CN112406542A - 高电压装置及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够迅速地检测水向壳体内的进入的高电压装置。本发明的一方案的高电压装置具备：蓄电池单元；壳体，其具有形成有向侧方开口的线缆***口的周壁部，并收容蓄电池单元；以及水检测传感器，其在壳体内配置于线缆***口的下方，且配置于位于靠近周壁部的位置的部分，来检测进入到壳体内的水。

Description

高电压装置及车辆
本申请基于在2019年08月20日提出申请的日本国专利申请第2019-150462号而主张优先权，并将其内容援引于此。
技术领域
本发明涉及高电压装置及车辆。
背景技术
在电动机动车、插电式混合动力等的电动车辆上搭载有包含蓄电池单元的高电压装置。例如在日本国特开2012-119307号中，高电压装置配置于在车辆后部设置的底罩内。
然而，当由于大雨、洪水等而车外的水量增加时，可能水进入车内，高电压装置会浸水。因此，在日本国特开2012-119307号中公开了在配置有高电压装置的底罩内设置水位检测传感器的结构。根据该结构，在由水位检测传感器检测出底罩内的水位为基准值以上的情况下，使水泵驱动来将底罩内的水排出。
发明内容
然而，在上述的现有技术中，在迅速地检测进入到底罩内的水这一点上还有改善的余地。
本发明的方案在于，提供一种能够迅速地检测水向壳体内的进入的高电压装置。
(1)本发明的一方案的高电压装置具备：蓄电池单元；壳体，其具有形成有向上方或侧方开口的开口部的壁部，并***述蓄电池单元；以及液体检测传感器，其在所述壳体内配置于所述开口部的下方，且配置于位于靠近所述壁部的位置的部分，来检测进入到所述壳体内的液体。
(2)在上述(1)的方案的高电压装置中，也可以是，所述蓄电池单元具备：蓄电池模块，其沿第一方向层叠有多个蓄电池单体；以及框架构件，其包围所述蓄电池模块的周围，来保持所述蓄电池模块，其中，所述液体检测传感器的下端位置配置在比所述框架构件的最下端靠上方且比所述蓄电池模块的最下端靠下方的位置。
(3)在上述(1)或(2)的方案的高电压装置中，也可以是，所述液体检测传感器配置在所述壳体的所述壁部与所述蓄电池单元之间，在所述蓄电池单元设有比所述液体检测传感器朝向所述壁部延伸的冲击吸收构件。
(4)在上述(1)～(3)中的任一方案的高电压装置中，也可以是，所述壳体具备：底壁部，其位于所述蓄电池单元的下方；以及所述壁部，其从所述底壁部的外周缘立起，将所述蓄电池单元从侧方包围，其中，在所述底壁部形成有积液部，所述液体检测传感器配置在所述积液部的附近。
(5)本发明的一方案的车辆搭载有上述(1)～(4)中的任一方案的高电压装置，所述液体检测传感器在所述壳体内相对于所述蓄电池单元而配置于车辆前方。
(6)在上述(5)的方案的车辆中，也可以是，所述液体检测传感器在所述壳体内配置于车宽方向的中央部。
(7)在上述(5)或(6)的方案的车辆中，也可以是，所述高电压装置配置于在座椅后方划分成的行李室的下方空间。
根据上述(1)的方案，由于液体检测传感器配置在靠近壁部的位置，因此利用液体检测传感器容易检测通过开口部进入到壳体内的水。而且，由于液体检测传感器配置在开口部的下方，因此利用液体检测传感器容易检测积存于壳体的下部的液体。因此，能够容易迅速地检测水向壳体内的进入，抑制蓄电池单元的损伤(短路等)。
根据上述(2)的方案，由于液体检测传感器的下端位置配置在比框架构件的最下端靠上方的位置，因此在将蓄电池单元装配并搬运时等，能够抑制液体检测传感器与搬运时的载置面接触的情况。而且，在将蓄电池单元通过壳体的上端开口部进行组装时，能够抑制液体检测传感器与壳体的底壁部接触的情况。
其结果是，能够抑制液体检测传感器在高电压装置的组装前发生损伤的情况。
另一方面，由于液体检测传感器配置在比蓄电池模块的最下端靠下方的位置，因此在蓄电池单体、单体间母线浸水之前，能够检测出水向壳体内的进入。
根据上述(3)的方案，在例如经由壁部的冲击载荷的输入时，能够利用冲击吸收构件比液体检测传感器先吸收冲击载荷。因此，能够降低向液体检测传感器传递的冲击载荷，能够抑制液体检测传感器的损伤。
根据上述(4)的方案，进入到壳体内的液体贮存在积液部内，从而容易抑制蓄电池单元浸水的情况。并且，在积液部的附近配置有液体检测传感器，从而在蓄电池单元浸水之前容易检测液体向壳体内的进入。
根据上述(5)的方案，在减速时等，壳体内的液体由于惯性而向前方移动，因此利用液体检测传感器容易检测壳体内的液体。
根据上述(6)的方案，积存在壳体内的下部的液体在车辆的左右转弯时通过车宽方向的中央部向转弯方向的反方向集中，在直行行驶时滞留在车宽方向的中央部。因此，在行驶时，容易稳定地检测液体向壳体内的进入。
根据上述(7)的方案，即使在将高电压装置配置于远离驾驶员的位置的情况下，也能够如上述那样利用液体检测传感器迅速地检测液体向壳体内的进入。
附图说明
图1是实施方式的电动车辆的概略图。
图2是实施方式的高电压装置的分解立体图。
图3是图2的沿III-III线的剖视图。
图4是表示透过了收容部的状态的高电压装置的主视图。
图5是变形例的高电压装置的局部剖视图。
图6是变形例的高电压装置的局部剖视图。
具体实施方式
以下，基于附图，说明本发明的实施方式。在以下的说明中，前后上下左右等的朝向只要没有特别记载，则就与电动车辆2中的朝向相同。在该情况下，图中的箭头FR表示电动车辆2的前方，箭头UP表示电动车辆2的上方，箭头LH表示电动车辆2的左方。需要说明的是，在以下的说明中，例如“平行”、“正交”、“中心”、“同轴”等的表示相对的或绝对的配置的表现不仅严格地表示这样的配置，而且也表示具有公差、能得到相同的功能的程度的角度、距离而相对地位移的状态。
[电动车辆2]
图1是电动车辆2的概略图。
如图1所示，本实施方式的高电压装置1搭载于电动车辆2。在本实施方式中，电动车辆2例如是电动机动车、混合动力机动车等通过电力进行驱动的车辆。即，本实施方式的电动车辆2具备作为驱动源的电动机5、作为驱动控制部的PCU(POWER CONTROL UNIT)6、作为动力源(电源)的高电压装置1。
电动机5配置在电动车辆2的前部。电动机5经由减速器等与车轮8连接。
PCU6在电动车辆2的前部与电动机5相邻配置。PCU6在电动机5与高电压装置1之间包括进行直流/交流电压转换的逆变器、进行交流电压的升降压的DC/DC转换器等。从PCU6引出第一高压线缆7(例如，DC线缆等)。第一高压线缆7通过电动车辆2的底板下而被拉回至电动车辆2的后部。
在此，本实施方式的电动车辆2是后端开口部能够通过后车门3开闭的所谓仓背式的车辆。在电动车辆2中，在车身后部形成有行李室4。具体而言，行李室4由构成底壁的底罩10、构成左右方向的两侧壁的一对侧衬板(未图示)、构成顶壁的顶板11、构成后壁的后车门3划分成。
行李室4由底板面板13分隔成上方空间4a和下方空间4b。上方空间4a通过后座椅15的上方而与居室内连通。在上方空间4a内，在底板面板13上能够载置各种货物。另一方面，下方空间4b由底罩10和底板面板13划分成。
<高电压装置1>
图2是高电压装置1的分解立体图。
如图2所示，高电压装置1收容在上述的下方空间4b内。高电压装置1具备壳体21、蓄电池单元22、水检测传感器(液体检测传感器)23、冲击吸收构件24、蓄电池ECU(ELECTRONIC CONTROL UNIT)25。
<壳体21>
壳体21具备收容部31、盖部32。
收容部31形成为向上方开口的箱型。收容部31在俯视观察下成为以车宽方向为长度方向的长方形形状。在收容部31的周壁部30中，在前壁部30a的上端缘形成有线缆***口(开口部)33。线缆***口33形成为向上方开口的U字状。在线缆***口33***有从PCU6拉回的第一高压线缆7。需要说明的是，上述的周壁部30从收容部31中的底壁部38的外周缘向上方立起，将蓄电池单元22从侧方包围。
另一方面，在收容部31的周壁部30中，在后壁部30b的上端缘形成有排气通道***口36。排气通道***口36朝向上方呈U字状地开口。需要说明的是，各***口33、36并不局限于U字状，也可以呈O字状等地开口。即，各***口33、36只要在周壁部30中向侧方(前后方向或车宽方向)开口即可。而且，并不局限于配线用、通道用的***口33、36，可以形成各种开口部。
盖部32例如形成为平板状。盖部32将收容部31的上端开口部闭塞。由此，上述的***口33、36的上端开口部被闭塞。需要说明的是，在本实施方式中，说明了壳体21由箱型的收容部31和平板状的盖部32构成的情况，但是并不局限于该结构。即，只要是形成收容蓄电池单元22的空间的结构即可，壳体21的形状可以适当变更。
在盖部32的前部形成有吸气口37。吸气口37向上方开口。在吸气口37连接有吸气通道(未图示)。吸气通道例如在后座椅15的侧方向居室内开放。通过吸气通道向壳体21内导入空气。
<蓄电池单元22>
蓄电池单元22收容在壳体21内。蓄电池单元22具备蓄电池模块41、接线板42、前框架43(框架构件)、后框架44(框架构件)、悬挂托架45。
图3是图2的沿III-III线的剖视图。图4是表示透过了收容部31的状态的高电压装置1的主视图。
如图3、图4所示，蓄电池模块41具备单体堆53、堆保持框架54(框架构件)、堆端子55。
单体堆53沿车宽方向排列有多列(参照图4)。各单体堆53通过将多个蓄电池单体57沿前后方向(第一方向)层叠而构成(参照图3)。蓄电池单体57例如形成为矩形板状。各蓄电池单体57以使厚度方向与前后方向一致的状态层叠。相邻的蓄电池单体57彼此通过单体间母线58而相互连接。单体间母线58在蓄电池单体57中的车宽方向的一侧(在图示的例子中为左侧)沿上下方向隔开间隔地排列。单体间母线58例如将相邻的蓄电池单体57的+单体端子彼此、以及-单体端子彼此并联连接。需要说明的是，蓄电池单体57也可以沿车宽方向层叠。
堆保持框架54分别包围各单体堆53的周围，将单体堆53单独地保持。
如图4所示，堆端子55设置在各单体堆53的前后两侧。在车宽方向上相邻的单体堆53中，朝向同一方向的堆端子55彼此经由堆母线60而相互连接。
如图2所示，接线板42相对于蓄电池模块41而配置在车宽方向的一侧。在接线板42上经由堆母线60而连接有上述的单体堆53中的最接近接线板42的单体堆53。而且，在接线板42的上部连接有通过线缆***口33而被引导到壳体21内的第一高压线缆7。另一方面，从接线板42的下部引出第二线缆61。第二线缆61在前框架43的前方被向车宽方向的另一侧(在图示的例子中为右侧)拉回。第二线缆61与单体堆53中的最远离接线板42的单体堆53连接。
如图3所示，前框架43设置在蓄电池模块41的前方。后框架44设置在蓄电池模块41的后方。各框架43形成为沿车宽方向延伸的板状。各框架43、44将蓄电池模块41从前后两侧夹入，将蓄电池模块41集中保持。需要说明的是，在前框架43、后框架44上适当设置有减重孔(未图示)。上述的堆端子55、第二高压线缆61通过减重孔向各框架43、44的外侧突出。
悬挂托架45配置在蓄电池模块41中的车宽方向的两侧。各悬挂托架45在主视观察下形成为L字状。具体而言，各悬挂托架45具备上下延伸部63、伸出部64。
上下延伸部63相对于蓄电池模块41在车宽方向的两侧沿上下方向延伸。各上下延伸部63相对于蓄电池模块41在车宽方向的两侧，将前后的框架43、44彼此分别架设。
伸出部64从各上下延伸部63的上端部向车宽方向的外侧(相互分离的方向)延伸。各伸出部64通过收容部31的上端缘与盖部32之间而被向壳体21的外侧引出。伸出部64在壳体21的外侧固定于电动车辆2的骨架构件(例如，后侧梁等)。需要说明的是，在悬挂托架45固定于电动车辆2的骨架构件的状态下，蓄电池单元22从收容部31的底壁部38向上方分离。
相对于悬挂托架45中的位于车宽方向的一侧的悬挂托架45而在车宽方向的外侧设置有冷却风扇65。如图2所示，在冷却风扇65连接有排气通道66。排气通道66通过排气通道***口36而被向壳体21的外侧引出。即，壳体21内的空气通过被冷却风扇65吸引而从车宽方向的另一侧向一侧流动之后，通过排气通道66排出。需要说明的是，排气通道66例如向底罩10内开口。
蓄电池ECU25配置在蓄电池模块41的上方。具体而言，蓄电池ECU25安装在ECU托架68上，ECU托架68架设在上述的前框架43与后框架44之间。
<水检测传感器23>
如图2～图4所示，水检测传感器(液体检测传感器)23在壳体21内检测水的有无。水检测传感器23在前框架43的下端部经由传感器托架71而安装。传感器托架71在前框架43的下端部以从车宽方向的中央部向前方突出的状态设置。水检测传感器23在传感器托架71的前端部以向前方突出的状态设置。因此，水检测传感器23从后方与前壁部30a接近配置。
在本实施方式中，水检测传感器23配置在上述的线缆***口33的下方。具体而言，水检测传感器23的下端位于比蓄电池单元22(例如，前框架43)的最下端靠上方且比蓄电池模块41的最下端(堆保持框架54的最下端)靠下方的位置。但是，水检测传感器23只要配置在线缆***口33的下方即可，例如也可以位于比蓄电池模块41的最下端靠上方且比单体间母线58的最下端靠下方等的位置。
另外，水检测传感器23配置在车宽方向上的中央部。具体而言，水检测传感器23配置在相对于车宽方向的中心而靠近线缆***口33的位置。但是，水检测传感器23的车宽方向的位置可以适当变更。水检测传感器23例如可以配置在车宽方向上的与线缆***口33相同的位置。
需要说明的是，如图4所示，从水检测传感器23引出传感器线缆78。传感器线缆78向下方松弛之后，向上方延伸。即，传感器线缆78的最下端位于比水检测传感器23的最下端靠下方的位置。传感器线缆78的上端部与蓄电池ECU25连接。
<冲击吸收构件24>
冲击吸收构件24在上下方向上与水检测传感器23同等的位置处，配置于在车宽方向上与水检测传感器23相邻的位置。冲击吸收构件24例如是沿前后方向延伸的筒状部排列的所谓蜂巢结构。冲击吸收构件24构成为，能够以来自前方的冲击输入时为优先而进行压缩变形。冲击吸收构件24从前框架43向前方突出。冲击吸收构件24的前端位于比水检测传感器23的前端靠前方的位置。在前框架43的前方，上述的第二线缆61在水检测传感器23、冲击吸收构件24的上方延伸。第二线缆61位于比水检测传感器23的前端靠后方的位置。需要说明的是，冲击吸收构件24只要是比水检测传感器23、蓄电池模块41先被输入冲击载荷的结构即可，例如也可以配置于在上下方向上相对于水检测传感器23偏离的位置。
[作用效果]
在电动车辆2中，在大雨、洪水时，例如水可能通过线缆***口33而进入壳体21内。进入到壳体21内的水在壳体21内向下方流动，容易积存在壳体21的下部。
在此，在本实施方式中，形成为如下结构：在壳体21内，在线缆***口33的下方且在位于靠近前壁部30a的位置的部分配置有水检测传感器23。
根据该结构，由于水检测传感器23配置在靠近前壁部30a的位置，因此利用水检测传感器23容易检测通过线缆***口33进入到壳体21内的水。而且，由于水检测传感器23配置在线缆***口33的下方，因此利用水检测传感器23容易检测积存于壳体21的下部的水。因此，能够迅速地容易检测水向壳体21内的进入，且抑制蓄电池单元22的损伤(短路等)。
在本实施方式中，形成为如下结构：水检测传感器23配置在比框架43、44的最下端靠上方且比蓄电池模块41的最下端靠下方的位置。
根据该结构，由于水检测传感器23配置在比框架43、44的最下端靠上方的位置，因此在将蓄电池单元22装配并搬运时，能够抑制水检测传感器23与搬运时的载置面接触的情况。而且，在将蓄电池单元22通过收容部31的上端开口部进行组装时，能够抑制水检测传感器23与收容部31的底壁部38接触的情况。
其结果是，能够抑制水检测传感器23在高电压装置1的组装前发生损伤的情况。
另一方面，由于水检测传感器23配置在比蓄电池模块41的最下端靠下方的位置，因此在蓄电池单体57、单体间母线58浸水之前，能够检测出水向壳体21内的进入。
在本实施方式中，形成为具备比水检测传感器23向前方突出的冲击吸收构件24的结构。
根据该结构，例如在来自前方的冲击载荷的输入时，能够通过冲击吸收构件24比水检测传感器23先吸收冲击载荷。因此，能够降低向水检测传感器23传递的冲击载荷，能够抑制水检测传感器23的损伤。需要说明的是，向冲击吸收构件24输入的冲击载荷中的未由冲击吸收构件24吸收完的冲击载荷在以前框架43、悬挂托架45等为负载路径而进行传递的过程中被吸收。
在本实施方式中，形成为从水检测传感器23延伸的传感器线缆78向下方松弛之后被向上方拉回的结构。
根据该结构，例如能够抑制由于结露等而附着于传感器线缆78的水顺着传感器线缆78到达水检测传感器23的情况。由此，能够抑制水检测传感器23产生的误检测。
在本实施方式中，形成为水检测传感器23在壳体21内配置在蓄电池单元22的前方的结构。
根据该结构，在减速时等，壳体21内的水由于惯性而向前方移动，因此利用水检测传感器23容易检测壳体21内的水。
在本实施方式中，形成为水检测传感器23配置于壳体21内的车宽方向的中央部的结构。
根据该结构，积存于壳体21内的下部的水在电动车辆2的左右转弯时通过车宽方向的中央部而向转弯方向的反方向集中，在直行行驶时滞留在车宽方向的中央部。因此，在行驶时，容易稳定地检测水向壳体21内的进入。
在本实施方式中，形成为高电压装置1配置于行李室4的下方空间4b的结构。
根据该结构，即使在高电压装置1配置于远离驾驶员的位置的情况下，也能够如上述那样利用水检测传感器23迅速地检测水向壳体21内的进入。
[变形例]
接下来，说明变形例。图5是变形例的高电压装置1的局部剖视图。在本变形例中，在壳体21形成有积水部100(积液部)这一点上，与上述的实施方式不同。需要说明的是，在以下的说明中，关于与上述的实施方式同样的结构，标注同一符号并省略说明。
在图5所示的壳体21中，在底壁部38的前部形成有积水部100。积水部100相对于底壁部38向下方凹陷。积水部100优选具备随着朝向底部101而逐渐向下方倾斜的锥形部102。在积水部100内配置有上述的水检测传感器23。
根据该结构，进入到壳体21内的水贮存在积水部100内，从而容易抑制蓄电池单元22浸水的情况。
特别是在积水部100内配置有水检测传感器23，从而在蓄电池单元22浸水之前容易检测水向壳体21内的进入。
需要说明的是，在上述的变形例中，说明了水检测传感器23配置在积水部100内的结构，但是并不局限于该结构。水检测传感器23只要配置在积水部100的附近即可，例如可以如图6所示那样配置在积水部100的上方。
[其他的变形例]
以上，说明了本发明的优选的实施例，但是本发明没有限定为这些实施例。在不脱离本发明的主旨的范围内，可以进行结构的附加、省略、置换及其他的变更。本发明不受前述的说明限定，仅由附加的技术方案限定。
例如，在上述的实施方式中，说明了在蓄电池单元22侧设有水检测传感器23的结构，但是并不局限于该结构，也可以是在壳体21侧(例如，周壁部30)设置水检测传感器23的结构。
在上述的实施方式中，说明了在蓄电池单元22的前方设有水检测传感器23的结构，但是并不局限于该结构。也可以是相对于蓄电池单元22而在车宽方向的外侧、后方、下方设有水检测传感器23的结构。
在上述的实施方式中，作为水进入的可能性高的开口部，以线缆***口33为例进行了说明，但是并不局限于此。水可能会通过向侧方或上方开口的开口部进入壳体21，无论开口部形成在哪个位置的情况下都能够适用本发明的结构。在该情况下，开口部也可以形成于盖部32。
在上述的实施方式中，说明了高电压装置1配置于下方空间4b的结构，但是并不局限于该结构。
在上述的实施方式中，说明了高电压装置1搭载于电动车辆2的结构，但是并不局限于该结构。高电压装置1也可以搭载于车辆以外的装置。
此外，在不脱离本发明的主旨的范围内，可以适当将上述的实施方式中的构成要素置换为周知的构成要素，而且，也可以将上述的变形例适当组合。

Claims (7)

1.一种高电压装置，其中，
所述高电压装置具备：
蓄电池单元；
壳体，其具有形成有向上方或侧方开口的开口部的壁部，并***述蓄电池单元；以及
液体检测传感器，其在所述壳体内配置于所述开口部的下方，且配置于位于靠近所述壁部的位置的部分，来检测进入到所述壳体内的液体。
2.根据权利要求1所述的高电压装置，其中，
所述蓄电池单元具备：
蓄电池模块，其沿第一方向层叠有多个蓄电池单体；以及
框架构件，其包围所述蓄电池模块的周围，来保持所述蓄电池模块，
所述液体检测传感器的下端位置配置在比所述框架构件的最下端靠上方且比所述蓄电池模块的最下端靠下方的位置。
3.根据权利要求1所述的高电压装置，其中，
所述液体检测传感器配置在所述壳体的所述壁部与所述蓄电池单元之间，
在所述蓄电池单元设有比所述液体检测传感器朝向所述壁部延伸的冲击吸收构件。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的高电压装置，其中，
所述壳体具备：
底壁部，其位于所述蓄电池单元的下方；以及
所述壁部，其从所述底壁部的外周缘立起，将所述蓄电池单元从侧方包围，
在所述底壁部形成有积液部，
所述液体检测传感器配置在所述积液部的附近。
5.一种车辆，其搭载有权利要求1～4中任一项所述的高电压装置，其中，
所述液体检测传感器在所述壳体内相对于所述蓄电池单元而配置于车辆前方。
6.根据权利要求5所述的车辆，其中，
所述液体检测传感器在所述壳体内配置于车宽方向的中央部。
7.根据权利要求5或6所述的车辆，其中，
所述高电压装置配置于在座椅后方划分成的行李室的下方空间。
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