JP2023114178A - 電動車両の電線配索構造 - Google Patents

Abstract

【課題】前面衝突時にフレームとダッシュパネルとの間に電線が挟まれることを抑制することができる電動車両の電線配索構造を提供する。【解決手段】電動車両の電線配索構造では、フロントサイドメンバ間に架設されたフレームに電気機器が搭載され、当該電気機器と、走行用バッテリ、走行モータ駆動用インバータ、または空調用コンプレッサとが電線によって接続されている。フレームの車両後方側の端縁部は、平面視において、当該端縁部の輪郭に二点で接する接線の一方の接点である第１部分と、他方の接点である第２部分と、それらを結ぶ第３部分と、を含む。第１部分は、フレームの車幅方向中心より一側に、第２部分は他側に位置し、第３部分は、上記接線よりも車両前方側に位置している。上記電線の少なくとも一部は、フレームの高さにおいて、第３部分と第３部分に対向するダッシュパネルとで挟まれる領域を通るように配索されている。【選択図】図３

Description

本発明は、電動車両の電線配索構造に関する。

特許文献１には、モータ及び減速機によって構成されたモータユニットを支持するためのモータユニット支持構造が開示されている。このモータユニット支持構造は、モータユニットが収容される収容室内で車両前後方向に延びる一対のサイドメンバと、車両幅方向に延びるサブフレームと、第１弾性体を介してサブフレームをサイドメンバに支持する第１マウント部と、第２弾性体を介してモータユニットをサブフレームの下側に支持する第２マウント部と、を備えている。

特開２０２０－３２９５２号公報

ところで、電動車両では、ダッシュパネルより前方においてフロントサイドメンバ間にフレームを架設し、このフレームに電気機器を搭載することがある。そして、電気機器に接続した電線を配索する際には、上記フレームとダッシュパネルとの間に配索することが考えられる。この場合、前面衝突時、後方移動するフレームとダッシュパネルとの間に上記電線が挟まれてしまうおそれがあった。

本発明の目的は、前面衝突時にフレームとダッシュパネルとの間に電線が挟まれることを抑制することができる電動車両の電線配索構造を提供することである。

本発明の一態様にかかる電線配索構造では、フロントサイドメンバ間に架設されたフレームに電気機器が搭載され、当該電気機器と、走行用バッテリ、走行モータ駆動用インバータ、または空調用コンプレッサとが電線によって接続されている。フレームの車両後方側の端縁部は、平面視において、当該端縁部の輪郭に二点で接する接線の一方の接点である第１部分と、他方の接点である第２部分と、それらを結ぶ第３部分と、を含む。第１部分は、フレームの車幅方向中心より一側に、第２部分は他側に位置し、第３部分は、上記接線よりも車両前方側に位置している。上記電線の少なくとも一部は、フレームの高さにおいて、第３部分と第３部分に対向するダッシュパネルとで挟まれる領域を通るように配索されている。

上記電線配索構造によれば、前面衝突時にフレームとダッシュパネルとの間に電線が挟まれることを抑制することができる。

実施形態に係る電動車両の電線配索構造を示す側面図である。 図１のII－II線に沿った断面を模式的に示す図である。 実施形態に係る電動車両の電線配索構造を示す一部断面平面図である。 実施形態に係るフレームの平面図である。 実施形態に係るフレームの後面図である。 前面衝突時におけるフレームの後方移動の一例を示す図である。

以下、実施形態にかかる電動車両の電線配索構造Ｓについて、図面を参照して説明する。各図中のＦＲ，ＲＲは、車両前後方向前方、後方をそれぞれ示し、ＬＨ，ＲＨは、車幅方向左方、右方を、ＵＰ，ＤＮは、車両上下方向上方、下方をそれぞれ示す。なお、以下の説明では、車幅方向左側、右側、車両前後方向前方、後方、車両上下方向上方、下方を、それぞれ単に「左側」「右側」「前方」「後方」「上方」「下方」と称する。また、同一の機能を有する要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

実施形態にかかる電動車両（以下、車両Ｖと称する）は、例えば、電動モータのみを駆動力源として走行する電気自動車（ＥＶ）である。図１乃至図３に示すように、車両Ｖの前部には、モータ室ＭＲが設けられている。モータ室ＭＲの後部は、ダッシュパネル１によって車室Ｃと仕切られている。モータ室ＭＲの左右両側部には、ダッシュパネル１から前方に延びるフロントサイドメンバ２_Ｌ，２_Ｒが設けられている。ダッシュパネル１の後方、車室フロアＦの下には、高電圧（例えば３５０Ｖ）の走行用バッテリであるバッテリ３が配置されている。

モータ室ＭＲの内部には、モータユニットＵが配置されている。モータユニットＵは、車両Ｖを走行させる駆動力を生む走行モータであるモータＭＴ、走行モータ駆動用インバータであるインバータＩＮ、及び減速機ＲＤから構成されている。

モータＭＴは、出力軸が車幅方向と平行になるように配置されている。インバータＩＮは、モータＭＴの右側に配置されモータＭＴと一体化されている。インバータＩＮは、車両Ｖの走行中、バッテリ３からの直流電力をモータＭＴ駆動用の交流電力に変換したり、モータＭＴで回生発電された電力をバッテリ３充電用の直流電力に変換したりする機能を有している。

減速機ＲＤは、モータＭＴの回転を減速して車両Ｖの走行に必要な駆動力を、差動機構ＤＦを介して左右のフロントアクスルＡ_Ｌ，Ａ_Ｒに伝達する。各フロントアクスルＡ_Ｌ，Ａ_Ｒには、それぞれ左右の前輪Ｗ_Ｌ，Ｗ_Ｒが連結されている。

また、モータユニットＵでは、減速機ＲＤの左側に、空調用コンプレッサであるコンプレッサＣＭが取り付けられている。コンプレッサＣＭは、走行中または停車中における車室Ｃ内の空調に用いられる冷媒を圧縮するための電動コンプレッサである。

図１乃至図３に示すように、モータ室ＭＲ内の一対のフロントサイドメンバ２_Ｌ，２_Ｒ間には、フレーム４が架設されている。即ち、フレーム４は、左右のフロントサイドメンバ２_Ｌ，２_Ｒを連結している。フレーム４は、サブフレームとも称される。

フレーム４は、モータユニットＵの上方に設けられ、モータユニットＵを吊り下げ支持している。フレーム４の上面には、電気機器であるパワーデリバリーモジュールＰＤＭが搭載されている。

パワーデリバリーモジュールＰＤＭは、例えば、ジャンクションボックスＪＢ、ＤＣＤＣコンバータＣＶ、車載充電器ＣＨなどが一体化されたものである。ＤＣＤＣコンバータＣＶは、供給された直流電流を変圧し、変圧後の直流電流を、例えば、蓄電池、カーステレオ、ナビゲーションシステムなどの付属機器に出力する。

車載充電器ＣＨは、車両Ｖの外部に設けられた供給設備から交流電流の供給を受け、バッテリ３に充電のための電流を供給する。車載充電器ＣＨは、ＯＢＣ(On-Board Charger)とも称される。

ジャンクションボックスＪＢは、例えばバッテリ３などから供給される高電圧の電流をインバータＩＮなどに分配する。なお、ジャンクションボックスＪＢは、異常時に遮断するブレーカーとしての機能を有してもよい。

図１及び図３に示すように、パワーデリバリーモジュールＰＤＭには、電力ケーブル、高電圧ハーネス等である電線Ｗが接続されている。第１電線Ｗ_１は、ジャンクションボックスＪＢとバッテリ３とに接続され、第２電線Ｗ_２は、ジャンクションボックスＪＢとインバータＩＮとに接続されている。第３電線Ｗ_３は、ジャンクションボックスＪＢとコンプレッサＣＭとに接続されている。

パワーデリバリーモジュールＰＤＭ、第１電線Ｗ_１、第２電線、及び第３電線Ｗ_３は、いずれもバッテリ３と同様に高電圧（６０Ｖ以上）を扱う所謂強電部品に属し、各電線Ｗ_１，Ｗ_２，Ｗ_３には、車両Ｖの走行中に高電圧の電流が流れる。

パワーデリバリーモジュールＰＤＭを下方から支持しているフレーム４は、図４及び図５に示すように、本体部５と、左右のブラケット６，７とを含む。本体部５は、ダッシュパネル１の縦壁部１ａ（図１参照）の前方に、本体部５の後端部が縦壁部１ａと車両前後方向に対向するように配置されている。縦壁部１ａは、車両前後方向に直交する方向に沿って延在する平板状の形状を有している。

本体部５は、平面視において略矩形の外形形状を有する扁平な部材である。本体部５は、軽量化と剛性確保のために中空断面を有してもよい。本体部５は、左右２箇所に取り付けられたラバーマウントなどの防振部材８を介して、モータユニットＵを吊り下げ支持している。

本体部５には、補強用ビードであるビードＢが設けられている。ビードＢは、左側の防振部材８の後方に設けられた第１ビードＢ_１と、左側の防振部材８の前方に設けられた第２ビードＢ_２と、右側の防振部材８の前方に設けられた第３ビードＢ_３とを含む。図示した例では、各ビードＢ（Ｂ_１，Ｂ_２，Ｂ_３）は、本体部５の上面を構成するパネル材にプレス加工により形成した上方に凸のビードであり、それぞれ車幅方向に延在している。

右ブラケット６は、右フロントサイドメンバ２_Ｒに支持され、本体部５の右端部を上方から支持している。右ブラケット６の車両前後方向の幅は、本体部５のそれより小さく、右ブラケット６の後端部６_Ｅは、本体部５の右後端部５_ＲＥよりも前方側に位置している。右後端部５_ＲＥは、本体部５の右半分、即ち、フレーム４の車幅方向中心Ｘより右側の領域のうち、最も後方側に位置する部分である。

右ブラケット６は、右フロントサイドメンバ２_Ｒの上面にボルト等の締結具ＦＮにより締結されるベース部６ａと、ベース部６ａの上面から延びるアーム部６ｂとを有する。アーム部６ｂは、ベース部６ａに接続された基端部６ｂ_１と、本体部５の右端部の上面にボルト等の締結具ＦＮにより締結された左端部６ｂ_２とを有する。アーム部６ｂは、基端部６ｂ_１から左端部６ｂ_２にかけて後方視略Ｌ字状に湾曲している。

左ブラケット７は、左フロントサイドメンバ２_Ｌに支持され、本体部５の左端部を上方から支持している。左ブラケット７の車両前後方向の幅は、本体部５のそれより小さく、左ブラケット７の後端部７_Ｅは、本体部５の左後端部５_ＬＥよりも前方側に位置している。左後端部５_ＬＥは、本体部５の左半分、即ち、フレーム４の車幅方向中心Ｘより左側の領域のうち、最も後方側に位置する部分である。

左ブラケット７は、左フロントサイドメンバ２_Ｌの上面にボルト等の締結具ＦＮにより締結されるベース部７ａと、右端部７ｂ_１が本体部５の左端部の上面にボルト等の締結具ＦＮにより締結されたアーム部７ｂとを有する。アーム部７ｂは、ベース部７ａから右端部７ｂ_１にかけて後方視略Ｓ字状に湾曲している。

図４及び図５に示すように、フレーム４の後方側の端縁部４Ｅは、第１部分Ｐ_１と、第２部分Ｐ_２と、それらを結ぶ第３部分Ｐ_３とを含む。第１部分Ｐ_１は、平面視において端縁部４Ｅの輪郭に二点で接する接線Ｌの左側の接点であり、第２部分Ｐ_２は、右側の接点である。第１部分Ｐ_１は、フレーム４の車幅方向中心Ｘより左側に位置しており、第２部分Ｐ_２は、車幅方向中心Ｘより右側に位置している。第３部分Ｐ_３は、第１部分Ｐ_１と第２部分Ｐ_２との間に、端縁部４Ｅの車幅方向中央部に跨るように位置している。第１部分Ｐ_１は、第２部分Ｐ_２よりも後方側に位置し、第３部分Ｐ_３は、接線Ｌよりも前方側に位置している。また、第１部分Ｐ_１には、第１ビードＢ_１が形成されており、高い剛性が付与されている。

電線Ｗ（Ｗ_１，Ｗ_２，Ｗ_３）は、フレーム４の高さにおいて、第３部分Ｐ_３と第３部分Ｐ_３に対向するダッシュパネル１とで挟まれる領域を通るように配索されている。電線Ｗ（Ｗ_１，Ｗ_２，Ｗ_３）は、図３及び図４に示すように、第３部分Ｐ_３と、ダッシュパネル１のうち第３部分Ｐ_３と車両前後方向に対向する部分１ｂ（図３参照、以下、第１対向部１ｂとも称する）との間を通るように配索されてもよい。より具体的には、電線Ｗ（Ｗ_１，Ｗ_２，Ｗ_３）は、第３部分Ｐ_３とその対向部である第１対向部１ｂとの間の隙間を通って、フレーム４の端縁部４Ｅを上下に横切るように配索されてもよい。なお、図３及び図４における各電線Ｗ_１，Ｗ_２，Ｗ_３の断面輪郭Ｗ_１Ｃ，Ｗ_２Ｃ，Ｗ_３Ｃは、それぞれ本体部５の高さ中心における第１電線Ｗ_１、第２電線Ｗ_２、及び第３電線Ｗ_３の位置を示している。

また、図４に示すように、フレーム４の端縁部４Ｅは、本体部５の右後端部５_ＲＥと、本体部５の左後端部５_ＬＥと、それらの間に位置する中間部５_Ｃとを含む。中間部５_Ｃは、車幅方向中心Ｘより右側において右後端部５_ＲＥより左側かつ前方に位置する部分と、車幅方向中心Ｘより左側において左後端部５_ＬＥより右側かつ前方に位置する部分とが滑らかに接続されて構成されている。中間部５_Ｃは、右後端部５_ＲＥ及び左後端部５_ＬＥよりも前方に位置する部分を含んでいる。

電線Ｗ（Ｗ_１，Ｗ_２，Ｗ_３）は、フレーム４の高さにおいて、中間部５_Ｃと中間部５_Ｃに対向するダッシュパネル１とで挟まれる領域を通るように配索されている。電線Ｗ（Ｗ_１，Ｗ_２，Ｗ_３）は、図３及び図４に示すように、中間部５_Ｃと、ダッシュパネル１のうち中間部５_Ｃと車両前後方向に対向する部分１ｃ（図３参照、以下、第２対向部１ｃとも称する）との間を通るように配索されてもよい。より具体的には、電線Ｗ（Ｗ_１，Ｗ_２，Ｗ_３）は、中間部５_Ｃとその対向部である第２対向部１ｃとの間の隙間を通って、フレーム４の端縁部４Ｅを上下に横切るように配索されてもよい。

以下、本実施形態の作用効果について説明する。

（１）電線配索構造Ｓでは、フレーム４の後方側の端縁部４Ｅが、接線Ｌの２つの接点である第１部分Ｐ_１及び第２部分Ｐ_２と、それらの間に位置する第３部分Ｐ_３とを有し、第３部分Ｐ_３が、接線Ｌよりも前方側に位置している。このため、図６に示すように、前面衝突時、フレーム４が、フロントサイドメンバ２_Ｌ，２_Ｒの圧壊に伴って後方移動し、ダッシュパネル１に接触した場合でも、第３部分Ｐ_３とその対向部である第１対向部１ｂとの間に隙間或いは空間が確保される。

そして、電線配索構造Ｓによれば、電線Ｗ（Ｗ_１，Ｗ_２，Ｗ_３）が、フレーム４の高さにおいて、第３部分Ｐ_３と第３部分Ｐ_３に対向するダッシュパネル１とで挟まれる領域を通るように配索されている。このため、前面衝突時、フレーム４とダッシュパネル１との間に電線Ｗが挟まれることが抑制される。仮に、電線Ｗ（Ｗ_１，Ｗ_２，Ｗ_３）が第３部分Ｐ_３とダッシュパネル１の前面とに接触したとしても、電線配索構造Ｓによれば、前面衝突時にフレーム４に入力された荷重は、第１部分Ｐ_１及び第２部分Ｐ_２を経由してダッシュパネル１に伝達される。このため、電線Ｗに過大な荷重が入力されることを防止することができる。

（２）また、電線配索構造Ｓでは、電線Ｗが、フレーム４の高さにおいて、中間部５_Ｃと中間部５_Ｃに対向するダッシュパネル１とで挟まれる領域を通るように配索されている。中間部５_Ｃは、右後端部５_ＲＥ及び左後端部５_ＬＥよりも前方に位置する部分を含んでいるため、前面衝突時、電線Ｗがフレーム４とダッシュパネル１との間に挟まれることをより確実に抑制することができる。

（３）さらに、電線配索構造Ｓでは、フレーム４の端縁部４Ｅの第１部分Ｐ_１が、第２部分Ｐ_２より後方側に位置しているので、フレーム４がダッシュパネル１に接触する際は、第２部分Ｐ_２よりも先に第１部分Ｐ_１が接触しやすい。電線配索構造Ｓによれば、第１部分Ｐ_１にビードＢが設けられているので、ダッシュパネル１に先に接触する部分の剛性を高め、前面衝突時の吸収エネルギーを向上させることができる。

上記実施形態は、発明の理解を容易にするために記載された単なる例示に過ぎない。発明の技術的範囲は、上記実施形態で開示した具体的な技術事項に限らず、そこから容易に導きうる様々な変形、変更、代替技術なども含むものである。

上記実施形態では、接線Ｌの左側の接点（第１部分Ｐ_１）を右側の接点（第２部分Ｐ_２）よりも後方側に配置したが、右側の接点（第２部分Ｐ_２）を左側の接点（第１部分Ｐ_１）より後方側に配置してもよく、左右の接点の車両前後方向位置を揃えてもよい。

上記実施形態では、接線Ｌの左側の接点（第１部分Ｐ_１）を右側の接点（第２部分Ｐ_２）よりも後方側に配置し、左側の接点（第１部分Ｐ_１）にビードＢを設けたが、右側の接点を左側の接点より後方側に配置し、右側の接点にビードＢを設けてもよい。

上記実施形態では、電線Ｗ（Ｗ_１，Ｗ_２，Ｗ_３）が、第３部分Ｐ_３と第３部分Ｐ_３に対向するダッシュパネル１とで挟まれる領域と、中間部５_Ｃと中間部５_Ｃに対向するダッシュパネル１とで挟まれる領域とを通るように配索されている。しかしながら、これらの領域に配索される電線Ｗの組み合わせは、これに限定されない。例えば、第１電線Ｗ_１、第２電線Ｗ_２、及び第３電線Ｗ_３のうちいずれか１つまたは２つが、上記領域のいずれか一方または両方に配索されてもよい。また、第１電線Ｗ_１、第２電線Ｗ_２、及び第３電線Ｗ_３以外の電線Ｗが、上記領域に配索されてもよい。そのような電線Ｗの例としては、車載充電器ＣＨと、車両Ｖに設けられた図示しない充電ポートとに接続される普通充電用ケーブルＷ_４（図３参照）などが挙げられる。

上記実施形態では、電気自動車（ＥＶ）を例にとって説明したが、本発明がハイブリッド車（ＨＶ）、燃料電池車（ＦＣＶ）などにも適用できることは勿論である。

Ｖ 電動車両
Ｓ 電線配索構造
１ ダッシュパネル
１ｂ 第３部分と車両前後方向に対向する部分
２_Ｌ，２_Ｒ フロントサイドメンバ
４ フレーム
４Ｅ 車両後方側の端縁部
Ｌ 接線
Ｐ_１ 第１部分
Ｐ_２ 第２部分
Ｐ_３ 第３部分
Ｘ 車幅方向中心
Ｂ ビード（補強用ビード）
Ｂ_１ 第１ビード
ＰＤＭ パワーデリバリーモジュール（電気機器）
３ バッテリ（走行用バッテリ）
ＩＮ インバータ（走行モータ駆動用インバータ）
ＣＭ コンプレッサ（空調用コンプレッサ）
Ｗ 電線
Ｗ_１ 第１電線（電気機器と走行用バッテリとを接続する電線）
Ｗ_２ 第２電線（電気機器と走行モータ駆動用インバータとを接続する電線）
Ｗ_３ 第３電線（電気機器と空調用コンプレッサとを接続する電線）

Claims (2)

1. ダッシュパネルより車両前方において一対のフロントサイドメンバ間に架設されたフレームと、
   前記フレームに搭載された電気機器と、
   少なくとも前記電気機器と、走行用バッテリ、走行モータ駆動用インバータ、または空調用コンプレッサとを接続する電線と、
   を含み、
   前記フレームの車両後方側の端縁部は、平面視において前記端縁部の輪郭に二点で接する接線の一方の接点である第１部分と、他方の接点である第２部分と、それらを結ぶ第３部分と、を含み、
   前記第１部分は、前記フレームの車幅方向中心より一側に位置し、
   前記第２部分は、前記フレームの車幅方向中心より他側に位置し、
   前記第３部分は、前記接線よりも車両前方側に位置し、
   前記電線の少なくとも一部は、前記フレームの高さにおいて、前記第３部分と前記第３部分に対向する前記ダッシュパネルとで挟まれる領域を通るように配索されている、電動車両の電線配索構造。
2. 前記第１部分は、前記第２部分よりも車両後方側に位置し、
   前記第１部分に補強用ビードが設けられた、請求項１に記載の電動車両の電線配索構造。
   
   

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