DE102019122673A1

DE102019122673A1 - Wohnwagen

Info

Publication number: DE102019122673A1
Application number: DE102019122673.2A
Authority: DE
Inventors: Ria KAISER; Ole Kasten; Mathis Wulf
Original assignee: Hymer Business Dev GmbH; Hymer Business Development GmbH
Current assignee: Hymer Business Dev GmbH; Hymer Business Development GmbH
Priority date: 2018-08-22
Filing date: 2019-08-22
Publication date: 2020-02-27
Also published as: WO2020039053A1; US20220089010A1; EP3841002A1

Abstract

Bei einem Wohnwagen mit einer Batterie und einer Achse (13) oder einer Tandemachse, ist die Batterie (9) zur Stromversorgung eines Fahrantriebs eines Zugfahrzeugs und/oder eines optionalen Fahrantriebes des Wohnwagens bei Anhängerfahrt im Straßenverkehr ausgelegt und als flache Batterie (9) unter einem Boden des Wohnwagens in einem Fahrzeugrahmen (1) angeordnet, wobei die Höhe der Batterie (9) im Wesentlichen der Höhe des Fahrzeugrahmens (1) entspricht.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wohnwagen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein Caravan oder Wohnwagen ist ein Anhänger für ein Kraftfahrzeug, in dem eine geeignete Einrichtung für das Bewohnen und den Aufenthalt von Personen verbaut ist. Ein solcher Wohnwagen wird herkömmlich ohne jeglichen eigenen Antrieb rein durch das Zugfahrzeug im Straßenverkehr als Anhänger gezogen. Im Regelfall handelt es sich dabei um einen einachsigen Anhänger bzw. einen Anhänger mit einer Tandemachse.
Als Kraftfahrzeuge kommen in zunehmendem Maße Hybridfahrzeuge zum Einsatz, deren Antrieb aus einer Kombination aus einem Verbrennungsmotor mit einem elektrischen Antrieb besteht. Dabei kann der elektrische Antrieb so eingesetzt werden, dass er zusätzlich zu dem Verbrennungsmotor wirkt und zugeschaltet ist, wenn in Beschleunigungsphasen oder bei Bergauffahrt in einer Steigung eine erhöhte Leistung erforderlich ist. Beispielsweise bezieht dabei der Elektroantrieb seine Energie aus einem elektrischen Energiespeicher, insbesondere einer Batterie, die während eines gleichmäßigen Fahrbetriebes oder beim regenerativen Bremsen aufgeladen wird.
Weiterhin gibt es zunehmend reine Elektrofahrzeuge, die ihre Energie aus einem Energiespeicher bzw. einer Batterie beziehen und über Elektromotoren angetrieben werden.
Wenn solche Fahrzeuge einen Anhänger ziehen, ergibt sich bei einem reinen Elektrofahrzeug eine merkliche Reduzierung der Reichweite und kann dies bei Hybridfahrzeugen dazu führen, dass die erforderliche zusätzliche Leistung des Elektroantrieb nicht ausreichend lange zur Verfügung steht, da die Batterie erschöpft ist.
Dies gilt in besonderem Maße für Wohnwagen, die durch Pkw gezogen werden, die nicht mit Rücksicht auf eine hohe Anhängelast von den Käufern erworben werden und mit einem Wohnwagen oft weitgehend ihre zulässige Anhängelast nutzen im Vergleich zu beispielsweise einem SUV oder Geländewagen. Darüber hinaus weisen Wohnwagen naturgemäß aufgrund ihrer hohen Bauweise einen großen Luftwiderstand auf und verursachen daher im Zugbetrieb ein merklich erhöhten Kraftstoff- bzw. Energieverbrauch des Zugfahrzeugs.
Es ist im Stand der Technik für andere Anhänger bekannt, diese mit einer Batterie oder Energieversorgungseinheit zur Erzeugung von Strom auszustatten, um das ziehende Fahrzeug mit Energie zu versorgen oder über angetriebene Räder des Anhängers zum Vortrieb beizutragen. Für den Fall von Elektrofahrzeugen werden solche Anhänger auch als Range-Extender zur Vergrößerung der Reichweite bezeichnet. Beispielsweise können bei Elektrofahrzeugen im Langstreckenbetrieb solche Anhänger die Reichweite erheblich vergrößern.
Aus der DE 41 21 386 A1 ist beispielsweise ein Energieanhänger für ein Hybridfahrzeug bekannt bei dem ein Verbrennungsmotor mit Generator auf dem Energieanhänger Strom erzeugt. Aus der DE 44 11 844 A1 ist ein Anhänger mit Batterien bekannt, die oberhalb der Anhängerachse angeordnet sind, ebenso wie aus der EP 0 040 111 A1 .
Bei Wohnwagen sind Batterien für Geräte und Vorrichtungen der Wohneinrichtung bekannt oder für Rangierantriebe, mit denen ein Wohnwagen beispielsweise auf einem Campingplatz in seine Position bewegt werden kann. Insbesondere die Größe und Kapazität dieser Batterien ist daher nicht für einen Fahrerantrieb während der Anhängerfahrt im Straßenverkehr ausgelegt.
Als Batterien für solche Anhänger können moderne Batterien eingesetzt werden, die als Hochleistungsbatterien bezeichnet werden können und bei denen in Bezug auf Gewicht und/oder Volumen gegenüber Bleibatterien eine höhere Energiedichte vorliegt. Diese ist dabei oberhalb und außerhalb der entsprechenden Werte der Bleibatterien. Neben den geringfügig leichteren Nickel-Cadmium Batterien sind dies beispielsweise Nickel-Wasserstoff-, Nickel-Eisen-, Nickel-Zink-, Nickel-Metallhydrid- und Silber-Zink- sowie Natrium-Nickelchlorid- und Natrium-Schwefel-Batterien. Am meisten eingesetzt werden Lithium-Ionenbatterien.
In Bezug auf einen Wohnwagen ist es für solche Batterien wichtig, diese günstig anzuordnen. Es soll eine Vergrößerung der Aufbauhöhe vermieden werden. Weiterhin ist es wünschenswert, dass die Anordnung in Bezug auf die Schwerpunktverteilung vorteilhaft ist, da es sich um Einachsanhänger handelt, deren Stützlast an der Kupplung sich in gewissen Grenzen bewegen muss. Schließlich ist zu berücksichtigen, dass die Batterie mit einem gewissen Schutz angeordnet sein muss, da die hohe Energiedichte der Hochleistungsbatterien bei Beschädigungen und durch diese verursachten Kurzschlüsse hohe Energiemengen freisetzen kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wohnwagen mit Batterien zur Erhöhung der Reichweite beim Ziehen des Wohnwagens insbesondere mit Hybrid- oder Elektrofahrzeugen zur Verfügung zu stellen, mit dem die zuvor genannten Nachteile vermieden werden und der eine vorteilhafte und sichere Anordnung der Batterien bietet.
Diese Aufgabe wird durch einen Wohnwagen mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einem Wohnwagen mit einer Batterie und einer Achse oder einer Tandemachse, die Batterie zur Stromversorgung eines Fahrantriebs eines Zugfahrzeugs und/oder eines optionalen Fahrantriebes des Wohnwagens bei Anhängerfahrt im Straßenverkehr ausgelegt und als flache Batterie unter einem Boden des Wohnwagens in einem Fahrzeugrahmen angeordnet ist, wobei die Höhe der Batterie im Wesentlichen der Höhe des Fahrzeugrahmens entspricht.
Der Boden des Wohnwagens entspricht dabei dem Innenraumboden, auf dem die Personen gehen. Es ergibt sich daher insgesamt ein sehr flacher und niedriger Aufbau, der gegenüber einem herkömmlichen Wohnwagen keine zusätzliche Aufbauhöhe benötigt und daher erhöht sich auch nicht der Luftwiderstand. Die Batterie ist dabei darauf ausgelegt, Strom für einen zusätzlichen Fahrantrieb zur Verfügung zu stellen. Wenn beispielsweise eine übliche Starterbatterie eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor eine Kapazität hat von maximal ca. 100 Ah und somit bei 12 V theoretisch eine Energie von maximal ca. 1,2 kWh speichern kann, so weist die Batterie des erfindungsgemäßen Wohnwagens eine erheblich höhere Energiedichte auf. Dies können beispielsweise Werte von mehr als 50 kWh sein. Über eine geeignete Kabelverbindung kann dieser Strom einem ziehenden Elektrofahrzeug zur Vergrößerung der Reichweite oder einem Hybridfahrzeug zugeführt werden, sodass letzteres längere Zeit mit kombiniertem Antrieb den Wohnwagen ziehen kann. Der Schwerpunkt des Chassis des Wohnwagens liegt tiefer und es ergibt sich eine Verbesserung des dynamischen Fahrverhaltens des Anhängers. Durch den tiefen Schwerpunkt wird vorteilhaft die dynamische Stützlastverlagerung beim Beschleunigen und vor allem beim Bremsen vermindert. Der Gesamtschwerpunkt des Wohnwagens liegt gegenüber einem herkömmlichen insgesamt sogar niedriger, da ohne die Batterie der Gesamtschwerpunkt relativ hoch ist. Die Batterie ist dabei flach ausgeführt und weist eine Bauhöhe ungefähr in der Höhe des Chassisrahmens bzw. Fahrzeugrahmens auf. Die Batterie kann ein Akkumulator sein. Es ist jedoch grundsätzlich auch denkbar, ebenso wie in allen nachfolgend geschilderten Varianten und dem Ausführungsbeispiel, dass andere elektrische Energiespeicher eingesetzt werden, wie beispielsweise Doppelschichtkondensatoren.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Batterie aufgeteilt in eine vordere Batterie und eine hintere Batterie, wobei zwischen diesen die Achse oder Tandemachse angeordnet ist.
Es ist auch eine Aufteilung in mehr als zwei Teilbatterien denkbar. Es ergeben sich kleinere Einheiten, die in der Fertigung besser zu handhaben sind.
Zwischen vorderer Batterie und hinterer Batterie kann mindestens ein Querträger und/oder mindestens ein Achselement, beispielsweise ein Torsionsrohr, angeordnet sein.
Dies ermöglicht eine gewünschte Querversteifung auf Höhe der Achse, durch die Kräfte in den Rahmen eingeleitet werden. Insbesondere ist es möglich, Achsaufhängungselemente, die sich über die gesamte Breite des Wohnwagens erstrecken, vorzusehen, wie beispielsweise ein Torsionsrohr einer Verbundlenkerachse.
Vorteilhaft sind die vordere Batterie und die hintere Batterie in Bezug auf einen Drehpunkt des Wohnwagens um seine Achse so positioniert, dass eine gewünschte Stützlast oder eine um den Drehpunkt symmetrische Gewichtsverteilung besteht.
Durch die Auftrennung in eine vordere Batterie und eine hintere Batterie, die jeweils als Akkumulator ausgeführt sind, können diese zu einem Drehpunkt des Wohnwagens neutral angeordnet werden. Es kann beispielsweise je nach Hebelarm des Schwerpunkts der Teilbatterie durch die Position und somit den Hebelarm gegenüber dem Aufstandspunkt der Räder des Wohnwagens ein neutrales oder ein gewolltes Lastmoment festgelegt werden. Dadurch ist es möglich, aufbauspezifische Ungleichgewichte auszugleichen, ohne dass zusätzlicher Ballast wie Gewichte, gefüllte Wassertanks etc. benutzt werden müssen. Es ist dabei denkbar, dass in der Fertigung des Wohnwagens abhängig vom Aufbau und sonstigen Umständen eine oder beide Batterien an einer jeweils spezifischen von mehreren möglichen Positionen montiert werden. Durch die Vermeidung von Ballastgewichten kann unnötiges Gewicht vermieden und die zulässige Zuladung maximiert werden.
In einer Weiterbildung kann der Fahrzeugrahmen aus in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden äußeren Längsträgern und einem Innenrahmen aus in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Innenträgern bestehen, wobei die Batterie zwischen den Innenträgern im Innenrahmen angeordnet ist.
Diese Anordnung schützt die Batterie durch den zusätzlichen Innenrahmen wie auch die größere seitliche Distanz. Bei einem Unfall muss die Batterie nur eine geringere Energie aufnehmen und wird weniger schnell beschädigt. Dies ist besonders vorteilhaft bei Hochleistungsbatterien, wie etwa einer Lithium-Ionenbatterie, die sehr hohe Energiedichten aufweisen, deren Freisetzung bei einem Unfall möglichst verhindert werden muss. Zwischen den äußeren Längsträgern und den Innenträgern steht Bauraum für die Montage weiterer Komponenten zur Verfügung, beispielsweise Wassertanks. Hier können auch Aggregate im Falle eines Antriebs der Räder des Wohnwagens mit Elektromotoren vorgesehen werden wie eine Leistungselektronik, Kühlkörper und Ähnliches. Auch durch diese Bauelemente ergibt sich ein zusätzlicher Schutz der weiter innen angeordneten Batterie bei einem Unfall.
Der Innenrahmen kann aus parallelen Standardprofilen, insbesondere offenen Profilen, bestehen.
Diese parallele Anordnung der Innenträger, insbesondere wenn diese aus offenen Standardprofilen gebildet werden, bietet die Möglichkeit, standardisierte Rahmen bereitzustellen. In diese kann je nach Bedarf die Batterie bzw. können die Teilbatterien variabel eingesetzt und verschraubt werden. Insbesondere kann auch hierdurch auf die Lastverteilung des Aufbaus des Wohnwagens reagiert werden und für verschiedene Modelle eine Anpassung in der Fertigung erfolgen. Es ergibt sich eine größere Gestaltungsfreiheit bei der Planung und Gestaltung des Aufbaus des Wohnwagens und der Wohneinbauten.
Vorteilhaft sind die Innenträger an ihren vorderen und hinteren Enden mit Querträgern verbunden, die zwischen den äußeren Längsträgern angeordnet sind.
Durch die Innenträger und den Innenrahmen ergibt sich eine verstärkende Wirkung und die äußeren Längsträger des Fahrzeugrahmens können leichter ausgelegt werden. Auch kann der Boden des Wohnwagens, auf dem die Personen gehen und laufen, leichter ausgelegt werden, da sich nur kürzere freitragende Längen ergeben.
Es können vor und/oder hinter der Batterie oder Batterieteilen einer oder mehrere Querträger angeordnet sein.
Indem bei jeder Teilbatterie an deren Vorderseite und Hinterseite ein Querträger vorgesehen wird, kann eine Aufhängung der Batterie erreicht werden. In dieser alternativen Ausführungsform ist kein Innenträger erforderlich und wird die Batterie allein an den Querträgern gehalten und montiert. Diese Querträger können beispielsweise an den äußeren Längsträgern eines Fahrzeugrahmens direkt befestigt werden.
Die Batterie kann eine Hochleistungsbatterie sein, insbesondere ein Lithium-Ionenakkumulator.
In einer weiteren Ausgestaltung können die Räder des Wohnwagens elektrische Antriebsmotoren aufweisen, die aus der Batterie mit Strom versorgt werden können.
Dies ergibt einen vereinfachten Aufbau gegenüber einer Übertragung der Stromleistung auf ein ziehendes Elektrofahrzeug in dem der Wohnwagenanhänger praktisch keinen oder nur ein stark verringerten Schleppwiderstand hat, kann die Reichweite erhöht werden.
Es ist denkbar, die zuvor beschriebenen Merkmale bei einem Wohnwagen auch ganz allgemein jeweils bei einem Anhänger einzusetzen. Insbesondere können die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale für einen Wohnanhänger bei jedem einzelnen der Ansprüche und unabhängig von den Merkmalen anderer Unteransprüche auch für einen Anhänger allgemein vorgesehen werden. Dabei ist die Batterie unter einem Boden des Anhängers, insbesondere beispielsweise einem Laderaumboden vorzusehen.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in der schematischen Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierbei zeigt die Figur einen Fahrzeugrahmen 1 eines erfindungsgemäßen Wohnwagens mit den Rädern 2 und einem Kupplungskopf 3 sowie einem Stützrad 4. Der Fahrzeugrahmen 1 weist außenliegende Längsträger 5 auf, zwischen denen Innenträger 6 angeordnet sind, die an ihren Enden mit Querträgern 7 mit den außen liegenden Längsträgern 5 verbunden sind und einen Innenrahmen 8 bilden. Innerhalb der Innenträger 6 ist eine Batterie 9 angeordnet, die in eine vordere Batterie 10 und eine hintere Batterie 11 aufgeteilt ist, zwischen denen ein Querträger 12 als Achse 13 angeordnet ist.
Hier nicht dargestellt liegt auf dem Fahrzeugrahmen 1 direkt ein Boden des Wohnwagens auf. Vorteilhaft wird durch die tief liegende Batterie 9 der Schwerpunkt nach unten verschoben. Durch die genaue Position in Bezug auf die Achse 13 der vorderen Batterie 10 und der hinteren Batterie 11 kann beispielsweise eine Stützlast an dem Kupplungskopf 3 bei unbeladenem Wohnwagen festgelegt werden. Bei einem Unfall schützen die außenliegenden Längsträger 5 und deren Distanz zu den Innenträgern 6 die Batterie 9 vor schneller und starker Beschädigung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 4121386 A1 [0008]
DE 4411844 A1 [0008]
EP 0040111 A1 [0008]

Claims

Wohnwagen mit einer Batterie und einer Achse (13) oder einer Tandemachse, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie (9) zur Stromversorgung eines Fahrantriebs eines Zugfahrzeugs und/oder eines optionalen Fahrantriebes des Wohnwagens bei Anhängerfahrt im Straßenverkehr ausgelegt und als flache Batterie (9) unter einem Boden des Wohnwagens in einem Fahrzeugrahmen (1) angeordnet ist, wobei die Höhe der Batterie (9) im Wesentlichen der Höhe des Fahrzeugrahmens (1) entspricht.
Wohnwagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie (9) aufgeteilt ist in eine vordere Batterie (10) und eine hintere Batterie(11), wobei zwischen diesen die Achse (13) oder Tandemachse angeordnet ist.
Wohnwagen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen vorderer Batterie (10) und hinterer Batterie (11) mindestens ein Querträger (12) und/oder mindestens ein Achselement, beispielsweise ein Torsionsrohr, angeordnet ist.
Wohnwagen nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die vordere Batterie (10) und die hintere Batterie (11) in Bezug auf einen Drehpunkt des Wohnwagens um seine Achse (13) so positioniert sind, dass eine gewünschte Stützlast oder eine um den Drehpunkt symmetrische Gewichtsverteilung besteht.
Wohnwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrzeugrahmen (1) aus in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden äußeren Längsträgern (5) und einem Innenrahmen (8) aus in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Innenträgern (6) besteht, wobei die Batterie (9) zwischen den Innenträgern (6) im Innenrahmen (6) angeordnet ist.
Wohnwagen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenrahmen (8) aus parallelen Standardprofilen, insbesondere offenen Profilen, besteht.
Wohnwagen nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenträger (6) an ihren vorderen und hinteren Enden mit Querträgern (7) verbunden sind, die zwischen den äußeren Längsträgern (5) angeordnet sind.
Wohnwagen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor und/oder hinter der Batterie (9) oder Batterieteilen (10,11) einer oder mehrere Querträger angeordnet sind.
Wohnwagen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie (9) eine Hochleistungsbatterie ist, insbesondere ein Lithium-Ionenakkumulator.
Wohnwagen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Räder (2) des Wohnwagens elektrische Antriebsmotoren aufweisen, die aus der Batterie mit Strom versorgt werden können.