DE102017205764A1 - Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, sowie Elektrolyseur - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug (1), mit wenigstens einem Thermophotovoltaik-Generator (5), welcher aufweist:
- wenigstens einen Brenner (6) mit zumindest einer Brennkammer (7), in welcher wenigstens ein in die Brennkammer (7) eingeleiteter Brennstoff verbrennbar ist, wodurch mittels der Brennkammer (7) Wärmestrahlung bereitstellbar ist; und
- wenigstens eine mit aus der Wärmestrahlung herrührender Strahlung beaufschlagbare Photovoltaikzelle (17), mittels welcher zumindest ein Teil der Strahlung in elektrische Energie umwandelbar und die elektrische Energie bereitstellbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, sowie einen Elektrolyseur zum Durchführen einer Elektrolyse.
  • Fahrzeuge wie beispielsweise Kraftfahrzeuge sind aus dem allgemeinen Stand der Technik und insbesondere aus dem Serienfahrzeugbau bereits hinlänglich bekannt. Ein solches, beispielsweise als Kraftfahrzeug ausgebildetes Fahrzeug weist üblicherweise einen Antriebsstrang auf, mittels welchem das jeweilige Fahrzeug antreibbar ist. Zum Betreiben, insbesondere zum Antreiben, des Kraftfahrzeugs ist üblicherweise Energie erforderlich, wobei vor dem Hintergrund knapper werdender Ressourcen eine effektive, effiziente und umweltfreundliche Energieversorgung wünschenswert ist.
  • Des Weiteren ist auch der DE 10 2008 042 927 A1 eine Thermophotovoltaik-Vorrichtung bekannt. Außerdem offenbart die DE 197 43 356 A1 einen thermophotovoltaischen Generator. Darüber hinaus offenbart die US 2013/0200919 A1 ein Fahrzeug mit einer Thermophotovoltaik-Vorrichtung. Schließlich ist der EP 1 014 454 A2 ein thermophotovoltaischer Generator als bekannt zu entnehmen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fahrzeug mit einer besonders vorteilhaften Energieversorgung zu schaffen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Elektrolyseur zu schaffen, mittels welchem eine Elektrolyse besonders effizient und effektiv durchgeführt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 beziehungsweise durch einen Elektrolyseur mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug, mit wenigstens einem Thermophotovoltaik-Generator, welcher auch als TPVG bezeichnet wird. Der TPVG weist dabei wenigstens einen Brenner auf, in welchen wenigstens ein Brennstoff einleitbar ist. Insbesondere weist der Brenner wenigstens eine Brennkammer auf, in welche zumindest der wenigstens eine Brennstoff einleitbar ist. In dem Brenner, insbesondere in der Brennkammer, ist der wenigstens eine Brennstoff verbrennbar, wodurch mittels des Brenners beziehungsweise mittels der Brennkammer Wärmestrahlung bereitstellbar ist. Mit anderen Worten wird der Brenner beziehungsweise die Brennkammer, insbesondere zumindest eine die Brennkammer zumindest teilweise umgebende Wandung des Brenners, erwärmt, wodurch der Brenner beziehungsweise die Wandung Wärmestrahlung abstrahlt und somit bereitstellt. Insbesondere wird die Wärmestrahlung auf einer der Brennkammer abgewandten Seite der Wandung beziehungsweise des Brenners bereitgestellt.
  • Der TPVG weist außerdem wenigstens eine mit aus der Wärmestrahlung herrührender Strahlung beaufschlagbare Photovoltaikzelle auf, mittels welcher zumindest ein Teil der Strahlung, mit welcher die Photovoltaikzelle beaufschlagt wurde beziehungsweise wird, in elektrische Energie umwandelbar und die elektrische Energie bereitstellbar ist.
  • Der TPVG kann ferner beispielsweise wenigstens einen Emitter aufweisen, welcher die Brennkammer, insbesondere den Brenner außenumfangsseitig, zumindest teilweise umgibt. Beispielsweise umgibt beziehungsweise begrenzt der Emitter die Brennkammer direkt, sodass beispielsweise der in die Brennkammer eingeleitete Brennstoff den Emitter direkt berühren kann. Beispielsweise ist durch den Emitter selbst zumindest ein Teil der zuvor genannten Wandung gebildet, welche zumindest einen Teil der Brennkammer, insbesondere direkt, begrenzt.
  • Ferner ist es denkbar, dass der Emitter zusätzlich zu der Wandung vorgesehen und dabei auf der der Brennkammer abgewandten Seite der Wandung angeordnet ist. Mit anderen Worten ist der Emitter beispielsweise auf der zuvor genannten Seite angeordnet, auf welcher beziehungsweise zu welcher hin die Wärmestrahlung bereitgestellt beziehungsweise abgestrahlt wird. Der Emitter nimmt die Wärmestrahlung als Strahlung mit wenigstens einer ersten Wellenlänge auf und emittiert die Strahlung mit gegenüber der ersten Wellenlänge veränderter zweiter Wellenlänge. Der Thermophotovoltaik-Generator, welcher auch als thermophotovoltaischer Generator bezeichnet wird, kann außerdem wenigstens einen Filter zum Filtern der von dem Emitter emittierten Strahlung aufweisen. Dabei ist beispielsweise die Photovoltaikzelle mit der mittels des Filters gefilterten Strahlung beaufschlagbar. Mittels der Photovoltaikzelle ist zumindest ein Teil der mittels des Filters gefilterten Strahlung, mit welcher die Photovoltaikzelle beaufschlagbar ist beziehungsweise beaufschlagt wird, in elektrische Energie umwandelbar. Ferner ist mittels der Photovoltaikzelle die elektrische Energie bereitstellbar. Mit anderen Worten stellt die Photovoltaikzelle die elektrische Energie, die mittels der Photovoltaikzelle aus der Strahlung gewonnen wurde, bereit. In der Folge kann beispielsweise die bereitgestellte Energie bedarfsgerecht genutzt werden. Es wurde gefunden, dass sich durch den Einsatz eines solchen TPVG eine besonders vorteilhafte und insbesondere effektive und effiziente und somit umweltfreundliche und nachhaltige Energieversorgung des Fahrzeugs realisieren lässt, sodass das Fahrzeug auch über lange Zeitspannen und/oder Wegstrecken hinweg mit der elektrischen Energie besonders vorteilhaft versorgt und insbesondere betrieben werden kann.
  • Das Fahrzeug ist dabei beispielsweise als allgemeines Landfahrzeug zum Transport von Personen und/oder Lasten ausgebildet, wobei das Fahrzeug beispielsweise als Nutzfahrzeug oder Personenkraftwagen ausgebildet ist. Das Fahrzeug kann ferner als Arbeitsmaschine ausgebildet sein. Insbesondere kann das Fahrzeug beispielsweise als Baustellenfahrzeug wie beispielsweise als Bagger ausgebildet sein. Die erfindungsgemäße Idee, eine besonders vorteilhafte Energieversorgung mittels eines Thermophotovoltaik-Generators zu realisieren, kann jedoch auf andere Anwendungen wie beispielsweise stationäre Arbeitsmaschinen wie zum Beispiel eine Gebäudeklimatisierung übertragen werden. Ferner kann die erfindungsgemäße Idee auf sonstige Einrichtungen zur Wandlung von Energieformen und dabei beispielsweise auf einen insbesondere stationär betriebenen Elektrolyseur übertragen werden.
  • Der Erfindung liegt insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass Fahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen beziehungsweise Kraftfahrzeuge, hinsichtlich ihrer Energiespeicher und ihrer Energiewandler kategorisiert sind:
    • - Brennstoffzellenfahrzeuge beziehungsweise Brennstoffzellenelektrofahrzeuge (FCEL, Fuel Cell Electric Vehicle), in welchen üblicherweise ein Wasserstoffspeicher (CGH2, LH2), eine Brennstoffzelle (BZ, Stack), ein (Hochvolt-) Elektrospeicher (ES, HVS) und eine Elektrokraftmaschine (EM) mit mechanischem Abtrieb konfiguriert sind
    • - batterieelektrische Fahrzeuge (BEV, Battery Electric Vehicle), in denen ein Elektrospeicher und eine Elektrokraftmaschine konfiguriert sind
    • - verbrennungsmotorisch betriebene Fahrzeuge (VM), in denen ein Speichertank für flüssige oder gasförmige Energieträger, zum Beispiel H2, NG, Methanol, Ethanol, Otto-, Dieselkraftstoff, und ein Verbrennungsmotor (VM) und/oder eine Gasturbine und/oder ein Generator für elektrischen Strom mit Niedervolt konfiguriert sind
    • - Fahrzeuge mit seriellem Hybridantrieb, zum Beispiel HEV (Hybrid Electric Vehicle, REX (Range Extender), in denen ein Speichertank für Energieträger, ein Verbrennungsmotor und/oder eine Gasturbine, ein Generator für elektrischen Strom, ein Elektrospeicher und eine elektrische Maschine beziehungsweise Elektrokraftmaschine konfiguriert sind
    • - Fahrzeuge mit parallelem Hybridantrieb, zum Beispiel PHEV (Plug-In HEV), in denen entsprechende Komponenten konfiguriert sind.
  • Ein Thermophotovoltaik-Generator kann beispielsweise in Energiewandler-Maschinen, zum Beispiel in tragbaren Strom-Generatoren mit einer Leistung von weniger als einem Kilowatt, in einer Gebäudeversorgung, auch mit Wärme/Kälte, oder in Fahrzeugen, insbesondere Luftfahrzeugen oder Wasserfahrzeugen als Stromquelle verwendet werden, um eine besonders effiziente und effektive Energieversorgung zu realisieren. Somit ist das Fahrzeug beispielsweise als Landfahrzeug, Luftfahrzeug, Wasserfahrzeug oder Raumfahrzeug ausgebildet. Als der Brennstoff wird beispielsweise ein flüssiger Brennstoff oder ein gasförmiger Brennstoff und somit beispielsweise ein Brenngas verwendet. Insbesondere ist es denkbar, dass als der Brennstoff Methanol verwendet wird. Insbesondere kann jedweder Brennstoff, insbesondere Kraftstoff und/oder Gas, genutzt werden, um den TPVG zu betreiben. Das Fahrzeug kann insbesondere als Landfahrzeug, Wasserfahrzeug, insbesondere Schiff, Motorrad, Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen, ein- oder mehrspuriges Fahrzeug, ein- oder mehrachsiges Fahrzeug, Fahrrad, Flugzeug oder Raumfahrzeug ausgebildet sein.
  • Vor dem Hintergrund der oben genannten Kategorisierung von Kraftfahrzeugen wurden die folgenden Nachteile für solche herkömmlichen Kraftfahrzeuge identifiziert: Brennstoffzellenelektrofahrzeuge weisen ein komplexes Brennstoffzellen-Wandlerkonzept mit hohen technologischen Anforderungen an Brennstoffzellen-Module, komplexe Nebensysteme mit hohen Beschaffungs- und Betriebskosten, hohe Reinheitsanforderungen an Wasserstoff und insgesamt einen komplexen und kostenintensiven Aufbau auf. Batterieelektrische Fahrzeuge weisen üblicherweise eine nur begrenzte Reichweite aufgrund einer nur geringen Speicherdichte des Elektrospeichers, hohe Ladezeiten, hohe Kosten für den Elektrospeicher und unerwünschte Reduzierungen der praktikablen Reichweite infolge signifikant erhöhter elektrischer Bordnetzlasten bei Beheizung oder Klimatisierung des Innenraums auf. Bei verbrennungsmotorisch betriebenen Fahrzeugen kann es zu unangenehmen Betriebsgeräuschen und starken Vibrationen des Verbrennungsmotors kommen. Darüber hinaus ist üblicherweise eine aufwändige und kostenintensive Abgasnachbehandlung erforderlich ebenso wie aufwändige Nebensysteme zum Betrieb des Verbrennungsmotors. Weitere Nachteile sind eine aufwändige Schalldämpfung im Bereich eines Abgastrakts, und es kann in einem Standbetrieb beziehungsweise beim Parken zu unangenehmen Betriebsgeräuschen und Abgasen des Verbrennungsmotors kommen, insbesondere in einem Dauerbetrieb. Auch Hybridfahrzeuge, welche beispielsweise als Seriell- oder Parallelhybride ausgebildet sind, weisen die oben insbesondere hinsichtlich der Brennstoffzellenelektrofahrzeuge und der batterieelektrischen Fahrzeuge genannten Nachteile auf.
  • Die oben genannten Probleme und Nachteile können nun mittels des erfindungsgemäßen Fahrzeugs vermieden werden, da beispielsweise der Thermophotovoltaik-Generator eine Brennstoffzelle beziehungsweise einen Brennstoffzellenstack eines Brennstoffzellenfahrzeugs ersetzen kann. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, einen Elektrospeicher wie beispielsweise eine Batterie ganz oder zumindest teilweise durch einen TPVG zu ersetzen beziehungsweise durch einen solchen TPVG zu ergänzen. Unter Elektrospeicher ist ein Energiespeicher zu verstehen, mittels welchem elektrische Energie beziehungsweise elektrischer Strom gespeichert werden kann. Der Energiespeicher ist dabei beispielsweise als Hochvolt-Speicher (HV-Speicher) ausgebildet, wobei der Energiespeicher beispielsweise als Hochvolt-Batterie (HV-Batterie) ausgebildet ist. Ferner kann beispielsweise ein Niedervolt-Generator, wie er beispielsweise bei einem verbrennungsmotorisch betriebenen Fahrzeug zum Einsatz kommt, durch einen TPVG ersetzt werden, ebenso wie eine etwaig zum Einsatz kommende Niedervolt-Batterie oder eine solche Niedervolt-Batterie, welche beispielsweise eine elektrische Betriebsspannung von weniger als 60 Volt, insbesondere von 12 Volt, 24 Volt oder 48 Volt, aufweist, kann im Vergleich zu herkömmlichen Fahrzeugen verkleinert werden. Ferner ist es beispielsweise bei Hybridfahrzeugen denkbar, den zuvor genannten Verbrennungsmotor sowie einen Hochvolt-Generator durch einen TPVG, gegebenenfalls mit einer weiteren elektrischen Maschine beziehungsweise einer Elektrokraftmaschine, zu ersetzen.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist eine Kühleinrichtung vorgesehen, mittels welcher der TPVG, insbesondere der Brenner, zu kühlen ist, insbesondere mit Hilfe wenigstens eine Kühlmediums. Das Kühlmedium kann eine Kühlflüssigkeit oder aber Luft sein, wodurch eine Luftkühlung realisierbar ist. Dabei weist die Kühleinrichtung beispielsweise wenigstens eine von dem Kühlmedium durchströmbare Leitung auf, in welcher beispielsweise der TPVG, insbesondere der Brenner, angeordnet ist. Dadurch ist der TPVG mit dem die Leitung durchströmenden Kühlmedium versorgbar und mittels des Kühlmediums zu kühlen. Dadurch können übermäßig hohe Temperaturen des TPVG vermieden werden.
  • Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das Fahrzeug wenigstens eine elektrische Maschine aufweist, mittels welcher das Fahrzeug antreibbar ist, wobei die elektrische Maschine mittels zumindest eines Teils der von dem TPVG bereitgestellten elektrischen Energie betreibbar ist. Hierunter ist beispielsweise zu verstehen, dass die von dem TPVG bereitgestellte elektrische Energie zumindest im Wesentlichen direkt der elektrischen Maschine zugeführt wird beziehungsweise zuführbar ist. Ferner ist es denkbar, die von dem TPVG bereitgestellte elektrische Energie in einem Energiespeicher, insbesondere in einer Batterie, zu speichern beziehungsweise zwischenzuspeichern und die in dem Energiespeicher gespeicherte elektrische Energie bedarfsgerecht der elektrischen Maschine zuzuführen. Somit wird die elektrische Maschine mittels der von dem TPVG bereitgestellten elektrischen Energie über den Energiespeicher versorgt und dadurch betrieben.
  • Die elektrische Maschine ist dabei beispielsweise in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betreibbar. In dem Motorbetrieb kann die elektrische Maschine, insbesondere über ihren Rotor, Drehmomente bereitstellen, mittels welchen wenigstens ein Rad des beispielsweise als Kraftfahrzeug ausgebildeten Fahrzeugs beziehungsweise das Fahrzeug insgesamt angetrieben werden kann. Ferner ist es denkbar, dass die elektrische Maschine in einem Generatorbetrieb und somit als Generator betreibbar ist. Dabei wird die elektrische Maschine in dem Generatorbetrieb beispielsweise von wenigstens einem Rad des sich bewegenden Kraftfahrzeugs beziehungsweise von dem sich bewegenden Kraftfahrzeug angetrieben, sodass zumindest ein Teil der kinetischen Energie des sich bewegenden Fahrzeugs mittels des Generators in elektrische Energie umgewandelt werden kann. Diese umgewandelte elektrische Energie kann beispielsweise bereitgestellt und wenigstens einem Verbraucher zugeführt und/oder in dem Energiespeicher gespeichert werden.
  • Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens ein Energiespeicher vorgesehen ist, mittels welchem zumindest ein Teil der von dem TPVG bereitgestellten elektrischen Energie zu speichern ist. Der Energiespeicher ist dabei beispielsweise als Hochvolt-Komponente beziehungsweise als Hochvolt-Energiespeicher ausgebildet und weist dabei eine elektrische Spannung, insbesondere eine elektrische Betriebsspannung, auf, welche größer als 60 Volt ist und beispielsweise mehrere hundert Volt beträgt. Dadurch können beispielsweise hohe elektrische Leistungen, insbesondere zum Antreiben des Fahrzeugs, realisiert werden. Ferner ist es denkbar, dass der Energiespeicher als Niedervolt-Komponente beziehungsweise als Niedervolt-Speicher ausgebildet ist, sodass der Energiespeicher beispielsweise eine elektrische Spannung, insbesondere eine elektrische Betriebsspannung, von weniger als 60 Volt aufweist. Insbesondere weist der Energiespeicher dabei beispielsweise eine elektrische Spannung, insbesondere eine elektrische Betriebsspannung, von 12, 24 oder 48 Volt auf.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens ein zum Speichern des Brennstoffes ausgebildeter Brennstofftank vorgesehen, in welchem somit der Brennstoff, insbesondere ein Brenngas, welcher in den Brenner einleitbar und in dem Brenner verbrennbar ist, gespeichert werden kann. Dabei ist mittels des Brennstofftanks der Brenner beziehungsweise die Brennkammer mit dem in dem Brennstofftank gespeicherten Brennstoff versorgbar. Unter diesem Versorgen des Brenner beziehungsweise der Brennkammer ist zu verstehen, dass der zunächst in dem Brennstofftank gespeicherte Brennstoff aus dem Brennstofftank abgeführt und dem Brenner beziehungsweise der Brennkammer zugeführt und dabei in den Brenner beziehungsweise in die Brennkammer eingeleitet werden kann, sodass dann der Brennstoff, gegebenenfalls mit Luft, in dem Brenner, insbesondere in der Brennkammer, verbrannt werden kann. Beispielsweise werden dem Brenner beziehungsweise der Brennkammer der Brennstoff und Luft zugeführt, sodass in dem Brenner, insbesondere in der zuvor genannten Brennkammer, ein Kraftstoff-Luft-Gemisch aufgenommen ist, welches, insbesondere gezündet und, verbrannt wird.
  • Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn der Brennstofftank als ein zum Speichern von Wasserstoff ausgebildeter Wasserstofftank ausgebildet ist, mittels welchem der Brenner beziehungsweise die Brennkammer mit dem in dem Wasserstofftank gespeicherten Wasserstoff als der in den Brenner beziehungsweise die Brennkammer einleitbare und in dem Brenner beziehungsweise der Brennkammer verbrennbare Brennstoff versorgbar ist. Bei dieser Ausführungsform ist es somit vorgesehen, dass als der Brennstoff Wasserstoff verwendet wird. Dieser Ausführungsform liegt die Idee zugrunde, ausgehend von einem herkömmlichen Brennstoffzellenfahrzeug dessen Brennstoffzelle durch den TPVG zu ersetzen. Da der Wasserstoff, mit welchem die Brennstoffzelle bei einem herkömmlichen Brennstoffzellenfahrzeug versorgt wird, besonders vorteilhaft als Brennstoff für den Brenner des TPVG verwendet werden kann, können übermäßige Änderungen des Brennstoffzellenfahrzeugs vermieden werden, sodass der TPVG besonders einfach und kostengünstig in ein solches Wasserstoffbrennstoffzellenfahrzeug integriert werden kann. Dabei können eine besonders vorteilhafte und insbesondere effiziente und effektive Energieversorgung sowie ein besonders effektiver und effizienter Antrieb des Fahrzeugs realisiert werden. Insbesondere ist es dabei denkbar, dass das Fahrzeug als Hybrid- oder Elektrofahrzeug ausgebildet ist.
  • Grundsätzlich ist es denkbar, alternativ oder zusätzlich weitere Brennstoffe, insbesondere Gase und/oder Kraftstoffe, insbesondere flüssige Kraftstoffe, als Brennstoff zu verwenden, der in der Brennkammer verbrannt werden kann.
  • Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens eine mittels eines Kraftstoffes betreibbare Verbrennungskraftmaschine vorgesehen ist. Die Verbrennungskraftmaschine ist dabei eine von dem TPVG unterschiedliche Komponente und unterscheidet sich insbesondere dadurch von dem TPVG, dass mittels der Verbrennungskraftmaschine der Kraftstoff verbrannt und aus der Verbrennung des Kraftstoffs freiwerdende Energie, insbesondere chemische Energie, in mechanische Energie umgewandelt wird, welche, insbesondere über eine beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle der Verbrennungskraftmaschine, bereitgestellt werden kann.
  • Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der Brennstofftank als ein zum Speichern des Kraftstoffes ausgebildeter Kraftstofftank ausgebildet ist. Mittels des Kraftstofftanks ist der Brenner beziehungsweise die Brennkammer mit dem in dem Kraftstofftank gespeicherten Kraftstoff als der in den Brenner beziehungsweise in die Brennkammer einleitbare und in dem Brenner verbrennbare Brennstoff versorgbar. Ferner ist die Verbrennungskraftmaschine mit dem in dem Kraftstofftank gespeicherten Kraftstoff versorgbar. Somit sind sowohl der TPVG als auch die Verbrennungskraftmaschine, welche auch als Verbrennungsmotor oder Brennkraftmaschine bezeichnet wird, mit dem in dem Kraftstofftank zunächst gespeicherten Kraftstoff versorgbar, sodass der zuvor genannte Brennstofftank der Kraftstofftank und der zuvor genannte Brennstoff der Kraftstoff ist, mittels welchem sowohl die Verbrennungskraftmaschine als auch der zusätzlich dazu vorgesehene TPVG betrieben werden können.
  • Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die auch als Verbrennungsmotor bezeichnete Verbrennungskraftmaschine und der TPVG, insbesondere dessen Brenner, mittels unterschiedlichen Kraft- beziehungsweise Brennstoffen aus unterschiedlichen Kraft- beziehungsweise Brennstofftanks betrieben werden können. Dies bedeutet beispielsweise, dass der Verbrennungskraftmaschine ein Kraftstofftank zum Speichern von Kraftstoff zugeordnet ist, mittels welchem die Verbrennungskraftmaschine betrieben werden kann. Dem TPVG, insbesondere dem Brenner, ist ein von dem Kraftstofftank unterschiedlicher, zusätzlich dazu vorgesehener Brennstofftank zum Speichern des Brennstoffes zugeordnet. Dabei ist es dankbar, dass sich der Brennstoff von dem Kraftstoff unterscheidet und der Brennstoff ist der gleiche Kraftstoff wir der Kraftstoff, mittels welchem die Verbrennungskraftmaschine betrieben werden kann.
  • Bei dem Kraftstoff handelt es sich beispielsweise um einen flüssigen oder gasförmigen Kraftstoff. Insbesondere kann es sich bei dem Kraftstoff um einen fossilen Kraftstoff wie beispielsweise Öl, Benzin oder Diesel handeln. Ferner ist es denkbar, dass der Kraftstoff, mittels welchem sowohl die Verbrennungskraftmaschine als auch der TPVG betreibbar sind, als der zuvor genannte Wasserstoff ausgebildet ist beziehungsweise verwendet wird, sodass die Verbrennungskraftmaschine beispielsweise als Wasserstoffverbrennungskraftmaschine ausgebildet ist.
  • Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Verbrennungskraftmaschine zum Antreiben des Fahrzeugs ausgebildet ist. Dabei kann das Fahrzeug als Hybridfahrzeug ausgebildet sein, welches beispielsweise die Verbrennungskraftmaschine und die zuvor genannte elektrische Maschine aufweist und mittels der Verbrennungskraftmaschine und mittels der elektrischen Maschine antreibbar ist. Ferner ist denkbar, dass das Fahrzeug dabei einen konventionellen Antriebsstrang aufweist und dabei lediglich mittels der Verbrennungskraftmaschine antreibbar ist. Das Fahrzeug kann dabei die elektrische Maschine umfassen, welche jedoch beispielsweise nicht zum Antreiben des Fahrzeugs ausgebildet ist. Hierbei fungiert beispielsweise die elektrische Maschine als Anlasser zum Starten beziehungsweise Anlassen der Verbrennungskraftmaschine. Ferner ist es denkbar, dass beispielsweise mittels des TPVG, welcher beispielsweise mittels desselben Kraftstoffs wie die Verbrennungskraftmaschine betreibbar ist, ein auch als Bordnetz bezeichnetes Stromnetz des Fahrzeugs mit der von dem TPVG bereitgestellten elektrischen Energie versorgbar ist beziehungsweise versorgt wird.
  • Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass die Verbrennungskraftmaschine Bestandteil eines Reichweitenverlängerers des Fahrzeugs ist. Dabei ist das Fahrzeug beispielsweise als Elektrofahrzeug ausgebildet, dessen zum Speichern von elektrischer Energie ausgebildeter Energiespeicher mittels des Reichweitenverlängerers mit elektrischer Energie beziehungsweise mit elektrischem Strom aufgeladen werden kann.
  • Dabei weist der Reichweitenverlängerer (REX) zumindest die Verbrennungskraftmaschine und wenigstens einen von der zum Antreiben des Kraftfahrzeugs ausgebildeten elektrischen Maschine unterschiedlichen und von der Verbrennungskraftmaschine antreibbaren Generator auf, mittels welchem infolge des Antreibens des Generators elektrische Energie zum Betreiben der elektrischen Maschine bereitstellbar ist. Beispielsweise wird die zuvor genannte, von der Verbrennungskraftmaschine bereitgestellte mechanische Energie in den Generator eingeleitet, mittels welchem die mechanische Energie in elektrische Energie umgewandelt wird. Die von dem Generator bereitgestellte elektrische Energie kann beispielsweise der zum Antreiben des Fahrzeugs ausgebildeten elektrischen Maschine zumindest im Wesentlichen direkt und/oder - wie zuvor beschrieben - über den Energiespeicher zugeführt werden. Mittels des Reichweitenverlängerers ist es somit möglich, den beispielsweise als Hochvolt-Batterie ausgebildeten Energiespeicher mit elektrischer Energie aufzuladen, ohne eine Fahrt des Fahrzeugs zu unterbrechen und ohne den Energiespeicher über ein externes Stromnetz aufladen zu müssen.
  • Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Fahrzeug als Seriellhybrid, das heißt als serieller Hybrid ausgebildet ist. Hierbei ist die elektrische Maschine beispielsweise mittels des Energiespeichers mit elektrischer Energie versorgbar, wobei beispielsweise der Energiespeicher mittels des TPVG aufgeladen werden kann, indem die von dem TPVG bereitgestellte elektrische Energie dem Energiespeicher zugeführt und in dem Energiespeicher gespeichert wird.
  • Ferner ist es denkbar, dass das Fahrzeug als Parallelhybrid ausgebildet ist. Hierbei ist beispielsweise die zuvor genannte, zum Antreiben des Fahrzeugs ausgebildete elektrische Maschine mittels des Energiespeichers mit zunächst im Energiespeicher gespeicherter elektrischer Energie versorgbar und dadurch betreibbar. Es kann beispielsweise wenigstens eine weitere, zum Antreiben des Fahrzeugs ausgebildete elektrische Maschine vorgesehen sein, welche zumindest im Wesentlichen direkt mit der von dem TPVG bereitgestellten elektrischen Energie versorgt und dadurch betrieben werden kann.
  • Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Thermophotovoltaik-Generator (TPVG) wenigstens einen Einfüllstutzen aufweist, über welchen der Brennstoff von außerhalb des Fahrzeugs direkt in den Thermophotovoltaik-Generator, insbesondere in einen Tankbereich des TPVG, einfüllbar ist. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte und bauraum- und gewichtsgünstige Versorgung des TPVG mit dem Brennstoff dargestellt werden.
  • Um eine besonders vorteilhafte und insbesondere effiziente und effektive Energieversorgung des Fahrzeugs zu realisieren, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass dem Thermophotovoltaik-Generator wenigstens ein Abgasrohr zugeordnet ist. Das Abgasrohr ist von aus der Verbrennung des Brennstoffes resultierendem Abgas des Brenners durchströmbar. Mit anderen Worten, wird der Brennstoff beziehungsweise das zuvor genannte Brennstoff-Luft-Gemisch in dem Brenner, insbesondere in der Brennkammer, verbrannt, so resultiert daraus Abgas, welches das Abgasrohr durchströmen kann. Somit ist das Abgasrohr von dem Abgas erwärmbar, wodurch das Abgasrohr Wärme konvektiv abgibt beziehungsweise abstrahlt. Das Abgasrohr begrenzt beispielsweise wenigstens einen von dem Abgas durchströmbaren Kanal, welcher auch als Abgaskanal bezeichnet wird. Infolge seiner Erwärmung leitet oder strahlt beziehungsweise gibt das Abgasrohr beispielsweise die Wärme nach außen, das heißt auf einer dem Kanal abgewandten Seite, insbesondere Außenseite, des Abgasrohrs ab. Durch die Verwendung eines solchen Abgasrohres kann das Abgas gezielt und definiert von dem Brenner abgeführt und beispielsweise einer Abgasnachbehandlungseinrichtung und/oder wenigstens einer anderen Komponente beziehungsweise einem anderen Zweck zugeführt werden.
  • Dabei hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn zusätzlich zu dem Thermophotovoltaik-Generator wenigstens ein von dem Thermophotovoltaik-Generator unterschiedlicher und mit der von dem Abgasrohr abgegebenen, das heißt beispielsweise abgeleiteten oder abgestrahlten Wärme versorgbarer thermoelektrischer Generator (TEG) vorgesehen ist, mittels welchem zumindest ein Teil der von dem Abgasrohr abgegebenen Wärme in elektrische Energie umwandelbar ist. Der TEG ist somit eine Abwärmenutzungseinrichtung, welche die von dem Abgasrohr abgegebene Wärme als Abwärme nutzt und daraus elektrische Energie beziehungsweise elektrischen Strom erzeugt. Der von dem TEG bereitgestellte elektrische Strom kann beispielsweise wenigstens einem elektrischen Verbraucher zumindest im Wesentlichen direkt zugeführt und/oder in einem Energiespeicher beziehungsweise in dem zuvor genannten Energiespeicher gespeichert, insbesondere zwischengespeichert, werden.
  • Alternativ oder zusätzlich ist wenigstens eine mit der von dem Abgasrohr abgegebenen Wärme versorgbare Sorptionsanlage vorgesehen, welche beispielsweise als Absorptionsanlage oder Adsorptionsanlage ausgebildet ist. Auch mittels einer solchen Sorptionsanlage kann die Abwärme genutzt werden, da die Sorptionsanlage beispielsweise die Abwärme speichern und/oder nutzen kann, um Wärme oder Kälte erzeugen beziehungsweise um wenigstens einen Bereich und/oder wenigstens ein Fluid und/oder wenigstens ein Bauelement zu erwärmen und/oder zu kühlen.
  • Insbesondere ist es denkbar, von dem TPVG, insbesondere von dem Brenner beziehungsweise der Brennkammer, bereitgestellte Abwärme für eine Beheizung des Innenraums des Fahrzeugs zu nutzen, wobei die Abwärme beispielsweise über das Abgas und das Abgasrohr und/oder auf andere Weise bereitgestellt wird. Ferner ist es denkbar, die Abwärme zu nutzen, um Kälte zu erzeugen beziehungsweise aus der Wärme Kälte zu erzeugen, um mittels der Kälte den Innenraum des Fahrzeugs zu kühlen. Mit anderen Worten kann beispielsweise die Abwärme als Energie oder Energiequelle genutzt werden, um wenigstens ein Fluid zu kühlen, mittels welchem dann der Innenraum gekühlt werden kann. Bei dem Fluid handelt es sich beispielsweise um Luft, die dem Innenraum zugeführt beziehungsweise in den Innenraum eingeleitet wird.
  • Des Weiteren ist es denkbar, von dem TPVG bereitgestellte Energie, insbesondere in Form der elektrischen Energie und/oder der Wärme und/oder der Kälte, auch im Stillstand des Fahrzeugs zu nutzen.
  • Die von der Photovoltaikzelle beziehungsweise von dem TPVG bereitgestellte elektrische Energie kann eine elektrische Spannung aufweisen, die beispielsweise in ihrer Höhe individuell an jeweilige Bedürfnisse angepasst werden kann. Mögliche, beispielhafte Werte für die Spannung sind beispielsweise 12 Volt, 24 Volt, 48 Volt etc.
  • Außerdem ist es möglich, reinen Sauerstoff beziehungsweise eine reine oder hohe Sauerstoffkonzentration als Brennstoff beziehungsweise des Brennstoffes zu verwenden, um eine besonders hohe Leistung des TPVG zu realisieren. Insbesondere ist es denkbar, den eigentlichen Brennstoff, insbesondere an Bord des Fahrzeugs, zu erzeugen und dabei beispielsweise zusätzlichen Sauerstoff zu erzeugen. Beispielsweise wird der Sauerstoff durch eine Elektrolyse erzeugt, die mittels eines Elektrolyseurs durchgeführt wird. Außerdem ist es vorzugsweise vorgesehen, nicht-fossile Brennstoffe, insbesondere Flüssigkeiten und/oder Gase, als den Brennstoff zu verwenden.
  • Alternativ oder zusätzlich ist wenigstens ein mit der von dem Abgasrohr abgegebenen Wärme versorgbarer Wärmespeicher, insbesondere Latentwärmespeicher, zum Speichern zumindest eines Teils der von dem Abgasrohr abgegebenen Wärme vorgesehen. Hierdurch kann die Wärme zumindest zwischengespeichert und beispielsweise zum einem späteren Zeitpunkt effektiv und effizient genutzt werden.
  • Alternativ oder zusätzlich ist das Abgasrohr mit einem Heizsystem des Fahrzeugs gekoppelt, sodass mittels des Heizsystems beziehungsweise über das Heizsystem unter Nutzung zumindest eines Teils der von dem Abgasrohr abgegebenen Wärme der Innenraum des Fahrzeugs beheizbar ist. Hierzu umfasst das Heizsystem beispielsweise wenigstens einen von einem Heizfluid durchströmbaren Heizkreislauf, wobei das Heizfluid beispielsweise eine Flüssigkeit ist. In dem Heizkreislauf ist beispielsweise wenigstens ein Wärmetauscher angeordnet, welcher von dem Heizfluid und von dem Abgas des TPVG durchströmbar ist. Über den Wärmetauscher kann beispielsweise ein Wärmeübergang von dem Abgas des TPVG auf das Heizfluid erfolgen, wodurch das Heizfluid erwärmt wird. In dem Heizkreislauf ist beispielsweise wenigstens ein weiterer Wärmetauscher angeordnet, welcher von dem Heizfluid durchströmbar und von dem Innenraum des Fahrzeugs zuzuführender Luft umströmbar ist. Beispielsweise in Strömungsrichtung des Heizfluids durch den Heizkreislauf ist der weitere Wärmetauscher stromab des ersten Wärmetauschers angeordnet, sodass über den weiteren Wärmetauscher ein Wärmeübergang von dem auf die beschriebene Weise erwärmten Heizfluid an die den weiteren Wärmetauscher umströmende Luft erfolgen kann. Dadurch wird die Luft erwärmt. Wird dann die erwärmte Luft dem Innenraum zugeführt, so kann der Innenraum erwärmt beziehungsweise beheizt werden. Ferner kann die von dem Abgasrohr abgegebene Wärme zu Kühlaufgaben genutzt werden, um beispielsweise dem Innenraum zuzuführende Luft zu kühlen. Das Abgas des TPVG kann dabei als Hochtemperatur-Abgas (HT-Abgas) bezeichnet werden, da das Abgas des TPVG eine besonders hohe Temperatur aufweist. Somit stellt das Abgas des TPVG eine vorteilhafte Wärmequelle dar, welche zu Heiz- und/oder Kühlaufgaben im Fahrzeug effektiv und effizient genutzt werden kann. Dadurch kann mittels der energetischen Nutzung des Abgas beziehungsweise von im Abgas enthaltener Wärme für Heiz- und/oder Kühlaufgaben im Fahrzeug, für die ansonsten eigene Systeme mit eigenem Leistungsbedarf zu ihrem Antrieb verwendet werden, der energetische Gesamtwirkungsgrad des Fahrzeugs deutlich gesteigert werden. Dieser Ausführungsform liegt somit die Idee zugrunde, den TPVG als Wärmequelle zu verwenden.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Brennstoff als flüssiger oder gasförmiger Brennstoff ausgebildet. Insbesondere kann der TPVG beispielsweise als Allesbrenner ausgebildet sein, wobei als der Brennstoff beispielsweise Wasserstoff, Erdgas, Autogas, Methan, Methanol, Ethanol, Dieselkraftstoff, Ottokraftstoff und/oder ein sonstiger, zur Verbrennung mit Sauerstoff geeigneter Brennstoff und/oder chemische Reaktanten verwendet werden können beziehungsweise kann. Hierzu ist beispielsweise der TPVG mit wenigstens einer Leitung zum Führen des Brennstoffes und/oder mit wenigstens einem Zuführstutzen ausgerüstet, sodass dem TPVG, insbesondere dem Brenner, über die Leitung beziehungsweise über den Zuführstutzen der Brennstoff zugeführt werden kann. Insbesondere ist es denkbar, dass der TPVG, insbesondere der Brenner, über die Leitung beziehungsweise über den Zuführstutzen mit einem System zur Speicherung und/oder Erzeugung des Brennstoffes, insbesondere fluidisch, verbunden ist. Somit kann beispielsweise der bereits hergestellte Brennstoff in das System eingefüllt werden. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass das System selbst den Brennstoff herstellt, wobei hierfür beispielsweise Edukte beziehungsweise Reaktanten, aus welchen der Brennstoff mittels des Systems hergestellt wird, in das System eingebracht, insbesondere eingefüllt, werden. Die Herstellung, insbesondere Synthese, des eigentlichen Brennstoffes erfolgt dann erst mittels des Systems beziehungsweise in dem System und somit in dem Fahrzeug. Dadurch kann beispielsweise der TPVG in Fahrzeugen mit allen relevanten und/oder beliebigen Brennstoffen betrieben werden.
  • Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn dem Thermophotovoltaik-Generator ein Luftversorgungssystem zugeordnet ist, mittels welchem zum Bilden des zuvor genannten Brennstoff-Luft-Gemisches der Brenner beziehungsweise die Brennkammer mit Luft versorgbar ist. Beispielsweise werden dem Brenner beziehungsweise der Brennkammer die Luft und der Brennstoff derart zugeführt, dass die Luft und der Brennstoff stromauf des Brenners beziehungsweise vor dem Brenner noch getrennt voneinander sind und sich erst innerhalb der Brennkammer mischen. Es ist denkbar, den Brennstoff und die Luft stromauf des Brenners zu mischen, sodass das Brennstoff-Luft-Gemisch schon stromauf des Brenners gebildet und dann in den Brenner, insbesondere in dessen Brennkammer, eingeleitet wird. Die Luft wird auch als Brennluft bezeichnet, da sie in der Brennkammer zusammen mit dem Brennstoff verbrannt wird. Hierbei ist der TPVG beispielsweise mit wenigstens einer Luftleitung und/oder mit wenigstens einem Luftzuführstutzen ausgerüstet, sodass dem TPVG, insbesondere dem Brenner, die Luft über die Leitung beziehungsweise über den Zuführstutzen zugeführt werden kann. Über den Luftzuführstutzen beziehungsweise über die Luftleitung kann beispielsweise die Luft aus der Umgebung des Fahrzeugs dem Brenner zugeführt werden, sodass beispielsweise die Luftleitung beziehungsweise der Luftzuführstutzen mit der Umgebung des Fahrzeugs fluidisch verbunden ist. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass dem Brenner Luft aus dem Innenraum des Fahrzeugs zuführbar ist, sodass beispielsweise die Luftleitung beziehungsweise die Luftzuführstutzen mit dem Innenraum des Fahrzeugs, insbesondere fluidisch, verbunden ist. Alternativ oder zusätzlich kann ein System zur Erhöhung des Drucks der Luft beziehungsweise zum Verdichten der Luft vorgesehen sein. Mit anderen Worten ist beispielsweise ein Verdichter vorgesehen, mittels welchem die dem Brenner zuzuführende Luft verdichtet werden kann, insbesondere derart, dass die Luft einen Druck aufweist, welcher größer als der Umgebungsdruck ist. Alternativ oder zusätzlich kann ein Druckluftspeicher zum Speichern von Druckluft vorgesehen sein, sodass beispielsweise dem Brenner die Luft als Druckluft aus dem Druckluftspeicher zuführbar ist. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dem Brenner die Luft von einem Energiespeicher zuzuführen. Somit ist beispielsweise der Luftzuführstutzen beziehungsweise die Luftleitung mit einem Energiespeicher, zum Beispiel mit einem Ventilationssystem eines konventionellen Kraftstofftanks oder zum Beispiel mit einem Boil-Off-System eines Wasserstoffspeichers und/oder mit einer sonstigen Luftquelle verbunden, sodass beispielsweise dem Brenner die Luft von dem Energiespeicher zugeführt werden kann. Dadurch kann der TPVG in Fahrzeugen mit verschiedenen oder auch mit beliebigen Luftquellen betrieben werden, zum Beispiel auch als Luftsenke zur Durchlüftung eines Innenraums oder eines Gehäuses einer Komponente des Fahrzeugs, weiterhin zum Beispiel auch um ansonsten mittels eigener Systeme beziehungsweise Bauumfänge aufgefangene Stoffe, zum Beispiel flüchtige Bestandteile von Energieträgern wie beispielsweise Ottokraftstoffe oder Gase, zum Beispiel Wasserstoff-/Luft-Gemische, die aus Sicherheitsgründen von allen Energiespeichern austreten, aufzunehmen und insbesondere in dem Brenner zu verbrennen.
  • Ferner ist es denkbar, dass der TPVG beispielsweise mit wenigstens einer ein elektrisches Potential führenden Elektroleitung und/oder einem entsprechenden Elektroanschluss ausgerüstet ist, und dass diese Elektroleitung beziehungsweise dieser Elektroanschluss mit einer elektrischen Maschine und/oder mit einem Energiespeicher, insbesondere einem Hochvolt-Speicher, und/oder einem DC/DC-Wandler und/oder einem elektrischen Netz, insbesondere einem elektrischen Bordnetz, des Fahrzeugs und/oder mit einer sonstigen elektrischen Einrichtung verbunden ist. Dadurch kann der TPVG im Fahrzeug für alle relevanten Stromsenken beziehungsweise Stromverbraucher als Stromquelle verwendet werden.
  • Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft einen Elektrolyseur zum Durchführen einer Elektrolyse unter Abgabe von Sauerstoff. Dabei weist der Elektrolyseur wenigstens eine Elektrolyseurkammer auf, in welcher die Elektrolyse durchführbar ist beziehungsweise durchgeführt wird.
  • Um dabei die Elektrolyse besonders vorteilhaft, insbesondere besonders effizient und effektiv durchführen zu können, weist der Elektrolyseur wenigstens einen Thermophotovoltaik-Generator (TPVG) auf, mittels welchem der abgegebene Sauerstoff verbrennbar ist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt. Mit anderen Worten sind die vorigen und folgenden, bezüglich des ersten Aspekts der Erfindung beschriebenen Ausführungsformen und Vorteile des TPVG auch auf den zweiten Aspekt der Erfindung übertragbar und umgekehrt.
  • Beispielsweise wird die Elektrolyse mit Hilfe von elektrischer Energie durchgeführt, welche beispielsweise von dem TPVG bereitgestellt wird. Der Elektrolyseur weist beispielsweise wenigstens ein Elektrolyseurelement auf, mittels welchem die eigentliche Elektrolyse durchgeführt wird. Somit ist beispielsweise die Elektrolyseurkammer Bestandteil des Elektrolyseurelements. Dabei ist es beispielsweise vorgesehen, dass eine von dem Elektrolyseurelement ausgehende, sauerstoffführende Leitung direkt in eine zum TPVG hineinlaufende, Sauerstoff wenigstens anteilig, insbesondere jedoch überwiegend führende Leitung übergeht. Alternativ oder zusätzlich sind beispielsweise ein oder mehrere, ein elektrisches Potential führende Elektroleitungen einerseits mit dem TPVG und andererseits direkt oder indirekt, zum Beispiel über ein elektrisches Bordnetz oder über einen Energiespeicher, mit dem Elektrolyseurelement verbunden. Alternativ oder zusätzlich sind eine oder mehrere Abgas, insbesondere Hochtemperaturabgas, oder Wärme, insbesondere Abwärme, führende Leitungen von dem TPVG ausgehend mit dem Elektrolyseurelement und/oder mit wenigstens einem mit dem Elektrolyseurelement thermisch verbundenen Wärmetauscher verbunden, um beispielsweise Abwärme des TPVG dem Elektrolyseurelement, insbesondere der Elektrolyseurkammer, zuführen und für die Elektrolyse nutzen zu können.
  • Hintergrund des zweiten Aspekts der Erfindung ist insbesondere die Erkenntnis, dass beispielsweise dann, wenn mittels des Elektrolyseurs im Rahmen der Elektrolyse Sauerstoff erzeugt wird, dieser Sauerstoff bei herkömmlichen Elektrolyseuren ungenutzt entweicht. Dabei ist herkömmlicherweise die Erzeugung von Wasserstoff unter erhöhtem Förderdruck, beispielsweise mittels eines Hochtemperaturelektrolyseurs sehr energieintensiv. Ferner weisen TPVG nach dem Stand der Technik nur mäßige energetische Wirkungsgrade bei der Wandlung von Heizenergie des Energieträgers in elektrische Energie auf. Diese Probleme und Nachteile können nun mittels der Erfindung vermieden werden. Insbesondere ist es möglich, den energetischen Wirkungsgrad des TPVG durch Kombinationen mit Wärmetauschern und/oder Verdampfern sowie durch Verwendung weiterer Energieträger zu erhöhen.
  • Als von dem Rahmen der Erfindung mitumfasst zu betrachten sind auch Kombinationen aller oder eines Teils der oben genannten Ausführungsformen, sodass die zuvor genannten Merkmale und Merkmalskombinationen nicht nur in den genannten Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen und/oder in Alleinstellung als von dem Rahmen der Erfindung mitumfasst anzusehen sind. Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele mit den zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigt:
    • 1 eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs gemäß einer ersten Ausführungsform, mit wenigstens einem Thermophotovoltaik-Generator (TPVG);
    • 2 eine schematische Darstellung des Thermophotovoltaik-Generators;
    • 3 eine schematische Seitenansicht des Fahrzeugs gemäß einer zweiten Ausführungsform;
    • 4 eine schematische Seitenansicht des Fahrzeugs gemäß einer dritten Ausführungsform;
    • 5 eine schematische Seitenansicht des Fahrzeugs gemäß einer vierten Ausführungsform;
    • 6 eine schematische Seitenansicht des Fahrzeugs gemäß einer fünften Ausführungsform;
    • 7 eine schematische Seitenansicht des Fahrzeugs gemäß einer sechsten Ausführungsform; und
    • 8 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Elektrolyseurs, welcher wenigstens einen Thermophotovoltaik-Generator (TPVG) aufweist.
  • In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht ein im Ganzen mit 1 bezeichnetes Fahrzeug, wobei in 1 eine erste Ausführungsform des Fahrzeugs 1 gezeigt ist.
  • Das Fahrzeug 1 ist insbesondere als Landfahrzeug, insbesondere als einspuriges oder mehrspuriges Landfahrzeug ausgebildet. Das Fahrzeug 1 ist beispielsweise als Kraftfahrzeug und dabei insbesondere als Kraftwagen ausgebildet. Insbesondere ist das Fahrzeug 1 als Personenkraftwagen ausgebildet, Das Fahrzeug 1 weist einen Aufbau 2 auf, welcher beispielsweise als selbsttragende Karosserie ausgebildet ist und wenigstens einen Innenraum 3 des Fahrzeugs 1 begrenzt. Dabei weist das Fahrzeugs 1 ferner Räder 4 auf, welche zumindest mittelbar drehbar an dem Aufbau 2 gehalten sind. Bei einer Fahrt des Fahrzeugs 1 entlang einer Fahrbahn rollen die Räder 4 auf der Fahrbahn ab.
  • Um nun eine besonders vorteilhafte und insbesondere effektive und effiziente sowie nachhaltige und umweltfreundlichen Energieversorgung des Fahrzeugs 1 realisieren zu können, weist das Fahrzeug 1 wenigstens einen Thermophotovoltaik-Generator 5 auf, welcher auch als TPVG bezeichnet wird. Der TPVG ist detaillierter in 2 gezeigt. Außerdem ist erkennbar, dass der TPVG einen Brenner 6 mit wenigstens einer Brennkammer 7 aufweist, in welche ein Brennstoff B einleitbar ist. Dabei ist der Brennstoff B, insbesondere zusammen mit Luft, in der Brennkammer 7 und somit in dem Brenner 6 verbrennbar. Mit anderen Worten, während eines Betriebs des Fahrzeugs 1 und dabei während eines Betriebs des Thermophotovoltaik-Generators 5 wird zumindest der Brennstoff B in den Brenner 6, insbesondere in die Brennkammer 7, eingeleitet und in der Brennkammer 7 und somit in dem Brenner 6 verbrannt. Insbesondere werden dem Brenner 6, insbesondere der Brennkammer 7, der genannte Brennstoff und Luft zugeführt, sodass ein Brennstoff-Luft-Gemisch entsteht. Dieses Brennstoff-Luft-Gemisch wird in den Brenner 6, insbesondere in der Brennkammer 7, verbrannt. Der TPVG weist beispielsweise einen ersten Zuführstutzen 8 auf, über welchen der TPVG, insbesondere der Brenner 6 beziehungsweise die Brennkammer 7 mit einer ersten Leitung 9 fluidisch verbunden ist. Die erste Leitung wird auch als Brennstoffleitung bezeichnet und ist von dem beispielsweise flüssigen oder gasförmigen und somit beispielsweise als Brenngas ausgebildeten Brennstoff durchströmbar, sodass der Brennstoff mittels der Leitung 9, insbesondere zu dem Zuführstutzen 8, geleitet wird. Die Leitung 9 ist beispielsweise mit einem System zum Bereitstellen des Brennstoffes fluidisch verbunden. Dabei umfasst das System beispielsweise wenigstens einen Brennstofftank, in welchem der Brennstoff gespeichert werden kann. Insbesondere kann der Brennstoff von außerhalb des Fahrzeugs 1 in den Tank eingefüllt werden.
  • Alternativ oder zusätzlich ist das System dazu ausgebildet, den Brennstoff, insbesondere aus Edukten beziehungsweise Reaktanten, herzustellen und in der Folge bereitzustellen, sodass beispielsweise zunächst die Edukte beziehungsweise Reaktanten in das System eingefüllt werden. Der eigentliche Brennstoff wird dann mittels des Systems aus den Edukten hergestellt und insbesondere bereitgestellt. Im Rahmen der Bereitstellung durchströmt der Brennstoff die Leitung 9 und wird mittels der Leitung 9 zu dem Zuführstutzen 8 geführt. Der Brennstoff kann den Zuführstutzen 8 durchströmen und über den Zuführstutzen 8 in den Brenner 6, insbesondere in die Brennkammer 7, strömen.
  • Des Weiteren weist der TPVG, insbesondere der Brenner 6, einen zweiten Zuführstutzen 10 auf, welcher mit einer zweiten Leitung 11, insbesondere fluidisch, verbunden ist. Die Leitung 11 ist beispielsweise eine Luftleitung und somit von der Luft durchströmbar, sodass die Luft die Leitung 11 durchströmen kann, mit der Leitung 11 geführt und insbesondere zu dem Zuführstutzen 10 geführt wird. Die Luft kann den Zuführstutzen 10 durchströmen und über den Zuführstutzen 10 in den TPVG, insbesondere in den Brenner 6 und dabei in die Brennkammer 7 einströmen. Die Luft wird mit dem Brennstoff gemischt, um dadurch das Brennstoff-Luft-Gemisch zu bilden. Dieses Vermischen der Luft mit dem Brennstoff kann beispielsweise in Strömungsrichtung des Brennstoffes beziehungsweise der Luft durch die Leitung 9 beziehungsweise 11 stromauf der Brennkammer 7 oder aber in der Brennkammer 7 erfolgen.
  • Das Brennstoff-Luft-Gemisch in der Brennkammer 7 wird beispielsweise, insbesondere mittels einer Fremdzündeinrichtung, gezündet und in der Folge verbrannt oder mittels wenigstens eines katalytischen Elements verbrannt, woraus Abgas des Brenners 6 beziehungsweise des TPVG resultiert. Dabei weist der TPVG, insbesondere der Brenner 6, einen Abführstutzen 12 auf, welcher, insbesondere fluidisch, mit wenigstens einem Abgasrohr 13 verbunden ist. Das Abgasrohr 13 wird auch als Abgasleitung bezeichnet. Über den Abführstutzen 12 kann das in der Brennkammer 7 entstehende Abgas aus der Brennkammer 7 ausströmen. Das Abgas kann den Abführstutzen 12 durchströmen und über diesen in das Abgasrohr 13 einströmen und das Abgasrohr 13 durchströmen. Das Abgasrohr 13 führt somit das Abgas bedarfsgerecht, sodass das Abgas gezielt von der Brennkammer 7 abgeführt werden kann.
  • Durch das Verbrennen des Brennstoff-Luft-Gemisches in der Brennkammer 7 wird diese erwärmt. Insbesondere wird wenigstens eine die Brennkammer 7 zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend, umgebende Wandung 14 des TPVG, insbesondere des Brenners 6, erwärmt, wodurch mittels des Brenners 6, insbesondere der Wandung 14 Wärmestrahlung bereitgestellt wird. Mit anderen Worten stellt die Wandung 14 infolge ihrer aus der Verbrennung des Brennstoff-Luft-Gemisches resultierenden Erwärmung Wärmestrahlung bereit, insbesondere auf einer der Brennkammer 7 abgewandten Seite der Wandung 14, wobei diese Seite auch als Außenseite bezeichnet wird.
  • Der TPVG weist dabei wenigstens einen den Brenner 6 beziehungsweise die Brennkammer 7 außenumfangsseitig zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, umgebenden Emitter 15 auf, welcher die Wärmestrahlung als Strahlung mit wenigstens einer ersten Wellenlänge aufnimmt und mit gegenüber der ersten Wellenlänge veränderter zweiter Wellenlänge emittiert. Beispielsweise ist der Emitter 15 an beziehungsweise auf der Wandung 14 angeordnet oder in die Wandung 14 integriert, sodass beispielsweise der Emitter 15 zumindest einen Teilbereich beziehungsweise Wandungsbereich der Wandung 14 bildet. Somit kann beispielsweise der Emitter 15 die Brennkammer 7 direkt begrenzen, sodass beispielsweise das Brennstoff-Luft-Gemisch und/oder das Abgas den Emitter 15, insbesondere bei oder nach der Verbrennung, direkt anstrahlen kann oder anstrahlt beziehungsweise anströmen kann oder anströmt.
  • Außerdem weist der TPVG wenigstens einen Filter 16 zum Filtern der von dem Emitter 15 emittierten Strahlung auf. Des Weiteren weist der TPVG wenigstens eine mit der mittels des Filters 16 gefilterten Strahlung beaufschlagbare Photovoltaikzelle 17 auf, mittels welcher zumindest ein Teil der mittels des Filters 16 gefilterten Strahlung in elektrische Energie umwandelbar und die elektrische Energie bereitstellbar ist. Die Photovoltaikzelle 17 wird auch als Photozelle bezeichnet und weist beispielsweise einen Pluspol + und einen Minuspol - auf, welche auch als elektrische Pole bezeichnet werden. Mit den elektrischen Polen sind jeweilige, beispielsweise als Leitungen ausgebildete Kontaktelemente 37 elektrisch verbunden, über welche die Photozelle ein elektrisches Potential beziehungsweise die zuvor genannte elektrische Energie, welche aus der Strahlung gewonnen wurde, bereitgestellt und insbesondere von der Photozelle abgeführt werden kann.
  • Um einen sicheren, effektiven und effizienten Betrieb des TPVG auch über lange Zeitspannen hinweg realisieren zu können, ist eine Kühleinrichtung 18 vorgesehen, welche wenigstens eine Kühlleitung 19 aufweist. Die Kühlleitung 19 ist von einem Kühlmedium durchströmbar, wobei das Kühlmedium beispielsweise ein Gas oder eine Flüssigkeit ist. Dabei wird der TPVG, insbesondere der Brenner 6, in der Kühlleitung angeordnet, sodass das Kühlmedium durch den TPVG, insbesondere den Brenner 6, strömt, wodurch der TPVG infolge eines Wärmeübergangs von dem TPVG an das Kühlmedium gekühlt wird. In der Folge wird das Kühlmedium erwärmt, welches dann beispielsweise zu Heizzwecken genutzt werden kann.
  • Aus 1 ist erkennbar, dass das Fahrzeug 1 eine Antriebsstrang 20 aufweist, mittels welchem wenigstens eines der Räder 4, insbesondere das Fahrzeug 1 insgesamt, antreibbar ist. Hierzu ist der Antriebsstrang 20 bei der ersten Ausführungsform als elektromotorischer Antrieb ausgebildet, wobei der Antriebsstrang 20 wenigstens eine elektrische Maschine 21 aufweist. Mittels der elektrischen Maschine 21 ist das wenigstens eine Rad beziehungsweise das Fahrzeug 1 insgesamt antreibbar. Hierzu wird die elektrische Maschine 21 beispielsweise in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betrieben. Um die elektrische Maschine 21 in dem Motorbetrieb zu betreiben, wird die elektrische Maschine 21 mit elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom versorgt. Mittels der elektrischen Maschine 21 wird die elektrische Energie in mechanische Energie umgewandelt. Hierzu weist die elektrische Maschine 21 beispielsweise einen Stator und einen um eine Drehachse relativ zu dem Stator drehbaren und von dem Stator in dem Motorbetrieb antreibbaren Rotor auf, über welchen die elektrische Maschine 21 die genannte mechanische Energie zum Antreiben des Fahrzeugs 1 bereitstellen kann. Hierzu weist die elektrische Maschine 21 beispielsweise einen, insbesondere mechanischen, Abtrieb 22 auf, über welchen die elektrische Maschine 21 die mechanische Energie beziehungsweise die Drehmomente zum Antreiben des Fahrzeugs 1 bereitstellen kann.
  • Die in 1 gezeigte erste Ausführungsform des Fahrzeugs 1 wurde von einem Brennstoffzellenfahrzeug beziehungsweise von der Architektur eines Brennstoffzellenfahrzeugs abgeleitet, welches gemäß seiner eigentlichen Architektur wenigstens eine Brennstoffzelle zum Bereitstellen von elektrischer Energie aufweist. Bei einem herkömmlichen Brennstoffzellenfahrzeug ist es vorgesehen, dass die elektrische Maschine 21 zumindest mittelbar, insbesondere direkt, mit der von der Brennstoffzelle bereitgestellten elektrischen Energie versorgt und dadurch in dem Motorbetrieb betrieben werden kann.
  • Bei der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform ist es nun jedoch vorgesehen, dass die herkömmlicherweise vorgesehene Brennstoffzelle durch den Thermophotovoltaik-Generator 5 ersetzt ist. Mit anderen Worten wird bei der ersten Ausführungsform anstelle einer Brennstoffzelle beziehungsweise anstelle eines Brennstoffzellen-Stacks der Thermophotovoltaik-Generator 5 verwendet. Dabei ist das zuvor genannte System zum Bereitstellen des Brennstoffes in 1 mit 23 bezeichnet und umfasst den zuvor genannten, in 1 mit 24 bezeichneten Brennstofftank.
  • Da die in 1 gezeigte erste Ausführungsform von einem Brennstoffzellenfahrzeug abgeleitet wurde, ist der Brennstofftank 24 als ein zum Speichern von Wasserstoff ausgebildeter Wasserstofftank ausgebildet, mittels welchem der Brenner 6 mit dem in dem Wasserstofftank gespeicherten Wasserstoff als der in den Brenner 6 einleitbare und in dem Brenner 6 verbrennbarer Brennstoff versorgbar ist. Mit anderen Worten wird bei dem Fahrzeug 1 gemäß 1 als der Brennstoff Wasserstoff (H2) verwendet, welcher beispielsweise zunächst in den Brennstofftank 24 (Wasserstofftank) gespeichert ist. Der Brennstoff in Form von Wasserstoff kann aus dem Brennstofftank 24 abgeführt und dem TPVG, insbesondere dem Brenner 6, zugeführt werden. Dabei wird beispielsweise als der Wasserstoff Hochdruckwasserstoff (CGH2) oder Flüssig-Wasserstoff (LH2) verwendet. Somit ist es bei der ersten Ausführungsform vorgesehen, Wasserstoff als Energieträger zum Betreiben des TPVG zu verwenden. Mittels des Thermophotovoltaik-Generators 5 wird im als Wasserstoff ausgebildeten Brennstoff enthaltene Energie in elektrische Energie umgewandelt, welche über die Kontaktelemente 37 bereitgestellt und, insbesondere direkt oder mittelbar, der elektrischen Maschine 21, insbesondere in deren Motorbetrieb, zugeführt werden kann. Alternativ kann diese Ausführungsform auch von einem Brennstoffzellenfahrzeug abgeleitet werden, das mit einem anderen Energieträger betrieben wird.
  • Somit ist es möglich, kostenintensive Brennstoffzellenstacks und dessen betriebsnotwendige Nebensysteme entfallen zu lassen und insbesondere durch den TPVG zu ersetzen. Dabei kann durch die Verbrennung des Wasserstoffes in der Brennkammer 7 ein besonders hoher energetischer Wirkungsgrad des TPVG realisiert werden.
  • Außerdem ist aus 1 erkennbar, dass das Fahrzeug 1 einen Energiespeicher 25 aufweist, in beziehungsweise mittels welchem elektrische Energie beispielsweise elektrischer Strom gespeichert werden kann. Der Energiespeicher 25 ist beispielsweise als Hochvolt-Komponente, das heißt als Hochvolt-Speicher ausgebildet und weist demzufolge eine elektrische Spannung, insbesondere eine elektrische Betriebsspannung, von wesentlich mehr als 50 Volt, insbesondere von mehreren Einhundert Volt, auf. Beispielsweise ist der Energiespeicher 25 als Hochvolt-Batterie (HV-Batterie) ausgebildet. Dabei ist es denkbar, die von dem TPVG, insbesondere über die Kontaktelemente 37, bereitgestellte elektrische Energie dem Energiespeicher 25 zuzuführen und in dem Energiespeicher 25 zu speichern. Ferner ist es möglich, die zunächst in dem Energiespeicher 25 gespeicherte Energie der elektrischen Maschine 21, insbesondere in deren Motorbetrieb, zuzuführen. Somit kann die beispielsweise von dem TPVG bereitgestellte elektrische Energie indirekt über den Energiespeicher 25 und/oder direkt unter Umgehung des Energiespeichers 25 der elektrischen Maschine 21 zugeführt werden.
  • 3 zeigt eine zweite Ausführungsform des Fahrzeugs 1. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich insbesondere dadurch von der ersten Ausführungsform, dass die zweite Ausführungsform von einem batterieelektrischen Fahrzeug (BEV) abgeleitet wurde. Üblicherweise weist ein solches batterieelektrisches Fahrzeug einen Energiespeicher wie den Energiespeicher 25 auf, um die elektrische Maschine 21 zum Antreiben des Fahrzeugs 1 mit elektrischem Strom zu versorgen. Nun ist es jedoch vorgesehen, den TPVG und den Brennstofftank 24 anstelle des Energiespeichers oder zusätzlich zu einem solchen, beispielsweise als Hochvolt-Speicher ausgebildeten Energiespeicher zu verwenden. Bei der konkreten, in 3 gezeigten zweiten Ausführungsform entfällt der Energiespeicher, sodass beispielsweise die elektrische Maschine 21 direkt mit der von dem TPVG bereitgestellten elektrischen Energie versorgt wird.
  • Bei der zweiten Ausführungsform wird beispielsweise als Energieträger beziehungsweise Brennstoff Wasserstoff, Erdgas, Methan, Methanol, Ethanol, Dieselkraftstoff, Ottokraftstoff und/oder ein sonstiger Kraftstoff verwendet. Im Vergleich zu einem herkömmlichen batterieelektrischen Fahrzeug entfallen dadurch lange zwangsweise Betriebsunterbrechungen zum Laden beziehungsweise Nachladen des Energiespeichers. Ferner entfällt eine übermäßige Begrenzung der Reichweite, über welche das Fahrzeug 1 elektrisch angetrieben werden kann, da durch Verwendung des großen Brennstofftanks 24 und/oder des Energiespeichers 25 mit einer hohen Speicherkapazität eine besonders hohe Reichweite von beispielsweise mehr als 900 Kilometer erreicht werden kann, über welche das Fahrzeug 1 rein elektrisch angetrieben werden kann.
  • Während bei der zweiten Ausführungsform der Energiespeicher 25 nicht vorgesehen ist und ausgehend von einem herkömmlichen batterieelektrischen Fahrzeug entfällt, zeigt 4 eine dritte Ausführungsform, welche von einem herkömmlichen batterieelektrischen Fahrzeug abgeleitet wurde. Dabei unterscheidet sich die dritte Ausführungsform insbesondere dadurch von der zweiten Ausführungsform, dass bei der dritten Ausführungsform der Energiespeicher 25 zum Einsatz kommt. Mittels des TPVG ist es unter Verwendung des Brennstoffes möglich, den Energiespeicher 25 während einer Fahrt des Fahrzeugs 1 mit elektrischer Energie zu laden, sodass der Energiespeicher 25 aufgeladen werden kann, ohne den Energiespeicher 25 mit einem externen Stromnetz verbinden zu müssen und ohne die Fahrt des Fahrzeugs 1 unterbrechen zu müssen.
  • 5 zeigt eine vierte Ausführungsform des Fahrzeugs 1. Die vierte Ausführungsform wurde von einem konventionellen Kraftfahrzeug mit verbrennungsmotorischem Antrieb abgeleitet. Dabei umfasst das Fahrzeug 1, insbesondere der Antriebsstrang 20, eine Verbrennungskraftmaschine 26, welche auch als Verbrennungsmotor bezeichnet wird. Dabei ist das Fahrzeug 1 mittels der Verbrennungskraftmaschine 26 antreibbar. Dabei weist die Verbrennungskraftmaschine 26 beispielsweise wenigstens ein Motorgehäuse und wenigstens eine Abtriebswelle auf, welche an dem Motorgehäuse drehbar gelagert und somit um eine Drehachse relativ zu dem Motorgehäuse drehbar ist. Beispielsweise ist die Abtriebswelle als Kurbelwelle ausgebildet. Die Abtriebswelle ist dabei einem Abtrieb 27 der Verbrennungskraftmaschine 26 zugeordnet, sodass die Verbrennungskraftmaschine 26 über den Abtrieb 27 und somit über die Abtriebswelle mechanische Energie beziehungsweise Drehmomente zum Antreiben des Fahrzeugs 1 bereitstellen kann.
  • Bei der vierten Ausführungsform wird der Thermophotovoltaik-Generator 5 beispielsweise genutzt, um ein auch als Bordnetz bezeichnetes Stromnetz des Fahrzeugs 1 mit elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom zu versorgen. Hierzu stellt beispielsweise der TPVG eine Spannung, insbesondere eine Niedervolt-Spannung, bereit, welche beispielsweise weniger als 60 Volt beträgt. Insbesondere beträgt die elektrische Spannung beispielsweise 12 Volt, 24 Volt oder 48 Volt, sodass über das Bordnetz und somit mittels des TPVG elektrische Verbraucher des Fahrzeugs 1 vorteilhaft und insbesondere effektiv und effizient mit elektrischer Energie versorgt werden können.
  • Die Verbrennungskraftmaschine 26 ist dabei mittels eines Kraftstoffes, insbesondere mittels eines gasförmigen oder flüssigen Kraftstoffes, betreibbar und ebenfalls als Energiewandler ausgebildet. Im Gegensatz zum TPVG jedoch, der in dem Brennstoff gespeicherte chemische Energie in elektrische Energie umwandelt und diese elektrische Energie bereitstellt, stellt die Verbrennungskraftmaschine 26 in ihrem Kraftstoff enthaltene chemische Energie in zuvor genannte mechanische Energie bereit, die die Verbrennungskraftmaschine 26 über ihre Abtriebswelle bereitstellt.
  • Bei einem herkömmlichen Fahrzeug mit verbrennungsmotorischem Antrieb kommt üblicherweise ein auch als Lichtmaschine bezeichneter Generator zum Einsatz, welcher, insbesondere mechanisch, von der Verbrennungskraftmaschine 26 antreibbar ist beziehungsweise angetrieben wird. Somit wird beispielsweise ein Teil der von der Verbrennungskraftmaschine 26 bereitgestellten mechanischen Energie abgezweigt und der Lichtmaschine zugeführt, mittels welcher der genannte Teil der von der Verbrennungskraftmaschine 26 bereitgestellten mechanischen Energie in elektrische Energie umgewandelt wird, welche dann in das Bordnetz eingespeist wird. Dies kann nun bei der vierten Ausführungsform vermieden werden, da die Lichtmaschine durch den TPVG ersetzt ist. Somit wird beispielsweise der TPVG anstelle der Lichtmaschine als 12-Volt-, 24-Volt- oder 48-Volt-Generator betrieben. Dadurch kann beispielsweise nicht nur der herkömmlicherweise zum Einsatz kommende, konventionelle und von der Verbrennungskraftmaschine 26 antreibbare Generator entfallen, sondern auch eine konventionelle, üblicherweise eine elektrische Betriebsspannung von 12 Volt, 24 Volt oder 48 Volt aufweisende Niedervolt-Batterie kann entfallen oder im Vergleich zu herkömmlichen, verbrennungsmotorischen Kraftwagen kleiner und gewichtsgünstiger dimensioniert werden.
  • Um dabei das Gewicht, die Teileanzahl und die Kosten des Fahrzeugs 1 besonders gering halten zu können, ist der Brennstofftank 24 bei der vierten Ausführungsform als Kraftstofftank zum zumindest vorübergehenden Speichern des Kraftstoffes ausgebildet, mittels welchem die Verbrennungskraftmaschine 26 betreibbar ist. Mittels des Kraftstofftanks ist der Brenner 6 mit dem in dem Kraftstofftank gespeicherten Kraftstoff als der in den Brenner 6 einleitbare und in dem Brenner 6 verbrennbare Brennstoff versorgbar. Außerdem ist die Verbrennungskraftmaschine 26 mit dem in dem Kraftstofftank gespeicherten Kraftstoff versorgbar und dadurch betreibbar. Mit anderen Worten ist es vorgesehen, sowohl die Verbrennungskraftmaschine 26 als auch den TPVG mittels des der Verbrennungskraftmaschine 26 und dem TPVG gemeinsamen Kraftstofftank mit dem Kraftstoff zu versorgen und dabei den Kraftstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine 26 und den Kraftstoff als Brennstoff zum Betreiben des TPVG zu nutzen.
  • 6 zeigt eine fünfte Ausführungsform des Fahrzeugs 1, wobei die fünfte Ausführungsform beispielsweise von einem seriellen Hybrid beziehungsweise von einem Elektrofahrzeug mit Reichweitenverlängerer abgeleitet wurde. Der Reichweitenverlängerer wird auch als Range Extender (REX) bezeichnet. Insbesondere wurde die fünfte Ausführungsform von einem batterieelektrischen Fahrzeug mit Reichweitenverlängerer abgeleitet. Der serielle Hybrid ist ein Hybridfahrzeug, welches üblicherweise die Verbrennungskraftmaschine 26 und die elektrische Maschine 21 zum Antreiben des Fahrzeugs erfasst. Der Reichweitenverlängerer umfasst üblicherweise eine beispielsweise als Gasturbine oder Hubkolbenmaschine ausgebildete Verbrennungskraftmaschine und einen von der Verbrennungskraftmaschine antreibbaren Generator, mittels welchem infolge des Antreibens des Generators elektrische Energie bereitstellbar ist. Diese elektrische Energie kann beispielsweise üblicherweise in dem Energiespeicher 25 gespeichert werden.
  • Durch die Verwendung des TPVG ist es nun möglich, ausgehend von einem Seriellhybriden oder von einem batterieelektrischen Fahrzeug mit Reichweitenverlängerer die Verbrennungskraftmaschine, das heißt die Hubkolbenmaschine oder die Gasturbine, sowie den Generator entfallen zu lassen und durch den TPVG zu ersetzen. Aus 6 ist erkennbar, dass bei dem Seriellhybriden die elektrische Maschine 1 lediglich indirekt über den Energiespeicher 25 mit der von dem TPVG bereitgestellten elektrischen Energie versorgbar ist. Durch Verwendung des TPVG können somit die üblicherweise Geräusche verursachende Verbrennungskraftmaschine sowie der kosten- und gewichtsintensive Generator entfallen beziehungsweise vermieden werden.
  • 7 zeigt eine sechste Ausführungsform, welche von einem Parallelhybriden abgeleitet wurde. Mit anderen Worten, während beispielsweise das Fahrzeug 1 gemäß der fünften Ausführungsform als Seriellhybrid ausgebildet ist, ist das Fahrzeug 1 gemäß der sechsten Ausführungsform als Parallelhybrid ausgebildet. Dabei umfasst das Fahrzeug 1 gemäß der sechsten Ausführungsform die elektrische Maschine 21 sowie eine von der elektrischen Maschine 21 unterschiedliche, zusätzlich dazu vorgesehene elektrische Maschine 28, wobei das Fahrzeug 1 mittels der elektrischen Maschinen 21 und 28 antreibbar ist. Somit ist die jeweilige elektrische Maschine 21 beziehungsweise 28 als sogenannte Traktionsmaschine ausgebildet.
  • Bei der sechsten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die elektrische Maschine 21, insbesondere lediglich, direkt, das heißt nicht über einen Energiespeicher, mit der von dem TPVG bereitgestellten elektrischen Energie versorgbar und dadurch betreibbar ist. Demgegenüber ist die elektrische Maschine 28, insbesondere lediglich, direkt mit der von dem Energiespeicher 25 gespeicherten elektrischen Energie versorgbar und dadurch betreibbar. Bei der sechsten Ausführungsform ist es beispielsweise im Vergleich zu herkömmlichen Parallelhybriden möglich, die laute Verbrennungskraftmaschine und/oder eine laute Gasturbine entfallen zu lassen und es wird der hochdynamische Fahrbetrieb, wie zum Beispiel bei einem Personenkraftwagen mit zwei angetriebenen Achsen, in einem rein elektrischen Fahrbetriebsstand ermöglicht. Somit ist es beispielsweise möglich, mittels einer der elektrischen Maschinen 21 und 28 eine erste Achse des Fahrzeugs 1 anzutreiben und mittels der jeweils anderen elektrischen Maschine 28 beziehungsweise 21 eine zweite Achse des Fahrzeugs 1 anzutreiben. Mit anderen Worten ist es bei der sechsten Ausführungsform im Vergleich zu herkömmlichen Parallelhybriden vorgesehen, die üblicherweise bei einem herkömmlichen Parallelhybriden vorgesehene Verbrennungskraftmaschine durch die weitere elektrische Maschine 28 beziehungsweise 21 und den TPVG zu ersetzen.
  • Schließlich zeigt 8 einen im Ganzen mit 29 bezeichneten Elektrolyseur zum Durchführen einer Elektrolyse unter Nutzung von elektrischer Energie. Der Elektrolyseur 29 weist dabei ein Elektrolyseurelement 30 auf, mittels welchem die eigentliche Elektrolyse durchgeführt wird. Hierzu weist beispielsweise das Elektrolyseurelement 30 wenigstens eine Elektrolysekammer 31 auf, in beziehungsweise mittels welcher die eigentliche Elektrolyse durchführbar ist beziehungsweise durchgeführt wird. Dem Elektrolyseurelement 30, insbesondere der Elektrolyseurkammer 31, wird beispielsweise über wenigstens eine Zuführleitung 32 ein Ausgangsstoff zugeführt, aus welchem mittels der Elektrolyse wenigstens zwei Produkte gewonnen werden. Bei dem Ausgangsstoff handelt es sich beispielsweise um Wasser.
  • Bei einem ersten der Produkte handelt es sich beispielsweise um Wasserstoff (H2), wobei es sich bei dem zweiten Produkt beispielsweise um Sauerstoff (O2) handelt. Dabei wird beispielsweise mittels wenigstens einer ersten Abführleitung 33 das erste Produkt (Wasserstoff) dem Elektrolyseurelement 30 abgeführt, wobei beispielsweise mittels wenigstens einer zweiten Abführleitung 34 das zweite Produkt (Sauerstoff) dem Elektrolyseurelement 30 abgeführt wird. Somit ist beispielsweise die zweite Abführleitung 34 von dem zweiten Produkt, das heißt vorliegend Sauerstoff, durchströmbar, sodass mittels der Abführleitung 34 das zweite Produkt geführt wird. Um nun einen besonders hohen Wirkungsgrad des Elektrolyseurs 29 realisieren zu können, weist der Elektrolyseur 29 wenigstens einen Thermophotovoltaik-Generator 5 auf, wobei die vorigen und folgenden Ausführungen, insbesondere Ausführungsformen, des bezüglich 1 bis 7 beschriebenen Thermophotovoltaik-Generators 5 auch auf den Thermophotovoltaik-Generator 5 gemäß 8 übertragen werden können und umgekehrt.
  • Im Rahmen der zuvor genannten Verbrennung des Brennstoff-Luft-Gemisches in der Brennkammer 7 wird der Brennstoff B insbesondere mit in der Luft enthaltenem Sauerstoff verbrannt, sodass der Brennstoff B mit dem in der Luft enthaltenen Sauerstoff oxidiert wird. Gemäß 8 wird dem TPVG, insbesondere dem Brenner 6 beziehungsweise der Brennkammer 7, über die Leitung 9 der Brennstoff auf die beschriebene Weise zugeführt. Gemäß 8 wird die Leitung 11 genutzt, um den bei der Elektrolyse entstehenden Sauerstoff dem TPVG, insbesondere dem Brenner 6 und dabei vorzugsweise der Brennkammer 7 zuzuführen und in die Brennkammer 7 einzuleiten, wodurch gemäß 8 ein Brennstoff-Sauerstoff-Gemisch gebildet wird, das auf die beschriebene Weise in der Brennkammer 7 verbrannt wird.
  • Beispielsweise über die Kontaktelemente 37 wird die von dem TPVG bereitgestellte elektrische Energie dem Elektrolyseurelement 30 zugeführt, um dadurch mithilfe der von dem TPVG bereitgestellten elektrischen Energie die Elektrolyse zu bewirken beziehungsweise durchzuführen. Ferner ist es denkbar, über mit den Kontaktelementen 37 elektrisch verbundene Leitungen 35 zumindest einen Teil der von dem TPVG bereitgestellten elektrischen Energie anderen Zwecken zuzuführen.
  • Außerdem ist es gemäß 8 vorgesehen, dass nicht nur der TPVG, sondern auch das Elektrolyseurelement 30 in der Kühlleitung 19 angeordnet ist. In Strömungsrichtung des die Leitung 9 durchströmenden Kühlmediums ist dabei das Elektrolyseurelement 30 stromab des TPVG angeordnet, sodass das Kühlmedium zunächst mittels des TPVG erwärmt und dann anschließend dem Elektrolyseurelement 30 zugeführt wird. Bezüglich des Elektrolyseurelements 30 wird das Kühlmedium als Heizmedium genutzt, um die Elektrolyse besonders energieeffizient und somit mit einem hohen Wirkungsgrad durchführen zu können.
  • Insgesamt ist erkennbar, dass die Abführleitung 34 eine von dem Elektrolyseurelement 30 ausgehende, sauerstoffführende Leitung ist, die beispielsweise direkt in eine zum TPVG hineinleitende, wenigstens anteilig oder zumindest überwiegend führende Leitung übergeht.
  • Ferner ist es denkbar, dass das Elektrolyseurelement 30 über die Kontaktelemente 37 direkt oder indirekt, beispielsweise über ein elektrisches Netz und/oder über einen zum Speichern von elektrischer Energie ausgebildeten Energiespeicher, mit dem TPVG verbunden ist. Somit kann beispielsweise die von dem TPVG bereitgestellte elektrische Energie dem Elektrolyseurelement 30 direkt, das heißt ohne Zwischenschaltung eines Energiespeichers, und/oder indirekt, das heißt über einen Energiespeicher, zugeführt werden. Bei der indirekten Zuführung der elektrischen Energie zu dem Elektrolyseurelement 30 ist es beispielsweise vorgesehen, dass der Energiespeicher zunächst mit der von dem TPVG bereitgestellten elektrischen Energie aufgeladen wird, sodass die von dem TPVG bereitgestellte elektrische Energie zunächst im Energiespeicher gespeichert wird. Die zunächst im Energiespeicher gespeicherte elektrische Energie kann dann aus dem Energiespeicher abgeführt und dem Elektrolyseurelement 30 zugeführt werden.
  • Alternativ oder zusätzlich zu der Nutzung des Kühlmediums als Heizmedium für das Elektrolyseurelement 30 ist es möglich, das von dem TPVG, insbesondere von dem Brenner 6, bereitgestellte Abgas als Heizmedium für das Elektrolyseurelement 30 zu nutzen. Hierzu wird beispielsweise das das Abgasrohr 13 durchströmende Abgas zumindest im Wesentlichen direkt dem Elektrolyseurelement 30 zugeführt, um das Elektrolyseurelement 30 mittels des Abgases, insbesondere zumindest im Wesentlichen direkt, zu erwärmen. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, wenigstens einen Wärmetauscher einzusetzen, welcher von dem Abgas und einem Heizfluid durchströmbar ist. Über den Wärmetauscher kann ein Wärmeübergang von dem Abgas an das Heizfluid erfolgen. Das Heizfluid kann dann beispielsweise dem Elektrolyseurelement 30 zugeführt werden, insbesondere das Elektrolyseurelement 30 durchströmen, sodass das Elektrolyseurelement 30 mittels des Heizfluids beheizt beziehungsweise erwärmt werden kann. Dadurch kann die Elektrolyse besonders energieeffizient durchgeführt werden.
  • Im Vergleich zu einem herkömmlichen Elektrolyseur ist es bei dem Elektrolyseur 29 möglich, den TPVG anstelle mit Luft, die Sauerstoff als Reaktionsgas nur anteilig enthält, stattdessen mit reinem Sauerstoff oder ganz überwiegend mit Sauerstoff zur Verbrennung des Brennstoffes zu betreiben, wodurch sich der energetische Wirkungsgrad und die Leistungsdichte des TPVG deutlich erhöhen, und wodurch sich der aus der Elektrolyse herrührende und nach dem Stand der Technik sonst unbenutzt verworfene Sauerstoff nutzen lässt, und wodurch sich auch die Zusammensetzung des Abgases, insbesondere hinsichtlich des darin enthaltenen Anteils an Stickoxiden, deutlich verbessern lässt. Ferner kann der TPVG die elektrische Leistungsaufnahme des Elektrolyseurelements 30 energetisch vorteilhaft reduzieren und damit ebenfalls dessen direkte Betriebskosten senken.
  • Außerdem kann der TPVG den endothermen und temperaturabhängigen Prozess der Elektrolyse im Elektrolyseurelement 30 energetisch vorteilhaft unterstützen, da durch die beschriebene Wärmezufuhr über das Heizfluid beziehungsweise Heizmedium der elektrische Leistungsbedarf weiter sinkt. Insgesamt kann durch den so verbesserten Wirkungsgrad des TPVG und durch den so reduzierten Leistungsbedarf des Elektrolyseurelements 30 eine energetisch vorteilhafte umweltfreundliche und kostenreduzierte Produktion von Wasserstoff unterstützt werden. Die zuvor beschriebenen Merkmale und Ausführungsformen können dabei beliebig kombiniert werden.
  • Insbesondere lassen sich folgende Vorteile realisieren:
    • - Bei Fahrzeugen: Entfall des konventionellen elektrischen Niedervolt-Generators, der gewichts- und kostenintensiv ist, und Entfall eines eklektrisch angetriebenen Klimakompressors, der eine hohe elektrische Leistungsaufnahme darstellt und kundenwirksame Vibrationen und Betriebsgeräusche aufweist
    • - Entfall des lauten, vibrierenden, kosten- und gewichtsintensiven Verbrennungsmotors, Entfall der Abgasnachbehandlung und Schalldämpfung des Verbrennungsmotor, insbesondere dessen Abgasstroms
    • - Realisierung eines Betriebs, insbesondere eines Dauerbetriebs, von elektrischen Betriebskomponenten und/oder der Wärme- beziehungsweise Kälteerzeugung auch während Stillstands- beziehungsweise Parkphasen, ohne laute, toxische Abgase erzeugende Standheizungen oder laufende Verbrennungskraftmaschinen in Kauf nehmen zu müssen; Vorkonditionierung des Innenraums und dabei insbesondere Kühlung oder Erwärmung des Innenraums oder sonstiger Komponenten, zum Beispiel Erwärmen eines tiefkalten Energiespeichers bis auf untere Betriebstemperaturen von beispielsweise minus 10 Grad Celsius auf plus 10 Grad Celsius
    • - Entfall des Hochvolt-Generators, der gewichts- und kostenintensiv ist, und Entfall der Geräusche verursachenden Verbrennungskraftmaschine
    • - Entfall von komplexen und kostenintensiven Brennstoffzellenmodulen inklusive ihrer Nebensysteme sowie vereinfachte Reinheitsanforderung an Wasserstoffgas
    • - Verkleinerung des herkömmlicherweise großen und kostenintensiven sowie schweren Energiespeichers und deutliche Steigerung der elektrischen Reichweite, und Entfall von langen Ladezeiten für den Energiespeicher, und Entfall der Reduktion der praktikablen elektrischen Reichweite insbesondere im Klimatisierungsbetrieb (Sommer, Entfall Leistungsaufnahme des elektrischen Klimakompressors) beziehungsweise im Heizbetrieb (Winter, Entfall der Leistungsaufnahme der elektrischen Heizung)
    • - Nutzung des sonst verworfenen Sauerstoffs, dadurch Erhöhung des energetischen Wirkungsgrads des TPVG und Reduktion der Stickoxidanteile im Abgas des TPVG, Erhöhung des energetischen Wirkungsgrads des Elektrolyseurelements 30 infolge der Wärmezufuhr (Hochtemperatur-Elektrolyseur), Erhöhung des Reaktionsdrucks im Elektrolyseurelement 30, wodurch der Wasserstoff mit einem erhöhten Druck bereitgestellt werden kann, was die Investitions- und Betriebskosten einer nachgeschalteten mechanischen Kompression zur Erzeugung von H2-Druckgas signifikant reduziert (Hochdruck-Elektrolyseur)
    • - Reduktion des Bauraumbedarfs, der Bauteilmasse und der Herstellungskosten eines TPVG durch erhöhten Sauerstoffanteil in der Luft beziehungsweise durch Verwendung von bis zu 100 Prozent Sauerstoffanteil in der Luft
    • - Reduzierung von Masse, Volumen und Kosten
    • - Infolge der Nutzung von nicht-fossilen Energieträgern wie beispielsweise Wasserstoff, synthetische Gase und/oder Methanol anstelle von fossilen Brennstoffen wie beispielsweise Ottokraftstoffen, Dieselkraftstoffen, Strommix mit nicht regeneriert erzeugten Stromanteilen, entfallen gesetzliche Vorschriften zur Begrenzung des fossilen CO2-Ausstoßes oder zum örtlichen Betrieb oder zur hohen Besteuerung, da ein CO2-freier Betrieb realisierbar ist, wodurch erhebliche Vorteile entstehen:
      • • geringe Betriebskosten, erweiterter Kundennutzen beim praktischen Fahrzeugbetrieb
      • • Entfall teurer Maßnahmen zur Begrenzung des gesetzlichen CO2-Ausstoßes oder der Abgasemissionen (insbesondere Gewichtsreduktion durch teure Leichtbaukomponenten zum Beispiel im Bereich der Karosserie, Abgasaufbereitung zum Beispiel durch geregelten Abgaskatalysator, oder Harnstoffeinspritzsysteme zur Reduktion der Stickoxide)
      • • Deutliche Erhöhung des betriebswirtschaftlichen Deckungsbeitrags beim Hersteller von Fahrzeugen insbesondere infolge des Entfalls vorgenannter Systeme
    • - Aufhebung der Zwangskopplung von elektromotorischem Antriebskonzept mit der Art der Energiespeicherung, stattdessen Entkopplung der betriebswirtschaftlich und vermarktungstechnisch relevanten Umstellung von Verbrennungskraftmaschine zu elektrischen Antriebssträngen einerseits und andererseits von den kostenintensiven und technologisch riskanten Systemen zur Speicherung und Handhabung von Strom (leistungsdichte und kostenreduzierte Energiespeicher mit hoher Nutzungsdauer und Recycelbarkeit, echtes Schnellladen von Energiespeichern)
    • - Insbesondere ist es so vorteilhafterweise möglich, einen vorteilhaften elektrischen Antriebsstrang (leise, hohe Anfangsbeschleunigung, modern) im Verbund mit heute bereits (flächendeckend) verfügbaren und schnell nachtankbaren Energieträgern wie zum Beispiel Ottokraftstoff, Dieselkraftstoff, CNG (Compressed Natural Gas), Ethanol, Methanol, unter Optimierung des dafür seitens eines Fahrzeugherstellers aufzuwendenden Investitionskapitals und des einzugehenden Vermarktungsrisikos in einem kundenwerten Elektrofahrzeug anzubieten.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Fahrzeug
    2
    Aufbau
    3
    Innenraum
    4
    Rad
    5
    Thermophotovoltaik-Generator
    6
    Brenner
    7
    Brennkammer
    8
    Zuführstutzen
    9
    Leitung
    10
    Zuführstutzen
    11
    Leitung
    12
    Abführstutzen
    13
    Abgasrohr
    14
    Wandung
    15
    Emitter
    16
    Filter
    17
    Photovoltaikzelle
    18
    Kühlkreislauf
    19
    Kühlleitung
    20
    Antriebsstrang
    21
    elektrische Maschine
    22
    Abtrieb
    23
    System
    24
    Brennstofftank
    25
    Energiespeicher
    26
    Verbrennungskraftmaschine
    27
    Abtrieb
    28
    elektrische Maschine
    29
    Elektrolyseur
    30
    Elektrolyseurelement
    31
    Elektrolyseurkammer
    32
    Zuführleitung
    33
    Abführleitung
    34
    Abführleitung
    35
    Leitung
    37
    Kontaktelement
    +
    Pol
    -
    Pol
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102008042927 A1 [0003]
    • DE 19743356 A1 [0003]
    • US 2013/0200919 A1 [0003]
    • EP 1014454 A2 [0003]

Claims (15)

  1. Fahrzeug (1), mit wenigstens einem Thermophotovoltaik-Generator (5), welcher aufweist: - wenigstens einen Brenner (6) mit zumindest einer Brennkammer (7), in welcher wenigstens ein in die Brennkammer (7) eingeleiteter Brennstoff verbrennbar ist, wodurch mittels der Brennkammer (7) Wärmestrahlung bereitstellbar ist; und - wenigstens eine mit aus der Wärmestrahlung herrührender Strahlung beaufschlagbare Photovoltaikzelle (17), mittels welcher zumindest ein Teil der Strahlung in elektrische Energie umwandelbar und die elektrische Energie bereitstellbar ist.
  2. Fahrzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) wenigstens eine elektrische Maschine (21) aufweist, mittels welcher das Fahrzeug (1) antreibbar ist, wobei die elektrische Maschine (21) mittels zumindest eines Teils der bereitgestellten elektrischen Energie betreibbar ist.
  3. Fahrzeug (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Energiespeicher (25) vorgesehen ist, mittels welchem zumindest ein Teil der bereitgestellten elektrischen Energie zu speichern ist.
  4. Fahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein zum Speichern des Brennstoffes ausgebildeter Brennstofftank (24) (24) vorgesehen ist, mittels welchem die Brennkammer (7) mit dem in dem Brennstofftank (24) gespeicherten Brennstoff versorgbar ist.
  5. Fahrzeug (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstofftank (24) als ein zum Speichern von Wasserstoff ausgebildeter Wasserstofftank ausgebildet ist, mittels welchem die Brennkammer (7) mit dem in dem Wasserstofftank gespeicherten Wasserstoff als der in die Brennkammer (7) einleitbare und in der Brennkammer (7) verbrennbare Brennstoff versorgbar ist.
  6. Fahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine mittels eines Kraftstoffes betreibbare Verbrennungskraftmaschine (26) vorgesehen ist.
  7. Fahrzeug (1) nach Anspruch 6 in dessen Rückbezug auf Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstofftank (24) als ein zum Speichern des Kraftstoffes ausgebildeter Kraftstofftank ausgebildet ist, mittels welchem: - die Brennkammer (7) mit dem in dem Kraftstofftank gespeicherten Kraftstoff als der in die Brennkammer (7) einleitbare und in der Brennkammer (7) verbrennbare Brennstoff versorgbar ist; und - die Verbrennungskraftmaschine (26) mit dem in dem Kraftstofftank gespeicherten Kraftstoff versorgbar ist.
  8. Fahrzeug (1) nach Anspruch 6 oder nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungskraftmaschine (26) zum Antreiben des Fahrzeugs (26) ausgebildet ist und/oder dass die Verbrennungskraftmaschine (26) Bestandteil eines Reichweitenverlängerers ist, welcher aufweist: - die Verbrennungskraftmaschine (26); und - wenigstens einen von der zum Antreiben des Kraftfahrzeugs (1) ausgebildeten elektrischen Maschine (21) unterschiedlichen und von der Verbrennungskraftmaschine (26) antreibbaren Generator, mittels welchem infolge des Antreibens des Generators elektrische Energie zum Betreiben der elektrischen Maschine (21) bereitstellbar ist.
  9. Fahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) als Seriell- oder Parallelhybrid ausgebildet ist.
  10. Fahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Thermophotovoltaik-Generator (5) wenigstens einen Einfüllstutzen aufweist, über welchen der Brennstoff von außerhalb des Fahrzeugs (1) direkt in den Thermophotovoltaik-Generator (5) einfüllbar ist.
  11. Fahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Thermophotovoltaik-Generator (5) wenigstens ein Abgasrohr (13) zugeordnet ist, welches von aus der Verbrennung des Brennstoffes resultierendem Abgas des Brenners (6) durchströmbar und von dem Abgas erwärmbar ist, wodurch das Abgasrohr (13) Wärme abgibt.
  12. Fahrzeug (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass - zusätzlich zu dem Thermophotovoltaik-Generator (5) wenigstens ein von dem Thermophotovoltaik-Generator (5) unterschiedlicher und mit der von dem Abgasrohr (13) abgegebenen Wärme versorgbarer thermoelektrischer Generator vorgesehen ist, mittels welchem zumindest ein Teil der von dem Abgasrohr (13) abgegebenen Wärme in elektrische Energie umwandelbar ist; und/oder - wenigstens eine mit der von dem Abgasrohr (13) abgegebenen Wärme versorgbare Sorptionsanlage vorgesehen ist; und/oder - wenigstens ein mit der von dem Abgasrohr (13) abgegebenen Wärme versorgbarer Wärmespeicher, insbesondere Latentwärmespeicher, zum Speichern zumindest eines Teils der von dem Abgasrohr (13) abgegebenen Wärme vorgesehen ist und/oder - das Abgasrohr (13) mit einem Heizsystem des Fahrzeugs gekoppelt ist, sodass mittels des Heizsystems unter Nutzung zumindest eines Teils der von dem Abgasrohr (13) abgegebenen Wärme der Innenraum des Fahrzeugs (1) beheizbar ist.
  13. Fahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoff als flüssiger oder gasförmiger Brennstoff ausgebildet ist.
  14. Fahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Thermophotovoltaik-Generator (5) ein Luftversorgungssystem zugeordnet ist, mittels welchem zum Bilden eines Brennstoff-Luft-Gemisches die Brennkammer (7) mit Luft versorgbar ist.
  15. Elektrolyseur (29) zum Durchführen einer Elektrolyse unter Abgabe von Sauerstoff, mit wenigstens einer Elektrolyseurkammer (31), in welcher die Elektrolyse durchführbar ist, und mit wenigstens einem Thermophotovoltaik-Generator (5), mittels welchem der abgegebene Sauerstoff wenigstens anteilig verbrennbar ist.
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