JP7345730B2 - ハーネス配設構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載されるバッテリへのハーネス配設構造に関する。

近年、モータで発生させるトルクを用いて走行する電気自動車の普及が進んでいる。このような車両では、バッテリからモータに電力を導くハーネスが配設される。また、プラグインＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）と称される車両では、急速充電器と普通充電器のそれぞれに対応する充電口が設けられ、各充電口からバッテリに電力を導くハーネスが配設される。このように、バッテリの周辺には多数のハーネスが配設されることが一般的である。

特許文献１には、車両に搭載される電池パックが開示されている。当該電池パックは、複数の電池セルと電気的に接続された１つの端子台を有しており、端子台には２個の接続端子が設けられている。この２個の接続端子のそれぞれにハーネスを接続することにより、電池セルに蓄えられた電力の取り出しを２系統で行うことが可能になる。

特開２００７－３１７４００号公報

スペースの制約から、電気自動車のバッテリは、車室の下方（つまり、車両前後方向における車両の略中央部の下方）に配置されることが多い。特許文献１記載の電池パックによれば、端子台から車両前方に延びるハーネスと、当該端子台から車両後方に延びるハーネスと、が必要になることがある。このため、比較的長いハーネスを配設する必要があり、配設構造の重量の増加や、製造コストの増加を招くという課題があった。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、複数のハーネスを備えながらも、重量の増加や製造コストの増加を抑制できるハーネス配設構造を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明は、互いに接続された複数のバッテリモジュールを有し車両に搭載されるバッテリへのハーネス配設構造であって、バッテリと車載機器との間で電力を導く機器用ハーネスと、第１充電口から供給される電力をバッテリに導く第１充電用ハーネスと、第２充電口から供給される電力をバッテリに導く第２充電用ハーネスと、を備え、バッテリモジュールを覆うケーシングのうち車両前方側の部分に、機器用ハーネス、第１充電用ハーネス、及び第２充電用ハーネスの一部が接続される前方側接続部が設けられ、ケーシングのうち車両後方側の部分に、機器用ハーネス、第１充電用ハーネス、及び第２充電用ハーネスの他部が接続される後方側接続部が設けられ、前方側接続部及び後方側接続部は、ケーシングの内部に配置された内部ハーネスによって互いに電気的に接続され、内部ハーネスは、車両幅方向において隣り合うバッテリモジュールの間に配置されている、ことを特徴とする。

この構成によれば、バッテリのケーシングに前方側接続部及び後方側接続部が設けられる。前方側接続部は、ケーシングのうち車両前方側の部分に設けられており、後方側接続部は、ケーシングのうち車両後方側の部分に設けられている。したがって、機器用ハーネスは、前方側接続部及び後方側接続部のうち車載機器（例えば、モータ、発電機、インバータ、コンバータ等）から近い方に接続することにより、その長さを短くすることができる。同様に、第１充電用ハーネス、第２充電用ハーネスも、前方側接続部及び後方側接続部のうち第１充電口、第２充電口から近い方に接続することにより、その長さを短くすることができる。これにより、ハーネス配設構造の重量の増加や製造コストの増加を抑制することが可能になる。

本発明において、好ましくは、内部ハーネスは、車両前後方向に沿って延びている。
この構成によれば、内部ハーネスの無為な屈曲や湾曲を抑制し、内部ハーネスをより短くすることができる。この結果、ハーネス配設構造の重量の増加や製造コストの増加をさらに抑制することが可能になる。

本発明において、好ましくは、内部ハーネスは、車両幅方向においてケーシングの内部の略中央部に配置されている。
この構成によれば、ハーネス配設構造を備えた車両の側面に他車両が衝突する事故等が発生した場合に、ケーシングによって内部ハーネスを保護し易い構成とすることができる。この結果、ハーネス配設構造の重量の増加や製造コストの増加を抑制しつつ、安全性に優れたハーネス配設構造を実現することができる。

本発明において、好ましくは、機器用ハーネスは、前方側接続部に接続され、第１充電用ハーネス及び第２充電用ハーネスは、後方側接続部に接続されている。
車両の前方側の部分にモータが配置され、車両の後方側の部分に第１充電口及び第２充電口が配置されたレイアウトを有する車両が広く普及している。
上記構成によれば、このような汎用的なレイアウトに対応して、ハーネス配設構造の重量の増加や製造コストの増加を抑制することができる。

本発明において、好ましくは、後方側接続部は、ケーシングのうち車両幅方向において一端部寄りの部分に設けられている。
第１充電口及び第２充電口が車両の右側面又は左側面に配置されたレイアウトを有する車両が広く普及している。
上記構成によれば、このような汎用的なレイアウトに対応して、第１充電用ハーネス及び第２充電用ハーネスの長さをさらに短くし、ハーネス配設構造の重量や製造コストの増加を抑制することができる。

本発明によれば、複数のハーネスを備えながらも、重量の増加を抑制できるハーネス配設構造を提供することが可能になる。

実施形態に係るハーネス配設構造を搭載した車両のレイアウト図である。 図１のバッテリを示す斜視図である。 図１のバッテリを示す斜視図である。 図１のＩＶ－ＩＶ断面にけるバッテリの断面図である。 図１のバッテリの内部のレイアウト図である。

以下、添付図面を参照して、実施形態に係るハーネス配設構造２について説明する。まず、図１を参照して、ハーネス配設構造２を搭載した車両１について説明する。図１は、ハーネス配設構造２を搭載した車両１のレイアウト図であり、車両１を上方から示している。

ハーネス配設構造２は、車両１に搭載されたバッテリ４の周辺や内部に設けられる。バッテリ４は、上面視で略長方形状に構成されており、車両１の車室の下方に搭載されている。具体的には、バッテリ４は、車両前後方向及び車両幅方向において車両１の略中央部に配置されており、車両１の前部座席１１ｆの下方から、後部座席１１ｒの下方付近まで延びている。

車両１の前方側部分には、モータ１２、インバータ１３、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４、及びジャンクションボックス１５が配置されている。モータ１２は、交流電力の供給を受けてトルクを発生させ、車両１の前輪１０を回転させる。インバータ１３は、直流電力を交流電力に変換してモータ１２に供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、直流電力を変圧する。バッテリ４から取り出され、モータ用ハーネス５によって導かれる電力は、ジャンクションボックス１５を介してインバータ１３及びインバータ１３及びＤＣ／ＤＣコンバータ１４に供給され、その後、モータ１２に供給される。モータ用ハーネス５、インバータ１３は、それぞれ、本発明に係る「機器用ハーネス」、「車載機器」の一例である。

車両１の後方側部分の右側面には、急速充電口１６が配置されている。急速充電口１６は、本発明に係る「第１充電口」の一例である。急速充電口１６は、車両１外の充電スタンドのプラグ（図示せず）を接続可能であり、充電スタンドから直流電力の供給を受けるように構成されている。

また、急速充電口１６は、急速充電用ハーネス６によって、バッテリ４の後方側接続部４３ｒのコネクタ４５と電気的に接続されている。急速充電用ハーネス６は、本発明に係る「第１充電用ハーネス」の一例である。急速充電用ハーネス６は、陽極側電線６１及び陰極側電線６２を有している（図５参照）。

また、車両１の後方側部分の右側面には、急速充電口１６と隣り合うように普通充電口１７も配置されている。普通充電口１７は、本発明に係る「第２充電口」の一例である。普通充電口１７は、家庭用電源等に接続されたプラグ（図示せず）を接続可能であり、家庭用電源等から交流電力の供給を受けるように構成されている。

車両１の後方側部分には、充電器１８が配置されている。充電器１８は、交流電力を直流電力に変換する。普通充電口１７は、普通充電用ハーネス７によって、充電器１８を介して、バッテリ４の後方側接続部４３ｒのコネクタ４６と電気的に接続されている。普通充電用ハーネス７は、本発明に係る「第２充電用ハーネス」の一例である。普通充電用ハーネス７は、第１部分７１及び第２部分７２を有している。第１部分７１は、普通充電口１７と充電器１８とを接続し、第２部分７２は、充電器１８とコネクタ４６とを接続している。第１部分７１は、陽極側電線７１１及び陰極側電線７１２を有しており、第２部分７２は、陽極側電線７２１及び陰極側電線７２２を有している（図５参照）。

さらに、車両１の後方側部分には、バッテリコントローラ１９が配置されている。バッテリコントローラ１９は、後述するリレー９３～９６（図５参照）に制御信号を送信し、バッテリ４と、モータ１２や充電器１８との接続状態／非接続状態を切り替えるように構成されている。

次に、図２～図５を参照して、バッテリ４及びハーネス配設構造２についてさらに説明する。図２及び図３は、バッテリ４を示す斜視図である。図２は、車両前方側からバッテリ４を示しており、図３は、車両後方側からバッテリ４を示している。図４は、図１のＩＶ－ＩＶ断面にけるバッテリ４の断面図である。図５は、バッテリ４の内部のレイアウト図であり、アッパーカバー４１ｂが取り除かれた状態のバッテリ４を上方から示している。

図２に示されるように、バッテリ４は、全体として略長方形板状のバッテリ本体４０を有している。バッテリ本体４０の上面のうち車両後方側の部分には、高さ寸法が他の部分に比べて大きい台状部４０ａが形成されている。この台状部４０ａの上方に、車両１の後部座席１１ｒ（図１参照）が配置される。また、バッテリ本体４０は、ケーシング４１によって覆われている。ケーシング４１は、下側に配置されたロアートレイ４１ａと、上側に配置されたアッパーカバー４１ｂと、から構成されている。

さらに、バッテリ本体４０の上面には、サービスプラグ４２が設けられている。サービスプラグ４２は、バッテリ本体４０内の電気回路を遮断する強電遮断器である。サービスプラグ４２は、台状部４０ａよりも車両前方側で、車両幅方向における略中央部に、上方に突出するように配置されている。

バッテリ本体４０の上面のうち、バッテリ本体４０の車両前方側の端部であって、車両幅方向における略中央部には、前方側接続部４３ｆが形成されている。前方側接続部４３ｆは、アッパーカバー４１ｂを上方に隆起させることによって形成されている。

図２に示されるように、前方側接続部４３ｆの前方側端面にはコネクタ４４が設けられている。バッテリ４は、このコネクタ４４においてインバータ１３等と電気的に接続されている。具体的には、コネクタ４４にモータ用ハーネス５が接続され（図１参照）、バッテリ４に蓄えられている電力は、コネクタ４４やモータ用ハーネス５を介してインバータ１３等に供給される。

また、図３に示されるように、バッテリ本体４０の台状部４０ａのうち、車両幅方向において右端部寄りの部分に、後方側接続部４３ｒが形成されている。後方側接続部４３ｒは、アッパーカバー４１ｂの台状部４０ａの一部を陥没させることによって形成されている。

後方側接続部４３ｒを構成しているアッパーカバー４１ｂの外側面のうち、車両後方を向いている面には、コネクタ４５，４６が設けられている。バッテリ４は、このコネクタ４５，４６において急速充電口１６、普通充電口１７と電気的に接続されている。具体的には、コネクタ４５には、急速充電用ハーネス６が接続され（図１参照）、急速充電口１６から供給される直流電力は、急速充電用ハーネス６によってバッテリ４に導かれる。

コネクタ４６には、普通充電用ハーネス７の第２部分７２が接続される（図１参照）。普通充電口１７から供給される交流電力は、普通充電用ハーネス７によって導かれ、充電器１８（図１参照）において直流電力に変換された後、バッテリ４に導かれる。

図４及び図５に示されるように、ケーシング４１の内部には、複数のバッテリモジュール４７が配置されている。それらのバッテリモジュール４７のうちの一部は、２段に重ねて並べられている。各バッテリモジュール４７は、略直方体形状を有しており、その長辺が車両前後方向に沿うように配置されている。バッテリモジュール４７の配列の下段には、車両幅方向に４つ、車両前後方向に３つの、合計１２個のバッテリモジュール４７が並べられている。また、下段に配置されたバッテリモジュール４７のうち、最後列のバッテリモジュール４７の上方には、上段のバッテリモジュール４７がそれぞれ配置されている。すなわち、上段には、車両幅方向に４個のバッテリモジュール４７が配置されている。これら上段に配置されたバッテリモジュール４７を覆うように台状部４０ａが形成され、この部分の高さ寸法が大きくなっている。

このように、ケーシング４１の内部には、合計１６個のバッテリモジュール４７が配置されている。これらのバッテリモジュール４７は、バスバー４８によって電気的に直列に接続されている。また、上段に配置された４個のバッテリモジュール４７の前側に隣接して、車両幅方向における略中央部に、サービスプラグ４２が配置されている。サービスプラグ４２は、支持部材４９によって支持されている。このサービスプラグ４２が引き抜かれると、直列接続されているバッテリモジュール４７の間の１箇所の接続が遮断され、コネクタ４４に電圧が作用しなくなる。

図５に示されるように、コネクタ４４は、直列接続されたバッテリモジュール４７の陽極側端部、陰極側端部と、それぞれ陽極側電線４４１、陰極側電線４４２によって電気的に接続されている。陽極側電線４４１の途中にはリレー９５及びヒューズ９７が設けられ、陰極側電線４４２の途中にはリレー９６及びヒューズ９８が設けられている。リレー９５，９６は、受信する制御信号に基づいて開状態と閉状態とを切り替え可能に構成されている。

また、ケーシング４１の内部には、内部ハーネス８が配置されている。内部ハーネス８は、車両前方側の一部として、直線部８ａを有している。直線部８ａは、車両幅方向においてケーシング４１の内部の略中央部に配置され、隣り合うバッテリモジュール４７，４７の間で、車両前後方向に沿って略直線的に延びている。内部ハーネス８は、直線部８ａの車両後方側端部から右方に延びるように湾曲し、さらに、車両後方側に延びている。

内部ハーネス８は、陽極側電線８１及び陰極側電線８２を有している。陽極側電線８１、陰極側電線８２の車両前方側の端部は、それぞれ、上述したコネクタ４４から延びる陽極側電線４４１、陰極側電線４４２に接続されている。

また、内部ハーネス８の陽極側電線８１、陰極側電線８２の車両後方側の端部は、いずれも分岐しており、コネクタ４５，４６に接続されている。陽極側電線８１の分岐部分には、ヒューズ９１及びリレー９３が設けられており、陰極側電線８２の分岐部分には、ヒューズ９２及びリレー９４が設けられている。リレー９３，９４は、受信する制御信号に基づいて開状態と閉状態とを切り替え可能に構成されている。

バッテリコントローラ１９は、リレー９３～９６に制御信号を送信することにより、リレー９３～９６を制御するように構成されている。車両１を走行させる場合、バッテリコントローラ１９は、リレー９５，９６を閉状態とし、リレー９３，９４を開状態とする。これにより、バッテリ４の各バッテリモジュール４７に蓄えられている電力が、陽極側電線４４１、陰極側電線４４２、コネクタ４４及びモータ用ハーネス５（図１参照）によって導かれ、モータ１２に供給される。

充電スタンドから供給される電力によってバッテリ４を充電する場合も、バッテリコントローラ１９は、リレー９５，９６を閉状態とし、リレー９３，９４を開状態とする。これにより、急速充電口１６から供給される直流電力は、急速充電用ハーネス６、内部ハーネス８、陽極側電線４４１、及び陰極側電線４４２によって各バッテリモジュール４７に導かれ、各バッテリモジュール４７に蓄えられる。

また、家庭用電源等から供給される電力によってバッテリ４を充電する場合、バッテリコントローラ１９は、リレー９３～９６を閉状態とする。これにより、普通充電口１７から供給される交流電力は、普通充電用ハーネス７の第１部分７１によって充電器１８に導かれ、充電器１８において直流電力に変換された後、普通充電用ハーネス７の第２部分７２、内部ハーネス８、陽極側電線４４１、及び陰極側電線４４２によって各バッテリモジュール４７に導かれ、各バッテリモジュール４７に蓄えられる。

次に、本実施形態の構成に基づく作用効果について説明する。

上記構成によれば、バッテリ４のケーシング４１に前方側接続部４３ｆ及び後方側接続部４３ｒが設けられる。前方側接続部４３ｆは、ケーシング４１のうち車両前方側の部分に設けられており、後方側接続部４３ｒは、ケーシング４１のうち車両後方側の部分に設けられている。したがって、モータ用ハーネス５は、モータ１２から近い前方側接続部４３ｆに接続することにより、その長さを短くすることができる。同様に、急速充電用ハーネス６、普通充電用ハーネス７も、急速充電口１６、普通充電口１７から近い後方側接続部４３ｒに接続することにより、その長さを短くすることができる。これにより、ハーネス配設構造２の重量の増加や製造コストの増加を抑制することが可能になる。

また、内部ハーネス８は、その直線部８ａにおいて、車両前後方向に沿って延びている。この構成によれば、内部ハーネス８の無為な屈曲や湾曲を抑制し、内部ハーネス８をより短くすることができる。この結果、ハーネス配設構造２の重量の増加や製造コストの増加をさらに抑制することが可能になる。

また、内部ハーネス８は、車両幅方向においてケーシング４１の内部の略中央部に配置されている。この構成によれば、ハーネス配設構造２を備えた車両１の側面に他車両が衝突する事故等が発生した場合に、ケーシング４１によって内部ハーネス８を保護し易い構成とすることができる。この結果、ハーネス配設構造２の重量の増加や製造コストの増加を抑制しつつ、安全性に優れたハーネス配設構造２を実現することができる。

また、モータ用ハーネス５は、前方側接続部４３ｆに接続されている。急速充電用ハーネス６及び普通充電用ハーネス７は、後方側接続部４３ｒに接続されている。この構成によれば、車両の前方側の部分にモータが配置され、車両の後方側の部分に急速充電口及び普通充電口が配置された汎用的なレイアウトに対応して、ハーネス配設構造２の重量や製造コストの増加を抑制することができる。

また、後方側接続部４３ｒは、ケーシング４１のうち車両幅方向において一端部寄りの部分に設けられている。急速充電口及び普通充電口が車両の右側面又は左側面に配置された汎用的なレイアウトに対応して、急速充電用ハーネス６及び普通充電用ハーネス７の長さをさらに短くし、ハーネス配設構造２の重量を抑制することができる。

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく、適宜変更することができる。

上記実施形態では、モータ用ハーネス５は、前方側接続部４３ｆに接続され、急速充電用ハーネス６及び普通充電用ハーネス７は、後方側接続部４３ｒに接続されている。しかしながら、本発明は、この形態に限定されない。例えば、車両の前方側の部分に急速充電口及び普通充電口が配置され、車両の後方側の部分にモータが配置されたレイアウトに対しては、急速充電用ハーネス及び普通充電用ハーネスを前方側接続部に接続し、モータ用ハーネスを後方側接続部に接続する構成を採用してもよい。

１ 車両
２ ハーネス配設構造
４ バッテリ
５ モータ用ハーネス（機器用ハーネス）
６ 急速充電用ハーネス（第１充電用ハーネス）
７ 普通充電用ハーネス（第２充電用ハーネス）
８ 内部ハーネス
１２ モータ
１６ 急速充電口（第１充電口）
１７ 普通充電口（第２充電口）
４１ ケーシング
４３ｆ 前方側接続部
４３ｒ 後方側接続部

Claims (5)

1. 互いに接続された複数のバッテリモジュールを有し車両に搭載されるバッテリへのハーネス配設構造であって、
   前記バッテリと車載機器との間で電力を導く機器用ハーネスと、
   第１充電口から供給される電力を前記バッテリに導く第１充電用ハーネスと、
   第２充電口から供給される電力を前記バッテリに導く第２充電用ハーネスと、を備え、
   前記バッテリモジュールを覆うケーシングのうち車両前方側の部分に、前記機器用ハーネス、前記第１充電用ハーネス、及び前記第２充電用ハーネスの一部が接続される前方側接続部が設けられ、
   前記ケーシングのうち車両後方側の部分に、前記機器用ハーネス、前記第１充電用ハーネス、及び前記第２充電用ハーネスの他部が接続される後方側接続部が設けられ、
   前記前方側接続部及び前記後方側接続部は、前記ケーシングの内部に配置された内部ハーネスによって互いに電気的に接続され、
   前記内部ハーネスは、車両幅方向において隣り合う前記バッテリモジュールの間に配置されている、
   ことを特徴とするハーネス配設構造。
2. 前記内部ハーネスは、車両前後方向に沿って延びている、請求項１に記載のハーネス配設構造。
3. 前記内部ハーネスは、車両幅方向において前記ケーシングの内部の略中央部に配置されている、請求項２に記載のハーネス配設構造。
4. 前記機器用ハーネスは、前記前方側接続部に接続され、
   前記第１充電用ハーネス及び前記第２充電用ハーネスは、前記後方側接続部に接続されている、請求項１から３のいずれか一項に記載のハーネス配設構造。
5. 前記後方側接続部は、前記ケーシングのうち車両幅方向において一端部寄りの部分に設けられている、請求項４に記載のハーネス配設構造。

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