JP7260053B2 - 高電圧電子ユニット車載構造 - Google Patents

Description

本発明は、高電圧電子ユニットの車両への搭載構造[an installation structure of a high voltage electrical unit on a vehicle]に関する。

下記特許文献１は、車両の右席及び左席の間に搭載された高電圧電子ユニットを開示している。当該車載構造の高電圧電子ユニットは、車両駆動用のバッテリに付随するユニットであり、具体的には、インバータユニットやＤＣ－ＤＣコンバータユニットである。このような高電圧電子ユニット（６０ボルトを超える電圧を用いるユニット）は、低電圧ユニット（６０ボルト以下のユニット［１２ボルトユニットなど］）とは回路が分けられており、ボディーアースではなく専用のマイナス側配線も用意される。これらの高電圧電子ユニットは、高電圧を用いているため、車両衝突時にはその保護が重要となる。

日本国特許第５７４０２８４号

特許文献１に開示された搭載構造では、高電圧電子ユニットが車両側突時に車両中心へと移動されるシートのフレームと干渉する。より具体的には、高電圧電子ユニットはバッテリパックの内部に搭載されているのでシートと高電圧電子ユニットとは直接は干渉せず、シートから高電圧電子ユニットに入力される側突荷重はバッテリパックのケースを介して高電圧電子ユニットに作用する。高電圧電子ユニットの保護のためにバッテリパックのケースを用いるため、シートを介して入力される側突荷重に対して他の部品（バッテリパック）が影響を受けてしまう。

従って、本発明の目的は、左右シートの間に配される高電圧電子ユニットを、シートを介して入力される側突荷重から効果的に保護することのできる高電圧電子ユニット車載構造を提供することにある。

本発明の特徴は、左右シートの間に搭載される高電圧電子ユニットの車載構造を提供する。上記構造は、左右シートの間のフロア上に設けられたブラケットを備えており、高電圧電子ユニットはブラケットの上板上に配設されている。上記構造は、ブラケットに取り付けられた、高電圧電子ユニットを覆うプロテクトカバーも備えている。プロテクトカバーの側方荷重に対する強度は、ブラケットの上記側方荷重に対する強度よりも高くされている。

上記特徴によれば、左右シートの間に配される高電圧電子ユニットを、シートを介して入力される側突荷重から効果的に保護することができる。

図１は、実施形態に係る高電圧電子ユニット車載構造の斜視図である。 図２は、上記構造の断面図である。 図３は、上記構造におけるベースブラケット及びプロテクトカバーの分解斜視図である。 図４は、側突時の上記構造の断面図である。

以下、図面を参照しつつ実施形態に係る高電圧電子ユニット車載構造について説明する。

本実施形態の高電圧電子ユニット１が搭載された車両はハイブリッド車（ＨＥＶ）であり、図１に示されるように、車両走行用バッテリパック２が左右シート３の下方のフロア４に埋め込まれて搭載されている。左右シート３は、前席シート（運転席シート及び助手席シート）である。高電圧電子ユニット１は、バッテリパック２の直流電圧を変換するＤＣ－ＤＣコンバータであり、バッテリパック２の外部に設けられている。

高電圧電子ユニット１（ＤＣ－ＤＣコンバータ）は、バッテリパック２から出力される電力の電圧を変換したり、バッテリパック２に入力される電力の電圧を変換したりする。高電圧電子ユニット１（ＤＣ－ＤＣコンバータ）は、電圧変換に際して熱を発するため、その下部にはヒートシンク１ａ（図２参照）が設けられている。

高電圧電子ユニット１は、左右シート３の間に搭載されている。より具体的には、左右シート３の間のフロア４上にブラケット５が固定されており、高電圧電子ユニット１は、ブラケット５のブラケット上板５ａ上に配設されている。高電圧電子ユニット１は、ブラケット上板５ａに固定されたウェルドボルトに、ナットによって固定されている。

図２及び図３に示されるように、ブラケット５は、フロア４との間に間隙を形成して配置されたブラケット上板５ａと、ブラケット上板５ａとフロア４とをつなぐ五本のブラケット脚部５ｂ、５ｃ及び５ｄを有する金属プレス部材である。ブラケット５は、一般構造用鋼材により形成されている。

ブラケット上板５ａの前縁からは二本のブラケット脚部５ｂが前方に延出されており、ブラケット脚部５ｂの前端はバッテリパック２の前方に設けられたセンタートンネル（フロア４の一部）にボルトによってそれぞれ固定されている。ブラケット上板５ａの両側縁の後部からは、それぞれブラケット脚部５ｃが下方に延出されており、ブラケット脚部５ｃの下端はフロア４にボルトによってそれぞれ固定されている。

なお、ブラケット上板５ａの左側縁の前部からも、ブラケット脚部５ｄが下方に延出されている。しかし、ブラケット脚部５ｄの下端はフロア４に当接されているだけでボルトによって固定されてはいない。また、各ブラケット脚部５ｃのブラケット上板５ａとの接合部に接してノッチ５ｅが形成されている。

ブラケット５には、ブラケット上板５ａ上に固定された高電圧電子ユニット１を覆うプロテクトカバー６が固定されている。ブラケット５には、一つのウェルドボルト及び三つのウェルドナットが固定されており、プロテクトカバー６は、一つのナット及び三つのボルトによってブラケット５に固定される。

プロテクトカバー６は、前後に開口を有するゲート形状に形成された金属プレス部材である。本実施形態では、二つの金属プレス部材をスポット溶接でつなげることでプロテクトカバー６が形成されている。プロテクトカバー６は、高張力鋼板によって形成されている。プロテクトカバー６のカバー脚部６ｂからカバー上板６ａにかけてビード６ｃが形成されている。プロテクトカバー６は、前方又は後方から見ると、六角形の空間を内部に形成しており、高電圧電子ユニット１は、この空間内に配置される。高電圧電子ユニット１とプロテクトカバー６との間には隙間が形成されている（図２参照）。

本実施形態では、プロテクトカバー６は高電圧電子ユニット１の全体を覆っておらず、その少なくとも一部を覆っている。具体的には、前後スライド可能なシート３の内部構造（シートフレーム）と重複する範囲をカバーするように、プロテクトカバー６は高電圧電子ユニット１の一部を覆っている。

また、上述したようにブラケット上板５ａとフロア４との間には間隙が形成されており、この間隙内において、エアバックコントロールユニット７がフロア４に固定されている。より詳しくは、エアバックコントロールユニット７は、固定ブラケット７ａを介してフロア４に固定されている。

エアバックコントロールユニット７の内部には、加速度センサが内蔵されている。加速度センサが車両に生じる加速度（減速度）を検出し、検出された加速度（減速度）に基づいて車両衝突が検出される。車両衝突であると検出された時には、エアバックコントロールユニット７は展開すべきエアバッグモジュールに展開指令を送出する。

車両衝突を検出するには車両中央のフロア上に加速度センサを設けるのが好ましいので、エアバックコントロールユニット７は、左右シート３の間のフロア４に固定されている。なお、十分な車体クラッシャブルストロークを確保できない側突はより早期に衝突を検出しなければならないため、サテライト加速度センサが車両側部に設けられることがある。これらのサテライト加速度センサも、エアバックコントロールユニット７に接続される。

上述したように二階建て構造として構築された高電圧電子ユニット１（及びエアバックコントロールユニット７）の車載構造は、その全体がフロアマット８に覆われる。なお、フロアマット８には、高電圧電子ユニット１やエアバックコントロールユニット７から導出されたハーネスを通す挿通孔も形成される。後述するが、フロアマット８は、高電圧電子ユニット１が発する騒音（高周波音など）を吸収する吸音材としても機能する。

フロアマット８に覆われた高電圧電子ユニット１（及びエアバックコントロールユニット７）の搭載構造は、フロアマット８に加えてさらに、センターコンソール９によっても覆われている。言い換えれば、高電圧電子ユニット１（及びエアバックコントロールユニット７）の搭載構造は、センターコンソール９の内部に構築されている。なお、センターコンソール９の内部には、上述したハーネスの他、後席のエアコン吹出口に接続されたダクト１０なども内蔵されている。

上述したように、プロテクトカバー６は、高張力鋼板で形成され、かつ、上述したビード６ｃが形成されている。一方、ブラケット５は、一般構造用鋼板で形成され、かつ、上述したノッチ５ｅが形成されている。従って、プロテクトカバー６の側方荷重に対する強度は、ブラケット５の当該側方荷重に対する強度よりも高い。なお、ここに言う一般構造用鋼板とは、引張強さ２７０ＭＰａ以上の鋼板を指し、高張力鋼板とは、引張強さ３４０ＭＰａ～７９０ＭＰａの鋼板を指す。

次に、上述した搭載構造の側突時の状態について、図４を参照しつつ説明する。通常時の搭載構造の状態を示す図２に対して、図４は車両の右側面への側突時の搭載構造の状態を示している。

右側面への側突によって、Ｂピラーを含む車体右側面が車室内に侵入し、右シート３を車両中央へと移動させる。右シート３はシートレールから脱落はしないが、移動した右シート３の内部構造（シートフレーム）が、センターコンソール９及びフロアマット８を介して搭載構造を側方から押す。上述したようにプロテクトカバー６の側方荷重に対する強度がブラケット５のそれよりも高いので、側突荷重が作用した搭載構造では、ブラケット５のブラケット脚部５ｃが変形して側突荷重を吸収する。

プロテクトカバー６は、高張力鋼板で形成されると共にビード６ｃも形成されているので、ブラケット５のブラケット上板５ａと共に形成している六角形の閉断面をほぼ維持する。また、高電圧電子ユニット１とプロテクトカバー６との間に形成された隙間も維持される。このため、プロテクトカバー６に覆われた高電圧電子ユニット１には、側突荷重が直接入力されることはなく、高電圧電子ユニット１は確実に保護される。

なお、プロテクトカバー６は、上述した高電圧電子ユニット１（ＤＣ－ＤＣコンバータ）が発する騒音の放射も防止する。本実施形態の場合、この放射音はフロアマット８によっても吸音される。車両がバッテリパック２の電力を用いてモータのみによって走行している（内燃機関による発電も行われていない）場合、内燃機関による騒音は生じない。このため、車室内のシート３の間に搭載された高電圧電子ユニット１が発する騒音は乗員に認識されやすい。プロテクトカバー６はこの騒音を抑制する。

また、上述したように、高電圧電子ユニット１（ＤＣ－ＤＣコンバータ）は熱も発生するので、高電圧電子ユニット１はヒートシンク１ａを備えている。さらに、高電圧電子ユニット１が発生する熱は、高電圧電子ユニット１のベースプレートからブラケット５のブラケット上板５ａを介して、ブラケット５，プロテクトカバー６及びフロア４に伝達される。すなわち、金属製のブラケット５，プロテクトカバー６及びフロア４も放熱部材として機能させることができる。

本実施形態によれば、プロテクトカバー６の側方荷重に対する強度がブラケット５の側方荷重に対する強度よりも高いので、シート３を介して入力される側突荷重（側方荷重）から効果的に高電圧電子ユニット１を保護することができる。この際、高電圧電子ユニット１を保護するために、シート３を介して入力される側突荷重に対して他の部品（バッテリパック２等）に影響を与えることもない。

なお、上述した特許文献１では、側方荷重から高電圧電子ユニットを保護するために補強部材を設けている。しかし、補強部材を設ければ重量が増すが、本実施形態の搭載構造は特別な補強部材を設けずに、その構造で側方荷重を吸収しつつ高電圧電子ユニット１を保護できる。

また、本実施形態によれば、高電圧電子ユニット１とプロテクトカバー６との間に隙間が形成されている。このため、側突荷重が高電圧電子ユニット１に直接入力されることはなく、高電圧電子ユニット１はより確実に保護される。

また、本実施形態によれば、高電圧電子ユニット１が、車両走行用バッテリパック２の外部に設けられた、バッテリパック２の直流電圧を変換するＤＣ－ＤＣコンバータである。従って、側突時に、高電圧電子ユニット１の保護のためにバッテリパック２に影響を与えることを回避できる。また、プロテクトカバー６によって、ＤＣ－ＤＣコンバータの発する音を抑制することができる。さらに、ＤＣ－ＤＣコンバータの発する熱を搭載構造全体で放出することもできる。

また、本実施形態によれば、プロテクトカバー６が高張力鋼板によって形成され、ブラケット５が一般構造用鋼材によって形成されている。このように、材質的に、プロテクトカバー６の側方荷重に対する強度をブラケット５の側方荷重に対する強度よりも高くすることで、シート３を介して入力される側突荷重（側方荷重）から効果的に高電圧電子ユニット１を保護することができる。

また、本実施形態によれば、金属プレス部材であるプロテクトカバー６のカバー脚部６ｂからカバー上板６ａにかけてビード６ｃが形成されており、プロテクトカバー６に高い剛性が与えられている。一方、金属プレス部材であるブラケット５におけるブラケット脚部５ｃとブラケット上板５ａとの接合部に接してノッチ５ｅが形成されており、ブラケット５に脆弱部が形成されている。このように、構造的に、プロテクトカバー６の側方荷重に対する強度をブラケット５の側方荷重に対する強度よりも高くすることで、シート３を介して入力される側突荷重（側方荷重）から効果的に高電圧電子ユニット１を保護することができる。

さらに、本実施形態によれば、ブラケット５によって形成される上記間隙内において、エアバックコントロールユニット７がフロア４に固定されている。エアバックコントロールユニット７は左右シート３の間のフロア４上に固定されることが衝突検出の上で好ましい。従って、このような構成とすれば、高電圧電子ユニット１とエアバックコントロールユニット７とをスペース効率よく搭載することができる。

１ 高電圧電子ユニット（ＤＣ－ＤＣコンバータ）
２ バッテリパック
３ シート
４ フロア
５ ブラケット
５ａ ブラケット上板
５ｂ～５ｄ ブラケット脚部
５ｅ ノッチ
６ プロテクトカバー
６ａ カバー上板
６ｂ カバー脚部
６ｃ ビード
７ エアバックコントロールユニット

Claims (6)

1. 左右シートの間に搭載される高電圧電子ユニットの車載構造であって、
   前記左右シートの間のフロア上に設けられたブラケットと、
   前記ブラケットのブラケット上板上に配設された前記高電圧電子ユニットと、
   前記高電圧電子ユニットの少なくとも一部を覆うように前記ブラケットに取り付けられたプロテクトカバーとを備えており、
   前記プロテクトカバーの側方荷重に対する強度が、前記ブラケットの前記側方荷重に対する強度よりも高い、高電圧電子ユニット車載構造。
2. 請求項１に記載の高電圧電子ユニット車載構造であって、
   前記高電圧電子ユニットと前記プロテクトカバーとの間に隙間が形成されている、高電圧電子ユニット車載構造。
3. 請求項１又は２に記載の高電圧電子ユニット車載構造であって、
   前記高電圧電子ユニットが、車両走行用バッテリパックの外部に設けられた、前記バッテリパックの直流電圧を変換するＤＣ－ＤＣコンバータである、高電圧電子ユニット車載構造。
4. 請求項１～３の何れか一項に記載の高電圧電子ユニット車載構造であって、
   前記プロテクトカバーが高張力鋼板によって形成され、
   前記ブラケットが一般構造用鋼材によって形成されている、高電圧電子ユニット車載構造。
5. 請求項１～４の何れか一項に記載の高電圧電子ユニット車載構造であって、
   前記プロテクトカバーは、前後に開口を有するゲート形状に形成された金属プレス部材であり、
   前記プロテクトカバーのカバー脚部からカバー上板にかけてビードが形成されており、
   前記ブラケットは、前記フロアとの間に間隙を形成して配置された前記ブラケット上板と、前記ブラケット上板と前記フロアとをつなぐ複数のブラケット脚部とを有する金属プレス部材であり、
   前記ブラケット脚部の前記ブラケット上板との接合部に接してノッチが形成されている、高電圧電子ユニット車載構造。
6. 請求項５に記載の高電圧電子ユニット車載構造であって、
   前記ブラケットによって形成される前記間隙内において、エアバックコントロールユニットが前記フロアに固定されている、高電圧電子ユニット車載構造。

Images