АВТОМОБИЛЬНАЯ КОНСТРУКЦИЯ, СОДЕРЖАЩАЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ Российский патент 2018 года по МПК B60L3/00 B60K1/00 

Предпосылки создания изобретения

1. Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится к автомобильной конструкции, содержащей преобразователь электрической энергии, который преобразует электрическую энергию источника электрической энергии в приводную электрическую энергию для тягового электродвигателя.

2. Описание предшествующего уровня техники

[0002] Электрическое транспортное средство включает в себя преобразователь электрической энергии, выполненный с возможностью преобразования электрической энергии источника электрической энергии в приводную электрическую энергию для тягового электродвигателя. Следует отметить, что «электрическое транспортное средство» в настоящем описании включает в себя не только автомобиль, снабженный только лишь одним электродвигателем в качестве источника энергии, но также автомобиль, оснащенный как электродвигателем, так и иным двигателем, сконфигурированным с возможностью генерации движущей силы для движения. Кроме того, «электрическое транспортное средство», описанное в настоящем описании, также включает в себя автомобиль, снабженный источником электрической энергии (например, топливным элементом), отличным от аккумулятора.

[0003] Один из типов электрического транспортного средства включает в себя тяговый электродвигатель и преобразователь электрической энергии, расположенные в переднем отсеке (пространство перед кабиной). Преобразователь электрической энергии может быть закреплен на кожухе электродвигателя, в котором размещен электродвигатель (например, публикация японской патентной заявки №2012-95482 (JP 2012-95482 A)). В одном типе преобразователя электрической энергии, разъем для подключения жгута проводов для подачи питания на вспомогательный аккумулятор расположен на верхней поверхности преобразователя электрической энергии (например, на фиг. 1 в японской патентной публикации №2015-133803 (JP 2015-133803 A)). Следует отметить, что вспомогательный аккумулятор представляет собой аккумулятор, сконфигурированный для подачи электрической энергии на устройство (например, плату управления в преобразователе электрической энергии), работающее с напряжением, которое ниже рабочего напряжения для тягового электродвигателя.

Сущность изобретения

[0004] Один тип преобразователя электрической энергии включает в себя конденсатор, сконфигурированный для ограничения высокочастотных колебаний в напряжении электрической энергии, подаваемой от источника электрической энергии, а также разрядный контур, сконфигурированный для разрядки конденсатора. Преобразователь электрической энергии разряжает конденсатор после приема командного сигнала (командного сигнала разряда) от другого устройства, подключенного к датчику (предаварийному датчику безопасности, датчику подушки безопасности и т.п.), который определяет столкновение. Соответственно, корпус для преобразователя электрической энергии снабжен разъемом (сигнальным разъемом), к которому подключен жгут проводов для сигнальной связи с целью передачи командного сигнала. Как правило, сигнальный разъем может быть также расположен на верхней поверхности преобразователя электрической энергии подобно разъему из JP 2015-133803 A.

[0005] Когда преобразователь электрической энергии закреплен на кожухе электродвигателя, преобразователь электрической энергии размещается перед верхней частью обтекателя. Верхняя часть обтекателя изогнута подобно хафпайпу для того, чтобы можно было разместить в ней шарнир стеклоочистителя, и ее верхний участок выступает в направлении передней стороны транспортного средства, если смотреть с поперечной стороны транспортного средства. В случае, когда сигнальный разъем расположен на верхней поверхности преобразователя электрической энергии, если преобразователь электрической энергии, который подвергся ударной нагрузке, перемещается назад во время фронтального столкновения или диагонального столкновения, то сигнальный разъем может соприкасаться с верхней частью обтекателя, расположенной с задней стороны. Когда сигнальный разъем контактирует с верхней частью обтекателя, сигнальный разъем повреждается, при этом командный сигнал разряда, передаваемый через сигнальный разъем, может не достигать разрядного контура, и разрядный контур может не работать надлежащим образом. Настоящее описание обеспечивает конструкцию, в которой сигнальный разъем для передачи командного сигнала разряда едва ли может сломаться во время столкновения.

[0006] В настоящем описании раскрыта автомобильная конструкция, содержащая преобразователь электрической энергии, который преобразует электрическую энергию источника электрической энергии в приводную электрическую энергию для тягового электродвигателя. Чтобы предотвратить контакт между сигнальным разъемом и верхней частью обтекателя во время столкновения, можно предложить размещение сигнального разъема на передней поверхности преобразователя электрической энергии, на его задней поверхности в положении ниже верхней части обтекателя, или на его боковой поверхности, обращенной в поперечном направлении транспортного средства. Однако передняя поверхность с легкостью подвергается удару во время фронтального столкновения, поэтому передняя поверхность не подходит для защиты сигнального разъема. На задней поверхности в положении ниже верхней части обтекателя может быть расположен высоковольтный разъем, к которому подключен силовой кабель, через который электрическая энергия источника электрической энергии передается на преобразователь электрической энергии. Соответственно, в районе задней поверхности, который ниже, чем верхняя часть обтекателя, может быть затруднительно обеспечить пространство для размещения сигнального разъема. В связи с этим в автомобильной конструкции, описанной в настоящем описании, сигнальный разъем размещен на боковой поверхности преобразователя электрической энергии, причем боковая поверхность обращена в поперечном направлении транспортного средства. При такой конфигурации сигнальный разъем едва ли может сломаться во время столкновения по сравнению со случаем, когда сигнальный разъем расположен в других местах.

[0007] Преобразователь электрической энергии, описанный в настоящем описании, закреплен на кожухе электродвигателя, в котором размещен электродвигатель, и также размещен перед верхней частью обтекателя. Высоковольтный разъем, к которому подключен силовой кабель, через который электрическая энергия источника электрической энергии передается на преобразователь электрической энергии, расположен на поверхности преобразователя электрической энергии в положении ниже верхней части обтекателя, при этом данная поверхность обращена к задней стороне транспортного средства. Преобразователь электрической энергии включает в себя конденсатор, сконфигурированный для ограничения высокочастотных колебаний напряжения электрической энергии, подаваемой от источника электрической энергии, а также разрядный контур, сконфигурированный для разряда конденсатора. Сигнальный разъем, к которому подключен жгут проводов для подачи командного сигнала разряда, чтобы приводить в действие разрядный контур в момент столкновения, расположен на боковой поверхности преобразователя электрической энергии, причем данная боковая поверхность обращена в поперечном направлении транспортного средства. Сигнальный разъем расположен на боковой поверхности преобразователя электрической энергии и с передней стороны транспортного средства относительно заднего конца преобразователя электрической энергии, причем боковая поверхность преобразователя электрической энергии обращена в поперечном направлении транспортного средства. При такой конфигурации, когда преобразователь электрической энергии перемещается назад во время столкновения, преобразователь электрической энергии вступает в контакт с верхней частью обтекателя раньше, чем сигнальный разъем, чтобы толкнуть верхнюю часть обтекателя назад. Кроме того, сигнальный разъем расположен на боковой поверхности преобразователя электрической энергии и с передней стороны транспортного средства относительно заднего конца преобразователя электрической энергии. Соответственно, даже если верхняя часть обтекателя деформируется и частично выступает в боковую сторону преобразователя электрической энергии, то верхняя часть обтекателя, деформируясь данным образом, едва ли ударит сигнальный разъем. По существу, когда сигнальный разъем расположен на боковой поверхности преобразователя электрической энергии и с передней стороны относительно заднего конца преобразователя электрической энергии, можно избежать такой ситуации, когда сигнальный разъем соприкоснется с верхней частью обтекателя. С такой автомобильной конструкцией можно уменьшить вероятность повреждения сигнального разъема по сравнению со случаем, когда сигнальный разъем расположен на передней стороне преобразователя электрической энергии.

[0008] Сигнальный разъем может быть расположен на высоте, такой же, как у верхней части обтекателя, однако, предпочтительно, чтобы сигнальный разъем был расположен на преобразователе электрической энергии в положении ниже, чем верхняя часть обтекателя. В первом случае, когда преобразователь электрической энергии перемещается назад, задний конец преобразователя электрической энергии вступает в контакт с верхней частью обтекателя, чтобы толкнуть верхнюю часть обтекателя назад. Соответственно, сигнальный разъем, расположенный на боковой поверхности преобразователя электрической энергии, которая обращена в поперечном направлении транспортного средства, с меньшей вероятностью вступит в контакт с верхней частью обтекателя. В последнем случае можно дополнительно уменьшить вероятность того, что сигнальный разъем будет контактировать с верхней частью обтекателя.

[0009] Следует отметить, что высоковольтный разъем, к которому подключен силовой кабель для передачи электрической энергии источника электрической энергии, соединен с задней поверхностью преобразователя электрической энергии в положении, которое ниже, чем верхняя часть обтекателя. С такой конструкцией также можно избежать такой ситуации, когда высоковольтный разъем контактирует с верхней частью обтекателя во время столкновения. Технические детали, описанные в настоящем описании и их дальнейшие усовершенствования, представлены в «Подробном описании вариантов осуществления».

Краткое описание чертежей

[0010] Признаки, преимущества, а также техническая и промышленная значимость иллюстративных вариантов осуществления изобретения будут описаны ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых одинаковые ссылочные позиции обозначают одинаковые элементы, и где:

Фиг. 1 представляет собой блок-схему системы привода гибридного транспортного средства, которая использует преобразователь электрической энергии, выполненный для автомобильной конструкции в варианте осуществления;

Фиг. 2 представляет собой перспективный вид, иллюстрирующий расположение устройства в переднем отсеке гибридного транспортного средства;

Фиг. 3 представляет собой вид преобразователя электрической энергии, расположенного в транспортном средстве, если смотреть с передней стороны транспортного средства;

Фиг. 4 представляет собой вид в разрезе, взятом по линии IV-IV с фиг. 3;

Фиг. 5 представляет собой вид преобразователя электрической энергии в обычной автомобильной конструкции, если смотреть в поперечном направлении транспортного средства;

Фиг. 6 представляет собой вид, иллюстрирующий автомобильную конструкцию модификации (вид преобразователя электрической энергии, если смотреть с поперечного направления транспортного средства);

Фиг. 7 представляет собой три проекции, иллюстрирующие расположение компонентов внутри корпуса обычного преобразователя электрической энергии, и (А) представляет собой вид сверху, (В) представляет собой вид сбоку и (С) представляет собой вид сзади; а также

Фиг. 8 представляет собой три проекции, иллюстрирующие расположение компонентов внутри корпуса преобразователя электрической энергии, используемого в автомобильной конструкции варианта осуществления, и (А) представляет собой вид сверху, (В) представляет собой вид сбоку и (С) представляет собой вид сзади.

Подробное описание вариантов осуществления

[0011] Ниже описана автомобильная конструкция в варианте осуществления со ссылкой на чертежи. Автомобильная конструкция в варианте осуществления применена на гибридном транспортном средстве, включающем в себя два электродвигателя и один двигатель для движения. На фиг. 1 проиллюстрирована блок-схема системы привода гибридного транспортного средства 90. Выходные валы двух электродвигателей 8а, 8b и выходной вал двигателя 91 соединены с механизмом 92 распределения мощности. Механизм 92 распределения мощности сочетает выходные крутящие моменты электродвигателей 8а, 8b и выходной крутящий момент двигателя 91 соответственно, и передает результирующий крутящий момент на ось 93. Механизм 92 распределения мощности является, более конкретно, планетарной передачей, а электродвигатель 8а соединен с его солнечной шестерней, двигатель 91 соединен с его водилом, а электродвигатель 8b и ось 93 соединены с его коронной шестерней. Механизм 92 распределения мощности может передавать часть крутящего момента двигателя 91 на электродвигатель 8а и может передавать остаточный крутящий момент на ось 93. В этом случае электродвигатель 8а генерирует электрическую энергию от части крутящего момента двигателя 91. Кроме того, механизм 92 распределения мощности может передавать крутящий момент от оси 93 на электродвигатели 8а, 8b, когда водитель нажимает на педаль тормоза. В этом случае электродвигатели 8а, 8b вырабатывают электрическую энергию от крутящего момента, переданного от оси. Электрическая энергия, получаемая при выработке электрической энергии, используется для зарядки высоковольтного аккумулятора 3.

[0012] Гибридное транспортное средство 90 включает в себя высоковольтный аккумулятор 3, сконфигурированный для подачи электрической энергии на электродвигатели 8а, 8b. Высоковольтный аккумулятор 3 представляет собой, например, литий-ионную вторичную батарею, и его выходное напряжение составляет 100 вольт или более. Преобразователь 10 электрической энергии подключен между высоковольтным аккумулятором 3 и электродвигателями 8а, 8b. Преобразователь 10 электрической энергии преобразует электрическую энергию высоковольтного аккумулятора 3 в приводную электрическую энергию для электродвигателей 8а, 8b. Более конкретно, преобразователь 10 электрической энергии повышает напряжение электрической энергии высоковольтного аккумулятора 3 и преобразует электрическую энергию с повышенным таким образом напряжением в переменный ток. Следует обратить внимание, что главное реле 4 системы подключено между высоковольтным аккумулятором 3 и преобразователем 10 электрической энергии. Главное реле 4 системы размыкается и замыкается вместе с главным выключателем (не показан).

[0013] Ниже описана конфигурация схемы преобразователя 10 электрической энергии. Преобразователь 10 электрической энергии включает в себя первую схему 19 преобразователя напряжения, две инверторных схемы 16а, 16b, вторую схему 24 преобразователя напряжения и подложку 25 схемы. Первая схема 19 преобразователя напряжения представляет собой так называемый двунаправленный преобразователь постоянного тока в постоянный с повышающей функцией и понижающей функцией. Первая схема 19 преобразователя напряжения может повышать напряжение выходной мощности высоковольтного аккумулятора 3 и подавать его на инверторные схемы 16а, 16b (функция повышения напряжения). Кроме того, первая схема 19 преобразователя напряжения может снижать напряжение электрической энергии (электрической энергии, генерируемой электродвигателями 8а, 8b) от инверторных схем 16а, 16b и подавать его на высоковольтный аккумулятор 3 (понижающая функция). Первая схема 19 преобразователя напряжения включает в себя фильтрующий конденсатор 21, реактор 22 и два последовательно соединенных силовых транзистора 17а, 17b. Обратный диод соединен с каждым из силовых транзисторов 17а, 17b обратнопараллельным образом. Структура схемы первой схемы 19 преобразователя напряжения хорошо известна, поэтому ее подробное описание опущено. Силовые транзисторы 17а, 17b приводятся в действие схемой управления, предусмотренной в подложке 25 схемы. Следует отметить, что два последовательно соединенных силовых транзистора 17а и 17b размещены в одном силовом модуле 18а в качестве аппаратного обеспечения.

[0014] Две инверторных схемы 16а, 16b соединены со стороной высокого напряжения первой схемы 19 преобразователя напряжения. Ниже будут описаны конструкции инверторных схем 16а, 16b. Инверторная схема 16а включает в себя три комплекта из двух силовых транзисторов, соединенных последовательно. Силовые транзисторы 17с и 17d соединены последовательно, силовые транзисторы 17е и 17f соединены последовательно, и силовые транзисторы 17g и 17h соединены последовательно. Обратный диод соединен с каждым из силовых транзисторов 17c-17h обратнопараллельным образом. Три комплекта последовательно соединенных цепей соединены параллельно друг другу. Каждый из силовых транзисторов управляется схемой управления, расположенной на подложке 25 схемы, так что из середины каждого из последовательных соединений выдается переменный ток. Переменные токи, выведенные из трех средних точек, образуют трехфазный переменный ток. Трехфазный переменный ток, выданный таким образом из схемы 16а инвертора, подается на электродвигатель 8а. В качестве аппаратного обеспечения, последовательное соединение силовых транзисторов 17с и 17d размещается в силовом модуле 18b, последовательное соединение силовых транзисторов 17е и 17f размещается в силовом модуле 18с, а последовательное соединение силовых транзисторов 17g и 17h размещается в силовом модуле 18d.

[0015] Поскольку вторая инверторная схема 16b имеет такую же конструкцию, что и инверторная схема 16а, ее описание опущено. Трехфазный переменный ток, выдаваемый из инверторной схемы 16b, подается на электродвигатель 8b. Инверторная схема 16b также включает в себя три комплекта из двух последовательно соединенных силовых транзисторов, и эти последовательные соединения размещены в трех силовых модулях 18e-18g соответственно. В нижеследующем описании множество силовых транзисторов 17a-17h могут в совокупности именоваться группой 17 силовых транзисторов.

[0016] Между первой схемой 19 преобразователя напряжения и инверторными схемами 16а, 16b подключен сглаживающий конденсатор 23. Сглаживающий конденсатор 23 и вышеупомянутый фильтрующий конденсатор 21 расположены так, чтобы ограничивать высокочастотные колебания в напряжении электрической энергии, подаваемой от высоковольтного аккумулятора 3.

[0017] Вторая схема 24 преобразователя напряжения соединена с высоковольтным аккумулятором 3 в дополнение к первой схеме 19 преобразователя напряжения. Вторая схема 24 преобразователя напряжения уменьшает выходное напряжение высоковольтного аккумулятора 3 до приводного напряжения вспомогательных устройств. «Вспомогательные устройства» - это общий термин группы устройств, работающих при напряжении, которое ниже приводного напряжения электродвигателей 8а, 8b, при этом их рабочее напряжение составляет от 10 до 50 вольт. Подложка 25 схемы, расположенная в преобразователе 10 электрической энергии, и HV (high voltage - высоковольтный) контроллер 6, который управляет всей системой гибридного транспортного средства 90, относятся к вспомогательным устройствам. Электрическая энергия, напряжение которой уменьшается с помощью второй схемы 24 преобразователя напряжения, подается на подложку 25 схемы, HV контроллер 6, другие вспомогательные устройства и вспомогательный аккумулятор 5. Вспомогательный аккумулятор 5 предусмотрен для подачи электрической энергии на вспомогательные устройства, когда электрическая энергия не подается от преобразователя 10 электрической энергии. Вспомогательный аккумулятор 5 и отрицательные электроды вспомогательных устройств электрически соединены друг с другом через кузов транспортного средства (кузовное заземление G).

[0018] Когда с транспортным средством происходит столкновение, схема управления, расположенная на подложке 25 схемы, приводит в действие группу 17 силовых транзисторов в ответ на сигнал (командный сигнал разряда) от HV контроллера 6, чтобы разрядить конденсаторы 21, 23. Более конкретно, схема управления управляет группой 17 силовых транзисторов так, что электрическая энергия конденсаторов 21, 23 разряжается через реактор 22 и электродвигатели 8а, 8b. Подложка 25 схемы, первая схема 19 преобразователя напряжения и инверторные схемы 16а, 16b во время разряда конденсаторов 21, 23 в совокупности могут именоваться разрядным контуром 26 для удобства описания.

[0019] Датчик 7 подушки безопасности (датчик ускорения) подключен к HV контроллеру 6. Когда с транспортным средством происходит столкновение, датчик 7 подушки безопасности передает в HV контроллер 6 сигнал (сигнал определения столкновения), указывающий на столкновение. Более конкретно, когда величина столкновения (величина ускорения), которое произошло с транспортным средством, превышает заданный порог, датчик 7 подушки безопасности передает сигнал определения столкновения на HV контроллер 6. После приема сигнала определения столкновения от датчика 7 подушки безопасности, HV контроллер 6 размыкает главное реле 4 системы и передает командный сигнал разряда на преобразователь 10 электрической энергии.

[0020] Далее будет описан разъем, подключенный к преобразователю 10 электрической энергии. В преобразователе 10 электрической энергии предусмотрены четыре разъема. Один из них представляет собой разъем (сигнальный разъем 14), к которому подключен жгут 52 проводов для подачи командного сигнала разряда и жгут проводов 59 низковольтного источника электропитания для передачи электрической энергии вспомогательного аккумулятора 5 на подложку 25 схемы. Следует отметить, что на фиг.1 только одна линия показана в виде жгута 52 проводов, однако жгут 52 проводов может включать в себя другие различные сигнальные линии. Еще одним из них является разъем (высоковольтный разъем 12), к которому подключен кабель (высоковольтный кабель 51 электропитания) для передачи электрической энергии высоковольтного аккумулятора 3 на преобразователь 10 электрической энергии. Кроме того, еще один из них представляет собой разъем (низковольтный разъем 13), к которому подключен кабель (низковольтный кабель 54 электропитания) для передачи выходной электрической энергии второй схемы 24 преобразователя напряжения на вспомогательный аккумулятор 5. Хотя это не показано на фиг. 1, другой коммуникационный кабель (упомянутый ниже коммуникационный кабель 55) также подключен к низковольтному разъему 13. Коммуникационный кабель 55 представляет собой кабель, который соединяет HV контроллер 6, который является главным управляющим устройством преобразователя 10 электрической энергии, со второй схемой 24 преобразователя напряжения внутри преобразователя 10 электрической энергии. HV контроллер 6 контролирует остаточный заряд вспомогательного аккумулятора 5 и управляет второй схемой 24 преобразователя напряжения в зависимости от остаточного заряда. Для этой цели предусмотрен коммуникационный кабель 55. Последний из них (разъемов) - это разъем (разъем 15 кабеля электродвигателя), к которому подключен кабель 53 питания электродвигателя для передачи выходных переменных токов инверторных схем 16а, 16b на электродвигатели 8а, 8b.

[0021] Далее будет описана расположение преобразователя 10 электрической энергии на транспортном средстве и расположение разъемов, описанных выше. Фиг. 2 представляет собой вид в перспективе, иллюстрирующий расположение устройства в переднем отсеке FC (front compartment) гибридного транспортного средства 90. В системе координат на фиг. 2, ось F обозначает направление в переднюю сторону транспортного средства, ось Н обозначает поперечное направление транспортного средства, а ось V обозначает направление в верхнюю сторону транспортного средства. На фиг. 3-6, которые будут описаны ниже, каждая ось в своих системах координат имеет то же значение, что и описано выше. На фиг. 2, капот двигателя не показан.

[0022] Двигатель 91, трансмиссионный блок 37, преобразователь 10 электрической энергии, вспомогательный аккумулятор 5 и т.п. расположены в переднем отсеке FC. Следует отметить, что в переднем отсеке FC дополнительно расположены и другие компоненты, однако компоненты, отличные от вышеуказанных компонентов, здесь не описаны. В трансмиссионном блоке 37 размещены тяговые электродвигатели 8а, 8b, механизм 92 распределения мощности и дифференциал. Трансмиссионный блок 37 может быть обозначен как кожух электродвигателя, в котором размещены тяговые электродвигатели 8а, 8b. Трансмиссионный блок 37 соединен с двигателем 91 в поперечном направлении транспортного средства. Как было описано ранее, выходной вал двигателя 91, выходные валы электродвигателей 8а, 8b и ось 93 (дифференциальная передача) соединены с механизмом 92 распределения мощности внутри трансмиссионного блока 37. Двигатель 91 и трансмиссионный блок 37 подвешены между двумя боковыми элементами 94, пролегающими в продольном направлении транспортного средства ниже переднего отсека FC. Следует обратить внимание, что один из боковых элементов корпуса закрыт и поэтому не виден на фиг. 2.

[0023] Преобразователь 10 электрической энергии закреплен на трансмиссионном блоке 37 посредством переднего кронштейна 36 и заднего кронштейна 35.

[0024] Фиг. 3 иллюстрирует вид преобразователя 10 электрической энергии, расположенного в транспортном средстве, если смотреть с передней стороны транспортного средства, а фиг. 4 - вид в разрезе, взятый по линии IV-IV с фиг. 3. Фиг. 4 соответствует виду преобразователя 10 электрической энергии, расположенного в транспортном средстве, если смотреть в поперечном направлении транспортного средства. Начиная с фиг. 2, автомобильная конструкция, содержащая преобразователь 10 электрической энергии обозначена ссылочной позицией 2. На фиг. 3 капот двигателя, который закрывает передний отсек FC, не показан. На фиг. 4, для облегчения понимания, внутренняя конструкция трансмиссионного блока 37 и т.п. не проиллюстрирована. В нижеследующем описании со ссылкой на фиг. 3, 4, а также фиг. 2, будет описана автомобильная конструкция 2, содержащая преобразователь 10 электрической энергии, в частности, расположение сигнального разъема 14.

[0025] Как показано на фиг. 4, из-за переднего кронштейна 36 и заднего кронштейна 35 между верхней поверхностью трансмиссионного блока 37 и преобразователем 10 электрической энергии имеется зазор. Это должно защищать преобразователь 10 электрической энергии от вибрации двигателя 91 и вибрации электродвигателей 8а, 8b. Хотя здесь это и не показано, демпфирующий элемент вставлен между передним кронштейном 36 и преобразователем 10 электрической энергии, а также между задним кронштейном 35 и преобразователем 10 электрической энергии. Преобразователь 10 электрической энергии поддерживается передним кронштейном 36 и задним кронштейном 35, и поэтому во время фронтального столкновения преобразователь 10 электрической энергии может смещаться назад при воздействии нагрузки столкновения с фронтальной стороны.

[0026] Низковольтный разъем 13 расположен на поверхности преобразователя 10 электрической энергии, при этом данная поверхность обращена к передней стороне транспортного средства, а сигнальный разъем 14 и разъем 15 кабеля электродвигателя расположены на боковой поверхности преобразователя 10 электрической энергии, причем боковая поверхность обращена в поперечном направлении транспортного средства. Сигнальный разъем 14 прикреплен с передней стороны транспортного средства относительно заднего конца преобразователя 10 электрической энергии. Высоковольтный разъем 12 расположен на поверхности преобразователя 10 электрической энергии, причем данная поверхность обращена к задней стороне транспортного средства. Как было описано ранее, низковольтный кабель 54 электропитания (кабель для передачи выходной мощности второй схемы 24 преобразователя напряжения на вспомогательный аккумулятор 5) и коммуникационный кабель 55 соединены с низковольтным разъемом 13, а жгут 52 проводов для подачи командного сигнала разряда и жгут проводов 59 низковольтного источника питания подключены к сигнальному разъему 14. Следует обратить внимание, что различные сигнальные кабели собраны в жгут 52 проводов, в том числе и сигнальный кабель для передачи командного сигнала разряда, поэтому жгут 52 проводов показан на фиг. 3, 4 широкой полосой. Кабель 53 питания электродвигателя (кабель для передачи выходных переменных токов инверторных схем 16а, 16b на электродвигатели 8а, 8b) соединен с разъемом 15 кабеля электродвигателя. Высоковольтный кабель 51 электропитания (кабель для передачи электрической энергии высоковольтного аккумулятора 3 на преобразователь 10 электрической энергии) соединен с высоковольтным разъемом 12.

[0027] Верхняя часть 31 обтекателя, выполненная из металла, расположена на задней стороне переднего отсека FC транспортного средства. Верхняя часть 31 обтекателя пролегает в поперечном направлении транспортного средства и, как показано на фиг. 4, его сечение, сделанное вдоль плоскости, пролегающей в продольном направлении транспортного средства (направление оси F на чертеже) и в вертикальном направлении транспортного средства (направление оси V на фигуре) имеет криволинейную форму, открытую вверх. Другими словами, верхняя часть 31 обтекателя имеет форму наподобие хафпайпа, открытого вверх. Верхняя часть 31 обтекателя изогнута так, что его нижняя поверхность постепенно становится выше при приближении к передней стороне автомобиля. Задний край верхней части 31 обтекателя контактирует с нижней гранью ветрового стекла 99, а капот 97 двигателя, который покрывает передний отсек FC, входит в контакт с его передним краем (см. фиг. 4). Шарнир 34 стеклоочистителя помещен внутри дуги верхней части верха 31 обтекателя. Шарнир 34 стеклоочистителя опирается на держатель 98 шарнира. Держатель 98 шарнира прикреплен к верхней части 31 обтекателя. Верхний участок верхней части 31 обтекателя, который открыт вверх, закрыт жалюзи 32 обтекателя, выполненными из полимера. Верхний конец шарнира 34 стеклоочистителя проходит через жалюзи 32 обтекателя, и часть его открыта. Стеклоочиститель 33 соединен с частью шарнира 34 стеклоочистителя, который выходит из жалюзи 32 обтекателя. Следует отметить, что стеклоочиститель 33 не показан на фиг.4. Передняя панель 96 пролегает вниз от верхней части 31 обтекателя. Передняя панель 96 представляет собой металлическую пластину, которая отделяет передний отсек FC от кабины. Следует обратить внимание, что верхнюю часть 31 обтекателя можно назвать верхней панелью обтекателя.

[0028] Чтобы описать преимущество автомобильной конструкции 2 на фиг. 2-4, на фиг. 5 проиллюстрирована автомобильная конструкция 102, содержащая преобразователь 100 электрической энергии, включающего в себя сигнальный разъем 114, расположенный на его верхней поверхности, в качестве сравнительного примера. Различия между фиг. 4 и фиг. 5 заключаются только в монтажном положении сигнального разъема, а также в наличии или отсутствии другого коммуникационного кабель 55. Фиг. 4 и фиг. 5 имеют одинаковое взаимное расположение между преобразователем 10 электрической энергии (преобразователем 100 электрической энергии в сравнительном примере) и верхней частью 31 обтекателя. Прерывистая линия А на фиг. 4 и фиг. 5 обозначает высоту нижнего конца верхней части 31 обтекателя. Как было описано ранее, преобразователь 10 электрической энергии (преобразователь 100 электрической энергии) поддерживается на трансмиссионном блоке 37 передним кронштейном 36 и задним кронштейном 35. Во время фронтального столкновения, преобразователь 10 электрической энергии может смещаться назад из-за нагрузки столкновения, действующей с фронтальной стороны. Кроме того, когда преобразователь 10 электрической энергии (преобразователь 100 электрической энергии) закреплен на трансмиссионном блоке 37, преобразователь 10 электрической энергии (преобразователь 100 электрической энергии) находится перед обтекателем 31. Тем временем, как было описано ранее, верхняя часть 31 обтекателя имеет такую форму, что ее нижняя поверхность постепенно становится выше при приближении к передней стороне транспортного средства. Когда сигнальный разъем 114 расположен на верхней поверхности преобразователя 100 электрической энергии, как показано на фиг.5, сигнальный разъем 114 вступает в контакт с верхней частью 31 обтекателя в то время, когда преобразователь 100 электрической энергии смещается назад, при этом сигнальный разъем 114 может быть поврежден. Как описано выше со ссылкой на фиг. 1, во время столкновения преобразователь 10 электрической энергии (преобразователь 100 электрической энергии) принимает командный сигнал разряда через жгут 52 проводов и сигнальный разъем 14 (сигнальный разъем 114), чтобы разрядить расположенный в нем конденсатор. В случае с автомобильной конструкцией 102 на фиг. 5, когда сигнальный разъем 114 поврежден из-за контакта с верхней частью 31 обтекателя во время столкновения, командный сигнал разряда может не достигнуть подложки 25 схемы внутри преобразователя 100 электрической энергии. В то же время, в случае с автомобильной конструкцией 2 в варианте осуществления (фиг. 4) часть сигнального разъема 14 расположена выше, чем нижний конец верхней части 31 обтекателя, однако, сигнальный разъем 14 находится на боковой поверхности преобразователя 10 электрической энергии, которая обращена в поперечном направлении транспортного средства. Когда преобразователь 10 электрической энергии перемещается назад, преобразователь 10 электрической энергии вступает в контакт с верхней частью 31 обтекателя раньше, чем сигнальный разъем 14, чтобы подтолкнуть верхнюю часть 31 обтекателя назад. Соответственно, сигнальный разъем 14, расположенный на поверхности преобразователя 10 электрической энергии, которая обращена в поперечном направлении транспортного средства, может избежать контакта с верхней частью 31 обтекателя. Следует отметить, что, когда преобразователь 10 электрической энергии смещается назад, чтобы протолкнуть верхнюю часть 31 обтекателя назад, верхняя часть 31 обтекателя изгибается углом границы между боковой поверхностью и задней поверхностью преобразователя 10 электрической энергии. Часть верхней поверхности 31 обтекателя приближается к боковой поверхности преобразователя 10 электрической энергии. Так как сигнальный разъем 14 расположен с передней стороны транспортного средства относительно заднего конца преобразователя 10 электрической энергии, сигнальный разъем 14 может едва удариться о верхнюю часть 31 обтекателя, которая изгибается при приближении к ней. В автомобильной конструкции 2 варианта осуществления можно избежать такой ситуации, когда сигнальный разъем 14 сталкивается с верхней частью 31 обтекателя в то время, когда преобразователь 10 электрической энергии перемещается назад, при этом командный сигнал разряда передается на расположенный в нем разрядный контур. В результате, внутренний конденсатор разряжается.

[0029] На фиг. 6. проиллюстрирована модификация автомобильной конструкции 2а. В автомобильной конструкции 2 на фиг. 4, часть сигнального разъема 14 расположена выше, чем нижний конец верхней части 31 обтекателя. В автомобильной конструкции 2а на фиг. 6, сигнальный разъем 14а находится в положении, которое ниже, чем нижний конец верхней части 31 обтекателя. При такой конфигурации можно более надежно защитить сигнальный разъем 14а от столкновения с верхней частью 31 обтекателя во время фронтального столкновения.

[0030] В автомобильной конструкции 2 на фиг. 4 и в автомобильной конструкции 2а на фиг. 6, высоковольтный разъем 12 расположен на поверхности (задней поверхности) преобразователя 10 электрической энергии в положении ниже, чем верхняя часть 31 обтекателя, причем данная поверхность обращена к задней стороне транспортного средства. Соответственно, даже если преобразователь 10 электрической энергии смещается назад, высоковольтный разъем 12 не контактирует с верхней частью 31 обтекателя. Таким образом, высоковольтный разъем 12 защищен, и предотвращается возможное воздействие на проводник, к которому приложено высокое напряжение. Кроме того, размещение высоковольтного разъема 12 на задней поверхности преобразователя 10 электрической энергии имеет такое преимущество, что даже если транспортное средство сталкивается с препятствием с боковой стороны транспортного средства, высоковольтный разъем 12 едва ли получит повреждение.

[0031] Ниже приведены примечания относительно автомобильной конструкции, описанной в варианте осуществления. Преобразователь 10 электрической энергии, используемый в автомобильной конструкции варианта осуществления, содержит сигнальный разъем 14 (14а), расположенный на боковой поверхности его корпуса. Размещение сигнального разъема 14 (14а) на боковой поверхности корпуса имеет то преимущество, что влага едва ли попадет в корпус по сравнению со случаем, когда сигнальный разъем 14 (14а) расположен на верхней поверхности корпуса.

[0032] В преобразователе 10 электрической энергии в соответствии с вариантом осуществления жгут 52 проводов для подачи командного сигнала разряда и жгут 59 низковольтного источника электропитания для передачи электрической энергии вспомогательного аккумулятора 5 на подложку 25 схемы соединены с сигнальным разъемом 14 (14а). Жгут 59 низковольтного источника электропитания может представлять собой конструкцию, подключенную к преобразователю 10 электрической энергии не сигнальным разъемом 14 (14а), а другими разъемами.

[0033] Автомобильная конструкция 2, 2а варианта осуществления применяется на гибридном транспортном средстве, включающем в себя электродвигатели и двигатель. Автомобильная конструкция, описанная в настоящем описании, также предпочтительно применяется на электрическом транспортном средстве или транспортном средстве на топливных элементах, которое не включает в себя двигатель.

[0034] Жгут 52 проводов согласно варианту осуществления соответствует одному примеру «жгута проводов для передачи командного сигнала разряда» в формуле изобретения. Трансмиссионный блок 37, в котором размещены электродвигатели 8а, 8b, соответствует одному примеру «кожуха электродвигателя» в пунктах формулы изобретения

[0035] В преобразователе 100 электрической энергии на фиг. 5, сигнальный разъем 114 расположен на его верхней поверхности, а в преобразователе 10 электрической энергии на фиг.4, сигнальный разъем 14 находится на боковой поверхности, обращенной в поперечном направлении транспортного средства. Причина, по которой положение сигнального разъема может быть изменено с верхней поверхности преобразователя 100 электрической энергии на поверхность, которая обращена в поперечном направлении транспортного средства, заключается в том, что компоненты, размещенные в корпусе преобразователя 10 электрической энергии, уменьшены в размерах, и их компоновка из-за этого изменена. Ниже описывается различие между размещением компонентов внутри преобразователя 100 электрической энергии на фиг. 5 и размещением компонентов внутри преобразователя 10 электрической энергии на фиг. 4. Фиг. 7 представляет собой схематический вид размещения компонентов преобразователя 100 электрической энергии с фиг. 5, а фиг. 8 представляет собой схематический вид размещения компонентов преобразователя 10 электрической энергии с фиг. 4. На фиг. 7, 8 на (А) показан вид в плане, на (В) показан вид сбоку, а на (С) показан вид сзади. В системе координат на чертежах ось X соответствует продольному направлению транспортного средства, ось Y соответствует поперечному направлению транспортного средства, а ось Z соответствует вертикальному направлению транспортного средства. В нижеследующем описании для удобства описания положительное направление оси X называется «передней стороной», а отрицательное направление оси X называется «задней стороной». Кроме того, положительное направление оси Z называется «верхней стороной», а отрицательное направление оси Z называется «нижней стороной». Направление оси Y называется поперечным направлением транспортного средства.

[0036] На трех плоских видах с фиг. 7, 8, только контур корпуса обозначен пунктирной линией, так что можно понять расположение компонентов внутри корпуса. Кроме того, на виде в плане (А) с фиг. 7, подложка 25 схемы и сигнальный разъем 114 не показаны. На виде в плане (А) с фиг. 8, подложка 25 схемы не показана. На фиг. 7, 8, линии проводки, которые соединяют компоненты друг с другом, не показаны, за исключением внутреннего кабеля 67 на фиг. 7.

[0037] Преобразователь 100 электрической энергии и преобразователь 10 электрической энергии имеют одинаковый внешний размер (длина L × ширина W × высота Н). Сначала будет описано размещение компонентов преобразователя 100 электрической энергии. В преобразователе 100 электрической энергии блок 66а преобразователя расположен в корпусе в самом нижнем слое. Блок 66а преобразователя соответствует второй схеме 24 преобразователя напряжения на фиг. 1. Низковольтный разъем 13 расположен спереди блока 66а преобразователя. Как показано на фиг. 5, низковольтный разъем 13 открыт на передней поверхности (поверхности, которая обращена к передней стороне транспортного средства) преобразователя 100 электрической энергии.

[0038] Охладитель 64 размещен так, чтобы контактировать с верхней поверхностью блока 66а преобразователя. Реактор 22 размещен так, чтобы контактировать с верхней поверхностью охладителя 64. Блок 61 электропитания расположен перед реактором 22. Блок 61 электропитания представляет собой устройство, в котором штабелировано множество силовых модулей 18а-18g, описанных на фиг. 1, и множество охлаждающих пластин (не показаны). На фиг. 7, 8 блок 61 электропитания проиллюстрирован просто как прямоугольное тело. Вышеупомянутый охладитель 64 в основном охлаждает блок 66а преобразователя и реактор 22. Силовые модули 18а-18g с большим количеством тепловыделения охлаждаются множеством охлаждающих пластин в блоке 61 электропитания.

[0039] Блок 62 датчика тока размещен на одной стороне блока 61 электропитания в поперечном направлении транспортного средства, а сглаживающий конденсатор 23 размещен на другой стороне. Блок 62 датчика тока представляет собой блок для измерения тока каждой фазы двух комплектов трехфазных переменных токов. Часть (часть, открытая из корпуса преобразователя 100 электрической энергии) блока 62 датчика тока соответствует упомянутому разъему 15 кабеля электродвигателя.

[0040] Фильтрующий конденсатор 21 расположен позади реактора 22. Внутренний разъем 63 расположен над фильтрующим конденсатором 21. Высоковольтный разъем 12 расположен за внутренним разъемом 63. Подложка 25 схемы расположена выше сглаживающего конденсатора 23, блока 61 электропитания и внутреннего разъема 63. Внутренний разъем 63 соединен с блоком 66а преобразователя внутренним кабелем 67, а верхний конец внутреннего разъема 63 соединен с подложкой 25 схемы. Подложка 25 схемы управляет блоком 66а преобразователя через внутренний разъем 63 и внутренний кабель 67.

[0041] Сигнальный разъем 114 соединен с верхней поверхностью подложки 25 схемы. Верхняя часть сигнального разъема 114 открыта в верхнюю сторону преобразователя 100 электрической энергии. То есть, сигнальный разъем 114 расположен на верхней поверхности преобразователя 100 электрической энергии.

[0042] Со ссылкой на фиг. 8 ниже описана внутренняя компоновка преобразователя 10 электрической энергии. В преобразователе 10 электрической энергии охладитель 64 размещен в нижнем конце корпуса, и на нем размещен блок 66b преобразователя. Блок 66b преобразователя соответствует второй схеме 24 преобразователя напряжения с фиг. 1. Блок 66b преобразователя уменьшен в размерах по сравнению с блоком 66а преобразователя с фиг. 7, и его длина в продольном направлении транспортного средства сокращена. В преобразователе 10 электрической энергии блок 66b преобразователя укорочен, так что реактор 22 размещен за блоком 66b преобразователя. Кроме того, в преобразователе 100 электрической энергии внутренний разъем 63 расположен над реактором 22, однако, в преобразователе 10 электрической энергии внутренний разъем 63 и внутренний кабель 67 могут быть исключены. Причина в следующем. Как было описано ранее, преобразователь 10 электрической энергии (и преобразователь 100 электрической энергии) соединен с главным HV контроллером 6, a HV контроллер 6 управляет второй схемой 24 преобразователя напряжения (блоком 66b преобразователя). В преобразователе 100 электрической энергии линия коммуникации от HV контроллера 6 соединена с сигнальным разъемом 114 на верхней поверхности преобразователя 100 электрической энергии, и блок 66а преобразователя и HV контроллер 6 соединены друг с другом через сигнальный разъем 114, внутренний разъем 63 и внутренний кабель 67. В преобразователе 10 электрической энергии в соответствии с вариантом осуществления, коммуникационный кабель (коммуникационный кабель 55) от HV контроллера 6 соединен с низковольтным разъемом 13, расположенным на передней поверхности преобразователя 10 электрической энергии. HV контроллер 6 соединен с блоком 66b преобразователя через коммуникационный кабель 55 и низковольтный разъем 13, расположенный прямо перед блоком 66b преобразователя. В этой конструкции внутренний разъем 63 и внутренний кабель 67 могут быть исключены.

[0043] Кроме того, в преобразователе 10 электрической энергии с боковой стороны блока 61 электропитания размещен конденсаторный блок 68. Конденсаторный блок 68 вмещает в себя два конденсаторных элемента. Один конденсаторный элемент соответствует фильтрующему конденсатору 21 с фиг. 1, а другой конденсаторный элемент соответствует сглаживающему конденсатору 23 с фиг. 1. По сравнению с преобразователем 100 электрической энергии, преобразователь 10 электрической энергии использует малые конденсаторные элементы и объединяет два конденсаторных элемента в одном блоке, чтобы повысить эффективность использования пространства.

[0044] С такими различиями преобразователь 10 электрической энергии может обеспечить достаточное пространство на боковой стороне (стороне в поперечном направлении транспортного средства) подложки 25 схемы, так что сигнальный разъем 14 может быть размещен в данном пространстве.

[0045] Вариант осуществления автомобильной конструкции, содержащей преобразователь электрической энергии, сконфигурированный для преобразования электрической энергии источника электрической энергии в приводную электрическую энергию для тягового электродвигателя, может быть определен следующим образом. Преобразователь электрической энергии закреплен на кожухе электродвигателя, в котором размещен электродвигатель, при этом преобразователь электрической энергии расположен спереди верхней части обтекателя в продольном направлении транспортного средства, высоковольтный разъем выполнен с возможностью соединения с силовым кабелем, который передает электрическую энергию источника электрической энергии на преобразователь электрической энергии, высоковольтный разъем расположен на задней поверхности преобразователя электрической энергии в продольном направлении транспортного средства, высоковольтный разъем находится в положении, которое ниже, чем верхняя часть обтекателя, при этом преобразователь электрической энергии включает в себя конденсатор, сконфигурированный для ограничения высокочастотных колебаний напряжения электрической энергии, подаваемой от источника электрической энергии, и разрядный контур, сконфигурированный для разряда конденсатора, сигнальный разъем сконфигурирован для соединения со жгутом проводов, который передает командный сигнал разряда для управления разрядным контуром на разрядный контур во время столкновения, сигнальный разъем расположен на одной из правой или левой боковых поверхностей преобразователя электрической энергии в поперечном направлении транспортного средства, и сигнальный разъем расположен перед задним концом преобразователя электрической энергии в продольном направлении транспортного средства. Был подробно рассмотрен конкретный пример изобретения. Однако пример приведен только для иллюстрации и не ограничивает объем формулы изобретения. Технология, описанная в объеме формулы изобретения, включает в себя вышеприведенный пример с различными модификациями и изменениями. Каждая из различных комбинаций технических элементов, поясняемых в этом описании и чертежах, обеспечивает техническую применимость, и технические элементы не ограничиваются комбинацией, заявленной в формуле изобретения во время подачи заявки. Технология, поясняемая в этом описании и чертежах в качестве примера, способна одновременно достигать множества целей и имеет техническую ценность, достигая одной из целей.

Изобретение относится к автомобильной конструкции. Преобразователь электрической энергии преобразует электрическую энергию для тягового электродвигателя. Преобразователь электрической энергии закреплен на кожухе, в котором размещен тяговый электродвигатель. Преобразователь электрической энергии расположен перед верхней частью обтекателя в продольном направлении транспортного средства. Высоковольтный разъем расположен на задней поверхности преобразователя электрической энергии. Высоковольтный разъем находится в положении, которое ниже, чем верхняя часть обтекателя. Сигнальный разъем расположен на правой или левой боковой поверхности преобразователя электрической энергии, определенной в поперечном направлении транспортного средства. Такая конструкция позволяет избежать контакта высоковольтного разъема и сигнального разъема с верхней частью обтекателя во время столкновения. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Автомобильная конструкция, содержащая:

преобразователь электрической энергии, выполненный с возможностью преобразования электрической энергии источника электрической энергии в приводную электрическую энергию для тягового электродвигателя,

кожух электродвигателя, в котором размещен тяговый электродвигатель, причем

преобразователь электрической энергии закреплен на кожухе электродвигателя, при этом

преобразователь электрической энергии расположен перед верхней частью обтекателя в продольном направлении транспортного средства,

высоковольтный разъем выполнен с возможностью соединения с силовым кабелем, который передает электрическую энергию источника электрической энергии на преобразователь электрической энергии,

высоковольтный разъем расположен на задней поверхности преобразователя электрической энергии, определяемой в продольном направлении транспортного средства,

высоковольтный разъем находится в положении, которое ниже, чем верхняя часть обтекателя,

преобразователь электрической энергии включает в себя конденсатор, выполненный с возможностью ограничения высокочастотных колебаний в напряжении электрической энергии, подаваемой от источника электрической энергии, и разрядный контур, выполненный с возможностью разряда конденсатора,

сигнальный разъем, выполненный с возможностью соединения со жгутом проводов, по которому передается командный сигнал разряда на разрядный контур для управления разрядным контуром во время столкновения,

сигнальный разъем расположен на одной из правой и левой боковых поверхностей преобразователя электрической энергии, определенных в поперечном направлении транспортного средства, и

сигнальный разъем расположен спереди относительно заднего конца преобразователя электрической энергии, определенного в продольном направлении транспортного средства.

2. Автомобильная конструкция по п. 1, в которой

сигнальный разъем находится на преобразователе электрической энергии в положении, которое ниже, чем верхняя часть обтекателя.