DE102019126879A1

DE102019126879A1 - Kühlluftanordnung für ein batteriebetriebenes Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102019126879A1
Application number: DE102019126879.6A
Authority: DE
Inventors: Fabian Linhof; Ralf Göbel; Michael Hinterbuchinger
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2019-10-07
Filing date: 2019-10-07
Publication date: 2021-04-08
Anticipated expiration: 2039-10-08
Also published as: DE102019126879B4

Abstract

Kühlluftanordnung für ein batteriebetriebenes Kraftfahrzeug (4) mit einer Karosserieanordnung (6), die in einem Bugbereich (2) mindestens zwei Kühleinrichtungen (8, 10) im Bereich von jeweiligen Radhäusern (12, 14) von Vorderrädern (16, 18) aufweist, denen jeweils mindestens eine, zur Fahrtrichtung gerichtete Lufteintrittsöffnung (20, 22) in einem Lufteintrittsgehäuse (24, 26) zugeordnet ist, die durch mindestens eine Luftleitanordnung (28, 30) zu Öffnen und zu Verschließen ist und die über mindestens einen ersten Luftkanal (40, 42) mit einer Einlassseite (36, 38) der Kühleinrichtung (8, 10) fluidisch verbunden ist und mit mindestens einem zweiten Luftkanal (44, 46) über Luftauslassöffnungen (48, 50) mit der Umgebung fluidisch verbunden ist, wobei mindestens ein Aggregateraum (60) für zumindest eine Antriebseinrichtung (58) durch einen Zwischenraum (62) räumlich getrennt von den Kühleinrichtungen (8, 10) angeordnet ist, wobei die Kühleinrichtungen (8, 10) über Kühlleitungen (56) zumindest mit der Antriebseinrichtung (58) verbunden sind, wobei mindestens ein Luftableitkanal (66, 68), der mit einer Auslassseite der Kühleinrichtung (8, 10) fluidisch verbunden ist, vorgesehen ist, wobei der erste und der zweite Luftkanal (40, 42; 44, 46) fluidisch voneinander getrennt an das Lufteintrittsgehäuse (24, 26) angeschlossen sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlluftanordnung für ein batteriebetriebenes Kraftfahrzeug mit einer Karosserieanordnung, die in einem Bugbereich mindestens zwei Kühleinrichtungen im Bereich von jeweiligen Radhäusern von Vorderrädern aufweist, denen jeweils mindestens eine, zur Fahrtrichtung gerichtete Lufteintrittsöffnung in einem Lufteintrittsgehäuse zugeordnet ist, die durch eine Luftleitanordnung zu Öffnen und zu Verschließen ist und die über mindestens einen ersten Luftkanal mit einer Einlassseite der Kühleinrichtung fluidisch verbunden ist und mit mindestens einem zweiten Luftkanal über Luftauslassöffnung mit der Umgebung fluidisch verbunden ist, wobei mindestens ein Aggregateraum für zumindest eine Antriebseinrichtung durch einen Zwischenraum räumlich getrennt von den Kühleinrichtungen angeordnet ist, wobei die Kühleinrichtungen über Kühlleitungen zumindest mit der Antriebseinrichtung verbunden sind, wobei mindestens ein Luftableitkanal, der mit einer Auslassseite der Kühleinrichtung fluidisch verbunden ist, vorgesehen ist.
Derartige Kühlluftanordnungen für sämtliche Arten von Kraftfahrzeugen sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. In diesem Zusammenhang ist insbesondere die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2015 103 393 A1 zu nennen. Hierbei dient ein erster, sich an die Lufteintrittsöffnung anschließender Luftkanal der Zuführung von Frischluft zu einer Kühleinrichtung, die als Wärmetauscher ausgebildet ist und demzufolge über Kühlleitungen zumindest mit der Antriebseinrichtung verbunden ist. Nach Durchströmung des Wärmetauschers kann die Luft im Wesentlichen mittels eines zweiten Luftkanals zu einer Radhausöffnung geführt werden, um in die Umgebung geführt zu werden und hierbei eine Bremsvorrichtung zu kühlen. Auch können Lufableitöffnungen vorgesehen sein, um die fahrdynamischen Eigenschaften des Kraftfahrzeuges zu verbessern. Während derartige Kühlluftanordnungen bei überwiegend durch Verbrennungskraftmaschinen angetriebenen Kraftfahrzeugen und Hybrid-Kraftfahrzeugen, deren Hauptantriebssystem durch einen Verbrennungsmotor ausgebildet ist, ihre vielfältigen Funktionen erfüllen, so weisen sie bei batteriebetriebenen Kraftfahrzeugen, d.h. Kraftfahrzeugen, deren Hauptantrieb durch einen Elektromotor, oder auch durch einen Brennstoffzellenantrieb ausgebildet ist, aufgrund der wesentlich geringeren benötigten Kühlluft insbesondere den Nachteil auf, dass nicht mehr genügend Kühlluft für die Bremsvorrichtungen zur Verfügung steht.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, den oben genannten Nachteil bei batteriebetriebenen Kraftfahrzeugen auf möglichst einfache konstruktive Weise zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der erste und der zweite Luftkanal fluidisch voneinander getrennt an das Lufteintrittsgehäuse angeschlossen sind. Hierdurch ist sichergestellt. dass ein definierter und steuerbarer Luftstrom direkt zur Kühlung einer Bremsvorrichtung genutzt werden kann. Luftableitkanal und der zweite Luftkanal sind in diesem Falle also nicht mehr identisch.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist der Zwischenraum als Kofferraum ausgebildet.
Die Kühlleitungen sind auf einfache Weise unter dem Zwischenraum geführt.
Um eine genaue Steuerung der Frischluftzufuhr sowohl zur Kühleinrichtung als auch zur Bremsvorrichtung zu ermöglichen, ist dem ersten und dem zweiten Luftkanal jeweils eine separat ansteuerbare Luftleitanordnung zugeordnet. Hierbei kann für jede Luftleitanordnung ein Aktuator, also insgesamt vier Aktuatoren, vorgesehen sein, oder es sind insgesamt zwei Aktuatoren vorgesehen, wobei ein Aktuator den Luftleitanordnungen für die beiden ersten Luftkanäle und ein Aktuator den Luftleitanordnungen für die beiden zweiten Luftkanäle des Kraftfahrzeuges zugeordnet ist.
Um zusätzliche Kühlluft zu der Bremsvorrichtung zu führen, kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass der Luftableitkanal in das zugeordnete Radhaus führt. Um zusätzlich die fahrdynamischen Eigenschaften positiv beeinflussen zu können, ist zumindest teilweise in dem Luftableitkanal eine Luftableitöffnung mit mindestens einem Luftleitorgan vorgesehen. Hierdurch ist es möglich, die Luftströmung zielgerichteter in Richtung Unterseite des Kraftfahrzeuges zu lenken, um einen optimalen Vorderachs-Auftrieb zu generieren. Um die Bremsvorrichtung möglichst effizient zu kühlen, kann die Luftauslassöffnung auf eine von der Umgebung abgewandten Seite einer Bremsscheibe einer Bremsvorrichtung eines Vorderrades gerichtet sein.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert, hierbei zeigt:

1 eine Vorderansicht eines Bugbereiches eines Kraftfahrzeuges,
2 eine Draufsicht auf den Bugbereich aus 1, und
3 eine Unteransicht auf den Bugbereich aus 1.

1 zeigt in einer Vorderansicht einen Bugbereich 2 eines vorzugsweise batteriebetriebenen Kraftfahrzeuges 4. Das Kraftfahrzeug 4, das hier nicht komplett dargestellt ist, besitzt eine Karosserieanordnung 6, von der in 1 im Wesentlichen die Frontschürze dargestellt ist. Hinter der Frontschürze 6 sind auf bekannte Weise zwei Kühleinrichtungen 8, 10 angeordnet. Diese Kühleinrichtungen 8, 10 sind, wie in den 2 und 3 dargestellt im Bereich von Radhäusern 12, 14 von Vorderrädern 16, 18 vorgesehen. Den Kühleinrichtungen 8, 10 ist jeweils eine zur Fahrtrichtung gerichtete Lufteintrittsöffnung 20, 22 zugeordnet, die jeweils in einem Lufteintrittsgehäuse 24, 26, das jeweils Teil der Frontschürze 6 ist, vorgesehen ist. Die Lufteintrittsöffnungen 20, 22 können im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch eine im jeweiligen Lufteintrittsgehäuse 24, 26 angeordnete Luftleitanordnung 28, 30 geöffnet beziehungsweise geschlossen werden. Die Luftleitanordnungen 28, 30 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Lamellenmodule mit jeweils zwei verschwenkbar gelagerten Lamellen 32, 34 ausgebildet.
Eine Einlassseite 36, 38 (siehe 3) der Kühleinrichtungen 8, 10 ist über einen ersten Luftkanal 40, 42 mit dem jeweiligen Lufteintrittsgehäuse 24, 26 fluidisch verbunden. Ein im jeweiligen Lufteintrittsgehäuse 24, 26 vorgesehenes beziehungsweise hineinreichendes Trennorgan 43, das hier als Trennwand ausgebildet ist, gewährleistet eine fluidische Trennung der ersten Luftkanäle 40, 42 von jeweils mit den Lufteintrittsgehäusen 24, 26 verbundenen zweiten Luftkanälen 44, 46, die die Lufteintrittsöffnungen 20, 22 mit jeweiligen Luftauslassöffnungen 48, 50 und damit mit der Umgebung fluidisch verbinden. Hierbei sind die Luftauslassöffnungen 48, 50 auf eine von der Umgebung abgewandten Seite einer nicht weiter dargestellten Bremsscheibe einer Bremsvorrichtung 52, 54 des jeweiligen Vorderrades 16, 18 gerichtet, um eine optimale Kühlung zu gewährleisten. Hierdurch wird eine optimale Kühlung der Bremsvorrichtungen 52, 54 gewährleistet, auch wenn die Luftleitanordnungen 28, 30 nahezu geschlossen sind, um den c_w-Wert des Kraftfahrzeuges 4 zu optimieren, was insbesondere bei batteriebetriebenen Kraftfahrzeugen 4 eine hohe Priorität besitzt. Durch die fluidische Trennung der ersten und zweiten Luftkanäle 40, 42; 44, 46 ist es auch auf einfache Weise möglich, jedem Luftkanal 40, 42, 44, 46 eine eigene Luftleitanordnung zu zuordnen, wodurch eine noch genauere Ansteuerung der Zuführung von Frischluft in den ersten Luftkanal 40, 42 und/oder zweiten Luftkanal 44, 46 ermöglicht wird.
Wie auch in den 2 und 3 nun dargestellt, zweigen von den Kühleinrichtungen 8, 10 Kühlleitungen 56 ab, die auf bekannte Weise mit Aggregaten 58 in mindestens einem Aggregateraum 60 verbunden sind. Dies Aggregate können Antriebseinrichtungen, Klimavorrichtungen, etc. sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine elektrische Antriebseinrichtung 58 in dem Aggregateraum 60 beabstandet von den Kühleinrichtungen 8, 10 durch einen Zwischenraum 62 auf einer Antriebsachse 64 vorgesehen. Der Zwischenraum 62 ist hier als Kofferraum in der Karosserieanordnung 6 vorgesehen. Auch die durch die Kühleinrichtungen 8, 10 strömende Frischluft wird bekanntermaßen über Luftableitkanäle 66, 68 und Luftableitöffnungen 70, 72 an die Umgebung abgeführt. Wird nun eine erhöhte Menge an Kühlluft für die Bremsvorrichtungen 52, 54 benötigt, können auch diese Luftableitkanäle 66, 68 in die zugeordneten Radhäuser 12, 14 führen. Um die fahrdynamischen Eigenschaften verbessern zu können, kann auch vorgesehen sein, dass die Luftableitkanäle 66,68 und/oder die Luftableitöffnungen 70, 72 mit mindestens einem nicht weiter dargestellten Luftleitorgan vorgesehen sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102015103393 A1 [0002]

Claims

Kühlluftanordnung für ein Kraftfahrzeug (4) mit einer Karosserieanordnung (6), die in einem Bugbereich (2) mindestens zwei Kühleinrichtungen (8, 10) im Bereich von jeweiligen Radhäusern (12, 14) von Vorderrädern (16, 18) aufweist, denen jeweils mindestens eine, zur Fahrtrichtung gerichtete Lufteintrittsöffnung (20, 22) in einem Lufteintrittsgehäuse (24, 26) zugeordnet ist, die durch mindestens eine Luftleitanordnung (28, 30) zu Öffnen und zu Verschließen ist und die über mindestens einen ersten Luftkanal (40, 42) mit einer Einlassseite (36, 38) der Kühleinrichtung (8, 10) fluidisch verbunden ist und mit mindestens einem zweiten Luftkanal (44, 46) über Luftauslassöffnungen (48, 50) mit der Umgebung fluidisch verbunden ist, wobei mindestens ein Aggregateraum (60) für zumindest eine Antriebseinrichtung (58) durch einen Zwischenraum (62) räumlich getrennt von den Kühleinrichtungen (8, 10) angeordnet ist, wobei die Kühleinrichtungen (8, 10) über Kühlleitungen (56) zumindest mit der Antriebseinrichtung (58) verbunden sind, wobei mindestens ein Luftableitkanal (66, 68), der mit einer Auslassseite der Kühleinrichtung (8, 10) fluidisch verbunden ist, vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Luftkanal (40, 42; 44, 46) fluidisch voneinander getrennt an das Lufteintrittsgehäuse (24, 26) angeschlossen sind.
Kühlluftanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum (62) als Kofferraum ausgebildet ist.
Kühlluftanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlleitungen (65) unter dem Zwischenraum (62) geführt sind.
Kühlluftanordnung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass dem ersten und dem zweiten Luftkanal (40, 42; 44, 46) jeweils ein separat ansteuerbares Luftleitanordnung (28, 30) zugeordnet ist.
Kühlluftanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftableitkanal (66, 68) in das zugeordnete Radhaus (12, 14) führt.
Kühlluftanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest teilweise in dem Luftableitkanal (66, 68) eine Luftableitöffnung mit mindestens einem Luftleitorgan vorgesehen ist.
Kühlluftanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftauslassöffnung (48, 50) auf eine von der Umgebung abgewandten Seite einer Bremsscheibe einer Bremsvorrichtung (52, 54) eines Vorderrades (16, 18) gerichtet ist.