝突荷重が加えられると、前記剛性部材を介して駆動ユニットのうち出力軸よりも上側の部分に荷重が伝達されている。
従って、駆動ユニットは、その後側で下側部分に連結された第３連結機構を支点として上方に回動するので、前記駆動ユニットに加えられた前方からの荷重を車両後方の荷重と上向きの荷重とに分散することができる。これにより、駆動ユニットから車室側に伝達される荷重を、小さく抑えることが可能になるとともに、フレーム部材等において、前記荷重をより確実に吸収することができる、としている。
特許第５４９４４９９号公報
しかしながら、上記の電動車両では、駆動ユニットを回動させるために、専用の第３連結機構を設けるとともに、インバータを回動させるために回転軸となるステーを設けている。このため、回動に必要な種々の機構を設ける必要があり、製造コストが高騰するとともに、搭載性が低下するという問題がある。
本発明は、この種の問題を解決するものであり、経済的且つコンパクトな構成で、高電圧機器を設ける電装ユニットに外部荷重が付与されることを良好に抑制することが可能な電動車両を提供することを目的とする。
本発明は、高電圧機器を設ける電装ユニットが、車両フレームを構成する下部フレーム及び上部フレームに固定される電動車両に関するものである。この電動車両は、電装ユニットの下部と下部フレームとが固定される第１固定点と、前記電装ユニットの上部と上部フレームとが固定される第２固定点と、を備えている。
第１固定点は、下部フレームに対して車両上下方向に向かって固定される一方、第２固定点は、上部フレームに対して車両前後方向に向かって固定され、且つ、前記第１固定点よりも低い保持力に設定されている。そして、電装ユニットにおいて、第２固定点は、車両前後方向に荷重が付与された際、第１固定点よりも前記荷重が作用し易い位置に設定されている。
また、第１固定点は、第１固定ボルトを備え、前記第１固定ボルトは、車両下方向に向かって締結される一方、第２固定点は、第２固定ボルトを備え、前記第２固定ボルトは、車両後方向に向かって締結されることが好ましい。
さらに、電装ユニットは、車両上方向に向かって車両後方向に傾斜する姿勢で、車両フレームに固定されることが好ましい。
本発明によれば、車両前後方向に荷重が付与された際、第２固定点は、第１固定点に先駆けて固定機能が解除されている。このため、電装ユニットは、第１固定点により下部のみが保持されており、前記電装ユニットは、前記下部を支点にして車両前後方向に回動することができる。
従って、電装ユニットを回動させるために、別途専用の機構を設ける必要がない。これにより、経済的且つコンパクトな構成で、高電圧機器を設ける電装ユニットに外部荷重が、直接、付与されることを、良好に抑制することが可能になる。
本発明の実施形態に係る電動車両の概略側面図である。 前記電動車両の要部斜視説明図である。 前記電動車両の要部断面側面図である。 前記電動車両の要部分解斜視説明図である。 前記電動車両を構成するバッテリモジュールの断面図である。 前記電動車両の動作説明図である。
図１に示すように、本発明の実施形態に係る電動車両１０は、電装ユニット１２を搭載する。
電動車両１０は、例えば、ハイブリッド車両やＥＶ等であり、エンジン１６とモータ１８とが連結される。エンジン１６及びモータ１８は、シート２０の後方（矢印Ａｂ方向）（車長方向である矢印Ａ方向後方）に設けられるが、車長方向前方（矢印Ａｆ方向）のフロントボックスに設けてもよい。モータ１８は、例えば、三相のＤＣブラシレスモータである。
図２及び図３に示すように、電動車両１０には、シート２０の後方に車両フレーム２２が設けられる。車両フレーム２２は、上部フレーム２２ａと下部フレーム２２ｂとを有し、それぞれ車幅方向（図２中、矢印Ｂ方向）に延在する。上部フレーム２２ａと下部フレーム２２ｂとの間には、電装ボックス２４が配置され、前記電装ボックス２４内には、電装ユニット１２及びバッテリモジュール２６が収容される（図２参照）。なお、電装ボックス２４は、必要に応じて採用されており、不用にすることもできる。
図３及び図４に示すように、電装ユニット１２は、複数の高圧電装機器（高電圧機器）、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータ２８及びジャンクションボックス（ジャンクションボード）３０ａ、３０ｂの他、図示しない高圧電装機器を備える。電装ユニット１２は、冷却構造体３２を設けるとともに、前記電装ユニット１２は、ブラケット３４を介して車両フレーム２２に固定される（図２及び図３参照）。電装ユニット１２では、シート２０側から後方（矢印Ａｂ方向）に向かって、ジャンクションボックス３０ａ、３０ｂ、ブラケット３４、冷却構造体３２及びＤＣ−ＤＣコンバータ２８の順に配置される（図３参照）。
図４に示すように、ＤＣ−ＤＣコンバータ２８の車幅方向（矢印Ｂ方向）両端には、それぞれ取り付け部３６ａ、３６ｂが膨出形成される。取り付け部３６ａ、３６ｂは、板形状を有し、それぞれ孔部３８ａ、３８ｂが形成される。
冷却構造体３２は、非金属材料、例えば、樹脂材で形成されるダクト部材４０を有する。ＤＣ−ＤＣコンバータ２８は、複数の冷却フィン４２を設けるとともに、前記冷却フィン４２は、ダクト部材４０内に配置される。ダクト部材４０の車幅方向（矢印Ｂ方向）両端には、それぞれ取り付け部４４ａ、４４ｂが膨出形成される。取り付け部４４ａ、４４ｂは、ブロック形状を有し、それぞれ孔部４６ａ、４６ｂを設ける。
ブラケット３４は、板形状を有し、上部には、一対の上側固定部４８ａが形成される。上側固定部４８ａは、前方に比較的小さな角度で傾斜するとともに、孔部５０ａを設ける。ブラケット３４の下部には、一対の下側固定部４８ｂが形成される。下側固定部４８ｂは、前方に比較的大きな角度で傾斜するとともに、孔部５０ｂを設ける。ブラケット３４は、車両フレーム２２に固定された際、上側固定部４８ａが水平方向（矢印Ａ方向）に平行に配置される一方、下側固定部４８ｂが鉛直方向（矢印Ｃ方向）に平行に配置される。
図３に示すように、上部フレーム２２ａには、一対の孔部５０ａと同軸上に、一対のねじ穴５２ａが、水平方向に指向して形成される。下部フレーム２２ｂには、一対の孔部５０ｂと同軸上に、一対のねじ穴５２ｂが、鉛直方向に指向して形成される。
固定ボルト（第２固定ボルト）５４ａは、ブラケット３４の孔部５０ａに挿入され、上部フレーム２２ａのねじ穴５２ａに螺合されることにより、前記ブラケット３４の上部が、前記上部フレーム２２ａに固定される。固定ボルト（第１固定ボルト）５４ｂは、ブラケット３４の孔部５０ｂに挿入され、下部フレーム２２ｂのねじ穴５２ｂに螺合されることにより、前記ブラケット３４の下部が、前記下部フレーム２２ｂに固定される。
固定ボルト５４ｂは、電装ユニット１２の下部と下部フレーム２２ｂとを固定する第１固定点を構成する。固定ボルト５４ｂは、車両下方向（矢印Ｃ方向）に向かって締結される。固定ボルト５４ａは、電装ユニット１２の上部と上部フレーム２２ａとを固定する第２固定点を構成する。固定ボルト５４ａは、車両後方向（矢印Ａｂ方向）に向かって締結される。
固定ボルト５４ｂは、下部フレーム２２ｂに対して車両上下方向に向かって固定される一方、固定ボルト５４ａは、上部フレーム２２ａに対して車両前後方向に向かって固定される。固定ボルト５４ｂは、固定ボルト５４ａよりも低い保持力に設定される。電装ユニット１２において、固定ボルト５４ｂは、車両前後方向に荷重が付与された際、固定ボルト５４ａよりも前記荷重が作用し易い位置に設定される。
具体的には、電装ユニット１２は、車両上方向（矢印Ｃｕ方向）に向かって車両後方向（矢印Ａｂ方向）に傾斜する姿勢で固定されるとともに、固定ボルト５４ａは、固定ボルト５４ｂよりも車両後方向に配置される。
図４に示すように、ブラケット３４の車幅方向（矢印Ｂ方向）両端には、それぞれ取り付け部５６ａ、５６ｂが膨出形成される。取り付け部５６ａ、５６ｂは、板形状を有し、それぞれ孔部５８ａ、５８ｂを設ける。図４及び図５に示すように、２本のボルト６０は、孔部５８ａ、４６ａ及び３８ａに挿入され、先端部にナット６１が螺合される。他の２本のボルト６０は、孔部５８ｂ、４６ｂ及び３８ｂに挿入され、先端部にナット６１が螺合される。ＤＣ−ＤＣコンバータ２８は、同一のボルト６０によりダクト部材４０と一体にブラケット３４に共締めされる。
図２及び図５に示すように、バッテリモジュール２６は、ブラケット部材６２ａ、６２ｂを介して上部フレーム２２ａ及び下部フレーム２２ｂにねじ止めされ、車両フレーム２２に固定される。バッテリモジュール２６は、高圧バッテリを積層して構成され、肉薄に配置される（図５参照）。電装ユニット１２は、同様に肉薄に配置される（図３参照）。
ジャンクションボックス３０ａには、ＤＣ−ＤＣコンバータ２８と図示しないインバータ（他の電装機器）とに接続されるＤＣケーブル６４が設けられる。ジャンクションボックス３０ａには、ケーブル６８が設けられ、図示しないエアコン等に接続される。ジャンクションボックス３０ｂには、バッテリモジュール２６に接続されるバッテリケーブル７０ａ、７０ｂが設けられる。
このように構成される電動車両１０では、図３に示すように、固定ボルト５４ｂは、電装ユニット１２の下部と下部フレーム２２ｂとを固定する第１固定点を構成し、下部フレーム２２ｂに対して車両上下方向に向かって固定されている。固定ボルト５４ａは、電装ユニット１２の上部と上部フレーム２２ａとを固定する第２固定点を構成し、上部フレーム２２ａに対して車両前後方向に向かって固定されている。
固定ボルト５４ｂは、固定ボルト５４ａよりも低い保持力に設定されている。そして、電装ユニット１２において、固定ボルト５４ｂは、車両前後方向に荷重が付与された際、固定ボルト５４ａよりも前記荷重が作用し易い位置に設定されている。
このため、図６に示すように、車両後方向から外部荷重（外部からの衝撃荷重）Ｆが付与された際、エンジン１６が電装ユニット１２に当接すると、固定ボルト５４ｂは、固定ボルト５４ａに先駆けて固定機能が解除される。従って、電装ユニット１２は、固定ボルト５４ａにより下部のみが保持されており、前記下部を支点にして前記電装ユニット１２が車両前方向に回動することができる。
これにより、電装ユニット１２を回動させるために、別途専用の機構を設ける必要がなく、経済的且つコンパクトな構成で、前記電装ユニット１２に外部荷重Ｆが直接付与されることを、良好に抑制することが可能になる。
１０…電動車両 １２…電装ユニット
１６…エンジン １８…モータ
２０…シート ２２…車両フレーム
２２ａ…上部フレーム ２２ｂ…下部フレーム
２４…電装ボックス ２６…バッテリモジュール
２８…ＤＣ−ＤＣコンバータ ３０ａ、３０ｂ…ジャンクションボックス
３２…冷却構造体 ３４…ブラケット
３６ａ、３６ｂ、４４ａ、４４ｂ、５６ａ、５６ｂ…取り付け部
３８ａ、３８ｂ、４６ａ、４６ｂ、５０ａ、５０ｂ、５８ａ、５８ｂ…孔部
４０…ダクト部材 ４２…冷却フィン
４８ａ…上側固定部 ４８ｂ…下側固定部
５２ａ、５２ｂ…ねじ穴 ５４ａ、５４ｂ…固定ボルト
６２ａ、６２ｂ…ブラケット部材 ６４…ＤＣケーブル
６８…ケーブル ７０ａ、７０ｂ…バッテリケーブル

Claims (3)

  1. 高電圧機器を設ける電装ユニットが、車両フレームを構成する下部フレーム及び上部フレームに固定される電動車両であって、
    前記電装ユニットの下部と前記下部フレームとが固定される第１固定点と、
    前記電装ユニットの上部と前記上部フレームとが固定される第２固定点と、
    を備え、
    前記第１固定点は、前記下部フレームに対して車両上下方向に向かって固定される一方、
    前記第２固定点は、前記上部フレームに対して車両前後方向に向かって固定され、且つ、前記第１固定点よりも低い保持力に設定されるとともに、
    前記電装ユニットにおいて、前記第２固定点は、車両前後方向に荷重が付与された際、前記第１固定点よりも前記荷重が作用し易い位置に設定されることを特徴とする電動車両。
  2. 請求項１記載の電動車両において、前記第１固定点は、第１固定ボルトを備え、
    前記第１固定ボルトは、車両下方向に向かって締結される一方、
    前記第２固定点は、第２固定ボルトを備え、
    前記第２固定ボルトは、車両後方向に向かって締結されることを特徴とする電動車両。
  3. 請求項１又は２記載の電動車両において、前記電装ユニットは、車両上方向に向かって車両後方向に傾斜する姿勢で、前記車両フレームに固定されることを特徴とする電動車両。
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