CN115675043A - 混合动力汽车的下部结构 - Google Patents

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柴田勉
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Abstract

本发明提供一种混合动力汽车的下部结构，即使是在地板(11)的下表面配设了大型的电池单元(20)的混合动力车辆也能够配设车载设备(7)。在地板的下表面配设有高电压电池单元的混合动力汽车的下部结构具备：配设于地板的下表面的与高电压电池单元相比前方且与车宽方向中央相比车宽方向一方侧的发动机排气系部件；及配设于地板的下表面的与高电压电池单元相比前方且与车宽方向中央相比车宽方向另一侧的高电压装置(30、31)。在高电压电池单元与高电压装置之间配设有车载设备，车载设备以前后方向上的尺寸比车载设备的上表面为水平的水平状态时的前后方向上的尺寸短的方式，成为所述上表面在前后方向上倾斜的倾斜状态。

Description

混合动力汽车的下部结构
技术领域
本发明涉及一种混合动力汽车的下部结构。
背景技术
专利文献1公开了一种混合动力车辆。在该混合动力车辆的地板的下表面配置有高电压电池和作为高电压装置的逆变器、转换器等。该高电压电池是48V的电池，配置于通道部的内部。逆变器和转换器在通道部的左侧的区域沿前后方向排列配置。
专利文献2公开了一种将电池组支承于作为汽油发动机-电混合动力车辆的乘用车的地板下的车辆用电池支承结构。该电池组通过支架悬架于地板通道的左右两侧。
专利文献3公开了一种电动车辆。该电动车辆在车辆的右侧配置有排气管，并在与其相反的左侧配置有前驱动电机、发电电机。另外，在将排气管配置于车辆的左侧的情况下，在与其相反的右侧配置前驱动电机、发电电机。因此，前驱动电机、发电电机不受从排气管传递的热的影响。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2020-172879号公报
专利文献2：日本特开2013-067334号公报
专利文献3：日本特开2016-002772号公报
发明所要解决的技术问题
但是，在混合动力车辆的地板的下表面配设有逆变器、转换器等高电压装置、车载设备、电池单元、发动机排气系部件。因此，在混合动力车辆中，需要保护高电压装置、车载设备等不因发动机排气系部件而受到热损伤。而且，为了增加混合动力车辆的电动行驶距离，可能配设大型的电池单元。但是，当将大型的电池单元配设于地板的下表面时，难以确保在地板的下表面配设车载设备的空间。
发明内容
因此，本发明提供一种即使在地板的下表面配设了大型的电池单元的混合动力车辆也能够配设车载设备的结构。
用于解决技术问题的技术手段
本发明为了达成上述的目的，在高电压电池单元的前方配置高电压装置，并在高电压电池单元与高电压装置之间，以成为上表面在前后方向上倾斜的倾斜状态的方式配设车载设备。
具体而言，这里公开的混合动力汽车的下部结构在地板的下表面配设有高电压电池单元，具备：
发动机排气系部件，该发动机排气系部件配设在所述地板的下表面的与所述高电压电池单元相比的前方且与车宽方向中央相比的车宽方向一方侧；以及
高电压装置，该高电压装置配设在所述地板的下表面的与所述高电压电池单元相比的前方且与车宽方向中央相比的车宽方向另一方侧，
在所述高电压电池单元与所述高电压装置之间配设有车载设备，
所述车载设备以前后方向上的尺寸比该车载设备的上表面水平的水平状态时的前后方向上的尺寸短的方式，成为所述上表面在前后方向上倾斜的倾斜状态。
根据该结构，通过使车载设备成为倾斜状态，能够在高电压电池单元与高电压装置之间的狭窄的空间配设车载设备。因此，即使为了确保足够的电动行驶距离而配设了大型的电池单元，也能够在地板的下表面配设车载设备。而且，发动机排气系部件与高电压装置及车载设备隔着车宽方向中央而分别配设在车宽方向上的相反侧。因此，能够保护高电压装置及车载设备不因发动机排气系部件的热而热损伤。
在一个实施方式中，所述高电压电池单元以前表面下部与前表面上部相比位于车辆后方侧的方式后退，
所述车载设备成为所述上表面以后端与前端相比处于低位置的方式朝向车辆后方下降倾斜的倾斜状态，
所述车载设备的所述上表面的后端面朝所述高电压电池单元的所述前表面下部。
由此，通过使高电压电池单元的前表面下部与前表面上部相比后退而在前表面下部的前方产生空间。利用该空间，从而处于倾斜状态的车载设备的上表面的后端面朝高电压电池单元的前表面下部。通过像这样设置，能够在高电压电池单元与高电压装置之间的狭窄的空间紧凑地配设车载设备。
在一个实施方式中，所述车载设备固定于上表面朝向车辆后方下降倾斜的安装板，并经由该安装板而被支承于所述地板，
所述安装板的上表面后端面朝所述高电压电池单元的前表面下部。
在因车辆的前方碰撞而使安装板和车载设备向后侧移动时，首先，安装板的上表面与高电压电池单元的前表面上部接触。此时，高电压电池单元的前表面上部与安装板的倾斜的上表面以相对地滑动的方式接触。由此，能够缓和高电压电池单元和车载设备因车辆的前方碰撞而受到的冲击。
另外，在车载设备随着车辆的前方碰撞而向后方移动时，成为高电压电池单元的前表面上部与安装板的倾斜的上表面相对地滑动的形式，从而安装板和车载设备以朝向车辆后方下降的方式被引导。由此，能够使安装板和车载设备向因高电压电池单元的前表面下部后退而产生的空间退避。
在一个实施方式中，所述高电压电池单元在所述前表面下部具备线束连接部。
由此，能够利用因高电压电池单元的前表面下部后退而产生的空间将线束连接至电压电池单元。因此，能够使向高电压电池单元的电连接紧凑。
在一个实施方式中，所述车载设备是经由线束从所述线束连接部被供给电力的高电压设备。
由此，能够缩短用于向车载设备供给电力的线束，能够使电连接紧凑。
在一个实施方式中，所述高电压设备是用于对发动机冷却水进行电加热的PTC加热器。
发明的效果
根据本发明，发动机排气系部件与车载设备及高电压装置隔着车宽方向中央而分别配设于车宽方向的相反侧，因此能够保护车载设备和高电压装置不因发动机排气系部件而热损伤。另外，通过将车载设备配设为倾斜状态，能够在高电压电池单元与高电压装置之间的狭窄的空间配设车载设备。因此，即使地板的下表面的空间因配设大型的高电压电池单元而变得狭窄，也能够配设车载设备。
附图说明
图1是混合动力汽车的下部结构的下表面图。
图2是图1中的主要部分的放大图。
图3是图2的III-III线处的剖视图。
图4是省略了转换器的相当于图2的图。
图5是表示图4中的主要部分整体的图。
图6是从左斜下方观察图5的立体图。
图7是从左斜上方观察图5的立体图。
图8是从上方观察图5的上表面图。
图9是省略了PTC加热器的相当于图5的图。
图10是省略了PTC加热器的相当于图6的图。
符号说明
1 混合动力汽车
5 高电压装置安装支架
6 净化装置
7 PTC加热器
8 安装板
11 地板
12 通道部
20 高电压电池单元
21 左侧电池单元
22 右侧电池单元
210 前表面部
211 前表面上部
212 前表面下部
213 IV线束连接部
214 线束连接部
30 逆变器
31 转换器
具体实施方式
以下，基于附图，对本发明的实施方式详细地进行说明。以下的优选实施方式的说明本质上不过是例示，完全不意在限制本发明的应用物或其用途。
＜混合动力汽车的下部结构＞
图1示出了本发明的实施方式的混合动力汽车1的下部结构。在图1中，上下方向为车宽方向、左侧为车辆前方、右侧为车辆后方、纸面里侧为上方、纸面跟前侧为下方。在混合动力汽车1的车宽方向两端设置有沿车辆前后方向延伸的侧梁10。在这些侧梁10的车宽方向内侧配置有大致水平的地板11。在地板11的车宽方向上的中央部，朝向上侧凹陷的通道部12设置为沿车辆前后方向延伸。地板11中的各侧梁10与通道部12之间分别设置有沿前后方向延伸的地板侧框架13。
如图1所示，在混合动力汽车1的地板11的下表面中的通道部12的车宽方向两侧配设有向车辆驱动用电机供给电力的高电压电池单元20。高电压电池单元20由左右一对构成，在车宽方向左侧(图中为上侧)配设有左侧电池单元21，并且在车宽方向右侧(图中为下侧)配设有右侧电池单元22。这些左侧电池单元21和右侧电池单元22是例如锂离子电池，是高电压的直流电源。左侧电池单元21和右侧电池单元22架设于地板侧框架13和形成通道部12的通道侧框架14。
如图2所示，在左侧电池单元21的前方部分(图中为左侧)中，车宽方向外侧(图中为上侧)与车宽方向内侧(图中为下侧)相比向前方突出。在该突出的部分形成有朝向车辆前方的前表面部210。在没有向前方突出的车宽方向内侧的部分设置有IV(逆变器)线束连接部213。如图3所示，左侧电池单元21的前表面部210以前表面下部212与前表面上部211相比位于车辆后方侧的方式后退。前表面上部211设置为与车辆前后方向正交。另外，前表面下部212以下端与上端相比位于后方的方式在车辆前后方向上倾斜地设置。在左侧电池单元21的前表面下部212设置有线束连接部214。在该线束连接部214能够连接四根线束。
＜净化装置＞
如图1所示，在向通道部12的车宽方向右侧扩展的地板11的下表面，在右侧电池单元22的前方配设有作为车辆驱动用发动机的排气系部件的净化装置6。该净化装置6是用于通过催化剂对通过其内部的发动机排气进行净化的部件。该净化装置6随着通过内部的排气的净化而发热。
在净化装置6的前部连接有朝向车辆前方延伸的前侧排气管61。该前侧排气管61的前端与发动机的排气歧管连接。另外，在净化装置6的后部连接有朝向车辆后方延伸的后侧排气管62。该后侧排气管62以朝向车辆后方而向车宽方向中央倾斜的方式延伸，并且，通过通道部12而向后方延伸。
＜逆变器和转换器＞
如图1所示，在左侧电池单元21的前方配设有作为高电压装置的逆变器30和转换器31。这些逆变器30和转换器31隔着通道部12而设置在与上述的净化装置6在车宽方向上相反的一侧。由此，能够保护这些逆变器30和转换器31不因净化装置6所发出的热而热损伤。
如图3所示，这些逆变器30和转换器31以上下重合的状态经由高电压装置安装支架5而跨过地板侧框架13和通道侧框架14地安装。逆变器30和转换器31的外形是纵横的尺寸比厚度的尺寸长的矩形箱状。逆变器30和转换器31的前后方向(纵)上的尺寸比车宽方向(横)上的尺寸长。这些逆变器30和转换器31的车宽方向上的尺寸大致相同。另外，逆变器30的前后方向上的尺寸比转换器31的前后方向上的尺寸长。
虽然未图示，但三个开关电路以横着排列为一列的状态内置于逆变器30。通过在这些开关电路进行开关处理，从而逆变器30向电机输出控制后的三相的交流电。通过控制逆变器30，从而电机以规定的输出来驱动车辆。
如图1和图2所示，逆变器30具有用于将IV线束40连接于其前端部和后端部的逆变器侧连接部301。前侧的逆变器侧连接部301经由IV线束40而与电机等连接。另外，后侧的逆变器侧连接部301经由IV线束40与左侧电池单元21的IV线束连接部213连接。
转换器31用于对高电压电池单元20的直流电压进行降压(所谓的DC/DC转换器)。虽然未图示，但在转换器31的内部设置有包含IGBT等、多个开关元件、电容器、线圈的降压电路。转换器31能够通过对开关元件进行接通切断控制来使直流电流的电压降压。
如图1和图2所示，转换器31在其车宽方向(图中为上下方向)两侧具有用于将CV(转换器)线束41连接的转换器侧连接部311。右侧(图中为下侧)的转换器侧连接部311经由CV线束41与左侧电池单元21的线束连接部214连接。另外，在左侧(图中为上侧)的转换器侧连接部311连接有输出用的CV线束41。
＜高电压装置安装支架＞
0034如上所述，逆变器30和转换器31以经由高电压装置安装支架5而上下重合的状态跨过地板侧框架13和通道侧框架14地安装。图5～图8示出了高电压装置安装支架5。高电压装置安装支架5通过金属板的冲压加工而形成。
高电压装置安装支架5由上侧支架51和下侧支架52构成。如图5和图6所示，在从上下方向观察时，下侧支架52具有左右方向比前后方向长的大致长方形状的外形。如图7～图8所示，在从上下方向观察时，上侧支架51具有大致L形状的外形。
在上侧支架51和下侧支架52分别形成有规定的折弯结构和规定的凹凸结构。通过这些折弯结构和凹凸结构，强化了上侧支架51和下侧支架52各自的刚性。
上侧支架51具有：沿前后方向延伸的上内侧安装部511和从上内侧安装部511的前方侧的端向车宽方向延伸的架设部512。在架设部512的突出端设置有上外侧安装部513。在上内侧安装部511和上外侧安装部513设置有多个用于供安装螺栓紧固的紧固座。
下侧支架52具有：大致长方形板状的底板部521和设置于底板部521的长边方向上的车宽方向外侧的端部的下外侧安装部522。在下外侧安装部522设置有多个用于供安装螺栓紧固的紧固座。这些上侧支架51和下侧支架52以彼此在上下方向上相对的状态通过由螺栓紧固而被一体化。
上内侧安装部511经由紧固座而由安装螺栓安装于通道侧框架14。另外，上外侧安装部513经由紧固座而由安装螺栓安装于地板侧框架13。由此，高电压装置安装支架5被安装于地板11的下表面。
如图3所示，在上侧支架51与下侧支架52之间配置有逆变器30。该逆变器30载置于底板部521并被螺栓紧固。另外，在下侧支架52的下表面，通过安装螺栓而紧固有转换器31。这样，逆变器30和转换器31以上下重合的状态跨过地板侧框架13和通道侧框架14地安装。
＜PTC加热器＞
如图1和图2所示，在左侧电池单元21与逆变器30及转换器31之间配设有作为车载设备的PTC加热器7。PTC加热器7用于对发动机冷却水进行电加热。被PTC加热器7加热后的发动机冷却水被利用于混合动力汽车1的空调的加热器等。PTC加热器7隔着通道部12而设置在与上述的净化装置6在车宽方向上相反的一侧。由此，能够保护PTC加热器7不会因净化装置6所发出的热而热损伤。
如图3所示，PTC加热器7具有如下矩形箱状的加热器部71，在使PTC加热器7的上表面水平的水平状态中，该加热器部71的纵横的尺寸比厚度的尺寸长。另外，在该加热器部71的下部设置有箱部72，该箱部72的前后方向的尺寸比加热器部71短，且厚度的尺寸比加热器部71长。由此，处于水平状态的PTC加热器7呈前后方向的尺寸比厚度的尺寸长。
如图3～图5所示，在PTC加热器7的加热器部71具有用于将加热器线束42连接至前方侧的下部的加热器侧连接部711。加热器侧连接部711经由加热器线束42而与左侧电池单元21的线束连接部214连接。即，PTC加热器7是通过经由加热器线束42从高电压电池单元20供电而工作的高电压设备。
如图4和图5所示，在PTC加热器7的箱部72的车宽方向外侧(图5中为上侧)，在两个位置设置有配水管连接部721、721。在这些配水管连接部721分别连接有用于使发动机冷却水循环的配水管73、73。发动机冷却水经由这些配水管73中的一方而供给至箱部72，并且发动机冷却水经由另一方而从箱部72排出。
如图3所示，PTC加热器7配设为成为加热器部71的上表面以后端(图3中为右侧端)与前端(图3中为左侧端)相比为低位置的方式朝向车辆前后方向下降倾斜的倾斜状态。该倾斜姿势下的PTC加热器7的前后方向上的尺寸比处于加热器部71的上表面为水平的水平状态的PTC加热器7的前后方向上的尺寸短。该倾斜的加热器部71的上表面的后端面朝左侧电池单元21的前表面下部212。
这样，通过使PTC加热器7以其上表面的后端面朝左侧电池单元21的前表面下部212的方式倾斜，从而能够将PTC加热器7紧凑地配设在左侧电池单元21与逆变器30及转换器31之间的狭窄的空间。另外，在PTC加热器7所面朝的左侧电池单元21的前表面下部212设置有线束连接部214。因此，PTC加热器7与线束连接部214之间的距离短，能够缩短将PTC加热器7与左侧电池单元21的线束连接部214连接的加热器线束42的长度。由此，能够使PTC加热器7与左侧电池单元21的电连接紧凑。
＜安装板＞
如图3、图7及图8所示，在PTC加热器7的上部固定有用于将PTC加热器7支承于地板11的下表面的安装板8。该安装板8通过利用PTC加热器7的上部的倾斜而以安装板8的上表面朝向车辆后方下降倾斜的方式设置。该安装板的上表面后端面朝左侧电池单元21的前表面下部212。
如图7～图10所示，安装板8是矩形状。在安装板8的车宽方向两侧形成有相对于安装板8的上表面呈直角地向下方折弯的折弯部81。在该折弯部81各自的下端形成有朝向外侧延伸的固定部82。PTC加热器7经由安装螺栓而安装于该固定部82中的每一个。由此，PTC加热器7被固定于安装板8。
如图9和图10所示，设置于车宽方向内侧的固定部82的车宽方向内侧端部朝向下方折弯，而形成内侧端部83。在该内侧端部83设置有朝向下方延伸且上部沿着安装板8的倾斜而倾斜的板状的内侧安装板84。如图9所示，在内侧安装板84的前方(图9中为左侧)的端部设置有向车宽方向外侧(图9中为上侧)弯曲的弯曲部841。在弯曲部841的前侧端处的下端设置有向前方延伸的内侧安装板紧固部842。内侧安装板紧固部842通过安装螺栓而安装于高电压装置安装支架5的下侧支架52。
另外，如图3和图7所示，在安装板8的上表面的前方侧设置有板前侧支架85。如图3所示，该板前侧支架85具有固定于加热器部71的上表面的前侧固定部851。在前侧固定部851的前端设置有朝向后方下侧开口的从车宽方向观察大致U形地折弯的U形部852。另外，在U形部852的下端设置有向前方延伸的前侧支架紧固部853。前侧支架紧固部853安装于高电压装置安装支架5的下侧支架52，并通过螺栓安装。
如图7和图8所示，在安装板8的车宽方向内侧(图8中为上侧)设置有板内侧支架86。如图7所示，板内侧支架86具有从车宽方向观察大致L形地折弯的L形部861。在L形部861的车宽方向外侧的端部设置有固定于安装板8的上表面的内侧支架固定部862。L形部861的车宽方向内侧的端部延伸至高电压装置安装支架5的上内侧安装部511的后端的下侧，并通过安装螺栓安装于上内侧安装部511的后端。
＜安装板对PTC加热器的保护＞
使用图3，对安装板8对PTC加热器7的保护进行说明。本发明的安装板8从车辆碰撞时(前方碰撞)的冲击保护PTC加热器7。
在混合动力汽车1发生碰撞时，安装板8和PTC加热器7因该冲击而向后方侧(图3中为右侧)移动。如图3所示，安装板8的上表面的后端面朝左侧电池单元21的前表面下部212，因此，安装板8的上表面与左侧电池单元21的前表面上部211相对。因此，在安装板8和PTC加热器7向后方侧移动时，左侧电池单元21的前表面上部211与安装板8的上表面接触。此时，左侧电池单元21的前表面上部211沿着安装板8的倾斜而以与安装板8的上表面相对地滑动的方式接触。由于以滑动的方式接触，因此能够通过该接触来缓和左侧电池单元21和PTC加热器7受到的冲击。
另外，通过左侧电池单元21的前表面上部211与安装板8的上表面相对地滑动，从而安装板8和PTC加热器7以朝向车辆后方下降的方式被引导。由此，能够使因车辆碰撞而向后方移动的安装板8和PTC加热器7退避至因左侧电池单元21的前表面下部212后退而产生的空间。

Claims (6)

1.一种混合动力汽车的下部结构，在地板的下表面配设有高电压电池单元，其特征在于，具备：
发动机排气系部件，该发动机排气系部件配设在所述地板的下表面的与所述高电压电池单元相比的前方且与车宽方向中央相比的车宽方向一方侧；以及
高电压装置，该高电压装置配设在所述地板的下表面的与所述高电压电池单元相比的前方且与车宽方向中央相比的车宽方向另一方侧，
在所述高电压电池单元与所述高电压装置之间配设有车载设备，
所述车载设备以前后方向上的尺寸比该车载设备的上表面水平的水平状态时的前后方向上的尺寸短的方式，成为所述上表面在前后方向上倾斜的倾斜状态。
2.根据权利要求1所述的混合动力汽车的下部结构，其特征在于，
所述高电压电池单元以前表面下部与前表面上部相比位于车辆后方侧的方式后退，
所述车载设备成为所述上表面以后端与前端相比处于低位置的方式朝向车辆后方下降倾斜的倾斜状态，
所述车载设备的所述上表面的后端面朝所述高电压电池单元的所述前表面下部。
3.根据权利要求1或2所述的混合动力汽车的下部结构，其特征在于，
所述车载设备固定于上表面朝向车辆后方下降倾斜的安装板，并经由该安装板而被支承于所述地板，
所述安装板的上表面后端面朝所述高电压电池单元的前表面下部。
4.根据权利要求3所述的混合动力汽车的下部结构，其特征在于，
所述高电压电池单元在所述前表面下部具备线束连接部。
5.根据权利要求4所述的混合动力汽车的下部结构，其特征在于，
所述车载设备是经由线束从所述线束连接部被供给电力的高电压设备。
6.根据权利要求5所述的混合动力汽车的下部结构，其特征在于，
所述高电压设备是用于对发动机冷却水进行电加热的PTC加热器。
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