TW201504084A - 大型電動車輛之可拆卸高壓隔離結構 - Google Patents

Abstract

本發明案提供一種大型電動車輛之可拆卸高壓隔離結構，以解決大型電動車輛因高壓元件所產生之維修安全問題。該高壓隔離結構將所有使用高壓電源的元件集中整合在一可拆卸的隔離結構中，以便維修人員在安全的環境下維修大型電動車輛。

Description

大型電動車輛之可拆卸高壓隔離結構

本發明案為一種可拆卸之高壓隔離結構，更確切的說，是一種將大型電動車輛上所有的高壓元件整合在一可拆卸的結構中，以避免在檢修時發生人員觸電的意外。

現今的大型電動車輛將許多內燃車輛上的設備改為電力驅動，此舉造成車上有許多高壓元件散佈在車輛各處。現有的車輛維修人員並未受過高壓電相關的訓練，因此無法安全的檢修高壓元件，也無法確保在檢修其他元件時不會意外感電。

也由於現有的車輛維修人員無法檢修高壓元件，導致車輛製造商必須提供大量的售後服務，並在車輛故障時派遣維修人員協助檢修，額外增加許多人力成本。

當車輛發生意外時，若車門被阻礙，救難人員必須將車體破壞以執行救援。若車輛有高壓電纜及高壓元件散佈在車體各處，不僅大幅增加救難人員的風險，還容易延誤救援時機。

散布各處的高壓元件及高壓纜線同時也造成屏蔽的困難，在產生大範圍的電磁波影響乘員健康的同時，也容易被其他的電磁波所干擾。

有鑑於現有大型電動車輛在檢修、救援、及電磁波屏蔽的缺陷，本發明案希望透過車輛結構的改善，有效的避免維修及救援時的潛在危險，並妥善屏蔽電磁干擾。

本發明案之主要目的在於：

一、提供一種方便檢修的高壓隔離結構。

二、提供一種可確保救難人員在破壞車體時不會感電的結構。

三、提供一種可有效屏蔽電磁干擾的結構。

四、提供一種方便拆裝的高壓隔離結構。

101‧‧‧底盤

102‧‧‧前軸

103‧‧‧後軸

104‧‧‧前懸吊

105‧‧‧後懸吊

106‧‧‧隔離結構框架

107‧‧‧滾輪

108‧‧‧導軌

109‧‧‧傳動軸接頭

110‧‧‧轉向輔助泵接頭

111‧‧‧高壓電纜接頭

112‧‧‧高壓電池組

113‧‧‧高壓電纜

201‧‧‧底盤

202‧‧‧前軸

203‧‧‧後軸

204‧‧‧前懸吊

205‧‧‧後懸吊

206‧‧‧隔離結構框架

207‧‧‧定位槽

208‧‧‧定位銷

209‧‧‧傳動軸接頭

210‧‧‧轉向輔助泵接頭

211‧‧‧高壓電纜接頭

212‧‧‧高壓電池組

213‧‧‧高壓電纜

214‧‧‧支撐桿

301‧‧‧動力馬達

302‧‧‧傳動軸

303‧‧‧差速器

304‧‧‧轉向輔助馬達

305‧‧‧空調壓縮機

306‧‧‧空調馬達

307‧‧‧左側冷卻道

308‧‧‧右側冷卻道

309‧‧‧空氣壓縮機

310‧‧‧空氣壓縮機馬達

311‧‧‧馬達驅動器

312‧‧‧轉向輔助泵軸心

313‧‧‧轉向輔助泵

401‧‧‧電磁波屏蔽版

第一圖是本發明案之第一實施例之結構示意圖。

第二圖是本發明案之第二實施例之結構示意圖。

第三圖是本發明案之第一實施例之局部詳圖。

第四圖是本發明案之第一實施例之外觀示意圖。

請參閱第一圖、第三圖、及第四圖，其為本發明案之第一實施例。底盤101由前軸102及後軸103支撐，前懸吊104裝置於底盤101與前軸102之間，以乘載車體之重量；後懸吊105裝置於底盤101與後軸103之間，用以乘載車體之重量。在後軸103上設有一差速器303用以將動力分散至車輛之左後輪及右後輪。

在底盤101後端設有一可拆卸之隔離結構框架106，以容納高壓元件。底盤101後端另設有一可承重之導軌108，用以承受隔離結構框架106之重量。隔離結構框架106上設有滾輪107，與導軌108接觸，以便利拆裝。

底盤101上設有一高壓電池組112以供應車輛所需之高壓電源，並設有高壓電纜113以將高壓電源由高壓電池組112輸送至隔離結構框架106內部。高壓電纜113與隔離結構框架106以可拆卸的高壓纜線接頭111銜接。

隔離結構框架106內，設有一動力馬達301；該動力馬達301負責產生推動車輛所需之扭力，經由可拆卸的傳動軸接頭109與傳動軸302連接，並經由傳動軸302將其產生之扭力送入差速器303。

底盤101上設有一轉向輔助泵313用以提供動力方向盤所需要之液壓油；隔離結構框架106內，設有一轉向輔助馬達304，用以轉動轉向輔助泵313。轉向輔助馬達304透過可拆卸的轉向輔助泵接頭110與轉向輔助泵軸心312連接，並經由轉向輔助泵軸心312將扭力送入轉向輔助泵313。

隔離結構框架106內，設有一空調壓縮機305，用以產生冰水，並將冰水送至車廂內以提供冷氣。隔離結構框架106內另設有一空調馬達306，用以驅動空調壓縮機305。

隔離結構框架106內，設有一空氣壓縮機309以提供車輛所需要之壓縮空氣；隔離結構框架106內另設有一空氣壓縮機馬達310，以驅動空氣壓縮機309。

隔離結構框架106內，設有一左側冷卻道307及一右側冷卻道308，負責將內部的熱量排出。

隔離結構框架106中，設有一馬達驅動器311用以供應電力給各馬達。隔離結構框架106之上，裝設有數個電磁波屏蔽板401以隔絕電磁干擾。

此實施例所揭露的設計概念，主要為一妥善隔離的高壓隔離結構，將所有含有高壓電的設備皆整合在內，使用各種方法妥善隔離並提供一易拆裝的分離點。同時，在車輛需檢修時，可在盡量不接觸到高壓元件的情況下，將隔離結構完整拆除，已將維修人員的風險降到最低。同時藉由整合高壓元件，將高壓電纜的數量減到最少，以便意外發生時救難人員可安全的破壞車體。

隔離結構中，最主要的高壓元件為動力馬達。由於馬達外殼與內部高壓線圈之間為絕緣，因此只須將馬達外殼與隔離結構框架接地即可。在結構上選擇了可拆卸的傳動軸接頭，以便將馬達與車上的機械結構分離。

另一常見的高壓元件為冷氣壓縮機；現有的大型電動車輛大多選擇使用置頂式冷氣。置頂式冷氣雖然安裝便利，但也代表必須將高壓電送到車頂區域；為了供應該高壓電源，車身側板中也必須有高壓電纜。車輛發生意外時，極有可能因高壓電纜破損而導致成員感電。本實施例使用水冷式空調；將空調壓縮機及其驅動馬達裝設在隔離結構中，並使用空調壓縮機產生冰水，再將冰水送到車內以供應冷氣。由於水的導電性較金屬低，只要使用絕緣管路，感電的機率也將大幅縮小。在整個隔離結構拆 裝時，輸送冰水的管路可作為空調系統的分離點。

若要減輕重量，也可使用該空調壓縮機直接在隔離結構中產生冷空氣，並經由空氣管道將產生的冷空氣輸送至車室中；唯空氣管道所占的空間會較水管增加許多，但依然可達到絕緣的效果。

另一不可或缺的高壓元件為動力方向盤。現有大型電動車輛多採用傳統油壓的動力方向盤，並在駕駛座附近設置一電動泵浦；這樣的設計將導致駕駛座附近必須配置高壓纜線。本實施例依然使用油壓式的動力方向盤，但藉由將轉向輔助泵安裝在車尾，並藉由裝設在隔離結構中的馬達驅動；此設計可有效避免駕駛座附近配置高壓纜線需求。與動力馬達相同，轉向輔助馬達的內部高壓線圈與外殼之間同樣為絕緣，並使用轉向輔助馬達與轉向輔助泵之間為分離點。

同樣的，空氣壓縮機也設置在隔離結構中；空氣壓縮機藉由一絕緣空氣管與車上的空氣儲存槽連接，該絕緣空氣管可作為氣壓系統的分離點。

由於此實施例會使用電磁波屏蔽板將隔離結構密封，因此在冷卻系統的選用上須使用集中式的冷卻。將隔離結構中所有需要冷卻的元件以冷卻水冷卻，再將冷卻水帶到左側冷卻道及右側冷卻道中降溫，以排出熱量；同樣的，空調系統的熱交換器也會裝設在左側冷卻道或右側冷卻道中。也由於隔離結構為一密封結構，因此若結構中裝設有內燃發電機，內燃機產生的熱將容易造成隔離結構內部過熱。在此實施例中，若須配置內燃發電機，則會將內燃發電機裝設在冷卻道中，使該發電機能與隔離結構一併被拆除但不會導致隔離結構內部溫度過高。

在車輛維修時，此架構也可確保維修人員的安全。當車輛故障時，可透過故障碼先分辨是否是此隔離結構內部的元件故障。若是隔離結構內部的元件故障，則將隔離結構完整拆除並換上備品，並將故障的隔離結構整個送回原廠檢修。若是隔離結構外的元件故障，則維修人員可放心維修；如欲更加提高安全性，可在維修時將隔離結構暫時拆除。利用隔離結構清楚界定高壓元件的範圍是對維修人員的保護，同時也減少了原廠需派遣人員協助檢修的需求。

當車輛發生事故時，若需破壞車體以進行救援，必須確保被破壞的部位並不包含高壓電。由於所有高壓元件已被整合並隔離，因此救難人員只需要避開高壓電池組、高壓電纜、及高壓隔離結構即可確保不會感電。更確切的說，由於高壓電池組、高壓電纜、及高壓隔離結構都在底盤上，因此車頂及側壁不會有任何高壓元件或高壓纜線。

此實施例同時也揭露了一個易於屏蔽電磁干擾的設計概念；將高壓元件整合，可有效的減少高壓電纜的長度，進而減少因電纜而產生的電磁干擾。同樣的，藉由將所有高壓元件整合在一個框架內，只需對框架整體作屏蔽，即可有效的減少因馬達及驅動器所產生的電磁干擾。

此隔離架構在實施時，若情況許可，應在車室內設置數個維修孔，經由打開維修孔即可拆卸馬達接頭、轉向輔助泵接頭、高壓空氣管、空調冷水輸送管、高壓纜線接頭、及其他相對應的分離點，可使車輛在無需頂高設備的情況下快速拆裝整組高壓隔離結構，以便廠內施工或路邊緊急維修。隔離結構在拆卸時，只需將各連接點拆開，將隔離結構與底盤分離，即可透過導軌及導輪將隔離結構拉出。

請參閱第二圖，其為本發明案之第二實施例。底盤201由前軸202及後軸203支撐，前懸吊204裝置於底盤201與前軸202之間，以乘載車體之重量；後懸吊205裝置於底盤201與後軸203之間，用以乘載車體之重量。

底盤201後端設有一可拆卸之隔離結構框架206，以容納高壓元件。底盤201後端另設有一可承重之支撐桿214，用以承受隔離結構框架206之重量。隔離結構框架206上設有定位銷208，與定位槽207接觸，以便利拆裝。

底盤201上設有一高壓電池組212以供應車輛所需之高壓電源，並設有高壓電纜213以將高壓電源由高壓電池組212輸送至隔離結構框架206內部。高壓電纜213與隔離結構框架206以可拆卸的高壓纜線接頭211銜接。轉向輔助泵接頭210用以將扭力提供給轉向輔助系統。

實施例二與前述之實施例一內部結構相同，其主要之特徵為使用定位槽與定位銷之結合來便利拆裝，且採用懸掛結構。若要便利拆裝，可在支撐桿上增設小型吊車。拆卸時，只需以小型吊車將隔離結構垂降至地面及可將隔離結構拖出；安裝時，只需將隔離結構滑入支撐桿下方，以小型吊車吊升後，即可將隔離結構與支撐桿及底盤鎖固。

101‧‧‧底盤

102‧‧‧前軸

103‧‧‧後軸

104‧‧‧前懸吊

105‧‧‧後懸吊

106‧‧‧隔離結構框架

107‧‧‧滾輪

108‧‧‧導軌

109‧‧‧傳動軸接頭

110‧‧‧轉向輔助泵接頭

111‧‧‧高壓電纜接頭

112‧‧‧高壓電池組

113‧‧‧高壓電纜

Claims (8)

1. 一種具有可拆卸高壓隔離結構之車輛結構，其包含：一底盤；一可拆卸高壓隔離結構，與該底盤相連；一軸組，該軸組包括一差速器及一輪軸，該軸組係裝設於該底盤；一動力馬達，用以驅動車輛，該動力馬達係裝設於該可拆卸高壓隔離結構；一可拆卸傳動軸，用以連接該差速器及該動力馬達；一轉向輔助泵，用以提供液壓油至轉向系統，該轉向輔助泵係裝設於該底盤；一轉向輔助馬達，用以驅動該轉向輔助泵，該轉向輔助馬達係裝設於該可拆卸高壓隔離結構；一可拆卸之轉向輔助泵接頭，用以連接該轉向輔助泵及該轉向輔助馬達；一空調壓縮機，用以產生冰水，該空調壓縮機係裝設於該可拆卸高壓隔離結構；一空調馬達，用以驅動該空調壓縮機，該空調馬達係裝設於該可拆卸高壓隔離結構；一可拆卸之管路，用以將該空調壓縮機產生之冰水送至該底盤；一高壓電池組，用以提供電源，該高壓電池組係裝設於該底盤；一高壓纜線，用以將電源輸送至該可拆卸高壓隔離結構，該高壓電纜線係裝設於該底盤；一可拆卸之高壓纜線接頭，用以連接該高壓電池纜線及該可拆卸高壓隔離結構； 該可拆卸高壓隔離結構與該底盤分離時，該動力馬達、該轉向輔助馬達、該空調壓縮機、及該空調馬達保持與該可拆卸高壓隔離結構連接，且為一整體；該軸組、轉向輔助泵、及該高壓電池組保持與該底盤之連接。
2. 如申請專利範圍第1項之具有可拆卸高壓隔離結構之車輛結構，其中該結構更包含一冷卻道，該冷卻道裝設於該高壓隔離結構。
3. 如申請專利範圍第2項之具有可拆卸高壓隔離結構之車輛結構，其中該結構更包含一發電機，該發電機裝設於該冷卻道內部。
4. 如申請專利範圍第1項之具有可拆卸高壓隔離結構之車輛結構，其中該結構更包含一導軌，該導軌係裝設於底盤；一導輪，該導輪係裝設於該可拆卸高壓隔離結構。
5. 如申請專利範圍第1項之具有可拆卸高壓隔離結構之車輛結構，其中該結構更包含一支撐桿，該支撐桿係裝設於底盤；一定位槽，該定位槽係裝設於該支撐桿；一定位銷，該定位銷係裝設於該可拆卸高壓隔離結構。
6. 如申請專利範圍第5項之具有可拆卸高壓隔離結構之車輛結構，其中該結構更包含一吊車，該吊車係安裝於該支撐桿，用以垂降及舉升該可拆卸高壓隔離結構。
7. 一種大型電動車輛之結構，其包含：一可拆卸之動力模組，其中設有：一動力馬達、一馬達驅動器、一轉向輔助馬達、一空調系統、及一散熱器；一可容納該可拆卸之動力模組之插槽，其中設有：一傳動軸接頭，用以將該動力馬達與車輪連接；一轉向輔助接頭，用以將該轉向輔助馬達與一轉向輔助泵連接；及一銜接水管，用以將該空調系統與一熱交換器連接；其中該可拆卸之動力模組於拆卸時，與該動力馬達、該馬達驅動器、該轉向輔助馬達、該空調系統、及該散熱器為一整體。
8. 一種大型電動車輛之結構，其包含：一可拆卸之動力模組，其中設有：一動力馬達、一馬達驅動器、一空調系統、及一散熱器；一可容納該可拆卸之動力模組之插槽，其中設有：一傳動軸接頭，用以將該動力馬達與車輪連接；一轉向輔助接頭，用以將該轉向輔助馬達與一轉向輔助泵連接；及一空氣導管，用以將該空調系統所產生之冷空氣輸送至車室之中； 其中該可拆卸之動力模組於拆卸時，與該動力馬達、該馬達驅動器、該空調系統、及該散熱器為一整體。