DE112011105463B4

DE112011105463B4 - Automobil mit Fahrzeugantriebsmotor

Info

Publication number: DE112011105463B4
Application number: DE112011105463.7T
Authority: DE
Inventors: Koji Hotta; Kenshi Yamanaka
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-07-26
Filing date: 2011-07-26
Publication date: 2017-02-23
Anticipated expiration: 2031-07-27
Also published as: WO2013014745A1; CN103702849A; KR101380476B1; JP5321754B2; KR20130122011A; JPWO2013014745A1; CN103702849B; US20150021114A1; US9199537B2; DE112011105463T5

Abstract

Es wird eine Technologie geschaffen, um den auf einen Leistungscontroller, der in einem Frontraum angeordnet ist, wirkenden Aufprall bei einer Kollision zu mildern. Es wird ein Fahrzeug (100) vorgeschlagen, das einen Leistungscontroller (4) sowie eine Vorrichtung (2) in dem Frontraum hat. Der Leistungscontroller (4) und die Vorrichtung (2) sind Seite an Seite in Fahrzeugbreitenrichtung angeordnet. Ein Eck oder ein Vorsprung des Leistungscontrollers (4) liegt einer Seitenfläche der Vorrichtung (2) gegenüber. Wenn das Fahrzeug mit einem Hindernis kollidiert, gelangt die Seitenfläche der Vorrichtung (2) mit dem Eck des Leistungscontrollers (4) in Kontakt. Da die Seitenfläche der Vorrichtung (2) schwächer ist, als das Eck des Leistungscontrollers (4) bricht die Vorrichtung (2) zuerst. Die Vorrichtung (2) dient als Puffermaterial, um den vom Leistungscontroller (4) erlittenen Schaden zu verringern.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Automobil, das mit einem Fahrzeugantriebsmotor (einem Motor zum Fahren des Fahrzeugs) ausgebildet ist. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein elektrisches Automobil, einschließlich eines Hybridfahrzeugs. Der in dieser Beschreibung genutzte Begriff „Automobil” umfasst auch ein Brennstoffzellenfahrzeug.
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
Verschiedene Vorrichtungen, beispielsweise ein Verbrennungsmotor, ein Elektromotor (kurz: Motor) und ein Controller hierfür, sind in einem Frontraum (Motorraum) eines Automobils angebracht. Die Vorrichtungen in dem Frontraum werden wahrscheinlich ernsthaft beschädigt, wenn das Fahrzeug mit einem Hindernis zusammenstößt. Verschiedene Technologien wurden vorgeschlagen, um den Schaden an den Vorrichtungen aufgrund der Kollision zu verringern, indem die Anordnung der Vorrichtungen oder die Tragstruktur einer jeden Vorrichtung verbessert wurden.
Das Patentdokument 1 offenbart ein Fahrzeug, bei welchem eine Relaisbox, die hinter einer Batterie angeordnet ist, durch die Wucht einer Kollision aus dem Frontraum herausgestoßen wird. Diese Technologie gewährleistet einen Raum, in dem sich die Batterie bewegen kann, indem die Relaisbox zum Zeitpunkt der Kollision freigegeben wird. Die Kollisionswucht kann absorbiert werden, da sich die Batterie zum Zeitpunkt der Kollision frei bewegen kann.
Das Patentdokument 2 offenbart eine Technologie zum Unterdrücken eines Schadens an einem Inverter in einem Frontraum zum Zeitpunkt einer Kollision. Die in dem Patentdokument 2 offenbarte Technologie erlaubt die Bewegung des Inverters bei einer Kollision. Die in dem Patentdokument 2 offenbarte Technologie verringert den durch die Kollision verursachten Aufprall zwischen dem Inverter und anderen Teilen, indem sich der Inverter zum Zeitpunkt der Kollision frei bewegen kann. Der Inverter ist ein wesentliches Bauteil von elektrischen Fahrzeugen und Hybridfahrzeugen und muss daher besonders vor einer Kollision geschützt werden.
Ein Automobil mit einem Leistungscontroller und einer Batterie gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist zudem aus Patentdokument 3 bekannt.
Druckschriften des Standes der Technik

Patentdokument 1: JP 2002-362254 A
Patentdokument 2: JP 2009-90818 A
Patentdokument 3: JP 2011-020602 A

KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Die in den Patentdokumenten 1 und 2 offenbarten Technologien verringern den erlittenen Schaden der Vorrichtungen, indem die Vorrichtungen sich frei bewegen können. Die in Patentdokument 1 offenbarte Technologie benötigt jedoch einen Mechanismus zum Ausstoßen der Relaisbox aus dem Frontraum. Die in dem Patentdokument 2 offenbarte Technologie befestigt den Inverter normalerweise fest, benötigt aber einen Mechanismus, so dass der Inverter sich frei bewegen kann, wenn er einen Aufprall erfährt. In beiden Technologien ist somit ein spezieller Mechanismus notwendig, was zu höheren Kosten führt. Die in der vorliegenden Beschreibung offenbarte Technologie basiert auf einem vollständig anderen Konzept als die in den Patentdokumenten 1 und 2 offenbarte Technologie und hat zur Aufgabe, Vorrichtungen, die in einem Frontraum montiert sind, und insbesondere einen Leistungscontroller, der ein wesentliches Bauteil eines Fahrzeugs mit einem Antriebsmotor ist, zu schützen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ein Leistungscontroller eines Fahrzeugs führt elektrische Leistung einem Fahrzeugantriebsmotor zu. Anders ausgedrückt handhabt der Leistungscontroller eine große elektrische Leistung, die dem Fahrzeugantriebsmotor zugeführt wird. Daher muss der Leistungscontroller eine verbleibende elektrische Leistung unmittelbar nachdem das Fahrzeug mit einem Hindernis kollidiert abgeben. Der Leistungscontroller nutzt insbesondere einen großen Kondensator zum Glätten eines Motorantriebsstromes. Es wird bevorzugt, dass, wenn das Automobil mit dem Hindernis kollidiert, der Leistungscontroller den Aufprall der Kollision überlebt und den großen Kondensator unmittelbar entlädt. Es wird auch bevorzugt, dass, wenn das Fahrzeug ein Brennstoffzellfahrzeug ist, der Leistungscontroller unmittelbar elektrische Energie abgibt, die durch die Brennstoffzelle erzeugt wurde. Solange der Leistungscontroller den Aufprall der Kollision (zumindest für ein paar Sekunden nach der Kollision) überleben kann, kann der Kondensator (oder die Brennstoffzelle) über eine Notfallentladungsschaltung entladen werden. Daher muss der Schaden, den der Leistungscontroller zum Zeitpunkt der Kollision des Automobils erfährt, verringert werden.
Die in der vorliegenden Beschreibung offenbarte Technologie schlägt ein Vorrichtungslayout in einem Frontraum vor, in welchem, wenn ein Leistungscontroller mit einer anderen Vorrichtung kollidiert, die andere Vorrichtung wahrscheinlicher bricht als der Leistungscontroller. Die in der vorliegenden Beschreibung offenbarte Technologie legt den Fokus dabei auf ein Gehäuse des Leistungscontrollers. Das Gehäuse ist ein Polyeder (typischerweise ein Sechseck) mit Ecken. Die Ecken haben eine höhere Stärke bzw. Festigkeit als flache Flächen des Polyeders. Im Fall der Kollision des Automobils kann daher, selbst wenn die andere Vorrichtung zusammenbrechen bzw. ausfallen kann, die Chance, dass der Leistungscontroller überlebt, durch Positionieren des Leistungscontrollers und der anderen Vorrichtung derart, dass eine der Ecken des Leistungscontrollers mit einer flachen Fläche der anderen Vorrichtung kollidiert, erhöht werden. Ein ähnlicher Vorteil kann dadurch erzielt werden, dass das Gehäuse des Leistungscontrollers mit einem Vorsprung ausgebildet ist, und der Leistungscontroller und die andere Vorrichtung derart angeordnet werden, dass der Vorsprung der flachen Fläche der anderen Vorrichtung gegenüber liegt. Dieses Layout kann den auf den Leistungscontroller wirkenden Aufprall verringern. Die in der vorliegenden Beschreibung offenbarte Technologie kann die auf den Leistungscontroller wirkenden Aufprall verringern, ohne dass ein spezieller Mechanismus notwendig ist.
Nachfolgend wird eine Vorrichtung, die sich vom Leistungscontroller unterscheidet, einfach als „Vorrichtung” bezeichnet. In den Ausführungsformen der in dieser Beschreibung offenbarten Technologie ist die Vorrichtung (die andere Vorrichtung als der Leistungscontroller) diagonal vor dem Leistungscontroller im Frontraum angeordnet. Darüber hinaus sind der Leistungscontroller und die Vorrichtung derart angeordnet, dass ein Eck oder ein Vorsprung des Leistungscontrollers einer flachen Seitenfläche der Vorrichtung gegenüber liegt. Ein derartiges Layout bringt die folgenden Vorteile. Zunächst kollidiert, wenn das die in der vorliegenden Beschreibung offenbarte Technologie nutzende Fahrzeug frontal mit einem Hindernis kollidiert (z. B. einem anderen Fahrzeug), die Vorrichtung mit dem Hindernis bevor der Leistungscontroller dies tut. Die Vorrichtung kann daher brechen bzw. ausfallen, aber der Aufprall der Kollision wird absorbiert. Als Ergebnis kann der auf dem Leistungscontroller wirkende Aufprall verringert werden. Wenn das Hindernis mit dem Automobil ferner schräg von vorne kollidiert, wird die Vorrichtung durch das Hindernis gestoßen und bewegt und gelangt mit dem Leistungscontroller in Kontakt. In diesem Moment kollidiert die flache Seitenfläche der Vorrichtung mit dem Eck oder dem Vorsprung des Leistungscontrollers. Die flache Seitenfläche wird wahrscheinlicher verbeult als das Eck oder der Vorsprung. In anderen Worten, wenn der Leistungscontroller mit der Vorrichtung kollidiert, kollabiert zuerst die Seitenfläche der Vorrichtung. Da die Vorrichtung zwischen dem Leistungscontroller und dem Hindernis kollabiert kann der auf den Leistungscontroller wirkende Aufprall verringert werden. Die in der vorliegenden Beschreibung offenbarte Technologie kann den Schaden auf den Leistungscontroller durch Anwenden einer Positionsbeziehung verringern, bei welcher die Vorrichtung leicht zwischen dem Leistungscontroller und dem Hindernis bricht bzw. ausfällt. Die in der vorliegenden Beschreibung offenbarte Technologie braucht keinen speziellen Mechanismus, der wiederum zusätzliche Kosten verursacht.
Die Vorrichtung (die sich von dem Leistungscontroller unterscheidende Vorrichtung) ist üblicherweise eine Batterie, die elektrische Leistung bzw. Strom dem Leistungscontroller zuführt (eine Batterie, die elektrische Leistung zum Ansteuern einer elektrischen Schaltung des Leistungscontrollers zuführt). Die meisten Batterien, die den Leistungscontrollern elektrische Leistung zuführen haben Kunststoffgehäuse (üblicherweise besteht das Gehäuse des Leistungscontrollers aus Metall). Ferner ist eine Seitenfläche eines jeden Kunststoffgehäuses flach. Daher sind die Kunststoffgehäuse weicher als das Gehäuse des Leistungscontrollers, und die Batterie mit der flachen Seitenfläche ist als Dämpfer- bzw. Puffermaterial zum Verringern des Schadens am Leistungscontroller geeignet. Es sei angemerkt, dass der Leistungscontroller eine höhere Spannung handhabt als die Speisespannung der Batterie zum Leistungscontroller und daher als „Hochspannungsvorrichtung” kategorisiert werden kann. Die Batterie dagegen, die der elektrischen Schaltung im Controller elektrische Leistung zuführt, kann als „Niederspannungsvorrichtung” kategorisiert werden. Der in der vorliegenden Beschreibung verwandte Begriff „Hochspannungsvorrichtung” bedeutet eine Vorrichtung, die eine Spannung über 50 Volt nutzt, und „Niederspannungsvorrichtung” bezeichnet eine Vorrichtung, die eine Spannung unter 50 Volt handhabt. Die Spannung „50 V” ist hierbei lediglich ein Indikator zur Unterscheidung zwischen der „Hochspannungsvorrichtung” und der „Niederspannungsvorrichtung”, wobei der Indikator zum Unterscheiden zwischen diesen Begriffen hierauf nicht begrenzt ist. Überdies ist die Vorrichtung, die den Leistungscontroller schützt, nicht auf die Batterie begrenzt. Beispielsweise kann eine Relaisbox, ein Klimaanlagenkompressor und dergleichen ein Kandidat für eine derartige Vorrichtung sein.
Vorstehend wurden die Prinzipien der Erfindung, die in der vorliegenden Beschreibung offenbart sind, beschrieben. Eine weitere Verbesserung der vorliegenden Erfindung wird in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines Vorrichtungslayouts in einem Frontraum;
2 zeigt eine schematische Draufsicht auf das Vorrichtungslayout in dem Frontraum;
3 zeigt eine Seitenansicht eines Layouts eines Leistungscontrollers und einer Hilfsbatterie;
4 zeigt eine Vorderansicht des Layouts des Leistungscontrollers und der Hilfsbatterie;
5 zeigt schematisch die Positionsbeziehung zwischen dem Leistungscontroller und der Hilfsbatterie unmittelbar nach einer Kollision;
6 zeigt das Layout eines Leistungscontrollers und einer Hilfsbatterie gemäß einer zweiten Ausführungsform (perspektivische Ansicht);
7 zeigt das Layout des Leistungscontrollers und der Hilfsbatterie gemäß der zweiten Ausführungsform (Seitenansicht);
8 zeigt das Layout des Leistungscontrollers und der Hilfsbatterie gemäß der zweiten Ausführungsform (Vorderansicht);
9 zeigt das Layout eines Leistungscontrollers und einer Hilfsbatterie gemäß einer dritten Ausführungsform (perspektivische Ansicht);
10 zeigt das Layout eines Leistungscontrollers und einer Hilfsbatterie gemäß einer vierten Ausführungsform (perspektivische Ansicht);
11 zeigt das Layout des Leistungscontrollers und der Hilfsbatterie gemäß der vierten Ausführungsform (Draufsicht);
12 zeigt das Layout des Leistungscontrollers und er Hilfsbatterie gemäß der vierten Ausführungsform (Vorderansicht);
13 zeigt das Layout des Leistungscontrollers und der Hilfsbatterie gemäß der vierten Ausführungsform (Seitenansicht); und
14 zeigt das Layout eines Leistungscontrollers und einer Hilfsbatterie gemäß einer fünften Ausführungsform (Draufsicht).
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Zunächst werden eine Gruppe von Vorrichtungen und ein Leistungscontroller, die in einem Frontraum montiert sind, beschrieben. Der Leistungscontroller eines Fahrzeugantriebsmotors ist eine der wichtigsten im Frontraum montierten Vorrichtung. Der Leistungscontroller steuert die dem Fahrzeugantriebsmotor zugeführte elektrische Leistung (wobei dem Leistungscontroller selbst elektrische Leistung von einer Batterie mit hoher Kapazität zugeführt wird). Der Leistungscontroller handhabt daher eine hohe elektrische Leistung. Die vom Controller gehandhabte elektrische Leistung wird vorzugsweise unmittelbar nach einer Kollision entladen. Da eine Brennstoffzelle zudem Wasserstoff erzeugt, wird der Wasserstoff unmittelbar nach der Kollision entladen. Der Begriff „Fahrzeugantriebsmotor” wird nachfolgend vereinfacht als „Motor” bezeichnet.
Um den leistungsstarken Motor anzutreiben, nutzt der Leistungscontroller einen Kondensator als Stromglättungsfilter. Der Kondensator zum Glätten des Stromes zum Antreiben des Motors hat eine hohe Kapazität mit insgesamt etwa 100 Farad oder mehr. Wenn eine große Menge elektrischer Leistung nach der Kollision im Kondensator gespeichert bleibt, kann Elektrizität freigesetzt werden. Der Leistungscontroller hat daher vorzugsweise eine Notfallentladungsschaltung (diese kann einen Entladungswiderstand umfassen) zum Entladen des Kondensators. Solange der Leistungscontroller selbst für eine kurze Zeitspanne nach der Kollision überleben kann, kann die Aktivierung der Notfallentladungsschaltung das Freisetzen von Elektrizität verhindern. Aus diesem Grund ist es wichtig, ein Beschädigen des Leistungscontrollers zum Zeitpunkt der Kollision zu vermeiden.
Ferner ist eine Batterie im Frontraum angeordnet. Die Batterie ist eine Leistungs- bzw. Stromquelle zum Ansteuern bzw. Antreiben von einer elektrischen Schaltung, Scheinwerfern, Innenbeleuchtung, elektrischen Fensterhebern, Windschutzscheibenwischern und dergleichen. In einem Hybridfahrzeug oder elektrischem Automobil wird die Batterie, die elektrische Leistung der elektrischen Schaltung und dergleichen zuführt, als Hilfsbatterie oder Zubehörbatterie bezeichnet, um diese von der Batterie mit hoher Kapazität (einschließlich der Brennstoffzelle), welche dem Motor (Fahrzeugantriebsmotor) elektrische Leistung zuführt, zu unterscheiden. Die Batterie mit hoher Kapazität, welche dem Motor elektrische Leistung zuführt, führt elektrische Leistung über etwa 50 V zu. Die Batterie, die der elektrischen Schaltung und dergleichen elektrische Leistung zuführt, führt elektrische Leistung von weniger als 50 V zu. In der vorliegenden Beschreibung wird nachfolgend die Batterie, welche die elektrische Leistung zum Fahren des Motors zuführt, als „Hauptbatterie” bezeichnet, und die Batterie, die der elektrischen Schaltung und dergleichen elektrische Leistung zuführt, wird einfach als „Hilfsbatterie” oder „Batterie” bezeichnet. Die Hilfsbatterie ist häufig in der Umgebung bzw. Nähe des vorgenannten Leistungscontrollers angeordnet. Dies hat den Grund, dass der Leistungscontroller, die wichtige Vorrichtung, vorzugsweise näher an der Hilfsbatterie als die anderen Vorrichtung ist, da die im Leistungscontroller angeordnete elektrische Schaltung auch mit elektrischer Leistung von der Hilfsbatterie versorgt wird. Das Anordnen des Leistungscontrollers und der Hilfsbatterie angrenzend zueinander kann verursachen, dass der Leistungscontroller und die Hilfsbatterie miteinander zum Zeitpunkt der Kollision des Automobils kollidieren.
Nachfolgend werden verschiedene Merkmale der in dieser Beschreibung offenbarten Technologie beschrieben. Gemäß einem Aspekt der in der vorliegenden Beschreibung offenbarten Lehre sind der Leistungscontroller und die Batterie derart angeordnet, dass die Batterie wahrscheinlicher zusammenbricht als der Leistungscontroller, wenn der Leistungscontroller und die Batterie miteinander kollidieren. Gemäß einer in der vorliegenden Beschreibung offenbarten Ausführungsform sind die Batterie und der Leistungscontroller derart angeordnet, dass die Batterie vor dem Leistungscontroller liegt, und dass eine vordere Ecke des Leistungscontrollers einer flachen Seitenfläche der Batterie (einer Seitenfläche eines Batteriegehäuses) gegenüber liegt. Alternativ hat das Gehäuse des Leistungscontrollers einen Vorsprung, und der Leistungscontroller und die Batterie sind derart angeordnet, dass der Vorsprung einer flachen Seitenfläche der Batterie gegenüber liegt. Wenn das Eck oder der Vorsprung des Leistungscontrollers mit der flachen Seitenfläche der Batterie zusammenstößt, bricht zuerst die Batterie zusammen. Die Batterie absorbiert folglich den Aufprall der Kollision, verringert den Schaden auf den Leistungscontroller. Es sei angemerkt, dass dieses Merkmal so ausgelegt werden kann, dass das Eck oder der Vorsprung des Leistungscontrollers die Seitenfläche der Batterie in Seitenrichtung des Automobils überlappt.
Gemäß einem bevorzugten Aspekt der in dieser Beschreibung beschriebenen Technologie ist es bevorzugt, dass das Eck oder der Vorsprung des Leistungscontrollers der flachen Seitenfläche der Batterie an einer Innenseite statt einer äußeren Kontur der Seitenfläche der Batterie gegenüber liegt. Es ist ferner bevorzugt, dass das Eck oder der Vorsprung etwa der Mitte der flachen Seitenfläche der Batterie gegenüber liegt. Der Bereich an der Innenseite hat, im Gegensatz zur Kontur der Seitenfläche der Batterie, eine niedrigere Festigkeit als der Konturabschnitt, und die Mitte der Seitenfläche hat die niedrigste Stärke bzw. Festigkeit. Wenn das Eck oder der Vorsprung gegen den Bereich niedriger Festigkeit der Batterie (des Batteriegehäuses) stößt, bricht die Batterie leicht aber der Leistungscontroller bricht nicht so leicht. Dieses Merkmal kann auch so ausgedrückt werden, dass die Seitenfläche der Batterie einen ersten Festigkeitsbereich und einen zweiten Festigkeitsbereich mit einer geringeren Festigkeit als der erste Festigkeitsbereich hat, und dass das Eck oder der Vorsprung des Leistungscontrollers dem zweiten Festigkeitsbereich gegenüber liegt. Bei einem anderen Beispiel ist der erste Festigkeitsbereich ein Metallrahmen während der zweite Festigkeitsbereich ein Kunststoffbatteriegehäuse ist.
Wenn eine Mehrzahl von Ecken oder Vorsprüngen der Seitenfläche der Batterie gegenüber liegen, ist bevorzugt, dass das vorderste Eck oder der vorderste Vorsprung die Seitenfläche der Batterie in der Seitenansicht des Fahrzeugs überlappt. Hierbei bezeichnet der Begriff „das vorderste Eck oder der vorderste Vorsprung” das Eck oder den Vorsprung, der am Nächsten am vorderen Ende des Automobils von der Mehrzahl von Ecken oder Vorsprüngen, die der Seitenfläche der Batterie gegenüber liegen, liegt. Dies hat den Grund, dass das vorderste Eck (der vorderste Vorsprung) der Mehrzahl von Ecken oder Vorsprüngen, die der Seitenfläche der Batterie gegenüber liegen, zum Zeitpunkt der Kollision des Automobils relativ stark mit der Seitenfläche in Kontakt gelangt. Es ist auch bevorzugt, dass das Eck, das an einem vorderen oberen Teil des Leistungscontrollers angeordnet ist, der Seitenfläche der Batterie gegenüber liegt. Hierbei bezeichnet der Begriff „vorderer oberer Teil” einen oberen Teil, der näher am vorderen Ende des Fahrzeugs ist.
So dass die Batterie den Aufprall der Kollision absorbiert ist bevorzugt, dass die Batterie außerhalb des Leistungscontrollers in Breitenrichtung des Automobils angeordnet ist. In anderen Worten ist bevorzugt, dass die Batterie von der Mittellinie des Automobils weiter entfernt angeordnet ist als der Leistungscontroller. Das Anordnen der Batterie außerhalb des Leistungscontrollers kann die Batterie zwischen den Leistungscontroller und ein Hindernis setzen, mit dem das Automobil kollidiert. Gemäß einem solchen Layout ist es hochwahrscheinlich, dass, wenn das Automobil mit dem Hindernis zusammenstößt, die Batterie vor dem Leistungscontroller den Aufprall erfährt. In anderen Worten kann, bei einem solchen Layout, die Batterie als Puffermaterial zum Verringern des Schadens des Leistungscontrollers dienen. Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der in der vorliegenden Beschreibung offenbarten Technologie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
(Erste Ausführungsform)
Die 1 und 2 zeigen eine schematische perspektivische Ansicht sowie eine schematische Draufsicht eines Beispiels eines Vorrichtungslayouts in einem Frontraum 5 eines Fahrzeugs 100 gemäß einer ersten Ausführungsform. Es sei angemerkt, dass in allen Darstellungen eine X-Achse der Vorderseite des Fahrzeugs entspricht, eine Y-Achse der Breitenrichtung des Fahrzeugs entspricht und eine Z-Achse einer Oberseite (vertikale Oberseite) des Fahrzeugs entspricht.
Zunächst wird eine Gruppe von Vorrichtungen, die im Frontraum montiert ist, beschrieben. Das Fahrzeug 100 ist ein Hybridfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einem (Elektro-)Motor. Die im Frontraum 5 hauptsächlich montierten Vorrichtungen sind ein Verbrennungsmotor 8, ein Antriebsstrang 6 mit einem Motor, einem Planetengetriebe und einem Differenzialgetriebe, eine Hilfsbatterie 2, ein Radiator 9 und ein Leistungscontroller 4. Zudem bezeichnet Bezugszeichen 92 eine Relaisbox und 94 einen Klimaanlagenkompressor. Der Verbrennungsmotor 8 und der Antriebsstrang 6 sind an einem Seitenrahmen 12 (Seitenelement), das einen Rahmen des Fahrzeugs bildet, angebracht. Der Radiator 9 ist an einem Frontrahmen 14 (Frontstoßfängerverstärkung), der einen Teil des Rahmens bildet, angebracht. Eine Karosserie 90 des Fahrzeugs wird durch den Seitenrahmen 12 und den Frontrahmen 14 getragen. Die Hilfsbatterie 2 ist am Seitenrahmen 12 mit einem dazwischen angeordneten Abstandshalter 13 angebracht.
Die im Frontraum 5 angeordnete Hilfsbatterie 2 gibt eine Spannung von 12 V aus. Die Hilfsbatterie 2 führt elektrische Leistung einer Klimaanlage, einem Windschutzscheibenwischer, Scheinwerfern und einer elektrischen Schaltung des Leistungscontrollers 4 zu. Die Hauptbatterie, die elektrische Leistung zum Fahren des Motors liefert, ist nicht im Frontraum 5 sondern in einem Rückraum (Gepäckraum) oder unter einem Rücksitz angeordnet. Die Ausgabe der Hauptbatterie übersteigt 50 V (die Ausgangsspannung der meisten Hauptbatterien ist etwa 200 V). Grundsätzlich wird die Hilfsbatterie 2, die der elektrischen Schaltung oder einer Servolenkung elektrische Leistung mit niedriger Spannung (einer Spannung von weniger als 50 V) zuführt, die sich von einer elektrischen Leistung mit hoher Spannung (einer Spannung von über 50 V), die einem Motor (Fahrzeugantriebsmotor) zugeführt wird, unterscheidet, häufig als „Zubehörbatterie” oder „Hilfsbatterie” bezeichnet.
Das Fahrzeug 100 ist ein Hybridfahrzeug und hat einen Motor-Generator, ein Planetengetriebe und ein Differenzialgetriebe im Antriebsstrang 6. Das Planetengetriebe schaltet die Ausgabe des Verbrennungsmotors und die Ausgabe des Motors oder addierte beide Ausgaben zusammen und überträgt diese auf das Differenzialgetriebe. Der Antriebsstrang 6 wird häufig als „power train” oder „Getriebe” bezeichnet.
Der Leistungscontroller 4 zum Steuern des Motors, der im Antriebsstrang 6 vorgesehen ist, ist an der Oberfläche des Antriebsstrangs 6 angebracht. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass die Länge einer Hochspannungsleitung, welche den Leistungscontroller 4 und den Motor im Antriebsstrang 6 miteinander verbindet, verringert werden kann. Der Leistungscontroller 4 transformiert die von der Hauptbatterie zugeführte Spannung, wandelt die resultierende Spannung in einen Wechselstrom und speist diesen in den Motor. Anders ausgedrückt ist der Leistungscontroller 4 mit einem Gleichstromwandler und einem Inverter ausgebildet. Der Leistungscontroller 4 hat ferner eine Funktion zum Umwandeln von Bremsenergie in elektrische Energie, wobei die Bremsenergie gewonnen wird, wenn eine Bremse betätigt wird. Die aus der Bremsenergie gewonnene elektrische Leistung wird als „regenerative Energie” bezeichnet. Die regenerative Energie wird in der Hauptbatterie gespeichert.
Ein Kondensator 80 zum Glätten einer Gleichstromwandlerausgabe und einer Inverterausgabe ist im Leistungscontroller 4 enthalten. Ein solcher Kondensator hat normalerweise eine Kapazität von 100 Farad oder mehr. Der Leistungscontroller 4 hat ferner eine Notfallentladungsschaltung 82 zum Entladen des Kondensators 80 wenn ein Kollisionsaufprall erfasst wird.
Eine elektronische Schaltung im Leistungscontroller 4 wird mit einer Spannung von 12 V angetrieben, die von der Hilfsbatterie 2 zugeführt wird. Wie vorstehend beschrieben ist, wird jedoch auch Hochspannung/hohe Leistung von der Hauptbatterie an den Leistungscontroller 4 angelegt. Anders ausgedrückt ist der Leistungscontroller 4 eine Vorrichtung, die eine Spannung nutzt, die höher als die maximal zulässige Spannung der Hilfsbatterie 2 ist. Der Leistungscontroller 4 ist eine Art Hochspannungsvorrichtung, die eine Spannung über 50 V handhabt und die Hilfsbatterie 2 ist eine Art Niederspannungsvorrichtung, die eine Spannung von weniger als 50 V handhabt.
Das Layout des Leistungscontrollers 4 und der Hilfsbatterie 2 ist eines der Merkmale des Fahrzeugs 100. Wie in 2 gezeigt ist, sind die Hilfsbatterie 2 und der Leistungscontroller 4 Seite an Seite in Breitenrichtung des Automobils angeordnet. Die Hilfsbatterie 2 liegt von der Mittellinie CL des Fahrzeugs 100 weiter entfernt als der Leistungscontroller 4. In anderen Worten ist die Hilfsbatterie 2 in Fahrzeugbreitenrichtung außerhalb des Leistungscontrollers 4 angeordnet. Das Bezugszeichen Y1 aus 2 bezeichnet die Position an der äußersten Seite des Leistungscontrollers 4 in Breitenrichtung von der Mittellinie CL. Die Hilfsbatterie 2 ist an der Außenseite der Position Y1, welche die äußerste Seite des Leistungscontrollers 4 in Fahrzeugbreitenrichtung bezeichnet, angeordnet.
3 zeigt das Layout des Leistungscontrollers 4 und der Hilfsbatterie 2 in Breitenrichtung (in Richtung der Y-Achse). 4 zeigt das Layout von vorne (in Richtung der X-Achse). Das Bezugszeichen X1 aus 3 bezeichnet die Position am vordersten Ende des Leistungscontrollers 4, und das Bezugszeichen X2 bezeichnet die Position am vordersten Ende der Hilfsbatterie 2. Wie in 3 gezeigt ist, liegt die Position X2 am vordersten Ende der Hilfsbatterie 2 vor der Position X1 am vordersten Ende des Leistungscontrollers 4. Zudem liegt die Position X1 am vordersten Ende des Controllers 4 hinter dem vordersten Ende des Antriebsstrangs 6.
Wie aus den 3 und 4 klar wird, sind der Leistungscontroller 4 und die Hilfsbatterie 2 derart angeordnet, dass eine vordere Ecke 4a des Leistungscontrollers 4 etwa der Mitte einer Seitenfläche 2a der Batterie 2 gegenüber liegt. In anderen Worten überlappt, wie aus 3 klar wird, die vordere Ecke 4a des Leistungscontrollers 4 die Seitenfläche 2a der Hilfsbatterie 2, wenn das Fahrzeug in Breitenrichtung (in Richtung der Y-Achse) betrachtet wird. Es sei angemerkt, dass die Hilfsbatterie 2 durch den Seitenrahmen 12 mit einem dazwischen angeordneten Abstandshalter 13 gelagert ist. Die Höhe der Hilfsbatterie 2 wird abhängig von der Höhe des Abstandshalters 13 eingestellt, so dass das Eck 4a annähernd in der Mitte der Seitenfläche 2a positioniert ist.
Die Hilfsbatterie 2 ist vollständig mit einem Kunststoffgehäuse überdeckt, und eine Seitenfläche des Gehäuses ist flach. Ein Metallrahmen 2b ist an einem oberen Teil der Hilfsbatterie 2 angebracht. Der Metallrahmen 2b hat eine höhere Festigkeit als das Gehäuse. Die Seitenfläche der Hilfsbatterie 2 hat einen Metallrahmenbereich mit einer ersten Festigkeit sowie einen Gehäusebereich mit einer zweiten Festigkeit, der eine niedrigere Festigkeit als die erste Festigkeit des Metallrahmenbereichs hat. Das Eck 4a liegt dem Gehäusebereich gegenüber.
Nachfolgend werden die Vorteile des Layouts des Leistungscontrollers 4 und der Hilfsbatterie 2 beschrieben. Das vorstehend beschriebene Layout verringert den vom Leistungscontroller 4 erfahrenen Schaden, wenn das Fahrzeug mit einem Objekt (Hindernis) kollidiert. 5 zeigt eine Positionbeziehung zwischen dem Leistungscontroller 4 und der Hilfsbatterie 2 unmittelbar nach der Kollision. In 5 wird ein Fall angenommen, in welchem das Hindernis mit dem Fahrzeug in eine durch einen Pfeil F angezeigte Richtung kollidiert. Die Richtung des Pfeils F ist die gleiche wie die durch einen Pfeil F in 2 gezeigte Richtung. Wie in 2 gezeigt ist, geht diese Situation davon aus, dass das Hindernis mit dem Fahrzeug schräg von vorne kollidiert. Wenn das Hindernis mit dem Fahrzeug in Richtung des Pfeils F kollidiert, wird die Hilfsbatterie 2 sandwichartig zwischen dem Leistungscontroller 4 und dem Hindernis eingeklemmt. Wenn das Hindernis mit dem Fahrzeug in Richtung des Pfeils F kollidiert, kollidiert zudem der angenommene Mittelbereich der Seitenfläche 2a der Hilfsbatterie 2 mit dem Eck 4a des Leistungscontrollers 4. Das Eck 4a ist in seiner Struktur fester als die flache Seitenfläche 2a. Zudem ist das Gehäuse der Hilfsbatterie 2 aus Kunststoff bzw. Harz und das Gehäuse des Leistungscontrollers 4 aus Metall (Aluminium). Das Material (Metall) des Gehäuses des Leistungscontrollers 4 hat eine höhere Festigkeit als das Material des Gehäuses der Hilfsbatterie 2. Daher wird die Seitenfläche 2a der Hilfsbatterie 2 durch den Kollisionsaufprall verformt bzw. verbeult, wie in 5 gezeigt ist. Eine solche Verformung der Hilfsbatterie 2 absorbiert den Kollisionsaufprall und verringert den vom Leistungscontroller 4 erlittenen Schaden.
Wenn der Aufprall (oder die Beschleunigung), die gleich oder größer als ein Grenzwert ist, aufgebracht wird, aktiviert der Leistungscontroller 4 die Notfallentladungsschaltung 82, um den Kondensator 80 zu entladen. Es sei angemerkt, dass die Notfallentladungsschaltung 82 ein kleines elektrisches Speicherelement hat und daher auch aktiviert werden kann, wenn die Zufuhr von elektrischer Leistung von der Hilfsbatterie 2 unterbrochen ist. Da der vom Leistungscontroller 4 erlittene Aufprall wie vorstehend beschrieben verringert werden kann, kann die Wahrscheinlichkeit des Zusammenbruchs bzw. Ausfalls des Leistungscontrollers 4 bei der Kollision verringert werden. Zudem kann, selbst bei einer schweren Kollision, die als Puffermaterial dienende Hilfsbatterie 2 eine kleine Zeitspanne sicherstellen, bevor der Leistungscontroller 4 ausfällt. Solange der Leistungscontroller 4 zumindest für eine kurze Zeitspanne überleben kann, kann die Notfallentladungsschaltung 82 aktiviert werden, bevor der Leistungscontroller 4 ausfällt. In anderen Worten führt das vorstehend beschrieben Layout zu einer Verbesserung der Kollisionssicherheit der Hochspannungsvorrichtung.
Es sei angemerkt, dass, wenn das Hindernis mit dem Fahrzeug von vorne kollidiert, die Hilfsbatterie 2 sich ohne Wechselwirkung mit dem Leistungscontroller 4 nach hinten bewegt. Ein Spitzenende des Antriebsstrangs 6 kollidiert mit dem Hindernis bevor der Leistungscontroller 4 dies tut. In diesem Fall verringert der Antriebsstrang 6 den Schaden, den der Leistungscontroller 4 erleidet.
(Zweite Ausführungsform)
Eine zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform hinsichtlich der Form des Antriebsstrangs und des Layouts des Leistungscontrollers. Der übrige Aufbau ist, bis auf den des Antriebsstrangs 206 und des Leistungscontrollers 204, gleich dem, wie er in der ersten Ausführungsform beschrieben ist; dementsprechend wird auf die den 1 und 2 entsprechenden Darstellungen des in der zweiten Ausführungsform beschriebenen Aufbaus verzichtet. 6 ist eine perspektivische Darstellung eines Layouts des Antriebsstrangs 206, des Leistungscontrollers 204 und der Hilfsbatterie 2 gemäß der zweiten Ausführungsform. Die 7 und 8 zeigen jeweils eine Seitenansicht (gesehen in Richtung der Y-Achse) und eine Vorderansicht (gesehen in Richtung der X-Achse) des Layouts.
Der Antriebsstrang 206 gemäß der zweiten Ausführungsform ist ein Hybridgetriebe vom so genannten „Mehrwellentyp”. Dieser Antriebsstrang 206 beinhaltet zwei Motoren (oder Motor-Generatoren) sowie ein Differenzialgetriebe. Hauptwellen 206a, 206b der beiden Motoren und eine Welle 206c des Differenzialgetriebes verlaufen parallel zueinander. Wie anhand der Koordinatensysteme aus den 6 und 7 klar wird, ist der Antriebsstrang 206 derart angeordnet, dass die Wellen 206a, 206b und 206c in Breitenrichtung des Fahrzeugs (Richtung der Y-Achse) verlaufen. Wie in 7 gezeigt ist, hat der Antriebsstrang 206 eine Oberfläche, die nach vorne und unten geneigt ist, wenn von der Seite betrachtet. Diese nach vorne/unten geneigte Oberfläche ist für einen Mehrwellenantriebsstrang mit drei Wellen 206a, 206b und 206c spezifisch.
Der Leistungscontroller 204 ist an der nach vorne/unten geneigten Oberfläche befestigt. In anderen Worten ist der Leistungscontroller 204 derart nach vorne geneigt, dass seine Vorderseite niedriger ist als die Rückseite. Wie aus den 6 bis 8 der zweiten Ausführungsform hervorgeht, liegen die beiden vorderen Ecken 204a, 204b des Leistungscontrollers 204 der Seitenfläche 2a der Hilfsbatterie 2 gegenüber. Von diesen beiden Ecken liegt die vorderste Ecke 204a (vordere obere Ecke 204a) etwa der Mitte der Seitenfläche 2a der Hilfsbatterie 2 gegenüber. Es sei angemerkt, dass der Begriff „vorderste Ecke” die Ecke oder den Vorsprung aus einer Mehrzahl von Ecken bezeichnet, die der Hilfsbatterie 2 gegenüber liegen, der am Nächsten zum vorderen Ende des Fahrzeugs hin angeordnet ist. Zum Zeitpunkt der Kollision gelangt von den der Hilfsbatterie 2 gegenüber liegenden Ecken die vorderste Ecke 204a mit der flachen Seitenfläche 2a der Hilfsbatterie 2 zuerst in Kontakt. Zu diesem Moment gelangt die vorderste Ecke 204a mit der weichsten Mitte der Seitenfläche 2a der Hilfsbatterie 2 in Kontakt. Als Ergebnis bricht die Hilfsbatterie 2. Bei dem in der zweiten Ausführungsform beschriebenen Layout dient die Hilfsbatterie 2 ebenso als Puffermaterial zum Zeitpunkt der Kollision, um den Schaden des Leistungscontrollers 204 zu verringern. Es sei angemerkt, dass die vorderste Ecke 204a des Leistungscontrollers 204 der flachen Seitenfläche 2a gegenüber liegt, nicht jedoch dem Rahmen 2b gegenüber liegt, der härter als die Seitenfläche 2a ist. Insbesondere ist die Positionsbeziehung, bei welcher der Leistungscontroller 204 nach vorne und unten geneigt ist, und die vordere obere Ecke 204a der flachen Seitenfläche 2a der Hilfsbatterie 2 gegenüber liegt vorteilhaft, da die Ecke 204a die Seitenfläche 2a leicht brechen kann, da die Ecke 204a in Punktkontakt mit der Seitenfläche 2a gelangt. Der Begriff „vordere obere Ecke des Leistungscontrollers” bezeichnet eine obere Ecke des Leistungscontrollers, die nahe am vorderen Ende des Fahrzeugs liegt.
(Dritte Ausführungsform)
Eine dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform darin, dass ein Schutzelement bzw. Protektor 301 zum Leistungscontroller 4 der ersten Ausführungsform hinzugefügt ist. Das in Zusammenhang mit der dritten Ausführungsform beschriebene Fahrzeug ist gleich dem der ersten Ausführungsform ohne Protektor. Somit wird auf die Darstellung des den 1 und 2 entsprechenden Aufbaus, der in Zusammenhang mit der dritten Ausführungsform beschrieben ist, verzichtet. 9 ist eine perspektivische Darstellung eines Layouts des Antriebsstrangs 6, des Leistungscontrollers 4 und der Hilfsbatterie 2 gemäß der dritten Ausführungsform. Wie in 9 gezeigt ist, hat der Leistungscontroller 4 den Protektor 301, welcher der Hilfsbatterie 2 gegenüber liegt. Der Protektor 301 besteht aus einer Metallplatte. Der Protektor 301 bedeckt die Ecke 4a des Leistungscontrollers 4. Der Protektor 301 ist derart angeordnet, dass eine Protektorecke 301a, welche der Ecke des Leistungscontrollers 4a entspricht, der Seitenfläche 2a der Hilfsbatterie 2 gegenüber liegt. In dem Layout gemäß der dritten Ausführungsform gelangt die Ecke 301a mit der Seitenfläche 2a zum Zeitpunkt der Kollision in Kontakt. Wenn eine massive Aufprallkraft bei der Kollision erzeugt wird, bricht die Ecke 301a die Hilfsbatterie 2. Das Brechen der Hilfsbatterie 2 kann den vom Leistungscontroller 4 erlittenen Schaden verringern. Der Protektor 301 ist am Gehäuse des Leistungscontrollers 4 befestigt. Das Vorsehen des Protektors 301 am Leistungscontroller 4 erhöht die Dicke des Gehäuses des Leistungscontrollers 4. Es sei daher angemerkt, dass der Protektor 301 als Teil des Gehäuses des Leistungscontrollers gesehen werden kann. In anderen Worten entspricht das Eck 301a des Protektors 301 dem Eck des Gehäuses des Leistungscontrollers.
(Vierte Ausführungsform)
Bei einer vierten Ausführungsform ist ein Vorsprung außerhalb des Gehäuses des Leistungscontrollers angeordnet. 10 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Layouts eines Leistungscontrollers 404 und der Hilfsbatterie 2 gemäß der vierten Ausführungsform. Die 11, 12 und 13 zeigen jeweils eine Draufsicht, eine Vorderansicht sowie eine Seitenansicht des Layouts. Der Leistungscontroller 404 hat einen Vorsprung 404b, der der Seitenfläche 2a der Hilfsbatterie 2 gegenüber liegt. Der Vorsprung 404b ist an einer Seitenfläche des Leistungscontrollers 404 angeordnet. Wie aus den 11 bis 13 ersichtlich ist, erstreckt sich der Vorsprung 404b etwa zur Mitte der Seitenfläche 2a. Es sei angemerkt, dass die Hilfsbatterie 2 am Seitenrahmen 12 ohne den Abstandshalter 13 der ersten Ausführungsform befestigt ist. Dies hat den Grund, dass die Höhe der Mitte der Seitenfläche 2a mit der Höhe des Vorsprungs 404b ausgerichtet sein muss. Im Layout gemäß der vierten Ausführungsform gelangt der Vorsprung 404b mit der Mitte der Seitenfläche der Hilfsbatterie 2 zum Zeitpunkt der Kollision in Kontakt. Wenn die Aufprallkraft, die bei der Kollision erzeugt wird hoch ist, bricht der Vorsprung 404b die Hilfsbatterie 2. Bei der Kollision des Fahrzeugs fällt die Hilfsbatterie 2 aus, bevor der Leistungscontroller 404 ausfällt. Die Hilfsbatterie 2 dient als Puffermaterial zum Verringern des vom Leistungscontroller 404 erlittenen Schadens.
Bei der vierten Ausführungsform liegt ein vorderes oberes Eck 404a des Leistungscontrollers 404 dem Metallrahmen 2b der Hilfsbatterie 2 gegenüber. Das Eck 404a kann nicht in der Lage sein, den Rahmen 2b zu brechen. Der Vorsprung 404b kollidiert mit dem weichen Teil (der Mitte) der Seitenfläche der Hilfsbatterie und bricht daher die Hilfsbatterie 2.
(Fünfte Ausführungsform)
14 zeigt ein Layout des Leistungscontrollers 4 und einer Hilfsbatterie 502 gemäß einer fünften Ausführungsform (Draufsicht). Die Hilfsbatterie 502 ist an einem gebogenen Seitenrahmen 512 befestigt. Bei dem in 14 gezeigten Layout ist ein Teil der Hilfsbatterie 502 seitlich vom Leistungscontroller 4 angeordnet, und der Rest der Hilfsbatterie 502 liegt vor dem Leistungscontroller 4. Der Ausdruck „der Leistungscontroller und die Vorrichtung sind Seite an Seite entlang der Breitenrichtung des Automobils im Frontraum angeordnet” beinhaltet ein in 14 gezeigtes Layout, bei welchem ein Teil der Vorrichtung (die Hilfsbatterie 502) seitlich vom Leistungscontroller 4 angeordnet ist, und der Rest der Vorrichtung vor dem Leistungscontroller 4 liegt.
Nachfolgend werden Tipps hinsichtlich der in der vorliegenden Beschreibung offenbarten Technologie beschrieben. Die Hilfsbatterie gemäß einer jeden Ausführungsform entspricht dem Beispiel „der sich von dem Leistungscontroller 4 unterscheidenden Vorrichtung”. Der Begriff „sich von dem Leistungscontroller unterscheidende Vorrichtung” ist nicht auf die Hilfsbatterie begrenzt. Beispielsweise kann eine Relaisbox oder ein Klimaanlagenkompressor ein Kandidat für „eine andere Vorrichtung als der Leistungscontroller” sein.
Nichtsdestotrotz ist die Batterie (Hilfsbatterie) als „die Vorrichtung” in der in der vorliegenden Beschreibung offenbarten Technologie geeignet. Dies liegt daran, dass die Batterie eine flache Seitenfläche hat und ihr Gehäuse aus Kunststoff bzw. Harz besteht.
Der Leistungscontroller ist nicht auf einen Leistungscontroller begrenzt, der die Notfallentladungsschaltung hat, welche den Kondensator entlädt, wenn ein Aufprall oder eine Beschleunigung einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt. Beispielsweise kann ein Leistungscontroller für ein Brennstoffzellenfahrzeug eine Notfallschaltung haben, die eine Brennstoffzelle entlädt oder die Zufuhr von Brennstoff zur Brennstoffzelle unterbricht, wenn der Aufprall oder die Beschleunigung den vorgegebenen Grenzwert übersteigt. Die in der vorliegenden Beschreibung offenbarte Technologie kann in geeigneter Weise auf ein Brennstoffzellenfahrzeug angewandt werden.
Die Form des Leistungscontrollers ist nicht auf einen rechteckigen Kubus beschränkt. Die Form der Vorrichtung (Batterie) ist auch nicht auf einen rechteckigen Kubus beschränkt. Der Leistungscontroller oder die Vorrichtung können säulenförmig sein, beispielsweise wie das Motorgehäuse. Verschiedene Arten von Vorsprüngen und Vertiefungen können am Gehäuse des Leistungscontrollers ausgebildet sein. Jede andere Form kann zur Anwendung kommen, solange das Eck oder der Vorsprung des Leistungscontrollers der flachen Seitenfläche der Vorrichtung gegenüber liegt.
Der Leistungscontroller einer jeden Ausführungsform hat einen großen Kondensator (mit einer Gesamtkapazität von etwa 100 Farad oder mehr) eingebaut. In einigen Fällen ist der Kondensator außerhalb des Leistungscontrollers als separate Einheit ausgebildet. In einem solchen Fall sind der Leistungscontroller und der Kondensator miteinander durch ein Kabel verbunden. Die Notfallentladungsschaltung des Leistungscontrollers sendet ein Signal zum Entladen des Kondensators durch das Kabel. Der Kondensator oder die Brennstoffzelle, die im Notfall entladen werden, sind eine Art von „elektrischer Speichervorrichtung”.
Repräsentative und nicht beschränkende Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden vorstehend im Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die detaillierte Beschreibung der vorliegenden Erfindung dient hierbei einfach dazu, dem Fachmann die Details zum Ausführen der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu zeigen, und ist nicht dazu gedacht, den Umfang der Erfindung zu beschränken. Zusätzliche Merkmale und Erfindungen, die hierin offenbart sind, können separat oder mit anderen Merkmalen und Erfindungen verwandt werden, um ein weiter verbessertes Frontraumlayout zu erzielen.
Darüber hinaus sind, im breitesten Sinne der Erfindung, Kombinationen von Merkmalen und Schritten, wie sie in der vorstehenden detaillierten Beschreibung offenbart sind, nicht immer bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung notwendig und werden nur zur Erläuterung der repräsentativen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Darüber hinaus müssen verschiedene Merkmale dieser repräsentativen Ausführungsformen und verschiedene Merkmale in den unabhängigen und abhängigen Ansprüchen nicht unbedingt in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen oder in der genannten Reihenfolge beschrieben sein.
Alle in der vorliegenden Beschreibung und/oder den Ansprüchen beschriebenen Merkmale sind dazu gedacht, separat und unabhängig voneinander zum Zwecke der Ursprungsoffenbarung sowie zum Zwecke der Beschränkung des beanspruchten Gegenstandes unabhängig von der Zusammensetzung der in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen beschriebenen Merkmale offenbart zu sein. Es wird explizit darauf verwiesen, dass alle Wertebereiche oder Gruppenangaben von Einzelteilen jeden möglichen Zwischenwert oder Zwischenanordnungen zum Zwecke der Ursprungsoffenbarung sowie zum Zwecke der Beschränkung des beanspruchten Gegenstandes umfassen können.
BEZUGSZEICHENLISTE

2, 502: Hilfsbatterie; 4, 404: Leistungscontroller; 5: Frontraum; 6, 206: Antriebsstrang; 8: Verbrennungsmotor; 12, 512: Seitenrahmen; 13: Abstandshalter; 14: Frontrahmen; 100: Fahrzeug; 204 Leistungscontroller; 206: Antriebsstrang; 301: Protektor; 404b: Vorsprung

Claims

Automobil (100), aufweisend: einen Leistungscontroller (4; 204; 404), der einem Fahrzeugantriebsmotor elektrische Leistung zuführt und an einer geneigten Oberfläche eines Antriebsstranges (6; 206) angebracht ist, wobei eine Vorderseite der geneigten Oberfläche niedriger als eine Rückseite ist; und eine Batterie (2), die aus einem Rahmen (2b) mit einer ersten Festigkeit und einem Kunststoffgehäuse mit einer zweiten Festigkeit, die niedriger ist als die erste Festigkeit, besteht, wobei der Leistungscontroller (4; 204; 404) und die Batterie (2) Seite an Seite in Breitenrichtung des Automobils (100) in einem Frontraum (5) angeordnet sind; und der Leistungscontroller (4; 204; 404) und die Batterie (2) derart angeordnet sind, dass ein Eck oder ein Vorsprung des Leistungscontrollers (4; 204; 404) etwa der Mitte einer Seitenfläche (2a) des Kunststoffgehäuses der Batterie (2) gegenüber liegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Leistungscontroller (4; 204; 404) mit einer Notfallentladungsschaltung (82) ausgebildet ist, die eine elektrische Speichervorrichtung entlädt, wenn ein Aufprall auf den Leistungscontroller (4; 204; 404) wirkt, wobei die elektrische Speichervorrichtung ausgestaltet ist, um elektrische Leistung zu speichern.
Automobil (100) nach Anspruch 1, wobei, wenn eine Mehrzahl von Ecken oder Vorsprüngen der Seitenfläche der Batterie (2) gegenüber liegt, das vorderste Eck oder der vorderste Vorsprung der Seitenfläche der Batterie (2) in einer Seitenansicht des Automobils (100) gegenüber liegt.
Automobil (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Eck, das an einem vorderen oberen Teil des Leistungscontrollers (4; 204; 404) angeordnet ist, der Seitenfläche der Batterie (2) gegenüber liegt.
Automobil (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Batterie (2) von der Mittellinie des Automobils (100) weiter entfernt angeordnet ist, als der Leistungscontroller (4; 204; 404).
Automobil (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Leistungscontroller (4; 204; 404) eine Spannung nutzt, die höher ist, als die maximal zulässige Spannung der Batterie (2).
Automobil (100) nach Anspruch 1, wobei der Antriebsstrang (6; 206) ein Mehrwellengetriebe ist, in welchem eine Hauptwelle (206a) eines ersten Motors, eine Hauptwelle (206b) eines zweiten Motors und eine Welle (206c) eines Differentialgetriebes parallel verlaufen.
Automobil (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Leistungscontroller (4; 204; 404) einen Inverter umfasst, der dem Fahrzeugantriebsmotor Wechselstrom zuführt.
Automobil (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Leistungscontroller (4; 204; 404) einen Kondensator (80) mit einer Kapazität von 100 Farad oder mehr umfasst oder mit diesem verbunden ist.
Automobil (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Batterie (2) an einem Seitenrahmen eines Rahmens des Automobils (100) angebracht ist.