JP2021066340A

JP2021066340A - 電動車両

Info

Publication number: JP2021066340A
Application number: JP2019193507A
Authority: JP
Inventors: 中村　健太郎; Kentaro Nakamura; 中村　　健太郎; 修島崎; Osamu Shimazaki; 亮佑根川; Ryosuke Negawa
Original assignee: Subaru Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Subaru Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-10-24
Filing date: 2019-10-24
Publication date: 2021-04-30
Anticipated expiration: 2039-10-24
Also published as: US11571957B2; CN112793672A; US20210122221A1; JP7221844B2; CN112793672B

Abstract

【課題】衝突時に、コンパートメント内に配置された制御回路の損傷を抑制する。【解決手段】電動車両であって、ボディと、部品搭載フレームと、回路ケースを有する。前記ボディは、キャビンよりも前方にコンパートメントを有する。前記部品搭載フレームは、前記コンパートメント内に配置されており、前記ボディに接続されている。前記回路ケースは、前記部品搭載フレーム上に配置されており、走行用モータを制御する制御回路を内蔵しており、金属により構成されている。前記部品搭載フレームが、左右方向に伸びている複数のクロスメンバと、前記複数のクロスメンバを互いに接続する接続メンバ、を有する。前記複数のクロスメンバが、前記複数のクロスメンバのうちで最も後方に配置されている後方クロスメンバを有する。上から見たときに、前記回路ケースが、前記後方クロスメンバの後縁よりも前方に配置されている。【選択図】図４

Description

本明細書に開示の技術は、電動車両に関する。

特許文献１に開示の電動車両は、キャビンの前方にコンパートメント（モータルーム）を有している。そのコンパートメント内に、走行用モータと、走行用モータを制御する制御回路（インバータ及びＤＣ／ＤＣコンバータ等）が配置されている。また、コンパートメント内には、部品搭載フレームが設けられている。制御回路は、部品搭載フレーム上に配置されている。

特開２０１１−０２０６２８号公報

特許文献１のようにコンパートメント内に制御回路を有する電動車両においては、電動車両がその前部で衝突したときに、制御回路が損傷し易い。制御回路が損傷すると、車両の電気的な制御が困難となる。本明細書では、衝突時にコンパートメント内に配置された制御回路の損傷を抑制する技術を提案する。

電動車両であって、キャビンよりも前方にコンパートメントを有するボディと、前記コンパートメント内に配置されているとともに前記ボディに接続されている部品搭載フレームと、回路ケースを有する。回路ケースは、前記部品搭載フレーム上に配置されており、走行用モータを制御する制御回路を内蔵しており、金属により構成されている。前記部品搭載フレームが、左右方向に伸びている複数のクロスメンバと、前記複数のクロスメンバを互いに接続する接続メンバを有する。前記複数のクロスメンバが、前記複数のクロスメンバのうちで最も後方に配置されている後方クロスメンバを有する。上から見たときに、前記回路ケースが、前記後方クロスメンバの後縁よりも前方に配置されている。

電動車両がその前部で衝突すると、ボディの変形によって、回路ケースが部品搭載フレームとともに後方に向かって押し出される。このとき、回路ケースがその後方に配置されたボディ構成部材に衝突して回路ケースに強い荷重が加わると、回路ケース内の制御回路が損傷する。しかしながら、上記の電動車両では、上から見たときに、回路ケースが、後方クロスメンバの後縁よりも前方に配置されている。このため、電動車両の衝突によって回路ケースと部品搭載フレームが後方に向かって押し出されると、回路ケースよりも先に後方クロスメンバがボディ構成部材と衝突し易い。これによって、回路ケースに加わる荷重が軽減される。このため、回路ケースの内部の制御回路の損傷を抑制することができる。

ボディの斜視図。コンパートメントの平面図（回路ケースを省略した図）。コンパートメントの斜視図（回路ケースを省略した図）。コンパートメントの平面図（回路ケースを含む図）。コンパートメントの斜視図（回路ケースを含む図図）。配線５４の経路を示す側面図。

実施形態の電動車両は、走行用モータを搭載している。電動車両は、走行用モータによって車輪を駆動して走行する。図１は、実施形態の電動車両のボディ１０を示している。なお、図１を含む各図において、矢印ＦＲは車両前方向を示し、矢印ＲＨは車両右方向を示し、矢印ＵＰは車両上方向を示す。ボディ１０は、フロントピラー１１と、フロントピラー１１から前方に向かって伸びるエプロンアッパメンバ１４（すなわち、右エプロンアッパメンバ１４Ｒと左エプロンアッパメンバ１４Ｌ）を有している。ボディ１０は、２つのエプロンアッパメンバ１４に囲まれた範囲に、コンパートメント１６を有している。コンパートメント１６は、キャビン１２よりも前方に設けられている。

図２、３は、コンパートメント１６の内部を示している。コンパートメント１６の最後部に、ダッシュパネル２０が配置されている。ダッシュパネル２０は、コンパートメント１６とキャビン１２を分離している。右エプロンアッパメンバ１４Ｒと左エプロンアッパメンバ１４Ｌは、コンパートメント１６の左右の両縁に沿って伸びている。右エプロンアッパメンバ１４Ｒと左エプロンアッパメンバ１４Ｌは、ボディ１０の最前部において、コアサポート１８によって互いに接続されている。コアサポート１８は、コンパートメント１６の前縁を構成している。

コンパートメント１６の内部に、一対のフロントサイドメンバ２２（右フロントサイドメンバ２２Ｒと左フロントサイドメンバ２２Ｌ）が設けられている。各フロントサイドメンバ２２は、前後方向に沿って伸びている。フロントサイドメンバ２２は、エプロンアッパメンバ１４よりも下側に配置されている。右フロントサイドメンバ２２Ｒと左フロントサイドメンバ２２Ｌは、コンパートメント１６内において、フロントクロスメンバ２４によって互いに接続されている。また、右フロントサイドメンバ２２Ｒと左フロントサイドメンバ２２Ｌは、ボディ１０の最前部において、バンパリインフォースメント２６に接続されている。

コンパートメント１６の内部に、部品搭載フレーム３０が配置されている。部品搭載フレーム３０は、コンパートメント１６内で、ボディ１０に固定されている。部品搭載フレーム３０は、前方クロスメンバ３２、後方クロスメンバ３４、右接続メンバ３６、及び、左接続メンバ３８を有している。

前方クロスメンバ３２は、左右方向に長く伸びている。前方クロスメンバ３２の右端部は、ブラケット４２に接続されている。ブラケット４２は、斜め上方向に向かって伸びており、右エプロンアッパメンバ１４Ｒに接続されている。すなわち、前方クロスメンバ３２の右端部は、ブラケット４２を介して、右エプロンアッパメンバ１４Ｒに接続されている。前方クロスメンバ３２の左端部は、ブラケット４４に接続されている。ブラケット４４は、斜め上方向に向かって伸びており、左エプロンアッパメンバ１４Ｌに接続されている。すなわち、前方クロスメンバ３２の左端部は、ブラケット４４を介して、左エプロンアッパメンバ１４Ｌに接続されている。

後方クロスメンバ３４は、左右方向に長く伸びている。後方クロスメンバ３４は、前方クロスメンバ３２よりも後方に配置されている。後方クロスメンバ３４の後方側面３４ａ（ダッシュパネル２０に対向する側面）には、凹部３４ｂが形成されている。後方クロスメンバ３４の右端部は、ブラケット４６を介して右フロントサイドメンバ２２Ｒに接続されている。後方クロスメンバ３４の左端部は、ブラケット４８を介して左フロントサイドメンバ２２Ｌに接続されている。

右接続メンバ３６は、前後方向に長く伸びている。右接続メンバ３６は、前方クロスメンバ３２と後方クロスメンバ３４を接続している。左接続メンバ３８は、前後方向に長く伸びている。左接続メンバ３８は、前方クロスメンバ３２と後方クロスメンバ３４を接続している。

図４、５は、部品搭載フレーム３０上に固定された回路ケース５０を示している。回路ケース５０は、内部に制御回路を収容している。回路ケース５０の内部の制御回路は、図示しない走行用モータを制御する。例えば、回路ケース５０の内部には、走行用モータに交流電力を供給するインバータ回路が収容されている。回路ケース５０は、金属により構成されている。図４に示すように上から見たときに、回路ケース５０の後方側面５０ａは、後方クロスメンバ３４の後方側面３４ａ（凹部３４ｂを含む後方側面３４ａ全体）よりも前方に位置している。すなわち、上から見たときに、回路ケース５０は、後方クロスメンバ３４の後方側面３４ａよりも後方には突出していない。また、図４に示すように上から見たときに、回路ケース５０の前方側面５０ｂは、前方クロスメンバ３２の前方側面３２ａよりも後方に位置している。すなわち、上から見たときに、回路ケース５０は、前方クロスメンバ３２の前方側面３２ａよりも前方には突出していない。

回路ケース５０の前方側面５０ｂには、端子台付きカバー５２が設けられている。端子台付きカバー５２は、配線部分を除く全体が樹脂により構成されている。端子台付きカバー５２は、回路ケース５０の前方側面５０ｂから前方に突出している。図４に示すように上から見たときに、端子台付きカバー５２は、前方クロスメンバ３２の前方側面３２ａよりも前方に突出している。

回路ケース５０の後方に、配線５４が設けられている。配線５４は、回路ケース５０の後方側面５０ａから回路ケース５０の内部に引き込まれており、回路ケース５０の内部の制御回路に接続されている。図６に示すように、配線５４は、回路ケース５０から、後方クロスメンバ３４の後方を通って下方向に伸びている。配線５４は、後方クロスメンバ３４の凹部３４ｂ内を通って下方向に伸びている。配線５４は、後方クロスメンバ３４よりも下側の位置で折れ曲がって後方に伸びており、フロアパネル６０（キャビン１２の床面を構成する板材）の下側に配置されたメインバッテリ６２に接続されている。配線５４を介して、メインバッテリ６２から回路ケース５０内の制御回路に直流電力が供給される。

車両がその前部で衝突した場合には、ボディ１０が変形する。ボディ１０の変形によって、回路ケース５０が部品搭載フレーム３０と共に、後方（ダッシュパネル２０側）に向かって押し出される。これにより、回路ケース５０と部品搭載フレーム３０が、後部ボディ構成部材（コンパートメント１６の後部を構成するボディ構成部材（例えば、ダッシュパネル２０等））に接触する。このとき、回路ケース５０が後方クロスメンバ３４の後方側面３４ａよりも前側に配置されているので、回路ケース５０が後部ボディ構成部材に衝突するよりも先に、後方クロスメンバ３４が後部ボディ構成部材に衝突し易い。このため、回路ケース５０に加わる荷重が軽減され易く、回路ケース５０が損傷し難い。また、配線５４が凹部３４ｂ内に配置されているので、後方クロスメンバ３４が後部ボディ構成部材（ダッシュパネル２０等）に衝突するときに、配線５４が後方クロスメンバ３４と後部ボディ構成部材との間に挟まれ難い。これによって、配線５４の損傷が抑制される。

また、車両がその前部で衝突した場合には、前部ボディ構成部材（コンパートメント１６の前部を構成するボディ構成部材（例えば、コアサポート１８等））が、後方（回路ケース５０側）に向かって押し出される。これにより、前部ボディ構成部材が、回路ケース５０及び部品搭載フレーム３０に接触する。このとき、回路ケース５０が前方クロスメンバ３２の前方側面３２ａよりも後側に配置されているので、前部ボディ構成部材が回路ケース５０に衝突するよりも先に、前部ボディ構成部材が前方クロスメンバ３２に衝突し易い。このため、回路ケース５０に加わる荷重が軽減され易く、回路ケース５０が損傷し難い。また、端子台付きカバー５２は前方クロスメンバ３２の前方側面３２ａよりも前側に突出しているので、前部ボディ構成部材は、端子台付きカバー５２に衝突し易い。前部ボディ構成部材が端子台付きカバー５２に衝突すると、端子台付きカバー５２が回路ケース５０に向かって加圧される。しかしながら、樹脂製の端子台付きカバー５２は、金属製の回路ケース５０よりも強度が低い。したがって、端子台付きカバー５２が回路ケース５０に向かって加圧されても、回路ケース５０が損傷し難い。このように、樹脂製の端子台付きカバー５２が前方クロスメンバ３２の前方側面３２ａよりも前側に突出していても、回路ケース５０の損傷を抑制することができる。

以上に説明したように、本実施形態の電動車両によれば、衝突時に回路ケース５０の損傷を抑制することができる。このため、回路ケース５０の内部の制御回路の損傷を抑制することができる。

なお、上述した実施形態では、部品搭載フレーム３０が２つのクロスメンバ３２、３４を有していたが、部品搭載フレームが３つ以上のクロスメンバを有していてもよい。また、上述した実施形態では、部品搭載フレーム３０が２つの接続メンバ３６、３８を有していたが、部品搭載フレームが１つまたは３つ以上の接続メンバを有していてもよい。

本明細書が開示する技術要素について、以下に列記する。なお、以下の各技術要素は、それぞれ独立して有用なものである。

本明細書が開示する一例の電動車両においては、前記複数のクロスメンバが、前記複数のクロスメンバのうちで最も前方に配置された前方クロスメンバを有していてもよい。上から見たときに、前記回路ケースが、前記前方クロスメンバの前縁よりも後方に配置されていてもよい。

電動車両がその前部で衝突したときには、電動車両の前部を構成するボディ構成部材が回路ケースに向かって押し出される。ボディ構成部材が回路ケースに衝突すると、回路ケースの内部の制御回路が損傷し易い。上記の構成では、回路ケースが前方クロスメンバの前縁よりも後方に配置されている。このため、電動車両の前部を構成するボディ構成部材が回路ケースに向かって押し出されたときに、ボディ構成部材が回路ケースよりも先に前方クロスメンバと衝突し易い。これによって、回路ケースに加わる荷重が軽減され易い。このため、回路ケースの内部の制御回路の損傷を抑制することができる。

本明細書が開示する一例の電動車両は、バッテリと、前記バッテリと前記制御回路とを電気的に接続する配線、をさらに有していてもよい。前記後方クロスメンバの後方側面に凹部が設けられていてもよい。前記配線が、前記回路ケースの後方側面から下方向へ伸びて前記凹部内を通過するように配置されていてもよい。

この構成によれば、電動車両の衝突によって回路ケースと部品搭載フレームが後方に向かって押し出されたときに、配線が損傷し難い。

以上、実施形態について詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、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さまざまに変形、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、単独あるいは各種の組み合わせによって技術有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わ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するものであり、そのうちの１つの目的を達成すること自体で技術有用性を持つものである。

１０：ボディ
１４：エプロンアッパメンバ
１６：コンパートメント
２０：ダッシュパネル
２２：フロントサイドメンバ
３０：部品搭載フレーム
３２：前方クロスメンバ
３４：後方クロスメンバ
３４ｂ：凹部
３６：接続メンバ
３８：接続メンバ
５０：回路ケース
５２：端子台付きカバー
５４：配線

Claims

電動車両であって、
キャビンよりも前方にコンパートメントを有するボディと、
前記コンパートメント内に配置されており、前記ボディに接続されている部品搭載フレームと、
前記部品搭載フレーム上に配置されており、走行用モータを制御する制御回路を内蔵しており、金属により構成されている回路ケース、
を有し、
前記部品搭載フレームが、
左右方向に伸びている複数のクロスメンバと、
前記複数のクロスメンバを互いに接続する接続メンバ、
を有し、
前記複数のクロスメンバが、前記複数のクロスメンバのうちで最も後方に配置されている後方クロスメンバを有し、
上から見たときに、前記回路ケースが、前記後方クロスメンバの後縁よりも前方に配置されている、
電動車両。
前記複数のクロスメンバが、前記複数のクロスメンバのうちで最も前方に配置されている前方クロスメンバを有し、
上から見たときに、前記回路ケースが、前記前方クロスメンバの前縁よりも後方に配置されている、請求項１の電動車両。
バッテリと、
前記バッテリと前記制御回路とを電気的に接続する配線、
をさらに有し、
前記後方クロスメンバの後方側面に凹部が設けられており、
前記配線が、前記回路ケースの後方側面から下方向へ伸びて前記凹部内を通過するように配置されている、
請求項１または２の電動車両。