JP6059703B2 - 電動車両 - Google Patents

Description

本発明は、電気により駆動されるモータを備え、前記モータの回転動作により走行される電動車両に関する。

例えば、ハイブリッド車両やＥＶ等の電動車両には、複数の蓄電池（バッテリセル）が積層された蓄電池群（バッテリモジュール）を備える高圧蓄電モジュールが、モータ駆動用電源として搭載されている。このため、モータを駆動制御するために、高圧蓄電モジュールの出力は、コンタクタやヒューズ等を有するリレー装置を介してインバータ装置に送られ、直流電力が交流に変換されてモータに供給されている。

従って、電動車両には、バッテリ、リレー装置及びインバータ装置（パワーコントロールユニット：ＰＣＵ）の他、バッテリの管理を行うバッテリ管理装置（ＥＣＵ）等が搭載されている。これらの機器を、単一のケーシング内に収容することが望まれており、例えば、車両キャビンの中央に形成されたセンターコンソール内に収容することが考えられる。

その際、センターコンソールには、側面衝突時における乗員の保護を確実にするために、種々の補強構造が採用されている。例えば、特許文献１に開示されている車両用耐衝撃構造体が知られている。この車両用耐衝撃構造体では、補強部材には、左右一対の座席のそれぞれと隣接する位置で車両の前後方向へ延びるように、一対の受圧壁部が設けられている。受圧壁部は、側部の変形時に座席用骨格を介して加わる衝撃を受け止める機能を有している。

補強部材には、さらに車両幅方向へ延びるように、一対の受圧壁部の間を連結するための少なくとも１つの連結壁部が設けられている。そして、受圧壁部及び連結壁部によって囲まれた内側部分には、衝撃に対する保護を要する被収容物を収容するための収容部が形成されている。

この特許文献１によれば、車室の床面上に固定された補強部材は、座席用骨格とともに剛体を構成し、車両の側部の車室内への変形を抑制している。これにより、車両の側面衝突時における車室の変形量を低減することが可能となる、としている。また、収容部に、被収容物として、例えば、エアバッグ装置の制御ユニット等の電子部品等を収容することで、衝撃に弱く衝撃に対する保護を要する電子部品等を、車両の側面衝突時の衝撃から有効に保護することが可能となる、としている。

特開２００６−１３１０４１号公報

しかしながら、上記の車両用耐衝撃構造体では、センターコンソール内に補強部材が配置されており、前記センターコンソール内のスペースを有効に活用することができないという問題がある。しかも、専用の補強部材を設けるため、製造コストが高騰するという問題がある。

本発明は、この種の問題を解決するものであり、センターコンソール内に専用の補強部材を設ける必要がなく、前記センターコンソール内の省スペース化及びコストダウンを確実に遂行することが可能な電動車両を提供することを目的とする。

本発明は、電気により駆動されるモータを備え、前記モータの回転動作により走行される電動車両に関するものである。この電動車両では、車両キャビンの中央に位置して形成され、左右の座席間に前後方向に延在するセンターコンソールを備えている。センターコンソール内には、インバータ装置、バッテリ、リレー装置、バッテリ管理装置及び耐衝撃部材が配置されている。インバータ装置は、モータの回転駆動を制御し、バッテリは、前記モータを回転駆動するための電力を蓄電し、リレー装置は、前記モータと前記バッテリとの間の電流を遮断可能であり、バッテリ管理装置は、前記バッテリの管理を行う。

耐衝撃部材は、外部荷重がセンターコンソールに作用する際、少なくともリレー装置及びバッテリ管理装置を該外部荷重から保護する機能を有している。そして、耐衝撃部材の車両前後方向の一端部に、リレー装置が固定される一方、前記耐衝撃部材の前記車両前後方向の他端部に、バッテリ管理装置が固定されている。

また、この電動車両では、耐衝撃部材は、表裏両方の面が平板状を有する板部材であり、前記板部材の一方の面には、リレー装置が固定されるとともに、前記板部材の他方の面には、バッテリ管理装置が固定されることが好ましい。

さらに、この電動車両では、耐衝撃部材は、板厚方向に湾曲又は屈曲する波板構造を有することが好ましい。

さらにまた、この電動車両では、センターコンソール内には、車両前後方向の前側から後ろ側に向かって、インバータ装置、リレー装置、バッテリ管理装置及びバッテリの順に配置されることが好ましい。

本発明によれば、センターコンソール内に耐衝撃部材が配置されるとともに、前記耐衝撃部材には、リレー装置及びバッテリ管理装置が固定されている。このため、センターコンソール内に専用の補強部材を設ける必要がなく、前記センターコンソール内の省スペース化及びコストダウンを確実に遂行することが可能になる。

本発明の実施形態に係る電動車両の平面説明図である。 前記電動車両を構成するセンターコンソール内の概略斜視説明図である。 前記センターコンソール内に収容される機器類の概略斜視説明図である。 前記機器類の回路説明図である。 耐衝撃部材とジャンクションボード及びバッテリＥＣＵとの分解斜視説明図である。

図１に示すように、本発明の実施形態に係る電動車両（例えば、ハイブリッド車両、又はＥＶ）１０は、電気により駆動されるモータ１２を備え、前記モータ１２の回転動作により走行される。モータ１２は、電動車両１０のフロントルーム（エンジンルーム）１４に配置され、前輪１６Ｆ又は後輪１６Ｒの少なくとも一方に回転力を付与する。

電動車両１０を構成する車両キャビン１８の中央には、左右のフロントシート２０Ｒ、２０Ｌ間に前後方向（矢印Ａ方向）に延在して、センターコンソール２２が形成される。

図１〜図３に示すように、センターコンソール２２内には、インバータ装置（ＰＣＵ）２４、リレー装置２６を含むジャンクションボード２８、耐衝撃部材３０、バッテリＥＣＵ（バッテリ管理装置）３２及びバッテリモジュール３４が配置される。

インバータ装置２４は、モータ１２の回転駆動を制御し、リレー装置２６は、前記モータ１２とバッテリモジュール３４との間の電流を遮断可能であり、バッテリＥＣＵ３２は、前記バッテリモジュール３４の管理を行う。

バッテリモジュール３４は、モータ１２を回転駆動するための電力を蓄電するものであり、複数の蓄電池（バッテリセル）３６が積層される蓄電池群３６Ｍを複数組、例えば、４組に配置して構成される。

図４に示すように、バッテリモジュール３４では、４組の蓄電池群３６Ｍの中間部分が、サービスプラグ４０を介して直列に接続可能である。それぞれ２組の蓄電池群３６Ｍは、電気的に直列に接続されている。

バッテリモジュール３４の正極（＋極）に接続される配線４４ａと、前記バッテリモジュール３４の負極（−極）に接続される配線４４ｂとは、リレー装置２６を介装してインバータ装置２４に接続される。メインヒューズ４２は、配線４４ｂに接続されてジャンクションボード２８に搭載されている。

リレー装置２６は、互いに並列に接続されるメインコンタクタ４６ａ、４６ｂ、プリチャージコンタクタ４８及びプリチャージ抵抗５０を備える。メインコンタクタ４６ａ、４６ｂ及びプリチャージコンタクタ４８は、バッテリＥＣＵ３２によりそれぞれ開閉可能である。

配線４４ａ、４４ｂの途上には、バッテリモジュール３４の出力電圧を変換するためのＤＣ−ＤＣコンバータ６２が接続される。ＤＣ−ＤＣコンバータ６２は、図示しないが、１２Ｖ電源に接続されている。配線４４ａ、４４ｂは、インバータ装置２４に接続されるとともに、前記インバータ装置２４は、３相ケーブル６６を介してモータ１２に接続される。

図２に示すように、センターコンソール２２内には、ケーシング６８を構成するロアプレート７０ａ、アッパープレート７０ｂ及びサイドプレート７０ｃ、７０ｄが配置される。図１に示すように、ケーシング６８の内部には、配置用空間７２が形成される。配置用空間７２には、車両前後方向（矢印Ａ方向）の前側から後ろ側に向かって（矢印Ａｒ方向）、インバータ装置２４、リレー装置２６、バッテリＥＣＵ３２及びバッテリモジュール３４の順に配置される。インバータ装置２４の前部には、ファン７４が配置される。

図５に示すように、耐衝撃部材３０は、表裏両方の面３０ａ、３０ｂが平板状を有する板部材である。耐衝撃部材３０は、上下方向（矢印Ｃ方向）に長尺に形成されるとともに、上端と下端とには、上部折り曲げ部３０ｕと下部折り曲げ部３０ｄとが形成される。

上部折り曲げ部３０ｕ及び下部折り曲げ部３０ｄには、それぞれ２本のねじ部７６ａ、７６ｂが配置される。下方の各ねじ部７６ｂは、ロアプレート７０ａに挿入されてナット締めされる一方、上部のねじ部７６ａは、アッパープレート７０ｂに挿入されてナット７７が螺合される（図２参照）。

図５に示すように、耐衝撃部材３０の面３０ａ、３０ｂは、側面視で板厚方向に沿って波状に屈曲又は湾曲する波板構造を有する。耐衝撃部材３０の鉛直面上下各角部には、孔部７８が形成されるとともに、前記耐衝撃部材３０の鉛直面上下中央部には、ボルト７９が配置される。ジャンクションボード２８の各角部には、ボルト８０が配置される。ボルト８０は、耐衝撃部材３０の各孔部７８に挿入されて各ナット８２に螺合することにより、前記耐衝撃部材３０の面３０ａにジャンクションボード２８が固定される。

バッテリＥＣＵ３２の上下中央部には、孔部８４が形成される。各孔部８４には、耐衝撃部材３０の各ボルト７９が挿入されるとともに、前記ボルト７９がナット８６に螺合される。耐衝撃部材３０の面３０ｂには、バッテリＥＣＵ３２が固定される。

耐衝撃部材３０の車両前後方向の一端部には、ジャンクションボード２８を介装してリレー装置２６が固定される一方、前記耐衝撃部材３０の前記車両前後方向の他端部には、バッテリＥＣＵ３２が固定される。耐衝撃部材３０は、センターコンソール２２に固定された状態で、車幅方向（図１中、矢印Ｂ方向参照）から外部荷重が作用する際、少なくともリレー装置２６及びバッテリＥＣＵ３２を前記外部荷重から保護する機能を有する。

このように構成される電動車両１０の動作について、以下に説明する。

図４に示すように、サービスプラグ４０が閉じられることにより、バッテリモジュール３４から電力の供給が可能になる。バッテリＥＣＵ３２は、先ず、プリチャージコンタクタ４８及びメインコンタクタ４６ｂをオン動作（閉成）させる。このため、インバータ装置２４には、プリチャージ抵抗５０で電流が制限された電力が供給される。

続いて、プリチャージコンタクタ４８がオフ動作（閉成）されるとともに、メインコンタクタ４６ａがオン動作（閉成）される。これにより、インバータ装置２４には、ＤＣ−ＤＣコンバータ６２により変換された出力電圧が供給され、モータ１２による回転が行われる。従って、電動車両１０は、モータ１２の回転駆動によって走行可能となる。

この場合、本実施形態では、図１〜図３に示すように、センターコンソール２２内には、耐衝撃部材３０が配置されるとともに、前記耐衝撃部材３０には、リレー装置２６及びバッテリＥＣＵ３２が固定されている。

耐衝撃部材３０は、一対のねじ部７６ａがアッパープレート７０ｂにねじ止めされるとともに、一対のねじ部７６ｂがロアプレート７０ａにねじ止めされ、センターコンソール２２内に強固に固定されている。このため、センターコンソール２２内には、専用の補強部材を設ける必要がなく、前記センターコンソール２２内の省スペース化及びコストダウンを確実に遂行することが可能になる。

しかも、図５に示すように、耐衝撃部材３０の面３０ａには、リレー装置２６を含むジャンクションボード２８が固定される一方、前記耐衝撃部材３０の面３０ｂには、バッテリＥＣＵ３２が固定されている。従って、センターコンソール２２に外部荷重が作用する際、少なくともリレー装置２６及びバッテリＥＣＵ３２を前記外部荷重から確実に保護することが可能になる。

さらに、耐衝撃部材３０は、表裏両方の面３０ａ、３０ｂが平板状を有する板部材で構成され、一方の面３０ａにリレー装置２６が固定されるとともに、他方の面３０ｂにバッテリＥＣＵ３２が固定されている。これにより、耐衝撃部材３０が占有するスペースを可及的に狭小化することができ、センターコンソール２２内の配置用空間７２を良好に活用し得るという利点がある。

しかも、耐衝撃部材３０は、板厚方向に湾曲又は屈曲する波板構造を採用している。このため、耐衝撃部材３０は、可及的に薄肉化することができ、軽量化及び小型化が容易に遂行される。

さらにまた、センターコンソール２２内には、車両前後方向の前側から後ろ側に向かって、インバータ装置２４、リレー装置２６、バッテリＥＣＵ３２及びバッテリモジュール３４の順に配置されている。従って、バッテリモジュール３４からインバータ装置２４間の電流の流れに沿った設備配置となり、電線の不要な取り回しを防止するとともに、一層の省スペース化とコストダウンが遂行されるという効果がある。

なお、本実施形態では、車両後方に向かって、インバータ装置２４、リレー装置２６、バッテリＥＣＵ３２及びバッテリモジュール３４の順に配置されているが、これとは逆に構成してもよい。すなわち、車両後方に向かって、バッテリモジュール３４、バッテリＥＣＵ３２、リレー装置２６及びインバータ装置２４の順に配置することができる。

１０…電動車両 １２…モータ
１８…車両キャビン ２０Ｌ、２０Ｒ…フロントシート
２２…センターコンソール ２４…インバータ装置
２６…リレー装置 ２８…ジャンクションボード
３０…耐衝撃部材 ３０ａ、３０ｂ…面
３２…バッテリＥＣＵ ３４…バッテリモジュール
３６Ｍ…蓄電池群 ６８…ケーシング
７２…配置用空間 ７４…ファン

Claims (4)

1. 電気により駆動されるモータを備え、前記モータの回転動作により走行される電動車両であって、
   車両キャビンの中央に位置して形成され、左右の座席間に前後方向に延在するセンターコンソールを備え、
   前記センターコンソール内には、
   前記モータの回転駆動を制御するインバータ装置と、
   前記モータを回転駆動するための電力を蓄電するバッテリと、
   前記モータと前記バッテリとの間の電流を遮断可能なリレー装置と、
   前記バッテリの管理を行うバッテリ管理装置と、
   外部荷重が前記センターコンソールに作用する際、少なくとも前記リレー装置及び前記バッテリ管理装置を該外部荷重から保護する耐衝撃部材と、
   が配置されるとともに、
   前記耐衝撃部材の車両前後方向の一端部に、前記リレー装置が固定される一方、
   前記耐衝撃部材の前記車両前後方向の他端部に、前記バッテリ管理装置が固定されることを特徴とする電動車両。
2. 請求項１記載の電動車両において、前記耐衝撃部材は、表裏両方の面が平板状を有する板部材であり、
   前記板部材の一方の面には、前記リレー装置が固定されるとともに、
   前記板部材の他方の面には、前記バッテリ管理装置が固定されることを特徴とする電動車両。
3. 請求項２記載の電動車両において、前記耐衝撃部材は、板厚方向に湾曲又は屈曲する波板構造を有することを特徴とする電動車両。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動車両において、前記センターコンソール内には、前記車両前後方向の前側から後ろ側に向かって、前記インバータ装置、前記リレー装置、前記バッテリ管理装置及び前記バッテリの順に配置されることを特徴とする電動車両。

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