CN109572402A - 具有动力单元的封装结构的车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有动力单元的封装结构的车辆，目的在于提高动力单元在实际使用中的性能。汽车(1)具有：动力单元，其包括在发动机主体(11)内燃烧混合气体并输出驱动力的内燃机和使用发电机或电池的电力来输出驱动力的电动机(24)；以及传递类部件，其传递动力单元产生的驱动力，在汽车(1)中具有：包覆壳部件(31)，其具有整体收纳动力单元和传递类部件的内部空间；以及分隔壁，其将包覆壳部件(31)的内部空间分隔，至少形成第一分离空间和第二分离空间作为彼此分离的多个分离空间，其中，第一分离空间至少配置有发动机主体(11)，第二分离空间至少配置有电池。

Description

具有动力单元的封装结构的车辆
技术领域
本发明涉及具有内燃机和电动机等动力单元的封装结构(カプセル構造)的车辆。
背景技术
在汽车领域，近年来正在开发使用电池和电动机作为动力单元的电动汽车。电动机使用发电机或电池的电力来输出驱动力。但是，电动汽车的正式实用化还处在依靠今后开发的状况。
因此，在目前和至少不远的未来，还很难考虑不使用将混合气体在发动机主体内燃烧的内燃机，包括混合动力汽车在内。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特开2013-119384号公报
发明内容
发明所要解决的课题
因此，对于汽车，在发动机主体内燃烧混合气体并输出驱动力的内燃机的燃料使用性能需要较目前有所提高。所以，考虑了像专利文献1那样通过封装结构覆盖发动机主体。由此，可以通过封闭的封装结构长期维持停止中的发动机主体的温度，之后在未冷却状态的发动机主体中重启。通过在发动机主体温热的状态下重启，与在冷却状态下重启时相比，能够改善燃料使用性能。
另外，关于发电机、电池、电动机等电气类驱动设备，由于在电池和电动机温度低的状态下电池的功率会降低，因此续航性能会下降。所以，关于电池等电气类驱动设备，也考虑将其收纳到封装结构的内部。
但是，内燃机的发动机主体、排气管等排气类部件等会大量发热。因此，当把电池收纳在封装结构的内部时，电池的温度可能会被加热到超过适于运行的温度。电池如果过热，其性能会劣化。
如此，汽车等车辆需要提高动力单元在实际使用中的性能。
解决课题的手段
本发明的具有动力单元的封装结构的车辆中，所述车辆具有：动力单元，其包括在发动机主体内燃烧混合气体并输出驱动力的内燃机和使用发电机或电池的电力来输出驱动力的电动机；以及传递类部件，其传递所述动力单元产生的驱动力，在所述车辆中包括：隔热封装结构，其具有整体收纳所述动力单元和所述传递类部件的内部空间；以及分隔壁，其将所述隔热封装结构的所述内部空间分隔，至少形成第一分离空间和第二分离空间作为彼此分离的多个分离空间，所述第一分离空间至少配置有所述发动机主体，所述第二分离空间至少配置有所述电池。
优选地，所述分离壁可以形成配置有所述传递类部件的第三分离空间。
优选地，可以具有：连通部，其在所述隔热封装结构的内侧将所述第一分离空间、所述第二分离空间和第三分离空间中的至少所述第一分离空间和所述第二分离空间连通；开闭部件，其开闭所述连通部；以及控制部，其控制所述开闭部件来开闭所述连通部。
优选地，可以具有：在所述隔热封装结构的内侧，将所述第一分离空间和所述第二分离空间连通的第一连通部，将所述第二分离空间和第三分离空间连通的第二连通部，及将所述第三分离空间和所述第一分离空间连通的第三连通部；开闭所述第一连通部的第一开闭部件，开闭所述第二连通部的第二开闭部件，及开闭所述第三连通部的第三开闭部件；以及控制部，其控制所述第一开闭部件、所述第二开闭部件和所述第三开闭部件来分别开闭所述第一连通部、所述第二连通部和所述第三连通部。
优选地，所述控制部可以根据所述隔热封装结构的内部分隔出的各分离空间或配置于各分离空间的部件的温度来控制开闭。
优选地，所述分离壁可以与隔热封装结构一体设置。
优选地，所述分离壁或所述隔热封装结构的设有所述分离壁的部位可以安装并被支撑于所述车辆的框架部件或结构部件。
优选地，所述隔热封装结构将所述动力单元有关的排气管、涡轮机、消音器以及催化剂设备设在外部。
优选地，所述隔热封装结构可以收纳与所述动力单元和所述传递类部件有关的通过油来润滑的设备。
发明效果
本发明将动力单元和传递类部件整体收纳在隔热封装结构的内部空间。因此，通过动力单元的内燃机等的发热，即使在动力单元和传递类部件停止工作的状态下，也能将其维持在温热状态。其结果，可以抑制停止工作的内燃机的发动机主体重启时的燃料利用率降低，抑制电池的过度冷却，从重启后立即开始以接近本来性能的状态使用这些设备。
而且，隔热封装结构的内部空间被分离壁分隔，至少形成有第一分离空间和第二分离空间作为彼此分离的多个分离空间。而且，发动机主体和电池在隔热封装结构的内侧被分开配置在该第一分离空间和第二分离空间。因此，发动机主体和电池例如可以保持在适合各自的个别温度。
附图说明
图1(A)和图1(B)是本发明的实施方式的汽车的说明图；
图2是设于图1(A)和图1(B)的汽车的动力单元和封装装置的说明图；
图3(A)～图3(C)是图2的封装装置的开闭状态的说明图；
图4是图2的控制部进行的开闭控制的流程图；
图5是图2的封装装置的变形例的说明图。
符号说明
1…汽车(车辆)
2…车体
3…前室
4…乘员室
5…前梁
6…搁脚板
11…发动机主体(内燃机)
12…变速器(传递类部件)
13…传动轴
14…后差速器齿轮箱
15…车轮
16…空气过滤器
17…吸气管
18…排气管
20…散热器
21…涡轮机
22…催化剂设备
23…电池模块(电池)
24…电动机
30…封装装置
31…包覆壳部件(隔热封装结构)
32…前分离壁(分离壁)
33…前开口部(第三连通部)
34…前开闭部件(第三开闭部件)
35…后分离壁(分离壁)
36…后开口部(第二连通部)
37…后开闭部件(第二开闭部件)
38…前温度传感器
39…中温度传感器
40…后温度传感器
41…控制部
42…前分离空间(第一分离空间)
43…中分离空间(第三分离空间)
44…后分离空间(第二分离空间)
51…连通路(第一连通部)
52…连通路开闭部件(第一开闭部件)
具体实施方式
下面基于附图，对本发明的实施方式进行说明。
图1(A)和图1(B)是本发明的实施方式的汽车1的说明图。
汽车1是车辆的示例。图1(A)是示意性的汽车1的侧面透视图。图1(B)是示意性的汽车1的正面透视图。
图1(A)和图1(B)的汽车1具有车体2。车体2的前部设有前室3。在前室3中，延伸有作为汽车1的框架部件的一对前梁5。另外，在前室3和乘员室4之间，设有作为其间隔壁(结构部件)的搁脚板6。
在前室3中，配置有发动机主体11、变速器12等动力单元。另外，在车体2的地板下，从前室3向车体2的后侧设置有传动轴13。在作为传递类部件的传动轴13的后端，设有与后侧的车轮15(车轴)连结的后差速器齿轮箱14。
发动机主体11在燃烧室将通过空气过滤器16和吸气管17吸入的外部气体和汽油的混合气体点火燃烧，通过燃烧的混合气体的膨胀压力使活塞在气缸内下降，使与活塞连结的输出轴旋转。另外，燃烧的混合气体通过打开的排气阀和排气管18向外排出。
发动机主体11产生的输出轴的旋转驱动力在变速器12减速，通过传动轴13、后差速器齿轮箱14以及后桥轴向后侧的车轮15传递。另外，旋转驱动力的一部分在变速器12分开，通过未图示的前桥轴向前侧的车轮15传递。
另外，关于汽车1，近年来正在开发使用电池和电动机24作为动力单元的电动汽车。但是，电动汽车的正式实用化还处在依靠今后开发的状况。
因此，在目前和至少不远的未来，还很难考虑不使用使混合气体在发动机主体11内燃烧的内燃机，包括混合动力汽车在内。
今后仍然需要提高将混合气体在发动机主体11内燃烧的内燃机的燃料使用性能。需要提高包括发动机主体11的动力单元在实际使用中的燃料使用性能。
图2是设于图1(A)和图1(B)的汽车1的动力单元和封装装置30的说明图。
图2中，作为设于汽车1的内燃机的动力单元，图示有：发动机主体11、油盘、散热器20、空气过滤器16、吸气管17、排气管18、涡轮机21、催化剂设备22、变速器12、传动轴13、后差速器齿轮箱14。
油盘向发动机主体11的下部突出，并与发动机主体11一体形成。发动机主体11和变速器12是通过油来润滑的设备。
散热器20、空气过滤器16、吸气管17、排气管18、涡轮机21、催化剂设备22是与发动机主体11一同使用的发动机辅助设备。发动机辅助设备中，虽然没有特别图示，但其他例如有：电动机24、发电机、电池、分配器、喷射器、燃料箱、泵等。这些发动机辅助设备帮助发动机主体11运行，与发动机主体11一同使用，以使发动机主体11的状态和燃烧状态处于适合燃烧的范围内。
另外，图2中，作为设于汽车1的电气驱动类的动力单元，图示有电池模块23、电动机24。除此以外，电气驱动类的动力单元还可以有发电机等。
电池模块23在乘员室4的地板下，设在收纳传动轴13的通道的车宽方向两侧。电池模块23中设有多个电池单元、逆变器、冷却回路等。
电动机24使用电池模块23的蓄电电力、发电机的发电电力进行工作。在此，电动机24与变速器12一体设置，将驱动力从变速器12向驱动系统传递。
图2中还图示有包围发动机主体11等动力单元的封装装置30。
图3(A)～图3(C)是图2的封装装置30的开闭状态的说明图。
封装装置30具有：包覆壳部件31、前分离壁32、前开口部33、前开闭部件34、后分离壁35、后开口部36、后开闭部件37、前温度传感器38、中温度传感器39、后温度传感器40、控制部41。
包覆壳部件31具有包括内部空间的大致箱形，整体收纳动力单元和传递类部件。包覆壳部件31由隔热材料形成。包覆壳部件31形成为尺寸比动力单元和传递类部件大一圈的箱形。在从包覆壳部件31向外突出的传动轴13、吸气管17、排气管18的周围，设有例如由橡胶材料或树脂材料形成的未图示的罩(ブーツ)，以保证包覆壳部件31的密闭性。
由此，包覆壳部件31以在动力单元和传递类部件之间保证空气层并将这些部件的周围密闭的方式进行包围。发动机主体11、变速器12、电池模块23等被包覆壳部件31包围。可以收纳通过油来润滑的设备。
另外，排气管18的大致整体、涡轮机21、催化剂设备22、空气过滤器16、吸气管17的大致整体设在包覆壳部件31的外部。由此，可以避免因被排出的燃烧后的混合气体变成高温的排气系统的温度在包覆壳部件31的内侧滞留。
需要说明的是，发电机、电池、分配器、燃料箱、泵等发动机辅助设备既可以设在包覆壳部件31的内侧，也可以设在外侧。
而且，如图1(A)和图1(B)所示，包覆壳部件31的前部在前室3中与发动机主体11重合，在与发动机主体11相同的位置安装并被支撑在车体2的一对前梁5上。包覆壳部件31的后部安装并被支撑于乘员室4的地板下。包覆壳部件31如图1(B)所示，设置为不会从一对前梁5向下突出。车体2的最低地上高度可以设为与没有包覆壳部件31的情况相同。
包覆壳部件31的设有前分离壁32的部位和设有后分离壁35的部位安装并被支撑于汽车1的框架部件或结构部件。
前分离壁32和后分离壁35由隔热材料形成。前分离壁32和后分离壁35既可以形成为与包覆壳部件31相同的隔热结构，也可以形成为隔热性能低于包覆壳部件31。前分离壁32和后分离壁35与包覆壳部件31一体设置。
前分离壁32和后分离壁35分隔包覆壳部件31的内部空间。由此，包覆壳部件31的内部空间被彼此分离成前分离空间42、中分离空间43、后分离空间44。
前分离空间42至少配置有发动机主体11。
中分离空间43至少配置有变速器12。
后分离空间44至少配置有电池模块23。
前开口部33形成在前分离壁32，将前分离空间42和中分离空间43连通。
前开闭部件34一体设置在前分离壁32，通过滑动移动来开闭前开口部33。
后开口部36形成在后分离壁35，将中分离空间43和后分离空间44连通。
后开闭部件37一体设置在后分离壁35，通过滑动移动来开闭后开口部36。
而且，图3(A)中，前开口部33和后开口部36是关闭的。这种情况下，前分离空间42、中分离空间43和后分离空间44彼此分离。
图3(B)中，前开口部33和后开口部36是打开的。这种情况下，前分离空间42、中分离空间43和后分离空间44彼此连通。
图3(C)中，前开口部33打开，后开口部36关闭。这种情况下，前分离空间42和中分离空间43彼此连通。后分离空间44与中分离空间43分离。
另外，通过如此将前开闭部件34和后开闭部件37设在包覆壳部件31的内侧，可以使得这些部件不会从包覆壳部件31向下侧突出。如图1(A)和图1(B)所示，包覆壳部件31收纳设置在内侧，以使得不会从车体2的一对前梁5向下突出。
前温度传感器38配置在包覆壳部件31的前分离空间42，检测配置有发动机主体11的前分离空间42的温度。
中温度传感器39配置在包覆壳部件31的中分离空间43，检测配置有变速器12的中分离空间43的温度。
后温度传感器40配置在包覆壳部件31的后分离空间44，检测配置有电池模块23的后分离空间44的温度。
控制部41连接有：前温度传感器38、中温度传感器39、后温度传感器40、前开闭部件34、后开闭部件37。作为汽车1的状态，控制部41根据前温度传感器38、中温度传感器39、后温度传感器40计测的温度的相关关系，控制前开闭部件34、后开闭部件37，来分别控制前开口部33、后开口部36的开闭。
控制部41例如可以通过微电脑来实现。既可以作为专用电路安装设置于包覆壳部件31，也可以作为控制汽车1的ECU(Engine Control Unit，发动机控制单元)的功能来设置。
图4是图2的控制部41进行的开闭控制的流程图。
控制部41反复执行图4的开闭控制。
在图4的开闭控制中，控制部41首先确认发动机主体11是否在工作(步骤ST1)。控制部41获取ECU发出的发动机主体11的控制信息，确认发动机是否在工作。
当发动机主体11未工作时，即发动机主体11停止时，控制部41关闭前开口部33和后开口部36(步骤ST2)。由此，包覆壳部件31被密闭，包覆壳部件31的内部通过隔热结构来保温。
当发动机主体11在工作时，控制部41获取前温度传感器38的前温度、中温度传感器39的中温度、后温度传感器40的后温度(步骤ST3)。
然后，控制部41根据这些温度的相关关系，启动分别开闭各种开口部的控制。
控制部41首先对比前温度与发动机主体11的最低温度(步骤ST4)。发动机主体11的最低温度可以为适合发动机主体11运行的最小温度。具体而言，例如，可以是使发动机主体11所使用的油的粘性高于适合发动机主体11运行的要求粘性的温度。
当前温度低于发动机主体11的最低温度时，控制部41关闭前开口部33和后开口部36(步骤ST2)。由此，发动机主体11会通过自身的热量有效加温。
当前温度为发动机主体11的最低温度以上时，控制部41对比后温度和电池模块23的最高温度(步骤ST5)。电池模块23的最高温度可以为适合电池模块23运行的最大温度。具体而言，例如可以为不会发生电池劣化的最大使用温度。
当后温度为电池模块23的最高温度以下时，控制部41打开前开口部33和后开口部36(步骤ST6)。由此，发动机主体11会通过自身的热量有效加温。
当后温度高于电池模块23的最高温度时，控制部41打开前开口部33并关闭后开口部36(步骤ST7)。由此，电池模块23不易被加热到最高温度以上。
如上所述，本实施方式中，将动力单元和传递类部件整体收纳在包覆壳部件31的内部空间。因此，通过动力单元的内燃机等的发热，即使在动力单元和传递类部件停止工作的状态下，也能将其维持在温热状态。其结果，可以抑制停止工作的内燃机的发动机主体11重启时的燃料利用率降低，抑制电池的过度冷却，从重启后立即开始以接近本来性能的状态使用这些设备。
而且，包覆壳部件31的内部空间被(隔热性能低于包覆壳部件31的)分离壁分隔，至少形成有第一分离空间和第二分离空间作为彼此分离的多个分离空间。而且，发动机主体11和电池在包覆壳部件31的内侧被分开配置在该第一分离空间和第二分离空间。因此，发动机主体11和电池例如可以保持在适合各自的个别温度。
另外，通过分离壁还形成配置有传递类部件的第三分离空间，由此也可以将传递类部件保持在适合的温度。
本实施方式中，控制部41根据包覆壳部件31的内部分隔出的各分离空间42～44或分别配置的部件的温度以及这些温度的相关关系来控制开闭。由此，可以将各分离空间42～44分别控制在合适的温度。
本实施方式中，前分离壁32和后分离壁35与包覆壳部件31一体设置。由此，不必将前分离壁32和后分离壁35与包覆壳部件31分开而安装并支撑于汽车1的框架部件或结构部件。可以简化封装结构。
本实施方式中，包覆壳部件31的设有前分离壁32的部位和设有后分离壁35的部位安装并被支撑于汽车1的框架部件或结构部件。因此，包覆壳部件31可以容易地安装到汽车1，而且通过该容易的安装能够使汽车1牢固地支撑包覆壳部件31和分离壁。利用通过前分离壁32和后分离壁35提高刚性的部分，可以使汽车1牢固地支撑包覆壳部件31。例如，与针对汽车1的框架部分或结构部件分别安装发动机罩或底罩(アンダーカバー)等包覆部件的情况相比，无需在汽车1侧采取大规模的措施或变动。
上述实施方式为本发明的优选实施方式的示例，但本发明并不限于此，可以在不脱离本发明要旨的范围内进行各种变形或变更。
图5是图2的封装装置30的变形例的说明图。
图5的封装装置30具有：直接连接前分离空间42和后分离空间44的连通路51、和配置于连通路51的连通路开闭部件52。
这种情况下，包覆壳部件31的内侧的前分离空间42、中分离空间43以及后分离空间44可以通过前开口部33、后开口部36和连通路直接通气。
而且，通过利用前开闭部件34、后开闭部件37以及连通路开闭部件52分别进行控制，各分离空间42～44无需经由第三分离空间便可直接从其他分离空间授受热量。
上述实施方式中，包覆壳部件31的内部空间被分离成配置有发动机主体11的前分离空间42、配置有变速器12的中分离空间43以及配置有电池模块23的后分离空间44这三个空间。
另外，例如，包覆壳部件31的内部空间也可以被分离成配置有发动机主体11和变速器12的前分离空间42、配置有电池模块23的后分离空间44这两个空间。

Claims (9)

1.一种具有动力单元的封装结构的车辆，所述车辆具有：动力单元，其包括在发动机主体内燃烧混合气体并输出驱动力的内燃机和使用发电机或电池的电力来输出驱动力的电动机；以及传递类部件，其传递所述动力单元产生的驱动力，在所述动力单元的封装结构中包括：
隔热封装结构，其具有整体收纳所述动力单元和所述传递类部件的内部空间；以及
分隔壁，其将所述隔热封装结构的所述内部空间分隔，至少形成第一分离空间和第二分离空间作为彼此分离的多个分离空间，
所述第一分离空间至少配置有所述发动机主体，
所述第二分离空间至少配置有所述电池。
2.根据权利要求1所述的具有动力单元的封装结构的车辆，其中，所述分离壁形成配置有所述传递类部件的第三分离空间。
3.根据权利要求1或2所述的具有动力单元的封装结构的车辆，其中，
包括：
连通部，其在所述隔热封装结构的内侧将所述第一分离空间、所述第二分离空间和第三分离空间中的至少所述第一分离空间和所述第二分离空间连通；
开闭部件，其开闭所述连通部；以及
控制部，其控制所述开闭部件来开闭所述连通部。
4.根据权利要求1或2所述的具有动力单元的封装结构的车辆，其中，
包括：
在所述隔热封装结构的内侧，将所述第一分离空间和所述第二分离空间连通的第一连通部，将所述第二分离空间和第三分离空间连通的第二连通部，及将所述第三分离空间和所述第一分离空间连通的第三连通部；
开闭所述第一连通部的第一开闭部件，开闭所述第二连通部的第二开闭部件，及开闭所述第三连通部的第三开闭部件；以及
控制部，其控制所述第一开闭部件、所述第二开闭部件和所述第三开闭部件来分别开闭所述第一连通部、所述第二连通部和所述第三连通部。
5.根据权利要求3或4所述的具有动力单元的封装结构的车辆，其中，所述控制部根据所述隔热封装结构的内部分隔出的各分离空间或配置于各分离空间的部件的温度来控制开闭。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的具有动力单元的封装结构的车辆，其中，所述分离壁与隔热封装结构一体设置。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的具有动力单元的封装结构的车辆，其中，所述分离壁或所述隔热封装结构的设有所述分离壁的部位安装并被支撑于所述车辆的框架部件或结构部件。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的具有动力单元的封装结构的车辆，其中，所述隔热封装结构将关于所述动力单元的排气管、涡轮机、消音器以及催化剂设备设在外部。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的具有动力单元的封装结构的车辆，其中，所述隔热封装结构收纳与所述动力单元以及所述传递类部件有关的通过油来润滑的设备。
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