CN102085797B - 混合动力车辆的电机的附接结构 - Google Patents
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Abstract
一种车辆的电机的附接结构,该电机连接到后轮,附接结构包含子框架、后部电机安装部和连接构件。子框架设置在混合动力车辆的后部,包含至少两个第一构件和至少两个第二构件。第一构件沿作为车辆长度方向的第一方向延伸,第二构件沿作为车辆宽度方向的第二方向延伸。两个第二构件包含前部构件和后部构件。在从垂直于第一方向和第二方向的第三方向上,子框架大致呈矩形。电机装配在子框架上。子框架的前方设置有容器。后部电机安装部设置在后部构件的后侧。后部电机安装部与电机在第三方向上位置相同,电机设置在后部构件的上方。连接构件设置在前部构件的下方,电机固定在连接构件上。
Description
技术领域
本发明涉及与混合动力车辆后轮相连的电机的附接结构。
背景技术
已有一种基于电机与后轮相连并且驱动由发动机和电机来实现的FF的车辆(FrontEngine,Front Drive Vehicle,前置发动机,前置驱动车辆)的混合动力车辆。在FF车辆中,存在一种结构,即燃料箱设置在后座(rear seat)的下方,用以确保具有宽阔的内室空间和容纳空间。同时,针对电机与后轮相连的情形,存在这样一种结构:即电机的设置靠近后轮,从而简化结构,提高传动效率(例如,参见JP-A-11-165516)。
有鉴于此,对于基于电机与后轮相连的FF车辆的混合动力车辆而言,有人在考虑将燃料箱放置在电机之前的一种结构。
然而,采用具有上述结构的混合动力车辆,当车辆被从后方碰撞(下文简称“后部碰撞”)时,电机被后方碰撞向前方推挤,因而损坏燃料箱。
发明内容
因此,本发明的目的在于提供一种电机的附接结构,即使设置在车辆后部的电机在车辆发生后部碰撞时被向外挤推,所述附接构件也能够防止燃料箱遭到破坏。
为实现上述目的,本发明提供一种车辆用电机的附接结构,与后轮相连的所述电机。所述附接结构包括子框架、后部电机安装部和连接构件,所述子框架设置在混合动力车辆的后部,包含至少两个第一构件和至少两个第二构件,所述至少两个第一构件沿作为车辆长度方向的第一方向延伸,所述至少两个第二构件沿作为车辆宽度方向的第二方向延伸,所述至少两个两个第二构件包含前部构件和后部构件,所述子框架在从垂直于第一方向和第二方向的第三方向上看去时大致呈矩形,所述电机装配在所述子框架上,所述子框架的前方设置有容器;所述后部电机安装部设置在后部构件的后侧,所述后部电机安装部与所述电机在第三方向上位置相同,所述电机设置在所述后部构件的上方;所述连接构件设置在所述前部构件的下方,所述电机固定在所述连接构件上。
所述车辆包含内燃机,并且所述容器为燃料箱,用于存放内燃机的液体燃料。
所述连接构件包含安装部和与所述安装部相连的附接部,所述前部构件在其下方包含支架,所述安装部附接在所述支架上,所述附接部与所述电机附接。
附图说明
图1为根据本发明示意性实施例的电机的装配结构的立体图;
图2为子框架的示意性实施例的立体图;
图3为前部电机安装部的示意性实施例的立体图;
图4为根据图1所示的示意性实施例的电机的装配结构侧视图;
图5为装有后轮电机的车辆的示意性实施例的结构图。
具体实施方式
以下描述本发明所述混合动力车辆中电机附接结构的示意性实施例。
图5所示车辆10为混合动力车辆的一个范例。该车辆10包含位于其前部的发动机12和位于其后部的用于驱动后轮的电机14以及燃料箱22。在下文中,车辆10的驱动方向被称为前,与所述驱动方向相反的方向被称为后。基于此,左和右也得以确定。此外,重力方向被称为下,与重力方向相反的方向被称为上。
车辆10包含位于其前部左右两侧的前轮16以及位于其后侧左右两侧的后轮18。发送机12为使用汽油为燃料的内燃机,并且安装在前轮16之间。发动机12包含传动装置(transmission)、差动装置(differential device)、以及安装于发动机上的类似装置,上述装置均未示出。发动机12的转动输出通过所述传动装置、差动装置以及所述类似装置被传至前轮16。
车辆10包含ECU(电子控制单元(Electronic Control Unit)),图中未示出。所述ECU获得诸如未示出的油门踏板和刹车踏板、车速以及电池30充电状态等各类信息,并基于上述信息任意控制发动机12、传动装置以及类似装置。同时须注意,所述发动机12并不限于汽油机。
发电机20设置在发动机12的一侧,发电机20通过发动机12或者前轮16的旋转力输入产生电力。电池30设置在车辆下地板中的中部,用于驱动车辆并且具有较大的容量。发电机20产生的电力存储在电池30中。同时,发电机20也可以在电池30的电力驱动下使前轮16旋转,或者用于起动发动机12。车辆10在其后部包含子框架(sub frame)50,所述子框架包含安装于其上的后轮电机。
接下来将描述子框架50。
图2显示子框架50。如图2所示,子框架50大致成矩形,包含作为主管件(main pipes)设置在车辆10两侧的管状构件52和54、设置在管状构件52和54前部的前部横向构件56、以及设置在管状构件52和54后部的后部横梁(在后部沿左右延伸的构件)58。
前部横向构件56为截面为矩形的构件,沿车辆10的宽度方向(左右方向)设置。管状构件52和54的端部有间隔地固定在前部横向构件56上。此外,前部横向构件56在其两个端部形成有固定部件60。所述固定部件60固定在图5中所示的车辆10的底盘车架(chassis frame)35上。
此外,前部横向构件56在其大致中点处设置有前部电机安装部支架62。所述前部电机安装部支架62大致成U型,并向前部横向构件56的下侧延伸。前部电机安装部64附接在前部电机安装部支架62的内侧部分中。
图3显示前部电机安装部64。如图3所示,前部电机安装部64包含基座66以及设置在基座66上的附接部68。所述基座66形成有附接在前部电机安装部支架62上的安装部70。所述附接部68为板状构件,大致为三角形,并在其三个角部形成有附接孔71。
呈管状的管状构件52和54中的每一个在车辆10的长度方向(前后方向)上都形成为大致对称的形状。管状构件52和54自前部横向构件56向后延伸,大致与前部横向构件56齐平,并且管状构件52和54在各自的中点附近发生弯曲,使得管状构件52和54向外分开。管状构件52和54的后端部分别与后部横梁58的左右端部相连。
固定部件72设置在管状构件52和54与后部横梁58之间的连接部上。固定部件72固定在图5所示的车辆10的底盘车架35上。
后部横梁58为截面呈矩形的构件,两端部弯曲向上。所述后部横梁58的两端部与管状构架52和54相连。后部横梁58的中部略微向前突出。附接部件74设置在后部横梁58两端部的后表面上。如图1所示,后部电机安装部76作为结构部件通过螺钉被固定在附接部件74上。
图1显示后轮电机14安装在子框架50内的状态。后轮电机14为圆柱形,被装配成其未示出的输出轴所在方向平行于车辆10的宽度方向。
后轮电机14在其上部包含端子连接部24。端子连接部24为连接端口,包含预定数量的未示出的连接端子,并且设置在后部电机安装部76的后壁的前侧。端子连接部24与输电线34的一端相连。输电线34的直径约为1厘米,粗细足以允许预定的电流从中流过。输电线34的另一端连至功率控制单元(Power Control Unit)32,后者将在后文描述。与端子连接部24相连的输电线34自端子连接部24向上弯曲,被连至功率控制单元32的连接端口36。连接端口36设置在后部电机安装部76的后壁的前侧,与后轮电机14的端子连接部24的方式相同。
减速差动装置38设置在后轮电机14的输出轴部。减速差动装置38内部包含减速齿轮(decreasing gear)和差速齿轮(differential gear),未示出的左右后轮驱动轴与所述差速齿轮的输出端部相连。所述后轮的驱动轴分别与后轮18相连,并且在执行差速运动(differential motion)时将后轮电机14的旋转输出传递至左、右后轮18。同时,减速差动装置38内部也可以包含加速齿轮,而不是减速齿轮。
减速差动装置38在其侧面包含未示出的附接孔,如图4所示,前部电机安装部64的附接部68通过螺钉73穿过所述附接孔固定在减速差动装置38上。后轮电机14因此附接到前部横向构件56上。
后轮电机14被附接成使后轮电机14的旋转中心与后部横梁58大致齐平,即后轮电机14旋转中心的高度与后部横梁58的高度大致相同。燃料箱22设置在前部横向构件56的前侧。燃料箱22是储存发动机12的液体燃料的箱体。燃料箱22的位置处于车辆10地板面的下方,大致与前部横向构件56齐平。
后部横梁58在后轮电机14的下侧延伸,与后轮电机14具有少许间隔。此外,后部电机安装部76在后轮电机14的后侧延伸,与后轮电机14具有少许间隔。
功率控制单元32设置在后轮电机14的上方。功率控制单元32通过支撑物或者类似物附接在底盘车架35上,用于控制电池30的充、放电,以及根据ECU的指令控制后轮电机14的运行。
功率控制单元32包含连接端口36并且与输电线34相连。功率控制单元32通过输电线34与后轮电机14相连。功率控制单元32还通过输电线34与电池30相连。
外部电源连接端口33设置在,比方说,车辆10的后侧面。外部电源连接端口33是外部电源与之相连连接端口。电池30采用被连至外部电源连接端口33的外部电源充电。
接下来将描述混合动力车辆电机附接结构的运行效果。
当发动机12被操纵、动力传至前轮16时,车辆10以前轮驱动方式行驶。此外,当电力从功率控制单元32被供至后轮电机14时,后轮电机14的驱动力通过减速差动装置38被传输至后轮18,于是车辆10以后轮驱动的方式行驶。车辆10的驱动可以采用前轮驱动方式、后轮驱动方式、或者全轮驱动方式(all-wheel driving manner),所谓全轮驱动是指前轮和后轮同时被驱动的运行方式。后轮18由设置在子框架50上的悬挂系统(suspension)支撑,可在上下方向上任意活动。
当车辆10被从后侧碰撞时,由后部碰撞产生的冲击力在冲破图5所示车辆10后部的可压扁区(crushable zone)a时被吸收。当所述冲撞力处于预定范围内时,车辆仅在可压扁区a内遭到破坏,车辆处于后部电机安装部76前侧的部分损伤很小。
然而,当冲撞力大到直抵后部电机安装部76时,后部电机安装部76向前发生形变。当冲撞力因后部电机安装部76发上形变而被吸收时,后轮电机14并未受损。
当冲撞力更大,以至后部电机安装部76随着子框架50的变形大幅向前移位时,后部电机安装部76挤压后轮电机14。因此,前部电机安装部支架62遭到破坏,后轮电机14向前移动。然而,后轮电机14在接触到前部横向构件56时被阻止前移并被斜向下移动,使得后轮电机14在前部横向构件56的下方移动。
因此,即使在大冲撞力的作用下,后轮电机14也是朝斜下方移动的,因此不致因后轮电机14的触碰而导致燃料箱22的受损。
此外,后部横梁58设置在后轮电机14的下方。因此,即使是在前部电机安装部支架62折断的情况下,后轮电机14仍然放置在后部横梁58上,而不会从车辆10上坠落路面。
在上述示范性的实施例中,设置在后轮电机14的前侧的是燃料箱22。然而,本发明并不限于所述燃料箱22,放置其他构件也是可以的。比如,诸如电池、燃料电池和变流器(inverter)之类的昂贵和重要的部件也可以放置在后轮电机14的前侧。
根据本发明的一个方面,混合动力车辆电机的附接结构具有以下构造。
混合动力车辆具有这样的结构:即电机与FF车辆(即前置发动机前轮驱动的车辆)的后轮相连。所述车辆在其后部具有大致为矩形的子框架。例如,所述子框架由排列部件形成为矩形,所述排列部件在左、右两侧沿长度方向(前后方向)延伸,各部件的前、后部分别附接在前部横向构件和后部横梁上。子框架具有悬挂系统,装配于车辆的后部。子框架通过所述悬挂系统支撑后轮,致使后轮可以在竖直方向上移动。此外,后部电机安装部作为结构部件附接在子框架的后侧。
电机附接在子框架的内部,即由上述左右两侧沿长度方向延伸的排列构件、前部横向构件、后部横梁和后部电机安装部围成的空间。
具体而言,所述电机按照以下方式附接。前部横向构件上设置有作为前部电机安装部支架的支架,作为前部电机安装部的连接构件附接在所述支架上。所述前部电机安装部包含位于其前部的安装部和位于其后部的与所述安装部一体形成的的附接部。前部电机安装部的安装部附接在所述的支架上,附接部附接在电机上。通过上述方式,所述电机固定在子框架上。
此外,后横梁设置在电机的下方,与所述电机具有少许间隔。后部电机安装部设置在电机的后侧,与所述电机具有稍许间隔。后部电机安装部的两端部附接在后横梁的左、右两端部上。而且,电机附接在子框架上,位置略高于前部电机安装部的安装部的中心。燃料箱设置在前横梁的前侧,位置与前横梁的位置大致等高,并且与前横梁具有少许间隔。
本发明所述电机的附接结构具有以下效果。因电机被设置在邻近后轮的位置处,所以能在有效驱动后轮时驱动车辆。当车辆被从后侧碰撞时,后部电机安装部接收后部碰撞产生的冲撞。因后部电机安装部与所述电机之间存在间隙,因此电机未受损害。
当后部碰撞的能量大到使后部电机安装部或者后部横梁发生形变时,电机被向前推挤,因而前部横向构件受损。然而,电机的移动受到设置在其前方的前部横向构件的阻挡,因而被斜向下向外推出。
因此,即使电机受到来自后侧的挤压,其移动也不会触及燃料箱,从而可以防止因电机而导致的燃料箱损坏。不仅如此,即使前部电机安装部受到破坏,所述电机仍然承载在后部横梁上,从而防止与车辆完全脱离。
本发明适用于具有与后轮相连的电机的电动车辆或者混合动力车辆。
Claims (3)
1.一种车辆的电机的附接结构,所述电机与后轮相连,其特征在于,所述附接结构包含:
子框架,该子框架设置在混合动力车辆的后部,并且包含至少两个第一构件和至少两个第二构件,所述至少两个第一构件沿作为车辆长度方向的第一方向延伸,所述至少两个第二构件沿作为车辆宽度方向的第二方向延伸,所述至少两个第二构件包含前部构件和后部构件,在垂直于所述第一方向和第二方向的第三方向上,所述子框架大致呈矩形,所述电机装配在所述子框架上,容器设置在所述子框架的前侧;
后部电机安装部,该后部电机安装部设置在所述后部构件的后侧;在所述第三方向上,所述后部电机安装部的位置与所述电机的位置大致相同,所述电机设置在所述后部构件的上侧;以及
连接构件,该连接构件设置在所述前部构件的下侧,所述电机固定在所述连接构件上;
所述后部电机安装部通过螺钉固定在附接部件上,所述附接部件设置在所述后部构件的两端部的后表面上;并且
所述后部构件为截面呈矩形的构件,并且所述后部构件的两端部弯曲向上;并且
当车辆被从后侧碰撞时,所述电机被斜向下移动,从而所述电机在所述前部构件的下方移动。
2.如权利要求1所述的附接结构,其特征在于:所述车辆包含内燃机,并且所述容器为存放所述内燃机的液体燃料的燃料箱。
3.如权利要求1或权利要求2所述的附接结构,其特征在于:
所述连接构件包含安装部和与所述安装部相连的附接部;
所述前部构件包含在其下侧的支架;
所述安装部被附接到所述支架;
所述附接部被附接到所述电机。
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