CN118700817A - 冷却水配管的配置结构 - Google Patents

Abstract

本发明的课题在于提供一种在来自车辆的前方的碰撞时能够有效地保护冷却水配管免受碰撞载荷的影响、防止破损的冷却水配管的配置结构。一种车辆中的冷却水配管的配置结构(1)，所述车辆具备：电机(11)，以输出轴(11a)朝向车辆的左右方向的方式配置；逆变器(12)，配置于电机(11)的大致正上方或大致正下方；以及冷却水配管(13)，供用于对电机(11)以及/或者逆变器(12)进行冷却的冷却水流动，其特征在于，在车辆的前后方向上，电机(11)的最前面的位置与逆变器(12)的最前面的位置配置为大致对齐，在电机(11)与逆变器(12)的上下方向的间隙的空间(S)配置有冷却水配管(13)。

Description

冷却水配管的配置结构

技术领域

本发明涉及搭载于车辆的冷却水配管的配置结构，特别涉及在车辆的碰撞时能够有效地保护冷却水配管的冷却水配管的配置结构。

背景技术

近年来，面向低碳社会或脱碳社会的实现的措施活跃化，为了在车辆中也削减CO₂排出量、改善能量效率，正在进行与电动化技术相关的研究开发。

一般地，在搭载驱动用的电动马达和作为电力转换装置的逆变器的电动车辆、混合动力车辆中，为了冷却在工作时发热的电机、逆变器，使用如下结构：在电机室的前方设置散热器等冷却装置，用冷却水配管将电机、逆变器与冷却装置进行连接，使由冷却装置冷却后的冷却水通过冷却水配管进行循环。

在这样的电动车辆或混合动力车辆中，为了在车辆的碰撞时适当地保护重要的部件、单元而采取各种对策。例如在专利文献1中，公开了如下结构：在将包括电机控制装置等的驱动单元与配置于驱动单元的前方的冷却装置进行连接的1对冷却水配管中，具备与驱动单元的前表面连接的配管基部、从配管基部向前方延伸的第一直线部、从第一直线部向下方弯曲的弯曲部、以及从弯曲部向下方延伸的第二直线部，将第二直线部配置为从前方观察时在车宽方向上使位置错开配置、并且配置为随着朝向下方而间隔变宽。由此，在来自车辆的前方的碰撞时，1对冷却水配管与冷却装置等干扰体大范围地抵接，从而防止干扰体直接与驱动单元抵接。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2020-203545号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在专利文献1中，公开了在车辆的碰撞时用于保护作为车辆的驱动源的电机、施加高电压的逆变器的技术，另一方面，对于冷却水配管的保护没有充分考虑。然而，在由于冷却水配管的破损而冷却水漏出的情况下，由于无法进行电机、逆变器的冷却，因此这些设备高温化，存在车辆无法行驶等风险。因此，要求在车辆的碰撞时有效地保护冷却水配管。

图4是表示将电机、逆变器以及齿轮箱一体化的eAxle(电驱桥)单元和冷却水配管的现有例的侧视图。图中，Fr所示的方向为车辆的前方，Rr所示的方向为车辆的后方。此外，U所示的方向为车辆的上方，D所示的方向为车辆的下方。在该现有例中，在以输出轴朝向车辆的左右方向(宽度方向)的方式配置的电机41的左右方向上相邻地(在图中的进深侧)配置有齿轮箱42，在电机41的上方配置有逆变器43。此外，在电机41的前侧的上部，以向前方突出的方式设置有与设置于电机41的内部的冷却水流路连接的冷却水配管44(仅图示连接部)。此外，在电机41的上部，设置有成为eAxle单元的移动时的悬吊点的环状的突出部45。

在该现有例中，电机41、齿轮箱42以及逆变器43由具有高刚性的壳体保护，另一方面，没有采取用于保护冷却水配管的对策。因此，存在如下这样的课题：在车辆从前方碰撞时，冷却水配管44被配置于电机41的前方的散热器等装置(未图示)、车辆的前隔板、保险杠横梁等结构(均未图示)夹住而破损的可能性变高。此外，由于在电驱桥单元的前表面具有突出部45那样的突起形状，因此成为碰撞时的载荷集中于突出部45的附近从而突出部45的周围的壳体容易破损的结构。

本发明为了解决这样的课题而作，其目的在于提供一种在来自车辆的前方的碰撞时，能够有效地保护冷却水配管免受碰撞载荷影响、防止破损的冷却水配管的配置结构。而且，进而有助于能量效率的改善。

用于解决课题的手段

为了达成该目的，本发明的技术方案1所涉及的发明是车辆中的冷却水配管的配置结构1，所述车辆具备：电机11，以输出轴11a朝向车辆的左右方向的方式配置；逆变器12，配置于电机11的大致正上方或大致正下方；以及冷却水配管13，供用于对电机11以及/或者逆变器12进行冷却的冷却水流动，所述冷却水配管的配置结构的特征在于，在车辆的前后方向上，电机11的最前面的位置和逆变器12的最前面的位置配置为大致对齐，在电机11与逆变器12的上下方向的间隙的空间S配置有冷却水配管13。

在该冷却水配管的配置结构中，由于在以输出轴朝向车辆的左右方向(宽度方向)的方式配置的电机的大致正上方或大致正下方配置逆变器，因此在上下排列的电机与逆变器之间产生间隙的空间，在该空间内配置冷却水配管。而且，由于电机的最前面的位置和逆变器的最前面的位置配置为大致对齐，因此在来自车辆的前方的碰撞时，从电机前方的结构、装置传播的碰撞载荷的大部分向最前面的位置大致对齐的电机以及逆变器传递。因此，碰撞载荷对配置于电机与逆变器之间的间隙的空间的冷却水配管的输入被大幅缓和，因此能够有效地保护冷却水配管，防止破损。

本发明的技术方案2所涉及的发明的特征在于，在技术方案1所述的冷却水配管的配置结构中，电机11在侧视时具有大致圆形状，逆变器12在侧视时具有大致长方形状，间隙的空间S形成于电机11的最前面和逆变器12的最前面的附近。

根据该结构，由于电机从侧面观察的形状具有大致圆形状，逆变器从侧面观察的形状具有大致长方形状，因此在电机和逆变器各自的最前面的位置配置为大致对齐的情况下，在沿上下方向排列的电机与逆变器之间，以从电机的最前面以及逆变器的最前面的附近向车辆的后方侧具有扩展的方式形成间隙的空间。并且，由于在这样的间隙的空间配置冷却水配管，因此能够将冷却水配管配置于比电机以及逆变器的最前面靠后方的位置，在来自车辆的前方的碰撞时，所产生的碰撞载荷难以传递至冷却水配管。因此，碰撞时碰撞载荷对冷却水配管的输入被大幅缓和，因而能够有效地保护冷却水配管，防止破损。此外，即使在由于碰撞而致使配置于电机、逆变器的前方的装置、结构发生了变形的情况下，也能够减小这些装置、结构直接与冷却水配管接触的可能性，能够更有效地保护冷却水配管。

本发明的技术方案3所涉及的发明的特征在于，在技术方案1所述的冷却水配管的配置结构中，冷却水配管13具有用于与设置于电机11以及/或者逆变器12的内部的冷却水流路连接的连接部13a，连接部13a配置于间隙的空间S。

根据该结构，由于用于与设置于电机以及/或者逆变器的内部的冷却水流路连接的连接部配置于电机与逆变器的上下方向的间隙的空间，因而在来自车辆的前方的碰撞时，所产生的碰撞载荷难以传递至连接部。因此，碰撞时碰撞载荷对冷却水配管的连接部的输入被大幅缓和，因此能够有效地保护冷却水配管，防止破损。

本发明的技术方案4所涉及的发明的特征在于，在技术方案1所述的冷却水配管的配置结构中，车辆还具备：散热器31，其用于对冷却水进行冷却；散热器风扇，其用于对散热器31进行冷却；以及风扇电机33，其用于驱动散热器风扇，风扇电机33在车辆的前后方向上，配置在配置于间隙的空间S的冷却水配管23的前方。

根据该结构，散热器风扇的驱动用的风扇电机配置在配置于间隙的空间的冷却水配管的前方。一般地，风扇电机为金属制且刚性高，在来自前方的碰撞时也大多不被压扁而残留，因此通过以这样的位置关系配置风扇电机，从而风扇电机作为对冷却水配管的保护结构而发挥功能。即，在碰撞时，风扇电机即使由于碰撞载荷也不变形而维持其形状的可能性较高，因此风扇电机受到的碰撞载荷容易传递到位于比冷却水配管靠前方的位置且与风扇电机的距离更近的电机、逆变器的最前面。因此，碰撞时碰撞载荷对冷却水配管的输入进一步被大幅缓和，能够有效地保护冷却水配管，防止破损。

本发明的技术方案5所涉及的发明的特征在于，在技术方案1所述的冷却水配管的配置结构中，在电机11的最前面以及逆变器12的最前面，未设置向前方突出的突起形状。

根据该结构，由于在电机以及逆变器的最前面未设置向前方突出的突起形状，因此与设置有这样的突起形状的情况相比，能够避免碰撞时的载荷集中于特定部位，通过载荷的承受面变大，能够使载荷分散。由此，能够抑制碰撞时的电机、逆变器的壳体的破损。此外，通过抑制电机、逆变器的破损，从而能够更有效地保护配置于电机与逆变器的间隙的空间的冷却水配管，防止破损。

附图说明

图1是概略性地表示本发明的一个实施方式所涉及的冷却水配管的配置结构的主视图。

图2是沿着图1的A-A线的剖视图。

图3是概略性地表示本发明的另一实施方式所涉及的冷却水配管的配置结构的图，(a)是表示电机以及逆变器与散热器的位置关系的侧视图，(b)是表示冷却水配管与风扇电机的位置关系的主视图。

图4是概略性地表示冷却水配管的配置结构的现有例的侧视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的冷却水配管的配置结构的优选实施方式详细进行说明。以下说明的结构为本发明的一例，本发明并不限定于此。

另外，在以下的说明中，前后、左右、上下按照从车辆的操纵者观察的方向进行记载，在附图中，将车辆的前方表示为Fr，将后方表示为Rr，将左侧表示为L，将右侧表示为R，将上方表示为U，将下方表示为D。

图1概略性地表示本发明的一个实施方式所涉及的冷却水配管的配置结构1。本实施方式的冷却水配管的配置结构1是在将作为驱动源而搭载于未图示的电动车辆的电机11、通过将来自未图示的电池的电力进行转换并施加于电机11来控制电机11的驱动的逆变器12、以及用于对从电机11产生的动力进行变速的齿轮箱14进行了封装化的eAxle(电驱桥)中，用于保护构成用于对在工作时发热的电机11或逆变器12进行冷却的冷却水的循环路的冷却水配管13的配置结构。

主要由电机11、逆变器12、齿轮箱14构成的电驱桥搭载于在车辆的车室的前方由未图示的前围板划分形成的前舱内。前舱是由前隔板、车架包围的空间，除了电驱桥以外，还容纳未图示的散热器等。

电机11例如是三相交流电机，将从电池供给的电能转换为机械能，提供用于旋转驱动未图示的车轮的动力。图2是沿着图1的A-A线的剖视图。如该图所示，电机11以其输出轴11a朝向车辆的左右方向的方式配置。此外，在电机11的内部设置有用于供冷却水流动的冷却水流路(未图示)。

逆变器12例如是三相逆变器，通过将从电池供给的直流电流转换为任意频率的交流电流并施加于电机11，来控制电机11的转速、转矩。如图1以及图2所示，逆变器12配置于电机的大致正上方。

齿轮箱14是与设置于电机11的输出轴的驱动齿轮啮合的变速器，根据行驶条件使从电机11取出的转矩、转速增减并传递至车轮。如图1所示，齿轮箱14在电机11的左右方向上相邻地配置。

冷却水配管13是冷却水(制冷剂)在内部循环的管状的流路，包括所谓的导管、管子、软管等，材质可以是树脂、橡胶或金属中的任一种。此外，冷却水配管13的与其他装置的连接部优选由刚性更高的原材料构成，例如能够由金属、硬质树脂、纤维强化塑料等构成。在本实施方式中，冷却水配管13经由连接部13a与设置于电机11的内部的冷却水流路连接。另外，在各图中，冷却水配管13仅示出连接部13a，其他的配管部分省略了图示。

冷却水配管13与未图示的散热器连接。在冷却水配管13中流动的冷却水在通过散热器的散热器芯时，被行驶风或由散热器风扇(未图示)产生的气流冷却，冷却后的冷却水经由连接部13a向电机11内的冷却水流路流动，此时带走由电机11产生的热，由此对电机11进行冷却。通过与电机的热交换而高温化的冷却水再次通过冷却水配管13而循环，在通过散热器时被冷却。

以下，对本实施方式中的电机11以及逆变器12与冷却水配管13的位置关系详细进行说明。如图2所示，在沿上下方向排列的电机11与逆变器12之间，形成有可能成为死区那样的间隙的空间S。本实施方式的冷却水配管13的连接部13a配置于该间隙的空间S内。

电机11和逆变器12各自的最前面的位置配置为在虚线L1的附近大致对齐。因此，在车辆从前方发生碰撞时，从碰撞点向配置于电驱桥的前方的装置、结构传播的碰撞载荷由前后方向的位置大致对齐的电机11的最前面以及逆变器12的最前面承受，能够大幅缓和向冷却水配管13以及连接部13a的碰撞载荷的输入。

特别是，在本实施方式中，电机11在侧视时具有大致圆形状，逆变器12在侧视时具有大致长方形状，因此间隙的空间S在沿上下方向排列的电机11与逆变器12之间，从电机11的最前面以及逆变器12的最前面的附近向车辆的后方侧具有扩展。因此，能够将冷却水配管13以及连接部13a配置于比电机11以及逆变器12的最前面靠后方的位置，因此能够更有效地抑制从前方传递的碰撞载荷向冷却水配管13以及连接部13a传播的情况。此外，即使在由于碰撞而使电驱桥前方的装置、结构发生了变形的情况下，也能够减小这些装置、结构直接与冷却水配管13以及连接部13a接触的可能性，能够更有效地保护冷却水配管13。

此外，在本实施方式中，在电机11以及逆变器12的最前面的附近，不具有在图4所示的现有例中看到的突出部45、其他的向前方较大突出那样的形状。因此，在来自车辆的前方的碰撞时，能够避免载荷集中于特定部位。此外，通过不具有向前方较大突出的形状，碰撞载荷的承受面变大，由此能够使载荷分散。由此，能够抑制碰撞时的电机11、逆变器12的壳体的破损。此外，通过抑制电机11、逆变器12的破损，也容易保持间隙的空间S，能够更有效地保护冷却水配管13。

接着，参照图3，对本发明的第二实施方式所涉及的冷却水配管的配置结构进行说明。第二实施方式中的电机21及逆变器22、以及冷却水配管23及连接部23a的结构以及位置关系与上述实施方式中的电机11及逆变器12、以及冷却水配管13及连接部13a相同，因此省略说明。在第二实施方式中，在配置于电机21以及逆变器22的前方的散热器31的配置方面具有特征。以下，具体地进行说明。

图3概略性地示出第二实施方式所涉及的冷却水配管的配置结构。图3的(a)示出电机21以及逆变器22与散热器31的位置关系，图3的(b)示出冷却水配管23与散热器31的风扇电机33的位置关系。另外，在图3的(b)中，为了容易理解风扇电机33的位置，省略了散热器31、散热器风扇以及风扇壳体32的图示。

如图3的(a)所示，在本实施方式中，在电机21以及逆变器22的前方，以与电机21以及逆变器22对置的方式设置散热器31。该散热器31与上述的散热器同样地与冷却水配管23连接，通过行驶风或由散热器风扇(未图示)产生的气流对通过散热器芯的冷却水进行冷却。

散热器风扇配置在组装于散热器31的风扇壳体32的内侧，配置于散热器31与电机21以及逆变器22之间的空间。在散热器风扇的中心部，具备接受来自未图示的电池的电力供给而驱动散热器风扇的风扇电机33。风扇电机33由具有高刚性的材料形成，优选为金属制。散热器31的位置调整为风扇电机33配置于在电机21与逆变器22的间隙的空间配置的冷却水配管23的连接部23a的前方。此外，风扇电机33以在前后方向上与电机21以及逆变器22接近的位置关系配置成无法确保在车辆的碰撞时风扇电机33较大塑性变形所需的充分的碰撞行程的程度。

通过这样配置风扇电机33，从而在来自车辆的前方的碰撞时，风扇电机33作为对冷却水配管23的保护结构而发挥功能。即，金属制且高刚性的风扇电机33与电机21以及逆变器22接近地设置成无法确保碰撞行程的程度，因此在碰撞时，风扇电机33不变形而维持其形状的可能性变高。由此，风扇电机33受到的碰撞载荷容易传递到位于比冷却水配管23靠前方的位置且与风扇电机33更接近的电机21、逆变器22的最前面。因此，碰撞时的碰撞载荷对冷却水配管23的输入被更大地缓和，因此能够更有效地保护冷却水配管23，防止破损。

另外，本发明并不限定于所说明的实施方式，能够以各种方式实施。例如，在实施方式中，例示与电机的内部的冷却水流路连接的冷却水配管而进行了说明，但冷却水配管也可以用于冷却逆变器、其他装置。

此外，在实施方式中，对逆变器配置于电机的大致正上方的例子进行了说明，但也可以是逆变器配置于电机的大致正下方的结构。此外，在实施方式中，设为将本发明的冷却水配管的配置结构应用于作为驱动源而仅使用电机的电动车辆的结构，但也可以在作为驱动源而并用电机和内燃机的混合动力车用上应用本发明的冷却水配管的配置结构。此外，在本发明的主旨的范围内，能够适当变更细节部分的结构。

符号说明

1…冷却水配管的配置结构

11、21…电机

11a…输出轴

12、22…逆变器

13、23…冷却水配管

13a、23a…连接部

31…散热器

33…风扇电机

S…间隙的空间。

Claims (5)

1.一种冷却水配管的配置结构，是车辆中的冷却水配管的配置结构，所述车辆具备：电机，以输出轴朝向车辆的左右方向的方式配置；逆变器，配置于所述电机的大致正上方或大致正下方；以及冷却水配管，供用于对所述电机以及/或者所述逆变器进行冷却的冷却水流动，所述冷却水配管的配置结构的特征在于，

在所述车辆的前后方向上，所述电机的最前面的位置和所述逆变器的最前面的位置配置为大致对齐，

在所述电机与所述逆变器的上下方向的间隙的空间配置有所述冷却水配管。

2.根据权利要求1所述的冷却水配管的配置结构，其特征在于，

所述电机在侧视时具有大致圆形状，

所述逆变器在侧视时具有大致长方形状，

所述间隙的空间形成于所述电机的所述最前面和所述逆变器的所述最前面的附近。

3.根据权利要求1所述的冷却水配管的配置结构，其特征在于，

所述冷却水配管具有用于与设置于所述电机以及/或者所述逆变器的内部的冷却水流路连接的连接部，

所述连接部配置于所述间隙的空间。

4.根据权利要求1所述的冷却水配管的配置结构，其特征在于，

所述车辆还具备：散热器，其用于对冷却水进行冷却；散热器风扇，其用于对所述散热器进行冷却；以及风扇电机，其用于驱动所述散热器风扇，

所述风扇电机在所述车辆的前后方向上，配置在配置于所述间隙的空间的所述冷却水配管的前方。

5.根据权利要求1所述的冷却水配管的配置结构，其特征在于，

在所述电机的所述最前面以及所述逆变器的所述最前面，未设置向前方突出的突起形状。