DE102020124027A1

DE102020124027A1 - Fahrzeugeinbaustruktur und verfahren zum einbau eines brennstoffzellenstapels in ein fahrzeug

Info

Publication number: DE102020124027A1
Application number: DE102020124027.9A
Authority: DE
Inventors: Satoshi Ajisaka
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-09-17
Filing date: 2020-09-15
Publication date: 2021-03-18
Also published as: JP2021046010A; CN112590520B; CN112590520A; KR20210032899A; US11752886B2; US20210078414A1; JP7259667B2

Abstract

Fahrzeugeinbaustruktur für einen Brennstoffzellenstapel, mit: einem Rahmenelement (30), das an einer Fahrzeugunterseite angeordnet ist; einem Brennstoffzellenstapel (12), der an einem Fahrzeugfrontabschnitt oder einem Fahrzeugheckabschnitt angeordnet ist und der durch das Rahmenelement (12) über ein schwingungsisolierendes Element (46, 48, 52) elastisch abgestützt ist; und einem Antriebsmotor (14), der an dem gleichen Abschnitt des Fahrzeugfrontabschnitts oder des Fahrzeugheckabschnitts wie der Brennstoffzellenstapel angeordnet ist, der von dem Brennstoffzellenstapel (12) getrennt ist und der durch das Rahmenelement (30) über ein schwingungsisolierendes Element (44, 50) elastisch abgestützt ist, so dass eine Höhenposition eines oberen Endes, eines unteren Endes und/oder einer Höhenrichtungsmitte des Antriebsmotors (14) zwischen einer Höhenposition eines oberen Endes und einer Höhenposition eines unteren Endes des Brennstoffzellenstapels (12) angeordnet ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Technischer Bereich
Die vorliegende Offenlegung bezieht sich auf eine Fahrzeugeinbaustruktur und ein Verfahren zum Einbau eines Brennstoffzellenstapels in ein Fahrzeug.
Stand der Technik
JP 2009 - 190 438 A offenbart eine Fahrzeugstruktur, in der eine Brennstoffzelle über einem Antriebsmotor in einem Fahrzeug eingebaut ist. In dieser Fahrzeugstruktur ist die Brennstoffzelle so eingebaut, dass sie ein Paar eines linken und eines rechten Seitenträgers überspannt, die in einem Fahrzeugfrontabschnitt vorgesehen sind. Der Antriebsmotor ist zur Fahrzeugunterseite hin so angeordnet, dass er nicht auf die Brennstoffzelle auftrifft.
In der Konfiguration von JP 2009 - 190 438 A ist die Brennstoffzelle jedoch weiter zur Fahrzeugoberseite hin angeordnet als das obere Ende eines Antriebsmotors, wodurch die Gesamthöhe eines Motorraums (Antriebsaggregatsraum) vergrößert wird. Da dies die Freiheitsgrade für die stilistische Gestaltung des Fahrzeugs einschränkt, besteht aus der Sicht der stilistischen Gestaltung entsprechend V erbesseru ngspotenzia l.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Unter Berücksichtigung der vorstehenden Umstände ist ein Gegenstand der vorliegenden Offenbarung, eine Fahrzeugeinbaustruktur und ein Verfahren zum Einbau eines Brennstoffzellenstapels in ein Fahrzeug zu erhalten, die in der Lage sind, die Freiheitsgrade für die stilistische Gestaltung eines Fahrzeugs zu verbessern, während die Höhe eines Antriebsaggregatsraums gering gehalten wird.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Offenlegung sieht eine Fahrzeugeinbaustruktur für einen Brennstoffzellenstapel vor, wobei die Fahrzeugeinbaustruktur aufweist: ein Rahmenelement, das an einer Fahrzeugunterseite angeordnet ist; einen Brennstoffzellenstapel, der an einem Fahrzeugfrontabschnitt oder einem Fahrzeugheckabschnitt angeordnet ist und der durch das Rahmenelement über ein schwingungsisolierendes Element elastisch abgestützt ist; und einen Antriebsmotor, der an dem gleichen Abschnitt des Fahrzeugfrontabschnitts oder des Fahrzeugheckabschnitts wie der Brennstoffzellenstapel angeordnet ist, der von dem Brennstoffzellenstapel getrennt ist und der durch das Rahmenelement über ein zweites schwingungsisolierendes Element elastisch abgestützt ist, so dass eine Höhenposition eines oberen Endes, eines unteren Endes und/oder einer Höhenrichtungsmitte des Antriebsmotors zwischen einer Höhenposition eines oberen Endes und einer Höhenposition eines unteren Endes des Brennstoffzellenstapels angeordnet ist.
Bei der Fahrzeugeinbaustruktur für einen Brennstoffzellenstapel nach dem ersten Aspekt werden der Brennstoffzellenstapel und der Antriebsmotor, die entweder im Fahrzeugfrontabschnitt oder im Fahrzeugheckabschnitt angeordnet sind, über die schwingungsisolierenden Elemente durch das an der Fahrzeugunterseite angeordnete Rahmenelement elastisch abgestützt. Der Brennstoffzellenstapel und der Antriebsmotor sind getrennt voneinander ausgebildet. Die Höhenposition des oberen Endes, des unteren Endes und/oder der Höhenrichtungsmitte des Antriebsmotors befindet sich zwischen der Höhenposition des oberen Endes und der Höhenposition des unteren Endes des Brennstoffzellenstapels. Entsprechend kann die Höhe eines Antriebsaggregatraums im Vergleich zu Konfigurationen, bei denen der Brennstoffzellenstapel weiter zur Fahrzeugoberseite hin als das obere Ende des Antriebsmotors angeordnet ist, gering gehalten werden. Dadurch lassen sich die Freiheitsgrade für die stilistische Gestaltung des Fahrzeugs verbessern. Es ist zu beachten, dass die „Höhenpositionen“, auf die hier Bezug genommen wird, Höhenrichtungspositionen sind, die von einer Bodenkontaktfläche eines Reifens aus gemessen werden, wenn der Brennstoffzellenstapel und der Antriebsmotor im Fahrzeug eingebaut sind.
Eine Fahrzeugeinbaustruktur für einen Brennstoffzellenstapel gemäß einem zweiten Aspekt entspricht der gemäß dem ersten Aspekt, wobei: das Rahmenelement ein Paar eines linken und eines rechten Unterseitenträgers aufweist, welche sich entlang einer Fahrzeuglängsrichtung erstrecken, und einen unteren Querträger aufweist, welcher das Paar der Unterseitenträger in einer Fahrzeugbreitenrichtung miteinander verbindet, und der Brennstoffzellenstapel und der Antriebsmotor durch den unteren Querträger über die jeweiligen schwingungsisolierenden Elemente elastisch gelagert sind.
In der Fahrzeugeinbaustruktur für einen Brennstoffzellenstapel gemäß dem zweiten Aspekt ist das Rahmenelement so konfiguriert, dass es das Paar des linken und des rechten Unterseitenträgers, die sich entlang der Fahrzeuglängsrichtung erstrecken, und den unteren Querträger, der das Paar der Unterseitenträger in Fahrzeugbreitenrichtung miteinander verbindet, aufweist. Durch die jeweiligen schwingungsisolierenden Elemente werden der Brennstoffzellenstapel und der Antriebsmotor durch den unteren Querträger, der sich in Fahrzeugbreitenrichtung erstreckt, elastisch abgestützt. Dadurch wird eine hohe Lagersteifigkeit gegenüber Schwingungen in Fahrzeuglängsrichtung erreicht.
Eine Fahrzeugeinbaustruktur für einen Brennstoffzellenstapel gemäß einem dritten Aspekt entspricht entweder der gemäß dem ersten Aspekt oder der gemäß dem zweiten Aspekt, wobei sie ferner ein Paar eines linken und eines rechten Oberseitenträgers aufweist, welche näher an einer Fahrzeugoberseite angeordnet sind als das Rahmenelement und welche sich in einer Fahrzeuglängsrichtung erstrecken, wobei der Brennstoffzellenstapel und/oder der Antriebsmotor durch das Paar des linken und des rechten Oberseitenträgers über ein drittes schwingungsisolierendes Element elastisch abgestützt sind/ist.
Bei der Fahrzeugeinbaustruktur für einen Brennstoffzellenstapel gemäß dem dritten Aspekt ist das Paar des linken und des rechten Oberseitenträgers weiter zur Fahrzeugoberseite hin angeordnet als das Rahmenelement und erstrecken sich die Oberseitenträger entlang der Fahrzeuglängsrichtung, und sind/ist der Brennstoffzellenstapel und/oder der Antriebsmotor durch das Paar der Oberseitenträger über das schwingungsisolierende Element elastisch abgestützt. Dadurch wird eine hohe Lagersteifigkeit gegenüber Schwingungen in Fahrzeugbreitenrichtung erreicht.
Eine Fahrzeugeinbaustruktur für einen Brennstoffzellenstapel gemäß einem vierten Aspekt entspricht der gemäß dem ersten, zweiten oder dritten Aspekte, wobei: das Rahmenelement einen Aufhängungsträger aufweist, und ein Endbereich des Brennstoffzellenstapels in Längsrichtung an der Innenseite des Fahrzeugs und ein Endbereich des Antriebsmotors in Längsrichtung an der Innenseite des Fahrzeugs durch den Aufhängungsträger über die jeweiligen schwingungsisolierenden Elemente elastisch abgestützt sind.
Bei der Fahrzeugeinbaustruktur für einen Brennstoffzellenstapel gemäß dem vierten Aspekt sind die Endbereiche des Brennstoffzellenstapels und des Antriebsmotors in Längsrichtung an der Innenseite des Fahrzeugs durch den Aufhängungsträger, der einen Teil des Rahmenelements bildet, über die schwingungsisolierenden Elemente elastisch abgestützt. Es besteht daher keine Notwendigkeit, eine zusätzliche Komponente zur Abstützung des Endbereichs des Brennstoffzellenstapels in Längsrichtung an der Innenseite des Fahrzeugs vorzusehen. Auf diese Weise kann eine hohe Steifigkeit der Abstützung gegenüber Schwingungen in Fahrzeuglängsrichtung erreicht werden, ohne die Anzahl der Komponenten zu erhöhen.
Eine Fahrzeugeinbaustruktur für einen Brennstoffzellenstapel gemäß einem fünften Aspekt entspricht der gemäß dem ersten Aspekt, wobei das Rahmenelement ein Rahmen eines Fahrzeugs vom Typ Karosserie-auf-Rahmen ist, der Brennstoffzellenstapel an einem vorderen Abschnitt des Rahmens angeordnet ist und der Antriebsmotor näher an einem Fahrzeugheck angeordnet ist als der Brennstoffzellenstapel.
Bei der Fahrzeugeinbaustruktur für einen Brennstoffzellenstapel gemäß dem fünften Aspekt ist das Rahmenelement durch den Rahmen des Fahrzeugs vom Typ „Body-on-Frame“ konfiguriert. Der Brennstoffzellenstapel ist im vorderen Abschnitt des Rahmens angeordnet, und der Antriebsmotor ist weiter zur Fahrzeugrückseite hin angeordnet als der Brennstoffzellenstapel. Dadurch kann die Höhe des Antriebsaggregatsraums im Vergleich zu Konfigurationen, bei denen ein Brennstoffzellenstapel weiter zur Fahrzeugoberseite hin angeordnet ist als ein oberes Ende des Antriebsmotors, gering gehalten werden, und es können auch die Freiheitsgrade für die stilistische Fahrzeuggestaltung bei einem Fahrzeug der Karosserie-auf-Rahmen-Bauweise verbessert werden.
Eine Fahrzeugeinbaustruktur für einen Brennstoffzellenstapel gemäß einem sechsten Aspekt entspricht der gemäß dem fünften Aspekt, wobei der Rahmen ein Paar einer linken und einer rechten Seitenschiene aufweist, welche sich entlang einer Fahrzeuglängsrichtung erstrecken, und einen Querträger aufweist, welcher das Paar der Seitenschienen in einer Fahrzeugbreitenrichtung miteinander verbindet, und der Brennstoffzellenstapel und der Antriebsmotor durch den Querträger über die jeweiligen schwingungsisolierenden Elemente elastisch abgestützt sind.
Bei der Fahrzeugeinbaustruktur für einen Brennstoffzellenstapel gemäß dem sechsten Aspekt weist der Rahmen das Paar der linken und der rechten Seitenschiene auf, welche sich entlang der Fahrzeuglängsrichtung erstrecken, und den Querträger auf, welcher das Paar Seitenschienen in Fahrzeugbreitenrichtung miteinander verbindet. Der Brennstoffzellenstapel und der Antriebsmotor werden durch den Querträger über die jeweiligen schwingungsisolierenden Elemente elastisch abgestützt, wodurch eine hohe Steifigkeit der Abstützung gegenüber Vibrationen in Fahrzeuglängsrichtung erreicht wird.
Ein siebter Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Verfahren zum Einbau eines Brennstoffzellenstapels in ein Fahrzeug einschließlich:

i) Anbringen eines Brennstoffzellenstapels und eines Antriebsmotors an einem Rahmenelement über ein schwingungsisolierendes Element, so dass eine Höhenposition eines oberen Endes, eines unteren Endes und/oder einer Höhenrichtungsmitte des Antriebsmotors zwischen einer Höhenposition eines oberen Endes und einer Höhenposition eines unteren Endes des Brennstoffzellenstapels angeordnet ist;
ii) Anbringen des Rahmenelements, an dem der Brennstoffzellenstapel und der Antriebsmotor angebracht sind, an einer Fahrzeugkarosserie von einer Fahrzeugunterseite aus; und
iii) Anbringen des Brennstoffzellenstapels bzw. des Antriebsmotors an der Fahrzeugkarosserie über ein zweites schwingungsisolierendes Element.

Bei dem Verfahren zum Einbau des Brennstoffzellenstapels in ein Fahrzeug gemäß dem siebten Aspekt werden der Brennstoffzellenstapel und der Antriebsmotor über das schwingungsisolierende Element so an dem Rahmenelement angebracht, dass die Höhenposition des oberen Endes, des unteren Endes und/oder der Höhenrichtungsmitte des Antriebsmotors zwischen der Höhenposition des oberen Endes und der Höhenposition des unteren Endes des Brennstoffzellenstapels liegt. Dadurch können die Freiheitsgrade für die stilistische Gestaltung des Fahrzeugs bei gleichzeitigem Gering-Halten der Höhe eines Antriebsaggregatsraums im Vergleich zu Fällen, in denen ein Brennstoffzellenstapel näher an der Oberseite angeordnet ist als das obere Ende eines Antriebsmotors, verbessert werden. Zu beachten ist, dass die „Höhenpositionen“, auf die hier Bezug genommen wird, Höhenrichtungspositionen sind, die von einer Bodenkontaktfläche eines Reifens aus gemessen werden, wenn der Brennstoffzellenstapel und der Antriebsmotor im Fahrzeug eingebaut sind.
Das Rahmenelement, an dem der Brennstoffzellenstapel und der Antriebsmotor angebracht sind, wird an der Fahrzeugkarosserie von der Fahrzeugunterseite aus angebracht. Der Brennstoffzellenstapel und der Antriebsmotor sind ebenfalls jeweils über das schwingungsisolierende Element an der Fahrzeugkarosserie angebracht. Da das Rahmenelement, an dem der Brennstoffzellenstapel und der Antriebsmotor angebracht sind, ähnlich wie bei einem herkömmlichen benzinbetriebenen Fahrzeug oder einem Hybridfahrzeug von der Fahrzeugunterseite her an der Fahrzeugkarosserie angebracht ist, ist es möglich, eine herkömmliche Fahrzeugproduktionslinie für eine gemischte Produktion einschließlich Brennstoffzellenfahrzeugen zu verwenden.
Ein Verfahren zum Einbau eines Brennstoffzellenstapels in ein Fahrzeug gemäß einem achten Aspekt entspricht dem gemäß dem siebten Aspekt, wobei das Rahmenelement ein Paar eines linken und eines rechten Unterseitenträgers aufweist, welche sich entlang einer Fahrzeuglängsrichtung erstrecken, wenn sie an der Fahrzeugkarosserie angebracht sind, einen unteren Querträger aufweist, welcher das Paar der unteren Unterseitenträger in einer Fahrzeugbreitenrichtung miteinander verbindet, und einen Aufhängungsträger aufweist, der in Längsrichtung an der Innenseite des Fahrzeugs an Endbereichen des Paars des linken und des rechten Unterseitenträgers befestigt ist, und das Anbringen des Brennstoffzellenstapels und des Antriebsmotors am Rahmenelement über das schwingungsisolierende Element umfasst:

a) Anbringen des Brennstoffzellenstapels an dem unteren Querträger und dem Aufhängungsträger über das schwingungsisolierende Element; und
b) Anbringen des Antriebsmotors an dem unteren Querträger und dem Aufhängungsträger über das schwingungsisolierende Element.

Bei dem Verfahren zum Einbau eines Brennstoffzellenstapels in ein Fahrzeug gemäß dem achten Aspekt weist das Rahmenelement das Paar des linken und des rechten Unterseitenträgers auf, welche sich in Fahrzeuglängsrichtung erstrecken, wenn sie an der Fahrzeugkarosserie angebracht sind, wobei der untere Querträger das Paar der Unterseitenträger in Fahrzeugbreitenrichtung miteinander verbindet und der Aufhängungsträger in Längsrichtung an der Innenseite des Fahrzeugs an Endbereichen des Paares des linken und des rechten Unterseitenträgers befestigt ist. Der Brennstoffzellenstapel und der Antriebsmotor sind jeweils über ein schwingungsisolierendes Element am unteren Querträger und am Aufhängungsträger befestigt. Da bei diesem Verfahren der Brennstoffzellenstapel und der Antriebsmotor jeweils an dem unteren Querträger und dem Aufhängungsträger befestigt sind, die sich in Fahrzeugbreitenrichtung in dem Rahmenelement erstrecken, das in einer Form ähnlich einem Hashtag ausgebildet ist, kann das Rahmenelement, an dem der Brennstoffzellenstapel und der Antriebsmotor befestigt sind, starrer an der Fahrzeugkarosserie befestigt werden.
Ein Verfahren zum Einbau eines Brennstoffzellenstapels in ein Fahrzeug gemäß einem neunten Aspekt entspricht entweder dem gemäß dem siebten Aspekt oder dem gemäß dem achten Aspekt, wobei das Anbringen des Brennstoffzellenstapels und des Antriebsmotors an der Fahrzeugkarosserie über das schwingungsisolierende Element umfasst:

c) Anbringen des Brennstoffzellenstapels und des Antriebsmotors sowohl an einen linken, als auch an einen rechten Oberseitenträger über das schwingungsisolierende Element, wobei das Paar des linken und des rechten Oberseitenträgers näher an einer Fahrzeugoberseite angeordnet ist als das Rahmenelement und sich entlang einer Fahrzeuglängsrichtung erstreckt.

Bei dem Verfahren zum Einbau eines Brennstoffzellenstapels in ein Fahrzeug gemäß der neunten beispielhaften Ausführung werden der Brennstoffzellenstapel und der Antriebsmotor über das schwingungsisolierende Element an dem Paar der Oberseitenträger angebracht, wodurch der Zustand des Angebracht-Seins von der Fahrzeugoberseite aus visuell inspiziert werden kann.
Wie vorstehend beschrieben, sind die Fahrzeugeinbaustruktur und das Verfahren zum Einbau eines Brennstoffzellenstapels in ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung in der Lage, die Freiheitsgrade für die stilistische Gestaltung des Fahrzeugs zu verbessern, während die Höhe des Antriebsaggregatsraums gering gehalten wird.
Figurenliste
Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden anhand der folgenden Figuren detailliert beschrieben, wobei

1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs ist, welches mit einer Fahrzeugeinbaustruktur für einen Brennstoffzellenstapel gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform ausgestattet ist;
2 eine Draufsicht ist, welche die Fahrzeugeinbaustruktur für einen Brennstoffzellenstapel gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform veranschau licht;
3 ein Querschnitt ist, welcher die Fahrzeugeinbaustruktur für einen Brennstoffzellenstapel entlang der Linie 3-3 in 2 zeigt;
4 ein Querschnitt ist, welcher die Fahrzeugeinbaustruktur für einen Brennstoffzellenstapel entlang der Linie 4-4 in 2 zeigt;
5 ein Querschnitt ist, welcher die Fahrzeugeinbaustruktur für einen Brennstoffzellenstapel entlang der Linie 5-5 in 2 zeigt;
6 eine Draufsicht ist, welche die Fahrzeugeinbaustruktur für einen Brennstoffzellenstapel gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform zeigt;
7 ein Querschnitt ist, welcher die Fahrzeugeinbaustruktur für einen Brennstoffzellenstapel entlang der Linie 7-7 in 6 im Schnitt zeigt; und
8 ein Querschnitt ist, welcher die Fahrzeugeinbaustruktur für einen Brennstoffzellenstapel entlang der Linie 8-8 in 6 im Schnitt zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Erste beispielhafte Ausführungsform
Es folgt eine Erläuterung zu einer ersten beispielhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf 1 bis 5. In den Figuren bezeichnet der Pfeil FRONT eine Fahrzeugfront, der Pfeil OBEN eine Fahrzeugoberseite und der Pfeil RECHTS eine in Fahrtrichtung gesehen rechte Fahrzeugseite. Sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist, beziehen sich in den folgenden Erläuterungen die Verweise auf die Richtungen vorn und hinten, oben und unten sowie links und rechts auf vorn und hinten in einer Fahrzeuglängsrichtung, oben und unten in einer vertikalen Richtung des Fahrzeugs sowie links und rechts bei Blickrichtung in Fahrtrichtung.
Gesamtkonfiguration des Fahrzeugs
Wie in 1 gezeigt, handelt es sich bei einem Fahrzeug 10, das gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform mit einer Fahrzeugeinbaustruktur für einen Brennstoffzellenstapel ausgestattet ist, um ein Brennstoffzellenfahrzeug, das einen in einem Fahrzeugfrontabschnitt 11 angeordneten Brennstoffzellenstapel 12 (im Folgenden als „BZ-Stapel 12“ bezeichnet), ein als Beispiel für einen „Antriebsmotor“ dienendes Transaxle 14, einen Wechselrichter 16, einen nicht gezeigten Hochdruck-Wasserstofftank sowie eine Batterie aufweist.
Wie in 2 gezeigt, ist der Fahrzeugfrontabschnitt 11 von einer nicht-gezeigten Fahrzeugkabine durch ein Armaturenbrett 18 abgetrennt. Der BZ-Stapel 12 ist in einem Antriebsaggregatsraum 20 des Fahrzeugfrontabschnitts 11 angeordnet und hat eine Stapelstruktur, in der einzelne Brennstoffzellen in mehreren Schichten angeordnet sind. Die einzelnen Brennstoffzellen, aus denen der BZ-Stapel 12 besteht, erzeugen Elektrizität durch eine elektrochemische Reaktion zwischen Wasserstoffgas, das aus dem nicht-gezeigten Hochdruck-Wasserstofftank zugeführt wird, und Sauerstoff in der Luft, der von einem nicht-gezeigten Verdichter zugeführt wird.
Der Wechselrichter 16 (siehe 1 und 5) wandelt den Ausgangsstrom des BZ-Stapels 12 von Gleichstrom in einen geeigneten Wechselstrom zum Antrieb des Transaxles 14 um.
Das Transaxle 14 befindet sich im Antriebsaggregatsraum 20 und ist mit einem nicht-gezeigten Motorkörper und einem Antriebskraftübertragungsmechanismus ausgestattet. Der Motorkörper wird durch den Ausgangsstrom des Wechselrichters 16 angetrieben, und die Ausgangsleistung des Motorkörpers wird über den Antriebskraftübertragungsmechanismus auf eine Antriebswelle 22 übertragen. Das heißt, die Ausgangsleistung des Transaxles 14 wird über die Antriebswelle 22 auf die Vorderräder 24 (siehe 1) übertragen.
Der Fahrzeugfrontabschnitt 11 ist so konfiguriert, dass er ein Paar eines linken und eines rechten vorderen Seitenträger 26, die als Beispiel für ein „Paar Oberseitenträger“ dienen, das sich entlang der Fahrzeuglängsrichtung erstreckt, eine Stoßfängerverstärkung 28, die an nicht-gezeigten Crashboxen an den vorderen Enden des Paars der vorderen Seitenträger 26 befestigt ist und sich in Fahrzeugbreitenrichtung erstreckt, und einen Unterrahmen 30, der als Beispiel für ein an einer Fahrzeugunterseite angeordnetes „Rahmenelement“ dient, aufweist. Ein linkes Befestigungselement 32 und ein rechtes Befestigungselement 34, die als Beispiel für „schwingungsisolierende Elemente“ dienen und später beschrieben werden, sind jeweils an dem Paar der vorderen Seitenträger 26 befestigt. Der Unterrahmen 30 wird später ausführlich beschrieben.
Fahrzeugeinbaustruktur für BZ-Stapel 12
Es folgt eine Erläuterung zu einer Fahrzeugeinbaustruktur für den BZ-Stapel 12. Wie in 2 gezeigt, ist die Fahrzeugeinbaustruktur für den BZ-Stapel 12 so konfiguriert, dass sie den vorstehend genannten Unterrahmen 30, den BZ-Stapel 12, der in Fahrzeugbreitenrichtung auf der rechten Seite des Fahrzeugfrontabschnitts 11 angeordnet ist und durch den Unterrahmen 30 elastisch abgestützt ist, und das Transaxle 14 aufweist, welches getrennt vom BZ-Stapel 12 ausgebildet ist, in Fahrzeugbreitenrichtung auf der linken Seite des Fahrzeugfrontabschnitts 11 angeordnet ist und durch den Unterrahmen 30 elastisch abgestützt ist.
Der Unterrahmen 30 ist gitterförmig ausgebildet und weist ein Paar eines linken und eines rechten Unterseitenträgers 36, eine untere Verstärkung 38, einen unteren Querträger 40 und einen Aufhängungsträger 42 auf.
Das Paar der Unterseitenträger 36 ist weiter zur Fahrzeugunterseite hin angeordnet als das Paar der vorderen Seitenträger 26 und erstreckt sich entlang der Fahrzeuglängsrichtung. Hintere Enden der Unterseitenträger 36 sind entweder durch Schweißen mit dem Aufhängungsträger 42 verbunden oder mit Schrauben und Muttern am Aufhängungsträger 42 fest gemacht.
Die untere Verstärkung 38 ist weiter zur Fahrzeugunterseite hin angeordnet als die Stoßfängerverstärkung 28, ist an den vorderen Enden des Paares der Unterseitenträger 36 befestigt und erstreckt sich in Fahrzeugbreitenrichtung.
Weiter zum Fahrzeugheck hin als die untere Verstärkung 38 koppelt der untere Querträger 40 das Paar der Unterseitenträger 36 in Fahrzeugbreitenrichtung.
Der Aufhängungsträger 42 ist so ausgebildet, dass er einen Hauptkörper 42A, der sich an der Fahrzeugunterseite entlang der Fahrzeugbreitenrichtung erstreckt, und ein Paar eines linken und eines rechten Arms 42B aufweist, die sich von den beiden Enden des Hauptkörpers 42A in Fahrzeugbreitenrichtung zur Fahrzeugoberseite hin erstrecken (siehe 4). Das Paar der Arme 42B wird von dem Paar der vorderen Seitenträger 26 getragen.
Es ist zu beachten, dass in der vorliegenden beispielhaften Ausführung das Paar der vorderen Seitenträger 26, die Stoßfängerverstärkung 28, das Paar der Unterseitenträger 36, die untere Verstärkung 38 und der untere Querträger 40 aus stranggepresstem Metall geformt sind. Jeder dieser Träger kann jedoch mit einer hohlen Struktur mit geschlossenem Querschnitt aus zwei Stahlblechen ausgebildet sein, die durch Zusammenschweißen von Flanschen miteinander verbunden sind.
Am unteren Querträger 40 und am Aufhängungsträger 42 sind mehrere schwingungsisolierende Elemente befestigt. Insbesondere, sind, wie in 2 und 3 gezeigt, ein vorderes Transaxle-Befestigungselement 44 (im Folgenden als „vorderes TA-Befestigungselement 44“ bezeichnet), ein erstes vorderes BZ-Stapel-Befestigungselement 46 und ein zweites vorderes BZ-Stapel-Befestigungselement 48, die als Beispiele für „schwingungsisolierende Elemente“ dienen und jeweils eine in Fahrzeugbreitenrichtung orientierte Plattendickenrichtung aufweisen, jeweils so vorgesehen, dass sie von einer Oberseite 40A des unteren Querträgers 40 zur Oberseite hin aufrecht stehen.
Wie in 5 gezeigt, ist das vordere TA-Befestigungselement 44 so ausgebildet, dass es ein Paar Schenkel 44A und einen Hauptkörper 44B aufweist. In der Mitte des Hauptkörpers 44B ist ein Einsteckloch 44C ausgebildet, um die Einführung eines nicht-gezeigten Bolzens zu ermöglichen. Um diesen Bolzen herum ist ein nicht-gezeigter, schwingungsisolierender Gummi vorgesehen. Das erste vordere BZ-Stapel-Befestigungselement 46 und das zweite vordere BZ-Stapel-Befestigungselement 48 sind ähnlich wie das vordere TA-Befestigungselement 44 ausgebildet.
Wie in 2 und 4 gezeigt, sind ein hinteres Transaxle-Befestigungselement 50 (im Folgenden als „hinteres TA-Befestigungselement 50“ bezeichnet) und ein hinteres BZ-Stapel-Befestigungselement 52, die als Beispiele für „schwingungsisolierende Elemente“ dienen und jeweils eine in Fahrzeugbreitenrichtung orientierte Plattendickenrichtung aufweisen, jeweils so vorgesehen, dass sie vom Hauptkörper 42A des Aufhängungsträger 42 zur Oberseite hin aufrecht stehen. Wie in 5 gezeigt, ist das hintere TA-Befestigungselement 50 so ausgebildet, dass es ein Paar Schenkel 50A, einen Hauptkörper 50B und ein Einführungsloch 50C aufweist. Ein Lenkgetriebe 54 ist durch eine Öffnung 50D zwischen dem Paar der Schenkel 50A eingeführt. Das hintere BZ-Stapel-Befestigungselement 52 ist ähnlich wie das hintere TA-Befestigungselement 50 ausgebildet und weist Schenkel und einen Hauptkörper auf, der in den Zeichnungen nicht gezeigt ist.
Ein in Fahrzeuglängsrichtung vorderer Endabschnitt des Transaxle 14 ist mit einer vorderen Halterung 60 versehen, wie in 2, 3 und 5 gezeigt. Die vordere Halterung 60 hat eine Plattendickenrichtung, die in Fahrzeugbreitenrichtung ausgerichtet ist und von dem Transaxle 14 in Richtung Fahrzeugfront vorsteht.
Ein in Fahrzeuglängsrichtung hinterer Endabschnitt des Transaxle 14 (ein Endabschnitt in Längsrichtung auf der Innenseite des Fahrzeugs) ist mit einer hinteren Halterung 62 versehen, wie in 2, 4 und 5 gezeigt. Die hintere Halterung 62 hat eine Plattendickenrichtung, die in Fahrzeugbreitenrichtung ausgerichtet ist und vom Transaxle 14 in Richtung Fahrzeugheck vorsteht.
Die vordere Halterung 60 wird mit nicht-gezeigten Muttern und Schrauben an dem vorderen TA-Befestigungselement 44 und die hintere Halterung 62 an dem hinteren TA-Befestigungselement 50 befestigt, so dass der Transaxle 14 durch den Unterrahmen 30 elastisch abgestützt wird. Es ist zu beachten, dass, wie vorstehend beschrieben, der nicht-gezeigte schwingungsisolierende Gummi an dem vorderen TA-Befestigungselement 44 und an dem hinteren TA-Befestigungselement 50 vorgesehen ist, um Schwingungen vom Transaxle 14 zu unterdrücken und dadurch die Schwingungseinleitung von dem Transaxle 14 auf den unteren Querträger 40 und den Aufhängungsträger 42 zu reduzieren.
Wie in 2 und 3 gezeigt, ist ein in Fahrzeuglängsrichtung vorderer Endabschnitt des BZ-Stapels 12 mit einer ersten vorderen Halterung 64 und einer zweiten vorderen Halterung 66 versehen (in 5 nicht gezeigt). Sowohl die erste vordere Halterung 64 als auch die zweite vordere Halterung 66 haben eine Plattendickenrichtung, die in Fahrzeugbreitenrichtung ausgerichtet ist und vom BZ-Stapel 12 in Richtung der Fahrzeugfront vorsteht.
Wie in 2 und 4 gezeigt, ist ein in Fahrzeuglängsrichtung hinterer Endabschnitt des BZ-Stapels 12 (ein Endabschnitt in Längsrichtung auf der Innenseite des Fahrzeugs) mit einer hinteren Halterung 68 versehen (in 5 nicht gezeigt). Die hintere Halterung 68 hat eine Plattendickenrichtung, die in Fahrzeugbreitenrichtung ausgerichtet ist und vom BZ-Stapel 12 in Richtung Fahrzeugheck vorsteht.
Die erste vordere Halterung 64 und die zweite vordere Halterung 66 sind jeweils mit nicht-gezeigten Muttern und Schrauben am ersten vorderen BZ-Stapel-Befestigungselement 46 und am zweiten vorderen BZ-Stapel-Befestigungselement 48 fest gemacht. Die hintere Halterung 68 ist mit nicht-gezeigten Muttern und Schrauben am hinteren BZ-Stapel-Befestigungselement 52 fest gemacht. Der BZ-Stapel 12 wird somit durch den Unterrahmen 30 elastisch abgestützt, wodurch die Schwingungsübertragung zwischen dem BZ-Stapel 12, dem unteren Querträger 40 und dem Aufhängungsträger 42 reduziert ist.
Wie in 2 gezeigt, sind der BZ-Stapel 12 und das Transaxle 14 getrennt voneinander ausgebildet und jeweils am unteren Querträger 40 und am Aufhängungsträger 42 so befestigt, dass sie voneinander beabstandet sind.
Die Abmessungen, Befestigungspositionen, Projektionsrichtungen und dergleichen der vorderen Halterung 60, der hinteren Halterung 62, der ersten vorderen Halterung 64, der zweiten vorderen Halterung 66 und der hinteren Halterung 68 sind so festgelegt, dass eine Höhenposition (eine Höhenrichtungsposition, gemessen von einer Bodenkontaktfläche eines Reifens) eines oberen Endes des Transaxle 14 zwischen einer Höhenposition eines oberen Endes des BZ-Stapels 12 und einer Höhenposition eines unteren Endes des BZ-Stapels 12 angeordnet ist, wie in 5 gezeigt. Außerdem überlappen sich der BZ-Stapel 12 und das Transaxle 14 in der Seitenansicht. Mit anderen Worten, liegen sich eine in Fahrzeugbreitenrichtung innere Seitenfläche des BZ-Stapels 12 und eine in Fahrzeugbreitenrichtung innere Seitenfläche des Transaxle 14 zumindest teilweise gegenüber.
Wie in 2 bis 4 gezeigt, ist auf der linken Seite des Transaxle 14 in Fahrzeugbreitenrichtung eine linke Seitenhalterung 70 vorgesehen. Die linke Seitenhalterung 70 hat eine Plattendickenrichtung, die in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet ist und von dem Transaxle 14 in Richtung Fahrzeugoberseite und Fahrzeugbreitenrichtung nach außen vorsteht. Die linke Seitenhalterung 70 ist mit nicht-gezeigten Muttern und Schrauben am linken Befestigungselement 32 fest gemacht, der am linken vorderen Seitenträger 26 vorgesehen ist. Das linke Befestigungselement 32 hat eine Plattendickenrichtung, die in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet ist, und ragt von einer in Fahrzeugbreitenrichtung inneren Seitenwand des linken vorderen Seitenträgers 26 in Fahrzeugbreitenrichtung nach innen vor und ist mit schwingungsisolierendem Gummi versehen, der in den Figuren nicht gezeigt ist. Der schwingungsisolierende Gummi unterdrückt Vibrationen von dem Transaxle 14 und reduziert dadurch die Vibrationsübertragung zwischen dem Transaxle 14 und dem linken vorderen Seitenträger 26.
Eine rechte Seitenhalterung 72 ist Fahrzeugbreitenrichtung auf der rechten Seite des BZ-Stapels 12 vorgesehen. Die rechte Seitenhalterung 72 ist so ausgebildet, dass sie einen Verlängerungsabschnitt 72A, der vom BZ-Stapel 12 in Richtung der Fahrzeugoberseite und in Fahrzeugbreitenrichtung nach außen vorsteht, und einen Befestigungsabschnitt 72B aufweist, dessen Plattendickenrichtung in Fahrzeugbreitenrichtung orientiert ist. Der Befestigungsabschnitt 72B ist mit nicht-gezeigten Muttern und Schrauben am rechten Befestigungselement 34 fest gemacht, das am rechten vorderen Seitenträger 26 vorgesehen ist. Das rechte Befestigungselement 34 hat eine Plattendickenrichtung, die in Fahrzeugbreitenrichtung ausgerichtet ist, und ragt vom rechten vorderen Seitenträger 26 in Richtung der Oberseite vor. Das rechte Befestigungselement 34 ist ähnlich wie die anderen vorstehend beschriebenen schwingungsisolierenden Elemente mit einem in den Figuren nicht-gezeigten schwingungsisolierenden Gummi versehen, wodurch die Schwingungsübertragung zwischen dem BZ-Stapel 12 und dem rechten vorderen Seitenträger 26 reduziert ist.
Verfahren zum Einbau eines BZ-Stapels 12 in ein Fahrzeug
Es folgt eine Erläuterung zu einem Verfahren zum Einbau des BZ-Stapels 12 der ersten beispielhaften Ausführung in ein Fahrzeug.
Zunächst werden der BZ-Stack 12 und das Transaxle 14 am Unterrahmen 30 befestigt. Es ist zu beachten, dass der Unterrahmen 30 als eine im Wesentlichen gitterförmige Einheit ausgebildet ist, indem das Paar des linken und des rechten Unterseitenträgers 36, die untere Verstärkung 38, der untere Querträger 40 und der Aufhängungsträger 42 durch Schweißen oder Verwendung nicht-gezeigter Schrauben und Muttern miteinander verbunden werden. Die untere Verstärkung 38 und die Stoßstangenverstärkung 28, die den Unterrahmen 30 ausbilden, können im Voraus miteinander verbunden werden, wobei der BZ-Stapel 12 und das Transaxle 14 an einem Rahmen befestigt werden, der in einer Form ähnlich einem Hashtag ausgebildet ist, indem das Paar aus dem linken und dem rechten Unterseitenträger 36, der untere Querträger 40 und der Aufhängungsträger 42 zu einer einzigen Einheit integriert werden.
Genauer gesagt umfasst das vorstehende Verfahren, bei dem der BZ-Stapel 12 und das Transaxle 14 an dem Unterrahmen 30 befestigt werden, ein Verfahren, bei dem die erste vordere Halterung 64 und die zweite vordere Halterung 66 jeweils an dem ersten vorderen BZ-Stapel-Befestigungselement 46 und dem zweiten vorderen BZ-Stapel-Befestigungselement 48 befestigt werden, um den BZ-Stapel 12 an dem unteren Querträger 40 zu befestigen, ein Verfahren, bei dem die hintere Halterung 68 an dem hinteren BZ-Stapel-Befestigungselement 52 befestigt wird, um den BZ-Stapel 12 an dem Aufhängungsträger 42 zu befestigen, ein Verfahren, bei dem die vordere Halterung 60 an dem vorderen TA-Befestigungselement 44 befestigt wird, um das Transaxle 14 an dem unteren Querträger 40 zu befestigen, und ein Verfahren, bei dem die hintere Halterung 62 an dem hinteren TA-Befestigungselement 50 befestigt wird, um das Transaxle 14 an dem Aufhängungsträger 42 zu befestigen.
Es ist zu beachten, dass die Höhenposition des oberen Endes des Transaxle 14 zwischen der Höhenposition des oberen Endes und der Höhenposition des unteren Endes des BZ-Stapels 12 angeordnet ist. Die „Höhenpositionen“, auf die hier Bezug genommen wird, beziehen sich auf Positionen in Höhenrichtung, gemessen von den Bodenkontaktflächen der Reifen, wenn der BZ-Stapel 12 und das Transaxle 14 am Fahrzeug montiert sind. Die Reihenfolge der jeweiligen Vorgänge zur Befestigung des BZ-Stapels 12 und des Transaxle 14 am unteren Querträger 40 und am Aufhängungsträger 42 ist nicht auf die vorstehend beschriebene Reihenfolge beschränkt.
Als nächstes wird der Unterrahmen 30, an dem der BZ-Stapel 12 und der Transaxle 14 befestigt sind, wiederum von der Fahrzeugunterseite aus an der Fahrzeugkarosserie befestigt. Insbesondere werden obere Bereiche der Arme 42B des Aufhängungsträgers 42 an untere Flächen des Paares der vorderen Seitenträger 26 befestigt, die einen Teil der Fahrzeugkarosserie bilden. Es ist zu beachten, dass in Fällen, in denen die untere Verstärkung 38 des Hilfsrahmens 30 wie vorstehend beschrieben vorab mit der Stoßstangenverstärkung 28 gekoppelt wird, das Paar der Unterseitenträger 36 an der unteren Verstärkung 38 befestigt wird.
Als nächstes werden der BZ-Stapel 12 und das Transaxle 14 jeweils an der Fahrzeugkarosserie angebracht. Insbesondere wird die rechte Seitenhalterung 72 an dem rechten Befestigungselement 34 fest gemacht, um den BZ-Stapel 12 an dem rechten vorderen Seitenträger 26 anzubringen. Die linke Seitenhalterung 70 wird an dem linken Befestigungselement 32 angebracht, um den Transaxle 14 an dem linken vorderen Seitenträger 26 anzubringen.
Funktionsweise und vorteilhafte Effekte
Es folgen Erläuterungen zur Funktionsweise und zu den vorteilhaften Effekten der Fahrzeugeinbaustruktur für den BZ-Stack 12 der ersten beispielhaften Ausführungsform.
Bei der Fahrzeugeinbaustruktur für den BZ-Stapel 12 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform werden, wie in 2 gezeigt, der BZ-Stapel 12 und das in der Fahrzeugfront 11 angeordnete Transaxle 14 durch den an der Fahrzeugunterseite angeordneten Unterrahmen 30 über die schwingungsisolierenden Elemente (das vordere TA-Befestigungselement 44, das erste vordere BZ-Stapel-Befestigungselement 46, das zweite vordere BZ-Stapel-Befestigungselement 48, das hintere TA-Befestigungselement 50 und das hintere BZ-Stapel-Befestigungselement 52) elastisch abgestützt. Es ist zu beachten, dass die Höhenposition des oberen Endes des Transaxle 14 zwischen der Höhenposition des oberen Endes und der Höhenposition des unteren Endes des BZ-Stapels 12 angeordnet ist (siehe 5). Dadurch kann die Höhe des Antriebsaggregatsraums 20 im Vergleich zu Konfigurationen, in denen ein Brennstoffzellenstapel weiter zur Fahrzeugoberseite hin angeordnet ist als das obere Ende eines Transaxles, gering gehalten werden. Dadurch lassen sich die Freiheitsgrade für die stilistische Gestaltung des Fahrzeugs verbessern.
In der Fahrzeugeinbaustruktur für den BZ-Stack 12 nach der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform sind der BZ-Stack 12 und das Transaxle 14 getrennt voneinander ausgebildet und werden einzeln durch den Unterrahmen 30 elastisch abgestützt. Dadurch kann verhindert oder unterdrückt werden, dass Schwingungen von dem Transaxle 14 auf den BZ-Stapel 12 übertragen werden.
Im Allgemeinen bewegt sich mit zunehmender Höhe des Schwerpunkts eines Fahrzeugfrontabschnitts eine Hauptträgheitsachse des Fahrzeugfrontabschnitts von der Rollachse weg, was zu einer größeren Verkippung der Hauptträgheitsachse gegenüber der Rollachse führt und damit die Balance beeinträchtigt, was zu schlechter Lenkradbedienung und schlechtem Fahrkomfort führt. In der Fahrzeugeinbaustruktur für den BZ-Stapel 12 nach der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ist, da die Höhenposition des oberen Endes des Transaxle 14 zwischen der Höhenposition des oberen Endes und der Höhenposition des unteren Endes des BZ-Stapels 12 angeordnet ist, die Höhe des Schwerpunkts des Fahrzeugfrontabschnitts 11 niedriger als in einer Konfiguration, in der ein Brennstoffzellenstapel weiter zur Fahrzeugoberseite hin angeordnet ist als das obere Ende eines Transaxle. Dies ermöglicht eine Verbesserung der Lenkradbedienung und des Fahrkomforts.
Darüber hinaus ist in der Fahrzeugeinbaustruktur für den BZ-Stack 12 nach der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform der Unterrahmen 30 so ausgebildet, dass er das Paar des linken und des rechten Unterseitenträger 36, die sich entlang der Fahrzeuglängsrichtung erstrecken, und den unteren Querträger 40, der das Paar der Unterseitenträger 36 in Fahrzeugbreitenrichtung miteinander verbindet, aufweist. Der BZ-Stapel 12 und der Transaxle 14 werden durch den unteren Querträger 40, der sich in Fahrzeugbreitenrichtung durch die jeweiligen schwingungsisolierenden Elemente (das vordere TA-Befestigungselement 44, das erste vordere BZ-Stapel-Befestigungselement 46 und das zweite vordere BZ-Stapel-Befestigungselement 48) erstreckt, elastisch abgestützt, wodurch eine hohe Abstützungssteifigkeit in Bezug auf Schwingungen in der Fahrzeuglängsrichtung erreicht wird.
In der Fahrzeugeinbaustruktur für den BZ-Stapel 12 entsprechend der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform, wie in 3 gezeigt, erstrecken sich das Paar des linken und des rechten vorderen Seitenträger 26 in Fahrzeuglängsrichtung näher an der Fahrzeugoberseite als das Paar der Unterseitenträger 36, und der BZ-Stapel 12 und das Transaxle 14 werden durch das Paar der vorderen Seitenträger 26 über die schwingungsisolierenden Elemente (linkes Befestigungselement 32 und rechtes Befestigungselement 34) elastisch abgestützt. Dadurch wird eine hohe Lagersteifigkeit gegenüber Schwingungen in Fahrzeugbreitenrichtung erreicht.
In der Fahrzeugeinbaustruktur für den BZ-Stapel 12 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform, wie in 2 gezeigt, werden die in Fahrzeuglängsrichtung inneren Endbereiche des BZ-Stapels 12 und des Transaxles 14 durch den Aufhängungsträger 42, der einen Teil des Unterrahmens 30 bildet, über die schwingungsisolierenden Elemente (das hintere TA-Befestigungselement 50 und das hintere BZ-Stapel-Befestigungselement 52) elastisch abgestützt. Dementsprechend ist es nicht erforderlich, zusätzliche Komponenten zur Abstützung der nach vorn und hinten gerichteten inneren Endbereiche des BZ-Stapels 12 vorzusehen. Dadurch wird eine hohe Lagersteifigkeit gegenüber Vibrationen in Fahrzeuglängsrichtung erreicht, ohne dass die Anzahl der Komponenten erhöht werden muss.
In dem Verfahren zum Einbau des BZ-Stapels 12 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform in ein Fahrzeug, wie in 2 und 2 gezeigt. 5 gezeigt, werden der BZ-Stapel 12 und das Transaxle 14 über die schwingungsisolierenden Elemente (das vordere TA-Befestigungselement 44, das erste vordere BZ-Stapel-Befestigungselement 46, das zweite vordere BZ-Stapel-Befestigungselement 48, das hintere TA-Befestigungselement 50 und das hintere BZ-Stapel-Befestigungselement 52) so am Unterrahmen 30 befestigt, dass die Höhenposition des oberen Endes des Transaxles 14 zwischen der Höhenposition des oberen Endes und der Höhenposition des unteren Endes des BZ-Stapels 12 liegt. Dies ermöglicht eine Verbesserung der Freiheitsgrade für die stilistische Gestaltung des Fahrzeugs bei gleichzeitigem Gering-Halten der Höhe des Antriebsaggregatsraums 20 im Vergleich zu Fällen, in denen der BZ-Stapel 12 weiter zur Oberseite hin angeordnet ist als das obere Ende des Transaxles 14.
Der Unterrahmen 30, an dem der BZ-Stapel 12 und das Transaxle 14 angebracht sind, wird von der Fahrzeugunterseite aus an der Fahrzeugkarosserie befestigt. Darüber hinaus sind der BZ-Stack 12 und der Transaxle 14 ebenfalls über die schwingungsisolierenden Elemente (linkes Befestigungselement 32 und rechtes Befestigungselement 34) an der Fahrzeugkarosserie befestigt. Da der Unterrahmen 30, an dem der BZ-Stapel 12 und das Transaxle 14 angebracht sind, von der Fahrzeugunterseite her an der Fahrzeugkarosserie angebracht wird, ähnlich wie bei einem herkömmlichen benzinbetriebenen Fahrzeug oder einem Hybridfahrzeug, ist es möglich, eine herkömmliche Fahrzeugproduktionslinie für eine gemischte Produktion einschließlich Brennstoffzellenfahrzeugen zu verwenden. Dies erleichtert die Entwicklung abgeleiteter Fahrzeugmodelle und ermöglicht dadurch eine Senkung der Herstellungskosten.
Bei dem Verfahren zum Einbau des BZ-Stapels 12 nach der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform in ein Fahrzeug, wie in 2 gezeigt, weist der Unterrahmen 30 das Paar des linken und des rechten Unterseitenträgers 36 auf, welche sich, wenn sie an der Fahrzeugkarosserie angebracht sind, in Fahrzeuglängsrichtung erstrecken, den unteren Querträger 40 auf, welcher das Paar der Unterseitenträger 36 in Fahrzeugbreitenrichtung miteinander koppelt, und den Aufhängungsträger 42 aufweist, welcher an in Fahrzeuglängsrichtung inneren Endbereichen des Paars des linken und des rechten Unterseitenträgers 36 befestigt ist. Der BZ-Stapel 12 ist über die schwingungsisolierenden Elemente an dem unteren Querträger 40 und dem Aufhängungsträger 42 angebracht, und das Transaxle 14 ist über die schwingungsisolierenden Elemente am unteren Querträger 40 und dem Aufhängungselement 42 angebracht. Der BZ-Stapel 12 und das Transaxle 14 sind jeweils an dem unteren Querträger 40 und dem Aufhängungsträger 42 angebracht, die sich in Fahrzeugbreitenrichtung in dem Unterrahmen 30 erstrecken, der in einer Form ausgebildet ist, die einem Hashtag ähnelt, wodurch eine steifere Anbringung des Unterrahmens 30 mit dem daran angebrachten BZ-Stapel 12 und dem ebenfalls am Unterrahmen 30 angebrachten Transaxle 14 an der Fahrzeugkarosserie ermöglicht wird. Darüber hinaus werden bei dem nach diesem Verfahren hergestellten Fahrzeug 10 der BZ-Stapel 12 und das Transaxle 14 über die jeweiligen schwingungsisolierenden Elemente durch den unteren Querträger 40 und den Aufhängungsträger 42, die sich in Fahrzeugbreitenrichtung erstrecken, elastisch abgestützt, wodurch eine hohe Lagersteifigkeit gegenüber Schwingungen in Fahrzeuglängsrichtung erreicht wird.
Bei dem Verfahren zum Einbau des BZ-Stapels 12 nach der vorliegenden beispielhaften Ausführung in ein Fahrzeug werden, wie sie in den 2 bis 4 gezeigt ist, der BZ-Stapel 12 und das Transaxle 14 durch die schwingungsisolierenden Elemente (linkes Befestigungselement 32 und rechtes Befestigungselement 34) an dem Paar der vorderen Seitenträger 26 befestigt. Dadurch ist es möglich, den Befestigungszustand von der Fahrzeugoberseite aus visuell zu überprüfen. Darüber hinaus kann bei dem nach diesem Verfahren hergestellten Fahrzeug 10 eine hohe Lagersteifigkeit gegenüber Schwingungen in Fahrzeugbreitenrichtung erreicht werden.
Zweite beispielhafte Ausführungsform
Es folgt eine Erläuterung zu einer zweiten beispielhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf 6 bis 8.
Gesamtkonfiguration des Fahrzeugs
Wie in 6 gezeigt, ist ein Fahrzeug 100, das mit einer Fahrzeugeinbaustruktur für ein Brennstoffzellenstapel gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform ausgestattet ist, als ein Fahrzeug der Karosserie-auf-Rahmen-Bauweise (z.B. ein Pickup-Truck) mit einem leiterförmigen Rahmen 102 ausgebildet.
Das Fahrzeug 100 ist ausgebildet mit dem vorstehend genannten Rahmen 102, einem Brennstoffzellenstapel 104 (im Folgenden als „BZ-Stapel 104“ bezeichnet), einem Transaxle 106 als Beispiel für einen „Antriebsmotor“, einer Triebwelle 108, einem Differentialgetriebe 110, einem Hochdruck-Wasserstofftank 112 sowie einem nicht-gezeigten Wechselrichter und einer Batterie. Das Fahrzeug 100 ist ein Fahrzeug mit Hinterradantrieb, bei dem die Leistung des Transaxles 106 über die Triebwelle 108, das Differentialgetriebe 110 und eine Antriebswelle 114 auf die Hinterräder 116 übertragen wird.
Fahrzeugeinbaustruktur für den BZ-Stapel 104
Es folgt eine Erläuterung zu einer Fahrzeugeinbaustruktur für den BZ-Stapel 104. Wie in 6 gezeigt, ist die Fahrzeugeinbaustruktur des BZ-Stapels 104 so ausgebildet, dass sie den vorstehend genannten Rahmen 102, den BZ-Stapel 104, der durch einen vorderen Abschnitt 118 des Rahmens 102 elastisch abgestützt ist, und das Transaxle 106, das separat zum BZ-Stapel 104 ausgebildet ist und weiter zum Fahrzeugheck hin angeordnet ist als der BZ-Stapel 104, aufweist.
Der Rahmen 102 ist im Wesentlichen leiterförmig ausgebildet durch ein Paar einer linken und einer rechten Seitenschiene 120, die sich entlang der Fahrzeuglängsrichtung erstrecken, einen ersten Querträger 122, einen zweiten Querträger 124 und einen dritten Querträger 126, die das Paar der Seitenschienen 120 in Fahrzeugbreitenrichtung miteinander verbinden, und eine vordere Stoßstangenverstärkung 128 und eine nicht-gezeigte hintere Stoßstangenverstärkung, die jeweils an den vorderen und hinteren Enden des Paars der Seitenschienen 120 befestigt sind und sich in Fahrzeugbreitenrichtung erstrecken.
Ein Paar BZ-Stapel-Befestigungselemente 130, die als Beispiel für „schwingungsisolierende Elemente“ dienen und mit nicht-gezeigtem, schwingungsisolierendem Gummi versehen sind, werden an Seitenwänden 120A in Fahrzeugbreitenrichtung an Innenseiten des Paares der Seitenschienen 120 befestigt, wie in 6 und 7 gezeigt. Jedes BZ-Stapel-Befestigungselement des Paares der BZ-Stapel-Befestigungselemente 130 hat eine Plattendickenrichtung, die in einer Richtung orientiert ist, die in Bezug auf die vertikale Richtung des Fahrzeugs in Fahrzeugbreitenrichtung nach außen geneigt ist, und ragt von der entsprechenden Seitenwand 120A in Fahrzeugbreitenrichtung nach innen und in Richtung Oberseite vor.
Wie in 6 gezeigt, sind am zweiten Querträger 124 ein hinteres BZ-Stapel-Befestigungselement 132 und ein Paar Transaxle-Befestigungselemente 134 (im folgenden als „Paar TA-Befestigungselemente 134“ bezeichnet) befestigt, die als Beispiele für „schwingungsisolierende Elemente“ dienen und mit nicht-gezeigtem schwingungsisolierendem Gummi versehen sind. Das hintere BZ-Stapel-Befestigungselement 132 hat eine Plattendickenrichtung, die in Fahrzeugbreitenrichtung ausgerichtet ist, und ragt von dem zweiten Querträger 124 aufrecht zur Oberseite hin vor. Wie in 8 gezeigt, hat jedes TA-Befestigungselement des Paars der TA-Befestigungselemente 134 jeweils eine Plattendickenrichtung, die in einer Richtung orientiert ist, die in Bezug auf die vertikale Richtung des Fahrzeugs in Fahrzeugbreitenrichtung nach außen geneigt ist, und ragt vom zweiten Querträger 124 in Fahrzeugbreitenrichtung nach innen und in Richtung Oberseite vor.
Wie in 6 gezeigt, ist ein hinteres Transaxle-Befestigungselement 136 (im Folgenden als „hinteres TA-Befestigungselement 136“ bezeichnet), das als Beispiel für ein „schwingungsisolierendes Element“ dient und mit einem nicht-gezeigten schwingungsisolierenden Gummi versehen ist, an dem dritten Querträger 126 befestigt. Das hintere TA-Befestigungselement 136 ist im wesentlichen kreiszylinderförmig ausgebildet und ist an einer oberen Fläche 126A des dritten Querträgers 126 befestigt, wobei die axiale Richtung des TA-Befestigungselements 136 in der vertikalen Richtung des Fahrzeugs verläuft.
Der BZ-Stapel 104 ist zwischen den Vorderrädern 138 am vorderen Abschnitt 118 des Rahmens 102 angeordnet und wird durch das Paar der Seitenschienen 120 und den zweiten Querträger 124 elastisch abgestützt. Insbesondere ist, wie in 6 und 7 gezeigt, ein vorderer Bereich des BZ-Stapels 104 mit einem Paar einer linker und einer rechter Seitenhalterung 140 versehen, die von seitlichen Bereichen des BZ-Stapels 104 in Fahrzeugbreitenrichtung nach außen und in Richtung der Unterseite des Fahrzeugs vorragen. Das Paar der Seitenhalterungen 140 wird mit nicht-gezeigten Schrauben und Muttern an dem Paar der BZ-Stapel-Befestigungselementen 130 fest gemacht. Ein in Fahrzeuglängsrichtung hinterer Endbereich des BZ-Stapels 104 (Endbereich in Längsrichtung an der Innenseite des Fahrzeugs) ist mit einer hinteren Halterung 142 (in 7 nicht gezeigt) versehen, die eine Plattendickenrichtung hat, die in Fahrzeugbreitenrichtung ausgerichtet ist und zum Fahrzeugheck hin vorragt. Die hintere Halterung 142 ist mit nicht-gezeigten Muttern und Schrauben am hinteren BZ-Stapel-Befestigungselement 132 fest gemacht.
Das Transaxle 106 ist durch den zweiten Querträger 124 und den dritten Querträger 126 in dem vorderen Abschnitt 118 des Rahmens 102 elastisch abgestützt. Insbesondere ist, wie in 6 und 8 gezeigt, ein vorderer Bereich des Transaxles 106 mit einem Paar einer linker und einer rechter Seitenhalterung 144 versehen, die von seitlichen Bereichen des Transaxles 106 in Fahrzeugbreitenrichtung nach außen und in Richtung der Unterseite vorragen. Das Paar der Seitenhalterungen 144 wird mit nicht-gezeigten Muttern und Schrauben an dem Paar der TA-Befestigungselemente 134 fest gemacht. Darüber hinaus ist das hintere TA-Befestigungselement 136 mit einer unteren Fläche eines hinteren Bereichs des Transaxles 106 verbunden. Eine Höhenposition eines oberen Endes des Transaxle 106 ist zwischen einer Höhenposition eines oberen Endes und einer Höhenposition eines unteren Endes des FC-Stapels 104 angeordnet (siehe 7).
Funktionsweise und vorteilhafte Effekte
Es folgt eine Erläuterung zur Funktionsweise und zu den vorteilhaften Effekten der Fahrzeugeinbaustruktur für den BZ-Stapel 104 der zweiten beispielhaften Ausführungsform.
Bei der Fahrzeugeinbaustruktur für den BZ-Stapel 104 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform, wie sie in 6 gezeigt ist, wird ein Rahmenelement durch den Rahmen 102 des Fahrzeugs 100 der Karosserie-auf-Rahmen-Bauweise ausgebildet. Der BZ-Stapel 104 ist in dem vorderen Abschnitt 118 des Rahmens 102 angeordnet, und das Transaxle 106 ist weiter zum Fahrzeugheck hin angeordnet als der BZ-Stapel 104. Das Fahrzeug 100 der Karosserie-auf-Rahmen-Bauweise ermöglicht somit das Gering-Halten der Höhe des Antriebsaggregatraums und ermöglicht eine Verbesserung der Freiheitsgrade für die stilistische Gestaltung des Fahrzeugs im Vergleich zu Konfigurationen, bei denen ein Brennstoffzellenstapel weiter zur Fahrzeugoberseite hin als das obere Ende eines Antriebsmotors angeordnet ist.
In der Fahrzeugeinbaustruktur für den BZ-Stapel 104 entsprechend der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform weist der Rahmen 102 das Paar der linken und der rechten Seitenschiene 120, die sich entlang der Fahrzeuglängsrichtung erstrecken, und den zweiten Querträger 124, der das Paar der Seitenschienen 120 in Fahrzeugbreitenrichtung miteinander koppelt, auf. Der BZ-Stapel 104 und das Transaxle 106 sind durch den zweiten Querträger 124 über die jeweiligen schwingungsisolierenden Elemente elastisch abgestützt, und das Transaxle 106 ist ebenfalls durch den dritten Querträger 126 über ein schwingungsisolierendes Element elastisch abgestützt, wodurch eine hohe Lagersteifigkeit in Bezug auf Schwingungen in der Fahrzeuglängsrichtung erzielt werden kann.
Obwohl in den vorstehenden beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung Erläuterungen zu einer Fahrzeugeinbaustruktur und zu einem Verfahren zum Einbau eines Brennstoffzellenstapels in ein Fahrzeug gegeben wurden, können verschiedene Modifikationen innerhalb eines Bereichs vorgenommen werden, der nicht vom Geist der vorliegenden Offenbarung abweicht. Zum Beispiel ist in den Beispielen der ersten beispielhaften Ausführungsform und der zweiten beispielhaften Ausführungsform die Fahrzeugeinbaustruktur für den Brennstoffzellenstapel im Fahrzeugfrontabschnitt angeordnet. Die Fahrzeugeinbaustruktur kann jedoch in einem Fahrzeugheckabschnitt angeordnet sein. In den Fällen, in denen die Fahrzeugeinbaustruktur im Fahrzeugheckabschnitt angeordnet ist, ist die Konfiguration der Fahrzeugeinbaustruktur für den Brennstoffzellenstapel bezüglich vorne und hinten spiegelverkehrt zu der beschriebenen Konfiguration der ersten beispielhaften Ausführungsform oder der zweiten beispielhaften Ausführungsform.
Obwohl in der ersten beispielhaften Ausführungsform der BZ-Stapel 12 auf der rechten Fahrzeugseite und das Transaxle 14 auf der linken Fahrzeugseite angeordnet ist, kann der BZ-Stapel 12 auf der linken Fahrzeugseite und das Transaxle 14 auf der rechten Fahrzeugseite angeordnet sein.
Obwohl die Höhenposition des oberen Endes des Transaxle 14 in der ersten beispielhaften Ausführungsform zwischen der Höhenposition des oberen Endes und der Höhenposition des unteren Endes des BZ-Stapels 12 angeordnet ist (siehe 5) und die Höhenposition des oberen Endes des Transaxle 106 in der zweiten beispielhaften Ausführungsform zwischen der Höhenposition des oberen Endes und der Höhenposition des unteren Endes des BZ-Stapels 104 angeordnet ist (siehe 7), ist die Positionsbeziehung zwischen dem BZ-Stapel und dem Transaxle in Höhenrichtung nicht darauf beschränkt. Es reicht nämlich aus, dass die Höhenposition von dem oberen Ende, dem unteren Ende und/oder der Höhenrichtungsmitte des Transaxle zwischen der Höhenposition des oberen Endes und der Höhenposition des unteren Endes des BZ-Stapels angeordnet ist. Beispielsweise kann eine Konfiguration hergestellt werden, in der die Höhenpositionen sowohl des oberen Endes als auch des unteren Endes eines Transaxle zwischen der Höhenposition des oberen Endes und der Höhenposition des unteren Endes eines BZ-Stapels angeordnet sind, oder eine Konfiguration, in der nur die Höhenposition eines unteren Endes eines Transaxle zwischen der Höhenposition des oberen Endes und der Höhenposition des unteren Endes eines BZ-Stapels angeordnet ist. Alternativ kann eine Konfiguration hergestellt werden, in der eine Höhenabmessung eines Transaxle größer als eine Höhenabmessung eines Brennstoffzellenstapels ist und nur die Höhenposition der Höhenrichtungsmitte des Transaxle zwischen der Höhenposition des oberen Endes und der Höhenposition des unteren Endes des BZ-Stapels angeordnet ist. In solchen Fällen ist die Höhe des Antriebsaggregatraums noch gering gehalten und die Freiheitsgrade für die stilistische Gestaltung des Fahrzeuges können im Vergleich zu Konfigurationen, bei denen der BZ-Stapel weiter zur Fahrzeugoberseite hin als das obere Ende des Transaxle angeordnet ist, noch verbessert werden.
Obwohl Erläuterungen zu einem Beispiel gegeben wurden, bei dem sowohl der BZ-Stapel 12 als auch das Transaxle 14 durch das Paar der vorderen Seitenträger 26 abgestützt sind, wie in den 2 bis 4 der ersten beispielhaften Ausführungsform gezeigt, kann eine Konfiguration gewählt werden, bei der entweder der BZ-Stapel 12 oder das Transaxle 14 durch einen Unterseitenträger des Paars der Unterseitenträger 36 statt durch das Paar der vorderer Seitenträger 26 abgestützt ist.
Obwohl die erste beispielhafte Ausführungsform eine Konfiguration aufweist, in der sich der BZ-Stapel 12 und das Transaxle 14 in der Seitenansicht, wie in 5 gezeigt, überlappen, gibt es dafür keine Einschränkung, und es reicht aus, dass die Höhenposition von dem oberen Ende, dem unteren Ende und/oder der Höhenrichtungsmitte des Transaxle 14 zwischen der Höhenposition des oberen Endes und der Höhenposition des unteren Endes des BZ-Stapels 12 angeordnet ist. Beispielsweise kann die Konfiguration so gestaltet werden, dass sich der BZ-Stapel 12 und das Transaxle 14 in der Seitenansicht nicht überlappen, sich jedoch in der Frontansicht gegenseitig überlappen. Alternativ kann eine Konfiguration gewählt werden, bei der sich der BZ-Stapel 12 und das Transaxle 14 weder in der Seitenansicht noch in der Frontansicht überlappen.
Obwohl der BZ-Stapel 104 und das Transaxle 106 in der zweiten beispielhaften Ausführungsform von demselben zweiten Querträger 124 getragen werden, kann eine Konfiguration hergestellt werden, in der der BZ-Stapel 104 und das Transaxle 106 von verschiedenen Querträgern getragen werden. Darüber hinaus kann, obwohl eine Konfiguration hergestellt wird, in der der vordere Bereich des BZ-Stapels 104 durch das Paar der Seitenschienen 120 abgestützt wird, eine Konfiguration hergestellt werden, in der der vordere Bereich des BZ-Stapels 104 durch einen Querträger abgestützt wird.
Obwohl die schwingungsisolierenden Elemente (mit Ausnahme des hinteren Transaxle-Befestigungselements 136) flache plattenförmige Elemente sind, die in der ersten beispielhaften Ausführungsform und in der zweiten beispielhaften Ausführungsform mit schwingungsisolierendem Gummi versehen sind, ist die Form der schwingungsisolierenden Elemente nicht auf flache Plattenformen beschränkt. Die schwingungsisolierenden Elemente können zueinander unterschiedliche Formen haben, und als schwingungsisolierende Elemente können verschiedene, an die Eigenschaften der von ihnen getragenen Vorrichtung angepasste schwingungsisolierende Elemente verwendet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2009190438 A [0002, 0003]

Claims

Fahrzeugeinbaustruktur für einen Brennstoffzellenstapel mit: einem Rahmenelement (30), das an einer Fahrzeugunterseite angeordnet ist; einem Brennstoffzellenstapel (12), der an einem Fahrzeugfrontabschnitt oder einem Fahrzeugheckabschnitt angeordnet ist und der durch das Rahmenelement (30) über ein schwingungsisolierendes Element (46, 48, 52) elastisch abgestützt ist; und einem Antriebsmotor (14), der an dem gleichen Abschnitt des Fahrzeugfrontabschnitts oder des Fahrzeugheckabschnitts wie der Brennstoffzellenstapel (12) angeordnet ist, der von dem Brennstoffzellenstapel (12) getrennt ist und der durch das Rahmenelement (30) über ein zweites schwingungsisolierendes Element (44, 50) elastisch abgestützt ist, so dass eine Höhenposition eines oberen Endes, eines unteren Endes und/oder einer Höhenrichtungsmitte des Antriebsmotors (14) zwischen einer Höhenposition eines oberen Endes und einer Höhenposition eines unteren Endes des Brennstoffzellenstapels (12) angeordnet ist.
Fahrzeugeinbaustruktur für einen Brennstoffzellenstapel nach Anspruch 1, wobei das Rahmenelement (30) ein Paar eines linken und eines rechten Unterseitenträgers (36) aufweist, welche sich entlang einer Fahrzeuglängsrichtung erstrecken, und einen unteren Querträger (40) aufweist, welcher das Paar der Unterseitenträger (36) in einer Fahrzeugbreitenrichtung miteinander verbindet, und der Brennstoffzellenstapel (12) und der Antriebsmotor (14) durch den unteren Querträger (40) über die jeweiligen Schwingungsisolationselemente (44, 46, 48) elastisch abgestützt sind.
Fahrzeugeinbaustruktur für einen Brennstoffzellenstapel nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, ferner mit einem Paar eines linken und eines rechten Oberseitenträgers (26), welche näher an einer Fahrzeugoberseite als das Rahmenelement (30) angeordnet sind und welche sich in einer Fahrzeuglängsrichtung erstrecken, wobei der Brennstoffzellenstapel (12) und/oder der Antriebsmotor (14) durch das Paar des linken und des rechten Oberseitenträgers (26) über ein drittes schwingungsisolierendes Element (32, 34) elastisch abgestützt sind/ist.
Fahrzeugeinbaustruktur für einen Brennstoffzellenstapel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: das Rahmenelement (30) einen Aufhängungsträger (42) aufweist, und ein Endbereich des Brennstoffzellenstapels (12) in Längsrichtung an der Innenseite des Fahrzeugs und ein Endbereich des Antriebsmotors (14) in Längsrichtung an der Innenseite des Fahrzeugs durch den Aufhängungsträger (42) über die jeweiligen schwingungsisolierenden Elemente (46, 48, 52, 32, 34) elastisch abgestützt sind.
Fahrzeugeinbaustruktur für einen Brennstoffzellenstapel nach Anspruch 1, wobei das Rahmenelement (30) ein Rahmen (102) eines Fahrzeugs (100) der Karosserie-auf-Rahmen-Bauweise ist, der Brennstoffzellenstapel (12) an einem vorderen Abschnitt des Rahmens (102) angeordnet ist und der Antriebsmotor (14) näher an einem Fahrzeugheck angeordnet ist als der Brennstoffzellenstapel (12).
Fahrzeugeinbaustruktur für einen Brennstoffzellenstapel nach Anspruch 5, wobei der Rahmen (102) ein Paar einer linken und einer rechten Seitenschiene (120) aufweist, welche sich entlang einer Fahrzeuglängsrichtung erstrecken, und einen Querträger (122, 124, 126) aufweist, welcher das Paar der Seitenschienen (120) in einer Fahrzeugbreitenrichtung miteinander verbindet, und der Brennstoffzellenstapel (12) und der Antriebsmotor (14) über die jeweiligen schwingungsisolierenden Elemente (130, 134) durch den Querträger (122, 124, 126) elastisch abgestützt sind.
Fahrzeugeinbaustruktur für einen Brennstoffzellenstapel nach Anspruch 6, wobei: der Querträger einen ersten Querträger (122), einen zweiten Querträger (124) und einen dritten Querträger (126) aufweist, welche in der Fahrzeuglängsrichtung angeordnet sind, der Brennstoffzellenstapel (12) durch den ersten Querträger (122) und den zweiten Querträger (124) abgestützt ist, und der Antriebsmotor (14) durch den zweiten Querträger (122) und den dritten Querträger (126) abgestützt ist.
Verfahren zum Einbau eines Brennstoffzellenstapels in ein Fahrzeug, mit den Schritten: i) Anbringen eines Brennstoffzellenstapels (12) und eines Antriebsmotors (14) an einem Rahmenelement (30) über ein schwingungsisolierendes Element (44, 46, 48), so dass eine Höhenposition eines oberen Endes, eines unteren Endes und/oder einer Höhenrichtungsmitte des Antriebsmotors (14) zwischen einer Höhenposition eines oberen Endes und einer Höhenposition eines unteren Endes des Brennstoffzellenstapels (12) angeordnet ist; ii) Anbringen des Rahmenelements (30), an dem der Brennstoffzellenstapel (12) und der Antriebsmotor (14) angebracht sind, an eine Fahrzeugkarosserie von einer Fahrzeugunterseite aus; und iii) Anbringen des Brennstoffzellenstapels (12) bzw. des Antriebsmotors (14) an der Fahrzeugkarosserie über ein zweites schwingungsisolierendes Element (32, 34).
Verfahren nach Anspruch 8, wobei: das Rahmenelement (30) ein Paar eines linken und eines rechten Unterseitenträgers (36) aufweist, welche sich entlang einer Fahrzeuglängsrichtung erstrecken, wenn sie an der Fahrzeugkarosserie angebracht sind, einen unteren Querträger (40) aufweist, welcher das Paar der Unterseitenträger (36) in einer Fahrzeugbreitenrichtung miteinander verbindet, und einen Aufhängungsträger (42) aufweist, welcher in Längsrichtung an der Innenseite des Fahrzeugs an Endbereichen des Paars des linken und des rechten Unterseitenträgers (36) befestigt ist, und das Anbringen des Brennstoffzellenstapels (12) und des Antriebsmotors (14) am Rahmenelement (30) über das schwingungsisolierende Element (44, 46, 48) die Schritte umfasst: a) Anbringen des Brennstoffzellenstapels (12) an dem unteren Querträger (40) und dem Aufhängungsträger (42) über das schwingungsisolierende Element (44, 46, 48); und b) Anbringen des Antriebsmotors (14) an dem unteren Querträger (40) und dem Aufhängungsträger (42) über das schwingungsisolierende Element (44, 46, 48).
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Anbringen des Brennstoffzellenstapels (12) und des Antriebsmotors (14) an der Fahrzeugkarosserie über das schwingungsisolierende Element (44, 46, 48) den Schritt umfasst: c) Anbringen des Brennstoffzellenstapels (12) und des Antriebsmotors (14) sowohl an einen linken, als auch an einen rechten Oberseitenträger (26) über das schwingungsisolierende Element, wobei das Paar des linken und des rechten Oberseitenträgers (26) näher an einer Fahrzeugoberseite angeordnet ist als das Rahmenelement (30) und sich entlang einer Fahrzeuglängsrichtung erstreckt.