DE102006009299A1 - Fahrzeug mit elektromotorischem Antrieb - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem rein elektromotorischen Antrieb, der von zwei verschiedenen Energiequellen mit elektrischer Energie versorgt werden kann, sowie entsprechende korrespondierende Vorrichtungen.
Erfindungsgemäß weist das Fahrzeug mit einem rein elektromotorischen Antrieb einen elektrischen Energiespeicher und eine Vorrichtung zur Aufnahme von elektrischer Energie von einer Energiequelle außerhalb des Fahrzeuges, die auch eine Energieaufnahme während der Fahrt erlaubt, auf, wobei der rein elektromotorische Antrieb sowohl von dem elektrischen Energiespeicher als auch direkt von der Aufnahmevorrichtung mit elektrischer Energie versorgt werden kann. Die erfindungsgemäße Abgabevorrichtung ist entlang einer Straße derart angeordnet, dass dem Fahrzeug nur während eines Teils seiner Fahrtroute Energie zugeführt werden kann.
Hierdurch weist das Fahrzeug eine große Reichweite auf und ist dennoch in der Wahl seiner Fahrtrouten flexibel.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem rein elektromotorischen Antrieb, der von zwei verschiedenen Energiequellen mit elektrischer Energie versorgt werden kann, sowie entsprechende korrespondierende Vorrichtungen.
• Es sind Fahrzeuge mit einem rein elektromotorischen Antrieb, Elektrofahrzeuge, bekannt, bei denen der Elektroantrieb von einem mitgeführten elektrischen Energiespeicher, insbesondere von einer Speicherbatterie, gespeist wird. Aufgrund der begrenzten Speicherkapazität des elektrischen Energiespeichers sowie einer geringen spezifischen Energiespeicherkapazität von Batterien weisen diese Fahrzeuge jedoch nur eine geringe Reichweite auf bevor die Batterie wieder aufgeladen werden muss. Dieser Aufladevorgang erfolgt bei den bekannten Fahrzeugen während eines inaktiven Zustandes an einer externen Energiequelle, so genannten Stromtankstellen. Nachteilig ist hierbei, dass die Ladezeit dieser Batterien relativ lang ist.
• Des Weiteren sind Fahrzeuge bekannt, die ebenfalls einen rein elektromotorischen Antrieb aufweisen, der allerdings nur von einer externen Energiequelle mit Energie versorgt wird. Diese Energiezufuhr erfolgt beispielsweise über Stromschienen im Straßenbelag oder über Oberleitungen und entsprechende Aufnahmevorrichtungen am Fahrzeug. Hierbei ist es nachteilig, dass diese Fahrzeuge bezüglich ihrer Fahrstrecken an den Verlauf der externen Energiequellen gebunden sind oder bei den Stromschienen im Straßenbelag sogar durch diese in ihrer Fahrtrichtung geführt werden.
• Aufgabe der Erfindung ist es, ein Fahrzeug sowie entsprechende korrespondierende Vorrichtungen vorzuschlagen, die es ermöglichen, dass das Fahrzeug eine große Reichweite aufweist und dennoch in der Wahl seiner Fahrtrouten flexibel ist.
• Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung zur Abgabe von elektrischer Energie an ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst. Demgemäß weist das Fahrzeug mit einem rein elektromotorischen Antrieb, einen elektrischen Energiespeicher und eine Vorrichtung zur Aufnahme von elektrischer Energie von einer Energiequelle außerhalb des Fahrzeuges, die auch eine Energieaufnahme während der Fahrt erlaubt, auf, wobei der rein elektromotorische Antrieb sowohl von dem elektrischen Energiespeicher als auch direkt von der Aufnahmevorrichtung mit elektrischer Energie versorgt werden kann. Die erfindungsgemäße Abgabevorrichtung ist entlang einer Straße derart angeordnet, dass dem Fahrzeug nur während eines Teils seiner Fahrtroute Energie zugeführt werden kann.
• Unter Fahrtroute wird hierbei eine wählbare Fahrstrecke zwischen einem wählbaren Startpunkt und einem wählbaren Zielpunkt verstanden, wie es, im Gegensatz zur öffentlichen Personenbeförderung, für den Individualverkehr typisch ist.
• Als elektrische Energiespeicher können beispielsweise Speicherbatterien oder Superkondensatoren eingesetzt werden.
• Das erfindungsgemäße Fahrzeug weist den Vorteil auf, dass mit ihm bei entsprechender Wahl der Fahrtroute eine große Reichweite ermöglicht werden kann. Hierbei werden aufgrund des Elektroantriebs, der durch den Energiespeicher oder eine externe Energiequelle gespeist wird, keinerlei Abgase erzeugt.
• Als weiterer Vorteil ist zu sehen, dass das erfindungsgemäße Fahrzeug nicht von fossilen Energieträgern abhängig ist, da die elektrische Energie, die dem Fahrzeug von außen zugeführt werden kann, auf vielfache Art und Weise erzeugt werden kann.
• Dadurch dass das Fahrzeug entlang seiner Fahrtroute sowohl durch Energie des elektrischen Energiespeichers als auch durch Energie der Aufnahmevorrichtung antreibbar ist, kann das Fahrzeug Abschnitte, in denen keine externe Energieversorgung zur Verfügung steht, durch Energie des elektrischen Energiespeichers überbrücken. Somit können beispielsweise Kreuzungen, Gablungen, Stadtzentren, Parkhäuser oder Wohngebiete, bei denen eine Bereitstellung einer Vorrichtung zur Abgabe von elektrischer Energie an ein Fahrzeug nur mit hohen Kosten möglich wäre, überbrückt werden. Dadurch ist es ebenfalls möglich, von einem Bereich ohne in einen Bereich mit externer Energieversorgung zu gelangen.
• Weist das Fahrzeug Mittel auf, so dass es während der Energieaufnahme durch die Aufnahmevorrichtung bezüglich seiner Fahrtrichtung und/oder Fahrgeschwindigkeit ohne Zutun des Fahrers steuerbar ist, so kann der Fahrer, wenn er dies wünscht, während dieser Zeit vorteilhaft auf autonomes Fahren umstellen.
• Weist das Fahrzeug Mittel auf, so dass es während der Energieaufnahme durch die Aufnahmevorrichtung bezüglich seiner Fahrtrichtung und/oder Fahrgeschwindigkeit steuerbar ist, ohne dass der Fahrer dies beeinflussen kann, wird das Fahrzeug also zwangsgeführt, so kann in vorteilhafter Weise auf das Fahrverhalten des Fahrzeugs und auch den Verkehr insgesamt Einfluss genommen werden. Beispielsweise könnte die individuelle Nutzung, insbesondere von Lastkraftwagen auf Autobahnen, derart eingeschränkt werden, dass Überholvorgänge optimiert würden und somit Rückstaus bzw. Auffahrunfälle vermieden würden oder dass eine Umgehung von mautpflichtigen Strecken verhindert werden würde. Es würde also ein kombiniertes System aus individuellem und bezüglich seiner Fahrtrichtung und/oder Fahrgeschwindigkeit gesteuertem Güterverkehr entstehen, das zu einer vorteilhaften Synthese bezüglich Sicherheit, individueller, flexibler Nutzung und umweltfreundlicher Energieeffizienz führen würde.
• Eine erfindungsgemäße Abgabevorrichtung von elektrischer Energie an ein Fahrzeug weist den Vorteil auf, dass sie lediglich an Abschnitten einer Straße angeordnet werden muss und nicht entlang einer kompletten Fahrtroute, wie dies beispielsweise bei Straßenbahnen der Fall ist. Somit kann an Abschnitten, an denen eine Anordnung der Abgabevorrichtung besonders aufwendig und damit kostenintensiv wäre, auf diese verzichtet werden.
• Weitere Vorteile gehen aus der weiteren Beschreibung hervor.
• Der elektrische Energiespeicher des Fahrzeuges kann durch die Aufnahmevorrichtung des Fahrzeuges mit elektrischer Energie in einem aktiven oder inaktiven Zustand bzw. während der Fahrt oder im Stillstand gespeist werden. Während des Stillstandes ist es vorteilhaft, das Fahrzeug über eine elektrische Verkabelung an ein externes Stromnetz anzuschließen.
• Die Reichweite des erfindungsgemäßen Fahrzeuges kann zusätzlich noch dadurch erhöht werden, dass im Schubbetrieb oder bei einer Bremsung des Fahrzeuges durch eine generatorisch betriebene Elektromaschine erzeugte Rekuperationsenergie, in dem elektrischen Energiespeicher gespeichert wird. Wobei es ebenfalls möglich wäre, diese elektrische Energie an ein externes Stromnetz abzugeben.
• Eine Steuerung des Fahrzeuges während der Energieaufnahme durch die Aufnahmevorrichtung kann bezüglich seiner Fahrtrichtung und/oder Fahrgeschwindigkeit, entweder optional für den Fahrer oder in einer Weise, dass der Fahrer dies nicht beeinflussen kann, entweder durch bekannte mechanische oder elektronische Mittel erfolgen.
• Des Weiteren kann das Fahrzeug mit einer automatischen, auch satellitengestützten Spurführung und/oder einem Navigationssystem mit Routenführung zur Ermittlung der optimalen, elektroenergetischen Fahrtroute, z.B. zur Optimierung zwischen batterieelektrischem Fahren und direkt zugeführter elektrischer Energie, ausgestattet werden.
• In besonders vorteilhafter Weise erfolgt die Anordnung der Abgabevorrichtung an Abschnitten derart optimiert, dass unter Berücksichtigung der Speicherkapazitäten der Fahrzeuge eine maximale Fahrzeugreichweite erzielt wird.
• Bevorzugt erfolgt eine Anordnung der Abgabevorrichtung an Straßen des Fernverkehrs. In vorteilhafter Weise wird eine separate Fahrspur mit der Abgabevorrichtung versehen, insbesondere bei Rechtsverkehr die linke Fahrspur um bei einer dichteren Nutzung eine Behinderung des ab- und auffahrenden Verkehrs zu vermeiden. Zur Harmonisierung des Verkehrs auf dieser Fahrspur können die Fahrzeuge zwangsgeführt und/oder eine Benutzung nur bei Aufnahme der Energie durch die Abgabevorrichtung gestattet werden.

Claims (9)

1. Fahrzeug mit einem rein elektromotorischen Antrieb, einem elektrischen Energiespeicher und einer Vorrichtung zur Aufnahme von elektrischer Energie von einer Energiequelle außerhalb des Fahrzeuges, die auch eine Energieaufnahme während der Fahrt erlaubt, wobei der rein elektromotorische Antrieb sowohl von dem elektrischen Energiespeicher als auch direkt von der Aufnahmevorrichtung mit elektrischer Energie versorgt werden kann.
2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug entlang seiner Fahrtroute sowohl durch Energie des elektrischen Energiespeichers als auch durch Energie der Aufnahmevorrichtung antreibbar ist.
3. Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug Mittel aufweist, durch die es während der Energieaufnahme durch die Aufnahmevorrichtung bezüglich seiner Fahrtrichtung und/oder Fahrgeschwindigkeit ohne Zutun des Fahrers steuerbar ist.
4. Fahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug Mittel aufweist, durch die es während der Energieaufnahme durch die Aufnahmevorrichtung bezüglich seiner Fahrtrichtung und/oder Fahrgeschwindigkeit steuerbar ist, ohne dass der Fahrer dies beeinflussen kann.
5. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug eine dritte elektrische Energiequelle, insbesondere einen Sonnenkollektor und/oder einen Solarlack, aufweist, die elektrisch Energie sowohl direkt für den Antrieb des Fahrzeuges als auch zur Ladung des elektrischen Energiespeichers oder direkt für einen Nebenverbraucher bereitstellen kann.
6. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Energiespeicher sowohl während eines aktiven Zustandes des Fahrzeuges durch die Aufnahmevorrichtung als auch während eines inaktiven Zustandes über eine Steckdose mit elektrischer Energie versorgbar ist.
7. Vorrichtung zur Abgabe von elektrischer Energie an ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung zur Aufnahme von elektrischer Energie, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abgabevorrichtung derart entlang einer Straße angeordnet ist, dass dem Fahrzeug nur während eines Teils seiner Fahrtroute Energie zugeführt werden kann.
8. Abgabevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgabevorrichtung nur an einem Abschnitt einer Fahrspur angeordnet ist, der keine andere Fahrspur kreuzt.
9. Abgabevorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgabevorrichtung entlang einer Fahrspur bei Straßen mit mehreren Fahrspuren angeordnet ist.