JP2020040578A - 車両 - Google Patents

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亮策 伊澤
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Abstract

【課題】電動機を収容する駆動装置と電動機を制御する電動機制御装置とをそれぞれ適切に冷却することができる車両を提供する。【解決手段】車両１は、車室１０と、車室１０の前方に設けられるフロントルーム２０と、車室１０の後方であって、フロアパネル２の下方に設けられる駆動装置ユニット３０と、を備える。駆動装置ユニット３０は、電動機を収容する駆動装置３１と、電動機を制御するＰＣＵ３２と、を備える。車両１は、フロントルーム２０に配置され、ＰＣＵ３２を冷却する第１冷却装置７０と、フロアパネル２の下方に配置され、駆動装置を冷却する第２冷却装置９０と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、電動機及び電動機を制御する電動機制御装置を備える駆動装置ユニットを搭
載する車両に関する。
特許文献１には、電気自動車の後輪用及び前輪用の電動機と、各電動機を駆動制御する
インバータ等の電動機制御装置とを、一つのラジエータからの冷却水で冷却し得ることが
記載されている。
特開２０１２−１３５１７２号公報
しかし、管理温度域が相違する電動機と電動機制御装置とを、一つのラジエータからの
冷却水で冷却しようとしても、電動機と電動機制御装置とをそれぞれ適切に冷却すること
ができないという問題がある。
本発明は、電動機を収容する駆動装置と電動機を制御する電動機制御装置とをそれぞれ
適切に冷却することができる車両を提供する。
本発明は、
車室と、
前記車室の前方に設けられるフロントルームと、
前記車室の後方であって、フロアパネルの下方に設けられる駆動装置ユニットと、を備
える車両であって、
前記駆動装置ユニットは、
電動機を収容する駆動装置と、
前記電動機を制御する電動機制御装置と、を備え、
前記車両は、
前記フロントルームに配置され、前記電動機制御装置を冷却する第１冷却装置と、
前記フロアパネルの下方に配置され、前記駆動装置を冷却する第２冷却装置と、を備え
る。
本発明によれば、電動機を収容する駆動装置と電動機を制御する電動機制御装置とをそ
れぞれ適切に冷却することができる。
本発明の一実施形態の車両の全体構造を示す概略側面図である。 図１の車両の床下構造を示す平面図である。 図１の車両の冷却配管及びケーブルを説明する側面図である。 図１の車両の駆動装置ユニット及びその周辺の平面図である。 図１の車両の駆動装置ユニット及びその周辺の斜視図である。 図１の車両の駆動装置ユニット及びその周辺の側面図である。
以下、本発明に係る車両の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、図面は符号の
向きに見るものとし、以下の説明において、前後、左右、上下は、操縦者から見た方向に
従い記載し、また、図面に車両の前方をＦｒ、後方をＲｒ、左側をＬ、右側をＲ、上方を
Ｕ、下方をＤ、として示す。
［車両の全体構造］
図１及び図２に示すように、本発明の一実施形態の車両１は、フロアパネル２とダッシ
ュパネル３とにより車室１０とその前方のフロントルーム２０とに区画形成されている。
車室１０には、前部座席１１及び後部座席１２が設けられている。後部座席１２の後方に
おけるフロアパネル２の下方には、駆動装置ユニット３０が設けられている。駆動装置ユ
ニット３０は、左右の後輪５を駆動する。つまり、この車両１は、左右の後輪５を駆動輪
とし、左右の前輪４を従動輪としている。各前輪４及び各後輪５は、それぞれサスペンシ
ョン支持部６に支持される不図示のサスペンションを介して車体フレーム５０に支持され
ている。
車室１０の下方には、複数のバッテリモジュール６０ａから構成されるバッテリ６０が
配置されている。バッテリ６０はバッテリケース６１に収容されてフロアパネル２の下方
に配置されている。
車体フレーム５０は、前後方向に延設される左右一対のサイドメンバ５１、５２と、左
右方向に延設されサイドメンバ５１、５２間を連結する複数のクロスメンバ５３と、駆動
装置ユニット３０を囲むように矩形形状を有するサブフレーム５４と、を備える。サブフ
レーム５４は、両サイドメンバ５１、５２に支持された一対のサブサイドメンバ５５、５
６と、両サブサイドメンバ５５、５６間を繋ぐ前フレームメンバ５７及び後フレームメン
バ５８と、を備える。駆動装置ユニット３０は、電動機としてのモータＭＯＴを収容する
駆動装置３１と、モータＭＯＴを制御する電動機制御装置としてのＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ
Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）３２と、を備える。駆動装置３１とＰＣＵ３２とは、図示し
ないバスバを介して電気的に接続されている。
［第１冷却装置］
フロントルーム２０には、ＰＣＵ３２を冷却する第１冷却装置７０が設けられている。
第１冷却装置７０は、車両１の最前面に設けられたラジエータを備える。図２及び図３に
示すように、第１冷却装置７０とＰＣＵ３２とは冷却配管７１により接続されている。冷
却配管７１は、フロアパネル２とバッテリ６０（バッテリケース６１）との間に配置され
ている。冷却配管７１は、第１冷却装置７０からＰＣＵ３２に冷媒を供給する第１冷却配
管７２と、ＰＣＵ３２から第１冷却装置７０に冷媒を排出する第２冷却配管７３と、を備
えている。このように、第１冷却装置７０とＰＣＵ３２とを繋ぐ冷却配管７１（７２、７
３）が、フロアパネル２とバッテリ６０との間に配置されていることにより、車両１の前
後方向に延びる長い配管が広域に渡って保護される。
［ジャンクションボックス及びケーブル配置］
フロントルーム２０には、図１〜図３に示すように、車両１の先端上部に設けられた図
示しない充電ポートに接続されるジャンクションボックス８０が設けられている。ジャン
クションボックス８０は、バッテリケーブル８１を介してバッテリ６０に接続され、ＰＣ
Ｕケーブル８２を介してＰＣＵ３２に接続されている。ＰＣＵケーブル８２は、ジャンク
ションボックス８０から延びる第１ケーブル８２１とＰＣＵ３２から延びる第２ケーブル
８２２とを有し、第１ケーブル８２１と第２ケーブル８２２とが、バッテリ６０と駆動装
置ユニット３０との間に位置するクロスメンバ５３（以下、このクロスメンバ５３をサポ
ートクロスメンバ５３Ａと呼ぶ）の下面に固定されたジョイントボックス８を介して互い
に接続される。
図２に示すように、ＰＣＵケーブル８２は、第１冷却配管７２と第２冷却配管７３との
間に配置されている。このように、ＰＣＵケーブル８２の両脇に第１冷却配管７２と第２
冷却配管７３とが配置されることにより、ＰＣＵケーブル８２の発熱を抑制できる。また
、第１冷却配管７２及び第２冷却配管７３に加えてＰＣＵケーブル８２も、フロアパネル
２とバッテリ６０との間に配置されることで、飛び石等から保護される。
［駆動装置］
図４及び図５に示すように、駆動装置ユニット３０は、一対の前マウント部５４１を介
して前フレームメンバ５７に固定されるとともに、後マウント部５４２を介して後フレー
ムメンバ５８に固定されている。駆動装置３１には、モータＭＯＴ及び変速機（不図示）
が設けられ、モータＭＯＴのトルクが変速機を介して出力軸３１１に伝達され、出力軸３
１１から後輪５に伝達される。
［第２冷却装置］
図４及び図５に示すように、フロアパネル２の下方における駆動装置ユニット３０の近
傍には、駆動装置３１を冷却する第２冷却装置９０が配置されている。第２冷却装置９０
はラジエータを備えている。第２冷却装置９０は、冷媒管９１、９２を介して駆動装置３
１に接続されている。駆動装置３１は、第２冷却装置９０によって冷却された冷媒液（Ａ
ＴＦ）が冷媒管９１、９２を通して循環供給されることで冷却される。このように、第１
冷却装置７０と第２冷却装置９０とを車両１の前後方向に分けて配置することにより、一
方の排熱が他方へ伝わることを抑制することができる。また、より管理温度が厳しく冷却
性能を求められるＰＣＵ３２を冷却する第１冷却装置７０をフロントルーム２０に配置し
、走行風が当たり易くすることにより適切に冷却を行うことができる。一方、排熱温度が
高い駆動装置３１を冷却する第２冷却装置９０をフロアパネル２の下に配置することで、
フロントルーム２０内の温度上昇を抑制できる。
第２冷却装置９０は、図６に示すように、車両１の前後方向においてサブフレーム５４
とバッテリ６０との間に配置されている。この構成により、第２冷却装置９０を車両１の
衝突時等における衝撃から保護することができる。また、第２冷却装置９０は、フロアパ
ネル２の下方に配置されるため車両１の走行時に走行風Ａに曝される。これにより、冷却
液と外気とで熱交換が行われ、駆動装置３１を効率良く冷却することができる。さらに、
第２冷却装置９０が駆動装置３１の近くに配置されることで、第２冷却装置９０が別の場
所、例えば車両１のフロントルーム２０に配置された場合と比較して、冷媒管９１、９２
の流路を短くできる。
また、第２冷却装置９０は、車両１の高さ方向においてサブフレーム５４（前フレーム
メンバ５７）の幅内に配置されている。この構成により、第２冷却装置９０を車両１の衝
突時等における衝撃からより確実に保護することができる。
また、第２冷却装置９０は、車両１の高さ方向においてバッテリ６０の幅内に配置され
ている。この構成により、第２冷却装置９０を車両１の衝突時等における衝撃からより確
実に保護することができる。
また、第２冷却装置９０は、下方からアンダーカバー２１によって覆われている。そし
て、第２冷却装置９０の上方、且つ前フレームメンバ５７の前方且つ上方にはサポートク
ロスメンバ５３Ａ（クロスメンバ５３）が存在する。すなわち、第２冷却装置９０は、前
フレームメンバ５７と、サポートクロスメンバ５３Ａ（クロスメンバ５３）と、バッテリ
６０と、アンダーカバー２１とによって囲まれた空間Ｓに配置されている。このように、
第２冷却装置９０が、前フレームメンバ５７と、サポートクロスメンバ５３Ａ（クロスメ
ンバ５３）と、バッテリ６０と、アンダーカバー２１とによって囲まれることで、第２冷
却装置９０の安全性が確保される。また、第２冷却装置９０が下方からアンダーカバー２
１によって覆われることで、アンダーカバー２１を飛び石等から保護することができる。
ここで、第２冷却装置９０が下方からアンダーカバー２１によって覆われると、第２冷
却装置９０へ走行風が当たりづらくなる。しかしながら、本実施形態では、第２冷却装置
９０を下方から覆うアンダーカバー２１に、第２冷却装置９０に走行風Ａを供給するため
の開口部２１１が設けられている。また、第２冷却装置９０は、開口部２１１の後方且つ
上方に、車両１の前方から後方に向かって下方に傾斜した状態で配置されている。
即ち、開口部２１１は、第２冷却装置９０よりも前方に設けられ、第２冷却装置９０が
車両１の前方から後方に向かって下方に傾斜した状態で配置されることで、第２冷却装置
９０が走行風Ａを受けやすくなる。これにより、第２冷却装置９０における冷媒液と走行
風Ａとの熱交換効率が高められるので、冷却性能が向上する。
また、アンダーカバー２１には、開口部２１１と対向し、車両１の前方から後方に向か
って上方に傾斜した傾斜面２１２が設けられている。傾斜面２１２は、開口部２１１より
も後方且つ第２冷却装置９０の下方に設けられている。この構成により、開口部２１１か
ら供給される走行風Ａが傾斜面２１２に沿って第２冷却装置９０に向かって流れるので、
冷却性能がより向上する。
また、開口部２１１は、車両１の後方に向かって車幅方向の長さが次第に長くなるよう
にアンダーカバー２１によって凹設されたダクト２１３の出口部となっている。これによ
り、走行風が効率的に取り込まれる。
［バッテリケース］
図６に示すように、バッテリケース６１の後端部には、バッテリ６０の電力を遮断する
電力遮断プラグ６２が配置されている。このように、バッテリケース６１の後端部に発熱
しにくい電力遮断プラグ６２を配置することにより、バッテリ６０の熱により第２冷却装
置９０の冷却性能を低下してしまうことを抑制できる。
なお、前述した実施形態は、適宜、変形、改良、等が可能である。例えば、前述した実
施形態では、変速機を備えた駆動装置３１を例示したが、これに限らず、変速機を備えて
いない駆動装置３１であってもよい。
本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実
施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。
（１） 車室（車室１０）と、
前記車室の前方に設けられるフロントルーム（フロントルーム２０）と、
前記車室の後方であって、フロアパネル（フロアパネル２）の下方に設けられる駆動装
置ユニット（駆動装置ユニット３０）と、を備える車両（車両１）であって、
前記駆動装置ユニットは、
電動機を収容する駆動装置（駆動装置３１）と、
前記電動機を制御する電動機制御装置（ＰＣＵ３２）と、を備え、
前記車両は、
前記フロントルームに配置され、前記電動機制御装置を冷却する第１冷却装置（第１冷
却装置７０）と、
前記フロアパネルの下方に配置され、前記駆動装置を冷却する第２冷却装置（第２冷却
装置９０）と、を備える、車両。
（１）によれば、第１冷却装置と第２冷却装置とを車両の前後方向に分けて配置するこ
とにより、一方の排熱が他方へ伝わることを抑制することができる。また、より管理温度
が厳しく冷却性能を求められる電動機制御装置を冷却する第１冷却装置をフロントルーム
に配置し、走行風が当たり易くすることにより適切に冷却を行うことができる。一方、排
熱温度が高い駆動装置を冷却する第２冷却装置をフロアパネル下に配置することで、フロ
ントルーム内の温度上昇を抑制できる。さらに、第２冷却装置と駆動装置とを繋ぐ配管を
短縮できる。
（２） （１）に記載の車両であって、
前記車両は、
前記車室の下方であって、前記フロアパネルの下方に設けられるバッテリ（バッテリ６
０）をさらに備え、
前記第１冷却装置と前記電動機制御装置とを繋ぐ冷却配管（冷却配管７１）は、前記フ
ロアパネルと前記バッテリとの間に配置されている、車両。
（２）によれば、車両の前後方向に延びる長い配管を広域に渡って保護することができ
る。
（３） （２）に記載の車両であって、
前記車両は、
前記フロントルームに設けられ、前記電動機制御装置から延びるケーブル（ＰＣＵケー
ブル８２）が接続されるジャンクションボックス（ジャンクションボックス８０）をさら
に備え、
前記冷却配管は、
前記第１冷却装置から前記電動機制御装置に冷媒を供給する第１冷却配管（第１冷却配
管７２）と、
前記電動機制御装置から前記第１冷却装置に冷媒を排出する第２冷却配管（第２冷却配
管７３）と、を備え、
前記ケーブルは、前記第１冷却配管と前記第２冷却配管との間に配置されている、車両
。
（３）によれば、ケーブルの両脇に第１冷却配管と第２冷却配管とが配置されるので、
ケーブルの発熱を抑制できる。また、第１冷却配管及び第２冷却配管に加えてケーブルも
、フロアパネルとバッテリとの間に配置されることで、飛び石等から保護される。
（４） （２）又は（３）に記載の車両であって、
前記駆動装置ユニットは、前記駆動装置ユニットを囲むように矩形形状を有するサブフ
レーム（サブフレーム５４）に固定され、
前記第２冷却装置は、前記車両の前後方向において前記バッテリと前記サブフレームと
の間に配置されている、車両。
（４）によれば、第２冷却装置を車両の衝突時等における衝撃から保護することができ
る。
（５） （４）に記載の車両であって、
前記第２冷却装置は、前記車両の高さ方向において前記サブフレームの幅内に配置され
ている、車両。
（５）によれば、第２冷却装置を車両の衝突時等における衝撃からより確実に保護する
ことができる。
（６） （４）又は（５）に記載の車両であって、
前記第２冷却装置は、前記車両の高さ方向において前記バッテリの幅内に配置されてい
る、車両。
（６）によれば、第２冷却装置を車両の衝突時等における衝撃からより確実に保護する
ことができる。
（７） （２）〜（６）のいずれかに記載の車両であって、
前記バッテリは、バッテリケース（バッテリケース６１）に収容され、
前記バッテリケースの後端部には、前記バッテリの電力を遮断する電力遮断プラグ（電
力遮断プラグ６２）が配置されている、車両。
（７）によれば、バッテリケースの後端部に発熱しにくい電力遮断プラグを配置するこ
とにより、バッテリの熱が第２冷却装置の冷却性能を低下してしまうことを抑制できる。
１ 車両
２ フロアパネル
１０ 車室
２０ フロントルーム、
３０ 駆動装置ユニット
３１ 駆動装置
３２ ＰＣＵ （電動機制御装置）
５４ サブフレーム
６０ バッテリ
６１ バッテリケース
６２ 電力遮断プラグ
７０ 第１冷却装置
７１ 冷却配管
７２ 第１冷却配管
７３ 第２冷却配管
８０ ジャンクションボックス
９０ 第２冷却装置
６１ バッテリケース
６２ 電力遮断プラグ

Claims (7)

  1. 車室と、
    前記車室の前方に設けられるフロントルームと、
    前記車室の後方であって、フロアパネルの下方に設けられる駆動装置ユニットと、を備
    える車両であって、
    前記駆動装置ユニットは、
    電動機を収容する駆動装置と、
    前記電動機を制御する電動機制御装置と、を備え、
    前記車両は、
    前記フロントルームに配置され、前記電動機制御装置を冷却する第１冷却装置と、
    前記フロアパネルの下方に配置され、前記駆動装置を冷却する第２冷却装置と、を備え
    る、車両。
  2. 請求項１に記載の車両であって、
    前記車両は、
    前記車室の下方であって、前記フロアパネルの下方に設けられるバッテリをさらに備え
    、
    前記第１冷却装置と前記電動機制御装置とを繋ぐ冷却配管は、前記フロアパネルと前記
    バッテリとの間に配置されている、車両。
  3. 請求項２に記載の車両であって、
    前記車両は、
    前記フロントルームに設けられ、前記電動機制御装置から延びるケーブルが接続される
    ジャンクションボックスをさらに備え、
    前記冷却配管は、
    前記第１冷却装置から前記電動機制御装置に冷媒を供給する第１冷却配管と、
    前記電動機制御装置から前記第１冷却装置に冷媒を排出する第２冷却配管と、を備え、
    前記ケーブルは、前記第１冷却配管と前記第２冷却配管との間に配置されている、車両
    。
  4. 請求項２又は３に記載の車両であって、
    前記駆動装置ユニットは、前記駆動装置ユニットを囲むように矩形形状を有するサブフ
    レームに固定され、
    前記第２冷却装置は、前記車両の前後方向において前記バッテリと前記サブフレームと
    の間に配置されている、車両。
  5. 請求項４に記載の車両であって、
    前記第２冷却装置は、前記車両の高さ方向において前記サブフレームの幅内に配置され
    ている、車両。
  6. 請求項４又は５に記載の車両であって、
    前記第２冷却装置は、前記車両の高さ方向において前記バッテリの幅内に配置されてい
    る、車両。
  7. 請求項２〜６のいずれか１項に記載の車両であって、
    前記バッテリは、バッテリケースに収容され、
    前記バッテリケースの後端部には、前記バッテリの電力を遮断する電力遮断プラグが配
    置されている、車両。
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