CN106394212A - 车载结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车载结构，所述车载结构包括电机的壳体和电力控制单元。所述电力控制单元由前部支架和后部支架固定在所述壳体的上方。所述电力控制单元的下表面与所述壳体之间限定出一空间。所述前部支架包括基部和支承部。所述支承部构造成，当所述支承部由于从前方施加到所述电力控制单元上的负荷而向后倒塌时，在所述电力控制单元的所述下表面与所述壳体的上表面接触之前所述支承部与所述壳体接触。

Description

车载结构
技术领域
本发明涉及一种用于电力控制单元的车载结构，所述电力控制单元驱动用于行驶的电机(行驶电机)。
背景技术
使用电动机行驶的车辆包括用于驱动电动机的电力控制单元。应注意，本说明书公开的技术不局限于应用到电动车辆，而是还可以应用于混合动力车辆和燃料电池车辆。另外，为简化说明，“电动机”将简称为“电机”。
电力控制单元典型地是将DC电源输出的DC电力转换成AC电力的逆变器。电力控制单元可能包括升压转换器。设置有行驶电机的几种车辆包括位于车辆的前部空间(发动机舱)中的电机和电力控制单元。在本说明书中，根据汽车技术领域的习惯，用于容纳行驶电机的空间称为“发动机舱”，而不管是否真实安装有发动机。
电力控制单元可能固定在电机的壳体的上方。通过将电力控制单元布置在电机的附近，连接电力控制单元和电机的电缆缩短，并且因而能够抑制电力传送损失。日本特开No.2013-233836(JP 2013-233836A)公开一种用于电力控制单元的这样一种车载结构的一个示例。在JP 2013-233836A公开的技术中，为了保护电力控制单元免受电机的振动，电力控制单元的前部和后部分别由前部支架和后部支架支承，并且在壳体的上方形成有空间的状态下固定电力控制单元。
在电力控制单元内存在处理数十千瓦的电力的部件。电力控制单元要求碰撞安全性高，以便其中的高压电路在车辆碰撞期间不会暴露。当车辆涉及前方碰撞时，布置在车辆的前部空间中的装置可能承受显著冲击。同时，电机的壳体较大并且是刚性的。因而，电力控制单元在电机的壳体上方的布置也适于保护电力控制单元避开在碰撞期间从前方接近的障碍物。虽然有这种布置，视情况而定，在碰撞期间，碰撞冲击可能撞击固定在壳体上方的电力控制单元。例如，存在其中车辆涉及以高速与障碍物正面碰撞的情况。或者，在其中仅车辆的右前部(或左前部)与障碍物碰撞而不是车辆与障碍物正面碰撞的碰撞方面，障碍物可能进入车辆前部空间的内部深处，并且布置在前部空间中的装置可能承受显著的碰撞负荷。应注意，其中仅车辆的右前部(或左前部)与障碍物碰撞的碰撞方面称为重叠碰撞(或斜向碰撞)等。在具体实施方式部分会再次说明重叠碰撞。
发明内容
很明显，在其中电力控制单元在壳体上方设置有空间的状态下被支承的车载结构上，在碰撞期间可能发生以下现象。在障碍物从前方(或斜前方)与电力控制单元碰撞的情况下，前部支架会变形并且向后方倒塌。结果，存在电力控制单元的下表面严重接触壳体的可能性。本说明书涉及车辆的前部空间中的用于电力控制单元的车载结构，并且提供一种在车辆碰撞等的情况下缓和当电力控制单元与壳体碰撞时发生的冲击的技术。
一种车载结构包括电机单元和电力控制单元。所述电机单元包括壳体和容纳在所述壳体中的用于行驶的电机。所述电力控制单元构造成驱动所述电机并且安装在车辆的前部空间中。所述电力控制单元由前部支架和后部支架固定在所述壳体的上方。所述电力控制单元的下表面与所述壳体之间限定出一空间。所述后部支架构造成将所述电力控制单元的后侧支承在所述壳体上。所述前部支架构造成将所述电力控制单元的前侧支承在所述壳体上。所述前部支架包括基部和支承部。所述基部固定到所述壳体上。所述支承部从所述基部延伸到所述电力控制单元。所述支承部构造成，当所述支承部由于从前方施加到所述电力控制单元上的负荷而向后倒塌时，在所述电力控制单元的所述下表面与所述壳体的上表面接触之前所述支承部与所述壳体接触。
通过上述车载结构，通过支承部与壳体之间的接触，电力控制单元接近壳体的势头变弱。因而，能够避免电力控制单元与壳体之间的接触。或者，能够存在这样的情况，即支承部在与壳体接触之后进一步变形并且电力控制单元与壳体接触。即使在这种情况下，电力控制单元接近壳体的势头也通过支承部与壳体之间的接触而变弱。因而，缓和了电力控制单元由于与壳体接触而承受的冲击。
在上述车载结构中，T是从所述支承部与所述基部之间的连结点到所述下表面的前端的长度。在所述电力控制单元和所述壳体的侧视图中，T满足关系式G＞T·{sin(B)-sin(A)}，其中，A是由第一直线相对于基准线限定出的角度。当所述支承部倒塌并且与所述壳体接触时所述第一直线穿过所述连结点和所述前端。所述基准线在所述支承部倒塌之前与所述电力控制单元的所述下表面平行并且穿过所述连结点。B是由第二直线相对于所述基准线限定出的角度。所述第二直线在所述支承部倒塌之前穿过所述连结点和所述前端。G是在所述支承部倒塌之前所述下表面与所述壳体之间的所述间距的间隙。
所述支承部可以包括突起。当所述支承部向后倒塌时所述突起与所述壳体接触。
所述壳体可以包括突起。当所述支承部向后倒塌时所述突起与所述支承部和所述壳体接触。
上述数学式1的关系能够较容易地实现。例如，突起需要设置在所述支承部和所述壳体中的仅一个上。通过设置所述突起，数学式1中A的值增大，并且数学式1的右侧减小。该车载结构能够容易地缓和当电力控制单元与壳体碰撞时发生的冲击。
附图说明
下面参照附图说明本发明的示例性实施例的特征、优点，以及技术和工业意义，其中同样的附图标记表示同样的元件，并且其中：
图1是示出发动机舱的部件布局的一个示例的俯视图；
图2是示出发动机舱的部件布局的一个示例的透视图；
图3是壳体和电力控制单元的侧视图；
图4是壳体和电力控制单元在支承部倒塌之后的侧视图；
图5是说明在支承部倒塌之前和之后支承部与壳体之间的几何关系的放大侧视图；
图6是说明车载结构的变形示例的侧视图；
图7是在第二实施例的车载结构中使用的前部支架的透视图；
图8是说明在第二实施例的车载结构中支承部倒塌之前的布置的侧视图；
图9是说明在第二实施例的车载结构中支承部倒塌之后的布置的侧视图。
具体实施方式
将参照附图说明第一实施例的车载结构。第一实施例的车载结构2应用于包括行驶电机3和发动机98两者的混合动力车辆100。车载结构2是其中用于驱动电机3的电力控制单元20固定在壳体30上方的结构。壳体30容纳电机3、动力分配机构6和差动齿轮4。为简化说明，下文中“电力控制单元20”缩写为“PCU 20”。PCU代表电力控制单元。
图1和图2示出混合动力车辆100的发动机舱90中的各装置的布置。图1是从上方看发动机舱90的视图(俯视图)，图2是从斜上方看发动机舱90的透视图。混合动力车辆100的发动机舱90位于车辆的前部。应注意，在附图的坐标系中，F轴表示车辆的前方，V轴表示车辆的上侧，H轴表示车辆宽度方向(车辆的侧面)。在后面的附图中坐标系的参考标号有相同的意义。
发动机98、PCU 20、壳体30等布置在发动机舱90中。尽管在发动机舱90中还布置有各种其他装置，但是未示出这些装置。壳体30、发动机98等示意性地示出在图1中。
如上所述，除了电机3，动力分配机构6和差动齿轮4容纳在壳体30中。动力分配机构6是合成/分配发动机98的输出转矩和电机3的输出转矩的齿轮组。动力分配机构6根据状况分配发动机98的输出转矩并且将分配转矩传递到差动齿轮4和电机3。因为差动齿轮4被嵌入，所以壳体30也可以说是用于电机和变速驱动桥的壳体。壳体30例如通过压铸或者磨削铝而形成。
发动机98和壳体30以这样的方式连结，即它们在车辆宽度方向上彼此相邻布置。发动机98和壳体30悬挂于确保车辆的结构强度的两根纵梁96、97。
PCU 20是驱动电机3的装置。更具体地说，PCU 20使未示出的高电压电池的电力升压，然后将该电力转换成AC电力，并将AC电力供给到电机3。另外，存在PCU 20将电机3产生的AC电力转换成DC电力并降低其电压的情况。电压已经降低的电力存储在高电压电池中。
尽管下面将要说明细节，但是PCU 20是在PCU 20与壳体30的上表面之间形成有空间的情况下被支承的。PCU 20的前侧由前部支架10支承，其后侧由后部支架40支承。
壳体30具有高强度和大尺寸。因此，当混合动力车辆100与障碍物碰撞时产生的冲击很少会传递到布置在壳体30上方的PCU 20。但是，在混合动力车辆100涉及高速碰撞或混合动力车辆100涉及称为重叠碰撞的碰撞模式的情况下，PCU 20可能承受碰撞的冲击(碰撞负荷)。在此，简短说明重叠碰撞。假定彼此沿相反方向行驶的两个车辆的碰撞。与其中当从行驶方向看时两个车辆完全重叠并且相互碰撞的情况相比较，在其中当从行驶方向看时两个车辆仅部分重叠和碰撞的情况下冲击(碰撞负荷)增大。美国公路安全保险协会(IIHS)定义了有关碰撞的各种碰撞方式，并且在这些模式中，有称为“小重叠”的碰撞模式。在该“小重叠”中，假定其中车辆的前表面的仅25％(沿车辆宽度方向的25％)与障碍物(另一方车辆)重叠的状态下的碰撞。如图1所示，在车辆宽度为L的混合动力车辆100中，前表面沿车辆宽度方向的L/4的范围与障碍物99碰撞的情况是小重叠碰撞。在这种情况下，碰撞的冲击(碰撞负荷)集中在L/4的范围内，障碍物99深深地进入发动机舱90。当障碍物99(或由于障碍物99而向后方移动的另一部件)与PCU 20碰撞时，较大碰撞负荷从前方施加到PCU20上。尽管下面会说明细节，PCU 20的前后部分在壳体30上方形成有空间的情况下由前部支架10和后部支架40支承。当较大碰撞负荷从前方施加到PCU 20时，前部支架10和后部支架40可能向后方变形，并且PCU20可能撞击壳体30。本实施例中说明的技术缓和此时由PCU 20承受的负荷。
参照图1、图2以及图3详细说明壳体30与PCU 20之间的关系。图3是说明车载结构2的侧视图。“侧视图”是从车辆宽度方向(附图中H轴方向)看的视图。
PCU 20和壳体30通过六根电缆21相连。电缆21是用于将电力从PCU20传送到电机3的配线。尽管迄今为止没有说明，壳体30容纳两个三相AC电机，并且六个电缆21传送两组三相AC电力。参考标号31表示设置在壳体30的上表面30a上的电缆终端。尽管两个电机容纳在壳体30中，但是下面通过电机中的一个(电机3)来继续进行说明。
如上所述，电机3、动力分配机构6和差动齿轮4容纳在壳体30中。在壳体30中，电机3的输出轴3a、动力分配机构6的主轴6a和差动齿轮4的主轴4a平行地布置。这三根轴沿车辆宽度方向延伸。如图3所示，三根轴布置成当从车辆宽度方向看时形成为三角形。由于三根轴的布置，壳体30的上表面30a向前下方倾斜。因而，支承在上表面30a上方的PCU 20也布置成向前下方倾斜。
PCU 20通过前部支架10和后部支架40支承在壳体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与壳体30之间形成有间隙G中的空间SP。该空间SP由前部支架10和后部支架40形成。尽管未示出，存在其中壳体30的上表面30a具有除了突起32以外的多个突起，下面会说明这一点。即使在其中多个突起设置在上表面30a上的情况下，间隙G是指PCU 20的下表面20b与壳体30的上表面30a之间的最短距离。
前部支架10包括：固定到壳体30的基部13；和从基部13延伸到PCU20的支承部11。换句话说，支承部11从基部13向上延伸。基部13通过螺栓52固定到壳体30的上表面30a，并且支承部11的上部通过螺栓51连结到PCU 20的前表面20a。防振衬套12插置于支承部11的上部与PCU20之间。如图2所示，前部支架10通过沿车辆宽度方向排列的两个螺栓固定到壳体30上，并且通过沿车辆宽度方向排列的另外两个螺栓连结到PCU 20。前部支架10通过压制金属板(钢板)形成。应注意，图1-图3中以简化方式示出前部支架10的形状。下文将使用图7说明前部支架的详细形状的一个示例。
尽管未作出详细说明，后部支架40具有与前部支架10类似的结构。后部支架40也包括：固定到壳体30上的基部；和从基部延伸到PCU 20的支承部。后部支架40的基部通过螺栓54固定到壳体30的上表面30a。后部支架40的支承部的上部通过螺栓53固定到PCU 20的后表面。防振衬套42插置于后部支架40的支承部的上部与PCU 20的后表面之间。
电机3、动力分配机构6和差动齿轮4在行驶期间剧烈振动。另外，因为发动机98连结到壳体30，所以壳体30也由于发动机98而剧烈振动。为了保护PCU 20免受壳体30的振动，PCU 20在壳体30的上方设置有间隙G中的空间SP的情况下被支承，并且还经由防振衬套12、42通过前部支架10和后部支架40支承。
如上所述，前部支架10的支承部11从固定到壳体30上的基部13延伸到PCU 20。突起32在壳体30的上表面30a上设置在支承部11后方。支承部11向上向后延伸，突起32设置在与支承部11相对的位置处。设置突起32是为了以下目的。现在，假设在正面碰撞期间障碍物从前方与PCU20碰撞。也即，PCU 20承受来自前方的碰撞负荷。图3中的箭头W指代来自前方的碰撞负荷。PCU 20被碰撞负荷W压向后方。此时，支承部11以与基部13的连结点11a为支点倒向后方。伴随支承部11倒向后方，PCU20被向下拉。因此，PCU 20的下表面20可能与壳体30接触。突起32的尺寸和位置相对于支承部11被确定成使得，当支承部11倒向后方时在PCU 20的下表面20b与壳体30的上表面30a接触之前支承部11与壳体30接触。支承部11在PCU 20的下表面20b与壳体30的上表面30a接触之前与突起32(壳体30)接触。因此，缓和了与壳体30接触期间由PCU20承受的冲击。突起32设置成缓和车辆的正面碰撞(包括重叠碰撞)期间当PCU 20与壳体30接触时的冲击。
图4示出其中PCU 20承受碰撞负荷W、PCU 20向下向后方移动并且支承部11倒向后方并与突起32接触的状态。由于来自前方的碰撞负荷W，支承部11以连结到基部13的连结点11a为支点倒向后方。如图4清楚示出，当支承部11与突起32接触时，PCU 20不与壳体30接触，并且在PCU 20的下表面20b与壳体30的上表面30a之间形成有空间。在PCU20与壳体30接触之前支承部11与突起32接触。因此，支承部11在倒塌期间的动量(也即，使PCU 20接近壳体30的动量)变弱。在支承部11与突起32接触之后，支承部11的从与突起32的接触点起的上部可能变形，并且因而PCU 20可能与壳体30接触。即使在这种情况下，如上所述，缓和了与壳体30接触期间由PCU 20承受的冲击。应注意，在车辆碰撞期间的冲击小的情况下，PCU 20与壳体30的接触可能通过支承部11与壳体30的接触而避免。图4中的参考标号11b指代支承部11与突起32的接触点。
参照图5说明包括突起32的壳体30与支承部11之间的几何关系。图5是其中图3的侧视图中的前部支架10被放大的侧视图。在图5中，双点划线示意性地表示当支承部11倒向后方并与突起32接触时的支承部11和PCU 20。
为了方便说明，定义了一些直线和一些参数。所述直线和所述参数是在前部支架10的侧视图(图5)中定义的。直线和参数用符号表示。在支承部11倒塌之前与PCU 20的下表面20b平行并且穿过支承部11与基部13的连结点11a的直线称为基准线L1。在图5的情况下，壳体30的上表面30a(仅排除了终端31的上表面)平行于PCU 20的下表面20b。因此，基准线L1与壳体30的上表面30a重叠。应注意，图5中的直线L2是穿过PCU 20的下表面的前端(下表面前端29)并且平行于下表面20b的直线。当支承部11倒塌并且与壳体30(突起32)接触时，直线L3穿过支承部11的连结点11a和下表面前端29。由直线L3相对于基准线L1限定出的角度称为角度A。直线L4在支承部11倒塌之前穿过连结点11a和下表面前端29。由直线L4相对于基准线L1限定出的角度称为角度B。此外，在支承部11倒塌之前PCU 20的下表面20b与壳体30之间的空间SP的间隙用符号G表示(空间间隙G)。而且，在倒塌之前从支承部11的连结点11a到下表面前端29的长度用符号T表示。
当使用上述符号时，在PCU 20的下表面20b与壳体30接触之前支承部11与壳体30的突起32接触的条件能够通过以下数学式1限定出。G＞T·{sin(B)-sin(A)}(数学式1)
对数学式1的含义进行说明。在支承部11倒塌之前从基准线L1到下表面前端29的高度H1使用图5的上述符号通过以下数学式2表示。H1＝T·sin(B)(数学式2)
同时，当支承部11倒塌并且与突起32接触时从基准线L1到下表面前端29的高度H2通过以下数学式3表示。H2＝T·sin(A)(数学式3)
从图5可以理解，在空间间隙G比高度H1与H2之差长的情况下，在PCU 20的下表面20b与壳体30接触之前支承部11与壳体30的突起32接触。因此，几何关系通过数学式1表示。
对于数学式1，假设当支承部11倒塌时PCU 20的下表面20b保持平行。因为PCU 20的前后部分通过支架支承，所以在正面碰撞(包括小重叠碰撞)期间不仅前部支架10倒向后方而且后部支架40也倒向后方。因而，在碰撞期间，PCU 20在基本保持下表面20b的平行状态的同时移动。另外，数学式1的右侧是指PCU 20的下表面前端29朝向基准线L1(壳体30)移动的距离。这样，壳体30向前方倾斜，并且PCU 20在也向前方倾斜的同时被支承。因而，在正面碰撞期间，PCU 20的前端很可能比其后端接近壳体30。也即，在碰撞期间，下表面前端29的移动距离倾向于比下表面20b的其他部分的移动距离长。从到此为止所说明的考虑发现，在数学式1的关系成立的情况下，下表面20b的其他部分与壳体30接触的可能性极小。也即，可以说，即使在基准线L1不与壳体30的上表面30a平行的情况下，数学式1的条件也能够适用。另外，即使在下表面前端29距离基准线L1的高度H1与下表面20b的其他部分距离基准线L1的高度不同的情况下，也能够适用数学式1的条件。
在上述实施例中，壳体30的上表面30a设置有缓和当PCU 20与壳体30接触时的冲击的突起32。代替在壳体30上设置突起32，可以在支承部11的背面上设置突起。图6是变形示例中车载结构102的侧视图。应注意，除了突起的位置，图6与图5相同。在图6的车载结构102中，前部支架110具有：固定到壳体30的基部113；和从基部113延伸到PCU 20的支承部111。突起112设置在支承部111的背面(面对后方的表面)上。突起112的末端对应于当倒向后方时支承部111与壳体30接触的接触点111b。突起112的尺寸限定成使得当支承部111倒向后方并且接触点111b与壳体30接触时支承部111的倾斜度等于图4所示支承部11的倾斜度。也即，在车载结构102中，同样，当支承部111以连结到基部113的连结点111a作为支点倒向后方时，在PCU 20的下表面20b与壳体30接触之前支承部111的突起112与壳体30接触。换句话说，图6的结构中连结点111a与下表面前端29之间的空间关系与图5中通过实线所示的空间关系相同。类似地，图6的结构中在支承部111倒塌期间连结点111a与下表面前端29之间的空间关系与图5中通过假想线示出的空间关系相同。因此，利用图6所示的结构，同样，缓和了在车辆的正面(斜向)碰撞期间PCU20由于与壳体30接触而承受的冲击。另外，很容易理解，在图6中对于前部支架110重新定义的参数(角度A、角度B、长度T、空间间隙G)满足数学式1的关系。
将使用图7-图9说明第二实施例中的车载结构。图7是第二实施例的车载结构202中使用的前部支架210的透视图。图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、电力控制单元220(PCU220)和壳体230的布置的放大侧视图。图9是示出支承部211倒塌之后支承部211、PCU 220和壳体230的布置的放大侧视图。应注意，与图5类似，在图8和图9中示出PCU 220和壳体230的仅仅一部分。
前部支架210包括：固定到壳体230(见图8)的基部213；和从基部213立起的两个支承部211。基部213通过两个螺栓52固定到壳体230(见图8)。两个支承部211从基部213延伸到PCU 220。防振衬套12附装到两个支承部211中的每一个的末端，并且支承部211经由防振衬套12固定到PCU 220的前表面(见图8)。支承部211的末端通过螺栓51固定到PCU 220。在基部213和支承部211的边缘设置有增大强度的肋部214。
与第一实施例的情况类似，定义了一些直线和参数，并且一些参数用符号表示。所述直线和参数是在前部支架210的侧视图(图8、图9)中定义的。在支承部211倒塌之前与PCU 220的下表面220b平行并且穿过连结到支承部211的基部213的连结点211a的直线称为基准线L1。直线L2是穿过PCU 220的下表面220b的前端(下表面前端229)并且平行于基准线L1的直线。
壳体230在对应于支承部211中的每一个的后方设置有突起232。当支承部211倒塌时，设置在支承部211的背面上的接触点211b与突起232接触。由穿过下表面前端229和连结点211a的直线L3相对于基准线L1限定出的角度称为角度A(图9)。直线L4在支承部211倒塌之前穿过下表面前端229和连结点211a。由直线L4相对于基准线L1限定出的角度称为角度B(图8)。此外，在支承部211倒塌之前PCU 220的下表面220b与壳体230之间的空间SP的间隙称为空间间隙G。而且，从支承部211的连结点211a中的每一个到下表面前端229的长度用符号T表示。
当PCU 220在正面碰撞期间承受来自前方的负荷时，前部支架210的支承部211以与基部213的连结点211a作为支点倒向后方。在支承部211倒塌之前从基准线L1到PCU 220的下表面前端229的高度H1(图8)可以通过上述数学式2表示。类似地，当支承部211倒塌并且接触点211b与突起232接触时从基准线L1到下表面前端229的高度H2(图9)可以通过上述数学式3表示。在从支承部211倒塌到与突起232接触的期间，下表面前端229朝向壳体230移动的距离是“H1－H2”。如上所述，存在下表面前端229的移动距离等于或长于下表面220b的其他部分的移动距离的高可能性。因此，在空间间隙G比“H1－H2”长的情况下，在PCU 220与壳体230接触之前支承部211与壳体230接触。也即，在数学式1成立的情况下，在正面碰撞期间在PCU 220与壳体230接触之前支承部211与壳体230接触。
将说明实施例所述技术中的注意点。如在实施例中已经说明的，为了使得在正面碰撞期间在PCU与壳体接触之前前部支架与壳体接触，突起需要设置在前部支架的支承部和壳体中的仅一个上。本说明书公开的技术可以通过稍微改变现有的车载结构而实现。
在所述实施例的车载结构中，前部支架附装到PCU的前表面上。但是，前部支架可以附装到PCU的底表面或侧表面前部。在所述实施例中，说明了应用于混合动力车辆100的车载结构。本说明书公开的技术还可以应用于电动车辆和燃料电池车辆。在燃料电池车辆的情况下，电力控制单元是通过转换燃料电池的输出电力并将转换的电力供给到电机而驱动电机的装置。
在图3至图5的示例中，突起设置在壳体的上表面上。在图6的示例中，突起设置在前部支架的支承部的背面上。突起可以设置在壳体的上表面和支承部的背面两者上。在这样一种情况下，壳体的上表面上的突起可以设置在壳体的突起与支承部的突起相对的位置处。采用其中当支承部倒向后方时支承部的背面上的突起靠接壳体的上表面上的突起的结构。在这样一种情况下，可以减小支承部能够倒塌的角度(也即，上述实施例中的角度B－角度A)。支承部能够倒塌的角度小时，可以减小电力控制单元(PCU)能够接近壳体的上表面的距离。
本实施例总结如下。电力控制单元在用于容纳电机的壳体上方设置有空间的情况下固定，同时其前后部分分别由前部支架和后部支架支承。前部支架包括：固定到壳体的基部；和从基部延伸到电力控制单元的支承部。当支承部由于从前方施加到电力控制单元的负荷而倒向后方时，在电力控制单元的下表面与壳体接触之前支承部与壳体接触。
本说明书公开的车载结构的一个方面如下。电力控制单元安装在车辆的前部空间中。电力控制单元的前部和后部分别由前部支架和后部支架支承，并且电力控制单元在电机的壳体上方设置有空间的情况下固定。前部支架包括：固定到壳体的基部；和从基部延伸到电力控制单元的支承部。为了方便说明，支承部的面向车辆后方的表面下文中称为背面。前部支架的支承部与壳体之间的几何关系定义为满足以下关系。也即，当支承部由于从前方施加到电力控制单元的负荷而倒向后方时，在电力控制单元的下表面与壳体的上表面接触之前支承部与壳体接触。通过上述几何关系能够实现以下效果。通过支承部与壳体之间的接触，电力控制单元接近壳体的势头变弱。因而，能够避免电力控制单元与壳体之间的接触。或者，能够存在这样的情况，即支承部在与壳体接触之后进一步变形并且电力控制单元与壳体接触。即使在这种情况下，通过支承部与壳体之间的接触也减弱了电力控制单元接近壳体的势头。因而，缓和了电力控制单元由于与壳体接触而承受的冲击。
通过以下数学式1示出其中前部支架的支承部在电力控制单元之前与壳体接触的几何关系的一个示例。G＞T·{sin(B)-sin(A)}(数学式1)。在此，符号G、T、A和B在电力控制单元和壳体的侧视图中定义如下。首先，在支承部倒塌之前与电力控制单元的下表面平行并且穿过基部与前部支架的支承部之间的连结点的直线设定为基准线。符号A表示通过当支承部倒塌并与壳体接触时穿过连结点和壳体的下表面前端的直线相对于基准线限定出的角度(角度A)。符号B表示通过在支承部倒塌之前穿过连结点和下表面前端的直线相对于基准线限定出的角度(角度B)。符号G表示在支承部倒塌之前在电力控制单元的下表面与壳体之间的空间的间隙(空间间隙G)。符号T表示从支承部的连结点到下表面前端的长度(长度T)。
上述数学式1的关系能够较容易地实现。例如，突起需要设置在支承部和壳体中的仅一个上。例如，突起在壳体上设置成与支承部的背面相对。通过设置突起，上述角度A增大，并且数学式1的右侧减小。因为仅需要在壳体或支承部上设置一个突起，所以本说明书公开的技术能够容易地应用于其中电力控制单元由支架支承在壳体上方的各种车辆。本说明书公开的技术的细节及其改进在具体实施方式部分进行了说明。
本说明书和附图中所述的技术要素在单独或者以各种组合使用时展示了技术实用性。另外，本说明书和附图中示出的技术能够同时实现多个目的，但也可通过实现一个目的而展示本身的技术实用性。

Claims (3)

1.一种车载结构，其特征在于包括：
电机单元，所述电机单元包括壳体和容纳在所述壳体中的用于行驶的电机；和
电力控制单元，所述电力控制单元构造成驱动所述电机，所述电力控制单元安装在车辆的前部空间中，所述电力控制单元通过前部支架和后部支架固定在所述壳体上方，在所述电力控制单元的下表面与所述壳体之间限定出一空间，所述后部支架构造成将所述电力控制单元的后侧支承在所述壳体上，所述前部支架构造成将所述电力控制单元的前侧支承在所述壳体上，所述前部支架包括：
固定到所述壳体上的基部；和
从所述基部延伸到所述电力控制单元的支承部，所述支承部构造成，当所述支承部由于从前方施加到所述电力控制单元上的负荷而向后倒塌时，在所述电力控制单元的所述下表面与所述壳体的上表面接触之前所述支承部与所述壳体接触。
2.根据权利要求1所述的车载结构，其特征在于
T是从所述支承部与所述基部之间的连结点到所述下表面的前端的长度，在所述电力控制单元和所述壳体的侧视图中，T满足关系式G＞T·{sin(B)-sin(A)}，
其中，A是由第一直线相对于基准线限定出的角度，当所述支承部倒塌并且与所述壳体接触时所述第一直线穿过所述连结点和所述前端，并且所述基准线在所述支承部倒塌之前与所述电力控制单元的所述下表面平行并且穿过所述连结点，
B是由第二直线相对于所述基准线限定出的角度，所述第二直线在所述支承部倒塌之前穿过所述连结点和所述前端，以及
G是在所述支承部倒塌之前所述下表面与所述壳体之间的所述空间的间隙。
3.根据权利要求1或2所述的车载结构，其特征在于
所述支承部和所述壳体中的至少一者包括突起，当所述支承部向后倒塌时所述突起与所述支承部和所述壳体中的另一者接触。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109808477A (zh) * 2017-11-22 2019-05-28 丰田自动车株式会社 电力控制装置的车载构造
CN111002809A (zh) * 2018-10-05 2020-04-14 本田技研工业株式会社 车辆

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7131198B2 (ja) * 2017-11-22 2022-09-06 トヨタ自動車株式会社 電力制御装置の車載構造
JP6692381B2 (ja) * 2018-03-13 2020-05-13 本田技研工業株式会社 電動車両のパワーユニット構造
JP7111023B2 (ja) * 2019-02-19 2022-08-02 トヨタ自動車株式会社 モータユニット
CN114072300A (zh) * 2019-06-19 2022-02-18 日产自动车株式会社 电子设备模块相对于车辆的搭载构造
JP7327632B2 (ja) * 2020-02-13 2023-08-16 三菱自動車工業株式会社 電動機の保護構造

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010173567A (ja) * 2009-01-30 2010-08-12 Toyota Motor Corp パワー制御ユニットの保護構造
JP2013032066A (ja) * 2011-08-01 2013-02-14 Toyota Motor Corp 蓄電装置の搭載構造
JP2013126839A (ja) * 2011-12-19 2013-06-27 Toyota Motor Corp 車載機器搭載構造
JP2013193634A (ja) * 2012-03-22 2013-09-30 Toyota Motor Corp 電動車両
JP2013233836A (ja) * 2012-05-08 2013-11-21 Toyota Motor Corp 電気自動車
WO2014091287A1 (en) * 2012-12-10 2014-06-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle mounting structure for electronic device
JP2014168356A (ja) * 2013-02-28 2014-09-11 Toyota Motor Corp ケース支持部材
CN104284791A (zh) * 2012-05-08 2015-01-14 丰田自动车株式会社 电动汽车

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5880491B2 (ja) * 2013-07-01 2016-03-09 トヨタ自動車株式会社 インバータケース
JP6256368B2 (ja) 2015-02-09 2018-01-10 トヨタ自動車株式会社 電子機器の車載構造
JP6222178B2 (ja) * 2015-07-16 2017-11-01 トヨタ自動車株式会社 電動車両
JP6536596B2 (ja) * 2017-01-19 2019-07-03 トヨタ自動車株式会社 電力制御装置の車載構造

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010173567A (ja) * 2009-01-30 2010-08-12 Toyota Motor Corp パワー制御ユニットの保護構造
JP2013032066A (ja) * 2011-08-01 2013-02-14 Toyota Motor Corp 蓄電装置の搭載構造
JP2013126839A (ja) * 2011-12-19 2013-06-27 Toyota Motor Corp 車載機器搭載構造
JP2013193634A (ja) * 2012-03-22 2013-09-30 Toyota Motor Corp 電動車両
JP2013233836A (ja) * 2012-05-08 2013-11-21 Toyota Motor Corp 電気自動車
CN104284791A (zh) * 2012-05-08 2015-01-14 丰田自动车株式会社 电动汽车
WO2014091287A1 (en) * 2012-12-10 2014-06-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle mounting structure for electronic device
JP2014168356A (ja) * 2013-02-28 2014-09-11 Toyota Motor Corp ケース支持部材

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109808477A (zh) * 2017-11-22 2019-05-28 丰田自动车株式会社 电力控制装置的车载构造
CN109808477B (zh) * 2017-11-22 2021-10-15 丰田自动车株式会社 电力控制装置的车载构造
CN111002809A (zh) * 2018-10-05 2020-04-14 本田技研工业株式会社 车辆
CN111002809B (zh) * 2018-10-05 2023-02-21 本田技研工业株式会社 车辆

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