JP6874549B2

JP6874549B2 - 車両の電源装置の保護構造

Info

Publication number: JP6874549B2
Application number: JP2017114843A
Authority: JP
Inventors: 大塚　英明; 英明大塚; 行太寺田; 章智大竹; 康平加世堂; 泰博上枝
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2017-06-12
Filing date: 2017-06-12
Publication date: 2021-05-19
Anticipated expiration: 2037-06-12
Also published as: JP2019001190A

Description

本発明は、車両の電源装置の保護構造に関する。

従来から、自動車等の車室内に配設された電源装置を保護する構造が公知である（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１においては、車幅方向に間隔をおいて左右一対のシートが配設され、前記左右一対のシートに跨って車幅方向に延在する電源パックがフロアパネル上に配設されている。前記電源パックは、電源装置の一種であり、外周側のアルミ製ケースと、アルミ製ケースの内方に収容された組電池と、から構成される。前記電源パックのアルミ製ケースの上面には、金属製の受け部材が溶接によって接合されている。この受け部材は、乗員が踏みつけた場合のように、電源パックに荷重が入力されたときに電源パックを保護する部材である。

特開２０１２−２３２６４１号公報

前述のように、前記受け部材は、熱伝導性が高いアルミ製ケースに直接に接合されている。このため、前記組電池が作動して発熱すると、その熱がアルミ製ケースを介して金属製の受け部材に伝導され、受け部材の温度が上昇する。

ここで、前記受け部材をカーペット等で覆う場合でも、カーペット等の表面の温度も上昇する。従って、乗員がカーペット等の表面に触れた場合に、乗員が感じる快適性が低下するおそれがあった。

そこで、本発明は、乗員が感じる快適性の低下を抑制する車両の電源装置の保護構造を提供することを目的とする。

本発明に係る車両の電源装置の保護構造は、DC/DCコンバータと、DC/DCコンバータの上側を覆うプロテクタと、を備えている。プロテクタとDC/DCコンバータとは所定の間隙を設けて配置される。

本発明に係る車両の電源装置の保護構造では、乗員が感じる快適性の低下を抑制することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る車両用シートの斜視図である。図２は、図１から、左側シート、センターコンソールおよび床用カーペットを取り外した状態を示す斜視図である。図３は、図１を上方から見た平面図であり、車両用シートを二点鎖線で示している。図４は、図３から車両用シートを取り外した状態を示している。図５は、図１におけるＡ−Ａ線による断面図である。図６は、DC/DCコンバータから熱が移動する経路を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面とともに詳述する。なお、図面において、車両前側をＦＲ、車両後側をＲＲ、車幅方向右側をＲＨ、車幅方向左側をＬＨと示す。

図１〜図４に示すように、車室内の前席には、左右一対の車両用シートが配設されている。具体的には、車幅方向右側の運転席に配置された右側シート１、および、車幅方向左側の助手席に配置された左側シート３が前席に配設されている。それぞれのシートは、シートレール５の上を前後方向にスライドするように構成され、シートクション７およびシートバック９を有する。これらの右側シート１と左側シート３との間には、センターコンソール１１が配設されている。センターコンソール１１の上側には、トレイ１３が形成されている。トレイ１３は樹脂製であり、トレイ１３の上には、携帯電話等の電子機器や飲料カップを載置することができる。しかし、樹脂製のカバーのため、熱や電磁波の影響をうけにくい。

図２〜図４に示すように、フロアパネル１５の上には、右側シート１から左側シート３にかけて車幅方向に延在するバッテリパック１７（バッテリ装置）が設けられている。即ち、右側シート１の下からセンターコンソール１１を通って左側シート３の下まで延在する横長のバッテリパック１７が配設されている。

また、図２〜図４に示すように、バッテリパック１７の前側には、車幅方向に沿って前側クロスメンバ１９が延在している。バッテリパック１７の後側には、車幅方向に沿って後側クロスメンバ２１が延在している。バッテリパック１７の前部１７ａは前側クロスメンバ１９に締結されており、バッテリパック１７の後部１７ｂは後側クロスメンバ２１に締結されている。

そして、左側シート３および右側シート１の間であってバッテリパック１７の上側の位置にはDC/DCコンバータ２３が配設されている。具体的には、バッテリパック１７の上側には保持ブラケット２５がボルト締結されており、この保持ブラケット２５によってDC/DCコンバータ２３がバッテリパック１７に保持されている。また、DC/DCコンバータ２３の上側を覆うように車両前後方向に沿って延在するプロテクタ２７が配設されている。プロテクタ２７は、平面視で前後方向に細長い矩形状に形成されており、車幅方向（車両側方）から見た場合にハット状に形成されている。具体的には、前側クロスメンバ１９から上方に延びる前側脚部３３と、前側脚部３３の上端で屈曲して車両後方に延びる本体部３１と、本体部３１の後端で屈曲して下方に延びる後側脚部２９と、から一体形成されている。前側脚部３３は二股状に形成され、前側脚部３３の下端部が前側クロスメンバ１９の上面にボルト締結されている。後側脚部２９は二股状に形成され、後側脚部２９の下端部が後側クロスメンバ２１の上面にボルト締結されている。

なお、DC/DCコンバータ２３は、直流電力を直流電力へ変換する機器であるが、電圧を変える機能を有する。電圧を下げるものを降圧コンバータ、電圧を上げるものを昇圧コンバータと呼ばれる。本実施形態に係るDC/DCコンバータ２３は降圧コンバータであり、強電バッテリであるバッテリパック１７からの電力をDC/DCコンバータ２３で降圧し弱電化して、弱電バッテリ（いわゆる１２Vバッテリ）へ給電する。なお、本実施形態では、弱電バッテリはエンジンルームに配置されている。

また、図２や図５に示すように、プロテクタ２７は、DC/DCコンバータ２３との間に所定の間隙を有しており、DC/DCコンバータ２３とは直接に接触していない。具体的には、図５に示すように、プロテクタ２７の本体部３１とDC/DCコンバータ２３の上面２３ａとの上下方向の間隙は、寸法Ｇ１に設定されている。

そして、図２や図５に示すように、プロテクタ２７の前後方向中央部の下側を車幅方向に延在しDC/DCコンバータ２３を車幅方向に跨ぐ補助カバー４１を配設している。補助カバー４１は、前後方向から見たときに、ハット状に形成されている。具体的には、補助カバー４１は、右側脚部３４と、右側脚部３４の上端で屈曲して左方向に延びる本体部３５と、本体部３５の左端で屈曲して下方に延びる左側脚部３７と、から一体形成されている。右側脚部３４の下端部および左側脚部３７の下端部はバッテリパック１７の上面にボルト締結されている。補助カバー４１は、DC/DCコンバータ２３およびプロテクタ２７との間に所定の間隙を設けて配置される。図５に示すように、補助カバー４１の本体部３５とDC/DCコンバータ２３の上面２３ａとの上下方向の間隙は、寸法Ｇ２に設定されている。補助カバー４１の本体部３５とプロテクタ２７の本体部３１との上下方向の間隙は、寸法Ｇ３に設定されている。なお、センターコンソール１１の内方には、DC/DCコンバータ２３、補助カバー４１およびプロテクタ２７が配置されている。これらの補助カバー４１およびプロテクタ２７は、金属製である。

次に、図６を用いて、DC/DCコンバータ２３からの熱の流れを説明する。

まず、通電によってDC/DCコンバータ２３が発熱すると、図６の矢印に示すように、DC/DCコンバータ２３からの熱が前方および後方に移動する。プロテクタ２７の前側脚部３３および後側脚部２９は二股状に分かれて形成されているため、前側脚部３３および後側脚部２９を通って前側および後側に向けて熱が移動する。その後、前側クロスメンバ１９の前方および後側クロスメンバ２１の後方に熱が移動する。

以下に、本発明の実施形態に係る作用効果を説明する。

（１）本発明の実施形態に係る車両の電源装置の保護構造は、DC/DCコンバータ２３とプロテクタ２７とを備えている。DC/DCコンバータ２３は、左右一対の車両用シートの間であってバッテリパック１７（バッテリ装置）の上側の位置に設けられている。プロテクタ２７は、DC/DCコンバータ２３の上側を覆うように延在し、前側クロスメンバ１９および後側クロスメンバ２１（車体部材）に固定されている。プロテクタ２７は、DC/DCコンバータ２３との間に所定の間隙を設けて配置される。

プロテクタ２７は、車体部材に支持されており、DC/DCコンバータ２３との間に所定の間隙を設けて配置される。即ち、プロテクタ２７は、作動によって発熱する電源装置の一種であるDC/DCコンバータ２３とは直接に接触していない。従って、DC/DCコンバータ２３の熱がプロテクタ２７に伝導しにくくなり、プロテクタ２７の温度上昇が抑えられるため、乗員が感じる快適性の低下を抑制することができる。

なお、通常は、弱電バッテリによって車両システムの起動から電装品への給電等を行っている。よって、放電や経時劣化などにより弱電バッテリの電圧が下がってしまうと、１２V前後で駆動するように設計された弱電系装置は作動しなくなる。しかし、ハイブリット車においては強電バッテリ（主に、駆動モーターを動かすための電力系統）を有している。強電バッテリは、駆動力を担保するために大きな電力を蓄電しており、例えば、弱電バッテリの電圧が下がって弱電系装置が駆動しなくなる場合には、電力を分配することで補う。ここで、異なる電圧間で充放電はできないため、DC/DCコンバータで強電を弱電化して弱電バッテリに給電する。

（２）車体部材は、DC/DCコンバータ２３の前側に配置された前側クロスメンバ１９およびDC/DCコンバータ２３の後側に配置された後側クロスメンバ２１である。プロテクタ２７は、車両前後方向に沿って延在している。また、前側クロスメンバ１９と後側クロスメンバ２１とに架け渡されている。プロテクタ２７の前後方向中央部の下側を車幅方向に延在しDC/DCコンバータ２３を車幅方向に跨ぐ補助カバー４１を配設している。補助カバー４１は、DC/DCコンバータ２３およびプロテクタ２７との間に所定の間隙を設けて配置される。

プロテクタ２７は車両前後方向に沿って延在するため、乗員の足で踏まれて下方に向かう荷重が入力された場合、前後方向中央部が最もたわみやすい。ここで、プロテクタ２７の前後方向中央部の下側には補助カバー４１が配置されている。さらに、補助カバー４１は、DC/DCコンバータ２３およびプロテクタ２７との間に間隙を設けており、直接に接触していない。

このように、補助カバー４１は、DC/DCコンバータ２３およびプロテクタ２７との間に間隙を設けているため、DC/DCコンバータ２３の熱が補助カバー４１およびプロテクタ２７に直接に伝達しない。

従って、DC/DCコンバータ２３の熱で補助カバー４１およびプロテクタ２７が加熱することを抑制できると共に、乗員の踏みつけに対してDC/DCコンバータ２３を効率的に保護する効果が向上する。

（３）DC/DCコンバータ２３は、バッテリパック１７の上に載置されている。

本実施形態では、強電バッテリ（バッテリパック１７）からDC/DCコンバータ２３を介して弱電バッテリへと電力を移動させるシステムである。よって、強電バッテリとDC/DCコンバータ２３とを結ぶハーネス、および、DC/DCコンバータ２３と弱電バッテリとを結ぶハーネスをより短くするため、強電バッテリ、DC/DCコンバータ２３および弱電バッテリ同士の距離を短くすることが望ましい。特に強電バッテリとDC/DCコンバータ２３とを結ぶハーネスは強電ハーネスとなるため、高コストでありノイズが発生する可能性が高いという問題がある。以上より、強電バッテリ（バッテリパック１７）とDC/DCコンバータ２３との距離を、DC/DCコンバータ２３と弱電バッテリとの距離よりも小さく設定することが好ましい。

（４）右側シート１の下からセンターコンソール１１の下を通って左側シート３の下まで延在する横長のバッテリパック１７が配設されている。

強電バッテリ（バッテリパック１７）は、大電力を蓄電するために大型化するため、車両の中でもデッドスペースとなるシートの下に配置してスペースの有効利用を図っている。

ところで、本発明は前述の実施形態に例をとって説明したが、本実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができる。

１７バッテリパック（バッテリ装置）
１９前側クロスメンバ（車体部材）
２１後側クロスメンバ（車体部材）
２３ DC/DCコンバータ
２７プロテクタ
４１補助カバー

Claims

左右一対の車両用シートの間であってバッテリ装置上に載置されたDC/DCコンバータと、
前記DC/DCコンバータの上側を覆うように延在し、前記DC/DCコンバータとの間に所定の間隙を設けて配置されて、車体部材に固定されたプロテクタと、
前記プロテクタの前後方向中央部の下側を車幅方向に延在し、前記DC/DCコンバータを車幅方向に跨ぐ補助カバーと、を備え、
前記プロテクタの車両前側下端部が前記車体部材に固定されており、
前記プロテクタの車両後側下端部が前記車体部材に固定されており、
前記補助カバーは、前記DC/DCコンバータおよびプロテクタとの間に所定の間隙を設け、前記バッテリ装置上に固定されていることを特徴とする車両の電源装置の保護構造。
請求項１に記載の車両の電源装置の保護構造であって、
前記車体部材は、前記DC/DCコンバータの前側に配置された前側クロスメンバおよび前記DC/DCコンバータの後側に配置された後側クロスメンバであり、
前記プロテクタは、車両前後方向に沿って延在し、前記前側クロスメンバと後側クロスメンバとに架け渡されることを特徴とする車両の電源装置の保護構造。