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Die Erfindung betrifft einen Reichweitenverlängerer für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Reichweitenverlängerer gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 7.
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Derartige Reichweitenverlängerer für Kraftfahrzeuge sowie derartige Kraftfahrzeuge mit solchen Reichweitenverlängerern sind aus dem allgemeinen Stand der Technik und insbesondere aus dem Serienfahrzeugbau bereits hinlänglich bekannt. Das Kraftfahrzeug weist dabei wenigstens einen Energiespeicher zum Speichern von elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom auf. Außerdem umfasst das Kraftfahrzeug wenigstens eine elektrische Maschine, mittels welcher das Kraftfahrzeug antreibbar ist. Die elektrische Maschine ist mittels der in dem Energiespeicher gespeicherten elektrischen Energie betreibbar. Mit anderen Worten kann die elektrische Maschine mit elektrischer Energie, die in dem Energiespeicher gespeichert ist, versorgt werden, um dadurch die elektrische Maschine zu betreiben. Insbesondere kann die elektrische Maschine in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betrieben werden, sodass das Kraftfahrzeug mittels des Elektromotors angetrieben werden kann. Insbesondere kann wenigstens ein Rad des Kraftfahrzeugs, welches über das Rad an einer Fahrbahn abgestützt beziehungsweise abstützbar ist, mittels der elektrischen Maschine angetrieben werden.
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Das Kraftfahrzeug umfasst ferner wenigstens einen Stauraum, welcher eine Öffnung aufweist. Der Stauraum ist beispielsweise durch einen Aufbau, insbesondere durch die Karosserie, des Kraftfahrzeugs begrenzt, wobei der Aufbau beispielsweise auch die Öffnung begrenzt. Über die Öffnung ist der Stauraum beispielsweise von der Umgebung des Kraftfahrzeugs zugängig, sodass in dem Stauraum beispielsweise Gegenstände angeordnet und somit verstaut werden können.
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Das Kraftfahrzeug umfasst ferner wenigstens eine Klappe, welche zwischen wenigstens einer Schließstellung und wenigstens einer Offenstellung bewegbar, insbesondere verschwenkbar, ist. Hierbei ist die Klappe beispielsweise bewegbar an dem Aufbau gehalten und kann relativ zu dem Aufbau zwischen der Schließstellung und der Offenstellung bewegt werden. In der Schließstellung verschließt die Klappe zumindest einen Teilbereich der Öffnung. In der Offenstellung jedoch gibt die Klappe den Teilbereich frei.
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Der Reichweitenverlängerer umfasst wenigstens einen von dem Energiespeicher unterschiedlichen, zusätzlich dazu vorgesehenen Energiewandler, mittels welchem elektrische Energie bereitstellbar ist. Die von dem Energiewandler bereitgestellte elektrische Energie kann beispielsweise dem Energiespeicher zugeführt und somit in dem Energiespeicher gespeichert werden, sodass der Energiespeicher mit der von dem Energiewandler bereitgestellten elektrischen Energie aufgeladen werden kann. Üblicherweise wird der Reichweitenverlängerer auch als Range Extender (REX) bezeichnet. Üblicherweise umfasst der Energiewandler eine Verbrennungskraftmaschine und einen von der Verbrennungskraftmaschine antreibbaren Generator, mittels welchem elektrische Energie, insbesondere infolge des durch die Verbrennungskraftmaschine bewirkten Antreibens des Generators, bereitstellbar ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Reichweitenverlängerer und ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass das Kraftfahrzeug auf besonders einfache Weise mit dem Reichweitenverlängerer ausgestattet werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Reichweitenverlängerer mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen Reichweitenverlängerer für ein beispielsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildetes Kraftfahrzeug, welches wenigstens einen Energiespeicher zum Speichern von elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom, wenigstens eine mittels der in dem Energiespeicher gespeicherten Energie betreibbare elektrische Maschine, wenigstens einen Stauraum mit einer Öffnung und wenigstens eine zwischen wenigstens einer zumindest einen Teilbereich der Öffnung verschließenden Schließstellung und wenigstens einer den Teilbereich freigebenden Offenstellung bewegbare Klappe aufweist und von der elektrischen Maschine, insbesondere in einem Motorbetrieb der elektrischen Maschine, antreibbar ist.
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Dabei umfasst der Reichweitenverlängerer wenigstens einen, insbesondere von dem Energiespeicher unterschiedlichen, zusätzlich dazu vorgesehenen, Energiewandler, mittels welchem elektrische Energie zum Aufladen des Energiespeichers bereitstellbar ist. Beispielsweise umfasst der Energiewandler eine Verbrennungskraftmaschine, welche auch als Verbrennungsmotor bezeichnet wird. Ferner umfasst der Energiewandler beispielsweise einen von der Verbrennungskraftmaschine antreibbaren Generator, mittels welchem die elektrische Energie zum Aufladen des Energiespeichers bereitstellbar ist. Ferner ist es denkbar, dass der Energiewandler wenigstens eine Brennstoffzelle umfasst, mittels welcher die elektrische Energie zum Aufladen des Energiespeichers bereitstellbar ist.
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Um nun das Kraftfahrzeug auf besonders einfache Weise mit dem Reichweitenverlängerer ausstatten zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Reichweitenverlängerer zumindest teilweise in dem Stauraum aufnehmbar ist und einen Zwischenrahmen aufweist, an welchem die Klappe in ihrer Schließstellung und in in dem Stauraum aufgenommenen Zustand des Reichweitenverlängerers abstützbar beziehungsweise abgestützt ist. Mit anderen Worten, ist der Reichweitenverlängerer in dem Stauraum des Kraftfahrzeugs aufgenommen, wobei dann der Reichweitenverlängerer seine Einbaulage einnimmt, und befindet sich die Klappe in ihrer Schließstellung, so ist die Klappe an dem Zwischenrahmen abgestützt, sodass beispielsweise die Klappe in ihrem geschlossenen Zustand mit dem Zwischenrahmen abschließt, wodurch die Öffnung des Stauraums zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, verschlossen ist.
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Der Erfindung liegt insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass herkömmliche Kraftfahrzeuge, welche mittels wenigstens einer jeweiligen elektrischen Maschine antreibbar, das heißt elektrisch antreibbar sind, oft unter dem Problem einer geringen Reichweite, über welche das jeweilige Kraftfahrzeug mittels der elektrischen Maschine elektrisch antreibbar ist, leiden. Dabei ist das jeweilige Kraftfahrzeug beispielsweise als Elektrofahrzeug, insbesondere als batterieelektrisches Fahrzeug (BEV), ausgebildet. Dieses Problem der geringen Reichweite kann durch den Einsatz eines Reichweitenverlängerers abgemildert werden, welcher auch als Range Extender (REX) bezeichnet wird. Mittels des Reichweitenverlängerers kann beispielsweise während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs elektrische Energie bereitgestellt werden, indem beispielsweise der Generator von der Verbrennungskraftmaschine angetrieben wird. Dabei stellt der Generator elektrische Energie bereit, welche dem Energiespeicher des Kraftfahrzeugs zugeführt und somit in dem Energiespeicher gespeichert werden kann. Dadurch wird der beispielsweise als Batterie, insbesondere als Hochvolt-Batterie, ausgebildete Energiespeicher mit der von dem Generator beziehungsweise dem Reichweitenverlängerer bereitgestellten elektrischen Energie aufgeladen. Alternativ oder zusätzlich kann von der Brennstoffzelle elektrische Energie zum Aufladen des Energiespeichers bereitgestellt werden.
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Dabei ist es wünschenswert, das jeweilige Kraftfahrzeug auf besonders einfache Weise und bedarfsgerecht mit dem Reichweitenverlängerer auszustatten oder aber den Reichweitenverlängerer einfach weg zu lassen. Somit ist es wünschenswert, den Reichweitenverlängerer als sogenannte Nachrüstlösung darzustellen, um die das beispielsweise zunächst nicht mit dem Reichweitenverlängerer ausgestattete Kraftfahrzeug auf besonders einfache und kostengünstige Weise ergänzt werden kann. Dabei ist denkbar, den Reichweitenverlängerer als Anhänger beziehungsweise in Anhänger-Form auszugestalten und dadurch die Nachrüstlösung zu realisieren. Dabei umfasst der Reichweitenverlängerer beispielsweise ein Fahrgestell, an welchem Räder, über die der Reichweitenverlängerer bei einer Fahrt auf einer Fahrbahn abrollen kann, drehbar gehalten sind. Durch die Realisierung der Nachrüstlösung als Anhänger kann beispielsweise der Energiewandler, insbesondere die Verbrennungskraftmaschine, auf vorteilhafte Weise mit Frischluft versorgt werden, die zusammen mit Kraftstoff in der Verbrennungskraftmaschine verbrannt werden kann. Ferner können von dem Energiewandler, insbesondere von der Verbrennungskraftmaschine bereitgestellte, Abgase einfach abgeleitet werden.
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Der Nachteil an der Ausgestaltung der Nachrüstlösung als Anhänger ist jedoch, dass der Anhänger vollständig außerhalb des Kraftfahrzeugs, welcher um den Reichweitenverlängerer zu ergänzen ist, angeordnet und beispielsweise gelenkig mit dem Kraftfahrzeug gekoppelt werden muss. Dadurch bilden das Kraftfahrzeug und der Anhänger ein Gespann, welches eine wesentlich größere Länge als das Kraftfahrzeug alleine, das heißt ohne den Reichweitenverlängerer in Anhänger-Form aufweist. Dadurch werden beispielsweise Einpark-Vorgänge erschwert. Da jedoch beispielsweise Elektrofahrzeuge besonders auf Innenstädte großer Metropolen zielen, in denen Parkraum üblicherweise sehr knapp ist, sind die Zunahme der Fahrzeuglänge und die Erschwerung von Einpark-Vorgängen besonders gravierend.
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Die zuvor bezüglich des Anhängers beschriebenen Probleme und Nachteile können mittels des erfindungsgemäßen Reichweitenverlängerers vermieden werden, wobei das Kraftfahrzeug auf besonders einfache und somit zeit- und kostengünstige Weise mit dem erfindungsgemäßen Reichweitenverlängerer ausgestattet werden kann. Da der Reichweitenverlängerer zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend, in dem ohnehin vorhandenen Stauraum des Kraftfahrzeugs anordenbar beziehungsweise angeordnet ist, werden - wenn das Kraftfahrzeug mit dem Reichweitenverlängerer ausgestattet wird - Abmessungen, insbesondere Außenabmessungen, des Kraftfahrzeugs im Vergleich zu dem nicht mit dem Reichweitenverlängerer ausgestatteten Kraftfahrzeug nicht oder nur sehr geringfügig vergrößert, sodass auch bei Ausstattung des Kraftfahrzeugs mit dem Reichweitenverlängerer besonders kompakte Außenabmessungen des Kraftfahrzeugs realisiert beziehungsweise beibehalten werden können. Darüber hinaus werden Einpark-Vorgänge nicht erschwert, da der erfindungsgemäße Reichweitenverlängerer nicht als Anhänger ausgebildet ist und somit nicht vollständig außerhalb des Kraftfahrzeugs angeordnet und gelenkig mit diesem gekoppelt werden muss. Darüber hinaus ermöglicht der Einsatz des Reichweitenverlängerers die Realisierung einer besonders großen Reichweite, über welche das Kraftfahrzeug mittels der elektrischen Maschine und somit mittels elektrischer Energie angetrieben, das heißt elektrisch angetrieben werden kann.
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Der Zwischenrahmen ist beispielsweise ein Passrahmen für die Klappe, da dann, wenn sich die Klappe in ihrer Schließstellung befindet und wenn das Kraftfahrzeug mit dem Reichweitenverlängerer ausgestattet ist, die Klappe an dem Zwischenrahmen, insbesondere an wenigstens einer Abstützfläche des Zwischenrahmens, abgestützt ist.
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Der Stauraum ist beispielsweise zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, durch einen Aufbau, insbesondere durch die Karosserie, des Kraftfahrzeugs gebildet beziehungsweise begrenzt. Dabei ist die Klappe beispielsweise bewegbar, insbesondere verschwenkbar, an dem Aufbau gehalten, sodass die Klappe relativ zu dem Aufbau zwischen der Offenstellung und der Schließstellung bewegt, insbesondere verschwenkt, werden kann. Außerdem ist es denkbar, dass die Klappe als Türe oder als Schublade beziehungsweise nach Art einer Schublade ausgebildet ist. Dabei ist die Klappe beispielsweise zwischen der Offenstellung und der Schließstellung relativ zu dem Aufbau translatorisch bewegbar, das heißt verschiebbar. Ferner ist beispielsweise durch den Aufbau die vorzugsweise als Durchgangsöffnung ausgebildete Öffnung zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, begrenzt.
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Insbesondere ist es denkbar, dass der Stauraum und die Klappe in einem Heckbereich des Kraftfahrzeugs beziehungsweise des Aufbaus angeordnet sind, sodass die Klappe beispielsweise als Heckklappe oder Heckdeckel ausgebildet ist. Als von der Erfindung mitumfasst zu betrachten ist jedoch, dass der Stauraum und die Klappe in einem Vorderwagenbereich oder aber in einem Mittenbereich des Kraftfahrzeugs, insbesondere des Aufbaus, angeordnet sein können. Bei dem Stauraum handelt es sich beispielsweise um einen Gepäck- oder Kofferraum, in welchem Gepäck verstaut werden kann. Somit ist die Klappe beispielsweise als Kofferraumklappe oder Kofferraumdeckel ausgebildet.
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Es ist denkbar, dass der Energiewandler nicht am Zwischenrahmen abgestützt ist. Dabei steht beispielsweise der Energiewandler steht im Kraftfahrzeug beziehungsweise im auch als Laderaum bezeichneten Stauraum und ist über wenigstens eine Leitung, insbesondere über wenigstens einen Schlauch, dem beispielsweise als Passrahmen ausgebildeten Zwischenrahmen verbunden. Beispielsweise steht dabei der Energiewandler auf einem den Stauraum in Fahrzeughochrichtung nach unten zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, nach unten hin begrenzenden Ladeboden des Kraftfahrzeugs.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich jedoch gezeigt, wenn der Energiewandler, insbesondere die Verbrennungskraftmaschine und/oder der Generator und/oder die Brennstoffzelle, insbesondere direkt, an dem Zwischenrahmen gehalten ist. Dadurch bilden beispielsweise der Zwischenrahmen und der Energiewandler ein Modul, welches auf besonders einfache Weise montiert werden kann.
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In mit dem Reichweitenverlängerer ausgestatteten Zustand des Kraftfahrzeugs ist beispielsweise der Reichweitenverlängerer über den Zwischenrahmen an dem Aufbau gehalten, sodass beispielsweise der Energiewandler, insbesondere die Verbrennungskraftmaschine und/oder der Generator und/oder die Brennstoffzelle, unter Vermittlung des Zwischenrahmens an dem Aufbau gehalten ist beziehungsweise sind. Der beispielsweise den Generator und die Verbrennungskraftmaschine und/oder die Brennstoffzelle umfassende Energiewandler ist beispielsweise ein Aggregat, welches an dem Zwischenrahmen gehalten ist. Beispielsweise ist das Aggregat über die Verbrennungskraftmaschine und/oder über den Generator und/oder über die Brennstoffzelle an dem Zwischenrahmen gehalten, sodass das Aggregat und der Zwischenrahmen das zuvor genannte Modul bilden. Insbesondere kann somit das Aggregat auf besonders einfache Weise über den Rahmen an dem Aufbau montiert werden.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn der Energiewandler beziehungsweise das Aggregat, das heißt die Verbrennungskraftmaschine und/oder der Generator und/oder die Brennstoffzelle, reversibel lösbar an dem Zwischenrahmen gehalten ist beziehungsweise sind. Dies bedeutet, dass das Aggregat mit dem Zwischenrahmen verbunden und wieder von dem Zwischenrahmen gelöst werden kann, ohne dass es zu Zerstörungen oder Beschädigungen des Zwischenrahmen oder des Energiewandlers kommt. Dabei sind beispielsweise der Zwischenrahmen und der Energiewandler als zwei voneinander getrennte beziehungsweise separat voneinander hergestellte Bauelemente ausgebildet, welche bedarfsweise miteinander verbunden und voneinander getrennt werden können. Hierzu sind beispielsweise Schnellverschlüsse beziehungsweise Schlauchverbinder vorgesehen, über welche der Energiewandler reversibel lösbar mit dem Zwischenrahmen verbunden werden kann. Durch diese Ausgestaltung ist es beispielsweise möglich, den Energiewandler und den Zwischenrahmen getrennt voneinander an dem Aufbau zu montieren, sodass der Reichweitenverlängerer insgesamt auf einfache, zeit- und kostengünstige Weise an dem Kraftfahrzeug beziehungsweise an dem Aufbau montiert werden kann. Mit anderen Worten ist es beispielsweise möglich, zunächst den Zwischenrahmen ohne den Energiewandler an dem Aufbau zu montieren. Nach erfolgter Montage des Zwischenrahmens an dem Aufbau ist es dann möglich, den Energiewandler mit dem Zwischenrahmen zu verbinden und somit an dem Zwischenrahmen zu haltern, sodass dann der Energiewandler über den Zwischenrahmen an dem Aufbau gehaltert ist.
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Im Rahmen einer Demontage des Reichweitenverlängerers ist es demzufolge beispielsweise möglich, zunächst den Energiewandler von dem Zwischenrahmen zu demontieren und dabei den Zwischenrahmen noch an dem Aufbau zu belassen. Nach erfolgter Demontage des Energiewandlers kann dann schließlich der Zwischenrahmen von dem Aufbau demontiert werden.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist der Zwischenrahmen eine Befestigungseinrichtung auf, mittels welcher der Zwischenrahmen und über diesen der Reichweitenverlängerer insgesamt an dem Aufbau des Kraftfahrzeugs befestigbar ist. Dadurch kann der Reichweitenverlängerer auf besonders einfache Weise an dem Kraftfahrzeug beziehungsweise dem Aufbau montiert werden.
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Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Zwischenrahmen wenigstens eine von Abgas des Energiewandlers, insbesondere der Verbrennungskraftmaschine, durchströmbare Abgasöffnung zum Führen des Abgases an eine Umgebung des Zwischenrahmens, insbesondere an die Umgebung des Kraftfahrzeugs insgesamt, aufweist. Die Abgasöffnung wird somit als Auspuff für Abgase des Energiewandler genutzt. In dem in dem Stauraum aufgenommenen Zustand des Reichweitenverlängerers mündet die Abgasöffnung beispielsweise an die Umgebung des Zwischenrahmens, insbesondere an die Umgebung des Kraftfahrzeugs insgesamt, sodass das Abgas des Energiewandlers auf einfache und sichere Weise an die Umgebung abgelassen werden kann. Dabei ist beispielsweise in dem in dem Stauraum aufgenommenen Zustand des Reichweitenverlängerers zumindest ein Teilbereich des Zwischenrahmens der Umgebung zugewandt und insbesondere überdeckungsfrei zu dem Aufbau des Kraftfahrzeugs angeordnet, wobei in diesem Teilbereich die Abgasöffnung angeordnet ist. Dadurch kann das Abgas sicher und vorteilhaft von dem Energiewandler abgeführt und an die Umgebung abgelassen werden.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist der Energiewandler, insbesondere die Verbrennungskraftmaschine, wenigstens eine von dem Abgas durchströmbare Austrittsöffnung auf, welche über wenigstens eine Abgasleitung fluidisch mit der Abgasöffnung des Zwischenrahmens verbunden ist. Dadurch kann das Abgas besonders bedarfsgerecht und gezielt geführt und abgelassen werden.
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Außerdem hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der Zwischenrahmen wenigstens eine Ansaugöffnung aufweist, welche von von dem Energiewandler, insbesondere von der Verbrennungskraftmaschine, angesaugter Luft durchströmbar ist. Die Ansaugöffnung wird somit als Lufteinlass oder Lufteinlassöffnung genutzt, um dem Energiewandler Frischluft, welche beispielsweise in dem Energiewandler zusammen mit einem Kraftstoff zum Betreiben des Energiewandler verbrannt werden kann, zuzuführen. Dabei ist die Ansaugöffnung beispielsweise in dem zuvor genannten Teilbereich angeordnet. Mit anderen Worten mündet die Ansaugöffnung beispielsweise in dem in dem Stauraum aufgenommenen Zustand des Reichweitenverlängerers an die Umgebung des Zwischenrahmens, insbesondere des Kraftfahrzeugs, sodass der Energiewandler auf einfache und vorteilhafte Weise mit einer hinreichenden Menge an Frischluft versorgt werden kann.
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Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn der Energiewandler wenigstens eine von der Luft durchströmbare Eintrittsöffnung aufweist, welche über wenigstens eine Luftleitung fluidisch mit der Ansaugöffnung des Zwischenrahmens verbunden ist. Dadurch kann die Luft besonders bedarfsgerecht geführt werden. Die Abgasleitung und/oder die Luftleitung ist vorzugsweise als Schlauch, insbesondere als flexibler Schlauch, ausgebildet, welcher besonders einfach und bedarfsgerecht verlegt werden kann.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, welches beispielsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildet ist. Das Kraftfahrzeug umfasst wenigstens einen Energiespeicher zum Speichern von elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom. Beispielsweise ist der Energiespeicher als Batterie, insbesondere als Hochvolt-Batterie, ausgebildet. Das Kraftfahrzeug umfasst ferner wenigstens eine elektrische Maschine, welche mittels der in dem Energiespeicher gespeicherten elektrischen Energie betreibbar ist. Mittels der elektrischen Maschine ist das Kraftfahrzeug antreibbar. Die elektrische Maschine ist beispielsweise in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betreibbar, mittels welchem wenigstens ein Rad, über das das Kraftfahrzeug bei einer Fahrt auf einer Fahrbahn abrollt, antreibbar ist.
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Das Kraftfahrzeug weist ferner wenigstens einen Stauraum auf, welcher beispielsweise durch einen Aufbau, insbesondere die Karosserie, des Kraftfahrzeugs gebildet beziehungsweise begrenzt ist. Dabei weist der Stauraum eine beispielsweise als Durchgangsöffnung ausgebildete Öffnung auf, welche beispielsweise ebenfalls zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, durch den Aufbau begrenzt ist. Außerdem umfasst das Kraftfahrzeug wenigstens eine zwischen wenigstens einer Offenstellung und wenigstens einer Schließstellung bewegbare, insbesondere verschwenkbare, Klappe, welche beispielsweise bewegbar, insbesondere verschwenkbar, an dem Aufbau gehalten und somit relativ zu dem Aufbau zwischen der Offenstellung und der Schließstellung bewegbar, insbesondere verschwenkbar, ist. In der Schließstellung verschließt die Klappe zumindest einen Teilbereich der Öffnung. In der Offenstellung jedoch gibt die Klappe den Teilbereich frei, sodass dann beispielsweise der Stauraum über dem freigegebenen Teilbereich zugänglich ist.
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Außerdem umfasst das Kraftfahrzeug einen Reichweitenverlängerer, insbesondere einen erfindungsgemäßen Reichweitenverlängerer. Der Reichweitenverlängerer umfasst wenigstens einen von dem Energiespeicher unterschiedlichen und zusätzlich dazu vorgesehenen Energiewandler, mittels welchem elektrische Energie beziehungsweise elektrischer Strom bereitstellbar ist. Die von dem Energiewandler bereitgestellte elektrische Energie kann beispielsweise dem Energiespeicher zugeführt und in dem Energiespeicher gespeichert werden, wodurch der Energiespeicher mit der von dem Energiewandler bereitgestellten elektrischen Energie aufgeladen wird.
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Um nun das Kraftfahrzeug auf besonders einfache und bedarfsgerechte Weise mit dem Reichweitenverlängerer ausstatten zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Reichweitenverlängerer zumindest teilweise in dem Stauraum aufgenommen ist und einen Zwischenrahmen aufweist, an welchem die Klappe in ihrer Schließstellung abgestützt ist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung bilden der Zwischenrahmen und der Stauraum, insbesondere bei demontiertem Energiewandler, einen Gesamtstauraum, welcher größer als der Stauraum alleine ist. Mit anderen Worten kann der an dem Kraftfahrzeug beziehungsweise an dem Aufbau des Kraftfahrzeugs zumindest mittelbar montierte Zwischenrahmen ohne Energiewandler, das heißt dann, wenn der Energiewandler nicht montiert beziehungsweise nicht in dem Laderaum angeordnet ist, eine Gepäckraumerweiterung darstellen, da der ohnehin vorgesehen Laderaum des Kraftfahrzeugs durch den Zwischenrahmen zu dem Gesamtstauraum erweitert ist.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit den zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigt:
- 1 ausschnittsweise eine schematische Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs, welches einen Reichweitenverlängerer umfasst, der zumindest teilweise in einem Stauraum des Kraftfahrzeugs aufgenommen ist und einen Zwischenrahmen aufweist, an welchem eine Klappe des Kraftfahrzeugs in einer Schließstellung der Klappe abgestützt ist; und
- 2 ausschnittsweise eine schematische Seitenansicht des Kraftfahrzeugs und des Reichweitenverlängerers bei dessen Montage an dem Kraftfahrzeug.
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In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ausschnittsweise in einer schematischen Seitenansicht ein Kraftfahrzeug 1, welches bei dem in den Fig. veranschaulichten Ausführungsbeispiel als Personenkraftwagen ausgebildet ist und eine Karosserie 2 aufweist. Die Karosserie 2 ist ein Aufbau des Kraftfahrzeugs 1, wobei durch die Karosserie 2 ein heckseitiger Stauraum 3 gebildet beziehungsweise begrenzt ist. Dies bedeutet, dass der Stauraum 3 am Heck 4 des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet ist und beispielsweise genutzt werden kann, um Transportgut beziehungsweise Gepäck zu verstauen. Somit ist der Stauraum 3 beispielsweise ein heckseitiger Kofferraum des Kraftfahrzeugs 1.
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Das Kraftfahrzeug 1 umfasst wenigstens einen in den Fig. nicht erkennbaren Energiespeicher, welcher als Hochvolt-Komponente ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass der Energiespeicher eine elektrische Komponente ist, welche eine elektrische Spannung, insbesondere eine elektrische Betriebsspannung, von mehr als 50 Volt, insbesondere von mehr als 100 Volt, aufweist. Mittels des Energiespeichers, welcher beispielsweise als Hochvolt-Batterie (HV-Batterie) ausgebildet ist, kann elektrische Energie beziehungsweise elektrischer Strom gespeichert werden.
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Das Kraftfahrzeug 1 umfasst ferner eine in den Fig. nicht erkennbare elektrische Maschine, welche mittels der in dem Energiespeicher gespeicherten elektrischen Energie betreibbar ist. Dabei ist die elektrische Maschine zumindest in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betreibbar, mittels welchem das Kraftfahrzeug 1 antreibbar ist. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst dabei mehrere Räder, von denen in 1 und 2 ein mit 5 bezeichnetes Rad erkennbar ist. Über die Räder ist das Kraftfahrzeug 1 an einem Boden beziehungsweise an einer Fahrbahn abstützbar oder abgestützt, sodass die zumindest mittelbar drehbar an der Karosserie 2 gehaltenen Räder während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs 1 entlang einer Fahrbahn an der Fahrbahn abrollen. Dabei ist zumindest eines der Räder von der elektrischen Maschine, insbesondere in deren Motorbetrieb, antreibbar, um dadurch beispielsweise das Kraftfahrzeug 1 insgesamt anzutreiben.
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Ferner ist es denkbar, dass die elektrische Maschine in einem Generatorbetrieb betreibbar ist. In dem Generatorbetrieb wird die elektrische Maschine als Generator betrieben, mittels welchem kinetische Energie des Kraftfahrzeugs 1 in von dem Generator bereitgestellte elektrische Energie umgewandelt wird. Die von dem Generator bereitgestellte elektrische Energie kann dann in dem Energiespeicher gespeichert werden.
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Der Stauraum 3 weist wenigstens eine beispielsweise als Durchgangsöffnung ausgebildete Öffnung auf, welche zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, durch die Karosserie 2 begrenzt ist. Insbesondere ist die Öffnung beispielsweise in ihrer Umfangsrichtung vollständig umlaufend durch die Karosserie 2 begrenzt. Über die Öffnung können beispielsweise Gegenstände in dem Stauraum 3 angeordnet und aus dem Stauraum 3 entnommen werden.
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Darüber hinaus umfasst das Kraftfahrzeug 1 eine dem Stauraum 3 zugeordnete Heckklappe 6, welche bewegbar an der Karosserie 2 gehalten ist. Bei dem in den Fig. veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist die Klappe 6 verschwenkbar an der Karosserie 2 gehalten und dabei um eine Schwenkachse relativ zur Karosserie 2 verschwenkbar, wobei die Schwenkachse beispielsweise zumindest im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung verläuft. Da der Stauraum 3 und somit die Öffnung des Stauraums 3 sowie die Klappe 6 am Heck 4 des Kraftfahrzeugs 1 beziehungsweise der Karosserie 2 angeordnet sind, ist die Klappe 6 eine Heckklappe des Kraftfahrzeugs 1.
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Dabei ist die Klappe 6 zwischen wenigstens einer Offenstellung und wenigstens einer Schließstellung relativ zu der Karosserie 2 bewegbar, insbesondere verschwenkbar. Aus 2 ist erkennbar, dass die Klappe 6 beispielsweise in zwei von der Schließstellung und voneinander unterschiedliche Offenstellungen bewegbar ist. In der Schließstellung verschließt die Klappe 6 zumindest einen Teilbereich der Öffnung des Stauraums 3, wobei die Klappe 6 in ihrer jeweiligen Offenstellung den Teilbereich freigibt.
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Das Kraftfahrzeug 1 umfasst ferner einen im Ganzen mit 7 bezeichneten Reichweitenverlängerer, welcher auch als Range Extender (REX) bezeichnet wird. Der Reichweitenverlängerer 7 umfasst dabei wenigstens einen Energiewandler, der bei dem in den Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispiel eine Verbrennungskraftmaschine 8, welche auch als Verbrennungsmotor bezeichnet wird, und wenigstens einen von der zuvor genannten elektrischen Maschine unterschiedlichen, zusätzlich zu der zuvor genannten elektrischen Maschine vorgesehenen Generator 9 umfasst, welcher von der Verbrennungskraftmaschine 8 antreibbar ist. Durch dieses, mittels der Verbrennungskraftmaschine 8 bewirkte Antreiben des Generators 9 stellt der Generator 9 elektrische Energie beziehungsweise elektrischen Strom bereit, die beziehungsweise der dem Energiespeicher zugeführt und in dem Energiespeicher gespeichert werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann der Reichweitenverlängerer 7 wenigstens eine Brennstoffzelle umfassen, mittels welcher elektrische Energie zum Aufladen des Energiespeichers bereitstellbar ist. Dadurch kann der Energiespeicher mit der von dem Energiewandler, insbesondere von der Brennstoffzelle und/oder von dem Generator 9, des Reichweitenverlängerers 7 bereitgestellten elektrischen Energie aufgeladen werden. Durch die Nutzung des Reichweitenverlängerers 7 kann somit eine besonders hohe Reichweite realisiert werden, über welche das Kraftfahrzeug 1 elektrisch angetrieben werden kann.
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Um nun das Kraftfahrzeug 1 auf besonders einfache und bedarfsgerechte Weise mit dem Reichweitenverlängerer 7 ausstatten zu können, ist - wie aus 1 und 2 erkennbar ist - der Reichweitenverlängerer 7 zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend, in dem Stauraum 3 anordenbar beziehungsweise angeordnet. Darüber hinaus umfasst der Reichweitenverlängerer 7 einen Zwischenrahmen 10, an welchem die Klappe 6 in ihrer Schließstellung abgestützt beziehungsweise abstützbar ist. Insbesondere kann die Klappe 6 in die zuvor genannte, von den Offenstellungen unterschiedliche Schließstellung sowie in wenigstens eine von der Schließstellung und von den Offenstellungen unterschiedliche Zwischenstellung bewegt werden. Die Zwischenstellung ist beispielsweise dann, wenn das Kraftfahrzeug 1 nicht mit dem Reichweitenverlängerer 7 ausgestattet ist, eine dritte Offenstellung, in der die Klappe 6 den Stauraum 3 beziehungsweise dessen Öffnung zumindest teilweise freigibt. Ist das Kraftfahrzeug 1 jedoch mit dem Reichweitenverlängerer 7 ausgestattet, so ist die Klappe 6 aufgrund dessen, dass der Reichweitenverlängerer 7 in dem Stauraum 3 aufgenommen ist, nicht mehr in die Schließstellung bewegbar, wobei in dem mit dem Reichweitenverlängerer 7 ausgestatteten Zustand dann die Zwischenstellung die Schließstellung der Klappe 6 ist. Der Zwischenrahmen 10 ist beispielsweise ein Passrahmen, mit dem die Klappe 6 in ihrem geschlossenen Zustand abschließt, wodurch die Öffnung des Stauraums 3 nach außen hin überdeckt und somit verschlossen ist.
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In dem in dem Stauraum 3 aufgenommenen Zustand des Reichweitenverlängerers 7 befindet sich dieser in seiner Einbaulage, sodass dann die Heckklappe 6 an dem Zwischenrahmen 10 abstützbar ist. Hierzu weist der Zwischenrahmen 10 beispielsweise wenigstens eine Abstützfläche 20 auf, an welcher die Klappe 6 in ihrer Schließstellung abstützbar beziehungsweise abgestützt ist. Insgesamt ist erkennbar, dass der Reichweitenverlängerer 7 eine Nachrüstlösung ist, welche zum Einbau in den Stauraum 3 ausgebildet ist.
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Dabei bilden beispielsweise die Verbrennungskraftmaschine 8 und der Generator 9 ein Aggregat 11, welches an dem Zwischenrahmen 10 gehalten und unter Vermittlung des Zwischenrahmens 10 an der Karosserie 2 befestigt beziehungsweise befestigbar ist.
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Insbesondere ist es vorgesehen, dass das Aggregat 11 reversibel lösbar an dem Zwischenrahmen 10 gehalten ist, sodass das Aggregat 11 und der Zwischenrahmen 10 als zwei separat voneinander hergestellter beziehungsweise getrennte Bauteile ausgeführt sind. Diese Bauteile sind beispielsweise über Schnellverschlüsse beziehungsweise Schlauchverbinder reversibel miteinander verbindbar und können somit verbunden und daran anschließend voneinander gelöst werden, ohne dass es zu Beschädigungen oder Zerstörungen der Bauteile kommt. Somit ist es möglich, die Bauteile getrennt voneinander an der Karosserie 2 zu montieren und von der Karosserie 2 zu demontieren, sodass eine besonders einfache Montage und Demontage der Bauteile realisierbar ist.
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Vorzugsweise weist der Zwischenrahmen 10 wenigstens eine Befestigungseinrichtung 12 auf, mittels welcher der Zwischenrahmen 10 und über diesen der Reichweitenverlängerer 7 insgesamt an der Karosserie 2 befestigbar beziehungsweise befestigt ist.
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Um eine Versorgung der Verbrennungskraftmaschine 8 mit einer hinreichenden Menge an Frischluft zu gewährleisten, weist der Zwischenrahmen 10 vorzugsweise wenigstens eine Ansaugöffnung 13 auf, welche von von der Verbrennungskraftmaschine 8 angesaugter Luft durchströmbar ist. Die Ansaugöffnung 13 ist beispielsweise eine Öffnung eines Luftkanals, in welchen die von der Verbrennungskraftmaschine 8 angesaugte und die Ansaugöffnung 13 durchströmende Luft über die Ansaugöffnung 13 einleitbar ist. Die in den Luftkanal eingeleitete Luft kann den Luftkanal durchströmen und wird mittels des Luftkanals zu der Verbrennungskraftmaschine 8 geführt. Die angesaugte Luft wird beispielsweise in wenigstens einen beispielsweise als Zylinder ausgebildeten Brennraum der Verbrennungskraftmaschine 8 eingeleitet. Ferner wird ein Kraftstoff, insbesondere eine flüssiger Kraftstoff, zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine 8 in den Brennraum eingebracht, sodass in dem Brennraum ein Kraftstoff-Luft-Gemisch entsteht. Dieses Kraftstoff-Luft-Gemisch wird verbrannt, woraus Abgas der Verbrennungskraftmaschine 8 resultiert.
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Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der Zwischenrahmen 10 wenigstens eine Abgasöffnung 14 aufweist, welche von dem Abgas der Verbrennungskraftmaschine 8 durchströmbar ist. Die Abgasöffnung 14 ist beispielsweise eine Öffnung eines von dem Abgas der Verbrennungskraftmaschine 8 durchströmbaren Abgaskanals, mittels welchem das Abgas aus dem Brennraum abgeführt wird. Mittels des Abgaskanals wird das Abgas zu der Abgasöffnung 14 geführt, über welche das Abgas an die Umgebung 15 des Zwischenrahmens 10, insbesondere des Kraftfahrzeugs 1 insgesamt, abgelassen werden kann. Aus 1 ist erkennbar, dass in einem Zustand, in welchem das Kraftfahrzeug 1 mit dem Reichweitenverlängerer 7 ausgestattet und die Heckklappe 6 in ihrer Schließstellung positioniert ist, sowohl die Ansaugöffnung 13 als auch die Abgasöffnung 14 an die Umgebung 15 münden, sodass die Verbrennungskraftmaschine 8 mit einer hinreichenden Menge an Luft versorgt und sodass das Abgas besonders vorteilhaft von der Verbrennungskraftmaschine 8 abgeführt und an die Umgebung 15 abgelassen werden kann.
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Der Reichweitenverlängerer 7 mit der Verbrennungskraftmaschine 8, dem Generator 9 und dem Zwischenrahmen 10 weist beispielsweise ein Gewicht auf, welches so hoch ist, das der Reichweitenverlängerer 7 nicht mehr von einem Menschen komfortabel bewegt beziehungsweise eingebaut werden kann. Um dennoch das Kraftfahrzeug 1 besonders einfach mit dem Reichweitenverlängerer 7 ausstatten zu können, kommt eine aus 2 erkennbare Montagehilfe 16 zum Einsatz. Die Montagehilfe 16 umfasst ein Gestell 17 zum Tragen des Reichweitenverlängerers 7. Ferner umfasst die Montagehilfe 16 Rollen 18, welche drehbar an dem Gestell 17 gehalten sind. Somit kann die Montagehilfe 16 als ein Wagen ausgebildet werden, welcher auf einfache Weise entlang eines Bodens gerollt werden kann. Somit kann der Reichweitenverlängerer 7 an dem Gestell 17 gehalten und über den Boden gerollt werden, sodass der Reichweitenverlängerer 7 auf besonders einfache Weise montiert werden kann. Der Wagen ist beispielsweise nach Art eines Gabelstaplers ausgebildet, welcher wenigstens einen Träger 19 zum Halten des Reichweitenverlängerers 7 und wenigstens eine Hubeinrichtung aufweist, mittels welcher der Träger 19 und somit der Reichweitenverlängerer 7 in vertikaler Richtung bewegbar sind. Liegt somit der Reichweitenverlängerer 7 auf dem Träger 19 auf, so kann der Reichweitenverlängerer 7 mittels der Hubeinrichtung in vertikaler Richtung auf- und abbewegt werden. Mit Hilfe dieses Wagens kann der Reichweitenverlängerer 7 komfortabel auf eine gewünschte Höhe relativ zum Heck 4 gebracht und in der Folge einfach eingebaut oder demontiert werden.
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Insgesamt ist erkennbar, dass der Reichweitenverlängerer 7 eine Nachrüstlösung ist, mit welcher bereits bestehende Fahrzeuge auf einfache Weise nachgerüstet werden können, ohne dass es zu einer übermäßigen Vergrößerung von Außenabmessungen des Fahrzeugs kommt. Dadurch kann weiterhin ein normales Fahren, Rangieren und Parken des Kraftfahrzeugs 1 gewährleistet werden. Ferner kann der Reichweitenverlängerer 7 mit Hilfe der Montagehilfe 16 komfortabel von einer einzelnen Person montiert und demontiert werden. Über den als Heckklappen-Passrahmen fungierenden Zwischenrahmen 10 kann der nachrüstbare Reichweitenverlängerer 7 auf einfache Weise an der Karosserie 2 befestigt und somit in das Kraftfahrzeug 1 integriert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Karosserie
- 3
- Stauraum
- 4
- Heck
- 5
- Rad
- 6
- Klappe
- 7
- Reichweitenverlängerer
- 8
- Verbrennungskraftmaschine
- 9
- Generator
- 10
- Zwischenrahmen
- 11
- Aggregat
- 12
- Befestigungseinrichtung
- 13
- Ansaugöffnung
- 14
- Abgasöffnung
- 15
- Umgebung
- 16
- Montagehilfe
- 17
- Gestell
- 18
- Rolle
- 19
- Träger
- 20
- Abstützfläche