(57)【要約】【課題】電気自動車において、車両への配索が容易な導線ケーブルを使用できるとともに、車両の重量及びコストを低減できるようにした、電気自動車用導線ケーブル構造を提供する。【解決手段】電動機１により駆動する車両５０において、車両５０に搭載される複数の電気機器１，２を電気的に接続するための電気自動車用導線ケーブル構造であって、導体により形成される導線２１Ａを被覆材２１Ｂにより被覆した導線ケーブル本体２１と、導線ケーブル本体２１を保護するように間隙Ａを有して覆うとともに、導線ケーブル本体２１の屈曲に追従して変形しうるカバー部材２２と、導線ケーブル本体２１とカバー部材２２との間隙Ａに冷却空気を強制的に通風させる冷却用ファン２０Ａ，２０Ｂとを有して構成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機により駆動する車両において、該車両に搭載される複数の電気機器を電気的に接続するための電気自動車用導線ケーブル構造であって、
導体により形成される導線を被覆材により被覆した導線ケーブル本体と、
該導線ケーブル本体を保護するように間隙を有して覆うとともに、該導線ケーブル本体の屈曲に追従して変形しうるカバー部材と、
該導線ケーブル本体と該カバー部材との該間隙に冷却空気を強制的に通風させる冷却用ファンとを有している
ことを特徴とする、電気自動車用導線ケーブル構造。
【請求項２】
該冷却用ファンは、該導線ケーブルの一端側に備えられ、該導線ケーブル本体と該カバー部材との該間隙に冷却空気を強制的に送り込む第１の冷却用ファンと、該導線ケーブルの他端側に備えられ、該導線ケーブル本体と該カバー部材との該間隙から冷却空気を強制的に送り出す第２の冷却用ファンとのうちの少なくとも一つをそなえている
ことを特徴とする、請求項１記載の電気自動車用導線ケーブル構造。
【請求項３】
該導線ケーブル本体の温度を検知する導線ケーブル温度検知手段と、
該導線ケーブル温度検知手段により検知された該導線ケーブル本体の温度が所定温度以下の場合には該冷却用ファンを停止させる冷却用ファンコントローラと、を有している
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の電気自動車用導線ケーブル構造。
【請求項４】
該導線ケーブル本体が該電動機に接続されたパワーサプライ用のケーブルである
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の電気自動車用導線ケーブル構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車において、車両に搭載される複数の電気機器を電気的に接続するための電気自動車用導線ケーブル構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハイブリッド電気自動車を含め、電動機（以下、走行駆動用モータという）により車両を駆動する電気自動車に対する注目が高まっている。
電気自動車は、一般に、バッテリ等からの電力を導線ケーブルにより導き、車両の走行駆動用のモータ等の電気機器に給電するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
複数の電気機器を電気的に接続する導線ケーブルは、一般的に導体によって形成される導線を塩化ビニル樹脂等の絶縁体の被覆材により被覆することにより形成されている。
【特許文献１】特開平６−１２２３２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、一般に、導線ケーブルには、導線ケーブルの断面積（即ち、ケーブル径）に応じて導通する電流の上限が規定されている。
これは、導線ケーブルの断面積に対して過剰に大きな電流を導通した場合には導線ケーブルが大きく発熱し、導線を被覆している被覆材が熱により溶けてしまう可能性があるためである。このように、導線ケーブルの発熱により被覆材が溶ける等して導線そのものが露出すると電気回路の短絡が生じる等の不都合が生じる虞がある。
【０００４】
一方、導線ケーブルは、ケーブル径が大きくなるほど剛性が高くなるため弾性変形し難くなる。このため、ケーブル径が大きい導線ケーブルを車両内部に配索する際には、導線ケーブルを緩やかに屈曲させるために大きな屈曲半径（曲率半径）が必要となり、車両内に導線ケーブル搭載のために大きなスペースを確保する必要があるため車両への搭載性が低下してしまう。
【０００５】
一般的に、導線ケーブルは、ケーブル径が大きいものほど高価となり、車両のコスト増大の一因となってしまう。また、当然ながら、導線ケーブルは、ケーブル径が大きいものほど高重量となるため、車両の重量増大の一因ともなるという課題もある。
本発明はこのような課題に鑑み創案されたもので、電気自動車において、車両への配索が容易な導線ケーブルを使用できるとともに、車両の重量及びコストを低減できるようにした、電気自動車用導線ケーブル構造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】
【０００６】
上述の目的を達成するために、本発明の電気自動車用導線ケーブル構造（請求項１）は、電動機により駆動する車両において、該車両に搭載される複数の電気機器を電気的に接続するための電気自動車用導線ケーブル構造であって、導体により形成される導線を被覆材により被覆した導線ケーブル本体と、該導線ケーブル本体を保護するように間隙を有して覆うとともに、該導線ケーブル本体の屈曲に追従して変形しうるカバー部材と、該導線ケーブル本体と該カバー部材との該間隙に冷却空気を強制的に通風させる冷却用ファンとを有していることを特徴としている。
【０００７】
該冷却用ファンは、該導線ケーブルの一端側に備えられ、該導線ケーブル本体と該カバー部材との該間隙に冷却空気を強制的に送り込む第１の冷却用ファンと、該導線ケーブルの他端側に備えられ、該導線ケーブル本体と該カバー部材との該間隙から冷却空気を強制的に送り出す第２の冷却用ファンとのうちの少なくとも一つをそなえていることが好ましい（請求項２）。
【０００８】
該導線ケーブル本体の温度を検知する導線ケーブル温度検知手段と、該導線ケーブル温度検知手段により検知された該導線ケーブル本体の温度が所定温度以下の場合には該冷却用ファンを停止させる冷却用ファンコントローラと、を有していることが好ましい（請求項３）。
該導線ケーブル本体が該電動機に接続されたパワーサプライ用のケーブルであることが好ましい（請求項４）。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の電気自動車用導線ケーブル構造（請求項１）によれば、冷却空気を強制的に通風させることにより導線ケーブルを冷却することにより、大電流（大電力）を導通する際に発生する熱による導線ケーブル本体の温度上昇を抑制できるので、比較的断面積が小さい（あるいは、径が小さい）導線を用いても導線ケーブルの発熱による損傷等を防止することができる。これにより、径が小さく剛性の小さい導線ケーブルを用いることができ、導線ケーブルの車両への配索を容易にできるとともに導線ケーブルの重量やコストを低減することができる。
【００１０】
本発明の電気自動車用導線ケーブル構造（請求項２）によれば、導線ケーブルの両端側から冷却空気を強制的に通風させることにより、より効率的に導線ケーブルを冷却することができる。
本発明の電気自動車用導線ケーブル構造（請求項３）によれば、導線ケーブル本体の温度が高温でない場合には、冷却用ファンを停止することにより、冷却用ファンの不必要な電力消費を禁止して、車両としてのエネルギ効率を向上させることができる。
【００１１】
本発明の電気自動車用導線ケーブル構造（請求項４）によれば、電気自動車において、電動機には特に大きな電力を供給する必要があり、電動機に接続された導線ケーブルを冷却することにより、導線ケーブルの車両への搭載性の向上及び重量やコストの低減という効果をより大きく得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１〜図４は、いずれも本発明の一実施形態に係る電気自動車用導線ケーブル構造を説明するためのものであって、図１は電気機器と導線ケーブルとの接続部の構成を側面視で模式的に示す模式図、図２は電気自動車の車両後部付近の構成を車両後方からの視点で一部透視して模式的に示す斜視図、図３は導線ケーブルの円形断面を模式的に示す図、図４は電気自動車の車両後部付近の構成を上方視で模式的に示す斜視図である。
【００１３】
図２に示すように、この電気自動車（車両）５０は、走行駆動用モータ（電動機，電気機器）１，ＭＣＵ（モータコントロールユニット，電気機器）２及びＤＣ／ＤＣコンバータ（電気機器）３とを有している。
走行駆動用モータ１は、車両５０を走行させるための駆動力を付与するものであり、本実施形態ではリヤアクスル上に配設されている。
【００１４】
ＭＣＵ２は、走行駆動用モータ１の上方に配設されており、このＭＣＵ２の左側部に隣接してＤＣ／ＤＣコンバータ３が配設されている。
ＭＣＵ２には、下方に配設された走行駆動用モータ１やバッテリとＭＣＵ２との間を接続する複数の導線ケーブル６の端子（図示略）を収納してＭＣＵ２の内部機器と接続するための端子接続部２Ａが形成されている。また、ＭＣＵ２は内部にインバータ（図示略）やコントローラ（冷却用ファンコントローラ）２Ｂ（図１参照）を有し、バッテリ（図示略）から供給された電力を調整するとともに、運転要求に応じて、走行駆動用モータ１に供給するようになっている。
【００１５】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３は充電器（図示略）を内部に収納してアッセンブリ化したものである。ＭＣＵ２とＤＣ／ＤＣコンバータ３との間も電気的に接続されており、走行駆動用モータで発電した回生電力を一旦ＤＣ／ＤＣコンバータ３内部において整流した上でバッテリに電力供給しうるように構成されている。
なお、走行駆動用モータ１は車両５０を走行させるとともに、車両５０の回生制動時には発電機としても機能し、回生電力を発電するようになっている。
【００１６】
これらの走行駆動用モータ１，ＭＣＵ２及びＤＣ／ＤＣコンバータ３は、図示しないブラケット等を介してモータマウントフレーム４に固定されており、このモータマウントフレーム４は図示しない車両５０のクロスメンバに固設されている。
また、ＭＣＵ２よりも前方側であって車両５０のフロア（図示省略）の下部には、車両５０を駆動するための電力を蓄電するバッテリ（図示省略）が搭載されている。
【００１７】
そして、ＭＣＵ２と走行駆動用モータ１及びＭＣＵ２とバッテリとは、それぞれ複数の導線ケーブル６を介して電気的に接続され、バッテリからＭＣＵ２に直流電流が供給され、ＭＣＵ２内のインバータにより三相交流電流に変換された上で走行駆動用モータ１に電力が供給されるようになっている。
なお、符号５は、駆動系機構を示している。駆動系機構５は、走行駆動用モータ１の駆動力を図示しない駆動輪に伝達するための動力伝達機構であって、デファレンシャルギアや各種シャフト等（いずれも図示略）により構成され、走行駆動用モータ１に動力伝達可能に接続されている。
【００１８】
ここで、ＭＣＵ２から走行駆動用モータ１に走行用の電力を供給するパワーサプライ用のケーブル（導線ケーブル）６の構成について説明する。
図１，図３に示すように、各導線ケーブル６は、導線ケーブル本体２１とコルゲータ（カバー部材）２２とから構成されている。
また、図３に示すように導線ケーブル本体２１は、電気を導通する導体により形成される導線２１Ａと、塩化ビニル樹脂等の絶縁体で形成されて導線２１Ａを被覆する被覆材２１Ｂとにより構成されている。
【００１９】
コルゲータ２２は、導線ケーブル本体２１を間隙（空隙）Ａを有して覆い、導線ケーブル本体２１を物理的衝突等から保護するように配設されている。
このコルゲータ２２は、プラスチック等によって管状に形成されており、比較的径が小さい小径部２２Ａと比較的径が大きい大径部２２Ｂとが同軸状に交互に連続するような、いわゆる蛇腹状に形成されている。そしてこの小径部２２Ａと大径部２２Ｂとが容易に変形しうることにより、コルゲータ２２は導線ケーブル本体２１の屈曲に追従して変形できるようになっている。
【００２０】
ここで、各導線ケーブル６とＭＣＵ２との接続部分（導線ケーブル６の一端側）の構成について説明する。図１に示すように、各導線ケーブル６とＭＣＵ２との接続部分の近傍には、導線ケーブル６の他に第１冷却用ファン（冷却用ファン，第１の冷却用ファン）２０Ａ，温度センサ（導線ケーブル温度検知手段）２４が取り付けられている。
第１冷却用ファン２０Ａは、軸心部にモータ２３Ａを有しており、モータ２３Ａの駆動により図示しない回転翼が回転し、図中矢印Ｐで示すように外部からの空気（冷却空気）を強制的に導入して導線ケーブル本体２１とコルゲータ２２との間隙Ａ側に送り込むようになっている。
【００２１】
なお、ここでは、走行駆動用モータ１，ＭＣＵ２，第１及び第２冷却用ファン２０Ａ，２０Ｂ及び導線ケーブル６で囲まれた空間以外の空間を外部と呼ぶ。
温度センサ２４は、導線ケーブル本体２１の温度（又は導線ケーブル本体２１近傍の雰囲気温度）を検知するものであって、温度センサ２４により検知された検知温度情報ＴはＭＣＵ２内のコントローラ２Ｂに入力されるようになっている。
【００２２】
一方、各導線ケーブル６と走行駆動用モータ１との接続部分（導線ケーブル６の他端側）の構成について説明すると、図４に示すように、各導線ケーブル６と走行駆動用モータ１との接続部分の近傍には、導線ケーブル６の他に第２冷却用ファン（冷却用ファン，第２の冷却用ファン）２０Ｂが取り付けられている。
第２冷却用ファン２０Ｂは、第１冷却用ファン２０Ａと同様に軸心部にモータ２３Ｂを有しており、モータ２３Ｂが駆動することにより図示しない回転翼が回転し、図中矢印Ｑで示すように、導線ケーブル本体２１とコルゲータ２２との間隙Ａ側の空気（冷却空気）を第２冷却用ファン２０Ｂを通して強制的に外部に送り出すようになっている。
【００２３】
第１冷却用ファン２０Ａ及び第２冷却用ファン２０Ｂの各モータ２３Ａ，２３Ｂへの通電（オン／オフ）は、ＭＣＵ２の内部のコントローラ２Ｂにより制御されるようになっている。
具体的には、コントローラ２Ｂは、温度センサ２４から入力される検知温度情報Ｔが第１所定温度Ｔ1以下である場合には第１及び第２冷却用ファン２０Ａ，２０Ｂを停止させるとともに、検知温度情報Ｔが第２所定温度Ｔ2以上である場合には第１及び第２冷却用ファン２０Ａ，２０Ｂを作動させるように構成されている。なお、第１所定温度Ｔ1は、第２所定温度Ｔ2よりも低い温度に設定してもよく、第１所定温度Ｔ1及び第２所定温度Ｔ2は同じ温度に設定してもよい。ただし、少なくとも、第２所定温度Ｔ2は導線ケーブル本体２１の被覆材２１Ｂの溶損等を考慮した温度に設定する。
【００２４】
なお、図１に示すように、導線ケーブル本体２１は、ＭＣＵ２の端子接続部２Ａの下方からフランジ１１を介してＭＣＵ２内に挿入され、ＭＣＵ２の内部機器と電気的に接続されている。また、図４に示すように、導線ケーブル本体２１は、フランジ１３を介して走行駆動用モータ１内に挿入され、走行駆動用モータ１の内部機器と電気的に接続されている。
【００２５】
各フランジ１１，１３及びＭＣＵ２及び走行駆動用モータ１の導線ケーブルが挿通される面には、それぞれボルト１２，１４に対応したネジ溝が切設された図示省略のボルト穴が設けられており、フランジ１１はボルト１２によりＭＣＵ２に圧着され、フランジ１３はボルト１４により走行駆動用モータ１に圧着されている。これにより、導線ケーブル６の両端側の電気機器への挿入部からのＭＣＵ２及び走行駆動用モータ１の内部への水の浸入を防止して、各電気機器１，２の液密性を確保するようになっている。
【００２６】
本発明の一実施形態にかかる電気自動車用導線ケーブル構造はこのように構成されているので、以下のような作用及び効果を奏する。
まず、ＭＣＵ２のコントローラ２Ｂは、運転要求に応じて走行駆動用モータ１に車両５０を走行させるための三相交流の電流値を設定し、ＭＣＵ２内のインバータから走行駆動用モータ１へ電力が供給される。なお、バッテリの電圧は略一定の電圧であるため、運転要求に応じた駆動力を得るためには走行駆動用モータ１に供給する電流値を調整することにより、駆動力の電力が調整される。
【００２７】
このとき、コントローラ２Ｂは、温度センサ２４から入力された検知温度情報Ｔが第２所定温度Ｔ2以上である場合には、第１及び第２冷却用ファン２０Ａ，２０Ｂの各モータ２３Ａ，２３Ｂに電力を供給し、第１及び第２冷却用ファン２０Ａ，２０Ｂファンを作動させる。
これにより、導線ケーブル６のＭＣＵ２側では、矢印Ｐに示すように、第１冷却用ファン２０Ａを通って外部側の比較的低温の空気（冷却空気）が導線ケーブル本体２１とコルゲータ２２との間隙Ａに導入される。そして、この低温の冷却空気が間隙Ａを通風することにより導線ケーブル本体２１が冷却される。
【００２８】
また、導線ケーブル６の走行駆動用モータ１側では、矢印Ｑに示すように、導線ケーブル本体２１とコルゲータ２２との間隙Ａ内を通風する空気が第２冷却用ファン２０Ｂを通って外部に排出され、導線ケーブル２１との接触により高温になった空気を外部に排出される。
一方、検知温度情報Ｔが第１所定温度Ｔ1以下である場合には、コントローラ２Ｂは、第１及び第２冷却用ファン２０Ａ，２０Ｂの各モータ２３Ａ，２３Ｂに対する電力供給を停止して第１及び第２冷却用ファン２０Ａ，２０Ｂファンを停止する。
【００２９】
このように、本発明の電気自動車用導線ケーブル構造によれば、第１及び第２冷却用ファン２０Ａ，２０Ｂにより外部の比較的低温な冷却空気間隙Ａ内に強制的に通風させることにより、電流の導通により発熱する導線ケーブル本体２１から熱を奪うことができ、導線ケーブル本体２１の温度上昇を抑制することができる。
したがって、導線ケーブル６の導線２１Ａの径φを小さく（つまり、断面積を小さく）設定しても、導線ケーブル６が発熱により損傷することを防止することができる。このように、従来よりも径φが小さい導線２１Ａを用いることにより、導線ケーブル６の剛性が低減され、導線ケーブル６の容屈曲性が向上するので導線ケーブル６の車両５０への配索が容易となる。
【００３０】
また、径φが小さい導線２１Ａを用いた導線ケーブル６を使用することができるので、第１及び第２冷却用ファン２０Ａ，２０Ｂの設置にかかる重量及びコストを差し引いても十分に車両５０の重量低減効果やコスト低減効果を得ることができる。
また、導線ケーブル６の一端側では、冷却空気を導線ケーブル本体２１とコルゲータ２２との間隙Ａに導入し、導線ケーブル６の他端側では、間隙Ａ内を通風する空気を外部側に排出するので、間隙Ａ内を通風する間に導線ケーブル本体２１との接触により高温になった冷却空気を外部側に排出して導線ケーブル本体の冷却効率を高めることができる。さらに、一端側では、冷却空気を導入するとともに他端側では間隙Ａ内を通風した空気を外部側に排出するので、間隙Ａ内部での冷却空気の通風性を向上させることができ、より効率的に導線ケーブル６を冷却することができる。
【００３１】
ところで、一般に導線２１Ａの径φは、導線２１Ａを導通する最大電流に対して十分に損傷を防止できるように設定されるため、車両５０が通常に走行する場合には走行駆動用モータ１にそれほど大きな電力は必要なく、導線ケーブル６に過剰な大電流を導通する頻度はそれほど多くない。
本実施形態では、温度センサ２４から入力される検知温度情報Ｔが第１所定温度Ｔ1以下である場合には第１及び第２冷却用ファン２０Ａ，２０Ｂを停止させるとともに、検知温度情報Ｔが第２所定温度Ｔ2以上である場合には第１及び第２冷却用ファン２０Ａ，２０Ｂを作動させるので、導線ケーブル本体２１の温度が異常な高温でない場合には、大１及び第２冷却用ファン２０Ａ，２０Ｂを停止することにより、各モータ２３Ａ，２３Ｂによる不必要な電力消費を禁止して、車両５０のエネルギ効率を向上させることができる。
【００３２】
また、コルゲータ２２を蛇腹状に形成することにより、導線ケーブル本体２１に対する追従性を向上することができるとともに、コルゲータ２２の表面積を大きくすることができ、導線ケーブル６の熱が、コルゲータ２２の表面積からより効率的に発散されるという効果もある。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【００３３】
上述の実施形態においては、導線ケーブルが接続される電気機器としてＭＣＵを一例として説明したが、導線ケーブルが接続される電気機器はＭＣＵに限定されるものではなく、どのような電気機器を適用してもよい。特に、ＭＣＵの他にＤＣ／ＤＣコンバータや車両駆動用モータには、比較的大きな電流を導通する必要があるため、より大径且つ大重量の導線ケーブルを接続する必要があり、より効果的なコスト低減効果及び重量低減効果を得ることができる。
【００３４】
また、実施形態では導線ケーブル本体とカバー部材との間隙に冷却空気を強制的に送り込む冷却用ファン（第１の冷却用ファン）と、導線ケーブル本体とカバー部材との間隙から冷却空気を強制的に送り出す冷却用ファン（第２の冷却用ファン）との両方を備えるように構成しているが、これら冷却用ファンは両方とも備える必要はなく、いずれか一方のみであってもよい。また、冷却用ファンは導線ケーブル本体とカバー部材との間隙に冷却用の空気を強制的に通風させうるものであればどのような形式のものであってもよい。
【００３５】
また、実施形態では第１の冷却用ファン及び第２の冷却用ファンをそれぞれ１個ずつ備えるようにしているが、冷却用ファンの個数これに限定するものではなく、適宜設定可能である。
さらに、実施形態では、導線ケーブル温度検知手段として、温度センサを設けているが、導線ケーブル温度検知手段としてはこれに限らず、温度センサを使用する替わりに、導線ケーブル６に導通している電流値及びその導通時間からＭＣＵ内のコントローラにより導線ケーブルの温度を推定するように構成してもよい。
【００３６】
また、冷却用ファンコントローラの制御態様についても実施形態のものに限定するものではなく、適宜設定可能である。例えば、冷却用ファンコントローラは、導線ケーブル本体の温度が高くなるほど、冷却用ファンの作動強度を強くするように構成し、反対に、導線ケーブル本体の温度が低くなるほど、冷却用ファンの作動強度を弱くするように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態に係る電気自動車用導線ケーブル構造を説明するためのものであって、電気機器と導線ケーブルとの接続部の構成を側面視で模式的に示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電気自動車用導線ケーブル構造を説明するためのものであって、車両後部付近の構成を車両後方からの視点で一部透視して模式的に示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る電気自動車用導線ケーブル構造を説明するためのものであって、導線ケーブルの断面を模式的に示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る電気自動車用導線ケーブル構造を説明するためのものであって、電気自動車の車両後部付近の構成を上方視で模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  走行駆動用モータ（電動機，電気機器）
２  ＭＣＵ（モータコントロールユニット，電気機器）
２Ａ  端子接続部
２Ｂ  コントローラ（冷却用ファンコントローラ）
３  ＤＣ／ＤＣコンバータ
４  モータマウントフレーム
５  駆動系機構
６  導線ケーブル
１１  フランジ
１２  ボルト
２０Ａ  第１冷却用ファン（冷却用ファン，第１の冷却用ファン）
２０Ｂ  第２冷却用ファン（冷却用ファン，第２の冷却用ファン）
２１  導線ケーブル本体
２１Ａ  導線
２１Ｂ  被覆材
２２  コルゲータ（カバー部材）
２２Ａ  小径部
２２Ｂ  大径部
２３Ａ，２３Ｂ  モータ
２４  温度センサ（導線ケーブル温度検知手段）
５０  車両
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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