JP5516084B2 - 車載システム回路の充電器搭載構造 - Google Patents
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Description
特に、ハイブリッド車(「HEV」ともいう。)や電気自動車(「EV」ともいう。)などの車両のシステム回路であって、車載充電器をシステム回路に接続する構成および車載充電器と車載構造に関する。
最近は、ハイブリッド車でも充電器を搭載するもの(「PHEV」ともいう。)がある。
一方、国内外で法規整備が進められている。
追記すれば、前記充電器を電池とともに車両に搭載している場合、回路の簡素化や電力ロス低減などの理由から、充電器の出力端子を電池の端子と直接的に接続するように回路を構成している。
そのため、走行中のように電池の電力を使用している状態では、充電器のDC側である出力部に高電圧がかかった状態となっている。
一方、充電器の内部では絶縁構造を備えているため、電池の電力を使用している状態であっても、入力側である充電口の外部接続端子付近では、電流が流れないようになっている。
また、前記充電器は、走行中に高電圧がかかるため、その搭載位置を、万一の事故が起きたとしても所定の保護が得られる部位にする必要がある。
特に、外部供給電力用の充電器は、車両走行中に使用することはなく、車両走行性能維持に対する影響は比較的少ない回路部品と考えられる。
更に、後述する特許文献1では、車載充電器を高電圧回路から遮断するためのリレーを設けることが開示されている。
このとき、前記車載電池105は、第1車載電池105aと第2車載電池105bとの2個からなり、これらの第1、第2車載電池105a、105bを備える前記高電圧回路を構成するシステム回路107は、ヒューズ111と安全スイッチ112とを介して直列に接続されている。
また、第1車載電池105aは、前記バス106及び第1リレー113を介してインバータ114に接続される一方、前記第2車載電池105bは、前記バス106及び第2リレー115を介して前記インバータ114に接続される。
このインバータ114には車両推進用モータ116が接続されている。
そして、従来の車載システム回路の充電器搭載構造において、ハイブリッド車をPHEVにする場合、新たに充電器を搭載する。
また、PHEVにする場合、電池容量を増やすために、部品搭載スペースはさらに限られてしまうという不都合がある。
そして、車両の構造上、空間的に開いているように見える空間の中には、外力に因る車体変形によつて縮小される空間と、そうでない空間とがある。
大きな車両でも小さい車両でも縮小される空間は、エネルギ吸収のためにある一定以上は必要であるから、小さな車両では部品搭載スペースが限られてしまうという不都合がある。
乗員の居住性積載性の確保を考慮すれば、高電圧回路を構成する部品の搭載スペースの確保をするために、さらに工夫する必要がある。
電池を含む高電圧回路は保護する必要性が高いが、回路を構成する各機能部を分散させて配置したり、各機能部の中でも優先度を考慮して配置したりすることで、保護性能を確保しつつ搭載性を向上させる必要がある。
上述の特許文献1では、高電圧回路を構成する部品を車外に搭載することが目的であるので、充電器の搭載に関してそのような保護性能の確保と搭載性の向上とを両立させることを目的としておらず、そのような目的を達成するために好適な具体的構造を何ら開示していない。
図2において、1は車両、2は前輪、3は後輪、4は車載システム回路の充電器搭載構造である。
この車載システム回路の充電器搭載構造4は、図1に示す如く、車載電池5と、この車載電池5とバス(「給電母線」ともいう。)6を介して接続して高電圧回路を構成するシステム回路7と、そのバス6に接続して外部から供給される電力を車載電池5に充電する充電器8とを備えている。
このとき、前記車載電池5は、図1及び図2に示す如く、後部シート9の下部かつ前記後輪3の前部に配設される第1車載電池5aと、後部シート9の後部かつリアフロア10上に配設される第2車載電池5bとの2個からなり、これらの第1、第2車載電池5a、5bを備える前記高電圧回路を構成するシステム回路7は、ヒューズ11と安全スイッチ12とを介して直列に接続されている。
また、第1車載電池5aは、前記バス6及び第1リレー13を介して前記車両1の前輪2の上部に配設されるインバータ14に接続される一方、前記第2車載電池5bは、前記バス6及び第2リレー15を介して前記インバータ14に接続される。
このインバータ14には前記車両1の前輪2の前側に位置する車両推進用モータ16が接続されている。
このとき、前記高電圧回路を構成するシステム回路7は、車両推進用モータ16や、直流交流変換しモータ16に給電あるいはモータ16からの発電を交流直流変換する前記インバータ14、および前記車載電池5、後述する充電器用リレー20を収めたジャンクションボックス17を含み、それらの間を相互に接続する前記バス6を備えている。
また、前記インバータ14よりも車両1の後方側に配置される制御装置18は、図1及び図2に示す如く、通信線19を介して、前記高電圧回路を構成するシステム回路7の各部と連結している。前記制御装置18は様々な状態を検知し、各部を制御する。なお、充電制御もこの制御装置18が行う。
詳述すれば、前記充電器8は、外部供給電力用の充電器であり、その入力側には外部供給電力を供給接続する外部接続端子を内部に備えた充電口24を接続して設けてあり、その出力側には前記リレー20を設けている。
なお、前記充電器8は、内部に絶縁構造を有し、前記充電口24の短絡等があっても漏電しない回路構造を有している。
また、前記充電器8を、図2に示す如く、前記車両1後部の後輪3近傍の前記車体構造部22に設けた比較的大きな収容空間23に収容し、その収容空間23の内部壁面(底面)に固定して設けている。
つまり、前記別の筺体21は、例えば前記第2車載電池5bと前記リレー20を収めた前記ジャンクションボックス17とを収納し、後部シート9の後部かつリアフロア10上に配設される。
また、前記車体構造部22は、リアフロア10やスペアタイヤハウスである前記収容空間23、メンバ25、車体後部パネル26などからなり、この収容空間23に前記充電器8を収容して設ける一方、前記別の筺体21よりも車両後方の車体後部パネル26とリヤバンパ27との間に前記充電口24を配設している。
従って、電気回路の接続構造と、車両1への搭載構造を両方備えることによって、保安性を確保しつつ、搭載性を高めることができる。
つまり、図1に示す如く、収容空間22の前壁面28と後壁面29とから前記充電器8を離間させて設けるものである。
従って、前記充電器8が高電圧回路となる充電状態にも配慮した搭載形態を示すものである。
これにより、搭載性を向上する少スペース化と、保安性を確保する配置とを両立することができる。
また、前記充電器8は、充電中に大きな発熱をするため、設置に際して、冷却性確保に配慮した構造を必要とする。換気のできる十分なスペースを有する収納構造としている。詳細には図示しないが、ダクト構造を有する。
前記保護フレームは、車体のフロアパネルの所定範囲、および、左右両側のサイドボディの内側パネルに設けた構造部に、強固に固定されている。また、前記保護フレームは、隔壁等の補強構造を有する。更に、前記インバータ14や前記ジャンクションボックス17等の前記高電圧回路を構成するシステム回路7の電装品が前記車載電池5と共に保持されている。
前記車両1後部の前記車体構造部22としては、リアフロア10に設けたスペアタイヤハウス類となる凹凸構造部周囲に、左右一対のサイドフレーム(図示せず)やクロスメンバ(図示せず)等の様々な前記メンバ25を設けてあり、幅方向や前後方向、上下方向に伸びて、剛性を確保しつつもエネルギを吸収する構造を持っている。車体パネルには補強を行っている。
また、前記車両1に後部から所定以上の大きな外力が加わり、そのような前記車体構造部22が大きく変形した場合、前記収容空間23の容量が損なわれ、内部に収容した物品がダメージを受ける可能性がある。その物品として電装部品である前記充電器8を収容して設けていても、前記高電圧回路を構成するシステム回路7とは遮断可能に設けているので、漏電のような二次的な被害を防ぐことができる。
この第2実施例において、上述第1実施例のものと同一機能を果たす箇所には、同一符号を付して説明する。
これに対して、この第2実施例においては、前記第1車載電池5aと前記第1リレー13との間、および、前記第2車載電池5bと前記第2リレー15との間にバス31を接続し、分岐位置を変更するものである。
なお、前記第1、第2リレー13、15は、車載された前記充電器8以外の高電圧部品が持つこともある。また、ハード的に前記第1、第2リレー13、15を車載電池5に併設したり、内蔵する構成とすることも可能である。
4 車載システム回路の充電器搭載構造
5 車載電池
6 バス(「給電母線」ともいう。)
7 システム回路
8 充電器
13 第1リレー
14 インバータ
15 第2リレー
16 モータ
17 ジャンクションボックス
18 制御装置
20 リレー
21 別の筺体
22 車体構造部
23 収容空間
24 充電口
Claims (1)
- 車載電池を含み車両推進用モータへ電力を供給するシステム回路と、外部から供給される電力を前記車載電池に充電する充電器とを備えた車載システム回路の充電器搭載構造において、前記充電器から前記システム回路への電力を遮断するリレーと、このリレーを収納しリアフロア上に配置された前記充電器とは別の筐体と、前記充電器を備えかつ、車体後部パネルから下方に接続して設けた収容空間とを備えることを特徴とする車載システム回路の充電器搭載構造。
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