DE3442350C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Wärmeaustauschsystem für die Heizung eines Straßenfahrzeuges mit Elektroantrieb, wobei zur Steuerung des Fahrmotors Leistungshalbleiter eingesetzt werden, die beim Fahrbetrieb Wärme abgeben.

Es ist bekannt, bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen zum Zweck der Heizung von Innenräumen den elektrischen Strom direkt in Wärme umzuwandeln.

Dabei ergibt sich zwar ein sehr guter Wirkungsgrad, jedoch muß die zur Heizung benötigte Energie auch in ausreichender Menge zur Verfügung stehen. Diese Voraussetzung ist aber nur gegeben, wenn der elektrische Strom dem Fahrzeug ständig über Fahrdrähte oder Stromschienen zugeführt wird. Derartige Fahrzeuge sind aber nicht überall betreibbar, sondern nur auf besonders dafür eingerichteten Straßen (O-Bus) oder Schienenstrecken (Bahn).

Für leitungsunabhängige Fahrzeuge mit Elektroantrieb muß die für Heizung benötigte Energie in Form zusätzlicher Batteriekapazität im Fahrzeug selbst installiert werden. Dadurch werden zusätzliche Kosten und ein erhöhtes Fahrzeug­ gewicht verursacht, wodurch auch eine größere Motorleistung erforderlich werden kann.

Aus der DE-AS 24 51 221 ist eine Luftheizung für ein Elektrofahrzeug bekannt. Diese Luftheizung besteht im wesentlichen aus einem Luftkanal, wobei die Akku­ mulatoren, eine Fremdwärmequelle und ein Gebläse, so angeordnet sind, daß ein Innenraum erwärmt werden kann. Dabei werden von der Wärmequelle aus zunächst die Akkumulatoren sowie die Regeleinrichtung und der Elektromotor erwärmt, wenn das Fahrzeug seinen Be­ trieb aufnimmt.

Im Betrieb wird dann zunächst ausschließlich die Wärmeabgabe der Akkumulatoren ausgenutzt. Da diese Wärmeabgabe nicht immer ausreicht, besteht die Mög­ lichkeit, auch die Regeleinrichtung und den Elektro­ motor in den Luftstrom mit einzubeziehen. Hierzu sind besondere Umschalteinrichtungen notwendig. Die Akkumulatoren können zusätzlich mit einem ört­ lichen Flüssigkeitskreislauf ausgestattet sein, der jedoch keinen unmittelbaren Einfluß auf den zu hei­ zenden Innenraum hat, sondern nur über den Luftkanal mit diesem in Verbindung steht.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Wärme­ austauschsystem für die Heizung eines Straßenfahr­ zeuges mit Elektroantrieb vorzustellen, das insbeson­ dere bei batteriebetriebenen Fahrzeugen einsetzbar ist, wobei mit einem einfachen Wärmeaustauschsystem eine ausreichende Wirkung erzielt wird, ohne daß zu­ sätzliche Wärmequellen erforderlich sind und Umschalt­ einrichtungen notwendig sind, und wobei keine Erhöhung der Batteriekapazität zum Betreiben von Wärmekapazität erforderlich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Damit wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß die an den sich schnell erhitzenden Leistungshalbleitern, die zur Steuerung des Fahrmotors eingesetzt sind, entstehen­ de Wärme zu Heizzwecken genutzt werden kann, wobei gleich­ zeitig die besagten Leistungshalbleiter gekühlt werden. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unter­ ansprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1a Seitenansicht des Kühlkörpers mit elektrischen Anschlüssen und Schlauchstutzen,

Fig. 1b Draufsicht Dioden-Thyristor­ block mit Kühlkörpern und Ver­ schraubung,

Fig. 2 das gesamte Wärmeaustauschsystem im Prinzip,

Fig. 3 Prinzipschaltung der wärmeabge­ benden Leistungshalbleiter.

Da durch den Thyristor Th und die Diode D1 ein hoher Strom fließt und dabei ein entsprechender Spannungsab­ fall entsteht, tritt an den beiden Halbleitern Th und D1 eine Verlustwärme auf. Das gleiche gilt auch für die Freilaufdiode D2 (siehe hierzu Prinzipschaltung Fig. 3). Die durch Verlustleistung erwärmte Flüssigkeit wird durch den Kühler über Schläuche in die Heizung des Fahrraumes gepumpt (siehe hierzu Fig. 2).

Claims (3)

1. Wärmeaustauschsystem für die Heizung eines Straßen­ fahrzeuges mit Elektroantrieb, wobei zur Steuerung des Fahrmotors Leistungshalbleiter eingesetzt werden, die beim Fahrbetrieb Wärme abgeben, dadurch gekennzeichnet, daß ein Leistungshalbleiter (D, Th) mit Vorrichtungen zur Flüssigkeitskühlung eingesetzt werden, deren Kühlan­ schlüsse (K) über ein geschlossenes Leitungssystem mit einer Pumpe (P) und einer Wärme an den Innenraum ab­ gebenden Heizungsanlage (H) verbunden sind, und das gesamte System mit einer isolierenden Flüssigkeit, vorzugsweise Transformatorenöl gefüllt ist, die durch die Pumpe (P) umgewälzt wird, wobei die Wärme von den Leistungshalbleitern (D, Th) über die Kühl­ körper abgeführt und der Heizungsanlage (H) zugeführt wird.

2. Wärmeaustauschsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausgleichsbehälter (AB) vorgesehen ist, der ebenfalls zu kühlende kleinere Leistungshalbleiter enthalten kann.

3. Wärmeaustauschsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlanschlüsse (K) mehrere Leistungshalbleiter (D, Th) in Reihe geschaltet miteinander verbunden sind.