DE10108060A1 - Fahrzeug mit einer gekühlten Elektronikeinheit - Google Patents

Fahrzeug mit einer gekühlten Elektronikeinheit

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Heribert Mittmann
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MITTMANN, HERIBERT, 20535 HAMBURG, DE
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STILL GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F9/00—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes
    • B66F9/06—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes movable, with their loads, on wheels or the like, e.g. fork-lift trucks
    • B66F9/075—Constructional features or details
    • B66F9/07595—Cooling arrangements for device or operator

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Fahrzeug mit einer Elektronikeinheit (1) und einem mit der Elektronikeinheit (1) verbundenen Kühlkörper. Erfindungsgemäß ist der Kühlkörper von einem Latentwärmespeicher gebildet. Als Anwendungsbereich sind Flurförderzeuge besonders geeignet. Der Latentwärmespeicher weist ein Latentwärmemedium (3) aus Paraffin sowie einen metallenen Wärmeleiter (2) auf.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer Elektronikeinheit und einem mit der Elektronikeinheit verbundenen Kühlkörper.
Kühlkörper werden beispielsweise in elektrisch angetriebenen Flurförderzeugen eingesetzt, um die bei im Betrieb befindlichen Fahrzeugen in deren Elektronikeinheiten, z. B. Steuer-Regeleinheiten und Stromrichter, entstehende Wärme aufzunehmen und von den Elektronikeinheiten abzuleiten. Somit wird ein Überhitzen der Elektronikeinheit vermieden.
In Flurförderzeugen sind beispielsweise Kühlkörpervorrichtungen der eingangs genannten Art bekannt, die von einem in der Regel aus Gussstahl bestehendem Gegengewicht des Flurförderzeugs gebildet sind. Die in der Elektronikeinheit entstehende Wärme wird durch Wärmeleitung von dem Gegengewicht aufgenommen und langsam an die Umgebung abgeführt. Der Nachteil dieser bekannten Kühlvorrichtung liegt darin, dass der Einbauort der Elektronikeinheit aufgrund der Wärmeableitung mittels des Gegengewichts fest vorgegeben ist, da die Elektronikeinheit mit dem Gegengewicht in Kontakt stehen muss. Darüber hinaus werden große Massen und Volumina an Gussstahl benötigt, um die erforderliche Wärmekapazität sicherzustellen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Kühlkörper zur Verfügung zu stellen, der einen örtlich variablen Einbau der Elektronikeinheit erlaubt und dessen Masse und Volumen deutlich geringer ist, als bei Verwendung eines Kühlkörpers aus Gussstahl.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Kühlkörper von einem Latentwärmespeicher gebildet ist. Der Latentwärmespeicher nimmt die in der Elektronikeinheit entstehende Wärmemenge durch einen Phasenübergang vom festen zum flüssigen Zustand auf. Daran anschließend wird die Wärme mit einem geringen Abkühlungsgradienten wieder abgeleitet, wobei ein umgekehrter Phasenübergang erfolgt. Während der Phasenübergänge bleibt die Temperatur des Latentwärmespeichers und damit auch die Temperatur der Elektronikeinheit im wesentlichen konstant.
Die Anwendung der Erfindung ist besonders für Flurförderzeuge zweckmäßig, da aufgrund der im Vergleich zu anderen Fahrzeugen geringen Fahrgeschwindigkeiten der Flurförderzeuge eine Wärmeableitung durch Konvektion nur in sehr geringem Maße stattfinden kann. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung erleiden die elektronischen Bauelemente durch die verbesserte Wärmeableitung eine geringere thermische Belastung.
Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung weist der Latentwärmespeicher ein Latentwärmemedium und einen Wärmeleiter auf. Somit wird sichergestellt, dass die in der Elektronikeinheit entstehende Wärme über den Wärmeleiter zu dem Latentwärmemedium transportiert und gleichmäßig verteilt wird.
Aufgrund der großen Wärmeleitfähigkeit des Werkstoffes Metall wird der Wärmeleiter von Metall gebildet.
Eine besonders zweckmäßige Ausführung wird erreicht, wenn ein Mittel zum Ableiten von Wärme aus dem Latentwärmespeicher an die Umgebung vorgesehen ist. Hierdurch kann die Wärme beschleunigt in die Umgebung abgeleitet werden. Beispielsweise kann das Mittel zum Ableiten von Wärme ein Gebläse oder einen Wärmeaustauscher umfassen.
Um einen Phasenübergang des Latentwärmemediums vom festen zum flüssigen Zustand bei den in der Elektronikeinheit entstehenden Temperaturen zu erreichen, befindet sich die Schmelztemperatur des Latentwärmemediums im Bereich zwischen 40°C und 100°C.
Es ist besonders zweckdienlich, wenn das Latentwärmemedium von Paraffin gebildet wird. Bei Verwendung von Paraffin ergibt sich insbesondere der Vorteil, dass die dann benötigte Masse des Latentwärmemediums wesentlich geringer ist, als die Masse des Gegengewichts bei der aus dem Stand der Technik bekannten Lösung. So wird beispielsweise bei einer mittleren Verlustleistung des Steuergerätes von 800 Watt für eine einstündige Betriebsdauer eine Masse an Paraffin von 5 bis 15 kg benötigt. Zum Vergleich würde bei Verwendung von Gussstahl die 11-fache Masse benötigt werden.
Durch die Möglichkeit des Vorwärmens des Latentwärmemediums kann darüber hinaus beispielsweise bei Kühhauseinsätzen die Lebensdauer der elektronischen Bauelemente erhöht werden, da die Elektronikeinheit dann nicht kalt gestartet werden muss und die hierbei auftretenden thermischen Spannungen vermieden werden.
Weitere Vorteile und Einzelheiten werden anhand des in der schematischen Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Figur ist eine erfindungsgemäße Kühlvorrichtung dargestellt.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel zeigt eine Elektronikeinheit (1) an die ein Wärmeleiter (2) angeschlossen ist. Der Wärmeleiter (2) wird von einem in einem Behälter (4) befindlichen Latentwärmemedium (3) umgeben.
Erhitzt sich während des Betriebes des Fahrzeugs die Elektronikeinheit (1), so wird die entstehende Wärmemenge über Wärmeleitung auf den Wärmeleiter (2) übertragen. Sodann nimmt das Latentwärmemedium (3) die Wärmemenge durch einen Phasenübergang vom festen zum flüssigen Zustand auf und puffert diese bis zu einem in umgekehrter Richtung abgeschlossenen Phasenübergang. Durch die Wärmepufferung wird ermöglicht, dass der Abkühlvorgang ohne nennenswerte Fremdmittel zum Ableiten von Wärme erfolgen kann und somit der Einbau der Elektronikeinheit im Gegensatz zum Stand der Technik örtlich variabel ist.

Claims (8)

1. Fahrzeug mit einer Elektronikeinheit (1) und einem mit der Elektronikeinheit (1) verbundenen Kühlkörper, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper von einem Latentwärmespeicher gebildet ist.
2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug ein Flurförderzeug ist.
3. Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Latentwärmespeicher ein Latentwärmemedium (3) und einen Wärmeleiter (2) aufweist.
4. Fahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeleiter (2) von Metall gebildet ist.
5. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittel zum Ableiten von Wärme aus dem Latentwärmspeicher an die Umgebung vorgesehen ist.
6. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelztemperatur des Latentwärmemediums (3) im Bereich zwischen 40°C und 100°C liegt.
7. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Latentwärmemedium (3) von Paraffin gebildet ist.
8. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse des Latentwärmemediums (3) zwischen 5 kg und 15 kg beträgt.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10250604A1 (de) * 2002-10-30 2004-05-19 Tyco Electronics Amp Gmbh Integriertes Schaltungssystem mit Latentwärmespeichermodul
DE102007025956A1 (de) * 2007-06-04 2008-12-11 Robert Bosch Gmbh Steuervorrichtung zur Kühlung und zugehöriges Steuerverfahren
IT202200020454A1 (it) * 2022-10-07 2024-04-07 Ergonixart S R L Sistema per protezione delle CPU e degli altri circuiti elettronici che generano calore dal surriscaldamento mediante dispositivi multipli ad accumulo di calore in materiali a cambiamento di fase, disposti in rete, e riutilizzo integrale ed ottimizzato del calore accumulato

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