JP7235414B2 - 電動車両 - Google Patents

Description

本明細書に開示される技術は、電動車両に関する。

電動車両が知られている。電動車両では、複数の電気部品が、ボディの様々な位置に配置される。例えば特許文献１に、電動車両の一例が記載されている。なお、本明細書でいう電動車両とは、車輪を走行用モータによって駆動する自動車を広く意味する。電動車両には、例えば、外部の電力によって充電される電気自動車、走行用モータとエンジンとを有するハイブリッド自動車、燃料電池を電源とする燃料電池車等が含まれる。

特開２０１９－１５６０２８号公報

電動車両の複数の電気部品は、高電圧部品と、それに該当しない低電圧部品とに区分することができる。ここでいう高電圧部品とは、３０ボルトを超える交流電圧又は６０ボルトを超える直流電圧で動作する電気部品を意味する。高電圧部品としては、例えば走行用モータや、走行用モータへの供給電力を制御する電力制御ユニット（ＰＣＵ：Power Control Unit）等が挙げられる。一方、低電圧部品には、例えばプロセッサを有する電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electric Control Unit）等が含まれる。

いくつかの電気部品が、ボディの後部に配置されることがある。この場合、高電圧部品については、後面衝突においてダメージを受けることがないように、車両の最後部から離れて配置されるとよい。その一方で、低電圧部品については、高電圧部品よりも後方に配置することが考えらえる。しかしながら、高電圧部品の後方に低電圧部品が配置されていると、後面衝突において低電圧部品が前方へ押し出され、高電圧部品にダメージを与えるおそれがある。本明細書は、後面衝突において低電圧部品が高電圧部品に向けて移動することを抑制し得る技術を提供する。

本技術の一側面により、電動車両が開示される。この電動車両は、ボディと、ボディの後部に固定されたブラケットと、ブラケットによって支持された低電圧部品と、低電圧部品の前方に配置された高電圧部品とを備える。ブラケットは、低電圧部品よりも前方においてボディに固定された前端と、低電圧部品よりも後方においてボディに固定された後端と、前端と後端との間において上凸状に屈曲する少なくとも一つの屈曲部とを有する。少なくとも一つの屈曲部は、低電圧部品よりも前方に位置する第１屈曲部と、低電圧部品よりも後方に位置する第２屈曲部との少なくとも一方である。

上記した電動車両では、低電圧部品を支持するブラケットに、少なくとも一つの屈曲部が設けられている。従って、電動車両に後面衝突が生じたときに、衝突荷重を受けたブラケットが、屈曲部において折れ曲がりやすい。特に、屈曲部が上凸状であると、ブラケットが上方へ突出するように屈曲しやすく、その結果、ブラケットは低電圧部品と共に上方へ変位する。これにより、低電圧部品の前方への移動、即ち、高電圧部品に向けて移動することが抑制される。

電動車両１０の全体を模式的に示す側面図。 ボディ１２の後部１２ｒにおける構成を模式的に示す平面図。 ボディ１２の後部１２ｒにおける構成を模式的に示す側面図。 ブラケット３０の第１屈曲部３２（第２屈曲部３４）を示す側面図。 後面衝突におけるブラケット３０の挙動を模式的に示す側面図。 一変形例のブラケット１３０を示す側面図。 他の一変形例のブラケット２３０を示す側面図。

本技術の一実施形態において、少なくとも一つの屈曲部は、低電圧部品よりも前方に位置する第１屈曲部と、低電圧部品よりも後方に位置する第２屈曲部との両者であってもよい。このような構成によると、衝突荷重を受けたブラケットが、第１屈曲部及び第２屈曲部において折れ曲がることで、ブラケットが低電圧部品と共に上方へより変位しやすい。

本技術の一実施形態において、ブラケットは、前端と後端との間を長手方向に沿って延びる板状の部材であってもよい。この場合、第１屈曲部と第２屈曲部との各々は、ブラケットの長手方向に垂直な全幅に亘って形成されていてもよい。このような構成によると、衝突荷重を受けたブラケットが、第１屈曲部及び／又は第２屈曲部において折れ曲がりやすい。

本技術の一実施形態において、低電圧部品は、ブラケットの下方に位置してもよい。このような構成によると、ブラケットに懸架された低電圧部品が、自身の重量によって安定しやすい。但し、他の実施形態として、低電圧部品は、ブラケットの上方に位置してもよい。

本技術の一実施形態において、第１屈曲部と第２屈曲部との少なくとも一方は、上方へ突出するビード形状を有してもよい。この場合、特に限定されないが、ブラケットは、第１屈曲部及び第２屈曲部を除いて、前端と後端とを結ぶ直線に沿って延びていてもよい。即ち、ブラケットは、全体として直線状に延びる部材であって、第１屈曲部及び又は第２屈曲部のみにおいて局所的に屈曲していてもよい。

本技術の一実施形態において、第１屈曲部と第２屈曲部との各々は、上方へ突出する山折り形状を有してもよい。この場合、特に限定されないが、第１屈曲部と第２屈曲部との各々は、ブラケットの前端と後端とを結ぶ直線よりも上方に位置してもよい。このような構成によると、衝突荷重を受けたブラケットが、上方へ突出するように折れ曲がりやすい。

本技術の一実施形態において、低電圧部品は、少なくとも一つのプロセッサを有する電子制御ユニットであってもよい。但し、他の実施形態として、低電圧部品は、例えば電子制御ユニットに電力を供給する補機バッテリといった、他の種類の電気部品であってもよい。

本技術の一実施形態において、高電圧部品は、車輪を駆動する走行用モータと、その走行用モータへの供給電力を制御する電力制御ユニットとの少なくとも一方を有してもよい。但し、他の実施形態として、高電圧部品は、例えば走行用モータに電力を供給するバッテリといった、他の種類の電気部品を含んでもよい。

本明細書において単に前方、後方、前後方向といった記載は、電動車両における前方、後方、前後方向をそれぞれ意味するものとする。同様に、単に左方、右方、左右方向といった記載は、電動車両における左方、右方、左右方向をそれぞれ意味し、単に上方、下方、上下方向といった記載は、電動車両における上方、下方、上下方向を意味する。例えば、電動車両が水平面上に配置されたときに、電動車両の上下方向は、鉛直方向と一致する。また、電動車両の左右方向は、電動車両の車軸に平行な方向であり、電動車両の前後方向は、水平面に平行かつ電動車両の車軸に垂直な方向となる。

図面を参照して、実施例の電動車両１０について説明する。図１に示すように、電動車両１０は、ボディ１２と、複数の車輪１４ｆ、１４ｒとを含む。ボディ１２は、特に限定されないが、金属で構成されている。ボディ１２は、主に、前部１２ｆ、キャビン１２ｃ及び後部１２ｒを有する。ボディ１２の前部１２ｆは、キャビン１２ｃの前方に位置しており、フロントボディとも称される。ボディ１２の後部１２ｒは、キャビン１２ｃの後方に位置しており、リアボディとも称される。複数の車輪１４ｆ、１４ｒには、一対の前輪１４ｆと、一対の後輪１４ｒとが含まれる。なお、車輪１４ｆ、１４ｒの数については、四つに限定されない。

ここで、図面における方向ＦＲは、電動車両１０の前後方向における前方を示し、方向ＲＲは電動車両１０の前後方向における後方を示す。また、方向ＬＨは電動車両１０の左右方向（あるいは幅方向）における左方を示し、方向ＲＨは電動車両１０の左右方向における右方を示す。そして、方向ＵＰは電動車両１０の上下方向における上方を示し、方向ＤＷは電動車両１０の上下方向における下方を示す。なお、以下の実施例においても、電動車両１０の前方、後方及び前後方向、電動車両１０の左方、右方及び左右方向、電動車両１０の上方、下方及び上下方向を、それぞれ単に前方、後方、前後方向、左方、右方、左右方向、上方、下方、上下方向と称することがある。

図１－図３に示すように、電動車両１０は、走行用モータ１６と、バッテリユニット１８と、電力制御ユニット２０と、電子制御ユニット２２とをさらに備える。走行用モータ１６は、複数の車輪１４ｆ、１４ｒの少なくとも一つ（例えば、一対の後輪１４ｒ）を駆動する。バッテリユニット１８は、電力制御ユニット２０を介して走行用モータ１６に接続されており、走行用モータ１６へ電力を供給する。バッテリユニット１８は、複数の二次電池セルを内蔵しており、外部の電力によって繰り返し充電可能に構成されている。電力制御ユニット２０は、ＤＣ－ＤＣコンバータ及び／又はインバータを内蔵しており、バッテリユニット１８から走行用モータ１６への供給電力を調節する。電力制御ユニット２０は、ＰＣＵ（Power Control Unit）とも称される。電子制御ユニット２２は、プロセッサを有しており、例えばユーザの運転操作に応じて、電力制御ユニット２０へ制御指令を与える。電力制御ユニット２０は、ＥＣＵ（Electric Control Unit）とも称される。なお、電動車両１０は、バッテリユニット１８に代えて、又は加えて、燃料電池ユニットや太陽電池パネルといった他の電源を備えてもよい。

ここで、走行用モータ１６、バッテリユニット１８及び電力制御ユニット２０は、いわゆる高電圧部品であり、例えば３０ボルトを超える交流電圧又は６０ボルトを超える直流電圧で動作する電気部品である。一方、電子制御ユニット２２は、そのような高電圧部品に該当しない低電圧部品である。走行用モータ１６、バッテリユニット１８及び電力制御ユニット２０といった高電圧部品は、電動車両１０で衝突が生じたときに、ダメージを受けないように保護されることが望まれる。従って、走行用モータ１６及び電力制御ユニット２０は、ボディ１２の後部１２ｒに配置されているが、後面衝突による損傷を避けるために、電動車両１０の最後部である後面１０ｒからは離れて配置されている。一方、低電圧部品である電子制御ユニット２２は、ボディ１２の後部１２ｒにおいて、走行用モータ１６及び電力制御ユニット２０よりも後方に配置されている。ここで、電子制御ユニット２２は、走行用モータ１６と電力制御ユニット２０との少なくとも一方と、左右方向及び上下方向における位置が少なくとも部分的に一致する。

特に限定されないが、ボディ１２の後部１２ｒは、一対のリアサイドメンバ４０、リアフロアパネル４２、リアクロスメンバ４４及びバックパネル４６を有する。一対のリアサイドメンバ４０は、それぞれ前後方向に延びている。リアフロアパネル４２は、一対のリアサイドメンバ４０の間に広がっており、ボディ１２の後部１２ｒにおいてフロアを形成する。リアクロスメンバ４４は、リアフロアパネル４２に沿って設けられており、一対のリアサイドメンバ４０の間を左右方向に延びている。バックパネル４６は、ボディ１２の後部１２ｒにおいて後壁を形成しており、バックパネル４６にはリアフロアパネル４２の後端が接続されている。特に限定されないが、走行用モータ１６及び電力制御ユニット２０は、リアクロスメンバ４４よりも前方に位置しており、電子制御ユニット２２は、リアクロスメンバ４４よりも後方に位置している。リアフロアパネル４２は、リアクロスメンバ４４の位置から後方に向けて下方に傾斜しており、電子制御ユニット２２はリアフロアパネル４２の上方に配置されている。一方、走行用モータ１６及び電力制御ユニット２０は、リアフロアパネル４２の下方に配置されている。

電動車両１０は、ブラケット３０をさらに備える。ブラケット３０は、ボディ１２の後部１２ｒに固定されており、電子制御ユニット２２を支持している。電子制御ユニット２２は、ブラケット３０の下方に位置しており、ブラケット３０によって懸架されている。ブラケット３０は、前後方向に延びる板状の部材であり、ボディ１２に固定された前端３０ａ及び後端３０ｂを有する。ブラケット３０の前端３０ａは、電子制御ユニット２２よりも前方において、ボディ１２のリアクロスメンバ４４に固定されている。ブラケット３０の後端３０ｂは、電子制御ユニット２２よりも後方において、ボディ１２のバックパネル４６に固定されている。なお、本実施例におけるブラケット３０は単一の部材で構成されているが、他の実施形態として、ブラケット３０は複数の部材で構成されてもよい。

図２－図４に示すように、ブラケット３０は、複数の屈曲部３２、３４をさらに有する。複数の屈曲部３２、３４には、電子制御ユニット２２よりも前方に位置する第１屈曲部３２と、電子制御ユニット２２よりも後方に位置する第２屈曲部３４とが含まれる。第１屈曲部３２と第２屈曲部３４との各々は、前端３０ａと後端３０ｂとの間において上凸状に屈曲する屈曲部であり、詳しくは、上方へ突出するビード形状を有している。なお、ここでいうビード形状とは、一方向に延びる細長い範囲が、その周囲より隆起した形状を意味する。従って、ブラケット３０は、第１屈曲部３２及び第２屈曲部３４を除いて、前端３０ａと後端３０ｂとを結ぶ直線に沿って延びている。即ち、ブラケット３０は、全体として直線状に延びる部材であり、第１屈曲部３２及び又は第２屈曲部３４のみにおいて局所的に屈曲している。

以上のように、本実施例の電動車両１０では、電子制御ユニット２２を支持するブラケット３０に、第１屈曲部３２及び第２屈曲部３４が設けられている。従って、図５に示すように、電動車両１０に後面衝突が生じたときに、衝突荷重を受けたブラケット３０が、第１屈曲部３２及び第２屈曲部３４において折れ曲がりやすい。特に、これらの屈曲部３２、３４は上凸状の屈曲部であるので、ブラケット３０が上方へ突出するように屈曲しやすく、その結果、ブラケット３０は電子制御ユニット２２と共に上方へ変位する。これにより、電子制御ユニット２２の前方への移動、即ち、走行用モータ１６や電力制御ユニット２０といった高電圧部品に向けて移動することが抑制される。

特に、本実施例の電動車両１０では、ブラケット３０によって支持された電子制御ユニット２２と、走行用モータ１６や電力制御ユニット２０といった高電圧部品との間に、リアクロスメンバ４４が存在している。そして、ブラケット３０の前端３０ａが、リアクロスメンバ４４に固定されている。このような構成によると、ブラケット３０が第１屈曲部３２においてさらに屈曲したときに、電子制御ユニット２２がリアクロスメンバ４４の上方に向けて移動する。これにより、電子制御ユニット２２が、走行用モータ１６や電力制御ユニット２０といった高電圧部品に干渉することを、リアクロスメンバ４４を利用して効果的に抑制することができる。

ここで、本実施例におけるブラケット３０では、第１屈曲部３２と第２屈曲部３４との各々が、ブラケット３０の全幅に亘って形成されている。しかしながら、他の実施形態として、第１屈曲部３２と第２屈曲部３４との各々が、ブラケット３０の幅方向における一部の範囲にのみ設けられていてもよい。このような構成であっても、衝突荷重を受けたブラケット３０は、第１屈曲部３２及び第２屈曲部３４において折れ曲がりやすい。

図６に、一変形例のブラケット１３０を示す。このブラケット１３０は、第１屈曲部３２のみを有しており、第２屈曲部３４を有していない。このような構成においても、電動車両１０に後面衝突が生じたときは、衝突荷重を受けたブラケット１３０が、第１屈曲部３２において上方へ屈曲しやすい。これにより、ブラケット１３０は電子制御ユニット２２と共に上方へ変位し、電子制御ユニット２２が、走行用モータ１６や電力制御ユニット２０といった高電圧部品に向けて移動することが抑制される。なお、さらなる変形例として、ブラケット１３０は、第１屈曲部３２に代えて、第２屈曲部３４のみを有してもよい。

図７に、他の一変形例のブラケット２３０を示す。このブラケット２３０は、第１屈曲部３と第２屈曲部３４との各々が、上方へ突出する山折り形状を有している。従って、第１屈曲部３２と第２屈曲部３４との各々は、ブラケット２３０の前端３０ａと後端３０ｂとを結ぶ直線よりも上方に位置している。このような構成によっても、電動車両１０に後面衝突が生じたときは、衝突荷重を受けたブラケット２３０が、第１屈曲部３２及び第２屈曲部３４において上方へ屈曲しやすい。これにより、ブラケット２３０は電子制御ユニット２２と共に上方へ変位し、電子制御ユニット２２が、走行用モータ１６や電力制御ユニット２０といった高電圧部品に向けて移動することが抑制される。

本実施例における電子制御ユニット２２は、ブラケット３０、１３０、２３０によって支持される低電圧部品の一例である。本実施例のブラケット３０、１３０、２３０は、電子制御ユニット２２に限られず、様々な低電圧部品にも同様に採用することができる。

以上、実施形態について詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例をさまざまに変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独あるいは各種の組み合わせによって技術有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術有用性を持つものである。

１０：電動車両
１２：ボディ
１２ｒ：ボディの後部
１４ｆ、１４ｒ：車輪
１６：走行用モータ
１８：バッテリユニット
２０：電力制御ユニット（ＰＣＵ）
２２：電子制御ユニット（ＥＣＵ）
３０、１３０、２３０：ブラケット

Claims (10)

1. 電動車両であって、
   ボディと、
   前記ボディの後部に固定されたブラケットと、
   前記ブラケットによって支持された低電圧部品と、
   前記低電圧部品の前方に配置された高電圧部品と、
   を備え、
   前記ブラケットは、前記低電圧部品よりも前方において前記ボディに固定された前端と、前記低電圧部品よりも後方において前記ボディに固定された後端と、前記前端と前記後端との間において上凸状に屈曲する少なくとも一つの屈曲部とを有し、
   前記少なくとも一つの屈曲部は、前記低電圧部品よりも前方に位置する第１屈曲部と、前記低電圧部品よりも後方に位置する第２屈曲部との少なくとも一方である、
   電動車両。
2. 前記少なくとも一つの屈曲部は、前記低電圧部品よりも前方に位置する前記第１屈曲部と、前記低電圧部品よりも後方に位置する前記第２屈曲部との両者である、請求項１に記載の電動車両。
3. 前記ブラケットは、前記前端と前記後端との間を長手方向に沿って延びる板状の部材であり、
   前記第１屈曲部と前記第２屈曲部との各々は、前記ブラケットの前記長手方向に垂直な全幅に亘って形成されている、請求項１又は２に記載の電動車両。
4. 前記低電圧部品は、前記ブラケットの下方に位置する、請求項１から３のいずれか一項に記載の電動車両。
5. 前記第１屈曲部と前記第２屈曲部との少なくとも一方は、上方へ突出するビード形状を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の電動車両。
6. 前記ブラケットは、前記第１屈曲部及び前記第２屈曲部を除いて、前記前端と前記後端とを結ぶ直線に沿って延びている、請求項５に記載の電動車両。
7. 前記第１屈曲部と前記第２屈曲部との少なくとも一方は、上方へ突出する山折り形状を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の電動車両。
8. 前記第１屈曲部と前記第２屈曲部との少なくとも一方は、前記ブラケットの前記前端と前記後端とを結ぶ直線よりも上方に位置する、請求項７に記載の電動車両。
9. 前記低電圧部品は、少なくとも一つのプロセッサを有する電子制御ユニットである、請求項１から８のいずれか一項に記載の電動車両。
10. 前記高電圧部品は、車輪を駆動する走行用モータと、前記走行用モータへの供給電力を制御する電力制御ユニットとの少なくとも一方を有する、請求項１から９のいずれか一項に記載の電動車両。

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