(57)【要約】【課題】パワーコントロールユニットを良好に保護する構造を提供する。【解決手段】ＰＣＵの筐体の後面がダッシュパネル５に対向しており、前記筐体に、その外周部の少なくとも一部を該筐体の外部に露出させるとともに、該筐体の内部側に電気デバイスを冷却するためのヒートシンク部を有するヒートシンク筐体が取り付けられ、このヒートシンク筐体の外周部に、ダッシュパネル５に向けて突出する突起部５０が設けられるとともに、ダッシュパネル５に、ＰＣＵに向けて突出するスタッドボルト５１が設けられる。そして突起部５０の突出方向の長さを、スタッドボルト５１の突出方向の長さよりも大きく設定する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電気デバイスと、前記電気デバイスを収納する筐体と、を備え、電気自動車のモータルーム内に配置される電気自動車用パワーコントロールユニットの保護構造であって、
前記パワーコントロールユニットの後方に、前記モータルームと車室とを区画するダッシュパネルが配置され、
前記筐体の後面が、前記ダッシュパネルに対向しており、
前記筐体には、その外周部の少なくとも一部を該筐体の外部に露出させるヒートシンク筐体が取り付けられ、該ヒートシンク筐体は、前記筐体の内部側に前記電気デバイスを冷却するためのヒートシンク部を有し、
前記筐体の外部に露出する前記ヒートシンク筐体の外周部に、前記ダッシュパネルに向けて突出する突起部が設けられるとともに、前記ダッシュパネルには、前記パワーコントロールユニットに向けて突出するスタッドボルトが設けられ、
前記突起部の突出方向の長さが、前記スタッドボルトの突出方向の長さよりも大きく設定されていることを特徴とする電気自動車用パワーコントロールユニットの保護構造。
【請求項２】
前記パワーコントロールユニットを支持するフレーム部材の後端が、前記筐体の後面よりも後方に位置しており、
前記筐体の後面から前記フレーム部材の後端までの距離が、前記スタッドボルトの突出方向の長さよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の電気自動車用パワーコントロールユニットの保護構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車用パワーコントロールユニットの保護構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、エンジンと、駆動用のモータを制御するパワーコントロールユニット（以下、ＰＣＵ（Power Control Unit））と、が並んで配置されるハイブリッド車両が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２４８３１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１のように部材が並んで配置される構造では、隣接する部材同士が衝突等により干渉してしまう場合があり、例えば、特許文献１の構造では、ＰＣＵがエンジン側に移動してエンジンに直接衝突してしまうことが考えられる。
【０００５】
上記のような干渉を防止するためには、部材間に十分な隙間を設けることが好ましいが、例えば、隣接する部材の一方にスタッドボルトが突出して設けられる場合には、部材間に十分な隙間を確保することがより困難になる。さらには、他方の部材が一方の部材から局所的に大きな衝撃を受けてしまう虞がある。
【０００６】
そこで、本発明は、電気自動車のパワーコントロールユニットがダッシュパネルに隣接して配置され、ダッシュパネルにパワーコントロールユニットに向けて突出するスタッドボルトが設けられる場合にあっても、パワーコントロールユニットを良好に保護することができる電気自動車用パワーコントロールユニットの保護構造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、本発明の請求項１に記載の発明は、複数の電気デバイスと、前記電気デバイスを収納する筐体（例えば実施形態における筐体２１）と、を備え、電気自動車（例えば実施形態における電気自動車１）のモータルーム（例えば実施形態におけるモータルーム６）内に配置される電気自動車用パワーコントロールユニットの保護構造であって、前記パワーコントロールユニットの後方に、前記モータルームと車室とを区画するダッシュパネル（例えば実施形態におけるダッシュパネル５）が配置され、前記筐体の後面が、前記ダッシュパネルに対向しており、前記筐体には、その外周部の少なくとも一部を該筐体の外部に露出させるヒートシンク筐体（例えば実施形態におけるヒートシンク筐体２２）が取り付けられ、該ヒートシンク筐体は、前記筐体の内部側に前記電気デバイスを冷却するためのヒートシンク部（例えば実施形態における凹部３６）を有し、前記筐体の外部に露出する前記ヒートシンク筐体の外周部に、前記ダッシュパネルに向けて突出する突起部（例えば実施形態における突起部５０）が設けられるとともに、前記ダッシュパネルには、前記パワーコントロールユニットに向けて突出するスタッドボルト（例えば実施形態におけるスタッドブルと５１）が設けられ、前記突起部の突出方向の長さが、前記スタッドボルトの突出方向の長さよりも大きく設定されていることを特徴とする電気自動車用パワーコントロールユニットの保護構造を提供する。
また、請求項２に記載の発明は、上記電気自動車用パワーコントロールユニットの保護構造において、前記パワーコントロールユニットを支持するフレーム部材の後端が、前記筐体の後面よりも後方に位置しており、前記筐体の後面から前記フレーム部材の後端までの距離が、前記スタッドボルトの突出方向の長さよりも大きくなるようにする。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、パワーコントロールユニットがダッシュパネル側に移動した際、スタッドボルトがパワーコントロールユニットの筐体に接触する前に、突起部がダッシュパネルに接触するようにすることができるため、スタッドボルトがパワーコントロールユニットに接触するのを防止できる。これにより、パワーコントロールユニットの筐体を高強度化する必要なく、パワーコントロールユニットを良好に保護でき、さらには低コスト化、軽量化を図ることができる。
請求項２に記載の発明によれば、より確実にスタッドボルトがパワーコントロールユニットに接触するのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電気自動車の前部上面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る電気自動車が備える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】上記パワーコントロールユニットの筐体の一部であるヒートシンク筐体の上面図である。
【図５】上記パワーコントロールユニットの筐体の一部である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後部及びその後方のダッシュパネルの上面概略図である。
【図７】図６の拡大図である。
【図８】上記パワーコントロールユニット後部及びその後方のダッシュパネルの側面概略図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る電気自動車の前部上面図である。
【図１０】図９の要部拡大図である。
【図１１】充電用ケーブルと接続するための第２の実施形態に係るパワーコントロールユニットが備える接続コネクタを示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
＜第１の実施形態＞
図１に本発明の第１の実施形態に係る構造が適用された電気自動車１の車両前部が示されている。この電気自動車１の車体前部には、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に連なり、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、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。
【００１２】
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、図中符合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。
【００１３】
モータルーム６内の下部には、左右一対のサイドフレーム８，８が車両前後方向に沿って延在し、サイドフレーム８，８の前部間には、フロントビーム９が架設されている。また、モータルーム６内の車幅方向略中央であって、上面視でサイドフレーム８，８の間には、主にモータを制御するパワーコントロールユニット（以下、ＰＣＵ（Power Control Unit））１０が配置されている。なお、電気自動車１は左ハンドル仕様であり、図中Ｈは車室に設けられたハンドルを示している。
【００１４】
ＰＣＵ１０は、上面視で概略矩形状を呈しており、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、図示しない蓄電装置の冷却液を、走行風である外気と熱交換することにより冷却する。
【００１５】
ＰＣＵ１０は、上面視で矩形枠状を呈するユニット支持フレーム１２に支持され、ユニット支持フレーム１２は、ＰＣＵ１０の四辺を囲むように配置されている。ユニット支持フレーム１２は複数の鋼管材を接合して構成されており、ＰＣＵ１０の前壁の前方に位置する前方延在部１３と、ＰＣＵ１０の後壁の後方に位置する後方延在部１４と、前方延在部１３の左側端部及び後方延在部１４の左側端部を結合する左方延在部１５と、前方延在部１３の右側端部及び後方延在部１４の右側端部を結合する右方延在部１６と、を有している。
【００１６】
前方延在部１３、後方延在部１４、左方延在部１５、及び右方延在部１６が夫々結合する各角部には、前側左脚部１７、前側右脚部１８、後側左脚部１９、及び後側右脚部２０が下方に向けて延びるように形成され、ユニット支持フレーム１２は、これら各脚部１７〜２０の下端部がサイドフレーム８，８に締結されることで姿勢が保持されている。そしてＰＣＵ１０は、前方延在部１３、後方延在部１４、左方延在部１５、及び右方延在部１６の適所に締結されて、ユニット支持フレーム１２によって支持されている。
【００１７】
図２はＰＣＵ１０の斜視図を示し、図３はＰＣＵ１０の後面図を示している。ＰＣＵ１０は複数の電気デバイスを収容する筐体２１を備え、この筐体２１内には、例えば蓄電装置からの電力を直流から交流に変換するインバータ（後述のスイッチングモジュール２５）、該インバータを制御する制御装置等が収納されている。
【００１８】
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。上記筐体２１内の電気デバイスは、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。
【００１９】
図４は、上記ヒートシンク筐体２２の上面図を示し、図５は上記ヒートシンク筐体２２の下面図を示している。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の上面には複数の電気デバイスが固定されている。
また、図４、図５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。図３を参照し、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。
【００２０】
図４に示すように、ヒートシンク筐体２２の上面略中央領域には、図示省略する蓄電装置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、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と電気的に接続し、比較的高電圧の急速充電用電源からの充電の際に、蓄電装置に急激に電流が流れないようにスイッチングする。
【００２１】
ダイオード２８の後方には、基板３１が設置され、基板３１には、図示省略するヒータ用高圧ケーブル３２及びコンプレッサ用高圧ケーブル３３が接続されている。なお、基板３１上には、ヒータ用ヒューズ３４及びコンプレッサ用ヒューズ３５がそれぞれ設けられ、ヒータ用高圧ケーブル３２及びコンプレッサ用高圧ケーブル３３はこれらに電気的に接続されている。
【００２２】
一方で図５に示すように、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、比較的広範囲の領域において上方に向けて凹んだ凹部３６が形成され、この凹部３６はロアケース２４の上面との間で冷却水が流れるウォータジャケットを構成する。このウォータジャケットにより、ヒートシンク筐体２２の上面に設置された電気デバイスが冷却されるようになっている。
【００２３】
次に、アッパケース２３及びロアケース２４内の電気デバイスについて説明すると、アッパケース２３内には、図示しないコンデンサーが収容されている。またロアケース２４内には、図示しないダウンバータ及びチャージャーが収納されている。コンデンサーは、スイッチングモジュール２５の上方に配置されて、これと電気的に接続されており、スイッチングモジュール２５に供給される電流を平滑化する。このコンデンサーは、ヒートシンク筐体２２とアッパケース２３とで形成される空間内に収納されている。
【００２４】
また、ダウンバータ及びチャージャーは、ヒートシンク筐体とロアケース２４とで形成される空間内に収納されている。ダウンバータは、蓄電装置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。
【００２５】
次に図３を参照し、アッパケース２３の上方に位置するユニット支持フレーム１２の後方延在部１４には、家庭用電源との接続のための接続コネクタ４２が設けられ、接続コネクタ４２は、図示省略するが、家庭用電源との接続ために車体適所に設けられた充電口まで延びるケーブルが接続される。接続コネクタ４２は、左方に上記ケーブルの取付口を向け、右端部にＰＣＵ１０内に延出するチャージケーブル４３を一体に有している。チャージケーブル４３は、ロアケース２４の後面右側に形成された挿通孔４４から車幅方向内側に向けて該後面に沿って上方へ延び、その上端で接続コネクタ４２と一体化されており、ロアケース２４の内側においては、上記チャージャーに接続されている。
【００２６】
また、アッパケース２３では、その右側上部の前側に、横断面矩形でやや上方に突出し、上記マイナス側コンタクタ２６及びプラス側コンタクタ２７の収納スペースを形成する突出壁部４５が形成され、この突出壁部４５の上面直下に、上記マイナス側コンタクタ２６及びプラス側コンタクタ２７が位置している。この突出壁部４５の後面には、マイナス側コンタクタ２６及びプラス側コンタクタ２７に接続するマイナスコネクタ４６及びプラスコネクタ４７が、後方に取付口を向けるようにして設けられている。図示省略するが、マイナスコネクタ４６及びプラスコネクタ４７には、急速充電用電源との接続のために車体適所に設けられた充電口まで延びるケーブルが接続される。
【００２７】
上記突出壁部４５の後部よりも後方に位置するアッパケース２３の後面右側には、上記ヒータ用高圧ケーブル３２及びコンプレッサ用高圧ケーブル３３を筐体外部に引き出すための連通孔４８が形成され、ヒータ用高圧ケーブル３２及びコンプレッサ用高圧ケーブル３３は、連通孔４８を通って外部に引き出されている。
ヒータ用高圧ケーブル３２は、ヒートシンク筐体２２及びロアケース２４の後面に沿って下方に延ばされた後、ロアケース２４の下面に沿って前方に延ばされるように配索されている。一方、コンプレッサ用高圧ケーブル３３は、アッパケース２３の後面に沿って右方に延ばされた後、前方に延ばされるように配索されている。
【００２８】
ここで、ヒートシンク筐体２２の後面において連通孔４８の左下方に位置する部位には、車両前後方向の後方に向かって突出する突起部５０が一体に形成され、突起部５０は、連通孔４８から引き出されたヒータ用高圧ケーブル３２に車幅方向で隣接するように位置し、図６〜図８も参照し、ダッシュパネル５に向けて突出して形成されている。ここで、図６、図７に示すように、突起部５０には、上記ボルト挿通孔３８の一つが形成されている。また、突起部５０は、チャージケーブル４３にも車幅方向で隣接するように位置している。
【００２９】
図７、図８を参照し、突起部５０の基部から先端部までの車両前後方向における長さＡは、ヒータ用高圧ケーブル３２の直径Ｒよりも大きくなるように設定されており、なお、長さＡは、ヒータ用高圧ケーブル３２が、突起部５０が形成された高さ方向の位置において車両前後方向で対向するヒートシンク筐体２２の後面から突起部５０の先端部までの長さとする。すなわち、長さＡは、図７、８中、突起部５０が形成された位置でヒータ用高圧ケーブル３２が車両前後方向で対向するヒートシンク筐体２２の後面に沿う基準線Ｌ１を基準とし、この基準線Ｌ１に直交する方向における基準線Ｌ１から突起部５０の先端部までの長さである。また、同様に、突起部５０の基部から先端部までの車両前後方向における長さＡは、チャージケーブル４３の直径よりも大きくなっている。
【００３０】
一方で、図３に示すように、ユニット支持フレーム１２の後側右脚部２０は後面視で連通孔４８の右方に位置し、そして、図６、図７に示すように、ヒータ用高圧ケーブル３２の右方に後側右脚部２０が近接して位置している。ここで、後側右脚部２０は、車両前後方向で上記基準線Ｌ１よりも後方に位置し、上下方向に延在しており、後側右脚部２０の後端部と上記基準線Ｌ１との間の車両前後方向の距離Ｂは、ヒータ用高圧ケーブル３２の直径Ｒよりも大きくなっている。
【００３１】
またここで、本実施形態では、ＰＣＵ１０の後面と対向するダッシュパネル５に、ＰＣＵ１０側に突出するスタッドボルト５１が設けられ、このスタッドボルト５１は、ハーネスを上方に載置してハーネスを保持したり、ハーネスを保持するためのブラケットを固定したりする際に用いられる。
【００３２】
図７、図８を参照し、スタッドボルト５１は、ダッシュパネル５において突起部５０に概略対向した位置に設けられ、図中Ｃは、スタッドボルト５１のダッシュパネル５からの突出方向の長さを示している。上記長さＣは、ダッシュパネル５のスタッドボルト５１を固定した部位における前面を基準とし、この前面に直交する方向における当該前面からスタッドボルト５１の先端部までの長さである。ここで、図７、図８に示すように、突起部５０の基準線Ｌ１からその先端部までの長さＡは、スタッドボルト５１の突出方向の長さＣよりも大きく設定されている。さらに、後側右脚部２０の後端部と上記基準線Ｌ１との間の車両前後方向の距離Ｂも、スタッドボルト５１の突出方向の長さよりも大きくなっている。
【００３３】
以上に記載したように、上記電気自動車１では、ＰＣＵ１０の後方に、モータルーム６と車室とを区画するダッシュパネル５が配置され、ＰＣＵ１０の筐体２１の後面が、ダッシュパネル５に対向しており、筐体２１には、その外周部の少なくとも一部を該筐体２１の外部に露出させるとともに、該筐体２１の内部側に電気デバイスを冷却するための凹部３６（ヒートシンク部）を有するヒートシンク筐体２２が取り付けられ、筐体２１の外部に露出するヒートシンク筐体２２の外周部に、ダッシュパネル５に向けて突出する突起部５０が設けられるとともに、ダッシュパネル５には、ＰＣＵ１０に向けて突出するスタッドボルト５１が設けられ、突起部５０の突出方向の長さが、スタッドボルト５１の突出方向の長さよりも大きく設定されている。
【００３４】
このような構造では、ＰＣＵ１０がダッシュパネル５側に移動した際、スタッドボルト５１がＰＣＵ１０の筐体２１に接触する前に、突起部５０がダッシュパネル５に接触するようにすることができるため、スタッドボルト５１がＰＣＵ１０に接触するのを防止できる。これにより、ＰＣＵ１０の筐体を高強度化する必要なく、ＰＣＵ１０を良好に保護でき、さらには低コスト化、軽量化を図ることができる。また、チャージケーブル４３も突起部５０によって保護されることになる。
【００３５】
さらに、本実施形態では、ＰＣＵ１０を支持するユニット支持フレーム１２の後端（後側右脚部２０の後端）が、筐体２１の後面よりも後方に位置しており、筐体２１の後面から後側右脚部２０の後端までの距離が、スタッドボルト５１の突出方向の長さよりも大きくなっている。これによって、より確実にスタッドボルト５１がＰＣＵ１０に接触するのを防止できる。
【００３６】
＜第２の実施形態＞
次に本発明の第２の実施形態について図９〜図１１を用いて説明する。この実施形態では、接続コネクタ４２の配置が第１の実施形態と異なっている。以下の説明において、第１の実施形態と同様の構成要素については、同一符合で示し説明を省略する。
【００３７】
図９〜図１１に示すように、本実施形態では、アッパケース２３の突出壁部４５の後部に板状のブラケット４２Ｂが後方に延びるように取り付けられ、このブラケット４２Ｂの後部に接続コネクタ４２が取り付けられている。接続コネクタ４２は右方に取付口を向けており、左端部にチャージケーブル４３が接続されている。チャージケーブル４３は、アッパケース２３の後壁に沿って上方へ延び、その後、右方に向けて延ばされ接続コネクタ４２に結合されている。
【００３８】
以上に説明した第２の実施形態においてもＰＣＵ１０の後方に、モータルーム６と車室とを区画するダッシュパネル５が配置され、ＰＣＵ１０の筐体２１の後面が、ダッシュパネル５に対向しており、筐体２１には、その外周部の少なくとも一部を該筐体２１の外部に露出させるとともに、該筐体２１の内部側に電気デバイスを冷却するための凹部３６（ヒートシンク部）を有するヒートシンク筐体２２が取り付けられ、筐体２１の外部に露出するヒートシンク筐体２２の外周部に、ダッシュパネル５に向けて突出する突起部５０が設けられるとともに、ダッシュパネル５には、ＰＣＵ１０に向けて突出するスタッドボルト５１が設けられ、突起部５０の突出方向の長さが、スタッドボルト５１の突出方向の長さよりも大きく設定されるようになっている。
【００３９】
したがって、ＰＣＵ１０がダッシュパネル５側に移動した際、スタッドボルト５１がＰＣＵ１０の筐体２１に接触する前に、突起部５０がダッシュパネル５に接触するようにすることができるため、スタッドボルト５１がＰＣＵ１０に接触するのを防止できる。これにより、ＰＣＵ１０の筐体を高強度化する必要なく、ＰＣＵ１０を良好に保護でき、さらには低コスト化、軽量化を図ることができる。また、チャージケーブル４３の配索は第１の実施形態と異なるが、チャージケーブル４３も突起部５０によって保護されることになる。
【００４０】
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。例えば、上記実施形態では、ヒートシンク筐体２２に設けられた凹部３６に冷却水を流すことで、電気デバイスを冷却するヒートシンク部を構成する構造を説明したが、例えばフィン等を設け表面積を確保して熱交換するようなヒートシンクをヒートシンク筐体２２の内部側に設けてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
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（筐体）
２４  ロアケース（筐体）
３６  凹部（ヒートシンク部）
５０  突起部
５１  スタッドボルト
【図１】
2013103587.tif 000003
【図２】
2013103587.tif 000004
【図３】
2013103587.tif 000005
【図４】
2013103587.tif 000006
【図５】
2013103587.tif 000007
【図６】
2013103587.tif 000008
【図７】
2013103587.tif 000009
【図８】
2013103587.tif 000010
【図９】
2013103587.tif 000011
【図１０】
2013103587.tif 000012
【図１１】
2013103587.tif 000013