CN100357124C - 电动车的高压配线保护结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电动车的高压配线保护结构，在后支架上安装有车辆驱动用电机控制单元的电动车中，在谋求后支架合理设计的同时，能把连接在控制单元上的高压配线良好地进行保护。解决方法是，在后摆动支架(21)上安装有电机驱动器(64)和高压配线(64a)的电动车的高压配线保护结构中，作为与后摆动支架(21)是另外构成的配线保护部件，使主支地架(37)兼有保护高压配线(64a)的功能，把该主支地架(37)的支架(37b)配置在高压配线(64a)的外侧，并与之重叠。

Description

电动车的高压配线保护结构
技术领域
本发明涉及电动车中对用于向车辆驱动用电机供给电力的高压配线进行保护的保护结构。
背景技术
现有的例如二轮机动车所构成的电动车中，在其车架上安装的能自由摆动的后支架上，安装有作为该车辆驱动源的电机和驱动控制该电机的控制单元(例如参照专利文献1)。在该控制单元上连接有：安装在车架上的电池等的车载电源和与所述电机之间连接的高压配线。
专利文献1：特开2004-122981号公报
所述结构中的高压配线，通常是由后支架的一部分(例如罩部件)来进行保护的，但为了谋求该电动车轻量化，也谋求后支架的合理设计，就希望有能把所述高压配线的保护性进一步提高的结构。
发明内容
本发明提供一种保护结构，在后支架上安装有车辆驱动用电机控制单元的电动车中，在谋求后支架合理设计的同时，能良好地保护连接在控制单元上的高压配线。
作为解决所述课题的方法，方案1所述发明的高压配线保护结构具备：电机(例如实施例中的电机31)，其是车辆的驱动源；车载电源(例如实施例中的燃料电池51、电池63)，其对该电机进行电力供给；控制单元(例如实施例中的电机驱动器64)，其根据从该车载电源供给的电力而进行所述电机的驱动控制；高压配线(例如实施例中的高压配线64a)，其连接在该控制单元上；后支架(例如实施例中的后摆动支架21)，其对车架(例如实施例中的车架4)能自由摆动地被支承，在该后支架上安装有所述控制单元和高压配线的电动车的高压配线保护结构中，具备与所述后支架是另外构成的配线保护部件(例如实施例中的主支地架37)，该配线保护部件配置在所述高压配线的外侧。
根据该结构，能把高压配线由后支架和配线保护部件这两者良好地进行保护。
方案2所述的发明的高压配线保护结构是所述配线保护部件中构成车辆的特定部件兼有保护所述高压配线的功能。
根据该结构，通过使车辆已有的部件兼作高压配线的保护功能，就不需要准备作为配线保护部件的新零件。
在此，特别是作为二轮机动车构成的车辆中，通常都具备把其车体以立起状态支承的支地架，这样，也考虑使用比较牢固的支地架来保护高压配线。
即如方案3所述的发明的高压配线保护结构那样，所述配线保护部件是相对车体被设置成能自由摆动的支地架(例如实施例中的主支地架37)，通过把该支地架的支架(例如实施例中的支架37b)设置成与所述高压配线重叠，而不产生作为配线保护部件的新零件，且能把高压配线进行良好的保护。
方案4所述的发明的高压配线保护结构是所述支架仅在车辆行走时与所述高压配线重叠。
根据该结构，一方面在车辆行走时，即，支地架被收容时使其支架与高压配线重叠而对它进行保护，另一方面在车辆停车时，即支地架被使用时，使其支架从高压配线的重叠位置退开，能使高压配线和控制单元的维护保养容易进行。
方案5所述的发明的高压配线保护结构是所述控制单元和高压配线在所述后支架的表面上平面配置。
根据该结构，由控制单元和高压配线发出的热被良好地向外部大气散热。
根据方案1所述的发明，并用后支架和配线保护部件而能把高压配线的保护性更加进一步的同时，能够通过后支架的合理设计谋求轻量化。
根据方案2、3所述的发明，不产生作为配线保护部件的新零件，能谋求减少成本和重量。
根据方案4所述的发明，能一边提高高压配线的保护性，一边提高该高压配线和控制单元的维护保养性。
根据方案5所述的发明，能提高控制单元和高压配线的冷却效果。
附图说明
图1是本发明实施例电动车(二轮机动车)的左侧面图；
图2是上述电动车的右侧面图；
图3是上述电动车的下面图；
图4是上述电动车中燃料电池系统的主要结构图；
图5是图1主要部分的放大图；
图6是从右斜下方看上述电动车后摆动支架的立体图；
图7是从左斜下方看上述电动车电机单元周边的立体图；
图8是从左斜前方看上述电动车电机单元周边的立体图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施例。在以下说明中前后左右的方向，若无特别的说明则其与车辆的方向是相同的。图中箭头FR表示车辆的前方，箭头LH表示车辆的左侧，箭头UP表示车辆的上方。
图1～图3所示的二轮机动车1，是根据安装在其车体大致中央的燃料电池(车载电源)51所供给的电力，驱动车辆驱动用的电机31而行走的燃料电池车(电动车)的结构。二轮机动车1，也是具有低底面底部(以下单叫做底部)3的小型摩托车型的车辆，在该底部3的近旁配置有呈长方形形状的所述燃料电池51，在二轮机动车1的驱动轮即后轮32的车轮内，配置有作为所谓车轮内电机的所述电机31。该电机31在其壳体31a内具有电机本体和减速机构，作为一体单元而构成，其输出轴以配置成与后轮车轴32a同轴的状态，例如从左侧安装在车轮内。
二轮机动车1的前轮11，支承在是左右一对的前叉12的下端部上，这些各前叉12的上部通过转向轴杆13支承在车架4前端部的头管5上，能控制转向。车把14安装在转向轴杆13的上端部，该车把14的右把手部上设置有调节手柄15，并且在左右手柄部的前方分别设置了后和前制动手柄16、17。
在车架4的后部，设置有在车体上下方向上延伸的枢轴板8，在比该枢轴板8的中间部稍微靠下方的部位处，通过枢轴9枢轴支承着后摆动支架(后支架)21的前端部，使其后端侧能在车体上下方向上摆动。后摆动支架21的左支架体23延伸到电机31前端部支承着该电机31的壳体31a，其右支架体24延伸到后轮32中心位置支承着后轮车轴32a。以这种后摆动支架21和电机31为主，就构成作为二轮机动车1摆动单元的电机单元20。
在车架4的下部成为燃料电池51下方的部位，配置有在车体前后方向上延伸的后缓冲器33。该后缓冲器33的后端部连接在车架4的下部，而且后缓冲器33的前端部通过联杆机构34连接在电机单元20(后摆动支架21)的下部。联杆机构34随着电机单元20上下方向的摆动而使后缓冲器33在前后方向进行冲程，通过这种后缓冲器33的冲程，把加在电机单元20上的冲击和振动吸收了。
车架4具有：上管6，其从头管5的上部左右分岔并向斜后下方延伸，在车体上下方向的大致中间高度处弯曲后向后方延伸；下管7，其从头管5的下部左右分岔并向斜后下方延伸，在车体下端部弯曲后向后方延伸，各上管6的后端部和下管7的后端部，在位于燃料电池51后方的所述枢轴板8的上端部和下端部分别结合。以下，在下管7中，把从头管5到车体下端部弯曲部7c的部位作为前边部7a，把从所述弯曲部7c到枢轴板8的部位作为下边部7b来说明。
各上管6从枢轴板8进一步后方向延伸以到达车体后端部，这种各上管6的后半部分，是作为支承乘坐人员用座41的座支架而使用的。
二轮机动车1以其车体为主被由合成树脂构成的车体罩42所覆盖。该车体罩42还具有防风的功能，且其一部分与车架4一起构成所述底部3。在车架4的下部中央，安装有把车体支承成立式状态的主支地架(配线保护部件)37，同时，在车架4的下部左侧，安装有把车体支承成向左侧倾斜立起状态的侧支地架38。
在此，参照图4说明二轮机动车1的燃料电池系统的概要。
燃料电池51是把多个单位电池(单位单元)层积的众所周知的固体高分子膜型燃料电池(PEMFC)，把氢气作为燃料气体向其阳极侧供给，把含有氧的空气作为氧化剂气体向阴极侧供给，这样，通过电化学反应来产生电力，并且生成水。
作为所述燃料气体的氢气，从氢贮存瓶52通过截止阀53以规定压力向燃料电池51供给，且在供发电后向氢循环流路54内导入。该氢循环流路54中未反应的氢气，与来自氢贮存瓶52的新鲜氢气一起反复向燃料电池51供给。在氢循环流路54内循环的氢气，通过换气阀55能向稀释装置56内导入。
另一方面，作为所述氧化剂气体的空气，在通过空气过滤装置57向供给机58内导入后，以被加压成规定压力的状态向燃料电池51供给，且在供发电后向稀释装置56内导入。附图标记58a表示的是把向燃料电池51供给的空气(氧化剂气体)进行冷却的中间冷却器，附图标记59表示的是把水分向氧化剂气体供给的加湿器，附图标记58b表示的是在燃料电池51低温时等不通过中间冷却器58a和加湿器59而供给空气用的旁通阀，附图标记58c表示的是调整燃料电池51中氧化剂气体压力用的背压阀。
通过打开设置在氢循环流路54中的换气阀55，把反应后的氢气向稀释装置56内导入，并在该稀释装置56中与从燃料电池51排出的空气混合，进行稀释处理后，通过消声器61向大气排出。在此，由燃料电池51生成的水，与排出空气一起在向加湿器59内导入时进行积聚，并作为向氧化剂气体供给的水分再利用。没在加湿器59中积聚的水分(例如水蒸气)，经过稀释装置56后与反应完毕的气体一起排出。
燃料电池51的运转由ECU(电子控制单元)62控制。具体说就是，ECU62中被输入有关氢气和氧化剂气体的压力以及温度的信号、有关车速和供给机58转速的信号、有关燃料电池51及其冷却水温度的信号等，其根据这些各信号来控制供给机58、旁通阀58b、背压阀58c、换气阀55和截止阀53等的动作。
而且ECU62中被输入来自调节手柄15的要求加速信号，并根据该信号控制驱动后轮32驱动用的电机31。电机31的结构是：把来自燃料电池51或作为二次电池的电池(车载电源)63的直流电，在作为逆变器的电机驱动器(控制单元)64中变换为三相交流电后进行供给并驱动的三相交流电机结构。
所述燃料电池系统中的冷却系统，是形成把燃料电池51和电机31的水套、中间冷却器58a内、与电机驱动器64邻接的冷却板(冷却器)65内的各水路连通的冷却水路66，该冷却水路66中设置有水泵67和散热器68。
在这种冷却系统中，通过水泵67的动作而使冷却水在冷却水路66中流通、循环，这样，在从燃料电池51、电机31、氧化剂气体和电机驱动器64中吸热的同时，把该热在散热器68中散热。附图标记69表示的是在燃料电池51低温等时不通过散热器68而使冷却水循环用的恒温器。
一起参照图1～图3进行说明，氢贮存瓶52是具有圆筒形外观的一般的高压气瓶，是由金属和强化纤维塑料构成的一般复合容器，其配置在车体后部的右侧，其轴线C是沿前后方向，详细说就是所述轴线C是稍微成向前下方。这时的氢贮存瓶52是配置成：其右侧端(外侧端)位于比车体右侧的上管6的外侧端还稍微外侧，其左侧端(内侧端)位于比后轮32的外侧端还稍微外侧。
氢贮存瓶52的前后端部被形成球状(换言之是前端细)，配置成其前端部位于枢轴板8的前方，而其后端部位于车体的后端部。在这种氢贮存瓶52的后端部设置有该氢贮存瓶52的总开关71和氢填充口72。
一方面车体左侧的上管6，大概成直线稍微向后上倾斜地向后方延伸，一方面车体右侧的上管6，相对车体左侧的上管6是在枢轴板8的近旁向下方缓慢变化地设置。这样的各上管6是在枢轴板8的近旁向车宽度方向外侧缓慢变化地设置。
车体右侧的上管6，设置成其下侧端从车体侧面看是大致与氢贮存瓶52的下侧端重叠，且在车体后端部向上方弯曲，并为了避开氢贮存瓶52的总开关71和氢填充口72而向车体左侧延伸后再向下方弯曲，结合在车体左侧上管6的后端部上。
燃料电池51被制成在车宽度方向上宽度宽而在上下方向上是扁平的，在其前壁部分别设置有氧化剂气体和氢气的供给口和排出口，以及冷却水的导入口和导出口。在燃料电池51的上部后方配置有加湿器59，其具有在车宽度方向上长的框体。在该加湿器59左侧部的斜上后方接近配置有供给机58，在该供给机58的斜下后部连接有在车宽度方向上延伸的导入通道57b的左侧部。且在加湿器59左侧部的上方接近配置有背压阀58c。
导入通道57b的右侧部被设置成位于氢贮存瓶52下方，相同地位于氢贮存瓶52下方的空气过滤器壳体57a的前端部连接在该右侧部上。空气过滤器壳体57a的后端部上连接有未图示的吸气通道，以这些吸气通道、空气过滤器壳体57a、导入通道57b为主，构成所述空气过滤装置57。
旁通阀58b接近配置在加湿器59右侧部的后方，而在该旁通阀58b的斜下后方接近配置有中间冷却器58a。这些旁通阀58b和中间冷却器58a，是配置成在车体前后方向上位于加湿器59的右侧部与导入通道57b的右侧部之间的位置上。供给机58的下流侧通过未图示的导出通道连接在中间冷却器58a上。
在车体后部的左侧，在车宽度方向上扁平的消声器61配置成比车体左侧的上管6还位于车宽度方向外侧的位置上。该消声器61，从车体侧面看是大致四方的形状，以在后轮32的斜上左侧向后上倾斜的状态配置。消声器61，设置在向后上倾斜的排出管77的后半部分上，在该消声器61(排出管77)的后端部上突出设置有向后方的排气尾管75，在该排气尾管75的后端形成有反应完气体的排出口76。
散热器68，由位于头管5前方的比较小型的上段散热器68a，和位于各下管7前边部7a前方的比较大型的下段散热器68b所分开构成。在下段散热器68b的右侧后方配置有水泵67，在该水泵67的斜下后方配置有恒温器69。在位于下段散热器68b两侧的车体罩42的内侧，分别配置有在车宽度方向扁平的电池63。
在各下管7的弯曲部7c之间，配置有稀释装置56，其比下边部7b的下侧端向下方突出。从稀释装置56导出排出短管78，该排出短管78连接在车体左侧下管7的下边部7b前侧上，同时从该下边部7b的后侧导出所述排出管77。即车体左侧的下管7，构成反应完气体排出路径的一部分，因此，从稀释装置56排出的气体，通过排出短管78、下管7的下边部7b和排出管77而向大气排出。
一起参照图5进行说明，则电机驱动器64从车体侧面看是呈大致四方的形状，通过冷却板65安装在后摆动支架21的左支架体23车宽度方向的外侧上。来自燃料电池5 1和电池63供给电力用的高压配线64a连接在电机驱动器64的前端部上。成为所述冷却水路66一部分的给水管65a和排水管65b分别连接在冷却板65的前端下部和上部上。
从电机驱动器64的后端部把三相的高压配线64b导出，这些各相的高压配线64b连接在位于电机驱动器64紧后方的电机31前端部的给电端子上。即电机驱动器64，从车体侧面看与电机31在不重叠的程度上与之接近配置。图中附图标记64c，表示的是设置在各相的高压配线64b上检测对电机31给电量的电流传感器64，图中附图标记64d表示的是作为电机驱动器64一部分的电压平滑电容器。
电机单元20上安装有作为后摆动支架21一部分的支架罩21a。该支架罩21a，与后摆动支架21和电机31一起地把电机驱动器64、冷却板65、电压平滑电容器64d、各高压配线64a、64b、给水管65a和排水管65b以及电流传感器64c等覆盖，把它们进行适当的保护。在支架罩21a上分别设置有能使外部大气向其内部流通的未图示的外部大气导入口和导出口。
如图6所示，后摆动支架21的基部22沿车宽度方向大致成为三角柱形状，而使枢轴9沿车宽度方向把位于该基部22前端侧的一顶部贯通的同时，其通过该枢轴9支承在枢轴板8上。后摆动支架21的基部22是铝合金制的，而左支架体23形成在其左侧并与之成为一体。该左支架体23，为了从车体侧面看与基部22是连续的而被设计成朝向后方其末端宽(参照图1、图5)。
左支架体23大致沿车体侧面设置，其后端上部和下成为与电机31的壳体31a前端上部和下部结合的结合部23a，该各结合部23a与壳体31a分别用螺钉等结合成一体。在左支架体23的大致中央部，设置有从车体侧面看大致成四方形的上下三个中央减重孔23b，且在位于各结合部23a后方的部位处，分别设置有从车体侧面看成大致三角形状的后减重孔23c。在左支架体23的里面侧(车宽度方向内侧)，设置有多个跨越该左支架体23和基部22的三角肋23d。
在后摆动支架21的基部22右侧，另外构成的右支架体24的前端部24a，用螺钉等与其结合成一体。右支架体24也同样地是铝合金制的，且设置成与左支架体23是相对的。右支架体24从基部22的右侧向后方成为前端稍微细地延伸出，在其后端部设置有后轮车轴32a的支承部24b。右支架体24通过在其前部和后部形成大型的右减重孔24c，而成为从车体侧面看是大致是日字状的部件。
一起参照图7进行说明时，把从车体侧面看大致呈方形的冷却板65安装在后摆动支架21的左支架体23上，以把所述中央减重孔23b堵塞住，。该冷却板65，使其内侧面与左支架体23的外侧面接触而与之邻接配置，且在该冷却板65的外侧安装有电机驱动器64，其是在车宽度方向上扁平的长方体形状，且从车体侧面看与冷却板65是大致重叠的。
电机驱动器64，通过使其内侧面与冷却板65的外侧面接触而与之邻接配置，而能通过该冷却板65进行冷却。电压平滑电容器64d被设计为：使其内侧面与驱动器本体64e的外侧面接触而与之邻接配置，且其外侧面在车体外侧成为面。图中附图标记25，是连接联杆机构34一端侧用的下固定件。
在此，如图3、图5、图8所示，主支地架37，其支地架本体37a从车体下面看例如是把钢管形成门形，所以该支地架本体37a的上边部是以沿车宽度方向的轴为中心能摆动地安装在枢轴板8的下端部上。这种主支地架37，通过把其支地架本体37a的两侧边部下端朝向下方并使其接地地进行摆动，而成为能把车体以立起状态支承的使用状态(图5中以点划线表示)，通过把所述两侧边部下端向后方摆动，而成为非使用状态，即容纳状态(图5中以实线表示)。主支地架37为了维持所述容纳状态，通过未图示的回位弹簧进行施力。
侧支地架38，其支地架本体38a例如是由钢管构成的棒状物，其一端部，以对于车宽度方向是稍微向左上倾斜的轴为中心能摆动地安装在车体左侧的下管7的下侧部上。这种侧支地架38通过把其支地架本体38a的另一端朝向下方并使其接地地进行摆动，而成为能把车体以越位于上方越向左侧倾斜姿势支承的使用状态(图5中以点划线表示)，通过把所述另一端向后方摆动，而成为非使用状态即容纳状态(图5中以实线表示)。侧支地架38也与主支地架37同样地，为了维持所述容纳状态，通过未图示的回位弹簧进行靠施力。
在主支地架37的支地架本体37a左侧边部上，一体地设置有用于操作该主支地架37的支架37b。该支架37b被设计成，在主支地架37为容纳状态时，其从支地架本体37a的左侧边部向斜上外侧且成为稍微前倾的姿势延伸后，在后摆动支架21的左支架体23外侧向斜前上方地弯曲。该支架37b的前端部，有用足尖操作主支地架37用的踏板部。侧支地架38的支地架本体38a上，也与主支地架37同样一体地设置有支架38b(参照图5)。
主支地架37的支架37b，在所述容纳状态时设置成从车体侧面看与连接在电机驱动器64前端部上的高压配线64a是重叠的，并且设置成与连接在冷却板65前端部上的给水管65a和排水管65b也同样是重叠的。这样，沿左支架体23的外侧面与之接近配置的各高压配线64a以及给水管65a和排水管65b，就被后摆动支架21的支架罩21a适当地保护起来，同时也被在容纳状态的主支地架37的支架37b良好地保护。在此，在主支地架37的使用状态下，随着该主支地架37的摆动而支架37b从与高压配线64a以及给水管65a和排水管65b的重叠位置退开。
如以上所说明，所述实施例电动车(二轮机动车1)的高压配线保护结构具备：电机31，其是车辆的驱动源；燃料电池51和电池63，其对该电机31进行电力供给；电机驱动器64，其根据从它们供给的电力而进行电机31的驱动控制；高压配线64a，其连接在该电机驱动器64上；后摆动支架21，其对车架4能自由摆动地支承，在该后摆动支架21上安装有电机驱动器64和高压配线64a，作为与后摆动支架21是另外构成的配线保护部件，主支地架37应兼有保护所述高压配线64a的功能。把该主支地架37的支架37b配置在高压配线64a的外侧并与之重叠。
根据该结构，能把高压配线64a由后摆动支架21的支架罩21a和主支地架37的支架37b这两者良好地进行保护，因此，能把高压配线64a的保护性进一步提高的同时，能由后摆动支架21的合理设计谋求轻量化。
通过使车辆(二轮机动车)已经有的部件，即主支地架37兼作保护高压配线64a的功能，就不需要准备作为配线保护部件的新零件，能谋求减少成本和重量。而且把比较牢固的主支地架37作为配线保护部件来使用，能良好地保护高压配线64a。
所述高压配线保护结构，是所述支架37b仅在二轮机动车1行走时重叠在高压配线64a上。
根据该结构，一方面在二轮机动车1行走时，即主支地架37被收容时使其支架37b重叠在高压配线64a上而把它进行保护，另一方面在二轮机动车1停车时，即主支地架37被使用时，使其支架37b从与高压配线64a的重叠位置退开，能使高压配线64a和电机驱动器64的维护保养容易进行。即能一边提高高压配线64a的保护性，一边提高该高压配线64a和电机驱动器64的维护保养性。
所述高压配线保护结构，是电机驱动器64和高压配线64a作为面而配置在所述后摆动支架21的外侧方。
根据该结构，由电机驱动器64和高压配线64a发出的热被良好地向外部大气散热，因此，能提高电机驱动器64和高压配线64a的冷却效果。
本发明并不限定于所述实施例，例如也可以使主支地架37的支架37b与连接在电机驱动器64后端部上的各相高压配线64b重叠，而保护它们。也可以使用侧支地架38的支架38b来保护各高压配线64a、64b。
上述实施例的结构是一例，当然其不限定对二轮机动车和燃料电池车的适用，在不脱离发明主旨的范围内当然可以有各种变更。

Claims (2)

1、一种电动车的高压配线保护结构，其具备：电机，其是车辆的驱动源；车载电源，其对该电机进行电力供给；控制单元，其根据从该车载电源供给的电力而进行所述电机的驱动控制；高压配线，其连接在该控制单元上；后支架，其相对于车架可自由摆动地被支承，在该后支架上安装有所述控制单元和高压配线，其特征在于，具备与所述后支架是另外构成的、相对车体被设置成能自由摆动的支地架，该支地架配置在所述高压配线的外侧，从侧面看时该支地架的支架设置成在车辆行走时与所述高压配线重叠。
2、如权利要求1所述的电动车的高压配线保护结构，其特征在于，所述控制单元和高压配线在所述后支架的表面上平面配置。
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