JP6413136B2 - 車両のケーブル配置構造 - Google Patents

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Description

本発明は、車両においてモータやインバータなどの電気機器とバッテリパックとに接続されるケーブルの配設構造に関する。
電気自動車やハイブリット車などの電動車両においては、モータやインバータなどの電気機器とバッテリパックを高圧電線で連結している。高圧電線は、その直径が比較的大きいものである。
下記特許文献1には、モータと当該モータの車両後方側に配置されるバッテリ(バッテリパック)とを上下方向にて車両前後方向に湾曲すると共に、車両前後方向にて車幅方向に湾曲するケーブルで接続した車両のケーブル配設構造が記載されている。
下記特許文献2には、車両前側に配置されたインバータと、車両後側に配置された高電圧バッテリ(バッテリパック)とに接続され、上下方向および左右方向に屈曲されて予め三次元姿勢に賦形したワイヤハーネスが記載されている。
下記特許文献3には、車両前側に配置されたモータと車両後側に配置されたバッテリ(バッテリパック)とに接続され、モータ近傍とバッテリ近傍に車両前後方向にて上下方向に屈曲する箇所にプロテクタが設けられたワイヤハーネスが記載されている。
国際公開第2012/063399号パンフレット 特許第5272392号公報 特開2011−165354号公報
しかしながら、上記特許文献1においては、車両前側から衝撃荷重が入力されてモータが車両後側へ移動すると、これに伴い、ケーブルが車両後側へ移動し、左右のサイドフレームに架け渡されるフレーム部材やフロアパネルに接触して損傷してしまう可能性があった。
上記特許文献2においては、車両前側から衝撃荷重が入力されてインバータが車両後側へ移動すると、これに伴い、ワイヤハーネスも車両後側へ移動し、フロアパネルと接触して損傷したり、高電圧バッテリとの接続箇所に作用して当該接続箇所を損傷したりしてしまう可能性があった。
上記特許文献3においては、ワイヤハーネスが車両内部前側から車両床下を通って車両内部後側にのびるように形成されていることから、車両前側から衝撃荷重が入力されてインバータが車両後側へ移動すると、これに伴い、ワイヤハーネスも車両後側へ移動し、フロアパネルと接触して損傷してしまう可能性があった。
以上のことから、本発明は、上述したような課題を解決するために為されたものであって、入力された衝撃荷重に対する安全性を高めることができる車両のケーブル配設構造を提供することを目的としている。
前述した課題を解決する第1の発明に係る車両のケーブル配設構造は、バッテリパックと車載の電気機器とをケーブルで接続した車両のケーブル配設構造であって、前記電気機器は、前記バッテリパックに対して車両前側または車両後側に配置され、前記ケーブルは、一端が前記バッテリパックに接続されると共に他端が前記電気機器に接続されて前記一端から前記他端までほぼ水平方向に沿って配置され、ほぼ水平方向で蛇行して配置される部位を有し、前記電気機器側と前記バッテリパック側の少なくとも2箇所にて固定手段で車両の構造材に固定され、2つの前記固定手段は、車幅方向に離間して配置されると共に車両前後方向でオフセットに配置され、前記ケーブルを車両前後方向に移動可能に固定していることを特徴とする。
前述した課題を解決する第2の発明に係る車両のケーブル配設構造は、第1の発明に係る車両のケーブル配設構造であって、前記ケーブルは、前記バッテリパックおよび前記電気機器における車幅方向の大きさ内で延設し、前記バッテリパックと当該バッテリパック側の前記固定手段の間にて直線状に延設していると共に前記電気機器と当該電気機器側の前記固定手段の間にて直線状に延設していることを特徴とする。
前述した課題を解決する第3の発明に係る車両のケーブル配設構造は、第2の発明に係る車両のケーブル配設構造であって、前記ケーブルは、前記バッテリパック側の前記固定手段と前記電気機器側の前記固定手段の間にて、車両前後方向に対して車幅方向に鋭角で傾斜し直線状に延設していることを特徴とする。
前述した課題を解決する第4の発明に係る車両のケーブル配設構造は、第1から第3の何れか1つの発明に係る車両のケーブル配設構造であって、前記バッテリパックは、上方が開口し複数の電池を収納するバッテリトレーと、当該バッテリトレーの開口を閉塞するバッテリカバーとを備え、前記ケーブルは、前記バッテリカバーと前記バッテリトレーの合わせ面より下方に配置されることを特徴とする。
前述した課題を解決する第5の発明に係る車両のケーブル配設構造は、第1から第4の何れか1つの発明に係る車両のケーブル配設構造であって、前記車両の構造材は、フロアパネルであり、前記固定手段は、前記フロアパネルに固定される固定ブラケットを備え、前記ケーブルは、前記固定ブラケットを介して前記フロアパネルに固定されることを特徴とする。
前述した課題を解決する第6の発明に係る車両のケーブル配設構造は、第1から第5の何れか1つの発明に係る車両のケーブル配設構造であって、前記ケーブルは、高圧電線であり、前記電気機器は、モータまたはインバータであることを特徴とする。
本発明に係る車両のケーブル配設構造によれば、電気機器は、バッテリパックに対して車両前側または車両後側に配置され、ケーブルは、一端がバッテリパックに接続されると共に他端が電気機器に接続されて水平方向で蛇行して配置され、電気機器側とバッテリパック側の少なくとも2箇所にて固定手段で車両の構造材に固定され、2つの固定手段は、車幅方向に離間して配置されると共に車両前後方向でオフセットに配置されることにより、車両の前後方向から衝撃荷重が入力されて前記バッテリパックまたは前記電気機器が車両の前後方向に移動したとしても、2つの前記固定手段により前記ケーブルの車両前後方向への湾曲長の拡大を抑制できる。これにより、前記ケーブルが周辺機器と接触する可能性が低くなり、入力された衝撃荷重に対する安全性を高めることができる。
本発明に係る車両のケーブル配設構造によれば、ケーブルは、バッテリパックおよび電気機器における車幅方向の大きさ内で延設し、バッテリパックと当該バッテリパック側の固定手段の間にて直線状に延設していると共に電気機器と当該電気機器側の固定手段の間にて直線状に延設していることにより、車両の前後方向から衝撃荷重が入力されて前記バッテリパックまたは前記電気機器が車両の前後方向に移動したとしても、前記ケーブルにおける前記バッテリパックと前記バッテリパック側の前記固定手段の間や前記電気機器と前記電気機器側の前記固定手段の間では、前記衝撃荷重が車両前後方向に作用することから、前記ケーブルが車両の前後方向に移動し、前記ケーブルの車幅方向への湾曲幅の拡大もより確実に抑制できる。
本発明に係る車両のケーブル配設構造によれば、ケーブルは、バッテリパック側の固定手段と電気機器側の固定手段の間にて、車両前後方向に対して車幅方向に鋭角で傾斜し直線状に延設していることにより、前記衝撃荷重の入力に伴う前記ケーブルの移動量を確保でき、前記ケーブルの車幅方向への湾曲幅の拡大をより確実に抑制できる。
本発明に係る車両のケーブル配設構造によれば、ケーブルが、バッテリカバーとバッテリトレーの合わせ面より下方に配置されることから、車両に入力された衝撃荷重が前記電気機器に伝搬して車両後方側へ移動すると、これに伴い、前記ケーブルは、変形し易い前記水平方向の蛇行が大きくなるように移動することになる。これにより、前記ケーブルが車両の構造材やバッテリトレーとバッテリカバーの合わせ面に接触したり、バッテリとの接続箇所に負荷が作用したりすることが防止される。その結果、入力された衝撃荷重に対する安全性が高められることになる。
本発明に係る車両のケーブル配設構造によれば、車両の構造材は、フロアパネルであり、固定手段は、フロアパネルに固定される固定ブラケットを備え、ケーブルは、固定ブラケットを介してフロアパネルに固定されることにより、これら部材自体が比較的簡易なものであり、製造コスト増を抑制できる。
本発明に係る車両のケーブル配設構造によれば、前記ケーブルは、高圧電線であり、前記電気機器は、モータまたはインバータであることにより、入力された衝撃荷重に対する安全性がさらに高められることになる。
本発明の一実施形態に係る車両のケーブル配設構造を備える電動車両の側面図である。 前記車両のケーブル配設構造の底面視図である。 前記車両のケーブル配設構造の正面図である。 前記車両のケーブル配設構造への衝撃荷重の入力前後の説明図であって、図4(a)に側面を示し、図4(b)にその底面視を示す。 本発明の比較例に係る車両のケーブル配設構造への衝撃荷重の入力前後の説明図であって、図5(a)に側面を示し、図5(b)にその底面視を示す。 前記車両のケーブル配設構造が備える後側の固定ブラケットの他例を示す図である。
本発明に係る車両のケーブル配設構造の一実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明は、図面に基づいて説明する以下の実施形態のみに限定されるものではない。
本発明に係る車両のケーブル配設構造の一実施形態を図1〜図5に基づいて説明する。なお、図中にて、「前」は車両の前方向を示し、「後」は車両の後方向を示し、「右」は車幅にて右方向を示し、「左」は車幅にて左方向を示し、「上」は車両の上方向を示し、「下」は車両の下方向を示している。
図1〜図3に示すように、電動車両1には、バッテリパック11と、バッテリパック11に対して車両前側に配置された電気機器(車載の電気機器)12とが搭載されている。バッテリパック11および電気機器12は高圧電線(ケーブル)13で接続している。すなわち、高圧電線13は、一端部(前端部)13aが電気機器12における車両後方側の後壁部12aと接続し、他端部(後端部)13bがコネクタ14を介してバッテリパック11のバッテリトレー11aにおける車両前側の前壁部11acと接続している。
前記バッテリパック11は、上方が開口した箱状をなしこの開口の縁全周に外向きフランジ11aaが設けられたバッテリトレー11aと、外向きフランジ11aaに当接する外向きフランジ11baを有し、バッテリトレー11aの上方を覆うバッテリカバー11bとを備える。バッテリカバー11bの天板11bbは、車両1に搭載したときに、上方に突状をなすバックボーン2aを備えるフロアパネル2に対して所定の大きさの隙間で沿う形状をなしている。
前記電気機器12として、例えば、モータやインバータなどの、バッテリパック11から高圧電線13を介して高電圧の電気が入力される機器が挙げられる。
高圧電線13は、バッテリパック11および電気機器12における車幅方向の大きさ内で延設している。高圧電線13は、バッテリパック11側および電気機器12側のそれぞれにて車両前後方向に直線状に延設するバッテリパック側直線部13cおよび電気機器側直線部13dを有するように配置されている。すなわち、高圧電線13は、車両前側において、車幅方向右側で車両前後方向に直線状に延在する一方、車両後側において、車幅方向左側にて車両前後方向に直線状に延在するように配置されている。
直線部13c,13dの間の中間部13eと電気機器側直線部13dの接続箇所である角部13fは、車両前後方向の後方向に対して鋭角Aをなしている。中間部13eとバッテリパック側直線部13cの接続箇所である角部13gは、車両前後方向の前方向に対して鋭角をなしている。中間部13eは、前側が車両前後方向の後方向に対して車幅方向の左方向側に鋭角Aで傾斜し、後側へ直線状で延設している。前記鋭角Aの大きさは適宜調整される。
すなわち、高圧電線13は、ほぼ水平方向で蛇行して配置されている。
このように延設した高圧電線13は、ほぼ水平方向で蛇行するように配置されており、車両前側(電気機器12側)において、フロアパネル2に溶接で固定される前側の固定ブラケット21にクリップ23で固定され、車両後側(バッテリパック11側)において、フロアパネル2に溶接で固定される後側の固定ブラケット22にクリップ24で固定される。なお、前記クリップ23による高圧電線13の固定は、衝撃荷重の車両の前方からの入力により電気機器12が車両後方側へ移動する場合には、この移動に伴い、高圧電線13の電気機器側直線部13dがそのまま車両後方側に移動可能に調整されることが好ましい。前記クリップ24による高圧電線13の固定は、衝撃荷重の車両の後方からの入力によりバッテリパック11が車両前方側へ移動するときに、この移動に伴い、高圧電線13のバッテリパック側直線部13cがそのまま車両前方側に移動可能に調整されることが好ましい。
前側の固定ブラケット21は左右一対の外向きフランジ21a,21bを備えており、これらフランジ21a,21bがフロアパネル2のバックボーン2aの車幅方向右側に隣接し当該バックボーン2aよりも車両下方側へ凹み平面状に形成された右平面部2bの裏面に固定されている。後側の固定ブラケット22は、前側の固定ブラケット21と同様、左右一対の外向きフランジ22a,22bを備えており、これらフランジ22a,22bがフロアパネル2のバックボーン2aの車幅方向左側に隣接し当該バックボーン2aよりも車両下方側へ凹み平面状に形成された左平面部2cの裏面に固定されている。
つまり、上述した前側の固定ブラケット21およびクリップ23と後側の固定ブラケット22およびクリップ24による2箇所の固定は、車幅方向に離間して配置されると共に車両前後方向でオフセットに配置される。車幅方向の離間距離Wおよび車両前後方向のオフセット量Lは、上述の高圧電線13の延設条件を満たした上で適宜調整される。
ここで、上述した構成の車両のケーブル配設構造の作用について図4(a)および図4(b)とこの比較例の説明図である図5(a)および図5(b)を用いて説明する。なお、前記比較例に係る車両のケーブル配設構造は、本実施形態に係る車両のケーブル配設構造において、前側の固定ブラケット21およびクリップ23による高圧電線13の固定箇所と後側の固定ブラケット22およびクリップ24による高圧電線13の固定箇所を車両前後方向で同一箇所に変更したものであって、これ以外は本実施形態に係る車両のケーブル配設構造と同じ機器を具備する。
本実施形態では、バッテリパック11と電気機器12に接続する高圧電線(ケーブル)13は、衝撃荷重が車両の前方から入力される前にあっては、図4(a)および図4(b)にて二点鎖線で示すように、前側の固定ブラケット21と後側の固定ブラケット22との間にて、前側が車両前後方向の後方向に対して車幅方向の左方向側に鋭角A(図2参照)で傾斜し、後側へ直線状に延設するように配置されている。比較例では、衝撃荷重が車両の前方から入力される前にあっては、図5(a)および図5(b)にて二点鎖線で示すように、高圧電線13は、前側の固定ブラケット21と後側の固定ブラケット22との間にて、前側が車両前後方向の後方向に対して車幅方向の左方向側に鈍角で傾斜し、後側へ直線状に延設するように配置されている。
比較例では、衝撃荷重が車両の前方から入力されて電気機器12に伝達すると、図5(a)および図5(b)に示すように、二点鎖線で示す衝撃荷重の入力前と実線で示す衝撃荷重入力後とで、高圧電線13の車両前後方向の湾曲の大きさがX1からX2(>X1)になる。
これに対し、本実施形態では、衝撃荷重が車両の前方から入力されて電気機器12に伝達すると、図4(a)および図4(b)にて実線で示すように、電気機器12が車両後方側へ移動し、この移動に伴って、高圧電線13もそのまま直線状に後方側へ移動しようとするが、前側の固定ブラケット21およびクリップ23による高圧電線13の固定箇所と後側の固定ブラケット22およびクリップ24による高圧電線13の固定箇所との間にあっては、高圧電線13の車両前後方向への湾曲長Xの拡大が抑制される。これは、高圧電線13がほぼ水平方向で蛇行して配置され、前側の固定ブラケット21およびクリップ23と後側の固定ブラケット22およびクリップ24が、車幅方向に離間して配置されると共に車両前後方向でオフセットに配置されるからである。
したがって、本実施形態に係る車両のケーブル配設構造によれば、電気機器12は、バッテリパック11に対して車両前側に配置され、高圧電線13は、他端部13bがバッテリパック11に接続されると共に一端部13aが電気機器12に接続されてほぼ水平方向で蛇行して配置され、電気機器12側とバッテリパック11側の2箇所にて固定手段(前側,後側固定ブラケット21,22およびクリップ23,24)でフロアパネル2に固定され、2つの前記固定手段は、車幅方向に離間して配置されると共に車両前後方向でオフセットに配置されることにより、車両の前後方向から衝撃荷重が入力されてバッテリパック11または電気機器12が車両の前後方向に移動したとしても、2つの前記固定手段により高圧電線13の車両前後方向への湾曲長Xの拡大を抑制できる。これにより、前記高圧電線13が周辺機器と接触する可能性が低くなり、入力された衝撃荷重に対する安全性を高めることができる。
特に、前記高圧電線13は、この直径が大きく曲がりにくく、この湾曲長が大きくなる傾向にあることから、有用である。
高圧電線13は、バッテリパック11および電気機器12における車幅方向の大きさ内で延設し、バッテリパック11と当該バッテリパック11側の固定手段(後側の固定ブラケット22およびクリップ24)の間にて直線状に延設すると共に電気機器12と当該電気機器12側の固定手段(前側の固定ブラケット21およびクリップ22)の間にて直線状に延設していることにより、車両の前後方向から衝撃荷重が入力されてバッテリパック11または電気機器12が車両の前後方向に移動したとしても、高圧電線13おけるバッテリパック11とバッテリパック11側の前記固定手段の間や前記電気機器12と前記電気機器12側の前記固定手段の間では、前記衝撃荷重が車両前後方向に作用することから、高圧電線13が車両の前後方向に移動し、前記高圧電線13の車幅方向への湾曲幅Yの拡大もより確実に抑制できる。
高圧電線13は、バッテリパック11側の前記固定手段と電気機器12側の前記固定手段の間にて、車両前後方向に対して車幅方向側に鋭角で傾斜し直線状に延設していることにより、前記衝撃荷重の入力に伴う高圧電線13の移動量を確保でき、高圧電線13の車幅方向への湾曲幅Yの拡大をより確実に抑制できる。
高圧電線13が、バッテリカバー11aとバッテリトレー11bの合わせ面より下方に配置されることから、車両1に入力された衝撃荷重が電気機器12に伝搬して車両後方側へ移動すると、これに伴い、高圧電線13は、変形し易い前記水平方向の蛇行が大きくなるように移動することになる。これにより、高圧電線13がフロアパネル2やバッテリトレー11aおよびバッテリカバー11bのフランジ11aa,11baに接触したり、コネクタ14に負荷が作用したりすることが防止される。その結果、入力された衝撃荷重に対する安全性が高められることになる。
高圧電線13は、前側,後側の固定ブラケット21,22およびクリップ23,24を介してフロアパネル2に固定されることから、これら部材自体が比較的簡易なものであり、製造コスト増を抑制できる。
上述の車両のケーブル配設構造は、ケーブルとして高圧電線13を対象とするものであり、前記電気機器12としてモータまたはインバータを対象とするものであることから、入力された衝撃荷重に対する安全性がさらに高められることになる。
なお、上記では、フロアパネル2の左平面部2cの裏面に外向きフランジ22a,22bが溶接で固定される後側の固定ブラケット22にクリップ24で高圧電線13のバッテリパック11側が固定される車両のケーブル配設構造について説明したが、図6に示すように、フロアパネル2のバックボーン2aおよび左平面部2cの裏面のそれぞれに外向きフランジ32a,32bが溶接で固定される後側の固定ブラケット32にクリップ34で高圧電線13のバッテリパック11側が固定される車両のケーブル配設構造とすることも可能である。このような場合であっても、上述の車両のケーブル配設構造と同様な作用効果を奏する。
また、上記では、バッテリパック11と当該バッテリパック11の車両前側に配置された電気機器12とを高圧電線13で接続する車両のケーブル配設構造について説明したが、前記バッテリパックと前記バッテリパックの車両後側に配置された前記電気機器とを高圧電線で接続する車両のケーブル配設構造に適用することも可能である。このような場合であっても上述した車両のケーブル配設構造と同様な作用効果を奏する。
上記では、高圧電線13は、電気機器12側が前側の固定ブラケット21およびクリップ23でフロアパネル2に固定され、バッテリパック11側が後側の固定ブラケット22およびクリップ24でフロアパネル2に固定された車両のケーブル配設構造について説明したが、前記高圧電線は、前記電気機器側が前記前側の固定ブラケットで前記フロアパネルに固定され、前記バッテリパック側が前記後側の固定ブラケットで前記フロアパネルに固定される車両のケーブル配設構造とすることも可能である。このような場合であっても上述した車両のケーブル配設構造と同様な作用効果を奏する。
上記では、高圧電線13は、前側の固定ブラケット21およびクリップ23と後側の固定ブラケット22およびクリップ24により、電気機器12側とバッテリパック11側の2箇所にてフロアパネル2に固定された車両のケーブル配設構造について説明したが、前記高圧電線は、前記2箇所以外の箇所を前記固定ブラケットおよび前記クリップなどで前記フロアパネルに固定される車両のケーブル配設構造とすることも可能である。このような場合であっても上述した車両のケーブル配設構造と同様な作用効果を奏する。
上記では、一端部13aが電気機器12の後壁部12aと接続し、他端部13bがコネクタ14を介してバッテリパック11のバッテリトレー11aの前壁部11acと接続する高圧電線13を備える車両のケーブル配設構造について説明したが、一端部が電気機器の後壁部と接続し、他端部がバッテリパックのバッテリトレーの前壁部と接続する高圧電線を備える車両のケーブル配設構造とすることも可能である。このような場合であっても上述した車両のケーブル配設構造と同様な作用効果を奏する。
上記では、バッテリパック11と電気機器12を高圧電線13で接続する車両のケーブル配設構造について説明したが、高圧電線13の代わりに当該高圧電線13以外のケーブルでバッテリパック11と電気機器12を接続する車両のケーブル配設構造とすることも可能である。このような場合であっても上述した車両のケーブル配設構造と同様な作用効果を奏する。
本発明に係る車両のケーブル配設構造は、入力された衝撃荷重に対する安全性を高めることができるため、自動車産業などにおいて、極めて有益に利用することができる。
1 電動車両
2 フロアパネル
11 バッテリパック
11a バッテリトレー
11aa フランジ
11b バッテリカバー
11ba フランジ
11c 合わせ面
12 電気機器
13 高圧電線(ケーブル)
14 コネクタ
21 前側の固定ブラケット
22 後側の固定ブラケット
23,24 クリップ
32 後側の固定ブラケット
34 クリップ

Claims (6)

  1. バッテリパックと車載の電気機器とをケーブルで接続した車両のケーブル配設構造であって、
    前記電気機器は、前記バッテリパックに対して車両前側または車両後側に配置され、
    前記ケーブルは、一端が前記バッテリパックに接続されると共に他端が前記電気機器に接続されて前記一端から前記他端までほぼ水平方向に沿って配置され、ほぼ水平方向で蛇行して配置される部位を有し、前記電気機器側と前記バッテリパック側の少なくとも2箇所にて固定手段で車両の構造材に固定され、
    2つの前記固定手段は、車幅方向に離間して配置されると共に車両前後方向でオフセットに配置され、前記ケーブルを車両前後方向に移動可能に固定してい
    ことを特徴とする車両のケーブル配設構造。
  2. 請求項1に記載された車両のケーブル配設構造であって、
    前記ケーブルは、前記バッテリパックおよび前記電気機器における車幅方向の大きさ内で延設し、前記バッテリパックと当該バッテリパック側の前記固定手段の間にて直線状に延設していると共に前記電気機器と当該電気機器側の前記固定手段の間にて直線状に延設している
    ことを特徴とする車両のケーブル配設構造。
  3. 請求項2に記載された車両のケーブル配設構造であって、
    前記ケーブルは、前記バッテリパック側の前記固定手段と前記電気機器側の前記固定手段の間にて、車両前後方向に対して車幅方向に鋭角で傾斜し直線状に延設している
    ことを特徴とする車両のケーブル配設構造。
  4. 請求項1から請求項3の何れか一項に記載された車両のケーブル配設構造であって、
    前記バッテリパックは、上方が開口し複数の電池を収納するバッテリトレーと、当該バッテリトレーの開口を閉塞するバッテリカバーとを備え、
    前記ケーブルは、前記バッテリカバーと前記バッテリトレーの合わせ面より下方に配置される
    ことを特徴とする車両のケーブル配設構造。
  5. 請求項1から請求項4の何れか一項に記載された車両のケーブル配設構造であって、
    前記車両の構造材は、フロアパネルであり、
    前記固定手段は、前記フロアパネルに固定される固定ブラケットを備え、
    前記ケーブルは、前記固定ブラケットを介して前記フロアパネルに固定される
    ことを特徴とする車両のケーブル配設構造。
  6. 請求項1から請求項5の何れか一項に記載された車両のケーブル配置構造であって、
    前記ケーブルは、高圧電線であり、
    前記電気機器は、モータまたはインバータである
    ことを特徴とする車両のケーブル配設構造。
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