DE102018201112B3 - Baugruppe für ein Hybridelektrofahrzeug und Hybridelektrofahrzeug - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Baugruppe (6) für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Hybridelektrofahrzeug (1), aufweisend wenigstens einen Kraftstofftank (7), wenigstens eine außerhalb des Kraftstofftanks (7) angeordnete, thermisch mit dem Kraftstofftank (7) verbundene Traktionsbatterie (8), wenigstens eine in dem Kraftstofftank (7) angeordnete Kraftstoffpumpe (9) und wenigstens eine mit einer Druckseite der Kraftstoffpumpe (9) verbundene und/oder verbindbare Kraftstoffleitung (10). Um eine kostengünstig realisierbare Kühlung für die Traktionsbatterie (8) bereitzustellen, ist einerseits wenigstens ein innerhalb des Kraftstofftanks (7) vorhandener Leitungsabschnitt (12) der Kraftstoffleitung (10) thermisch mit einem thermisch mit der Traktionsbatterie (8) verbundenen Verbindungsabschnitt (13) des Kraftstofftanks (7) verbunden oder teilweise durch den Verbindungsabschnitt (13) gebildet und/oder weist andererseits die Kraftstoffleitung (10) wenigstens eine in dem Kraftstofftank (7) angeordnete Kraftstoffauslassöffnung auf, die derart relativ zu dem Verbindungsabschnitt (13) des Kraftstofftanks (7) angeordnet ist, dass ein aus der Kraftstoffauslassöffnung austretender Kraftstoff über wenigstens einen Teil des Verbindungsabschnitts (13) fließt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Baugruppe für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Hybridelektrofahrzeug, aufweisend wenigstens einen Kraftstofftank, wenigstens eine außerhalb des Kraftstofftanks angeordnete, thermisch mit dem Kraftstofftank verbundene Traktionsbatterie, wenigstens eine in dem Kraftstofftank angeordnete Kraftstoffpumpe und wenigstens eine mit einer Druckseite der Kraftstoffpumpe verbundene und/oder verbindbare Kraftstoffleitung. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, insbesondere ein Hybridelektrofahrzeug.
  • Hybridelektrofahrzeuge weisen wenigstens eine Traktionsbatterie auf, mit der in einem elektrischen Fahrbetrieb des Hybridelektrofahrzeugs elektrische Antriebseinrichtungen des Hybridelektrofahrzeugs mit elektrischer Energie versorgbar sind. Vorzugsweise ist die Traktionsbatterie derart an dem Hybridelektrofahrzeug angeordnet, dass der Fahrgastraum und der Kofferraum des Hybridelektrofahrzeugs möglichst wenig oder gar nicht eingeschränkt werden. Hierzu wird die Traktionsbatterie beispielsweise als Unterbodeneinheit verbaut, insbesondere unterhalb der Rücksitzbank und frontseitig zu der Hinterachse des Hybridelektrofahrzeugs. Hierbei teilt sich die Traktionsbatterie einen Bauraum mit dem Kraftstofftank des Hybridelektrofahrzeugs, was zu einem verkleinerten Tankvolumen führt.
  • Ein Anordnen der Traktionsbatterie eng an weiteren Komponenten des Hybridelektrofahrzeugs kann die erforderliche Kühlung der Traktionsbatterie erschweren, beispielsweise, wenn Oberflächen der Traktionsbatterie nicht einem Kühlluftstrom ausgesetzt werden können. Dies führt zu einer schlechten Wärmeableitung von der Traktionsbatterie und somit zu höheren Betriebstemperaturen der Traktionsbatterie und deren Batteriezellen, was zu einer Verringerung der Batterieleistung und/oder der Batterielebensdauer führen kann.
  • Die JP 2007 302 123 A offenbart ein Kraftfahrzeug mit einer Batterie, die benachbart zu einem Kraftstofftank angeordnet ist, so dass zum Kühlen der Batterie Wärme der Batterie auf Kraftstoff in dem Kraftstofftank übertragen werden kann. Eine Ansteuerelektronik entscheidet auf der Grundlage der Temperatur der Batterie, ob es notwendig ist, die Batterie zu kühlen oder nicht. Wenn es notwendig ist, die Batterie zu kühlen, steuert die Ansteuerelektronik ein elektromagnetisches Ventil an, so dass wenigstens ein Teil des aus dem Kraftstofftank austretenden Kraftstoffs durch eine Rückführleitung zum Kraftstofftank zurückgeführt werden kann. Wenn der Kraftstoff auf diesem Weg zirkuliert, verliert der Kraftstoff Wärme, wodurch ein Wärmeaustausch zwischen der Batterie und dem Kraftstoff bewirkt wird.
  • Die JP 2007 320 331 A offenbart ein Hybridelektrofahrzeug mit einer Batterie, die in einen flüssigen Kraftstoff im Inneren eines Kraftstofftanks eintaucht. Die Batterie kann durch eine Kälte des Kraftstoffs gekühlt werden. Wenn das Hybridelektrofahrzeug fährt, bewegt sich der Kraftstoff innerhalb des Kraftstofftanks aufgrund einer Geschwindigkeitsänderung oder einer Kurvenfahrt des Hybridelektrofahrzeugs, wodurch das Innere der Batterie gekühlt wird.
  • Die US 2012 248 252 A1 offenbart ein Kühlsystem zum Kühlen eines Brennstoffzellensystems in einem Fahrzeug unter Verwendung eines Kraftstoffs in einem Kraftstofftank als Wärmesenke.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstig realisierbare Kühlung für eine Traktionsbatterie eines Fahrzeuges, insbesondere eines Hybridelektrofahrzeugs bereitzustellen.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Baugruppe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, bei der einerseits wenigstens ein innerhalb des Kraftstofftanks vorhandener Leitungsabschnitt der Kraftstoffleitung thermisch mit einem thermisch mit der Traktionsbatterie verbundenen Verbindungsabschnitt des Kraftstofftanks verbunden oder teilweise durch den Verbindungsabschnitt gebildet ist und/oder andererseits die Kraftstoffleitung wenigstens eine in dem Kraftstofftank angeordnete Kraftstoffauslassöffnung aufweist, die derart relativ zu dem Verbindungsabschnitt des Kraftstofftanks angeordnet ist, dass ein aus der Kraftstoffauslassöffnung austretender Kraftstoff über wenigstens einen Teil des Verbindungsabschnitts fließt.
  • Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sowie Maßnahmen in beliebiger technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
  • Zielführend wird die Traktionsbatterie mittels des Kraftstofftanks bzw. des darin befindlichen Kraftstoffs gekühlt, wobei der Kraftstofftank und der Kraftstoff eine Wärmesenke ausbilden. Die Traktionsbatterie ist vorzugsweise derart thermisch mit dem Kraftstofftank verbunden, dass eine Übertragung von Wärme von den Batteriezellen der Traktionsbatterie zu dem Kraftstofftank unter möglichst geringem Wärmewiderstand möglich ist. Hierbei wird die Oberfläche des Kraftstofftanks zur Vergrößerung der zur Verfügung stehenden Wärmeabgabefläche verwendet. Es ist keine zusätzliche Luft- oder Flüssigkeitskühlung erforderlich, so dass die erfindungsgemäße Kühlung der Traktionsbatterie kostengünstig realisierbar ist.
  • Wird der Kraftstoff durch die Kraftstoffleitung gepumpt, wird der Kraftstoff durch den innerhalb des Kraftstofftanks vorhandenen Leitungsabschnitt der Kraftstoffleitung und somit unmittelbar entlang des thermisch mit der Traktionsbatterie verbundenen Verbindungsabschnitts des Kraftstofftanks geführt. Hierdurch kann der an dem Verbindungsabschnitt vorbeiströmende Kraftstoff Wärme aufnehmen, die von der Traktionsbatterie auf den Verbindungsabschnitt übertragen worden ist. Der Kraftstoff transportiert also die Wärme von dem Verbindungsabschnitt ab und kann die Wärme einer eventuell vorhandenen Wärmesenke zuführen. Der Leitungsabschnitt der Kraftstoffleitung kann entweder mit dem Verbindungsabschnitt des Kraftstofftanks, beispielsweise stoffschlüssig, verbunden oder teilweise durch den Verbindungsabschnitt gebildet sein. Letzteres bedeutet, dass ein Teil der Wandung des Leitungsabschnitts durch den Verbindungsabschnitt gebildet sein kann.
  • Alternativ oder additiv kann die Kraftstoffleitung wenigstens eine in dem Kraftstofftank angeordnete Kraftstoffauslassöffnung aufweisen, die derart relativ zu dem Verbindungsabschnitt des Kraftstofftanks angeordnet ist, dass der aus der Kraftstoffauslassöffnung austretende Kraftstoff über wenigstens einen Teil des Verbindungsabschnitts fließt. Hierdurch kann der an dem Verbindungsabschnitt vorbeiströmende Kraftstoff Wärme aufnehmen, die von der Traktionsbatterie auf den Verbindungsabschnitt übertragen worden ist. Der Kraftstoff transportiert also die Wärme von dem Verbindungsabschnitt ab und dient gleichzeitig als Wärmesenke.
  • Der Kraftstofftank kann teilweise oder vollständig aus einem Blech gebildet sein, um eine gute Wärmeübertragung zwischen der Traktionsbatterie und dem Kraftstoff zu ermöglichen. Alternativ kann der Kraftstofftank teilweise oder vollständig aus einem Kunststoff oder einem Verbundwerkstoff gebildet sein.
  • Die in dem Kraftstofftank angeordnete Kraftstoffpumpe kann während eines reinen elektrischen Fahrbetriebs zumindest zeitweilig eingeschaltet werden, um die Traktionsbatterie bei Bedarf zu kühlen. Die mit der Druckseite der Kraftstoffpumpe verbundene und/oder verbindbare Kraftstoffleitung kann eine Kraftstoffleitung zum Versorgen eines Verbrennungsmotors des Hybridelektrofahrzeugs mit dem Kraftstoff sein. Alternativ kann die Kraftstoffleitung zusätzlich zu einer entsprechenden Kraftstoffversorgungsleitung vorgesehen sein. Alternativ kann die Kraftstoffleitung durch einen Abschnitt einer mit der Kraftstoffpumpe verbundenen Kraftstoffversorgungsleitung und eine von der Kraftstoffversorgungsleitung abzweigende Rückführleitung gebildet sein. Die Rückführleitung kann über ein elektrisch ansteuerbares Ventil mit der Kraftstoffversorgungsleitung verbunden sein.
  • Die außerhalb des Kraftstofftanks angeordnete, thermisch mit dem Kraftstofftank verbundene Traktionsbatterie weist mehrere Batteriezellen, beispielsweise Lithiumlonen-Batteriezellen, auf, die zu einzelnen Batteriezellenmodulen zusammengefasst sein können. Die Batteriezellen können derart innerhalb eines Batteriegehäuses der Traktionsbatterie verbaut sein, dass Wärme von den Batteriezellen unmittelbar auf das Batteriegehäuse übertragen wird. Vorzugsweise sind die Batteriezellen hierzu unmittelbar mit dem Abschnitt des Batteriegehäuses verbunden, der mit dem Verbindungsabschnitt des Kraftstofftanks verbunden ist.
  • Die Traktionsbatterie ist vorzugsweise derart mit dem Kraftstofftank verbunden, dass eine Klemmkraft zwischen der Traktionsbatterie und dem Kraftstofftank erzeugt wird, um einen maximalen Oberflächenkontakt zwischen der Traktionsbatterie und dem Kraftstofftank sicherzustellen, so dass eine optimale Wärmeübertragung von der Traktionsbatterie auf den Kraftstofftank erfolgen kann.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Leitungsabschnitt der Kraftstoffleitung wenigstens eine thermisch mit dem Verbindungsabschnitt des Kraftstofftanks verbundene oder teilweise durch den Verbindungsabschnitt gebildete, aufgeweitete Strömungskammer auf, deren bezüglich eines Verbindungsbereichs zwischen dem Kraftstofftank und der Traktionsbatterie gegebene Höhe um ein Vielfaches kleiner ist als eine Breite und eine Länge der Strömungskammer. Die Strömungskammer weist somit zwei große Hauptseiten auf, die parallel zueinander angeordnet sind, wobei eine der Hauptseiten mit dem Verbindungsabschnitt verbunden ist. Hierdurch kann die Kontaktfläche zwischen dem Leitungsabschnitt und dem Verbindungsabschnitt des Kraftstofftanks vergrößert werden, was eine Übertragung von Wärme auf den durch den Leitungsabschnitt fließenden Kraftstoff über eine größere Fläche ermöglicht, wodurch die Kühlung der Traktionsbatterie weiter verbessert wird.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Traktionsbatterie zumindest teilweise über eine Wärmeleitpaste oder wenigstens eine Wärmeverteilungsplatte thermisch mit dem Kraftstofftank verbunden ist. Mittels der Wärmeleitpaste kann die Wärmeübertragung zwischen der Traktionsbatterie und dem Kraftstofftank verbessert werden. Die Wärmeleitpaste wird hierzu vorab, beispielsweise flächig, auf die Traktionsbatterie und/oder den Verbindungsabschnitt des Kraftstofftanks aufgetragen. Mittels der Wärmeverteilungsplatte kann die in den Batteriezellen der Traktionsbatterie erzeugte Wärme besser auf die gesamte Kontaktfläche zwischen der Traktionsbatterie und dem Verbindungsabschnitt des Kraftstofftanks verteilt werden, was die Kühlung der Traktionsbatterie gleichmäßiger und somit effektiver macht.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Kraftstoffauslassöffnung derart relativ zu dem Verbindungsabschnitt angeordnet, dass der aus der Kraftstoffauslassöffnung austretende Kraftstoff zuerst in Kontakt mit einem geodätisch höher angeordneten Bereich des Verbindungsabschnitts gelangt. Hiernach wird der Kraftstoff direkt auf den Verbindungsabschnitt geleitet, und zwar zuerst auf den geodätisch höher angeordneten Bereich des Verbindungsabschnitts. Von diesem Bereich des Verbindungsabschnitts kann der Kraftstoff dann unter Schwerkraftwirkung entlang des Verbindungsabschnitts fließen, um den Verbindungsabschnitt zur Kühlung der Traktionsbatterie möglichst vollständig mit dem Kraftstoff zu beaufschlagen. Der von dem Verbindungsabschnitt abfließende Kraftstoff kann in einen geodätisch am tiefsten angeordneten Bereich des Kraftstofftanks fließen, wo die Wärme auf den übrigen Kraftstoff verteilt und über die in Kontakt mit dem Kraftstoff stehende Wandung des Kraftstofftanks abgeführt wird. Die Auslassöffnung kann beispielsweise schlitzförmig ausgebildet sein. Der Verbindungsabschnitt des Kraftstofftanks kann bei bestimmungsgemäßer Anordnung der Baugruppe an dem Hybridelektrofahrzeug geneigt oder vertikal verlaufen. Dabei kann die Traktionsbatterie zumindest größtenteils seitlich neben dem Kraftstofftank angeordnet sein.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Kraftstoffleitung ausschließlich innerhalb des Kraftstofftanks angeordnet wobei an der Kraftstoffleitung wenigstens ein elektrisch ansteuerbares Ventil angeordnet ist, und wobei die Baugruppe wenigstens eine elektrisch mit dem Ventil verbundene Ansteuerelektronik aufweist, die eingerichtet ist, das Ventil in Abhängigkeit einer momentanen Temperatur der Traktionsbatterie anzusteuern. Hiernach dient die Kraftstoffleitung also nicht zum Versorgen eines Verbrennungsmotors des Hybridelektrofahrzeugs mit Kraftstoff. Eine Kraftstoffversorgungsleitung ist zusätzlich vorhanden und mit der Druckseite der Kraftstoffpumpe verbunden. Die Baugruppe kann wenigstens einen elektrisch mit der Ansteuerelektronik verbundenen Temperatursensor aufweisen, mit dem die momentane Temperatur der Traktionsbatterie bzw. von wenigstens einer Batteriezelle der Traktionsbatterie erfassbar ist. Das Ventil kann in Abhängigkeit des von der Ansteuerelektronik ermittelten Kühlbedarfs geschlossen, geöffnet oder teilweise geöffnet und zeitweilig gehalten werden. Bei einer unter einem unteren Grenzwert liegenden Temperatur der Traktionsbatterie kann das Ventil mittels der Ansteuerelektronik geschlossen werden. Bei einer über einem oberen Grenzwert liegenden Temperatur der Traktionsbatterie kann das Ventil mittels der Ansteuerelektronik geöffnet werden. In einem zwischen dem unteren Grenzwert und dem oberen Grenzwert liegenden Temperaturbereich kann das Ventil mittels der Ansteuerelektronik teilweise geöffnet werden. Zudem kann das Ventil mittels der Ansteuerelektronik geschlossen werden, wenn eine Fahrgeschwindigkeit in einem reinen elektrischen Fahrbetrieb des Hybridelektrokraftzeugs kleiner ist als ein bestimmter Geschwindigkeitsgrenzwert, beispielsweise 30 km/h, da dann nur relativ wenig Wärme in der Traktionsbatterie erzeugt wird.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Kraftstoffleitung durch einen Abschnitt einer mit der Druckseite der Kraftstoffpumpe verbundenen, den Kraftstofftank mit einem Verbrennungsmotor verbindenden Kraftstoffversorgungsleitung und eine damit verbundene, in den Kraftstofftank geführte Kraftstoffrücklaufleitung gebildet ist. Die Kraftstoffrücklaufleitung kann über ein elektrisch ansteuerbares Ventil oder ohne ein solches Ventil kommunizierend mit der Kraftstoffversorgungsleitung verbunden sein.
  • Vorteilhafterweise weist die Baugruppe wenigstens einen außerhalb des Kraftstofftanks angeordneten, thermisch mit der Kraftstoffleitung verbundenen Kühler auf. Hierdurch kann der über die Kraftstoffrücklaufleitung dem Kraftstofftank zugeführte Kraftstoff vorab gekühlt werden, um innerhalb des Kraftstofftanks mehr Wärme aufnehmen zu können, was die Kühlung der Traktionsbatterie weiter verbessert.
  • Es ist des Weiteren von Vorteil, wenn die Baugruppe wenigstens eine elektrisch mit der Kraftstoffpumpe verbundene Ansteuerelektronik aufweist, die eingerichtet ist, die Kraftstoffpumpe zumindest zeitweilig derart anzusteuern, dass eine Pumpleistung der Kraftstoffpumpe höher ist als für einen momentanen Betrieb des Verbrennungsmotors erforderlich. Bei der Ansteuerelektronik kann es sich um die oben genannte Ansteuerelektronik oder um eine hierzu separate Ansteuerelektronik handeln. Die Kraftstoffrücklaufleitung ist bei dieser Ausgestaltung ohne Ventil kommunizierend mit der Kraftstoffversorgungsleitung verbunden. Da der Verbrennungsmotor nicht die von der Kraftstoffpumpe zugeführte Kraftstoffmenge benötigt, wird der überschüssige Kraftstoffanteil zwangsläufig durch die Kraftstoffrücklaufleitung gepumpt und dem Kraftstofftank zur Kühlung der Traktionsbatterie zugeführt. Ist keine Kühlung der Traktionsbatterie erforderlich, was die Ansteuerelektronik auf Basis einer erfassten momentanen Temperatur der Traktionsbatterie ermitteln kann, kann die Pumpleistung reduziert werden, um ausschließlich die Pumpleistung zu erbringen, die für den momentanen Betrieb des Verbrennungsmotors erforderlich ist. Die Pumpleistung kann mittels der Ansteuerelektronik in Abhängigkeit der jeweiligen momentanen Temperatur der Traktionsbatterie individuell, insbesondere kontinuierlich, variiert werden.
  • Die obige Aufgabe wird des Weiteren durch ein Fahrzeug, insbesondere ein Hybridelektrofahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst, das wenigstens eine Baugruppe nach einer der vorgenannten Ausgestaltungen oder einer beliebigen Kombination von wenigstens zwei dieser Ausgestaltungen miteinander aufweist.
  • Mit dem Fahrzeug, insbesondere dem Hybridelektrofahrzeug sind die oben mit Bezug auf die Baugruppe genannten Vorteile entsprechend verbunden. Das Fahrzeug, insbesondere das Hybridelektrofahrzeug kann beispielsweise ein Plug-in-Hybridelektrofahrzeug sein. Das Fahrzeug, insbesondere das Hybridelektrofahrzeug weist wenigstens einen Verbrennungsmotor auf, der mittels der Kraftstoffpumpe mit Kraftstoff aus dem Kraftstofftank versorgt werden kann.
  • Obwohl die Erfindung insbesondere anhand von Hybridfahrzeugen beschrieben wurde, sind auch reine Elektrofahrzeuge von dem Schutzbereich der Erfindung umfasst. Elektrofahrzeuge weisen zwar keinen Verbrennungsmotor zum Antrieb des Fahrzeuges auf, können jedoch Kraftstoff betriebene Aggregate, wie zum Beispiel kraftstoffbetriebene Zusatzheizungen aufweisen. Diese Elektrofahrzeuge weisen insofern natürlich einen Kraftstofftank auf, der den Kraftstoff für die kraftstoffbetriebenen Aggregate speichert. Dieser Kraftstofftank des reinen Elektrofahrzeuges bzw. der in dem Kraftstofftank gespeicherte Kraftstoff kann wie zuvor beschrieben zur bedarfsweisen Kühlung der Batterie herangezogen werden.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Figurenbeschreibung offenbart. Es zeigen
    • 1 eine schematische Unteransicht eines Abschnitts eines Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Hybridelektrofahrzeug,
    • 2 eine schematische Schnittdarstellung des in 1 gezeigten Hybridelektrofahrzeugs,
    • 3 eine schematische Unteransicht eines Abschnitts eines weiteren Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Hybridelektrofahrzeug,
    • 4 eine schematische Schnittdarstellung des in 3 gezeigten Hybridelektrofahrzeugs,
    • 5 eine schematische Unteransicht eines Abschnitts eines weiteren Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Hybridelektrofahrzeug,
    • 6 eine schematische Schnittdarstellung des in 5 gezeigten Hybridelektrofahrzeugs,
    • 7 eine schematische Unteransicht eines Abschnitts eines weiteren Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Hybridelektrofahrzeug,
    • 8 eine schematische Schnittdarstellung des in 7 gezeigten Hybridelektrofahrzeugs,
    • 9 eine schematische Unteransicht eines Abschnitts eines weiteren Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Hybridelektrofahrzeug, und
    • 10 eine schematische Schnittdarstellung des in 9 gezeigten Hybridelektrofahrzeugs.
  • In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weswegen diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
  • 1 zeigt eine schematische Unteransicht eines Heckabschnitts eines Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Fahrzeug, insbesondere Hybridelektrofahrzeug 1, welches im Folgenden als Hybridelektrofahrzeug 1 bezeichnet wird. Das Hybridelektrofahrzeug 1 weist einen Unterboden 2 mit zwei seitlichen Seitenträgern 3 und 4 auf. Es ist zudem ein Abschnitt eines Auspuffrohrs 5 gezeigt, das in Fahrzeuglängsrichtung verläuft.
  • Das Hybridelektrofahrzeug 1 weist eine Baugruppe 6 auf, die einen Kraftstofftank 7, eine außerhalb des Kraftstofftanks 7 angeordnete, thermisch mit dem Kraftstofftank 7 verbundene Traktionsbatterie 8, eine in dem Kraftstofftank 7 angeordnete Kraftstoffpumpe 9 und eine mit einer Druckseite der Kraftstoffpumpe 9 verbundene Kraftstoffleitung 10 aufweist, wobei die Kraftstoffleitung 10 zur Versorgung eines nicht gezeigten Verbrennungsmotors des Hybridelektrofahrzeugs 1 mit Kraftstoff verwendet wird. Die Fließrichtung des mit der Kraftstoffpumpe 9 geförderten Kraftstoffs durch die Kraftstoffleitung 10 ist durch Pfeile angedeutet. Die Traktionsbatterie 8 ist über einen Batterieanschluss 11 mit nicht gezeigten weiteren elektrischen Komponenten des Hybridelektrofahrzeugs 1 verbunden. Der Kraftstofftank 7 weist im Bereich der Traktionsbatterie 8 und des Auspuffrohrs 5 eine reduzierte Höhe auf, was sich insbesondere aus 2 ergibt. Die Traktionsbatterie 8 kann zumindest teilweise über eine nicht gezeigte Wärmeleitpaste thermisch mit dem Kraftstofftank 7 verbunden sein.
  • Ein innerhalb des Kraftstofftanks 7 vorhandener Leitungsabschnitt 12 der Kraftstoffleitung 10 ist thermisch mit einem thermisch mit der Traktionsbatterie 8 verbundenen Verbindungsabschnitt 13 des Kraftstofftanks 7 verbunden oder teilweise durch den Verbindungsabschnitt 13 gebildet. Der Leitungsabschnitt 12 weist eine thermisch mit dem Verbindungsabschnitt 13 verbundene oder teilweise durch den Verbindungsabschnitt 13 gebildete, aufgeweitete Strömungskammer 14 auf, deren bezüglich eines nicht gezeigten Verbindungsbereichs zwischen dem Kraftstofftank 7 und der Traktionsbatterie 8 gegebene Höhe um ein Vielfaches kleiner ist als eine Breite und eine in Durchströmungsrichtung gegebene Länge der Strömungskammer 14. In der in 1 gezeigten Unteransicht deckt die Strömungskammer 14 den Verbindungsabschnitt 13 vollständig ab.
  • 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung des in 1 gezeigten Hybridelektrofahrzeugs 1. Es sind zwei Batteriezellenmodule 15 der Traktionsbatterie 8 gezeigt, die jeweils unmittelbar und thermisch mit einer Wärmeverteilungsplatte 16 verbunden sind, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel einen Teil der Traktionsbatterie 8 bildet. Zudem ist eine Kraftstoffmenge 17 innerhalb des Kraftstofftanks 7 gezeigt.
  • 3 zeigt eine schematische Unteransicht eines Heckabschnitts eines weiteren Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Hybridelektrofahrzeug 18. Das Hybridelektrofahrzeug 18 unterscheidet sich insbesondere dadurch von dem in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel, dass die Traktionsbatterie 8 mit einer Oberseite des Kraftstofftanks 19 verbunden ist, wozu der Kraftstofftank 19 eine andere Formgebung als der in den 1 und 2 gezeigte Kraftstofftank aufweist. Zudem ist die Kraftstoffpumpe 9 unterhalb der Traktionsbatterie 8 angeordnet. Des Weiteren ist der Abschnitt des Auspuffrohrs 5 seitlich an der Baugruppe 20 vorbeigeführt. Ferner ist keine Wärmeverteilungsplatte entsprechend den 1 und 2 vorhanden. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird im Übrigen auf die obige Beschreibung zu den 1 und 2 verwiesen.
  • 4 zeigt eine schematische Schnittdarstellung des in 3 gezeigten Hybridelektrofahrzeugs 18. Es ist zu sehen, dass der Kraftstofftank 19 auch bei diesem Ausführungsbeispiel im Bereich der Traktionsbatterie 8 eine reduzierte Höhe aufweist.
  • 5 zeigt eine schematische Unteransicht eines Heckabschnitts eines weiteren Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Hybridelektrofahrzeug 21. Das Hybridelektrofahrzeug 21 unterscheidet sich insbesondere dadurch von dem in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel, dass die Kraftstoffleitung 22 mehrere in dem Kraftstofftank 7 angeordnete, nicht gezeigte seitliche Kraftstoffauslassöffnungen aufweist, die derart relativ zu dem Verbindungsabschnitt 13 des Kraftstofftanks 7 angeordnet sind, dass ein aus der jeweiligen Kraftstoffauslassöffnung austretender Kraftstoff über wenigstens einen Teil des Verbindungsabschnitts 13 fließt. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird im Übrigen auf die obige Beschreibung zu den 1 und 2 verwiesen.
  • Jede Kraftstoffauslassöffnung ist derart relativ zu dem Verbindungsabschnitt 13 angeordnet, dass der aus der jeweiligen Kraftstoffauslassöffnung austretende Kraftstoff zuerst in Kontakt mit einem geodätisch höher angeordneten Bereich des Verbindungsabschnitts 13 gelangt, wie es insbesondere in 6 gezeigt ist. Der aus den Kraftstoffauslassöffnungen austretende Kraftstoff ist durch parallele Pfeile angedeutet.
  • Die Kraftstoffleitung 22 ist ausschließlich innerhalb des Kraftstofftanks 7 angeordnet. An der Kraftstoffleitung 22 kann ein nicht gezeigtes elektrisch ansteuerbares Ventil angeordnet sein. Die Baugruppe 23 kann eine elektrisch mit dem Ventil verbundene, nicht gezeigte Ansteuerelektronik aufweisen, die eingerichtet ist, das Ventil in Abhängigkeit einer momentanen Temperatur der Traktionsbatterie 8 anzusteuern. Mit der Druckseite der Kraftstoffpumpe 9 ist zudem eine den nicht gezeigten Verbrennungsmotor des Hybridelektrofahrzeugs 21 mit Kraftstoff versorgende Kraftstoffversorgungsleitung 24 verbunden.
  • 6 zeigt eine schematische Schnittdarstellung des in 5 gezeigten Hybridelektrofahrzeugs 21.
  • 7 zeigt eine schematische Unteransicht eines Heckabschnitts eines weiteren Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Hybridelektrofahrzeug 25. Das Hybridelektrofahrzeug 25 unterscheidet sich insbesondere dadurch von dem in den 5 und 6 gezeigten Ausführungsbeispiel, dass die Traktionsbatterie 28 der Baugruppe 27 seitlich an dem Kraftstofftank 28 angeordnet ist, wozu der Kraftstofftank 28 eine entsprechend geänderte Formgebung aufweist, und dass der Abschnitt des Auspuffrohrs 5 seitlich an der Baugruppe 27 vorbeigeführt ist. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird im Übrigen auf die obige Beschreibung zu den 5 und 6 verwiesen.
  • 8 zeigt eine schematische Schnittdarstellung des in 7 gezeigten Hybridelektrofahrzeugs 25. Es ist zu sehen, dass der Verbindungsabschnitt 13 des Kraftstofftanks 28 steil geneigt angeordnet ist.
  • 9 zeigt eine schematische Unteransicht eines Abschnitts eines weiteren Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Hybridelektrofahrzeug 29. Das Hybridelektrofahrzeug 29 unterscheidet sich insbesondere dadurch von dem in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel, dass die Kraftstoffleitung 30 der Baugruppe 31 durch einen Abschnitt einer mit der Druckseite der Kraftstoffpumpe 9 verbundenen, den Kraftstofftank 7 mit dem nicht gezeigten Verbrennungsmotor verbindenden Kraftstoffversorgungsleitung 32 und eine damit verbundene, in den Kraftstofftank 7 geführte Kraftstoffrücklaufleitung 33 gebildet ist. Zudem weist die Baugruppe 31 einen außerhalb des Kraftstofftanks 7 angeordneten, thermisch mit der Kraftstoffleitung 30 bzw. der Kraftstoffrücklaufleitung 33 verbundenen Kühler 34 auf, mit dem der in der Kraftstoffrücklaufleitung 33 strömende Kraftstoff gekühlt wird.
  • Die Baugruppe 31 kann eine elektrisch mit der Kraftstoffpumpe 9 verbundene, nicht gezeigte Ansteuerelektronik aufweisen, die eingerichtet ist, die Kraftstoffpumpe 9 zumindest zeitweilig derart anzusteuern, dass eine Pumpleistung der Kraftstoffpumpe 9 höher ist als für einen momentanen Betrieb des Verbrennungsmotors erforderlich.
  • Der in dem Kraftstofftank 7 befindliche Leitungsabschnitt 12 der Kraftstoffleitung 30 weist eine thermisch mit dem Verbindungsabschnitt 13 des Kraftstofftanks 7 verbundene oder teilweise durch den Verbindungsabschnitt 7 gebildete, aufgeweitete Strömungskammer 14 auf, deren bezüglich eines nicht gezeigten Verbindungsbereichs zwischen dem Kraftstofftank 7 und der Traktionsbatterie 8 gegebene Höhe um ein Vielfaches kleiner ist als eine Breite und eine Länge der Strömungskammer 14. Der Kraftstoff wird über eine Kraftstoffablassleitung 35 aus der Strömungskammer 14 abgeführt. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird im Übrigen auf die obige Beschreibung zu den 1 und 2 verwiesen.
  • 10 zeigt eine schematische Schnittdarstellung des in 9 gezeigten Hybridelektrofahrzeugs 29.
  • Obwohl die Erfindung insbesondere anhand von Hybridfahrzeugen beschrieben wurde, sind auch reine Elektrofahrzeuge von dem Schutzbereich der Erfindung umfasst. Elektrofahrzeuge weisen zwar keinen Verbrennungsmotor zum Antrieb des Fahrzeuges auf, können jedoch Kraftstoff betriebene Aggregate, wie zum Beispiel kraftstoffbetriebene Zusatzheizungen aufweisen. Diese Elektrofahrzeuge weisen insofern natürlich einen Kraftstofftank auf, der den Kraftstoff für die kraftstoffbetriebenen Aggregate speichert. Dieser Kraftstofftank des reinen Elektrofahrzeuges bzw. der in dem Kraftstofftank gespeicherte Kraftstoff kann wie zuvor beschrieben zur bedarfsweisen Kühlung der Batterie herangezogen werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Fahrzeug, insbesondere Hybridelektrofahrzeug
    2
    Unterboden
    3
    Seitenträger
    4
    Seitenträger
    5
    Auspuffrohr
    6
    Baugruppe
    7
    Kraftstofftank
    8
    Traktionsbatterie
    9
    Kraftstoffpumpe
    10
    Kraftstoffleitung
    11
    Batterieanschluss
    12
    Leitungsabschnitt von 10, 22, 30
    13
    Verbindungsabschnitt von 7, 19, 28
    14
    Strömungskammer
    15
    Batteriezellenmodul
    16
    Wärmeverteilungsplatte
    17
    Kraftstoff
    18
    Hybridelektrofahrzeug
    19
    Kraftstofftank
    20
    Baugruppe
    21
    Hybridelektrofahrzeug
    22
    Kraftstoffleitung
    23
    Baugruppe
    24
    Kraftstoffversorgungsleitung
    25
    Hybridelektrofahrzeug
    26
    Traktionsbatterie
    27
    Baugruppe
    28
    Kraftstofftank
    29
    Hybridelektrofahrzeug
    30
    Kraftstoffleitung
    31
    Baugruppe
    32
    Kraftstoffversorgungsleitung
    33
    Kraftstoffrücklaufleitung
    34
    Kühler
    35
    Kraftstoffablassleitung

Claims (9)

  1. Baugruppe (6, 20, 23, 27, 31) für ein Fahrzeug, insbesondere ein Hybridelektrofahrzeug (1, 18, 21, 25, 29), aufweisend wenigstens einen Kraftstofftank (7, 19, 28), wenigstens eine außerhalb des Kraftstofftanks (7, 19, 28) angeordnete, thermisch mit dem Kraftstofftank (7, 19, 28) verbundene Traktionsbatterie (8, 26), wenigstens eine in dem Kraftstofftank (7, 19, 28) angeordnete Kraftstoffpumpe (9) und wenigstens eine mit einer Druckseite der Kraftstoffpumpe (9) verbundene und/oder verbindbare Kraftstoffleitung (10, 22, 30), dadurch gekennzeichnet, dass einerseits wenigstens ein innerhalb des Kraftstofftanks (7, 19, 28) vorhandener Leitungsabschnitt (12) der Kraftstoffleitung (10, 22, 30) thermisch mit einem thermisch mit der Traktionsbatterie (8, 26) verbundenen Verbindungsabschnitt (13) des Kraftstofftanks (7, 19, 28) verbunden oder teilweise durch den Verbindungsabschnitt (13) gebildet ist und/oder andererseits die Kraftstoffleitung (10, 22, 30) wenigstens eine in dem Kraftstofftank (7, 19, 28) angeordnete Kraftstoffauslassöffnung aufweist, die derart relativ zu dem Verbindungsabschnitt (13) des Kraftstofftanks (7, 19, 28) angeordnet ist, dass ein aus der Kraftstoffauslassöffnung austretender Kraftstoff über wenigstens einen Teil des Verbindungsabschnitts (13) fließt.
  2. Baugruppe (6, 20, 31) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungsabschnitt (12) der Kraftstoffleitung (10, 30) wenigstens eine thermisch mit dem Verbindungsabschnitt (13) des Kraftstofftanks (7, 19) verbundene oder teilweise durch den Verbindungsabschnitt (13) gebildete, aufgeweitete Strömungskammer (14) aufweist, deren bezüglich eines Verbindungsbereichs zwischen dem Kraftstofftank (7, 19) und der Traktionsbatterie (8) gegebene Höhe um ein Vielfaches kleiner ist als eine Breite und eine Länge der Strömungskammer (14).
  3. Baugruppe (6, 20, 23, 27, 31) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Traktionsbatterie (8, 26) zumindest teilweise über eine Wärmeleitpaste oder wenigstens eine Wärmeverteilungsplatte (16) thermisch mit dem Kraftstofftank (7, 19, 28) verbunden ist.
  4. Baugruppe (6, 20, 23, 27, 31) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffauslassöffnung derart relativ zu dem Verbindungsabschnitt (13) angeordnet ist, dass der aus der Kraftstoffauslassöffnung austretende Kraftstoff zuerst in Kontakt mit einem geodätisch höher angeordneten Bereich des Verbindungsabschnitts (13) gelangt.
  5. Baugruppe (23, 27) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffleitung (22) ausschließlich innerhalb des Kraftstofftanks (7, 28) angeordnet ist und an der Kraftstoffleitung (22) wenigstens ein elektrisch ansteuerbares Ventil angeordnet ist, wobei die Baugruppe (23, 27) wenigstens eine elektrisch mit dem Ventil verbundene Ansteuerelektronik aufweist, die eingerichtet ist, das Ventil in Abhängigkeit einer momentanen Temperatur der Traktionsbatterie (8, 26) anzusteuern.
  6. Baugruppe (31) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffleitung (30) durch einen Abschnitt einer mit der Druckseite der Kraftstoffpumpe (9) verbundenen, den Kraftstofftank (7) mit einem Verbrennungsmotor verbindenden Kraftstoffversorgungsleitung (32) und eine damit verbundene, in den Kraftstofftank (7) geführte Kraftstoffrücklaufleitung (33) gebildet ist.
  7. Baugruppe (31) nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch wenigstens einen außerhalb des Kraftstofftanks (7) angeordneten, thermisch mit der Kraftstoffleitung (30) verbundenen Kühler (34).
  8. Baugruppe (31) nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch wenigstens eine elektrisch mit der Kraftstoffpumpe (9) verbundene Ansteuerelektronik, die eingerichtet ist, die Kraftstoffpumpe (9) zumindest zeitweilig derart anzusteuern, dass eine Pumpleistung der Kraftstoffpumpe (9) höher ist als für einen momentanen Betrieb des Verbrennungsmotors erforderlich.
  9. Fahrzeug, insbesondere Hybridelektrofahrzeug (1, 18, 21, 25, 29), gekennzeichnet durch wenigstens eine Baugruppe (6, 20, 23, 27, 31) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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