DE102016204917B4

DE102016204917B4 - Vehicle with a rear cooler

Info

Publication number: DE102016204917B4
Application number: DE102016204917.8A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Lenz; Fabian Kind; Alexander Werner
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2016-03-24
Filing date: 2016-03-24
Publication date: 2022-02-03
Anticipated expiration: 2036-03-25
Also published as: DE102016204917A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug (1) mit einer x-Richtung, die parallel zu einer Fahrzeuglängsachse verläuft und von einer Fahrzeugfront (F) zu einem Fahrzeugheck (H) gerichtet ist; einem im Fahrzeugheck (H) angeordneten Kühler (4), der in einen Kühlmittel-Kreislauf eingebunden ist; einem Luftkanal (3), dessen Einlassöffnung (8) an einer Seitenfläche des Fahrzeugs (1) angeordnet ist und dessen Auslassöffnung (9) an der Fahrzeughinterseite angeordnet ist, wobei der Kühler (4) im Luftkanal (3) angeordnet ist, sodass der Luftkanal (3) angepasst ist, einen durch die Einlassöffnung (8) eintretenden Luftstrom zumindest teilweise durch den Kühler (4) hindurchzuführen, wobei sich ein Querschnitt des Luftkanals (3), innerhalb einer zur x-Richtung senkrechten Ebene (yz), stromaufwärts des Kühlers (4) entlang der x-Richtung vergrößert, und wobei eine Projektion (18) entgegen der x-Richtung von einer Kühlereintrittsfläche (16) zumindest zur Hälfte auf eine Wandung eines stromaufwärts des Kühlers (4) angeordneten Abschnittes des Luftkanals (3) trifft.The invention relates to a vehicle (1) with an x-direction which runs parallel to a vehicle longitudinal axis and is directed from a vehicle front (F) to a vehicle rear (H); a radiator (4) which is arranged in the rear of the vehicle (H) and is integrated into a coolant circuit; an air duct (3) whose inlet opening (8) is arranged on a side surface of the vehicle (1) and whose outlet opening (9) is arranged at the vehicle rear side, wherein the radiator (4) is arranged in the air duct (3) so that the air duct (3) is adapted to guide an air flow entering through the inlet opening (8) at least partially through the cooler (4), with a cross section of the air duct (3) being within a plane (yz) perpendicular to the x-direction, upstream of the cooler (4) enlarged along the x-direction, and wherein a projection (18) counter to the x-direction from a cooler inlet surface (16) meets at least half of a wall of a section of the air duct (3) arranged upstream of the cooler (4).

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem Heckkühler, der mittels eines Luftkanals mit Luft versorgt wird, dessen Einlassöffnung an einer Seitenfläche des Fahrzeugs angeordnet ist und dessen Auslassöffnung an der Fahrzeughinterseite angeordnet ist.The invention relates to a vehicle with a rear radiator, which is supplied with air by means of an air duct, the inlet opening of which is arranged on a side surface of the vehicle and the outlet opening of which is arranged on the rear side of the vehicle.

Moderne Viertaktmotoren werden bis auf wenige Ausnahmen flüssigkeitsgekühlt, wobei in der Regel ein Gemisch aus Wasser und einem Korrosionsschutzmittel als Kühlflüssigkeit dient. Ein Kühlmittelkühler besteht meist aus Aluminium und ist an der Front des Fahrzeuges angebracht, wo ein Luftstrom das durchfließende Kühlmittel abkühlt. Von dort wird das Kühlmittel mittels einer Wasserpumpe durch einen Motor geführt und dieser gekühlt. Da sich die Kühlflüssigkeit bei Erwärmung ausdehnt, steigt der Druck im Kühlsystem. Um diesen Effekt auszugleichen, ist ein Ausgleichsbehälter in den Kühlkreislauf integriert, der das durch die Ausdehnung überschüssig gewordene Kühlmittel aufnimmt und bei Bedarf wieder abgibt.With a few exceptions, modern four-stroke engines are liquid-cooled, with a mixture of water and an anti-corrosion agent usually being used as the coolant. A coolant cooler is usually made of aluminum and is attached to the front of the vehicle, where a stream of air cools the coolant flowing through it. From there, the coolant is fed through an engine by means of a water pump and this is cooled. Since the coolant expands when it heats up, the pressure in the cooling system increases. In order to compensate for this effect, an expansion tank is integrated into the cooling circuit, which absorbs the coolant that has become excessive due to the expansion and releases it again when required.

Insbesondere neue Antriebskonzepte, wie beispielsweise batteriebetriebene Elektrofahrzeuge, kraftstoff- oder wasserstoffbetriebene Brennstoffzellenfahrzeuge oder Hybridfahrzeuge eröffnen oder erfordern neue Möglichkeiten der Platzierung der damit zusammenhängenden Fahrzeugkomponenten, wie in der AT 189 511 B gezeigt. In diesem Zusammenhang wäre eine Kühlmöglichkeit im Fahrzeugheck wünschenswert.In particular, new drive concepts, such as battery-powered electric vehicles, fuel- or hydrogen-powered fuel cell vehicles or hybrid vehicles open up or require new ways of placing the related vehicle components, as in the AT 189 511 B shown. In this context, a cooling option in the rear of the vehicle would be desirable.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kühlung in einem Fahrzeugheck eines Fahrzeugs mit guter Kühlwirkung zu schaffen und dabei den aerodynamischen Luftwiderstand des Fahrzeugs möglichst wenig zu erhöhen. Diese Aufgabe wird mit einem Fahrzeug gemäß Anspruch 1 gelöst. The object of the invention is to provide cooling in a vehicle rear of a vehicle with a good cooling effect while increasing the aerodynamic air resistance of the vehicle as little as possible. This object is achieved with a vehicle according to claim 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.Advantageous developments of the invention are the subject matter of the dependent claims.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Fahrzeug bereitgestellt, mit einer x-Richtung, die parallel zu einer Fahrzeuglängsachse verläuft und von einer Fahrzeugfront zu einem Fahrzeugheck gerichtet ist; einem im Fahrzeugheck, insbesondere in der hinteren Hälfe (bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung), angeordneten Kühler, der in einen Kühlmittel-Kreislauf eingebunden ist; einem Luftkanal, dessen Einlassöffnung an einer Seitenfläche des Fahrzeugs angeordnet ist und dessen Auslassöffnung an der Fahrzeughinterseite angeordnet ist, wobei der Kühler im Luftkanal angeordnet ist, sodass der Luftkanal angepasst ist, einen durch die Einlassöffnung eintretenden Luftstrom zumindest teilweise, insbesondere mehrheitlich, d.h. mehr als die Hälfte, durch den Kühler hindurchzuführen; wobei sich ein Querschnitt des Luftkanals, innerhalb einer zur x-Richtung senkrechten Ebene, stromaufwärts des Kühlers entlang der x-Richtung vergrößert, und wobei eine Projektion entgegen der x-Richtung von einer Kühlereintrittsfläche zumindest zur Hälfte auf eine Wandung eines stromaufwärts des Kühlers angeordneten Abschnittes des Luftkanals, und insbesondere nicht auf die Einlassöffnung, trifft. Bei dem Luftkanal ist die Einlassöffnung relativ klein ausgeführt. Dies hat den Vorteil, dass das Strömungsverhalten möglichst wenig negativ beeinflusst wird. Der Querschnittsverlauf des Luftkanals ist derart gestaltet, dass sich der Querschnitt (normal zur x-Richtung) des Luftkanals in einem Bereich zwischen Einlassöffnung und Kühler, vergrößert, so dass die Strömungsverluste minimal sind. Durch die Auslassöffnung an der Fahrzeughinterseite ist die Auslassöffnung in einem aerodynamischen Unterdruckbereich angeordnet. Dadurch, dass die Projektion der Kühlereintrittsfläche zumindest zur Hälfte auf die Wandung des Luftkanals trifft, wird in der Fluchtlinie vor dem Kühler ein Luftraum aufgebaut. Naturgemäß wird vor dem Kühler beim Einströmen von Luft durch den Luftkanal ein Druck aufgebaut, der in alle Richtungen wirkt. Durch die Wandung in der Fluchtlinie vor dem Kühler, kann die Druckkomponente an der Kühlereintrittsfläche, welche ansonsten zur Erhöhung des Luftwiderstandes des Fahrzeugs führen würde, neutralisiert werden, da die auf die Wandung wirkende Druckkomponente dieser entgegenwirkt. Dieses Ausführungsbeispiel führt insgesamt dazu, dass die Luftzufuhr und Luftabfuhr des Luftkanals vollständig oder nahezu luftwiderstandsneutral erfolgt, d.h. der Luftkanal führt insgesamt nicht oder wenig zu einer Luftwiderstandserhöhung des Fahrzeugs und sorgt trotzdem für einen Luftmassendurchsatz, der die Kühlleistungsanforderungen erfüllt.According to an exemplary embodiment of the invention, a vehicle is provided with an x-direction that runs parallel to a vehicle longitudinal axis and is directed from a vehicle front to a vehicle rear; a radiator which is arranged in the rear of the vehicle, in particular in the rear half (relative to the longitudinal direction of the vehicle) and is integrated into a coolant circuit; an air duct, the inlet opening of which is arranged on a side surface of the vehicle and the outlet opening of which is arranged at the rear of the vehicle, the cooler being arranged in the air duct so that the air duct is adapted to at least partially, in particular predominantly, i.e. more than, an air flow entering through the inlet opening half to pass through the radiator; wherein a cross section of the air duct, within a plane perpendicular to the x-direction, increases upstream of the cooler along the x-direction, and wherein a projection counter to the x-direction from a cooler inlet surface is at least half onto a wall of a section arranged upstream of the cooler of the air duct, and especially not on the intake opening. The inlet opening of the air duct is relatively small. This has the advantage that the flow behavior is negatively influenced as little as possible. The course of the cross section of the air duct is designed in such a way that the cross section (normal to the x-direction) of the air duct increases in an area between the inlet opening and the cooler, so that the flow losses are minimal. Due to the outlet opening at the rear of the vehicle, the outlet opening is arranged in an aerodynamic vacuum area. Due to the fact that at least half of the projection of the cooler inlet surface meets the wall of the air duct, an air space is built up in front of the cooler in the alignment line. Naturally, when air flows in through the air duct in front of the cooler, a pressure is built up that acts in all directions. The wall in the alignment line in front of the cooler can neutralize the pressure component on the cooler inlet surface, which would otherwise lead to an increase in the vehicle's air resistance, since the pressure component acting on the wall counteracts this. Overall, this exemplary embodiment means that the air supply and air discharge of the air duct is completely or almost completely neutral in terms of air resistance, i.e. the air duct does not lead to an overall increase in the vehicle's air resistance, or only slightly, and still ensures an air mass throughput that meets the cooling performance requirements.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Luftkanal als ein vom Lufteinlass bis zum Luftauslass zusammenhängendes Bauteil von dem Fahrzeug demontierbar. Dies erleichtert die Montage bei der Serienfertigung und den Austausch des Luftkanals und der daran montierten Komponenten bei Reparatur und Wartung.According to a further exemplary embodiment of the invention, the air duct can be removed from the vehicle as a continuous component from the air inlet to the air outlet. This facilitates assembly during series production and the replacement of the air duct and the components mounted on it during repair and maintenance.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Fahrzeug ferner eine abnehmbare Seitenabdeckung auf, welche eine Außenhaut des Fahrzeugs bildet und welche den Luftkanal abdeckt, wobei der Luftkanal bei entfernter Seitenabdeckung zur Demontage direkt zugänglich ist. Auch dieses Ausführungsbeispiel verbessert den Zugang zum Luftkanal zu Wartungs- und Reparaturzwecken.According to a further exemplary embodiment of the invention, the vehicle also has a removable side cover which forms an outer skin of the vehicle and which covers the air duct, the air duct being directly accessible for dismantling when the side cover is removed. This embodiment also improves access to the air duct for maintenance and repair purposes.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung zweigt ein Rohluftkanal in dem Luftkanal stromaufwärts des Kühlers ab. Mit dem mittels Rohluftkanal abgezweigten Luftstrom können Fahrzeugantriebsaggregate, beispielsweise ein Verbrennungsmotor oder eine Brennstoffzelle mit Luft versorgt werden. Zusätzlich oder alternativ kann dieser Luftstrom zur Innenraumbelüftung verwendet werden.According to a further exemplary embodiment of the invention, a raw air duct branches off in the air chamber nal upstream of the cooler. Vehicle drive units, for example an internal combustion engine or a fuel cell, can be supplied with air using the air flow branched off by means of the raw air duct. Additionally or alternatively, this air flow can be used for interior ventilation.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Einlassöffnung nach oben geöffnet und eine Öffnungsfläche der Einlassöffnung in einem Winkel von 5 bis 45 Grad gegenüber einer Horizontalebene des Fahrzeugs ausgerichtet. Durch diese Schrägstellung der Einlassöffnung wird bei Fahrt des Fahrzeugs Luft in die Einlassöffnung gedrückt.According to a further exemplary embodiment of the invention, the intake opening is open upwards and an opening surface of the intake opening is oriented at an angle of 5 to 45 degrees with respect to a horizontal plane of the vehicle. As a result of this inclined position of the inlet opening, air is pressed into the inlet opening when the vehicle is driving.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Einlassöffnung teilweise in einer Fahrzeugtür und teilweise in der Seitenabdeckung ausgebildet. Sowohl die Fahrzeugtür als auch die Seitenabdeckung sind relativ leicht auszutauschende Komponenten, so dass im Falle einer unfallbedingten Beschädigung der Einlassöffnung diese Komponenten relativ einfach austauschbar sind.According to another embodiment of the invention, the intake port is formed partially in a vehicle door and partially in the side cover. Both the vehicle door and the side cover are relatively easy to replace components, so in the event of accidental damage to the intake port, these components are relatively easy to replace.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Fahrzeug auf beiden Seiten jeweils einen Luftkanal mit zugeordnetem Kühler auf. Dadurch weist das Fahrzeug zwei hinsichtlich der Fahrzeuglängsachse symmetrische Luftkanäle mit Kühler auf.According to a further exemplary embodiment of the invention, the vehicle has an air duct with an associated cooler on both sides. As a result, the vehicle has two air ducts with a cooler that are symmetrical with respect to the longitudinal axis of the vehicle.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der Kühler und/oder ein in den Kühlmittel-Kreislauf eingebundener Ausgleichsbehälter vom Luftkanal fixiert. Dadurch fungiert der Luftkanal nicht nur als Luftführung, sondern auch als tragendes Bauteil an dem der Ausgleichbehälter und/oder der Kühler befestigbar ist.According to a further exemplary embodiment of the invention, the cooler and/or an expansion tank integrated into the coolant circuit is fixed by the air duct. As a result, the air duct not only functions as an air duct, but also as a supporting component to which the expansion tank and/or the cooler can be attached.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Ausgleichbehälter ausschließlich an dem Luftkanal befestigt. Dadurch fungiert der Luftkanal nicht nur als Luftführung, sondern auch als tragendes Bauteil an dem der Ausgleichbehälter befestigbar ist, wodurch ein Multifunktionsbauteil erzielt werden kann.According to a further exemplary embodiment of the invention, the expansion tank is attached exclusively to the air duct. As a result, the air duct acts not only as an air duct, but also as a supporting component to which the expansion tank can be attached, which means that a multifunctional component can be achieved.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung vergrößert sich ein Querschnitt des Luftkanals, innerhalb einer zur x-Richtung senkrechten Ebene, stromaufwärts des Kühlers entlang der x-Richtung so, dass ein Querschnitt des Luftkanals an einem Vorderende des Kühlers zumindest doppelt so groß ist, wie eine Querschnittsfläche der Einlassöffnung.According to a further exemplary embodiment of the invention, a cross section of the air duct, within a plane perpendicular to the x-direction, increases upstream of the cooler along the x-direction such that a cross section of the air duct at a front end of the cooler is at least twice as large as one Cross-sectional area of the inlet port.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung trifft die Projektion der Kühlereintrittsfläche vollständig auf die Wandung des vor dem Kühler angeordneten Abschnittes des Luftkanals trifft.According to a further exemplary embodiment of the invention, the projection of the cooler inlet surface completely meets the wall of the section of the air duct arranged in front of the cooler.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen Zeichnungen ist Folgendes dargestellt:

1 zeigt schematisiert ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 zeigt einen Ausschnitt des Fahrzeugs aus 1, wobei der Luftkanal sichtbar ist,
3 zeigt eine Schnittdarstellung in einer yz-Schnittebene;
4 zeigt die Auslassöffnung des Luftkanals, und
5 zeigt eine Halterung.

Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. These drawings show the following:

1 shows schematically a vehicle according to an embodiment of the invention;
2 shows a section of the vehicle 1 , where the air duct is visible,
3 shows a sectional view in a yz sectional plane;
4 shows the outlet opening of the air duct, and
5 shows a bracket.

1 zeigt schematisiert ein Fahrzeug 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Alle Figuren sind mit einem rechtwinkligen Koordinatensystem versehen, dessen x-Achse parallel zu einer Fahrzeuglängsachse ausgerichtet ist. Eine x-Richtung verläuft entlang der x-Achse und ist von einer Fahrzeugfront F zu einem Fahrzeugheck H gerichtet. Die z-Achse des Koordinatensystems ist rechtwinklig zur x-Achse und parallel zu einer Hochachse des Fahrzeugs 1. Eine y-Achse ist rechtwinklig zu der x- und z-Achse. 1 shows a schematic of a vehicle 1 according to an embodiment of the invention. All figures are provided with a right-angled coordinate system whose x-axis is aligned parallel to a longitudinal axis of the vehicle. An x-direction runs along the x-axis and is directed from a vehicle front F to a vehicle rear H. The z-axis of the coordinate system is perpendicular to the x-axis and parallel to a vertical axis of the vehicle 1. A y-axis is perpendicular to the x- and z-axes.

Das Fahrzeug 1 umfasst eine Brennstoffstelle 2 als Antriebsaggregat, jedoch kann es sich hierbei auch um einen anderes Antriebsenergie bereitstellendes Antriebsaggregat, wie einen Verbrennungsmotor oder einen elektrischen Energiespeicher handeln. Das Fahrzeug 1 ist vorzugsweise ein Landfahrzeug und insbesondere ein Personenkraftwagen. Das Fahrzeug 1 weist ein im Fahrzeugheck H angeordnetes Kühlsystem auf, welches einen in 1 angedeuteten Luftkanal 3 und einen dem Luftkanal 3 zugeordneten Kühler 4 umfasst. Der Kühler 4 ist in einen (nicht dargestellten) Kühlmittel-Kreislauf eingebunden, der von einem Kühlmittel, wie beispielsweise einem Gemisch aus Wasser und einem Korrosionsschutzmittel durchströmbar ist. Der Kühler 4 ist beispielsweise aus Aluminium oder Stahl. Ein durch den Luftkanal 3 geleiteter Luftstrom kühlt das den Kühler 4 durchströmende Kühlmittel ab. Von dem Kühler 4 wird das Kühlmittel über Leitungen, wie beispielsweise Schläuchen, mittels einer Wasserpumpe zu den zu kühlenden Fahrzeugkomponenten gepumpt. Zur Förderung des Luftstroms durch den Luftkanal 3 bei Langsamfahrt oder Stillstand des Fahrzeugs 1, ist dem Kühler 4 ein Lüfter 5 zugeordnet. Dieser ist beispielsweise stromabwärts des Kühlers 4 angeordnet.The vehicle 1 comprises a fuel point 2 as a drive unit, but this can also be another drive unit providing drive energy, such as an internal combustion engine or an electrical energy store. The vehicle 1 is preferably a land vehicle and in particular a passenger car. The vehicle 1 has a cooling system arranged in the rear of the vehicle H, which has an in 1 indicated air duct 3 and the air duct 3 associated cooler 4 includes. The cooler 4 is integrated into a coolant circuit (not shown) through which a coolant, such as a mixture of water and an anti-corrosion agent, can flow. The cooler 4 is made of aluminum or steel, for example. An air flow conducted through the air duct 3 cools the coolant flowing through the radiator 4 . The coolant is pumped from the radiator 4 via lines, such as hoses, by means of a water pump to the vehicle components to be cooled. To promote the flow of air through the air duct 3 when driving slowly or when the vehicle 1 is stationary, the radiator 4 is assigned a fan 5 . This is arranged downstream of the cooler 4, for example.

Zusätzlich kann ein Front-Kühlsystem, umfassend einen an der Fahrzeugfront F angeordneten Kühler 6 mit einem zugeordneten Lüfter 7 vorgesehen sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist zur Kühlung der Brennstoffzelle 2 der Frontkühler 6 und zur Kühlung von (nicht dargestellter) Leistungselektronik und Antriebs-Elektromotoren der Heckkühler 4 vorgesehen. Diese Zuordnung ist jedoch nur beispielhaft und kann auch anders gewählt werden. In 1 ist von dem Heckkühlsystem nur eine Seite, die linke Seite, dargestellt. Symmetrisch bzgl. der Fahrzeuglängsachse ist auf der rechten Fahrzeugseite der gleiche Kühlkanal 3 mit Kühler 4, etc. nochmal angeordnet. Das Heckkühlsystem umfasst somit insgesamt zwei Kühlkanäle 3 mit jeweils zugeordnetem Kühler 4.In addition, a front cooling system, comprising a radiator 6 arranged on the front of the vehicle F, with an associated fan 7 can be provided. In the present exemplary embodiment, the front cooler 6 is provided for cooling the fuel cell 2 and the rear cooler 4 is provided for cooling the power electronics (not shown) and drive electric motors. However, this assignment is only exemplary and can also be selected differently. In 1 only one side, the left side, is shown of the rear cooling system. The same cooling duct 3 with cooler 4, etc. is arranged again on the right-hand side of the vehicle, symmetrically with respect to the longitudinal axis of the vehicle. The rear cooling system thus comprises a total of two cooling ducts 3, each with an associated cooler 4.

Der Kühlkanal 3 erstreckt sich ausgehend von einer Einlassöffnung 8 in einer x-Richtung zu einer Auslassöffnung 9. Die Einlassöffnung 8 ist an einer Seitenfläche des Fahrzeugs 1 ausgebildet. Genauer erstreckt sich die Einlassöffnung 8 so, dass sie zum einen Teil in einer Fahrzeugtür 10, insbesondere einer hinteren Fahrzeugtür, und zum anderen Teil in einer Seitenabdeckung 11 ausgebildet ist. Die Seitenabdeckung 11 ist abnehmbar und bildet eine Außenhaut des Fahrzeugs 1. Die Seitenabdeckung 11 erstreckt sich vorzugsweise über den hinteren Kotflügelbereich des Fahrzeugs 1. Die Auslassöffnung 9 ist auf einer Fahrzeughinterseite angeordnet. Sowohl die Einlassöffnung 8 als auch die Auslassöffnung 9 können mit Streben oder einem Gitter versehen sein.The cooling duct 3 extends in an x-direction from an inlet opening 8 to an outlet opening 9 . The inlet opening 8 is formed on a side surface of the vehicle 1 . More specifically, the intake port 8 extends so as to be formed in a vehicle door 10, particularly a rear vehicle door, on the one hand and a side cover 11 on the other hand. The side cover 11 is detachable and forms an outer skin of the vehicle 1. The side cover 11 preferably extends over the rear fender area of the vehicle 1. The outlet opening 9 is arranged on a vehicle rear side. Both the inlet opening 8 and the outlet opening 9 can be provided with struts or a grid.

2 zeigt einen Ausschnitt des Fahrzeugs 1 aus 1, wobei der Luftkanal 3 freigelegt bzw. sichtbar ist. Die Einlassöffnung 8 ist in einer Draufsicht in x-Richtung länglich und in y-Richtung schmal ausgebildet. Die Einlassöffnung 8 ist nach oben offen, dabei schließt eine Öffnungsfläche der Einlassöffnung 8 mit einer Fahrzeug-Horizontalebene, d.h. einer xy-Ebene einen Winkel von 5° bis 45° ein. In x-Richtung krümmt sich der Luftkanal 3 nach der Einlassöffnung 8 nach unten und im Bereich des Kühlers 4 mit entgegengesetzter Krümmungsrichtung nach hinten. In einem Bereich 12, welcher zwischen der Einlassöffnung 8 und dem Kühler 4 liegt, vergrößert sich der Querschnitt des Luftkanals 3 (in einer yz-Ebene) entlang der x-Richtung. Genauer liegt der Bereich 12 in x-Richtung stromabwärts (bzgl. einer Strömungsrichtung vom der Einlassöffnung 8 zur Auslassöffnung 9) eines Querschnitts (yz-Ebene) an dem der Luftkanal 3 beginnt ringsum geschlossen zu sein und stromaufwärts des Kühlers 4, insbesondere in der hinteren Hälfte dieses Bereichs. 2 shows a section of vehicle 1 1 , wherein the air duct 3 is exposed or visible. The inlet opening 8 is elongated in the x-direction and narrow in the y-direction in a plan view. The inlet opening 8 is open at the top, and an opening surface of the inlet opening 8 encloses an angle of 5° to 45° with a vehicle horizontal plane, ie an xy plane. In the x-direction, the air duct 3 curves downwards after the inlet opening 8 and backwards in the region of the cooler 4 with the opposite direction of curvature. In a region 12, which lies between the inlet opening 8 and the cooler 4, the cross section of the air duct 3 increases (in a yz plane) along the x-direction. More precisely, the region 12 is located downstream in the x-direction (relative to a flow direction from the inlet opening 8 to the outlet opening 9) of a cross section (yz plane) at which the air duct 3 begins to be closed all around and upstream of the cooler 4, in particular in the rear half of this area.

Beispielsweise kann der Querschnitt von der Einlassöffnung 8 hin zum Kühler 4 zuerst möglichst konstant gehalten und vor dem Kühler 4 vergrößert werden. Beispielsweise ist dabei ein Querschnitt an einem Vorderende des Kühlers 4 (vorderster Punkt des Kühlers 4) zumindest doppelt so groß wie eine Querschnittsfläche der Einlassöffnung 8, insbesondere ist ein Querschnitt an dem Vorderende des Kühlers 4 zumindest dreimal so groß wie die Querschnittsfläche der Einlassöffnung 8.For example, the cross section from the inlet opening 8 to the cooler 4 can first be kept as constant as possible and enlarged in front of the cooler 4 . For example, a cross section at a front end of the cooler 4 (frontmost point of the cooler 4) is at least twice as large as a cross-sectional area of the inlet opening 8, in particular a cross section at the front end of the cooler 4 is at least three times as large as the cross-sectional area of the inlet opening 8.

Der Luftkanal 3 verläuft sowohl stromaufwärts des Kühlers 4 als auch stromabwärts des Kühlers 4 gekrümmt oder S-förmig. Insbesondere ist der Luftkanal 3 stromaufwärts des Kühlers 4 innerhalb einer xz-Ebene gekrümmt oder S-förmig und stromabwärts des Kühlers 4 innerhalb einer xy-Ebene gekrümmt oder S-förmig. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt. Durch diese Formgebung des Luftkanals 3 trifft eine Projektion 18 entgegen der x-Richtung von einer Kühlereintrittsfläche 16 auf eine Wandung des Luftkanals 3 stromaufwärts des Kühlers 4. Die Projektion 18 ist in 1 mit gepunkteten Linien dargestellt. Gleichermaßen trifft eine Projektion einer Kühleraustrittsfläche 17 auf eine Wandung des Luftkanals 3 stromabwärts des Kühlers 4. In anderen Worten bedeutet dies, dass die Einlassöffnung 8 und die Auslassöffnung 9 nicht in der Flucht oder Projektion des Kühlers 4 liegen.The air duct 3 runs both upstream of the cooler 4 and downstream of the cooler 4 in a curved or S-shaped manner. In particular, the air duct 3 is curved or S-shaped within an xz plane upstream of the cooler 4 and curved or S-shaped within an xy plane downstream of the cooler 4 . However, the invention is not limited to these examples. Due to this shape of the air duct 3, a projection 18 meets a wall of the air duct 3 upstream of the cooler 4 against the x-direction from a cooler inlet surface 16. The projection 18 is in 1 shown with dotted lines. Likewise, a projection of a cooler outlet surface 17 meets a wall of the air duct 3 downstream of the cooler 4. In other words, this means that the inlet opening 8 and the outlet opening 9 are not aligned or projected into the cooler 4.

Die Kühlereintrittsfläche 16 ist die Gesamtheit der von Luft durchströmbaren Fläche auf der stromaufwärtigen Seite des Kühlers 4 und die Kühleraustrittsfläche 17 ist die Gesamtheit der von Luft durchströmbaren Fläche auf der stromabwärtigen Seite des Kühlers 4.The cooler inlet area 16 is the entirety of the area through which air can flow on the upstream side of the cooler 4, and the cooler outlet area 17 is the entirety of the area through which air can flow on the downstream side of the cooler 4.

Der Luftkanal 3 ist direkt oder indirekt an einer Karosserie, insbesondere einem Fahrgestell 13, des Fahrzeugs 1 befestigbar. Bei der indirekten Befestigung wäre der Luftkanal 3 an einer Halterung (siehe 5) befestigt, welche wiederum direkt an der Karosserie bzw. dem Fahrgestell 13 befestigt ist. Die Befestigung geschieht mittels Schrauben, Klick-Verbindungen oder Haken.The air duct 3 can be attached directly or indirectly to a body, in particular a chassis 13, of the vehicle 1. With indirect attachment, the air duct 3 would be on a bracket (see 5 ) attached, which in turn is attached directly to the body or the chassis 13. It is fastened with screws, click connections or hooks.

3 zeigt eine Schnittdarstellung mit einer yz-Schnittebene. Der Luftkanal 3 wird von der Seitenabdeckung 11 abgedeckt und ist zum Austausch über die abnehmbare Seitenabdeckung 11 leicht zugänglich. Der Luftkanal 3 ist vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial. 3 shows a sectional view with a yz cutting plane. The air duct 3 is covered by the side cover 11 and is easily accessible for replacement via the removable side cover 11. The air duct 3 is preferably made of a plastic material.

4 zeigt die Auslassöffnung des Luftkanals 3. Zwischen dem Bereich 12 und der Auslassöffnung 9 ist der Kühler 4 aufgenommen, so dass sich der Kühler 4 im montierten Zustand des Luftkanals 3 großteils innerhalb des Luftkanals 3 angeordnet ist. Vorzugsweise sind mehr als 80% des Kühlers 4, mehr bevorzugt 90% des Kühlers und noch mehr bevorzugt ist der Kühler 4 vollständig innerhalb des Luftkanals 3 angeordnet. Zumindest eine Seite des Kühlers 4 wird von dem Luftkanal 3 fixiert, d.h. zumindest gehalten, vorzugsweise ist der Kühler 4 mit zumindest einer Seite an dem Luftkanal 3 befestigt, z.B. verschraubt. 4 shows the outlet opening of the air duct 3. The cooler 4 is accommodated between the region 12 and the outlet opening 9, so that the cooler 4 is largely arranged inside the air duct 3 when the air duct 3 is in the assembled state. Preferably more than 80% of the cooler 4, more preferably 90% of the cooler and even more preferably the cooler 4 is arranged entirely within the air duct 3. At least one side of the The cooler 4 is fixed by the air duct 3, ie at least held, preferably the cooler 4 is attached to at least one side of the air duct 3, for example screwed.

Stromaufwärts des Kühlers 4, zweigt ein Rohluftkanal 14 ab, der einen Teil (weniger als 30%) des durch die Einlassöffnung 8 eintretenden Luftstroms abzweigt und damit Fahrzeugantriebsaggregate, beispielsweise einen Verbrennungsmotor oder eine Brennstoffzelle mit Luft versorgt. Zusätzlich oder alternativ kann dieser Rohluftstrom zur Innenraumbelüftung verwendet werden.Upstream of the cooler 4, an unfiltered air duct 14 branches off, which diverts part (less than 30%) of the air flow entering through the inlet opening 8 and thus supplies vehicle drive units, for example an internal combustion engine or a fuel cell, with air. Additionally or alternatively, this raw air flow can be used for interior ventilation.

5 zeigt eine Halterung 14, wobei die Seitenabdeckung 11 in einer yz-Schnittebene geschnitten, dargestellt ist. Die Halterung 14 ist direkt an einer Karosserie 15 befestigt, insbesondere mit dieser verschweißt, verklebt, verlötet oder verschraubt. Die Seitenabdeckung 11 ist wiederum direkt an der Halterung 14 befestigbar, wie bereits vorstehend erwähnt. Neben der Seitenabdeckung 11 ist auch der Luftkanal 3 an der Halterung 14 befestigbar. 5 shows a bracket 14, wherein the side cover 11 is shown cut in a yz sectional plane. The bracket 14 is attached directly to a body 15, in particular welded, glued, soldered or screwed to it. The side cover 11 can in turn be fastened directly to the bracket 14, as already mentioned above. In addition to the side cover 11, the air duct 3 can also be fastened to the holder 14.

Ferner ist ein nicht dargestellter Ausgleichsbehälter in den Kühlmittel-Kreislauf eingebunden, der überschüssiges Kühlmittel aufnimmt und bei Bedarf wieder abgibt. Dieser Ausgleichsbehälter ist ebenfalls an dem Luftkanal 3 fixiert, insbesondere befestigt und vorteilhafterweise ausschließlich an dem Luftkanal 3 befestigt. Die beiden symmetrisch der Fahrzeuglängsachse angeordneten Luftkanäle 3 haben dabei vorzugsweise insgesamt einen Ausgleichsbehälter, können aber auch zwei oder mehr haben.Furthermore, a non-illustrated expansion tank is integrated into the coolant circuit, which absorbs excess coolant and releases it again when required. This expansion tank is also fixed to the air duct 3 , in particular fastened and advantageously fastened exclusively to the air duct 3 . The two air ducts 3 arranged symmetrically to the longitudinal axis of the vehicle preferably have a total of one expansion tank, but can also have two or more.

Während die Erfindung detailliert in den Zeichnungen und der vorangehenden Beschreibung veranschaulicht und beschrieben wurde, ist diese Veranschaulichung und Beschreibung als veranschaulichend oder beispielhaft und nicht als beschränkend zu verstehen und es ist nicht beabsichtigt die Erfindung auf die offenbarten Ausführungsbeispiele zu beschränken. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Merkmale in verschiedenen abhängigen Ansprüchen genannt sind, soll nicht andeuten, dass eine Kombination dieser Merkmale nicht auch vorteilhaft genutzt werden könnte.While the invention has been illustrated and described in detail in the drawings and the foregoing description, this illustration and description is to be considered in an illustrative or exemplary rather than a restrictive sense, and the invention is not intended to be limited to the precise forms disclosed. The mere fact that certain features are recited in different dependent claims is not intended to imply that a combination of these features could not also be used to advantage.

BezugszeichenlisteReference List

11: Fahrzeugvehicle
22: Brennstoffzellefuel cell
33: Luftkanalair duct
44: Kühlercooler
55: LüfterFan
66: Kühlercooler
77: LüfterFan
88th: Einlassöffnungintake port
99: Auslassöffnungexhaust port
1010: Fahrzeugtürvehicle door
1111: Seitenabdeckungside cover
1212: Aufgeweiteter BereichFlared area
1313: Fahrgestellchassis
1414: Rohluftkanalraw air duct
1515: Karosseriebody
1616: Kühlereintrittsflächecooler inlet surface
1717: Kühleraustrittsflächecooler exit surface
1818: Projektion der KühlereintrittsflächeProjection of the cooler inlet surface

Claims

Vehicle (1) with an x-direction which runs parallel to a vehicle longitudinal axis and is directed from a vehicle front (F) to a vehicle rear (H); a radiator (4) which is arranged in the rear of the vehicle (H) and is integrated into a coolant circuit; an air duct (3) whose inlet opening (8) is arranged on a side surface of the vehicle (1) and whose outlet opening (9) is arranged at the vehicle rear side, wherein the radiator (4) is arranged in the air duct (3) so that the air duct (3) is adapted to guide an air flow entering through the inlet opening (8) at least partially through the cooler (4), wherein a cross section of the air duct (3), within a plane (yz) perpendicular to the x-direction, increases upstream of the cooler (4) along the x-direction, and at least half of a projection (18) against the x-direction from a cooler inlet surface (16) impinging on a wall of a section of the air duct (3) arranged upstream of the cooler (4).

Vehicle (1) according to claim 1 , wherein the air duct (3) can be removed from the vehicle (1) as a component connected from the air inlet (8) to the air outlet (9).

Vehicle (1) according to one of the preceding claims, further comprising a removable side cover which forms an outer skin of the vehicle (1) and which covers the air duct (3), the air duct (3) being directly accessible for disassembly when the side cover is removed.

Vehicle (1) according to any one of the preceding claims, wherein a raw air duct (14) in which Air duct (3) branches off upstream of the cooler (4).

Vehicle (1) according to any one of the preceding claims, wherein the intake port (8) is open upwards and an opening surface of the intake port (8) is oriented at an angle of 5 to 45 degrees with respect to a horizontal plane (xy) of the vehicle (1).

Vehicle (1) according to any one of the preceding claims, wherein the inlet opening (8) is formed partly in a vehicle door (10) and partly in the side panel.

Vehicle (1) according to one of the preceding claims, wherein the vehicle (1) has an air duct (3) with an associated cooler (4) on both sides.

Vehicle (1) according to one of the preceding claims, wherein the radiator (4) and/or an expansion tank integrated into the coolant circuit is fixed by the air duct (3).

Vehicle (1) according to claim 8 , wherein the expansion tank is attached exclusively to the air duct (3).

Vehicle (1) according to one of the preceding claims, wherein a cross section of the air duct (3), within a plane (yz) perpendicular to the x-direction, increases upstream of the radiator (4) along the x-direction such that a cross-section of the Air duct (3) at a front end of the cooler (4) is at least twice as large as a cross-sectional area of the inlet opening (8).

Vehicle (1) according to one of the preceding claims, wherein the projection (18) of the radiator inlet surface (16) completely meets the wall of the section of the air duct (3) arranged in front of the radiator (4).