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JP7348851B2 - 電動車両 - Google Patents

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Description

本発明は、電力により発生する回転動力を駆動輪に伝達して走行する電動車両に関する。
従来、ワンボックスカーと称される車両等においては、例えば、エンジンの上方に前席（運転席及び助手席）を配置した、いわゆるキャブオーバ構造を採用することにより、限られた外形寸法の中で室内空間を最大限に確保する工夫がなされている。前記ワンボックスカーは、室内空間を最大限に確保すべく、車室の床面を形成するフロアパネルが前席の下方で嵩上げされている。
最近では、二酸化炭素の排出量の低減等の環境対策のため、電動車両が増加しつつある。しかしながら、電動車両は、エンジンを有しない代わりに駆動用のモータ及び駆動用のバッテリーを有し、さらに、これらを制御するパワーコントロールユニット（ＰＣＵとも称する）等の電子機器も有している。また、上述のバッテリーは、実用に耐えうる電力を充放電可能とするために、大容量化が図られている。このため、電動車両は、エンジン車よりも大きな収容スペースを要する場合があった。そこで、電動車両において、電子機器やバッテリーの収容スペースを確保しつつ、低床化とフラットフロア化が図られた電気自動車が開示されている（例えば、特許文献１）。
特開２０１９－７３２２２号公報
上述した特許文献１では、ワンボックスタイプの車両の低床化とフラットフロア化が図られているものの、ＰＣＵ、ＤＣ／ＤＣコンバータ、車載充電器（オンボードチャージャー又はＯＢＣとも称する）等の電子機器が、平坦に配置されている。
ところで、電動車両は、上述のような電子機器とバッテリーや駆動用のモータとを接続する高電圧ケーブルを有している。前記高電圧ケーブルは、高電圧に耐え得るように比較的太くて、曲げ剛性の高いケーブルが使用されている。しかしながら、特許文献１の電動車両は、電子機器とモータ及びバッテリーが隣接配置されており、高電圧ケーブルの余長が確保しにくい問題がある。そのため、高電圧ケーブルの接続にあたり、ケーブルを曲げることが困難になるなど、配索の制約が生じていた。また、電子機器を平積みに配置した場合、車両側方に設けられるサイドメンバとのスペースを確保することが困難である。そのため、側方への衝突時にサイドメンバが、電子機器側に侵入し、電子機器とサイドメンバとが、干渉する問題があった。また、電子機器を平積みに配置した場合、電子機器の収容スペースを広く必要とするので、駆動用のバッテリーの収容スペースが少なくなる問題がある。そのため、電費が悪くなる問題がある。
そこで、本発明は、ＰＣＵ等の電子機器と駆動用のモータ等とを接続する高電圧ケーブル等の余長を確保できる電動車両を提供することを目的とする。また、本発明は、電子機器を収容するスペースを確保し、衝突時に電子機器を保護できると共に駆動用バッテリーの収容スペースを確保できる電動車両を提供することを目的とする。
（１）上述した課題を解決すべく提供される本発明の電動車両は、複数の電子機器を車両に搭載する電動車両であって、前記車両が、車室のフロア面を形成するフロア部と、前記車室の両側に形成された一対のサイドメンバと、前記フロア部の下方において、前記サイドメンバと交差する方向に形成された少なくとも一つのクロスメンバとを有し、前記電子機器が、前記クロスメンバに固定されるものであり、前記電子機器が、ブラケットを介して上下に積み重ねるように配置されることを特徴とするものである。
本発明の電動車両は、車室のフロア面を形成するフロア部と、前記車室の両側に形成された一対のサイドメンバと、前記フロア部の下方において、前記サイドメンバと交差する方向に形成された少なくとも一つのクロスメンバとを有し、前記電子機器が、前記クロスメンバに固定されるものである。これにより、電子機器がサイドメンバによって側方からの衝突に対して保護される。また、電子機器がクロスメンバに固定されるので、前後方向への衝突に対して電子機器がクロスメンバによって保護される。また、本発明の電子機器が、ブラケットを介して上下に積み重ねるように配置されるので、電子機器の収容スペースが確保できる。また、上下方向に高電圧ケーブル等のケーブルの余長が確保できる。これにより、高電圧ケーブルの配線の制約が解消できる。また、例えばワンボックスタイプの車両のように前部座席下に上下方向の空間を有する車両においては、当該空間を利用して、電子機器を収納することができ、デッドスペースを低減することができる。
（２）上述した課題を解決すべく提供される本発明の電動車両は、電子機器が、前記クロスメンバに固定され、前記ブラケットを介して上下に積み重ねるように配置される複数の第１電子機器と、前記第１電子機器とは異なる位置に配置される第２電子機器とを有し、前記第２電子機器の配線が、前記ブラケット間を通るようにしたことを特徴とするものである。
本発明の電動車両は、電子機器が、前記クロスメンバに固定され、前記ブラケットを介して上下に積み重ねるように配置される複数の第１電子機器を有している。これにより、例えば、ＰＣＵ、ＤＣ／ＤＣコンバータ、オンボードチャージャー（車載充電器又はＯＢＣとも称する）等の第１電子機器が、ブラケットを介して上下に積み重ねて配置されるので、第１電子機器が上方側に集約して収納される。また、第１電子機器に配線される高電圧ケーブル等のケーブルの余長が確保できる。また、例えばワンボックスタイプの車両のように前部座席下に上下方向の空間を有する車両においては、当該空間を利用して、電子機器を収納することができ、デッドスペースを低減することができる。
また、本発明の電動車両は、前記第１電子機器とは異なる位置に配置される第２電子機器を有しており、第２電子機器の配線が、ブラケット間を通るものとされている。ここで、第２電子機器は、例えば、バキュームポンプや電動エアコンプレッサ等の電子機器であり、上述した第１電子機器と異なる位置に配置されるものである。従って、第２電子機器と接続される例えば１２Ｖ電源等の低電力用ケーブルを、ブラケット間に通すことができる。これにより、ケーブルの周囲がブラケットに囲まれて保護されるので、車両が衝突した際に、上述の電子機器を含む各種車両部材と当該ケーブルとが干渉することを抑制できる。
（３）上述した課題を解決すべく提供される本発明の電動車両は、モータ又はトランスアクスルに隣接して配置される電子機器を有し、当該電子機器のうち、パワーコントロールユニットを前記モータ又はトランスアクスルよりも上方に位置させたことを特徴とするものである。
かかる構成によれば、電子機器のうち、パワーコントロールユニットが、モータ又はトランスアクスルよりも上方に位置しているので、上方側に向けて高圧ケーブル等のケーブルの余長と曲げのアールを確保できる。しかも、ＰＣＵとモータ又はトランスアクスルを近づけて配置できるので、最小限の余長を確保しながら効率の良い配線を行うことができる。
（４）上述した課題を解決すべく提供される本発明の電動車両は、クロスメンバが、車両前後方向に間隔を空けて形成された第１クロスメンバと第２クロスメンバとを有し、前記電子機器が、前記一対のサイドメンバと前記第１クロスメンバ及び前記第２クロスメンバとで囲まれた領域に位置することが望ましい。
かかる構成によれば、電子機器が一対のサイドメンバと第１クロスメンバ及び第２クロスメンバとで囲まれた領域に位置するので、衝突の際に電子機器が保護される。
（５）上述した課題を解決すべく提供される本発明の電動車両は、クロスメンバが、車両前後方向に間隔を空けて形成された第１クロスメンバと第２クロスメンバとを有し、前記第１クロスメンバ及び前記第２クロスメンバのいずれか一方が、前記電子機器の前方側に位置することが望ましい。
かかる構成によれば、電子機器に対して前方側に位置するクロスメンバによって、電子機器が保護される。これにより、車両が前方側に衝突した際の衝撃に対して、電子機器を保護することができる。
（６）上述した課題を解決すべく提供される本発明の電動車両は、第１クロスメンバ及び第２クロスメンバのいずれか一方がサイドメンバの下方側に固定され、当該クロスメンバの上方に前記電子機器が固定されることが望ましい。
かかる構成によれば、電子機器の位置を低くできるので、電子機器をより一層上下方向に積み重ねることができる。従って、電子機器に配線される高電圧ケーブル等のケーブルの余長が確保できる。また、電子機器の側方にサイドメンバとクロスメンバが位置することで、側方からの衝撃に対して、電子機器を保護することができる。
本発明によれば、ＰＣＵ等の電子機器と駆動用のモータ等とを接続する高電圧ケーブル等の余長を確保できる電動車両を提供することができる。また、本発明によれば、電子機器を収容するスペースを確保し、衝突時に電子機器を保護できると共に駆動用バッテリーの収容スペースを確保できる電動車両を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る車両の構成を図解的に示す左側面図である。 本発明の一実施形態に係る車両の構成を図解的に示す右側面図である。 電子機器の１段目から見た車両要部の構成を図解的に示す平面図である。 電子機器の２段目から見た車両要部の構成を図解的に示す平面図である。 電子機器の３段目から見た車両要部の構成を図解的に示す平面図である。 図１の要部を拡大した概略左側断面図である。 図４の要部を拡大した概略平面図である。
以下では、本発明の一実施形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、説明を容易にするため、実際のスケールとは異なっていることに留意されたい。
図１は、本発明の電動車両１（車両１とも称する）を左方向から見た左側面図を図解的に簡略化して描いたものである。図２は車両１を右方向から見た右側面図である。図３～図５は、車両１の平面図を図解的に描いたものであり、後述する第１電子機器５６の収容状態を階層的に表したものである。図１～図７のように、本発明の電動車両１は、電力により発生する回転動力を駆動輪に伝達して走行するものである。本実施形態では、車両１は、モータ２を走行用駆動源として搭載し、モータ２に電力供給することにより発生する回転動力を駆動輪に伝達して走行するものとされている。また、本実施形態において例示する車両１は、キャブオーバ構造が採用されたワンボックスタイプのものとされている。
車両１は、車体３の下部に、一対のサイドメンバ１０Ｌ，１０Ｒを備えている。サイドメンバ１０Ｌ，１０Ｒは、左右対称に構成され、車幅方向（左右方向）に互いに間隔を空けてそれぞれ前後方向に延びている。サイドメンバ１０Ｌ，１０Ｒは、それぞれ長手方向両側に略平行に配置されているが、中間部において屈曲しており車両前方側に向かうにつれて互いに近接している。
図３～図７に示すように、サイドメンバ１０Ｌ，１０Ｒの間に形成された領域は、大別して後方側領域１６、中間領域１７、及び前方側領域１８の３つの領域に分類することができる。後方側領域１６は、車両１の後方側において、サイドメンバ１０Ｌ，１０Ｒが所定の間隔を介して略平行に配置された部分に形成された領域である。後方側領域１６は、略矩形の領域とされている。また、中間領域１７は、サイドメンバ１０Ｌ，１０Ｒの中間部において両者の間に形成された領域である。中間領域１７は、前方側に向かうにつれて後方側領域１６におけるよりも間隔が狭まるようにサイドメンバ１０Ｌ，１０Ｒが傾斜した部分に形成されている。そのため、中間領域１７は、後方側領域１６とは異なり、略台形状の領域とされている。前方側領域１８は、中間領域１７よりも車両１の前方側において、サイドメンバ１０Ｌ，１０Ｒが略並行に配置された部分に形成された領域である。前方側領域１８は、後方側領域１６と同様に略矩形の形状とされているが、サイドメンバ１０Ｌ，１０Ｒの間隔が後方側領域１６におけるよりも狭いため、後方側領域１６よりも車幅方向に小さな領域とされている。
中間領域１７には、車幅方向に沿って本発明の車両１を構成する第１クロスメンバ１１ａが設けられている。また、第１クロスメンバ１１ａに対して車両後方側に所定の間隔を空けて第２クロスメンバ１１ｂが設けられている。第１クロスメンバ１１ａと第２クロスメンバ１１ｂとは、サイドメンバ１０Ｌ，１０Ｒと交差する方向に架け渡されている。また、第１クロスメンバ１１ａは、第２クロスメンバ１１ｂに対して車両前方側に位置し、適宜の支持枠（図示しない）を介して、両端側が、サイドメンバ１０Ｌ，１０Ｒの内側面と当接するように締結されている。
サイドメンバ１０Ｌ，１０Ｒ上には、フロアパネル１３が設けられている。フロアパネル１３は、サイドメンバ１０Ｌ，１０Ｒに跨がるように配置されている。フロアパネル１３は、例えば、サイドメンバ１０の上面に溶接によって接合する等して固定されている。フロアパネル１３の上方には、車室１４が設けられている。車室１４の前端部には、車幅方向に横並びの運転席及び助手席からなる前部座席１５が配置されている。フロアパネル１３（フロア部１３とも称する）は、少なくとも前部座席１５の足下から車室１４の後端まで延びるように形成されている。また、フロアパネル１３のフロア面には、車室１４に対して内側方向に突出した空間部１３ａが、前部座席１５の下方に形成されている。すなわち、空間部１３ａは、サイドメンバ１０Ｌ，１０Ｒよりも上方に突出して形成されている。これにより、空間部１３ａが立体的なシェルをなし、空間部１３ａの強度を高めることができる。なお、本実施形態では、空間部１３ａは、車両前後方向の中間部近傍に形成されている。
図３～図５に示すように、車両１は、駆動輪である前輪３１Ｌ，３１Ｒに対し、電力により発生する回転動力を伝達する駆動装置２０を備えている。駆動装置２０は、回転動力を出力するためのモータ２と、モータ２から出力された回転動力を前輪３１Ｌ，３１Ｒに伝達するためのトランスアクスル３２とを備えている。
車両１において、モータ２は、空間部１３ａに対して前方側に位置し、フロアパネル１３よりも下方に配設されている。モータ２は、発電機能を搭載したモータジェネレータを用いることができる。モータ２は、図１に示すように、出力軸２３がモータ本体２４から前後方向に沿って前側に延びる縦置きの状態で配置され、固定されている。また、モータ２は、サイドメンバ１０Ｌ，１０Ｒの間に形成された前方側領域１８において、第１クロスメンバ１１ａの前方側に配置されている。また、図６に示すように、モータ２に対して車両後方側には、マウント２５が設けられており、マウント２５が、第１クロスメンバ１１ａの下方に設けた支持枠５２に締結されることで、車体３に支持されている。従って、マウント２５は、第１クロスメンバ１１ａの下方側に配置されている。これにより、モータ２の少なくとも一部が、車両１の前後方向視において、第１クロスメンバ１１ａよりも下方に位置する。なお、モータ２の少なくとも一部が、車両１の前後方向視において、マウント２５と重なっているものや、モータ２の少なくとも一部が、車両１の前後方向視において、第１クロスメンバ１１ａと重なったものであっても良い。また、上述した支持部１２は、マウント２５の車両後方側に配置されている。そのため、前方側に衝突した際に、支持部１２が、第１クロスメンバ１１ａと第２クロスメンバ１１ｂとの間で突っ張ることによって、マウント２５から受ける衝撃を抑制できる。
図１～図５に示すように、フロアパネル１３の中間領域１７に形成された空間部１３ａの内部に、ＰＣＵ３４（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ３４又はパワーコントロールユニット３４とも称する）、車載充電器３６（オンボードチャージャー３６又はＯＢＣ３６とも称する）、ＤＣ／ＤＣコンバータ５５等（以下、これらを総合して第１電子機器５６とも称する）が配置されている。また、モータ２の上方には、バキュームポンプ５１（第２電子機器５１とも称する）が設けられている。バキュームポンプ５１は、ブレーキの負圧を発生させ、ドライバーがブレーキを踏む力を増幅させるためのものである。
ＰＣＵ３４はモータ２を駆動するための電圧等の制御を行うためものである。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ５５は、後述するバッテリー３５の電圧を補機類用のバッテリー（図示しない）の充電のために電圧変換するものである。ここで補機類用のバッテリーは、例えば、ヘッドランプ等や低電圧で使用する電装品等に使用されるものである。車載充電器３６は、交流と直流の変換を行ったり、昇圧を行って駆動用のバッテリー３５を充電するものである。また、ＰＣＵ３４、モータ２、ＤＣ／ＤＣコンバータ５５、車載充電器３６及びバッテリー３５の間等には、高電圧ケーブル３９ａが接続されている。高電圧ケーブル３９ａは、高電圧に耐え得るように、比較的径が太くて、曲げ剛性の高いケーブルが用いられている。
トランスアクスル３２は、前方側領域１８において、モータ２に対して前方に配置されている。また、トランスアクスル３２は、第１電子機器５６に対して車両前方側に隣接配置されている。また、第１電子機器５６のうち、ＰＣＵ３４が、モータ２よりも上方に位置するように配置されている。これにより、高電圧ケーブル３９ａの余長と曲げのアールを大きく取ることができる。ここで、トランスアクスル３２は、モータ２の動力を左右の駆動輪である前輪３１Ｌ，３１Ｒに分配するデファレンシャルギヤを含むものであり、従来公知のものと同様の構成とされている。前記デファレンシャルギヤは、デフケース内で回転可能に設けられる２個のピニオンギヤにそれぞれ噛合する２個のサイドギヤ及びデフケースに固定されるリング状のリングギヤを備えている。デフケースは、左右のドライブシャフト３７Ｌ，３７Ｒの一端部が挿入されており、その一端部は、それぞれサイドギヤに接続されている。また、デフケースには、デフケースの外周を取り囲むリング状のリングギヤが固定されている。
前記デファレンシャルギヤは、モータ２に対して動力伝達可能なように結合されている。具体的には、図１に示すように、モータ２の出力軸２３には、かさ歯車３８が固定されている。かさ歯車３８は、リングギヤに形成された斜歯と噛合している。これにより、モータ２の出力軸２３の動力により、デフケースがリングギヤと一体に回転する。そして、デフケースの回転がピニオンギヤを介して各サイドギヤの回転に変換されて、各サイドギヤと一体に左右のドライブシャフト３７Ｌ，３７Ｒが回転し、ドライブシャフト３７Ｌ，３７Ｒの回転がそれぞれ前輪３１Ｌ，３１Ｒに伝達される。このようにトランスアクスル３２は、上述したデファレンシャルギヤやドライブシャフト３７Ｌ、３７Ｒなどによりモータ２の動力を駆動輪に伝達することができる。
図１，図２，図６等に示すように、第２クロスメンバ１１ｂは、サイドメンバ１０Ｌ，１０Ｒの下側に支持された支持枠を介して、両端側が、サイドメンバ１０Ｌ，１０Ｒに締結されている。従って、第２クロスメンバ１１ｂは、第１クロスメンバ１１ａよりも下方に位置するように配置されている。これにより、第１電子機器５６の前方側に第１クロスメンバ１１ａが位置し、第１クロスメンバ１１ａが、第１電子機器５６の前面側と対向するように配置される。また、第１クロスメンバ１１ａの一部が、高さ方向において、第１電子機器５６と重なる。従って、第１電子機器５６は、サイドメンバ１０Ｌ，１０Ｒと，第１クロスメンバ１１ａ及び第２クロスメンバ１１ｂとで囲まれた領域に位置するので、前後方向及び左右方向からの衝撃に対して、第１電子機器５６が保護される。また、第１電子機器５６の搭載位置を低くできるので、第１電子機器５６を上下に積み重ねることが可能となる。また、第１電子機器５６の前方側に第１クロスメンバ１１ａが配置されることにより、車両１が前方に追突等することによって前方側から衝撃を受けた場合に、第１電子機器５６が車両１の前方側に侵入することを抑制することができる。また、車両１の前方側に搭載されている例えばモータ２等の他部材が、前方からの衝撃によって第１電子機器５６の方に侵入することを抑制することができる。
また、図２，図３，図６等に示すように、第１クロスメンバ１１ａと第２クロスメンバ１１ｂとの間には、第１電子機器５６が固定される支持部１２が形成されている。図３に示すように支持部１２は、３本の支持枠が第１クロスメンバ１１ａと第２クロスメンバ１１ｂとに亘って取り付けられることで第１電子機器５６の固定面が略水平となるように形成されている。支持部１２は、前方向からの衝撃に対して、第１クロスメンバ１１ａと第２クロスメンバ１１ｂとの間で突っ張ることにより、前記収容スペースの耐久性をより一層高めることができる。第１電子機器５６は、支持部１２上に搭載され、ブラケット２６を介して支持部１２に固定されている。従って、第１電子機器５６は、前方向からの衝撃に対して高い耐久性が確保された収容スペース内に収容されるので、前からの衝突を受けても第１電子機器５６の破壊が生じにくい車体構造が提供される。
図３～図５に示すように、本実施形態の車両１において、第１電子機器５６は、車載充電器３６が１段目、ＤＣ／ＤＣコンバータ５５が２段目、ＰＣＵ３４が最上段の３段目となるように、それぞれ積層した状態で一部又は全部が、空間部１３ａの内部に配置されている。また、第１電子機器の５６のうち、最上段に位置するＰＣＵ３４が、高電圧ケーブル３９ａによってモータ２に接続されている。これにより、曲げ剛性の高い高電圧ケーブル３９ａにおいて、高さ方向にケーブルの余長を大きく取ることができるので、曲げのアール（半径とも称する）も大きくすることができる。従って、高電圧ケーブル３９ａの配索の制約が解消される。
車載充電器３６、ＤＣ／ＤＣコンバータ５５、ＰＣＵ３４は、それぞれブラケット２６を介して積み重ねて配置されており、最下段の車載充電器３６が、支持部１２にブラケット２６を介して固定されている。これらの第１電子機器５６の積層順番は、形状や配線の取り回しなどに応じて任意のものとできるが、上述したように高電圧ケーブル３９ａの余長を確保し、曲げのアールを大きく取る上で、ＰＣＵ３４が最上段となるように配置することが望ましい。なお、第１電子機器５６は、第１クロスメンバ１１ａ及び第２クロスメンバ１１ｂのいずれか一方又は双方に直接的に搭載されるものやブラケット２６等を介して間接的に搭載されるものであっても良い。
また、第１電子機器５６は、モータ２及びトランスアクスル３２よりも上方となるように配置されている。これにより、車両１が前方側から衝撃を受けた際に、駆動装置２０が第１電子機器５６と干渉することを抑制することができる。具体的には、前方側からの衝撃により、マウント２５が、まず破損し、これに伴って、駆動装置２０が第１電子機器５６の下方に潜り込むので、駆動装置２０と第１電子機器５６とが干渉することを抑制できる。また、第１電子機器５６をトランスアクスル３２よりも上方となるように配置することで、車両１が水に浸かった際に、第１電子機器５６を浸水から抑制することができる。
バッテリー３５は、第１電子機器５６が配置された空間部１３ａに対して後方側にある後方側領域１６において、サイドメンバ１０Ｌ，１０Ｒの間に配置されている。また、バキュームポンプ５１が車両前方寄りのモータ２上に配置され、第１電子機器５６が空間部１３ａの内部に配置されている。これにより、車両後方側にバッテリー３５を搭載するスペースを広く確保することができ、バッテリー３５の容量を高めることができる。バッテリー３５は、多数の電池セル３５ａを上下方向に単段であって、水平方向（本実施形態では車幅方向及び車両前後方向）に多数並べて配置したものとされている。バッテリー３５は、車両後方側において直線的に延び、かつ略並行に配置されたサイドメンバ１０Ｌ，１０Ｒの間に形成された、略矩形状の後方側領域１６に配置されている。そのため、バッテリー３５についても、電池セル３５ａを収容できる程度の高さ（厚み）であって、平面視が略矩形の外観形状とされている。従って、車両１に搭載されているバッテリー３５は、内部にデッドスペースを殆ど発生させることなく電池セル３５ａを配列したものであり、薄型でありながら高容量のものとされている。
上述したように車両１では、第１クロスメンバ１１ａと第２クロスメンバ１１ｂとが相対的に高さが異なるように設けられているので、第１クロスメンバ１１ａと第２クロスメンバ１１ｂとの間に上下方向の収容スペースが確保される。そのため、前記収容スペース内に第１電子機器５６を収容することができる。しかも、第１電子機器５６自体の重心位置に配置するのではなく、第１クロスメンバ１１ａを第１電子機器５６の前（第２クロスメンバ１１ｂ上）に配置することで、固定部が第１電子機器５６の重心に近くなり、安定する。これにより、第１電子機器５６の重心が低位置に位置するので、第１電子機器５６の取り付け状態が安定化する。また、車両１の加速に伴う重力加速度（Ｇとも称する）による第１電子機器５６のふらつきや振動を軽減することが可能である。また、前記収容スペースは、第１クロスメンバ１１ａと第２クロスメンバ１１ｂとによって前後方向からの衝撃を受け止めることができるので、前後方向の衝撃に対して高い耐久性が確保される。
また、本実施形態においては、空間部１３ａの下方に第１クロスメンバ１１ａが配置されている。従って、第１クロスメンバ１１ａの下方側に設けられたマウント２５にモータ２がマウントされることで、モータ２の上部に支持されたバキュームポンプ５１を空間部１３ａの内部に収容することができる。また、第１クロスメンバ１１ａに対して車両後方側のスペースに第１電子機器５６を搭載することができる。これにより、第１電子機器５６の前方側に第１クロスメンバ１１ａを位置させることができ、車両１が前方に衝突した際の前方からの衝撃に対して第１電子機器５６を保護することができる。また、第１電子機器５６を空間部１３ａの下方に位置させることができるので、積層した第１電子機器５６の一部又は全部を空間部１３ａの内部に収容することができる。また、バキュームポンプ５１等に接続される例えば、低電力用の配線３９ｂをブラケット２６の間に通すことによって、配線３９ｂがブラケット２６で保護される。すなわち、配線３９ｂの周囲が、ブラケット２６に囲まれているので、車両１が衝突した際に受ける衝撃が、配線３９ｂに及ぶことを抑制できる。
図３～図５及び図７に示すように、車両１には、上述したモータ２の側方で、第１クロスメンバ１１ａに対して車両前方側に、電動エアコンプレッサ３３が配置されている。電動エアコンプレッサ３３は、車室内の空調のためのものであり、モータ２に対して車幅方向に隣接する位置に配置されている。電動エアコンプレッサ３３は、車両後方側に、図示しない高電圧ケーブルの一端が接続されている。
上述したように、本実施形態の車両１では、モータ２やトランスアクスル３２のような大きな部材を備えた駆動装置２０が、バッテリー３５に対して前方に配置されている。そのため、本実施形態の車両１は、駆動装置２０を後方側に配置する場合に比べて車室フロアを確保しやすい。さらに、第１電子機器５６を車両１の中間領域１７に形成された空間部１３ａの内部に配置することで、第１電子機器５６が分散配置されることなく一箇所に集約して収容される。そのため、車両１の後方側領域１６に第１電子機器５６を設ける場合に比べて、バッテリー３５の収容スペースを広く確保でき、車両１のトランクを広く形成することが可能となる。これにより、バッテリー３５を大容量化でき、車両１の走行可能時間を延ばすことができる。
また、第１電子機器５６が空間部１３ａに集約されることで、ＰＣＵ３４、ＤＣ／ＤＣコンバータ５５及び車載充電器３６の間を接続する高電圧ケーブル３９ａを最小限の長さとしつつ、余長及び曲げのアールを確保することができる。また、第１電子機器５６、モータ２及びバッテリー３５を近接配置することが可能であるので、高電圧ケーブル３９ａを最小限の長さとしつつ、余長及び曲げのアールを確保することができる。これにより、配線作業を容易にすると共にコストダウン、軽量化、電力損失の抑制が可能となる。また、第１電子機器５６が、立体的に形成されたシェル状の空間部１３ａに囲まれているので、車両１が、前方から衝撃を受けた場合に、第１電子機器５６が空間部１３ａによって保護される。また、空間部１３ａは、両側にサイドメンバ１０Ｌ，１０Ｒが形成されているので、車両１が、横方向から衝撃を受けた場合であっても、第１電子機器５６がサイドメンバ１０Ｌ，１０Ｒと、第１クロスメンバ１１ａ及び第２クロスメンバ１１ｂによって保護される。
本実施形態の車両１では、トランスアクスル３２の前方又は後方においてモータ２の出力軸２３が前後方向に延びるように配置した縦置きの配置とされている。このような構成を採用することにより、車両１においては、車室フロアの低床化が図られている。すなわち、上述したようにモータ２を縦置きで配置すれば、モータ２の出力軸２３が前後方向に延びることになる。そのため、モータ２の出力軸２３とトランスアクスル３２のリングギヤとの連結に、直交軸歯車であるかさ歯車３８が用いられている。従って、上述したようにモータ２を縦置きの配置とすることで、横置きにしたときのように大きな設置スペースを必要とせず、その分だけ車室１４の低床化が図られている。
また、上述したように、本実施形態の車両１では、一対のサイドメンバ１０Ｌ，１０Ｒの間であって車両１の後方側にある後方側領域１６にバッテリー３５が配置されている。後方側領域１６は、サイドメンバ１０Ｌ，１０Ｒの間隔が前方側領域１８や中間領域１７よりも大きいため、大容量のバッテリー３５であっても、上下方向に大型化させることなく配置できる。具体的には、バッテリー３５が、充放電可能な電池セル３５ａを上下方向に単段であって、水平方向に複数並ぶように配置したものとされている。また、後方領域においては、一対のサイドメンバ１０Ｌ，１０Ｒが略平行に配置されているため、バッテリー３５の配置によりデッドスペースとなる部分が発生しにくい。そのため、上述した車両１においては、平面視が略矩形のバッテリー３５を搭載することができ、バッテリー３５を上下方向に大型化させることなく高容量なものを採用できる。従って、上述した構成によれば、車室フロアの低床化がより一層図りやすくなる。また、上述したような薄型かつ表面積の大きなバッテリー３５採用すれば、電池セル３５ａの冷却効率や、充放電効率の向上についても高い効果が見込める。
なお、本実施形態では、バッテリー３５が、充放電可能な電池セル３５ａを上下方向に単段であって、水平方向に複数並ぶように配置したものを採用した例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えばバッテリー３５として、上下方向に複数段に亘って電池セル３５ａが積み重ねられたもの等を採用できる。また、上述した実施形態では、バッテリー３５として、平面視が略矩形のものを採用した例を示したが、他の形状等としても良い。
また、上述した車両１では、バッテリー３５に対して電気的に接続される電動エアコンプレッサ３３と、第１電子機器５６と、駆動装置２０とが、バッテリー３５に対して前方に配置したものとされている。さらに、駆動装置２０とバッテリー３５との間に第１電子機器５６が配置されている。このような配置によれば、第１電子機器５６及びバッテリー３５を繋ぐ高電圧ケーブル３９ａと、駆動装置２０をなすモータ２及びバッテリー３５を繋ぐ高電圧ケーブル３９ａとをバッテリー３５よりも前方側に集中させることができる。また、電動エアコンプレッサ３３とバッテリー３５とを接続する高電圧ケーブル３９ａもバッテリー３５寄りも前方側に集中させることができる。これにより、例えば、車両１における高電圧ケーブル３９ａや配線３９ｂの配索をシンプルなものとすることや、高電圧ケーブル３９ａや配線３９ｂの配索に要するスペースの小型化を図る等の効果が期待できる。また、車両１の製造工程において高電圧ケーブル３９ａや配線３９ｂの配索作業を簡素化することが可能となる。
本実施形態においては、空間部１３ａが車両１の中間領域１７に設けられるものであったが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、空間部１３ａが形成されていない車両であっても良い。また、空間部１３ａが前方側領域１８や後方側領域１６に形成されていても良い。また、本実施形態においては、空間部１３ａが略矩形状に形成されているが、空間部１３ａは、矩形状以外の形状であっても良い。また、空間部１３ａの上方への突出量も任意のものとできる。
また、本実施形態では、複数の第１電子機器５６が空間部１３ａの内部に配置されているが、１つの第１電子機器５６を配置するものであっても良い。また、本実施形態では、複数の第１電子機器５６が上下方向に積層されているが、高電圧ケーブル３９ａの余長や曲げのアールが確保できる範囲で、第１電子機器５６を横方向へ並列に並べて配置しても良い。また、第１電子機器５６は、高電圧ケーブル３９ａの余長や曲げのアールを確保できる範囲で、上下方向への積層と横方向への積層とを併用するなどしても良い。また、第１電子機器５６は、空間部１３ａに全部が収容されるものであっても良いし、一部が空間部１３ａに収容されるものであっても良い。
また、本実施形態では、第１電子機器５６が支持部１２にブラケット２６を介して支持されているが、第１電子機器５６の支持は適宜の方法が採用できる。また、本実施形態では、支持部１２とブラケット２６は、別の部材として形成されているが、支持部１２とブラケット２６とを一体として形成しても良い。ブラケット２６の形状は、第１電子機器５６の形状に合わせて、任意の形状のものを採用できる。また、積み重ねて配置された第１電子機器５６の間のブラケット２６は、必要に応じて廃することができる。この場合において、第１電子機器５６同士の接続は、それぞれ直接的に行うものであっても良い。また、第１電子機器５６を積層する順番は、任意のものとできる。なお、高電圧ケーブル３９ａは、主にモータ２とＰＣＵ３４とを接続するために使用されることが多いので、ケーブルの余長を大きく取るためには、ＰＣＵ３４を最上部に配置することが望ましい。
本実施形態では、第２電子機器５１として、例えば、バキュームポンプを例示したが、第２電子機器５１として各種の電子機器を採用することができる。また、第２電子機器５１は、任意の位置に配置することが可能であるが、第１電子機器５６と接続する場合は、第１電子機器５６と近接した位置に配置すれば良い。また、配線３９ｂは、任意の位置を通るように配置できるが、衝突時の衝撃から配線３９ｂを保護する上で、ブラケット２６の間を通るようにすることが望ましい。
本実施形態では、モータ２に隣接して第１電子機器５６が配置されているが、第１電子機器５６とモータ２の配置は、任意のものとできる。また、第１電子機器５６のうちＰＣＵ３４がモータ２の上方に位置するようにしているが、ＰＣＵ３４は、任意の位置に配置することができる。この場合において、モータ２とＰＣＵ３４とを接続するケーブルの余長を大きく取る上では、ＰＣＵ３４がモータ２の上方に位置するようにすることが望ましい。また、トランスアクスル３２をＰＣＵ３４に隣接配置し、ＰＣＵ３４がトランスアクスル３２の上方に位置するようにしても良い。
本実施形態では、クロスメンバが、車両前後方向に間隔を空けて形成された第１クロスメンバ１１ａと第２クロスメンバ１１ｂとを有しているが、クロスメンバは少なくとも１つを有していれば良く、２つ以上のクロスメンバを備えるものであっても良い。また、車両１が衝突した際の前後方向及び左右方向からの衝撃から第１電子機器５６を保護する上では、第１電子機器５６が、一対のサイドメンバ１０Ｌ，１０Ｒと、第１クロスメンバ１１ａ及び第２クロスメンバ１１ｂとで囲まれた領域に位置するようにすることが望ましい。
また、本実施形態では、第１クロスメンバ１１ａが、第１電子機器５６の前方側に位置しているが、第１クロスメンバ１１ａの配置は任意の位置に行うことができる。この場合において、車両１が前方側に衝突した際の前方側からの衝撃に対して、第１電子機器５６を保護する上では、第１電子機器５６の前方側に第１クロスメンバ１１ａが位置することが望ましい。
本実施形態では、第１クロスメンバ１１ａと第２クロスメンバ１１ｂとが、第１電子機器５６の固定状態において相対的に高さが異なるように配置されているが、第１クロスメンバ１１ａと第２クロスメンバ１１ｂとの高さの相違は任意のものとできる。この場合、第１電子機器５６が第１クロスメンバ１１ａと第２クロスメンバ１１ｂとの間で低位置に配置されるようにすることが好ましい。また、第１クロスメンバ１１ａと第２クロスメンバ１１ｂとは、例えば、高さが等しくても良い。
また、本実施形態では、バッテリー３５が、空間部１３ａの後方側におけるフロアパネル１３の下方に配置されているが、バッテリー３５は、任意の位置に設けることが可能である。この場合、バッテリー３５は、デッドスペースを利用したものとすることが望ましい。
また、本実施形態では、駆動装置２０が、回転動力を出力するモータ２と、モータ２から出力された回転動力を駆動輪である前輪３１Ｌ、３１Ｒに伝達するトランスアクスル３２とを有しているが、モータ２は、出力に応じて適宜のモータを用いることが可能である。また、トランスアクスル３２は、例えば、デファレンシャルギヤなどの各種差動機構や、各種のトランスミッション等を用いて構成することが可能である。また、本実施形態においてはモータ２が縦置き（車両進行方向）されていたが、モータ２が横置きされていても良い。
また、本実施形態では、第１クロスメンバ１１ａに対して車両後方側に第１電子機器５６が配置されているが、配置する態様は、各種の態様を採用できる。例えば、第１電子機器５６の前面側と第１クロスメンバ１１ａが対向するものや、第１電子機器５６と第１クロスメンバ１１ａとの間に緩衝部材などの別部材が介在するようなものでも良い。また、本実施形態では、第１電子機器５６が、ＰＣＵ３４と、ＤＣ／ＤＣコンバータ５５と、車載充電器３６とを有しているが、その他の制御装置などの電子機器類を設けるものであっても良い。
また、本実施形態では、第１クロスメンバ１１ａ及び第２クロスメンバ１１ｂとの間に形成された支持部１２に第１電子機器５６が搭載されているが、第１電子機器５６の搭載方法は、これに限定されるものではない。例えば、板状のもので第１電子機器５６が全面で支持されるものや、板状、柱状、筒状などの部材が複数並べられたものなど、各種の形態のものを採用できる。また、各種部材を並べて配置する場合の方向は、任意のものとできる。なお、第１クロスメンバ１１ａ及び第２クロスメンバ１１ｂを前方側からの衝撃に対して補強する上では、各種部材を第１クロスメンバ１１ａと第２クロスメンバ１１ｂとに対して交差する方向に並べて配置することが好ましい。また、側方側からの衝撃に対して補強する場合は、サイドメンバ１０Ｌ，１０Ｒと交差する方向に支持部１２を構成する部材を配置するようにしても良い。
また、上述した本実施形態では、車両１は、車室１４のフロア面を形成するフロアパネル１３が、運転席や助手席の下方に設けられた空間部１３ａ以外の部分では、運転席から車室１４の後端までフラットに延びるものとされている。そのため、車両１は、空間部１３ａを有効に活かしながら、居住性に優れ、利便性に優れたものとされている。
上述した実施形態では、フロアパネル１３を単にフラットかつ低床化した例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、様々な形態の車両構造を備えたものとできる。
なお、本発明は上述した実施形態や変形例において例示したものに限定されるものではなく、特許請求の範囲を逸脱しない範囲でその教示及び精神から他の実施形態があり得ることは当業者に容易に理解できよう。
本発明は、電力により発生する回転動力を駆動輪に伝達して走行する電気自動車やハイブリッド車等において好適に利用することが可能である。
１ ：車両（電動車両）
２ ：モータ
３ ：車体
１０Ｌ ：サイドメンバ
１０Ｒ ：サイドメンバ
１１ａ ：第１クロスメンバ
１１ｂ ：第２クロスメンバ
１２ ：支持部
１３ ：フロアパネル（フロア部）
１３ａ ：空間部
１４ ：車室
１５ ：前部座席
１６ ：後方側領域
１７ ：中間領域
１８ ：前方側領域
２０ ：駆動装置
２３ ：出力軸
２４ ：モータ本体
２５ ：マウント
２６ ：ブラケット
３１Ｌ ：前輪
３１Ｒ ：前輪
３２ ：トランスアクスル
３３ ：電動エアコンプレッサ
３４ ：ＰＣＵ
３５ ：バッテリー
３５ａ ：電池セル
３６ ：車載充電器
３７Ｌ ：ドライブシャフト
３７Ｒ ：ドライブシャフト
３８ ：かさ歯車
３９ａ ：高電圧ケーブル
３９ｂ ：配線
３９ｃ ：配線
５１ ：バキュームポンプ（第２電子機器）
５２ ：支持枠
５５ ：ＤＣ／ＤＣコンバータ
５６ ：第１電子機器

Claims (3)

  1. 複数の電子機器を車両に搭載する電動車両であって、
    前記車両は、車室のフロア面を形成するフロア部と、
    前記車室の両側に形成された一対のサイドメンバと、
    前記フロア部の下方において、前記サイドメンバと交差する方向に形成された少なくとも一つのクロスメンバとを有し
    前記電子機器は、前記クロスメンバに固定され、ブラケットを介して上下に積み重ねるように配置されると共に、モータ又はトランスアクスルに隣接して配置されており、
    当該電子機器のうち、パワーコントロールユニットを前記モータ又はトランスアクスルよりも上方に位置させたことを特徴とする電動車両。
  2. 前記電子機器は、前記クロスメンバに固定され、前記ブラケットを介して上下に積み重ねるように配置される複数の第１電子機器で構成されており、
    前記第１電子機器の上下積層方向とは異なる位置に配置される第２電子機器を有し、
    前記第２電子機器の配線が、前記ブラケットに形成された間隙を通るように配索されることを特徴とする請求項１に記載の電動車両。
  3. 前記第２電子機器の配線の周囲が、前記ブラケットに囲まれていることを特徴とする請求項２に記載の電動車両。
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