JP2015074435A - Electric vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、外部電源から充電可能なバッテリにより走行する電動車両に関する。 The present invention relates to an electric vehicle that runs on a battery that can be charged from an external power source.
従来、バッテリから供給される電力で、左右後輪の間に配置された電気モータを駆動して走行するようにした電気自動車が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。特許文献1の電気自動車は、バッテリがフロアパネルの下方に配置されると共に、電気モータを制御する制御装置、及び外部電源から電力をバッテリに充電する充電器が、座席下方のフロアパネル上に配置されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been disclosed an electric vehicle that travels by driving an electric motor disposed between left and right rear wheels with electric power supplied from a battery (see, for example, Patent Document 1). In the electric vehicle of Patent Document 1, a battery is disposed below the floor panel, and a control device that controls the electric motor and a charger that charges the battery with power from an external power source are disposed on the floor panel below the seat. Has been.
ところで、特許文献1に記載の電気自動車では、制御装置及び充電器が、フロアパネル上且つ座席の下方に配置されているので、座席高さが高くなり、カーブなどの走行時に搭乗者が旋回力を受け易くなる。 By the way, in the electric vehicle described in Patent Document 1, since the control device and the charger are disposed on the floor panel and below the seat, the seat height is increased, and the passenger is able to turn the vehicle during turning such as a curve. It becomes easy to receive.
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、座席高さの自由度を向上させることができ、且つ車両衝突時の衝撃を緩和することができる電動車両を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an electric vehicle that can improve the degree of freedom of seat height and can reduce the impact at the time of vehicle collision. There is.
上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、
外部からの交流電流を直流電流に変換するインバータ(例えば、後述の実施形態におけるAC―DCインバータ13)と、該インバータに接続されるバッテリ(例えば、後述の実施形態におけるバッテリ11)と、を備え、外部から充電可能な電動車両(例えば、後述の実施形態における電動車両10)であって、
前記インバータが、車両の前後方向のいずれか一方の最端部に配置されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1
An inverter (for example, an AC-DC inverter 13 in an embodiment described later) that converts an alternating current from the outside into a direct current, and a battery (for example, a
The said inverter is arrange | positioned in either one end part of the front-back direction of a vehicle, It is characterized by the above-mentioned.
請求項2に係る発明は、請求項1の構成に加えて、
左右輪(例えば、後述の実施形態における左右輪WL,WR)を支持するアッパーアーム(例えば、後述の実施形態におけるアッパーアーム27)及びロアアーム(例えば、後述の実施形態におけるロアアーム28)が取り付けられる骨格部材のアッパークロスメンバ(例えば、後述の実施形態におけるアッパークロスメンバ30)とロアクロスメンバ(例えば、後述の実施形態におけるロアクロスメンバ20)とが、車両の前後方向且つ上下方向にずれて配置されており、
前記インバータは、前記アッパークロスメンバと前記ロアクロスメンバとに締結固定されていることを特徴とする。
In addition to the configuration of claim 1, the invention according to claim 2
The skeleton to which the upper arm (for example, the
The inverter is fastened and fixed to the upper cross member and the lower cross member.
請求項3に係る発明は、請求項2の構成に加えて、
ジャンクションボックス(例えば、後述の実施形態におけるジャンクションボックス16)が前記車両の前後方向において、前記インバータより内側に配置されていることを特徴とする。
In addition to the structure of claim 2, the invention according to claim 3
A junction box (for example, a
請求項4に係る発明は、請求項3の構成に加えて、
前記ジャンクションボックスは、前記アッパークロスメンバに締結固定されていることを特徴とする。
In addition to the configuration of claim 3, the invention according to claim 4
The junction box is fastened and fixed to the upper cross member.
請求項5に係る発明は、請求項1〜4のいずれか1項の構成に加えて、
前記インバータは、放熱フィン(例えば、後述の実施形態における放熱フィン13a)が前記車両の前後方向において、外側に向かって延びるように配置されていることを特徴とする。
In addition to the structure of any one of Claims 1-4, the invention which concerns on Claim 5 is
The inverter is characterized in that radiating fins (for example, radiating
請求項1の発明によれば、インバータをクッションとして作用させることで、車両衝突時の衝撃を緩和することができ、万一の場合に乗員を保護することができる。なお、インバータは充電時にのみ通電し車両走行時は停止しているので、車両走行中のクラッシュすることにより障害の虞はない。また、座席高さの自由度を確保することができる。 According to the first aspect of the present invention, by causing the inverter to act as a cushion, it is possible to mitigate the impact at the time of a vehicle collision, and to protect the occupant in the unlikely event. Since the inverter is energized only during charging and stopped during vehicle travel, there is no risk of failure due to a crash during vehicle travel. Moreover, the freedom degree of seat height can be ensured.
請求項2の発明によれば、アッパークロスメンバ、ロアクロスメンバ、及びインバータが、大きな断面を有する構造体を構成して車両の機械的強度が向上する。これにより、旋回時などに作用する横方向からの力を良好に受けることができる。 According to the invention of claim 2, the upper cross member, the lower cross member, and the inverter constitute a structure having a large cross section, and the mechanical strength of the vehicle is improved. As a result, it is possible to satisfactorily receive the lateral force acting during turning.
請求項3の発明によれば、車両衝突時にインバータをクッションとして作用させることで、電源ケーブルが集中して接続されているジャンクションボックスを保護することができる。 According to the invention of claim 3, the junction box to which the power cables are concentrated and connected can be protected by acting the inverter as a cushion at the time of a vehicle collision.
請求項4の発明によれば、特別な部材を設けることなくジャンクションボックスを固定することができる。 According to invention of Claim 4, a junction box can be fixed, without providing a special member.
請求項5の発明によれば、車両衝突時には、放熱フィンがクッションとして作用し、衝突エネルギを吸収して衝撃を効果的に緩和することができる。 According to the invention of claim 5, at the time of a vehicle collision, the radiating fin acts as a cushion and can absorb the collision energy to effectively mitigate the impact.
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとし、Frは前方、Reは後方、Lは左方、Rは右方、Uは上方、Dは下方を表すものとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Note that the drawings are viewed in the direction of the reference numerals, Fr is forward, Re is backward, L is left, R is right, U is upward, and D is downward.
図1及び図2に示すように、本実施形態の電動車両10は、バッテリ11とAC―DCインバータ13とを備え、家庭用電源などの外部電源からの給電により充電可能に構成され、バッテリ11から供給される電力により電気モータを駆動して走行する、所謂小型電気自動車である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
電動車両10は、車両の左右下部に配置されて車両前後方向に延びる一対のサイドフレーム12,12を備える。一対のサイドフレーム12,12は、電動車両10の荷室部分となる後方部分12aが、前方部分12bに対して一段高く水平に形成され、後方部分12aと前方部分12bとが傾斜部12cで接続される。一対のサイドフレーム12,12間には、前方側クロスメンバ53、第1中央クロスメンバ55、第2中央クロスメンバ57と、後方側クロスメンバ59が溶接固定されている。なお、サイドフレーム12,12の後方部分12aは、第1中央クロスメンバ55、第2中央クロスメンバ57、後方側クロスメンバ59及び、後述するロアクロスメンバ20、アッパークロスメンバ30、第1サブサイドフレーム26,26、第2サブサイドフレーム29,29などと共に、アッパーアーム27,27及びロアアーム28,28が取り付けられる骨格部材を構成する。
The
一対のサイドフレーム12,12間には、乗員用シート19の床下にバッテリ11が配置されており、後方部分には、電動車両10の後方最端部にAC―DCインバータ13が配置され、このAC―DCインバータ13の内側、即ち、車両前方にジャンクションボックス16が、更に前方には、車幅方向に並べられた車両駆動用インバータ14とDC−DCコンバータ15とが配置されている。また、AC―DCインバータ13は、電動車両10に搭載される電気デバイスの中で最も後方に位置している。これらAC―DCインバータ13、ジャンクションボックス16、車両駆動用インバータ14、DC−DCコンバータ15は、上方から見て、一対のサイドフレーム12,12の後方部分12a,12aと、第2中央クロスメンバ57と、後方側クロスメンバ59とによって略矩形状に囲まれた領域に収容されている。また、不図示の電気モータは、例えば、三相交流モータであり、DC−DCコンバータ15の下方に配置されて、左右輪WL,WRを駆動する。
Between the pair of
このように、バッテリ11、AC―DCインバータ13、車両駆動用インバータ14、DC−DCコンバータ15、ジャンクションボックス16、及び電気モータなどの電装装置を、電動車両10の左右両側で前後方向に延設された一対のサイドフレーム12,12と、第2中央クロスメンバ57と、後方側クロスメンバ59とによって略矩形状に囲まれた領域内に配置することで、前後方向及び側方から電動車両10に作用する外力に対して各電装装置が保護される。
As described above, the
AC―DCインバータ13は、不図示のコネクタを介して接続された、例えば、家庭用電源などの外部電源から供給される交流を直流に変換してバッテリ11に充電する。車両駆動用インバータ14は、直流電源であるバッテリ11から不図示の電気モータに給電するとき、直流から交流に変換して供給する。また、減速時等では、電気モータを発電機として機能させて所謂、回生制動力を発生させ、電動車両10の運動エネルギを電気エネルギに変換した交流を直流に変換してバッテリ11に蓄電する。DC−DCコンバータ15は、車両駆動用インバータ14によって交流から変換された高圧の直流電圧や、バッテリ11の直流電圧を降圧させる。ジャンクションボックス16は、バッテリ11、AC―DCインバータ13、車両駆動用インバータ14、DC−DCコンバータ15、電気モータ間などを電気的に接続する多数の電気ケーブル17,17,・・・を集中して一括管理する。
The AC-
次に、本発明の特徴であるAC―DCインバータ13、及びジャンクションボックス16の電動車両10への固定構造について図2から図5も参照して詳述する。なお、図5では、サイドフレーム12,12及び後方側クロスメンバ59が省略されている。
Next, a structure for fixing the AC-
AC―DCインバータ13には、一方の側面(図に示す実施形態では車両後側面)に後方(車両前後方向において外側)に突出する多数の放熱フィン13aが設けられている。また、AC―DCインバータ13には、底部から左右方向に延設された水平取付け部13b,13bと、放熱フィン13aとは反対側の側面(図に示す実施形態では車両前側面)から左右に延設された垂直取付け部13c,13cとが設けられている。水平取付け部13b,13b及び垂直取付け部13c,13cには、それぞれボルト穴が形成されている。
The AC-
また、ジャンクションボックス16には、左右方向略中央から前後方向に突出し、ボルト穴を有する取り付け部16a,16bが形成されている。
Further, the
図2から図5を参照して、ロアクロスメンバ20は、上下方向に延設された一対の縦部材21,21と、この一対の縦部材21,21の中間部同士に溶接固定されて電動車両10の左右方向に延設された水平部材22とからなり、略H字形に形成されている。一対の縦部材21,21の上端は、一対のサイドフレーム12,12から内側に突出して溶接固定されたブラケット18,18にボルト23,23で固定されている。
Referring to FIGS. 2 to 5, the
水平部材22の上面には、図3及び図5に示すように、一対のボルト穴24b,24bが形成された水平取付け面24a,24aを有し、略コの字型に形成された一対のブラケット24,24が溶接固定されている。各ブラケット24,24の水平取付け面24a,24aには、AC―DCインバータ13の底部から左右方向に延設された水平取付け部13b,13bがボルト25,25により固定される。
As shown in FIGS. 3 and 5, the upper surface of the
図2〜図4に示すように、一対の縦部材21,21には、水平部材22との接合部よりやや上方部分と、第1中央クロスメンバ55とを連結する一対の第1サブサイドフレーム26,26が溶接固定されている。一対の第1サブサイドフレーム26,26は、車両の前方向に向かって両部材間距離が広くなるように、且つ、前端部が下方に傾斜するように車両の前後方向に延設している。また、一対の縦部材21,21には、一対の縦部材21,21の下端部と、第1中央クロスメンバ55とを連結する一対の第2サブサイドフレーム29,29が溶接固定されている。一対の第2サブサイドフレーム29,29は、車両の前方向に向かって両部材間距離が広くなるように、且つ、水平に車両の前後方向に延設している。
As shown in FIGS. 2 to 4, the pair of
図3及び図4に示すように、第1サブサイドフレーム26,26、及び一対の縦部材21,21には、それぞれ一端が嵌合するアッパーアーム27,27を揺動自在に支持する支持部41が固定されている。また、一対の第1サブサイドフレーム26,26に固定されたブラケット42と一対の第2サブサイドフレーム29との間、及び一対の第2サブサイドフレーム29には、それぞれ一端が嵌合するロアアーム28,28を揺動自在に支持する支持部43が固定されている。アッパーアーム27,27及びロアアーム28,28には、左右輪WL,WRが揺動自在に支持されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the first sub-side frames 26 and 26 and the pair of
アッパークロスメンバ30は、図2及び図4に示すように、ロアクロスメンバ20の水平部材22に対して平行とされて車両の左右方向に配設されたパイプ部材31と、このパイプ部材31の両端にそれぞれ溶接固定された一対のブラケット32,32とからなる。一対のブラケット32,32は、ロアクロスメンバ20の水平部材22に対して、電動車両10の前後方向及び上下方向にずれた位置において一対の第1サブサイドフレーム26,26に溶接固定されている。各ブラケット32,32は、一対のボルト穴32b,32bが形成された垂直取付け面32aを有し、この垂直取付け面32aには、AC―DCインバータ13の側壁から左右に延設された垂直取付け部13c,13cがボルト33,33により固定される(図5参照)。
As shown in FIGS. 2 and 4, the
また、パイプ部材31の左右方向中央には、ジャンクションボックス16の一端(後方)に設けられた取り付け部16aを締結固定するためのブラケット34が固定されている(図4参照)。
Further, a
更に、ジャンクションボックス16より前方に位置する一対のサイドフレーム12,12の後方部分12aにブラケット35,35が溶接固定され(図3参照)、このブラケット35,35にパイプ部材36の両端が溶接固定されている。パイプ部材36の左右方向中央には、ジャンクションボックス16の他の一端(前方)に設けられた取り付け部16bを締結固定するための他のブラケット37が固定されている(図4参照)。
Further,
AC―DCインバータ13は、放熱フィン13aが車両後方に向けて配置され、AC―DCインバータ13の底部から延設された水平取付け部13b,13bがロアクロスメンバ20(ブラケット24,24)の水平取付け面24a,24a上に載置されると共に、AC―DCインバータ13の側壁から左右に延設された垂直取付け部13c,13cが、アッパークロスメンバ30(ブラケット32,32)の垂直取付け面32a,32aに当接されて、それぞれボルト25,25,33,33により締結固定されることで、AC―DCインバータ13が、電動車両10の前後方向且つ上下方向にずれて配置されたロアクロスメンバ20とアッパークロスメンバ30とに締結固定される。
In the AC-
また、ジャンクションボックス16は、後方向に突出する取り付け部16aが、パイプ部材31(アッパークロスメンバ30)に固定されたブラケット34にねじ固定されると共に、前方に突出する取り付け部16bが、パイプ部材36に固定された他のブラケット37にねじ固定される。
In addition, the
このように、AC―DCインバータ13は、放熱フィン13aを後方に向けてロアクロスメンバ20とアッパークロスメンバ30とに締結固定されており、万一、車両後方からの衝突などにより外力が作用しても、放熱フィン13aが塑性変形することで衝突エネルギを吸収することができる。また、ジャンクションボックス16は、AC―DCインバータ13より前方に配置されているので、ジャンクションボックス16への影響が低減される。
As described above, the AC-
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、交流電流を直流電流に変換するAC―DCインバータ13が電動車両10の後方最端部に配置されているので、AC―DCインバータ13をクッションとして作用させることで、車両衝突時の衝撃を緩和することができ、万一の場合に乗員を保護することができる。なお、AC―DCインバータ13は充電時にのみ通電し車両走行時は停止しているので、車両走行中にクラッシュすることにより障害の虞はない。また、AC―DCインバータ13が乗員用シート19の下方に配置されていないので、座席高さを低くすることができ、座席高さの自由度を確保することができる。更に、床下にバッテリ11のみを配置することで床下のレイアウト性が向上する。
As described above, according to the
また、バッテリ11、AC―DCインバータ13、車両駆動用インバータ14、DC−DCコンバータ15、ジャンクションボックス16などの電装装置が、一対のサイドフレーム12,12の後方部分12a,12aと、第2中央クロスメンバ57と、後方側クロスメンバ59とによって略矩形状に囲まれた領域に収容されているので、前後方向及び側方から電動車両10に作用する外力に対して各電装装置を保護することができる。
Also, the electrical equipment such as the
また、AC―DCインバータ13が、電動車両10の前後方向且つ上下方向にずれて配置されたアッパークロスメンバ30及びロアクロスメンバ20に締結固定されているので、アッパークロスメンバ30、ロアクロスメンバ20、及びAC―DCインバータ13が、大きな断面を有する構造体を構成して電動車両10の機械的強度を向上させることができる。また、アッパークロスメンバ30、及びロアクロスメンバ20は、サスペンション60,60(図2参照)からのAC―DCインバータ13への入力を軽減することができる。
In addition, since the AC-
更に、ジャンクションボックス16が、AC―DCインバータ13より前方に配置されているので、車両衝突時にも、AC―DCインバータ13をクッションとして作用させることで、電気ケーブル17が集中して接続されているジャンクションボックス16を保護することができる。
Furthermore, since the
更にまた、ジャンクションボックス16は、アッパークロスメンバ30に締結固定されるので、特別な部材を設けることなくジャンクションボックス16を固定することができる。
Furthermore, since the
また、AC―DCインバータ13は、放熱フィン13aが電動車両10の後方に向かって延びるように配置されているので、車両衝突時には、放熱フィン13aが塑性変形することでクッションとして作用し、衝突エネルギを吸収して衝撃を効果的に緩和することができる。
Further, since the AC-
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。適用車両としてモータのみを駆動源とする電動車両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、エンジンとバッテリにより構成されるハイブリッド自動車や、燃料電池とバッテリにより構成される燃料電池自動車であってもよい。
また、上記実施形態では、AC―DCインバータ13を、電動車両10の後方最端部に配置する場合を例示したが、AC―DCインバータ13を、電動車両10の前方最端部に配置してもよい。この場合、ジャンクションボックス16を、AC―DCインバータ13より後方に配置し、AC―DCインバータ13を、電動車両10に搭載される電気デバイスの中で最も前方に配置する。また、放熱フィン13aを電動車両10の前方向に向かって延びるように配置することが好ましい。
また、AC−DCインバータ13は外部からバッテリ11に充電する機能ではなく、バッテリ11から外部に給電する機能を有してもよく、両方の機能を有していてもよい。
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A deformation | transformation, improvement, etc. are possible suitably. Although the electric vehicle using only the motor as the drive source has been described as the application vehicle, the present invention is not limited to this, for example, a hybrid vehicle including an engine and a battery, or a fuel cell and a battery. It may be a fuel cell vehicle.
Moreover, although the case where the AC-
Further, the AC-
10 電動車両
11 バッテリ
13 AC―DCインバータ(インバータ)
13a 放熱フィン
16 ジャンクションボックス
20 ロアクロスメンバ
27 アッパーアーム
28 ロアアーム
30 アッパークロスメンバ
WL,WR 左右輪
10
Claims (5)
前記インバータが、車両の前後方向のいずれか一方の最端部に配置されていることを特徴とする電動車両。 An electric vehicle comprising an inverter that converts an alternating current from the outside into a direct current, and a battery connected to the inverter, and that can be charged from the outside,
The electric vehicle characterized in that the inverter is disposed at one end of the vehicle in the front-rear direction.
前記インバータは、前記アッパークロスメンバと前記ロアクロスメンバとに締結固定されていることを特徴とする請求項1に記載の電動車両。 The upper cross member and the lower cross member of the skeleton member to which the upper arm and the lower arm that support the left and right wheels are attached are arranged shifted in the front-rear direction and the vertical direction of the vehicle,
The electric vehicle according to claim 1, wherein the inverter is fastened and fixed to the upper cross member and the lower cross member.
The electric vehicle according to any one of claims 1 to 4, wherein the inverter is arranged such that heat dissipating fins extend outward in a longitudinal direction of the vehicle.
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