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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Elektrofahrzeug.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Ein Gleichspannungswandler, der eine Hochspannung auf 12 Volt umwandelt, befindet sich in einem Elektrofahrzeug, welches durch einen Elektromotor angetrieben wird mit Hilfe elektrischer Leistung aus einer Brennstoffzelle oder einer Batterie, zum Beispiel einer aufladbaren Batterie, und ein Hybridfahrzeug fährt unter Nutzung von Antriebskraft eines Verbrennungsmotors und Antriebskraft eines Elektromotors.
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Der Gleichspannungswandler erzeugt während der Spannungswandlung Wärme, und sein Umwandlungswirkungsgrad verschlechtert sich bei hoher Temperatur. Damit wird der Gleichspannungswandler im allgemeinen durch Wasser gekühlt, wenn die Ausgangsleistung 1 kW übersteigt, es erfolgt eine Luftkühlung, wenn die Ausgangsleistung 1 kW oder weniger beträgt. Wenn ein Elektrofahrzeug einen luftgekühlten Gleichspannungswandler enthält, befindet sich dieser an einer Seitenfläche (siehe
japanische Patent-Offenlegungsschrift 2002-187587 ) oder an einer Bodenseite des Fahrzeugs, an der entlang der Fahrtwind strömt.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Unglücklicherweise erbringt das Anordnen des Gleichspannungswandlers lediglich in einer Seitenfläche oder an einer Bodenfläche des Fahrzeugs möglicherweise nur eine unzureichende Kühlung des Gleichspannungswandlers. Es gibt Gegenmaßnahmen, beispielsweise das Erhöhen der Baugröße der Wärmeabstrahlrippen des Gleichspannungswandlers oder den Einsatz eines Gebläses zur Zwangskühlung, allerdings ist es bei einem klein bauenden Fahrzeug, wie zum Beispiel einem Motorroller, strukturell schwierig, derartige Gegenmaßnahmen zu ergreifen.
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Wenn außerdem der Gleichspannungswandler von einer von diesem umzuwandelnde elektrische Energie speichernden Batterie entfernt ist, erhöht sich die Länge einer Stromführungsleitung mit großem Durchmesser, welcher den Gleichspannungswandler mit der Batterie verbindet.
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Um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein elektrisches Fahrzeug zu schaffen, das in der Lage ist, die Kühlungsleistung für einen Gleichspannungswandler zu verbessern.
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Um das obige Ziel zu erreichen, schafft ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Elektrofahrzeug, welches aufweist: ein Vorderrad; ein Hinterrad; einen das Vorderrad lagernden Lenkmechanismus; ein den Lenkmechanismus lagerndes Steuerrohr; eine Rahmenstruktur, die sich ausgehend von dem Steuerrohr nach hinten und nach unten erstreckt; eine das Steuerrohr abdeckende Frontschale, die sich herabhängend zu einer unteren Hälfte des Vorderrads erstreckt; einen Elektromotor, konfiguriert zum Drehen und zum Antreiben des Hinterrads; mindestens einen Gleichspannungswandler, der in der Rahmenstruktur hinter dem Vorderrad in einer Lage angeordnet ist, in der er einer Fahrtrichtung zugewandt ist, um eine Spannung umzuwandeln; und eine Wärmeabstrahlrippe, die sich in vertikaler Richtung des Fahrzeugs erstreckt, wobei die Wärmeabstrahlrippe in einer dem Vorderrad zugewandten Vorderseite des Gleichspannungswandlers vorgesehen ist, wobei die Frontschale sich zur linken und zur rechten Seite des Gleichspannungswandlers in Fahrzeug-Breitenrichtung erstreckt, um Fahrtwind an der Wärmeabstrahlrippe zu sammeln.
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In bevorzugten Ausführungsformen des obigen Aspekts können die folgenden Ausgestaltungen vorgesehen sein:
Es kann erwünscht sein, dass mindestens ein Wandler mehrere Wandlerelemente umfasst, die voneinander abgerückt in vertikaler Richtung des Fahrzeugs angeordnet sind.
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Weiterhin kann es erwünscht sein, dass eine oberhalb des Gleichspannungswandlers und auf einer Seite des Steuerrohrs befindliche Batterie an den Gleichspannungswandler angeschlossen ist.
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Es kann erwünscht sein, dass es sich bei dem Elektrofahrzeug um einen Motorroller handelt, bei dem die Batterie sich in einem Handschuhfach befindet, das hinter der Frontschale angeordnet ist.
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Weiterhin kann es erwünscht sein, dass mit dem Gleichspannungswandler eine Brennstoffzelle verbunden ist.
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Dieses Elektrofahrzeug ermöglicht eine Steigerung der Kühlleistung für den Gleichspannungswandler.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine linksseitige Ansicht, die ein Elektrofahrzeug gemäß einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht;
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2 ist eine linksseitige Ansicht des Elektrofahrzeugs gemäß der Erfindung, bei dem die Außenverkleidung abgelöst ist;
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3 ist eine perspektivische Ansicht des Elektrofahrzeugs gemäß der Erfindung, bei dem die Außenverkleidung abgelöst ist;
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4 ist eine Frontansicht einer Rahmenstruktur des Elektrofahrzeugs gemäß der Erfindung;
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5 ist eine Veranschaulichung des in 4 dargestellten Teils bei Betrachtung aus einer Pfeilrichtung V;
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6 ist eine teilperspektivische Ansicht des Elektrofahrzeugs der Erfindung bei Betrachtung schräg von vorne;
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7 ist eine Schnittansicht entlang der Linie VII-VII in 1;
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8 ist eine vergrößerte Ansicht der Peripherie eines Batteriekörpers des Elektrofahrzeugs gemäß der Erfindung;
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9 ist eine perspektivische Ansicht der Peripherie eines Batteriehalters des Elektrofahrzeugs gemäß der Erfindung bei Betrachtung schräg von unten; und
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10 ist eine perspektivische Ansicht, die das Innere des Handschuhfachs veranschaulicht, welches in einer Frontschale des Elektrofahrzeugs gemäß der Erfindung vorgesehen ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Im Folgenden wird eine Ausführungsform eines Elektrofahrzeugs gemäß der Erfindung anhand der 1 bis 10 beschrieben.
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1 ist eine linksseitige Ansicht des Elektrofahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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2 ist eine linksseitige Ansicht des Elektrofahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wobei dessen Außenverkleidungsteile, beispielsweise Abdeckschalen und ein Sitz, abgenommen sind.
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3 ist eine perspektivische Ansicht des Elektrofahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wobei dessen Außenverkleidung, beispielsweise Abdeckschalen und ein Sitz, abgenommen sind.
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Man beachte, dass Ausdrücke wie vorne-und-hinten, oben-und-unten und links-und-rechts in der vorliegenden Ausführungsform Bezug nehmen auf die Sitzhaltung eines Fahrers auf einem Elektrofahrzeug 1. In den 1 bis 3 bedeutet ein ausgezogener Pfeil F die Vorwärtsrichtung des Elektrofahrzeugs 1, und ein ausgezogener Pfeil R bedeutet eine Rückwärtsrichtung des Elektrofahrzeugs 1.
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Wie in den 1 bis 3 gezeigt ist, fährt das Elektrofahrzeug 1 dieser Ausführungsform durch Antrieb durch einen Elektromotor 3, der von einer Brennstoffzelle 2 gespeist wird. Das Elektrofahrzeug 1 ist ein Motorrad oder ein Motorroller, aber auch ein durch eine Brennstoffzelle angetriebenes Fahrrad, welches durch die Leistung aus der Brennstoffzelle fährt. Das Elektrofahrzeug 1 kann auch ein Dreirad sein. Es kann sich auch um einen Fahrzeugtyp handeln, der durch Antrieb aus einem Elektromotor 3 fährt, der durch eine (nicht gezeigte) wieder aufladbare Batterie anstelle der Brennstoffzelle 2 gespeist wird.
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Das Elektrofahrzeug 1 enthält eine Fahrzeugkarosserie 5, die sich nach vorne und nach hinten erstreckt, ein Vorderrad 6 als gelenktes Rad, ein Lenkmechanismus 7, der das Vorderrad 6 in lenkbarer Weise lagert, ein Hinterrad 8 als Antriebsrad, eine das Hinterrad 8 in nach oben und nach unten schwenkbarer Weise lagernde Schwinge 9, und den Elektromotor 3, der Antriebsleistung für das Hinterrad 8 erzeugt.
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Die Fahrzeugkarosserie 5 enthält einen Rahmen 11, der sich in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs erstreckt, eine Außenstruktur, die im Folgenden als Außenverkleidung 12 bezeichnet wird und den Rahmen 11 abdeckt, und einen Sitz 13 oberhalb einer hinteren Hälfte des Rahmens 11.
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Außerdem enthält die Fahrzeugkarosserie 5 eine Brennstoffzelle 2, einen Kraftstofftank 15 zum Aufnehmen von Hochdruckgas in Form von Wasserstoff als Kraftstoff zur Verwendung für die Leistungserzeugung in der Brennstoffzelle 2, eine wieder aufladbare Batterie 16 zur Leistungsunterstützung der Brennstoffzelle 2, eine Leistungsmanagement-Vorrichtung 17 zum Einstellen der Ausgangsspannung der Brennstoffzelle 2 und zum Steuern der Leistungsverteilung zwischen der Brennstoffzelle 2 und der aufladbaren Batterie 16, einen Wechselrichter 18 zum Umwandeln der von der Leistungsmanagement-Vorrichtung 17 ausgegebenen Gleichleistung in Drehstrom und zum Ausgeben des Drehstroms an den Elektromotor 3, um den Elektromotor 3 in Gang zu setzen, und eine Fahrzeugsteuerung 19, konfiguriert zur umfassenden Steuerung der oben erwähnten Einheiten.
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Ein Antriebsstrang des Elektrofahrzeugs 1 enthält die Brennstoffzelle 2 und die aufladbare Batterie 16, und es ist ein System, welches in passender Weise Leistung jeder Leistungsquelle nutzt in Abhängigkeit von Fahrbedingungen des Fahrzeugs, von Leistungserzeugungsbedingungen der Brennstoffzelle 2 und Leistungsspeicherbedingungen der aufladbaren Batterie 16. Das Elektrofahrzeug 1 erzeugt regenerative Leistung mit dem Elektromotor 3 während einer Verlangsamung. Die aufladbare Batterie 16 und die Brennstoffzelle 2, bei denen es sich um Leistungsquellen des Fahrzeugs handelt, sind in Bezug auf den Wechselrichter parallel geschaltet und liefern Leistung an den Elektromotor 3. Die aufladbare Batterie 16 speichert regenerative Leistung, die von dem Elektromotor 3 beim Verzögern des Elektrofahrzeugs 1 erzeugt wird, außerdem von der Brennstoffzelle 2 erzeugte Energie.
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Der Rahmen 11 besteht aus mehreren hohlen Stahlrohren, die zu einem einzelnen Körper zusammengefügt sind. Der Rahmen 11 enthält ein Kopf- oder Steuerrohr 21 oberhalb des vorderen Endes des Rahmens 11, einen oberen Abwärtsrahmen 22, der sich ausgehend von einem Mittelteil des Steuerrohrs 21 nach hinten und nach unten in geneigter Weise erstreckt, einen unteren Abwärtsrahmen 23, der sich unterhalb des Steuerrohrs 21 befindet und sich nach hinten und nach unten geneigt erstreckt, paarweise linke und rechte Unterrahmen 24, ein Paar eines linken und eines rechten Oberrahmens 25, eine Drehwelle 26, einen oberen Brückenrahmen 27, einen unteren Brückenrahmen 28, einen Schutzrahmen 29 und einen Instrumentenschutzrahmen 30.
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Das Steuerrohr 21 lagert den Lenkmechanismus 7 in lenkbarer Weise, d. h., derart, dass der Mechanismus nach links und nach rechts bezüglich des Elektrofahrzeugs 1 schwenkbar ist.
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Die paarweisen linken und rechten Unterrahmen 24 befinden sich innerhalb von dem linken und dem rechten unteren Abwärtsrahmen 23 und sind mit einem unteren Teil des Steuerrohrs 21 verbunden. Das Paar aus dem linken und dem rechten Unterrahmen 24 enthält für jeden Rahmen einen frontseitigen geneigten Abschnitt, der sich von einem Verbindungsbereich mit dem Steuerrohr 21 im Wesentlichen parallel entlang dem unteren Abwärtsrahmen 23 und nach hinten und nach unten in geneigter Weise erstreckt, einen vorderseitigen gebogenen Abschnitt, der an einem unteren Ende des frontseitigen geneigten Abschnitts nach hinten gekrümmt ist, und einen gestreckten Abschnitt, der sich im Wesentlichen horizontal ausgehend von einem hinteren Ende des frontseitigen gekrümmten Abschnitts zum Heck der Fahrzeugkarosserie 5 linear erstreckt, bis er einen zentralen Bereich der Fahrzeugkarosserie 5 erreicht, d. h., einen zentralen Bereich in Vorwärts-Rückwärts-Richtung des Elektrofahrzeugs 1. Das Paar aus linkem und rechtem Unterrahmen 24 enthält jeweils einen rückseitigen gekrümmten Abschnitt, der ausgehend von einem hinteren Endteil des gestreckten Abschnitts nach hinten und nach oben gekrümmt ist, einen rückseitigen geneigten Abschnitt, der sich von einem oberen Endteil des rückseitigen gekrümmten Abschnitts in geneigter Weise nach hinten und nach oben erstreckt, und einen oberen und unteren Rahmenverbindungsteil, der den rückseitig geneigten Abschnitt mit dem Oberrahmen 25 verbindet. Ein Abstand zwischen linken und rechten Unterrahmen 24 ist größer als der zwischen linken und rechten Oberrahmen 25.
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Ein steuerrohrnaher Brückenrahmen 34 befindet sich zwischen den oberen Bereichen von linkem und rechtem Unterrahmen 24. Der steuerrohrnahe Brückenrahmen 34 erstreckt sich geradlinig im Wesentlichen in Links-rechts-Richtung des Elektrofahrzeugs 1. Jeder von dem linken und rechten Unterrahmen 24 enthält einen Fußrastenträger 31a, der Fußrastenträger 31a trägt eine Fußplatte 31, die sich auf der Außenseite des vorderen gekrümmten Abschnitts von unten befindet. Ein Fahrer kann seine Füße auf der Fußplatte 31 ruhen lassen.
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Der Unterrahmen 24 auf der linken Seite der Fahrzeugkarosserie 5 enthält einen (nicht gezeigten) Seitenständerträger. Der (nicht gezeigte) Seitenständerträger ist mit einem (nicht gezeigten) Seitenständer ausgestattet, sodass das Elektrofahrzeug 1 selbst in einer nach links geneigten Weise stehen kann. Der Seitenständer wird zwischen einer ausgeschwenkten Stellung zum Stehen-lassen des Elektrofahrzeugs 1 und einer eingeschwenkten Stellung entlang der Fahrzeugkarosserie 5 verschwenkt, um beim Fahren nicht hinderlich zu sein.
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Die paarweisen linken und rechten Oberrahmen 25 sind mit einem Mittelteil in der Aufwärts-Abwärts-Richtung des frontseitigen geneigten Abschnitts des Unterrahmens 24 in einer vorderen Hälfte der Fahrzeugkarosserie 5 verbunden. Die paarweisen linken und rechten Oberrahmen 25 enthalten jeweils horizontale Abschnitte, die sich von einem Verbindungsbereich mit dem frontseitigen geneigten Abschnitt des Unterrahmens 24 in Richtung des Hecks der Fahrzeugkarosserie 5 etwa horizontal erstrecken, und hintere Endteile, bei denen es sich um hintere Enden der horizontalen Bereiche der paarweisen linken und rechten Oberrahmen 25 handelt, wobei die hinteren Endteile in der hinteren Hälfte der Fahrzeugkarosserie 5 und oberhalb des Hinterrads 8 deutlich nach hinten und nach oben geneigt sind, die hinteren Endteile in Links-rechts-Richtung der Fahrzeugkarosserie 5 nach innen gekrümmt sind, sodass sie einander bis auf die etwa Dicke (Breite) des Hinterrads 8 nähern.
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Die Drehwelle 26 befindet sich zwischen dem linken und dem rechten Oberrahmen 25 im hinteren Teil der Fahrzeugkarosserie 5. Die Drehwelle 26 liegt zwischen paarweisen linken und rechten Trägern 26a. Jeder der Träger 26a befindet sich unterhalb des Oberrahmens 25 und hinter einem Zusammenführungsbereich (oberer und unterer Rahmenverbindungsteil) zwischen dem Oberrahmen 25 und dem Unterrahmen 24. Jeder der Träger 26a ist mit dem horizontalen Abschnitt des Oberrahmens 25 und mit dem rückseitig geneigten Abschnitt des Unterrahmens 24 verbunden.
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Der obere Brückenrahmen 27 liegt zwischen den vorderen Endteilen von linkem und rechtem Oberrahmen 25. Der obere Brückenrahmen 27 erstreckt sich im Wesentlichen geradlinig in Links-rechts-Richtung des Fahrzeugs zwischen dem linken und dem rechten Oberrahmen 25, um diese miteinander zu verbinden.
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Der untere Brückenrahmen 28 liegt zwischen den frontseitigen gekrümmten Abschnitten von linkem und rechtem Unterrahmen 24. Der untere Brückenrahmen 28 verläuft im Wesentlichen geradlinig in Links-rechts-Richtung des Fahrzeugs zwischen linkem und rechtem Unterrahmen 24, um diese miteinander zu verbinden.
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Der Schutzrahmen 29 befindet sich zwischen den rückseitigen gekrümmten Abschnitten von linkem und rechtem Unterrahmen 24. Der Schutzrahmen 29 erstreckt sich ausgehend von einem verbundenen Abschnitt mit linkem und rechtem Unterrahmen 24 nach hinten und nach unten, und er verläuft in einer nach hinten abgesenkten U-Form, um den Innenraum des Rahmens 11 zu vergrößern. Der Schutzrahmen 29 ist mit einem Hauptständer 33 ausgestattet, mit dem das Elektrofahrzeug 1 in einem aufrechten Zustand stehen kann. Der Hauptständer 33 ist verschwenkbar zwischen einer ausgefahrenen oder stehenden Stellung, in der das Elektrofahrzeug 1 selbst stehen kann, und einer eingeschwenkten Stellung entlang der Fahrzeugkarosserie 5, um nicht hinderlich zu sein beim Fahren.
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Der obere Abwärtsrahmen 22 befindet sich zwischen dem Steuerrohr 21 und dem oberen Brückenrahmen 27.
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Der untere Abwärtsrahmen 23 enthält einen oberen Endteil, der mit einem mittleren Teil in Links-rechts-Richtung des Elektrofahrzeugs 1 des Steuerrohrnahenbrückerahmens 34 zwischen dem linken und dem rechten Unterrahmen 24 verbunden ist, während ein unterer Endteil mit einem zentralen Teil in Links-rechts-Richtung des Elektrofahrzeugs 1 des unteren Brückenrahmens 28 verbunden ist.
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Der für die eingebauten Instrumente vorgesehene Instrumentenschutzrahmen 30 befindet sich oberhalb der hinteren Hälfte des Oberrahmens 25. Der Instrumentenschutzrahmen 30 trägt und sichert die Brennstoffzelle 2 an dem Elektrofahrzeug 1. Ein Teil des Instrumentenschutzrahmens 30 kann an dem oberen Rahmen 25 angebracht und von diesem abgenommen werden.
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Der Sitz 13 erstreckt sich nach vorn und nach hinten und bedeckt einen oberen Abschnitt der hinteren Hälfte des Rahmens 11. Der Sitz 13 ist ein Doppelsitz und enthält eine vordere Hälfte 13a für den Fahrer zum Sitzen, eine hintere Hälfte 13b zum Aufsitzen eines Beifahrers und einen geneigten Teil 13c zwischen Vorderteil 13a und Hinterteil 13b.
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Ein von dem linken und dem rechten Oberrahmen 25 und dem linken und dem rechten Unterrahmen 24 umgebener Raum wird hier als Mitteltunnelzone 35 bezeichnet. Ein von der hinteren Hälfte des Oberrahmens 25, der Außenverkleidung 12 und dem Sitz 13 umgebener Bereich wird als Instrumentenaufnahmezone 36 bezeichnet, ein Raum im hinteren Bereich der Mitteltunnelzone 35 und unterhalb der Instrumentenaufnahmezone 36 wird als Reifengehäusezone 37 bezeichnet.
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Die Mitteltunnelzone 35 nimmt den Kraftstofftank 15 auf. In dem Elektrofahrzeug 1 vom Motorroller-Typ gemäß der vorliegenden Ausführungsform befindet sich die Mitteltunnelzone 35 entlang der Vorwärts-Rückwärts-Richtung des Elektrofahrzeugs 1 verlaufend zwischen der linken und der rechten Fußplatte 31, auf denen der Fahrer seine Füße absetzt, und erhebt sich über die Fußplatte 31, sodass die Fußrastzone der Fußplatte 31 in einen linken und einen rechten Abschnitt aufgeteilt ist. In anderen Worten, die Fußplatte 31, die als Fußrastzone fungiert, befindet sich links und rechts von der Mitteltunnelzone 35, und der Kraftstofftank 15 liegt zwischen der linken und der rechten Fußplatte 31.
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Die Instrumentenaufnahmezone 36 nimmt die aufladbare Batterie 16, die Leistungsmanagement-Vorrichtung 17 und die Brennstoffzelle 2 in dieser Reihenfolge ausgehend von der Vorderseite der Fahrzeugkarosserie 5 auf. Der Instrumentenschutzrahmen 30 schützt den vorderen Endbereich, den Mittelbereich und den hinteren Endbereich sowie einen Seitenbereich von dem Mittelbereich zu dem hinteren Endbereich der Instrumentenaufnahmezone 36.
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Der Instrumentenschutzrahmen 30 umgibt die Instrumentenaufnahmezone 36 und schützt die in der Instrumentenaufnahmezone 36 angebrachten Instrumente. Der Instrumentenschutzrahmen 30 enthält einen vorderen Schutzrahmen 30a in dem vorderen Endbereich der Instrumentenaufnahmezone 36, wobei der vordere Schutzrahmen 30a zwischen dem linken und dem rechten Oberrahmen 25 in einer nach oben konvexen Form angeordnet ist, einen mittleren Schutzrahmen 30b in einem zentralen Bereich der Instrumentenaufnahmezone 36 und hinter einer Zusammenführungsstelle zwischen dem Oberrahmen 25 und dem Unterrahmen 24, wobei der mittlere Schutzrahmen 30b zwischen dem linken und dem rechten Oberrahmen 35 liegt und einen nach oben konvexe Bogenform besitzt, ein Paar aus einem linken und einem rechten hinteren Schutzrahmen 30c, angeordnet im hinteren Endbereich der Instrumentenaufnahmezone 36, wobei die paarweisen linken und rechten Schutzrahmen 30c mit einem Bereich verbunden sind, wo jeder von dem linken und dem rechten Oberrahmen 25 nach innen gekrümmt ist, die paarweisen linken und rechten Schutzrahmen 30c sich ausgehend von dem gekrümmten Abschnitt nach hinten und nach schräg oben erstrecken, ein Paar linker und rechter Seitenschutzrahmen 30d, die sich von sowohl links als auch rechts bezüglich des mittleren Schutzrahmens 30b ausgehend nach hinten erstrecken, um mit den oberen Enden der hinteren Schutzrahmen 30c verbunden zu sein, wobei das Paar aus dem linken und dem rechten Seitenschutzrahmen 30d den hinteren Endbereich der Fahrzeugkarosserie 5 erreichen, und einen Träger 30e zwischen den hinteren Endbereichen des linken und des rechten Seitenschutzrahmens 30d.
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Der linke und der rechte Oberrahmen 25 sind an einer Stelle gebogen, an der die unteren Enden des vorderen Schutzrahmens 30a mit ihnen verbunden sind, der Abstand zwischen ihnen ist zum hinteren Teil des Elektrofahrzeugs 1 hin erweitert. Der linke und der rechte Oberrahmen 25 sind an einer Stelle gebogen, an der die unteren Enden des mittleren Schutzrahmens 30b angebracht sind, und sie erstrecken sich zum Heck des Elektrofahrzeugs 1. Damit besitzt der mittlere Schutzrahmen 30b eine größere Breite und eine größere Höhe als der vordere Schutzrahmen 30a. Der hintere Schutzrahmen 30c und die paarweisen linken und rechten Seitenschutzrahmen 30d sind integriert.
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Der hintere Schutzrahmen 30c und die paarweisen linken und rechten Seitenschutzrahmen 30d sind lösbar mit dem mittleren Schutzrahmen 30b und dem Oberrahmen 25 verbunden, um die Brennstoffzelle 2 zu lagern.
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In der Reifengehäusezone 37 befindet sich ein Hinterrad 8.
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Zwischen der Instrumentenaufnahmezone 36 und der Reifengehäusezone 37 ist ein hinteres Schutzblech 38 als Unterteilungselement zum Aufteilen der jeweiligen Zonen vorgesehen.
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Die Außenverkleidung 12 enthält eine vordere Fußschutzabdeckung 41, die die vordere Hälfte der Fahrzeugkarosserie 5 abdeckt, eine vordere Rahmenabdeckung 42 oberhalb der Mitte der Fahrzeugkarosserie 5 zum Abdecken eines oberen Abschnitts des Oberrahmens 25 wie zum Beispiel der Mitteltunnelzone 35, und eine Rahmenabdeckung 43, die sich in einer hinteren Hälfte der Fahrzeugkarosserie 5 befindet und einen unteren Bereich des Sitzes 13 bedeckt.
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Die Rahmenabdeckung 43 entlang dem Sitz 13 umschließt die Instrumentenaufnahmezone 36. Diese ist ein geschlossener Raum, der von dem Sitz 13, der Rahmenabdeckung 43 und dem hinteren Schutzblech 38 umgeben ist. Die Instrumentenaufnahmezone 36 steuert in einfacher und sicherer Weise einen Luftstrom zu der Brennstoffzelle 2 mittels eines (nicht dargestellten) Belüftungslochs in einem geeigneten Bereich der Rahmenabdeckung 43 oder dem hinteren Schutzblech 38, und steuert außerdem einfach und sicher einen Luftstrom als Kühlwind für eine Vorrichtung, die der Kühlung bedarf. Die Instrumentenaufnahmezone 36 ermöglicht den Eintritt von Luft beispielsweise aus einer Fügestelle jeder Abdeckung (so zum Beispiel der vorderen Rahmenabdeckung 42, und einer Rahmenabdeckung 43).
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Der Lenkmechanismus 13 befindet sich in einem vorderen Abschnitt der Fahrzeugkarosserie 5 und wird in Links-rechts-Richtung zentriert bezüglich des Steuerrohrs 21 des Rahmens 11 verschwenkt, um das Vorderrad 6 zu lenken. Der Lenkmechanismus 7 enthält einen Lenker 45 in einem oberen Bereich und eine aus einem linken und einem rechten paarweisen Teil bestehende Vordergabel 46, die den Lenker 45 mit dem Vorderrad 6 verbindet, wobei sich das linke und rechte Gabelbein der Vordergabel 46 in leicht nach hinten geneigter Weise in Aufwärts-Abwärts-Richtung erstrecken. Das linke und das rechte Gabelbein der Vordergabel 46 besitzen eine Teleskopstruktur, die sich in einfacher Weise expandieren und kontrahieren lässt. Eine (nicht gezeigte) Achse zum drehbaren Lagern des Vorderrads 6 befindet sich zwischen den unteren Enden des linken und des rechten Gabelbeins der Vordergabel 46. Das vordere Schutzblech 47 befindet sich oberhalb des Vorderrads 6. Das vordere Schutzblech 47 befindet sich zwischen dem linken und dem rechten Gabelbein der Vordergabel 46 und ist an der Vordergabel 46 fixiert.
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Das Vorderrad 6 ist ein angetriebenes Rad, welches drehbar ist um eine Achse zwischen den unteren Enden des linken und des rechten Gabelbeins der Vordergabel 46.
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Die Schwinge 9 schwingt in Aufwärts-Abwärts-Richtung um die Drehwelle 26 als Drehmittelpunkt, die sich in Links-rechts-Richtung der Fahrzeugkarosserie 5 erstreckt. Die Schwinge 9 lagert drehbar das Hinterrad 8 zwischen paarweisen Armen, die sich in Vorwärts-Rückwärts-Richtung auf der linken und rechten Seite der Fahrzeugkarosserie 5 erstrecken. Eine hintere Aufhängung 48 ist zwischen dem Rahmen 11 und der Schwinge 9 angeordnet. Das obere Ende der hinteren Aufhängung 48 ist schwenkfähig an dem hinteren Ende des Oberrahmens 25 gelagert. Das untere Ende der hinteren Aufhängung 48 ist schwenkbar an dem hinteren Ende der Schwinge 9 angebracht. Die hintere Aufhängung 48 puffert ein Schwingen der Schwinge 9.
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Die Schwinge 9 nimmt einen Elektromotor 3 auf, welcher das Hinterrad 8 drehend antreibt, ferner einen Wechselrichter 18, der die von der Brennstoffzelle 2 gelieferte Gleichleistung in Wechselleistung zum Speisen des Motors 3 umwandelt.
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Der Elektromotor 3 treibt das Hinterrad 8 drehend mit von der Brennstoffzelle 2 oder der aufladbaren Batterie 16 gelieferter Leistung an, damit das Fahrzeug 1 fährt. Untergebracht ist der Elektromotor 3 in einem hinteren Teil der Schwinge 9, und er ist koaxial bezüglich der Achse des Hinterrads 8 angeordnet. Der Elektromotor 3 ist mit der Schwinge 9 konstruiert und bildet mit dieser eine Schwingeneinheit.
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Der Wechselrichter 18 ist in einer Frontpartie der Schwinge 9 aufgenommen und befindet sich zwischen der Drehwelle 26 und dem Elektromotor 3. Der Wechselrichter wandelt von der Leistungsmanagement-Vorrichtung 17 ausgegebene Gleichleistung in Drehstrom um und stellt die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 3 durch Ändern der Frequenz der Wechselleistung ein.
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Das Hinterrad 8 ist das Antriebsrad und ist von der (nicht gezeigten) Achse gelagert, auf welche die Antriebskraft von dem Elektromotor 3 übertragen wird.
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Die Brennstoffzelle 2 erzeugt Leistung durch Veranlassen einer Reaktion zwischen einem Kraftstoff und einem Oxidiermittel. Die Brennstoffzelle 2 ist ein luftgekühltes Brennstoffzellensystem zum Erzeugen von Leistung durch Nutzung eines Hochdruckgases, beispielsweise eines Wasserstoffgases als Brennstoff, und Sauerstoff der Luft als Oxidiermittel, gekühlt wird sie mit Luft.
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Die Brennstoffzelle 2 befindet sich auf der hinteren Hälfte der Instrumentenaufnahmezone 36. Die Brennstoffzelle 2 befindet sich unterhalb des Sitzes 13 und verläuft über einen Bereich von einem geneigten Teil zwischen der vorderen Hälfte 13 und der hinteren Hälfte 13b zu der vorderen Hälfte 13b. Das heißt, in der Seitenansicht des Fahrzeugs befindet sich die Brennstoffzelle 2 zwischen der hinteren Hälfte 13b des Sitzes 13 für den Beifahrer und dem Hinterrad 8 sowie der Schwinge 9.
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Die Brennstoffzelle 2 hat eine kubische Form mit einer langen Seite entlang der Vorne-hinten-Richtung der Fahrzeugkarosserie 5, und sie befindet sich in der Instrumentenaufnahmezone 36 in einer Lage, in welcher sie mit ihrer Vorderseite, an der sich die Einlassöffnung 2a befindet, nach vorne und schräg nach unten weist, während die Rückseite, an der sich die Auslassöffnung 2b befindet, nach hinten und schräg nach oben weist. Mit anderen Worten, die Brennstoffzelle 2 ist an dem Rahmen 11 in einer nach vorn geneigten Lage befestigt, in welcher ihre Vorderseite niedriger gelegen ist als ihre Rückseite. Der obere Teil der Brennstoffzelle 2 ist an dem Instrumentenschutzrahmen 30 befestigt, der untere Teil der Brennstoffzelle 2 ist an dem Oberrahmen 25 gesichert.
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Die Brennstoffzelle 2 enthält mehrere flache Modulen, die von der Vorderseite in Richtung der Rückseite hin untereinander verbunden sind. Die Brennstoffzelle 2 enthält einen (nicht gezeigten) Filter, einen Einlassverschluss (nicht dargestellt), einen Brennstoffzellenstapel (nicht dargestellt), ein (nicht gezeigtes) Gebläse und einen (nicht gezeigten) Auslassverschluss, die untereinander verbunden sind, indem sie übereinander in laminiertem Zustand ausgehend von der Vorderseite angeordnet sind. Eine (nicht gezeigte) Brennstoffzellen-Steuereinheit befindet sich auf der Oberseite der Brennstoffzelle 2.
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Der Einlassverschluss enthält eine zu öffnende/schließbare Einlassöffnung 2a für Luft und ist konfiguriert zum Steuern der in den Brennstoffzellenstapel eingelassenen Luftmenge durch Öffnen/Schließen der Einlassöffnung 2a. Der Einlassverschluss ist konfiguriert, um einen Umlaufweg zum Zirkulieren von Luft in der Brennstoffzelle 2 zu bilden, wozu die Einlassöffnung 2a geschlossen wird. Der Auslassverschluss enthält eine zu öffnende und schließbare Auslassöffnung 2b für Luft und ist konfiguriert zum Bilden des Umlaufwegs für Umwälzluft innerhalb der Brennstoffzelle 2 durch Verschließen der Auslassöffnung 2b. In anderen Worten, die Brennstoffzelle 2 enthält die zu öffnende und schließbare Einlassöffnung 2a in der Vorderseite und die zu öffnende und schließbare Auslassöffnung 2b in der Rückseite, und sie ist konfiguriert zum Veranlassen einer Umwälzung von Luft innerhalb der Brennstoffzelle 2, indem die Einlassöffnung 2a und die Auslassöffnung 2b geschlossen werden.
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Der Brennstoffzellenstapel veranlasst eine elektrochemische Reaktion zwischen Sauerstoff, der in der durch die Einlassöffnung gezogenen Luft enthalten ist, und aus dem Kraftstofftank 15 geliefertem Wasserstoff zum Erzeugen von Leistung, und sie erzeugt ein nasses Überschussgas nach der Leistungserzeugung.
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Das Gebläse erzeugt Einlass-Unterdruck zum Einsaugen von Luft in die Instrumentenaufnahmezone 36 aus der Einlassöffnung in die Brennstoffzelle 2, während das überschüssige Gas aus dem Brennstoffzellenstapel ausgezogen und aus der Auslassöffnung ausgetragen wird. Der Luftstrom, der durch das Gebläse verursacht wird, dient zur Leistungserzeugung in dem Brennstoffzellenstapel sowie zum Kühlen der Brennstoffzelle 2.
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Eine Auslassleitung 52 befindet sich hinter der Brennstoffzelle 2. Das Gebläse der Brennstoffzelle 2 zieht überschüssiges Gas aus dem Brennstoffzellenstapel ab und trägt es in die Auslassleitung 52 aus. Der vordere Teil der Auslassleitung 52 ist direkt mit einem Kasten verbunden, bei dem es sich um einen Rahmenkörper des Auslassverschlusses der Brennstoffzelle 2 handelt. Die Auslassleitung 52 enthält eine Auslassöffnung 52a, die sich nach hinten und nach unten öffnet und sich am hinteren Ende der Fahrzeugkarosserie 5 nach oben öffnet. Die Auslassleitung 52 führt Abgas (Überschussgas), welches von dem Gebläse der Brennstoffzelle 2 ausgestoßen wird, in die Auslassöffnung 52a und trägt das Abgas zum hinteren Teil der Fahrzeugkarosserie 5.
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Die Auslassöffnung 52a liegt höher als die Auslassseite (Rückseite), und vorzugsweise liegt sie am oberen Endbereich des hinteren Abschnitts der Auslassleitung 52. In anderen Worten, die obere Kante der Auslassöffnung 52a befindet sich an einer Stelle höher als die Auslassöffnung der Brennstoffzelle 2. Im Ergebnis des Umstands, dass die Auslassöffnung 52a höher liegt als die Auslassseite (Rückseite) der Brennstoffzelle 2, leitet die Auslassleitung 52 nasses Überschussgas, welches unreagiertes Wasserstoffgas enthält, zu der Auslassöffnung 52a und trägt es sicher aus der Fahrzeugkarosserie 5 heraus.
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Der Kraftstofftank 15 ist ein Hochdruckspeichersystem für komprimierten Wasserstoff. Der Kraftstofftank 15 enthält ein Druckgefäß 55 aus Kohlenstofffaser-verstärktem Kunststoff (CFRP), oder es handelt sich um ein Komposit-Gefäß aus einer Aluminiumverkleidung, einem Kraftstoffeinfüllanschluss 57 mit einer Kraftstoffeinzelöffnung 56, einem Kraftstoffeinfüll-Hauptventil 58, einem Kraftstoffzufuhr-Hauptventil 59, welches in integrierter Weise ein (nicht gezeigtes) Absperrventil enthält, und einem (nicht gezeigten) Regler, sowie einem Sekundär-Druckreduzierventil (nicht gezeigt).
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Das Druckgefäß 55 ist ein Komposit-Gefäß aus einer Aluminiumverkleidung und speichert Wasserstoffgas als Brennstoff für die Brennstoffzelle 2. Beispielsweise speichert der Kraftstofftank 15 Wasserstoffgas bei etwa 70 Megapascal (MPa). Das Druckgefäß 55 enthält einen zylinderförmigen Trommelteil und eine domförmige Spiegelplatte am vorderen und hinteren Ende des Trommelteils. Das Druckgefäß 55 befindet sich in der Mitteltunnelzone 35, wobei die Mittelachse der zylindrischen Trommel entlang der Vorwärts-Rückwärts-Richtung der Fahrzeugkarosserie 5 ausgerichtet ist. Umgeben wird das Druckgefäß 55 durch paarweise Oberrahmen 25, paarweise Unterrahmen 24, einem unterem Brückenrahmen 28 und einem Schutzrahmen 29, und es ist robust gegen Belastung geschützt, die verursacht wird durch Umkippen oder eine Kollision des Elektrofahrzeugs 1.
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Das Druckgefäß 55 ist in der Mitteltunnelzone 35 durch ein Klemmband 61 zwischen einem Oberrahmen 25 auf einer Seite der Fahrzeugkarosserie 5, beispielsweise dem Oberrahmen 25 auf der rechten Seite der Fahrzeugkarosserie 5, und einem Unterrahmen 24 auf der anderen Seite der Fahrzeugkarosserie 5, beispielsweise dem Unterrahmen 24 auf der linken Seite der Fahrzeugkarosserie 5 gehalten. Das Druckgefäß 55 wird beispielsweise auf einem unteren Klemmband, zum Beispiel einer unteren Hälfte des Klemmbands 61 zwischen dem rechten Oberrahmen 25 und einem linken Unterrahmen 24, platziert, und es wird festgeklemmt durch das obere Klemmband, beispielsweise eine obere Hälfte des Klemmbands 41, sodass das Gefäß eingefasst ist. Man beachte, dass das Klemmband 61 zwischen dem Oberrahmen 25 auf der linken Seite der Fahrzeugkarosserie 5 und dem Unterrahmen 24 der rechten Seite der Fahrzeugkarosserie 5 angeordnet sein kann.
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Der Kraftstoffeinfüllverschluss 57 befindet sich außerhalb der Mitteltunnelzone 35, insbesondere rückwärts und oberhalb der Mitteltunnelzone 35, und am vorderen Ende der Instrumentenaufnahmezone 36. Der Kraftstoffeinfüllverschluss 57 befindet sich an einer höheren Stelle oder gerade oberhalb der ausleitbaren Batterie 16. Der Kraftstoffeinfüllverschluss 57 ist an dem Verbindungsträger 30f befestigt, der sich zwischen den oberen Teilen des vorderen Schutzrahmens 30a und des mittleren Schutzrahmens 30b des Instrumentenschutzrahmens 30 befindet. Der Kraftstoffeinfüllverschluss 57 erstreckt sich nach oben und geringfügig nach links bezüglich der Fahrzeugkarosserie 5 derart, dass ein sich anlagenseitiger Verschluss von der Oberseite und von der linken Seite der Fahrzeugkarosserie her bei der Einfüllung von Kraftstoff einsetzen lässt. Der Kraftstoffeinfüllverschluss 57 wird von dem Kraftstoffeinfüllöffnungs-Deckel 62, der sich am vorderen Ende des Sitzes 13 befindet, abgedeckt und verborgen. Der Kraftstoffeinfüllöffnungs-Deckel 52 ist an dem Sitz 13 über einen (nicht gezeigt) Scharniermechanismus gelagert und wird durch Verschwenken geöffnet/verschlossen. Der Kraftstoffeinfüllverschluss 57 besitzt eine Kraftstoffeinfüllöffnung 56 als Einlass zum Einführen von Hochdruckgas aus Wasserstoff als Brennstoff in den Kraftstofftank 15.
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Die Kraftstoffeinfüllöffnung 56 befindet sich in einem oberen Bereich des Kraftstoffeinfüllverschlusses 57. Die Kraftstoffeinfüllöffnung 56 ist nach oben und nach links bezüglich der Fahrzeugkarosserie 5 orientiert. Beim Befüllen des Kraftstofftanks 15 mit Brennstoff wird der Oberteil der Kraftstoffeinfüllöffnung 56 zur Atmosphäre hin in einem Zustand geöffnet, in welchem der Kraftstoffeinfüllöffnungs-Deckel 62 geöffnet ist. Auf diese Weise wird beim Betanken des Kraftstofftanks 15 mit Hochdruckgas, beispielsweise Wasserstoffgas als Brennstoff, selbst dann, wenn das Hochdruckgas leckt, der entweichende Brennstoff nach oben in Richtung des Elektrofahrzeugs 1 diffundiert, ohne in diesem zu verbleiben.
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Das Kraftstoffeinfüll-Hauptventil 58 und ein Kraftstoffzufuhr-Hauptventil 59 sind integriert und in ein Tankventil 53 eingebaut, welches sich im oberen Teil der hinteren Spiegelplatte des Druckgefäßes 55 befindet. Das Tankventil 63 befindet sich in einem von dem Schutzrahmen 29 umgebenen Raum. Das Kraftstoffzufuhr-Haupventil 59 enthält ein (nicht gezeigtes) Sperrventil und ein (nicht gezeigtes) Primär-Druckreduzierventil. Das Kraftstoffeinfüll-Hauptventil 58 und das Sperrventil des Kraftstoffzufuhr-Hauptventils 59 sind ein Ein-Aus-Ventil mit einem elektromagnetischen Ventilmechanismus. Das Primär-Druckreduzierventil und das Sekundär-Druckreduzierventil des Kraftstoffzufuhr-Hauptventils 59 reduzieren sukzessive den Druck des Hochdruckgases aus dem Druckgefäß 55 und stellen den Druck hierdurch ein.
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Bei der aufladbaren Batterie 16 handelt es sich um eine kastenförmige Litium-Ionen-Batterie. Die aufladbare Batterie 16 befindet sich in einem vorderen Endbereich der Instrumentenaufnahmezone 36 und zwischen der hinteren Hälfte des Druckgefäßes 55, d. h., der hinteren Hälfte der zylindrischen Trommel und der rückseitigen Spiegelplatte desselben, und der vorderen Hälfte 13a des Sitzes 13.
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Das Elektrofahrzeug 1 enthält außer der aufladbaren Batterie 16 eine (nicht gezeigte) zweite aufladbare Batterie, die beispielsweise eine 12 V-Spannung als Versorgungsspannung für (nicht gezeigte) Messgeräte und (nicht gezeigte) Leuchten liefert. Die zweite aufladbare Batterie befindet sich im Bereich des Steuerrohrs 21, beispielsweise neben der rechten Seite des Steuerrohrs 21.
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Selbst wenn in dem Elektrofahrzeug 1 Wasserstoffgas als Brennstoff aus der Kraftstoffeinfüllöffnung 56 entweicht, bewegt sich das Wasserstoffgas, welches leichter als Luft ist, nach oben und diffundiert somit zur Außenseite des Elektrofahrzeugs 1 hin, ohne innerhalb desselben zu verbleiben. Selbst wenn Wasserstoffgas als Brennstoff aus dem Kraftstoffeinfüll-Hauptventil 58 oder dem Kraftstoffzufuhr-Hauptventil 59 entweicht, bewegt sich das Wasserstoffgas in Richtung der Reifengehäusezone 37 und diffundiert mithin zur Außenseite des Elektrofahrzeugs 1, ohne in diesem zu verbleiben.
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Die Leistungsmanagement-Vorrichtung 17 befindet sich zwischen der aufladbaren Batterie 16 und der Brennstoffzelle 2 in der Instrumentenaufnahmezone 36, und sie ist an dem Rahmen 11 gesichert. Die Leistungsmanagement-Vorrichtung 17 kann sich zusammen mit der aufladbaren Batterie 16 im selben wasserdichten Gehäuse befinden.
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Durch Anordnen der aufladbaren Batterie 16, der Leistungsmanagement-Vorrichtung 17 und der Brennstoffzelle 2 in der oben beschriebenen Weise wird es möglich, Vorrichtungen, die einander in ihrer elektrischen Verbindung benachbart sind, möglichst eng nebeneinander anzuordnen, um dadurch die Verdrahtungslänge zwischen den Vorrichtungen zu verkürzen und das Gewicht der Verdrahtung zu reduzieren.
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Die Fahrzeugsteuerung 19 befindet sich um das Steuerrohr 21 herum an einem relativ hohen Platz in dem Elektrofahrzeug 1, beispielsweise auf der linken Seite des Steuerrohrs 21 entsprechend der der zweiten aufladbaren Batterie, die die 12 V-Spannung liefert, abgewandten Seite.
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Im Folgenden wird eine Wandleranordnung für das Elektrofahrzeug 1 im Einzelnen beschrieben.
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Wie in den 2, 4 und 5 dargestellt ist, ermöglichst das Elektrofahrzeug 1 der Ausführungsform einem Gleichspannungswandler 65 das Umwandeln elektrischer Leistung mit relativ hoher Spannung, wie sie von der Brennstoffzelle 2 geliefert wird oder wie sie in der aufladbaren Batterie 16 gespeichert ist, in eine Spannung von 12 Volt, um in der zweiten aufladbaren Batterie 64 gespeichert zu werden. Es kommt mindestens ein Gleichspannungswandler 65 zum Einsatz, und die vorliegende Ausführungsform macht Gebrauch von einer Mehrzahl von Gleichspannungswandlern 65, so zum Beispiel zwei Gleichspannungswandlern 65A und 65B. Das heißt, mehrere Gleichspannungswandler 65 wie beispielsweise zwei Wandler (Gleichspannungswandler 65A und 65B) kommen zum Einsatz.
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Die Gleichspannungswandler 65A und 65B enthalten jeweils ein linkes und ein rechtes Ende, die einander abgewandt sind und beispielsweise mittels Bolzen 66 fixiert und befestigt sind an an den entsprechenden geneigten Abschnitten an einer Frontseite des linken und des rechten Unterrahmens 24, die sich ausgehend von dem Steuerrohr 21 nach hinten und nach unten als Rahmenstruktur erstrecken. Die Gleichspannungswandler 65A und 65B sind hinter dem Vorderrad 6 in einer Lage angeordnet, in der sie der Fahrtrichtung zugewandt sind, um zu ermöglichen, dass ein Verbinder, mit dem ein (nicht dargestellter) Stromversorgungsdraht verbunden ist, nach unten weisend angeordnet ist. Die Gleichspannungswandler 65A und 65B sind voneinander abgerückt in vertikaler Richtung des Fahrzeugs angeordnet.
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Mindestens eine von der Brennstoffzelle 2 und der aufladbaren Batterie 16 ist sequentiell mit dem Gleichspannungswandler 65B, dem Gleichspannungswandler 65A und der zweiten aufladbaren Batterie 64 über eine (nicht dargestellte) Stromleitung in Reihe geschaltet. Die Gleichspannungswandler 65B und 65A wandeln Spannung stufenweise um. Die Gleichspannungswandler 65A und 65B können identische Wandler oder auch unterschiedliche Wandler sein, die parallel geschaltet sind. Die Gleichspannungswandler 65A und 65B enthalten jeweils mehrere Wärmeabstrahlrippen 67, die in einer Frontseite im Bereich des Vorderrads 6 entlang der vertikalen Richtung angeordnet sind. Das heißt, die Wärmeabstrahlrippen 67 befinden sich an der Frontseite jedes der Gleichspannungswandler 65A und 65B gegenüber dem Vorderrad 6, und sie erstrecken sich entlang der vertikalen Richtung des Fahrzeugs. Während der Gleichspannungswandler 65 bei der Spannungswandlung Wärme erzeugt und eine hohe Temperatur erreicht, was zu einer Beeinträchtigung des Umwandlungswirkungsgrads führen könnte, kühlt die zwischen den mehreren Wärmabstrahlrippen 67 strömende Luft die Gleichspannungswandler 65A und 65B. Dies verringert die Verschlechterung des Umwandlungswirkungsgrads der Gleichspannungswandler 65A und 65B.
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Wie in den 1, 6 und 7 dargestellt ist, besitzt die Beinschutzabdeckung 41 als Frontschale des Elektrofahrzeugs 1 gemäß der Ausführungsform eine Anordnung im Frontbereich der Fahrzeugkarosserie 5, um die Peripherie des Steuerrohrs 21 von vorne abzudecken. Die vordere Beinschutzabdeckung 41 enthält ein Paar untere Hälften 41A und 41B (siehe 1 und 7), die sich in Richtungen nach links und rechts verzweigen. Die paarweisen unteren Hälften 41A und 41B erstrecken sich bis zur halben Höhe des Vorderrads 6, um sich mit der vorderen Rahmenabdeckung 42 unter Bildung eines Beinschutzes 49 zu vereinen. Das heißt, die vordere Beinschutzabdeckung 41, mit der die Peripherie des Steuerrohrs 21 abgedeckt wird, hängt ab und erstreckt sich zur unteren Hälfte des Vorderrads 6.
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Die linke untere Hälfte 41A und die rechte untere Hälfte 41B der vorderen Beinschutzabdeckung 41 befinden sich an den beiden Seiten der Gleichspannungswandler 65A und 65B in Fahrzeug-Breitenrichtung. Sowohl die linke untere Hälfte 41A als auch die rechte untere Hälfte 41B enthält eine Leitfläche, die sich in Fahrzeug-Breitenrichtung auf der Innenseite befindet. Die Leitfläche 68 ist eine geneigte Fläche, die sich nach hinten und nach innen in Fahrzeug-Breitenrichtung erstreckt.
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Die Gleichspannungswandler 65A und 65B befinden sich näher zur Rückseite des Fahrzeugs hin gelegen als ein inneres Ende der Leitfläche 68 in Fahrzeug-Breitenrichtung. Bei der Fahrt des Elektrofahrzeugs 1 wird folglich der Fahrtwind A, der auf beiden Seiten des Vorderrads 6 strömt, der Leitfläche 68 zugeführt, um sich an den Gleichspannungswandlern 65A und 65B zu sammeln. Außerdem strömt gemäß 2 der oberhalb des vorderen Schutzblechs 47 strömende Fahrtwind A entlang einer gekrümmten Fläche des vorderen Schutzblechs 47, um vor den Gleichspannungswandlern 65A und 65B gesammelt zu werden. Das heißt, die vordere Beinschutzabdeckung 41 erstreckt sich auf die linke und die rechte Seite bezüglich der Gleichspannungswandler 65A und 65B, um an diesen den Fahrtwind zu sammeln. Der gesammelte Fahrtwind A strömt vertikal entlang den Wärmeabstrahlrippen 67 in vertikaler Richtung, um die Gleichspannungswandler 65A und 65B effektiv zu kühlen.
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Wie in den 4 und 5 gezeigt ist, befindet sich die zweite aufladbare Batterie 64, die über eine (nicht dargestellte) Stromleitung an den Gleichspannungswandler 65A angeschlossen ist, oberhalb dieses Gleichspannungswandlers 65A und auf einer Seite (zum Beispiel der rechten Seite) des Steuerrohrs 21, wozu ein Batteriehalter 70 verwendet wird. Eine Frontschalenstütze 71 zum Befestigen der vorderen Beinschutzabdeckung 41 befindet sich an der Peripherie des Steuerrohrs 21. Ein Verbindungsbereich zwischen dem Unterrahmen 24 und dem Steuerrohr 21 ist durch eine Verstärkungsplatte 72 verstärkt. Der Unterrahmen 24 und ein oberes Ende eines oberen Abwärtsrohrs 22 sind miteinander über einen Verbindungsstab 73 verbunden.
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Wie in den 8 und 9 gezeigt ist, besitzt der Batteriehalter 70 des Elektrofahrzeugs 1 gemäß der Ausführungsform eine Rahmenform gemäß einem im wesentlichen rechteckigen Parallelepiped, um die zweite aufladbare Batterie 64 aufnehmen zu können. Der Boden des Batteriehalters 70 ist an der Verstärkungsplatte 72 und dem Verstärkungsstab 73 mit Bolzen 74 fixiert und angebracht. Der obere Teil des Batteriehalters 70 ist an der Frontschalenstütze 71 mit den Bolzen 64 fixiert und befestigt. Die zweite aufladbare Batterie 64, die in dem Batteriehalter 70 aufgenommen ist, befindet sich gemäß 10 tief im Inneren eines Handschuhfachs 75, das in der Frontschale 42 hinter der vorderen Beinschutzabdeckung 41 ausgebildet ist.
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Die vorliegende Ausführungsform ist in der oben beschriebenen Weise konfiguriert, so dass folgende Wirkungsweisen (1) bis (4) erzielt werden:
- (1) Wie in den 4 bis 7 gezeigt ist, enthält das Elektrofahrzeug 1 gemäß der Ausführungsform die Gleichspannungswandler 65 (Gleichspannungswandler 65A und 65B), die in geneigten Bereichen an einer Vorderseite der Unterrahmen 24 vorgesehen sind, die sich ausgehend von dem Steuerrohr 21 nach hinten und nach unten in dem Fahrzeug erstrecken, um es Leitflächen 68 der linken unteren Hälfte 41a und der rechten unteren Hälfte 41B der vorderen Beinschutzabdeckung 41 zu ermöglichen, den Fahrtwind A an den Gleichspannungswandlern 65A und 65B zu sammeln. Außerdem sammelt das Elektrofahrzeug 1 den Fahrtwind A, der entlang der gebogenen Fläche der Oberseite des vorderen Schutzblechs 47 strömt, an den Gleichspannungswandlern 65A und 65B. Damit ermöglicht das Elektrofahrzeug 1 eine Steigerung der Kühlleistung für die Gleichspannungswandler 65A und 65B unter Ausnutzung des Fahrtwinds A.
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Weiterhin enthält das Elektrofahrzeug 1 gemäß der Ausführungsform die Wärmeabstrahlrippen 67 der Gleichspannungswandler 65A und 65B, die entlang der vertikalen Richtung des Fahrzeugs verlaufen. Wenn das Fahrzeug angehalten wird, steigt Luft entlang den Wärmeabstrahlrippen 67 auf, um die Kühlleistung für die Gleichspannungswandler 65A und 65B zu verbessern.
- (2) Das Elektrofahrzeug 1 gemäß der Ausführungsform enthält mehrere Gleichspannungswandler (zum Beispiel die Gleichspannungswandler 65A und 65B), wodurch diese untergebracht werden können, ohne die Baugröße in Fahrzeug-Breitenrichtung zu vergrößern, verglichen mit dem Fall, dass nur ein einzelner Gleichspannungswandler benutzt wird.
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Außerdem enthält das Elektrofahrzeug 1 gemäß der Ausführungsform die mehreren Gleichspannungswandler (zum Beispiel die Gleichspannungswandler 65A und 65B), die abgerückt voneinander in vertikaler Richtung des Fahrzeugs angeordnet sind, so dass dem Fahrtwind A ermöglicht wird, zum hinteren Teil des Fahrzeugs durch eine Lücke zwischen den Gleichspannungswandlern 65A und 65B zu strömen. Im Ergebnis ermöglicht das Elektrofahrzeug 1 beispielsweise, dass die im hinteren Teil des Fahrzeugs angeordnete Brennstoffzelle 2 wirksam gekühlt wird. Weiterhin ermöglicht das Elektrofahrzeug 1, dass ein unteres Ende des Gleichspannungswandlers 65A, der oben liegt, und ein oberes Ende des unten angebrachten Gleichspannungswandlers 65B abgerückt voneinander in vertikaler Richtung des Fahrzeugs liegen, demzufolge der von dem Gleichspannungswandler 65A auf der oberen Seite nach unten abstehende Verbinder zwischen dem Gleichspannungswandler 65A und dem Gleichspannungswandler 65B angeordnet werden kann, um den Stromversorgungsdraht zu verlegen, was eine wasserdichte Struktur des Verbinders gegenüber Regenwasser in einfacher Weise ermöglicht.
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Darüber hinaus ermöglicht das Elektrofahrzeug gemäß der Ausführungsform, dass der Fahrtwind A zwischen die Wärmeabstrahlrippen 67 strömt, ohne an den Gleichspannungswandlern 65A und 65B zu verbleiben, und die Gleichspannungswandler 65A und 65B, die voneinander abgerückt sind, sind an den geneigten Bereichen der Frontseite der Unterrahmen 24 in einer der Fahrtrichtung zugewandten Lage befestigt, so dass eine Verbesserung der Kühlleistung für die Gleichspannungswandler 65A und 65B möglich ist.
- (3) Das Elektrofahrzeug 1 gemäß der Ausführungsform enthält die Gleichspannungswandler 65 (die Gleichspannungswandler 65A und 65B), die an geneigten Bereichen einer Vorderseite der Unterrahmen 24 vorgesehen sind, die sich ausgehend von dem Steuerrohr 21 nach hinten und nach unten in einem Fahrzeug erstrecken, wobei die zweite aufladbare Batterie 64 oberhalb des Gleichspannungswandlers 65A und an einer Seite des Steuerrohrs 21 angeordnet ist. Damit ermöglicht das Elektrofahrzeug 1 das relative nahe Anordnen von Gleichspannungswandler 65A und der zweiten aufladbaren Batterie 64, was eine Verringerung der Verdrahtungslänge des den Gleichspannungswandler 65A mit der zweiten aufladbaren Batterie 64 verbindenden Stromkabels gestattet.
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In dem Elektrofahrzeug 1 wird elektrische Leistung der zweiten aufladbaren Batterie 64 zugeführt, nachdem eine Umwandlung in eine Spannung von beispielsweise 12 Volt durch den Gleichspannungswandler 65 (den Gleichspannungswandler 65A und 65B) erfolgt ist, was zu einer beträchtlichen Stromzunahme führt, so dass die Stromleitung zwischen dem Gleichspannungswandler 65 und der zweiten aufladbaren Batterie 64 relativ dick und versteift ausgeführt werden muss. Durch Reduzieren der Länge der Stromleitung wird also deren Verdrahtungsvorgang vereinfacht, außerdem wird eine Gewichtsersparnis des Elektrofahrzeugs 1 erreicht.
- (4) Das Elektrofahrzeug 1 gemäß der Ausführungsform enthält die zweite aufladbare Batterie 64, die in dem Handschuhfach 75 der vorderen Rahmenabdeckung 42 angeordnet ist, und somit lässt sich die zweite aufladbare Batterie 64 durch Öffnen eines Handschuhfachdeckels 76 anbringen und abnehmen, wobei der Deckel zum Öffnen und Schließen des Handschuhfachs 75 dient. Hierdurch wird die Wartung der zweiten aufladbaren Batterie 64 erleichtert.
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Obschon die Ausführungsform der Erfindung oben erläutert wurde, ist sie nur als Beispiel gedacht. Es besteht mithin keine Absicht, den Schutzumfang der Erfindung einzuschränken. Die Ausführungsform lässt sich nach anderen unterschiedlichen Aspekten in die Praxis umsetzen, so dass unterschiedliche Weglassungen, Austauschungen und Modifikationen in einem Bereich möglich sind, der nicht vom Wesentlichen der Erfindung abweicht. Beispielsweise kann eine (in 5 durch eine Doppelpunkt-Strich-Linie angedeutete) Abdeckung 77 zwischen den voneinander in vertikaler Richtung des Fahrzeugs abgerückten Gleichspannungswandlern 65A und 65B angeordnet sein, um beispielsweise die Stromleitung zu verbergen. Während die Ausführungsform einen Fall beschreibt, in welchem das Elektrofahrzeug 1 ein mittels Brennstoffzelle angetriebenes Zweiradfahrzeug ist, kann die Erfindung auch bei einem automatischen Zweiradfahrzeug angewendet werden, ferner bei einem automatischen Fahrzeug, oder einem Buggy, wobei diese Fahrzeuge mit einer Brennstoffzelle oder einer normalen aufladbaren Batterie ausgerüstet sind.
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Somit ermöglicht die vorliegende Erfindung, dass der Gleichspannungswandler in der Rahmenstruktur vorgesehen ist, die sich ausgehend von dem Steuerrohr nach hinten und nach unten in einem Fahrzeug erstreckt, und sie ermöglicht, dass die Frontschale den Fahrtwind an dem Gleichspannungswandler sammelt, um eine Verbesserung der Kühlleistung für den Gleichspannungswandler zu erreichen. Außerdem sind die Wärmeabstrahlrippen des Gleichspannungswandlers entlang der vertikalen Richtung des Fahrzeugs angeordnet, und wenn folglich das Fahrzeug angehalten wird, steigt Luft entlang den Wärmeabstrahlrippen nach oben, so dass eine Verbesserung der Kühlleistung für den Gleichspannungswandler erreicht wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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