EP4334175A1 - Elektrofahrzeug - Google Patents

Elektrofahrzeug

Info

Publication number
EP4334175A1
EP4334175A1 EP21723239.6A EP21723239A EP4334175A1 EP 4334175 A1 EP4334175 A1 EP 4334175A1 EP 21723239 A EP21723239 A EP 21723239A EP 4334175 A1 EP4334175 A1 EP 4334175A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electric motor
electric vehicle
motor module
lever
shock absorber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21723239.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Meyer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Flet GmbH
Original Assignee
Flet GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Flet GmbH filed Critical Flet GmbH
Publication of EP4334175A1 publication Critical patent/EP4334175A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R19/00—Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
    • B60R19/02—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/24—Arrangements for mounting bumpers on vehicles
    • B60R19/38—Arrangements for mounting bumpers on vehicles adjustably or movably mounted, e.g. horizontally displaceable for securing a space between parked vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0007—Measures or means for preventing or attenuating collisions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/66—Arrangements of batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D21/00—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted
    • B62D21/15—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted having impact absorbing means, e.g. a frame designed to permanently or temporarily change shape or dimension upon impact with another body
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R19/00—Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
    • B60R2019/002—Wheel guards
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R19/00—Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
    • B60R2019/007—Means for adjusting or regulating the crash absorption capacity of the vehicle, e.g. when detecting an impending collision
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D25/00—Superstructure or monocoque structure sub-units; Parts or details thereof not otherwise provided for
    • B62D25/08—Front or rear portions

Definitions

  • the invention relates to an electric vehicle with (a) a front axle and (b) a shock absorber.
  • Electric vehicles are, in particular, vehicles in which the wheels are driven by electric motors.
  • the wheels are driven exclusively by electric motors. In other words, there is no internal combustion engine that transfers torque to the wheels.
  • shock absorbers are known to protect the passengers of electric vehicles from damage in the event of an accident. These shock absorbers include, for example, a bumper and a deformation structure that deforms when the electric vehicle impacts a rover. As a result, part of the kinetic energy of the impact can be absorbed at higher speeds, and all of it at lower speeds, which results in a low maximum force acting on the passengers. In contrast to vehicles with combustion engines, with electric motors it is also beneficial to protect the battery from damage in the event of an accident. The reason for this is, on the one hand, that the battery is a valuable component of the electric vehicle. On the other hand, a damaged battery can bolt. This is understood to mean that there is positive feedback in which damage to one part of the battery, usually due to the effect of heat, leads to other parts of the battery being damaged.
  • the object of the invention is to propose an electric vehicle with an alternative shock absorber.
  • the invention solves the problem by an electric vehicle with at least one shock absorber that has (i) at least one impact lever, which is in a normal position and is movable along a pivot path into an accident position, and (ii) at least
  • I-fcOM/20 an energy absorber positioned in the pivot path such that the energy absorber deforms when the crash lever moves from the normal position to the crash position.
  • shock absorber makes use of the special feature of an electric vehicle that the area in front of the passenger compartment, in which the engine is usually located in vehicles with combustion engines, is mostly largely unused. This area can therefore be used to accommodate the energy absorbers.
  • an electric vehicle is understood to mean, in particular, a vehicle in which the drive torque on the wheels comes at least partially from an electric motor. It is particularly favorable when the electric vehicle is a purely electric vehicle in which none of the wheels is driven by another motor apart from an electric motor.
  • the electric vehicle can be, for example, a passenger car, in particular with a hood in the front area, a bus, in particular with a steep vehicle front, or a transporter.
  • Under the shock absorber is understood in particular a structure that absorbs kineti cal energy of the electric vehicle by deformation in the event of a rear-end collision in which the electric vehicle drives into a flinder.
  • the energy absorber can be a component that is deformed by pressure in the event of an impact of the electric vehicle and/or a component that is deformed by train in the event of an impact.
  • the energy absorber it is possible for the energy absorber to be deformed by compression only, deformed by traction only, or deformed by both compression and traction upon impact.
  • the term “deformation element” could also be used.
  • the normal position is understood to be the position in which the impact lever was not moved by a rear-end collision.
  • the accident position is understood in particular as the position in which the impact lever is when the electric vehicle collides head-on with a solid stationary obstacle at a speed of 54 km/h.
  • An electric motor module is understood to mean, in particular, an assembly that has at least one electric motor.
  • the electric motor module preferably also includes a power electronics unit, by means of which the electric motor is supplied with electrical energy. It is then sufficient to supply the electric motor with voltage and a control signal that encodes the target speed of the electric motor, for example, so that the electric motor module automatically outputs the target speed.
  • the shock absorber has at least one pivot bearing, so that the shock absorber can be pivoted about a pivot axis of the at least one pivot bearing.
  • the pivot bearing can be, for example, a plain bearing or a roller bearing.
  • the pivot axis preferably runs in the area of the front axle and/or along the front axle.
  • the feature that the pivot axis runs in the area of the front axle means in particular that a distance between the pivot axis and a rotation axis through the front wheels is at most one fifth, in particular at most one tenth of the vehicle length.
  • the shock absorber has at least one, in particular precisely one, cross bar which extends transversely to the longitudinal axis of the vehicle.
  • a compensating straight line runs through the cross bar at an angle of 90° ⁇ 10° to the longitudinal axis of the vehicle.
  • a cross bar is understood in particular as meaning a structure that runs transversely to the impact lever. It is possible, but not necessary, for the impact lever and the cross bar to be designed in one piece.
  • the pivot axis preferably runs at least substantially horizontally. This means in particular that the pivot axis forms an angle of at most 15°, preferably at most 10°, with the horizontal plane.
  • a cross bar width of the cross bar is at least 0.7 times, in particular at least 0.9 times, a vehicle width of the electric vehicle. If the front of the electric vehicle has two crossbars that connect to each other in their longitudinal directions, the crossbar width is the width of both crossbars together, i.e. the width from one end of a first crossbar to the other end of the second crossbar.
  • the shock absorber (i) has a second impact lever which is in a normal position and is movable along a second pivot path to an accident position. It is possible, but not necessary, for the second impact lever to be connected to the first impact lever, for example by means of a coupling lever. It is favorable if the shock absorber (ii) has at least one second energy absorber, which is arranged in the second pivot path, so that the second energy absorber deforms when the second impact lever moves from the normal position into the accident position.
  • the shock absorber can also have a second cross bar which is arranged on the second impact lever.
  • the Querrigel are preferably arranged next to each other and close in their longitudinal direction of extension to each other.
  • the impact levers preferably extend together over a crossbar width of at least 0.7 times, in particular 0.9 times, the width of the vehicle.
  • the energy absorber has at least one compression deformation element.
  • the compression deformation element preferably contains a pleated, honeycomb or cellular structure.
  • the deformation element is constructed as an example of metal, in particular a metal foam, plastic or a composite fiber composite material. It is favorable if the energy absorber absorbs deformation energy of at least 150 kJ, in particular at least 200 kJ, when the electric vehicle impacts a rigid wall at a speed of 54 km/h.
  • a lever angle between the cross bar, in particular the center of mass of the cross bar, and the front wheel axis of rotation of at least one front wheel on the one hand and the horizontal plane on the other hand is at least 10°, in particular at least 15° and at most 45°.
  • imaginary axis is understood about which rotate the front wheels when driving the vehicle.
  • the lever angle is too small, a collision of the vehicle with an obstacle will result in very large forces on the swivel bearing and rather small forces on the energy absorber, which is undesirable. If the lever angle is too large, the pivoting path is comparatively short, which is also undesirable. It is therefore favorable if the energy absorber does not have a constant energy absorption per distance, but has a progressively increasing energy absorption with an increasing degree of deformation.
  • lever angle in the accident position is at least 70° greater than in the normal position.
  • the lever angle in the accident position is preferably at least 85°, in particular at least 90°.
  • the electric vehicle has (a) a first electric motor module having a first rotor with a first rotor axis of rotation and driving a first front wheel, and (b) a second electric motor module having a second rotor with a second rotor axis of rotation and driving the first front wheel.
  • the first electric motor module and the second electric motor module are preferably connected to a first angle gearbox having a first output shaft.
  • the electric motor modules are preferably arranged on different sides of the parting plane with respect to a vertical parting plane, which runs perpendicular to the longitudinal axis of the vehicle and runs through the output shaft axis of rotation of the bevel gear. This keeps the center of gravity of the electric vehicle low.
  • the electric vehicle has (a) a third electric motor module that has a third rotor with a third rotor axis of rotation and drives a second front wheel, and (b) a fourth electric motor module that has a fourth rotor with a fourth rotor axis of rotation and that drives second front wheel having. It is favorable if the third electric motor module and the fourth electric motor module are connected to a second bevel gear.
  • the second bevel gear has a second output shaft and the third electric motor module and the fourth electric motor module are preferably arranged on different sides of the vertical parting plane.
  • the first electric motor module or the second electric motor module is fastened relative to the impact lever.
  • the corresponding electric motor module moves when the impact lever moves and vice versa.
  • the first electric motor module preferably differs from the second electric motor module in its number of poles.
  • at least two electrical modules that act on the same bevel gear differ in their number of poles.
  • a high number of poles results in a high torque at low rotational frequencies
  • a low number of poles results in a high maximum achievable speed.
  • At least two electric motor modules that are mounted on the second bevel gear preferably differ in their number of poles.
  • the first rotor axis of rotation forms a motor position angle with an output shaft axis of rotation of the first drive shaft, which is preferably between 45° and 90°.
  • a free end of the corresponding electric motor module i.e. the end that is not connected to the bevel gear, moves towards the vehicle’s center axis.
  • the center line of the vehicle runs longitudinally through the center of mass of the electric vehicle. If the mounting angle is 90°, the 4 electrical modules are arranged in an H when viewed from above.
  • An nth lever angle is formed between a rotor axis of rotation of the nth electric motor module and the horizontal plane.
  • the first lever angle is preferably between 0 and 15°.
  • the second lever angle and/or the fifth lever angle is 75° to 90°.
  • the lever angles are determined in the normal position of the shock absorber.
  • At least two electric motor modules of the electric vehicle are structurally identical. If the electric vehicle contains at least four electric motor modules, then at least two electric motor modules are structurally identical. It is possible, but not necessary, for all four electric motor modules to be identical.
  • At least one electric motor module is preferably connected to the shock absorber, in particular the impact lever, in such a way that a movement of the impact lever causes a pivoting movement of the electric motor module about the output axis.
  • the Win keltrieb preferably has a ring gear that is collinear to the output axis is arranged. If the impact lever then pivots, the electric motor module pivots about the axis of rotation of the ring gear, so that damage to the electric motor module can be avoided more easily.
  • the bevel gears also generally roll off the ring gear when swiveling without being damaged.
  • the impact lever is preferably attached to a housing of the bevel gear.
  • the housing is rotatably mounted about the drive shaft axis of rotation.
  • the output shaft axis of rotation preferably corresponds to the impact lever axis about which the impact lever pivots.
  • the energy absorber is arranged adjacent to the wheel housing.
  • the outer The upper quartile is the range from one edge of the EV to a vertical plane parallel to the vehicle's longitudinal axis.
  • the feature that the energy absorber is at least predominantly located in this outer quartile means in particular that the center of gravity of the energy absorber is in the outer quartile.
  • the electric vehicle has a rear axle shock absorber which (i) has a fender axle impact lever which is in a normal position and is positioned along a finter axle lever pivot path to a crash position, and (ii) a flint axle energy absorber disposed in the rear axle lever pivot path such that the energy absorber deforms as the crash lever moves from the normal position to the crash position .
  • the electric vehicle has at least two electric motor modules which are coupled with their rotors in the axial direction and which drive the rear wheels which are fixed to the rear axle. It is possible, but not necessary, for the two electrical modules to be identical in construction. In particular, the electrical modules can differ in their number of poles.
  • the electric vehicle has a second impact absorber in front of the passenger cell in the direction of travel, the second impact lever of which has a second lever pivot axis that differs from the pivot axis of the first impact absorber.
  • a distance between the two pivot axes is at most 1 m.
  • two front wheels it is possible, but not necessary, for two front wheels to be driven independently of each other by at least one electric motor module.
  • the bevel gear drives the first front wheel and the second front wheel wheel drives and between the bevel gear and the front wheels, a differential gear is arranged.
  • a bevel gear drives the first rear wheel and the second rear wheel and a differential gear is arranged between the bevel gear and the rear wheels.
  • the bevel gear preferably has (a) a first housing part which is fixedly connected to a chassis of the electric vehicle, and (b) a second housing part which is fixedly connected to the first electric motor module and is guided and movably fastened to the first housing part. It is then possible for the first electric motor module to pivot relative to the chassis without the housing being deformed. This configuration is particularly favorable when the first electric motor module is fixed relative to the impact lever, ie moves when the impact lever moves. If an accident then occurs, the impact lever pivots and the electric motor module pivots relative to the first housing part, without the electric motor module having to suffer major damage.
  • a pivot bearing is formed between the first housing part and the second housing part, which is designed to be so robust that it absorbs the forces that occur when the electric vehicle hits an obstacle head-on at speeds of up to 30 km/h, in particular 40 km/h , occur so that the electric motor module and/or the bevel gear are not damaged.
  • a first electric motor module is axially coupled to a second electric motor module, and the second electric motor module is connected to the bevel gear for driving.
  • the drive power can easily be increased by sequentially arranging electric motor modules.
  • the electric vehicle preferably has a battery unit surrounded by a battery frame.
  • the energy absorber is preferably supported at one end on the frame and/or on a center tunnel wall of a center tunnel.
  • the electric vehicle has a center tunnel, which has a center tunnel wall and between the front axle and rear axle above a battery runs frame, has, wherein the center tunnel wall reinforces the battery frame.
  • the central tunnel wall preferably has a profile structure, which increases the mechanical strength.
  • the battery frame can have a corner frame node that is arranged in the power flow from the energy absorber to the chassis.
  • the energy absorber is preferably supported on the corner frame node.
  • Figure 1 is a perspective view of an electric vehicle according to the invention without a body
  • FIG. 2 shows a view from above of the electric vehicle according to FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a side view of the electric vehicle according to FIG. 1, the impact lever being in its normal position in partial figure 3a and in its accident position in partial figure 3b,
  • FIG. 4 shows a perspective view of an electric vehicle according to the invention without a body according to a second embodiment
  • FIG. 5 shows a side view of the electric vehicle according to FIG. 4, the impact lever being in its normal position in partial figure 5a and in its accident position in partial figure 5b,
  • FIG. 6 shows a perspective view of an electric vehicle according to the invention without a body according to a third embodiment, the impact lever being in its normal position in partial figure 6a and in its accident position in partial figure 6b,
  • FIG. 7 is a perspective view of the electric vehicle according to FIG. 6, with the front impact lever being in its normal position in partial FIG Subfigure 7b in its accident position, and
  • FIG. 8 shows a detailed view of four electric motor modules which are mounted on a cut-out angular gear for driving a front wheel
  • FIG. 9 shows a perspective view of six electric motor modules which are mounted on two housing parts of an angular gear, with the impact lever being in its normal position in partial figure 9a and in its accident position in partial figure 9b,
  • FIG. 10 shows a view from above of the six electric motor modules according to FIG. 9a
  • FIG. 11 shows a longitudinal section through the bevel gear according to FIG. 10,
  • FIG. 12 shows a cross section through the bevel gear according to FIG. 11,
  • FIG. 13 shows an exploded view of the bevel gear according to FIGS. 6 and 7,
  • sub-figure 14 shows a cross section through the bevel gear according to FIG. 13, with sub-figure 14a showing the situation in which the impact lever (not shown) is in its normal position and sub-figure 14b showing the situation in which the impact lever is in its accident position,
  • FIG. 15 shows a perspective view of an electric vehicle according to the invention without a body according to a fourth embodiment, the impact lever being in its normal position in sub-figure 15a and in its accident position in sub-figure 15b, and
  • FIG. 16 shows a view from above of the electric vehicle according to FIGS. 6a and 7a.
  • FIG. 1 shows an electric vehicle 10 according to the invention, which has front wheels 12.1, 12.2 and rear wheels 14.1, 14.2 and a longitudinal axis L of the vehicle.
  • the rear wheels 14.1, 14.2 are driven by an electric motor 16 which is connected to a motor controller 18 for activation.
  • the electric motor 16 is provided with a gear 20 and with connected to a differential gear 22 and drives the rear wheels 14.1,
  • the electric motor 16, the gear 20 and the differential gear 22 are part of a rear axle 24.
  • the front wheels 12.1, 12.2 are not driven in the embodiment shown in Figure 1 and are steerable.
  • a shock absorber 26 is arranged in a front end 27 (compare FIG. 2) of the electric vehicle 10 of FIG.
  • the shock absorber 26 has an impact lever 28 which, as in the present case, can have a first part-lever 28a and a second part-lever 28b, but does not have to.
  • the shock absorber 26 also has a first energy absorber 32.1 and a second energy absorber
  • the shock absorber 26 has a pivot bearing 36 by means of which the impact lever 28 is mounted pivotably about an impact lever pivot axis A28.
  • the shock absorber 26 is pivotable about a shock absorber pivot axis A26 gela siege.
  • the energy absorber 32 has a first compression deformation element 38.1, a tension deformation element 40.1 and a second compression deformation element 38.2 and a second tension deformation element 40.2.
  • the deformation elements 38, 40 (reference symbols without a suffix such as "a” or “.1” always refer to all corresponding objects) run along a pivoting path S of the impact lever 28.
  • the front wheels 12.1, 12.2 are suspended by means of a wheel suspension 42 which is attached to a front frame head 44 and has a double wishbone 46.
  • the wheel suspension 42, the front frame head 44 and the double transverse link ker 46 are part of a front axle 48.
  • the pivot axis A28 runs in the area of the front axle 48 and along this.
  • the transverse bar 34 runs transversely to a vehicle longitudinal axis L.
  • a transverse bar width B34 (compare FIG. 2) corresponds in the present case to a good approximation to a vehicle width B10.
  • FIG. 2 shows that the front wheels 12.1, 12.2 rotate about a front wheel axis of rotation D12 when driving straight ahead.
  • the electric vehicle 10 has a battery unit 50 surrounded by a battery frame 52 .
  • the battery pack 50 may also include one or more fuel cells arranged to charge the battery elements 54.i.
  • the battery frame 52 has a front frame element 56.1, a rear frame element 56.2, a left frame element 56.3 and a right frame element 56.4.
  • the battery frame 52 can also have a front middle frame node 58.1, a rear middle frame node 58.2 and/or a rear frame head 60.
  • FIG. 2 also shows that the battery frame 52 has four corner frame nodes 62.1, 62.2, 62.3, 62.4.
  • FIG. 3a shows that the electric vehicle 10 can have a rear axle shock absorber 64.
  • the rear axle shock absorber 64 may include a rear axle impact arm 66 and a rear axle energy absorber 68 .
  • the rear axle energy absorber 68 is preferably, but not necessarily, constructed like the energy absorber 32 (see FIG. 1) and can have, for example, a rear axle compression deformation element 70 and a rear axle tension deformation element 72 .
  • the energy absorber 32.1 rests against a contact surface 74 of the corner frame node 62.1, 62.2, so that in the event of a frontal rear-end collision, in which a deformation force Fv acts on the electric vehicle 10 from the front, the cross bar 34 moves from its normal position shown in Figure 3a to the accident position shown in Figure 3b is pressed.
  • the at least one compression deformation element 38 here the compression deformation element 38.1, 38.2, is supported on the contact surface 74, so that the force acting on the contact surface 74 is diverted into the battery frame 52.
  • the energy absorber 32.1 can also have a tensile deformation element 40.1.
  • the rear axle energy absorber 68 is supported on a rear axle contact surface 76 .
  • the functionality is the same and is therefore not explained again.
  • the rear axle shock absorber 64 has a rear axle crossbar 78, the attached to a rear axle impact lever 66 .
  • the rear axle impact lever 66 is journalled in a rear axle pivot bearing 82 .
  • FIG. 4 shows a third embodiment of an electric vehicle 10 according to the invention, which has a second shock absorber 84, which in the present case is made up of the partial shock absorbers 84a, 84b and which is arranged in front of a passenger cell of the electric vehicle 10.
  • a second shock absorber 84 which in the present case is made up of the partial shock absorbers 84a, 84b and which is arranged in front of a passenger cell of the electric vehicle 10.
  • the shock absorber 26 is also built up from two partial shock absorbers 26a, 26b.
  • the crossbar 34 is also made up of two partial crossbars 34a 34b, which can also be referred to as crossbars.
  • the crossbars 34a, 34b are arranged next to one another and adjoin one another in their directions of longitudinal extent L34.
  • the two shock absorbers 26, 84 are connected to one another by means of a coupling lever 86, which accordingly consists of two partial coupling levers 86a, 86b.
  • FIG. 5a shows a sectional side view of the electric vehicle 10. It can be seen that the electric vehicle 10 has a second pivot bearing 88, by means of which the second shock absorber 84 is pivotally mounted. If at least one component of the deformation force Fv acts on the second shock absorber 84, then this transmits a force to the first shock absorber 26, which then carries out a pivoting movement and deforms the energy absorber 32.
  • FIG. 5a shows that the pivot bearings 36, 88 can be arranged at different heights, which represents a preferred embodiment independently of the other features that have been described in connection with this expression.
  • FIG. 5a shows the first impact lever 28 and a second impact lever 89 of the second shock absorber 84 in their respective normal positions.
  • FIG. 5b shows the first impact lever 28 and the second impact lever 89 in their respective accident positions. It can be seen that it is possible and preferred for the electric vehicle 10 to have two shock absorbers only on its front side.
  • the electric motor modules 90.3, 90.4 also act separately from one another on a second bevel gear 92.2, which drives the second front wheel 12.2.
  • the electric motor modules 90.1, 90.3 are attached to the cross bar 34.
  • the electric motor modules 90.2, 90.4 are fixed relative to the chassis 102, in the present case relative to the battery frame 52.
  • the electric motor modules 90.5 and 90.6 are axially coupled to one another and do not drive a third bevel gear 92.3 separately from one another.
  • the electric motor modules 90.7, 90.8 drive a fourth bevel gear 92.4 in the same way.
  • the electric motor modules 90.9, 90.10, 90.11, 90.12 are attached to the flinter axle cross bar 78.
  • FIG. 7a shows a partially sectioned view of the electric vehicle 10. It can be seen that a cooler 93 can also be attached to the shock absorber 26.
  • a first Flebel angle ei is drawn between the first rotor axis of rotation Ri of the first electric motor module 90.1 and the florizontal H.
  • FIG. 7b shows the situation in which the compression deformation element 38 is deformed due to a rear-end collision.
  • the flinter-axis compression deformation member 70 hinge is undeformed.
  • FIG. 8 shows four electric motor modules 90.1, 90.2, 90.3, 90.4, which are attached to an angular gear, for example the angular gear 92.1, and drive this separately from one another.
  • Each electric motor module 90.j drives a bevel gear 94.j via an axially coupled transmission input shaft 95.j, which gear meshes with an output ring gear 96 on an output shaft 98.
  • Figure 9a shows six electric motor modules 90.i, of which three electric motor modules are attached to a first housing part 100.1, and of which three further electric tromotor modules are attached to a second housing part 100.2.
  • the two housing parts 100.1, 100.2 are attached to one another and pivotable relative to one another by means of a pivot bearing 36 (see FIG. 12).
  • the first housing part 100.1 is firmly connected to a chassis 102.
  • the second housing part 100.2 is fastened relative to the shock absorber 26.
  • Motor regulators 104 which are each a component of corresponding electric motor module 90.j, are also shown.
  • Figure 9a shows the situation where the impact lever 28 is in its normal position, which equivalently means that the shock absorber 26 is in its normal position.
  • FIG. 9b shows the six electric motor modules 90.j, the impact lever 28 being in its accident position. It can be seen that the attached electric motor modules 90.4, 90.5, 90.6 are attached unchanged to the second housing part 100.2, but that the second housing part 100.2 is pivoted relative to the first housing part 100.1. The movement of the impact lever 28 did not damage the electrical modules 90.4, 90.5, 90.6. After the impact lever 28 has been moved back, the drive is restored.
  • FIG. 10 shows the arrangement according to FIG. 9a from above.
  • Figure 11 shows a cross section through the arrangement according to Figures 9 and 10.
  • FIG. 12 shows a cross section through the output shaft 98. It can be seen that two ring gears 96.1, 96.2 are arranged on the output shaft 98. The first Tel lerrad 96.1 meshes with the pinions 94.1, 94.2, 94.3 of the electric motor modules 90.1,
  • the second ring gear 96.2 meshes with the pinions 94.4, 94.5, 94.6 of the electric motor modules 90.4, 90.5, 90.6.
  • FIG. 13 shows an exploded drawing of the bevel gear 92 as a variant with two gear input shafts 95.1 and 95.2, on which the bevel gears 95.1 and 95.2 are fastened.
  • the second bevel gear 94.2 on the second transmission input shaft 95.2 is mounted in the pivotable transmission housing part 100.2, the shaft bearings not being shown in FIG. 13 but in FIG. It can be seen that between the first housing part 100.1 and the second housing part 100.2 a first Transmission cover 99.1 and/or a second transmission cover 99.2 may be present.
  • FIGS. 14a and 14b show a cross section through the bevel gear 92.
  • FIG. 14a shows the normal position.
  • the accident position is shown in FIG. 14b.
  • the transmission input shafts 95.j, which are axially coupled to the electric motor modules 90.j, are mounted by means of shaft bearings 97.j
  • FIG. 15a shows a third embodiment of an electric vehicle 10 according to the invention.
  • the electric vehicle 10 has six electric motor modules 90.1, . . . 90.6.
  • the three electric motor modules 90.1, 90.2, 90.3 are coupled to one another collinearly with their rotors 91.j and act together on an angular gear 92.1, which transmits the drive torque to the front wheels 12.1, 12.2.
  • the three electric motor modules 90.4, 90.5, 90.6 are also coupled to one another with their rotors collinearly and act together on the angular gear 92.2, which drives the flinter wheels 14.1, 14.2.
  • FIG. 15a also shows that the electric vehicle 10 has a central tunnel wall 106 which forms a central tunnel 108.
  • a front center frame node 58.1 is attached at the front end of the center tunnel 108 with respect to a direction of travel F.
  • a rear frame node 58.2 is mounted at the rear end of the central tunnel 108.
  • the cooler 93 is permanently installed on the chassis 102, since all engine modules 90.j are also permanently installed on the chassis 102.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektrofahrzeug (10) mit (a) einer Vorderachse (48) und (b) einem Stoßaufnehmer (26). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass (c) der Stoßaufnehmer (26) (i) zumindest einen Aufprallhebel (28), der in einer Normalstellung ist und entlang eines Schwenkpfads (S) in eine Unfallstellung bewegbar ist, und (ii) zumindest einen Energieaufnehmer (32), der im Schwenkpfad (S) angeordnet ist, sodass der Energieaufnehmer (32) sich verformt, wenn sich der Aufprallhebel (28) aus der Normalstellung in die Unfallstellung bewegt, aufweist.

Description

Elektrofahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Elektrofahrzeug mit (a) einer Vorderachse und (b) einem Stoßaufnehmer. Elektrofahrzeuge sind insbesondere solche Fahrzeuge, bei denen die Räder mittels Elektromotoren angetrieben werden. Bei reinen Elektrofahrzeugen, auf die sich die Erfindung insbesondere bezieht, werden die Räder ausschließlich von Elektromotoren angetrieben. In anderen Worten existiert kein Verbrennungs motor, der ein Drehmoment auf die Räder überträgt.
Um die Passagiere von Elektrofahrzeugen im Falle eines Unfalls vor Schäden zu schützen, sind Stoßaufnehmer bekannt. Diese Stoßaufnehmer umfassen beispiels weise eine Stoßstange und eine Verformungsstruktur, die sich beim Aufprall des Elektrofahrzeugs auf ein Flindernis verformt. Dadurch kann die kinetische Energie des Aufpralls bei höheren Geschwindigkeiten zum Teil, bei geringeren Geschwindig keiten auch gänzlich aufgenommen werden, was zu einer geringen Maximalkraft führt, die auf die Passagiere wirkt. Anders als bei Fahrzeugen mit Verbrennungs motoren ist es bei Elektromotoren zudem günstig, die Batterie vor einer Beschä digung im Falle eines Unfalls zu bewahren. Der Grund dafür ist einerseits, dass die Batterie eine wertvolle Komponente des Elektrofahrzeugs ist. Andererseits kann eine beschädigte Batterie durchgehen. Hierunter wird verstanden, dass es zu einer positiven Rückkopplung kommt, bei der eine Beschädigung eines Teiles der Batterie, in der Regel aufgrund von Hitzewirkung dazu führt, dass weitere Teile der Batterie beschädigt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Elektrofahrzeug mit einem alternativen Stoßaufnehmer vorzuschlagen.
Die Erfindung löst das Problem durch ein Elektrofahrzeug mit zumindest einem Stoß aufnehmer, der (i) zumindest einen Aufprallhebel, der in einer Normalstellung ist und entlang eines Schwenkpfads in eine Unfallstellung bewegbar ist, und (ii) zumindest
I-fcOM / 20 ' einen Energieaufnehmer, der im Schwenkpfad angeordnet ist, sodass der Energie aufnehmer sich verformt, wenn sich der Aufprallhebel aus der Normal-Stellung in die Unfallstellung bewegt, aufweist.
Vorteilhaft an einem solchen Elektrofahrzeug ist, dass - bei geeigneter Konstruktion des Aufprallhebels und des Energieaufnehmers - ein Auffahrunfall dazu führt, dass sich zwar die Energieaufnehmer deformieren, viele andere Komponenten des Elek trofahrzeugs aber unbeschädigt bleiben können oder aber so geringe Schäden erlei den, dass sie weiterverwendet werden können.
Günstig ist, dass der Stoßaufnehmer sich die Besonderheit eines Elektrofahrzeugs zunutze macht, dass der Bereich vor der Fahrgastzelle, in dem bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren in der Regel der Motor angeordnet ist, meist weitgehend un genutzt ist. Dieser Bereich kann daher zum Aufnehmen der Energieaufnehmer ge nutzt werden.
Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird unter einem Elektrofahrzeug ins besondere ein solches Fahrzeug verstanden, bei dem das Antriebsdrehmoment auf die Räder zumindest teilweise von einem Elektromotor stammt. Besonders günstig ist es, wenn das Elektrofahrzeug ein reines Elektrofahrzeug ist, bei dem keines der Räder von einem anderen Motor angetrieben ist außer von einem Elektromotor.
Bei dem Elektrofahrzeug kann es sich beispielsweise um einen Personenkraftwagen, insbesondere mit einer Motorhaube im Frontbereich, einen Bus, insbesondere mit steiler Fahrzeugfront oder einen Transporter.
Unter dem Stoßaufnehmer wird insbesondere eine Struktur verstanden, die im Falle eines Auffahrunfalls, bei dem das Elektrofahrzeug auf ein Flindernis auffährt, kineti sche Energie des Elektrofahrzeugs durch Verformung aufnimmt. Bei dem Energie aufnehmer kann es sich um ein Bauteil handeln, das bei einem Aufprall des Elektro fahrzeugs durch Druck verformt wird und/oder um ein Bauteil, das bei einem Aufprall durch Zug verformt wird. In anderen Worten ist es möglich, dass der Energieaufneh mer beim Aufprall nur durch Druck verformt wird, nur durch Zug verformt wird oder sowohl durch Druck als auch durch Zug verformt wird. Statt des Begriffs des Energie- aufnehmers könnte daher auch der Begriff des Verformungselements verwendet werden.
Unter der Normalstellung wird diejenige Stellung verstanden, in der der Aufprallhebel nicht durch einen Auffahrunfall bewegt wurde. Unter der Unfallstellung wird insbeson dere diejenige Stellung verstanden, in der der Aufprallhebel ist, wenn das Elektro fahrzeug mit einer Geschwindigkeit von 54 km/h frontal auf ein massives stehendes Hindernis aufprallt.
Unter einem Elektromotormodul wird insbesondere eine Baugruppe verstanden, die zumindest einen Elektromotor aufweist. Vorzugsweise umfasst das Elektromotormo dul zudem eine Leistungselektronikeinheit, mittels der der Elektromotor mit elektri scher Energie versorgt wird. Es ist dann ausreichend, dem Elektromotor Spannung und ein Steuersignal zuzuführen, das beispielsweise die Soll-Drehzahl des Elektro motors kodiert, sodass das Elektromotormodul selbsttätig die Soll-Drehzahl abgibt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besitzt der Stoßaufnehmer zumindest ein Schwenklager, sodass der Stoßaufnehmer um eine Schwenkachse des zumin dest einen Schwenklagers schwenkbar ist. Bei dem Schwenklager kann es sich bei spielsweise um ein Gleitlager oder ein Wälzkörperlager handeln.
Die Schwenkachse verläuft vorzugsweise im Bereich der Vorderachse und/oder längs zur Vorderachse. Unter dem Merkmal, dass die Schwenkachse im Bereich der Vorderachse verläuft, wird insbesondere verstanden, dass ein Abstand zwischen der Schwenkachse und einer Drehachse durch die Vorderräder höchstens ein Fünftel, insbesondere höchstens ein Zehntel einer Fahrzeuglänge beträgt.
Günstig ist es, wenn der Stoßaufnehmer zumindest einen, insbesondere genau einen, Querriegel aufweist, der sich quer zur Fahrzeuglängsachse erstreckt.
Hierunter wird insbesondere verstanden, dass eine Ausgleichsgerade durch den Querriegel unter einem Winkel von 90° ± 10° zur Fahrzeuglängsachse verläuft.
Unter einem Querriegel wird insbesondere eine Struktur verstanden, die quer zum Aufprallhebel verläuft. Es ist möglich, nicht aber notwendig, dass der Aufprallhebel und der Querriegel einstückig ausgebildet sind. Die Schwenkachse verläuft vorzugsweise zumindest im Wesentlichen horizontal. Hierunter wird insbesondere verstanden, dass die Schwenkachse mit der horizontalen Ebene einen Winkel von höchstens 15°, vorzugsweise höchstens 10°, bildet.
Günstig ist es, wenn eine Querriegelbreite des Querriegels zumindest das 0,7-fache, insbesondere zumindest das 0,9-fache, einer Fahrzeugbreite des Elektrofahrzeugs beträgt. Besitzt das Elektrofahrzeug an seiner Frontseite zwei Querriegel, die sich in ihren Längsrichtungen aneinander anschließen, so ist die Querriegelbreite die Breite beider Querriegel gemeinsam, das heißt die Breite von einem Ende eines ersten Querriegels zum jeweils anderen Ende des zweiten Querriegels.
Vorzuweise besitzt der Stoßaufnehmer (i) einen zweiten Aufprallhebel, der in Normal stellung ist und entlang eines zweiten Schwenkpfads in eine Unfallstellung bewegbar ist. Es ist möglich, nicht aber notwendig, dass der zweite Aufprallhebel mit dem ersten Aufprallhebel, beispielsweise mittels eines Koppelhebels, verbunden ist. Günstig ist es, wenn der Stoßaufnehmer (ii) zumindest einen zweiten Energieaufneh mer, der im zweiten Schwenkpfad angeordnet ist, aufweist, sodass der zweite Ener gieaufnehmer sich verformt, wenn sich der zweite Aufprallhebel aus der Normalstel lung in die Unfallstellung bewegt. Der Stoßaufnehmer kann zudem einen zweiten Querriegel aufweisen, der am zweiten Aufprallhebel angeordnet ist. Die Querrigel sind vorzugsweise nebeneinander angeordnet und schließen sich in ihren Längs erstreckungsrichtungen aneinander an.
Vorzugsweise erstrecken sich die Aufprallhebel gemeinsam über eine Quer riegelbreite von zumindest dem 0,7-fachen, insbesondere dem 0,9-fachen der Fahr zeugbreite.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Energieaufnehmer zumindest ein Druckverformungselement auf. Das Druckverformungselement enthält vorzugs weise eine Falten-, Waben- oder Zellstruktur. Das Verformungselement ist beispiels weise aus Metall, insbesondere eine Metallschaum, Kunststoff oder einem Faserver bundwerkstoff aufgebaut. Günstig ist es, wenn der Energieaufnehmer beim Aufprall des Elektrofahrzeugs mit einer Geschwindigkeit von 54 km/h auf eine starre Wand eine Verformungsenergie von zumindest 150 kJ, insbesondere zumindest 200 kJ, aufnimmt.
Günstig ist es, wenn ein Hebelwinkel zwischen dem Querriegel, insbesondere dem Massenschwerpunkt des Querriegels, und der Vorderraddrehachse zumindest eines Vorderrads einerseits und der horizontalen Ebene andererseits mindestens 10°, ins besondere mindestens 15°, und höchstens 45° beträgt. Unter der Vorderraddrehach se wird diejenige gedachte Achse verstanden, um die sich die Vorderräder bei Fahrt des Fahrzeugs drehen.
Ist der Hebelwinkel zu klein, entstehen bei einem Aufprall des Fahrzeugs auf ein Hin dernis sehr große Kräfte auf das Schwenklager und eher kleine Kräfte auf den Ener gieaufnehmer, was unerwünscht ist. Ist der Hebelwinkel zu groß, ist der Schwenk pfad vergleichsweise kurz, was ebenfalls unerwünscht ist. Deshalb ist es günstig, wenn der Energieaufnehmer keine gleichbleibende Energieaufnahme pro Wegstrecke hat, sondern eine progressiv ansteigende Energieaufnahme mit zunehmendem Verformungsgrad hat.
Günstig ist es, wenn der Hebelwinkel in der Unfallstellung zumindest 70° größer ist als in der Normalstellung. Vorzugsweise beträgt der Hebelwinkel in der Unfallstellung zumindest 85°, insbesondere zumindest 90°.
Bevorzugt besitzt das Elektrofahrzeug (a) ein erstes Elektromotormodul, das einen ersten Rotor mit einer ersten Rotordrehachse hat und ein erstes Vorderrad antreibt, und (b) ein zweites Elektromotormodul, das einen zweiten Rotor mit einer zweiten Rotordrehachse hat und das erste Vorderrad antreibt. Das erste Elektromotormodul und das zweite Elektromotormodul sind vorzugsweise mit einem ersten Win kelgetriebe verbunden sind, das eine erste Abtriebswelle hat. Die Elektromotormo- dule sind bezüglich einer vertikalen Trennebene, die senkrecht zur Fahrzeuglängs achse verläuft und durch die Abtriebswellendrehachse des Winkelgetriebes verläuft, bevorzugt auf unterschiedlichen Seiten der Trennebene angeordnet. So wird der Schwerpunkt des Elektrofahrzeugs tief gehalten. Günstig ist es zudem, wenn das Elektrofahrzeug (a) ein drittes Elektromotormodul, das einen dritten Rotor mit einer dritten Rotordrehachse hat und ein zweites Vorder rad antreibt, und (b) ein viertes Elektromotormodul, das einen vierten Rotor mit einer vierten Rotordrehachse hat und das zweite Vorderrad antreibt, aufweist. Günstig ist es, wenn das dritte Elektromotormodul und das vierte Elektromotormodul mit einem zweiten Winkelgetriebe verbunden sind. Das zweite Winkelgetriebe hat eine zweite Abtriebswelle hat und das dritte Elektromotormodul und das vierte Elektromotormo dul sind vorzugsweise auf unterschiedlichen Seiten der vertikalen Trennebene ange ordnet sind.
Günstig ist es, wenn das erste Elektromotormodul oder das zweite Elektromotormo dul relativ zum Aufprallhebel befestigt ist. Hierunter wird verstanden, dass sich das entsprechende Elektromotormodul bewegt, wenn sich der Aufprallhebel bewegt, und umgekehrt. Das führt dazu, dass bei einem Aufprall des Elektrofahrzeugs auf ein Hindernis, bei dem es zu einem Schwenken des Aufprallhebels kommt, die Wahr scheinlichkeit einer Beschädigung des entsprechenden Elektromotormoduls vermin dert wird.
Vorzugsweise unterscheidet sich das erste Elektromotormodul vom zweiten Elektro motormodul in seiner Polzahl. Insbesondere unterscheiden sich zumindest zwei Elektromodule, die am gleichen Winkelgetriebe angreifen, in ihrer Polzahl. Eine hohe Polzahl bewirkt ein hohes Drehmoment bei kleinen Drehfrequenzen, eine geringe Polzahl bewirkt eine hohe maximal erreichbare Drehzahl. Um ohne ein zusätzliches Getriebe sowohl bei niedriger Raddrehfrequenz der Räder des Elektrofahrzeugs ein hohes Drehmoment auf die Räder aufbringen zu können als auch eine hohe Raddrehfrequenz erreichen zu können, ist es günstig, Elektromotormodule unter schiedlicher Polzahl vorzusehen. Es ist möglich, dass das Elektromotormodul mit dem Elektromotor mit der kleineren Polzahl über eine Kupplung, insbesondere mit einer Freilaufkupplung, mit dem Winkelgetriebe verbunden ist.
Vorzugsweise unterscheiden sich zudem zumindest zwei Elektromotormodule, die am zweiten Winkelgetriebe montiert sind, in ihren Polzahlen.
Die erste Rotordrehachse bildet mit einer Abtriebswellendrehachse der ersten Ab triebswelle einen Motorlagewinkel, der vorzugsweise zwischen 45° und 90° beträgt. Mit kleiner werdendem Motorlagewinkel bewegt sich ein freies Ende des entspre chenden Elektromotormoduls, also das Ende, das nicht mit dem Winkelgetriebe ver bunden ist, auf die Fahrzeugmittenachse zu. Die Fahrzeugmittenachse verläuft in Längsrichtung durch den Massenschwerpunkt des Elektrofahrzeugs. Ist der Montagewinkel 90°, ergibt sich eine H-Anordnung der 4 Elektromodule bei Blick von oben.
Zwischen einer Rotordrehachse des n-ten Elektromotormoduls und der horizontalen Ebene ist ein n-ter Hebelwinkel gebildet. Vorzuweise beträgt der erste Hebelwinkel zwischen 0 und 15°. Alternativ oder zusätzlich beträgt der zweite Hebelwinkel und/oder der fünfte Hebelwinkel 75° bis 90°. Die Hebelwinkel werden in der Normal stellung des Stoßaufnehmers bestimmt.
Es ist günstig, wenn zumindest zwei Elektromotormodule des Elektrofahrzeugs bau gleich sind. Enthält das Elektrofahrzeug zumindest vier Elektromotormodule, so sind zumindest jeweils zwei Elektromotormodule baugleich. Es ist möglich, nicht aber not wendig, dass alle vier Elektromotormodule baugleich sind.
Vorzuweise ist zumindest ein Elektromotormodul so mit dem Stoßaufnehmer, insbe sondere dem Aufprallhebel, verbunden, dass eine Bewegung des Aufprallhebels eine Schwenkbewegung des Elektromotormoduls um die Abtriebsachse bewirkt. Das Win kelgetriebe besitzt vorzugsweise ein Tellerrad, das kollinear zur Abtriebsachse ange ordnet ist. Schwenkt dann der Aufprallhebel, so schwenkt das Elektromotormodul um die Drehachse des Tellerrads, sodass eine Beschädigung des Elektromotormoduls leichter vermieden werden kann. Auch die Kegelräder rollen in der Regel beim Schwenken beschädigungsfrei auf dem Tellerrad ab.
Vorzuweise ist der Aufprallhebel an einem Gehäuse des Winkelgetriebes befestigt. Beispielsweise ist das Gehäuse um die Antriebswellen Drehachse drehbar gelagert. Die Abtriebswellendrehachse entspricht vorzugsweise der Aufprallhebelachse, um die der Aufprallhebel schwenkt.
Günstig ist es, wenn der Energieaufnehmer benachbart zum Radkasten angeordnet ist. Hierunter wird insbesondere verstanden, dass der Energieaufnehmer zumindest überwiegend in einem äußeren Quartil des Elektrofahrzeugs angeordnet ist. Das äu- ßere Quartil ist derjenige Bereich, der von einem Rand des Elektrofahrzeugs bis zu einer vertikalen Ebene reicht, die parallel zur Fahrzeuglängsachse verläuft. Unter dem Merkmal, dass der Energieaufnehmer zumindest überwiegend in diesem äuße ren Quartil angeordnet ist, wird insbesondere verstanden, dass der Massenschwer punkt des Energieaufnehmers im äußeren Quartil liegt.
Um die Passagiere auch bei einem auf das Elektrofahrzeug von hinten auffahrenden Fahrzeug schützen zu können, ist es günstig, wenn das Elektrofahrzeug einen Hin- terachsen-Stoßaufnehmer, der (i) einen Flinterachsen-Aufprallhebel, der in einer Normalstellung ist und entlang eines Flinterachsenhebel-Schwenkpfads in eine Un fallstellung bewegbar ist, und (ii) einen Flinterachsen-Energieaufnehmer, der im Hin- terachsenhebel-Schwenkpfad angeordnet ist, sodass der Energieaufnehmer sich verformt, wenn sich der Aufprallhebel aus der Normal-Stellung in die Unfall-Stellung bewegt, aufweist.
Die oben für den Aufprallhebel, der auch als Vorderachsen-Aufprallhebel bezeichnet werden könnte, gemachten Aussagen, gelten auch für den Hinterachsen-Aufprall- hebel.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besitzt das Elektrofahrzeug zumindest zwei Elektromotormodule, die mit ihren Rotoren in axialer Richtung gekoppelt sind und die Hinterräder antreiben, die an der Hinterachse befestigt sind. Es ist möglich, nicht aber notwendig, dass die beiden Elektromodule baugleich sind. Insbesondere können sich die Elektromodule in ihren Polzahlen unterscheiden.
Es ist vorteilhaft, wenn das Elektrofahrzeug in Fahrtrichtung vor der Fahrgastzelle einen zweiten Stoßaufnehmer aufweist, dessen zweiter Aufprallhebel eine Zweithe- bel-Schwenkachse hat, die sich von der Schwenkachse des ersten Stoßaufnehmers unterscheidet. Beispielsweise beträgt ein Abstand zwischen den beiden Schwenk achsen höchstens 1 m.
Es ist möglich, nicht aber notwendig, dass zwei Vorderräder unabhängig voneinan der von jeweils zumindest einem Elektromotormodul angetrieben werden. Alternativ ist es möglich, dass das Winkelgetriebe das erste Vorderrad und das zweite Vorder- rad antreibt und zwischen Winkelgetriebe und den Vorderrädern ein Differenzial getriebe angeordnet ist.
Es ist zudem möglich, dass ein Winkelgetriebe das erste Hinterrad und das zweite Hinterrad antreibt und zwischen dem Winkelgetriebe und den Hinterrädern ein Differenzialgetriebe angeordnet ist.
Vorzugsweise hat das Winkelgetriebe (a) ein erstes Gehäuseteil, das fest mit einem Chassis des Elektrofahrzeugs verbunden ist, und (b) ein zweites Gehäuseteil, das mit dem ersten Elektromotormodul fest verbunden ist und am ersten Gehäuseteil geführt beweglich befestigt ist. Es ist dann möglich, dass das erste Elektromotor modul relativ zum Chassis schwenkt, ohne dass das Gehäuse deformiert wird. Diese Ausgestaltung ist besonders günstig, wenn das erste Elektromotormodul relativ zum Aufprallhebel befestigt ist, sich also dann bewegt, wenn sich der Aufprallhebel bewegt. Kommt es dann zu einem Unfall, verschwenkt der Aufprallhebel und das Elektromotormodul verschwenkt relativ zum ersten Gehäuseteil, ohne dass es zu größeren Beschädigungen des Elektromotormoduls kommen muss.
Zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem zweiten Gehäuseteil ist insbesondere ein Schwenklager ausgebildet, das so robust ausgelegt ist, dass es die Kräfte auffängt, die bei einem frontalen Auffahren des Elektrofahrzeugs auf ein Hindernis bis zu einer Geschwindigkeit von 30 km/h, insbesondere 40 km Stunde, entstehen, sodass das Elektromotormodul und/oder das Winkelgetriebe nicht beschädigt werden.
Vorzugsweise ist ein erstes Elektromotormodul mit einem zweiten Elektromotormodul axial gekoppelt und das zweite Elektromotormodul ist mit dem Winkelgetriebe zum Antreiben verbunden ist. So kann die Antriebsleistung durch sequenzielles Anordnen von Elektromotormodulen leicht gesteigert werden.
Das Elektrofahrzeug besitzt vorzugsweise eine Batterieeinheit, die von einem Batte rierahmen umgeben ist. Der Energieaufnehmer ist vorzugsweise an einem Ende am Rahmen und/oder an einer Mitteltunnelwand eines Mitteltunnels abgestützt.
Es ist dann günstig, wenn das Elektrofahrzeug einen Mitteltunnel, der eine Mitteltun nelwand hat und zwischen Vorderachse und Hinterachse oberhalb eines Batterie- rahmens verläuft, aufweist, wobei die Mitteltunnelwand den Batterierahmen verstärkt. Die Mitteltunnelwand besitzt vorzugsweise eine Profilstruktur, was die mechanische Festigkeit erhöht.
Zur weiteren Verbesserung der mechanischen Festigkeit kann der Batterierahmen einen Eckrahmenknoten aufweisen, der im Kraftfluss vom Energieaufnehmer zum Chassis angeordnet ist. In anderen Worten stützt sich der Energieaufnehmer vor zugsweise am Eckrahmenknoten ab.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt
Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Elektrofahrzeugs ohne Karosserie,
Figur 2 eine Ansicht von oben auf das Elektrofahrzeug gemäß Figur 1 ,
Figur 3 eine Seitenansicht auf das Elektrofahrzeug gemäß Figur 1 , wobei in Teilfigur 3a der Aufprallhebel in seiner Normalstellung ist und in Teilfigur 3b in seiner Unfallstellung,
Figur 4 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Elektrofahrzeugs ohne Karosserie gemäß einer zweiten Ausführungsform,
Figur 5 eine Seitenansicht auf das Elektrofahrzeug gemäß Figur 4, wobei in Teilfigur 5a der Aufprallhebel in seiner Normalstellung ist und in Teilfigur 5b in seiner Unfallstellung,
Figur 6 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Elektrofahrzeugs ohne Karosserie gemäß einer dritten Ausführungsform, wobei in Teilfigur 6a der Aufprallhebel in seiner Normalstellung ist und in Teilfigur 6b in seiner Unfallstellung,
Figur 7 eine perspektivische Ansicht des Elektrofahrzeugs nach Figur 6, wobei in Teilfigur 7a der vordere Aufprallhebel in seiner Normalstellung ist und in io Teilfigur 7b in seiner Unfallstellung, und
Figur 8 eine Detailansicht von vier Elektromotormodulen, die an einem geschnit ten eingezeichneten Winkelgetriebe zum Antreiben eines Vorderrads montiert sind,
Figur 9 eine perspektivische Ansicht von sechs Elektromotormodulen, die an zwei Gehäuseteilen eines Winkelgetriebes montiert sind, wobei in Teilfigur 9a der Aufprallhebel in seiner Normalstellung ist und in Teilfigur 9b in seiner Unfallstellung,
Figur 10 eine Ansicht von oben auf die sechs Elektromotormodule gemäß Figur 9a,
Figur 11 einen Längsschnitt durch das Winkelgetriebe gemäß Figur 10,
Figur 12 einen Querschnitt durch das Winkelgetriebe gemäß Figur 11 ,
Figur 13 eine Explosionsansicht des Winkelgetriebes gemäß der Figuren 6 und 7,
Figur 14 einen Querschnitt durch das Winkelgetriebe gemäß Figur 13, wobei in Teilfigur 14a die Situation gezeigt ist, in der der nicht eingezeichnete Aufprallhebel in seiner Normalstellung ist und in Teilfigur 14b die Situation gezeigt ist, in der der Aufprallhebel in seiner Unfallstellung ist,
Figur 15 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Elektrofahrzeugs ohne Karosserie gemäß einer vierten Ausführungsform, wobei in Teilfigur 15a der Aufprallhebel in seiner Normalstellung ist und in Teilfigur 15b in seiner Unfallstellung, und
Figur 16 eine Ansicht von oben auf das Elektrofahrzeug nach Figuren 6a und 7a.
Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Elektrofahrzeug 10, das Vorderräder 12.1, 12.2 und Hinterräder 14.1, 14.2 und eine Fahrzeuglängsachse L aufweist. Die Hinterräder 14.1, 14.2 sind von einem Elektromotor 16 angetrieben, der mit einem Motorregler 18 zum Ansteuern verbunden ist. Der Elektromotor 16 ist mit einem Getriebe 20 und mit einem Differenzialgetriebe 22 verbunden und treibt darüber die Hinterräder 14.1 ,
14.2 an. Der Elektromotor 16, das Getriebe 20 und dass Differenzialgetriebe 22 sind Teil einer Hinterachse 24. Die Vorderräder 12.1 , 12.2 sind in der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform nicht angetrieben und sind lenkbar.
In einem Vorderwagen 27 (vergleiche Figur 2) des Elektrofahrzeugs 10 der Figur 1 ist ein Stoßaufnehmer 26 angeordnet. Der Stoßaufnehmer 26 besitzt einen Aufprall hebel 28, der, wie im vorliegenden Fall, einen ersten Teilhebel 28a und ein zweiten Teilhebel 28b aufweisen kann, nicht aber muss. Der Stoßaufnehmer 26 besitzt zudem einen ersten Energieaufnehmer 32.1 und einen zweiten Energieaufnehmer
32.2 sowie einen Querriegel 34, der mit den Energieaufnehmer 32.1 , 32.2 verbunden ist.
Der Stoßaufnehmer 26 hat ein Schwenklager 36, mittels dem der Aufprallhebel 28 um eine Aufprallhebel-Schwenkachse A28 schwenkbar gelagert ist. Damit ist der Stoßaufnehmer 26 um eine Stoßaufnehmer-Schwenkachse A26 schwenkbar gela gert. Der Energieaufnehmer 32 besitzt im vorliegenden Fall ein erstes Druckverfor mungselement 38.1 , ein Zugverformungselement 40.1 sowie ein zweites Druckver formungselement 38.2 und ein zweites Zugverformungselement 40.2.
Die Verformungselemente 38, 40 (Bezugszeichen ohne Zählsuffix wie „a“ oder „.1“ beziehen sich stets auf alle entsprechend Objekte) verlaufen entlang eines Schwenk pfads S des Aufprallhebels 28.
Die Vorderräder 12.1 , 12.2 sind mittels einer Radaufhängung 42 aufgehängt, die an einem vorderen Rahmenkopf 44 befestigt ist und einen Doppelquerlenker 46 auf weist. Die Radaufhängung 42, der vordere Rahmenkopf 44 und der Doppelquerlen ker 46 sind Teil einer Vorderachse 48.
Die Schwenkachse A28 verläuft im Bereich der Vorderachse 48 und längs zu dieser. Der Querriegel 34 verläuft quer zu einer Fahrzeuglängsachse L. Eine Querriegelbrei te B34 (vergleiche Figur 2) entspricht im vorliegenden Fall in guter Näherung einer Fahrzeugbreite B10. Figur 2 zeigt, dass die Vorderräder 12.1, 12.2 bei Geradeausfahrt um eine Vorder raddrehachse D12 drehen. Es ist zu erkennen, dass das Elektrofahrzeug 10 eine Bat terieeinheit 50 besitzt, die von einem Batterierahmen 52 umgeben ist. Die Batterie einheit 50 umfasst mehrere Batterieelemente 54. i (i= 1 , 2,... , N; N: Zahl der Batterie elemente). Die Batterieeinheit 50 kann zudem eine oder mehrere Brennstoffzellen aufweisen, die zum Laden der Batterieelemente 54. i angeordnet ist.
Der Batterierahmen 52 weist ein vorderes Rahmenelement 56.1 , ein hinteres Rah menelement 56.2, ein linkes Rahmenelement 56.3 und ein rechtes Rahmenelement 56.4 auf. Der Batterierahmen 52 kann zudem einen vorderen mittleren Rahmenkno ten 58.1, einen hinteren mittleren Rahmenknoten 58.2 und/oder einen hinteren Rah menkopf 60 aufweisen. Figur 2 zeigt zudem, dass der Batterierahmen 52 vier Eck rahmenknoten 62.1, 62.2, 62.3, 62.4 aufweist.
Figur 3a zeigt, dass das Elektrofahrzeug 10 einen Hinterachsen-Stoßaufnehmer 64 aufweisen kann. Der Hinterachsen-Stoßaufnehmer 64 kann einen Hinterachsen-Auf- prallhebel 66 und einen Hinterachsen-Energieaufnehmer 68 aufweisen. Der Hinter- achsen-Energieaufnehmer 68 ist vorzugsweise, nicht aber notwendigerweise, wie der Energieaufnehmer 32 (siehe Figur 1) aufgebaut und kann beispielsweise ein Hinterachsen-Druckverformungselement 70 und ein Hinterachsen- Zugverformungselement 72 aufweisen.
Der Energieaufnehmer 32.1 liegt an einer Anlagefläche 74 des Eck-Rahmenknotens 62.1, 62.2 an, so dass bei einem frontalen Auffahrunfall, bei dem eine Verformungs kraft Fv von vorne auf das Elektrofahrzeug 10 wirkt, der Querriegel 34 aus seiner in Figur 3a gezeigten Normalstellung in die in Figur 3b gezeigte Unfallstellung gedrückt wird. Dabei stützt sich das zumindest eine Druckverformungselement 38, hier die Druckverformungselement 38.1, 38.2, an der Anlagefläche 74 ab, sodass die auf die Anlagefläche 74 wirkende Kraft in den Batterierahmen 52 abgeleitet wird. Der Energieaufnehmer 32.1 kann zudem ein Zugverformungselement 40.1 aufweisen.
Der Hinterachsen-Energieaufnehmer 68 stützt sich an einer Hinterachsen-Anlageflä- che 76 ab. Die Funktionsweise ist die gleiche und wird daher nicht erneut erläutert. Der Hinterachsen-Stoßaufnehmer 64 besitzt einen Hinterachsen-Querriegel 78, der an einem Hinterachsen-Aufprallhebel 66 befestigt ist. Der Hinterachsen-Aufprallhebel 66 ist in einem Hinterachsen-Schwenklager 82 gelagert.
Figur 4 zeigt eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Elektrofahrzeugs 10, das einen zweiten Stoßaufnehmer 84, der im vorliegenden Fall aus den Teil- Stoßaufnehmern 84a, 84b aufgebaut ist und der vor einer Fahrgastzelle des Elektro fahrzeugs 10 angeordnet ist.
Der Stoßaufnehmer 26 ist ebenfalls aus zwei Teil-Stoßaufnehmern 26a, 26b aufge baut. Auch ist der Querriegel 34 aus zwei Teil-Querriegeln 34a 34b aufgebaut, die auch als Querriegel bezeichnet werden können. Die Querriegel 34a, 34b sind neben einander angeordnet und schließen in ihren Längserstreckungsrichtungen L34 anein ander an. Ebenso sind die beiden Stoßaufnehmer 26, 84 miteinander mittels eines Koppelhebels 86 verbunden, der entsprechend aus zwei Teil-Koppelhebeln 86 a, 86b besteht.
Figur 5a zeigt eine geschnittene Seitenansicht des Elektrofahrzeugs 10. Es ist zu erkennen, dass das Elektrofahrzeug 10 ein zweites Schwenklager 88 aufweist, mittels dem der zweite Stoßaufnehmer 84 schwenkbar gelagert ist. Wirkt zumindest eine Komponente der Verformungskraft Fv auf den zweiten Stoßaufnehmer 84, so überträgt dieser eine Kraft auf den ersten Stoßaufnehmer 26, der daraufhin eine Schwenkbewegung durchführt und den Energieaufnehmer 32 deformiert.
Figur 5a zeigt, dass die Schwenklager 36, 88 auf unterschiedlichen Höhen angeord net sein können, was unabhängig von den sonstigen Merkmalen, die im Zusammen hang mit dieser Ausdrucksform beschrieben wurde, eine bevorzugte Ausführungs form darstellt. Figur 5a zeigt den ersten Aufprallhebel 28 und einen zweiten Aufprall hebel 89 des zweiten Stoßaufnehmers 84 in ihren jeweiligen Normalstellungen.
Figur 5b zeigt den ersten Aufprallhebel 28 und den zweiten Aufprallhebel 89 in ihren jeweiligen Unfallstellungen. Es ist zu erkennen, dass es möglich und bevorzugt ist, dass das Elektrofahrzeug 10 lediglich an seiner Vorderseite zwei Stoßaufnehmer aufweist. Figur 6a zeigt wie Figur 6b eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Elektrofahrzeugs 10, das sich vom Elektrofahrzeug 10 gemäß Figur 1 durch den An trieb unterscheidet. Es ist zu erkennen, dass das Elektrofahrzeug 10 zwölf Elektro- motormodule 90.j (j = 1, ..., J; hier: J = 12) besitzt. Die Elektromotormodule 90.1 und 90.2 wirken voneinander gesondert auf ein erstes Winkelgetriebe 92.1 , das das erste Vorderrad 12.1 antreibt. Die Elektromotormodule 90.3, 90.4 wirken ebenfalls vonein ander gesondert auf ein zweites Winkelgetriebe 92.2, das das zweite Vorderrad 12.2 antreibt. Die Elektromotormodule 90.1, 90.3 sind am Querriegel 34 befestigt. Die Elektromotormodule 90.2, 90.4 sind relativ zum Chassis 102, im vorliegenden Fall relativ zum Batterierahmen 52 befestigt.
Die Elektromotormodule 90.5 und 90.6 sind axial miteinander gekoppelt und treiben nicht voneinander gesondert ein drittes Winkelgetriebe 92.3 an. Die Elektromotormo dule 90.7, 90.8 treiben auf die gleiche Weise ein viertes Winkelgetriebe 92.4 an. Die Elektromotormodule 90.9, 90.10, 90.11, 90.12 sind am Flinterachsen-Querriegel 78 befestigt.
Figur 7a zeigt eine teilweise geschnittene Ansicht des Elektrofahrzeugs 10. Es ist zu erkennen, dass ein Kühler 93 ebenfalls am Stoßaufnehmer 26 befestigt sein kann.
Eingezeichnet ist ein erster Flebelwinkel ei zwischen der ersten Rotordrehachse Ri des ersten Elektromotormoduls 90.1 und der Florizontalen H.
Figur 7b zeigt die Situation, in der das Druckverformungselement 38 aufgrund eines Auffahrunfalls deformiert ist. Das Flinterachsen-Druckverformungselement 70 hinge gen ist unverformt.
Figur 8 zeigt vier Elektromotormodule 90.1, 90.2, 90.3, 90.4, die an einem Winkelge triebe, beispielsweise dem Winkelgetriebe 92.1, befestigt sind und dieses voneinan der gesondert antreiben. Jedes Elektromotormodul 90.j treibt über eine axial gekoppelte Getriebeeingangswelle 95.j ein Kegelrad 94.j an, das mit einem Abtriebs- Tellerrad 96 auf einer Abtriebswelle 98 kämmt.
Figur 9a zeigt sechs Elektromotormodule 90. i, von denen drei Elektromotormodule an einem ersten Gehäuseteil 100.1 befestigt sind, und von denen drei weitere Elek- tromotormodule an einem zweiten Gehäuseteil 100.2 befestigt sind. Die beiden Ge häuseteil 100.1 , 100.2 sind aneinander und relativ zueinander schwenkbar mittels eines Schwenklagers 36 (siehe Figur 12) befestigt. Das erste Gehäuseteil 100.1 ist fest mit einem Chassis 102 verbunden. Das zweite Gehäuseteil 100.2 ist relativ zum Stoßaufnehmer 26 befestigt. Eingezeichnet sind zudem die Motorregler 104 , die jeweils ein Bestandteil des entsprechenden Elektromotormoduls 90.j sind.
Figur 9a zeigt die Situation, in der der Aufprallhebel 28 in seiner Normalstellung ist, was äquivalent bedeutet, dass der Stoßaufnehmer 26, in seiner Normalstellung ist.
Figur 9b zeigt die sechs Elektromotormodule 90.j, wobei der Aufprallhebel 28 in seiner Unfallstellung ist. Es ist zu erkennen, dass die befestigten Elektromotormodule 90.4, 90.5, 90.6 unverändert am zweiten Gehäuseteil 100.2 befestigt sind, dass aber das zweite Gehäuseteil 100.2 relativ zum ersten Gehäuseteil 100.1 verschwenkt ist. Durch die Bewegung des Aufprallhebels 28 wurden die Elektromodule 90.4, 90.5, 90.6 nicht beschädigt. Nach Zurückbewegen des Aufprallhebels 28 ist der Antrieb wiederhergestellt.
Figur 10 zeigt Anordnung gemäß Figur 9a von oben.
Figur 11 zeigt einen Querschnitt durch die Anordnung gemäß der Figuren 9 und 10.
Figur 12 zeigt ein Querschnitt durch die Abtriebswelle 98. Es ist zu erkennen, dass auf der Abtriebswelle 98 zwei Tellerräder 96.1, 96.2 angeordnet sind. Das erste Tel lerrad 96.1 kämmt mit den Ritzeln 94.1, 94.2, 94.3 der Elektromotormodule 90.1,
90.2, 90.3. Das zweite Tellerrad 96.2 kämmt mit den Ritzeln 94.4, 94.5, 94.6 der Elektromotormodule 90.4, 90.5, 90.6.
Figur 13 zeigt eine Explosionszeichnung des Winkelgetriebes 92 als eine Variante mit zwei Getriebeeingangswellen 95.1 und 95.2, auf denen die Kegelräder 95.1 und 95.2 befestigt sind. Das zweite Kegelrad 94.2 auf der zweiten Getriebeeingangswelle 95.2 ist im schwenkbaren Getriebegehäuseteil 100.2 gelagert, wobei die Wellenlager nicht in Figur 13, aber in Figur 14 dargestellt sind. Es ist zu erkennen, dass zwischen dem ersten Gehäuseteil 100.1 und dem zweiten Gehäuseteil 100.2 eine erste Getriebeabdeckung 99.1 und/oder eine zweite Getriebeabdeckung 99.2 vorhanden sein kann.
Die Figuren 14a und 14b zeigen einen Querschnitt durch das Winkelgetriebe 92. In Figur 14a ist die Normalstellung gezeigt. In Figur 14 b ist die Unfallstellung gezeigt. Die mit den Elektromotormodulen 90.j axial gekoppelten Getriebeeingangswellen 95.j sind mittels Wellenlager 97.j gelagert
Figur 15a zeigt wie Figur 15b eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Elektrofahrzeugs 10. Es ist zu erkennen, dass das Elektrofahrzeug 10 sechs Elektro- motormodule 90.1, ..., 90.6 besitzt. Die drei Elektromotormodule 90.1, 90.2, 90.3 sind mit ihren Rotoren 91.j kollinear miteinander gekoppelt und wirken gemeinsam auf ein Winkelgetriebe 92.1 , das das Antriebsdrehmoment auf die Vorderräder 12.1, 12.2 überträgt. Die drei Elektromotormodule 90.4, 90.5, 90.6 sind ebenfalls mit ihren Rotoren kollinear miteinander gekoppelt und wirken gemeinsam auf das Winkelge triebe 92.2, das die Flinterräder 14.1, 14.2 antreibt.
Figur 15a zeigt zudem, dass das Elektrofahrzeug 10 eine Mitteltunnelwand 106 auf weist, die einen Mitteltunnel 108 bildet. Am bezüglich einer Fahrtrichtung F vorderen Ende des Mitteltunnels 108 ist ein vorderer mittlerer Rahmenknoten 58.1 angebracht. Am hinteren Ende des Mitteltunnels 108 ist ein hinterer Rahmenknoten 58.2 montiert. In dieser Fahrzeugvariante ist der Kühler 93 fest am Chassis 102 verbaut, da auch alle Motormodule 90.j mit dem Chassis 102 fest verbaut sind.
Figur 16 zeigt eine Ansicht von oben auf das Elektrofahrzeug 10 ohne Karosserie. Es ist zu erkennen, dass ein erster Motorlagewinkel mi zwischen der Vorderraddrehach se D12 und der Rotordrehachse Ri in der gezeigten Ausführungsform mi = 90° beträgt. Bezugszeichenliste
10 Elektrofahrzeug 66 Hinterachsen-Aufprallhebel 12 Vorderrad 68 Hinterachsen-Energieaufnehmer 14 Hinterrad
70 Hinterachsen-Druckverformungs- 16 Elektromotor element 18 Motorregler
72 Hinterachsen-Zugverformungs-
20 Getriebe element 22 Differenzialgetriebe 74 Anlagefläche 24 Hinterachse 76 Hinterachsen-Anlagefläche
26 Stoßaufnehmer 78 Hinterachsen-Querriegel
27 Vorderwagen
82 Hinterachsen-Schwenklager
28 Aufprallhebel 84 zweiter Stoßaufnehmer 28a, 28b Teilhebel 84a, b Teil-Stoßaufnehmer
29 Hinterwagen 86 Koppelhebel
32 Energieaufnehmer 88 zweites Schwenklager 34 Querriegel 89 zweiter Aufprallhebel 36 Schwenklager
90 Elektromotormodul 38 Druckverformungselement
91 Rotor
40 Zugverformungselement 92 Winkelgetriebe 42 Radaufhängung 93 Kühler 44 vorderer Rahmenkopf 94 Kegelrad 46 Doppelquerlenker 95 Getriebeeingangswelle 48 Vorderachse 96 Abtriebs-Tellerrad
97 Wellenlager
50 Batterieeinheit
98 Abtriebswelle 52 Batterierahmen 99 Getriebeabdeckung 54 Batterieelement 56 Rahmenelement 100 Gehäuseteil 58 Rahmenknoten 102 Chassis 104 Motorregler
60 hinterer Rahmenkopf 106 Mitteltunnelwand 62 Eck-Rahmenknoten 108 Mitteltunnel 64 Hinterachsen-Stoßaufnehmer e Hebelwinkel H Horizontale m Motorlagewinkel i Laufindex (Batterieelemente) A26 Stoßaufnehmer-Schwenkachse j Laufindex (Elektromotormodule) A28 Aufprallhebel-Schwenkachse J Zahl der Elektromotormodule B34 Querriegelbreite L Längserstreckungsrichtung, Fahr B10 Fahrzeugbreite zeuglängsachse D12 Vorderraddrehachse N Anzahl der Batterieelemente D14 Hinterraddrehachse Q Quartil E Wirkebene des Aufprallhebels Rj Rotordrehachse des F Fahrtrichtung S Schwenkpfad Fv Verformungskraft

Claims

G i n treal i emct uma l p r Uo penr tsyFLET GmbH Anwaltsakte: Westbahnhof 3B-5 1101-0011 PCT-1 38118 Braunschweig Deutschland Datum: 03. Mai 2021 Patentansprüche
1. Elektrofahrzeug (10) mit
(a) einer Vorderachse (48) und
(b) einem Stoßaufnehmer (26), dadurch gekennzeichnet, dass
(c) der Stoßaufnehmer (26)
(i) zumindest einen Aufprallhebel (28), der in einer Normalstellung ist und entlang eines Schwenkpfads (S) in eine Unfallstellung bewegbar ist, und (ii) zumindest einen Energieaufnehmer (32), der im Schwenkpfad (S) angeordnet ist, sodass der Energieaufnehmer (32) sich verformt, wenn sich der Aufprallhebel (28) aus der Normalstellung in die Unfallstellung bewegt, aufweist.
2. Elektrofahrzeug (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
(a) der Stoßaufnehmer (26) ein Schwenklager (36) aufweist, sodass der Stoßaufnehmer (26) um eine Stoßaufnehmer-Schwenkachse (A26) schwenkbar ist,
(b) die Stoßaufnehmer-Schwenkachse (A26) im Bereich der Vorderachse (48) und/oder längs zur Vorderachse (48) verläuft und dass
(c) der Stoßaufnehmer (26) einen Querriegel (34) aufweist, der sich quer zu einer Fahrzeuglängsachse (L) erstreckt.
3. Elektrofahrzeug (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass
(a) der Stoßaufnehmer (26)
(i) einen zweiten Aufprallhebel (28b), der in Normalstellung ist und entlang eines zweiten Schwenkpfads in eine Unfallstellung bewegbar ist,
(ii) zumindest einen zweiten Energieaufnehmer (32), der im zweiten Schwenkpfad angeordnet ist, sodass der zweiten Energieaufnehmer (32) sich verformt, wenn sich der zweiten Aufprallhebel (28) aus der Normalstellung in die Unfallstellung bewegt, und
(iii) einen zweiten Querriegel (34), der am zweiten Aufprallhebel (28) angeordnet ist aufweist, und dass
(b) die Querriegel (34a, 34b) nebeneinander angeordnet sind und sich in ihren Längserstreckungsrichtungen aneinander anschließen und/oder sich die Aufprallhebel (28) gemeinsam über eine Querriegelbreite (B34) von zumindest dem 0,7-fachen der Fahrzeugbreite erstrecken.
4. Elektrofahrzeug (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass der zumindest eine Energieaufnehmer (32)
(a) zumindest ein Druckverformungselement (38) und/oder zumindest ein Zugverformungselement (40) aufweist und/oder
(b) bei einem Aufprall des Elektrofahrzeugs (10) mit einer Geschwindigkeit von 54 km/h auf eine starre Wand eine Verformungsenergie von zumindest 150 Kilojoule, insbesondere zumindest 200 Kilojoule, aufnimmt.
5. Elektrofahrzeug (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass
(a) in der Normalstellung ein Hebelwinkel (e) zwischen Querriegel (34) und Vorderraddrehachse (D12) zumindest eines Vorderrads (12) einerseits und der Horizontalen (H) andererseits mindestens 15° und höchstens 45° beträgt und/oder
(b) in der Unfallstellung der Hebelwinkel (e) zumindest 75°, insbesondere zumindest 90°, größer ist als in der Normalstellung.
6. Elektrofahrzeug (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch
(a) ein erstes Elektromotormodul (90.1), das einen ersten Rotor mit einer ersten Rotordrehachse hat und ein erstes Vorderrad antreibt, und
(b) ein zweites Elektromotormodul (90.2), das einen zweiten Rotor mit einer zweiten Rotordrehachse hat und das erste Vorderrad antreibt,
(c) wobei das erste Elektromotormodul und das zweite Elektromotormodul mit einem ersten Winkelgetriebe verbunden sind, das eine erste Abtriebswelle hat und bezüglich einer vertikalen Trennebene, die senkrecht zur Fahrzeuglängsachse (L) verläuft und durch die Abtriebswellendrehachse des Winkelgetriebes verläuft, auf unterschiedlichen Seiten der Trennebene angeordnet sind, und/oder
(d) ein drittes Elektromotormodul (90.3), das einen dritten Rotor mit einer dritten Rotordrehachse hat und ein zweites Vorderrad antreibt, und
(e) ein viertes Elektromotormodul (90.4), das einen vierten Rotor mit einer vierten Rotordrehachse hat und das zweite Vorderrad antreibt,
(f) wobei das erste Elektromotormodul (90.1 ) und das zweite Elektromotormodul (90.2) mit einem zweiten Winkelgetriebe verbunden sind, wobei das zweite Winkelgetriebe eine zweite Abtriebswelle hat und
(g) das dritte Elektromotormodul und das vierte Elektromotormodul auf unterschiedlichen Seiten der vertikalen Trennebene angeordnet sind.
7. Elektrofahrzeug (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Elektromotormodul sich vom zweiten Elektromotormodul in einer Polanzahl unterscheidet und/oder das Elektromotormodul sich vom zweiten Elektromotormodul in einer Polanzahl unterscheidet.
8. Elektrofahrzeug (10) nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch
(a) ein fünftes Elektromotormodul (90.5), das einen fünften Rotor mit einer fünften Rotordrehachse hat,
(b) wobei das fünfte Elektromotormodul mit dem ersten Winkelgetriebe zum Antreiben verbunden ist,
(c) wobei ein erster Hebelwinkel (ei) zwischen der ersten Rotordrehachse gegenüber der Horizontalen zwischen 0° und 15° beträgt und/oder ein zweiter Hebelwinkel (e2) zwischen der zweiten Rotordrehachse gegenüber der Horizontalen zwischen 75° und 90° beträgt und/oder ein fünfter Hebelwinkel (ss) zwischen der fünften Rotordrehachse und der Horizontalen zwischen 20° und 70° beträgt.
9. Elektrofahrzeug (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Elektromotormodul (90) so mit dem Stoßaufnehmer (26), insbesondere dem Aufprallhebel (28), verbunden ist, dass eine Bewegung des Aufprallhebels (28)s eine Schwenkbewegung des Elektromotormoduls um die Abtriebsachse bewirkt.
10. Elektrofahrzeug (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Energieaufnehmer (32) benachbart zum Radkasten angeordnet ist.
11. Elektrofahrzeug (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit
(a) einer Hinterachse und
(b) einem Hinterachsen-Stoßaufnehmer (26), der
(i) einen Hinterachsen-Aufprallhebel (28), der in einer Normalstellung ist und entlang eines Hinterachsenhebel-Schwenkpfads in eine Unfallstellung bewegbar ist, und
(ii) einen Hinterachsen-Energieaufnehmer (32), der im Hinterachsenhebel-Schwenkpfad angeordnet ist, (sodass der Energieaufnehmer (32) sich verformt, wenn sich der Hinterachsen- Aufprallhebel (28) aus der Normal-Stellung in die Unfall-Stellung bewegt) aufweist.
12. Elektrofahrzeug (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass
(a) zumindest zwei Elektromotormodule mit ihren Rotoren in axialer Richtung gekoppelt sind und die Hinterräder antreiben, die an der Hinterachse befestigt sind und
(b) das Winkelgetriebe das erste Vorderrad und das zweite Vorderrad antreibt und zwischen Winkelgetriebe und den Vorderrädern ein Differenzialgetrie be angeordnet ist.
13. Elektrofahrzeug (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Winkelgetriebe
(a) ein erstes Gehäuseteil hat, das fest mit einem Chassis des Elektrofahrzeugs(10) verbunden ist, und
(b) ein zweites Gehäuseteil hat, das mit dem ersten Elektromotormodul fest verbunden ist und am ersten Gehäuseteil geführt beweglich befestigt ist.
14. Elektrofahrzeug (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch
(a) eine Batterieeinheit,
(b) einen Batterierahmen, der die Batterie umgibt,
(c) wobei der Energieaufnehmer (32) an einem Ende am Batterierahmen und/oder an einer Mitteltunnelwand eines Mitteltunnels abgestützt ist.
15. Elektrofahrzeug (10) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass
(a) der Batterierahmen einen Eckrahmenknoten aufweist, der im Kraftfluss vom Energieaufnehmer (32) zum Batterierahmen angeordnet ist und/oder dass
(b) das Elektrofahrzeug (10) einen Mitteltunnel, der eine Mitteltunnelwand hat und zwischen Vorderachse (48) und Hinterachse oberhalb des Batterierahmens verläuft, wobei die Mitteltunnelwand den Batterierahmen verstärkt, wobei im Mitteltunnel die zumindest zwei mit ihren Rotoren in axialer Richtung gekoppelten Elektromotormodule angeordnet sind, aufweist.
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