DE10023412A1 - Antriebsanordnung für ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einer Leistungselektronikeinheit - Google Patents
Antriebsanordnung für ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einer LeistungselektronikeinheitInfo
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Abstract
Gegenstand der Erfindung ist eine Antriebsanordnung für ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor (10) und einer luftgekühlten Leistungselektronikeinheit (7). Der Verbrennungsmotor (10) weist einen Luftkanal (12) für aus der Umgebung angesaugte Verbrennungsluft auf. Erfindungsgemäß ist die Leistungselektronikeinheit (7) derart im Bereich des Luftkanals (12) angeordnet, dass die Leistungselektronikeinheit (7) durch die strömende Verbrennungsluft gekühlt wird. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Luftkanal (12) mit einem Luftfilter (11) verbunden und ist die Leistungselektronikeinheit (7) im Bereich des Luftkanals (12), zwischen dem Luftfilter (11) und dem Verbrennungsmotor (10) angeordnet.
Description
Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für ein Fahrzeug mit einem
Verbrennungsmotor und einer luftgekühlten Leistungselektronikeinheit, wobei der
Verbrennungsmotor einen Luftkanal für aus der Umgebung angesaugte
Verbrennungsluft aufweist.
Fahrzeuge der genannten Art sind mit einem Verbrennungsmotor ausgerüstet, mit dem
die für den Betrieb des Fahrzeugs erforderliche Energie erzeugt wird. Das Fahrzeug
weist darüber hinaus einen oder mehrere elektrische Verbraucher auf, welche über die
Leistungselektronikeinheit, die in der Regel mindestens einen Umrichter umfasst, mit
elektrischer Energie versorgt werden. Die elektrische Energie wird dabei aus der mit
dem Verbrennungsmotor erzeugten mechanischen Energie mittels eines Generators
gewonnen. Eine derartige Antriebsanordnung wird beispielsweise bei
verbrennungsmotor-elektrischen Flurförderzeugen eingesetzt, deren
Antriebsanordnung einen Verbrennungsmotor, einen Generator, eine
Leistungselektronikeinheit mit Umrichtern und/oder einer Impulssteuerung sowie
mindestens einen elektrischen Fahrantriebsmotor aufweist. Die Erfindung betrifft
jedoch auch Antriebsanordnungen sogenannter Hybrid-Fahrzeuge, die z. B. einen
Verbrennungsmotor und zusätzlich eine Batterie zur Versorgung der elektrischen
Verbraucher über die Leistungselektronikarbeit aufweisen.
Da sich die Leistungselektronikeinheit während des Betriebs des Fahrzeugs stark
erwärmt, ist diese häufig mit einer Kühlvorrichtung ausgerüstet, wobei luftgekühlte und
wassergekühlte Anordnungen bekannt sind. Bei luftgekühlten Anordnungen ist die
Leistungselektronikeinheit in der Regel mit einem mit Rippen versehenen Kühlkörper
verbunden, der infolge freier oder erzwungener Konvektion mit Luft beströmt wird. Eine
erzwungene Konvektion wird bei Anordnungen des Standes der Technik in der Regel
mittels eines Lüfters oder Gebläses erreicht. Die sich an dem Kühlkörper befindenden
Rippen müssen im Zuge von Wartungsarbeiten regelmäßig gereinigt werden, da sie
durch den in der Luft enthaltenen Staub verschmutzen und dadurch die Kühlleistung
der Kühlvorrichtung herabgesetzt wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsanordnung der eingangs
genannten Art zur Verfügung zustellen, die mit geringem Aufwand herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die
Leistungselektronikeinheit derart im Bereich des Luftkanals angeordnet ist, dass die
Leistungselektronikeinheit durch die strömende Verbrennungsluft gekühlt wird. Die
dem Verbrennungsmotor zugeführte Verbrennungsluft wird vor dem Eintritt in den
Verbrennungsmotor zum Kühlen der Leistungselektronikeinheit verwendet. Der
Luftstrom in dem Luftkanal für die Verbrennungsluft ist während des Betriebs des
Verbrennungsmotors jederzeit sichergestellt. Dadurch kann auf einen Lüfter oder ein
Gebläse zum Kühlen der Leistungselektronikeinheit verzichtet werden. Ein weiterer
vorteilhafter Aspekt der Anordnung der Leistungselektronik im Luftkanal für die
Verbrennungsluft besteht darin, dass der Verbrennungsmotor infolge der Anwärmung
der Verbrennungsluft schneller seine Betriebstemperatur erreicht und damit
insbesondere im Kurzzeitbetrieb die von dem Verbrennungsmotor ausgestoßenen
unerwünschten Abgasbestandteile reduziert werden.
Die Leistungselektronikeinheit ist vorzugsweise mit einem geschlossenen Luftkühler
verbunden. Dies bedeutet, dass die zu der Leistungselektronikeinheit gehörenden
elektronischen Bauteile nicht direkt von der Verbrennungsluft umströmt werden.
Stattdessen tritt ausschließlich der Luftkühler, der einen mit Rippen versehenen
Kühlkörper aufweisen kann, mit dem Luftstrom in Kontakt.
Eine definierte Umströmungsgeschwindigkeit wird erreicht, wenn die
Leistungselektronikeinheit und/oder der Luftkühler zumindest teilweise innerhalb des
Luftkanals angeordnet sind. Ebenso möglich ist es jedoch, die
Leistungselektronikeinheit und/oder den Luftkühler in dem Luftstrom außerhalb des
Luftkanals, beispielsweise im Bereich einer Ansaugöffnung anzuordnen.
Besondere Vorteile ergeben sich, wenn der Luftkanalkanal mit einem Luftfilter
verbunden ist und die Leistungselektronikeinheit im Bereich des Luftkanals, zwischen
dem Luftfilter und dem Verbrennungsmotor angeordnet ist. Bei dieser Anordnung wird
die zur Kühlung verwendete Luft vorher durch den Luftfilter, der bei jedem
Verbrennungsmotor ohnehin vorhanden ist, gereinigt. Ein Festsetzen von Staub an den
Rippen des Kühlkörpers kann dadurch praktisch ausgeschlossen werden; eine
regelmäßige Reinigung des Luftkühlers kann somit entfallen.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in den
schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Die Figur zeigt in Draufsicht einen Gabelstapler mit einer im Frontbereich
angeordneten Hubvorrichtung 1 für Lasten und einem im Heckbereich angeordneten
Gegengewicht 2. Zwischen zwei Vorderrädern 3 des Gabelstaplers befindet sich eine
Antriebsachse 4 mit einem integrierten, elektrischen Antriebsmotor 5. Der
Antriebsmotor 5 wird über eine elektrische Leitung 6 von einer
Leistungselektronikeinheit 7 angesteuert und mit elektrischer Energie versorgt. Die
Leistungselektronikeinheit 8 wiederum ist über eine elektrische Leitung 8 mit einem
Generator 9 verbunden.
Ein Verbrennungsmotor 10, dessen Kurbelwelle den Generator 9 direkt antreibt, saugt
über einen Luftfilter 11 und einen Luftkanal 12 Umgebungsluft an. Die Kühlung des
Verbrennungsmotors 10 erfolgt mittels eines im Bereich des Gegengewichts 2
angeordneten Wasserkühlers 13, der mit dem Verbrennungsmotor über
Kühlwasserleitungen 14 verbunden ist.
Erfindungsgemäß ist die Leistungselektronikeinheit 7 derart im Bereich des Luftkanals
12 angeordnet, dass die Abwärme der Leistungselektronikeinheit 7 an die den
Luftkanal 12 durchströmende Verbrennungsluft abgegeben wird. Im vorliegenden
Ausführungsbeispiel ist die Leistungselektronikeinheit 7 mit einem als Kühlkörper
ausgebildeten Luftkühler 15 verbunden, der in das Innere des Luftkanals 12 ragt. Im
Sinne der Erfindung wäre es ebenfalls möglich, die Leistungselektronikeinheit 7
vollständig innerhalb des Luftkanals 12 anzuordnen. Bei entsprechender Ausführung
der Wände des Luftkanals 12 wäre es gleichermaßen möglich, die
Leistungselektronikeinheit 7 und gegebenenfalls einen Luftkühler 15 vollständig außen
am Luftkanal 12 anzuordnen, wenn ein ausreichender Wärmeübergang durch die
Wände des Luftkanals 12 sichergestellt ist.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Leistungselektronikeinheit 7 kann auf
eine separate Belüftungsvorrichtung zum Kühlen der Leistungselektronikeinheit 7
verzichtet werden. Stattdessen wird der Ansaugluftstrom des Verbrennungsmotors 10
zum Kühlen ausgenutzt. Der im Luftstrom vor der Leistungselektronikeinheit 7
angeordnete Luftfilter 11 des Verbrennungsmotors verhindert ein Verschmutzen der
Kühlflächen der Leistungselektronikeinheit 7, welche sonst zu einer Einschränkung der
Kühlleistung führen und ein regelmäßiges Reinigen erfordern würde.
Claims (4)
1. Antriebsanordnung für ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor (10) und einer
luftgekühlten Leistungselektronikeinheit (7), wobei der Verbrennungsmotor (10)
einen Luftkanal (12) für aus der Umgebung angesaugte Verbrennungsluft aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungselektronikeinheit (7) derart im
Bereich des Luftkanals (12) angeordnet ist, dass die Leistungselektronikeinheit (7)
durch die strömende Verbrennungsluft gekühlt wird.
2. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Leistungselektronikeinheit (7) mit einem vorzugsweise geschlossenen Luftkühler
(15) verbunden ist.
3. Antriebsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Leistungselektronikeinheit (7) und/oder der Luftkühler (15) zumindest teilweise
innerhalb des Luftkanals (12) angeordnet sind.
4. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
dass der Luftkanalkanal (12) mit einem Luftfilter (11) verbunden ist und die
Leistungselektronikeinheit (7) im Bereich des Luftkanals (12) zwischen dem
Luftfilter (11) und dem Verbrennungsmotor (10) angeordnet ist.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE2000123412 DE10023412A1 (de) | 2000-05-12 | 2000-05-12 | Antriebsanordnung für ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einer Leistungselektronikeinheit |
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| DE (1) | DE10023412A1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10257283A1 (de) * | 2002-12-07 | 2004-06-24 | Mann + Hummel Gmbh | Bussystem für ein Kraftfahrzeug |
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| EP0222987B1 (de) * | 1985-11-02 | 1990-09-12 | VDO Adolf Schindling AG | Anordnung mit einem Luftmassenmesser für eine Brennkraftmaschine |
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2000
- 2000-05-12 DE DE2000123412 patent/DE10023412A1/de active Pending
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