DE102019102878B4 - Antrieb zum Betreiben eines Nebenaggregats eines Fahrzeugs - Google Patents
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Abstract
Hybridantrieb (100) zum Betreiben wenigstens eines eine Antriebswelle (12) aufweisenden Nebenaggregats (10) eines Fahrzeugs, mit
- einem eine Abtriebswelle (22) aufweisenden Verbrennungsmotor (20),
- einem eine Antrieb-/Abtriebswelle (32) aufweisenden Elektromotor/Generator (30) und
- einer eine Eingangswelle (42) und eine Ausgangswelle (44) aufweisenden Überholkupplung (40),
wobei
- die Eingangswelle (42) der Überholkupplung (40) als Abschnitt der Abtriebswelle (22) des Verbrennungsmotors (20) ausgebildet oder mit dieser mitdrehend verbunden ist und
- die Ausgangswelle (44) der Überholkupplung (40) mittels eines ersten Lastübertragungsmittels (50) mit der Antrieb-/Abtriebswelle (32) des Elektromotors/Generators (30) und mittels eines zweiten Lastübertragungsmittels (60) mit der Antriebswelle (12) des Nebenaggregats (10) verbunden ist,
so dass das Nebenaggregat (10) zum Betrieb durch den Verbrennungsmotor (20) oder den Elektromotor (30) eingerichtet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Antriebswelle (12) des Nebenaggregats (10) eine deren Antriebseite mit der Abtriebseite verbindende Kupplung aufweist.
- einem eine Abtriebswelle (22) aufweisenden Verbrennungsmotor (20),
- einem eine Antrieb-/Abtriebswelle (32) aufweisenden Elektromotor/Generator (30) und
- einer eine Eingangswelle (42) und eine Ausgangswelle (44) aufweisenden Überholkupplung (40),
wobei
- die Eingangswelle (42) der Überholkupplung (40) als Abschnitt der Abtriebswelle (22) des Verbrennungsmotors (20) ausgebildet oder mit dieser mitdrehend verbunden ist und
- die Ausgangswelle (44) der Überholkupplung (40) mittels eines ersten Lastübertragungsmittels (50) mit der Antrieb-/Abtriebswelle (32) des Elektromotors/Generators (30) und mittels eines zweiten Lastübertragungsmittels (60) mit der Antriebswelle (12) des Nebenaggregats (10) verbunden ist,
so dass das Nebenaggregat (10) zum Betrieb durch den Verbrennungsmotor (20) oder den Elektromotor (30) eingerichtet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Antriebswelle (12) des Nebenaggregats (10) eine deren Antriebseite mit der Abtriebseite verbindende Kupplung aufweist.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Hybridantrieb zum Betreiben wenigstens eines eine Antriebswelle aufweisenden Nebenaggregats eines Fahrzeugs, sowie ein Fahrzeug und einen Panzer, jeweils mit einem solchen Hybridantrieb.
- Hybridantriebe sind beispielsweise aus der
DE 10 2014 011 328 A1 , derFR 2 977 197 A1 FR 2 923 420 A1 - Bei militärischen Fahrzeugen besteht nun das besondere Problem, dass die Funktion wenigstens einiger Nebenaggregate auch dann aufrecht erhalten bleiben soll, wenn der Antriebsmotor - beispielsweise im Hinblick auf eine besonders geringe Geräuschentwicklung des Fahrzeugs - ausgeschaltet wird.
- Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Antrieb zu schaffen, der für den Betrieb wenigstens eines Nebenaggregats auch bei ausgeschaltetem Antriebsmotor eines Fahrzeugs eingerichtet ist und sich insbesondere für die Verwendung in militärischen Fahrzeugen eignet.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Hybridantrieb mit den Merkmalen von Anspruch 1, durch das Fahrzeug mit den Merkmalen von Anspruch 10, das Fahrzeug mit den Merkmalen von Anspruch 11 sowie durch den Panzer mit den Merkmalen von Anspruch 12 gelöst. Die Unteransprüche geben jeweils vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wieder.
- Grundgedanke der Erfindung ist es, einen vom Antriebsmotor des Fahrzeugs unabhängigen Hybridantrieb bereitzustellen, der ausschließlich zum Betrieb wenigstens eines Nebenaggregats des Fahrzeugs eingerichtet und von dem zur Bewegung des Fahrzeugs eingerichteten Antriebsmotor unabhängig ist.
- Erfindungsgemäß wird also ein Hybridantrieb zum Betreiben wenigstens eines eine Antriebswelle aufweisenden Nebenaggregats eines Fahrzeugs vorgeschlagen, wobei der Hybridantrieb einen eine Abtriebswelle aufweisenden Verbrennungsmotor, einen eine Antrieb-/Abtriebswelle aufweisenden Elektromotor/Generator und eine eine Eingangswelle und eine Ausgangswelle aufweisende Überholkupplung aufweist, wobei die Eingangswelle der Überholkupplung als Abschnitt der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors ausgebildet oder mit dieser mitdrehend verbunden ist und die Ausgangswelle der Überholkupplung mittels eines ersten Lastübertragungsmittels mit der Antrieb-/Abtriebswelle des Elektromotors/Generators und mittels eines zweiten Lastübertragungsmittels mit der Antriebswelle des Nebenaggregats verbunden ist, sodass das Nebenaggregat zum Betrieb durch den Verbrennungsmotor oder den Elektromotor eingerichtet ist, wobei die Antriebswelle des Nebenaggregats eine deren Antriebseite mit der Abtriebseite verbindende Kupplung aufweist.
- Dadurch dass die Antriebswelle des Nebenaggregats eine die Antriebseite der Antriebswelle mit der Abtriebseite der Antriebswelle verbindende Kupplung aufweist, kann das Nebenaggregat durch Zugriff der Steuerung auf die Kupplung bei Bedarf zugeschaltet oder abgeschaltet werden kann. Bevorzugt ist dabei eine Ausgestaltung der Kupplung als Magnetkupplung vorgesehen.
- Der Hybridantrieb ist dabei vom Antriebsmotor des Fahrzeugs unabhängig und nimmt bevorzugt ein vom Antriebsmotor des Fahrzeugs getrennt angeordnetes Kompartiment ein.
- Bevorzugt ist das erste Lastübertragungsmittel und/oder das zweite Lastübertragungsmittel ein Zugmittel, besonders bevorzugt ein Treibriemen oder eine Kette. Speziell kann der Treibriemen als Zahnriemen ausgebildet sein. Alternativ kann das erste Lastübertragungsmittel und/oder das zweite Lastübertragungsmittel auch als Zahnradgetriebe ausgebildet sein.
- Weiter ist bevorzugt vorgesehen, dass der Elektromotor/Generator mit einer (aufladbaren) Batterie verbunden ist. Wird der Elektromotor/Generator vom Verbrennungsmotor als Generator angetrieben, wird die vom Elektromotor/Generator erzeugte Energie in der als Akkumulator ausgestalteten Batterie gespeichert. Wird der Elektromotor/Generator hingegen als Elektromotor zum Antrieb des wenigstens einen Nebenaggregats verwendet, liefert die an den Elektromotor/Generator angeschlossene Batterie die hierfür notwendige elektrische Energie. Ein besonders bevorzugt vorgesehenes Batteriemanagementsystem überwacht und regelt den Lade- und Entladevorgang der Batterie.
- Speziell ist eine Steuerung zum wechselseitigen Betrieb von Verbrennungsmotor und Elektromotor vorgesehen, die unter Berücksichtigung der Ladung der Batterie und gegebenenfalls weiterer Parameter, beispielsweise durch den Antrieb des wenigstens einen Nebenaggregats mittels des Verbrennungsmotors oder des Elektromotors/Generators produzierte Wärme oder der damit verbundenen Lautstärke, zwischen dem Antrieb durch den Verbrennungsmotor oder den Elektromotor/Generator schaltet.
- Das Nebenaggregat ist bevorzugt ein Luftkompressor, ein Klimakompressor oder eine Hydraulikpumpe. Die vorgenannten Nebenaggregate sind bevorzugt gemeinsam vorhanden, wobei deren Antriebswellen durch ein gemeinsames Zugmittel (oder gemeinsames Zahnradgetriebe) angetrieben werden.
- Schließlich ist ein Fahrzeug mit dem erfindungsgemäß ausgebildeten Hybridantrieb vorgesehen. Bei dem Fahrzeug handelt es sich bevorzugt um ein Landfahrzeug, speziell um ein Militärfahrzeug. Das Militärfahrzeug ist insbesondere als Panzer ausgestaltet.
- Des Weiteren wird ein Fahrzeug mit einem Hybridantrieb zum Betreiben wenigstens eines eine Antriebswelle aufweisenden Nebenaggregats eines Fahrzeugs beansprucht, mit einem eine Abtriebswelle aufweisenden Verbrennungsmotor, einem eine Antrieb-/Abtriebswelle aufweisenden Elektromotor/Generator und einer eine Eingangswelle und eine Ausgangswelle aufweisenden Überholkupplung, wobei die Eingangswelle der Überholkupplung als Abschnitt der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors ausgebildet oder mit dieser mitdrehend verbunden ist und die Ausgangswelle der Überholkupplung mittels eines ersten Lastübertragungsmittels mit der Antrieb-/Abtriebswelle des Elektromotors/Generators und mittels eines zweiten Lastübertragungsmittels mit der Antriebswelle des Nebenaggregats verbunden ist, so dass das Nebenaggregat zum Betrieb durch den Verbrennungsmotor oder den Elektromotor eingerichtet ist, wobei der Hybridantrieb vom Antriebsmotor des Fahrzeugs unabhängig ist.
- Schließlich wird auch ein Panzer mit einem Hybridantrieb zum Betreiben wenigstens eines eine Antriebswelle aufweisenden Nebenaggregats des Panzers vorgeschlagen, mit einem eine Abtriebswelle aufweisenden Verbrennungsmotor, einem eine Antrieb-/Abtriebswelle aufweisenden Elektromotor/Generator und einer eine Eingangswelle und eine Ausgangswelle aufweisenden Überholkupplung, wobei die Eingangswelle der Überholkupplung als Abschnitt der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors ausgebildet oder mit dieser mitdrehend verbunden ist und die Ausgangswelle der Überholkupplung mittels eines ersten Lastübertragungsmittels mit der Antrieb-/Abtriebswelle des Elektromotors/Generators und mittels eines zweiten Lastübertragungsmittels mit der Antriebswelle des Nebenaggregats verbunden ist, so dass das Nebenaggregat zum Betrieb durch den Verbrennungsmotor oder den Elektromotor eingerichtet ist.
- Die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Panzers mit dem Hybridantrieb erlaubt einen Antrieb der Nebenaggregate mit einer geringen Geräuschentwicklung, beispielsweise während Schleichfahrten durch den Elektromotor/Generator. Da aber während des (Normal-)Betriebs durch den Verbrennungsmotor nicht nur die Nebenaggregate betrieben, sondern auch der Generator zur Erzeugung elektrischer Energie angetrieben wird, ist der Panzer jederzeit für beide Betriebsarten bereit.
- Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den beigefügten Zeichnungen dargestellten, besonders bevorzugt ausgestalteten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine perspektivische Ansicht eines besonders bevorzugt ausgestalteten Hybridantriebs zum Betreiben eines Nebenaggregats eines Fahrzeugs; und -
2 eine schematische Frontalansicht des Hybridantriebs aus1 . -
1 zeigt ein besonders bevorzugt ausgestaltetes Ausführungsbeispiel eines Hybridantriebs nach der Erfindung. Insbesondere zeigt1 eine perspektivische Ansicht eines Hybridantriebs100 mit einem Verbrennungsmotor20 , einem Elektromotor/Generator30 , die mittels einer Überholkupplung40 und daran befestigter Zugmittel50 ,60 zum Antreiben einer Mehrzahl von Nebenaggregaten10 eingerichtet sind. - Zum besseren Verständnis und für eine bessere Übersichtlichkeit ist der in
1 dargestellte Hybridantrieb in2 nochmals in einer Frontalansicht dargestellt, wobei in der Darstellung von2 auf die Details des Verbrennungsmotors20 verzichtet worden ist. - In
2 ist deutlich zu erkennen, dass die Nebenaggregate10 , die als Luftkompressor10a , Klimakompressor10b und als Hydraulikpumpe10c ausgebildet sind, jeweils - wie auch der Verbrennungsmotor20 und der Elektromotor/Generator30 - über jeweils eine Welle verfügen, die als An- oder Abtrieb verwendet werden und mittels des mit der Überholkupplung40 verbundenen Systems aus Treibriemen50 ,60 miteinander zusammenwirkend verbunden sind. - Dabei ist die Abtriebswelle
22 des Verbrennungsmotors20 zugleich als Eingangswelle42 der Überholkupplung40 ausgebildet, wobei die Ausgangswelle44 der Überholkupplung40 das erste Lastübertragungsmittel50 und das zweite Lastübertragungsmittel60 antreibt, die beide als Treibriemen50 ,60 ausgestaltet sind. - So verbindet das erste Lastübertragungsmittel
50 die Ausgangswelle44 der Überholkupplung40 mit der Antrieb-/Abtriebswelle32 des Elektromotors/Generators30 und das zweite Lastübertragungsmittel60 die Ausgangswelle44 der Überholkupplung40 mit der Antriebswelle12 der Nebenaggregate10a ,10b ,10c . - Wird nun der Verbrennungsmotor
20 betrieben, treibt dieser mittels der als Eingangswelle42 der Überholkupplung40 ausgebildete Abtriebswelle22 nicht nur die Nebenaggregate10a ,10b ,10c an, sondern auch den Elektromotor/Generator30 zur Erzeugung elektrischer Energie an, die in einem mit dem Elektromotor/Generator30 verbundenen (nicht dargestellten) Energiespeicher gespeichert werden kann. - Wird der Verbrennungsmotor
20 ausgeschaltet, damit beispielsweise die von dem Fahrzeug erzeugten Geräusche auf ein Minimum reduziert werden, werden die Nebenaggregate10a ,10b ,10c allein durch den Elektromotor/Generator30 betrieben, wobei die Antriebsrichtung der Treibriemen50 ,60 vollständig erhalten bleibt. - Der gezeigte Aufbau des Hybridantriebs
100 ermöglicht somit, dass die Nebenaggregate10a ,10b ,10c wahlweise vom Verbrennungsmotor20 oder vom Elektromotor30 betrieben werden. Dabei müssen, wenn die Antriebswellen12 der Nebenaggregate10a ,10b ,10c jeweils mit einer Kupplung ausgestattet sind, nicht alle Nebenaggregate10a ,10b ,10c gleichzeitig betrieben werden. Vielmehr werden die jeweiligen Kupplungen der Nebenaggregate10a ,10b ,10c von der Steuerung derart geschaltet, dass nur diejenigen Nebenaggregate10a ,10b ,10c betrieben werden, an deren Betrieb ein momentaner Bedarf besteht. Dieses bedeutet wiederum nicht, dass sämtliche Nebenaggregate10a ,10b ,10c mit einer solchen Kupplung ausgestattet sein müssen, sondern nur diejenigen, deren Betrieb nicht jederzeit notwendig ist. Im Übrigen können alle Nebenaggregate10a ,10b ,10c außer Betrieb genommen werden, wenn der Hybridantrieb100 außer Betrieb genommen wird.
Claims (12)
- Hybridantrieb (100) zum Betreiben wenigstens eines eine Antriebswelle (12) aufweisenden Nebenaggregats (10) eines Fahrzeugs, mit - einem eine Abtriebswelle (22) aufweisenden Verbrennungsmotor (20), - einem eine Antrieb-/Abtriebswelle (32) aufweisenden Elektromotor/Generator (30) und - einer eine Eingangswelle (42) und eine Ausgangswelle (44) aufweisenden Überholkupplung (40), wobei - die Eingangswelle (42) der Überholkupplung (40) als Abschnitt der Abtriebswelle (22) des Verbrennungsmotors (20) ausgebildet oder mit dieser mitdrehend verbunden ist und - die Ausgangswelle (44) der Überholkupplung (40) mittels eines ersten Lastübertragungsmittels (50) mit der Antrieb-/Abtriebswelle (32) des Elektromotors/Generators (30) und mittels eines zweiten Lastübertragungsmittels (60) mit der Antriebswelle (12) des Nebenaggregats (10) verbunden ist, so dass das Nebenaggregat (10) zum Betrieb durch den Verbrennungsmotor (20) oder den Elektromotor (30) eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (12) des Nebenaggregats (10) eine deren Antriebseite mit der Abtriebseite verbindende Kupplung aufweist.
- Hybridantrieb (100) nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste Lastübertragungsmittel (50) und/oder das zweite Lastübertragungsmittel (60) ein Zugmittel ist. - Hybridantrieb (100) nach
Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass das Zugmittel ein Treibriemen oder eine Kette ist. - Hybridantrieb (100) nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste Lastübertragungsmittel (50) und/oder das zweite Lastübertragungsmittel (60) ein Zahnradgetriebe ist. - Hybridantrieb (100) nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung eine Magnetkupplung ist. - Hybridantrieb (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine mit dem Elektromotor/Generator (30) verbundene Batterie.
- Hybridantrieb (100) nach
Anspruch 6 , gekennzeichnet durch ein Batteriemanagementsystem. - Hybridantrieb (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuerung zum wechselseitigen Betrieb von Verbrennungsmotor (20) und Elektromotor (30).
- Hybridantrieb (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nebenaggregat (10) ein Luftkompressor (10a), ein Klimakompressor (10b) oder eine Hydraulikpumpe (10c) ist.
- Fahrzeug mit einem Hybridantrieb (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
- Fahrzeug mit einem Hybridantrieb (100) zum Betreiben wenigstens eines eine Antriebswelle (12) aufweisenden Nebenaggregats (10) eines Fahrzeugs, mit - einem eine Abtriebswelle (22) aufweisenden Verbrennungsmotor (20), - einem eine Antrieb-/Abtriebswelle (32) aufweisenden Elektromotor/Generator (30) und - einer eine Eingangswelle (42) und eine Ausgangswelle (44) aufweisenden Überholkupplung (40), wobei - die Eingangswelle (42) der Überholkupplung (40) als Abschnitt der Abtriebswelle (22) des Verbrennungsmotors (20) ausgebildet oder mit dieser mitdrehend verbunden ist und - die Ausgangswelle (44) der Überholkupplung (40) mittels eines ersten Lastübertragungsmittels (50) mit der Antrieb-/Abtriebswelle (32) des Elektromotors/Generators (30) und mittels eines zweiten Lastübertragungsmittels (60) mit der Antriebswelle (12) des Nebenaggregats (10) verbunden ist, so dass das Nebenaggregat (10) zum Betrieb durch den Verbrennungsmotor (20) oder den Elektromotor (30) eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Hybridantrieb (100) vom Antriebsmotor des Fahrzeugs unabhängig ist.
- Panzer mit einem Hybridantrieb (100) zum Betreiben wenigstens eines eine Antriebswelle (12) aufweisenden Nebenaggregats (10) des Panzers, mit - einem eine Abtriebswelle (22) aufweisenden Verbrennungsmotor (20), - einem eine Antrieb-/Abtriebswelle (32) aufweisenden Elektromotor/Generator (30) und - einer eine Eingangswelle (42) und eine Ausgangswelle (44) aufweisenden Überholkupplung (40), wobei - die Eingangswelle (42) der Überholkupplung (40) als Abschnitt der Abtriebswelle (22) des Verbrennungsmotors (20) ausgebildet oder mit dieser mitdrehend verbunden ist und - die Ausgangswelle (44) der Überholkupplung (40) mittels eines ersten Lastübertragungsmittels (50) mit der Antrieb-/Abtriebswelle (32) des Elektromotors/Generators (30) und mittels eines zweiten Lastübertragungsmittels (60) mit der Antriebswelle (12) des Nebenaggregats (10) verbunden ist, so dass das Nebenaggregat (10) zum Betrieb durch den Verbrennungsmotor (20) oder den Elektromotor (30) eingerichtet ist.
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- 2019-02-06 DE DE102019102878.7A patent/DE102019102878B4/de active Active
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