-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leistungselektronikeinrichtung für ein Fahrzeug.
-
Insbesondere in vollständig elektrisch betriebenen Fahrzeugen und/oder in Hybridfahrzeugen werden solche Leistungselektronikeinrichtungen zur Umwandlung elektrischer Energie zwischen einem elektrischen Energiespeicher des Fahrzeuges und einem elektrischen Verbraucher des Fahrzeuges eingesetzt.
-
Neben Leistungselektronikeinrichtungen werden in elektrisch betriebenen Fahrzeugen und/oder in Hybridfahrzeugen separate Heizeinrichtungen verwendet, die elektrische Energie in Wärmeenergie umwandeln, um eine Erwärmung bestimmter Teilbereiche des Fahrzeuges zu erzielen, da im Vergleich zu konventionellen Fahrzeugen keine oder wenigstens zeitweise keine Abwärmeenergie einer Brennkraftmaschine zur Verfügung steht.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstigere sowie kompaktere Ausgestaltung einer Leistungselektronikeinrichtung und einer Heizeinrichtung aufzufinden.
-
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
-
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Abwärmeenergie der Leistungselektronikeinrichtung zur Erwärmung bestimmter Teilbereiche des Fahrzeuges einzusetzen.
-
Die erfindungsgemäße Leistungselektronikeinrichtung für ein Fahrzeug umfasst wenigstens eine Zwischeneinheit, die wenigstens ein Fluidkanalsystem aufweist, das mit einem Fluideinlass und einem Fluidauslass fluidisch verbunden ist. Der Fluideinlass und der Fluidauslass können außerhalb eines Gehäuses der Leistungselektronikeinrichtung angeordnet sein.
-
Die Zwischeneinheit kann aus einem wärmeleitenden Werkstoff ausgebildet sein, welcher wenigstens eine Wärmeleitfähigkeit aufweist, die höher ist als die Wärmeleitfähigkeit von Luft. Dieser wärmeleitende Werkstoff kann beispielsweise ein metallischer Werkstoff sein. Die Zwischeneinheit kann als im Wesentlichen plattenförmiger Körper ausgebildet sein. Dieser plattenförmige Körper kann wenigstens sechs Oberflächenseiten aufweisen, wobei zwei dieser Oberflächenseiten als Hauptoberflächenseiten ausgebildet sein können. Die Summe der Flächen der Hauptoberflächenseiten kann wenigstens die Hälfte der gesamten Oberfläche des plattenförmigen Körpers umfassen. Die Zwischeneinheit kann aus wenigstens zwei zusammengelöteten Halbschalen ausgebildet sein. Es kann vorgesehen sein, dass die Zwischeneinheit als Stapelwärmetauscher ausgebildet sein kann.
-
Ferner weist die erfindungsgemäße Leistungselektronikeinrichtung wenigstens eine Leistungselektronikeinheit auf, die wenigstens an einer Oberfläche der Zwischeneinheit angeordnet ist. Die Leistungselektronikeinrichtung kann einen elektrischen Eingangsanschluss und einen elektrischen Ausgangsanschluss aufweisen, wobei der elektrische Eingangsanschluss elektrisch leitend mit der Leistungselektronikeinheit und der elektrische Ausgangsanschluss elektrisch leitend mit der Leistungselektronikeinheit verbunden sein kann.
-
Über den elektrischen Eingangsanschluss kann der Leistungselektronikeinheit elektrische Energie zugeführt werden, die durch die Leistungselektronikeinheit umgewandelt wird und über den elektrischen Ausgangsanschluss abgeführt werden kann.
-
Die Leistungselektronikeinheit kann eine Gleichrichtereinheit aufweisen, die zur Umwandlung von Wechselspannung in Gleichspannung bzw. von Wechselstrom in Gleichstrom ausgebildet ist. Ferner kann die Leistungselektronikeinheit eine Wechselrichtereinheit aufweisen, die zur Umwandlung von Gleichspannung in Wechselspannung bzw. von Gleichstrom in Wechselstrom ausgebildet ist. Ferner kann die Leistungselektronikeinheit eine Gleichstromstellereinheit aufweisen, die zur Umwandlung einer Gleichspannung in eine höhere oder niedrigere Gleichspannung ausgebildet ist. Ferner kann die Leistungselektronikeinheit eine Wechselstromstellereinheit und/oder Frequenzumrichtereinheit aufweisen, die zur Umwandlung der Frequenz und/oder der Amplitude einer Wechselspannung ausgebildet ist. Die Leistungselektronikeinheit kann auch eine Ladeeinheit umfassen, die an eine externe elektrische Energiequelle, die außerhalb des Fahrzeuges vorliegt, koppelbar ist, um den elektrischen Energiespeicher des Fahrzeuges mit elektrischer Energie der externen elektrischen Energiequelle wenigstens zeitweise zu versorgen.
-
Die erfindungsgemäße Leistungselektronikeinrichtung weist wenigstens eine Heizeinrichtung auf, die wenigstens an einer Oberfläche der Zwischeneinheit angeordnet ist. Die Heizeinrichtung kann ein Widerstandsheizelement und/oder ein Dickschichtheizelement aufweisen, um elektrische Energie in Wärmeenergie umzuwandeln und damit eine gewünschte Heizleistung bereitzustellen. Die Heizeinrichtung kann auch ein PTC-Element (PTC = Positive Temperature Coefficient) aufweisen, das einen temperaturabhängigen Widerstand mit einem positiven Temperaturkoeffizienten aufweist, wobei zwischen dem elektrischen Widerstand und der Temperatur des PTC-Elementes ein nichtlinearer Zusammenhang vorliegt. Wird eine Grenztemperatur überschritten, steigt mit zunehmender Temperatur der Widerstand des PTC-Elementes nichtlinear an.
-
Die Heizeinrichtung kann elektrisch leitend mit der Leistungselektronikeinheit verbunden sein und über diese mit einer geeigneten elektrischen Leistung bzw. elektrischen Energie versorgt werden.
-
Die Zwischeneinheit kann über den Fluideinlass und den Fluidauslass mit einem Fluidkreislauf des Fahrzeuges fluidisch verbunden sein, sodass ein Fluid, insbesondere ein Kühl- und/oder Kältemittel, die Zwischeneinheit durchströmt. Beim Durchströmen der Zwischeneinheit kann das Fluid über die Abwärme der Leistungselektronikeinheit und/oder über die Wärmeleistung des Heizelementes erwärmt werden.
-
Die erfindungsgemäße Leistungselektronikeinrichtung weist somit eine integrierte Heizeinrichtung auf, sodass der Raumbedarf innerhalb des Fahrzeuges gesenkt wird, da kein Bauraum für eine separate Heizeinrichtung benötigt wird. Ferner werden die Herstellungskosten deutlich reduziert, da sich die Leistungselektronikeinheit und die Heizeinrichtung Komponenten der Leistungselektronikeinrichtung teilen, die sonst wenigstens in zweifacher Ausführung vorliegen müssten. Hierzu zählen beispielsweise wenigstens ein Gehäuse der Leistungselektronikeinrichtung und/oder der elektrische Eingangsanschluss und der elektrische Ausgangsanschluss.
-
Die erfindungsgemäße Leistungselektronikeinrichtung kann in einem Verfahren zum Beheizen eines Teilbereichs eines Fahrzeuges eingesetzt werden. Hierbei kann die Leistungselektronikeinrichtung in einem ersten Betriebsmodus betrieben werden, in dem die Leistungselektronikeinheit eingeschaltet und die Heizeinrichtung ausgeschaltet ist. Die Leistungselektronikeinrichtung kann in einem zweiten Betriebsmodus betrieben werden, in dem die Leistungselektronikeinheit ausgeschaltet und die Heizeinrichtung eingeschaltet ist. Die Leistungselektronikeinrichtung kann in einem dritten Betriebsmodus betrieben werden, in dem die Leistungselektronikeinheit und die Heizeinrichtung eingeschaltet sind.
-
Es kann vorgesehen sein, dass mehrere zueinander beabstandete Leistungselektronikeinheiten auf wenigstens einer Oberfläche der Zwischeneinheit angeordnet sind. Es kann vorgesehen sein, dass mehrere zueinander beabstandete Heizeinrichtungen auf wenigstens einer Oberfläche der Zwischeneinheit angeordnet sind.
-
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass die Heizeinrichtung bezüglich eines Fluidflusses durch das Fluidkanalsystem stromab der Leistungselektronikeinheit angeordnet ist. Unter einem Fluidfluss kann hierbei eine Strömungsrichtung eines Fluides entlang des Fluidkanalsystems zwischen Fluideinlass und Fluidauslass zu verstehen sein. Hierdurch kann verhindert werden, dass die von der Heizeinrichtung zur Verfügung gestellte Wärmeenergie zu einer Erwärmung der Leistungselektronikeinheit führt.
-
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass die Heizeinrichtung und die Leistungselektronikeinheit auf unterschiedlichen Oberflächenseiten der Zwischeneinheit angeordnet sind. Es kann vorgesehen sein, dass die Leistungselektronikeinheit auf einer ersten Hauptoberflächenseite der Zwischeneinheit und die Heizeinrichtung auf einer zweiten Hautoberflächenseite der Zwischeneinheit angeordnet ist. Es kann vorgesehen sein, dass diese beiden Hauptoberflächenseiten zueinander beabstandete und im Wesentlichen zueinander parallel angeordnet sind.
-
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass die Zwischeneinheit wenigstens durch einen ersten Zwischenkörper und wenigstens durch einen zweiten Zwischenkörper ausgebildet ist. Hierbei weist der erste Zwischenkörper wenigstens einen ersten Fluidkanal auf, wobei der zweite Zwischenkörper wenigstens einen zweiten Fluidkanal aufweist. Der erste Fluidkanal und der zweite Fluidkanal bilden das Fluidkanalsystem aus.
-
Es kann vorgesehen sein, dass der erste Zwischenkörper aus wenigstens zwei zusammengelöteten Halbschalen ausgebildet ist. Es kann vorgesehen sein, dass der erste Zwischenkörper als Stapelwärmetauscher ausgebildet ist. Ferner kann es vorgesehen sein, dass der zweite Zwischenkörper aus wenigstens zwei zusammengelöteten Halbschalen ausgebildet ist. Es kann vorgesehen sein, dass der zweite Zwischenkörper als Stapelwärmetauscher ausgebildet ist.
-
Es ist auch denkbar, dass der erste Zwischenkörper eine erste Halbschale umfasst und der zweite Zwischenkörper eine zweite Halbschale umfasst, wobei zwischen der ersten Halbschale und der zweiten Halbschale eine Zwischenplatte vorgesehen sein kann. Hierbei können die erste Halbschale, die Zwischenplatte und die zweite Halbschale miteinander verlötet sein.
-
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass der erste Zwischenkörper einen ersten Fluideinlass und einen ersten Fluidauslass aufweist, die mit dem ersten Fluidkanal fluidisch verbunden sind. Ferner ist vorgesehen, dass der zweite Zwischenkörper einen zweiten Fluideinlass und einen zweiten Fluidauslass aufweist, die mit dem zweiten Fluidkanal fluidisch verbunden sind. Dies ermöglicht eine fluidische Anbindung der Zwischeneinheit an wenigstens zwei Fluidkreisläufe des Fahrzeuges. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass zwischen dem ersten Fluidkanal und dem zweiten Fluidkanal keine fluidische Verbindung vorliegt. Es kann vorgesehen sein, dass der erste Zwischenkörper im Wesentlichen zur Kühlung der Leistungselektronikeinheit ausgebildet ist. Es kann vorgesehen sein, dass der zweite Zwischenkörper im Wesentlichen zur Erwärmung eines Fluides eines Klimatisierungskreislaufes (HVAC-Einheit) und/oder eines Batteriekühlungskreislaufes eins Fahrzeuges ausgebildet ist.
-
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass der erste Fluidkanal und der zweite Fluidkanal miteinander fluidisch verbunden sind, um ein Durchströmen des ersten Zwischenkörpers und des zweiten Zwischenkörpers zu ermöglichen.
-
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass der erste Zwischenkörper wenigstens teilweise an dem zweiten Zwischenkörper angeordnet ist, um einen möglichst kompakten Aufbau der Leistungselektronikeinrichtung zu erreichen.
-
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass der erste Zwischenkörper und der zweite Zwischenkörper wenigstens teilweise stoffschlüssig miteinander verbunden sind, um die mechanische Widerstandsfähigkeit der Leistungselektronikeinrichtung zu erhöhen. Diese stoffschlüssige Verbindung kann beispielsweise durch Verlöten und/oder durch verkleben erfolgen.
-
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass der erste Zwischenkörper und der zweite Zwischenkörper wenigstens teilweise über eine Zusatzschicht miteinander verbunden sind. Die Zusatzschicht kann je nach Ausgestaltung der Leistungselektronikeinrichtung im Vergleich zum Material des ersten Zwischenkörpers und des zweiten Zwischenkörpers entweder thermisch leitend oder thermisch isolierend ausgestaltet sein.
-
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass der erste Fluidkanal im Wesentlichen geradlinig ausgebildet ist, wobei der zweite Fluidkanal im Wesentlichen geradlinig ausgebildet ist. Es kann vorgesehen sein, dass die Strömungsrichtung im ersten Fluidkanal entgegengesetzt zur Strömungsrichtung im zweiten Fluidkammer ausgebildet ist.
-
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass der erste Fluidkanal im Wesentlichen U-förmig ausgebildet ist, wobei der zweite Fluidkanal im Wesentlichen U-förmig ausgebildet ist. Es kann vorgesehen sein, dass die Strömungsrichtung im ersten Fluidkanal entgegengesetzt zur Strömungsrichtung im zweiten Fluidkammer ausgebildet ist. Es kann vorgesehen sein, dass die Strömungsrichtung im ersten Fluidkanal der Strömungsrichtung im zweiten Fluidkanal entspricht.
-
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass die Heizeinrichtung zwischen dem ersten Zwischenkörper und dem zweiten Zwischenkörper angeordnet ist, um die Übertragung der Wärmeenergie auf das Fluid zu maximieren. Hierbei kann die Heizeinrichtung insbesondere ein PTC-Element umfassen. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Heizeinrichtung und/oder das Fluidkanalsystem und/oder die Zwischenkörper derart ausgebildet sind, dass sich eine asymmetrische Verteilung der Heizleistung auf den ersten Zwischenkörper und den zweiten Zwischenkörper ausbildet. Hierbei kann es vorgesehen sein, dass die Leistungselektronikeinheit an dem Zwischenkörper angeordnet ist, auf den eine geringere Heizleistung übertragen wird.
-
Es kann Beispielsweise vorgesehen sein, dass ein Drittel der Heizleistung auf den ersten Zwischenkörper und zwei Drittel der Heizleistung auf den zweiten Zwischenkörper übertragen werden, wobei in diesem Fall die Leistungselektronikeinheit auf einer Oberfläche des ersten Zwischenkörpers angeordnet sein kann. Es ist auch denkbar, dass eine asymmetrische Verteilung der Heizleistung durch eine Anpassung der jeweiligen Fluidmenge pro Zeiteinheit, die durch den ersten Zwischenkörper bzw. den zweiten Zwischenkörper strömt, erzielt wird.
-
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass ein erster Gehäuseabschnitt und ein zweiter Gehäuseabschnitt vorgesehen sind, wobei die Leistungselektronikeinheit zwischen der Zwischeneinheit und dem ersten Gehäuseabschnitt angeordnet ist, wobei die Heizeinrichtung zwischen der Zwischeneinheit und dem zweiten Gehäuseabschnitt angeordnet ist. Der Fluideinlass und der Fluidauslass der Zwischeneinheit können außerhalb des ersten Gehäuseabschnittes und des zweiten Gehäuseabschnittes der Leistungselektronikeinrichtung angeordnet sein.
-
Der erste Gehäuseabschnitt und der zweite Gehäuseabschnitt können beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff und/oder aus einem Kunststoff ausgebildet sein, wobei auch eine Kombination eines metallischen Werkstoffes in Verbindung mit einem Kunststoff denkbar ist.
-
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass das Fluidkanalsystem Turbulenzeinlagen aufweist. Über die Turbulenzeinlagen kann die Wärmeaufnahme bzw. die Wärmeabgabe des Fluids beim Durchströmen der Zwischeneinheit eingestellt werden.
-
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass die Leistungselektronikeinheit und/oder die Heizeinrichtung stoffschlüssig an einer Oberfläche der Zwischeneinheit angebracht sind, um eine thermisch vorteilhafte Kontaktierung herzustellen. Die stoffschlüssige Verbindung kann beispielsweise durch Verkleben und/oder durch Verlöten erfolgen.
-
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass die Zwischeneinheit eine Gehäusewandung, insbesondere einen Gehäuseboden, eines Gehäuses und/oder eines Gehäuseabschnittes der Leistungselektronikeinrichtung ausbildet. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Zwischeneinheit lösbar über Verbindungselemente mit dem Gehäuse und/oder Gehäuseabschnitt verbunden ist.
-
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass das Fluidkanalsystem wenigstens abschnittsweise im Wesentlichen geradlinig und/oder wenigstens abschnittsweise im Wesentlichen U-förmig ausgebildet ist.
-
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass lediglich eine Zwischeneinheit vorgesehen ist.
-
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass die Leistungselektronikeinheit und die Heizeinrichtung an der Zwischeneinheit bezüglich eines Fluidflusses durch das Fluidkanalsystem seriell angeordnet sind. Unter seriell kann zu verstehen sein, dass die Leistungselektronikeinheit und die Heizeinrichtung entlang des Fluidflusses zueinander beabstandet auf der Zwischeneinheit angeordnet sind. Es kann vorgesehen sein, dass die Leistungselektronikeinheit und die Heizeinrichtung auf der gleichen Oberflächenseite der Zwischeneinheit angeordnet sind.
-
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass wenigstens zwei unterschiedlich ausgebildete Turbulenzeinlagen vorgesehen sind. Es kann vorgesehen sein, dass die Turbulenzeinlagen entlang des Fluidflusses bzw. der Strömungsrichtung so variiert werden, dass unterschiedliche Wärmeeinkopplungsgrade und/oder Wärmeauskopplungsgrade erzielt werden.
-
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
-
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
-
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
-
Figurenliste
-
- 1 eine vereinfachte Prinzipskizze eines Fahrzeuges mit einer erfindungsgemäßen Leistungselektronikeinrichtung,
- 2 eine vereinfachte Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Leistungselektronikeinrichtung,
- 3 eine vereinfachte Prinzipskizze einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leistungselektronikeinrichtung,
- 4 eine vereinfachte Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Leistungselektronikeinrichtung mit zwei Zwischenkörpern,
- 5 eine vereinfachte Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Leistungselektronikeinrichtung mit zwei Zwischenkörpern und einer Zusatzschicht,
- 6 eine vereinfachte Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Leistungselektronikeinrichtung mit zwei Zwischenkörpern, wobei zwischen den Zwischenkörpern zwei Heizeinrichtungen vorgesehen sind,
- 7 eine vereinfachte Prinzipskizze einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leistungselektronikeinrichtung mit zwei Zwischenkörpern,
- 8 eine Draufsicht auf einen ersten und einen zweiten Zwischenkörper,
- 9 eine vereinfachte Prinzipskizze einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leistungselektronikeinrichtung.
-
In der 1 ist eine vereinfachte Prinzipskizze eines Fahrzeuges 2 mit einer erfindungsgemäßen Leistungselektronikeinrichtung 1 dargestellt, wobei die Leistungselektronikeinrichtung 1 über elektrische Leitungen 29 mit einem Energiespeicher 24 des Fahrzeuges 2 und mit einem elektrischen Verbraucher 25 elektrisch leitend verbunden ist. Der Energiespeicher 24 kann beispielsweise eine Batterieeinheit des Fahrzeuges 2 sein, die eine vordefinierte Gleichspannung bzw. einen vordefinierten Gleichstrom zur Verfügung stellt. Der elektrische Verbraucher 25 kann beispielsweise eine Elektromotoreinheit sein, die zum ordnungsgemäßen Betrieb eine Wechselspannung bzw. einen Wechselstrom benötigt. Die Leistungselektronikeinrichtung 1 wandelt die elektrische Energie, die vom Energiespeicher 24 zur Verfügung gestellt wird, so um, wie es der elektrische Verbraucher 25 erfordert.
-
Die Leistungselektronikeinrichtung 1 ist fluidisch mit einem Fluidkreislauf 26 des Fahrzeuges 2 verbunden, wobei der Fluidkreislauf mehrere Fluidleitungen 28 aufweist, die einen Teilbereich 27 des Fahrzeuges 2 mit der Leistungselektronikeinrichtung 1 fluidisch verbinden. Der Teilbereich 27 kann beispielsweise einen Fahrzeuginnenraum und/oder eine Batterieeinheit umfassen. Über den Fluidkreislauf 26 kann die von der Leistungselektronikeinrichtung 1 zur Verfügung gestellte Heizleistung zum Teilbereich 27 transportiert werden. Der Fluidkreislauf 26 kann eine nicht dargestellte Fluidfördereinrichtung aufweisen.
-
In der 2 ist eine vereinfachte Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Leistungselektronikeinrichtung 1 gezeigt, wobei die Leistungselektronikeinrichtung 1 in einem Zustand gezeigt ist, bevor ihre Komponenten zusammengesetzt werden. Die Leistungselektronikeinrichtung 1 weist einen ersten Gehäuseabschnitt 21 und einen zweiten Gehäuseabschnitt 22 auf, zwischen denen eine Zwischeneinheit 3 angeordnet ist. Im zusammengebauten Zustand der Leistungselektronikeinrichtung 1, der zum Beispiel in 3 dargestellt ist, liegt ein Teilbereich des ersten Gehäuseabschnittes 21 an der Zwischeneinheit 3 an, wobei ein Teilbereich des zweiten Gehäuseabschnittes 22 an der Zwischeneinheit 3 anliegt.
-
Die Zwischeneinheit 3 weist ein Fluidkanalsystem 4 auf, welches fluidisch mit einem Fluideinlass 5 und einem Fluidauslass 6 verbunden ist. Das Fluidkanalsystem 4 ist innerhalb der Zwischeneinheit 3 angeordnet. Die Zwischeneinheit 3 weist eine gesamte Oberfläche 8 auf, die mehrere Oberflächenseiten umfasst, wobei sich eine erste Oberflächenseite 10 und eine zweite Oberflächenseite 11 gegenüberliegen.
-
Eine Leistungselektronikeinheit 7 ist an der ersten Oberflächenseite 10 der Zwischeneinheit 3 angeordnet. An der zweiten Oberflächenseite 11 der Zwischeneinheit 3 ist eine Heizeinrichtung 9 angeordnet. Die Leistungselektronikeinheit 7 wird über nicht dargestellte Leitungen mit elektrischer Energie versorgt und wandelt diese in vorgegebener Weise um, wobei teilweise elektrische Energie in Wärme umgewandelt wird. Diese Wärmeenergie kann über ein Fluid, welches durch das Fluidkanalsystem strömt, aufgenommen werden. Diese aufgenommene Wärmeenergie kann zu einem Teilbereich 27 des Fahrzeuges 2 transportiert werden, um den Teilbereich 27 zu erwärmen. Falls die von der Leistungselektronikeinheit 7 abgegebene Wärmeenergie nicht ausreichend ist, kann dem Fluid über die Heizeinrichtung 9 zusätzliche Wärmeenergie zugeführt werden.
-
In der 3 ist eine vereinfachte Prinzipskizze einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leistungselektronikeinrichtung 1 dargestellt, die einen ersten Gehäuseabschnitt 21 und einen zweiten Gehäuseabschnitt 22 aufweist, zwischen denen eine Zwischeneinheit 3 angeordnet ist. Hierbei liegt ein Teilbereich des ersten Gehäuseabschnittes 21 an der Zwischeneinheit 3 an, wobei ein Teilbereich des zweiten Gehäuseabschnittes 22 an der Zwischeneinheit 3 anliegt.
-
Die Zwischeneinheit 3 weist ein Fluidkanalsystem 4 auf, welches fluidisch mit einem Fluideinlass 5 und einem Fluidauslass 6 verbunden ist. Das Fluidkanalsystem 4 ist innerhalb der Zwischeneinheit 3 angeordnet. Die Zwischeneinheit 3 weist mehrere Oberflächenseiten auf, wobei sich eine erste Oberflächenseite 10 und eine zweite Oberflächenseite 11 gegenüberliegen.
-
Eine erste Leistungselektronikeinheit 7 und eine zweite Leistungselektronikeinheit 7a sind an der ersten Oberflächenseite 10 der Zwischeneinheit 3 angeordnet. An der zweiten Oberflächenseite 11 der Zwischeneinheit 3 sind eine erste Heizeinrichtung 9 und eine zweite Heizeinrichtung 9a angeordnet. Die erste Leistungselektronikeinheit 7 und die zweite Leistungselektronikeinheit 7a können zueinander beabstandet angeordnet sein. Die erste Heizeinrichtung 9 und die zweite Heizeinrichtung 9a können zueinander beabstandet angeordnet sein.
-
In der 4 ist eine vereinfachte Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Leistungselektronikeinrichtung 1 gezeigt, wobei die Zwischeneinheit 3 von einem ersten Zwischenkörper 12 und einem zweiten Zwischenkörper 13 ausgebildet ist.
-
Die Leistungselektronikeinrichtung 1 weist einen ersten Gehäuseabschnitt 21 und einen zweiten Gehäuseabschnitt 22 auf, zwischen denen die Zwischeneinheit 3 angeordnet ist. In einem zusammengesetzten Zustand der Leistungselektronikeinrichtung 1, der hier nicht dargestellt ist, liegt ein Teilbereich des ersten Gehäuseabschnittes 21 am ersten Zwischenkörper 12 an, wobei ein Teilbereich des zweiten Gehäuseabschnittes 22 am zweiten Zwischenkörper 13 anliegt.
-
Die Oberflächen des ersten Zwischenkörpers 12 und des zweiten Zwischenkörpers 13 bilden die gesamte Oberfläche 8 der Zwischeneinheit 3 aus, wobei jeder Zwischenkörper mehrere Oberflächenseiten aufweist. Eine Oberflächenseite des ersten Zwischenkörpers 12 bildet die erste Oberflächenseite 10 der Zwischeneinheit 3 aus und eine zweite Oberflächenseite des zweiten Zwischenkörpers 13 bildet die zweite Oberflächenseite 11 der Zwischeneinheit 3 aus.
-
Der erste Zwischenkörper 12 weist einen ersten Fluidkanal 14 auf, der fluidisch mit dem Fluideinlass 5 verbunden ist. Der zweite Zwischenkörper 13 weist einen zweiten Fluidkanal 15 auf, der fluidisch mit dem Fluidauslass 6 verbunden ist. Der erste Fluidkanal 14 und der zweite Fluidkanal 15 bilden das Fluidkanalsystem der Zwischeneinheit 3 aus. Hierbei kann es vorgesehen sein, dass der erste Fluidkanal 14 und der zweite Fluidkanal 15 fluidisch miteinander verbunden sind.
-
In der 5 ist eine vereinfachte Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Leistungselektronikeinrichtung 1 gezeigt, wobei der erste Gehäuseabschnitt 21 und der zweite Gehäuseabschnitt 22 nicht dargestellt sind. Im Vergleich zu 4 ist in der Ausführungsform der 5 zwischen dem ersten Zwischenkörper 12 und den zweiten Zwischenkörper 13 eine Zusatzschicht 20 angeordnet, die beispielsweise thermisch isolierend ausgebildet sein kann.
-
In der 6 ist eine vereinfachte Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Leistungselektronikeinrichtung 1 gezeigt, wobei ein erster Zwischenkörper 12 und ein zweiter Zwischenkörper 13 zueinander beabstandet angeordnet sind, wobei zwischen dem ersten Zwischenkörper 12 und dem zweiten Zwischenkörper 13 eine erste Heizeinrichtung 9 und eine zweite Heizeinrichtung 9a angeordnet sind. In dieser Darstellung ist übersichtshalber nur der erste Gehäuseabschnitt 21 dargestellt, wobei ein entsprechender zweiter Gehäuseabschnitt 22 vorgesehen sein kann.
-
Der erste Zwischenkörper 12 weist einen ersten Fluideinlass 16 und einen ersten Fluidauslass 17 auf, wobei der zweite Zwischenkörper 13 einen zweiten Fluideinlass 18 und einen zweiten Fluidauslass 19 aufweist. Der erste Zwischenkörper 12 weist einen ersten Fluidkanal 14 auf, der fluidisch mit dem ersten Fluideinlass 16 und dem ersten Fluidauslass 17 verbunden ist. Der zweite Zwischenkörper 13 weist einen zweiten Fluidkanal 15 auf, der fluidisch mit dem zweiten Fluideinlass 18 und dem zweiten Fluidauslass 19 verbunden ist.
-
Eine erste Leistungselektronikeinheit 7 und eine zweite Leistungselektronikeinheit 7a sind an einer Oberflächenseite des ersten Zwischenkörpers 12 angeordnet, wobei an einer gegenüber liegenden Oberflächenseite des ersten Zwischenkörpers 12 eine erste Heizeinrichtung 9 und eine zweite Heizeinrichtung 9a angeordnet sind. Zusätzlich sind die erste Heizeinrichtung 9 und die zweite Heizeinrichtung 9a an einer Oberflächenseite des zweiten Zwischenkörpers 13 angeordnet. Die erste Leistungselektronikeinheit 7 und die zweite Leistungselektronikeinheit 7a können zueinander beabstandet angeordnet sein. Die erste Heizeinrichtung 9 und die zweite Heizeinrichtung 9a können zueinander beabstandet angeordnet sein.
-
In der 7 sind im Vergleich zu 6 eine dritte Heizeinrichtung 9b und eine vierte Heizeinrichtung 9c an einer Oberflächenseite des zweiten Zwischenkörpers 13 angeordnet, die der Oberflächenseite des zweiten Zwischenkörpers 13 gegenüberliegt, an der die erste Heizeinrichtung 9 und die zweite Heizeinrichtung 9a angeordnet sind.
-
In der 8 ist eine Prinzipskizze einer Draufsicht auf einen ersten Zwischenkörper 12 und einen zweiten Zwischenkörper 13 gezeigt, wobei die beiden Körper übersichtshalber versetzt zueinander dargestellt sind. Der erste Zwischenkörper 12 weist einen ersten Fluidkanal 14 auf, der einen U-förmigen Verlauf aufweist. Der zweite Zwischenkörper 13 weist einen zweiten Fluidkanal 15 auf, der einen U-förmigen Verlauf aufweist. Der erste Fluidkanal 14 und der zweite Fluidkanal 15 weisen Turbulenzeinlagen 23 auf, die turbulente Fluidströmungen erzeugen können. Ferner können der erste Fluidkanal 14 und der zweite Fluidkanal 15 über einen Verbindungskanal 30 so verbunden sein, dass ein Fluid innerhalb der Fluidkanäle eine im Wesentlichen gleiche Strömungsrichtung aufweist.
-
In der 9 ist eine vereinfachte Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Leistungselektronikeinrichtung 1 gezeigt, wobei eine Strömungsrichtung 32 eines Fluides dargestellt ist, das ein Fluidkanalsystem 4 eines Zwischenkörpers 3 von einem Fluideinlass 5 bis zu einem Fluidauslass 6 durchströmt. Der Zwischenkörper 3 bildet eine Gehäusewandung, insbesondere einen Gehäuseboden, eines Gehäuses 31 aus. Eine Leistungselektronikeinheit 7 und die Heizeinrichtung 9 sind seriell bzw. entlang der Strömungsrichtung 32 zueinander beabstandet auf der Zwischeneinheit 3 angeordnet.
