JP5874549B2

JP5874549B2 - 電動車両

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Publication number: JP5874549B2
Application number: JP2012147958A
Authority: JP
Inventors: 健夫長森
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2012-06-29
Filing date: 2012-06-29
Publication date: 2016-03-02
Anticipated expiration: 2032-06-29
Also published as: WO2014002537A1; EP2868505A4; US9308830B2; EP2868505B1; JP2014008906A; CN104349923B; CN104349923A; EP2868505A1; US20150129334A1

Description

本発明は電動車両に関する。

電動車両では、バッテリーパックと駆動源としてのモーターと、バッテリーパックからの直流電流をモーターに入力するための交流電流に変更するインバータとを備えている。バッテリーパック、モーター及びインバータの間は、それぞれ高電圧ケーブルによって接続されている。即ち、電動車両ではバッテリーパックからの電力は、高電圧ケーブルを介してインバータに入力され、インバータで直流から交流に変更されて別の高電圧ケーブルを介して駆動源としてのモーターに入力されるように構成されている。

このような電動車両においては、フロアパネルに対して電装系統とバッテリー及びモーターとが異なる位置に設けられることがある。例えば、特許文献１に記載された電動車両では、バッテリーがフロアパネルの上に設けられることで、バッテリーからの高電圧ケーブルはフロアパネルを貫通する構造となっている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１―２５８６３号公報

特許文献１では高電圧ケーブルがフロアパネルを貫通する構造となっている場合に、フロア貫通孔の周縁に筒状に突起した筒状壁部により高電圧ケーブルを保護しているが、車両が後方から衝突された場合に、フロアパネルが前方に移動することで筒状壁部自体が高電圧ケーブルに接触して高電圧ケーブルが損傷してしまう可能性もある。

なお、このような問題は車両が後方から衝突された場合に限らず、車両が側突、もしくは前方から衝突された場合でも電装系ユニット及びケーブルの配線状態により生じる問題である。

そこで、本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解決することにあり、フロアパネルを高電圧ケーブルが貫通している場合に高電圧ケーブルが損傷しにくい電動車両を提供しようとするものである。

本発明の電動車両は、車両のフロアパネルの下部に配置されるバッテリーと、前記フロアパネルの上部に配置されると共に前記バッテリーから供給された電力を変換してモーターへ出力する電装ユニットと、該電装ユニットと前記バッテリーとを接続する電源ハーネスと、前記フロアパネルに設けられた開口部に前記電源ハーネスを通して、該電源ハーネスを前記電装ユニットに取り付ける取付部とを備え、前記取付部は、前記開口部の開口縁に対向すると共に前記電源ハーネスを前記開口部の斜め下方に案内する案内部を有し、該案内部は、前記開口部の開口縁に対向する傾斜部を有することを特徴とする。本発明においては、取付部が、前記開口部の開口縁に対向すると共に前記電源ハーネスを前記開口部の斜め下方に案内する案内部を有し、該案内部は、前記開口部の開口縁に対向する傾斜部を有することで、車両の例えば後方からの衝突時において、フロアパネルの開口縁が移動したとしても、フロアパネルの開口縁が傾斜部によってガイドされて車両の前下方に移動するので、電源ハーネスにフロアパネルが接触することを防止できる。

前記電源ハーネスを前記取付部に固定する固定部が、前記案内部の下端に設けられ、前記電源ハーネスに設けられたフランジ部が前記固定部にボルトで締結されていることが好ましい。前記固定部の下端にボルトが設けられていることで、衝突時においてフロアパネルの端部が移動したとしても、フロアパネルの端部がボルトによってガイドされてさらに車両の斜め下方に移動するので、電源ハーネスにフロアパネルが接触することを防止できる。

前記電装ユニットと、前記フロアパネルの下部に設けられた前記モーターとを接続する三相線ハーネスを備え、前記電装ユニットは、前記三相線ハーネスを固定する取付台座部が前記取付部に並んで設けられ、該取付台座部は、前記フロアパネルの前記開口部に臨んで該フロアパネルよりも下方に突出しており、かつ、三相線のうち、最も車両の後端側に設けられた電線が前記取付部の後端部よりも前方に配されるように構成されていることが好ましい。本発明では、このように三相線ハーネスについても取付台座部に設けることで車両の衝突時においてフロアパネルの端部が移動したとしても、フロアパネルの端部が取付台座部に接触することで三相線ハーネスに接触することを抑制できるととともに、三相線ハーネスにフロアパネルが接触することを防止できる。かつ、前記三相線のうち、最も車両の後端側に設けられた電線が前記取付部の後端部よりも前方に配されるように構成されていることで、仮にフロアパネルの端部が取付台座部を越えて前方に移動してきたとしても取付部により三相線ハーネスに接触することを抑制できる。

本発明の好ましい実施形態としては、前記案内部は、前記開口部の車両後方側の開口縁に対向すると共に、前記電源ハーネスを前記開口部の前方斜め下方に案内することが挙げられる。

前記三相線ハーネスに内包された三相線の各電線は、車両の前後方向に列設されているように構成されていることが好ましい。このように列設することで、三相線のうち一つの電線のみが損傷することによりショートを防止することができる。

本発明の電動車両によれば、フロアパネルを高電圧ケーブルが貫通している場合に高電圧ケーブルが損傷しにくいという優れた効果を奏し得る。

本実施形態にかかる電動車両の模式的側面図である。本実施形態にかかる電動車両の一部底面図である。図２中のＸ−Ｘ’線における断面模式図である。本実施形態にかかる電動車両の後突時の状態を示す一部側面図である。本実施形態にかかる電動車両の後突時の状態を示す一部側面図である。

本発明の電動車両について、図１〜５を用いて説明する。

電動車両である電気自動車１では、フロアパネル２の車両前方側にバッテリー３が設けられている。バッテリー３は、フロアパネル２の下、即ち車室外に図示しないフレームに支持されて設けられている。このバッテリー３は、その内部に複数の電池が直列に接続されてなる。

フロアパネル２のバッテリー３よりも車両後方側には、フロアパネル２上、即ち車室内にインバータ（電装ユニット）４が設置されている。本実施形態においては、インバータ４がフロアパネル２の上、即ち車室内に設けられていることで、インバータ４の防水構造が不要である。このフロアパネル２のインバータ４よりも更に後方には、下方にモーター５が設けられている。即ち、本実施形態においては、フロアパネル２の上にインバータ４が設置されており、バッテリー３及びモーター５がフロアパネル２の下に設置されている。

バッテリー３とインバータ４との間には、バッテリー３とインバータ４とを接続するプラス線を内包する第１高電圧ハーネス１１と、バッテリー３とインバータ４とを接続するマイナス線を内包する第２高電圧ハーネス１２が設けられている。本発明では、第１高電圧ハーネス１１と第２高電圧ハーネス１２とをまとめて電源ハーネスともいう。電源ハーネスは、インバータ４からバッテリー３に向かって、即ち車両前方に向かって配索されている。

また、インバータ４とモーター５との間には、インバータ４とモーター５とを接続する三相線（Ｕ線、Ｖ線、Ｗ線）を内包する第３高電圧ハーネス１３（三相線ハーネス）が設けられている。第３高電圧ハーネス１３は、インバータ４からモーター５に向かって、即ち車両後方に向かって配索されている。本発明では、以下第１〜第３高電圧ハーネスをまとめて高電圧ハーネスともいう。

電気自動車１においては、バッテリー３からの電力はプラス線である第１高電圧ハーネス１１を介してインバータ４に入力され、入力された電流はインバータ４で直流から交流に変換され、三相線である第３高電圧ハーネス１３を介してモーター５に入力され、モーター５が駆動される。

ところで、フロアパネル２の上にインバータ４が設けられていると共に、フロアパネル２の下にバッテリー３及びモーター５が設けられているので、高電圧ハーネスは、フロアパネル２を貫通、即ちフロアパネル２に設けられた開口２１を貫通している。この高電圧ハーネスのフロアパネル２の貫通状態について、以下図２〜図３を用いて説明する。

インバータ４の筐体４１には、その底面に高電圧ハーネスが取り付けられる取付面４２が設けられている。取付面４２は、フロアパネル２の開口２１に臨んでフロアパネル下に露出している。取付面４２の周囲は、ウレタン樹脂からなるシール部４３で囲われており、このシール部４３の周縁とフロアパネルの開口２１の周縁が一致するようにインバータ４がフロアパネル２に配されている。このように開口２１がシール部４３によりシールされることでインバータ４の設置位置から車室内に水が浸入することが防止される。

取付面４２には、第１高電圧ハーネス１１を取り付ける第１取付部６が設けられている。第１取付部６は、車両前方側に第１高電圧ハーネス１１が固定される固定部６１が設けられている。

第１高電圧ハーネス１１について具体的に説明する。第１高電圧ハーネス１１は外装部１１１内にプラス線１１２が内包されている。外装部１１１の外周にはフランジ部１１３が設けられ、フランジ部１１３には、フランジ部ボルト孔１１４が設けられている。また、固定部には、車両前上側にプラス線１１２が差し込まれる開口部６２が設けられている。固定部６１の下端部にはボルト孔（図示せず）が設けられている。

第１高電圧ハーネス１１は、固定部６１に設けられた開口部６２にプラス線１１２を差し込んだ状態で、フランジ部１１３に設けられたフランジ部ボルト孔１１４とボルト孔とにボルト６３を挿入することで固定される。これにより、第１高電圧ハーネス１１は、インバータ４から車両前方に、即ちバッテリー３（図１参照）に向かって配索される。

第１取付部６には、車両後方側に、車両前下方に向かって傾斜する傾斜部（案内部）６４が設けられている。即ち、第１取付部６は、車両前方に固定部６１を有すると共に車両後方に傾斜部６４を有しているので、側面視において略三角形状となっている。そして、この三角形状となっている第１取付部６の下方に位置する頂点部にボルト６３が設けられている。

また、取付面４２には、第２高電圧ハーネス１２が第１高電圧ハーネス１１と同様に取り付けられている。即ち、取付面４２には、第２高電圧ハーネス１２を取り付ける第２取付部７が設けられており、第２高電圧ハーネス１２は、第１高電圧ハーネス１１と同様の構成であり、第２取付部７は、第１取付部６と同様の構成となっている。従って第２高電圧ハーネス１２も第２取付部７の固定部６１に固定されることで、車両前方に向かって配索される。

さらにまた、取付面４２には、第３高電圧ハーネス１３が取り付けられる第３取付部８が設けられている。第３取付部８は、底面視において略矩形状の第３開口部８１と、第３開口部８１の周囲に設けられた取付台座部８２とが設けられている。第３開口部８１の長手方向は車両の前後方向に一致し、短手方向は車両の幅方向に一致する。取付台座部８２には、第３高電圧ハーネス１３の外装部１３１に設けられた取付部１３２が図示しない固定部材により取り付けられる。取付台座部８２はフロアパネル２よりも床側に突出するように設けられている。

第３高電圧ハーネス１３の外装部１３１に内包された三相線は、第３開口部８１において車両の前後方向に列設されている。即ち、三相線のうち、Ｕ線１３３、Ｖ線１３４、Ｗ線１３５がこの順で車両前方から列設されている。この時、三相線のうち、最も車両の後方にあるＷ線１３５は、第１取付部６の後端部よりも前方に位置するように設けられている。

本実施形態では、高電圧ハーネスは、インバータ４の底面からフロアパネル２下を配索しており車室内を配索していないため、安全性が向上している。かつ、このようにフロアパネル２の下を配索していることから作業性がよい。さらに、本実施形態の構造によれば、以下に説明するように後方から車両が衝突された場合の安全性が高い。

図４、図５は、後方から車両が衝突された場合を示す模式図である。

図４に示すように、本実施形態では、後方から車両が追突された場合に、インバータ４よりも車両後方側のフロアパネル２が前方に移動する。ここでフロアパネル２が前方に移動したとしても、開口２１を構成するフロアパネル２の端部２５（開口縁）が第１取付部６の後方側に位置する傾斜部６４に接触することで、フロアパネル２の端部２５は車両前方下方に傾斜する傾斜部６４によりガイドされて下方へ向かって移動する。これにより、フロアパネル２の端部２５が第１高電圧ハーネス１１に接触することを抑制できるので電源ハーネスを損傷しにくい。この場合に、さらに固定部６１の下端側にボルト６３が設けられていることで、フロアパネル２の端部２５が傾斜部６４を乗り越えてきたとしてもボルト６３に接触することでさらに下方へ移動するので、よりフロアパネル２の端部２５が第１高電圧ハーネス１１に接触することをより確実に抑制できる。

さらに三相線についても、後方からの衝突により図５に示すように第３高電圧ハーネス１３に対向する位置のフロアパネル２の端部２５が前方に移動する。この場合に、フロアパネル２の端部２５が移動したとしても、フロアパネル２の端部２５はフロアパネル２よりも下方に突出している取付台座部８２の後端部に接触するので、第３高電圧ハーネス１３に直接フロアパネル２の端部２５が接触することを抑制できる。また、取付台座部８２の後端部よりもフロアパネル２の端部２５が前進したとしても、第１，第２取付部６、７の傾斜部６４が三相線に内包されたＵ線１３３、Ｖ線１３４、Ｗ線１３５のうち、最も後端側に配されたＷ線１３５よりも後方にあるので、フロアパネル２の端部２５は傾斜部６４にしたがって車両下方に移動する。従って、第３高電圧ハーネス１３にフロアパネル２の端部が接触することを抑制できる。したがって、第３高電圧ハーネス１３が損傷されることを抑制できる。

この場合に、仮に第３高電圧ハーネス１３にフロアパネル２の端部２５が接触したとしても、第３高電圧ハーネス１３に内包されたＵ線１３３、Ｖ線１３４、Ｗ線１３５は、それぞれ車両の前後方向に列設されているので、最も車両後側に配されたＷ線１３５のみがフロアパネル２の端部に接触することとなる。三相線のうち二本が断線するとショートしてしまうが、Ｗ線１３５のみがフロアパネル２の端部２５に接触することで仮に断線したとしてもショートは発生しないので、火花が発生することがなく安全性を向上させることができる。即ち、本実施形態のように三相線を車両の前後方向に対して列設することは車両の後突に対して非常に効果的である。

このように、本実施形態においては、バッテリー３及びモーター５を車室外に設置すると共にインバータ４を車室内に設置することができ、インバータ４の防水構造が不要であると共に、高電圧ハーネスが車室外に配索されることで安全性が高い。また、高電圧ハーネスが車室外に配索されると後方から衝突された場合の安全性が問題となることもあるが、本実施形態では、第１取付部６及び第２取付部７、並びに第３取付部８により各高電圧ハーネスを保護することができ、安全性が高い。

本実施形態では、車両の後方からの衝突時に対応する場合のインバータ４における高電圧ハーネスの取付構造について説明したが、車両の後方からの衝突に限定されない。車両の前方からの衝突や、側突に対応することも可能である。例えば、車両側突に備えて、インバータ４等の配置を変更すると共に第１取付部６の傾斜部６４の傾斜方向を右（もしくは左）下方として構成することも可能である。

また、本実施形態では、車両の前後方向にバッテリー３、インバータ４、モーター５が並んでいたが、これに限定されない。車両のレイアウトによってこれらの位置を変更してもよい。

本実施形態では、案内部として傾斜面からなる傾斜部６４を例示したが、これに限定されない。第１高電圧ハーネスを案内する案内部として機能するのであれば、他の形状であってもよい。

本実施形態では電動車両の例として電気自動車を示したが、これに限定されない。いわゆるハイブリッド車両でもよい。

本実施形態では電装ユニットの例としてインバータを示したが、これに限定されない。バッテリーとモーターとを接続する回路中に必要な他の電装ユニットでもよい。

１電気自動車
２フロアパネル
３バッテリー
４インバータ
５モーター
６第１取付部
７第２取付部
８第３取付部
１１第１高電圧ハーネス
１２第２高電圧ハーネス
１３第３高電圧ハーネス
２１開口
２５端部
４１筐体
４２取付面
４３シール部
６１固定部
６２開口部
６３ボルト
６４傾斜部
８１第３開口部
８２取付台座部
１１１外装部
１１２プラス線
１１３フランジ部
１１４フランジ部ボルト孔
１３１外装部
１３２取付部
１３３Ｕ線
１３４Ｖ線
１３５Ｗ線

Claims

車両のフロアパネルの下部に配置されるバッテリーと、
前記フロアパネルの上部に配置されると共に前記バッテリーから供給された電力を変換してモーターへ出力する電装ユニットと、
該電装ユニットと前記バッテリーとを接続する電源ハーネスと、
前記フロアパネルに設けられた開口部に前記電源ハーネスを通して、該電源ハーネスを前記電装ユニットに取り付ける取付部とを備え、
前記取付部は、前記開口部の開口縁に対向すると共に前記電源ハーネスを前記開口部の斜め下方に案内する案内部を有し、該案内部は、前記開口部の開口縁に対向する傾斜部を有することを特徴とする電動車両。
前記電源ハーネスを前記取付部に固定する固定部が、前記案内部の下端に設けられ、前記電源ハーネスに設けられたフランジ部が前記固定部にボルトで締結されていることを特徴とする請求項１記載の電動車両。
前記電装ユニットと、前記フロアパネルの下部に設けられた前記モーターとを接続する三相線ハーネスを備え、
前記電装ユニットは、前記三相線ハーネスを固定する取付台座部が前記取付部に並んで設けられ、該取付台座部は、前記フロアパネルの前記開口部に臨んで該フロアパネルよりも下方に突出しており、かつ、三相線のうち、最も車両の後端側に設けられた電線が前記取付部の後端部よりも前方に配されるように構成されている請求項１又は２記載の電動車両。
前記三相線ハーネスに内包された三相線の各電線は、車両の前後方向に列設されているように構成されていることを特徴とする請求項３記載の電動車両。
前記案内部は、前記開口部の車両後方側の開口縁に対向すると共に、前記電源ハーネスを前記開口部の前方斜め下方に案内することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電動車両。