CN101092950A - 电动压缩机的管道结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电动压缩机的管道结构，包括：电动压缩机，其设置在车辆的动力舱中，并且构造成由电池电源驱动以压缩制冷剂；线束连接部分，其设置在所述电动压缩机的顶面上，并且将线束电连接到所述电动压缩机；以及空调器管道，其通过管道连接部分连接到所述电动压缩机。所述空调器管道的至少一部分设置在所述电动压缩机的上方以及所述线束连接部分的前方。

Description

电动压缩机的管道结构

技术领域

本发明涉及电动压缩机的空调器管道的管道结构的技术领域。

背景技术

根据安装在车辆动力舱中的空调器的具有变流电路的常规电动压缩机，具有电气开关元件、电容器等的所述变流电路密闭地容置于变流器罩壳中，使得保护变流电路免于遭受因为碰撞而导致的撞击。在日本已公开专利申请No.2004-190525中示出了这种常规电动压缩机的一个例子。

在常规电动压缩机中，与高压线束相连的高压连接器从变流器罩壳的顶面突出。高压连接器可操作以将高压线束安装在变流器罩壳上，以及将高压线束从变流器罩壳上拆卸。在迎面碰撞中，被迫从车辆前方向后移动的散热器或风扇护罩与高压连接器接触，这会损坏高压连接器。

发明内容

根据本发明的一个或多个实施例，一种电动压缩机的管道结构包括：电动压缩机，其设置在车辆的动力舱中，并且构造成由电池电源驱动以压缩制冷剂；线束连接部分，其设置在所述电动压缩机的顶面上，并且将线束电连接到所述电动压缩机；以及空调器管道，其通过管道连接部分连接到所述电动压缩机。所述空调器管道的至少一部分设置在所述电动压缩机的上方以及所述线束连接部分的前方。这里，尽管使用了术语“动力舱”，但是本发明不限于具有发动机的车辆，术语“动力舱”可以表示车辆中设置电动压缩机的任何舱室，即使车辆没有发动机，诸如电动车、燃料电池车等。此外，所述空调器管道可以为吸入制冷剂的空调器管道和排出制冷剂的空调器管道中的至少之一。

一种用于电动压缩机的布管方法包括：通过将空调器管道设置在位于电动压缩机顶面上的线束连接部分的前方，保护所述线束连接部分免于遭受位于所述电动压缩机前方的部件所造成的损坏。

根据下面的说明以及附图可以理解本发明的其它方面和优点。

附图说明

图1是具有根据本发明一个或多个实施例的管道结构的电动压缩机的前视图。

图2示出碰撞过程中的常规电动压缩机。

图3是具有根据本发明一个或多个实施例的管道结构的电动压缩机的前视图。

图4是图3所示电动压缩机的侧视图。

图5示出在碰撞过程中具有根据本发明一个或多个实施例的管道结构的电动压缩机。

具体实施方式

下面将参照附图描述本发明的示例性实施例。附图中相同的部件由相同的附图标记表示。

在本发明的实施例中，为了更全面地理解本发明，阐述了许多具体细节。然而，本领域的普通技术人员可以认识到，可以在没有这些具体细节的情况下实施本发明。在其它情况下，为了避免使本发明不清楚，文中对于众所周知的特征没有进行描述。

本说明书和权利要求书中的轴线是相对于车辆来说的，车辆中设置有根据本发明一个或多个实施例的电动压缩机的管道结构。因此，“纵向”表示正常行驶的车辆的前后轴线，“横向”表示地平面上的与纵轴线垂直的左右轴线。“竖直”表示与地平面垂直的上下轴线。因此，术语“向前”和“前方”表示沿车辆纵轴线向前的方向，术语“向后”和“后方”表示沿车辆纵轴线向后的方向，术语“向上”和“上方”表示沿车辆的竖直轴线向上的方向。

在常规的车辆空调器中，通常使用对压缩制冷剂的压缩机进行电动驱动的电动压缩机。电动压缩机对于不能(即使只是暂时不能)获得发动机的动力以提供稳定的空气调节的车辆，诸如电动车、混合动力车等是有效的。在常规空调器中，电动机通常由100V或更高的高压电驱动，从而由电动机压缩制冷剂。

在大多数情况下，车辆中的电动压缩机固定在发动机的壁面上，位于动力舱的前部区域中，使用与常规带驱动式压缩机类似的电动压缩机布局。这样布置可以使用共用部件，从而节省成本。然而，在该情况下，电动压缩机受到迎面碰撞的影响。

用在本文中，“动力舱”表示车辆中设置电动压缩机的区域，这里通常容置发动机或电动机。

车辆通常设计成这样，在迎面碰撞中高压电路被切断，从而增强车辆因为碰撞而受损坏时的安全性。然而，由于在迎面碰撞中高压切断系统可能会失效，因此优选的是，高压电路更不容易受到损坏。

举例来说，根据日本已公开专利申请No.2004-190525中描述的车辆空调器的电动压缩机，具有电气开关元件和电容器等的变流电路密闭地容置于变流器罩壳中。采用这样的构造，变流电路防碰撞的安全性得到改进。这改进了电动压缩机的内部结构。

图2示出碰撞过程中的常规电动压缩机，其中具有线束20b和连接器20a的高压线束20受到损坏。在碰撞过程中，诸如散热器或风扇护罩等置于电动压缩机10前方的部件90被迫从车辆前方向后移动，并且与连接器20a接触，从而损坏高压线束连接器20a。

也就是说，考虑到安装和拆卸高压线束20的操作，为电动压缩机10供给高压电的高压线束20安装在电动压缩机10的顶面上。因为高压线束没有受到防碰撞保护，该位置在强度上比受罩壳保护的电动压缩机10的内部要差。

在迎面碰撞中保护高压线束或其连接器的一种方法涉及在线束的前表面上设置高强度支架，但是由于制造高强度支架所涉及的材料价格以及加工工作量都高于普通支架，因此加强的高压线束可能是昂贵的。

另一种方法涉及将高压线束或其连接器置于电动压缩机与电动压缩机后面的发动机之间的间隙中。然而，在汽车制造厂、修车厂等进行制造、维修的过程中安装和拆卸连接器就变得非常困难。

图1是具有根据本发明一个或多个实施例的管道结构的电动压缩机1的前视图。电动压缩机的管道结构包括：电动压缩机1；高压线束2；以及管道部分5，制冷剂从其排出。电动压缩机1安装在车辆上，并且构成空调器的制冷剂循环路线。

电动压缩机1包括压缩机电动机部分1a和变流器部分1b。压缩机和电动机一体地容置在压缩机电动机部分1a中。压缩机电动机部分1a由电动机驱动，于是压缩机电动机部分1a压缩从蒸发器(未示出)排出的制冷剂，并且将制冷剂排入冷凝器(未示出)中。变流器部分1b设置在压缩机电动机部分1a的顶面上。其上安装有变流电路的印刷电路板容置在变流器部分1b中。变流电路将DC电流变换为三相AC电流。

高压线束2包括线束连接部分2a和线束部分2b。线束连接部分2a安装在变流器部分1b的顶面上，并且与变流器部分1b中的变流电路电连接。线束部分2b与高压电池(未示出)连接，该高压电池为车辆驱动电动机的驱动源。

管道部分5包括软管部分5a、紧固(或铆接)部分5b、空调器管道(“铝管部分”)5c、管道连接部分(“连接部分”)5d以及管道安装螺栓5e。软管部分5a和铝管部分5c通过紧固部分5b彼此连接。铝管部分5c的末端通过固定在压缩机电动机部分1a上的连接部分5d与压缩机电动机部分1a的前表面相连。连接部分5d通过管道安装螺栓5e固定在压缩机电动机部分1a上。本领域的普通技术人员将认识到，可以为管道部分5c使用具有类似强度或更高强度的其它材料代替铝。举例来说，管道部分5c可以使用钢或高强度热塑性塑料。

铝管部分5c从连接部分5d延伸到比压缩机电动机部分1a的顶面更高的位置处，并且在高压线束2的线束连接部分2a的竖直位置处沿横向弯曲，线束连接部分2a位于车辆前方的一部分沿横向延伸。其中制冷剂被吸入电动压缩机的管道部分与排出制冷剂的管道部分5一起也与压缩机电动机部分1a相连，但是为了简单起见，下面将只描述排出制冷剂的管道部分5，而不示出和描述吸入制冷剂的管道部分。此外，本领域的普通技术人员将认识到，尽管这里将图1中的管道描述为制冷剂排出管5，但是作为制冷剂吸入管的管道也在本发明的范围内。

在图1所示电动压缩机的管道结构中，管道部分5的铝管部分5c置于高压线束2的线束连接部分2a的前方。采用这样的构造，在迎面碰撞过程中，碰撞负荷由铝管部分5c承受，从而可以减少传递到线束连接部分2a的碰撞能量。根据本发明的一个或多个实施例，由于管道部分5已经是空调器的通用安装部件，因此不需要增加部件数量。也就是说，因为作为空调器的必需部件的管道部分5吸收碰撞能量，因此可以在不增加额外部件的情况下减小对线束连接部分2a的损坏。

在迎面碰撞过程中，诸如散热器和风扇护罩等位于电动压缩机1前方的部件可能遭受损坏并撞击电动压缩机1，但是由于铝管部分5c是采用铝铸件制成，因而铝管部分5c具有较高的刚度。此外，即使铝管部分5c遭受损坏，仅仅会导致制冷剂泄漏，这在安全性方面几乎不会产生问题。

此外，铝管部分5c的连接部分5d的前部沿横向延伸。该构造使得可以进一步增强铝管部分5c沿着车辆纵向的刚度，并且进一步减小对连接部分5d的损坏。

通常，空调器管道的中心部分为橡胶软管，以便可以吸收发动机的振动。然而，在很多情况下，空调器管道的两端为铝管。在图1所示电动压缩机的管道结构中，注意到了这一点。铝管部分置于高压连接器的前方，从而使得诸如散热器和风扇护罩等在碰撞过程中被迫向后移动的物体由铝管部分承受，从而有助于保护高压线束的线束连接部分免遭损坏。

根据本发明一个或多个实施例的电动压缩机的管道结构具有下述优点中的一个或多个优点。

制冷剂流经与连接部分5d相连的铝管部分5c。铝管部分5c设置为在线束连接部分2a的前方延伸。用于接入电池电源的高压线束2与线束连接部分2a相连。于是，在迎面碰撞过程中，碰撞负荷由铝管部分5c承受，可以减少传递到线束连接部分2a的碰撞能量。此外，由于铝管部分5c已经存在于车辆空调器中，因此不需要额外的部件。结果，可以在不增加成本的情况下保护线束连接部分2a免遭损坏。

由于铝管部分5c的连接部分5d的前部沿横向延伸，可以进一步增强铝管部分5c沿着车辆纵向的刚度，并且更好地保护连接部分5d免遭损坏。

图3是具有根据本发明一个或多个实施例的管道结构的电动压缩机10的前视图。在具有图3所示管道结构的电动压缩机10中，为图1所示的实施例添加了支架5f和支架螺栓5g。

支架5f的上端支撑铝管部分5c，支架5f的下端通过支架螺栓5g固定在压缩机电动机部分1a的前表面上。如图4所示，支架5f的板状部件的两端以两重折叠的方式弯曲，弯曲部分形成为沿着铝管部分5c的外周延伸的圆形。铝管部分5c的支撑部分的直径t设定为大于线束连接部分2a的高度。

在支架5f中，从变流器部分1b的上前缘A到支架5f的最高点之间的竖直距离u设定为小于从变流器部分1b的上前缘A到高压线束2的线束连接部分2a之间的纵向距离v。

在本发明的一个或多个实施例中，为了增强迎面碰撞过程中对高压线束2的保护效果，使铝管部分5c与线束连接部分2a之间的距离较大。在本发明的一个或多个实施例中，铝管部分5c具有两个固定点(连接部分5d和支架5f对铝管部分5c的支撑点)，因此可以自由地选择图3所示距离m和n。根据本发明的一个或多个实施例，距离m和n中之一可以为零，高压线束2的线束连接部分2a可以通过固定点的刚度而得到有效的保护。

将铝管部分5c置于高压线束2的线束连接部分2a的前方对于保护高压线束2在迎面碰撞过程中免遭损坏是有效的。在严重碰撞的情况下，举例来说，如图4所示，存在如下可能性：刚性部件9可能被迫向后移动距离s，此时部件9在线束连接部分2a正前方的位置处停止。这里，刚度较低并且已经损坏的小碎片由铝管部分5c承受，从而保护了线束连接部分2a。

由于支架5f的对铝管部分5c进行支撑的支撑部分的直径为t，当碰撞能量较大时，刚性部件9使支架5f塑性变形，刚性部件被迫向后移动的距离有效地变为s-v。

根据本发明的一个或多个实施例，支架5f的最高点与变流器部分1b的上前缘A之间的竖直距离u设定为小于从高压线束2的线束连接部分2a到上前缘A之间的距离v。此外，支架5f的对铝管部分5c进行支撑的支撑部分的直径t设定为大于线束连接部分2a的高度。

因此，如图5所示，即使碰撞能量较大并且刚性部件9向后移动的距离不可抑制，刚性部件9也会靠在支架5f上，从而可以避免刚性部件9与线束连接部分2a接触，并且保护线束连接部分2a免遭损坏。此外，碰撞能量可以由支架5f的塑性变形吸收。因此，在没有支架5f的情况下部件9受迫向后移动距离s，与此相比，通过设置支架5f可以将部件9的后退量抑制为距离s或更小。

在本发明的一个或多个实施例中，支架5f包围铝管部分5c的外周，并且支架5f的两端固定在压缩机电动机部分1a上。可以采用钎焊或铆接作为利用支架支撑空调器管道的方法。支架5f包围铝管部分5c的外周，并且支架5f的两端固定在车体上。采用这样的构造，即使在碰撞中承受到较高的碰撞负荷并且支架5f的塑性变形量较大，也可以降低铝管部分5c从支架5f中脱出并且与高压线束2的线束连接部分2a接触的可能性。

根据本发明的一个或多个实施例，电动压缩机10的管道结构具有如下优点中的一个或多个优点。

由于支撑铝管部分5c的支架5f置于线束连接部分2a的前方，因此可以增大铝管部分5c的支撑刚度，铝管部分5c可以吸收更多的碰撞能量。

由于铝管部分5c的位于连接部分5d与支架5f之间的部分相对于车辆置于线束连接部分2a的前方，因此，支架5f用作在迎面碰撞过程中保护线束连接部分2a的加强部件，并且可以减少对线束连接部分2a的损坏。

支架5f围绕铝管部分5c的外周至少包围一圈，并且支架5f的两端为固定在电动压缩机10的压缩机电动机部分1a上的板状部件。因此，即使支架5f在碰撞中承受到较高的碰撞负荷并且支架5f的塑性变形量较大，也可以降低铝管部分5c从支架5f中脱出并且与高压线束2的线束连接部分2a接触的可能性。

即使支架5f因为迎面碰撞而向后塑性变形，支架5f与线束连接部分2a之间的间隙也可以可靠地用作避免接触的裕量。因此，即使支架5f由于塑性变形而被迫向后移动，也可以避免与线束连接部分2a接触。

支架5f的最高点与电动压缩机10的上前缘A之间的竖直距离u设定为小于从电动压缩机10的上前缘A到高压线束2的线束连接部分2a之间的距离v。因此，可以将支架5f向后塑性变形的距离抑制为u或更小，并且可以避免与线束连接部分2a接触。

由于支架5f的对铝管部分5c进行支撑的支撑部分的直径设定为大于线束连接部分2a的高度，因此在迎面碰撞过程中，部件9通常使支架5f塑性变形并且靠在支架5f的顶面上。即使支架5f受迫进一步向后移动，也可以更可靠地避免与线束连接部分2a接触。

根据本发明的一个或多个实施例，排出制冷剂的空调器管道可以置于线束连接部分的前方，而吸入制冷剂的空调器管道不是如此，或者排出制冷剂的空调器管道以及吸入制冷剂的空调器管道可以都相对于车辆置于线束连接部分的前方。根据本发明的一个或多个实施例，可以设置多个用于支撑空调器管道的支架。

在根据本发明一个或多个实施例的电动压缩机的管道结构中，空调器管道的至少一部分设置在电动压缩机的上方以及线束连接部分的前方。因此，根据本发明一个或多个实施例，在迎面碰撞过程中，碰撞所产生的碰撞负荷可以由空调器管道承受，可以减少传递到线束连接部分的碰撞能量。此外，根据本发明一个或多个实施例，由于空调器管道是车辆空调器的必需部件，因此与常规结构相比，不需要额外的部件。也就是说，由于作为空调器的必需部件的空调器管道吸收碰撞能量，因此可以在不增加额外部件的情况下减小对线束连接部分的损坏。结果，可以保护线束连接部分免遭损坏。

由于上述实施例是基于通常安装在电动车辆(EV)或混合动力车辆(HEV)中的电动压缩机进行描述的，因而本领域技术人员可以容易地推定所述车辆是EV或HEV。然而，由于甚至是在具有发动机的车辆中压缩机也可以是电动操作的，因而本发明也可以应用于具有发动机的车辆。

虽然上面已经结合数量有限的实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员在得益于该发明的公开内容之后将认识到，可以设计出不脱离本文所公开的本发明的范围的其它实施例。因此，本发明的范围只受所附权利要求书的限制。

本申请要求2006年6月22日提交的日本专利申请No.2006-172123的优先权，该申请的全部内容以引用的方式并入本文。

Claims (9)

1.一种电动压缩机的管道结构，包括：

电动压缩机，其设置在车辆的动力舱中，并且构造成由电池电源驱动以压缩制冷剂；

线束连接部分，其设置在所述电动压缩机的顶面上，并且将线束电连接到所述电动压缩机；以及

空调器管道，其通过管道连接部分连接到所述电动压缩机，

其中，所述空调器管道的至少一部分设置在所述电动压缩机的上方以及所述线束连接部分的前方。

2.根据权利要求1所述的电动压缩机的管道结构，其中，

所述空调器管道的至少一部分横向延伸，并且所述横向延伸的至少一部分置于所述线束连接部分的前方。

3.根据权利要求1所述的电动压缩机的管道结构，其中，

所述电动压缩机包括支撑所述空调器管道的支架。

4.根据权利要求3所述的电动压缩机的管道结构，其中，

所述空调器管道的位于所述管道连接部分与所述支架之间的一部分置于所述线束连接部分的前方。

5.根据权利要求4所述的电动压缩机的管道结构，其中，

所述支架围绕所述空调器管道的外周至少包围一圈，并且所述支架的两端为固定在所述电动压缩机上的板状部件。

6.根据权利要求3所述的电动压缩机的管道结构，其中，

所述支架设置为在向后塑性变形时保持与所述线束连接部分之间的间隙，从而使得在迎面碰撞过程中可以避免所述支架与所述线束连接部分之间的接触。

7.根据权利要求6所述的电动压缩机的管道结构，其中，

所述支架设置在所述电动压缩机的前表面上，并且

所述支架的最高点与所述电动压缩机的顶面之间的竖直距离小于所述线束连接部分与所述电动压缩机的上前缘之间的距离。

8.根据权利要求7所述的电动压缩机的管道结构，其中，

所述支架的包围所述空调器管道的一部分的直径大于所述线束连接部分的竖直高度。

9.一种用于电动压缩机的布管方法，包括：

通过将空调器管道设置在位于电动压缩机顶面上的线束连接部分的前方，保护所述线束连接部分免于遭受位于所述电动压缩机前方的部件所造成的损坏。

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