DE102016119998A1

DE102016119998A1 - Elektrofahrzeug

Info

Publication number: DE102016119998A1
Application number: DE102016119998.2A
Authority: DE
Inventors: Junichiro Tanaka; Naoya Murota; Mitsunobu TERADA; Ryo Ito; Tomohiro Yamada
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2015-10-27
Filing date: 2016-10-20
Publication date: 2017-04-27
Also published as: JP2017081327A; US9802556B2; JP6561770B2; US20170113634A1

Abstract

Ein Elektrofahrzeug enthält einen Kabelbaum, der in flexibler Weise dem Verschwenken der Schwinge folgt, sicher jeglichen Kontakt mit anderen Komponenten vermeidet und eine hervorragende Haltbarkeit aufweist. Das Elektrofahrzeug enthält eine an einem Rahmen angebrachte Batterie, einen Wechselrichter und einen Elektromotor, die in einer Schwinge aufgenommen sind, und einen Kabelbaum zwischen dem Rahmen und der Schwinge. Die Schwinge enthält ein hohles Schwenkteil und eine Trennwand, die das Schwenkteil und einen Armabschnitt aufteilt. Der Kabelbaum hängt von der Rahmenseite herab, tritt in das Innere des Schwenkteils von dessen Oberseite her ein und ist im Inneren des Schwenkteils gebogen, um den Wechselrichter durch die Trennwand-Durchgangsöffnung zu erreichen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Elektrofahrzeug.
Beschreibung des Standes der Technik
Es ist ein Elektrofahrzeug bekannt, dass eine schwenkbar an eine Fahrzeugkarosserie des Elektrofahrzeugs angebrachte Schwinge, einen in der Schwinge aufgenommenen Elektromotor und einen geradlinigen Kanal, der mit einem Ende an eine Kerbe für den Kanal anschließt, und dessen anderer Endbereich in Richtung der Seite der Fahrzeugkarosserie weist.
Bei einem herkömmlichen Elektrofahrzeug befindet sich in dem Kanal ein Kabelbaum zum Übertragen von Leistung zum Antreiben des Elektromotors. Die Schwinge ist schwenkfähig an einer der Front der Fahrzeugkarosserie zugewandten Drehwelle angebracht. Das eine Ende des Kanals ist mit einer Oberseite der Schwinge zur Vorderseite der Fahrzeugkarosserie hin verbunden.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Um dem das Antriebsrad antreibenden Elektromotor eine große, von dem Motor aufzunehmende Leistung zuzuführen, ist der zwischen dem Karosserierahmen und der Schwinge verlegte Kabelbaum dicker und steifer als eine Signalleitung.
Die Schwinge, die den Elektromotor aufnimmt, wird in Richtung auf den Karosserierahmen verschwenkt, um die Bodenkontaktkraft des Antriebsrads zu verstärken und die seitens der Straße auf die Fahrzeugkarosserie einwirkende Belastung abzupuffern.
Damit besitzt der zwischen dem Karosserierahmen und der Schwinge verlegte Kabelbaum vorzugsweise einen Spielraum, d. h., eine Durchbiegung, um das Verschwenken der Schwinge nicht zu behindern, ein Kollidieren mit der Schwinge zu vermeiden und eine hervorragende Haltbarkeit zu erreichen.
Um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Elektrofahrzeug zu schaffen, welches einen Kabelbaum enthält, der in flexibler Weise dem Verschwenken der Schwinge folgt, sicher jeglichen Kontakt mit anderen Bauteilen vermeidet und sich durch eine hervorragende Haltbarkeit auszeichnet.
Um das obige Ziel zu erreichen, schafft ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Elektrofahrzeug, welches enthält: einen Rahmen; ein Antriebsrad; eine an dem Rahmen angebrachte Batterie; eine an dem Rahmen vorgesehene Drehwelle; eine von dem Rahmen über die Drehwelle schwenkbar gelagerte Schwinge, die das Antriebsrad lagert; einen in der Schwinge aufgenommenen Wechselrichter; einen in der Schwinge aufgenommenen Elektromotor, der das Antriebsrad durch von dem Wechselrichter gelieferte Leistung antreibt; und einen zwischen dem Rahmen und der Schwinge verlaufenden Kabelbaum, der eine Stromleitung enthält, welche zumindest die Batterie und den Wechselrichter verbindet, wobei die Schwinge enthält: ein hohles Schwenkteil, das von der Drehwelle schwenkbar gelagert wird und sich in einer Breitenrichtung des Rahmens erstreckt; einen hohlen Arm, der sich ausgehend von dem Schwenkteil nach hinten erstreckt und das Antriebsrad lagert; und eine Trennwand, die das Schwenkteil und den Armabschnitt trennt und sich in einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung sowie in eine Aufwärts-Abwärts-Richtung des Rahmens erstreckt, wobei der Wechselrichter und der Elektromotor in dem Armabschnitt aufgenommen sind, die Trennwand eine Trennwand-Durchgangsöffnung aufweist, der Kabelbaum von der Seite des Schwenkteils zu der Seite des Armabschnitts durch die Trennwand-Durchgangsöffnung verlegt ist, und der Kabelbaum von der Rahmenseite abhängt, in das Innere des Schwenkteils von dessen Oberseite her eintritt und im Inneren des Schwenkteils gebogen ist, um durch die Trennwand-Durchgangsöffnung hindurch den Wechselrichter zu erreichen.
In bevorzugten Ausgestaltungen des oberen Aspekts können die folgenden Varianten vorgesehen sein:
Es kann erwünscht sein, dass das Schwenkteil eine obere Durchgangsöffnung in seiner Oberseite besitzt. Der Kabelbaum verläuft durch eine Lücke durch die obere Durchgangsöffnung. Das Elektrofahrzeug enthält eine Dichtung, welche eine Lücke zwischen der Trennwand und dem Kabelbaum wasserdicht abdichtet, ferner ein Schutzteil, das sich an einer Kante der oberen Durchgangsöffnung befindet und eine Kollision zwischen dem Kabelbaum und dem Schwenkteil verhindert.
Es kann erwünscht sein, dass der Kabelbaum einen Horizontalteil aufweist, der in horizontaler Richtung an dem Rahmen angeordnet ist. Das Elektrofahrzeug enthält ein Halteteil, das an dem Rahmen befestigt ist und den Horizontalteil des Kabelbaums trägt.
Es kann weiterhin erwünscht sein, dass eine Signalleitung zwischen dem Rahmen und der Schwinge verlegt ist und mit dem Wechselrichter elektrisch verbunden ist, wobei außerdem innerhalb des Schwenkteils ein Zwischenverbinder vorgesehen ist, der die Signalleitung weiterführt.
Es kann erwünscht sein, dass das Schwenkteil eine Arbeitsöffnung aufweist, die dazu dient, Verdrahtungsarbeiten des Kabelbaums auszuführen.
Dieses Elektrofahrzeug enthält den Kabelbaum, der in flexibler Weise den Schwenkbewegungen der Schwinge folgt, sicher jeglichen Kontakt mit anderen Bauteilen vermeidet und eine hervorragende Haltbarkeit besitzt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine linksseitige Ansicht eines Elektrofahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine linksseitige Ansicht des Elektrofahrzeugs gemäß der Ausführungsform der Erfindung, wobei dessen Außenverkleidung abgenommen ist;
3 ist eine perspektivische Ansicht des Elektrofahrzeugs gemäß der Ausführungsform der Erfindung, bei dem die Außenverkleidung abgenommen ist;
4 ist eine Draufsicht auf eine Kabelbaum-Verlegungsstruktur des Elektrofahrzeugs gemäß der Ausführungsform der Erfindung;
5 ist eine linksseitige Ansicht der Kabelbaum-Verlegungsstruktur des Elektrofahrzeugs gemäß der Ausführungsform der Erfindung;
6 ist eine perspektivische Ansicht bei Betrachtung von rechts und von vorne der Kabelbaum-Verlegungsstruktur des Elektrofahrzeugs gemäß der Ausführungsform der Erfindung;
7 ist eine perspektivische Ansicht bei Betrachtung von rechts und von vorne der Kabelbaum-Verlegungsstruktur des Elektrofahrzeugs gemäß der Ausführungsform der Erfindung;
8 ist eine perspektivische Ansicht bei Betrachtung von links und von hinten der Kabelbaum-Verlegungsstruktur des Elektrofahrzeugs gemäß der Ausführungsform der Erfindung; und
9 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer Schwinge des Elektrofahrzeugs gemäß der Ausführungsform der Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden wird eine Ausführungsform eines Elektrofahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung anhand der 1 bis 9 beschrieben.
1 ist eine linksseitige Ansicht des Elektrofahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
2 ist eine linksseitige Ansicht des Elektrofahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wobei dessen Außenverkleidungsteile, beispielsweise Abdeckschalen und ein Sitz, abgenommen sind.
3 ist eine perspektivische Ansicht des Elektrofahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wobei dessen Außenverkleidung, beispielsweise Abdeckschalen und ein Sitz, abgenommen sind.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Der obere Abwärtsrahmen 22 befindet sich zwischen dem Steuerrohr 21 und dem oberen Brückenrahmen 27.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
In der Reifengehäusezone 37 befindet sich ein Hinterrad 8.
Zwischen der Instrumentenaufnahmezone 36 und der Reifengehäusezone 37 ist ein hinteres Schutzblech 38 als Unterteilungselement zum Aufteilen der jeweiligen Zonen vorgesehen.
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.
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).
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Das Hinterrad 8 ist das Antriebsrad und ist von der (nicht gezeigten) Achse gelagert, auf welche die Antriebskraft von dem Elektromotor 3 übertragen wird.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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).
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Als Nächstes wird eine Kabelbaum-Verlegestruktur des Elektrofahrzeugs 1 im Einzelnen beschrieben.
4 ist eine Draufsicht auf eine Kabelbaum-Verlegestruktur gemäß der Ausführungsform der Erfindung.
5 ist eine linksseitige Ansicht der Kabelbaum-Verlegestruktur gemäß der Ausführungsform der Erfindung.
6 und 7 sind perspektivische Ansichten von rechts und von vorne und zeigen die Kabelbaum-Verlegestruktur gemäß der Ausführungsform der Erfindung.
8 ist eine perspektivische Ansicht von links und von hinten der Kabelbaum-Verlegestruktur gemäß der Ausführungsform der Erfindung.
9 ist eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung der Schwinge gemäß der Ausführungsform der Erfindung.
5 ist ohne einen Deckel 75 dargestellt. 6 ist die perspektivische Ansicht bei Betrachtung von rechts vorne der Kabelbaum-Verlegestruktur 69, bei der ein rechter Seitenarm 76 aus der Darstellung weggelassen ist. 7 ist ohne Darstellung eines Kabelbaums 71 gehalten. 8 ist die perspektivische Ansicht bei Betrachtung von links und hinten und zeigt die Kabelbaum-Verlegestruktur 69 ohne den Elektromotor 3, den Wechselrichter 18, den rechten Seitenarm 76 und den Deckel 75.
Wie in den 4 bis 9 gezeigt ist, bezieht sich die Kabelbaum-Verlegestruktur 69 des Elektrofahrzeugs 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform auf einen Verlegeweg und die Anordnung des Kabelbaums 71, welcher zwischen dem Rahmen 11 der Fahrzeugkarosserie 5 und der Schwinge 9 verlegt ist.
Die Schwinge 9 enthält ein Schwenkteil 72, welches von dem Rahmen 11 durch die Drehwelle 26 gelagert ist, einen sich von einer der Seiten her, beispielsweise der linken Seite des Schwenkteils 72 erstreckenden Arm 73, der die linke Seite des Hinterrads 8 erreicht, den die linke Seitenfläche des Arms 73 abdeckenden Deckel 75, einen Arm 76, der sich von der anderen Seite, hier der rechten Seite des Schwenkteils 72 nach hinten erstreckt, um die rechte Seite des Hinterrads 8 zu erreichen, und eine Trennwand 77, die eine Aufteilung zwischen dem Schwenkteil 72 und dem Arm 73 bildet und sich in Längsrichtung und in vertikaler Richtung der Fahrzeugkarosserie 5 erstreckt.
Das Schwenkteil 72 entspricht einem vorderen Endbereich oder Endteil der Schwinge 9. Das Schwenkteil 72 ist schwenkfähig durch die Drehwelle 26 gelagert. Das Schwenkteil 72 verläuft in der Breitenrichtung des Rahmens 11 und überspreizt die gesamte Breite des Innenbereichs des Rahmens 11. In einer Seitenansicht handelt es sich bei dem Schwenkteil 72 um einen Kastenkörper mit dreieckiger oder Fächerform, welche sich nach hinten und nach unten aufspreizt, wobei der Scheitel dieser Form den von der Drehwelle 26 durchsetzten Bereich als Hohlkörper bildet. Der Innenraum des Schwenkteils 72 dient als Teil des Verlegewegs des Kabelbaums 71.
Die Trennwand 77 dient als linksseitige Wand des Schwenkteils 72 und dient außerdem als Teil der Innenwand des linken Seitenarms 73, indem sie sich in Plattenform ausbreitet und dadurch eine Unterteilung bildet zwischen einem Raum innerhalb des Schwenkteils 72 und einem Raum innerhalb des Arms 73. Eine Hauptfläche auf der rechten Seite der Trennwand 77 liegt dem Raum in dem Schwenkteil 72 gegenüber, und die Hauptfläche auf der linken Fläche der Trennwand liegt einem vorderen Endbereich des Raums in dem Arm 73 gegenüber.
Der linksseitige Arm 73 und der Deckel 75 bilden ein Antriebseinheitsgehäuse, welches den Elektromotor 3 und den Wechselrichter 18 aufnimmt. Der linke Seitenarm 73 und der Deckel 75 bilden einen hohlen Armabschnitt 78, der sich ausgehend von dem Schwenkteil 72 nach hinten erstreckt und das Hinterrad 8 lagert. Der Arm 73 und der Deckel 75 sind derart zusammengefügt, dass sie in der Richtung nach links und nach rechts des Elektrofahrzeugs 1 auftrennbar sind an einer Unterteilungsfläche, die rechtwinklig zu der Fahrzeugkarosserie 5 verläuft und sich in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung der Fahrzeugkarosserie 5 erstreckt und als Teilungsgrenze fungiert.
Der Arm 73 ist mit dem Schwenkteil 72 einstückig ausgebildet. Der Arm 73 besitzt eine Innenwandfläche, die der Seitenfläche, beispielsweise der linken Seitenfläche des Hinterrads 8 gegenüberliegt. Der Arm 73 definiert eine Raumöffnung zur linken Seite der Fahrzeugkarosserie 5. Der Arm 73 nimmt den Elektromotor 3 und den Wechselrichter 18 in diesem Raum auf.
Im hinteren Endbereich des Raums in dem Arm 73 ist eine Motorkammer 81 zum Aufnehmen des Elektromotors 3 gebildet. Vor der Motorkammer 81, d. h., in einem Raum näher an dem Schwenkteil 72 als an der Motorkammer 81, ist eine Wechselrichterkammer 82 zum Aufnehmen des Wechselrichter 18 gebildet. Die Motorkammer 81 und die Wechselrichterkammer 82 werden von dem Deckel 75 verschlossen, sodass das Einströmen von Außenluft beschränkt wird.
Die Motorkammer 81 umgibt den Außenumfang des Elektromotors 3 ringförmig.
Unter den Wandflächen, die die Wechselrichterkammer 82 definieren, ist die Wandfläche, an der der Wechselrichter 18 befestigt ist, eine Innenseite der dem Hinterrad 8 gegenüberliegenden Wand und ist als Flachseite ausgebildet. Eine die Wandfläche und eine Drehmittellinie, d. h., die Achsenmitte des Hinterrads 8, enthaltende Ebene kreuzen einander unter rechten Winkeln. Der Raum zwischen der flachen Wandoberfläche, an welcher der Wechselrichter 18 befestigt ist, und dem Wechselrichter 18 selbst ist mit einem (nicht gezeigten) Wärmeableitfett gefüllt. Diese Wärmeableitfett verbindet den Wechselrichter 18 thermisch mit dem Arm 73.
Der Arm 73 enthält mehrere Wärmeabstrahlrippen 83, die sich an der Innenwandfläche gegenüber dem Hinterrad 8 befinden. Die Wärmeabstrahlrippen 83 verlaufen bogenförmig entlang konzentrischen Kreisen bezüglich des Hinterrads 8. Jede Wärmeabstrahlrippe 83 verläuft in einer Bogenform mit einem Radius, der etwa ihrem Abstand von der Drehmittellinie, d. h., dem Achsenzentrum des Hinterrads 8 entspricht. Die Wärmeabstrahlrippen 83 sind im Wesentlichen in Intervallen angeordnet. Die Wärmeabstrahlrippen 83 stehen von der Innenwandfläche des Arms 73 in Richtung des Hinterrads 8 ab.
Jede der Wärmeabstrahlrippen 83 verläuft kontinuierlich bis hin zu mindestens der Oberseite oder der Unterseite des Arms 73. Jede der Wärmeabstrahlrippen 83 besitzt eine Höhe, die gemäß der Form des Hinterrads 8 variiert. Die Wärmeabstrahlrippen 83 stehen nach Maßgabe der Form des Hinterrads 8 derart vor, dass sie eine Lücke in einem Ausmaß bilden können, bei der es zu keiner Kollision mit dem Hinterrad 8 kommt, wobei die Lücke im Wesentlichen konstant gehalten wird.
Der Arm 73 enthält Verstärkungsrippen 85, 86, die sich in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung erstrecken und sich mit den Wärmeabstrahlrippen 83 schneiden oder entlang den Endbereichen der Wärmeabstrahlrippen 83 verlaufen.
Die Verstärkungsrippen 85, 86 befinden sich an der Innenwandfläche gegenüber dem Hinterrad 8 und stehen in Richtung auf das Hinterrad 8 ab. Die Vorstandshöhen der Verstärkungsrippen 85, 86 sind größer als jene der Wärmeabstrahlrippen 83 innerhalb eines Bereichs, wo es zu keiner Kollision mit dem Hinterrad 8 kommt. Die Verstärkungsrippe 85 ist derart angeordnet, dass sie eine Verbindung mit der Oberseite des Arms 73 entlang den oberen Enden der Wärmeabstrahlrippen 83 bildet. Die Verstärkungsrippe 86 ist derart vorgesehen, dass sie eine Verbindung mit der Bodenseite des Arms 73 und entlang den unteren Enden der Wärmeabstrahlrippen 83 bildet.
Die Verstärkungsrippen 85, 86 sowie die Wärmeabstrahlrippen 83 haben variierende Vorstandshöhen oder Abstandshöhen entsprechend der Form des Hinterrads 8. Die Verstärkungsrippen 85, 86 stehen jeweils nach Maßgabe des Hinterrads 8 so weit vor, dass sie eine Lücke in einem Ausmaß bilden, dass eine Kollision mit dem Hinterrad 8 vermeidet, wobei diese Lücke im Wesentlichen konstant ist.
Die Verstärkungsrippen 85, 86 erstrecken sich über einen Bereich von dem Arm 73 zu der Rückseite des Schwenkteils 72 derart, dass sie die Frontseite des Hinterrads 8 queren, und sie verstärken einen diskontinuierlichen Abschnitt der Form der Schwinge 9.
Weiterhin besitzen die Verstärkungsrippen 85, 86 eine Windleitöffnung 87, welche die Räume zwischen benachbarten Wärmeabstrahlrippen 83 verbindet. Die Windleitöffnung 87 begradigt den durch die Drehung des Hinterrads 8 erzeugten Luftstrom, um diesen ungehindert in die Wärmeabstrahlrippen 83 zu leiten und damit ungehindert auszutragen.
Der Deckel 75 ist lösbar an dem Arm 73 angebracht und spielt die Rolle eines Verschlussdeckels zum Schließen des Antriebseinheitsgehäuses.
Man beachte, dass das Antriebseinheitsgehäuse auf der rechten Seite der Fahrzeugkarosserie 5 angeordnet sein kann. In diesem Fall besteht das Antriebseinheitsgehäuse aus einer Kombination des rechtsseitigen Arms 76 und des Deckels 75, wobei sich deren Beziehung in linker und rechter Richtung umkehrt.
Der rechtsseitige Arm 76 ist an dem Schwenkteil 72 durch ein (nicht gezeigtes) Befestigungsmittel, z. B. mittels eines Bolzens, befestigt.
Die Kabelbaum-Verlegestruktur 69 gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält den Rahmen 11 der Fahrzeugkarosserie 5, die in dem Rahmen 11 untergebrachte aufladbare Batterie 16, die Schwinge 9, die das Hinterrad 8 schwenkbar durch den Rahmen 11 über die Drehwelle 26 lagert, den Wechselrichter 18, der in der Schwinge 9 aufgenommen ist, den in der Schwinge 9 untergebrachten Elektromotor 3, wobei der Elektromotor 3 das Hinterrad 8 mit von dem Wechselrichter 18 zugespeister Leistung antreibt, den Kabelbaum 71, der zwischen dem Rahmen 11 und der Schwinge 9 verlegt ist, wobei der Kabelbaum 71 zumindest die aufladbare Batterie 16 und den Wechselrichter 18 elektrisch verbindet.
Die Kabelbaum-Verlegestruktur 69 enthält ein Instrumentenaufnahmefach 89 als ein Halteteil, das an dem Rahmen 11 befestigt ist und einen horizontalen Teil des Kabelbaums 71 hält.
Der Kabelbaum 71 enthält eine Stromleitung 91, die elektrische Energie aus der aufladbaren Batterie 16 überträgt, und eine Steuersignalleitung 92, die für eine in zwei Richtungen stattfindende Übertragungsverbindung zwischen der Fahrzeugsteuerung 19 und dem Wechselrichter 18 sorgt. Der Kabelbaum 71, d. h., die Stromleitung 91 und die Steuersignalleitung 92, sind ausgehend von der Fahrzeugkarosserie 5 und dem Rahmen 11 der Fahrzeugkarosserie 5 zu der Schwinge 9 verlegt. Die Stromleitung 91 und die Steuersignalleitung 92 sind zwischen dem Rahmen 11 und der Schwinge 9 geführt und sind an der Schwinge 9 elektrisch mit dem Wechselrichter 18 verbunden.
Die Stromleitung 91 umfasst eine Plus-Elektroden-Leitung 91a und eine Minus-Elektroden-Leitung 91b.
Die aufladbare Batterie 16 befindet sich vor und oberhalb der Schwinge 9. In der Rückseite der aufladbaren Batterie 16 sind Verbindet 16a, 16b vorgesehen, die mit der Plus-Elektroden-Leitung 91a und der Minus-Elektroden-Leitung 91b verbunden sind. Die Verbinder 16a, 16b befinden sich an der Rückseite der aufladbaren Batterie 16 links von der Mittellinie der Fahrzeugkarosserie 5.
Das Schwenkteil 72 der Schwinge 9 besitzt mindestens eine obere Durchgangsöffnung 95 in einer Deckenwand. Bei dieser Ausführungsform enthalten die obere Durchgangsöffnung 95 eine erste obere Durchgangsöffnung 95a und eine zweite obere Durchgangsöffnung 95b. Die erste obere Durchgangsöffnung 95a ist rechts von der Mittellinie, d. h., auf der rechten Seite der Mittellinie der Fahrzeugkarosserie 5 angeordnet und die zweite obere Durchgangsöffnung 95b befindet sich auf der linken Seite der Mittelline, d. h., auf der linken Seite der Mittellinie der Fahrzeugkarosserie 5. Die erste obere Durchgangsöffnung 95a und die zweite obere Durchgangsöffnung 95b sind in Breitenrichtung der Fahrzeugkarosserie 5 ausgerichtet.
Die erste obere Durchgangsöffnung 95a und die zweite obere Durchgangsöffnung 95b können beispielsweise kreisförmig ausgebildet sein, ohne dass dies allerdings hierauf beschränkt ist. Die erste obere Durchgangsöffnung 95a und die zweite obere Durchgangsöffnung 95b können zu einer Öffnung vereint sein.
Das Schwenkteil 72 besitzt eine erste Arbeitsöffnung 96 für die Verdrahtungsarbeit des Kabelbaums 71 an einer Bodenwand und eine zweite Arbeitsöffnung 97 für die Verlegearbeit des Kabelbaums 71 an einer rechten Seitenwand.
Jede der Arbeitsöffnungen 96, 97 besitzt eine geeignete Form und Öffnungsfläche, durch die hindurch der Finger eines Monteurs in einen Raum innerhalb des Schwenkteils 72 eingreifen kann. Die Arbeitsöffnungen 96, 97 dienen zum Ausführen der Arbeit beim Verlegen des Kabelbaums 71 in dem Innenraum des Schwenkteils 72. Der Monteur führt die Arbeit des Verlegens des Kabelbaums 71 in dem Innenraum des Schwenkteils 72 in einfacher Weise aus, indem er seine Finger durch die Arbeitsöffnungen 96, 97 führt.
Die Rückwand des Schwenkteils 72 ist eine dem Hinterrad 8 gegenüberliegende robuste Wandfläche. Die Rückwand des Schwenkteils 72 besitzt keine Öffnung. Die Rückwand des Schwenkteils 72 schützt die Stromleitung 91 und die Steuersignalleitung 92 beispielsweise vor Kies, Schmutz und Wasser, das von dem Hinterrad 8 hochgeschleudert wird.
Man beachte, dass das Schwenkteil 72 zwar eine kastenförmige Struktur mit einer definierten Wandstärke aufweist, es jedoch als Rahmenstruktur ohne definierte Wandstärke ausgebildet sein kann.
Die Trennwand 77 der Schwinge 9 besitzt mindestens eine Trennwand-Durchgangsöffnung 98. Der Kabelbaum 71 ist von der Seite des Schwenkteils 72 zu der Seite des Armabschnitts 78 durch die Trennwand-Durchgangsöffnung 98 hindurch verlegt. Bei dieser Ausführungsform enthalten die Trennwand-Durchgangsöffnung 98 die erste Trennwand-Durchgangsöffnung 98a und die zweite Trennwand-Durchgangsöffnungen 98b. Der Öffnungsdurchmesser der Trennwand-Durchgangsöffnung 98 ist größer als der Durchmesser des Kabelbaums 71. Das heißt, der Öffnungsdurchmesser der ersten Trennwand-Durchgangsöffnung 98a ist größer als der Durchmesser der Plus-Elektroden-Leitung 91a und der Öffnungsdurchmesser der zweiten Trennwand-Durchgangsöffnung 98b ist größer als der der der Minus-Elektroden-Leitung 91b. In anderen Worten, die Plus-Elektroden-Leitung 91a und die Minus-Elektroden-Leitung 91b sind durch unterschiedliche Durchgangsöffnungen geführt. Die obere Durchgangsöffnung 95 und eine Trennwand-Durchgangsöffnung 98 sind kleiner als die Arbeitsöffnungen 96, 97.
Der Kabelbaum 71 besitzt einen oberen Horizontalteil, der in horizontaler Richtung auf der Seite des Rahmens 11 abbiegt, von der Seite des Rahmens 11 abhängt, von der Oberseite des Schwenkteils 72 her in das Innere des Schwenkteils 72 eintritt und im Inneren des Schwenkteils 72 abbiegt, um die Trennwand-Durchgangsöffnung 98 zu erreichen.
Die Stromleitung 91 enthält einen oberen Horizontalteil 101, der sich nach hinten im Wesentlichen entlang der Horizontalebene der Fahrzeugkarosserie 5 und ausgehend von einem Verbinder 16a, 16b an der Rückseite der aufladbaren Batterie 16 zur linken Seite der Mittellinie der Fahrzeugkarosserie 5 erstreckt und von einem Instrumentenaufnahmefach 89 getragen wird, wobei ein in Fahrzeugbreitenrichtung verlaufender Teil von dem hinteren Ende des oberen Horizontalteils 101 abbiegt, um zu der rechten Seite der Mittellinie der Fahrzeugkarosserie 5 zu gelangen, einen Hängeteil 102, der von dem in Fahrzeugbreitenrichtung verlaufenden Teil nahezu direkt oberhalb des Schwenkteils 72 der Schwinge 9 abbiegt und nach unten hängend verläuft, wobei der Hängeteil 102 das Innere des Schwenkteils 72 durch die erste obere Durchgangsöffnung 95a der Deckenseite des Schwenkteils 72 erreicht, und einen unteren Horizontalteil 103, der von dem unteren Ende des Hängeteils 102 innerhalb des Schwenkteils 72 abbiegt, wobei der untere Horizontalteil 103 sich im Wesentlichen entlang der Horizontalebene der Fahrzeugkarosserie 5 zur linken Seite der Mittellinie der Fahrzeugkarosserie 5 erstreckt.
Gehalten wird die Stromleitung 91 über die Dichtung 112 von der Trennwand-Durchgangsöffnung 98, genauer gesagt, der ersten Trennwand-Durchgangsöffnung 98a und der zweiten Trennwand-Durchgangsöffnung 98b der Trennwand 77, die einen Innenraum zwischen dem Schwenkraum 72 der Schwinge 9 und dem linksseitigem Arm 73 definiert. Die Trennwand 77 befindet sich auf der linken Seite der Mittellinie der Fahrzeugkarosserie 5. Die Stromleitung 91 erreicht das Innere des linken Arms 73 durch die Trennwand-Durchgangsöffnung 98.
Das heißt, die Stromleitung 91 verläuft von den Verbindern 16a, 16b auf der linken Seite der Mittellinie der Fahrzeugkarosserie 5, umfährt zwischendurch die rechte Seite der Mittellinie der Fahrzeugkarosserie 5, und ist anschließend in dem Schwenkteil 72 des Arms 73 auf der linken Seite der Mittellinie der Fahrzeugkarosserie 5 geführt.
Der obere Horizontalteil 101 und der untere Horizontalteil 103 können auf halbem Wege gebogen oder in Aufwärts- und Abwärts-Richtung gewellt sein, solange sie sich im Wesentlichen in horizontaler Richtung erstrecken. Der obere Horizontalteil 101 ist von dem Rahmen 11 der Fahrzeugkarosserie 5 umgeben. Der untere Horizontalteil 103 ist in dem Raum innerhalb des Schwenkteils 72 enthalten.
Da der untere Horizontalteil 103 sich von der ersten Trennwand-Durchgangsöffnung 98a, die sich rechts von der Mitte befindet, zu der Trennwand 77 erstreckt, die sich auf der linken Seite der Mitte befindet, überspreizt er die Mitte der Fahrzeugkarosserie 5, d. h., die Mittellinie der Fahrzeugkarosserie 5 innerhalb des Schwenkteils 72.
Der Hängeteil 102 kann auf halbem Wege gebogen oder in Richtungen nach vorn, nach hinten, nach links und nach rechts gewellt sein, solange er sich im Wesentlichen in Aufwärts- und Abwärts-Richtung erstreckt. Der Hängeteil 102 ist zwischen der Fahrzeugkarosserie 5 und der Schwinge 9 hinüber verlegt. Der Hängeteil 102 und ein Schutzteil 111, der weiter unter näher beschrieben wird, stehen in einer Abmessungsbeziehung zueinander, wonach eine Lücke vorhanden ist und es im Normalzustand zu keiner Berührung zwischen ihnen kommt.
Die Steuersignalleitung 92 enthält einen oberen Horizontalteil 106, der sich von einem ersten Zwischenverbinder 105, der mit der Fahrzeugsteuerung 19 auf der rechten Seite der Mittellinie der Fahrzeugkarosserie 5 verbunden ist, im Wesentlichen entlang der Horizontalebene der Fahrzeugkarosserie 5 erstreckt, und zwar in Breitenrichtung der Fahrzeugkarosserie 5 oberhalb des Schwenkteils 72, um die linke Seite der Mittellinie der Fahrzeugkarosserie 5 zu erreichen, einen Hängeteil 107, der von dem linken Endbereich des Horizontalteils 106 abbiegt und nach unten hängend geführt ist, um das Innere des Schwenkteils 72 durch die zweite obere Durchgangsöffnung 95b der Deckenseite des Schwenkteils 72 zu erreichen und einen unteren Horizontalteil 108, der innerhalb des Schwenkteils 72 abbiegt und sich im Wesentlichen entlang der Horizontalebene der Fahrzeugkarosserie 5 nach links erstreckt.
Die Steuersignalleitung 92 erreicht das Innere des rechten Arms 76 über einen zweiten Zwischenverbinder 109, der in der Trennwand 77 vorgesehen ist, die den Innenraum zwischen dem Schwenkteil 72 und dem rechten Arm 76 definiert.
Der obere Horizontalteil 106 und der untere Horizontalteil 108 können auf halbem Weg gebogen sein oder in Aufwärts- und Abwärts-Richtung gewellt sein, solange sie sich im Wesentlichen in der horizontalen Richtung erstrecken. Der obere Horizontalteil 106 ist von dem Rahmen 11 der Fahrzeugkarosserie 5 umgeben, und der untere Horizontalteil 108 ist in dem Raum innerhalb des Schwenkteils 72 enthalten.
Der Hängeteil 107 kann auf halbem Wege gebogen oder in Richtung nach vorn, nach hinten, nach links und nach rechts gewellt sein, solange er sich im Wesentlichen in Aufwärts-Abwärts-Richtung erstreckt. Der Hängeteil 107 ist zwischen der Fahrzeugkarosserie 5 und der Schwinge 9 übergreifend verlegt.
Der zweite Zwischenverbinder 109 besitzt ein Anschlussteil innerhalb des Schwenkteils 72. Der zweite Zwischenverbinder 109 ist innerhalb des Schwenkteils 72 derart angeschlossen, dass er die Steuersignalleitung 92 weiterführt. Ein Kontaktsteckersitz 109a des zweiten Zwischenverbinders 109 ist so angeordnet, dass er die Vorder- und Rückseite der Trennwand 77 durchsetzt und an der Trennwand 77 befestigt ist. Ein Kontaktstecker 109b des zweiten Zwischenverbinders 109 befindet sich an einem vorderen Ende eines Teils, an welchem die Steuersignalleitung 92 in dem Schwenkteil 72 eingeführt ist.
Die Kabelbaum-Verlegestruktur 69 enthält ein Schutzteil 111, das sich an einem Rand der oberen Durchgangsöffnung 95 befindet und eine direkte Berührung zwischen dem Kabelbaum 71 und dem Schwenkteil 72 verhindert, ferner eine Dichtung 112, die eine Lücke zwischen der Trennwand 77 und dem Kabelbaum 71 wasserdicht abschließt.
Das Schutzteil 111 bedeckt einen Öffnungsrandbereich der oberen Durchgangsöffnung 95, um zu verhindern, dass die Stromleitung 91 in Berührung mit dem Öffnungsrandbereich tritt und beschädigt wird. Das Schutzteil 111 ist beispielsweise eine Kabeldurchführung aus Kunstharz oder Gummi. Das Schutzteil 111 enthält ein Schutzteil 111a an der ersten oberen Durchgangsöffnung 95a, durch die die Stromleitung 91 läuft, und ein Schutzteil 111b an einer zweiten oberen Durchgangsöffnung 95b, durch welche die Steuersignalleitung 92 läuft. Ein Innendurchmesser des Schutzteils 111 ist groß genug bezüglich des Außendurchmessers der Stromleitung 91, um eine Berührung im Normalzustand zu vermeiden, während die Bewegung des Hängeteils 102 nicht behindert wird.
Die Dichtung 112 sichert den Kabelbaum 71 an der Trennwand-Durchgangsöffnung 98. Das heißt, die Dichtung 112a sichert die Plus-Elektroden-Leitung 91a an der ersten Trennwand-Durchgangsöffnung 98a unter Ausfüllen der Lücke, und die Dichtung 112b sichert die Minus-Elektroden-Leitung 91b an der zweiten Trennwand-Durchgangsöffnung 98b unter Ausfüllung der Lücke. Die Dichtung 112 ist ein Ring aus Gummi, beispielsweise Silikonkautschuk.
Das Instrumentenaufnahmefach 89 befindet sich an der Fahrzeugkarosserie 5. Das Instrumentenaufnahmefach 89 trägt die aufladbare Batterie 16 und die Fahrzeugsteuerung 19 an dem Rahmen 11, und es besitzt ein Kabelbaumbefestigungsteil 115, der sich weiter nach hinten erstreckt als das aufgenommene Instrument. Das Kabelbaumbefestigungsteil 115 erstreckt sich in der Weise, dass es den Bereich oberhalb des Schwenkteils 72 der Schwinge 9 abdeckt, um den oberen Horizontalteil 101 der Stromleitung 91 und den oberen Horizontalteil 106 der Steuersignalleitung 92 mittels einer (nicht gezeigten) Klemme zu halten und zu schützen. Das Kabelbaumbefestigungsteil 115 besitzt eine Öffnung 116, durch die der Hängeteil 102 der Stromleitung 91 verläuft, und eine Öffnung 117, durch die der Hängeteil 102 der Steuersignalleitung 92 verläuft. Die Öffnung 116 befindet sich im Wesentlichen direkt oberhalb der ersten oberen Durchgangsöffnung 95a des Schwenkteils 72. Die Öffnung 117 befindet sich im Wesentlichen direkt oberhalb der zweiten oberen Durchgangsöffnung 95b des Schwenkteils 72.
Der Elektromotor 3 und der Wechselrichter 18 sind in dem Armabschnitt 78 aufgenommen, d. h., dem Antriebseinheitsgehäuse, welches durch den linken Arm 73 und den Deckel 75 gebildet wird.
Der Wechselrichter 18 enthält eine Wechselrichterschaltung 121, eine Steuerschaltung 122, welche die Wechselrichterschaltung 121 steuert, und einen Motoranschlussblock 123, an den eine Stromleitung zum Übertragen von Strom aus der Wechselrichterschaltung 121 zu dem Elektromotor 3 angeschlossen ist. Die Wechselrichterschaltung 121, die Steuerschaltung 122 und der Motoranschlussblock 123 befinden sich in eben dieser Reihenfolge ausgehend von der Seite in der Nähe des Schwenkteils 72 der Schwinge 9. Der Elektromotoranschlussblock 123 befindet sich möglichst nah an dem Elektromotor 3.
Zwischen der Steuerschaltung 122 und dem Motoranschlussblock 123 befindet sich ein Stromversorgungs-Anschlussblock 125, der die von der Brennstoffzelle 2 oder der aufladbaren Batterie 16 gelieferte elektrische Leistung zu der Wechselrichterschaltung 121 weiterleitet. Der Stromversorgungs-Anschlussblock 125 befindet sich in der unteren Hälfte des Wechselrichters 18. Die Stromleitung 91 zum Leiten von Strom aus der aufladbaren Batterie 16 ist an den Stromversorgungs-Anschlussblock 125 angeschlossen.
Zwischen der Steuerschaltung 122 und dem Motoranschlussblock 123 und in der oberen Hälfte des Wechselrichters 18 befindet sich ein Steuersignalverbinder 126, der an die Steuerschaltung 122 angeschlossen ist.
Die Steuersignalleitung 92, die Informationen zu und von der Fahrzeugsteuerung 19 in zwei Richtungen überträgt, ist an den Steuersignalverbinder 126 angeschlossen. Die Steuersignalleitung 92 enthält mehrere (nicht dargestellte) gebündelte Einzeldrähte.
Die Stromleitung 91 tritt in den Arm 73 durch die Trennwand-Durchgangsöffnung 98 der Trennwand 77 ein.
Die Steuersignalleitung 92 tritt in den Arm 73 durch den zweiten Anschlussverbinder 109 in der Trennwand 77 ein.
Die Stromleitung 91 und die Steuersignalleitung 92 verlaufen, nachdem sie fortschreitend entlang einer Deckenwand eines Arms 73 vereint sind, innerhalb des Arms 73 durch eine Lücke des oberen Abschnitts des Wechselrichters 18 und der Deckenwand des Arms 73 nach hinten, laufen weiter in dem Arm 73 nach unten unter Umgehung des Motoranschlussblocks 123, um schließlich den entsprechenden Stromversorgungs-Anschlussblock 125 bzw. den Steuersignalverbinder 126 zu erreichen.
Der Elektromotor 3 enthält einen ringförmigen Stator 127, der in der Motorkammer 81 innerhalb des Arms 73 befestigt ist, und einen scheibenförmigen Rotor 128 in einem Mittelteil des Stators 127, wobei eine Motorwelle 131 durch die Mitte des Rotors 128 verläuft.
Die Motorwelle 131 ist drehbar und einstückig an dem Rotor 128 angebracht. Ein Ende der Motorwelle 131 steht in Verbindung mit und ist gelagert durch einen (nicht gezeigten) Geschwindigkeitsuntersetzer, der sich zwischen dem Arm 73 und dem Hinterrad 8 befindet. Das andere Ende der Motorwelle 131 ist drehbar von einem (nicht gezeigten) Lager innerhalb des Deckels 75 gelagert. Das andere Ende der Motorwelle 131 durchsetzt den Deckel 75, um aus diesem herauszutreten. Das andere Ende der Motorwelle 131 wird von einer an dem Deckel 75 angebrachten Kappe 132 abgedeckt und verborgen.
Die Schwinge 9 wird in Aufwärts- und Abwärts-Richtung zentriert auf der Drehwelle 26 verschwenkt, um die Bodenkontaktkraft des Hinterrads 8 zu erhöhen und die seitens der Fahrbahn auf die Fahrzeugkarosserie 5 einwirkende Belastung abzupuffern. Die Verlagerung aufgrund dieses Verschwenkens wirkt als Last auf die Stromleitung 91 und die Steuersignalleitung 92, die zwischen der Fahrzeugkarosserie 5 und der Schwinge 9 verlegt sind.
Die Kabelbaum-Verlegestruktur 69 enthält die unteren Horizontalteile 103 und 108, die sich im Wesentlichen parallel zu der Drehwelle 26 im Rahmen der Stromleitung 91 bzw. der Steuersignalleitung 92 erstrecken.
Bei einer herkömmlichen Kabelbaum-Verlegestruktur bringt das Verschwenken der Schwinge eine Last auf den Kanal auf, durch den ein Kabelbaum geführt ist, was zu einem Knicken des Kanals sowie zu einem Knicken des Kabelbaums führt, ferner zu einer Spannung des Kanals sowie einer Spannung des Kabelbaums. Dieses Knicken und Spannen des Kabelbaums kann zu häufigen Berührungen zwischen dem Kabelbaum und dem Kanal führen, was wiederum zu Beschädigungen der Außenfläche des Kabelbaums und zu einem Bruch von Einzeldrähten führt.
Bei der Kabelbaum-Verlegestruktur 69 gemäß der vorliegenden Ausführungsform hingegen werden hauptsächlich die unteren Horizontalteile 103 und 108, die sich in dem Schwenkteil 72 befinden, gebogen, sodass der Kabelbaum 71 der Schwenkbewegung der Schwinge 9 folgt.
Die Kabelbaum-Verlegestruktur 69 ist derart konfiguriert, dass die oberen Horizontalteile 101, 106 des Kabelbaums 71 an der Fahrzeugkarosserie 5 festgelegt sind oder an dem Rahmen 11 der Fahrzeugkarosserie 5, mithilfe einer Klemme, um dadurch die Verlagerung innerhalb dieses Bereichs einzuschränken, während die Hängeteile 102, 107, die weniger verformbar sind als die unteren Horizontalteile 103, 108 in Schwenkrichtung zur Schwinge 9, zwischen der Fahrzeugkarosserie 5 und der Schwinge 9 verlegt sind, wodurch eine Verformung des Kabelbaums 71 durch das Verschwenken der Schwinge 9 sich auf die unteren Horizontalteile 103, 108 konzentriert.
Da die unteren Horizontalteile 103, 108 sich in horizontaler Richtung der Fahrzeugkarosserie 5 erstrecken, verformen sie sich biegend, wenn die Schwinge 9 verschwenkt wird. Da das Ausmaß der Biegeverformung der unteren Horizontalteile 103, 108 in einfacher Weise einschätzbar ist, ist es möglich, deren Haltbarkeit vorherzusehen und abzuschätzen, die garantierte Genauigkeit zu verbessern und ausreichenden Schutz zu schaffen durch Aufnahme der Biegeverformung innerhalb des Schwenkteils 72. Da der untere Horizontalteil 103 sich parallel zu der Drehwelle 26 erstreckt und die Mitte des Schwenkteils 72 überspreizt, ist es in einfacher Weise möglich, seine Länge festzulegen und seine Biegebeanspruchung zu verringern.
Da die unteren Horizontalteile 103, 108 in dem Raum innerhalb des Schwenkteils 72 näher an der Drehwelle 26 aufgenommen sind, verglichen mit der hinteren Seite der Schwinge 9, ist es möglich, das Ausmaß der Verformung zu reduzieren, die mit dem Verschwenken einhergeht.
Das Elektrofahrzeug 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform macht es möglich, durch Schaffung des von der Seite des Rahmens 11 herabhängenden Kabelbaums 71, der in das Innere des Schwenkteils 72 von dessen Oberseite her eintritt, sich im Inneren des Schwenkteils 72 biegt und die Trennwand-Durchgangsöffnung 98 erreicht, eine Verformung des Kabelbaums 71 einhergehend mit dem Verschwenken der Schwinge 9 zuzulassen, um auf einfache Weise innerhalb des Schwenkteils 2 einen Raum zum Schutz des Kabelbaums 71 sicherzustellen. Dies ermöglicht es der Kabelbaum-Verlegestruktur 69, eine Kollision zwischen dem Kabelbaum 71 und anderen Teilen des Elektrofahrzeugs 1 zu vermeiden und den Kabelbaum 71 gegen Fremdobjekte, beispielsweise hereingeschleuderte Steine und Sand während der Fahrt zu schützen.
Weiterhin ermöglicht das Schutzteil 111 in dem Elektrofahrzeug 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform in einem Notfall die Kollision zwischen dem Kabelbaum 71 und der Schwinge 9, und die Dichtung 112 macht es möglich, den Eintritt von Fremdmaterial und Wasser in das Antriebseinheitsgehäuse zu unterbinden, wobei letzteres den Elektromotor 3 und den Wechselrichter 18 aufnimmt, sodass die Intaktheit der angeordneten Instrumente erhalten bleibt.
Durch Sichern der oberen Horizontalteile 101, 106 an der Seite der Fahrzeugkarosserie 5 in dem Elektrofahrzeug 1 der vorliegenden Ausführungsform und durch entsprechendes Unterbinden einer Verformung des Kabelbaums 71 in der Fahrzeugkarosserie 5 ist es außerdem möglich, Einwirkungen auf die in der Fahrzeugkarosserie 5 montierten Instrumente im Wesentlichen zu vernachlässigen, die Spannungskonzentration in Verbindungsanschlussteilen einzugrenzen und dadurch eine Schutzfunktion zu erzielen.
Weiterhin ist es in dem Elektrofahrzeug 1 der vorliegenden Ausführungsform möglich, den zweiten Zwischenverbinder 109 der Steuersignalleitung 92 innerhalb des Schwenkteils 72 unterzubringen, um ihn zu schützen.
Weiterhin sind in dem Elektrofahrzeug 1 der vorliegenden Ausführungsform die Arbeitsöffnungen 96, 97 innerhalb des Schwenkteils 72 vorgesehen, sodass es möglich ist, den Kabelbaum 71 bequem in dem Schwenkteil 72 unterzubringen.
Deshalb vermeidet das Elektrofahrzeug 1 der vorliegenden Ausführungsform mit Sicherheit eine Kollision mit der Schwinge 9, während die Flexibilität dem Verschwenken der Schwinge 9 folgt, sodass eine hervorragende Haltbarkeit erreicht wird.

Claims

Elektrofahrzeug, umfassend: einen Rahmen; ein Antriebsrad; eine an dem Rahmen angebrachte Batterie; eine an dem Rahmen vorgesehene Drehwelle; eine von dem Rahmen über die Drehwelle schwenkbar gelagerte Schwinge, die das Antriebsrad lagert; einen in der Schwinge aufgenommenen Wechselrichter; einen in der Schwinge aufgenommenen Elektromotor, der das Antriebsrad durch von dem Wechselrichter gelieferte Leistung antreibt; und einen zwischen dem Rahmen und der Schwinge verlaufenden Kabelbaum, der eine Stromleitung enthält, welche zumindest die Batterie und den Wechselrichter verbindet, wobei die Schwinge enthält: ein hohles Schwenkteil, das von der Drehwelle schwenkbar gelagert wird und sich in einer Breitenrichtung des Rahmens erstreckt; einen hohlen Arm, der sich ausgehend von dem Schwenkteil nach hinten erstreckt und das Antriebsrad lagert; und eine Trennwand, die das Schwenkteil und den Armabschnitt trennt und sich in einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung sowie in eine Aufwärts-Abwärts-Richtung des Rahmens erstreckt, wobei der Wechselrichter und der Elektromotor in dem Armabschnitt aufgenommen sind, die Trennwand eine Trennwand-Durchgangsöffnung aufweist, der Kabelbaum von der Seite des Schwenkteils zu der Seite des Armabschnitts durch die Trennwand-Durchgangsöffnung verlegt ist, und der Kabelbaum von der Rahmenseite abhängt, in das Innere des Schwenkteils von dessen Oberseite her eintritt und im Inneren des Schwenkteils gebogen ist, um durch die Trennwand-Durchgangsöffnung hindurch den Wechselrichter zu erreichen.
Elektrofahrzeug nach Anspruch 1, bei dem das Schwenkteil eine obere Durchgangsöffnung in einer Oberseite aufweist, und der Kabelbaum eine Lücke durch die obere Durchgangsöffnung passiert, und enthält: eine Dichtung, die eine Lücke zwischen der Trennwand und dem Kabelbaum wasserdicht abdichtet; und ein Schutzteil, welches an einem Rand der oberen Durchgangsöffnung vorgesehen ist und eine Kollision zwischen dem Kabelbaum und dem Schwenkteil verhindert.
Elektrofahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Kabelbaum einen in horizontaler Richtung auf der Rahmenseite angeordneten Horizontalteil besitzt und enthält: ein an dem Rahmen befestigtes Halteteil, das den Horizontalteil des Kabelbaums hält.
Elektrofahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiterhin umfassend: eine Signalleitungsverdrahtung zwischen dem Rahmen und der Schwinge, elektrisch an den Wechselrichter angeschlossen; und ein in dem Schwenkteil vorgesehenen Zwischenverbinder zum Weiterführen der Signalleitung.
Elektrofahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Schwenkteil eine Arbeitsöffnung aufweist, die zur Ausführung von Verdrahtungsarbeiten des Kabelbaums dient.