-
QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
-
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 13. November 2014 eingereichten japanischen Patentanmeldung
JP 2014-230765 , deren Offenbarungsgehalt hierin vollständig durch Bezugnahme aufgenommen ist.
-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Ausrüstungseinheit sowie ein Fahrzeug, an dem die elektrische Ausrüstungseinheit montiert ist.
-
Fahrzeuge, an denen eine Brennstoffzelle montiert ist, tragen üblicherweise eine Mehrzahl von elektrischer Ausrüstung Die Mehrzahl von elektrischer Ausrüstung umfasst einen Inverter, der mit einem Antriebsmotor verbunden ist, der in einem Vorderteil des Fahrzeugs angeordnet ist, sowie ein Brennstoffzellenmodul, das am Fahrzeugunterboden angeordnet ist. Diese Arten von elektrischer Ausrüstung sind miteinander mit einem Kabel verbunden. Die
JP 2010-251182 A offenbart beispielsweise einen derartigen Aufbau.
-
Wenn es beim Stand der Technik zu einem Frontalzusammenstoß des Fahrzeugs kommt, wird die bei dem Zusammenstoß erzeugte Belastung durch das Kabel übertragen und verursacht eine Auswirkung auf den Verbindungsabschnitt des Kabels mit dem Brennstoffzellenmodul, das hinter dem Kabel angeordnet ist. Es ist daher möglich, dass dieser Verbindungsabschnitt des Kabels mit dem Brennstoffzellenmodul, das hinter dem Kabel angeordnet ist (nachfolgend vereinfacht als „Kabelverbindungsabschnitt” bezeichnet), beschädigt wird. Ein ähnliches Problem kann auftreten, wenn es zu einem Auffahrunfall kommt.
-
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um zumindest eines Teil des vorstehend beschriebenen Problems zu lösen und kann entsprechend der nachstehend bezeichneten Aspekte umgesetzt werden.
- (1) Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine elektrische Ausrüstungseinheit, die an einem Fahrzeug montierbar ist, geschaffen. Die elektrische Ausrüstungseinheit umfasst einen Inverter, der einem Antriebsmotor des Fahrzeugs elektrisch Leistung zuführt, ein Brennstoffzellenmodul, das in Längsrichtung des Fahrzeugs hinter dem Inverter angeordnet ist, ein Kabel, das den Inverter mit dem Brennstoffzellenmodul verbindet, und eine erste Klemme, die an dem Fahrzeug angebracht ist und das Kabel hält. Die erste Klemme hat einen Klemmteil, der das Kabel klemmt, und eine Öffnung, die in einem Teil des Klemmteils ausgebildet ist und sich in axiale Richtung des Kabels erstreckt. Die Öffnung ist auf einer Rückseite im Klemmteil in Längsrichtung des Fahrzeugs ausgebildet. Gemäß dieser elektrischen Ausrüstungseinheit wird, wenn eine Kraft aus einer der Längsrichtungen des Fahrzeugs während einer Kollision etc. auf das Kabel aufgebracht wird, das Kabel aus der Öffnung der ersten Klemme entfernt. Daher kann das Kabel aus der Abstützung der ersten Klemme freigegeben werden und in einen Innenraum zwischen dem Inverter und dem Brennstoffzellenmodul ausweichen. Gemäß der elektrischen Ausrüstungseinheit kann daher, wenn es zu einem Frontalzusammenstoß/Auffahrunfall kommt, die Belastung, die auf den Verbindungsabschnitt des Kabels mit einer elektrischen Ausrüstung, die in dem Brennstoffzellenmodul enthalten ist, wirkt, verringert werden, und eine Beschädigung des Kabelverbindungsabschnitts kann verhindert werden.
- (2) Bei der elektrischen Ausrüstungseinheit des vorstehend beschriebenen Aspekts kann das Kabel zwischen dem Inverter und dem Brennstoffzellenmodul einen Abschnitt aufweisen, der bezüglich der Längsrichtung des Fahrzeugs geneigt ist. Die erste Klemme kann das Kabel an dem geneigten Abschnitt halten. Gemäß diesem Aufbau kann das Kabel leichter aus der Öffnung der ersten Klemme freigegeben werden.
- (3) Bei der elektrischen Ausrüstungseinheit des vorstehend beschriebenen Aspekts kann das Kabel ein erstes Kabelsegment, das mit dem Inverter verbunden ist, ein zweites Kabelsegment, das mit dem Brennstoffzellenmodul verbunden ist, und einen Verbinder umfassen, der das erste Kabelsegment mit dem zweiten Kabelsegment verbindet. Die erste Klemme kann das erste Kabelsegment halten. Das Kabel ist vorzugsweise aus Gründen der Montagefreundlichkeit des Fahrzeugs teilbar, weshalb ein Verbinder nötig ist, um die Kabelsegmente zu verbinden. Gemäß dieser elektrischen Ausrüstungseinheit ist die erste Klemme am ersten Kabelsegment angebracht, das bezüglich des Verbinders auf Seiten des Inverters liegt. Da wie vorstehend beschrieben das Kabel aus der Abstützung der ersten Klemme freigegeben wird, wenn es zu einem Frontalzusammenstoß/Auffahrunfall kommt, kann die Belastung, die auf den Verbinder wirkt, verringert werden, und eine Beschädigung des Verbinders kann verhindert werden.
- (4) Die elektrische Ausrüstungseinheit gemäß dem vorstehend beschriebenen Aspekt kann weiter eine zweite Klemme zum Halten des Verbinders aufweisen. Eine Bruchfestigkeit der zweiten Klemme kann niedriger sein, als die des Verbinders. Gemäß diesem Aufbau bricht die zweite Klemme durch die Belastung, bevor eine übermäßige Belastung auf den Verbinder einzuwirken beginnt. Daher bewegt sich der Verbinder flexibel und wird nicht beschädigt, selbst wenn er mit einer Kraft beaufschlagt wird.
- (5) Bei der elektrischen Ausrüstungseinheit des vorstehend beschriebenen Aspekts kann das Brennstoffzellenmodul einen Brennstoffzellenstapel und einen Wandler, der eine Spannung der durch den Brennstoffzellenstapel erzeugten Leistung umwandelt, umfassen. Gemäß diesem Aufbau kann in dem Brennstoffzellenfahrzeug die Belastung des Kabels am Verbindungsabschnitt mit dem Brennstoffzellenmodul verringert werden.
- (6) Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Fahrzeug geschaffen, an dem die elektrische Ausrüstungseinheit gemäß dem vorstehend beschriebenen Aspekt montiert ist. Das Fahrzeug dieses Aspekts kann die Belastung, die auf den Verbindungsabschnitt des Kabels mit den elektrischen Ausrüstungen im Brennstoffzellenmodul wirkt, verringern, und kann eine Beschädigung des Kabelverbindungsabschnitts, ähnlich wie bei der elektrischen Ausrüstungseinheit des vorstehend genannten Aspekts, verhindern.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
-
Die vorliegende Erfindung wird beispielhaft und nicht beschränkend in den Abbildungen der beigefügten Zeichnung veranschaulicht, in der:
-
1 eine Ansicht eines Aufbaus eines Brennstoffzellenfahrzeugs als eine Ausführungsform der Erfindung zeigt;
-
2 eine Draufsicht auf ein Kabel und einen peripheren Aufbau desselben zeigt;
-
3 eine Seitenansicht des Kabel und den peripheren Aufbau desselben zeigt;
-
4 eine Aufrissansicht einer C-förmigen Klemme zeigt;
-
5 eine Draufsicht auf das Kabel und den peripheren Aufbau desselben nach einer Kollision zeigt; und
-
6 eine Seitenansicht des Kabel und den peripheren Aufbau desselben nach der Kollision zeigt.
-
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
A. Gesamtaufbau
-
1 zeigt eine Ansicht, die den Aufbau eines Brennstoffzellenfahrzeugs als eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Das Brennstoffzellenfahrzeug (nachfolgend vereinfacht als „Fahrzeug” bezeichnet) VE ist ein Automobil mit Rädern WL an vier Ecken. Ein Brennstoffzellensystem 10 befindet sich im Unterbodenbereich des Fahrzeugs VE in der Nähe der Mitte in Längsrichtung des Fahrzeugs VE. Ein Motorraum 50 ist im vorderen Abschnitt des Fahrzeugs VE vorgesehen. In 1 bezeichnen die Pfeile mit der Beschriftung „vorne”, „hinten”, „links” und „rechts” sowie die Pfeile mit der Beschriftung „oben” und „unten” in den anderen Zeichnungen die bezüglich des Fahrzeugs VE definierten Richtungen. In anderen Worten: die Richtungen entlang der Pfeile „vorne” und „hinten” entsprechen der Längsrichtung des Fahrzeugs VE, der Richtungen entlang der Pfeile „links” und „rechts” entsprechen der Breitenrichtung des Fahrzeugs VE und die Richtungen entlang der Pfeile „oben” und „unten” entsprechen der Vertikalrichtung des Fahrzeugs VE. Nachfolgend bezeichnen Begriffe wie „vorwärts”, „rückwärts”, „rechts”, „links”, „hoch” und „runter” Richtungen, welche durch die in den Zeichnungen dargestellten Pfeile „vorne”, „hinten”, „rechts”, „links”, „oben” und „unten” angedeutet sind. Der Begriff „Motorraum”, der für ein herkömmliches maschinenbetriebenes Fahrzeug verwendet wird, bezeichnet allgemein einen Raum, in dem ein Motor aufgenommen ist. Bei dem Fahrzeug VE wird ein Raum, in dem ein Antriebsmotor 60, der eine Antriebsquelle darstellt montiert ist, auch als „Motorraum” bezeichnet.
-
Das Brennstoffzellensystem 10 hat ein Stapelgehäuse 20, das einen Brennstoffzellenstapel 21 (nachfolgend auch als ”FC-Stapel” bezeichnet) aufnimmt, ein Wandlergehäuse 30, das einen FC-Wandler 35 aufnimmt, und eine Hilfsabdeckung 40, die eine Fluidzufuhr- und -austrageinheit aufnimmt (nicht dargestellt).
-
Wie durch einen teilweise freigestellten Teil gezeigt, nimmt das Stapelgehäuse 20 den Brennstoffzellenstapel 21 auf. Der Brennstoffzellenstapel 21 ist ein Zellenstapelkörper, in dem eine Mehrzahl von Einheitszellen (Stromerzeugungszellen) der Brennstoffzelle gestapelt ist, beispielsweise ein Zellenstapelkörper, in dem eine Mehrzahl von Stromerzeugungszellen einer Polymerelektrolytbrennstoffzelle gestapelt sind. Jede der Stromerzeugungszellen erzeugt Strom unter Verwendung von Brenngas, das von einem Brenngastank (nicht dargestellt), der am Fahrzeug VE montiert ist, zugeführt wird, und Luft, die als Oxidationsgas aus der Umgebung des Brennstoffzellenfahrzeugs zugeführt wird. In dieser Ausführungsform wird Wasserstoffgas als Brenngas verwendet.
-
Der im Wandlergehäuse 30 aufgenommene FC-Wandler 35 ist ein Spannungswandler (Gleichstromwandler), der eine Leistung verstärkt, die vom Brennstoffzellenstapel 21 ausgegeben wird. Die durch den FC-Wandler 35 verstärkte Leistung wird in den Motorraum 50 übertragen. Ein Aufbau mit dem Brennstoffzellenstapel 21 und dem FC-Wandler 35 entspricht dem untergeordneten Konzept des „Brennstoffzellenmoduls”.
-
Die Fluidzufuhr- und -austrageinheit, die in der Hilfsabdeckung 40 aufgenommen ist, umfasst verschiedene Arten von Leitungen für Brenngas, Oxidationsgas, Kühlmittel, etc. sowie Aktoren für eine Pumpe, einen Injektor, etc., die mit verschiedenen Arten von Leitungen kommunizieren.
-
Das Stapelgehäuse 20 ist quer angeordnet, so dass die Stapelrichtung der Mehrzahl von Stromerzeugungszellen des Brennstoffzellenstapels 21 im Wesentlichen mit der Querrichtung des Fahrzeugs VE (Fahrzeugbreitenrichtung) übereinstimmt. Das Wandlergehäuse 30 ist mit Brennstoffzellenstapel 20 an der Vorderseite des Stapelgehäuses 20 verbunden, und die Hilfsabdeckung 40 ist mit dem Stapelgehäuse 20 auf der rechten Seite des Stapelgehäuses 20 verbunden. Das Stapelgehäuse 20 und das Wandlergehäuse 30 sind an einem Chassis (Fahrzeugrahmen, nicht dargestellt) fixiert. Das Stapelgehäuse 20 ist durch drei Lagerpunkte 25, 26 und 27 fixiert. Das Wandlergehäuse 30 ist durch zwei Lagerpunkte 31 und 32 fixiert. Es sei angemerkt, dass das Stapelgehäuse 20, das Wandlergehäuse 30 sowie die Hilfsabdeckung 40 aus Gießmetall (z. B. Aluminium) gebildet sind.
-
Der Motorraum 50 nimmt zusätzlich zum Antriebsmotor 60 Getriebe 70 auf, die ein Drehmoment, das durch den Antriebsmotor 60 erzeugt wird, über eine Achse 72 an die Räder WL übertragen, einen Inverter 80, der mit dem Antriebsmotor 60 verbunden ist, etc.
-
Der Inverter 80 und der FC-Wandler 35, der im Wandlergehäuse 30 ist, sind miteinander durch ein Kabel 90 verbunden. Das Kabel 90 stellt ein Bündel von Kabeln dar und kann als Kabelstrang bezeichnet werden. Der Inverter 80 erhält durch das Kabel 90 einen vom FC-Wandler 35 verstärkten Gleichstrom, wandelt diesen in Drei-Phasen-Wechselstrom um und liefert diesen an den Antriebsmotor 60. Eine Drehzahl des Antriebsmotors 60 wird durch den Inverter 80 gesteuert.
-
B. Peripherer Aufbau des Kabels
-
2 ist eine Draufsicht, die das Kabel 90 und dessen peripheren Aufbau zeigt. 3 ist eine Seitenansicht, die das Kabel 90 und dessen peripheren Aufbau zeigt. Das Kabel 90 wird durch ein erstes Kabelsegment 90a, von dem ein Ende mit dem Inverter 90 (siehe 1) verbunden ist, und ein zweites Kabelsegment 90b, von dem ein Ende mit dem FC-Wandler 35, der im Wandlergehäuse 30 ist, verbunden ist, gebildet. Das Kabel 90 besteht aus den ersten und zweiten Kabelsegmenten 90a und 90b, da das Kabel 90 aus Gründen der Montagefreundlichkeit des Fahrzeugs teilbar sein muss. Das erste Kabelsegment 90a ist mit dem zweiten Kabelsegment 90b durch ein Paar Verbinder 91 und 92 verbunden. Der mit dem zweiten Kabelsegment 90b verbundene Verbinder 92 ist an einer Klammer 96 über eine pilzförmige Klemme 94 verbunden. Die pilzförmige Klemme 94 hat einen Axialteil, dessen Basisabschnitt an einem Befestigungszielbauteil (hier dem Verbinder 92) befestigt ist, sowie einem Kopfteil, der an einem Spitzenabschnitt des Axialteils ausgebildet ist und dicker als der Axialteil in Längsrichtung gestaltet ist. Die pilzförmige Klemme 94 wird durch eine Öffnung gedrückt, die in einem anderen plattenförmigen Bauteil (hier der Klammer 96) gebildet ist, wenn sie verwendet wird. Die Öffnung ist dicker ausgebildet als der Axialteil jedoch dünner als der Kopfteil. Die pilzförmige Klemme 94 hält das plattenförmige Bauteil zwischen dem Basisabschnitt, der dicker als der andere Abschnitt des Axialteils in Längsrichtung ausgebildet ist, und dem Kopfteil, um das Befestigungszielbauteil (hier den Verbinder 92) mit dem plattenförmigen Bauteil (hier der Klammer 96) zu verbinden. Die Klammer 96 ist am Wandlergehäuse 30 befestigt. Es sei angemerkt, dass die pilzförmige Klemme 94 eine andere Form haben kann.
-
Die Klammer 96 ist eine Befestigung zum Halten des Verbinders 92 in einer vorgegebenen Stellung und hat einen L-förmigen Querschnitt. Die Klammer 96 besteht aus einer galvanisierten Stahlplatte. Die pilzförmige Klemme 94 besteht aus Harz, beispielsweise Polypropylen (PP). Bei dieser Ausführungsform ist eine Bruchfestigkeit der pilzförmigen Klemme 94 niedriger als die des Verbinders 91 und 92. Wenn das erste Kabelsegment 90a eine Kraft mit einer nach hinten gerichteten Komponente in Längsrichtung des Fahrzeugs erfährt, wird die Verbindung des Verbinders 92 mit der Klammer 96 über die pilzförmige Klemme 94 freigegeben, bevor die Verbindung der Verbinder 91 und 92 gelöst wird. Insbesondere wird ein Harzmaterial mit einer niedrigeren Bruchfestigkeit als die eines Harzmaterials, das für den Harzabschnitt der Verbinder 91 und 92 verwendet wird, für die pilzförmige Klemme 94 verwendet. Es sei angemerkt, dass die hohe bzw. niedrige Bruchfestigkeit der Materialien durch Vergleichen der Belastung von Bruchtestproben bestimmt wird, die aus entsprechenden Materialien bestehen und die gleiche Gestalt haben, wenn eine Zugbelastung darauf aufgebracht wird.
-
Durch Verbinden des Verbinders 91, der mit dem ersten Kabelsegment 90a verbunden ist, mit dem Verbinder 92, der mit der Klammer 96 angebracht ist, wird das erste Kabelsegment 90a mit dem zweiten Kabelsegment 90b verbunden. Eine C-förmige Klemme 110 ist an einem Zwischenabschnitt des ersten Kabelsegments 90a angebracht. Insbesondere ist die C-förmige Klemme 110 an einer Stelle des Kabels 90 auf der Seite des Inverters 80 bezüglich der Verbinder 91 und 92 angebracht. Genauer gesagt ist das erste Kabelsegment 90a teilweise relativ zur Längsrichtung des Fahrzeugs VE geneigt. In dieser Ausführungsform ist im geneigten Teil des Kabelsegments 90a die C-förmige Klemme 110 an einem Abschnitt angebracht, der sich nur nach unten neigt, während er im Wesentlichen gerade in Breitenrichtung verläuft. Anstelle des Abschnitts, der nur nach unten geneigt ist, kann die C-förmige Klemme 110 an einen Abschnitt angebracht sein, der in eine andere Richtung geneigt ist.
-
4 ist eine Aufrissansicht der C-förmigen Klemme 110. Wie gezeigt ist, hat die C-förmige Klemme 110 einen Klemmteil 112, einen Tragteil 114 sowie einen Befestigungsteil 116. Der Klemmteil 112 ist ein im Wesentlichen kreisförmiger zylindrischer Abschnitt mit einer Öffnung 112a in einem Teil desselben in Umfangsrichtung über dessen Axialrichtung und hat einen C-förmigen Querschnitt. Wenn die C-förmige Klemme am ersten Kabelsegment 90a angebracht wird, stimmt die vorstehend beschriebene Axialrichtung mit der Axialrichtung des ersten Kabelsegments 90a überein. Eine Ausrichtung U der Öffnung 112a zeigt in 4 nach oben. Durch Drücken des ersten Kabelsegments 90a von oben in 4, um die Öffnung 112a elastisch aufzuweiten, kann die C-förmige Klemme 110 das erste Kabelsegment 90a am C-förmigen Klemmteil 112 greifen. Der Tragteil 114 ist ein dünnes Element mit einem ersten Endabschnitt 114a und einem zweiten Endabschnitt 114b und erstreckt sich in U-Richtung. Der erste Endabschnitt 114a ist mit einer Fläche des Klemmteils 112 der Öffnung 112a zugewandt verbunden. Der zweite Endabschnitt 114b ist mit dem Befestigungsteil 116 verbunden. Der Befestigungsteil 116 verläuft vom ersten Endabschnitt 114a weg und kann mit einer Öffnung eines Kupplungsteils 120, das in der Nähe des Motorraums 50 angeordnet ist, verbunden werden. Die C-förmige Klemme 110 steht somit von einer Befestigungsfläche des Kupplungsteils 120 vor.
-
Wie in 3 gezeigt ist, wird der Kupplungsteil 120 durch Biegen eines plattenförmigen Basismaterials um 90° an einer ersten Biegeposition 120a und weiteres Biegen um einen vorgegebenen Winkel θ, der unter 90° (z. B. 45°) ist, an einer zweiten Biegeposition 120b gebildet. Eine äußere (untere) Fläche, die von einem Ende 120c des Kupplungsteils 120 zur ersten Biegeposition 120a verläuft, stellt eine erste Fläche 121 dar, eine äußere (hintere) Fläche, die von der ersten Biegeposition 120a zur zweiten Biegeposition 120b verläuft stellt eine zweite Fläche 122 dar, und eine äußere (obere) Fläche, die von der zweiten Biegeposition 120b zum anderen Ende 120d des Kupplungsteils 120 verläuft, stellt eine dritte Fläche 123 dar. Ein Sockel- bzw. Basiselement 130 ist an der ersten Fläche 121 befestigt, und die C-förmige Klemme 110 steht von der dritten Fläche 123 (der vorstehend beschriebenen Befestigungsfläche) vor. Die montierten Komponenten wie der Antriebsmotor 60, der Inverter 80, etc., die sich im Motorraum 50 befinden, sind durch ein Lagerteil (nicht dargestellt) am Chassis montiert. In ähnlicher Weise ist auch das Basiselement 130 durch ein Lagerteil am Chassis montiert. Die C-förmige Klemme 110 ist somit am Chassis montiert.
-
Am Chassis ist das Basiselement 130 derart angeordnet, dass die zweite Fläche 122 des Kupplungsteils 120 nach hinten weist. In dieser Ausführungsform ist das Basiselement 130 derart am Chassis befestigt, dass die zweite Fläche 122 in Breiten- und Vertikalrichtung des Fahrzeugs verläuft und nach hinten weist. Als Ergebnis ist die C-förmige Klemme 110, die von der dritten Fläche 123 des Kupplungsteils 120 absteht, zur Rückseite des Fahrzeugs VE weisend (nach hinten und oben, um exakt zu sein) angeordnet. Darüber hinaus ist die C-förmige Klemme 110 derart angeordnet, dass die Ausrichtung der Öffnung 112a (die U-Richtung) nach hinten und oben weist. In dieser Ausführungsform bezeichnet der Begriff „nach hinten und oben” eine Richtung, die bezüglich der Richtung nach hinten in einer Seitenansicht entlang der Breitenrichtung um 45° nach oben geneigt ist. Es sei angemerkt, dass in einer Draufsicht entlang der vertikalen Richtung, wie in 2 gezeigt ist, die Ausrichtung U der Öffnung 112a eine nach hinten weisende Richtung ohne Neigung nach links oder rechts ist.
-
Wie vorstehend beschrieben ist, ist der Teil des Kabels 90, der durch die C-förmige Klemme 110 gehalten wird, Teil des ersten Kabelsegments 90a, das bezüglich der Längsrichtung des Fahrzeugs VE nach unten geneigt ist, und die Ausrichtung der Öffnung 112a der C-förmigen Klemme 110 ist nach hinten und oben gerichtet. Daher kann die C-förmige Klemme 110 leicht den geneigten Abschnitt des ersten Kabelsegments 90a greifen.
-
Die C-förmige Klemme 110 entspricht dem untergeordneten Konzept der „ersten Klemme”. Die pilzförmige Klemme 94 entspricht dem untergeordneten Konzept der „zweiten Klemme”. Es sei angemerkt, dass ein Aufbau mit dem Inverter bzw. Wechselrichter 80, dem Brennstoffzellenstapel 21, dem FC-Wandler 35, der im Wandlergehäuse 35 angeordnet ist, und den jeweiligen Komponenten 20, 90, 110, etc. die im Abschnitt „B. Peripherer Aufbau des Kabels” beschrieben sind, dem untergeordneten Konzept der „elektrischen Ausrüstungseinheit” einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entsprechen.
-
C. Bei der Kollision
-
Nachfolgend wird ein Fall, bei es bei dem wie vorstehend beschrieben ausgestalteten Fahrzeugs VE zu einem Frontalzusammenstoß kommt, beschrieben. Wenn das Fahrzeug VE von vorne mit einem anderen Objekt kollidiert, werden der Antriebsmotor 60, der Inverter 80, und dergleichen, die sich im Motorraum 50 befinden, mit einer Kraft von vorne beaufschlagt und bewegen sich nach hinten und unten. Dementsprechend bewegen sich auch Lagerteil (nicht dargestellt), welche den Antriebsmotor 60, den Inverter 80 und dergleichen halten, nach hinten und unten, und das Basiselement 130 bewegt sich ebenfalls in eine durch einen Pfeil V in der Draufsicht von 2 und der Seitenansicht von 3 angedeuteten Richtung, in anderen Worten: nach hinten und unten. Aufgrund der Bewegung des Inverters 80 und dergleichen nach hinten und unten, wird eine Kraft von der Vorderseite her auf das erste Kabelsegment 90a aufgebracht. Dementsprechend verformt sich das erste Kabelsegment 90a wie durch die doppelpunktiert gestrichelte Linie in den 2 und 3 angedeutet ist, und bewegt sich nach hinten. Das erste Kabelsegment 90a bewegt sich integral mit der C-förmigen Klemme 110 gleitet dann durch den Klemmteil 112 der C-förmigen Klemme 110 und schließlich gleitet das erste Kabelsegment 90a aus der Öffnung 112a des Klemmteils 112. Als Ergebnis wird das erste Kabelsegment 90a aus der C-förmigen Klemme 110 freigegeben.
-
Wenn das erste Kabelsegment 90a nach der Freigabe aus der C-förmigen Klemme 110 weiter eine Kraft erfährt, wird eine Kraft erzeugt, um das erste Kabelsegment 90a nach hinten und unten zu drücken und das Paar Verbinder 91 und 92 aus der Klammer 96 zu lösen. Insbesondere wirkt, wie in der Seitenansicht von 3 gezeigt ist, eine Rotationskraft F auf den Verbinder 92, der an der pilzförmigen Klemme 94 angebracht ist, so dass ein vorderer Teil des Verbinders 92 sich mit der Breitenrichtung als Rotationsachse nach unten bewegt. Hierbei sei angemerkt, dass, wie in der Draufsicht von 2 gezeigt ist, der Verbinder 92 sich nicht großartig in Breitenrichtung dreht.
-
5 ist eine Draufsicht, die das Kabel 90 und den peripheren Aufbau desselben nach der Kollision zeigt. 6 ist eine Seitenansicht, die das Kabel 90 den peripheren Aufbau desselben nach der Kollision zeigt. Nach dem Frontalzusammenstoß des Fahrzeugs VE werden die Verbinder 91 und 92 durch die vorstehend beschrieben Kraft F aus der Klammer 96 gelöst. Die Verbinder 91 und 92 werden durch ein Brechen der pilzförmigen Klemme 94 aus der Klammer 96 gelöst. Wie vorstehend beschrieben ist, ist die Festigkeit der pilzförmigen Klemme 94 niedriger, als die der Verbinder 91 und 92. Daher bricht zuerst die pilzförmige Klemme 94 und die Verbinder 91 und 92 werden nicht beschädigt. Wenn weiterhin eine Kraft auf das Kabel 90 wirkt, drückt das Kabel 90 die Verbinder 91 und 92 weiter nach unten. Als Ergebnis bewegen sich die Verbinder 91 und 92 aus dem Zustand von 3 deutlich nach hinten und unten und landen schließlich an einer Position, die in 6 gezeigt ist. Diese Position befindet sich in einem Raum, der nach der Kollision immer noch verbleibt, so dass die Verbinder 91 und 92 nicht beschädigt werden.
-
Wie vorstehend beschrieben ist, können bei dem Fahrzeug VE der ersten Ausführungsform die Verbinder 91 und 92 des Kabels 90, das den Inverter 80 mit dem FC-Wandler 35 verbindet, der im Wandlergehäuse 30 aufgenommen ist, vor einem Schaden bewahrt werden, wenn das Fahrzeug VE von vorne mit einem anderen Objekt zusammenstößt. Darüber hinaus kann eine Beschädigung eines Verbindungsabschnitts des Kabels 90 mit dem FC-Wandler 35 verhindert werden. Da zudem die Verbinder 91 und 92 nicht beschädigt werden, kann das Freisetzen von Hochspannung aus dem Wandler bei einer Kollision verhindert werden. Auch wenn das Fahrzeug VE einen Auffahrunfall erfährt, wird das Kabel 90 in ähnlicher Weise aus der C-förmigen Klemme 110 gelöst. Daher können ähnliche Effekte wie bei einem Frontalzusammenstoß erzielt werden.
-
D. Abwandlungen
-
Erste Abwandlung
-
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist die pilzförmige Klemme 94 derart ausgestaltet, dass sie eine niedrigere Bruchfestigkeit als die Verbinder 91 und 92 hat. Die Bruchfestigkeit der pilzförmigen Klemme 94 kann alternativ jedoch äquivalent zu der der Verbinder 91 und 92 sein.
-
Die pilzförmige Klemme, die das Bauteil wie den Verbinder hält, ist nicht auf die pilzförmige Gestalt beschränkt und kann eine andere Art von Klemme sein, beispielsweise eine Klemme mit einer Öffnung an einer Seite, die ein Zielobjekt mit einem anderen Teil umgibt und dieses hält. Die elektrische Ausrüstungseinheit kann nicht mit der den Verbinder haltenden Klemme ausgestaltet sein.
-
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform hat das Kabel 90 den Abschnitt, der bezüglich der Längsrichtung des Fahrzeugs geneigt ist und durch die Klemme am geneigten Abschnitt gehalten wird. Das Kabel muss jedoch nicht den bezüglich der Längsrichtung des Fahrzeugs geneigten Abschnitt haben. In diesem Fall kann das Kabel durch die Klemme an einem in Längsrichtung verlaufenden Abschnitt gehalten werden.
-
Bei der vorstehenden Ausführungsform wird das erste Kabelsegment 90a des Kabels 90 durch die C-förmige Klemme 110 gehalten. Die Klemme jedoch kann auch das zweite Kabelsegment 90b anstelle des ersten Kabelsegments 90a halten. Darüber hinaus kann das Kabel nicht mehrteilig bzw. segmentiert ausgestaltet sein, das bedeutet mit einem Aufbau, der keinen Verbinder benötigt.
-
Zweite Abwandlung
-
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist die C-förmige Klemme 110 derart ausgestaltet, dass die Ausrichtung U der Öffnung 112a bezüglich der Richtung nach hinten in einer Seitenansicht entlang der Breitenrichtung um 45° nach oben geneigt ist und in Richtung nach hinten in Draufsicht entlang der vertikalen Richtung nicht nach links und rechts geneigt ist. Alternativ kann die Ausrichtung U der C-förmigen Klemme 110 eine andere Richtung gemäß der nachfolgend beschriebenen Punkte (1) bis (3) sein.
- (1) Die Richtung kann bezüglich der Richtung nach hinten in der Seitenansicht entlang der Breitenrichtung eine Neigung um einen Winkel von über 0° und unter 90° jedoch nicht 45° nach oben haben und kann in Draufsicht entlang der vertikalen Richtung die gleiche wie bei der vorstehenden Ausführungsform sein.
- (2) Die Richtung kann die gleiche wie bei der vorstehenden Ausführungsform in Seitenansicht entlang der Breitenrichtung sein, jedoch eine Neigung in eine der Breitenrichtungen um einen Winkel von über 0° und unter 90° in Draufsicht entlang der vertikalen Richtung haben.
- (3) Die Richtung kann bezüglich der Richtung nach hinten in der Seitenansicht entlang der Breitenrichtung eine Neigung um einen Winkel von über 0° und unter 90° jedoch nicht 45° nach oben haben und kann eine Neigung in eine der Breitenrichtungen um einen Winkel von über 0° und unter 90° in Draufsicht entlang der vertikalen Richtung haben.
-
Bei der vorstehenden Ausführungsform und den in (1) bis (3) beschriebenen Richtungen ist die Ausrichtung der Öffnung von einer ersten Ebene, die in vertikale Richtung und laterale Richtung an einem vorderen Ende des Klemmteils in Längsrichtung verläuft, nach hinten, und von einer zweiten Ebene, die in Längsrichtung und lateraler Richtung an einem unteren Ende des Klemmteils in vertikale Richtung verläuft, nach oben. Da das Basiselement 130 sich bei einem Frontalzusammenstoß leicht nach hinten und unten bewegt, wird durch das Ausrichten der Öffnung nach oben das Kabel leicht aus der Öffnung der C-förmigen Klemme entfernt. Daher kann die Beschädigung des Verbinders leicht verhindert werden. Es sei angemerkt, dass alternativ zu der vorstehenden Ausführungsform und den in (1) bis (3) beschriebenen Richtungen, die Ausrichtung der Öffnung in eine Richtung von der ersten Ebene nach hinten und der zweiten Ebene nach unten sein kann.
-
Dritte Abwandlung
-
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform und deren Abwandlungen wird die Polymerelektrolytbrennstoffzelle als Brennstoffzelle verwendet. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch für Systeme mit anderen Arten von Brennstoffzellen verwendet werden, beispielsweise einer Phosphorsäure-Brennstoffzelle, Schmelzkarbonat-Brennstoffzelle und Festoxid-Brennstoffzelle.
-
Vierte Abwandlung
-
Bei der vorstehenden Ausführungsform und deren Abwandlungen wird der FC-Wandler als zweite elektrische Ausrüstung verwendet, die hinter der ersten elektrischen Ausrüstung angeordnet ist. Jedoch kann der Brennstoffzellenstapel alternativ zu dem FC-Wandler verwendet werden. Eine andere elektrische Hochspannungsausrüstung als der FC-Wandler und dem Brennstoffzellenstapel können als die zweite elektrische Ausrüstung verwendet werden. Alternativ zu der elektrischen Hochspannungsausrüstung kann zudem eine elektrische Ausrüstung für eine andere Spannung als zweite elektrische Ausrüstung verwendet werden. Zudem kann eine andere elektrische Hochspannungsausrüstung als der Inverter als erste elektrische Ausrüstung verwendet werden, oder alternativ kann eine elektrische Ausrüstung für eine andere Spannung als erste elektrische Ausrüstung verwendet werden.
-
Fünfte Ausführungsform
-
In der vorstehenden Ausführungsform und deren Abwandlungen wird die Erfindung bei einem Brennstoffzellenfahrzeug verwendet, an dem eine Brennstoffzelle montiert ist. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch auf andere Elektrofahrzeuge wie ein elektrisch betriebenes Fahrzeug angewandt werden.
-
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform und deren Anwandlungen beschränkt sondern kann auf vielerlei Art und Weise ausgestaltet werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise können die technischen Merkmale der Ausführungsform und der Abwandlungen, die den technischen Merkmalen eines jeden der in der „KURZFASSUNG DER ERFINDUNG” beschriebenen Aspekte entsprechen, in geeigneter Weise ersetzt und/oder kombiniert werden, um einen Teil oder alle der vorstehend beschriebenen Probleme zu lösen, oder um einen Teil oder alle der vorstehend beschriebenen vorteilhaften Effekte zu erzielen. Andere als die in dem unabhängigen Anspruch genannte Merkmale sind nicht wesentlich und können in geeigneter Weise weggelassen werden.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- JP 2014-230765 [0001]
- JP 2010-251182 A [0003]
