(57)【要約】【課題】組付け工数が少なく、低コストで電装系ユニットへの冷却配管と電装系ハーネスの接続を可能とする電動車両を提供する。【解決手段】車両１に搭載されるバッテリ３から電力線１１，１２を介して供給される電力を変換する電力変換器５３と、電力変換器から供給される電力により駆動されると共に車両のフロアパネル２の下方に配置される回転機６と、電力変換器を収納すると共にフロアパネルの上方に設置される筐体５０と、筐体内を流れる冷却媒体を筐体に流入させる筐体流入口５０３と、冷却媒体を筐体から流出させる筐体流出口５０４と、筐体流入口５０３に接続される第１の冷却管９Ｂと、一方の端部が筐体流出口に接続されると共に他方の端部が回転機に接続される第２の冷却管９Ｃとを備え、筐体５０の下方であってフロアパネルに形成されると共に電力線と第１及び第２の冷却管とが挿入される開口部２Ａを有する。【選択図】図３
2011230530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されるバッテリと、該バッテリから電力線を介して供給される電力を変換する電力変換器と、該電力変換器から供給される電力により駆動されると共に前記車両のフロアパネルの下方に配置される回転機と、前記電力変換器を収納すると共に前記フロアパネルの上方に設置される筐体と、前記筐体内を流れる冷却媒体を前記筐体に流入させる筐体流入口と、前記冷却媒体を前記筐体から流出させる筐体流出口と、前記筐体流入口に接続される第１の冷却管と、一方の端部が前記筐体流出口に接続されると共に他方の端部が前記回転機に接続される第２の冷却管とを備える電動車両において、
前記筐体の下方であって前記フロアパネルに開口部が形成され、該開口部に前記電力線と前記第１及び第２の冷却管とが挿入されることを特徴とする電動車両。
【請求項２】
前記筐体流入口と前記筐体流出口とは前記開口部と対面して前記筐体の下方に配置されることを特徴とする請求項１に記載の電動車両。
【請求項３】
前記電力線の端部と前記筐体とが接合される電力線接合部と、前記筐体流入口と前記第１の冷却管とが接合される流入接合部と、前記筐体流出口と前記第２の冷却管とが接合される流出接合部とは、前記車両の車幅方向に隣接して配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動車両。
【請求項４】
前記電力線接合部は、前記流入接合部及び前記流出接合部より上方に配置されることを特徴とする請求項３に記載の電動車両。
【請求項５】
前記第１の冷却管の上流には前記冷却媒体を冷却するラジエータを更に有し、
前記筐体の内部であって前記筐体の下方には、前記筐体流入口と前記筐体流出口とを結ぶと共に前記冷却媒体が流れる冷却経路が設けられ、
前記冷却経路は、前記筐体流入口と前記筐体流出口との略中間点である中継点と、前記筐体流入口と前記中継点とを結ぶ往路と、前記中継点と前記筐体流出口とを結ぶ復路から成り、
前記電力変換器は前記往路の上方に配置されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか1つに記載の電動車両。
【請求項６】
外部電源から供給される電力を前記バッテリに充電する充電器を前記筐体内に更に備え、
前記充電器と前記電力変換器とは、前記往路の上方であって前記筐体流入口側から前記充電器、前記電力変換器の順に配置されることを特徴とする請求項５に記載の電動車両。
【請求項７】
前記バッテリから供給される電流の電圧を降圧する電圧変換器を前記筐体内に更に備え、
前記電力変換器は直流電流を交流電流に変換するインバータであり、
前記電圧変換器は前記充電器と前記インバータとの間に配置されることを特徴とする請求項６に記載の電動車両。
【請求項８】
前記電圧変換器はＤＣ−ＤＣコンバータであることを特徴とする請求項７に記載の電動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転機となる電動機あるいは電動機と内燃機関を備えた電動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転機となる電動機あるいは電動機と内燃機関を備えた電動車両においては、電動機の電源としてリチウムイオン電池等の車両に搭載されるバッテリと、バッテリから電力線を介して供給される電力を変換する電力変換器を含む電装系ユニットを備え、電力変換器から供給される電力により電動機を駆動している。
【０００３】
電装系ユニットの設置場所としては、ボディーの床面を構成するフロアパネルの上部となる室内側あるいは下部となる車外側が想定される。電装系ユニットを車室外に配置する場合、電動機やバッテリも車外に配設されている場合には配線などは短くて済むが、電装系ユニット内への水や埃などを防止するために防水や耐熱構造が必要になってしまう。
【０００４】
電装系ユニットを車室内に配置する場合、電動機やバッテリも車室内に配置されている場合、配線などは短くて済むとともに、フロアパネルを加工する必要もない。しかし、電動機やバッテリは熱を発生するため、車室外に配置されている多く、電装系ユニットを車室内に配置した場合、フローパネルの加工やシールを考慮しなければならない。
【０００５】
特許文献１には、フロアパネルの内側にバッテリケースを配置し、このバッテリケースの下部に設けた電源取り出し部にバッテリハーネスをフロアパネルの下方から接続する構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１３２３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
引用文献１では、バッテリハーネスをフロアパネル下方からバッテリケースの下部に設けた電源取り出し部に接続しているが、バッテリケースはフロアパネルよりも下方に配置されているため、同パネルを加工する必要がない。また、電装系ユニットは、発熱量が多いので性能の安定化や安全性の面から冷却する必要がある。このため、冷却配管などを接続して冷却するものも知られているが、冷却配管のために新たにフロアパネルなどを加工すると加工作業が発生するとともに組付け工数が多く、コストアップを招いてしまう。  
本発明は、組付け工数が少なく、低コストで電装系ユニットへの冷却配管と電装系ハーネスの接続を可能とする電動車両を提供することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は、車両に搭載されるバッテリと、バッテリから電力線を介して供給される電力を変換する電力変換器と、電力変換器から供給される電力により駆動されると共に車両のフロアパネルの下方に配置される回転機と、電力変換器を収納すると共にフロアパネルの上方に設置される筐体と、筐体内を流れる冷却媒体を筐体に流入させる筐体流入口と、冷却媒体を筐体から流出させる筐体流出口と、筐体流入口に接続される第１の冷却管と、一方の端部が筐体流出口に接続されると共に他方の端部が回転機に接続される第２の冷却管とを備える電動車両において、筐体の下方であってフロアパネルに開口部が形成され、該開口部に電力線と第１及び第２の冷却管とが挿入されることを特徴としている。
【０００９】
本発明に係る電動車両において、筐体流入口と筐体流出口とは開口部と対面して筐体の下方に配置されることを特徴としている。  
本発明に係る電動車両において、電力線の端部と筐体とが接合される電力線接合部と、筐体流入口と第１の冷却配管とが接合される流入接合部と、筐体流出口と第２の冷却配管とが接合される流出接合部とは、車両の車幅方向に隣接して配置されることを特徴としている。  
本発明に係る電動車両において、電力線接合部は、流入接合部及び流出接合部より上方に配置されることを特徴としている。  
本発明に係る電動車両において、第１の冷却管の上流には冷却媒体を冷却するラジエータを更に有し、筐体の内部であって筐体の下方には筐体流入口と筐体流出口とを結ぶと共に冷却媒体が流れる冷却経路が設けられ、冷却経路は、筐体流入口と筐体流出口との略中間点である中継点と、筐体流入口と中継点とを結ぶ往路と、中継点と筐体流出口とを結ぶ復路から成り、電力変換器は往路の上方に配置されることを特徴としている。
【００１０】
本発明に係る電動車両において、外部電源から供給される電力をバッテリに充電する充電器を筐体内に更に備え、充電器と電力変換器とは、往路の上方であって筐体流入口側から充電器、電力変換器の順に配置されることを特徴としている。  
本発明に係る電動車両において、バッテリから供給される電流の電圧を降圧する電圧変換器を筐体内に更に備え、電力変換器は直流電流を交流電流に変換するインバータであり、電圧変換器は充電器とインバータとの間に配置されることを特徴としている。  
本発明に係る電動車両において、電圧変換器はＤＣ−ＤＣコンバータであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電力線と、電力線を介してバッテリから供給される電力を変換する電力変換器を収納すると共にフロアパネルの上方に設置される筐体の内部を流れる冷却媒体を筐体に流入させる筐体流入口に接続される第１の冷却管と、一方の端部が冷却媒体を筐体から流出させる筐体流出口に接続されると共に他方の端部が回転機に接続される第２の冷却管とが挿入される開口部を、筐体の下方に位置するフロアパネルに形成したので、フロアパネルの加工や組付け工数が少なく、低コストで電力変換器の冷却管と電力線の接続を行える。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る電動車両の概略構成を示す側面図である。
【図２】電力変換器と充電器とインバータを備えた筐体内の冷却媒体の循環経路を示す平面視図である。
【図３】電力線と第１及び第２の冷却管の接続部の拡大断面図である。
【図４】フロアパネルに形成した開口部近傍の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。  
図１に符号１で示す電動車両は、フロアパネル２の下方となる車室外に、複数のセルからなる大容量のバッテリ３が図示しないフレームに支持されて配置されている。バッテリ３よりも後方には、後輪１５を回転駆動する回転機となる電動機６がフロアパネル２の下方となる車室外に図示しないフレームに支持されて配置されている。車両後方でフロアパネル２よりも上方となる車室内（例えばラッゲージルーム）には電装系ユニット５が配置されている。
【００１４】
車両１の前方に配置されたラジエータ４が配置されている。ラジエータ４は、高電圧ユニット５と電動機６にその両端が接続されていて、内部を冷却媒体が流れる第１の冷却管９上に配置されている。第１の冷却管９は、一方の端部９Ａがラジエータ４と接続し、他方の端部９Ｂが高電圧ユニット５と接続していて、冷却媒体を高電圧ユニット５へ供給する供給経路を構成している。
【００１５】
高電圧ユニット５と電動機６とは、第２の冷却管９Ｃで接続されている。第２の冷却管９Ｃは、一方の端部９Ｃ１が高電圧ユニット５に、他方の端部９Ｃ２が電動機６と接続されていて、高電圧ユニット５から排出された冷却媒体を電動機６に供給している。
【００１６】
電動機６とラジエータ４とは、第３の冷却管１０で接続されている。第３の冷却管１０は、一端１０Ａがラジエータ４と接続し、他端１０Ｂが電動機６と接続されていて、電動機６を冷却した冷却媒体の戻り経路を構成している。
【００１７】
ラジエータ４と高電圧ユニット５の間に位置する第１の冷却管９には、冷却媒体を搬送する冷却用ポンプ８が配置されている。このため、冷却用ポンプ８が作動すると、冷却媒体はラジエータ４から高電圧ユニット５へと搬送されて高電圧ユニット５を冷却した後、電動機６を冷却して第３の冷却管１０を介してラジエータ４へと戻される。本形態において、高電圧ユニット５を中心にしたときに、ラジエータ４は第１の冷却管９の上流に配置されている。
【００１８】
バッテリ３と高電圧ユニット５とは、電力線となる電装系ハーネス１１，１２で接続されている。電装系ハーネス１１はバッテリ３と高電圧ユニット５とを接続するプラス線であり、電装系ハーネス１２はバッテリ３と高電圧ユニット５とを接続するマイナス線である。
【００１９】
図２，図３に示すように、高電圧ユニット５は、その外装が筐体５０で覆われていて、フロアパネルの上方に設置されている。筐体５０の内部には、充電器５１と、電圧変換器となるＤＣ−ＤＣコンバータ５２と、電力変換器となるインバータ５３と、第１の冷却管９の他端９Ｂと第２の冷却管９Ｃの一端が接続される冷却経路１６を備えている。ＤＣ−ＤＣコンバータ５２は、充電器５１とインバータ５３の間に配置されている。
【００２０】
符合２１は外部電源となる１００Ｖ又は２００Vの電源を用いて充電する家庭用充電プラグであり、図示しない配線を介して充電器５１と接続されている。符合２２は外部電源を用いて充電する急速充電口であり、急速充電コンタクタ１９を介してバッテリ３と接続されている。充電器５１と急速充電コンタクタ１９は、それぞれ電装系ハーネス１１，１２と接続されている。
【００２１】
充電器５１は、外部電源と接続された家庭用充電プラグ２１から供給される電力をバッテリ３に充電するものである。ＤＣ−ＤＣコンバータ５２は、バッテリ３から供給される電流の電圧を降圧するもので、本形態では高電圧（３３０Ｖ）を低電圧（１２Ｖ）に変換している。インバータ５３は、バッテリ３から電装系ハーネス１１，１２を介して供給される電力を変換するものであり、本形態では直流を交流に変換する。
【００２２】
筐体５０の下部５０Ａには、電装系ハーネス１１，１２と第１の冷却管９の端部９Ｂと第２の冷却管９Ｃの端部９Ｃ１とをそれぞれ筐体内部に導入する複数の接続口５０１，５０２，５０３，５０４が形成されている。接続口５０１，５０２は電装系ハーネス１１，１２の端部を挿入する筒状の接続口であり、ハーネス端部と筐体５とが接合される電力線接合部を構成している。接続口５０３は第１の冷却管９の端部９Ｂを挿入する筒状の接続口であり、第１の冷却管９内の冷却媒体を筐体５の冷却経路１６に流入させる筐体流入口を構成している。接続口５０４は、第２の冷却管９Ｃの端部９Ｃ１を挿入する筒状の接続口であり、筐体５内の冷却経路１６から冷却媒体を流出させる筐体流出口を構成している。つまり、冷却経路１６は筐体５０の内部であって筐体５０の下方に配置されていて、接続口５０３と接続口５０４とを連通可能に結んでいる。
【００２３】
電装系ハーネス１１，１２は、防水キャップ１８，１９を介して接続口５０１，５０２に挿入される。電装系ハーネス１１，１２の先端１１ａ，１２ａは接点となっていて、筐体５０内の電気回路に接続する端子３１，３２に筐体内部にボルトなどで締結固定される。そして、これら端子３１，３２には、第１の冷却管の端部９Ｂや第２の冷却管９Ｃの端部９Ｃ１を筐体内に導入する接続口５０３、５０４よりも高い位置に配置されている。本形態において、接続口５０１〜５０４は、図２に示すように車両１の車幅方向に隣接して配置されている。
【００２４】
接続口５０１，５０２の上面５０１Ａ，５０２Ａは、接続口５０３，５０４の上面５０３Ａ，５０４Ａよりも上方（車室内）側に位置するように高く形成されている。つまり、上面５０１Ａ，５０２Ａは、上面５０３Ａ，５０４Ａよりも上方に配置されている。接続口５０１〜５０４は、筐体下部５０Ａから下方に向かって突出して形成された壁部５０Ｂで周囲を覆われている。この壁部５０Ｂよりも外側には、図３にも示すようにウレタン材やゴム材などのシール部材１７がフロアパネル２との間に介装される。
【００２５】
図２に示すように、筐体５０を設置するフロアパネル２には、同パネル２を貫通する１つの開口部２Ａが筐体５０の下方で形成されている。この開口部２Ａは、壁部５０Ｂを挿入可能な大きさとされていて、壁部５０Ｂを開口部２Ａ内に挿入することで、複数の接続口５０１〜５０４が開口部２Ａに挿入されるように構成されている。つまり開口部２Ａには、電装系ハーネス１１，１２と第１及び第２の冷却管９Ｂ，９Ｃとが挿入される。また、接続口５０１〜５０４は、開口部２Ａと対面して筐体５０の下方に配置されている。
【００２６】
冷却経路１６は、充電器５１、ＤＣ−ＤＣコンバータ５２、インバータ５３の設置領域をカバーするように筐体５０の下部に配置されている。冷却経路１６は、図３に示すように、接続口５０３，５０４内に筐体内部から挿入される冷却媒体の供給口１６ａと冷却媒体の排出口１６ｂが形成されていて、これら供給口１６ａと排出口１６ｂには、それぞれ第１の冷却管９Ａの端部９Ｂと第２の冷却管９Ｃの端部９Ｃ１が挿入されて連結されている。すなわち、冷却経路１６は、第１の冷却管９Ａおよび第２の冷却管９Ｃと充電器５１側で接続されている。
【００２７】
冷却経路１６は、図２に示すように、接続口５０３と接続口５０４との略中間点である中継点１６０と、接続口５０３と中継点１６０とを結ぶ往路１６１と、中継点１６０と接続口５０４とを結ぶ復路１６２から構成されている。そして、本形態では、充電器５１とインバータ５３とは、往路１６１の上方に配置されていて、接続口５０３側から充電器５１、ＤＣ−ＤＣコンバータ５２、インバータ５３の順に配置されている。
【００２８】
このような構成によると、フロアパネル２の下方に配置されたバッテリ３とフロアパネル２の上方に配置された電装系ユニット５とを接続する電装系ハーネス１１，１２と、電装系ユニット５に冷却媒体を供給する第１の冷却管９Ｂと冷却媒体を排出する第２の冷却管９Ｃとをそれぞれ電装系ユニットの筐体５０内部に導入する複数の接続口５０１〜５０４を筐体５０の下部５０Ａに形成し、これら複数の接続口を挿入する１つの開口部２Ａを、複数の接続口５０１〜５０４と対向するフロアパネル２の部位に形成したので、開口部２Ａの周囲もしくは筐体５０の壁部５０Ｂの外側にシール部材１７を配置した状態で開口部２Ａに壁部５０Ｂを車室内側から落とし込んで挿入することができる。このため、フロアパネル２の加工は１箇所でよく、低コストで電装系ユニット５の冷却配管となる第１及び第２の冷却管９Ｂ，９Ｃと、電装系ハーネス１１，１２の接続を行える。また、電装系ユニット５をフロアパネル２上に載置すると、電装系ユニット５の重さによりシール部材１７が潰れて開口部２Ａの周囲がフロアパネル２で覆われるため防水のためのシール構造も１箇所でよく組付け工数が少なくなる。
【００２９】
高電圧ユニット５の端子３１，３２は、第１及び第２の冷却管９Ｂ，９Ｃの端部を筐体５０内に導入する接続口５０３，５０４よりも高い位置に形成されているので、第１の冷却管９Ｂと供給口１６ａや第２の冷却管９Ｃと排出口１６ｂから冷却媒体が漏れた場合でも冷却媒体と端子３１．３２とが接触し難いため漏電防止となる。
【００３０】
電装系ハーネス１１，１２を筐体５０内に導入する接続口５０１，５０２の上面５０１Ａ，５０２Ａが、第１及び第２の冷却管９Ｂ，９Ｃを筐体内に導入する接続口５０３，５０４の上面５０３Ａ，５０４Ａよりも上方（車室内）側に位置するように高く形成したので、第１の冷却管９Ｂと供給口１６ａや第２の冷却管９Ｃと排出口１６ｂから冷却媒体が漏れた場合でも冷却媒体と端子３１．３２とが接触しにくいため漏電防止となる。
【００３１】
開口部２Ａのより好ましい形態としては、壁部５０Ｂの外形とほぼ同一な形状とすると、開口部２Ａをフロアパネル２上に設置する際の位置決め部材しても機能するとともに、開口部２Ａと壁部５０Ｂ（筐体５０）との隙間も少なくなるので水なので室内側の進入をより少なくできる。
【００３２】
冷却経路１６の供給口１６ａおよび排出口１６ｂを、高電圧ユニット５の中でも走行中には使用しないため発熱量がない充電器５１側で、第１及び第２の冷却管９Ｂ，９Ｃと接続したので、図２に示すように、供給路１６ａから供給された冷却媒体は、温度の低い充電器５１側から走行中常に使用されて発熱量の多いインバータ５３を経て排出口１６ｂから第２の冷却管９Ｃへと排出されるので、効率よく高電圧ユニット５（筐体５０内部）を冷却することができる。
【００３３】
本形態では、電動車両１として電動機６で後輪１５を駆動する電気自動車を例に説明したが、本発明が適応可能な電動車両は電気自動車に限定されるものではなく、電動機６と内燃機関となるガソリンエンジンあるいは電動機とディーゼルエンジンの２つの駆動源を備えた所謂ハイブリッドタイプの電動車両にも適応可能である。また、高電圧ユニット５の設置場所は、電動車両１の後方側に限定されるものではなく、電動機６のレイアウトによってフロント側であってもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１              車両
２              フロアパネル
２Ａ            開口部
３              バッテリ
４              ラジエータ
６              回転機
９Ｂ            第１の冷却管
９Ｃ            第２の冷却管
１１，１２      電力線
１６            冷却経路
５０            筐体
５１            充電器
５２            電圧変換器（ＤＣ−ＤＣコンバータ）
５３            電力変換器（インバータ）
１６０          中継点
１６１          往路
１６２          復路
５０１，５０２  電力線接合部
５０３          筐体流入口
５０４          筐体流出口
【図１】
2011230530.tif 000003
【図２】
2011230530.tif 000004
【図３】
2011230530.tif 000005
【図４】
2011230530.tif 000006