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CN112009224B - 车辆 - Google Patents

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CN112009224B
CN112009224B CN202010342418.6A CN202010342418A CN112009224B CN 112009224 B CN112009224 B CN 112009224B CN 202010342418 A CN202010342418 A CN 202010342418A CN 112009224 B CN112009224 B CN 112009224B
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Abstract

本发明提供一种车辆。实施方式的车辆具备：驱动装置，其包括：旋转电机；壳体，能够收纳旋转电机；以及PCU，配置于与在车辆发生了碰撞时被输入载荷的一侧相反的一侧，并且配置于壳体的前方，能够向旋转电机供给电力；支承部，其设置于驱动装置，能够与车身框架接触；以及冲击缓和部，其设置于支承部，在车辆发生了碰撞时缓和冲击。

Description

车辆
本申请基于在2019年05月28日提出申请的日本国专利申请第2019-099262号而主张优先权，并将其内容援引于此。
技术领域
本发明涉及车辆。
背景技术
作为混合动力汽车或电动汽车等车辆，已知有在碰撞时保护电池等车辆部件的结构。例如，在日本特开2004-175301号公报中，公开了在将生成电力的电池部设置于车辆的前方的电动汽车中，在碰撞时保护电池部不受破损的结构。电动汽车具备电池部和配置在电池部的上方的PCU(电力控制单元)。PCU具备相比电池部的边缘向前方伸出的伸出部。在电池汽车从前方与外部物体发生了碰撞的情况下，车身的外板与位于比电池部靠前方的PCU的伸出部碰撞，将冲击力传递给PCU。
发明内容
但是，在PCU受到预想以上的冲击力的情况下，有可能造成PCU的框体破损，电路发生短路等的影响。
而且，由于电池部与PCU在车辆上下方向(高度方向)上排列，因此电池部及PCU的组装体的高度增加，有可能需要宽广的配置空间。
本发明的方式提供一种能够缓和车辆碰撞时向电力转换装置的冲击并降低驱动装置的高度的车辆。
(1)本发明的一方式的车辆具备驱动装置、支承部及冲击缓和部，所述驱动装置包括：旋转电机；壳体，其能够收纳所述旋转电机；以及电力转换装置，其配置于与在车辆发生了碰撞时被输入载荷的一侧相反的一侧，并且配置于所述壳体的前方或后方，能够向所述旋转电机供给电力；所述支承部设置于所述驱动装置，能够与车身接触；所述冲击缓和部设置于所述支承部，在所述车辆发生了碰撞时缓和冲击。
(2)在上述(1)的方式中，也可以为，所述车身具备承受部，该承受部在所述车辆发生了碰撞时承受来自所述支承部的冲击，所述承受部配置在与所述支承部对置的位置。
(3)在上述(2)的方式中，也可以为，所述支承部与所述驱动装置连接，并且比所述电力转换装置更向所述承受部一侧延伸。
(4)在上述(1)的方式中，也可以为，所述冲击缓和部设置在所述支承部的中间部，且是在所述冲击作用下能够塑性变形的弯曲部。
(5)在上述(1)的方式中，也可以为，所述支承部具备：第一构成部，其从所述驱动装置延伸至所述支承部的中间部；以及第二构成部，其从所述中间部向下方延伸，承受水平方向的载荷。
(6)在上述(2)的方式中，也可以为，所述车辆具有设置在所述承受部的下方并能够供所述电力转换装置退避的空间部。
(7)在上述(1)的方式中，也可以为，所述驱动装置配置于在所述车辆的前部或后部设置的动力源收纳部，所述动力源收纳部是所述车辆的左右的侧框架之间的空间。
(8)在上述(1)的方式中，也可以为，所述驱动装置配置于在所述车辆的后部设置的动力源收纳部，所述电力转换装置配置于所述壳体的前方。
(9)在上述(8)的方式中，也可以为，所述壳体具备：外壳，其收纳所述旋转电机；以及齿轮箱，其收纳齿轮机构，所述齿轮箱比所述外壳向后方突出。
(10)在上述(1)至(9)的任一个方式中，也可以为，所述旋转电机与所述电力转换装置结合成一体。
根据上述(1)的方式，通过具备设置于驱动装置并能够与车身接触的支承部、以及设置于支承部且在车辆发生了碰撞时缓和冲击的冲击缓和部，能够缓和车辆碰撞时的向驱动装置的冲击。而且，驱动装置包括配置于与在车辆发生了碰撞时被输入载荷的一侧相反的一侧的电力转换装置，由此能够避免在车辆碰撞时向电力转换装置直接输入载荷。而且，电力转换装置配置于壳体的前方或后方，由此与壳体和电力转换装置沿车辆上下方向排列的情况相比，能够降低驱动装置的高度。因此，能够缓和车辆碰撞时的向电力转换装置的冲击，并能够降低驱动装置的高度。
根据上述(2)的方式，车身具备在车辆发生了碰撞时承受来自支承部的冲击的承受部，承受部配置在与支承部对置的位置，由此起到以下的效果。
在车辆碰撞时能够积极地使冲击缓和部变形，因此能够更进一步缓和车辆碰撞时的冲击。
根据上述(3)的方式，支承部与驱动装置连接，并且比电力转换装置向承受部侧延伸，由此起到以下的效果。
在车辆碰撞时能够避免电力转换装置与车身发生激烈碰撞。
根据上述(4)的方式，冲击缓和部设置于支承部的中间部，是由于所述冲击而能够塑性变形的弯曲部，由此起到以下的效果。
在车辆碰撞时积极地使弯曲部塑性变形，通过弯曲部的塑性变形来吸收冲击，因此能够更进一步缓和车辆碰撞时的冲击。
根据上述(5)的方式，支承部具备从驱动装置延伸至支承部的中间部的第一构成部以及从中间部向下方延伸并承受水平方向的载荷的第二构成部，由此起到以下的效果。
在车辆碰撞时向第二构成部输入水平方向的载荷，因此能够更进一步缓和车辆碰撞时的冲击。而且，在车辆碰撞时向第二构成部输入水平方向的载荷，由此在驱动装置旋转而向下方位移的情况下，能够避免驱动装置与车身发生激烈碰撞。
根据上述(6)的方式，车辆具有设置于承受部的下方并能够供电力转换装置退避的空间部，由此起到以下的效果。在车辆碰撞时驱动装置旋转而向下方位移的情况下，通过使电力转换装置向空间部退避，能够保护电力转换装置不受冲击。
根据上述(7)的方式，驱动装置配置于在车辆的前部或后部设置的动力源收纳部，动力源收纳部是车辆的左右的侧框架之间的空间，由此起到以下的效果。
驱动装置配置于车辆的左右的侧框架之间的空间，因此能够确保宽广的行李室、宽广的驾驶室。而且，通过左右的侧框架能够保护驱动装置不受侧面碰撞。
根据上述(8)的方式，驱动装置配置于在车辆的后部设置的动力源收纳部，电力转换装置配置于壳体的前方，由此起到以下的效果。与驱动装置设置于车辆的前部的情况相比，驾驶员乘车时的前后的轮胎的重量平衡变得良好。此外，在车辆从后方与外部物体发生了碰撞的情况下，能够避免向电力转换装置直接输入载荷的情况。
根据上述(9)的方式，壳体具备收纳旋转电机的外壳以及收纳齿轮机构的齿轮箱，齿轮箱比外壳向后方突出，由此起到以下的效果。
在车辆从后方与外部物体发生了碰撞的情况下，能够通过齿轮箱承受载荷，因此能够避免向电力转换装置直接输入载荷。
根据上述(10)的方式，旋转电机与电力转换装置结合成一体，由此起到以下的效果。
通过机电一体，能够利用DC线对旋转电机与电力转换装置进行接线，因此与利用三相线对旋转电机与电力转换装置进行接线的情况相比，有助于降低成本。
附图说明
图1是实施方式的车辆的左侧视图。
图2是实施方式的车辆后部的俯视图。
图3是图2的主要部分放大图。
图4是图2的IV-IV剖视图。
图5是实施方式的驱动装置的立体图。
图6是车辆后方碰撞时的破坏模式的说明图。
图7是继图6之后的车辆后方碰撞时的破坏模式的说明图。
图8是继图7之后的车辆后方碰撞时的破坏模式的说明图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。在实施方式中，列举混合动力汽车、电动汽车等车辆进行说明。以下的说明中的前后左右等的朝向只要没有特别记载，就与以下说明的车辆中的朝向相同。在以下的说明中使用的图中适当位置示出表示车辆前方的箭头FR、表示车辆左方的箭头LH、表示车辆上方的箭头UP、表示车身左右中心的线CL。
<车辆整体>
图1是实施方式的车辆1的左侧视图。
如图1所示，车辆1具备形成车辆1的骨架的车身框架2(车身)、设置在车辆1前部的左右的前轮3、设置在车辆1后部的左右的后轮4、配置在车辆1的驾驶室的多个座位5A-5C、车辆1的外包装6、以及配置在车辆1后部的驱动装置配置结构7。
如图2所示，车身框架2具备沿前后方向延伸的左右一对侧框架10L、10R、沿车宽方向延伸并将左右一对侧框架10L、10R连结的多个横框架。多个横框架具备配置于车辆前后中央部的横梁11、配置于横梁11的后方的副框架12。
例如，前轮3作为转向轮发挥功能。
例如，后轮4作为驱动轮发挥功能。
如图1所示，座位5A-5C在前后方向上隔开间隔地配置3个。3个座位5A-5C具备：包括驾驶位的第一座位5A；配置在第一座位5A的后方的第二座位5B；配置在第二座位5B的后方的第三座位5C。
<驱动装置配置结构7>
驱动装置配置结构7配置在车辆1的地板下(地板下面)。驱动装置配置结构7配置在第三座位5C的下方。如图2所示，驱动装置配置结构7具备用于驱动车辆1的驱动装置20、以及设置于驱动装置20的托架30A、30B。
<驱动装置20>
驱动装置20配置于在车辆1的后部设置的动力源收纳部15。动力源收纳部15是车辆1的左右的侧框架10L、10R之间的空间。驱动装置20支承于副框架12。
如图3所示，驱动装置20具备旋转电机21、将旋转电机21的动力向车轮传递的齿轮机构22(动力传递机构)、能够收纳旋转电机21的壳体23、以及能够向旋转电机21供给电力的PCU24(电力转换装置)。
旋转电机21是车辆1的动力源。例如，旋转电机21具备转子及定子(未图示)。旋转电机21具有与车宽方向实质上平行的旋转轴C1。即，旋转电机21设为使旋转轴C1沿着车宽方向的所谓卧式。
齿轮机构22具有相互啮合的多个齿轮(未图示)。例如，齿轮机构22将旋转电机21的动力向作为驱动轮的后轮4(参照图4)传递。
壳体23收纳旋转电机21及齿轮机构22。壳体23具备收纳旋转电机21的外壳23A和收纳齿轮机构22的齿轮箱23B。外壳23A与齿轮箱23B在车宽方向上结合为一体。外壳23A具有比旋转电机21大的圆筒状(参照图5)。齿轮箱23B比外壳23A向后方突出。齿轮箱23B具有在车宽方向上与外壳23A重叠并从外壳23A朝向后轮车轴(未图示)突出的形状。
PCU24(动力控制单元)配置于与在车辆1发生了碰撞时被输入载荷一侧相反的一侧。在本实施方式中，车辆1发生了碰撞时是指车辆1从后方与外部物体(例如其他的车辆)发生了碰撞的情况(车辆后方碰撞时)。PCU24配置于壳体23的前方。即，PCU24配置于与在车辆后方碰撞时向壳体23输入载荷的一侧(后侧)相反的一侧(前侧)。
PCU24与壳体23的前部结合。PCU24与旋转电机21结合成一体(机电一体)。PCU24具有长方体状。车宽方向上的PCU24的长度比壳体23短。PCU24以跨越外壳23A及齿轮箱23B的方式配置。
<托架30A、30B>
如图3所示，托架30A、30B在驱动装置20的两侧设置有左右一对。左右的托架30A、30B配置在比PCU24靠车宽方向外方的位置。左右的托架30A、30B是与壳体23(外壳23A)的左侧部连结的第一托架30A和与壳体23(齿轮箱23B)的右侧部连结的第二托架30B。以下，说明第一托架30A。第二托架30B由于具有与第一托架30A同样的结构，因此省略详细说明。
如图4所示，第一托架30A具备设置于驱动装置20的支承部31和设置于支承部31的冲击缓和部32。例如，第一托架30A是金属制的铸件。
支承部31在车辆后方碰撞时能够与横梁11(承受部)接触。横梁11是在车辆后方碰撞时承受来自支承部31的冲击的部分。横梁11配置于在车辆前后方向上与支承部31对置的位置。支承部31与驱动装置20连接。支承部31比PCU24向横梁11侧延伸。在横梁11的下方设有能够供PCU24退避的空间部17。
在侧视观察下，支承部31具备：具有以沿壳体23的外周的方式向前方凸出的弧状的弧状连结部33；从弧状连结部33的上端部(一端部)大致水平地延伸至支承部31的中间部的第一构成部34；以及从支承部31的中间部向下方延伸的第二构成部35。弧状连结部33、第一构成部34及第二构成部35由同一部件形成为一体。
弧状连结部33通过多个(例如在本实施方式中为4个)螺栓36而连结于壳体23的左侧部。
在侧视观察下，第一构成部34具备：大致水平地呈直线状延伸的直线部34a；以及将直线部34a与弧状连结部33连结并形成锥状的锥部34b。在侧视观察下，锥部34b具有随着从直线部34a的后端部接近弧状连结部33而宽度逐渐变宽的锥状。
第二构成部35是在车辆后方碰撞时承受水平方向的载荷的部分。第二构成部35具有从直线部34a的前端部向斜前下方延伸的直线状。
冲击缓和部32设置于支承部31，是在车辆后方碰撞时缓和向驱动装置20的冲击的部分。冲击缓和部32是在支承部31的第二构成部35设置的倾斜部。冲击缓和部32是在第二构成部35中位于横梁11侧的倾斜边部。在侧视观察下，冲击缓和部32具有从比横梁11的角部11a靠上方的位置朝向比所述角部11a靠下方的位置而向斜前下方延伸的直线状。冲击缓和部32的下端(第二构成部35的前端)位于比横梁11的角部11a靠下方的位置。冲击缓和部32在车辆后方碰撞时将水平方向的载荷释放到横梁11的下方的空间部17(参照图8)。
<脱落防止部件40>
车辆1可以具备用于在车辆后方碰撞时防止驱动装置20的脱落的脱落防止部件40。例如，脱落防止部件40是将壳体23与车身(车身框架2中比驱动装置20靠后方的部分)连结的撑条。撑条通过与用于将驱动装置20连结于副框架12的螺栓(未图示)不同的螺栓而连结于壳体23及车身。在侧视观察下，脱落防止部件40以越靠前侧则越位于下方的方式相对于车辆前后方向倾斜。
<车辆后方碰撞时的破坏模式>
图6-图7是车辆后方碰撞时的破坏模式的说明图。在图6-图7中，简化驱动装置配置结构的构成要素。
如图6所示，在车辆后方碰撞时，车辆后部承受箭头F1方向的载荷。于是，车辆1后部的保险杠变形。在图中，用实线表示变形后的保险杠9，用虚线表示变形前的保险杠9。当保险杠9变形时，前方向(箭头F2方向)的载荷作用于驱动装置20。
如图7所示，当前方向的载荷作用于驱动装置20时，前方向(箭头F2方向)的载荷作用于托架30A、30B。于是，托架30A、30B朝向横梁11而向箭头F3方向位移。当托架30A、30B与横梁11接触时，通过托架30A、30B的倾斜边部的作用，前下方(箭头F4方向)的力作用于托架。在本实施方式中，托架30A、30B设为在车辆后方碰撞时不变形的刚体。
如图8所示，当前下方的力作用于托架30A、30B时，托架30A、30B及驱动装置20(PCU24)一体地向前下方(箭头F4方向)移动。由此，PCU24向横梁11的下方的空间部17退避。此时，由于不向PCU24直接输入载荷，因此能够保护PCU24。
需要说明的是，在PCU24退避到空间部17之后，驱动装置20由副框架12(参照图2)支承，因此不会向地面落下。此外，在应用了脱落防止部件40(参照图4)的情况下，即使驱动装置20从副框架12分离，也能够防止驱动装置20的脱落，因此能够防止脱落后的齿轮箱23B的飞散等二次受害。
如以上说明的那样，上述实施方式的车辆1具备：驱动装置20，其包括旋转电机21、能够收纳旋转电机21的壳体23、以及配置于与在车辆1发生了碰撞时被输入载荷一侧相反的一侧并配置在壳体23的前方，能够向旋转电机21供给电力的PCU24；支承部31，其设置于驱动装置20，能够与车身框架2接触；以及冲击缓和部32，其设置于支承部31，在车辆1发生了碰撞时缓和冲击。
根据该结构，通过具备设置于驱动装置20并能够与车身框架2接触的支承部31、以及设置于支承部31并在车辆1发生了碰撞时缓和冲击的冲击缓和部32，能够缓和车辆碰撞时的向驱动装置20的冲击。而且，驱动装置20通过包括配置于与在车辆1发生了碰撞时被输入载荷一侧相反的一侧的PCU24，能够避免在车辆碰撞时向PCU24直接输入载荷的情况。而且，通过PCU24配置于壳体23的前方，与壳体23和PCU24在车辆上下方向上排列的情况相比，能够降低驱动装置20的高度。因而，能够缓和车辆碰撞时的向PCU24的冲击，并降低驱动装置20的高度。
在上述实施方式中，车身框架2具备在车辆1发生了碰撞时承受来自支承部31的冲击的横梁11，横梁11配置在与支承部31对置的位置，由此起到以下的效果。
在车辆碰撞时能够积极地使冲击缓和部32变形，因此能够更进一步缓和车辆碰撞时的冲击。
在上述实施方式中，支承部31与驱动装置20连接，且比PCU24向横梁11侧延伸，由此起到以下的效果。
在车辆碰撞时能够避免PCU24与车身激烈碰撞的情况。
在上述实施方式中，支承部31具备从驱动装置20延伸至支承部31的中间部的第一构成部34、以及从中间部向下方延伸并承受水平方向的载荷的第二构成部35，由此起到以下的效果。
在车辆碰撞时向第二构成部35输入水平方向的载荷，因此能够更进一步缓和车辆碰撞时的冲击。而且，在车辆碰撞时向第二构成部35输入水平方向的载荷，由此在驱动装置20旋转而向下方位移的情况下，能够避免驱动装置20与车身框架2激烈碰撞。
在上述实施方式中，车辆1具有设置于横梁11的下方并能够供PCU24退避的空间部17，由此起到以下的效果。在车辆碰撞时驱动装置20旋转而向下方位移的情况下，通过使PCU24向空间部17退避，能够保护PCU24不受冲击。
在上述实施方式中，驱动装置20配置于在车辆1的后部设置的动力源收纳部15，动力源收纳部15是车辆1的左右的侧框架10L、10R之间的空间，由此起到以下的效果。
驱动装置20配置于车辆1的左右的侧框架10L、10R之间的空间，因此能够确保宽广的行李室、宽广的驾驶室。而且，通过左右的侧框架10L、10R能够保护驱动装置20不受侧面碰撞。
在上述实施方式中，驱动装置20配置于在车辆1的后部设置的动力源收纳部15，PCU24配置于壳体23的前方，由此起到以下的效果。
与驱动装置20设置于车辆1的前部的情况相比，驾驶员乘车时的前后的轮胎的重量平衡变得良好。而且，在车辆后方碰撞时，能够避免向PCU24直接输入载荷。
在上述实施方式中，具备收纳旋转电机21的外壳23A和收纳齿轮机构22的齿轮箱23B，齿轮箱23B比外壳23A向后方突出，由此起到以下的效果。
在车辆后方碰撞时，能够通过齿轮箱23B承受载荷，因此能够避免向PCU24直接输入载荷。
在上述实施方式中，旋转电机21与PCU24结合成一体，由此起到以下的效果。
通过机电一体，能够利用DC线对旋转电机21与PCU24进行接线，因此与利用三相线对旋转电机21与PCU24进行接线的情况相比，有助于降低成本。
<变形例>
在上述的实施方式中，以驱动装置20配置于在车辆1的后部设置的动力源收纳部15，PCU24配置于壳体23的前方为例进行了说明，但是并不局限于此。例如，也可以为，驱动装置20配置于在车辆1的前部设置的动力源收纳部，PCU24配置于壳体23的后方。
根据该结构，能够缓和车辆1从前方与外部物体(例如其他的车辆)发生了碰撞的情况下(车辆前方碰撞时)向PCU24的冲击，并降低驱动装置20的高度。
在上述的实施方式中，列举说明了托架30A、30B设为在车辆后方碰撞时不变形的刚体的例子，但是并不局限于此。例如，也可以将托架设为在车辆碰撞时能够变形。例如，托架也可以具备能够变形的冲击缓和部。例如，冲击缓和部也可以是设置于支承部31的中间部且通过车辆碰撞时的冲击而能够塑性变形的弯曲部。
根据该结构，在车辆碰撞时积极地使弯曲部塑性变形，通过弯曲部的塑性变形来吸收冲击，因此能够更进一步缓和车辆碰撞时的冲击。
需要说明的是，冲击缓和部的方式并不局限于弯曲部。例如，冲击缓和部也可以是托架中设有凹部或薄壁部的脆弱部。例如，冲击缓和部也可以是能够吸收车辆碰撞时的冲击的弹簧等弹性部件。
在上述的实施方式中，列举说明了冲击缓和部32是在支承部31的第二构成部35设置的倾斜部的例子，但是并不局限于此。例如，冲击缓和部32也可以是为了在车辆碰撞时使水平方向的载荷向规定方向释放而设置于托架的弯曲部或脆弱部。
在上述的实施方式中，列举说明了旋转电机21设为使旋转轴C1沿着车宽方向的所谓卧式的例子，但是并不局限于此。例如，旋转电机21也可以使旋转轴C1沿着车辆前后方向或上下方向配置。
在上述的实施方式中，列举说明了旋转电机21与PCU24结合成一体的例子(机电一体的例子)，但是并不局限于此。例如，旋转电机21与PCU24也可以不为机电一体。例如，旋转电机21与PCU24也可以分体设置。
以上，对本发明的优选实施方式进行了说明，但是本发明并不限定于此，能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行结构的附加、省略、置换及其他的变更，也可以将上述的变形例适当组合。

Claims (9)

1.一种车辆，其具备：
驱动装置，其包括：
旋转电机；
壳体，其能够收纳所述旋转电机；以及
电力转换装置，其配置于与在车辆发生了碰撞时被输入载荷的一侧相反的一侧，并且配置于所述壳体的前方或后方，能够向所述旋转电机供给电力；
支承部，其设置于所述驱动装置，能够与车身接触；以及
冲击缓和部，其设置于所述支承部，在所述车辆发生了碰撞时缓和冲击，
所述车身具备承受部，该承受部在所述车辆发生了碰撞时承受来自所述支承部的冲击，
所述承受部配置在与所述支承部对置的位置，
在侧视观察下，所述冲击缓和部具有从比所述承受部的角部靠上方的位置朝向比所述承受部的所述角部靠下方的位置而向斜前下方延伸的直线状，
所述冲击缓和部的下端位于比所述承受部的角部靠下方的位置。
2.根据权利要求1所述的车辆，其中，
所述支承部与所述驱动装置连接，并且比所述电力转换装置更向所述承受部一侧延伸。
3.根据权利要求1所述的车辆，其中，
所述冲击缓和部设置于所述支承部的中间部，且是在所述冲击作用下能够塑性变形的弯曲部。
4.根据权利要求1所述的车辆，其中，
所述支承部具备：
第一构成部，其从所述驱动装置延伸至所述支承部的中间部；以及
第二构成部，其从所述中间部向下方延伸，承受水平方向的载荷。
5.根据权利要求1所述的车辆，其中，
所述车辆具有设置在所述承受部的下方并能够供所述电力转换装置退避的空间部。
6.根据权利要求1所述的车辆，其中，
所述驱动装置配置于在所述车辆的前部或后部设置的动力源收纳部，
所述动力源收纳部是所述车辆的左右的侧框架之间的空间。
7.根据权利要求1所述的车辆，其中，
所述驱动装置配置于在所述车辆的后部设置的动力源收纳部，
所述电力转换装置配置于所述壳体的前方。
8.根据权利要求7所述的车辆，其中，
所述壳体具备：
外壳，其收纳所述旋转电机；以及
齿轮箱，其收纳齿轮机构，
所述齿轮箱比所述外壳向后方突出。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的车辆，其中，
所述旋转电机与所述电力转换装置结合成一体。
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