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JP2015061414A - 電動車両 - Google Patents

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Yusuke Seo
祐介 瀬尾
博人 日下
Hiroto Kusaka
博人 日下
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Abstract

【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

Description

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。
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。
特開2005−323455号公報
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。 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)。
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。
(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。
(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。
(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。
(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。
(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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
(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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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

Claims (9)

  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
JP2013194009A 2013-09-19 2013-09-19 電動車両 Pending JP2015061414A (ja)

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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019051817A (ja) * 2017-09-15 2019-04-04 本田技研工業株式会社 車両
US10389073B2 (en) 2017-12-08 2019-08-20 Yazaki Corporation Branch connector for vehicle wire harnesses and routing structure for vehicle wire harnesses
JP2020040579A (ja) * 2018-09-12 2020-03-19 本田技研工業株式会社 車両
JP2020040578A (ja) * 2018-09-12 2020-03-19 本田技研工業株式会社 車両
JP2021011262A (ja) * 2020-10-09 2021-02-04 本田技研工業株式会社 車両
WO2021044479A1 (ja) * 2019-09-02 2021-03-11 日産自動車株式会社 駆動モータ及びバッテリの車両への搭載構造
JPWO2022070794A1 (ja) * 2020-09-29 2022-04-07
WO2023054348A1 (ja) 2021-09-28 2023-04-06 株式会社アイシン 車両
US11976717B2 (en) 2018-08-31 2024-05-07 Isuzu Motors Limited Power transmission device

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014003375A1 (de) * 2014-03-06 2015-09-10 Liebherr-Mining Equipment Colmar Sas Arbeitsmaschine, insbesondere Muldenkipper oder Truck
DE102014003203A1 (de) * 2014-03-06 2015-09-10 Liebherr-Mining Equipment Colmar Sas Arbeitsmaschine, insbesondere Muldenkipper oder Truck
JP6235529B2 (ja) * 2015-05-25 2017-11-22 トヨタ自動車株式会社 電動車両および電池パック
US10723211B2 (en) * 2016-09-07 2020-07-28 Thunder Power New Energy Vehicle Development Company Limited Integrated powertrain system
CN106394311B (zh) * 2016-10-14 2019-03-22 清华大学 一种四轮驱动的电动汽车转矩在线标定分配控制方法
FR3066448B1 (fr) * 2017-05-18 2019-06-21 Peugeot Citroen Automobiles Sa Vehicule a machine motrice electrique optionnelle couplant une batterie non diversifiable a un chargeur
CN107499259B (zh) * 2017-09-20 2024-04-16 中国重汽集团济南动力有限公司 一种多轴轮驱电动汽车用分布式控制电配电系统
JP7070249B2 (ja) * 2018-08-28 2022-05-18 トヨタ自動車株式会社 車両用パワーユニット構造
JP7435313B2 (ja) * 2020-07-01 2024-02-21 マツダ株式会社 車両
US11866095B2 (en) 2021-04-28 2024-01-09 Ford Global Technologies, Llc Multi-position wheel assembly mounts
US11702162B2 (en) 2021-04-28 2023-07-18 Ford Global Technologies, Llc Configurable vehicle chassis and associated methods
US11938802B2 (en) 2021-04-28 2024-03-26 Ford Global Technologies, Llc Electric motorized wheel assemblies
US11807302B2 (en) 2021-04-28 2023-11-07 Ford Global Technologies, Llc Methods and apparatus for scalable vehicle platforms
US11518206B2 (en) 2021-04-28 2022-12-06 Ford Global Technologies, Llc Configurable vehicle frames and associated methods
US11858571B2 (en) * 2021-04-28 2024-01-02 Ford Global Technologies, Llc Vehicle chassis with interchangeable performance packages and related methods

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002176706A (ja) * 2000-12-06 2002-06-21 Hitachi Ltd 電気車及びその制御装置
JP2003252131A (ja) * 2002-03-04 2003-09-10 Yazaki Corp 車両用電力供給装置
JP2007325352A (ja) * 2006-05-30 2007-12-13 Toyota Motor Corp 動力出力装置およびそれを備えた車両
JP2008187781A (ja) * 2007-01-29 2008-08-14 Toyota Motor Corp 車両
JP2010193548A (ja) * 2009-02-16 2010-09-02 Denso Corp 車両走行制御装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004089681A1 (ja) * 2003-04-04 2004-10-21 Hitachi, Ltd. 車両用電動駆動装置及びエンジン・モータ複合型の四輪駆動装置
JP2005323455A (ja) 2004-05-10 2005-11-17 Toyota Motor Corp 車両の駆動システム
CA2623398A1 (en) * 2005-09-23 2007-04-05 Afs Trinity Power Corporation Method and apparatus for power electronics and control of plug-in hybrid propulsion with fast energy storage
JP2007325388A (ja) * 2006-05-31 2007-12-13 Hitachi Ltd 電動機の制御装置及び車載用電動機駆動システム
JP4630367B2 (ja) * 2008-11-25 2011-02-09 本田技研工業株式会社 車両用高圧電装ユニット
EP2412074B1 (en) * 2009-03-24 2014-11-12 Infinirel Corporation Systems and methods for predicting power electronics failure
JP2013517174A (ja) * 2010-01-13 2013-05-16 フィスカー オートモーティブ インコーポレイテッド 車両ドライブシステムにおける直接電気的接続および結合を制御するためのシステムおよび方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002176706A (ja) * 2000-12-06 2002-06-21 Hitachi Ltd 電気車及びその制御装置
JP2003252131A (ja) * 2002-03-04 2003-09-10 Yazaki Corp 車両用電力供給装置
JP2007325352A (ja) * 2006-05-30 2007-12-13 Toyota Motor Corp 動力出力装置およびそれを備えた車両
JP2008187781A (ja) * 2007-01-29 2008-08-14 Toyota Motor Corp 車両
JP2010193548A (ja) * 2009-02-16 2010-09-02 Denso Corp 車両走行制御装置

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019051817A (ja) * 2017-09-15 2019-04-04 本田技研工業株式会社 車両
US10389073B2 (en) 2017-12-08 2019-08-20 Yazaki Corporation Branch connector for vehicle wire harnesses and routing structure for vehicle wire harnesses
US11976717B2 (en) 2018-08-31 2024-05-07 Isuzu Motors Limited Power transmission device
JP2020040578A (ja) * 2018-09-12 2020-03-19 本田技研工業株式会社 車両
US11040612B2 (en) 2018-09-12 2021-06-22 Honda Motor Co., Ltd. Undermount drive system and cooling arrangement for a vehicle
JP2020040579A (ja) * 2018-09-12 2020-03-19 本田技研工業株式会社 車両
US11370371B2 (en) 2018-09-12 2022-06-28 Honda Motor Co., Ltd. Vehicle
CN114340934B (zh) * 2019-09-02 2024-06-07 日产自动车株式会社 驱动马达和电池相对于车辆的搭载构造
WO2021044479A1 (ja) * 2019-09-02 2021-03-11 日産自動車株式会社 駆動モータ及びバッテリの車両への搭載構造
JPWO2021044479A1 (ja) * 2019-09-02 2021-03-11
US11890938B2 (en) 2019-09-02 2024-02-06 Nissan Motor Co., Ltd. Installation arrangement for drive motor and battery in vehicle
CN114340934A (zh) * 2019-09-02 2022-04-12 日产自动车株式会社 驱动马达和电池相对于车辆的搭载构造
JP7251637B2 (ja) 2019-09-02 2023-04-04 日産自動車株式会社 駆動モータ及びバッテリの車両への搭載構造
JPWO2022070794A1 (ja) * 2020-09-29 2022-04-07
JP7375949B2 (ja) 2020-09-29 2023-11-08 株式会社デンソー 昇圧を伴う四輪駆動システムの制御方法
WO2022070794A1 (ja) * 2020-09-29 2022-04-07 株式会社デンソー 昇圧を伴う四輪駆動システムの制御方法
JP2021011262A (ja) * 2020-10-09 2021-02-04 本田技研工業株式会社 車両
WO2023054348A1 (ja) 2021-09-28 2023-04-06 株式会社アイシン 車両

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CN105555572A (zh) 2016-05-04
US20160229293A1 (en) 2016-08-11
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