(57)【要約】  電動車両（１０）の電動機制御部（１２）は、周辺部品（６４）又は車両構成要素よりも高い剛性を有し且つ電動車両（１０）の前後方向に沿って配置された板状部材（６２）の第１主面（１３０）及びこれと対向する第２主面（１３２）の少なくとも一方に配置される。蓄電装置（１６）は、前後方向において板状部材（６２）よりも車室（１５０）側に配置されて、電動機制御部（１２）と電線（１５４）によって接続される。さらに、電動機制御部（１２）は、低圧回路部（１６６）及び高圧回路部（１６２）を備える。高圧回路部（１６２）は、前後方向において低圧回路部（１６６）よりも車室（１５０）側に配置される。
2013080736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両（１０、１０Ａ）を駆動する電動機（１４）と、
前記電動機（１４）に対して電力を供給する蓄電装置（１６）と、
前記蓄電装置（１６）から前記電動機（１４）への供給電力を用いて前記電動機（１４）を制御する電動機制御部（１２）と、
前記電動機制御部（１２）の周囲に配置された周辺部品（６４、６６、６７、６８、１８０、１８２）又は前記車両（１０、１０Ａ）を構成する車両構成要素と
を備える電動車両（１０、１０Ａ）であって、
前記電動機制御部（１２）は、前記周辺部品（６４、６６、６７、６８、１８０、１８２）又は前記車両構成要素よりも高い剛性を有し且つ前記電動車両（１０、１０Ａ）の前後方向に沿って配置された板状部材（６２）の第１主面（１３０）及び前記第１主面（１３０）と対向する第２主面（１３２）の少なくとも一方に配置され、
前記蓄電装置（１６）は、前記電動車両（１０、１０Ａ）の前後方向において前記板状部材（６２）よりも車室（１５０）側に配置されて、前記電動機制御部（１２）と電線（１５４）によって接続され、
さらに、前記電動機制御部（１２）は、相対的に低い所定の電圧が印加される低圧回路部（１６６）と、前記低圧回路部（１６６）よりも相対的に高い電圧が印加される高圧回路部（１６２）とを備え、
前記高圧回路部（１６２）は、前記電動車両（１０、１０Ａ）の前後方向において前記低圧回路部（１６６）よりも前記車室（１５０）側に配置されている
ことを特徴とする電動車両（１０、１０Ａ）。
【請求項２】
請求項１記載の電動車両（１０、１０Ａ）において、
前記高圧回路部（１６２）は、前記板状部材（６２）の前記第１主面（１３０）又は前記第２主面（１３２）において最も前記車室（１５０）側に配置された高圧端子（４４）を備え、
前記電線（１５４）は、前記蓄電装置（１６）と前記高圧回路部（１６２）の前記高圧端子（４４）とに接続されている
ことを特徴とする電動車両（１０、１０Ａ）。
【請求項３】
請求項１又は２記載の電動車両（１０、１０Ａ）において、
前記高圧回路部（１６２）は、前記蓄電装置（１６）からの直流電圧を交流電圧に変換するインバータ（３０）と、前記蓄電装置（１６）からの直流電圧の昇圧又は降圧を行う第１コンバータ（３８）又は外部電源（１１０）から供給される交流電圧を直流電圧に変換する第２コンバータ（３４）の少なくとも一方とを備え、
前記板状部材（６２）の前記第１主面（１３０）又は前記第２主面（１３２）の一方に前記インバータ（３０）が配置されると共に、前記第１主面（１３０）又は前記第２主面（１３２）の他方に前記第１コンバータ（３８）又は前記第２コンバータ（３４）の少なくとも一方が配置される
ことを特徴とする電動車両（１０、１０Ａ）。
【請求項４】
請求項３記載の電動車両（１０、１０Ａ）において、
前記電線（１５４）は、前記蓄電装置（１６）と前記高圧回路部（１６２）の高圧端子（４４）とに接続され、
前記高圧回路部（１６２）は、前記高圧端子（４４）と、前記インバータ（３０）、前記第１コンバータ（３８）又は前記第２コンバータ（３４）とを接続する高圧バスバー（１６０）を備える
ことを特徴とする電動車両（１０、１０Ａ）。
【請求項５】
請求項３又は４記載の電動車両（１０、１０Ａ）において、
前記低圧回路部（１６６）は、前記インバータ（３０）、前記第１コンバータ（３８）又は前記第２コンバータ（３４）を動作させるための信号を供給する通信線（１６４）を備える
ことを特徴とする電動車両（１０、１０Ａ）。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれか１項に記載の電動車両（１０、１０Ａ）において、
前記高圧回路部（１６２）は、前記インバータ（３０）から前記電動機（１４）へ交流電圧を供給する供給ラインに設けられた電流センサ（４６）を備え、
前記低圧回路部（１６６）は、前記電流センサ（４６）を制御する通信線（１６４）を備える
ことを特徴とする電動車両（１０、１０Ａ）。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の電動車両（１０、１０Ａ）において、
前記高圧回路部（１６２）は、充電用コネクタ（４２）と前記蓄電装置（１６）との間に設けられたコンタクタ（４０）を備え、
前記低圧回路部（１６６）は、前記コンタクタ（４０）を制御する通信線（１６４）を備える
ことを特徴とする電動車両（１０、１０Ａ）。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の電動車両（１０、１０Ａ）において、
前記板状部材（６２）は、冷媒が流通する冷媒通路（１４２）を有する冷却プレート（７２）である
ことを特徴とする電動車両（１０、１０Ａ）。
【請求項９】
請求項８記載の電動車両（１０、１０Ａ）において、
前記電動車両（１０、１０Ａ）は、前記冷媒のラジエータ（６４）又は前記ラジエータ（６４）を支持するラジエータ支持フレーム（６８）を前記周辺部品として備える
ことを特徴とする電動車両（１０、１０Ａ）。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の電動車両（１０、１０Ａ）において、
前記電動車両（１０、１０Ａ）は、フロントバンパメンバ（６７）又はリアバンパメンバ（１８２）を前記車両構成要素として備える
ことを特徴とする電動車両（１０、１０Ａ）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両を駆動する電動機を制御する電動機制御部を備える電動車両に関する。より詳しくは、この発明は、前記電動車両の前方又は後方から衝撃力が加わった際に前記電動機制御部の保護をすることが可能な電動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動車両の衝突時に、電動機制御部を保護するための技術が提案されている｛米国特許出願公開第２０１０／０２８３３３７号公報（以下「ＵＳ ２０１０／０２８３３３７ Ａ１」という。）｝。ＵＳ ２０１０／０２８３３３７ Ａ１では、外部からの衝撃に対してパワー制御ユニットが適切に保護される車両用駆動装置を提供することを課題としている（要約、［０００８］）。【０００３】
この課題を解決するため、ＵＳ ２０１０／０２８３３３７ Ａ１における車両用駆動装置２０は、駆動力を発生するモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２と、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２と一体に設けられ、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の制御を行うパワー制御ユニット（ＰＣＵ）２１とを備える（［００２７］）。ＰＣＵ２１は、相対的に小さい電圧が印加する低電圧回路部７１と、低電圧回路部７１よりも車両後方に配置され、相対的に大きい電圧が印加する高電圧回路部７５と、車両前後方向において低電圧回路部７１と高電圧回路部７５との間に配置され、高電圧回路部７５を冷却する冷却プレート７２とを含む（要約、［００５５］、［００５７］〜［００５９］、図４）。【０００４】
ＵＳ ２０１０／０２８３３３７ Ａ１では、車両前方から車両用駆動装置２０に衝撃が加わった場合に、その衝撃を低電圧回路部７１で吸収すると共に、冷却プレート７２を利用して高電圧回路部７５の車両前方の強度を向上させる。これにより、高電圧が印加する高電圧回路部７５に到達する衝撃を緩和し、ＰＣＵ２１を適切に保護することを企図している（［００１０］、［００６４］）。なお、高電圧回路部７５の後方には、ウォータジャケット７４、ＭＧ２／インバータケース６４の一部（図４においてウォータジャケット７４の右側の壁部）及びモータジェネレータＭＧ２が配置される（図４〜図６）。
【発明の概要】
【０００５】
上記のように、ＵＳ ２０１０／０２８３３３７ Ａ１では、低電圧回路部７１と冷却プレート７２を用いて高電圧回路部７５を保護する構成を有している。しかしながら、ＵＳ ２０１０／０２８３３３７ Ａ１では、低電圧回路部７１によって高電圧回路部７５を保護するという発想に立っているため、低電圧回路部７１を保護することができない。
【０００６】
また、ＵＳ ２０１０／０２８３３３７ Ａ１では、高電圧回路部７５は、車両の前後方向において、冷却プレート７２と、ウォータジャケット７４、ＭＧ２／インバータケース６４の一部及びモータジェネレータＭＧ２との間で挟まれた構造となっている。このため、車両前方から車両用駆動装置２０に衝撃に加わった場合、高電圧回路部７５は、これらの部品（すなわち、冷却プレート７２、ウォータジャケット７４、ＭＧ２／インバータケース６４の一部及びモータジェネレータＭＧ２）に挟まれて損傷する可能性も考えられる。
【０００７】
さらに、ＵＳ ２０１０／０２８３３３７ Ａ１では、高電圧回路部７５は、冷却プレート７２の冷却面のうち車両後方側の面にしか配置されず、車両前方側の面には配置されない。このため、冷却プレート７２が大型化してしまうおそれもある。
【０００８】
この発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、前後方向から衝撃が加わった際の電動機制御部の保護を改善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。
【０００９】
この発明に係る電動車両は、車両を駆動する電動機と、前記電動機に対して電力を供給する蓄電装置と、前記蓄電装置から前記電動機への供給電力を用いて前記電動機を制御する電動機制御部と、前記電動機制御部の周囲に配置された周辺部品又は前記車両を構成する車両構成要素とを備えるものであって、前記電動機制御部は、前記周辺部品又は前記車両構成要素よりも高い剛性を有し且つ前記電動車両の前後方向に沿って配置された板状部材の第１主面及び前記第１主面と対向する第２主面の少なくとも一方に配置され、前記蓄電装置は、前記電動車両の前後方向において前記板状部材よりも車室側に配置されて、前記電動機制御部と電線によって接続されていることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、板状部材は、周辺部品又は車両構成要素よりも高い剛性を有し且つ電動車両の前後方向に沿って配置される。このため、車両の前後方向において車室に向かって衝撃力が加わることで周辺部品又は車両構成要素が板状部材を圧迫した場合、板状部材が車両の前後方向に潰れることが抑制される。従って、板状部材の第１主面及び第２主面の少なくとも一方に配置された電動機制御部の損傷を抑制することが可能となる。そして、板状部材の第１主面及び第２主面の両方に電動機制御部を配置した場合、第１主面及び第２主面いずれにおいても電動機制御部の損傷を抑制することが可能となる。
【００１１】
また、この発明によれば、電動機制御部は板状部材の第１主面及び第２主面の少なくとも一方に配置されている。このため、車両の衝突時に板状部材が周辺部品又は車両構成要素により圧迫されて、車両の前後方向にスライドするように動いた際にも、電動機制御部が周辺部品又は車両構成要素との間で圧迫されることを抑制することが可能となる。
【００１２】
さらに、この発明によれば、電動機制御部を板状部材の第１主面及び第２主面の両方に配置した場合、電動機制御部を第１主面及び第２主面の一方に配置した場合と比べて、板状部材の大型化を抑制可能となる。
【００１３】
さらにまた、この発明によれば、蓄電装置は、車両の前後方向において板状部材よりも車室側に配置されて、電動機制御部と電線によって接続されている。このため、車両の衝突時に、周辺部品又は車両構成要素が板状部材を車室に向かって圧迫した場合、電線は、蓄電装置に近づくように、換言すると、電線が縮む方向に変位する。従って、蓄電装置と電動機制御部とを接続する電線が引き伸ばされて損傷することを抑制できる。
【００１４】
前記電動機制御部は、相対的に低い所定の電圧が印加される低圧回路部と、前記低圧回路部よりも相対的に高い電圧が印加される高圧回路部とを備え、前記高圧回路部は、前記車両の前後方向において前記低圧回路部よりも前記車室側に配置されてもよい。これにより、車両の衝突時に、周辺部品又は車両構成要素が板状部材を車室に向かって圧迫した場合、高圧回路部より先に低圧回路部が衝撃を受けることとなる。従って、高圧回路部の損傷をさらに効果的に抑制することが可能となる。
【００１５】
また、上記構成によれば、高圧回路部は、車両の前後方向において低圧回路部よりも車室側に配置される。このため、高圧回路部及び低圧回路部を板状部材の第１主面又は第２主面において、車両の前後方向で領域を分けて配置することが可能となる。従って、高圧回路部及び低圧回路部が板状部材の同じ主面上に配置される場合であっても、低圧回路部に対する高圧回路部の接近を比較的避けることが可能となる。その結果、低圧回路部が高圧回路部から受けるノイズを抑制することが可能となり、電動機制御部における低圧回路部の誤動作を抑制することができる。
【００１６】
前記高圧回路部は、前記板状部材の前記第１主面又は前記第２主面において最も前記車室側に配置された高圧端子を備え、前記電線は、前記蓄電装置と前記高圧回路部の前記高圧端子とに接続されてもよい。これにより、車両の衝突時に、周辺部品又は車両構成要素が板状部材を車室に向かって圧迫した場合、高圧端子及び電線よりも先にその他の部品が衝撃を受けることとなる。従って、高圧端子及び電線の損傷をさらに効果的に抑制可能となる。加えて、蓄電装置と電動機制御部とを接続する電線の長さを比較的短くすることが可能となるため、電線における電力損失を低減可能となる。
【００１７】
前記高圧回路部は、前記蓄電装置からの直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、前記蓄電装置からの直流電圧の昇圧又は降圧を行う第１コンバータ又は外部電源から供給される交流電圧を直流電圧に変換する第２コンバータの少なくとも一方とを備え、前記板状部材の前記第１主面又は前記第２主面の一方に前記インバータが配置されると共に、前記第１主面又は前記第２主面の他方に前記第１コンバータ又は前記第２コンバータの少なくとも一方が配置されてもよい。これにより、いずれも高圧回路であるインバータと第１コンバータ又は第２コンバータとを板状部材の相互に異なる面に配置可能となる。このため、発熱体となるインバータと第１コンバータ又は第２コンバータとを冷却しつつ、板状部材の大型化を抑制することが可能となる。
【００１８】
前記電線が、前記蓄電装置と前記高圧回路部の高圧端子とに接続されている場合、前記高圧回路部は、前記高圧端子と、前記インバータ、前記第１コンバータ又は前記第２コンバータとを接続する高圧バスバーを備えてもよい。
【００１９】
前記低圧回路部は、前記インバータ、前記第１コンバータ又は前記第２コンバータを動作させるための信号を供給する通信線を備えてもよい。前記高圧回路部は、前記インバータから前記電動機へ交流電圧を供給する供給ラインに設けられた電流センサを備え、前記低圧回路部は、前記電流センサを制御する通信線を備えてもよい。また、前記高圧回路部は、充電用コネクタと前記蓄電装置との間に設けられたコンタクタを備え、前記低圧回路部は、前記コンタクタを制御する通信線を備えてもよい。
【００２０】
前記板状部材は、例えば、冷媒が流通する冷媒通路を有する冷却プレートとしてもよい。
【００２１】
前記周辺部品は、前記冷媒のラジエータ又は前記ラジエータを支持するラジエータ支持フレームを備えてもよい。前記車両構成要素は、例えば、フロントバンパメンバ又はリアバンパメンバを備えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の一実施形態に係る電動車両の電力系、冷却系及びこれらの関連部位についての概略全体構成図である。
【図２】前記電動車両に搭載されたパワーコントロールユニット（以下「ＰＣＵ」という。）の部分的な構成及び位置関係を簡略的に示す斜視断面図である。
【図３】前記電動車両における前記ＰＣＵ及びこれに関連する構成要素の配置を簡略的に示す側面図である。
【図４】冷却部の上側の主面（以下「上面」という。）側における各構成要素のより具体的な配置及び配線を示す平面図である。
【図５】前記冷却部の下側の主面（以下「下面」という。）側における各構成要素のより具体的な配置を上下を反転させて示す底面図である。
【図６】図６Ａは、前記電動車両が前方衝突した際のラジエータの動きを示す図であり、図６Ｂは、前記電動車両の前方衝突に伴って前記ラジエータが前記ＰＣＵと接触した様子を示す図である。
【図７】変形例に係る電動車両における前記ＰＣＵ及びこれに関連する構成要素の配置を簡略的に示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
Ａ．一実施形態
１．全体的な構成の説明
［１−１．全体構成］
図１は、この発明の一実施形態に係る電動車両１０（以下「車両１０」ともいう。）の電力系１００、冷却系２００及びこれらの関連部位についての概略全体構成図である。図２は、車両１０に搭載された電動機制御部としてのパワーコントロールユニット１２（以下「ＰＣＵ１２」という。）の部分的な構成及び位置関係を簡略的に示す斜視断面図である。
【００２４】
図１に示すように、車両１０の電力系１００は、前記ＰＣＵ１２と、電動機としての走行モータ１４（以下「モータ１４」という。）と、蓄電装置としての高圧バッテリ１６（以下「バッテリ１６」ともいう。）と、１２ボルト系１８と、通常充電用接続部２０と、急速充電用接続部２２とを有する。
【００２５】
ＰＣＵ１２は、インバータ３０と、モータ電子制御装置３２（以下「モータＥＣＵ３２」という。）と、チャージャ３４（第２コンバータ）と、通常充電コネクタ３６と、降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータ３８（第１コンバータ）と、コンタクタ４０と、急速充電コネクタ４２と、バッテリ側コネクタ４４（高圧端子）と、電流センサ４６と、貫通端子台４８（図２等）と、低圧カプラ４９とを有する。インバータ３０とモータＥＣＵ３２を合わせてパワーモジュール５０という。図２に示すように、ＰＣＵ１２は、上側部材５４及び下側部材５６からなる筐体５２により覆われている。
【００２６】
図１に示すように、車両１０の冷却系２００は、冷媒ポンプ６０、冷却プレート６２（板状部材）及びラジエータ６４（周辺部品又は車両構成要素）を有する。このうち冷却プレート６２は、ＰＣＵ１２の一部を構成し、筐体５２内に配置されている（図２）。
【００２７】
電力系１００及び冷却系２００は、統合電子制御装置７０（以下「統合ＥＣＵ７０」という。）（図１）により制御される。統合ＥＣＵ７０は、車両１０全体を制御する。
【００２８】
なお、図１では、各構成要素の位置関係を示していないことに留意されたい（ＰＣＵ１２の各構成要素の配置は図２〜図５を参照して説明する。）。
【００２９】
［１−２．駆動系］
モータ１４は、３相交流ブラシレス式であり、インバータ３０を介してバッテリ１６から供給される電力に基づいて車両１０の駆動力Ｆ［Ｎ］（又はトルク［Ｎ・ｍ］）を生成する。また、モータ１４は、回生を行うことで生成した電力（回生電力Ｐｒｅｇ）［Ｗ］をバッテリ１６に出力することでバッテリ１６を充電する。回生電力Ｐｒｅｇは、１２ボルト系１８又は図示しない補機に対して出力してもよい。
【００３０】
インバータ３０は、３相ブリッジ型の構成とされて、直流／交流変換を行い、直流を３相の交流に変換してモータ１４に供給する一方、回生動作に伴う交流／直流変換後の直流をバッテリ１６に供給する。
【００３１】
モータ１４及びインバータ３０は、車両１０の走行中（力行及び回生を含む。特に区別した場合を除き、以下同じ。）に作動するものである。
【００３２】
バッテリ１６は、複数のバッテリセルを含む蓄電装置（エネルギストレージ）であり、例えば、リチウムイオン２次電池、ニッケル水素２次電池又はキャパシタ等を利用することができる。本実施形態ではリチウムイオン２次電池を利用している。バッテリ１６は、筐体５２（図２）の内外を接続するバッテリ側コネクタ４４（図１）を介してＰＣＵ１２の第１電力線８０に接続されている。
【００３３】
モータＥＣＵ３２は、統合ＥＣＵ７０からの指令、電流センサ４６等の各種センサからの出力に基づいてインバータ３０を制御することにより、モータ１４の出力（推進動力）を制御する。なお、図１では、モータＥＣＵ３２と各部の通信線を省略している。
【００３４】
［１−３．ＤＣ／ＤＣコンバータ３８及び１２ボルト系１８］
ＤＣ／ＤＣコンバータ３８は、統合ＥＣＵ７０からの指令に基づいて、高電圧用の第１電力線８０における高電圧を降圧して１２ボルト系１８に出力する。
【００３５】
１２ボルト系１８は、１２Ｖバッテリ９０と、１２Ｖ負荷９２（補機）とを有する。１２ボルト系１８の各構成要素は、車両１０の走行中及びバッテリ１６の外部充電中のいずれも作動可能である。
【００３６】
［１−４．外部充電系］
図１に示すように、チャージャ３４は、通常充電コネクタ３６に接続された通常充電用接続部２０及び低電圧用の第２電力線１２０を介して車両１０外部の通常充電用電源１１０（外部電源）に接続される。そして、通常充電用電源１１０からの交流電圧（例えば、１２０Ｖ）を直流電圧に変換及び昇圧して高電圧用の第１電力線８０に出力する。
【００３７】
図１に示すように、コンタクタ４０は、急速充電コネクタ４２に接続された急速充電用接続部２２及び高電圧用の第３電力線１２２を介して車両１０外部の急速充電用電源１１２に接続される。そして、急速充電用電源１１２からの出力電圧（例えば、２４０Ｖ）を高電圧用の第１電力線８０に供給する。
【００３８】
［１−５．冷却系２００］
上記のように、冷却系２００は、冷媒ポンプ６０、冷却プレート６２及びラジエータ６４を有する。冷却プレート６２は、いわゆるヒートシンクであり、その第１冷却面（第１主面としての上面１３０）と第２冷却面（第２主面としての下面１３２）それぞれにおいて各回路部品（チャージャ３４、ＤＣ／ＤＣコンバータ３８、パワーモジュール５０等）が配置された状態で、その内部に冷媒（図示せず）を通過させることにより、各回路部品を冷却する。
【００３９】
図２に示すように、冷却プレート６２は、その内部に冷却フィン１４０及び冷媒通路１４２を有する。冷媒ポンプ６０により、冷媒通路１４２の内部を冷媒が流通する（図２参照）。冷却プレート６２は、例えば、アルミニウム製であり、周囲の部品（ラジエータ６４、フロントメンバ６６等）よりも高い剛性を有する。
【００４０】
［１−６．統合ＥＣＵ７０］
統合ＥＣＵ７０は、車両１０の全体を管理するものであり、本実施形態では、例えば、モータＥＣＵ３２、チャージャ３４、ＤＣ／ＤＣコンバータ３８、コンタクタ４０、及び冷却系２００の冷媒ポンプ６０を、低圧カプラ４９及び通信線１４４（信号線）を介して制御する。
【００４１】
２．各構成要素の配置
［２−１．車両１０におけるＰＣＵ１２の配置］
図３は、車両１０におけるＰＣＵ１２及びこれに関連する構成要素の配置を簡略的に示す側面図である。図３に示すように、本実施形態におけるＰＣＵ１２は、車室１５０よりも前側に配置されている。ＰＣＵ１２よりもさらに前側には、ラジエータ６４が配置されている。さらに、ラジエータ６４の前側には、フロントメンバ６６が配置されている。フロントメンバ６６は、フロントバンパメンバ６７及びラジエータ支持フレーム６８を含む。また、ＰＣＵ１２の下方にはモータ１４が配置され、第１高圧直流ケーブル１５２（以下「第１ケーブル１５２」という。）を介してＰＣＵ１２とモータ１４が接続されている。
【００４２】
さらに、車室１５０の下側（図示しない前席シート及び後席シートの下側）にはバッテリ１６が配置され、電線としての第２高圧直流ケーブル１５４（以下「第２ケーブル１５４」という。）を介してＰＣＵ１２とバッテリ１６が接続されている。図３にも示すように、第１ケーブル１５２及び第２ケーブル１５４は、撓みを生じさせた状態で配設されている。
【００４３】
ＰＣＵ１２の冷却プレート６２は、車両１０の前後方向（図３中、横方向）に沿って配置されている。より具体的には、上面１３０が上方（図３中、上側）を向き且つ下面１３２が下方（図３中、下側）を向くように車両１０の前後方向に沿って（すなわち、水平方向に）配置されている。また、冷却プレート６２の上面１３０には、上側回路部品群１５６が配置され、下面１３２には、下側回路部品群１５８が配置されている。上側回路部品群１５６及び下側回路部品群１５８は、上述した電力系１００を構成する各回路部品を含む（詳細は後述する。）。なお、図３において、筐体５２は図示を省略している。
【００４４】
本実施形態では、ＰＣＵ１２及びこれに関連する構成要素を上記のように配置することにより、種々の効果を奏することが可能となる（詳細は後述する。）。
【００４５】
［２−２．上側回路部品群１５６及び下側回路部品群１５８の構成及び配置］
図４は、冷却プレート６２の上面１３０側における各構成要素のより具体的な配置及び配線を示す平面図である。図５は、冷却プレート６２の下面１３２側における各構成要素のより具体的な配置を上下を反転させて示す底面図である。図４及び図５における「前」、「後」、「左」、「右」は、車両１０の進行方向に向かったとき（運転者の視点を基準としたとき）の方向を示す。なお、図５において上下を反転しているのは、各構成要素の位置関係の理解を容易化するためである。換言すると、図５では、筐体５２の平面側から見た場合の配置を示しており、平面側から見たとき、図４及び図５における各構成要素の前後左右の位置は一致することに留意されたい。
【００４６】
図４に示すように、冷却プレート６２の上面１３０には、コンタクタ４０、急速充電コネクタ４２、電流センサ４６、低圧カプラ４９及びパワーモジュール５０が配置される。図５に示すように、冷却プレート６２の下面１３２には、チャージャ３４、ＤＣ／ＤＣコンバータ３８及びバッテリ側コネクタ４４が配置される。
【００４７】
図４及び図５において、太い配線１６０は、高圧バスバーを示し、図１の第１電力線８０に対応する。以下では、高圧バスバー１６０が配置される部分を高圧回路部１６２という。また、細い配線１６４は、各回路部品を動作させるための低電圧信号を供給するための低圧ハーネスを示し、図１の通信線１４４に対応する。以下では、低圧ハーネス１６４が配置される部分を低圧回路部１６６という。
【００４８】
また、上面１３０及び下面１３２を接続する貫通部１７０、１７２、１７４、１７６が形成されている。これらの貫通部１７０、１７２、１７４、１７６は、図２の貫通端子台４８及び図示しない同等の貫通端子台に対応する。
【００４９】
上面１３０及び下面１３２のいずれにおいても、低圧ハーネス１６４と比較して、高圧バスバー１６０は、車両１０の後ろ側（車室１５０側）に配置されている。従って、車両１０の前方から衝撃力が加わった場合でも、低圧ハーネス１６４側が先に衝撃力を受ける（吸収する）。このため、高圧バスバー１６０の保護が計り易くなる。
【００５０】
また、下面１３２において、バッテリ側コネクタ４４は、最も後ろ側（車室１５０側）に配置される。これにより、車両１０の前方から衝撃力が加わった場合でも、低圧ハーネス１６４側が先に衝撃力を受け（吸収し）、バッテリ側コネクタ４４の保護が計り易くなる。
【００５１】
３．前方衝突時における本実施形態の作用及び効果
図６Ａ及び図６Ｂは、前方衝突時における本実施形態の作用及び効果を説明するための図である。すなわち、図６Ａは、車両１０が前方衝突した際のラジエータ６４の動きを示す図であり、図６Ｂは、車両１０の前方衝突に伴ってラジエータ６４がＰＣＵ１２と接触した様子を示す図である。
【００５２】
本実施形態によれば、冷却プレート６２（板状部材）は、ラジエータ６４よりも高い剛性を有し且つ車両１０の前後方向に沿って配置される。このため、車両１０の前後方向において車室１５０に向かって衝撃力が加わることでラジエータ６４が冷却プレート６２を圧迫した場合、冷却プレート６２が車両１０の前後方向に潰れることが抑制される。従って、冷却プレート６２の上面１３０及び下面１３２に配置されたＰＣＵ１２の回路部品（上側回路部品群１５６及び下側回路部品群１５８）の損傷を抑制することが可能となる。
【００５３】
また、本実施形態によれば、ＰＣＵ１２の回路部品（上側回路部品群１５６及び下側回路部品群１５８）は冷却プレート６２の上面１３０及び下面１３２に配置されている。このため、車両１０の衝突時に冷却プレート６２がラジエータ６４により圧迫されて、車両１０の前後方向にスライドするように動いた際にも、ＰＣＵ１２がラジエータ６４との間で圧迫されることを抑制することが可能となる。
【００５４】
さらに、本実施形態によれば、ＰＣＵ１２の回路部品（上側回路部品群１５６及び下側回路部品群１５８）を冷却プレート６２の上面１３０及び下面１３２の両方に配置するため、ＰＣＵ１２の回路部品を上面１３０及び下面１３２の一方に配置した場合と比べて、冷却プレート６２の大型化を抑制可能となる。
【００５５】
さらにまた、本実施形態によれば、バッテリ１６は、車両１０の前後方向において冷却プレート６２よりも車室１５０側に配置されて、ＰＣＵ１２と第２ケーブル１５４によって接続されている（図３参照）。このため、車両１０の前方衝突時に、ラジエータ６４が冷却プレート６２を車室１５０に向かって圧迫した場合、第２ケーブル１５４は、バッテリ１６に近づくように、換言すると、第２ケーブル１５４が縮む方向に変位する。従って、バッテリ１６とＰＣＵ１２とを接続する第２ケーブル１５４が引き伸ばされて損傷することを抑制できる。
【００５６】
本実施形態において、高圧回路部１６２は、車両１０の前後方向において低圧回路部１６６よりも車室１５０側に配置されている（図４及び図５参照）。これにより、車両１０の前方衝突時に、ラジエータ６４が冷却プレート６２を車室１５０に向かって圧迫した場合、高圧回路部１６２より先に低圧回路部１６６が衝撃を受ける（吸収する）こととなる。従って、高圧回路部１６２の損傷をさらに効果的に抑制することが可能となる。
【００５７】
また、高圧回路部１６２は、車両１０の前後方向において低圧回路部１６６よりも車室１５０側に配置されるため、高圧回路部１６２及び低圧回路部１６６を冷却プレート６２の上面１３０又は下面１３２において、車両１０の前後方向で領域を分けて配置することが可能となる。従って、高圧回路部１６２及び低圧回路部１６６が冷却プレート６２の同じ主面（上面１３０又は下面１３２）上に配置される場合であっても、低圧回路部１６６に対する高圧回路部１６２の接近を比較的避けることが可能となる。その結果、低圧回路部１６６が高圧回路部１６２から受けるノイズを抑制することが可能となり、ＰＣＵ１２における低圧回路部１６６の誤動作を抑制することができる。
【００５８】
本実施形態において、高圧回路部１６２は、冷却プレート６２の下面１３２において最も車室１５０側に配置されたバッテリ側コネクタ４４（高圧端子）を備え、第２ケーブル１５４は、バッテリ１６とバッテリ側コネクタ４４とに接続されている。これにより、車両１０の前方衝突時に、ラジエータ６４が冷却プレート６２を車室１５０に向かって圧迫した場合、バッテリ側コネクタ４４及び第２ケーブル１５４よりも先にその他の部品が衝撃を受ける（吸収する）こととなる。従って、バッテリ側コネクタ４４及び第２ケーブル１５４の損傷をさらに効果的に抑制可能となる。加えて、ＰＣＵ１２とバッテリ１６とを接続する第２ケーブル１５４の長さを比較的短くすることが可能となるため、第２ケーブル１５４における電力損失を低減可能となる。
【００５９】
本実施形態において、高圧回路部１６２は、インバータ３０、チャージャ３４及びＤＣ／ＤＣコンバータ３８を備え、冷却プレート６２の上面１３０にインバータ３０（パワーモジュール５０）が配置されると共に（図４）、下面１３２にチャージャ３４及びＤＣ／ＤＣコンバータ３８が配置される（図５）。これにより、いずれも高圧回路であるインバータ３０と、チャージャ３４及びＤＣ／ＤＣコンバータ３８とを冷却プレート６２の相互に異なる面に配置可能となる。このため、いずれも発熱体となるインバータ３０、チャージャ３４及びＤＣ／ＤＣコンバータ３８を冷却しつつ、冷却プレート６２の大型化を抑制することが可能となる。
【００６０】
Ｂ．変形例
なお、この発明は、上記実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下の構成を採用することができる。
【００６１】
１．搭載対象
上記実施形態では、ＰＣＵ１２を電動車両１０に搭載したが、これに限らず、別の対象に搭載してもよい。例えば、ＰＣＵ１２を船舶や航空機等の移動体に用いることもできる。
【００６２】
上記実施形態では、モータ１４のみを車両１０の駆動源としたが、これに限らない。例えば、モータ１４に加えてエンジンを搭載する構成（ハイブリッド車両）や、モータ１４に加えて燃料電池を搭載する構成（燃料電池車両）であってもよい。
【００６３】
２．ＰＣＵ１２及びモータ１４
［２−１．ＰＣＵ１２及びモータ１４の配置］
上記実施形態では、ＰＣＵ１２を車室１５０の前側に配置したが、これに限らない。図７は、変形例に係る電動車両１０Ａ（以下「車両１０Ａ」ともいう。）におけるＰＣＵ１２及びこれに関連する構成要素の配置を簡略的に示す側面図である。図７の車両１０Ａでは、ＰＣＵ１２、モータ１４、第１ケーブル１５２及び第２ケーブル１５４を車室１５０よりも後方に配置する。ＰＣＵ１２、モータ１４、第１ケーブル１５２及び第２ケーブル１５４のさらに後方には、リアパネル１８０及びリアバンパメンバ１８２が配置されている。このような配置によれば、車両１０Ａの後方から衝撃力が加えられた場合に、前記実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。この場合、冷却プレート６２は、後方衝突の際に冷却プレート６２に接触する可能性のある周辺部品（例えば、リアパネル１８０及びリアバンパメンバ１８２）よりも剛性を高くする。
【００６４】
［２−２．ＰＣＵ１２内の配置及び構成］
上記実施形態では、冷却プレート６２の上面１３０側にパワーモジュール５０等の回路部品（構成要素）を、下面１３２側にチャージャ３４、ＤＣ／ＤＣコンバータ３８等の回路部品を配置したが、上面１３０及び下面１３２に配置する回路部品は、任意に配置することができる。
【００６５】
上記実施形態では、冷却プレート６２の上面１３０及び下面１３２のそれぞれに回路部品（上側回路部品群１５６及び下側回路部品群１５８）を配置したが、上面１３０又は下面１３２のいずれか一方のみに回路部品を換言してもよい。この場合、冷却プレート６２の冷却面は、一方の面のみであってもよい。
【００６６】
上記実施形態では、上側回路部品群１５６及び下側回路部品群１５８の間に、冷却プレート６２を配置したが、上側回路部品群１５６及び下側回路部品群１５８の間に配置する板状部材は、冷却用部材でなくてもよい。例えば、冷却プレート６２の代わりに絶縁プレートを配置してもよい。この場合、上側回路部品群１５６の上側及び下側回路部品群１５８の下側の少なくとも一方に冷却プレート６２を設けてもよい。
【００６７】
上記実施形態では、冷却プレート６２を車両１０の前後方向に沿って且つ水平方向に配置したが、車両１０の前後方向に沿って配置されるものであれば、これに限らない。例えば、冷却プレート６２を車両１０の前後方向に沿って且つ垂直方向に立てて配置してもよい。この場合、例えば、冷却プレート６２を挟んで車両１０の左右両側に回路部品を配置することができる。
【００６８】
［２−３．モータ１４の構成］
上記実施形態では、モータ１４は、３相交流ブラシレス式としたが、車両１０の駆動用であれば、これに限らない。例えば、３相交流ブラシ式、単相交流式又は直流式のいずれかであってもよい。
【００６９】
３．その他
上記実施形態では、前方衝突時にＰＣＵ１２と接触する周辺部品又は車両構成要素として、ラジエータ６４を挙げて説明したが、ＰＣＵ１２に接触する可能性のある周辺部品又は車両構成要素としては、ラジエータ６４に限らず、例えば、フロントメンバ６６（フロントバンパメンバ６７及びラジエータ支持フレーム６８）を含む。ここにいう「ＰＣＵ１２に接触する可能性のある周辺部品又は車両構成要素」とは、ＰＣＵ１２が車室１５０の前側に配置されている場合、前方衝突の際にＰＣＵ１２と接触する可能性のある周辺部品又は車両構成要素となる。そして、そのような周辺部品又は車両構成要素が接触する可能性がある場合、当該周辺部品又は車両構成要素よりも冷却プレート６２の剛性を高くすることができる。
【００７０】
なお、ＰＣＵ１２を車室１５０よりも前側に配置する場合、冷却プレート６２の剛性は、前方衝突の際に接触する可能性のある周辺部品又は車両構成要素よりも高くすればよく、冷却プレート６２の上方又は下方（図３の上下方向）に存在する周辺部品（例えば、モータ１４）と比較して必ずしも剛性を高くしなくてもよい。
【図１】
2013080736.tif 000003
【図２】
2013080736.tif 000004
【図３】
2013080736.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2013080736.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成27年1月5日(2015.1.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
この発明に係る電動車両は、車両を駆動する電動機と、前記電動機に対して電力を供給する蓄電装置と、前記蓄電装置から前記電動機への供給電力を用いて前記電動機を制御する電動機制御部と、前記電動機制御部の周囲に配置された周辺部品又は前記車両を構成する車両構成要素とを備えるものであって、前記電動機制御部は、前記周辺部品又は前記車両構成要素よりも高い剛性を有し且つ前記電動車両の前後方向に沿って配置された板状部材の第１主面及び前記第１主面と対向する第２主面の少なくとも一方に配置され、前記蓄電装置は、前記電動車両の前後方向において前記板状部材よりも車室側に配置されて、前記電動機制御部と電線によって接続されていることを特徴とする。前記高圧回路部と前記低圧回路部は、前記板状部材の同じ主面に配置されてもよい。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両（１０、１０Ａ）を駆動する電動機（１４）と、
前記電動機（１４）に対して電力を供給する蓄電装置（１６）と、
前記蓄電装置（１６）から前記電動機（１４）への供給電力を用いて前記電動機（１４）を制御する電動機制御部（１２）と、
前記電動機制御部（１２）の周囲に配置された周辺部品又は前記車両（１０、１０Ａ）を構成する車両構成要素と
を備える電動車両（１０、１０Ａ）であって、
前記周辺部品は、ラジエータ（６４）又は前記ラジエータ（６４）を支持するラジエータフレーム（６８）であり、前記車両構成要素は、フロントバンパメンバ（６７）又はリアバンパメンバ（１８２）であり、
前記電動機制御部（１２）は、前記周辺部品又は前記車両構成要素よりも高い剛性を有し且つ前記電動車両（１０、１０Ａ）の前後方向に沿って配置された板状部材（６２）の第１主面（１３０）及び前記第１主面（１３０）と対向する第２主面（１３２）の少なくとも一方に配置され、
前記蓄電装置（１６）は、前記電動車両（１０、１０Ａ）の前後方向において前記板状部材（６２）よりも車室（１５０）側に配置されて、前記電動機制御部（１２）と電線（１５４）によって接続され、
さらに、前記電動機制御部（１２）は、相対的に低い所定の電圧が印加される低圧回路部（１６６）と、前記低圧回路部（１６６）よりも相対的に高い電圧が印加される高圧回路部（１６２）とを備え、
前記高圧回路部（１６２）は、前記電動車両（１０、１０Ａ）の前後方向において前記低圧回路部（１６６）よりも前記車室（１５０）側に配置され、
前記高圧回路部（１６２）と前記低圧回路部（１６６）は、前記板状部材（６２）の同じ主面に配置される
ことを特徴とする電動車両（１０、１０Ａ）。
【請求項２】
請求項１記載の電動車両（１０、１０Ａ）において、
前記高圧回路部（１６２）は、前記板状部材（６２）の前記第１主面（１３０）又は前記第２主面（１３２）において最も前記車室（１５０）側に配置された高圧端子（４４）を備え、
前記電線（１５４）は、前記蓄電装置（１６）と前記高圧回路部（１６２）の前記高圧端子（４４）とに接続されている
ことを特徴とする電動車両（１０、１０Ａ）。
【請求項３】
請求項１又は２記載の電動車両（１０、１０Ａ）において、
前記高圧回路部（１６２）は、前記蓄電装置（１６）からの直流電圧を交流電圧に変換するインバータ（３０）と、前記蓄電装置（１６）からの直流電圧の昇圧又は降圧を行う第１コンバータ（３８）又は外部電源（１１０）から供給される交流電圧を直流電圧に変換する第２コンバータ（３４）の少なくとも一方とを備え、
前記板状部材（６２）の前記第１主面（１３０）又は前記第２主面（１３２）の一方に前記インバータ（３０）が配置されると共に、前記第１主面（１３０）又は前記第２主面（１３２）の他方に前記第１コンバータ（３８）又は前記第２コンバータ（３４）の少なくとも一方が配置される
ことを特徴とする電動車両（１０、１０Ａ）。
【請求項４】
請求項３記載の電動車両（１０、１０Ａ）において、
前記電線（１５４）は、前記蓄電装置（１６）と前記高圧回路部（１６２）の高圧端子（４４）とに接続され、
前記高圧回路部（１６２）は、前記高圧端子（４４）と、前記インバータ（３０）、前記第１コンバータ（３８）又は前記第２コンバータ（３４）とを接続する高圧バスバー（１６０）を備える
ことを特徴とする電動車両（１０、１０Ａ）。
【請求項５】
請求項３又は４記載の電動車両（１０、１０Ａ）において、
前記低圧回路部（１６６）は、前記インバータ（３０）、前記第１コンバータ（３８）又は前記第２コンバータ（３４）を動作させるための信号を供給する通信線（１６４）を備える
ことを特徴とする電動車両（１０、１０Ａ）。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれか１項に記載の電動車両（１０、１０Ａ）において、
前記高圧回路部（１６２）は、前記インバータ（３０）から前記電動機（１４）へ交流電圧を供給する供給ラインに設けられた電流センサ（４６）を備え、
前記低圧回路部（１６６）は、前記電流センサ（４６）を制御する通信線（１６４）を備える
ことを特徴とする電動車両（１０、１０Ａ）。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の電動車両（１０、１０Ａ）において、
前記高圧回路部（１６２）は、充電用コネクタ（４２）と前記蓄電装置（１６）との間に設けられたコンタクタ（４０）を備え、
前記低圧回路部（１６６）は、前記コンタクタ（４０）を制御する通信線（１６４）を備える
ことを特徴とする電動車両（１０、１０Ａ）。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の電動車両（１０、１０Ａ）において、
前記板状部材（６２）は、冷媒が流通する冷媒通路（１４２）を有する冷却プレート（６２）である
ことを特徴とする電動車両（１０、１０Ａ）。
【国際調査報告】
2013080736.tif 000010
2013080736.tif 000011
2013080736.tif 000012
2013080736.tif 000013