DE102007062095A1

DE102007062095A1 - Tripelantrieb

Info

Publication number: DE102007062095A1
Application number: DE102007062095A
Authority: DE
Inventors: Vladimir Dr. Danov; Andreas SCHRÖTER
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2007-12-21
Filing date: 2007-12-21
Publication date: 2009-06-25

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebs-Vorrichtung, welche aus mindestens drei miteinander gekoppelten Motoreinheiten besteht. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Antriebssystem z.B. in Fahrzeugen, mit mindestens einer ersten Motoreinheit, welche mindestens eine Verbrennungsmotoreinheit umfasst, mit mindestens einer zweiten Motoreinheit, welche mindestens eine Elektromotoreinheit umfasst, und mit mindestens einer dritten Motoreinheit, insbesondere einer Stirlingmotoreinheit, welche mit der mindestens einen ersten und der mindestens einen zweiten Motoreinheit verbunden ist. Die Verbindung ist vorzugsweise sowohl eine mechanische kraft- und/oder drehmomentübertragende Verbindung als auch eine thermische Verbindung. Der Elektromotor ist vorzugsweise in einem EVT (Electric Continuously Variable Transmission)-Getriebe integriert.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antriebs-Vorrichtung, welche aus mindestens drei miteinander gekoppelten Motoreinheiten besteht. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Antriebssystem z. B. in Fahrzeugen, mit mindestens einer ersten Motoreinheit, welche mindestens eine Verbrennungsmotoreinheit umfasst, mit mindestens einer zweiten Motoreinheit, welche mindestens eine Elektromotoreinheit umfasst, und mit mindestens einer dritten Motoreinheit, insbesondere einer Stirlingmotoreinheit, welche mit der mindestens einen ersten und der mindestens einen zweiten Motoreinheit verbunden ist. Die Verbindung ist vorzugsweise sowohl eine mechanisch Kraft- und/oder Drehmoment-übertragende Verbindung als auch eine thermische Verbindung. Der Elektromotor ist vorzugsweise in einem EVT (Electric Continuously Variable Transmission)-Getriebe integriert.
Kraftfahrzeuge werden üblicherweise durch Verbrennungsmotoren oder Elektromotoren angetrieben. Eine bekannte Weiterentwicklung stellt der Hybridantrieb, wie er z. B. aus der Druckschrift EP 0 685 122 B1 bekannt ist, dar. Dieser führt zu einer besonders effektiven, kraftstoffsparenden Antriebsart. Im Stadtverkehr, wo viele Brems- und Beschleunigungsvorgänge notwendig sind, wird der Elektromotor zum Antreiben des Fahrzeuges verwendet. Dadurch kann z. B. beim abbremsen gewonnene Elektroenergie nach Zwischenspeicherung wieder für die Beschleunigung eingesetzt werden. Weiterhin kann der Motor mit voller Leistung sofort nach dem Start genutzt werden. Damit sind Verluste bei kurzen Zwischenstopps in der Stadt, z. B. an Ampeln, minimiert. Auf langen Strecken wird der Verbrennungsmotor verwendet. Dadurch werden größere Reichweiten möglich, aufgrund der höheren Energiedichte gespeichert in Treibstoff, im Vergleich zu elektrischer Energie gespeichert in Batterien. Eine geringere notwendige Batterieleistung, welche sich in einem geringeren Gewicht des Fahrzeugs äußert, führt zu einem effektiveren Antrieb des Hybridfahrzeugs im Vergleich zu herkömmlichen, reinen Elektromotor-Fahrzeugen.
Beim Betrieb von Verbrennungsmotoren und beim Betrieb von Elektromotoren fällt Abwärme an. Diese wird üblicherweise durch Luft- oder Wasserkühlung an die Umgebung abgegeben. Im Winter kann die Wärme des Antriebsmotors auch zur Beheizung der Fahrgastzelle dienen. Im Allgemeinen geht die Wärmeenergie der Abwärme jedoch verloren.
Eine aus dem Stand der Technik bekannte Form der Nutzung der Abwärme, vgl. insbesondere die Druckschrift GB 2 437 309 A1 , stellt die Verwendung von Stirlingmotoren dar. Der Stirlingmotor nutzt Temperaturunterschiede und wandelt die darin enthaltene Energie in mechanische Energie um. Diese mechanische Energie wird im Stand der Technik zum Antreiben von z. B. Ventilatoren in Kraftfahrzeugen verwendet, welche den Motor kühlen. Dadurch wird der Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs gesenkt, da eine elektrisch angetriebene Kühlung entfällt oder zumindest eingeschränkt verwendet wird. Der von der Lichtmaschine erzeugte Strom muss nicht mehr oder nur noch in geringerem Umfang zum Betreiben der Kühlung verwendet werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Abwärme der Verbrennungs- und Elektromotoren in Hybridfahrzeugen besser zu nutzen. Insbesondere soll die Abwärme, welche im Stand der Technik verloren geht oder zum Betrieb der Kühlung verwendet wird, für den Antrieb des Fahrzeugs genutzt werden. Dabei ist unter Antrieb des Fahrzeugs die gleichmäßige Fortbewegung oder Beschleunigung des Fahrzeugs zu verstehen. Die Aufgabe besteht also darin, einen besonders effektiven Antrieb für Fahrzeuge bereit zu stellen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, und somit zu einem geringeren Energie- bzw. Kraftstoffverbrauch zu führen.
Die angegebene Aufgabe bezüglich der Vorrichtung wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1, bezüglich des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 16, bezüglich der Verwendung der Vor richtung mit den Merkmalen des Anspruchs 24 und bezüglich der Verwendung des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 25 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, des Verfahrens und deren Verwendung gehen aus den zugeordneten abhängigen Unteransprüchen hervor. Dabei können die Merkmale der nebengeordneten Ansprüche mit Merkmalen eines zugeordneten Unteranspruchs oder vorzugsweise auch mit Merkmalen mehrer zugeordneter Unteransprüche kombiniert werden.
Die Antriebs-Vorrichtung umfasst mindestens eine erste Motoreinheit, insbesondere eine Verbrennungsmotoreinheit, mindestens eine zweite Motoreinheit, insbesondere eine Elektromotoreinheit, und eine dritte Motoreinheit, insbesondere eine Stirlingmotoreinheit, welche mit der mindestens einen ersten und der mindestens einen zweiten Motoreinheit verbunden ist.
Das Verfahren zum Antreiben eines Systems mit Hilfe einer Vorrichtung umfasst, dass mindestens eine erste Motoreinheit, insbesondere mindestens eine Verbrennungsmotoreinheit, mindestens eine zweite Motoreinheit, insbesondere mindestens eine Elektromotoreinheit, und mindestens eine dritte Motoreinheit der Vorrichtung gleichzeitig oder nacheinander mechanische Energie zum Antreiben des Systems erzeugen, wobei mindestens eine Motoreinheit thermische Energie in mechanische Energie umwandelt.
Die Verwendung der Vorrichtung und die Verwendung des Verfahrens umfassen den Einsatz in einem Fahrzeug der Gattung Motorrad, Motorroller, Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Bus, Straßenbahn, Lokomotive, Schiff, oder Flugzeug, insbesondere in einem Hybridfahrzeug.
Der Erfindung liegt folglich die Idee zu Grunde, dass mit Hilfe eines Tripelantriebs, also eines Antriebs bestehend aus mindestens drei Motoren bzw. Motoreinheiten, ein besonders effektiver Antrieb bereitgestellt wird. Unter Motoreinheit ist ein für sich allein funktionsfähiger Motor mit oder ohne Motorwelle zu verstehen, oder ein aus mehreren Motorelementen zusammengesetzter Motor, welcher mit der Motorwelle einen Motor ergibt. Statt einer Motorwelle kann auch eine Motorachse Einsatz finden.
Energie, die üblicherweise in Verbrennungs- oder Elektromotoren als Abwärme anfällt, wird von einer Motoreinheit als Antriebsenergie genutzt. Die Verwendung einer Elektro- und einer Verbrennungsmotoreinheit als zwei weitere Komponenten des Tripelantriebs, bringt den Vorteil der Nutzung der effektivsten Antriebsform entsprechend dem Einsatzgebiet bzw. Aufgaben des Antriebs. So kann beispielsweise in Kraftfahrzeugen auf kurzen Strecken ein Elektromotor den höchsten Wirkungsgrad erreichen. Auf weiteren Entfernungen kann ein Verbrennungsmotor, insbesondere ein Diesel- oder Benzinmotor, den Vorteil der höheren Energiedichte von Benzin oder Diesel im Vergleich zu Batterien nutzen. Eine direkte Umwandlung von chemischer Energie in Bewegungsenergie, ohne den Umweg der elektrischen Energie, führt bei einem Verbrennungsmotor zusätzlich zu Effizienzgewinnen. Bei hoher Betriebstemperatur, wie sie bei Kraftfahrzeugen auf langen Strecken erreicht wird, arbeitet ein Verbrennungsmotor mit einem hohen Wirkungsgrad.
Die Abwärme einer Verbrennungsmotoreinheit und/oder einer Elektromotoreinheit können durch eine dritte, insbesondere eine Stirlingmotoreinheit, für den Antrieb genutzt werden. Dies kann insbesondere beim Anfahren unterstützend wirken, womit Kraftstoff oder Elektroenergie eingespart werden. Die Nutzung der Abwärme für den Antrieb führt zu weiteren Effizienzgewinnen des Gesamtantriebs und so zu Energieeinsparung bei gleicher Leistung.
Ausführungsformen der Erfindung mit vorteilhaften Weiterbildungen gemäß den Merkmalen der abhängigen Ansprüche werden anhand der folgenden Figuren näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Kühlkreislaufs für einen Hybridantrieb mit Elektro- und Verbrennungsmotoreinheit, nach dem Stand der Technik, und
2 eine schematische Darstellung eines Kühlkreislaufs für einen Hybridantrieb mit Elektro- und Verbrennungsmotoreinheit sowie einer Stirlingmotoreinheit, alle drei Motoreinheiten Kraft- und Wärme-übertragend miteinander gekoppelt, und
3 eine schematische Darstellung des in 2 gezeigten Kühlkreislaufs, ohne thermische Kopplung der Elektromotoreinheit mit dem Kühlkreislauf, und
4 eine weitere schematische Darstellung des in 2 gezeigten Kühlkreislaufs, ohne thermische Kopplung der Elektromotoreinheit mit dem Kühlkreislauf und nur einseitig gekoppelter Stirlingmotoreinheit (warme Seite), und
5 eine weitere schematische Darstellung des in 2 gezeigten Kühlkreislaufs, mit nur einseitiger thermischer Kopplung der Elektromotoreinheit an den warmen Teilabschnitt des Kühlkreislaufs, und ein- oder zweiseitiger (gestrichelte Linie) thermischer Kopplung der Stirlingmotoreinheit an den Kühlkreislauf, und
6 eine weitere schematische Darstellung des in 2 gezeigten Kühlkreislaufs, mit nur einseitiger thermischer Kopplung der Elektromotoreinheit an den kalten Teilabschnitt des Kühlkreislaufs, und ein- oder zweiseitiger (gestrichelte Linie) thermischer Kopplung der Stirlingmotoreinheit an den Kühlkreislauf, und
7 eine detaillierte Ansicht eines Kühlkreislaufs, für einen Hybridantrieb mit Elektro- und Verbrennungsmotoreinheit sowie einer Stirlingmotoreinheit, alle drei Motoreinheiten Kraft- und Wärme-übertragend miteinander gekoppelt, sowie mit Kopplung an eine Radachse/welle, über ein beispielhaft eingezeichnetes Getriebe.
In der 1 ist ein aus dem Stand der Technik bekannter Hybridantrieb, vergleiche insbesondere Druckschrift EP 0 685 122 B1 , schematisch dargestellt. Der Hybridantrieb ist aus einer Verbrennungsmotoreinheit 10 und einer Elektromotoreinheit 11 aufgebaut. Die beiden Motoreinheiten sind über eine Antriebswelle 16 mechanisch, Kraft- und/oder Drehmoment-übertragend gekoppelt. Die Elektromotoreinheit 11 wird mit Hilfe eines Kühlkreislaufs 13 gekühlt. Der Kühlkreislauf 13 besteht aus zwei Teilabschnitten 14 und 15. Der erste Teilabschnitt 14 verbindet die Elektromotoreinheit 11 mit einer Kühleinrichtung 12, welche üblicherweise aus einem Luftkühler besteht. Der zweite Teilabschnitt 15 verbindet die Kühleinrichtung 12 mit der Elektromotoreinheit 11. Der Kühlkreislauf 13 ist mit einer Kühlflüssigkeit, wie z. B. Wasser, befüllt. Die Kühlflüssigkeit umströmt die Elektromotoreinheit 11 und wird dabei erwärmt. Sie strömt durch den ersten Teilabschnitt des Kühlkreislaufs 14 zur Kühleinrichtung 12, wo sie abgekühlt wird. Die abgekühlte Kühlflüssigkeit strömt dann von der Kühleinrichtung 12 durch den zweiten Teilabschnitt des Kühlkreislaufs 15 zur Elektromotoreinheit 11, wo sie wieder erwärmt wird. Es ergibt sich ein geschlossener Kühlkreislauf 13. Bei der beschriebenen Vorrichtung wird die anfallende Abwärme der Verbrennungsmotoreinheit 10 direkt an die Umgebungsluft abgegeben. Die Abwärme der Elektromotoreinheit 11 wird über den Kühlkreislauf 13 und die Kühleinrichtung 12 an die Umgebungsluft abgegeben. Die in der Abwärme beider Motoreinheiten gespeicherte Energie geht verloren.
In der 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Ein Tripelantrieb, d. h. ein Antriebssystem bestehend aus einer Verbrennungsmotoreinheit 10, einer Elektromotoreinheit 11 und einer Stirlingmotoreinheit 16, ist über einen Kühlkreislauf 13 thermisch mit einer Kühleinrichtung 12 verbunden. Die Erfindung ist aber nicht auf drei Motoreinhei ten beschränkt. Bei Bedarf können zusätzliche Motoreinheiten verwendet werden. Der Kühlkreislauf 13 besteht aus zwei Teilabschnitten 14 und 15, welche die Motoreinheiten miteinander und mit der Kühleinrichtung 12 koppeln. Die Motoreinheiten sind über mindestens eine Antriebsachse bzw. Welle 16, welche ein Drehmoment überträgt, mechanisch Kraft-übertragend gekoppelt. Die Antriebswelle 16 kann als eine durchgehende Achse/welle ausgebildet sein, oder aus Teilstücken bestehen. Die Teilstücke der Achse/Welle können über Getriebe miteinander verbunden sein, welche in der 2 nicht dargestellt sind. Durch Verwendung von Getrieben wird eine zeitweise mechanische Entkopplung der Motoreinheiten untereinander möglich. Unter mechanischer Entkopplung ist in diesem Zusammenhang zu verstehen, dass kein Drehmoment und keine Antriebskraft übertragen werden. Die Getriebe erlauben ebenfalls eine Anpassung bzw. Übersetzung der Drehgeschwindigkeiten der Wellen verschiedener Motoreinheiten untereinander und bezogen auf eine Übertragungseinheit 18. Es können mit den Achsen/Wellen verbunden Drehzahlregler eingesetzt sein. Bei Verwendung des Antriebssystems in einem Kraftfahrzeug ist die Übertragungseinheit 18 die Radachse/welle in Verbindung mit den Rädern. Bei einem Schiff stellt die Schiffsschraube mit der dazugehörigen Schiffswelle die Übertragungseinheit 18 dar. Die Antriebsachse/welle ist mit der Übertragungseinheit 18 verbunden, so dass die mechanische Energie der Motoreinheiten auf z. B. das Fahrwerk in Kraftfahrzeugen übertragen werden kann. Die Antriebsachse/welle kann auch Teil der Übertragungseinheit 18 sein. Die Motoreinheiten können wie in 2 dargestellt auf einer Achse, oder auf rechtwinklig zueinander liegenden Achsen, oder auf Achsen, welche untereinander beliebige Winkel einschließen, angeordnet sein. Die Verwendung von Getrieben und/oder Gelenkwellen macht verschiedene Anordnungen der Motoreinheiten möglich. Eine Optimierung des Motorsystems, bestehend aus den Motoreinheiten, nach Platz, Design-, Technischen-Erfordernissen und anderen Kriterien wird so möglich.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Elektromotor in einem EVT-Getriebe integriert. EVT steht dabei für Electric Continuously Variable Transmission und bedeutet, dass das Getriebe elektrisch gesteuert stufenlos betrieben werden kann. EVT-Getriebe werden auf Grund ihrer günstigen Eigenschaften häufig in Hybridfahrzeugen eingesetzt.
Der in 2 gezeigte Kühlkreislauf 13 setzt sich aus zwei Teilabschnitten 14 und 15 zusammen, wobei der Teilabschnitt 14 die Verbrennungsmotoreinheit 10 mit der Kühleinrichtung 12 verbindet. Der zweite Teilabschnitt 15 des Kühlkreislaufs 13 verbindet die Kühleinrichtung 12 mit der Verbrennungsmotoreinheit 10. Der Kühlkreislauf 13 ist mit einem Fluid, z. B. Luft, Wasser oder Öl befüllt, und das Fluid strömt durch den Kühlkreislauf 13 im ersten Teilabschnitt 14 von der Verbrennungsmotoreinheit 10 zur Kühleinrichtung 12, und im zweiten Teilabschnitt 15 von der Kühleinrichtung 12 zur Verbrennungsmotoreinheit 10. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Fluid um eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser oder ein Wasser-Antifrostmittel-Gemisch. Das Fluid wird durch die Abwärme der Verbrennungsmotoreinheit erwärmt, insbesondere innerhalb eines Temperaturbereichs von –20°C bis 150°C, besonders bevorzugt innerhalb eines Temperaturbereichs von 50°C bis 150°C, z. B. von einer Ausgangstemperatur von etwa 70°C auf eine Temperatur von etwa 90°C. Mit dieser erhöhten Temperatur strömt das Fluid von der Verbrennungsmotoreinheit 10 zur Kühleinrichtung 12, wobei es sich leicht abkühlen kann. In der Kühleinrichtung wird das Fluid stark abgekühlt, z. B. auf eine Temperatur von etwa 70°C. Das abgekühlte Fluid strömt dann im Teilabschnitt 15 von der Kühleinrichtung 12 zur Verbrennungsmotoreinheit 10, wobei es im Wesentlichen die Temperatur beibehält oder sich weiter abkühlt. An der Verbrennungsmotoreinheit 10 wird das abgekühlte Fluid dann wieder erwärmt und es ergibt sich ein geschlossener Kreislauf.
Analog zum Kühlkreislauf 13 der Verbrennungsmotoreinheit 10 kann ein zweiter, vom ersten unabhängiger Kühlkreislauf für die Elektromotoreinheit 11 vorgesehen sein, was in den Figu ren zur Vereinfachung nicht dargestellt ist. Eine bevorzugte Alternative ist die Integration der Elektromotoreinheit 11 in den Kühlkreislauf 13 der Verbrennungsmotoreinheit 10, wie z. B. in 2 dargestellt. Dabei können nicht dargestellte Ventile oder andere Absperrvorrichtungen für das Fluid auf beiden Seiten der Elektromotoreinheit 11 und/oder der Verbrennungsmotoreinheit 10, welche mit den Teilabschnitten des Kühlkreislaufs 14 und 15 in thermischen Kontakt stehen, in den Kühlkreislauf 13 integriert sein. Diese ermöglichen, je nach Temperatur der Elektromotoreinheit 11 und/oder der Verbrennungsmotoreinheit 10, den Kühlkreislauf so einzustellen bzw. zu schalten, dass nur die Elektromotoreinheit 11 oder nur die Verbrennungsmotoreinheit 10 vom Fluid gekühlt wird. Auch eine Einstellung der Ventile oder anderen Absperrvorrichtungen des Kühlkreislaufs 13 ist möglich, bei welcher nur eine Seite der Elektromotoreinheit 11 und/oder der Verbrennungsmotoreinheit 10 mit dem Kühlkreislauf in thermischen Kontakt steht. Dadurch wird z. B. ermöglicht, dass bei geringerer Temperatur der Elektromotoreinheit 11 verglichen mit der Temperatur der Verbrennungsmotoreinheit 10, nur das kühlere Fluid im Teilabschnitt 15 der Kühleinrichtung mit der Elektromotoreinheit 11 in thermischen Kontakt steht und die Elektromotoreinheit 11 kühlt. Das durch die Verbrennungsmotoreinheit 10 erwärmte Fluid im Teilabschnitt 14 der Kühleinrichtung führt so zu keiner weiteren Erwärmung der Elektromotoreinheit 11. Analog ist es auch möglich, dass bei geringerer Temperatur der Verbrennungsmotoreinheit 10 verglichen mit der Temperatur der Elektromotoreinheit 11, nur das kühlere Fluid im Teilabschnitt 15 der Kühleinrichtung mit der Verbrennungsmotoreinheit 10 in thermischen Kontakt steht und die Verbrennungsmotoreinheit 10 kühlt.
Eine weitere Variante ist das gezielte Zu- und Abschalten einzelner Seiten der Motoreinheiten zu den entsprechenden Teilabschnitten des Kühlkreislaufs 13, um sie je nach Bedarf zu kühlen oder zu erwärmen, wobei letzteres sinnvoll sein kann, um einen Motor auf Betriebstemperatur zu bringen.
Die Nutzung der Abwärme der Verbrennungsmotoreinheit 10 und/oder der Elektromotoreinheit 11 erfolgt über eine dritte Motoreinheit 16, welche mit dem Kühlkreislauf 13 in thermischen Kontakt steht. Diese wandelt die thermische Energie, welche in Form der Temperaturdifferenz zwischen den Temperaturen der Teilabschnitte 15 und 16 des Kühlkreislaufs vorliegt, direkt in mechanische Energie um. Es geht durch Einsparung des Zwischenschrittes der Umwandlung in elektrische Energie bei der direkten Umwandlung der thermischen Energie in mechanische Energie weniger Energie verloren. Eine bevorzugte Ausführungsform ist durch die Verwendung einer Stirlingmotoreinheit zur direkten Umwandlung der thermischen in mechanische Energie gegeben. Der Stirlingmotor kann wie in 2 gezeigt wird, mit einer ersten Seite mit dem ersten Teilabschnitt 14 des Kühlkreislaufs und mit einer zweiten Seite mit dem zweiten Teilabschnitt 15 des Kühlkreislaufs in thermischen Kontakt stehen. Dadurch wird die Temperaturdifferenz zwischen den Teilabschnitten 14 und 15 des Kühlkreislaufs genutzt, um mechanische Energie, d. h. Bewegungsenergie zu erzeugen. Die Stirlingmotoreinheit 16 ist über eine Achse/Welle mit der Elektromotoreinheit 11 und/oder der Verbrennungsmotoreinheit 10 verbunden, so dass die mechanische Energie auf die Elektromotoreinheit 11 und/oder die Verbrennungsmotoreinheit 10 übertragen werden kann oder direkt an die nicht in 2 gezeigte Übertragungseinheit 18.
In den 2 bis 6 sind alternative Ausgestaltungen der Erfindung gezeigt.
In 2 sind sämtliche Motoreinheiten mit beiden Teilabschnitten des Kühlkreislaufs 14 und 15 thermisch verbunden. Die thermische Verbindung bzw. der thermische Kontakt kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Eine Möglichkeit ist durch Wärmestrahlung. Ein besonders guter thermischer Kontakt wird durch einen direkten mechanischen Kontakt zwischen den Motoreinheiten 10, 11, 16 und dem Kühlkreislauf 13 bzw. den Teilabschnitten des Kühlkreislaufs 14 und/oder 15 erreicht.
Da der erste Teilabschnitt 14 vom erwärmten Fluid, z. B. mit einer Fluid-Temperatur von 90°C, durchströmt wird und der zweite Teilabschnitt 15 vom abgekühlten Fluid, z. B. mit einer Fluid-Temperatur von 70°C, durchströmt wird, besteht zwischen den beiden Teilabschnitten 14 und 15 des Kühlkreislaufs 13 eine Temperaturdifferenz von z. B. etwa 20 K. Es sind aber auch andere Temperaturen der Teilabschnitte 14 und/oder 15 möglich, abhängig von den Umgebungstemperaturen und den Betriebstemperaturen der Motoreinheiten. Mögliche Temperaturdifferenzen sind unter anderem auch von der Konstruktion des Kühlkreislaufs, den thermischen Kontakten und den eingesetzten Fluiden abhängig.
Gebräuchliche Temperaturen, auf welche Fluide durch die Motoreinheiten 10 und 11 erwärmt werden, liegen im Bereich von 50° bis 150°C, besonders bevorzugt bei bis zu 90°C.
Gebräuchliche Temperaturen, auf welche Fluide durch die Kühleinrichtung 12 abgekühlt werden, liegen im Bereich von 50° bis 150°C, besonders bevorzugt bei unter 75°C.
Bei den in den 2 bis 6 dargestellten Kühlkreisläufen 13 handelt es sich um handelsübliche Kühlkreisläufe, welche aus Rohren oder Schläuchen z. B. aus Metall oder polymeren Verbindungen wie Kautschuk, PVC, PTFE und Mischungen davon zusammengesetzt sind. Ein direkter mechanischer Kontakt zwischen den Motoreinheiten und den Teilabschnitten 15 und 16 des Kühlkreislaufs kann in einem direkten Löt- oder Schweißkontakt des Metallgehäuses der Motoreinheiten und Metallleitungen des Kühlkreislaufes bestehen. Die Erfindung ist aber nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. So bestehen für die Herstellung eines direkten mechanischen Kontaktes auch weitere Möglichkeiten, wie z. B. das Kleben von Schläuchen aus polymeren Werkstoffen, das Kleben von Metallflächen, das Verschrauben oder das Klemmen von Polymer- oder Metallrohren bzw. Schläuchen. Eine Vielzahl weiterer Möglichkeiten ist einsetzbar. So kann für einen besseren Wärmeaustausch zwischen den Motoreinheiten und dem Kühlsystem auch die Verwen dung von Kühl- oder Wärmeaustauschflächen, zwischengeschaltet zwischen den Motoreinheiten 10, 11, 16 und den Teilabschnitten 14 und/oder 15 des Kühlkreislaufes, verwendet werden. Kühl- oder Wärmeaustauschflächen können z. B. aus glatten oder Profil-Blechen bestehen. Eine Möglichkeit für die verbesserte Wärmeleitung über einen direkten mechanischen Kontakt stellt auch die Verwendung von Wärmeleitpaste dar.
Die Teilabschnitte 14 und 15 im Bereich der Verbrennungs- und/oder Elektromotoreinheit 10 und 11 sind miteinander direkt oder indirekt verbunden, um einen geschlossenen Kühlkreislauf auszubilden. Dabei können die Teilabschnitte 10 und 11 direkt ineinander übergehen, und die Motoreinheiten 10 und 11 von z. B. Schlauch- oder Rohrteilen der Teilabschnitte 10 und 11 umwickelt sein für einen guten Wärmeaustausch. Alternativ können auch Teile der Motoreinheiten 10 und 11 vom Fluid durchströmt werden, und die Teilabschnitte 14 und 15 der Kühleinrichtungen über die Motoreinheiten 10 und 11 miteinander gekoppelt sein.
In der in 3 dargestellten alternativen Ausführungsform der Erfindung ist die Verbrennungsmotoreinheit 10 über die Teilabschnitte 14 und 15 des Kühlkreislaufs 13 mit der Kühleinrichtung 12 gekoppelt, wie bei der in 2 gezeigten Ausführungsform, insbesondere thermisch. Die Stirlingmotoreinheit 16 ist mit einer Seite an den Teilabschnitt 14 des Kühlkreislaufs 13 und mit einer zweiten Seite an den Teilabschnitt 15 des Kühlkreislaufs 13 thermisch gekoppelt. Im Unterschied zum in 2. gezeigten Ausführungsbeispiel, ist in 3 die Elektromotoreinheit 11 nicht an den Kühlkreislauf 13 thermisch gekoppelt. Die drei Motoreinheiten, Verbrennungs- 10, Elektro- 11 und Stirlingmotoreinheit 16, sind über eine gemeinsame Welle Kraft- und/oder Drehmoment-übertragend miteinander verbunden. Der Vorteil der in 3 gezeigten Ausführungsform ist, dass die Elektromotoreinheit 11 nicht durch die Abwärme der Verbrennungsmotoreinheit 10 erwärmt werden kann und so Fehlfunktionen der Elektromotorein heit 11 bei hohen Temperaturen der Verbrennungsmotoreinheit 10 verhindert werden.
Die in 3 gezeigte thermisch vom Kühlkreislauf 13 unabhängige Motoreinheit kann sowohl durch geschlossene Ventile im Kühlkreislauf oder auch durch das permanente Fehlen einer Verbindung hergestellt sein. So können z. B. keine Zuleitungen von und zu der Motoreinheit zu einer thermischen Entkopplung führen. Dies gilt ebenfalls für die in den 4 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispielen.
In alternativen Ausführungsformen, welche in den 4 bis 6 gezeigt sind, ist die Stirlingmotoreinheit 16 nur mit einer Seite an den Kühlkreislauf 13 thermisch gekoppelt, und die zweite Seite der Stirlingmotoreinheit 16 wird z. B. durch die Umgebungsluft gekühlt. Die in mechanische Energie umgewandelte thermische Energie ist in diesem Fall durch die Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur des Teilabschnitts des Kühlkreislaufs 14 oder 15, mit der die Stirlingmotoreinheit 16 thermisch gekoppelt ist, und der Temperatur der Umgebungsluft gegeben. Vorzugsweise wird die Stirlingmotoreinheit 16 thermisch an den Teilabschnitt des Kühlkreislaufs 14 oder 15 gekoppelt, welcher die höhere Temperatur aufweist, um eine maximale Menge an mechanischer Energie zu gewinnen. Es ist aber auch möglich, die Stirlingmotoreinheit 16 an den Teilabschnitt des Kühlkreislaufs 14 oder 15 zu koppeln, welcher die niedrigere Temperatur aufweist. In den 5 und 6 sind die beiden möglichen Ausführungsformen jeweils durch durchgehende und gestrichelte Linien dargestellt. Die thermische Kopplung kann über Ventile oder andere Absperrvorrichtungen für das Fluid auf beiden Seiten oder auf einer Seite so erfolgen, dass je nach Bedarf, abhängig z. B. von der Temperatur der Umgebungsluft und Betriebstemperaturen der Motoreinheiten, eine Kopplung zu den Teilabschnitten des Kühlkreislaufs 14 und/oder 15 gezielt unterbrochen oder wieder ausgebildet werden kann. Dies kann z. B. gesteuert oder geregelt von einer Recheneinheit erfolgen.
Die thermische Kopplung kann aber auch permanent erfolgen.
Zwei weitere Alternativen in der Anordnung der Motoreinheiten im Kühlkreislauf 13 sind ebenfalls in den 5 und 6 dargestellt. In 5 ist die Elektromotoreinheit 11 thermisch nur mit einem Teilabschnitt 14 des Kühlkreislaufs verbunden. Alternativ ist in 6 die thermische Verbindung der Elektromotoreinheit 11 ausschließlich mit einem zweiten Teilabschnitt 15 des Kühlkreislaufs 13 gezeigt. Je nach thermischen Verhältnissen und Anforderungen an die Kühlung der Elektromotoreinheit 11 kann die in 5 oder die in 6 gezeigte Ausführungsform vorteilhaft sein.
In 7 ist zur besseren Veranschaulichung der Erfindung die in 2 gezeigte Ausführungsform in mehr Detail dargestellt. Der Verbrennungsmotor 10 ist mit Hilfe der Kühleinrichtung unter Zwischenschaltung der Elektromotoreinheit 11 und der Stirlingmotoreinheit 16 in paralleler Form thermisch mit der Kühleinrichtung 13 verbunden.
Die Motoreinheiten sind über eine Welle entlang einer Achse Drehmoment- und Kraft-übertragend mechanisch verbunden, wobei die mechanische Energie der drei Motoreinheiten über weitere Wellen auf ein Fahrwerk 18 übertragen werden kann. Zwischengeschaltete Getriebe sind beispielhaft durch das Getriebe 17 gezeigt.
Die Verbrennungsmotoreinheit 10 wird teilweise durch das Fluid, insbesondere einer aus Wasser bestehenden Kühlflüssigkeit, durchströmt oder steht zumindest in thermischen Kontakt mit dem Fluid. Dabei gibt sie Wärme an das Fluid ab, die Temperatur des Fluids wird von einer Ausgangstemperatur T₀ auf eine Temperatur T₁ erhöht. Das Fluid strömt mit der Temperatur T₁ von der Verbrennungsmotoreinheit 10 in Richtung Elektromotoreinheit 11, wobei sie sich etwas in den Leitungen abkühlen kann. Der thermische Kontakt zwischen dem Fluid und der Elektromotoreinheit 11 führt zu einer weiteren Erwärmung des Fluids auf eine Temperatur T₂. Das Fluid strömt mit der Temperatur T₂ von der Elektromotoreinheit 11 zur Kühleinrichtung 12, wobei sich das Fluid in den Leitungen wieder etwas abkühlen kann, je nach Ausgestaltung und thermischer Isolierung der Leitungen.
Um eine bessere Nutzung der Abwärme der Verbrennungsmotoreinheit 10 und/oder Elektromotoreinheit 11 zu erreichen, können die Zu- und/oder Ableitungen, in welchen das Fluid strömt, wärmeisoliert sein. Damit kann erreicht werden, dass z. B. das Fluid beim Strömen von der Verbrennungsmotoreinheit 10 über die Elektromotoreinheit 11 zur Stirlingmotoreinheit 16 im Wesentlichen die Temperatur nach der jeweiligen Erwärmung durch die Motoreinheiten beibehält. Ein Teil der Wärmemenge, welche in dem Fluid gespeichert ist, gibt diese an die Stirlingmotoreinheit 16 ab. Dabei wird eine Seite der Stirlingmotoreinheit 16 erwärmt, wodurch sich in seinem Inneren in einer ersten Kammer ein Gas ausdehnen kann. Durch diese Ausdehnung wird mechanische Energie erzeugt, welche einen ersten Kolben in Bewegung setzt und durch Verbindung mit dem ersten Kolben über die Wellen zum Antrieb genutzt werden kann. Durch Abgabe von Wärmemenge an die Stirlingmotoreinheit 16 wird das Fluid teilweise abgekühlt.
Das teilweise abgekühlte Fluid strömt durch Leitungen von der Stirlingmotoreinheit 16 zur Kühleinrichtung 12, z. B. einem Luftkühler, wo das Fluid beim durchströmen der Kühleinrichtung 12 weiter abgekühlt wird.
Das abgekühlte Fluid strömt durch Leitungen von der Kühleinrichtung 12 zu einer zweiten Seite der Stirlingmotoreinheit 16. Das Fluid kühlt die zweite Seite der Stirlingmotoreinheit 16, wodurch in einer zweiten Kammer der Stirlingmotoreinheit 16 ein Gas abgekühlt wird. Das Volumen des Gases verkleinert sich in der Kammer, wodurch mechanische Energie erzeugt wird, indem ein zweiter Kolben bewegt wird. Durch Kopplung des zweiten Kolbens mit den Wellen und der Übertragungseinheit 18, kann diese z. B. in einem Fahrzeug dieses antreiben.
Die Funktionsweise der beschriebenen Stirlingmotoreinheit 16 entspricht der gebräuchlichen Arbeitsweise von Stirlingmotoren und soll deshalb im Weiteren nicht genauer erläutert werden. Die Kühlung des Gases in der Stirlingmotoreinheit 16 durch das Fluid entzieht dem Fluid Wärmemenge, und dieses kühlt sich auf z. B. eine Temperatur von etwa 70°C ab. Das abgekühlte Fluid strömt über Leitungen von der Stirlingmotoreinheit 16 über die Elektromotoreinheit 11 zur Verbrennungsmotoreinheit 10, wo sie wieder erwärmt wird. Durch den beschriebenen Aufbau entsteht ein geschlossener Kühlkreislauf 13, welcher aus mindestens zwei Teilabschnitten mit jeweils unterschiedlichen Temperaturen besteht. Die Temperaturdifferenz zwischen den Teilabschnitten bestimmt die Wärmemenge, welche von der Stirlingmotoreinheit 16 teilweise oder vollständig genutzt werden kann, um mechanische Energie zu erzeugen. Unter Erzeugung von mechanischer Energie ist in diesem Zusammenhang die Umwandlung von thermischer Energie, in Form einer Temperaturdifferenz, in mechanische, d. h. Bewegungsenergie, zu verstehen.
Mit dem beschriebenen Aufbau wird die Abwärme, welche die Verbrennungsmotoreinheit 10 und Elektromotoreinheit 11 produziert, teilweise an die Umgebung abgegeben und zum Teil in Bewegungsenergie umgewandelt. Die Bewegungsenergie wird durch Wellen oder Hubeinrichtungen an die Übertragungseinheit 18 übertragen, welche z. B. im Falle eines Fahrzeugs die Energie zum beschleunigen des Fahrzeugs nutzt, und eine Kraftwirkung auf die Strasse überträgt.
Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass thermische Energie direkt in mechanische Energie umgewandelt wird, welche zum Antreiben der Übertragungseinrichtung 18 dient. Energieverluste, welche z. B. durch Umwandlung von Wärmeenergie in elektrische Energie und dann in mechanische Energie auftreten können, werden so vermieden. Dies führt zu einem höheren Wirkungsgrad der Nutzung der Abwärme und somit des Fahrzeugs. Durch die Nutzung der Abwärme und den höheren Wirkungsgrad kann z. B. in Kraftfahrzeugen Kraftstoff eingespart werden.
Als Stirlingmotoren 16 können Stirlingmotoren des Alpha-, Beta- oder Gamma-Typs verwendet werden. Die Erfindung ist nicht auf den in 7 beschriebenen Alpha-Typ beschränkt. Ebenfalls vorteilhaft ist die Verwendung von unterschiedlichen Stirlingmotoren 16, abhängig von den auftretenden Temperaturunterschieden im Kühlkreislauf 13.
Die beschriebene Erfindung kann in Personenkraftfahrzeugen, wie z. B. in Automobilen, Bussen und Bahnen verwendet werden. Weitere Einsatzgebiete sind Motorräder, Motorroller, Schiffe, und Flugzeuge. Eine kompakte Bauweise des Kühlsystems und eine geringere Dimensionierung der ersten und zweiten Motoreinheit auf Grund der höheren Effizienz, welche durch die Nutzung der Abwärme mit Hilfe der dritten Motoreinheit möglich wird, erlauben eine besonders gute Nutzung des Kraftstoffs und/oder der Elektroenergie der Fahrzeuge und geringeren Platzverbrauch gegenüber herkömmlicher Bauweise.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 0685122 B1 [0002, 0023]
- GB 2437309 A1 [0004]

Claims

Antriebs-Vorrichtung – mit mindestens einer ersten Motoreinheit, welche mindestens eine Verbrennungsmotoreinheit umfasst, und – mit mindestens einer zweiten Motoreinheit, welche mindestens eine Elektromotoreinheit umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass – eine dritte Motoreinheit mit der mindestens einen ersten und der mindestens einen zweiten Motoreinheit verbunden ist.
Antriebs-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Motoreinheit eine Stirlingmotoreinheit ist.
Antriebs-Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens drei Motoreinheiten miteinander mechanisch gekoppelt sind über mindestens eine drehbare, durchgehende oder geteilte Achse oder durchgehende oder geteilte Welle, insbesondere durch mindestens eine gemeinsame Antriebswelle.
Antriebs-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine zweite Motoreinheit in einem Getriebe, insbesondere einem EVT-Getriebe integriert ist.
Antriebs-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei, vorzugsweise drei der Motoreinheiten miteinander thermisch gekoppelt sind.
Antriebs-Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die thermisch gekoppelten Motoreinheiten durch einen Kühlkreislauf thermisch gekoppelt sind.
Antriebs-Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkreislauf aus mindestens zwei Teilabschnitten besteht, wobei ein erster Teilabschnitt eine Temperatur T₁ aufweist, ein zweiter Teilabschnitt eine Temperatur T₂ aufweist, und die Temperatur T₂ kleiner als die Temperatur T₁ ist.
Antriebs-Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine dritte Motoreinheit mit einer ersten Seite in thermischem Kontakt mit dem ersten Teilabschnitt des Kühlkreislaufs steht, und dass die mindestens eine dritte Motoreinheit mit einer zweiten Seite in thermischem Kontakt mit dem zweiten Teilabschnitt des Kühlkreislaufs steht.
Antriebs-Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilabschnitt des Kühlkreislaufs die mindestens eine erste Motoreinheit mit mindestens der dritten, vorzugsweise mit der mindestens einen zweiten und mit der mindestens einen dritten Motoreinheit verbindet, und dass der zweite Teilabschnitt des Kühlkreislaufs die mindestens eine dritte, vorzugsweise die mindestens eine dritte und die mindestens eine zweite Motoreinheit mit der mindestens einen ersten Motoreinheit verbindet.
Antriebs-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilabschnitt des Kühlkreislaufs die mindestens eine erste Motoreinheit mit einer Kühleinrichtung, insbesondere einem Kühler, verbindet, und der zweite Teilabschnitt des Kühlkreislaufs die Kühleinrichtung mit der mindestens einen ersten Motoreinheit verbindet, wobei vorzugsweise mindestens eine weitere der mindestens einen zweiten und der mindestens einen dritten Motoreinheit, und besonders bevorzugt die mindestens eine zweite und die mindestens eine dritte Motoreinheit, zwischengeschaltet sind.
Antriebs-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkreislauf ein Fluid zum Wärmetransport enthält, insbesondere Luft und/oder eine Flüssigkeit, insbesondere als Flüssigkeit Wasser, Öl oder ein Gemisch von beiden.
Antriebs-Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere thermische Kontakte zwischen der oder den Motoreinheiten und dem mindestens einen ersten Teilabschnitt des Kühlkreislaufs und/oder dem mindestens einen zweiten Teilabschnitt des Kühlkreislaufs auf einen direkten mechanischen Kontakt oder auf einen thermischen Kontakt, vermittelt über mindestens ein EVT-Getriebe, mit dem Fluid und/oder das Fluid enthaltende Bestandteile des Kühlkreislaufs beruht.
Antriebs-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Temperatur des Fluids in dem mindestens einen ersten Teilabschnitt und der Temperatur des Fluids in dem mindestens einen zweiten Teilabschnitt des Kühlkreislaufs eine Temperaturdifferenz im Bereich von 5 K bis 60 K. besonders bevorzugt im Bereich von 15 K bis 25 K, besteht.
Antriebs-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine drehbare Achse oder Welle mindestens einen Drehzahlregler umfasst und/oder dass die mindestens eine drehbare Achse oder Welle mechanisch mit mindestens einer Radachse/welle verbunden ist, insbesondere Kraft- und/oder Drehmoment-übertragend verbunden ist.
Antriebs-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Integration in ein Fahrzeug, insbesondere in ein Personenkraftfahrzeug.
Verfahren zum Antreiben eines Systems mit Hilfe einer Vorrichtung, insbesondere einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei gleichzeitig oder nacheinander – mindestens eine erste Motoreinheit, – mindestens eine zweite Motoreinheit und – mindestens eine dritte Motoreinheit der Vorrichtung mechanische Energie zum Antreiben des Systems erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Motoreinheit thermische Energie in mechanische Energie umwandelt.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Motoreinheit chemische Energie in mechanische Energie umwandelt und/oder die zweite Motoreinheit elektrische Energie in mechanische Energie umwandelt und/oder die dritte Motoreinheit Wärmemenge, insbesondere Abwärme von der ersten und/oder von der zweiten Motoreinheit, in mechanische Energie umwandelt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens drei Motoreinheiten über Achsen oder Wellen mit oder ohne Getriebe mechanische Energie untereinander austauschen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei, vorzugsweise die drei Motoreinheiten über eine drehbare, durchgehende oder geteilte Achse oder durchgehende oder geteilte Welle, mechanische Energie übertragen, insbesondere über mindestens eine gemeinsame Antriebswelle, mit oder ohne zwischengeschaltete Getriebe.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei der mindestens drei Motoreinheiten oder alle mindestens drei Motoreinheiten über mindestens einen Kühlkreislauf thermische Energie miteinander austauschen.
Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkreislauf von einem Fluid, insbesondere Luft und/oder einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser und/oder Öl, durchströmt wird, und die erste und/oder zweite Motoreinheit, die Temperatur des Fluids von einer Ausgangstemperatur auf eine erste Temperatur T₁ erhöht, eine Kühleinrichtung die Temperatur des Fluids auf eine zweite Temperatur T₂ erniedrigt, wobei die zweite Temperatur T₂ kleiner als die erste Temperatur T₁ ist, und der Kühlkreislauf über mindestens einen ersten Teilabschnitt die erste und/oder zweite Motoreinheit mit der Kühleinrichtung verbindet, sowie über mindestens einen zweiten, vom ersten unterschiedlichen Teilabschnitt die Kühleinrichtung mit der ersten und/oder zweiten Motoreinheit verbindet, und die dritte Motoreinheit thermische Energie in Form einer Temperaturdifferenz zwischen dem mindestens einen ersten Teilabschnitt und dem mindestens einen zweiten Teilabschnitt des Kühlkreislaufs in mechanische Energie umwandelt.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Motoreinheit und die zweite Motoreinheit und die dritte Motoreinheit mit dem mindestens einen ersten und mit dem mindestens einen zweiten Teilabschnitt des Kühlkreislaufs thermische Energie austauschen, oder dass die erste Motoreinheit und die dritte Motoreinheit mit dem mindestens einen ersten und mit dem mindestens einen zweiten Teilabschnitt des Kühlkreislaufs thermische Energie austauschen, und die zweite Motoreinheit keine thermische Energie mit dem Kühlkreislauf austauscht, oder dass die erste Motoreinheit mit dem mindestens einen ersten und mit dem mindestens einen zweiten Teilabschnitt des Kühlkreislaufs thermische Energie austauscht, und die zweite Motoreinheit keine thermische Energie mit dem Kühlkreislauf austauscht, und die dritte Motoreinheit mit nur einem Teilabschnitt des Kühlkreislaufs thermische Energie austauscht, oder dass die erste Motoreinheit mit dem mindestens einen ersten und mit dem mindestens einen zweiten Teilabschnitt des Kühl kreislaufs thermische Energie austauschen, und die zweite Motoreinheit mit nur einem Teilabschnitt des Kühlkreislaufs thermische Energie austauscht, und die dritte Motoreinheit mit nur einem Teilabschnitt des Kühlkreislaufs thermische Energie austauscht oder die dritte Motoreinheit mit dem mindestens einen ersten und mit dem mindestens einen zweiten Teilabschnitt des Kühlkreislaufs thermische Energie austauscht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid von der Abwärme der ersten und/oder zweiten Motoreinheit erwärmt wird, insbesondere auf eine Temperatur im Bereich von 50° bis 150°C, besonders bevorzugt auf bis zu 90°C, durch den Kühlkreislauf im ersten Teilabschnitt von der ersten und/oder zweiten Motoreinheit zur Kühleinrichtung strömt, in der Kühleinrichtung abgekühlt wird, insbesondere durch Luftkühlung der Kühleinrichtung und insbesondere auf eine Temperatur im Bereich 50°C bis 150°C, besonders bevorzugt auf unter 75°C, und das Fluid im zweiten Teilabschnitt von der Kühleinrichtung zur ersten und/oder zweiten Motoreinheit strömt, und die dritte Motoreinheit die Temperaturdifferenz, insbesondere im Bereich von 10 K bis 30 K, besonders bevorzugt um 20 K, zwischen dem ersten und dem zweiten Teilabschnitt der Kühleinrichtung nutzt, um mechanische Energie zu erzeugen.
Verwendung der Antriebs-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 in einem Fahrzeug der Gattung Motorrad, Motorroller, Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Bus, Straßenbahn, Lokomotive, Schiff oder Flugzeug, insbesondere in einem Hybridfahrzeug.
Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 16 bis 23 in einem Fahrzeug der Gattung Motorrad, Motorroller, Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Bus, Straßenbahn, Lokomotive, Schiff oder Flugzeug, insbesondere in einem Hybridfahrzeug.