(57)【要約】【課題】本明細書は、二輪駆動の電動車両を低コストで四輪駆動化することのできる技術を提供する。【解決手段】本明細書が開示するハイブリッド車２は、バッテリ６と、前輪４１を駆動するフロントモータ５と、フロントインバータ３と、後輪４２を駆動するリアモータ７とリアインバータ８を備えている。バッテリ６の電力を各インバータへ分配する中継器１０が、リアインバータ８に取り付けられている。リアモータ７とリアインバータ８を有さない二輪駆動の電動車両を四輪駆動化する際、リアモータ７とリアインバータ８の取り付け作業で中継器１０も取り付けることができる。また、パワーケーブルを交換する際、バッテリ６の端子とフロントインバータ３の端子を変更する必要がない。【選択図】図２Ａ
2015061414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリと、
前輪を駆動するフロントモータと、
前記フロントモータとともに車両前方に配置されており、前記バッテリの電力を交流電力に変換して前記フロントモータに供給するフロントインバータと、
後輪を駆動するリアモータと、
前記リアモータとともに車両後方に配置されており、前記バッテリの電力を交流電力に変換して前記リアモータに供給するリアインバータと、
を備えており、
前記バッテリの電力を各インバータへ分配する中継器が、前記リアインバータに設けられている、あるいは、前記リアインバータとともに車両に着脱される他のデバイスに設けられている、
ことを特徴とする電動車両。
【請求項２】
前記リアモータは、前記フロントモータの駆動力を補う補助駆動源であ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】
前記リアモータの最大出力が前記フロントモータの最大出力よりも小さいことを特徴とする請求項２に記載の電動車両。
【請求項４】
前記中継器と前記リアインバータの間の電力供給経路にヒューズが備えられていることを特徴とする請求項２又は３に記載の電動車両。
【請求項５】
前記フロントインバータは前記バッテリの電圧を昇圧する昇圧回路と昇圧回路の出力を交流に変換するインバータ回路を備えており、
前記リアインバータは、入出力の電圧が前記バッテリの電圧に等しく、
前記中継器と前記リアインバータの間の電力供給経路にチョークコイルが備えられていることを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の電動車両。
【請求項６】
前記バッテリは、車両前後方向で前記フロントインバータと前記リアインバータの間に配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電動車両。
【請求項７】
前記バッテリの端子と前記中継器の端子に接続されるパワーケーブルの長さが、前記中継器の端子と前記フロントインバータの端子に接続されるパワーケーブルの長さよりも短いことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の電動車両。
【請求項８】
前記バッテリと前記リアインバータとの間の距離が、前記バッテリと前記フロントインバータとの間の離よりも短いことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の電動車両。
【請求項９】
バッテリと、
前輪を駆動するフロントモータと、
前記フロントモータとともに車両前方に配置されており、前記バッテリの電力を交流電力に変換して前記フロントモータに供給するフロントインバータと、
後輪を駆動するリアモータと、
前記リアモータとともに車両後方に配置されており、前記バッテリの電力を交流電力に変換して前記リアモータに供給するリアインバータと、
を備えており、
前記バッテリの電力を各インバータへ分配する中継器が、前記フロントインバータに設けられている、あるいは、前記フロントインバータとともに車両に着脱される他のデバイスに設けられている、
ことを特徴とする電動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両に関する。本明細書における「電動車両」には、モータとエンジンの双方を備えるハイブリッド車や燃料電池車を含む。
【背景技術】
【０００２】
車両の前後にモータを備えた四輪駆動の電動車両が検討されている。例えば特許文献１には、前輪の駆動源としてエンジンとモータを備えたハイブリッドシステムを車両前方に搭載し、後輪の駆動源として別のモータを車両後方に搭載する電動車両が開示されている。なお、「車両前方」とは、車両の重心位置よりも車両前後方向の前側、あるいは、車両の前後方向の中央よりも前側を意味する。同様に、「車両後方」とは、車両の重心位置よりも車両前後方向の後側、あるいは、車両の前後方向の中央よりも後側を意味する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３２３４５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
四輪駆動の電動車両の一つの態様として、前後輪の駆動源の一方は通常走行に用い、他方は特定の場合に補助的に用いる態様があり得る。典型的には、通常は二輪駆動で走行し、雪道を走行する場合に四輪駆動に切り換える態様がある。あるいは、大きな加速が必要なときだけ四輪駆動にする態様があり得る。別言すれば、そのような四輪駆動電動車両は、前後輪の駆動源の一方をメインの駆動源として捉え、他方を補助的な駆動源と捉えた車両コンセプトを有する。そのようなコンセプトを想定すると、補助的な駆動源は二輪駆動の車両のオプションとして、比較的に低いコストで装着できることが好ましい。そうすると、車両の製造者は、低コストで車両のバリエーションを増やすことができる。例えば、同一の車種において、二輪駆動の車両と、寒冷地仕様あるいは高出力仕様として四輪駆動化した車両が低コストで実現できる。本明細書は、二輪駆動の電動車両を低コストで四輪駆動化することのできる技術を提供する。
【０００５】
なお、上記した「補助的な」駆動源とは、通常の走行においては使われることがなく、特定の場合（例えば、雪道を走行する場合、坂道を走行する場合、大きな加速が要求される場合）に使われる駆動源であることを意味する。本明細書における「補助的」には、「一時的」の意味を含む。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書が開示する技術は、二輪駆動のシステムの変更を最小限に留めて四輪駆動とする技術を提供する。
【０００７】
多くの場合、インバータはモータの近くに配置される。これは、インバータとモータの間のパワーケーブルを短くして３相交流の送電経路における損失を小さくするためである。例えば前輪駆動の電動車両は、モータとインバータが車両前方に搭載され、バッテリとインバータがパワーケーブルで接続される。そのような二輪駆動の電動車両を四輪駆動化する場合、車両の後方に別のモータとインバータを搭載することになる。前方にモータとインバータを搭載した車両の後方に別のモータとインバータを搭載する場合、バッテリからインバータへの電力供給経路を変更する必要がある。その変更には次の３通りの形態が考えられる。（第１形態）バッテリから車両前方のインバータ（フロントインバータ）への電力供給経路はそのまま残し、バッテリから車両後方のインバータ（リアインバータ）への電力供給経路を新たに追加する形態である。（第２形態）フロントインバータに新たに電力中継器を設け、その中継器からリアインバータへ電力供給経路を新たに追加する形態である。（第３形態）新たに搭載するリアインバータに電力中継器を設け、バッテリからその中継器を通じてフロントとリアの各インバータへの電力供給経路を新たに設ける形態である。
【０００８】
上記した第１と第２の形態は、車両が最初から備えている駆動源の電力供給経路を利用する。それゆえ、第１と第２の形態のいずれかが最も低コストであるようにみえる。しかし、発明者らは、リアインバータに電力中継器を搭載することで（あるいはリアインバータと同時に着脱する他のデバイスに電力中継器を搭載することで）、第３形態が最も低コストとなることを見出した。第１の形態は、バッテリからのパワーケーブルを取り付けるフロントインバータの接続端子を変更する必要があり、第２の形態はバッテリのパワーケーブル接続端子を変更する必要がある。第１と第２の形態は、いずれも、既存のデバイスに変更を加える必要がある。これに対して第３の形態では、バッテリの観点で捉えると、バッテリの端子から伸びているパワーケーブルの接続先をリアインバータに備えられている中継器に繋ぎ替えるだけでよく、フロントインバータの観点で捉えると、フロントインバータから伸びているパワーケーブルの接続先を上記の中継器に繋ぎ替えるだけでよい。即ち、既存のバッテリとフロントインバータには何らの変更を加える必要がない。また、中継器もリアインバータとともに搭載できるので、中継器単体を搭載する作業が発生しない。このように、リアインバータに電力中継器を搭載することによって（あるいはリアインバータと同時に着脱する他のデバイスに電力中継器を搭載することによって）、二輪駆動の車両を低コストで四輪駆動化できる。
【０００９】
以下では、前輪駆動用のモータとインバータをフロントモータ、フロントインバータと称し、後輪駆動用のモータとインバータをリアモータ、リアインバータと称する。また、「フロントモータとフロントインバータ」との表現は簡略化して「フロントモータ／インバータ」と表記し、「リアモータとリアインバータ」との表現は簡略化して「リアモータ／インバータ」と表記することがある。また、バッテリは、典型的にはフロントインバータとリアインバータの間に配置される。より詳しくは、バッテリは、リアシートの下、あるいは、後方（リアコンパートメントの前方）、または、フロントシートの下に配置されることが多い。また、バッテリは、フロントの左右のシートの間に配置されることもあり得る。
【００１０】
本明細書が開示する電動車両の特徴の一つは、バッテリの電力を各インバータへ分配する中継器が、リアインバータに設けられている、あるいは、リアインバータとともに車両に着脱される他のデバイスに設けられている点である。中継器は、リアインバータの筐体内部に設けられていてもよいし、筐体の外側に取り付けられていてもよい。あるいは、リアインバータと結合したリアモータに取り付けられていてもよい。この場合、リアモータが前述の「リアインバータと同時に着脱する他のデバイス」の一例に相当する。いずれの場合も、リアインバータを取り付ける作業で同時に中継器も車両に取り付けることができるので、四輪駆動化の作業効率がよい。上記の「他のデバイス」の典型例はリアモータであるが、これに限られない。例えば、リアモータ／インバータがオプションであるのと同様に、オプションでリアインバータに隣接して搭載される別の電圧コンバータなどであってもよい。
【００１１】
リアモータがオプションの駆動源である場合とは、前述したように、リアモータが、通常の走行に用いるフロントモータの駆動力を補う補助的な駆動源の場合である。この場合、リアモータには、フロントモータよりも最大出力が小さいモータが採用される。別言すれば、リアモータは、補助駆動源であり、フロントモータよりも使用頻度が低い駆動源である。ここで、「使用頻度」には、例えば、車両を定常走行させた場合に、使用される頻度の多少だけではなく、インバータから出力される電力の総和の大小なども含む。即ち、車両走行時にメインで使用されるインバータをフロントインバータとし、補助的に用いられるインバータをリアインバータとしてもよい。
【００１２】
なお、上記の態様では、フロントモータがメインの駆動源であり、リアモータが補助的な駆動源（オプショナルな駆動源）である場合を想定したが、フロントとリアの役割が逆であってもよい。即ち、フロントモータが補助駆動源の場合であれば、バッテリの電力を各インバータへ分配する中継器は、フロントインバータに設けられているとよい、あるいは、フロントインバータとともに車両に着脱される他のデバイスに設けられているとよい。
【００１３】
本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１Ａ】図１Ａは、前輪駆動の電動車両を側方からみたときのインバータとバッテリの模式的レイアウト図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、前輪駆動の電動車両を上方からみたときのインバータとバッテリの模式的レイアウト図である。
【図２Ａ】図２Ａは、第１実施例の電動車両を側方からみたときのインバータとバッテリの模式的レイアウト図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、第１実施例の電動車両を上方からみたときのインバータとバッテリの模式的レイアウト図である。
【図３】第１実施例の電動車両の駆動系の模式的ブロック図である。
【図４Ａ】図４Ａは、第２実施例の電動車両を側方からみたときのインバータとバッテリの模式的レイアウト図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、第２実施例の電動車両を上方からみたときのインバータとバッテリの模式的レイアウト図である。
【図５Ａ】図５Ａは、第３実施例の電動車両を側方からみたときのインバータとバッテリの模式的レイアウト図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、第３実施例の電動車両を上方からみたときのインバータとバッテリの模式的レイアウト図である。
【図６Ａ】図６Ａは、第４実施例の電動車両を側方からみたときのインバータとバッテリの模式的レイアウト図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、第４実施例の電動車両を上方からみたときのインバータとバッテリの模式的レイアウト図である。
【図７】図７は、中継器の構造の一例を示す平面図である（カバーなし）。
【図８】図８は、中継器の構造の別の一例を示す平面図である（カバーなし）。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
最初に、「発明の概要」で述べた特徴以外の実施例の特徴の幾つかを列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。
【００１６】
（特徴１）リアモータが補助的な駆動源である場合、中継器とリアインバータの間の電力供給経路にヒューズが備えられているとよい。何らかの原因でリアモータ／インバータに不具合が生じてもヒューズが切れることで、リアインバータをバッテリとフロントインバータの間の電力供給経路から切り離すことができる。その場合、リアの駆動源の状態に関わらずにフロントの駆動源だけで走行を続けることができる。
【００１７】
（特徴２）フロントモータがメインの駆動源である場合、フロントインバータはバッテリの電圧を昇圧する昇圧回路と昇圧回路の出力を交流に変換するインバータ回路を備える一方で、リアインバータは、リアモータが補助的であるがゆえに昇圧回路を有さずインバータ回路だけである構成を採用することがある。別言すれば、リアインバータの入出力の電圧はバッテリの電圧に等しい。そのような場合、フロントインバータは昇圧回路があるためインバータ回路の高周波ノイズがバッテリに与える影響は小さいが、リアインバータはバッテリとインバータ回路が直結するため高周波ノイズがバッテリに与える影響が大きい可能性がある。リアインバータの高周波ノイズの影響を抑制するため、中継器とリアインバータの間の電力供給経路にチョークコイルを備えるとよい。
【００１８】
（特徴３）バッテリは、車両前後方向でフロントインバータとリアインバータの間に配置されている。
【００１９】
（特徴４）バッテリの端子と中継器の端子に接続されるパワーケーブルの長さが、中継器の端子とフロントインバータの端子に接続されるパワーケーブルの長さよりも短い。
【００２０】
（特徴５）バッテリとリアインバータとの間の車両前後方向の距離が、バッテリとフロントインバータとの間の車両前後方向の距離よりも短い。
【実施例】
【００２１】
（第１実施例）実施例の電動車両を説明する前に、前輪二輪駆動の電動車両（ハイブリッド車２００）のモータとインバータとバッテリのレイアウトを説明する。図１Ａは、ハイブリッド車２００を側方から見たときのフロントモータとフロントインバータとバッテリの模式的レイアウト図であり、図１Ｂは、上方からみたときの模式的レイアウト図（平面レイアウト図）である。図では、フロントシートとリアシートは、モータ等と区別付き易いように仮想線で描いてある。
【００２２】
ハイブリッド車２００は前輪二輪駆動であり、エンジン４、フロントモータ５、及び、フロントインバータ３が車両前方のフロントコンパートメントに配置されている。エンジン４とフロントモータ５の出力は前輪４１に伝達される。その伝達経路は後に図３を参照して説明する。フロントインバータ３は、フロントモータ５の筐体に固定されている。これは、前述したように、インバータとモータとの距離を短くして３相交流電力の送電ロスを抑えるためである。
【００２３】
フロントモータ５を駆動するための電力を蓄えるバッテリ６は、リアシートの下に配置されている。バッテリ６とフロントインバータ３は、パワーケーブル２０９で接続されている。パワーケーブル２０９は、バッテリ６の電力をフロントインバータ３へ送る電力供給経路（送電経路）に相当する。パワーケーブル２０９は、バッテリ６の端子６ａと、フロントインバータ３の端子３ａを電気的に接続する。図１、及び、以下の図では、バッテリからインバータへ電力を供給するパワーケーブルを太線で描いてある。符号４２は後輪を示している。ハイブリッド車２００では、後輪４２は駆動力を有さない従動輪である。
【００２４】
図１Ａ、図１Ｂにおいて、符号Ｇは車両の重心位置を示している。重心位置Ｇよりも前方が車両前方（車両前部）に相当し、重心位置Ｇよりも後が車両後方（車両後部）に相当する。以降の図でも同様である。
【００２５】
次に、図２Ａ、図２Ｂを参照して第１実施例の電動車両（ハイブリッド車２）におけるバッテリ／モータ／インバータのレイアウトを説明する。ハイブリッド車２は、図１（図１Ａ、図１Ｂ）の二輪駆動のハイブリッド車２００に後輪駆動用のリアモータ７とリアインバータ８を追加したものである。従って、エンジン４、フロントモータ５、フロントインバータ３の配置は図１（図１Ａ、図１Ｂ）の場合と同じである。ただし、パワーケーブルの配索が図１（図１Ａ、図１Ｂ）の場合と異なる。
【００２６】
リアモータ７とリアインバータ８は、車両後部に設置される。「車両後部」には、例えば、車両前後方向における車両重心位置Ｇよりも車両後方を含むものである。リアモータ７は補助的な駆動源であり、メインの駆動源であるフロントモータ５と比較して出力が小さい。例えば、フロントモータ５の最大出力は５０ｋＷであり、リアモータ７の最大出力は５ｋＷである。ハイブリッド車２は、通常はエンジン４とフロントモータ５で走行し、必要に応じてリアモータ７を補助的に駆動する。例えば雪道で滑り易い時にリアモータ７を駆動し、四輪駆動で走行する。あるいは、坂道発進のときのトルク補助にリアモータ７を駆動する。リアモータ７とリアインバータ８は、二輪駆動のハイブリッド車２００のオプション装備としてユーザの要望に応じて取り付けられる。
【００２７】
リアインバータ８も、フロントインバータ３と同様に、リアモータ７の筐体に固定される。リアインバータ８とリアモータ７の距離を近づけてリアインバータ８が出力する３相交流電力の送電ロスを抑えるためである。リアインバータ８は、リアモータ７に取り付けられるのではなく、フロアパネル上に固定されても良い。
【００２８】
図１（図１Ａ、図１Ｂ）と図２（図２Ａ、図２Ｂ）を比較すると理解されるように、二輪駆動のハイブリッド車２００と四輪駆動のハイブリッド車２では、バッテリ６からインバータへの電力供給経路、即ち、パワーケーブルの配索が異なる。ハイブリッド車２では、バッテリ６から伸びるパワーケーブル９ａは中継器１０に接続されている。正確には、パワーケーブル９ａは、バッテリ６の端子６ａと中継器１０の端子５２を接続する。中継器１０は、バッテリ６の出力電力をリアインバータ８とフロントインバータ３に分配する。中継器１０は、リアインバータ８の筐体に取り付けられている。中継器１０はリアインバータ８の筐体に固定されているので、中継器１０からリアインバータ８へのパワーケーブルは中継器１０とリアインバータ８の内部を通っており、図２Ａ、図２Ｂには表れない。
【００２９】
中継器１０とフロントインバータ３は、パワーケーブル９ｂで接続されている。正確には、パワーケーブル９ｂは、フロントインバータ３の端子３ａと中継器１０の端子５２を接続する。なお、パワーケーブル９ｂが接続される中継器の端子とパワーケーブル９ａが接続される中継器の端子は異なることに留意されたい。図２Ａ、図２Ｂでは、中継器の２つの端子が一つに単純化して描かれている。パワーケーブルの接続については、後に図７、図８を参照して詳しく説明する。バッテリ６からの電力は、まず車両後方の中継器１０へと伝達される。リアモータ７を駆動する場合には、バッテリ６の電力は中継器１０で二分され、一つはリアインバータ８へ供給され、もう一つはフロントインバータ３へ供給される。図１（図１Ａ、図１Ｂ）と図２（図２Ａ、図２Ｂ）を比較すると理解されるように、前輪二輪駆動のハイブリッド車２００と四輪駆動のハイブリッド車２の電力供給経路は、図２Ａ、図２Ｂにて符号Ａが示す範囲が異なるだけであり、他は一緒である。このことは即ち、二輪駆動のハイブリッド車２００にリアモータ７とリアインバータ８を取り付けて四輪駆動化する際、バッテリ６の端子６ａとフロントインバータ３の端子３ａには何らの変更を加える必要がないことを意味する。さらには、パワーケーブルの配索も、符号Ａが示す範囲だけを変えればよく、二輪駆動のハイブリッド車２００におけるパワーケーブルの配索の変更も最小限で済む。なお、実際には、ハイブリッド車２００においてバッテリ６とインバータ３を接続するパワーケーブルは全て交換することになるが、配索経路が符号Ａで示す箇所以外は同じであるので、ケーブル交換作業が容易である。
【００３０】
また、中継器１０はリアインバータ８の筐体に取り付けられている。以上の構造から、前輪二輪駆動のハイブリッド車２００を四輪駆動化する作業は、リアモータ７とリアインバータ８と中継器１０のアセンブリを車両に搭載し、パワーケーブルを交換するだけで済む。しかもパワーケーブルの配索経路の大部分は、ハイブリッド車２００とハイブリッド車２で同じである。第１実施例のハイブリッド車２は、二輪駆動の構成から四輪駆動の構成へ低コストで変更することができる。
【００３１】
図３を参照してハイブリッド車２の駆動系を説明する。バッテリ６はパワーケーブル９ａにて中継器１０と接続されている。バッテリ６から伸びるパワーケーブル９ａは、中継器１０の第１端子５２ａに接続される。中継器１０の内部では、電力供給経路は二分され、一つはパワーケーブル９ｂでフロントインバータ３に供給され、もう一つはパワーケーブル９ｃでリアインバータ８に供給される。パワーケーブル９ｂは、中継器１０の第２端子５２ｂと、フロントインバータ３の端子３ａに接続される。なお、中継器１０はリアインバータ８の筐体に取り付けられているため、パワーケーブル９ｃは図２Ａ、図２Ｂには表れていない。
【００３２】
中継器１０内の電力の分岐点Ｂとリアインバータ８との間の電力供給経路にヒューズ１２とチョークコイル１３が接続されている。チョークコイル１３は、リアインバータ８のスイッチングノイズがバッテリ６に与える影響を低減するために挿入されている。また、リアインバータ８に過電流が流れた場合、ヒューズ１２が切断する。ヒューズ１２が切断することでバッテリ６からフロントインバータ３への電力供給経路からリアインバータ８が切り離される。リアインバータ８を切り離すことによって、リアインバータ８で不具合が生じたときでもバッテリ６とフロントインバータ３で走行を継続することができる。
【００３３】
フロントモータ５の駆動電圧はバッテリ６の出力電圧よりも高いため、フロントインバータ３は、昇圧回路３１とインバータ回路３２を有している。別言すれば、フロントインバータ３は、インバータ回路３２とバッテリ６と間に昇圧回路３１を備える。昇圧回路３１は、リアクトルを含んでおり、リアクトルでインバータ回路３２のスイッチングノイズがバッテリ６に与える影響を低減することができる。他方、リアインバータ８は昇圧回路を備えていないため、バッテリ６との間の電力供給経路にチョークコイル１３が挿入されている。チョークコイル１３は、リアインバータ８のスイッチングノイズがバッテリ６に与える影響を低減する。
【００３４】
フロントインバータ３は、中継器１０を介してバッテリ６から電力の供給を受け、バッテリ６の電力を交流電力に変換してフロントモータ５に供給する。フロントモータ５は、フロントインバータ３から電力の供給を受けて作動する。フロントモータ５の出力トルクとエンジン４の出力トルクは動力分配機構９１で合成され、デフ９２を介して前輪４１に伝達される。なお、動力分配機構９１は、エンジン４の出力トルクを前輪４１とフロントモータ５に分配する場合もある。その場合、ハイブリッド車２は、エンジン４の動力で走行しつつフロントモータ５で発電する。発電された電力でバッテリ６が充電される。
【００３５】
リアインバータ８は、リアモータ７の上に搭載されている。リアの駆動系では、リアインバータ８が中継器１０を介してバッテリ６から電力の供給を受け、バッテリ６の電力を交流電力に変換してリアモータ７に供給する。前述したように、リアモータ７はフロントモータ５よりも出力が小さく、その定格電圧はバッテリ６の出力電圧と同じである。それゆえ、リアインバータ８は昇圧回路を持たない。リアモータ７は、バッテリ６と同じ電圧の交流をリアインバータ８から受けて動作する。リアモータ７の駆動力は直接に後輪４２に伝達される。リアインバータ８、リアモータ７、及び、中継器１０は、相互に連結されており、一つのユニットを構成する。リアインバータ８と中継器１０とが相互に接続され、それらはリアモータ７とは別に搭載されていてもよい。この場合であっても変更作業を容易にすることができる。
【００３６】
以上のとおり、ハイブリッド車２は、オプション装備として、後からリアモータ７、リアインバータ８、及び中継器１０を追加装備することができる。それらのデバイスは、バッテリとインバータを接続するパワーケーブルの変更作業も容易にする。第１実施例のハイブリッド車２は、二輪駆動の構成から四輪駆動の構成へ低コストで変更することができる。特に、二輪駆動車を四輪駆動車に変更する際、各インバータへ電力を配分する中継器をバッテリに設けると、二輪駆動用のバッテリと四輪駆動用のバッテリを用意する必要があり、製造コストが大幅に上昇する。そこで、本実施例では、既存の二輪駆動車のシステムに対してリアインバータとリアモータを搭載することで四輪駆動車へ変更することができるが、その際、二輪駆動車へ搭載するリアインバータに電力分配を行う中継器を設けることで、既存の二輪駆動車のシステムを流用しつつ四輪駆動車へ低コストで変更することができる。
【００３７】
ハイブリッド車２の他の特徴を述べる。バッテリ６は、リアシートの下に搭載されている。別言すれば、バッテリ６は、車両の前後方向においてフロントインバータ３とリアインバータ８の間に配置されている。車両の前後方向は図示されている。ここで、「フロントインバータ３とリアインバータ８の間」とは、前輪の車軸と後輪の車軸の間や、図２Ｂの車両平面視において、乗員室を投影したスペースであってもよい。また、図２Ａ、図２Ｂから明らかなように、バッテリ６は、リアインバータ８に近い。そして、バッテリ６とリアインバータ８との間の車両前後方向の距離が、バッテリ６とフロントインバータ３との間の車両前後方向の距離よりも短い。このことは、バッテリ６と中継器１０との間のパワーケーブル９ａを短くできる、という利点となる。また、バッテリ６とリアインバータ８との間の車両前後方向の距離には、バッテリ６のリアインバータ８への出力端子６ａ（出力コネクタ部）とリアインバータ８の入力端子（入力コネクタ部）との間のパワーケーブル９ａの長さを含む。また、図２Ａの車両側面視において、フロントインバータ３よりも車両前後方向の後方にバッテリ６を配置することで、バッテリ６からリアインバータ８に取り付けられた中継器１０へのパワーケーブル９ａを、リアインバータ８に取り付けられた中継器１０からフロントインバータ３へのパワーケーブル９ｂよりも短くすることができる。バッテリ６から中継器１０までは２個のインバータの消費電力の総量が流れるので、バッテリ６から中継器１０までのパワーケーブルの配索距離（ケーブル長）が短いほど、送電ロスを少なくすることができる。また、バッテリ６とリアインバータ８は近くに配置されている。「近く」とは、バッテリ６とリアインバータ８とが車両重心位置Ｇよりも車両後方に配置されることを含む。例えば、リアシート下にバッテリ６が配置されラゲッジスペースにリアインバータを配置しても良い。
【００３８】
（第２実施例）次に、第２実施例の電動車両（ハイブリッド車２ａ）を説明する。図４Ａは、ハイブリッド車２ａにおいて、側方から見たときのバッテリとインバータとモータのレイアウトを示す模式図であり、図４Ｂは上方から見たときの模式的レイアウト図（平面レイアウト図）である。ハイブリッド車２ａは、バッテリ６の搭載位置が第１実施例のハイブリッド車２と異なる。その他のデバイス、即ち、フロントモータ５、フロントインバータ３、エンジン４、リアモータ７、リアインバータ８、及び、中継器１０のレイアウトは第１実施例のハイブリッド車２と同じである。リアモータ７、リアインバータ８、及び、中継器１０は、相互に連結されており一つのユニットを構成する。そのユニットは１回の作業で車両に搭載することができる。また、ハイブリッド車２ａの駆動系も図３のブロック図で表される。
【００３９】
バッテリ６は、２つのフロントシートの間に配置されている。この場所は、ＦＲ車（フロントエンジンリアドライブ）において、車軸が占める空間である。それゆえ、この場所にバッテリを配置することは、従来のＦＲエンジン車の乗員空間の形と似ているため、ユーザにとって違和感が少ない。
【００４０】
第２実施例のハイブリッド車２ａでも、バッテリ６の電力を各インバータへ分配する中継器１０が、リアインバータ８に設けられており、第１実施例のハイブリッド車２と同じ利点を有する。
【００４１】
第２実施例のハイブリッド車２ａでは、バッテリ６は車両前後方向のほぼ中央に配置されている。しかし、パワーケーブル９ａと接続するバッテリ６の端子６ａはバッテリの後端に位置しており、バッテリ６の端子６ａとリアインバータ８との間の距離（車両前後方向の距離）は、バッテリ６の端子６ａとフロントインバータ３との間の距離（車両前後方向の距離）よりも短い。それゆえ、バッテリ６と中継器１０との間のパワーケーブル９ａを短くすることができる。
【００４２】
（第３実施例）次に、第３実施例の電動車両（ハイブリッド車２ｂ）を説明する。図５Ａは、ハイブリッド車２ｂにおいて、側方から見たときのバッテリとインバータとモータのレイアウトを示す模式図であり、図５Ｂは上方から見たときの模式的レイアウト図（平面レイアウト図）である。ハイブリッド車２ｂでは、中継器１０がリアインバータ８ではなく、オプションの電圧コンバータ２１の筐体に搭載されている。その他の構造は、第２実施例のハイブリッド車２ａの構造と同じである。電圧コンバータ２１は、バッテリ６の電圧を家庭用電気機器の定格電圧と同じ電圧（例えば１００ボルト）に降圧するデバイスである。図示を省略しているが、電圧コンバータ２１からは電力出力ケーブルが伸びており、その電力出力ケーブルの先端には家庭用電気機器のコンセントが接続されている。そのコンセントは車内に設置されている。ハイブリッド車２ｂでは車内で家庭用電気機器が使用可能である。電圧コンバータ２１はリアモータ７やリアインバータ８と一緒に車両に搭載される。電圧コンバータ２１は、リアインバータ８とともに車両に着脱される他のデバイスの一例に相当する。その電圧コンバータ２１に中継器１０が搭載される。電圧コンバータ２１はリアインバータ８の近くに配置され、中継器１０とリアインバータ８は、短いパワーケーブル９ｃで接続される。より正確には、中継器１０の第２の端子５２ｃとリアインバータ８の端子８ａが短いパワーケーブル９ｃで接続される。
【００４３】
第３実施例のハイブリッド車２ｂは、第１実施例や第２実施例のハイブリッド車と異なり、中継器１０はリアインバータ８に搭載されているわけではなく、リアインバータ８とともに車両に着脱されるデバイス（電圧コンバータ２１）に搭載されている。電圧コンバータ２１はリアインバータ８の近くに配置されるので、結局、中継器１０はリアインバータ８の近くに配置されることになる。このハイブリッド車２ｂも、第１実施例と第２実施例のハイブリッド車と同様の利点を有する。ここで、「電圧コンバータ２１はリアインバータ８の近くに配置される」とは、リアインバータ８と電圧コンバータ２１が車両前後方向における車両重心位置Ｇよりも車両後方に配置されることを含む。
【００４４】
（第４実施例）次に、第４実施例の電動車両２ｃを説明する。図６Ａは、電動車両２ｃにおいて、側方から見たときのバッテリとインバータとモータのレイアウトを示す模式図であり、図６Ｂは上方から見たときの模式的レイアウト図（平面レイアウト図）である。電動車両２ｃは、エンジンを有さない、いわゆるピュアＥＶである。また、電動車両２ｃは、通常走行用の駆動力を出力するメインのモータを車両後方に搭載し、補助的なモータを車両前方に搭載する。フロントモータ２５は後輪二輪駆動の車両に後から搭載することができる着脱式のオプション装備である。
【００４５】
電動車両２ｃは、車両の後方にメインの駆動力であるリアモータ２７と、リアモータ２７に交流電力を供給するリアインバータ２８を搭載し、車両の前方に補助的な駆動力であるフロントモータ２５と、フロントモータ２５に交流電力を供給するフロントインバータ２３を搭載する。リアインバータ２８はリアモータ２７に固定されており、フロントインバータ２３はフロントモータ２５に固定されている。モータとインバータを相互に連結してそれらの間の距離を短くすることは、第１実施例にて説明したように、交流電力の送電ロスを低減することに貢献する。フロントインバータ２３はフロントモータ２５とは別に設けられていてもよい。
【００４６】
電動車両２ｃでは、バッテリ６の出力電力を分岐する中継器１０はフロントインバータ２３の筐体に固定される。バッテリ６の端子６ａと中継器１０の端子５２（図３の第１端子５２ａに対応する端子）はパワーケーブル９ａで接続される。中継器１０の端子５２（図３の第２端子５２ｂに対応する端子）とリアインバータ２８の端子２８ａはパワーケーブル９ｂで接続される。中継器１０とフロントインバータ２３もパワーケーブルで接続されるが、そのパワーケーブルは中継器１０とフロントインバータ２３の内部を通じているので図６Ａ、図６Ｂでは図示されていない。
【００４７】
電動車両２ｃは、もともと後輪二輪駆動車の電動車両に後から前輪の駆動システム（フロントモータ２５とフロントインバータ２３）を搭載し四輪駆動車に変更したものである。前輪の駆動システムを搭載する際、中継器１０もフロントインバータ２３とともに搭載することができるので、中継器１０を搭載する単独の作業は不要である。また、後輪二輪駆動の車両ではバッテリ６とリアインバータ２８をパワーケーブルで接続するが、四輪駆動に変更する際、バッテリ６の出力端子とリアインバータ２８の入力端子の変更は不要である。それゆえ、第４実施例の電動車両２ｃも第１実施例−第３実施例のハイブリッド車と同じ利点を有する。
【００４８】
バッテリ６は２つのフロントシートの間に搭載される。バッテリ６の搭載位置は、第２実施例及び第３実施例のハイブリッド車と同じである。ただし、バッテリ６は、その出力端子６ａが車両前方（重心位置Ｇよりも前）に位置するように設置される。それゆえ、バッテリ６の出力端子６ａから中継器１０までの距離（車両前後方向の距離）が、バッテリ６の出力端子６ａからリアインバータ２８までの距離（車両前後方向の距離）よりも短い。バッテリ６と中継器１０の間のパワーケーブル９ａにはリアインバータとフロントインバータの２つの消費電力の総量が流れるので、その距離が短いほど、送電ロスを少なくすることができる。この点は、第１−第３実施例でも同様である。
【００４９】
次に、図７と図８を参照して、中継器１０の構造を説明する。図７は、中継器１０のカバーを外した平面図であり、ケース５１の内部構造が示されている。ケース５１は樹脂で作られている。ケース内部では、導電部材として、ワイヤケーブルよりも内部抵抗が小さい金属細板が用いられている。この金属細板は、一般にバスバと呼ばれる。符号５３ａと符号５３ｂは、バッテリ６の正極と各インバータの正極を接続するＰバスバを表している。符号５４ａと符号５４ｂは、バッテリ６の負極と各インバータの負極を接続するＮバスバを表している。第１Ｐバスバ５３ａと第２Ｐバスバ５３ｂの間にチョークコイル１３が接続されている。第１Ｎバスバ５４ａと第２Ｎバスバ５４ｂの間にヒューズ１２が接続されている。
【００５０】
第１Ｐバスバ５３ａの一端と第１Ｎバスバ５４ａの一端は、ケース５１の一つの側面に向いている。第１Ｐバスバ５３ａの一端と第１Ｎバスバ５４ａの一端が中継器１０の第１端子５２ａに相当する。第１端子５２ａには、バッテリ６から伸びるパワーケーブル９ａが接続される。符号５６ａはパワーケーブル９ａの先端に設けられているコネクタを示している。
【００５１】
第１Ｐバスバ５３ａの他端と第１Ｎバスバ５４ａの他端も、ケース５１の一つの側面に向いている。第１Ｐバスバ５３ａの他端と第１Ｎバスバ５４ａの他端が中継器１０の第２端子５２ｂに相当する。第２端子５２ｂには、フロントインバータ３から伸びるパワーケーブル９ｂが接続される。符号５６ｂはパワーケーブル９ｂの先端に設けられているコネクタを示している。
【００５２】
第２Ｐバスバ５３ｂの一端と第２Ｎバスバ５４ｂの一端はケース５１の別の一つの側面に向いている。第２Ｐバスバ５３ｂの一端と第２Ｎバスバ５４ｂの一端が中継器１０の第３端子５２ｃに相当する。第３端子５２ｃには、リアインバータ８に接続されるパワーケーブル９ｃのコネクタ５５が結合する。
【００５３】
中継器１０の第１端子５２ａと第２端子５２ｂは、ケース５１の同じ側面に設けられている。この中継器１０は、パワーケーブル９ａと９ｂを同じ方向から中継器１０に接続することができる。
【００５４】
図８は、別の例の中継器（中継器１０ａ）の図である。図８は、カバーを外した中継器１０ａの平面図である。図７と図８は、同じ符号は同じ部品を示している。中継器１０ａでは、第１Ｐバスバ５３ａ、第２Ｐバスバ５３ｂ、第１Ｎバスバ５４ａ、第２Ｎバスバ５４ｂの形状とレイアウトが異なるが、機能は図７の中継器１０と同じである。中継器１０ａでは、第１端子５２ａと第２端子５２ｂが、ケース５１の平行な２つの側面の夫々に設けられている。
【００５５】
実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。いずれの実施例でも、中継器１０はインバータとは別体の筐体を有した。中継器はインバータに内蔵されていてもよい。その場合、中継器は個別の筐体を有さずともよい。
【００５６】
第４実施例では中継器１０は、フロントインバータ２３の筐体に取り付けられていた。後輪にメインの駆動源を有し、前輪に補助的な駆動源（フロントモータ）を有する電動車両において、中継器は、補助駆動源であるフロントモータに電力を供給するフロントインバータ２３とともに着脱される別のデバイスに取り付けられていてもよい。
【００５７】
中継器１０は、補助駆動源用のインバータに取り付けられることが最も好ましいが、補助駆動源とともに車両に着脱されるデバイスに取り付けられてもよい（例えば第３実施例）。その次には、中継器１０は、補助駆動源用のインバータの近傍に設置されるのがよい。補助駆動源の車載作業時に、付加的な作業で中継器も搭載できるからである。
【００５８】
フロントモータとフロントインバータは、一つの筐体に収容されていてもよいし、別々の筐体に収容されていてもよい。同様に、リアモータとリアインバータは、一つの筐体に収容されていてもよいし、別々の筐体に収容されていてもよい。また、本明細書が開示する技術は、３個以上のモータを有する電動車両に適用することも可能である。本明細書が開示する技術は、例えば、１個のフロントモータと２個のリアモータを備える電動車両に適用することもできる。本明細書中では、便宜上、「車両前方」、「車両後方」を、車両重心位置Ｇを基準として説明したが、これに限られない。例えば、車両前後方向の中央を基準としてもよい。「車両前後方向の中央」とは、車両前端部と車両後端を結んだ直線の略中央を含む。
【００５９】
バッテリは、具体的には、リチウムイオン電池、燃料電池、あるいは、大容量キャパシタ、その他のタイプであってよい。
【００６０】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００６１】
２、２ａ、２ｂ：ハイブリッド車（電動車両）
２ｃ：電動車両
３：２３：フロントインバータ
３ａ：昇圧回路
３ｂ：インバータ回路
４：エンジン
５、２５：フロントモータ
６：バッテリ
７、２７：リアモータ
８、２８：リアインバータ
９ａ、９ｂ、９ｃ、２０９：パワーケーブル
１０、１０ａ：中継器
１２：ヒューズ
１３：チョークコイル
２１：電圧コンバータ
４１：前輪
４２：後輪
５２ａ：中継器の第１端子
５２ｂ：中継器の第２端子
５２ｃ：中継器の第３端子
２００：ハイブリッド車
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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