JP2011244580A - 車両用高電圧機器収納箱 - Google Patents

Abstract

【課題】車両に搭載される高電圧機器を内部に収納する車両用高電圧機器収納箱において、作業安全性を確実に確保することができるようにする。
【解決手段】車両用高電圧機器収納箱１０は、ＰＣＵを内部に収納するケース２６と、ケース２６に着脱可能に取り付けられ、ケース２６に接続されるケーブル２４のコネクタ２８を覆うコネクタ用カバー３４と、ケース２６に形成され、コネクタ２８の端子をＰＣＵに締結するための締結窓３０と、ケース２６に着脱可能に取り付けられ、締結窓３０を覆う締結窓用カバー３２とを有する。締結窓３０を覆うカバーが二重構造になることで、作業安全性を確実に確保することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両に搭載される高電圧機器を内部に収納する車両用高電圧機器収納箱に関し、特にその収納箱の構造の改良に関する。

近年、地球温暖化対策の観点から二酸化炭素の排出量の削減に貢献することができる、電動機の出力により走行するハイブリッド車、燃料電池車、電気自動車などが注目されている。これらの車両には、高出力化された電動機を駆動するため、例えば数百Ｖもの高電圧が印加される高電圧機器が搭載される。

下記特許文献１には、車両に搭載される電動機の駆動回路を収納するインバータの筐体の上側を塞ぐ二重蓋構造のカバーが記載されている。そして、この文献には、上記のカバーが開閉可能な構造であるので、インバータのメンテナンスが容易になることが記載されている。

下記特許文献２には、車両に搭載されるパワーコントロールユニットを収納する筐体の上部を覆う意匠カバーが記載されている。

特開２００３−３２０８５４号公報 特開２００６−３３５０９８号公報

上記特許文献１のような高電圧機器を収納する収納箱においては、カバーが筐体に対して開閉可能な構造であるので、内部に収納された機器を容易にメンテナンスすることができる。しかしながら、そのような構造では、車両のユーザまたは保守員が、作業時に、電圧が印加された高電圧機器の部位に触れてしまうという可能性がある。電圧が印加された高電圧機器の部位とは、例えば、高電圧機器と、これに接続されるケーブルのコネクタの端子とが締結される締結部である。

上述のような接触を防止するため、筐体からカバーを外すとバッテリから高電圧機器に供給される電力を遮断するインターロック機構を設ける、または筐体とカバーとの取り付けに特殊ボルトを用いることが考えられる。しかしながら、これらの構成を、上述した接触可能な高電圧機器の部位を覆う全てのカバーに採用すると、構造が複雑になるとともに、製造コストが上昇してしまうという問題が発生してしまう。

本発明の目的は、簡易な構造かつ低コストで、作業安全性を確実に確保することができる車両用高電圧機器収納箱を提供することにある。

本発明は、車両に搭載される高電圧機器を内部に収納する車両用高電圧機器収納箱において、高電圧機器を内部に収納するケースと、ケースに着脱可能に取り付けられ、ケースに接続されるケーブルのコネクタを覆うコネクタ用カバーと、ケースに形成され、前記コネクタの端子を前記高電圧機器に締結するための締結窓と、ケースに着脱可能に取り付けられ、締結窓を覆う締結窓用カバーと、を有し、コネクタ用カバーが、締結窓の少なくとも一部を覆い、その窓から内部に手が入らないように形成されるとともに、締結窓用カバーを覆うようにケースに取り付けられることを特徴とする。

本発明の車両用高電圧機器収納箱によれば、簡易な構造かつ低コストで、作業安全性を確実に確保することができる。

本実施形態に係る電気自動車の構成を示す図である。 本実施形態に係る車両用高電圧機器収納箱の構成を示す図である。

以下、本発明に係る車両用高電圧機器収納箱の実施形態について、図を用いて説明する。一例として、電動機の出力で走行する電気自動車を挙げ、この自動車に搭載される高電圧機器を内部に収納する車両用高電圧機器収納箱について説明する。なお、本発明は、電気自動車に限らず、内燃機関と電動機との出力で走行する車両、すなわちハイブリッド車両用の高電圧機器収納箱にも適用できる。

まず、本実施形態に係る車両用高電圧機器収納箱（以下、単に「収納箱」と記す）１０を搭載する電気自動車１２の構成について、図１を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る電気自動車１２の構成を示す図である。

電気自動車１２は、原動機として電動機１４を有する。電動機１４には、動力伝達機構１６を介して駆動輪１８が接続される。電動機１４の動力は、動力伝達機構１６を介して、駆動輪１８に伝達され、電気自動車１２が走行する。

また、電気自動車１２は、パワーコントロールユニット（以下、「ＰＣＵ（Power Control Unit）」と記す）２０と、バッテリ２２とを有する。電動機１４は、ＰＣＵ２０を介してバッテリ２２に電気的に接続される。ＰＣＵ２０とバッテリ２２とは、直流用のケーブル２４を介して接続される。

ＰＣＵ２０は、例えば数百Ｖもの高電圧が印加される高電圧機器であり、コンバータとインバータ（ともに図示せず）とを含む。インバータは、６個のスイッチング素子を含む三相ブリッジ回路を有し、これらのスイッチング素子のスイッチング動作により直流電力を三相交流電力に変換したり、三相交流電力を直流電力に変換したりする装置である。コンバータは、リアクトルとスイッチング素子とを有し、スイッチング素子のスイッチング動作によりリアクトルにおけるエネルギの蓄積と放出とを繰り返し、入力電圧を変換して出力電圧を得る装置である。なお、本実施形態においては、ＰＣＵ２０がインバータとコンバータとを含む場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されず、ＰＣＵ２０がコンバータまたはインバータのいずれか一方であってもよい。

バッテリ２２は、充放電可能な二次電池であり、例えばニッケル水素バッテリ、リチウムイオンバッテリなどで構成される。もちろん、バッテリ２２が、二次電池以外の充放電可能な蓄電器、例えばキャパシタで構成されてもよい。

バッテリ２２に蓄えられた電力は、ＰＣＵ２０により昇圧されるとともに直流から交流に変換された後に、電動機１４に供給され、電動機１４を駆動する。また、回生時に電動機１４により発電された電力は、ＰＣＵ２０により交流から直流に変換されるとともに降圧された後に、バッテリ２２に送られて蓄えられる。

次に本実施形態の収納箱１０の構成について、図２を用いて説明する。図２は、収納箱１０の構成を示す図である。

収納箱１０は、ＰＣＵ２０を内部に収納するケース２６を有する。ケース２６には、ケーブル２４が接続される。ケーブル２４は、これの末端にコネクタ２８を有し、コネクタ２８は端子（図示せず）を有する。

ケース２６には、これの内部に収容されたＰＣＵ２０とコネクタ２８の端子とを締結するための開口である締結窓３０が形成される。ケース２６にケーブル２４を接続し、締結窓３０から、コネクタ２８の端子とＰＣＵ２０とを、例えばボルトを介して締結することにより、ＰＣＵ２０とケーブル２４の電気的な接続が達成される。

また、収容箱１０は、締結窓３０を覆う締結窓用カバー３２と、コネクタ２８を覆うコネクタ用カバー３４とを有する。コネクタ用カバー３４は、内部のヒューズ（図示せず）を交換するため、サービス等で容易に取り外せる構造になっている。

締結窓用カバー３２は、ＰＣＵ２０を組み立てまたは分解する際に、取り外すことが必須な部材である。締結窓用カバー３２は、例えばボルトの締結により、ケース２６に対して着脱可能ではあるが、容易には取り外せないようにシール材を介して取り付けられる。締結用カバー３２をケース２６に取り付けることにより、締結窓３０が閉状態となり、車両のユーザまたは保守員が、電圧が印加された部位に触れてしまうことを防止する。

コネクタ用カバー３４は、ボルト３６を介して、コネクタ２８に着脱可能に取り付けられる。コネクタ用カバー３４には、インターロック機構が設けられており、このカバー３４をコネクタ２８から外すとインターロック機構の動作により、バッテリ２２からＰＣＵ２０に供給される電力が遮断される。

さらに、本実施形態におけるコネクタ用カバー３４は、コネクタ２８とともにケース２６に着脱可能に取り付けられる。具体的には、コネクタ用カバー３４が、締結窓用カバー３２を覆うように、ケース２６に着脱可能に取り付けられる。

この構成により、ケース２６からコネクタ用カバー３４を取り外さない限り、ケース２６から締結窓用カバー３２を取り外すことができなくなる。よって、車両のユーザまたは保守員が故意に締結窓用カバー３２を取り外した場合でも、締結窓３０内の電圧が印加された部位に誤って触れてしまうことを防止することができ、結果として作業安全性の向上を図ることができる。また、コネクタ用カバー３４にはインターロック機構が設けられているので、締結窓３０を通じたケース２６内作業時には確実に電源が遮断される。さらに、締結窓３０を通じたケース２６内作業が終了した後、締結窓用カバー３２の取り付けを忘れても、コネクタ用カバー３４がケース２６に取り付けられていれば、締結窓３０が塞がれるので、車両のユーザまたは保守員が、電圧が印加された部位に触れてしまうことを防止することができる。

本実施形態においては、コネクタ用カバー３４が、締結窓用カバー３２を覆うように形成される場合について説明したが、この構成に限定されない。コネクタ用カバー３４が、締結窓３０の少なくとも一部を覆い、その窓３０からケース２６内部に手が入らないように形成されてもよい。このように、コネクタ用カバー３４が締結窓３０を全て覆うように形成されていなくても、その窓３０からケース２６内部に手が入らなければ、車両のユーザまたは保守員が誤って、電圧が印加された部位に触れてしまうことを確実に防止することができるからである。

１０ 車両用高電圧機器収納箱、２０ パワーコントロールユニット、２２ バッテリ、２４ ケーブル、２８ コネクタ、３０ 締結窓、３２ 締結窓用カバー、３４ コネクタ用カバー。

Claims (1)

1. 車両に搭載される高電圧機器を内部に収納する車両用高電圧機器収納箱において、
   高電圧機器を内部に収納するケースと、
   ケースに着脱可能に取り付けられ、ケースに接続されるケーブルのコネクタを覆うコネクタ用カバーと、
   ケースに形成され、前記コネクタの端子を前記高電圧機器に締結するための締結窓と、
   ケースに着脱可能に取り付けられ、締結窓を覆う締結窓用カバーと、
   を有し、
   コネクタ用カバーが、締結窓の少なくとも一部を覆い、その窓から内部に手が入らないように形成されるとともに、締結窓用カバーを覆うようにケースに取り付けられる、
   ことを特徴とする車両用高電圧機器収納箱。

Images