JPWO2015162725A1 - 非接触受電装置の車載構造 - Google Patents

Abstract

給電側コイルから送電される電力を非接触で受電する受電側コイル（４９）を有する受電側コイルユニット（２３）と、整流器（４５）を収容して受電側コイルユニット（２３）の上面（２３ａ）の前部に搭載されるジャンクションボックス（１３）と、を備える。フロアトンネル部（７）と受電側コイルユニット（２３）とで閉断面部（６１）を形成し、この閉断面部（６１）の内方にジャンクションボックス（１３）を収容する。受電側コイルユニット（２３）の上面（２３ａ）の後部を、受電側コイル（４９）の熱で上昇気流が発生する上昇気流発生面（４７）に構成した。

Description

本発明は、給電側コイルから送電される電力を非接触で受電する受電側コイルを備える非接触受電装置の車載構造に関する。

従来、車両に設けられた受電側コイルユニットと、地上に設けられた給電側コイルユニットとにより、電気自動車等の電動車両に搭載されるバッテリを非接触で充電する非接触充電装置が提案されている（下記特許文献１参照）。この特許文献１に記載された受電側コイルユニットにおいては、コイルをケースの内部に収容している。ここで、コイルは通電によって発熱するため、コイルを冷却する冷却構造が開示されている。

特開２０１３−１６１９４２号公報

しかしながら、前記特許文献１では、コイルユニットのケースを貫通する冷却空気通路を設け、この冷却空気通路を用いてコイルを冷却している。このため、コイルユニットが大型化するという問題があった。

そこで、本発明は、コイルユニットの大型化を抑制することができる非接触受電装置の車載構造を提供することを目的としている。

本発明に係る非接触受電装置の車載構造では、受電側コイルを有する受電側コイルユニットの上面における車両前後方向の前側または後側のいずれか一方側へ寄せて電装部品容器を搭載する。また、車両のフロアトンネル部と受電側コイルユニットとで車両正面視で閉断面部を形成し、この閉断面部の内方に電装部品容器を収容する。これによって、受電側コイルユニットの上面に受電側コイルユニット内の受電側コイルに対応する部位を露呈させて、この露呈した部位を、受電側コイルの熱で上昇気流が発生する上昇気流発生面に構成する。

本発明に係る非接触受電装置の車載構造によれば、受電側コイルユニットの大型化を抑制しつつ、フロアトンネル部と受電側コイルユニットとで車両正面視で閉断面部に形成された閉空間内の熱の篭もりを低減することができる。以下、具体的に説明する。

まず、受電側コイルユニットの上面には、電装部品容器が配される部分と、受電側コイルに対応する部位を露呈させた上昇気流発生面と、が形成される。受電側コイルが発熱すると、前記上昇気流発生面は電装部品容器の上面よりも高温になる。

そして、受電側コイルが発熱すると上昇気流発生面も発熱し、熱せられた空気が上昇気流発生面からフロアトンネル部に至るまで上方に向けて移動する。
ここで、上昇気流発生面の上方部分は、順次に上昇してくる空気がフロアトンネル部に当たるため、電装部品容器の上方部分よりも、気圧が高くなっている。即ち、受電側コイルユニットの上方には、上昇気流発生面の上方に対応する高圧部と、電装部品容器の上方に対応する低圧部と、によって気圧勾配が形成される。

従って、上昇気流発生面から上方移動した空気は、気圧が低い電装部品容器の上方側に流れ方向を変え電装部品容器の上方を通って前記フロアトンネル部の内方を車両前後方向に向けて流れる。

このように、受電側コイルが発熱したとき、高温の空気が上昇気流発生面から上昇したのち、自然対流によって電装部品容器の上方を通って車外に排出されるため、フロアトンネル部の内部に熱が篭もることを抑制することができる。

図１は、本発明の実施形態による非接触受電装置の車載構造を備える車体の下部の斜視図である。 図２は、図１からフロントフロアパネルを取り外した状態を示す斜視図である。 図３は、図１に示すフロントフロアパネルと該フロントフロアパネルの下側に取り付けられるジャンクションボックスとを示す分解斜視図である。 図４は、本発明の実施形態による非接触受電装置を示す斜視図である。 図５は、図１のＢ−Ｂ断面図である。 図６は、図１のＡ−Ａ断面図である。 図７は、非接触受電装置の近傍部における空気の流れを示す断面図であり、図６に対応している。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下において、車両前方をＦＲ、車両後方をＲＲ、車両右側をＲＨ、車両左側をＬＨとする。

図１に示すように、車体１の前部には、フロントコンパートメントが形成され、該フロントコンパートメントの下部には、サブフレーム３が配設されている。サブフレーム３は、平面視でロ字状に形成されており、サブフレーム３には、車両の駆動源となる図外のモータユニットがマウント部材を介して取り付けられる。

フロントコンパートメントの車両後方には、車室が設けられている。これらのフロントコンパートメントと車室との間には、フロントフロアパネル５の前端から上方に向けて延在する図外のダッシュパネルが配設される。また、図１，３に示すように、フロントフロアパネル５における車幅方向中央部には、上側に向けて凸のハット状に形成されたフロアトンネル部７が前後方向に沿って延在されている。具体的には、フロアトンネル部７は、上側の上面９と、該上面９における左右両端から下方に延びる左右一対の側面１１，１１とからなる。このフロアトンネル部７には、下側からジャンクションボックス１３（電装部品容器）が配設される。また、後述するバッテリからモータユニットに送電する強電系のワイヤハーネス１５が前後方向に沿って延在している。該ワイヤハーネス１５は、フロアトンネル部７の内方を通って配索されている。

フロントフロアパネル５の車両後方には、図示しないリアフロアパネルが接合されており、該リアフロアパネルの下方に、バッテリを収容するバッテリケース１７を配置している。なお、図１のバッテリケース１７は、ロアケース１９を示しており、このロアケースの上部開口を図外のアッパケースによって閉塞する。

図２に示すように、サブフレーム３とバッテリケース１７との間には、本実施形態に係る非接触受電装置２１が配設されている。この非接触受電装置２１は、図外の給電スタンド等に配置される給電装置から供給される電力を非接触で受けて、車載されたバッテリを充電するものである。具体的には、非接触受電装置２１は、図４に示すように、下側に配置されて平面視が矩形状で板状に形成された受電側コイルユニット２３と、該受電側コイルユニット２３の上面２３ａにおける前部側に取り付けられたジャンクションボックス１３（電装部品容器）と、を備えている。なお、前記バッテリは、後述する受電側コイル４９と電気的に接続され前記給電装置の給電側コイルから送電される電力を蓄電する。

図２，４に示すように、受電側コイルユニット２３の前端部には、前側取付面２５が形成されている。前側取付面２５は、サブフレーム３の後端の下面に、上方に向けて突出する円盤状の突出部２７を介してボルトで結合される。また、後端部には、後側取付面２９が形成されている。後側取付面２９は、バッテリケース１７の前端の下面に、上方に向けて突出する円盤状の突出部２７を介してボルトで締結される。また、受電側コイルユニット２３の左右両側には、前後方向に延びる一対の取付ブラケット３１が接合されている。該取付ブラケット３１には、上方に突出するボルト３３が結合されている。

図４〜６に示すように、ジャンクションボックス１３（電装部品容器）は、直方体状に形成されている。具体的には、車両前側に配置された前壁３５と、上部に配置された上壁３７と、左右両側に配置された一対の側壁３９，３９と、車両後側に配置された後壁４１と、から構成される。ここで、後壁４１は、上下方向に沿ってほぼ垂直に延びる垂直壁部４３に形成されている。

図４に示すように、ジャンクションボックス１３は、受電側コイルユニット２３の上面２３ａにおける前部側に搭載されている。ジャンクションボックス１３の内部には、図５，６に示すように、少なくとも整流器４５（電装部品）が収容されている。そして、ジャンクションボックス１３が搭載されない後部側（二点鎖線で示す）は、平面視が矩形状の上昇気流発生面４７に形成されている。このように、前記受電側コイルユニット２３の上面２３ａにおける前部または後部のうち、ジャンクションボックス１３が搭載されない側の部位を、受電側コイル４９の熱で上昇気流が発生する上昇気流発生面４７に構成する。

ここで、図５に示すように、受電側コイルユニット２３の内部には、受電側コイル４９が収容されている。受電側コイル４９が発熱すると、上昇気流発生面４７も熱せられるため、上昇気流発生面４７から上方に向けて熱された空気６７が上昇する。これによって、受電側コイルユニット２３が放熱される。

図５に示すように、フロアトンネル部７における左右両側の下端部は、上側が開口したトンネルメンバ５１を有する。トンネルメンバ５１がフロントフロアパネル５に接合されることにより、閉断面５３が形成される。そして、フロアトンネル部７の下側に受電側コイルユニット２３を配置している。

図５に示すように、この受電側コイルユニット２３は、平板状のコイルベース５５と、該コイルベース５５の下面に結合された受電側コイル４９と、これらのコイルベース５５および受電側コイル４９の下側に配置されたコイルカバー５７と、を備える。前記コイルカバー５７は、周縁部５７ａに対して中央部が下方に凹んだ凹部５９を有する。コイルカバー５７の周縁部５７ａをコイルベース５５にボルトで締結することにより、受電側コイルユニット２３が構成される。受電側コイル４９は、給電側コイルから送電される電力を非接触で受電することにより発熱する。

また、フロアトンネル部７の一部であるトンネルメンバの底面５１ａに、受電側コイルユニット２３の取付ブラケット３１がボルト３３で締結されている。このように、フロアトンネル部７と受電側コイルユニット２３とによって、閉断面部６１を形成している。そして、ジャンクションボックス１３は、受電側コイルユニット２３の上面２３ａに取り付けられている。従って、ジャンクションボックス１３は、フロアトンネル部７と受電側コイルユニット２３とからなる閉断面部６１の内方に収容されている。

また、図６に示すように、上昇気流発生面４７を中心として、ジャンクションボックス１３の車両前後方向の反対側にバッテリを配置している。具体的には、上昇気流発生面４７の後側にバッテリケース１７を配置している。即ち、ジャンクションボックス１３とバッテリケース１７とは、上昇気流発生面４７の長さ分だけ前後方向に間隔をおいて配置されている。そして、ジャンクションボックス１３の後壁４１（垂直壁部４３）には、ハーネスコネクト部６３が配設されている。このハーネスコネクト部６３には、バッテリケース１７のバッテリから延在するワイヤハーネス６５が接続される。また、バッテリケース１７の前面には、車両前部のモータユニットから配索される強電系のワイヤハーネス１５が接続されている。

以下、図７を用いて受電側コイルユニット２３の近傍における空気６７の流れを説明する。

まず、受電側コイルユニット２３の上面には、ジャンクションボックス１３が配される部分と、受電側コイル４９に対応する部位を露呈させた上昇気流発生面４７と、が形成される。受電側コイル４９が発熱すると、前記上昇気流発生面４７はジャンクションボックス１３の上面よりも高温になる。

そして、受電側コイル４９が発熱すると上昇気流発生面４７も発熱し、熱せられた空気６７が上昇気流発生面４７からフロアトンネル部７に至るまで上方に向けて移動する。
ここで、上昇気流発生面４７の上方部分は、順次に上昇してくる空気６７がフロアトンネル部７に当たるため、ジャンクションボックス１３の上方部分よりも、気圧が高くなる。即ち、受電側コイルユニット２３の上方には、上昇気流発生面４７の上方に対応する高圧部と、ジャンクションボックス１３の上方に対応する低圧部と、によって気圧勾配が形成される。

従って、上昇気流発生面４７から上方移動した空気６７は、矢印に示すように気圧が低いジャンクションボックス１３の上方側に流れ方向を変え、自然対流によってジャンクションボックス１３の上方を通って前記フロアトンネル部７の内方を車両前方に向けて流れる。

このように、受電側コイル４９が発熱したとき、高温の空気６７が上昇気流発生面４７から上昇したのち自然対流によってジャンクションボックス１３の上方を通ってモータールームから車外に排出される。

以下に、本実施形態による作用効果を説明する。

（１）本実施形態に係る非接触受電装置の車載構造は、車両のフロアトンネル部７の下側に配設され、給電側コイルから送電される電力を非接触で受電する受電側コイル４９を有する受電側コイルユニット２３と、整流器４５（電装部品）を収容し、前記受電側コイルユニット２３の上面における車両前後方向前側に搭載されるジャンクションボックス１３（電装部品容器）と、を備える。前記フロアトンネル部７と受電側コイルユニットとで車両正面視で閉断面部６１を形成し、この閉断面部６１の内方に前記ジャンクションボックス１３を収容すると共に、前記ジャンクションボックス１３を、前記受電側コイルユニット２３の上面２３ａにおける車両前後方向前側へ寄せて配し、前記受電側コイルユニット２３の上面２３ａに前記受電側コイル４９に対応する部位を露呈させて、受電側コイル４９の熱で上昇気流が発生する上昇気流発生面４７を構成した。

これにより、受電側コイルユニット２３の上面２３ａにジャンクションボックス１３を搭載しても、受電側コイルユニット２３から発生する上昇気流を上昇気流発生面４７から上方に移動させたのち、ジャンクションボックス１３の上方を通って車外へ逃がすことができる。

即ち、上昇気流発生面４７の上方部分は、順次に上昇してくる空気６７がフロアトンネル部７に当たるため、ジャンクションボックス１３の上方部分よりも、気圧が高くなる。即ち、受電側コイルユニット２３の上方には、上昇気流発生面４７の上方に対応する高圧部と、ジャンクションボックス１３の上方に対応する低圧部と、によって気圧勾配が形成される。

従って、上昇気流発生面４７から上方移動した熱い空気６７は、気圧が低いジャンクションボックス１３の上方側に流れ方向を変え、自然対流によってジャンクションボックス１３の上方を通って前記フロアトンネル部７の内方を車両前方に向けて流れる。
このように、閉断面部６１内に配置された受電側コイルユニット２３を自然対流を用いて放熱することにより、閉断面部６１内に熱が篭もることなく、小型化した受電側コイルユニット２３で受電側コイル４９の温度上昇を抑制できる。

（２）前記受電側コイル４９と電気的に接続され給電側コイルから送電される電力を蓄電するバッテリ（バッテリケース１７）を、受電側コイルユニット２３に対して車両前後方向前側または後側のうち、前記ジャンクションボックス１３が配されない後側に配した。

これにより、上昇気流発生面４７の上方に空間が画成されるため、強電系のワイヤハーネス１５などの車両部品を、前記空間を利用して配索することができる。

（３）前記ジャンクションボックス１３における前記上昇気流発生面４７側の側面を垂直壁部４３に形成し、この垂直壁部４３に、前記バッテリから延在するワイヤハーネス６５を接続するハーネスコネクト部６３を設けた。

このように、ジャンクションボックス１３の側面が垂直壁部４３のため、バッテリからのワイヤハーネス６５をハーネスコネクト部６３に接続する作業が効率的になる。また、垂直壁部４３と斜めに延在する傾斜壁部とを比較すると、垂直壁部４３の方が上昇気流発生面４７の面積を大きくすることができるため、受電側コイルユニット２３の放熱効率が向上する。

以上、本発明の実施形態について説明したが、これらの実施形態は本発明の理解を容易にするために記載された単なる例示に過ぎず、本発明は当該実施形態に限定されるものではない。本発明の技術的範囲は、前記実施形態で開示した具体的な技術事項に限らず、そこから容易に導きうる様々な変形、変更、代替技術なども含むものである。

例えば、本実施形態では、受電側コイルユニット２３の上面２３ａにおける後側を上昇気流発生面４７に設定した。しかし、受電側コイルユニット２３の上面２３ａにおける後側にジャンクションボックス１３を搭載し、前側を上昇気流発生面４７に設定すると共に、バッテリケース１７を上昇気流発生面４７の前方側に配置してもよい。

本発明は、給電側コイルから送電される電力を非接触で受電する受電側コイルを備える非接触受電装置の車載構造に適用される。

１ 車体
７ フロアトンネル部
１３ ジャンクションボックス（電装部品容器）
２３ 受電側コイルユニット
２３ａ 上面
４３ 垂直壁部
４５ 整流器（電装部品）
４７ 上昇気流発生面
４９ 受電側コイル
６１ 閉断面部
６３ ハーネスコネクト部
６５ ワイヤハーネス

Claims (3)

1. 車両のフロアトンネル部の下側に配設され、給電側コイルから送電される電力を非接触で受電する受電側コイルを有する受電側コイルユニットと、
   電装部品を収容し、前記受電側コイルユニットの上面における車両前後方向前側または後側に搭載される電装部品容器と、を備え、
   前記フロアトンネル部と受電側コイルユニットとで車両正面視で閉断面部を形成し、この閉断面部の内方に前記電装部品容器を収容すると共に、
   前記電装部品容器を、
   前記受電側コイルユニットの上面における車両前後方向前側または後側のうち、いずれか一方へ寄せて配し、
   前記受電側コイルユニットの上面に前記受電側コイルに対応する部位を露呈させて、受電側コイルの熱で上昇気流が発生する上昇気流発生面を構成したことを特徴とする非接触受電装置の車載構造。
2. 前記受電側コイルと電気的に接続され前記給電側コイルから送電される電力を蓄電するバッテリを、受電側コイルユニットに対して車両前後方向前側または後側のうち、前記電装部品容器が配されない側に配したことを特徴とする請求項１に記載の非接触受電装置の車載構造。
3. 前記電装部品容器における前記上昇気流発生面側の側面を垂直壁部に形成し、この垂直壁部に、前記バッテリから延在するハーネスを接続するハーネスコネクト部を設けたことを特徴とする請求項２記載の非接触受電装置の車載構造。

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