JP5997933B2 - 高圧電装部品を備える電気車両 - Google Patents
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Description
また、下記特許文献1によれば、デットスペースを有効活用するため、そのシート下方のクロスメンバ間にIPUを配置することが開示されている。
なお、IPUとは、モータに電力を供給するバッテリモジュールと、送風機及びDC−DCコンバータ等の電気補器部品とがケースに格納されて一体化したものである。
特に、第1クロスメンバと第2クロスメンバと第3クロスメンバとに囲まれた領域内に存在するIPUの一部については、より確実に側面衝突から保護することができる。
そして、IPUの中央部に近設された第3クロスメンバによれば、IPUの前後に配置される従来のクロスメンバよりも、小さな断面積でIPUの車幅方向における車体の剛性、強度を向上させることができる。
そのため、本願発明によれば、従来技術のようにIPU前後に配置されるクロスメンバの断面積を増加させた場合に比べて、断面積の増加量を低減でき、クロスメンバの体積・重量の増加が抑えられる。
また、本願発明によれば、第3クロスメンバがシートを支持するため、IPUに作用する荷重が低減する。そのため、IPUに求められる剛性・強度も低減して、IPUの体積・重量の増加が抑えられる。
さらに、本願発明によれば、クロスメンバの総断面積の増加量が低減されることから、IPUの収容スペースが増加して、スペース効率の向上が図れる。
そのため、IPUの前方又は後方に配置される従来のクロスメンバに比べて、第1クロスメンバ又は第2クロスメンバをバッテリモジュールに近設させることができ、バッテリモジュールを保護できる確実性が高められる。
実施形態に係る車両Vは、IPUから供給される電力によりモータが駆動し、そのモータの駆動力により走行可能な電気車両である。なお、本発明における電気車両とは、モータのみを動力源とする車両のほかに、モータと内燃機関との2つの動力源を備えるハイブリット車両をも含むものである。
さらに、図1に示すように、IPUカバー4の左右両側には、上下方向に貫通してIPU20の後述する吸入ダクト41の吸入口41bが通過する孔4aが形成されている。
さらに、第2クロスメンバ12は、一対のフロアフレーム14、14の略下半分に設けられており、第2クロスメンバ12の上方にIPU20の後部側を収容可能なスペースが形成されている。
また、第3クロスメンバ13の両端は、フロアパネル3上に延在して、フロアパネル3を貫通してフロアフレーム14に螺合する図示しないボルトにより固定されている。
そして、第3クロスメンバ13は、シート1の中央部下方、つまり、IPU20の中央部上方に配置されており、従来技術で説明したIPU20の前後に配置されるクロスメンバに比べて、IPU20の中央部に近設されている。なお、第3クロスメンバ13の断面積については後述する。
なお、本実施形態においては、シート1を支持するための部材として、第3クロスメンバ13の他に、第3クロスメンバ13の前面からIPUカバー4に沿って前方へ延びるシート支持部材16、16が設けられている。このシート支持部材16、16によれば、より安定してシート1を支持することが可能となる。
なお、IPUカバー4上に設けられる第3クロスメンバ13及びシート支持部材16、16は、シート1のレール部1aが設けられる部分を除いて、フロアカーペット(不図示)により覆われている。
また、電気補器部品25として、ジャンクションボード30と、DC−DCコンバータ31と、シロッコファン24とを備える。
なお、本実施形態のIPU20では、電気補器部品25として、ジャンクションボード30と、DC−DCコンバータ31と、シロッコファン24とを備えるが、本発明はこれに限定されるものでなく、たとえば、モータ(不図示)を駆動させるためのインバータをさらに備えてもよい。
このケース固定片22は、IPU20を上方からフロアパネル3の開口部3aに挿入した場合に、フロアパネル3を介してフロアフレーム14の上方に配置されるものである。
そして、このケース固定片22が、フロアパネル3を貫通してフロアフレーム14に螺合するボルト(不図示)により締め付けられることで、IPU20がフロアパネル3の開口部3a内に宙吊りされた状態で固定される(図3参照)。
そのほか、図5に示すように、ケース固定片22の第1固定片22aと第2固定片22bの上方には、IPUケース21の内方に延びるバッテリ固定片23が設けられている。
バッテリモジュール27は、電気補器部品25を構成する他の部品に比べて高さ方向(上下方向)の長さが長くなっている。
バッテリモジュール27は、複数のバッテリセル27aと複数のホルダ27bとが前後方向に配列してなっている。なお、複数のバッテリセル27aと複数のホルダ27bとは、前後方向に交互となるように配置されている。
また、複数のバッテリセル27aと複数のホルダ27bとからなる配列は、前方と後方とに配置される一対のエンドプレート(不図示)により挟持されて一体化している。なお、エンドプレート(不図示)には、バッテリフレーム28に固定されるためのボルト固定穴が形成されている。
さらに、バッテリセル27aとホルダ27bとの間には隙間が形成されて、冷却風が流入可能になっている。そのため、バッテリセル27aを冷却するための冷却風を上方からバッテリモジュール27に送り込んだ場合に、バッテリモジュール27の下方から冷却風が排出される(図3に示す矢印Hを参照)。
そして、被固定片32がIPUケース21のバッテリ固定片23に固定されることで、バッテリモジュール27がIPUケース21内の前部側に宙吊りされた状態でIPUケース21に取り付けられている。
さらに、バッテリフレーム28の後方フレーム28bは、IPU20がフロアFに固定された場合において、第3クロスメンバ13の直下に配置されている。
なお、DC−DCコンバータ31は、図7に示すように、前方と後方とに通気口31a、31bが形成された直方体状のDC−DC用ケース31cに収容されている。そのほか、DC−DCコンバータ31には、放熱を促進させるフィン31dが設けられている。
本実施形態のシロッコファン24は、図3、図6に示すように、IPUケース21の後部側の中央部に配置されているとともに、空気を吸気する吸気口が下方を向き、かつ、空気を吐出する吐出口が右側を向くように設置されている。
なお、本実施形態のシロッコファン24によれば、吸気した空気を90度方向転換させて吐出しているため、後述する第1中間ダクト44又は第2中間ダクト45により、冷却風を直角に方向転換させる回数が減り、冷却風の圧力損失を低減させることができる。
なお、IPUケース21の後底部21bが前底部21aに比べて上方となっているため、IPUケース21の後部側に配置されるシロッコファン24、ジャンクションボード30、DC−DCコンバータ31と、IPUケース21の前部側に配置されるバッテリモジュール27とが略同じ高さとなっている。
さらに、吸入ダクト41の左右両端側には、IPUカバー4の孔4b(図1参照)を通過するように上方に突出して、車室Cの空気を吸い込み可能な吸入口41b、41bが形成されている。
この吸入口41b、41bは、図2の矢印Gに示すように、吸い込んだ車室Cの空気を、吸入ダクト41の下方に配置されるバッテリモジュール27へ送り込むことができるように形成されている。
そのほか、バッテリモジュール27のバッテリセル27aの表面に結露水が発生した場合、自重により落下して、底面ダクト46に中央溝46aと排出溝46bとに結露水が溜まることとなる。
また、駆け上がりダクト47の後壁には、IPUケース21の底壁の形状、つまり、第2クロスメンバ12の形状に沿うように、後方に向かうにつれて上方へ駆け上がるように傾斜した駆け上がり部47aが形成されている。
この駆け上がり部47aによれば、底面ダクト46に溜まる結露水がシロッコファン24の方に移動することを防止できるため、シロッコファン24が結露水を吸い込むおそれが低減されている。
また、駆け上がり部47aによれば、冷却風を駆け上がり部47aに沿って案内すること、つまり、クロスメンバに沿って上方に駆け上がるように冷却風を案内することができ、シロッコファン24の吸入口に冷却風を滞りなく導入させることができる。
これにより、図7の矢印Iに示すように、シロッコファン24から送り出される冷却風が第2中間ダクト45に案内されて、DC−DC用ケース31c内に入り込み、フィン31dにより熱交換されてDC−DCコンバータ31が冷却される。
なお、吐出ダクト43の終端側(後方側)には、車室C内に延出している循環ダクト(不図示)が接続されて、吐出ダクト43から吐き出された冷却風を車室Cに循環させている。
そのため、車両Vにおいて、第3クロスメンバ13と後方フレーム28bが存在する局部の剛性、強度が向上しており、側面衝突からIPU20を保護できる確実性がさらに高くなっている。
そのため、車両Vの第1クロスメンバ11〜第3クロスメンバ13の総断面積の増加量を低減されて、クロスメンバの体積・重量の増加を抑えることができる。
たとえば、第1クロスメンバ11〜第3クロスメンバ13のそれぞれの断面積について、IPU20の保護可能な総断面積の範囲内で適宜変更可能であり、実施形態で説明した例に本発明は限定されない。
たとえば、第3クロスメンバ13の断面積を従来のクロスメンバの断面積の増加量と同一とする一方で、第1クロスメンバ11と第2クロスメンバ12の断面積を通常におけるクロスメンバの断面積よりも小さくしてもよい。これによっても、クロスメンバの総断面積の増加量を低減させることができる。
具体的には、実施形態のIPU20の向きを変えることで、車幅方向に並ぶジャンクションボード30とシロッコファン24とDC−DCコンバータ31とをIPU20の前部側に位置するようにして、第1クロスメンバ11に重なるように配置してもよい。当該構成であっても、IPU20を確実に保護でき、かつ、クロスメンバとIPU20との体積・重量の増加を抑制できる。
4 IPUカバー
11 第1クロスメンバ
12 第2クロスメンバ
13 第3クロスメンバ
16 シート支持部材
20 IPU(高圧電装部品)
24 シロッコファン(送風機)
25 電気補器部品
27 バッテリモジュール
28(28a〜28c) バッテリフレーム
31 DC−DCコンバータ
44 第1中間ダクト
45 第2中間ダクト
47a 駆け上がり部
F フロア
Claims (2)
- 電気車両の前後方向前側に配置される第1クロスメンバと、
前記第1クロスメンバの後方に配置される第2クロスメンバと、
シート下方であって、前記第1クロスメンバと前記第2クロスメンバとの間に配置される高圧電装部品と、を備える電気車両であって、
前記高圧電装部品の上方に配置されて前記シートが固定された第3クロスメンバをさらに備え、
前記高圧電装部品の少なくとも一部が、前記第1クロスメンバと前記第2クロスメンバと前記第3クロスメンバとに囲まれた領域内に存在しており、
前記高圧電装部品は、バッテリモジュールと、前記バッテリモジュールの前方又は後方に配置される電気補機部品と、を備えて、前記電気補機部品の下方に前記第1クロスメンバ又は前記第2クロスメンバを配置できるスペースが形成されていることを特徴とする電気車両。 - 前記高圧電装部品は、車幅方向に延びて前記バッテリモジュールを支持するバッテリフレームを有し、
前記バッテリフレームは、前記第3クロスメンバの下方に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の電気車両。
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