CN103101491A - 电动汽车用动力控制单元的保护构造 - Google Patents

Abstract

提供一种电动汽车用动力控制单元的电线保护构造，其不用通过构造复杂的托架等来保护从动力控制单元即PCU拉出的电线，就可简单地保护该电线。沿PCU的后表面配置从设置于PCU的后表面的连通孔拉出的加热器用高压电缆(32)，在PCU上设置在连通孔的周边朝向车辆前后方向的后方突出的突起部(50)，在车宽方向突起部(50)和单元支承架的后侧右脚部20(之间)设置连通孔。并且，比加热器用高压电缆(32)的直径更大地设定突起部(50)的车辆前后方向的长度，并且使上述后侧右脚部(20)的后端部和PCU的后表面之间的车辆前后方向的距离比加热器用高压电缆(32)的直径大。

Description

电动汽车用动力控制单元的保护构造

技术领域

本发明涉及一种电动汽车用动力控制单元的保护构造。

背景技术

在专利文献1中公开了一种混合动力车辆，其排列配置有发动机和控制驱动用的电机的动力控制单元(以下称为PCU(Power Control Unit))。在该车辆中。

(现有技术文献)

(专利文献)

专利文献1：日本特开2006-248313号公报

在如上述专利文献1那样部件被排列配置的构造中，有时相邻的部件彼此因冲撞等而发生干涉，例如，在专利文献1的构造中，认为PCU向发动机侧移动而直接与发动机冲撞。

为了防止上述那样的干涉，优选在部件间设置足够的间隙，但是例如在相邻的部件的一方突出设有双头螺栓的情况下，更难在部件间确保足够的间隙。进而，还存在另一方部件从一方部件在局部受到大的冲击的顾虑。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种电动汽车用动力控制单元的保护构造，将电动汽车的动力控制单元与仪表板相邻配置，即使在仪表板上设有朝向动力控制单元突出的双头螺栓的情况下，也可以良好地保护动力控制单元。

作为上述问题的解决方法，本发明的技术方案1所述的发明为一种电动汽车用动力控制单元的保护构造，其配置在电动汽车(例如，实施方式中的电动汽车1)的电机室(例如，实施方式中的电机室6)内，且具备多个电子设备和收纳所述电子设备的框体(例如，实施方式中的框体21)，其特征在于，

在所述动力控制单元的后方配置有划分所述电机室和车室的仪表板(例如，实施方式中的仪表板5)，

所述框体的后表面与所述仪表板相对，

在所述框体安装散热器框体(例如，实施方式中的散热器框体22)，使所述散热器框体的外周部的至少一部分露出到该框体的外部，

该散热器框体在所述框体的内部侧具有用于冷却所述电子设备的散热器部(例如，实施方式中的凹部36)，在露出到所述框体的外部的所述散热器框体的外周部设有向所述仪表板突出的突起部(例如，实施方式中的突起部50)，并且在所述仪表板上设置向所述动力控制单元突出的双头螺栓(例如，实施方式中的双头螺栓51)，所述突起部的突出方向的长度被设定成大于所述双头螺栓的突出方向的长度。

另外，技术方案2所述的发明是在上述电动汽车用动力控制单元的保护构造中，

支承所述动力控制单元的框架部件的后端位于所述框体的后表面的后方，从所述框体的后表面到所述框架部件的后端的距离大于所述双头螺栓的突出方向的长度。

(发明效果)

根据技术方案1所述的发明，在动力控制单元向仪表板侧移动时，在双头螺栓与动力控制单元的框体接触之前，可使突起部与仪表板接触，因此，能够防止双头螺栓与动力控制单元接触。由此，没必要使动力控制单元的框体高强度化，可良好地保护动力控制单元，进而可实现低成本化、轻量化。

根据技术方案2所述的发明，能够更可靠地防止双头螺栓与动力控制单元接触。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的电动汽车的前部俯视图；

图2是本发明的第一实施方式的电动汽车所具有的动力控制单元的立体图；

图3是上述动力控制单元的后视图；

图4是上述动力控制单元的框体的一部分即散热器框体的俯视图；

图5是上述动力控制单元的框体的一部分即散热器框体的仰视图；

图6是上述动力控制单元后部及其后方的仪表板的俯视概略图；

图7是图6的放大图；

图8是上述动力控制单元后部及其后方的仪表板的侧视概略图；

图9是本发明的第二实施方式的电动汽车的前部俯视图；

图10是图9的重要部分放大图；

图11是表示用于与充电用电缆连接的第二实施方式的动力控制单元所具有的连接器的立体图。

图中

1-电动汽车；

5-仪表板；

6-电机室；

10-动力控制单元(PCU)；

21-框体；

22-散热器框体；

23-上壳体(框体)；

24-下壳体(框体)；

36-凹部(散热器部)；

50-突起部；

51-双头螺栓

具体实施方式

以下，说明本发明的实施方式。并且，在以下使用的附图中，箭头FR表示车辆的前方，箭头UP表示车辆的上方，箭头LH表示车辆的左方。

(第一实施方式)

图1表示适用本发明的第一实施方式的构造的电动汽车1的车辆前部。在该电动汽车1的车身前部，设置有覆盖左右前轮2、2的左前挡泥板3、右前挡泥板4。左前挡泥板3以及右前挡泥板4在各自的后部与沿车宽方向延伸的仪表板5相连，利用左前挡泥板3、右前挡泥板4以及仪表板5，在车辆前部形成了收容省略图示的驱动用的电机等的电机室6。

电机室6被仪表板5与后方的车室区分开。并且，图中符号7表示与左前挡泥板3和右前挡泥板4的前端部相连的前照灯。在前照灯7、7之间设置有省略图示的保险杠。

在电机室6内的下部，左右一对的侧架8、8沿车辆前后方向延伸，在侧架8、8的前部间架设有前梁9。此外，在电机室6内的车宽方向大致中央，俯视时在侧架8、8之间配置有主要控制电机的动力控制单元(以下称为PCU(Power Control Unit))10。并且，电动汽车1为左舵规格，图中H表示设置于车室的方向盘。

PCU10在俯视时呈大致矩形状，在PCU10的前方配置有散热器11。散热器11通过将包括电机和PCU10在内的传动系统的冷却液和未图示的蓄电装置的冷却液与行驶风即外部气体进行热交换，从而冷却上述冷却液。

PCU10由俯视时呈矩形框状的单元支承架12支承，单元支承架12以包围PCU10的四边的方式配置。单元支承架12是通过接合多个钢管材而构成的，并具有：前方延伸部13，其位于PCU10的前壁的前方；后方延伸部14，其位于PCU10的后壁的后方；左方延伸部15，其结合前方延伸部13的左侧端部以及后方延伸部14的左侧端部；以及右方延伸部16，其结合前方延伸部13的右侧端部以及后方延伸部14的右侧端部。

在前方延伸部13、后方延伸部14、左方延伸部15以及右方延伸部16分别结合的各角部，以向下方延伸的方式形成有前侧左脚部17、前侧右脚部18、后侧左脚部19以及后侧右脚部20，单元支承架12通过将这些各脚部17～20的下端部紧固于侧架8、8来保持姿势。并且，PCU10被紧固于前方延伸部13、后方延伸部14、左方延伸部15以及右方延伸部16的适当位置，从而由单元支承架12支承。

图2表示PCU10的立体图，图3表示PCU10的后视图。PCU10具有收容多个电子设备的框体21，在该框体21内收纳有例如将来自蓄电装置的电力从直流变换为交流的反相器(inverter)(后述的开关模块25)、控制该反相器的控制装置等。

框体21具有配置于上侧的上壳体23和配置于下侧的下壳体24，且在上壳体23和下壳体24之间安装有板状的散热器框体22。散热器框体22位于框体21的上下方向中间位置，使其外周部向外部露出而构成框体21的外壁一部分。上述框体21内的电子设备分别被上壳体23以及下壳体24覆盖。

图4表示上述散热器框体22的俯视图，图5表示上述散热器框体22的仰视图。散热器框体22由铝合金等导热率高的材料形成，例如通过压铸(diecast)等的成型来形成。如图4所示那样，在散热器框体22的上表面固定有多个电子设备。

此外，如图4、图5所示那样，在散热器框体22的外周部形成有多个在上下方向贯通的螺栓插通孔38…。参照图3，利用穿过这些螺栓插通孔38…的螺栓，将散热器框体22、上壳体23和下壳体24形成一体。

如图4所示那样，在散热器框体22的上表面大致中央区域，设置有将从省略图示的蓄电装置供应的直流电流转换为3相交流电流并供应给电机的开关模块25，在开关模块25的右侧，在车宽方向并列设置有负侧接触器26以及正侧接触器27。负侧接触器26以及正侧接触器27与在其后方侧设置的二极管28电连接，在从比较高电压的急速充电用电源进行充电时进行开关，使得电流不会急剧地流向蓄电装置。

在二极管28的后方设置基板31，在基板31上连接有省略图示的加热器用高压电缆32以及压缩机用高压电缆33。并且，在基板31上分别设置加热器用保险丝34以及压缩机用保险丝35，加热器用高压电缆32以及压缩机用高压电缆33与它们电连接。

另一方面，如图5所示那样，在与设置有开关模块25的区域相对的散热器框体22的下表面，在比较大范围的区域形成有向上方凹陷的凹部36，该凹部36构成冷却水在下壳体24的上表面和凹部36之间流通的水套。利用该水套来冷却设置于散热器框体22的上表面的电子设备。

下面，说明上壳体23以及下壳体24内的电子设备，在上壳体23内收容有未图示的电容器。此外，在下壳体24内收纳有未图示的降压转换器(down converter)以及充电器(charger)。电容器配置于开关模块25的上方并且与其电连接，从而使供应给开关模块25的电流平滑化。该电容器被收纳在由散热器框体22和上壳体23形成的空间内。

此外，降压转换器以及充电器被收纳在由散热器框体和下壳体24形成的空间内。降压转换器是使来自蓄电装置的电力降压的设备。此外，充电器是能够从家庭用电源进行充电的设备，且包括AC/DC转换器等而构成。

下面，参照图3，在位于上壳体23的上方的单元支承架12的后方延伸部14上，设置有用于与家庭用电源连接的连接器42，连接器42省略图示，但是其对延伸到充电口的电缆进行连接，为了与家庭用电源连接而将所述充电口设置在车身适当位置。连接器42的左侧朝向上述电缆的安装口，在右端部一体地具有延伸到PCU10内的充电电缆43。充电电缆43从形成于下壳体24的后表面右侧的插通孔44向车宽方向内侧沿该后表面向上方延伸，且在其上端与连接器42一体化，在下壳体24的内侧与上述充电器连接。

此外，在上壳体23中，在其右侧上部的前侧形成突出壁部45，所述突出壁部45以矩形截面稍微向上方突出，且形成上述负侧接触器26以及正侧接触器27的收纳空间，上述负侧接触器26以及正侧接触器27位于该突出壁部45的上表面正下方。在该突出壁部45的后表面，以安装口朝向后方的方式设置有与负侧接触器26以及正侧接触器27连接的负极连接器46以及正极连接器47。虽然省略图示，但是在负极连接器46以及正极连接器47上，连接延伸到为了与急速充电用电源连接而设置在车身适当位置上的充电口的电缆。

在位于比上述突出壁部45的后部更靠后方的位置上的上壳体23的后表面右侧，形成有用于将上述加热器用高压电缆32以及压缩机用高压电缆33拉出到框体外部的连通孔48，加热器用高压电缆32以及压缩机用高压电缆33通过连通孔48被拉出到外部。

加热器用高压电缆32被配置成在沿着散热器框体22以及下壳体24的后表面向下方延伸后，沿着下壳体24的下表面向前方延伸。另一方面，压缩机用高压电缆33被配置成在沿着上壳体23的后表面向右方延伸后，向前方延伸。

在此，在散热器框体22的后表面中位于连通孔48的左下方的部位，一体形成有向车辆前后方向的后方突出的突起部50，突起部50在车宽方向上与从连通孔48拉出的加热器用高压电缆32相邻，参照图6～图8，突起部50朝向仪表板5突出形成。在此，如图6、图7所示那样，在突起部50上形成有一个上述螺栓插通孔38。此外，突起部50在车宽方向也与充电电缆43相邻。

参照图7、图8，从突起部50的基部至前端部的在车辆前后方向上的长度A，被设定为比加热器用高压电缆32的直径R更大，并且，长度A为加热器用高压电缆32在形成有突起部50的高度方向的位置上从在车辆前后方向相对的散热器框体22的后表面至突起部50的前端部的长度。即，在图7、8中，长度A是如下这样的长度，即：在形成有突起部50的位置，以沿着在车辆前后方向与加热器用高压电缆32相对的散热器框体22的后表面的基准线L1为基准，在与该基准线L1正交的方向上的从基准线L1至突起部50的前端部为止的长度。此外，同样，从突起部50的基部至前端部的在车辆前后方向上的长度A也比充电电缆43的直径大。

另一方面，如图3所示那样，单元支承架12的后侧右脚部20在后视时位于连通孔48的右方，并且，如图6、图7所示那样，后侧右脚部20靠近加热器用高压电缆32的右方。在此，后侧右脚部20在车辆前后方向上位于上述基准线L1的后方，且在上下方向延伸，后侧右脚部20的后端部和上述基准线L1之间的车辆前后方向的距离B比加热器用高压电缆32的直径R更大。

另外在此，在本实施方式中，在与PCU10的后表面相对的仪表板5上设置有向PCU10侧突出的双头螺栓(stud bolt)51，该双头螺栓51在上方载置导线(harness)并保持导线，或者在固定用于保持导线的托架时使用。

参照图7、图8，双头螺栓51在仪表板5上设置于与突起部50大致相对的位置，图中C表示双头螺栓51的从仪表板5突出的突出方向的长度。上述长度C是以仪表板5的固定双头螺栓51的部位的前表面为基准，在与该前表面正交的方向上的从该前表面至双头螺栓51的前端部为止的长度。在此，如图7、图8所示那样，从突起部50的基准线L1至其前端部的长度A被设定为比双头螺栓51的突出方向的长度C更大。进而，后侧右脚部20的后端部和上述基准线L1之间的车辆前后方向的距离B也比双头螺栓51的突出方向的长度大。

如以上所述那样，在上述电动汽车1中，在PCU10的后方配置对电机室6和车室进行划分的仪表板5，PCU10的框体21的后表面与仪表板5相对，在框体21安装散热器框体22，使散热器框体22的外周部的至少一部分露出到该框体21的外部，并且在该框体21的内部侧具有用于冷却电子设备的凹部36(散热器部)，在露出到框体21的外部的散热器框体22的外周部设有向仪表板5突出的突起部50，并且在仪表板5上设置向PCU10突出的双头螺栓51，突起部50的突出方向的长度被设定成大于双头螺栓51的突出方向的长度。

在这样的构造中，在PCU10向仪表板5侧移动时，在双头螺栓51与PCU10的框体21接触之前，可使突起部50与仪表板5接触，因此，能够防止双头螺栓51与PCU10接触。由此，没必要使PCU10的框体高强度化，可良好地保护PCU10，进而可实现低成本化、轻量化。另外，充电电缆43也由突起部50保护。

进而，在本实施方式中，支承PCU10的单元支承架12的后端(后侧右脚部20的后端)位于框体21的后表面的后方，从框体21的后表面到后侧右脚部20的后端为止的距离大于双头螺栓51的突出方向的长度。由此，能够更可靠地防止双头螺栓51与PCU10接触。

(第二实施方式)

下面，使用图9～图11说明本发明的第二实施方式。在该实施方式中，连接器42的配置与第一实施方式不同。在以下的说明中，关于与第一实施方式相同的构成要素，由同一符号表示并省略说明。

如图9～图11所示那样，在本实施方式中，在上壳体23的突出壁部45的后部以向后方延伸的方式安装有板状的托架42B，在该托架42B的后部安装有连接器42。连接器42使安装口朝向右方，在左端部连接有充电电缆43。充电电缆43沿上壳体23的后壁向上方延伸，然后朝向右方延伸并与连接器42结合。

在以上说明的第二实施方式中，也在PCU10的后方配置对电机室6和车室进行划分的仪表板5，PCU10的框体21的后表面与仪表板5相对，在框体21安装散热器框体22，使散热器框体22的外周部的至少一部分露出到该框体21的外部，并且在该框体21的内部侧具有用于冷却电子设备的凹部36(散热器部)，在露出到框体21的外部的散热器框体22的外周部设有向仪表板5突出的突起部50，并且在仪表板5上设置向PCU10突出的双头螺栓51，突起部50的突出方向的长度被设定成大于双头螺栓51的突出方向的长度。

因此，在PCU10向仪表板5侧移动时，在双头螺栓51与PCU10的框体21接触之前，可使突起部50与仪表板5接触，因此，能够防止双头螺栓51与PCU10接触。由此，没必要使PCU10的框体高强度化，可良好地保护PCU10，进而可实现低成本化、轻量化。另外，充电电缆43的配置与第一实施方式不同，但是，充电电缆43也由突起部50保护。

以上，说明了本发明的实施方式，但是本发明不限定于上述的实施方式，在不脱离其本意的范围内可以适当变更。例如，在上述实施方式中，说明了在设置于散热器框体22的凹部36中流通冷却水，由此对电子设备进行冷却的散热器部的构造，但是，例如也可以在散热器框体22的内部侧设置散热器，所述散热器设置风扇等来确保表面积并进行热交换。

Claims (2)

1.一种电动汽车用动力控制单元的保护构造，其配置在电动汽车的电机室内，且具备多个电子设备和收纳所述电子设备的框体，其特征在于，

在所述动力控制单元的后方配置有划分所述电机室和车室的仪表板，

所述框体的后表面与所述仪表板相对，

在所述框体安装散热器框体，使所述散热器框体的外周部的至少一部分露出到该框体的外部，

该散热器框体在所述框体的内部侧具有用于冷却所述电子设备的散热器部，在露出到所述框体的外部的所述散热器框体的外周部设有向所述仪表板突出的突起部，并且在所述仪表板上设置向所述动力控制单元突出的双头螺栓，所述突起部的突出方向的长度被设定成大于所述双头螺栓的突出方向的长度。

2.如权利要求1所述的电动汽车用动力控制单元的保护构造，其特征在于，

支承所述动力控制单元的框架部件的后端位于所述框体的后表面的后方，从所述框体的后表面到所述框架部件的后端的距离大于所述双头螺栓的突出方向的长度。

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