CN117120288A - 车辆的逆变器搭载结构 - Google Patents

Abstract

车辆的逆变器搭载结构具备：左右的前纵梁、缓冲梁、仪表板、上杆、制动助力器及逆变器。逆变器的前部与上杆连结，并且后部经由支架与左右的前纵梁中的任一方连结，该逆变器以后部位于比前部高的位置的倾斜状的姿势配设。

Description

车辆的逆变器搭载结构

技术领域

本发明涉及一种车辆的逆变器搭载结构。

背景技术

例如，在电气汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车等电动车辆中，将搭载于发动机室内的电动机作为动力源来行驶，为了驱动电动机，具备将从电池供给的直流电力转换为交流电力而向电动机供给的逆变器。作为将逆变器搭载于发动机室内的搭载结构，能够列举出例如专利文献1所记载的电动车辆。

在电动车辆的发动机室内搭载有收容了电动发电机的驱动桥壳体，将其驱动力向车轮传递而进行行驶。逆变器配设于驱动桥壳体上，经由前后一对的支架固定于驱动桥壳体，并且经由电缆与电动发电机连接而进行电力的给与、接受。在各支架形成有切口部，当因车辆的前方碰撞而向逆变器输入冲击时，各支架在切口部的部位处折弯，从而逆变器沿着大致圆弧状轨道后退移动，由此实现防止逆变器的破损，和防止电缆的破损断裂。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5712956号说明书

发明所要解决的技术问题

但是，在车辆的发动机室内具备制动助力器，在电动车辆中，有时具备通过电动机产生液压的电动助力器(以下，将两者统称为制动助力器)。制动助力器安装于对发动机室和车室进行划分的仪表板，并向发动机室内突出。对于这样的制动助力器，有时配设在从前方观察车辆的主视图中与逆变器重合的位置。

在该布局中，在发生了车辆的前方碰撞的情况下，当冲击随着前纵梁等的变形而向逆变器输入时，向后方位移的逆变器可能与制动助力器碰撞，从而使仪表板变形，而使车室内的脚部的空间狭窄。因此，需要防止这样的现象的对策，但目的不同的上述专利文献1的技术无法解决。

发明内容

本发明是为了解决这样的问题点而做成的，其目的在于，提供一种能够将车辆的前方碰撞时逆变器与制动助力器碰撞的情况防患于未然的车辆的逆变器搭载结构。

用于解决技术问题的技术手段

为了达成上述的目的，本发明的车辆的逆变器搭载结构，具备：左右的前纵梁，该左右的前纵梁在彼此之间划分出搭载有驱动单元的发动机室；缓冲梁，该缓冲梁将所述左右的前纵梁的前部连结；仪表板，该仪表板在所述发动机室的后侧将所述左右的前纵梁连结；上杆，该上杆配设于所述缓冲梁的上方位置，并与所述左右的前纵梁的前部连结；制动助力器，该制动助力器在所述发动机室内安装于所述仪表板；以及逆变器，该逆变器在所述发动机室内配设于所述制动助力器的主缸的前方位置，并在与构成所述驱动单元的电动机之间给与、接受电力，所述车辆的逆变器搭载结构中，所述逆变器的前部与所述上杆连结，并且后部经由支架与所述左右的前纵梁中的任一方连结，该逆变器以后部位于比前部高的位置的倾斜状的姿势配设。

根据像这样构成的车辆的逆变器搭载结构，在比较轻度的前方碰撞时，前纵梁发生的压坏也为轻度，上杆几乎不向后方位移，因此逆变器的前部向下方位移，与此相伴，逆变器的后部向上方位移。作为结果，逆变器的后部向上方远离位于正后方的电动助力器的主缸，防止彼此碰撞。

优选的是，所述驱动单元配设于所述逆变器的下方，在与所述支架相比靠前侧的位置设置有支承件，该支承件从所述前纵梁延伸，并支承所述驱动单元，所述支承件具有重合区域，在该重合区域，所述支承件在与所述逆变器的前部相比靠后侧的位置，且在在上下方向上与所述逆变器的前部相比靠上方的位置，与所述逆变器重合。

根据该方式，当因前方碰撞导致前纵梁压坏，从而上杆向后方位移时，逆变器也向后方位移。此时，逆变器的下表面与形成重合区域的支承件接触并向后方滑动接触。作为结果，逆变器向后方位移，并且被支承件推起而也向上方位移，从而防止与主缸的碰撞。

优选的是，在所述支承件的前侧形成有引导部，该引导部向上斜后方延伸。

根据该方式，逆变器的下表面在支承件的引导部上向后方顺畅地滑动接触，从而被向所希望的方向引导。

优选的是，在所述逆变器的下表面安装有保护件，该保护件对应于所述重合区域。

根据该方式，即使在支承件与逆变器的下表面猛烈碰撞的情况下，也由保护件承受该冲击而防止逆变器的破损。

优选的是，在所述逆变器的后部的下表面，在从车辆前方观察的主视图中与所述主缸重合的区域凹陷设置有避让部。

根据该方式，即使在因某原因导致不能充分地得到逆变器的后部向上方的位移的情况下，在逆变器向后方进行了位移时，主缸也会侵入避让部内而防止与逆变器的后部的碰撞。

优选的是，所述支架由彼此连结的第一支架和第二支架构成，所述第二支架与所述逆变器的后部连结，所述第一支架沿上下方向延伸，并与所述前纵梁连结，并且所述第一支架还与所述支承件连结。

根据该方式，逆变器的后部经由第一支架与支承件连结，由此能够更可靠地被前纵梁上支承。

优选的是，所述第一支架由强度比所述第二支架低的材料制作。

根据该方式，当逆变器的后部向上方位移时，牵引力作用于第一支架和第二支架，从而由强度低的材料制作的第一支架容易变形/断裂。因此，逆变器的后部向上方位移，而不会被支架妨碍。

优选的是，所述第一支架在与所述支承件的连结部位形成有强度降低的脆弱部。

根据该方式，当逆变器的后部向上方位移时，牵引力作用于第一支架和第二支架，从而形成有脆弱部的第一支架容易变形/断裂。因此，逆变器的后部向上方位移，而不会被支架妨碍。

优选的是，所述第一支架具有前后一对脚部，并且经由所述一对脚部与所述前纵梁连结。

根据该方式，当逆变器的后部向上方位移时，牵引力作用于第一支架和第二支架，具有脚部的第一支架容易变形/断裂。因此，逆变器的后部向上方位移，而不会被支架妨碍。

优选的是，所述逆变器以如下倾斜状的姿势配设：在从车辆前方观察的主视图中，所述制动助力器侧位于比所述前纵梁侧高的位置。

根据该方式，与水平姿势的情况相比，当使逆变器成为倾斜状的姿势时，逆变器的制动助力器侧位于更上方的位置，能够进一步防止与主缸的碰撞。

优选的是，在所述逆变器的后部固定有冷凝箱，该冷凝箱贮留用于将所述逆变器内冷却的冷却水，所述冷凝箱突出设置有指向下方的销，所述支架的一侧形成有销孔，所述冷凝箱的销从上方插入所述销孔。

根据该方式，通过支架从下方支承冷凝箱，并且进行冷凝箱的定位。并且，在前方碰撞时，冷凝箱被夹在向后方进行了位移的逆变器的后部与车身、例如前围上板等之间而压坏，因此缓和了对逆变器的冲击。

附图说明

图1是表示实施方式的混合动力汽车的发动机室的俯视图。

图2是表示电动助力器的主缸与逆变器的后部重合的状态的主视图。

图3是表示逆变器、电动助力器、支承件的位置关系的图1的III-III线剖视图。

图4是表示逆变器相对于车身的固定状态的从左斜前方观察的立体图。

图5是表示逆变器的后部相对于车身的固定状态的从右斜后方观察的立体图。

图6是表示逆变器的下表面的保护件和避让部的底面图。

图7是表示逆变器和冷凝箱的从左斜后方观察的立体图。

图8是表示比较轻度的前方碰撞时的车辆的变形状态的图。

图9是表示比较重度的前方碰撞时的车辆的变形状态的图。

具体实施方式

以下，对将本发明具体化为混合动力汽车的逆变器搭载结构的一实施方式进行说明。此外，在以下的说明中，以车辆为基准规定前后、左右及上下方向。

如图1～4所示，在混合动力汽车1(以下，仅称作车辆)的前部，左右一对的前纵梁2R、2L沿着前后方向设置，在它们之间划分有发动机室3。在发动机室3的后侧，仪表板4以连结左右的前纵梁2R、2L的方式配设，而划分发动机室3和车室5内。在发动机室3的前侧，左右的前纵梁2R、2L的前端经由缓冲箱6而通过缓冲梁7彼此连结。

在缓冲梁7的上方且稍靠后侧的位置配设有上杆8，连结杆9从上杆8的左右两端向下方延伸设置，并分别与左右的前纵梁2R、2L的前部连结。另外，上边梁10从上杆8的左右两端朝向斜后方车身外侧延伸设置，这些上边梁10与位于后方的仪表板4连结。

在发动机室3内，在仪表板4的左侧位置安装有构成制动系统的电动助力器12(相当于本发明的制动助力器)。电动助力器12是根据驾驶者的制动操作而通过未图示的电动机产生液压的装置，主缸12b固定于内设有电动机的主体部12a，在主缸12b上固定有储存箱12c。

发动机室3内搭载有驱动单元16，该驱动单元16由作为内燃机的发动机13、内设有未图示的电动机和发电机的驱动桥14以及减速机15构成。虽然未图示，但在车辆1的地板下搭载有行驶用的电池。驱动单元16经由三个支承件23、34、35而被车身支承，之后会详细描述，其中的一个支承件23设置于左侧的前纵梁2L上。

关于驱动单元16的功能，由于与本发明的主旨没有直接关系因此不详细说明，但发动机13的驱动力或者通过来自电池的电力供给而被动力运行控制的驱动桥14的电动机的驱动力经由车轴17a向前轮17传递，从而车辆1随着前轮17的旋转而行驶。另外，在车辆1的减速时，来自前轮17的驱动力向驱动桥14的发电机传递，将通过再生控制而产生的电力向电池充电。

在发动机室3搭载有逆变器18，该逆变器18在电动机与发电机之间给与、接受电力。逆变器18进行来自电池的直流电力向交流电力的转换和来自发电机的交流电力向直流电力的转换等。考虑了发动机室3内的其他设备的配置的结果是，逆变器18配设在发动机室3内的左侧，换言之，电动助力器12的前侧。

如图3～6所示，整体上看，逆变器18是在前后方向上较长的长方体形，其前部18a经由支架与上杆8连结，后部18b经由支架与左侧的前纵梁2L上连结，由此在发动机室3内的规定位置被支承。前部18a的支架由将金属板折弯形成且彼此连结的三个支架19构成，通过两个螺栓20而相对于上杆8紧固。

另外，后部18b的支架由将金属板折弯形成并彼此连结的第一支架21和第二支架22构成。第一支架21配设于支承驱动单元16的前纵梁2L上的支承件23的后方位置。第一支架21是将水平姿势的支承件侧连结部件21b熔接于梁侧连结部件21a的上表面而成，该梁侧连结部件21a呈向下方开口的匚字状并沿上下方向延伸。

梁侧连结部件21a的前后一对的脚部21a1分别通过螺栓24紧固于前纵梁2L上。支承件侧连结部件21b从该梁侧连结部件21a的上表面向前方延伸设置，并在支承件23上重合而通过螺栓25紧固。第二支架22的后部22b与支承件侧连结部件21b的上表面重合并通过螺栓26紧固，第二支架22从该后部22b向前方且上方台阶状地折弯。因此，第二支架22的前部22a配设在比后部22b高的位置，该前部22a与逆变器18的后部18b的下表面重合并通过螺栓32紧固。

作为结果，在图3所示的侧视图中，逆变器18的后部18b经由第一支架21和第二支架22被支承于前纵梁2L上，通过这些支架21、22的介入而从前纵梁2L向上方离开。他因此，逆变器18以如下倾斜状的姿势配设：与位于与上杆8大致相同高度的前部18a相比，使后部18b位于更高的位置。

将第一支架21不仅与前纵梁2L连结还与支承件23连结是为了可靠地支承逆变器18的后部18b。即，通过与支承件23的连结，而在前后方向上限制第一支架21的位置，由此，逆变器18的后部18b也在前后方向上被限制移动，从而对后部18b的支承变得更加可靠。

另一方面，在后述的车辆1的前方碰撞时，为了容许逆变器18的后部18b向上方的位移，第一支架21的强度有意地设定为比第二支架22的强度低，从而变得容易变形/断裂。具体而言，第一支架21的材料的金属板(相当于本发明的材料)使用与第二支架22的金属板相比通过减少板厚、变更材质而降低了强度的金属板。另外，第一支架21的梁侧连结部件21a所具有的前后一对的长脚部21a1容易变形/断裂。而且，支承件侧连结部件21b(相当于本发明的与支承件的连结部位)贯通设置有贯穿孔21b1(相当于本发明的脆弱部)，从而强度降低。由于这些原因，第一支架21变得容易在冲击输入时变形/断裂。

另外，在图2所示的主视图中，逆变器18的左侧部18c位于前纵梁2L和支承件23的正上方，如上所述，左侧部18c的后部18b被第一支架21和第二支架22支承。并且，如图3的侧视图所示，通过使逆变器18呈前部18a位于低位置的倾斜状的姿势，逆变器18的前侧大约一半的区域在上下方向上与支承件23重合而形成重合区域OL。如图6所示，在逆变器18的下表面的左侧部18c，与形成重合区域OL的前侧大约一半的区域对应地，通过螺栓28安装有金属板制的保护件27。

另外，如图3、4所示，在支承件23的前侧一体形成有肋23a，肋23a的前缘形成朝向上斜后方直线状地延伸的引导部23b。作为结果，引导部23b相对于逆变器18的保护件27在左右方向上一致，并且形成重合区域OL而位于保护件27的后方。

在图2所示的主视图中，用虚线示出了逆变器18的后部18b的轮廓，如图1、2所示，逆变器18的右侧部18d位于电动助力器12的正前方，如图2中的阴影所示，右侧部18d的下部在主视图中与主缸12b重合。并且，逆变器18以右侧部18d(相当于本发明的制动助力器侧)比左侧部18c(相当于本发明的前纵梁侧)位于更高的位置的倾斜状的姿势配设。因此，与水平姿势的情况相比，逆变器18的右侧部18d位于更上方，作为结果，与主缸12b重合的逆变器18的后部18b的面积缩小。

除此之外，如图2、3、6所示，在逆变器18的下表面的右侧部18d，换言之，在主视图中与主缸12b重合的区域凹陷设置有避让部29。避让部29形成为遍及逆变器18的下表面的右侧部18d的后侧大约一半，呈朝向后部18b逐渐变深的斜坡状，并且呈向后部18b和右侧方开放的形状。

另一方面，如图3、6、7所示，在逆变器18的后部18b配设有合成树脂制的冷凝箱30，并通过两个螺栓31固定，在冷凝箱30的下表面突出设置有指向下方的销30a。在第二支架的一侧形成有销孔22d。即，从第二支架22的后部22b朝向后方延伸设置有撑条22c，在撑条22c的顶端部贯穿设置有销孔22d。冷凝箱30的销30a从上方插入撑条22c的销孔22d，通过撑条22c从下方支承冷凝箱30，并且进行冷凝箱30的定位。在逆变器18的工作中，贮留于冷凝箱30内的冷却水在逆变器18内流通而起到冷却作用。通过逆变器18的使后部18b位于比前部18a高的位置的姿势，冷却水所含的空气被导向冷凝箱30，从而防止逆变器18内的空气滞留的发生。

接着，对基于以上那样构成的逆变器搭载结构的车辆1的前方碰撞时的作用进行说明。

首先，如图2、3所示，碰撞前的逆变器18以使后部18b位于比前部18a高的位置的在前后方向上呈倾斜状的姿势配设，并且以使右侧部18d位于比左侧部18c高的位置的在左右方向上呈倾斜状的姿势配设。因此，在主视图中，逆变器18的后部18b仅以极小的面积与电动助力器12的主缸12b重合，处于只要向上方位移一些就能够解除主缸12b的重合的位置关系。除此之外，形成于逆变器18的避让部29向后方开放，其开放位置在主视图中与主缸12b对应。

在这样的逆变器18的配设状态下，在发生了比较轻度的前方碰撞的情况下，如图8所示，由于冲击较小，缓冲箱6和前纵梁2R、2L经由缓冲梁7而产生的压坏也为轻度。此时，上杆8几乎不向后方位移，因此，逆变器18的前部18a受到箭头F1方向的旋转力而向下方位移，与此相伴，逆变器18的后部18b受到箭头F2方向的旋转力而向上方位移。

当逆变器18的后部18b向上方位移时，牵引力作用于第一支架21和第二支架22。第一支架21通过使用低强度的材料、具备容易变形/断裂的脚部21a1的形状以及形成贯穿孔21b1等而有意地降低了强度，因此受到牵引力容易变形/断裂。因此，逆变器18的后部18b向上方位移而不会被支架21、22妨碍，并且后部18b向上方远离位于正后方的电动助力器12的主缸12b，从而解除了与主缸12b的重合。

像这样轻度的前方碰撞时逆变器18几乎不向后方位移，因此与主缸12b碰撞的可能性本来就低，除此之外，由于逆变器18的后部18b向上方远离主缸12b，从而能够更可靠地防止碰撞。因此，能够将向主缸12b的碰撞导致的仪表板4变形而使车室内的脚边空间变狭小的情况防患于未然。

另外，在发生了比较重度的前方碰撞的情况下，如图9所示，由于与上述相比冲击较大，因此前纵梁2R、2L被更严重地压坏，上杆8向后方位移，与此相伴，逆变器18也向后方位移。此时，逆变器18的下表面的保护件27与形成上下方向的重合区域OL的支承件23的引导部23b接触，并在引导部23b上与引导部23b向后方滑动接触。因此，逆变器18向后方位移，并且还被引导部23b推起而向上方位移。

支承件23的引导部23b通过与保护件27顺畅地滑动接触而起到将逆变器18向所期望的方向(后方且上方)引导的作用，金属板制的保护件27也有助于与引导部23b的顺畅地滑动接触。另外，保护件27还起到保护逆变器18的功能，即使在支承件23与逆变器18的下表面猛烈碰撞的情况下，也能由保护件27承受该冲击而将逆变器18的破损防患于未然。

并且，当逆变器18的后部18b向上方位移时，牵引力作用于第一支架21和第二支架22。如上所述，强度低的第一支架21受到牵引力容易变形/断裂。因此，逆变器18的后部18b向上方位移而不会被支架21、22妨碍，从而在主视图中的与主缸12b的重合解除。通过向后方的位移，逆变器18的后部18b到达主缸12b，但其上下位置与主缸12b相比位于上侧，因此防止逆变器18的后部18b与主缸12b的碰撞。

因此，即使在发生了这样的重度的前方碰撞的情况下，也能够将逆变器18的后部18b与主缸12b碰撞的情况，进而导致仪表板4变形而使车室内的脚部空间变狭小的情况防患于未然。此外，虽然向后方位移的逆变器18的后部18b存在与主缸12b上的储存箱12c碰撞的可能性，但合成树脂制的主缸12b强度低。因此，如图9所示，主缸12b从主缸12b上脱落或者虽然未图示但压坏，在任一情况下，都不会成为仪表板4的变形、逆变器18的破损的原因。

另外，因车辆1的碰撞状况等某些原因，还存在不能充分地得到利用了支承件23的逆变器18的后部18b向上方的位移的可能性。在该情况下，在图2所示的主视图中，逆变器18的后部18b保持与主缸12b部分重合。但是，由于在逆变器18的下表面形成有避让部29，因此在逆变器18向后方进行了位移时，主缸12b侵入避让部29内从而防止与逆变器18的后部18b的碰撞。因此，即使在这样的状况下，也能够防止仪表板4的变形。

另一方面，在上述那样比较重度的前方碰撞时，虽然使逆变器18的后部18b向上方位移而防止与主缸12b的碰撞，但此时的逆变器18也向后方位移。因此，还存在逆变器18的后部18b与例如配置于仪表板4的上侧的前围上板等碰撞而破损的可能性。在本实施方式中，在逆变器18的后部18b固定有合成树脂制的冷凝箱30，因此冷凝箱30被夹入向后方进行了位移的逆变器18的后部18b与前围上板之间而压坏。此时，冷凝箱作为缓冲件材发挥功能，能够得到缓和向逆变器18的冲击而防止逆变器18的破损这样的效果。

到此结束了实施方式的说明，本发明的方式不限于该实施方式。例如，在上述实施方式中，作为混合动力汽车的逆变器搭载结构进行了具体化，但只要是电动机和逆变器18一起搭载于发动机室3内的车辆1，就没有限制，例如，还可以应用于电动汽车、燃料电池汽车。

本申请基于2021年3月30日申请的日本专利申请2021-056697，在此参照并编入其内容。

符号说明

1 混合动力汽车(车辆)

2R、2L 前纵梁

3 发动机室

4 仪表板

7 缓冲梁

8 上杆

12 电动助力器(制动助力器)

12b 主缸

16 驱动单元

18 逆变器

18a 前部

18b 后部

21 第一支架(支架)

21a1 脚部

21b1 贯穿孔(脆弱部)

22 第二支架(支架)

22d 销孔

23 支承件

23b 引导部

27 保护件

29 避让部

30 冷凝箱

30a 销

Claims (11)

1.一种车辆的逆变器搭载结构，具备：

左右的前纵梁，该左右的前纵梁在彼此之间划分出搭载有驱动单元的发动机室；

缓冲梁，该缓冲梁将所述左右的前纵梁的前部连结；

仪表板，该仪表板在所述发动机室的后侧将所述左右的前纵梁连结；

上杆，该上杆配设于所述缓冲梁的上方位置，并与所述左右的前纵梁的前部连结；

制动助力器，该制动助力器在所述发动机室内安装于所述仪表板；以及

逆变器，该逆变器在所述发动机室内配设于所述制动助力器的主缸的前方位置，并在与构成所述驱动单元的电动机之间给与、接受电力，

所述车辆的逆变器搭载结构的特征在于，

所述逆变器的前部与所述上杆连结，并且后部经由支架与所述左右的前纵梁中的任一方连结，该逆变器以后部位于比前部高的位置的倾斜状的姿势配设。

2.根据权利要求1所述的车辆的逆变器搭载结构，其特征在于，

所述驱动单元配设于所述逆变器的下方，

在与所述支架相比靠前侧的位置设置有支承件，该支承件从所述前纵梁延伸，并支承所述驱动单元，

所述支承件具有重合区域，在该重合区域，所述支承件在与所述逆变器的前部相比靠后侧的位置，且在在上下方向上与所述逆变器的前部相比靠上方的位置，与所述逆变器重合。

3.根据权利要求2所述的车辆的逆变器搭载结构，其特征在于，

在所述支承件的前侧形成有引导部，该引导部向上斜后方延伸。

4.根据权利要求2或3所述的车辆的逆变器搭载结构，其特征在于，

在所述逆变器的下表面安装有保护件，该保护件对应于所述重合区域。

5.根据权利要求2～4中任一项所述的车辆的逆变器搭载结构，其特征在于，

在所述逆变器的后部的下表面，在从车辆前方观察的主视图中与所述主缸重合的区域凹陷设置有避让部。

6.根据权利要求2～5中任一项所述的车辆的逆变器搭载结构，其特征在于，

所述支架由彼此连结的第一支架和第二支架构成，

所述第二支架与所述逆变器的后部连结，

所述第一支架沿上下方向延伸，并与所述前纵梁连结，并且所述第一支架还与所述支承件连结。

7.根据权利要求6所述的车辆的逆变器搭载结构，其特征在于，

所述第一支架由强度比所述第二支架低的材料制作。

8.根据权利要求6或7所述的车辆的逆变器搭载结构，其特征在于，

所述第一支架在与所述支承件的连结部位形成有强度降低的脆弱部。

9.根据权利要求6～8中任一项所述的车辆的逆变器搭载结构，其特征在于，

所述第一支架具有前后一对脚部，并且经由所述一对脚部与所述前纵梁连结。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的车辆的逆变器搭载结构，其特征在于，

所述逆变器以如下倾斜状的姿势配设：在从车辆前方观察的主视图中，所述制动助力器侧位于比所述前纵梁侧高的位置。

11.根据权利要求1～10中任一项所述的车辆的逆变器搭载结构，其特征在于，

在所述逆变器的后部固定有冷凝箱，该冷凝箱贮留用于将所述逆变器内冷却的冷却水，

所述冷凝箱突出设置有指向下方的销，

所述支架的一侧形成有销孔，所述冷凝箱的销从上方插入所述销孔。