DE102021101511A1 - Elektrofahrzeug - Google Patents

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DE102021101511A1
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Jasmin Ostertag
Erwin Götz
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Dr Ing HCF Porsche AG
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Dr Ing HCF Porsche AG
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Elektrofahrzeug (1), insbesondere Personenkraftwagen, mit einem Passagierraum (5), mit einem Frontraum (6), der nach vorn an den Passagierraum (5) anschließt, mit einer Stirnwand (8), die den Passagierraum (5) vom Frontraum (6) trennt, und mit einer Klimatisierungsanlage (10) zum Klimatisieren des Passagierraums (5), wobei die Klimatisierungsanlage (10) ein vor der Stirnwand (8) im Frontraum (6) angeordnetes Gehäuse (11 ) aufweist, das einen Kühler (13) und einen Heizer (14) sowie zumindest teilweise ein Gebläse (12) enthält, und wobei zumindest ein Frischluftauslasskanal (16) der Klimatisierungsanlage (10) vom Gehäuse (11) durch die Stirnwand (8) hindurch in den Passagierraum (5) führt.
Ein erhöhter Integrationsgrad im Bereich des Frontraums (6) lässt sich erreichen, wenn das Gehäuse (11) als Rohbauversteifungsstruktur ausgestaltet ist und zur Versteifung einer Rohbaustruktur (3) des Elektrofahrzeugs (1) in diese Rohbaustruktur (3) eingebaut ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Elektrofahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
  • Ein gattungsgemäßes Elektrofahrzeug ist beispielsweise aus der DE 10 2009 057 870 A1 bekannt. Ein gattungsgemäßes Elektrofahrzeug weist einen Passagierraum und einen Frontraum auf, der nach vorn an den Passagierraum anschließt. Die relativen Ortsangaben „vorne“ und „hinten“ beziehen sich dabei auf eine Fahrzeuglängsrichtung, wobei vordere Bereiche einer Fahrzeugfront zugewandt sind, während hintere Bereiche einem Fahrzeugheck zugewandt sind. Ein gattungsgemäßes Fahrzeug weist außerdem eine Stirnwand auf, die den Passagierraum vom Frontraum trennt. Des Weiteren ist ein gattungsgemäßes Elektrofahrzeug mit einer Klimatisierungsanlage zum Klimatisieren des Passagierraums ausgestattet. Eine derartige Klimatisierungsanlage wird häufig auch als HVAC-Anlage bzw. HVAC-System bezeichnet, wobei HVAC für Heating Ventilation and Air Conditioning steht. Im vorliegenden Zusammenhang wird unter einem „Elektrofahrzeug“ ein Fahrzeug verstanden, das rein elektrisch angetrieben ist und keinen Kolbenmotor aufweist. Das Elektrofahrzeug kann als batterieelektrisches Fahrzeug konfiguriert sein und dementsprechend eine Traktionsbatterie zur Stromversorgung aufweisen. Das Elektrofahrzeug kann insbesondere eine Brennstoffzelle zur Stromerzeugung aufweisen.
  • Beim gattungsgemäßen Fahrzeug weist die Klimatisierungsanlage ein Gebläse zum Antreiben eines Frischluftstroms, einen Kühler zum Kühlen des Frischluftstroms, einen Heizer zum Heizen des Frischluftstroms sowie ein Gehäuse auf, in dem das Gebläse, der Kühler und der Heizer angeordnet sind. Das Gehäuse ist dabei vor der Stirnwand, also im Frontraum angeordnet. Wenigstens ein Frischluftauslasskanal der Klimatisierungsanlage führt vom Gehäuse durch die Stirnwand hindurch in den Passagierraum.
  • Aus der US 2003/0 124 969 A1 ist ein Fahrzeug bekannt, bei dem die Klimatisierungsanlage teilweise vor der Stirnwand, also im Frontraum und teilweise nach der Stirnwand, also im Passagierraum angeordnet ist. Im Passagierraum sind die Bestandteile der Klimatisierungsanlage in eine Instrumententafel integriert.
  • Aus der DE 10 2010 047 850 A1 ist ein Fahrzeug bekannt, bei dem die Klimatisierungsanlage auf konventionelle Art hinter der Stirnwand, also im Passagierraum angeordnet ist.
  • Aus der DE 100 23 847 A1 ist ein Fahrzeug bekannt, bei dem die Klimatisierungsanlage so in eine Instrumententafel integriert ist, dass sie vom Passagierraum her relativ einfach zugänglich ist.
  • Aus der US 2003/0 228 213 A1 und aus der US 2014/0 234 092 A1 ist jeweils ein Gebläse für eine Klimatisierungsanlage eines Fahrzeugs bekannt, bei dem ein Gebläsemotor zwei Gebläseräder antreibt, die hierzu beiderseits des Gebläsemotors angeordnet und mit dessen Rotor drehfest verbunden sind.
  • Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein Elektrofahrzeug der vorstehend genannten Art eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine verbesserte Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Bauraums auszeichnet. Außerdem sollen Zusatzfunktionen für die Klimatisierungsanlage aufgezeigt werden, die ohne allzu große Zusatzkosten den Nutzen der Klimatisierungsanlage im Fahrzeug erhöhen.
  • Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, das Gehäuse der Klimatisierungsanlage gezielt zum Aussteifen einer Rohbaustruktur des Elektrofahrzeugs zu nutzen. Hierdurch erhält die Klimatisierungsanlage über ihr Gehäuse eine Zusatzfunktion. Insbesondere ist es dadurch möglich, die Steifigkeit der Rohbaustruktur zu erhöhen oder bei gleichbleibender Steifigkeit auf andere Versteifungselemente im Bereich des Gehäuses innerhalb der Rohbaustruktur zu verzichten, sodass sich die Rohbaustruktur insgesamt leichter und preiswerter realisieren lässt. Zu diesem Zweck ist das Gehäuse erfindungsgemäß als Rohbauversteifungsstruktur ausgestaltet und zur Versteifung der Rohbaustruktur des Elektrofahrzeugs in diese Rohbaustruktur eingebaut. Dies hat zur Folge, dass das Gehäuse als Rohbauversteifungsstruktur innerhalb der Rohbaustruktur zur Kraft- und Momentübertragung für während des Betriebs und auch im Crash-Fall an der Rohbaustruktur angreifende Kräfte und Momente gezielt genutzt wird. Das größte Potenzial hinsichtlich der Funktionsintegration „Rohbauversteifung“ lässt sich erschließen, wenn die Anordnung auf Basis Y0 erfolgt. Dadurch wird zudem sichergestellt, dass keine weiteren Unterschiede zwischen Rechts- und Linkslenker zu beachten sind .
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann das Gehäuse einen starren Metallrahmen und/oder zumindest einen starren Metallträger, beispielsweise in Form eines Diagonalträgers und/oder eines Querträgers, aufweisen, der an der Rohbaustruktur befestigt ist. Der fest mit der Rohbaustruktur verbundene Metallrahmen bzw. der jeweilige, fest mit der Rohbaustruktur befestigte Metallträger kann somit Kräfte und insbesondere auch Momente aufnehmen und übertragen. Dabei ist es nicht erforderlich, dass das gesamte Gehäuse aus Metall hergestellt werden muss. Vielmehr kann es ausreichen, das Gehäuse mit einem starren Metallrahmen bzw. mit einem oder mehreren starren Metallträgern auszustatten. Insbesondere ist denkbar, dass das Gehäuse einen Schalenkörper aus Kunststoff aufweist, der einteilig oder mehrteilig konfiguriert sein kann und der fest mit dem Metallrahmen bzw. dem jeweiligen Metallträger verbunden ist. Insbesondere ist denkbar, dass zumindest ein Teil dieses Schalenkörpers an den Metallrahmen bzw. an den jeweiligen Metallträger angespritzt ist. Alternativ ist ebenso denkbar, das gesamte Gehäuse als starres Metallgehäuse auszugestalten, das den Metallrahmen bzw. mehrere Metallträger beinhaltet oder bildet.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Rohbaustruktur im Frontraum auf jeder Fahrzeugseite einen Federbeindom aufweisen, an dem sich ein Federbein einer Einzelradaufhängung abstützt. Das Gehäuse der Klimatisierungsanlage kann nun fest mit den beiden Federbeindomen des Frontraums verbunden sein. Hierdurch wird über das Gehäuse eine Querabstützung der beiden Federbeindome innerhalb des Frontraums, also in einem Frontbereich der Rohbaustruktur realisiert.
  • Eine andere vorteilhafte Ausführungsform schlägt vor, dass das Gebläse ein Frischluftgebläserad aufweist, das Frischluft von einem zur Umgebung des Fahrzeugs offenen Frischlufteinlass zum wenigstens einen Frischluftauslasskanal antreibt, wenn das Gebläse in Betrieb ist. Mit Hilfe des Frischluftgebläserads erfolgt somit die Frischluftzufuhr zum Passagierraum, um diesen zu temperieren, also bedarfsabhängig zu kühlen bzw. zu wärmen. Das Gebläse kann außerdem wenigstens ein Abluftgebläserad aufweisen, das Abluft von einem zum Frontraum offenen Ablufteinlass zu einem zur Umgebung offenen Abluftauslass antreibt, wenn das Gebläse in Betrieb ist. Mit Hilfe des Abluftgebläserads kann somit Abluft aus dem Frontraum in die Umgebung transportiert werden. Dies ist insbesondere bei Elektrofahrzeugen von Vorteil, wenn der Frontraum quasi als Geräteraum oder Technikraum für elektrische und elektronische Komponenten des Elektrofahrzeugs genutzt wird. Derartige Komponenten können insbesondere Elektromotoren, eine Leistungselektronik und/oder ein Wechselrichter sein. Diese Komponenten können während des Betriebs des Elektrofahrzeugs Wärme erzeugen, die abgeführt werden muss, um deren Funktionalität gewährleisten und eine möglichst lange Lebenszeit für diese Komponenten realisieren zu können.
  • Das Gebläse kann außerdem mit einem Gebläsemotor ausgestattet sein, bei dem es sich zweckmäßig um einen Elektromotor handelt und der zumindest das Frischluftgebläserad antreibt. Hierzu kann das Frischluftgebläserad mit einer Rotorwelle des Gebläsemotors drehfest verbunden sein.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann das Frischluftgebläserad bezüglich einer Fahrzeugquerrichtung in einem mittleren Bereich der Stirnwand angeordnet sein. Dies vereinfacht die Variantenbildung des Fahrzeugs für Linkslenker und Rechtslenker.
  • Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der zwei Abluftgebläseräder vorgesehen sind, die bezüglich der Fahrzeugquerrichtung beiderseits des Frischluftgebläserads angeordnet sind. Ferner können außerdem zwei Abluftauslässe vorgesehen sein, die je einem Abluftgebläserad zugeordnet sind. Das bedeutet, dass das eine Abluftgebläserad die aus dem Frontraum angesaugte Abluft dem einen Abluftauslass zuführt, während das andere Abluftgebläserad die aus dem Frontraum angesaugte Abluft dem anderen Abluftauslass zuführt. Da die Abluftansaugung aus dem Frontraum durch die beiden Abluftgebläseräder somit an zwei voneinander beabstandeten Stellen über separate Ablufteinlässe erfolgt, kann eine effiziente Wärmeabfuhr aus dem Frontraum realisiert werden. Durch die Absaugung von Abluft aus dem Frontraum entsteht im Frontraum ein gewisser Unterdruck, der dazu führt, dass Frischluft aus der Umgebung durch entsprechende Zuluftöffnungen in den Frontraum einströmen kann. Derartige Zuluftöffnungen können beispielsweise am Fahrzeugbug im Bereich eines Kühlergrills vorhanden sein. Ebenso kann der Frontraum derartige Zuluftöffnungen am Boden aufweisen, sodass Frischluft von unten in den Frontraum nachströmen kann.
  • Für die Sicherstellung der Funktion (Ein- und Auslass) sind die Umströmungs- und Druckverhältnisse am Fahrzeug zu beachten und für die Auslegung zu berücksichtigen.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Gebläsemotor das Frischluftgebläserad und das wenigstens eine Abluftgebläserad antreibt. Hierzu können die Gebläseräder mit dem Rotor des Gebläsemotors drehfest verbunden sein, also mechanisch antriebsgekoppelt sein. Insbesondere können hierzu die Gebläseräder und der Rotor des Gebläsemotors auf einer gemeinsamen Drehachse angeordnet sein. Eine solche mechanische Kopplung über eine drehfeste Kopplung mit dem Rotor des Gebläsemotors ist dann von Vorteil, wenn die Gebläseräder relativ nahe beieinander angeordnet werden können und wenn sie um eine gemeinsame Rotationsachse rotieren können.
  • Bei einer alternativen Ausführungsform kann das Gebläse an einer Druckseite des Frischluftgebläserads einen Bypass aufweisen, an dem ein Bypassluftstrom abgeführt und dem wenigstens einen Abluftgebläserad zum Antreiben dieses Abluftgebläserads zugeführt wird. Bei dieser Ausführungsform wird auf eine mechanische Kopplung zwischen Gebläsemotor und dem jeweiligen Abluftgebläserad verzichtet. Vielmehr wird eine fluidische Kopplung zwischen dem Frischluftgebläserad und dem jeweiligen Abluftgebläserad über den Bypass geschaffen, um für das jeweilige Abluftgebläserad einen fluidischen Antrieb zu realisieren. Eine derartige fluidische Kopplung lässt sich bei komplexen Einbausituationen preiswert realisieren.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann der Bypass am jeweiligen Abluftgebläserad eine Austrittsdüse aufweisen, die auf Schaufeln des Abluftgebläserads gerichtet ist, sodass der aus der Austrittsdüse austretende Bypassluftstrom das jeweilige Abluftgebläserad antreibt. Zwischen der Entnahmestelle stromab des Frischluftgebläserads und der Austrittsdüse kann der Bypass insbesondere als Schlauch konfiguriert sein, was die Verlegung im Frontraum vereinfacht.
  • Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann der jeweilige Abluftauslass im Bereich eines hinteren Endes einer Frontklappe zum Verschließen des Frontraums angeordnet und auf eine Windschutzscheibe ausgerichtet sein, sodass die Abluft im Betrieb des Gebläses die Windschutzscheibe von außen anströmt. Hierdurch kann insbesondere in der kalten Jahreszeit die Windschutzscheibe von außen beheizt werden, was beispielsweise eine rasche Enteisung ermöglicht.
  • Eine andere vorteilhafte Ausführungsform schlägt vor, dass die Stirnwand bezüglich der Fahrzeugquerrichtung eine zentrale Durchtrittsöffnung aufweist, durch die alle Frischluftauslasskanäle vom Gehäuse in den Passagierraum geführt sind. Hierdurch vereinfacht sich die Montage der Klimatisierungsanlage.
  • Durch die hier vorgestellte Bauweise ergeben sich weitere Vorteile, die entsprechend genutzt werden können. Beispielsweise muss die frontseitige Rohbaustruktur im Bereich der Stirnwand innerhalb des Passagierraums nur noch auf der Fahrerseite mit einer Tragstruktur für eine Lenkungsanbindung ausgestattet werden, während weitere Versteifungsstrukturen auf der Beifahrerseite hierfür nicht erforderlich sind. Der auf der Beifahrerseite gewonnene zusätzliche Bauraum in der Instrumententafel kann beispielsweise zur Unterbringung eines besonders großen Beifahrer-Airbags genutzt werden.
  • Die Unterbringung des Gehäuses der Klimatisierungsanlage im Frontraum vereinfacht insbesondere die Wartung und Reparatur der Klimatisierungsanlage, da sie durch ihre Unterbringung im Frontraum besonders einfach zugänglich ausgestaltet werden kann. Beispielsweise kann im Frontraum ein Deckel des Gehäuses zugänglich und abnehmbar sein, wodurch die im Gehäuse untergebrachten Komponenten einfach zugänglich sind.
  • 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 Erfindung zu verlassen. Vorstehend genannte und nachfolgend noch zu nennende Bestandteile einer übergeordneten Einheit, wie z.B. einer Einrichtung, einer Vorrichtung oder einer Anordnung, die separat bezeichnet sind, können separate Bauteile bzw. Komponenten dieser Einheit bilden oder integrale Bereiche bzw. Abschnitte dieser Einheit sein, auch wenn dies in den Zeichnungen anders dargestellt ist.
  • 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.
  • Es zeigen, jeweils schematisch,
    • 1 eine stark vereinfachte, prinzipielle isometrische Ansicht auf einen vorderen Teil eines Elektrofahrzeugs,
    • 2 eine stark vereinfachte isometrische Frontansicht des Elektrofahrzeugs im Bereich einer Klimatisierungsanlage,
    • 3 einen stark vereinfachten Längsschnitt des Elektrofahrzeugs im Bereich der Klimatisierungsanlage.
  • Entsprechend 1 umfasst ein hier nur teilweise dargestelltes Elektrofahrzeug 1, bei dem es sich vorzugsweise um einen Personenkraftwagen handelt, eine Karosserie 2, die eine mit unterbrochener Linie teilweise angedeutete Rohbaustruktur 3 sowie eine Außenhaut 4 zur Verkleidung der Rohbaustruktur 3 aufweist. Das Elektrofahrzeug 1 besitzt ferner in üblicher Weise einen Passagierraum 5 sowie einen Frontraum 6, der nach vorn an den Passagierraum 5 anschließt. Die relativen Ortsangaben „vorne“ und „hinten“ beziehen sich auf eine Fahrzeuglängsrichtung X, wobei vordere Bereiche der in 1 erkennbaren Fahrzeugfront 7 zugewandt sind, während hintere Bereiche dem in 1 nicht gezeigten Fahrzeugheck zugewandt sind.
  • Das Fahrzeug 1 besitzt ferner eine Stirnwand 8, die sich entlang einer Fahrzeugquerrichtung Y sowie entlang einer Fahrzeughochachse Z erstreckt und die den Passagierraum 5 vom Frontraum 6 trennt. Bei dem Elektrofahrzeug 1 dient der Frontraum 6 zweckmäßig zur Unterbringung von elektrischen und/oder elektronischen Komponenten 9, die im Betrieb des Fahrzeugs 1 Abwärme erzeugen können. Derartige Komponenten 9 sind beispielsweise Elektromotoren, eine Leistungselektronik, Steuergeräte und dergleichen.
  • Das Fahrzeug 1 ist außerdem mit einer Klimatisierungsanlage 10 ausgestattet, die zum Klimatisieren des Passagierraums 5 dient. Diese Klimatisierungsanlage 10 besitzt ein Gehäuse 11, ein Gebläse 12, einen in 3 erkennbaren Kühler 13 und einen in 3 erkennbaren Heizer 14. Das Gebläse 12 dient zum Erzeugen eines Frischluftstroms 15, der in den 2 und 3 durch Pfeile angedeutet ist. Dieser Frischluftstrom 15 wird im Gehäuse 11 durch den Kühler 11 und durch den Heizer 14 hindurchgeführt. Mit Hilfe des Kühlers 13, der insbesondere als Verdampfer eines hier nicht näher gezeigten Kältekreises konfiguriert sein kann, kann der Frischluftstrom 15 gekühlt werden. Mit dem Heizer 14, der als elektrischer Heizer oder als Wärmeübertrager eines hier nicht näher gezeigten Kühl- bzw. Heizkreises oder als Kombination daraus konfiguriert sein kann, lässt sich der Frischluftstrom 15 erwärmen. Der Kühler 13 und der Heizer 14 sowie ein Teil des Gebläses 12 sind im Gehäuse 11 angeordnet. Das Gehäuse 11 ist selbst im Frontraum 6, also vor der Stirnwand 8 angeordnet. Vom Gehäuse 11 gehen im Beispiel der 3 mehrere Frischluftauslasskanäle 16 ab, die durch die Frontwand 8 hindurchgeführt sind. Diese Frischluftauslasskanäle 16 verlaufen teilweise innerhalb einer Instrumententafel 17, die sich im Passagierraum 5 befindet und nach hinten an die Stirnwand 8 anschließt. Die Frischluftauslasskanäle 16 enden in Ausströmern 18 und münden in den Passagierraum 5.
  • Das Gehäuse 11 ist als Rohbauversteifungsstruktur ausgestaltet und ist so in die Rohbaustruktur 3 eingebaut, dass sich dadurch eine Versteifung der Rohbaustruktur 3 ergibt. Das bedeutet, dass die Rohbaustruktur 3 bei fehlendem Gehäuse 11 eine geringere Steifigkeit aufweist als bei eingebautem Gehäuse 11. Insbesondere kann das Gehäuse 11, wie in 1 angedeutet, einen starren Metallrahmen 19 aufweisen. Ebenso ist denkbar, das Gehäuse 11 mit wenigstens einem in 2 angedeuteten starren Metallträger 20 auszustatten, der beispielsweise als Querträger konzipiert sein kann. Ebenso sind Konfigurationen mit einem oder mehreren Diagonalträgern denkbar. Gemäß 3 kann die Rohbaustruktur 3 auf jeder Fahrzeugseite im Frontraum 6 je einen Federbeindom 21 aufweisen. Das Gehäuse 11 kann nun mit diesen beiden Federbeindomen 21 fest verbunden sein. In 3 ist eine Anbindungsstelle 22 zwischen dem Gehäuse 11 und einem der Federbeindome 21 erkennbar.
  • Das Gebläse 12 besitzt gemäß den 2 und 3 ein Frischluftgebläserad 23 und wenigstens ein Abluftgebläserad 24. Beim hier gezeigten Beispiel sind zwei derartige Abluftgebläseräder 24 vorgesehen. In 2 sind das Frischluftgebläserad 23 und die beiden Abluftgebläseräder 24 nebeneinander und koaxial zu einer gemeinsamen Rotationsachse 25 angeordnet, die sich vorzugsweise parallel zur Fahrzeugquerrichtung Y erstreckt. In 3 sind das Frischluftgebläserad 23 und die Abluftgebläseräder 24 in der Blickrichtung hintereinander angeordnet. Das Frischluftgebläserad 23 dient zum Erzeugen des Frischluftstroms 15. Hierzu treibt das Frischluftgebläserad 23 Frischluft von einem zur Umgebung 26 des Fahrzeugs 1 offenen Frischlufteinlass 27 bis zum jeweiligen Frischluftauslasskanal 16 an, in dem die Frischluft dann bis zum zugehörigen Ausströmer 18 strömt und darüber letztlich in den Passagierraum 5 gelangt. Im Unterschied dazu dient das jeweilige Abluftgebläserad 24 zum Erzeugen einer in den 2 und 3 durch Pfeile angedeuteten Abluftströmung 28. Hierzu treibt das jeweilige Abluftgebläserad 24 Abluft von einem zum Frontraum 6 offenen Ablufteinlass 29 zu einem zur Umgebung 26 offenen Abluftauslass 30 an, an dem die Abluft in die Umgebung 26 ausströmen kann. Das Gebläse 12 ist außerdem mit einem Gebläsemotor 31 ausgestattet, der als Elektromotor konfiguriert ist und der zumindest das Frischluftgebläserad 23 antreibt. Hierzu ist das Frischluftgebläserad 23 zweckmäßig koaxial zu einem Rotor 32 des Gebläsemotors 31 angeordnet und damit drehfest verbunden.
  • Zweckmäßig ist das Frischluftgebläserad 23 bezüglich der Fahrzeugquerrichtung Y in einem mittleren Bereich der Stirnwand 8 angeordnet. Die beiden Abluftgebläseräder 24 sind bezüglich der Fahrzeugquerrichtung Y beiderseits des Frischluftgebläserads 23 angeordnet. Das bedeutet, dass sich das Frischluftgebläserad 23 bezüglich der Fahrzeugquerrichtung Y zwischen den beiden Abluftgebläserädern 24 befindet. Zweckmäßig ist das Fahrzeug 1 bzw. die Klimatisierungsanlage 10 mit zwei Abluftauslässen 30 ausgestattet, die je einem der Abluftgebläseräder 24 zugeordnet sind. Die beiden Abluftauslässe 30 sind voneinander beabstandet. Ferner kann außerdem je Abluftgebläserad 24 ein separater Ablufteinlass 29 vorgesehen sein. Die beiden Ablufteinlässe 29 sind voneinander beabstandet. Damit im Betrieb der Abluftgebläseräder 24 Luft aus der Umgebung 26 in den Frontraum 6 nachströmen kann, kann dieser mit wenigstens einer Frischlufteinlassöffnung 33 ausgestattet sein, von denen in 1 exemplarisch eine am Boden 34 des Frontraums 6 angeordnet ist. Somit kann entsprechend einem Pfeil Frischluft 35 in den Frontraum 6 eintreten, wenn Abluft aus dem Frontraum 6 abgesaugt und der Umgebung 26 zugeführt wird. Mit der Abluft kann Wärme der Komponenten 9 aus dem Frontraum 6 abgeführt werden.
  • Bei einer kompakten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Gebläsemotor 31 gleichzeitig auch das oder die Abluftgebläseräder 24 antreibt. Hierzu kann das jeweilige Abluftgebläserad 24 koaxial zum Rotor 32 des Gebläsemotors 31 angeordnet und damit drehfest verbunden sein. Alternativ dazu wird in 2 exemplarisch nur für das linke Abluftgebläserad 24 eine andere Möglichkeit zum Antreiben wenigstens eines Abluftgebläserads 24 vorgestellt, bei der es nicht erforderlich ist, das jeweilige Gebläserad 24 koaxial zum Gebläsemotor 31 anzuordnen. Gemäß 2 kann das Gebläse 12 an der Druckseite des Frischluftgebläserads 23, also an einer dem Frischlufteinlass 27 abgewandten Seite des Frischluftgebläserads 23 einen Bypass 36 aufweisen, über den ein durch einen Pfeil angedeuteter Bypassluftstrom 37 vom Frischluftstrom 15 abgezweigt werden kann und zumindest einem der Abluftgebläseräder 24 zugeführt werden kann, um damit das jeweilige Abluftgebläserad 24 anzutreiben. Gemäß dem Beispiel der 2 kann der Bypass 36 hierzu am jeweiligen Abluftgebläserad 24 eine Austrittsdüse 38 aufweisen, die auf Schaufeln 39 des Abluftgebläserads 24 gerichtet ist. In der Folge kann der aus der Austrittsdüse 38 austretende Bypassluftstrom 37 auf die Schaufeln 39 auftreffen und dadurch das Abluftgebläserad 24 antreiben. Ein Bypassschlauch 40 verbindet dabei die Austrittsdüse 38 mit einer Entnahmestelle 41, an welcher der Bypass 36 druckseitig an eine Frischluftführung 42 am oder im Gehäuse 11 angeschlossen ist und über die die Entnahme des Bypassluftstroms 37 erfolgt. In 2 ist nur für das links gezeigte Abluftgebläserad 24 eine solche pneumatische Antriebskopplung über den Bypass 36 zwischen Frischluftgebläserad 23 und Abluftgebläserad 24 gezeigt. Es ist klar, dass eine ähnliche Konfiguration auch für das rechte Abluftgebläserad 24 vorgesehen sein kann. Ferner ist klar, dass dann die in 2 gezeigte koaxiale Anordnung des jeweiligen Abluftgebläserads 24 zum Frischluftgebläserad 23 nicht mehr erforderlich ist.
  • Gemäß den 1 und 3 kann sich der jeweilige Abluftauslass 30 im Bereich eines hinteren Endes 43 einer Frontklappe 44 befinden, die den Frontraum 6 nach oben verschließt. Gemäß 3 kann der Frischlufteinlass 27 insbesondere in diese Frontklappe 44 integriert sein. Es ist klar, dass bei anderen Ausführungsformen der Frischlufteinlass 27 auch an einer anderen Stelle sein kann, beispielsweise im Fahrzeugbug. Der jeweilige Abluftauslass 30 befindet sich dadurch an einem unteren Ende einer Windschutzscheibe 45 des Fahrzeugs 1. Zweckmäßig ist der jeweilige Abluftauslass 30 auf die Windschutzscheibe 45 ausgerichtet, derart, dass der Abluftstrom 28 die Windschutzscheibe 45 von außen anströmt.
  • Zur Durchführung der Luftauslasskanäle 16 durch die Stirnwand 8 können grundsätzlich separate Durchtrittsöffnungen für jeden einzelnen Frischluftauslasskanal 16 vorgesehen sein. Eine vereinfachte Montage ergibt sich jedoch dann, wenn die Stirnwand 8 eine gemeinsame Durchtrittsöffnung 46 für alle Frischluftauslasskanäle 16 aufweist, durch die alle Frischluftauslasskanäle 16 durch die Stirnwand 8 hindurchgeführt sind. Zweckmäßig ist diese gemeinsame Durchtrittsöffnung 46 bezüglich der Fahrzeugquerrichtung Y zentral, also im Wesentlichen mittig in der Stirnwand 8 angeordnet.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102009057870 A1 [0002]
    • US 2003/0124969 A1 [0004]
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    • DE 10023847 A1 [0006]
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Claims (10)

  1. Elektrofahrzeug (1), insbesondere Personenkraftwagen, mit einem Passagierraum (5), mit einem Frontraum (6), der nach vorn an den Passagierraum (5) anschließt, mit einer Stirnwand (8), die den Passagierraum (5) vom Frontraum (6) trennt, mit einer Klimatisierungsanlage (10) zum Klimatisieren des Passagierraums (5), wobei die Klimatisierungsanlage (10) ein vor der Stirnwand (8) im Frontraum (6) angeordnetes Gehäuse (11) aufweist, das einen Kühler (13) und einen Heizer (14) sowie zumindest teilweise ein Gebläse (12) enthält, wobei zumindest ein Frischluftauslasskanal (16) der Klimatisierungsanlage (10) vom Gehäuse (11) durch die Stirnwand (8) hindurch in den Passagierraum (5) führt, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (11) als Rohbauversteifungsstruktur ausgestaltet ist und zur Versteifung einer Rohbaustruktur (3) des Elektrofahrzeugs (1) in diese Rohbaustruktur (3) eingebaut ist.
  2. Elektrofahrzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (11) einen starren Metallrahmen (19) und/oder wenigstens einen starren Metallträger (20) aufweist, der an der Rohbaustruktur (3) befestigt ist.
  3. Elektrofahrzeug (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohbaustruktur (3) im Frontraum (6) auf jeder Fahrzeugseite einen Federbeindom (21) aufweist, dass das Gehäuse (11) fest mit den Federbeindomen (21) verbunden ist.
  4. Elektrofahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebläse (12) ein Frischluftgebläserad (23), das Frischluft von einem zur Umgebung (26) des Elektrofahrzeugs (1) offenen Frischlufteinlass (27) zum wenigstens einen Frischluftauslasskanal (16) antreibt, wenigstens ein Abluftgebläserad (24), das Abluft von einem zum Frontraum (6) offenen Ablufteinlass (29) zu einem zur Umgebung (26) offenen Abluftauslass (30) antreibt, und einen Gebläsemotor (31) aufweist, der zumindest das Frischluftgebläserad (23) antreibt.
  5. Elektrofahrzeug (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Frischluftgebläserad (23) bezüglich einer Fahrzeugquerrichtung (Y) in einem mittleren Bereich der Stirnwand (8) angeordnet ist, dass zwei Abluftgebläseräder (24) vorgesehen sind, die bezüglich der Fahrzeugquerrichtung (Y) beiderseits des Frischluftgebläserads (23) angeordnet sind, dass zwei Abluftauslässe (30) vorgesehen sind, die je einem Abluftgebläserad (24) zugeordnet sind.
  6. Elektrofahrzeug (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Gebläsemotor (31) das Frischluftgebläserad (23) und das wenigstens eine Abluftgebläserad (24) antreibt.
  7. Elektrofahrzeug (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebläse (12) an einer Druckseite des Frischluftgebläserads (23) einen Bypass (36) aufweist, der einen Bypassluftstrom (37) abführt und dem wenigstens einen Abluftgebläserad (24) zum Antreiben des Abluftgebläserads (24) zuführt.
  8. Elektrofahrzeug (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypass (36) am jeweiligen Abluftgebläserad (24) eine Austrittsdüse (38) aufweist, die auf Schaufeln (39) des Abluftgebläserads (24) gerichtet ist, sodass der aus der Austrittsdüse (38) austretende Bypassluftstrom (37) das jeweilige Abluftgebläserad (24) antreibt.
  9. Elektrofahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Abluftauslass (30) im Bereich eines hinteren Endes (43) einer Frontklappe (44) zum Verschließen des Frontraums (6) angeordnet und auf eine Windschutzscheibe (45) ausgerichtet ist, sodass die Abluft die Windschutzscheibe (45) von außen anströmt.
  10. Elektrofahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnwand (8) bezüglich der Fahrzeugquerrichtung (Y) eine zentrale Durchtrittsöffnung (46) aufweist, durch die alle Frischluftauslasskanäle (16) vom Gehäuse (11) in den Passagierraum (5) geführt sind.
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