DE102013220772A1

DE102013220772A1 - Elektrisches arbeitsfahrzeug und verfahren zum kühlen einer strom- quellenvorrichtung für das elektrische arbeitsfahrzeug

Info

Publication number: DE102013220772A1
Application number: DE102013220772.7A
Authority: DE
Inventors: Yasuaki Norimatsu; Akira Kikuchi; Naoshi Sugawara; Yoshitoshi Akita
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2012-10-17
Filing date: 2013-10-15
Publication date: 2014-04-17
Also published as: JP2014080118A; JP5975838B2

Abstract

Ein elektrischer Kipplastwagen, der ein elektrisches Arbeitsfahrzeug bereitstellt, das imstande ist, eine Verringerung der Kühleffizienz aufgrund einer Neigung eines Fahrzeugaufbaus (2) zu unterdrücken und auch imstande ist, die Stoßfestigkeit zu erhöhen, beinhaltet rechte und linke Antriebsräder (4L, 4R), Elektromotoren (5L, 5R), die die rechten und linken Antriebsräder antreiben, und eine Stromversorgungsvorrichtung (10), welche die Elektromotoren (5L, 5R) mit elektrischer Energie versorgt. Die Stromversorgungsvorrichtung (10) beinhaltet Wärmerohrrippenvorrichtungen, die rechts und links eines Fahrzeugaufbaus (2) gegenüberliegend angeordnet sind, und Wechselrichterschaltungen, die an den Wärmerohrrippenvorrichtungen (11L, 11R) angebracht sind. Eine Wärmerohrrippe (11L, 11R) liegt zur Innenseite eines Windtunnelteils frei, durch welches eine Kühlungsluft strömt, und ist einer Gegenstück-Wärmerohrrippe (11L, 11R) zugewandt. Die Wärmerohrrippe (11L, 11R) ist um einen vorgegebenen Montagewinkel von einer horizontalen Ebene aufwärts angebracht. Somit kann die Kühlkapazität aufrechterhalten werden, selbst wenn sich der Fahrzeugaufbau (2) nach rechts und links oder nach vorne und hinten neigt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Arbeitsfahrzeug und ein Verfahren zum Kühlen einer Stromquellenvorrichtung für das elektrische Arbeitsfahrzeug.
In den letzten Jahren werden Arbeitsfahrzeuge motorisiert. Insbesondere ein Arbeitsfahrzeug, wie etwa ein Kipplastwagen für Minen, bewegt sich mit einem höheren Gewicht auf einer Neigung mit einem großen Gradienten und erfordert daher ein hohes Antriebsdrehmoment. Dann wird in solchen Arbeitsfahrzeugen ein mechanisches System, bei welchem eine Motorleistung direkt zum Fahrantrieb verwendet wird, derzeit durch ein elektrisches System abgelöst, bei welchem die Motorleistung zur Stromerzeugung eingesetzt wird, wodurch der Fahrtantrieb durch einen Elektromotor erfolgt.
Ein elektrisches Arbeitsfahrzeug beinhaltet eine Stromversorgungsvorrichtung zum Versorgen eines Elektromotors mit elektrischem Strom. Für die Stromversorgungsvorrichtung werden Halbleiterelemente verwendet, wie etwa eine Diode, um eine Wechselspannung, die von einem Leistungsgenerator unter Verwendung einer Motorleistung in eine Gleichspannung gleichzurichten, und ein IGBT (bipolarer Transistor mit isoliertem Gate), der für einen Wechselrichter verwendet wird, der diese Gleichspannung in eine Wechselspannung umwandelt, die beispielsweise dem Elektromotor zugeführt wird.
Da die Betriebe dieser Halbleiterelemente Wärme erzeugen und die Effizienz eines Halbleiterelements aufgrund dieser Wärme abnimmt, muss das Halbleiterelement gekühlt werden.
Da Arbeitsfahrzeuge, wie etwa Kipplastwagen und Baumaschinen, einen stabilen Betrieb in einem breiten Temperaturbereich erfordern, müssen Halbleiterelemente einer Stromversorgungsvorrichtung angemessen gekühlt werden. In besonderem Maße wird unter ihnen ein Arbeitsfahrzeug, wie etwa ein Kipplastwagen für Minen, in einer rauen Umgebung eingesetzt, und daher sind stromführende Teile einschließlich Halbleiterelemente abgedichtet und werden durch ein Wasserkühlungssystem gekühlt. Es ist zu beachten, dass bei einem Schienenfahrzeug, obwohl dies kein Arbeitsfahrzeug ist, ein Kühlen unter Verwendung eines Wärmerohrs ebenfalls bekannt ist. JP-A-2011-233562 beschreibt eine Leistungsumwandlungsvorrichtung, bei der Halbleiterelemente verwendet werden. JP-A-2005-123459 beschreibt eine Vorrichtung zum Kühlen von Halbleitern, die in einem Fahrzeug eingebaut sind.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In einem elektrischen Arbeitsfahrzeug, wie etwa einem Kipplastwagen, ist eine weitere Gewichtsverringerung zur Erhöhung der Tragekapazität und einer Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs wünschenswert. Wenn jedoch eine Stromversorgungsvorrichtung durch ein Wasserkühlungssystem gekühlt wird, sind verschiedene Arten von Komponenten, wie etwa ein Gefrierschutzgemisch, ein Kühler, ein Rohr und eine Pumpe, erforderlich und daher nimmt das Gewicht eines Kühlungsaufbaus zu und somit ist die Gewichtsreduzierung des Fahrzeugs schwierig.
Dann kann eine Wärmerohrrippe verwendet werden. Eine Basisendseite eines Wärmerohrs ist in eine Basis eingebettet, auf dem ein zu kühlendes Halbleiterelement montiert ist. Betriebsflüssigkeit innerhalb des Wärmerohrs verdampft auf der Basisendseite des Wärmerohrs aufgrund der Wärmeerzeugung des Halbleiterelements, und der entstehende Dampf bewegt sich zu einem Niedertemperaturteil auf einer führenden Endseite des Wärmerohrs und wird von einer Kühlungsluft gekühlt und kondensiert, und dann bewegt sich die Betriebsflüssigkeit innerhalb des Rohrs und kehrt zur Basisendseite zurück. Das Wärmerohr wird als Wärmerohrrippe bezeichnet, weil es mehrere Kühlrippen beinhaltet.
Die Wärmerohrrippe hat eine hohe Kühlungskapazität und ist daher für ein elektrisches Arbeitsfahrzeug geeignet, aber das Arbeitsfahrzeug neigt sich oft, da es auf einer Straße mit einem großen Gradienten, einem unebenen Boden oder dergleichen fährt. Wenn die auf der führenden Endseite kondensierte Betriebsflüssigkeit kaum zur Basisendseite zurückkehrt, weil das Fahrzeug sich neigt, wird die Zirkulation der Betriebsflüssigkeit innerhalb des Wärmerohrs verhindert und daher nimmt die Kühlungseffizienz ab.
Die vorliegende Erfindung ist angesichts der vorstehenden Sachlage gemacht worden und stellt ein elektrisches Arbeitsfahrzeug, das imstande ist, eine Verringerung der Kühlungseffizienz aufgrund der Neigung eines Fahrzeugaufbaus zu unterdrücken, sowie ein Verfahren zum Kühlen einer Stromquellenvorrichtung für das elektrische Arbeitsfahrzeug zur Verfügung. Ein weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines elektrischen Arbeitsfahrzeugs, das imstande ist, die Stoßfestigkeit zu erhöhen, und eines Verfahrens zum Kühlen einer Stromquellenvorrichtung für das elektrische Arbeitsfahrzeug.
Zur Lösung der vorstehend beschriebenen Probleme ist ein elektrisches Arbeitsfahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung ein elektrisches Arbeitsfahrzeug, das durch Antriebsräder durch einen Elektromotor fährt, wobei das elektrische Arbeitsfahrzeug zumindest eine Stromversorgungsvorrichtung beinhaltet, um den Elektromotor mit elektrischem Strom zu versorgen, wobei die Stromversorgungsvorrichtung ein Wärmeleitungselement einschließt, das auf zumindest einer Seite der beiden rechten und linken Seiten in Bezug auf die Fahrtrichtung eines Fahrzeugaufbau und entlang einer horizontalen Richtung in Bezug auf die Fahrtrichtung vorgesehen ist, wobei das Wärmeleitungselement Wärme abstrahlt, die auf einer Basisendseite, auf einer führenden Endseite, absorbiert wird, und wobei zumindest ein Teil einer Stromversorgungsschaltung zum Zuführen des elektrischen Stroms auf der Basisendseite des Wärmeleitungselements vorgesehen ist.
Der Elektromotor beinhaltet einen linken Elektromotor zum Antreiben eines linken Antriebsrads und einen rechten Elektromotor zum Antreiben eines rechten Antriebsrads, und die Stromversorgungsvorrichtung beinhaltet eine linke Stromversorgungsvorrichtung zum Versorgen des linken Elektromotors mit elektrischem Strom und eine rechte Stromversorgungsvorrichtung zum Versorgen des rechten Elektromotors mit elektrischem Strom. Vorliegend können die linke Stromversorgungsvorrichtung und die rechte Stromversorgungsvorrichtung in Bezug auf den Fahrzeugaufbau gegenüberliegend angeordnet sein, so dass eine führende Endseite eines linken Wärmeleitungselement, das die Stromversorgungsvorrichtung einschließt, und eine führende Endseite eines rechten Wärmeleitungselements, das die rechte Stromversorgungsvorrichtung einschließt, einander zugewandt sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Wärmeleitungselement zum Kühlen zumindest eines Teils einer Stromversorgungsschaltung in einer horizontalen Richtung in Bezug auf die Fahrtrichtung vorgesehen und daher kann, selbst wenn sich der Fahrzeugaufbau nach rechts oder links oder vorwärts oder rückwärts neigt, eine Verringerung der Kühlungseffizienz der Wärmeleitungselemente abgebaut werden,
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Wärmeleitungselement in ein linkes Wärmeleitungselement und ein rechtes Wärmeleitungselement geteilt, wobei die Stromversorgungsvorrichtungen, die auf den beiden rechten und linken Seiten angeordnet sind, gekühlt werden, und daher kann die Länge von jedem der rechten und linken Wärmeleitungselemente kürzer als in einem Fall gemacht werden, in dem die rechten und linken Wärmeleitungselemente als ein Wärmeleitungselement ausgebildet sind. Daher kann die Stromversorgungsvorrichtung einen Stoß aushalten, wenn auf einer schlechten Straße gefahren wird.
Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Erläuterungsansicht, gesehen von hinter einem Kipplastwagen als elektrisches Arbeitsfahrzeug gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Erläuterungsansicht, die eine Beziehung zwischen einem Windtunnelteil und einer Wärmerohrrippe zeigt.
3 ist eine Erläuterungsansicht, die zeigt, dass sich die Anordnung der Wärmerohrrippe als Reaktion auf eine Neigung des Fahrzeugaufbaus eines Kipplastwagens neigt.
4 ist eine Erläuterungsansicht, die einen Zustand zeigt, in dem sich der Kipplastwagen neigt.
5 ist eine Erläuterungsansicht, gesehen von hinter einem Kipplastwagen gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 ist eine Erläuterungsansicht, gesehen von hinter einem Kipplastwagen gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 ist eine Erläuterungsansicht, die die Konfiguration einer Wärmerohrrippe zeigt.
8 ist eine Erläuterungsansicht, gesehen von hinter einem Kipplastwagen gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
9 ist eine Erläuterungsansicht, gesehen von hinter einem Kipplastwagen gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
10 ist eine Erläuterungsansicht, gesehen von hinter einem Kipplastwagen gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf der Basis der beigefügten Zeichnungen beschrieben. In den Ausführungsformen, wie sie nachstehend im Detail beschrieben sind, ist ein elektrisches Arbeitsfahrzeug mit einer Stromversorgungsvorrichtung vorgesehen, die eine hohe Anpassungsfähigkeit an eine Neigung eines Fahrzeugaufbaus besitzt und imstande ist, eine Kühlungskapazität korrekt aufrechtzuerhalten. Des Weiteren wird in den Ausführungsformen ein elektrisches Arbeitsfahrzeug mit einer Stromversorgungsvorrichtung vorgeschlagen, das auch robust gegen einen Stoß ist, welcher erzeugt wird, wenn auf einer schlechten Straße gefahren wird.
Ausführungsform 1
Es wird eine erste Ausführungsform unter Verwendung von 1 bis 3 beschrieben. 1 ist eine Erläuterungsansicht, gesehen von hinter einem Kipplastwagen als ein ”elektrisches Arbeitsfahrzeug” gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Ein Kipplastwagen 1 beinhaltet: einen Fahrzeugaufbau 2 mit einer Fahrerkabine (nicht gezeigt) und dergleichen; einen Rahmen 3, der auf der unteren Seite des Fahrzeugaufbaus 2 vorgesehen ist; ein Vorderrad und ein Hinterrad, die an den vier Seiten des Rahmens 3 vorgesehen sind; einen Elektromotor zum Antreiben der Vorderräder und/oder der Hinterräder; und eine Stromversorgungsvorrichtung 10, die später beschrieben ist.
In dieser Ausführungsform wird der Hinterradantriebs-Kipplastwagen 1 als Beispiel verwendet, aber es kann auch ein Vorderradantriebssystem oder ein Allradantriebssystem verwendet werden. Auf der Rückseite des Fahrzeugaufbaurahmens 3 sind Antriebsräder 4L und 4R positioniert und auf sowohl der rechten als auch der linken Seite vorgesehen. Die Antriebsräder 4L und 4R werden von den jeweiligen Elektromotoren 5L und 5R angetrieben. Sofern nicht anderweitig spezifisch unterschieden, können die Antriebsräder 4L und 4R und die Elektromotoren 5L und 5R gemeinschaftlich als Antriebsrad 4 bzw. Elektromotor 5 bezeichnet sein. Der Kipplastwagen 1 fährt auf einem Boden R durch Antreiben des Antriebsrads 4 durch den Elektromotor 5.
Die Stromversorgungsvorrichtung 10 beinhaltet eine Wechselrichterschaltung 12 als ”Stromversorgungsschaltung”, eine Wärmerohrrippenvorrichtung 11 als ”Wärmeleitungselement” zum Kühlen jeder Wechselrichterschaltung 12 und eine elektrische Verdrahtung 13 zum elektrischen Koppeln der Wechselrichterschaltung 12 und des Elektromotors 5.
In 1 ist eine elektrische Schaltung von der Wechselrichterschaltung 12 zum Elektromotor 5 gezeigt. In dieser Ausführungsform ist ein Fall beschrieben, in dem ein Drehstrommotor verwendet wird, und daher sind die Wechselrichterschaltung 12, die Wärmerohrrippenvorrichtung 11 und die elektrische Verdrahtung 13 für jede Phase der U-Phase, V-Phase und W-Phase vorgesehen. Alternativ kann ein anderer Elektromotortyp verwendet werden, wie etwa ein Gleichstrom-Elektromotor oder ein einphasiger Wechselstrommotor.
In dieser Ausführungsform ist ein Fall beschrieben, in dem ein IGBT für die Wechselrichterschaltung 2 verwendet wird. Alternativ kann ein SiC-MOSFET (Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor), ein GTO (Gate Turn Off Thyristor, abschaltbarer Thyristor) oder dergleichen eingesetzt werden. Es kann ein Element anwendbar sein, das an eine hohe Spannung und einen hohen Strom anpassungsfähig ist.
In dieser Ausführungsform wird für die Wechselrichterschaltung 2 eine Struktur angenommen, bei der zwei IGBTs für jeden der oberen und unteren Arme der U-Phase, V-Phase und W-Phase auf der Wärmerohrrippenvorrichtung 11 montiert sind. Alternativ können alle IGBT-Elemente auf einer Wärmerohrrippenvorrichtung 11 montiert sein oder nur ein IGBT-Element kann auf einer Wärmerohrrippenvorrichtung 11 montiert sein. Sofern eine vorgegebene Funktion erhalten werden kann, ist die Übereinstimmung zwischen der Anzahl der Wärmerohrrippenvorrichtungen 11 und der Anzahl der Elemente der Wechselrichterschaltung 2 nicht auf die eine beschränkt, die in 1 gezeigt ist.
Es ist zu beachten, dass, obwohl eine Darstellung weggelassen ist, die elektrische Schaltung des Kipplastwagens 1 auch beinhalten kann: beispielsweise eine Diode zum Gleichrichten einer erzeugten Ausgabe vom Stromgenerator, der elektrischen Strom unter Verwendung einer Motorleistung erzeugt, zu einer Gleichstromausgabe; eine Chopperschaltung zum Unterdrücken eines Anstiegs einer Gleichspannung, wenn ein regenerativer Strom, der durch eine Regenerationsbremse erhalten wird, in einem Gleichstromkondensator gespeichert wird, und dergleichen. Diese Schaltungselemente können durch die Wärmerohrrippenvorrichtung 11 oder eine gewöhnliche Luftkühlungsrippe gekühlt werden, wenn die Wärmeerzeugungsmenge klein ist.
Ferner wird in dieser Ausführungsform angenommen, dass mehrere Folienkondensatoren für den Gleichstromkondensator der Wechselrichterschaltung 2 verwendet werden, aber nicht darauf beschränkt sind. Andere Schaltungselemente, wie etwa ein elektrolytischer Kondensator, können anstelle des Folienkondensators verwendet werden.
Die Wärmerohrrippenvorrichtung 11 ist eine Kühlungsstruktur, die mehrere Wärmerohrrippen 110 umfasst, wie später beschrieben. In dieser Ausführungsform sind entsprechend den rechten und linken Elektromotoren 5L und 5R drei Sätze von Wärmerohrrippenvorrichtungen 11, Wechselrichterschaltungen 12 und elektrischen Verdrahtungen 13 jeweils auf sowohl der rechten als auch der linken Seite des Fahrzeugaufbaus 2 vorgesehen. Ferner sind in dieser Ausführungsform mehrere Aufbauten der Wechselrichterschaltung 12 und der Wärmerohrrippenvorrichtung 11 in mehrfachen Stufen in der Schwerkraftrichtung (Z-Achsen-Richtung in der Ansicht) gestapelt. Insbesondere sind, der Reihe nach vom Boden, eine Anordnung aus einer Wechselrichterschaltung 12L und der Wärmerohrrippenvorrichtung 11 in der untersten Stufe, eine Anordnung aus einer Wechselrichterschaltung 12M und der Wärmerohrrippenvorrichtung 11 in der mittleren Stufe und eine Anordnung aus einer Wechselrichterschaltung 12U und der Wärmerohrrippenvorrichtung 11 in der obersten Stufe in der Schwerkraftrichtung angeordnet. Sofern nicht anderweitig spezifisch unterschieden, können die Wechselrichterschaltungen 12L, 12M und 12U gemeinschaftlich als Wechselrichterschaltung 12 bezeichnet sein.
Versiegelte Räume 20L und 20R sind auf sowohl der rechten als auch der linken Seite des Fahrzeugaufbaus 2 vorgesehen. Beispielsweise ist ein Windtunnelteil 22, durch welches externe Luft während des Fahrens strömt, in der Mitte des Fahrzeugaufbaus 2 bereitgestellt. Die versiegelten Räume 20L und 20R werden gebildet, indem sie durch eine Trennwand 21 vom Windtunnelteil 22 isoliert werden. Sofern nicht anderweitig spezifisch unterschieden, können die versiegelten Räume 20L und 20R gemeinschaftlich als der versiegelte Raum 20 bezeichnet werden. Die Wechselrichterschaltung 12 und dergleichen sind in dem versiegelten Raum 20, wie später beschrieben, untergebracht. Der versiegelte Raum 20 wird unter Verwendung eines Abdichtungselements oder dergleichen zu einem im Wesentlichen abgedichteten Zustand gebildet, um die Wechselrichterschaltung 12 innerhalb des versiegelten Raums 20 vor externem Staub, Feuchtigkeit und dergleichen zu schützen.
Ein (nicht gezeigtes) Gebläse zum Senden von externer Luft in das Windtunnelteil 22 als Kühlluft kann im Fahrzeugaufbau 2 bereitgestellt sein.
Unter Verwendung von 2 wird eine Beziehung zwischen dem Windtunnelteil 22 und der Wärmerohrrippenvorrichtung 11 beschrieben. 2 ist eine Erläuterungsansicht, wenn die Stromversorgungsvorrichtung 10 von der oberen Seite des Kipplastwagens 1 gesehen wird. Die rechte und linke Wärmerohrrippenvorrichtung 11 sind gegenüberliegend auf sowohl der rechten als auch der linken Seite des Fahrzeugaufbaus 2 so angeordnet, dass sie eine Achsenlinie in der Fahrtrichtung (Achsenlinie in der X-Richtung in der Ansicht) sandwichartig umschließen.
Jede Wärmerohrrippenvorrichtung 11 beinhaltet einen Basisbereich 112 und mehrere Wärmerohrrippen 110, die parallel mit einer Anbringungsfläche des Basisbereichs 112 verbunden sind. Mehrere Rippen 111 sind so vorgesehen, dass sie die mehreren Wärmerohrrippen 110 koppeln.
Der Basisbereich 112 ist beispielsweise in Form einer dünnen Platte ausgebildet und mindestens eine von zwei Oberflächen mit der größten Fläche unter sechs Oberflächen dient als Anbringungsoberfläche 112A. Eine oder mehrere Wechselrichterschaltungen 12 sind an der Anbringungsoberfläche 112A angebracht.
Ein (nicht gezeigter) Kühldurchgang zum Kühlen der Wechselrichterschaltung 12 mit Betriebsflüssigkeit ist innerhalb des Basisbereichs 112 ausgebildet. In einer dem Windtunnelteil 22 zugewandten Fläche aus vier Flächen, die senkrecht zur Anbringungsoberfläche 112A des Basisbereichs 112 sind, sind mehrere Wärmerohrrippen 110 so vorgesehen, dass sie sich in das Windtunnelteil 22 erstrecken.
Eine Basisendseite 110B der Wärmerohrrippe 110 ist mit dem Basisbereich 112 verbunden und eine führende Endseite 110A der Wärmerohrrippe 110 erstreckt sich in das Windtunnelteil 22 hin zu einer Achsenlinie in der Fahrtrichtung. Der Basisbereich 112 und das Windtunnelteil 22 sind durch die Trennwand 21 isoliert. Daher können der Staub, die Feuchtigkeit und/oder dergleichen im Windtunnelteil 22 nicht in den versiegelten Raum 20 eindringen.
Ein (nicht gezeigter) Durchgang, damit die Betriebsflüssigkeit durch ihn hindurchfließen kann, ist innerhalb der Wärmerohrrippe 110 ausgebildet und dieser Durchgang steht mit dem Kühldurchgang im Basisbereich 112 in Verbindung. Die Betriebsflüssigkeit im Kühldurchgang des Basisbereichs 112 entzieht der Wechselrichterschaltung 12 Wärme und verdampft. Das resultierende Gas strömt vom Kühldurchgang des Basisbereichs 112 durch den Durchgang der Wärmerohrrippe 110 und bewegt sich in Richtung der führenden Endseite 110A der Wärmerohrrippe 110.
Das durch die verdampfte Betriebsflüssigkeit erzeugte Gas wird durch die Kühlungsluft A1 gekühlt, die durch das Windtunnelteil 22 strömt, während sie durch den Durchgang der Wärmerohrrippe 110 fließt. Auf der führenden Endseite 110A der Wärmerohrrippe 110 kondensiert das Gas wieder zu Flüssigkeit und diese Flüssigkeit kehrt zum Kühldurchgang im Inneren Basisbereichs 112 durch den Durchgang der Wärmerohrrippe 110 zurück. Die in das Windtunnelteil 22 strömende Kühlungsluft A1 entzieht der Wärmerohrrippenvorrichtung 11 Wärme, führt zur Kühlungsluft A2 und strömt von hinter dem Fahrzeugaufbau 2 aus.
Unter Bezugnahme auf 3 und 4 werden ein Montagewinkel der Wärmerohrrippe 110 und ein Zustand beschrieben, wenn sich der Fahrzeugkörper neigt. Im oberen Teil der 3 kann der Kipplastwagen 1 auf dem im Wesentlichen horizontalen Boden R fahren oder kann auf dem im Wesentlichen horizontalen Boden R arbeiten oder kann auf dem im Wesentlichen horizontalen Boden R stoppen.
Die linke Wärmerohrrippenvorrichtung 11L und die Wärmerohrrippenvorrichtung 11R sind gegenüberliegend angeordnet, so dass sie die Achsenlinie in der Fahrtrichtung sandwichartig umschließen, wie vorstehend beschrieben, und sind nach oben in einem vorgegebenen Winkel θ1 in Bezug auf eine horizontale Ebene (XY-Ebene) angebracht.
Wie im unteren Teil der 3 und in 4 gezeigt, fährt der Kipplastwagen 1 auf dem geneigten Boden R oder arbeitet auf dem geneigten Boden R oder stoppt auf dem geneigten Boden R. Beispielsweise fahren Arbeitsfahrzeuge, wie etwa ein großer Kipplastwagen und/oder Radlader für Minen oft auf einer schlechten Straße oder arbeiten auf unebenem Boden.
Wenn sich der Fahrzeugaufbau 2 um einen Winkel θ2 in Bezug auf die horizontale Ebene nach links neigt, nimmt der Winkel der linken Wärmerohrrippenvorrichtung 11L in Bezug auf die horizontale Ebene von θ1 auf (θ1 + θ2) zu, wie im unteren Teil der 3 gezeigt. Im Gegensatz dazu nimmt der Winkel der rechten Wärmerohrrippenvorrichtung 11R in Bezug auf die horizontale Ebene von θ1 auf (θ1 – θ2) ab.
Wenn der Neigungswinkel θ2 des Bodens R gleich dem Montagewinkel θ1 der Wärmerohrrippenvorrichtung 11 wird, kommt die rechte Wärmerohrrippenvorrichtung 11R in einen im Wesentlichen horizontalen Zustand. Das heißt, selbst wenn sich der Fahrzeugaufbau 2 um den Winkel θ2 neigt, der gleich dem Montagewinkel θ1 der Wärmerohrrippenvorrichtung 11 in Bezug auf die horizontale Ebene ist, kann die Betriebsflüssigkeit innerhalb der Wärmerohrrippenvorrichtung 11 zirkuliert und die Kühlfähigkeit aufrechterhalten werden.
Wenn sich der Fahrzeugaufbau 2 um einen Winkel neigt, der gleich oder größer als der Winkel θ1 ist, wird die führende Endseite 110A der Wärmerohrrippe 110 auf der unteren Seite von der Basisendseite 110B positioniert. Daher ist es schwierig, die in der führenden Endseite 110A kondensierte Betriebsflüssigkeit zur Basisendseite 110B zurückzuführen, und somit könnte die Kühlfähigkeit abnehmen.
In dieser Ausführungsform sind, wie vorstehend beschrieben, die rechte und linke Wärmerohrrippenvorrichtung 11L und 11R um den Montagewinkel θ1 nach oben von der horizontalen Ebene angeordnet und daher können die rechte und linke Wärmerohrrippenvorrichtung 11L und 11R näher zueinander gebracht werden, als im Vergleich zu einem Fall, in dem jede der Wärmerohrrippenvorrichtungen 11L und 11R horizontal angeordnet ist. Dementsprechend sind die Wärmerohrrippenvorrichtungen 11L und 11R an dem vorgegebenen Montagewinkel θ1 angebracht, wodurch die Neigung des Fahrzeugs 2 gehandhabt werden kann und ferner die Dimensionen der Kühlstruktur reduziert werden können.
Wie in 3 und 4 gezeigt, nimmt, wenn sich der Fahrzeugaufbau 2 nach links neigt, ein Drehmoment des linken Elektromotors 5L zum Antreiben des linken Antriebsrads 4L zu und daher nimmt auch ein elektrischer Strombetrag zu, der für die Wechselrichterschaltung 12 zum Zuführen von elektrischem Strom zum linken Elektromotor 5L notwendig ist. Dementsprechend steigt der Wärmeerzeugungsbetrag der Wechselrichterschaltung 12 entsprechend dem linken Elektromotor 5L. Im Gegensatz hierzu nimmt das Drehmoment des rechten Elektromotors 5R ab und daher nimmt ein elektrischer Strombetrag ab, der für die Wechselrichterschaltung 12 erforderlich ist, die dem rechten Elektromotor 5R elektrischen Strom zuführen. Dementsprechend sinkt der Wärmeerzeugungsbetrag der Wechselrichterschaltung 12 entsprechend dem rechten Elektromotor 5R.
Wie im unteren Teil der 3 beschrieben, erhöht sich, wenn sich der Fahrzeugaufbau 2 um den Winkel θ2 nach links neigt, ein Winkel mit Bezug auf die horizontale Ebene der Wärmerohrrippenvorrichtung 11L zum Kühlen der Wechselrichterschaltung 12 entsprechend dem linken Elektromotor 5L auf (θ1 + θ2). Eine Erhöhung des Winkels in Bezug auf die horizontale Ebene der Wärmerohrrippenvorrichtung 11L erhöht die Wärmezirkulationsgeschwindigkeit innerhalb der Wärmerohrrippenvorrichtung 11L und reduziert den Wärmewiderstand der Wärmerohrrippenvorrichtung 11L. Dementsprechend nimmt die Kühlfähigkeit der Wärmerohrrippenvorrichtung 11L zu, so dass die Wechselrichterschaltung 12, deren Wärmeerzeugungsbetrag steigt, wirksam gekühlt werden und eine Temperaturerhöhung unterdrückt werden kann
In Gegensatz hierzu sinkt für die Wärmerohrrippenvorrichtung 11R zum Kühlen der Wechselrichterschaltung 12 entsprechend dem rechten Elektromotor 5R der Winkel in Bezug auf die horizontale Ebene auf (θ1 – θ2). Dementsprechend sinkt die Wärmezirkulationsgeschwindigkeit innerhalb der Wärmerohrrippenvorrichtung 11R und der Wärmewiderstand der Wärmerohrrippenvorrichtung 11R nimmt zu. Da jedoch eine Last (Stromwert), die für die Wechselrichterschaltung 12 entsprechend dem rechten Elektromotor 5R erforderlich ist, klein ist, ist auch der Wärmeerzeugungsbetrag der Wechselrichterschaltung 12 klein. Selbst wenn die Kühlfähigkeit der Wärmerohrrippenvorrichtung 11R abnimmt, nimmt der Wärmeerzeugungsbetrag der Wechselrichterschaltung 12 entsprechend der Wärmerohrrippenvorrichtung 11R ab und daher besteht kein Nachteil.
Daher kann gemäß dieser Ausführungsform in dem Kipplastwagen 1, dessen Fahrzeugaufbau 2 sich aufgrund des Fahrens auf einer schlechten Straße oder des Arbeitens auf einem unebenen Boden oft neigt, eine Kühlkapazität als Reaktion auf einen Temperaturunterschied zwischen der rechten und linken Wechselrichterschaltung 12, wenn sich der Fahrzeugaufbau neigt, von der Wärmerohrrippenvorrichtung 11 realisiert werden. Daher kann ein Temperaturunterschied zwischen den Wechselrichterschaltungen 12, die den rechten und linken Elektromotoren 5 entsprechen, reduziert werden.
Ferner sind in dieser Ausführungsform die rechten und linken Wärmerohrrippen 11 sowohl auf der rechten als auch der linken Seite des Fahrzeugaufbaus 2 so angeordnet, dass sie einander über die Achsenlinie X entlang der Fahrtrichtung des Fahrzeugaufbaus 2 zugewandt sind. Dementsprechend kann, selbst wenn der Kipplastwagen 1 eine steile Bergstraße hinabfährt, die Kühlkapazität der Wärmerohrrippenvorrichtung 11 aufrechterhalten werden.
Dabei wird ein Fall untersucht, in dem angenommen wird, dass die Wärmerohrrippenvorrichtung in der Rückwärts-und-Vorwärts-Richtung (Fahrtrichtung) des Fahrzeugaufbaus angeordnet ist. Die Basisendseite der Wärmerohrrippenvorrichtung ist rückwärts in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung positioniert und die führende Endseite der Wärmerohrrippenvorrichtung ist vorwärts in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung positioniert. Wenn der Kipplastwagen 1 eine Bergstraße hinauffährt, wird die führende Endseite der Wärmerohrrippenvorrichtung erhöht und die Basisendseite der Wärmerohrrippenvorrichtung sinkt und daher nimmt die Kühlkapazität der Wärmerohrrippenvorrichtung zu.
Im Gegensatz hierzu sinkt, wenn der Kipplastwagen 1 eine Bergstraße hinabfährt, die führende Endseite der Wärmerohrrippenvorrichtung und die Basisendseite der Wärmerohrrippenvorrichtung wird erhöht. Dementsprechend nimmt die Kühlkapazität der Wärmerohrrippenvorrichtung ab.
In dieser Ausführungsform sind die rechten und linken Wärmerohrrippen 11 gegenüberliegend so angeordnet, dass sie im Wesentlichen senkrecht zur Fahrtrichtung des Fahrzeugaufbaus 2 sind, und daher kann der Einfluss des Gradienten in der Fahrtrichtung des Fahrzeugaufbaus 2 abgebaut werden.
Ferner sind in dieser Ausführungsform mehrere Wärmerohrrippenvorrichtungen 11 in mehrfachen Stufen in der Schwerkraftrichtung angeordnet. Dementsprechend kann die Kühlungsluft A1, die innerhalb des Windtunnelteils 22 strömt, wirksam auf jede Wärmerohrrippenvorrichtung 11 angewendet werden, um die Wärmerohrrippenvorrichtung 11 luftzukühlen. Im Gegensatz hierzu kann, wenn die Wärmerohrrippenvorrichtung 11 rückwärts und vorwärts entlang der Fahrtrichtung angeordnet ist, kalte Luft nicht wirksam auf die Wärmerohrrippenvorrichtung 11 auf der stromabwärtigen Seite angewendet werden und somit nimmt die Kühlkapazität der Wärmerohrrippenvorrichtung 11 auf der stromabwärtigen Seite ab. In dieser Ausführungsform sind mehrere Wärmerohrrippenvorrichtungen 11 in mehrfachen Stufen in der Schwerkraftrichtung angeordnet, so dass sie senkrecht zur Strömung der Kühlungsluft sind, und daher kann jede Wärmerohrrippenvorrichtung 11 gleichermaßen luftgekühlt werden, und ein Temperaturunterschied zwischen den Wechselrichterschaltungen 12 kann reduziert werden.
Ferner sind in dieser Ausführungsform mehrere Wärmerohrrippenvorrichtungen 11 in mehrfachen Stufen in der Schwerkraftrichtung angeordnet, und daher kann, wenn die jeweiligen Wärmerohrrippenvorrichtungen 11 unter Verwendung einer Montagestütze oder dergleichen gekoppelt sind, die mechanische Starrheit erhöht werden. Dementsprechend kann, selbst wenn der Kipplastwagen 1 auf einer schlechten Straße fährt und eine starke Vibration oder ein starker Einschlag in vertikaler Richtung auf den Fahrzeugaufbau 2 ausgeübt wird, die Wärmerohrrippenvorrichtung 11 dieser Vibration oder diesem Einschlag standhalten. Somit können die Stoßfestigkeit und Zuverlässigkeit der Wärmerohrrippenvorrichtung 11 erhöht werden.
Ferner ist in dieser Ausführungsform das Windtunnelteil 22 in der Mitte des Fahrzeugaufbaus 2 vorgesehen und die Wechselrichterschaltung 12 ist in dem abgedichteten Raum 20 angeordnet, der auf der rechten und linken Seite des Fahrzeugaufbaus 2 so angeordnet ist, dass er das Windtunnelteil 22 sandwichartig umschließt. Somit kann ein Abstand zwischen den Wechselrichterschaltungen 12 länger als im Vergleich mit einem Fall gemacht werden, in dem die Wechselrichterschaltungen 12 Seite an Seite angeordnet sind. Dementsprechend kann ein Strom (Querstrom), der zwischen den Wechselrichterschaltungen 12 fließt, abgebaut werden, indem eine Verdrahtungsimpedanz zwischen den Wechselrichterschaltungen 12 erhöht wird.
Ausführungsform 2
Unter Bezugnahme auf 5 wird eine zweite Ausführungsform beschrieben. Da jede der folgenden Ausführungsformen einschließlich dieser Ausführungsform einer Variante der ersten Ausführungsform entspricht, sind hauptsächlich Unterschiede zur ersten Ausführungsform beschrieben. In dieser Ausführungsform ist eine Wärmerohrrippenvorrichtung 11A, die eine Stromversorgungsvorrichtung 10A einschließt, parallel zur horizontalen Ebene angeordnet.
5 ist eine Erläuterungsansicht, die eine elektrische Konfiguration von der Wechselrichterschaltung 12 zum Elektromotor 5 zeigt, wenn der Kipplastwagen 1 von hinten gesehen wird. Obwohl die Wärmerohrrippenvorrichtungen 11A, die in Bezug auf die rechte und linke Seite des Fahrzeugaufbaus 2 gegenüberliegend angeordnet sind, in ähnlicher Weise wie die Wärmerohrrippenvorrichtungen 11 ausgebildet sind, die in 2 und 3 beschrieben sind, unterscheiden sich ihre Montagewinkel. Jede Wärmerohrrippe 110 der Wärmerohrrippenvorrichtung 11A ist so geformt, dass sie parallel zur horizontalen Ebene ist.
In dieser Ausführungsform, beispielsweise, wenn sich der Kipplastwagen 1 nach links neigt, wie in 4 gezeigt, in der Wärmerohrrippenvorrichtung 11A, die dem Elektromotor 5R auf einer Seite entspricht, auf der das Drehmoment nicht zunimmt, ist die führende Endseite 110A auf der unteren Seite von der horizontalen Ebene positioniert. Dementsprechend nimmt in der Wärmerohrrippenvorrichtung 11A auf der rechten Seite der Betrag an Zirkulation der Betriebsflüssigkeit ab und der Wärmewiderstand nimmt zu. Somit kann eine Senkung der Temperatur der Wechselrichterschaltung 12, die dem rechten Elektromotor 5R entspricht, reduziert werden.
Im Fall der ersten Ausführungsform, in 4, verschlechtert sich die Kühlkapazität der Wärmerohrrippenvorrichtung 11, die dem rechten Elektromotor 5R entspricht, nicht. Dementsprechend wird trotz der Tatsache, dass die Last (Stromwert) abnimmt und der Wärmerzeugungsbetrag weniger wird, die Wechselrichterschaltung 12, die dem rechten Elektromotor 5R entspricht, wirksam gekühlt. Wenn sich der Kipplastwagen 1 bewegt oder längere Stunden arbeitet, während er sich in dieselbe Richtung neigt, könnten die Temperatur der Wechselrichterschaltung 12, die dem rechten Elektromotor 5R entspricht, zu niedrig werden. In einem solchen Fall kann, wenn die Konfiguration dieser Ausführungsform übernommen wird, ein Temperaturunterschied zwischen der rechten und linken Wechselrichterschaltung 12 reduziert werden.
Ausführungsform 3
Es wird eine dritte Ausführungsform unter Bezugnahme auf 6 und 7 beschrieben. In dieser Ausführungsform ist in einer Wärmerohrrippenvorrichtung 11B einer Stromversorgungsvorrichtung 10B die Wärmerohrrippe 110 vertikal an der Elementanbringungsoberfläche des Basisbereichs 112 angebracht. In dieser Ausführungsform werden als ”vorgegebener Winkel” 90 Grad als Beispiel angenommen, aber alternative kann beispielsweise die Wärmerohrrippe an der Elementanbringungsoberfläche des Basisbereichs in einem Winkel in einem Bereich von 1 bis 89 Grad oder in einem Bereich von 30 bis 60 Grad angebracht sein.
6 ist eine Erläuterungsansicht, die eine elektrische Konfiguration von der Wechselrichterschaltung 12 zum Elektromotor 5 zeigt, wenn der elektrische Kipplastwagen 1 von hinten gesehen ist, wie bei jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen. Wie bei der Beschreibung der ersten Ausführungsform sind die Wärmerohrrippenvorrichtungen 11B so positioniert, dass sie sowohl der rechten als auch der linken Seite des Fahrzeugaufbaus 2 zugewandt sind und die Wärmerohrrippe 110 um einen vorgegebenen Montagewinkel θ1 von der horizontalen Ebene nach oben angebracht ist.
7 ist eine Draufsicht, wenn entweder die rechte oder linke Wärmerohrrippenvorrichtung 11B von oberhalb des Kipplastwagens 1 gesehen wird. Für zwei Oberflächen, die die größte Fläche unter den sechs Oberflächen des Basisbereichs 112 haben, dient eine von ihnen als Elementanbringungsoberfläche 112A zum Anbringen eines Elements, während die andere als Wärmerohrrippeanbringungsoberfläche 112B zum vertikalen Anbringen jeder Wärmerohrrippe 110 dient. Ferner sind in dieser Ausführungsform für jedes Halbleiterelement 14, das an der Elementanbringungsoberfläche 112A angebracht ist, mehrere Wärmerohrrippen 110 angeordnet. Das heißt, mehrere Wärmerohrrippen 110, die die Wärmerohrrippenvorrichtung 11B einschließen, sind für jedes Halbleiterelement 14 gruppiert, und jede Gruppe von Wärmerohrrippen 110 ist für das Kühlen des entsprechenden Halbleiterelements 14 verantwortlich.
In dieser Ausführungsform ist die Wärmerohrrippe 110 vertikal am Basisbereich 112 angebracht und daher kann die laterale Größe der Stromversorgungsvorrichtung 10B im Vergleich zu der in 2 gezeigten Konfiguration reduziert werden. Insbesondere kann eine lineare Größe von der führenden Endseite 110A der Wärmerohrrippe 110 zur Elementanbringungsoberfläche 112A des Basisbereichs 112 kürzer als die in 2 gezeigte Konfiguration gemacht werden, und daher kann die mechanische Festigkeit der Wärmerohrrippenvorrichtung 11B erhöht werden. Somit können, selbst wenn sie auf dem Kipplastwagen 1 montiert ist, der auf einer schlechten Straße oder auf einem unebenen Boden verwendet wird, die Kühlkapazität und Zuverlässigkeit aufrechterhalten werden.
Ausführungsform 4
Es wird unter Verwendung von 8 eine dritte Ausführungsform beschrieben. In dieser Ausführungsform ist ein Fall beschrieben, bei dem andere Schaltkreise als die Wechselrichterschaltung 12 innerhalb der rechten und linken abgedichteten Räume 20 angeordnet sind (können auch als Vorrichtungsgehäusekammern bezeichnet werden), und diese Schaltkreise werden gekühlt.
8 zeigt eine elektrische Konfiguration, wenn der elektrische Kipplastwagen 1 von hinten gesehen wird. Eine Stromversorgungsvorrichtung 10C beinhaltet eine Wärmerohrrippe 11B, die Wechselrichterschaltung 12, den linken Elektromotor 5L, den rechten Elektromotor 5R, eine Wandler- und Chopperschaltungen 15 und eine fahrzeuginterne Kühlvorrichtung 16.
Die Wandlerschaltung hat die Funktion, elektrische Leistung, welche der von einer Motorleistung angetriebene Leistungsgenerator erzeugt, von Wechselstrom in Gleichstrom umzuwandeln. Für die Wandlerschaltung und Chopperschaltungen 15 wird angenommen, dass eine Diode verwendet wird, aber es kann auch ein anderes Element, wie etwa ein IGBT, verwendet werden, sofern das Element dieselbe Funktion wie die Diode zeigt.
Die Chopperschaltung hat die Funktion, eine Gleichspannung abzuklemmen, um die Gleichspannung auf ein konstantes Niveau abzubauen oder weniger beim Regenerationsbremsen durch den linken Elektromotor 5L und den rechten Elektromotor 5R. Elektrische Leistung, die beim Bremsen regeneriert wird. Wird von einem nicht gezeigten Gitterwiderstand und dergleichen verbraucht. Für die Chopperschaltung wird angenommen, dass eine Diode und ein IGBT verwendet werden, aber es kann auch ein anderes Element eingesetzt werden.
Die fahrzeuginterne Kühlvorrichtung 16 hat die Funktion, die Temperatur innerhalb des abgedichteten Raums 20 (innerhalb des Armaturenbretts) zu senken und beinhaltet eine Wärmerohrrippe und ein Gebläse zum Blasen der Luft innerhalb des Armaturenbretts in diese Wärmerohrrippe. Die fahrzeuginternen Kühlvorrichtungen 16, die sich von einer Klimaanlage und dergleichen unterscheiden, bewirken keine Taukondensation im Zusammenhang mit dem Kühlen innerhalb des abgedichteten Raums 20.
Diese Ausführungsform offenbart eine Konfiguration zum Kühlen des Inneren des abgedichteten Raums 20 und kann mit jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kombiniert werden. In dieser Ausführungsform können, da die Temperatur des abgedichteten Raums 20 gesenkt werden kann, die Wechselrichterschaltung 12, eine andere Schaltung 15 und dergleichen wirksam gekühlt werden.
Ausführungsform 5
Es wird eine fünfte Ausführungsform unter Verwendung der 9 beschrieben. In einer Stromversorgungsvorrichtung 10D dieser Ausführungsform sind rechte und linke Wärmerohrrippen 11C innerhalb des Windtunnelteils 22 gekoppelt. 9 ist eine Erläuterungsansicht, die eine elektrische Konfiguration zeigt, wenn der elektrische Kipplastwagen 1 von hinten gesehen ist.
Sowohl auf der rechten als auch der linken Seite des Fahrzeugaufbaus 2 sind die Wärmerohrrippenvorrichtungen 11C gegenüberliegend angeordnet. Jede Wärmerohrrippe 110 ist nach oben um einen vorgegebenen Winkel von der horizontalen Ebene angebracht. Für die Wärmerohrrippen 110, die einander innerhalb des Windtunnelteils 22 zugewandt sind, sind deren führenden Endseiten 110A über einen Verbindungsbereich 113 gekoppelt. Das heißt, ein Durchgang innerhalb der Wärmerohrrippe 110 auf der linken Seite und ein Durchgang innerhalb der Wärmerohrrippe 110 auf der rechten Seite sind über einen (nicht gezeigten) Durchgang innerhalb des Verbindungsbereichs 113 gekoppelt.
In dieser Ausführungsform sind die rechten und linken Wärmerohrrippen 11C mit dem Verbindungsbereich 113 gekoppelt und daher kann, wenn sich der Kipplastwagen 1 neigt, wie in 2 gezeigt, ein Temperaturunterschied zwischen der rechten und linken Wechselrichterschaltung 12 weiter reduziert werden.
Ausführungsform 6
Es wird eine sechste Ausführungsform unter Verwendung von 10 beschrieben. Diese Ausführungsform entspricht einer Variante der vierten Ausführungsform, und eine Stromversorgungsvorrichtung 10E dieser Ausführungsform beinhaltet eine Wechselrichterschaltung 17 zum Zuführen elektrischer Leistung zu einem Zubehörteilt, wie etwa einem Gebläse, um Kühlungsluft in das Windtunnelteil 22 zu senden.
10 ist eine Erläuterungsansicht einer elektrischen Konfiguration, wenn der elektrische Kipplastwagen 1 von hinten gesehen ist. Die Zubehörteil-Antriebswechselrichterschaltung 17 ist auf der oberen Seite des Windtunnelteils 22 positioniert und in einem abgedichteten Raum 20C vorgesehen, der im Fahrzeugaufbau 2 ausgebildet ist. Die Zubehörteil-Antriebswechselrichterschaltung 17 beinhaltet eine Wärmesenke und die Wärmesenke ist dem Inneren des Windtunnelteils 22 ausgesetzt.
Die Zubehörteil-Antriebswechselrichterschaltung 17 kann eine Wechselstromschaltung oder eine einphasige Wechselstromschaltung oder eine Gleichstromschaltung sein.
Die Zubehörteil-Antriebswechselrichterschaltung 17 wandelt eine viel kleinere elektrische Leistung als die Wechselrichterschaltung 12 oder dergleichen um, die hohe Leistung umwandelt. Dementsprechend besteht keine Notwendigkeit, zum Kühlen der Wechselrichterschaltung 17 eine Wärmerohrrippenvorrichtung zu verwenden. Dann wird die Wechselrichterschaltung 17 in dieser Ausführungsform von einer Wärmesenke luftgekühlt.
Es ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen begrenzt ist. Fachleute auf dem Gebiet können verschiedene Hinzufügungen, Änderungen und dergleichen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung vornehmen. Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung als Stromversorgungsvorrichtung verstanden werden, die wie folgt ausgedrückt ist.
Ausdruck 1
Eine Stromversorgungsvorrichtung, die einem Elektromotor eines elektrischen Arbeitsfahrzeugs Strom zuführt, wobei die Stromversorgungsvorrichtung ein Wärmeleitungselement einschließt, das auf zumindest einer Seite von sowohl der rechten als auch der linken Seite in Bezug auf eine Fahrtrichtung eines Fahrzeugaufbaus und entlang einer horizontalen Richtung in Bezug auf die Fahrtrichtung vorgesehen ist, wobei das Wärmeleitungselement Wärme abstrahlt, die auf einer Basisendseite, auf einer führenden Endseite, absorbiert wird, wobei zumindest ein Teil einer Stromzuführungsschaltung zum Zuführen des elektrischen Stroms auf der Basisendseite des Wärmeleitungselements vorgesehen ist.
Ausdruck 2
Die Stromversorgungsvorrichtung des elektrischen Arbeitsfahrzeugs, die in Ausdruck 1 beschrieben ist, wobei ein Rad des Elektrostrom-Arbeitsfahrzeugs ein linkes Antriebsrad und ein rechtes Antriebsrad einschließt, wobei der Elektromotor einen linken Elektromotor zum Antreiben des linken Antriebsrads und einen rechten Elektromotor zum Antreiben des rechten Antriebsrads aufweist, wobei die Stromversorgungsvorrichtung eine linke Stromversorgungsvorrichtung zum Zuführen von elektrischem Strom zum linken Elektromotor und eine rechte Stromversorgungsvorrichtung zum Zuführen von elektrischem Strom zum rechten Elektromotor einschließt, wobei die linke Stromversorgungsvorrichtung und die rechte Stromversorgungsvorrichtung sind in Bezug auf den Fahrzeugaufbau gegenüberliegend angeordnet, so dass eine führende Endseite eines linken Wärmeleitungselements, das die linke Stromversorgungsvorrichtung einschließt, und eine führende Endseite eines rechten Wärmeleitungselements, das die rechte Stromversorgungsvorrichtung einschließt, einander zugewandt sind.
In jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist ein elektrisches Arbeitsfahrzeug, wie etwa ein Kipplastwagen, als Beispiel verwendet und beschrieben worden, ist aber nicht darauf beschränkt, und die vorliegende Erfindung kann bei anderen Fahrzeugen verwendet werden, wie etwa einen Privatfahrzeug, einem Bus und einem Lastwagen, solange sie elektrische Fahrzeuge sind, die auf einer Bergstraße, einer schlechten Straße und/oder auf unebenem Boden eingesetzt werden. Dementsprechend kann der Ausdruck ”elektrisches Arbeitsfahrzeug” in der Beschreibung der vorliegenden Erfindung durch einen anderen Ausdruck, wie etwa ”Elektrofahrzeug”, ersetzt werden.
Es sollte ferner von Fachleuten auf dem Gebiet verstanden werden, dass die vorstehende Beschreibung zwar an erfindungsgemäßen Ausführungsformen vorgenommen, die Erfindung aber nicht darauf beschränkt ist und verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen worden können, ohne das Konzept der Erfindung und den Umfang der beigefügten Ansprüche zu verlassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2011-233562 A [0005]
JP 2005-123459 A [0005]

Claims

Elektrisches Arbeitsfahrzeug (1), das sich durch das Antreiben von Rädern durch Elektromotoren (5L, 5R) bewegt, wobei das elektrische Arbeitsfahrzeug zumindest eine Stromversorgungsvorrichtung (10) zum Versorgen der Elektromotoren mit elektrischer Energie beinhaltet, wobei die Stromversorgungsvorrichtung (10) ein Wärmeleitungselement (11) umfasst, das auf zumindest einer Seite der beiden rechten und linken Seiten in Bezug auf die Fahrtrichtung eines Fahrzeugaufbaus (2) und entlang einer horizontalen Richtung in Bezug auf die Fahrtrichtung vorgesehen ist, wobei das Wärmeleitungselement Wärme abstrahlt, die auf einer Basisendseite, auf einer Spitzenseite absorbiert wird, und wobei zumindest ein Teil einer Stromversorgungsschaltung (12) zum Versorgen mit elektrischer Energie auf der Basisendseite des Wärmeleitungselements vorgesehen ist.
Elektrisches Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Räder ein linkes Antriebsrad (4L) und ein rechtes Antriebsrad (4R) umfassen, wobei die Elektromotoren einen linken Elektromotor (5L) zum Antreiben des linken Antriebsrads (4L) und einen rechten Elektromotor (5R) zum Antreiben des rechten Antriebsrads (4R) umfassen, wobei die zumindest eine Stromversorgungsvorrichtung (10) eine linke Stromversorgungsvorrichtung zum Versorgen des linken Elektromotors (5L) mit elektrischer Energie und eine rechte Stromversorgungsvorrichtung zum Versorgen des rechten Elektromotors (5R) mit elektrischer Energie beinhaltet, und wobei die linke Stromversorgungsvorrichtung und die rechte Stromversorgungsvorrichtung in Bezug auf den Fahrzeugaufbau (2) gegenüberliegend angeordnet sind, so dass eine führende Endseite eines linken Wärmeleitungselements (11L), das die linke Stromversorgungsvorrichtung beinhaltet, und eine führende Endseite eines rechten Wärmeleitungselements (11R), das die Stromversorgungsvorrichtung beinhaltet, einander zugewandt sind.
Elektrisches Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 2, wobei im Fahrzeugaufbau (2) ein Windtunnelteil, durch welches Luft strömt, so vorgesehen ist, dass es zumindest einen Raum einschließt, in welchem eine führende Endseite des linken Wärmeleitungselements (11L) und eine führende Endseite des rechten Wärmeleitungselements (11R) einander zugewandt sind, wobei sowohl auf der rechten als auch auf der linken Seite des Fahrzeugaufbaus (2) ein linker abgedichteter Raum (20L) und ein rechter abgedichteter Raum (20R), die von dem Windtunnelteil isoliert sind, vorgesehen sind, wobei die Basisendseite des linken Wärmeleitungselements (11L) in dem linken abgedichteten Raum (20L) angeordnet ist, und wobei die Basisendseite des rechten Wärmeleitungselements (11R) in dem rechten abgedichteten Raum (20R) angeordnet ist.
Elektrisches Arbeitsfahrzeug nach mindestens einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei das linke Wärmeleitungselement (11L) und das rechte Wärmeleitungselement (11R) in dem Fahrzeugaufbau (2) so vorgesehen sind, dass sie einander über eine Mittelachse in einer längeren Richtung entlang der Fahrtrichtung des Fahrzeugaufbaus (2) zugewandt sind.
Elektrisches Arbeitsfahrzeug nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei das linke Wärmeleitungselement (11L) und das rechte Wärmeleitungselement (11R) in dem Fahrzeugaufbau (2) so vorgesehen sind, dass sie einander über eine Mittelachse in einer längeren Richtung entlang der Fahrtrichtung des Fahrzeugaufbaus (2) zugewandt sind, und so, dass führende Endseiten des jeweiligen linken Wärmeleitungselements (11L) und rechten Wärmeleitungselements (11R) um einen vorgegebenen Winkel in Bezug auf eine horizontale Ebene aufwärts gewandt sind.
Elektrisches Arbeitsfahrzeug nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei das linke Wärmeleitungselement (11L) und das rechte Wärmeleitungselement (11R) einander über eine Mittelachse in einer längeren Richtung des Fahrzeugaufbaus (2) zugewandt und im Fahrzeugaufbau (2) entlang einer horizontalen Ebene vorgesehen sind.
Elektrisches Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 1, wobei mehrere der linken Wärmeleitungselemente (11L) und mehrere der rechten Wärmeleitungselemente (11R) jeweils vorgesehen sind und wobei die mehreren linken Wärmeleitungselemente (11L) und die mehreren rechten Wärmeleitungselemente (11R) in mehrfachen Stufen entlang der Schwerkraftrichtung angeordnet sind.
Elektrisches Arbeitsfahrzeug nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Basisendseite des linken Wärmeleitungselements (11L) mit einem linken Basisbereich verbunden ist, auf welchem zumindest ein Teil der Stromversorgungsschaltung der linken Stromversorgungsvorrichtung montiert ist, wobei die Basisendseite des rechten Wärmeleitungselements (11R) mit einem rechten Basisbereich verbunden ist, auf welchem zumindest ein Teil der Stromversorgungsschaltung der rechten Stromversorgungsvorrichtung montiert ist, wobei das linke Wärmeleitungselement (11L) parallel zu einer Ebene des linken Basisbereichs angebracht ist, und wobei das rechte Wärmeleitungselement (11R) parallel zu einer Ebene des rechten Basisbereichs angebracht ist.
Elektrisches Arbeitsfahrzeug nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Basisendseite des linken Wärmeleitungselements (11L) mit einem linken Basisbereich verbunden ist, auf welchem zumindest ein Teil der Stromversorgungsschaltung der linken Stromversorgungsvorrichtung montiert ist, wobei die Basisendseite des rechten Wärmeleitungselements (11R) mit einem rechten Basisbereich verbunden ist, auf welchem zumindest ein Teil der Stromversorgungsschaltung der rechten Stromversorgungsvorrichtung montiert ist, wobei das linke Wärmeleitungselement (11L) um einen vorgegebenen Winkel geneigt und an einer Ebene des linken Basisbereichs angebracht ist, und wobei das rechte Wärmeleitungselement (11R) um einen vorgegebenen Winkel geneigt und an einer Ebene des rechten Basisbereichs angebracht ist.
Elektrisches Arbeitsfahrzeug nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die führende Endseite des linken Wärmeleitungselements (11L) und die führende Endseite des rechten Wärmeleitungselements (11R) miteinander über ein Kommunikationselement, das im Windtunnelteil positioniert ist, in Verbindung stehen.
Verfahren zum Kühlen einer Stromversorgungsvorrichtung für ein elektrisches Arbeitsfahrzeug (1), wobei die Stromversorgungsvorrichtung (10) eine linke Stromversorgungsvorrichtung, die einen linken Elektromotor (5L) mit elektrischer Energie versorgt, um ein linkes Antriebsrad (4L) anzutreiben, und eine rechte Stromversorgungsvorrichtung umfasst, die einen rechten Elektromotor (5R) mit Strom versorgt, um ein rechtes Antriebsrad (4R) anzutreiben, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Anordnen, in einem Fahrzeugaufbau (2), eines linken Wärmeleitungselements (11L) zum Kühlen der linken Stromversorgungsvorrichtung und eines rechten Wärmeleitungselements (11R) zum Kühlen der rechten Stromversorgungsvorrichtung, so dass führende Endseiten des linken Wärmeleitungselements (11L) und des rechten Wärmeleitungselements (11R) einander über eine Mittelachse entlang der Fahrtrichtung des Fahrzeugaufbaus (2) zugewandt sind; und Zuführen von Kühlungsluft zu einem vorgegebenen Windtunnelteil, das zumindest einen Raum einschließt, in welchem die führende Endseite des linken Wärmeleitungselements (11L) und die führende Endseite des rechten Wärmeleitungselements (11R) einander zugewandt sind.