CN103847499B

CN103847499B - 电缆布线结构

Info

Publication number: CN103847499B
Application number: CN201310629374.5A
Authority: CN
Inventors: 山中贤史
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-11-30
Filing date: 2013-11-29
Publication date: 2016-08-31
Anticipated expiration: 2033-11-29
Also published as: JP5660111B2; CN103847499A; US9108502B2; US20140151086A1; JP2014108697A

Abstract

本发明涉及一种电缆布线结构，其包括：传动系统，电动机被容纳在该传动系统中；电力控制单元，该电力控制单元被构造成向电动机供应交流电，该电力控制单元被固定到传动系统的上部，并且车载构件被布置在电力控制单元的沿着车辆的横向方向的两侧上；电气构件，该电气构件被布置在平面的存在有电力控制单元的一侧上；并且第一电缆的第一端被连接到电力控制单元的面向车辆的前方或后方的侧表面，第一电缆的第二端被连接到电气构件，并且第一电缆被布线为通过由电力控制单元和传动系统限定的空间。

Description

电缆布线结构

技术领域

本发明涉及一种电缆布线结构。

背景技术

与常规发动机车辆相比较，在电动车辆的马达舱室中安装有许多种装置。就大型装置而言，首先，设置有用于行驶的电动机（在下文中，还被称作“行驶马达”）。接着，存在将电池的直流电（DC）输出转换成交流电（AC）然后将该交流电供应到电动机的电力控制单元（即，逆变器）。另外，存在向辅助系统（即，配件）、空调的电压缩机和保险丝盒等供应电力的辅助电池。对于混合动力车辆，在马达舱室中除了电动机还安装有发动机。

术语“配件”指的是由低于行驶马达的额定电压的电压驱动并且由常规发动机车辆的电池驱动的装置。典型的配件包括室灯、汽车导航系统和电动车窗等。在驱动行驶马达的电力控制单元中的控制板也是配件。在下文中，电力控制单元将简单地被称作“PCU”。此外，为了使其区别于辅助电池，存储用于驱动电动机的电力的电池将被称作“主电池”。

日本专利申请公报No.2010-264793（JP2010-264793A）描述了在马达舱室中的装置布局的一个实例。JP2010-264793A示意混合动力车辆的马达舱室的布局，其中挨着PCU布置发动机和辅助电池。此外，日本专利申请公报No.2004-328870（JP2004-328870A）描述了其中逆变器被安装在电动机上方的实例。在JP2004-328870A中，逆变器经由间隙固定在电动机上方。逆变器由装配件固定在马达上方。将逆变器等固定的装配件经常被称作支架。同样在本说明书中，用于固定逆变器和PCU的装配件将被称作支架。

安装在电动车辆的马达舱室中的很多装置是电气装置，并且用于传输电力和信号的电缆被连接到这些装置。即，与在常规发动机车辆的马达舱室（即，发动机舱室）中必须布线的相比，必须在电动车辆的马达舱室中布线更多的电缆。然而，从PCU（即，逆变器）供应到电动机的电力是高电流，从而更好的是，用于将PCU连接到电动机的电缆是短的。因此，PCU被布置在电动机附近。PCU的该布置可以限制电缆布线结构。即，若干根电缆被连接到PCU，但是取决于PCU周围的装置布局，可能难以确保用于这些电缆的布线空间。在本说明书中描述的技术提供在马达舱室中的优选电缆布线结构。

发明内容

本发明的第一方面涉及一种电缆布线结构，该电缆布线结构包括：传动系统；电动机，所述电动机被容纳在所述传动系统内；和电力控制单元，该电力控制单元被构造成将电池的电力转换成交流电并且将交流电供应到电动机。电力控制单元被固定到传动系统的上部。此外，车载构件被布置在电力控制单元的沿着车辆的横向方向的两侧上。该电缆布线结构还包括：电气构件，该电气构件被布置在平面的存在有电力控制单元的一侧上，所述平面包括所述电力控制单元的面向所述车辆的前方或后方的侧表面；和第一电缆，所述第一电缆将电力控制单元连接到电气构件。第一电缆的第一端被连接到所述电力控制单元的所述侧表面。第一电缆的第二端被连接到电气构件。此外，第一电缆被布线为通过由电力控制单元和传动系统限定的空间。

当一些车载构件被布置在电力控制单元的沿着车辆的横向方向的两侧上，使得难以确保用于铺设这些构件和电力控制单元之间的电缆的空间时，根据该方面的电缆布线结构使得能够通过使用在电力控制单元下面的空间来布线电缆而以短的距离布线电缆。换言之，在本说明书中描述的技术避免了对于以迂回的方式布线电缆的需要。

此外，电力控制单元可以经由支架而被固定到传动系统的上部。

此外，根据上述方面的电缆布线结构还可以包括电池，该电池经由电力控制单元内侧的电路向电气构件供应电力，并且该电池可以被布置在面对电力控制单元的连接第一电缆的第一端的侧表面的位置中。此外，电缆布线结构还可以包括第二电缆，该第二电缆被连接到电池和电力控制单元。被定位在第二电缆的电力控制单元侧上的第二电缆的第三端可以被连接到电力控制单元的连接第一电缆的第一端的侧表面。

根据该布线结构，上述电缆布线结构能够缩短在PCU和主电池之间输送高电流的电缆。通过将PCU和主电池之间的电缆和PCU和电气构件之间的电缆靠近在一起地连接到PCU，能够使得在PCU中的这些电缆的连接结构更小，并且因此能够使得PCU更小。

此外，本发明的第二方面涉及一种电缆布线结构，该电缆布线结构包括：传动系统；电动机，所述电动机被容纳在该传动系统内；和电力控制单元，该电力控制单元被构造用以将电池的电力转换成交流电并且将该交流电供应到电动机。该电力控制单元被固定到传动系统的上部。此外，车载构件被布置在电力控制单元的沿着车的辆横向方向的两侧上。该电缆布线结构还包括：电气构件，该电气构件被布置成沿着车辆的纵向方向比电力控制单元更靠前；和第一电缆，该第一电缆将电力控制单元连接到电气构件。第一电缆的第一端被连接到电力控制单元的面向车辆的后方的后表面。第一电缆的第二端被连接到电气构件。此外，第一电缆被布线为通过由电力控制单元和传动系统限定的空间。

此外，根据上述方面的电缆布线结构还可以包括电池，该电池经由电力控制单元内侧的电路向电气构件供应电力，并且该电池可以被布置在面对电力控制单元的后表面的位置中。此外，该电缆布线结构还可以包括第二电缆，该第二电缆被连接到电池和电力控制单元。第二电缆的第三端被定位在第二电缆的电力控制单元侧上。第二电缆的第三端可以被连接到电力控制单元的后表面。

附图说明

下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优势以及技术和工业意义，其中类似的附图标记表示类似的元件，并且其中：

图1A至图1C是根据本发明的一个示例性实施例的马达舱室中的装置布局的视图，其中图1A是马达舱室的平面视图，图1B是马达舱室的侧视图，并且图1C是马达舱室的前视图；并且

图2A和图2B是省略了图1A至1C所示的装置中的一些装置的装置布局视图，其中图2A是平面视图，并且图2B是侧视图。

具体实施方式

现在将参考附图描述根据本发明一个示例性实施例的电缆布线结构。该示例性实施例是在设有电动机和发动机的混合动力车辆的马达舱室中的电缆布线结构。图1A至1C是示出混合动力车辆的马达舱室29的装置布局的框架格式的视图。图1A是平面视图，并且图1B是侧视图。此外，图2A和2B是其中已经省略了若干个在图1的平面视图和侧视图中示出的装置以使电力控制单元（PCU）2周围的布局更加易于观看的视图。在图中，沿着X轴线的正方向对应于朝向车辆前方的方向，Y轴线对应于左右（横向）方向，并且沿着Z轴线的正方向对应于关于车辆向上的方向。

在安装在马达舱室29中的装置中，最大的装置是发动机5和传动系统3。这些装置沿着车辆的左右（横向）方向排列地布置。传动系统3包括用于行驶的电动机4。合成/分配发动机5和电动机4的输出的齿轮组被容纳在传动系统3内侧。虽然未示出，但是在传动系统3中容纳有行星齿轮组。电动机4的输出轴被连接到行星齿轮组的太阳齿轮、环齿轮和行星齿轮架中的一个，发动机5的输出轴被连接到行星齿轮组的太阳齿轮、环齿轮和行星齿轮架中的另一个，并且主输出轴（即，向驱动轮传递扭矩的轴）被连接到行星齿轮组的太阳齿轮、环齿轮和行星齿轮架中的剩余的一个。行星齿轮组合成发动机5和电动机4的输出，并且将合成的输出传递到主输出轴，或在电动机4和主输出轴之间分配发动机5的输出，并且传递该输出。在后一种情形中，发动机5驱动电动机4产生动力且同时地向车辆供应驱动力。

PCU2被固定在传动系统3上方。PCU2的面向车辆前方的侧表面将被称作“前表面2b”，PCU2的面向车辆后方的侧表面将被称作“后表面2a”，并且PCU2的面对车辆的左右方向的侧面将被称作“侧表面2d和2e”。PCU2被支架12和13固定在传动系统3上方，且在PCU2和传动系统3之间具有空间Sp。这些支架是用于固定PCU2的装配件，并且被附接到PCU2的前表面2b和后表面2a。

发动机5的高度比传动系统3的高度高，从而发动机5面对PCU2的侧表面中的一个侧表面2d。此外，辅助电池15邻近于PCU2的另一个侧表面2e。即，车载构件（即，发动机5和辅助电池15）被布置在PCU2的沿着车辆的左右（横向）方向的两侧上（即，每一侧上各一个）。这些车载构件布置在PCU2附近。

辅助电池15是用于向与电动机4相比具有更低的额定电压的装置供应电力的电池，所述装置诸如室灯和汽车导航系统。辅助电池15被附接到侧框架22上，所述侧框架22是车辆框架的一个部分并且在马达舱室29内侧沿着纵向（前后）方向延伸。

主电池7被布置在PCU2后面（即，被布置于PCU2的后方）。PCU2包括电压转换器电路和逆变器电路。PCU2升高主电池7的直流（DC）电力的电压，并且然后将该升高电压的DC电力转换成交流电（AC），然后PCU2将交流电（AC）供应到电动机4。因此，PCU2和主电池7由电力电缆9（被视为第二电缆）连接到一起。主电池7被布置成面对PCU2的后表面2a。电力电缆9的一端（被视为第三端）被连接到PCU2的后表面2a，并且电力电缆9的另一端被连接到主电池7的前表面。

PCU2还容纳将主电池7的电压降低到辅助电池的输出电压并且将该输出供应到空调的电压缩机6的转换器电路。电压缩机6被附接到发动机5上。由附图标记8表示的粗线代表将PCU2连接到电压缩机6的电力电缆（被视为第一电缆）。电力电缆8的一端（被视为第一端）被连接到PCU2的后表面2a，并且电力电缆8的另一端（被视为第二端）被连接到电压缩机6的后表面。

电压缩机6被布置成沿着车辆的纵向方向比PCU2的后表面2a更靠前。在图2A中由附图标记L表示的虚线指示包括PCU2的后表面2a的平面。如在图2A和2B中充分所示地，电压缩机6被定位成沿着车辆的纵向方向比包括PCU2的后表面2a的平面L更靠前。换言之，电压缩机6被布置在包括所述后表面2a的平面L的PCU2所处的一侧上。电力电缆8被从包括在所述平面L中的后表面2a布线到比所述平面L更靠前的电压缩机6。

接下来，将描述电力电缆8的布线结构。电力电缆8从PCU2的后表面2a延伸，沿着后表面2a向下弯曲，并且通过由PCU2的下表面和传动系统3的上表面限定的空间Sp朝向车辆的前方延伸。通过将PCU2的后表面2a连接到传动系统3的支架13设置沿着车辆的纵向方向的孔，并且电力电缆8通过该孔朝向车辆的前方延伸。电力电缆8还沿着PCU2的下表面在中途处朝向车辆的一侧弯曲，并从PCU2的侧表面中的一个侧表面2d下面朝向电压缩机6延伸。

电力电缆8和9从PCU2的后表面2a延伸。然而，实际上，连接器盒被设置在PCU2的后表面2a上，并且电力电缆8和9通过该连接器盒连接到PCU2。

如在以下描述地，总结围绕PCU2的装置布局和电力电缆8和9的布线结构。传动系统PCU2被附接到传动系统3上，且PCU2和传动系统3限定空间Sp。发动机5和辅助电池15被布置在PCU2的沿着车辆的横向方向的两侧上（即，在每一侧上各一个）。主电池7被布置成面对PCU2的后表面2a。将主电池7连接到PCU2的后表面2a的电力电缆9沿着车辆的纵向方向直线地延伸。电力电缆8的一端被连接到PCU2的后表面2a，沿着后表面2a向下延伸，并且通过由PCU2和传动系统3限定的空间Sp向前延伸，并且被布线到电压缩机6。电压缩机6被布置在包括PCU2的后表面2a的平面L的PCU2所处的一侧上，（即，电压缩机6被布置在平面L的PCU2侧上）。

在下文中，将描述在马达舱室29中的电力电缆8和9的布线结构。将总结布线结构及其优势。利用上述布线结构，电力电缆8传动系统从PCU2的后表面2a延伸到被定位成比所述后表面2a更向前靠近车辆的前方的电压缩机6，且经过在PCU2和传动系统3之间的空间Sp。通过使电力电缆8经过由PCU2和传动系统3限定的空间Sp，该布线结构使得PCU2能够被连接到电压缩机6而没有使电力电缆8高度地转向。此外，将PCU2连接到主电池7的电力电缆9连接PCU2和主电池7的彼此面对的侧表面。即，电力电缆9用最短的距离将主电池7和PCU2连接到一起。电力电缆9的长度是短的，从而能够将电缆中的功率损耗保持为低的。此外，通过将电力电缆8和电力电缆9靠近在一起连接到PCU2，能够使得在PCU2中的电力电缆8和电力电缆9的连接结构更小，并且因此能够使得PCU2更小。

接下来，将描述图1A中示出的其它构件。附图标记21a表示车辆的本体的一个部分。该部分将被称作悬挂塔架。用于前轮悬架的卷簧被容纳在该悬挂塔架内侧。由附图标记23表示的装置是保险丝盒。附图标记24表示散热器。术语“电动车辆”在本说明书中包括燃料电池车辆和设有电动机和发动机这两者的混合动力车辆。此外，马达舱室指的是行驶马达安装在其内的空间，并且该空间对应于设有常规发动机的车辆的发动机舱室。

现在将描述关于在示例性实施例中描述的技术的须牢记的要点。在图1A至图1C以及图2A和图2B中，为了便于理解，稍微略小地示意装置，从而看起来在马达舱室29中存在大量的空间。然而，在图1A至图1C以及图2A和图2B中示意的装置实际上大得多并且其形状不是简单的立方形。而且，并非实际上安装的所有装置在图1A至图1C以及图2A和图2B中被示出。各种装置被安装在马达舱室29中，从而并不存在许多电缆布线空间。在另一方面，被连接到PCU2的电缆是输送高电流的电力电缆。与典型的束线部件相比，这些电力电缆更粗并且更加难以处理。在该示例性实施例中描述的技术通过在传动系统3和PCU2之间提供空间Sp并且使得电力电缆经过该空间Sp而确保布线空间。当例如其它装置被定位成非常靠近PCU2的侧表面2d和2e，并且不能够在PCU2和这些装置之间确保电缆布线空间时，该技术是有效的。

在该示例性实施例中，发动机5和辅助电池15被布置成面对PCU2的侧表面2d和2e。沿着左右方向邻近于PCU2的装置不限于这些装置。此外，在该示例性实施例中，从PCU2的后表面2a延伸的电力电缆8被连接到布置在包括所述后表面2a的平面L前面的电压缩机6。连接到电力电缆8的装置不限于电压缩机6，只要该装置是被布置成比PCU2的后表面2a更靠前并且被连接到从PCU2的后表面2a延伸的电力电缆的装置即可。然而，对于其中从主电池7经由在PCU2内的电路供应电力的装置被定位成比PCU2的后表面2a更靠前的布局，在本说明书中描述的技术是特别有效。电压缩机6是该类型的装置的代表性实例。

至此，已经详细描述了本发明的具体实例，但是实例仅仅是实例并且不限制权利要求的范围。在权利要求中描述的技术还包括上述具体实例的各种变型。此外，在说明书和附图中示意的技术元素独立地和以各种组合呈现技术实用性。此外，在说明书和附图中示意的技术同时地实现多个目的，并且通过简单地实现这些目的中的一个目的而具有技术实用性。

Claims

1.一种电缆布线结构，包括：

传动系统(3)；

电动机(4)，所述电动机(4)被容纳在所述传动系统内；

电力控制单元(2)，所述电力控制单元(2)被构造成将电池的电力转换成交流电并且将所述交流电供应到所述电动机，所述电力控制单元被固定到所述传动系统的上部，并且车载构件被布置在所述电力控制单元的沿着车辆的横向方向的两侧上；

电气构件(6)，所述电气构件(6)被布置在平面(L)的存在有所述电力控制单元的一侧上，所述平面包括所述电力控制单元的面向所述车辆的前方或后方的侧表面；和

第一电缆(8)，所述第一电缆(8)将所述电力控制单元连接到所述电气构件，所述第一电缆的第一端被连接到所述电力控制单元的所述侧表面，所述第一电缆的第二端被连接到所述电气构件，并且，所述第一电缆被布线为通过由所述电力控制单元和所述传动系统限定的空间(Sp)。

2.根据权利要求1所述的电缆布线结构，其中，所述电力控制单元经由支架(12、13)被固定到所述传动系统的上部。

3.根据权利要求2所述的电缆布线结构，还包括：

电池(7)，所述电池(7)经由所述电力控制单元内的电路向所述电气构件供应电力，所述电池被布置在面对所述电力控制单元的连接所述第一电缆的所述第一端的所述侧表面的位置中；和

第二电缆(9)，所述第二电缆(9)被连接到所述电池和所述电力控制单元，所述第二电缆的第三端被定位在所述第二电缆的电力控制单元侧上，并且所述第二电缆的所述第三端被连接到所述电力控制单元的连接所述第一电缆的所述第一端的所述侧表面。

4.一种电缆布线结构，包括：

传动系统(3)；

电动机(4)，所述电动机(4)被容纳在所述传动系统内；

电气构件(6)，所述电气构件(6)被布置成沿着所述车辆的纵向方向(X)比所述电力控制单元更靠前；和

第一电缆(8)，所述第一电缆(8)将所述电力控制单元连接到所述电气构件，所述第一电缆的第一端被连接到所述电力控制单元的面向所述车辆的后方的后表面(2a)，所述第一电缆的第二端被连接到所述电气构件，并且，所述第一电缆被布线为通过由所述电力控制单元和所述传动系统限定的空间(Sp)。

5.根据权利要求4所述的电缆布线结构，其中，所述电力控制单元经由支架(12、13)被固定到所述传动系统的上部。

6.根据权利要求5所述的电缆布线结构，还包括：

电池(7)，所述电池(7)经由所述电力控制单元内的电路向所述电气构件供应电力，所述电池被布置在面对所述电力控制单元的所述后表面的位置中；和

第二电缆(9)，所述第二电缆(9)被连接到所述电池和所述电力控制单元，所述第二电缆的第三端被定位在所述第二电缆的电力控制单元侧上，并且所述第二电缆的所述第三端被连接到所述电力控制单元的所述后表面。