AT512851B1 - Range extender for a motor vehicle - Google Patents

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Dipl Ing Schneider Richard
Dipl Ing Sifferlinger Bernhard
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Range-Extender (1) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Elektrokraftfahrzeug, aufweisend: - eine erste Verbrennungskraftmaschine (2); und - eine zweite Verbrennungskraftmaschine (3); - einen elektromechanischen Energiewandler (4), der zwischen der ersten und der zweiten Verbrennungskraftmaschine (2,3) angeordnet ist; wobei die erste Verbrennungskraftmaschine (2), die zweite Verbrennungskraftmaschine (3) und der elektromechanische Energiewandler (4) zur Leistungsübertragung gekoppelt sind.The invention relates to a range extender (1) for a motor vehicle, in particular an electric motor vehicle, comprising: - a first internal combustion engine (2); and a second internal combustion engine (3); - An electromechanical energy converter (4), which is arranged between the first and the second internal combustion engine (2,3); wherein the first internal combustion engine (2), the second internal combustion engine (3) and the electromechanical energy converter (4) are coupled for power transmission.

Description

Beschreibung [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Range-Extender für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Elektrokraftfahrzeug, welcher eine Verbrennungskraftmaschine und einen elektromechanischen Energiewandler aufweist.Description: The present invention relates to a range extender for a motor vehicle, in particular an electric motor vehicle, which has an internal combustion engine and an electromechanical energy converter.

[0002] Als Range-Extender bezeichnet man zusätzliche Aggregate in einem Elektrokraftfahrzeug, die in der Regel aus einem Verbrennungsmotor bestehen, welcher einen Generator antreibt, um eine Energiespeichereinrichtung bzw. einen Elektromotor mit elektrischer Energie zu versorgen.As a range extender refers to additional units in an electric motor vehicle, which usually consist of an internal combustion engine which drives a generator to supply an energy storage device or an electric motor with electrical energy.

[0003] Elektrokraftfahrzeuge sind elektromotorisch angetriebene Fahrzeuge. Zu ihrer Energieversorgung werden üblicherweise Akkumulatoren bzw. Batterien als Energiespeichereinrichtung eingesetzt, welche ortsgebunden über das öffentliche Stromnetz oder mobil über einen Range-Extender oder Solarmodule aufgeladen werden können.Electric motor vehicles are electric motor driven vehicles. Accumulators or batteries are usually used as energy storage device for their energy supply, which can be charged locally via the public power grid or mobile via a range extender or solar modules.

[0004] Bei Elektrokraftfahrzeugen mit einem Range-Extender wird die Verbrennungskraftmaschine des Range-Extenders in der Regel während der Fahrt ohne unmittelbare Einwirkung des Fahrers, insbesondere in Abhängigkeit vom Ladezustand der Energiespeichereinrichtung gestartet und abgestellt. Die Erzeugung elektrischer Energie erfolgt üblicherweise mittels eines elektromechanischen Energiewandlers, d.h. einer Elektromaschine, welche in der Regel eine permanent erregte Synchronmaschine ist. Der elektromechanische Energiewandler weist üblicherweise wenigstens zwei Betriebsmodi auf, welche durch die entsprechende Steuerungselektronik gesteuert werden. Der Generatormodus ist der Normalbetrieb des Range-Extenders. Umgekehrt kann dieser aber auch im Motormodus betrieben werden. Dieser Motormodus wird üblicherweise genutzt, um die Verbrennungskraftmaschine zu starten.In electric vehicles with a range extender, the internal combustion engine of the range extender is usually started while driving without immediate action of the driver, in particular depending on the state of charge of the energy storage device and turned off. Electrical energy is usually generated by means of an electromechanical energy converter, i. an electric machine, which is usually a permanent magnet synchronous machine. The electromechanical energy converter usually has at least two operating modes, which are controlled by the corresponding control electronics. The generator mode is the normal operation of the range extender. Conversely, this can also be operated in the motor mode. This engine mode is commonly used to start the internal combustion engine.

[0005] Der Range-Extender sollte dabei möglichst schwingungsfrei betrieben werden können, um eine maximale Laufruhe des Elektrofahrzeugs zu gewährleisten. Dabei sollte das Fahrgefühl des Elektrofahrzeugs, welches wesentlich von dem Fehlen einer Verbrennungskraftmaschine im Antriebsstrang und der damit verbundenen Vermeidung von Geräuschen und Vibrationen verbunden ist, nicht durch die Verbrennungskraftmaschine des Range-Extenders gestört werden.The range extender should be possible vibration-free operation to ensure maximum smoothness of the electric vehicle. The driving feel of the electric vehicle, which is essentially connected to the lack of an internal combustion engine in the drive train and the associated avoidance of noise and vibration should not be disturbed by the internal combustion engine of the range extender.

[0006] Aus der AT 505 950 ist ein Stromerzeugungsaggregat zur Reichweitenerweiterung eines Elektrofahrzeugs bekannt, bei welchem die Unwucht der exzentrischen Antriebswelle einer Brennkraftmaschinengeneratoreinheit durch eine in den Rotor des Generators integrierte erste Ausgleichsmasse sowie durch eine mit der Antriebswelle im Bereich eines zweiten Endes drehverbundene zweite Ausgleichsmasse ausgeglichen wird.From AT 505 950 a power generator for range expansion of an electric vehicle is known, in which the imbalance of the eccentric drive shaft of an internal combustion engine unit by a built-in rotor of the generator first balancing mass and by a rotatably connected to the drive shaft in the region of a second end second balancing mass is compensated.

[0007] Eine Verminderung der Schwingungen des Range-Extenders kann auch dadurch erreicht werden, auf der Welle der Verbrennungskraftmaschine auf beiden Seiten der Verbrennungskraftmaschine elektromechanische Energiewandler angeordnet werden, welche wellengleich sind, d.h., dieselbe Welle wie die Verbrennungskraftmaschine haben. Ferner kann auch hier vorgesehen sein, dass eine erste Ausgleichsmasse am Rotor des ersten elektromechanischen Energiewandlers und eine zweite Ausgleichsmasse am Rotor des zweiten elektromechanischen Energiewandlers angeordnet ist, wobei vorteilhafterweise zumindest eine der beiden Ausgleichmassen integral mit dem jeweiligen Rotor ausgebildet ist.A reduction in the vibrations of the range extender can also be achieved by arranging on the shaft of the internal combustion engine on both sides of the internal combustion engine electromechanical energy converters, which are corrugated, that is, have the same shaft as the internal combustion engine. Furthermore, it can also be provided here that a first balancing mass is arranged on the rotor of the first electromechanical energy converter and a second balancing mass on the rotor of the second electromechanical energy converter, wherein advantageously at least one of the two balancing masses is formed integrally with the respective rotor.

[0008] Auch Querkräfte, welche durch eine Durchbiegung der Welle entstehen, werden auf diese Weise vermieden, da die Welle beidseitig von den elektromechanischen Energiewandlern gelagert wird.Also, transverse forces, which are caused by a deflection of the shaft, are avoided in this way, since the shaft is supported on both sides by the electromechanical energy converters.

[0009] Wie bei dem System gemäß der AT 505 950 dargestellt, wird die Welle zu jeder Seite der Verbrennungskraftmaschine auf einer Lagerung geführt, die jeweils seitlich an der Verbrennungskraftmaschine angeordnet ist. Aufgrund der Rotormasse des elektromechanischen Energiewandlers biegt sich die Welle jedoch durch, da der elektromechanische Energiewandler in der Regel freischwebend ist, um eine Überbestimmung der Wellenlagerung zu vermeiden. Eine Leistungssteigerung im Generatorbetrieb dieser Art von Range-Extender ist daher nur begrenzt möglich, da über die Durchbiegung der Welle neue Unwuchten in das System eingebracht werden.As shown in the system according to AT 505 950, the shaft is guided to each side of the internal combustion engine on a bearing, which is arranged laterally on the internal combustion engine. Due to the rotor mass of the electromechanical energy converter, however, the shaft bends through, since the electromechanical energy converter is usually free-floating in order to avoid over-determination of the shaft bearing. An increase in performance in the generator mode of this type of range extender is therefore limited possible because new imbalances are introduced into the system via the deflection of the shaft.

[0010] Ferner entstehen durch die Durchbiegung der Welle Querkräfte, die auf die Lagerungen wirken.Furthermore, caused by the deflection of the shaft shear forces acting on the bearings.

[0011] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Range-Extender zu schaffen, welcher die oben genannten Probleme verringert.The present invention has for its object to provide an improved range extender, which reduces the above problems.

[0012] Die Aufgabe wird durch die Lehre der unabhängigen Ansprüche gelöst, Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beansprucht.The object is solved by the teaching of the independent claims, Advantageous embodiments of the invention are claimed in the dependent claims.

[0013] Der Range-Extender gemäß der Erfindung weist einen elektromechanischen Energiewandler auf, der zwischen einer ersten und einer zweiten Verbrennungskraftmaschine angeordnet ist, wobei die erste Verbrennungskraftmaschine, die zweite Verbrennungskraftmaschine und der elektromechanische zur Leistungsübertragung gekoppelt sind.The range extender according to the invention comprises an electromechanical energy converter, which is arranged between a first and a second internal combustion engine, wherein the first internal combustion engine, the second internal combustion engine and the electromechanical are coupled for power transmission.

[0014] Ein elektromechanischer Energiewandler im Sinne der Erfindung dient zur Umformung von elektrischer Energie in mechanische Energie und umgekehrt. Zu diesen zählen insbesondere Elektromotoren und elektrische Generatoren. Je nach Richtung der übertragenen Leistung wird bei den elektromechanischen Energiewandlern zwischen Motorbetrieb, dabei wird Leistung von der elektrischen Seite zu der mechanischen Seite übertragen und Generatorbetrieb mit umgekehrtem Leistungsfluss unterschieden.An electromechanical energy converter according to the invention is used for the conversion of electrical energy into mechanical energy and vice versa. These include in particular electric motors and electric generators. Depending on the direction of the transmitted power is between the electromechanical energy converter between engine operation, while power is transmitted from the electrical side to the mechanical side and a generator operation with reverse power flow distinguished.

[0015] Unter einer Verbrennungskraftmaschine im Sinne der Erfindung sind Wärmekraftmaschinen zu verstehen, die über einen Verbrennungsvorgang chemische Energie eines Kraftstoffs in mechanische Energie umwandeln. Beim Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine wird gewöhnlich durch die Expansion eines Luftbrennstoffgemischs bei einer Verbrennung in einer Arbeitskammer ein üblicherweise als Kolben bezeichnete Antriebselement aus dem Brennraum verdrängt, wodurch dieser eine Antriebswelle in Bewegung, vorzugsweise in Rotation versetzt.Under an internal combustion engine in the context of the invention heat engines are to be understood, which convert chemical energy of a fuel into mechanical energy via a combustion process. In the operation of an internal combustion engine is usually displaced by the expansion of an air fuel mixture during combustion in a working chamber usually referred to as a piston drive element from the combustion chamber, whereby this drives a drive shaft in motion, preferably in rotation.

[0016] Ein Kraftfahrzeug im Sinne der Erfindung ist ein mobiles Verkehrsmittel, das dem Transport von Gütern, Werkzeugen oder Personen dient und maschinell angetrieben wird.A motor vehicle according to the invention is a mobile means of transport, which serves the transport of goods, tools or people and is driven by machine.

[0017] Unter einem Elektrokraftfahrzeug im Sinne der Erfindung ist bevorzugt ein Kraftfahrzeug zu verstehen, welches mit elektrischer Energie aus einer Energiespeichereinrichtung, vorzugsweise ein elektrochemischer Energiespeicher, ein Akkumulator bzw. eine Batterie, betrieben wird. Ist der Akkumulator bzw. die Batterie entleert, muss dieser, entweder über das Stromnetz oder eine mobile Versorgungseinrichtung, vorzugsweise ein Range-Extender oder Solarzellen, wieder aufgeladen werden. Die Integration des elektromechanischen Energiewandlers zwischen zwei Verbrennungskraftmaschinen hat den Vorteil, dass die Rotormasse des elektromechanischen Energiewandlers nunmehr über zwei Lagerungen verteilt ist, da die Welle jeweils auf beiden Seiten des elektromechanischen Energiewandlers an den Verbrennungskraftmaschinen gelagert wird. Die Durchbiegung der Welle des Rotors des elektromechanischen Energiewandlers kann auf diese Weise nahezu beseitigt werden, was sich in einer höheren Laufruhe des Range-Extenders auswirkt.Under an electric motor vehicle according to the invention is preferably a motor vehicle to understand, which is powered by electrical energy from an energy storage device, preferably an electrochemical energy storage, a battery or a battery. If the accumulator or the battery is emptied, it must be recharged, either via the mains or a mobile supply device, preferably a range extender or solar cells. The integration of the electromechanical energy converter between two internal combustion engines has the advantage that the rotor mass of the electromechanical energy converter is now distributed over two bearings, since the shaft is mounted on both sides of the electromechanical energy converter to the internal combustion engines. The deflection of the shaft of the rotor of the electromechanical energy converter can be almost eliminated in this way, resulting in a higher smoothness of the range extender.

[0018] In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die erste Verbrennungskraftmaschine und die zweite Verbrennungskraftmaschine eine erste Scheibe und eine zweite Scheibe einer Rotationskolbenmaschine.In an advantageous embodiment of the invention, the first internal combustion engine and the second internal combustion engine are a first disc and a second disc of a rotary piston machine.

[0019] Unter Rotationskolbenmaschine im Sinne der Erfindung ist bevorzugt eine Einrichtung zu verstehen, bei welcher ein vorzugsweise im Wesentlichen dreieckiger Kolben bzw. Rotor während des Betriebs der Brennkraftmaschine in deren Gehäuse eine Rotation um eine Hauptachse ausführt, wobei sich der Kolben um seine eigene Achse dreht, welche sich aber auch zusätzlich auf einer bevorzugt eigenen Kreisbahn bewegt. Anders ausgedrückt übt der Kolben eine planetenartige Bewegung um die Hauptachse aus. Vorteilhaft an der Verwendung einer Rotationskolbenmaschine als Verbrennungskraftmaschine ist eine höhere Laufruhe einer solchen Maschine im Vergleich mit einer Hubkolbenmaschine. In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine solche Rotationskolbenmaschine ein Wankelmotor. Die Erfindung kann auch beiUnder rotary piston machine in the context of the invention is preferably to understand a device in which a preferably substantially triangular piston or rotor during operation of the internal combustion engine in the housing performs a rotation about a major axis, wherein the piston about its own axis turns, but which also moves on a preferred own circular path. In other words, the piston exerts a planetary motion about the major axis. An advantage of the use of a rotary piston machine as an internal combustion engine is a higher smoothness of such a machine in comparison with a reciprocating engine. In a preferred embodiment, such a rotary piston engine is a Wankel engine. The invention can also be applied to

Rotationskolbenmaschinen mit zwei, drei oder mehr nebeneinander angeordneten Scheiben eingesetzt werden. Ferner kann die Erfindung auch mit jeder anderen Art von Verbrennungskraftmaschinen, vorzugsweise einer Hubkolbenmaschine, verwendet werden.Rotary piston machines are used with two, three or more juxtaposed discs. Furthermore, the invention can also be used with any other type of internal combustion engine, preferably a reciprocating engine.

[0020] Die Rotationskolbenmaschine weist in besonders vorteilhafter Weise im Betrieb eine hohe Laufruhe auf, so dass die Insassen eines Kraftfahrzeugs nicht durch Vibrationen gestört werden. Ferner weist die Rotationskolbenmaschine gegenüber einem herkömmlichen Otto-oder Dieselmotor eine wesentliche geringe Geräuschentwicklung auf. Schließlich können wesentlich höhere Drehzahlen als mit einem Hubkolbenmotor erreicht werden.The rotary piston machine has in a particularly advantageous manner in operation on a high smoothness, so that the occupants of a motor vehicle are not disturbed by vibrations. Furthermore, the rotary piston machine compared to a conventional gasoline or diesel engine on a significant low noise. Finally, much higher speeds can be achieved than with a reciprocating engine.

[0021] In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung sind die erste und die zweite Scheibe der Rotationskolbenmaschine im Wesentlichen symmetrisch oder asymmetrisch bezüglich einer Mittelebene des elektromechanischen Energiewandlers angeordnet.In further advantageous embodiments of the invention, the first and the second disc of the rotary piston machine are arranged substantially symmetrically or asymmetrically with respect to a center plane of the electromechanical energy converter.

[0022] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen der Rotor der ersten Scheibe und der Rotor der zweiten Scheibe der Rotationskolbenmaschine dieselbe Drehstellung in Bezug aufeinander auf. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können diese aber auch im Wesentlichen 10 bis 180°, bevorzugt 45°, noch bevorzugter 90° und besonders bevorzugt 180° versetzte Drehstellung in Bezug aufeinander aufweisen, wobei die Kopplung die Drehachse ist.In a further advantageous embodiment of the invention, the rotor of the first disc and the rotor of the second disc of the rotary piston machine have the same rotational position with respect to each other. According to a further advantageous embodiment, however, they may also have essentially a rotational position with respect to one another which is essentially 10 to 180 °, preferably 45 °, more preferably 90 ° and particularly preferably 180 °, with the coupling being the axis of rotation.

[0023] Durch die verschiedenartige Anordnung der Trochoiden der einzelnen Scheiben der Rotationskolbenmaschine sowie die verschiedenartige Drehstellung der Rotoren der Rotationskolbenmaschine zueinander kann, je nach Auslegung des Range-Extenders, ein Massenausgleich erreicht werden. Daher ist bevorzugt kein zusätzlicher Massenausgleich durch Ausgleichsgewichte an der Welle notwendig. Ferner kann, ebenfalls in Abhängigkeit von der Konfiguration des Range-Extenders, durch die verschiedenartige Anordnung dieser Elemente eine erhöhte Laufruhe sowie ein gleichmäßiger Momentenverlauf erreicht werden.Due to the different arrangement of the Trochoids of the individual discs of the rotary piston machine and the different rotational position of the rotors of the rotary piston machine to each other, depending on the design of the range extender, a mass balance can be achieved. Therefore, preferably no additional mass balance by balancing weights on the shaft is necessary. Further, also depending on the configuration of the range extender, by the different arrangement of these elements increased smoothness and a uniform torque curve can be achieved.

[0024] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Zündkerzen der ersten Verbrennungskraftmaschine und die Zündkerzen der zweiten Verbrennungskraftmaschine in der Weise angeordnet, dass der Zündungstakt gleichzeitig erfolgt.In a further advantageous embodiment of the invention, the spark plugs of the first internal combustion engine and the spark plugs of the second internal combustion engine are arranged in such a way that the ignition stroke takes place simultaneously.

[0025] Hierdurch kann erreicht werden, dass die beiden Verbrennungskraftmaschinen absolut synchron laufen und nicht durch eine unterschiedliche Taktung Schwingungen erzeugt werden.This can be achieved that the two internal combustion engines run absolutely synchronously and are not generated by a different timing oscillations.

[0026] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Zündkerze der ersten Verbrennungskraftmaschine und die Zündkerze der zweiten Verbrennungskraftmaschine in der Weise angeordnet, dass der Zündungstakt zeitlich versetzt erfolgt.In a further advantageous embodiment of the invention, the spark plug of the first internal combustion engine and the spark plug of the second internal combustion engine is arranged in such a manner that the ignition timing is offset in time.

[0027] Durch das zeitliche Versetzen der Zündungstakte kann ein gleichmäßigerer Momentenverlauf des Range-Extenders erreicht werden, da das besonders hohe Drehmoment durch die Zündung in beiden Verbrennungskraftmaschinen nicht in demselben Takt erfolgt, sondern in zwei zeitlich versetzten Takten, Das heißt, dass in den vier Takten, welche die beiden Verbrennungskraftmaschinen durchlaufen, bevorzugt zweimal zu unterschiedlichen Zeitpunkten gezündet wird.By the timing of the ignition strokes a more uniform torque curve of the range extender can be achieved because the particularly high torque is not carried out by the ignition in both internal combustion engines in the same cycle, but in two staggered clocks, that is, in the four cycles, which pass through the two internal combustion engines, preferably two times ignited at different times.

[0028] Obiges sowie weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung.The above and other advantages, features and applications of the present invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment with reference to the drawings.

[0029] Darin zeigt [0030] Figur 1 eine schematische Darstellung eines Range-Extenders gemäß einer Ausfüh rungsform der Erfindung.FIG. 1 shows a schematic representation of a range extender according to an embodiment of the invention. [0029] FIG.

[0031] Bezug nehmend auf Figur 1 wird eine Ausführungsform der Erfindung näher erläutert. Die Erfindung wird dabei am Beispiel eines Range-Extenders 1 mit einer Rotationskolbenmaschine mit im Wesentlichen dreieckigen Rotationskolben bzw. Rotoren beschrieben. Die Scheiben 2, 3 der Rotationskolbenmaschine bilden dabei jeweils eine erste und eine zweite Verbrennungskraftmaschine und sind in der Figur 1 in der Weise dargestellt, dass die Scheiben 2, 3 jeweils in die Bildebene gedreht sind, wodurch sowohl die Dreiecksform der Rotoren 6, 7, wie auch die Trochoidenform der Scheiben 2, 3 sichtbar wird.Referring to Figure 1, an embodiment of the invention will be explained in more detail. The invention is described using the example of a range extender 1 with a rotary piston machine with substantially triangular rotary piston or rotors. The disks 2, 3 of the rotary piston machine each form a first and a second internal combustion engine and are shown in the figure 1 in such a way that the discs 2, 3 are respectively rotated in the image plane, whereby both the triangular shape of the rotors 6, 7, as well as the Trochoidenform the discs 2, 3 is visible.

[0032] Der Range-Extender 1 weist eine erste Scheibe 2 einer Rotationskolbenmaschine und eine zweite Scheibe 3 einer Rotationskolbenmaschine auf, die wellengleich sind, d.h., deren Rotoren 6, 7 mit derselben Welle 5 verbunden sind. Die Rotoren 6, 7 bewegen sich dabei planetenartig um das Wellengehäuse. Die Welle 5 verbindet beide Scheiben 2, 3. Zwischen den beiden Scheiben 2, 3 der Rotationskolbenmaschine ist auf der Welle 5 der Rotor 10 eines elektromechanischen Energiewandlers angeordnet. Um diesen Rotor 10 des elektromechanischen Energiewandlers 4 ist ein Stator 9a, 9b des elektromechanischen Energiewandlers 4 angeordnet.The range extender 1 comprises a first disc 2 of a rotary piston machine and a second disc 3 of a rotary piston machine, which are corrugated, i.e., whose rotors 6, 7 are connected to the same shaft 5. The rotors 6, 7 thereby move like a planet around the shaft housing. The shaft 5 connects both discs 2, 3. Between the two discs 2, 3 of the rotary piston machine, the rotor 10 of an electromechanical energy converter is arranged on the shaft 5. To this rotor 10 of the electromechanical energy converter 4, a stator 9a, 9b of the electromechanical energy converter 4 is arranged.

[0033] Der elektromechanische Energiewandler 4 ist eine permanent erregte Synchronmaschine, bevorzugt eine Innenpolmaschine, bevorzugter eine Außenpolmaschine, noch bevorzugter eine Asynchronmaschine und besonders bevorzugt eine Reluktanzmaschine.The electromechanical energy converter 4 is a permanent magnet synchronous machine, preferably an internal pole machine, more preferably an external pole machine, more preferably an asynchronous machine, and most preferably a reluctance machine.

[0034] Der elektromechanische Energiewandler 4 ist elektrisch mit einer Leistungselektronik 11 verbunden, die dazu dient, den elektromechanischen Energiewandler 4 zu steuern und gegebenenfalls den Wechsel- oder Drehstrom, welcher von diesem erzeugt wird, in Gleichstrom umzurichten, so dass dieser in einen Stromkreis, bevorzugterweise einen Gleichstromzwi-schenkreis, eingespeist werden kann. Umgekehrt kann dieser über den Gleichrichter der Leistungselektronik auch im Motormodus mit elektrischer Energie versorgt werden.The electromechanical energy converter 4 is electrically connected to a power electronics 11, which serves to control the electromechanical energy converter 4 and optionally convert the AC or three-phase current which is generated by this, into direct current, so that this in a circuit, Preferably, a Gleichstromzwi-schenkreis, can be fed. Conversely, this can be supplied via the rectifier of the power electronics in the motor mode with electrical energy.

[0035] In der Figur 1 ist eine symmetrische Anordnung der Trochoiden der Scheiben 2, 3 in Bezug auf eine Mittelebene M des elektromechanischen Energiewandlers 4 gezeigt. Insbesondere sind die Trochoiden gleich ausgerichtet. Auch der Abstand der Scheiben 2, 3 von der Mittelebene M ist gleich dargestellt. Es könnte jedoch auch vorgesehen sein, dass die Scheiben 2, 3 asymmetrisch angeordnet sind. Bevorzugt könnten die Trochoiden der Scheiben 2, 3 asymmetrisch ausgerichtet sein und der Abstand von der Mitteleben M der beiden Scheiben 2, 3 könnte unterschiedlich sein.FIG. 1 shows a symmetrical arrangement of the trochoidal disks 2, 3 with respect to a center plane M of the electromechanical energy converter 4. In particular, the trochoids are aligned the same. Also, the distance of the discs 2, 3 from the median plane M is shown the same. However, it could also be provided that the discs 2, 3 are arranged asymmetrically. Preferably, the trochoids of the discs 2, 3 could be aligned asymmetrically and the distance from the center of life M of the two discs 2, 3 could be different.

[0036] Auch die Drehstellung der Rotoren 6, 7 der Scheiben 2, 3 der Rotationskolbenmaschine sind in der Figur 1 um 180° versetzt dargestellt. Die Drehstellung könnte jedoch auch nur um 90° oder 45° oder um jeden Winkel 10 bis 180° versetzt sein. Ferner könnten die Rotoren 6, 7 auch symmetrisch zur Mittelebene M des ersten elektromechanischen Energiewandlers 4 angeordnet sein, das bedeutet, dieselbe Drehstellung aufweisen.The rotational position of the rotors 6, 7 of the discs 2, 3 of the rotary piston machine are shown offset in the figure 1 by 180 °. However, the rotational position could also be offset only by 90 ° or 45 ° or at any angle 10 to 180 °. Furthermore, the rotors 6, 7 could also be arranged symmetrically to the center plane M of the first electromechanical energy converter 4, that is, have the same rotational position.

[0037] Die Zündkerze 8a der ersten Scheibe 2 und die Zündkerze 8b der zweiten Scheibe 3 der Rotationskolbenmaschine sind in der Figur 1 in der Weise angeordnet, dass der Zündungstakt der beiden Scheiben 2, 3 der Rotationskolbenmaschine gleichzeitig erfolgt. Es könnte bevorzugt aber auch vorgesehen sein, dass diese so angeordnet sind, dass der Zündungstakt zeitlich versetzt erfolgt.The spark plug 8a of the first disc 2 and the spark plug 8b of the second disc 3 of the rotary piston engine are arranged in the figure 1 in such a way that the ignition timing of the two discs 2, 3 of the rotary piston machine takes place simultaneously. It could, however, preferably also be provided that these are arranged such that the ignition cycle takes place offset in time.

[0038] Im Generatormodus treiben die beiden Scheiben 2, 3 der Rotationskolbenmaschine den elektromechanischen Energiewandler 4 an, so dass dieser als Generator elektrische Energie erzeugt. Im Motormodus des elektromechanischen Energiewandlers 4 startet dieser die beiden Scheiben 2, 3 der Rotationskolbenmaschine gleichzeitig. Vorzugsweise kann der elektromechanische Energiewandler aber auch nur eine Scheibe 2 starten, die den Range-Extender dann allein antreibt.In the generator mode, the two disks 2, 3 of the rotary piston machine drive the electromechanical energy converter 4, so that this generates electrical energy as a generator. In the motor mode of the electromechanical energy converter 4, this starts the two disks 2, 3 of the rotary piston machine simultaneously. Preferably, however, the electromechanical energy converter can only start a disk 2, which then drives the range extender alone.

[0039] Erfindungsgemäße Range-Extender können auch in Häusern als Blockheizkraftwerk oder als Generatoreinheiten bei anderen mobilen Anwendungen dienen. BEZUGSZEICHENLISTE:Range extender according to the invention can also be used in houses as a combined heat and power plant or as generator units in other mobile applications. LIST OF REFERENCE NUMBERS:

Range-Extender 1Range extender 1

Erste Verbrennungskraftmaschine 2First internal combustion engine 2

Zweite Verbrennungskraftmaschine 3Second internal combustion engine 3

Elektromechanischer Energiewandler 4Electromechanical energy converter 4

Welle 5Wave 5

Rotor der ersten Verbrennungskraftmaschine 6Rotor of the first internal combustion engine 6

Rotor der zweiten Verbrennungskraftmaschine 7 Zündkerze 8a, 8bRotor of the second internal combustion engine 7 spark plug 8a, 8b

Stator des elektromechanischen Energiewandlers 9a, 9bStator of the electromechanical energy converter 9a, 9b

Rotor des elektromechanischen Energiewandlers 10Rotor of the electromechanical energy converter 10

Leistungselektronik 11Power electronics 11

Claims (10)

Patentansprücheclaims 1. Range-Extender (1) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Elektrofahrzeug, aufweisen: eine erste Verbrennungskraftmaschine (2); eine zweite Verbrennungskraftmaschine (3) und einen elektromechanischen Energiewandler (4), der zwischen der ersten und der zweiten Verbrennungskraftmaschine (2, 3) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verbrennungskraftmaschine (2), die zweite Verbrennungskraftmaschine (3) und der elektromechanische Energiewandler (4) zur Leistungsübertragung gekoppelt sind.1. Range extender (1) for a motor vehicle, in particular an electric vehicle, comprising: a first internal combustion engine (2); a second internal combustion engine (3) and an electromechanical energy converter (4), which is arranged between the first and the second internal combustion engine (2, 3), characterized in that the first internal combustion engine (2), the second internal combustion engine (3) and the electromechanical Energy converter (4) are coupled for power transmission. 2. Range-Extender (1) nach Anspruch 1, wobei die erste Verbrennungskraftmaschine (2) und die zweite Verbrennungskraftmaschine (3) eine erste Scheibe und eine zweite Scheibe einer Rotationskolbenmaschine sind.2. range extender (1) according to claim 1, wherein the first internal combustion engine (2) and the second internal combustion engine (3) are a first disc and a second disc of a rotary piston machine. 3. Range-Extender (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Kopplung durch eine gemeinsame Welle (5) erfolgt.3. range extender (1) according to claim 1 or 2, wherein the coupling by a common shaft (5). 4. Range-Extender (1) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die erste und die zweite Scheibe der Rotationskolbenmaschine (2, 3) im Wesentlichen symmetrisch oder exakt symmetrisch zueinander bezüglich einer Mittelebene (M) des elektromechanischen Energiewandlers (4) angeordnet sind.4. range extender (1) according to claim 2 or 3, wherein the first and the second disc of the rotary piston machine (2, 3) are arranged substantially symmetrically or exactly symmetrical to each other with respect to a median plane (M) of the electromechanical energy converter (4). 5. Range-Extender (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die erste und die zweite Scheibe (2, 3) der Rotationskolbenmaschine asymmetrisch zueinander bezüglich einer Mittelebene (M) des elektromechanischen Energiewandlers (4) angeordnet sind.5. range extender (1) according to one of claims 2 to 4, wherein the first and the second disc (2, 3) of the rotary piston machine are arranged asymmetrically with respect to a center plane (M) of the electromechanical energy converter (4). 6. Range-Extender (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei der Rotor (6) der ersten Scheibe (2) und der Rotor (7) der zweiten Scheibe (3) der Rotationskolbenmaschine dieselbe Drehstellung in Bezug aufeinander aufweisen, wobei die Kopplung (5) die Drehachse ist.6. range extender (1) according to one of claims 2 to 5, wherein the rotor (6) of the first disc (2) and the rotor (7) of the second disc (3) of the rotary piston machine have the same rotational position with respect to each other, wherein the coupling (5) is the axis of rotation. 7. Range-Extender (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei der Rotor (6) der ersten Scheibe (2) und der Rotor (7) der zweiten Scheibe (3) der Rotationskolbenmaschine eine im Wesentlichen 1 bis 180°, bevorzugt 4,5°, noch bevorzugter 90° und besonders bevorzugt 180° versetzte Drehstellung in Bezug aufeinander aufweisen, wobei die Kopplung (5) die Drehachse ist.7. range extender (1) according to one of claims 2 to 6, wherein the rotor (6) of the first disc (2) and the rotor (7) of the second disc (3) of the rotary piston machine is a substantially 1 to 180 °, Preferably, 4.5 °, more preferably 90 ° and more preferably 180 ° offset rotational position with respect to each other, wherein the coupling (5) is the axis of rotation. 8. Range-Extender (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei die Zündkerze (8a) der ersten Verbrennungskraftmaschine (2) und die Zündkerze (8b) der zweiten Verbrennungskraftmaschine (3) in der Weise angeordnet sind, dass der Zündungstakt gleichzeitig erfolgt.8. range extender (1) according to any one of claims 2 to 7, wherein the spark plug (8a) of the first internal combustion engine (2) and the spark plug (8b) of the second internal combustion engine (3) are arranged in such a way that the ignition timing simultaneously he follows. 9. Range-Extender (1) nach einer Ansprüche 2 bis 7, wobei die Zündkerze (8a) der ersten Verbrennungskraftmaschine (2) und die Zündkerze (8b) der zweiten Verbrennungskraftmaschine (3) in der Weise angeordnet sind dass der Zündungstakt zeitlich versetzt erfolgt.9. range extender (1) according to one of claims 2 to 7, wherein the spark plug (8a) of the first internal combustion engine (2) and the spark plug (8b) of the second internal combustion engine (3) are arranged in such a way that the ignition timing is offset in time , 10. Kraftfahrzeug, insbesondere ein Elektrokraftfahrzeug mit einem Range-Extender nach einer der Ansprüche 1 bis 9. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen10. Motor vehicle, in particular an electric motor vehicle with a range extender according to one of claims 1 to 9. For this purpose 1 sheet drawings
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