CN104995051B - 电动汽车 - Google Patents

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Abstract

本说明书提供一种有效地使用电动汽车的前舱的空间的技术。本说明书公开的电动汽车将逆变器在前舱内配置于比车架纵梁靠车宽方向的外侧的位置。因此，能够在两根车架纵梁之间的空间内配置其他设备。逆变器将其车宽方向的内侧固定于车架纵梁。逆变器的车宽方向的外侧固定于车室外板。而且，逆变器配置于比车架纵梁靠上方的位置，内侧的固定强度比外侧的固定强度低。通过使固定强度不同，在从斜前方受到了冲击时，车架纵梁与逆变器之间的固定先脱离，逆变器相对于车架纵梁成为自由状态。

Description

电动汽车
技术领域
本发明涉及电动汽车。尤其是涉及在电动汽车中将蓄电池的直流电力转换成交流而向电动机供给的逆变器的搭载结构。本说明书中的“电动汽车”包含具备电动机和发动机的混合动力车、燃料电池车。
背景技术
车身的结构存在两种。分别是无骨架式结构和框架结构。无骨架式结构通过板材赋予结构强度，框架结构通过将梁组合而成的框架赋予结构强度。框架结构的汽车具有沿前后方向延伸的两根梁，作为赋予结构强度的主要部件。该梁被称为侧梁或侧框架。两根侧梁是框架的主要的梁。两根侧框架由沿车宽方向延伸的辅助的梁连接。
驱动系统的主要零件在前舱内配置于两根侧梁之间。这是因为两根侧梁之间的空间适合于保护设备免受冲击。例如日本特开2005-029057号公报公开了一种在两根侧梁之间配置有发动机的汽车。日本特开2004-175301号公报公开了一种对逆变器的配置进行了改良的电动汽车。该电动汽车在两根侧梁之间配置蓄电池和将蓄电池的直流电力转换成交流而向电动机供给的逆变器。另外，此外，作为保护逆变器免受碰撞的冲击的技术，在日本特开2005-262894号公报中公开了如下的技术。在该技术中，通过被称为托架的配件将逆变器固定于车架纵梁。向该托架固定电力电缆。电力电缆是将逆变器与电动机连接的电缆，由于有大电流流过，因此是应给予保护以免受冲击的零件。当受到冲击时，托架对应于车架纵梁的变形也产生变形，因此逆变器与托架的相对位移量减小。因此，能够减小电力电缆断裂的可能性。
发明内容
重要的设备优选配置在两根侧梁之间，但是这样的话，设备配置的自由度较小。本说明书提供一种有效地使用电动汽车的前舱的空间的技术。本说明书公开的电动汽车将逆变器在前舱内配置于比车架纵梁靠车宽方向的外侧的位置。因此，能够在两根车架纵梁之间的空间配置其他设备。在此，“车架纵梁”如前述那样是车辆的车架纵梁的一种，沿车辆的前后方向延伸。而且，“比车架纵梁靠车宽方向的外侧的位置”是指相对于车辆的车宽方向的中心而比车架纵梁远的一侧。而且，“将逆变器配置于比车架纵梁靠外侧的位置”无需使逆变器整体位于比车架纵梁靠外侧的位置，只要将逆变器的至少一半配置于比车架纵梁靠外侧的位置即可。这样的话，能够将相当于逆变器的一半的容量的其他设备配置于两根车架纵梁之间。
逆变器优选以如下的形态固定。逆变器的车宽方向的内侧固定于车架纵梁。逆变器的车宽方向的外侧固定于车室外板。“车室外板”是划定车室的壳状的金属板。而且，也可以为，逆变器配置在比车架纵梁靠上方或下方的位置，内侧的固定强度比外侧的固定强度低。通过使固定强度不同，在从斜前方受到了冲击时，车架纵梁与逆变器之间的固定先脱离，逆变器相对于车架纵梁成为自由状态。另一方面，逆变器与车室外板连接，因此在受到了冲击时，逆变器能够对应于车室外板的变形而移动。通过逆变器移动而缓和逆变器受到的冲击。
车架纵梁由刚性高的铁制作，另一方面，车室外板由钢板制作，因此关于材料的刚性，车架纵梁较高。因此，为了使逆变器与车架纵梁之间的固定强度比逆变器与车室外板之间的固定强度低，例如，只要采用与利用螺栓直接固定这一情况相比容易脱落(容易断裂)的托架即可。
如上所述，通过将逆变器配置在两根车架纵梁的外侧(车宽方向的外侧)，能够提高前舱的设备布局的自由度。而且，将逆变器的内侧固定于一方的车架纵梁，将外侧固定于车室外板，并使内侧的固定强度比外侧的固定强度弱。由此，在从车辆的斜前方受到了冲击时，逆变器相对于车架纵梁成为自由状态，然而，能够维持与车室外板的连接，适度地容许移动而缓和冲击。
在上述的结构中，将逆变器的车宽方向的内侧固定于车架纵梁。该结构的优点也能够在如下的结构中得到。即，将逆变器的车宽方向的内侧和外侧均固定于车室外板，将该车室外板在比逆变器靠车宽方向的内侧的位置固定于车架纵梁。并且，逆变器的车宽方向的外侧的固定强度比内侧的固定强度或车室外板与车架纵梁之间的固定强度高。在这样的结构中，在从车辆的斜前方受到了冲击时，逆变器相对于车架纵梁成为自由状态，然而能够维持与车室外板的连接，适度地容许移动而缓和冲击。
本说明书公开的技术的详细情况和进一步的改良通过如下的实施例来说明。
附图说明
图1是第一实施例的电动汽车的俯视图。
图2是电动汽车的侧视图。
图3是电动汽车的主视图。
图4是侧梁与逆变器的固定部位的放大立体图。
图5是表示从斜前方受到了冲击时的逆变器的动作的一例的俯视图。
图6是第二实施例的电动汽车的侧视图。
图7是第二实施例的电动汽车的主视图。
图8是第三实施例的电动汽车的主视图。
具体实施方式
关于逆变器的安装结构，以下列举实施例中叙述的技术的优选的几个特征。
(1)逆变器位于比车架纵梁靠上方的位置。
(2)逆变器配置于挡泥板的上方。
(3)逆变器配置于比前舱的前后方向的中央靠后侧的位置。
实施例
(第一实施例)图1至图3示出第一实施例的电动汽车的俯视图、侧视图及主视图。另外，在此，说明车辆的车架纵梁与车室外板及逆变器的关系，因此除此以外的零件适当省略图示和说明。
在电动汽车2的前舱31搭载有行驶用的电动机6和逆变器4。逆变器4将配置于车辆后方的行李箱空间的蓄电池35的直流电力转换成交流电力而向电动机6供给。从逆变器4向电动机6供给大电流的交流，因此减少电力的送电损失，从而逆变器4配置在电动机6的附近。因此，电动机6和逆变器4均搭载于前舱。
电动汽车2具有框架结构。两根侧梁3是框架的主要构成零件(车架纵梁)。两根侧梁3主要赋予电动汽车2的结构强度。两根侧梁3与车辆的前后方向平行地延伸，由沿车宽方向延伸的多个横梁21连接。电动机6配置在两根侧梁3之间。电动机6固定于横梁21。电动机6配置在强度高的两根侧梁3之间，在车辆发生了碰撞时，侧梁3对电动机6进行保护。
逆变器4并未配置于两根侧梁3之间，而是在车宽方向上配置于比侧梁3靠外侧的位置。但是，逆变器4经由托架7而通过螺栓13及14固定于一方的侧梁3。托架7是用于将逆变器4安装于侧梁3的配件，由金属板制作。
而且，逆变器4也固定于车室外板5。车室外板5是划定车室(搭乘空间32)的结构物，主要由金属板制作。另外，图中的附图标记33表示配置于车室空间32的供乘员就座的座椅。
如图1、图3所示，逆变器4在车宽方向的内侧经由托架7而固定于侧梁3，在车宽方向的外侧固定于车室外板5。另外，在图3中，直线CL表示车宽方向的车辆中心。因此，车宽方向的内侧是指与侧梁3相比接近中心线CL的一侧，车宽方向的外侧是指与侧梁3相比距中心线CL较远的一侧。而且，在图3中，车室外板5仅在逆变器4的附近描绘，其他部分省略图示。
托架7具有当施加预定大小的载荷时从逆变器4脱落的结构。在此，“预定大小的载荷”是比车室外板5与逆变器4之间的固定强度低的值。而且，托架7的固定强度被调整成在设想的碰撞冲击下逆变器4从侧梁3脱落。反而言之，车室外板5与逆变器4之间的固定强度被调整成能够承受设想的碰撞冲击。
图4示出托架7的结构的一例。需要注意图4中将上下相反地进行描绘(参照图中的坐标系)。托架7具有贯通孔7a和狭缝7b。托架7穿过贯通孔7a而通过螺栓13固定于侧梁3。另一方面，托架7穿过狭缝7b而通过螺栓14固定于逆变器4。图4的X轴的负方向相当于车辆的后方。狭缝7b朝向车辆后方开口。因此，当朝向车辆后方(图4的箭头A的方向)对逆变器4施加预定大小的载荷时，逆变器4从托架7脱落，即从侧梁3脱落。
说明托架7的上述的结构的优点。图5与图1同样是电动汽车2的俯视图，但是附图标记F所示的箭头表示电动汽车2从右前方受到的冲击。粗线表示受到了冲击时的车室外板5的变形和逆变器4的动作。当从右前方受到冲击时，车室外板5的右前部向左后方弯折。逆变器4将外侧固定于车室外板5，将内侧固定于侧梁3，但是当朝向后方的冲击载荷超过预定大小时，逆变器4从托架7脱落，逆变器4相对于侧梁3成为自由状态。因此，逆变器4对应于车室外板5的变形而向左后方移动。另外，如图2和图3所示，逆变器4位于比侧梁3靠上方的位置。因此，逆变器4能够以不与侧梁3发生干扰的方式向左后方移动。逆变器4在受到冲击时与侧梁3的固定脱落而向后方移动。逆变器4通过移动来缓和受到的冲击。
上述的结构将逆变器4配置在两根侧梁3的外侧。因此，能够在侧梁3之间的空间配置其他重要的设备。实施例的电动汽车2具有前舱内的设备布局的自由度高的优点。
(第二实施例)接下来，说明第二实施例的电动汽车。图6示出第二实施例的电动汽车102的侧视图，图7示出电动汽车102的主视图。在图6、图7中，也省略电动机的图示。该第二实施例的电动汽车102是将上述的逆变器安装结构应用于货卡车那样的大型车的例子。在大型车的情况下，前舱31的空间高，比前轮靠上方的空间宽。在这样的情况下，可以将逆变器4配置在比前舱31的前后方向的中央靠后侧的位置。图6的附图标记L表示前舱31的前后方向的长度。逆变器4配置在前舱31的后半部分的范围(图中的L/2表示的范围)。通过将逆变器4在前舱内配置于后方，能够减少车辆碰撞时逆变器4受到的冲击。
而且，在前轮的上方存在空间的情况下，可以将逆变器4固定在挡泥板105a的上部。挡泥板105a是车室外板105的一部分，是安装前挡泥板108的部位。
(第三实施例)接下来，说明第三实施例的电动汽车。图8示出第三实施例的电动汽车202的主视图。第三实施例是第一实施例的电动汽车2的逆变器的固定结构的变形例。逆变器4将其车宽方向的内侧和外侧固定于车室外板205。更详细而言，逆变器4的内侧和外侧分别经由托架207而通过螺栓14固定于车室外板205。托架是用于将物体固定的配件，在这种情况下，托架207是用于将逆变器4固定于车室外板205的配件。
车室外板205在比逆变器4靠车宽方向的内侧(接近中心线CL的一侧)的位置通过螺栓13固定于侧梁3。并且，车室外板205与侧梁3之间的固定强度比逆变器4的车宽方向的外侧的固定强度低。逆变器4的车宽方向的外侧的固定强度被调整成能够承受设想的碰撞冲击，车室外板205与侧梁3之间的固定强度被调整成在设想的碰撞冲击下脱落。
第三实施例的结构也能得到与第一、第二实施例的电动汽车相同的效果。即，当逆变器4受到冲击时，车室外板205与侧梁3的固定脱落，逆变器4相对于侧梁成为自由状态。其结果是，对应于冲击而向后方移动。逆变器4通过移动来缓和受到的冲击。
另外，在第三实施例中，车室外板205与侧梁3之间的固定强度比逆变器4的车宽方向的外侧的固定强度低。取代这样的固定强度的关系而使逆变器4的车宽方向的内侧的固定强度比外侧的固定强度低，也能得到同样的优点。
为了实现不同的固定强度，可以使用第一实施例中例示的托架7，也可以通过改变将逆变器固定的螺栓的直径来实现。具体而言，只要为了将逆变器的车宽方向外侧固定而使用直径小的螺栓、并在逆变器的车宽方向的内侧的固定或车室外板205与侧梁3的固定中利用直径大的螺栓即可。
叙述与实施例中说明的技术相关的注意点。沿车辆前后方向延伸的侧梁3相当于车架纵梁的一例。
关于本发明的代表性且非限定性的具体例，参照附图进行了详细说明。该详细的说明仅是将用于实施本发明的优选的例子的详情向本领域技术人员展示，并没有限定本发明的范围。而且，公开的追加特征及发明为了提供进一步得到改善的电动汽车，可以与其他特征、发明分开或一起使用。
而且，上述的详细的说明中公开的特征、工序的组合在最广泛的意图下实施本发明时并不是必须的，仅是为了特别说明本发明的代表性的具体例而记载的。而且，上述的代表性的具体例的各种特征以及独立及从属权利要求记载的各种特征在提供本发明的追加性且有用的实施方式时，并不是必须如在此记载的具体例那样或者必须如列举的顺序那样进行组合的。
本说明书及/或权利要求书记载的全部特征与实施例及/或权利要求书记载的特征的结构不同，作为对申请当初的公开以及权利要求书记载的特定事项的限定，单独且相互独立地公开。而且，与全部数值范围及组或集团相关的记载作为对申请当初的公开以及权利要求书记载的特定事项的限定，具有公开它们中间的结构的意图。
以上，虽然详细说明了本发明的具体例，但这些只不过是例示，没有限定权利要求书。权利要求书记载的技术包括对以上例示的具体例进行的各种变形、变更。本说明书或附图所说明的技术要素单独或通过各种组合而发挥技术有用性，没有限定为申请时权利要求记载的组合。而且，本说明书或附图例示的技术能够同时实现多个目的，而实现其中的一个目的其自身就具有技术有用性。
附图标记说明
2、102、202：电动汽车
3：侧梁
4：逆变器
5、105、205：车室外板
6：电动机
7、207：托架
7a：贯通孔
7b：狭缝
21：横梁
31：前舱
32：车室空间
105a：挡泥板
108：前挡泥板
CL：中心线

Claims (10)

1.一种电动汽车，其特征在于，
向用于行驶的电动机(6)供给交流电力的逆变器(4)配置于车辆(2、102)的前舱(31)内，所述逆变器(4)配置于比沿所述车辆(2)的前后方向延伸的两根车架纵梁(3)靠车宽方向的外侧的位置，
所述逆变器(4)的所述车宽方向的内侧固定于所述车架纵梁(3)，并且所述逆变器(4)的所述车宽方向的外侧固定于车室的外板(5、105)，
所述逆变器(4)的所述内侧的固定强度比所述逆变器(4)的所述外侧的固定强度低。
2.根据权利要求1所述的电动汽车，其特征在于，
所述逆变器(4)位于比所述车架纵梁(3)靠上方的位置。
3.根据权利要求1所述的电动汽车，其特征在于，
所述逆变器(4)配置于挡泥板(105a)的上方。
4.根据权利要求2所述的电动汽车，其特征在于，
所述逆变器(4)配置于挡泥板(105a)的上方。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的电动汽车，其特征在于，
所述逆变器(4)配置于比所述前舱(31)的前后方向的中央靠后侧的位置。
6.一种电动汽车，其特征在于，
向用于行驶的电动机(6)供给交流电力的逆变器(4)配置于车辆(202)的前舱(31)内，所述逆变器(4)配置于比沿所述车辆(202)的前后方向延伸的两根车架纵梁(3)靠车宽方向的外侧的位置，
所述逆变器(4)的所述车宽方向的内侧和外侧固定于车室的外板(205)，并且所述车室的外板(205)在比所述逆变器(4)靠所述车宽方向内侧的位置固定于所述车架纵梁(3)，
所述逆变器(4)的所述外侧的固定强度比所述逆变器(4)的所述内侧的固定强度或所述车室的外板(205)与所述车架纵梁(3)之间的固定强度高。
7.根据权利要求6所述的电动汽车，其特征在于，
所述逆变器(4)位于比所述车架纵梁(3)靠上方的位置。
8.根据权利要求6所述的电动汽车，其特征在于，
所述逆变器(4)配置于挡泥板(105a)的上方。
9.根据权利要求7所述的电动汽车，其特征在于，
所述逆变器(4)配置于挡泥板(105a)的上方。
10.根据权利要求6～9中任一项所述的电动汽车，其特征在于，
所述逆变器(4)配置于比所述前舱(31)的前后方向的中央靠后侧的位置。
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