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Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug gemäß der Gattung des Patentanspruchs 1.
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Fahrzeuge mit mindestens einer wärmeerzeugenden Baugruppe, einer Fahrzeugkarosserie und einer die wärmeerzeugende Baugruppe kühlende Kühlanordnung sind in zahlreichen Variationen bekannt. Konventionelle Fahrzeuge können hierbei viel Bauraum im Vorderwagen für die Unterbringung des Antriebstrangs benötigen, welcher beispielsweise einen Verbrennungsmotor umfasst. Des Weiteren sind Fahrzeuge mit Elektroantrieb bekannt, wobei ein Antriebsstrang mit einem Elektroantrieb einen geringeren Bauraumbedarf und/oder Kühlbedarf aufweisen kann, als der Antriebsstrang, welcher den Verbrennungsmotor umfasst.
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Zudem sind Kühlanordnungen für Fahrzeuge in zahlreichen Variationen bekannt. Üblicherweise sind die Kühlanordnungen in Fahrtrichtung vor dem Verbrennungsmotor angeordnet. Die Kühlanordnung kann mindestens einen Kühllufteintritt aufweisen, welcher an einer Fahrzeugfront in einem Bereich mit hohem Staudruck angeordnet ist. Der mindestens eine Kühllufteintritt kann zumindest einen Wärmetauscher mit Kühlluft versorgen. Hierbei kann der Kühllufteintritt Verschlussmittel zur Einstellung eines wirksamen Querschnitts des Kühllufteintritts aufweisen. Die Verschlussmittel können sowohl einen Luftwiderstand des Fahrzeugs als auch die thermischen Eigenschaften des Fahrzeugs beeinflussen.
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Aus der
DE 10 2014 109 086 A1 ist ein Flurförderfahrzeug mit einem Batterieaufnahmefach zur Aufnahme einer Energieversorgungseinheit bekannt. Die Energieversorgungseinheit weist einen Kühlluftbedarf oder einen Entlüftungsbedarf auf. Die Energieversorgungseinheit umfasst mindestens eine Belüftungsöffnung zum Luftaustausch mit Umgebungsluft. Die mindestens eine Belüftungsöffnung ist als Ansaugöffnung ausgeführt, welche Kühlluft ansaugt. Des Weiteren ist die mindestens eine Belüftungsöffnung über einen Ansaugluftkanal mit dem Batteriefach verbunden.
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Aus der
DE 10 2013 107 299 A1 ist eine Kühlluftführung für ein Kraftfahrzeug, mit einem Kühlluftleitkanal bekannt, in welchem eine Kühleinrichtung angeordnet ist.
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Aus der
DE 200 22 821 U1 ist eine Seitenwand für einen Personenkraftwagen bekannt, welche in ihrem vorderen und hinteren Bereich die Außenwandung je eines Radhauses für ein Vorderrad und ein Hinterrad bildet. Zudem ist die Seitenwand hinter dem Radhaus für das Vorderrad mit einer als Entlüftungsvorrichtung des Vorderrades ausgebildeten Luftleitvorrichtung versehen, welche eine Luftzuführungseinrichtung für einen Motorraum bzw. für eine Brennkraftmaschine umfasst.
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Aus der
DE 10 2004 044 321 A1 ist ein gattungsgemäßes Fahrzeug mit mindestens einer wärmeerzeugenden Baugruppe, einer Fahrzeugkarosserie, welche mindestens zwei Radkästen aufweist, und mindestens einer die wärmeerzeugende Baugruppe kühlende Kühlanordnung bekannt, welche mindestens einen Kühllufteintritt und mindestens einen korrespondierenden Luftkanal umfasst. Hierbei ist der mindestens eine Kühllufteintritt an einer Radkastenrückwand angeordnet. Zudem ist die wärmeerzeugende Baugruppe hinter einem Kühlluftaustritt des Luftkanals angeordnet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Fahrzeug bereitzustellen, welches eine möglichst effektive Kühlung einer wärmeerzeugenden Baugruppe des Fahrzeugs ermöglicht, wobei der vorhandene Bauraum im Fahrzeug möglichst optimal ausgenutzt wird.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch Bereitstellung eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Um ein Fahrzeug bereitzustellen, welches eine möglichst effektive Kühlung einer wärmeerzeugenden Baugruppe des Fahrzeugs ermöglicht, wobei der vorhandene Bauraum möglichst optimal ausgenutzt wird, ist der mindestens eine Kühllufteintritt an einer Radkastenrückwand angeordnet. Zudem ist die mindestens eine wärmeerzeugende Baugruppe in dem mindestens einen Luftkanal angeordnet. Hierbei kann ein durch den Kühllufteintritt strömender Luftstrom die mindestens eine wärmeerzeugende Baugruppe direkt kühlen.
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Unter einem Kühllufteintritt wird im Folgenden ein Einlassbereich eines Luftkanals verstanden, welcher beispielsweise einen Wärmetauscher und/oder eine Energieversorgungseinheit eines Elektroantriebs und/oder eine andere wärmeerzeugende Baugruppe mit einem von außen eindringenden Luftstrom versorgt. Diese wärmeerzeugende Baugruppe kann thermische Energie an diesen Luftstrom abgeben.
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In vorteilhafter Weise kann ein im Radkasten angesaugter Luftstrom über den Luftkanal der Belüftungsanordnung weitergeleitet werden. Da der angesaugte Luftstrom seitlich an einem mittig im Motorraum angeordneten Antriebsaggregat vorbei geleitet werden kann, wird die Durchströmung des Luftkanals in vorteilhafter Weise nicht vom Antriebsaggregat negativ beeinträchtigt. Dadurch kann in vorteilhafter Weise die Kühlung des wärmeerzeugenden Bauteils durch den Luftstrom verbessert werden. Des Weiteren kann in vorteilhafter Weise auf Kühllufteintritte an der Fahrzeugfront verzichtet werden, wodurch sich neue Gestaltungsmöglichkeiten der Fahrzeugfront ergeben können. Des Weiteren kann ein Luftwiderstand des Fahrzeugs durch das Weglassen der Kühllufteintritte an der Fahrzeugfront gesenkt werden. Zudem kann an der Fahrzeugfront ein Frontdiffusor angeordnet werden. Der Frontdiffusor weist Leitelemente auf, welche den Luftstrom seitlich hinter den vorderen Radkästen nach oben leiten kann. Dadurch kann in vorteilhafter Weise Abtrieb erzeugt werden und/oder bei hohen Geschwindigkeiten hohe Rekuperationsleistungen umgesetzt werden. Des Weiteren kann dem mindestens einen an der Radkastenrückwand angeordneten Kühllufteintritt durch den Frontdiffusor in vorteilhafter Weise zuverlässig ein Luftstrom zugeführt werden.
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In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrzeugs kann mindestens ein Kühlluftaustritt an einer seitlichen Außenhaut der Fahrzeugkarosserie angeordnet werden. In vorteilhafter Weise kann der mindestens eine Kühlluftaustritt eine aerodynamische Form aufweisen. Beispielsweise kann eine den Luftstrom leitende Wand des Kühlluftaustritts abgeschrägt ausgeführt werden. Der korrespondierende mindestens eine Luftkanal kann hierbei zwischen der seitlichen Außenhaut und einem korrespondierenden Längsträger verlaufen. In vorteilhafter Weise kann jedem Radkasten bzw. jeder seitlichen Außenhaut jeweils mindestens ein Kühlluftaustritt zugeordnet werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrzeugs kann die mindestens eine Kühlanordnung mindestens einen Wärmetauscher aufweisen, welcher in dem mindestens einen Luftkanal angeordnet ist. Hierbei kann der durch den Kühllufteintritt strömende Luftstrom die mindestens eine wärmeerzeugende Baugruppe indirekt, durch Kühlen eines Kühlmittels des mindestens einen Wärmetauschers kühlen, wobei das Kühlmittel der mindestens einen wärmeerzeugenden Baugruppe zugeführt wird. Hierbei kann die mindestens eine wärmeerzeugende Baugruppe außerhalb des mindestens einen Luftkanals angeordnet werden. In vorteilhafter Weise sind der im Luftkanal angeordnete Wärmetauscher und/oder die im Luftkanal angeordnete wärmeerzeugende Baugruppe im Luftkanal vor direkter Verschmutzung und/oder vor Beschädigungen beispielsweise durch Steinschlag geschützt. Zusätzlich kann zwischen dem Kühllufteintritt und der wärmeerzeugenden Baugruppe und/oder zwischen dem Kühllufteintritt und dem Wärmetauscher eine Lüftungsvorrichtung angeordnet werden, welche einen zusätzlichen Schutz vor Verschmutzungen und/oder Beschädigungen ausbilden kann.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrzeugs können zwischen den beiden vorderen Radkästen zwei Längsträger angeordnet werden, welche parallel zueinander verlaufen. Hierbei können die Längsträger jeweils mindestens drei Abschnitte aufweisen. Ein erster Abschnitt kann einem einen Stoßfänger zugewandten Endbereich umfassen. Ein zweiter Abschnitt kann als Schweller ausgeführt werden und ein dritter Abschnitt kann einen Versatzbereich zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt ausbilden. In vorteilhafter Weise können die beiden Längsträger über die den Stoßfänger zugewandten Endbereichen mit dem Stoßfänger gekoppelt werden. Dadurch können in vorteilhafter Weise bei einem Unfall wirkende Kräfte und/oder Energien von dem Stoßfängerquerträger in die Längsträger eingeleitet werden. Des Weiteren kann der erste Abschnitt nach innen versetzt zum zweiten Abschnitt angeordnet werden, wobei der dritte Bereich diesen Versatz ausgleichen kann. In vorteilhafter Weise kann der Versatzbereich den Luftstrom in Richtung Kühlluftaustritt leiten, welcher im Wesentlichen fluchtend zum Versatzbereich angeordnet werden kann.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrzeugs kann der mindestens eine Wärmetauscher und/oder die wärmeerzeugende Baugruppe im Versatzbereich des Längsträgers zwischen der Außenhaut und dem Längsträger angeordnet werden. In vorteilhafter Weise kann ein Fahrzeug mit einem Elektroantrieb einen geringeren Kühlleistungsbedarf aufweisen. Dadurch können in vorteilhafter Weise kleinere und/oder weniger Kühlleistung aufbringende und/oder weniger Bauraum einnehmende Wärmetauscher im Fahrzeug eingebaut werden, um diesen Kühlleistungsbedarf zu erfüllen. Durch den Einbau dieser kleineren Wärmetauscher im Versatzbereich kann in vorteilhafter Weise Bauraum in der Fahrzeugfront eingespart und anderweitig genutzt werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrzeugs kann der mindestens eine Wärmetauscher und/oder die mindestens eine wärmeerzeugende Baugruppe vor einer A-Säule angeordnet werden. In vorteilhafter Weise können in einer Unfallsituation wirkende Kräfte und/oder Energien von dem mindestens einen Wärmetauscher und/oder der mindestens eine wärmeerzeugende Baugruppe auf die A-Säule übertragen werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrzeugs kann der Versatzbereich eine Ableitschräge ausbilden, welche in einer Unfallsituation ein in Richtung der Radkastenrückwand bewegtes Vorderrad, von einem Fahrzeuginnenraum ablenkt. Ein Vorderrad kann insbesondere bei einem Aufprallunfall mit geringer Überdeckung der Unfallgegner durch die wirkenden Kräfte und/oder Energien in Richtung Radkastenrückwand bewegt werden. In vorteilhafter Weise kann durch das Ablenken des in Richtung der Radkastenrückwand bewegten Vorderrads ein Eindringen des Vorderrads in die Fahrgastzelle erschwert oder vollständig unterbunden werden. Dadurch kann in vorteilhafter Weise eine Verletzungsgefahr der Insassen verringert werden. Des Weiteren kann auf weitere Elemente, welche bei einem Aufprall mit geringer Überdeckung der Unfallgegner das Eindringen des Vorderrads in die Fahrgastzelle erschweren und/oder verhindern, verzichtet werden. Durch können in vorteilhafter Weise Gewicht und Kosten eingespart werden.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen. Hierbei zeigt:
- 1 eine schematische perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines seitlichen Abschnitts eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs,
- 2 eine schematische Darstellung einer Fahrzeugunterseite des erfindungsgemäßen Fahrzeugs aus 1, und
- 3 eine schematische Seitenansicht des erfindungsgemäßen Fahrzeugs aus 1 und 2.
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Wie aus 1 bis 3 ersichtlich ist, weist ein erfindungsgemäßes Fahrzeug 1 im dargestellten Ausführungsbeispiel mindestens eine nicht näher dargestellte wärmeerzeugende Baugruppe, eine Fahrzeugkarosserie 30 und mindestens eine die wärmeerzeugende Baugruppe kühlende Kühlanordnung 20 auf. Die mindestens eine Kühlanordnung 20 umfasst mindestens einen Kühllufteintritt 22 und mindestens einen korrespondierenden Luftkanal 24. Die Fahrzeugkarosserie 30 weist mindestens zwei Radkästen 32 auf.
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Hierbei ist der mindestens eine Kühllufteintritt 22 an einer Radkastenrückwand 32.2 angeordnet.
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Wie aus 1 weiter ersichtlich ist saugt der mindestens eine Kühllufteintritt 22 einen Luftstrom 21 an. Dieser Luftstrom 21 wird über den Luftkanal 24 weitergeleitet.
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Wie aus 1 bis 3 weiter ersichtlich ist, weist das dargestellte Fahrzeug 1 keinen Kühllufteintritt im Bereich eines Stoßfängers 31 auf. Der Stoßfänger 31 umfasst unter anderem einen Stoßfängerquerträger.
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Wie aus 1 bis 3 weiter ersichtlich ist, umfasst die dargestelltes Fahrzeugkarosserie 30 des dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fahrzeugs 1 zwei vordere Radkästen 32, zwei hintere Radkästen 34 und zwei Längsträger 36. Die Kühlanordnung 20 umfasst zwei Kühllufteintritte 22 und zwei Luftkanäle 24. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Kühllufteintritte 22 an den Radkastenrückwänden 32.2 der vorderen Radkästen 32 angeordnet.
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Wie aus 1 bis 3 weiter ersichtlich ist, ist der mindestens ein Kühlluftaustritt 26 an einer seitlichen Außenhaut 38 der Fahrzeugkarosserie 30 angeordnet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fahrzeugs 1 weist die Kühlanordnung 20 zwei Kühlluftaustritte 26 auf. Die beiden Kühlluftaustritte 26 verlaufen bis zur Fahrzeugmitte und weisen eine aerodynamische und abgeschrägte Form auf.
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Wie aus 1 bis 3 weiter ersichtlich ist, weist die mindestens eine Kühlanordnung 20 mindestens einen Wärmetauscher 25 auf, welcher in dem mindestens einen Luftkanal 24 angeordnet ist. Ein Kühlmittel des Wärmetauschers 25 wird von dem Luftstrom 21 gekühlt. Die wärmeerzeugende Baugruppe kann ein nicht näher dargestelltes Antriebsaggregat bzw. ein anderes Aggregat des Fahrzeugs sein, welches aufgrund seiner Abmessungen nicht im Luftkanal 24 angeordnet werden kann. Hierbei wird der wärmeerzeugenden Baugruppe das gekühlte Kühlmittel des Wärmetauschers 25 zur Kühlung zugeführt, so dass im dargestellten Ausführungsbeispiel die mindestens eine wärmeerzeugende Baugruppe 10 indirekt durch den durch den Kühllufteintritt 22 strömenden Luftstrom 21 gekühlt wird. Insbesondere bei einem Elektroantrieb können Wärmetauscher 25 mit geringerem Bauraumbedarf verbaut werden, welche in dem Luftkanal 24 angeordnet werden können. Hierbei kann in den beiden Luftkanälen 24 jeweils ein Wärmetauscher 25 angeordnet werden.
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Erfindungsgemäß ist die mindestens eine wärmeerzeugende Baugruppe in dem mindestens einen Luftkanal 24 angeordnet werden, so dass der durch den Kühllufteintritt 22 strömende Luftstrom 21 die mindestens eine wärmeerzeugende Baugruppe direkt kühlt. Die mindestens eine wärmeerzeugende Baugruppe kann beispielsweise eine Energieversorgungseinheit eines Elektroantriebs oder eine Bremsscheibe sein. Es sind auch andere nicht genannte wärmeerzeugende Baugruppen vorstellbar, welche in dem Luftkanal 24 angeordnet werden können.
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Wie aus 2 und 3 weiter ersichtlich ist, sind zwischen den beiden vorderen Radkästen 32 zwei parallel verlaufende Längsträger 36 angeordnet. Die beiden Längsträger 36 weisen jeweils mindestens drei Abschnitte 36.1, 36.2, 36.3 auf. Ein erster Abschnitt 36.1 umfasst einem dem Stoßfänger 31 zugewandten Endbereich 36.4. Ein zweiter Abschnitt 36.2 ist als Schweller ausgeführt. Ein dritter Abschnitt 36.3 bildet einen Versatzbereich 36.5 zwischen dem ersten Abschnitt 36.1 und dem zweiten Abschnitt 36.2 aus. Der erste Abschnitt 36.1 ist nach innen und nach oben zum zweiten Abschnitt 36.2 versetzt. Durch den dem Stoßfänger 31 zugewandten Endbereich 36.4 kann der Längsträger 36 mit dem Stoßfänger 31 bzw. mit dem Stoßfängerquerträger gekoppelt werden. Durch diese Kopplung wird in einer Unfallsituation eine Kraftübertragung und/oder Energieübertragung ermöglicht.
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Wie aus 2 und 3 weiter ersichtlich ist, ist der mindestens eine Wärmetauscher 25 und/oder die wärmeerzeugende Baugruppe im Versatzbereich 36.5 des Längsträgers 36 zwischen der Außenhaut 38 und dem Längsträger 36 angeordnet. Hierbei kann der Versatzbereich eine Wand des Luftkanals 24 ausbilden und den Luftstrom 21 führen. Des Weiteren kann der mindestens eine Wärmetauscher 25 und/oder die mindestens eine wärmeerzeugende Baugruppe vor einer nicht näher bezeichneten A-Säule angeordnet werden. Durch die Anordnung des Wärmetauscher 25 und/oder der mindestens einen wärmeerzeugende Baugruppe im Versatzbereich 36.5 wird in einem Vorderwagen 4 und/oder in einem nicht näherdargestellten Antriebsraum im Vergleich zu einem herkömmlichen Fahrzeug der Bauraum des Wärmetauschers 25 frei. Dieser Platz kann beispielsweise als Stauraum oder für andere Baugruppen genutzt werden.
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Wie aus 2 weiter ersichtlich ist, bildet der Versatzbereich 36.5 eine Ableitschräge aus, welche in einer Unfallsituation ein in Richtung der Radkastenrückwand 32.2 bewegtes Vorderrad 32.4 von einer Fahrgastzelle 2 ablenkt. Dadurch werden die Insassen insbesondere bei Aufprallunfällen mit geringer Überdeckung der Unfallgegner, so genannten Small Overlap Crashs, geschützt.
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Alternativ oder zusätzlich kann an der Fahrzeugfront 4 ein nicht näher dargestellter Frontdiffusor angeordnet werden. Der Frontdiffusor weist Leitelemente auf, welche den Luftstrom 21 seitlich hinter den vorderen Radkästen 32 nach oben leiten. Dadurch wird Abtrieb erzeugt und bei hohen Geschwindigkeiten hohe Rekuperationsleistungen umgesetzt. Des Weiteren wird dem mindestens einen an der Radkastenrückwand 32.2 angeordneten Kühllufteintritt 22 durch das Leitelement der Luftstrom 21 zugeführt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Fahrgastzelle
- 4
- Vorderwagen
- 20
- Kühlanordnung
- 21
- Luftstrom
- 22
- Kühllufteintritt
- 24
- Luftkanal
- 25
- Wärmetauscher
- 26
- Kühlluftaustritt
- 30
- Karosserie
- 31
- Stoßfänger
- 32
- vorderer Radkasten
- 32.2
- Rückwand
- 32.4
- Rad
- 34
- hinterer Radkasten
- 36
- Längsträger
- 36.1
- erster Abschnitt
- 36.2
- zweiter Abschnitt
- 36.3
- dritter Abschnitt
- 36.4
- Endbereich
- 36.5
- Versatzbereich
- 38
- seitliche Außenhaut
