JP6850312B2

JP6850312B2 - 車両

Info

Publication number: JP6850312B2
Application number: JP2019017411A
Authority: JP
Inventors: 直人古知; 哲尚坂本; 亮策伊澤
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2019-02-01
Filing date: 2019-02-01
Publication date: 2021-03-31
Anticipated expiration: 2039-02-01
Also published as: CN117002412A; CN111516620A; DE102020200394A1; US20200247225A1; JP2020124966A; US11034226B2

Description

本発明は、電動機制御装置及び電動機制御装置を冷却する冷却装置を備える車両に関する。

特許文献１には、車室の前方に設けられるフロントルームに、電動機制御装置（ＰＣＵ）と、電動機制御装置を冷却する冷却装置（ラジエータ）と、を配置した車両が記載されている。

特開２０１８−９６２８０号公報

ところで、後輪駆動車では、車両後部に電動機及び電動機制御装置を配置する一方で、車両中央のフロアパネルの下方にバッテリを配置するとともに冷却装置をフロントルームに配置する場合がある。この場合には、冷却装置と電動機制御装置とを繋ぐ冷却配管を車両前部から車両後部にわたって配置する必要があるが、バッテリを避けて冷却配管を側方に配置すると、外部からの異物や衝撃等によって冷却配管が破損する虞がある。また、バッテリとフロアパネルの間に冷却配管を配置すると、冷却配管の影響でバッテリの設置高さが低くなり、地面とバッテリとの間の距離が小さくなる虞がある。

本発明は、冷却配管の影響でバッテリの設置高さが低くなることを抑制し、地面とバッテリとの間の距離を確保できる車両を提供する。

本発明は、
車室と、
前記車室の前方に設けられるフロントルームと、
前記車室の後方であって、フロアパネルの下方に設けられる電動機制御装置と、
前記車室の下方であって、前記フロアパネルの下方に設けられるバッテリと、
前記フロントルームに設けられる冷却装置と、
前記冷却装置から前記電動機制御装置に冷媒を供給する第１冷却配管と、
前記電動機制御装置から前記冷却装置に冷媒を排出する第２冷却配管と、を備える車両であって、
前記フロアパネルは、上方へ窪む凹部を有し、
前記第１冷却配管及び前記第２冷却配管は、前記凹部に収容され、且つ、前記バッテリと前記フロアパネルとの間に配置されている。

本発明によれば、フロントルームに設けられる冷却装置と車室の後方に設けられた電動機制御装置とを繋ぐ第１冷却配管及び第２冷却配管がフロアパネルの凹部に収容されることで、バッテリとフロアパネルとの距離を近づけることができ、地面とバッテリとの間の距離を確保することができる。

本発明の第１実施形態の車両の全体構造を示す概略側面図である。図１の車両の床下構造を示す平面図である。図１の車両の冷却配管及びケーブルを説明する側面図である。図１の車両の駆動装置ユニット及びその周辺の平面図である。図１の車両のフロアパネルの下面、冷却配管及びケーブルを説明する下面図である。図５のＡ−Ａ断面図である。図１の車両の冷却配管及びケーブルの組付けを説明する分解斜視図である。本発明の第２実施形態の車両の全体構造を示す概略側面図である。図８の車両のフロアパネルの下面、冷却配管及びケーブルを説明する下面図である。図９のＢ−Ｂ断面図である。

以下、本発明に係る車両の各実施形態を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、以下の説明において、前後、左右、上下は、操縦者から見た方向に従い記載し、また、図面に車両の前方をＦｒ、後方をＲｒ、左側をＬ、右側をＲ、上方をＵ、下方をＤ、として示す。

＜第１実施形態＞
［車両の全体構造］
図１及び図２に示すように、本発明の第１実施形態の車両１は、フロアパネル２とダッシュパネル３とにより車室１０とその前方のフロントルーム２０とに区画形成されている。車室１０には、前部座席１１及び後部座席１２が設けられている。後部座席１２の後方におけるフロアパネル２の下方には、駆動装置ユニット３０が設けられている。駆動装置ユニット３０は、左右の後輪５を駆動する。つまり、この車両１は、左右の後輪５を駆動輪とし、左右の前輪４を従動輪としている。各前輪４及び各後輪５は、それぞれサスペンション支持部６に支持される不図示のサスペンションを介して車体フレーム５０に支持されている。

［車体フレーム］
車体フレーム５０は、前後方向に延設される左右一対のサイドメンバ５１、５２と、左右方向に延設されサイドメンバ５１、５２間を連結する複数のクロスメンバ５３と、駆動装置ユニット３０を囲むように矩形形状を有するサブフレーム５４と、を備える。サブフレーム５４は、両サイドメンバ５１、５２に支持された一対のサブサイドメンバ５５、５６と、両サブサイドメンバ５５、５６間を繋ぐ前フレームメンバ５７及び後フレームメンバ５８と、を備える。

［駆動装置ユニット］
駆動装置ユニット３０は、電動機としてのモータＭＯＴを収容する駆動装置３１と、モータＭＯＴを制御する電動機制御装置としてのＰＣＵ（ＰｏｗｅｒＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）３２と、を備える。駆動装置３１とＰＣＵ３２とは、図示しないバスバを介して電気的に接続されている。

図４に示すように、駆動装置ユニット３０は、一対の前マウント部５４１を介して前フレームメンバ５７に固定されるとともに、後マウント部５４２を介して後フレームメンバ５８に固定されている。駆動装置３１には、モータＭＯＴ及び変速機（不図示）が設けられ、モータＭＯＴのトルクが変速機を介して出力軸３１１（図３参照）に伝達され、出力軸３１１から後輪５に伝達される。

［バッテリ］
図１〜図３に示すように、車室１０の下方には、バッテリ６０が配置されている。バッテリ６０は、複数のバッテリモジュール６１と、バッテリモジュール６１の上部に配置されたバッテリＥＣＵ６２と、バッテリモジュール６１及びバッテリＥＣＵ６２を収容するバッテリケース６３と、を備えて構成され、フロアパネル２の下方に配置されている。

バッテリケース６３は、バッテリモジュール６１及びバッテリＥＣＵ６２の上方を覆うカバープレート６３１を備える。カバープレート６３１は、バッテリＥＣＵ６２と対応する位置に、上方に膨出するカバー凸部６３１ａを有する。つまり、カバープレート６３１において、バッテリＥＣＵ６２の収容領域のみを上方に膨出させることで、カバープレート６３１の他の領域の高さを低く抑えている。

［冷却装置］
フロントルーム２０には、ＰＣＵ３２を冷却する冷却装置７０が設けられている。冷却装置７０は、車両１の最前面に設けられたラジエータを備える。図２及び図３に示すように、冷却装置７０とＰＣＵ３２とは冷却配管７１により接続されている。冷却配管７１は、フロアパネル２とバッテリ６０（バッテリケース６３）との間に配置されている。冷却配管７１は、冷却装置７０からＰＣＵ３２に冷媒を供給する第１冷却配管７２と、ＰＣＵ３２から冷却装置７０に冷媒を排出する第２冷却配管７３と、を備えている。このように、冷却装置７０とＰＣＵ３２とを繋ぐ冷却配管７１（７２、７３）が、フロアパネル２とバッテリ６０との間に配置されていることにより、車両１の前後方向に延びる長い配管が広域に渡って保護される。

［ジャンクションボックス及びケーブル配置］
フロントルーム２０には、図１〜図３に示すように、車両１の先端上部に設けられた図示しない充電ポートに接続されるジャンクションボックス８０が設けられている。ジャンクションボックス８０は、バッテリケーブル８１を介してバッテリ６０に接続され、ＰＣＵケーブル８２を介してＰＣＵ３２に接続されている。ＰＣＵケーブル８２は、ジャンクションボックス８０から延びる第１ケーブル８２１とＰＣＵ３２から延びる第２ケーブル８２２とを有し、第１ケーブル８２１と第２ケーブル８２２とが、バッテリ６０と駆動装置ユニット３０との間に位置するクロスメンバ５３の下面に固定されたジョイントボックス８を介して互いに接続される。

［フロアパネル下構造］
図５及び図６に示すように、フロアパネル２は、上方へ窪む凹部２ａを有する。凹部２ａは、フロアパネル２の左右中央部に、前後方向に沿って形成されており、第１冷却配管７２及び第２冷却配管７３は、凹部２ａに収容されている。フロントルーム２０に設けられる冷却装置７０と車室１０の後方に設けられたＰＣＵ３２とを繋ぐ第１冷却配管７２及び第２冷却配管７３の一部をフロアパネル２とバッテリ６０との間に配置するにあたり、第１冷却配管７２及び第２冷却配管７３の一部がフロアパネル２の凹部２ａに収容されるので、バッテリ６０とフロアパネル２との距離を近づけ、地面とバッテリ６０との間に適切な距離を確保できる。

また、フロアパネル２の凹部２ａには、フロントルーム２０に設けられるジャンクションボックス８０とＰＣＵ３２とを接続するＰＣＵケーブル８２の一部も収容されている。ＰＣＵケーブル８２がフロアパネル２の凹部２ａに収容されることで、フロアパネル２とバッテリ６０とにより囲まれた空間にＰＣＵケーブル８２を配置することができ、ＰＣＵケーブル８２を衝撃等から守ることができる。

また、図６に示すように、ＰＣＵケーブル８２は、第１冷却配管７２及び第２冷却配管７３と高さ方向でオーバーラップするようにフロアパネル２の凹部２ａに収容されている。このような構成によれば、フロアパネル２の凹部２ａにＰＣＵケーブル８２、第１冷却配管７２及び第２冷却配管７３を収容するにあたり、凹部２ａの高さ寸法を抑制し、車室１０への影響を低減できる。

また、ＰＣＵケーブル８２は、第１冷却配管７２と第２冷却配管７３との間に配置されている。これにより、第１冷却配管７２及び第２冷却配管７３を通る冷媒によりＰＣＵケーブル８２の発熱を抑制できる。また、車両１の車幅方向において、第１冷却配管７２と第２冷却配管７３との間にＰＣＵケーブル８２を配置することで、ＰＣＵケーブル８２を車幅方向の中央に寄せ、電気的な安全性を向上させることができる。

ＰＣＵケーブル８２は、図５〜図７に示すように、第１冷却配管７２及び第２冷却配管７３の少なくとも一方に直接的又は間接的に固定されている。本実施形態では、第１冷却配管７２と第２冷却配管７３を複数のブリッジ部材７４を介して連結し、ブリッジ部材７４にＰＣＵケーブル８２を固定している。より具体的に説明すると、ＰＣＵケーブル８２は、下方に突出する固定クリップ８３を有し、固定クリップ８３の膨出部８３ａをブリッジ部材７４の孔７４ａに嵌合させることで、ブリッジ部材７４に固定されている。

つまり、本実施形態のＰＣＵケーブル８２は、第１冷却配管７２及び第２冷却配管７３に対して間接的に固定されているが、これに限らず、第１冷却配管７２及び第２冷却配管７３の少なくとも一方に直接的に固定されていてもよい。このような構成によれば、ＰＣＵケーブル８２、第１冷却配管７２及び第２冷却配管７３を仮組みしてサブアッシーとして取り扱うことができるので、これらを別々に組付ける場合に比べ、組付け作業を容易にできる。

仮組みされたＰＣＵケーブル８２、第１冷却配管７２及び第２冷却配管７３は、複数のブラケット７５を介してフロアパネル２に固定される。ブラケット７５は、フロアパネル２の凹部２ａを下方から塞ぐ板状部材である。このような構成によれば、フロアパネル２に凹部２ａが形成されることでフロアパネル２の剛性が下がったとしても、ブラケット７５を板状部材として凹部２ａを下方から塞ぐように固定することで、フロアパネル２の剛性を高めることができる。なお、図７中、符号７６は、第１冷却配管７２と第２冷却配管７３とを連結する他のブリッジ部材であって、この他のブリッジ部材７６にブラケット７５をボルト７７で締結することで、ＰＣＵケーブル８２、第１冷却配管７２、第２冷却配管７３及びブラケット７５を仮組みしてサブアッシーとして扱うことができる。

固定クリップ８３の膨出部８３ａは、ＰＣＵケーブル８２、第１冷却配管７２及び第２冷却配管７３より下方に膨出するため、サブアッシーがフロアパネル２に固定されると、膨出部８３ａがバッテリ６０のカバープレート６３１と干渉する虞がある。

そこで、図６に示すように、バッテリ６０のカバープレート６３１には、固定クリップ８３の膨出部８３ａと対応する位置に、下方に窪むカバー凹部６３１ｂが設けられており、固定クリップ８３の膨出部８３ａとカバープレート６３１との干渉が防止される。また、カバープレート６３１には、カバー凹部６３１ｂの一部に連結された排水路６３１ｃが設けられている。このような構成によれば、固定クリップ８３の膨出部８３ａとカバープレート６３１との干渉を防止できるだけでなく、カバープレート６３１のカバー凹部６３１ｂに水分が溜まることも回避できる。

また、図２に示すように、バッテリ６０のカバープレート６３１は、前述したように、バッテリＥＣＵ６２と対応する位置に、上方に膨出するカバー凸部６３１ａを有するが、バッテリＥＣＵ６２及びカバー凸部６３１ａは、平面視で、フロアパネル２の凹部２ａとオーバーラップしない位置に配置されている。したがって、カバー凸部６３１ａ（バッテリＥＣＵ６２）がＰＣＵケーブル８２、第１冷却配管７２及び第２冷却配管７３と干渉することを防止できる。

また、図５及び図６に示すように、フロアパネル２は、カバー凸部６３１ａと対応する位置に、上方に窪む第２凹部２ｂを有する。したがって、バッテリ６０とフロアパネル２との距離を近づけることができ、地面とバッテリ６０との間の距離を確保することができる。

［第２実施形態］
つぎに、本発明の第２実施形態について、図８〜図１０を参照して説明する。ただし、第１実施形態と共通する構成については、第１実施形態と同じ符号を付すことにより、第１実施形態の説明を援用する。

第２実施形態の車両１は、車室１０の後方であって、フロアパネル２の上方に設けられるインバータ９０をさらに備える。インバータ９０は、車室１０に設けられる不図示のＡＣ１００ＶコンセントにＡＣ１００Ｖの電力を供給するための電力変換装置であり、インバータケーブル９１を介してバッテリ６０に接続されている。インバータ９０から延びるインバータケーブル９１は、フロアパネル２を貫通して凹部２ａに配置されている。具体的に説明すると、インバータケーブル９１は、第１冷却配管７２と第２冷却配管７３を連結する複数のブリッジ部材７４に対し、ＰＣＵケーブル８２と並列するように固定されており、サブアッシーとしてＰＣＵケーブル８２、第１冷却配管７２及び第２冷却配管７３と一緒にフロアパネル２の凹部２ａに収容される。このような構成によれば、ＰＣＵケーブル８２、インバータケーブル９１、第１冷却配管７２及び第２冷却配管７３を集約して配置できるだけでなく、サブアッシー化することで、組付け作業を容易にできる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記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。

本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。

（１）車室（車室１０）と、
前記車室の前方に設けられるフロントルーム（フロントルーム２０）と、
前記車室の後方であって、フロアパネル（フロアパネル２）の下方に設けられる電動機制御装置（ＰＣＵ３２）と、
前記車室の下方であって、前記フロアパネルの下方に設けられるバッテリ（バッテリ６０）と、
前記フロントルームに設けられる冷却装置（冷却装置７０）と、
前記冷却装置から前記電動機制御装置に冷媒を供給する第１冷却配管（第１冷却配管７２）と、
前記電動機制御装置から前記冷却装置に冷媒を排出する第２冷却配管（第２冷却配管７３）と、を備える車両（車両１）であって、
前記フロアパネルは、上方へ窪む凹部（凹部２ａ）を有し、
前記第１冷却配管及び前記第２冷却配管は、前記凹部に収容されている、車両。

（１）によれば、フロントルームに設けられる冷却装置と車室の後方に設けられた電動機制御装置とを繋ぐ第１冷却配管及び第２冷却配管がフロアパネルの凹部に収容されることで、バッテリとフロアパネルとの距離を近づけることができ、地面とバッテリとの間の距離を確保することができる。

（２）（１）に記載の車両であって、
前記車両は、前記フロントルームに設けられる機器（ジャンクションボックス８０）と前記電動機制御装置とを接続する高圧線（ＰＣＵケーブル８２）をさらに備え、
前記高圧線は、前記凹部に収容されている、車両。

（２）によれば、高圧線がフロアパネルの凹部に収容されることで、フロアパネルとバッテリとにより囲まれた空間に高圧線を配置することができ、高圧線を衝撃等から守ることができる。

（３）（２）に記載の車両であって、
前記高圧線は、前記第１冷却配管及び前記第２冷却配管と高さ方向でオーバーラップしている、車両。

（３）によれば、高圧線が第１冷却配管及び第２冷却配管と高さ方向でオーバーラップするように配置されることで、フロアパネルとバッテリとにより囲まれた空間に高圧線を配置することができ、高圧線を衝撃等から守ることができる。

（４）（３）に記載の車両であって、
前記高圧線は、前記第１冷却配管と前記第２冷却配管との間に配置されている、車両。

（４）によれば、高圧線が第１冷却配管と第２冷却配管との間に配置されることで、第１冷却配管及び第２冷却配管を通る冷媒により高圧線を冷却することができる。

（５）（２）〜（４）のいずれかに記載の車両であって、
前記高圧線は、前記第１冷却配管及び前記第２冷却配管の少なくとも一方に直接的又は間接的に固定され、
前記第１冷却配管及び前記第２冷却配管は、ブラケット（ブラケット７５）を介して前記フロアパネルに固定されている、車両。

（５）によれば、高圧線は、第１冷却配管及び第２冷却配管の少なくとも一方に直接的又は間接的に固定されることで、高圧線、第１冷却配管、及び第２冷却配管を仮組みすることができ、組付け作業を容易にできる。

（６）（５）に記載の車両であって、
前記高圧線は、前記第１冷却配管及び前記第２冷却配管の少なくとも一方に固定部品（固定クリップ８３）を介して直接的又は間接的に固定され、
前記固定部品は、前記高圧線、前記第１冷却配管、及び前記第２冷却配管より下方に膨出する膨出部（膨出部８３ａ）を有し、
前記バッテリのカバープレート（カバープレート６３１）は、前記膨出部と対応する位置に設けられたカバー凹部（カバー凹部６３１ｂ）と、該カバー凹部に連結された排水路（排水路６３１ｃ）と、を有する、車両。

（６）によれば、バッテリのカバープレートは、固定部品の膨出部と対応する位置にカバー凹部が設けられるので、固定部品とカバープレートとの干渉を防止できる。また、カバー凹部には排水路が連結されるので、カバープレートの凹部に水分が溜まるのを回避できる。

（７）（５）又は（６）に記載の車両であって、
前記ブラケットは、前記凹部を下方から塞ぐ板状部材である、車両。

（７）によれば、フロアパネルに凹部が形成されることでフロアパネルの剛性が下がるが、ブラケットを板状部材として凹部を下方から塞ぐように固定することで、フロアパネルの剛性を高めることができる。

（８）（１）〜（７）のいずれかに記載の車両であって、
前記バッテリは、バッテリモジュール（バッテリモジュール６１）と、該バッテリモジュールの上部に配置された電気機器（バッテリＥＣＵ６２）と、を有し、
前記電気機器は、平面視で、前記凹部とオーバーラップしない位置に配置されている、車両。

（８）によれば、バッテリモジュールよりも上方に張り出す電気機器がフロアパネルの凹部とオーバーラップしない位置に配置されるので、電気機器と第１冷却配管及び第２冷却配管との干渉を防止できる。

（９）（８）に記載の車両であって、
前記バッテリのカバープレートは、前記電気機器と対応する位置にカバー凸部（カバー凸部６３１ａ）を有し、
前記フロアパネルは、前記カバー凸部と対応する位置に、上方に窪む第２凹部（第２凹部２ｂ）を有する、車両。

（９）によれば、フロアパネルは、電気機器を覆うカバー凸部と対応する位置に、上方に窪む第２凹部を有するので、バッテリとフロアパネルとの距離を近づけることができ、地面とバッテリとの間の距離を確保することができる。

（１０）（１）〜（９）のいずれかに記載の車両であって、
前記車両は、前記車室の後方であって、前記フロアパネルの上方に設けられるインバータ（インバータ９０）をさらに備え、
前記インバータから延びる電力線（インバータケーブル９１）は、前記フロアパネルを貫通して、前記凹部に配置されている、車両。

（１０）によれば、インバータから延びる電力線も凹部に配置することで、電力線、第１冷却配管、及び第２冷却配管を集約して配置することができる。

１車両
２フロアパネル
２ａ凹部
２ｂ第２凹部
１０車室
２０フロントルーム
３２ＰＣＵ（電動機制御装置）
６０バッテリ
６１バッテリモジュール
６２バッテリＥＣＵ（電気機器）
６３１カバープレート
６３１ａカバー凸部
６３１ｂカバー凹部
６３１ｃ排水路
７０冷却装置
７２第１冷却配管
７３第２冷却配管
７５ブラケット
８０ジャンクションボックス（機器）
８２ＰＣＵケーブル（電力線）
８３固定クリップ（固定部品）
８３ａ膨出部
９０インバータ
９１インバータケーブル（電力線）

Claims

車室と、
前記車室の前方に設けられるフロントルームと、
前記車室の後方であって、フロアパネルの下方に設けられる電動機制御装置と、
前記車室の下方であって、前記フロアパネルの下方に設けられるバッテリと、
前記フロントルームに設けられる冷却装置と、
前記冷却装置から前記電動機制御装置に冷媒を供給する第１冷却配管と、
前記電動機制御装置から前記冷却装置に冷媒を排出する第２冷却配管と、を備える車両であって、
前記フロアパネルは、上方へ窪む凹部を有し、
前記第１冷却配管及び前記第２冷却配管は、前記凹部に収容され、且つ、前記バッテリと前記フロアパネルとの間に配置されている、車両。
請求項１に記載の車両であって、
前記車両は、前記フロントルームに設けられる機器と前記電動機制御装置とを接続する高圧線をさらに備え、
前記高圧線は、前記凹部に収容されている、車両。
請求項２に記載の車両であって、
水平方向に見て、前記高圧線は、前記第１冷却配管及び前記第２冷却配管と高さ方向でオーバーラップしている、車両。
請求項３に記載の車両であって、
前記高圧線は、前記第１冷却配管と前記第２冷却配管との間に配置されている、車両。
請求項２〜４のいずれか１項に記載の車両であって、
前記高圧線は、前記第１冷却配管及び前記第２冷却配管の少なくとも一方に直接的又は間接的に固定され、
前記第１冷却配管及び前記第２冷却配管は、ブラケットを介して前記フロアパネルに固定されている、車両。
請求項５に記載の車両であって、
前記高圧線は、前記第１冷却配管及び前記第２冷却配管の少なくとも一方に固定部品を介して直接的又は間接的に固定され、
前記固定部品は、前記高圧線、前記第１冷却配管、及び前記第２冷却配管より下方に膨出する膨出部を有し、
前記バッテリのカバープレートは、前記膨出部と対応する位置に設けられたカバー凹部と、該カバー凹部に連結された排水路と、を有する、車両。
請求項５又は６に記載の車両であって、
前記ブラケットは、前記凹部を下方から塞ぐ板状部材である、車両。
請求項１〜７のいずれか１項に記載の車両であって、
前記バッテリは、バッテリモジュールと、該バッテリモジュールの上部に配置された電気機器と、を有し、
前記電気機器は、平面視で、前記凹部とオーバーラップしない位置に配置されている、車両。
請求項８に記載の車両であって、
前記バッテリのカバープレートは、前記電気機器と対応する位置にカバー凸部を有し、
前記フロアパネルは、前記カバー凸部と対応する位置に、上方に窪む第２凹部を有する、車両。
請求項１〜９のいずれか１項に記載の車両であって、
前記車両は、前記車室の後方であって、前記フロアパネルの上方に設けられるインバータをさらに備え、
前記インバータから延びる電力線は、前記フロアパネルを貫通して、前記凹部に配置されている、車両。