CN103101452A - 电动车 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动车，其在实现了低成本化及轻量化的基础上，能够抑制动力控制单元或PCU搭载框架和配置在电动机室内的其它部件的干涉，从而保护动力控制单元。PCU搭载框架(22)从四方包围PCU(5)，并且，PCU搭载框架(22)具备将前支承框架(25)和左侧支承框架(24)连接的前部支承腿部(32)、将左侧支承框架(24)和后支承框架连接的后部支承腿部(34)，后部支承腿部(34)以在左右方向上避开行程模拟器(6)的方式相对于前部支承腿部(32)向沿着左右方向的内侧偏置配置，且比行程模拟器(6)的前端部靠后方配置。

Description

电动车

技术领域

本发明涉及电动车。

背景技术

一直以来，在电动车等中，在车身前部配置的电动机室内例如收纳有电动机、配设在电动机的上方来控制电动机的驱动的动力控制单元(以下，称为PCU)。

作为这样的PCU，例如在专利文献1中公知有一种将DC-DC转换器、逆变器等多个电气设备集中收纳在一个壳体内的结构。根据该结构，能够减少对各电气设备之间进行连接的线缆数，因此认为能够实现低成本化及空间效率的提高。

另一方面，上述的专利文献1所记载的PCU因将多个电气设备收纳在壳体内的关系，变得比较大型。因此，为了搭载PCU，需要在电动机室内确保大的空间。

另外，近些年，搭载有利用电动致动器进行制动操作的线控制动的车辆出现。在搭载有线控制动的车辆中，设置有用于得到与制动踏板的踏入相对的反作用力的行程模拟器(例如，参照专利文献2)。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2004-181979号公报

【专利文献2】日本特开2007-91055号公报

然而，在电动车等中，在搭载上述的行程模拟器的情况下，研究将PCU和行程模拟器一体地收纳在电动机室内。这样的情况下，考虑有在将车室内和电动机室内划分的前围板的前表面固定行程模拟器的结构。

然而，如上所述，PCU为比较大型的设备，因此将PCU和行程模拟器一体地收纳在电动机室内会存在电动机室内的布局性降低的问题。另外，在采用这样的结构的情况下，例如在前面碰撞(以下，称为前方碰撞)等时，在从车身前部输入的冲击载荷的作用下，行程模拟器、PCU及支承PCU的框架相对地变位而发生干涉，从而PCU可能损伤。

相对于此，考虑提高PCU的壳体自身或支承壳体的框架的刚性或强度，但存在制造成本变高且重量增加的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种电动车，其在实现了低成本化及轻量化的基础上，能够抑制动力控制单元或PCU搭载框架和配置在电动机室内的其它部件的干涉，从而保护动力控制单元。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种电动车(例如，实施方式中的电动车1)，将多个电气设备收纳在壳体(例如，实施方式中的壳体21)内而成的动力控制单元(例如，实施方式中的PCU5)、搭载所述动力控制单元的PCU搭载框架(例如，实施方式中的PCU搭载框架22)配置在车辆前方的电动机室(例如，实施方式中的电动机室3)内，所述电动车的特征在于，所述PCU搭载框架通过与所述壳体中的车辆左右方向的两个侧面(例如，实施方式中的侧面36、37)对应而配置的一对侧支承框架(例如，实施方式中的侧支承框架23、24)、相对于所述壳体位于前侧的前支承框架(例如，实施方式中的前支承框架25)、相对于所述壳体位于后侧的后支承框架(例如，实施方式中的后支承框架26)从四方包围所述动力控制单元，并且，所述PCU搭载框架具备沿上下方向延伸而将所述前支承框架和所述侧支承框架连接的第一垂直部(例如，实施方式中的前部支承腿部32)、沿上下方向延伸而将所述侧支承框架和所述后支承框架连接的第二垂直部(例如，实施方式中的后部支承腿部34)，与所述动力控制单元不同的其它部件(例如，实施方式中的行程模拟器6)以朝向前方突出的方式固定在将车室内和所述电动机室内划分的前围板中的所述电动机室侧，所述第二垂直部以在车辆左右方向上避开所述其它部件的方式相对于所述第一垂直部向沿着车辆左右方向的内侧偏置配置，且比所述其它部件的前端部靠后方配置。

在本发明的第二方面的电动车中，其特征在于，在所述电动机室内的沿着车辆左右方向的两侧设有对所述PCU搭载框架进行支承的一对侧框架(例如，实施方式中的侧框架11)，所述一对侧框架从所述车室的前部下方向上方上行后，分别朝向前方延伸，在所述侧框架中的接近所述车室的根部侧设有沿着车辆左右方向架设在所述一对侧框架之间的后侧横梁构件(例如，实施方式中的辅助框架13)，在所述侧框架中的比所述向上方上行的部分靠前方设有沿着车辆左右方向架设在所述一对侧框架之间的前侧横梁构件(例如，实施方式中的前梁14)，在所述动力控制单元的下方配设有电动机(例如，实施方式中的电动机4)，该电动机的后侧由所述后侧横梁构件支承，前侧由所述前侧横梁构件支承。

在本发明的第三方面的电动车中，其特征在于，所述其它部件是产生与制动操作对应的反作用力的制动行程模拟器(例如，实施方式中的行程模拟器6)。

【发明效果】

根据本发明的第一方面，在前方碰撞时等PCU搭载框架发生变位时，能够抑制其它部件与第二垂直部发生干涉的情况，从而能够确保PCU搭载框架的变位量。

另外，通过使第二垂直部比其它部件的前端部靠后方配置，从而在偏置碰撞那样PCU搭载框架不向正后方变位的碰撞模式中，即使PCU搭载框架向倾斜方向变位的情况下，也能够抑制其它部件与第二垂直部发生干涉的情况。

因此，通过抑制其它部件与第二垂直部的干涉，不用提高动力控制单元自身的刚性，因此能够在实现低成本化及轻量化的基础上保护动力控制单元。另外，通过以避开PCU搭载框架的方式配置其它部件，从而电动机室内的布局性也能够提高。

根据本发明的第二方面，当从前方输入冲击载荷，而侧框架的比向上方上行的部分靠前侧朝向后侧发生压溃变形，并同时向上方抬起时，由前侧横梁构件和后侧横梁构件支承的电动机仿照侧框架的变形行为而朝向后斜上方变位，并且由PCU搭载框架支承的动力控制单元也同样仿照侧框架的变形行为而朝向后斜上方变位。由此，PCU搭载框架以避开其它部件的方式发生变位，因此能够可靠地抑制PCU搭载框架与其它部件的干涉，从而保护动力控制单元。

根据本发明的第三方面，能够可靠地抑制PCU搭载框架与制动行程模拟器的干涉。

附图说明

图1是本实施方式中的电动车的与图2的A-A线相当的简要结构图。

图2是电动车的前部的俯视图。

图3是表示电动机室内的主视图。

图4是表示电动机的设置部分的示意的侧视图。

图5是本实施方式的电动车中的与图2的A-A线相当的简要结构图，是表示冲击载荷的输入时的说明图。

图6是表示现有的电动车中的电动机室内的主视图。

图7是现有的电动车中的电动机室内的侧视图，是表示冲击载荷的输入时的说明图。

【符号说明】

1…电动车

3…电动机室

4…电动机

5…PCU(动力控制单元)

6…行程模拟器(其它部件)

8…前围板

11…侧框架

11a…弯曲部分(向上方上行的部分)

12…车室

13…辅助框架(后侧横梁构件)

14…前梁(前侧横梁构件)

21…壳体

22…PCU搭载框架

23…右侧支承框架(侧框架)

24…左侧支承框架(侧支承框架)

25…前支承框架(前支承框架)

26…后支承框架(后支承框架)

32…前部支承腿部(第一垂直部)

33…后部支承腿部(第二垂直部)

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是从侧方观察本实施方式中的电动车的前部而得到的简要结构图，图2是电动车的前部的俯视图。需要说明的是，以下的说明中的前后左右等方向若没有特别记载，则与车辆的方向相同。

如图1、2所示，在本实施方式的电动车1中，在车身2的前部划分出电动机室3。在电动机室3内主要收纳：作为驱动源的电动机4；配置在电动机4的上方来控制电动机4的驱动的PCU5；产生与驾驶员对制动踏板(未图示)的操作对应的反作用力的制动行程模拟器6(以下，称为行程模拟器6)。需要说明的是，如图1所示，在电动机室3的后部设有将车室12内和电动机室3内在前后方向上划分的前围板8。该前围板8具备：在PCU5的后方沿上下方向延伸的下前围板9；从下前围板9的上端部朝向前方连续设置的上前围板10。

如图1、2所示，一对侧框架11在电动机室3的左右方向两侧沿前后方向延伸。上述侧框架11从车室12的前部下方向上方弯曲后，朝向前方延伸，在上述侧框架11之间配置有电动机4。两侧框架11的后端部与未图示的底板框架或中间边梁等设置在车身2的前后方向中央的框架构件结合。

辅助框架(后侧横梁构件)13沿左右方向架设在两侧框架11中的接近车室12的根部侧，前梁(前侧横梁构件)14沿左右方向架设在两侧框架11的比弯曲部分(向上方上行的部分)11a靠前方的位置。即，前梁14配置在比辅助框架13靠前方且上方的位置。

辅助框架13的左右两侧的前端部和后端部与对应的侧框架11的下表面的前后分离的两个位置结合，且在其左右两侧的前后的结合部间支承有未图示的能够摆动的前轮的下臂。另外，前梁14由矩形截面的中空框架构成，两端部分别与对应的侧框架11的下缘部结合。

上述的电动机4形成为圆筒状，且以其旋转轴朝向左右方向的状态配置在沿着前后方向的前梁14与辅助框架13之间。电动机4的前端部经由内置有防振橡胶的安装构件15与前梁14的下表面连结，并且后端部经由同样的安装构件16与辅助框架13的上表面连结。

PCU5通过将从例如配设在车室12内的下方的高电压蓄电池(未图示)供给的直流电转换为三相(U相、V相、W相)的交流电，并将转换的交流电向电动机4供给，来对电动机4进行驱动控制。PCU5具有形成为以左右方向为长度方向的长方体形状的壳体21，在该壳体21内收纳有各种电气设备。另外，PCU5在电动机室3内的电动机4的上方经由PCU搭载框架22固定于侧框架11。

图3是表示电动机室内的主视图。

如图1～3所示，PCU搭载框架22为管状的构件，从上下方向观察时，在电动机室3内的左右方向中央部以包围PCU5的整周的方式配设。具体而言，PCU搭载框架22具有相对于PCU5配设在右侧的右侧支承框架23、配设在左侧的左侧支承框架24、配设在前侧的前支承框架25、配设在后侧的后支承框架26。

右侧支承框架23在壳体21的右侧且在壳体21的上下方向中间部分沿前后方向水平地延伸。

左侧支承框架24在壳体21的左侧且在壳体21的上部沿前后方向水平地延伸。

前支承框架25在壳体21的前方且在壳体21的下部沿左右方向水平地延伸，并且沿着该延伸方向的两端部朝向后方折弯。

在各侧支承框架23、24的前端部形成有向下方折弯而沿上下方向分别平行地延伸的前部支承腿部31、32。上述的前部支承腿部31、32的下端部与对应的侧框架11的前侧区域结合，在图示的例子中，与侧框架11中的和前梁14在前后方向上重叠的位置结合。另外，各前部支承腿部31、32中，在右侧的前部支承腿部31中的上下方向的中间部结合前支承框架25的右端部，另一方面，在左侧的前部支承腿部(第一垂直部)32中的上下方向的中间部结合前支承框架25的左端部。

后支承框架26在壳体21的后方且在壳体21的上部沿左右方向水平地延伸。

在后支承框架26的两端部形成有向下方折弯而沿上下方向分别平行地延伸的后部支承腿部33、34。上述的后部支承腿部33、34的下端部与对应的侧框架11中的比弯曲部分11a靠前侧且弯曲部分11a的附近区域结合，在图示的例子中，与侧框架11中的和辅助框架13在前后方向上重叠的位置结合。另外，各后部支承腿部33、34中，在右侧的后部支承腿部33中的上下方向的中间部结合右侧支承框架23的后端部，另一方面，在左侧的后部支承腿部(第二垂直部)34中的上下方向的中间部结合左侧支承框架24的后端部。

在此，上述的左侧的后部支承腿部34配设在比左侧的前部支承腿部32向左右方向的内侧偏置、即比前部支承腿部32向右侧偏置的位置。这种情况下，从前方观察时，后部支承腿部34配置成与PCU5的左侧端部重叠。

在上述的PCU5的壳体21中，在侧面36、37及前表面38分别各形成有多个朝向外侧突出的安装片41～43，PCU5经由上述安装片41～43而在PCU搭载框架22的内侧被紧固固定。具体而言，在壳体21的右侧的侧面36中的上下方向的中间部沿前后方向排列而形成有多个安装片41，且这些安装片41和右侧支承框架23被紧固固定。另外，在壳体21的左侧的侧面37中的上部沿前后方向排列而形成有多个安装片42，且这些安装片42和左侧支承框架24被紧固固定。在壳体21的前表面38中的下部沿左右方向排列而形成有多个安装片43，且这些安装片43和前支承框架25被紧固固定。

在此，上述的行程模拟器6是用于得到与驾驶员进行的未图示的制动踏板的踏入相对的反作用力的构件，对踏板踏入量(行程、操作量)与踩踏力之间赋予规定的特性(行程-踩踏力特性)。行程模拟器6形成为长方体形状，其后端部固定于下前围板9的电动机室3侧、即下前围板9的前表面。

这种情况下，行程模拟器6以在上下方向上与PCU5重叠的状态配置在PCU5的左后方。具体而言，在前面观察下，行程模拟器6配置在向左侧避开左侧的后部支承腿部34且右端部在左右方向上与左侧的前部支承腿部32重叠的位置。另外，在俯视观察下，行程模拟器6的前端部在前后方向上与后支承框架26重叠。

接着，对在电动车的前方碰撞时，从前方输入冲击载荷时的电动机室内的变形行为进行说明。图4是表示电动机的设置部分的示意的侧视图，图5是与图1相当的简要结构图，是表示冲击载荷的输入时的说明图。

在本实施方式的电动车1中，当从前方输入冲击载荷时，侧框架11被从前方朝向后方按压，由此，侧框架11的前侧区域朝向后方发生压溃变形。此时，如图4所示，经由前梁14向电动机4的上侧区域输入的冲击载荷和来自与电动机4的下侧区域抵接的辅助框架13的反作用力一起作为要使电动机4整体向上方旋转的力矩而发挥作用。

作用于电动机4的力矩要使侧框架11的比弯曲部分11a靠前侧的区域以侧框架11的根部侧为中心向上方进行转动变位。其结果是，如图5所示，侧框架11的比弯曲部分11a靠前侧的区域向后方发生压溃变形并同时向上方抬起。

此时，经由PCU搭载框架22而固定于侧框架11的PCU5伴随侧框架11的变形向上方抬起并同时朝向后方变位。这样，当PCU5及PCU搭载框架22朝向后斜上方变位时，PCU5的后端部与前围板8抵接，由此，限制PCU5进一步向后方的变位。即，前围板8与PCU5的相对位置被固定。

图6是表示现有的电动机室内的主视图。另外，图7是表示现有的电动机室内的侧视图，是表示冲击载荷的输入时的说明图。需要说明的是，在以下的说明中，对于与本实施方式的结构相当的结构，标注同一符号。

另外，在图6所示那样的现有的PCU搭载框架22中，左侧的后部支承腿部34相对于前部支承腿部32向左右方向的外侧(左侧)偏置配置，且在前面观察下，左侧的后部支承腿部34在左右方向上与行程模拟器6重叠。

这种情况下，如图7所示，在上述的前方碰撞时，若PCU搭载框架22朝向后斜上方变位，则后部支承腿部34的沿着上下方向的中间部与行程模拟器6发生干涉。于是，PCU搭载框架22中的左侧的后部支承腿部34被行程模拟器6限制进一步的向后斜上方的变位，而其它部分朝向后斜上方发生变位。因此，在PCU5与PCU搭载框架22的固定点上、例如在左侧支承框架24与PCU5的安装片41～43中的左后侧的安装片42a之间沿将两者拉开的方向作用有剪切载荷(参照图7中箭头)。其结果是，PCU5(壳体21)可能以左侧支承框架24与PCU5的安装片42a之间为起点破裂而损伤。

与此相对，在本实施方式中，形成为PCU搭载框架22中的左侧的后部支承腿部34以避开行程模拟器6的方式相对于前部支承腿部32向右侧偏置配置的结构。

根据该结构，如图5所示，在上述的前方碰撞时，当PCU搭载框架22(后部支承腿部34)朝向后斜上方移动时，能够抑制行程模拟器6与后部支承腿部34发生干涉的情况，从而能够确保PCU搭载框架22的变位量。

另外，在本实施方式中，在俯视下，将行程模拟器6的前端部配置于在前后方向上与后支承框架26重叠的位置，从而在偏置碰撞那样PCU搭载框架22不向正后方变位的碰撞模式中，即使PCU搭载框架22向倾斜方向发生变位的情况下，也能够抑制行程模拟器6与后部支承腿部34发生干涉的情况。

因此，通过抑制行程模拟器6与后部支承腿部34的干涉，不用提高PCU5自身的刚性，因此能够在实现低成本化及轻量化的基础上保护PCU5。另外，通过以避开PCU搭载框架22的方式配置行程模拟器6，从而电动机室3内的布局性也能够提高。

另外，在本实施方式中，在从前方输入冲击载荷时，PCU搭载框架22仿照侧框架11的前侧区域的变形行为而朝向后斜上方发生变位，从而PCU搭载框架22以避开行程模拟器6的方式发生变位。因此，能够可靠地抑制PCU搭载框架22与行程模拟器6的干涉。

需要说明的是，本发明的技术范围没有限定为上述的各实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内，还包括对上述的实施方式施加了各种变更的实施方式。即，上述的实施方式中列举的结构等只是一例，能够进行适当变更。

例如，电动机室3内的布局、PCU5的结构等能够进行适当变更。

另外，在上述的实施方式中，对侧框架11具有从车室12的前部下方向上方弯曲的弯曲部分11a的结构进行了说明，但只要具有从车室12的前部下方向上方上行的部分即可，即可以折弯也可以弯曲。

另外，在本实施方式中，作为电动机室内的其它部件，以行程模拟器6为例进行了说明，但不局限于此，其它的各种部件都能够适用于本发明。

并且，只要行程模拟器6比后部支承腿部33靠外侧偏置配置即可，行程模拟器6的配置位置能够适当进行设计变更。

此外，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够将上述的实施方式中的构成要素适当替换为公知的构成要素。

Claims (3)

1.一种电动车，在车辆前方的电动机室内配置有将多个电气设备收纳在壳体内而成的动力控制单元、搭载所述动力控制单元的PCU搭载框架，所述电动车的特征在于，

所述PCU搭载框架通过与所述壳体中的车辆左右方向的两个侧面对应而配置的一对侧支承框架、相对于所述壳体位于前侧的前支承框架、相对于所述壳体位于后侧的后支承框架从四方包围所述动力控制单元，并且，所述PCU搭载框架具备沿上下方向延伸而将所述前支承框架和所述侧支承框架连接的第一垂直部、沿上下方向延伸而将所述侧支承框架和所述后支承框架连接的第二垂直部，与所述动力控制单元不同的其它部件以朝向前方突出的方式固定在将车室内和所述电动机室内划分的前围板中的所述电动机室侧，所述第二垂直部以在车辆左右方向上避开所述其它部件的方式相对于所述第一垂直部向沿着车辆左右方向的内侧偏置配置，且比所述其它部件的前端部靠后方配置。

2.根据权利要求1所述的电动车，其特征在于，

在所述电动机室内的沿着车辆左右方向的两侧设有对所述PCU搭载框架进行支承的一对侧框架，所述一对侧框架从所述车室的前部下方向上方上行后，分别朝向前方延伸，在所述侧框架中的接近所述车室的根部侧设有沿着车辆左右方向架设在所述一对侧框架之间的后侧横梁构件，在所述侧框架中的比所述向上方上行的部分靠前方设有沿着车辆左右方向架设在所述一对侧框架之间的前侧横梁构件，在所述动力控制单元的下方配设有电动机，该电动机的后侧由所述后侧横梁构件支承，前侧由所述前侧横梁构件支承。

3.根据权利要求1或2所述的电动车，其特征在于，

所述其它部件是产生与制动操作对应的反作用力的制动行程模拟器。

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