专利名称：高压电气设备外壳的布置结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高压电气设备外壳的布置结构。
背景技术：
作为关于用来将高压电气设备布置在汽车车身地板上的高压电气设备布置结构的技术，曾经提出了这样一种技术，其中将用于控制正在运行的电动机的电动机控制单元分别设置在驾驶员座椅和前排乘客座椅下面，并将用于存储用于运行电动机的电能的蓄电池设在后排座椅的下面(例如参见JP-7-112620)。
在上述结构中，电动机控制单元分别设在驾驶员座椅和前排乘客座椅的下面，并且蓄电池设在后排座椅的下面，由于沉重部分被分散固定在适当的位置，所以不能说可以在车辆上实现良好的重量分配，因此仍然留有进一步改进的余地。另外，在将蓄电池安置在后排座椅下面的结构中，如此放置的蓄电池会对后排座椅的座位布置构成中断，这尤其在休闲车中是常见的，并且因此产生不能获得良好的座位布置的问题。
发明内容
因此，本发明的一个目的在于提供一种高压电气设备外壳的布置结构，该结构能够实现良好的重量分配和良好的座椅布置，并且可以获得优异的产品质量。
为了实现该目的，根据本发明的第一实施方案，提供了一种用于将高压电气设备外壳(例如在一个实施方案中的高压电气设备外壳30)布置在汽车车身地板(例如在该实施方案中的汽车车身地板16)上的结构，其中，所述高压电气设备外壳布置在沿横向平行设置的驾驶员座椅(在该实施方案中的驾驶员座椅22)和前排乘客座椅(例如在该实施方案中的前排乘客座椅23)之间。
因此，由于高压电气设备外壳布置在沿横向平行设置的驾驶员座椅和前排乘客座椅之间，所以在作为笨重物件的蓄电池容放在高压电气设备外壳的情况下，必须避免将蓄电池布置在后排座椅下面。而且，可以将高压电气设备外壳设置在安装于汽车前部中的空调器附近。
根据本发明的第二方面，提供了一种如在本发明第一方面中所述的高压电气设备外壳的布置结构，其中，所述高压电气设备外壳被布置成延伸到驾驶员座椅和前排乘客座椅中的至少一个的下面。
因此，由于高压电气设备外壳被布置成延伸至驾驶员座椅或前排乘客座椅的下面，所以可以防止增加位于驾驶员座椅和前排乘客座椅之间的一部分外壳的高度。
根据本发明的第三方面，提供了一种如在本发明第二方面中所述的高压电气设备外壳的布置结构，其中，所述高压电气设备外壳包括一个在其上部中的纵向延伸的凹入部分(例如在该实施方案中的凹入部分48)，并且座椅导轨(例如在该实施方案中的座位导轨25)以沿纵向跨过凹入部分的方式设置。
因此，由于座椅导轨被设置成沿纵向跨过在高压电气设备外壳的上部中的凹入部分，所以该高压电气设备外壳的拆除会由于构成其的中断部分的座位导轨而受到限制。
根据本发明的第四方面，提供了一种如在本发明第一至第三方面之一中所述的高压电气设备外壳的布置结构，其中，蓄电池(例如在该实施方案中的蓄电池32)以及逆变器(例如在该实施方案中的逆变器33)在一个位于驾驶员座椅和前排乘客座椅之间的位置处布置在高压电气设备外壳中。
因此，由于蓄电池和逆变器在位于驾驶员座椅和前排乘客座椅之间的位置处布置在高压电气设备外壳中，在将蓄电池的直流功率转换成在逆变器处供使用的交流功率的情况中，蓄电池和逆变器可组合在一起，并且可以将所需的配线做得较短。
图1为表示根据本发明一实施方案的高压电气设备外壳的布置结构的透视图；图2为根据本发明该实施方案的高压电气设备外壳的布置结构的前侧剖视图；图3为表示在根据本发明该实施方案的高压电气设备外壳的布置结构中的高压设备的布置的透视图；图4为示出了根据本发明该实施方案的高压电气设备外壳的布置结构的分解透视图；图5为从下面看到的根据本发明该实施方案的高压电气设备外壳的布置结构中的汽车车身地板的视图；以及图6为示出了与在根据本发明该实施方案的高压电气设备外壳的布置结构中的空调器相关的结构的示意图。
具体实施例方式
下面将参照附图对根据本发明的高压电气设备外壳的布置结构的一个实施方案进行说明。要指出的是，当在这里使用时，例如前、后、左和右的方向指示术语是指相对于向前行驶的车辆而言的前、后、左和右。
本实施方案说明了这样一个实施例，其中将本发明应用于一种混合动力车辆，该车辆通过适当地控制内燃机(未示出)的驱动力和运行的电动机(也未示出)的驱动力来行驶，并且在这些附图中，参考标号11表示该车辆的地板面板。如图1和2所示，以直角与纵向相交的横截面被制成闭合形状的侧底框梁12(汽车车身的框架部分)以沿纵向延伸的方式形成于地板面板11的横向外侧上。
如图2所示，被制成向下突出的左、右纵梁13(汽车车身的框架部分)在侧底框梁12的横向向内的位置处按照沿着汽车的纵向延伸这样一种方式固定在地板面板11的底面上。这些纵梁13与地板面板11一起形成闭合的横截面，这些横截面与纵向垂直地相交。
如图5所示的向下突出的横梁(汽车车身的框架构件)14以与两个纵梁13均相交并且在其端部处与两个侧底框梁12都连接这样一种方式设置在地板面板11的底面上。另外，向下突出的横梁(汽车车身的框架构件)15在地板面板11的底面上以与两个纵梁13均相交并且在其端部处与两个侧底框梁12都连接这样一种方式设置在横梁14后面。要指出的是，车身地板16由地板面板11和横梁14、15构成。
于是，构成最前排座椅并且每个都具有从下面支撑乘客臀部的座垫20和从后面支撑乘客背部的座椅靠背的驾驶员座椅22和前排乘客座椅23沿着横向平行地布置在横梁14、15上方。
换句话说，用于驾驶员座椅的一对左、右座椅导轨25的前端部分和后端部分固定在地板面板11上，并且驾驶员座椅22以可沿着纵向滑动的方式支撑在这些座椅导轨25上。同样，用于前排乘客座椅的一对左、右座椅导轨25的前端部分和后端部分固定在地板面板11上，并且前排乘客座椅23以可沿着纵向滑动的方式支撑在这些座椅导轨25上。
然后，在该实施方案中，高压电气设备外壳30按照从沿横向平行设置的驾驶员座椅22和前排乘客座椅23之间进一步延伸至前排乘客座椅23下面这样一种方式布置，并且被设置成相对于其纵向位置与驾驶员座椅22和前排乘客座椅相匹配。
如图4所示，高压电气设备外壳30安装在地板面板11上。该高压电气设备外壳30具有形成其外部的外壳主体31、高压蓄电池32、逆变器33和PCU(功率控制单元)34。高压蓄电池32设在外壳主体31内，作为用于与运行的电动机(未示出)交换电能的高压电气部分。逆变器33也设在外壳主体31内，作为用于将直流功率转换成与工业电源相同的交流功率(100V交流电)的高压电气部分。PCU(功率控制单元)34也设在外壳主体31内，作为用于控制运行电动机的操作的高压电气部分。
作为沉重部件的高压蓄电池32安装在位于驾驶员座椅22和前排乘客座椅之间的汽车车身地板16上，即，安装在汽车车身的基本上为中央的位置处，用螺栓直接固定在后横梁15上，并且使地板面板11插置在其间，如图3所示，其中省略了地板面板11。另外，PCU 34用螺栓固定在平板状构件36上，而该平板状构件36通过螺栓固定在左侧纵梁13和后横梁15上，并且使地板面板11插置在其间。逆变器33以与之纵向相邻的方式设置在高压蓄电池32后面，并且用螺栓直接固定在后横梁15上，而且使地板面板11介于其间。要指出的是，这些高压蓄电池32、逆变器33和PCU 34沿着横向布置在纵梁13之间。
外壳主体31在其下部中具有一开口并且从高压蓄电池32、逆变器33和PCU 34上方以覆盖它们的方式放置，以便用螺栓连接在地板面板11上。
如图4所示，外壳主体31具有一顶板部分40、一从顶板部分40的后端边缘部分向下垂直延伸的后板部分41、从顶板部分40的左、右侧边缘部分向下垂直延伸以便与汽车的横向垂直相交并且彼此相互平行的左、右侧板部分42以及一从顶板部分40的前端边缘部分向下垂直延伸的前板部分43。
如图1所示，在位于驾驶员座椅22和前排乘客座椅23之间的一部分外壳主体31处形成第一容纳部分45，并且在由前排乘客座椅23覆盖的部分处形成第二容纳部分46，同时如图4所示。另外，使在外壳主体31上处于第一容纳部分45和第二容纳部分46之间的部分成为一个低于第一和第二容纳部分45、46的连接部分47。因此，在作为高压电气设备外壳30的上部的连接部分47的上侧上形成纵向延伸的凹入部分48。
然后，以这样一种方式将外壳主体31连接在地板面板11上，即，使高压蓄电池32和逆变器33由第一容纳部分45覆盖，PCU34和平板状构件36由第二容纳部分46覆盖。另外，图2中所示的用来连接高压蓄电池32和PCU 34的高压电缆50和从PCU 34延伸至用于驱动车辆的运行电动机(未示出)的高压电缆51由连接部分47覆盖。
此处，虽然高压电缆51从PCU 34延伸至汽车车身地板16的底面，这里，用于四轮驱动车辆的汽车车身被用于前轮驱动车辆，并且如图5所示，高压电缆51铺设在地板面板11的横向中央处，在该位置处，由双点划线表示的传动轴52设置在四轮驱动车辆中。
如图1和2所示，在四个座椅导轨25中，作为用于前排乘客座椅23的其中一个座椅导轨25位于面向驾驶员座椅22的一侧上，以便以沿纵向跨在凹入部分48上的方式进入在外壳主体31上的纵向延伸的凹入部分48。
如图1所示，进气道55在配合第一容纳部分45的范围的部分处连接在外壳主体31的前板部分43上。该进气道55沿着汽车车身地板16向前延伸，并且按照如图6中所示的示例性方式与在仪表板56内的空调器57的空调器管道58连通。另外，如图2所示，其中安装有风扇装置60的排气道61在其外侧上连接在左侧板部分42的下部上。
在外壳主体31的后板部分41上设有一用来使图4中所示的外部电源端子62能够朝客厢内部露出的开口(未示出)。在逆变器33的后部设有用来为外部设备提供在逆变器33处转换的交流电的外部电源端子62。
另外，在外壳主体31的第一容纳部分45的上部上装有一中间控制台63。在该中间控制台63的上部中形成可以放置饮料容器的杯子保持托架部分64和可以放置小物品的小物品收纳凹部65。
这里，从图6中所示的空调器57送出并且通过图2中所示的进气道55的进气口66被引入在外壳主体31的第一容纳部分45内的上部的调节过的空气在第一容纳部分45中从顶部向底部运动，横向地穿过连接部分47的内部，进而横向穿过第二容纳部分46的内部，并且从排气道61的排气口68排进客厢内部。当这些发生时，还通过在排气道61中的风扇装置60从外壳主体31的内部吸入调节过的空气。因此，外壳主体31的连接部分47另外用作一连接管道，它在第一容纳部分45和第二容纳部分46之间形成连通。
然后，当经过第一容纳部分45时，调节过的空气分别调节在高压蓄电池32中的蓄电池主体67和逆变器33的温度，并且还在经过第二容纳部分46时调节PCU 34的温度。
如图6所示，安装在仪表板56中的空调器57的空调器管道58在始终在空调器57中保持恒温的蒸发器69和加热器70之间分叉，然后能够与进气道55连通，而且可以打开和关闭的第一闭合部分71设在该分叉位置处。也就是说，第一闭合部分71被布置成可在打开状态和闭合状态之间切换，其中，在所述打开状态，由在空调器57中的风扇72送出并且已经通过蒸发器69的部分调节过的空气能够流入进气道55，在所述闭合状态，不允许任何这种经过调节的空气流入进气道55。要指出的是，不能流入进气道55的经过调节的空气通过空调器管道58被吹出送入客厢。第一温度传感器73设在进气道55内。
这里，在客厢中温度通常是最低的位置为在位于驾驶员座椅22和前排乘客座椅之间的地板面板11附近的位置。如图2所示，在位于顶板部分40和处于最低温度位置处的外壳主体31的右侧板部分42之间的边界部分中形成可以打开和闭合的第二闭合部分75。也就是说，第二闭合部分75被布置成在打开状态和闭合状态之间切换，其中，在所述打开状态，空气能够在客厢内部和外壳主体31的内部之间流动，在所述闭合状态，空气不能在客厢内部和外壳主体31的内部之间流动。在第二闭合部分75被切换到打开状态并且排气道61中的风扇装置60开始从外壳主体31的内部吸入空气的情况下，将空气从第二闭合部分75引入外壳主体31的第一容纳部分45中，然后使这样引入的空气依次通过第一容纳部分45、连接部分47和第二容纳部分46，最终从排气道61排进客厢。于是，该空气在通过第一容纳部分45时调节高压蓄电池32和逆变器33的温度，并且在通过第二容纳部分46时调节PCU 34的温度。第二温度传感器76设在位于第二闭合部分75附近的外部。
然后，根据由蓄电池温度传感器(未示出)检测到的高压蓄电池32的温度以及第一温度传感器73和第二温度传感器76的检测结果来控制第一闭合部分71和第二闭合部分75的打开和关闭。也就是说，将在驾驶员座椅22和前排乘客座椅23之间的位置的温度和在空调器57中的调节过的空气的温度进行比较，并且将在那时其温度适合高压蓄电池32的空气抽进外壳主体31中。例如按照下面的方式进行其控制。
在对高压蓄电池32的温度进行检测从而蓄电池温度T为例如20℃的预定值的情况下，停止在排气道61中的风扇60。换句话说，在当前温度为适合高压蓄电池32的温度的情况下，不进行温度调节。
在蓄电池温度T高于例如为20℃的预定值的情况下，启动在排气道61中的风扇60。另外，将由第一温度传感器73检测的空调器57周围区域的温度T1和由第二温度传感器76检测的位于驾驶员座椅和前排乘客座椅之间的区域的温度T2进行比较。在T1＝T2的情况下，位于第二温度传感器76一侧上的第二闭合部分75关闭，而位于第一温度传感器73一侧上的第一闭合部分71打开。在T1＞T2的情况下，在第二温度传感器76一侧上的第二闭合部分75打开，而位于第一温度传感器73一侧上的第一闭合部分71关闭。在T1＜T2的情况下，位于第一温度传感器73一侧上的第一闭合部分71打开，而在第二温度传感器76一侧上的第二闭合部分75关闭。换句话说，当高压蓄电池32的温度较高并且需要对滞留在空调器57中以及位于驾驶员座椅和前排乘客座椅之间的空气进行冷却时，使温度更低的空气流进高压电气设备外壳30中。
在蓄电池温度T低于例如为20℃的预定温度的情况下，驱动在排气道61中的风扇60。另外，将在空调器57周围的区域的温度T1和在驾驶员座椅和前排乘客座椅之间的区域的温度T2进行比较。在T1＝T2的情况下，位于第二温度传感器76一侧上的第二闭合部分75关闭，而位于第一温度传感器73一侧上的第一闭合部分71打开。在T1＞T2的情况下，位于第一温度传感器73一侧上的第一闭合部分71打开，而位于第二温度传感器76一侧上的第二闭合部分75关闭。在T1＜T2的情况下，在第二温度传感器76一侧上的第二闭合部分75打开，而在第一温度传感器73一侧上的第一闭合部分71关闭。换句话说，当高压蓄电池32的温度较低并且需要对滞留在空调器57中和位于驾驶员座椅和前排乘客座椅之间的空气进行加热时，使具有较高温度的空气流进高压电气设备外壳30。
因此，如前面所述，根据本实施方案，由于高压电气设备外壳30布置在沿横向平行布置并且构成第一排座椅的驾驶员座椅22和前排乘客座椅23之间，而且高压蓄电池32容纳在该高压电器设备外壳30中，所以必须避免将高压蓄电池32设置在后排座椅例如第二排或第三排座椅的下面。因此，由于可以使重量分配更好并且对于后排座椅例如第二排或第三排座椅可以实现更好的座椅布置，从而导致有效地利用客厢，所以可以获得优异的产品质量。另外，由于高压电器设备外壳30可以布置在安装于车辆前部中的空调器57附近，所以可以使进气道55做得更短，并且有利于将经过温度调节的空气引入高压电气设备外壳30。
另外，由于使高压电气设备外壳30延伸至前排乘客座椅23的下面，所以可以将布置在驾驶员座椅22和前排乘客座椅23之间的部分的高度保持较低。因此，例如通过将中间控制台63布置在高压电器设备外壳30的设置于驾驶员座椅22和前排乘客座椅23之间的部分30处，可以有效地利用客厢内的空间。
此外，由于使高压电器设备外壳30延伸至前排乘客座椅23的下面，所以在高压蓄电池32和PCU 34在高压电器设备外壳30中平行地设置并且蓄电池和PCU通过高压电缆50彼此相互连接的情况下，高压电缆50也可以被容纳在高压电器设备外壳30内。
另外，由于使高压电气设备外壳30延伸至前排乘客座椅23的下面，从而高压蓄电池32和PCU 34在高压电气设备外壳30内平行地布置，所以高压电气设备外壳30可以被额外用作用来调节高压蓄电池32和PCU 34的温度的管道，因此可以降低空调器系统的总重量和成本。要指出的是，可以使高压电气设备外壳30延伸至驾驶员座椅23的下面，此外，可以使高压电气设备外壳30延伸至驾驶员座椅22和前排乘客座椅23两者的下面。
此外，由于座椅导轨25以沿纵向跨在位于高压电气设备外壳30的上部的凹入部分48上的方式布置，因此由于座椅导轨25构成其中断部分，所以可以限制高压电气设备外壳30的突然拆卸。
另外，由于高压蓄电池32和逆变器33设置在位于驾驶员座椅22和前排乘客座椅23之间的高压电气设备外壳30的位置处，所以在如前面所述地把高压蓄电池32的直流功率转换成在逆变器33处供使用的交流功率的情况下，蓄电池和逆变器可以被布置成组合在一起，并且可以使需要铺设在其间的配线更短。此外，由于外部电源端子62可以设置在位于驾驶员座椅22和前排乘客座椅23之间的位置处，所以可以改善操纵外部电气设备方面的便利性。
由于通过将四轮驱动车辆的车身地板16用于前轮驱动车辆而使高压电缆51铺设在四轮驱动车辆的传动轴52否则将安置的位置上，可以将对汽车车身的必要改造限制到最小程度，并且由于高压电缆51可以线性地铺设，所以其长度可以缩短，因此可以降低电缆的重量和成本。
通过将作为高压电气部分的高压蓄电池32固定在横梁15上并且通过平板状构件36将也是高压电气部分的PCU 34固定在横梁15上，不需要任何新的框架，因此可以避免成本和重量的增加。另外，可以保持对汽车车身尽可能少地改造。
通过将作为高压电气部分的高压蓄电池32和PCU 34布置在左、右纵梁13之间，可以通过纵梁13来保护高压蓄电池32和PCU 34。
由于将是客厢内温度最低的位置的位于驾驶员座椅22和前排乘客座椅之间的位置的温度和在空调器57中的调节过的空气的温度进行比较，从而将在任意特定时刻具有适合蓄电池的温度的空气吸进高压电气设备外壳30的外壳主体31中，可以高效地使用高压蓄电池32，并且可以降低燃油消耗。
因此，如上所述，根据本发明的第一方面，由于高压电气设备外壳布置在沿横向平行布置的驾驶员座椅和前排乘客座椅之间，所以在作为沉重物件的蓄电池容纳在该高压电气设备外壳中的情况下，必须避免将高压蓄电池设置在后排座椅下面。因此，由于可以使重量分配更好并且可以实现更好的座椅布置，导致客厢得到有效利用，所以可以获得优异的产品质量。另外，由于可以将高压电气设备外壳布置在安装于车辆前部中的空调器附近，所以有利于将经过温度调节的空气引入高压电气设备外壳中。
根据本发明的第二方面，由于使高压电气设备外壳延伸至驾驶员座椅或前排乘客座椅的下面，所以可以将布置在驾驶员座椅和前排乘客座椅之间的部分的高度保持较低。因此，通过例如将中间控制台布置在高压电气设备外壳的位于驾驶员座椅和前排乘客座椅之间的部分上，可以有效地利用客厢内的空间。
根据本发明的第三方面，由于座椅导轨以沿纵向跨过在高压电气设备外壳的上部的凹入部分的方式布置，所以高压电气设备外壳的拆卸可以由于构成其中断部分的座椅导轨而受到限制。
另外，由于高压蓄电池和逆变器设置在高压电气设备外壳的位于驾驶员座椅和前排乘客座椅之间的位置上，所以在将蓄电池的直流功率转换成逆变器处供使用的交流功率的情况下，蓄电池和逆变器可以被设置在一起，并且可以使需要铺设在它们之间的配线更短。而且，在外部电源端子被设置为逆变器的一个附加部分的情况下，可以大大提高操纵外部电气设备的便利性。
权利要求
1.一种用于将高压电气设备外壳布置在汽车车身地板上的结构，其特征为，所述高压电气设备外壳被布置在沿横向平行设置的驾驶员座椅和前排乘客座椅之间。
2.如权利要求1所述的高压电气设备外壳的布置结构，其特征为，所述高压电气设备外壳被布置成延伸至驾驶员座椅和前排乘客座椅中的至少一个的下面。
3.如权利要求2所述的高压电气设备外壳的布置结构，其特征为，所述高压电气设备外壳包括一在其上部中纵向延伸的凹入部分，并且座椅导轨按照沿纵向跨过凹入部分的方式设置。
4.如权利要求1所述的高压电气设备外壳的布置结构，其特征为，蓄电池和逆变器在位于驾驶员座椅和前排乘客座椅之间的位置上布置在所述高压电气设备外壳中。
5.如权利要求2所述的高压电气设备外壳的布置结构，其特征为，蓄电池和逆变器在位于驾驶员座椅和前排乘客座椅之间的位置上被布置在所述高压电气设备外壳中。
6.如权利要求3所述的高压电气设备外壳的布置结构，其特征为，蓄电池和逆变器在位于驾驶员座椅和前排乘客座椅之间的位置上被布置在所述高压电气设备外壳中。
全文摘要
一种高压电气设备外壳的布置结构，它被布置在沿横向平行设置的驾驶员座椅和前排乘客座椅之间，由此在作为沉重物品的蓄电池被容放在该高压电气设备外壳中的情况下，必须避免将该蓄电池设置在后排座椅下面。此外，可以将高压电气设备外壳设置在安装在汽车前部中的空调器附近。
文档编号B60N3/10GK1572563SQ20041004245
公开日2005年2月2日 申请日期2004年5月21日 优先权日2003年5月21日
发明者板东真史, 长沼充浩, 大矢聪义 申请人:本田技研工业株式会社