WO2023210540A1

WO2023210540A1 - 電動車両

Info

Publication number: WO2023210540A1
Application number: PCT/JP2023/015976
Authority: WO
Inventors: 広明大江; 治袴田; 晋作芳井; 翔太赤木
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2022-04-25
Filing date: 2023-04-21
Publication date: 2023-11-02
Anticipated expiration: 2024-10-25
Also published as: JPWO2023210540A1; CN119072412A; JP7708311B2

Abstract

回転電機（３１，３２）の駆動力によって走行する車両（ＭＶ）は、前輪（２１）と、後輪（２２）と、空気との間で熱交換を行う熱交換器（５０）と、を備える。車両（ＭＶ）では、熱交換器（５０）の重心（Ｇ）が、前輪（２１）の回転中心軸（ＡＸ１）よりも後方側であり、且つ、後輪（２２）の回転中心軸（ＡＸ２）よりも前方側となる位置に配置されている。

Description

電動車両

関連出願の相互参照

　本出願は、2022年4月25日に出願された日本国特許出願2022-071269号に基づくものであって、その優先権の利益を主張するものであり、その特許出願の全ての内容が、参照により本明細書に組み込まれる。

　本開示は、回転電機の駆動力によって走行する電動車両に関する。

　車両には、空気との熱交換を行う熱交換器が搭載される。このような熱交換器としては、例えば、内燃機関等を通り高温となった冷却水を、空気との熱交換によって冷却するラジエータ等が含まれる。下記特許文献１に記載されているように、このような熱交換器は、車両のうち前方側の端部近傍となる位置に配置される。これにより、多量の空気を車両の内側へと導入し、熱交換のために効率的に利用することが可能となる。

特開２０１９－２０３６２５号公報

　熱交換器の重量は比較的大きい。特に、内燃機関の駆動力によって走行する車両では、内燃機関で生じた多量の熱を排出する必要があるため、搭載すべき熱交換器の重量は大きくなる。このような重量物が車両の前方側に配置されると、車両全体の重心が前方側寄りの位置となるため、車両のドライバビリティが低下してしまう可能性が有る。

　本開示は、ドライバビリティの向上した電動車両、を提供することを目的とする。

　本開示に係る電動車両は、回転電機の駆動力によって走行する電動車両であって、前輪と、後輪と、空気との間で熱交換を行う熱交換器と、を備える。この電動車両では、熱交換器の重心が、前輪の回転中心軸よりも後方側であり、且つ、後輪の回転中心軸よりも前方側となる位置に配置されている。

　電動車両は、多量の熱を排出する内燃機関を備えていないので、熱交換器に求められる性能は比較的小さい。すなわち、内燃機関を備える車両に比べると、熱交換器を前方側の端部近傍となる位置に配置する必要性は比較的小さい。

　そこで、上記構成の電動車両では、熱交換器の重心が、前輪の回転中心軸よりも後方側であり、且つ、後輪の回転中心軸よりも前方側となる位置となるように、熱交換器を配置している。これにより、車両全体の重心を、従来よりも後方側の位置、すなわち、前後方向において車両の中央に近い位置、とすることができるので、電動車両のドライバビリティを向上させることができる。

図１は、第１実施形態に係る車両の構成を模式的に示す図である。図２は、第２実施形態に係る車両の構成を模式的に示す図である。図３は、第３実施形態に係る車両の構成を模式的に示す図である。図４は、第４実施形態に係る車両の構成を模式的に示す図である。図５は、第５実施形態に係る車両の構成を模式的に示す図である。図６は、第６実施形態に係る車両の構成を模式的に示す図である。図７は、第７実施形態に係る車両の構成を模式的に示す図である。

　以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

　図１を参照しながら、第１実施形態について説明する。本実施形態に係る車両ＭＶは、内燃機関を備えておらず、回転電機３１、３２の駆動力によって走行する電動車両として構成されている。図１に示されるように、車両ＭＶは、ボディ１０と、前輪２１と、後輪２２と、回転電機３１、３２と、蓄電池４０と、熱交換器５０と、を備えている。尚、図１においては左側が車両ＭＶの前方側であり、右側が車両ＭＶの後方側である。

　ボディ１０は、車両ＭＶのうち概ね全体の外形をなすものである。ボディ１０の内側には、乗員が登場する空間である車室１６が設けられている。図１において符号「１１」が付されている部分は、後述の前輪２１を内側に収容するタイヤハウスである。以下では、このタイヤハウスのことを「タイヤハウス１１」とも称する。同様に、図１において符号「１２」が付されている部分は、後述の後輪２２を内側に収容するタイヤハウスである。以下では、このタイヤハウスのことを「タイヤハウス１２」とも称する。

　前輪２１は、車両ＭＶが備える計４つの車輪のうち、前方側に配置された２つの車輪である。上記のように、それぞれの前輪２１はタイヤハウス１１の内側に収容されている。前輪２１は、インホイールモーターである回転電機３１と一体に構成されている。回転電機３１の駆動力により、それぞれの前輪２１は、回転中心軸ＡＸ１の周りにおいて回転する。

　後輪２２は、車両ＭＶが備える計４つの車輪のうち、後方側に配置された２つの車輪である。上記のように、それぞれの後輪２２はタイヤハウス１２の内側に収容されている。後輪２２は、インホイールモーターである回転電機３２と一体に構成されている。回転電機３２の駆動力により、それぞれの後輪２２は、回転中心軸ＡＸ２の周りにおいて回転する。

　回転電機３１、３２は、車両ＭＶの駆動力を発生させるための回転電機である。上記のように、回転電機３１、３２はいずれもインホイールモーターとして構成されている。本実施形態では、回転電機３１、３２のいずれかがそれぞれの車輪に設けられている。すなわち、車両ＭＶでは、４つの車輪全てが駆動輪となっている。このような態様に換えて、前輪２１又は後輪２２のいずれか一方のみが駆動輪となっている構成であってもよい。また、車両ＭＶに設けられた回転電機の数は、本実施形態のように４つであってもよいが、４つよりも少なくてもよい。

　蓄電池４０は、回転電機３１、３２の駆動に必要な電力を蓄えておくものであり、例えばリチウムイオンバッテリーである。蓄電池４０から出力された電力は、不図示のインバータによって交流電力に変換され、回転電機３１、３２のそれぞれに供給される。蓄電池４０は、ボディ１０のうち底部１３の近傍となる位置に配置されている。

　熱交換器５０は、空気との間で熱交換を行うための熱交換器である。車両ＭＶの内部では、蓄電池４０やインバータ等を冷却するための水、つまり冷却水が循環している。熱交換器５０は、当該冷却水と空気との間で熱交換を行うことにより、冷却水の温度を低下させるものである。

　車両ＭＶには、導入管５１と排出管５３とが設けられている。導入管５１は、熱交換のための空気を車両ＭＶの外部から取り入れて、当該空気を熱交換器５０に導入するための配管である。導入管５１のうち上流側の端部は、車両ＭＶのボンネットのうち、フロントグラスの近傍となる位置に接続されている。この接続位置に形成された開口、すなわち、熱交換器５０に導入される空気の入口として形成された開口のことを、以下では「導入口５２」とも称する。導入口５２は、車両ＭＶの車室１６よりも前方側となる位置において、上方側に向けて開口している。

　排出管５３は、熱交換器５０での熱交換に供された後の空気を、車両ＭＶの外部へと排出するための配管である。排出管５３のうち下流側の端部は、車両ＭＶの底部１３に接続されている。この接続位置に形成された開口、すなわち、熱交換器５０を通過した空気の出口として形成された開口のことを、以下では「排出口５４」とも称する。排出口５４は、車両ＭＶの底部１３において、下方側に向けて開口している。

　熱交換器５０の重心Ｇの位置は、前輪２１の回転中心軸ＡＸ１よりも後方側であり、且つ、後輪２２の回転中心軸ＡＸ２よりも前方側となる位置である。厳密には、上記における「前輪２１の回転中心軸ＡＸ１」とは、前輪２１の舵角が０のときにおける回転中心軸ＡＸ１のことである。同様に、上記における「後輪２２の回転中心軸ＡＸ２」とは、後輪２２の舵角が０のときにおける回転中心軸ＡＸ２のことである。

　ところで、従来の車両においては、特開２０１９－２０３６２５号公報等に記載されているように、熱交換器は、車両のうち前方側の端部近傍となる位置に配置されていた。これは、走行時において多量の空気を車両の内側へと導入し、当該空気を熱交換器へと供給しやすくするためである。しかしながら、熱交換器のような重量物を車両の前方側に配置すると、車両全体の重心が前方側寄りの位置となるため、車両のドライバビリティが低下してしまうという問題が生じ得る。特に、内燃機関の駆動力によって走行する車両では、内燃機関で生じた多量の熱を排出する必要があるため、搭載すべき熱交換器の重量は大きくなり、上記のような問題が生じやすい。

　そこで、本実施形態に係る車両ＭＶでは、熱交換器５０の重心Ｇを上記のような位置、すなわち、前輪２１の回転中心軸ＡＸ１よりも後方側となる位置に配置することで、上記問題を解決することとしている。車両ＭＶの全体の重心を、従来よりも後方側の位置、すなわち、前後方向において車両ＭＶの中央に近い位置、とすることができるので、車両ＭＶのドライバビリティを向上させることができる。

　尚、熱交換器５０は、少なくともその重心Ｇが回転中心軸ＡＸ１よりも後方側にあればよく、熱交換器５０のうちの他の一部が、回転中心軸ＡＸ１よりも前方側まで入り込んでいてもよい。同様に、熱交換器５０は、少なくともその重心Ｇが回転中心軸ＡＸ２よりも前方側にあればよく、熱交換器５０のうちの他の一部が、回転中心軸ＡＸ２よりも後方側まで入り込んでいてもよい。

　熱交換器５０を上記位置に配置することができるのは、車両ＭＶが電動車両であり、多量の熱を排出する内燃機関を備えていないからである。熱交換器５０に求められる熱交換性能は比較的小さく、多量の空気を熱交換器５０へと導入する必要が無いので、熱交換器５０の位置の自由度は比較的高い。そこで、本実施形態では、車両ＭＶのドライバビリティを重視し、熱交換器５０を回転中心軸ＡＸ１よりも後方側に配置することとしている。

　尚、本実施形態では、熱交換器５０を従来よりも後方側となる位置に配置することで、冷却対象である蓄電池４０と、熱交換器５０との間を繋ぐ冷却水配管が短くなっている。これにより、冷却水を循環させるための不図示のウォーターポンプを小型化できるという利点も得られる。

　熱交換器５０を上記のような位置に配置したことに合わせて、本実施形態では、空気の入口である導入口５２の位置も従来から変更している。従来の車両では、空気の導入口を車両の前方側の端部１４（フロントグリル）に形成するのが一般的であった。また、走行中において多量の空気を導入しやすくするために、端部１４の形状は、前後方向に対し概ね垂直な面を有する形状、とする必要があった。

　しかしながら、電動車両である車両ＭＶでは、熱交換器５０に求められる熱交換性能が比較的小さいので、導入口の位置の制約を受けない。そこで、本実施形態では上記のように、導入口５２を端部１４以外の位置に形成することとしている。端部１４の形状に関し従来のような制約がなくなるので、端部１４の形状を自由に設定することができる。これにより、車両ＭＶのＣｄ値を向上させて燃費性能を高めたり、車両ＭＶの意匠性を高めたりすることが可能となる。

　本実施形態では、導入口５２が、車両ＭＶの車室１６よりも前方側であり、且つフロントグラスの近傍となる位置において、上方側に向けて開口している。このような位置では、走行風がフロントグラスに当たることにより、空気の圧力が比較的高くなっている。このため、当該位置に形成された導入口５２から、比較的多量の空気を導入することが可能となっている。

　また、先に述べたように、本実施形態では排出口５４を車両ＭＶの底部１３に形成している。車両ＭＶの底部１３と路面の間では、前方側から後方側に向けて走行風がしやすくなっている。走行風の影響により、排出口５４の直下では負圧が生じるので、熱交換器５０から排出口５４に向けた空気の流れが促進される。つまり、本実施形態では、排出口５４を上記位置に形成することで、熱交換器５０を通過する空気の流量を更に大きくすることが可能となっている。

　第２実施形態について、図２を参照しながら説明する。以下では、第１実施形態と異なる点について主に説明し、第１実施形態と共通する点については適宜説明を省略する。

　本実施形態では、排出口５４が形成されている位置において第１実施形態と異なっている。図２に示されるように、本実施形態の排出口５４は、車両ＭＶの外側面に形成されている。熱交換器５０を通過した空気は、排出口５４から、車両ＭＶの左右両側もしくは一方側のみに向けて排出される。

　このような構成においては、排出管５３を車両ＭＶの底部１３まで引き回す必要が無い。底部１３に配置される蓄電池４０を、排出管５３との干渉を気にすることなく大型化することができるので、車両ＭＶの航続距離を長くすることができる。

　第３実施形態について、図３を参照しながら説明する。以下では、第１実施形態と異なる点について主に説明し、第１実施形態と共通する点については適宜説明を省略する。

　本実施形態でも、排出口５４が形成されている位置において第１実施形態と異なっている。図３に示されるように、本実施形態の排出口５４は、車両ＭＶのうちタイヤハウス１１の内面に形成されている。熱交換器５０を通過した空気は、排出口５４から、前輪２１に向けて排出される。

　このような構成においても、第２実施形態で説明したものと同様の効果を奏することができる。

　第４実施形態について、図４を参照しながら説明する。以下では、第１実施形態と異なる点について主に説明し、第１実施形態と共通する点については適宜説明を省略する。

　本実施形態でも、及び排出口５４が形成されている位置において第１実施形態と異なっている。図４に示されるように、本実施形態の排出口５４は、車両ＭＶのうち車室１６の内面に形成されている。熱交換器５０を通過した空気は、排出口５４から、車室１６の内側に向けて排出される。

　このような構成においては、熱交換器５０を通過し温度を上昇させた空気を用いて、車室１６の暖房を行うことができる。これにより、暖房のために消費される電力を削減することができる。

　第５実施形態について、図５を参照しながら説明する。以下では、第１実施形態と異なる点について主に説明し、第１実施形態と共通する点については適宜説明を省略する。

　本実施形態では、熱交換器５０と、これに繋がる導入管５１及び排出管５３の配置において第１実施形態と異なっている。図５に示されるように、本実施形態の熱交換器５０は後輪２２の近傍となる位置に配置されている。ただし、本実施形態でも第１実施形態と同様に、熱交換器５０の重心Ｇの位置は、前輪２１の回転中心軸ＡＸ１よりも後方側であり、且つ、後輪２２の回転中心軸ＡＸ２よりも前方側となる位置である。尚、図５のように車両ＭＶの左右方向に沿って見た場合において、熱交換器５０は、その一部が後輪２２と重なる位置に配置されていてもよい。

　本実施形態の導入口５２は、車室１６の内側に向けて開口している。また、本実施形態の排出口５４は、第１実施形態と同様に、車両ＭＶの底部１３において下方側に向けて開口している。

　このような構成においては、車両ＭＶの全体の重心を、前後方向において車両ＭＶの中央よりも後方側の位置とすることができる。例えば、車両ＭＶが後輪駆動の車両として構成されている場合には、上記重心が駆動輪に近い位置となるので、車両ＭＶのドライバビリティを向上させることができる。

　第６実施形態について、図６を参照しながら説明する。以下では、上記の第５実施形態と異なる点について主に説明し、第５実施形態と共通する点については適宜説明を省略する。

　本実施形態では、排出口５４が形成されている位置において第５実施形態（図５）と異なっている。図６に示されるように、本実施形態の排出口５４は、車両ＭＶのうちタイヤハウス１２の内面に形成されている。熱交換器５０を通過した空気は、排出口５４から、後輪２２に向けて排出される。このような構成でも、第５実施形態で説明したものと同様の効果を奏することができる。

　第７実施形態について、図７を参照しながら説明する。以下では、先に述べた第５実施形態と異なる点について主に説明し、第５実施形態と共通する点については適宜説明を省略する。

　本実施形態でも、排出口５４が形成されている位置において第５実施形態（図５）と異なっている。図７に示されるように、本実施形態の排出口５４は、車両ＭＶのうち後方側の端部１５に形成されており、後方側に向けて開口している。このような構成でも、第５実施形態で説明したものと同様の効果を奏することができる。また、第２実施形態（図２）と同様に、排出管５３を車両ＭＶの底部１３まで引き回す必要が無いので、底部１３に配置される蓄電池４０を、排出管５３との干渉を気にすることなく大型化することができる、という利点も得られる。尚、排出口５４は、車両ＭＶの後方側に向けて形成されているのであれば、端部１５とは異なる位置に形成されていてもよい。

　以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、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。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

Claims

　回転電機（３１，３２）の駆動力によって走行する電動車両（ＭＶ）であって、
　前輪（２１）と、
　後輪（２２）と、
　空気との間で熱交換を行う熱交換器（５０）と、を備え、
　前記熱交換器の重心（Ｇ）が、前記前輪の回転中心軸（ＡＸ１）よりも後方側であり、且つ、前記後輪の回転中心軸（ＡＸ２）よりも前方側となる位置に配置されている、電動車両。
　前記熱交換器は、空気と水との間で熱交換を行うものである、請求項１に記載の電動車両。
　前記熱交換器に導入される空気の入口、である導入口（５２）が、前記電動車両のうち前方側の端部（１４）以外の位置に形成されている、請求項２に記載の電動車両。
　前記導入口が、前記電動車両の車室（１６）よりも前方側となる位置において、上方側に向けて開口している、請求項３に記載の電動車両。
　前記導入口が、前記電動車両の車室内に向けて開口している、請求項３に記載の電動車両。
　前記熱交換器を通過した空気の出口、である排出口（５４）が、前記電動車両の底部（１３）において、下方側に向けて開口している、請求項２に記載の電動車両。
　前記熱交換器を通過した空気の出口、である排出口が、車室内に向けて開口している、請求項２に記載の電動車両。
　前記熱交換器を通過した空気の出口、である排出口が、前記電動車両の外側面に形成されている、請求項２に記載の電動車両。
　前記熱交換器を通過した空気の出口、である排出口が、前記電動車両のタイヤハウス（１１，１２）の内面に形成されている、請求項２に記載の電動車両。
　前記熱交換器を通過した空気の出口、である排出口が、前記電動車両の後方側に向けて開口している、請求項２に記載の電動車両。