CN107791813B - 电力设备单元的壳体结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电力设备单元的壳体结构，其抑制从进气口吸入加热后的空气且能够有效地冷却电力设备。电力设备单元(20)的壳体结构具备：壳体主体(31)，其收纳蓄电池(50)且上部是开放的；盖构件(40)，其覆盖壳体主体(31)的上部；罩构件(60)，其安装于盖构件(40)并至少覆盖形成于盖构件(40)上的开口部(41)。在罩构件(60)上形成有用于从外部引入空气的进气口(65)，进气口(65)的前方设置有防护壁(68)。

Description

电力设备单元的壳体结构

技术领域

本发明涉及一种收纳车辆驱动用蓄电池等电力设备的电力设备单元的壳体结构。

背景技术

在同时使用发动机和电动机而行驶的混合动力车辆、仅使用电动机而行驶的电动车辆等上，搭载有用于蓄积电力并且对电动机供给电力的蓄电池(蓄电池模块)(例如，专利文献1、2)。蓄电池通常作为电力设备单元的一部分，与包含逆变器等的高电压装置一同收容于壳体中。

这种车辆为了防止由异常升温引起的蓄电池等电力设备的性能劣化而具备将电力设备的温度维持在适当范围的冷却机构。

在先技术文献

专利文献1：日本特开2010-285070号公报

专利文献2：日本特开2012-099288号公报

然而，在电力设备单元的壳体配置于座椅下方等的地板的结构中，有如下情况：通过配置于地板下的排气管等高热构件或收容于电力设备单元的壳体中的高电压装置的热量而被加热的空气滞留在盖构件或覆盖盖构件的地毯上。若从进气口吸入这种加热后的空气，则可能会无法有效地冷却电力设备。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而作出的，其目的在于提供一种抑制从进气口吸入加热后的空气且能够有效地冷却电力设备的电力设备单元的壳体结构。

为了实现上述目的，技术方案1中记载的发明为一种电力设备单元(例如为后述的实施方式的电力设备单元20)的壳体结构，其收容搭载在车辆(例如为后述的实施方式的车辆1)上的电力设备(例如为后述的实施方式的蓄电池50)，且配置于地板(例如为后述的实施方式的地板9)上所设置的电力设备单元收纳部(例如为后述的实施方式的电力设备单元收纳部10)，其特征在于，所述电力设备单元的壳体结构具备：

壳体主体(例如为后述的实施方式的壳体主体31)，其收纳所述电力设备且上部开放；

盖构件(例如为后述的实施方式的盖构件40)，其覆盖所述壳体主体的上部；及

罩构件(例如为后述的实施方式的罩构件60)，其安装于所述盖构件而至少覆盖形成于该盖构件的开口部，

在所述罩构件上形成有用于从外部引入空气的进气口(例如为后述的实施方式的进气口65)，

在该进气口的前方设置有防护壁(例如为后述的实施方式的防护壁68)。

在技术方案2中记载的发明是根据技术方案1所述的电力设备单元的壳体结构，其特征在于，

在所述盖构件设置从该盖构件的上表面(例如为后述的实施方式的上表面48)凹陷的凹状的罩构件配置部(例如为后述的实施方式的罩构件配置部47)，

所述罩构件以使所述进气口位于比所述上表面高的位置的方式配置于该罩构件配置部，

所述防护壁的上端部(例如为后述的实施方式的上端部68u)位于比在剖视观察时从该上表面与该罩构件配置部的交点(例如为后述的实施方式的交点X1)穿过所述进气口的下端部(例如为后述的实施方式的下端部65d)的假想线(例如为后述的实施方式的假想线P1)靠上方的位置。

在技术方案3中记载的发明是根据技术方案1或2所述的电力设备单元的壳体结构，其特征在于，

在所述盖构件以避开所述进气口的方式铺设地毯(例如为后述的实施方式的地毯80)，

所述罩构件以使所述进气口位于比所述地毯高的位置的方式配置于所述盖构件的上表面，

所述防护壁的上端部位于比在剖视观察时从与所述进气口相对的该地毯的角部(例如为后述的实施方式的角部X2)穿过所述进气口的下端部(例如为后述的实施方式的下端部65d)的假想线(例如为后述的实施方式的假想线P2)靠上方的位置。

在技术方案4中记载的发明是根据技术方案1至3中任一项所述的电力设备单元的壳体结构，其特征在于，

所述进气口设置于所述车辆的前侧的面(例如为后述的实施方式的前壁62)。

在技术方案5中记载的发明是根据技术方案1至4中任一项所述的电力设备单元的壳体结构，其特征在于，

所述防护壁与所述罩构件形成为一体，

在所述防护壁与所述进气口之间设置有槽部(例如为后述的实施方式的槽部66)。

在技术方案6中记载的发明是根据技术方案5所述的电力设备单元的壳体结构，其特征在于，

所述电力设备包含车辆驱动用蓄电池(例如为后述的实施方式的蓄电池50)。

在技术方案7中记载的发明是根据技术方案5或6所述的电力设备单元的壳体结构，其特征在于，

所述电力设备单元配置在座椅(例如为后述的实施方式的前座5)下。

在技术方案8中记载的发明是根据技术方案7所述的电力设备单元的壳体结构，其特征在于，

在所述座椅移动到所述车辆的最前方及最后方的状态下，所述进气口也以容纳在座椅下方的方式配置。

发明效果

根据技术方案1所述的发明，当电力设备单元配置于地板上所设置的电力设备单元收纳部时，有通过配置于地板下的排气管等高热构件或收容于电力设备单元的壳体中的ECU、DC-DC转换器、逆变器等高电压装置的热量而被加热的空气滞留在盖构件或覆盖盖构件的地毯上的情况，通过在进气口的前方设置防护壁，能够抑制从进气口吸入这种滞留在盖构件或覆盖盖构件的地毯上的加热后的空气，并能够有效地冷却电力设备。

根据技术方案2中记载的发明，进气口在比盖构件的上表面高的位置，并且防护壁的上端部位于比在剖视观察时从盖构件的上表面与罩构件配置部的交点穿过进气口的下端部的假想线靠上方的位置，因此能够抑制从进气口直接吸入滞留在盖构件的上表面的加热后的空气。

根据技术方案3中记载的发明，进气口在比地毯高的位置，并且防护壁的上端部位于比在剖视观察时从地毯的角部穿过进气口的下端部的假想线靠上方的位置，因此能够抑制从进气口直接吸入滞留在地毯上的加热后的空气。

根据技术方案4中记载的发明，通常发动机等热源较多配置在车辆的前方，并且使用加热器时从车辆的前方向后方供给暖气，因此通过进气口设置于车辆的前侧的表面，进而在前方设置防护壁而能够抑制加热后的空气或暖气所带来的影响。

根据技术方案5中记载的发明，防护壁与罩构件形成为一体，因此能够容易制造防护壁。并且，在防护壁与进气口之间设置有槽部，因此即使在乘客弄洒装在容器中的饮料等液体的情况下，也能够抑制液体从进气口进入到电力设备单元的壳体内部。

根据技术方案6中记载的发明，通过从进气口引入的空气而冷却车辆驱动用的蓄电池且能够避免蓄电池暴露于液体的危险。

根据技术方案7中记载的发明，通常即使在就座于座椅上的乘客弄洒装在容器中的饮料等液体的情况下，液体到达座椅下方的情况也是很少见的，从而能够有效地防止液体从进气口浸入到壳体主体的内部。即，即使在进气口配置在座椅下的情况下，也能够从地板表面与座椅之间的狭窄的间隙确保冷却空气来冷却蓄电设备且避免被水打湿。另外，能够减少因冷却时的噪音的影响而引起的乘客的不适。

根据技术方案8中记载的发明，即使在座椅移动到车辆的最前方及最后方的状态下，进气口也以容纳在座椅下方的方式配置，因此能够更有效地防止液体的浸入。

附图说明

图1是表示具备本发明的一实施方式所涉及的电力设备单元的混合动力车辆的示意图。

图2是电力设备单元与座椅的示意侧视图(局部剖视图)。

图3是电力设备单元的盖构件及罩构件的局部立体图。

图4是图3的A-A向视剖视图。

图5是表示电力设备单元相对于前座的配置结构的示意侧视图。

图6是变形例的电力设备单元的盖构件及罩构件的剖视图。

附图标记说明：

1 车辆；

5 前座(座椅)；

9 地板；

10 电力设备单元收纳部；

20 电力设备单元；

31 壳体主体；

40 盖构件；

47 罩构件配置部；

48 上表面；

50 蓄电池(电力设备)；

60 罩构件；

62 前壁；

65 进气口；

65d 下端部；

66 槽部；

68 防护壁；

68u 上端部；

80 地毯；

P1 假想线；

P2 假想线；

X1 交点；

X2 角部。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的一实施方式进行详细说明。需要说明的是，附图沿着符号的朝向来观察，在以下说明中，前后、左右、上下按照由驾驶员观察的方向，附图中，将车辆的前方设为Fr、后方设为Rr、左侧设为L、右侧设为R、上方设为U、下方设为D来表示。

图1是表示搭载有本发明的一实施方式所涉及的电力设备单元的混合动力车辆的示意图。在车辆1上，在车辆前部的发动机室2内搭载有动力单元3，该动力单元3串联设置有发动机3a及电动发电机3b。电动发电机3b例如为三相交流电动机。车辆1为通过发动机3a和/或电动发电机3b驱动且在车辆减速时等能够回收来自电动发电机3b的电力的混合动力车辆。

车辆1中，发动机3a及电动发电机3b的驱动力传递到作为驱动轮的前轮16。后轮17为从动轮。并且，车辆1减速时等，若驱动力从前轮16传递到电动发电机3b，则电动发电机3b作为发电机发挥功能而产生所谓的再生制动力，车辆1的动能作为电能而被回收。所回收的电能通过包含在后述的高电压器件中的逆变器等电力转换器充电于蓄电池50(参照图2)中。

在发动机室2的后方设置有配置前座5、中间座6及后座7的车厢8。

在车厢8内的前座5(驾驶座及副驾驶座)的下侧，配置有通过未图示的电力电缆而与动力单元3连接的电力设备单元20。图2是电力设备单元20与前座5的示意侧视图(局部剖视图)。除了蓄电池50以外的电力设备单元20的内部的结构部件均省略了图示。

如图2所示，在车厢8内的地板9上方设置有前座5。前座5具备有靠背部5a及座部5b，在地板9上方安装于沿前后方向延伸的座椅导轨18上而向相同方向可滑移地支承。

在地板9的前座5的下方设置凹状的电力设备单元收纳部10，在电力设备单元收纳部10收容有电力设备单元20。电力设备单元20为如下单元，该单元包括蓄电池50、用于控制蓄电池50的电力的发送/接收的高电压装置和配电部件(未图示)、蓄电池50用主开关(未图示)及收容这些构成部件而成的壳体30。

电力设备单元20的壳体30具备：有底容器状壳体主体31、覆盖壳体主体31的上部的盖构件40及覆盖设置于盖构件40上的开口部41的罩构件60。在壳体主体31的内部收容有蓄电池50、高电压装置、配电部件(高电压配电部件)等。壳体主体31为具有朝向车辆1的上侧的开口32的有底容器型，其内部成为用于收容蓄电池50等的收容部33。盖构件40为堵住壳体主体31的开口32的大致板状的构件。

蓄电池50虽省略详细的图示，但多个电池单元以一体捆束的状态设置。并且，高电压器件为具备逆变器及DC/DC变换器而成的电子设备。在高电压器件还设置有ECU等电子设备。通过高电压器件的功能，从蓄电池50获得直流电流，并且将该直流电流转换成三相交流电流，且将该电流供给到电动发电机3b而使其驱动，并且将来自电动发电机3b的再生电流转换成直流电流，由此能够进行向蓄电池50的充电。

图3是表示电力设备单元20的盖构件40及罩构件60的结构的局部立体图，图4是图3的A-A向视剖视图。

盖构件40是遮蔽壳体主体31的上部而安装的整体为大致板状的构件，且上表面48形成有从盖构件40的上表面48凹陷的凹状的罩构件配置部47。罩构件配置部47的内侧形成有由与壳体主体31的内部连通的椭圆状的贯通孔构成的开口部41。

罩构件60具备在盖构件40的上表面侧以覆盖开口部41及其附近的上方的方式配置的上壁61、从该上壁61的周边向下方延伸的前壁62和后壁63及左右侧壁64，并且配置于盖构件40的罩构件配置部47。在罩构件60的前壁62形成有由许多狭缝状的贯通孔构成的进气口65。进气口65设置于罩构件60的前壁62整体和侧壁64的一部分(侧壁64的前侧的一部分)。进气口65为用于将冷却用空气引入到电力设备单元20的内部的进气口，从进气口65引入的空气通过盖构件40的开口部41而冷却蓄电池50等。

进气口65在罩构件60配置于罩构件配置部47的状态下，位于比盖构件40的上表面48高的位置。换言之，罩构件60以使进气口65位于比盖构件40的上表面48高的位置的方式配置于罩构件配置部47。

在罩构件60中前壁62的更靠前方的位置设置与前壁62大致平行地延伸的防护壁68，前壁62和防护壁68通过与盖构件40的上表面48大致平行地延伸的连接臂69而连接。即，在罩构件60中与前壁62一体地形成有防护壁68及连接臂69。防护壁68的上端部68u位于比在剖视观察时从盖构件40的上表面48与罩构件配置部47的交点X1穿过进气口65的下端部65d的假想线P1靠上方的位置。

因此，滞留在盖构件40的上表面48的加热后的空气流向进气口65的路径存在防护壁68，因此滞留在盖构件40的上表面48的加热后的空气向进气口65的流动受到防护壁68的阻碍。

在本实施方式中，防护壁68的上端部68u成为与进气口65的下端部65d大致相同的高度，防护壁68、连接臂69及前壁62呈截面为大致H形状。由此，通过连接臂69阻碍朝向进气口65的来自下方的空气的流动(F1)，且允许朝向进气口65的水平方向的空气的流动(F2)及朝向进气口65的来自上方的空气的流动(F3)。

连接臂69在防护壁68的上端部68u的下方且进气口65的下端部65d的下方连接防护壁68和前壁62。因此，在防护壁68与进气口65之间形成槽部66。因此，即使在乘客弄洒装入容器的饮料等液体的情况下，液体也从槽部66排出至罩构件配置部47，因此能够抑制从进气口65进入到电力设备单元20的壳体内部。另外，罩构件配置部47中在后部形成有未图示的排水槽，滞留在罩构件配置部47的液体从排水槽排放到电力设备单元20的外部。

在电力设备单元20中被罩构件60及盖构件40所包围的空间部71内以与进气口65对置的方式设置有从罩构件60的上壁61朝向正下方延伸的薄板状的间隔壁部67。

并且，盖构件40的罩构件配置部47中形成有包围开口部41的筒状的周壁部42及包围周壁部42的外周的凹部43。

间隔壁部67的下端位于比开口部41(周壁部42)的上端靠下方的位置且比进气口65的下端靠下方的位置。利用该间隔壁部67隔开进气口65与空间部71，由此从进气口65到达空间部71的通道成为以迷宫(labyrinth)状交错在一起的形状。间隔壁部67不仅向开口部41的前侧延伸，还向开口部41的左侧及右侧延伸。

当乘客误将大量的水等液体洒在车厢8内的前座5的脚下时，有时该液体不会被罩构件60的槽部66完全回收而是从罩构件60的进气口65浸入到壳体30的内部。此时，从进气口65浸入的液体进入到开口部41前侧的凹部43，并从凹部43被引导至空间部71。此时，当液体从进气口65强势浸入时，该液体被间隔壁部67承接而向正下方滴下，由此进入到凹部43。这样，通过间隔壁部67的存在，能够防止从进气口65浸入的液体以原来的气势到达开口部41。

如此，到达空间部71的液体积存在凹部43，并经由未图示的排水通道向空间部71(电力设备单元20)的外部排出。因此，即使在液体从进气口65浸入到空间部71的情况下，也能够防止从进气口65浸入的水等液体从开口部41进入到壳体主体31内，且从空间部71向外部排出。

如以上说明，根据本实施方式的电力设备单元20，当电力设备单元20配置于地板9上所设置的电力设备单元收纳部10时，有通过配置于地板9下的排气管等高热构件或收纳于电力设备单元20的壳体30的ECU、DC-DC转换器、逆变器等高电压装置的热而被加热的空气滞留在盖构件40上的情况，但通过将防护壁68设置在进气口65的前方而能够抑制从进气口65吸入这种滞留在盖构件40上的加热后的空气，并能够有效地冷却蓄电池50。

并且，进气口65在比盖构件40的上表面48高的位置，并且防护壁68的上端部68u位于比在剖视观察时从盖构件40的上表面48与罩构件配置部47的交点X1穿过进气口65的下端部65d的假想线P1靠上方的位置，因此能够抑制从进气口65直接吸入滞留在盖构件40的上表面48的加热后的空气。

并且，车辆1的前方配置有发动机3a等热源，并且使用加热器时暖气从车辆1的前方向后方流动，因此通过在前壁62上所形成的进气口65的更靠前方的位置设置防护壁68，能够抑制加热后的空气和暖气所带来的影响。

并且，防护壁68与罩构件60形成为一体，因此能够容易制造防护壁68。并且，防护壁68与进气口65之间设置有槽部66，因此即使在乘客弄洒装在容器中的饮料等液体的情况下，也能够抑制液体从进气口65进入到电力设备单元20的壳体内部。因此，通过从进气口65引入的空气冷却车辆驱动用蓄电池50，并且能够避免蓄电池50暴露于液体中。

并且，电力设备单元20配置在前座5的下方，因此通常即使在坐在前座5的乘客弄洒装在容器中的饮料等液体的情况下，液体到达前座5下方的情况也很少见，从而能够有效地防止液体从进气口65浸入到壳体主体31的内部。即，即使在进气口65配置在前座5的下方的情况下，也能够从地板表面与前座5之间的狭窄的间隙确保冷却空气来冷却蓄电池50且避免被水打湿。另外，能够减少因冷却时的噪音的影响而引起的乘客的不适。

图5是用于说明前座5与罩构件60的进气口65的位置关系的图，图5(a)是表示沿座椅导轨18(参照图2)前后移动的前座5位于最前方的位置的状态的图，图5(b)是表示位于最后方的位置的状态的图。另外，在图5中省略座椅导轨18的图示。如图5所示，无论是前座5位于最前方的位置的状态和位于最后方的位置的状态中哪一状态，罩构件60的进气口65均位于前座5的正下方位置。即，无论是沿座椅导轨18前后移动的前座5位于哪一个位置的状态，均构成为进气口范围M1容纳在座椅范围M2内。

在本实施方式的电力设备单元20的壳体结构中，如上，无论是前座5向车辆1的最前方移动的状态和向最后方移动的状态中的任一个状态，均构成为进气口65容纳在前座5的正下方位置上，由此能够有效地防止水等液体从进气口65浸入到壳体主体31的内部。

图6是变形例的电力设备单元20的盖构件40及罩构件60的剖视图。

在本变形例中，盖构件40的罩构件配置部47没有从上表面48凹陷，取而代之在盖构件40上以避开进气口65(罩构件60)的方式铺设有地毯80。另外，罩构件配置部47也可以与上述实施方式同样地从上表面48以凹状凹陷。

进气口65在罩构件60配置于上表面48的状态下，配置于比地毯80高的位置。换言之，罩构件60以使进气口65位于比地毯80高的位置的方式配置于罩构件配置部47(上表面48)。

罩构件60中在前壁62的更靠前方的位置设置与前壁62大致平行地延伸的防护壁68，前壁62与防护壁68通过与盖构件40的上表面48大致平行地延伸的连接臂69而连接。即，在罩构件60中与前壁62一体地形成有防护壁68及连接臂69。防护壁68的上端部68u位于比在剖视观察时从与进气口65相对的地毯80的角部X2穿过进气口65的下端部65d的假想线P2靠上方的位置。

因此，滞留在盖构件40的地毯80上的加热后的空气向进气口65流动的路径上存在防护壁68，因此滞留在地毯80上的加热后的空气向进气口65的流动受到防护壁68的阻碍。

在本变形例中，防护壁68的上端部68u成为与进气口65的下端部65d大致相同的高度，防护壁68、连接臂69及前壁62呈截面为大致H形状。由此，通过连接臂69阻碍朝向进气口65的来自下方的空气的流动(F1)，且允许朝向进气口65的水平方向的空气的流动(F2)及朝向进气口65的来自上方的空气的流动(F3)。

需要说明的是，本发明并不限定于上述的实施方式，能够适当地进行变形、改良等。

例如，上述实施方式中，在前座5的下方设置有收容电力设备单元20的电力设备单元收纳部10，但并不限定于前座5下方，也可以是中间座6的下方或后座7的下方。

并且，作为电力设备例示了蓄电池50，但电力设备并不限定于蓄电池，也可以为逆变器、DC/DC转换器等，电力设备单元只要是这些构件以单体或进行组合而收容于壳体内即可。

并且，作为车辆1例示了混合动力车辆，但并不限定于此，也可以为电动车辆、燃料电池车辆等。

Claims (7)

1.一种电力设备单元的壳体结构，其收纳搭载在车辆上的电力设备，且配置于地板上所设置的电力设备单元收纳部，

其中，

所述电力设备单元的壳体结构具备：

壳体主体，其收纳所述电力设备且上部开放；

盖构件，其覆盖所述壳体主体的上部；及

罩构件，其安装于所述盖构件而至少覆盖形成于该盖构件的开口部，

在所述罩构件上形成有用于从外部引入空气的进气口，

在该进气口的前方设置有防护壁，

在所述盖构件设置从该盖构件的上表面凹陷的凹状的罩构件配置部，

所述罩构件以使所述进气口位于比所述上表面高的位置的方式配置于该罩构件配置部，

所述防护壁的上端部位于比在剖视观察时从该上表面与该罩构件配置部的交点穿过所述进气口的下端部的假想线靠上方的位置。

2.一种电力设备单元的壳体结构，其收纳搭载在车辆上的电力设备，且配置于地板上所设置的电力设备单元收纳部，

其中，

所述电力设备单元的壳体结构具备：

壳体主体，其收纳所述电力设备且上部开放；

盖构件，其覆盖所述壳体主体的上部；及

罩构件，其安装于所述盖构件而至少覆盖形成于该盖构件的开口部，

在所述罩构件上形成有用于从外部引入空气的进气口，

在该进气口的前方设置有防护壁，

在所述盖构件以避开所述进气口的方式铺设地毯，

所述罩构件以使所述进气口位于比所述地毯高的位置的方式配置于所述盖构件的上表面，

所述防护壁的上端部位于比在剖视观察时从与所述进气口相对的该地毯的角部穿过所述进气口的下端部的假想线靠上方的位置。

3.根据权利要求1或2所述的电力设备单元的壳体结构，其中，

所述进气口设置于所述车辆的前侧的面。

4.根据权利要求1或2所述的电力设备单元的壳体结构，其中，

所述防护壁与所述罩构件形成为一体，

在所述防护壁与所述进气口之间设置有槽部。

5.根据权利要求4所述的电力设备单元的壳体结构，其中，

所述电力设备包含车辆驱动用蓄电池。

6.根据权利要求4所述的电力设备单元的壳体结构，其中，

所述电力设备单元配置在座椅下。

7.根据权利要求6所述的电力设备单元的壳体结构，其中，

在所述座椅移动到所述车辆的最前方及最后方的状态下，所述进气口也以容纳在座椅下方的方式配置。

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