CN116890947A - 电动自行车和用于电动自行车的密封单元 - Google Patents

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sealing
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S·屈斯特曼
T·德罗伊克
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Abstract

本发明涉及一种电动自行车，所述电动自行车具有：车架、具有电动马达的驱动单元以及电接口，其中，所述驱动单元构造成能借助能量供给单元来供给能量，其中，所述能量供给单元能部分或完全地布置在所述车架中，所述电接口用于使所述能量供给设备与所述电动自行车尤其能拆卸地电连接，提出，所述车架具有冷却通道，其中，所述能量供给单元部分或完全地布置在所述冷却通道中，其中，所述电动自行车具有用于密封所述电接口的密封单元。有利地，由此能够有效地保护电动自行车免于腐蚀和/或运行故障。

Description

电动自行车和用于电动自行车的密封单元
技术领域
本发明涉及一种电动自行车和一种用于电动自行车的密封单元。
发明内容
根据本发明，提出一种电动自行车，其具有：车架、具有电动马达的驱动单元以及电接口，其中，所述驱动单元构造成能借助能量供给单元来供给能量，其中，所述能量供给单元能部分或完全地布置在所述车架中，所述电接口用于使所述能量供给设备与所述电动自行车尤其能拆卸地电连接。提出，所述车架具有冷却通道，其中，所述能量供给单元部分或完全地布置在所述冷却通道中，其中，所述电动自行车具有用于密封所述电接口的密封单元。
有利地，由此能够有效地保护电动自行车免于腐蚀和/或运行故障。
结合本申请，“电动自行车”应理解为具有电动马达的尤其是单车辙的车辆。电动自行车能够例如构造为电动助力自行车或电动脚踏车(E-Bike)。
能量供给单元包括至少一个蓄电池组。蓄电池组尤其构造为可更换蓄电池组，该可更换蓄电池组优选构造成无需工具而与电动自行车能拆卸的。蓄电池组尤其构造成能与用于给蓄电池组充电的充电设备连接。替代地或附加地，蓄电池组也能够构造成，使得它在与电动自行车连接的状态下能充电，例如通过在蓄电池组或电动自行车的车架上的充电插座。
蓄电池组具有壳体，在该壳体中布置有至少一个蓄电池单体。该蓄电池单体能够例如构造为锂离子蓄电池单体。尤其地，该蓄电池单体能够构造为圆柱形的圆形单体、棱柱形的单体或构造为软包单体。蓄电池组的壳体优选构造为外壳体。蓄电池组(尤其是蓄电池组的壳体)能够经由机械接口而与电动自行车(尤其是电动自行车的机械接口)和/或充电设备以能拆卸的方式能连接。经由机械接口，蓄电池组能与电动自行车力锁合和/或形状锁合地连接。有利地，机械接口包括至少一个操纵元件，蓄电池组与电动自行车和/或与充电设备的连接能通过所述至少一个操纵元件来拆卸。该操纵元件能够例如构造为旋钮、杠杆或按键。操纵元件能够布置在蓄电池组上或电动自行车上，尤其是电动自行车的车架上。蓄电池组的壳体能够具有一个或多个壳体部件。壳体具有构造为外壳体部件的至少一个壳体部件。在此，外壳体部件向外界定蓄电池组并且能被用户触摸。此外，壳体能够具有至少一个内壳体部件，所述至少一个内壳体部件部分或完全地由所述至少一个壳体部件包围。尤其地，蓄电池组的壳体具有用于接收蓄电池单体的单体保持器。该单体保持器部分或完全地布置在蓄电池组的壳体中。蓄电池组的壳体能够具有一个或多个单体保持器。单体保持器能够具有单个单体接收部，所述单个单体接收部构造为用于接收单个的蓄电池单体。
此外，蓄电池组具有至少一个电接口，蓄电池组能经由所述至少一个电接口与电动自行车和/或与充电设备电连接。蓄电池组的电接口和电动自行车的电接口构造成彼此相对应的。通过电连接部，蓄电池组能够例如充电和/或放电。替代地或附加地，也可设想，经由电接口能将信息从蓄电池组传递至电动自行车并且反之亦然。电接口优选构造为接触接口，在该接触接口处通过至少两个能导电的构件的物理接触来实现电连接。该电接口优选包括至少两个电接触元件。尤其地，所述电接触元件中的一个构造为正触头，并且另一个电接触元件构造为负触头。附加地，电接口能够具有至少一个附加触头，所述至少一个附加触头构造为用于，将附加的信息传输至用电器和/或充电设备。附加触头能够构造为信号触头、编码触头、温度触头、总线触头等。电接触元件能够例如构造为呈郁金香式触头(Kontakttulpe)形式的弹动接触元件或构造为呈刀式触头(Kontaktklinge)形式的扁平触头。
电动自行车的车架具有多个车架部件。优选，电动自行车具有顶管、底管、鞍座管、头管、鞍座支撑件(Sattelstrebe)、下支撑件(Unterstrebe)和叉形件。可设想车架的不同的车架几何形状，其中，车架部件或者说车架部件数量和/或车架部件的布置可以彼此不同。蓄电池组优选布置在底管中、顶管中和/或鞍座管中。
电动自行车的电接口尤其布置和/或紧固在电动自行车的车架中、尤其是底管中。电动自行车的电接口能够例如构造为插头或插座。电接口优选经由电线连接部或缆线连接部与电动自行车的另一个部件(诸如驱动单元)连接。
驱动单元尤其具有电动马达，该电动马达能与能量供给设备电连接。此外，驱动单元具有踏板曲柄，其中，踏板曲柄构造成能由电动马达驱动。电动自行车具有用于控制和/或调节驱动单元、尤其是电动马达的控制单元。控制单元能够构造为用于，根据或独立于电动自行车的用户的踩踏地操控电动马达。
冷却通道具有至少一个输入开口，流体能经由所述至少一个输入开口进入车架中。输入开口优选构造成，使得能引导一个或多个缆线穿过输入开口。此外，冷却通道具有至少一个输出开口。输出开口尤其具有比输入开口更小的横截面。替代地，也可设想，输出开口具有与输入开口基本上同样大的横截面或比输入开口更大的横截面。输出开口也能够构造为在驱动单元和车架之间的间隙。输入开口尤其是构造成，使得除了空气之外，液体、尤其是雨水也能够进入冷却通道。此外可设想，冷却通道构造为用于接收至少一个缆线。该缆线能够例如构造为电接口的电缆线或构造为电动自行车的制动单元的液压缆线。
密封单元能够一体地、一件式或多件式地构造。在本申请的上下文中，“一体地”应被理解为由单个件成形，而在“一件式的构造”的情况下也应理解彼此材料锁合地连接的多个构件。在“一体的构造”中，密封单元因此由单个的密封元件构成。在“一件式的构造”中，密封单元由彼此材料锁合地连接的多个密封元件构成。
另外提出，密封单元布置在电接口的区域中。有利地，由此能够特别有效地保护电接口。替代地，也可设想，密封单元布置在冷却通道的输入开口的区域中。附加地，同样可设想，蓄电池组具有在电接口的区域中的密封单元和在冷却通道的输入开口的区域中的第二密封单元。
此外提出，密封单元构造成，使得电接口被部分或完全地包围。在本上下文中，“部分地包围”应被理解为，密封单元在至少两个侧、尤其是至少两个对置的的侧上包围电接口。有利地，由此能够进一步改进对电接口的保护。
另外提出，密封单元贴靠在电接口上。
进一步提出，密封单元由形状稳定的材料、尤其是硬塑料构造。替代地，同样可设想，密封单元部分或完全地由软塑料、尤其是橡胶构造。同样可设想，密封元件中的至少一个由硬塑料构造，并且至少一个密封元件由软塑料构造。
此外提出，密封单元具有缆线引导元件。有利地，由此能够实现将密封单元最佳地集成到车架中。缆线引导元件能够具有例如用于引导缆线的引导壁部。此外可设想，缆线引导元件具有用于固定缆线的缆线固定元件。
另外提出，密封单元具有用于与能量供给单元和/或与电接口力锁合和/或形状锁合地连接的连接单元。有利地，由此能够确保密封单元的最佳定位。连接单元能够具有一个或多个形状锁合元件和/或力锁合元件。
进一步提出，密封单元具有流体引导元件，其中，流体引导元件构造为用于，在朝向电接口、尤其是电接口的插头或插座的方向上延长在冷却通道中运动的流体的路段。有利地，通过这种措施能够有效地保护电接口。流体引导元件优选构造成，使得路段延长至少10％、优选至少50％、优选至少100％。
此外提出，密封单元由弹性材料、尤其是由泡沫材料、优选由PU泡沫材料构造。有利地，由此能够实现电接口的最佳装配和有效保护。
另外提出，密封单元具有在装配之前为平坦的基体，其中，所述基体具有用于在装配时使所述基体变形的至少一个装配切口。有利地，由此能够进一步优化密封单元的装配。该装配切口能够例如通过切入或预压制来制成，示例性地借助诸如刀具或激光器的切割工具。
另外提出，密封单元与电接口的材料锁合部连接。有利地，由此能够确保更可靠且紧密的安置。附加地可设想，密封单元首先借助力锁合部和/或形状锁合部被紧固在车架、电接口和/或蓄电池组上并且在第二步中借助材料锁合部、例如通过激光透射焊接方法来连接。
进一步提出，密封单元具有至少一个侧面，其中，所述侧面具有用于材料锁合的连接的涂层。有利地，由此能够简化装配。
此外，本发明涉及如先前描述的一种密封单元。
附图说明
另外的优点从以下附图描述中得出。附图、说明书和权利要求包含组合中的许多特征。本领域技术人员合乎目的地也单独地考虑所述特征并且将它们组合成有意义的组合。本发明的替代实施方式设有相同的附图标记和标记性字母。
附图示出：
图1电动自行车的立体视图；
图2a蓄电池组的立体视图；
图2b在与电动自行车的电接口和密封单元连接的状态下的蓄电池组的立体视图；
图2c在立体视图中的电动自行车的电接口；
图2d在立体视图中的根据图2b的密封单元；
图2e在与电接口和蓄电池组连接的状态下的密封单元的剖面；
图3密封单元的一个替代实施方式的立体视图；
图4a密封单元的另一个实施方式的侧视图；
图4b在与电接口连接的状态下的、根据图4a的密封单元的立体视图。
具体实施方式
在图1中，以立体视图示出电动自行车16。电动自行车16能够例如构造为电动助力自行车或电动脚踏车(E-Bike)。
电动自行车16具有呈车架20或者说自行车车架的形式的壳体。两个车轮22与车架20连接。此外，电动自行车16具有呈蓄电池组25的形式的能量供给单元24。此外，电动自行车16具有驱动单元26，该驱动单元包括电动马达或者说辅助马达。该电动马达优选构造为由永磁体激励的无刷直流电动机。该电动马达示例性地构造为中置马达，其中，也可设想轮毂马达等。电动自行车16、尤其是电动自行车16的驱动单元26经由能量供给单元24被供给能量。能量供给单元24示例性地完全布置在电动自行车的车架20中、尤其是在电动自行车的底管21中。然而，同样可设想在车架20的其他部位处、例如在顶管或座位管中的布置。
驱动单元26包括(未示出的)控制单元，该控制单元构造为用于控制或调节电动自行车16、尤其是电动马达。电动自行车16具有踏板曲柄28。踏板曲柄28具有(未示出的)踏板曲柄轴。控制单元包括未示出的电路板，该电路板带有传感装置、计算单元和存储单元。
控制单元和带有电动马达和踏板曲柄轴的驱动单元26布置在与车架20连接的驱动器壳体中。电动马达的驱动运动优选经由(未示出的)传动装置传输到踏板曲柄轴上，其中，通过驱动单元26提供的辅助量是借助控制单元来控制或调节的。控制单元构造为用于，如此操控驱动单元，使得电动自行车16的驾驶员在踩踏时得到辅助。优选，控制单元构造成能由驾驶员操作，使得驾驶员能调设辅助等级。操作在此能够例如借助(未示出的)车载计算机来实现，该车载计算机布置在电动自行车16的车把30上。
在图2a中示出蓄电池组25的立体视图。蓄电池组25具有壳体32，在该壳体中示例性地布置有20个蓄电池单体(未示出)和一个具有BMS(电池管理系统)的电子器件。壳体32包括具有基本上八边形横截面的柱形基体34，该柱形基体在其端侧处与端板36、38连接。第一端板36构造为连接板37并且设置为用于与电动自行车16电连接。蓄电池组25包括具有插座42的电接口40。在此，插座42构造成嵌入到壳体32中或者说连接板37中并且具有多个(未示出的)电接触元件。在此，电接触元件构造为用于电动自行车16的功率供给的功率触头并且构造为用于交换信息的数据触头。此外，连接板37具有充电状态显示器44，该充电状态显示器与蓄电池组25的电子器件连接并且构造为用于显示蓄电池组25的充电状态。此外，蓄电池组25的壳体32、尤其是连接板37示例性地具有三个对中元件46。对中元件46示例性地构造为向内突起的凹槽48。
为了连接，将蓄电池组25示例性轴向地推入到车架20中、尤其是底管21中。为此，车架20、尤其是底管21具有蓄电池接收开口(未示出)。在此，蓄电池组25示例性地借助电接口40或者说借助连接板37被事先推入到车架20中。在连接状态下，蓄电池组25的电接口40与电动自行车16(参见图1)的电接口50连接以进行能量供给。此外，蓄电池组25和电动自行车16分别具有未示出的机械接口，所述机械接口用于将蓄电池组25引导且轴向地固定在电动自行车16的车架20中。
在与电动自行车16连接的状态下，蓄电池组25的电接口40布置为向上定向或者说面向车把30。电动自行车16具有冷却通道52，该冷却通道从输入开口54延伸至电动自行车16的电接口50。输入开口54示例性地布置在车把30的区域中的底管21的上端部处。在此，冷却通道52的输入开口54优选构造成如此大，使得除了空气和液体、例如雨水之外，缆线56也能被引导到冷却通道52中。因此，该冷却通道在所示的实施方式中还附加地构造为缆线通道。缆线56例如构造为电路缆线(Schaltungskabel)58，该电路缆线构造为用于操纵电动自行车16的电路(未示出)。
在清洗电动自行车16时或在下雨时，水能经由输入开口54进入冷却通道52中。为了保护电动自行车16的电接口50和/或蓄电池组25的电接口40，电动自行车16具有密封单元60，该密封单元在与电动自行车16的电接口50连接的状态下在图2b中以立体视图示出。
在图2c中，以立体视图示出不具有密封单元60的电动自行车的电接口50。电接口50包括多个部件，所述部件例如紧固在导轨62上。电动自行车的电接口50示例性地包括基体64，该基体与导轨62连接。此外，电动自行车16的电接口50包括插头单元65，该插头单元构造成与蓄电池组25的插座42相对应。除了插头区段66(参见图2e)之外，插头单元65还具有用于与连接缆线(未示出)连接的两个缆线连接区段68。插头区段66和缆线连接区段68经由电接触元件67彼此连接。连接缆线能够例如构造为用于使蓄电池组25与驱动单元26或与另一个蓄电池组连接。基体64具有呈卡锁臂形式的三个连接元件70，所述卡锁臂用于将插头单元65紧固在基体64上。密封单元60尤其构造为用于，密封在电动自行车16的电接口50和蓄电池组25的电接口40之间的中间空间和/或在电动自行车16的电接口50的不同部件之间、尤其是在基体64和插头单元65之间的中间空间。
密封单元60示例性地具有唯一的密封元件72。在图2d中示出密封元件72的内侧的立体视图。密封元件72示例性一体地构造。然而，同样可设想，密封元件72一件式或多件式地构造。密封元件72示例性地由硬塑料制成。密封单元60具有用于使密封单元60与电动自行车16的车架20、尤其是底管21连接的连接单元74。在此，该连接经由与电动自行车16的电接口50、尤其是与电接口16的基体65的力锁合和/或形状锁合的连接来实现。
密封元件72的连接单元74具有两个内置的连接元件76(仅一个可见)和两个外置的连接元件78(仅一个可见)。密封元件72示例性地以罩的形式构造，该罩能被推到电接口50上。在此，在推动密封元件72时，内置的连接元件76与电接口50的卡锁臂70力锁合和形状锁合地连接并且外置的连接元件78与在基体65的外侧上的相对应的连接元件79力锁合和形状锁合地连接。
密封单元70还具有两个缆线引导元件80，这些缆线引导元件构造为用于引导缆线元件，这些缆线元件能与插头单元65连接。在此，缆线引导元件80包围插头单元65的缆线连接区段68。缆线引导元件80示例性地这样构造，使得缆线元件直线性地从缆线连接区段68中被引导出。然而也可设想，缆线引导元件80这样构造，使得缆线元件在另一方向上被引导(参见图3)。
在图2e中示出在与电动自行车16的电接口50和蓄电池组25连接的状态下的密封单元60的剖面。密封元件72尤其构造为流体引导元件82，该流体引导元件用于在朝向电接口50的方向上、尤其是朝向插头单元65和插座42的方向上延长在冷却通道52中运动的流体的路段。
用箭头84绘制出可能的路径，流体、例如雨水在没有密封单元60的情况下在冷却通道52中受重力驱动地前进。流体在此在电动自行车16的电接口50的部件之间、尤其是在插头单元65和基体64之间在朝向蓄电池组25的电接口40、尤其是插座42的方向上运动。雨水聚集在插座42的区域中，这能导致短路和/或腐蚀。
通过根据本发明的密封单元60，这个路径被有效地闭锁并且流体被引导向外部，使得盖流体能够侧向地、尤其是在蓄电池组25和底管21之间流出和/或具有至插座42的延长了100％以上的路段。
在图3中示出密封单元60a的一个替代实施方式。密封单元60a具有与先前描述的密封单元60类似的结构。尤其地，密封单元60a或者说密封单元60a的连接单元构造成，使得它能与相同的电接口50连接。因此，选择性地，密封单元60或密封单元60a能与电接口50a连接。
在此，密封单元60a的不同之处尤其在于缆线引导元件80a的构造。缆线引导元件80a构造成，使得在密封元件72a和电接口50a之间的空间中，与电接口50a连接的缆线元件(未示出)被弯曲，示例性地基本上弯曲180°。有利地，由此密封单元60a能够最佳地适配于在车架20内的蓄电池组25的不同安装类型。
在图4a中，以装配前的俯视图示出密封单元60b的一个替代实施方式。密封单元60b示例性地由单个密封元件72b构成，该密封元件由弹性材料、尤其是泡沫材料制成。密封元件72b的材料基本上构造成防水的。密封元件72b构造成弹性地，使得该密封元件为了装配而能机械地或手动地发生变形。
密封元件72b构造成基本上平坦的并且示例性地具有数毫米的厚度。密封元件72b具有大量装配切口88b，这些装配切口设置为用于在装配期间使密封元件72b变形。借助装配切口88b的定位和构型，密封元件72b能适配于电动自行车的大量不同的电接口。
在图4b中示出在连接状态下的密封单元60b。电接口50b和蓄电池组25b在此基本上相应于先前描述的电接口50和先前描述的蓄电池组25。
通过密封元件72b的弹性材料能够实现系统的特别紧凑的结构形式。此外，密封元件72b具有两个缆线遮盖翼部90b，所述缆线遮盖翼部构造为用于将流体从电接口50b的缆线连接区段68b的区域中导出。在此，缆线遮盖翼部90b分别由两个相邻的装配切口88b形成。缆线遮盖翼部90b在此基本上平行于与电接口50b连接的缆线元件92b地走向。
所述装配在此通过在装配切口88b的区域中使密封元件72b弯曲来实现。密封单元60b在装配时被压到电接口50b上，使得密封元件72b贴靠在电接口50b上。所述连接通过材料锁合部实现。为此目的，密封单元60b示例性地具有侧面94b，该侧面包括用于材料锁合的连接的涂层96b。涂层96b示例性地构造为粘合材料膜。有利地，由此能够实现特别快速和紧凑的装配。

Claims (13)

1.一种电动自行车，其具有：车架(20)、具有电动马达的驱动单元(26)以及电接口(50)，其中，所述驱动单元(26)构造成能借助能量供给单元(24)来供给能量，其中，所述能量供给单元(24)能部分或完全地布置在所述车架(20)中，所述电接口用于使所述能量供给设备(24)与所述电动自行车(16)尤其能拆卸地电连接，
其特征在于，
所述车架(20)具有冷却通道(52)，其中，所述能量供给单元(24)部分或完全地布置在所述冷却通道(52)中，其中，所述电动自行车(16)具有用于密封所述电接口(50)的密封单元(60)。
2.根据权利要求1所述的电动自行车，其特征在于，所述密封单元(60)布置在所述电接口(50)的区域中。
3.根据前述权利要求中任一项所述的电动自行车，其特征在于，所述密封单元(60)构造成，使得所述电接口(50)被部分或完全地包围。
4.根据前述权利要求中任一项所述的电动自行车，其特征在于，所述密封单元(60)贴靠在所述电接口(50)上。
5.根据前述权利要求中任一项所述的电动自行车，其特征在于，所述密封单元(60)由形状稳定的材料、尤其是硬塑料构造。
6.根据前述权利要求中任一项所述的电动自行车，其特征在于，所述密封单元(60)具有缆线引导元件(80)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的电动自行车，其特征在于，所述密封单元(60)具有用于与所述能量供给单元(24)和/或与所述电接口(50)力锁合和/或形状锁合地连接的连接单元(74)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的电动自行车，其特征在于，所述密封单元(60)具有流体引导元件(82)，其中，所述流体引导元件(82)构造为用于，在朝向所述电接口(50)、尤其是所述电接口(50)的插头或插座的方向上延长在所述冷却通道(52)中运动的流体的路段。
9.根据前述权利要求中任一项所述的电动自行车，其特征在于，所述密封单元(60b)由弹性材料构造、尤其是由泡沫材料构造。
10.根据前述权利要求中任一项所述的电动自行车，其特征在于，所述密封单元(60b)具有在装配之前平坦的基体，其中，所述基体具有至少一个装配切口(88b)用于在装配时使所述基体变形。
11.根据前述权利要求中任一项所述的电动自行车，其特征在于，所述密封单元(60b)与所述电接口(50b)的材料锁合部连接。
12.根据前述权利要求中任一项所述的电动自行车，其特征在于，所述密封单元(60b)具有至少一个侧面(94b)，其中，所述侧面(94b)具有用于材料锁合连接的涂层(96b)。
13.一种用于根据权利要求1至12中任一项所述的电动自行车(16)的密封单元。
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