JP2020090169A

JP2020090169A - Vehicular electric power supply device

Info

Publication number: JP2020090169A
Application number: JP2018228130A
Authority: JP
Inventors: 任田　功; Isao Toda; 功任田; 晴洋平野; Haruhiro Hirano; 米盛　敬; Takashi Yonemori; 敬米盛; 智志丸山; Satoshi Maruyama
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2018-12-05
Filing date: 2018-12-05
Publication date: 2020-06-11
Anticipated expiration: 2038-12-05
Also published as: JP7132547B2

Abstract

【課題】プラグイン充電器を給電口に近接して配置することを可能にしながら、車両の重量バランスが大きく崩れるのを防止することができる車両用電源装置を提供する。【解決手段】本発明は、車両用電源装置(10)であって、電気エネルギーを蓄積するためのバッテリ(18)と、キャパシタ(22)と、外部電源から車両に電力を供給するための給電口と、この給電口を介して外部電源(17)から供給された交流電力を整流する機能、及び／又は外部電源から供給された電圧を変換する機能を備え、バッテリに充電を行うプラグイン充電器(19)と、を有し、プラグイン充電器は給電口とバッテリの間に接続され、プラグイン充電器は車両の車幅方向の中心線(A)に対して一方の側に配置される一方、キャパシタは中心線に対して他方の側に配置され、プラグイン充電器とキャパシタは、車両の側方から見て、少なくとも一部が重なる位置に配置されていることを特徴としている。【選択図】図１PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply device for a vehicle capable of arranging a plug-in charger close to a power feeding port and preventing the weight balance of the vehicle from being significantly disturbed. The present invention is a vehicle power supply device (10), which comprises a battery (18) for storing electric energy, a capacitor (22), and a power supply for supplying power to the vehicle from an external power source. Plug-in charging that charges the battery with a function to rectify the AC power supplied from the external power supply (17) through the port and this power supply port, and / or to convert the voltage supplied from the external power source. With a vessel (19), the plug-in charger is connected between the power supply and the battery, and the plug-in charger is located on one side of the vehicle's widthwise centerline (A). On the other hand, the capacitor is arranged on the other side with respect to the center line, and the plug-in charger and the capacitor are arranged at a position where at least a part overlaps when viewed from the side of the vehicle. [Selection diagram] Fig. 1

Description

本発明は、車両用電源装置に関し、特に、車両の駆動、車載電装品への給電に使用される車両用の電源装置に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle power supply device, and more particularly to a vehicle power supply device used for driving a vehicle and supplying power to on-vehicle electrical components.

特開２０１８−３４７５６号公報（特許文献１）には、車両用後部構造が記載されている。この車両用後部構造においては、車両の後部に収納されたスペアタイヤの下側にバッテリ充電用の充電器が配置され、車両の後面衝突時において、充電器が損傷されるのを防止しようとしている。また、この車両用後部構造においては、車両の後部に配置された充電器と車両の側面等に設けられた充電口が、コネクタによって接続される。さらに、充電口から供給された電力は、充電器によって充電電力が制御され、充電器の前側に配置されたバッテリに充電される。 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2018-34756 (Patent Document 1) describes a rear structure for a vehicle. In this vehicle rear structure, a charger for battery charging is arranged below a spare tire housed in the rear of the vehicle in order to prevent the charger from being damaged in the case of a rear collision of the vehicle. .. Further, in this vehicle rear structure, a charger is provided at the rear of the vehicle and a charging port provided on a side surface of the vehicle is connected by a connector. Further, the charging power of the power supplied from the charging port is controlled by the charger, and the battery arranged on the front side of the charger is charged.

特開２０１８−３４７５６号公報JP, 2018-34756, A

しかしながら、充電器を充電口から離間して配置した場合には、それらを接続する導電線が長くなり、導電線において発生するジュール熱による電力損失が大きくなるという問題がある。このジュール熱による電力損失は、バッテリに対して急速充電を行うために充電電流を大きくした場合に、特に問題となる。 However, when the charger is arranged apart from the charging port, there is a problem that the conductive wire connecting them becomes long and the power loss due to Joule heat generated in the conductive wire increases. The power loss due to this Joule heat becomes a particular problem when the charging current is increased in order to rapidly charge the battery.

一方、ジュール熱による電力損失を低下させるべく、充電器を充電口に近接して配置した場合には、車両の重量バランスが崩れ、運動性能が低下するという問題がある。例えば、車両の側面に充電口が設けられている場合、これに近接して充電器を配置すると、充電器が車両の側面近傍に配置されることとなるので、車両の左右の重量バランスが崩れ、車両の運動性能が低下してしまう。 On the other hand, when the charger is arranged close to the charging port in order to reduce the power loss due to Joule heat, there is a problem that the weight balance of the vehicle is lost and the exercise performance is reduced. For example, if a charging port is provided on the side surface of the vehicle and the charger is placed close to the charging port, the charger will be placed near the side surface of the vehicle, and the weight balance between the left and right sides of the vehicle is disturbed. , The driving performance of the vehicle is reduced.

特に、様々な電源環境に対応させるために、充電器を通常充電及び急速充電に対応させたり、交流及び直流の外部電源に対応させたり、各国における外部電源の電圧に適合するように、充電器に複数系統の充電回路を搭載した場合に、充電器の質量が大きくなり、この問題が顕著となる。即ち、交流−直流間の変換回路や、低電圧への変換回路は充電中に熱を発生するので、これらを冷却するために要求される放熱器等の冷却系統の質量が大きくなり、充電器の質量が大きくなる。このように質量の大きい充電器の配置は、車両全体の重量バランスに大きな影響を与える。 In particular, in order to adapt to various power supply environments, the charger can be used for normal charging and quick charging, for AC and DC external power sources, and for adapting to the voltage of the external power source in each country. When a plurality of systems of charging circuits are mounted on the charger, the mass of the charger becomes large, and this problem becomes remarkable. That is, since the AC-DC conversion circuit and the low-voltage conversion circuit generate heat during charging, the mass of the cooling system such as a radiator required to cool them increases and the charger The mass of. The arrangement of the charger having such a large mass has a great influence on the weight balance of the entire vehicle.

従って、本発明は、プラグイン充電器を給電口に近接して配置することを可能にしながら、車両の重量バランスが大きく崩れるのを防止することができる車両用電源装置を提供することを目的としている。 Therefore, it is an object of the present invention to provide a power supply device for a vehicle, which enables the plug-in charger to be arranged close to the power supply port and can prevent the weight balance of the vehicle from being greatly disturbed. There is.

上述した課題を解決するために、本発明は、車両の駆動及び／又は車載電装品への給電に使用される車両用の電源装置であって、電気エネルギーを蓄積するためのバッテリと、電気エネルギーを蓄積するためのキャパシタと、外部電源から車両に電力を供給するための給電口と、この給電口を介して外部電源から供給された交流電力を整流する、及び／又は外部電源から供給された電圧を変換するように構成され、バッテリに充電を行うプラグイン充電器と、を有し、プラグイン充電器は給電口とバッテリの間に接続され、プラグイン充電器は車両の車幅方向の中心線に対して一方の側に配置される一方、キャパシタは中心線に対して他方の側に配置され、プラグイン充電器とキャパシタは、車両の側方から見て、少なくとも一部が重なる位置に配置されていることを特徴としている。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is a power supply device for a vehicle, which is used for driving the vehicle and/or supplying power to vehicle-mounted electric components, and includes a battery for accumulating electric energy and an electric energy. For accumulating, a power supply port for supplying electric power to the vehicle from an external power supply, rectifying AC power supplied from the external power supply via this power supply port, and/or supplied from the external power supply. And a plug-in charger configured to convert the voltage and charging the battery, the plug-in charger being connected between the power supply port and the battery, and the plug-in charger in the vehicle width direction of the vehicle. The capacitor is arranged on one side with respect to the center line, while the capacitor is arranged on the other side with respect to the center line, and the plug-in charger and the capacitor are at least partially overlapped when viewed from the side of the vehicle. It is characterized by being placed in.

このように構成された本発明によれば、プラグイン充電器が車幅方向の中心線の一方側に配置され、キャパシタが中心線の他方側に配置され、さらに、プラグイン充電器とキャパシタが側方から見て、少なくとも一部が重なる位置に配置されている。このように、プラグイン充電器が車幅方向の中心線の一方側に配置されているので、車両の側面に給電口が配置された場合にも、給電口とプラグイン充電器を近接して配置することが可能になり、給電口とプラグイン充電器の間の導電線で発生する電力損失を低減することができる。さらに、車幅方向の中心線の他方側にキャパシタが配置されているので、車両の左右の重量バランスの崩れを抑制することができる。加えて、プラグイン充電器とキャパシタが側方から見て、少なくとも一部が重なる位置に配置されているので、車両の前後の重量バランスの崩れも抑制することができる。この結果、充電時におけるジュール熱の発生による電力損失を抑制すると共に、車両の重量バランスの崩れを抑制し、車両の運動性能を向上させることができる。 According to the present invention thus configured, the plug-in charger is arranged on one side of the center line in the vehicle width direction, the capacitor is arranged on the other side of the center line, and further, the plug-in charger and the capacitor are arranged. Seen from the side, they are arranged at positions where at least some of them overlap. In this way, since the plug-in charger is arranged on one side of the center line in the vehicle width direction, even when the power supply port is arranged on the side surface of the vehicle, the power supply port and the plug-in charger should be close to each other. It is possible to dispose the power supply line, and it is possible to reduce the power loss generated in the conductive wire between the power supply port and the plug-in charger. Further, since the capacitor is arranged on the other side of the center line in the vehicle width direction, it is possible to prevent the weight balance of the left and right of the vehicle from being lost. In addition, since the plug-in charger and the capacitor are arranged at a position where at least a part thereof overlaps when viewed from the side, it is possible to prevent the weight balance between the front and rear of the vehicle from being lost. As a result, it is possible to suppress the power loss due to the generation of Joule heat at the time of charging, suppress the loss of the weight balance of the vehicle, and improve the exercise performance of the vehicle.

本発明において、好ましくは、プラグイン充電器とキャパシタは、車両の前後方向に延びる動力伝達軸の両側に夫々配置されている。
このように構成された本発明によれば、質量の大きい動力伝達軸の両側に、プラグイン充電器とキャパシタが夫々配置されているので、車両の左右の重量バランスを更に向上させることができる。 In the present invention, preferably, the plug-in charger and the capacitor are arranged on both sides of the power transmission shaft extending in the front-rear direction of the vehicle.
According to the present invention thus configured, the plug-in charger and the capacitor are respectively arranged on both sides of the power transmission shaft having a large mass, so that the left-right weight balance of the vehicle can be further improved.

本発明において、好ましくは、車両の下部中央には、車両の前後方向に延びるように、動力伝達軸を収容したトンネル部が設けられ、バッテリはトンネル部の中に配置され、プラグイン充電器とキャパシタは、トンネル部の両側に夫々配置されている。 In the present invention, preferably, a tunnel portion accommodating the power transmission shaft is provided in the center of the lower portion of the vehicle so as to extend in the front-rear direction of the vehicle, the battery is disposed in the tunnel portion, and a plug-in charger and The capacitors are respectively arranged on both sides of the tunnel portion.

このように構成された本発明によれば、車両の動力伝達軸を収容したトンネル部の中に質量の大きいバッテリが配置され、その両側にプラグイン充電器とキャパシタが夫々配置されるので、車両の左右の重量バランスを更に向上させることができる。さらに、トンネル部の中にバッテリを配置することにより、車両の前後方向の衝突時及び側面からの衝突時において、バッテリを損傷から保護することができる。 According to the present invention thus configured, the battery having a large mass is arranged in the tunnel portion accommodating the power transmission shaft of the vehicle, and the plug-in charger and the capacitor are arranged on both sides of the tunnel battery. The left and right weight balance can be further improved. Furthermore, by disposing the battery in the tunnel portion, it is possible to protect the battery from damage during a front-back collision and a side collision of the vehicle.

本発明において、好ましくは、車両の後部には燃料タンクが配置され、プラグイン充電器及びキャパシタは燃料タンクよりも前方、且つ車両の前後方向において、バッテリと燃料タンクの間に配置されている。 In the present invention, preferably, a fuel tank is arranged in the rear part of the vehicle, and the plug-in charger and the capacitor are arranged in front of the fuel tank and in the front-rear direction of the vehicle between the battery and the fuel tank.

このように構成された本発明によれば、車両の後部に配置された燃料タンクよりも前方に、プラグイン充電器、キャパシタ及びバッテリが配置されているので、これら質量の大きい部材が車両の重心に近接して配置され、車両の運動性能をより向上させることができる。 According to the present invention having such a configuration, since the plug-in charger, the capacitor and the battery are arranged in front of the fuel tank arranged in the rear portion of the vehicle, the members having a large mass are the center of gravity of the vehicle. It is arranged close to the vehicle and can improve the driving performance of the vehicle.

本発明において、好ましくは、車両の後部には変速機が配置され、プラグイン充電器及びキャパシタは、車両の前後方向において、バッテリと変速機の間に配置されている。 In the present invention, preferably, the transmission is arranged at the rear of the vehicle, and the plug-in charger and the capacitor are arranged between the battery and the transmission in the front-rear direction of the vehicle.

このように構成された本発明によれば、車両の後部に変速機が配置され、その前方にプラグイン充電器、キャパシタ及びバッテリが配置されているので、車両の電力供給系統を集約して配置することができ、これらを接続する導電線で発生するジュール熱による損失を抑制することができる。 According to the present invention thus configured, since the transmission is arranged at the rear of the vehicle and the plug-in charger, the capacitor and the battery are arranged in front of the transmission, the electric power supply system of the vehicle is collectively arranged. It is possible to suppress the loss due to Joule heat generated in the conductive wire connecting these.

本発明において、好ましくは、プラグイン充電器及びキャパシタは、車両の前後方向において、車両の前輪と後輪との間に配置されている。
このように構成された本発明によれば、比較的質量の大きいプラグイン充電器及びキャパシタが車両の前輪と後輪との間に配置されている。この結果、プラグイン充電器及びキャパシタが車両の重心に近接して配置され、車両のヨー慣性モーメントを小さくすることができ、車両の運動性能を高めることができる。 In the present invention, preferably, the plug-in charger and the capacitor are arranged between the front wheels and the rear wheels of the vehicle in the front-rear direction of the vehicle.
According to the present invention thus configured, the plug-in charger and the capacitor having a relatively large mass are arranged between the front wheels and the rear wheels of the vehicle. As a result, the plug-in charger and the capacitor are arranged close to the center of gravity of the vehicle, the yaw moment of inertia of the vehicle can be reduced, and the kinetic performance of the vehicle can be improved.

本発明において、好ましくは、さらに、バッテリ及び／又はキャパシタの電圧を変換して出力する電圧変換器を有し、この電圧変換器はバッテリの出力電圧を昇圧又は降圧してキャパシタに充電し、又はキャパシタの出力電圧を昇圧又は降圧してバッテリに充電するように構成され、電圧変換器は、バッテリの上方に配置され、且つバッテリ及びキャパシタに隣接して配置されている。 In the present invention, preferably, it further has a voltage converter that converts and outputs the voltage of the battery and/or the capacitor, and this voltage converter steps up or down the output voltage of the battery to charge the capacitor, or The voltage converter is configured to step up or step down the output voltage of the capacitor to charge the battery, and the voltage converter is disposed above the battery and adjacent to the battery and the capacitor.

このように構成された本発明によれば、電圧変換器がバッテリの上方、且つバッテリ及びキャパシタに隣接して配置されているので、車両の電力供給系統を集約して配置することができ、これらを接続する導電線で発生するジュール熱による損失を抑制することができる。 According to the present invention thus configured, since the voltage converter is arranged above the battery and adjacent to the battery and the capacitor, the electric power supply system of the vehicle can be arranged collectively. It is possible to suppress the loss due to the Joule heat generated in the conductive wire connecting the.

本発明において、好ましくは、さらに、バッテリ及び／又はキャパシタの出力電圧を交流に変換して出力するインバータを有し、このインバータは、車両の前後方向において、電圧変換器の前側に配置されている。 In the present invention, preferably, further, an inverter that converts the output voltage of the battery and/or the capacitor into an alternating current and outputs the alternating current is provided, and the inverter is arranged on the front side of the voltage converter in the front-rear direction of the vehicle. ..

このように構成された本発明によれば、インバータが、バッテリの上方に配置された電圧変換器の前側に配置されているので、インバータがバッテリと近接して配置されることとなり、これらを接続する導電線で発生するジュール熱による損失を抑制することができる。 According to the present invention thus configured, since the inverter is arranged in front of the voltage converter arranged above the battery, the inverter is arranged close to the battery, and these are connected. It is possible to suppress loss due to Joule heat generated in the conductive wire.

本発明において、好ましくは、電圧変換器は車両の前後方向に延びる動力伝達軸の上側に配置され、バッテリは動力伝達軸の下側に配置されている。
このように構成された本発明によれば、バッテリが動力伝達軸の下側に配置されているので、動力伝達軸と干渉することなく、バッテリを車両の下側から容易に交換することができる。また、電圧変換器が動力伝達軸の上側に配置されているので、動力伝達軸の上側の空間を有効に活用することができる。 In the present invention, preferably, the voltage converter is arranged above the power transmission shaft extending in the front-rear direction of the vehicle, and the battery is arranged below the power transmission shaft.
According to the present invention thus configured, since the battery is arranged below the power transmission shaft, the battery can be easily replaced from below the vehicle without interfering with the power transmission shaft. .. Moreover, since the voltage converter is arranged above the power transmission shaft, the space above the power transmission shaft can be effectively utilized.

本発明において、好ましくは、インバータは、車両の前輪に設けられたインホイールモータに電力を供給するように構成されている。
このように構成された本発明によれば、インバータが、バッテリの上方且つ電圧変換器の前側に配置されているので、車両の前輪に近接して位置しており、前輪のインホイールモータに電力を供給する導電線で発生するジュール熱による損失を抑制することができる。 In the present invention, preferably, the inverter is configured to supply electric power to the in-wheel motor provided on the front wheels of the vehicle.
According to the present invention thus configured, since the inverter is arranged above the battery and on the front side of the voltage converter, the inverter is located close to the front wheels of the vehicle and the in-wheel motor for the front wheels is supplied with electric power. It is possible to suppress the loss due to the Joule heat generated in the conductive wire that supplies electricity.

本発明において、好ましくは、バッテリとキャパシタは直列に接続され、この直列に接続されたバッテリ及びキャパシタから、インホイールモータに電力が供給される。 In the present invention, preferably, the battery and the capacitor are connected in series, and the battery and the capacitor connected in series supply power to the in-wheel motor.

このように構成された本発明によれば、インホイールモータに対し、直列に接続されたバッテリ及びキャパシタから電力が供給されるので、インホイールモータをバッテリ単体よりも高電圧で駆動することができる。この結果、インホイールモータを比較的低電流で駆動することができ、インホイールモータに電力を供給する導電線で発生するジュール熱による損失を抑制することができる。 According to the present invention thus configured, electric power is supplied to the in-wheel motor from the battery and the capacitor connected in series, so that the in-wheel motor can be driven at a higher voltage than the battery alone. .. As a result, the in-wheel motor can be driven with a relatively low current, and loss due to Joule heat generated in the conductive wire that supplies power to the in-wheel motor can be suppressed.

本発明の車両用電源装置によれば、プラグイン充電器を給電口に近接して配置することを可能にしながら、車両の重量バランスが大きく崩れるのを防止することができる。 According to the vehicle power supply device of the present invention, it is possible to dispose the plug-in charger in the vicinity of the power supply port, and at the same time, it is possible to prevent the weight balance of the vehicle from being greatly disturbed.

本発明の実施形態による車両用電源装置を搭載した車両のレイアウト図である。1 is a layout diagram of a vehicle equipped with a vehicle power supply device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による車両用電源装置の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a configuration of a vehicle power supply device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による車両用電源装置において、キャパシタに電力が回生された場合における電圧の変化の一例を模式的に示す図である。FIG. 6 is a diagram schematically showing an example of a change in voltage when electric power is regenerated in the capacitor in the vehicle power supply device according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による車両用電源装置によって駆動される各モータの出力と車速の関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the output of each motor driven by the vehicle power supply device according to the embodiment of the present invention and the vehicle speed. 本発明の実施形態による車両用電源装置によって駆動される副駆動モータの構造を模式的に示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the structure of an auxiliary drive motor driven by the vehicle power supply device according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による車両用電源装置、及び車両駆動装置の各構成要素を取り出して示した側面図である。FIG. 1 is a side view showing respective constituent elements of a vehicle power supply device and a vehicle drive device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による車両用電源装置、及び車両駆動装置の各構成要素を取り出して示した底面図である。FIG. 3 is a bottom view showing the constituent elements of the vehicle power supply device and the vehicle drive device according to the embodiment of the present invention. 図６におけるVIII−VIII線に沿って切断した断面図である。It is sectional drawing cut|disconnected along the VIII-VIII line in FIG.

次に、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を説明する。
図１は、本発明の実施形態による車両用電源装置を搭載した車両のレイアウト図である。 Next, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a layout diagram of a vehicle equipped with a vehicle power supply device according to an embodiment of the present invention.

図１に示すように、本発明の実施形態による車両用電源装置を搭載した車両１は、運転席よりも前方の、車両の前部に内燃機関であるエンジン１２が搭載され、主駆動輪である左右１対の後輪２ａを駆動する所謂ＦＲ（Front engine, Rear drive）車である。また、後述するように、後輪２ａは主駆動モータによっても駆動され、副駆動輪である左右１対の前輪２ｂは、インホイールモータである副駆動モータによって駆動される。 As shown in FIG. 1, a vehicle 1 equipped with a vehicle power supply device according to an embodiment of the present invention has an engine 12, which is an internal combustion engine, mounted at a front portion of the vehicle in front of a driver's seat and has main drive wheels. It is a so-called FR (Front engine, Rear drive) vehicle that drives a pair of left and right rear wheels 2a. Further, as will be described later, the rear wheels 2a are also driven by the main drive motor, and the pair of left and right front wheels 2b which are the sub drive wheels are driven by the sub drive motor which is the in-wheel motor.

即ち、車両１に搭載された車両駆動装置は、後輪２ａを駆動するエンジン１２と、後輪２ａに駆動力を伝達する動力伝達機構１４と、後輪２ａを駆動する主駆動モータ１６と、前輪２ｂを駆動する副駆動モータ２０と、制御器である制御装置２４と、を有する。さらに、車両１の後部には、エンジン１２に供給する燃料を保持しておくための燃料タンク１２ａが配置されている。 That is, the vehicle drive device mounted on the vehicle 1 includes an engine 12 that drives the rear wheels 2a, a power transmission mechanism 14 that transmits a driving force to the rear wheels 2a, and a main drive motor 16 that drives the rear wheels 2a. It has an auxiliary drive motor 20 for driving the front wheels 2b and a control device 24 which is a controller. Further, at the rear of the vehicle 1, a fuel tank 12a for holding fuel to be supplied to the engine 12 is arranged.

また、車両１に搭載された本発明の実施形態による車両用電源装置１０は、バッテリ１８と、キャパシタ２２と、外部電源１７からバッテリ１８に充電するためのプラグイン充電器１９と、外部電源１７に接続するための給電口２３と、を有する。さらに、本実施形態の車両用電源装置１０は、直流電圧を交流電圧に変換して主駆動モータ１６を駆動するインバータ１６ａと、直流電圧を交流電圧に変換して副駆動モータ２０を駆動するインバータ２０ａと、バッテリ１８及びキャパシタ２２に接続された電圧変換器である高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６ａと、低圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６ｂと、を有する。 Further, the vehicle power supply device 10 according to the embodiment of the present invention mounted on the vehicle 1 includes a battery 18, a capacitor 22, a plug-in charger 19 for charging the battery 18 from the external power supply 17, and an external power supply 17. And a power supply port 23 for connecting to. Further, the vehicle power supply device 10 of the present embodiment includes an inverter 16a that converts a DC voltage into an AC voltage to drive the main drive motor 16, and an inverter 16a that converts a DC voltage into an AC voltage to drive the sub drive motor 20. 20 a, a high-voltage DC/DC converter 26 a that is a voltage converter connected to the battery 18 and the capacitor 22, and a low-voltage DC/DC converter 26 b.

エンジン１２は、車両１の主駆動輪である後輪２ａに対する駆動力を発生するための内燃機関である。本実施形態においては、エンジン１２として直列４気筒エンジンが採用されており、車両１の前部に配置されたエンジン１２が動力伝達機構１４を介して後輪２ａを駆動するようになっている。 The engine 12 is an internal combustion engine for generating a driving force for the rear wheels 2a that are the main driving wheels of the vehicle 1. In this embodiment, an in-line four-cylinder engine is adopted as the engine 12, and the engine 12 arranged in the front part of the vehicle 1 drives the rear wheels 2 a via the power transmission mechanism 14.

動力伝達機構１４は、エンジン１２及び主駆動モータ１６が発生した駆動力を主駆動輪である後輪２ａに伝達するように構成されている。図１に示すように、動力伝達機構１４は、エンジン１２及び主駆動モータ１６に接続された動力伝達軸であるプロペラシャフト１４ａ、及び変速機であるトランスミッション１４ｂを備えている。動力伝達機構１４の詳細な構成については後述する。 The power transmission mechanism 14 is configured to transmit the driving force generated by the engine 12 and the main drive motor 16 to the rear wheels 2a which are the main drive wheels. As shown in FIG. 1, the power transmission mechanism 14 includes a propeller shaft 14a, which is a power transmission shaft connected to the engine 12 and the main drive motor 16, and a transmission 14b, which is a transmission. The detailed configuration of the power transmission mechanism 14 will be described later.

主駆動モータ１６は、主駆動輪に対する駆動力を発生するための電動機であって、車両１の車体上に設けられ、エンジン１２の後ろ側に、エンジン１２に隣接して配置されており、車体側モータとして機能する。また、主駆動モータ１６に隣接してインバータ１６ａが配置されており、このインバータ１６ａにより、バッテリ１８の直流電圧が交流電圧に変換されて主駆動モータ１６に供給される。さらに、図１に示すように、主駆動モータ１６はエンジン１２と直列に接続されており、主駆動モータ１６が発生した駆動力も動力伝達機構１４を介して後輪２ａに伝達される。或いは、主駆動モータ１６を動力伝達機構１４の途中に接続し、動力伝達機構１４の一部を介して駆動力が後輪２ａに伝達されるように本発明を構成することもできる。また、本実施形態においては、主駆動モータ１６として、４８Ｖで駆動される２５ｋＷの永久磁石電動機（永久磁石同期電動機）が採用されている。 The main drive motor 16 is an electric motor for generating a driving force for the main drive wheels, is provided on the vehicle body of the vehicle 1, and is arranged behind the engine 12 and adjacent to the engine 12. Functions as a side motor. An inverter 16a is arranged adjacent to the main drive motor 16, and the inverter 16a converts the DC voltage of the battery 18 into an AC voltage and supplies the AC voltage to the main drive motor 16. Further, as shown in FIG. 1, the main drive motor 16 is connected in series with the engine 12, and the driving force generated by the main drive motor 16 is also transmitted to the rear wheels 2 a via the power transmission mechanism 14. Alternatively, the main drive motor 16 may be connected in the middle of the power transmission mechanism 14, and the present invention may be configured so that the driving force is transmitted to the rear wheel 2a via a part of the power transmission mechanism 14. Further, in the present embodiment, as the main drive motor 16, a 25 kW permanent magnet electric motor (permanent magnet synchronous electric motor) driven by 48 V is adopted.

バッテリ１８は、主として主駆動モータ１６を作動させる電気エネルギーを蓄積するための蓄電器である。さらに、本実施形態においては、バッテリ１８として、４８Ｖ、３．５ｋＷｈのリチウムイオンバッテリ（ＬＩＢ）が使用されている。 The battery 18 is a power storage device mainly for storing electric energy for operating the main drive motor 16. Further, in the present embodiment, as the battery 18, a 48 V, 3.5 kWh lithium ion battery (LIB) is used.

プラグイン充電器１９は、充電スタンド等の外部電源１７から供給された電力を変換して充電するようにバッテリ１８に電気的に接続されている。本実施形態においては、車両用電源装置１０は、交流電力を供給する外部電源、及び直流電力を供給する外部電源の双方に対応している。このため、外部電源１７から交流電力が供給された場合には、プラグイン充電器１９は、供給された電力を整流して直流に変換すると共に、搭載しているバッテリ１８の基準電圧に応じて、所定の電圧に降圧してバッテリ１８に充電を行う。また、外部電源１７から直流電力が供給された場合には、プラグイン充電器１９は、所定の電圧に降圧してバッテリ１８に充電を行う。 The plug-in charger 19 is electrically connected to the battery 18 so as to convert and charge the electric power supplied from the external power source 17 such as a charging stand. In the present embodiment, the vehicle power supply device 10 is compatible with both an external power supply that supplies AC power and an external power supply that supplies DC power. For this reason, when AC power is supplied from the external power supply 17, the plug-in charger 19 rectifies the supplied power and converts it into DC, and according to the reference voltage of the battery 18 mounted therein. , The voltage is reduced to a predetermined voltage to charge the battery 18. When DC power is supplied from the external power supply 17, the plug-in charger 19 reduces the voltage to a predetermined voltage and charges the battery 18.

さらに、本実施形態において、プラグイン充電器１９は、通常充電と、通常充電よりも充電電流が大きく、短時間で充電を行うことができる急速充電に対応している。なお、プラグイン充電器１９は、車両用電源装置の仕様に応じて、交流電力を整流する機能、又は供給された電圧を変換する機能の何れか一方のみを備えたものであっても良い。具体的には、プラグイン充電器１９は、交流／直流変換回路（整流回路）、直流電圧変換回路（ＤＣ／ＤＣコンバータ回路）等から構成することができる。 Furthermore, in the present embodiment, the plug-in charger 19 is compatible with normal charging and rapid charging that has a larger charging current than normal charging and can be charged in a short time. The plug-in charger 19 may have only one of the function of rectifying the AC power and the function of converting the supplied voltage, depending on the specifications of the vehicle power supply device. Specifically, the plug-in charger 19 can be composed of an AC/DC conversion circuit (rectifier circuit), a DC voltage conversion circuit (DC/DC converter circuit), and the like.

給電口２３は、車両１の後部側面に設けられたコネクタであり、電気的にプラグイン充電器１９に接続されている。給電口２３のコネクタは、充電スタンド等の外部電源１７から延びるプラグに接続可能に構成されており、給電口２３を介して交流又は直流電力がプラグイン充電器１９に供給される。 The power supply port 23 is a connector provided on the rear side surface of the vehicle 1, and is electrically connected to the plug-in charger 19. The connector of the power supply port 23 is configured to be connectable to a plug extending from an external power supply 17 such as a charging stand, and AC or DC power is supplied to the plug-in charger 19 via the power supply port 23.

次に、図１に示すように、副駆動モータ２０は、副駆動輪である前輪２ｂに対する駆動力を発生するように、車両１のバネ下に、前輪２ｂ各輪に設けられている。また、副駆動モータ２０はインホイールモータであり、前輪２ｂ各輪のホイール内に夫々収容されている。また、キャパシタ２２の直流電圧は、トンネル部１５内に配置されたインバータ２０ａ（図１）により交流電圧に変換されて、各副駆動モータ２０に供給される。さらに、本実施形態においては、副駆動モータ２０には減速機構である減速機が設けられておらず、副駆動モータ２０の駆動力は前輪２ｂに直接伝えられ、車輪が直接駆動される。また、本実施形態においては、各副駆動モータ２０として、１７ｋＷの誘導電動機が夫々採用されている。 Next, as shown in FIG. 1, the auxiliary drive motor 20 is provided under each spring of the vehicle 1 so as to generate a driving force for the front wheels 2b, which are auxiliary drive wheels. The auxiliary drive motor 20 is an in-wheel motor, and is housed in each wheel of the front wheels 2b. Further, the DC voltage of the capacitor 22 is converted into an AC voltage by the inverter 20 a (FIG. 1) arranged in the tunnel portion 15 and supplied to each sub drive motor 20. Further, in the present embodiment, the sub drive motor 20 is not provided with a speed reducer that is a speed reduction mechanism, and the driving force of the sub drive motor 20 is directly transmitted to the front wheels 2b and the wheels are directly driven. Further, in this embodiment, an induction motor of 17 kW is used as each sub drive motor 20.

キャパシタ２２は、副駆動モータ２０によって回生された電力を蓄積するように設けられている。後述するように、キャパシタ２２は車両１後部のプラグイン充電器１９と概ね対称の位置に配置されると共に、車両１の前輪２ｂ各輪に設けられた副駆動モータ２０に電力を供給する。主としてキャパシタ２２に蓄積された電力により駆動される副駆動モータ２０は、主駆動モータ１６よりも高い電圧で駆動される。 The capacitor 22 is provided so as to store the electric power regenerated by the sub drive motor 20. As will be described later, the capacitor 22 is arranged at a position substantially symmetrical to the plug-in charger 19 at the rear of the vehicle 1 and supplies electric power to the auxiliary drive motor 20 provided at each wheel of the front wheel 2b of the vehicle 1. The sub drive motor 20 driven mainly by the electric power stored in the capacitor 22 is driven at a higher voltage than the main drive motor 16.

図１に示すように、制御装置２４は、エンジン１２、主駆動モータ１６、及び副駆動モータ２０を制御して、電動機走行モード及び内燃機関走行モードを実行するように構成されている。具体的には、制御装置２４は、マイクロプロセッサ、メモリ、インタフェイス回路、及びこれらを作動させるプログラム（以上、図示せず）等によって構成することができる。 As shown in FIG. 1, the control device 24 is configured to control the engine 12, the main drive motor 16, and the auxiliary drive motor 20 to execute the electric motor traveling mode and the internal combustion engine traveling mode. Specifically, the control device 24 can be configured by a microprocessor, a memory, an interface circuit, a program for operating these (above, not shown), and the like.

次に、図２乃至図５を参照して、本発明の実施形態による車両用電源装置１０の構成、及び各モータによる車両１の駆動を説明する。
図２は、本発明の実施形態による車両用電源装置１０の構成を示すブロック図である。図３は、本実施形態の車両用電源装置１０において、キャパシタ２２に電力が回生された場合における電圧の変化の一例を模式的に示す図である。図４は、本実施形態の車両用電源装置１０によって駆動される各モータの出力と車速の関係を示す図である。 Next, the configuration of the vehicle power supply device 10 according to the embodiment of the present invention and the driving of the vehicle 1 by each motor will be described with reference to FIGS. 2 to 5.
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the vehicle power supply device 10 according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram schematically showing an example of changes in voltage when electric power is regenerated in the capacitor 22 in the vehicle power supply device 10 of the present embodiment. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the output of each motor driven by the vehicle power supply device 10 of the present embodiment and the vehicle speed.

図２に示すように、車両用電源装置１０に備えられているバッテリ１８のプラス側端子とキャパシタ２２のマイナス側端子が接続され、これらは電気的に直列に接続されている。また、バッテリ１８とキャパシタ２２の接続点にはプラグイン充電器１９が接続されており、プラグイン充電器１９を外部電源１７に接続することにより、バッテリ１８への充電が可能になっている。 As shown in FIG. 2, the positive side terminal of the battery 18 and the negative side terminal of the capacitor 22 included in the vehicle power supply device 10 are connected, and these are electrically connected in series. A plug-in charger 19 is connected to a connection point between the battery 18 and the capacitor 22. By connecting the plug-in charger 19 to the external power source 17, the battery 18 can be charged.

さらに、主駆動モータ１６にはバッテリ１８の電力が供給され、副駆動モータ２０には直列に接続されたバッテリ１８とキャパシタ２２から電力が供給される。即ち、主駆動モータ１６はバッテリ１８の基準出力電圧である約４８Ｖで駆動され、副駆動モータ２０はバッテリ１８の出力電圧とキャパシタ２２の端子間電圧を合算した電圧で駆動されるので、４８Ｖよりも高い最大１２０Ｖの電圧で駆動される。このように、キャパシタ２２には副駆動モータ２０に供給する電気エネルギーが蓄積され、副駆動モータ２０は、常にキャパシタ２２を介して供給された電力によって駆動される。このように、キャパシタ２２の最大の端子間電圧はバッテリ１８の端子間電圧よりも高く設定されている。 Further, the main drive motor 16 is supplied with the electric power of the battery 18, and the sub drive motor 20 is supplied with the electric power from the battery 18 and the capacitor 22 which are connected in series. That is, the main drive motor 16 is driven by the reference output voltage of the battery 18, which is about 48V, and the sub drive motor 20 is driven by the sum of the output voltage of the battery 18 and the voltage across the terminals of the capacitor 22. Is driven by a maximum voltage of 120V. In this way, the electric energy supplied to the sub drive motor 20 is accumulated in the capacitor 22, and the sub drive motor 20 is always driven by the electric power supplied via the capacitor 22. Thus, the maximum terminal voltage of the capacitor 22 is set higher than the terminal voltage of the battery 18.

また、主駆動モータ１６にはインバータ１６ａが取り付けられており、バッテリ１８の出力を交流に変換した上で永久磁石電動機である主駆動モータ１６が駆動される。同様に、各副駆動モータ２０にはインバータ２０ａが夫々接続されており、バッテリ１８及びキャパシタ２２の出力を交流に変換した上で誘導電動機である副駆動モータ２０が駆動される。 Further, an inverter 16a is attached to the main drive motor 16, and the main drive motor 16 which is a permanent magnet electric motor is driven after converting the output of the battery 18 into an alternating current. Similarly, an inverter 20a is connected to each sub drive motor 20, and the sub drive motor 20 which is an induction motor is driven after converting the outputs of the battery 18 and the capacitor 22 into alternating current.

さらに、車両１の減速時等には、主駆動モータ１６及び各副駆動モータ２０は発電機として機能し、車両１の運動エネルギーを回生して電力を生成する。主駆動モータ１６によって回生された電力はバッテリ１８に蓄積され、各副駆動モータ２０によって回生された電力は主としてキャパシタ２２に蓄積される。 Further, during deceleration of the vehicle 1 and the like, the main drive motor 16 and each sub drive motor 20 function as a generator, and regenerate the kinetic energy of the vehicle 1 to generate electric power. The electric power regenerated by the main drive motor 16 is stored in the battery 18, and the electric power regenerated by each sub drive motor 20 is mainly stored in the capacitor 22.

また、バッテリ１８とキャパシタ２２の間には電圧変換器である高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６ａが接続されており、この高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６ａはキャパシタ２２に蓄積された電荷が不足しているとき（キャパシタ２２の端子間電圧が低下したとき）、バッテリ１８の電圧を昇圧してキャパシタ２２に充電する。一方、各副駆動モータ２０によるエネルギーの回生により、キャパシタ２２の端子間電圧が所定電圧以上に上昇した場合には、キャパシタ２２に蓄積された電荷を降圧してバッテリ１８に印加し、バッテリ１８の充電を行う。即ち、副駆動モータ２０によって回生された電力はキャパシタ２２に蓄積された後、蓄積された電荷の一部が、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６ａを介してバッテリ１８に充電される。 A high-voltage DC/DC converter 26a, which is a voltage converter, is connected between the battery 18 and the capacitor 22. When the high-voltage DC/DC converter 26a has a shortage of charges accumulated in the capacitor 22 ( When the voltage between the terminals of the capacitor 22 decreases), the voltage of the battery 18 is boosted and the capacitor 22 is charged. On the other hand, when the voltage between the terminals of the capacitor 22 rises above a predetermined voltage due to the regeneration of energy by each auxiliary drive motor 20, the charge accumulated in the capacitor 22 is stepped down and applied to the battery 18, Charge it. That is, the electric power regenerated by the auxiliary drive motor 20 is accumulated in the capacitor 22, and then a part of the accumulated electric charge is charged in the battery 18 via the high voltage DC/DC converter 26a.

さらに、バッテリ１８と車両１の１２Ｖ電装品２５の間には、低圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６ｂが接続されている。制御装置２４や、車両１に搭載されている電装品２５の多くは１２Ｖの電圧で作動するので、バッテリ１８に蓄積された電荷を低圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６ｂにより１２Ｖに降圧して、これらの機器に供給する。 Further, a low voltage DC/DC converter 26b is connected between the battery 18 and the 12V electric component 25 of the vehicle 1. Since the control device 24 and most of the electrical components 25 mounted on the vehicle 1 operate at a voltage of 12V, the electric charge accumulated in the battery 18 is stepped down to 12V by the low voltage DC/DC converter 26b, and these devices are operated. Supply to.

次に、図３を参照して、キャパシタ２２に対する充電及び放電を説明する。
図３に示すように、キャパシタ２２の電圧は、バッテリ１８によるベース電圧と、キャパシタ２２自体の端子間電圧の合計となる。車両１の減速時等には、各副駆動モータ２０により電力の回生が行われ、回生された電力はキャパシタ２２に充電される。キャパシタ２２への充電が行われると比較的急激に端子間電圧が上昇する。充電によりキャパシタ２２の電圧が所定電圧以上に上昇すると、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６ａによりキャパシタ２２の電圧が降圧され、バッテリ１８への充電が行われる。図３に示すように、このキャパシタ２２からバッテリ１８への充電は、キャパシタ２２への充電よりも比較的緩やかに行われ、キャパシタ２２の電圧は適正電圧まで比較的緩やかに低下される。 Next, charging and discharging of the capacitor 22 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 3, the voltage of the capacitor 22 is the sum of the base voltage of the battery 18 and the terminal voltage of the capacitor 22 itself. When the vehicle 1 is decelerated or the like, electric power is regenerated by each sub-driving motor 20, and the regenerated electric power is charged in the capacitor 22. When the capacitor 22 is charged, the voltage across the terminals rises relatively rapidly. When the voltage of the capacitor 22 rises above a predetermined voltage due to charging, the voltage of the capacitor 22 is stepped down by the high voltage DC/DC converter 26a, and the battery 18 is charged. As shown in FIG. 3, the charging of the battery 18 from the capacitor 22 is performed more gently than the charging of the capacitor 22, and the voltage of the capacitor 22 is reduced to an appropriate voltage relatively slowly.

即ち、各副駆動モータ２０により回生された電力は一時的にキャパシタ２２に蓄積され、その後、バッテリ１８へ緩やかに充電される。なお、回生が行われる期間によっては、各副駆動モータ２０による電力の回生と、キャパシタ２２からバッテリ１８への充電がオーバーラップして行われる場合もある。
一方、主駆動モータ１６によって回生された電力は、バッテリ１８に直接充電される。 That is, the electric power regenerated by each sub drive motor 20 is temporarily stored in the capacitor 22, and then the battery 18 is gently charged. Depending on the period in which the regeneration is performed, the regeneration of the electric power by each sub-driving motor 20 and the charging of the battery 18 from the capacitor 22 may be performed in an overlapping manner.
On the other hand, the electric power regenerated by the main drive motor 16 directly charges the battery 18.

次に、図４を参照して、本発明の実施形態による車両用電源装置１０を搭載した車両における車速と各モータの出力の関係を説明する。図４は、本実施形態の車両用電源装置１０を搭載した車両において、車両１の速度と、各速度における各モータの出力の関係を示すグラフである。図４において、主駆動モータ１６の出力を破線で示し、１つの副駆動モータ２０の出力を一点鎖線で、２つの副駆動モータ２０の出力の合計を二点鎖線で、全てのモータの出力の合計を実線で示している。なお、図４は、車両１の速度を横軸とし、各モータの出力を縦軸として示しているが、車両１の速度とモータの回転数には一定の関係が存在するので、横軸をモータ回転数とした場合でも、各モータの出力は図４と同様の曲線を描く。 Next, the relationship between the vehicle speed and the output of each motor in a vehicle equipped with the vehicle power supply device 10 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the speed of the vehicle 1 and the output of each motor at each speed in a vehicle equipped with the vehicle power supply device 10 of the present embodiment. In FIG. 4, the output of the main drive motor 16 is indicated by a broken line, the output of one auxiliary drive motor 20 is indicated by a dashed line, the total output of the two auxiliary drive motors 20 is indicated by a dashed line, and the outputs of all motors are indicated. The total is shown by the solid line. Note that FIG. 4 shows the speed of the vehicle 1 on the horizontal axis and the output of each motor on the vertical axis. However, since there is a fixed relationship between the speed of the vehicle 1 and the number of rotations of the motor, the horizontal axis indicates Even when the number of motor revolutions is set, the output of each motor draws a curve similar to that in FIG.

本実施形態においては主駆動モータ１６には永久磁石電動機が採用されているため、図４に破線で示すように、モータ回転数が低い低車速域で主駆動モータ１６の出力が大きく、車速が速くなるにつれて出力可能なモータ出力が減少する。即ち、本実施形態において、主駆動モータ１６は、約４８Ｖで駆動され、１０００ｒｐｍ程度まで最大トルクである約２００Ｎｍのトルクを出力し、約１０００ｒｐｍ以上で回転数の増加と共にトルクが低下する。また、本実施形態において、主駆動モータ１６は、最低速域において約２０ｋＷ程度の連続出力が得られ、最大出力約２５ｋＷが得られるように構成されている。 In this embodiment, since a permanent magnet electric motor is adopted as the main drive motor 16, as shown by the broken line in FIG. 4, the output of the main drive motor 16 is large and the vehicle speed is high in the low vehicle speed range where the motor rotation speed is low. The motor output that can be output decreases as the speed increases. That is, in the present embodiment, the main drive motor 16 is driven at about 48 V, outputs a maximum torque of about 200 Nm up to about 1000 rpm, and the torque decreases with an increase in the rotation speed at about 1000 rpm or more. Further, in the present embodiment, the main drive motor 16 is configured to obtain a continuous output of about 20 kW and a maximum output of about 25 kW in the lowest speed range.

これに対して、副駆動モータ２０には誘導電動機が採用されているため、図４に一点鎖線及び二点鎖線で示すように、低車速域では副駆動モータ２０の出力は極めて小さく、車速が速くなるにつれて出力が増大し、車速約１３０ｋｍ／ｈ付近で最大出力が得られた後、モータ出力は減少する。本実施形態において、副駆動モータ２０は、約１２０Ｖで駆動され、車速約１３０ｋｍ／ｈ付近で１台当たり約１７ｋＷ、２台合計で約３４ｋＷの出力が得られるように構成されている。即ち、本実施形態において、副駆動モータ２０は、約６００乃至８００ｒｐｍでトルクカーブがピークをもち、最大トルク約２００Ｎｍが得られる。 On the other hand, since the induction motor is adopted as the auxiliary drive motor 20, the output of the auxiliary drive motor 20 is extremely small in the low vehicle speed range as shown by the one-dot chain line and the two-dot chain line in FIG. The output increases as the speed increases, and after the maximum output is obtained near the vehicle speed of about 130 km/h, the motor output decreases. In the present embodiment, the auxiliary drive motor 20 is driven at about 120 V, and is configured to obtain an output of about 17 kW per vehicle and a total of about 34 kW at a vehicle speed of about 130 km/h. That is, in the present embodiment, the auxiliary drive motor 20 has a peak torque curve at about 600 to 800 rpm, and a maximum torque of about 200 Nm is obtained.

図４の実線には、これら主駆動モータ１６及び２台の副駆動モータ２０の出力の合計が示されている。このグラフから明らかなように、本実施形態においては、車速約１３０ｋｍ／ｈ付近で最大出力約５３ｋＷが得られており、この車速における、この最大出力でＷＬＴＰ試験において要求される走行条件を満足することができる。なお、図４の実線では、低車速域においても２台の副駆動モータ２０の出力値が合算されているが、実際には低車速域では各副駆動モータ２０が駆動されることはない。即ち、発進時及び低車速域においては主駆動モータ１６のみで車両が駆動され、高車速域で大出力が必要とされたとき（高車速域で車両１を加速させるとき等）のみ２台の副駆動モータ２０が出力を発生する。このように、高回転領域で大きな出力を発生することができる誘導電動機（副駆動モータ２０）を、高速域のみで使用することにより、車両重量の増加を低く抑えながら必要なとき（所定速度以上での加速時等）に十分な出力を得ることができる。 The solid line in FIG. 4 shows the total output of the main drive motor 16 and the two sub drive motors 20. As is apparent from this graph, in the present embodiment, the maximum output of about 53 kW is obtained near the vehicle speed of about 130 km/h, and at this vehicle speed, the maximum output satisfies the running condition required in the WLTP test. be able to. In addition, in the solid line of FIG. 4, the output values of the two auxiliary drive motors 20 are summed up even in the low vehicle speed range, but in reality, the auxiliary drive motors 20 are not driven in the low vehicle speed range. That is, only when the vehicle is driven only by the main drive motor 16 at the time of starting and in the low vehicle speed range and a large output is required in the high vehicle speed range (when accelerating the vehicle 1 in the high vehicle speed range, etc.) The sub drive motor 20 produces an output. Thus, by using the induction motor (auxiliary drive motor 20) capable of generating a large output in the high rotation range only in the high speed range, when the increase in vehicle weight is suppressed to a low level (at a predetermined speed or higher). It is possible to obtain sufficient output when accelerating at.

次に、図５を参照して、本発明の実施形態の車両用電源装置１０に採用されている副駆動モータ２０の構成を説明する。図５は、副駆動モータ２０の構造を模式的に示す断面図である。
図５に示すように、副駆動モータ２０は、ステータ２８と、このステータの周囲で回転するロータ３０から構成されたアウターロータタイプの誘導電動機である。 Next, with reference to FIG. 5, a configuration of the auxiliary drive motor 20 employed in the vehicle power supply device 10 according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a sectional view schematically showing the structure of the auxiliary drive motor 20.
As shown in FIG. 5, the auxiliary drive motor 20 is an outer rotor type induction motor that includes a stator 28 and a rotor 30 that rotates around the stator 28.

ステータ２８は、概ね円板状のステータベース２８ａと、このステータベース２８ａの中心から延びるステータシャフト２８ｂと、このステータシャフト２８ｂの周囲に取り付けられたステータコイル２８ｃと、を有する。また、ステータコイル２８ｃは電気絶縁液室３２に収納されており、この中に満たされた電気絶縁液３２ａに浸漬され、これにより沸騰冷却される。 The stator 28 has a substantially disk-shaped stator base 28a, a stator shaft 28b extending from the center of the stator base 28a, and a stator coil 28c mounted around the stator shaft 28b. Further, the stator coil 28c is housed in the electric insulating liquid chamber 32, is immersed in the electric insulating liquid 32a filled therein, and is boiled and cooled thereby.

ロータ３０は、ステータ２８の周囲を取り囲むように概ね円筒状に構成されており、一端が閉塞された概ね円筒形に構成されたロータ本体３０ａと、ロータ本体３０ａの内周壁面に配置されたロータコイル３０ｂと、を有する。ロータコイル３０ｂは、ステータコイル２８ｃが生成する回転磁界により誘導電流が発生するように、ステータコイル２８ｃに対向するように配置されている。また、ロータ３０は、ステータ２８の周囲で円滑に回転するように、ステータシャフト２８ｂの先端に取り付けられたベアリング３４によって支持されている。 The rotor 30 is configured in a substantially cylindrical shape so as to surround the periphery of the stator 28, and has a generally cylindrical rotor body 30a with one end closed, and a rotor arranged on the inner peripheral wall surface of the rotor body 30a. And a coil 30b. The rotor coil 30b is arranged so as to face the stator coil 28c so that an induced current is generated by the rotating magnetic field generated by the stator coil 28c. The rotor 30 is supported by a bearing 34 attached to the tip of the stator shaft 28b so that the rotor 30 can smoothly rotate around the stator 28.

ステータベース２８ａは、車両１の前輪を懸架する懸架機構（図示せず）によって支持されている。一方、ロータ本体３０ａは、前輪２ｂのホイール（図示せず）に直接固定されている。ステータコイル２８ｃには、インバータ２０ａによって交流に変換された交流電流が流され、回転磁界が生成される。この回転磁界によりロータコイル３０ｂに誘導電流が流れ、ロータ本体３０ａを回転させる駆動力が発生する。このように、各副駆動モータ２０により生成された駆動力は、直接、各前輪２ｂのホイール（図示せず）を回転駆動する。 The stator base 28a is supported by a suspension mechanism (not shown) that suspends the front wheels of the vehicle 1. On the other hand, the rotor body 30a is directly fixed to the wheel (not shown) of the front wheel 2b. An alternating current converted into alternating current by the inverter 20a is passed through the stator coil 28c to generate a rotating magnetic field. An induced current flows through the rotor coil 30b due to this rotating magnetic field, and a driving force for rotating the rotor body 30a is generated. In this way, the driving force generated by each sub-driving motor 20 directly rotates the wheel (not shown) of each front wheel 2b.

次に、図６乃至図８を参照して、本発明の実施形態による車両用電源装置に備えられた各構成の配置を詳細に説明する。
図６は、車両用電源装置及び車両駆動装置の各構成要素を取り出して示した側面図である。図７は、車両用電源装置及び車両駆動装置の各構成要素を取り出して示した底面図である。図８は、図６におけるVIII−VIII線に沿って切断した断面図である。 Next, with reference to FIG. 6 to FIG. 8, the arrangement of each component provided in the vehicle power supply device according to the embodiment of the present invention will be described in detail.
FIG. 6 is a side view showing each constituent element of the vehicle power supply device and the vehicle drive device. FIG. 7 is a bottom view showing each component of the vehicle power supply device and the vehicle drive device. FIG. 8 is a sectional view taken along line VIII-VIII in FIG.

図６に示すように、車両１に搭載された車両駆動装置は、車両１の前部に配置された原動機であるエンジン１２及び主駆動モータ１６によって生成された動力を、後輪２ａのドライブシャフト１４ｄに伝達するように構成されている。エンジン１２及び主駆動モータ１６の出力軸は直結され、この出力軸がプロペラシャフト１４ａに連結されている。このプロペラシャフト１４ａは車両１の後方へ向けて延び、その後端は、変速機であるトランスミッション１４ｂの入力軸に接続されている。なお、本実施形態においては、トランスミッション１４ｂのハウジング内には、クラッチ及びディファレンシャルギヤ（図示せず）も収容されている。このため、トランスミッション１４ｂの入力軸に入力された動力は、クラッチ、変速ギヤ、ディファレンシャルギヤ（以上、図示せず）を介して出力される。さらに、本実施形態においては、トランスミッション１４ｂは、左右の後輪２ａの間に配置され、その出力軸は後輪２ａのドライブシャフト１４ｄに接続され、後輪２ａを駆動する。 As shown in FIG. 6, the vehicle drive device mounted on the vehicle 1 transmits the power generated by the engine 12 and the main drive motor 16 that are the prime mover arranged in the front part of the vehicle 1 to the drive shaft of the rear wheels 2 a. 14d. The output shafts of the engine 12 and the main drive motor 16 are directly connected, and this output shaft is connected to the propeller shaft 14a. The propeller shaft 14a extends toward the rear of the vehicle 1, and its rear end is connected to the input shaft of a transmission 14b that is a transmission. In this embodiment, a clutch and a differential gear (not shown) are also housed in the housing of the transmission 14b. Therefore, the power input to the input shaft of the transmission 14b is output via the clutch, the speed change gear, and the differential gear (above, not shown). Further, in the present embodiment, the transmission 14b is arranged between the left and right rear wheels 2a, and its output shaft is connected to the drive shaft 14d of the rear wheels 2a to drive the rear wheels 2a.

また、エンジン１２及び主駆動モータ１６の出力軸と、トランスミッション１４ｂの入力軸を接続しているプロペラシャフト１４ａは、円形断面の筒状に形成されたトルクチューブ１４ｃの中に収容されている。このトルクチューブ１４ｃの車両前方側の端部は、エンジン１２及び主駆動モータ１６からなる原動機のハウジングに取り付けられている。また、トルクチューブ１４ｃの車両後方側の端部は、トランスミッション１４ｂのハウジングに取り付けられている。このように、トルクチューブ１４ｃの両端を各ハウジングに夫々固定することにより、車両駆動系全体の剛性を高くしている。 Further, the propeller shaft 14a connecting the output shafts of the engine 12 and the main drive motor 16 and the input shaft of the transmission 14b is housed in a torque tube 14c formed in a tubular shape having a circular cross section. An end of the torque tube 14c on the vehicle front side is attached to a housing of a prime mover including the engine 12 and the main drive motor 16. The end of the torque tube 14c on the vehicle rear side is attached to the housing of the transmission 14b. By fixing both ends of the torque tube 14c to the respective housings in this manner, the rigidity of the entire vehicle drive system is increased.

さらに、図１及び図８に示すように、プロペラシャフト１４ａ及びそれを収容したトルクチューブ１４ｃは、車両１の下部に設けられたトンネル部１５（フロアトンネル）の中に配置されている。このトンネル部１５は、車両１の底面の上に、車両１の幅方向中央を前後方向に延びるように設けられている。また、図８に示すように、トンネル部１５は、金属板を概ね逆Ｕ字形断面に折り曲げ、その両側の下端を車体のフレーム５０に固定することにより形成されている。さらに、トンネル部１５の底面には、平板状のカバー部材５２が、フレーム５０に着脱可能に固定されている。このカバー部材５２を取り外すことにより、車両１の下側からトンネル部１５の内部にアクセスすることが可能になる。 Further, as shown in FIGS. 1 and 8, the propeller shaft 14a and the torque tube 14c accommodating the propeller shaft 14a are arranged in a tunnel portion 15 (floor tunnel) provided in the lower portion of the vehicle 1. The tunnel portion 15 is provided on the bottom surface of the vehicle 1 so as to extend in the front-rear direction at the center of the vehicle 1 in the width direction. Further, as shown in FIG. 8, the tunnel portion 15 is formed by bending a metal plate into a substantially inverted U-shaped cross section and fixing the lower ends on both sides to the frame 50 of the vehicle body. Further, a flat plate-shaped cover member 52 is detachably fixed to the frame 50 on the bottom surface of the tunnel portion 15. By removing the cover member 52, the inside of the tunnel portion 15 can be accessed from the lower side of the vehicle 1.

次に、本発明の実施形態による車両用電源装置の配置構造を説明する。
図８に示すように、トンネル部１５内には、プロペラシャフト１４ａ及びこれをカバーするトルクチューブ１４ｃが通っており、その下方にはトルクチューブ１４ｃに隣接して、バッテリ１８が配置されている。このため、トンネル部１５の底面に取り付けられたカバー部材５２を取り外すだけで、トンネル部１５内に収容されたバッテリ１８が露出される。これにより、トルクチューブ１４ｃやプロペラシャフト１４ａを取り外すことなく、トンネル部１５内のバッテリ１８にアクセスすることができ、バッテリ１８の交換作業を容易に実施することができる。 Next, an arrangement structure of the vehicle power supply device according to the embodiment of the present invention will be described.
As shown in FIG. 8, a propeller shaft 14a and a torque tube 14c that covers the propeller shaft 14a pass through the tunnel portion 15, and a battery 18 is disposed below the propeller shaft 14a adjacent to the torque tube 14c. Therefore, the battery 18 housed in the tunnel portion 15 is exposed only by removing the cover member 52 attached to the bottom surface of the tunnel portion 15. Thereby, the battery 18 in the tunnel portion 15 can be accessed without removing the torque tube 14c and the propeller shaft 14a, and the replacement work of the battery 18 can be easily performed.

また、トンネル部１５は、車両１の幅方向のほぼ中央、前後方向においても中間部に位置するので、車両１が前方又は後方から衝突した場合や、側方から衝突した場合にも、損傷を受けにくい。さらに、トンネル部１５は、折り曲げた金属板を車両１のフレーム５０に固定することにより形成されているため、その内部に配置されたバッテリ１８はトンネル部１５の壁面によって保護され、損傷を受けにくい。また、トンネル部１５内のバッテリ１８の上方には、走行中に回転するプロペラシャフト１４ａが通っているが、このプロペラシャフト１４ａはトルクチューブ１４ｃ内に収容されている。このため、走行中の車両が衝突した場合には、回転中のプロペラシャフト１４ａが変形して湾曲する可能性があるものの、バッテリ１８が損傷されるリスクは小さい。即ち、プロペラシャフト１４ａはトルクチューブ１４ｃの中に収容されているため、回転中のプロペラシャフト１４ａが湾曲した場合にも、近傍に収容されているバッテリ１８に直接当たって損傷するリスクは極めて小さい。 Further, since the tunnel portion 15 is located substantially in the center in the width direction of the vehicle 1 and in the middle portion in the front-rear direction as well, damage is not caused when the vehicle 1 collides from the front or the rear or from the side. Hard to receive. Further, since the tunnel portion 15 is formed by fixing a bent metal plate to the frame 50 of the vehicle 1, the battery 18 arranged inside is protected by the wall surface of the tunnel portion 15 and is not easily damaged. .. A propeller shaft 14a, which rotates during traveling, passes above the battery 18 in the tunnel portion 15. The propeller shaft 14a is housed in the torque tube 14c. Therefore, in the event of a collision of a running vehicle, the rotating propeller shaft 14a may be deformed and bent, but the risk of damaging the battery 18 is small. That is, since the propeller shaft 14a is housed in the torque tube 14c, even if the rotating propeller shaft 14a is curved, the risk of directly hitting the battery 18 housed in the vicinity and damaging the battery 18 is extremely small.

なお、本実施形態において、トランスミッション１４ｂは、所謂トランスアクスル配置である。これにより、エンジン１２（及び主駆動モータ１６）の直後の位置に外径の大きな変速機の本体が存在しなくなるので、トンネル部１５の幅を小さくすることができ、乗員の中央側足元空間を確保して乗員に真正面に正対した左右対称な下半身姿勢をとらせることが可能となる。更に、この乗員の姿勢を確保しつつ主駆動モータ１６の外径や、長さを出力に応じた十分な大きさにすることが容易になる。また、本実施形態においてはトランスアクスル配置が採用されているため、これにより生じたトンネル部１５前方の空間に向けて、バッテリ１８を収容する容積を拡大することができる。これにより、フロアトンネルの幅を大きくして乗員の中央側空間を狭めることなく、バッテリ１８容量の確保、拡大が可能になる。 In the present embodiment, the transmission 14b has a so-called transaxle arrangement. As a result, the main body of the transmission having a large outer diameter does not exist at a position immediately after the engine 12 (and the main drive motor 16), so that the width of the tunnel portion 15 can be reduced, and the foot space on the center side of the occupant can be reduced. It is possible to ensure that the occupant can take a symmetrical lower body position facing directly in front. Furthermore, it becomes easy to make the outer diameter and the length of the main drive motor 16 sufficiently large according to the output while ensuring the posture of the occupant. Further, since the transaxle arrangement is adopted in the present embodiment, the volume for accommodating the battery 18 can be expanded toward the space in front of the tunnel portion 15 generated by this arrangement. As a result, the capacity of the battery 18 can be secured and expanded without increasing the width of the floor tunnel and narrowing the space on the center side of the occupant.

また、図６に示すように、主駆動モータ１６のハウジングの上側には、主駆動モータ１６用のインバータ１６ａが配置され、トンネル部１５内に収容されている。さらに、トルクチューブ１４ｃの上側（プロペラシャフト１４ａの上側）には、車両１の前側から順に、副駆動モータ２０用のインバータ２０ａ、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６ａ、及び低圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６ｂが夫々配置され、トンネル部１５内に収容されている。 Further, as shown in FIG. 6, an inverter 16 a for the main drive motor 16 is arranged above the housing of the main drive motor 16 and housed in the tunnel portion 15. Further, on the upper side of the torque tube 14c (upper side of the propeller shaft 14a), the inverter 20a for the auxiliary drive motor 20, the high-voltage DC/DC converter 26a, and the low-voltage DC/DC converter 26b are arranged in this order from the front side of the vehicle 1. And is accommodated in the tunnel portion 15.

これらのインバータ１６ａ、インバータ２０ａ、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６ａ、及び低圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６ｂは、トルクチューブ１４ｃの上側に配置されているため、トンネル部１５底面のカバー部材５２を取り外しただけではアクセスしにくい。しかしながら、各インバータ、及び各ＤＣ／ＤＣコンバータは耐用年数が比較的長く、交換や修理が必要になることは少ない。このため、メンテンナス性を大きく損なうことなく、トンネル部１５内の上方のスペースも有効に活用することができる。 Since the inverter 16a, the inverter 20a, the high-voltage DC/DC converter 26a, and the low-voltage DC/DC converter 26b are arranged on the upper side of the torque tube 14c, they can be accessed only by removing the cover member 52 on the bottom surface of the tunnel portion 15. Hard to do. However, each inverter and each DC/DC converter have a relatively long service life, and replacement or repair is rarely required. Therefore, the space above the tunnel portion 15 can be effectively utilized without significantly impairing the maintainability.

さらに、図１及び図７に示すように、プラグイン充電器１９は車両１の幅方向の中心線Ａに対して一方の側（本実施形態では左側）に配置される一方、キャパシタ２２は中心線Ａに対して他方の側（本実施形態では右側）に配置されている。また、プラグイン充電器１９とキャパシタ２２は、車両１の側方から見て少なくとも一部が重なる位置に配置されている。換言すれば、プラグイン充電器１９及びキャパシタ２２は、中心線Ａに対してほぼ対称に配置され、車両１の前後方向に中心線Ａに沿って延びるプロペラシャフト１４ａの両側に、即ち、プロペラシャフト１４ａを収容したトンネル部１５の両側に夫々配置されている。 Further, as shown in FIGS. 1 and 7, the plug-in charger 19 is arranged on one side (the left side in the present embodiment) with respect to the center line A in the width direction of the vehicle 1, while the capacitor 22 is arranged at the center. It is arranged on the other side (right side in the present embodiment) with respect to the line A. Further, the plug-in charger 19 and the capacitor 22 are arranged at positions where at least a part of the plug-in charger 19 and the capacitor 22 overlap each other when viewed from the side of the vehicle 1. In other words, the plug-in charger 19 and the capacitor 22 are arranged substantially symmetrically with respect to the center line A, and are on both sides of the propeller shaft 14a extending along the center line A in the front-rear direction of the vehicle 1, that is, the propeller shaft. They are arranged on both sides of the tunnel portion 15 accommodating 14a.

また、本実施形態においては、プラグイン充電器１９及びキャパシタ２２は比較的質量が大きいと共に、それらは同程度の質量を有している。このように、比較的質量の大きなプラグイン充電器１９及びキャパシタ２２が、車両１の中心線Ａに対してほぼ対称の位置に配置されることにより、車両１の前後、左右の重量バランスが崩れるのを防止することができる。これにより、車両１の運動性能を向上させることができる。 In addition, in the present embodiment, the plug-in charger 19 and the capacitor 22 have relatively large masses, and they also have similar masses. As described above, the plug-in charger 19 and the capacitor 22 having a relatively large mass are arranged at positions substantially symmetrical with respect to the center line A of the vehicle 1, so that the weight balance between the front, rear, left and right of the vehicle 1 is lost. Can be prevented. Thereby, the exercise performance of the vehicle 1 can be improved.

ここで、プラグイン充電器１９は、車両１の側面後部に設けられた給電口２３とバッテリ１８の間に接続されており、給電口２３から供給された電力が、プラグイン充電器１９を介してバッテリ１８に充電される。また、プラグイン充電器１９及び給電口２３は、車両１の中心線Ａに対して同一の側（本実施形態では左側）に配置されていると共に、プラグイン充電器１９は、車両１の後輪２ａの上方に位置する給電口２３よりも前側に配置されている。即ち、車両１の前側から順に、バッテリ１８、プラグイン充電器１９、及び給電口２３が配置されており、プラグイン充電器１９はバッテリ１８と給電口２３の間に位置する。この配置により、バッテリ１８、プラグイン充電器１９、及び給電口２３の間の導電線を短縮することができ、導電線において発生する電力損失を抑制することができる。 Here, the plug-in charger 19 is connected between the power supply port 23 provided at the rear portion of the side surface of the vehicle 1 and the battery 18, and the electric power supplied from the power supply port 23 passes through the plug-in charger 19. The battery 18 is charged. Further, the plug-in charger 19 and the power supply port 23 are arranged on the same side (the left side in the present embodiment) with respect to the center line A of the vehicle 1, and the plug-in charger 19 is provided on the rear side of the vehicle 1. It is arranged on the front side of the power supply port 23 located above the wheel 2a. That is, the battery 18, the plug-in charger 19, and the power supply port 23 are arranged in order from the front side of the vehicle 1, and the plug-in charger 19 is located between the battery 18 and the power supply port 23. With this arrangement, the conductive wire between the battery 18, the plug-in charger 19, and the power supply port 23 can be shortened, and the power loss generated in the conductive wire can be suppressed.

また、図６に示すように、電圧変換器である高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６ａは、バッテリ１８の上方に、且つプラグイン充電器１９及びキャパシタ２２に隣接して配置されている。このため、バッテリ１８の電圧を昇圧してキャパシタ２２に充電し、又はキャパシタ２２の電圧を降圧してバッテリ１８に充電する導電線を短縮することができ、導電線において発生する電力損失を抑制することができる。 Further, as shown in FIG. 6, the high-voltage DC/DC converter 26 a, which is a voltage converter, is arranged above the battery 18 and adjacent to the plug-in charger 19 and the capacitor 22. Therefore, the voltage of the battery 18 can be increased to charge the capacitor 22, or the voltage of the capacitor 22 can be decreased to shorten the conductive line that charges the battery 18, and the power loss generated in the conductive line can be suppressed. be able to.

さらに、図６に示すように、バッテリ１８及びキャパシタ２２の出力を交流電力に変換して出力する主駆動モータ１６用のインバータ１６ａ、及び副駆動モータ２０用のインバータ２０ａは、車両１の前後方向において高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６ａよりも前側に配置されている。これにより、インバータ１６ａと、これにより電力を供給される主駆動モータ１６、インバータ２０ａと、これにより電力を供給される前輪２ｂのインホイールモータである副駆動モータ２０近接して配置することが可能になる。この結果、それらを接続する導電線（ハーネス）を短縮することができ、導電線において発生する電力損失を抑制することができる。 Further, as shown in FIG. 6, the inverter 16 a for the main drive motor 16 and the inverter 20 a for the auxiliary drive motor 20 which convert the outputs of the battery 18 and the capacitor 22 into AC power and output the AC power are provided in the front-back direction of the vehicle 1. Is arranged in front of the high-voltage DC/DC converter 26a. As a result, the inverter 16a, the main drive motor 16 and the inverter 20a that are supplied with electric power by the inverter 16a, and the auxiliary drive motor 20 that is the in-wheel motor of the front wheels 2b that is supplied with electric power by the inverter 16a can be arranged in close proximity become. As a result, the conductive wire (harness) connecting them can be shortened, and the power loss generated in the conductive wire can be suppressed.

また、図６及び図７に示すように、車両１後部の左右の後輪２ａの間には、変速機であるトランスミッション１４ｂが配置されている。このため、プラグイン充電器１９及びキャパシタ２２は、トランスミッション１４ｂよりも車両１の前側に、車両１の前後方向においてバッテリ１８とトランスミッション１４ｂの間に配置される。この結果、プラグイン充電器１９及びキャパシタ２２が、車両１の前輪２ｂと後輪２ａの間に配置されることとなる。これにより、比較的質量の大きいプラグイン充電器１９及びキャパシタ２２が、車両１重心Ｇの比較的近傍に位置することとなるので、車両１のヨー慣性モーメントを低下させることができ、車両１の運動性能を向上させることができる。 Further, as shown in FIGS. 6 and 7, a transmission 14b, which is a transmission, is arranged between the left and right rear wheels 2a of the rear portion of the vehicle 1. Therefore, the plug-in charger 19 and the capacitor 22 are arranged on the front side of the vehicle 1 with respect to the transmission 14b and between the battery 18 and the transmission 14b in the front-rear direction of the vehicle 1. As a result, the plug-in charger 19 and the capacitor 22 are arranged between the front wheels 2b and the rear wheels 2a of the vehicle 1. As a result, since the plug-in charger 19 and the capacitor 22 having a relatively large mass are located relatively close to the center of gravity G of the vehicle 1, the yaw moment of inertia of the vehicle 1 can be reduced and the vehicle 1 Exercise performance can be improved.

さらに、図６及び図７に示すように、車両１の後部には、トランスミッション１４ｂの上側に、トランスミッション１４ｂを跨ぐように燃料タンク１２ａが配置されている。これにより、プラグイン充電器１９及びキャパシタ２２は、燃料タンク１２ａよりも車両１の前方に、車両１の前後方向においてバッテリ１８と燃料タンク１２ａの間に配置される。また、燃料タンク１２ａに給油するための給油口１２ｂは、給電口２３の反対側の車両１の側面（本実施形態においては右側側面）後部に設けられており、給電口２３から延びる導電線との干渉を防止している。 Further, as shown in FIGS. 6 and 7, at the rear of the vehicle 1, a fuel tank 12a is arranged above the transmission 14b so as to straddle the transmission 14b. As a result, the plug-in charger 19 and the capacitor 22 are arranged in front of the vehicle 1 with respect to the fuel tank 12a and between the battery 18 and the fuel tank 12a in the front-rear direction of the vehicle 1. Further, a fuel filler port 12b for refueling the fuel tank 12a is provided on a rear portion of a side surface (a right side surface in the present embodiment) of the vehicle 1 on the side opposite to the power feeder port 23 and a conductive wire extending from the power feeder port 23. To prevent interference.

本発明の実施形態の車両用電源装置１０によれば、プラグイン充電器１９が車幅方向の中心線Ａの一方側に配置され、キャパシタ２２が中心線Ａの他方側に配置され、さらに、プラグイン充電器１９とキャパシタ２２が側方から見て、少なくとも一部が重なる位置に配置されている（図１、図７）。このように、プラグイン充電器１９が車幅方向の中心線Ａの一方側に配置されているので、車両１の側面に給電口２３が配置された場合にも、給電口２３とプラグイン充電器１９を近接して配置することが可能になり、給電口２３とプラグイン充電器１９の間の導電線で発生する電力損失を低減することができる。さらに、車幅方向の中心線Ａの他方側にキャパシタ２２が配置されているので、車両１の左右の重量バランスの崩れを抑制することができる。加えて、プラグイン充電器１９とキャパシタ２２が側方から見て、少なくとも一部が重なる位置に配置されているので、車両１の前後の重量バランスの崩れも抑制することができる。この結果、充電時におけるジュール熱の発生による電力損失を抑制すると共に、車両１の重量バランスの崩れを抑制し、車両１の運動性能を向上させることができる。 According to the vehicle power supply device 10 of the embodiment of the present invention, the plug-in charger 19 is arranged on one side of the center line A in the vehicle width direction, the capacitor 22 is arranged on the other side of the center line A, and When viewed from the side, the plug-in charger 19 and the capacitor 22 are arranged at positions where at least some of them overlap with each other (FIGS. 1 and 7). In this way, since the plug-in charger 19 is arranged on one side of the center line A in the vehicle width direction, even when the power supply port 23 is arranged on the side surface of the vehicle 1, the power supply port 23 and the plug-in charge are charged. It is possible to arrange the charger 19 close to each other, and it is possible to reduce the power loss generated in the conductive wire between the power supply port 23 and the plug-in charger 19. Furthermore, since the capacitor 22 is arranged on the other side of the center line A in the vehicle width direction, it is possible to prevent the left and right weight balance of the vehicle 1 from being unbalanced. In addition, since the plug-in charger 19 and the capacitor 22 are arranged at positions where at least some of them overlap each other when viewed from the side, it is possible to prevent the weight balance between the front and the rear of the vehicle 1 from being disturbed. As a result, it is possible to suppress the power loss due to the generation of Joule heat at the time of charging, suppress the loss of the weight balance of the vehicle 1, and improve the exercise performance of the vehicle 1.

また、本実施形態の車両用電源装置１０によれば、質量の大きい動力伝達軸であるプロペラシャフト１４ａの両側に、プラグイン充電器１９とキャパシタ２２が夫々配置されているので、車両１の左右の重量バランスを更に向上させることができる。 Further, according to the vehicle power supply device 10 of the present embodiment, since the plug-in charger 19 and the capacitor 22 are arranged on both sides of the propeller shaft 14a, which is a power transmission shaft having a large mass, respectively, The weight balance of can be further improved.

さらに、本実施形態の車両用電源装置１０によれば、車両１のプロペラシャフト１４ａを収容したトンネル部１５の中に質量の大きいバッテリ１８が配置され、その両側にプラグイン充電器１９とキャパシタ２２が夫々配置される（図１、図８）ので、車両１の左右の重量バランスを更に向上させることができる。さらに、トンネル部１５の中にバッテリ１８を配置することにより、車両１の前後方向の衝突時及び側面からの衝突時において、バッテリ１８を損傷から保護することができる。 Further, according to the vehicle power supply device 10 of the present embodiment, the battery 18 having a large mass is arranged in the tunnel portion 15 accommodating the propeller shaft 14a of the vehicle 1, and the plug-in charger 19 and the capacitor 22 are provided on both sides thereof. Are arranged respectively (FIGS. 1 and 8), the left and right weight balance of the vehicle 1 can be further improved. Further, by disposing the battery 18 in the tunnel portion 15, it is possible to protect the battery 18 from damage during a front-back collision and a side collision of the vehicle 1.

また、本実施形態の車両用電源装置１０によれば、車両１の後部に配置された燃料タンク１２ａよりも前方に、プラグイン充電器１９、キャパシタ２２及びバッテリ１８が配置されている（図６、図７）ので、これら質量の大きい部材が車両１の重心Ｇに近接して配置され、車両１の運動性能をより向上させることができる。 Further, according to the vehicle power supply device 10 of the present embodiment, the plug-in charger 19, the capacitor 22, and the battery 18 are arranged in front of the fuel tank 12a arranged in the rear portion of the vehicle 1 (FIG. 6). , FIG. 7), these members having a large mass are arranged close to the center of gravity G of the vehicle 1, and the motion performance of the vehicle 1 can be further improved.

さらに、本実施形態の車両用電源装置１０によれば、車両１の後部に変速機であるトランスミッション１４ｂが配置され、その前方にプラグイン充電器１９、キャパシタ２２及びバッテリ１８が配置されている（図６、図７）ので、車両１の電力供給系統を集約して配置することができ、これらを接続する導電線で発生するジュール熱による損失を抑制することができる。 Further, according to the vehicle power supply device 10 of the present embodiment, the transmission 14b, which is a transmission, is arranged at the rear part of the vehicle 1, and the plug-in charger 19, the capacitor 22, and the battery 18 are arranged in front of the transmission 14b ( 6 and 7), the power supply systems of the vehicle 1 can be collectively arranged, and the loss due to Joule heat generated in the conductive wire connecting these can be suppressed.

また、本実施形態の車両用電源装置１０によれば、比較的質量の大きいプラグイン充電器１９及びキャパシタ２２が車両１の前輪２ｂと後輪２ａとの間に配置されている。この結果、プラグイン充電器１９及びキャパシタ２２が車両１の重心Ｇに近接して配置され、車両１のヨー慣性モーメントを小さくすることができ、車両１の運動性能を高めることができる。 Further, according to the vehicle power supply device 10 of the present embodiment, the plug-in charger 19 and the capacitor 22 having a relatively large mass are arranged between the front wheel 2b and the rear wheel 2a of the vehicle 1. As a result, the plug-in charger 19 and the capacitor 22 are arranged close to the center of gravity G of the vehicle 1, the yaw moment of inertia of the vehicle 1 can be reduced, and the motion performance of the vehicle 1 can be improved.

さらに、本実施形態の車両用電源装置１０によれば、電圧変換器である高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６ａがバッテリ１８の上方、且つバッテリ１８及びキャパシタ２２に隣接して配置されている（図６）ので、車両１の電力供給系統を集約して配置することができ、これらを接続する導電線で発生するジュール熱による損失を抑制することができる。 Further, according to the vehicle power supply device 10 of the present embodiment, the high-voltage DC/DC converter 26a, which is a voltage converter, is arranged above the battery 18 and adjacent to the battery 18 and the capacitor 22 (FIG. 6). Therefore, the power supply systems of the vehicle 1 can be collectively arranged, and the loss due to Joule heat generated in the conductive wire connecting these can be suppressed.

また、本実施形態の車両用電源装置１０によれば、インバータ１６ａ、２０ａが、バッテリ１８の上方に配置された高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６ａの前側に配置されている（図６）ので、インバータ１６ａ、２０ａがバッテリ１８と近接して配置されることとなり、これらを接続する導電線で発生するジュール熱による損失を抑制することができる。 Further, according to the vehicle power supply device 10 of the present embodiment, the inverters 16a and 20a are arranged on the front side of the high-voltage DC/DC converter 26a arranged above the battery 18 (FIG. 6). , 20a are arranged close to the battery 18, and the loss due to Joule heat generated in the conductive wire connecting them can be suppressed.

さらに、本実施形態の車両用電源装置１０によれば、バッテリ１８がプロペラシャフト１４ａの下側に配置されている（図８）ので、プロペラシャフト１４ａと干渉することなく、バッテリ１８を車両１の下側から容易に交換することができる。また、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６ａがプロペラシャフト１４ａの上側に配置されているので、プロペラシャフト１４ａの上側の空間を有効に活用することができる。 Further, according to the vehicle power supply device 10 of the present embodiment, the battery 18 is arranged below the propeller shaft 14a (FIG. 8), so that the battery 18 can be connected to the vehicle 1 without interfering with the propeller shaft 14a. It can be easily replaced from below. Further, since the high-voltage DC/DC converter 26a is arranged above the propeller shaft 14a, the space above the propeller shaft 14a can be effectively utilized.

また、本実施形態の車両用電源装置１０によれば、インバータ２０ａが、バッテリ１８の上方且つ高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６ａの前側に配置されているので、車両１の前輪２ｂに近接して位置しており（図６）、前輪２ｂの副駆動モータ２０に電力を供給する導電線で発生するジュール熱による損失を抑制することができる。 Further, according to the vehicle power supply device 10 of the present embodiment, since the inverter 20a is arranged above the battery 18 and in front of the high-voltage DC/DC converter 26a, it is located close to the front wheel 2b of the vehicle 1. (FIG. 6), it is possible to suppress loss due to Joule heat generated in the conductive wire that supplies power to the auxiliary drive motor 20 of the front wheel 2b.

さらに、本実施形態の車両用電源装置１０によれば、副駆動モータ２０に対し、直列に接続されたバッテリ１８及びキャパシタ２２から電力が供給される（図２）ので、副駆動モータ２０をバッテリ１８単体よりも高電圧で駆動することができる。この結果、副駆動モータ２０を比較的低電流で駆動することができ、副駆動モータ２０に電力を供給する導電線で発生するジュール熱による損失を抑制することができる。 Further, according to the vehicle power supply device 10 of the present embodiment, the sub-driving motor 20 is supplied with electric power from the battery 18 and the capacitor 22 which are connected in series (FIG. 2). It can be driven at a voltage higher than that of the simple substance of 18. As a result, the sub drive motor 20 can be driven with a relatively low current, and loss due to Joule heat generated in the conductive wire that supplies power to the sub drive motor 20 can be suppressed.

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、上述した実施形態に種々の変更を加えることができる。特に、上述した実施形態においては、車両を駆動するためのエンジン及びモータを備えた所謂ハイブリッド式の車両に本発明の電源装置を適用していたが、モータのみの動力、又はエンジンのみの動力によって駆動される車両に本発明を適用することもできる。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, various modifications can be made to the above-described embodiment. In particular, in the above-described embodiment, the power supply device of the present invention is applied to a so-called hybrid type vehicle provided with an engine and a motor for driving the vehicle, but the power of only the motor or the power of only the engine is used. The present invention can also be applied to a driven vehicle.

１車両
２ａ後輪（主駆動輪）
２ｂ前輪（副駆動輪）
１０車両用電源装置
１２エンジン（原動機、内燃機関）
１２ａ燃料タンク
１２ｂ給油口
１４動力伝達機構
１４ａプロペラシャフト（動力伝達軸）
１４ｂトランスミッション（変速機）
１４ｃトルクチューブ
１４ｄドライブシャフト
１５トンネル部
１６主駆動モータ
１６ａインバータ
１７外部電源
１８バッテリ（蓄電器）
１９プラグイン充電器
２０副駆動モータ（インホイールモータ）
２０ａインバータ
２２キャパシタ
２３給電口
２４制御装置（制御器）
２５電装品
２６ａ高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ（電圧変換器）
２６ｂ低圧ＤＣ／ＤＣコンバータ
２８ステータ
２８ａステータベース
２８ｂステータシャフト
２８ｃステータコイル
３０ロータ
３０ａロータ本体
３０ｂロータコイル
３２電気絶縁液室
３２ａ電気絶縁液
３４ベアリング
５０フレーム
５２カバー部材 1 vehicle 2a rear wheel (main drive wheel)
2b front wheel (auxiliary drive wheel)
10 Vehicle power supply device 12 Engine (motor, internal combustion engine)
12a Fuel tank 12b Refueling port 14 Power transmission mechanism 14a Propeller shaft (power transmission shaft)
14b Transmission (transmission)
14c Torque tube 14d Drive shaft 15 Tunnel section 16 Main drive motor 16a Inverter 17 External power supply 18 Battery (condenser)
19 Plug-in charger 20 Secondary drive motor (in-wheel motor)
20a Inverter 22 Capacitor 23 Power feed port 24 Control device (controller)
25 Electrical Equipment 26a High Voltage DC/DC Converter (Voltage Converter)
26b Low-voltage DC/DC converter 28 Stator 28a Stator base 28b Stator shaft 28c Stator coil 30 Rotor 30a Rotor body 30b Rotor coil 32 Electrical insulating liquid chamber 32a Electrical insulating liquid 34 Bearing 50 Frame 52 Cover member

Claims

A power supply device for a vehicle used for driving the vehicle and/or supplying power to on-vehicle electrical components,
A battery for storing electrical energy,
A capacitor for storing electrical energy,
A power supply port for supplying electric power to the vehicle from an external power source,
A plug-in charger configured to rectify the AC power supplied from the external power supply through the power supply port and/or convert the voltage supplied from the external power supply, and charge the battery. Then
The plug-in charger is connected between the power supply port and the battery,
The plug-in charger is arranged on one side with respect to the center line in the vehicle width direction of the vehicle, while the capacitor is arranged on the other side with respect to the center line,
The power supply device for a vehicle, wherein the plug-in charger and the capacitor are arranged at a position where at least a part of the plug-in charger and the capacitor overlap each other when viewed from a side of the vehicle.

The vehicle power supply device according to claim 1, wherein the plug-in charger and the capacitor are arranged on both sides of a power transmission shaft extending in the front-rear direction of the vehicle.

A tunnel portion accommodating a power transmission shaft is provided in the lower center of the vehicle so as to extend in the front-rear direction of the vehicle, the battery is disposed in the tunnel portion, and the plug-in charger and the capacitor are provided. The power supply device for a vehicle according to claim 1 or 2, wherein the power supply devices are arranged on both sides of the tunnel portion.

A fuel tank is arranged at a rear portion of the vehicle, and the plug-in charger and the capacitor are arranged between the battery and the fuel tank in front of the fuel tank and in a front-rear direction of the vehicle. Item 5. The vehicle power supply device according to any one of items 1 to 3.

5. A transmission is arranged at the rear of the vehicle, and the plug-in charger and the capacitor are arranged between the battery and the transmission in the front-rear direction of the vehicle. The vehicle power supply device according to item 1.

The vehicle power supply device according to any one of claims 1 to 5, wherein the plug-in charger and the capacitor are arranged between front wheels and rear wheels of the vehicle in a front-rear direction of the vehicle.

Furthermore, it has a voltage converter for converting and outputting the voltage of the battery and/or the capacitor,
The voltage converter is configured to step up or step down the output voltage of the battery to charge the capacitor, or to step up or step down the output voltage of the capacitor to charge the battery,
7. The vehicle power supply device according to claim 1, wherein the voltage converter is arranged above the battery and is arranged adjacent to the battery and the capacitor.

Furthermore, it has an inverter that converts the output voltage of the battery and/or the capacitor into an alternating current and outputs the alternating current.
The vehicle power supply device according to claim 7, wherein the inverter is arranged on the front side of the voltage converter in the front-rear direction of the vehicle.

9. The vehicle power supply device according to claim 7, wherein the voltage converter is arranged above a power transmission shaft extending in the front-rear direction of the vehicle, and the battery is arranged below the power transmission shaft.

9. The vehicle power supply device according to claim 8, wherein the inverter is configured to supply electric power to an in-wheel motor provided on a front wheel of the vehicle.

The vehicle power supply device according to claim 10, wherein the battery and the capacitor are connected in series, and electric power is supplied from the battery and the capacitor connected in series to the in-wheel motor.