JP7017125B2 - Power control unit - Google Patents

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Description

本明細書が開示する技術は、自動車のフロントコンパートメントに搭載されている電力制御ユニットに関する。 The technology disclosed herein relates to a power control unit mounted in the front compartment of an automobile.

近年の自動車は電子化が進み、車両のフロントコンパートメントに様々な電気機器が搭載されるようになってきている。特に、電気自動車は、直流電源の電力を走行用のモータを駆動する交流電源に変換する電力制御ユニットなども加わり、多くの電気機器が狭いフロントコンパートメントに搭載されている(例えば特許文献1)。 In recent years, automobiles have become more electronic, and various electric devices are being installed in the front compartment of the vehicle. In particular, in electric vehicles, a power control unit that converts the electric power of a DC power source into an AC power source for driving a traveling motor is added, and many electric devices are mounted in a narrow front compartment (for example, Patent Document 1).

特開2018-1810号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-1810

電力制御ユニットの筐体には、走行用のモータのための直流電源の電力伝送のためのケーブルのコネクタが接続される。車両が衝突した際、フロントコンパートメント内の機器が移動し、電力制御ユニットのコネクタが他の機器と干渉してコネクタが破損するおそれがある。すると、高電圧が印加されている金属端子同士が短絡してしまうおそれがある。本明細書は、他の機器との干渉に強い電力制御ユニットを提供する。 A cable connector for power transmission of a DC power source for a traveling motor is connected to the housing of the power control unit. In the event of a vehicle collision, the equipment in the front compartment may move and the connector of the power control unit may interfere with other equipment and damage the connector. Then, there is a possibility that the metal terminals to which a high voltage is applied are short-circuited. The present specification provides a power control unit that is resistant to interference with other devices.

本明細書は、自動車のフロントコンパートメントに搭載される、直流電源の電力を走行モータ駆動用の交流電力に変換する電力制御ユニットを開示する。電力制御ユニットは、電力制御ユニットケースを備える。電力制御ユニットは、電力制御ユニットケースの側面に配置されており、電力制御ユニットと直流電源とを電気的に接続する接続部を備える。電力制御ユニットは、接続部の電力制御ユニットケースと対向する面と反対側の面である背面を覆う背面保護壁と、接続部の側面を覆う側面保護壁を備えたカバー部を備える。側面保護壁の電力制御ユニットケースと対向する端面の一部が、電力制御ユニットケースの側面から第1距離を有して電力制御ユニットケースの側面に固定されている。電力制御ユニットは、カバー部の背面保護壁の少なくとも一部を覆う板状部材を備える。電力制御ユニットは、電力制御ユニットケースの側面に第1距離以下の高さを有して配置されている突出部を備える。突出部は、背面保護壁の法線方向からみたときにカバー部の側面保護壁のうち電力制御ユニットケースに固定されていない部分と重なるように配置されている。カバー部は接続部よりも強度が高い。板状部材はカバー部よりも強度が高い。 This specification discloses a power control unit mounted on the front compartment of an automobile, which converts the power of a DC power source into AC power for driving a traveling motor. The power control unit includes a power control unit case. The power control unit is arranged on the side surface of the power control unit case, and includes a connection portion for electrically connecting the power control unit and the DC power supply. The power control unit includes a back protective wall covering the back surface, which is a surface opposite to the surface facing the power control unit case of the connection portion, and a cover portion having a side protection wall covering the side surface of the connection portion. A part of the end surface of the side protection wall facing the power control unit case is fixed to the side surface of the power control unit case with a first distance from the side surface of the power control unit case. The power control unit includes a plate-shaped member that covers at least a part of the back protective wall of the cover portion. The power control unit includes a protrusion arranged on the side surface of the power control unit case with a height of a first distance or less. The protruding portion is arranged so as to overlap the portion of the side protective wall of the cover portion that is not fixed to the power control unit case when viewed from the normal direction of the rear protective wall. The cover is stronger than the connection. The plate-shaped member has higher strength than the cover portion.

自動車が衝突した際にフロントコンパートメント内の機器が移動し(あるいは電力制御ユニット自体が移動し)、カバー部の背面保護壁に他の機器が干渉してしまう場合がある。このような場合においても、背面保護壁を覆う板状部材によって、背面保護壁の全体に衝突荷重を分散させることができるため、カバー部の破損を防止することができる。そして、カバー部の側面保護壁のうち、電力制御ユニットケースの側面に固定されている部分は、固定機構によって、カバー部が電力制御ユニットケースへ近づく方向の変位が規制される。また、カバー部の側面保護壁のうち、電力制御ユニットケースに固定されていない部分は、側面保護壁と重なるように配置してある突出部によって、カバー部が電力制御ユニットケースへ近づく方向の変位が規制される。これにより、カバー部の変形を抑制することが可能になる。カバー部が変形してしまった結果、接続部に衝突荷重が入力されて接続部が破損してしまうような事態の発生を防止することができる。本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。 In the event of a vehicle collision, the equipment in the front compartment may move (or the power control unit itself may move) and other equipment may interfere with the back protective wall of the cover. Even in such a case, the plate-shaped member covering the back surface protective wall can disperse the collision load over the entire back surface protection wall, so that the cover portion can be prevented from being damaged. Then, of the side protective wall of the cover portion, the portion fixed to the side surface of the power control unit case is restricted from being displaced in the direction in which the cover portion approaches the power control unit case by the fixing mechanism. Further, of the side protective wall of the cover portion, the portion not fixed to the power control unit case is displaced in the direction in which the cover portion approaches the power control unit case due to the protruding portion arranged so as to overlap the side protective wall. Is regulated. This makes it possible to suppress the deformation of the cover portion. As a result of the deformation of the cover portion, it is possible to prevent the occurrence of a situation in which a collision load is input to the connection portion and the connection portion is damaged. Details and further improvements to the techniques disclosed herein will be described in the "Modes for Carrying Out the Invention" section below.

ハイブリッド車のフロントコンパートメント内のデバイスレイアウトを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the device layout in the front compartment of a hybrid vehicle. ハイブリッド車の電力制御ユニットとその周辺機器のブロック図である。It is a block diagram of a power control unit of a hybrid vehicle and its peripheral equipment. 電力制御ユニットとブレーキアクチュエータの位置関係を示す側面図である。It is a side view which shows the positional relationship between a power control unit and a brake actuator. 電力制御ユニットの後面とDCパワーコネクタとの接続関係を示した部分斜視図である。It is a partial perspective view which showed the connection relationship between the rear surface of a power control unit, and a DC power connector. DCパワーコネクタとカバー部との配置関係を示した部分斜視図である。It is a partial perspective view which showed the arrangement relation of a DC power connector and a cover part. DCパワーコネクタがカバー部で覆われた構造をケースの後面に垂直な方向から見た図である。It is a figure which looked at the structure which DC power connector was covered with a cover part from the direction perpendicular to the rear surface of a case. DCパワーコネクタがカバー部で覆われた構造を車両前方向から見た図である。It is the figure which looked at the structure which DC power connector was covered with a cover part from the front direction of a vehicle. 図7のA-A線における断面図である。It is sectional drawing in the line AA of FIG. 図8のB-B線における断面図である。It is sectional drawing in BB line of FIG. 比較例の断面図である。It is sectional drawing of the comparative example.

図面を参照して実施例の電力制御ユニットを説明する。実施例の電力制御ユニットは、走行用にエンジンとモータを備えているハイブリッド車に適用されている。図1は、ハイブリッド車100のフロントコンパートメント90の中のデバイスレイアウトを示す斜視図である。なお、図中の座標系は、F軸の正方向が車両前方を示しており、V軸の正方向が車両上方を示している。H軸の正方向は車両の左側方を示している。なお、図1では、フロントコンパートメント90に搭載されているデバイスを模式化して描いてある。 The power control unit of the embodiment will be described with reference to the drawings. The power control unit of the embodiment is applied to a hybrid vehicle equipped with an engine and a motor for driving. FIG. 1 is a perspective view showing a device layout in the front compartment 90 of the hybrid vehicle 100. In the coordinate system in the figure, the positive direction of the F axis indicates the front of the vehicle, and the positive direction of the V axis indicates the upper side of the vehicle. The positive direction of the H axis indicates the left side of the vehicle. It should be noted that FIG. 1 is a schematic drawing of the device mounted on the front compartment 90.

フロントコンパートメント90には、エンジン95、トランスアクスル30、電力制御ユニット10、補機バッテリ5、ブレーキアクチュエータ91が収容されている。フロントコンパートメント90には他にも様々なデバイスが収容されているが、それらの図示と説明は省略する。 The front compartment 90 houses an engine 95, a transaxle 30, a power control unit 10, an auxiliary battery 5, and a brake actuator 91. Various other devices are housed in the front compartment 90, but their illustration and description are omitted.

ハイブリッド車100は、走行用に、2個のモータ7a、7bとエンジン95を備えている。2個のモータ7a、7bは、トランスアクスル30の筐体に収容されている。エンジン95とトランスアクスル30は、車幅方向で隣り合うように連結されている。エンジン95とトランスアクスル30は、車両の構造強度を担保する2本のサイドメンバ92に懸架されている。なお、図1では、一方のサイドメンバは見えていない。 The hybrid vehicle 100 includes two motors 7a and 7b and an engine 95 for traveling. The two motors 7a and 7b are housed in the housing of the transaxle 30. The engine 95 and the transaxle 30 are connected so as to be adjacent to each other in the vehicle width direction. The engine 95 and the transaxle 30 are suspended by two side members 92 that ensure the structural strength of the vehicle. In addition, in FIG. 1, one side member is not visible.

トランスアクスル30の上面に、電力制御ユニット10が固定されている。電力制御ユニット10は、フロントブラケット93とリアブラケット94を介して支持されている。電力制御ユニット10は、不図示のメインバッテリの直流電力を昇圧するとともに、昇圧した直流電力をモータ駆動に適した交流電力に変換するデバイスである。電力制御ユニット10のケース11の後面には、DCパワーコネクタ15が接続されている。DCパワーコネクタ15はカバー部20によって覆われている。電力制御ユニット10の後方には、ブレーキアクチュエータ91が配置されている。 The power control unit 10 is fixed to the upper surface of the transaxle 30. The power control unit 10 is supported via a front bracket 93 and a rear bracket 94. The power control unit 10 is a device that boosts the DC power of a main battery (not shown) and converts the boosted DC power into AC power suitable for driving a motor. A DC power connector 15 is connected to the rear surface of the case 11 of the power control unit 10. The DC power connector 15 is covered with a cover portion 20. A brake actuator 91 is arranged behind the power control unit 10.

図2に、電力制御ユニット10の内部と電力制御ユニット10に接続されている周辺機器のブロック図を示す。電力制御ユニット10は、その内部に、コンバータ回路12、2個のインバータ回路13a、13b、及び、コンバータ回路12とインバータ回路13a、13bを制御する制御基板14を備えている。 FIG. 2 shows a block diagram of the inside of the power control unit 10 and peripheral devices connected to the power control unit 10. The power control unit 10 includes a converter circuit 12, two inverter circuits 13a and 13b, and a control board 14 for controlling the converter circuit 12 and the inverter circuits 13a and 13b.

電力制御ユニット10は、DCパワーケーブル25を介してメインバッテリ3と接続されている。符号15は、DCパワーケーブル25の先端に取り付けられているコネクタ(DCパワーコネクタ)を示している。メインバッテリ3の出力は100ボルト以上であり、メインバッテリ3の電力でモータ7a、7bが駆動される。メインバッテリ3の出力電力は、コンバータ回路12に入力される。コンバータ回路12は、メインバッテリ3の出力電圧を昇圧してインバータ回路13a、13bに供給する。インバータ回路13a、13bは、昇圧された直流電力を、モータ駆動に適した交流電力に変換する。インバータ回路13a、13bの出力は、それぞれ、モータコネクタ17とモータパワーケーブル27を介してモータ7a、7bに供給される。 The power control unit 10 is connected to the main battery 3 via a DC power cable 25. Reference numeral 15 indicates a connector (DC power connector) attached to the tip of the DC power cable 25. The output of the main battery 3 is 100 volts or more, and the motors 7a and 7b are driven by the electric power of the main battery 3. The output power of the main battery 3 is input to the converter circuit 12. The converter circuit 12 boosts the output voltage of the main battery 3 and supplies it to the inverter circuits 13a and 13b. The inverter circuits 13a and 13b convert the boosted DC power into AC power suitable for driving the motor. The outputs of the inverter circuits 13a and 13b are supplied to the motors 7a and 7b via the motor connector 17 and the motor power cable 27, respectively.

コンバータ回路12とインバータ回路13a、13bは、制御基板14に実装された制御回路によって制御される。制御基板14の制御回路は、補機バッテリ5から電力供給を受けて動作する。制御基板14の制御回路は、外部の上位制御器6からの指令を受けて動作する。補機バッテリ5と上位制御器6は、通信ケーブルと通信コネクタ18を介して電力制御ユニット10の制御基板14と接続されている。 The converter circuit 12 and the inverter circuits 13a and 13b are controlled by a control circuit mounted on the control board 14. The control circuit of the control board 14 operates by receiving power supply from the auxiliary battery 5. The control circuit of the control board 14 operates in response to a command from an external host controller 6. The auxiliary battery 5 and the upper controller 6 are connected to the control board 14 of the power control unit 10 via a communication cable and a communication connector 18.

なお、補機バッテリ5は、電力制御ユニット10の中の制御基板14のほか、12ボルトで動作する他の機器にも電力を供給する。ハイブリッド車100に搭載されている機器の中で、12ボルトで動作する機器は、補機と総称される。補機バッテリ5は、フロントコンパートメント90に搭載されている(図1参照)。 The auxiliary battery 5 supplies power to the control board 14 in the power control unit 10 and other devices operating at 12 volts. Among the devices mounted on the hybrid vehicle 100, the devices operating at 12 volts are collectively referred to as auxiliary machines. The auxiliary battery 5 is mounted in the front compartment 90 (see FIG. 1).

図3に、電力制御ユニット10とブレーキアクチュエータ91の位置関係を示す側面図を示す。図3でも、座標系のF軸正方向は車両前方を表し、V軸正方向は上方を表す。H軸の正方向は車両の左側方を指している。また、図3のXYZ座標系は電力制御ユニット10のケース11を基準とした座標系であり、X軸はケース11の底面に平行な方向に延びており、Z軸は筐体の後面に平行な方向に延びている。XYZ座標系は、後に参照する図4の斜視図を理解し易くするために描いてある。 FIG. 3 shows a side view showing the positional relationship between the power control unit 10 and the brake actuator 91. Also in FIG. 3, the F-axis positive direction of the coordinate system represents the front of the vehicle, and the V-axis positive direction represents the upward direction. The positive direction of the H axis points to the left side of the vehicle. Further, the XYZ coordinate system in FIG. 3 is a coordinate system based on the case 11 of the power control unit 10, the X axis extends in a direction parallel to the bottom surface of the case 11, and the Z axis is parallel to the rear surface of the housing. It extends in the direction of. The XYZ coordinate system is drawn to make it easier to understand the perspective view of FIG. 4 which will be referred to later.

先に述べたように、電力制御ユニット10は、トランスアクスル30の上面30aに、フロントブラケット93とリアブラケット94を介して支持されている。ケース11の左側面にモータコネクタ17が接続されている。ケース11の後面にDCパワーコネクタ15が接続されている。DCパワーコネクタ15はカバー部20によって覆われている。DCパワーコネクタ15およびカバー部20の詳細な構造については後述する。 As described above, the power control unit 10 is supported on the upper surface 30a of the transaxle 30 via the front bracket 93 and the rear bracket 94. The motor connector 17 is connected to the left side surface of the case 11. A DC power connector 15 is connected to the rear surface of the case 11. The DC power connector 15 is covered with a cover portion 20. The detailed structure of the DC power connector 15 and the cover portion 20 will be described later.

図4および図5を参照して、実施例におけるケース11とDCパワーコネクタ15とカバー部20の接続構造を説明する。図4は、ケース11の後面11aとDCパワーコネクタ15との接続関係を示した部分斜視図である。図4では、DCパワーコネクタ15は取り外して描いてある。またカバー部20は記載を省略している。ケース11の後面11aには水平方向に延びるフランジ44が設けられている。フランジ44には貫通孔44aが設けられている。DCパワーコネクタ15は、その対向面15bの一部が、フランジ44の対向面44bに接触するように配置される。図中の符号15cが示す破線の矩形が、フランジ44の対向面44bに当接する当接範囲を示している。図中の符号43は、ケース11に設けられた開口であり、開口43の内側に、筐体側の金属端子(不図示)が配置されている。図中の符号15aは、DCパワーコネクタ15に設けられた開口であり、開口15aの内側に、コネクタ側の金属端子(不図示)が配置されている。DCパワーコネクタ15をケース11に取り付けると、筐体側の金属端子とコネクタ側の金属端子が接触し、導通する。DCパワーコネクタ15は、絶縁体である樹脂で形成されている。 The connection structure of the case 11, the DC power connector 15, and the cover portion 20 in the embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 is a partial perspective view showing the connection relationship between the rear surface 11a of the case 11 and the DC power connector 15. In FIG. 4, the DC power connector 15 is removed and drawn. Further, the cover portion 20 is omitted. A flange 44 extending in the horizontal direction is provided on the rear surface 11a of the case 11. The flange 44 is provided with a through hole 44a. The DC power connector 15 is arranged so that a part of the facing surface 15b is in contact with the facing surface 44b of the flange 44. The broken line rectangle indicated by the reference numeral 15c in the figure indicates the contact range in contact with the facing surface 44b of the flange 44. Reference numeral 43 in the drawing is an opening provided in the case 11, and a metal terminal (not shown) on the housing side is arranged inside the opening 43. Reference numeral 15a in the figure is an opening provided in the DC power connector 15, and a metal terminal (not shown) on the connector side is arranged inside the opening 15a. When the DC power connector 15 is attached to the case 11, the metal terminal on the housing side and the metal terminal on the connector side come into contact with each other to conduct conduction. The DC power connector 15 is made of a resin which is an insulator.

図5は、後面11aに接続されているDCパワーコネクタ15と、カバー部20との配置関係を示した部分斜視図である。図5では、カバー部20は取り外して描いてある。DCパワーコネクタ15は、対向面15bと反対側の面である背面15dを備えている。カバー部20は、その背面15dを覆う背面保護壁20aを備える。背面保護壁20aには、背面保護壁20aを覆う板状部材21が配置されている。板状部材21については後述する。またカバー部20は、DCパワーコネクタ15の左側面を覆う側面保護壁20b、右側面を覆う側面保護壁20c、上側面を覆う側面保護壁20dを備える。カバー部20はアルミニウムで形成されている。アルミニウム製のカバー部20は、樹脂製のDCパワーコネクタ15よりも強度が高い。側面保護壁20dは、側面保護壁20bおよび20cよりも電力制御ユニット10側(すなわちX軸の正側)に突出しているフランジ20eを備えている。フランジ20eは側面保護壁20dと平行な面を備えている。フランジ20eにはボルト孔20fが設けられている。フランジ20eの下面がケース11のフランジ44の上面に接するように配置され、ボルト孔20fおよび貫通孔44aを通してボルト41で固定される。換言すると、側面保護壁20dのケース11と対向する端面が、ケース11の後面11aに固定されている。 FIG. 5 is a partial perspective view showing the arrangement relationship between the DC power connector 15 connected to the rear surface 11a and the cover portion 20. In FIG. 5, the cover portion 20 is removed and drawn. The DC power connector 15 includes a back surface 15d which is a surface opposite to the facing surface 15b. The cover portion 20 includes a back surface protective wall 20a that covers the back surface 15d. A plate-shaped member 21 that covers the back surface protection wall 20a is arranged on the back surface protection wall 20a. The plate-shaped member 21 will be described later. Further, the cover portion 20 includes a side surface protective wall 20b that covers the left side surface of the DC power connector 15, a side surface protection wall 20c that covers the right side surface, and a side surface protection wall 20d that covers the upper side surface. The cover portion 20 is made of aluminum. The aluminum cover portion 20 has higher strength than the resin DC power connector 15. The side surface protection wall 20d includes a flange 20e that projects toward the power control unit 10 side (that is, the positive side of the X-axis) with respect to the side surface protection walls 20b and 20c. The flange 20e has a surface parallel to the side surface protective wall 20d. The flange 20e is provided with a bolt hole 20f. The lower surface of the flange 20e is arranged so as to be in contact with the upper surface of the flange 44 of the case 11, and is fixed by the bolt 41 through the bolt hole 20f and the through hole 44a. In other words, the end surface of the side surface protective wall 20d facing the case 11 is fixed to the rear surface 11a of the case 11.

ケース11の後面11aには、頭頂面が平坦な2個の突出部42が設けられている。突出部42は、ケース11と一体に形成された円筒形状のボスである。突出部42は、カバー部20と対向する位置に設けられている。突出部42は、後面11aに垂直な方向(すなわちX軸の負方向)から見たときに、側面保護壁20bおよび20cとその一部が重なる位置に配置されている。換言すると突出部42は、背面保護壁20aの法線方向(すなわちX軸の負方向)からみたときに、ケース11に固定されていない側面保護壁20bおよび20cと重なるように配置されている(図6、図7参照)。 The rear surface 11a of the case 11 is provided with two protrusions 42 having a flat crown surface. The protrusion 42 is a cylindrical boss integrally formed with the case 11. The protruding portion 42 is provided at a position facing the cover portion 20. The protrusion 42 is arranged at a position where the side surface protective walls 20b and 20c and a part thereof overlap when viewed from a direction perpendicular to the rear surface 11a (that is, a negative direction of the X-axis). In other words, the protrusion 42 is arranged so as to overlap the side protective walls 20b and 20c that are not fixed to the case 11 when viewed from the normal direction of the back protective wall 20a (that is, the negative direction of the X-axis). 6 and 7).

図6~図9を参照して、DCパワーコネクタ15およびカバー部20の詳細な構造を説明する。図6は、DCパワーコネクタ15がカバー部20で覆われた構造を、後面11aに垂直な方向(すなわちX軸の負方向)から見た図である。図6では、参考のために突出部42も記載している。図7は、DCパワーコネクタ15がカバー部20で覆われた構造を、車両前方向(すなわちX軸の正方向)から見た図である。図7では参考のために、突出部42の位置を点線で記載している。図8は、図7のA-A線における断面図である。すなわち図8は、DCパワーコネクタ15がカバー部20で覆われた構造を、電力制御ユニット10の横方向(すなわちY軸の正方向)から見た断面図である。図9は、図8のB-B線における断面図である。すなわち図9は、DCパワーコネクタ15がカバー部20で覆われた構造を、電力制御ユニット10の上方(すなわちZ軸の正方向)から見た断面図である。 The detailed structure of the DC power connector 15 and the cover portion 20 will be described with reference to FIGS. 6 to 9. FIG. 6 is a view of the structure in which the DC power connector 15 is covered with the cover portion 20 as viewed from a direction perpendicular to the rear surface 11a (that is, a negative direction of the X axis). In FIG. 6, the protrusion 42 is also shown for reference. FIG. 7 is a view of the structure in which the DC power connector 15 is covered with the cover portion 20 as viewed from the vehicle front direction (that is, the positive direction of the X axis). In FIG. 7, for reference, the position of the protrusion 42 is shown by a dotted line. FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. That is, FIG. 8 is a cross-sectional view of the structure in which the DC power connector 15 is covered with the cover portion 20 as viewed from the lateral direction (that is, the positive direction of the Y axis) of the power control unit 10. FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. That is, FIG. 9 is a cross-sectional view of the structure in which the DC power connector 15 is covered with the cover portion 20 as viewed from above the power control unit 10 (that is, in the positive direction of the Z axis).

図8に示すように、カバー部20の側面保護壁20dの端面20dEは、ケース11の後面11aから第1距離D1の位置に固定されている。またケース11の後面11aには、高さH1の突出部42が配置されている。高さH1は第1距離D1以下の高さである。これにより、カバー部20の側面保護壁と突出部42の頭頂面との間に隙間G1を形成することができる。従って、車両が振動した際にも、突出部42とカバー部20との接触を防止することができるため、異音の発生を防止できる。隙間G1の値は、突出部42やカバー部20の寸法バラつきを考慮して決定してもよい。 As shown in FIG. 8, the end surface 20dE of the side surface protective wall 20d of the cover portion 20 is fixed at a position of a first distance D1 from the rear surface 11a of the case 11. Further, a protruding portion 42 having a height H1 is arranged on the rear surface 11a of the case 11. The height H1 is a height equal to or less than the first distance D1. As a result, a gap G1 can be formed between the side surface protective wall of the cover portion 20 and the crown surface of the protruding portion 42. Therefore, even when the vehicle vibrates, the contact between the protruding portion 42 and the cover portion 20 can be prevented, so that the generation of abnormal noise can be prevented. The value of the gap G1 may be determined in consideration of the dimensional variation of the protruding portion 42 and the cover portion 20.

図6および図8に示すように、カバー部20の背面保護壁20aには、背面保護壁20aの少なくとも一部を覆う板状部材21が配置されている。図6に示すように、板状部材21の最外形は、背面保護壁20aの最外形よりも小さい。また板状部材21は、背面保護壁20aからはみ出さない位置に配置される。板状部材21は、鋼板である。鋼板製の板状部材21は、アルミニウム製のカバー部20の背面保護壁20aよりも強度が高い。板状部材21は、背面保護壁20aと両面テープで接合されている。板状部材21により、背面保護壁20aの剛性を高めることができる。 As shown in FIGS. 6 and 8, a plate-shaped member 21 that covers at least a part of the back surface protection wall 20a is arranged on the back surface protection wall 20a of the cover portion 20. As shown in FIG. 6, the outermost shape of the plate-shaped member 21 is smaller than the outermost shape of the back surface protective wall 20a. Further, the plate-shaped member 21 is arranged at a position where it does not protrude from the back surface protective wall 20a. The plate-shaped member 21 is a steel plate. The plate-shaped member 21 made of steel plate has higher strength than the back protective wall 20a of the aluminum cover portion 20. The plate-shaped member 21 is joined to the back surface protective wall 20a with double-sided tape. The plate-shaped member 21 can increase the rigidity of the back surface protective wall 20a.

また図8に示すように、背面保護壁20aの板厚T1は、側面保護壁20dの板厚T2よりも厚くされている。これによっても、背面保護壁20aの剛性を高めることができる。 Further, as shown in FIG. 8, the plate thickness T1 of the back surface protective wall 20a is thicker than the plate thickness T2 of the side surface protection wall 20d. This also makes it possible to increase the rigidity of the back surface protective wall 20a.

図9に示すように、板状部材21の右側端辺E1は、カバー部20の側面保護壁20cの板厚T3の範囲内に位置している。同様に、板状部材21の左側端辺E2は、カバー部20の側面保護壁20bの板厚T4の範囲内に位置している。これにより、板状部材21に図9の矢印方向の衝突荷重Fが入力された場合には、衝突荷重Fを側面保護壁20bや20cを介してケース11側へ分散させることができる。カバー部20の破損を抑制することが可能になる。 As shown in FIG. 9, the right end side E1 of the plate-shaped member 21 is located within the range of the plate thickness T3 of the side protective wall 20c of the cover portion 20. Similarly, the left end side E2 of the plate-shaped member 21 is located within the range of the plate thickness T4 of the side surface protective wall 20b of the cover portion 20. As a result, when the collision load F in the direction of the arrow in FIG. 9 is input to the plate-shaped member 21, the collision load F can be dispersed to the case 11 side via the side surface protective walls 20b and 20c. It is possible to suppress damage to the cover portion 20.

図6および図8に示すように、背面保護壁20aの上部には、上辺に沿うとともにX軸の負方向に突出しているリブ20gが形成されている。これにより、カバー部20の上方(すなわちZ軸の正方向)から、背面保護壁20aと板状部材21との接着界面に、マイナスドライバ等の工具を差し込むことができない構造が実現されている。従って、人為的に板状部材21が剥がされてしまう事態を防止できる。なお、電力制御ユニット10がフロントコンパートメント90に搭載された状態では、様々な機器が周囲に配置されているため、カバー部20の横側および下方側(すなわちY軸の正負方向およびZ軸の負方向)から工具を差し込むことは困難である。従って、リブ20gは、少なくとも背面保護壁20aの上部に形成すればその機能を発揮することができる。 As shown in FIGS. 6 and 8, ribs 20g are formed on the upper portion of the back surface protective wall 20a along the upper side and protruding in the negative direction of the X-axis. As a result, a structure is realized in which a tool such as a flat-blade screwdriver cannot be inserted into the adhesive interface between the back surface protective wall 20a and the plate-shaped member 21 from above the cover portion 20 (that is, in the positive direction of the Z axis). Therefore, it is possible to prevent the plate-shaped member 21 from being artificially peeled off. In the state where the power control unit 10 is mounted on the front compartment 90, various devices are arranged around the cover portion 20, so that the side and the lower side of the cover portion 20 (that is, the positive and negative directions of the Y axis and the negative of the Z axis). It is difficult to insert the tool from the direction). Therefore, the rib 20g can exert its function if it is formed at least on the upper part of the back surface protective wall 20a.

(効果)
図10の比較例を用いて、効果を説明する。図10の比較例の断面図は、図8の本実施例の断面図と対応している。比較例の構造は、本実施例の構造に比して、突出部42および板状部材21を備えていない。ハイブリッド車100が前方衝突すると、ブラケット93、94(図3参照)が変形し、あるいは、破断し、電力制御ユニット10が後方(図3右側)へ移動する場合がある。電力制御ユニット10の後面には、カバー部で覆われたDCパワーコネクタ15が接続されており、その後方にはブレーキアクチュエータ91が配置されている。電力制御ユニット10が後退すると、カバー部がブレーキアクチュエータ91と干渉する。その結果、カバー部には図10の矢印方向の衝突荷重Fが入力される。カバー部120の上側の側面保護壁120dは、ボルト41による固定機構によって、フランジ44に固定されている。そのため、図10の点線で示すカバー部120Xのように、フランジ44と側面保護壁120dとの界面を回転中心P1として、カバー部120の下部が電力制御ユニット10へ近づくように変形してしまう。また、背面保護壁120aも電力制御ユニット10側にへこんでしまう。その結果、DCパワーコネクタ15内部の樹脂部が圧潰してしまう。DCパワーコネクタ15はメインバッテリと接続されており、コネクタ内部の端子には100ボルト以上の高電圧が加わっている。コネクタが破損し、内部の端子が短絡あるいは露出することは好ましくない。
(effect)
The effect will be described with reference to the comparative example of FIG. The cross-sectional view of the comparative example of FIG. 10 corresponds to the cross-sectional view of the present embodiment of FIG. The structure of the comparative example does not include the protrusion 42 and the plate-shaped member 21 as compared with the structure of the present embodiment. When the hybrid vehicle 100 collides forward, the brackets 93 and 94 (see FIG. 3) may be deformed or broken, and the power control unit 10 may move rearward (right side of FIG. 3). A DC power connector 15 covered with a cover portion is connected to the rear surface of the power control unit 10, and a brake actuator 91 is arranged behind the DC power connector 15. When the power control unit 10 retracts, the cover portion interferes with the brake actuator 91. As a result, the collision load F in the direction of the arrow in FIG. 10 is input to the cover portion. The upper side surface protective wall 120d of the cover portion 120 is fixed to the flange 44 by a fixing mechanism by bolts 41. Therefore, like the cover portion 120X shown by the dotted line in FIG. 10, the lower portion of the cover portion 120 is deformed so as to approach the power control unit 10 with the interface between the flange 44 and the side surface protective wall 120d as the rotation center P1. Further, the back protective wall 120a is also dented toward the power control unit 10. As a result, the resin portion inside the DC power connector 15 is crushed. The DC power connector 15 is connected to the main battery, and a high voltage of 100 volts or more is applied to the terminals inside the connector. It is not desirable for the connector to be damaged and the internal terminals to be short-circuited or exposed.

そこで本明細書に記載の技術では、図8に示すように、後面11aに突出部42が備えられている。図8の矢印方向の衝突荷重Fが入力された場合には、側面保護壁20dは、ボルト41による固定機構によって、電力制御ユニット10へ近づく方向の変位が規制される。また側面保護壁20bの下部に存在している端面20bEは、突出部42と接触することによって、電力制御ユニット10へ近づく方向の変位が規制される。また本明細書に記載の技術では、背面保護壁20aを覆う板状部材21が備えられているため、背面保護壁20aの剛性が高められているとともに背面保護壁20aの全体に衝突荷重を分散させることができる。背面保護壁20aがへこんでしまう事態を防止することができる。以上により、カバー部20の変形を抑制することが可能になるため、DCパワーコネクタ15への衝突荷重の入力を抑制することができる。衝突時にDCパワーコネクタ15内部の樹脂部が破損してしまうような事態の発生を防止することができる。 Therefore, in the technique described in the present specification, as shown in FIG. 8, the rear surface 11a is provided with the protruding portion 42. When the collision load F in the direction of the arrow in FIG. 8 is input, the side surface protective wall 20d is restricted from being displaced in the direction approaching the power control unit 10 by the fixing mechanism by the bolt 41. Further, the end surface 20bE existing in the lower part of the side surface protection wall 20b is in contact with the protrusion 42, so that the displacement in the direction approaching the power control unit 10 is restricted. Further, in the technique described in the present specification, since the plate-shaped member 21 that covers the back surface protective wall 20a is provided, the rigidity of the back surface protection wall 20a is increased and the collision load is distributed to the entire back surface protection wall 20a. Can be made to. It is possible to prevent the back protective wall 20a from being dented. As described above, the deformation of the cover portion 20 can be suppressed, so that the input of the collision load to the DC power connector 15 can be suppressed. It is possible to prevent the occurrence of a situation in which the resin portion inside the DC power connector 15 is damaged in the event of a collision.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 Although specific examples of the present invention have been described in detail above, these are merely examples and do not limit the scope of claims. The techniques described in the claims include various modifications and modifications of the specific examples exemplified above. The technical elements described herein or in the drawings exhibit their technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the techniques exemplified in the present specification or the drawings can achieve a plurality of purposes at the same time, and achieving one of the purposes itself has technical usefulness.

(変形例)
突出部42の形状はボス形状に限られず、様々な形状を採用することができる。例えば板形状のリブであってもよい。実施例では、DCパワーコネクタ15に対して2個の突出部42がケース11に設けられているが、この数に限られない。また突出部42は、頭頂面の総面積が大きいほどよい。
(Modification example)
The shape of the protrusion 42 is not limited to the boss shape, and various shapes can be adopted. For example, it may be a plate-shaped rib. In the embodiment, the case 11 is provided with two protrusions 42 with respect to the DC power connector 15, but the number is not limited to this. The larger the total area of the crown surface of the protruding portion 42, the better.

板状部材21をカバー部20の背面保護壁20aに接合する方法は、様々であってよい。例えばねじ止めによって接合してもよい。 There may be various methods for joining the plate-shaped member 21 to the back surface protective wall 20a of the cover portion 20. For example, they may be joined by screwing.

実施例の接続構造は、電力制御ユニット10以外の電気機器に適用されてもよい。また、実施例の接続構造は、他のコネクタ、例えば、モータコネクタ17に適用されてもよい。本明細書が開示する接続構造は、様々なコネクタに適用可能であるが、特に、100ボルト以上の高電圧が印加されるコネクタに適用することが好適である。 The connection structure of the embodiment may be applied to an electric device other than the power control unit 10. Further, the connection structure of the embodiment may be applied to another connector, for example, a motor connector 17. The connection structure disclosed herein can be applied to various connectors, but is particularly suitable for connectors to which a high voltage of 100 volts or more is applied.

10:電力制御ユニット 11:ケース 11a:後面 15:DCパワーコネクタ 20:カバー部 21:板状部材 25:DCパワーケーブル 30:トランスアクスル 41:ボルト 42:突出部 44:フランジ 44a:貫通孔 90:フロントコンパートメント 91:ブレーキアクチュエータ 100:ハイブリッド車
10: Power control unit 11: Case 11a: Rear surface 15: DC power connector 20: Cover part 21: Plate-shaped member 25: DC power cable 30: Transaxle 41: Bolt 42: Protruding part 44: Flange 44a: Through hole 90: Front compartment 91: Brake actuator 100: Hybrid vehicle

Claims (1)

自動車のフロントコンパートメントに搭載される、直流電源の電力を走行モータ駆動用の交流電力に変換する電力制御ユニットであって、
電力制御ユニットケースと、
前記電力制御ユニットケースの側面に配置されており、前記電力制御ユニットと前記直流電源とを電気的に接続する接続部と、
前記接続部の前記電力制御ユニットケースと対向する面と反対側の面である背面を覆う背面保護壁と、前記接続部の側面を覆う側面保護壁を備えたカバー部であって、前記側面保護壁の前記電力制御ユニットケースと対向する端面の一部が前記電力制御ユニットケースの側面から第1距離を有して前記電力制御ユニットケースの側面に固定されている前記カバー部と、
前記カバー部の前記背面保護壁の少なくとも一部を覆う板状部材と、
前記電力制御ユニットケースの側面に前記第1距離以下の高さを有して配置されている突出部であって、前記背面保護壁の法線方向からみたときに前記カバー部の前記側面保護壁のうち前記電力制御ユニットケースに固定されていない部分と重なるように配置されている前記突出部と、
を備え、
前記カバー部は前記接続部よりも強度が高く、
前記板状部材は前記カバー部よりも強度が高い、電力制御ユニット。
It is a power control unit installed in the front compartment of an automobile that converts the power of a DC power supply into AC power for driving a traveling motor.
Power control unit case and
A connection portion which is arranged on the side surface of the power control unit case and electrically connects the power control unit and the DC power supply,
A cover portion having a back surface protective wall covering the back surface of the connection portion facing the surface facing the power control unit case and a side surface protection wall covering the side surface of the connection portion, and the side surface protection. A cover portion of a wall whose end face facing the power control unit case has a first distance from the side surface of the power control unit case and is fixed to the side surface of the power control unit case.
A plate-shaped member that covers at least a part of the back protective wall of the cover portion, and
A protrusion arranged on the side surface of the power control unit case with a height of the first distance or less, and the side surface protection wall of the cover portion when viewed from the normal direction of the back surface protection wall. Of the protruding portion, which is arranged so as to overlap the portion not fixed to the power control unit case,
Equipped with
The cover portion is stronger than the connection portion and has a higher strength.
The plate-shaped member is a power control unit having higher strength than the cover portion.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021123196A (en) * 2020-02-04 2021-08-30 トヨタ自動車株式会社 On-vehicle structure of electric power controller
JP7380524B2 (en) 2020-10-30 2023-11-15 株式会社デンソー power conversion unit

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007138847A (en) 2005-11-18 2007-06-07 Toyota Motor Corp Protection structure for fuel supply system component
JP2012126152A (en) 2010-12-13 2012-07-05 Toyota Motor Corp Protection device of power control device
JP2014157774A (en) 2013-02-18 2014-08-28 Fuji Heavy Ind Ltd Vehicle power storage device
US20140293569A1 (en) 2011-11-25 2014-10-02 Renault S.A.S. Protective device for an electrical connector of a power electronics module
JP2015140059A (en) 2014-01-28 2015-08-03 トヨタ自動車株式会社 Connector protection structure of motor
JP2015205597A (en) 2014-04-21 2015-11-19 トヨタ自動車株式会社 Electrical equipment fixation structure for vehicle
JP2017177931A (en) 2016-03-29 2017-10-05 三菱自動車工業株式会社 Vehicular wiring protective structure

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5874563B2 (en) * 2012-07-26 2016-03-02 トヨタ自動車株式会社 Connector structure for electric vehicles

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007138847A (en) 2005-11-18 2007-06-07 Toyota Motor Corp Protection structure for fuel supply system component
JP2012126152A (en) 2010-12-13 2012-07-05 Toyota Motor Corp Protection device of power control device
US20140293569A1 (en) 2011-11-25 2014-10-02 Renault S.A.S. Protective device for an electrical connector of a power electronics module
JP2014157774A (en) 2013-02-18 2014-08-28 Fuji Heavy Ind Ltd Vehicle power storage device
JP2015140059A (en) 2014-01-28 2015-08-03 トヨタ自動車株式会社 Connector protection structure of motor
JP2015205597A (en) 2014-04-21 2015-11-19 トヨタ自動車株式会社 Electrical equipment fixation structure for vehicle
JP2017177931A (en) 2016-03-29 2017-10-05 三菱自動車工業株式会社 Vehicular wiring protective structure

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