(57)【要約】電気自動車は、複数の電気デバイス及び筐体を有するパワーコントロールユニット（１０）を備え、前記パワーコントロールユニットは、モータルーム内に配置され、前記筐体は、アッパケース（２３）と、ロアケース（２４）と、ヒートシンク筐体（２２）とを備え、前記ヒートシンク筐体は、ヒートシンク部（３６）を備え、前記ヒートシンク筐体（２２）の上側及び下側には、電気デバイスが配され、これら電気デバイスは、前記アッパケース及び前記ロアケースによって覆われ、前記ロアケース（２４）には、凹部（６０）が形成され、前記筐体の外部に配される電気デバイスと、前記アッパケースに覆われる前記電気デバイスと、の間を接続するケーブル（５０，５１）が、前記凹部を通って、前記ヒートシンク筐体（２２）の下面から前記アッパケース（２３）の内部に進入し、前記ケーブルが、前記アッパケースに覆われる前記電気デバイスに接続されている。
2013073318.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電気デバイス及び、これら電気デバイスを収納する筐体を有するパワーコントロールユニットを備え、
前記パワーコントロールユニットは、モータルーム内に配置され；
前記筐体は、相対的に上側に配置されるアッパケースと、下側に配置されるロアケースと、前記アッパケースと前記ロアケースとの間に固定され、前記筐体の上下方向略中間位置で前記筐体の外壁の一部を構成するヒートシンク筐体とを備え；
前記ヒートシンク筐体は、前記電気デバイスを冷却するためのヒートシンク部を備え；
前記ヒートシンク筐体の上側及び下側には、それぞれ電気デバイスが配され；
これら電気デバイスは、前記アッパケース及び前記ロアケースによってそれぞれ覆われ；
前記ロアケースには、前記筐体の内部側に向けて凹んで、前記ヒートシンク筐体の下面を下方に向けて露出させる凹部が形成され；
前記筐体の外部に配される電気デバイスと、前記アッパケースに覆われる前記電気デバイスと、の間を接続するケーブルが、前記凹部を通って、前記ヒートシンク筐体の下面から前記アッパケースの内部に進入し、前記ケーブルが、前記アッパケースに覆われる前記電気デバイスに接続されている；
ことを特徴とする電気自動車。
【請求項２】
バッテリは、車体の床下に配置され、
前記モータルームは車体前部に形成され、
前記凹部は、車体前後方向で後方に形成され、
前記ケーブルは、前記バッテリから延出し、前記モータルームの後方に配置されて車室と前記モータルームとを区画するダッシュパネルの形状に沿って配索され、前記アッパケースの内部に進入する、ことを特徴とする請求項１に記載の電気自動車。
【請求項３】
前記アッパケースに覆われる前記電気デバイスは、前記ケーブルを通して電力が供給され、前記電気デバイスから分岐して、前記ロアケースに覆われる前記電気デバイスに電力が分配されるように構成されている、ことを特徴とする請求項２に記載の電気自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車に関する。
本願は、２０１１年１１月１４日に日本国に出願された特願２０１１−２４８１６６号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
電気デバイスを一括して筐体内に収納し、ケーブル数の低減による低コスト化、及びスペース効率の向上を図るようにした電気自動車用のパワーコントロールユニットを、車両前部のモータルーム内に配置した電気自動車が従来から知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本国特開２００４−１８１９７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のようなパワーコントロールユニットの筐体は、多くの電気デバイスを収納するために比較的大きくなる一方で、モータ等の機器との接続を考慮すると、上記のようにモータが収納されるモータルーム内に配置することが好ましい。【０００５】
しかしながら、上記のようにパワーコントロールユニットをモータルーム内に配置すると、パワーコントロールユニットの筐体と周囲の機器や構造部材等とのクリアランスが狭くなり易く、衝突時に、上記筐体と構造部材等とが干渉し易くなる。そして、この場合には、筐体に接続されて筐体外部に露出するケーブル（高圧ケーブル等）が、筐体と上記構造部材等との間に挟まれ易くなって干渉してしまう虞がある。このため、衝突時の影響を抑制するケーブルの配策を講じる必要が生じる。【０００６】
そこで、本発明は、パワーコントロールユニットをモータルーム内に配置する場合において、パワーコントロールユニットの筐体に接続されるケーブルが、衝突時にパワーコントロールユニットの周囲の部材と干渉することを抑制し、ケーブルを効果的に保護することができる電気自動車の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題の解決手段として、本発明は以下を採用した。
（１）本発明の一態様に係る電気自動車は、複数の電気デバイス及び、これら電気デバイスを収納する筐体を有するパワーコントロールユニットを備え、前記パワーコントロールユニットは、モータルーム内に配置され、前記筐体は、相対的に上側に配置されるアッパケースと、下側に配置されるロアケースと、前記アッパケースと前記ロアケースとの間に固定され、前記筐体の上下方向略中間位置で前記筐体の外壁の一部を構成するヒートシンク筐体とを備え、前記ヒートシンク筐体は、前記電気デバイスを冷却するためのヒートシンク部を備え、前記ヒートシンク筐体の上側及び下側には、それぞれ電気デバイスが配され、これら電気デバイスは、前記アッパケース及び前記ロアケースによってそれぞれ覆われ、前記ロアケースには、前記筐体の内部側に向けて凹んで、前記ヒートシンク筐体の下面を下方に向けて露出させる凹部が形成され、前記筐体の外部に配される電気デバイスと、前記アッパケースに覆われる前記電気デバイスと、の間を接続するケーブルが、前記凹部を通って、前記ヒートシンク筐体の下面から前記アッパケースの内部に進入し、前記ケーブルが、前記アッパケースに覆われる前記電気デバイスに接続されている。【０００８】
（２）上記（１）の態様に係る電気自動車において、バッテリは、車体の床下に配置され、前記モータルームは、車体前部に形成され、前記凹部は、車体前後方向で後方に形成され、前記ケーブルは、前記バッテリから延出し、前記モータルームの後方に配置されて車室と前記モータルームとを区画するダッシュパネルの形状に沿って配索され、前記アッパケースの内部に進入する構成を採用してもよい。【０００９】
（３）上記（２）の態様に係る電気自動車において、前記アッパケースに覆われる前記電気デバイスは、前記ケーブルを通して電力が供給され、前記電気デバイスから分岐して、前記ロアケースに覆われる前記電気デバイスに電力が分配される構成を採用してもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の上記（１）の態様に係る電気自動車によれば、衝突等によってパワーコントロールユニットが移動した場合に、ケーブルが周囲の部材に接触する前に、パワーコントロールユニットの筐体を周囲の部材に接触させることで、ケーブルの周囲の部材との干渉を抑制することができ、ケーブルを効果的に保護することができる。【００１１】
本発明の上記（２）に係る電気自動車によれば、バッテリからパワーコントロールユニットまでのケーブルの短縮化を図ることができる。【００１２】
本発明の上記（３）に係る電気自動車によれば、電力供給に係るケーブルの数を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係るパワーコントロールユニットが搭載された電気自動車の車両前部の上面図である。
【図２】右後方から見た上記パワーコントロールユニットの斜視図である。
【図３】上記パワーコントロールユニットの後面図である。
【図４】右後方から見た上記パワーコントロールユニットの分解斜視図である。
【図５】上記パワーコントロールユニットの筐体一部であるロアケース及びヒートシンク筐体の下面図である。
【図６】上記パワーコントロールユニットの筐体一部であるアッパケース及びヒートシンク筐体の上面図である。
【図７】上記パワーコントロールユニット及びダッシュパネルの概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、以下で用いる図面において、矢印ＦＲは車両の前方を示し、矢印ＵＰは車両の上方を示し、矢印ＬＨは車両の左方を示している。
【００１５】
図１には、本発明の実施形態に係る電気自動車１の車両前部が示されている。この電気自動車１の車両前部には、左右の前輪２，２を覆う左フロントフェンダ３、右フロントフェンダ４が設けられている。左フロントフェンダ３及び右フロントフェンダ４は、それぞれの後部で車幅方向に延在するダッシュパネル５に連ならっている。左フロントフェンダ３、右フロントフェンダ４及びダッシュパネル５により、車両前部には、図示省略する駆動用のモータ等を収容するモータルーム６が形成されている。
【００１６】
モータルーム６は、ダッシュパネル５によって後方の車室と区画されている。なお、図１中の符号７は、左フロントフェンダ３と右フロントフェンダ４の前端部に連なるヘッドライト７，７を示している。ヘッドライト７，７の間には、図示省略するバンパが設けられる。また、左フロントフェンダ３及び右フロントフェンダ４には、それぞれ充電口８，８が形成され、この左右の各充電口８，８は、それぞれリッド９，９によって開閉可能に覆われる。また、図１中の符号Ｂは、電気自動車１の車室の床下に配置されたバッテリを示している。この電気自動車１では、充電口８，８からバッテリＢに電力を充電できるようになっている。なお、図１中ではバッテリＢの１ユニットのみを示しているが、この電気自動車１では床下に複数のバッテリが配置されている。
【００１７】
モータルーム６内の車幅方向略中央に、モータを主に制御するパワーコントロールユニット（以下、ＰＣＵ（Power Control Unit））１０が配置される。ＰＣＵ１０はバッテリＢから電力を供給される。ＰＣＵ１０は、上面視で概略矩形状を呈している。車両前後方向に対してＰＣＵ１０の前方には、ラジエータ１１が配置されている。ラジエータ１１は、モータとＰＣＵ１０を含むドライブトレインの冷却液と、図示しないバッテリの冷却液とを、走行風である外気と熱交換することにより冷却する。
【００１８】
また、図中符号１２は、ＰＣＵ１０を支持するユニット支持フレームを示している。ＰＣＵ１０はその長手方向を車幅方向に沿わせるように配置され、その左右側部をユニット支持フレーム１２に載置するようにしてユニット支持フレーム１２に支持されている。なお、この電気自動車１は右ハンドル仕様の車両であり、図中符号Ｈは車室に設けられたハンドルを示している。
【００１９】
図２〜図４を参照して、以下の説明を行う。ＰＣＵ１０は、複数の電気デバイスを収納する筐体２１を備える。この筐体２１内には、例えばバッテリからの電力を直流から交流に変換するインバータ、このインバータを制御する制御装置等の複数の電気デバイスが収納されている。筐体２１は、上側に配置されるアッパケース２３と、下側に配置されるロアケース２４と、を備え、アッパケース２３とロアケース２４との間に板状のヒートシンク筐体２２を取り付けて構成されている。ヒートシンク筐体２２は、筐体２１の上下方向中間位置に位置して、その外周部を外部に露出させて筐体２１の外壁一部を構成している。
【００２０】
ヒートシンク筐体２２は、アルミ合金等の熱伝導率の高い材料からなり、例えばダイキャスト等の成型によって形成されている。図４に示すように、ヒートシンク筐体２２の外周部には上下方向に貫通するボルト挿通孔３８・・・が複数形成されている。これらボルト挿通孔３８・・・に通されたボルトにより、ヒートシンク筐体２２と、アッパケース２３と、ロアケース２４と、が一体化される。
【００２１】
ヒートシンク筐体２２の上面には複数の電気デバイスが固定されている。ヒートシンク筐体２２の上面略中央領域には、図示省略するバッテリから供給される直流電流を３層交流に変換してモータに供給するスイッチングモジュール２５が設置されている。スイッチングモジュール２５の右側には、マイナス側コンタクタ２６及びプラス側コンタクタ２７が車幅方向に並んで設置されている。マイナス側コンタクタ２６及びプラス側コンタクタ２７は、その後方側に設置されたダイオード２８と電気的に接続され、比較的高電圧の急速充電用電源からの充電の際に、上記バッテリＢに急激に電流が流れないように、電気的な接続をオン又はオフするようにスイッチングする。
【００２２】
また、スイッチングモジュール２５が設置された領域に対向するヒートシンク筐体２２の下面には、説明便宜上二点鎖線で示すヒートシンク部３６が設けられている。このヒートシンク部３６によってスイッチングモジュール２５が冷却される。なお、ヒートシンク部３６は、例えば複数のフィンの集合や冷却水が流れるウォータジャケット等で構成される。
【００２３】
一方、ロアケース２４は、図示省略する降圧型のＤＣ−ＤＣコンバータ（以下、ダウンコンバータ）及びチャージャーを収納した状態で、ヒートシンク筐体２２の下面に結合される。ダウンコンバータは、バッテリＢからの電力を降圧するデバイスである。また、チャージャーは、家庭用電源からの充電を可能とするデバイスであり、ＡＣ／ＤＣコンバータ等を含んで構成されている。
【００２４】
図３を参照し、ロアケース２４は、天板部と、天板部の外周縁から下方に延在する側壁部と、からなるロアケース本体２４Ａと、ロアケース２４Ａの側壁部を下方から覆う底部カバー部材２４Ｂと、を備えている。図５は底部カバー部材２４Ｂを取り外した状態を示し、ロアケース本体２４Ａの内部側には、上記ダウンコンバータ及びチャージャーを収納するスペースが形成されている。
【００２５】
次に、図２〜図４を参照して、以下の説明を行う。アッパケース２３は、ヒートシンク筐体２２と結合することでヒートシンク筐体２２の上面に設置された上記各種電気デバイスの収納スペースを形成するように構成され、上記各種電気デバイスを上方から覆っている。アッパケース２３は、下部外周縁をヒートシンク筐体２２の外周部に結合して上方に立ち上がり、アッパケース２３において側壁を構成するアッパケース本体２３Ａと、アッパケース本体２３Ａの上部に取り付けられて、アッパケース２３において上壁一部を構成する第１〜第３のリッド４１〜４３と、を備えている。
【００２６】
本実施形態においてアッパケース本体２３Ａには、メンテナンス用の第１〜第３の開口４４〜４６が形成されている。各開口４４〜４６には、上記第１〜第３のリッド４１〜４３が着脱可能に取り付けられている。これらリッド４１〜４３を取り外すことで内部の電気デバイスのメンテナンスが可能になっている。
【００２７】
アッパケース２３によって覆われる上記スイッチングモジュール２５は、上記バッテリＢに電気的に接続されている。ＰＣＵ１０の後部には、図２、図３に示すように、スイッチングモジュール２５とバッテリＢとを電気的に接続するためのプラス側高圧ケーブル５０及びマイナス側高圧ケーブル５１が接続されている。図５に示すように、ロアケース２４の後部の車幅方向略中央の部位には、内部側に向けて凹んで、ヒートシンク筐体２２の下面を下方に向けて露出させる凹部６０が形成されている。プラス側高圧ケーブル５０及びマイナス側高圧ケーブル５１は、下方からこの凹部６０を通されている。
【００２８】
図６は、アッパケース２３とヒートシンク筐体２２の上面図である。図６に示されるように、ヒートシンク筐体２２において凹部６０の上方に位置する部位には、一対の貫通孔６１，６１が形成されている。プラス側高圧ケーブル５０及びマイナス側高圧ケーブル５１は、これら貫通孔６１，６１からアッパケース２３の内部に進入し、スイッチングモジュール２５に接続されるようになっている。
【００２９】
図７を参照して、以下の説明を行う。本実施形態において、ダッシュパネル５は、車両後方から斜め前上方に延び、ＰＣＵ１０の後下方の位置で、上方に向けて延びて、モータルーム６を区画している。プラス側高圧ケーブル５０及びマイナス側高圧ケーブル５１は、床下のバッテリＢからダッシュパネル５の形状に沿って配索され、上述のようにアッパケース２３の内部に進入している。また、本実施形態では、上記プラス側高圧ケーブル５０及びマイナス側高圧ケーブル５１に加えてスイッチングモジュール２５に、図示しない電力線が更に接続されている。この電力線からロアケース２４内の上記ダウンコンバータに電力が分配されるように構成されている。この電力線は、ヒートシンク筐体２２に設けられる図示しない貫通孔を通されて、上記ダウンコンバータに接続される。
【００３０】
以上に記載したように、本実施形態の電気自動車１では、ＰＣＵ１０の筐体２１が、上側に配置されるアッパケース２３と、下側に配置されるロアケース２４と、アッパケース２３とロアケース２４との間に固定され、上下方向略中間位置で筐体の外壁一部を構成するヒートシンク筐体２２と、を備え、ヒートシンク筐体２２が電気デバイスを冷却するためのヒートシンク部３６を備えている。ヒートシンク筐体２２の上側及び下側には、それぞれ電気デバイス（上側にスイッチングモジュール２５、下側にダウンコンバータ及びチャージャー）が配され、これら電気デバイスが、アッパケース２３及びロアケース２４によってそれぞれ覆われている。
そしてロアケース２４には、内部側に向けて凹んで、ヒートシンク筐体２２の下面を下方に向けて露出させる凹部６０が形成され、バッテリＢとアッパケース２３に覆われる電気デバイス（スイッチングモジュール２５）と、を接続するプラス側高圧ケーブル５０及びマイナス側高圧ケーブル５１が、凹部６０を通って、ヒートシンク筐体２２の下面からアッパケース２３の内部に進入し、これらプラス側高圧ケーブル５０及びマイナス側高圧ケーブル５１が、アッパケース２３に覆われるスイッチングモジュール２５に接続されている。
【００３１】
このような電気自動車１では、図７に示されるように、衝突等によってＰＣＵ１０が移動した場合に（図中二点鎖線は、ＰＣＵ１０がダッシュパネル５に近づいた様子を示している）、プラス側高圧ケーブル５０及びマイナス側高圧ケーブル５１がダッシュパネル５に接触する前に、ヒートシンク筐体２２或いはロアケース２４の後端部をダッシュパネル５に接触させることで、プラス側高圧ケーブル５０及びマイナス側高圧ケーブル５１のダッシュパネル５との干渉を抑制することができ、効果的に保護することができる。
【００３２】
また、本実施形態では、バッテリＢが車両の床下に配置され、モータルーム６が車両前部に形成され、凹部６０は、車両前後方向で後方に形成され、プラス側高圧ケーブル５０及びマイナス側高圧ケーブル５１が、バッテリＢから延出し、モータルーム６の後方に配置されて車室とモータルーム６とを区画するダッシュパネル５の形状に沿って配索され、アッパケース２３の内部に進入する。このような構成では、バッテリＢからＰＣＵ１０までのプラス側高圧ケーブル５０及びマイナス側高圧ケーブル５１の短縮化を図ることができる。
【００３３】
また、本実施形態では、スイッチングモジュール２５がプラス側高圧ケーブル５０及びマイナス側高圧ケーブル５１を通して電力を供給され、スイッチングモジュール２５から分岐して、ロアケース２４に覆われるダウンコンバータに電力が分配されるように構成されている。このような構成では、電力供給に係るケーブルの数を抑制することができる。
【００３４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態にのみ限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１  電気自動車
５  ダッシュパネル
６  モータルーム
１０  パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）
２１  筐体
２２  ヒートシンク筐体
２３  アッパケース
２４  ロアケース
３６  ヒートシンク部
５０  プラス側高圧ケーブル（ケーブル）
５１  マイナス側高圧ケーブル（ケーブル）
６０  凹部
Ｂ  バッテリ
【図１】
2013073318.tif 000003
【図２】
2013073318.tif 000004
【図３】
2013073318.tif 000005
【図４】
2013073318.tif 000006
【図５】
2013073318.tif 000007
【図６】
2013073318.tif 000008
【図７】
2013073318.tif 000009
【国際調査報告】
2013073318.tif 000010
2013073318.tif 000011
2013073318.tif 000012
2013073318.tif 000013