JPWO2013073661A1 - 電動車両 - Google Patents

Abstract

電動車両１０は、複数の電気機器４０が内蔵されてフロアトンネル２１上に配置される電気機器ユニット３０と、第１モータ１３、第２モータ１６、及びラジエータから延出されて電気機器ユニット３０に接続される導電ケーブル４９，５１及び冷却配管５２と、を備える。導電ケーブル４９，５１及び冷却配管５２が接続される電気機器ユニット３０の接続部４５，４６は、フロアパネル２０に形成された開口部３７，３８を貫通してフロアパネル２０の下方に配置される。

Description

本発明は、電動車両に関し、特に、車室内に配置された電気機器と外部機器とが、導電ケーブルなどの配索部材によって接続される、電気自動車やハイブリッド自動車などの電動車両に関する。

従来、例えばハイブリッド自動車や電気自動車などの電動車両では、インバータなどの高電圧機器や、電池パックを車室内に配置したものが知られている（例えば、特許文献１、２参照。）。特許文献１に記載の自動車では、車両室内で後部座席よりも前側、且つ原動機室よりも後側の中間領域に高電圧機器を設け、原動機室内に設置した前側機器と高電圧機器とを高電圧ケーブルにより接続している。一端が前側機器に接続された高電圧ケーブルは、フロアパネルの下方を通り、フロアパネルに設けられた孔を下方から上側に貫通して配索され、車室内の高電圧機器に接続されている。

また、特許文献２には、運転席と助手席との間に配置されるコンソールボックスの内部に電池パックを配置した自動車が開示されている。コンソールボックスには冷風ダクトが接続され、コンソールボックスの内部に冷気の一部を放出して電池パックを冷却し、温度調節を行っている。

日本国特開２００７‐２９０６１６号公報 日本国特開２００８‐２５４６０７号公報

ところで、特許文献１に記載の自動車では、車室内に配置された高電圧機器と、原動機室内に配置された前側機器とを、高電圧ケーブルで接続するため、高電圧ケーブルをフロアパネルに設けられた孔に貫通させてフロア上部に取り回した後、車室内の高電圧機器に接続するという煩雑な作業が必要であり、作業性が悪く改善の余地があった。また、特許文献２においても、コンソールボックス内の電池パックに接続されるケーブルについての記載はないが、同様の課題が存在する。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、外部機器に一端が接続される配索部材と、車室内に配置された電気機器ユニットとの接続作業を容易にして、作業効率の向上を図った電動車両を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、
複数の電気機器（例えば、後述の実施形態における電気機器４０）と、該複数の電気機器を収容する電装ケース（例えば、後述の実施形態における電装ケース３１）とを有し、車両（例えば、後述の実施形態における電動車両１０）のフロアパネル（例えば、後述の実施形態におけるフロアパネル２０）上に配置される電気機器ユニット（例えば、後述の実施形態における電気機器ユニット３０）と、
外部機器（例えば、後述の実施形態における第１モータ１３、第２モータ１６、ラジエータ）側から延出して前記電気機器ユニットと接続される、導電ケーブル（例えば、後述の実施形態における導電ケーブル４９，５１）又は冷却配管（例えば、後述の実施形態における冷却配管５２）からなる少なくとも一つの配索部材と、
を備える電動車両であって、
前記フロアパネルには、前記電気機器ユニットが配置される位置に開口部（例えば、後述の実施形態における前方開口部３７及び後方開口部３８）が形成されており、
前記配索部材が接続される前記電気機器ユニットの接続部（例えば、後述の実施形態における前側接続部４５、後側接続部４６）は、前記フロアパネルの下方に配置されることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１の構成に加えて、
前記電装ケースは、前記複数の電気機器を収容し、前記フロアパネル上に位置する収容部（例えば、後述の実施形態における収容部３４）と、該収容部から前記開口部を貫通して前記フロアパネルの下方に延出し、前記接続部が設けられた延出部（例えば、後述の実施形態における前方延出部３５、後方延出部３６）と、を有することを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２の構成に加えて、
前記接続部は、前記配索部材との接続方向が水平方向又は斜め下向きとなるように形成されることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１から３のいずれかの構成に加えて、
前記電気機器ユニットは、前記フロアパネルによって形成されるフロアトンネル（例えば、後述の実施形態におけるフロアトンネル２１）の上面に配置され、
前記電気機器ユニットの延出部の下面（例えば、後述の実施形態における下面３５ａ、３６ａ）は、前記フロアトンネルによって構成される凹所空間（例えば、後述の実施形態における凹所空間Ｓ）に位置することを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１から４のいずれかの構成に加えて、
前記電気機器ユニットは、前記車両の前後方向中間部（例えば、後述の実施形態における車室１８）に配置されると共に、前記外部機器は、前記電気機器ユニットに対して前記車両の前方（例えば、後述の実施形態における原動機室１１）及び後方（例えば、後述の実施形態におけるモータ収容室１４）にそれぞれ配置され、
前記フロアパネルには、前記電気機器ユニットが配置される前方及び後方位置に前方開口部及び後方開口部がそれぞれ形成されており、
前記接続部は、前記電気機器ユニットの車両前後方向にそれぞれ離間して設けられ、前記フロアパネルの下方に配置される前側接続部と後側接続部とを含むことを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項１から５のいずれかの構成に加えて、
前記配索部材は、車幅方向に並んで前記車両の前後方向に延びる前記導電ケーブル及び前記冷却配管を備え、
前記導電ケーブル及び前記冷却配管の下方には、エンジン（例えば、後述の実施形態におけるエンジン１２）からの排気ガスを排出する排気管（例えば、後述の実施形態における排気管５５）が設けられ、
前記導電ケーブルは、前記車両の前後方向から見たとき、前記冷却配管に対して前記車両の衝突時に前記排気管が車幅方向に移動する側と反対側に配置されていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、車両の下面側から電気機器ユニットと配索部材との接続作業を容易に行うことができ、作業効率を向上することができる。

請求項２の発明によれば、電装ケースによって、延出部に設けられた接続部がフロアパネルの開口部を貫通してフロアパネルの下方に配置され、電気機器ユニットと配索部材との接続作業効率が向上する。

請求項３の発明によれば、フロアパネルが邪魔にならず、配索部材を電気機器ユニットに容易に接続することができる。

請求項４の発明によれば、電気機器ユニットの延出部は、フロアトンネルの凹所空間内に収容されているので、フロアトンネルによって電気機器ユニットを保護することができる。

請求項５の発明によれば、前方及び後方の外部機器と電気機器ユニットとを短い配索部材で効率よく接続することができる。

請求項６の発明によれば、万一、車両の衝突時に排気管が移動した場合でも、排気管に設けられた触媒装置と導電ケーブルとが干渉する可能性を低減させて導電ケーブルの損傷を防止することができる。

本発明に係る電動車両の車幅方向中心での縦断面図である。 図１に示す電動車両の要部斜視図である。 フロアトンネルの上面に配置された電気機器ユニットの断面図である。 電気機器ユニットと配索部材との接続状態を排気管を省略して示す電動車両の裏面図である。 排気管を省略して示す図２における５‐５線断面図である。 排気管を省略して示す図２における６‐６線断面図である。 排気管と配索部材との位置関係を示す電動車両の裏面図である。 排気管と配索部材との位置関係を示す前面から見た図である。

以下、本発明の一実施形態に係る電動車両について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図中、Ｆｒは前方、Ｒｒは後方、Ｕは上方、Ｄは下方、Ｌは左方、Ｒは右方を示している。
図１及び図２に示すように、本実施形態の電動車両１０はハイブリッド自動車であり、例えば、車両前部である原動機室１１には、外部機器であるエンジン１２（図７参照）及び第１モータ１３を有するパワーユニット１９や、図示しないラジエータが配置され、車両後部であるモータ収容室１４及びラゲッジスペース１５には、それぞれ外部機器である第２モータ１６及びバッテリ１７が配置されている。また、車両１０の前後方向中間部である車室１８内には、フロアパネル２０によって運転席と助手席との間に形成されるフロアトンネル２１の上面に、電気機器ユニット３０が配置されている。第１及び第２モータ１３，１６は、例えば３相交流モータで構成されている。

電力機器ユニット３０は、後述の複数の電気機器４０を構成するインバータやＤＣ−ＤＣコンバータなどを含んでおり、バッテリ１７から直流電力を得るとともに、該直流電力を３相の交流電力に変換して第１及び第２モータ１３，１６を駆動し、一方、第１及び第２モータ１３，１６の回生電力を直流電力に変換してバッテリ１７を充電する。なお、インバータによって変換された直流電圧は高圧であるので、その一部がＤＣ−ＤＣコンバータによって降圧される。

従って、このように構成されたハイブリッド自動車１０では、エンジン１２により駆動するエンジン走行と、第１及び第２モータ１３，１６により駆動するモータ走行と、エンジン走行時に第１及び第２モータ１３，１６で駆動力を補助するアシスト走行と、が可能である。また、第１及び第２モータ１３，１６の回生電力を直流電力に変換してバッテリ１７を充電する。

図３も参照して、電気機器ユニット３０は、第１及び第２モータ１３，１６を駆動するための複数の電気機器４０と、複数の電気機器４０を収容する電装ケース３１と、を備える。電装ケース３１は、フロアパネル２０上に位置する収容部３４と、収容部３４の前部及び後部からそれぞれ下方に突出する前方延出部３５及び後方延出部３６と、を有するケース本体３２と、収容部３４、前方延出部３５及び後方延出部３６の上方を覆い、ケース本体３２と協働して、複数の電気機器４０を収容するための収容空間を形成する蓋体３３と、を備える。

電気機器ユニット３０が配置されるフロアトンネル２１の前方及び後方位置には、車室１８とフロアパネル２０の下方とを連通させる前方開口部３７及び後方開口部３８がそれぞれ形成されている。電気機器ユニット３０の前方延出部３５及び後方延出部３６は、それぞれ前方及び後方開口部３７，３８を貫通し、フロアパネル２０の下方に突出して配置されている。

そして、フロアパネル２０の下方に突出した前方延出部３５及び後方延出部３６と、フロアパネル２０の前方開口部３７及び後方開口部３８の周囲との間に、パッキン２２を挟むことで、前方開口部３７及び後方開口部３８を封止する（図５及び図６参照）。この状態で、複数のボルト４１を締結することで、電気機器ユニット３０が、フロアトンネル２１の上面に固定される。なお、図５及び図６中、符号３９は、フロアパネル２０を補強するためのフロア補強部材である。

前方延出部３５には、第１モータ１３から延出する導電ケーブル５１（配索部材）を接続するためのケーブルコネクタ４８ａ、及び、不図示のラジエータから延出する二本の冷却配管５２（配索部材）が接続される二つの配管コネクタ５０を有する前側接続部４５が設けられる。また、後方延出部３６には、第２モータ１６から延出する二本の導電ケーブル４９（配索部材）を接続するための二つのケーブルコネクタ４８ｂを有する後側接続部４６が設けられている。各ケーブルコネクタ４８ａ，４８ｂから前方及び後方延出部３５，３６内に延出する配線は、それぞれ端子台４７を介して各電気機器４０に接続されている。

各導電ケーブル４９，５１は、電気機器ユニット３０からの３相電力を第１モータ１３及び第２モータ１６にそれぞれ供給する。また、二本の冷却配管５２は、電気機器ユニット３０を冷却するために、ラジエータと電気機器ユニット３０との間で冷却水を循環する。

また、前方及び後方延出部３５，３６の下面３５ａ，３６ａは、フロアトンネル２１によって構成される凹所空間Ｓに位置し、前方及び後方延出部３５，３６がフロアトンネル２１の凹所空間Ｓ内に収容されている。これにより、前方及び後方延出部３５，３６、即ち、各前側及び後側接続部４５，４６は、フロアトンネル２１によって保護される。なお、本実施形態において、凹所空間Ｓとは、フロアトンネル２１によって構成される、フロアトンネル２１の開口位置２１ａよりも上方の空間である。

また、図３に示すように、ケーブルコネクタ４８ａが配置される前側接続部４５は、導電ケーブル５１との接続方向が水平方向となるように形成され、二つのケーブルコネクタ４８ｂが配置される後側接続部４６は、二本の導電ケーブル４９との接続方向が斜め下向きとなるように形成されている。これは、電気機器ユニット３０より車両前方においては、フロアパネル２０が前方に向かってやや上方に傾斜して形成されているので、ケーブルコネクタ４８ａの導電ケーブル５１との接続方向を水平方向としていても、フロアパネル２０が邪魔にならず、導電ケーブル５１を容易に接続することができる。また、電気機器ユニット３０より車両後方においては、フロアパネル２０が後部座席６０に着座する乗員の居住性向上のために後方に向かって低く形成されているので、ケーブルコネクタ４８ｂの導電ケーブル４９との接続方向を斜め下向きに形成することで、フロアパネル２０が邪魔にならず、二本の導電ケーブル４９を容易に接続することができる。

また、図４及び図６も参照して、ケーブルコネクタ４８ａは、前方延出部３５の前方側面の車幅方向略中央に配置され、一対の配管コネクタ５０はケーブルコネクタ４８ａに対して車幅方向右側で、延出高さが小さい段差面に配置されている。このため、ケーブルコネクタ４８ａ及び配管コネクタ５０にそれぞれ接続され、車幅方向に並んで車両の前後方向に延びる導電ケーブル５１及び二本の冷却配管５２は、車両前方から見たとき、導電ケーブル５１が、二本の冷却配管５２に対して車幅方向左側となるように配索されている。

図１及び図７に示すように、導電ケーブル４９，５１及び冷却配管５２の下方には、エンジン１２の排気ガスを排出するための排気管５５が、車両１０の前後方向に延設される。排気管５５は、右側に配置されたエンジン１２から電気機器ユニット３０の下方付近で車幅方向中心に位置するように斜めに延出し、さらに、車幅方向中心を通って後方に延設される。また、図８も参照して、排気管５５には、電気機器ユニット３０の前方延出部３５より僅か前方の位置に、排気ガスを浄化するための触媒装置５６が配置されている。

ここで、車両１０の衝突時に前方から強い力が作用すると、排気管５５の前側部分５５ａは、右方向に屈曲しながら上方に移動する可能性が高く、排気管５５の屈曲により、触媒装置５６も、図中破線で示す位置５６ａに移動する。しかし、導電ケーブル５１は、冷却配管５２に対して左側に配置されているので、排気管５５が車幅方向に移動する側と反対側（図８中右側）に配置されることとなり、触媒装置５６が、ケーブルコネクタ４８ａ及び導電ケーブル５１と干渉する可能性を低減することができる。

したがって、車両１０の衝突時に、ケーブルコネクタ４８ａ及び導電ケーブル５１の短絡が防止され、触媒装置５６が、配管コネクタ５０や冷却配管５２と接触したとしても、冷却水の漏れ程度の軽微な障害で納めることができる。

以上説明したように、本実施形態に係る電動車両１０によれば、複数の電気機器４０が電装ケース３１に収容されてフロアパネル２０上に配置される電気機器ユニット３０と、第１モータ１３、第２モータ１６、及びラジエータから延出されて電気機器ユニット３０に接続される導電ケーブル４９，５１及び冷却配管５２と、を備える。そして、導電ケーブル４９，５１及び冷却配管５２と接続される電気機器ユニット３０の前側及び後側接続部４５，４６は、フロアパネル２０の下方に配置されるので、車両１０の下面側から電気機器ユニット３０と導電ケーブル４９，５１や冷却配管５２との接続作業を容易に行うことができ、作業効率を向上することができる。

また、電気機器ユニット３０の電装ケース３１は、複数の電気機器４０を収容してフロアパネル２０上に位置する収容部３４と、該収容部３４から開口部３７，３８を貫通してフロアパネル２０の下方に延出し、前側及び後側接続部４５，４６が設けられた前方及び後方延出部３５，３６と、を有するので、電装ケース３１によって、前方及び後方延出部３５，３６に設けられた前側及び後側接続部４５，４６がフロアパネル２０の開口部３７，３８を貫通してフロアパネル２０の下方に配置され、電気機器ユニット３０と導電ケーブル４９，５１や冷却配管５２との接続作業効率が向上する。

また、前側及び後側接続部４５，４６は、導電ケーブル４９，５１との接続方向が水平方向又は斜め下向きに形成されるので、フロアパネル２０が邪魔にならず、導電ケーブル４９，５１を電気機器ユニット３０に容易に接続することができる。

さらに、電気機器ユニット３０は、フロアパネル２０によって形成されるフロアトンネル２１の上面に配置され、電気機器ユニット３０の延出部３５，３６の下面３５ａ，３６ａは、フロアトンネル２１によって構成される凹所空間Ｓに位置するので、延出部３５，３６がフロアトンネル２１の凹所空間Ｓ内に収容され、フロアトンネル２１によって電気機器ユニット３０を保護することができる。

また、電気機器ユニット３０が電動車両１０の前後方向中間部に配置されると共に、第１モータ１３、第２モータ１６、及びラジエータが電気機器ユニット３０に対して電動車両１０の前方及び後方に配置され、電気機器ユニット３０の車両前後方向にそれぞれ離間して設けられた前側接続部４５と後側接続部４６が、フロアパネル２０の前方及び後方位置に形成された前方開口部３７及び後方開口部３８を貫通してフロアパネル２０の下方に配置されるので、第１モータ１３、第２モータ１６、及びラジエータと電気機器ユニット３０とを短い導電ケーブル４９，５１や冷却配管５２で効率よく接続することができる。

また、車幅方向に並んで車両１０の前後方向に延びる導電ケーブル５１及び冷却配管５２の下方には、エンジン１２からの排気ガスを排出する排気管５５が設けられ、導電ケーブル５１は、車両１０の前後方向から見たとき、冷却配管５２に対して車両１０の衝突時に排気管５５が車幅方向に移動する側と反対側に配置されているので、万一、車両１０の衝突時に排気管５５が移動した場合でも、排気管５５に設けられた触媒装置５６と導電ケーブル５１とが干渉する可能性が低減し、導電ケーブル５１の損傷を防止することができる。

尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、適用車両としてハイブリッド自動車について説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、例えば、モータのみを駆動源とする電気自動車であってもよい。

また、上記実施形態において、接続部は、電装ケースの延出部に収容されてフロアパネルの下方に配置されるものとして説明したが、これに限定されず、接続部を直接、フロアパネルの下方に配置するようにしてもよい。この場合、フロアパネルから露出する接続部を覆って保護するためのカバーを別部材として設けることが望ましい。
また、配索部材は、第１モータや第２モータに接続される導電ケーブルやラジエータに接続される冷却配管に限定されず、電気機器ユニットとバッテリとを接続する導電ケーブルであってもよい。

更に、電気機器ユニットの配置位置は、車幅方向中央のフロアトンネル上に限定されず、例えば、運転席や助手席下のフロアパネル上に配置してもよい。
なお、本発明は、２０１１年１１月１７日出願の日本特許出願（特願２０１１−２５１６４６）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

１０ ハイブリッド自動車（電動車両）
１１ 原動機室（電動車両の前方）
１２ エンジン
１３ 第１モータ（外部機器）
１４ モータ収容室（電動車両の後方）
１６ 第２モータ（外部機器）
１８ 車室（電動車両の前後方向中間部）
２０ フロアパネル
２１ フロアトンネル
２１ａ フロアトンネルの開口位置
３０ 電気機器ユニット
３１ 電装ケース
３４ 収容部
３５ 前方延出部
３５ａ，３６ａ 延出部の下面
３６ 後方延出部
３７ 前方開口部
３８ 後方開口部
４０ 電気機器
４５ 前側接続部
４６ 後側接続部
４９，５１ 導電ケーブル（配索部材）
５２ 冷却配管（配索部材）
５５ 排気管
Ｓ 凹所空間

Claims (6)

1. 複数の電気機器と、該複数の電気機器を収容する電装ケースとを有し、車両のフロアパネル上に配置される電気機器ユニットと、
   外部機器側から延出して前記電気機器ユニットと接続される、導電ケーブル又は冷却配管からなる少なくとも一つの配索部材と、
   を備える電動車両であって、
   前記フロアパネルには、前記電気機器ユニットが配置される位置に開口部が形成されており、
   前記配索部材が接続される前記電気機器ユニットの接続部は、前記フロアパネルの下方に配置されることを特徴とする電動車両。
2. 前記電装ケースは、前記複数の電気機器を収容し、前記フロアパネル上に位置する収容部と、該収容部から前記開口部を貫通して前記フロアパネルの下方に延出し、前記接続部が設けられた延出部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の電動車両。
3. 前記接続部は、前記配索部材との接続方向が水平方向又は斜め下向きとなるように形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動車両。
4. 前記電気機器ユニットは、前記フロアパネルによって形成されるフロアトンネルの上面に配置され、
   前記電気機器ユニットの延出部の下面は、前記フロアトンネルによって構成される凹所空間に位置することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電動車両。
5. 前記電気機器ユニットは、前記車両の前後方向中間部に配置されると共に、前記外部機器は、前記電気機器ユニットに対して前記車両の前方及び後方にそれぞれ配置され、
   前記フロアパネルには、前記電気機器ユニットが配置される前方及び後方位置に前方開口部及び後方開口部がそれぞれ形成されており、
   前記接続部は、前記電気機器ユニットの車両前後方向にそれぞれ離間して設けられ、前記フロアパネルの下方に配置される前側接続部と後側接続部とを含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電動車両。
6. 前記配索部材は、車幅方向に並んで前記車両の前後方向に延びる前記導電ケーブル及び前記冷却配管を備え、
   前記導電ケーブル及び前記冷却配管の下方には、エンジンからの排気ガスを排出する排気管が設けられ、
   前記導電ケーブルは、前記車両の前後方向から見たとき、前記冷却配管に対して前記車両の衝突時に前記排気管が車幅方向に移動する側と反対側に配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電動車両。

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