用于逆变器的车载结构和用于逆变器的支架单元

摘要

本发明涉及用于逆变器的车载结构和用于逆变器的支架单元。用于逆变器的车载结构包括支架(3)、减震衬套(4)和编织线(5)。所述支架(3)由金属板制成，并且用作将所述逆变器(53)固定至变速箱(51)(车辆)的金属配件。所述减震衬套(4)被装配在所述逆变器(53)的壳体和所述变速箱(51)中的一个以及所述支架(3)之间。所述减震衬套(4)由绝缘体制成。所述编织线(5)将所述逆变器(53)的壳体电连接至所述变速箱(51)。所述编织线(5)沿着所述支架(3)的金属板布线。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于被构造成向驱动马达供应电力的逆变器的车 载结构，以及一种被构造成将逆变器固定至车辆的支架单元。

背景技术

包括电驱动车辆的汽车通常被构造成使得通常将汽车的车身的电 位设定为车载电气设备的地电位。车载电气设备被电连接至车身，并 且保持与车身的电位(地电位)相同。由于电气设备的壳体通常由导 电金属制成，所以如果电气设备被固定至车辆的车身或框架，电气设 备就自动保持与车身电位相同。日本专利申请公开No.11-240396 A描 述了优选地除了壳体与车身接触而导电外，还通过电线将电气设备的 壳体电连接至车身。应明白，本说明书中的“电气设备”涵盖包括通 过电运行的传感器的发动机单元、变速箱、驱动马达(及其壳体)和 电池。此外，在本说明书中，在电气设备已经被设置在车辆中，使得 电气设备的壳体被电连接至车辆的车身，并且另一电气设备被固定至 电气设备的情况下，该另一电气设备应被电连接至已经被设置在车辆 中的电气设备的壳体。因此，已经被设置在车辆中的电气设备在电气 方面被视为车身的一部分。

日本专利申请公开No.2004-122871(JP 2004-122871 A)描述了优 选地通过使用编织线而非细线将电池或发动机连接至车辆的车身。在 下文说明中，“车辆的车身”简称为“车身”。

发明内容

被构造成将电力供应给电驱动车辆中的驱动马达的逆变器处理大 电力，并且产生相对强的电磁噪声(无线电噪声)。为了抑制电磁噪声， 期望将金属逆变器壳体电连接至车身，以便将金属逆变器壳体的电位 保持在地电位。同时，为了抑制从车辆施加至逆变器的振动，可以经 由减震衬套将逆变器设置在车辆中。通常，当逆变器被固定至用作振 动源的发动机单元或变速箱时，使用减震衬套。通常，减震衬套的主 体由绝缘橡胶制成，因此，如果使用了减震衬套，逆变器的壳体就与 车身电绝缘。在该情况下，如JP 11-240396 A和JP 2004-122871 A中所 述，可设想通过电线或编织线将逆变器的壳体连接至车身。

被构造成向驱动马达供应电力的逆变器产生大的电磁噪声。因此， 为了有效地抑制高频噪声，应降低将逆变器连接至车身的导电材料的 电感。本说明书提供了这样一种技术，即，当通过使用减震衬套将逆 变器固定至车辆时，降低了被构造成将逆变器的壳体与固定结构(车 载结构)一起电连接至车身的导电材料的电感。

根据本说明书中描述的一种技术，可以采用一种用于被构造成向 驱动马达供应电力的逆变器的车载结构。这种技术能够通过巧妙地使 用用于固定逆变器的支架，来降低被构造成将逆变器的壳体电连接至 车身的导电材料的电感。该车载结构采用由金属板制成的支架，以便 固定逆变器。减震衬套被装配在逆变器的壳体和车身中的一个以及支 架之间。如上所述，减震衬套主要由绝缘体制成。使用编织线将逆变 器的壳体电连接至车身。在本说明书中所述的车载结构中，编织线沿 着支架的金属板布线。应明白，固定逆变器的“车辆”不仅涵盖车辆 的车身及其框架，而且也涵盖已经被固定至框架并且保持与车身相同 电位的发动机单元和变速箱。也就是说，本说明书的车载结构包括将 逆变器固定至发动机单元或变速箱。

当高频电流流经编织线并且绕编织线发生磁场时，感应电流沿着 编织线流经支架的金属板。感应电流产生磁场。感应电流的磁场与编 织线的磁场方向相反，以便抵消编织线的磁场。当抵消了编织线的磁 场时，就降低了编织线的电感。本说明书中所述的技术通过使用用于 固定逆变器的支架的金属板来降低编织线的电感。

优选地，减震衬套被装配在壳体和支架之间，而非车辆和支架之 间。优选地，编织线的一端被电连接至壳体，并且编织线的另一端被 电连接和机械连接至支架，而非车辆。根据这种构造，在将支架、减 震衬套和编织线组装至逆变器后将支架附接至车辆的步骤中，能够同 时实现逆变器的机械固定以及逆变器与车辆的电连接。应明白，编织 线的一端可以被电连接至壳体，但是优选地，如下文所述，编织线的 一端被机械固定至被连结至减震衬套的主体的金属配件，以便经由金 属配件被电连接至壳体。

减震衬套通常包括由绝缘体制成的衬套主体，以及由金属制成、 被连结至衬套主体并且与壳体(或车辆侧结构)接触的金属配件。在 该情况下，优选地，编织线的一端被电连接和机械连接至减震衬套的 金属配件，并且编织线的另一端被电连接和机械连接至支架。也就是 说，优选地，在支架、减震衬套和编织线被附接至逆变器的壳体之前 将支架、减震衬套和编织线提前组装，以便构成一个单元。当支架、 减震衬套和编织线一体化时，能够简化将支架、减震衬套和编织线组 装至逆变器的壳体的操作。

上述单元(支架单元)整体表述如下。该单元是一种用于将被构 造成向驱动马达供应电力的逆变器固定至车辆的装置。支架单元包括 第一固定部、第二固定部、连接部、衬套主体和金属配件。第一固定 部、第二固定部和连接部由金属板制成。第一固定部和第二固定部分 别与被固定至逆变器的壳体的一部分以及被固定至车辆的一部分对 应。连接部被构造成将第一固定部连接至第二固定部。也就是说，第 一固定部、第二固定部和连接部与上述支架对应。连接部与保持在逆 变器远离车辆的位置处的一部分对应。

同时，衬套主体由绝缘橡胶制成。衬套主体被附接至第一固定部。 由金属制成的金属配件在与第一固定部相反的一侧上被连结至衬套主 体。换句话说，第一固定部被固定至衬套主体的一端，并且金属配件 被连结至衬套主体的另一端。第一固定部不直接接触金属配件。编织 线的一端电连接和机械连接至金属配件。编织线的另一端被电连接和 机械连接至支架(也就是说，第一固定部、第二固定部或连接部)。此 时，编织线沿着连接部被连接至支架。

当使用支架单元时，金属配件接触逆变器的壳体(或车辆)。车辆 的振动被第一固定部和金属配件之间的衬套主体吸收。同时，支架单 元实现逆变器与车辆的机械固定和电连接。不必单独执行逆变器的固 定和电连接。应明白，编织线是扁平的，并且优选地，编织线的平表 面与支架的金属板(连接部)相对。当扁平的编织线面对扁平支架时， 易于在支架中产生感应电流，使得有效地抑制编织线的电感。

根据本说明书中描述的技术，能够降低将逆变器电连接至车辆的 编织线的电感，并且经由减震衬套将逆变器固定至车辆。在下文“具 体实施方式”中描述本说明书中所述的技术细节及其进一步改进。

附图说明

下面将参考附图描述本发明的例证性实施例的特征、优点以及技 术和工业意义，其中相同的附图标记指示相同的元件，并且其中：

图1是例示发动机舱中的装置布局的透视图；

图2是绕被构造成固定逆变器的支架的放大透视图；

图3是沿图2中的线III-III截取的截面图；并且

图4是支架单元的截面图。

具体实施方式

下面参考附图描述根据实施例的用于逆变器的车载结构。首先描 述的是电驱动车辆的发动机舱中的装置布局的实例。更具体地，本实 施例中的电驱动车辆是包括发动机和用于驱动的马达的混合动力车 辆。图1是例示该混合动力车辆的发动机舱50中的装置布局的透视图。 车辆前侧上的发动机舱50设有发动机52，包括马达和齿轮的变速箱 51，子电池54，以及被构造成将主电池(未示出)的电力转换成交流 电以便将交流电供应给马达的逆变器53。应明白，在发动机舱50中还 设置有其它各种装置，但是这里未例示那些装置。发动机52和变速箱 51被固定至在车辆的前后方向上延伸的侧框架(未示出)。

被构造成向马达供应电力的主电池(未示出)的输出电压为100V 或高于100V。同时，子电池54将电力供应给低电力装置，诸如电子 元件和音频装置，所以其输出电压为10至30V。与许多车辆类似，混 合动力车辆被构造成使得子电池54的负极被电连接至车身。也就是说， 整个车身都被保持在地电位。车身被固定至保持车身强度的侧框架(未 示出)。侧框架也保持地电位。由于被固定至侧框架的发动机52和变 速箱51的壳体由导电金属制成，所以发动机52和变速箱51的壳体也 保持地电位。

逆变器53将交流电力供应给被设置在变速箱51中的驱动马达(未 示出)。为了缩短用于将电传输给马达的电缆的长度，逆变器53被设 置在变速箱51上。为了使逆变器53的壳体不直接接触变速箱，经由 支架3将逆变器53固定至变速箱51。应明白，在图1中例示了被附接 至逆变器53的前表面的支架3。也通过类似的支架固定逆变器53的后 表面。

图2是绕逆变器前侧上的支架3的放大透视图。应明白，仅局部 示出变速箱51和逆变器53。逆变器后侧上的支架具有相同结构。下文 总体上描述逆变器53的车载结构2。逆变器53由支架3固定，以便远 离变速箱51的顶面。支架3包括减震衬套4。这是为了防止变速箱51 的振动被传递给逆变器53。减震衬套4的主体由绝缘橡胶制成。因而， 为了保持逆变器53的车身为地电位，逆变器53的壳体被电连接至变 速箱51。编织线5将逆变器53的壳体电连接至变速箱51。逆变器53 包括被供应给马达的大电流流经的许多装置，并且这些装置产生高频 噪声(无线电噪声)。为了有效地抑制高频噪声，优选地，通过使用具 有低电感的编织线5将逆变器53的壳体连接至变速箱51。如下文将详 细描述的，该实施例的车载结构被构造成通过巧妙地使用支架3而进 一步降低编织线5的电感。

下面更具体地描述用于逆变器53的车载结构。下面参考图2和图 3的截面图描述车载结构。应明白，图3是沿图2中的线III-III截取的 截面图，并且是横穿支架3、减震衬套4和编织线5的视图。此外，在 图3中，未示出逆变器53的内部结构和变速箱51的内部结构。

整个支架3都由单个金属板制成。然而，从功能性观点看，支架3 被划分为逆变器侧固定部3a、变速箱侧固定部3b和连接部3c。连接部 3c将逆变器侧固定部3a连接至变速箱侧固定部3b。在图2中也示出两 个连接部3c从一个变速箱侧固定部3b延伸，并且相应的逆变器侧固定 部3a与连接部3c的相应的末端连续。两个连接部3c具有相同结构， 并且两个逆变器侧固定部3a具有相同结构。

变速箱侧固定部3b是接触变速箱51的一部分，并且变速箱侧固 定部3b通过螺栓6b被固定至变速箱51。逆变器侧固定部3a是用于固 定逆变器53的一部分。然而，逆变器侧固定部3a不直接接触逆变器 53的壳体。逆变器侧固定部3a经由减震衬套4固定逆变器53。更具体 地，逆变器侧固定部3a具有减震衬套4穿过的孔，并且筒形的减震衬 套4从孔的外侧被固定至逆变器侧固定部3a。螺栓6a穿过减震衬套4 的中心，从而减震衬套4被固定至逆变器53的壳体。图3中也例示了 支架3(逆变器侧固定部3a)经由绝缘的减震衬套4支撑逆变器53， 使得在无编织线5时，逆变器53与变速箱51电绝缘。

编织线5通过编织许多铜线而形成，并且通常被形成为扁平形状。 编织线5的一端5a被电连接和机械连接至逆变器53，并且编织线5的 另一端5b被电连接和机械连接至变速箱51。更具体地，编织线5的一 端5a在逆变器53的壳体和支架3之间的间隙中被连接至逆变器53。 编织线5的另一端5b在变速箱51和支架3之间的间隙中被连接至变 速箱51。因此，图2、3中也例示了编织线5沿着支架3的连接部3c 的金属板布线。编织线5是扁平的，并且被布线成使得编织线5的平 表面与连接部3c的金属板的平表面相对。如上文所述的，两个连接部 3c从支架3的一个变速箱侧固定部3b延伸，并且两条编织线5沿着相 应的连接部3c布线。

下面描述根据实施例的用于逆变器的车载结构的优点。在根据实 施例的用于逆变器的车载结构中，逆变器53通过支架3经由减震衬套 4被固定至变速箱51。应明白，变速箱51能够在电气方面被视为车身 的一部分。另一方面，将逆变器53的壳体电连接至变速箱51的编织 线5沿着支架3布线，该支架3支撑逆变器53。应明白，如上所述， 由于变速箱51被电连接至车身，所以编织线5将逆变器53的壳体电 连接至车身。编织线5沿着支撑逆变器53的支架3的金属板布线。支 架3的金属板是导电的。因而，当高频电流由于逆变器53产生的噪声 而流经编织线5时，由于该电流而发生磁场。此外，由于该磁场，感 应电流流经支架3的金属板。感应电流产生磁场，该磁场抵消编织线5 的磁场。引线产生的磁场的大小是用于确定电感的大小的一个因素。 因而，当支架3的金属板抵消编织线5的磁场(其一部分)时，能够 抑制编织线5的电感。根据该实施例的用于逆变器的车载结构通过使 用支架3抑制了编织线5的电感。由于抑制了将逆变器53的壳体电连 接至车身的编织线5的电感，所以能够降低逆变器53产生的高频电磁 噪声。

现在参考图4，下面描述一种适合用于上述用于逆变器的车载结构 的支架单元10。图4是描述使用支架单元10的车载结构20的视图， 并且例示了支架单元10的截面。支架单元10整合了用于固定逆变器 53的金属支架和减震衬套。图4是图3中的支架3和减震衬套4被支 架单元10代替的视图。为了易于理解该图，在图4中以虚线指示除了 支架单元10之外的装置。

支架单元10通过组合支架13、减震衬套19和编织线15而构成。 支架13由被固定至逆变器53的壳体的逆变器侧固定部13a、被固定至 变速箱51的变速箱侧固定部13b，以及用于将逆变器侧固定部13a连 接至变速箱侧固定部13b的连接部13c构成。逆变器侧固定部13a、变 速箱侧固定部13b和连接部13c由一个金属板制成。

减震衬套19由衬套主体14以及内环17和外环16构成，该衬套 主体14由绝缘橡胶制成，内环17和外环16被连结至衬套主体14以 便夹住衬套主体14。内环17与外环16电绝缘。

外环16被连结至衬套主体14的外周。支架的逆变器侧固定部13a 被连结至外环16。内环17穿过衬套主体14的中心，并且内环17的末 端抵靠逆变器53的壳体。螺栓6a在内环17内部穿过，使得减震衬套 19被固定至逆变器53。外环16被连结至绝缘衬套主体14的一端，并 且内环17在与外环16相反的一侧上被连结至衬套主体14。也就是说， 外环16经由衬套主体14被连结至逆变器侧固定部13a，并且内环17 接触壳体。

编织线15的一端15a被电连接和机械连接至减震衬套19的内环 17，并且另一端15b被电连接和机械连接至支架13的连接部13c。图4 中也例示了编织线15沿着支架的连接部13c设置。

一个支架单元10由减震衬套19、支架13和编织线15构成。因而， 当逆变器53被固定到变速箱51上时，不必单独附接将逆变器53和用 于固定逆变器53的支架电连接至变速箱51(车身)的编织线。当通过 使用支架单元10将逆变器53固定至变速箱51时，逆变器53被电连 接至变速箱51，同时固定。支架单元10能够抑制固定逆变器以及将逆 变器电连接至车身的操作成本。

下面是关于在实施例中解释的技术的说明。图2和3中例示的编 织线5被构造成使得其一端被电连接和机械连接至逆变器，并且其另 一端被电连接和机械地连接至变速箱51。图4中例示的编织线15被构 造成使得其一端被电连接和机械地连接至减震衬套19的逆变器侧金属 配件(内环17)，并且其另一端被电连接和机械地连接至支架13。作 为通过组合上述构造两者获得的一方面，编织线的一端可以被电连接 和机械连接至逆变器的壳体，并且其另一端可以被连接至支架。在该 方面中，当减震衬套和支架被附接至逆变器的组件的变速箱侧固定部 被固定至变速箱时，逆变器被电连接至变速箱(车身)。也就是说，不 需要将编织线连接至变速箱(车身)的单独操作。

在该实施例的车载结构中，减震衬套4(19)被装配在支架3(13) 和逆变器53之间。优选将减震衬套装配在支架和逆变器之间，但是可 以将减震衬套装配在支架和车辆(变速箱)之间。

图4中的支架单元10的结构能够表述如下。减震衬套19包括衬 套主体14和金属配件(内环17)。衬套主体14由绝缘体制成，并且被 附接至支架13的端部(逆变器侧固定部13a)。金属配件(内环17)在 与逆变器侧固定部13a相反的一侧上被连结至衬套主体14。金属配件 (内环17)接触逆变器的壳体。也就是说，金属配件(内环17)被电 连接至逆变器的壳体。编织线15的一端被电连接和机械连接至金属配 件(内环17)，并且编织线15的另一端被电连接和机械连接至支架13。

该实施例的变速箱51在电气方面是车身的一部分，并且与权利要 求中的“车辆”的实例对应。

已经详细解释了本发明的特定实例。然而，实例仅为了例示，并 且不限制权利要求的范围。在权利要求的范围内描述的技术包括上述 实例的各种变型和变化。在本说明书和附图中解释的技术元素中的每 种元素和各种组合实现技术效用，并且技术元素不限于在提交时在权 利要求中提出的组合。在本说明书和附图中作为实例解释的技术能够 同时实现多个目标，并且具有通过实现其中一个目标而获得的技术效 用。