電動車両の電装部品搭載構造
【課題】車両前部のモータルーム内に、モータユニット７８とトランスアクスル７３とを車幅方向に並ぶように一体に結合してなるパワーユニット７１を配設する場合に、高電圧系の回路を含む電装部品を効率良く配置して、高電圧系の電力ケーブルを効率良く配索し、該電力ケーブルにおけるノイズや電力損失の低減及び部品コストの低減を図る。
【解決手段】モータルーム内におけるパワーユニット７１の上側に、インバータ３１、車載充電器３２及び補機バッテリ３３をこの順に車幅方向に並ぶように配設し、インバータ３１を、モータユニット７８の上側に位置させる。
【解決手段】モータルーム内におけるパワーユニット７１の上側に、インバータ３１、車載充電器３２及び補機バッテリ３３をこの順に車幅方向に並ぶように配設し、インバータ３１を、モータユニット７８の上側に位置させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両前部のモータルーム内に電装部品が配設された電動車両の電装部品搭載構造に関する技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電気自動車等の電動車両において、車両前部にパワーユニットを配設して、このパワーユニットにより前輪を駆動するようにすることが知られている（例えば、特許文献１参照）。上記パワーユニットは、通常、モータを含むモータユニットと、該モータユニットのモータの駆動力を前輪へ伝達するための動力伝達機構（減速機構及び差動機構）を含むトランスアクスルとを有していて、車両前部のモータルーム内に配設される。
【０００３】
そして、特許文献１では、パワーユニットは、モータユニットとトランスアクスルとが車幅方向に並ぶように一体に結合されてなり、このパワーユニットの上側に部品載置フレームを挟んでコントロールユニットとモータ補機類とを配設して、ユニットアッセンブリを構成するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−３１０２５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１のように、車両前部のモータルーム内に、モータユニットとトランスアクスルとを車幅方向に並ぶように一体に結合してなるパワーユニットを配置するようにすれば、車両前部のスペースを有効に活用して、比較的大型のモータを配置することが可能になり、有利である。
【０００６】
ここで、電動車両では、モータユニットのモータを駆動するための主バッテリの直流電力を交流電力に変換して該モータに電力を供給するインバータや、車両の外部の電源から電力を入力して上記主バッテリを充電する車載充電器といった、高電圧系の回路を含む電装部品が必要になり、これら電装部品の配置によっては、インバータと主バッテリとを接続する電力ケーブルや、インバータとモータユニットとを接続する電力ケーブル、車載充電器と主バッテリとを接続する電力ケーブルといった高電圧系の電力ケーブルの長さが長くなって、大きなノイズや電力損失を生じたりコストアップを招いたりするという問題がある。
【０００７】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車両前部のモータルーム内に、モータユニットとトランスアクスルとを車幅方向に並ぶように一体に結合してなるパワーユニットを配設する場合に、高電圧系の回路を含む電装部品を効率良く配置して、高電圧系の電力ケーブルを効率良く配索できるようにし、これにより、高電圧系の電力ケーブルにおけるノイズや電力損失の低減を図るとともに、部品コストの低減を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明では、車両前部のモータルーム内に電装部品が配設された電動車両の電装部品搭載構造を対象として、上記モータルーム内に、モータを含むモータユニットと該モータユニットのモータの駆動力を前輪へ伝達するための動力伝達機構を含むトランスアクスルとが車幅方向に並ぶように一体に結合されてなるパワーユニットと、上記モータユニットのモータを駆動するための主バッテリからの直流電力を交流電力に変換して該モータに電力を供給する、上記電装部品としてのインバータと、上記車両の外部の電源から電力を入力して上記主バッテリを充電する、上記電装部品としての車載充電器と、上記車両の補機に電力を供給するための、上記電装部品としての補機バッテリと、が配設されており、上記モータルーム内における上記パワーユニットの上側に、上記インバータ、上記車載充電器及び上記補機バッテリがこの順に車幅方向に並ぶように配設され、上記インバータは、上記パワーユニットのモータユニットの上側に位置している、という構成とした。
【０００９】
上記の構成により、パワーユニットの上側のスペースを効率良く利用して、インバータ、車載充電器及び補機バッテリを配置することができるとともに、高電圧系の電力ケーブルを効率良く配索することができる。すなわち、インバータがパワーユニットのモータユニットの上側に位置しているので、インバータとモータユニットとを接続する電力ケーブルの長さを極めて短くすることができる。また、主バッテリは、通常、モータルームよりも車両後側（例えば車室フロアの下側）に配設されており、インバータと主バッテリとを接続する電力ケーブル及び車載充電器と主バッテリとを接続する電力ケーブルを、主バッテリから車両の車幅方向の略中央を通ってインバータ及び車載充電器にそれぞれ接続させるようにすれば、それら電力ケーブルの長さを短くすることができる。さらに、補機バッテリには、主バッテリから電圧を降圧して供給することが好ましいが、その電圧を降圧するＤＣ／ＤＣコンバータを車載充電器内又は車載充電器の近傍に設ければ、ＤＣ／ＤＣコンバータと主バッテリとを接続する電力ケーブルの全体又は大部分を、車載充電器と主バッテリとを接続する電力ケーブルと共用することができ、必要な電力ケーブルのトータル長さを短くすることができる。したがって、高電圧系の電力ケーブルを効率良く配索することができる。よって、高電圧系の電力ケーブルにおけるノイズや電力損失を低減することができるとともに、部品コストを低減することができる。
【００１０】
上記電動車両の電装部品搭載構造において、上記車載充電器は、上記主バッテリの電圧を降圧して上記補機バッテリに供給するためのＤＣ／ＤＣコンバータを含む、ことが好ましい。
【００１１】
このことにより、上記の如く、ＤＣ／ＤＣコンバータと主バッテリとを接続する電力ケーブルの全体を、車載充電器と主バッテリとを接続する電力ケーブルと共用することができる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータの取扱い性が向上する。
【００１２】
上記電動車両の電装部品搭載構造において、上記主バッテリは、上記モータルームよりも車両後側に配設され、上記インバータと上記主バッテリとが、第１電力ケーブルを介して接続され、上記インバータと上記モータユニットとが、第２電力ケーブルを介して接続されており、上記インバータにおける上記第１電力ケーブルとの接続部位及び上記第２電力ケーブルとの接続部位が、該インバータの車両後側の面に設けられていて、該第１電力ケーブルとの接続部位が、該第２電力ケーブルとの接続部位よりも上記車両の車幅方向の中央に近い側に設けられている、ことが好ましい。
【００１３】
このことで、第１電力ケーブルが主バッテリから車両の車幅方向の略中央を通ってインバータに接続される場合に、第１電力ケーブルの長さを出来る限り短くすることができる。
【００１４】
上記電動車両の電装部品搭載構造において、上記モータルーム内における上記インバータないし車載充電器の車両前側及び後側には、車幅方向に延びかつ両端部が車体部材に連結される前側及び後側ステーがそれぞれ配設され、上記インバータ及び車載充電器は共に、上記前側及び後側ステーに支持されており、上記後側ステーの車幅方向中央部が、該後側ステーの車両後側に位置する車体部材に補強メンバを介して連結され、上記補強メンバは、車両前側に向かって下側に傾斜した状態で車両前後方向に延びている、ことが好ましい。
【００１５】
このことにより、前側及び後側ステーによりインバータ及び車載充電器を、パワーユニットの上側において確実に支持することができる。また、車両の前面衝突時に、補強メンバが突っ張ることによりインバータ及び車載充電器の後退を抑制することができる。そして、たとえインバータ及び車載充電器に後退するような大きな衝突荷重が作用したとしても、補強メンバが車両前側に向かって下側に傾斜しているので、補強メンバの車両前側端部がインバータ及び車載充電器によって後方へ押圧されたときに、その補強メンバには、補強メンバの車両後側端部を中心にして、車両前側端部が下側へ移動する向きに回動するようなモーメントが作用する。このため、インバータ及び車載充電器の後部も下側へ移動しようとする。この結果、後退するインバータ及び車載充電器が、後側ステーの車両後側に位置する車体部材（ダッシュパネルやカウルボックス）に勢い良く衝突するのを防止することができる。また、インバータと主バッテリとを接続する電力ケーブルは、その長さを短くする観点から、通常、インバータの車両後側の面に接続され、同様に、車載充電器と主バッテリとを接続する電力ケーブルも、車載充電器の車両後側の面に接続されるが、この場合、インバータ及び車載充電器が真っ直ぐに後退すると、上記電力ケーブルがインバータ及び車載充電器と後側ステーの車両後側に位置する車体部材との間で挟まれる可能性が高くなる。しかし、上記のように補強メンバが車両前側に向かって下側に傾斜した状態で車両前後方向に延びていれば、その補強メンバにより生じる上記モーメントの作用により、上記電力ケーブルがそれらの間に挟まれるのを防止することができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明の電動車両の電装部品搭載構造によると、モータルーム内におけるパワーユニット（モータユニットとトランスアクスルとが車幅方向に並ぶように一体に結合されてなる）の上側に、インバータ、車載充電器及び補機バッテリがこの順に車幅方向に並ぶように配設され、上記インバータが、上記パワーユニットのモータユニットの上側に位置していることにより、高電圧系の電力ケーブルを効率良く配索することができて、高電圧系の電力ケーブルにおけるノイズや電力損失を低減することができるとともに、部品コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る電装部品搭載構造が適用された電動車両の前部のモータルーム内におけるパワーユニットの構成を示す、車両左前側かつ上側から見た斜視図である。
【図２】上記電動車両のモータルーム内におけるパワーユニットの構成を示す、車両後側かつ上側から見た斜視図である。
【図３】上記パワーユニットの上側に電装部品を配設した状態を示す平面図である。
【図４】上記パワーユニットの上側に電装部品を配設した状態を示す、車両後側から見た図である。
【図５】前側及び後側ステーの構成を示す、車両前側かつ上側から見た斜視図である。
【図６】前側及び後側ステーの構成を示す、車両左前側かつ上側から見た斜視図である。
【図７】後側ステー及び補強メンバの構成を示す、車両左前側かつ上側から見た斜視図である。
【図８】インバータ及び補強メンバを車両左側から見た側面図であり、（ａ）は車両の前面衝突前の状態を示し、（ｂ）は車両の前面衝突後の状態を示す。
【図９】電装部品の接続関係を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
図１及び図２は、本発明の実施形態に係る電装部品搭載構造が適用された電動車両（本実施形態では、電気自動車であり、以下、単に車両という）の前部のモータルーム内におけるパワーユニット７１の構成を示し、図１は、車両左前側かつ上側から見た図であり、図２は、車両後側かつ上側から見た図である。これら図１及び図２では、電装部品の記載は省略している。上記車両についての前、後、左、右、上及び下を、それぞれ単に前、後、左、右、上及び下という。また、図１、図３及び図５〜図８において、車両前側を矢印Ｆｒで示す。
【００２０】
上記モータルーム内の車幅方向両端部には、左右一対のフロントサイドフレーム８が前後方向に延びるように配設されている。これら左右のフロントサイドフレーム８間に、上記車両を駆動するパワーユニット７１が配設されている。上記各フロントサイドフレーム８におけるパワーユニット７１よりも後側部分には、サスペンションタワー５が取付固定されている。
【００２１】
上記各フロントサイドフレーム８の後部は、その高さ位置が後側に向かって徐々に低くなるキック部８ａ（図８参照）とされている。このキック部８ａに対応する前後位置には、上記モータルームと車室とを仕切るダッシュパネル６が設けられている。このダッシュパネル６の上下方向中央部には、車幅方向に延びるレインフォースメント６ａが設けられており、このレインフォースメント６ａの両端部が左右のフロントサイドフレーム８にそれぞれ連結されている。
【００２２】
上記パワーユニット７１は、モータを含むモータユニット７８と、該モータユニット７８のモータの駆動力を前輪へ伝達するための動力伝達機構（減速機構及び差動機構）を含むトランスアクスル７３とが車幅方向に並ぶように一体に結合されてなるものである。パワーユニット７１の全体としての軸心は、車幅方向に延びている。本実施形態では、トランスアクスル７３がモータユニット７８の左側に位置する。
【００２３】
本実施形態では、上記モータユニット７８は、モータ本体ユニット７２と軸受ユニット７４とモータ巻線切替ユニット７７とがトランスアクスル７３側からこの順に並ぶように一体に結合されたものである。
【００２４】
上記モータ本体ユニット７２は、軸心が車幅方向に延びる略円筒状のモータハウジング７２ａを有し、このモータハウジング７２ａ内に上記モータが配設されている。このモータは、図示は省略するが、ロータとステータとを有している。このロータは、モータ軸（つまり駆動軸）の周囲に、永久磁石を保持するロータコアが固定されてなり、モータ軸はモータハウジング７２ａと同軸上に位置して、車幅方向に延びている。一方、上記ステータは、モータハウジング７２ａの内面に上記ロータコアの周囲を覆うように配設されていて、コイルが巻かれている。
【００２５】
上記モータは３相交流モータであり、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の３つのコイルが中性点に共通接続されている。そして、各相のコイルは、複数の巻線が直列に接続されてなり、各相のコイルにおいて電流を流す巻線の数を変えることが可能に構成されている。すなわち、上記モータは、巻線切替を行うことが可能なものであり、車両の走行状態に応じて、電流を流す最適な巻線の数が決定される。この巻線切替は、上記モータ巻線切替ユニット７７によってなされる。
【００２６】
モータ本体ユニット７２の右側（トランスアクスル７３とは反対側）の端部に、上記軸受ユニット７４が一体に結合されている。この軸受ユニット７４は、モータハウジング７２ａに結合された略円筒状の軸受ハウジング７４ａと、この軸受ハウジング７４ａ内に配設され、上記モータ軸の右側端部を回転自在に支持する軸受とを有している。一方、上記モータ軸の左側端部は、モータハウジング７２ａの左側端部に設けられた軸受に回転自在に支持されている。このモータ軸は、トランスアクスル７３（減速機構）の入力軸に連結される。この入力軸は、トランスアクスル７３における後述のアクスルハウジング７３ａの減速機構収容部７３ｂ内において車幅方向に延びている。
【００２７】
トランスアクスル７３は、アクスルハウジング７３ａを有し、このアクスルハウジング７３ａの右側端部と上記モータハウジング７２ａの左側端部とが複数のボルト７５により結合されて結合部７６とされている。
【００２８】
アクスルハウジング７３ａは、減速機構を収容する減速機構収容部７３ｂと、該減速機構からモータの駆動力が伝達される差動機構を収容する差動機構収容部７３ｃとを有する。差動機構収容部７３ｃは、減速機構収容部７３ｂの後側に位置している。そして、差動機構収容部７３ｃの左右両側側面から、トランスアクスル７３（差動機構）の出力軸（パワーユニット７１の出力軸でもある）として、２本のジョイントシャフト８１が左右両側へそれぞれ延びている（図２参照）。すなわち、ジョイントシャフト８１は、パワーユニット７１の後側において車幅方向に延びている。左側のジョイントシャフト８１は、その中間部に配設された等速ジョイント８２によって内側部８１ａと外側部８１ｂとに２分割され、外側部８１ｂが等速ジョイント８４を介して、左側前輪に連結された左側のドライブシャフト８３に連結されている。また、同様に、右側のジョイントシャフト８１も、その中間部に配設された等速ジョイント８２によって内側部８１ａと外側部８１ｂとに２分割され、外側部８１ｂが等速ジョイント８４を介して、右側前輪に連結された右側のドライブシャフト８３に連結されている。右側のジョイントシャフト８１の内側部８１ａにおける等速ジョイント８２近傍部は、軸受ハウジング７４ａの後側下部に設けられたシャフト支持部７４ｂに回転自在に支持されている。
【００２９】
上記軸受ユニット７４の右側（モータ本体ユニット７２とは反対側）の端部に、上記モータ巻線切替ユニット７７が一体に結合されている。このモータ巻線切替ユニット７７は、軸受ハウジング７４ａに結合された略円筒状の巻線切替ケース７７ａと、この巻線切替ケース７７ａ内に配設され、上記モータの巻線切替を行うための回路とを有している。巻線切替ケース７７ａの右側端面には、該巻線切替ケース７７ａの右側開口を覆う閉塞部材７７ｂが固定されている。
【００３０】
パワーユニット７１の左右両端部は、左側及び右側マウント装置８８，８９を介して、左右のフロントサイドフレーム８にそれぞれマウント支持（弾性支持）されている。左側マウント装置８８は、トランスアクスル７３のアクスルハウジング７３ａ上部に固定されたパワーユニット側ブラケット９０と、左側のフロントサイドフレーム８に固定された車体側ブラケット９１と、これら両ブラケット９０，９１間に配設された、ゴムブッシュを含むマウント本体（図示せず）とを有している。
【００３１】
また、右側マウント装置８９は、パワーユニット側ブラケット９３と、車体側ブラケット９４と、これら両ブラケット９３，９４間（詳しくは、後述の第１及び第３ブラケット９５，９８間）に配設された、ゴムブッシュを含むマウント本体（図示せず）とを有している。上記パワーユニット側ブラケット９３は、上記マウント本体に連結された第１ブラケット９５と、第１ブラケット９５と締結部材９７（ボルト及びナット）を介して結合されかつ上記閉塞部材７７ｂの上部と軸受ハウジング７４ａの上部において上側に突出した突出部７４ｃの右側側面とに固定された第２ブラケット９６とからなる。また、上記車体側ブラケット９４は、上記マウント本体に連結された第３ブラケット９８と、第３ブラケット９８と締結部材１００（ボルト及びナット）を介して結合されかつ右側のフロントサイドフレーム８に固定された第４ブラケット９９とからなる。
【００３２】
図２に示すように、アクスルハウジング７３ａの差動機構収容部７３ｃの右側下部には、トルクロッド１０１が後側に延びるように設けられている。このトルクロッド１０１の前端部は、ゴムブッシュ１０２を介して、車幅方向に延びる軸回りに回動可能にパワーユニット７１の車幅方向中央部（アクスルハウジング７３ａの差動機構収容部７３ｃの右側下部）に連結され、トルクロッド１０１の後端部は、ゴムブッシュ１０３を介して、車幅方向に延びる軸回りに回動可能に不図示のサスペンションクロスメンバの車幅方向中央部に連結されている。パワーユニット７１の車幅方向両端部における上記弾性支持により、パワーユニット７１全体が車幅方向に延びる軸回りに回動（揺動）することになるが、上記トルクロッド１０１は、パワーユニット７１全体が上記軸回りに回動し過ぎるのを規制する。尚、上記サスペンションクロスメンバは、車幅方向に延びかつ左右の前輪サスペンションアーム１７を支持するものであって、その左右両側端部は、左右のフロントサイドフレーム８にそれぞれ結合されている。
【００３３】
図３及び図４に示すように、上記モータルーム内における上記パワーユニット７１の上側には、電装部品としてのインバータ３１、車載充電器３２及び補機バッテリ３３がこの順に車幅方向に並ぶように配設されている。また、上記モータルーム（ダッシュパネル６）よりも後側、つまり車室フロアの下側には、モータ本体ユニット７２のモータを駆動するための高電圧の主バッテリ２１が配設されている。この主バッテリ２１は、複数のバッテリモジュールが、該バッテリモジュールを支持する支持部材と共にユニット化されたものである。尚、図３及び図４では、ダッシュパネル６（レインフォースメント６ａを除く）や車室フロア等の記載を省略している。
【００３４】
上記インバータ３１は、主バッテリ２１からの直流電力を交流電力に変換して上記モータに電力を供給するものである。このインバータ３１は、略矩形箱状のインバータケース３１ａと、該インバータケース３１ａ内に収容されたインバータ回路とを有していて、パワーユニット７１のモータユニット７８の上側に位置している。
【００３５】
図９に示すように、インバータ３１と主バッテリ２１とは、２本の第１電力ケーブル３５を介して接続され、インバータ３１とモータユニット７８の軸受ユニット７４とが、３本の第２電力ケーブル３６を介して接続されている。すなわち、インバータ３１は、主バッテリ２１から第１電力ケーブル３５を介して直流電力を入力して、その直流電力を交流電力に変換した後、その交流電力を、第２電力ケーブル３６及び上記モータユニット７８内に配設された不図示の配線を介して、モータ本体ユニット７２のモータへ供給する。
【００３６】
上記第１電力ケーブル３５は、図３及び図４に示すように、主バッテリ２１の前端部における車幅方向中央部に設けられた接続端子２１ａ（車両自体の車幅方向中央部に位置する）から、車両の車幅方向の略中央を通って前側に延びてモータルーム内に入り、ダッシュパネル６とパワーユニット７１（モータ本体ユニット７２）との間の空間にて上側に延び、インバータ３１と略同じ高さ位置で前側に曲がって、インバータケース３１ａの後面に接続される。
【００３７】
また、第２電力ケーブル３６は、ダッシュパネル６とパワーユニット７１（モータユニット７８の主として軸受ユニット７４）との間の空間にて、インバータケース３１ａの後面と軸受ハウジング７４ａの後面におけるケーブル接続部７４ｄ（図２及び図４参照）とを接続するべく、後側に凸状となるように湾曲して延びている。尚、第２電力ケーブル３６は、ケーブル接続部７４ｄからモータ本体ユニット７２のモータハウジング７２ａ内及びモータ巻線切替ユニット７７の巻線切替ケース７７ａ内に入り込む。
【００３８】
上記インバータ３１（インバータケース３１ａの後面）における第１電力ケーブル３５との接続部位は、該インバータ３１（インバータケース３１ａの後面）における第２電力ケーブル３６との接続部位よりも上記車両の車幅方向の中央に近い側に設けられている。これにより、第１電力ケーブル３５は、車両の車幅方向の略中央を通るので、車幅方向に大きく曲がることなくインバータ３１に接続される。また、インバータ３１における第２ケーブル３６との接続部位が、上記ケーブル接続部７４ｄの略真上に位置し、第２電力ケーブル３６も、車幅方向に大きく曲がらずに済む。
【００３９】
上記車載充電器３２は、上記車両の外部の電源（本実施形態では、１００Ｖ又は２００Ｖの家庭用電源）から電力を入力して主バッテリ２１を充電するものである。この車載充電器３２は、インバータ３１と同様の略矩形箱状の充電器ケース３２ａと、該充電器ケース３２ａ内に収容された充電回路とを有していて、トランスアクスル７３の左側端部（左側マウント装置８８のパワーユニット側ブラケット９０が固定された部分）を除く部分の上側に位置している。
【００４０】
上記車載充電器３２と主バッテリ２１とは、第３電力ケーブル３７（図９にのみ示す）を介して接続されている。図示は省略するが、この第３電力ケーブル３７も、第１ケーブル３５と同様に、主バッテリ２１の接続端子２１ａから、車両の車幅方向の略中央（第１ケーブル３５よりも左側）を通って前側に延びてモータルーム内に入り、ダッシュパネル６の直ぐ前側を上側に延び、車載充電器３２と略同じ高さ位置で前側に曲がって、充電器ケース３２ａの後面に接続される。車載充電器３２が上記車両の車幅方向の中央に近い位置に位置しているので、第３電力ケーブル３７も、第１電力ケーブル３５と同様に、車幅方向に大きく曲がることなく車載充電器３２に接続される。
【００４１】
上記車載充電器３２は、第１接続コード３８（図９にのみ示す）を介して、上記車両の左側又は右側の側面を構成する部材（例えばフェンダ）に設けられた充電レセプタクル４０（図９にのみ示す）と接続されている。この充電レセプタクル４０は、一端部が家庭用電源に接続されるコードの他端部が接続されるものである。そして、車載充電器３２は、家庭用電源からの電力を、その電圧が主バッテリ２１の充電に適した電圧になるように昇圧した状態で、第３電力ケーブル３７を介して主バッテリ２１に供給する。
【００４２】
また、車載充電器３２は、主バッテリ２１の電圧を降圧して上記補機バッテリ３３に供給するためのＤＣ／ＤＣコンバータ４１（図９にのみ示す）を含む。つまり、充電器ケース３２ａ内に上記充電回路と共にＤＣ／ＤＣコンバータ４１が収容されている。このＤＣ／ＤＣコンバータ４１は、第２接続コード３９（図９にのみ示す）を介して上記補機バッテリ３３と接続されている。この補機バッテリ３３は、主バッテリ２１よりも低電圧（例えば１２Ｖ）のものである。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１は、主バッテリ２１が充電されていないときに、主バッテリ２１から上記第３電力ケーブル３７を介して入力した電力を、その電圧が補機バッテリ３３の充電に適した電圧になるように降圧した状態で、第２接続コード３９を介して、補機バッテリ３３に供給する。
【００４３】
上記補機バッテリ３３は、上記車両の補機に電力を供給するものある。この補機としては、例えば電動パワーステアリング用モータ、ワイパーモータ、パワーウインドモータといった各種のアクチュエータ等である。この補機バッテリ３３は、トランスアクスル７３の左側端部（左側マウント装置８８のパワーユニット側ブラケット９０が固定された部分）の上側に位置していて、不図示のブラケットを介して左側のフロントサイドフレーム８に取付固定されている。
【００４４】
図５及び図６に示すように、上記モータルーム内における上記インバータ３１ないし車載充電器３２の車両前側及び後側には、車幅方向に延びる前側及び後側ステー４５，４６がそれぞれ配設されている。前側ステー４６の両端部は、左右のフロントサイドフレーム８（車体部材）にそれぞれ取付固定され、後側ステー４６の両端部は、左右のサスペンションタワー５（車体部材）にそれぞれ取付固定されている。尚、後側ステー４６の右側端部近傍は、右側のフロントサイドフレーム８にも取付固定されている。
【００４５】
インバータ３１は、インバータケース３１ａの前後両端部において前側及び後側ステー４５，４６の取付部４５ａ，４６ａにそれぞれ取り付けられて支持されている。また、車載充電器３２は、充電器ケース３２ａの前後両端部において前側及び後側ステー４５，４６の取付部４５ｂ，４６ｂにそれぞれ取り付けられて支持されている。前側ステー４５における車載充電器３２及びインバータ３１の取付部分は、左右のフロントサイドフレーム８から延びる左右の補強ステー４７によってそれぞれ補強支持されている。
【００４６】
後側ステー４６の車幅方向中央部（インバータ３１の取付部分と車載充電器３２の取付部分との間）は、該後側ステー４６の車両後側に位置するダッシュパネル６（車体部材）に補強メンバ４９（図７及び図８にのみ示す）を介して連結されている。すなわち、補強メンバ４９の前端部は、後側ステー４６に後側に突出するように取付固定された取付部材５０の後端部に連結されている一方、補強メンバ４９の後端部は、ダッシュパネル６の前面（固定部材５０の高さ位置よりも高い部分）に連結されている。そして、補強メンバ４９は、前側に向かって下側に傾斜した状態で前後方向に延びている。
【００４７】
上記のような補強メンバ４９を設けることによって、車両の前面衝突時に、補強メンバ４９が突っ張ることによりインバータ３１及び車載充電器３２の後退が抑制される。そして、たとえインバータ３１及び車載充電器３２に後退するような大きな衝突荷重が作用したとしても、補強メンバ４９が前側に向かって下側に傾斜しているので、補強メンバ４９の前端部がインバータ３１及び車載充電器３２によって後方へ押圧されたときに、その補強メンバ４９には、補強メンバ４９の後端部を中心にして、前端部が下側へ移動する向きに回動するようなモーメントが作用する（図８（ｂ）の矢印参照）。このため、インバータ３１及び車載充電器３２の後部も下側へ移動しようとする。この結果、後退するインバータ３１及び車載充電器３２が、ダッシュパネル６に勢い良く衝突するのを防止することができる。また、インバータ３１及び車載充電器３２が真っ直ぐ後退すると、上記第１〜第３電力ケーブル３５〜３７がインバータ３１及び車載充電器３２とダッシュパネル６との間で挟まれる可能性が高くなるが、上記補強メンバ４９により生じる上記モーメントの作用により、第１〜第３電力ケーブル３５〜３７がそれらの間に挟まれるのを防止することができる。
【００４８】
本実施形態では、パワーユニット７１の上側に、インバータ３１、車載充電器３２及び補機バッテリ３３がこの順に車幅方向に並ぶように配設され、インバータ３１が、パワーユニット７１のモータユニット７８の上側に位置しているので、パワーユニット７１の上側のスペースを効率良く利用して、インバータ３１、車載充電器３２及び補機バッテリ３３を配置することができるとともに、高電圧系の電力ケーブルである第１〜第３電力ケーブル３５〜３７を効率良く配索して、その長さを短くすることができる。また、車載充電器３２がＤＣ／ＤＣコンバータ４１を含むので、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１と主バッテリ２１とを接続する電力ケーブルの全体を、第３電力ケーブル３７と共用することができ、電力ケーブルの本数を減らすことができる。したがって、高電圧系の電力ケーブルにおけるノイズや電力損失を低減することができるとともに、部品コストの低減を図ることができる。
【００４９】
本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。
【００５０】
例えば、上記実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１が車載充電器３２の充電器ケース３２ａ内に設けられているが、これに限らず、充電器ケース３２ａ外に設けてもよい。この場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１は、車載充電器３２の近傍に配設することが好ましい。こうすることで、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１と主バッテリ２１とを接続する電力ケーブルの大部分を、第３電力ケーブル３７と共用することができる。
【００５１】
上述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、車両前部のモータルーム内に電装部品が配設された電動車両の電装部品搭載構造に有用であり、特に、モータルーム内に、モータユニットとトランスアクスルとを車幅方向に並ぶように一体に結合してなるパワーユニットが配設される場合に有用である。
【符号の説明】
【００５３】
２１ 主バッテリ
３１ インバータ
３２ 車載充電器
３３ 補機バッテリ
３５ 第１電力ケーブル
３６ 第２電力ケーブル
４５ 前側ステー
４６ 後側ステー
４９ 補強メンバ
７１ パワーユニット
７２ モータ本体ユニット（モータユニット）
７３ トランスアクスル
７４ 軸受ユニット（モータユニット）
７７ 巻線切替ユニット（モータユニット）
７８ モータユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両前部のモータルーム内に電装部品が配設された電動車両の電装部品搭載構造に関する技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電気自動車等の電動車両において、車両前部にパワーユニットを配設して、このパワーユニットにより前輪を駆動するようにすることが知られている（例えば、特許文献１参照）。上記パワーユニットは、通常、モータを含むモータユニットと、該モータユニットのモータの駆動力を前輪へ伝達するための動力伝達機構（減速機構及び差動機構）を含むトランスアクスルとを有していて、車両前部のモータルーム内に配設される。
【０００３】
そして、特許文献１では、パワーユニットは、モータユニットとトランスアクスルとが車幅方向に並ぶように一体に結合されてなり、このパワーユニットの上側に部品載置フレームを挟んでコントロールユニットとモータ補機類とを配設して、ユニットアッセンブリを構成するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−３１０２５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１のように、車両前部のモータルーム内に、モータユニットとトランスアクスルとを車幅方向に並ぶように一体に結合してなるパワーユニットを配置するようにすれば、車両前部のスペースを有効に活用して、比較的大型のモータを配置することが可能になり、有利である。
【０００６】
ここで、電動車両では、モータユニットのモータを駆動するための主バッテリの直流電力を交流電力に変換して該モータに電力を供給するインバータや、車両の外部の電源から電力を入力して上記主バッテリを充電する車載充電器といった、高電圧系の回路を含む電装部品が必要になり、これら電装部品の配置によっては、インバータと主バッテリとを接続する電力ケーブルや、インバータとモータユニットとを接続する電力ケーブル、車載充電器と主バッテリとを接続する電力ケーブルといった高電圧系の電力ケーブルの長さが長くなって、大きなノイズや電力損失を生じたりコストアップを招いたりするという問題がある。
【０００７】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車両前部のモータルーム内に、モータユニットとトランスアクスルとを車幅方向に並ぶように一体に結合してなるパワーユニットを配設する場合に、高電圧系の回路を含む電装部品を効率良く配置して、高電圧系の電力ケーブルを効率良く配索できるようにし、これにより、高電圧系の電力ケーブルにおけるノイズや電力損失の低減を図るとともに、部品コストの低減を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明では、車両前部のモータルーム内に電装部品が配設された電動車両の電装部品搭載構造を対象として、上記モータルーム内に、モータを含むモータユニットと該モータユニットのモータの駆動力を前輪へ伝達するための動力伝達機構を含むトランスアクスルとが車幅方向に並ぶように一体に結合されてなるパワーユニットと、上記モータユニットのモータを駆動するための主バッテリからの直流電力を交流電力に変換して該モータに電力を供給する、上記電装部品としてのインバータと、上記車両の外部の電源から電力を入力して上記主バッテリを充電する、上記電装部品としての車載充電器と、上記車両の補機に電力を供給するための、上記電装部品としての補機バッテリと、が配設されており、上記モータルーム内における上記パワーユニットの上側に、上記インバータ、上記車載充電器及び上記補機バッテリがこの順に車幅方向に並ぶように配設され、上記インバータは、上記パワーユニットのモータユニットの上側に位置している、という構成とした。
【０００９】
上記の構成により、パワーユニットの上側のスペースを効率良く利用して、インバータ、車載充電器及び補機バッテリを配置することができるとともに、高電圧系の電力ケーブルを効率良く配索することができる。すなわち、インバータがパワーユニットのモータユニットの上側に位置しているので、インバータとモータユニットとを接続する電力ケーブルの長さを極めて短くすることができる。また、主バッテリは、通常、モータルームよりも車両後側（例えば車室フロアの下側）に配設されており、インバータと主バッテリとを接続する電力ケーブル及び車載充電器と主バッテリとを接続する電力ケーブルを、主バッテリから車両の車幅方向の略中央を通ってインバータ及び車載充電器にそれぞれ接続させるようにすれば、それら電力ケーブルの長さを短くすることができる。さらに、補機バッテリには、主バッテリから電圧を降圧して供給することが好ましいが、その電圧を降圧するＤＣ／ＤＣコンバータを車載充電器内又は車載充電器の近傍に設ければ、ＤＣ／ＤＣコンバータと主バッテリとを接続する電力ケーブルの全体又は大部分を、車載充電器と主バッテリとを接続する電力ケーブルと共用することができ、必要な電力ケーブルのトータル長さを短くすることができる。したがって、高電圧系の電力ケーブルを効率良く配索することができる。よって、高電圧系の電力ケーブルにおけるノイズや電力損失を低減することができるとともに、部品コストを低減することができる。
【００１０】
上記電動車両の電装部品搭載構造において、上記車載充電器は、上記主バッテリの電圧を降圧して上記補機バッテリに供給するためのＤＣ／ＤＣコンバータを含む、ことが好ましい。
【００１１】
このことにより、上記の如く、ＤＣ／ＤＣコンバータと主バッテリとを接続する電力ケーブルの全体を、車載充電器と主バッテリとを接続する電力ケーブルと共用することができる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータの取扱い性が向上する。
【００１２】
上記電動車両の電装部品搭載構造において、上記主バッテリは、上記モータルームよりも車両後側に配設され、上記インバータと上記主バッテリとが、第１電力ケーブルを介して接続され、上記インバータと上記モータユニットとが、第２電力ケーブルを介して接続されており、上記インバータにおける上記第１電力ケーブルとの接続部位及び上記第２電力ケーブルとの接続部位が、該インバータの車両後側の面に設けられていて、該第１電力ケーブルとの接続部位が、該第２電力ケーブルとの接続部位よりも上記車両の車幅方向の中央に近い側に設けられている、ことが好ましい。
【００１３】
このことで、第１電力ケーブルが主バッテリから車両の車幅方向の略中央を通ってインバータに接続される場合に、第１電力ケーブルの長さを出来る限り短くすることができる。
【００１４】
上記電動車両の電装部品搭載構造において、上記モータルーム内における上記インバータないし車載充電器の車両前側及び後側には、車幅方向に延びかつ両端部が車体部材に連結される前側及び後側ステーがそれぞれ配設され、上記インバータ及び車載充電器は共に、上記前側及び後側ステーに支持されており、上記後側ステーの車幅方向中央部が、該後側ステーの車両後側に位置する車体部材に補強メンバを介して連結され、上記補強メンバは、車両前側に向かって下側に傾斜した状態で車両前後方向に延びている、ことが好ましい。
【００１５】
このことにより、前側及び後側ステーによりインバータ及び車載充電器を、パワーユニットの上側において確実に支持することができる。また、車両の前面衝突時に、補強メンバが突っ張ることによりインバータ及び車載充電器の後退を抑制することができる。そして、たとえインバータ及び車載充電器に後退するような大きな衝突荷重が作用したとしても、補強メンバが車両前側に向かって下側に傾斜しているので、補強メンバの車両前側端部がインバータ及び車載充電器によって後方へ押圧されたときに、その補強メンバには、補強メンバの車両後側端部を中心にして、車両前側端部が下側へ移動する向きに回動するようなモーメントが作用する。このため、インバータ及び車載充電器の後部も下側へ移動しようとする。この結果、後退するインバータ及び車載充電器が、後側ステーの車両後側に位置する車体部材（ダッシュパネルやカウルボックス）に勢い良く衝突するのを防止することができる。また、インバータと主バッテリとを接続する電力ケーブルは、その長さを短くする観点から、通常、インバータの車両後側の面に接続され、同様に、車載充電器と主バッテリとを接続する電力ケーブルも、車載充電器の車両後側の面に接続されるが、この場合、インバータ及び車載充電器が真っ直ぐに後退すると、上記電力ケーブルがインバータ及び車載充電器と後側ステーの車両後側に位置する車体部材との間で挟まれる可能性が高くなる。しかし、上記のように補強メンバが車両前側に向かって下側に傾斜した状態で車両前後方向に延びていれば、その補強メンバにより生じる上記モーメントの作用により、上記電力ケーブルがそれらの間に挟まれるのを防止することができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明の電動車両の電装部品搭載構造によると、モータルーム内におけるパワーユニット（モータユニットとトランスアクスルとが車幅方向に並ぶように一体に結合されてなる）の上側に、インバータ、車載充電器及び補機バッテリがこの順に車幅方向に並ぶように配設され、上記インバータが、上記パワーユニットのモータユニットの上側に位置していることにより、高電圧系の電力ケーブルを効率良く配索することができて、高電圧系の電力ケーブルにおけるノイズや電力損失を低減することができるとともに、部品コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る電装部品搭載構造が適用された電動車両の前部のモータルーム内におけるパワーユニットの構成を示す、車両左前側かつ上側から見た斜視図である。
【図２】上記電動車両のモータルーム内におけるパワーユニットの構成を示す、車両後側かつ上側から見た斜視図である。
【図３】上記パワーユニットの上側に電装部品を配設した状態を示す平面図である。
【図４】上記パワーユニットの上側に電装部品を配設した状態を示す、車両後側から見た図である。
【図５】前側及び後側ステーの構成を示す、車両前側かつ上側から見た斜視図である。
【図６】前側及び後側ステーの構成を示す、車両左前側かつ上側から見た斜視図である。
【図７】後側ステー及び補強メンバの構成を示す、車両左前側かつ上側から見た斜視図である。
【図８】インバータ及び補強メンバを車両左側から見た側面図であり、（ａ）は車両の前面衝突前の状態を示し、（ｂ）は車両の前面衝突後の状態を示す。
【図９】電装部品の接続関係を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
図１及び図２は、本発明の実施形態に係る電装部品搭載構造が適用された電動車両（本実施形態では、電気自動車であり、以下、単に車両という）の前部のモータルーム内におけるパワーユニット７１の構成を示し、図１は、車両左前側かつ上側から見た図であり、図２は、車両後側かつ上側から見た図である。これら図１及び図２では、電装部品の記載は省略している。上記車両についての前、後、左、右、上及び下を、それぞれ単に前、後、左、右、上及び下という。また、図１、図３及び図５〜図８において、車両前側を矢印Ｆｒで示す。
【００２０】
上記モータルーム内の車幅方向両端部には、左右一対のフロントサイドフレーム８が前後方向に延びるように配設されている。これら左右のフロントサイドフレーム８間に、上記車両を駆動するパワーユニット７１が配設されている。上記各フロントサイドフレーム８におけるパワーユニット７１よりも後側部分には、サスペンションタワー５が取付固定されている。
【００２１】
上記各フロントサイドフレーム８の後部は、その高さ位置が後側に向かって徐々に低くなるキック部８ａ（図８参照）とされている。このキック部８ａに対応する前後位置には、上記モータルームと車室とを仕切るダッシュパネル６が設けられている。このダッシュパネル６の上下方向中央部には、車幅方向に延びるレインフォースメント６ａが設けられており、このレインフォースメント６ａの両端部が左右のフロントサイドフレーム８にそれぞれ連結されている。
【００２２】
上記パワーユニット７１は、モータを含むモータユニット７８と、該モータユニット７８のモータの駆動力を前輪へ伝達するための動力伝達機構（減速機構及び差動機構）を含むトランスアクスル７３とが車幅方向に並ぶように一体に結合されてなるものである。パワーユニット７１の全体としての軸心は、車幅方向に延びている。本実施形態では、トランスアクスル７３がモータユニット７８の左側に位置する。
【００２３】
本実施形態では、上記モータユニット７８は、モータ本体ユニット７２と軸受ユニット７４とモータ巻線切替ユニット７７とがトランスアクスル７３側からこの順に並ぶように一体に結合されたものである。
【００２４】
上記モータ本体ユニット７２は、軸心が車幅方向に延びる略円筒状のモータハウジング７２ａを有し、このモータハウジング７２ａ内に上記モータが配設されている。このモータは、図示は省略するが、ロータとステータとを有している。このロータは、モータ軸（つまり駆動軸）の周囲に、永久磁石を保持するロータコアが固定されてなり、モータ軸はモータハウジング７２ａと同軸上に位置して、車幅方向に延びている。一方、上記ステータは、モータハウジング７２ａの内面に上記ロータコアの周囲を覆うように配設されていて、コイルが巻かれている。
【００２５】
上記モータは３相交流モータであり、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の３つのコイルが中性点に共通接続されている。そして、各相のコイルは、複数の巻線が直列に接続されてなり、各相のコイルにおいて電流を流す巻線の数を変えることが可能に構成されている。すなわち、上記モータは、巻線切替を行うことが可能なものであり、車両の走行状態に応じて、電流を流す最適な巻線の数が決定される。この巻線切替は、上記モータ巻線切替ユニット７７によってなされる。
【００２６】
モータ本体ユニット７２の右側（トランスアクスル７３とは反対側）の端部に、上記軸受ユニット７４が一体に結合されている。この軸受ユニット７４は、モータハウジング７２ａに結合された略円筒状の軸受ハウジング７４ａと、この軸受ハウジング７４ａ内に配設され、上記モータ軸の右側端部を回転自在に支持する軸受とを有している。一方、上記モータ軸の左側端部は、モータハウジング７２ａの左側端部に設けられた軸受に回転自在に支持されている。このモータ軸は、トランスアクスル７３（減速機構）の入力軸に連結される。この入力軸は、トランスアクスル７３における後述のアクスルハウジング７３ａの減速機構収容部７３ｂ内において車幅方向に延びている。
【００２７】
トランスアクスル７３は、アクスルハウジング７３ａを有し、このアクスルハウジング７３ａの右側端部と上記モータハウジング７２ａの左側端部とが複数のボルト７５により結合されて結合部７６とされている。
【００２８】
アクスルハウジング７３ａは、減速機構を収容する減速機構収容部７３ｂと、該減速機構からモータの駆動力が伝達される差動機構を収容する差動機構収容部７３ｃとを有する。差動機構収容部７３ｃは、減速機構収容部７３ｂの後側に位置している。そして、差動機構収容部７３ｃの左右両側側面から、トランスアクスル７３（差動機構）の出力軸（パワーユニット７１の出力軸でもある）として、２本のジョイントシャフト８１が左右両側へそれぞれ延びている（図２参照）。すなわち、ジョイントシャフト８１は、パワーユニット７１の後側において車幅方向に延びている。左側のジョイントシャフト８１は、その中間部に配設された等速ジョイント８２によって内側部８１ａと外側部８１ｂとに２分割され、外側部８１ｂが等速ジョイント８４を介して、左側前輪に連結された左側のドライブシャフト８３に連結されている。また、同様に、右側のジョイントシャフト８１も、その中間部に配設された等速ジョイント８２によって内側部８１ａと外側部８１ｂとに２分割され、外側部８１ｂが等速ジョイント８４を介して、右側前輪に連結された右側のドライブシャフト８３に連結されている。右側のジョイントシャフト８１の内側部８１ａにおける等速ジョイント８２近傍部は、軸受ハウジング７４ａの後側下部に設けられたシャフト支持部７４ｂに回転自在に支持されている。
【００２９】
上記軸受ユニット７４の右側（モータ本体ユニット７２とは反対側）の端部に、上記モータ巻線切替ユニット７７が一体に結合されている。このモータ巻線切替ユニット７７は、軸受ハウジング７４ａに結合された略円筒状の巻線切替ケース７７ａと、この巻線切替ケース７７ａ内に配設され、上記モータの巻線切替を行うための回路とを有している。巻線切替ケース７７ａの右側端面には、該巻線切替ケース７７ａの右側開口を覆う閉塞部材７７ｂが固定されている。
【００３０】
パワーユニット７１の左右両端部は、左側及び右側マウント装置８８，８９を介して、左右のフロントサイドフレーム８にそれぞれマウント支持（弾性支持）されている。左側マウント装置８８は、トランスアクスル７３のアクスルハウジング７３ａ上部に固定されたパワーユニット側ブラケット９０と、左側のフロントサイドフレーム８に固定された車体側ブラケット９１と、これら両ブラケット９０，９１間に配設された、ゴムブッシュを含むマウント本体（図示せず）とを有している。
【００３１】
また、右側マウント装置８９は、パワーユニット側ブラケット９３と、車体側ブラケット９４と、これら両ブラケット９３，９４間（詳しくは、後述の第１及び第３ブラケット９５，９８間）に配設された、ゴムブッシュを含むマウント本体（図示せず）とを有している。上記パワーユニット側ブラケット９３は、上記マウント本体に連結された第１ブラケット９５と、第１ブラケット９５と締結部材９７（ボルト及びナット）を介して結合されかつ上記閉塞部材７７ｂの上部と軸受ハウジング７４ａの上部において上側に突出した突出部７４ｃの右側側面とに固定された第２ブラケット９６とからなる。また、上記車体側ブラケット９４は、上記マウント本体に連結された第３ブラケット９８と、第３ブラケット９８と締結部材１００（ボルト及びナット）を介して結合されかつ右側のフロントサイドフレーム８に固定された第４ブラケット９９とからなる。
【００３２】
図２に示すように、アクスルハウジング７３ａの差動機構収容部７３ｃの右側下部には、トルクロッド１０１が後側に延びるように設けられている。このトルクロッド１０１の前端部は、ゴムブッシュ１０２を介して、車幅方向に延びる軸回りに回動可能にパワーユニット７１の車幅方向中央部（アクスルハウジング７３ａの差動機構収容部７３ｃの右側下部）に連結され、トルクロッド１０１の後端部は、ゴムブッシュ１０３を介して、車幅方向に延びる軸回りに回動可能に不図示のサスペンションクロスメンバの車幅方向中央部に連結されている。パワーユニット７１の車幅方向両端部における上記弾性支持により、パワーユニット７１全体が車幅方向に延びる軸回りに回動（揺動）することになるが、上記トルクロッド１０１は、パワーユニット７１全体が上記軸回りに回動し過ぎるのを規制する。尚、上記サスペンションクロスメンバは、車幅方向に延びかつ左右の前輪サスペンションアーム１７を支持するものであって、その左右両側端部は、左右のフロントサイドフレーム８にそれぞれ結合されている。
【００３３】
図３及び図４に示すように、上記モータルーム内における上記パワーユニット７１の上側には、電装部品としてのインバータ３１、車載充電器３２及び補機バッテリ３３がこの順に車幅方向に並ぶように配設されている。また、上記モータルーム（ダッシュパネル６）よりも後側、つまり車室フロアの下側には、モータ本体ユニット７２のモータを駆動するための高電圧の主バッテリ２１が配設されている。この主バッテリ２１は、複数のバッテリモジュールが、該バッテリモジュールを支持する支持部材と共にユニット化されたものである。尚、図３及び図４では、ダッシュパネル６（レインフォースメント６ａを除く）や車室フロア等の記載を省略している。
【００３４】
上記インバータ３１は、主バッテリ２１からの直流電力を交流電力に変換して上記モータに電力を供給するものである。このインバータ３１は、略矩形箱状のインバータケース３１ａと、該インバータケース３１ａ内に収容されたインバータ回路とを有していて、パワーユニット７１のモータユニット７８の上側に位置している。
【００３５】
図９に示すように、インバータ３１と主バッテリ２１とは、２本の第１電力ケーブル３５を介して接続され、インバータ３１とモータユニット７８の軸受ユニット７４とが、３本の第２電力ケーブル３６を介して接続されている。すなわち、インバータ３１は、主バッテリ２１から第１電力ケーブル３５を介して直流電力を入力して、その直流電力を交流電力に変換した後、その交流電力を、第２電力ケーブル３６及び上記モータユニット７８内に配設された不図示の配線を介して、モータ本体ユニット７２のモータへ供給する。
【００３６】
上記第１電力ケーブル３５は、図３及び図４に示すように、主バッテリ２１の前端部における車幅方向中央部に設けられた接続端子２１ａ（車両自体の車幅方向中央部に位置する）から、車両の車幅方向の略中央を通って前側に延びてモータルーム内に入り、ダッシュパネル６とパワーユニット７１（モータ本体ユニット７２）との間の空間にて上側に延び、インバータ３１と略同じ高さ位置で前側に曲がって、インバータケース３１ａの後面に接続される。
【００３７】
また、第２電力ケーブル３６は、ダッシュパネル６とパワーユニット７１（モータユニット７８の主として軸受ユニット７４）との間の空間にて、インバータケース３１ａの後面と軸受ハウジング７４ａの後面におけるケーブル接続部７４ｄ（図２及び図４参照）とを接続するべく、後側に凸状となるように湾曲して延びている。尚、第２電力ケーブル３６は、ケーブル接続部７４ｄからモータ本体ユニット７２のモータハウジング７２ａ内及びモータ巻線切替ユニット７７の巻線切替ケース７７ａ内に入り込む。
【００３８】
上記インバータ３１（インバータケース３１ａの後面）における第１電力ケーブル３５との接続部位は、該インバータ３１（インバータケース３１ａの後面）における第２電力ケーブル３６との接続部位よりも上記車両の車幅方向の中央に近い側に設けられている。これにより、第１電力ケーブル３５は、車両の車幅方向の略中央を通るので、車幅方向に大きく曲がることなくインバータ３１に接続される。また、インバータ３１における第２ケーブル３６との接続部位が、上記ケーブル接続部７４ｄの略真上に位置し、第２電力ケーブル３６も、車幅方向に大きく曲がらずに済む。
【００３９】
上記車載充電器３２は、上記車両の外部の電源（本実施形態では、１００Ｖ又は２００Ｖの家庭用電源）から電力を入力して主バッテリ２１を充電するものである。この車載充電器３２は、インバータ３１と同様の略矩形箱状の充電器ケース３２ａと、該充電器ケース３２ａ内に収容された充電回路とを有していて、トランスアクスル７３の左側端部（左側マウント装置８８のパワーユニット側ブラケット９０が固定された部分）を除く部分の上側に位置している。
【００４０】
上記車載充電器３２と主バッテリ２１とは、第３電力ケーブル３７（図９にのみ示す）を介して接続されている。図示は省略するが、この第３電力ケーブル３７も、第１ケーブル３５と同様に、主バッテリ２１の接続端子２１ａから、車両の車幅方向の略中央（第１ケーブル３５よりも左側）を通って前側に延びてモータルーム内に入り、ダッシュパネル６の直ぐ前側を上側に延び、車載充電器３２と略同じ高さ位置で前側に曲がって、充電器ケース３２ａの後面に接続される。車載充電器３２が上記車両の車幅方向の中央に近い位置に位置しているので、第３電力ケーブル３７も、第１電力ケーブル３５と同様に、車幅方向に大きく曲がることなく車載充電器３２に接続される。
【００４１】
上記車載充電器３２は、第１接続コード３８（図９にのみ示す）を介して、上記車両の左側又は右側の側面を構成する部材（例えばフェンダ）に設けられた充電レセプタクル４０（図９にのみ示す）と接続されている。この充電レセプタクル４０は、一端部が家庭用電源に接続されるコードの他端部が接続されるものである。そして、車載充電器３２は、家庭用電源からの電力を、その電圧が主バッテリ２１の充電に適した電圧になるように昇圧した状態で、第３電力ケーブル３７を介して主バッテリ２１に供給する。
【００４２】
また、車載充電器３２は、主バッテリ２１の電圧を降圧して上記補機バッテリ３３に供給するためのＤＣ／ＤＣコンバータ４１（図９にのみ示す）を含む。つまり、充電器ケース３２ａ内に上記充電回路と共にＤＣ／ＤＣコンバータ４１が収容されている。このＤＣ／ＤＣコンバータ４１は、第２接続コード３９（図９にのみ示す）を介して上記補機バッテリ３３と接続されている。この補機バッテリ３３は、主バッテリ２１よりも低電圧（例えば１２Ｖ）のものである。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１は、主バッテリ２１が充電されていないときに、主バッテリ２１から上記第３電力ケーブル３７を介して入力した電力を、その電圧が補機バッテリ３３の充電に適した電圧になるように降圧した状態で、第２接続コード３９を介して、補機バッテリ３３に供給する。
【００４３】
上記補機バッテリ３３は、上記車両の補機に電力を供給するものある。この補機としては、例えば電動パワーステアリング用モータ、ワイパーモータ、パワーウインドモータといった各種のアクチュエータ等である。この補機バッテリ３３は、トランスアクスル７３の左側端部（左側マウント装置８８のパワーユニット側ブラケット９０が固定された部分）の上側に位置していて、不図示のブラケットを介して左側のフロントサイドフレーム８に取付固定されている。
【００４４】
図５及び図６に示すように、上記モータルーム内における上記インバータ３１ないし車載充電器３２の車両前側及び後側には、車幅方向に延びる前側及び後側ステー４５，４６がそれぞれ配設されている。前側ステー４６の両端部は、左右のフロントサイドフレーム８（車体部材）にそれぞれ取付固定され、後側ステー４６の両端部は、左右のサスペンションタワー５（車体部材）にそれぞれ取付固定されている。尚、後側ステー４６の右側端部近傍は、右側のフロントサイドフレーム８にも取付固定されている。
【００４５】
インバータ３１は、インバータケース３１ａの前後両端部において前側及び後側ステー４５，４６の取付部４５ａ，４６ａにそれぞれ取り付けられて支持されている。また、車載充電器３２は、充電器ケース３２ａの前後両端部において前側及び後側ステー４５，４６の取付部４５ｂ，４６ｂにそれぞれ取り付けられて支持されている。前側ステー４５における車載充電器３２及びインバータ３１の取付部分は、左右のフロントサイドフレーム８から延びる左右の補強ステー４７によってそれぞれ補強支持されている。
【００４６】
後側ステー４６の車幅方向中央部（インバータ３１の取付部分と車載充電器３２の取付部分との間）は、該後側ステー４６の車両後側に位置するダッシュパネル６（車体部材）に補強メンバ４９（図７及び図８にのみ示す）を介して連結されている。すなわち、補強メンバ４９の前端部は、後側ステー４６に後側に突出するように取付固定された取付部材５０の後端部に連結されている一方、補強メンバ４９の後端部は、ダッシュパネル６の前面（固定部材５０の高さ位置よりも高い部分）に連結されている。そして、補強メンバ４９は、前側に向かって下側に傾斜した状態で前後方向に延びている。
【００４７】
上記のような補強メンバ４９を設けることによって、車両の前面衝突時に、補強メンバ４９が突っ張ることによりインバータ３１及び車載充電器３２の後退が抑制される。そして、たとえインバータ３１及び車載充電器３２に後退するような大きな衝突荷重が作用したとしても、補強メンバ４９が前側に向かって下側に傾斜しているので、補強メンバ４９の前端部がインバータ３１及び車載充電器３２によって後方へ押圧されたときに、その補強メンバ４９には、補強メンバ４９の後端部を中心にして、前端部が下側へ移動する向きに回動するようなモーメントが作用する（図８（ｂ）の矢印参照）。このため、インバータ３１及び車載充電器３２の後部も下側へ移動しようとする。この結果、後退するインバータ３１及び車載充電器３２が、ダッシュパネル６に勢い良く衝突するのを防止することができる。また、インバータ３１及び車載充電器３２が真っ直ぐ後退すると、上記第１〜第３電力ケーブル３５〜３７がインバータ３１及び車載充電器３２とダッシュパネル６との間で挟まれる可能性が高くなるが、上記補強メンバ４９により生じる上記モーメントの作用により、第１〜第３電力ケーブル３５〜３７がそれらの間に挟まれるのを防止することができる。
【００４８】
本実施形態では、パワーユニット７１の上側に、インバータ３１、車載充電器３２及び補機バッテリ３３がこの順に車幅方向に並ぶように配設され、インバータ３１が、パワーユニット７１のモータユニット７８の上側に位置しているので、パワーユニット７１の上側のスペースを効率良く利用して、インバータ３１、車載充電器３２及び補機バッテリ３３を配置することができるとともに、高電圧系の電力ケーブルである第１〜第３電力ケーブル３５〜３７を効率良く配索して、その長さを短くすることができる。また、車載充電器３２がＤＣ／ＤＣコンバータ４１を含むので、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１と主バッテリ２１とを接続する電力ケーブルの全体を、第３電力ケーブル３７と共用することができ、電力ケーブルの本数を減らすことができる。したがって、高電圧系の電力ケーブルにおけるノイズや電力損失を低減することができるとともに、部品コストの低減を図ることができる。
【００４９】
本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。
【００５０】
例えば、上記実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１が車載充電器３２の充電器ケース３２ａ内に設けられているが、これに限らず、充電器ケース３２ａ外に設けてもよい。この場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１は、車載充電器３２の近傍に配設することが好ましい。こうすることで、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１と主バッテリ２１とを接続する電力ケーブルの大部分を、第３電力ケーブル３７と共用することができる。
【００５１】
上述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、車両前部のモータルーム内に電装部品が配設された電動車両の電装部品搭載構造に有用であり、特に、モータルーム内に、モータユニットとトランスアクスルとを車幅方向に並ぶように一体に結合してなるパワーユニットが配設される場合に有用である。
【符号の説明】
【００５３】
２１ 主バッテリ
３１ インバータ
３２ 車載充電器
３３ 補機バッテリ
３５ 第１電力ケーブル
３６ 第２電力ケーブル
４５ 前側ステー
４６ 後側ステー
４９ 補強メンバ
７１ パワーユニット
７２ モータ本体ユニット（モータユニット）
７３ トランスアクスル
７４ 軸受ユニット（モータユニット）
７７ 巻線切替ユニット（モータユニット）
７８ モータユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両前部のモータルーム内に電装部品が配設された電動車両の電装部品搭載構造であって、
上記モータルーム内に、
モータを含むモータユニットと該モータユニットのモータの駆動力を前輪へ伝達するための動力伝達機構を含むトランスアクスルとが車幅方向に並ぶように一体に結合されてなるパワーユニットと、
上記モータユニットのモータを駆動するための主バッテリからの直流電力を交流電力に変換して該モータに電力を供給する、上記電装部品としてのインバータと、
上記車両の外部の電源から電力を入力して上記主バッテリを充電する、上記電装部品としての車載充電器と、
上記車両の補機に電力を供給するための、上記電装部品としての補機バッテリと、
が配設されており、
上記モータルーム内における上記パワーユニットの上側に、上記インバータ、上記車載充電器及び上記補機バッテリがこの順に車幅方向に並ぶように配設され、
上記インバータは、上記パワーユニットのモータユニットの上側に位置していることを特徴とする電動車両の電装部品搭載構造。
【請求項２】
請求項１記載の電動車両の電装部品搭載構造において、
上記車載充電器は、上記主バッテリの電圧を降圧して上記補機バッテリに供給するためのＤＣ／ＤＣコンバータを含むことを特徴とする電動車両の電装部品搭載構造。
【請求項３】
請求項１又は２記載の電動車両の電装部品搭載構造において、
上記主バッテリは、上記モータルームよりも車両後側に配設され、
上記インバータと上記主バッテリとが、第１電力ケーブルを介して接続され、
上記インバータと上記モータユニットとが、第２電力ケーブルを介して接続されており、
上記インバータにおける上記第１電力ケーブルとの接続部位及び上記第２電力ケーブルとの接続部位が、該インバータの車両後側の面に設けられていて、該第１電力ケーブルとの接続部位が、該第２電力ケーブルとの接続部位よりも上記車両の車幅方向の中央に近い側に設けられていることを特徴とする電動車両の電装部品搭載構造。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の電動車両の電装部品搭載構造において、
上記モータルーム内における上記インバータないし車載充電器の車両前側及び後側には、車幅方向に延びかつ両端部が車体部材に連結される前側及び後側ステーがそれぞれ配設され、
上記インバータ及び車載充電器は共に、上記前側及び後側ステーに支持されており、
上記後側ステーの車幅方向中央部が、該後側ステーの車両後側に位置する車体部材に補強メンバを介して連結され、
上記補強メンバは、車両前側に向かって下側に傾斜した状態で車両前後方向に延びていることを特徴とする電動車両の電装部品搭載構造。
【請求項１】
車両前部のモータルーム内に電装部品が配設された電動車両の電装部品搭載構造であって、
上記モータルーム内に、
モータを含むモータユニットと該モータユニットのモータの駆動力を前輪へ伝達するための動力伝達機構を含むトランスアクスルとが車幅方向に並ぶように一体に結合されてなるパワーユニットと、
上記モータユニットのモータを駆動するための主バッテリからの直流電力を交流電力に変換して該モータに電力を供給する、上記電装部品としてのインバータと、
上記車両の外部の電源から電力を入力して上記主バッテリを充電する、上記電装部品としての車載充電器と、
上記車両の補機に電力を供給するための、上記電装部品としての補機バッテリと、
が配設されており、
上記モータルーム内における上記パワーユニットの上側に、上記インバータ、上記車載充電器及び上記補機バッテリがこの順に車幅方向に並ぶように配設され、
上記インバータは、上記パワーユニットのモータユニットの上側に位置していることを特徴とする電動車両の電装部品搭載構造。
【請求項２】
請求項１記載の電動車両の電装部品搭載構造において、
上記車載充電器は、上記主バッテリの電圧を降圧して上記補機バッテリに供給するためのＤＣ／ＤＣコンバータを含むことを特徴とする電動車両の電装部品搭載構造。
【請求項３】
請求項１又は２記載の電動車両の電装部品搭載構造において、
上記主バッテリは、上記モータルームよりも車両後側に配設され、
上記インバータと上記主バッテリとが、第１電力ケーブルを介して接続され、
上記インバータと上記モータユニットとが、第２電力ケーブルを介して接続されており、
上記インバータにおける上記第１電力ケーブルとの接続部位及び上記第２電力ケーブルとの接続部位が、該インバータの車両後側の面に設けられていて、該第１電力ケーブルとの接続部位が、該第２電力ケーブルとの接続部位よりも上記車両の車幅方向の中央に近い側に設けられていることを特徴とする電動車両の電装部品搭載構造。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の電動車両の電装部品搭載構造において、
上記モータルーム内における上記インバータないし車載充電器の車両前側及び後側には、車幅方向に延びかつ両端部が車体部材に連結される前側及び後側ステーがそれぞれ配設され、
上記インバータ及び車載充電器は共に、上記前側及び後側ステーに支持されており、
上記後側ステーの車幅方向中央部が、該後側ステーの車両後側に位置する車体部材に補強メンバを介して連結され、
上記補強メンバは、車両前側に向かって下側に傾斜した状態で車両前後方向に延びていることを特徴とする電動車両の電装部品搭載構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−９６５８７（Ｐ２０１２−９６５８７Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４３９０２（Ｐ２０１０−２４３９０２）
【出願日】平成２２年１０月２９日（２０１０．１０．２９）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２９日（２０１０．１０．２９）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
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