DE102010017292A1

DE102010017292A1 - Kraftfahrzeug mit einem elektrischen Fahrzeugantrieb und Verfahren zum Betrieb eines solchen Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102010017292A1
Application number: DE102010017292A
Authority: DE
Inventors: Frank Abels
Original assignee: FAC Frank Abels Consulting and Technology GmbH
Current assignee: FAC Frank Abels Consulting and Technology GmbH
Priority date: 2010-06-08
Filing date: 2010-06-08
Publication date: 2011-12-08
Also published as: WO2012022316A3; WO2012022316A2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem elektrischen Fahrzeugantrieb (2) und einem den elektrischen Fahrzeugantrieb (2) mit Energie versorgenden Energiespeicher (3), wobei ein zur Reichweitenerhöhung des Kraftfahrzeugs lösbar an dem Kraftfahrzeug anordbares Stromerzeugermodul (4) vorgesehen ist, über welches der Energiespeicher (3) aufladbar ist. Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs (1) mit einem elektrischen Fahrzeugantrieb (2) und einem den elektrischen Fahrzeugantrieb (2) mit Energie versorgenden Energiespeicher (3), bei welchem im Langstreckenbetrieb ein Stromerzeugermodul (4) an dem Kraftfahrzeug (1) angeordnet und das Kraftfahrzeug (1) im Kurzstreckenbetrieb ohne das Stromerzeugermodul (4) gefahren wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem elektrischen Fahrzeugantrieb und einem den elektrischen Fahrzeugantrieb mit Energie versorgenden Energiespeicher. Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Kraftfahrzeugs.
Kraftfahrzeuge mit elektrischem Fahrzeugantrieb haben in der Vergangenheit aufgrund größeren Umweltbewusstseins stark an Bedeutung gewonnen. Derartige Fahrzeuge werden über einen elektromotorischen Fahrzeugantrieb angetrieben, der seine Energie von einem fahrzeugfest angeordneten Energiespeicher bezieht. Als Energiespeicher kommen Batterien unterschiedlicher Bauart zum Einsatz, die den Fahrzeugantrieb während der Fahrt mit Energie versorgen und während Fahrzeugstillstandzeiten, beispielsweise über Nacht, an einer Netzsteckdose aufgeladen werden können.
Bei dieser Art von Fahrzeugen ist die Reichweite des Fahrzeugs durch die Speicherkapazität des Energiespeichers begrenzt, so dass sich selbst bei Einsatz moderner Batterien kaum Reichweiten über 80 km erreichen lassen. Diese Reichweiten sind für die täglich anfallenden Kurzstreckenfahrten, beispielsweise für innerstädtische Fahrten zum Arbeitsplatz, meist ausreichend. Von Zeit zu Zeit sind jedoch auch Langstreckenfahrten von Interesse, beispielsweise Urlaubsfahrten, für welche die Speicherkapazität des Energiespeichers dann nicht mehr ausreicht.
Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs sowie ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art hinsichtlich der damit erreichbaren Reichweiten zu verbessern.
Bei einem Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe durch ein zur Reichweitenerhöhung des Kraftfahrzeugs lösbar an dem Kraftfahrzeug anordbares Stromerzeugermodul gelöst, über welches der Energiespeicher aufladbar ist.
Über das Stromerzeugermodul kann der elektrische Energiespeicher während des Fahrbetriebs kontinuierlich nachgeladen werden, wodurch sich eine vergrößere Reichweite erzielen lässt. Durch die lösbare Anordnung des Stromerzeugermoduls an dem Kraftfahrzeug muss dieses bei den überwiegend auftretenden Kurzstreckenfahrten nicht mitgeführt werden, so dass in solchen Situationen das Lademodul nicht als überflüssiger Ballast mitgeführt werden muss.
Eine Ausführung der Erfindung sieht vor, dass das Stromerzeugermodul einen Verbrennungsmotor und einen Generator aufweist. Über den Verbrennungsmotor und den zugehörigen Generator kann die Energie eines fossilen Energieträgers, beispielsweise Benzin oder Diesel, in elektrische Energie umgewandelt und als solche dem Energiespeicher zugeführt werden. Die auf diese Weise dem Energiespeicher zugeführte Energie steht dann für den Langstreckenbetrieb des elektrischen Fahrzeugantriebs zur Verfügung. Neben einem Verbrennungsmotor und einem Generator kann das Stromerzeugermodul weitere Elemente, wie beispielsweise eine Kühlanlage, die aus Gründen der Geräuschentwicklung vorzugsweise als Flüssigkeitskühlung ausgebildet ist, einen Kraftstofftank sowie Nebenaggregate, beispielsweise einen Anlasser usw., aufweisen. Das Stromerzeugermodul kann aufgrund seines modulartigen Aufbaus als autark arbeitende Einheit bedarfsweise an dem Fahrzeug angeordnet werden und zusätzliche Energie für den Energiespeicher bereitstellen.
Hinblick auf eine einfache Handhabung des Stromerzeugermoduls wird vorgeschlagen, dass das Stromerzeugermodul über eine Schnittstelle steckfertig mit dem Kraftfahrzeug verbindbar ist. Über eine solche Schnittstelle lässt sich das Stromerzeugermodul in einer Art „Plug and Play”-Prinzip selbst von technisch wenig versierten Personen zuverlässig an dem Fahrzeug anordnen bzw. von diesen entfernen. Über die Schnittstelle kann die elektrische Kontaktierung des Stromerzeugermoduls erfolgen. Auch kann der Verbrennungsmotor des Stromerzeugermoduls über die Schnittstelle mit Frischluft versorgt werden. Darüber hinaus können über die Schnittstelle auch die Abgase des Verbrennungsmotors abgeführt werden.
Im Hinblick auf eine einfache Arretierung des Stromerzeugermoduls wird vorgeschlagen, dass das Stromerzeugermodul über ein Spannelement gegen ein Karosserieteil des Fahrzeugs verspannbar ist. Als Spannelemente können beispielsweise Schrauben verwendet werden. Vorteilhaft ist die Verwendung von Schrauben mit knaufförmigen Köpfen, so dass es für die das Stromerzeugermodul einsetzende, technisch oftmals wenig versierte Bedienperson nicht erforderlich ist, irgendeine Form von Werkzeug beim Einsetzten des Stromerzeugermoduls zu verwenden, beispielsweise Schraubenschlüssel oder ähnliches.
Ebenfalls im Hinblick auf eine bedienerfreundliche Anordnung des Stromerzeugermoduls an dem Kraftfahrzeug wird vorgeschlagen, dass das Stromerzeugermodul über Transportmittel verfügt. Die Transportmittel erlauben den Einsatz mechanischer Handhabungsmittel, wodurch sich eine für den Bediener kraftsparende Handhabung des ein erhebliches Gewicht aufweisenden Stromerzeugermoduls ergibt.
Eine in konstruktiver Hinsicht vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Transportmittel nach Art von Transportschienen gestaltet sind. Diese können sich insbesondere in Fahrzeuglängsrichtung erstrecken, vorzugsweise auf beiden Seiten des Stromerzeugermoduls.
In diesem Zusammenhang wird weiter vorgeschlagen, dass die Transportmittel derart ausgestaltet sind, dass das Stromerzeugermodul über eine Transportgabel eines Handhabungsgeräts handhabbar ist. Eine derartige, vorteilhaft auch als Hubgabel ausgebildete Transportgabel erlaubt eine einfache Handhabung des Stromerzeugermoduls, bei welcher es auch technisch wenig versierten Personen möglich ist, das Stromerzeugermodul an dem Kraftfahrzeug anzuordnen bzw. von diesem zu entfernen.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass das Stromerzeugermodul innerhalb eines gegenüber der Fahrgastzelle des Fahrzeugs geschlossenen Stauraums anordbar ist. Über die Wände des gegenüber der Fahrgastzelle des Fahrzeugs geschlossenen ausgebildeten Stauraums dringen Motorengeräusche des Stromerzeugermoduls nicht oder zumindest stark gedämpft in die Fahrgastzelle ein. Auch wird die Gefahr des Eindringens von Abgasen verhindert. Vorteilhaft ist der Stauraum im Bereich des Kofferraums des Fahrzeugs angeordnet und über eine Heckklappe des Kraftfahrzeugs zugänglich ausgebildet. Auf diese Weise lässt sich das Stromerzeugermodul nach Öffnen der Heckklappe im Bereich des Kofferraums in den Stauraum einsetzten, wodurch sich eine gute Zugänglichkeit ergibt. Alternativ wäre auch ein frontseitiger Einbau des Stromerzeugermoduls möglich.
Von Vorteil ist ferner eine Ausgestaltung, bei welcher das Stromerzeugermodul auf oder zwischen fahrzeugfesten Führungsschienen in dem Stauraum anordbar ist. Über die Führungsschienen wird die Lage des Stromerzeugermoduls im Stauraum vorgegeben. Bedienfehler durch beispielsweise ein gegenüber dem Fahrzeug verkantetes Einsetzen des Stromerzeugermoduls werden vermieden.
Eine alternative Ausführung sieht vor, dass das Stromerzeugermodul außerhalb des Fahrzeugs anordbar ist. Die außenliegende Anordnung bietet den Vorteil, dass der zur Verfügung stehende Fahrzeuginnenraum durch Einsetzen des Stromerzeugermoduls nicht verringert wird. Das Stromerzeugermodul kann an einer Stelle außerhalb des Fahrzeugs, beispielsweise an einem sich quer zur Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden Stoßfänger oder ähnlichen Bauteilen mit wenigen Handgriffen lösbar befestigt werden.
In diesem Zusammenhang wird weiter vorgeschlagen, dass das Stromerzeugermodul an einem Kupplungsteil des Fahrzeugs anordbar ist. Bei dem Kupplungsteil kann es sich insbesondere um einen eine Kupplungskugel tragenden Kupplungskugelhals handeln, auf dessen Kupplungskugel das Stromerzeugermodul aufgesetzt und lagegesichert angeordnet ist. Im Falle einer Steckkupplung mit abnehmbarem Kugelhals, der in seiner Ankuppelstellung in ein fahrzeugfestes Lagerteil eingesteckt ist, kann es sich bei dem Kupplungsteil auch um das fahrzeugfeste Lagerteil handeln. Der Kugelhals kann entnommen und danach das Lagerteil zur Anordnung des Stromerzeugermoduls verwendet werden.
Im Hinblick auf eine gewichtssparende Bauweise des Stromerzeugermoduls wird ferner vorgeschlagen, dass dieses energiespeicherfrei ausgebildet ist. Zwar wäre es auch denkbar, das Stromerzeugermodul mit einem zusätzlichen elektrischen Energiespeicher zu versehen, dies wäre im Hinblick auf das Gesamtgewicht des Stromerzeugermoduls und damit dessen Handhabung beim Anordnen bzw. Entfernen von dem Kraftfahrzeug jedoch von Nachteil.
Eine weitere Ausführung sieht vor, dass eine Steuerung vorgesehen ist, über welche das Stromerzeugermodul bedarfsweise zum Laden des Energiespeichers veranlassbar ist. Über die Steuerung kann der Ladezustand des Energiespeichers ermittelt und das Stromerzeugermodul zum Laden des Energiespeichers veranlasst werden, beispielsweise bei Unterschreiten eines gewissen Mindestladeniveaus, bei dauerhaft erhöhtem Energieverbrauch, beispielsweise in Folge von steilen Bergauffahrten, in Folge geänderter Umweltbedingungen oder ähnlichem.
Schließlich wird zur Lösung der Aufgabe bei einem Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs der vorbeschriebenen Art vorgeschlagen, dass für den Langstreckenbetrieb ein Stromerzeugermodul an dem Kraftfahrzeug angeordnet wird und das Kraftfahrzeug im Kurzstreckenbetrieb ohne das Stromerzeugermodul gefahren wird.
Mit Hilfe eines solchen Betriebsverfahrens lassen sich durch Aufladen des Energiespeichers im Fahrbetrieb große Reichweiten überbrücken, wobei sich das Fahrzeuggewicht im Kurzstreckenbetrieb um das zusätzliche Gewicht des Stromerzeugermoduls reduziert.
Im Hinblick auf eine bedienerfreundliche Anordnung des Stromerzeugermoduls an dem Kraftfahrzeug wird ferner vorgeschlagen, dass das Stromerzeugermodul über ein Handhabungsgerät an dem Kraftfahrzeug angeordnet wird.
Bei dem Handhabungsgerät kann es sich insbesondere um einen mit einer Transportgabel versehenen Wagen handeln, der auch von technisch unversierten Bedienern auf einfache Weise verwendet werden kann. Die Gabel des Handhabungsgeräts kann insbesondere als Hubgabel ausgebildet sein und mit ihren Zinken in entsprechende Transportmittel, die an dem Stromerzeugermodul vorgesehen sind, eingreifen, wonach dieses ohne größere körperliche Anstrengung an dem Fahrzeug angeordnet bzw. von diesem gelöst werden kann.
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass das Handhabungsgerät unterhalb der Transportgabel ein Fahrwerk aufweist, welches beim Anordnen des Stromerzeugermoduls an dem Kraftfahrzeug unter das Kraftfahrzeug, insbesondere unter einen dort vorgesehenen, einen Fahrzeugabschluss bildenden Stoßfänger, fährt.
Schließlich wird vorgeschlagen, dass das Stromerzeugermodul als steckfertige, Einheit über eine fahrzeugfeste Schnittstelle an dem Kraftfahrzeug angeordnet wird, was den Bedienkomfort beim Anordnen der Stromversorgungseinheit an bzw. bei Lösen der Stromversorgungseinheit von dem Kraftfahrzeug verbessert.
Weitere Einzelheiten und Vorteile eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs sowie eines Verfahrens zum Betrieb eines solchen Kraftfahrzeugs werden nachfolgend unter zu Hilfenahme der beigefügten Zeichnungen von Ausführungsbeispielen erläutert. Darin zeigen:
1 eine Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs,
2 eine seitliche Ansicht des Kraftfahrzeugs aus 1 in teilweise geschnittener Darstellung zur Veranschaulichung des inneren Aufbaus,
3 eine perspektivische Ansicht des Stromerzeugermoduls,
4 eine weitere perspektivische Ansicht des Stromerzeugermoduls aus 3 aus einer anderen Richtung betrachtet,
5 eine seitliche, teilweise geschnittene Ansicht des Kraftfahrzeugs mit einem Handhabungsgerät,
6 eine weitere Darstellung gemäß 5,
7 eine weitere Darstellung gemäß den 5 und 6,
8 eine heckseitige Ansicht des Kraftfahrzeugs mit in dem Fahrzeug angeordnetem Stromerzeugermodul,
9 eine heckseitige Ansicht des Fahrzeugs aus 8 bei entnommenem Stromerzeugermodul,
10 eine schematische Draufsicht auf das Kraftfahrzeug sowie ein Handhabungsgerät bei entnommenem Stromerzeugermodul,
11 eine der Darstellung in 10 entsprechende Darstellung mit an dem Fahrzeug angeordneten Stromerzeugermodul,
12 eine seitliche Ansicht des Fahrzeugs,
13 eine weitere seitliche Ansicht des Fahrzeugs,
14 eine weitere seitliche Ansicht des Fahrzeugs,
15 eine weitere Ausführung des Fahrzeugs in seitlicher Ansicht und
16 eine der Ausführung in 15 entsprechende Ausführung in einer weiteren Seitenansicht.
1 zeigt beispielhaft ein elektromotorisch betriebenes Kraftfahrzeug 1 mit zwei Fahrzeugtüren 1.1 sowie einer Heckklappe 1.2, über welche der Kofferraum des Kraftfahrzeugs 1 zugänglich ist. Wie die Darstellung in 10 näher erkennen lässt, weist das Kraftfahrzeug 1 einen elektrischen Fahrzeugantrieb 2 auf. Der elektrische Antrieb 2 wird beim Ausführungsbeispiel gebildet von vier als Nabenmotoren ausgebildeten Antrieben 2.1, 2.2, 2.3 und 2.4, die jeweils an den Naben der Fahrzeugräder 1.3 angreifen und diese antreiben. Alternativ wäre es jedoch auch denkbar, das Kraftfahrzeug 1 über einen einzigen Elektromotor anzutreiben, der seine Antriebsleistung an eine oder beide Achsen des Fahrzeugs 1 abgibt.
Zur Stromversorgung des Fahrzeugantriebs 2 ist ein fahrzeugfest angeordneter Energiespeicher 3 vorgesehen, vgl. 2. Dieser ist beim Ausführungsbeispiel als eine unterhalb des Fahrzeugbodens 1.4 angeordnete, aus einem oder mehreren Blöcken bestehende Unterflurbatterie ausgebildet. Der Energiespeicher 3 kann eine für den Kurzstreckenbetrieb des Kraftfahrzeugs 1, d. h. für Fahrten in einer Größenordung von bis zu etwa 80 km ausreichende Energiemenge aufnehmen und als Antriebsenergie für den Fahrzeugantrieb 2 zur Verfügung stellen.
Bei längerem Nichtgebrauch des Kraftfahrzeugs 1, beispielsweise über Nacht, kann der Energiespeicher 3 mit einem Stromnetz, beispielsweise einer Netzsteckdose, verbunden und erneut aufgeladen werden.
Um dem Kraftfahrzeug 1 auch einen Langstreckenbetrieb, beispielsweise im Falle von gelegentlichen Urlaubsfahrten oder ähnlichem zu ermöglichen, ist ein Stromerzeugermodul 4 vorgesehen, über welches sich die Reichweite des Kraftfahrzeugs 1 bei Bedarf erhöhen lässt, indem der Energiespeicher 3 auch während der Fahrt aufgeladen wird. Das Stromerzeugermodul 4 bildet eine Art mitfahrenden Stromgenerator, der nur im Bedarfsfall mit wenigen Handgriffen an dem Fahrzeug 1 angeordnet werden kann.
Nach Art eines steckfertigen Moduls weist das Innere des Stromerzeugungsmoduls 4 einen in den Figuren nicht dargestellten Verbrennungsmotor, einen Tank zur Aufnahme eines fossilen Energieträgers, beispielsweise Benzin oder Dieselkraftstoff, eine Kühlanlage zur Kühlung des Verbrennungsmotors, einen Generator sowie Nebenaggregate, beispielsweise einen Anlasser, auf. Nach erfolgter Anordnung des Stromerzeugermoduls 4 an dem Kraftfahrzeug 1 kann die Energie des fossile Energieträgers über den Generator in elektrische Energie umgewandelt und als solche dem Energiespeicher 3 zugeführt werden, wonach sie als zusätzliche Energie für den Fahrzeugantrieb 2 zur Verfügung steht.
Bei der Ausführung gemäß den 1 bis 14 befindet sich das Stromerzengungsmodul 4 in der am Fahrzeug 1 angeordneten Stellung innerhalb eines über die Heckklappe 1.2 zugänglichen Stauraums 5. Der Stauraum 5 ist über eine Wand 6 zur eigentlichen Fahrgastzelle hin geschlossen ausgebildet, so dass die beim Betrieb des Stromerzeugermoduls 4 auftretenden Motorengeräusche nicht oder nur gedämpft in die Fahrgastzelle dringen.
Wie nachfolgend im Einzelnen dargelegt werden wird, ist das Stromerzeugermodul 4 ist auf besonders bedienerfreundliche Art und Weise lösbar an dem Kraftfahrzeug 1 anordbar, weshalb es auch von technisch wenig versierten Personen sicher und mit wenigen Handgriffen an dem Fahrzeug angeordnet werden kann.
Wie zunächst die Darstellung in 3 erkennen lässt, weist das Stromerzeugermodul 4 zwei nach Art von Transportschienen gestaltete Transportmittel 4.1 auf. Die Transportmittel 4.1 erstrecken sich auf beiden Seiten des Stromerzeugermoduls 4. Wir die Darstellung in 3 weiter erkennen lässt, erstrecken sich die Transportmittel 4.1 in Fahrzeugslängsrichtung und sind nach unten hin abgewinkelt, wodurch ein Aufnahmeraum 4.2 entsteht, in welchen die Gabel eines im Folgenden noch näher zu beschreibenden Handhabungsgeräts 20 von unten her eingreifen kann.
Die Transportmittel 4.1 erfüllen beim Ausführungsbeispiel eine Doppelfunktion. Neben ihrem eigentlichen Zweck als Angriffspunkte für ein entsprechendes Handhabungsgerät 20 dienen die Transportmittel 4.1 auch zum Verspannen des Stromerzeugermoduls 4 in einer fahrzeugfesten Stellung innerhalb eines Stauraums 5, vgl. auch die Darstellung in 2. Über entsprechende Spannelemente 8, die von oben her mit einer radialen Erweiterung gegen die Transportmittel 4.1 anliegen, lässt sich das Stromerzeugermodul 4 mit wenigen Handgriffen in einer fahrzeugfesten Stellung an dem Kraftfahrzeug 1 festlegen. Die Spannelemente 8 sind beim Ausführungsbeispiel nach Art von Gewindebolzen gestaltet, die an ihrem freien Ende mit einem Knauf versehen sein können, sodass es einer Bedienperson möglich ist, das Stromerzeugermodul 3 von Hand, d. h. ohne Zuhilfenahme zusätzlichen Werkzeugs in der dafür vorgesehenen Position festzulegen.
Wie die Darstellung in 3 weiter erkennen lässt, weist das Stromerzeugermodul 3 zur Versorgung des darin vorgesehenen Verbrennungsmotors einen Kraftstoffeinfüllstutzen 4.3 auf. Ferner sind ein Kühlmitteleinfüllstutzen 4.4, ein Ölmessstab 4.5 sowie ein Kühlluftaustritt 4.6 vorgesehen.
Wie die weitere Darstellung in 4 erkennen lässt, ist an der Unterseite des Stromerzeugermoduls 4 ein Abgasauslass 4.7, eine Ansaugöffnung 4.8 sowie an der Rückseite des Stromerzeugermoduls 12 ein elektrischer Verbindungsstecker 4.9 vorgesehen. Diese Elemente 4.7, 4.8, 4.9 bilden Anschlussstellen des Stromerzeugermoduls 4.
Die Anschlussstellen 4.7, 4.8, 4.9 treffen beim Anordnen des Stromerzeugermoduls 4 an dem Kraftfahrzeug 1 jeweils auf ein fahrzeugfestes Gegenstück 10, 12, 13, vgl. auch die 9 und 10. Die Anordnung der Gegenstücke, bei denen es sich beim Ausführungsbeispiel um ein Steckelement 10, einen Ansaugdurchlass 12 und eine Abgasdurchlass 13 handelt, ist an die Anordnung der Anschlussstellen 4.7, 4.8, 4.9 derart angepasst, dass die Anschlussstellen 4.7, 4.8, 4.9 beim Einsetzen des Stromerzeugermoduls 4 in einem Schritt mit den Gegenstücken 10, 12, 13 verbunden werden. Es ergibt sich fahrzeugseitig eine bedienerfreundliche Schnittstelle, über welche sich das Stromerzeugermodul 4 nach einer Art eines „Plug and Play”-Prinzips steckfertig mit dem Kraftfahrzeug 1 verbinden lässt.
Um den Kraftaufwand beim Einsetzen des Stromerzeugermoduls 4 in den Stauraum 5 des Kraftfahrzeugs 1 gering zu halten, ist ein Handhabungsgerät 20 vorgesehen, das nach Art eines Rollwagens ausgebildet ist, vgl. 5. Das Handhabungsgerät 20 verfügt über eine zwei parallele Zinken 22 aufweisende Transportgabel 21, welche die an dem Stromerzeugermodul 4 vorgesehenen Transportmittel 4.1 untergreift. Das Stromerzeugermodul 4 liegt über die Transportmittel 4.1 auf den Oberseiten der beiden Zinken 22 der Transportgabel 21 auf und kann mittels des Handhabungsgeräts 20 ohne größeren Kraftaufwand beispielsweise in der Garage des Fahrzeugbesitzers hin- und hergefahren werden. Unterhalb der Transportgabel 21 weist das Handhabungsgerät 20 einen Freiraum 23 und darunterliegend ein mit Rollen 25 versehenes Fahrwerk 24 auf. Durch den zwischen der Transportgabel 21 und dem Fahrwerk 24 vorgesehenen Freiraum 23 ergibt sich eine seitlich betrachtet U-förmige Gestalt des Handhabungsgeräts 20 in diesem Bereich, wobei der eine Schenkel des U von der Transportgabel 21 und der andere Schenkel des U von dem Fahrwerk 24 gebildet wird.
Zur Anordnung des Stromerzeugermoduls 4 an dem Kraftfahrzeug 1 wird das Handhabungsgerät 20 und mit diesem das Stromerzeugungsmodul 4 in eine in Fahrzeuglängsrichtung weisende Stellung hinter dem Kraftfahrzeug 1 verbracht. Anschließend wird das Handhabungsgerät 20 aus der in 5 dargestellten Position in Fahrzeuglängsrichtung des Kraftfahrzeugs 1 bewegt. Dabei tritt das auf der Transportgabel 21 aufliegende Stromerzeugermodul 4 in den Stauraum 5 des Kraftfahrzeugs 1 ein bis die in 6 dargestellte Position erreicht ist. In dieser Position liegen die Anschlussstellen 4.7, 4.8, 4.9 des Stromerzeugermoduls 4 an den Gegenstücken 10, 12, 13 der Schnittstelle an.
Beim Eintreten des Stromerzeugermodul 4 in den Stauraum 5 bewegt sich das Fahrwerk 24 des Handhabungsgeräts 20 über die Rollen 25 unter das Fahrzeugheck, wobei der Stoßfänger des Fahrzeugs 1 in den zwischen dem Fahrwerk 24 und der Transportgabel 21 vorgesehenen Freiraum 22 eintritt, vgl. auch 6.
Nach Herausfahren des Handhabungsgeräts in eine Position gemäß der Darstellung in 7 werden die Spannelemente 8 angezogen wodurch das Stromerzeugermodul 4 über dessen Transportschienen 4.1 gegen ein Karosserieteil des Kraftfahrzeugs 1 gespannt wird. Nach Anziehen der Spannelemente 8 liegt die an der Unterseite des Stromerzeugermoduls 4 vorgesehene Frischluftansaugöffnung 4.8 an dem an der Fahrzeugkarosserie vorgesehenen Ansaugdurchlass 12 druckdicht an. Ferner liegt der Abgasauslass 4.7 druckdicht an dem mit einer fahrzeugfest angeordneten Abgasanlage 11 verbundenen Abgasdurchlass 13 an.
Nach Einsetzten und erfolgtem Verspannen über die Spannelemente 8 haben sämtliche Anschlüsse des Stromerzeugermoduls 4 ihr fahrzeugfestes Gegenstück gefunden, dass heißt sowohl die elektrische Versorgung, die Abgasabführung wie auch die Frischluftzufuhr werden durch Einsetzten in die fahrzeugfeste Schnittstelle in einem Schritt miteinander verbunden. Für die Bedienperson ist es lediglich erforderlich, die als Schrauben ausgebildeten Spannelemente 8 festzuziehen.
In 8 ist der Heckbereich des Kraftfahrzeugs 1 bei geöffneter Heckklappe 1.2 dargestellt. Das Stromerzeugermodul 4 befindet sich in der in das Fahrzeug 1 eingesetzten Stellung, wobei sämtliche Versorgungsleitungen über die Schnittstelle in Verbindung stehen. Wie ferner zu erkennen ist, ist der nach hinten ausgerichtete Kraftstoffeinfüllstutzen 4.3 wie auch der Ölmessstab 4.5 in dieser Position ohne Weiteres zu erreichen.
Wie in der 8 und 9 weiter zu erkennen ist, ist die Position des Stromerzeugungsmoduls 4 seitlich über Führungsschienen 7 begrenzt, wodurch eine gegenüber dem Fahrzeug 1 definierte Lage des Stromerzeugermoduls 4 und damit eine zuverlässige und wenig fehleranfällige Verbindung des Stromerzeugermoduls 4 mit den Gegenstücken 10, 12, 13 der Schnittstelle, beispielsweise dem Steckelement 10 sichergestellt wird.
Die 12 bis 14 zeigen schließlich eine Betriebsweise des Kraftfahrzeugs 1 im Kurzstreckenbetrieb. Bei dieser Betriebsweise bleibt der Stauraum 5 zur Anordnung des Stromerzeugermoduls 4 frei, weshalb dieser für andere Anwendungen genutzt werden kann. Bei der Ausführung gemäß den 12 bis 13 wird von einer Bedienperson 15 ein Stauraumcontainer 16 in dem Stauraum 5 angeordnet, in welchem beispielsweise Einkäufe oder ähnliches untergebracht werden können. Während des Kurzstreckenbetriebs kann das Stromversorgungsmodul 4 auf dem Handhabungsgerät 20 verbleiben und beispielsweise in der Garage des Fahrzeugbesitzers verbleiben. Das Stromversorgungsmodul 4 könnte in diesem Fall bei Verwendung eines entsprechenden Wechselrichters auch als Notstromaggregat für die Gebäudetechnik eingesetzt werden.
In den 15 und 16 ist schließlich eine weitere Ausführung eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs 1 dargestellt.
Während bei der Ausführung gemäß den 1 bis 14 das Stromerzeugungsmodul 4 innerhalb des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet wurde, zeigt die Ausführung gemäß den 15 und 16 eine Ausführung der Erfindung, bei welcher das Stromerzeugungsmodul 4 in einer Position außerhalb des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet wird. Das Stromerzeugungsmodul 4 ist auf einem als Kugelhals ausgebildeten Kupplungsteil 9 aufgesetzt und mit diesem lagegesichert steckverbunden. Das Verbindungselement 4.9 zur elektrischen Kontaktierung des Stromerzeugermoduls 4 ist über ein Kabel 14 mit dem Stromerzeugermodul 4 verbunden und in den Fahrzeuginnenraum geführt. Die Ausführung gemäß den 15 und 16 erlaubt eine einfache Ausgestaltung der Schnittstelle zwischen dem Erzeugermodul 4 und dem Kraftfahrzeug 1, da es nicht erforderlich ist, auch für die Abgasableitung sowie Frischluftzufuhr des Stromerzeugermoduls 4 entsprechende Gegenstücke vorzusehen.
Mit dem vorstehend beschriebenen Kraftfahrzeug 1 bzw. dem entsprechenden Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs 1 lässt sich die Reichweite durch Anordnen eines Stromerzeugermoduls 4 im Bedarfsfall deutlich erhöhen. Die Anordnung des Stromerzeugermoduls 4 kann dabei auf einfache Weise auch von technisch wenig versierten Personen vorgenommen werden.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
1.1: Fahrzeugtür
1.2: Heckklappe
1.3: Fahrzeugrad
1.4: Fahrzeugboden
2: Fahrzeugantrieb
2.1: Nabenmotor
2.2: Nabenmotor
2.3: Nabenmotor
2.4: Nabenmotor
3: Energiespeicher
4: Stromerzeugermodul
4.1: Transportmittel
4.2: Aufnahme
4.3: Kraftstoffeinfüllstutzen
4.4: Kühlmitteleinfüllstutzen
4.5: Ölmessstab
4.6: Kühlluftauslass
4.7: Anschlussstelle, Abgasauslass
4.8: Anschlussstelle, Luftansaugöffnung
4.9: Anschlussstelle, Verbindungsstecker
5: Stauraum
6: Wand
7: Führungsschiene
8: Spannelement
9: Kupplungsteil
10: Gegenstück, Steckelement
11: Abgasanlage
12: Gegenstück, Ansaugdurchlass
13: Gegenstück, Abgasdurchlass
14: Kabel
15: Bedienperson
16: Stauraumcontainer
20: Handhabungsgerät
21: Transportgabel
22: Gabelzinken
23: Freiraum
24: Fahrwerk
25: Rolle

Claims

Kraftfahrzeug mit einem elektrischen Fahrzeugantrieb (2) und einem den elektrischen Fahrzeugantrieb (2) mit Energie versorgenden Energiespeicher (3), gekennzeichnet durch ein zur Reichweitenerhöhung des Kraftfahrzeugs lösbar an dem Kraftfahrzeug anordbares Stromerzeugermodul (4), über welches der Energiespeicher (3) aufladbar ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromerzeugermodul (4) einen Verbrennungsmotor und einen Generator aufweist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromerzeugermodul (4) über eine Schnittstelle steckfertig mit dem Kraftfahrzeug verbindbar ist.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromerzeugermodul (4) über ein Spannelement (8) gegen ein Karosserieteil des Fahrzeugs verspannbar ist.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromerzeugermodul (4) über Transportmitteln (4.1) verfügt.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportmittel (4.1) nach Art von Transportschienen gestaltet sind.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportmittel (4.1) derart ausgestaltet sind, dass das Stromerzeugermodul (4) über eine Transportgabel (21) eines Handhabungsgeräts (20) handhabbar ist.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromerzeugermodul (4) innerhalb eines gegenüber der Fahrgastzelle des Fahrzeugs geschlossenen Stauraums (5) anordbar ist.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromerzeugermodul (4) auf fahrzeugfesten Führungsschienen (7) in dem Stauraum (5) anordbar ist.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromerzeugermodul (4) außerhalb des Fahrzeugs anordbar ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromerzeugermodul (4) an einem Kupplungsteil (9) des Fahrzeugs anordbar ist.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromerzeugermodul (4) energiespeicherfrei ausgebildet ist.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuerung, über welche das Stromerzeugermodul (4) bedarfsweise zum Laden des Energiespeichers (3) veranlassbar ist.
Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs (1) mit einem elektrischen Fahrzeugantrieb (2) und einem den elektrischen Fahrzeugantrieb (2) mit Energie versorgenden Energiespeicher (3), dadurch gekennzeichnet, dass für den Langstreckenbetrieb ein Stromerzeugermodul (4) an dem Kraftfahrzeug (1) angeordnet und das Kraftfahrzeug (1) im Kurzstreckenbetrieb ohne das Stromerzeugermodul (4) gefahren wird.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromerzeugermodul (4) über ein Handhabungsgerät (20) an dem Kraftfahrzeug (1) angeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Handhabungsgerät (20) nach Art eines eine Transportgabel (21) aufweisenden Transportwagens gestaltet ist.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Handhabungsgerät (20) unterhalb der Transportgabel (21) ein Fahrwerk (24) aufweist, welches beim Anordnen des Stromerzeugermoduls (4) an dem Kraftfahrzeug (1) unter das Kraftfahrzeug (1), insbesondere unter einen dort vorgesehenen, einen Fahrzeugabschluss bildenden Stoßfänger, fährt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromerzeugungsmodul (4) als steckfertige Einheit über eine fahrzeugfeste Schnittstelle an dem Kraftfahrzeug (1) angeordnet wird.