JPWO2013073318A1 - 電気自動車 - Google Patents
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Abstract
電気自動車は、複数の電気デバイス及び筐体を有するパワーコントロールユニット(10)を備え、前記パワーコントロールユニットは、モータルーム内に配置され、前記筐体は、アッパケース(23)と、ロアケース(24)と、ヒートシンク筐体(22)とを備え、前記ヒートシンク筐体は、ヒートシンク部(36)を備え、前記ヒートシンク筐体(22)の上側及び下側には、電気デバイスが配され、これら電気デバイスは、前記アッパケース及び前記ロアケースによって覆われ、前記ロアケース(24)には、凹部(60)が形成され、前記筐体の外部に配される電気デバイスと、前記アッパケースに覆われる前記電気デバイスと、の間を接続するケーブル(50,51)が、前記凹部を通って、前記ヒートシンク筐体(22)の下面から前記アッパケース(23)の内部に進入し、前記ケーブルが、前記アッパケースに覆われる前記電気デバイスに接続されている。
Description
本発明は、電気自動車に関する。
本願は、2011年11月14日に日本国に出願された特願2011−248166号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、2011年11月14日に日本国に出願された特願2011−248166号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
電気デバイスを一括して筐体内に収納し、ケーブル数の低減による低コスト化、及びスペース効率の向上を図るようにした電気自動車用のパワーコントロールユニットを、車両前部のモータルーム内に配置した電気自動車が従来から知られている(例えば特許文献1参照)。
上記のようなパワーコントロールユニットの筐体は、多くの電気デバイスを収納するために比較的大きくなる一方で、モータ等の機器との接続を考慮すると、上記のようにモータが収納されるモータルーム内に配置することが好ましい。
しかしながら、上記のようにパワーコントロールユニットをモータルーム内に配置すると、パワーコントロールユニットの筐体と周囲の機器や構造部材等とのクリアランスが狭くなり易く、衝突時に、上記筐体と構造部材等とが干渉し易くなる。そして、この場合には、筐体に接続されて筐体外部に露出するケーブル(高圧ケーブル等)が、筐体と上記構造部材等との間に挟まれ易くなって干渉してしまう虞がある。このため、衝突時の影響を抑制するケーブルの配策を講じる必要が生じる。
そこで、本発明は、パワーコントロールユニットをモータルーム内に配置する場合において、パワーコントロールユニットの筐体に接続されるケーブルが、衝突時にパワーコントロールユニットの周囲の部材と干渉することを抑制し、ケーブルを効果的に保護することができる電気自動車の提供を目的とする。
上記課題の解決手段として、本発明は以下を採用した。
(1)本発明の一態様に係る電気自動車は、複数の電気デバイス及び、これら電気デバイスを収納する筐体を有するパワーコントロールユニットを備え、前記パワーコントロールユニットは、モータルーム内に配置され、前記筐体は、相対的に上側に配置されるアッパケースと、下側に配置されるロアケースと、前記アッパケースと前記ロアケースとの間に固定され、前記筐体の上下方向略中間位置で前記筐体の外壁の一部を構成するヒートシンク筐体とを備え、前記ヒートシンク筐体は、前記電気デバイスを冷却するためのヒートシンク部を備え、前記ヒートシンク筐体の上側及び下側には、それぞれ電気デバイスが配され、これら電気デバイスは、前記アッパケース及び前記ロアケースによってそれぞれ覆われ、前記ロアケースには、前記筐体の内部側に向けて凹んで、前記ヒートシンク筐体の下面を下方に向けて露出させる凹部が形成され、前記筐体の外部に配される電気デバイスと、前記アッパケースに覆われる前記電気デバイスと、の間を接続するケーブルが、前記凹部を通って、前記ヒートシンク筐体の下面から前記アッパケースの内部に進入し、前記ケーブルが、前記アッパケースに覆われる前記電気デバイスに接続されている。
(1)本発明の一態様に係る電気自動車は、複数の電気デバイス及び、これら電気デバイスを収納する筐体を有するパワーコントロールユニットを備え、前記パワーコントロールユニットは、モータルーム内に配置され、前記筐体は、相対的に上側に配置されるアッパケースと、下側に配置されるロアケースと、前記アッパケースと前記ロアケースとの間に固定され、前記筐体の上下方向略中間位置で前記筐体の外壁の一部を構成するヒートシンク筐体とを備え、前記ヒートシンク筐体は、前記電気デバイスを冷却するためのヒートシンク部を備え、前記ヒートシンク筐体の上側及び下側には、それぞれ電気デバイスが配され、これら電気デバイスは、前記アッパケース及び前記ロアケースによってそれぞれ覆われ、前記ロアケースには、前記筐体の内部側に向けて凹んで、前記ヒートシンク筐体の下面を下方に向けて露出させる凹部が形成され、前記筐体の外部に配される電気デバイスと、前記アッパケースに覆われる前記電気デバイスと、の間を接続するケーブルが、前記凹部を通って、前記ヒートシンク筐体の下面から前記アッパケースの内部に進入し、前記ケーブルが、前記アッパケースに覆われる前記電気デバイスに接続されている。
(2)上記(1)の態様に係る電気自動車において、バッテリは、車体の床下に配置され、前記モータルームは、車体前部に形成され、前記凹部は、車体前後方向で後方に形成され、前記ケーブルは、前記バッテリから延出し、前記モータルームの後方に配置されて車室と前記モータルームとを区画するダッシュパネルの形状に沿って配索され、前記アッパケースの内部に進入する構成を採用してもよい。
(3)上記(2)の態様に係る電気自動車において、前記アッパケースに覆われる前記電気デバイスは、前記ケーブルを通して電力が供給され、前記電気デバイスから分岐して、前記ロアケースに覆われる前記電気デバイスに電力が分配される構成を採用してもよい。
本発明の上記(1)の態様に係る電気自動車によれば、衝突等によってパワーコントロールユニットが移動した場合に、ケーブルが周囲の部材に接触する前に、パワーコントロールユニットの筐体を周囲の部材に接触させることで、ケーブルの周囲の部材との干渉を抑制することができ、ケーブルを効果的に保護することができる。
本発明の上記(2)に係る電気自動車によれば、バッテリからパワーコントロールユニットまでのケーブルの短縮化を図ることができる。
本発明の上記(3)に係る電気自動車によれば、電力供給に係るケーブルの数を抑制することができる。
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、以下で用いる図面において、矢印FRは車両の前方を示し、矢印UPは車両の上方を示し、矢印LHは車両の左方を示している。
図1には、本発明の実施形態に係る電気自動車1の車両前部が示されている。この電気自動車1の車両前部には、左右の前輪2,2を覆う左フロントフェンダ3、右フロントフェンダ4が設けられている。左フロントフェンダ3及び右フロントフェンダ4は、それぞれの後部で車幅方向に延在するダッシュパネル5に連ならっている。左フロントフェンダ3、右フロントフェンダ4及びダッシュパネル5により、車両前部には、図示省略する駆動用のモータ等を収容するモータルーム6が形成されている。
モータルーム6は、ダッシュパネル5によって後方の車室と区画されている。なお、図1中の符号7は、左フロントフェンダ3と右フロントフェンダ4の前端部に連なるヘッドライト7,7を示している。ヘッドライト7,7の間には、図示省略するバンパが設けられる。また、左フロントフェンダ3及び右フロントフェンダ4には、それぞれ充電口8,8が形成され、この左右の各充電口8,8は、それぞれリッド9,9によって開閉可能に覆われる。また、図1中の符号Bは、電気自動車1の車室の床下に配置されたバッテリを示している。この電気自動車1では、充電口8,8からバッテリBに電力を充電できるようになっている。なお、図1中ではバッテリBの1ユニットのみを示しているが、この電気自動車1では床下に複数のバッテリが配置されている。
モータルーム6内の車幅方向略中央に、モータを主に制御するパワーコントロールユニット(以下、PCU(Power Control Unit))10が配置される。PCU10はバッテリBから電力を供給される。PCU10は、上面視で概略矩形状を呈している。車両前後方向に対してPCU10の前方には、ラジエータ11が配置されている。ラジエータ11は、モータとPCU10を含むドライブトレインの冷却液と、図示しないバッテリの冷却液とを、走行風である外気と熱交換することにより冷却する。
また、図中符号12は、PCU10を支持するユニット支持フレームを示している。PCU10はその長手方向を車幅方向に沿わせるように配置され、その左右側部をユニット支持フレーム12に載置するようにしてユニット支持フレーム12に支持されている。なお、この電気自動車1は右ハンドル仕様の車両であり、図中符号Hは車室に設けられたハンドルを示している。
図2〜図4を参照して、以下の説明を行う。PCU10は、複数の電気デバイスを収納する筐体21を備える。この筐体21内には、例えばバッテリからの電力を直流から交流に変換するインバータ、このインバータを制御する制御装置等の複数の電気デバイスが収納されている。筐体21は、上側に配置されるアッパケース23と、下側に配置されるロアケース24と、を備え、アッパケース23とロアケース24との間に板状のヒートシンク筐体22を取り付けて構成されている。ヒートシンク筐体22は、筐体21の上下方向中間位置に位置して、その外周部を外部に露出させて筐体21の外壁一部を構成している。
ヒートシンク筐体22は、アルミ合金等の熱伝導率の高い材料からなり、例えばダイキャスト等の成型によって形成されている。図4に示すように、ヒートシンク筐体22の外周部には上下方向に貫通するボルト挿通孔38・・・が複数形成されている。これらボルト挿通孔38・・・に通されたボルトにより、ヒートシンク筐体22と、アッパケース23と、ロアケース24と、が一体化される。
ヒートシンク筐体22の上面には複数の電気デバイスが固定されている。ヒートシンク筐体22の上面略中央領域には、図示省略するバッテリから供給される直流電流を3層交流に変換してモータに供給するスイッチングモジュール25が設置されている。スイッチングモジュール25の右側には、マイナス側コンタクタ26及びプラス側コンタクタ27が車幅方向に並んで設置されている。マイナス側コンタクタ26及びプラス側コンタクタ27は、その後方側に設置されたダイオード28と電気的に接続され、比較的高電圧の急速充電用電源からの充電の際に、上記バッテリBに急激に電流が流れないように、電気的な接続をオン又はオフするようにスイッチングする。
また、スイッチングモジュール25が設置された領域に対向するヒートシンク筐体22の下面には、説明便宜上二点鎖線で示すヒートシンク部36が設けられている。このヒートシンク部36によってスイッチングモジュール25が冷却される。なお、ヒートシンク部36は、例えば複数のフィンの集合や冷却水が流れるウォータジャケット等で構成される。
一方、ロアケース24は、図示省略する降圧型のDC−DCコンバータ(以下、ダウンコンバータ)及びチャージャーを収納した状態で、ヒートシンク筐体22の下面に結合される。ダウンコンバータは、バッテリBからの電力を降圧するデバイスである。また、チャージャーは、家庭用電源からの充電を可能とするデバイスであり、AC/DCコンバータ等を含んで構成されている。
図3を参照し、ロアケース24は、天板部と、天板部の外周縁から下方に延在する側壁部と、からなるロアケース本体24Aと、ロアケース24Aの側壁部を下方から覆う底部カバー部材24Bと、を備えている。図5は底部カバー部材24Bを取り外した状態を示し、ロアケース本体24Aの内部側には、上記ダウンコンバータ及びチャージャーを収納するスペースが形成されている。
次に、図2〜図4を参照して、以下の説明を行う。アッパケース23は、ヒートシンク筐体22と結合することでヒートシンク筐体22の上面に設置された上記各種電気デバイスの収納スペースを形成するように構成され、上記各種電気デバイスを上方から覆っている。アッパケース23は、下部外周縁をヒートシンク筐体22の外周部に結合して上方に立ち上がり、アッパケース23において側壁を構成するアッパケース本体23Aと、アッパケース本体23Aの上部に取り付けられて、アッパケース23において上壁一部を構成する第1〜第3のリッド41〜43と、を備えている。
本実施形態においてアッパケース本体23Aには、メンテナンス用の第1〜第3の開口44〜46が形成されている。各開口44〜46には、上記第1〜第3のリッド41〜43が着脱可能に取り付けられている。これらリッド41〜43を取り外すことで内部の電気デバイスのメンテナンスが可能になっている。
アッパケース23によって覆われる上記スイッチングモジュール25は、上記バッテリBに電気的に接続されている。PCU10の後部には、図2、図3に示すように、スイッチングモジュール25とバッテリBとを電気的に接続するためのプラス側高圧ケーブル50及びマイナス側高圧ケーブル51が接続されている。図5に示すように、ロアケース24の後部の車幅方向略中央の部位には、内部側に向けて凹んで、ヒートシンク筐体22の下面を下方に向けて露出させる凹部60が形成されている。プラス側高圧ケーブル50及びマイナス側高圧ケーブル51は、下方からこの凹部60を通されている。
図6は、アッパケース23とヒートシンク筐体22の上面図である。図6に示されるように、ヒートシンク筐体22において凹部60の上方に位置する部位には、一対の貫通孔61,61が形成されている。プラス側高圧ケーブル50及びマイナス側高圧ケーブル51は、これら貫通孔61,61からアッパケース23の内部に進入し、スイッチングモジュール25に接続されるようになっている。
図7を参照して、以下の説明を行う。本実施形態において、ダッシュパネル5は、車両後方から斜め前上方に延び、PCU10の後下方の位置で、上方に向けて延びて、モータルーム6を区画している。プラス側高圧ケーブル50及びマイナス側高圧ケーブル51は、床下のバッテリBからダッシュパネル5の形状に沿って配索され、上述のようにアッパケース23の内部に進入している。また、本実施形態では、上記プラス側高圧ケーブル50及びマイナス側高圧ケーブル51に加えてスイッチングモジュール25に、図示しない電力線が更に接続されている。この電力線からロアケース24内の上記ダウンコンバータに電力が分配されるように構成されている。この電力線は、ヒートシンク筐体22に設けられる図示しない貫通孔を通されて、上記ダウンコンバータに接続される。
以上に記載したように、本実施形態の電気自動車1では、PCU10の筐体21が、上側に配置されるアッパケース23と、下側に配置されるロアケース24と、アッパケース23とロアケース24との間に固定され、上下方向略中間位置で筐体の外壁一部を構成するヒートシンク筐体22と、を備え、ヒートシンク筐体22が電気デバイスを冷却するためのヒートシンク部36を備えている。ヒートシンク筐体22の上側及び下側には、それぞれ電気デバイス(上側にスイッチングモジュール25、下側にダウンコンバータ及びチャージャー)が配され、これら電気デバイスが、アッパケース23及びロアケース24によってそれぞれ覆われている。
そしてロアケース24には、内部側に向けて凹んで、ヒートシンク筐体22の下面を下方に向けて露出させる凹部60が形成され、バッテリBとアッパケース23に覆われる電気デバイス(スイッチングモジュール25)と、を接続するプラス側高圧ケーブル50及びマイナス側高圧ケーブル51が、凹部60を通って、ヒートシンク筐体22の下面からアッパケース23の内部に進入し、これらプラス側高圧ケーブル50及びマイナス側高圧ケーブル51が、アッパケース23に覆われるスイッチングモジュール25に接続されている。
そしてロアケース24には、内部側に向けて凹んで、ヒートシンク筐体22の下面を下方に向けて露出させる凹部60が形成され、バッテリBとアッパケース23に覆われる電気デバイス(スイッチングモジュール25)と、を接続するプラス側高圧ケーブル50及びマイナス側高圧ケーブル51が、凹部60を通って、ヒートシンク筐体22の下面からアッパケース23の内部に進入し、これらプラス側高圧ケーブル50及びマイナス側高圧ケーブル51が、アッパケース23に覆われるスイッチングモジュール25に接続されている。
このような電気自動車1では、図7に示されるように、衝突等によってPCU10が移動した場合に(図中二点鎖線は、PCU10がダッシュパネル5に近づいた様子を示している)、プラス側高圧ケーブル50及びマイナス側高圧ケーブル51がダッシュパネル5に接触する前に、ヒートシンク筐体22或いはロアケース24の後端部をダッシュパネル5に接触させることで、プラス側高圧ケーブル50及びマイナス側高圧ケーブル51のダッシュパネル5との干渉を抑制することができ、効果的に保護することができる。
また、本実施形態では、バッテリBが車両の床下に配置され、モータルーム6が車両前部に形成され、凹部60は、車両前後方向で後方に形成され、プラス側高圧ケーブル50及びマイナス側高圧ケーブル51が、バッテリBから延出し、モータルーム6の後方に配置されて車室とモータルーム6とを区画するダッシュパネル5の形状に沿って配索され、アッパケース23の内部に進入する。このような構成では、バッテリBからPCU10までのプラス側高圧ケーブル50及びマイナス側高圧ケーブル51の短縮化を図ることができる。
また、本実施形態では、スイッチングモジュール25がプラス側高圧ケーブル50及びマイナス側高圧ケーブル51を通して電力を供給され、スイッチングモジュール25から分岐して、ロアケース24に覆われるダウンコンバータに電力が分配されるように構成されている。このような構成では、電力供給に係るケーブルの数を抑制することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態にのみ限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
1 電気自動車
5 ダッシュパネル
6 モータルーム
10 パワーコントロールユニット(PCU)
21 筐体
22 ヒートシンク筐体
23 アッパケース
24 ロアケース
36 ヒートシンク部
50 プラス側高圧ケーブル(ケーブル)
51 マイナス側高圧ケーブル(ケーブル)
60 凹部
B バッテリ
5 ダッシュパネル
6 モータルーム
10 パワーコントロールユニット(PCU)
21 筐体
22 ヒートシンク筐体
23 アッパケース
24 ロアケース
36 ヒートシンク部
50 プラス側高圧ケーブル(ケーブル)
51 マイナス側高圧ケーブル(ケーブル)
60 凹部
B バッテリ
Claims (3)
- 複数の電気デバイス及び、これら電気デバイスを収納する筐体を有するパワーコントロールユニットを備え、
前記パワーコントロールユニットは、モータルーム内に配置され;
前記筐体は、相対的に上側に配置されるアッパケースと、下側に配置されるロアケースと、前記アッパケースと前記ロアケースとの間に固定され、前記筐体の上下方向略中間位置で前記筐体の外壁の一部を構成するヒートシンク筐体とを備え;
前記ヒートシンク筐体は、前記電気デバイスを冷却するためのヒートシンク部を備え;
前記ヒートシンク筐体の上側及び下側には、それぞれ電気デバイスが配され;
これら電気デバイスは、前記アッパケース及び前記ロアケースによってそれぞれ覆われ;
前記ロアケースには、前記筐体の内部側に向けて凹んで、前記ヒートシンク筐体の下面を下方に向けて露出させる凹部が形成され;
前記筐体の外部に配される電気デバイスと、前記アッパケースに覆われる前記電気デバイスと、の間を接続するケーブルが、前記凹部を通って、前記ヒートシンク筐体の下面から前記アッパケースの内部に進入し、前記ケーブルが、前記アッパケースに覆われる前記電気デバイスに接続されている;
ことを特徴とする電気自動車。 - バッテリは、車体の床下に配置され、
前記モータルームは車体前部に形成され、
前記凹部は、車体前後方向で後方に形成され、
前記ケーブルは、前記バッテリから延出し、前記モータルームの後方に配置されて車室と前記モータルームとを区画するダッシュパネルの形状に沿って配索され、前記アッパケースの内部に進入する、ことを特徴とする請求項1に記載の電気自動車。 - 前記アッパケースに覆われる前記電気デバイスは、前記ケーブルを通して電力が供給され、前記電気デバイスから分岐して、前記ロアケースに覆われる前記電気デバイスに電力が分配されるように構成されている、ことを特徴とする請求項2に記載の電気自動車。
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