DE102009057693A1

DE102009057693A1 - Hybridfahrzeug

Info

Publication number: DE102009057693A1
Application number: DE102009057693A
Authority: DE
Inventors: Marc Kluge
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2009-11-04
Filing date: 2009-11-04
Publication date: 2011-05-05

Abstract

Hybridfahrzeug (1), bestehend aus einer elektrobetriebenen doppelachsigen Zugeinheit (2), die einen Elektroantrieb mit Elektromotor und eine aufladbare Fahrzeugbatterie aufweist, und einer lösbar an die Zugeinheit (2) angeschlossenen Range-Extender-Einheit (3), wobei die Range-Extender-Einheit (3) einen Verbrennungsmotor als Antrieb eines Generators (Range-Extender-Modul) aufweist, mit dem die Fahrzeugbatterie aufgeladen werden kann, und wobei die Range-Extender-Einheit (3) zumindest eine zusätzliche Radachse (6) aufweist und über eine an der Range-Extender-Einheit (3) und/oder der Zugeinheit (2) angeordnete Verbindungseinrichtung, unter Bildung einer gemeinsamen Fahrzeugeinheit (F), starr anschließbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Hybridfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Hybridfahrzeuge der aufgezeigten Gattung sind bereits bekannt. Hierbei handelt es sich im verkehrstechnischen Sinn immer um zwei Fahrzeugeinheiten, die jeweils als gesonderte Zugeinheit und gesonderte Range-Extender-Einheit (Anhängereinheit) anzusehen sind. Solche Fahrzeugeinheiten unterliegen einer vorgegebenen Geschwindigkeitsbeschränkung, für die auch getrennt nach Zug- und Anhängereinheit jeweils Steuer- und Versicherungspflicht besteht.
Beispielsweise offenbart die US 4199037 ein Elektrofahrzeug, welches aus einer ersten Zugeinheit und einer an die Zugeinheit ankoppelbaren Anhängereinheit besteht. Die Anhängereinheit transportiert beispielsweise einen Verbrennungsmotor der einen Generator betreibt, mit dem die Fahrzeugbatterie der Zugeinheit aufgeladen werden kann, um die Reichweite der Zugeinheit zu erhöhen. Das Range-Extender-Modul ist dabei bevorzugt kompakt dimensioniert, um Gewicht zu sparen. Die Zugeinheit und die Anhängereinheit bilden hierbei im verkehrstechnischen Sinne zwei gesonderte Fahrzeugeinheiten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fahrzugeinheit zu schaffen, die bei verbesserten Fahreigenschaften so ausgebildet ist, dass verkehrstechnisch nur eine Fahrzeugeinheit gebildet ist. Des Weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, den Betrieb eines größer dimensionierten und damit leistungsstärkeren Range-Extender-Moduls zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Range-Extender-Einheit zumindest eine zusätzliche Radachse aufweist und über eine an der Range-Extender-Einheit und/oder der Zugeinheit angeordnete Verbindungseinrichtung, unter Bildung einer gemeinsamen Fahrzeugeinheit, starr anschließbar ist. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird verkehrstechnisch nur eine Fahrzeugeinheit gebildet. Durch die starre Anbindung der Range-Extender-Einheit an die Zugeinheit zählt die gesamte Fahrzeugeinheit nicht als dreiachsiges, sondern als zweiachsiges Hybridfahrzeug und damit als eine gemeinsame Fahrzeugeinheit.
Die Range-Extender-Einheit weist beispielsweise einen Verbrennungsmotor als Antrieb eines Generators auf (Range-Extender-Modul), mit dem die Fahrzeugbatterie aufgeladen werden kann, wodurch die Reichweite der Zugeinheit, beispielsweise für längere Urlaubsfahrten, vergrößert werden kann. Dabei treibt der Motor den Generator an, um die Batterie im Fahrbetrieb nachzuladen, oder direkt Strom an den Antriebs-Elektromotor zu liefern. In diesem Fall ersetzt oder unterstützt er die Batterie als Stromlieferant. Der Verbrenner springt nur an, wenn die Batterien geladen werden müssen oder absehbar ist, dass der Restenergiegehalt der Batterie für die geplante Fahrstrecke nicht mehr ausreicht. Sollen also größere Strecken zurückgelegt werden, kann die Range-Extender-Einheit, zumindest eine eigene Radachse aufweisend, an das eigentliche Fahrzeug (Zugeinheit) angedockt werden.
Dies geschieht über eine an der Range-Extender-Einheit und/oder der Zugeinheit angeordnete Verbindungseinrichtung, die eine im Wesentlichen starre Anbindung der Range-Extender-Einheit an die Zugeinheit ermöglicht. Die Verbindungseinrichtung ist dabei im Wesentlichen zug- und druckfest ausgebildet und ermöglicht somit eine im Wesentlichen starre Verbindung, um die Fahrzeugeinheit auch mit höheren Geschwindigkeiten sicher betreiben zu können.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Range-Extender-Einheit einen Kofferraum aufweisen bzw. bilden kann, der für das Transportieren von Ladung vorgesehen ist. Der Kofferraum kann neben dem Transport des Gepäcks für zahlreiche andere Zwecke verwendet werden, beispielsweise zur Unterbringung eines Ersatzrades, zur Installation eines Zusatztanks bzw. einer Zusatzbatterie und gleichzeitig zur Aufnahme des Range-Extender-Moduls.
Beispielsweise können die Zugeinheit und/oder die Range-Extender-Einheit begehbar ausgebildet sein. Insbesondere kann die Range-Extender-Einheit mit einer Türe oder einem Durchgang versehen sein, die den Zugang zur Range-Extender-Einheit von außen ermöglicht. Eine angeschlossene Range-Extender-Einheit bewirkt somit eine Vergrößerung des Fahrgastraumes.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Range-Extender-Einheit im angeschlossenen Zustand von der Zugeinheit aus begehbar bzw. zugänglich sein kann. Beispielsweise können form- und/oder funktionskomplementäre Türen, Durchgänge oder dergleichen vorgesehen sein, die einen Zutritt von der Zugeinheit zur Range-Extender-Einheit, oder umgekehrt, ermöglichen. Die Zugeinheit und die Range-Extender-Einheit sind so ausgebildet, dass jede Einheit separat betrieben bzw. benutzt werden kann. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Range-Extender-Einheit einen oder mehrere Steh- und/oder Sitzplätze für zu transportierende Personen aufweist. Durch eine an die Zugeinheit angeschlossene Range-Extender-Einheit kann somit nicht nur die Reichweite sondern auch das Transportvolumen (von Personen oder Zuladung) merklich vergrößert werden.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Range-Extender-Einheit einen oder mehrere Standfüße zur Abstützung der Range-Extender-Einheit im abgekoppelten Zustand aufweisen kann. Beispielsweise kann die Range-Extender-Einheit somit unabhängig von der Zugeinheit geparkt oder abgestellt werden, um jederzeit Singlefahrten der Zugeinheit zu ermöglichen. Beispielsweise können die Standfüße elektrisch oder manuell betätigbar sein oder auf eine entsprechende Anweisung eines Benutzers aus- oder eingefahren werden.
Weiterhin kann vorgesehen sein, eine und insbesondere die hintere Radachse der Zugeinheit im angeschlossenen Zustand der Range-Extender-Einheit, d. h. bei starrer Anbindung der Range-Extender-Einheit an die Zugeinheit, anzuheben. Bei einer für geringe Geschwindigkeiten ausgelegten Zugeinheit, die beispielsweise eine nicht für hohe Geschwindigkeiten ausgelegte hintere Radachse aufweist, kann so ein für hohe Geschwindigkeiten ausgelegtes Hybridfahrzeug bzw. gemeinsame Fahrzeugeinheit geschaffen werden. Dazu wird die oder jede zusätzliche Radachse der Range-Extender-Einheit für hohe Geschwindigkeiten ausgelegt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben ist. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
Es zeigen:
1 schematisch in Seitenansicht ein aus einer Zugeinheit und einer Rang-Extender-Einheit gebildetes Hybridfahrzeug.
2 das Hybridfahrzeug gem. 1 mit abgekoppelter Range-Extender-Einheit;
3 das Hybridfahrzeug gem. 1 mit abgekoppelter Range-Extender-Einheit und perspektivisch veränderter Zugeinheit.
1 zeigt schematisch in Seitenansicht ein Hybridfahrzeug 1, welches aus einer Zugeinheit 2 und einer Rang-Extender-Einheit 3 gebildet wird. Die Zugeinheit 2 und die Range-Extender-Einheit 3 sind starr miteinander verbunden und bilden zusammen eine gemeinsame Fahrzeugeinheit F. Die Zugeinheit 2 ist doppelachsig ausgebildet und weist daher zwei Radachsen 4 und 5 auf. Die Zugeinheit 2, die vorzugsweise einen Elektroantrieb mit Elektromotor und eine aufladbare Fahrzeugbatterie aufweist, kann separat von der Range-Extender-Einheit betrieben werden. Sollen längere Strecken zurückgelegt oder mehrere Personen befördert werden, so kann die Range-Extender-Einheit 3 über eine entsprechende Verbindungseinrichtung zug- und druckfest angeschlossen bzw. mit der Zugeinheit 2 verbunden werden.
Die Range-Extender-Einheit 3 die vorzugsweise einen Verbrennungsmotor als Antrieb eines Generators aufweist, mit dem die Fahrzeugbatterie der Zugeinheit 2 aufgeladen werden kann, weist eine separate zusätzliche Radachse 6 auf bzw. fungiert nach Anschluss an die Zugeinheit 2 als zusätzliche Achse. Durch den Anschluss der Range-Extender-Einheit 3 an die Zugeinheit 2 wird die gemeinsame Fahrzeugeinheit F gebildet. Beispielsweise kann, nachdem die Range-Extender-Einheit 3 mit der Zugeinheit 2 verbunden wurde, vorgesehen sein, die Mittelachse (Radachse 4) leicht anzuheben, um so nur den Radachsen 6 der Range-Extender-Einheit 3 sowie der vorderen Radachse 5 der Zugeinheit 2 direkten Bodenkontakt zu ermöglichen. Die Radachse 4 bzw. die daran befestigten Räder könnten während dem gemeinsamen Betrieb der Range-Extender-Einheit 3 und der Zugeinheit 2 somit entlastet bzw. geschont werden.
2 zeigt die Fahrzeugeinheit F mit von der Zugeinheit 2 abgekoppelter Range-Extender-Einheit 3. Die Range-Extender-Einheit 3 weist zwei Standfüße 7 und 8 zur Abstützung der Range-Extender-Einheit 3 im abgekoppelten Zustand auf. Während der Abkopplung kann die Zugeinheit 2 separat betrieben werden. Auch die Range-Extender-Einheit 3 kann während der Abkopplung separat betrieben werden, dergestalt, dass Ladegut gelagert, der Verbrennungsmotor bzw. der Generator zur Energiegewinnung betrieben oder Personen beherbergt werden können.
3 zeigt die Fahrzeugeinheit F mit abgekoppelter Range-Extender-Einheit 3 und perspektivisch veränderter Zugeinheit 2.
Die Zugeinheit 2 und die Range-Extender-Einheit 3 weisen form- und funktionskomplementäre Zugangsbereiche 9 und 10 auf, welche bewirken, dass die Range-Extender-Einheit 3 im an die Zugeinheit 2 angeschlossenen Zustand, von Seiten der Zugeinheit 2 durch diese betreten werden kann. Die Zugeinheit 2 ist darüber ferner mit seitlichen Einstiegstüren 11 und 12 versehen. Im angeschlossenen Zustand bewirkt die hier schematisch gezeigte Range-Extender-Einheit 3 eine Vergrößerung des Kofferraums bzw. eine Vergrößerung des generellen Transportvolumens der Zugeinheit 2 bzw. des Fahrgastraumes.
Im Regelfall soll die Zugeinheit 2 rein elektrisch fahren, der mitgeführte Verbrennungsmotor, oder jedes andere denkbare Range-Extender-Modul, muss nur aushelfen, wenn die Batterie zu schwach ist, die Zugeinheit 2 anzutreiben. Für diese Art des seriellen Hybridantriebs hat sich der in diesem Text verwendete Begriff Range-Extender (Reichweitenverlängerer) etabliert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 4199037 [0003]

Claims

Hybridfahrzeug (1), bestehend aus einer elektrobetriebenen doppelachsigen Zugeinheit (2), die einen Elektroantrieb mit Elektromotor und eine aufladbare Fahrzeugbatterie aufweist, und einer lösbar an die Zugeinheit (2) angeschlossenen Range-Extender-Einheit (3), wobei die Range-Extender-Einheit (3) einen Verbrennungsmotor als Antrieb eines Generators (Range-Extender-Modul) aufweist, mit dem die Fahrzeugbatterie aufgeladen werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Range-Extender-Einheit (3) zumindest eine zusätzliche Radachse (6) aufweist und über eine an der Range-Extender-Einheit (3) und/oder der Zugeinheit (2) angeordnete Verbindungseinrichtung, unter Bildung einer gemeinsamen Fahrzeugeinheit (F), starr anschließbar ist.
Hybridfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtung zug- und druckfest ausgebildet ist.
Hybridfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Range-Extender-Einheit (3) einen Kofferraum aufweist bzw. bildet, der für das Transportieren von Ladung vorgesehen ist.
Hybridfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugeinheit (2) und/oder die Range-Extender-Einheit (3) begehbar ausgebildet sind.
Hybridfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Range-Extender-Einheit (3) im angeschlossenen Zustand von der Zugeinheit (2) aus begehbar bzw. zugänglich ist.
Hybridfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Range-Extender-Einheit (3) einen oder mehrere Steh- und/oder Sitzplätze für zu transportierende Personen aufweist.
Hybridfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Range-Extender-Einheit (3) einen oder mehrere Standfüße zur Abstützung der Range-Extender-Einheit (3) im abgekoppelten Zustand aufweist.