DE102022001903A1 - Vehicle with a high-voltage component - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug (1) mit einer im Bereich einer Unterbodenverkleidung (2) angeordneten und mit einer elektrischen Antriebseinheit gekoppelten Hochvolt-Komponente (3), wobei die Unterbodenverkleidung (2) im Bereich der Hochvolt-Komponente (3) eine Öffnung (O) aufweist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass- die Hochvolt-Komponente (3) ein Gehäuse (4) mit außenseitig an diesem in Richtung einer Längsachse (x) des Fahrzeuges (1) verlaufenden, im Strömungsbereich der Öffnung (O) angeordneten Versteifungsrippen (5) aufweist und- ein elektrischer Leiter (6) mittels eines thermisch leitenden und elektrisch isolierenden Kunststoffes innenseitig an das Gehäuse (4) angebunden ist.The invention relates to a vehicle (1) with a high-voltage component (3) arranged in the area of an underbody paneling (2) and coupled to an electric drive unit, the underbody paneling (2) having an opening (O ) having. According to the invention, the high-voltage component (3) has a housing (4) with stiffening ribs (5) running on the outside in the direction of a longitudinal axis (x) of the vehicle (1) and arranged in the flow area of the opening (O) and - An electrical conductor (6) is connected to the housing (4) on the inside by means of a thermally conductive and electrically insulating plastic.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer im Bereich einer Unterbodenverkleidung angeordneten und mit einer elektrischen Antriebseinheit gekoppelten Hochvolt-Komponente, wobei die Unterbodenverkleidung im Bereich der Hochvolt-Komponente eine Öffnung aufweist.The invention relates to a vehicle with a high-voltage component arranged in the area of an underbody paneling and coupled to an electric drive unit, the underbody paneling having an opening in the area of the high-voltage component.

Aus der DE 10 2016 204 720 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kühlen eines Batteriemoduls in einer Hülle eines Fortbewegungsmittels bekannt. In der Hülle sind in Bewegungsrichtung vorn und hinten Öffnungen angeordnet, und zwischen diesen Öffnungen sind Flusskanäle für Luft entlang des Batteriemoduls angeordnet, um mittels der Luft des Fahrtwindes das Batteriemodul zu kühlen.From the DE 10 2016 204 720 A1 a method and a device for cooling a battery module in a shell of a means of transportation are known. Openings are arranged in the front and rear in the moving direction in the shell, and air flow channels are arranged between these openings along the battery module in order to cool the battery module with the air of the running wind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges Fahrzeug mit einer im Bereich einer Unterbodenverkleidung angeordneten und mit einer elektrischen Antriebseinheit gekoppelten Hochvolt-Komponente anzugeben.The invention is based on the object of specifying a new type of vehicle with a high-voltage component which is arranged in the area of an underbody paneling and is coupled to an electric drive unit.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Fahrzeug gelöst, welches die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.The object is achieved according to the invention by a vehicle which has the features specified in claim 1 .

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous configurations of the invention are the subject matter of the dependent claims.

Ein Fahrzeug weist eine im Bereich einer Unterbodenverkleidung angeordnete und mit einer elektrischen Antriebseinheit gekoppelte Hochvolt-Komponente auf, wobei die Unterbodenverkleidung im Bereich der Hochvolt-Komponente eine Öffnung aufweist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Hochvolt-Komponente ein Gehäuse mit außenseitig an diesem in Richtung einer Längsachse des Fahrzeuges verlaufenden, im Strömungsbereich der Öffnung angeordneten Versteifungsrippen aufweist und ein elektrischer Leiter mittels eines thermisch leitenden und elektrisch isolierenden Kunststoffes innenseitig an das Gehäuse angebunden ist.A vehicle has a high-voltage component which is arranged in the area of an underbody paneling and is coupled to an electric drive unit, the underbody paneling having an opening in the area of the high-voltage component. According to the invention, the high-voltage component has a housing with reinforcing ribs on the outside running in the direction of a longitudinal axis of the vehicle and arranged in the flow area of the opening, and an electrical conductor is connected to the housing on the inside by means of a thermally conductive and electrically insulating plastic.

Dadurch, dass die Versteifungsrippen außenseitig an dem Gehäuse angeordnet oder ausgebildet sind, ist eine umströmbare Oberfläche des Gehäuses, insbesondere zur Kühlung der Hochvolt-Komponente, vergrößert. Die in Richtung der Längsachse des Fahrzeuges verlaufenden Versteifungsrippen werden im Fahrbetrieb des Fahrzeuges vom Fahrtwind umströmt, so dass eine vergleichsweise große Menge an thermischer Energie abführbar ist. Das Gehäuse der Hochvolt-Komponente kann somit optimiert gekühlt werden. Zusätzlich ist der elektrische Leiter, welcher beispielsweise innenseitig mit dem Gehäuse gekoppelt ist, über dieses kühlbar. Dadurch ist es möglich, den elektrischen Leiter in Bezug auf seinen Querschnitt geringer zu dimensionieren, wodurch Kosten, ein Bauraum und ein Gewicht des Fahrzeuges verringert werden können. Insbesondere das Gewicht des Fahrzeuges hat Auswirkungen auf einen Energieverbrauch des Fahrzeuges und ist daher maßgebend für eine elektrische Reichweite des Fahrzeuges.Due to the fact that the stiffening ribs are arranged or formed on the outside of the housing, a surface of the housing around which air can flow is enlarged, in particular for cooling the high-voltage component. The stiffening ribs running in the direction of the longitudinal axis of the vehicle are surrounded by the relative wind when the vehicle is being driven, so that a comparatively large amount of thermal energy can be dissipated. The housing of the high-voltage component can thus be optimally cooled. In addition, the electrical conductor, which is coupled to the housing on the inside, for example, can be cooled via this. This makes it possible to dimension the electrical conductor smaller in relation to its cross section, as a result of which costs, installation space and weight of the vehicle can be reduced. In particular, the weight of the vehicle affects the energy consumption of the vehicle and is therefore decisive for the electric range of the vehicle.

Insbesondere da der elektrische Leiter eines Antriebsstranges des Fahrzeuges nur während des Fahrbetriebes des Fahrzeuges bestromt wird, korreliert eine Entstehung von Verlustwärme zeitlich mit einem Vorhandensein von Fahrtwind als Luftströmung zum Abführen der Verlustwärme.In particular, since the electrical conductor of a drive train of the vehicle is only energized while the vehicle is in motion, the occurrence of heat loss correlates temporally with the presence of relative wind as an air flow for dissipating the heat loss.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.

Dabei zeigen:

  • 1 schematisch einen Ausschnitt einer Schnittdarstellung eines Fahrzeuges mit einer im Bereich einer Unterbodenverkleidung angeordneten Hochvolt-Komponente,
  • 2 schematisch einen Ausschnitt eines Gehäuses der Hochvolt-Komponente mit innenseitig angeordneten Versteifungsrippen nach dem Stand der Technik und
  • 3 schematisch einen Ausschnitt des Gehäuses der Hochvolt-Komponente mit außenseitig angeordneten Versteifungsrippen.
show:
  • 1 a schematic detail of a sectional view of a vehicle with a high-voltage component arranged in the area of an underbody paneling,
  • 2 schematically shows a section of a housing of the high-voltage component with stiffening ribs arranged on the inside according to the prior art and
  • 3 schematically shows a section of the housing of the high-voltage component with stiffening ribs arranged on the outside.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided with the same reference symbols in all figures.

1 zeigt einen Ausschnitt einer Schnittdarstellung eines Fahrzeuges 1 mit einer im Bereich einer Unterbodenverkleidung 2 angeordneten Hochvolt-Komponente 3, insbesondere in Form eines elektrischen Energiespeichers, mit einem Gehäuse 4. 1 shows a detail of a sectional view of a vehicle 1 with a high-voltage component 3 arranged in the area of an underbody paneling 2, in particular in the form of an electrical energy store, with a housing 4.

Insbesondere handelt es sich bei dem Fahrzeug 1 um ein Elektrofahrzeug, ein Hybridfahrzeug oder ein mit Brennstoffzellen betriebenes Fahrzeug 1.In particular, the vehicle 1 is an electric vehicle, a hybrid vehicle or a vehicle 1 operated with fuel cells.

2 zeigt einen Ausschnitt eines Gehäuses 4 der Hochvolt-Komponente 3 mit innenseitig angeordneten Versteifungsrippen 5 nach dem Stand der Technik und in 3 ist ein Ausschnitt des Gehäuses 4 der Hochvolt-Komponente 3 mit außenseitig angeordneten Versteifungsrippen 5 dargestellt. 2 shows a section of a housing 4 of the high-voltage component 3 with stiffening ribs 5 arranged on the inside according to the prior art and in FIG 3 a section of the housing 4 of the high-voltage component 3 with stiffening ribs 5 arranged on the outside is shown.

Bei einem Fahrzeug 1 mit einer elektrischen Antriebseinheit ist eine Stromstärke ein wesentlicher Stellhebel zur Erhöhung einer Leistungsfähigkeit. Höhere Stromstärken gehen in Materialien für elektrische Leiter 6, wie beispielsweise Kupfer oder Aluminium, einher mit einer höheren Verlustleistung wegen des elektrischen Widerstandes. Der elektrische Widerstand eines elektrischen Leiters 6 ist zudem abhängig von einem Querschnitt des elektrischen Leiters 6. Je größer der Querschnitt ist, desto geringer ist der elektrische Widerstand und eine Erwärmung des elektrischen Leiters 6 durch eine anfallende Verlustleistung. Darüber hinaus ist bekannt, dass zur elektrischen Isolation elektrischer Leiter 6 Kunststoffe verwendet werden, deren obere Einsatzgrenztemperatur bei einer Auslegung von Strompfaden bestimmend ist für eine maximal zulässige Betriebstemperatur und somit eine maximale Stromtragfähigkeit des elektrischen Leiters 6.In a vehicle 1 with an electric drive unit, an amperage is a key lever for increasing performance. Higher currents go into materials for electrical conductors 6, such as copper or aluminum minium, accompanied by a higher power loss due to the electrical resistance. The electrical resistance of an electrical conductor 6 is also dependent on a cross section of the electrical conductor 6. The larger the cross section, the lower the electrical resistance and the lower the heating of the electrical conductor 6 due to a power loss occurring. In addition, it is known that plastics are used for the electrical insulation of electrical conductors 6, the upper limit temperature of which is decisive for a design of current paths for a maximum permissible operating temperature and thus a maximum current-carrying capacity of the electrical conductor 6.

Höhere Antriebsströme können in allen Bauteilen, zum Beispiel elektrischen Leitern 6 auf einem gesamten Strompfad zwischen der elektrischen Antriebseinheit und einer Energiequelle, insbesondere der Hochvolt-Komponente 3 in Form eines elektrischen Energiespeichers, größere Querschnitte der elektrischen Leiter 6 erfordern, um deren Temperatur innerhalb eines zulässigen Temperaturbereiches zu halten. Die Vergrößerung des Querschnittes des jeweiligen elektrischen Leiters 6 führt zu einer Erhöhung von Kosten, Bauraumbedarf und Gewicht der elektrischen Leiter 6. Erhöht sich ein Gewicht der elektrischen Leiter 6, erhöht sich auch ein Fahrzeuggewicht, wodurch sich eine elektrischer Reichweite des Fahrzeuges 1 verringern kann.Higher drive currents can require larger cross-sections of the electrical conductors 6 in all components, for example electrical conductors 6 on an entire current path between the electrical drive unit and an energy source, in particular the high-voltage component 3 in the form of an electrical energy store, in order to keep their temperature within a permissible range maintain temperature range. The enlargement of the cross section of the respective electrical conductor 6 leads to an increase in costs, space requirements and weight of the electrical conductors 6. If the weight of the electrical conductors 6 increases, the vehicle weight also increases, as a result of which the electrical range of the vehicle 1 can be reduced.

Neben einer Vergrößerung des Querschnittes des elektrischen Leiters 6 ist eine weitere Möglichkeit zur Erhöhung der Stromtragfähigkeit des elektrischen Leiters 6 eine gezielte Abführung im Betrieb entstehender Wärme an ein anderes Bauteil. Ein frei im Raum verlaufender elektrischer Leiter 6 kann seine Wärme, insbesondere mittels Wärmestrahlung und/oder Konvektion, an eine Umgebungsluft abgeben. Da ein Anteil an Wärmestrahlung bei üblichen Betriebstemperaturen der elektrischen Leiter 6 im Fahrzeug 1 jedoch vernachlässigbar gering ist, bleibt für eine Wärmeabfuhr eines solchen elektrischen Leiters 6 nur die Konvektion. Mit Ausnahme von elektrischen Leitern 6 im Außenbereich des Fahrzeuges 1, die von einer Komponente zu einer weiteren Komponente führen und während des Fahrbetriebes des Fahrzeuges 1 von Fahrtwind umströmt werden, sind die meisten elektrischen Leiter 6 im Fahrzeug 1 innerhalb von Komponenten, beispielsweise auch Hochvolt-Komponenten 3, und/oder hinter Verkleidungselementen angeordnet, so dass diese von Luft, beispielsweise Fahrtwind, nicht umströmt werden können. Dadurch ist eine Wärmeabfuhr, insbesondere durch Konvektion, vergleichsweise stark eingeschränkt. Eine größere Wärmemenge kann abgeführt werden, wenn der elektrische Leiter 6 nicht frei im Raum angeordnet ist, sondern über einen verhältnismäßig großflächigen Kontakt mit einer weiteren Komponente, welche eine geringere Temperatur aufweist, verbunden ist.In addition to enlarging the cross section of the electrical conductor 6, another possibility for increasing the current-carrying capacity of the electrical conductor 6 is a targeted dissipation of heat generated during operation to another component. An electrical conductor 6 running freely in space can give off its heat to the surrounding air, in particular by means of thermal radiation and/or convection. However, since a proportion of thermal radiation is negligibly small at normal operating temperatures of the electrical conductors 6 in the vehicle 1, only convection remains for dissipating heat from such an electrical conductor 6. With the exception of electrical conductors 6 on the outside of the vehicle 1, which lead from one component to another component and are surrounded by the wind while the vehicle 1 is being driven, most electrical conductors 6 in the vehicle 1 are within components, for example high-voltage Components 3, and / or arranged behind paneling elements, so that they can not be flowed around by air, such as wind. As a result, heat dissipation, in particular by convection, is comparatively severely restricted. A larger amount of heat can be dissipated if the electrical conductor 6 is not arranged freely in space, but is connected to another component, which has a lower temperature, via a relatively large-area contact.

Im Allgemeinen ist eine Methode zur Kühlung elektrischer Leiter 6, beispielsweise in Form von Antriebsstromschienen, bekannt, wobei eine Leitergeometrie an das Gehäuse 4 angebunden ist, welche die elektrischen Leiter 6 einhausen. Für Gehäuse 4 von Hochvolt-Komponenten 3 in Fahrzeugen 1, insbesondere eines Hochvolt-Energiespeichers, bestehen vergleichsweise hohe Anforderungen an deren mechanische Integrität. Zum Beispiel wird das Gehäuse 4 in einem statischen Druckversuch, einem sogenannten Crush-Versuch, mittels eines Druckstempels mit weit über 100 kN beaufschlagt, um eine Strukturintegrität des Gehäuses 4 im Falle einer dynamischen Kollision abzusichern. Um einer solchen Last standhalten zu können und dabei trotzdem verhältnismäßig wenig Gewicht aufzuweisen, ist das Gehäuse 4 einer Hochvolt-Komponente 3 eines Fahrzeuges 1 meist aus Aluminium-Druckguss hergestellt. Zudem ist das Gehäuse 4 unter anderem mit Versteifungsrippen 5, die in Richtung einer Längsachse x des Fahrzeuges 1, also in Lastrichtung, angeordnet sind, versehen. Aluminium weist einen vergleichsweise hohen Wärmeleitwert auf und eignet sich daher, um entstehende Wärme von elektrischen Leitern 6 abzuführen.In general, a method for cooling electrical conductors 6, for example in the form of drive busbars, is known, with a conductor geometry that encloses the electrical conductors 6 being connected to the housing 4. For housing 4 of high-voltage components 3 in vehicles 1, in particular a high-voltage energy store, there are comparatively high demands on their mechanical integrity. For example, in a static pressure test, a so-called crush test, the housing 4 is subjected to well over 100 kN by means of a compression ram in order to ensure the structural integrity of the housing 4 in the event of a dynamic collision. In order to be able to withstand such a load and still have relatively little weight, the housing 4 of a high-voltage component 3 of a vehicle 1 is usually made of die-cast aluminum. In addition, the housing 4 is provided, among other things, with stiffening ribs 5, which are arranged in the direction of a longitudinal axis x of the vehicle 1, ie in the load direction. Aluminum has a comparatively high thermal conductivity and is therefore suitable for dissipating heat from electrical conductors 6 .

Eine Herausforderung bei einer Kühlung elektrischer Leitern 6 mittels einer thermischen Kopplung an das Gehäuse 4 ist es, einen thermischen Kontakt zwischen dem elektrischen Leiter 6 und dem Gehäuse 4 herzustellen, ohne dabei einen unerwünschten elektrischen Kontakt zwischen elektrischem Leiter 6 und Gehäuse 4 zu erzeugen. Daraus kann ein Isolationsfehler und unter Umständen ein elektrischer Kurzschluss entstehen. Zur Vermeidung eines solchen Isolationsfehlers stehen verschiedene thermisch leitfähige und elektrisch isolierende Kunststoffe zur Ummantelung des elektrischen Leiters 6 zur Verfügung. Ein Wärmeleitwert dieser Kunststoffe liegt zwar weit unter dem eines direkten Kontaktes von Leiter 6 zu Gehäuse 4, wobei eine mittels des thermisch leitfähigen Kunststoffes abzuführende Wärmemenge dennoch höher ist, als eine über Konvektion an eine ruhende Umgebungsluft abzuführende Wärmemenge.A challenge when cooling electrical conductors 6 by means of a thermal coupling to the housing 4 is to establish thermal contact between the electrical conductor 6 and the housing 4 without generating an undesirable electrical contact between the electrical conductor 6 and the housing 4 in the process. This can result in an insulation fault and possibly an electrical short circuit. Various thermally conductive and electrically insulating plastics for sheathing the electrical conductor 6 are available to avoid such an insulation error. A thermal conductivity of these plastics is far below that of direct contact between conductor 6 and housing 4, but the amount of heat to be dissipated by means of the thermally conductive plastic is still higher than the amount of heat to be dissipated via convection to a still ambient air.

Die Abfuhr einer Wärme des elektrischen Leiters 6 an das üblicherweise aus Metall bestehende Gehäuse 4 ist begrenzt, insbesondere wenn das Gehäuse 4 die aufgenommene Wärme unzureichend abführen kann oder durch andere Wärmequellen bereits eine vergleichsweise hohe Temperatur aufweist.The dissipation of heat from the electrical conductor 6 to the housing 4, which is usually made of metal, is limited, in particular if the housing 4 cannot dissipate the heat absorbed sufficiently or is already at a comparatively high temperature due to other heat sources.

Oftmals ist aus Gründen zur Erreichung eines relativ günstigen aerodynamischen Strömungswiderstandes das Fahrzeug 1 hermetisch durch seine Verkleidungen, auch einer Unterbodenverkleidung 2 gegenüber einer Fahrtwindströmung abgedichtet. Dadurch kann das Gehäuse 4 der Hochvolt-Komponente 3 auch während eines Fahrbetriebes des Fahrzeuges 1 wenig oder gar nicht vom Fahrtwind umströmt werden, so dass Wärme des Gehäuses 4 nur unzureichend und indirekt an eine Umgebung abgeführt werden kann.The vehicle 1 is often hermetic for reasons of achieving a relatively favorable aerodynamic flow resistance sealed by its panels, including an underbody panel 2 against a flow of wind. As a result, the housing 4 of the high-voltage component 3 can be flown around little or not at all by the relative wind even when the vehicle 1 is being driven, so that heat from the housing 4 can only be dissipated insufficiently and indirectly to an environment.

Ein beispielhafter Lösungsansatz hierfür ist, das Gehäuse 4 mit einem Kühlmedium (zum Beispiel Wasser) zu durchströmen und aufgenommene Wärme über einen Fahrzeugkühler abzuführen. Eine solche Maßnahme erhöht eine Komplexität des Gehäuses 4, wobei zudem Kosten und ein Gewicht des Gehäuses 4 erhöht werden, um ein Risiko von Undichtigkeiten im Kühlkreislauf und dadurch bedingte Ausfälle und Gefährdungen, insbesondere aufgrund von Wassereintritt in die Hochvolt-Komponente, zu verringern. Eine Wasserkühlung erfordert außerdem eine Verlegung und einen Anschluss von Kühlmittelleitungen. Weiterhin ist für ein Durchströmen des Gehäuses 4 mit einem Kühlmedium eine Pumpe erforderlich, deren elektrische Leistungsaufnahme einen Verbrauch an elektrischer Energie erhöht und somit dessen elektrische Reichweite verringert.An exemplary solution for this is to flow through the housing 4 with a cooling medium (for example water) and to dissipate absorbed heat via a vehicle radiator. Such a measure increases the complexity of the housing 4, with the costs and weight of the housing 4 also being increased in order to reduce the risk of leaks in the cooling circuit and the failures and hazards caused thereby, in particular due to water entering the high-voltage component. Water cooling also requires routing and connection of coolant lines. Furthermore, a pump is required for a cooling medium to flow through the housing 4, the electrical power consumption of which increases the consumption of electrical energy and thus reduces its electrical range.

Im Folgenden wird ein Fahrzeug 1 beschrieben, bei welchem elektrische Leiter 6 im Strompfad eines Antriebsstranges des Fahrzeuges 1 effizient gekühlt werden und somit ein Risiko einer unzulässigen Erwärmung aufgrund von im Betrieb der elektrischen Hochvolt-Komponente 3 entstehender Verlustwärme verringert ist, ohne dass ein zusätzlicher elektrischer Verbraucher, beispielsweise eine Pumpe für ein Kühlmedium, erforderlich ist.A vehicle 1 is described below, in which electrical conductors 6 in the current path of a drive train of the vehicle 1 are efficiently cooled and thus the risk of impermissible heating due to heat loss occurring during operation of the electrical high-voltage component 3 is reduced, without an additional electrical Consumers, such as a pump for a cooling medium, is required.

Hierzu ist vorgesehen, im Bereich der Hochvolt-Komponente 3 eine Öffnung O in die Unterbodenverkleidung 2 des Fahrzeuges 1 einzubringen. Dabei ist die Öffnung O derart positioniert in die Unterbodenverkleidung 2 eingebracht, dass ein Teil einer Unterbodenströmung, also eines Fahrtwindes, abgezweigt und mittels der Versteifungsrippen 5 geführt wird.For this purpose, an opening O is made in the underbody paneling 2 of the vehicle 1 in the area of the high-voltage component 3 . In this case, the opening O is positioned in the underbody paneling 2 in such a way that part of an underbody flow, ie a headwind, is branched off and guided by means of the stiffening ribs 5 .

Im Stand der Technik, wie in 2 gezeigt ist, sind die Versteifungsrippen 5 innenseitig in dem Gehäuse 4 angeordnet oder ausgebildet, um eine Stabilität des Gehäuses 4, insbesondere bei einem kollisionsbedingten Energieeintrag, zu erhöhen.In the prior art, as in 2 is shown, the stiffening ribs 5 are arranged or formed on the inside in the housing 4 in order to increase the stability of the housing 4, in particular in the event of an energy input caused by a collision.

Um den durch die Öffnung O in einen Bereich der Hochvolt-Komponente 3 einströmenden Teil des Fahrtwindes zur Kühlung der elektrischen Leiter 6 zu nutzen, sind die Versteifungsrippen 5 außenseitig an dem Gehäuse 4 angeordnet oder ausgebildet, um diesen Teil des Fahrtwindes gezielt zu führen. Die Versteifungsrippen 5 dienen dabei sowohl als Kühlrippen als auch als Luftleitelemente. Die Versteifungsrippen 5 werden also von einer Innenseite auf eine Außenseite des Gehäuses 4 verlegt. Mittels der außenseitig angeordneten oder ausgebildeten Versteifungsrippen 5 wird eine Oberfläche des Gehäuses 4 vergrößert, welche von dem durch die Öffnung O einströmenden Fahrtwind angeströmt wird. Da die Versteifungsrippen 5 gezielt umströmbar sind, kann eine im Betrieb der Hochvolt-Komponente 3 und der elektrischen Leiter 6 erzeugte Wärme abgeführt werden. Das Gehäuse 4 wird dadurch verbessert gekühlt, wobei zudem die in dem Gehäuse 4 angeordneten, von innen angebundenen elektrischen Leiter 6 ebenfalls gekühlt werden, da deren Wärme auf das Gehäuse 4 übergeht, welches von dem Fahrtwind zumindest bereichsweise umströmt wird. Deshalb ist es möglich, dass die elektrischen Leiter 6 in Bezug auf ihren Querschnitt geringer dimensioniert werden können, wodurch Kosten, ein Bauraumbedarf und ein Gewicht verringert werden können. Somit kann ein Verbrauch des Fahrzeuges 1 an elektrischer Energie verringert und dadurch eine elektrische Reichweite des Fahrzeuges 1 erhöht werden.In order to use the part of the airstream flowing through the opening O into a region of the high-voltage component 3 to cool the electrical conductors 6, the stiffening ribs 5 are arranged or formed on the outside of the housing 4 in order to guide this part of the airstream in a targeted manner. The stiffening ribs 5 serve both as cooling ribs and as air guiding elements. The stiffening ribs 5 are therefore moved from an inside to an outside of the housing 4 . By means of the stiffening ribs 5 arranged or formed on the outside, a surface of the housing 4 on which the airstream flowing in through the opening O flows is enlarged. Since the stiffening ribs 5 can be flowed around in a targeted manner, heat generated during operation of the high-voltage component 3 and the electrical conductor 6 can be dissipated. The cooling of the housing 4 is thereby improved, with the electrical conductors 6 arranged in the housing 4 and connected from the inside also being cooled as well, since their heat is transferred to the housing 4, around which the relative wind flows at least in certain areas. It is therefore possible for the electrical conductors 6 to be dimensioned smaller in relation to their cross section, as a result of which costs, installation space requirements and weight can be reduced. The consumption of electrical energy by the vehicle 1 can thus be reduced and the electrical range of the vehicle 1 can thereby be increased.

Da die elektrischen Leiter 6 des Antriebsstranges nur während eines Fahrbetriebes des Fahrzeuges 1 bestromt werden, korreliert eine Entstehung von Verlustwärme zeitlich mit einem Vorhandensein einer Luftströmung durch den Fahrtwind, welche die Verlustwärme abführt.Since the electrical conductors 6 of the drive train are only supplied with current while the vehicle 1 is being driven, the generation of heat loss correlates temporally with the presence of an air flow through the relative wind, which dissipates the heat loss.

Zur Optimierung eines Strömungswiderstandes des Fahrzeuges 1 in dessen Fahrbetrieb kann die Öffnung O in der Unterbodenverkleidung 2 strömungsgünstig, insbesondere als sogenannte NACA-Öffnung, ausgebildet sein.In order to optimize a flow resistance of the vehicle 1 when it is driving, the opening O in the underbody paneling 2 can be designed in a streamlined manner, in particular as a so-called NACA opening.

Alternativ oder zusätzlich kann an der Öffnung O ein aktives Element 7, beispielsweise eine Klappe, mit Stellantrieb angeordnet sein. Das aktive Element 7 kann dann zur Freigabe der Öffnung O entsprechend positioniert und ausgerichtet werden.Alternatively or additionally, an active element 7, for example a flap, with an actuator can be arranged at the opening O. The active element 7 can then be appropriately positioned and oriented to uncover the opening O.

Darüber hinaus ist vorgesehen, dass der elektrische Leiter 6 mittels eines thermisch leitenden und elektrisch isolierenden Kunststoffes innenseitig an das Gehäuse 4 angebunden ist, so dass die Wärme des elektrischen Leiters 6 über den Kunststoff an das Gehäuse 4 übertragen wird.In addition, it is provided that the electrical conductor 6 is connected to the housing 4 on the inside by means of a thermally conductive and electrically insulating plastic, so that the heat of the electrical conductor 6 is transferred to the housing 4 via the plastic.

Durch die vergleichsweise starke Kühlung des elektrischen Leiters 6 und einer thermischen Kontaktierung mit dem Gehäuse 4 bildet der elektrische Leiter 6 selbst eine Wärmesenke. Dadurch ist es möglich, dass Bauteile im selben Strompfad, welche selbst keinen eigenen, direkten Kontakt mit dem Gehäuse 4 aufweisen, beispielsweise weil diese Kontaktierung konstruktiv nicht möglich ist, diese Bauteile jedoch mit dem elektrischen Leiter 6 verbunden sind, indirekt gekühlt werden. Hierdurch kann eine Stromtragfähigkeit von Hochvolt-Kontaktierungen, beispielsweise Steckern, erhöht werden.Due to the comparatively strong cooling of the electrical conductor 6 and a thermal contact with the housing 4, the electrical conductor 6 itself forms a heat sink. This makes it possible for components in the same current path, which themselves do not have their own direct contact with the housing 4 , for example because this type of contact is not structurally possible, to connect these components to the electrical conductor 6 are indirectly cooled. As a result, the current-carrying capacity of high-voltage contacts, for example plugs, can be increased.

BezugszeichenlisteReference List

11
Fahrzeugvehicle
22
Unterbodenverkleidungunderbody paneling
33
Hochvolt-Komponentehigh-voltage component
44
GehäuseHousing
55
Versteifungsrippestiffening rib
66
elektrischer Leiterelectrical conductor
77
aktives Element active item
OO
Öffnungopening
xx
Längsachselongitudinal axis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 102016204720 A1 [0002]DE 102016204720 A1 [0002]

Claims (3)

Fahrzeug (1) mit einer im Bereich einer Unterbodenverkleidung (2) angeordneten und mit einer elektrischen Antriebseinheit gekoppelten Hochvolt-Komponente (3), wobei die Unterbodenverkleidung (2) im Bereich der Hochvolt-Komponente (3) eine Öffnung (O) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass - die Hochvolt-Komponente (3) ein Gehäuse (4) mit außenseitig an diesem in Richtung einer Längsachse (x) des Fahrzeuges (1) verlaufenden, im Strömungsbereich der Öffnung (O) angeordneten Versteifungsrippen (5) aufweist und - ein elektrischer Leiter (6) mittels eines thermisch leitenden und elektrisch isolierenden Kunststoffes innenseitig an das Gehäuse (4) angebunden ist.Vehicle (1) with a high-voltage component (3) arranged in the area of an underbody paneling (2) and coupled to an electric drive unit, the underbody paneling (2) having an opening (O) in the area of the high-voltage component (3), characterized in that characterized in that - the high-voltage component (3) has a housing (4) with stiffening ribs (5) running on the outside of this in the direction of a longitudinal axis (x) of the vehicle (1) and arranged in the flow area of the opening (O) and - a electrical conductor (6) is connected to the housing (4) on the inside by means of a thermally conductive and electrically insulating plastic. Fahrzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein aktives Element (7) zum Öffnen und Schließen der Öffnung (O) in der Unterbodenverkleidung (2) vorgesehen ist.Vehicle (1) after claim 1 , characterized in that an active element (7) for opening and closing the opening (O) in the underbody paneling (2) is provided. Fahrzeug (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (4) aus Aluminium-Druckguss gebildet ist.Vehicle (1) after claim 1 or 2 , characterized in that the housing (4) is made of die-cast aluminum.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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