JP2024067311A - 車両 - Google Patents

Abstract

【課題】電力変換器の安全性を確保して車両に搭載する技術を提供する。
【解決手段】
車両は、一対のサイドメンバと、一対のサイドメンバの一方から他方まで延びるリアクロスメンバと、バッテリと、バッテリに接続される第１電力変換器と、バッテリと第１電力変換器とを通電状態と非通電状態との間で切り替える第１リレーと、第１電力変換器と並列にバッテリに接続される第２電力変換器と、バッテリと第２電力変換器とを通電状態と非通電状態との間で切り替える第２リレーと、を備え、第１リレーは、車両の走行中にバッテリと第１電力変換器とを通電状態とし、第２リレーは、車両の走行中にバッテリと第２電力変換器とを非通電状態とし、第１電力変換器は、リアクロスメンバよりも車両の前方であって、車幅方向において、一対のサイドメンバの間に配置され、第２電力変換器は、リアクロスメンバよりも車両の後方に配置されてもよい。
【選択図】図２

Description

本明細書が開示する技術は、車両に関する。

引用文献１には、走行中にバッテリと通電状態で接続される電力変換器を備える車両が開示されている。

特開２０２１－４０２１号公報

上記の技術では、バッテリに対して互いに並列に接続される２個の電力変換器が配置される構成は開示されていない。

本明細書は、バッテリに対して互いに並列に接続される２個の電力変換器を備える車両において、電力変換器の安全性を確保して車両に搭載する技術を提供する。

本明細書で開示される技術の第１の形態は、車両に関する。車両は、互いに車幅方向に離間して配置され、車両前後方向に延びる一対のサイドメンバと、前記一対のサイドメンバの一方から他方まで延びるリアクロスメンバと、バッテリと、前記バッテリに接続される第１電力変換器と、前記バッテリと前記第１電力変換器とを通電状態と非通電状態との間で切り替える第１リレーと、前記第１電力変換器と並列に前記バッテリに接続される第２電力変換器と、前記バッテリと前記第２電力変換器とを通電状態と非通電状態との間で切り替える第２リレーと、を備え、前記第１リレーは、前記車両の走行中に前記バッテリと前記第１電力変換器とを通電状態とし、前記第２リレーは、前記車両の走行中に前記バッテリと前記第２電力変換器とを非通電状態とし、前記第１電力変換器は、前記リアクロスメンバよりも前記車両の前方であって、前記車幅方向において、前記一対のサイドメンバの間に配置され、前記第２電力変換器は、前記リアクロスメンバよりも前記車両の後方に配置されてもよい。

この構成によると、車両の走行中に通電されるか否かによって２個の電力変換器を別々に配置することによって、各電力変換器の寸法を小さくすることができる。車両の走行中にバッテリに通電される第１電力変換器を、一対のサイドメンバとリアクロスメンバとによって保護される領域に配置することができる。これにより、車両の衝突時に第１電力変換器を保護することができる。一方、車両の走行中にバッテリと通電されない第２電力変換器を、リアクロスメンバよりも後方に配置することによって、第２電力変換器がリアクロスメンバよりも前方のスペースを占有せずに済む。第１電力変換器の安全性を確保して車両に搭載することができる。

第２の形態は、上記の第１形態において、前記バッテリと前記第１電力変換器とを接続する電気ケーブルであって、前記車両の走行中に前記バッテリから前記第１電力変換器に向かう電流が流れる前記電気ケーブルをさらに備え、前記第１電力変換器の前記電気ケーブルに接続される端子及び前記電気ケーブルは、前記リアクロスメンバよりも前記車両の前方に配置されてもよい。

この構成によると、車両の走行中に通電される電気ケーブルと端子とを一対のサイドメンバとリアクロスメンバとによって保護される領域に配置することができる。これにより、電気ケーブルと端子との安全性を確保して車両に搭載することができる。

第３の形態は、上記の第１又は第２の形態において、前記第１電力変換器は、前記車両の搭乗者用の客室に配置されてもよい。

この構成によると、第１電力変換器を、一対のサイドメンバ、リアクロスメンバ及び客室を構成する構造体に囲まれる領域に配置することができる。これにより、一対のサイドメンバとリアクロスメンバと特定のクロスメンバとによって、第１電力変換器を保護することができる。

バッテリと電力変換器との接続関係を表すブロック図である。 電力変換器の配置を説明する平面図である。

図１に示すように、車両１０は、バッテリ１２と、電力変換器１４、１６と、リレー１８、２０と、電気ケーブル２２、２４、３２、３４と、充電インレット４０と、を備える。バッテリ１２は、車両１０に搭載される電気機器に電力を供給する。電気機器は、走行用のモータ、エアコン等を含む。

電力変換器１４は、電気ケーブル２２を介してバッテリ１２に電気的に接続される。電力変換器１４は、バッテリ１２の直流電力を車両１０の電気機器に供給するための電力に変換する。電力変換器１４は、インバータ及びコンバータを備える。電気ケーブル２２には、リレー１８が配置されている。リレー１８は、バッテリ１２と電力変換器１４との間に配置されている。リレー１８は、通電状態と非通電状態とに切り替わる。リレー１８では、車両１０の図示省略したメイン制御装置によって、通電状態と非通電状態とが切り替えられる。通電状態では、リレー１８は、バッテリ１２と電力変換器１４とを電気ケーブル２２を介して通電する。非通電状態では、リレー１８は、バッテリ１２と電力変換器１４との通電を遮断する。

電力変換器１４は、電気ケーブル２４を介して、充電インレット４０に電気的に接続されている。充電インレット４０は、外部電源の電源ケーブルに接続可能である。電力変換器１４は、充電インレット４０に外部電源の電源ケーブルが接続されている状態で、外部電源から供給される電力を、バッテリ１２に充電するための電力に変換する。電力変換器１４は、バッテリ１２から電気機器に向かう方向と、充電インレット４０からバッテリ１２に向かう方向と、の双方向の電力を変換する。

電力変換器１６は、電気ケーブル３２を介してバッテリ１２に電気的に接続される。電力変換器１６と電力変換器１４とは、バッテリ１２に対して並列に接続されている。電気ケーブル３２には、リレー２０が配置されている。リレー２０は、バッテリ１２と電力変換器１６との間に配置されている。リレー２０は、通電状態と非通電状態とに切り替わる。リレー２０では、車両１０の図示省略したメイン制御装置によって、通電状態と非通電状態とが切り替えられる。通電状態では、リレー２０は、バッテリ１２と電力変換器１６とを電気ケーブル３２を介して通電する。非通電状態では、リレー２０は、バッテリ１２と電力変換器１６との通電を遮断する。

電力変換器１６は、電気ケーブル３４を介して、充電インレット４０に電気的に接続されている。電力変換器１６は、充電インレット４０に外部電源の電源ケーブルが接続されている状態で、外部電源から供給される電力を、バッテリ１２に充電するための電力に変換する。電力変換器１６は、充電インレット４０からバッテリ１２に向かう一方向の電力を変換する。

（リレー１８、２０の切り替え）
車両１０では、車両１０が停車している間に、充電インレット４０に外部電源の電源ケーブルが接続され、リレー１８、２０が通電状態で維持される場合、外部電源の電力が２個の電力変換器１４、１６によって変換されて、バッテリ１２に供給される。これにより、バッテリ１２が充電される。この場合、電気ケーブル２２、２４、３２、３４に通電されている。この構成によると、１個の電力変換器１４を利用する場合と比較して、バッテリ１２の充電を早めることができる。また、電力変換器１４、１６を２個に分けて配置することによって、１個の電力変換器が大型化することを抑制することができる。

例えば、車両１０の走行中のように、車両１０の電源をオンであり、車両１０に搭載される電気機器が利用されている場合、リレー１８は通電状態で維持される一方、リレー２０は非通電状態で維持される。この場合、電気ケーブル３２、３４は、通電されていない。電気ケーブル２２は通電されている。電気ケーブル２４は通電されていない。バッテリ１２からの電力は、電気ケーブル２２を介して電力変換器１４に供給される。電力変換器１４は、バッテリ１２からの電力を変換して、電気ケーブル２６（図２参照）を介して車両１０に搭載される電気機器に電力を供給する。

図２に示すように、車両１０は、一対のサイドメンバ５２、５４と、リアクロスメンバ６２と、を備える。一対のサイドメンバ５２、５４は、車幅方向Ｗの両端のそれぞれに配置されている。サイドメンバ５２は、前後方向Ｆに延びている。サイドメンバ５２は、車両１０の車体骨格部材である。サイドメンバ５２は、例えば、閉断面構造に形成されている。サイドメンバ５２は、前後方向Ｆに複数の部材が接合されることによって構成されている。サイドメンバ５２は、前後方向Ｆにおいて、車両１０の搭乗者の搭乗空間である客室１００から、客室１００の後端を越えて、客室１００の後方に位置する荷室１０２まで延びている。サイドメンバ５４も同様の構成を有する。

リアクロスメンバ６２は、車幅方向Ｗにおいて、サイドメンバ５２からサイドメンバ５４まで延びている。リアクロスメンバ６２は、サイドメンバ５２、５４のそれぞれに接合されている。リアクロスメンバ６２は、車体骨格部材である。リアクロスメンバ６２は、例えば、閉断面構造に形成されている。リアクロスメンバ６２は、フロアパネル７２、７４の間に配置されている。フロアパネル７２は、荷室１０２の底面を画定する。フロアパネル７２の前端にはリアクロスメンバ６２が接合されている。フロアパネル７２の車幅方向Ｗの両端のそれぞれには、サイドメンバ５２、５４のそれぞれが接合されている。

フロアパネル７２の後方には、車幅方向Ｗに沿って延びるバンパリンフォース等が配置されている。しかしながら、リアクロスメンバ６２よりも後方において、リアクロスメンバ６２のように、サイドメンバ５２とサイドメンバ５４とに接合される車幅方向Ｗに沿った骨格部材は配置されない。リアクロスメンバ６２が、車両１０の最も後方に配置される車幅方向Ｗの骨格部材である。

リアクロスメンバ６２は、フロアパネル７４の後端に配置されている。フロアパネル７４は、客室１００の底面を画定する。客室１００は、フロアパネル７４から車両１０のルーフパネルまでの間の空間である。フロアパネル７４には、シートが取り付けられている。フロアパネル７４は、客室１００の前後方向Ｆの全長に亘って配置されている。フロアパネル７４は、２枚以上のパネルで構成されていてもよい。客室１００では、サイドメンバ５２、５４、リアクロスメンバ６２の他、上下方向に延びるピラー、フロアパネル７４等の車両１０の構造体によって、搭乗者が保護されている。

リアクロスメンバ６２よりも前方に、リアクロスメンバ６２と同様に、サイドメンバ５２からサイドメンバ５４まで延びているクロスメンバが配置されていてもよい。

電力変換器１４及びリレー１８は、リアクロスメンバ６２よりも前方に配置されている。電力変換器１４は、例えば、フロアパネル７４よりも上方に配置される。バッテリ１２は、フロアパネル７４よりも下方に配置される。電力変換器１４は、フロアパネル７４を貫通する電気ケーブル２２によってバッテリ１２と電気的に接続されている。電力変換器１４及びリレー１８は、リアクロスメンバ６２と一対のサイドメンバ５２、５４とによって囲まれている。

電力変換器１４及びリレー１８は、端子１４ａを介して電気ケーブル２２に接続されている。端子１４ａ及び電気ケーブル２２も、電力変換器１４と同様に、リアクロスメンバ６２と一対のサイドメンバ５２、５４とによって囲まれている。電力変換器１４、リレー１８、端子１４ａ及び電気ケーブル２２は、客室１００に配置されている。

電力変換器１４から充電インレット４０まで延びる電気ケーブル２４の一部は、サイドメンバ５２よりも車両１０の外側に配索されている。

一方、電力変換器１６及びリレー２０は、リアクロスメンバ６２よりも後方に配置されている。電力変換器１６及びリレー２０は、フロアパネル７２に取り付けられている。電気ケーブル３２、３４は、電力変換器１６及びリレー２０と同様に、リアクロスメンバよりも後方に配置されている。電力変換器１６及びリレー２０は、荷室１０２に配置されている。

電力変換器１４は、車両１０の走行中に、バッテリ１２から電力が供給される。車両１０では、電力変換器１４は、リアクロスメンバ６２と一対のサイドメンバ５２、５４とによって囲まれている。これにより、電力変換器１４を、車両１０の衝突時にリアクロスメンバ６２と一対のサイドメンバ５２、５４とによって保護することができる。さらに、電力変換器１４を、客室１００に配置することによって、電力変換器１４をより強固に保護することができる。端子１４ａ及び電気ケーブル２２も同様である。これにより、電力変換器１４を保護するために、新たにプロテクタ等の保護部材を配置せずに済む。この結果、保護部材を搭載するためのスペースを設けなくてよい。

さらに、電力変換器１４、端子１４ａ及び電気ケーブル２２は、車両１０の衝突、特に、側面からの衝突時に、サイドメンバ５２、５４が車両１０の内側に変形することを見越して、車幅方向Ｗにおいて、サイドメンバ５２、５４から車両１０の内側に距離を置いて配置されている。これにより、車両１０の衝突時に、電力変換器１４、端子１４ａ及び電気ケーブル２２が破損することを抑制することができる。

一方で、車両１０の走行中に電力が供給されない電力変換器１６を、リアクロスメンバ６２よりも後方に配置する。また、電力変換器１６をリアクロスメンバ６２よりも後方に配置することによって、電力変換器１６によって客室１００が狭くなることを回避することができる。

なお、上下方向において、電力変換器１４、端子１４ａ及び電気ケーブル２２の少なくとも一部が、サイドメンバ５２、５４及びリアクロスメンバ６２と重複していてもよいし、重複していなくてもよい。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、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様々に変形、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、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合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し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１０：車両、１２：バッテリ、１４、１６：電力変換器、１４ａ：端子、１８、２０：リレー、２２、２４、２６、３２、３４：電気ケーブル、４０：充電インレット、５２、５４：サイドメンバ、６２：リアクロスメンバ、７２、７４：フロアパネル、１００：客室、１０２：荷室

Claims (3)

1. 車両であって、
   互いに車幅方向に離間して配置され、車両前後方向に延びる一対のサイドメンバと、
   前記一対のサイドメンバの一方から他方まで延びるリアクロスメンバと、
   バッテリと、
   前記バッテリに接続される第１電力変換器と、
   前記バッテリと前記第１電力変換器とを通電状態と非通電状態との間で切り替える第１リレーと、
   前記第１電力変換器と並列に前記バッテリに接続される第２電力変換器と、
   前記バッテリと前記第２電力変換器とを通電状態と非通電状態との間で切り替える第２リレーと、を備え、
   前記第１リレーは、前記車両の走行中に前記バッテリと前記第１電力変換器とを通電状態とし、
   前記第２リレーは、前記車両の走行中に前記バッテリと前記第２電力変換器とを非通電状態とし、
   前記第１電力変換器は、前記リアクロスメンバよりも前記車両の前方であって、前記車幅方向において、前記一対のサイドメンバの間に配置され、
   前記第２電力変換器は、前記リアクロスメンバよりも前記車両の後方に配置される、車両。
2. 前記バッテリと前記第１電力変換器とを接続する電気ケーブルであって、前記車両の走行中に前記バッテリから前記第１電力変換器に向かう電流が流れる前記電気ケーブルをさらに備え、
   前記第１電力変換器の前記電気ケーブルに接続される端子及び前記電気ケーブルは、前記リアクロスメンバよりも前記車両の前方に配置される、請求項１に記載の車両。
3. 前記第１電力変換器は、前記車両の搭乗者用の客室に配置される、請求項１又は２に記載の車両。

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