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1. WO2020221474 - THREE-WHEELED ELECTRIC VEHICLE

Note: Text based on automatic Optical Character Recognition processes. Please use the PDF version for legal matters

[ DE ]

Patentansprüche:

1. Dreirädriges Elektrofahrzeug nach EG-Fahrzeugklasse L2e-U,

wobei

- das Elektrofahrzeug (2) eine steife, selbsttragende, in Skelettkarosserie- Bauweise ausgeführte Karosserie (3) hat, deren Skelettelemente überwiegend aus metallischen, runden Rohren und hohlen Vierkantprofilen bestehen, die zumeist miteinander verschweißt sind;

- das Elektrofahrzeug (2) zwei elektromotorisch angetriebene Hinterräder (100 und 100') hat, die je über eine Radaufhängung (102,102') an der Karosserie (3) gehalten sind, und die bezüglich einer horizontalen Fahrzeugebene vertikal ausgerichtet sind und in allen Fahrsituationen vertikal ausgerichtet bleiben, und die Vertikalverstellungen bezüglich der Karosserie (3) und deren Nutzlast auszuführen vermögen;

- jedes Hinterrad (100 und 100') zum elektromotorischen Antrieb je einen, als mehrphasigen Synchronmotor mit integrierter Motorsteuerung ausgebildeten Radnabenmotor (90, 90') aufweist;

- an einem Vorderende (6) der Karosserie (3) eine Teleskopfedergabel (80)

schwenkbar angelenkt ist, an der ein Vorderrad (70) und ein, mit einem

Beschleunigungsdrehgriff (82) ausgerüsteter Fahrzeuglenker (81) montiert ist, und diese Teleskopfedergabel (80) gegenüber einer Fahrzeuglängsrichtung einen maximalen Lenkwinkeleinschlag von etwa minus 80° bis etwa plus 80° auszuführen vermag, der von einem Lenkwinkelsensor erfasst wird, der ein entsprechendes Lenkwinkelsignal erzeugt; und

- am Elektrofahrzeug (2) ein, mit Datenspeicherkapazität und digitaler Daten

verarbeitungskapazität ausgerüsteter Controller montiert ist, der nachstehende Fahrparameter, nämlich

— den Lenkwinkeleinschlag des Vorderrades (70),

— die von der Beschleunigungsdrehgriff-Stellung geforderte

SOLL-Beschleunigung,

— die aktuelle IST-Drehzahl der beiden Hinterräder (100 und 100'), und

— die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit

erfasst und auswertet, und anhand dieser Auswertung verschiedene Antriebsmodi veranlasst, bei deren Ausführung die beiden Motorsteuerungen so angesteuert

werden, dass bei einer Kurverfahrt die beiden Hinterräder (100 und 100') mit je unterschiedlichem Drehmoment angetrieben werden,

dadurch gekennzeichnet, dass

jeder Radnabenmotor (90, 90') für eine maximale Nenndauerleistung größer 2 kW und kleiner 6 kW ausgelegt ist, insbesondere für eine maximale Nenndauerleistung von etwa 4 kW ausgelegt ist;

die Radnabenmotoren (90, 90') kein Getriebe besitzen;

der Controller dafür sorgt, dass im Dauer-bzw. Regelbetrieb das von beiden

Radnabenmotoren (90, 90') gemeinsam erzeugte Drehmoment eine Nenndauer leistung von 4 kW nicht übersteigt; und

zu diesen Antriebsmodi ein Anfahr- und Hindernisüberwindungs-Modus gehört, der bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit von 0 bis 2 km/h ausgeführt wird, wobei bei einem starken Lenkwinkeleinschlag bis zu 80° der am kurvenäußeren Rad montierte Motor etwa 90 % des mit der gegebenen Beschleunigungsdrehgriff- Stellung angeforderten Gesamt-Drehmoments liefert, und

der am kurveninneren Rad montierte Motor etwa 10 % des angeforderten Gesamt- Drehmoments liefert, das heißt ein Drehmomentverhältnis von 90 zu 10 eingestellt wird, und bei einem geringeren Lenkeinschlag ein proportional entsprechend ver mindertes Drehmomentverhältnis eingestellt wird bis bei Geradeausfahrt ein solches Drehmomentverhältnis von 50 zu 50 erreicht ist.

2. Dreirädriges Elektrofahrzeug nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Controller bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit größer 12 km/h einen

Normalfahr-Modus ausführen lässt, wobei bei einem starken Lenkwinkeleinschlag bis zu 80° der am kurvenäußeren Rad montierte Motor etwa 70 % des mit der gegebenen Beschleunigungsdrehgriff-Stellung angeforderten Gesamt- Drehmoments liefert, und

der am kurveninneren Rad montierte Motor etwa 30 % des angeforderten

Gesamt-Drehmoments liefert, das heißt ein Drehmomentverhältnis von 70 zu 30 eingestellt wird, und

bei einem geringeren Lenkeinschlag ein proportional

entsprechend vermindertes Drehmomentverhältnis eingestellt wird, bis bei

Geradeausfahrt ein solches Drehmomentverhältnis von 50 zu 50 erreicht ist.

3. Dreirädriges Elektrofahrzeug nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

jeder Radnabenmotor (90, 90')

- ein Statorteil (91) aufweist, das über einen horizontal ausgerichteten und drehfest mit dem Statorteil (91) verbundenen Achszapfen (92) stationär und drehfest mit einem Radträger (103) der Radaufhängung (102) verbunden ist; und

- ein, das Statorteil (91 ) topfförmig umfassendes Drehteil (94) hat, das in

einstückiger Bauweise ein dem Topfumfang entsprechendes Ringteil (95) und eine, dem Topfboden entsprechende Außenwand (96) hat, wobei am

Innenumfang des drehbar gehaltenen Ringteils (95) um die Statorpole rotierbare Permanentmagnete montiert sind, und wobei von der Außenwand (96) Bolzen (97) abstehen, an denen eine, mit einem Radreifen (99) versehene Felge (98) so montierbar ist, dass der Radreifen (99) den Radnabenmotor (90) umfasst, und beide in radialer Richtung gemeinsam fluchtend angeordnet sind.

4. Dreirädriges Elektrofahrzeug nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Radträger (103) einen Radträgerkörper hat, dessen Kontur an ein Drachen viereck erinnert, das eine lange Diagonale hat, die am Elektrofahrzeug (2) in dessen Längsrichtung und im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist, so dass der Radträgerkörper vier Ecken hat, nämlich - bei dieser Anordnung - eine hintere Ecke (105), eine obere Ecke (105'), eine vordere Ecke (105") und eine untere Ecke (105'");

in der hinteren Ecke (105) eine Bohrung (107) ausgespart ist, in die der Achs zapfen (92) am Statorteil (91) des Radnabenmotors (90, 90') eingesetzt ist; und dieser Radträger (103) gegenüber der Karosserie (3) dreifach schwenkbar gelagert ist, nämlich:

- in einem an der vorderen Ecke (105") des Radträgers (103) befindlichen

Schwenklager (110), das unmittelbar und direkt mit einer vertikalen Stütze eines unteren Tragelementes (40) der Karosserie (3) verbunden ist;

- in einem weiteren, an der oberen Ecke (105') des Radträger (103)

ausgebildeten Gelenk (111 ), an dem ein unteres Ende (115) eines

Federdämpfers (112) schwenkbar anliegt, der ein oberes Ende (113) hat, das an einem oberen äußeren Längsträger (22) eines oberen Tragelementes (20) der Karosserie (3) gelenkig angebracht ist; und

- in einem an der unteren Ecke (105"') des Radträgers (103) ausgebildeten Lager, das schwenkbar eine Welle (117) aufnimmt, die mit einem Fuß (118) eines

Längslenkers (120) verbunden ist.

5. Dreirädriges Elektrofahrzeug nach einem der Ansprüche 1 , 3 und 4,

dadurch gekennzeichnet, dass

zwischen die beiden Radaufhängungen ein Drehstabstabilisator (122) eingesetzt ist, der als gerader, sich in Querrichtung über nahezu die gesamte Fahrzeugbreite erstreckenden Stab aus Federstahl ausgebildet ist, der in zwei zueinander

beabstandeten und je an einem unteren hinteren Längsträger (125, 125') der

Karosserie (3) befestigten Drehstablager (124, 124') abgestützt und drehbar gehalten, ist;

dieser Drehstab (122) je einen, über das jeweilige Drehstablager (124, 124’) hinausstehenden Drehstabendabschnitt (123, 123') hat, der je drehfest in einem Kopf (119) des zugeordneten Längslenkers (120) eingespannt ist; und

dieser Drehstabstabilisator (122) bei einer Vertikalverstellung des Hinterrades (100) auf Torsion beansprucht wird und einen Teil des angreifenden Drehmoments auf den gegenüberliegenden Radträger (103') überträgt, an dem des andere

Hinterrad (100') montiert ist.

6. Dreirädriges Elektrofahrzeug nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Karosserie (3) ein oberes Tragelement (20) und ein unteres Tragelement (40) aufweist, die im Bereich einer Fahrzeugmitte überlappend angeordnet sind und in diesem Überlappungsbereich von einem vertikalen Stützrahmen (50) durchsetzt werden, wobei:

- Skelettelemente (43, 43', 48) am unteren Tragelement (40) gemeinsam an einem Vorderende (6) der Karosserie (3) eine nach vorne schützende Barriere (49) für einen Fußraum (11 ) eines Fahrzeugfahrers am Elektrofahrzeug (2) bilden; und

- weitere Skelettelemente (51 , 53, 54, 54‘) einen, hinter einem Fahrersitz-Rücken teil (13) angeordneten Überrollbügel (55) bilden, der weit über den Kopf eines auf einem Fahrersitz (12) sitzenden Fahrzeugfahrers hinaus empor ragt.

7. Dreirädriges Elektrofahrzeug nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, dass

zum oberen Tragelement (20) der Karosserie (3) die Skelettelemente obere äußere Längsträger (22 und 22') und obere innere Längsträger (23 und 23') gehören; und

diese Längsträger (22, 22', 23, 23') eine Halterung für eine ebene, horizontal ausgerichtete, hintere Hauptladeplattform (30) bilden, die eine rechteckige Lade- Fläche mit einer Fläche von etwa 8880 cm2 hat, die mit einer Nutzlast bis zu 120 kg belastbar ist.

8. Dreirädriges Elektrofahrzeug nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, dass

sich an der Karosserie (3) zwischen den beiden oberen inneren Längsträgern (23 und 23') und damit auch zwischen den beiden Hinterrädern (100 und 100') ein freier Raum befindet, in den unterhalb der hinteren Hauptladeplattform (30) ein dauerhaft angebrachter, geschlossener Transportbehälter (35) eingesetzt ist, der einen Innenraum hat, der über eine schwenkbare Türe (36) in einer vertikalen Fahrzeugrückwand (8) zugänglich ist.

9. Dreirädriges Elektrofahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

dadurch gekennzeichnet, dass

am Elektrofahrzeug (2) das lenkbare Vorderrad (70) und zwei elektromotorisch angetriebene Hinterräder (100 und 100') angebracht sind; und

jedes Rad (70, 100, 100') mit je einer 15 Zoll Felge ausgestattet ist.

10. Dreirädriges Elektrofahrzeug nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Teleskopfedergabel (80) an der Fahrzeugkarosserie (3) um eine

Lenkachse schwenkbar und lenkbar angebracht ist,

deren Ausrichtung mit der Horizontalen einen Lenkkopfwinkel (W) von 68° bis 72° einschließt, insbesondere einen solchen Lenkkopfwinkel (W) von 70° einschließt.

11. Dreirädriges Elektrofahrzeug nach Anspruch 1 und Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, dass

an der Teleskopfedergabel (80) ein Fahrzeuglenker (81) befestigt ist,

an dem ein Bremshandgriff (83) auslenkbar angebracht ist,

dessen Auslenkung eine zweifache Bremswirkung verursacht, nämlich

- zuerst eine Betätigung eines elektrischen Bremsschalters, der daraufhin ein elektrisches Bremssignal generiert, das dem Controller (15) zugeführt wird, der daraufhin ein elektrisches Motorbremssignal erzeugt, das den beiden Motor steuerungen zugeführt wird, die daraufhin jeden Motor (90, 90‘) in einen Motor bremsmodus steuern, in welchem Fahrzeugbewegungsenergie rekuperativ in elektrische Energie gewandelt wird, die den Fahrzeugbatterien (60) zugeführt wird (Motorbremsung); und

- anschließend eine weitere Auslenkung des Bremshandgriffes (83) in einem Bremszylinder hydraulischen Bremsdruck aufbaut, der über Hydraulikmittel leitungen (86) den Bremsbacken der Scheibenbremsen an allen drei Fahrzeug rädern (70, 100 und 100’) zugeführt wird.