CN108528232B - 车辆 - Google Patents
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Abstract
在燃料罐配置于在壳体内收容有高电压部位的电气设备的前后方向外侧的车辆中,抑制高电压部位在前方碰撞时或后方碰撞时露出。在燃料电池车辆(1)中,在变速驱动桥壳体(10a)内收容有作为高电压部位的电动马达(11)的变速驱动桥(10)配置于车辆后部(1b),且第3氢罐(5)以沿车宽方向延伸的方式配置于变速驱动桥(10)的车辆前后方向后侧。电动马达(11)在变速驱动桥壳体(10a)内靠车宽方向右侧配置。第3氢罐(5)构成为:在从车辆前后方向后侧作用有规定值以上的碰撞载荷的情况下,以车宽方向右侧的端部(5a)为中心水平转动,由此车宽方向左侧的端部(5b)与变速驱动桥(10)的车宽方向左侧抵接。
Description
技术领域
本发明涉及在壳体内收容有高电压部位的电气设备配置于车辆前部或者车辆后部的车辆。
背景技术
以往,在汽车等车辆中搭载有在壳体内收容有高电压部位的各种电气设备,如在电池壳体内收容有作为电池的蓄电池的电池单元、在壳体内收容有转换器或逆变器的动力控制单元、在壳体内收容有单电池层叠体的燃料电池、在壳体内收容有作为驱动源的马达的马达驱动单元等。
另外,在汽车等车辆中还搭载有储藏燃料气体的各种燃料罐,如在天然气车辆中搭载有储藏压缩天然气的罐、在氢汽车中搭载有储藏氢气的罐、在燃料电池车辆中搭载有储藏向燃料电池供给的燃料气体的罐等。
进而,关于上述的电气设备与燃料罐之间的位置关系,以往以来提出有各种布局。
例如在专利文献1(特别是图4)中公开有如下布局:在马达驱动单元以跨越后轮车轴的方式配置于车辆后部的燃料电池车辆中,在马达驱动单元的前后分别以长边方向沿着车宽方向的方式配置有2个燃料罐。
专利文献1:国际公开WO2015/185184号公报
然而,在像上述专利文献1的车辆那样燃料罐配置于马达驱动单元的后侧的燃料电池车辆中,在后方碰撞时,虽然能够利用通常由高强度部件构成的燃料罐先于马达驱动单元承受碰撞载荷,但存在如下的担忧:通过碰撞而朝前侧移动的燃料罐与马达驱动单元抵接,由此马达驱动单元破损。
进而,例如在壳体破损的情况下,存在如下的担忧:原本应当被包覆层或罩等保护以防止触电等的马达驱动单元内的高电压部位(例如马达、端子部等)裸露(露出),成为能够与上述高电压部位接触的状态、或所露出的高电压部位与周边部件抵接而破损。
关于这样的高电压部位的露出,并不仅限于上述专利文献1所公开的那样的布局,而是例如在设置于车辆前部的马达驱动单元的前侧配置有燃料罐的燃料电池车辆的前方碰撞时也会产生的问题。另外,这样的问题并不仅限于燃料电池车辆,例如也适用于在设置于车辆前部(或者车辆后部)的电池单元等电气设备的前侧(或者后侧)配置有燃料罐的一般车辆的前方碰撞时(或者后方碰撞时)。
发明内容
本发明是鉴于上述问题点而完成的,其目的在于提供如下的技术:在壳体内收容有高电压部位的电气设备配置于车辆前部或者后部、且燃料罐配置于电气设备的车辆前后方向外侧的车辆中,抑制高电压部位在前方碰撞时或者后方碰撞时露出。
为了实现上述目的,在本发明所涉及的车辆中,对前方碰撞时或者后方碰撞时的燃料罐的位移进行控制,以便燃料罐不会与电气设备中的高电压部位的周边部位抵接。
具体而言,本发明以如下的车辆作为对象:在壳体内收容有高电压部位的电气设备配置于车辆前部或者车辆后部,并且,储藏燃料气体的燃料罐以沿车宽方向延伸的方式配置于上述电气设备的车辆前后方向外侧。
而且,其特征在于,上述高电压部位在上述壳体内靠车宽方向一侧配置,上述燃料罐构成为:在从车辆前后方向外侧作用有规定值以上的碰撞载荷的情况下,以车宽方向一侧的端部为中心水平转动,由此车宽方向另一侧的端部与上述电气设备的车宽方向另一侧抵接。
此外,在本发明中,“车辆前后方向外侧”是指将车辆前后方向上的车辆中央部设为“内侧”的情况下的车辆前后方向前侧或者后侧。因此,在本发明中,关于“电气设备的车辆前后方向外侧”,在电气设备配置于车辆前部的情况下指的是车辆前后方向前侧,在电气设备配置于车辆后部的情况下指的是车辆前后方向后侧。
另外,在本发明中,“水平转动”意味着绕铅垂轴的转动,意味着在俯视观察时燃料罐绕顺时针或者逆时针转动。
根据该结构,在前方碰撞或者后方碰撞时,通常由高强度部件构成的燃料罐先于电气设备承受碰撞载荷,因此能够抑制电气设备因碰撞初期的相对大的碰撞载荷而完全破损这一情况,能够抑制高电压部位露出这一情况。
另外,构成为在从车辆前后方向外侧作用有规定值以上的碰撞载荷的情况下,燃料罐以车宽方向一侧的端部为中心水平转动,因此,水平转动的燃料罐的车宽方向另一侧的端部与电气设备的车宽方向另一侧抵接,由此来吸收冲击。此时,高电压部位在壳体内靠车宽方向一侧配置,因此即便假设电气设备(例如壳体)的车宽方向另一侧破损,也能够抑制高电压部位露出这一情况。
换言之,在本发明中,在作用有规定值以上的碰撞载荷的情况下,使燃料罐以靠近高电压部位的一侧的端部为中心水平转动,从而使燃料罐与电气设备中的远离高电压部位的部位抵接,由此,至少抑制高电压部位的周边部位破损这一情况,抑制高电压部位露出这一情况。
接下来,对在从车辆前后方向外侧作用有规定值以上的碰撞载荷的情况下使燃料罐以车宽方向一侧的端部为中心水平转动的构成例进行说明。
首先,作为一个构成例,优选形成为,在上述燃料罐的车宽方向两端部设置有以允许位移的方式将该燃料罐相对于车身分别进行支承的第1支承部以及第2支承部,对上述燃料罐的车宽方向一侧的端部进行支承的第1支承部构成为:与对上述燃料罐的车宽方向另一侧的端部进行支承的第2支承部相比,相对于碰撞载荷难以断裂。
此外,在本发明中,“以允许位移的方式将燃料罐相对于车身进行支承”意味着:并非将燃料罐相对于车身刚性固定,而是例如借助支承带实现的悬吊支承、借助具有橡胶弹性体的防振支架实现的弹性支承等允许朝向车辆前后方向的一定程度的位移那样的柔性支承方式。
根据该结构,第1支承部构成为与第2支承部相比相对于碰撞载荷难以断裂,因此,即便在规定值以上的碰撞载荷作用于燃料罐而第2支承部断裂的情况下,也能够利用未断裂的第1支承部,以允许位移的方式对燃料罐的车宽方向一侧的端部进行支承。由此,能够使燃料罐以车宽方向一侧的端部为中心水平转动,从而使燃料罐的车宽方向另一侧的端部与电气设备中的远离高电压部位的部位抵接。
另外,作为另一构成例,优选形成为,上述燃料罐的车宽方向一侧的端部经由支撑部件而与配置于比该燃料罐靠车辆前后方向内侧的位置的周边部件连结。
根据该结构,即便在规定值以上的碰撞载荷作用于燃料罐从而例如对燃料罐的车宽方向两侧的端部分别进行支承的支承部均断裂的情况下,通过支撑部件作为止挡件发挥功能,由此燃料罐的车宽方向一侧的端部不产生位移,另一方面,成为自由端的燃料罐的车宽方向另一侧的端部向车辆前后方向内侧位移。由此,在从车辆前后方向外侧作用有规定值以上的碰撞载荷的情况下,能够使燃料罐以车宽方向一侧的端部为中心水平转动。
并且,作为另一构成例,优选形成为,上述燃料罐的车宽方向一侧的端部经由支承部而被支承于车身,上述支承部具有能够使上述燃料罐以车宽方向一侧的端部为中心水平转动的转动机构。
根据该结构,在从车辆前后方向外侧作用有规定值以上的碰撞载荷的情况下,能够利用转动机构容易地使燃料罐以车宽方向一侧的端部为中心水平转动。
另外,优选形成为,上述电气设备是在壳体内收容有作为驱动源的马达和将该马达的驱动力传递至车轴的机构的马达驱动单元、电池单元、马达控制用的动力控制单元以及燃料电池中的至少一个。
此外,在电气设备为马达驱动单元的情况下,例如马达相当于高电压部位。另外,在电气设备为电池单元的情况下,例如电池相当于高电压部位,电池壳体相当于壳体。并且,在电气设备为动力控制单元的情况下,例如转换器、逆变器相当于高电压部位。另外,在电气设备为燃料电池的情况下,例如单电池层叠体相当于高电压部位。
如以上说明了的那样,根据本发明所涉及的车辆,能够抑制高电压部位在前方碰撞时或者后方碰撞时露出这一情况。
附图说明
图1是示意性地示出本发明的实施方式1所涉及的燃料电池车辆的图。
图2是对变速驱动桥的概略结构进行说明的示意图。
图3是示意性地示出氢罐的支承构造的图。
图4是示意性地说明后方碰撞时的氢罐的位移的图。
图5是示意性地说明实施方式2所涉及的燃料电池车辆的图。
图6是示意性地示出实施方式3所涉及的氢罐的支承构造的图。
图7是示意性地说明实施方式3所涉及的燃料电池车辆的图。
图8是示意性地说明前方碰撞时的其他实施方式所涉及的车辆的样子的图。
附图标记说明
1:燃料电池车辆(车辆);1a:车辆前部;1b:车辆后部;2:燃料电池组(燃料电池);4:第2氢罐(周边部件);5:第3氢罐(燃料罐);8:后纵梁(车身);10:变速驱动桥(电气设备);10a:变速驱动桥壳体;11:电动马达(高电压部位);19、21:第1减速齿轮对(机构);22、26:第2减速齿轮对(机构);25:差动齿轮装置(机构);60:燃料电池车辆(车辆);61:支撑部件;70:燃料电池车辆;71:防振支架(支承部);74:外筒(转动机构);75:轴部件(转动机构);90:燃料电池车辆;RH:第1支承部;LH:第2支承部。
具体实施方式
以下,基于附图对用于实施本发明的实施方式进行说明。此外,图1、图4、图5、图7以及图8的黑色箭头表示车辆前方。
(实施方式1)
-整体结构-
图1是示意性地示出本实施方式所涉及的燃料电池车辆1的图。该燃料电池车辆1是后轮驱动的燃料电池车辆,如图1所示,具备:配置于车辆前部1a的燃料电池组2;储藏朝燃料电池组2供给的燃料气体的、作为燃料罐的第1~第3氢罐3、4、5;配置于车辆后部1b的变速驱动桥10;作为从动轮的前轮30;以及作为驱动轮的后轮40。
燃料电池组(燃料电池)2被收容于由仪表板(未图示)与车厢分隔开的、在车辆前部1a设置的收容室内。燃料电池组2是利用从第1~第3氢罐3、4、5供给的氢与空气中的氧之间的化学反应来产生驱动燃料电池车辆1的电能的发电装置,通过层叠多个单电池而形成,其中,上述单电池是通过利用隔板夹持在固体高分子电解质膜的两面分别涂覆氢电极催化剂以及氧电极催化剂而成的电极复合体来形成的。
该燃料电池组2经由DC/DC转换器(未图示)以及逆变器(未图示)而与后述的电动马达11电连接。由此,来自燃料电池组2的电压在由DC/DC转换器升压后,来自DC/DC转换器的直流电流由逆变器转换为交流电流并被向电动马达11供给。
通常,为了延长燃料电池车辆的续航距离(通过1次燃料补给等而能够行驶的最大距离),需要在燃料电池车辆积载更多的燃料气体,但若搭载相对大的燃料罐,则将妨碍车辆空间的有效活用。因此,在本实施方式的燃料电池车辆1中,将相对小的3个氢罐分开搭载于3处部位。具体而言,燃料电池车辆1具备:以沿车辆前后方向延伸的方式配置于车辆中央部的第1氢罐3;以沿车宽方向延伸的方式配置于变速驱动桥10的车辆前后方向前侧(内侧)的第2氢罐4;以及以沿车宽方向延伸的方式配置于变速驱动桥10的车辆前后方向后侧(外侧)的第3氢罐5。上述第1~第3氢罐3、4、5构成为彼此通过配管(未图示)连接,将填充于内部的氢朝燃料电池组2供给。
各氢罐3、4、5由高强度部件构成(例如具备由金属、硬质树脂等形成的内壁层、以及通过将纤维强化塑料等卷绕数层而形成的外壁层),且具备不易因气体内压、车辆碰撞时的外力而变形那样的高刚性。第1~第3氢罐3、4、5中的第1以及第2氢罐3、4例如经由支承带(未图示)而分别悬吊于车身。关于第3氢罐5,车宽方向右侧(一侧)的端部5a经由第1支承部RH而支承于车身,且车宽方向左侧(另一侧)的端部5b经由第2支承部LH而支承于车身。
图2是对变速驱动桥10的概略结构进行说明的示意图。如图2所示,变速驱动桥(马达驱动单元)10具有:作为驱动源的电动马达11;第1减速齿轮对19、21;第2减速齿轮对22、26;以及差动齿轮装置25,这些部件被收容于例如铸铝制的一个壳体(变速驱动桥壳体)10a而一体化。如图1所示,该变速驱动桥10构成为以跨越后轮车轴40a的方式配置于车辆后部1b,将由电动马达11产生的驱动力经由第1减速齿轮对19、21、第2减速齿轮对22、26以及差动齿轮装置25而传递至后轮车轴40a。
电动马达11具有转子轴12以及以包围该转子轴12的外周的方式被固定于变速驱动桥壳体10a的定子13。转子轴12经由安装于其两端的一对轴承14、15而以能够旋转的方式被支承于变速驱动桥壳体10a。与该转子轴12连接的输出轴16经由安装于其两端的一对轴承17、18而以能够旋转的方式被支承于变速驱动桥壳体10a,并与转子轴12一体地旋转。此外,如图1的虚线所示,电动马达11在变速驱动桥壳体10a内配置于靠车辆前后方向前侧且靠车宽方向右侧(一侧)的位置。
第1减速齿轮对19、21由小径的中间驱动齿轮19和大径的中间从动齿轮21构成,中间驱动齿轮19设置于输出轴16的一端部(与电动马达11相反侧的端部),中间从动齿轮21设置于与输出轴16平行的中间轴20的一端部(与电动马达11相反侧的端部)并与上述中间驱动齿轮19啮合。此外,中间轴20经由安装于其两端的一对轴承23、24而以能够旋转的方式被支承于变速驱动桥壳体10a。
第2减速齿轮对22、26由小径的末级驱动齿轮22和大径的末级从动齿轮26构成,末级驱动齿轮22设置于中间轴20的另一端部(电动马达11侧的端部),末级从动齿轮26一体固定于差速器壳体25a的外周部并与上述末级驱动齿轮22啮合。差速器壳体25a以及一体固定于该差速器壳体25a的末级从动齿轮26经由安装于差速器壳体25a的轴向两端部的一对轴承27、28而以能够旋转的方式被支承于变速驱动桥壳体10a。
差动齿轮装置25构成为具有差速器壳体25a和被收容在该差速器壳体25a内的所谓的锥齿轮式的差动机构25b,以允许旋转速度差的方式向一对后轮车轴40a传递驱动力。
在以上述方式构成的燃料电池车辆1中,通过从第1~第3氢罐3、4、5供给氢,燃料电池组2发电,借助来自燃料电池组2的电能,电动马达11进行驱动,由电动马达11产生的驱动力经由第1减速齿轮对19、21以及第2减速齿轮对22、26向差动齿轮装置25传递,并从差动齿轮装置25经由一对后轮车轴40a传递至后轮40。
-氢罐的支承构造-
然而,在氢罐配置于变速驱动桥的车辆前后方向后侧的燃料电池车辆中,在后方碰撞时,虽然能够利用由高强度部件构成的氢罐先于变速驱动桥承受碰撞载荷,但因碰撞而向车辆前后方向前侧移动了的氢罐会与变速驱动桥抵接,存在因此而导致变速驱动桥(例如变速驱动桥壳体)破损的情况。
进而,例如在变速驱动桥壳体破损的情况下,原本应当被包覆层、罩等保护以便防止触电等的变速驱动桥内的高电压部位(例如电动马达等)露出,由此存在产生能够与上述高电压部位接触的状态的情况、或所露出的高电压部位与周边部件抵接而破损的情况。
因此,在本实施方式中,控制后方碰撞时的第3氢罐5的位移,以便第3氢罐5不会与变速驱动桥10中的电动马达11的周边部位抵接。具体而言,在本实施方式的燃料电池车辆1中,当将电动马达11在变速驱动桥壳体10a内靠车宽方向右侧(一侧)配置、并且从车辆前后方向后侧(外侧)作用有规定值以上的碰撞载荷的情况下,通过使第3氢罐5以车宽方向右侧的端部5a为中心水平转动,由此使第3氢罐5的车宽方向左侧(另一侧)的端部5b与变速驱动桥10的车宽方向左侧(另一侧)抵接。
即,在本实施方式中,在从车辆前后方向后侧(外侧)作用有规定值以上的碰撞载荷的情况下,使第3氢罐5以靠近高电压部位即电动马达11的一侧的端部5a为中心水平转动,从而使第3氢罐5与变速驱动桥10中的远离电动马达11的部位抵接,由此,至少抑制电动马达11的周边部位破损这一情况,使得电动马达11不会露出。
此外,“水平转动”意味着绕铅垂轴的转动,意味着在俯视观察时第3氢罐5绕顺时针或者逆时针转动。
以下,对在从车辆前后方向后侧作用有规定值以上的碰撞载荷的情况下第3氢罐5以车宽方向右侧的端部5a为中心水平转动的具体的构成例进行说明。
图3的(a)是示意性地示出第3氢罐5的支承构造的图。如图3的(a)所示,第3氢罐5在变速驱动桥10的车辆前后方向后侧,经由第1支承部RH以及第2支承部LH而与车宽方向右侧以及左侧的支架6、6连接。两个支架6、6在车宽方向两端部与分别沿车辆前后方向延伸的后纵梁(车身)8、8分别连接。因此,第3氢罐5在变速驱动桥10的车辆前后方向后侧经由第1支承部RH、第2支承部LH以及支架6、6而被支承于车身8。
对第3氢罐5的车宽方向右侧的端部5a进行支承的第1支承部RH由与车宽方向右侧的支架6连接的支承带构成。另外,对第3氢罐5的车宽方向左侧的端部5b进行支承的第2支承部LH也由与车宽方向左侧的支架6连接的支承带构成。进而,通过采用借助支承带实现的悬吊支承构造,即便第3氢罐5因热等而稍稍变形(膨胀或者收缩),也能够利用支承带吸收该变形,因此能够稳定地支承第3氢罐5。另外,通过采用借助支承带实现的悬吊支承构造,与借助螺栓(未图示)等将第3氢罐5相对于车身刚性固定的情况不同,能够允许随着车身的振动的第3氢罐5的一定程度的位移。
进而,第1支承部RH构成为与第2支承部LH相比相对于碰撞载荷难以断裂。更详细而言,当在后方碰撞时规定值以上的碰撞载荷作用于第3氢罐5的情况下,第2支承部LH断裂,与此相对,第1支承部RH不断裂,仅利用第1支承部RH支承第3氢罐5,由此,第3氢罐5以车宽方向右侧的端部5a为中心水平转动。
关于像这样使第1支承部RH与第2支承部LH相比相对于碰撞载荷难以断裂这一情况,例如在构成第1支承部RH的支承带与构成第2支承部LH的支承带的形状以及大小相同的情况下,如图3的(b)所示,能够通过使构成第1支承部RH的支承带51与构成第2支承部LH的支承带52由不同的材料形成而容易地实现。此外,在图3的(b)~图3的(d)中,利用不同的阴影线来表示材料不同这一情况。
更具体而言,通过构成第1支承部RH的支承带51由具有比构成第2支承部LH的支承带52的屈服强度高的屈服强度的材料形成,能够容易地使第1支承部RH与第2支承部LH相比相对于碰撞载荷难以断裂。在这种情况下,例如能够基于实验、模拟等,假定使第3氢罐5向车辆前后方向前侧位移直至与变速驱动桥10抵接的程度那样的碰撞载荷(规定值),并基于该假定的碰撞载荷与支承带51、52的截面积等,针对支承带51选择具有不断裂的屈服强度的材料,针对支承带52选择具有发生断裂的屈服强度的材料。
另外,例如当作为第1支承部RH以及第2支承部LH使用材质(屈服强度)相同的支承带的情况下,如图3的(c)所示,通过利用与构成第2支承部LH的支承带54相比而宽度宽(截面积大)的支承带53来构成第1支承部RH,能够容易地使第1支承部RH与第2支承部LH相比相对于碰撞载荷难以断裂。
并且,例如当作为第1支承部RH以及第2支承部LH使用形状、大小、材质(屈服强度)相同的支承带55的情况下,如图3的(d)所示,通过利用2条支承带55构成第1支承部RH,利用1条支承带55构成第2支承部LH,能够容易地使第1支承部RH与第2支承部LH相比相对于碰撞载荷难以断裂。
根据以上的结构,在发生图4的虚线箭头所示那样的后方碰撞时,由高强度部件构成的第3氢罐5先于变速驱动桥10承受碰撞载荷,因此能够抑制因碰撞初期的相对大的碰撞载荷而导致变速驱动桥10完全破损这一情况,能够抑制高电压部位即电动马达11露出这一情况。
并且,在规定值以上的碰撞载荷作用于第3氢罐5的情况下,支承带52、54、55断裂从而第2支承部LH与第3氢罐5之间的连接被解除(参照图4的×标记),但支承带51、53、55、55不断裂而保留的第1支承部RH以允许位移的方式支承第3氢罐5的车宽方向右侧的端部5a,因此如图4的空心箭头所示,第3氢罐5以车宽方向右侧的端部5a为中心绕顺时针水平转动。若像这样第3氢罐5以车宽方向右侧的端部5a为中心绕顺时针水平转动,则第3氢罐5的车宽方向左侧的端部5b与变速驱动桥10的车宽方向左侧的部位抵接,由此能够吸收后方碰撞的冲击。此时,电动马达11在变速驱动桥壳体10a内靠车宽方向右侧配置,因此,即便假设变速驱动桥壳体10a的车宽方向左侧的部位破损,也能够抑制高电压部位即电动马达11露出这一情况。
此外,在与技术方案的关系上,在变速驱动桥壳体10a内收容有作为高电压部位的电动马达11与将该电动马达11的驱动力传递至车轴的机构的变速驱动桥10相当于“在壳体内收容有高电压部位的电气设备”。
(实施方式2)
本实施方式在第2氢罐4与第3氢罐5经由支撑部件连结在一起这点上与上述实施方式1不同。以下,以与实施方式1的不同点为中心进行说明。
图5是示意性地说明本实施方式所涉及的燃料电池车辆60的图。如图5所示,第3氢罐5的车宽方向右侧(一侧)的端部5a经由支撑部件61而与配置于比该第3氢罐5靠车辆前后方向前侧(内侧)的第2氢罐(周边部件)4的车宽方向右侧的端部4a连结。
支撑部件61只要具有当在后方碰撞时规定值以上的碰撞载荷作用于第3氢罐5的情况下不屈曲而能够将碰撞载荷传递至第2氢罐4的强度即可,其形状并无特殊限定,例如可以为棒状,也可以为中空箱状。
另外,支撑部件61在后方碰撞时作为第2氢罐4与第3氢罐5之间的“止宽部”发挥功能,并且只要不妨碍第3氢罐5的水平转动即可,支撑部件61与第2氢罐4以及第3氢罐5之间的连结方式并无特殊限定。例如,如图5所示,可以将支撑部件61的前端部刚性固定于在第2氢罐4的车宽方向右侧的端部4a卷绕的环状部件62,并且将支撑部件61的后端部仅仅抵靠于第3氢罐5的车宽方向右侧的端部5a,也可以使第3氢罐5的车宽方向右侧的端部5a与支撑部件61的后端部经由铰链(未图示)相连。
并且,对第3氢罐5的两端部分别进行支承的第1支承部RH以及第2支承部LH例如也可以由具有支承带、橡胶弹性体的防振支架构成。在这种情况下,当在后方碰撞时规定值以上的碰撞载荷作用于第3氢罐5时,可以仅使对第3氢罐5的车宽方向左侧的端部5b进行支承的第2支承部LH断裂,也可以使对第3氢罐5的车宽方向两端部5a、5b进行支承的第1支承部RH以及第2支承部LH均断裂。
根据以上的结构,在发生如图5的虚线箭头所示那样的后方碰撞时,例如如图5的×标记所示,即便在第1支承部RH以及第2支承部LH均断裂的情况下,第3氢罐5的车宽方向右侧的端部5a也由于支撑部件61作为止挡件发挥功能而不产生位移,另一方面,成为自由端的第3氢罐5的车宽方向左侧的端部5b向车辆前后方向前侧位移。由此,如图5的空心箭头所示,使第3氢罐5以车宽方向右侧的端部5a为中心绕顺时针水平转动,从而使其车宽方向左侧的端部5b与变速驱动桥10的车宽方向左侧的部位抵接,由此能够吸收后方碰撞的冲击,并能够抑制变速驱动桥10中的电动马达11的周边部位的破损,从而能够抑制高电压部位即电动马达11露出这一情况。
此外,在与技术方案的关系上,配置于变速驱动桥10的车辆前后方向前侧的第2氢罐4相当于“电气设备的周边部件”。
(实施方式3)
本实施方式在第1支承部RH具有转动机构这点上与上述实施方式1不同。以下,以与实施方式1的不同点为中心进行说明。
图6是示意性地示出第3氢罐5的支承构造的图,图7是示意性地说明燃料电池车辆70的图。此外,在图6中,为了便于说明,以剖视图示出防振支架71、81。
在该燃料电池车辆70中,如图6所示,由防振支架71构成的第1支承部RH将第3氢罐5的车宽方向右侧的端部5a与车身9连接,并且由防振支架81构成的第2支承部LH将第3氢罐5的车宽方向左侧的端部5b与车身9连接。
防振支架71具备:卷绕于第3氢罐5的车宽方向右侧的端部5a的环状部件72;沿上下方向延伸的外筒74;将环状部件72与外筒74连接的臂73;插通于外筒74的轴部件75;将轴部件75支承为不能旋转并且安装于车身9的截面大致C字状的安装部件76;以及将外筒74的内周面与轴部件75的外周面连接的橡胶弹性体77。
另一方面,防振支架81具备:卷绕于第3氢罐5的车宽方向左侧的端部5b的环状部件82;板84;将环状部件82与板84连接的臂83;安装于车身9的板85;以及将板84与板85连接的橡胶弹性体86。
进而,两个防振支架71、81的橡胶弹性体77、86的相对于拉伸载荷、剪切载荷的有效截面积以及撕裂强度分别设定成:当在后方碰撞时规定值以上的碰撞载荷作用于第3氢罐5的情况下断裂。
根据以上的结构,在发生图7的虚线箭头所示的后方碰撞时,在规定值以上的碰撞载荷作用于变速驱动桥10的情况下,如图7的×标记所示,橡胶弹性体86断裂而第2支承部LH与第3氢罐5之间的连接被解除。另一方面,在第1支承部RH,即便橡胶弹性体77断裂,也留有经由环状部件72以及臂73而与第3氢罐5连接的外筒74能够将以不能旋转的方式安装于车身9侧的轴部件75作为中心而转动的构造。即,在第1支承部RH,即便橡胶弹性体77断裂,由于上下延伸的轴部件75与绕该轴部件75转动的外筒74构成将第3氢罐5支承为相对于车身9能够水平转动的转动机构,因此,能够使第3氢罐5以车宽方向右侧为中心绕顺时针水平转动。由此,能够使第3氢罐5的车宽方向左侧的端部5b与变速驱动桥10的车宽方向左侧的部位抵接,从而能够吸收后方碰撞的冲击,并能够抑制变速驱动桥10中的电动马达11的周边部位的破损,能够抑制高电压部位即电动马达11露出这一情况。另外,在该实施方式中,安装部件76将轴部件75支承为不能旋转,但并不限于此,也可以将轴部件75支承为能够旋转,在该情况下,可以并不设置橡胶弹性体77以及外筒74而将臂73与轴部件75连结成一体。由此能够减少部件数量、降低成本。
(其他的实施方式)
本发明并不限定于实施方式,能够在不脱离其精神或者主要特征的情况下以其他各种方式实施。
在上述各实施方式中,将本发明应用于燃料电池车辆1、60、70,但也可以将本发明应用于例如氢汽车等。
另外,在上述各实施方式中,将本发明应用于电气设备为变速驱动桥10的情况,但并不限于此,也可以将本发明应用于电气设备为电池单元的情况、为动力控制单元的情况、为燃料电池组2的情况。另外,在上述各实施方式中,将本发明应用于电气设备配置于车辆后部的情况下的后方碰撞,但并不限定于此,也可以将本发明应用于变速驱动桥10、电池单元、动力控制单元或者燃料电池组2配置于车辆前部的情况下的前方碰撞。
例如,如图8所示,在燃料电池组2配置于车辆前部、并且氢罐93以沿车宽方向延伸的方式配置于燃料电池组2的车辆前后方向前侧的燃料电池车辆90中,当将单电池层叠体(高电压部位)2b在壳体2a内靠车宽方向左侧配置、并且从车辆前后方向前侧作用有规定值以上的碰撞载荷的情况下,也可以通过使氢罐93以车宽方向左侧的端部93b为中心水平转动从而使氢罐93的车宽方向右侧的端部93a与燃料电池组2的车宽方向右侧抵接。
并且,在上述各实施方式中,以使第3氢罐5以车宽方向右侧的端部5a为中心绕顺时针水平转动的方式配置第1支承部RH、第2支承部LH、支撑部件61以及转动机构,但并不限于此,亦可以以使第3氢罐5以车宽方向左侧的端部5b为中心绕逆时针水平转动的方式配置第1支承部RH、第2支承部LH、支撑部件61以及转动机构。
另外,在上述实施方式1中,由支承带构成第1支承部RH以及第2支承部LH,但只要当在后方碰撞时规定值以上的碰撞载荷作用于第3氢罐5的情况下第1支承部RH不断裂且第2支承部LH断裂即可,并不限于此,例如也可以由具有橡胶弹性体的防振支架构成第1支承部RH以及第2支承部LH。
并且,在上述实施方式2中,经由支撑部件61将第2氢罐4与第3氢罐5连结,但只要是配置于比第3氢罐5靠车辆前后方向前侧(内侧)且具有与第3氢罐5同等以上的刚性的周边部件即可,并不限于此,也可以将第2氢罐4以外的周边部件与第3氢罐5连结。
另外,在上述实施方式中,将本发明应用于具备利用氢与氧之间的化学反应来发电的燃料电池组2的燃料电池车辆1,但并不限于此,也可以将本发明应用于具备利用氢以外的燃料气体与氧以外的氧化剂气体之间的化学反应来发电的燃料电池的燃料电池车辆。
进而,上述的实施方式在所有方面均只不过是简单的例示,并非意图进行限定性的解释。并且,隶属于技术方案的等同范围的变形、变更也全都包含在本发明的范围内。
工业上的利用可能性
根据本发明,能够抑制高电压部位在前方碰撞时或者后方碰撞时露出,因此适用于在壳体内收容有高电压部位的电气设备配置于车辆前部或者后部、且燃料罐配置于电气设备的车辆前后方向外侧的车辆中,且极为有益。
Claims (5)
1.一种车辆,
在壳体内收容有高电压部位的电气设备配置于车辆前部或者车辆后部,并且,储藏燃料气体的燃料罐以沿车宽方向延伸的方式配置于所述电气设备的车辆前后方向外侧,
所述车辆的特征在于,
所述高电压部位在所述壳体内靠车宽方向一侧配置,
所述燃料罐构成为:在从车辆前后方向外侧作用有规定值以上的碰撞载荷的情况下,以车宽方向一侧的端部为中心水平转动,由此车宽方向另一侧的端部与所述电气设备的车宽方向另一侧抵接。
2.根据权利要求1所述的车辆,其特征在于,
在所述燃料罐的车宽方向两端部设置有以允许位移的方式将该燃料罐相对于车身分别进行支承的第1支承部以及第2支承部,
对所述燃料罐的车宽方向一侧的端部进行支承的第1支承部构成为:与对所述燃料罐的车宽方向另一侧的端部进行支承的第2支承部相比,相对于碰撞载荷难以断裂。
3.根据权利要求1所述的车辆,其特征在于,
所述燃料罐的车宽方向一侧的端部经由支撑部件而与配置于比该燃料罐靠车辆前后方向内侧的位置的周边部件连结。
4.根据权利要求1所述的车辆,其特征在于,
所述燃料罐的车宽方向一侧的端部经由支承部而被支承于车身,所述支承部具有能够使所述燃料罐以车宽方向一侧的端部为中心水平转动的转动机构。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的车辆,其特征在于,
所述电气设备是在壳体内收容有作为驱动源的马达和将该马达的驱动力传递至车轴的机构的马达驱动单元、电池单元、马达控制用的动力控制单元以及燃料电池中的至少一个。
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