JP7234825B2

JP7234825B2 - 電動車両のケーブル配索構造

Info

Publication number: JP7234825B2
Application number: JP2019117562A
Authority: JP
Inventors: 義剛近藤; 健志福永
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2019-06-25
Filing date: 2019-06-25
Publication date: 2023-03-08
Anticipated expiration: 2039-06-25
Also published as: JP2021003944A; DE102020110585A1; FR3097821A1

Description

本発明は、電動車両のケーブル配索構造に関する。

従来の電動車両の車載構造では、高電圧部材の電力変換器が、トランスアクスルの上に固定されているとともに、カウルトップの前方に位置している（例えば、特許文献１参照）。電力変換器は、バッテリから供給される電力の電圧の高周波変動を抑制するコンデンサと、そのコンデンサを放電する放電回路を備えている。衝突時に放電回路を作動させる放電指令信号の通信用のワイヤハーネスを接続するためのコネクタが、電力変換器の車幅方向を向いている側面に設けられている。

特開２０１７－２２２２０３号公報

しかしながら、上述した従来の電動車両の車載構造では、高電圧ケーブルが電力変換器の車両後方側に位置する後面に接続されているので、スペース確保の観点から低電圧ケーブルを電力変換器の車両後方側（裏側）に配索することは考えられておらず、電力変換器の車両前方側に位置する前面に接続されている。
そのため、従来の電動車両の車載構造では、前突時に、低電圧ケーブルが、車両前方側に配置されたラジエータや車体構造体と高電圧部材である電力変換器との間に挟まれてダメージを受け、高電圧部材の安全性を確保できないという問題があった。その理由として、低電圧ケーブルには、高電圧ケーブルのシステムを駆動するための電力や信号を車体と高電圧部材との間で取り交わす機能を有しているため、低電圧ケーブルが断線した場合、高電圧部材を安全に制御できなくなる可能性を有しているからである。

本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、モータールームの車両後方の空間に低電圧ケーブルを配索することにより、前突時に低電圧ケーブルが車両前方側に配置されたラジエータや車体構造体と高電圧部材との間に挟まれてダメージを受けることを防止することが可能な電動車両のケーブル配索構造を提供することにある。

上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明は、モータールーム内に配置され、かつ車体部材に取付けられる支持フレームを有し、該支持フレームの一方側には高電圧部材が設けられているとともに、前記支持フレームの他方側には低電圧部材が設けられ、前記モータールーム内には、前記高電圧部材と前記低電圧部材との間を接続する低電圧ケーブルが配索されている電動車両のケーブル配索構造において、前記低電圧ケーブルは、前記高電圧部材の車両外側側面部に接続され、前記高電圧部材への高電圧ケーブルは、前記高電圧部材の車両内側側面部に接続され、前記低電圧ケーブルは、前記支持フレーム上に固定され、前記高電圧部材の車両後方側を通って配索されているとともに、前記モータールームの車両後方に位置するダッシュパネルと前記高電圧部材との間の空間に配索されている。

上述の如く、本発明に係る電動車両のケーブル配索構造は、モータールーム内に配置され、かつ車体部材に取付けられる支持フレームを有し、該支持フレームの一方側には高電圧部材が設けられているとともに、前記支持フレームの他方側には低電圧部材が設けられ、前記モータールーム内には、前記高電圧部材と前記低電圧部材との間を接続する低電圧ケーブルが配索されており、前記低電圧ケーブルは、前記高電圧部材の車両外側側面部に接続され、前記高電圧部材への高電圧ケーブルは、前記高電圧部材の車両内側側面部に接続され、前記低電圧ケーブルは、前記支持フレーム上に固定され、前記高電圧部材の車両後方側を通って配索されているとともに、前記モータールームの車両後方に位置するダッシュパネルと前記高電圧部材との間の空間に配索されている。
したがって、本発明の電動車両のケーブル配索構造においては、低電圧ケーブルと高電圧ケーブルとが高電圧部材の反対側側面にそれぞれ接続され、かつ低電圧ケーブルが高電圧部材の車両後方側を迂回して、ダッシュパネルと高電圧部材との間に配索されることになるので、車両前方からの衝突時に、高電圧部材の車両前方側のラジエータや車体構造体が車両後方へ変位する場合でも、低電圧ケーブルがラジエータ等と高電圧部材との間に挟まれてダメージを受ける事態を防ぐことが可能となり、高電圧部材の安全性を高めることができる。

本発明の実施形態に係るケーブル配索構造を有する電動車両のモータールーム内を車両上方から見た概略平面図である。図１におけるモータールーム内を車両後方から見た概略背面図である。図１におけるモータールーム内に配置された支持フレーム、高電圧部材及びその周辺部を車両側方から見た斜視図である。図３における支持フレーム及び高電圧部材を車両後方側の斜め上方から見た斜視図である。

以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１～図４は本発明の実施形態に係る電動車両のケーブル配索構造を示すものである。なお、図において、矢印Ｆｒ方向は車両前方を示し、矢印Ｏ方向は車両外側を示し、矢印Ｕ方向は車両上方を示している。また、矢印Ｘ方向は車両幅方向を示し、矢印Ｙ方向は車両前後方向を示している。

本実施形態のケーブル配索構造を有する電動車両は、図１～図４に示すように、モータールームＭ内に配置され、かつ後述のサイドメンバやサスペンションフレームなどの車体部材に取付けられる支持フレーム１を有している。支持フレーム１の車両幅方向中央側（一方側）には、ボックス状の高電圧部材（電流変換装置）２が設けられているとともに、支持フレーム１の車両幅方向外側（他方側）には、ボックス状の低電圧部材（低電圧バッテリ）３が設けられており、高電圧部材２と低電圧部材３とは、車両幅方向でほぼ横並びに配置されている。また、モータールームＭ内には、高電圧部材２と低電圧部材３との間を接続する低電圧ケーブル４が配索されているとともに、車室Ｒ内側に配置された高電圧バッテリ（図示せず）から高電圧部材２への高電圧ケーブル５が配索されており、低電圧ケーブル４は、コントローラ（図示せず）と高電圧部材２との間の信号配線も兼ねている。
また、支持フレーム１の上側には、高電圧部材２が設けられており、高電圧部材２は、支持フレーム１の上部に載せられた状態で締結具などを用いて取付けられている。そして、支持フレーム１の下側には、モータユニット６が保持されて設けられており、モータユニット６は、ゴムブッシュなどのマウント部材（図示せず）を介して支持フレーム１に取付けられている。なお、電動車両は、車両前後方向へ延び、モータールームＭの左右両側に配置されるサイドメンバ７や、車両幅方向全体に亘って延び、モータールームＭと車室Ｒ内とを仕切るダッシュパネル８などを有している。

本実施形態のケーブル配索構造において、低電圧ケーブル４は、図１及び図２に示すように、低電圧部材３から延びて高電圧部材２の車両外側側面部２１に接続されている一方、高電圧部材２への高電圧ケーブル５は、高電圧バッテリ（図示せず）から延びて高電圧部材２の車両内側側面部２２に接続されている。すなわち、低電圧ケーブル４と高電圧ケーブル５とは、高電圧部材２の互いに対向する反対側側面にそれぞれ接続されている。しかも、低電圧ケーブル４は、支持フレーム１上に固定されており、高電圧部材２の車両後方側を通って配索されているとともに、モータールームＭの車両後方に位置するダッシュパネル８と高電圧部材２との間の空間Ｓ１に配索されている。これにより、高電圧部材２が低電圧ケーブル４の車両前方に位置し、低電圧ケーブル４が高電圧部材２の車両後側に隠れることになるため、前突時に、高電圧部材２の車両前方側に配置された図外のラジエータや車体構造体が車両後方へ変位しても、低電圧ケーブル４がラジエータ等と高電圧部材２との間に挟まれないようになっている。

本実施形態の支持フレーム１は、図１に示すように、高電圧部材２の車両前部側に配置され、車両幅方向に延びる前側フレーム１１と、該前側フレーム１１の車両後方側に間隔を空けて平行に配置され、車両幅方向に延びる中間フレーム１２と、該中間フレーム１２の車両後方側に配置され、左右両端部に位置する前端部１３ａを除くフレーム中間部分が車両幅方向に延びる上面視で略Ｕ字状の後側フレーム１３とを有しており、後側フレーム１３の前端部１３ａは、車両前方へ延びている。前側フレーム１１と中間フレーム１２とは、左右両端部が連結部材（図示せず）を介して連結され、後側フレーム１３の左右前端部１３ａは、中間フレーム１２に接合されている。
すなわち、本実施形態のケーブル配索構造において、支持フレーム１の後端部である後側フレーム１３と高電圧部材２の後端部との間には、隙間Ｓ２が設けられている。そして、高電圧部材２は、車両上面視で、支持フレーム１を構成する前側フレーム１１、中間フレーム１２及び後側フレーム１３の車両幅方向中央部側に位置し、支持フレーム１の内側に配置されており、低電圧ケーブル４を確実に固定できる構造にしている。

また、図４に示すように、車両上面視で、支持フレーム１を構成する後側フレーム１３の後壁１３ｂと高電圧部材２の後壁２３との間に形成される隙間Ｓ３には、所定の長さを有するプロテクタ４１が設定された低電圧ケーブル４が配索されている。さらに、高電圧部材２の低電圧部材３側に位置する部分は、車両後方へ向かって突出して形成された凸部２ａを有しており、高電圧部材２は、支持フレーム１の外形に対して、車両上面視で所定の間隔を空けて配置されている。これにより、前突時に支持フレーム１自体が車両後方に移動したとしても、ダッシュパネル８には、支持フレーム１が低電圧ケーブル４よりも先に当接することになり、低電圧ケーブル４への被害が低減可能な構造となっている。なお、プロテクタ４１は、凸部２ａの後壁２３に配置されており、ボルト４２などの締結具を用いて、プロテクタ４１の固定片４１ａが高電圧部材２と支持フレーム１にブラケット２０を介して固定されている。

さらに、本実施形態のケーブル配索構造において、低電圧ケーブル４は、図３に示すように、固定構造体４０を介して高電圧部材２に固定されており、高電圧部材２の上面２４よりも低い位置に配索されている。しかも、低電圧ケーブル４は、図１及び図３に示すように、高電圧部材２の後壁２３と支持フレーム１の後側フレーム１３の上面１３ｃとの間に位置する角部Ｃの空間に沿って配索されている。支持フレーム１の後側フレーム１３側には、Ｌ字状ブラケット１４が起立した状態で設けられており、このＬ字状ブラケット１４の先端部には、当該Ｌ字状ブラケット１４に取付けられたクランプ１４ａを介して低電圧ケーブル４が固定されている。なお、Ｌ字状ブラケット１４は、後側フレーム１３の車両後方へ突出したフレーム中間部分の上面１３ｃに接合されて設置されている。
これによって、前突の影響を受けて支持フレーム１が車両後方に回転するような変形を起こした場合でも、ダッシュパネル８には高電圧部材２が真っ先に当接し、該高電圧部材２、後側フレーム１３及びダッシュパネル８に囲まれた空間が形成され、該空間内に低電圧ケーブル４が位置するようになっている。

一方、本実施形態のケーブル配索構造において、支持フレーム１の後端部である後側フレーム１３は、図１に示すように、車両後方へ向かって突出する凸形状部１３ｄを有しており、低電圧ケーブル４は、凸形状部１３ｄに沿って配索されている。また、凸形状部１３ｄの車両後方には、ダッシュパネル８が位置しており、ダッシュパネル８のモータールームＭに面した側には、ダッシュパネル８の左右両側に所定の間隔を空けて配置されるブレーキ部品９がそれぞれ設けられている。そして、車両幅方向でブレーキ部品９の間には、支持フレーム１の後側フレーム１３の凸形状部１３ｄが位置しており、左右両側のブレーキ部品９と後側フレーム１３の凸形状部１３ｄとは、車両正面視で、重ならないような位置に設けられている。
これによって、後側フレーム１３の車両後方に十分な空間Ｓ１が確保され、衝突時における支持フレーム１への衝撃荷重が十分に吸収されることになり、ダッシュパネル８の低電圧ケーブル４への接触が低減されるようになっている。

また、本実施形態のケーブル配索構造において、支持フレーム１の後端部である後側フレーム１３の後部内側には、図１及び図２に示すように、車両上面視で開口部１０が形成されており、該開口部１０の内側を高電圧ケーブル５が挿通される配索構造になっている。この構造により、前突時に支持フレーム１が車両後方に移動した場合でも、高電圧ケーブル５が保護されるとともに、低電圧ケーブル４とダッシュパネル８との間の空間が確保されるように構成している。
しかも、高電圧ケーブル５と低電圧ケーブル４とが交差する箇所では、高電圧ケーブル５及び低電圧ケーブル４がＬ字状ブラケット１４のクランプ１４ａによって支持フレーム１の後側フレーム１３に固定されている。すなわち、高電圧ケーブル５と低電圧ケーブル４とを交差する箇所で固定することにより、高電圧ケーブル５と低電圧ケーブル４との干渉が避けられるような構造になっている。また、衝突時においても、後側フレーム１３の存在により、高電圧ケーブル５及び低電圧ケーブル４の固定状態が大きく変わらず、高電圧ケーブル５と低電圧ケーブル４との接触可能性が低減されるようになっている。

このように、本発明の実施形態に係る電動車両のケーブル配索構造は、モータールームＭ内に配置され、かつサイドメンバ７などの車体部材に取付けられる支持フレーム１を有しており、支持フレーム１の一方側には高電圧部材２が設けられているとともに、支持フレーム１の他方側には低電圧部材３が設けられている。そして、モータールームＭ内には、高電圧部材２と低電圧部材３との間を接続する低電圧ケーブル４が配索されている。低電圧ケーブル４は、高電圧部材２の車両外側側面部２１に接続され、高電圧部材２への高電圧ケーブル５は、高電圧部材２の車両内側側面部２２に接続されている。また、低電圧ケーブル４は、支持フレーム１上に固定され、高電圧部材２の車両後方側を通って配索されているとともに、モータールームＭの車両後方に位置するダッシュパネル８と高電圧部材２との間の空間Ｓ１に配索されている。
したがって、本実施形態の電動車両のケーブル配索構造においては、低電圧ケーブル４と高電圧ケーブル５とが高電圧部材２の車両幅方向で反対側に位置する側面部２１，２２にそれぞれ接続されているとともに、低電圧ケーブル４が高電圧部材２の車両後方側を通って、ダッシュパネル８と高電圧部材２との間に配索されているので、前突時に、高電圧部材２の車両前方側に配置されたラジエータや車体構造体が車両後方側へ移動しても、コントローラ（図示せず）と高電圧部材２との間の信号配線を兼ねる機能を備えた低電圧ケーブル４がラジエータ等と高電圧部材２との間に挟まれてダメージを受けることを防止でき、高電圧部材２の安全性を向上させることができる。

また、本実施形態の電動車両のケーブル配索構造において、支持フレーム１の後端部である後側フレーム１３と高電圧部材２の後端部との間には、隙間Ｓ２が設けられており、高電圧部材２は、車両上面視で、支持フレーム１の内側に配置されている。しかも、車両上面視で、支持フレーム１を構成する後側フレーム１３の後壁１３ｂと高電圧部材２の後壁２３との間に形成される隙間Ｓ３には、低電圧ケーブル４が配索されている。したがって、本実施形態の電動車両のケーブル配索構造によれば、低電圧ケーブル４を支持フレーム１などに確実に固定することができる。しかも、前突時に支持フレーム１自体が車両後方に移動したとしても、ダッシュパネル８には、支持フレーム１が低電圧ケーブル４よりも先に当接することになるので、低電圧ケーブル４への被害を効果的に低減でき、高電圧部材２の安全性をより一層向上させることができる。

さらに、本実施形態の電動車両のケーブル配索構造において、低電圧ケーブル４は、高電圧部材２に固定され、高電圧部材２の上面２４よりも低い位置に配索されているとともに、低電圧ケーブル４は、高電圧部材２の後壁２３と支持フレーム１の後側フレーム１３の上面１３ｃとの間に位置する角部Ｃに沿って配索されているので、前突の影響で支持フレーム１が車両後方に回転するような変形を起こした場合でも、ダッシュパネル８には高電圧部材２の方が後側フレーム１３などよりも先に当接し、高電圧部材２、後側フレーム１３及びダッシュパネル８に囲まれた空間が形成されることになり、該空間内に低電圧ケーブル４を位置させることができる。したがって、本実施形態の電動車両のケーブル配索構造によれば、低電圧ケーブル４を保護することが可能となり、低電圧ケーブル４の断線を防ぐことができる。

そして、本実施形態の電動車両のケーブル配索構造において、支持フレーム１の後端部である後側フレーム１３は、車両後方へ向かって突出する凸形状部１３ｄを有し、低電圧ケーブル４は凸形状部１３ｄに沿って配索されている。一方、凸形状部１３ｄの車両後方には、ダッシュパネル８が位置しており、ダッシュパネル８のモータールームＭに面した側には、ダッシュパネル８の左右両側に配置されるブレーキ部品９が設けられている。そして、車両幅方向でブレーキ部品９の間には、支持フレーム１の後側フレーム１３の凸形状部１３ｄが位置している。
したがって、本実施形態の電動車両のケーブル配索構造では、後側フレーム１３の車両後方に十分な空間Ｓ１が確保されているので、衝突時に支持フレーム１への衝撃荷重を十分に吸収することができ、ダッシュパネル８の低電圧ケーブル４への接触を低減でき、低電圧ケーブル４の断線の可能性を低くして、高電圧部材２の安全性を高めることができる。

また、本実施形態の電動車両のケーブル配索構造において、支持フレーム１の後端部である後側フレーム１３の後部内側には、車両上面視で開口部１０が形成されており、開口部１０の内側を高電圧ケーブル５が挿通されている。しかも、高電圧ケーブル５と低電圧ケーブル４とが交差する箇所では、高電圧ケーブル５及び低電圧ケーブル４が支持フレーム１の後側フレーム１３に固定されている。
したがって、本実施形態の電動車両のケーブル配索構造では、前突時に、支持フレーム１が車両後方に移動した場合でも、高電圧ケーブル５を支持フレーム１に対して保護することができるとともに、低電圧ケーブル４とダッシュパネル８との間の空間を確保することができ、低電圧ケーブル４をダッシュパネル８などから保護することができる。しかも、高電圧ケーブル５と低電圧ケーブル４とが交差する箇所では、高電圧ケーブル５及び低電圧ケーブル４が支持フレーム１の後側フレーム１３に固定されているので、高電圧ケーブル５と低電圧ケーブル４との干渉を防ぐことができる。さらに、衝突時においても、高電圧ケーブル５及び低電圧ケーブル４の固定状態が後側フレーム１３によって大きく変わらないので、高電圧ケーブル５と低電圧ケーブル４とが接触する可能性を低下させることができ、これらケーブルの断線の可能性を効果的に低減できる。

以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。

例えば、既述の実施の形態では、支持フレーム１が３つの前側フレーム１１、中間フレーム１２及び後側フレーム１３を有しているが、高電圧部材２を確実に保持し、配索した低電圧ケーブル４をしっかりと固定できれば、支持フレーム１は、２つもしくは４つ以上のフレームを有していても良い。

１支持フレーム
２高電圧部材
２ａ凸部
３低電圧部材
４低電圧ケーブル
５高電圧ケーブル
６モータユニット
７サイドメンバ
８ダッシュパネル
９ブレーキ部品
１０支持フレームの開口部
１１前側フレーム
１２中間フレーム
１３後側フレーム
１３ａ前端部
１３ｂ後壁
１３ｃ上面
１３ｄ凸形状部
１４Ｌ字状ブラケット
１４ａクランプ
２１高電圧部材の車両外側側面部
２２高電圧部材の車両内側側面部
２３高電圧部材の後壁
２４高電圧部材の上面
Ｃ高電圧部材の後壁と後側フレームの上面との間の角部
Ｍモータールーム
Ｓ１ダッシュパネルと高電圧部材との空間
Ｓ２支持フレームの後端部と高電圧部材の後端部との間の隙間
Ｓ３後側フレームの後壁と高電圧部材の後壁との間の隙間

Claims

モータールーム内に配置され、かつ車体部材に取付けられる支持フレームを有し、該支持フレームの一方側には高電圧部材が設けられているとともに、前記支持フレームの他方側には低電圧部材が設けられ、前記モータールーム内には、前記高電圧部材と前記低電圧部材との間を接続する低電圧ケーブルが配索されている電動車両のケーブル配索構造において、
前記低電圧ケーブルは、前記高電圧部材の車両外側側面部に接続され、前記高電圧部材への高電圧ケーブルは、前記高電圧部材の車両内側側面部に接続され、
前記低電圧ケーブルは、前記支持フレーム上に固定され、前記高電圧部材の車両後方側を通って配索されているとともに、前記モータールームの車両後方に位置するダッシュパネルと前記高電圧部材との間の空間に配索されていることを特徴とする電動車両のケーブル配索構造。
前記支持フレームの後端部と前記高電圧部材の後端部との間には隙間が設けられ、前記高電圧部材は、車両上面視で、前記支持フレームの内側に配置され、かつ車両上面視で、前記支持フレームの後壁と前記高電圧部材の後壁との間に形成される隙間には、前記低電圧ケーブルが配索されていることを特徴とする請求項１に記載の電動車両のケーブル配索構造。
前記低電圧ケーブルは、前記高電圧部材に固定され、前記高電圧部材の上面よりも低い位置に配索されているとともに、前記低電圧ケーブルは、前記高電圧部材の後壁と前記支持フレームの上面との間に位置する角部に沿って配索されていることを特徴とする請求項２に記載の電動車両のケーブル配索構造。
前記支持フレームの後端部は、車両後方へ向かって突出する凸形状部を有し、前記低電圧ケーブルは前記凸形状部に沿って配索されている一方、前記凸形状部の車両後方には前記ダッシュパネルが位置しており、前記ダッシュパネルの前記モータールームに面した側には、前記ダッシュパネルの左右両側に配置されるブレーキ部品が設けられ、車両幅方向で前記ブレーキ部品の間には、前記支持フレームの前記凸形状部が位置していることを特徴とする請求項１～３のいずれか１つに記載の電動車両のケーブル配索構造。
前記支持フレームの後部内側には、車両上面視で開口部が形成されており、該開口部の内側を前記高電圧ケーブルが挿通され、前記高電圧ケーブルと前記低電圧ケーブルとが交差する箇所では、前記高電圧ケーブル及び前記低電圧ケーブルが前記支持フレームに固定されていることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の電動車両のケーブル配索構造。