CN103101420A - 动力控制单元的向车身的安装结构 - Google Patents

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友影良二
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Abstract

本发明提供一种能够防止电力供给线与周边构件的接触而保护电力供给线的动力控制单元的向车身的安装结构。该动力控制单元的向车身的安装结构的特征在于，具备支承PCU(12)的单元支承框架(31)，单元支承框架(31)具备沿着PCU(12)的左侧端面(12a)延伸的左侧支承框架(33)，所述动力控制单元的向车身的安装结构具备将PCU(12)和电动机电连接的电力供给线(21)，电力供给线(21)具备与PCU(12)连接的PCU侧连接部(25)和从PCU侧连接部(25)沿着PCU(12)的左侧端面(12a)延伸的外侧配线部(26a)，左侧支承框架(33)相对于PCU(12)配置在比电力供给线(21)靠左右方向的外侧的位置，并且从左右方向观察时与PCU(12)的左侧端面(12a)重叠配置。

Description

动力控制单元的向车身的安装结构
技术领域
本发明涉及一种动力控制单元的向车身的安装结构。
背景技术
一直以来，在电动机动车中，在车身前部配置的电动机室内收纳有由车身弹性支承的电动机和配设在电动机的上方并对电动机的驱动进行控制的动力控制单元(以下、称为PCU)。另外，PCU和电动机通过电力供给线连接，经由该电力供给线从PCU向电动机供给电力。
作为上述的电力供给线，例如专利文献1所示，一端安装到逆变器中的位于车宽方向的端面上设置的连接器承载部上之后，沿着位于车宽方向的端面向下方拉回。之后，电力供给线的另一端在逆变器与电动机之间沿着车宽方向布线之后，与在电动机上设置的电动机侧连接器构件连接。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-20628号公报
但是，在车辆发生侧面碰撞(以下，称为侧撞)时等，因从车身侧部输入的冲击载荷而逆变器的周边构件(例如，低电压电池等)朝向逆变器压入。
此时，在上述的现有技术中，由于电力供给线沿着逆变器的位于车宽方向的端面布线的关系，有可能与压入的周边构件接触而发生破损等。
发明内容
为此，本发明的目的在于提供一种能够防止电力供给线与周边构件的接触而保护电力供给线的动力控制单元的向车身的安装结构。
为了实现上述目的，技术方案1所记载的发明提供一种动力控制单元(例如，实施方式中的PCU12)的向车身(例如，实施方式中的车身2)的安装结构，该动力控制单元通过将来自电力源的电力转换成期望的电力并向行驶用电动机(例如，实施方式中的电动机11)供给，来对所述行驶用电动机进行驱动控制，所述动力控制单元的向车身的安装结构的特征在于，具备对所述动力控制单元进行支承的单元支承框架(例如，实施方式中的单元支承框架31)，所述单元支承框架具备沿着所述动力控制单元中的所述车身的宽度方向的端面(例如，实施方式中的左侧端面12a)延伸的宽度方向外侧框架(例如，实施方式中的左侧支承框架33)，所述动力控制单元的向车身的安装结构具备将所述动力控制单元与所述行驶用电动机电连接的电力供给线(例如，实施方式中的电力供给线21)，所述电力供给线具备与所述动力控制单元连接的配线连接部(例如，实施方式中的PCU侧连接部25)和从所述配线连接部沿着所述动力控制单元的所述端面延伸的外侧配线部(例如，实施方式中的外侧配线部26a)，所述宽度方向外侧框架相对于所述动力控制单元配置在比所述外侧配线部靠所述宽度方向的外侧的位置，并且从所述宽度方向观察时与所述动力控制单元的所述端面重叠配置。
技术方案2所记载的发明的特征在于，所述宽度方向外侧框架具备：沿着所述车身的前后方向延伸的前后框架(例如，实施方式中的前后框架42)；在比所述电力供给线中的所述外侧配线部靠前方的位置沿着所述车身的上下方向延伸的上下框架(例如，实施方式中的上下框架43)。
技术方案3所记载的发明的特征在于，在所述宽度方向外侧框架上固定有对所述电力供给线的所述外侧配线部进行保持的保持构件(例如，实施方式中的托架51)。
技术方案4所记载的发明的特征在于，所述保持构件分别与所述宽度方向外侧框架中的所述前后框架和所述上下架连结。
发明效果
根据技术方案1所记载的发明，能够通过宽度方向外侧框架保护电力供给线(配线连接部及外侧配线部)。即，万一侧撞时从车身的侧方输入冲击载荷的情况下，即使动力控制单元的周边构件(例如、低电压电池等)被朝向电力供给线压入，也能够通过宽度方向外侧框架限制周边构件朝向电力供给线的移动。由此，能够抑制周边构件与电力供给线接触，从而抑制电力供给线的损伤。
另外，对动力控制单元进行支承的宽度方向外侧框架本身具备保护电力供给线的作用，因此与例如安装另外的保护构件的情况相比，能够实现部件个数的削减。
根据技术方案2所记载的发明，宽度方向外侧框架具备在比电力供给线靠前方的位置沿着上下方向延伸的上下框架，因此即使前方碰撞时等因来自车身前方的冲击载荷而周边构件被朝向后方压入，也能够通过上下框架限制周边构件朝向电力供给线的移动。由此，能够抑制周边构件与电力供给线接触，从而能够抑制电力供给线的损伤。
根据技术方案3所记载的发明，电力供给线的外侧配线部经由保持构件保持在宽度方向外侧框架上，因此能够抑制电力供给线的摆动向配线连接部传递。由此，能够抑制在电力供给线的配线连接部产生的应力，从而能够抑制配线连接部的损伤。
根据技术方案4所记载的发明，保持构件分别与宽度方向外侧框架中的前后框架及上下框架紧固，因此在宽度方向外侧框架上易于确保保持构件的紧固位置。另外，由于将保持构件固定在沿着不同的方向延伸的框架(前后框架及上下框架)上，因此即使对于电力供给线向各方向的摆动，也能够将配线连接部可靠地向单元支承框架固定。因此，能够通过宽度方向外侧框架牢固地固定保持构件，从而能够可靠地抑制电力供给线中的配线连接部处的损伤。
附图说明
图1是从侧方观察到的本实施方式中的电动机动车的前部的简要结构图。
图2是表示电动机室的内部的电动机动车的立体图。
图3是图2的C1向视图。
图4是图2的C2向视图。
符号说明：
2…车身
11…电动机(行驶用电动机)
12…PCU(动力控制单元)
12a…左侧端面(端面)
21…电力供给线
25…PCU侧连接部(配线连接部)
26a…外侧配线部
31…单元支承框架
33…左侧支承框架(宽度方向外侧框架)
42…前后框架
43…上下框架
51…托架(保持构件)
具体实施方式
接下来，基于附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是从侧方观察到的本实施方式中的电动机动车的前部的简要结构图，图2是表示电动机室的内部的电动机动车的立体图。需要说明的是，以下说明中的前后左右等方向，如果没有特殊记载，则与车辆的方向相同。另外，在以下采用的附图中，车辆前方用箭头FR表示，车辆上方用箭头UP表示，车辆右方用箭头RH表示，车辆左方用箭头LH表示。
如图1、2所示，在本实施方式的电动机动车1中，在车身2的前部划分出电动机室3。并且，在电动机室3内的下部配设有作为驱动源的电动机(行驶用电动机)11，在电动机室3内的上部配设有PCU12。
需要说明的是，如图2所示，在电动机室3的下部设有在车身2的左右两侧沿着前后方向延伸的一对侧框架13和将侧框架13的前端部彼此接合的前框架14。另外，如图1所示，在电动机室3的后部设有在前后方向上对未图示的车室内和电动机室3内进行划分的前围板15。该前围板15包括在PCU12的后方沿着上下方向延伸的前围板下部16和从前围板下部16的上端部朝向前方连续设置的前围板上部17。
如图1所示，电动机11形成为圆筒状，以其旋转轴朝向左右方向的状态经由未图示的防振构件弹性支承于车身2。
如图2所示，PCU12形成为以左右方向(宽度方向)为长度方向的长方体形状，经由后述的单元支承框架31支承在侧框架13上，并且配设在电动机11的上方。在PCU12上经由电源线缆(未图示)而电连接有例如在车室内的下方配设的高电压电池(未图示)，将从高电压电池供给的直流电转换为三相(U相、V相、W相)的交流电。另外，PCU12经由电力供给线21按各相与电动机11电连接，通过将由PCU12转换的三相的交流电向电动机11供给来对电动机11进行驱动控制。
图3是图2的C1向视图，图4是图2的C2向视图。
在此，如图2～4所示，在PCU12上形成有用于使上述的电力供给线21与PCU12连接的PCU侧端子箱22。该PCU侧端子箱22在PCU12的上部，从位于左右方向的一侧的端面12a(以下、称为左侧端面12a)朝向左右方向的外侧(左侧)突出。在PCU侧端子箱22上沿前后方向排列形成有用于将电力供给线21按各相向PCU12内引导的多个引导部23。上述的引导部23是使PCU12的内外连通的孔，以朝向下方开口的状态沿着上下方向延伸。
上述的各电力供给线21是具有挠性的线缆，具备与PCU12连接的PCU侧连接部(配线连接部)25、与电动机11连接的电动机侧连接部(未图示)、从PCU12及电动机11露出而架设在两者间的中间部26。
各PCU侧连接部25从上述的各引导部23的下端开口部经由连接器24安装，且被向PCU侧端子箱22内引导。并且，位于PCU侧连接部25的前端部的端子在PCU侧端子箱22内按各相与未图示的多个母线连接而成为电连接部分，并经由上述的母线与收纳在PCU12内的各种电气设备连接。
另一方面，各电动机侧连接部经由连接器安装于电动机11中的未图示的电动机侧端子箱。并且，电动机侧连接部在电动机侧端子箱内按各相与未图示的多个母线连接，并经由上述的母线与电动机11电连接。
各中间部26在PCU侧连接部25与电动机侧连接部之间分别平行地布线。具体来说，如图3所示，各中间部26具有相对于PCU12在左右方向的外侧(左侧)布线的外侧配线部26a和在PCU12的下方布线的下侧配线部26b。
外侧配线部26a从PCU侧端子箱22向下方拉出后，沿着PCU12的左侧端面12a向下方布线。
另外，下侧配线部26b从外侧配线部26a的下端部连接设置，并被向PCU12的下方拉回。并且，下侧配线部26b沿着PCU12的下表面朝向PCU12中的左右方向的另一侧(例如、右侧)布线，并与上述的电动机侧连接部连接设置。
这样构成的PCU12在电动机室3内由图2～4所示的单元支承框架31支承。该单元支承框架31是管状的构件，以包围PCU12的整周的方式配设。具体来说，单元支承框架31具有相对于PCU12配设在右侧的右侧支承框架32、相对于PCU12配设在左侧的左侧支承框架(宽度方向外侧框架)33、将各侧支承框架32、33的前端部彼此接合的前支承框架34、将各侧支承框架32、33的后端部彼此接合的后支承框架35。
首先，前支承框架34在PCU12的前方且在PCU12的下部沿着左右方向延伸，并且沿着其延伸方向的两端部朝向后方弯曲。在前支承框架34上，在沿着左右方向的多个部位紧固连结PCU12的前表面。另外，在PCU12的前表面中的左侧的部分设有板状的防护托架36。该防护托架36随着从上端部朝向下端部而向前方倾斜，其上端部紧固于PCU12的前表面，下端部紧固于前支承框架34。
后支承框架35在PCU12的后方且在PCU12的上部沿着左右方向延伸，并且沿着其延伸方向的两端部朝向下方弯曲。在后支承框架35上，在沿着左右方向的多个部位紧固上述的前围板15。另外，后支承框架35的沿着延伸方向的两端部中的下端部分别构成相对于PCU12朝向左右方向的外侧弯曲的脚部40。并且，所述脚部40紧固于对应的侧框架13的后侧。
右侧支承框架32在PCU12的右侧沿着前后方向延伸。在右侧支承框架32上，在沿着前后方向的多个部位紧固PCU12中的位于左右方向的另一侧的端面(以下、称为右侧端面)。另外，右侧支承框架32中的前端部与前支承框架34的右端部接合，后端部与后支承框架35的右端部接合。
脚部41从右侧支承框架32和前支承框架34的接合部分朝向下方延伸。脚部41随着从上端部朝向下端部相对于PCU12逐渐朝向外侧(右侧)延伸。并且，脚部41的下端部紧固于上述的侧框架13中的右侧的侧框架13的前侧。
在此，左侧支承框架33在PCU12的左侧且在相对于PCU12比上述的电力供给线21(PCU侧连接部25及外侧配线部26a)靠外侧沿着PCU12的左侧端面12a延伸。具体来说，左侧支承框架33具备沿着前后方向延伸的前后框架42和从前后框架42的前端部朝向下方连接设置的上下框架43。
前后框架42在左右方向上与PCU12的左侧端面12a的上部对置的位置沿着前后方向延伸。在前后框架42上支承有从上述的PCU侧端子箱22的上端部朝向左侧突出的安装片44，经由该安装片44将PCU12紧固于前后框架42。需要说明的是，在图示的例子中，安装片44沿着PCU侧端子箱22的前后方向形成有两处。前后框架42的后端部与上述的后支承框架35的左端部中的沿着上下方向的中间部接合。另一方面，前后框架42的前端部在前后方向上位于比PCU12的前表面靠后方且比PCU侧端子箱22靠前方的位置。即，前后框架42的前端部在前后方向上位于比各PCU侧连接部25中的前侧的PCU侧连接部25靠前方的位置。
上下框架43从前后框架42的前端部朝向下方弯曲形成，且在其上下方向的中间部分接合有前支承框架34的左端部。另外，上下框架43的下端部构成相对于PCU12朝向左右方向的外侧(左侧)分别弯曲的脚部45。并且，脚部45紧固于侧框架13中的左侧的侧框架13的前侧。
因此，左侧支承框架33配设在从左右方向(车宽方向)观察时与PCU12的左侧端面12a重叠的位置。并且，在左右方向上，在左侧支承框架33与PCU12的左侧端面12a之间配设有上述的各电力供给线21(PCU侧连接部25及外侧配线部26a)。具体来说，在左侧支承框架33中，前后框架42在PCU12的左侧端面12a的上部配设在从左右方向观察时与PCU侧连接部25重叠的位置，上下框架43配设在从左右方向观察时与PCU12的左侧端面12a的前部重叠的位置。
另外，如图4所示，在左侧支承框架33上设有对电力供给线21的中间部26中的外侧配线部26a进行保持的托架(保持构件)51。该托架51由对各外侧配线部26a进行保持的托架主体52、架设在托架主体52与前后框架42之间的第一支架53、架设在托架主体52与上下框架43之间的第二支架54构成。
托架主体52在位于前后框架42的下方且上下框架43的后方的部分，形成为在相对于PCU12比外侧配线部26a靠外侧沿着电力供给线21的排列方向、即前后方向延伸的板状。
第一支架53从托架主体52中的沿着前后方向的中间部分朝向上方延伸，其上端部紧固于前后框架42的沿着前后方向的中间部分。
另外，第二支架54从托架主体52中的前端部向下方弯曲后朝向前方延伸，其前端部紧固于上下框架43的沿着上下方向的中间部分。
在托架主体52的前后方向上，在与各外侧配线部26a对应的位置安装有将各外侧配线部26a分别保持的多个夹持器55。各夹持器55以相对于PCU12朝向内侧的状态安装在托架主体52上，将各外侧配线部26a分别独立地从径向的两侧挟持。由此，各电力供给线21被集中保持于托架主体52。
这样，在本实施方式中，采用了左侧支承框架33相对于PCU12比外侧配线部26a靠外侧配置，并且从左右方向的外侧观察时与PCU12的左侧端面12a重叠配置的结构。
根据该结构，能够通过左侧支承框架33保护电力供给线21(PCU侧连接部25及外侧配线部26a)。即，万一侧撞时从车身2的例如左侧方输入了冲击载荷的情况下，即使PCU12的周边构件(例如、低电压电池等)被朝向电力供给线21压入，也能够通过左侧支承框架33限制周边构件朝向电力供给线21的移动。由此，能够抑制周边构件与电力供给线21接触，从而抑制电力供给线21的损伤。
另外，由于支承PCU12的左侧支承框架33本身具备保护电力供给线21的作用，所以与例如安装另外的保护构件的情况相比，能够削减部件个数。
另外，左侧支承框架33在比电力供给线21靠前方的位置具备沿着上下方向延伸的上下框架43，所以即便在前方碰撞时等因来自车身2的前方的冲击载荷而将周边构件朝向后方压入，也能够通过上下框架43限制周边构件朝向电力供给线21的移动。由此，能够抑制周边构件从前方与电力供给线21接触，从而能够抑制电力供给线21的损伤。
另外，各电力供给线21的外侧配线部26a经由托架51保持在左侧支承框架33上，所以能够抑制电力供给线21的摆动向PCU侧连接部25与PCU侧端子箱22内的母线的电连接部分传递。即，PCU12及电力供给线21的PCU侧连接部25以相同相位振动，电力供给线21的中间部26相对于PCU12及电力供给线21的PCU侧连接部25摆动。由此，能够抑制在电力供给线21的PCU侧连接部25和PCU侧端子箱22内的母线的电连接部分产生的应力，从而能够抑制PCU侧连接部25的电连接部分的损伤。
并且，由于托架51保持各电力供给线21的外侧配线部26a，所以能够保持与电力供给线21的PCU侧连接部25的电连接部分接近的位置，从而能够有效地抑制电力供给线21的中间部26的摆动向PCU侧连接部25的电连接部分传递。
而且，由于托架51的第一支架53及第二支架54分别紧固在左侧支承框架33中的前后框架42及上下框架43上，因此在左侧支承框架33上易于确保第一支架53及第二支架54的紧固位置。另外，由于在向不同的方向延伸的框架42、43上固定各支架53、54，因此即使对于电力供给线21的向各方向的摆动，也能够将PCU侧连接部25可靠地向单元支承框架31固定。因而，能够通过左侧支承框架33牢固地固定托架51，从而能够可靠地抑制电力供给线21中的PCU侧连接部25中的电连接部分的损伤。
需要说明的是，本发明的技术范围不限于上述的各实施方式，也包括在不脱离本发明的主旨的范围内对上述的实施方式追加各种变更的方式。即，上述的实施方式中举出的结构等仅仅是一个例子，可以适当进行变更。
例如，在上述的实施方式中，说明了在以高电压电池为电力源而进行驱动的电动机动车1中适用本发明的情况，但并不限于此，在电力源为燃料电池的燃料电池车辆中也能够适用本发明。
另外，只要左侧支承框架33相对于PCU12比电力供给线21靠左右方向的外侧配置，并且从左右方向观察时与PCU12的左侧端面12a重叠配置即可，单元支承框架31的形状可以适当进行设计变更。即，左侧支承框架33的沿着上下方向的位置可以在PCU12的上下方向的高度范围内能够适当进行设计变更。
并且，只要电力供给线21至少沿着PCU12的端面布线即可，到电动机11的布线路径可以适当进行变更。
另外，在上述的实施方式中，说明了在电动机11的上方配设PCU12的结构，但它们的位置关系可以适当进行变更。
此外，在不脱离本发明的主旨的范围内，可以适当将上述的实施方式中的构成要素置换成公知的构成要素。

Claims (4)

1.一种动力控制单元的向车身的安装结构，该动力控制单元通过将来自电力源的电力转换成期望的电力并向行驶用电动机供给，来对所述行驶用电动机进行驱动控制，所述动力控制单元的向车身的安装结构的特征在于，
具备对所述动力控制单元进行支承的单元支承框架，所述单元支承框架具备沿着所述动力控制单元中的所述车身的宽度方向的端面延伸的宽度方向外侧框架，
所述动力控制单元的向车身的安装结构具备将所述动力控制单元与所述行驶用电动机电连接的电力供给线，所述电力供给线具备与所述动力控制单元连接的配线连接部和从所述配线连接部沿着所述动力控制单元的所述端面延伸的外侧配线部，所述宽度方向外侧框架相对于所述动力控制单元配置在比所述外侧配线部靠所述宽度方向的外侧的位置，并且从所述宽度方向观察时与所述动力控制单元的所述端面重叠配置。
2.根据权利要求1所述的动力控制单元的向车身的安装结构，其特征在于，
所述宽度方向外侧框架具备：沿着所述车身的前后方向延伸的前后框架；在比所述电力供给线靠前方的位置沿着所述车身的上下方向延伸的上下框架。
3.根据权利要求2所述的动力控制单元的向车身的安装结构，其特征在于，
在所述宽度方向外侧框架上固定有对所述电力供给线的所述外侧配线部进行保持的保持构件。
4.根据权利要求3所述的动力控制单元的向车身的安装结构，其特征在于，
所述保持构件分别与所述宽度方向外侧框架中的所述前后框架和所述上下框架连结。
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