JP5656020B2

JP5656020B2 - 電動車両の高圧ケーブル配索構造

Info

Publication number: JP5656020B2
Application number: JP2011060944A
Authority: JP
Inventors: 寿行棚橋; 正典永吉
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2011-03-18
Filing date: 2011-03-18
Publication date: 2015-01-21
Anticipated expiration: 2031-03-18
Also published as: US20120235471A1; DE102012005902A1; CN102673359A; DE102012005902B4; JP2012196986A; US9120434B2; CN102673359B

Description

この発明は電動車両の高圧ケーブル配索構造に係り、特に、電動車両に搭載するバッテリとインバータ等の高電圧機器を接続する高圧ケーブルの保護と、車両搭載上の適した配置とすることが可能な電動車両の高圧ケーブル配索構造に関する。

電気自動車・プラグインハイブリッド車などの電動車両には、バッテリとインバータ等の高電圧機器を、高圧ケーブルで接続している。バッテリの接続端子と高電圧機器の接続端子を相互に接続する複数の高圧ケーブルのレイアウトにおいては、
・バッテリ容量を確保できること
・スペース効率を下げるような無駄なスペースを生まない配索とすること
・高圧ケーブルの接続端子への組み付けが可能なこと
・接続端子にアクセスする経路となる空間及び作業空間を確保すること
等が必要である。
従来の電動車両の高圧ケーブル配索構造には、図６〜図８に示すものがある。図６において、電動車両１０１の車体１０２に支持されるバッテリ１０３とインバータを含む高電圧機器１０４を相互に接続する複数の高圧ケーブル１０５は、物理的にも屈曲性が低く、９０°曲げて組み付けるには曲率半径ｒを大きくとることが必要である（図７参照）。また、高圧ケーブル１０５は、電気的にも発熱が増大したりする内部抵抗増加を避けるため、曲率半径ｒを大きくすることが望ましい。

そこで、従来の電動車両の高圧ケーブル配索構造には、図８に示すように、高圧ケーブル１０５の曲率半径ｒを大きくとるため、バッテリー１０３内部を凹ませて凹部１０６を形成し、湾曲する高圧ケーブル１０５とのクリアランスを確保しているものがある。（特開２００８−１６２５０１）

特開２００８−１６２５０１

しかしながら、前記特許文献１の配索構造では、図８に示すように、バッテリー１０３内部を凹ませて凹部１０６を形成したため、その凹部１０６のスペースによってバッテリ容量が減ってしまうことになる。結果として、前記特許文献１の配索構造を採用した電動車両は、走行可能距離が短くなってしまう問題がある。
また、高圧ケーブル配索構造においては、バッテリ容量の確保だけでなく、前記のように、スペース効率を下げるような無駄スペースを生まない配索、高圧ケーブルの接続端子への組み付けが可能、接続端子にアクセスする経路となる空間及び作業空間の確保、等が必要である。

この発明は、バッテリとインバータを含む高電圧機器との間を相互に接続する高圧ケーブルを保護すること、バッテリ容量確保や組み付けスペース確保に繋がる搭載効率を向上する配索とすることを目的とする

この発明は、電動車両の車体に支持されたバッテリと、インバータを含む高電圧機器と、前記バッテリの接続端子と前記高電圧機器の接続端子を相互に接続する複数の高圧ケーブルとを搭載する電動車両の高圧ケーブル配索構造において、前記車体の搭載空間に前記バッテリと前記高電圧機器を互いに上下に重なる位置関係に配置して設けるとともに、上側に位置する前記高電圧機器の前記接続端子をその上部に設け、前記バッテリと前記高電圧機器それぞれに接続する前記複数の高圧ケーブルを、その引出し方向を車両幅方向に沿う方向とするとともに、その中間部が前記高電圧機器の側壁面に対し前記車両の前後方向に外れるよう湾曲させて配設することを特徴とする。

この発明の電動車両の高圧ケーブル配索構造は、湾曲する高圧ケーブルの曲率半径を大きく採ることができ、組付作業性の確保と、高圧ケーブルの電力損失低減や耐久性確保といった性能品質を確保ができる。
また、この発明の電動車両の高圧ケーブル配索構造は、高圧ケーブルの配索レイアウトを効率的にでき、高圧ケーブルの曲率半径を大きく採りつつ、無駄スペースをとらないコンパクトな構造とすることができる。

図１は高圧ケーブル配索構造の平面図である。（実施例）図２は図１のＡ−Ａ線による断面図である。（実施例）図３は高圧ケーブル配索構造を左前側下方から見た図である。（実施例）図４は高圧ケーブル配索構造を後方から見た図である。（実施例）図５は高圧ケーブルの中間部を左後側下方から見た図である。（実施例）図６は電動車両を左前側から見た図である。（従来例）図７は高圧ケーブルの中間部を後方から見た図である。（従来例）図８は高圧ケーブル配索構造を左前側上方から見た図である。（従来例）

以下、図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。

図１〜図５は、この発明の実施例を示すものである。図１・図２において、１は電動車両の車体、２は車体１の構造部であるフロアサイドメンバ、３はピラー、４はフロアパネル、５は客室である。電動車両は、車体１の左右に一対設けたフロアサイドメンバ２にそれぞれ左右のピラー３を立設し、フロアサイドメンバ２に敷設したフロアパネル４上に車室５を形成している。フロアパネル４は、フロアサイドメンバ２間であってピラー３との交差部近傍を客室５側に隆起させて隆起部６を形成している。隆起部６の上部には、客室５の内外を連通する開口部７を設け、ヒンジ８によって回動されて開口部７を開閉可能なパネルリッド９を設けている。パネルリッド９上部には、乗員が着座するシート１０を設置している。
前記電動車両の車体１には、バッテリ１１とインバータを含む高電圧機器１２とバッテリ１１及び高電圧機器１２を接続する複数の高圧ケーブル１３とを搭載している。前記電動車両の車体１には、フロアパネル４の隆起部６上部に設置したシート１０下に、バッテリ１１と高電圧機器１２の搭載空間となる収納室１４を設けている。収納室１４には、バッテリ１１と高電圧機器１２を互いに上下に重なる位置関係に配置して設けている。
収納室１４の主要部は、フロアパネル４の左右両側に一対設けられるフロアサイドメンバ２が客室５の空間を形成するピラー３と交差する位置となる車体構造的に剛性の高い位置に挟まれる位置であって、縦壁となる車体パネルに前後左右を囲まれて幅方向に長く前後方向に短い形状の空間に形成されている。収納室１４の下部の空間は、フロアパネル４下方のフロアサイドメンバ２間に前後に長く上下方向に偏平な形状に形成される床下空間と繋がっている。
収納室１４の上部の開口部７には、シート１０と一体的なパネルリッド９をヒンジ８によって回動可能に設けていることにより、このパネルリッド９を収納室１４内にアクセス可能とするメンテナンスリッドとし、これに対応する開口部７をメンテナンス用開口部としている。

前記バッテリ１１は、前後に長く上下方向に偏平なバッテリケース１５内に車両推進用であり高電圧であるバッテリパック１６を内蔵し（図４参照）、バッテリケース１５の外周に車体１に搭載するための高剛性なバッテリフレーム１７を設けている。バッテリフレーム１７は、図２に示すように、両側の収納室１４と対応する位置にマウント取付部１８を設けている。左側のマウント取付部１８の直後方には、前記高圧ケーブル１３が接続される接続端子１９を設けている。接続端子１９は、収納室１４に面する構造部のフロアサイドメンバ２より下方にて複数の高圧ケーブル１３を、その引出し方向を車両幅方向に沿う方向として着脱可能に設けている。
バッテリ１１は、バッテリフレーム１７の両側のマウント取付部１８にそれぞれマウント部２０の内側端を取り付け、マウント部２０の外側端を左右のフロアサイドメンバ２の各下面のマウント取付部２１に取り付けている（図３参照）。これにより、バッテリ１１は、フロアパネル４下方の前後に長く上下方向に偏平な床下空間に配置し、左右一対のフロアサイドメンバ２の収納室１４脇に対応する位置の間に取付支持している。

前記高電圧機器１２は、図１・図２・図４に示すように、四角箱形状の機器本体２２の上面に上方に突出する上方突出部２３を設けている。上方突出部２３の左側面には、前記高圧ケーブル１３が接続される接続端子２４を設けている。接続端子２４は、収納室１４に面する構造部のフロアサイドメンバ２より上方となるシート１０側から複数の高圧ケーブル１３を、その引出し方向を車両幅方向に沿う方向として着脱可能に設けている。また、高電圧機器１２は、機器本体２２の側面のうち車両幅方向外側に位置する側面に、外方に突出する側方突出部２５を設けている。側方突出部２５には、高電圧機器１２から駆動モータに向かって延出する高圧ケーブルが下方に接続される。
高電圧機器１２は、収納室１４の両側の左右一対のフロアサイドメンバ２の間に掛け渡したクロスメンバとなるサブフレーム２６に取り付けている。サブフレーム２６に取り付けられた高電圧機器１２は、収納室１４内において上部の上方突出部２３が隆起部６上部の開口部１７に対向位置している。高電圧機器１２に接続する高圧ケーブル１３の引き出し位置（接続端子２４の位置）は、バッテリ１１に接続する高圧ケーブル１３の引き出し位置（接続端子１９の位置）に対して、車両前後方向にずれている。

前記バッテリ１１及び高電圧機器１２を接続する複数の高圧ケーブル１３とは、高電位となる正極側（＋）に接続するＰ側高圧ケーブルと、低電位となる負極側（−）に接続するＮ側高圧ケーブルを含むものである。これらを含むものは、仮に、保護部材によって外観的に一本のケーブルに纏めてあっても、複数の高圧ケーブル１３である。
複数の高圧ケーブル１３は、高電圧機器１２の機器本体２２に設けた上方突出部２３の接続端子２４に一端側を接続する。上方突出部２３は、機器本体２２の上面のうち車両幅方向で車両の中心線寄りに設けてある。上方端子部２３の接続端子２４に接続した高圧ケーブル１３は、図１・図２に示すように、機器本体２２の上面に沿って車両幅方向に沿う方向（左方向）に延出した後、徐々に後方に湾曲し、機器本体２２の後端面から後方位置を通るように延出する。高電圧機器１２の機器本体２２の上面と後面ないし左側面にかかる角部には、ブラケット２７を取り付けている。このブラケット２７には、後方に延出する高圧ケーブル１３を機器本体２２に支持している。
高電圧機器１２のブラケット２７から延出される高圧ケーブル１３は、中間部２８が機器本体２２の側壁面に対し前後方向に外れるよう湾曲させて下方に延出している。中間部２８は、図２に示すように、側面視で、客室５の空間を形成するピラー３と重なる位置を通るとともに、図１に示すように、平面視で、車幅方向に沿った外側に少し振り出し幅があり、その接続端子１９寄りの位置を車体１の構造部であるフロアサイドメンバ２に近接させている。
中間部２８の接続端子１９寄りの位置が近接するフロアサイドメンバ２には、図３〜図５に示すように、ブラケット２９を取り付けている。高圧ケーブル１３の湾曲する中間部２８を傾斜させるようにしつつ、このブラケット２９を介してフロアサイドメンバ２に支持している。また、ブラケット２９が取り付けられるのは、図４に示すように、フロアサイドメンバ２の閉断面の内側面の下側角部付近である。
前記フロアサイドメンバ２のブラケット２９から延出される高圧ケーブル１３の中間部２８は、後方から次第に前方に湾曲して下方に延出してから、車両幅方向に沿う方向（右方向）に延出して他端側をバッテリ１１の接続端子１９に接続する。
なお、高圧ケーブル１３の中間部２８を近接させる車体１の構造部は、左右両側に一対設けられるフロアサイドメンバ２としているが、クロスメンバやサブフレームであっても良い。また、ブラケット２９が取り付けられる部分のフロアサイドフレーム２の底面高さは、バッテリ１１の取付部分の底面高さより高くなっている。

このように、高圧ケーブル１３の配索構造において、車体１の搭載空間である収納室１４にバッテリ１１と高電圧機器１２を互いに上下に重なる位置関係に配置し、上側に位置する高電圧機器１２の接続端子２４をその上部に設け、バッテリ１１と高電圧機器１２のそれぞれに接続する複数の高圧ケーブル１３をその引出し方向を車両幅方向に沿う方向とするとともに、高圧ケーブル１３の中間部２８が高電圧機器１３の側壁面に対し車両の前後方向に外れるよう湾曲させて配設している。
これにより、高圧ケーブル１３の配索構造は、湾曲する高圧ケーブル１３の曲率半径を大きく採ることができ、組付作業性の確保と、高圧ケーブル１３の電力損失低減や耐久性確保といった性能品質を確保ができる。また、高圧ケーブル１３の配索レイアウトを効率的にでき、高圧ケーブル１３の曲率半径を大きく採りつつ、無駄スペースをとらないコンパクトな構造とすることができる。
また、この高圧ケーブル１３の配索構造は、複数の高圧ケーブル１３の湾曲する中間部２８を車体１の構造部であるフロアサイドメンバ２に近接させて配設し、フロアサイドメンバ２にブラケット２９により複数の高圧ケーブル１３の湾曲する中間部２８を支持することにより、高圧ケーブル１３の配索姿勢を安定して保つことができ、高圧ケーブル１３が遊んで干渉することもない。とくにブラケット２９で中間部２８の支持する位置を接続端子１９寄り位置としているので、組付作業性を向上することができる。
この高圧ケーブル１３の配索構造は、搭載空間をシート１０下の収納室１４とし、構造部をこの収納室１４に面する車体１のフロアサイドメンバ２とし、高電圧機器１２の接続端子２４をフロアサイドメンバ２より上方となるシート１０側から複数の高圧ケーブル１３を着脱可能に設けるとともに、バッテリ１１の接続端子１９をフロアサイドメンバ２より下方にて複数の高圧ケーブル１３を着脱可能に設けている。
これにより、この高圧ケーブル１３の配索構造は、高圧ケーブル１３の配索位置を車体１の剛性が高いフロアサイドメンバ２に挟まれる位置とすることで、コンパクトに収めて配索しても、各部の保護性能や取付剛性を高く確保できる。また、車体１の内部における高圧ケーブル１３の姿勢を安定支持できるので、互いに離反した位置となる各部の接続端子１９・２４への取り付け、取り外し作業を容易にできる。
さらに、この高圧ケーブル１３の配索構造は、収納室１４を車体１の左右に一対設けられるフロアサイドメンバ２およびピラー３の交差部に挟まれる位置に配置し、複数の高圧ケーブル１３の湾曲する中間部２８を側面視でピラー３と重なる位置に配索している。
このように、この高圧ケーブル１３の配索構造は、車体１の剛性が極めて高いフロアサイドメンバ２およびピラー３の交差部に挟まれるよう高電圧機器１２を搭載し、さらに、高圧ケーブル１３を実質的にピラー３と重なるよう配索するので、外部からの保護性能を確保できる。

また、前記バッテリ１１は、バッテリフレーム１７をマウント部２０によりフロアサイドメンバ２の下面に取り付けることにより、バッテリパック１６を内蔵したバッテリケース１５がフロアサイドメンバ２より下方位置となるようにオフセットして設けている。これにより生じた空間が、高圧ケーブル１３の採り回しが容易になることに繋がっている。バッテリフレーム１７のマウント部２０は、高圧ケーブル１３の保護に役立っている。
前記収納室１４は、収納室（その投影面）１４の両側のフロアサイドメンバ２にマウント部２０で掛け渡すように支持しているバッテリ１１のバッテリフレーム１７と、収納室（その投影面）の両側のフロアサイドメンバ２間に設けた高電圧機器１２のサブフレーム２６とにより、連結支持され、かつ、閉じられた空間となり、比較的強固に守られた空間となっている。
なお、前記高電圧機器１２は、左右一対のフロアサイドメンバ２の間に掛け渡すクロスメンバとなるサブフレーム２６に取り付けて、他の電気機器と集合し、ともに部組した状態で車体１に搭載することが可能である。また、バッテリ１１が下、高電圧機器１２が上となるように配置しているが、バッテリ１１が上、高電圧機器１２が下となるように配置してもよい。容量の小さい小型のバッテリ１１ならば、そのように配置することも可能である。

この発明は、高圧ケーブルを保護し、バッテリ容量確保や組み付けスペース確保に繋がる搭載効率を向上するものであり、高圧ケーブルに限らず、ホースやワイヤなどの索状体を車体に搭載する際に応用することができる。

１電動車両の車体
２フロアサイドメンバ
３ピラー
４フロアパネル
５客室
６隆起部
１０シート
１１バッテリ
１２インバータ
１３高圧ケーブル
１４収納室
１７バッテリフレーム
１９接続端子
２０マウント部
２２機器本体
２３上方突出部
２４接続端子
２６サブフレーム
２７ブラケット
２８中間部
２９ブラケット

Claims

電動車両の車体に支持されたバッテリと、インバータを含む高電圧機器と、前記バッテリの接続端子と前記高電圧機器の接続端子を相互に接続する複数の高圧ケーブルとを搭載する電動車両の高圧ケーブル配索構造において、
前記車体の搭載空間に前記バッテリと前記高電圧機器を互いに上下に重なる位置関係に配置して設けるとともに、上側に位置する前記高電圧機器の前記接続端子をその上部に設け、
前記バッテリと前記高電圧機器それぞれに接続する前記複数の高圧ケーブルを、その引出し方向を車両幅方向に沿う方向とするとともに、その中間部が前記高電圧機器の側壁面に対し前記車両の前後方向に外れるよう湾曲させて配設することを特徴とする電動車両の高圧ケーブル配索構造。
前記複数の高圧ケーブルの湾曲する中間部を前記車体の構造部に近接させて配設し、
前記車体の構造部にブラケットを取り付けて設け、
前記複数の高圧ケーブルの湾曲する中間部をこのブラケットにより支持して設けることを特徴とする請求項１に記載の電動車両の高圧ケーブル配索構造。
前記搭載空間をシート下の収納室とし、
前記構造部をこの収納室に面する前記車体のフロアサイドメンバとし、
前記高電圧機器の前記接続端子を前記フロアサイドメンバより上方となるシート側から前記複数の高圧ケーブルを着脱可能に設けるとともに、前記バッテリの前記接続端子を前記フロアサイドメンバより下方にて前記複数の高圧ケーブルを着脱可能に設けることを特徴とする請求項２に記載の電動車両の高圧ケーブル配索構造。
前記収納室を前記車体の左右に一対設けられるフロアサイドメンバおよびピラーの交差部に挟まれる位置に配置し、
前記複数の高圧ケーブルの湾曲する中間部を側面視で前記ピラーと重なる位置に配索することを特徴とする請求項３に記載の電動車両の高圧ケーブル配索構造。