轮内马达车辆的制作方法

相关申请的交叉引用

本公开根据35u.s.c.§119要求在2018年10月25日提交的日本专利申请no.2018-201101的优先权。该申请的内容通过引用以其整体并入本文。

本公开涉及一种配备有轮内马达的轮内马达车辆。

背景技术：

利用置放在车轮内的轮内马达作为驱动源运行的轮内马达车辆是已知的。日本专利特开no.2010-264823公开了一项涉及设置有这种轮内马达的电动车辆的技术。该技术的电动车辆包括用于独立地驱动每个车轮的轮内马达。每个轮内马达设置有逆变器。即，在日本专利特开no.2010-264823的电动车辆中，为四个车轮中的每一个设置轮内马达和逆变器。该技术的电动车辆包括用于向每个逆变器供应直流(dc)电力的电池。

技术实现要素：

供应到轮内马达的电池的电力由包括诸如逆变器的电气构件的电力控制单元(pcu)控制。在为车轮的轮内马达提供独立的电力控制单元的构造中，需要与轮内马达的数目相对应的电力控制单元的数目。由于在电池和轮内马达之间的位置关系对于每个电力控制单元不同，因此需要专门的设计来进行优化。

在上述传统技术中，作为pcu的逆变器的数目被分配给轮内马达，但其结构和布置未被优化。因此，在上述传统技术中，存在的问题是，简化该多个电力控制单元的结构并且布设要连接的电缆。

本公开的目的是提供一种能够优化车辆中的每个电力控制单元的结构和布置的轮内马达车辆，在该车辆中，多个轮内马达由不同的电力控制单元控制。

本公开的第一方面被应用于轮内马达车辆，以便实现以上目的。轮内马达车辆包括对应于一对车轮中的每一个设置的一对轮内马达、用于存储用于驱动该一对轮内马达的电力的电池和对应于该一对轮内马达中的每一个设置的一对电力控制单元。该一对电力控制单元包括具有共同结构的两个电力控制单元。电力控制单元包括长方体外壳、用于连接被连接到轮内马达的电动发电机电缆的、设置在长方体外壳的第一侧表面上的电动发电机端子和用于连接被连接到电池的电池电缆的、设置在与第一侧表面正交的第二侧表面上的电池端子。该一对电力控制单元中的每一个被布置成使得电动发电机端子中的每一个面向定位相应的轮内马达的车辆宽度方向，并且电池端子中的每一个在车辆前后方向上面向相同的方向。

本公开的第二方面在第一方面中具有以下进一步的特征。

该一对电力控制单元被布置成使得相对的侧表面彼此接触。

本公开的第三方面在第一方面中还具有以下特征。

电力控制单元包括设置在内部的冷却器和用于在冷却器和外部管道之间连接的、设置在与第二侧表面相反的侧表面上的连接端口。

本公开的第四方面在第一方面中具有以下特征。

该一对电力控制单元中的每一个被布置成使得电池端子中的每一个面向布置电池的方向。

本公开的第五方面在第一方面中还具有以下特征。

该车辆包括两组所述一对轮内马达和两组所述一对电力控制单元。

本公开的第六方面被应用于轮内马达车辆，以便实现以上目的。

轮内马达车辆包括对应于一对车轮中的每一个设置的一对轮内马达、用于存储用于驱动该一对轮内马达的电力的电池和对应于该一对轮内马达中的每一个设置的一对电力控制单元。该一对电力控制单元包括具有共同结构的两个电力控制单元。电力控制单元包括长方体外壳、用于连接被连接到轮内马达的电动发电机电缆的、设置在长方体外壳的第一侧表面上的电动发电机端子和用于连接被连接到电池的电池电缆的、设置在与第一侧表面正交的上表面上的电池端子。电池端子被构造为沿着上表面在任意方向上连接电动发电机电缆。该一对电力控制单元中的每一个被布置成使得电池端子中的每一个在竖直方向上面向相同的方向，并且电动发电机端子中的每一个面向定位相应的轮内马达的车辆宽度方向。

本公开的第七方面在第六方面中具有以下特征。

该一对电力控制单元被布置成使得相对的侧表面彼此接触。

本公开的第八方面在第六方面中具有以下特征。

电力控制单元包括设置在内部的冷却器和用于在冷却器和外部管道之间连接的、设置在与上侧表面相反的底表面上的连接端口。连接端口被构造为沿着底表面在任意方向上连接外部管道。

根据第一方面，具有共同结构的该两个电力控制单元被布置成使得各个电动发电机端子面向相应的轮内马达一侧，并且各个电池端子面向相同的方向。根据这种布置，能够在使各个电力控制单元的结构共同的同时防止电缆布设的复杂化。

根据第二方面，具有共同结构的该两个电力控制单元被布置成使得相对表面彼此接触。这使得能够使电力控制单元紧凑。

根据第三方面，该两个电力控制单元被布置成使得冷却器的相应的连接端口被设置在相同方向上。结果，能够防止连接到冷却器的连接端口的外部管道变得复杂。

根据第四方面，电池端子被设置在面向布置电池的一侧的位置处。这使得能够防止电池电缆的布设变得复杂。

根据第五方面，即使在四个车轮上具有轮内马达的车辆中，也能够防止电动发电机电缆和电池电缆的布设变得复杂。

根据第六方面，设置在电力控制单元的上表面上的电池端子被构造为可沿着上表面在任意方向上连接。根据这种构造，该一对电力控制单元的电池电缆能够被从相同方向连接。

根据第七方面，相同形状的两个电力控制单元被布置成使得相对的表面接触。这使得能够使电力控制单元紧凑。

根据第八方面，设置在电力控制单元的下表面上的冷却管道的连接端口被构造为可沿着下表面在任意方向上连接。根据这种构造，该一对电力控制单元的外部管道能够被从相同方向连接。

附图说明

图1是示出根据实施例1的轮内马达车辆的构造的图；

图2是示出pcu的外观的平面视图；

图3是示出pcu的外观的前视图；

图4是概略地示出pcu的内部结构的内部框图；

图5是概略地示出pcu的车内结构的平面视图；

图6是从车辆后侧看到的pcu的车内结构的立体图；

图7是从车辆前侧看到的pcu的车内结构的立体图；

图8是示出根据实施例1的轮内马达车辆的改型的构造的图；

图9是概略地示出用于前轮的pcu的车内结构的平面视图；

图10是概略地示出根据第二实施例的pcu的车内结构的平面视图；

图11是概略地示出根据第二实施例的pcu的车内结构的前视图；并且

图12是概略地示出根据第二实施例的pcu的车内结构的底视图。

具体实施方式

下面将参考附图描述本公开的实施例。注意，当在如下所示实施例中提及分别的元件的数目、数量、量、范围等的数字时，除非另外特别明确地描述或者除非在理论上由该数字明确指定了本公开，否则本公开不限于所提及的数字。此外，除非特别明确地示出，或者除非在理论上由该结构、步骤等明确地指定了本公开，否则在如下所示实施例中描述的结构、步骤等对于本公开而言并不总是必不可少的。

第一实施例

1-1.第一实施例的轮内马达车辆的构造

在下文中，将参考附图描述第一实施例。图1是示出根据第一实施例的轮内马达车辆的构造的图。在以下描述中，车辆100的行进方向(纵向方向)被定义为x方向，车辆100的车辆宽度方向(横向方向)被定义为y方向，并且车辆100的高度方向(竖直方向)被定义为z方向。在z方向上的符号在向上方向上被定义为“正”。

根据第一实施例的轮内马达车辆100包括四个车轮10。在该四个车轮10中，前轮和后轮在x方向上彼此分开布置，并且左轮和右轮在沿y方向延伸的同一轴上彼此分开布置。在下面的描述中，特别是在区分车轮10时，右前轮、左前轮、右后轮和左后轮分别被表示为车轮10fr、10fl、10rr和10rl。

在该一对车轮10rr和10rl内部，置放了用于独立地驱动相应的车轮的轮内马达12。在下面的描述中，当特别区分为车轮10rr和10rl设置的轮内马达12时，它将分别被称为轮内马达12rr和12rl。

例如，该一对轮内马达12rr和12rl被构造为无刷马达。轮内马达12rr和12r1的旋转扭矩被分别传递到相应的车轮10rr和10rl。在根据第一实施例的车辆100中，通过独立地控制轮内马达12rr和12rl的旋转扭矩，能够独立地控制在车轮10rr和10rl中产生的制动力和驱动力。

该一对轮内马达12rr和12rl经由电动发电机电缆14连接到相应的电力控制单元20。在下文中，电力控制单元20被简称为“pcu”20。在以下解释中，当电动发电机电缆14和连接到该一对轮内马达12rr和12rl的pcu20被特别地彼此区分时，它们被分别表示为电动发电机电缆14rr和14rl与pcu20rr和20rl。该一对pcu20包括具有相同结构的两个pcu20rr和20r1。稍后将详细描述分别的pcu20的构造和布局。例如，电动发电机电缆14被构造为用于传递三相交流电的三相电缆。

电池16被置放在车辆100的中央处。电池16经由电池电缆18被连接到pcu20。pcu20升高从电池16供应的dc电力并将dc电力转换成ac电力。pcu20将转换后的ac电力供应到轮内马达12。结果，轮内马达12通过动力运行控制产生驱动扭矩，并直接向车轮10rr和10rl产生驱动力。

散热器22被置放在车辆100的前部。如稍后将详细描述地，pcu20包括用于冷却通过供应电力产生的热量的冷却器。散热器22经由外部管道24被连接到pcu20的冷却器。通过使冷却剂循环通过外部管道24，通过在散热器和冷却器之间交换热量来冷却pcu20。

1-2.电力控制单元的构造

接下来，将描述pcu20的构造。图2是示出pcu的外观的平面视图。图3是示出pcu的外观的前视图。图4是概略地示出pcu的内部结构的内部构造图。如图2和3所示，pcu20具有长方体外壳。在下面的描述中，绘图中的右侧表面(垂直于-y方向的侧表面)被表示为第一侧表面s1，前侧表面(垂直于+x方向的侧表面)被表示为第二侧表面s2，绘图中的左侧表面(垂直于+y方向的侧表面)被表示为第三侧表面s3，并且后侧表面(垂直于-x方向的侧表面)被表示为第四侧表面s4。另外，绘图中的顶表面(垂直于+z方向的侧表面)由顶表面s5表示，并且底表面(垂直于-z方向的侧表面)由底表面s6表示。如图2和3所示，pcu20的第一侧表面s1垂直于第二侧表面s2。pcu20的第一侧表面s1面对第三侧表面s3。此外，pcu20的第二侧表面s2面对第四侧表面s4。

如图2和图3所示，pcu20包括用于连接电动发电机电缆14的电动发电机端子202、用于连接电池电缆18的电池端子204和用于连接外部管道24的连接端口206。电动发电机端子202被置放在pcu20的第一表面s1上。电池端子204被置放在pcu20的第二侧表面s2上。连接端口206被置放在第四侧表面s4上。pcu20的第三侧表面s3未设置用于与另一个装置连接的端子或连接端口。

用于控制供应到轮内马达12的电力的各种电气构件被安装在pcu20内部。具体地，如图4所示，pcu20包括上盖210、控制电路212、逆变器壳体214、包括冷却器和电卡的电堆216、电容器218、电流传感器220、电抗器222、转换器壳体224、dc/dc转换器226和下盖228。

1-3.电力控制单元的车内结构

接下来，将描述是第一实施例的车辆100的特征的pcu20的车内结构。图5是概略地示出pcu的车内结构的平面视图。图6是从车辆后侧看到的pcu的车内结构的立体图。图7是从车辆前侧看到的pcu的车内结构的立体图。如这些图所示，根据第一实施例的车辆100包括用于控制轮内马达12rr的pcu20rr和用于控制轮内马达12rl的pcu20rl。在该一对pcu20rr和20r1中，pcu20r1在x方向上围绕轴线旋转180度，使得两者相对于平行于x轴的轴线a1轴向对称。该一对pcu20rr和20r1被布置成使得第三侧表面s3彼此接触。

根据这种布置的pcu20，pcu20rr的电动发电机端子202rr直接朝向在其中布置轮内马达12rr的车辆的右侧(即，-y侧)，并且pcu20rl的电动发电机端子202rl直接朝向在其中布置轮内马达12r1的车辆的左侧(即，+y侧)。这使得能够防止电动发电机电缆14rr和14rl的布设变得复杂。

pcu20rr的电池端子204rr和pcu20rl的电池端子204rl这两者都面向电池16位于其中的车辆的前侧(即，+x方向)。以这种方式，由于电池端子204rr和204rl被沿相同方向设置，因此能够防止电池电缆18的连接变得复杂。

pcu20rr的连接端口206rr和pcu20rl的连接端口206r1这两者都面向车辆的后侧(即，-x方向)。这使得能够防止外部管道24变得复杂。

pcu20具有第三侧表面s3，在该第三侧表面s3上未设置用于与另一个装置连接的端子或连接端口。结果，pcu20rr和20rl能够被布置成彼此接触，从而能够使布置紧凑。

如上所述，根据第一实施例的车辆100，由于能够通过使用具有相同构造的一对pcu20而不需要与两个轮内马达的控制相对应的专用pcu来处理该问题，所以能够提供一种成本降低效果优异的轮内马达车辆。

1-4.改型示例

可以如下所述地修改第一实施例的轮内马达车辆100。

该一对pcu20rr和20r1可以被置放成不彼此接触。也就是说，该一对pcu20rr和20r1可以在第三侧表面s3之间具有间隙。这也适用于稍后将描述的第二实施例的车辆100。

pcu20可以被构造为不带有冷却器。在这种情况下，由于pcu20不包括连接端口206，因此不需要考虑连接端口206的布局。

在电池16和pcu20之间的位置关系不受特别限制。也就是说，电池16可以不被置放在面对pcu20的第二侧表面s2的一侧上，而是被置放在例如面对pcu20的第四侧表面s4的一侧上。这也适用于稍后将描述的第二实施例的车辆100。

轮内马达车辆100可以具有这样的构造，其中，不仅后轮而且所有四个车轮10都设置有轮内马达。图8是示出根据第一实施例的轮内马达车辆的改型的构造的图。在该图所示改型中，除了上述图1所示车辆100的构造之外，用于独立地驱动相应车轮的轮内马达12fr和12fl也被置放在车轮10fr和10fl内部。轮内马达12fr和12fl分别经由电动发电机电缆14fr和14fl被连接到相应的前轮pcu20fr和20fl。也就是说，在绘图中示出的改型的车辆10包括两对轮内马达12和两对pcu20。

图9是概略地示出用于前轮的pcu的车内结构的平面视图。如在该图中示出地，用于前轮的该一对pcu20fr和20fl的布局与图1所示用于后轮的该一对pcu20rr和20rl的布置相同。具体地，pcu20fr的电动发电机端子202fr面向在其中置放轮内马达12fr的车辆的右侧(即，-y侧)，并且pcu20fl的电动发电机端子202fl面向在其中置放轮内马达12fl的车辆的左侧(即，+y侧)。pcu20fr的电池端子204fr和pcu20fl的电池端子204fl这两者都面向其中定位电池16的车辆的前部。根据这种布置，即使使用具有共同结构的四个pcu20，也能够有效地防止电动发电机电缆14和电池电缆18的复杂布设。

第二实施例

接下来，将描述第二实施例的轮内马达车辆的特征。

2-1.电力控制单元的特征

根据第二实施例的轮内马达车辆100的特征在于pcu20电池端子的布局和结构。图10是概略地示出根据第二实施例的pcu的车内结构的平面视图。图11是概略地示出根据第二实施例的pcu的车内结构的前视图。图12是概略地示出根据第二实施例的pcu的车内结构的底视图。如在这些绘图中示出地，可变连接方向的电池端子208rr和208rl被分别布置在该一对pcu20rr和20rl的上表面s5上。电池端子208rr和208rl被构造为使得电池电缆18的连接方向能够沿着上表面s5在任意方向上调节。电池端子208rr和208rl的结构不受特别限制。也就是说，电池端子208rr和208r1可以通过使用用于灵活地旋转端子的定向的已知技术来实现。

在该一对pcu20rr和20r1中，pcu20r1围绕z方向轴线旋转180度，使得两者相对于z轴轴向对称。该一对pcu20rr和20r1被布置成使得第三侧表面s3彼此接触。

此外，如在这些图中示出地，可变连接方向的连接端口209rr和209rl被分别布置在该一对pcu20rr和20rl的底表面s6上。连接端口209rr和209rl被构造为使得能够沿着底表面s6在任意方向上调节与外部管道24的连接方向。连接端口209rr和209rl的结构不受特别限制。也就是说，连接端口209rr和209rl可以通过使用用于灵活地旋转连接端口的方向的已知技术来实现。

根据这种布置的pcu20，pcu20rr的电动发电机端子202rr面向其中布置轮内马达12rr的车辆的右侧(即，-y侧)，并且pcu20r1的电动发电机端子202rl面向其中布置轮内马达12rl的车辆的左侧(即，+y侧)。这使得能够防止电动发电机电缆14rr和14rl的布设变得复杂。

pcu20rr的电池端子208rr和pcu20rl的电池端子208rl这两者都使与电池电缆18的连接方向指向其中置放电池16的车辆的前部(+x方向)。这使得能够防止电池电缆18的布设变得复杂。

pcu20rr的连接端口209rr和pcu20rl的连接端口209rl这两者都使与外部管道24的连接方向指向其中置放散热器22的车辆的前部(+x方向)。这使得能够防止外部管道24变得复杂。

2-2.改型示例

可以如下所述地修改第二实施例的轮内马达车辆100。

pcu20可以被构造为不带有冷却器。在这种情况下，pcu20不需要考虑端口209rr、209r1的构造和布置。

轮内马达车辆100可以被构造为在所有四个车轮10上都具有轮内马达。在这种情况下，类似于第一实施例的车辆100的构造，可以提供具有与第二实施例的该一对pcu20rr和20rl相同的构造的该一对pcu20fr和20fl。

该一对pcu20rr和20r1不限于电池端子208rr、208r1指向上方(+z方向)的实施例，而可以被放置成使得电池端子208rr、208r1指向下方(-z方向)。