КОНСТРУКЦИЯ ДЛЯ УСТАНОВКИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ МОЩНОСТИ В ТРАНСПОРТНОМ СРЕДСТВЕ
DESIGN FOR INSTALLATION OF POWER CONVERTER IN VEHICLE

Область техники
Изобретение, раскрытое в данном документе, относится к конструкции для установки преобразователя мощности в транспортном средстве. Преобразователь мощности конфигурируется, чтобы преобразовывать электрическую мощность источника DC-мощности в приводную мощность для электрического тягового мотора.
Уровень техники
Электрическое транспортное средство (включающее в себя гибридное транспортное средство и транспортное средство на топливных элементах) включает в себя преобразователь мощности, сконфигурированный, чтобы преобразовывать электрическую мощность источника DC-мощности в приводную мощность для тягового мотора. Примеры такого преобразователя мощности описываются в публикации заявки на патент Японии № 2016-140200 (далее - патентная литература 1), публикации заявки на патент Японии № 2014-114870 (далее - патентная литература 2) и публикации заявки на патент Японии № 2013-193634 (далее - патентная литература 3). Поскольку желательно, чтобы силовой кабель для передачи электрической мощности к тяговому мотору был коротким, преобразователь мощности может быть расположен на или над корпусом мотора, который размещает тяговый мотор. Преобразователь мощности в патентной литературе 1 прикрепляется непосредственно на корпус мотора. Преобразователь мощности, описанный в каждой из патентных литератур 2, 3, поддерживается над корпусом мотора. Каждый из преобразователей мощности из патентных литератур 2, 3 поддерживается над корпусом мотора посредством кронштейнов с промежутком, предусмотренным между преобразователем мощности и корпусом мотора. Прикрепление корпуса преобразователя для преобразователя мощности к корпусу мотора посредством кронштейнов, без предоставления возможности корпусу преобразователя касаться корпуса мотора, пресекает вибрации, передаваемые от корпуса мотора к преобразователю мощности. Патентная литература 2 описывает, что изоляторы вибрации вставляются между корпусом преобразователя мощности и кронштейнами. Конструкция для установки преобразователя мощности в транспортном средстве, описанная в каждой из патентных литератур 2, 3, применяет кронштейны, которые являются отдельными компонентами от корпуса преобразователя мощности.
Сущность изобретения
Описание в данном документе предоставляет конструкцию для установки преобразователя мощности над корпусом мотора с более низкой стоимостью по сравнению со стоимостью в случае использования кронштейна, который является отдельным компонентом от корпуса преобразователя.
Описание в данном документе предоставляет конструкцию для установки преобразователя мощности, который сконфигурирован, чтобы преобразовать DC-мощность источника мощности в приводную мощность для тягового мотора, в транспортном средстве. Корпус преобразователя для преобразователя мощности может включать в себя ножки, проходящие вниз от корпуса преобразователя. Ножки могут быть целиком сконфигурированы с корпусом преобразователя. Нижние концы ножек могут быть прикреплены к верхнему участку корпуса мотора, который размещает тяговый мотор, с промежутком, предусмотренным между корпусом мотора и нижней поверхностью корпуса преобразователя. Ослабленный участок может быть предусмотрен, по меньшей мере, в одной из ножек, и ослабленный участок может быть сконфигурирован, чтобы ломаться или деформироваться до разламывания закрепленных участков между ножками и корпусом мотора, когда разрушающая нагрузка прикладывается к корпусу преобразователя.
Конструкция, описанная в данном документе, применяет корпус преобразователя, включающий в себя ножки, вместо кронштейна, который является отдельным компонентом от корпуса преобразователя. Ножки целиком конфигурируются с корпусом преобразователя, и, таким образом, они могут быть сформированы одновременно с корпусом преобразователя. Следовательно, корпус преобразователя, включающий в себя ножки, может быть реализован с более низкой стоимостью по сравнению со стоимостью в случае применения независимого кронштейна.
Кроме того, в вышеописанной конструкции, когда происходит авария, по меньшей мере, одна из ножек может ломаться или деформироваться в ослабленном участке до разламывания закрепленных участков между ножками и корпусом мотора. Соответственно, разламывание корпуса мотора (закрепленных участков) предотвращается. Если происходит разламывание корпуса мотора, который размещает тяговый мотор, внутренний высоковольтный компонент (компонент тягового мотора) может, таким образом, быть подвергнут внешнему воздействию. Конструкция, описанная в данном документе, может устранять разламывание корпуса мотора.
Дополнительно, разламывание или деформация, по меньшей мере, одной из ножек вынуждает корпус преобразователя перемещаться, и удар, прикладываемый к корпусу преобразователя, таким образом, смягчается. Когда, по меньшей мере, одна из ножек ломается или деформируется, нагрузка, прикладываемая к другим ножкам, увеличивается, в результате чего другие ножки могут ломаться или деформироваться последовательно в виде цепной реакции. Следовательно, корпус преобразователя перемещается, и удар по преобразователю мощности смягчается. Ослабленный участок может быть предусмотрен в каждой из двух или более ножек. Ослабленный участок может типично быть выемкой, предусмотренной, по меньшей мере, в одной из ножек.
В конструкции, описанной в данном документе, виброизоляторы могут быть предусмотрены между корпусом мотора и ножками корпуса преобразователя. Виброизоляторы уменьшают вибрации, передаваемые от корпуса мотора к корпусу преобразователя.
Каждый из нижних концов ножек может быть прикреплен к корпусу мотора с помощью болта, и болты могут быть прикреплены к корпусу мотора так, что продольное направление болтов направлено в вертикальном направлении. Альтернативно, болты, которые закрепляют нижние концы ножек, могут быть прикреплены к корпусу мотора так, что продольное направление болтов направлено в поперечном направлении транспортного средства. В любом из этих случаев работа для вставки болтов облегчается.
Болты, которые закрепляют нижние концы ножек, могут быть прикреплены к корпусу мотора так, что продольное направление болтов направлено в продольном направлении транспортного средства. В этом случае, каждый из участков для вставки болтов на нижних концах ножек укрупняется в поперечном направлении транспортного средства и вертикальном направлении. Участки для вставки болтов не должны укрупняться в продольном направлении транспортного средства, таким образом, общая длина корпуса преобразователя, включающая в себя участки для вставки болтов, сокращается.
Подробности и дополнительные улучшения учения, описанного в данном документе, будут описаны в последующем "Подробном описании".
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - вид в перспективе, показывающий пример компоновки компонентов в переднем отсеке, который включает в себя конструкцию для установки преобразователя мощности в транспортном средстве в первом варианте осуществления;
Фиг. 2 - вид сбоку корпуса и преобразователя мощности;
Фиг. 3 - вид в перспективе нижнего участка корпуса;
Фиг. 4 - укрупненный вид сбоку нижнего участка передней ножки;
Фиг. 5 - укрупненный вид сбоку передней ножки в варианте;
Фиг. 6 - вид в перспективе преобразователя мощности и корпуса в варианте;
Фиг. 7 - вид сбоку для объяснения конструкции для установки преобразователя мощности в транспортном средстве во втором варианте осуществления;
Фиг. 8 - вид в перспективе преобразователя мощности в конструкции во втором варианте осуществления; и
Фиг. 9 - вид сбоку для объяснения конструкции для установки преобразователя мощности в транспортном средстве в третьем варианте осуществления.
Подробное описание изобретения
Репрезентативные, неограничивающие примеры настоящего изобретения сейчас будут описаны более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи. Это подробное описание просто предназначено, чтобы научить специалиста в области техники дополнительным подробностям для применения на практике предпочтительных аспектов настоящих учений, и не предназначено, чтобы ограничивать рамки настоящего изобретения. Кроме того, каждый из дополнительных признаков и учений, описанных ниже, может быть использован отдельно или совместно с другими признаками и учениями, чтобы предоставлять улучшенные конструкции для установки преобразователя мощности в транспортном средстве.
Кроме того, сочетания признаков и этапов, раскрытых в последующем подробном описании, могут не быть обязательными, чтобы применять на практике изобретение в самом широком смысле, а вместо этого являются просто обучающими, чтобы, в частности, описывать репрезентативные примеры настоящего изобретения. Кроме того, различные признаки вышеописанных и нижеописанных репрезентативных примеров, также как различные независимые и зависимые пункты формулы изобретения, могут быть объединены способами, которые специально и явно не перечисляются для того, чтобы предоставлять дополнительные полезные варианты осуществления настоящих учений.
Все признаки, раскрытые в описании и/или формуле изобретения, предназначены, чтобы описываться отдельно и независимо друг от друга с целью первоначально написанного описания, также как с целью ограничения заявленного предмета изучения, независимо от составов отличительных признаков в вариантах осуществления и/или формуле изобретения. Кроме того, все диапазоны значений или указания групп записей предназначены, чтобы описывать каждое возможное промежуточное значение или промежуточный объект в целях первоначально написанного описания, также как в целях ограничения заявленного предмета изучения.
Первый вариант осуществления
Со ссылкой на чертежи будет описана конструкция 2 для установки преобразователя мощности в транспортном средстве в первом варианте осуществления. Конструкция в варианте осуществления применяется к гибридному транспортному средству, которое включает в себя как тяговый мотор, так и двигатель. Фиг. 1 показывает компоновку компонентов в переднем отсеке 90 гибридного транспортного средства 100. Гибридное транспортное средство 100 имеет двигатель 98, моторы 3 и преобразователь 20 мощности, установленный в переднем отсеке 90 транспортного средства. Преобразователь 20 мощности является устройством, сконфигурированным, чтобы преобразовывать электрическую мощность основного аккумулятора, который не показан, в приводную мощность для моторов 3. В переднем отсеке 90 преобразователь 20 мощности прикрепляется поверх корпуса 30. Конструкция 2 в первом варианте осуществления применяется к преобразователю 20 мощности.
Корпус 30 размещает моторы 3, механизм распределения мощности и дифференциальную передачу. В дополнение к двигателю 98, преобразователю 20 мощности и корпусу 30, различные устройства, такие как аккумулятор 95, размещаются в переднем отсеке 90, но описание этих устройств будет пропущено. Следует отметить, что фиг. 1 схематично изображает корпус 30, двигатель 98 и т.п. Фиг. 1 также изображает преобразователь 20 мощности упрощенным образом. Для подробной формы преобразователя 20 мощности необходимо обратиться к фиг. 2 и 3.
В системе координат на чертеже F-ось указывает переднее направление транспортного средства, V-ось указывает вертикальное направление транспортного средства, а H-ось указывает поперечное направление транспортного средства (боковое направление транспортного средства). Значения этих знаков в системе координат являются такими же на последующих чертежах. Дополнительно, выражения, такие как "передняя поверхность", "задняя поверхность", "передний участок", "задний участок" и т.п. будут далее в данном документе использоваться для компонентов, установленных в переднем отсеке 90. В этих выражениях "передний" означает переднюю сторону транспортного средства, "задний" означает заднюю сторону транспортного средства.
Как описано выше, корпус 30 размещает механизм распределения мощности и дифференциальную передачу, в дополнение к моторам 3. Механизм распределения мощности является комплектом зубчатых колес, сконфигурированных, чтобы объединять или распределять выходной крутящий момент двигателя 98 и выходной крутящий момент моторов 3. Согласно обстоятельствам, механизм распределения мощности делит выходной крутящий момент двигателя 98 и передает его дифференциальной передаче и моторам 3. Поскольку корпус 30 размещает дифференциальную передачу внутри себя, корпус 30, другими словами, является корпусом моторов и коробки передач в блоке с трансмиссией. Корпус 30 формируется, например, посредством литья алюминия под давлением или механической обработки алюминия.
Двигатель 98 и корпус 30 соединяются, чтобы быть рядом друг с другом в поперечном направлении транспортного средства. Двигатель 98 и корпус 30 соединяют мостом боковые элементы 96, которые гарантируют структурную прочность транспортного средства. Фиг. 1 изображает только один из боковых элементов 96, однако, другой боковой элемент проходит по нижней левой стороне двигателя 98 на фиг. 1. Двигатель 98 и корпус 30 соединяют мостом два боковых элемента.
Как описано выше, преобразователь 20 мощности является устройством, сконфигурированным, чтобы преобразовывать электрическую мощность основного аккумулятора, который не показан, в приводную мощность для моторов 3. Более конкретно, преобразователь 20 мощности повышает напряжение электрической мощности основного аккумулятора и затем преобразует электрическую мощность в AC-мощность, имеющую частоту, соответствующую числу оборотов моторов. Кроме того, преобразователь 20 мощности может преобразовывать AC-мощность, сформированную посредством моторов 3 (рекуперативную электрическую мощность), в DC-мощность и может дополнительно пошагово понижать напряжение DC-мощности. Электрическая мощность, напряжение которой было ступенчатым образом понижено, используется для заряда основного аккумулятора.
Преобразователь 20 мощности поддерживается с промежутком, предусмотренным между преобразователем 20 мощности и верхней поверхностью корпуса 30, подробности которого будут описаны позже. Передние ножки 12 и задние ножки 13 проходят вниз от корпуса 10 преобразователя 20 мощности, и нижние концы передних ножек 12 и нижние концы задних ножек 13 прикрепляются к корпусу 30. Со ссылкой на фиг. 2 и 3, также как фиг. 1, соотношение между корпусом 30 и преобразователем 20 мощности (т.е., конструкцией 2) будет описано подробно. Фиг. 2 является видом сбоку преобразователя 20 мощности и корпуса 30. "Вид сбоку" является видом, когда рассматривается в поперечном направлении транспортного средства (в направлении H-оси на чертеже). Фиг. 3 представляет собой вид в перспективе нижнего участка корпуса 10.
Преобразователь 20 мощности и корпус 30 электрически соединяются посредством шести силовых кабелей 19. Корпус 30 размещает два мотора 3, и шесть силовых кабелей 19 передают два набора трехфазных AC.
Верхняя поверхность корпуса 30 является наклоненной вниз к передней части. Верхняя поверхность корпуса 30 снабжается основанием 31 на своем переднем участке и основанием 32 на своем заднем участке.
Между тем, две ножки (передние ножки 12) проходят вниз от переднего участка корпуса 10 для преобразователя 20 мощности (см. фиг. 3). Каждая из передних ножек 12 снабжается ребром 122 и плоской подошвой 124. Каждое ребро 122 имеет свой верхний конец, соединенный с передним участком корпуса 10, и имеет свой нижний конец, соединенный с подошвой 124. Каждая подошва 124 имеет сквозное отверстие 121, предусмотренное в ней. Как показано на фиг. 2, каждая из передних ножек 12 прикрепляется к основанию 31 корпуса 30 с помощью болта 15. Болты 15 размещаются так, что их продольное направление направлено в вертикальном направлении и проходит через сквозные отверстия 121 передних ножек 12 (см. фиг. 3), чтобы закреплять передние ножки 12.
Две ножки (задние ножки 13) также проходят вниз от заднего участка корпуса 10. Каждая из задних ножек 13 снабжается ребром 132 и плоской подошвой 134. Каждое ребро 132 имеет свой верхний конец, соединенный с задним участком корпуса 10, и имеет свой нижний конец, соединенный с подошвой 134. Каждая подошва 134 имеет сквозное отверстие 131, предусмотренное в ней. Как показано на фиг. 2, каждая из задних ножек 13 прикрепляется к основанию 32 корпуса 30 с помощью болта 16. Болты 16 также размещаются так, что их продольное направление направлено в вертикальном направлении и проходит через сквозные отверстия 131 задних ножек 13 (см. фиг. 3), чтобы закреплять задние ножки 13.
Передние ножки 12 и задние ножки 13 целиком конфигурируются с корпусом 10. В частности, передние ножки 12 и задние ножки 13 целиком конфигурируются с корпусом 10 посредством литьевого формования алюминия. Передние ножки 12 и задние ножки 13, целиком сконфигурированные с корпусом 10, могут быть реализованы с низкой стоимостью.
Корпус 10 поддерживается поверх корпуса 30 посредством передних ножек 12 и задних ножек 13, которые проходят вниз от него, с промежутком SP, предусмотренным между корпусом 10 и корпусом 30. Кроме того, виброизоляторы 14 вставляются между основанием 31 (корпусом 30) и передними ножками 12. Виброизоляторы 14 также вставляются между основанием 32 (корпусом 30) и задними ножками 13. Корпус 10 поддерживается посредством корпуса 30 через виброизоляторы 14. Виброизоляторы 14 ослабляют вибрации, передаваемые от корпуса 30 корпусу 10.
Фиг. 4 показывает укрупненный вид нижнего участка одной из передних ножек 12. Выемка 123 (ослабленный участок) предусматривается на границе между подошвой 124 и ребром 122. Передняя ножка 12 конфигурируется, чтобы ломаться или деформироваться от выемки 123 (ослабленного участка), которая служит в качестве начальной точки, до разламывания закрепленных участков между передними участками 12 и корпусом 30 (т.е., основанием 31), когда разрушающая нагрузка прикладывается к корпусу 10. Когда передняя ножка 12 ломается или деформируется от выемки 123 (ослабленного участка), служащей в качестве начальной точки при прикладываемой разрушающей нагрузке, разламывание закрепленных участков между передними ножками 12 и корпусом 30 (т.е., основанием 31) может быть устранено. Если разламывание корпуса 30 происходит, высоковольтный компонент в корпусе 30 (компонент моторов 3) может быть подвергнут внешнему воздействию. Такое разламывание корпуса 30 может быть предотвращено в конструкции 2 в варианте осуществления.
Выемка 123 (ослабленный участок) должен быть предусмотрена только, по меньшей мере, в одной из четырех ножек. Когда одна из передних ножек 12 ломается или деформируется, нагрузка, прикладываемая к другим ножкам, увеличивается, в результате чего другие ножки ломаются или деформируются последовательно в виде цепной реакции. Следовательно, корпус 10 перемещается назад, и удар по корпусу 10 смягчается. Каждая из всех ножек может быть снабжена выемкой 123 (ослабленным участком).
Фиг. 5 показывает вид сбоку одной из передних ножек 12 в варианте. Как показано на фиг. 5, ослабленный участок может быть выемкой 129, предусмотренной на задней стороне ребра 122.
Фиг. 6 показывает вид в перспективе корпуса 10 для преобразователя 20 мощности и корпуса 30c в варианте. Фиг. 6 изображает корпус 30c упрощенным образом. Корпус 30c включает в себя стенки 301 в переднем участке его верхней поверхности. Стенки 301 соответственно зацепляются с передними ножками 12. Когда преобразователь 20 мощности должен быть закреплен, преобразователь 20 мощности размещается поверх корпуса 30c с передними ножками 12, касающимися стенок 301. Поскольку стенки 301 поддерживают преобразователь 20 мощности, преобразователь 20 мощности стоит поверх корпуса 30c даже без болтов. В этом состоянии болты для крепления корпуса 10 могут быть присоединены к корпусу 30c. С предусмотренными стенками 301 работа для прикрепления преобразователя 20 мощности к корпусу 30 может быть облегчена.
Второй вариант осуществления
Со ссылкой на фиг. 7 и 8 будет описана конструкция 2a для установки преобразователя мощности в транспортном средстве во втором варианте осуществления. Фиг. 7 представляет собой вид сбоку преобразователя 20a мощности и корпуса 30a. Фиг. 8 представляет собой вид в перспективе преобразователя 20a мощности. Корпус 10a для преобразователя 20a мощности снабжается ножками (передние ножки 12a и задние ножки 13a). Передние ножки 12a проходят вниз от переднего участка корпуса 10a. Задние ножки 13a проходят вниз от заднего участка корпуса 10a. Передние ножки 12a и задние ножки 13a целиком конфигурируются с корпусом 10a.
Вертикальные стенки 31a предусматриваются в верхнем переднем участке корпуса 30a. Передние ножки 12a прикрепляются к вертикальным стенкам 31a корпуса 30a с помощью болтов 15a. Болты 15a прикрепляются к вертикальным стенкам 31a корпуса 30a с продольным направлением болтов 15a, направленным в поперечном направлении транспортного средства.
Дополнительно, вертикальные стенки 32a предусматриваются в верхнем заднем участке корпуса 30a. Задние ножки 13a прикрепляются к вертикальным стенкам 32a корпуса 30a с помощью болтов 16a, которые размещаются так, что продольное направление болтов 16a направлено в поперечном направлении транспортного средства. Нижние концы передних ножек 12a и нижние концы задних ножек 13a прикрепляются к корпусу 30a с помощью промежутка SP, предусмотренного между нижней поверхностью корпуса 10a и корпуса 30a.
Выемка 123a предусматривается в одной из передних ножек 12a. Когда разрушающая нагрузка прикладывается к корпусу 10a, передняя ножка 12a ломается или деформируется от выемки 123a до разламывания закрепленных участков между ножками и корпусом 30a. Когда одна передняя ножка 12a ломается или деформируется, нагрузка, прикладываемая к оставшимся ножкам, увеличивается. Следовательно, остальные ножки также ломаются или деформируются последовательно. В конструкции 2a, как в конструкции 2 в первом варианте осуществления, разлом корпуса 30a может быть устранен, и удар, прикладываемый к корпусу 10a, смягчается вследствие перемещения корпуса 10a.
Каждая из передних ножек 12a прикрепляется к корпусу 30a с виброизолятором 14, вставленным между ними. Каждая из задних ножек 13a также прикрепляется к корпусу 30a с виброизолятором 14, вставленным между ними.
В конструкции 2, в которой продольное направление болтов 15, 16 направлено в вертикальном направлении (первый вариант осуществления), и конструкции 2a, в котором продольное направление болтов 15a, 16a направлено в поперечном направлении транспортного средства (второй вариант осуществления), работа для вставки болтов облегчается.
Третий вариант осуществления
Со ссылкой на фиг. 9, конструкция 2b для установки преобразователя мощности в транспортном средстве в третьем варианте осуществления будет описана. Фиг. 9 представляет собой вид сбоку, показывающий соотношение между преобразователем 20b мощности и корпусом 30b (т.е., конструкцию 2b). Корпус 10b для преобразователя 20b мощности снабжается ножками (передними ножками 12b и задними ножками 13b). Передние ножки 12b проходят вниз от переднего участка корпуса 10b. Задние ножки 13b проходят вниз от заднего участка корпуса 10b. Передние ножки 12b и задние ножки 13b целиком конфигурируются с корпусом 10b.
Вертикальная стенка 31b предусматривается в верхнем переднем участке корпуса 30b. Передние стенки 12b прикрепляются к вертикальной стенке 31b корпуса 30b с помощью болтов 15b. Болты 15b прикрепляются к корпусу 30b так, что продольное направление болтов 15b направлено в продольном направлении транспортного средства. Дополнительно, вертикальная стенка 32b предусматривается в верхнем заднем участке корпуса 30b. Задние ножки 13b прикрепляются к вертикальной стенке 32b корпуса 30b с помощью болтов 16b. Болты 16b прикрепляются к корпусу 30b так, что продольное направление болтов 16b направлено в продольном направлении транспортного средства. Нижние концы передних ножек 12b и нижние концы задних ножек 13b прикрепляются к корпусу 30b, и, таким образом, пространство SP обеспечивается между нижней поверхностью корпуса 10b и корпусом 30b. В конструкции 2b, в которой продольное направление болтов 15b, 16b направлено в продольном направлении транспортного средства, общая длина корпуса 10b, включающего в себя ножки (передние ножки 12b и задние ножки 13b), может быть сокращена.
Виброизоляторы 14 вставляются между вертикальной стенкой 31b корпуса 30b и передними ножками 12b, и виброизоляторы 14 также вставляются между вертикальной стенкой 32b и задними ножками 13b.
Выемка 123b предусматривается в одной из передних ножек 12b. Когда разрушающая нагрузка прикладывается к корпусу 10b, передняя ножка 12b ломается или деформируется от выемки 123b до разламывания закрепленных участков между ножками и корпусом 30b. Когда одна передняя ножка 12b ломается или деформируется, нагрузка, прикладываемая к оставшимся ножкам, увеличивается. Следовательно, остальные ножки также ломаются или деформируются последовательно. В конструкции 2b, как в конструкции 2 в первом варианте осуществления, разлом корпуса 30b может быть устранен, и удар, прикладываемый к корпусу 10b, смягчается вследствие перемещения корпуса 10b.
Некоторые моменты, которые должны быть отмечены относительно учения, описанного в вариантах осуществления, будут перечислены. Конструкции, описанные в данном документе, могут быть применены к преобразователю мощности, установленному в заднем участке транспортного средства. Ослабленный участок (выемка) может быть предусмотрен в одной из ножек или в каждой из ножек.