JP6003853B2

JP6003853B2 - 車両

Info

Publication number: JP6003853B2
Application number: JP2013188446A
Authority: JP
Inventors: 大介上木原; 浩章湯浅
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-09-11
Filing date: 2013-09-11
Publication date: 2016-10-05
Anticipated expiration: 2033-09-11
Also published as: JP2015054586A; US9533592B2; CN104417378B; US20150069964A1; CN104417378A

Description

本発明は、車両に関し、特に、送電装置から非接触で電力を受電する受電装置を備えた車両に関する。

特許文献１〜６に開示されているように、近年、地面に設けられた送電装置から非接触で電力を受電する受電装置を備えた車両の開発が進められている。特許文献１（特開２０１１−２５０５９３号公報）に開示された受電装置は、車両の底面に配置される。受電装置は、ケース、コイル、およびコンデンサを含んでいる。コイルおよびコンデンサは、互いに電気的に接続され、ケース内に配置される。

特開２０１１−２５０５９３号公報特開２０１３−１５４８１５号公報特開２０１３−１４６１５４号公報特開２０１３−１４６１４８号公報特開２０１３−１１０８２２号公報特開２０１３−１２６３２７号公報

車両の底面には、排気管や触媒などが設けられる。車両の底面に配置された受電装置は、これらの機器や地面からの熱を受けやすい。コンデンサの電気容量は、温度に依存する。コンデンサとコイルとにより構成される電気回路の共振周波数は、コンデンサの温度が変動することに応じて増減する。受電装置に用いられているコンデンサが熱の影響を受けることにより、共振周波数のずれが生じ、電力伝送の効率低下が懸念される。

本発明は、受電装置に用いられているコンデンサが熱の影響を受けることを抑制可能な構成を備えた車両を提供することを目的とする。

車両は、底面を有する車両本体と、上記車両本体の内部に設けられたバッテリと、上記車両本体の外部に設けられた送電装置の送電コイルに対向した状態で上記送電コイルから非接触で電力を受電する受電装置と、上記受電装置および上記バッテリに電気的に接続され、上記受電装置からの電力を上記バッテリに供給する電気機器と、を備え、上記受電装置は、上記車両本体の上記底面に設けられた受電コイルと、上記車両本体の上記内部に設けられ、上記受電コイルおよび上記電気機器に電気的に接続され、上記受電コイルとともに共振回路を構成するコンデンサと、を含み、上記バッテリは、上記車両本体の前後方向における中心位置よりも後方の側に配置され、上記電気機器は、上記車両本体の上記内部に設けられ、上記電気機器および上記コンデンサは、上記バッテリが設けられている高さ位置よりも鉛直方向における上方または下方に配置され、上記車両本体の前後方向において、上記車両本体の後端の位置と上記バッテリの後端の位置との間の距離をＬ１とし、上記車両本体の後端の位置と上記コンデンサの後端の位置との間の距離をＬ２とすると、Ｌ２＞Ｌ１の関係を満足しており、上記コンデンサおよび上記電気機器は、上記バッテリの下側に配置され、上記コンデンサおよび上記電気機器は、上記コンデンサおよび上記電気機器を上記バッテリに向かって鉛直方向に投影したときに形成される投影像の全部が上記バッテリに重なる位置にそれぞれ配置されている。この構成によれば、バッテリの上方から見ると、コンデンサおよび電気機器は、バッテリの下側に隠れた状態となっており、使用者等がコンデンサや電気機器を触ることが抑制されている。

好ましくは、上記電気機器は、上記コンデンサに接続された絶縁トランスを有し、上記車両本体の前後方向において、上記車両本体の後端の位置と上記バッテリの後端の位置との間の距離をＬ１とし、上記車両本体の後端の位置と上記電気機器の後端の位置との間の距離をＬ３とすると、Ｌ３＞Ｌ１の関係を満足している。この構成によれば、非接触で伝送された電力は、絶縁トランスによって高電圧から低電圧に変換され、バッテリ側の機器に供給される。換言すれば、絶縁トランスの一方のコイルには、コンデンサに印加される電圧と同等の電圧が印加されている。このような高電圧が印加されている絶縁トランスを車両後端から離すことで、後突時に絶縁トランスに加えられる衝撃力が低減される。特に、バッテリの方が絶縁トランスよりも先に衝撃を受けるため、絶縁トランスに達する衝撃力を低減できる。

好ましくは、上記コンデンサおよび上記電気機器は、上記バッテリが設けられている高さ位置よりも鉛直方向における下方に配置され、上記車両本体の上記内部に設けられ、上記電気機器に比べて低い電圧が印加される制御機器をさらに備え、上記車両本体の前後方向において、上記制御機器は、上記電気機器よりも後方の側に配置されている。この構成によれば、電気機器はバッテリの下側に配置されると共に、電気機器の後側に低電圧の制御機器が配置されるため、使用者等が電気機器を触ることを抑制できる。

他の車両は、底面を有する車両本体と、上記車両本体の内部に設けられたバッテリと、上記車両本体の外部に設けられた送電装置の送電コイルに対向した状態で上記送電コイルから非接触で電力を受電する受電装置と、上記受電装置および上記バッテリに電気的に接続され、上記受電装置からの電力を上記バッテリに供給する電気機器と、を備え、上記受電装置は、上記車両本体の上記底面に設けられた受電コイルと、上記車両本体の上記内部に設けられ、上記受電コイルおよび上記電気機器に電気的に接続され、上記受電コイルとともに共振回路を構成するコンデンサと、を含み、上記バッテリは、上記車両本体の前後方向における中心位置よりも後方の側に配置され、上記電気機器は、上記車両本体の上記内部に設けられ、上記電気機器および上記コンデンサは、上記バッテリが設けられている高さ位置よりも鉛直方向における上方または下方に配置され、上記車両本体の前後方向において、上記車両本体の後端の位置と上記バッテリの後端の位置との間の距離をＬ１とし、上記車両本体の後端の位置と上記コンデンサの後端の位置との間の距離をＬ２とすると、Ｌ２＞Ｌ１の関係を満足しており、上記電気機器および上記コンデンサは、上記バッテリが設けられている高さ位置よりも鉛直方向における下方に配置され、上記車両本体の前後方向において、上記コンデンサは、上記電気機器よりも後方の側に配置されている。この構成によれば、電気機器はバッテリの下側に配置されると共に、電気機器の後側にコンデンサが配置されるため、使用者等が電気機器を触ることを抑制できる。

本発明によれば、受電装置に用いられているコンデンサが熱の影響を受けることを抑制できる。

実施の形態おける電力伝送システムを模式的に示す図である。実施の形態おける電力伝送システムの一部を模式的に示す図である。実施の形態おける電動車両を示す底面図である。実施の形態おける電動車両を示す側面図である。図４中のＶ−Ｖ線に沿った矢視断面図である。実施の形態おける電動車両を模式的に示す底面図である。実施の形態の第１変形例における電動車両の断面構成を背面側から見た図である。実施の形態の第２変形例における電動車両を模式的に示す底面図である。実施の形態の第３変形例における電動車両を模式的に示す底面図である。実施の形態の第４変形例における電動車両の断面構成を側面側から見た図である。実施の形態の第５変形例における電動車両の断面構成を側面側から見た図である。実施の形態の第６変形例における電動車両を示す側面図である。実施の形態の第７変形例における電動車両の断面構成を側面側から見た図である。実施の形態の第８変形例における電動車両の断面構成を側面側から見た側面図である。

本発明に基づいた実施の形態について、以下、図面を参照しながら説明する。実施の形態の説明において、個数および量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数およびその量などに限定されない。実施の形態および各実施例の説明において、同一の部品および相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。

図１および図２を参照して、実施の形態における電力伝送システム１０００について説明する。図１は、電力伝送システム１０００の全体構成を模式的に示す図であり、図２は、電動車両１００の一部を詳細に示す図である。電力伝送システム１０００は、電動車両１００（車両）および外部給電装置３００を備える。以下、電動車両１００および外部給電装置３００の全体構成について順に説明する。

（電動車両１００）
図１を主として参照して、電動車両１００は、車両本体１１０および受電装置２００を備える。受電装置２００は、受電コイル２５０（２次コイル）を有している。一方で、外部給電装置３００は送電装置４００を含み、送電装置４００は送電コイル４５０（１次コイル）を有している。詳細は後述するが、受電装置２００の受電コイル２５０が送電装置４００の送電コイル４５０に対向した状態で、受電装置２００は送電装置４００から電力を非接触で受電する。

車両本体１１０には、電気機器１１５、制御機器１２５、バッテリ１５０、パワーコントロールユニット１６０、モータユニット１７０、および通信部１８０などが設けられる。電気機器１１５は、受電装置２００およびバッテリ１５０に電気的に接続され、絶縁トランス１２０、整合器１３０、および整流器１４０を含んでいる。制御機器１２５（図２）は、ＭＧ−ＥＣＵ１２１（ＭＧ：Motor-Generator）、車両ＥＣＵ１２２、および充電ＥＣＵ１２３などを含んでいる。

受電装置２００は、受電部２１０および筺体２６０（図３参照）を含む。受電部２１０は、ソレノイド型のコイルユニット２３０と、コイルユニット２３０に接続されたコンデンサ２２０とを有する。コイルユニット２３０は、フェライト製のコア２４０と、コア２４０を挟持して固定する樹脂製の固定部材（図示せず）と、受電コイル２５０とにより構成される。詳細は後述するが、コイルユニット２３０は筺体２６０内に配置され、コンデンサ２２０は車両本体１１０の内部に配置される。

受電コイル２５０は、上記固定部材の外周面に巻回され、コイル中心軸Ｏ２（図３参照）の周囲を取り囲むように形成されている。コイル中心軸Ｏ２は、車両本体１１０の前後方向に対して平行な方向に延びている。受電コイル２５０は、浮遊容量を有し、コンデンサ２２０を介して絶縁トランス１２０に接続されている。受電コイル２５０の誘導係数と、受電コイル２５０の浮遊容量およびコンデンサ２２０の電気容量とによって、電気回路が形成される。図２の中では、コンデンサ２２０および受電コイル２５０が直列に接続されているが、これらは並列に接続されていてもよい。受電コイル２５０については、送電装置４００の送電コイル４５０との距離や、送電コイル４５０と受電コイル２５０との共鳴強度を示すＱ値（たとえばＱ≧１００）およびその結合度を示す結合係数κなどが大きくなるようにその巻数が適宜設定される。

絶縁トランス１２０は整合器１３０に接続される。絶縁トランス１２０は、受電コイル２５０から受ける高周波の交流電力を所定の電圧レベルに変換する。具体的には、絶縁トランス１２０は、受電コイル２５０およびコンデンサ２２０からの電圧を低くして、絶縁トランス１２０よりもバッテリ側の整合器１３０に出力している。整合器１３０は、送電装置４００側のインピーダンスと電動車両１００側のインピーダンスとを互いに整合させる。

整流器１４０は、整合器１３０から受けた高周波電流を直流電流に変換して、バッテリ１５０に供給する。なお、整流器１４０とバッテリ１５０との間にＤＣ／ＤＣコンバータなどを配置してもよい。本実施の形態では、絶縁トランス１２０、整合器１３０、および整流器１４０が、受電装置２００からの電力をバッテリ１５０に供給する電気機器１１５として機能している。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータを設けた場合には、当該コンバータも電気機器に含められる。電気機器１１５は、これらの機器の一部により構成されていてもよいし、これらの機器とは別の機器を含んでいてもよい。

パワーコントロールユニット１６０は、バッテリ１５０に接続される。モータユニット１７０は、パワーコントロールユニット１６０に接続される。パワーコントロールユニット１６０は、バッテリ１５０に接続された図示しないコンバータと、このコンバータに接続された図示しないインバータとを含む。コンバータは、バッテリ１５０から供給される直流電流を調整（昇圧）してインバータに供給する。インバータは、コンバータから供給される直流電流を交流電流に変換してモータユニット１７０に供給する。

モータユニット１７０は、発電機として機能するモータジェネレータと、電動機として機能するモータジェネレータとを含む。モータユニット１７０としては、たとえば三相交流モータを用いることができる。モータユニット１７０は、パワーコントロールユニット１６０のインバータから供給された交流電流によって駆動する。

制御機器１２５は、車両本体１１０の内部に設けられた各機器の駆動を制御する。たとえば、車両の動作モードが走行モードのとき、車両ＥＣＵ１２２は、ＭＧ−ＥＣＵ１２１に指令を出力し、パワーコントロールユニット１６０による走行制御の実行を指示する。ＭＧ−ＥＣＵ１２１は、アクセルペダルおよびブレーキペダルの操作状況や車両の走行状況等に応じて、パワーコントロールユニット１６０へ制御指令を出力する。

車両本体１１０が停止しているときに給電ボタン１８１がオン状態に設定されたことを車両ＥＣＵ１２２が検出した場合、車両の動作モードは充電モードに切り替えられる。車両ＥＣＵ１２２は、充電ＥＣＵ１２３に指令を出力し、外部給電装置３００によるバッテリ１５０の充電制御の実行を指示する。充電ＥＣＵ１２３は、車両ＥＣＵ１２２から充電開始指令を受けると、外部給電装置３００によるバッテリ１５０の充電制御を実行するとともに、外部給電装置３００から電動車両１００への給電を指示するための指令を通信部１８０へ出力する。

（外部給電装置３００）
外部給電装置３００は、送電装置４００、高周波電源装置３１０、送電ＥＣＵ３２０、および通信部３２２を含む。高周波電源装置３１０は、交流電源３３０に接続される。交流電源３３０は、商用電源または独立電源装置等である。送電装置４００は、たとえば駐車スペース内に設けられ、高周波電源装置３１０に接続される。送電ＥＣＵ３２０は、高周波電源装置３１０などの駆動を制御する。

通信部３２２は、外部給電装置３００と電動車両１００との間で無線通信を行なうための通信インターフェースである。通信部３２２は、電動車両１００の通信部１８０から送信されるバッテリ情報、ならびに送電の開始および停止を指示する信号などを受信し、これらの情報を送電ＥＣＵ３２０へ出力する。

送電装置４００は、送電部４１０および送電部４１０を収容する筺体（図示せず）を含む。送電部４１０は、ソレノイド型のコイルユニット４３０と、コイルユニット４３０に接続されたコンデンサ４２０とを有する。コイルユニット４３０は、フェライト製のコア４４０と、コア４４０を固定する樹脂製の固定部材（図示せず）と、送電コイル４５０とにより構成される。

送電コイル４５０は、浮遊容量を有し、コンデンサ４２０を介して高周波電源装置３１０に接続されている。送電コイル４５０の誘導係数と、送電コイル４５０の浮遊容量およびコンデンサ４２０の電気容量とによって、電気回路が形成される。図２の中では、コンデンサ４２０および送電コイル４５０が直列に接続されているが、これらは並列に接続されていてもよい。

送電ＥＣＵ３２０は、外部給電装置３００における各機器を制御する。高周波電源装置３１０は、交流電源３３０から受ける電力を高周波の電力に変換し、変換した高周波電力を送電コイル４５０へ供給する。送電コイル４５０は、受電部２１０の受電コイル２５０へ、電磁誘導により非接触で電力を送電する。

（電動車両１００の詳細構造）
図３および図４は、それぞれ、電動車両１００を示す底面図および側面図であり、図５は、図４中のＶ−Ｖ線に沿った矢視断面図である。図３〜図５において、「Ｕ」は、鉛直方向上方Ｕを示す。「Ｄ」は、鉛直方向下方Ｄを示す。「Ｌ」は、車両左方向Ｌを示す。「Ｒ」は、車両右方向Ｒを示す。「Ｆ」は、車両前進方向Ｆを示す。「Ｂ」は、車両後退方向Ｂを示す。これらについては、後述する図６〜図１４においても共通している。

図３〜図５を参照して、電動車両１００の車両本体１１０は、底面１１２を有している。底面１１２とは、車輪１１１Ｒ，１１１Ｌ，１１８Ｒ，１１８Ｌ（図３）が地面に接地した状態において、地面に対して鉛直方向下方Ｄに離れた位置から車両本体１１０を見たときに、車両本体１１０のうちの視認可能な領域である。底面１１２は、中心位置Ｐ１（図３）を有する。中心位置Ｐ１は、車両本体１１０の前後方向（車両前進方向Ｆおよび車両後退方向Ｂ）における底面１１２の中心に位置し、かつ、車両本体１１０の車幅方向（車両左方向Ｌおよび車両右方向Ｒ）における底面１１２の中心に位置する。

底面１１２には、フロアパネル１１４（図３〜図５）、サイドメンバ１１５Ｒ，１１５Ｌ（図３，図５）、排気管１１６（図３，図５）、および図示しないクロスメンバ等が設けられる。フロアパネル１１４は、板状の形状を有し、車両本体１１０の内部と車両本体１１０の外部とを区画する部材である。サイドメンバ１１５Ｒ，１１５Ｌおよびクロスメンバは、フロアパネル１１４の下面に配置される。

車両本体１１０の後端には、リアバンパ１１３が設けられている。リアバンパ１１３には、後端位置Ｐ２が含まれる。後端位置Ｐ２とは、車両本体１１０の前後方向において、車両本体１１０のうちの最も後端に位置する部位である。

車両本体１１０は、エンジン１１９（図３）およびバッテリ１５０を内蔵し、エンジン１１９は、前後方向における中心位置Ｐ１よりも前方側（車両前進方向Ｆの側）に配置されている。排気管１１６は、触媒１１７（図３）を通してエンジン１１９に接続されている。一方でバッテリ１５０は、前後方向における中心位置Ｐ１よりも後方側（車両後退方向Ｂの側）に配置されている。バッテリ１５０は、前後方向における中心位置Ｐ１よりも前方側（車両前進方向Ｆの側）に配置されていてもよい。

図４および図５を参照して、上述の通り、受電装置２００は、コンデンサ２２０、コイルユニット２３０、および筺体２６０を含む。筺体２６０は、底面１１２に固定され、車両本体１１０の外部に位置している。筺体２６０を底面１１２に固定するためには、筺体２６０をフロアパネル１１４に固定してもよいし、筺体２６０をサイドメンバ１１５Ｒ，１１５Ｌまたはクロスメンバから懸架してもよい。

コイルユニット２３０（すなわち、コア２４０および受電コイル２５０）は、筺体２６０の内部に配置されている。受電コイル２５０が車両本体１１０の底面１１２に設けられている場合には、底面１１２に設けられた筺体２６０内に受電コイル２５０が配置された状態を含んでいる。

一方でコンデンサ２２０は、筺体２６０の外部に位置しており、車両本体１１０の内部に設けられている。コンデンサ２２０が車両本体１１０の内部に設けられているとは、コンデンサ２２０が少なくともフロアパネル１１４よりも鉛直方向上方Ｕの側に位置しており、かつコンデンサ２２０が車両本体１１０を構成する部材の内側に配置されていることを意味する。車両本体１１０の内部に設けられたコンデンサ２２０は、図示しない配線部材を用いて受電コイル２５０および電気機器１１５に電気的に接続されており、コンデンサ２２０およびコイルユニット２３０は、受電部２１０（図３）として機能している（図１，図２）。

車両本体１１０の内部には、コンデンサ２２０に加えて、バッテリ１５０および電気機器１１５（すなわち、図１，図２に示す絶縁トランス１２０など）が設けられる。コンデンサ２２０の場合と同様に、バッテリ１５０および電気機器１１５が車両本体１１０の内部に設けられているとは、電気機器１１５が少なくともフロアパネル１１４よりも鉛直方向上方Ｕの側に位置しており、かつ電気機器１１５が車両本体１１０を構成する部材の内側に配置されていることを意味する。

フロアパネル１１４には、凹状の形状を有する収容部１１４Ａが設けられている。収容部１１４Ａは、前後方向における中心位置Ｐ１（図３）よりも後方側（車両後退方向Ｂの側）に位置している。コンデンサ２２０および電気機器１１５は、収容部１１４Ａの鉛直方向上方Ｕに位置している。電気機器１１５およびコンデンサ２２０は、バッテリ１５０が設けられている高さ位置よりも鉛直方向下方Ｄ（鉛直方向における下方）に配置されている。

コンデンサ２２０および電気機器１１５（絶縁トランス１２０、整合器１３０、整流器１４０）は、充電ユニットとして、図示しない１つの筺体内に配置されている。この筺体内には、コンデンサ等を冷却するファンなどの冷却手段が設けられていてもよい。なお、バッテリ１５０の上面上には、フロアボードが設けられており、このフロアボードよりも上方が荷物室である。なお、バッテリ１５０の鉛直方向上方Ｕに、たとえば後部座席を設けるようにしてもよい。

電気機器１１５が、バッテリ１５０が設けられている高さ位置よりも鉛直方向下方Ｄ（鉛直方向における下方）に配置されているとは、電気機器１１５を構成している部材のうちの最も鉛直方向上方Ｕの側に位置している部分の高さ位置が、バッテリ１５０を構成している部材のうちの最も鉛直方向下方Ｄの側に位置している部分の高さ位置に比べて鉛直方向下方Ｄの側に位置していることを意味する。

同様に、コンデンサ２２０が、バッテリ１５０が設けられている高さ位置よりも鉛直方向下方Ｄ（鉛直方向における下方）に配置されているとは、コンデンサ２２０を構成している部材のうちの最も鉛直方向上方Ｕの側に位置している部分の高さ位置が、バッテリ１５０を構成している部材のうちの最も鉛直方向下方Ｄの側に位置している部分の高さ位置に比べて鉛直方向下方Ｄの側に位置していることを意味する。

図６は、車両本体１１０を模式的に示す底面図である。車両本体１１０の前後方向において、車両本体１１０の後端位置Ｐ２とバッテリ１５０の後端の位置との間の距離をＬ１とし、車両本体１１０の後端位置Ｐ２とコンデンサ２２０の後端の位置との間の距離をＬ２とすると、電動車両１００は、Ｌ２＞Ｌ１の関係を満足している。

さらに、車両本体１１０の前後方向において、車両本体１１０の後端位置Ｐ２とバッテリ１５０の後端の位置との間の距離をＬ１とし、車両本体１１０の後端位置Ｐ２と電気機器１１５の後端の位置との間の距離をＬ３とすると、車両本体１１０は、Ｌ３＞Ｌ１の関係を満足している。

本実施の形態の車両本体１１０は、Ｌ２＞Ｌ３＞Ｌ１の関係を満足しており、車両本体１１０の前後方向において、コンデンサ２２０は、電気機器１１５よりも前方の側に配置されている。コンデンサ２２０および電気機器１１５は、コンデンサ２２０および電気機器１１５をバッテリ１５０に向かって鉛直方向に投影したときに形成される投影像の全部がバッテリ１５０に重なる位置にそれぞれ配置されている。

（作用および効果）
受電部２１０（図１，図２）および送電部４１０（図１，図２）の間で位置合わせが行なわれた後、受電部２１０と送電部４１０との間で電力伝送が行なわれる。本実施の形態においては、コンデンサ２２０が車両本体１１０の内部に設けられている。コンデンサが車両本体の底面に配置される場合に比べて、本実施の形態のコンデンサ２２０は、車両本体１１０の底面１１２に設けられた排気管１１６や地面などの放熱体からの熱を受け難い。すなわち、受電装置２００に用いられているコンデンサ２２０が熱の影響を受けることは抑制されている。

コンデンサ２２０と受電コイル２５０とにより構成される電気回路の共振周波数が変動することは少なく、共振周波数のずれが生じたり、電力伝送の効率が低下したりすることは効果的に抑制可能となっている。コンデンサ２２０が車両本体１１０の内部に配置されているため、車両本体１１０の外部に存在している粉塵等の影響がコンデンサ２２０に及ぶことも少ない。コンデンサ２２０が筺体２６０の外部に設けられているため、筺体２６０の小型化を図ることもできる。

上述の通り、電気機器１１５およびコンデンサ２２０は、バッテリ１５０が設けられている高さ位置よりも鉛直方向下方Ｄ（鉛直方向における下方）に配置されている。バッテリ１５０の配置位置と、電気機器１１５およびコンデンサ２２０の配置位置とは、高さ方向においてずれている。仮に、電動車両１００が後方側から衝撃を受けたとしても、バッテリ１５０が電気機器１１５およびコンデンサ２２０に接触することはほとんどない。電気機器１１５およびコンデンサ２２０が、バッテリ１５０からの押圧によって損傷することは抑制されている。

上述の通り、電動車両１００は、Ｌ２＞Ｌ１（図６）の関係を満足しており、コンデンサ２２０に比べてバッテリ１５０の方が後方側に位置している。仮に、電動車両１００が後方側から衝撃を受けた場合、コンデンサ２２０に比べてバッテリ１５０の方が先に衝撃を受けやすくなっている。一般的に、バッテリ１５０は耐衝撃性を有している。衝撃がコンデンサ２２０に及ぶことをバッテリ１５０が阻止しようとするため、コンデンサ２２０が損傷することは抑制される。特に、充電中においては、バッテリ電圧よりも、コンデンサに印加される電圧の方が高い。上記のようにコンデンサを車両後端から離れた状態に配置することで、後突時にコンデンサを保護することができる。

上述の通り、電動車両１００は、Ｌ３＞Ｌ１（図６）の関係を満足しており、電気機器１１５に比べてバッテリ１５０の方が後方側に位置している。仮に、電動車両１００が後方側から衝撃を受けた場合、電気機器１１５に比べてバッテリ１５０の方が先に衝撃を受けやすくなっている。衝撃が電気機器１１５に及ぶことをバッテリ１５０が阻止しようとするため、電気機器１１５が損傷することは抑制される。特に、充電時においては、絶縁トランス１２０には、コンデンサ２２０および受電コイル２５０から高電圧が印加されており、絶縁トランス１２０と車両後端との間の距離を距離Ｌ３よりも長くすることで、後突時に絶縁トランス１２０を保護することができる。

上述の通り、コンデンサ２２０および電気機器１１５は、バッテリ１５０が設けられている高さ位置よりも鉛直方向における下方に配置され、コンデンサ２２０および電気機器１１５は、コンデンサ２２０および電気機器１１５をバッテリ１５０に向かって鉛直方向に投影したときに形成される投影像の全部がバッテリ１５０に重なる位置にそれぞれ配置されている。このようにコンデンサ２２０および電気機器１１５を配置することで、使用者が荷物室のフロアボードを開けたとしても、バッテリによって、コンデンサ２２０および電気機器１１５は、バッテリ１５０の下側に隠れている。仮に、使用者が手を挿入しても、コンデンサ２２０や電気機器１１５と接触することを抑制できる。

上述の通り、車両本体１１０は、Ｌ２＞Ｌ３＞Ｌ１（図６）の関係を満足しており、車両本体１１０の前後方向において、コンデンサ２２０は、電気機器１１５よりも前方の側に配置されている。コンデンサ２２０に印加される電圧は、電気機器１１５に印加される電圧よりも高い。当該配置によれば、電動車両１００が後方側から衝撃を受けた場合に、その衝撃が高電圧のコンデンサ２２０に到達しにくくなっており、コンデンサ２２０が損傷することは抑制される。特に、コンデンサ２２０の後方に電気機器１１５が配置されているので、運転手等が、ハッチバックを開けて、さらにフロアボードの後端をめくったときに、バッテリの下側には、電気機器１１５が見えるのみで、コンデンサ２２０は電気機器１１５によって隠れている。換言すれば、電気機器１１５によってコンデンサ２２０が隠れているので、高電圧のコンデンサ２２０に使用者等がアクセスすることを抑制できる。

［第１変形例］
図７は、実施の形態の第１変形例における電動車両１００Ａの断面構成を背面側から見た図である。電動車両１００Ａにおいても、コンデンサ２２０が車両本体１１０の内部に配置されている。電気機器１１５およびコンデンサ２２０は、バッテリ１５０が設けられている高さ位置よりも鉛直方向上方Ｕ（鉛直方向における上方）に配置されている。当該配置であっても、受電装置２００に用いられているコンデンサ２２０が熱の影響を受けることを抑制できる。

［第２変形例］
図８は、実施の形態の第２変形例における電動車両１００Ｂを模式的に示す底面図である。電動車両１００Ｂにおいても、コンデンサ２２０が車両本体１１０の内部に配置されている。当該配置により、受電装置２００に用いられているコンデンサ２２０が熱の影響を受けることを抑制できる。電動車両１００Ｂにおいても、コンデンサ２２０および電気機器１１５は、コンデンサ２２０および電気機器１１５をバッテリ１５０に向かって鉛直方向に投影したときに形成される投影像の全部がバッテリ１５０に重なる位置にそれぞれ配置されている。車両本体１１０は、Ｌ３＞Ｌ２＞Ｌ１の関係を満足しており、車両本体１１０の前後方向において、コンデンサ２２０は、電気機器１１５よりも後方の側に配置されている。当該構成により、後突時において、コンデンサ２２０や電気機器１１５が損傷することを抑制できる。

ここで、コンデンサ２２０は、複数の基板と、この基板の上面に設けられた複数のセラミックコンデンサなどのコンデンサ素子とを含み、コンデンサ素子として、たとえば、積層型セラミックコンデンサが採用されることが多い。積層型セラミックコンデンサは、高温負荷寿命が短く、特に、コンデンサ２２０は、整流器や整合器よりも高い電圧が印加されるため、他の機器よりも寿命が短い場合が多い。そのため、コンデンサ２２０を交換する場合が生じたときに、フロアボードをめくりあげることで、コンデンサ２２０が収容された筺体にアクセスすることができ、コンデンサ２２０を取り外し、交換することができる。

なお、コンデンサ２２０および電気機器１１５は、投影像の一部がバッテリ１５０に重なる位置にそれぞれ配置されていてもよいし、投影像の全部がバッテリ１５０に重ならない位置にそれぞれ配置されていてもよい。

コンデンサ２２０および電気機器１１５は、車両本体１１０の車幅方向に配列されていてもよい。この場合、車両本体１１０は、Ｌ３＝Ｌ２＞Ｌ１の関係を満足していてもよいし、Ｌ３＞Ｌ２＞Ｌ１の関係を満足していてもよいし、Ｌ２＞Ｌ３＞Ｌ１の関係を満足していてもよいし、これらと異なる大小関係を満足していてもよい。

［第３変形例］
上記の実施の形態および第１、第２変形例においては、電気機器およびコンデンサをバッテリの下面または上面側に配置した例について説明したが、電気機器およびコンデンサの搭載位置は上記の例に限られない。

図９は、実施の形態の第３変形例における電動車両１００Ｃを模式的に示す底面図である。図９に例示しているように、電動車両１００Ｃにおいても、コンデンサ２２０が車両本体１１０の内部に配置されている。車両本体１１０は、Ｌ２＞Ｌ３＞Ｌ１の関係を満足しており、車両本体１１０の前後方向において、コンデンサ２２０は、電気機器１１５よりも前方の側に配置されている。コンデンサ２２０および電気機器１１５は、投影像の全部がバッテリ１５０に重ならない位置にそれぞれ配置されていている。当該配置であっても、受電装置２００に用いられているコンデンサ２２０が熱の影響を受けることを抑制できる。

本変形においても、コンデンサ２２０および電気機器１１５は、車両本体１１０の車幅方向に配列されていてもよい。この場合、車両本体１１０は、Ｌ３＝Ｌ２＞Ｌ１の関係を満足していてもよいし、Ｌ３＞Ｌ２＞Ｌ１の関係を満足していてもよいし、Ｌ２＞Ｌ３＞Ｌ１の関係を満足していてもよいし、これらと異なる大小関係を満足していてもよい。

［第４変形例］
図１０は、実施の形態の第４変形例における電動車両１００Ｄの断面構成を側面側から見た図である。電動車両１００Ｄにおいても、コンデンサ２２０が車両本体１１０の内部に配置されている。本変形例では、電気機器１１５は、電気機器１１５をバッテリ１５０に向かって鉛直方向に投影したときに形成される投影像の全部がバッテリ１５０に重なる位置に配置されている。一方、コンデンサ２２０は、バッテリ１５０の前方側に位置し、コンデンサ２２０をバッテリ１５０に向かって鉛直方向に投影したときに形成される投影像の全部がバッテリ１５０に重ならない位置に配置されている。当該配置であっても、受電装置２００に用いられているコンデンサ２２０が熱の影響を受けることを抑制できる。バッテリ１５０と電気機器１１５との上下関係は、図１０に示す構成とは逆であってもよい。バッテリ１５０とコンデンサ２２０との前後関係は、図１０に示す構成とは逆であってもよい。

［第５変形例］
図１１は、実施の形態の第５変形例における電動車両１００Ｅの断面構成を側面側から見た図である。電動車両１００Ｅにおいても、コンデンサ２２０が車両本体１１０の内部に配置されている。本変形例では、コンデンサ２２０は、コンデンサ２２０をバッテリ１５０に向かって鉛直方向に投影したときに形成される投影像の全部がバッテリ１５０に重なる位置に配置されている。一方、電気機器１１５は、電気機器１１５の前方側に位置し、電気機器１１５をバッテリ１５０に向かって鉛直方向に投影したときに形成される投影像の全部がバッテリ１５０に重ならない位置に配置されている。当該配置であっても、受電装置２００に用いられているコンデンサ２２０が熱の影響を受けることを抑制できる。バッテリ１５０とコンデンサ２２０との上下関係は、図１１に示す構成とは逆であってもよい。バッテリ１５０と電気機器１１５との前後関係は、図１１に示す構成とは逆であってもよい。

［第６変形例］
図１２は、実施の形態の第６変形例における電動車両１００Ｆを示す側面図である。電動車両１００Ｆにおいても、コンデンサ２２０が車両本体１１０の内部に配置されている。本変形例においては、コイルユニット２３０を収容している筺体２６０が車両本体１１０の前後方向における中央付近に配置されている。コンデンサ２２０および電気機器１１５は、図示しない１つの筺体内に配置され、車両本体１１０の前後方向における筺体２６０とバッテリ１５０との間に設けられている。当該配置であっても、受電装置２００に用いられているコンデンサ２２０が熱の影響を受けることを抑制できる。

［第７変形例］
図１３は、実施の形態の第７変形例における電動車両１００Ｇの断面構成を側面側から見た図である。電動車両１００Ｇにおいても、コンデンサ２２０が車両本体１１０の内部に配置されている。本変形例では、制御機器１２５が、車両本体１１０の内部に設けられており、車両本体１１０の前後方向における電気機器１１５の後方側に配置されている。車両本体１１０の前後方向において、コンデンサ２２０は、電気機器１１５よりも前方に位置している。

制御機器１２５は、図２を参照して上述した通り、ＭＧ−ＥＣＵ１２１（ＭＧ：Motor-Generator）、車両ＥＣＵ１２２、および充電ＥＣＵ１２３などを含んでいる。制御機器１２５は、電気機器１１５に比べて低い電圧が印加される機器である。制御機器１２５が車両本体１１０の内部に設けられているとは、これらのＥＣＵなどが少なくともフロアパネル１１４よりも鉛直方向上方Ｕの側に位置しており、かつこれらのＥＣＵなどが車両本体１１０を構成する部材の内側に配置されていることを意味する。

当該配置であっても、受電装置２００に用いられているコンデンサ２２０が熱の影響を受けることを抑制できる。バッテリ１５０とコンデンサ２２０との上下関係、バッテリ１５０と電気機器１１５との上下関係、およびバッテリ１５０と制御機器１２５との上下関係は、これらのうちのいずれかまたは全部が図１３に示す構成とは逆であってもよい。

仮に、電動車両１００Ｇが後方側から衝撃を受けた場合、電気機器１１５およびコンデンサ２２０に比べて制御機器１２５の方が先に衝撃を受けやすくなっている。衝撃が電気機器１１５およびコンデンサ２２０に及ぶことを制御機器１２５が阻止しようとするため、電気機器１１５およびコンデンサ２２０が損傷することは抑制される。制御機器１２５は、制御機器１２５をバッテリ１５０に向かって鉛直方向に投影したときに形成される投影像の全部または一部がバッテリ１５０に重なる位置に配置されていてもよい。

［第８変形例］
図１４は、実施の形態の第８変形例における電動車両１００Ｈの断面構成を側面側から見た図である。電動車両１００Ｈにおいても、コンデンサ２２０が車両本体１１０の内部に配置されている。本変形例では、制御機器１２５が、車両本体１１０の内部に設けられており、車両本体１１０の前後方向における電気機器１１５の後方側に配置されている。車両本体１１０の前後方向において、コンデンサ２２０は、電気機器１１５よりも後方に位置している。

当該配置であっても、受電装置２００に用いられているコンデンサ２２０が熱の影響を受けることを抑制できる。バッテリ１５０とコンデンサ２２０との上下関係、バッテリ１５０と電気機器１１５との上下関係、およびバッテリ１５０と制御機器１２５との上下関係は、これらのうちのいずれかまたは全部が図１４に示す構成とは逆であってもよい。

以上、本発明に基づいた実施の形態および各変形例について説明したが、今回開示された実施の形態および各変形例はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆ，１００Ｇ，１００Ｈ電動車両、１１０車両本体、１１２底面、１１３リアバンパ、１１４フロアパネル、１１４Ａ収容部、１１５電気機器、１１５Ｌ，１１５Ｒサイドメンバ、１１６排気管、１１７触媒、１１９エンジン、１２０絶縁トランス、１２２車両ＥＣＵ、１２３充電ＥＣＵ、１２５制御機器、１３０整合器、１４０整流器、１５０バッテリ、１６０パワーコントロールユニット、１７０モータユニット、１８０，３２２通信部、１８１給電ボタン、２００受電装置、２１０受電部、２２０，４２０コンデンサ、２３０，４３０コイルユニット、２４０，４４０コア、２５０受電コイル、２６０筺体、３００外部給電装置、３１０高周波電源装置、３２０送電ＥＣＵ、３３０交流電源、４００送電装置、４１０送電部、４５０送電コイル、１０００電力伝送システム、Ｏ２コイル中心軸、Ｐ１中心位置、Ｐ２後端位置。

Claims

底面を有する車両本体と、
前記車両本体の内部に設けられたバッテリと、
前記車両本体の外部に設けられた送電装置の送電コイルに対向した状態で前記送電コイルから非接触で電力を受電する受電装置と、
前記受電装置および前記バッテリに電気的に接続され、前記受電装置からの電力を前記バッテリに供給する電気機器と、を備え、
前記受電装置は、
前記車両本体の前記底面に設けられた受電コイルと、
前記車両本体の前記内部に設けられ、前記受電コイルおよび前記電気機器に電気的に接続され、前記受電コイルとともに共振回路を構成するコンデンサと、を含み、
前記バッテリは、前記車両本体の前後方向における中心位置よりも後方の側に配置され、
前記電気機器は、前記車両本体の前記内部に設けられ、
前記電気機器および前記コンデンサは、前記バッテリが設けられている高さ位置よりも鉛直方向における上方または下方に配置され、
前記車両本体の前後方向において、前記車両本体の後端の位置と前記バッテリの後端の位置との間の距離をＬ１とし、前記車両本体の後端の位置と前記コンデンサの後端の位置との間の距離をＬ２とすると、Ｌ２＞Ｌ１の関係を満足しており、
前記コンデンサおよび前記電気機器は、前記バッテリの下側に配置され、
前記コンデンサおよび前記電気機器は、前記コンデンサおよび前記電気機器を前記バッテリに向かって鉛直方向に投影したときに形成される投影像の全部が前記バッテリに重なる位置にそれぞれ配置されている、
車両。
前記電気機器は、前記コンデンサに接続された絶縁トランスを有し、
前記車両本体の前後方向において、前記車両本体の後端の位置と前記バッテリの後端の位置との間の距離をＬ１とし、前記車両本体の後端の位置と前記電気機器の後端の位置との間の距離をＬ３とすると、Ｌ３＞Ｌ１の関係を満足している、
請求項１に記載の車両。
前記コンデンサおよび前記電気機器は、前記バッテリが設けられている高さ位置よりも鉛直方向における下方に配置され、
前記車両本体の前記内部に設けられ、前記電気機器に比べて低い電圧が印加される制御機器をさらに備え、
前記車両本体の前後方向において、前記制御機器は、前記電気機器よりも後方の側に配置されている、
請求項１または２に記載の車両。
底面を有する車両本体と、
前記車両本体の内部に設けられたバッテリと、
前記車両本体の外部に設けられた送電装置の送電コイルに対向した状態で前記送電コイルから非接触で電力を受電する受電装置と、
前記受電装置および前記バッテリに電気的に接続され、前記受電装置からの電力を前記バッテリに供給する電気機器と、を備え、
前記受電装置は、
前記車両本体の前記底面に設けられた受電コイルと、
前記車両本体の前記内部に設けられ、前記受電コイルおよび前記電気機器に電気的に接続され、前記受電コイルとともに共振回路を構成するコンデンサと、を含み、
前記バッテリは、前記車両本体の前後方向における中心位置よりも後方の側に配置され、
前記電気機器は、前記車両本体の前記内部に設けられ、
前記電気機器および前記コンデンサは、前記バッテリが設けられている高さ位置よりも鉛直方向における上方または下方に配置され、
前記車両本体の前後方向において、前記車両本体の後端の位置と前記バッテリの後端の位置との間の距離をＬ１とし、前記車両本体の後端の位置と前記コンデンサの後端の位置との間の距離をＬ２とすると、Ｌ２＞Ｌ１の関係を満足しており、
前記電気機器および前記コンデンサは、前記バッテリが設けられている高さ位置よりも鉛直方向における下方に配置され、
前記車両本体の前後方向において、前記コンデンサは、前記電気機器よりも後方の側に配置されている、
車両。
前記電気機器は、前記コンデンサに接続された絶縁トランスを有し、
前記車両本体の前後方向において、前記車両本体の後端の位置と前記バッテリの後端の位置との間の距離をＬ１とし、前記車両本体の後端の位置と前記電気機器の後端の位置との間の距離をＬ３とすると、Ｌ３＞Ｌ１の関係を満足している、
請求項４に記載の車両。
前記コンデンサおよび前記電気機器は、前記バッテリの下側に配置され、
前記コンデンサおよび前記電気機器は、前記コンデンサおよび前記電気機器を前記バッテリに向かって鉛直方向に投影したときに形成される投影像の全部が前記バッテリに重なる位置にそれぞれ配置されている、
請求項４または５に記載の車両。