CN108327657A - 电力控制装置的车载构造 - Google Patents

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Abstract

本说明书提供在控制向行驶用马达供给的电力的电力控制装置的车载构造中，在车辆碰撞时保护电力控制装置的壳体后部的连接器的技术。在电力控制装置(5)的壳体(10)的上表面后方安装有低电压连接器(21)。车颈板(44)位于低电压连接器(21)的后方。在电力控制装置(5)的壳体(10)的上表面设置有一对突起(33、34)。从车辆前方观察，一对突起(33、34)配置成分别位于低电压连接器(21)的各侧方。一对突起(33、34)的后端比低电压连接器(21)位于后方。在车宽方向上从靠近车辆中心线(CL)的一侧的突起(33)的后端到车颈板(44)的距离(L1)，比从远离车辆中心线(CL)的一侧的突起(34)的后端到车颈板(44)的距离(L2)短。

Description

电力控制装置的车载构造
技术领域
本说明书公开对向行驶用马达供给的电力进行控制的电力控制装置的车载构造。
背景技术
在汽车的前舱(front compartment)搭载有各种各样的设备。在搭载于前舱的设备中，有配置在车颈板(cowl panel)的前方的设备(例如专利文献1)。车颈板是位于车辆的前舱的后端与前挡风玻璃的前缘之间的、其两端与悬架支撑罩(suspension tower)或者前柱连结的部件。
另一方面，具备行驶用马达的电动汽车大多将对向行驶用马达供给的电力进行控制的电力控制装置搭载于车辆的前舱。专利文献2、3所公开的电力控制装置中，连接器安装于其上表面后方。此外，本说明书中的“电动汽车”也包含具备行驶用马达与发动机双方的汽车。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2013-095153号公报
专利文献2：日本特开2015-133803号公报
专利文献3：日本特开2012-095482号公报
发明内容
发明要解决的课题
由于前舱的布局的制约以及电力控制装置的内部的部件布局的制约，有可能会发生连接器安装于电力控制装置的壳体后部，并且车颈板位于该连接器的后方的情况。搭载于前舱的电力控制装置在车辆与前方的障碍物碰撞了时，存在因碰撞的冲击而后退的可能性。若电力控制装置后退，则安装于电力控制装置的壳体后部的连接器有可能与车颈板相干涉而连接器受到损伤。另一方面，电力控制装置具备利用积蓄向行驶用马达供给的电力的蓄电池进行充电的电容器，并且具备在碰撞时使该电容器放电的放电电路。在碰撞时，电力控制装置通过连接器从外部接收放电指令来使电容器放电。若碰撞时连接器受到损伤，则恐怕会出现放电指令未传达到放电电路而不进行电容器的放电的情况。本说明书提供一种在电力控制装置后退了时保护上表面后方的连接器免受与车颈板的碰撞的技术。
用于解决课题的技术方案
在本说明书所公开的车载构造中，行驶用马达的电力控制装置搭载于车辆的前舱。在电力控制装置的壳体的后部安装有连接器。车颈板位于连接器的后方。在电力变换装置的壳体设置有一对突起。从车辆前方观察，一对突起配置成分别位于连接器的各侧方。一对突起的后端比连接器位于后方。进而，在车宽方向上从靠近车辆中心线的一侧的突起的后端到车颈板的距离，比从远离车辆中心线的一侧的突起的后端到车颈板的距离短。
根据上述的车载构造，在因碰撞的冲击而电力控制装置后退了时，连接器的两侧的突起比连接器先与车颈板接触而将其推开，来保护连接器。另外，上述的构造中存在以下的优点。车颈板在车宽方向的两端固定于车辆，因此，越靠近车颈板的端部，则相对于前后方向的负荷的强度会越高。反过来说，车颈板越靠近车宽方向的车辆中心线，则强度会越低。于是，在本说明书所公开的车载构造中，将一对突起配置成，从靠近车辆中心线的一侧的突起的后端到车颈板的距离比从远离车辆中心线的一侧的突起的后端到车颈板的距离短。根据该构造，靠近车辆中心线的一侧的突起比远离的一侧的突起先与车颈板接触。即，突起先与车颈板的强度低的部位接触，开始向后方按压车颈板。这样，使施加于一对突起的负荷平衡，防止向一方的突起施加的负荷过大。防止一方的突起被破坏而车颈板与连接器相干涉的情况。本说明书所公开的技术的详情和进一步的改良，在以下的“具体实施方式”中进行说明。
附图说明
图1是采用了实施例的车载构造的混合动力车的电力系统的框图。
图2是表示包含实施例的车载构造的混合动力车的前舱的样子的立体图。
图3是被车载的电力控制装置的俯视图。
图4是被车载的电力控制装置的侧视图。
图5是包含变形例的突起的电力控制装置的局部立体图。
图6是表示变形例的车载构造的俯视图。
附图标记的说明
2车载构造；3高电压蓄电池；4系统主继电器；5电力控制装置；6HV控制器；7辅机蓄电池；8马达；9动力分配机构；10、110、210壳体；11车轴；13发动机；14辅机共同电力线；16电容器；17放电电路；18气囊控制器；21、121低电压连接器；22高电压连接器；27信号线束；28发动机线束；30变速驱动桥；31、32支架；33、34、133、134、233、234突起；44车颈板；44a对向部位；45车颈顶板；48前围挡板；49枢轴支架；51前柱；52支撑件；53悬架支撑罩；90前舱；92纵梁；100、200混合动力车；110a顶盖
具体实施方式
参照附图对实施例的车载构造进行说明。实施例的车载构造适用于具备行驶用马达和发动机的混合动力车100。首先，对混合动力车100的电力系统进行说明。图1中示出混合动力车100的电力系统的框图。请注意，在图1的框图中，关于对本说明书所公开的技术的说明而言不必须的一部分部件，省略了图示。
混合动力车100具备行驶用电动马达8(行驶用马达8)和发动机13。以下，为了使说明简单，将行驶用马达8简单地记为马达8。电力控制装置5与马达8连接。电力控制装置5对向马达8供给的电力进行控制。具体而言，电力控制装置5将高电压蓄电池3的直流电力变换为马达驱动用的交流电力。马达8的输出和发动机13的输出通过动力分配机构9合成并向车轴11输出。动力分配机构9存在将发动机13的输出转矩分配给车轴11与马达8的情况。此时，马达8利用发动机13的输出转矩的一部分进行发电。另外，在驾驶员踩踏了制动器踏板时，马达8利用车辆的动能来发电。通过发电得到的电力(再生电力)经由电力控制装置5向高电压蓄电池3供给。马达8发电而得的交流的再生电力由电力控制装置5变换为直流电力而向高电压蓄电池3供给。
在发动机13的壳体安装有发动机控制器12。发动机控制器12通过发动机线束28而与负责车辆整体的控制的HV控制器6连接。发动机线束28是用于在HV控制器6与发动机控制器12之间传递各种各样的信号的通信线缆。
电力控制装置5具备电压转换器电路和变换器电路。电压转换器电路将高电压蓄电池3的电力升压至适于马达8的驱动的电压。高电压蓄电池3的输出电压例如为300伏特，升压后的电压例如为600伏特。变换器电路将升压后的直流电力变换为适于马达8的驱动的频率的三相交流电力。变换器电路也具有将马达8发电而得的交流电力变换为直流电力的功能。电压转换器电路也具有将通过变换器电路进行直流变换后的电力的电压降压至高电压蓄电池3的电压的功能。即，内置于电力控制装置5的电压转换器电路是双向DC-DC转换器。省略关于电压转换器电路和变换器电路的详细的说明。
电力控制装置5具备将高电压蓄电池3的电流进行平滑化的电容器16。电力控制装置5还具备在车辆碰撞时使电容器16放电的放电电路17。放电电路17例如是放电电阻。或者，也可以将在前面说明的升压转换器电路和/或变换器电路作为放电电路来利用。
电容器16处于利用高电压蓄电池3充电后的状态，在碰撞时，放电电路17使电容器16放电，由此确保电力控制装置5的安全性。从HV控制器6向电力控制装置5传递为了使电容器16放电而使放电电路17起动的放电指令。HV控制器6当从气囊控制器18接收到表示车辆发生了碰撞的信号时，向电力控制装置5发送放电指令。同时，HV控制器6将使高电压蓄电池3与电力控制装置5电连接的系统主继电器4断开。若系统主继电器4断开，则电力控制装置5从高电压蓄电池3切离，向电容器16的电力供给停止，电容器16成为能够放电。此外，气囊控制器18具备检测碰撞的加速度传感器，若加速度传感器检测到预定大小以上的加速度，则将表示车辆发生了碰撞的信号向HV控制器6发送。
高电压蓄电池3与电力控制装置5通过高电压电力线24连接。在高电压电力线24的一端连接有高电压连接器22，该高电压连接器22安装于电力控制装置5。即，高电压电力线24和高电压连接器22将高电压蓄电池3的电力向电力控制装置5传递。在高电压电力线24的中途具备系统主继电器4。
在电力控制装置5中还收纳有以低电压驱动的控制电路。在此，低电压意味着比上述的高电压蓄电池3的输出电压低的电压。为了向该控制电路供给电力，电力控制装置5也与辅机蓄电池7连接。辅机蓄电池7的输出电压比高电压蓄电池3的输出电压低，例如为12伏特。辅机蓄电池7经由辅机共同电力线14和低电压电力线26而与电力控制装置5连接。在低电压电力线26的一端连接有低电压连接器21，该低电压连接器21安装于电力控制装置5。辅机共同电力线14是在车内遍布的电力线，向各种各样的辅机供给电力。“辅机”是以低电压驱动的设备组的总称。辅机的一例是汽车导航装置15。安装于电力控制装置5且以低电压工作的控制电路也属于“辅机”。
在低电压连接器21，除了连接有低电压电力线26，还连接有信号线束27。信号线束27是用于在电力控制装置5与HV控制器6之间交换各种各样的信号的通信线缆。上述的放电指令也通过信号线束27从HV控制器6向电力控制装置5传递。在车辆碰撞了时，若在HV控制器6向电力控制装置5发送放电指令之前低电压连接器21受到损伤，则恐怕会出现电力控制装置5无法合适地接收放电指令而不实施电容器16的放电的情况。混合动力车100具备在发生来自前方的碰撞时低电压连接器21不易受到损伤的构造。接着，对电力控制装置5的车载构造2进行说明。
参照图2至图4，对电力控制装置5的车载构造2进行说明。图2是表示混合动力车100的前舱90中的设备布局的立体图。图3是搭载于前舱90的电力控制装置5的俯视图。图4是搭载于前舱90的电力控制装置5的侧视图。图3的俯视图仅绘制出电力控制装置5及其周边。图4的附图标记43示出覆盖前舱90的罩。图2和图3中，省略了罩43的图示。另外，附图标记10表示电力控制装置5的壳体。
对图中的坐标系进行说明。坐标系的F轴表示车辆前方，H轴表示车宽方向，V轴表示车辆上方。以下，本说明书中的“前”意味着车辆前后方向的“前”，“后”意味着车辆前后方向的“后”。前舱90相当于车辆前部空间。
在前舱90储存有发动机13、变速驱动桥30、电力控制装置5、辅机蓄电池7。此外，在前舱90还储存有各种各样的部件，但是，在此，省略对上述部件以外的说明。也省略了辅机蓄电池7的线缆等的图示。
在变速驱动桥(transaxle)30收纳有行驶用的马达8、动力分配机构9以及差速齿轮(differential gear)。即，变速驱动桥30也是收纳行驶用的马达8的外壳。变速驱动桥30在车宽方向上与发动机13连结。发动机13的输出转矩和马达8的输出转矩由变速驱动桥30中的动力分配机构9合成，经由差速齿轮向车轴传递。
发动机13和变速驱动桥30在前舱90的下方悬架于在车辆前后方向上延伸的2根纵梁92之间。此外，在图2中，一方的纵梁被遮挡而无法看到。在变速驱动桥30之上固定有电力控制装置5。
电力控制装置5的壳体10固定于变速驱动桥30。更详细而言，电力控制装置5的壳体10通过前支架31和后支架32而固定于变速驱动桥30的上方。如图4所示，利用前支架31和后支架32，在电力控制装置5的壳体10与变速驱动桥30之间确保了间隙。即，电力控制装置5的壳体10不直接与变速驱动桥30接触，经由前支架31和后支架32而支撑于变速驱动桥30。这是为了保护电力控制装置5免受发动机13的振动、马达8的振动。此外，虽然省略了图示，但在前支架31与壳体10之间以及后支架32与壳体10之间组装有防振衬套。电力控制装置5的壳体10由前支架31和后支架32支撑，因此，存在在从前方受到碰撞负荷时会后退的情况。
在电力控制装置5的壳体10后部(上表面后方)安装有低电压连接器21。如上所述，低电压连接器21是将与辅机蓄电池7连接的低电压电力线26和与HV控制器6连接的信号线束27连接于电力控制装置5的连接器。
如图4所示，在电力控制装置5的壳体10的后表面安装有高电压连接器22。高电压连接器22是将与高电压蓄电池3(图1)连接的高电压电力线24连接于电力控制装置5的连接器。此外，图3中，省略了与高电压连接器22连接的高电压电力线24的图示。
在前舱90的车辆后方侧配置有金属制的车颈板44。车颈板44连结于将前舱90与车厢划分开的前围挡板48。车颈板44在车宽方向上延伸，其两端经由支柱52而与悬架支撑罩53连结。另外，车颈板44的两端也与前柱51连结。
如图4所示，在车颈板44中，利用在车辆前后方向(图中的F轴方向)和车辆上下方向(图中的V轴方向)上扩展的平面进行剖切而得到的截面，形成向上开口的弯曲形状。换言之，“向上开口的弯曲形状”是指弯曲成向下凸。车颈板44的后缘与前窗玻璃46的下缘相接，其前缘与覆盖前舱90的罩43相接(参照图4)。
向上开口的车颈板44的上方由树脂制的车颈顶板(cowl top panel)45覆盖。另外，在车颈板44的上方(弯曲的内侧)，配置有刮水器枢轴(wiper pivot)41。刮水器枢轴41由枢轴支架49支撑。该枢轴支架49被固定于车颈板44。刮水器枢轴41贯穿车颈顶板45，其一部分露出。刮水器枢轴41是使刮水器臂旋转的致动器。在图3中，省略刮水器枢轴41和刮水器臂的图示，在图4中，省略了刮水器臂的图示。车颈板44是在前舱90的后端覆盖从罩43的后端到前窗玻璃46的前端之间的间隙、并且储存作为刮水器的主要部件的刮水器枢轴41的部件。
如图4所示，车颈板44位于低电压连接器21的后方。附图标记44a表示车颈板44中以与低电压连接器21相同的高度与低电压连接器21对向的部位(对向部位44a)。在图3中，以虚线表示对向部位44a。对向部位44a指车颈板44中高度与低电压连接器21相同且车宽方向的位置与低电压连接器21相同的范围。当混合动力车100与前方的障碍物碰撞时，有时会因该冲击而支架31、32偏移，电力控制装置5后退。若电力控制装置5后退，则低电压连接器21与金属制的车颈板44(对向部位44a)接触。若因与车颈板44的接触而低电压连接器21受到损伤，则恐怕会出现通过信号线束27从HV控制器6发送的放电指令不传递到电力控制装置5的内部的放电电路17的情况。于是，在电力控制装置5的车载构造2中，采用避免在电力控制装置5后退了时低电压连接器21与车颈板44接触的构造。
在电力控制装置5的壳体10的后部(上表面后方)设置有一对突起33、34。从车辆前方观察，一对突起33、34在低电压连接器21各侧方各配置一个。如图3、图4所示，一对突起33、34配置成其后端比低电压连接器21的后端位于后方。在图3中，虚线WL表示低电压连接器21的后端。一对突起33、34的后端都比虚线WL位于后方。因此，在电力控制装置5后退了时，一对突起33、34比低电压连接器21先与车颈板44接触。若电力控制装置5进一步后退，则在低电压连接器21的两侧，一对突起33、34向后方按压车颈板44。如果车颈板44的强度能够承受从电力控制装置5受到的负荷，则电力控制装置5的后退停止。如果车颈板44的强度不能够承受从电力控制装置5受到的负荷，则车颈板44被推到后方。无论如何，在电力控制装置5后退了时，都会保护低电压连接器21免受与车颈板44的接触。
图3的点划线CL表示车宽方向上的车辆中心线。如图3所示，突起33比突起34更靠近车辆中心线CL。并且，如图3、图4所示，从靠近车辆中心线CL的一侧的突起33的后端到车颈板44(对向部位44a)的距离L1，比从远离车辆中心线CL的一侧的突起34的后端到车颈板44(对向部位44a)的距离L2短。该构造具有以下的优点。车颈板44在车宽方向的两端固定于车辆(悬架支撑罩53或者前柱51)。因此，车颈板44越靠近车宽方向的端部，则相对于前后方向的负荷的强度越高。反过来说，车颈板44越靠近车宽方向的车辆中心线CL，则强度越低。另一方面，根据一对突起33、34的位置关系，若电力控制装置5后退，则靠近车辆中心线CL的一侧的突起33比远离的一侧的突起34先与车颈板44接触。即，突起33先与车颈板44的强度低的部位接触，开始向后方按压车颈板。靠近车辆中心线CL的一侧的突起33与远离的一侧的突起34相比，使车颈板较大地变形。施加于一对突起33、34的负荷平衡，防止施加于一方的突起的负荷过大。
参照图5，对突起33、34的变形例进行说明。图5是示出具备变形例的突起133、134的电力控制装置5的局部立体图。在图5中，省略了与低电压连接器121相连的线缆的图示。低电压连接器121安装于电力控制装置5的壳体110的上表面(顶盖110a)的后方。另外，在壳体110的上表面(顶盖110a)设置有一对突起133、134。从车辆前方观察，一对突起133、134配置成分别位于低电压连接器121的各侧方。一对突起133、134与顶盖110a一体地制成。顶盖110a和一对突起133、134通过铝的注塑成型而与顶盖110a同时成形。一对突起既可以如该变形例那样与顶盖一体地制成，也可以利用螺栓等安装于顶盖。
参照图6，对变形例的车载构造202进行说明。变形例的车载构造202适用于混合动力车200。在该变形例中，车颈板44的对向部位44a位于高电压连接器22的后方。并且，在该变形例中，高电压连接器22相当于在碰撞时应保护的连接器。图6是混合动力车200的前舱90的俯视图。在图6中，也与图3的俯视图同样地，仅描绘电力控制装置5及其周边。另外，在图6中，对与图3所示的部件相同的部件标注相同附图标记。高电压连接器22安装于电力控制装置5的壳体210的后部(后表面)。并且，在壳体210的后表面设置有一对突起233、234。从车辆前方观察，一对突起233、234配置成分别位于高电压连接器22的各侧方。在图6中，虚线WL表示高电压连接器22的后端。一对突起233、234比虚线WL向后方延伸。即，一对突起233、234的后端比高电压连接器22位于后方。进而，在车宽方向上，从靠近车辆中心线CL的一侧的突起233的后端到车颈板44的对向部位44a的距离L1，比从远离车辆中心线CL的一侧的突起234的后端到对向部位44a的距离L2短。该变形例的车载构造202在碰撞时保护高电压连接器22免受与车颈板44的干涉。该车载构造202对于高电压连接器22，能够得到与图2～图4所示的车载构造2同样的效果。
将在实施例中说明的车载构造2的特征总结如下。电力控制装置5在前舱90中固定于收纳行驶用马达8的外壳(变速驱动桥30)之上。电力控制装置5具备：使直流电源(高电压蓄电池3)的电流平滑化的电容器16和使电容器16放电的放电电路17。从其他设备(HV控制器6)传递使电容器16放电的放电指令的线束(信号线束27)经由安装于电力控制装置5的壳体10的后部(上表面后方)的连接器(低电压连接器21)而与电力控制装置5连接。在前舱90中，车颈板44位于低电压连接器21的后方。并且，在电力控制装置5的壳体10的后部(上表面后方)设置有保护低电压连接器21的一对突起33、34。从车辆前方观察，一对突起33、34分别位于低电压连接器21各侧方。一对突起33、34各自的后端比低电压连接器21位于车辆后方。在车宽方向上从靠近车辆中心线CL的一侧的突起33的后端到车颈板44的距离L1比从远离车辆中心线CL的一侧的突起34的后端到车颈板44的距离L2短。
叙述与在实施例中说明的技术相关的注意点。应保护的连接器和保护该连接器的一对突起设置在上表面后部、侧面后部或者后表面即可。本说明书所公开的车载构造也能够适用于不具备发动机的电动汽车。
以上，对本发明的具体例进行了详细说明，但是，这些仅是例示，不限定权利要求书的范围。权利要求书所记载的技术中，也包含以上所例示的具体例的各种变形、变更后的技术方案。本说明书或者附图中说明的技术要素单独地或者通过各种组合来发挥技术上的有用性，不限定于申请时权利要求所记载的组合。另外，本说明书或者附图中例示的技术能够同时达成多个目的，达成其中的一个的目本身就具有技术上的有用性。

Claims (1)

1.一种电力控制装置的车载构造，该电力控制装置对向行驶用马达供给的电力进行控制，
所述电力控制装置搭载于车辆的前舱，
在所述电力控制装置的壳体的后部安装有连接器，
车颈板位于所述连接器的后方，
在所述壳体设置有一对突起，
从车辆前方观察，所述一对突起配置成分别位于所述连接器的各侧方，
所述一对突起的后端比所述连接器位于后方，并且，在车宽方向上从靠近车辆中心线的一侧的所述突起的后端到所述车颈板的距离，比从远离所述车辆中心线的一侧的所述突起的后端到所述车颈板的距离短。
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