CN103101423B - 电动车辆的电源装置 - Google Patents

Abstract

一种防止在车辆的前面碰撞时连接电池与电力线的连接机构破损而发生对地短路的电动车辆的电源装置。因车辆的前面碰撞，底板框架(11)的冲击缓冲构件(11a)压曲而前副框架(21)后退，从而前副框架(21)的后部在接触部(C)与电池组(31)的前部接触。结果，由连接冲击缓冲构件及前副框架的第一连接部(A)、连接冲击缓冲构件及电池组的第二连接部(B)、所述接触部构成刚性高的三角形(T)的区域。在该三角形的内部配置连接电池(30)和电力线(48、60)的连接器(47、58)，因此能够防止车辆的前面碰撞引起的连接器的破损而避免对地短路的产生。尤其是估计冲击缓冲构件的压曲来设定所述三角形的区域，因此能够进一步可靠地保护连接器。

Description

电动车辆的电源装置

技术领域

本发明涉及具备搭载于车身的电池、从所述电池取出电力的电力线、将所述电力线与所述电池连接的连接机构的电动车辆的电源装置。

背景技术

向作为电动车的行驶用的驱动源的电动发电机供给电力的电池组的电压为达到几百伏特的高电压，其电力从电池组经由连接器向电动发电机的动力驱动单元供给。连接器为了能够容易进行装拆操作而露出，因此在车辆发生碰撞事故时，存在因碰撞的冲击而发生损伤的情况，当连接器发生损伤时，电池组的高电压与车架等发生对地短路，从而可能产生触电。

因此，在下述专利文献1中公开有如下技术：将车辆的蓄电装置配置于夹在左右的后轮之间的位置，并使其高电压连接部朝向车身内侧(车身前方)配置，使其低电压连接部朝向车身外侧(车身后方)配置，由此在车辆的碰撞时对高电压连接部进行保护而防止对地短路的产生。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】WO2007/129759A1

然而，上述现有的技术中，仅利用车辆中既存的后轮或车轴来保护电源装置的高电压连接部，未对高电压连接部附近的车身结构特别下功夫，因此在车辆的碰撞时可能无法充分保护高电压连接部。

发明内容

本发明鉴于上述的情况而提出，其目的在于防止在车辆的前面碰撞时，连接电池与电力线的连接机构破损而发生对地短路的情况。

为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供一种电动车辆的电源装置，其特征在于，具备：搭载于车身的电池；从所述电池取出电力的电力线；将所述电力线与所述电池连接的连接机构；构成车架的一部分，且在车辆的前面碰撞时变形来吸收碰撞能量的冲击缓冲构件；配置在比所述冲击缓冲构件靠前方的位置，通过第一连接部与该冲击缓冲构件连接的第一刚性构件；配置在比所述冲击缓冲构件靠后方的位置，通过第二连接部与该冲击缓冲构件连接的第二刚性构件，其中，在车辆的前面碰撞时后退的所述第一刚性构件的后部能够在接触部处与所述第二刚性构件的前部接触，在由所述第一连接部、所述第二连接部及所述接触部构成的三角形的内部配置所述连接机构。

另外，根据本发明的第二方面，提供一种电动车辆的电源装置，在本发明的第一方面的结构的基础上，其特征在于，所述三角形有两个且沿车宽方向分离，在一方的三角形的内部配置有高电压侧的所述连接机构，在另一方的三角形的内部配置有低电压侧的所述连接机构。

需要说明的是，实施方式的前副框架21与本发明的第一刚性构件对应，实施方式的电池模块30与本发明的电池对应，实施方式的电池组31与本发明的第二刚性构件对应，实施方式的高电压连接器47及低电压连接器58与本发明的连接机构对应，实施方式的高电压电力线48及低电压电力线60与本发明的电力线对应。

【发明效果】

根据本发明的第一方面，因车辆的前面碰撞，构成车架的一部分的冲击缓冲构件发生压曲而第一刚性构件后退，从而第一刚性构件的后部在接触部处与第二刚性构件的前部接触。其结果是，由连接冲击缓冲构件及第一刚性构件的第一连接部、连接冲击缓冲构件及第二刚性构件的第二连接部、所述接触部构成刚性高的三角形的区域。由于在该三角形的内部配置将搭载于车身的电池和电力线连接的连接机构，因此能够防止车辆的前面碰撞引起的连接机构的破损而避免电池的对地短路。尤其是估计冲击缓冲构件的压曲来设定所述三角形的区域，因此能够进一步可靠地保护连接机构。

另外，根据本发明的第二方面的结构，三角形有两个且沿车宽方向分离，在一方的三角形的内部配置有高电压侧的连接机构，在另一方的三角形的内部配置有低电压侧的连接机构，因此能够可靠地保护高电压侧及低电压侧的两个连接机构。

附图说明

图1是电动车的侧视图。

图2是图1的2方向向视图。

图3是图2的3-3线剖视图。

图4是图2的4部分放大图。

图5是前面碰撞时的作用说明图。

图6是高电压连接器的分离时的作用说明图。

【符号说明】

11a冲击缓冲构件

21前副框架(第一刚性构件)

30电池模块(电池)

31电池组(第二刚性构件)

47高电压连接器(连接机构)

48高电压电力线(电力线)

58低电压连接器(连接机构)

60低电压电力线(电力线)

A第一连接部

B第二连接部

C接触部

T三角形

具体实施方式

以下，基于图1～图6，对本发明的实施方式进行说明。

如图1～图3所示，电动车的车架具备沿车身前后方向延伸的左右一对的底板框架11、11，左右一对的前侧框架12、12从底板框架11、11的前端向上方立起的同时向前方延伸，并且左右一对的后侧框架13、13从底板框架11、11的后端向上方立起的同时向后方延伸。

左右的前侧框架12、12的前端之间由沿车宽方向延伸的前保险杠梁14连接，左右的底板框架11、11的前端之间由沿车宽方向延伸的前横梁15连接，左右的底板框架11、11的前后方向中间部之间由沿车宽方向延伸的中间横梁16连接，左右的后侧框架13、13的前后方向中间部之间由沿车宽方向延伸的后横梁17连接，左右的后侧框架13、13的后端之间由沿车宽方向延伸的后保险杠梁18连接。

左右一对的中间边梁19、19在左右的底板框架11、11的车宽方向外侧沿车身前后方向配置，左右的中间边梁19、19的前端和左右的前侧框架12、12的后端由沿车宽方向延伸的左右一对的前悬臂梁20、20连接，左右的中间边梁19、19的后端与左右的后侧框架13、13的前端连接。

板状的前副框架21中，其前部通过左右各一根的螺栓22固定于前侧框架12、12的前后方向中间部的下表面，其后部通过左右各两根的螺栓23、23固定于前侧框架12、12的后部的下表面。左右的前侧框架12、12的前部之间由沿车宽方向延伸的前安装梁24连接。成为电动车的行驶用的驱动源的电动发电机25中，在其后部设置的后安装托架26由在前副框架21的上表面设置的后安装件27支承，在其前部设置的左右一对的前安装托架28、28由在前安装梁24的下表面设置的左右一对的前安装件29、29支承。

对成为电动发电机25的电源的多个电池模块30…(参照图2)进行收纳的电池组31具备：搭载电池模块30…的金属制的电池托盘32；通过电池托盘32的上表面的多根螺栓33…进行结合的电池罩34。电池托盘32形成为中空，通过在其内部流动的冷却空气来对电池模块30…进行冷却。

在电池组31的下表面通过螺栓38…固定有沿车宽方向延伸的三根悬挂梁35、36、37，最前侧的悬挂梁35的两端通过螺栓39…固定于左右的底板框架11、11的下表面。另外，中间的悬挂梁36的两端固定于底板框架11、11的下表面，最后侧的悬挂梁37的两端经由左右一对的托架40、40固定于左右的后侧框架13、13的侧面。并且，在电池组31的前端设置的托架41通过螺栓42、42固定于前横梁15的下表面，且在电池组31的后端设置的托架43通过未图示的螺栓固定于后横梁17的下表面。

这样，在将电池托盘32支承于车架的状态下，前副框架21的后端与从电池组31的前端向前方突出的突出部32a隔着规定的间隙α(参照图2)而沿前后方向对置。

前副框架21构成本发明的第一刚性构件，电池组31构成本发明的第二刚性构件，在左右的底板框架11、11的前部形成的倾斜的部分(图2中由点划线包围的部分)构成本发明的冲击缓冲构件11a、11a。冲击缓冲构件11a、11a作为可碰撞区域不是特别脆弱地构成的部分，而是在车辆的前面碰撞时输入过度的冲击时才能够压坏的部分。当然，在车辆的前面碰撞时，车架中冲击缓冲构件11a、11a以外的部分也被压坏。另一方面，构成第一、第二刚性构件的前副框架21及电池组31为刚性高的构件，它们的前面碰撞时的变形量比冲击缓冲构件11a、11a的变形量小。

如图5所示，底板框架11、11的冲击缓冲构件11a、11a的前端和前副框架21的左右两端通过螺栓23…结合的部分构成本发明的第一连接部A、A。另外，底板框架11、11的冲击缓冲构件11a、11a的后端和电池组31的左右两端(即，最前侧的悬挂梁35的左右两端)通过螺栓39…结合的部分构成本发明的第二连接部B、B。

如图2～图4所示，在电池组31的电池托盘32的突出部32a的后方左侧形成有朝向上方凹陷的凹部32b，在该凹部32b中通过四根螺栓46…固定有高电压连接器箱45。一对高电压连接器47、47由固定在高电压连接器箱45的前表面的阴连接器47a、47a和沿前后方向能够相对于阴连接器47a、47a插拔的阳连接器47b、47b构成。从阴连接器47a、47a延伸的两根高电压(例如，288V)电力线48、48与控制电动发电机25的动作的动力驱动单元49(参照图1)连接。

由弯曲的板材构成的联锁构件51的两端通过从下向上插入而与电池托盘32的下表面螺合的两根螺栓52、53固定。在阴连接器47a、47a的下表面设有锁定解除按钮47c、47c，只要不按压锁定解除按钮47c、47c，阳连接器47b、47b就不会从阴连接器47a、47a拔出而被锁定。在将联锁构件51固定于电池托盘32的状态下，联锁构件51成为阻碍而无法进行锁定解除按钮47c、47c的操作。

具有把手54a的联锁连接器54插拔自如地设置于高电压连接器箱45的侧面。插入高电压连接器箱45的侧面的联锁连接器54的把手54a位于固定联锁构件51的一端的一根螺栓52的轴线上。

在串联连接的多个电池模块30…的两端的端子55、55与一对高压连接器47、47之间配置有两个继电器56、56的触点56a、56a，与上述的触点56a、56a对置的线圈56b、56b与电池ECU57连接，且在电池ECU57上连接有联锁连接器54。

另外，在电池组31的电池托盘32的突出部32a的后方右侧形成有朝向上方凹陷的凹部32c，在该凹部32c中通过四根螺栓59…固定有低电压连接器58的阴连接器58a、58a。从相对于阴连接器58a、58a能够插拔的阳连接器58b、58b延伸的两根低电压(例如，12V)电力线60、60与各种车载设备连接。

接下来，对具备上述结构的本发明的实施方式的作用进行说明。

在车架的下表面，前侧的前副框架21的后端与后侧的电池组31的前端隔着间隙α(参照图2)对置，但如上所述，当通过前面碰撞而向前侧框架12、12输入车身前后方向的过度的碰撞载荷时，如图5所示，由与前侧框架12、12的后端连接的底板框架11、11的前部构成的冲击缓冲构件11a、11a发生压曲，从而前副框架21后退，成为其后端与电池组31的前端接触的位置关系。

其结果是，当前副框架21及电池组31在接触点C处能够接触时，由所述第一连接部A、A、所述第二连接部B、B、所述接触点C构成图5中点划线所示的左右一对的三角形T、T。上述的三角形T、T为由前副框架21、电池组31及因碰撞载荷而发生了压曲的冲击缓冲构件11a、11a包围的刚性高的区域，通过在三角形T、T的一方的内侧配置高电压连接器47、47，且在三角形T、T的另一方的内侧配置低电压连接器58、58，从而能够实现上述的高电压连接器47、47及低电压连接器58、58的保护。

如以上所示，由于基于冲击缓冲构件11a、11a因碰撞载荷而发生变形后的第一连接部A、A、第二连接部B、B及接触点C的位置来设定三角形T、T的区域，因此能够进一步可靠地避免碰撞引起的高电压连接器47、47及低电压连接器58、58的损伤。尤其是当高电压连接器47、47破损而与车架对地短路时，可能发生触电，但通过本实施方式的结构能够可靠地防止所述对地短路的产生。

此外，在为了电池组31的更换等而从高电压连接器47、47的阴连接器47a、47a拔出阳连接器47b、47b时，若在高电压连接器47、47上施加有288V的高电压，则可能会发生触电，因此需要预先遮断向高电压连接器47、47的高电压的施加。因此，如图6(A)所示，当拔出联锁连接器54时，检测出该情况的电池ECU57遮断向继电器56、56的线圈56b、56b的通电，从而触点56a、56a断开而遮断向高电压连接器47、47的高电压的施加。

为了从高电压连接器47、47的阴连接器47a、47a拔出阳连接器47b、47b，需要进行将设置在阳连接器47b、47b上的锁定解除按钮47c、47c压下的操作，但在安装了联锁构件51的状态下锁定解除按钮47c、47c被隐藏而无法将其压下，因此需要通过工具松开两根螺栓52、53来取下联锁构件51。此时，由于联锁连接器54已经抽出，因此能够不与联锁连接器54干涉地操作工具来松开一方的螺栓52，如图6(B)所示，将联锁构件51取下并按下锁定解除按钮47c、47c，从而能够从阴连接器47a、47a拔出阳连接器47b、47b。

即使作业者在忘了拔出联锁连接器54的状态下要取下联锁构件51，也如图4所示，工具与联锁连接器54干涉而无法松开一方的螺栓52，因此不能进行锁定解除按钮47c、47c的压下而无法从阴连接器47a、47a拔出阳连接器47b、47b，从而能够将触电事故的产生防患于未然。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明在不脱离其主旨的范围内能够进行各种设计变更。

例如，本发明没有限定为仅将电动发电机作为行驶用驱动源的电动车用，对于具备发动机及电动发电机这两方来作为行驶用驱动源的混合动力车辆也能够适用。

另外，本发明的第一刚性构件及第二刚性构件没有限定为实施方式的前副框架21及电池组31。

另外，在实施方式中，冲击缓冲构件由底板框架11的一部分构成，但不局限于此。

Claims (2)

1.一种电动车辆的电源装置，其特征在于，具备：

搭载于车身的电池(30)；

从所述电池(30)引出电力的电力线(48、60)；

将所述电力线(48、60)与所述电池(30)连接的连接机构(47、58)；

构成车架的一部分，且在车辆的前面碰撞时变形来吸收碰撞能量的冲击缓冲构件(11a)；

配置在比所述冲击缓冲构件(11a)靠前方的位置，通过第一连接部(A)与该冲击缓冲构件(11a)连接的第一刚性构件(21)；

配置在比所述冲击缓冲构件(11a)靠后方的位置，通过第二连接部(B)与该冲击缓冲构件(11a)连接的第二刚性构件(31)，

在车辆的前面碰撞时后退的所述第一刚性构件(21)的后部能够在接触部(C)处与所述第二刚性构件(31)的前部接触，在由所述第一连接部(A)、所述第二连接部(B)及所述接触部(C)构成的三角形(T)的内部配置所述连接机构(47、58)。

2.根据权利要求1所述的电动车辆的电源装置，其特征在于，

所述三角形(T)有两个且沿车宽方向分离，在一方的三角形(T)的内部配置高电压侧的所述连接机构(47)，在另一方的三角形(T)的内部配置低电压侧的所述连接机构(58)。