DE102012009322A1

DE102012009322A1 - Schutzaufbau für elektrische Fahrzeugkomponenten

Info

Publication number: DE102012009322A1
Application number: DE102012009322A
Authority: DE
Inventors: Katsufumi KASHIWAGI
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2011-05-09
Filing date: 2012-05-08
Publication date: 2012-11-15
Anticipated expiration: 2032-05-09
Also published as: US9033083B2; JP5810615B2; CN102774430A; JP2012232705A; US20120286541A1; CN102774430B; DE102012009322B4

Abstract

Es wird ein Schutzaufbau für elektrische Fahrzeugkomponenten bereitgestellt, der das Eindringen von Wasser von oben verhindern und elektrische Komponenten (elektrische Hochspannungskomponenten) zuverlässiger schützen kann. Als beispielhafte Anordnung der vorliegenden Erfindung weist ein Schutzaufbau für elektrische Fahrzeugkomponenten zum Schützen einer auf dem Fahrzeugboden angebrachten elektrischen Komponente Folgendes auf einen Deckel, der die elektrische Komponente von oben abdeckt, und eine vordere Platte, eine rückwärtige Platte und ein Paar Seitenplatten, die rings um den Deckel und parallel zu einer oberen Fläche des Deckels angeordnet sind, und die Platten weisen rinnenförmige Kanten auf, die den Rand des Deckels stützen.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schutzaufbau für elektrische Fahrzeugkomponenten zum Schützen von auf dem Fahrzeugboden angebrachten elektrischen Komponenten.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Getrieben von der Sorge ob der Erschöpfung der Ölvorräte und der globalen Erwärmung sieht sich die Fahrzeugindustrie mit der Abwendung von Öl als Rohstoff konfrontiert, weswegen sich der Schwerpunkt der Entwicklung zu Elektrofahrzeugen (EV, electric vehicles) und Hybrid-Elektrofahrzeugen (HEV) sowie Plug-in-Hybridfahrzeugen (PHEV) verschoben hat. Diese Fahrzeuge können abgasfrei fahren, da ihre Motoren mit Strom betrieben werden, der in einer Hochspannungsbatterie (sekundäre Lithium-Ionen-Batterie) gespeichert wird.
Zur Zeit verwenden diese Fahrzeuge häufig eine Anordnung, bei der elektrische Hochspannungskomponenten wie ein Ladegerät, ein Gleichstromwandler, eine EV-Steuereinheit („electric vehicle controller”) und eine Hochspannungsbatterie auf dem Fahrzeugboden in der Nähe des Rücksitzes angeordnet sind. Beispielsweise ist in der unten genannten Patentdruckschrift Nr. 1 eine Bodenplatte, die einen Fahrzeugboden bildet, mit einem vertieften Abschnitt versehen, und in dem vertieften Abschnitt ist eine Batterie angeordnet.
Elektrische Hochspannungskomponenten können ihre Funktion verlieren, wenn sie mit Wasser in Kontakt kommen, und aus diesem Grunde werden derzeit Techniken untersucht, die Wasserkontakt vermeiden können. Beispielsweise ist in der Patentdruckschrift Nr. 1 der in der Bodenplatte vorgesehene vertiefte Abschnitt mit einem Wasserablaufloch versehen, das Situationen vermeiden soll, in denen Wasser, das in den vertieften Abschnitt gelangt ist, in die Batterie eindringt.
STAND DER TECHNIK
PATENTDRUCKSCHRIFTEN

Patentdruckschrift Nr. 1: Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2007-331719

ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE AUFGABE
Jedoch kann allein durch Bereitstellen einer Wasserablauföffnung, wie dies in der Patentdruckschrift Nr. 1 offenbart wird, nicht verhindert werden, dass die elektrischen Hochspannungskomponenten mit von oben eindringendem Wasser in Kontakt kommen. Insbesondere können Gleichstromwandler und EV-Steuereinheiten aufgrund der Adhäsion von Wassertröpfchen, die von oben herabgefallen sind, ihre Funktion einbüßen, und andere elektrische Hochspannungskomponenten können ebenfalls ihre Funktion einbüßen, wenn sie von Wasser überflutet werden, das von oben eindringt.
Angesichts des vorstehend beschriebenen Problems wurde die vorliegende Erfindung getätigt, der als Aufgabe zugrunde liegt, einen Schutzaufbau für elektrische Fahrzeugkomponenten zu schaffen, der das Eindringen von Wasser von oben verhindern und eine elektrische Komponente (elektrische Hochspannungskomponente) zuverlässig schützen kann.
MITTEL ZUM LÖSEN DER AUFGABE
Das vorstehend beschriebene Problem wird erfindungsgemäß gelöst durch eine beispielhafte Anordnung eines Schutzaufbaus für elektrische Fahrzeugkomponenten zum Schützen einer auf einem Fahrzeugboden angebrachten elektrischen Komponente mit: einem Deckel, der die elektrische Komponente von oben abdeckt, und einer oder mehreren Platten, die rings um den Deckel und parallel zu einer oberen Fläche des Deckels angeordnet sind, wobei die eine bzw. die mehreren Platten jeweils eine rinnenförmige Kante aufweisen, die den Rand des Deckels stützt.
Gemäß dieser Anordnung wird Wasser von oben von dem Deckel aufgehalten, und dieses Wasser fließt zu rinnenförmigen Kanten, die am Rand des Deckels entlang verlaufen. Dieses Wasser kann dann über die rinnenförmigen Kanten an problemfreien Orten abgeleitet werden, die sich nicht direkt über einer elektrischen Komponente befinden. Auf diese Weise kann das Eindringen von Wasser von oben verhindert und die elektrische Komponente zuverlässig geschützt werden.
Der Schutzaufbau für elektrische Fahrzeugkomponenten kann zwei oder mehr der Platten aufweisen, und die rinnenförmigen Kanten können in einem Abschnitt, an dem die Platten aneinander anschließen, eine Wasserablauföffnung aufweisen.
Gemäß dieser Anordnung sind Wasserablauföffnungen der rinnenförmigen Kanten in Abschnitten eingerichtet, an denen die Platten aneinander anschließen, und Wasser, das zu den rinnenförmigen Kanten geflossen ist, wird von diesen Orten aus nach unten abgeleitet. Die Abschnitte, an denen die Platten aneinander anschließen, befinden sich an Orten in einigem Abstand zu dem Bereich direkt über der elektrischen Komponente, so dass ein Kontakt der elektrischen Komponente mit Wasser von oben zuverlässig verhindert werden kann. Es ist zu beachten, dass die Wasserablauföffnungen der rinnenförmigen Kanten in den Abschnitten, an denen die Platten aneinander anschließen, eingerichtet werden können, ohne dass die Anordnung dadurch unnötig vergrößert würde.
Der Deckel kann in einer Draufsicht im Wesentlichen viereckig sein, und die eine bzw. die mehreren Platten können Folgendes umfassen eine vordere Platte mit einer rinnenförmigen Kante, die in Fahrzeugquerrichtung an einem vorderen Ende des Deckels entlang verläuft, eine rückwärtige Platte mit einer rinnenförmigen Kante, die in Fahrzeugquerrichtung an einem rückwärtigen Ende des Deckels entlang verläuft, und ein Paar Seitenplatten mit je einer rinnenförmigen Kante, die in Fahrzeuglängsrichtung an einem seitlichen Ende des Deckels entlang verläuft.
Gemäß dieser Anordnung kann Wasser von oben, das von dem Deckel aufgehalten wurde, über die rinnenförmige Kante der vorderen Platte, die an dem vorderen Ende des Deckels entlang verläuft, die rinnenförmige Kante der rückwärtigen Platte, die an dem rückwärtigen Ende des Deckels entlang verläuft, und die rinnenförmigen Kanten des Paars Seitenplatten, die an den seitlichen Enden des Deckels entlang verlaufen, an problemfreie Orte abgeleitet werden, die sich nicht direkt über der elektrischen Komponente befinden.
Der Deckel kann an vier Seiten der oberen Fläche Seitenflächen aufweisen und Anschlussflächen aufweisen, die von den unteren Enden der Seitenflächen aus parallel zur oberen Fläche nach außen verlaufen, und die rinnenförmigen Kanten der einen bzw. der mehreren Platten können derart befestigt sein, dass sie unter den Anschlussflächen des Deckels angeordnet sind.
Gemäß dieser Anordnung sind die rinnenförmige Kante der vorderen Platte, die an dem vorderen Ende des Deckels entlang verläuft, die rinnenförmige Kante der rückwärtigen Platte, die an dem rückwärtigen Ende des Deckels entlang verläuft, und die rinnenförmigen Kanten des Paars Seitenplatten, die an den seitlichen Enden des Deckels entlang verlaufen, derart befestigt, dass sie unter den Anschlussflächen des Deckels angeordnet sind. Dies ermöglicht eine zuverlässige Ableitung des von dem Deckel aufgehaltenen Wassers zu den rinnenförmigen Kanten.
Der Deckel kann zwei Teildeckel umfassen, die in Fahrzeugquerrichtung angeordnet sind; jeder der beiden Teildeckel kann eine obere Fläche, Seitenflächen an vier Seiten der oberen Fläche und Anschlussflächen aufweisen, die von den unteren Enden der Seitenflächen parallel zur oberen Fläche nach außen verlaufen; der Schutzaufbau für elektrische Fahrzeugkomponenten kann weiterhin Folgendes aufweisen: eine mittige Platte mit zwei rinnenförmigen Seitenenden, die in Fahrzeuglängsrichtung verlaufen und unter den inneren Anschlussflächen der beiden Teildeckel angeordnet sind, und vordere und rückwärtige Anschlussflächen, die im Wesentlichen die gleichen Formen wie die vorderen bzw. rückwärtigen Anschlussflächen der beiden Teildeckel aufweisen; und die rinnenförmigen Kanten der einen bzw. der mehreren Platten können derart befestigt sein, dass sie unter den Anschlussflächen der beiden Teildeckel und unter der mittigen Platte angeordnet sind.
Gemäß dieser Anordnung muss zur Inspektion und Reparatur der elektrischen Komponente lediglich der jeweils notwendige der beiden Teildeckel entfernt werden. Dadurch kann die Bearbeitbarkeit bei Inspektion und Reparatur verbessert werden. Die mittige Platte mit den beiden rinnenförmigen Seitenenden, die in Fahrzeuglängsrichtung verlaufen, ist zwischen den beiden Teildeckeln vorgesehen, und die beiden rinnenförmigen Seitenenden sind derart befestigt, dass sie unter den inneren Anschlussflächen der beiden Teildeckel angeordnet sind. Dementsprechend kann Wasser, das zu den inneren Seiten der beiden Teildeckel geflossen ist, über die beiden rinnenförmigen Seitenenden der mittigen Platte an problemfreie Orte abgeleitet werden, die sich nicht direkt über der elektrischen Komponente befinden.
Der Deckel, die vordere Platte, die rückwärtige Platte, das Seitenplattenpaar und die mittige Platte können aus einem metallischen Material gebildet sein, und der Schutzaufbau für elektrische Fahrzeugkomponenten kann ferner ein Versteifungselement aufweisen, das auf dem Fahrzeugboden angeordnet ist und die mittige Platte stützt.
Diese Anordnung erlaubt es, die Stärke des Deckels, der vorderen Platte, der rückwärtigen Platte, des Paars Seitenplatten und der mittigen Platte zu erhöhen und auf diese Weise für Beständigkeit hinsichtlich der Belastungen zu sorgen, denen diese von oben ausgesetzt sind.
Der Schutzaufbau für elektrische Fahrzeugkomponenten kann ferner ein Sockelteil aufweisen, das die elektrische Komponente derart unterstützt, dass sie sich an einem höheren Ort als der Fahrzeugboden befindet.
Mit dieser Anordnung kann der Kontakt der elektrischen Komponente mit Wasser selbst dann verhindert werden, wenn der Wasserstand den Fahrzeugboden in der Umgebung der elektrischen Komponente erreicht.
Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Elektromobil, ein Hybrid-Elektrofahrzeug oder ein Plug-in-Hybridfahrzeug handeln, und die elektrische Komponente kann eine elektrische Hochspannungskomponente sein, die mit hoher Spannung arbeitet und dazu dient, den Motor zu betreiben.
Diese Anordnung ermöglicht einen zuverlässigen Schutz einer elektrischen Hochspannungskomponente, die zur Fahrfunktion des Fahrzeugs beiträgt.
EFFEKT DER ERFINDUNG
Mit der vorliegenden Erfindung wird Wasser, das von oben in Richtung einer auf dem Fahrzeugboden angebrachten elektrischen Komponente eindringt, von einem Deckel aufgehalten, und dieses Wasser wird über die rinnenförmigen Kanten von Platten, die am Rand des Deckels entlang verlaufen, an problemfreie Orte abgeleitet, die sich nicht direkt über der elektrischen Komponente befinden. Auf diese Weise kann das Eindringen von Wasser von oben verhindert und die elektrische Komponente zuverlässig geschützt werden.
Im Speziellen tragen elektrische Hochspannungskomponenten in Elektrofahrzeugen (EV), Hybrid-Elektrofahrzeugen (HEV) und Plug-in-Hybridfahrzeugen (PHEV) zur Fahrfunktion der Fahrzeuge bei. Anders ausgedrückt kann ein Fahrzeug seine Fahrtüchtigkeit einbüßen, wenn eine elektrische Hochspannungskomponente mit Wasser in Kontakt kommt und seine Funktion einbüßt. Durch Anwendung der vorliegenden Erfindung kann daher die Produktzuverlässigkeit äußerst wirksam verbessert werden. Somit kann die Akzeptanz von Fahrzeugen verbessert werden, die solche Motoren (Elektromotoren) einsetzen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1A und 1B sind schematische Darstellungen eines Fahrzeugs, bei dem ein erfindungsgemäßer Schutzaufbau für elektrische Fahrzeugkomponenten Anwendung findet.
2 ist eine schematische Darstellung des Schutzaufbaus für elektrische Fahrzeugkomponenten gemäß der Ausführungsform.
3 ist eine schematische Darstellung eines Zustands, in dem Teildeckel, eine vordere Platte, eine rückwärtige Platte, ein Paar Seitenplatten und eine mittige Platte aus 2 entfernt sind.
4A und 4B sind Draufsichten, die Zustände zeigen, in denen die Teildeckel aus 2 angebracht bzw. abgenommen sind.
5 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Teildeckel, der vorderen Platte, der rückwärtigen Platte, des Paars Seitenplatten und der mittigen Platte aus 2.
6A und 6B sind Querschnittansichten entlang der Linie A-A bzw. B-B aus 4A.
7A und 7B sind vergrößerte Ansichten eines Bereichs C aus 4A.
8 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs D aus 4A.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Nachstehend wird anhand der beigefügten Zeichnungen eine ausführliche Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gegeben. Die Abmessungen, Materialien und konkreten numerischen Werte und dergleichen bei dieser Ausführungsform sind lediglich Beispiele, die das Verständnis der vorliegenden Erfindung erleichtern sollen; sie sollen nicht so ausgelegt werden, dass sie die vorliegende Erfindung einschränken, sofern dies nicht explizit erwähnt wird. Es sei darauf hingewiesen, dass in der Patentschrift und den Zeichnungen Elemente mit im Wesentlichen gleicher Funktion und Anordnung die gleichen Bezugszeichen tragen, solche Elemente nicht wiederholt beschrieben werden und Elemente, die nicht in direktem Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung stehen, in den Zeichnungen nicht gezeigt sind.
1A und 1B sind schematische Darstellungen eines Fahrzeugs 100, bei dem ein Schutzaufbau für elektrische Fahrzeugkomponenten gemäß der vorliegenden Ausführungsform Anwendung findet. 1A ist eine Außenansicht des Fahrzeugs 100, und 1B ist ein Konzeptschema eines EV-Systems des Fahrzeugs 100. Es sei darauf hingewiesen, dass in den Zeichnungen der Pfeil „v.” am Fahrzeug nach vorne, der Pfeil „r.” am Fahrzeug nach rechts und der Pfeil „o.” am Fahrzeug nach oben zeigt. Wie in 1A und 1B gezeigt ist, handelt es sich bei dem Fahrzeug 100 um ein Elektromobil, das geladen wird, indem ein Schnellladeport 102a oder ein Normalladeport 102b geöffnet werden und eine externe Stromquelle 104 angeschlossen wird. Der Schnellladeport 102a wird für eine Schnellladung benutzt, die in kürzerer Zeit abgeschlossen ist als eine Normalladung, die über den Normalladeport 102b erfolgt.
Wie in 1B gezeigt ist, weist das Fahrzeug 100 ein Ladegerät 110, eine Hochspannungsbatterie 112, einen Gleichstromwandler 114, einen Wechselrichter 116, einen Motor 118, einen Verteilerkasten 150, eine EV-Steuereinheit 120, einen elektrischen Klimakompressor 122 und ein PTC-Heizelement 124 auf. Von der externen Stromquelle 104 gelieferter Strom wird über Hochspannungskabel 125 an die verschiedenen Einheiten geliefert.
Die EV-Steuereinheit 120 steuert das EV-System (Steuerung des Motors 118, Steuerung des externen Ladevorgangs und dergleichen) auf der Grundlage von Informationen von Sensoren und Steuereinheiten. Der Gleichstromwandler 114 senkt hohe Motorbetriebsspannungen, die mehrere hundert Volt erreichen, liefert die abgesenkte Spannung an eine Hilfsbatterie und versorgt Steuereinheiten mit Strom. Der Wechselrichter 116 empfängt Signale von der EV-Steuereinheit 120, von in den Motor 118 eingebauten Sensoren und dergleichen und ändert das Drehmoment des Motors 118 so ab, dass es optimal bzw. effizient ist. Der elektrische Klimakompressor 122 empfängt ein Steuersignal von der EV-Steuereinheit 120 und betreibt mit einem Strom hoher Spannung, den er von dem Wechselrichter 116 bezieht, einen Motor in dem Kompressor 122, um ein Kühlmittel zu absorbieren, zu komprimieren und auszustoßen. Das PTC-Heizelement 124 erhitzt Wasser mit der beim Leiten eines Stroms in ein Element des PTC-Heizelements 124 entstehenden Wärme. Das erhitzte Wasser wird daraufhin in einem Heizungswärmetauscher zirkuliert, um auf diese Weise das Fahrzeuginnere zu beheizen. In den Verteilerkasten 150 sind Sicherungen und Hochspannungsrelais für das Hochspannungsbatteriesystem (Hochspannungsbatterie 112, Gleichstromwandler 114 und dergleichen) eingebaut. Bei der Hochspannungsbatterie 112 kann es sich zum Beispiel um eine Lithium-Ionen-Batterie handeln.
Das Fahrzeug 100, bei dem es sich um ein Elektromobil handelt, kann nur fahren, wenn das EV-System funktioniert. Daher wird von den elektrischen Hochspannungskomponenten, die das EV-System bilden, mit Hochspannung betrieben werden und zum Ansteuern des Motors 118 dienen, hohe Zuverlässigkeit gefordert. Deswegen muss der Kontakt dieser elektrischen Hochspannungskomponenten mit Wasser zuverlässig verhindert werden, da die Komponenten bei Wasserkontakt ihre Funktion einbüßen können. Es sei angemerkt, dass „Wasserkontakt” in dieser Patentschrift als Kontakt mit einer beliebigen Flüssigkeit zu verstehen ist und sich nicht auf reines Wasser beschränkt.
2 ist eine schematische Darstellung des Schutzaufbaus für elektrische Fahrzeugkomponenten (im Weiteren „Schutzaufbau 130”) gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 3 ist eine schematische Darstellung eines Zustands, in dem Teildeckel 134 und 136, eine vordere Platte 138, eine rückwärtige Platte 140, ein Paar Seitenplatten 142 und 144 und eine mittige Platte 146 aus 2 entfernt sind.
Wie in 3 gezeigt ist, sind in dem Fahrzeug 100 das Ladegerät 110, der Gleichstromwandler 114, die EV-Steuereinheit 120 und der Verteilerkasten 150 (Verkabelungs-/Kabelbaum-Relaiskaststück, bei denen es sich jeweils um elektrische Hochspannungskomponenten handelt, auf einer Bodenplatte 148 angeordnet, die den Fahrzeugboden bildet. Außerdem ist ein Kühlgebläse/-kanal 152 zur Luftkühlung vorgesehen.
Da sich das Ladegerät 110, der Gleichstromwandler 114, die EV-Steuereinheit 120 und der Verteilerkasten 150 selbstverständlich im Fahrzeuginneren befinden, ist es schwer vorstellbar, dass eine große Menge Wasser von außen in sie eindringt. Jedoch kann das Fahrzeug 100 ein Zweisitzer-Nutzfahrzeug sein (es weist nur einen Fahrersitz und einen Beifahrersitz auf), das so konzipiert ist, dass eine große Menge an Transportgut hinter dem Fahrersitz und dem Beifahrersitz eingeladen werden kann. Bei diesem Fahrzeug 100 ist es daher möglich, dass Wasser aus dem geladenen Transportgut ausläuft und von oben auf die elektrischen Hochspannungskomponenten auf der Bodenplatte 148 tropft, und daher muss eine hinreichende Gegenmaßnahme vorgesehen werden.
Angesichts dessen wird der Schutzaufbau 130 der vorliegenden Ausführungsform wie in 2 gezeigt angewendet. Der Schutzaufbau 130 weist einen Deckel 132 auf. Ferner weist der Schutzaufbau 130 die vordere Platte 138, die rückwärtige Platte 140, das Paar Seitenplatten 142 und 144 und die mittige Platte 146 auf, die alle rings um den Deckel 132 angeordnet sind. Die elektrischen Hochspannungskomponenten sind von dem Deckel 132 und den Platten 138, 140, 142, 144 und 146 umgeben. Die vordere Platte 138, die rückwärtige Platte 140 und das Paar Seitenplatten 142 und 144 sind auf der Bodenplatte 148 angeordnet. Der Deckel 132 deckt die elektrischen Hochspannungskomponenten von oben ab, und in dieser Ausführungsform wird der Deckel 132 von zwei Teildeckeln 134 und 136 gebildet, die in Fahrzeugquerrichtung angeordnet sind. Die vordere Platte 138, die rückwärtige Platte 140, das Paar Seitenplatten 142 und 144 und die mittige Platte 146 sind parallel zu oberen Flächen 134a und 136a der Teildeckel 134 und 136. Es sei darauf hingewiesen, dass eine Anordnung möglich ist, bei welcher die mittige Platte 146 nicht vorgesehen und stattdessen in Draufsicht in der Mitte zwischen der vorderen Platte 138, der rückwärtigen Platte 140 und dem Paar Seitenplatten 142 und 144 ein im Wesentlichen viereckiger einstückiger Deckel vorgesehen ist.
Die Teildeckel 134 und 136, die vordere Platte 138, die rückwärtige Platte 140, das Paar Seitenplatten 142 und 144 und die mittige Platte 146 sind in diesem Fall aus einem metallischen Material ausgebildet. Weiterhin wird die mittige Platte 146 von einem im Wesentlichen quaderförmigen metallischen Versteifungselement 154 (siehe 3) gestützt, das auf der Bodenplatte 148 angeordnet ist. Dadurch kann für ausreichend Festigkeit gesorgt und Haltbarkeit bezüglich der Belastung gewährleistet werden, der die Platten 138, 140, 142, 144 und 146 von oben her ausgesetzt sind. Daher ist es problemlos möglich, genauso wie die Bodenplatte 148 auch die Platten 138, 140, 142, 144 und 146 zu beladen (d. h., die Oberseiten dieser Teile können als Pseudo-Boden benutzt werden).
4A und 4B sind Draufsichten, die Zustände zeigen, in denen die Teildeckel 134 und 136 aus 2 angebracht bzw. abgenommen sind. 4A ist eine Draufsicht, die den Zustand bei angebrachten Teildeckeln 134 und 136 zeigt, und 4B ist eine Draufsicht, die den Zustand bei abgenommenen Teildeckeln 134 und 136 zeigt. Wie in den 4A und 4B gezeigt ist, werden die Teildeckel 134 und 136 zur Wartung und Reparatur der elektrischen Hochspannungskomponenten abgenommen. Für die Wartung und Reparatur bestimmter elektrischer Hochspannungskomponenten muss nur jeweils einer der beiden Teildeckel 134 und 136 abgenommen werden. Dadurch gestalten sich die Wartungs- und Reparaturarbeiten einfach.
5 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Teildeckel 134 und 136, der vorderen Platte 138, der rückwärtigen Platte 140, des Paars Seitenplatten 142 und 144 und der mittigen Platte 146 aus 2. Wie in 5 gezeigt ist, sind die Teildeckel 134 und 136 in Draufsicht im Wesentlichen viereckig. Im Speziellen sind die Teildeckel 134 und 136 in Draufsicht viereckig, jedoch fehlen die vier Ecken, und weisen obere Flächen 134a und 136a, Seitenflächen 134b und 136b an den vier Seiten der oberen Flächen 134a und 136a sowie Anschlussflächen 134c und 136c auf, die von den unteren Enden der Seitenflächen 134b und 136b aus parallel zu den oberen Flächen 134a und 136a nach außen verlaufen. Mit anderen Worten sind die vordere, die rückwärtige, die linke und die rechte Anschlussfläche 134c bzw. 136c nicht miteinander verbunden. Es ist zu beachten, dass bei den Teildeckeln 134 und 136 jeweils nur eine Seitenfläche 134b bzw. 136b und eine Anschlussfläche 134c bzw. 136c mit Bezugszeichen versehen wurden, da sie jeweils stellvertretend für alle vier Anschlussflächen in der Figur stehen.
Die vordere Platte 138 weist eine rinnenförmige Kante (im Weiteren auch „rinnenförmiger Abschnitt 156”) auf, die in Fahrzeugquerrichtung an dem vorderen Ende der Teildeckel 134 und 136 entlang verläuft. Die rückwärtige Platte 140 weist eine rinnenförmige Kante (im Weiteren auch „rinnenförmiger Abschnitt 158”) auf, die in Fahrzeugquerrichtung an dem rückwärtigen Ende der Teildeckel 134 und 136 entlang verläuft. Das Paar Seitenplatten 142 und 144 weist rinnenförmige Kanten (im Weiteren auch „rinnenförmige Abschnitte 160 und 162”) auf, die in Fahrzeuglängsrichtung an den äußeren seitlichen Enden der Teildeckel 134 und 136 entlang verlaufen. Die mittige Platte 146 weist zwei rinnenförmige seitliche Enden (im Weiteren auch „rinnenförmige Abschnitte 164 und 166”) auf, die in Fahrzeuglängsrichtung an den inneren seitlichen Enden der Teildeckel 134 und 136 entlang verlaufen.
Die mittige Platte 146 weist außerdem eine vordere und eine rückwärtige Anschlussfläche 146a auf (nur eine der Anschlussflächen trägt ein Bezugszeichen und steht in der Zeichnung stellvertretend für beide Anschlussflächen), die im Wesentlichen die gleiche Form wie die vorderen und rückwärtigen Anschlussflächen 134c und 136c der Teildeckel 134 und 136 aufweisen. Die Anschlussflächen 146a der mittigen Platte 146 unterscheiden sich von den Anschlussflächen 134c und 136c der Teildeckel 134 und 136 darin, dass die vier Ecken der mittigen Platte 146 nicht fehlen. Die rinnenförmigen Abschnitte 164 und 166 der mittigen Platte 146 verlaufen bis zu den Anschlussflächen 146a und sind mit den Anschlussflächen 146a verbunden (siehe z. B. 8). Wie in 2 gezeigt ist, verlaufen der rinnenförmige Abschnitt 156 der vorderen Platte 138, der rinnenförmige Abschnitt 158 der rückwärtigen Platte 140 und die rinnenförmigen Abschnitte 160 und 162 des Paars Seitenplatten bis zu Orten unmittelbar vor den Orten, an denen sie sich schneiden würden (bis zu Abschnitten, an denen die Platten aneinander anschließen).
Es sei angemerkt, dass es nicht zwingend notwendig ist, dass die mittige Platte 146 und das Paar Seitenplatten 142 und 144 jeweils einstückig aus Metallblech ausgebildet sind. Wenn das einstückige Ausbilden aus Metallblech zeitaufwendige Druckarbeiten wie etwa eine Pressverdichtung erfordert, können diese Platten als zusammengesetzte Teile ausgeführt werden, die durch Zusammenschweißen mehrerer Elemente ausgebildet werden.
6A und 6B sind Querschnittansichten entlang der Linie A-A bzw. B-B aus 4A, wobei 6A die Querschnittansicht entlang A-A und 6B die Querschnittansicht entlang B-B ist. 7A und 7B sind vergrößerte Ansichten eines Bereichs C aus 4A aus jeweils unterschiedlichen Winkeln. 8 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs D aus 4A. Es sei darauf hingewiesen, dass die vordere Platte 138, die Seitenplatte 142 und die mittige Platte 146 zum einfacheren Verständnis in 7A, 7B und 8 schraffiert dargestellt sind.
Da die rinnenförmigen Abschnitte 156 bis 166 von gleichartiger Form sind, wird im Folgenden stellvertretend der rinnenförmige Abschnitt 156 der vorderen Platte 138 beschrieben. Wie in 6A und 7A gezeigt ist, wird der rinnenförmige Abschnitt 156 durch eine Rinnenbodenfläche 156a und Rinnenseitenflächen 156b und 156c gebildet, die jeweils von einem der beiden Enden der Rinnenbodenfläche 156a nach oben stehen. Das obere Ende der äußeren Rinnenseitenfläche 156b ist mit einer oberen Plattenfläche 138a verbunden.
Wie in 8 gezeigt ist, sind die rinnenförmigen Abschnitte 164 und 166 der mittigen Platte 146 derart befestigt, dass sie unter den inneren Anschlussflächen 134c und 136c der Teildeckel 134 und 136 angeordnet bzw. geschichtet sind. Der rinnenförmige Abschnitt 156 der vorderen Platte 138 ist derart befestigt, dass es unter der vorderen Anschlussfläche 146a der mittigen Platte 146 und den vorderen Anschlussflächen 134c und 136c der Teildeckel 134 und 136 angeordnet ist. Auf gleichartige Weise wie im Falle der vorderen Platte 138 ist der rinnenförmige Abschnitt 158 der rückwärtigen Platte 140 derart befestigt, dass es unter der rückwärtigen Anschlussfläche 146a der mittigen Platte 146 und den rückwärtigen Anschlussflächen 134c und 136c der Teildeckel 134 und 136 angeordnet ist.
Wie in 7A und 7B gezeigt ist, sind die rinnenförmigen Abschnitte 160 und 162 der Seitenplatten 142 und 144 derart befestigt, dass sie unter den äußeren Anschlussflächen 134c und 136c der Teildeckel 134 und 136 angeordnet sind. Die Seitenplatten 142 und 144 selbst sind derart befestigt, dass sie unter der vorderen Platte 138 und der rückwärtigen Platte 140 angeordnet sind. Es sei angemerkt, dass das Befestigen mit Schrauben oder dergleichen erfolgt.
Gemäß der vorstehenden Anordnung wird Wasser von oben von den Teildeckeln 134 und 136 aufgehalten, und dieses Wasser fließt zu den rinnenförmigen Abschnitten 156 bis 166, die den Rand der Teildeckel 134 und 136 unterstützen. Die Anschlussflächen 134c und 136c der Teildeckel 134 und 136 sind derart befestigt, dass sie in den rinnenförmigen Abschnitten 156 bis 166 untergebracht (und mit den Rinnenbodenflächen 156a verbunden) sind, und daher kann das Wasser zuverlässig zu den rinnenförmigen Abschnitten 156 bis 166 geleitet werden. Es sei darauf hingewiesen, dass bei dieser Anordnung die rinnenförmigen Abschnitte 164 und 166 sowie die Anschlussflächen 146a der mittigen Platte 146 miteinander verbunden sind, und Wasser, das zu den rinnenförmigen Abschnitten 164 und 166 geflossen ist, fließt zuverlässig zu dem rinnenförmigen Abschnitt 156 der vorderen Platte und dem rinnenförmigen Abschnitt 158 der rückwärtigen Platte, in denen die Anschlussflächen 146a untergebracht sind.
Dementsprechend kann das Wasser, das von den Teildeckeln 134 und 136 aufgehalten wird, über die rinnenförmigen Abschnitte 156 bis 166 der verschiedenen Platten an problemfreie Orte abgeleitet werden, die sich nicht direkt über den elektrischen Hochspannungskomponenten befinden. 2 zeigt Wasserablaufwege 170 und Wasserablaufstellen 172a, 172b, 172c und 172d in dem Schutzaufbau 130. Wasser, das in den rinnenförmigen Abschnitten 156 bis 166 fließt, wird von den Wasserablaufstellen 172a bis 172d auf die darunterliegende Bodenplatte 148 abgeleitet. Es sei darauf hingewiesen, dass die rinnenförmigen Abschnitte 156 bis 166 der diversen Platten zwar in diesem Fall nicht geneigt sind, sie jedoch derart geneigt sein können, dass das aufgehaltene Wasser zu den Wasserablaufstellen 172a bis 172d fließt.
Wie vorstehend beschrieben wurde, verlaufen die rinnenförmigen Abschnitte 156 bis 162 bis zu Orten unmittelbar vor den Orten, an denen sie sich schneiden würden (bis zu Abschnitten, an denen die Platten aneinander anschließen). Dementsprechend befinden sich die Wasserablaufstellen 172a, 172b, 172c und 172d relativ zu den Teildeckeln 134 bzw. 136 schräg rechts vorn, schräg links vorn, schräg links hinten bzw. schräg rechts hinten, und an der Wasserablaufstelle 172a sind Wasserablauföffnungen 174 und 176 der beiden rinnenförmigen Abschnitte 156 und 158 vorgesehen (siehe 7A und 7B). Dadurch, dass die Wasserablauföffnungen 174 und 176 der rinnenförmigen Abschnitte 156 bis 162 in den Abschnitten eingerichtet sind, in denen die Platten auf diese Weise aneinander anschließen, können die Wasserablauföffnungen 174 und 176 so weit wie möglich von einem Ort direkt über den elektrischen Hochspannungskomponenten entfernt positioniert werden, ohne dass die Anordnung dadurch unnötig vergrößert wird.
Wie in 6A und 6B gezeigt ist, weist der Schutzaufbau 130 Sockelteile 178 und 180 auf, und die elektrischen Hochspannungskomponenten werden von den Sockelteilen 178 und 180 unterstützt und befinden sich dadurch an im Vergleich zur Bodenplatte 148 höherliegenden Orten. Auf diese Weise können selbst dann, wenn Wasser auf die unter den Komponenten liegende Bodenplatte 148 abgeleitet wird, Situationen vermieden werden, in denen die Unterseiten der elektrischen Hochspannungskomponenten mit Wasser in Kontakt kommen. Es sei darauf hingewiesen, dass Wasser, das auf die Bodenplatte 148 fällt, abgeleitet wird, indem es aus dem Schutzaufbau 130 (hauptsächlich nach vorn) herausfließt, wofür Wulste sorgen, die in der Bodenplatte 148 ausgebildet sind.
Wie vorstehend beschrieben wurde, ist es gemäß dem Schutzaufbau 130 der vorliegenden Ausführungsform möglich, das Eindringen von Wasser von oben zu verhindern und elektrische Hochspannungskomponenten wie das Ladegerät 110, den Gleichstromwandler 114, die EV-Steuereinheit 120 und den Verteilerkasten 150 zuverlässig zu schützen. Als Folge der Anwendung des Schutzaufbaus 130 sind die elektrischen Hochspannungskomponenten außerdem in der Regel von der äußeren Umgebung getrennt (der Teildeckel 134 oder 136 wird nur bei Notwendigkeit zur Inspektion oder Reparatur abgenommen), und daher schützt der Schutzaufbau 130 nicht nur vor Wasser, sondern auch vor Staub.
Im Vorstehenden wurde zwar anhand der beigefügten Zeichnungen eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, doch ist die vorliegende Erfindung selbstverständlich nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Zweifelsohne kann der Fachmann zu verschiedenen Varianten und Modifikationen im Rahmen der Formulierung der Ansprüche gelangen. Es versteht sich, dass alle solchen Varianten und Modifikationen ebenfalls unter den technischen Schutzumfang der Erfindung fallen.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Erfindung findet Anwendung als Schutzaufbau für elektrische Fahrzeugkomponenten zum Schützen der auf dem Fahrzeugboden angebrachten elektrischen Komponenten.
BEZUGSZEICHENLISTE

100 ... Fahrzeug, 102a ... Schnellladeport, 102b ... Normalladeport, 104 ... externe Stromquelle, 110 ... Ladegerät, 112 ... Hochspannungsbatterie, 114 ... Gleichstromwandler, 116 ... Wechselrichter, 118 ... Motor, 120 ... EV-Steuereinheit, 122 ... Klimakompressor, 124 ... PTC-Heizelement, 130 ... Schutzaufbau (Schutzaufbau für elektrische Fahrzeugkomponenten), 132 ... Deckel, 134, 136 ... Teildeckel, 134a, 136a ... obere Flächen, 134b, 136b ... Seitenflächen, 134c, 136c ... Anschlussflächen, 138 vordere Platte, 138a ... obere Plattenfläche, 140 ... rückwärtige Platte, 142, 144 ... Seitenplatte, 146 ... mittige Platte, 146a ... Anschlussfläche, 148 ... vordere Platte, 150 ... Verteilerkasten, 152 ... Kühlgebläse/-kanal, 154 ... Versteifungselement, 156–166 ... rinnenförmiger Abschnitt (rinnenförmige Kante), 156a ... Rinnenbodenfläche, 156b, 156c ... Rinnenseitenflächen, 170 ... Wasserablaufweg, 172a, 172b, 172c, 172d ... Wasserablaufstellen, 174, 176 ... Wasserablauföffnungen, 178, 180 ... Sockelteile

Claims

Schutzaufbau für elektrische Fahrzeugkomponenten zum Schützen einer auf einem Fahrzeugboden angebrachten elektrischen Komponente mit: einem Deckel, der die elektrische Komponente von oben abdeckt, und einer oder mehreren Platten, die rings um den Deckel und parallel zu einer oberen Fläche des Deckels angeordnet sind, wobei die eine bzw. die mehreren Platten jeweils eine rinnenförmige Kante aufweisen, die den Rand des Deckels stützt.
Schutzaufbau für elektrische Fahrzeugkomponenten nach Anspruch 1 mit: zwei oder mehr der Platten, wobei die rinnenförmigen Kanten in einem Abschnitt, an dem die Platten aneinander anschließen, eine Wasserablauföffnung aufweisen.
Schutzaufbau für elektrische Fahrzeugkomponenten nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Deckel in einer Draufsicht im Wesentlichen viereckig ist und die eine bzw. die mehreren Platten Folgendes umfassen: eine vordere Platte mit einer rinnenförmigen Kante, die in Fahrzeugquerrichtung an einem vorderen Ende des Deckels entlang verläuft, eine rückwärtige Platte mit einer rinnenförmigen Kante, die in Fahrzeugquerrichtung an einem rückwärtigen Ende des Deckels entlang verläuft, und ein Paar Seitenplatten mit je einer rinnenförmigen Kante, die in Fahrzeuglängsrichtung an einem seitlichen Ende des Deckels entlang verläuft.
Schutzaufbau für elektrische Fahrzeugkomponenten nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Deckel an vier Seiten der oberen Fläche Seitenflächen aufweist und Anschlussflächen aufweist, die von den unteren Enden der Seitenflächen aus parallel zur oberen Fläche nach außen verlaufen, und wobei die rinnenförmigen Kanten der einen bzw. der mehreren Platten derart befestigt sind, dass sie unter den Anschlussflächen des Deckels angeordnet sind.
Schutzaufbau für elektrische Fahrzeugkomponenten nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Deckel zwei Teildeckel umfasst, die in Fahrzeugquerrichtung angeordnet sind, jeder der beiden Teildeckel eine obere Fläche, Seitenflächen an vier Seiten der oberen Fläche und Anschlussflächen, die von den unteren Enden der Seitenflächen parallel zur oberen Fläche nach außen verlaufen, aufweist, der Schutzaufbau für elektrische Fahrzeugkomponenten weiterhin Folgendes aufweist: eine mittige Platte mit zwei rinnenförmigen Seitenenden, die in Fahrzeuglängsrichtung verlaufen und unter den inneren Anschlussflächen der beiden Teildeckel angeordnet sind, und vordere und rückwärtige Anschlussflächen, die im Wesentlichen die gleiche Form wie die vorderen bzw. rückwärtigen Anschlussflächen der beiden Teildeckel aufweisen, und die rinnenförmigen Kanten der einen bzw. der mehreren Platten derart befestigt sind, dass sie unter den Anschlussflächen der beiden Teildeckel und der mittigen Platte angeordnet sind.
Schutzaufbau für elektrische Fahrzeugkomponenten nach Anspruch 5, wobei der Deckel, die vordere Platte, die rückwärtige Platte, das Paar Seitenplatten und die mittige Platte aus einem metallischen Material gebildet sind, und der Schutzaufbau für elektrische Fahrzeugkomponenten ferner ein Versteifungselement aufweist, das auf dem Fahrzeugboden angeordnet ist und die mittige Platte unterstützt.
Schutzaufbau für elektrische Fahrzeugkomponenten nach Anspruch 1, wobei der Schutzaufbau für elektrische Fahrzeugkomponenten ferner ein Sockelteil aufweist, das die elektrische Komponente derart unterstützt, dass diese sich an einem höheren Ort als der Fahrzeugboden befindet.
Schutzaufbau für elektrische Fahrzeugkomponenten nach Anspruch 1, wobei das Fahrzeug ein Elektromobil, ein Hybrid-Elektrofahrzeug oder ein Plug-in-Hybridfahrzeug ist, und die elektrische Komponente eine elektrische Hochspannungskomponente ist, die mit hoher Spannung arbeitet und dazu dient, den Motor zu betreiben.