DE102015200636B4

DE102015200636B4 - Elektrofahrzeug

Info

Publication number: DE102015200636B4
Application number: DE102015200636.0A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-01-16
Filing date: 2015-01-16
Publication date: 2018-05-24
Anticipated expiration: 2035-01-17
Also published as: DE102015200636A1

Abstract

Elektrofahrzeug, das aus einem Fahrmodul (1) mit Elektroantrieb sowie einem Batterieträgermodul (2) mit wieder aufladbarem Energiespeichersystem besteht, wobei beide Module jeweils mindestens eine Achse aufweisen und mittels eines lösbaren Verbindungsmechanismus (3) fest miteinander verbindbar sind, sowie jeweils elektrische und signaltechnische Anschlüsse und/oder Schnittstellen zur Kopplung der Module aufweisen dadurch gekennzeichnet, dass die Heckpartien des Fahrmoduls (1) und des Batterieträgermoduls (2) derart geformt und ausgeprägt sind, dass beim alleinigen Betrieb des Fahrmoduls (1) eine abnehmbare Heckschürze (5) vom Heck des Batterieträgermoduls (2) gelöst und am Heck des Fahrmoduls (1) angebracht wird, die Heckschürze (5) sich schnell und sicher lösen und befestigen lässt und eingebaute licht- und signaltechnische Einrichtungen (6) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektrofahrzeug, das aus einem Fahrmodul und einem Energieträgermodul besteht. Elektrofahrzeuge weisen im Hinblick auf eine Reihe von Kriterien gegenüber Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren Vorteile auf. Ihr wesentlichster Nachteil ist die geringe Reichweite, die sich aus dem hohen Raumbedarf der Fahrbatterien ergibt, dem ein begrenztes Raumangebot gegenübersteht.
Zur Erhöhung der Reichweite von Elektrofahrzeugen sind unterschiedliche Lösungen Stand der Technik.
Sogenannte „ränge extender“ beinhalten Generatoren zum Aufladen der Batterie range extender sind in unterschiedlichen Ausführungen bekannt: als Modul, das im oder am Fahrzeug montiert wird wie auch als Anhänger.
DE 10 2010 056 381 A1 stellt ein Kraftfahrzeug mit elektrischem Antrieb vor, das in der Heckpartie einen mobilen, mit dem elektrischen Antrieb verbundenen, unterschiedlich gestalteten Stromerzeuger aufnimmt, z. B. als Verbrennungsmotor oder Gasturbine oder Brennstoffzelle nebst Generator. Darüber hinaus kann er eine Speichereinrichtung für elektrische Energie beinhalten. In einer besonderen Ausbildung soll die „Ladebox“ fest mit dem heckseitigen Stoßfänger verbunden und herausziehbar sein.
In DE 195 09 625 A1 wird ein energieliefernder Anhänger für Elektro-Automobile vorgestellt, der eine energieliefernde Einrichtung aufnimmt (Generator mit wahlweise Verbrennungsmaschine oder Brennstoffzelle, Batterie, Akkumulator).
In DE 10 2008 006 332 A1 wird eine in einen Anhänger-Range-Extender integrierte Stromversorgungseinheit vorgeschlagen. Der Anhänger wird an die Anhängekupplung eines Kraftfahrzeugs gehängt. Die Stromversorgungseinheit kann ausgebaut und auf einen handelsüblichen Dachgepäckträger montiert werden.
Mit dem Einsatz von range extendern sind Nachteile verbunden. Im Kraftfahrzeug mitgeführt beanspruchen sie neben der Fahrbatterie zusätzlichen Raum und besondere Vorkehrungen bei der Unterbringung. Aligemeine Nachteile derartiger range extender sind Zusatzkosten und Umweltauswirkungen der Verbrennungsmotoren beim Antrieb der Generatoren.
Ein anderer Ansatz zur Verlängerung der Reichweite ist das Mitführen zusätzlicher Batterien.
DE 10 2012 016 234 A1 beschreibt für Fahrzeuge mit verbrennungsmotorischer oder hybrider Antriebseinheit einen Anhänger mit Energiespeicher und elektrischer Antriebseinheit, der als Schubanhänger verwendet und an Wechselstationen schnell ausgetauscht werden kann.
DE 10 2009 037 367 A1 schlägt einen Energiewagen für wieder aufladbare Batterien zur Verwendung als Energiequelle vor, der als Ein- oder Zweiachsanhänger mittels Anhängerkupplung von einem Fahrzeug gezogen werden kann.
Beim Mitführen eines Anhängers treten häufig die allgemein bekannten Probleme des Fahrens von Gespannen auf. Um diese und weitere Nachteile von Anhängern zu vermeiden, können Zusatzbatterien in fest mit dem Fahrzeug verbundene, gegebenenfalls auswechselbare Module eingebaut werden.
DE 10 2010 004 549 A1 betrifft ein auswechselbares Batterieteilsystem mit mindestens einer Batterie zum Antreiben eines Elektromotors als austauschare Zusatzbatterie, die unter dem Kofferraumboden angebracht wird.
DE 198 32 873 A1 beschreibt eine Energieversorgungseinheit, die als kompaktes Modul auf dem Fahrzeugdach abnehmbar angeordnet ist.
DE 10 2010 016 743 B4 schlägt ein Kraftfahrzeug mit elektromotorischem Antrieb und einer zweiachsigen Fahrgastzelle vor, die durch eine vertikale Heckklappe abgeschlossen ist. Das Fahrzeug weist am Heck Kupplungsmittel auf, an die ein zusätzliches Zellenmodul und daran eine offene Anzahl weiterer Zellenmodule angekoppelt werden kann, die jeweils über eigene elektromotorische Antriebseinheiten verfügen.
DE 10 2010 014 095 A1 beschreibt ein Fahrzeugmodul für ein Kraftfahrzeug, das einen Energiespeicher zum Speichern von elektrischer Energie aufweist und an Front oder Heck des KFZ angekoppelt oder auch als Anhänger ausgebildet sein kann. In weiteren Ausgestaltungen soll es als Unterboden-Fahrzeugmodul eingesetzt werden und verfügt über Antrieb, Lenkung und Bremsen.
Den genannten Lösungen ist eigen, dass sie die Reichweite von konstruktionsbedingt für den Langstreckenbetrieb wenig geeigneten Elektrofahrzeugen nur mittels zusätzlicher Komponenten steigern. Daraus können sich teilweise erhebliche Auswirkungen auf das Fahrverhalten des Fahrzeugs und/oder straßenverkehrsrechtliche Konsequenzen ergeben.
CH 705 801 A2 schlägt einen variablen Personenkraftwagen mit Brennstoffzelle vor, bestehend aus einem elektrisch betriebenen Vorderwagen und einem an diesen rückseitig mittels Kopplungselementen starr ankoppelbaren Hinterwagen. Dieser enthält Aggregate zur Erzeugung elektrischen Stroms, welcher in einer im Hinterwagen untergebrachten Batterie gepuffert werden kann. Vorder- und Hinterwagen werden mittels Kopplungselementen verbunden, die am Vorderwagen hinter einer Heckschürze angeordnet sein können. Zur Ankopplung des Hinterwagens wird die Heckschürze entfernt. Die Silhouetten der Heckpartien von Vorder- und Hinterwagen sind identisch ausgeformt, unter anderem weisen beide die vorgeschriebenen licht- und signaltechnischen Vorrichtungen auf. Die hier vorgeschlagene Lösung birgt Nachteile. Das Fahrzeug wird nicht rein elektrisch betrieben, vielmehr erzeugen Zusatzaggregate den Betriebsstrom. Aus der Tatsache, dass sowohl Vorder- als auch Hinterwagen an den Heckteilen notwendige licht- und signaltechnische Einrichtungen aufweisen, ergibt sich ein erhöhter Herstellungsaufwand. Beim An- und Abkoppeln des Hinterwagens besteht ein beachtliches Risiko, an der Außenhaut Lack- und Blechschäden zu verursachen. Nachdem die Heckschürze entfernt wurde, fehlt sie, sobald der Vorderwagen ohne den Hinterwagen betrieben wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein für Langstrecken geeignetes Elektrofahrzeug zu schaffen, das im Kurzstreckenbereich auf ein platz- und energiesparendes Volumen und Gewicht reduziert werden kann.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Das Fahrzeug besteht im Wesentlichen aus zwei Modulen, einem autonomen Fahrmodul mit Elektroantrieb sowie einem Batterieträgermodul, das eine wieder aufladbare Fahrbatterie und weitere funktionelle Systeme aufnimmt. Beide Module sind mithilfe einer geeigneten Einrichtung mechanisch verbunden, die eine starre und feste Verbindung gewährleistet und problemlos gelöst werden kann. Bei Bedarf wird die Verbindung sicher und schnell wiederhergestellt. Weiterhin sind die Module elektrisch (Fahrstrom und Bordnetz) und signaltechnisch miteinander verbunden, letzteres entweder drahtgebunden (beispielsweise CAN-Bus) oder drahtlos.
Das Elektrofahrzeug verfügt somit vorteilhafterweise über ein insbesondere hinsichtlich Ladungsmenge, Größe und Gewicht flexibles elektrisches Energieversorgungssystem. Langstreckenverkehr wird vom Batterieträgermodul ermöglicht. Für den Kurz- oder Stadtverkehr kann es abgekoppelt werden. In der Form beansprucht das autonome Fahrmodul aufgrund der verringerten Außenmaße weniger Platz, ohne Verringerung des Raumangebots im Inneren. Aus verkehrsrechtlicher Sicht ist das Fahrzeug in beiden Betriebsarten ohne Einschränkungen wie ein übliches Kraftfahrzeug zu betrachten und lässt sich auch wie ein solches bedienen und lenken. Aufgrund seiner Modularität kann das Fahrzeug insgesamt umweltfreundlicher betrieben werden. Darüber hinaus kann das Batterieträgermodul als bidirektionaler Energiespeicher in intelligente Stromversorgungsnetze integriert oder als mobile Stromversorgung eingesetzt werden.
Ein Ausführungsbeispiel ist in den Zeichnungen dargestellt.
Zeichnung 1 zeigt das Elektrokraftfahrzeug bestehend aus Fahrmodul (I) und Batterieträgermodul (2) in einem integrierten Zustand. In dieser Form sind das Heck des Fahrmoduls und die Front des Batterieträgermoduls derart ausgebildet, dass die Außenhaut der beiden Module mit geringer Spaltbreite aneinander passt, wenn der nicht näher dargestellte Verbindungsmechanismus (3) geschlossen ist. Gegebenenfalls dienen ein Scheuerschutz und/oder eine Dichtlippe (4) dem Schutz der Außenhäute.
Zeichnung 2 zeigt die beiden Module des Fahrzeugs in getrenntem Zustand. In dieser Form wurde eine abnehmbare Heckschürze (5) vom Heck des Batterieträgermoduls gelöst und am Heck des Fahrmoduls angebracht. Angedeutete licht- und signaltechnische Elemente und Sensoren (6) sowie Kennzeichen mit Leuchte können in die Heckschürze integriert sein.
Form und Lage der Batterie (7) im Batterieträgermodul sind darauf ausgerichtet, bestimmte Stützlasten einzuhalten und das Fahrverhalten positiv zu beeinflussen. Beispielsweise indem die Last im Wesentlichen auf der Achse des Batterieträgermoduls ruht und dessen Schwerpunkt zentral zwischen den Rädern und möglichst tief liegt. Das ausbalancierte Batterieträgermodul kann im abgekoppelten Zustand auf seinen eigenen Rädern und gegebenenfalls mithilfe einer nicht dargestellten Rangierhilfe bewegt werden.

Claims

Elektrofahrzeug, das aus einem Fahrmodul (1) mit Elektroantrieb sowie einem Batterieträgermodul (2) mit wieder aufladbarem Energiespeichersystem besteht, wobei beide Module jeweils mindestens eine Achse aufweisen und mittels eines lösbaren Verbindungsmechanismus (3) fest miteinander verbindbar sind, sowie jeweils elektrische und signaltechnische Anschlüsse und/oder Schnittstellen zur Kopplung der Module aufweisen dadurch gekennzeichnet, dass die Heckpartien des Fahrmoduls (1) und des Batterieträgermoduls (2) derart geformt und ausgeprägt sind, dass beim alleinigen Betrieb des Fahrmoduls (1) eine abnehmbare Heckschürze (5) vom Heck des Batterieträgermoduls (2) gelöst und am Heck des Fahrmoduls (1) angebracht wird, die Heckschürze (5) sich schnell und sicher lösen und befestigen lässt und eingebaute licht- und signaltechnische Einrichtungen (6) aufweist.