JP7329557B2 - 車両 - Google Patents

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Description

本発明は、車両に関する。特に、複数の熱交換器が搭載された車両に関する。
従来から、車両には熱交換器が搭載されている。例えば、特許文献1には、車室の前方に形成されたフロントルーム(パワーユニットルーム)内に、熱交換器の1つである水加熱ヒータが搭載された車両が開示されている。
特開2020-037313号公報
特許文献1の車両において、車室として利用できる空間をより大きくするためには、車室の前方に形成されたフロントルーム(パワーユニットルーム)を大きくすることは好ましくない。一方で、特許文献1の車両は、フロントルーム(パワーユニットルーム)に大型のパワーユニットが収容されるので、熱交換器を配置するスペースに限りがある。そのため、特許文献1の車両では、水加熱ヒータを含む複数の熱交換器を搭載する場合、複数の熱交換器を一括して車両に組付けることは困難であり、各熱交換器を別個に組み付ける必要があるため、組付性に改善の余地があった。
本発明は、複数の熱交換器を搭載する場合の組付性に優れる車両を提供する。
本発明は、
車室の床面を構成するフロアパネルと、
駆動用バッテリユニットと、
前記フロアパネルの下方に固定されているブラケットと、
前記ブラケットに固定された複数の熱交換器と、を備え、
前記駆動用バッテリユニットに蓄電された電力によって走行可能な車両であって
記駆動用バッテリユニットは、前記車室の外部に配置されている。
本発明によれば、複数の熱交換器が固定されたブラケットをフロアパネルの下方に固定にすることによって、複数の熱交換器を一括に車両に組み付けることができるので、複数の熱交換器を搭載する場合の組付性に優れる。
本発明の一実施形態の車両の要部を下方から見た場合の模式図である。 図1の車両の熱マネジメントシステムの回路図である。 図1の車両のブラケットを左斜め前方から見た斜視図である。 図3の車両のブラケットを右斜め前方から見た斜視図である。 図3のブラケットに、ウォーマ、チラー、及び水加熱ヒータが固定された状態を示す斜視図である。 図5の水加熱ヒータに接続する金属配管周辺の拡大図である。 図1の車両を、熱交換器が配置された状態でブラケットを省略して下方から見た図である。 ブラケット及び排気管が組付けられた状態の図7のA-A断面図である。 図1の車両を、ブラケット及び排気管が組付けられた状態で下方から見た図である。 図9のB-B断面図である。
以下、本発明の車両の一実施形態を、添付図面に基づいて説明する。なお、図面は、符号の向きに見るものとする。また、本明細書等では説明を簡単かつ明確にするために、前後、左右、上下の各方向は、車両の運転者から見た方向に従って記載し、図面には、車両の前方をFr、後方をRr、左方をL、右方をR、上方をU、下方をD、として示す。
<車両の全体概要>
図1に示すように、本実施形態の車両Vは、車室CBの床面を構成するフロアパネル50を備える。車両Vは、フロアパネル50の前端部から上方に延びるダッシュパネルDPにより、車室CBとその前方のフロントルームFRMとに区画形成されている。車室CBの前方のフロントルームFRMには、内燃機関ICEと、内燃機関ICEからの排熱によって車室CBの空気を加温するヒータコア21と、車室CBの空気を冷却するエバポレータ31と、が収容されている。本実施形態では、エバポレータ31と接続するコンデンサ33も、フロントルームFRMに収容されている。車両Vの後部には、駆動用バッテリユニットIPUが設けられている。駆動用バッテリユニットIPUは、車室CBの外部に配置されている。
車両Vは、駆動用バッテリユニットIPUに蓄電された電力によって、車両Vの駆動輪を駆動可能な回転電機MGを駆動する。本実施形態では、回転電機MGは、車室CBの前方のフロントルームFRMに収容されている。したがって、車両Vは、駆動用バッテリユニットIPUに蓄電された電力によって走行可能となっている。
車室CB内には、左右一対の前部座席61L、61Rと、前部座席61L、61Rの後方で車室CB内の車幅方向の略全域に亘って延在する後部座席62と、が設けられている。
フロアパネル50は、左右一対の前部座席の下方を含む車室CBの略全域に亘って前後方向及び車幅方向に延在する底面部51を有する。底面部51には、車幅方向において左右一対の前部座席61L、61Rの間に、底面部51から上方に向かって凸形状に隆起したフロアトンネル部52が形成されている。フロアトンネル部52は、前後方向に延在している。
フロアトンネル部52には、駆動用バッテリユニットIPUの前方に充電器CHGRが収容されている。充電器CHGRは、車両Vに設けられた不図示の受電部と電気的に接続している。受電部は、車両Vの外部からの電力を受電可能であり、充電器CHGRは、受電部で受電した電力を変換して駆動用バッテリユニットIPUに供給する電気部品である。
<熱マネジメントシステムの構成>
図2に示すように、車両Vは、熱マネジメントシステム10を備える。
熱マネジメントシステム10は、内燃機関ICEからの排熱によって車室CBの空気を加温するヒータコア21を有する車室暖房回路20と、車室CBの空気を冷却するエバポレータ31を有する車室冷房回路30と、駆動用バッテリユニットIPUを温調するバッテリ温調回路40と、を備える。
(車室暖房回路)
車室暖房回路20には、ヒータコア21に加えて、内燃機関ICEと、電動ポンプ22と、水加熱ヒータ23と、が接続される。車室暖房回路20には、車室暖房用熱媒体HM2が循環する。車室暖房用熱媒体HM2は、例えば水である。車室暖房回路20は、内燃機関ICEと電動ポンプ22とを接続する第1熱媒体流路201と、電動ポンプ22と水加熱ヒータ23とを接続する第2熱媒体流路202と、水加熱ヒータ23とヒータコア21とを接続する第3熱媒体流路203と、ヒータコア21と内燃機関ICEとを接続する第4熱媒体流路204と、を有する。
内燃機関ICEを通って昇温した車室暖房用熱媒体HM2は、第1熱媒体流路201を通って、電動ポンプ22に供給される。電動ポンプ22に供給された車室暖房用熱媒体HM2は、電動ポンプ22によって第2熱媒体流路202に圧送されて、水加熱ヒータ23を通り、第3熱媒体流路203を通ってヒータコア21に供給される。このようにして、内燃機関ICEを通って昇温した車室暖房用熱媒体HM2がヒータコア21に供給される。そして、外気又は車室CB内を循環する空気を、不図示のブロア等によって、ヒータコア21を通過させて車室CBに供給することによって、車室CB内に温風が供給される。ヒータコア21を流れた車室暖房用熱媒体HM2は、第4熱媒体流路204を通って内燃機関ICEへと戻り、再び昇温される。このように、車室暖房用熱媒体HM2は車室暖房回路20を循環する。
水加熱ヒータ23は、例えば電気によって発熱する熱源を有する。水加熱ヒータ23は、車室暖房用熱媒体HM2と熱源との間で熱交換を行う熱交換器である。例えば、車両Vが前述した回転電機MGの動力によって駆動しているときには、車両Vが走行時であっても内燃機関ICEが駆動していない場合がある。水加熱ヒータ23は、例えば内燃機関ICEが駆動しておらず発熱していないとき等に、車室暖房回路20を流れる車室暖房用熱媒体HM2を昇温する。これにより、内燃機関ICEが駆動しておらず発熱していないとき等であっても、ヒータコア21に高温の車室暖房用熱媒体HM2を供給して、車室CB内に温風を供給できる。
第1熱媒体流路201、すなわち、内燃機関ICEと電動ポンプ22との間には、三方調節バルブ24が設けられている。さらに、第4熱媒体流路204、すなわち、ヒータコア21と内燃機関ICEとの間には分岐部20aが設けられている。そして、車室暖房回路20は、分岐部20aと三方調節バルブ24とを接続するバイパス流路205をさらに有する。
したがって、ヒータコア21を流れた車室暖房用熱媒体HM2は、分岐部20aで分岐する。そして、ヒータコア21を流れた一部の車室暖房用熱媒体HM2は、第4熱媒体流路204を通って内燃機関ICEへと流れ、残りの車室暖房用熱媒体HM2は、バイパス流路205を通って内燃機関ICEを流れることなく三方調節バルブ24から電動ポンプ22に供給される。三方調節バルブ24の各弁の開度を調節することによって、車室暖房回路20を流れる車室暖房用熱媒体HM2の流量を調節でき、さらに、第4熱媒体流路204を通って内燃機関ICEへと流れる車室暖房用熱媒体HM2の流量と、バイパス流路205を通って内燃機関ICEを流れることなく三方調節バルブ24から電動ポンプ22に供給される車室暖房用熱媒体HM2の流量と、の割合を調節できる。これにより、ヒータコア21を流れる車室暖房用熱媒体HM2の流量及び温度を調節することができ、ヒータコア21を通過させて車室CB内に供給される温風の温度を調節できる。
第2熱媒体流路202、すなわち、電動ポンプ22と水加熱ヒータ23との間には、分岐部20b1及び合流部20b2が設けられている。合流部20b2は、分岐部20b1よりも下流側、すなわち、分岐部20b1と水加熱ヒータ23との間、に設けられている。そして、車室暖房回路20は、分岐部20b1で第2熱媒体流路202から分岐して合流部20b2で第2熱媒体流路202に合流する分岐流路206をさらに有する。したがって、分岐流路206は、第2熱媒体流路202と並列に設けられている。分岐流路206には、ウォーマ11が接続している。ウォーマ11は、分岐流路206を流れる車室暖房用熱媒体HM2と、後述するバッテリ温調回路40を流れるバッテリ温調媒体HM4と、の間で熱交換を行って、バッテリ温調媒体HM4を加温する熱交換器である。
第2熱媒体流路202の分岐部20b1と合流部20b2との間には、シャットオフバルブ25が設けられている。シャットオフバルブ25を閉状態にすると、第2熱媒体流路202の分岐部20b1と合流部20b2との間には車室暖房用熱媒体HM2が流れず、電動ポンプ22から圧送された車室暖房用熱媒体HM2は、全てウォーマ11に供給される。
(車室冷房回路)
車室冷房回路30には、エバポレータ31に加えて、コンプレッサ32と、コンデンサ33と、エキスパンションバルブ34と、が接続される。車室冷房回路30には、車室冷房用熱媒体HM3が循環する。車室冷房用熱媒体HM3は、例えば一般に代替フロンと呼ばれる合成ガスである。車室冷房回路30は、コンプレッサ32とコンデンサ33とを接続する第1熱媒体流路301と、コンデンサ33とエキスパンションバルブ34とを接続する第2熱媒体流路302と、エバポレータ31とコンプレッサ32とを接続する第3熱媒体流路303と、を有する。エキスパンションバルブ34は、車室冷房用熱媒体HM3をエバポレータ31に導入するエバポレータ31の導入口に連結されている。
コンプレッサ32によって圧縮されて昇温した車室冷房用熱媒体HM3は、第1熱媒体流路301を通って、コンデンサ33に供給される。コンデンサ33に供給された車室冷房用熱媒体HM3は、コンデンサ33で不図示のコンデンサファンによって放熱されて冷却される。コンデンサ33で冷却された車室冷房用熱媒体HM3は、第2熱媒体流路302を通って、エバポレータ31の導入口に連結されているエキスパンションバルブ34に供給される。エキスパンションバルブ34は微小なノズル孔が設けられており、エキスパンションバルブ34に供給された車室冷房用熱媒体HM3は、ノズル孔から噴射されて急激に膨張し、エバポレータ31の導入口を通ってエバポレータ31に供給される。急激に膨張してエバポレータ31に供給された車室冷房用熱媒体HM3は、エバポレータ31の周囲の熱を吸熱してエバポレータ31を冷却する。そして、外気又は車室CB内を循環する空気を、不図示のブロア等によって、エバポレータ31を通過させて車室CBに供給することによって、車室CB内に冷風が供給される。エバポレータ31を流れた車室冷房用熱媒体HM3は、第3熱媒体流路303を通ってコンプレッサ32へと戻り、再び圧縮されて昇温する。このように、車室冷房用熱媒体HM3は車室冷房回路30を循環する。
コンプレッサ32は、インバータによって駆動回転数を可変制御されていてもよい。コンプレッサ32の駆動回転数をインバータによって可変制御することによって、車室冷房回路30を循環する車室冷房用熱媒体HM3の流量を調節できる。さらに、エキスパンションバルブ34は、ノズル孔から噴射される車室冷房用熱媒体HM3の流量を調節可能であってもよい。これにより、エバポレータ31を流れる車室冷房用熱媒体HM3の流量を調節することができ、エバポレータ31を通過させて車室CB内に供給される冷風の温度を調節できる。
第2熱媒体流路302、すなわち、コンデンサ33とエキスパンションバルブ34との間には、分岐部30a1が設けられており、第3熱媒体流路303、すなわち、エバポレータ31とコンプレッサ32との間には、合流部30a2が設けられている。そして、車室冷房回路30は、分岐部30a1で第2熱媒体流路302から分岐して合流部30a2で第3熱媒体流路303に合流する分岐流路304をさらに有する。分岐流路304には、チラー12が接続している。チラー12は、分岐流路304を流れる車室冷房用熱媒体HM3と、後述するバッテリ温調回路40を流れるバッテリ温調媒体HM4と、の間で熱交換を行って、バッテリ温調媒体HM4を冷却する熱交換器である。さらに、分岐流路304には、分岐部30a1とチラー12との間に、電動バルブ35が設けられている。電動バルブ35は、分岐流路304を流れてチラー12に供給される車室冷房用熱媒体HM3の流量を調節可能である。
第2熱媒体流路302の分岐部30a1とエキスパンションバルブ34との間には、シャットオフバルブ36が設けられている。シャットオフバルブ36を閉状態にすると、第2熱媒体流路302の分岐部30a1からエキスパンションバルブ34には車室冷房用熱媒体HM3が供給されず、コンデンサ33で冷却された車室冷房用熱媒体HM3は、全てチラー12に供給される。
(バッテリ温調回路)
バッテリ温調回路40には、駆動用バッテリユニットIPUに加えて、電動ポンプ41と、チラー12と、充電器CHGRと、エアセパレータ42と、が接続される。バッテリ温調回路40には、バッテリ温調媒体HM4が循環する。バッテリ温調媒体HM4は、例えば水である。バッテリ温調回路40は、電動ポンプ41とチラー12とを接続する第1熱媒体流路401と、チラー12と駆動用バッテリユニットIPUを接続する第2熱媒体流路402と、駆動用バッテリユニットIPUと充電器CHGRとを接続する第3熱媒体流路403と、充電器CHGRとエアセパレータ42とを接続する第4熱媒体流路404と、エアセパレータ42と電動ポンプ41とを接続する第5熱媒体流路405と、を有する。
電動ポンプ41から圧送されたバッテリ温調媒体HM4は、第1熱媒体流路401を通ってチラー12に供給される。チラー12に供給されたバッテリ温調媒体HM4は、車室冷房回路30の分岐流路304を通ってチラー12に供給された車室冷房用熱媒体HM3と熱交換することによって冷却される。チラー12で冷却されたバッテリ温調媒体HM4は、第2熱媒体流路402を通って駆動用バッテリユニットIPUに供給され、駆動用バッテリユニットIPUを冷却する。駆動用バッテリユニットIPUを冷却したバッテリ温調媒体HM4は、第2熱媒体流路402を通って充電器CHGRに供給され、充電器CHGRを冷却する。充電器CHGRを冷却したバッテリ温調媒体HM4は、第4熱媒体流路404を通ってエアセパレータ42に供給される。エアセパレータ42に供給されたバッテリ温調媒体HM4は、バッテリ温調媒体HM4に気泡が含まれている場合に、気泡が分離されて除去される。そして、エアセパレータ42で気泡が除去されたバッテリ温調媒体HM4は、第5熱媒体流路405を通って電動ポンプ41へと戻り、再び第1熱媒体流路401を通ってチラー12に圧送される。このとき、電動ポンプ41に供給されるバッテリ温調媒体HM4は、エアセパレータ42で気泡が除去されているので、バッテリ温調媒体HM4に気泡が混入することによって生じる電動ポンプ41の回転速度の変動幅を小さくすることができる。これにより、バッテリ温調媒体HM4を、安定した圧力で電動ポンプ41から圧送できる。
第1熱媒体流路401、すなわち、電動ポンプ41とチラー12との間には、三方調節バルブ43及び合流部40aが設けられている。合流部40aは、三方調節バルブ43よりも下流側、すなわち、三方調節バルブ43とチラー12との間、に設けられている。そして、バッテリ温調回路40は、三方調節バルブ43で第1熱媒体流路401から分岐して合流部40aで第1熱媒体流路401に合流する分岐流路406をさらに有する。分岐流路406には、ウォーマ11が接続している。
例えば車両Vの始動直後等、駆動用バッテリユニットIPUが低温状態のとき、三方調節バルブ43の各弁を調節して、バッテリ温調媒体HM4を分岐流路406に流してウォーマ11に供給する。ウォーマ11は、前述した車室暖房回路20の分岐流路206を流れる車室暖房用熱媒体HM2と、バッテリ温調回路40の分岐流路406を流れるバッテリ温調媒体HM4と、の間で熱交換を行って、バッテリ温調媒体HM4を加温する。そして、ウォーマ11で加温されたバッテリ温調媒体HM4が第1熱媒体流路401及び第2熱媒体流路402を通って駆動用バッテリユニットIPUされることによって、駆動用バッテリユニットIPUを昇温できる。これにより、駆動用バッテリユニットIPUが低温状態のときに駆動用バッテリユニットIPUを昇温できる。なお、バッテリ温調媒体HM4が三方調節バルブ43から分岐流路406を通ってウォーマ11で加温されているとき、車室冷房回路30の分岐流路304に設けられた電動バルブ35は、全閉状態に制御されていることが好ましい。これにより、ウォーマ11で加温されたバッテリ温調媒体HM4は、チラー12で冷却されることなく、駆動用バッテリユニットIPUに供給できるので、より効果的に駆動用バッテリユニットIPUを加温できる。
また、三方調節バルブ43の各弁の開度を調節することによって、バッテリ温調回路40を流れるバッテリ温調媒体HM4の流量を調節でき、さらに、三方調節バルブ43から第1熱媒体流路401を通ってチラー12へと流れるバッテリ温調媒体HM4の流量と、三方調節バルブ43から分岐流路406を通ってウォーマ11で加温された後にチラー12へと流れるバッテリ温調媒体HM4の流量と、の割合を調節できる。これにより、駆動用バッテリユニットIPUに供給されるバッテリ温調媒体HM4の流量及び温度を調節することができる。
<ブラケット形状>
図3から図6に示すように、車両Vは、ウォーマ11と、チラー12と、水加熱ヒータ23と、を固定するブラケット70をさらに備える。
図3及び図4に示すように、ブラケット70は、前方から見て上方に向かって凸形状に隆起して前後方向に延在するブラケット隆起部71と、ブラケット隆起部71の左端部から左方向に延在する左延在部72と、ブラケット隆起部71の右端部から右方向に延在する右延在部73と、を有する。
本実施形態では、ブラケット隆起部71は、上方に向かって凸の略円弧形状に隆起している。上方に向かって凸の略円弧形状に隆起したブラケット隆起部71は、左前端領域が切り欠かれた切欠部71aを有する。左延在部72の前端縁72Fは、ブラケット隆起部71の前端部71Fよりもやや後方でブラケット隆起部71の左端部71Lと接続しており、車幅方向外側すなわち左側に向かうにしたがって後方に傾斜するように延在している。左延在部72の後端縁72Bは、ブラケット隆起部71の後端部71Bでブラケット隆起部71の左端部71Lと接続しており、車幅方向外側すなわち左側に向かうにしたがって前方に傾斜するように延在している。したがって、左延在部72は、下方から見て、ブラケット隆起部71の左端部から左方向に向かうにしたがって前後寸法が短くなる略台形状を有する(図8参照)。右延在部73の前端縁73Fは、ブラケット隆起部71の前端部71Fでブラケット隆起部71の右端部71Rと接続しており、車幅方向外側すなわち右側に向かうにしたがって後方に傾斜するように延在している。右延在部73の後端縁73Bは、ブラケット隆起部71の後端部71Bよりもやや前方でブラケット隆起部71の右端部71Rと接続しており、車幅方向と略平行に延在している。したがって、右延在部73は、下方から見て、ブラケット隆起部71の右端部から右方向に向かうにしたがって前後寸法が短くなる略台形状を有する(図8参照)。
ブラケット隆起部71の前側領域には、ブラケット隆起部71の左端部71L近傍から、略鉛直上方に延在する第1取付プレート741が設けられている。したがって、第1取付プレート741は、車幅方向左側を向く左側面741Lと、車幅方向右側を向く右側面741Rと、を有する。第1取付プレート741は、ブラケット隆起部71の切欠部71aの後方に隣接する位置に設けられている。第1取付プレート741は、例えば溶接によって、ブラケット隆起部71に接合されている。
ブラケット隆起部71の後側領域には、ブラケット隆起部71の左端部71L近傍から、上方に向かって左側に傾斜して上方に延在する第2取付プレート742が設けられている。したがって、第2取付プレート742は、左上側を向く左側面742Lと、右下側を向く右側面742Rと、を有する。第2取付プレート742は、ブラケット隆起部71の後端部71Bと隣接する位置に設けられている。第2取付プレート742は、例えば溶接によって、ブラケット隆起部71に接合されている。
第2取付プレート742には、第2取付プレート742から右下方向に延在し、ブラケット隆起部71の上端部近傍に接続する支持部材742aがさらに設けられている。支持部材742aは、第2取付プレート742と一体に成形されており、例えば溶接によって、ブラケット隆起部71の上端部近傍に接合されている。
第1取付プレート741の右側面741Rには、第3取付プレート743が設けられている。第3取付プレート743は、例えば溶接によって、第1取付プレート741の右側面741Rとブラケット隆起部71とに接合されている。第3取付プレート743は、略水平方向に延在する取付面743aを有する。
第3取付プレート743と前後方向で重なる位置に、ブラケット隆起部71の右側領域から上方に延在する第4取付プレート744が設けられている。第4取付プレート744は、例えば溶接によって、ブラケット隆起部71の右側領域に接合されている。第4取付プレート744は、略水平方向に延在する取付面744aを有する。
また、ブラケット70には、第2取付プレート742の下端部から後方に延出した取付アーム部75が設けられている。取付アーム部75は、例えば溶接によって、第2取付プレート742と、ブラケット隆起部71及び左延在部72の少なくとも一方と、に接合されている。
<各熱交換器のブラケットへの固定>
図3及び図5に示すように、ウォーマ11は、第1取付プレート741の左側面741Lに固定される。第1取付プレート741には、左側面741Lと右側面741Rとを貫通するボルト挿通孔741hが形成されている。本実施形態では、ボルト挿通孔741hは、第1取付プレート741の下部領域の前側及び後側と、第1取付プレート741の上部領域の前後方向略中央部分と、に形成されている。したがって、第1取付プレート741は3つのボルト挿通孔741hを有する。ウォーマ11は、略直方体形状を有する。第1取付プレート741の左側面741Lと対向するウォーマ11の右側面の周縁には、第1取付プレート741の下部領域の前側及び後側に設けられたボルト挿通孔741hと重なる位置に、それぞれボルト挿通孔が形成されたフランジ部が設けられている。そして、第1取付プレート741の右側から、第1取付プレート741の下部領域の前側及び後側に形成されたボルト挿通孔741h、及び、ウォーマ11の右側面に形成されたボルト挿通孔にボルトを挿通させ、第1取付プレート741の左側から各ボルトにナットを締結する。さらに、ウォーマ11の右側面の前後左右略中央領域で、第1取付プレート741の上部領域の前後方向略中央部分に形成されたボルト挿通孔741hと重なる位置には、ネジ穴が形成されている。そして、第1取付プレート741の右側から、第1取付プレート741の上部領域の前後方向略中央部分に形成されたボルト挿通孔741hにボルトを挿通させてウォーマ11の右側面のネジ穴に締結する。これにより、ウォーマ11は、第1取付プレート741の左側面741Lに3点で固定される。
図3及び図5に示すように、水加熱ヒータ23は、第2取付プレート742の左側面742Lに固定される。第2取付プレート742には、左側面742Lと右側面742Rとを貫通するボルト挿通孔742hが形成されている。本実施形態では、ボルト挿通孔742hは、第2取付プレート742の下部領域の前側及び後側と、第2取付プレート742の上部領域の前側及び後側と、に形成されている。したがって、第2取付プレート742は4つのボルト挿通孔742hを有する。水加熱ヒータ23は、ウォーマ11よりやや大型の略直方体形状を有する。第2取付プレート742の左側面742Lと対向する水加熱ヒータ23の右側面には、第2取付プレート742の上部領域の前側及び後側に設けられたボルト挿通孔742hと重なる位置に、それぞれボルト挿通孔が形成されたフランジ部が設けられている。そして、水加熱ヒータ23の右側面及びフランジ部には、第2取付プレート742の上部領域の前側及び後側と、第2取付プレート742の下部領域の前側及び後側とに形成されたボルト挿通孔742hと重なる位置に、ネジ穴が形成されている。そして、第2取付プレート742の右側から、第2取付プレート742に形成された4つの各ボルト挿通孔742hにボルトを挿通させて、水加熱ヒータ23の右側面及びフランジ部に形成された4つの各ネジ穴に締結する。これにより、水加熱ヒータ23は、第2取付プレート742の左側面742Lに4点で固定される。そして、略直方体形状の水加熱ヒータ23は、第2取付プレート742の左側面742Lに沿って、上方に向かうにしたがって右側に傾斜して固定される。
これにより、水加熱ヒータ23をブラケット70に固定した際の上下寸法を大きくすることなく、ウォーマ11よりやや大型の水加熱ヒータ23をブラケット70に固定できる。
図5及び図6に示すように、水加熱ヒータ23の上面には、金属材料で形成された金属配管76が連結されている。金属配管76は、図2で示した熱マネジメントシステム10における車室暖房回路20の第2熱媒体流路202の一部を構成する。金属配管76には、第2取付プレート742の上部領域の前側及び後側に設けられたボルト挿通孔742hと重なる位置に、それぞれボルト挿通孔が形成されたプレート部が金属配管76から突出して設けられている。そして、第2取付プレート742の上部領域の前側及び後側に設けられたボルト挿通孔742hを挿通するボルトによって、水加熱ヒータ23に第2取付プレート742と共締めされている。このようにして、水加熱ヒータ23に連結された金属製の金属配管76は、第2取付プレート742で、ブラケット70に固定されている。
これにより、ウォーマ11、水加熱ヒータ23、及びチラー12と、ブラケット70と、金属配管76と、によって構成されるモジュール全体としての剛性が向上するので、ブラケット70を軽量化することが可能となる。
図4及び図5に示すように、チラー12は、第3取付プレート743の取付面743a及び第4取付プレート744の取付面744aに固定される。第3取付プレート743の取付面743aには、ネジ穴743hが形成されている。ネジ穴743hは、第3取付プレート743の取付面743aの前側領域及び後側領域に1つずつ形成されている。したがって、第3取付プレート743は2つのネジ穴743hを有する。第4取付プレート744の取付面744aには、ネジ穴744hが形成されている。ネジ穴744hは、第4取付プレート744の取付面744aに1つ形成されている。チラー12は、上下方向から見た形状が略正方形であって上下方向に長い略直方体形状を有する。チラー12の下面には、第3取付プレート743の取付面743aの前側領域及び後側領域に設けられたネジ穴743hと重なる位置と、第4取付プレート744の取付面744aに設けられたネジ穴744hと重なる位置と、にボルト挿通孔が形成されてチラー12の下面から外側に延出したフランジ部が3つ設けられている。そして、チラー12の3つの各フランジ部の上方から、各ボルト挿通孔にボルトを挿通させて、第3取付プレート743の取付面743aに形成された前後一対のネジ穴743h及び第4取付プレート744の取付面744aに形成されたネジ穴744hにそれぞれ締結する。これにより、チラー12は、第3取付プレート743及び第4取付プレート744に計3点で固定される。
このようにして、ウォーマ11、水加熱ヒータ23、及びチラー12は、第1取付プレート741、第2取付プレート742、第3取付プレート743、及び/又は、第4取付プレート744を介して、ブラケット70のブラケット隆起部71に固定される。換言すると、ブラケット70は、ブラケット隆起部71でウォーマ11、水加熱ヒータ23、及びチラー12を固定する。
<複数の熱交換器が固定されたブラケットの車両への組付>
図7から図10に示すように、ウォーマ11、水加熱ヒータ23、及びチラー12がブラケット隆起部71に固定されたブラケット70は、少なくとも一部が車幅方向においてフロアトンネル部52と重なるように、車室CB外のフロアパネル50の下方に固定される。
これにより、ウォーマ11、水加熱ヒータ23、及びチラー12がブラケット隆起部71に固定されたブラケット70をフロアパネル50の下方に固定することによって、ウォーマ11、水加熱ヒータ23、及びチラー12の複数の熱交換器を一括して車両Vに組付けることができるので、複数の熱交換器を車室CB外に搭載する場合の車両Vへの組付性に優れる。
ブラケット70は、下方から見て、ブラケット隆起部71がフロアトンネル部52と重なる位置となるように配置される。フロアパネル50には、フロアトンネル部52の車幅方向における両外側に、フロアパネル50から下方に突出したフレーム部材53L、53Rが対となるように設けられている。ブラケット70の左延在部72の左端部は、フロアトンネル部52よりも左側に設けられたフレーム部材53Lにボルトによって固定されている。ブラケット70の右延在部73の右端部は、フロアトンネル部52よりも右側に設けられたフレーム部材53Rにボルトによって固定されている。このようにして、ブラケット70は、前後方向から見て、フロアトンネル部52を跨いで、フロアトンネル部52の車幅方向における両外側で、フロアパネル50の左右一対のフレーム部材53L、53Rに固定されている。
これにより、フロアパネル50の車幅方向の剛性が向上するとともに、車両Vの駆動時等においてフロアパネル50に生じる騒音及び振動が低減する。
さらに、本実施形態では、フロアパネル50には、フロアトンネル部52を跨いで、フロアトンネル部52の車幅方向における両外側で、フロアパネル50に固定されるクロスメンバ54が設けられている。そして、ブラケット70の取付アーム部75の先端部が、ボルトによってクロスメンバ54に固定されている。
ブラケット隆起部71に固定された、ウォーマ11、水加熱ヒータ23、及びチラー12は、フロアトンネル部52の内部に収容される。
そして、ウォーマ11、水加熱ヒータ23、及びチラー12は、前後方向において、フロントルームFRMに収容された内燃機関ICE、ヒータコア21及びエバポレータ31と、車両Vの後部に配置された駆動用バッテリユニットIPUと、の間に配置される。
したがって、内燃機関ICE、ヒータコア21及びエバポレータ31と、ウォーマ11、水加熱ヒータ23、及びチラー12との距離、並びに、ウォーマ11、水加熱ヒータ23、及びチラー12と、駆動用バッテリユニットIPUとの距離、がともに短くなる位置に、ウォーマ11、水加熱ヒータ23、及びチラー12が配置される。これにより、車室暖房回路20の流路長、車室冷房回路30の流路長、及び、バッテリ温調回路40の流路長が長くなることを抑制できる。
さらに、水加熱ヒータ23は、ウォーマ11及びチラー12よりも後方に配置される。したがって、水加熱ヒータ23とウォーマ11とはフロアトンネル部52の下方で前後方向に並んで配置されており、水加熱ヒータ23とチラー12とはフロアトンネル部52の下方で前後方向に並んで配置されている。
これにより、フロアパネル50のフロアトンネル部52の車幅方向の寸法拡大を抑制して、フロアトンネル部52の下方に、水加熱ヒータ23は、ウォーマ11及びチラー12を配置できる。
図8及び図10に示すように、前後方向から見て、ウォーマ11、水加熱ヒータ23、及びチラー12は、フロアトンネル部52とブラケット70とによって囲まれた空間SPに配置される。さらに、前後方向から見て、空間SPには、前後方向に延在する車両配管81、82が配置されている。車両配管81、82は、例えば、ブレーキホース、ワイヤーハーネス等、である。
さらに、ウォーマ11、水加熱ヒータ23、及びチラー12は、空間SPに配置され、いずれも、前後方向から見て、少なくとも一部が、フロアトンネル部52と車幅方向で重なる位置、且つ、フロアパネル50の底面部51よりも上方となるように配置されている。
これにより、左右一対の前部座席61L、61Rの間のスペースを有効活用して、車両Vの上下方向の寸法を拡大することなく、ウォーマ11、水加熱ヒータ23、及びチラー12の複数の熱交換器をフロアパネル50の下方に配置することができる。また、空間SPには、前後方向に延在する車両配管81、82が配置されているので、左右一対の前部座席61L、61Rの間のスペースを有効活用して、車両Vの上下方向の寸法を拡大することなく、車両配管81、82をフロアパネル50の下方に配置することができる。
図8から図10に示すように、ブラケット隆起部71の下方には、前後方向に延在し内燃機関ICEの排気が流れる排気管91が配置されている。
これにより、ウォーマ11、水加熱ヒータ23、及びチラー12をブラケット隆起部71に固定することによって、ウォーマ11、水加熱ヒータ23、及びチラー12をフロアパネル50の底面部51よりも上方となるように配置でき、且つ、ブラケット隆起部71の下方のスペースを有効活用して、排気管91を配置することができる。
さらに、ブラケット隆起部71の下面には、断熱材又は遮熱材で形成された熱遮蔽部材92が、ブラケット隆起部71の下面を覆うように設けられている。熱遮蔽部材92は、前後方向から見て、ブラケット隆起部71の下面に沿って、上方に向かって凸の略円弧形状に湾曲している。熱遮蔽部材92の左端部及び右端部にはそれぞれ2つの固定部92aが車幅方向外側に突出している。各固定部92aには上下方向に貫通するボルト挿通孔が設けられており、ボルトを下方からボルト挿通孔を挿通してブラケット70に締結させることにより、熱遮蔽部材92は、ブラケット70に固定されている。
これにより、排気管91を流れる内燃機関ICEの排気から放出される熱が、ウォーマ11、水加熱ヒータ23、及びチラー12に伝熱することを抑制できる。
以上、本発明の一実施形態について、添付図面を参照しながら説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
例えば、車両Vの駆動輪を駆動可能な回転電機MGは、フロントルームFRMに収容されていてもよいし、車室CBの後方に配置されていてもよい。
本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を一例として示しているが、これに限定されるものではない。
(1) 車室(車室CB)の床面を構成するフロアパネル(フロアパネル50)と、
駆動用バッテリユニット(駆動用バッテリユニットIPU)と、
複数の熱交換器(ウォーマ11、チラー12、水加熱ヒータ23)と、を備え、
前記駆動用バッテリユニットに蓄電された電力によって走行可能な車両(車両V)であって、
複数の前記熱交換器を固定するブラケット(ブラケット70)をさらに備え、
前記駆動用バッテリユニットは、前記車室の外部に配置されており、
前記ブラケットは、前記フロアパネルの下方に固定されている、車両。
(1)によれば、複数の熱交換器が固定されたブラケットをフロアパネルの下方に固定にすることによって、複数の熱交換器を一括に車両に組み付けることができるので、複数の熱交換器を搭載する場合の組付性に優れる。
(2) (1)に記載の車両であって、
前記車室の内部には、左右一対の座席(前部座席61L、61R)が設けられており、
前記フロアパネルは、左右一対の前記座席の下方で前後方向及び車幅方向に延在する底面部(底面部51)を有し、
前記底面部には、車幅方向において左右一対の前記座席の間に、前記底面部から上方に向かって凸形状に隆起したフロア隆起部(フロアトンネル部52)が形成されており、
少なくとも1つの前記熱交換器は、前後方向から見て、少なくとも一部が、前記フロア隆起部と車幅方向で重なる位置、且つ、前記底面部よりも上方となるように配置されている、車両。
(2)によれば、底面部には、車幅方向において左右一対の座席の間に、フロア隆起部が形成されており、少なくとも1つの熱交換器は、前後方向から見て、少なくとも一部が、フロア隆起部と車幅方向で重なる位置、且つ、底面部よりも上方となるように配置されているので、左右一対の座席の間のスペースを有効活用して、車両の上下方向の寸法を拡大することなく、複数の熱交換器をフロアパネルの下方に配置することができる。
(3) (2)に記載の車両であって、
前記フロア隆起部は、前後方向に延在し、
前記ブラケットは、少なくとも一部が車幅方向において前記フロア隆起部と重なる位置となるように、前記フロアパネルの下方に固定され、
前後方向から見て、前記フロア隆起部と前記ブラケットとによって囲まれた空間(空間SP)には、複数の前記熱交換器と、車両配管(車両配管81、82)と、が配置されている、車両。
(3)によれば、前後方向から見て、フロア隆起部とブラケットとによって囲まれた空間に、複数の熱交換器と車両配管とが配置されているので、左右一対の座席の間のスペースを有効活用して、車両の上下方向の寸法を拡大することなく、複数の熱交換器と車両配管とをフロアパネルの下方に配置することができる。
(4) (3)に記載の車両であって、
前記ブラケットは、前後方向から見て、前記フロア隆起部を跨いで、前記フロア隆起部の車幅方向における両外側で前記フロアパネルに固定されている、車両。
(4)によれば、ブラケットは、前後方向から見て、フロア隆起部を跨いで、フロア隆起部の車幅方向における両外側でフロアパネルに固定されているので、フロアパネルの車幅方向の剛性が向上するとともに、車両の駆動時等においてフロアパネルに生じる騒音及び振動が低減する。
(5) (3)又は(4)に記載の車両であって、
前記車両は、内燃機関(内燃機関ICE)をさらに備え、
前記ブラケットは、前方から見て上方に向かって凸形状に隆起して前後方向に延在するブラケット隆起部(ブラケット隆起部71)と、前記ブラケット隆起部の左端部(左端部71L)から左方向に延在する左延在部(左延在部72)と、前記ブラケット隆起部の右端部(右端部71R)から右方向に延在する右延在部(右延在部73)と、を有し、
複数の前記熱交換器は、前記ブラケット隆起部に固定されており、
前記ブラケット隆起部の下方には、前記内燃機関の排気が流れる排気管(排気管91)が配置されている、車両。
(5)によれば、複数の熱交換器は、ブラケット隆起部に固定されており、ブラケット隆起部の下方には、排気管が配置されているので、複数の熱交換器をブラケット隆起部に固定することによって、複数の熱交換器をフロアパネルの底面部よりも上方となるように配置でき、且つ、ブラケット隆起部の下方のスペースを有効活用して、排気管を配置することができる。
(6) (5)に記載の車両であって、
前記ブラケット隆起部の下面には、断熱材又は遮熱材で形成された熱遮蔽部材(熱遮蔽部材92)が設けられている、車両。
(6)によれば、ブラケット隆起部の下面には、断熱材又は遮熱材で形成された熱遮蔽部材が設けられているので、排気管を流れる内燃機関の排気から放出される熱が、複数の熱交換器に伝熱することを抑制できる。
(7) (2)から(6)のいずれかに記載の車両であって、
少なくとも2つの前記熱交換器は、前記フロア隆起部の下方で前後方向に並んで配置されている、車両。
(7)によれば、少なくとも2つの熱交換器は、フロア隆起部の下方で前後方向に並んで配置されているので、フロアパネルのフロア隆起部の車幅方向の寸法拡大を抑制して、フロア隆起部の下方に、複数の熱交換器を配置できる。
(8) (1)から(7)のいずれかに記載の車両であって、
少なくとも1つの前記熱交換器には、金属材料で形成された金属配管(金属配管76)が連結されており、
前記金属配管は、前記ブラケットに固定されている、車両。
(8)によれば、少なくとも1つの熱交換器に連結された金属配管は、ブラケットに固定されているので、複数の熱交換器と、ブラケットと、金属配管と、によって構成されるモジュール全体としての剛性が向上する。これにより、ブラケットを軽量化することが可能となる。
(9) (1)から(8)のいずれかに記載の車両であって、
前記車両は、
内燃機関(内燃機関ICE)と、
前記内燃機関で発生する熱によって前記車室の空気を加温する暖房装置(ヒータコア21)を有する車室暖房回路(車室暖房回路20)と、
前記車室の空気を冷却する冷房装置(エバポレータ31)を有する車室冷房回路(車室冷房回路30)と、
前記駆動用バッテリユニットを温調するバッテリ温調回路(バッテリ温調回路40)と、をさらに備え、
前記内燃機関、前記暖房装置及び前記冷房装置は、前記車室の前方に配置されており、
前記駆動用バッテリユニットは、前記内燃機関、前記暖房装置及び前記冷房装置よりも後方に配置されており、
複数の前記熱交換器は、
前記車室暖房回路を流れる車室暖房用熱媒体(車室暖房用熱媒体HM2)と、前記バッテリ温調回路を流れるバッテリ温調媒体(バッテリ温調媒体HM4)と、の間で熱交換を行う第1熱交換器(ウォーマ11)と、
前記車室冷房回路を流れる車室冷房用熱媒体(車室冷房用熱媒体HM3)と、前記バッテリ温調回路を流れる前記バッテリ温調媒体と、の間で熱交換を行う第2熱交換器(チラー12)と、を含み、
前記第1熱交換器及び前記第2熱交換器は、前記ブラケットに固定されており、前後方向において、前記内燃機関、前記暖房装置及び前記冷房装置と、前記駆動用バッテリユニットとの間に配置されている、車両。
(9)によれば、第1熱交換器及び第2熱交換器は、内燃機関、暖房装置及び冷房装置と、駆動用バッテリユニットとの間に配置されているので、内燃機関、暖房装置及び冷房装置と、第1熱交換器及び第2熱交換器との距離、並びに、第1熱交換器及び第2熱交換器と駆動用バッテリユニットとの距離、がともに短くなる位置に、複数の熱交換器が配置される。これにより、車室暖房回路の流路長、車室冷房回路の流路長、及び、バッテリ温調回路の流路長が長くなることを抑制できる。
11 ウォーマ(熱交換器、第1熱交換器)
12 チラー(熱交換器、第2熱交換器)
20 車室暖房回路
21 ヒータコア(暖房装置)
23 水加熱ヒータ(熱交換器)
30 車室冷房回路
31 エバポレータ(冷房装置)
40 バッテリ温調回路
50 フロアパネル
51 底面部
52 フロアトンネル部(フロア隆起部)
61L、61R 前部座席(座席)
70 ブラケット
71 ブラケット隆起部
71L 左端部
71R 右端部
72 左延在部
73 右延在部
76 金属配管
81、82 車両配管
91 排気管
92 熱遮蔽部材
CB 車室
HM2 車室暖房用熱媒体
HM3 車室冷房用熱媒体
HM4 バッテリ温調媒体
IPU 駆動用バッテリユニット
ICE 内燃機関
SP 空間
V 車両

Claims (9)

  1. 車室の床面を構成するフロアパネルと、
    駆動用バッテリユニットと、
    前記フロアパネルの下方に固定されているブラケットと、
    前記ブラケットに固定された複数の熱交換器と、を備え、
    前記駆動用バッテリユニットに蓄電された電力によって走行可能な車両であって
    記駆動用バッテリユニットは、前記車室の外部に配置されている、車両。
  2. 請求項1に記載の車両であって、
    前記車室の内部には、左右一対の座席が設けられており、
    前記フロアパネルは、左右一対の前記座席の下方で前後方向及び車幅方向に延在する底面部を有し、
    前記底面部には、車幅方向において左右一対の前記座席の間に、前記底面部から上方に向かって凸形状に隆起したフロア隆起部が形成されており、
    少なくとも1つの前記熱交換器は、前後方向から見て、少なくとも一部が、前記フロア隆起部と車幅方向で重なる位置、且つ、前記底面部よりも上方となるように配置されている、車両。
  3. 請求項2に記載の車両であって、
    前記フロア隆起部は、前後方向に延在し、
    前記ブラケットは、少なくとも一部が車幅方向において前記フロア隆起部と重なる位置となるように、前記フロアパネルの下方に固定され、
    前後方向から見て、前記フロア隆起部と前記ブラケットとによって囲まれた空間には、複数の前記熱交換器と、車両配管と、が配置されている、車両。
  4. 請求項3に記載の車両であって、
    前記ブラケットは、前後方向から見て、前記フロア隆起部を跨いで、前記フロア隆起部の車幅方向における両外側で前記フロアパネルに固定されている、車両。
  5. 請求項3又は4に記載の車両であって、
    前記車両は、内燃機関をさらに備え、
    前記ブラケットは、前方から見て上方に向かって凸形状に隆起して前後方向に延在するブラケット隆起部と、前記ブラケット隆起部の左端部から左方向に延在する左延在部と、前記ブラケット隆起部の右端部から右方向に延在する右延在部と、を有し、
    複数の前記熱交換器は、前記ブラケット隆起部に固定されており、
    前記ブラケット隆起部の下方には、前記内燃機関の排気が流れる排気管が配置されている、車両。
  6. 請求項5に記載の車両であって、
    前記ブラケット隆起部の下面には、断熱材又は遮熱材で形成された熱遮蔽部材が設けられている、車両。
  7. 請求項2から6のいずれか一項に記載の車両であって、
    少なくとも2つの前記熱交換器は、前記フロア隆起部の下方で前後方向に並んで配置されている、車両。
  8. 請求項1から7のいずれか一項に記載の車両であって、
    少なくとも1つの前記熱交換器には、金属材料で形成された金属配管が連結されており、
    前記金属配管は、前記ブラケットに固定されている、車両。
  9. 請求項1から8のいずれか一項に記載の車両であって、
    前記車両は、
    内燃機関と、
    前記内燃機関で発生する熱によって前記車室の空気を加温する暖房装置を有する車室暖房回路と、
    前記車室の空気を冷却する冷房装置を有する車室冷房回路と、
    前記駆動用バッテリユニットを温調するバッテリ温調回路と、をさらに備え、
    前記内燃機関、前記暖房装置及び前記冷房装置は、前記車室の前方に配置されており、
    前記駆動用バッテリユニットは、前記内燃機関、前記暖房装置及び前記冷房装置よりも後方に配置されており、
    複数の前記熱交換器は、
    前記車室暖房回路を流れる車室暖房用熱媒体と、前記バッテリ温調回路を流れるバッテリ温調媒体と、の間で熱交換を行う第1熱交換器と、
    前記車室冷房回路を流れる車室冷房用熱媒体と、前記バッテリ温調回路を流れる前記バッテリ温調媒体と、の間で熱交換を行う第2熱交換器と、を含み、
    前記第1熱交換器及び前記第2熱交換器は、前記ブラケットに固定されており、前後方向において、前記内燃機関、前記暖房装置及び前記冷房装置と、前記駆動用バッテリユニットとの間に配置されている、車両。
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