JP2022150708A - 電動車両の下部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】フロントサブフレームとの接触回避と、ハーネス等の接続スペースの確保とを両立させる。
【解決手段】フロントサブフレーム２０が、ダッシュパネル１２よりも前方かつ下方に位置する左右一対のサイドフレーム部２０ａ，２０ａを有している。一方のサイドフレーム部２０ａの後端部分の後方で、フロアパネル１１の下面に沿って配置されるコンバータ４０と、コンバータ４０の後方に隣接して配置される車両部品７０とを備える。コンバータ４０が、縦方向に傾斜した状態で配置され、コンバータ４０の前端部がサイドフレーム部２０ａの後端部分よりも高く位置するとともに、コンバータ４０の後端部が車両部品７０よりも低く位置している。
【選択図】図３

Description

開示する技術は、例えばハイブリッド車、電気自動車などの、電力を利用した走行が可能な電動車両の下部構造に関する。

特許文献１には、ハイブリッド車が開示されている。そのハイブリッド車には、駆動用の高電圧部品として、インバータ（２２、同文献における符号を示す。以下同様）、コンバータ（２３）、バッテリなどがフロアパネルの下側に配置されている。具体的には、４８Ｖのバッテリがトンネル部の内部に配置されている。インバータ（２２）およびコンバータ（２３）は、トンネル部の左側の領域に、前後方向に近接した状態で直列に並べて配置されている。

インバータ（２２）の後側に位置しているコンバータ（２３）は、インバータ（２２）よりも下方に配置されている。コンバータ（２３）の更に後側には、燃料フィルタ（３２）が配置されている。燃料フィルタ（３２）は、コンバータ（２３）から大きく離れた位置に配置されている。

特許文献２には、車体フロアの下方にバッテリパックを搭載した電動車両が開示されている。その電動車両では、フロントサブフレーム（１７）の後側にバッテリパック（２７）が近接して配置されている。バッテリパック（２７）の前端部は、一対のブラケット（２９，２９）によって支持されている。

電動車両がその前方から衝突することによってフロントサブフレーム（１７）が後退した場合、フロントサブフレーム（１７）の後端部は、各ブラケット（２９）に接触する。それにより、フロントサブフレーム（１７）の後端部は、各ブラケット（２９）に斜め下方に誘導され、バッテリパック（２７）の前端部と接触しないで落下するように構成されている。

特開２０２０－１７２８７９号公報 特開２０１９－１８８８９９号公報

通常、駆動用の高電圧部品の各々は、ケーブルの束（いわゆるハーネス）で接続されている。また、冷却が必要な高電圧部品では、冷却水を送水する配管が接続される場合もある。これらハーネスおよび配管を接続する作業は、高電圧部品を車体に取り付けた後に行われるのが一般的である。

フロアパネルの側部の下に、複数の車両部品を前後方向に並べて配置する際、フロアパネルに取り付けられている車両部品の前側に、高電圧部品をその車両部品に近接して取り付けなければならない場合がある。その場合、ハーネス等を接続するために、高電圧部品は、車両部品よりも低く配置することが要求される。

また、その高電圧部品がフロアパネルの前端部分に取り付けられる場合には、その前側にフロントサブフレームが近接して位置することになる。そのため、高電圧部品の配置が低くなると、衝突等によってフロントサブフレームが後退した場合に、フロントサブフレームが高電圧部品に接触することが懸念される。

その点、特許文献２の電動車両では、バッテリパックとフロントサブフレームとの間に、バッテリパックの前側を支持するブラケットが配置されている。特許文献２の技術では、そのブラケットの形状を工夫することにより、そのような接触を回避できるようにしている。

しかし、本来、高電圧部品とフロントサブフレームとの間には、そのようなブラケットが無い場合の方が多い。そして、そのような場合、別途保護部材を設けると、部品点数が増加する。部材コストおよび作業工数も増加する。

そこで、開示する技術では、高電圧部品の取り付け方を工夫することにより、別途保護部材を設けること無く、フロントサブフレームとの接触回避と、ハーネス等の接続スペースの確保とを両立させる。

開示する技術は、駆動用の高電圧バッテリを搭載し、その電力を利用した走行が可能な電動車両の下部構造に関する。

前記電動車両の下部構造は、車室の下側に拡がるフロアパネルと、前記フロアパネルの前縁部分に連なって前記車室の前側部分を区画するダッシュパネルと、前記ダッシュパネルよりも前方で前後方向に延びるとともに後端部分が前記ダッシュパネルの下方に位置する左右一対のサイドフレーム部、を有するフロントサブフレームと、前記高電圧バッテリと接続されていて、一方の前記サイドフレーム部の後端部分の後方で、前記フロアパネルの下面に沿って配置される所定の高電圧部品と、前記高電圧部品の後方に隣接して配置される所定の車両部品と、を備える。

そして、前記高電圧部品が、縦方向に傾斜した状態で配置され、当該高電圧部品の前端部が前記サイドフレーム部の後端部分よりも高く位置するとともに、当該高電圧部品の後端部が前記車両部品よりも低く位置している。

すなわち、この電動車両には、エアコンなどの電源とされるバッテリ（通常は電圧が１２Ｖの鉛蓄電池）よりも電圧が高い、駆動用の高電圧バッテリが搭載されている。電動車両は、その電力を利用した走行が可能である。電動車両は、例えば、ハイブリッド車、電気自動車などである。

電動車両には、モータ、インバータ、コンバータなどの、高電圧バッテリと接続される高電圧部品が備えられている。そのような所定の高電圧部品が、フロアパネルの下面に沿って配置されている。その高電圧部品の前方には、一方のサイドフレーム部の後端部分が位置している。そして、その高電圧部品の後方に隣接して、所定の車両部品が配置されている。すなわち、フロアパネルの側部における前端部分の下側に、高電圧部品と車両部品とが、前後方向に隣接した状態で並べて配置されている。

その高電圧部品は、取り付け方が工夫されており、縦方向に傾斜した状態で配置されている。そして、その高電圧部品の前端部は、その前方に有るサイドフレーム部の後端部分よりも高く位置している。その高電圧部品の後端部は、その後方に有る車両部品よりも低く位置している。

フロントサブフレームが後退すると、そのサイドフレーム部の後端部分が、高電圧部品に接触するおそれがある。サイドフレーム部の後端部分と高電圧部品とが近接していると、接触する可能性は高い。一方、これらの間に、接触を防ぐ保護部材を設置することも困難である。

それに対し、この電動車両の下部構造では、高電圧部品が傾斜していて、その前端部がサイドフレーム部の後端部分よりも高く位置しているので、保護部材を設けなくても、サイドフレーム部の後端部分との接触を回避できる。

更に、高電圧部品の後端部は、その後方に有る車両部品よりも低く位置しているので、高電圧部品の後端部は、車両部品の下方に臨んだ状態となっている。従って、高電圧部品の後端部への配線、配管などを接続するためのスペースも確保できる。

すなわち、別途保護部材を設けること無く、フロントサブフレームとの接触回避と、ハーネス等の接続スペースの確保とを両立できる。

前記電動車両の下部構造はまた、前記高電圧部品は、その前端部に、電流が流れるケーブルを接続するためのハーネス接続部を有し、前記高電圧部品が、横方向に傾斜した状態で配置され、当該高電圧部品の前端部が当該高電圧部品の後端部よりも相対的に車幅方向の内側に位置している、としてもよい。

この場合、前端部にハーネス接続部を有する高電圧部品が、縦方向に加えて、更に横方向、つまりは車幅方向にも傾斜した状態で配置されている。それにより、その高電圧部品の前端部は、後端部よりも相対的に車幅方向の内側に位置している。

一般に、車両の前側が衝突する場合、その左右両側のいずれか一方に対して斜め前方から衝突する場合が多い（いわゆる斜突）。斜突時には、フロントサブフレームの後部は、車幅方向を内向きに後退する傾向がある。

それに対し、上述したように、高電圧部品の前端部を、相対的に車幅方向の内側に位置させると、ハーネス接続部は、車幅方向の内側にオフセットされた状態になる。後退するフロントサブフレームに対し、ハーネス接続部およびこれに接続された各ケーブルは、より離れて位置することになる。従って、ハーネス接続部およびこれに接続された各ケーブルと、フロントサブフレームとの接触を、より効果的に回避できる。

前記電動車両の下部構造はまた、前記高電圧部品が、冷却水が流れる冷却水配管を接続するための配管接続部を有する水冷式高電圧部品からなり、前記配管接続部が前記高電圧部品の後端部に設けられている、としてもよい。

冷却水配管の接続部位の周辺には、その接続作業を行うためのスペースを確保する必要がある。特に、冷却水配管は、管径が比較的大きいため、接続できたとしても、曲率半径の制限により、配管接続部の周辺に、配管するスペースを確保する必要もある。

それに対し、上述したように、高電圧部品が取り付けられていれば、冷却水配管であっても容易に接続でき、かつ、容易に配管できる。従って、フロントサブフレームとの接触回避と、ハーネスおよび冷却水配管の接続スペースの確保とを両立できる。

前記電動車両の下部構造はまた、前記フロアパネルの車幅方向の中間部分に、前後方向に延びるようにトンネル部が設けられていて、前記水冷式高電圧部品および前記車両部品は、当該トンネル部の側方に配置され、前記トンネル部の内部に配置された変速機と、前記変速機に取り付けられるとともに、前端部および後端部の双方に前記配管接続部を有する第２水冷式高電圧部品と、前記第２水冷式高電圧部品よりも前方の前記トンネル部の内部に配置され、冷却水によって冷却される水冷式のモータと、を更に備え、前記水冷式高電圧部品に接続された前記冷却水配管が、前記第２水冷式高電圧部品の後端部の前記配管接続部に接続され、前記第２水冷式高電圧部品の前端部の前記配管接続部に接続された第２冷却水配管が、前記モータに接続されている、としてもよい。

すなわち、この電動車両の下部構造によれば、上述した水冷式高電圧部品および車両部品は、フロアパネルのトンネル部の側方に配置されている。そして、トンネル部の内部に配置された変速機に、前端部および後端部の双方に配管接続部を有する第２水冷式高電圧部品が取り付けられている。更に、その第２水冷式高電圧部品よりも前方のトンネル部の内部には、水冷式のモータが配置されている。

そして、水冷式高電圧部品に接続された冷却水配管は、第２水冷式高電圧部品の後端部の配管接続部に接続され、第２水冷式高電圧部品の前端部の配管接続部に接続された第２冷却水配管は、モータに接続されている。

水冷式高電圧部品、第２水冷式高電圧部品、および、モータの各々には、冷却水を循環しながら供給する必要がある。それに対し、この構成によれば、冷却水の循環が効率よく行えるように、また、これらの各々を効率よく冷却できるように、その経路が工夫されている。

すなわち、水冷式高電圧部品は、トンネル部の側方に配置されているので、第２水冷式高電圧部品が取り付けられている変速機に隣接している。モータは、その第２水冷式高電圧部品の前方に配置されている。従って、これらの間に接続される冷却水配管の各々は、短く円滑なルートで配管できる。冷却水配管の接続が容易になり、効率的に冷却できる。

特に、前記水冷式高電圧部品はコンバータであり、前記第２水冷式高電圧部品はインバータである場合には、冷却水が、前記水冷式高電圧部品、前記第２水冷式高電圧部品、前記モータの順に流れるように構成するのが好ましい。

高電圧部品は、発熱量が多いが、その中でも、モータが最も発熱量が多く、インバータがその次に多い。コンバータは、インバータよりも発熱量は少ない。すなわち、発熱量の少ないものから順に、冷却水が流れるように設定されている。従って、これら高電圧部品の各々を、効率よく冷却することができる。

開示する技術によれば、別途保護部材を設けること無く、フロントサブフレームとの接触回避と、ハーネス等の接続スペースの確保とを両立できる。

図１は、電動車両の前側部分の下部構造をその下方から見た概略図である。 図２は、図１における要部の拡大図である。 図３は、図２において矢印線Ａ－Ａで示す部分の概略断面図である。 図４は、電動車両の要部を示す概略斜視図である。 図５は、図４に示す要部を左方から見た概略図である。 図６は、図４に示す要部を下方から見た概略図である。 図７は、要部を下方から見た図であり、斜突時の前後での経時的な変化を表している。 図８は、要部を左方から見た図であり、斜突時のフロントサブフレームの挙動を表している。

以下、開示する技術を適用した実施形態の１つを説明する。なお、説明において示す前後、左右、および、上下の各方向は、車両を基準としたものである。各図において、これら方向を矢印で示す。左右方向は、車幅方向に相当する。

＜電動車両の下部構造＞
図１に、実施形態における電動車両１の下部構造を示す。図１は、電動車両１の前側部分の下部構造をその下方から見た概略図である。図１において、電動車両１の右側部分の一部は、便宜上、左側部分に比べて図示を省略している。また、他の図においても、適宜図示を省略して表してある。

図２は、図１における要部の拡大図である。図３は、図２において矢印線Ａ－Ａで示す部分の概略断面図である。図４は、電動車両１の要部を示す概略斜視図である。図５は、図４に示す要部を左方から見た概略図である。図６は、図４に示す要部を下方から見た概略図である。

電動車両１は、ハイブリッド車である。すなわち、図４などに示すように、駆動源として、エンジン２とモータ３とが搭載されている。それにより、電動車両１は、エンジン２のみの駆動、モータ３のみの駆動、並びに、エンジン２およびモータ３の双方の駆動、のいずれかによって走行する。なお、開示する技術は、ハイブリッド車に限らず、モータのみを搭載した電気自動車にも適用できる。

電動車両１はまた、いわゆるＦＲ車である。電動車両１は、車室の前側にエンジンルームを備え、後輪を駆動して走行する。電動車両１は、必要に応じて後輪と共に前輪も駆動する（四輪駆動）。図１において、ＣＲで示す範囲に車室が設けられ、ＥＲで示す範囲にエンジンルームが設けられている。

図１に示すように、その車室の下部の左右両側には、前後方向に平行して延びる一対のサイドシル１０，１０が配置されている（右側のサイドシル１０は図示省略）。そして、これらサイドシル１０，１０の間に、車室の下側に拡がる略水平なフロアパネル１１が配置されている。フロアパネル１１の車幅方向の中間部分には、上方（車室側）に向かって凹むトンネル部１１ａが、前後方向に延びるように設けられている。

フロアパネル１１の前縁部分は、前後方向に面した状態で左右方向に拡がるダッシュパネル１２の下縁部分に連結されている。フロアパネル１１とダッシュパネル１２との境界部分は、前方に向かって上向きに湾曲している。ダッシュパネル１２により、車室の前側部分がエンジンルームと区画されている。トンネル部１１ａは、ダッシュパネル１２を越えてエンジンルームまで延びている。

フロアパネル１１における各サイドシル１０とトンネル部１１ａとの間の部分には、フロアサイドフレーム１３とトンネルサイドフレーム１４とが、前後方向に延びるように設けられている。これらフロアサイドフレーム１３およびトンネルサイドフレーム１４の各々は、フロアパネル１１に接合されることによって閉断面構造を形成している。

各トンネルサイドフレーム１４は、トンネル部１１ａの縁に沿うように配置されている。各フロアサイドフレーム１３は、各トンネルサイドフレーム１４とサイドシル１０との間に配置されている。各トンネルサイドフレーム１４の前端部は、隣接している各フロアサイドフレーム１３に接続されている。

エンジン２は、エンジンルームの車幅方向の略中央に縦置きされている。つまり、回転軸が前後方向に延びるように、エンジン２が配置されている（図４、図５参照）。エンジン２の前方には、ラジエータ４が配置されている。

ラジエータ４は、空冷式の熱交換器である。ラジエータ４は、空気の導入面を前方に向けた状態で、エンジンルームの前側に配置されている。ラジエータ４の後面には、エンジンルームに送風するファン４ａが設置されている（ラジエータ４については別途後述）。

図１に示すように、エンジンルームの左右両側には、一対のフロントサイドフレーム１５，１５が前後方向に延びている（右側のフロントサイドフレーム１５は図示省略）。各フロントサイドフレーム１５の後端部は、下向きに湾曲した状態で、各フロアサイドフレーム１３の前端部に連結されている。

各フロントサイドフレーム１５の前端部は、クラッシュカン１６を介して左右方向に延びるバンパービーム１７に連結されている。クラッシュカン１６は、正面衝突、オフセット衝突、または斜め前方からの衝突（斜突）などに対して、バンパービーム１７が受けた衝撃を緩和する。各フロントサイドフレーム１５の前端部の間には、クロスメンバ１８が架設（掛け渡した状態で設置）されている。ラジエータ４は、このクロスメンバ１８に支持されている。

各フロントサイドフレーム１５の上方かつ車幅方向の外側には、エプロンメンバ１９が配置されている。一方、両フロントサイドフレーム１５の下方かつ車幅方向の内側には、フロントサブフレーム２０が配置されている。フロントサブフレーム２０は、エンジンルームの下部に配置されており、エンジン２、フロントサスペンション２１などが、フロントサブフレーム２０によって支持されている。

フロントサブフレーム２０は、左右一対のサイドフレーム部２０ａ，２０ａ、フロントサスペンションメンバ部２０ｂ、リアサスペンションメンバ部２０ｃ、左右一対のブレース部２０ｄ，２０ｄなどで構成されている。フロントサブフレーム２０は、左右対称状に構成されている。

各サイドフレーム部２０ａは、各フロントサイドフレーム１５の下側に沿うように、前後方向に延びている。詳細には、各サイドフレーム部２０ａは、ダッシュパネル１２よりも前方のエンジンルームの下部に位置し、ダッシュパネル１２およびフロアパネル１１よりも低い位置に配置されている。

各サイドフレーム部２０ａの前端部分は、上方に湾曲し、各フロントサイドフレーム１５の前端部に連結されている。各サイドフレーム部２０ａの後端部分は、ダッシュパネル１２の直前かつ下方に位置し（図３参照）、各フロントサイドフレーム１５の後端部に連結されている。各サイドフレーム部２０ａの後端部分の間に、左右方向に延びるリアサスペンションメンバ部２０ｃが架設されている。

各サイドフレーム部２０ａの後端部分にはまた、各ブレース部２０ｄが連結されている。各ブレース部２０ｄは、各サイドフレーム部２０ａの後端部分から車幅方向の外側に突き出すように配置されている。各ブレース部２０ｄは、後方に向かって傾斜することにより、その突端部分がダッシュパネル１２とフロアパネル１１との境界部分の下面に連結されている。

フロントサスペンションメンバ部２０ｂは、各サイドフレーム部２０ａの中間部位の間に架設されている。フロントサブフレーム２０には、フロントサスペンション２１が組付けられている。フロントサスペンション２１の一部（ロワーアーム等）が、各サイドフレーム部２０ａの車幅方向の外側に張り出している。

図４、図５に示すように、エンジン２の後部に、ダンパ５を介してモータ３が連結されている。モータ３はダンパ５と一体に構成されている。モータ３は、永久磁石形の同期モータである。モータ３はインバータ制御によって駆動する。

モータ３はまた、駆動時に発熱するため、循環する冷却水によって冷却できるように構成されている（水冷式）。モータ３は、その左側部（詳細にはダンパ５の左側部）に、冷却水が流れる冷却水配管を接続するためのモータ配管接続部３ａを有している（図４、図５参照）。

そして、そのモータ３の後部に、ＡＴトランスミッション６（自動変速機）が連結されている。ＡＴトランスミッション６は、エンジン２およびモータ３の一方または双方から出力される駆動力を、車速に応じて変速して出力する。

ＡＴトランスミッション６の下部には、ＡＴトランスミッション６に循環供給される潤滑油を貯めるオイルパン６ａが設けられている（図６参照）。オイルパン６ａの前方に、詳細には、ダンパ５およびモータ３の下側の部位に、オイルクーラ７が設けられている。オイルクーラ７は、冷却水との熱交換により、その潤滑油を冷却する（水冷式）。

ＡＴトランスミッション６の後部には、トランスファー８が設けられている。トランスファー８の左側から前方に向かってフロントプロペラシャフト９Ｆが延びている。トランスファー８から後方に向かってリアプロペラシャフト９Ｒが延びている。トランスファー８は、これらフロントプロペラシャフト９Ｆおよびリアプロペラシャフト９Ｒを通じて、ＡＴトランスミッション６から出力される駆動力を、前輪と後輪に伝達する。

ダンパ５、モータ３、ＡＴトランスミッション６、トランスファー８、および、リアプロペラシャフト９Ｒは、エンジン２の後部に直列に連結されていて、トンネル部１１ａの内部を通って後方に直線状に延びている。ＡＴトランスミッション６は、トンネル部１１ａの前側部分の内部に配置されている。トランスファー８の下側には、左右のトンネルサイドフレーム１４に架設されたブラケット２２が配置されている。トランスファー８は、このブラケット２２によって支持されている。

エンジン２の右側には、排気マニホールドなどの排気装置３０が取り付けられている（図６参照）。排気装置３０から電動車両１の後端に向かって排気管３１が延びている。排気管３１の前側部分は、トンネル部１１ａの右側に拡がるフロアパネル１１の下面に沿って配置されている。排気管３１の後側部分は、リアプロペラシャフト９Ｒの下側に並んだ状態で、トンネル部１１ａに配置されている。排気管３１の前側部分と後側部分との間には、浄化装置３２が設置されている。

（高電圧部品、車両部品）
電動車両１には、エンジン駆動で走行する従来の車両と同様の電装品、制御装置などの車両部品が設置されている。電動車両１には、これら車両部品に加え、モータ３を駆動するために、複数の高電圧部品が搭載されている。

具体的には、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０（「所定の高電圧部品」に相当、単にコンバータ４０ともいう）、インバータ５０（第２高電圧部品）などが搭載されている。なお、高電圧部品は、その特性上、車両部品とは別に、製造過程において、後付けされる場合が多い。

車両部品の電源として、バッテリ（通常は電圧が１２Ｖの鉛蓄電池、以下、低電圧バッテリと呼ぶ）が、エンジンルームに搭載されている。それに加え、電動車両１には、高電圧部品の電源として、それよりも電圧の高いバッテリ（高電圧バッテリ６０）が搭載されている。

この電動車両１には、電圧が４８Ｖの高電圧バッテリ６０が搭載されている（いわゆるマイルドハイブリッド車）。高電圧バッテリ６０のサイズは、比較的コンパクトである。そのため、この電動車両１では、図１に示すように、高電圧バッテリ６０は、フロアパネル１１におけるトンネル部１１ａの左側の領域に配置されている。

詳細には、フロアパネル１１の下面における左側のフロアサイドフレーム１３と左側のトンネルサイドフレーム１４との間に沿って拡がる領域（左サイド領域ともいう）のうち、リアプロペラシャフト９Ｒの前側部分の側方に、高電圧バッテリ６０が配置されている。高電圧バッテリ６０は、フロアサイドフレーム１３とトンネルサイドフレーム１４とに架設されたバッテリブラケット２３によって支持されている。

図２にも示すように、高電圧バッテリ６０は、その前端部分に接続端子６１を有している。コンバータ４０と接続する第１ケーブル８１、および、インバータ５０と接続する第２ケーブル８２が、その接続端子６１に接続されている。インバータ５０は、図４、図５に示すように、ＡＴトランスミッション６の上側に取り付けられている。

インバータ５０は、スイッチング処理を行うことにより、モータ３に制御された電流を出力する。インバータ５０を制御することで、モータ３は所定の出力で駆動する。従って、インバータ５０は、モータ３の近く配置するのが好ましい。そのため、この電動車両１では、インバータ５０は、ＡＴトランスミッション６の上側に取り付けられている。従って、インバータ５０からモータ３への配線を短くできる。例えば、バスバーで接続できる。インバータ５０は、トンネル部１１ａの内部の奥方に位置している。

インバータ５０は、図４、図５に示すように、その前端部および後端部の双方に、ケーブルが接続されるＩＶハーネス接続部５１を有している。前側のＩＶハーネス接続部５１には、モータ３と接続するケーブル（バスバー）が接続されている。後側のＩＶハーネス接続部５１には、高電圧バッテリ６０と接続される第２ケーブル８２が接続されている。

インバータ５０は、作動時に発熱するため、循環する冷却水によって冷却できるように構成されている（水冷式）。このインバータ５０は、その前端部および後端部の双方に、冷却水配管が接続されるＩＶ配管接続部５２を有している。

図１、図２に示すように、左サイド領域における高電圧バッテリ６０よりも前側の範囲には、コンバータ４０と、ＰＴＣヒータ７０（「所定の車両部品」に相当）とが、フロアパネル１１の下面に沿って配置されている。ＰＴＣヒータ７０は、高電圧バッテリ６０の前方、かつ、コンバータ４０の後方に隣接して配置されている。

ＰＴＣヒータ７０は、低電圧バッテリを電源とするヒータである。ＰＴＣヒータ７０は、エアコンの冷却水を加熱して、車室の暖房をサポートするために設置されている。ＰＴＣヒータ７０は、ケーブルを接続した状態でフロアパネル１１の下面に取り付けられている。左サイド領域のうち、トランスファー８の側方の範囲に、ＰＴＣヒータ７０が配置されている。

コンバータ４０は、外形が、縦横の長さが厚みよりも充分に大きい、矩形板状の部品である（図４参照）。コンバータ４０は、高電圧バッテリ６０の電圧を降圧して直流電流を、低電圧バッテリに出力する。コンバータ４０は、作動時に発熱するため、循環する冷却水によって冷却できるように構成されている（水冷式）。

それにより、コンバータ４０は、図２に示すように、電流が流れるケーブルを接続するためのＣＶハーネス接続部４１と、冷却水が流れる冷却水配管を接続するためのＣＶ配管接続部４２とを有している。ＣＶハーネス接続部４１は、コンバータ４０の前端部に設けられ、ＣＶ配管接続部４２は、コンバータ４０の後端部に設けられている。

ＣＶハーネス接続部４１には、高電圧バッテリ６０から延びる第１ケーブル８１、低電圧バッテリの側に向かって延びる第３ケーブル８３、および、フロアパネル１１に接地するアース線８４の各々が接続される各端子と、これらの周囲を覆う保護カバー４３とが設けられていている。

ＣＶ配管接続部４２には、冷却水が流入する流入口４２ａと、冷却水が流出する流出口４２ｂとが設けられている。コンバータ４０の流入口４２ａおよび流出口４２ｂは、コンバータ４０の後端部の間隔を隔てた位置から、後方に向かって突出している。

左サイド領域のうち、ＡＴトランスミッション６の側方の範囲、つまり、フロアパネル１１の前端部分に、コンバータ４０が配置されている。そのため、コンバータ４０の前方には、フロントサブフレーム２０、詳細には左側のサイドフレーム部２０ａの後端部分が位置している。

（コンバータ４０の取り付け方の工夫）
組み付けの関係上、コンバータ４０は、製造過程において、ＰＴＣヒータ７０に対して後付けされる。また、各ケーブルおよび各冷却水配管を接続する作業も、コンバータ４０を、上述した所定位置に配置した後に行われる。

そのため、冷却水配管を、流入口４２ａおよび流出口４２ｂの各々に接続するには、コンバータ４０の後方に、これら流入口４２ａおよび流出口４２ｂの各々に冷却水配管を差し込むためのスペースが必要である。特に、冷却水配管は、管径が比較的大きいため、差し込むことができたとしても、曲率半径の制限により、ＣＶ配管接続部４２の周辺に、配管するスペースを確保する必要もある。

この点、接続するのが冷却水配管ではなく、ケーブルであっても同様である。コンバータ４０に接続されるケーブルは、通常のケーブルよりも太い。従って、ケーブルも、曲率半径の制限により、ＣＶハーネス接続部４１の周辺に配線するスペースを確保する必要がある。

それに対し、この電動車両１では、コンバータ４０の後方にＰＴＣヒータ７０が近接している。そのため、コンバータ４０は、ＰＴＣヒータ７０と同じようにフロアパネル１１に沿って配置することはできない。

コンバータ４０を、ＰＴＣヒータ７０よりも下方にオフセットして配置することが考えられる。ところが、この電動車両１では、上述したように、コンバータ４０の前方に、フロントサブフレーム２０のサイドフレーム部２０ａが位置している。電動車両１が衝突したとき、フロントサブフレーム２０が後退する場合がある。

そうした場合、左側のサイドフレーム部２０ａの後端部分がコンバータ４０に接触する可能性が高くなる。特に、ＣＶハーネス接続部４１の第１ケーブル８１および第３ケーブル８３の接続部位は、接地されているサイドフレーム部２０ａに対して逆電位なので、これらが接触するとショート（短絡）する。

フロントサブフレーム２０とコンバータ４０との間に、コンバータ４０への接触を防止するプロテクタを設けることも考えられる。しかし、フロントサブフレーム２０とコンバータ４０との間のスペースが狭いため、プロテクタの設置は困難である。設置するにしても、強度に優れたプロテクタが必要であり、部材コストが高くなるし、部品点数が増加する。その取り付けに伴う作業工数も増加する。

そこで、そのようなプロテクタを設けること無く、フロントサブフレーム２０との接触回避と、ハーネス等を接続するためのスペースの確保とを両立させるために、コンバータ４０の取り付け方を工夫した。

すなわち、図３に示すように、コンバータ４０を、縦方向（上下方向）に傾斜した状態で配置し、その前端部がサイドフレーム部２０ａの後端部分よりも高く位置するとともに、その後端部がＰＴＣヒータ７０よりも低く位置するようにした。

それにより、ＣＶハーネス接続部４１は、サイドフレーム部２０ａの後端部分よりも高く位置し、ＣＶハーネス接続部４１に接続される各ケーブルは、前方に向かうほど高くなるように配線できる。従って、フロントサブフレーム２０が後退しても、左側のサイドフレーム部２０ａの後端部分が、ＣＶハーネス接続部４１と、これに接続されている各ケーブルを含め、コンバータ４０に接触することを回避できる。線径が太い第１ケーブル８１および第３ケーブル８３も、容易に配線できる。

そして、ＣＶ配管接続部４２は、ＰＴＣヒータ７０よりも低く位置し、流入口４２ａおよび流出口４２ｂの各々に冷却水配管を接続できる。しかも、流入口４２ａおよび流出口４２ｂは、後方に向かうほど低くなるので、冷却水配管の接続は、よりいっそう容易にできる。従って、別途プロテクタを設けること無く、フロントサブフレーム２０との接触回避と、ハーネス等の接続スペースの確保とを両立できる。

なお、コンバータ４０の傾斜角度（例えば、フロアパネル１１に対するコンバータ４０の壁面の傾斜角度）は、１０°以下の範囲で設定するのが好ましい。傾斜角度が１０°より大きいと、コンバータ４０の内部での冷却水が流れる経路に、エア溜まりが発生するおそれがある。１０°以下の範囲であれば、エア溜まりの発生を回避できる。

コンバータ４０は、更に、フロントサブフレーム２０との接触を、より効果的に回避できるよう、図２などに示すように、横方向（左右方向）に傾斜した状態で配置されている。具体的には、コンバータ４０の前端部がその後端部よりも相対的に車幅方向の内側に位置するように、傾斜した状態で配置されている。

一般に、車両の前側が衝突する場合、その左右両側のいずれか一方に対して斜め前方から衝突する場合が多い（いわゆる斜突）。斜突時には、フロントサブフレーム２０の後部は、車幅方向を内向きに後退する傾向がある。

それに対し、上述したように、コンバータ４０の前端部を、相対的に車幅方向の内側に位置させると、ＣＶハーネス接続部４１は、車幅方向の内側にオフセットされた状態になる。後退するフロントサブフレーム２０に対し、ＣＶハーネス接続部４１およびこれに接続された各ケーブルは、より離れて位置することになる。従って、ＣＶハーネス接続部４１およびこれに接続された各ケーブルと、フロントサブフレーム２０との接触を、より効果的に回避できる。

（冷却水循環経路の工夫）
上述したように、モータ３、オイルクーラ７、インバータ５０、および、コンバータ４０は、水冷式である。従って、これら各々には、冷却水を循環供給する必要がある。それに対し、この電動車両１では、冷却水の循環が効率よく行えるように、また、これらの各々を効率よく冷却できるように、その経路が工夫されている。

図４、図５、図６に示すように、ラジエータ４には、ラジエータ４に流入する冷却水が流れる冷却水配管（導入配管９１）と、ラジエータ４から流出する冷却水が流れる冷却水配管（導出配管９２）とが接続されている。導入配管９１および導出配管９２の各々は、エンジンルームの下部の左側を通って後方に延びている。ラジエータ４の左側には、冷却水を送水するウォータポンプ４ｂが配置されている。ウォータポンプ４ｂは、導出配管９２に配置されている。

導出配管９２の後端部分は、フロアパネル１１の下面に沿って、コンバータ４０の流入口４２ａに接続されている。一方、導入配管９１の後端部分は、オイルクーラ７のＯＣ配管接続部７ａ（流出口）に接続されている。コンバータ４０の流出口４２ｂに接続された冷却水配管（第１冷却水配管９３）は、インバータ５０の後端部のＩＶ配管接続部５２（流入口）に接続されている。

インバータ５０の前端部のＩＶ配管接続部５２（流出口）に接続された冷却水配管（第２冷却水配管９４）は、図４、図５に示すように、モータ３のＭＴ配管接続部３ａ（流入口）に接続されている。モータ３のＭＴ配管接続部３ａ（流出口）に接続された冷却水配管（第３冷却水配管９５）は、図６に示すように、オイルクーラ７のＯＣ配管接続部７ａ（流入口）に接続されている。

コンバータ４０は、インバータ５０が取り付けられているＡＴトランスミッション６の左方に隣接し、モータ３は、インバータ５０の前方に隣接し、オイルクーラ７は、モータ３の下方に隣接している。従って、これらの間に接続される冷却水配管、つまり、第１冷却水配管９３、第２冷却水配管９４、および、第３冷却水配管９５の各々は、短く円滑なルートで配管できる。冷却水配管の接続が容易になり、効率的に冷却できる。

しかも、ラジエータ４で冷却された冷却水は、コンバータ４０、インバータ５０、モータ３、オイルクーラ７の順に流れて、循環するように設定されている。高電圧部品は、発熱量が多いが、その中でも、モータ３が最も発熱量が多く、インバータ５０がその次に多い。コンバータ４０は、インバータ５０よりも発熱量は少ない。

すなわち、発熱量の多い高電圧部品から、そして、発熱量の少ないものから順に、冷却水が流れるように設定されている。従って、これら高電圧部品の各々を、効率よく冷却することができる。

＜接触回避の検証＞
上述した電動車両１において、左斜め前方から斜突した場合を想定し、フロントサブフレーム２０がどのような挙動を示すか、シミュレーションにより解析した。

図７、図８に、その解析結果の一例を示す。図７は、要部を下方から見た図であり、斜突前後の経時的な変化を表している。図８は、要部を左方から見た図であり、図７に対応して、フロントサブフレーム２０の動きを模式的に表している。

図７の上図は、斜突前の状態である。図７の中図は、斜突直後の状態である。図７の下図は、斜突後の状態である。斜突により、左側のブレース部２０ｄなど、フロントサブフレーム２０の締結部位は破断する。そして、フロントサブフレーム２０の左側の後端部、詳細にはサイドフレーム部２０ａおよびブレース部２０ｄは、車幅方向の内側に僅かに変位しながら後退する。

このとき、コンバータ４０の前端部は上向きに傾斜していて、フロントサブフレーム２０の左側の後端部よりも上方に位置しているので、図８に示すように、フロントサブフレーム２０の左側の後端部は、コンバータ４０、詳細にはＣＶハーネス接続部４１の下方に入り込む。

それにより、フロントサブフレーム２０の左側の後端部が、コンバータ４０と干渉する位置まで後退しても、これら両者の非接触状態を維持できる。互いに逆電位のフロントサブフレーム２０とＣＶハーネス接続部４１とが接触しないので、ショート（短絡）を回避できる。

なお、開示する技術は、上述した実施形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。例えば、実施形態では、所定の車両部品としてＰＴＣヒータを例示したが、所定の車両部品はＰＴＣヒータに限らない。また、ＤＣＤＣコンバータおよびＰＴＣヒータがトンネル部の左方に配置されている場合を例示したが、トンネル部の左右の配置は逆であってもよい。

１ 電動車両
２ エンジン
３ モータ
３ａ ＭＴ配管接続部
４ ラジエータ
４ｂ ウォータポンプ
５ ダンパ
６ ＡＴトランスミッション
６ａ オイルパン
７ オイルクーラ
７ａ ＯＣ配管接続部
８ トランスファー
９Ｒ リアプロペラシャフト
１０ サイドシル
１１ フロアパネル
１１ａ トンネル部
１２ ダッシュパネル
１３ フロアフレーム
１４ トンネルフレーム
１５ フロントサイドフレーム
１７ バンパービーム
２０ フロントサブフレーム
２０ａ サイドフレーム部
２０ｂ フロントサスペンションメンバ部
２０ｃ リアサスペンションメンバ部
２０ｄ ブレース部
４０ ＤＣ／ＤＣコンバータ（高電圧部品）
４１ ＣＶハーネス接続部
４２ ＣＶ配管接続部
４３ 保護カバー
５０ インバータ（第２高電圧部品）
６０ 高電圧バッテリ
７０ ＰＴＣヒータ（車両部品）
８１ 第１ケーブル
８２ 第２ケーブル
８３ 第３ケーブル
８４ アース線
９１ 導入配管
９２ 導出配管
９３ 第１冷却水配管
９４ 第２冷却水配管
９５ 第３冷却水配管

Claims (5)

1. 駆動用の高電圧バッテリを搭載し、その電力を利用した走行が可能な電動車両の下部構造であって、
   車室の下側に拡がるフロアパネルと、
   前記フロアパネルの前縁部分に連なって前記車室の前側部分を区画するダッシュパネルと、
   前記ダッシュパネルよりも前方で前後方向に延びるとともに後端部分が前記ダッシュパネルの下方に位置する左右一対のサイドフレーム部、を有するフロントサブフレームと、
   前記高電圧バッテリと接続されていて、一方の前記サイドフレーム部の後端部分の後方で、前記フロアパネルの下面に沿って配置される所定の高電圧部品と、
   前記高電圧部品の後方に隣接して配置される所定の車両部品と、
   を備え、
   前記高電圧部品が、縦方向に傾斜した状態で配置され、当該高電圧部品の前端部が前記サイドフレーム部の後端部分よりも高く位置するとともに、当該高電圧部品の後端部が前記車両部品よりも低く位置している、電動車両の下部構造。
2. 請求項１に記載の電動車両の下部構造において、
   前記高電圧部品は、その前端部に、電流が流れるケーブルを接続するためのハーネス接続部を有し、
   前記高電圧部品が、横方向に傾斜した状態で配置され、当該高電圧部品の前端部が当該高電圧部品の後端部よりも相対的に車幅方向の内側に位置している、電動車両の下部構造。
3. 請求項１または２に記載の電動車両の下部構造において、
   前記高電圧部品が、冷却水が流れる冷却水配管を接続するための配管接続部を有する水冷式高電圧部品からなり、
   前記配管接続部が前記高電圧部品の後端部に設けられている、電動車両の下部構造。
4. 請求項３に記載の電動車両の下部構造において、
   前記フロアパネルの車幅方向の中間部分に、前後方向に延びるようにトンネル部が設けられていて、前記水冷式高電圧部品および前記車両部品は、当該トンネル部の側方に配置され、
   前記トンネル部の内部に配置された変速機と、
   前記変速機に取り付けられるとともに、前端部および後端部の双方に前記配管接続部を有する第２水冷式高電圧部品と、
   前記第２水冷式高電圧部品よりも前方の前記トンネル部の内部に配置され、冷却水によって冷却される水冷式のモータと、
   を更に備え、
   前記水冷式高電圧部品に接続された前記冷却水配管が、前記第２水冷式高電圧部品の後端部の前記配管接続部に接続され、前記第２水冷式高電圧部品の前端部の前記配管接続部に接続された第２冷却水配管が、前記モータに接続されている、電動車両の下部構造。
5. 請求項４に記載の電動車両の下部構造において、
   前記水冷式高電圧部品はコンバータであり、前記第２水冷式高電圧部品はインバータであり、
   冷却水が、前記水冷式高電圧部品、前記第２水冷式高電圧部品、前記モータの順に流れるように構成されている、電動車両の下部構造。

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