CN110466335A - 电气设备的车载构造 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车载构造，防止在从斜前方对安装于前舱的电气设备施加了碰撞负荷时电气设备的壳体破损。电力变换器的壳体分成上壳体和下壳体。上壳体具备第一贯通孔和第二贯通孔。下壳体具备供插通于第一贯通孔的第一螺栓进行固定的第一固定孔和供插通于第二贯通孔的第二螺栓进行固定的第二固定孔。第一贯通孔设置于上壳体的距车宽方向的车辆中心较远一侧且上壳体的前半部分，第二贯通孔设置于上壳体的距车宽方向的车辆中心较近一侧且上壳体的后半部分。并且，第一螺栓与第一贯通孔之间的第一间隙大于第二螺栓与第二贯通孔之间的第二间隙。

Description

电气设备的车载构造

技术领域

本发明公开的技术涉及电气设备的车载构造。

背景技术

近年来，各种电气设备正在被搭载于车辆。例如，电动汽车搭载有将直流电源的输出电力变换为电动机的驱动电力的电力变换器。在专利文献1所公开的电动汽车中，对行驶用电动机的驱动电力进行控制的电力控制单元固定于电动机壳体之上。当施加有高电压的电气设备的壳体因碰撞的冲击而破损时，存在施加有高电压的部件露出的风险。专利文献1的电动汽车经由前托架与后托架而将电力控制单元支承于电动机壳体之上。在车辆发生了前方碰撞时，由于托架变形而电力控制单元移动，减少施加于电力控制单元的碰撞负荷。

在日本特开2018-024330号公报(专利文献1)中，公开了防止因经由后托架向电动机壳体传递的负荷而电动机壳体发生破损的技术。后托架通过配置于车辆前方侧的第一螺栓和配置于车辆后方侧的第二螺栓被安装于电动机壳体。在后托架形成有供第一螺栓插入的第一插入孔和供第二螺栓插入的第二插入孔。第二螺栓与第二插入孔之间的间隙(余隙(clearance))比第一螺栓与第一插入孔之间的间隙大。此外，电动机壳体的供第一螺栓安装的部分比供第二螺栓安装的部分强度高。根据专利文献1的构造，由于第二螺栓与第二插入孔之间的间隙比第一螺栓与第一插入孔之间的间隙大，因此当从前方向后托架施加碰撞负荷时，对与间隙较大的第二插入孔相比间隙较窄的第一插入孔施加较大的负荷。在强度较大的第一插入孔周边施加较大的负荷，在强度较低的第二插入孔周边施加相对较小的负荷。由于根据电动机壳体的部位的强度使碰撞负荷分散，因此电动机壳体变得不易破损。

发明内容

专利文献1的技术是防止在从车辆前方施加碰撞负荷时电动机壳体的破损的技术。本发明提供一种防止在对安装于前舱的电气设备从斜前方施加了碰撞负荷时电气设备的壳体的破损的技术。

在本发明公开的技术中，电气设备安装于车辆的前舱。电气设备具备被上下分割开的第一壳体和第二壳体。第一壳体具备第一贯通孔和第二贯通孔。第二壳体具备供插通于第一贯通孔的第一紧固部件进行固定的第一固定孔和供插通于第二贯通孔的第二紧固部件进行固定的第二固定孔。第一贯通孔设置于第一壳体的距车宽方向的车辆中心较远一侧且第一壳体的前半部分，第二贯通孔设置于第一壳体的距车宽方向的车辆中心较近一侧且第一壳体的后半部分。并且，第一紧固部件与第一贯通孔之间的第一间隙大于第二紧固部件与第二贯通孔之间的第二间隙。

在上述的车载构造中，第一贯通孔与第一紧固部件比第二贯通孔与第二紧固部件更靠近车辆的斜前方的角部。在障碍物从车辆的斜前方进行了碰撞的情况下，施加于固定有第一紧固部件的第一固定孔的周边的碰撞负荷相比施加于固定有第二紧固部件的第二固定孔的周边的碰撞负荷趋于变大。其原因在于，在第一固定孔与第二固定孔之间壳体变形，碰撞负荷的一部分被吸收，向第二固定孔传递的碰撞负荷减少。通过使第一间隙比第二间隙相对较大，能够在第一固定孔的周边相比较于第二固定孔的周边，而第一壳体相对于第二壳体较大地偏移。其结果，施加于第一固定孔的周边的负荷变小，施加于第一固定孔的周边的负荷与施加于第二固定孔的周边的负荷的差变小。由于缓和了碰撞负荷的不均，因此壳体变得不易破损。

典型地，第一贯通孔与第一固定孔设置于电气设备的前部的距车辆中心较远一侧的角部，第二贯通孔与第二固定孔设置于电气设备的后部的距车辆中心较近一侧的角部。

在本发明公开的车载构造中，第一壳体与第二壳体除了使用上述第一、第二紧固部件，还可以使用第三紧固部件进行连结。具体而言，在第一壳体的第一贯通孔与第二贯通孔之间设置有第三贯通孔，在第二壳体中设置有供插通于第三贯通孔的第三紧固部件进行固定的第三固定孔。并且，第三紧固部件与第三贯通孔之间的第三间隙小于第一间隙且大于第二间隙。由于第三固定孔位于第一固定孔与第二固定孔之间，如果第三间隙的大小介于第一间隙与第二间隙之间，则不会助长负荷的不均。另外，通过将第一壳体与第二壳体使用更多的紧固部件进行连结，可实现负荷的分散。

本发明所公开的技术的详细内容和进一步的改良通过以下的“具体实施方式”进行说明。

附图说明

图1是采用了实施例的车载构造的电动汽车的俯视图。

图2是采用了实施例的车载构造的电动汽车的主视图。

图3是电力变换器的周边的放大俯视图。

图4是沿图3的IV-IV线的剖视图。

图5是沿图3的V-V线的剖视图。

图6是沿图3的VI-VI线的剖视图。

具体实施方式

参照附图对实施例的车载构造2进行说明。实施例的车载构造2在电动汽车100中被适用于电力变换器10。在图1中表示了电动汽车100的俯视图，在图2中表示了电动汽车100的主视图。在图1、图2中，使用假想线描绘电动汽车100的轮廓。电动汽车100在前舱101搭载有电动机5、电力变换器10、充电器6。

图中的坐标系的F轴表示车辆前后方向，H轴表示车辆横向，V轴表示车辆上下方向。+F方向表示车辆前方，+V方向表示车辆上方。

电动汽车100能够使用电动机5来行驶。电动机5在前舱101中被悬挂于2个侧梁3之间。侧梁3是用于确保车辆的强度的框架，在车辆前后方向上延伸。侧梁3的前端连结于散热器框架9。电动机5由带减震衬套的托架4悬挂于2个侧梁3之间。

电力变换器10是将未图示的电源的直流电力变换为电动机5的驱动电力的设备。电源的输出电压为100V以上。在电力变换器10的壳体11的内部配置有大量被施加100V以上的电压的零件。因此，期待在发生碰撞时壳体11不易发生破损的车载构造。

在2个侧梁3之间架设有基板7，电力变换器10被固定于基板7之上。在基板7上还固定有充电器6。电力变换器10与充电器6在车辆横向上排列配置。图中的直线CL表示车辆横向的中心线。如图1、图2所示，电力变换器10相比车辆的中心线CL偏向车辆右侧而被配置。

图3中示出电力变换器10的周边的放大俯视图。电力变换器10的壳体11被上下分割开(参照图2)。将上侧的壳体称为上壳体11a，将下侧的壳体称为下壳体11b。上壳体11a与下壳体11b通过多个螺栓来紧固互相相向的开口的周围。在上壳体11a的开口周围设置有凸缘19a，在下壳体11b的开口周围设置有凸缘19b。凸缘19a与凸缘19b的接触面在水平面一致。凸缘19a与凸缘19b使用多个螺栓12a-12h被相互固定。更详细而言，在上壳体11a的凸缘19a设置有供螺栓12a-12h贯通的贯通孔，在下壳体11b的凸缘19b在与上壳体11a的贯通孔相向的位置设置有螺栓固定孔。通过了上壳体11a的贯通孔的螺栓12a-12h被固定于下壳体11b的螺栓固定孔。以下，在无差别地表示螺栓12a-12h的任意一个时均记为螺栓12。

电力变换器10受到较大损害的可能性较高的情况是障碍物从电力变换器10所处的一侧的斜前方进行了碰撞的情况。在图3中示意性示出从车辆的右前方侵入的障碍物102。中间白箭头示出电力变换器10从障碍物102受到的碰撞负荷的方向。如从图3中所明确那样，电力变换器10在前侧距中心线CL较远一侧的角部13a被施加最大的碰撞负荷。另一方面，在后侧距中心线CL较近一侧的角部13b被施加的碰撞负荷最小。实施例的车载构造2能够使施加于壳体11的周围的紧固部的负荷的不均较小。其结果，在来自斜前方的碰撞之时，壳体11不易破损。

图4中示出沿图3的IV-IV线的剖面。图4示出将距障碍物102最近的位置的螺栓12a横切的剖面。图5示出沿图3的V-V线的剖面。图6中示出沿图3的VI-VI线的剖面。图6示出将距障碍物102最远的位置的螺栓12f横切的剖面。图5示出将位于螺栓12a与螺栓12f的大致中间的螺栓12b横切的剖面。螺栓12a(贯通孔14a，螺栓固定孔15a)在壳体11的前部位于距车辆的中心线CL较远一侧的角部13a。螺栓12f(贯通孔14f，螺栓固定孔15f)在壳体11的后部位于距车辆中心线CL较近一侧的角部13b(参照图3)。

参照图4至图6对实施例的车载构造2的特征进行说明。如先前所述，在上壳体11a的凸缘19a设置有供螺栓12a(12b、12f)贯通的贯通孔14a(14b、14f)。在下壳体11b的凸缘19b，在与贯通孔14a、14b、14f分别相向的位置设置有螺栓固定孔15a、15b、15f。螺栓12a(12b、12f)通过贯通孔14a(14b、14f)并被紧固于螺栓固定孔15a(15b，15f)。在实施例的车载构造2中，距车辆横向的中心线CL最远且位于电力变换器10的前部的贯通孔14a与螺栓12a之间的间隙d1(参照图4)大于距中心线CL最近且位于电力变换器10的后部的贯通孔14f与螺栓12f之间的间隙d2(参照图6)。另外，位于贯通孔14a与贯通孔14f之间的贯通孔14b与螺栓12b之间的间隙d3(参照图5)比间隙d1小且比间隙d2大。“间隙”也可换言之为“余隙(clearance)”。

间隙d1、d2、d3的关系带来以下效果。如图3所示，螺栓12a(贯通孔14a，螺栓固定孔15a)比螺栓12f(贯通孔14f，螺栓固定孔15f)更接近车辆的斜前方的角部。在障碍物102从车辆的斜前方进行了碰撞的情况下，施加于螺栓固定孔15a的周边的碰撞负荷大于施加于螺栓固定孔15f的周围的碰撞负荷。其原因在于，在螺栓固定孔15a与螺栓固定孔15f之间壳体11变形，所传递的碰撞负荷的一部分被吸收。通过使斜前方的间隙d1大于后方的间隙d3，能够使得相比于螺栓12f在螺栓12a中使上壳体11a相对于下壳体11b较大地偏移。其结果，施加于位于车辆斜前方的角部13a的螺栓固定孔15a的周边的负荷变小。其结果，施加于螺栓固定孔15a的周边的负荷与施加于螺栓固定孔15f的周边的负荷的差变小。缓和了碰撞负荷的不均，从而壳体11变得不易破损。

位于螺栓12a与螺栓12f的中间的螺栓12b中的间隙d3小于间隙d1且大于间隙d2。由于螺栓12b(贯通孔14b，螺栓固定孔15b)处于螺栓12a与螺栓12f的中间，并且间隙d3为d1与d2的中间的大小，因此不会助长碰撞负荷的不均。通过将上壳体11a与下壳体11b使用较多的螺栓进行连结来分散负荷，壳体11变得不易破损。

在实施例的车载构造2中将螺栓12与贯通孔14之间的间隙划分为3阶段。在以图3的点划线L1与L2为边界的区域(A)、区域(B)、区域(C)中，间隙(贯通孔14与螺栓12之间的间隙)的大小不同。在距车辆的斜前方的角部最近的区域(A)中，间隙最大。在距车辆斜前方的角部最远的区域(B)中，间隙最小。在区域(A)与区域(B)之间的区域(C)中，间隙小于区域(A)中的间隙而大于区域(B)中的间隙。即，在螺栓12b、12c中，间隙的大小相等。另外，在螺栓12d-21h中间隙的大小也相等。

这样，在距车辆的斜前方的角部较近的区域确保了较大的间隙，在距车辆斜前方较远的区域确保了较小的间隙。这样一来，在障碍物从斜前方进行了碰撞时，能够缓和施加于多个螺栓固定孔的周边的碰撞负荷的不均。

对实施例中说明了的技术的注意点进行说明。在连结上壳体与下壳体时，存在使用用于对位的销(定位销)的情况。定位销并非对上壳体与下壳体进行固定的紧固部件。即，定位销不是耐于碰撞负荷的部件。在并用了定位销与螺栓的情况下，对于多个螺栓，上述的间隙的关系成立即可。

在电力变换器位于车宽方向的中心的情况下，位于电力变换器的前部的螺栓与贯通孔之间的间隙大于位于后部的螺栓与贯通孔之间的间隙即可。

实施例的螺栓12a、贯通孔14a、螺栓固定孔15a分别相当于第一紧固部件、第一贯通孔、第一固定孔的一例。实施例的螺栓12f、贯通孔14f、螺栓固定孔15f分别相当于第二紧固部件、第二贯通孔、第二固定孔的一例。实施例的螺栓12b、贯通孔14b、螺栓固定孔15b分别相当于第三紧固部件、第三贯通孔、第三固定孔的一例。

上壳体11a对应于第一壳体的一例，下壳体11b对应于第二壳体的一例。在本发明所公开的车载构造中，也可以在下壳体设置有贯通孔，在上壳体设置有固定孔。另外，本发明所公开的技术、本发明所公开的车载构造也可以适用于电力变换器以外的电气设备。

以上，虽对本发明的具体例详细地进行了说明，但所述内容不过是示例，而非对权利要求书进行限定。在权利要求书中记载的技术中包含了对以上例示了的具体例进行各种变形、变更而得到的技术方案。本说明书或附图中说明了的技术要素可通过单独或各种组合来发挥技术实用性，而非限定于申请时权利要求书所记载的组合。另外，本说明书或附图中例示了的技术可同时达成多个目的，达成其中的一个目的本身就具有技术实用性。

标号说明

2：车载构造

3：侧梁

4：托架

5：电动机

6：充电器

7：基板

9：散热器框架

10：电力变换器

11：壳体

11a：上壳体

11b：下壳体

12，12a-12h：螺栓

13a，13b：角部

14a，14b，14f：贯通孔

15a，15b，15f：螺栓固定孔

19a，19b：凸缘

100：电动汽车

101：前舱

102：障碍物。

Claims (3)

1.一种车载构造，是电气设备向前舱的车载构造，其中，

所述电气设备具备被上下分割开的第一壳体和第二壳体，

所述第一壳体具备第一贯通孔和第二贯通孔，

所述第二壳体具备供插通于所述第一贯通孔的第一紧固部件进行固定的第一固定孔和供插通于所述第二贯通孔的第二紧固部件进行固定的第二固定孔，

所述第一贯通孔设置于所述第一壳体的距车宽方向的车辆中心较远一侧且所述第一壳体的前半部分，所述第二贯通孔设置于所述第一壳体的距车宽方向的车辆中心较近一侧且所述第一壳体的后半部分，

所述第一紧固部件与所述第一贯通孔之间的第一间隙大于所述第二紧固部件与所述第二贯通孔之间的第二间隙。

2.根据权利要求1所述的车载构造，其中，

所述第一贯通孔与所述第一固定孔设置于所述电气设备的前部的距所述车辆中心较远一侧的角部，

所述第二贯通孔与所述第二固定孔设置于所述电气设备的后部的距所述车辆中心较近一侧的角部。

3.根据权利要求1或2所述的车载构造，其中，

在所述第一壳体的所述第一贯通孔与所述第二贯通孔之间设置有第三贯通孔，

所述第二壳体具备供插通于所述第三贯通孔的第三紧固部件进行固定的第三固定孔，

所述第三紧固部件与所述第三贯通孔之间的第三间隙小于所述第一间隙且大于所述第二间隙。