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Für die Anmeldung wird die Priorität der am 1. November 2010 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2010-0107810 beansprucht, deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme hierin einbezogen ist.
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Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage eines Elektrofahrzeuges, und insbesondere eine Klimaanlage eines Elektrofahrzeuges, bei welcher eine Peltier-Einheit mit einem Peltier-Element vorgesehen ist und eine Luftführungspassage verbessert wird, um die Effizienz der Kühlung und Heizung zu erhöhen.
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Im Allgemeinen ist eine Klimaanlage, die auch als System zur Heizung, Lüftung und Klimatisierung (HVAC) bekannt ist, in einem Fahrzeug installiert, um eine angenehme Umgebung für Fahrer und Insassen zu schaffen, indem eine Vielzahl von Klimafunktionen, wie Lüftung, Kühlung und Heizung, in einem Fahrgastraum in Reaktion auf eine Betätigung durch den Fahrer durchgeführt werden. Ein solches HVAC-System kann von dem Fahrer oder dem Insassen durch Steuerungen betrieben werden, die unterhalb und rechts von einem Lenkrad vorgesehen sind. Das HVAC-System kann auch durch Einstellen einer Lüftungspassage oder Betreiben eines Klimakompressors betrieben werden, indem eine automatische Temperatursteuereinrichtung betätigt wird.
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Mit Bezug auf 1, die eine schematische Ansicht einer herkömmlichen Klimaanlage eines Fahrzeuges zeigt, wird eine Lüftungspassage für die durch einen Klimaverdampfer hindurchtretende Luft beschrieben. Eine Lufteinlassklappe 100 bestimmt, ob Innenluft oder Außenluft die Quelle der einzublasenden Luft ist. Ein Gebläse 101 ist derart konfiguriert, dass es die durch die Lufteinlassklappe 100 hindurchtretende Luft zwangsläufig in einen Fahrgastraum des Fahrzeuges bläst. Der Klimaverdampfer 106 ist derart vorgesehen, dass die von dem Gebläse 101 eingeführte Luft durch diesen hindurchtritt. Eine Luftmischklappe 103 ist derart konfiguriert, dass sie die Menge der Luft regelt, die in Richtung zu einem Heizkörper 102 geblasen wird. Luftführungskanäle 104 und Lufteinlässe 105 sind derart konfiguriert, dass sie die durch den Klimaverdampfer 106 und den Heizkörper 102 hindurchtretende Luft zu einzelnen Bereichen des Fahrzeuges führen.
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In ausführlicher Beschreibung der Strömung der Luft, die über die Lüftungspassage in den Fahrgastraum des Fahrzeuges geführt wird, nimmt das Gebläse 101 die Luft von der Luftquelle auf, die von der Lufteinlassklappe 100 ausgewählt wird, und bläst zwangsläufig die Luft ein, so dass die eingeblasene Luft während des Hindurchtretens durch den Verdampfer 106 der Klimaanlage abgekühlt wird, bevor sie in den Fahrgastraum des Fahrzeuges eingeführt wird.
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Nachdem die Luft durch den Verdampfer 106 der Klimaanlage hindurchgetreten ist, wird sie über die Luftführungskanäle 104 und die Lufteinlässe 105 in den Fahrgastraum des Fahrzeuges eingeführt, nachdem sie wahlweise in Abhängigkeit von dem Zustand der Luftmischklappe 103 durch den Heizkörper 102 hindurchgetreten ist. Die durch den Heizkörper 102 hindurchgetretene Luft und die durch den Heizkörper 102 nicht hindurchgetretene Luft werden in einer Mischzone 107 vermischt, so dass die Mischluft auf eine vorbestimmte Temperatur gewandelt wird. Danach wird die resultierende Luft über die Luftführungskanäle 104 und die Lufteinlässe 105 in den Fahrgastraum des Fahrzeuges eingeführt.
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Daher steigt, wenn sich die Menge der durch den Heizkörper 102 hindurchtretenden Luft erhöht, die Temperatur der in den Fahrgastraum des Fahrzeuges eingeführten Luft dementsprechend an. Wie oben beschrieben, dient die Luftmischklappe 103 im Wesentlichen zur Steuerung der Temperatur der in den Fahrgastraum des Fahrzeuges eingeführten Luft.
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Natürlich ist es möglich, Luft mit einer vorbestimmten Temperatur in den Fahrgastraum des Fahrzeuges einzuführen oder die Luftzufuhr durch Steuerung des Grades der Öffnung und Schließung der Lufteinlässe und des Betriebs des Klimakompressors zu regeln, während die Hauptluftdurchgänge geregelt werden. Die Lufteinlässe 105 sind im Allgemeinen derart konfiguriert, dass sie die Luft in drei Richtungen, d.h. in Richtung zu den Füßen, der Brust und dem Kopf des Fahrers oder des Insassen blasen.
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Die herkömmliche Klimaanlage eines Fahrzeuges, die derart konfiguriert ist, dass sie die Temperatur des Fahrgastraumes des Fahrzeuges steuert, betätigt einen Kühler oder eine Heizung, um den Fahrgastraum des Fahrzeuges zu kühlen oder zu heizen, wenn Steuerungen betrieben werden, die an einem Abschnitt eines Armaturenbrettes unterhalb und rechts von einem Lenkrad vorgesehen sind.
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Bei einer solchen kombinierten Klimaanlage eines Fahrzeuges wird Motorkühlmittel der Heizung des Fahrzeuges erwärmt, und die von dem Gebläse 101 aufgenommene Luft erreicht während des Hindurchtretens durch den in einem Kühlmittelzirkulationspfad vorgesehenen Heizkörper 102 eine zum Heizen erforderliche Wärme.
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Jedoch ist in dem Falle, in dem die herkömmliche Klimaanlage eines Fahrzeuges bei einem Elektrofahrzeug angewendet werden soll, das kein Motorkühlmittel benötigt, die Durchführung des Heizens mit der existierenden HVAC-Struktur schwierig. Es gibt auch Probleme dadurch, dass die Installation des Heizkörpers 102 schwierig ist und die Fähigkeit zur Miniaturisierung des Systems begrenzt ist, da der Verdampfer und der Heizkörper innen vorgesehen sind.
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Die
US 2006/0 075 758 A1 ,
US 3 355 900 A ,
US 6 213 198 B1 und
DE 60 2004 000 980 T2 beschreiben jeweils eine Klimaanlage eines Fahrzeuges, aufweisend eine Gebläse-Einheit und eine Peltier-Einheit, die mit der Gebläse-Einheit verbunden ist und Peltier-Elemente aufweist.
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Die
JP H05-16 648 A beschreibt eine Klimaanlage eines Fahrzeuges, aufweisend eine Gebläse-Einheit und eine Heizungs-Verdampfer-Einheit, die mit der Gebläse-Einheit verbunden ist.
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Mit der Erfindung wird eine Klimaanlage eines Elektrofahrzeuges geschaffen, die bei einem Elektrofahrzeug angewendet und miniaturisiert werden kann, eine Peltier-Einheit ohne Einschränkung des Kühlmittels auf ein in seiner Benutzung geregeltes Freon-Gas verwendet und eine leichte und einfache Struktur hat, die einen doppelten Wärmeaustausch in der Peltier-Einheit ermöglicht, so dass die Effizienz der Kühlung und Heizung verbessert wird.
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Dies wird gemäß der Erfindung durch eine Klimaanlage eines Elektrofahrzeuges nach den Merkmalen aus dem Anspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Gemäß der Erfindung weist eine Klimaanlage eines Elektrofahrzeuges eine Gebläse-Einheit auf, die darin ein Gebläse aufweist, um aufgenommene Luft zwangsläufig einzublasen. Eine Peltier-Einheit ist mit der Gebläse-Einheit verbunden, um von der Gebläse-Einheit eingeblasene Luft aufzunehmen, und weist Peltier-Elemente auf, die an einander gegenüberliegenden Seitenabschnitten entlang dem Außenumfang davon montiert sind, wobei die eine Fläche jedes Peltier-Elements nach innen ausgerichtet ist und die andere Fläche jedes Peltier-Elements nach außen ausgerichtet ist, um gekühlte oder erwärmte Luft zu jeweiligen Bereichen des Fahrzeuges auszulassen. Eine Trennwand ist zwischen den einander gegenüberliegenden Seitenabschnitten der Peltier-Einheit montiert, um einen Raum in der Peltier-Einheit in einen ersten und einen zweiten Raum zu teilen, wobei das an dem einen Seitenabschnitt montierte Peltier-Element in dem ersten Raum aufgenommen ist und das an dem anderen Seitenabschnitt montierte Peltier-Element in dem zweiten Raum aufgenommen ist. Ein Führungsgehäuse nimmt darin die Peltier-Einheit auf und führt Außenluft ein, um Wärme nach außen abzuleiten, die von der anderen Fläche jedes Peltier-Elements erzeugt wird. Ein Wärmeaustausch tritt auf, wenn die von der Gebläse-Einheit geblasene Luft nacheinander durch den ersten und den zweiten Raum der Peltier-Einheit hindurchtritt.
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Die Peltier-Einheit kann einen oberen Abschnitt aufweisen, der einen Einlass zum Ermöglichen, dass die Gebläse-Einheit mit dem ersten Raum in Verbindung steht, und einen Eingang definiert, der mit dem zweiten Raum in Verbindung steht. Der Eingang steht mit einem Luftführungskanal in Verbindung, welcher die dem Wärmeaustausch unterzogene Luft zu jeweiligen Bereichen des Fahrzeuges führt. Die Peltier-Einheit kann die einander gegenüberliegenden Seitenabschnitte von vier Seitenabschnitten aufweisen, die an den oberen Abschnitt angrenzen, wobei die Peltier-Elemente an den einander gegenüberliegenden Seitenabschnitten montiert sind.
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Die Peltier-Einheit kann Wärmetauscherrippen, die an der einen Fläche jedes Peltier-Elements derart montiert sind, dass eine Wärmeübertragung ermöglicht wird, und Wärmetauscherrippen aufweisen, die an der anderen Fläche jedes Peltier-Elements derart montiert sind, dass eine Wärmeübertragung ermöglicht sind.
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Der Luftführungskanal kann einen ersten Luftführungskanal, der die gekühlte oder erwärmte Luft derart führt, dass sie in Richtung zu einer Frontscheibe des Fahrzeuges ausgelassen werden kann, und einen zweiten Luftführungskanal aufweisen, der die gekühlte oder erwärmte Luft derart führt, dass sie in Richtung zu der Brust eines Fahrers oder eines Insassen ausgelassen werden kann.
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Die Peltier-Einheit kann ferner einen unteren Abschnitt aufweisen, der dem oberen Abschnitt gegenüberliegt. Der untere Abschnitt steht mit einem dritten Luftführungskanal in Verbindung, der die gekühlte oder erwärmte Luft in Richtung zu den Füßen des Fahrers oder des Insassen führt.
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Eine erste Klappe ist an dem Eingang des ersten Luftführungskanals vorgesehen, eine zweite Klappe ist an dem Eingang des zweiten Luftführungskanals vorgesehen, und eine dritte Klappe ist an dem Eingang des dritten Luftführungskanals vorgesehen.
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Die Trennwand kann eine Trennwandklappe, die an dem einen Ende davon montiert ist, das dem oberen Abschnitt zugewandt ist, und die ermöglicht, dass der erste und der zweite Raum wahlweise miteinander in Verbindung stehen, und eine Verbindungsöffnung aufweisen, die an dem anderen Ende davon ausgebildet ist und ermöglicht, dass der erste und der zweite Raum miteinander in Verbindung stehen.
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Das Führungsgehäuse weist eine Einlasspassage auf. Das eine Ende der Einlasspassage nimmt darin ein Absauggebläse auf, um Luft von außen aufzunehmen, und das andere Ende der Einlasspassage ist mit einem der einander gegenüberliegenden Seitenabschnitte verbunden, an dem die Peltier-Elemente nicht montiert sind. Das Führungsgehäuse weist eine Auslasspassage auf. Das eine Ende der Auslasspassage ist mit dem anderen Seitenabschnitt verbunden, der dem einen Seitenabschnitt gegenüberliegt, mit dem die Einlasspassage verbunden ist, um die dem Wärmeaustausch unterzogene Luft nach außen auszulassen.
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Das Absauggebläse kann in Bezug auf ein Armaturenbrett, das einen Fahrgastraum des Fahrzeuges von einem Motorraum trennt, an einer Seite des Motorraumes angeordnet sein.
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Das Gebläse kann in Bezug auf ein Armaturenbrett, das einen Fahrgastraum des Fahrzeuges von einem Motorraum trennt, an einer Seite des Motorraumes angeordnet sein.
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Gemäß der Erfindung kann die Klimaanlage eines Elektrofahrzeuges wahlweise das Kühlen und Heizen des Elektrofahrzeuges mittels der Peltier-Einheit mit den Peltier-Elementen durchführen. Außerdem kann durch die Verbesserung der Passage, durch welche die Luft hindurchströmt, ein doppelter Wärmeaustausch realisiert werden, wodurch die Effizienz der Kühlung und Heizung erhöht wird.
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Ferner benötigt die Klimaanlage eines Elektrofahrzeuges kein Kühlmittelsystem, wie das HVAC-System, welches in einem Fahrzeug mit einem herkömmlichen Verbrennungsmotor montiert ist, und ist mit der Peltier-Einheit versehen, welche in der Größe reduziert werden kann. Daher ist es möglich, das Gewicht und die Herstellungskosten der Klimaanlage zu reduzieren.
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Außerdem benötigt die Klimaanlage eines Elektrofahrzeuges kein Kühlmittel, wie Freon-Gas, welches Umweltprobleme verursachen kann, und ist daher frei von den Regelungen, welche die Benutzung von Freon-Gas verbieten. Daher ist die Klimaanlage umweltfreundlich und kann ohne Einschränkung durch Regelungen verwendet werden.
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Darüber hinaus ist es möglich, den Außenumfangsbereich der Peltier-Einheit, an welcher die Peltier-Elemente montiert sind, zu erhöhen, wodurch die Wärmeübertragungsfläche vergrößert wird und das Wärmeableitungsvermögen verbessert wird. Daher ist die Klimaanlage eines Elektrofahrzeuges bei Elektrofahrzeugen der Mittelklasse anwendbar.
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Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
- 1 eine schematische Ansicht einer herkömmlichen Klimaanlage eines Fahrzeuges;
- 2 eine Vorderschnittansicht einer Klimaanlage eines Elektrofahrzeuges gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
- 3 eine Draufsicht der Klimaanlage aus 2;
- 4 eine Seitenschnittansicht der Klimaanlage aus 2; und
- 5 bis 7 Ansichten der Klimaanlage gemäß der Erfindung in Zuständen, in denen gekühlte oder erwärmte Luft ausgelassen wird, wobei in 5 ein doppelter Wärmeaustausch ermöglicht wird, in 6 ein einziger Wärmeaustausch ermöglicht wird, und in 7 sowohl ein einziger als auch ein doppelter Wärmeaustausch ermöglicht werden.
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Wie in den 2 bis 7 gezeigt, weist eine Klimaanlage eines Elektrofahrzeuges gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung eine Gebläse-Einheit 30, eine Peltier-Einheit 10, eine Trennwand 40 und ein Führungsgehäuse 20 auf. Die Gebläse-Einheit 30 ist darin mit einem Gebläse 31 versehen, das die aufgenommene Luft zwangsläufig einbläst. Die Peltier-Einheit 10 ist mit der Gebläse-Einheit 30 verbunden, um einen Teil der von dem Gebläse 31 eingeblasenen Luft aufzunehmen, und an ihrer Außenfläche mit Peltier-Elementen 11 versehen. Die Trennwand 40 teilt den Raum in der Peltier-Einheit 10 in einen ersten und einen zweiten Raum 10a und 10b. Das Führungsgehäuse 20 nimmt darin die Peltier-Einheit 10 auf und leitet durch Zuführen von Außenluft einen Teil der Wärme der Peltier-Einheit 10 nach außen ab.
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Das Gebläse 31 ist in dem Innenraum der Gebläse-Einheit 30 angeordnet, und eine Lufteinlassklappe 32 ist in einem oberen Abschnitt der Gebläse-Einheit 30 angeordnet. Die Lufteinlassklappe 32 dient zum Bestimmen, ob Innenluft oder Außenluft die Quelle der einzublasenden Luft ist. Eine Lüftungsöffnung 33, die mit der Peltier-Einheit 10 in Verbindung steht, ist in der Gebläse-Einheit 30 ausgebildet.
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Die Peltier-Einheit 10 ist als eine Hohlraumstruktur konfiguriert, und eine Mehrzahl von Peltier-Elementen 11 sind an einander gegenüberliegenden Seitenabschnitten der Peltier-Einheit 10 angeordnet. An der einen Fläche der Peltier-Elemente 11 sind Wärmetauscherrippen 12 montiert, die eine röhren- oder rippenartige Wärmeleitplatte bilden und mit der Innenseite der Peltier-Einheit 10 derart in Kontakt stehen, dass Wärme effizient übertragen werden kann. An der anderen Fläche der Peltier-Elemente 11 sind Wärmetauscherrippen 13 montiert, die eine rippenartige Wärmeleitplatte bilden und mit der Außenseite der Peltier-Einheit 10 derart in Kontakt stehen, dass Wärme effizient übertragen werden kann. Die anderen Abschnitte der Peltier-Elemente 11 sind von einem Isoliermaterial derart abgedeckt, dass keine Wärme übertragen wird, und die Peltier-Elemente 11 sind mit einem Stromanschluss verbunden.
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Außerdem sind in einem oberen Abschnitt 10c der Peltier-Einheit 10 ein Einlass 15 und ein Eingang 17 definiert. Der Einlass 15 steht mit der Lüftungsöffnung 33 der Gebläse-Einheit 30 in Verbindung und mit dem ersten Raum 10a in Kontakt. Der Eingang 17 steht mit dem zweiten Raum 10b in Kontakt und dient zum Zuführen von Luft, die einem Wärmeaustausch mit jeweiligen Bereichen des Fahrzeuges unterzogen wurde. Die Peltier-Elemente 11 sind an einander gegenüberliegenden Seitenabschnitten 10d der vier Seitenabschnitte montiert, die mit dem oberen Abschnitt 10c in Kontakt stehen. Ein unterer Abschnitt 10e liegt dem oberen Abschnitt 10c gegenüber.
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Der obere Abschnitt 10c der Peltier-Einheit 10 steht mit einem Luftführungskanal 16 in Verbindung, wobei ein erster Luftführungskanal 16a zum Führen der gekühlten oder erwärmten Luft derart dient, dass die Luft in Richtung zu der Frontscheibe des Fahrzeuges ausgelassen werden kann, und ein zweiter Luftführungskanal 16b zum Führen der gekühlten oder erwärmten Luft derart dient, dass die Luft in Richtung zu der Brust des Fahrers oder des Insassen ausgelassen werden kann. Der untere Abschnitt 10e steht mit einem dritten Luftführungskanal 16c in Verbindung, der gekühlte oder erwärmte Luft derart zuführt, dass die Luft in Richtung zu den Füßen des Fahrers oder des Insassen ausgelassen werden kann. Eine erste Klappe 18a ist an dem Eingang des ersten Luftführungskanals 16a montiert, eine zweite Klappe 18b ist an dem Eingang des zweiten Luftführungskanals 16b montiert, und dritte Klappen 18c sind an dem Eingang des dritten Luftführungskanals 16c montiert.
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Eine Trennwandklappe 41 ist an einem dem oberen Abschnitt 10c zugewandten Ende der Trennwand 40 montiert. Die Trennwandklappe 41 ermöglicht, dass der erste und der zweite Raum 10a und 10b wahlweise miteinander verbunden werden können. Eine Verbindungsöffnung 42 ist an dem anderen Ende der Trennwand 40 derart vorgesehen, dass der erste und der zweite Raum 10a und 10b miteinander verbunden sind.
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Das Führungsgehäuse 20 ist in der Form eines Kastens ausgebildet, der darin die Peltier-Einheit 10 enthält, und weist eine Einlasspassage 22 und eine Auslasspassage 23 auf. Das eine Ende der Einlasspassage 22 enthält darin ein Absauggebläse 21, das Luft von außen aufnimmt, und das andere Ende der Einlasspassage 22 ist mit einem der einander gegenüberliegenden Seitenabschnitte verbunden, an dem die Peltier-Elemente 11 nicht montiert sind. Das eine Ende der Auslasspassage 23 ist mit dem anderen Seitenabschnitt verbunden, der dem einen Seitenabschnitt gegenüberliegt, mit dem die Einlasspassage 22 verbunden ist, so dass die Auslasspassage 23 die dem Wärmeaustausch unterzogene Luft nach außen auslässt. Das heißt, die über die Einlasspassage 22 aufgenommene Luft wird einem Wärmeaustausch unterzogen, während sie geradeaus strömt, und wird dann in der linearen Richtung direkt zu der Auslasspassage 23 ausgelassen. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Absauggebläse 21 in Bezug auf ein Armaturenbrett 24, welches das Fahrzeug in einen Fahrgastraum und einen Motorraum teilt, benachbart zu dem Motorraum positioniert sein. Der Motorraum des Fahrzeuges bezeichnet einen Raum, in dem ein Motor oder eine Batterie angeordnet sind, die das Fahrzeug antreiben.
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In verschiedenen Ausführungsformen kann auch das Gebläse 31 in Bezug auf das Armaturenbrett 24 benachbart zu dem Motorraum positioniert sein.
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Nachfolgend wird der Betrieb einer Klimaanlage eines Elektrofahrzeuges gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ausführlich beschrieben.
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In dem Falle, in dem der Fahrgastraum des Fahrzeuges gekühlt werden soll, wird die Richtung, in welcher Strom durch die Peltier-Elemente 11 fließt, derart gesteuert, dass die Innenfläche der Peltier-Elemente 11 in einen Niedrigtemperaturzustand gewandelt wird und die Außenfläche der Peltier-Elemente 11 in einen Hochtemperaturzustand gewandelt wird. Die Innenfläche in dem Niedrigtemperaturzustand absorbiert Wärme von den Wärmetauscherrippen 12, wodurch der Innenraum der Peltier-Einheit 10 in einen Niedrigtemperaturzustand gewandelt wird. Die von der Außenfläche erzeugte Hochtemperaturwärme wird an die Wärmetauscherrippen 13 übertragen. Die an die Wärmetauscherrippen 13 übertragene Wärme wird zwangsläufig mittels des Absauggebläses 21 geblasen, wird einem Wärmeaustausch mit der Luft unterzogen, die über die Einlasspassage 22 eingeführt wird, und wird dann über die Auslasspassage 23 nach außen ausgelassen. In verschiedenen Ausführungsformen können die Wärmetauscherrippen 12 und 13 derart angeordnet sein, dass sie sich einander kreuzen. Das heißt, die Wärmetauscherrippen 12 sind vorzugsweise in der Vertikalrichtung angeordnet, um die Strömung der in Vertikalrichtung eingeführten Luft zu erleichtern, und die Wärmeaustauscherrippen 13 sind vorzugsweise in der Horizontalrichtung angeordnet, um die Strömung der in Horizontalrichtung eingeführten Luft zu erleichtern.
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Gleichzeitig wird das Gebläse 31 betrieben, so dass Luft zwangsläufig über den Einlass 15 in die Peltier-Einheit 10 eingeführt wird. Die eingeführte Luft wird durch Wärmeaustausch gekühlt, während sie zwischen den Wärmetauscherrippen 12 hindurchtritt. Die gekühlte Luft wird dann über den Luftführungskanal 16 zu den jeweiligen Bereichen des Fahrgastraumes des Fahrzeuges ausgelassen. Speziell wird die gekühlte Luft in Reaktion auf den Betrieb der ersten, der zweiten und der dritten Klappe 18a, 18b und 18c, die in den jeweiligen Eingängen des ersten, des zweiten und des dritten Luftführungskanals 16a, 16b und 16c vorgesehen sind, in Richtung zu der Frontscheibe und zu der Brust und den Füßen des Fahrers oder des Insassen ausgelassen. Somit wird der Fahrgastraum des Fahrzeuges durch Auslassen der gekühlten Luft gekühlt.
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In dem Falle, in dem der Fahrgastraum des Fahrzeuges beheizt werden soll, wird die Richtung, in welcher Strom durch die Peltier-Elemente 11 fließt, entgegengesetzt zu der Richtung des Stromes bei der Kühlung derart gesteuert, dass die Innenfläche der Peltier-Elemente 11 in einen Hochtemperaturzustand gewandelt wird und die Außenfläche der Peltier-Elemente 11 in einen Niedrigtemperaturzustand gewandelt wird. Die Hochtemperaturwärme an der Innenfläche wird an die Wärmetauscherrippen 12 übertragen, wodurch die Innenseite der Peltier-Einheit 10 in einen Hochtemperaturzustand gewandelt wird. Außerdem absorbiert der Niedrigtemperaturzustand der Außenfläche Wärme von den Wärmetauscherrippen 13, wodurch kalte Luft erzeugt wird. Die von den Wärmetauscherrippen 13 erzeugte kalte Luft wird zwangsläufig mittels des Absauggebläses 21 geblasen, wird einem Wärmeaustausch mit der Luft unterzogen, die über die Einlasspassage 22 eingeführt wird, und wird dann über die Auslasspassage 23 nach außen ausgelassen.
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Gleichzeitig wird das Gebläse 31 betrieben, so dass Luft zwangsläufig durch die Lüftungsöffnung 33 hindurch geblasen wird und über den Einlass 15 in die Peltier-Einheit 10 eingeführt wird. Die eingeführte Luft wird durch Wärmeaustausch in einen Hochtemperaturzustand gewandelt, während sie zwischen den Wärmetauscherrippen 12 hindurchtritt. Die erwärmte Luft wird dann über den Luftführungskanal 16 zu den jeweiligen Bereichen des Fahrgastraumes des Fahrzeuges ausgelassen. Speziell wird die erwärmte Luft in Reaktion auf den Betrieb der ersten, der zweiten und der dritten Klappe 18a, 18b und 18c, die in den jeweiligen Eingängen des ersten, des zweiten und des dritten Luftführungskanals 16a, 16b und 16c vorgesehen sind, in Richtung zu der Frontscheibe und zu der Brust und den Füßen des Fahrers oder des Insassen ausgelassen. Somit wird der Fahrgastraum des Fahrzeuges durch Auslassen der erwärmten Luft beheizt.
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In dem Falle, in dem die Klimaanlage eines Elektrofahrzeuges, die eine Kühlung und Heizung wie oben beschrieben durchführt, einen doppelten Wärmeaustausch durchführen soll, wird, wie in 5 gezeigt, wenn das Gebläse 31 in dem Zustand betrieben wird, in dem die Trennwandklappe 41 und die dritten Klappen 18c geschlossen sind, die eingeführte Luft einem ersten Wärmeaustausch mit einer Gruppe der Wärmetauscherrippen 12 unterzogen, während sie durch den ersten Raum 10a hindurchtritt. Die dem ersten Wärmeaustausch unterzogene Luft tritt über die Verbindungsöffnung 42 in den zweiten Raum 10b hinein und wird dann einem zweiten Wärmeaustausch mit einer anderen Gruppe der Wärmetauscherrippen 12 unterzogen, während sie durch den zweiten Raum 10b hindurchtritt. Entsprechend der Betätigung der ersten und der zweiten Klappe 18a und 18b wird die vollständig gekühlte oder erwärmte Luft wahlweise zu dem ersten und dem zweiten Luftführungskanal 16a und 16b ausgelassen. Da ein wie oben beschriebener doppelter Wärmeaustausch möglich ist, wird die Effizienz der Kühlung und Heizung erhöht.
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In dem Falle, in dem die Klimaanlage eines Elektrofahrzeuges einen einzigen Wärmeaustausch durchführen soll, wird, wie in 6 gezeigt, die Trennwandklappe 41 gedreht, um den Eingang 17 des Luftführungskanals 16 zu schließen, und das Gebläse 31 wird in diesem Zustand betrieben, so dass ein Teil der eingeführten Luft in den ersten Raum 10a geführt wird und der übrige Teil der eingeführten Luft über einen Raum, der durch die Drehung der Trennwandklappe 41 geöffnet wird, in den zweiten Raum 10b geführt wird. Die in den ersten und den zweiten Raum 10a und 10b eingeführte Luft wird einem Wärmeaustausch unterzogen, während sie durch die jeweiligen Gruppen der Wärmetauscherrippen 12 hindurchtritt. Nach der Vollendung des Wärmetausches wird die Luft über die geöffneten dritten Klappen 18c zu dem dritten Luftführungskanal 16c ausgelassen.
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Außerdem wird in dem Falle, in dem die Klimaanlage eines Elektrofahrzeuges sowohl einen einzigen als auch einen doppelten Wärmeaustausch gleichzeitig durchführen soll, wie in 7 gezeigt, die Trennwandklappe 41 in der Mitte zwischen der Position, in der ein einziger Wärmeaustausch durchgeführt wird, und der Position, in der ein doppelter Wärmeaustausch durchgeführt wird, angeordnet und nur eine der beiden dritten Klappen 18c geöffnet, die näher zu dem zweiten Raum 10b liegt. Wenn das Gebläse 31 in diesem Zustand betrieben wird, wird ein Teil der Luft, die über den Einlass 15 eingeführt wird, in den ersten Raum 10a geführt, und der übrige Teil der Luft wird über den durch die Drehung der Trennwandklappe 41 geöffneten Raum in den zweiten Raum 10b eingeführt. Die in den ersten Raum 10a eingeführte Luft wird einem Wärmeaustausch mit den Wärmetauscherrippen 12 unterzogen, die in dem ersten Raum 10a angeordnet sind, und tritt durch die Verbindungsöffnung 42 hindurch. Der Teil der Luft, der durch die Verbindungsöffnung 42 hindurchgetreten ist und dem Wärmeaustausch unterzogen wurde, und die Luft, die in den zweiten Raum 10b eingeführt wird und einem Wärmeaustausch mit den Wärmetauscherrippen 12 in dem zweiten Raum 10b unterzogen wurde, tritt durch die geöffnete dritte Klappe 18c hindurch und wird zu dem dritten Luftführungskanal 16c ausgelassen, und der übrige Teil der Luft wird über den geöffneten Eingang 17 zu dem Luftführungskanal 16 ausgelassen. Entsprechend der Betätigung der ersten und der zweiten Klappe 18a und 18b wird die vollständig gekühlte oder erwärmte Luft wahlweise zu dem ersten und dem zweiten Luftführungskanal 16a und 16b ausgelassen.
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Wie oben beschrieben, ist die Klimaanlage eines Elektrofahrzeuges gemäß verschiedenen Ausführungsformen in der Position des herkömmlichen HVAC-Systems montiert und derart konfiguriert, dass die beiden Reihen der Peltier-Elemente 11 angeordnet sind und die Trennwand 40 in der Peltier-Einheit 10 angeordnet ist. Infolge dieser Konfiguration kann ein doppelter Wärmeaustausch realisiert werden. Da durch die beiden einander gegenüberliegenden Reihen der Peltier-Elemente 11 eine doppelte Wärmeübertragung realisiert werden kann, wird infolge einer Erhöhung des Wärmeübertragungsbereichs und der verbesserten Luftströmung die Effizienz der Kühlung und Heizung erhöht.
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Das Gebläse 31 und das Absauggebläse 21 sind in dem Motorraum vorgesehen, wodurch die Übertragung der während des Luftblasens auftretenden Geräusche und Vibrationen an den Fahrer und die Insassen in dem Fahrzeug reduziert wird.
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Zur Vereinfachung der Erläuterung und genauen Definition der beigefügten Ansprüche werden die Begriffe „oben“, „unten“, „innen“, „außen“ usw. verwendet, um die Merkmale der beispielhaften Ausführungsform in Bezug auf deren Positionen in den Figuren zu beschreiben.
