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HINTERGRUND
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(A) Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verhindern eines Eindringens von Wasser in elektronische Hochvolt-Bauteile, wenn das Wasser ein Kühlgitter zum Kühlen der elektronischen Hochvolt-Bauteile durchfließt.
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(B) Hintergrund
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Gewöhnlich verwenden Elektrofahrzeuge, Hybridfahrzeuge oder Brennstoffzellen-Fahrzeuge Hochvoltbatterien, um elektrische Energie für die Erzeugung einer elektrischen Antriebskraft in den Fahrzeugen bereitzustellen. Die Hochvoltbatterie besteht aus einer Batterie zur Erzeugung einer hohen Spannung, die durch Verbinden einer Vielzahl von Elementarzellen oder Module erzeuget wird, und kann die erforderliche hohe Leistung erzeugen.
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Außerdem werden Systeme im Zusammenhang mit der oben erwähnten Hochvoltbatterie ausgebildet, um eine integrierte Struktur zu bilden, dabei kann eine Hochvoltbatterie, einen Niederspannungs-DC-DC-Konverter, eine Motorsteuerung, einen Inverter und dergleichen umfassen. Das heißt, die Energie, die in einer Hochvoltbatterie gespeichert ist, wird über den Wechselrichter an den Motor übertragen und wird zum Anfahren des Fahrzeuges, zur Beschleunigung des Fahrzeuges und zum Betrieb des Fahrzeuges mit einer hohen Effizienz verwendet, und wenn überschüssige Energie durch den Betrieb des Motors als Generator generiert wird, wird die überschüssige Energie in der Hochvoltbatterie gespeichert.
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Die Hochvoltbatterie setzt eine große Menge an Strom um und dadurch wird sehr viel Wärme in ihrem Inneren erzeugt, daher wird das die Hochvoltbatterie aufweisende Fahrzeug mit einem Kühlsystem zur Kühlung der Hochvoltbatterie und der zugehörigen Elektronik ausgestattet.
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Die 1 zeigt eine Konfiguration eines Luft-Kühlsystems, welches Luft aus einem Fahrzeug-Innenraum Luft-Kühlsystems verwendet, in dem die Luft durch einen Einlass 2, der an einer hinteren Hutablage 1 des Fahrzeugs installiert ist, zur Kühlung angesogen wird, die Luftkühlung der Batterie wird durch ein Leiten der angesogenen Luft über die Batterie-Teile erreicht. In einem herkömmlichen Fahrzeug sind die Einlässe jedoch an den Orten angebracht, an welchen sich eine Mehrheit der Passagiere befindet. Ferner würde eine Bedeckung der Einlässe mit Wasser und Schnee eine Fehlfunktion im Gesamtsystem verursachen, da keine Struktur zum Verhindern eines Eindringens von Flüssigkeiten in den Einlass verwendet wird.
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Das heißt, wenn Wasser oder Trinkwasser oder dergleichen in den Einlass eindringen, fließen flüssige Verbindungen in die Hochvolt-Bauteile. Wie bereits oben besprochen, könnte dies einen Ausfall der Hochvolt-Bauteile verursachen oder es könnte die Funktion der Hochvolt-Bauteile signifikant hemmen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verhindern eines Eindringens von Wasser in elektronische Hochvolt-Bauteile, wenn das Wasser ein Kühlgitter zum Kühlen der elektronischen Hochvolt-Bauteile durchfließt. Im Speziellen betrifft die vorliegende Erfindung ein Gitter, das auf der Innen-Seitenwand eines Fahrzeugs angebracht ist und durch das Luft angesogen wird, und eine Membran, die auf dem unteren Abschnitt des Gitters vorgesehen ist, die derart ausgebildet ist, dass das Wasser nach unten entlang der oberen Oberfläche der Membran fließt, wenn das Wasser das Kühlgitter durchfließt. Ein Abfluss wird auf dem unteren Abschnitt der Membran bereitgestellt, um einen Luftstrom zu ermöglichen, und der Abfluss ist derart ausgebildet, dass eine Abflussrinne durch ein Biegen der Außenseite nach außen ausgebildet wird, um Wasser aus dem oberen Abschnitt zu empfangen. Dementsprechend wird das Wasser durch die Abflussrinne nach außen abgeleitet.
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In einigen Ausführungsformen kann die Membran in einem fortschreitenden Verlauf ausgebildet werden, so dass die Grenze der Membran fließend nach unten verläuft und durch eine nach außen weisende Krümmung des mittleren Abschnitt gebildet wird, und die Abflussrinne kann mit einer Austrittsöffnung versehen werden, um das Wasser abzuleiten.
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Darüber hinaus kann die Abflussrinne nach unten entlang der Grenze der Membran vorgesehen sein, und kann durch ein Biegen der schrägen Außenseite nach unten gebildet werden.
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Andere Aspekte und bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden beschrieben.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die obigen und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nun im Detail unter Bezugnahme auf bestimmte beispielgebende Ausführungsformen in den beigefügten Zeichnungen beschrieben, die hierin nachfolgend lediglich zur Veranschaulichung dargestellt sind, und somit nicht einschränkend für die vorlegende Erfindung zu verstehen sind.
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Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Konfiguration eines Luft-Kühlsystem nach dem Stand der Technik;
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2 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Verhindern eines Eindringens von Wasser in elektronische Hochvolt-Bauteile gemäß der vorliegenden Erfindung; und
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3 eine Querschnittsansicht einer Vorrichtung zum Verhindern eines Eindringens von Wasser in elektronische Hochvolt-Bauteile gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Es versteht sich, dass die beigefügten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener bevorzugte Merkmale umfassen. Die beigefügten Zeichnungen dienen der Veranschaulichung der Grundsätze der Erfindung. Die spezifische Konstruktion der einzelnen Merkmale der vorliegenden Erfindung, wie zum Beispiel bestimmte Abmessungen, Orientierungen, Richtungen und Formen von Bauteilen und Einheiten der Erfindung, wird zum Teil durch den jeweiligen Anwendungszweck und die Umgebung bestimmt.
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In den Figuren beziehen sich die gleichen Bezugszeichen auf gleiche oder äquivalente Teile der vorliegenden Erfindung in den verschiedenen Figuren der Zeichnungen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Im Folgenden wird nun im Detail Bezug auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genommen, wobei Ausführungsbeispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind und nachfolgend beschrieben werden.
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Während die Erfindung in Verbindung anhand der Ausführungsbeispiele beschrieben wird, versteht es sich, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu gedacht ist, die Erfindung auf diese Ausführungsbeispiele zu beschränken. Im Gegenteil, die Erfindung soll nicht nur die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt sein, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen abdecken, die durch die beigefügten Ansprüche definiert sind.
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Es wird davon ausgegangen, dass die beiden Begriffe ”Fahrzeug” oder ”Kraftfahrzeug” oder ähnliche Begriffe, wie hierin verwendet, Kraftfahrzeugen im Allgemeinen sowie Personenkraftwagen einschließlich Sport Utility Vehicles, abgekürzt SUV, Busse, Lastwagen, verschiedene Nutzfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, einschließlich einer Vielzahl von Booten und Schiffen, Flugzeugen und dergleichen umfasst.
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Ferner schließen die beiden genannten Begriffe auch Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeugen, mit Wasserstoff betriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit ein, die mit alternativen Treibstoffen betrieben werden, wie etwa Kraftstoffe, die aus anderen Ressourcen als Erdöl gewonnen werden. Wie hierin bezeichnet, ist ein Hybrid-Fahrzeug ein Kraftfahrzeug, das von mindestens einem Elektromotor und einem weiteren Energiewandler angetrieben wird und die Energie aus einem Betriebskraftstofftank und einer Speichereinrichtung im Fahrzeug für elektrische Energie bezieht.
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Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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Die Vorrichtung zum Verhindern eines Eindringens von Wasser in elektronische Hochvolt-Bauteile gemäß der vorliegenden Erfindung ist so konfiguriert, dass die Vorrichtung ein Gitter 10, eine Membran 20 und einen Durchgang 30 umfassen.
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Bezugnehmend auf die 2 und 3 wird das Gitter 10 auf einer Seite der Fahrzeuginnenseite des Fahrzeugs angebracht, so dass ein Teil der oberen Fläche des Gitters 10 davon hervorsteht. Dabei wird die Luft durch das Gitter 10 angesogen.
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Hierbei wird das Gitter 10 vorzugsweise auf einem Trimm 40 einer Hutablage im hinteren Bereich des Innenraumes des Fahrzeuges angebracht. Da dies jedoch nur ein bevorzugtes Beispiel für die vorliegende Erfindung ist, kann der Einbauort vorzugsweise in Übereinstimmung mit den Einbauplätzen einer Hochvoltbatterie und einer Elektronik entsprechend geändert werden.
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Darüber hinaus weist das Gitter 10 einen mittleren Abschnitt auf, der konvex nach oben ausgebildet ist und bei dem eine Oberfläche als Gitter ausgebildet ist und der mit einer Vielzahl von Öffnungen 11 versehen ist. Beispielsweise können die Öffnungen 11 vorzugsweise derart ausgebildet sein, dass Luft hindurch geführt wird, und die Öffnungen 11 haben eine derart angepasst Größe, dass Fremdmaterialien nicht in das System aufgenommen werden. Indessen kann das Gitter 10 abweichend von einer Gitter Form ausgebildet werden und ist somit nicht darauf beschränkt.
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Die Membran 20 kann im unteren Teil des Gitters 10 vorgesehen sein und kann derart ausgebildet sein, dass das Wasser entlang der oberen Fläche der Membran 20 abfließt, wenn das Wasser durch das Gitter 10 einfließt. Hierbei kann die Membran 20 mit einem Vorsprung in der Mitte der oberen Oberfläche ausgebildet sein und der Vorsprung ist an der Mitte der unteren Fläche des Gitters 10 befestigt, wodurch die Membran 20 als eine einheitliche Form mit dem Gitter 10 ausgebildet werden kann, beispielsweise einstückig.
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Der Durchgang 30 ist an dem unteren Abschnitt der Membran 20 vorgesehen, um eine Luftzirkulation zu ermöglichen. Ferner ist eine Abflussrinne 31 vorgesehen, welche durch ein Biegen der Außenseite nach außen ausgebildet ist, um Wasser von dem oberen Abschnitt abzuhalten, so dass das Wasser nach außen von der Struktureinheit durch die Abflussrinne 31 abgeleitet wird.
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Hierbei kann der Durchgang 30 derart ausgebildet werden, dass das obere Ende des Durchgangs 30 mit dem unteren Ende des Gitters 10 fixiert werden kann. Darüber hinaus kann der untere Abschnitt des Durchgangs 30 dazu ausgebildet sein, eine Fahrzeugkarosserie 41 an einer hinteren Hutablage zu durchstoßen und die untere Oberfläche der Abflussrinne 31 ist an der Fahrzeugkarosserie 41 der hinteren Hutablage angebracht.
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In der dargestellten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Teil der Fahrzeugkarosserie 41 an der hinteren Heckablage, auf dem die Abflussrinne 31 fest montiert ist, durch ein Biegen eines äußeren Teils in Richtung des oberen Abschnitts ausgebildet, so dass ein Einströmen des Wassers aus der Abflussrinne 31 in den Durchgang 30 verhindert werden kann, während der Durchgang 30 sicher befestigt ist.
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Hier ist der Durchgang 30 an der Heckablage wie oben beschrieben angebracht und der Durchgang 30 kann zusätzlich als ein Einlasskanal ausgebildet werden. Weiterhin kann an einem Abschnitt des Durchgangs 30 ein Ventilator montiert werden, so dass die Luft über den Durchgang 30 durch das Gitter 10 strömt. Das heißt, wenn die Luft durch die auf dem Gitter 10 gebildeten Öffnungen 11 strömt, wird die Luft in einen Raum zwischen dem Gitter 10 und der Membran 20 geleitet und weiter durch einen Raum zwischen der Membran 20 und dem Durchgang 30, damit die Luft durch das innere des Durchgangs 30 hindurch strömen kann, so dass die elektrischen Hochvolt-Bauteile gekühlt werden kann.
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Wenn jedoch das Wasser durch die auf dem Gitter 10 ausgebildeten Öffnungen 11 fließt, wird das Wasser auf eine obere Fläche der Membran 20 fallen und fließt dann werter in Richtung des unteren Abschnitts der elektrischen Hochvolt-Bauteile. In diesem Fall, da der untere Abschnitt der Membran 20, den das Wasser überströmt mit der Abflussrinne 31 ausgestattet ist, wird das Wasser durch die Abflussrinne 31 außerhalb des Durchgangs 30 abgeleitet und ein Eindringen des Wassers in die elektronischen Hochvolt-Bauteile wird verhindert.
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Darüber hinaus wird die Membran 20 mit einer fortschreitenden Krümmung derart ausgebildet, dass sich die Grenze der Membran durch eine nach unten gewölbte Krümmung des mittleren Abschnitts ausbildet. Das heißt, dass die Form der Membran 20 konvex in Richtung des oberen Teils des Durchgangs 30 um den Mittelabschnitt ausgebildet ist, und dadurch das auf die Membran 20 fließende Wasser auf die Membran 20 gleichmäßig nach unten in Richtung der Grenze der Membran 20 strömt.
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Ferner ist die Abflussrinne 31 mit Austrittsöffnungen 32 versehen, die wirksam das Wasser aufnehmen. Das heißt, da eine Vielzahl der Austrittsöffnungen 32 vorhanden ist, die entlang der Grenze der Abflussrinne 31 ausgebildet sind, und da die Austrittsöffnungen 32 an der oberen Seite der Fahrzeugkarosserie 41 der hinteren Heckablage angeordnet sind, wird das Wasser durch die Austrittsöffnungen 32 auf die Fahrzeugkarosserie 41 der hinteren Heckablage geleitet, so dass das Wasser außerhalb des Durchgangs 30 abgeleitet werden kann.
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Darüber hinaus ist die Abflussrinne 31 nach unten gewölbt entlang der Grenze der Membran 20 vorgesehen. Das heißt, da die untere Position der Grenze der Membran 20 an der Abflussrinne 31 ausgebildet ist, und obwohl das Wasser überall auf die Grenze der Membran 20 fällt, wird das Wasser durch die Abflussrinne 31 aufgefangen. Die Abflussrinne 31 ist durch ein nach unten Biegen der schrägen Außenseite ausgebildet. Daher wird durch die vorliegende Erfindung im Wesentlichen verhindert, dass das Wasser auf die Abflussrinne 31 strömt und in das Innere des Durchgangs 30 gelangt, und sie ermöglicht, dass das Wasser durch die Abflussrinne 31 effizient außerhalb des Durchgangs 30 abgeführt werden kann.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Wasser auf die Abflussrinne 31 geleitet, wenn das Wasser in das Innere des Gitters 10 einströmt, und von dort nach außen abgegeben.
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Daher kann die vorliegende Erfindung ein Eindringen von Wasser in elektronische Hochvolt-Bauteile verhindern und verringert das Risiko von Kurzschlüssen und Bränden.
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Da zusätzlich die Abflussrinne durch ein schräges nach unten Biegen der Außenseite gebildet wird und die Abflussrinne mit einer Austrittsöffnungen versehen ist, kann die vorliegende Erfindung einen durch eine Eindringen von Wasser bedingten Ausfall der elektronischen Hochvolt-Bauteile verhindern.
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Die Erfindung wurde im Detail mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen derselben beschrieben. Es ist jedoch für Fachleute auf dem Gebiet ersichtlich, Änderungen in diesen Ausführungsformen vorzunehmen, ohne von den Grundsätzen der Erfindung abzuweichen, deren Umfang in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.
