CN102470742A - 驱动车辆的电动机用的电气部件在车辆上的配置结构 - Google Patents

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Abstract

提供一种电气部件的配置结构，其能够充分确保车厢内的空间，并且既能够实现轻量化又能够将电气部件牢固地固定于车身。包括在驾驶座5a和副驾驶座5b之间配置的电气部件在内的电气部件箱20被车辆的地板11和固定转向装置37的转向悬挂梁31支承。

Description

驱动车辆的电动机用的电气部件在车辆上的配置结构
技术领域
本发明涉及用于将驱动车辆的电动机用的电气部件(electronic component)配置于驾驶座与副驾驶座之间的车辆上的配置结构。
背景技术
目前，作为将蓄电池搭载于车辆的结构，可考虑如下结构：在驾驶座和副驾驶座之间的中控箱(center control box)上配置蓄电池，通过轨道使该中控箱沿前后方向移动自如(例如参照专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本国特开2008-149752号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在将驱动车辆的电动机用的电气部件、例如蓄电池等配置于中控箱的情况下，需要考虑横向的惯性力及碰撞的影响等而牢固地固定于车身。为了将该电气部件牢固地固定于车身，需要将中控箱在车宽方向上扩宽，或增加用于将电气部件固定于地板的框架等的壁厚，存在驾驶座、副驾驶座的座位变窄、或重量增加的问题。这种问题在通过轨道将蓄电池向地板引导的专利文献1中更加显著。
本发明鉴于上述情况而作出，其目的在于提供车辆上的配置结构，其能够充分确保车厢内的空间，并且既能够实现轻量化又能够将驱动车辆的电动机用的电气部件牢固地固定于车身。
用于解决问题的手段
为了实现上述目的，技术方案1所记载的发明是车辆上的电气部件的配置结构，所述车辆具备：
操作车辆(例如后述的实施方式中的车辆1)的转向装置(例如后述的实施方式中的转向装置37)；
设置于车厢内的驾驶座(例如后述的实施方式中的驾驶座5a)及副驾驶座(例如后述的实施方式中的副驾驶座5b)；
在所述驾驶座和所述副驾驶座之间配置的、驱动车辆的电动机用的电气部件(例如后述的实施方式中的蓄电池单元21、逆变器单元22、DC-DC转换器单元23)，所述电气部件的配置结构的特征在于，
所述电气部件被所述车辆的地板(例如后述的实施方式中的地板11)和固定所述转向装置的梁(例如后述的实施方式中的转向悬挂梁31)支承。
技术方案2所记载的发明为，在技术方案1所记载的发明的结构的基础上，其特征在于，
所述电气部件配置在固定于所述地板的框架(例如后述的实施方式中的IPU框架50、50)的内部，
通过从所述梁的一部分和所述框架的一部分中的至少一方延伸的延伸部(例如后述的实施方式中的撑条38、38)，将所述框架和所述梁相互固定。
技术方案3所记载的发明为，在技术方案2所记载的发明的结构的基础上，其特征在于，
所述框架固定在与所述地板上的左右的侧底框梁(例如后述的实施方式中的侧底框梁13、13)连接的横向构件(例如后述的实施方式中的横向构件14、14)、或所述地板上的中央通道(例如后述的实施方式中的中央通道12)的该横向构件附近部分。
技术方案4所记载的发明为，在技术方案2或3所记载的发明的结构的基础上，其特征在于，
所述延伸部具备大致相互平行地延伸的一对撑条，
在由所述梁、所述一对撑条、和所述车辆驱动电动机用电气部件的前方上缘部形成的空间部(例如后述的实施方式中的空间部S)中，配置有作为用户(驾驶者及同乘者)的操作对象的操作系统电气部件(例如后述的实施方式中的汽车导航仪60、音响61)，
该操作系统电气部件经由所述一对撑条固定于所述梁。
技术方案5所记载的发明是搭载在具备行驶用的电动机的车辆上的电力控制装置(例如智能动力单元：IPU)，具备：用于控制所述电动机的电气部件(例如后述的实施方式中的蓄电池单元21、逆变器单元22、DC-DC转换器单元23)；收纳所述电气部件的电气部件箱(例如电气部件箱20)；将所述电气部件箱固定于所述车辆的固定部件(例如IPU框架50)。所述固定部件具备：在所述电气部件箱的下方位置固定于所述车辆的地板的第1固定部(例如前方下部紧固部55、后方下部紧固部57)；在所述电气部件箱的上方位置固定于沿所述车辆的车宽方向延伸的转向悬挂梁(例如转向悬挂梁31)的第2固定部(例如前方上部紧固部56)。
技术方案6所记载的发明为，在技术方案5所记载的发明的结构的基础上，其特征在于，
所述第2固定部经由从所述转向悬挂梁的所述车宽方向上的中央部向下方延伸的一对撑条固定于所述转向悬挂梁。
技术方案7所记载的发明为，在技术方案5所记载的发明的结构的基础上，其特征在于，
所述第1固定部具备：在所述电气部件箱的前方位置固定于所述地板的前方固定部；及在所述电气部件箱的后方位置固定于所述地板的后方固定部。
技术方案8所记载的发明为，在技术方案7所记载的发明的结构的基础上，其特征在于，
所述固定部件具备对所述前方固定部、所述后方固定部及所述第2固定部进行连接的框架。
技术方案9所记载的发明为，在技术方案8所记载的发明的结构的基础上，其特征在于，
所述框架具备：对所述前方固定部和所述第2固定部进行连接的第1框架部分；从所述第2固定部沿水平方向延伸直至所述电气部件箱的后方上端位置的第2框架部分；从所述后方上端位置弯曲并延伸直至所述后方固定部的第3框架部分。
技术方案10所记载的发明为，在技术方案9所记载的发明的结构的基础上，其特征在于，
所述固定部件具备对所述第1框架部分和所述第3框架部分进行连接的辅助框架。
技术方案11所记载的发明为，在技术方案8所记载的发明的结构的基础上，其特征在于，
所述前方固定部具备通过向第1插入方向插入第1螺栓而固定于所述地板的第1螺栓紧固孔，
所述后方固定部具备通过向不同于所述第1插入方向的第2插入方向插入第2螺栓而固定于所述地板的第2螺栓紧固孔。
技术方案12所记载的发明为，在技术方案5所记载的发明的结构的基础上，其特征在于，
所述电气部件箱以所述电气部件箱的长度方向与所述车辆的前后方向一致的方向载置于所述地板上。
技术方案13所记载的发明为，在技术方案12所记载的发明的结构的基础上，其特征在于，
所述电气部件箱在所述地板上的所述车宽方向的中央位置载置于沿所述车辆的所述前后方向形成的中央通道上。
技术方案14所记载的发明为，在技术方案13所记载的发明的结构的基础上，其特征在于，
所述第1固定部相对于所述地板上的所述中央通道固定。
技术方案15所记载的发明为，在技术方案14所记载的发明的结构的基础上，其特征在于，
所述第1固定部在对所述地板上设置的左右的侧底框梁进行连接的横向构件的附近位置相对于所述中央通道固定。
技术方案16所记载的发明为，在技术方案5所记载的发明的结构的基础上，其特征在于，
所述固定部件具备分别安装于所述电气部件箱的两侧面的一对右固定部件及左固定部件，
所述右固定部件及所述左固定部件分别具备所述第1固定部和所述第2固定部。
发明效果
根据技术方案1的发明，与仅利用车辆的地板进行支承的情况相比，能够将电气部件牢固地固定于车身，能够相对于电气部件的倾倒而稳定地配置于车身，能够减薄支承电气部件的部件等的厚度而实现轻量化。
另外，除了支承电气部件的部件等以外，为了固定电气部件不需要车宽方向的空间，因此能够扩宽座位等，充分确保车厢内的空间。
而且，固定转向装置的梁经由电气部件支承于地板，因此能够抑制转向装置的共振，还能够实现该梁的轻量化。
根据技术方案2的发明，能够利用框架保护电气部件，另外，能够通过从框架和梁的至少一方延伸的延伸部对框架和梁进行连接，能够通过延伸部牢固地固定电子部件。
根据技术方案3的发明，能够将框架固定于地板的刚性高的部分。另外，除了电子部件的后方下部以外，框架还通过与梁的连接而在电子部件的前方上部固定，因此能够在相对于电子部件的倾倒较强的位置将框架固定于车身。
根据技术方案4的发明，通过收纳汽车导航仪及音响等操作系统电气部件，能够有效地利用空间部，另外，能够牢固地固定该操作系统电气部件。
根据技术方案5的发明，与仅利用车辆的地板进行支承的情况相比，能够牢固地将电气部件固定于车身，能够相对于电气部件的倾倒而稳定地配置于车身，能够减薄支承电气部件的部件等的厚度而实现轻量化。
附图说明
图1是表示适用了本发明的混合动力车辆的概略侧视图。
图2是表示图1的车辆前部的车厢内的立体图。
图3是表示将图2的仪表板和电气部件箱罩拆下的状态的立体图。
图4中，(a)是表示IPU框架安装于转向悬挂梁(steering hanger beam)和地板的状态的立体图，(b)是IPU框架和电气部件箱的分解立体图。
图5是沿图2的V-V线的剖视图。
图6是表示本发明的变形例的车辆驱动电动机用电气部件的配置结构的立体图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的一实施方式的驱动车辆的电动机用的电气部件在车辆上的配置结构进行详细说明。
<第1实施方式>
如图1所示，本实施方式的车辆1是如下的混合动力汽车：其具备串联地设有发动机和电动发电机的动力单元2，通过电动发电机对发动机进行驱动辅助，并且在车辆减速时等能够回收来自电动发电机的电力。电动发电机例如为三相交流电动机，发动机及电动发电机的驱动力向作为驱动轮的前轮3传递。
动力单元2经由电缆8与电气部件箱20连接。电气部件箱20中，作为驱动车辆的电动机(主要是用于车辆行驶的电动机)用的电气部件，内置有蓄电池单元21、逆变器单元22、DC-DC转换器单元23(参照图5)等部件。在从直流电源的蓄电池单元21向电动发电机供电时，通过逆变器单元22从直流变换为交流。
另外，在车辆1减速时等，将发动机的输出或车辆1的动能变换为电能而对蓄电池单元21充电时，电动发电机作为发电机发挥功能而产生所谓的再生制动力，车辆的动能被作为电能回收。回收的电能通过逆变器单元22从交流变换为直流而对蓄电池单元21充电。另外，由于通过逆变器单元22变换后的直流电压为高压，因此其一部分通过DC-DC转换器单元23降压。
如上所述，内置于电气部件箱20的电气部件根据车辆1的行驶状态进行用于电力控制的各种动作。因此，包括电气部件箱20在内的组装件(组件)也称为电力控制装置、智能动力单元(IPU：Intelligent Power Unit)等。
另外，如图1及图2所示，车辆1在车厢4内从前方起具备第1排座位5、第2排座位6、第3排座位7，第1排座位5的驾驶座5a及副驾驶座5b在车宽方向上并排配置。
而且，在构成车辆1的车厢4的地板面的地板11上，以与前后方向正交的截面为开截面形状的方式，沿前后方向延伸形成上侧成凸状的中央通道12，另外，分别在车宽方向两端侧沿前后方向延伸形成与前后方向正交的截面成闭截面形状的一对侧底框梁(side sill)13、13。另外，在地板11的上表面，以分别将中央通道12和两侧的侧底框梁13、13连接起来的方式焊接固定有上侧成凸状的横向构件14。此外，横向构件14也可以以越过中央通道12而将两侧的侧底框梁13、13彼此连接起来的方式固定。
另外，在构成车辆1的车厢4的前表面的仪表板30内，如图3所示，设有沿车宽方向延伸的转向悬挂梁31。在转向悬挂梁31的两端部设置的一对安装部32、33通过螺栓固定于左右的前柱34、35。转向悬挂梁31上，在驾驶座的车宽方向中央部一体形成有朝向后方延伸的U字状的转向装置支承部36，在该转向装置支承部36上通过螺栓固定有操作车辆1的转向装置37。
另外，在转向悬挂梁31的车宽方向中央部，通过焊接安装有一对撑条38，所述一对撑条38是朝斜下方向后方大致相互平行地延伸的延伸部，而且，在一个撑条38与转向装置支承部36之间，通过焊接安装有用于安装换档杆39的杆安装用托架40。此外，一对撑条38如图5所示，配置于空调装置41的后方。
在此处，电气部件箱20从仪表板30的车宽方向中央开口30a(参照图2)延伸至驾驶座5a与副驾驶座5b之间，并配置于地板11的中央通道12上。
如图4及图5所示，电气部件箱20被支承于IPU框架50、50，并被箱罩59覆盖，该罩59的前方被仪表板30覆盖。此外，箱罩59也可以由设有用于收纳小物件类的凹部、用于载置饮料容器的杯体保持器等的中控箱构成。
支承电气部件箱20的一对IPU框架50、50通过分别沿该箱20的侧面的前方缘部及后方缘部延伸的一对立起部51、51、52、52、及沿该箱20的侧面的上缘部延伸而对一对立起部51、51、52、52之间进行连结的连结部53、53形成为倒U字状。
并且，在IPU框架50、50的前方的立起部51、51的下端部设置的前方下部紧固部(第1固定部：前方固定部)55、55通过螺栓紧固于中央通道12，从前方的立起部51、51的上端部向前方延伸的前方上部紧固部(第2固定部)56、56分别通过螺栓紧固于从转向悬挂梁31延伸的一对撑条38、38的下端部38a、38a。而且，在后方的立起部52、52的下端部设置的后方下部紧固部(第1固定部：后方固定部)57、57通过螺栓紧固于横向构件14。由此，电气部件箱20配置在固定于地板11的IPU框架50、50的内部，并且经由一对撑条38、38将IPU框架50、50固定于转向悬挂梁31，由此将电气部件箱20牢固地固定于车身。另外，电气部件箱20的侧面还被对IPU框架50、50的一对立起部51、51、52、52的中间部之间进行连结的二根辅助IPU框架54、54支承。
如上所述，各IPU框架50具备：对前方下部紧固部(前方固定部)55和前方上部紧固部(第2固定部)56进行连接的立起部(第1框架部分)51；从前方上部紧固部(第2固定部)56沿水平方向延伸直至电气部件箱20的后方上端位置的连结部(第2框架部分)53；从该后方上端位置弯曲并延伸直至后方下部紧固部(后方固定部)57的立起部(第3框架部分)52。
此外，前方下部紧固部(前方固定部)55具备通过向第1插入方向插入第1螺栓而固定于地板11的第1螺栓紧固孔，后方下部紧固部(后方固定部)57具备通过向不同于第1插入方向的第2插入方向插入第2螺栓而固定于地板11的第2螺栓紧固孔。这样，通过使第1/第2螺栓紧固孔的螺栓的插入方向为不同的方向，能够对电气部件箱20提高相对于向各种方向施加的惯性力的刚性，能够抑制相对于向特定方向施加的外力的脆弱性。
另外，如图3及图4(a)所示，通过转向悬挂梁31、一对撑条38、38、电气部件箱20的前方上缘部区划出空间部S，该空间部S中，作为操作系统电气部件，配置有汽车导航仪60及音响61。这些汽车导航仪60及音响61经由设于一对撑条38、38的安装托架62、62、63、63固定于转向悬挂梁31。
如以上所说明，根据本实施方式的电气部件的配置结构，包括驱动车辆的电动机用的电气部件在内的电气部件箱20配置于驾驶座5a与副驾驶座5b之间，并通过车辆的地板11、固定转向装置37的转向悬挂梁31而固定。因此，与仅利用车辆1的地板11进行固定的情况相比，能够将电气部件箱20牢固地固定于车身，能够相对于作用成要使电气部件箱20在横向上倾倒的惯性力稳定地将电气部件箱20配置于车身。因此，能够减薄支承电气部件箱20的IPU框架50、50等的厚度而实现轻量化。
另外，除了与IPU框架50、50的厚度相当的空间以外，为了固定电气部件箱20不需要车宽方向的空间，因此能够扩宽座位等，充分确保车厢内的空间。
而且，转向悬挂梁31经由电气部件箱20及IPU框架50、50被支承于地板11，因此能够抑制转向装置37的共振，还能够实现该梁31的轻量化。
另外，本实施方式中，电气部件箱20配置在固定于地板11的IPU框架50、50的内部，能够通过IPU框架50、50保护电气部件。另外，由于使一对撑条38、38从转向悬挂梁31的一部分延伸，IPU框架50、50和转向悬挂梁31被相互连接，因此能够通过一对撑条38、38牢固地固定电气部件箱20。
而且，本实施方式中，IPU框架50、50固定在与地板11上的左右的侧底框梁13、13连接的横向构件14、14上，因此能够将IPU框架50、50固定在地板11的刚性高的部分。另外，除了电气部件箱20的后方下部以外，IPU框架50、50还通过与转向悬挂梁31的连接而在电气部件箱20的前方上部被固定。因此，形成至少电气部件箱20的侧面的对角位置被支承的结构，能够在能牢固地抵抗要使电气部件箱20在横向上倾倒的惯性力的位置将IPU框架50、50固定于车身。
并且，在由转向悬挂梁31、一对撑条38、38、电气部件箱20的前方上缘部形成的空间部S中，配置有作为用户的操作对象的操作系统电气部件(user-operableelectronic components)，例如汽车导航仪60及音响61等，该操作系统电气部件经由一对撑条38、38固定于转向悬挂梁31，因此，能够有效地利用空间部S，另外，能够牢固地固定该操作系统电气部件。
此外，本实施方式中，使一对撑条38、38从转向悬挂梁31的一部分延伸而形成，但也可以从IPU框架50、50的前方上部延伸，或者也可以从转向悬挂梁31和IPU框架50、50的两侧延伸并相互固定。
另外，虽然IPU框架的后方下部固定于横向构件14、14，但也可以固定于地板11上的中央通道12的横向构件14、14附近部分。
此外，本发明不限于上述实施方式，能够适宜进行变形、改良等。
本实施方式中，作为适用车辆对混合动力车辆进行了说明，但本发明不限于此，例如也可以是仅以电动机为驱动源的电动汽车。
本实施方式中，说明了如下结构：作为驱动车辆的电动机用的电气部件，具备蓄电池单元21、逆变器单元22、DC-DC转换器单元23，利用框架对收纳这些电气部件的电气部件箱20进行支承/固定。但是，例如也可以是直接利用框架对作为驱动车辆的电动机用的电气部件的蓄电池单元21进行支承/固定的结构。
另外，本发明的框架是能够支承电气部件的结构即可，例如可以具有对一对IPU框架50、50之间进行连结的连结框架，或者也可以是支承电气部件的车宽方向两侧面的单一的框架部件。
另外，本发明的延伸部不限于一对撑条38、38，是安装操作系统电气部件的结构即可，也可以由单一的支承框架构成。
而且，如图6所示，电气部件箱20也可以为如下结构：不设置IPU框架，通过4处的固定部件70固定于地板11，并且直接将一对撑条38、38的下端部38a、38a固定。
标号说明
1车辆
5a驾驶座
5b副驾驶座
11地板
13侧底框梁
14横向构件
20电气部件箱(电气部件)
21蓄电池单元(电气部件)
22逆变器单元(电气部件)
23DC-DC转换器单元(电气部件)
31转向悬挂梁
37转向装置
38撑条(延伸部)
50IPU框架
60汽车导航仪(操作系统电气部件)
61音响(操作系统电气部件)
S空间部

Claims (16)

1.一种电气部件的配置结构，该电气部件的配置结构是车辆上的电气部件的配置结构，所述车辆具备：
操作车辆的转向装置；
设置于车厢内的驾驶座及副驾驶座；和
在所述驾驶座和所述副驾驶座之间配置的、驱动车辆的电动机用的所述电气部件，
所述电气部件的配置结构的特征在于，
所述电气部件被所述车辆的地板和固定所述转向装置的梁支承。
2.根据权利要求1所述的配置结构，其特征在于，
所述电气部件配置在固定于所述地板的框架的内部，
通过从所述梁的一部分和所述框架的一部分中的至少一方延伸的延伸部，将所述框架和所述梁相互固定。
3.根据权利要求2所述的配置结构，其特征在于，
所述框架固定在与所述地板上的左右的侧底框梁连接的横向构件、或所述地板上的中央通道的该横向构件附近部分。
4.根据权利要求2或3所述的配置结构，其特征在于，
所述延伸部具备大致相互平行地延伸的一对撑条，
在由所述梁、所述一对撑条、和所述车辆驱动电动机用电气部件的前方上缘部形成的空间部中，配置有作为用户的操作对象的操作系统电气部件，
该操作系统电气部件经由所述一对撑条固定于所述梁。
5.一种电力控制装置，该电力控制装置是搭载在具备行驶用的电动机的车辆上的电力控制装置，所述电力控制装置的特征在于，
所述电力控制装置具备：
用于控制所述电动机的电气部件；
收纳所述电气部件的电气部件箱；和
将所述电气部件箱固定于所述车辆的固定部件，
所述固定部件具备：在所述电气部件箱的下方位置固定于所述车辆的地板的第1固定部；和在所述电气部件箱的上方位置固定于沿所述车辆的车宽方向延伸的转向悬挂梁的第2固定部。
6.根据权利要求5所述的电力控制装置，其特征在于，
所述第2固定部经由从所述转向悬挂梁的所述车宽方向上的中央部向下方延伸的一对撑条固定于所述转向悬挂梁。
7.根据权利要求5所述的电力控制装置，其特征在于，
所述第1固定部具备：在所述电气部件箱的前方位置固定于所述地板的前方固定部；和在所述电气部件箱的后方位置固定于所述地板的后方固定部。
8.根据权利要求7所述的电力控制装置，其特征在于，
所述固定部件具备对所述前方固定部、所述后方固定部及所述第2固定部进行连接的框架。
9.根据权利要求8所述的电力控制装置，其特征在于，
所述框架具备：对所述前方固定部和所述第2固定部进行连接的第1框架部分；从所述第2固定部沿水平方向延伸直至所述电气部件箱的后方上端位置的第2框架部分；和从所述后方上端位置弯曲并延伸直至所述后方固定部的第3框架部分。
10.根据权利要求9所述的电力控制装置，其特征在于，
所述固定部件具备对所述第1框架部分和所述第3框架部分进行连接的辅助框架。
11.根据权利要求8所述的电力控制装置，其特征在于，
所述前方固定部具备通过向第1插入方向插入第1螺栓而固定于所述地板的第1螺栓紧固孔，
所述后方固定部具备通过向不同于所述第1插入方向的第2插入方向插入第2螺栓而固定于所述地板的第2螺栓紧固孔。
12.根据权利要求5所述的电力控制装置，其特征在于，
所述电气部件箱以所述电气部件箱的长度方向与所述车辆的前后方向一致的方向载置于所述地板上。
13.根据权利要求12所述的电力控制装置，其特征在于，
所述电气部件箱在所述地板上的所述车宽方向的中央位置载置于沿所述车辆的所述前后方向形成的中央通道上。
14.根据权利要求13所述的电力控制装置，其特征在于，
所述第1固定部相对于所述地板上的所述中央通道固定。
15.根据权利要求14所述的电力控制装置，其特征在于，
所述第1固定部在对所述地板上设置的左右的侧底框梁进行连接的横向构件的附近位置相对于所述中央通道固定。
16.根据权利要求5所述的电力控制装置，其特征在于，
所述固定部件具备分别安装于所述电气部件箱的两侧面的一对右固定部件及左固定部件，
所述右固定部件及所述左固定部件分别具备所述第1固定部和所述第2固定部。
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