AT510336A1

AT510336A1 - Elektrofahrzeug und reichweitenvergrösserungseinrichtung

Info

Publication number: AT510336A1
Application number: AT0144910A
Authority: AT
Inventors: Thomas Dipl Ing Pels
Original assignee: Avl List Gmbh
Priority date: 2010-08-30
Filing date: 2010-08-30
Publication date: 2012-03-15
Also published as: AT510336B1

Description

1 •· *»·· « • * · ♦

ELEKTROFAHRZEUG UND REICHWEITENVERGRÖßVERUNGSEINRJCHTUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kombination eines Elektrofahrzeugs und einer Reichweitenvergrößerungseinrichtung, sowie auf die Teile der Kombination, nämlich ein hierfür geeignetes Elektrofahrzeug und eine hierfür geeignete Reichweitenvergrößerungseinrichtung.

Die Reichweitenvergrößerungseinrichtung wird im Folgenden auch als „Range Extender“ bezeichnet.

Elektrofahrzeuge sind üblicherweise mit einem elektrischen Antriebsmotor sowie einer Batterie, mit der der Antriebmotor mit elektrischer Energie versorgt wird, ausgestattet. Dabei ist die Reichweite des Elektrofahrzeugs durch die Kapazität der Batterie begrenzt.

Hingegen haben Hybridfahrzeuge keine derartige Reichweitenbegrenzung, da sie mit ihrem Verbrennungsmotor - je nach Bauart - das Fahrzeug alternativ zum elektrischen Antriebsmotor direkt antreiben (sog. paralleler Hybridantrieb“) oder mittels eines zwischengeschalteten elektrischen Generators den elektrischen Antriebsmotor und/oder die Batterie nachladen können (sog. serieller Hybridantrieb“). Daneben gibt es Mischformen von parallelen und seriellen Hybridantrieben. Für den Verbrennungsmotor kann Brennstoff mit relativ großer Energiemenge bei verhältnismäßig geringem Gewicht und Volumen mitgeführt werden; außerdem ist eine Betankung schnell und ohne besondere Elektroanschlüsse möglich.

Es gibt aber auch Vorschläge, ein Elektrofahrzeug fallweise - z.B. wenn eine längere Fahrstrecke bewältigt werden soll - mit einem sog. Range Extender auszurüsten, der das Elektrofahrzeug gewissermaßen vorübergehend zu einem Hybridfahrzeug macht. So beschreibt beispielsweise die Druckschrift US 7,475,747 B2 ein von einem Elektromotor angetriebenes Fahrzeug mit Batterien, das durch einen Range Extender ergänzt werden kann. Der Range Extender weist einen Verbrennungsmotor und einen von diesem angetriebenen elektrischen Generator auf, und macht damit aus dem Elektrofahrzeug gewissermaßen ein Fahrzeug mit (seriellem) Hybridantrieb. Der Range Extender ist bei einer beschriebenen Variante am Heck des Fahrzeugs anbaubar, und hat bei einer anderen Variante die Form eines an das Elektrofahrzeug kuppelbaren Anhängers mit eigenem Fahrgestell.

Weitere Vorschläge, ein Elektrofahrzeug mit einem Range Extender auszurüsten, sind beispielsweise aus den Druckschriften DE 40 32 606 Al (Range Extender in Form eines rucksackartigen Aufsatzes) und DE 41 40 508 Al (Range Extender in Form eines Einschubs in eine 2 • ft • · ··«» ··φ * * * * · t · · ·· · · · · ν* ·

Schubfach der Karosserie) bekannt.

Die vorliegende Erfindung stellt eine andere Lösung hinsichtlich der Anbringung eines Range Extenders am Elektrofahrzeug bereit.

Gemäß Anspruch 1 ist die Erfindung auf das Gesamtsystem, gebildet durch Elektrofahrzeug und Reichweitenvergrößerungseinrichtung gerichtet. Das Elektrofahrzeug ist mit wenigstens einem elektrischen Antriebsmotor und einem elektrischen Energiespeicher, der elektrische Energie zum Antrieb des Elektrofahrzeugs speichern und bei Bedarf liefern kann, ausgerüstet. Das Elektrofahrzeug weist eine Kopplungsvorrichtung zum vorübergehenden Befestigen der Reichweitenvergrößerungseinrichtung an dem Elektrofahrzeug auf, wobei die Kopplungsvorrichtung eine lösbare mechanische Fixierung der Reichweitenvergrößerungseinrichtung am Elektrofahrzeug sowie deren stromübertragungsmäßige und steuerungsmäßige Ankopplung an das Elektrofahrzeug erlaubt. Die Reichweitenvergrößerungseinrichtung ist zur Erzeugung von elektrischer Energie aus einem Brennstoff ausgebildet. Sie weist zur Befestigung am Elektrofahrzeug eine zur Elektrofahrzeug-Kopplungsvorrichtung komplementäre Kopplungsvorrichtung auf, wobei die Reichweitenvergrößerungseinrichtung im angebauten Zustand vollständig vom Elektrofahrzeug getragen wird (also nicht etwa in einem Anhänger sitzt). Das Elektrofahrzeug und die Reichweitenvergrößerungscinrichtung wirken im Zustand mit angebauter Reichweitenvergrößerungseinrichtung so zusammen, dass von der Reichweitenvergrößerungseinrichtung aus dem Brennstoff erzeugte elektrische Energie über die Kopplungsvorrichtungen dem Elektrofahrzeug zum Zwecke des Antriebs und/oder Aufladung des Energiespeichers zur Verfügung gestellt wird und so die Reichweite des Elektrofahrzeugs vergrößert wird. Ein Teil der Elektrofahrzeug-Kopplungsvorrichtung wird durch einen Teil einer Anhängerkupplung am Elektrofahrzeug gebildet, wobei die Anhängerkupplung bei nicht-angebauter Reichweitenvergrößerungseinrichtung das Ankuppeln eines Anhängers an das Elektrofahrzeug ermöglicht. Die Kopplungsvorrichtung an der Reichweitenvergrößerungseinrichtung weist ein zu diesem Teil der Anhängerkupplung komplementäres Gegenstück auf. Die Reichweitenvergrößerungseinrichtung stützt sich im angebauten Zustand mit diesem Gegenstück auf der Elektrofahrzeug-Kopplungsvorrichtung ab.

Andere Aspekte der Erfindung (d.h. nebengeordnete Ansprüche) sind auf die entsprechend geeigneten Komponenten des Gesamtsystems gerichtet, nämlich einerseits auf ein Elektrofahrzeug mit Anhängerkupplung, das zum Anbau einer entsprechenden Reichweitenvergrößerungseinrichtung geeignet ist, und andererseits auf eine Reichweitenvergrößerungseinrich- 3

* * * *

tung, die zum Anbau an eine entsprechendes Elektrofahrzeug mit Anhängerkupplung geeignet ist.

Auch wenn besondere Anpassungen hinsichtlich der elektrischen Ankopplung und ggf. der mechanischen Fixierung der Reichweitenvergrößerungseinrichtung erforderlich sein mögen, so erlaubt die Verwendung der Anhängerkupplung als Teil der Kopplungsvorrichtung aufgrund der Verbreitung einheitlicher Bauformen von Anhängerkupplungen eine relativ flexible Nutzung der Reichweitenvergrößerungseinrichtung, insbesondere an verschiedenen Elektrofahrzeugen. Außerdem kann somit zumindest ein Teil der Kopplungsvorrichtung auch dann sinnvoll genutzt werden, wenn das Fahrzeug als reines Elektrofahrzeug (also ohne angebaute Reichweitenvergrößerungseinrichtung) läuft. Andererseits bestehen nicht die (z.B. fahrdynamischen) Nachteile eines Anhängerbetriebs, wie bei der Anhänger-Ausfuhrungsform der US 7,475,747 B2.

Bei manchen Ausgestaltungen umfasst die Elektrofahrzeug-Kopplungsvorrichtung ein Kupplungsstück der Anhängerkupplung, an dem bei nicht-angebauter Reichweitenvergrößerungseinrichtung der Anhänger unmittelbar ankuppelbar ist. Das Kupplungsstück ist so ausgebildet, dass es bei Anhängerbetrieb ein Schwenken der Deichsel des angekuppelten Anhängers gegenüber dem Elektrofahrzeug um wenigstens einen Schwenk-Freiheitsgrad (Hochach-se/vertikale Achse, Nickachse/Querachse oder Wankachse/Längsachse), vorzugsweise um zwei dieser oder alle drei Schwenk-Freiheitsgrade erlaubt.

Bei manchen dieser Ausgestaltungen ist die Anhängerkupplung kugelgelenkartig (also mit drei Schwenk-Freiheitsgraden) ausgefuhrt. Das Kupplungsstück weist beispielsweise einen Kugelkopf und das Gegenstück der Reichweitenvergrößerungseinrichtung eine dazu komplementäre Kugelpfanne auf Derartige Kugelkupplungen sind bei Personenkraftwagen üblich. Die Reichweitenvergrößerungseinrichtung benutzt somit die übliche Anhängerkupplung zum mechanischen Ankopplung an das Elektrofahrzeug.

Daneben sind aber auch Bolzenkupplungen für Anhänger verbreitet Entsprechend weisen bei anderen dieser Ausgestaltungen das Kupplungsstück wenigstens einen Kupplungsbolzen und das Gegenstück der Reichweitenvergrößerungseinrichtung wenigstens ein dazu komplementäres Kupplungsauge auf. Bei Lastwagenkupplungen ist der Kupplungsbolzen i.a. vertikal angeordnet; früher verbreitete einachsige Pkw-Kleinanhänger hatten hingegen einen oder zwei horizontale (quer orientierte) Kupplungsbolzen. Bei manchen Ausgestaltungen ist entsprechend der Kupplungsbolzen vertikal oder horizontal angeordnet. ·· ·· ♦ · ··»·* «» ♦*·*·* * · t * ······ «ff · « • ff ♦ * ·« ««·· « • · · ff · ff ff ff « *· ·· ·· ffff · »ff «· 4

Schließlich sind im Nutzfahrzeugbereich noch Hakenkupplungen verbreitet, in die eine Anhängerdeichsel mit ihrem Kupplungsauge eingehängt werden kann. Entsprechend weisen bei weiteren dieser Ausgestaltungen das Kupplungsstück wenigstens einen Kupplungshaken und das Gegenstück der Reichweitenvergrößerungseinrichtung wenigstens ein dazu komplementäres Kupplungsauge auf.

Wie oben erwähnt bildet die Anhängerkupplung ein Gelenk mit einem oder mehreren Freiheitsgraden, denn es ist gerade der Sinn und Zweck einer Anhängerkupplung, ein Verkippen und/oder Verdrehen des Anhängers gegenüber dem Zugfahrzeug zu erlauben. Um aber ein Verkippen oder Verdrehen der Reichweitenvergrößerungseinrichtung gegenüber dem Elektrofahrzeug auf der Anhängerkupplung zu verhindern, ist bei manchen Ausgestaltungen eine Fixiereinrichtung an der Kopplungsvorrichtung der Reichweitenvergrößerungseinrichtung vorgesehen. Diese dient der lösbaren Festlegung der Reichweitenvergrößerungseinrichtung am Elektrofahrzeug, beseitigt also die im Prinzip beim Anbau an die Anhängerkupplung gegebene Schwenkbarkeit der Reichweitenvergrößerungseinrichtung gegenüber dem Elektrofahrzeug.

Die Festlegung erfolgt bei manchen Ausgestaltungen durch Formschluss, bei anderen durch Reibschluss. Möglich ist auch die kombinierte Wirkung von Form- und Reibschluss. Formschluss kann konkret beispielsweise die Abstützung der Reichweitenvergrößerungsvorrichtung an der Karosserie des Elektrofahrzeugs oder an der Anhängekupplung selbst, z.B. mit einem verrastenden Abstützgestänge realisiert sein. Reibschluss kann mit Hilfe einer Klemmvorrichtung realisiert sein, die die Gelenkbeweglichkeit im genannten Gelenk, z.B. dem Kugelkopf oder Kupplungsbolzen, durch Reibung verhindert.

Daneben gibt es noch eine spezielle Bauart von Anhängerkupplungen, nämlich solche mit abnehmbaren Kupplungsstück, d.h, bei einer Kugelkupplung zum Beispiel mit abnehmbaren Kugelkopf. Die Abnehmbarkeit des Kugelkopfes dient bekanntlich dazu, bei Betrieb ohne Anhänger die Verletzungs- und Verschmutzungsgefahr durch die dann nicht benötigte Anhängerkupplung zu verringern. Die vorliegende Erfindung soll auch denjenigen Fall umfassen, bei dem die Reichweitenvergrößerungseinrichtung an den nicht abnehmbaren Rest der Anhängerkupplung (also beispielsweise den Kupplungsrahmen samt Aufnahme für den abnehmbaren Kupplungskopf) angekoppelt wird. Der im Anspruch 1 genannte „Teil der Anhängerkupplung“, an den die Reichweitenvergrößerungseinrichtung angekoppelt wird, ist also ggf. auch im Sinne des nicht abnehmbaren Rests der Anhängerkupplung zu verstehen, In der Sprache der Patentansprüche sind solche Anhängerkupplungen dadurch charakterisiert, dass ihr Kupplungsstück 5 *+ ·· I» ·Μ· · ·ι ·*♦♦*· * ι « φ ·····♦ Φ * · Φ « f ♦ « · · * ·*«« # • ♦ · « · · * φ « ·· *♦ ·* ·Φ # Φ φ » * „abnehmbar“ ist; der nicht abnehmbare Rest der Anhängerkupplung wird „Befestigungsvorrichtung für das abnehmbare Kupplungsstück“ genannt. Bei den betreffenden Ausgestaltungen wird also ein Teil der Elektrofahrzeug-Kopplungsvorrichtung durch eine Befestigungsvorrichtung für das abnehmbare Kupplungsstück der Anhängerkupplung gebildet. Das Gegenstück der Reichweitenvergrößerungseinrichtung ist komplementär zu dieser Befestigungsvorrichtung ausgebildet. Das Kupplungsstück (z.B. der Kugelkopf) ist dazu bestimmt, bei Anhängerbetrieb, also bei nicht-angebauter Reichweitenvergrößerungseinrichtung, mittels der Befestigungsvorrichtung an der Anhängerkupplung befestigt zu sein; der Anhänger wird unmittelbar an das Kupplungsstück (z.B, den Kugelkopf) gekuppelt. Hingegen ist zum Anbau der Reichweitenvergrößerungseinrichtung das Kupplungsstück (z.B. der Kugelkopf) von der Befestigungsvorrichtung abzunehmen. Die Reichweitenvergrößerungseinrichtung stützt sich dann mit dem Gegenstück auf der Befestigungsvorrichtung (also z,B. einem Aufnahmestutzen für den Kugelkopf) ab.

Oben wurde bereits der Aspekt eines möglichen Verkippens oder Verdrehens der Reichweitenvergrößerungseinrichtung gegenüber dem Elektrofahrzeug angesprochen. Um dies zu verhindern, weist bei manchen Ausgestaltungen die Kopplungsvorrichtung des Elektrofahrzeugs und/oder der Reichweitenvergrößerungseinrichtung zusätzlich zur Anhängerkupplung bzw. dem komplementären Gegenstück wenigstens ein Befestigungselement auf, das eine Befestigung der Reichweitenvergrößerungseinrichtung am Elektrofahrzeug in wenigstens einem von der Anhängerkupplung beabstandeten Punkt erlaubt. Das Befestigungselement kann z.B. Teil eines Verriegelungsmechanismus sein, der in einem Verriegelungspunkt an der Karosserie eingreift und sich dort auch abstützt. Es kann auch eine Abstützstrebe o.ä. umfassen. Denkbar ist auch eine Gurtbefestigung, wobei der Gurt am Elektrofahrzeug eingehakt wird. Es können auch mehrere, z.B. zw'ei derartige Befestigungselemente vorgesehen sein, die am Elektrofahrzeug beispielsweise zur linken und rechten Fahrzeugsseite hin angreifen.

Beim Anbau der Reichweitenvergrößerungseinrichtung geht es nicht nur um die mechanische Ankopplung. Vielmehr ist auch die von Reichweitenvergrößerungseinrichtung erzeugte elektrische Leistung zum Elektrofahrzeug zu übertragen. Außerdem sind Steuer- und sonstige Kommunikationssignale zwischen Elektrofahrzeug und Reichweitenvergrößerungseinrichtung zu übertragen. Bei manchen Ausgestaltungen ist für die Übertragung der Leistung und/oder der Signale eine lösbare elektrische Kontakteinrichtung vorgesehen, beispielsweise in Form eines Steckers und dazu passender Buchse. Hiermit ist die Reichweitenvergrößerungseinrichtung 6 6 • * ·· *·«· · ·» «*♦»·« φ η « # «««♦*· * « · | » · · ·««· » · · « ♦ · · ♦ · · I · · ·* · · *i * * · »·«· auch ström übertragungsmäßig und/oder steuerungsmäßig an das Elektrofahrzeug ankoppelbar.

Hinsichtlich der Art und Weise der Stromerzeugung aus Brennstoff sind verschiedene Varianten möglich. Bei manchen Ausgestaltungen wird der Brennstoff thermisch in mechanische Energie umgesetzt (z.B. mit einem Verbrennungsmotor); durch anschließende mechano-elektrische Energiewandlung (z.B. mit einem vom Verbrennungsmotor antreibbaren elektrischen Generator) wird diese in die benötigte elektrische Energie ungesetzt. Dabei ist der Verbrennungsmotor als Hubkolbenmotor ausgebildet, bei alternativen Ausgestaltungen hingegen als Drehkolbenmotor, insbesondere als Wankel-Motor. Bei einer anderen Variante erfolgt die Umsetzung der im Brennstoff enthaltenen Energie in elektrische Energie hingegen direkt mit einer Brennstoffzelle.

Bei dem oder den elektrischen Antriebsmotoren des Elektrofahrzeugs handelt es sich beispielsweise um Synchron- oder Asynchronmaschinen, und zwar vorzugsweise einer schleiferlosen Bauart. Zu deren Versorgung ist das Elektrofahrzeug beispielsweise mit einem Wechselrichter ausgerüstet, der z.B. durch sinusbewertete Pulsweitenmodulation den von dem elektrischen Energiespeicher gelieferten Gleichstrom in mehrphasigen (z.B. dreiphasigen) Wechselstrom mit der je nach Fahrsituation benötigten Frequenz und Amplitude umsetzt. Da die elektrischen Antriebsmotoren zum Zwecke der Bremsenergierückspeisung in den Energiespeicher i.a. auch in der Lage sind, generatorisch zu arbeiten, und zudem das Elektrofahrzeug auch rückwärts fahren können soll, ist der Wechselrichter für Drei- oder Vier-Quadrantenbetrieb ausgebildet.

Eine entsprechende Umsetzung, nur in umgekehrter Richtung, findet hinsichtlich des von der Re ich weiten Vergrößerung erzeugten Stroms bei Ausgestaltungen mit generatorischer Stromerzeugung statt. Bei dem oder den elektrischen Generator handelt es sich bei manchen Ausgestaltungen um eine Synchron- oder Asynchronmaschine, und zwar wiederum vorzugsweise einer schleiferlosen Bauart. Der vom Generator erzeugte (z.B. wiederum mehrphasige bzw. dreiphasige) Wechselstrom wird von einem Wandler in Gleichstrom umgesetzt, und so dem Elektrofahrzeug zugeführt. Bei Verwendung eines Synchrongenerators kann hierfür ein spannungsgesteuerter Gleichrichter ausreichen. Bei einem Asynchrongenerator ist der Wandler hingegen ebenfalls als aktiv gesteuerter Umrichter ausgeführt, der die zur Felderzeugung nötige Spannung mit der je nach Betriebssituation benötigten Frequenz und Amplitude liefert.

Bei manchen Ausgestaltungen fungiert der Generator der Reichweitenvergrößerung auch als Starter für den mit dem Generator gekoppelten Verbrennungsmotor. Hierfür kann der Gene- 7 7

• » rator auch motorisch betrieben werden. Der generatorseitige Wandler ist in diesem Fall zumindest für Zwei-Quadrantenbetrieb eingerichtet.

Bei manchen Ausgestaltungen ist der generatorseitige Wandler samt zugehörigem Wandler-Steuergerät (z.B. zur Erzeugung der Schaltsignale für Pulsweitenmodulation) nicht etwa im Elektrofahrzeug, sondern in der Reichweitenvergrößerungseinrichtung selbst angeordnet. Die Reichweitcnvergrößerungseinrichtung ist hiermit steuerungsmäßig nahezu autark, und benötigt nur wenige Schnittstellensignale vom Elektrofahrzeug, die ihr beispielsweise nur vorgeben, welche Stromstärke und/oder welche (Gleich-)Spannung sie zu einem gegebenen Zeitpunkt liefern soll. Das Elektrofahrzeug braucht also nichts davon zu „wissen“, auf welche technische Weise die Reichweitenvergrößerungseinrichtung Strom erzeugt. Das Elektrofahrzeug und die Reichweitenvergrößerungseinrichtung sind somit steuerungsmäßig weitgehend entkoppelt. Hiermit ist zwar ein gewisser Aufwand verbunden, da zwei selbstständige Wandler mit jeweils eigenem Steuergerät vorzusehen sind. Andererseits erleichtert diese Anordnung die Tauschbarkeit von Reichweitenvergrößerungseinrichtungen, da die Schnittstelle zwischen Elektrofahrzeug und Reichweitenvergrößerungseinrichtungen funktionell relativ einfach ist.

Insgesamt bilden der motorseitige Wechselrichter und der generatorseitige Wandler bzw. Gleichrichter bei manchen Ausgestaltungen einen verteilten Gleichspannungszwischen-kreis-Umrichter. Die beiden Teilwandler sind verteilt angeordnet, einer befindet sich im Elektrofahrzeug, der andere in der Reichweitenvergrößerungseinrichtung, jeweils samt dem zugehörigen Steuergerät. Der Gleichspannungszwischenkreis erstreckt sich über die Kopplungsvorrichtung zwischen Elektrofahrzeug und Reichweitenvergrößerungseinrichtung. Der elektrische Energiespeicher des Elektrofahrzeugs kann an den Gleichspannungszwischenkreis angekoppelt sein, z.B. liegt er entweder direkt im Gleichspannungszwischenkreis, oder ist er mit diesem über einen Gleichspannungs-Gleichspanmmgs-Wandler gekoppelt.

Die angefügte Zeichnung veranschaulicht nun beispielhafte Ausführungsformen. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Elektrofahrzeugs mit Kugelkupplung und zusätzlicher Abstützung des Range Extenders am Elektrofahrzeug;

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels mit Fixierung dem Range Extender an der Anhängerkupplung selbst;

Fig. 3 einen vergrößert dargestellten Ausschnitt des Bereichs der Anhängerkupplung von 8 • * ·· ·* * « i »| 8 • * ·· ·* * « i »

• · · ι » • »II · *·· «··· Λ • 9 » · *· ·· · ··+·

Fig. 2;

Fig. 4 eine Ansicht entsprechend Fig. 3, jedoch von einer Ausführungsform mit Bolzenkupplung mit vertikalem Kupplungsbolzen;

Fig. 5 eine Ansicht entsprechend Fig. 3, jedoch von einer Ausführungsform mit Bolzenkupplung mit horizontalem Kupplungsbolzen;

Fig. 6 eine Ansicht entsprechend Fig. 3, jedoch von einer Ausführungsform mit Hakenkupplung;

Fig. 7 eine Ansicht entsprechend Fig. 3, jedoch von einer Ausführungsform mit abnehmbarem Kupplungsstück;

Fig. 8 eine schematische Darstellung des Range Extenders mit Verbrennungsmotor; und

Fig. 9 eine entsprechend Fig. 8, jedoch von einer Ausführungsform mit Brennstoffzelle.

Ein Elektrofahrzeugs 1 gemäß Fig. I weist einen im Heckbereich befestigten Range Extender 2 auf. Es ist mit einem elektrischen Antriebsmotor 3 ausgerüstet, der die Fahrzeugräder 4 antreibt. Ein elektrischer Energiespeicher in Form einer Batterie 5 speichert die für den elektrischen Betrieb des Elektrofahrzeugs 1 erforderliche Energie und ist leistungsmäßig so dimensioniert, dass er die zum Antrieb des elektrischen Antriebsmotor 3 nötige Höchstleistung abgeben und entsprechend die bei Bremsenergierekuperations-Betrieb anfallende maximale elektrische Bremsleistung aufnehmen kann. Er ist hierzu über einen Wechselrichter 5a mit dem elektrischen Antriebsmotor 3 gekoppelt. Dieser wandelt bei Motorbetrieb den der Batterie 5 entnommenen Gleichstrom in dreiphasigen Wechselstrom mit der für den Betrieb des Antriebsmotors 3 jeweils benötigten Amplitude und Frequenz um. Bei Generatorbetrieb wandelt er - umgekehrt - den dann vom Antriebsmotor 3 gelieferten dreiphasigen Wechselstrom in Gleichstrom um zur Einspeicherung in die Batterie 5 um. Ohne Range Extender 2 ist also die Reichweite des Elektrofahrzeugs 1 durch die Kapazität der Batterie 5 begrenzt. Diese ist nach Entladung nur in üblicher Weise durch Anschluss an eine externen Stromquelle wieder aufladbar.

Der Range Extender 2 ist vorübergehend am Elektrofahrzeug 1 montierbar, und ist bei Wegfall des Bedarfs wieder von diesem abnehmbar. Die Kopplung des Range Extenders 2 am Fahrzeug 1 schließt dessen mechanische Befestigung am Elektrofahrzeug 1 sowie eine stromübertragungsmäßige und steuerungsmäßige Ankopplung ein. Der Range Extender 2 wird vollständig vom Elektrofahrzeug 1 getragen, ist dabei jedoch (nahezu oder vollständig) außerhalb einer Karosserie des Elektrofahrzeugs 1 angeordnet. Somit wird für den Betrieb des Range Ex- 9 • · »«*· « ·* tcnders 2 kein Innenraumvolumen, etwa ein Teil eines Kofferraums, des Elektrofahrzeugs 1 benötigt, sodass dessen Nutzung nicht beeinträchtigt wird. Auch kann das Elektrofahrzeug 1 entsprechend kompakt konstruiert sein, da kein Platz innerhalb der Karosserie für den Range Extender 2 vorgesehen werden braucht.

Die Kopplung des Elektrofahrzeugs 1 mit dem Range Extender 2 wird durch zwei zueinander komplementäre Kopplungsvorrichtungen am Elektrofahrzeugs 1 bzw. am Range Extenders 2 vermittelt: Seitens des Elektrofahrzeugs 1 weist die Kopplungsvorrichtung einerseits das Kupplungsstück 7 einer Anhängerkupplung 6 auf, bei dem es sich hier um den Kugelkopf 17 einer Kugelkupplung handelt. Anderseits weist die Kopplungsvorrichtung des Elektrofahrzeugs 1 in mittlerer Höhe am Fahrzeugheck 13 an beiden Fahrzeugseiten Befestigungspunkte 15 auf. Zur Ankopplung der elektrischen Kraftstromleitung sowie der Signalleiter ist zudem eine mehrpolige elektrische Verbindungsbuchse 9 für Leistungsübertragung und einen Datenbus vorgesehen. Angesichts der gegenüber einem Anhängeranschluss unterschiedlichen elektrischen Funktionen handelt es sich bei der Verbindungsbuchse 9 nicht um die übliche Anhängerkupplungssteckdose, sondern um eine gesonderte, dem Anschluss des Range Extenders 2 vorbehaltene Spezialdose.

Seitens des Range Extenders 2 weist die Kopplungsvorrichtung ein zum Kupplungsstück 7, d.h. zum Kugelkopf 17 komplementäres Gegenstück 8 auf, bei dem es sich um eine Kugelpfanne 19 handelt. Außerdem gehören zwei Stützstreben 14 zur Range-Extender-Kopplungsvorrichtung, die einerseits am Range Extenders 2 angeordnet und andererseits an den Befestigungspunkten 15 befestigbar sind. Außerdem gehören zur Range-Extender-Kopplungsvorrichtung ein Anschlusskabel 10 mit einem zur Verbindungsbuchse 9 komplementären Verbindungsstecker 11.

Die Stützstreben 14 und die Anschlusspunkte 15 bilden eine Fixiereinrichtung 16 für den im Prinzip schwenkbar auf der Anhängerkupplung 6 sitzenden Range Extender 2. Die Last des Range Extenders 2 stützt sich größtenteils auf dem Kugelkopf 18 ab. Die Stützstreben 14 und Anschlusspunkte 15 brauchen demgegenüber nur relativ geringe Kräfte aufzunehmen, nämlich nur diejenigen, die ein Verkippen oder Verdrehen des - bei Stillstand näherungsweise im labilen Gleichgewicht auf dem Kugelkopf 18 ruhenden - Range Extenders 2 verhindern. Aufgrund der im Fährbetrieb auftretenden Beschleunigungen kommt es bei Fahrt zu größeren Kippkräften, die die Fixiereinrichtung jedoch aufzunehmen im Stande ist.

Bei nicht-angebautem Range Extender 2 kann ein üblicher Anhänger (z.B. mit Kugel- 10 10 * » •♦ *··» # ······ · t · φ ····· ··· · * · * · ·»· « M«l · * * * ♦ * · | ♦ · ·* · · ♦ ♦ * · · kupplung) an das Kupplungsstück 7 der Anhängerkupplung 6 angekuppelt werden, um einen Anhängerbetrieb des Elektrofahrzeugs 1 zu ermöglichen.

Eine andere Ausführungsform gemäß Fig, 2 unterscheidet sich nur hinsichtlich der Fixiereinrichtung von derjenigen der Fig. 1. Hier ist der Range Extender 2 mittels einer Fixiereinrichtung 17, die in der Fig, 3 näher erläutert wird, an dem Kupplungsstück 7, z.B. in Form des Kugelkopfs 18 starr befestigt, sodass ein Verkippen oder ein Verdrehen des Range Extenders 2 gegenüber dem Elektrofahrzeug 1 verhindert wird. Die Fixiereinrichtung 17 beseitigt die Gelenkbeweglichkeit, wie sie üblicherweise bei Anhängerbetrieb zwischen dem Kupplungsstück 7 und einer Deichsel des Anhängers beabsichtigt ist, am Gelenk selbst, indem sie das Kupplungsstück 7 (z.B. den Kugelkopf 18) gegenüber dem dazu komplementären Gegenstück 8 des Range Extenders 2 (z.B. der Kugelpfanne 19) blockiert. Somit kann auf entfernt von der Anhängerkupplung 6 angeordnete Anschlusspunkte 15 und Stützstreben 14 verzichtet werden.

Die Fig. 3 zeigt einen vergrößert dargestellten Ausschnitt des Bereichs der Anhängerkupplung 6 gemäß der Fig. 2. Das Gegenstück 8 des Range Extenders 2 ist im Bereich der Kugelpfanne 19 mit der Fixiereinrichtung 17 ausgestattet, die hier die Form eines Klemmbackens 20 hat. Im geklemmten Zustand drückt dieser auf den Kugelkopf, und beseitigt so durch Reib-schluss die Gelenkbeweglichkeit (ggf. ist der Kugelkopf vor der Montage zwecks Reibwerterhöhung zu entfetten). Fig. 3 veranschaulicht zugleich eine andere Variante, bei der 20 einen Arretierungsnocken darstellt, der im arretierten Zustand in eine komplementäre Ausnehmung im Kupplungsstück 7, z. B. im Kugelkopf 18 eingreift, Er beseitigt so durch Formschluss die Gelenkbeweglichkeit. Bei beiden Varianten kann der Range Extender 2 ergänzend durch entfernt von der Anhängerkupplung 6 angeordnete Anschlusspunkte 15 und Stützstreben 14 abgestützt werden.

Bei einer anderen Ausführungsform gemäß Fig. 4 ist die Anhängerkupplung 6 statt mit einem Kugelkopf mit einem vertikalen Kupplungsbolzen 21 ausgestattet. Der Kupplungsbolzen 21 ist dazu bestimmt, bei Anhängerbetrieb durch ein komplementäres Kupplungsauge einer Anhängerdeichsel geführt zu werden. Dementsprechend ist auch das komplementäre Gegenstück 8 des der Range Extenders 2 mit einem Kupplungsauge ausgebildet. Der Range Extender 2 stützt sich auf der Anhängerkupplung 6 ab und wird mittels des Kupplungsbolzens 21 an der Anhängerkupplung 6 gesichert. Gegen die verbleibende Gelenkbeweglichkeit wird der Range Extender 2 wiederum durch eine Fixiereinrichtung 16, 17 festgelegt, bei der es sich beispielsweise um die Stützstreben 14 und die Anschlusspunkte 15 gemäß Fig. 1 handeln kann, Altema- 11 4 * « · « · « • · · »*· tiv kann die Fixiereinrichtung an der Anhängerkupplung 6 selbst angreifen, z,B, in Form von Stützarmen 22 am Gegenstück 8, wobei sich beidseitig des Kupplungsbolzens 21 jeweils ein Stützarm 22 gegen die Anhängerkupplung 6 abstützt. In beiden Fällen handelt es sich um eine Fixierung durch Formschluss.

Bei einer weiteren Ausführungsform gemäß Fig. 5 ist die Anhängerkupplung 6 ebenfalls mit einem Kupplungsbolzen ausgerüstet, der jedoch im Unterschied zu Fig. 4 horizontal quer zur Fahrzeuglängsachse orientiert ist und mit „22“ bezeichnet ist. Es handelt sich hier um einen Kupplungstyp, der keine Verdrehung um die Längsachse zulässt und demgemäß hauptsächlich für Kurz-Anhänger oder Einachsanhänger geeignet ist. Dementsprechend hat auch das Gegenstück 8 am Range Extender 2 ein gegenüber Fig. 4 um 90° gedreht angeordnetes Kupplungsauge. Gegen die verbleibende Gelenkbeweglichkeit wird der Range Extender 2 wiederum durch eine Fixiereinrichtung 16, 17 festgelegt, bei der es sich beispielsweise um die Stützstreben 14 und die Anschlusspunkte 15 gemäß Fig. 1 handeln kann. Alternativ kann die Fixiereinrichtung an der Anhängerkupplung 6 selbst angreifen, z.B. in Form von Stützarmen 22 am Gegenstück 8, wobei sich beidseitig des Kupplungsbolzens 21 jeweils ein Stützarm 22 gegen die Anhängerkupplung 6 abstützt. In beiden Fällen handelt es sich um eine Fixierung durch Formschluss.

Bei einer noch weiteren Ausfuhrungsform gemäß Fig. 6 ist die Anhängerkupplung 6 statt mit einem vertikalen Kupplungsbolzen mit einem Kupplungshaken 31 ausgestattet. Dementsprechend ist das Gegenstück 8 des Range Extenders 2 mit einem zum Kupplungshaken 31 komplementären Kupplungsauge ausgestattet, sodass es an diesem eingehakt und somit auf der Anhängerkupplung 6 abgestützt werden kann. Dabei kann das Gegenstück 8 durch eine Verriegelung 32 nach Art eines Karabinerhakens an der Anhängerkupplung 6 vor unbeabsichtigtem Lösen gesichert werden. Gegen die verbleibende Gelenkbeweglichkeit wird der Range Extender 2 wiederum durch eine Fixiereinrichtung 16 festgelegt, bei der es sich beispielsweise um die Stützstreben 14 und die Anschlusspunkte 15 gemäß Fig. 1 handeln kann.

Die weitere Ausfuhrungsform der Fig. 7 betrifft schließlich den Fall einer Anhängerkupplung 6 mit abnehmbarem Kupplungsstück 7, beispielsweise einer Kugelkupplung mit abnehmbarem Kugelkopf. Für Anhängerbetrieb lässt sich das Kupplungsstück 7 an einer Befestigungsvorrichtung, hier einer Halterung 24 befestigen, zum Beispiel mittels Schrauben 25. Anders als bei den Ausfuhrungsformen der Fig. 1-6 ist das Gegenstück 8 des Range Extenders 2 nicht komplementär zum Kupplungsstück 7 ausgebildet, sondern komplementär zur Halterung 24. Der Range Extender 24 wird also anstatt des Kupplungsstücks 7 an der Anhängerkupplung 6 12 • * • · * · · «*»«·· ·« «« ·*♦*** · » · ·

• ► * * » · · **«·» I * * · · · · · · * ·* ** · «« * *»»t mittels der Schrauben 25 befestigt. Bei manchen Ausfuhrungsformen ist der Range Extender 2 mit dieser Befestigung bereits in alle Richtungen gegen Verkippen und Verdrehen gesichert. Eine Fixiereinrichtung kann daher entfallen. Alternativ können zur Abstützung zusätzlich z.B. Stützstreben 14 und Anschlusspunkte 15 nach Art von Fig. 1 vorgesehen sein

Gemäß Fig. 8 ist der Range Extender 2 der Fig. 1 - 7 mit einem Verbrennungsmotor 26 ausgerüstet, der einen elektrischen Generator 27 zur Erzeugung elektrischer Energie antreibt. Der Range Extender 2 hat bei der dargestellten Ausführungsform seinen eigenen Kraftstofftank 28, so dass er hinsichtlich der Kraftstoffmitfuhrung gegenüber dem Elektrofahrzeug 1 autark ist - das Elektrofahrzeug 1 bedarf also keiner Kraftstoffausrüstung, und auch die Kopplungsvorrichtung 6, 8 braucht nicht etwa für die Kopplung einer Kraftstoffleitung sorgen. Bei anderen Ausfuhrungsformen kann der Kraftstofftank hingegen im Elektrofahrzeug untergebracht sein, und die Kopplungsvorrichtung umfasst auch eine (lösbar verbundene) Kraftstoffleitung.

Der Verbrennungsmotor 26 ist ein Hubkolbenmotor (z.B. Diesel- oder Ottomotor), der sich aus dem Kraftstofftank 28 versorgt. Alternativ kann es sich z.B. um einen Wankelmotor handeln.

Der Generator 27 ist eine Synchron- oder Asynchronmaschine, und zwar vorzugsweise einer schleiferlosen Bauart. Der von ihm erzeugte (ggf. mehrphasige) Wechselstrom wird durch einen Umrichter 27 in Gleichstrom umgewandelt. Bei manchen Ausfuhrungsformen ist der Umrichter als passiver (spannungsgesteuerter) Gleichrichter ausgeführt. Bei anderen Ausführungsformen, insbesondere solchen, bei denen der Generator 26 eine Asynchronmaschine ist, die zur Erregerfelderzeugung Wechselstrom benötigt, ist der Umrichter 27 dazu eingerichtet, die für die Felderregung nötigen Wechselströme zu erzeugen. Da der Generator 26 immer in die gleiche Richtung dreht, genügt ein hierfür ein Ein-Quadrant-Umrichter. Der erzeugte Gleichstrom wird über ein Anschlusskabel 10 und den Stecker 11 zum Elektrofahrzeug 1 überführt und speist dort über den Wechselrichter 5a den Antriebsmotor 3 und/oder lädt die Batterie 5.

Bei Ausführungsformen, bei denen der Generator 27 auch als Starter des Verbrennungsmotors 26 dient und dafür auch motorisch betreibbar ist, ist der Umrichter 27 - der dann zumindest ein Zwei-Quadranten-Umrichter ist - dazu eingerichtet, auch die für den motorischen Berieb nötigen (z.B. mehrphasigen) Wechselströme zu erzeugen. Er entnimmt dazu der Batterie 5 Gleichstrom und wandelt diesen z.B. mit sinusbewerteter Pulsweitenmodulation in Wechselstrom mit der zum Starten geeigneten Frequenz und Amplitude um. 13 • * • * * · ·

Der Wechselrichter 5a und der Umrichters 29 bilden somit zusammen einen Gleichspan-nungszwischcnkreis-Umrichter mit dem Energiespeicher 5 im Zwischenkreis. Die Gleichspannungsseiten des Wechselrichters 5a und des Umrichters 29 bilden zusammen mit der sie verbindenden Leitung (deren Teil das Anschlusskabel 10 und Steckerl 1/Buches 9 sind) den Gleichspannungszwischenkreis. Bei manchen Ausfuhrungsformen liegt der Energiespeicher 5 unmittelbar im Gleichspannungszwischenkreis und hat damit die gleiche Spannung wie jener, bei anderen Ausführungsformen ist der Energiespeicher 5 hingegen über einen Gleichspannungsumsetzer mit dem Zwischenkreis gekoppelt, kann also eine niedrigere oder höhere Spannung als jener haben.

Außerdem sind das Elektrofahrzeug 1 und der Range Extender über Stecker 11 bzw. Buchse 9 steuerungsmäßig gekoppelt. Einerseits geben Signale des Elektrofahrzeugs 1 dem Range Extender 2 vor, ob und ggf. welche elektrische Leistung er liefern soll. Grundlage dieser Signale kann z.B. der aktuelle Ladungszustand des Energiespeicher 5 sein, und/oder die momentane Spannung im Zwischenkreis. Wenn die Ladung und/oder die Zwischenkreisspannung unter einen Grenzwert abfallen, veranlasst ein Regler durch entsprechende Regelsignale den Range Extender, elektrische Leistung zu liefern oder die bereits gelieferte Leistung zu erhöhen. Signale laufen auch in anderer Richtung, also vom Range Extender 2 zum Elektrofahrzeug 1, so etwa Rückmeldungssignale sowie Monitorsignale zur Zustandsüberwachung. Beispielsweise übergibt der Range Extender 2 Signale, die den Füllstand des Kraftstofftanks 28 repräsentieren.

Die Fig. 9 zeigt ein zur Fig. 8 alternatives Ausführungsbeispiel, bei dem die vom Range Extender gelieferte elektrische Leistung direkt durch chemo-elektrische Energie Wandlung mittels einer Brennstoffzelle 30 gewonnen wird. Der Brennstoff wird - wie bei Fig. 8 - im Range Extender 2 im Brennstofftank 28 mitgeführt. Die Brennstoffzelle 30 ist z.B. mit Methanol oder anderen flüssigen und/oder gasförmigen Brennstoffen betreibbar, so z.B. Wasserstoff und Sauerstoff. Dabei kann der Range Extender 2 entsprechend mit mehr als einem Brennstofftank 28 ausgerüstet sein. Da die Brennstoffzelle 30 bereits Gleichspannung liefert, ist der hier mit „29a“ bezeichnete Umrichter ein Gleichspannungs-Gleichsparmungs-Wandler. Er dient der spannungsmäßigen Entkopplung der Brennstoffzelle 30 vom Gleichspannungszwischkreis, d.h. vom Energiespeicher 5 und dem Wechselrichter 5a des Elektrofahrzeugs I. Die übrigen Erläuterungen zu Fig. 8 treffen auch auf die Brennstoffzellen-Ausführungsform von Fig. 9 zu.

Durch den Range Extender 2 lässt sich die batteriebedingte Reichweitenbegrenzung des Elektrofahrzeugs überwinden. Bei Ausfuhrungsformen, bei denen der Range Extender 2 mit 14 « · « einem Verbrennungsmotor und einem von diesem angetriebenen Generator ausgerüstet ist, wird der Elektroantrieb des Elektrofahrzeugs 1 zum seriellen Hybridantrieb mit Pufferspeicher. Der Hybridantrieb kann in verschiedenen Betriebsmodi arbeiten, wobei diese Betriebsmodi gleichermaßen auch für Range Extender-Ausführungsformen mit Brennstoffzelle gelten: (i) In einem ersten Betriebsmodus dient der Range Extender 2 allein dem Antrieb des Elektrofahrzeugs 1, d.h. die von ihm erzeugte Leistung entspricht (von Verlusten abgesehen) der momentanen Antriebsleistung; (ii) in einem zweiten Betriebsmodus tragen Range Extender 2 und Batterie 5 gemeinsam zur Antriebsleistung bei, d.h. die von ihm erzeugte Leistung ist geringer als die momentane Antriebsleistung; dieser Betriebsmodus wird z.B. bei Höchstleistung (hohe Geschwindigkeit, Beschleunigung oder Bergauffahrt) gewählt; (iii) in einem dritten Betriebsmodus wird die vom Range Extender 2 gelieferte Leistung zur Speisung des Antriebs und zur Aufladung der Batterie 5 aufgeteilt, d.h. die von ihm erzeugte Leistung ist größer als die momentane Antriebsleistung; dieser Betriebsmodus wird z.B. bei Höchstleistung (hohe Geschwindigkeit, Beschleunigung oder Bergauffahrt) gewählt; (iv) in einem vierten Betriebsmodus wird das Fahrzeug 1 allein aus dem Speicher 5 betrieben (bei Range-Extender-Ausführungsformen mit Verbrennungsmotor ist dieser dann abgestellt); (v) in einem fünften Betriebsmodus steht das Fahrzeug 1, oder es rollt neutral; weder die Batterie 5 noch der Range Extender 2 liefern Leistung (bei Range-Extender-Ausfuhrungsformen mit Verbrennungsmotor ist dieser dann abgestellt); (vi) in einem sechsten Betriebsmodus wird das Fahrzeug 1 generatorisch gebremst; die gewonnene Bremsleistung wird dem Speicher 5 zugeführt; (vii) schließlich gibt es noch den Startmodus, bei dem bei Range-Extender- • · • · • · 4 4« · «· • · · ·*«« ·Ι| • * * · * · * φ 15

Ausführungsformen mit Verbrennungsmotor dieser aus dem abgestellten Zustand mit Hilfe des Range-Extender-Generators gestartet wird, unter Energieentnahme aus dem Speicher 5.

Claims

16 • * ·

PATENTANSPRÜCHE 1. Elektrofahrzeug (1) und Reichweiten Vergrößerungseinrichtung (2), wobei das Elektrofahrzeug (1) mit wenigstens einem elektrischen Antriebsmotor (3) und einem elektrischen Energiespeicher (5), der elektrische Energie zum Antrieb des Elektrofahrzeugs (1) speichern und bei Bedarf liefern kann, ausgerüstet ist und das Elektrofahrzeug (1) eine Kopplungsvorrichtung zum vorübergehenden Befestigen der Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) an dem Elektrofahrzeug (1) aufweist, wobei die Kopplungsvorrichtung eine lösbare mechanische Fixierung der Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) am Elektrofahrzeug (1) sowie deren stromübertragungsmäßige und steuerungsmäßige Ankopplung an das Elektrofahrzeug (1) erlaubt, wobei die Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) zur Erzeugung von elektrischer Energie aus einem Brennstoff ausgebildet ist, und die Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) zur Befestigung am Elektrofahrzeug (1) eine zur Elektrofahrzeug-Kopplungsvorrichtung komplementäre Kopplungsvorrichtung aufweist, wobei die Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) im angebauten Zustand vollständig vom Elektrofahrzeug (1) getragen wird, und wobei das Elektrofahrzeug (1) und die Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) im Zustand mit angebauter Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) so Zusammenwirken, dass von der Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) erzeugte elektrische Energie über die Kopplungsvorrichtungen dem Elektrofahrzeug (1) zum Zwecke des Antriebs und/oder Aufladung des Energiespeichers (5) zur Verfügung gestellt wird und so die Reichweite des Elektrofahrzeugs (1) vergrößert wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Elektrofahrzeug-Kopplungsvorrichtung durch einen Teil (7, 24) einer Anhängerkupplung (6) am Elektrofahrzeug (1) gebildet wird, wobei die Anhängerkupplung (6) bei nicht-angebauter Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) das Ankuppeln eines Anhängers an das Elektrofahrzeug (1) ermöglicht, und die Kopplungsvorrichtung an der Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) ein zu diesem Teil (7,24) der Anhängerkupplung (6) komplementäres Gegenstück (8) aufweist, wobei sich die Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) im angebauten Zustand mit dem Gegenstück (8) auf der Elektrofahrzeug-Kopplungsvorrichtung (6) abstützt. 17 • « • · • · · · · * * · · * · ··· « • * · » ·* I *·Ι I · • · · · · · · « ! Μ * · ·· »» « ***·

2. Elektrofahrzeug (1) und Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) nach Anspruch 1, wobei die Elektrofahrzeug-Kopplungsvorrichtung ein Kupplungsstück (7) der Anhängerkupp-iung (6) umfasst, an dem bei nicht-angebauter Reich weiten Vergrößerungseinrichtung (2) der Anhänger unmittelbar ankuppelbar ist und das bei Anhängerbetrieb ein Schwenken der Deichsel eines angekuppelten Anhängers gegenüber dem Elektrofahrzeug (1) um wenigstens einen Schwenk-Freiheitsgrad erlaubt.

3. Elektrofahrzeug (1) und Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) nach Anspruch 2, wobei das Kupplungsstück (7) einen Kugelkopf (18) und das Gegenstück (8) der Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) eine dazu komplementäre Kugelpfanne (19) aufweist.

4. Elektrofahrzeug (1) und Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) nach Anspruch 2, wobei das Kupplungsstück (7) wenigstens einen Kupplungsbolzen (23,24) und das Gegenstück der Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) wenigstens ein dazu komplementäres Kupplungsauge aufweist.

5. Elektrofahrzeug (1) und Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) nach Anspruch 4, wobei der wenigstens eine Kupplungsbolzen (23, 24) vertikal oder horizontal angeordnet ist.

6. Elektrofahrzeug (1) und Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) nach Anspruch 2, wobei das Kupplungsstück (7) wenigstens einen Kupplungshaken (31) und das Gegenstück der Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) wenigstens ein dazu komplementäres Kupplungsauge aufweist.

7. Elektrofahrzeug (1) und Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei eine Fixiereinrichtung (17) an der Kopplungsvorrichtung (8) der Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) zur lösbaren Festlegung der Reichweitenvergrößerungsein-richtung (2) am Elektrofahrzeug (1) vorgesehen ist, die ein Schwenken der Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) gegenüber dem Elektrofahrzeug (1) um wenigstens den Schwenk-Freiheitsgrad verhindert. 18 *· »Ml· « * I * · * ♦ · * · · * · · · · * « • · · * · « I • *Ι· *««' I • · · I · « Μ · · 9 ·«··

8. Elektrofahrzeug (1) und Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) nach Anspruch 7, wobei die Fixiereinrichtung (17) die Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) durch Form-und/oder Reibschluss festlegt.

9. Elektrofahrzeug (1) und Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) nach Anspruch 1, wobei ein Teil der Elektrofahrzeug-Kopplungsvorrichtung durch eine Befestigungsvorrichtung (24) für ein abnehmbares Kupplungsstück (7) der Anhängerkupplung (6) gebildet ist und das Gegenstück (8) der Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) zu der Befestigungsvorrichtung (24) komplementär ausgebildet ist, wobei bei nicht-angebauter Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) bei Anhängerbetrieb das Kupplungsstück (7) mittels der BefestigungsVorrichtung (24) an der Anhängerkupplung (6) befestigt ist und der Anhänger unmittelbar an das Kupplungsstück (7) angekuppelt wird, und wobei im angebauten Zustand der Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) das Kupplungsstück (7) von der Befestigungsvorrichtung (24) abgenommen ist und sich die Reichweitenvergrößcrungseinrichtung (2) mit dem Gegenstück (8) auf der Befestigungsvorrichtung (24) abstützt.

10. Elektrofahrzeug (1) und Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Kopplungsvorrichtung des Elektrofahrzeugs und/oder der Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) zusätzlich zur Anhängerkupplung (6) bzw. dem komplementären Gegenstück (8) eine Fixiereinrichtung (16) in Form wenigstens eines Befestigungselements (14, 15) aufweist, das eine Befestigung der Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) am Elektrofahrzeug (1) in wenigstens einem von der Anhängerkupplung (6) beabstandeten Punkt erlaubt.

11. Elektrofahrzeug (1) und Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) mit einer lösbaren elektrischen Kontakteinrichtung (9, 11) stromübertragungsmäßig und steuerungsmäßig an das Elektrofahrzeug (1) angekoppelt werden kann.

12. Elektrofahrzeug (1) und Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) mit einem Verbrennungsmotor (26) und einem von diesem antreibbaren elektrischen Generator (27) ausgerüstet 19 Φ · * ι ► · I ·«·*· • · · I « ist.

13. Elektrofahrzeug (1) und Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis U, wobei die Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) mit einer Brennstoffzelle (30) ausgerüstet ist.

14. Elektrofahrzeug (1), das mit wenigstens einem elektrischen Antriebsmotor (3) und einem elektrischen Energiespeicher (5), der elektrische Energie zum Antrieb des Elektrofahrzeugs (1) speichern und bei Bedarf liefern kann, ausgerüstet ist, wobei das Elektrofahrzeug (1) eine Kopplungsvorrichtung zum vorübergehenden Befestigen einer elektrische Energie aus einem Brennstoff erzeugenden Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) an dem Elektrofahrzeug (1) aufweist, wobei die Kopplungsvorrichtung eine lösbare mechanische Fixierung der Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) am Elektrofahrzeug (1) sowie deren stromübertragungsmäßige und steuerungsmäßige Ankopplung an das Elektrofahrzeug (1) erlaubt, wobei die Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) zur Befestigung am Elektrofahrzeug (1) eine zur Elektrofahrzeug-Kopplungsvorrichtung (6) komplementäre Kopplungsvorrichtung aufweist, wobei die Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) im angebauten Zustand vollständig vom Elektrofahrzeug (1) getragen wird, und wobei das Elektrofahrzeug (1) dafür eingerichtet ist, im Zustand mit angebauter Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) mit dieser so zusammenzuwirken, dass von der Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) erzeugte elektrische Energie über die Kopplungsvorrichtungen (9, 11) dem Elektrofahrzeug (1) zum Zwecke des Antriebs und/oder Aufladung des Energiespeichers (5) zur Verfügung gestellt wird und so die Reichweite des Elektrofahrzeugs (1) vergrößert wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Elektrofahrzeug-Kopplungsvorrichtung durch einen Teil (7) einer Anhängerkupplung (6) am Elektrofahrzeug (1) gebildet wird, die bei nicht-angebauter Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) das Ankuppeln eines Anhängers an das Elektrofahrzeug (1) ermöglicht, und auf die sich die Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) im angebauten Zustand abstützen kann, und dass die Kopplungsvorrichtung (8) an der Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) ein zu 20 * » *4 »ft *4·** * · *· Ψ 44 • · Μ 4 « I • · * · t * * « 44 · * « » * 4 « · · 1 « * I · · · · * * · *4 ·· t « diesem Teil (7) der Anhängerkupplung (6) komplementäres Gegenstück (8) aufweist.

15. Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) für ein Elektrofahrzeug (1) mit wenigstens einem elektrischen Antriebsmotor (3) und einem elektrischen Energiespeicher (5), der elektri-5 sehe Energie zum Antrieb des Elektrofahrzeugs (1) speichern und bei Bedarf liefern kann, wobei die Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) zur Erzeugung von elektrischer Energie aus einem Brennstoff ausgebildet ist, und wobei die Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) mit einer Kopplungsvorrichtung ausgerüstet ist, die die Befestigung an einem Elektrofahrzeug (1) mit einer komplementären 10 Kopplungsvorrichtung zur lösbaren mechanischen Fixierung der Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) am Elektrofahrzeug (1) sowie deren stromübertragungsmäßige und steuerungsmäßige Ankopplung an das Elektrofahrzeug (1) erlaubt, wobei die Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) im angebauten Zustand vollständig vom Elektrofahrzeug (1) getragen wird, und wobei die Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) dafür eingerichtet ist, im angebauten 15 Zustand mit dem Elektrofahrzeug (1) so zusammenzuwirken, dass von ihr erzeugte elektrische Energie über die Kopplungsvorrichtungen dem Elektrofahrzeug (1) zum Zwecke des Antriebs und/oder Aufladung des Energiespeichers (5) zur Verfügung gestellt wird und so die Reichweite des Elektrofahrzeugs (1) vergrößert wird, dadurch gekennzeichnet, dass 20 ein Teil (8, 11) der Kopplungsvorrichtung der Reichweitenvergrößerungseinrichtung (2) komplementär zu einem Teil (7, 9) einer Anhängerkupplung (6) ausgebildet ist, so dass sie mit einer Anhängerkupplung (6) am Elektrofahrzeug (1) kopplungsmäßig zusammenpasst.