CN108630852B - 车载用高电压单元壳体、高电压单元及车辆 - Google Patents

车载用高电压单元壳体、高电压单元及车辆 Download PDF

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Abstract

本发明提供车载用高电压单元壳体、高电压单元及车辆。用于收纳多个设备的车载用高电压单元壳体(10)具备第一侧面(20)、与第一侧面对置的第二侧面(21)、将第一侧面与第二侧面结构性地进行连接的连接部(22)。连接部具有分隔部(50)，该分隔部(50)在第一侧面的内表面中的从高电压单元壳体的顶面和底面分离的位置即固定部处被固定于第一侧面，并从固定部向第二侧面一侧延伸。在分隔部的上侧和下侧都形成有用于配置多个设备所包括的设备的空间。

Description

车载用高电压单元壳体、高电压单元及车辆
本申请主张基于在2017年3月22日提出的申请号为2017-055261号的日本专利申请的优先权，并通过参照而将其公开的全部援引于本申请。
技术领域
本发明涉及车载用高电压单元壳体、高电压单元及车辆。
背景技术
以往，作为搭载燃料电池的燃料电池车辆，已知有例如在前舱内配置有燃料电池、驱动用电动机、或燃料电池电压控制单元等高电压设备的车辆(例如，日本特开2014-076716号公报)。在对上述高电压设备进行车载时，通常，将包括高电压设备的多个设备收纳在壳体内而作为高电压单元来搭载。
发明内容
发明所要解决的课题
这样的高电压设备要求即使在例如车辆的碰撞时等车辆从外部受到冲击力的情况下，也能在壳体内被保护。作为提高壳体对于冲击力的耐性的方法，可考虑例如使壳体的厚度进一步增厚的对策。然而，在通过使壳体的厚度增厚来确保壳体对于冲击力的耐性时，存在为了能耐受设想的冲击力而需要使壳体侧面的厚度极厚从而难以采用的情况。因此，在高电压单元壳体中，希望保护高电压设备免于遭受冲击力的技术的进一步提高。这样的提高高电压单元壳体的耐冲击性能的课题并不局限于燃料电池车辆，在电动机动车或混合动力车辆等搭载高电压设备的车辆中是共通的课题。
用于解决课题的技术方案
本发明为了解决上述的课题的至少一部分而作出，能够作为以下的方式实现。
(1)根据本发明的一方式，提供一种搭载于车辆而用于收纳包括高电压设备在内的多个设备的车载用高电压单元壳体。该高电压单元壳体具备：第一侧面，沿着所述车辆的侧面配置；第二侧面，与所述第一侧面对置；及连接部，既固定于所述第一侧面又固定于所述第二侧面，并将所述第一侧面与所述第二侧面结构性地进行连接。所述连接部具有分隔部，该分隔部在所述第一侧面的内表面中的从所述高电压单元壳体的顶面和底面分离的位置即固定部处被固定于所述第一侧面，并从所述固定部向所述第二侧面一侧延伸。在所述分隔部的上侧和下侧都形成有用于配置所述多个设备所包括的设备的空间。
根据该方式的高电压单元壳体，在从第一侧面侧受到冲击力时，能够不仅在第一侧面承受冲击力，而且在连接部的分隔部也承受冲击力。而且，经由连接部来传递冲击力，由此在第二侧面也能够接受冲击力。因此，能够提高对来自第一侧面侧的冲击力的耐冲击性。
(2)在上述方式的高电压单元壳体中，可以是，所述分隔部构成用于对配置于该分隔部的上侧和下侧的所述设备中的至少一方进行冷却的制冷剂的流路的壁面的一部分。
根据该方式的高电压单元壳体，能够抑制为了形成用于对配置在高电压单元壳体内的设备进行冷却的制冷剂流路而部件个数增加的情况。其结果是，在高电压单元壳体内用于配置设备的空间的确保变得容易，能够抑制高电压单元壳体的大型化。
(3)在上述方式的高电压单元壳体中，可以是，所述第一侧面具备从该第一侧面的外表面突出而设置的突出部，所述固定部设于在水平方向上与所述突出部重叠的位置。
根据该方式的高电压单元壳体，搭载高电压单元壳体的车辆从外部受到冲击力而高电压单元壳体在车辆内移动时，通过突出部与接近的其他的部件碰撞而能够使高电压单元壳体的移动停止。这样，突出部容易向第一侧面侧传递冲击力。由于突出部设于在水平方向上与分隔面重叠的位置，因此在高电压单元壳体中，能够提高对经由突出部施加的冲击力的耐冲击性。
本发明也能够以装置以外的各种方式实现。例如，能够以在高电压单元壳体内收纳有高电压设备的高电压单元、搭载高电压单元的车辆等方式实现。
附图说明
图1是表示高电压单元壳体的概略结构的分解立体图。
图2是第一实施方式的高电压单元壳体的剖面示意图。
图3是比较例的高电压单元壳体的剖面示意图。
图4是第二实施方式的高电压单元壳体的剖面示意图。
图5是第三实施方式的高电压单元壳体的剖面示意图。
图6是第四实施方式的高电压单元壳体的剖面示意图。
图7是第五实施方式的高电压单元壳体的剖面示意图。
图8是第六实施方式的高电压单元壳体的剖面示意图。
图9是表示燃料电池车辆的概略结构的说明图。
图10是示意性地表示前舱内的情形的俯视图。
图11是表示前舱的内部的配置的说明图。
图12是表示碰撞后的前舱内的情况的说明图。
具体实施方式
A.第一实施方式：
图1是表示作为本发明的第一实施方式的高电压单元壳体10的概略结构的分解立体图。而且，图2是高电压单元壳体10的剖面，是表示图1所示的II-II剖面的情形的剖面示意图。
高电压单元壳体10是车载用的壳体，是用于收纳包括高电压设备在内的车载用的多个设备而构成高电压单元的壳体。高电压设备能够设为，具有电路、且例如从安全性的见解出发而要求在车辆的碰撞时能抑制壳体的损伤所引起的从壳体的露出的任意的设备。这样的要求可以是例如基于法律等各种规则的规定的要求。高电压设备能够设为例如动作电压为直流60V以上或交流30V以上的设备。而且，高电压设备的动作电压能够设为直流100V以上。而且，高电压设备的动作电压能够设为直流300V以下。通过将包括这样的高电压设备在内的多个设备收纳在高电压单元壳体10内而形成高电压单元。
高电压单元壳体10例如能够通过铝或铝合金形成，由此，能够实现高电压单元壳体的强度确保和轻量化。高电压单元壳体也可以通过不锈钢等其他种类的金属形成。
如图1所示，高电压单元壳体10为大致长方体形状。如图1及图2所示，高电压单元壳体10具备第一侧面20、第二侧面21、连接部22、顶盖部25、底盖部26及第三侧面27。在图2中，仅将第一侧面20、第二侧面21及连接部22附加阴影而示出。
图1及图2示出相互正交的XYZ轴。+Z方向是铅直方向上侧(以下，也简称为上侧)，-Z方向是铅直方向下侧(以下，也简称为下侧)。在本实施方式中，在将高电压单元搭载于车辆时，以使顶盖部25及底盖部26与水平方向大致平行并且顶盖部25成为铅直方向上侧而底盖部26成为铅直方向下侧的方式配置高电压单元。
在本实施方式中，在将高电压单元进行车载时，以使+X方向成为车辆的右侧，-X方向成为车辆的左侧，+Y方向成为车辆的行进方向前方，-Y方向成为车辆的行进方向后方的方式，配置高电压单元。即，X方向是“车辆的宽度方向”及“左右方向”，Y方向是“车辆的前后方向”。上述的方向在后述的图3～图8及图10～图12中也同样。
在将具有高电压单元壳体10的高电压单元搭载于车辆时，第一侧面20、第二侧面21及第三侧面27沿着车辆的侧面配置。第二侧面21是与第一侧面20对置的面。第三侧面27是与第一侧面20及第二侧面21正交的面。在图1及图2中省略图示，但是在高电压单元壳体10中的-Y方向的端部设有与第三侧面27对置的第四侧面。第一侧面20、第二侧面21、第三侧面27及第四侧面相当于形成为大致长方体形状的高电压单元壳体10的各侧面。
在本实施方式中，第一侧面20、第二侧面21、第三侧面27及第四侧面(以下，也将它们一并称为壳体侧面)分别由单一的部件形成。但是，各壳体侧面也可以通过多个部件形成。而且，各壳体侧面没有阶梯地形成。如后所述，在第一侧面20的内表面形成有供连接部22进行固定的固定部23。在第一侧面20的内表面及外表面中，形成固定部23的位置的上方的区域和下方的区域形成为齐平。第一侧面20形成为齐平是指，例如容许在第一侧面20的内表面或外表面具有用于与在第一侧面20的内部或外部配置的部件连接的结构等凹凸形状的情况。
连接部22既固定于第一侧面20又固定于第二侧面21，将第一侧面20与第二侧面21结构性地进行连接。连接部22在第一侧面20的内表面中的从高电压单元壳体10的顶面和底面分离的位置即固定部23处，固定于第一侧面20。连接部22具有分隔部50、阶梯面部51及顶面部52。分隔部50在固定部23处被固定于第一侧面20，从固定部23向第二侧面21一侧沿水平方向延伸。顶面部52固定于第二侧面21的上端，从固定于第二侧面21的部位向第一侧面20一侧沿水平方向延伸。阶梯面部51沿铅直方向延伸，将分隔部50的左侧端部与顶面部52的右侧端部连接。
在固定部23处，连接部22与第一侧面20的内表面之间只要通过例如焊接进行固定即可。或者，可以通过使用螺栓及螺母的方法或使用铆钉的方法等不同的方法进行固定。
连接部22可以作为整体而一体地形成。例如，可以通过对单一的板状部件进行折弯加工来形成连接部22。或者，可以将分隔部50、阶梯面部51及顶面部52中的一部分分体地形成之后，通过焊接等方法进行一体化，来制作连接部22。而且，连接部22还可以与第二侧面21一体形成。
顶盖部25是沿水平方向延伸的面，固定于第一侧面20的上端部及顶面部52的右侧端部。通过顶盖部25及顶面部52形成高电压单元壳体10的顶面。
底盖部26是沿水平方向延伸的面，固定于第一侧面20的下端部及第二侧面21的下端部。底盖部26构成形成为大致长方体形状的高电压单元壳体10的底面。
在高电压单元壳体10的内部，在分隔部50的上侧和下侧都形成有用于配置已述的多个设备所包括的设备的空间。在分隔部50的上侧，在与顶盖部25之间形成空间55，在分隔部50的下侧，在与底盖部26之间形成空间56。配置于空间55及空间56的设备可以是高电压设备，也可以是高电压设备以外的设备。只要配置在高电压单元壳体10内的设备之中包括高电压设备即可。
根据如以上这样形成的高电压单元壳体10，对于从高电压单元壳体10的侧面侧输入的冲击力，能够提高耐冲击性。具体而言，对于朝向高电压单元壳体10的壳体侧面中的与连接部22固定的第一侧面20的冲击力(-X方向的冲击力，即在图2中由空心箭头α1表示的方向的冲击力)，能够提高高电压单元壳体10的耐冲击性。
图3是将作为比较例的高电压单元壳体710的结构以与图2同样的剖面示出的剖面示意图。在图3中，对于与图2对应的部分，标注相同参照编号而省略详细说明。图3所示的高电压单元壳体710不具备具有分隔部50的连接部22，而具备包括第一侧面20及第二侧面21在内的壳体侧面、顶面部752、底盖部26。在高电压单元壳体710中，在对于第一侧面20施加空心箭头α1所示的冲击力时，该冲击力作为第一侧面20的弯曲载荷发挥作用。因此，为了提高高电压单元壳体710的耐冲击性能，即，为了抑制以高电压单元壳体710的损伤为起因而内部的高电压设备露出的情况，优选使第一侧面20的板厚增加而提高第一侧面20的弯曲刚性。
相对于此，本实施方式的高电压单元壳体10具有连接部22。因此，空心箭头α1所示的冲击力除了作为沿铅直方向延伸的第一侧面20的弯曲载荷来承受之外，也可以作为固定于第一侧面20而沿水平方向延伸的分隔部50的压曲载荷来承受。此外，连接部22既固定于第一侧面20又固定于第二侧面21而将两者结构性地进行连接，因此通过连接部22能够将上述冲击力向第二侧面21传递。其结果是，除了直接承受冲击力的第一侧面20之外，在第二侧面21也能够承受冲击力，能够提高高电压单元壳体10整体的耐冲击性。
这样，不仅第一侧面20承受冲击力，而且在分隔部50及第二侧面21也承受冲击力，由此能够提高耐冲击性，因此能抑制为了确保耐冲击性而使第一侧面20增厚的必要性，能够抑制高电压单元壳体10的重量增加。
另外，在大致长方体形状的高电压单元壳体10中，在第一侧面20受到冲击力时，能够在高电压单元壳体10的角部承受冲击力，并将所受到的冲击力的一部分释放。在图2中用虚线的圆包围示出这样的角部的例子。本实施方式的高电压单元壳体10具备连接部22，在分隔部50与阶梯面部51之间也形成有角部，在该角部也能够将冲击力的一部分释放。因此，能够进一步提高耐冲击性能。
从耐冲击性确保的观点出发，将供第一侧面20和分隔部50进行固定的固定部23的位置在第一侧面20中越接近铅直方向的中央越优选。作为第一侧面20和顶盖部25的交界的角部与在第一侧面20上受到冲击力的位置的距离越短、且作为第一侧面20和底盖部26的交界的角部与上述受到冲击力的位置的距离越短，则对于冲击力的强度越提高。因此，从兼顾使上述的距离都缩短的观点出发，可以说用于承受来自侧面的冲击力的固定部23越接近第一侧面20的铅直方向的中央则越优选。即，固定部23(分隔部50)与高电压单元壳体10的顶面间的铅直方向的距离H1和固定部23(分隔部50)与高电压单元壳体10的底面间的铅直方向的距离H2之差越小则越优选(参照图2)。
但是，例如，根据在分隔部50的上侧的空间55配置的设备的大小和在下侧的空间56配置的设备的大小，固定部23的铅直方向的位置能够适当变更。通过这种方式，能够提高高电压单元壳体10内的各设备的配置的自由度。只要固定部23设置在从高电压单元壳体10的顶盖部25(顶面)和底盖部26(底面)分离的位置，并在分隔部50的上下形成空间55、56，就能够得到已述的效果。
B.第二实施方式：
图4是以与图2同样的方式示出第二实施方式的高电压单元壳体210的剖面的剖面示意图。与高电压单元壳体10同样，高电压单元壳体210是车载用的壳体，是用于收纳包括高电压设备在内的车载用的多个设备而构成高电压单元的壳体。另外，后述的第三～第六实施方式的高电压单元壳体也同样。在第二实施方式中，对于与第一实施方式共通的部分标注相同参照编号而省略详细说明。
第二实施方式的高电压单元壳体210为大致长方体形状，取代连接部22而具备连接部222，并取代顶盖部25而具备顶盖部25a、25b。在图4中，仅将第一侧面20、第二侧面21及连接部222附加阴影而示出。
连接部222既固定于第一侧面20又固定于第二侧面21，将第一侧面20与第二侧面21结构性地进行连接。连接部222在第一侧面20的内表面的固定部23处，被固定于第一侧面20。而且，连接部222在第二侧面21的内表面中的从高电压单元壳体210的顶面和底面分离的位置即固定部24处，被固定于第二侧面21。连接部222具有分隔部50、53、阶梯面部51a、51b以及顶面部52。分隔部50在固定部23处被固定于第一侧面20，从固定部23向第二侧面21一侧沿水平方向延伸。分隔部53在固定部24处被固定于第二侧面21，从固定部24向第一侧面20一侧沿水平方向延伸。顶面部52是沿水平方向延伸的面，在X方向上被配置于分隔部50与分隔部53之间，构成高电压单元壳体210的顶面的一部分。阶梯面部51a沿铅直方向延伸，将分隔部50的左侧端部与顶面部52的右侧端部连接。阶梯面部51b沿铅直方向延伸，将分隔部53的右侧端部与顶面部52的左侧端部连接。
固定部24能够设为与固定部23同样的结构。而且，连接部222可以与连接部22同样地作为整体而一体地形成，也可以将一部分分体地形成之后进行一体化。
顶盖部25a是沿水平方向延伸的面，固定于第一侧面20的上端部及顶面部52的右侧端部。顶盖部25b是沿水平方向延伸的面，固定于第二侧面21的上端部及顶面部52的左侧端部。通过顶盖部25a、25b及顶面部52而形成高电压单元壳体210的顶面。
在高电压单元壳体210的内部，在分隔部50的上侧和下侧分别形成有用于配置已述的多个设备中包括的设备的空间55、56。在分隔部53的上侧和下侧也形成有空间57、58。
根据如以上这样形成的高电压单元壳体210，与第一实施方式同样，对于朝向第一侧面20的冲击力(-X方向的冲击力，即由空心箭头α1表示的方向的冲击力)，能够提高高电压单元壳体210的耐冲击性。此外，根据第二实施方式，在第二侧面21的内表面中的从高电压单元壳体210的顶面和底面分离的位置即固定部24处，连接部222被固定于第二侧面21。因此，对于朝向第二侧面21的冲击力(+X方向的冲击力，即由空心箭头α2表示的方向的冲击力)，也能够提高高电压单元壳体210的耐冲击性。
C.第三实施方式：
图5是以与图2同样的方式示出第三实施方式的高电压单元壳体310的剖面的剖面示意图。在第三实施方式中，对于与第一及第二实施方式共通的部分，标注相同参照编号而省略详细说明。
第三实施方式的高电压单元壳体310为大致长方体形状，取代连接部22而具备连接部322，取代顶盖部25而具备顶盖部325。在图5中，仅将第一侧面20、第二侧面21及连接部322附带阴影而示出。
连接部322既固定于第一侧面20又固定于第二侧面21，将第一侧面20与第二侧面21结构性地进行连接。连接部322在第一侧面20的内表面的固定部23处，被固定于第一侧面20。而且，连接部322在第二侧面21的内表面的固定部24处，被固定于第二侧面21。连接部322整体由沿水平方向延伸的分隔部350构成。
顶盖部325是沿水平方向延伸的面，被固定于第一侧面20的上端部及第二侧面21的上端部。通过顶盖部325而形成高电压单元壳体310的顶面。
在高电压单元壳体310的内部，在分隔部350的上侧和下侧分别形成有用于配置已述的多个设备中所包括的设备的空间55、56。
根据如以上这样形成的高电压单元壳体310，与第一实施方式同样，对于朝向第一侧面20的冲击力(+X方向的冲击力，即由空心箭头α1表示的方向的冲击力)，能够提高高电压单元壳体310的耐冲击性。而且，根据第三实施方式，在第二侧面21的内表面的固定部24处，连接部322被固定于第二侧面21。因此，与第二实施方式同样，对于朝向第二侧面21的冲击力(-X方向的冲击力，即由空心箭头α2表示的方向的冲击力)，也能够提高高电压单元壳体310的耐冲击性。此外，在第三实施方式中，连接部322整体成为沿水平方向延伸的笔直的形状(不具有阶梯的形状)。因此，对于朝向第一侧面20或第二侧面21的已述的冲击力，能够进一步提高高电压单元壳体310的刚性。
D.第四实施方式：
图6是以与图2同样的方式示出第四实施方式的高电压单元壳体410的剖面的剖面示意图。在第四实施方式中，对于与第一～第三实施方式共通的部分，标注相同参照编号而省略详细说明。
第四实施方式的高电压单元壳体410为大致长方体形状，取代连接部22而具备连接部422，取代顶盖部25而具备顶盖部325，取代底盖部26而具备底盖部426。在图6中，仅将第一侧面20、第二侧面21及连接部422附带阴影地示出。
连接部422既固定于第一侧面20又固定于第二侧面21，将第一侧面20与第二侧面21结构性地进行连接。连接部422在第一侧面20的内表面的固定部23处，被固定于第一侧面20。连接部422具有分隔部50、阶梯面部51及底面部54。分隔部50在固定部23处被固定于第一侧面20，从固定部23向第二侧面21一侧沿水平方向延伸。底面部54被固定于第二侧面21的下端，从固定于第二侧面21的部位向第一侧面20一侧沿水平方向延伸。阶梯面部51沿铅直方向延伸，将分隔部50的左侧端部与底面部54的右侧端部连接。
底盖部426是沿水平方向延伸的面，被固定于第一侧面20的下端部及底面部54的右侧端部。通过底盖部426及底面部54而形成高电压单元壳体410的底面。
根据如以上这样形成的高电压单元壳体410，与第一实施方式同样，能得到提高高电压单元壳体410对于朝向第一侧面20的冲击力(-X方向的冲击力，即由空心箭头α1表示的方向的冲击力)的耐冲击性的效果。
E.第五实施方式：
图7是以与图2同样的方式示出第五实施方式的高电压单元壳体510的剖面的剖面示意图。在第五实施方式中，对于与第一～第四实施方式共通的部分标注相同参照编号而省略详细说明。
第五实施方式的高电压单元壳体510为大致长方体形状，在还具备固定于连接部22的流路形成部件80这一点上与高电压单元壳体10不同。在图7中，仅将第一侧面20、第二侧面21及连接部22附带阴影而示出。
流路形成部件80配置在分隔部50的下侧，在流路形成部件80与分隔部50之间形成有制冷剂流路81。该制冷剂流路81作为用于对配置于空间55及空间56的已述的设备中的至少一方进行冷却的制冷剂的流路而发挥功能。即，分隔部50构成用于对配置在该分隔部50的上侧和下侧的设备中的至少一方进行冷却的制冷剂的流路的壁面的一部分。在对配置于空间55的设备进行冷却时，只要将该设备以与分隔部50接触的方式进行配置即可。在对配置于空间56的设备进行冷却时，只要将该设备以与流路形成部件80中的沿水平方向延伸的面接触的方式进行配置即可。
通过上述制冷剂冷却的设备可以是高电压设备，也可以是高电压设备以外。与分隔部50一起形成制冷剂的流路的流路形成部件可以配置在分隔部50(连接部22)的上侧。
根据如以上这样形成的高电压单元壳体510，与第一实施方式同样，能得到提高高电压单元壳体510对于朝向第一侧面20的冲击力(-X方向的冲击力，即由空心箭头α1表示的方向的冲击力)的耐冲击性的效果。此外，在第五实施方式中，分隔部50构成用于对配置于空间55及空间56的设备中的至少一方进行冷却的制冷剂的流路的壁面的一部分。因此，能够抑制为了形成用于对设备进行冷却的制冷剂流路而部件个数增加的情况。其结果是，在高电压单元壳体510内用于配置设备的空间的确保变得容易，能够抑制高电压单元壳体510的大型化。
F.第六实施方式：
图8是以与图2同样的方式示出第六实施方式的高电压单元壳体610的剖面的剖面示意图。在第六实施方式中，对于与第一～第五实施方式共通的部分，标注相同参照编号而省略详细说明。
第六实施方式的高电压单元壳体610具有与第五实施方式的高电压单元壳体510同样的结构，但是在具有突出部122这一点上与高电压单元壳体510不同。在图8中，仅将第一侧面20、第二侧面21及连接部22附带阴影而示出。
在高电压单元壳体610上设有从第一侧面20的外表面向+X方向突出的突出部122。突出部122可以通过铸造等而与第一侧面20一体形成，也可以作为另一部件在形成之后将两者接合而进行一体化。突出部122与高电压单元壳体610中的其他的部位同样，优选由例如铝或铝合金形成。由此，能够抑制以设置突出部122的情况为起因的高电压单元壳体610的重量增加，并确保突出部122的强度。突出部122可以通过与高电压单元壳体610的其他的部位不同的金属材料构成。在将突出部122与第一侧面20分体形成时，作为将两者接合的方法，可采用例如使用螺栓及螺母的方法、使用铆钉的方法、焊接等各种方法。
突出部122设置于在水平方向上与分隔部50重叠的位置。搭载具备高电压单元壳体610的高电压单元的车辆在由于碰撞等而受到冲击力时，在冲击力具有+X方向的分量的情况下，高电压单元壳体610有时会向+X方向移动。在这样的情况下，通过突出部122与接近的其他的部件碰撞而能够使高电压单元的移动停止。当这样突出部122与其他的部件碰撞时，在高电压单元壳体610中，经由突出部122而被施加由空心箭头α1表示的方向的冲击力。
根据如以上所述构成的高电压单元壳体610，能得到与第一实施方式同样的效果。尤其是在本实施方式中，突出部122设于在水平方向上与分隔部50重叠的位置。因此，在容易受到由空心箭头α1表示的方向的冲击力的突出部122在受到上述冲击力时，能够使上述冲击力不仅由第一侧面20承受，而且由连接部22及第二侧面21而切实地承受。因此，能够显著地发挥提高高电压单元壳体610的耐冲击性的效果。
另外，在第一侧面20中，即使在未设置突出部122的部位受到由空心箭头α1表示的方向的冲击力的情况下，通过连接部22的分隔部50利用固定部23被固定于第一侧面20，也能够确保耐冲击性。
在第六实施方式中，在第五实施方式的高电压单元壳体510中还设有突出部122，但也可以为不同的结构。例如，可以在第一～第四实施方式的高电压单元壳体中的任一个中设置同样的突出部122。尤其是在第二实施方式的高电压单元壳体210及第三实施方式的高电压单元壳体310中，可以在第二侧面21也设置与突出部122同样的、向-X方向突出的突出部。如果设为这样的结构，则能够显著地获得在受到图4及图5中由空心箭头α2表示的方向的冲击力时使高电压单元壳体的耐冲击性提高的效果。
G.第七实施方式：
(G-1)燃料电池车辆的整体结构：
图9是表示燃料电池车辆18的概略结构的说明图。燃料电池车辆18搭载有在已述的实施方式的高电压单元壳体中收纳有高电压设备的高电压单元。在高电压单元的具体的结构及燃料电池车辆18中的高电压单元的配置的说明之前，先说明搭载于燃料电池车辆18的系统整体的结构。
燃料电池车辆18具备燃料电池110、DC/DC转换器(以下，有时简化表示为FDC)115、高电压蓄电池140、DC/DC转换器(以下，有时简化表示为BDC)134、驱动电动机136、空气压缩机(以下，有时简化表示为ACP)139、水泵(以下，有时简化表述为WP)60、氢泵(以下，有时简化表示为H2P)44。燃料电池车辆18以燃料电池110及作为二次电池的高电压蓄电池140输出的电力(电能)为驱动源对驱动电动机136进行驱动而行驶。而且，空气压缩机(ACP)139、水泵(WP)60及氢泵(H2P)44由从燃料电池110和高电压蓄电池140中的至少一方供给的电力来驱动。空气压缩机(ACP)139、水泵(WP)60及氢泵(H2P)44是在燃料电池110的发电时发挥作用的燃料电池辅机，与燃料电池110一起构成燃料电池系统。
燃料电池110具有层叠多个作为发电体的单电池而成的堆结构。在本实施方式中，燃料电池110设为固体高分子型燃料电池，但也可以使用其他种类的燃料电池。燃料电池110的输出电压通过各单电池的性能、层叠的单电池的个数、燃料电池110的运转条件(温度或湿度等)而变更。在本实施方式中，在发电效率最高的运转点使燃料电池110发电时的燃料电池110的输出电压成为约240V。
燃料电池110被供给含有氢的燃料气体和含有氧的氧化气体而发电。因此，燃料电池系统具备与向燃料电池110供给燃料气体相关的燃料气体供给部和与向燃料电池110供给氧化气体相关的氧化气体供给部。
在本实施方式的燃料电池系统中，使用氢作为燃料气体。燃料气体供给部除了具有已述的氢泵(H2P)44之外，还具有填充有氢的氢罐、在燃料气体的流路设置的各种阀。但是，关于它们省略图示。在本实施方式的燃料气体供给部中，将用于发电之后从燃料电池110排出的氢再次向燃料电池110供给，而使氢循环。氢泵(H2P)44设于氢的流路，产生使氢在流路内循环的驱动力，来调节向燃料电池110供给的燃料气体量。
在本实施方式的燃料电池系统中，使用空气作为氧化气体。氧化气体供给部所具备的已述的空气压缩机(ACP)139从外部吸入空气并压缩，作为氧化气体向燃料电池110供给。
另外，本实施方式的燃料电池系统具备用于对燃料电池110进行冷却的冷却系统。冷却系统除了已述的水泵(WP)60之外，还具备例如散热器(未图示)。在冷却系统中，通过水泵(WP)60使制冷剂在燃料电池110与散热器之间循环。
燃料电池110经由DC/DC转换器(FDC)115而与第一高压直流配线HDC1连接。DC/DC转换器(FDC)115将燃料电池110的输出电压升压成在后述的逆变器132、137中能够利用的高压电压。
另外，在本实施方式中，燃料电池车辆18所具备的高电压蓄电池140作为燃料电池110的辅助电源而发挥功能。高电压蓄电池140可以由例如能够充电及放电的锂离子电池或镍氢电池构成。高电压蓄电池140蓄积燃料电池110发电的电力或在车辆的减速时再生发电的电力。在本实施方式的高电压蓄电池140中，不需要特别地充电的常规状态下的输出电压成为约288V。
高电压蓄电池140经由第二高压直流配线HDC2而与DC/DC转换器(BDC)134连接，DC/DC转换器(BDC)134与第一高压直流配线HDC1连接。DC/DC转换器(BDC)134可变地调节第一高压直流配线HDC1的电压等级，切换高电压蓄电池140的充电/放电的状态。DC/DC转换器(BDC)134在高电压蓄电池140为放电状态时，将高电压蓄电池的输出电压升压成在后述的逆变器132、137中能够利用的高压电压。而且，在高电压蓄电池140为充电状态时，将第一高压直流配线HDC1中的电压降压成能够向高电压蓄电池140充电的电压。由此，通过来自燃料电池110的输出电力或驱动电动机136的再生电力，对高电压蓄电池140充电。
在第一高压直流配线HDC1上连接逆变器132、137。在本实施方式中，逆变器132、137的动作电压为约650V。逆变器132与经由齿轮等而对车轮进行驱动的驱动电动机136连接，作为驱动电动机136的驱动器而发挥功能。驱动电动机136由具备三相线圈的同步电动机构成。逆变器132由三相逆变器电路构成，将经由DC/DC转换器(FDC)115而供给的燃料电池110的输出电力及经由DC/DC转换器(BDC)134而供给的高电压蓄电池140的输出电力转换成三相交流电力而向驱动电动机136供给。驱动电动机136以与所供给的电力对应的扭矩来驱动车轮WL。而且，逆变器132能够将驱动电动机136的再生制动所产生的再生电力(再生能量)向第一高压直流配线HDC1输出。
逆变器137连接于对空气压缩机(ACP)139进行驱动的ACP用电动机138，作为空气压缩机(ACP)139的驱动器而发挥功能。与驱动电动机136同样，ACP用电动机138由具备三相线圈的同步电动机构成。与逆变器132同样，逆变器137由三相逆变器电路构成，将经由DC/DC转换器(FDC)115而供给的燃料电池110的输出电力及经由DC/DC转换器(BDC)134供给的高电压蓄电池140的输出电力转换成三相交流电力，向ACP用电动机138供给。ACP用电动机138以与所供给的电力对应的扭矩对空气压缩机(ACP)139进行驱动，由此，向燃料电池110供给空气。
在燃料电池车辆18中，在第二高压直流配线HDC2上连接逆变器141、143。逆变器141被连接于对水泵(WP)60进行驱动的WP用电动机142，作为水泵(WP)60的驱动器而发挥功能。与驱动电动机136同样，WP用电动机142由具备三相线圈的同步电动机构成。与逆变器132同样，逆变器141由三相逆变器电路构成，将经由第二高压直流配线HDC2而供给的电力转换成三相交流电力，向WP用电动机142供给。WP用电动机142以与所供给的电力对应的扭矩来驱动水泵(WP)60，由此，将燃料电池110冷却。
逆变器143被连接于对氢泵(H2P)44进行驱动的H2P用电动机144，作为氢泵(H2P)44的驱动器而发挥功能。与驱动电动机136同样，H2P用电动机144由具备三相线圈的同步电动机构成。与逆变器132同样，逆变器143由三相逆变器电路构成，将经由第二高压直流配线HDC2而供给的电力转换成三相交流电力，向H2P用电动机144供给。H2P用电动机144以与所供给的电力对应的扭矩来驱动氢泵(H2P)44，由此，氢在氢气的流路内循环。
在第二高压直流配线HDC2上还连接有DC/DC转换器145。DC/DC转换器145经由低压直流配线LDC而与低电压蓄电池146连接。低电压蓄电池146是电压比高电压蓄电池140低(在本实施方式中为12V)的二次电池。DC/DC转换器145在对低电压蓄电池146进行充电时，将第二高压直流配线HDC2的电压降压成能够向低电压蓄电池146充电的电压。
在低压直流配线LDC上连接有低压辅机147，低压辅机147从低电压蓄电池146接受电力的供给。低压辅机147包括例如前照灯或制动灯等灯类、方向指示灯、雨刮、仪表板的仪表等或导航系统的驱动部、以及设置于燃料气体、氧化气体及制冷剂的配管的各种阀进行开闭用的驱动部。但是，低压辅机147不限定于此。
燃料电池车辆18还具备未图示的控制部。该控制部具有CPU、ROM、RAM、输入输出端口。该控制部进行燃料电池系统的控制，并且进行包括燃料电池系统及高电压蓄电池140在内的电源装置整体的控制、或燃料电池车辆18的各部的控制。控制部取得来自在燃料电池车辆18的各部设置的传感器的输出信号，而且，取得加速器开度或车速等的与车辆的驾驶相关的信息。并且，控制部向燃料电池车辆18中的与发电或行驶相关的各部输出驱动信号。具体而言，向DC/DC转换器115、134、145、逆变器132、137、141、143、145及低压辅机147等输出驱动信号。发挥上述的功能的控制部不需要作为单一的控制部而构成。例如，可以通过与燃料电池系统的动作相关的控制部、与燃料电池车辆18的行驶相关的控制部、进行与行驶无关的车辆辅机的控制的控制部等多个控制部构成，在这多个控制部间对所需信息进行交互。
(G-2)高电压单元的配置和结构：
图10是示意性地表示燃料电池车辆18的前舱(Fcomp)内的情形的俯视图。前舱是在燃料电池车辆18中设于车室VI的前方部分的空间。在前舱中配置有各种装置，但是在图10中，除了第一高电压单元120及第二高电压单元130、燃料电池车辆18的车身158的结构的一部分以外，省略记载。第一高电压单元120作为一例而在第六实施方式的高电压单元壳体610内收纳包括高电压设备的设备，但也可以使用其他的实施方式的高电压单元壳体。第二高电压单元130在大致长方体形状的壳体内收纳包括高电压设备的其他的设备。
在本实施方式中，第一高电压单元120具备DC/DC转换器(FDC)115及逆变器141、143作为高电压设备(参照图9)。而且，第二高电压单元130具备DC/DC转换器(BDC)134及逆变器132、137作为高电压设备(参照图9)。第二高电压单元130所具备的DC/DC转换器(BDC)134及逆变器132、137也称为功率控制单元(PCU)。第一高电压单元120只要收纳至少任意一个高电压设备即可，第一高电压单元120及第二高电压单元130所具备的设备的组合可以任意变更。
在前舱的前方设置前保险杠157作为车身158的一部分。前舱的后方通过前围板156而与车室VI被划分开。而且，在燃料电池车辆18中，沿车辆的宽度方向延伸的横梁152和沿车辆的前后方向延伸的2根纵梁150连接于车身158而设置，通过这2根纵梁150及横梁152，而提高车身的强度。如图10所示，2根纵梁150的一部分和横梁152穿过前舱而配置。而且，在前舱内，向上方突出地设有一对悬挂塔架154、155。一对悬挂塔架154、155以覆盖配置于车身的下方而对燃料电池车辆18的前轮进行支承的前悬架的方式形成，并对前悬架的上端部进行支承。
第一高电压单元120在前舱内配置于一对悬挂塔架154、155之间且位于前围板156与前保险杠157之间。并且，第一高电压单元120在收纳于燃料电池用壳体的内部的燃料电池110上重叠配置(参照后述的图11)。并且，层叠第一高电压单元120与燃料电池110而成的层叠体经由橡胶套筒(未图示)而支承于2根纵梁150上。设置于第一高电压单元120的高电压单元壳体610的突出部122与一方的悬挂塔架即悬挂塔架154对置。
第二高电压单元130被配置于燃料电池车辆18的右侧的悬挂塔架154与前围板156之间的空间中。并且，第二高电压单元130由悬挂塔架154、前围板156、车身158支承。
图11是示意性地表示从图10所示的XI-XI面观察各部在前舱的内部中的配置的情形的说明图。如图11所示，在燃料电池110的下方配置有在燃料电池110的发电时发挥作用的作为燃料电池辅机的ACP用电动机138、空气压缩机(ACP)139、WP用电动机142、水泵(WP)60、H2P用电动机144及氢泵(H2P)44。上述燃料电池辅机被支承在与车身158连接的悬架梁159上。
另外，在图11中，用虚线表示将配置在比XI-XI剖面靠行进方向后方处的第二高电压单元130向XI-XI剖面投影时的位置。形成在悬挂塔架154与前围板156之间而供第二高电压单元130进行配置的空间越靠下方则沿车轮WL的形状越变窄。因此，第二高电压单元130被配置于在水平方向上与悬挂塔架154的上端部及第一高电压单元120重叠的位置。
另外，如图11所示，设置于第一高电压单元120的侧面的突出部122被设于在水平方向上与悬挂塔架154重叠的位置。
根据如以上所述构成的本实施方式的燃料电池车辆18，由于第一高电压单元120具备第六实施方式的高电压单元壳体610，因此在燃料电池车辆18的碰撞时等受到具有-X方向的分量的冲击力的情况下，能够确保第一高电压单元120的耐冲击性。
例如，在对燃料电池车辆18施加了由图10的空心箭头α1表示的方向的碰撞载荷的情况下，包含突出部122的第一侧面20与在悬挂塔架154等的右侧配置的结构发生碰撞。其结果是，第一高电压单元120承受由空心箭头α1表示的方向的冲击力。而且，在对燃料电池车辆18施加了例如图10的由空心箭头β表示的方向、即来自左斜前方的碰撞载荷的情况下，第一高电压单元120在前舱内有时向空心箭头β的方向移动。这种情况下，例如由于突出部122与悬挂塔架154发生碰撞而使得第一高电压单元120承受具有-X方向的分量的冲击力。在这些情况下，第一高电压单元120能够表现出高耐冲击性。
图12是表示燃料电池车辆18受到由空心箭头β表示的方向的(来自车辆的左斜前方的)碰撞载荷之后的前舱内的情形的从铅直方向上方观察的情形的说明图。在这样的情况下，第一高电压单元120向右斜后方移动，并且第一高电压单元120的突出部122与悬挂塔架154发生碰撞，第一高电压单元120的进一步移动得到抑制。即，除了突出部122之外，还使用悬挂塔架154这样的前舱内的已有的结构，由此能够容易阻止第一高电压单元120的进一步移动。并且，如图12的箭头所示，第一高电压单元120以突出部122中的与悬挂塔架154接触的接触部为支点而逆时针地旋转。然后，通过第一高电压单元120的左侧的后端部与前围板156碰撞，从而第一高电压单元120停止。其结果是，如图12所示，能够抑制第一高电压单元120与第二高电压单元130发生碰撞的情况。这样，在高电压单元壳体610上设置突出部122的情况下，在从倾斜方向受到碰撞载荷时，能够发挥保护配置于碰撞载荷的方向的后方的其他的设备免于遭受以第一高电压单元120的碰撞为起因的损伤这样的效果。在第一高电压单元120的后方配置的设备可以是高电压线缆等其他的高电压设备，此外，也可以是与燃料气体的供给相关的部件或控制装置等与高电压设备不同的设备。
另外，如已述那样，本实施方式的第一高电压单元120具备第六实施方式的高电压单元壳体610，因此能够抑制第一高电压单元120的大型化，并高效地对收纳于内部的设备进行冷却。在图11中，在空间55内，以与分隔部50相接的方式配置逆变器单元(PINV)160。而且，在空间56内，以与流路形成部件80中的沿水平方向延伸的面进行接触的方式配置电抗器单元(LU)170。而且，在未由分隔部50上下分隔的左侧的空间内配置功率元件模块(IPM)180。在本实施方式中，通过设为上述配置，能够使用流经制冷剂流路81的制冷剂对逆变器单元(PINV)160及电抗器单元(LU)170这双方进行冷却。
逆变器单元(PINV)160是将已述的逆变器141及逆变器143一体化的结构。电抗器单元(LU)170及功率元件模块(IPM)180包括于已述的DC/DC转换器(FDC)115中。DC/DC转换器(FDC)115由具有多个驱动相和平滑电容器的多相升压DC-DC转换器构成。电抗器单元(LU)170是包括DC/DC转换器(FDC)115所具备的各驱动相的电抗器的结构。功率元件模块(IPM)180包括DC/DC转换器(FDC)115所具备的各驱动相的开关器件及二极管、平滑电容器、对它们进行冷却的冷却器。
图11所示的各设备是需要冷却的发热设备，但是在上述的设备之中，功率元件模块(IPM)180的发热量最多且尺寸也最大。与电抗器单元(LU)170相比，逆变器单元(PINV)160的发热量少且尺寸也小。在本实施方式中，通过使分隔部50的上侧的空间55小于流路形成部件80的下侧的空间56而能够适当地配置逆变器单元(PINV)160和电抗器单元(LU)170。而且，将需要特别的冷却器且更大型地形成的功率元件模块(IPM)180配置于在分隔部50的旁边形成的更宽的空间内，由此，在第一高电压单元120的内部能够使需要冷却的设备的配置合理化。这样，在第一高电压单元120中，只要根据所配置的设备的大小而适当设定与制冷剂流路81的位置关系及分隔部50的铅直方向的位置即可。
作为通过在制冷剂流路81内流动的制冷剂进行冷却的发热设备，可以将与上述不同的设备配置于空间55及空间56。而且，在分隔部50的上侧及下侧配置的设备的至少一方可以是不需要冷却的发热设备。即使设为这样的结构，通过利用分隔部50来构成制冷剂流路的壁面的一部分，也能得到抑制以设置制冷剂流路的情况为起因的高电压单元壳体的大型化的效果。
H.变形例：
·变形例1：
上述的第一～第六实施方式的高电压单元壳体具有连接部22、222、322、422，但是也可以还具有用于在高电压单元壳体的内部划分对设备进行配置的空间的结构。只要具有连接部且该连接部具有通过固定部23而固定于第一侧面20的分隔部，就能得到与实施方式同样的效果。
·变形例2：
在上述的第七实施方式中，将具备高电压单元壳体的高电压单元配置在前舱内，但也可以设为不同的结构。例如，可以在车室VI的地板下等设置于不同位置的空间内配置高电压单元。即使在配置于前舱内以外的部位的情况下，也能够发挥已述的提高对于由空心箭头α1表示的方向的冲击力的强度的同样的效果。
·变形例3：
在上述的各实施方式中，在对具备高电压单元壳体的高电压单元进行车载时，+X方向成为车辆的右侧，-X方向成为车辆的左侧，+Y方向成为车辆的行进方向前方，-Y方向成为车辆的行进方向后方，但也可以设为不同的结构。例如，可以是以X方向成为“车辆的前后方向”且Y方向成为“车辆的宽度方向”的方式配置高电压单元。即，在车辆内，沿着车辆的侧面配置高电压单元壳体的第一侧面20时，该车辆的侧面可以是车辆的宽度方向的侧面，也可以是车辆的前后方向的侧面。无论是哪种情况，对于来自相当于已述的空心箭头α1的侧面的对高电压单元的冲击力，都能够提高高电压单元的强度。
·变形例4：
在上述的第七实施方式中，将具备高电压单元壳体的高电压单元搭载于燃料电池车辆，但也可以设为不同的结构。并不局限于燃料电池车辆，只要是电动机动车或混合动力车辆等搭载高电压设备的车辆即可。无论是哪个种类的车辆，通过使用具备连接部22的高电压单元壳体且该连接部22具有通过固定部23而固定于第一侧面20的分隔部50，都能得到提高壳体的耐冲击性而保护高电压设备的同样的效果。
本发明并不局限于上述的实施方式或变形例，在不脱离其主旨的范围内能够以各种结构实现。例如，为了解决上述的课题的一部分或全部，或者为了实现上述的效果的一部分或全部，与发明内容一栏记载的各方式中的技术特征对应的实施方式、变形例中的技术特征可以适当进行更换或组合。而且，该技术特征只要在本说明书中不是作为必须的特征进行说明，就可以适当删除。
附图标记说明
10、210、310、410、510、610、710…高电压单元壳体；
18…燃料电池车辆；
20…第一侧面；
21…第二侧面；
22、222、322、422…连接部；
23、24…固定部；
25、25a、25b、325…顶盖部；
26、426…底盖部；
27…第三侧面；
44…氢泵；
50、53、350…分隔部；
51、51a、51b…阶梯面部；
52、752…顶面部；
54…底面部；
55、56、57、58…空间；
60…水泵；
80…流路形成部件；
81…制冷剂流路；
110…燃料电池；
115…DC/DC转换器；
120…第一高电压单元；
122…突出部；
130…第二高电压单元；
132…逆变器；
134…DC/DC转换器；
136…驱动电动机；
137…逆变器；
138…ACP用电动机；
139…空气压缩机；
140…高电压蓄电池；
141…逆变器；
142…WP用电动机；
143…逆变器；
144…H2P用电动机；
145…DC/DC转换器；
146…低电压蓄电池；
147…低压辅机；
150…纵梁；
152…横梁；
154、155…悬挂塔架；
156…前围板；
157…前保险杠；
158…车身；
159…悬架梁；
160…逆变器单元；
170…电抗器单元；
180…功率元件模块。

Claims (6)

1.一种高电压单元壳体，是搭载于车辆而用于收纳包括高电压设备在内的多个设备的车载用高电压单元壳体，所述高电压单元壳体由金属形成并具备：
第一侧面，沿着所述车辆的侧面而被配置；
第二侧面，与所述第一侧面对置；以及
连接部，既固定于所述第一侧面又固定于所述第二侧面，将所述第一侧面与所述第二侧面结构性地进行连接，
所述连接部具有分隔部，该分隔部在所述第一侧面的内表面中的从所述高电压单元壳体的顶面和底面分离的位置即固定部处被固定于所述第一侧面，并从所述固定部向所述第二侧面一侧延伸，
在所述分隔部的上侧和下侧都形成有用于配置所述多个设备所包括的设备的空间，
所述连接部还具有阶梯面部，所述阶梯面部与所述分隔部的从所述固定部向所述第二侧面一侧延伸的端部连接并沿铅直方向延伸。
2.根据权利要求1所述的高电压单元壳体，其中，
所述分隔部构成用于对配置于该分隔部的上侧和下侧的所述设备中的至少一方进行冷却的制冷剂的流路的壁面的一部分。
3.根据权利要求1或2所述的高电压单元壳体，其中，
所述第一侧面具备从该第一侧面的外表面突出而设置的突出部，
所述固定部设于在水平方向上与所述突出部重叠的位置。
4.一种高电压单元，是用于向车辆搭载的车载用高电压单元，具备：
权利要求1～3中任一项所述的高电压单元壳体；以及
收纳在所述高电压单元壳体内的包括所述高电压设备在内的多个设备，
在所述分隔部的上侧和下侧都配置有所述多个设备所包括的设备。
5.一种车辆，搭载权利要求4所述的高电压单元。
6.一种车辆，搭载高电压单元，其中，
所述高电压单元具备高电压单元壳体和收纳在所述高电压单元壳体内的包括高电压设备在内的多个设备，
所述高电压单元壳体具备：
第一侧面，沿着所述车辆的侧面而被配置；
第二侧面，与所述第一侧面对置；以及
连接部，既固定于所述第一侧面又固定于所述第二侧面，将所述第一侧面与所述第二侧面结构性地进行连接，
所述连接部具有分隔部，该分隔部在所述第一侧面的内表面中的从所述高电压单元壳体的顶面和底面分离的位置即固定部处被固定于所述第一侧面，并从所述固定部向所述第二侧面一侧延伸，
在所述分隔部的上侧和下侧都形成有用于配置所述多个设备所包括的设备的空间，
所述第一侧面具备从该第一侧面的外表面突出而设置的突出部，
所述固定部设于在水平方向上与所述突出部重叠的位置，
在所述分隔部的上侧和下侧都配置有所述多个设备所包括的设备，
所述高电压单元在所述车辆的前舱内配置于对前悬架的上端部进行支承的一对悬挂塔架之间，该前悬架对所述车辆的前轮进行支承，
所述突出部以朝向所述一对悬挂塔架中的一方的悬挂塔架而突出的方式设置。
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