CN107813772B - 电力设备单元及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种对于车辆碰撞时等的冲击能够保护线束的线速支架、电力设备单元及车辆。线束支架(120)具备：支架主体(130)，其上部开放；及支架罩(140)，其覆盖支架主体(130)的上部，并且线束支架在内部收容第二线束部(102)，该线束支架中，在支架主体(130)上一体设有从底部(131)朝向上部延伸的加强部(134)，支架罩(140)具有供加强部(134)贯穿的开口部(142)。

Description

电力设备单元及车辆
技术领域
本发明涉及一种收容线束的线束支架、电力设备单元及车辆。
背景技术
在同时使用发动机和电动机而行驶的混合动力车辆、仅使用电动机而行驶的电动车辆等车辆上，搭载有蓄电池(电力设备)、逆变器(电力转换器)、ECU(控制装置)等高压系统设备，这些高压系统设备通过高压配线(线束)电连接。高压配线优选以不受损伤的方式使用线束支架来保护。(例如，参照专利文献1)。
在先技术文献
专利文献1：国际公开第2015/056551号公报
然而，现有的线束支架只不过是如下结构：具备上部开放的支架主体及覆盖该支架主体的上部的支架罩，且利用支架主体及支架罩覆盖收容在内部的高压配线周围，因此可能在车辆碰撞时受到较大的冲击而使高压配线的保护功能受损。例如，线束支架配置在座位的座椅轨道的下方时，可能在车辆碰撞时座椅轨道进入线束支架内而使高压配线受到损伤。
发明内容
本发明是鉴于上述一点而作出的，其目的在于提供一种对于车辆碰撞时等的冲击能够保护线束的线束支架、电力设备单元及车辆。
为了实现上述目的，技术方案1所述的发明为一种线束支架(例如为后述的实施方式的线束支架120)，其具备：
支架主体(例如为后述的实施方式的支架主体130)，其上部开放；及
支架罩(例如为后述的实施方式的支架罩140)，其覆盖该支架主体的上部，并且线束支架在内部收容线束(例如为后述的实施方式的第二线束部102)，
其中，
在所述支架主体一体设有从底面(例如为后述的实施方式的底部131) 朝向所述上部延伸的加强部(例如为后述的实施方式的加强部134)，
所述支架罩具有供所述加强部贯穿的开口部(例如为后述的实施方式的开口部142)。
技术方案2所述的发明在技术方案1所述的线束支架的基础上，
所述支架罩具有从所述线束支架向外侧延伸而对所述线束进行定位的定位部(例如为后述的实施方式的定位部143)，
该定位部能够相对于所述支架罩旋转。
技术方案3所述的发明在技术方案1或2所述的线束支架的基础上，
所述加强部的上表面配置在比所述支架罩高的位置。
技术方案4所述的发明为一种电力设备单元(例如为后述的实施方式的电力设备单元20)，其具备：
电力设备(例如为后述的实施方式的蓄电池50)，其向电动机(例如为后述的实施方式的电动发电机3b)供电；
控制装置(例如为后述的实施方式的ECU70)，其控制该电力设备；及
线束(例如为后述的实施方式的控制系统线束100)，其连接所述电力设备与所述控制装置，
其中，
所述线束的一部分(例如为后述的实施方式的第二线束部102)被收容于线束支架(例如为后述的实施方式的线束支架120)，
该线束支架具备：
支架主体(例如为后述的实施方式的支架主体130)，其上部开放；
加强部(例如为后述的实施方式的加强部134)，其一体设置于所述支架主体，且从底面(例如为后述的实施方式的底部131)朝向所述上部延伸；及
支架罩(例如为后述的实施方式的支架罩140)，其覆盖该支架主体的上部，且具有供所述加强部贯穿的开口部(例如为后述的实施方式的开口部142)。
技术方案5所述的发明在技术方案4所述的电力设备单元的基础上，
在所述电力设备单元中，对所述电力设备的电力进行转换的电力转换器(例如为后述的实施方式的逆变器60)以与所述电力设备相邻的方式配置，
所述线束支架在所述电力设备与所述电力转换器之间的边界部附近以沿与所述电力设备和所述电力转换器的并列方向正交的方向延伸的方式配置。
技术方案6所述的发明在技术方案5所述的电力设备单元的基础上，
所述线束支架配置在所述电力设备的上方，
在所述线束支架收容与所述电力转换器连接的控制线(例如为后述的实施方式的PCU控制线94)，
所述支架罩具有相对于所述电力转换器而对所述控制线进行定位的定位部(例如为后述的实施方式的定位部143)，
该定位部能够相对于所述支架罩旋转。
技术方案7所述的发明为一种车辆(例如为后述的实施方式的车辆 1)，其搭载有技术方案4至6中任一项所述的电力设备单元，该车辆中，
所述电力设备单元收容于形成在底板(例如为后述的实施方式的底板 4)上的凹状的电力设备单元收纳部(例如为后述的实施方式的电力设备单元收纳部4a)，
所述电力设备单元收纳部设置在座位(例如为后述的实施方式的前座 5)的下方。
技术方案8所述的发明在技术方案7所述的车辆的基础上，
所述线束支架配置在所述座位的座椅轨道(例如为后述的实施方式的座椅轨道5a)的下方。
根据技术方案1所述的发明，在线束支架的支架主体上一体设有从底面朝向上部延伸的加强部，线束支架的支架罩具有供加强部贯穿的开口部，因此利用加强部阻挡车辆碰撞时等的冲击，且将阻挡的冲击传递到其他强度部件，由此能够保护收容在内部的线束，从而防止线束的损伤。
根据技术方案2所述的发明，支架罩具有从线束支架向外侧延伸而对线束进行定位的定位部，该定位部能够相对于支架罩旋转，因此仅旋转定位部，且无需拆卸整个线束支架，就能够拆卸作为线束的连接对象的部件。
根据技术方案3所述的发明，加强部的上表面配置在比支架罩高的位置，因此能够利用加强部先于支架罩阻挡车辆碰撞时等的冲击。
根据技术方案4所述的发明，在电力设备单元中，能够保护线束免受车辆碰撞时等的冲击。
根据技术方案5所述的发明，在上述电力设备单元中，线束支架在电力设备与电力转换器之间的边界部附近以沿与电力设备和电力转换器的并列方向正交的方向延伸的方式配置，因此能够有效利用电力设备单元内的空间而配置线束支架。
根据技术方案6所述的发明，在电力设备单元中，仅旋转定位部，且无需拆卸整个线束支架，就能够拆卸电力转换器。
根据技术方案7所述的发明，在车辆中，电力设备单元收容于形成在底板上的凹状的电力设备单元收纳部，电力设备单元收纳部设在座位的下方，因此将电力设备单元配置在考虑到碰撞保护的车厢内，从而能够可靠地保护电力设备单元内的电力设备或线束。
根据技术方案8所述的发明，线束支架配置在座位的座椅轨道的下方，因此能够相对于车辆碰撞时的座椅轨道的进入而保护线束。
附图说明
图1是表示具备本发明的一实施方式所涉及的电力设备单元的车辆的概要侧视图。
图2是表示电力设备单元的配置的车辆的主要部分的概要剖视图。
图3是电力设备单元的剖面立体图。
图4是电力设备单元的主要部分的立体图。
图5是表示电力设备单元的控制系统线束的立体图。
图6是表示电力设备单元的线束支架及逆变器(有罩)的主要部分的立体图。
图7是表示电力设备单元的线束支架及逆变器(无罩)的主要部分的俯视图。
图8是表示线束支架的定位部的立体图。
图9是表示逆变器的拆卸顺序的说明图，图9(a)是表示旋转线束支架的定位部之前的状态的说明图，图9(b)是表示旋转线束支架的定位部后的状态的说明图。
图10是图7的A-A线剖视图。
附图标记说明：
1 车辆；
3b 电动发电机(电动机)；
4 底板；
4a 电力设备单元收纳部；
5 前座(座位)；
5a 座椅轨道；
20 电力设备单元；
50 蓄电池(电力设备)；
60 逆变器(电力转换器)；
70 ECU(控制装置)；
94 PCU控制线(控制线)；
100 控制系统线束(线束)；
102 第二线束部；
120 线束支架；
130 支架主体；
131 底部(底面)；
134 加强部；
140 支架罩；
142 开口部；
143 定位部。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的一实施方式进行详细说明。需要说明的是，附图沿着符号的朝向来观察，在以下说明中，前后、左右、上下按照由驾驶员观察的方向，附图中，将车辆的前方设为Fr、后方设为Rr、左侧设为L、右侧设为R、上方设为U、下方设为D来表示。
如图1所示，在车辆1上，在车辆前部的发动机室2内搭载有动力单元3，该动力单元3串联设置有发动机3a及电动发电机3b。电动发电机 3b例如为三相交流电动机。车辆1为通过发动机3a和/或电动发电机3b 驱动且在车辆减速时等能够回收来自电动发电机3b的电力的混合动力车辆。
车辆1中，发动机3a及电动发电机3b的驱动力传递到作为驱动轮的前轮16。并且，车辆1减速时等，若驱动力从前轮16传递到电动发电机 3b，则电动发电机3b作为发电机发挥功能而产生所谓的再生制动力，车辆1的动能作为电能而被回收。所回收的电能通过后述的逆变器60充电于蓄电池50中。
在发动机室2的后方，在底板4设置有配置前座5、中间座6及后座 7的车厢8。车厢8设置在前方碰撞时成为碰撞区的发动机室2后方，由此对于前方碰撞时的冲击成为安全性较高的部位。
如图1及图2所示，在车厢8内的前座5(驾驶座及副驾驶座)的下侧，配置有通过未图示的电力电缆与动力单元3连接的电力设备单元20。电力设备单元20收容于形成在底板4上的凹状的电力设备单元收纳部4a，在收容于该电力设备单元收纳部4a的电力设备单元20上方，用于向前后方向调节前座5的位置的座椅轨道5a以将电力设备单元20向前后方向横跨的方式隔着规定间隙而配置。
如图2～图5所示，电力设备单元20为主要包括蓄电池50、逆变器60、 DC-DC转换器64、ECU70、接线盒80、电连接这些构件的配线90及收容这些构件的壳体30的单元，并且具备利用从车厢8引入的空气来冷却蓄电池50、逆变器60及DC-DC转换器64且使冷却后的空气返回到车厢 8的空冷式冷却功能。
电力设备单元20的壳体30具备有底容器状的壳体主体31及覆盖壳体主体31的上部的盖构件32，如图3及图4所示，在壳体30的内部，蓄电池50和逆变器60以在左右方向上相邻的方式配置，并且，ECU70在蓄电池50的前方以夹着空间部S且相邻的方式配置，另外，接线盒80以在蓄电池50的前方与ECU70在左右方向上相邻的方式配置。在空间部S设置有对一部分进行蓄电池50的维修时用于阻断蓄电池50的电路而安全地进行作业的开关即检修用插销21。需要说明的是，本实施方式的蓄电池 50由沿左右方向并列的四个蓄电池模块51构成，但能够任意改变构成蓄电池50的蓄电池模块51的个数或排列。
逆变器60为转换蓄电池50的电力的电力转换器，将从蓄电池50获得的直流电流转换为三相交流电流，且将该三相交流电流供给到电动发电机3b，由此能够驱动电动发电机3b，并且将从电动发电机3b获得的三相交流的再生电流转换为直流电流，从而能够向蓄电池50进行充电。并且，在逆变器60的下方配置有将从蓄电池50获得的高压直流电流转换为低压直流电流，并将该低压直流电流供给到低压蓄电池(未图示)等中的DC-DC 转换器64。需要说明的是，图3中，省略DC-DC转换器64。
ECU70为控制装置，其进行蓄电池50的充放电控制等。蓄电池50、逆变器60、ECU70及接线盒80为处理高压电流的高压系统设备，其设定为即使电力设备单元20受到车辆碰撞时的冲击时也耐得住该冲击的强度或配置。需要说明的是，接线盒80是设有在配线的结合、分支、转接等中使用的端子、熔丝等安全装置的单元。
如图5及图7所示，配线90中包含：连结逆变器60与电动发电机3b 的三相线91；将在DC-DC转换器64中转换的低压直流电流供给到ECU70 或接线盒80的低压线92；连结蓄电池50与ECU70的蓄电池电压检测线 93；连结逆变器60与ECU70的PCU控制线94；及连结蓄电池50与逆变器60的高压线95。蓄电池电压检测线93为未夹装有熔丝的高压配线，需要严格的保护。
如图5所示，蓄电池电压检测线93及PCU控制线94作为控制系统线束100进行组装。控制系统线束100具备：在蓄电池50的前方沿垂直方向延伸的第一线束部101；在蓄电池50的上方沿前后方向延伸的第二线束部102；在蓄电池50的后方沿垂直方向延伸的第三线束部103；及在 ECU70和接线盒80的下方沿左右方向延伸的第四线束部104。
并且，控制系统线束100具备：设在第一线束部101的下端侧且从下方与ECU70连接的ECU连接部105；设在第三线束部103的下端侧且从下侧与蓄电池50连接的蓄电池连接部106；设在第二线束部102的中间部且与逆变器60连接的PCU连接部107；设在第四线束部104的一端侧且与低压线92连接的低压线连接部108；及设在第四线束部104的另一端侧且与接线盒80连接的J/B连接部109。并且，根据ECU连接部105及蓄电池连接部106，从下方与ECU70及蓄电池50连接，因此防止结露等水在控制系统线束100传递而进入ECU70或蓄电池50。
即，蓄电池电压检测线93的一端侧通过蓄电池连接部106从下侧与蓄电池50连接，并且另一端侧穿过第三线束部103、第二线束部102及第一线束部101到达ECU70的下侧，且通过ECU连接部105从下侧与ECU70 连接。
并且，PCU控制线94的一端侧通过PCU连接部107与逆变器60连接，并且另一端侧穿过第二线束部102及第一线束部101到达ECU70的下侧，且通过ECU连接部105从下侧与ECU70连接。
并且，低压线92的一端侧与DC-DC转换器64连接，并且另一端侧与低压线连接部108连接，与低压线连接部108连接的第四线束部104到达ECU70及接线盒80的下侧，且通过ECU连接部105及J/B连接部109 从下侧与ECU70及接线盒80连接。
未夹装有熔丝的蓄电池电压检测线93所穿过的第一线束部101、第二线束部102及第三线束部103需要被保护而免受车辆碰撞时的冲击，尤其是以在蓄电池50的前方沿垂直方向延伸的方式配置，从而在前方碰撞时容易受到影响的第一线束部101要求严格的保护。
本实施方式的第一线束部101以在形成在蓄电池50与ECU70之间的空间部S沿垂直方向延伸的方式配置。这样，利用设置在对于车辆碰撞时的冲击安全性较高的部位中的蓄电池50与ECU70之间的空间部S来配置第一线束部101，由此能够可靠地保护第一线束部101免受车辆碰撞时的冲击。
本实施方式的第二线束部102配置在蓄电池50与逆变器60之间的边界部附近。这样，能够利用在蓄电池50与逆变器60之间的边界部存在的空间。需要说明的是，第二线束部102配置在覆盖蓄电池50的蓄电池罩或配置在蓄电池50的上方的进气管道等管道构件上。在本实施方式中，第二线束部102配置在向蓄电池50供给冷却风的进气管道52上，如图3、图4及图6所示，在进气管道52设置有通过在与第二线束部102邻接的位置上立设有多个肋而构成的高刚性部53。
但是，如图2所示，在本实施方式的车辆1中，蓄电池50与逆变器 60之间的边界部位于座椅轨道5a的下方，因此可能在车辆碰撞时座椅轨道5a进入电力设备单元20内而使第二线束部102受到损伤。
本实施方式的电力设备单元20具备即使座椅轨道5a进入也能够保护第二线束部102的线束支架120。以下，关于本实施方式的线束支架120，参照图6～图10进行说明。
线束支架120具备上部开放的支架主体130及覆盖该支架主体130的上部的支架罩140。支架主体130一体地具有底部131及从其宽度方向两端部立起的一对侧壁部132，在由底部131及一对侧壁部132围起的空间内收容有第二线束部102。在一个侧壁部132的长度方形中间部形成用于引出PCU控制线94的引出口133，从该引出口引出的PCU控制线94通过PCU连接部107与逆变器60连接。
另外，在支架主体130上一体设有从底部131朝向上部延伸的块状的加强部134。加强部134的宽度尺寸在不妨碍收容第二线束部102的范围内尽可能较宽地设定，加强部134的高度尺寸设定为与侧壁部132相等或比侧壁部132高。在本实施方式的支架主体130上在长度方向隔开规定间隔设有两个加强部134，但加强部134的个数能够任意变更。
本实施方式的支架罩140与支架主体130分体形成，且以覆盖支架主体130的上部的方式安装于支架主体130。在支架罩140的宽度方向两端部上一体设有在长度方向上隔开规定间隔并列的多个卡合爪141，这些卡合爪141与形成在支架主体130侧的卡合孔135卡合，由此支架罩140固定于支架主体130。
另外，在支架罩140上形成有供支架主体130的加强部134贯穿的多个开口部142。根据这种线束支架120，通过多个加强部134构成有在车辆碰撞时阻挡从上方作用的冲击且将所阻挡的冲击传递到强度部件即蓄电池50的保持构件等的负载路径，因此例如在车辆碰撞时即使座椅轨道 5a从上方进入电力设备单元20内，也能够保护收容于线束支架120的第二线束部102，从而防止第二线束部102的损伤。
然而，从支架主体130的引出口133引出的PCU控制线94穿过支承逆变器60的PCU壳体61与覆盖逆变器60上方的PCU罩62之间而与逆变器60连接。如图6所示，在PCU罩62形成有供PCU控制线94穿过的凹部62a，如图8所示，PCU罩62与PCU壳体61之间的间隙利用用于防止来自逆变器60的漏音的隔音密封材料63而被堵住。因此，为了防止 PCU罩62对PCU控制线94的夹入、因PCU控制线94导致的位置偏离所引起的隔音密封不良，PCU控制线94的引出位置要求准确的定位。
支架罩140具备从线束支架120向外侧延伸并对PCU控制线94进行定位的定位部143。在图7所示的俯视观察时，定位部143延长至与PCU 壳体61重叠的位置而对PCU控制线94进行定位，并且与PCU控制线94 一起夹在PCU罩62与PCU壳体61之间，由此能够可靠地防止如下情况：即防止PCU罩62对PCU控制线94的夹入、因PCU控制线94导致的位置偏离所引起的隔音密封不良，但在俯视观察时，定位部143与PCU壳体61重叠，因此如图9(a)所示，可能妨碍逆变器60的拆卸。
如图9(b)所示，定位部143能够相对于支架罩140旋转，通过该旋转使定位部143从PCU壳体61上方退避，由此无需将整个线束支架120 拆卸，就能够拆卸逆变器60。具体而言，本实施方式的定位部143通过可弯折的弯折部144与支架罩140连结，通过将弯折部144作为支点的旋转，姿势可切换为对PCU控制线94进行定位的定位姿势与从定位姿势向上方弹起的弹起姿势。需要说明的是，在定位部143上设有与支架主体130侧的卡合爪136卡合的卡合片145，若对该卡合片145进行卡合解除操作，则允许从定位部143的定位姿势向弹起姿势的姿势切换。
如以上说明，根据本实施方式的线束支架120，在支架主体130上一体设有从底部131朝向上部延伸的加强部134，支架罩140具有供加强部 134贯穿的开口部142，因此利用加强部134阻挡车辆碰撞时等的冲击，且将阻挡的冲击传递到强度部件即蓄电池50的保持构件等中，由此能够保护收容于内部的第二线束部102，从而防止第二线束部102的损伤。并且，加强部134的上表面位于比支架罩140高的位置，由此能够利用加强部134先于支架罩140来阻挡车辆碰撞时等的冲击。
并且，支架罩140具有从线束支架120向外侧延伸并对PCU控制线 94进行定位的定位部143，该定位部143能够相对于支架罩140旋转，因此仅旋转定位部143，且无需拆卸整个线束支架120，就能够拆卸PCU控制线94的连接对象即逆变器60。
并且，在电力设备单元20中，线束支架120在蓄电池50与逆变器60 之间的边界部以沿与蓄电池50和逆变器60的并列方向正交的方向延伸的方式配置，因此能够有效利用电力设备单元20内的空间而配置线束支架 120。
并且，在车辆1中，电力设备单元20收容于形成在底板4上的凹状的电力设备单元收纳部4a，电力设备单元收纳部4a设在前座5的下方，因此将电力设备单元20配置在考虑到碰撞保护的车厢8内，从而能够可靠地保护电力设备单元20内的蓄电池50或控制系统线束100。
并且，在车辆1中，线束支架120配置在前座5的座椅轨道5a的下方，因此能够相对于车辆碰撞时的座椅轨道5a的进入而保护第二线束部 102。
需要说明的是，本发明并不限定于上述的实施方式，能够进行适当的变形、改良等。
例如，在上述实施方式中，在前座5的下方配置有电力设备单元20，但并不限定于前座5的下方，也可以是中间座6的下方或后座7的下方。
并且，作为车辆1例示有混合动力车辆，但并不限定于此，也可以是电动车辆、燃料电池车辆等。

Claims (4)

1.一种电力设备单元，其具备：
电力设备，其向电动机供电；
控制装置，其控制该电力设备；及
线束，其连接所述电力设备与所述控制装置，
其中，
在所述电力设备单元中，对所述电力设备的电力进行转换的电力转换器以与所述电力设备相邻的方式配置，
所述线束的一部分被收容于线束支架，
该线束支架具备：
支架主体，其上部开放；
加强部，其一体设置于所述支架主体，且从底面朝向所述上部延伸；及
支架罩，其覆盖该支架主体的上部，且具有供所述加强部贯穿的开口部，
所述线束支架在所述电力设备与所述电力转换器之间的边界部附近以沿与所述电力设备和所述电力转换器的并列方向正交的方向延伸的方式配置。
2.根据权利要求1所述的电力设备单元，其中，
所述线束支架配置在所述电力设备的上方，
在所述线束支架收容与所述电力转换器连接的控制线，
所述支架罩具有相对于所述电力转换器而对所述控制线进行定位的定位部，
该定位部能够相对于所述支架罩旋转。
3.一种车辆，其搭载有权利要求1或2所述的电力设备单元，其中，
所述电力设备单元收容于形成在底板上的凹状的电力设备单元收纳部，
所述电力设备单元收纳部设置在座位的下方。
4.根据权利要求3所述的车辆，其中，
所述线束支架配置在所述座位的座椅轨道的下方。
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