JP6413856B2 - 電気自動車 - Google Patents

Description

本発明は、電気自動車に関する。

特許文献１には、ラゲージスペースに設置された電池を冷却する車両が開示されている。

特開２００８−２７７１８０号

後輪側に走行用のモータが搭載された車両では、インバータで発生したサージ電圧によるモータへの影響を抑制するために、インバータからモータへの電気ケーブルを短くすることが好ましく、インバータとモータとの距離は近い方が望ましい。また、インバータの浸水等を回避するために、車両後方側のラゲージスペースにインバータを配置することが好ましい。このような場合、リアエアコンユニットからの送風により、インバータを冷却できることが好ましい。

しかしながら、リアエアコンユニットの送風がインバータに間接的に供給されるのみでは、インバータを十分に冷却できないおそれがある。また、このようなラゲージスペースに配置されたインバータ専用の冷却システムを構築する場合、冷却システムが複雑化し、車両の重量の増大を招くおそれもある。

本発明は、簡易な構成で車両後方側のラゲージスペース内に配置されたインバータの冷却性を確保した電気自動車を提供する。

本発明は、車両の後輪側に搭載された走行用のモータと、前記車両の車室よりも後方側のラゲージスペースに搭載され、供給された電力を直流から交流に変換して前記モータに供給するインバータと、前記ラゲージスペースに搭載されたリアエアコンユニットと、前記リアエアコンユニットに接続され、冷媒が流通する冷媒配管と、を備え、前記インバータは、前記冷媒配管に隣接して配置されている、電気自動車を提供する。

本発明によれば、簡易な構成で車両後方側のラゲージスペース内に配置されたインバータの冷却性を確保した電気自動車を提供できる。

本実施例の車両の後方を側面から見た図である。 車両の後方の底面を示した図である。 ラゲージルームを車両の後方から見た拡大図である。 ラゲージルームを車両の上方から見た図である。

本実施例では、電気自動車の一例として燃料電池車である車両１について説明する。図１は、本実施例の車両１の後方を側面から見た図である。図２は、車両１の後方の底面を示した図である。図３は、ラゲージルーム５ｒを車両１の後方から見た拡大図である。図４は、ラゲージルーム５ｒを車両１の上方から見た図である。図１に示すように、車両１は、ボディ３、２つのタンクＴ、不図示の燃料電池スタック、モータＭ、二次電池５１、後輪Ｗ等を備える。

２つのタンクＴは、燃料電池スタックに供給されて燃料電池スタックの発電に利用される水素ガスを貯蔵している。２つのタンクＴの一方は、長手方向を車両１の前後方向に配置され、他方は一方よりも車両１の後方側に配置され長手方向を車幅方向に配置されている。車両１の前方側のタンクＴは、センタートンネルパネル１３の下側にバンドＢにより固定されている。車両１の後方側のタンクＴは、フロアパネル１１にバンドＢにより固定されている。後方側のタンクＴの近傍にはタンクＴからの水素ガスの圧力を調整するレギュレータＲが設けられている。

モータＭは、燃料電池スタック又は二次電池５１の電力により、ドライブシャフトＤＳを介して後輪Ｗを駆動させる走行用のモータであり、マウント部ｍを介してリアサスペンションメンバ３０に固定され、後輪Ｗ側に配置されている。モータＭは、動力をドライブシャフトＤＳに伝達するトランスアクスルが一体化されている。トランスアクスルは、減速機構及び差動機構を含む動力伝達機構である。リアサスペンションメンバ３０は、不図示のリアサイドメンバに吊り下げられ、不図示の後輪Ｗ用のリアサスペンションを支持している。リアフロアパネル１１ｒの下面側に、モータＭやスペアタイヤＳＷが配置され、上面側に二次電池５１等が配置されている。尚、スペアタイヤＳＷの代わりに工具やエアサスアクチュエータ等が搭載されていてもよい。

二次電池５１は、燃料電池スタックの電力を充電し、モータＭを駆動する。ＤＣ−ＤＣコンバータ（以下、コンバータと称する）５３は、燃料電池スタックや二次電池５１からの出力電圧を昇圧して電力をパワーコントロールユニット（以下、ＰＣＵと称する）５５へ出力する。ＰＣＵ５５は、コンバータ５３により昇圧された電力の直流出力を交流に変換して、モータＭ等に供給するインバータである。ＰＣＵ５５とモータＭとはケーブルＣにより電気的に接続されている。

二次電池５１、コンバータ５３、ＰＣＵ５５は、車室５より後方にあるラゲージルーム５ｒ内に配置されており、これらの浸水が抑制され、またＰＣＵ５５の騒音が車室５内に伝わることが抑制されている。ラゲージルーム５ｒは、リアフロアパネル１１ｒ、リアパネル１６、アッパーバックパネル１７、仕切板１８により囲まれた空間であり、モータＭの上方に位置する。リアフロアパネル１１ｒ、リアパネル１６、アッパーバックパネル１７は、金属製であるため、ＰＣＵ５５からの電磁波が車室５側に伝わることが抑制されている。ケーブルＣは、グロメットＧを介してリアフロアパネル１１ｒに挿通されている。モータＭのできる限り近くにＰＣＵ５５が配置されて両者を接続するケーブルＣもできる限り短いものが採用されているため、ＰＣＵ５５の電流変換時のサージ電圧に起因するモータＭの制御への影響を抑制している。

リアエアコンユニット６０は、後部シートＳ周辺の空調に用いられるものであり、ラゲージルーム５ｒ内に配置されている。後部シートＳよりも後方の横側にラゲージルーム５ｒに連通した不図示のダクトが設けられ、後部シートＳ周辺の空気がラゲージルーム５ｒ内に導入される。ラゲージルーム５ｒ内のリアエアコンユニット６０により空気が吸熱される。吸熱された空気は、後述する二次電池５１等の周辺を通過して不図示のダクトを介して後部シートＳの上方に設けられた不図示の吹出口を介して後部シートＳ周辺に送られる。ラゲージルーム５ｒ内では、リアエアコンユニット６０の下方にコンバータ５３、ＰＣＵ５５が配置され、コンバータ５３、ＰＣＵ５５の下方に二次電池５１が配置されている。リアエアコンユニット６０内には、内部の冷媒の気化の伴う吸熱により雰囲気を冷却する不図示のエバポレータと、エバポレータに送風して冷却空気を車室内に供給する不図示のブロアとを備えている。エバポレータ内への冷媒の供給は、冷媒配管６３、６５を介して行われる。エバポレータとブロアとにより、冷却された空気は、図１の矢印Ｆｒに示すように、二次電池５１、コンバータ５３、ＰＣＵ５５側に供給されてこれらが冷却される。

また、リアエアコンユニット６０のエバポレータ内への冷媒の供給は、冷媒配管６３、６５により行われる。ここで、図１、図４に示すように、冷媒配管６５の一部はＰＣＵ５５に隣接して対向し、冷媒配管６３はコンバータ５３に隣接して対向している。このため、冷媒配管６５側からＰＣＵ５５側へ流れる空気は、冷媒配管６５により吸熱されてからＰＣＵ５５へと流れる。同様に、冷媒配管６３側からコンバータ５３側へ流れる空気も、冷媒配管６３により吸熱されてからコンバータ５３へと流れる。また、コンバータ５３，ＰＣＵ５５側から二次電池５１へと空気が流れる。これにより、二次電池５１、コンバータ５３、ＰＣＵ５５の冷却性が確保されている。尚、冷媒配管６５とＰＣＵ５５は非接触であり、冷媒配管６３とコンバータ５３とも非接触である。

また、車両１の前方側に搭載されている不図示のフロントエアコンユニットは、車室５内への空調に用いられる。フロントエアコンユニット及びリアエアコンユニット６０は、同一の冷媒が循環する経路上に配置されている。フロントエアコンユニットにより冷却された空気の一部は、図１の矢印Ｆで示すように、車室５内の上部を車両前方側から後方側に流れ、アッパーバックパネル１７の通気孔１７ａを介してラゲージルーム５ｒ内に導入される。

車室５からラゲージルーム５ｒ内に導入された空気は、上方から下方に流れ、図１に示すように、冷媒配管６３、６５側からコンバータ５３、ＰＣＵ５５側へと流れる。これによっても、車室５からラゲージルーム５ｒ内へ流れた空気がラゲージルーム５ｒ内で冷媒配管６３、６５により吸熱されて冷却される。このように冷却された空気がコンバータ５３、ＰＣＵ５５、二次電池５１側へ流れ、これらの冷却性が確保されている。

尚、リアエアコンユニット６０のブロアが停止又は低速で回転している場合であっても、冷媒配管６３、６５は、フロントエアコンユニットにより車室５からラゲージルーム５ｒ内に導入された空気に曝される。これにより、車室５からラゲージルーム５ｒ内に導入された空気が吸熱されて、冷媒配管６３、６５にそれぞれ隣接したコンバータ５３、ＰＣＵ５５の冷却性を確保できる。特に、ＰＣＵ５５は、少なからず電力損失が生じ高温になりやすいため、上記構成は有効である。尚、冷媒配管６５とＰＣＵ５５の位置関係は、ラゲージルーム５ｒ内で冷媒配管６５側からＰＣＵ５５側に空気が流れる方向から見てこれらの少なくとも一部が重なっていればよい。冷媒配管６３とコンバータ５３との位置関係も同様である。

尚、ＰＣＵ５５等の冷却性を確保するために、車両１の前方にラジエータを配置してラジエータとＰＣＵ５５との間で冷却水をポンプにより循環させる冷却システムを新たに設けることが考えられる。しかしながら、このようなシステムは、部品点数や重量の増大に起因する燃費の悪化や、コストの増大を招くおそれがある。本実施例では、上記構成によりこのような問題を抑制しつつ簡易な構成によりＰＣＵ５５等の冷却性を確保できる。

二次電池５１、コンバータ５３、ＰＣＵ５５は、比較的剛性の高いリアサスペンションメンバ３０、モータＭ、ドライブシャフトＤＳの上方に位置している。このため、例えば後方衝突時には、リアサスペンションメンバ３０、モータＭ、ドライブシャフトＤＳにより、二次電池５１、コンバータ５３、ＰＣＵ５５の損傷を抑制できる。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

コンバータ５３はなくてもよい。二次電池５１の代わりに燃料電池をラゲージルーム５ｒに配置してもよい。モータＭは、前輪よりも後輪Ｗに近い位置に設けられていればよい。上記実施例では燃料電池車を例に説明したが、本発明は燃料電池車以外の電池を用いて走行する電気自動車、又はモータとエンジンとにより走行するハイブリッド車にも適用できる。

１ 車両
５ｒ ラゲージルーム
５１ 二次電池
５３ コンバータ
５５ ＣＰＵ（インバータ）
６０ リアエアコンユニット
６３、６５ 冷媒配管
Ｍ モータ
Ｔ タンク

Claims (1)

1. 車両の後輪側に搭載された走行用のモータと、
   前記車両の車室よりも後方側のラゲージスペースに搭載され、供給された電力を直流から交流に変換して前記モータに供給するインバータと、
   前記ラゲージスペースに搭載されたリアエアコンユニットと、
   前記リアエアコンユニットに接続され、冷媒が流通する冷媒配管と、を備え、
   前記インバータは、前記冷媒配管に隣接して配置されている、電気自動車。

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