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Die Erfindung betrifft ein Elektrofahrzeug mit einem Rangeextender.
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Die Druckschrift
DE 10 2008 061 295 A1 bildet die Basis für die Oberbegriffe der Ansprüche 1 und 5 und betrifft ein Elektro-Kraftfahrzeug mit erhöhter Reichweite. Dieses bekannte Elektro-Kraftfahrzeug weist einen Generator und einen Wankelmotor auf, die auf einem gemeinsamen Gestell angeordnet sind. Dieses Gestell weist eine in sich geschlossene Rahmenstruktur auf und umrahmt oder umgibt den Generator und den Wankelmotor. Darüber hinaus sind an diesem Gestell Bohrungen vorgesehen, sodass eine Verschraubung des Gestells im Elektro-Kraftfahrzeug zusätzlich ermöglicht werden kann.
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Falls dieser bekannte Rangeextender vormontiert beispielsweise an die Hinterwagenkarosse geschraubt werden soll, so müssen bei der Auslegung Montagefreigänge, insbesondere zur Hinterachse berücksichtigt werden. Die Montageflexibilität ist stark von der Positionierung eines Achsträgers der Hinterachse abhängig. Dabei ist der Freiheitsgrad der Baugruppe aus Verbrennungsmotor und Generator in dem Gestell und auch im Hinterwagen erheblich durch die geschlossene Rahmenstruktur des Gestells eingeschränkt. Darüber hinaus ist auch die Modularität, insbesondere der Einsatz in anderen Fahrzeugbaureihen mit anderen Achskonzepten eingeschränkt.
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Aus der
DE 20 2010 016 458 U1 ist eine Stromerzeugungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt, wobei die Stromerzeugungsvorrichtung eine Range-Extender-Einheit mit einem Gehäuse aufweist. Die Range-Extender-Einheit ist mit dem Gehäuse direkt oder indirekt durch wenigstens eine Aufhängungseinrichtung verbunden.
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Aus der
CN 102 328 599 A ist ein elektrisches Dreirad mit einem Rangeextender bekannt. Das elektrische Dreirad weist ferner einen elektrischen Motor auf, der an einer Hinterachse des Dreirads angeordnet ist.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei einem Rangeextender gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, einem Elektrofahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, einem Rangeextender gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5 und einem Elektrofahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5 das Einbauen des Rangeextenders zu vereinfachen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Elektrofahrzeug gemäß Anspruch 1 und ein Elektrofahrzeug gemäß Anspruch 5 gelöst. Weitere Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Die Erfindung schlägt gemäß einem ersten Aspekt einen Rangeextender für ein Elektrofahrzeug vor, aufweisend
- – einen Verbrennungsmotor;
- – einen Generator, der an den Verbrennungsmotor gekoppelt ist;
- – ein Trägergerüst, das den Verbrennungsmotor und den Generator trägt; wobei
- – das Trägergerüst eine offene Trägerstruktur hat.
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Die offene Trägerstruktur ermöglicht eine Skalierung des Rangeextenders für Varianten des Elektrofahrzeugs sowie eine Modularität bzw. den Einsatz als Modul, sodass der vorgeschlagene Rangeextender im Vergleich zu dem aus
DE 10 2008 061 295 A1 bekannten Rangeextender einfacher eingebaut werden kann.
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Der vorgeschlagene Rangeextender kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein und beispielsweise wenigstens einen weiteren Verbrennungsmotor und/oder wenigstens einen weiteren Generator und/oder einen Kraftstofftank, der an den Verbrennungsmotor gekoppelt ist, und/oder wenigstens einen Elektromotor, der an den Generator gekoppelt ist, und/oder eine Abgasanlage, die an den Verbrennungsmotor gekoppelt ist, und/oder einen Kühler und/oder eine Leistungselektronik, die an den Generator und/oder die Elektromotoren gekoppelt ist und vom Trägergerüst getragen wird.
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Das Trägergerüst kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein und beispielsweise Gummilager aufweisen, die zur Anbringung des Trägergerüsts an Längsträgern des Elektrogerüsts vorgesehen sind.
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Als offene Trägerstruktur wird im Gegensatz zu der geschlossenen Trägerstruktur bzw. Rahmenstruktur des aus der
DE 10 2008 061 295 A1 bekannten Gestells eine Trägerstruktur verstanden, bei der das Trägergerüst wenigstens einen Schenkel mit einem freien Ende aufweist. Im Unterschied hierzu weist das erwähnte bekannte Gestell vier Schenkel auf, die an ihren Enden derart miteinander verbunden sind, dass sie eine rechteckige geschlossene Rahmenstruktur bilden.
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Die Erfindung schlägt gemäß dem ersten Aspekt ein Elektrofahrzeug vor, aufweisend
- – eine Hinterachse mit zwei Hinterrädern;
- – einen Rangeextender, aufweisend
- • einen Verbrennungsmotor;
- • einen Generator, der an den Verbrennungsmotor gekoppelt ist;
- • ein Trägergerüst, das den Verbrennungsmotor und den Generator trägt;
wobei - – die Hinterachse einen Achsträger aufweist, an dem die Hinterräder angebracht sind;
- – das Trägergerüst eine offene Trägerstruktur hat;
- – das Trägergerüst am Achsträger angebracht ist.
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Der Rangeextender kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein, beispielsweise wie einer der vorgeschlagenen Rangeextender.
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Die offene Trägerstruktur und die Anbringung des Trägergerüsts und somit des Rangeextenders am Achsträger ermöglichen einen einfachen Einbau des Rangeextenders in das Elektrofahrzeug.
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Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass
- – die Hinterachse als Halbstarrachse, insbesondere Verbundlenkerachse ausgebildet ist und einen Querträger aufweist und der Achsträger den Querträger bildet; oder
- – die Hinterachse als Einzelradaufhängung ausgebildet ist und einen Fahrschemel aufweist und der Achsträger den Fahrschemel bildet.
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Es kann vorgesehen sein, dass die offene Trägerstruktur sternförmig oder kreuzförmig oder verzweigt oder kammförmig ist.
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Es kann vorgesehen sein, dass das Trägergerüst zwei im Wesentlichen parallele Längsschenkel und einen Querschenkel aufweist, der die beiden Längsschenkel miteinander verbindet.
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Vorzugsweise sind dann der Verbrennungsmotor und der Generator zwischen den Längsschenkeln angeordnet.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Längsschenkel und der Querschenkel im Wesentlichen H-förmig oder U-förmig angeordnet sind.
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Die Längsschenkel und der Querschenkel können nach Bedarf aber auch auf beliebige Art und Weise angeordnet sein. Das Trägergerüst kann beispielsweise drei parallele Längsschenkel aufweisen, wobei die Längsschenkel und der Querschenkel E-förmig angeordnet sind. Alternativ kann das Trägergerüst beispielsweise drei Schenkel aufweisen, die Y-förmig angeordnet sind.
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Es kann vorgesehen sein, dass Hinterräder des Elektrofahrzeugs oder Hinterräder für das Elektrofahrzeug am Trägergerüst angebracht sind.
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Hierdurch kann das Einbauen des vorgeschlagenen Rangeextenders weiter vereinfacht werden, da die Hinterräder am Trägergerüst vormontiert werden können und auf eine separate Hinterachse für das Elektrofahrzeug verzichtet werden kann.
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Vorzugsweise ist wenigstens ein Elektromotor, der bevorzugt ebenfalls vom Trägergerüst getragen wird, an wenigstens eines der Hinterräder gekoppelt. Beispielsweise kann für jedes Hinterrad ein eigener, separater Elektromotor oder ein gemeinsamer Elektromotor für zwei Hinterräder vorgesehen sein.
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Die Erfindung schlägt gemäß einem zweiten Aspekt einen Rangeextender für ein Elektrofahrzeug vor, aufweisend
- – einen Verbrennungsmotor;
- – einen Generator, der an den Verbrennungsmotor gekoppelt ist;
- – ein Trägergerüst, das den Verbrennungsmotor und den Generator trägt; wobei
- – Hinterräder des Elektrofahrzeugs oder Hinterräder für das Elektrofahrzeug am Trägergerüst angebracht sind.
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Die Erfindung schlägt gemäß dem zweiten Aspekt ein Elektrofahrzeug vor, aufweisend
- – zwei Hinterräder;
- – einen Rangeextender, aufweisend
- • einen Verbrennungsmotor;
- • einen Generator, der an den Verbrennungsmotor gekoppelt ist;
- • ein Trägergerüst, das den Verbrennungsmotor und den Generator trägt;
wobei - – die Hinterräder am Trägergerüst angebracht sind.
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Es ist vorgesehen, dass das Elektrofahrzeug weiter aufweist
- – eine Hinterachse mit einem Achsträger, an dem die Hinterräder angebracht sind;
wobei - – die Hinterachse als Halbstarrachse, insbesondere Verbundlenkerachse ausgebildet ist und einen Querträger aufweist und der Achsträger den Querträger bildet; oder
- – die Hinterachse als Einzelradaufhängung ausgebildet ist und einen Fahrschemel aufweist und der Achsträger den Fahrschemel bildet.
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Die Ausführungen zu einem der Aspekte der Erfindung, insbesondere zu einzelnen Merkmalen dieses Aspektes, gelten entsprechend auch analog für die anderen Aspekte der Erfindung.
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Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Die daraus hervorgehenden einzelnen Merkmale sind jedoch nicht auf die einzelnen Ausführungsformen beschränkt, sondern können mit weiter oben beschriebenen einzelnen Merkmalen und/oder mit einzelnen Merkmalen anderer Ausführungsformen verbunden werden. Die Einzelheiten in den Zeichnungen sind nur erläuternd, nicht aber beschränkend auszulegen. Die in den Ansprüchen enthaltenen Bezugszeichen sollen den Schutzbereich der Erfindung in keiner Weise beschränken, sondern verweisen lediglich auf die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsformen.
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Die Zeichnungen zeigen in:
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1 eine Draufsicht eines Teils eines Elektrofahrzeugs in einer ersten Ausführungsform mit einer ersten Ausführungsform eines Rangeextenders;
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2 eine Draufsicht eines Teils eines Elektrofahrzeugs in einer zweiten Ausführungsform mit einer zweiten Ausführungsform eines Rangeextenders;
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3 eine Draufsicht eines Teils eines Elektrofahrzeugs in einer dritten Ausführungsform mit dritten Ausführungsform eines Rangeextenders;
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4 eine Draufsicht eines Teils eines Elektrofahrzeugs in einer vierten Ausführungsform mit einer vierten Ausführungsform eines Rangeextenders.
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In der 1 ist teilweise ein Hinterwagen eines Elektrofahrzeugs 10 in einer ersten Ausführungsform schematisch dargestellt. Dieses Elektrofahrzeug 10 weist eine Hinterachse 11, einen Rangeextender 12 in einer ersten Ausführungsform und eine Karosserie mit zwei Längsträgern 13 auf. Die Hinterachse 11 weist hier zwei Hinterräder 14 und einen Achsträger 15 auf, an dem die Hinterräder 14 angebracht sind. Der Rangeextender 12 weist einen Verbrennungsmotor 16 in Gestalt eines Wankelmotors, einen Generator 17, der an den Verbrennungsmotor 16 gekoppelt ist, eine Abgasanlage 18 und ein Trägergerüst 19 auf, das den Verbrennungsmotor 16, den Generator 17 und die Abgasanlage 18 trägt. Der Verbrennungsmotor 16 ist hier als Wankelmotor ausgebildet, dessen Exzenterwelle gleichzeitig die Antriebswelle des Generators 17 bildet, wodurch der Generator 17 an den Verbrennungsmotor 16 gekoppelt ist. Die Abgasanlage 18 ist an den Auslass des Verbrennungsmotors 16 angeschlossen.
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Bei dieser ersten Ausführungsform des Rangeextenders 12 weist das Trägergerüst 19 zwei parallele Längsschenkel 20, die in Längsrichtung x des Elektrofahrzeugs 10 verlaufen, einen Querschenkel 21, der in Querrichtung y des Elektrofahrzeugs 10 verläuft und die beiden Längsschenkel 21 miteinander verbindet, und vier Nebenschenkel 22, die von den Längs- und Querschenkeln 20, 21 abstehen. Die Längsschenkel 20 und der Querschenkel 21 sind U-förmig angeordnet, indem das bezogen auf die Längsachse x linke bzw. rechte Ende des Querschenkels 21 mit den bezogen auf die Längsachse x vorderen Enden des linken bzw. rechten Längsschenkels 20 verbunden sind. Somit stehen die Längsschenkel 20 bezogen auf die Längsachse x nach hinten von dem Querschenkel 21 ab und sind ihre hinteren Enden frei, sodass das Trägergerüst 19 eine offene Trägerstruktur hat. Zwei der Nebenschenkel 22 stehen ebenfalls nach hinten von dem Querschenkel 21 ab, sodass ihre freien Enden hinten liegen, und befinden sich links und rechts von der Längsachse x zwischen den beiden Längsschenkeln 20. Die beiden übrigen Nebenschenkel 22 stehen von den einander zugewandten Seiten der Längsschenkel 20 schräg nach hinten ab. Somit hat jeder der Nebenschenkel 22 wie schon jeder der Längsschenkel 20 ein freies Ende, sodass das Trägergerüst 19 eine verzweigte, offene Trägerstruktur hat. Der Verbrennungsmotor 16 ist von unten an die freien Enden des linken Längsschenkels 20 und des linken Nebenschenkels 22 geschraubt. Der Generator 17 ist von unten an die freien Enden des rechten Längsschenkels 20 und des rechten Nebenschenkels 22 geschraubt. Die Abgasanlage 18 ist von unten an die beiden übrigen, vorderen Nebenschenkel 22 geschraubt.
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Bei dieser ersten Ausführungsform des Elektrofahrzeugs 10 ist die Hinterachse 11 als Verbundlenkerachse ausgebildet und weist einen Querträger 15, der den Achsträger 15 bildet, und zwei am Querträger 15 befestigte Längslenker 23 auf, die von dem bezogen auf die Längsachse x linken und rechten Ende des Querträgers 15 nach hinten abstehen. Die Hinterräder 14 sind auf bekannte Art und Weise an den freien Enden der Längslenker 23 aufgehängt. Die Hinterachse 11 ist mit zwei Gummi-Metall-Lagern, die an dem Querträger 15 im Bereich seiner Enden befestigt sind, von unten an die Längsträger 13 geschraubt. Der Rangeextender 12 ist ebenfalls mit zwei Gummi-Metall-Lagern, die am Trägergerüst 19 im Bereich der Enden des Querschenkels 21 befestigt sind, von unten an die Längsträger 13 geschraubt, allerdings bezogen auf die Längsachse x hinter dem Querträger 15 im Wesentlichen zwischen den Hinterrädern 14.
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In der 2 ist ein Teil eines Hinterwagens eines Elektrofahrzeugs 10 in einer zweiten Ausführungsform schematisch dargestellt, die der ersten Ausführungsform ähnelt, sodass im Folgenden lediglich die Unterschiede ausführlicher beschrieben werden. Bei dieser zweiten Ausführungsform ist die Hinterachse 11 als Einzelradaufhängung ausgebildet und weist einen Fahrschemel 15 auf, der den Achsträger 15 bildet. Der Fahrschemel 15 weist hier einen Rahmen 24, dessen Grundform ein zur Längsachse x symmetrisches Trapez ist, und vier von den Ecken dieses Trapezes nach oben abstehende Befestigungsarme 25 auf. An diesem Fahrschemel 15 sind auf bekannte Art und Weise die Hinterräder 14 mit Hilfe von Lenkern 23 aufgehängt. Der Fahrschemel 15 ist mit vier Gummi-Metall-Lagern, die an dem freien Enden der Befestigungsarme 25 befestigt sind, von unten an die Längsträger 13 geschraubt.
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Bei dieser zweiten Ausführungsform ist der Rangeextender 12 in einer zweiten Ausführungsform ausgebildet, die der ersten Ausführungsform ähnelt, sodass im Folgenden lediglich die Unterschiede näher beschrieben werden. Bei dieser zweiten Ausführungsform bildet der bezogen auf die Längsachse x hintere Querriegel 24' des Rahmens 24 den Querschenkel 21 des Trägergerüsts 19. Somit ist das Trägergerüst 19 am Achsträger bzw. Fahrschemel 15 angebracht und nicht wie bei der ersten Ausführungsform an den Längsträgern 13 festgeschraubt.
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In der 3 ist ein Teil eines Hinterwagens eines Elektrofahrzeugs 10 in einer dritten Ausführungsform schematisch dargestellt, die der ersten Ausführungsform ähnelt, sodass im sodass im Folgenden lediglich die Unterschiede näher beschrieben werden. Bei dieser dritten Ausführungsform ist der Rangeextender in einer dritten Ausführungsform ausgebildet, die der ersten Ausführungsform des Rangeextenders 12 ähnelt, sodass im folgenden lediglich die Unterschiede näher beschrieben werden. Bei dieser dritten Ausführungsform des Rangeextenders 12 bildet der Querträger 15 der Hinterachse 11 den Querschenkel 21 des Trägergerüsts 19 und weist das Trägergerüst 19 drei Nebenschenkel 22 auf, die bezogen auf die Längsachse x nach vorne vom Querschenkel 21 abstehen. Der bezogen auf die Längsachse x linke Nebenschenkel 22 trägt den Verbrennungsmotor 16, der bezogen auf die Längsachse x rechte Nebenschenkel 22 trägt die Abgasanlage 18 und der zwischen diesen beiden Nebenschenkeln liegende Nebenschenkel 22 trägt den Generator 17. Außerdem erstrecken sich die Längsschenkel 20 bezogen auf die Längsachse x nach vorne und weist das Trägergerüst 19 einen zweiten Querschenkel 26 auf, der parallel zum ersten Querschenkel 21 verläuft und an seinen Enden mit den vorderen Enden der Längsschenkel 20 verbunden ist. Die beiden Querschenkel 21, 26 und die beiden Längsschenkel 20 bilden somit einen Rahmen, dessen Grundform im Wesentlichen ein Rechteck ist, sodass dieses Trägergerüst 19 eine geschlossene Trägerstruktur hat. Der mittlere Nebenschenkel 22 ist an seinem vorderen Ende mit dem zweiten Querschenkel 26 verbunden. Nach Bedarf kann der zweite Querschenkel 26 auch wegfallen, sodass ein derartiges Trägergerüst 19 wieder eine offene Trägerstruktur wie bei der ersten Ausführungsform hätte.
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Bei dieser dritten Ausführungsform weist das Elektrofahrzeug 10 Elektromotoren 27 auf, die den beiden Hinterrädern 14 zugeordnet und jeweils an den entsprechenden Längslenkern 23 befestigt sind. Außerdem ist die Hinterachse 11 im Bereich der Enden des Querträgers 15 mit Schwenklagern 28 an den Längsträgern 13 gelagert. Diese Schwenklager 28 ermöglichen eine Schwenkbewegung der Verbundeinheit aus Rangeextender 12 und Hinterachse 11 samt Elektromotoren 27 um eine Schwenkachse parallel zur Querachse y des Elektrofahrzeugs 10.
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In der 4 ist ein Teil eines Hinterwagens eines Elektrofahrzeugs 10 in einer vierten Ausführungsform schematisch dargestellt, die der zweiten Ausführungsform ähnelt, sodass im Folgenden lediglich die Unterschiede näher beschrieben werden. Bei dieser vierten Ausführungsform wird der Fahrschemel bzw. Achsträger 15 als Trägergerüst 19 oder das Trägergerüst 19 als Fahrschemel bzw. Achsträger 15 verwendet oder bildet der Fahrschemel bzw. Achsträger 15 das Trägergerüst 19 oder das Trägergerüst 19 den Fahrschemel bzw. Achsträger 15. Außerdem ist der Rangeextender 12 in einer vierten Ausführungsform ausgebildet, die der zweiten Ausführungsform des Rangeextenders 12 ähnelt, sodass im Folgenden lediglich die Unterschiede näher beschrieben werden. Bei dieser zweiten Ausführungsform bilden die beiden Längsriegel 24''' des Rahmens 24, die sich links und rechts von der Längsachse des Elektrofahrzeugs 10 von dem hinteren Querriegel 24' bzw. Querschenkel 21 bezogen auf die Längsachse x nach vorne erstrecken, die beiden Längsschenkel 20 des Trägergerüsts 19, und bildet der vordere Querriegel 24'' des Rahmens 24, der die vorderen Enden der Längsriegel 24''' miteinander verbindet, einen zweiten Querschenkel 26 des Trägergerüsts 19, der bezogen auf die Längsachse x vor dem ersten Querschenkel 21 liegt. Dieses Trägergerüst 19 hat also im Hinblick auf die einen Rahmen bildenden beiden Querschenkel 21, 26 und beiden Längsschenkel 20 eine geschlossene Trägerstruktur.
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Bei dieser vierten Ausführungsform des Rangeextenders 12 weist das Trägergerüst 19 zwei Nebenschenkel 22 auf, die von bezogen auf die x-y-Ebene oberen Endbereichen der hinteren Befestigungsarme 25 zur Längsachse x des Elektrofahrzeugs 10 hin und nach vorne geführt sind, sodass ihre freien Enden über der von dem Rahmen 24 umschlossenen Fläche liegen. An diese freien Enden sind von unten der Verbrennungsmotor 16 und der Generator 17 geschraubt. Außerdem weist der Rangeextender 12 weiter eine Leistungselektronik 29 auf, die an den Generator 17 gekoppelt ist, und weist das Trägergerüst 19 weiter zwei Haltestege 30 auf, die an den bezogen auf die Längsachse x linken und rechten Enden des zweiten Querschenkels 26 bzw. vorderen Querriegels 24'' nach vorne abstehen. Die Abgasanlage 18 liegt mit ihrer Unterseite auf dem zweiten Querschenkel 26 bzw. dem vorderen Querriegel 24'' auf und ist mit einem linken vorderen und einem rechten vorderen Eckbereich von oben auf den linken bzw. rechten Haltesteg 30 geschraubt. Die Leistungselektronik 29 liegt mit ihrer Unterseite ebenfalls auf dem zweiten Querschenkel 26 bzw. vorderen Querriegel 24'' auf und ist mit einem vorderen Endbereich von oben auf den rechten Haltesteg 30 geschraubt.
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Bei dieser vierten Ausführungsform sind die Hinterräder 14 am Trägergerüst 19 angebracht, da der Fahrschemel 15 das Trägergerüst 19 bildet.
