DE102016011409A1 - Energieerzeugungseinheit für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Energieerzeugungseinheit (8) für ein Kraftfahrzeug, mit einem verbrennungsmotorischen Teil, der einen Drehkolbenmotor (10) mit einem starren Motorgehäuse, einer rotierenden Kammer (14) und einem rotierenden Innenläufer (12) umfasst, sowie einem elektromotorischen Teil, der eine elektrischen Maschine (20), mit einem Rotor (24) und einem Stator (22) umfasst. Um eine besonders kompakten Energieerzeugungseinheit (8) für einen Reichweitenverlängerer (Range-Extender) mit einem ruhigen Laufverhalten zu schaffen, ist die rotierende Kammer (14) des Drehkolbenmotors (10) als Rotor (24) der elektrischen Maschine (20) und das Motorgehäuse (12) des Drehkolbenmotors (10) als Stator (22) der elektrischen Maschine (20) ausgebildet.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Energieerzeugungseinheit für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Kraftfahrzeuge mit einem elektrischen Antrieb, insbesondere Elektrofahrzeuge oder Hybridfahrzeuge, benötigen einen elektrischen Energiespeicher mit großer Kapazität, um weite Strecken mit elektrischer Energie zurücklegen zu können. Dafür kommen oft Hochvolt-Speicher mit einer Spannung von über 60 V aber auch Niedervolt-Speicher mit einer Spannung von unter 60 V zum Einsatz. Der elektrische Energiespeicher kann aus einer oder mehrerer Zellen aufgebaut sein und versorgt einen Elektromotor mit elektrischer Energie. In Bremsphasen kann der Elektromotor elektrischer Energie in den elektrische Energiespeicher zurückführen.
  • Elektrische Energiespeicher, insbesondere Akkumulatoren sind groß, schwer und teuer, weshalb große Kapazitäten, die hohe Reichweiten ermöglichen würden, selten verbaut werden. Um einem Elektrofahrzeug dennoch eine praxistaugliche Reichweite zu ermöglichen, wird häufig auf einen Reichweitenverlängerer (Range-Extender) zurückgegriffen. Ein Range-Extender umfasst einen Verbrennungsmotor sowie eine elektrische Maschine, insbesondere einen Generator, zur Erzeugung elektrischer Energie. Dabei treibt der Verbrennungsmotor die elektrische Maschine an. Die erzeugte elektrische Energie wird genutzt um den Elektromotor mit elektrischer Energie zu versorgen und/oder im elektrischen Energiespeicher gespeichert. Eine direkte Kraftübertragung auf die Räder des Fahrzeugs ist nicht vorgesehen.
  • Für einen Range-Extender werden oft kleinvolumige Verbrennungsmotoren eingesetzt, die besonders energieeffizient arbeiten. Da kleinvolumige Verbrennungsmotoren zum Erreichen ausreichend hoher Leistungen eine relativ hohe Drehzahl benötigen, arbeiten die Verbrennungsmotoren häufig auf einer konstanten, hohen Drehzahl. Damit diese hohe Drehzahl nicht zu einem Komfortverlust für die Fahrzeuginsassen führt, ist ein besonders ruhiger Motorlauf nötig.
  • Da Kraftfahrzeuge mit einem elektrischen Antrieb bereits einen großvolumigen elektrischen Energiespeicher sowie einen elektrischen Antriebsstrang aufweisen, gestaltet sich die Integration eines Range-Extenders in das Fahrzeugkonzept, insbesondere bei kleinen Fahrzeugen, schwierig. Eine weitere Anforderung für einen Range-Extender stellt somit ein geringes Außenvolumen dar.
  • Die DE 10 2008 061 A1 schlägt einen Range-Extender mit einem Wankelmotor in einem Kraftfahrzeug vor. Dieser wird, insbesondere über eine Welle, mit einem Generator gekoppelt. Um eine kompakte Bauform zu erzielen, ist vorgesehen, dass eine Verbindung zwischen dem Generator und dem Wankelmotor sowie der Generator und der Wankelmotor selbst auf einem gemeinsamen Gestell montiert werden.
  • Aus der DE 10 2010 045 032 A1 ergeben sich Anhaltspunkte zur Steuerung des Ladevorganges eines elektrischen Energiespeichers mit einem Range-Extender durch ein vorrauschschauendes Steuergerät, beispielsweise bereits vor dem Fahrtantritt, wenn abzusehen ist, dass der Ladezustand des elektrischen Energiespeichers für die nächste Fahrt nicht ausreichend ist.
  • Ein Wankelmotor ist ein Rotationskolbenmotor. Dieser wurde ursprünglich als Drehkolbenmotor mit einer rotierenden Kammer und einem rotierenden Innenläufer konzipiert, diese Bauform wurde jedoch vor Beginn der Serienfertigung durch einen Kreiskolbenmotor ersetzt und ist bis heute unüblich. Beim Kreiskolbenmotor ruht die Kammer, es rotiert der Innenläufer um sich selbst und dessen Schwerpunkt beschreibt eine Kreisbahn.
  • Der Stand der Technik besitzt den Nachteil, dass Range-Extender aufgrund ihrer Größe viel Volumen im Kraftfahrzeug einnehmen und daher schwer in das Fahrzeugkonzept integrierbar sind.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine besonders kompakte Energieerzeugungseinheit mit einem ruhigen Laufverhalten bereitzustellen, mittels derer sich ein Range-Extender realisieren lässt.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Energieerzeugungseinheit für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Um eine Energieerzeugungseinheit der eingangs genannten Art zu schaffen, die besonders kompakt ist und ein ruhiges Laufverhalten aufweist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Drehkolbenmotor und der Generator eine Einheit bilden. Dies ist so realisiert, dass die rotierende Kammer des verbrennungsmotorischen Teils der Energieerzeugungseinheit als Rotor der elektrischen Maschine des elektromotorischen Teils der Energieerzeugungseinheit ausgebildet ist. Gleichzeitig ist das starre Motorgehäuse des verbrennungsmotorischen Teils der Energieerzeugungseinheit als Stator der elektrischen Maschine des elektromotorischen Teils der Energieerzeugungseinheit ausgebildet. Diese Zusammenlegung der Funktionalitäten und Bauteile des verbrennungsmotorischen Teils und des elektromotorischen Teils ist nur unter Ausnutzung der besonderen räumlichen Anordnung des Drehkolbenmotors mit der rotierenden Kammer möglich und ergibt durch den Verzicht auf zwischengeschaltete Bauteile zur Verbindung der beiden Teile eine einzelne sehr kompakte Energieerzeugungseinheit. Durch die Verwendung eines Drehkolbenmotors ist die Energieerzeugungseinheit des Weiteren sehr laufruhig, da alle beweglichen Teile um ihren Mittelpunkt rotieren.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist das starre Motorgehäuse des verbrennungsmotorischen Teils nicht nur als Stator der elektrischen Maschine des elektromotorischen Teils ausgebildet, sondern übernimmt gleichzeitig die Funktion eines Gehäuses für den elektromotorischen Teil. Somit bilden die beiden Teilbereiche der Energieerzeugungseinheit eine einzelne Baugruppe. Dadurch kann bei der Endmontage eines Kraftfahrzeugs auf arbeitsintensive Zwischenschritte verzichtet werden, was die Kosten der Montage der Energieerzeugungseinheit senkt. Außerdem kann das gemeinsame Gehäuse, welches die gesamte Energieerzeugungseinheit umschließt, eine Kapselung zur Schalldämmung aufweisen. Hierdurch wird die Laufruhe weiter verbessert.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Energieerzeugungseinheit ausgebildet, einen Elektromotor und/oder einen elektrischen Energiespeicher mit elektrischer Energie zu versorgen. Dies kann im Rahmen eines Einsatzes als Range-Extender geschehen. Beispielsweise kann die Energieerzeugungseinheit konstant auf einer vordefinierten Optimaldrehlzahl laufen. Die Optimaldrehzahl kann in Hinblick auf die nötige elektrische Leistung und/oder in Hinblick auf die Maximierung der Effizienz der Umsetzung von der Energie des Kraftstoffes in elektrische Energie gewählt werden. Dabei wird der Anteil der Energie, der nicht direkt durch den Elektromotor verbraucht wird, im elektrischen Energiespeicher gespeichert. Es ist aber auch möglich, dass die Leistung der Energieerzeugungseinheit dem momentanen Leistungsbedarf des Elektromotors nachgeregelt wird, so dass dem elektrischen Energiespeicher weder elektrische Energie zugeführt noch entnommen wird. Weiterhin kann die Energieerzeugungseinheit auch alleine dem elektrischen Energiespeicher elektrische Energie zuführen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist die elektrische Maschine als Asynchronmaschine und der Rotor als Kurzschlussläufer ausgeführt. Ein magnetisierter Rotor kann aufgrund der kompakten Bauform durch die Wärmeentwicklung des verbrennungsmotorischen Teils der Energieerzeugungseinheit geschädigt werden, da magnetische Materialien oft wenig hitzebeständig sind. Demgegenüber weißt ein Kurzschlussläufer eine höhere Hitzebeständigkeit auf und fällt besonders wartungsarm aus.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Kurzschlussläufer als Käfigläufer ausgeführt. Dabei handelt es sich um eine besonders einfache und wartungsarme Bauform eines Kurzschlussläufers. Dieser besteht aus mehreren metallischen Kurzschlussstäben, die parallel verlaufen und untereinander kurzgeschlossen sind. In diesem Fall ist keine Steuereinrichtung für den Rotor nötig. Insbesondere sind keine verschleißbehafteten Schleifringe vorhanden.
  • In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Energieerzeugungseinheit zusätzlich ein Kühlsystem, welches ausgelegt ist, vorrangig den elektromotorischen Teil der Energieerzeugungseinheit und nachrangig den verbrennungsmotorischen Teil der Energieerzeugungseinheit zu kühlen. Dadurch kann der Verschleiß am temperaturempfindlicheren elektromotorischen Teil der Energieerzeugungseinheit verringert werden und der Wirkungsgrad durch eine niedrigere Temperatur der stromführenden Bauteile erhöht werden. In dieser Ausführungsform kann beispielsweise ein Kühlmedium, insbesondere Luft oder Wasser, zuerst, wenn es noch kühl ist, den elektromotorischen Teil durchlaufen und erst anschließend den weniger temperaturempfindlichen verbrennungsmotorischen Teil.
  • In einer anderen Ausführungsform bestehen dem Brennraum zugeordnete Teile des Drehkolbenmotors, insbesondere die Dichtungen des Brennraums und des Innenläufers, und/oder andere rotierende Teile der Energieerzeugungseinheit zumindest zum Teil aus keramischen Werkstoffen. Hierdurch wird die Reibung soweit reduziert, dass auf eine Ölschmierung verzichtet werden kann. Dadurch wird die Komplexität verringert, die Wartungsfreundlichkeit erhöht und durch den Wegfall den Ölkreislaufes kann die Kompaktheit weiter gesteigert werden.
  • Es kann auch vorgesehen sein, dass die Energieerzeugungseinheit direkt mit einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs koppelbar ist. Direkt bedeutet in diesem Kontext, dass eine mechanische Kraft übertragen wird und die Kraftübertragung nicht indirekt durch Bereitstellung von elektrischer Energie für einen Elektromotor erfolgt. Die Übertragung der mechanischen Kraft kann auch über ein Trennglied oder ein Wandlerglied, beispielsweise eine Kupplung oder ein Getriebe, vorgesehen sein. Die Energieerzeugungseinheit umfasst dann eine Abtriebswelle, die beispielsweise durch den Rotor der elektrischen Maschine hindurch verläuft oder an dessen motorabgewandter Seite befestigt ist. Außerdem kann die Abtriebswelle auf der dem Rotor abgewandten Seite der Energieerzeugungsmaschine herausgeführt sein.
  • Dabei kann die Energieerzeugungseinheit für die Aufgabe als einziger Antrieb oder als Nebenantrieb in einem Kraftfahrzeug dimensioniert sein. Die Energieerzeugungseinheit ist ausgebildet, im Falle einer mechanischen Kopplung an einen Antriebsstrang, ein Drehmoment auf der Abtriebswelle durch den Drehkolbenmotor und/oder die elektrische Maschine bereitzustellen. Die elektrische Maschine kann dazu ausgebildet sein während der Bereitstellung eines Drehmoments durch den Drehkolbenmotor, entweder durch den Verbrauch elektrischer Energie aus einem elektrischen Energiespeicher ein gleichgerichtetes Drehmoment zu erzeugen oder einen Teil des durch den Drehkolbenmotor bereitgestellten Drehmomentes zur Erzeugung elektrischer Energie zu nutzen. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Drehkolbenmotor oder die elektrische Maschine ein Kraftfahrzeug auch jeweils einzeln antreiben.
  • Der Innenläufer ist in einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Energieerzeugungseinheit ein reines Absperr- und/oder Steuerteil des Drehkolbenmotors und besitzt nach außen hin keine weitere Funktion, insbesondere keine Kraftübertragung.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • Dabei zeigen:
  • 1 Eine schematische Schnittansicht durch die erfindungsgemäße Energieerzeugungseinheit; und in
  • 2 eine schematische Perspektivansicht derselben Energieerzeugungseinheit.
  • 1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Energieerzeugungseinheit 8 mit einer Baueinheit, die sowohl die rotierende Kammer 14 eines Drehkolbenmotors 10 als auch den Rotor 24 einer elektrischen Maschine 20 ausbildet. Ein Gehäuse 12 des Drehkolbenmotors 10 ist weiterhin auch als Stator 22 der elektrischen Maschine ausgebildet. In einem Brennraum 15 der rotierenden Kammer 14 rotiert ein Innenläufer 16 und teilt den Brennraum 15 in drei Brennkammern 18. Dieser Brennraum 15 ist abgeschlossen. Direkt an die rotierende Kammer 14 schließt sich der Rotor 24 der elektrischen Maschine 20 an. Den Rotor 24 umschließt der Stator 22 der elektrischen Maschine 20. Der Stator 22 kann je nach Art der elektrischen Maschine 20 eine Anordnung von Spulen oder Permanentmagneten umfassen. Das Gehäuse 12 des Drehkolbenmotors 10 bildet eine Baueinheit mit dem Gehäuse 21 sowie mit dem Stator 22 der elektrischen Maschine 20.
  • Bei der elektrischen Maschine 20 kann es sich um eine Asynchronmaschine handeln. Der Rotor 24 ist als Kurzschlussläufer insbesondere als Käfigläufer 25 ausgeführt und weist mehrere Kurzschlussstäbe 26 auf. Der Stator umfasst eine Anordnung von Spulen 23. Eine Erregungseinrichtung 27, beispielsweise eine Kondensatorbatterie, ist ausgebildet, die Anordnung von Spulen 23 zu erregen. Durch Rotation des Rotors 24 wird ein Wechselstrom in die Anordnung von Spulen 23 induziert.
  • Eine Asynchronmaschine weist, insbesondere wenn der Rotor 24 als Käfigläufer 25 ausgebildet ist, einen besonders unkomplizierten und robusten Aufbau des Rotors 24 auf.
  • Insbesondere sind keine Schleifringe und kein temperaturempfindlicher Permanentmagnet nötig. Dadurch ist der Rotor 24 sehr wartungsarm ausgeführt. Die Anordnung von Spulen 23 kann als Teil des Stators aufgebaut sein und unbeweglich verbaut sein. Dieser einfache Aufbau der elektrischen Maschine 10 bringt eine hohe Robustheit, insbesondere thermische Robustheit, mit sich und ist bei diesem Anwendungszeck von großem Vorteil.
  • Die elektrische Maschine 20 kann auch als Synchronmaschine ausgebildet sein. Hierdurch wird ein höherer Wirkungsgrad erreicht. Außerdem kann die Drehzahl der Energieerzeugungseinheit 8 konstant auf einer besonders ökonomischen Optimaldrehzahl für den Betrieb des Drehkolbenmotors 10 gehalten werden. Auch für eine mögliche Bereitstellung eines Drehmoments durch die elektrischen Maschine 10 kann ein Synchronmotor vorteilhaft sein. Der Rotor 24 bildet auch hier den Innenläufer innerhalb des Stators 22. Für die Erregung der Synchronmaschine ist ein Permanentmagnet oder eine Erregerschleife, die durch eine elektrische Erregungseinrichtung 27 angesteuert wird, vorgesehen. Vorteil einer permanenten Magnetisierung des Rotors 24 oder des Stators 22 ist die einfachere Regelung der elektrischen Maschine, sowie ein besonders hoher Wirkungsgrad.
  • Die Erregung der Synchronmaschine kann über den Rotor 24 erfolgen. In diesem Fall weist der Stator 22 eine vergleichbare Anordnung von Spulen 23 auf, wie bei einer Asynchronmaschine. Der Rotor 24 weist eine Erregerspule oder einen Permanentmagneten auf, wobei die Erregerspule durch eine Erregungseinrichtung 27 angesteuert wird. Durch Rotation des Rotors 24 wird ein elektrischer Strom in die Anordnung von Spulen 23 des Stators 22 induziert. Vorteil bei dieser Ausführungsform ist es, dass dieser Strom nicht aufwändig vom Rotor 24 abgegriffen werden muss.
  • Die Erregung der Synchronmaschine kann auch über den Stator 22 erfolgen. In diesem Fall kann der Stator 22 zumindest teilweise permanentmagnetisch ausgebildet sein oder eine Erregerspule aufweisen, wobei die Erregerspule durch eine Erregungseinrichtung 27 angesteuert wird. Der Rotor 24 weist eine Anordnung von Spulen auf, in welche durch Rotation des Rotors 24 ein elektrischer Strom induziert wird. Eine Abgreifeinrichtung, beispielsweise aufgeführt durch Schleifringe, greift den elektrischen Strom ab. Vorteil bei dieser Ausführungsform, ist das der Permanentmagnet gut kühlbar am Stator 24 angebracht ist.
  • Die elektrische Maschine 20 kann dazu ausgebildet sein, den Drehkolbenmotor 10 aus einer Ruheposition in Rotation zu versetzen und so den Drehkolbenmotor 10 zu starten. Dadurch kann insbesondere auf einen weiteren Anlasser zum Starten des Drehkolbenmotors 10 verzichtet werden.
  • Eine besonders preisgünstige Energieerzeugungseinheit 8, insbesondere für die Nutzung als Range-Extender, kann bereitgestellt werden, wenn ein Rotationskolbenmotor, insbesondere ein Drehkolbenmotor 10, beispielsweise ein Wankelmotor mit drehender Kammer 14, als Rotor 24 für eine elektrische Maschine 20, insbesondere einen Generator, genutzt wird und gleichzeitig über die Nutzung von innovativen Materialien, beispielsweise Keramiken, auf eine Ölschmierung verzichtet werden kann. Prinzipielle Probleme des Wankelmotors wie die ungünstige Brennraumgeometrie oder Öleinträge in den Brennraum aufgrund mangelhafter Abdichtung, können über den Einsatz isolierender Materialien und den Verzicht auf eine Ölschmierung soweit verringert werden, dass die Nutzung dieses Motortyps als Antrieb für einen Generator sinnvoll erscheint. So kann ein leichter, kompakter und preisgünstiger Range-Extender für Elektrofahrzeuge realisiert werden.
  • Insgesamt ist somit erkennbar, dass es sich vorliegend um eine besondere Art des Wankelmotors handelt, bei dem nicht ein Kreiskolben das kraftübertragende Element ist, sondern eine rotierende Kammer 14 ebenfalls rotiert und die Kraft des Wankelmotors überträgt. Diese Sonderform ist wegen ihrer Komplexität eher selten, hat aber den Vorteil, dass sich alle Elemente zentral drehen und der Wankelmotor damit ruhiger läuft. Die Idee der vorliegenden Erfindung ist es nun, die kraftübertragende sich drehende beziehungsweise rotierende Kammer 14 als Rotor 24 einer elektrischen Maschine 20 zu nutzen und die Kammer eben der runden (zylindrischen) Außenseite/Fläche als Rotor 24 zu gestalten. Hierzu sind entweder Magnete (Permanentmagnete) für eine Synchronmaschine oder Kurzschlussstäbe 26 für eine Asynchronmaschine anzuordnen.
  • Das stehende Gehäuse des Drehkolbenmotors 10 wird als Stator 22 ausgebildet und weist an der Innenseite zu der rotierenden Kammer 14 beziehungsweise Stator 24 hin Spulen 23 oder Magnetpole auf.
  • Der Innenläufer 16 des Drehkolbenmotors 10 dieser Ausführungsart ist ein reines Absperr und Steuerteil des Drehkolbenmotors 10 und hat keinen Einfluss auf die elektrische Maschine 20.
  • Die elektrische Maschine kann wegen der lokalen Wärmeentwicklung des Drehkolbenmotors 10 als Asynchronmaschine mit einem Kurzschlussläufer als Rotor 24 ausgeführt sein. Permanentmagnete sind temperaturempfindlicher sind.
  • Zudem ist eine vorteilhafte Nutzung eines solchen Konzepts eine Generatorfunktion, also die Bereitstellung elektrischer Energie, was eine Asynchronmaschine ebenfalls gut leistet.
  • Eine effiziente Kühlung der elektrischen Maschine 20 muss in einem solchen heißen Umfeld gewährleistet sein, kann aber so mit der Kühlung des Drehkolbenmotors 10 kombiniert sein, dass die kalte Kühlflüssigkeit zuerst die empfindlicheren elektrischen Teile kühlt und danach den Drehkolbenmotor 10 an sich kühlt kombiniert werden,.
  • Die Energieerzeugungseinheit 8 kann in Form eines Range-Extenders eingesetzt. Dabei ist die Energieerzeugungseinheit 8 nur zur Abgabe elektrischer Energie ausgebildet.
  • Die Energieerzeugungseinheit 8 kann sowohl zur Aufnahme und/oder Abgabe einer mechanischen Kraft als auch zur Aufnahme und/oder Abgabe elektrischer Leistung ausgebildet, insbesondere für die Funktion in einem Kraftfahrzeug oder Hybridfahrzeug. Dabei kann die Energieerzeugungseinheit 8 in einem Schubbetrieb des Kraftfahrzeugs die kinetische Energie des Kraftfahrzeugs in elektrische Energie umwandeln. Außerdem kann die elektrische Maschine 20 dazu ausgebildet sein, während der Drehkolbenmotor 10 das Kraftfahrzeug antreibt gleichzeitig elektrische Energie zu erzeugen oder den Drehkolbenmotor 10 bei Beschleunigungsvorgängen durch die Bereitstellung eines zusätzlichen Drehmoments zu unterstützen. Weiterhin kann bei der Energieerzeugungseinheit 8 vorgesehen sein, dass sowohl der Drehkolbenmotor 10 oder die elektrische Maschine 20 das Kraftfahrzeug zumindest unter bestimmten Umständen jeweils allein antreiben können.
  • Die Energieerzeugungseinheit 8 kann auch mit einem weiteren Verbrennungsmotor koppelbar ausgeführt sein. Die Energieerzeugungseinheit 8 ist dann ein Hauptantrieb oder ein Nebenantrieb des Kraftfahrzeugs.
  • Alternativ kann eine solche Energieerzeugungseinheit 8, die hier zuvor zum Betrieb in einem Fahrzeug als Range-Extender beschrieben ist, auch im stationären Bereich einsetzbar sein. Hier kann eine solche Energieerzeugungseinheit 8 als Blockheizkraftwerk oder als eine stationäre Maschine an sich eingesetzt werden, um nicht nur mechanische Energie oder Wärme zu generieren, sondern auch um gleichzeitig, im Wesentlichen oder alleinig elektrische Energie zu erzeugen. Somit ist die Beschreibung der Energieerzeugungseinheit 8 nicht nur auf Kraftfahrzeuge beschränkt, sondern umfasst alle möglichen Anwendungsgebiete einer solchen Energieerzeugungseinheit ohne auf ein Kraftfahrzeug beschränkt zu sein.
  • Bezugszeichenliste
  • 8
    Energieerzeugungseinheit
    10
    Drehkolbenmotor
    12
    Gehäuse
    14
    rotierende Kammer
    15
    Brennraum
    16
    rotierender Innenläufer
    18
    Brennkammern
    20
    elektrische Maschine
    21
    Gehäuse
    22
    Stator
    23
    Spulen
    24
    Rotor
    25
    Käfigläufer
    26
    Kurzschlussstäbe
    27
    Erregungseinrichtung
  • 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 102008061 A1 [0006]
    • DE 102010045032 A1 [0007]

Claims (9)

  1. Energieerzeugungseinheit (8) für ein Kraftfahrzeug, mit einem – verbrennungsmotorischen Teil, der einen Drehkolbenmotor (10) mit einem starren Motorgehäuse, einer rotierenden Kammer (14) und einem rotierenden Innenläufer (12) umfasst, sowie einem – elektromotorischen Teil, der eine elektrischen Maschine (20), mit einem Rotor (24) und einem Stator (22) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die rotierende Kammer (14) des Drehkolbenmotors (10) als Rotor (24) der elektrischen Maschine (20) und das Motorgehäuse (12) des Drehkolbenmotors (10) als Stator (22) der elektrischen Maschine (20) ausgebildet ist.
  2. Energieerzeugungseinheit (8) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorgehäuse (12) und der Stator (22) zugleich das Gehäuse (21) der elektrischen Maschine bilden.
  3. Energieerzeugungseinheit (8) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieerzeugungseinheit (8) darauf ausgelegt ist, einen elektrischen Speicher und/oder einen Elektromotor mit elektrischer Energie zu versorgen.
  4. Energieerzeugungseinheit (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (20) als Asynchronmaschine und der Rotor (24) als Kurzschlussläufer ausgebildet ist.
  5. Energieerzeugungseinheit (8) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurzschlussläufer der Asynchronmaschine als Käfigläufer (25) mit Kurzschlussstäben (26) ausgebildet ist.
  6. Energieerzeugungseinheit (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein optionales Kühlsystem dazu ausgebildet ist zunächst den elektrischen Teil der Energieerzeugungseinheit und nachgeordnet den verbrennungsmotorischen Teil der Energieerzeugungseinheit zu kühlen.
  7. Energieerzeugungseinheit (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch der Brennraum (15) des Drehkolbenmotors (10) zumindest teilweise aus keramischen Werkstoffen besteht.
  8. Energieerzeugungseinheit (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine direkte Kraftübertragung von der Energieerzeugungseinheit (8) auf einen Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist.
  9. Energieerzeugungseinheit (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenläufer (16) eine Steuerungsfunktion und/oder Absperrfunktion erfüllt.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010045032A1 (de) 2010-09-10 2012-03-15 Audi Hungaria Motor Kft. Kraftwagen mit elektrischem Antrieb und Batterie sowie Verfahren zum Betreiben einer Einrichtung zum Laden einer Batterie

Patent Citations (1)

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