DE102013014882A1

DE102013014882A1 - Verfahren zur Nutzung überschüssiger, in einem Kraftfahrzeug erzeugter Energie und ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102013014882A1
Application number: DE201310014882
Authority: DE
Inventors: Michael Jordan; Siegfried Schreiber
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2013-09-06
Filing date: 2013-09-06
Publication date: 2014-04-10

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Nutzung überschüssiger, in einem Kraftfahrzeug erzeugter Energie, bei welchem mit der überschüssigen Energie eine Batterie (13) aufgeladen wird. Die überschüssige Energie wird zur Aufladung eines mit der Batterie (13) verbundenen Akkumulators (19, 21, 23) mindestens eines fahrzeugexternen elektrischen Gerätes verwendet. Vorteilhafterweise ist die Batterie (13) mit einer Ladestation (9, 11) für den Akkumulator (19, 21, 23) verbunden, welche in einem gut zugänglichen Bereich (7) des Kraftfahrzeuges (1) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Nutzung überschüssiger, in einem Kraftfahrzeug erzeugter Energie, bei welchem mit der überschüssigen Energie eine Batterie aufgeladen wird, sowie ein Kraftfahrzeug zur Durchführung des Verfahrens.
Aus der DE 10 2012 022 462 A1 ist eine fahrzeugeigene elektrische Quelle und ein, einer Steuer- bzw. Regelvorrichtung entsprechendes Verfahren bekannt, bei welchem die elektrische Quelle einen Generator umfasst, der von einem Motor angetrieben wird, um Elektrizität zu erzeugen. Ein Kondensator speichert die von dem Generator, insbesondere während einer Verlangsamung der Fahrt des Fahrzeuges, erzeugte elektrische Energie. Dieser Generator versorgt einen elektrischen Verbraucher des Kraftfahrzeuges mit der in ihm gespeicherten Energie. Es kann vorkommen, dass der im Kraftfahrzeug integrierte Generator, beispielsweise ein Starter-Generator, soviel überschüssige Energie erzeugt, dass diese im Kraftfahrzeug ungenutzt bleibt und verloren geht.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Nutzung überschüssiger, in einem Kraftfahrzeug erzeugter Energie anzugeben, so dass diese Energie sinnvoll genutzt wird und nicht verloren geht.
Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.
Die Aufgabe ist mit dem Verfahren dadurch gelöst, dass die überschüssige Energie zur Aufladung eines mit der Batterie verbundenen Akkumulators mindestens eines fahrzeugexternen elektrischen Gerätes verwendet wird. Ein fahrzeugexternes elektrisches Gerät kann dabei ein Notebook, ein Handy oder ein e-Bike sein. Dabei wird der Akkumulator dieses externen elektrischen Gerätes in eine, im Kraftfahrzeug integrierte Ladestation eingelegt, wodurch das Kraftfahrzeug als mobile Ladestation genutzt wird.
Die Aufladungszyklen für elektrische Akkumulatoren, kurz Akkus, von Laptops, Handys, MP3-Playern, Taschenlampen, Milchflaschenvorwärmern, Rasierern, Föns, Kühlschränken, Ventilatoren, Gartengeräten, Bohrmaschinen, Rasenmähern, Staubsaugern, Schlagbohrern, E-Bikes, Spülmaschinen, Waschmaschinen, TV-Geräten, Telefonen und weiteren elektrischen Verbrauchern haben im Hausstromnetz einen hohen Energieverbrauch. Mit der Erfindung lässt sich der Energieverbrauch im Hausstromnetz reduzieren und insgesamt eine Verbesserung des Wirkungsgrades erreichen.
Vorteilhafterweise wird die überschüssige Energie von wenigstens einem Generator des Kraftfahrzeuges an die Batterie ausgegeben, welche fahrzeuginterne elektrische Verbraucher mit Energie versorgt. Somit können mittels eines Generators nicht nur fahrzeuginterne, sondern auch gleichzeitig fahrzeugexterne elektrische Geräte versorgt werden, indem die Akkumulatoren dieser elektrischen Geräte wieder aufgeladen werden. Die überschüssige Energie wird sinnvoll genutzt und geht nicht verloren. Die erzeugte Energie kann zudem als Fremdstart- oder Kurzladung für weitere Fahrzeuge, z. B. im Notfall bei Benzin-, Diesel- oder Elektrofahrzeugen, genutzt werden. Besonders bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Aufladesystem in einen Starter-Generator integriert, was bei zukünftigen Fahrzeugen mit E-Maschinen bzw. Brennstoffzellenfahrzeugen machbar und sinnvoll ist.
In einer Ausgestaltung wird der aufgeladene fahrzeugexterne Akkumulator zur Versorgung der fahrzeuginternen elektrischen Verbraucher verwendet. Dadurch wird die Energiebilanz des Kraftfahrzeuges verbessert. Somit können auch Energieanforderungsspitzen, die durch den zahlreichen Gebrauch fahrzeuginterner elektrischer Verbraucher hervorgerufen werden, mittels der zusätzlichen Akkumulatoren ausgeglichen werden, so dass alle fahrzeuginternen elektrischen Verbraucher wunschgemäß genutzt werden können.
Die Erfindung betrifft weiter ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Batterie, welche mit einem fahrzeuginternen Generator verbunden ist, welcher überschüssige Energie erzeugt, mit welcher die Batterie aufladbar ist. Bei einem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug, bei welchem überschüssige, in einem Kraftfahrzeug erzeugte Energie sinnvoll genutzt wird, ist die Batterie mit einer Ladestation für einen Akkumulator mindestens eines fahrzeugexternen elektronischen Gerätes verbunden, welche in einem gut zugänglichen Bereich des Kraftfahrzeuges angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass nur der Akkumulator des fahrzeugexternen elektronischen Gerätes in die Ladestation des Kraftfahrzeuges gesteckt werden muss, um diesen aufzuladen. Somit können fahrzeugexterne elektronische Geräte in jeder erdenklichen Situation unabhängig von einem örtlichen Stromnetz aufgeladen werden. Die überschüssige Energie, welche von dem Generator im Kraftfahrzeug erzeugt wird, geht somit nicht verloren, sondern wird sinnvoll genutzt.
Vorteilhafterweise ist die Ladestation in einer Trittleiste der Karosserie des Kraftfahrzeuges angeordnet. Eine solche Trittleiste ist nicht nur komfortabel zugänglich, sondern ermöglicht auch die Ausbildung unterschiedlich großer Ladestationen, wobei jede Ladestation immer mit der Hauptbatterie des Kraftfahrzeuges verbunden ist. Die Trittleiste kann eine unmittelbare Verbindung zur Rahmenbodenanlage aufweisen und somit kann die existierende Leitungsanbindung zur Versorgung mitgenutzt werden. Diese bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung erlaubt eine Aufladung an festen Hausladestationen, Solar-, Klima- und Wärmetauschern, Warmwasserspeichern sowie Elektroboilern. Des Weiteren ist der Betrieb von Speicherheizungen und Wärmepumpen oder Windgeneratoren realisierbar. Es lassen sich somit die Energieverbraucher im Haushalt bei laufendem Motor am Haus mit Ladestation betreiben, d. h. das Kraftfahrzeug dient damit als Notladestation bzw. Notstromversorgung für den Haushalt.
In einer Variante nimmt das Ladegerät Akkumulatoren unterschiedlicher Größe und/oder Formen auf. Aufgrund des Aufladens unterschiedlich großer Akkumulatoren werden die durch die Akkumulatoren mit elektrischer Energie versorgten fahrzeugexternen elektronischen Geräte unabhängig von einem ortsfesten Stromnetz aufgeladen, was insbesondere für solche Geräte wie Handys oder Laptops von Bedeutung ist, wenn man sie innerhalb des Kraftfahrzeuges benutzt.
In einer Ausführungsform ist ein erster Steckplatz für einen ersten Akkumulator mit einem geringen Abmaß in einen zweiten Steckplatz für einen zweiten Akkumulator mit einem größeren Abmaß integriert. Durch diese Verschachtelung der Steckplätze werden elektrische Leitungen eingespart, was zu einer Gewichtsreduktion des Kraftfahrzeuges führt.
Vorteilhafterweise sind die Steckplätze beleuchtet. Das hat den Vorteil, dass die mobile Stromversorgung zu jeder Tageszeit gut gehandhabt werden kann, da sie für den Nutzer deutlich erkennbar ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der – gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung – zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Es zeigen:
1 Ausschnitt aus einer Karosserie eines Kraftfahrzeuges,
2 ein Ausführungsbeispiel für einen Steckplatz einer Ladestation.
In 1 ist ein Ausschnitt aus der Karosserie eines Kraftfahrzeuges 1 dargestellt, wobei insbesondere die Türrahmen 3, 5 verdeutlicht sind. Die Türrahmen 3, 5 weisen jeweils eine Trittleiste 7 auf, in welche je eine Ladestation 9, 11 eingebaut ist. Diese Ladestationen 9, 11 sind elektrisch mit einer Batterie 13 des Kraftfahrzeuges 1 verbunden. Jede Ladestation 9, 11 weist mehrere Steckplätze 17 auf, in welche Akkumulatoren fahrzeugexterner elektrischer Geräte eingelegt und über die Batterie 13 aufgeladen werden können.
In 2 ist beispielhaft der Steckpatz 17 dargestellt. In dem Steckplatz 17 sind weitere Steckplätze für Akkumulatoren 19, 21, 23 mit geringer Größe integriert. So können beispielsweise Knopfzellen 19, stabförmige Akkumulatoren 21 und eckige Akkumulatoren 23 in den Steckplatz 17 eingesetzt werden. Diese Akkumulatoren 19, 21, 23 sind über die Ladestation 9, 11 mit der Batterie 13 des Kraftfahrzeuges 1 verbunden, wobei die Batterie 13 mit einem Generator 15 verbunden ist und von diesem aufgeladen wird. Der Generator 15 erzeugt insbesondere während des Abbremsens des Kraftfahrzeuges 1 Energie, die an die Batterie 13 des Kraftfahrzeuges 1 weitergeleitet wird und in dieser abgespeichert wird. Ist überschüssige Energie vorhanden, so können mit dieser überschüssigen Energie die Akkumulatoren 19 und/oder 21 und/oder 23 aufgeladen werden. Das Kraftfahrzeug 1 dient dabei als mobile Ladestation. Die Ladestation 9, 11 ist aber so ausgebildet, dass diese nach Entfernen der Akkumulatoren 19, 21, 23 aus dem Steckplatz 17 auch einen wesentlich größeren Akkumulator aufnehmen kann, der beispielsweise die gesamte Fläche der Ladestation 9 überdeckt.
Vorteilhafterweise ist die Trittleiste 7 des Kraftfahrzeuges 1 beleuchtet, so dass auch bei schlechten Lichtverhältnissen die Ladestationen 9, 11 gut bedienbar sind. Um Spannungsspitzen bei der Aufladung der Akkumulatoren 19, 21, 23 zu unterbinden, sind in die Ladestationen 9, 11 nicht weiter dargestellte Kondensatoren integriert, welche die Spannungsspitzen aufnehmen.
Mittels der beschriebenen mobilen Ladestation können Akkumulatoren 19, 21, 23 unterschiedlichster elektrischer Geräte, beispielsweise von Kühlschränken, Babyflaschen, Ventilatoren, Radios, Smartphones, Laptops, e-Bikes, e-Rollern, MP3-Playern, mobilen Navigationssystemen, Toastern fürs Camping, Föns, Rasierern, elektrischen Zahnbürsten oder von Ladestationen für den Modellbau, aufgeladen werden. Somit ist eine solche mobile Stromversorgung flexibel und kann nicht nur für das Fahrzeugnetz sondern auch als Haushaltsnetz genutzt werden.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeug
3: Türrahmen
5: Türrahmen
7: Trittleiste
9: Ladestation
11: Ladestation
13: Batterie
15: Generator
17: Steckplatz
19: Knopfzelle
21: stabförmiger Akkumulator
23: eckiger Akkumulator

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

DE 102012022462 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Nutzung überschüssiger, in einem Kraftfahrzeug erzeugter Energie, bei welchem mit der überschüssigen Energie eine Batterie (13) aufgeladen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die überschüssige Energie zur Aufladung eines mit der Batterie (13) verbundenen Akkumulators (19, 21, 23) mindestens eines fahrzeugexternen elektrischen Gerätes verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die überschüssige Energie von wenigstens einem Generator (15) des Kraftfahrzeuges (1) an die Batterie (13) ausgegeben wird, welche fahrzeuginterne elektrische Verbraucher mit Energie versorgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der aufgeladene, fahrzeugexterne Akkumulator (19, 21, 23) zur Versorgung der fahrzeuginternen elektrischen Verbraucher verwendet wird.
Kraftfahrzeug, umfassend eine Batterie (13), welche mit einem fahrzeuginternen Generator (15) verbunden ist, der überschüssige Energie erzeugt, mit welcher die Batterie (13) aufladbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie (13) mit einer Ladestation (9, 11) für einen Akkumulator (19, 21, 23) mindestens eines fahrzeugexternen elektronischen Gerätes verbunden ist, welche in einem gut zugänglichen Bereich (7) des Kraftfahrzeuges (1) angeordnet ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladestation (9, 11) in einer Trittleiste (7) der Karosserie des Kraftfahrzeuges (1) angeordnet ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladestation (9, 11) Akkumulatoren (19, 21, 23) unterschiedlicher Größe und/oder Formen aufnimmt.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Steckplatz für einen ersten Akkumulator mit geringeren Abmaßen in einen zweiten Steckplatz (17) für einen zweiten Akkumulator mit größeren Abmaßen integriert ist.
Kraftfahrzeug nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckplätze (17) beleuchtet sind.