Объединенный силовой электрический блок, установленный на электрическом транспортном средстве
Изобретение относится к монтажу электрических силовых установок, в частности к конструктивному сопряжению электрических двигателей с электрическими элементами. Объединенный силовой электрический блок, установленный на электрическом транспортном средстве, содержит первый силовой электрический блок, второй силовой электрический блок, канал, сапун, второй канал и охлаждающее устройство. Второй силовой электрический блок размещен поверх первого силового электрического блока в вертикальном направлении. Первый канал соединяет первый и второй силовые электрические блоки так, чтобы протекал воздух. Сапун, предусмотренный во втором силовом электрическом блоке, обеспечивает сообщение внутренней и внешней сторон блока. Третий силовой электрический блок размещен под первым силовым электрическим блоком в вертикальном направлении. Второй канал соединяет первый и третий блоки так, чтобы протекал воздух. Охлаждающее устройство размещено между первым и вторым каналом. Технический результат заключается в предотвращении попадания воды в силовой электрический блок. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0001] Это изобретение относится к объединенному силовому электрическому блоку, установленному на электрическом транспортном средстве.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] В технологии, обсужденной в JP 2009-201218 A, первый сапун предоставляется в корпусе электромотора, а второй сапун предоставляется в корпусе инвертера, отличном от корпуса электромотора. Отметим, что сапун обеспечивает сообщение друг с другом внутренней и наружной сторон корпуса, чтобы уменьшать перепад давления между ними.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0003] В этой технологии, раскрытой в JP 2009-201218 A, поскольку сапуны предусматриваются как в корпусе электромотора, так и в корпусе инвертора, вода может прорываться из сапуна корпуса электромотора, когда корпус электромотора, расположенный на нижней стороне транспортного средства, погружается в воду.
[0004] Это изобретение было реализовано с учетом таких проблем предшествующего уровня техники. Целью этого изобретения является предоставление объединенного силового электрического блока, установленного на электрическом транспортном средстве, который может предотвращать прорыв воды из сапуна даже при погружении в воду.
[0005] Согласно аспекту этого изобретения предоставляется объединенный силовой электрический блок, установленный на электрическом транспортном средстве, содержащий первый силовой электрический блок и второй силовой электрический блок, размещенный поверх первого силового электрического блока в вертикальном направлении транспортного средства. Кроме того, объединенный силовой электрический блок включает в себя канал, соединяющий первый и второй силовые электрические блоки так, чтобы протекал воздух, и сапун, обеспеченный во втором силовом электрическом блоке, чтобы обеспечить сообщение друг с другом внутренней и внешней сторон второго блока электропитания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0006] Фиг. 1 - это схематичный вид в разрезе, иллюстрирующий объединенный силовой электрический блок, установленный на электрическом транспортном средстве согласно первому варианту осуществления.
Фиг. 2 - это схематичный вид в разрезе, иллюстрирующий объединенный силовой электрический блок, установленный на электрическом транспортном средстве согласно второму варианту осуществления.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0007] Далее описываются варианты осуществления этого изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи.
[0008] (Первый вариант осуществления)
Фиг. 1 - это схематичный вид в разрезе, иллюстрирующий объединенный силовой электрический блок, установленный на электрическом транспортном средстве согласно первому варианту осуществления.
[0009] Объединенный силовой электрический блок 1 включает в себя электромотор 10, инвертор 20 и модуль 30 распределения мощности (PDM).
[0010] Электромотор 10 является силовым электрическим блоком, имеющим статор 12 и т.п. внутри корпуса 11 электромотора. Электромотор 10 является, например, синхронным электромотором с постоянным магнитом.
[0011] Инвертор 20 является силовым электрическим блоком, имеющим силовой модуль 22, модуль 23 водяного охлаждения, сглаживающий конденсатор 24 и т.п. в корпусе 21 инвертора. Инвертор 20 выводит трехфазный ток. Силовой модуль 22 соединяется со статором 12 электромотора 10 через шину 51 трехфазного тока, чтобы подавать возбуждающую электрическую мощность к электромотору 10 или восстанавливать рекуперативную электрическую мощность от электромотора 10. Модуль 23 водяного охлаждения размещается на силовом модуле 22. Модуль 23 водяного охлаждения охлаждает силовой модуль 22 с помощью воды. Сглаживающий конденсатор 24 размещается на модуле 23 водяного охлаждения. Корпус 21 инвертора помещается поверх корпуса 11 электромотора посредством вставки разделителя 41. Кроме того, корпус 21 инвертора сообщается с корпусом 11 электромотора через полый канал 410.
[0012] Кроме того, силовой модуль 22, модуль 23 водяного охлаждения и сглаживающий конденсатор 24 размещаются непосредственно поверх канала 410.
[0013] Модуль распределения мощности (далее в данном документе соответственно называемый "PDM") 30 является силовым электрическим блоком, имеющим реле 32 или т.п. для электрической мощности от батареи питания (не иллюстрирована), которая подает возбуждающую электрическую мощность в корпус 31 PDM. Кроме того, PDM 30 также имеет DC/DC-преобразователь (преобразователь постоянного тока в постоянный) и электрическое зарядное устройство. DC/DC-преобразователь служит в качестве схемы понижения напряжения, которая осуществляет понижение DC-напряжения от приводной батареи (например, батареи 350 В) (не иллюстрирована) до DC-напряжения для вспомогательной батареи (например, батареи 12 В). Электрическое зарядное устройство служит в качестве схемы преобразования, которая преобразует AC-ток, подаваемый от бытового внешнего источника AC-мощности, в DC-ток, чтобы заряжать приводную батарею. Корпус 31 PDM помещается поверх корпуса 21 инвертора посредством вставки разделителя 42. Кроме того, корпус 31 PDM сообщается с корпусом 21 инвертора через полый канал 420. Кроме того, корпус 31 PDM снабжается сапуном 33. Сапун 33 является компонентом, который предоставляет возможность протекания воздуха между внутренним и внешним пространством корпуса 31 PDM. Сапун 33 может иметь, например, пленку, проницаемую для газа, но непроницаемую для жидкости.
[0014] Шина 51 трехфазного тока, соединенная со статором 12 электромотора 10, соединяется с силовым модулем 22 инвертора 20 через внутреннее пространство канала 410.
[0015] PN-шина 52, соединенная со сглаживающим конденсатором 24 инвертора 20, соединяется с реле 32 PDM 30 через внутреннее пространство канала 420. В этой структуре электрическая энергия подается к силовому модулю 22 инвертора 20.
[0016] Далее будут описаны функциональные результаты этого варианта осуществления. Рассматривается случай, что температура блока, имеющего более низкое местоположение установки (например, электромотора 10 на Фиг. 1), увеличивается до высокой температуры во время работы. В этом случае внутренний воздух также имеет высокую температуру. Рассматривается случай, что если такой блок погружается в воду, блок охлаждается, так что как внутренняя температура корпуса электромотора, так и внутреннее давление уменьшаются. В этом случае, если корпус электромотора недостаточно герметичен, вода может прорываться из герметизирующего фрагмента вследствие перепада давления между внутренней и наружной стороной корпуса электромотора. Кроме того, если каждый жгут проводов, соединенный с моторным блоком, не герметизирован водонепроницаемым образом, вода может прорываться в моторный блок, имеющий отрицательное давление, через внутренность жгута проводов. В этом отношении согласно этому варианту осуществления воздух может протекать между силовыми электрическими блоками, и сапун 33 предоставляется в PDM 30, имеющем наивысшее местоположение установки из силовых электрических блоков. В этой структуре воздух внутри электромотора 10 сообщается с атмосферой через каналы 41 и 420 и сапун 33 даже при погружении в воду. Следовательно, внутреннее воздушное давление электромотора 10 становится равным атмосферному давлению. В результате представляется возможным предотвращать прорыв воды, вызванный перепадом давления между внутренней и наружной стороной. Т.е. в конфигурации согласно этому варианту осуществления, даже когда силовой электрический блок, имеющий низкое местоположение установки, погружается в воду, проточный канал обеспечивается между газом (воздухом) внутри блока и атмосферой. Следовательно, представляется возможным предотвращать прорыв воды в блок.
[0017] Согласно этому варианту осуществления сапун 33 предоставляется в PDM 30, имеющем наивысшее местоположение установки из силовых электрически блоков. Поскольку затруднено погружение блока, имеющего такое местоположение, в воду по сравнению с другими блоками, затруднен прорыв воды из сапуна 33. Кроме того, представляется возможным предотвращать прилипание грязи или т.п.
[0018] Согласно этому варианту осуществления сапун 33 предоставляется только в PDM 30, имеющем наивысшее местоположение установки из силовых электрических блоков. Т.е. предоставляется только один сапун 33. Следовательно, представляется возможным уменьшать стоимость.
[0019] Воздух может протекать между тремя блоками на Фиг. 1 через каналы 410 и 420. По этой причине контроль утечки воздуха для контролирования утечки воздуха между блоками и каналами после объединения блоков может выполняться только в одно время. Кроме того, при контроле утечки воздуха проверяется, существует или нет утечка, посредством вдувания воздуха из сапуна 33. В структуре, обсуждаемой в JP 2009-201218 A, поскольку канал блока имеет непроницаемую для жидкости структуру, необходимо вдувать воздух из сапунов каждого блока в каждый блок для контроля утечки воздуха после сборочных работ. Следовательно, контроль утечки воздуха не совершается посредством одной попытки.
[0020] Сапун 33 может быть обеспечен либо на передней, либо на задней стороне транспортного средства. Однако, если сапун 33 предоставляется на задней стороне транспортного средства, PDM 30, инвертор 20 и т.п. служат в качестве стенки, так что представляется возможным пресекать попадание воды, разбрызгиваемой во время движения, в сапун 33. Кроме того, если сапун 33 предоставляется на задней стороне транспортного средства, риск прямого поливания водой уменьшается во время мойки моторного отсека под высоким давлением.
[0021] Если сапун 33 имеет пленку, проницаемую для газа, но непроницаемую для жидкости, представляется возможным предпочтительно предотвращать поступление загрязняющих веществ внутрь блока через сапун 33.
[0022] Воздух, нагретый теплом статора 12 электромотора 10 и т.п., протекает к инвертору 20 через канал 410, как указано стрелкой на Фиг. 1. Если модуль 23 водяного охлаждения размещается непосредственно поверх канала 410, этот воздух охлаждается посредством модуля 23 водяного охлаждения. Поэтому представляется возможным предпочтительно предотвращать протекание горячего воздуха в PDM 30.
[0023] (Второй вариант осуществления)
Фиг. 2 - это схематичный вид в разрезе, иллюстрирующий объединенный силовой электрический блок, установленный на электрическом транспортном средстве согласно второму варианту осуществления.
[0024] В последующем описании аналогичные ссылочные номера обозначают аналогичные элементы, как в вышеупомянутом варианте осуществления, и их описания не будут повторяться.
[0025] В первом варианте осуществления (Фиг. 1) каналы 410 и 420 размещаются почти соосно. В сравнении согласно второму варианту осуществления каналы 410 и 420 размещаются на противоположных сторонах относительно линии, вертикально проходящей через инвертор 20. В частности, на Фиг. 2, канал 410 размещается поблизости от правого края, а канал 420 размещается поблизости от левого края.
[0026] Согласно этому варианту осуществления модуль 23 водяного охлаждения размещается в перекрытии корпуса 21 инвертора. Кроме того, силовой модуль 22 размещается в нижней поверхности модуля 23 водяного охлаждения, а сглаживающий конденсатор 24 размещается в нижней поверхности силового модуля 22.
[0027] В этой конфигурации воздух, нагретый теплом статора 12 электромотора 10 и т.п., протекает в инвертор 20 через канал 410, как указано стрелкой на Фиг. 2, и направляется в канал 420. В этом случае, в структуре согласно второму варианту осуществления расстояние протекания вдоль модуля 23 водяного охлаждения увеличивается по сравнению с первым вариантом осуществления. Следовательно, представляется возможным легко выполнять охлаждение.
[0028] В структуре согласно второму варианту осуществления протекание воздуха внутри корпуса 21 инвертора упрощается по сравнению с первым вариантом осуществления. Следовательно, представляется возможным уменьшать потерю давления, когда воздух протекает внутри блока.
[0029] Объединенный силовой электрический блок, установленный на электрическом транспортном средстве, описанный выше, включает в себя инвертор 20 и PDM 30, размещенный поверх инвертора 20 в вертикальном направлении транспортного средства. Кроме того, объединенный силовой электрический блок включает в себя канал 420, который соединяет инвертор 20 и PDM 30 так, чтобы протекал воздух, и сапун 33, обеспеченный в PDM 30, чтобы обеспечить сообщение друг с другом внутреннего и наружного пространств PDM 30. В результате, поскольку сапун 33 предоставляется в PDM 30, расположенном на верхней стороне, представляется возможным предотвращать прорыв воды из сапуна 33, даже когда лежащий ниже инвертор 20 погружается в воду.
[0030] Хотя варианты осуществления этого изобретения были описаны ранее в данном документе, они представлены только в иллюстративных целях для осуществления применений этого изобретения и не предназначены, чтобы ограничивать сущность и объем изобретения конкретными конфигурациями вариантов осуществления.
[0031] Например, в вышеупомянутом описании инвертор 20 размещается поверх электромотора 10, а PDM 30 размещается поверх инвертора 20. Однако такое вертикальное позиционное соотношение является всего лишь примерным. Может быть возможным другое позиционное соотношение.
[0032] Хотя электромотор 10, инвертор 20 и PDM 30 служат примером силовых электрических блоков, изобретение ими не ограничено.
[0033] Хотя случай, когда три силовых электрических блока объединяются, приводится в качестве примера в вышеупомянутом описании, два силовых электрических блока также могут быть объединены, или четыре или более силовых электрических блоков могут также быть объединены.
[0034] Конечно, электрическое транспортное средство может включать в себя другие транспортные средства, такие как гибридное электрическое транспортное средство или гибридное электрическое транспортное средство с подзарядкой от электросети.
[0035] Кроме того, варианты осуществления, описанные выше, могут быть соответствующим образом объединены.
[0036] Эта заявка основывается на и испрашивает приоритет по отношению к выложенной японской патентной заявке № 2012-185210, зарегистрированной в японском патентном бюро 24 августа 2012 года, полное содержимое которой включено в данный документ путем ссылки.
1. Объединенный силовой электрический блок, установленный на электрическом транспортном средстве, содержащий:
первый силовой электрический блок;
второй силовой электрический блок, размещенный поверх первого силового электрического блока в вертикальном направлении транспортного средства;
первый канал, который соединяет первый и второй силовые электрические блоки так, чтобы протекал воздух;
сапун, обеспеченный во втором силовом электрическом блоке, чтобы обеспечивать сообщение друг с другом внутренней и внешней сторон второго силового электрического блока;
третий силовой электрический блок, размещенный под первым силовым электрическим блоком в вертикальном направлении транспортного средства;
второй канал, который соединяет первый и третий силовые электрические блоки так, чтобы протекал воздух; и
охлаждающее устройство, размещенное между первым и вторым каналами.
2. Объединенный силовой электрический блок, установленный на электрическом транспортном средстве, по п. 1, при этом:
первый силовой электрический блок является инвертором;
третий силовой электрический блок является электромотором;
охлаждающее устройство охлаждает силовой модуль инвертора; и
силовой модуль размещен в нижней поверхности охлаждающего устройства.
3. Объединенный силовой электрический блок, установленный на электрическом транспортном средстве, по п. 1, при этом:
охлаждающее устройство размещено непосредственно поверх второго канала.
4. Объединенный силовой электрический блок, установленный на электрическом транспортном средстве, по п. 1, при этом:
первый силовой электрический блок является инвертором, имеющим конденсатор; и
конденсатор размещен поверх охлаждающего устройства.
5. Объединенный силовой электрический блок, установленный на электрическом транспортном средстве, по п. 1, при этом:
первый силовой электрический блок является инвертором, имеющим конденсатор; и
конденсатор размещен, чтобы быть горизонтально отделенным от второго канала, и размещен, чтобы быть отделенным от охлаждающего устройства под охлаждающим устройством.
6. Объединенный силовой электрический блок, установленный на электрическом транспортном средстве, по любому одному из пп. 1-5, при этом:
первый и второй каналы размещены на противоположных сторонах относительно линии, вертикально проходящей через первый силовой электрический блок.
7. Объединенный силовой электрический блок, установленный на электрическом транспортном средстве, по п. 2, при этом:
второй силовой электрический блок включает в себя DC/DC-преобразователь и электрическое зарядное устройство.
