本發(fā)明涉及一種用于電力控制單元的車載結(jié)構(gòu),所述電力控制單元驅(qū)動(dòng)用于行駛的電機(jī)(行駛電機(jī))。
背景技術(shù):
使用電動(dòng)機(jī)行駛的車輛包括用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電力控制單元。應(yīng)注意,本說明書公開的技術(shù)不局限于應(yīng)用到電動(dòng)車輛,而是還可以應(yīng)用于混合動(dòng)力車輛和燃料電池車輛。另外,為簡(jiǎn)化說明,“電動(dòng)機(jī)”將簡(jiǎn)稱為“電機(jī)”。
電力控制單元典型地是將DC電源輸出的DC電力轉(zhuǎn)換成AC電力的逆變器。電力控制單元可能包括升壓轉(zhuǎn)換器。設(shè)置有行駛電機(jī)的幾種車輛包括位于車輛的前部空間(發(fā)動(dòng)機(jī)艙)中的電機(jī)和電力控制單元。在本說明書中,根據(jù)汽車技術(shù)領(lǐng)域的習(xí)慣,用于容納行駛電機(jī)的空間稱為“發(fā)動(dòng)機(jī)艙”,而不管是否真實(shí)安裝有發(fā)動(dòng)機(jī)。
電力控制單元可能固定在電機(jī)的殼體的上方。通過將電力控制單元布置在電機(jī)的附近,連接電力控制單元和電機(jī)的電纜縮短,并且因而能夠抑制電力傳送損失。日本特開No.2013-233836(JP 2013-233836A)公開一種用于電力控制單元的這樣一種車載結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例。在JP 2013-233836A公開的技術(shù)中,為了保護(hù)電力控制單元免受電機(jī)的振動(dòng),電力控制單元的前部和后部分別由前部支架和后部支架支承,并且在殼體的上方形成有空間的狀態(tài)下固定電力控制單元。
在電力控制單元內(nèi)存在處理數(shù)十千瓦的電力的部件。電力控制單元要求碰撞安全性高,以便其中的高壓電路在車輛碰撞期間不會(huì)暴露。當(dāng)車輛涉及前方碰撞時(shí),布置在車輛的前部空間中的裝置可能承受顯著沖擊。同 時(shí),電機(jī)的殼體較大并且是剛性的。因而,電力控制單元在電機(jī)的殼體上方的布置也適于保護(hù)電力控制單元避開在碰撞期間從前方接近的障礙物。雖然有這種布置,視情況而定,在碰撞期間,碰撞沖擊可能撞擊固定在殼體上方的電力控制單元。例如,存在其中車輛涉及以高速與障礙物正面碰撞的情況?;蛘?,在其中僅車輛的右前部(或左前部)與障礙物碰撞而不是車輛與障礙物正面碰撞的碰撞方面,障礙物可能進(jìn)入車輛前部空間的內(nèi)部深處,并且布置在前部空間中的裝置可能承受顯著的碰撞負(fù)荷。應(yīng)注意,其中僅車輛的右前部(或左前部)與障礙物碰撞的碰撞方面稱為重疊碰撞(或斜向碰撞)等。在具體實(shí)施方式部分會(huì)再次說明重疊碰撞。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
很明顯,在其中電力控制單元在殼體上方設(shè)置有空間的狀態(tài)下被支承的車載結(jié)構(gòu)上,在碰撞期間可能發(fā)生以下現(xiàn)象。在障礙物從前方(或斜前方)與電力控制單元碰撞的情況下,前部支架會(huì)變形并且向后方倒塌。結(jié)果,存在電力控制單元的下表面嚴(yán)重接觸殼體的可能性。本說明書涉及車輛的前部空間中的用于電力控制單元的車載結(jié)構(gòu),并且提供一種在車輛碰撞等的情況下緩和當(dāng)電力控制單元與殼體碰撞時(shí)發(fā)生的沖擊的技術(shù)。
一種車載結(jié)構(gòu)包括電機(jī)單元和電力控制單元。所述電機(jī)單元包括殼體和容納在所述殼體中的用于行駛的電機(jī)。所述電力控制單元構(gòu)造成驅(qū)動(dòng)所述電機(jī)并且安裝在車輛的前部空間中。所述電力控制單元由前部支架和后部支架固定在所述殼體的上方。所述電力控制單元的下表面與所述殼體之間限定出一空間。所述后部支架構(gòu)造成將所述電力控制單元的后側(cè)支承在所述殼體上。所述前部支架構(gòu)造成將所述電力控制單元的前側(cè)支承在所述殼體上。所述前部支架包括基部和支承部。所述基部固定到所述殼體上。所述支承部從所述基部延伸到所述電力控制單元。所述支承部構(gòu)造成,當(dāng)所述支承部由于從前方施加到所述電力控制單元上的負(fù)荷而向后倒塌時(shí),在所述電力控制單元的所述下表面與所述殼體的上表面接觸之前所述支承部與所述殼體接觸。
通過上述車載結(jié)構(gòu),通過支承部與殼體之間的接觸,電力控制單元接近殼體的勢(shì)頭變?nèi)?。因而,能夠避免電力控制單元與殼體之間的接觸?;蛘?,能夠存在這樣的情況,即支承部在與殼體接觸之后進(jìn)一步變形并且電力控制單元與殼體接觸。即使在這種情況下,電力控制單元接近殼體的勢(shì)頭也通過支承部與殼體之間的接觸而變?nèi)?。因而,緩和了電力控制單元由于與殼體接觸而承受的沖擊。
在上述車載結(jié)構(gòu)中,T是從所述支承部與所述基部之間的連結(jié)點(diǎn)到所述下表面的前端的長(zhǎng)度。在所述電力控制單元和所述殼體的側(cè)視圖中,T滿足關(guān)系式G>T·{sin(B)-sin(A)},其中,A是由第一直線相對(duì)于基準(zhǔn)線限定出的角度。當(dāng)所述支承部倒塌并且與所述殼體接觸時(shí)所述第一直線穿過所述連結(jié)點(diǎn)和所述前端。所述基準(zhǔn)線在所述支承部倒塌之前與所述電力控制單元的所述下表面平行并且穿過所述連結(jié)點(diǎn)。B是由第二直線相對(duì)于所述基準(zhǔn)線限定出的角度。所述第二直線在所述支承部倒塌之前穿過所述連結(jié)點(diǎn)和所述前端。G是在所述支承部倒塌之前所述下表面與所述殼體之間的所述間距的間隙。
所述支承部可以包括突起。當(dāng)所述支承部向后倒塌時(shí)所述突起與所述殼體接觸。
所述殼體可以包括突起。當(dāng)所述支承部向后倒塌時(shí)所述突起與所述支承部和所述殼體接觸。
上述數(shù)學(xué)式1的關(guān)系能夠較容易地實(shí)現(xiàn)。例如,突起需要設(shè)置在所述支承部和所述殼體中的僅一個(gè)上。通過設(shè)置所述突起,數(shù)學(xué)式1中A的值增大,并且數(shù)學(xué)式1的右側(cè)減小。該車載結(jié)構(gòu)能夠容易地緩和當(dāng)電力控制單元與殼體碰撞時(shí)發(fā)生的沖擊。
附圖說明
下面參照附圖說明本發(fā)明的示例性實(shí)施例的特征、優(yōu)點(diǎn),以及技術(shù)和工業(yè)意義,其中同樣的附圖標(biāo)記表示同樣的元件,并且其中:
圖1是示出發(fā)動(dòng)機(jī)艙的部件布局的一個(gè)示例的俯視圖;
圖2是示出發(fā)動(dòng)機(jī)艙的部件布局的一個(gè)示例的透視圖;
圖3是殼體和電力控制單元的側(cè)視圖;
圖4是殼體和電力控制單元在支承部倒塌之后的側(cè)視圖;
圖5是說明在支承部倒塌之前和之后支承部與殼體之間的幾何關(guān)系的放大側(cè)視圖;
圖6是說明車載結(jié)構(gòu)的變形示例的側(cè)視圖;
圖7是在第二實(shí)施例的車載結(jié)構(gòu)中使用的前部支架的透視圖;
圖8是說明在第二實(shí)施例的車載結(jié)構(gòu)中支承部倒塌之前的布置的側(cè)視圖;
圖9是說明在第二實(shí)施例的車載結(jié)構(gòu)中支承部倒塌之后的布置的側(cè)視圖。
具體實(shí)施方式
將參照附圖說明第一實(shí)施例的車載結(jié)構(gòu)。第一實(shí)施例的車載結(jié)構(gòu)2應(yīng)用于包括行駛電機(jī)3和發(fā)動(dòng)機(jī)98兩者的混合動(dòng)力車輛100。車載結(jié)構(gòu)2是其中用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)3的電力控制單元20固定在殼體30上方的結(jié)構(gòu)。殼體30容納電機(jī)3、動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)6和差動(dòng)齒輪4。為簡(jiǎn)化說明,下文中“電力控制單元20”縮寫為“PCU 20”。PCU代表電力控制單元。
圖1和圖2示出混合動(dòng)力車輛100的發(fā)動(dòng)機(jī)艙90中的各裝置的布置。圖1是從上方看發(fā)動(dòng)機(jī)艙90的視圖(俯視圖),圖2是從斜上方看發(fā)動(dòng)機(jī)艙90的透視圖?;旌蟿?dòng)力車輛100的發(fā)動(dòng)機(jī)艙90位于車輛的前部。應(yīng)注意,在附圖的坐標(biāo)系中,F(xiàn)軸表示車輛的前方,V軸表示車輛的上側(cè),H軸表示車輛寬度方向(車輛的側(cè)面)。在后面的附圖中坐標(biāo)系的參考標(biāo)號(hào)有相同的意義。
發(fā)動(dòng)機(jī)98、PCU 20、殼體30等布置在發(fā)動(dòng)機(jī)艙90中。盡管在發(fā)動(dòng)機(jī)艙90中還布置有各種其他裝置,但是未示出這些裝置。殼體30、發(fā)動(dòng)機(jī)98等示意性地示出在圖1中。
如上所述,除了電機(jī)3,動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)6和差動(dòng)齒輪4容納在殼體30 中。動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)6是合成/分配發(fā)動(dòng)機(jī)98的輸出轉(zhuǎn)矩和電機(jī)3的輸出轉(zhuǎn)矩的齒輪組。動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)6根據(jù)狀況分配發(fā)動(dòng)機(jī)98的輸出轉(zhuǎn)矩并且將分配轉(zhuǎn)矩傳遞到差動(dòng)齒輪4和電機(jī)3。因?yàn)椴顒?dòng)齒輪4被嵌入,所以殼體30也可以說是用于電機(jī)和變速驅(qū)動(dòng)橋的殼體。殼體30例如通過壓鑄或者磨削鋁而形成。
發(fā)動(dòng)機(jī)98和殼體30以這樣的方式連結(jié),即它們?cè)谲囕v寬度方向上彼此相鄰布置。發(fā)動(dòng)機(jī)98和殼體30懸掛于確保車輛的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的兩根縱梁96、97。
PCU 20是驅(qū)動(dòng)電機(jī)3的裝置。更具體地說,PCU 20使未示出的高電壓電池的電力升壓,然后將該電力轉(zhuǎn)換成AC電力,并將AC電力供給到電機(jī)3。另外,存在PCU 20將電機(jī)3產(chǎn)生的AC電力轉(zhuǎn)換成DC電力并降低其電壓的情況。電壓已經(jīng)降低的電力存儲(chǔ)在高電壓電池中。
盡管下面將要說明細(xì)節(jié),但是PCU 20是在PCU 20與殼體30的上表面之間形成有空間的情況下被支承的。PCU 20的前側(cè)由前部支架10支承,其后側(cè)由后部支架40支承。
殼體30具有高強(qiáng)度和大尺寸。因此,當(dāng)混合動(dòng)力車輛100與障礙物碰撞時(shí)產(chǎn)生的沖擊很少會(huì)傳遞到布置在殼體30上方的PCU 20。但是,在混合動(dòng)力車輛100涉及高速碰撞或混合動(dòng)力車輛100涉及稱為重疊碰撞的碰撞模式的情況下,PCU 20可能承受碰撞的沖擊(碰撞負(fù)荷)。在此,簡(jiǎn)短說明重疊碰撞。假定彼此沿相反方向行駛的兩個(gè)車輛的碰撞。與其中當(dāng)從行駛方向看時(shí)兩個(gè)車輛完全重疊并且相互碰撞的情況相比較,在其中當(dāng)從行駛方向看時(shí)兩個(gè)車輛僅部分重疊和碰撞的情況下沖擊(碰撞負(fù)荷)增大。美國(guó)公路安全保險(xiǎn)協(xié)會(huì)(IIHS)定義了有關(guān)碰撞的各種碰撞方式,并且在這些模式中,有稱為“小重疊”的碰撞模式。在該“小重疊”中,假定其中車輛的前表面的僅25%(沿車輛寬度方向的25%)與障礙物(另一方車輛)重疊的狀態(tài)下的碰撞。如圖1所示,在車輛寬度為L(zhǎng)的混合動(dòng)力車輛100中,前表面沿車輛寬度方向的L/4的范圍與障礙物99碰撞的情況是小重疊碰撞。在這種情況下,碰撞的沖擊(碰撞負(fù)荷)集中在L/4的范圍內(nèi), 障礙物99深深地進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)艙90。當(dāng)障礙物99(或由于障礙物99而向后方移動(dòng)的另一部件)與PCU 20碰撞時(shí),較大碰撞負(fù)荷從前方施加到PCU 20上。盡管下面會(huì)說明細(xì)節(jié),PCU 20的前后部分在殼體30上方形成有空間的情況下由前部支架10和后部支架40支承。當(dāng)較大碰撞負(fù)荷從前方施加到PCU 20時(shí),前部支架10和后部支架40可能向后方變形,并且PCU 20可能撞擊殼體30。本實(shí)施例中說明的技術(shù)緩和此時(shí)由PCU 20承受的負(fù)荷。
參照?qǐng)D1、圖2以及圖3詳細(xì)說明殼體30與PCU 20之間的關(guān)系。圖3是說明車載結(jié)構(gòu)2的側(cè)視圖?!皞?cè)視圖”是從車輛寬度方向(附圖中H軸方向)看的視圖。
PCU 20和殼體30通過六根電纜21相連。電纜21是用于將電力從PCU 20傳送到電機(jī)3的配線。盡管迄今為止沒有說明,殼體30容納兩個(gè)三相AC電機(jī),并且六個(gè)電纜21傳送兩組三相AC電力。參考標(biāo)號(hào)31表示設(shè)置在殼體30的上表面30a上的電纜終端。盡管兩個(gè)電機(jī)容納在殼體30中,但是下面通過電機(jī)中的一個(gè)(電機(jī)3)來繼續(xù)進(jìn)行說明。
如上所述,電機(jī)3、動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)6和差動(dòng)齒輪4容納在殼體30中。在殼體30中,電機(jī)3的輸出軸3a、動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)6的主軸6a和差動(dòng)齒輪4的主軸4a平行地布置。這三根軸沿車輛寬度方向延伸。如圖3所示,三根軸布置成當(dāng)從車輛寬度方向看時(shí)形成為三角形。由于三根軸的布置,殼體30的上表面30a向前下方傾斜。因而,支承在上表面30a上方的PCU 20也布置成向前下方傾斜。
PCU 20通過前部支架10和后部支架40支承在殼體30上方。前部支架10支承PCU 20的前表面20a,后部支架40支承PCU 20的后表面。在PCU 20的下表面20b與殼體30之間形成有間隙G中的空間SP。該空間SP由前部支架10和后部支架40形成。盡管未示出,存在其中殼體30的上表面30a具有除了突起32以外的多個(gè)突起,下面會(huì)說明這一點(diǎn)。即使在其中多個(gè)突起設(shè)置在上表面30a上的情況下,間隙G是指PCU 20的下表面20b與殼體30的上表面30a之間的最短距離。
前部支架10包括:固定到殼體30的基部13;和從基部13延伸到PCU 20的支承部11。換句話說,支承部11從基部13向上延伸。基部13通過螺栓52固定到殼體30的上表面30a,并且支承部11的上部通過螺栓51連結(jié)到PCU 20的前表面20a。防振襯套12插置于支承部11的上部與PCU 20之間。如圖2所示,前部支架10通過沿車輛寬度方向排列的兩個(gè)螺栓固定到殼體30上,并且通過沿車輛寬度方向排列的另外兩個(gè)螺栓連結(jié)到PCU 20。前部支架10通過壓制金屬板(鋼板)形成。應(yīng)注意,圖1-圖3中以簡(jiǎn)化方式示出前部支架10的形狀。下文將使用圖7說明前部支架的詳細(xì)形狀的一個(gè)示例。
盡管未作出詳細(xì)說明,后部支架40具有與前部支架10類似的結(jié)構(gòu)。后部支架40也包括:固定到殼體30上的基部;和從基部延伸到PCU 20的支承部。后部支架40的基部通過螺栓54固定到殼體30的上表面30a。后部支架40的支承部的上部通過螺栓53固定到PCU 20的后表面。防振襯套42插置于后部支架40的支承部的上部與PCU 20的后表面之間。
電機(jī)3、動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)6和差動(dòng)齒輪4在行駛期間劇烈振動(dòng)。另外,因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)98連結(jié)到殼體30,所以殼體30也由于發(fā)動(dòng)機(jī)98而劇烈振動(dòng)。為了保護(hù)PCU 20免受殼體30的振動(dòng),PCU 20在殼體30的上方設(shè)置有間隙G中的空間SP的情況下被支承,并且還經(jīng)由防振襯套12、42通過前部支架10和后部支架40支承。
如上所述,前部支架10的支承部11從固定到殼體30上的基部13延伸到PCU 20。突起32在殼體30的上表面30a上設(shè)置在支承部11后方。支承部11向上向后延伸,突起32設(shè)置在與支承部11相對(duì)的位置處。設(shè)置突起32是為了以下目的?,F(xiàn)在,假設(shè)在正面碰撞期間障礙物從前方與PCU 20碰撞。也即,PCU 20承受來自前方的碰撞負(fù)荷。圖3中的箭頭W指代來自前方的碰撞負(fù)荷。PCU 20被碰撞負(fù)荷W壓向后方。此時(shí),支承部11以與基部13的連結(jié)點(diǎn)11a為支點(diǎn)倒向后方。伴隨支承部11倒向后方,PCU 20被向下拉。因此,PCU 20的下表面20可能與殼體30接觸。突起32的尺寸和位置相對(duì)于支承部11被確定成使得,當(dāng)支承部11倒向后方時(shí)在 PCU 20的下表面20b與殼體30的上表面30a接觸之前支承部11與殼體30接觸。支承部11在PCU 20的下表面20b與殼體30的上表面30a接觸之前與突起32(殼體30)接觸。因此,緩和了與殼體30接觸期間由PCU 20承受的沖擊。突起32設(shè)置成緩和車輛的正面碰撞(包括重疊碰撞)期間當(dāng)PCU 20與殼體30接觸時(shí)的沖擊。
圖4示出其中PCU 20承受碰撞負(fù)荷W、PCU 20向下向后方移動(dòng)并且支承部11倒向后方并與突起32接觸的狀態(tài)。由于來自前方的碰撞負(fù)荷W,支承部11以連結(jié)到基部13的連結(jié)點(diǎn)11a為支點(diǎn)倒向后方。如圖4清楚示出,當(dāng)支承部11與突起32接觸時(shí),PCU 20不與殼體30接觸,并且在PCU 20的下表面20b與殼體30的上表面30a之間形成有空間。在PCU 20與殼體30接觸之前支承部11與突起32接觸。因此,支承部11在倒塌期間的動(dòng)量(也即,使PCU 20接近殼體30的動(dòng)量)變?nèi)?。在支承?1與突起32接觸之后,支承部11的從與突起32的接觸點(diǎn)起的上部可能變形,并且因而PCU 20可能與殼體30接觸。即使在這種情況下,如上所述,緩和了與殼體30接觸期間由PCU 20承受的沖擊。應(yīng)注意,在車輛碰撞期間的沖擊小的情況下,PCU 20與殼體30的接觸可能通過支承部11與殼體30的接觸而避免。圖4中的參考標(biāo)號(hào)11b指代支承部11與突起32的接觸點(diǎn)。
參照?qǐng)D5說明包括突起32的殼體30與支承部11之間的幾何關(guān)系。圖5是其中圖3的側(cè)視圖中的前部支架10被放大的側(cè)視圖。在圖5中,雙點(diǎn)劃線示意性地表示當(dāng)支承部11倒向后方并與突起32接觸時(shí)的支承部11和PCU 20。
為了方便說明,定義了一些直線和一些參數(shù)。所述直線和所述參數(shù)是在前部支架10的側(cè)視圖(圖5)中定義的。直線和參數(shù)用符號(hào)表示。在支承部11倒塌之前與PCU 20的下表面20b平行并且穿過支承部11與基部13的連結(jié)點(diǎn)11a的直線稱為基準(zhǔn)線L1。在圖5的情況下,殼體30的上表面30a(僅排除了終端31的上表面)平行于PCU 20的下表面20b。因此,基準(zhǔn)線L1與殼體30的上表面30a重疊。應(yīng)注意,圖5中的直線L2是穿 過PCU 20的下表面的前端(下表面前端29)并且平行于下表面20b的直線。當(dāng)支承部11倒塌并且與殼體30(突起32)接觸時(shí),直線L3穿過支承部11的連結(jié)點(diǎn)11a和下表面前端29。由直線L3相對(duì)于基準(zhǔn)線L1限定出的角度稱為角度A。直線L4在支承部11倒塌之前穿過連結(jié)點(diǎn)11a和下表面前端29。由直線L4相對(duì)于基準(zhǔn)線L1限定出的角度稱為角度B。此外,在支承部11倒塌之前PCU 20的下表面20b與殼體30之間的空間SP的間隙用符號(hào)G表示(空間間隙G)。而且,在倒塌之前從支承部11的連結(jié)點(diǎn)11a到下表面前端29的長(zhǎng)度用符號(hào)T表示。
當(dāng)使用上述符號(hào)時(shí),在PCU 20的下表面20b與殼體30接觸之前支承部11與殼體30的突起32接觸的條件能夠通過以下數(shù)學(xué)式1限定出。G>T·{sin(B)-sin(A)}(數(shù)學(xué)式1)
對(duì)數(shù)學(xué)式1的含義進(jìn)行說明。在支承部11倒塌之前從基準(zhǔn)線L1到下表面前端29的高度H1使用圖5的上述符號(hào)通過以下數(shù)學(xué)式2表示。H1=T·sin(B)(數(shù)學(xué)式2)
同時(shí),當(dāng)支承部11倒塌并且與突起32接觸時(shí)從基準(zhǔn)線L1到下表面前端29的高度H2通過以下數(shù)學(xué)式3表示。H2=T·sin(A)(數(shù)學(xué)式3)
從圖5可以理解,在空間間隙G比高度H1與H2之差長(zhǎng)的情況下,在PCU 20的下表面20b與殼體30接觸之前支承部11與殼體30的突起32接觸。因此,幾何關(guān)系通過數(shù)學(xué)式1表示。
對(duì)于數(shù)學(xué)式1,假設(shè)當(dāng)支承部11倒塌時(shí)PCU 20的下表面20b保持平行。因?yàn)镻CU 20的前后部分通過支架支承,所以在正面碰撞(包括小重疊碰撞)期間不僅前部支架10倒向后方而且后部支架40也倒向后方。因而,在碰撞期間,PCU 20在基本保持下表面20b的平行狀態(tài)的同時(shí)移動(dòng)。另外,數(shù)學(xué)式1的右側(cè)是指PCU 20的下表面前端29朝向基準(zhǔn)線L1(殼體30)移動(dòng)的距離。這樣,殼體30向前方傾斜,并且PCU 20在也向前方傾斜的同時(shí)被支承。因而,在正面碰撞期間,PCU 20的前端很可能比其后端接近殼體30。也即,在碰撞期間,下表面前端29的移動(dòng)距離傾向于比下表面20b的其他部分的移動(dòng)距離長(zhǎng)。從到此為止所說明的考慮發(fā)現(xiàn),在 數(shù)學(xué)式1的關(guān)系成立的情況下,下表面20b的其他部分與殼體30接觸的可能性極小。也即,可以說,即使在基準(zhǔn)線L1不與殼體30的上表面30a平行的情況下,數(shù)學(xué)式1的條件也能夠適用。另外,即使在下表面前端29距離基準(zhǔn)線L1的高度H1與下表面20b的其他部分距離基準(zhǔn)線L1的高度不同的情況下,也能夠適用數(shù)學(xué)式1的條件。
在上述實(shí)施例中,殼體30的上表面30a設(shè)置有緩和當(dāng)PCU 20與殼體30接觸時(shí)的沖擊的突起32。代替在殼體30上設(shè)置突起32,可以在支承部11的背面上設(shè)置突起。圖6是變形示例中車載結(jié)構(gòu)102的側(cè)視圖。應(yīng)注意,除了突起的位置,圖6與圖5相同。在圖6的車載結(jié)構(gòu)102中,前部支架110具有:固定到殼體30的基部113;和從基部113延伸到PCU 20的支承部111。突起112設(shè)置在支承部111的背面(面對(duì)后方的表面)上。突起112的末端對(duì)應(yīng)于當(dāng)?shù)瓜蚝蠓綍r(shí)支承部111與殼體30接觸的接觸點(diǎn)111b。突起112的尺寸限定成使得當(dāng)支承部111倒向后方并且接觸點(diǎn)111b與殼體30接觸時(shí)支承部111的傾斜度等于圖4所示支承部11的傾斜度。也即,在車載結(jié)構(gòu)102中,同樣,當(dāng)支承部111以連結(jié)到基部113的連結(jié)點(diǎn)111a作為支點(diǎn)倒向后方時(shí),在PCU 20的下表面20b與殼體30接觸之前支承部111的突起112與殼體30接觸。換句話說,圖6的結(jié)構(gòu)中連結(jié)點(diǎn)111a與下表面前端29之間的空間關(guān)系與圖5中通過實(shí)線所示的空間關(guān)系相同。類似地,圖6的結(jié)構(gòu)中在支承部111倒塌期間連結(jié)點(diǎn)111a與下表面前端29之間的空間關(guān)系與圖5中通過假想線示出的空間關(guān)系相同。因此,利用圖6所示的結(jié)構(gòu),同樣,緩和了在車輛的正面(斜向)碰撞期間PCU 20由于與殼體30接觸而承受的沖擊。另外,很容易理解,在圖6中對(duì)于前部支架110重新定義的參數(shù)(角度A、角度B、長(zhǎng)度T、空間間隙G)滿足數(shù)學(xué)式1的關(guān)系。
將使用圖7-圖9說明第二實(shí)施例中的車載結(jié)構(gòu)。圖7是第二實(shí)施例的車載結(jié)構(gòu)202中使用的前部支架210的透視圖。圖8是示出前部支架210的支承部211(如下所述)倒塌之前支承部211、電力控制單元220(PCU 220)和殼體230的布置的放大側(cè)視圖。圖9是示出支承部211倒塌之后支 承部211、PCU 220和殼體230的布置的放大側(cè)視圖。應(yīng)注意,與圖5類似,在圖8和圖9中示出PCU 220和殼體230的僅僅一部分。
前部支架210包括:固定到殼體230(見圖8)的基部213;和從基部213立起的兩個(gè)支承部211?;?13通過兩個(gè)螺栓52固定到殼體230(見圖8)。兩個(gè)支承部211從基部213延伸到PCU 220。防振襯套12附裝到兩個(gè)支承部211中的每一個(gè)的末端,并且支承部211經(jīng)由防振襯套12固定到PCU 220的前表面(見圖8)。支承部211的末端通過螺栓51固定到PCU 220。在基部213和支承部211的邊緣設(shè)置有增大強(qiáng)度的肋部214。
與第一實(shí)施例的情況類似,定義了一些直線和參數(shù),并且一些參數(shù)用符號(hào)表示。所述直線和參數(shù)是在前部支架210的側(cè)視圖(圖8、圖9)中定義的。在支承部211倒塌之前與PCU 220的下表面220b平行并且穿過連結(jié)到支承部211的基部213的連結(jié)點(diǎn)211a的直線稱為基準(zhǔn)線L1。直線L2是穿過PCU 220的下表面220b的前端(下表面前端229)并且平行于基準(zhǔn)線L1的直線。
殼體230在對(duì)應(yīng)于支承部211中的每一個(gè)的后方設(shè)置有突起232。當(dāng)支承部211倒塌時(shí),設(shè)置在支承部211的背面上的接觸點(diǎn)211b與突起232接觸。由穿過下表面前端229和連結(jié)點(diǎn)211a的直線L3相對(duì)于基準(zhǔn)線L1限定出的角度稱為角度A(圖9)。直線L4在支承部211倒塌之前穿過下表面前端229和連結(jié)點(diǎn)211a。由直線L4相對(duì)于基準(zhǔn)線L1限定出的角度稱為角度B(圖8)。此外,在支承部211倒塌之前PCU 220的下表面220b與殼體230之間的空間SP的間隙稱為空間間隙G。而且,從支承部211的連結(jié)點(diǎn)211a中的每一個(gè)到下表面前端229的長(zhǎng)度用符號(hào)T表示。
當(dāng)PCU 220在正面碰撞期間承受來自前方的負(fù)荷時(shí),前部支架210的支承部211以與基部213的連結(jié)點(diǎn)211a作為支點(diǎn)倒向后方。在支承部211倒塌之前從基準(zhǔn)線L1到PCU 220的下表面前端229的高度H1(圖8)可以通過上述數(shù)學(xué)式2表示。類似地,當(dāng)支承部211倒塌并且接觸點(diǎn)211b與突起232接觸時(shí)從基準(zhǔn)線L1到下表面前端229的高度H2(圖9)可以通過上述數(shù)學(xué)式3表示。在從支承部211倒塌到與突起232接觸的期間, 下表面前端229朝向殼體230移動(dòng)的距離是“H1-H2”。如上所述,存在下表面前端229的移動(dòng)距離等于或長(zhǎng)于下表面220b的其他部分的移動(dòng)距離的高可能性。因此,在空間間隙G比“H1-H2”長(zhǎng)的情況下,在PCU 220與殼體230接觸之前支承部211與殼體230接觸。也即,在數(shù)學(xué)式1成立的情況下,在正面碰撞期間在PCU 220與殼體230接觸之前支承部211與殼體230接觸。
將說明實(shí)施例所述技術(shù)中的注意點(diǎn)。如在實(shí)施例中已經(jīng)說明的,為了使得在正面碰撞期間在PCU與殼體接觸之前前部支架與殼體接觸,突起需要設(shè)置在前部支架的支承部和殼體中的僅一個(gè)上。本說明書公開的技術(shù)可以通過稍微改變現(xiàn)有的車載結(jié)構(gòu)而實(shí)現(xiàn)。
在所述實(shí)施例的車載結(jié)構(gòu)中,前部支架附裝到PCU的前表面上。但是,前部支架可以附裝到PCU的底表面或側(cè)表面前部。在所述實(shí)施例中,說明了應(yīng)用于混合動(dòng)力車輛100的車載結(jié)構(gòu)。本說明書公開的技術(shù)還可以應(yīng)用于電動(dòng)車輛和燃料電池車輛。在燃料電池車輛的情況下,電力控制單元是通過轉(zhuǎn)換燃料電池的輸出電力并將轉(zhuǎn)換的電力供給到電機(jī)而驅(qū)動(dòng)電機(jī)的裝置。
在圖3至圖5的示例中,突起設(shè)置在殼體的上表面上。在圖6的示例中,突起設(shè)置在前部支架的支承部的背面上。突起可以設(shè)置在殼體的上表面和支承部的背面兩者上。在這樣一種情況下,殼體的上表面上的突起可以設(shè)置在殼體的突起與支承部的突起相對(duì)的位置處。采用其中當(dāng)支承部倒向后方時(shí)支承部的背面上的突起靠接殼體的上表面上的突起的結(jié)構(gòu)。在這樣一種情況下,可以減小支承部能夠倒塌的角度(也即,上述實(shí)施例中的角度B-角度A)。支承部能夠倒塌的角度小時(shí),可以減小電力控制單元(PCU)能夠接近殼體的上表面的距離。
本實(shí)施例總結(jié)如下。電力控制單元在用于容納電機(jī)的殼體上方設(shè)置有空間的情況下固定,同時(shí)其前后部分分別由前部支架和后部支架支承。前部支架包括:固定到殼體的基部;和從基部延伸到電力控制單元的支承部。當(dāng)支承部由于從前方施加到電力控制單元的負(fù)荷而倒向后方時(shí),在電力控 制單元的下表面與殼體接觸之前支承部與殼體接觸。
本說明書公開的車載結(jié)構(gòu)的一個(gè)方面如下。電力控制單元安裝在車輛的前部空間中。電力控制單元的前部和后部分別由前部支架和后部支架支承,并且電力控制單元在電機(jī)的殼體上方設(shè)置有空間的情況下固定。前部支架包括:固定到殼體的基部;和從基部延伸到電力控制單元的支承部。為了方便說明,支承部的面向車輛后方的表面下文中稱為背面。前部支架的支承部與殼體之間的幾何關(guān)系定義為滿足以下關(guān)系。也即,當(dāng)支承部由于從前方施加到電力控制單元的負(fù)荷而倒向后方時(shí),在電力控制單元的下表面與殼體的上表面接觸之前支承部與殼體接觸。通過上述幾何關(guān)系能夠?qū)崿F(xiàn)以下效果。通過支承部與殼體之間的接觸,電力控制單元接近殼體的勢(shì)頭變?nèi)?。因而,能夠避免電力控制單元與殼體之間的接觸?;蛘?,能夠存在這樣的情況,即支承部在與殼體接觸之后進(jìn)一步變形并且電力控制單元與殼體接觸。即使在這種情況下,通過支承部與殼體之間的接觸也減弱了電力控制單元接近殼體的勢(shì)頭。因而,緩和了電力控制單元由于與殼體接觸而承受的沖擊。
通過以下數(shù)學(xué)式1示出其中前部支架的支承部在電力控制單元之前與殼體接觸的幾何關(guān)系的一個(gè)示例。G>T·{sin(B)-sin(A)}(數(shù)學(xué)式1)。在此,符號(hào)G、T、A和B在電力控制單元和殼體的側(cè)視圖中定義如下。首先,在支承部倒塌之前與電力控制單元的下表面平行并且穿過基部與前部支架的支承部之間的連結(jié)點(diǎn)的直線設(shè)定為基準(zhǔn)線。符號(hào)A表示通過當(dāng)支承部倒塌并與殼體接觸時(shí)穿過連結(jié)點(diǎn)和殼體的下表面前端的直線相對(duì)于基準(zhǔn)線限定出的角度(角度A)。符號(hào)B表示通過在支承部倒塌之前穿過連結(jié)點(diǎn)和下表面前端的直線相對(duì)于基準(zhǔn)線限定出的角度(角度B)。符號(hào)G表示在支承部倒塌之前在電力控制單元的下表面與殼體之間的空間的間隙(空間間隙G)。符號(hào)T表示從支承部的連結(jié)點(diǎn)到下表面前端的長(zhǎng)度(長(zhǎng)度T)。
上述數(shù)學(xué)式1的關(guān)系能夠較容易地實(shí)現(xiàn)。例如,突起需要設(shè)置在支承部和殼體中的僅一個(gè)上。例如,突起在殼體上設(shè)置成與支承部的背面相對(duì)。 通過設(shè)置突起,上述角度A增大,并且數(shù)學(xué)式1的右側(cè)減小。因?yàn)閮H需要在殼體或支承部上設(shè)置一個(gè)突起,所以本說明書公開的技術(shù)能夠容易地應(yīng)用于其中電力控制單元由支架支承在殼體上方的各種車輛。本說明書公開的技術(shù)的細(xì)節(jié)及其改進(jìn)在具體實(shí)施方式部分進(jìn)行了說明。
本說明書和附圖中所述的技術(shù)要素在單獨(dú)或者以各種組合使用時(shí)展示了技術(shù)實(shí)用性。另外,本說明書和附圖中示出的技術(shù)能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)多個(gè)目的,但也可通過實(shí)現(xiàn)一個(gè)目的而展示本身的技術(shù)實(shí)用性。