DE102019129743B4 - Flow wheel device for an electric vehicle, and electric vehicle with flow wheel device - Google Patents
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Abstract
Strömungsradvorrichtung (2, 2', 3) für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Elektrofahrzeug (1), mit einem elektrischen Energiespeicher, aufweisend ein Gehäuse (5), mindestens ein Strömungsrad (6, 6'), mindestens einen elektrischen Generator (14) und eine Lagereinheit (18),wobei das Strömungsrad (6, 6') sternförmig angeordnete Arme (9) mit Schaufelelementen (10) umfasst und um eine Drehachse (8) drehbar in der Lagereinheit (18) in dem Gehäuse (5) angeordnet ist,wobei die Strömungsradvorrichtung (2, 2', 3) eine Strömungsleiteinrichtung (15) aufweist,wobei das Strömungsrad (6) derart in dem Gehäuse (5) angeordnet ist, dass sich ein Kreissegment eines durch die Arme (9) und Schaufelelemente (10) gebildeten Kreises durch eine Längsöffnung (5a) des Gehäuses (5) in die Strömungsleiteinrichtung (15) erstreckt,dadurch gekennzeichnet, dassdie Längsöffnung (5a) des Gehäuses (5) eine Schräge (24) an einer Einlaufseite aufweist, wobei die Schräge (24) von einem Ende einer unteren Kante der Längsöffnung (5a) in einem vorher festgelegten Winkel, beispielsweise im Bereich von etwa 10° bis 40°, nach oben bis an eine obere Kante der Längsöffnung (5a) verläuft, wobei die Längsöffnung (5a) des Gehäuses (5) an einer Auslaufseite einen Pfeilabschnitt (25) aufweist, dessen Spitze zu der anderen Seite der Längsöffnung (5a) weist, undwobei an der Längsöffnung (5a) in einem Abstand zu der Längsöffnung (5a) ein Leitelement (23) in Form eines flachen Streifens mit einem zugespitzten freien Ende angebracht ist, wobei das zugespitzte Ende nach unten weist und sich parallel zu einer Drehachse (8, 8') des Strömungsrades (6, 6') erstreckt.Flow wheel device (2, 2', 3) for a vehicle, in particular for an electric vehicle (1), with an electrical energy storage device, comprising a housing (5), at least one flow wheel (6, 6'), at least one electrical generator (14) and a bearing unit (18), wherein the flow wheel (6, 6') comprises arms (9) arranged in a star shape with blade elements (10) and is arranged in the bearing unit (18) in the housing (5) so as to be rotatable about an axis of rotation (8), wherein the flow wheel device (2, 2', 3) has a flow guide device (15), wherein the flow wheel (6) is arranged in the housing (5) in such a way that a circular segment of a circle formed by the arms (9) and blade elements (10) extends through a longitudinal opening (5a) of the housing (5) into the flow guide device (15), characterized in that the longitudinal opening (5a) of the housing (5) has a slope (24) on an inlet side, wherein the slope (24) runs from one end of a lower edge of the longitudinal opening (5a) at a predetermined angle, for example in the range of approximately 10° to 40°, upwards to an upper edge of the longitudinal opening (5a), wherein the longitudinal opening (5a) of the housing (5) has an arrow section (25) on an outlet side, the tip of which points towards the other side of the longitudinal opening (5a), and wherein a guide element (23) in the form of a flat strip with a pointed free end is attached to the longitudinal opening (5a) at a distance from the longitudinal opening (5a), wherein the pointed end points downwards and extends parallel to a rotation axis (8, 8') of the flow wheel (6, 6').
Description
Die Erfindung betrifft eine Strömungsradvorrichtung für ein Elektrofahrzeug. Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Elektrofahrzeug mit Strömungsradvorrichtung.The invention relates to a flow wheel device for an electric vehicle. The invention also relates to an electric vehicle with a flow wheel device.
Elektrofahrzeuge mit Elektromotoren, die aus elektrischen Energiespeichern ihre Energie beziehen, sind in ihren Reichweiten (noch) begrenzt. Um eine Reichweite zu erhöhen, gibt es unterschiedliche Lösungen, wie z.B. einen zusätzlichen kleinen Verbrennungsmotor, der einen Generator zur Bereitstellung von Ladeleistung für den elektrischen Energiespeicher antreibt. Weiterhin sind beispielsweise Ausführungen mit Brennstoffzellen bekannt.Electric vehicles with electric motors that draw their energy from electrical energy storage units are (still) limited in their range. There are various solutions to increase the range, such as an additional small combustion engine that drives a generator to provide charging power for the electrical energy storage unit. Versions with fuel cells are also known, for example.
Es besteht ein ständig ansteigender Bedarf, die Reichweiten von Elektrofahrzeugen zu vergrößern.There is an ever-increasing need to extend the ranges of electric vehicles.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Strömungsradvorrichtung für ein Elektrofahrzeug zu verbessern, wobei eine Nutzung der Luftströmungen am bewegten Fahrzeug zur Umwandlung in elektrische Energie erhöht werden kann.Therefore, it is the object of the present invention to improve a flow wheel device for an electric vehicle, whereby the use of the air flows on the moving vehicle for conversion into electrical energy can be increased.
Die Aufgabe wird durch eine Strömungsradvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.The object is achieved by a flow wheel device having the features of
Die Aufgabe wird auch durch ein Elektrofahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 18 gelöst.The object is also achieved by an electric vehicle having the features of
Eine erfindungsgemäße Strömungsradvorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Elektrofahrzeug, mit einem elektrischen Energiespeicher weist ein Gehäuse, mindestens ein Strömungsrad, mindestens einen elektrischen Generator und eine Lagereinheit auf. Das Strömungsrad umfasst sternförmig angeordnete Arme mit Schaufelelementen und ist um eine Drehachse drehbar in der Lagereinheit in dem Gehäuse angeordnet.A flow wheel device according to the invention for a vehicle, in particular for an electric vehicle, with an electrical energy storage device has a housing, at least one flow wheel, at least one electrical generator and a bearing unit. The flow wheel comprises star-shaped arms with blade elements and is arranged in the bearing unit in the housing so as to be rotatable about an axis of rotation.
Ein besonderer Vorteil besteht darin, dass die Strömungsradvorrichtung mit dem Gehäuse eine einbaufertige Baueinheit bildet.A particular advantage is that the flow wheel device forms a ready-to-install unit with the housing.
Ein erfindungsgemäßes Elektrofahrzeug mit mindestens einem elektrischen Energiespeicher und mindestens einer Strömungsradvorrichtung ist mit der erfindungsgemäßen oben beschriebenen Strömungsradvorrichtung ausgerüstet.An electric vehicle according to the invention with at least one electrical energy storage device and at least one flow wheel device is equipped with the flow wheel device according to the invention described above.
Damit ist ein Elektrofahrzeug bereitgestellt, dessen elektrischer Energiespeicher durch die Strömungsradvorrichtung während der Fahrt des Elektrofahrzeugs nachgeladen werden kann. Eine Reichweite wird somit vorteilhaft verlängert.This provides an electric vehicle whose electrical energy storage device can be recharged by the flow wheel device while the electric vehicle is driving. The range is thus advantageously extended.
In einer Ausführung sind die Arme des Strömungsrades jeweils mit einem Ende zentral an einer Scheibe befestigt und erstrecken sich radial nach außen, wobei an dem jeweiligen anderen Ende eines jeden Arms mindestens ein Schaufelelement angebracht ist. Damit ergibt sich ein vorteilhafter modulartiger Aufbau, der an unterschiedliche Einbaupositionen in einem Fahrzeug einfach angepasst werden kann.In one embodiment, the arms of the flow wheel are each attached centrally to a disk at one end and extend radially outwards, with at least one blade element attached to the other end of each arm. This results in an advantageous modular structure that can be easily adapted to different installation positions in a vehicle.
Das Schaufelelement kann in einer Ausführung eine Rotationsgeometrie, z.B. Paraboloid, Hyperboloid, und/oder Halbkugel, mit einer Achse aufweisen. So kann das Schaufelelement auch ellipsenförmig ausgebildet sein. Das ist vorteilhaft, da sich derartige Formen z.B. aus metallischen Werkstoffen in einfacher Weise als Formteil herstellen lassen. Für nichtmetallische Werkstoffe oder Verbundwerkstoffe sich diese Teile ebenfalls einfach z.B. als Spritzgussteile herstellbar.In one embodiment, the blade element can have a rotational geometry, e.g. paraboloid, hyperboloid, and/or hemisphere, with an axis. The blade element can also be elliptical. This is advantageous because such shapes can be easily manufactured as molded parts, e.g. from metallic materials. For non-metallic materials or composite materials, these parts can also be easily manufactured, e.g. as injection molded parts.
Es ist vorteilhaft, wenn das Schaufelelement an dem anderen Ende des Arms mit einem Befestigungselement angebracht ist, da auf diese Weise nicht nur eine einfache Montage sondern auch eine Anpassung an unterschiedliche Einsatzfälle mit verschiedenen Formen und/oder Größen von Schaufelelementen ermöglicht wird.It is advantageous if the blade element is attached to the other end of the arm with a fastening element, as this not only enables easy assembly but also adaptation to different applications with different shapes and/or sizes of blade elements.
In einer weiteren Ausführung kann das Befestigungselement eine Schraube mit einem als Gewicht ausgebildeten Kopf sein. So kann eine einfache Auswuchtung des Strömungsrades vereinfacht werden.In another embodiment, the fastening element can be a screw with a head designed as a weight. This makes it easier to balance the flow wheel.
In einer alternativen Ausführung kann das Schaufelelement als Flügelprofil ausgebildet sein. Ein Flügelprofil kann für bestimmte Strömungsformen ausgebildet sein und somit nicht nur den Einsatzbereich vorteilhaft erweitern sondern auch einen Wirkungsgrad des Strömungsrades.In an alternative embodiment, the blade element can be designed as a wing profile. A wing profile can be designed for certain flow patterns and thus not only advantageously expand the application area but also increase the efficiency of the flow wheel.
In einer noch weiteren Ausführung weist die Strömungsradvorrichtung eine Strömungsleiteinrichtung auf. Ein besonderer Vorteil besteht hierbei darin, dass die durch eine Fahrbewegung des zugeordneten Fahrzeugs auftretende Luftströmung zielgerichtet auf das Strömungsrad, insbesondere auf die Schaufelelemente, geleitet wird. Die Strömungsleiteinrichtung kann so ausgebildet sein, dass Verluste an Strömungsenergie z.B. durch Verwirbelung der Luftströmung weitgehend verhindert werden können.In yet another embodiment, the flow wheel device has a flow guide device. A particular advantage here is that the air flow occurring due to a driving movement of the associated vehicle is directed in a targeted manner onto the flow wheel, in particular onto the blade elements. The flow guide device can be designed in such a way that losses of flow energy, e.g. due to turbulence in the air flow, can be largely prevented.
Eine erfindungsgemäß besonders vorteilhafte kompakte Bauweise ergibt sich, wenn das Strömungsrad derart in dem Gehäuse angeordnet ist, dass sich ein Kreissegment eines durch die Arme und Schaufelelemente gebildeten Kreises durch eine Längsöffnung des Gehäuses in die Strömungsleiteinrichtung erstreckt.A particularly advantageous compact design according to the invention results when the flow wheel is arranged in the housing in such a way that a circular segment of a circle formed by the arms and blade elements extends through a longitudinal opening of the housing into the flow guide device.
In einer noch weiteren erfindungsgemäßen Ausführung weist die Strömungsleiteinrichtung mindestens eine steuerbare Klappe auf. Dies ist vorteilhaft, wenn die Strömungsradvorrichtung mit einer Steuereinrichtung versehen ist, welche die Ausrichtung und Menge der Luftströmung beeinflussen kann, wozu eine steuerbare Klappe geeignet sein kann.In yet another embodiment of the invention, the flow guide device has at least one controllable flap. This is advantageous if the flow wheel device is provided with a control device which can influence the direction and quantity of the air flow, for which a controllable flap can be suitable.
Ein weiterer besonderer Vorteil für eine kompakte und gewichtsarme Bauform besteht darin, dass der mindestens eine elektrische Generator ein Nabengenerator ist. Another special advantage for a compact and lightweight design is that at least one electrical generator is a hub generator.
In einer alternativen Ausführung kann der mindestens eine elektrische Generator ein Scheibengenerator sein, der ebenfalls Vorteile in Montage und Bauraum bietet.In an alternative embodiment, the at least one electrical generator can be a disk generator, which also offers advantages in assembly and installation space.
Eine weitere Ausführung sieht vor, dass die Strömungsradvorrichtung eine Steuereinrichtung aufweist, welche dazu ausgebildet ist, die von dem Generator gelieferte elektrische Leistung an den elektrischen Speicher des zuzuordnenden Elektrofahrzeugs anzupassen und diesem entsprechend zur Verfügung zu stellen. Diese Steuereinrichtung kann Bestandteil der Baueinheit der Strömungsradvorrichtung oder zusätzlich angeordnet sein. Es ist auch denkbar, dass eine solche Steuereinrichtung Bestandteil eines Lademanagements/einer Ladesteuerung des elektrischen Energiespeichers des zuzuordnenden Elektrofahrzeugs ist.A further embodiment provides that the flow wheel device has a control device which is designed to adapt the electrical power supplied by the generator to the electrical storage of the associated electric vehicle and to This control device can be part of the structural unit of the flow wheel device or can be arranged additionally. It is also conceivable that such a control device is part of a charging management/charging control of the electrical energy storage device of the associated electric vehicle.
Es ist vorteilhaft, wenn die Steuereinrichtung die Strömungsradvorrichtung über einen Steuerausgang derart beeinflusst, dass ein Luftstrom in der Strömungsleiteinrichtung mittels mindestens einer Klappe verändert wird.It is advantageous if the control device influences the flow wheel device via a control output in such a way that an air flow in the flow guide device is changed by means of at least one flap.
Für eine vorteilhaft flache Bauweise kann die mindestens eine Strömungsradvorrichtung als eine horizontale Strömungsradvorrichtung ausgebildet sein, um beispielsweise in einem Dachbereich oder/und in einem Unterbodenbereiche eines zuzuordnenden Fahrzeugs platzsparend angeordnet zu werden.For an advantageously flat design, the at least one flow wheel device can be designed as a horizontal flow wheel device in order to be arranged in a space-saving manner, for example, in a roof area and/or in an underbody area of an associated vehicle.
Wenn die mindestens eine Strömungsradvorrichtung als eine vertikale Strömungsradvorrichtung ausgebildet ist, kann eine vorteilhafte Erweiterung der Möglichkeiten zum Einbau in ein Fahrzeug erreicht werden.If the at least one flow wheel device is designed as a vertical flow wheel device, an advantageous extension of the possibilities for installation in a vehicle can be achieved.
Es ist aber auch denkbar, dass andere Bauweisen und Einbaulagen außer einer horizontalen oder einer vertikalen Ausführung möglich sein können.However, it is also conceivable that other designs and installation positions besides a horizontal or vertical design may be possible.
In erfindungsgemäßer Ausführung weist die Längsöffnung des Gehäuses eine Schräge an einer Einlaufseite auf, wobei die Schräge von einem Ende einer unteren Kante der Längsöffnung in einem vorher festgelegten Winkel, beispielsweise im Bereich von etwa 10° bis 40°, nach oben bis an eine obere Kante der Längsöffnung verläuft. Dies ist vorteilhaft, da so die Anströmung auf die Schaufelelemente konzentriert werden kann, d.h. ein Wirkungsgrad kann erhöht werden.In the embodiment according to the invention, the longitudinal opening of the housing has a slope on an inlet side, wherein the slope runs from one end of a lower edge of the longitudinal opening at a predetermined angle, for example in the range of approximately 10° to 40°, upwards to an upper edge of the longitudinal opening. This is advantageous because the flow can be concentrated on the blade elements, i.e. efficiency can be increased.
Erfindungsgemäß wird eine vorteilhafte Verbesserung der Anströmung der Schaufelelemente dadurch erreicht, dass die Längsöffnung des Gehäuses an einer Auslaufseite einen Pfeilabschnitt aufweist, dessen Spitze zu der anderen Seite der Längsöffnung weist.According to the invention, an advantageous improvement in the flow of the blade elements is achieved in that the longitudinal opening of the housing has an arrow section on one outlet side, the tip of which points towards the other side of the longitudinal opening.
In weiterer erfindungsgemäßer Ausführung ist an der Längsöffnung in einem Abstand zu der Längsöffnung ein Leitelement in Form eines flachen Streifens mit einem zugespitzten freien Ende angebracht, wobei das zugespitzte Ende nach unten weist und sich parallel zu einer Drehachse des Strömungsrades erstreckt. Damit kann eine weitere vorteilhafte Verbesserung der Anströmung der Schaufelelemente erzielt werden.In a further embodiment according to the invention, a guide element in the form of a flat strip with a tapered free end is attached to the longitudinal opening at a distance from the longitudinal opening, the tapered end pointing downwards and extending parallel to an axis of rotation of the flow wheel. This allows a further advantageous improvement in the flow to the blade elements to be achieved.
Eine andere Ausführung sieht vor, dass das Gehäuse mit der Strömungsradvorrichtung um eine Schwenkachse, die parallel zu einer Mittelachse eines zugeordneten Fahrzeugs verläuft, verschwenkbar ist. Hieraus ergibt sich der Vorteil einer verbesserten Anströmung der Schaufelelemente.Another embodiment provides that the housing with the flow wheel device can be pivoted about a pivot axis that runs parallel to a center axis of an associated vehicle. This results in the advantage of improved flow to the blade elements.
Wenn die mindestens eine Strömungsradvorrichtung auf einer Schwenkplatte angeordnet ist, welche um eine Längsachse, die parallel zu einer Mittelachse eines zugeordneten Fahrzeugs verläuft, verschwenkbar ist, kann die Anströmung in Fahrtrichtung des zugeordneten Fahrzeugs vorteilhaft verbessert ausgenutzt werden. Dazu kann die Schwenkplatte von der Steuereinrichtung, z.B. in Abhängigkeit von Parametern der Anströmung, vorteilhaft verstellt werden.If the at least one flow wheel device is arranged on a swivel plate which can be swiveled about a longitudinal axis which runs parallel to a central axis of an associated vehicle, the flow in the direction of travel of the associated vehicle can be advantageously used more effectively. For this purpose, the swivel plate can be advantageously adjusted by the control device, e.g. depending on parameters of the flow.
Eine noch weitere Ausführung sieht vor, dass mindestens eine Strömungsradvorrichtung auf einer Grundplatte angeordnet ist, welche um eine vertikale Drehachse verdrehbar ist. Dies ist vorteilhaft, denn so kann die Strömungsradvorrichtung auch durch Luftströmungen betrieben werden, die nicht in Fahrtrichtung des zugeordneten Fahrzeugs verlaufen, z.B. Seitenwind bei nicht bewegtem Fahrzeug, wenn die Grundplatte von der Steuereinrichtung, z.B. in Abhängigkeit von der Richtung der Luftströmungen, verdreht wird.A further embodiment provides that at least one flow wheel device is arranged on a base plate which can be rotated about a vertical axis of rotation. This is advantageous because the flow wheel device can also be operated by air currents which do not run in the direction of travel of the associated vehicle, e.g. crosswind when the vehicle is not moving, if the base plate is rotated by the control device, e.g. depending on the direction of the air currents.
In einer anderen Ausführung ist mindestens ein Leitelement als länglicher Steg in einer Strömungsleiteinrichtung angeordnet, wobei sich das Leitelement in einer Mittelachse der Strömungsleiteinrichtung erstreckt. Damit kann eine vorteilhafte Trennung von Strömungen erfolgen, wobei eine Vermischung der Strömungen verhindert werden kann.In another embodiment, at least one guide element is arranged as an elongated web in a flow guide device, wherein the guide element extends in a central axis of the flow guide device. This allows advantageous separation of flows, whereby mixing of the flows can be prevented.
Wenn mindestens ein verschwenkbares Leitelement in einer Strömungsleiteinrichtung angeordnet, kann dieses mittels der Steuereinrichtung in Abhängigkeit von Parametern der Luftströmung und des zugehörigen Strömungsrades für eine vorteilhafte Optimierung der Anströmung der Schaufelelemente des Strömungsrades eingestellt werden.If at least one pivotable guide element is arranged in a flow guide device, this can be adjusted by means of the control device depending on parameters of the air flow and the associated flow wheel for an advantageous optimization of the flow to the blade elements of the flow wheel.
In einer Ausführung des Elektrofahrzeugs kann die Strömungsleiteinrichtung mindestens eine Auslassöffnung aufweisen. Der Vorteil hierbei ist, dass keine Stauung von Luftströmungen in den Strömungsleiteinrichtungen auftritt bzw. Stauungen verringert werden können.In one embodiment of the electric vehicle, the flow guide device can have at least one outlet opening. The advantage of this is that no congestion of air flows occurs in the flow guide devices or congestion can be reduced.
Die Erfindung wird nun anhand einer beispielhaften Ausführung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen:
-
1 eine schematische Seitenansicht eines Elektrofahrzeugs mit erfindungsgemäßen Strömungsradvorrichtungen; -
2 eine schematische Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Strömungsradvorrichtung; -
3 eine schematische Perspektivansicht eines beispielhaften Schaufelelementes; -
4-5a schematische Draufsichten vonerfindungsgemäßen Strömungsradvorrichtungen nach 2 ; -
6 eine schematische Seitenansicht einer weiteren Variante desAusführungsbeispiels nach 2 ; -
7-9 schematische Perspektivansichten einer Variante der erfindungsgemäßen Strömungsradvorrichtung mit einem Gehäuse; -
10-11 schematische Perspektivansichten eines weiteren Elektrofahrzeugs; -
12-13 schematische Perspektivansichten einer Variante der Strömungsradvorrichtung nach5a ; -
14-15 schematische Perspektivansichten einer Unterseite des Elektrofahrzeugs nach10-11 ; -
16-18 weitere schematische Ansichten des Elektrofahrzeugs nach10-11 ; -
19 eine schematische Ansicht einer Variante desSchaufelelementes nach 3 ; und -
20 eine schematische Perspektivansicht von Leitelementen.
-
1 a schematic side view of an electric vehicle with flow wheel devices according to the invention; -
2 a schematic plan view of an embodiment of a flow wheel device according to the invention; -
3 a schematic perspective view of an exemplary blade element; -
4-5a schematic plan views of flow wheel devices according to theinvention 2 ; -
6 a schematic side view of a further variant of the embodiment according to2 ; -
7-9 schematic perspective views of a variant of the flow wheel device according to the invention with a housing; -
10-11 schematic perspective views of another electric vehicle; -
12-13 schematic perspective views of a variant of the flow wheel device according to5a ; -
14-15 schematic perspective views of a bottom of the electric vehicle according to10-11 ; -
16-18 further schematic views of the electric vehicle after10-11 ; -
19 a schematic view of a variant of the blade element according to3 ; and -
20 a schematic perspective view of guiding elements.
In
Koordinaten x, y, z dienen zur Orientierung. Die x-Koordinate zeigt in Fahrtrichtung des Elektrofahrzeugs 1. Die y-Koordinate verläuft in der Breite des Fahrzeugs, und die z-Koordinate liegt in der Vertikalen.Coordinates x, y, z are used for orientation. The x-coordinate points in the direction of travel of the
Die Anordnung und auch die Anzahl der Strömungsradvorrichtungen 2, 3 ist nur beispielhaft dargestellt. So ist eine horizontale Strömungsradvorrichtung 2 im Dachbereich, eine weitere im Frontbereich und eine an der Unterseite des Elektrofahrzeugs 1 angeordnet. Vertikale Strömungsradvorrichtungen 3 sind im Bereich der Räder des Elektrofahrzeugs angedeutet.The arrangement and the number of
Unter dem Begriff „horizontale“ Strömungsradvorrichtung 2 ist zu verstehen, dass die Strömungsradvorrichtung 2 in einer horizontalen Ebene liegt, wohingegen die „vertikale“ Strömungsradvorrichtung 3 in einer Vertikalebene liegt. Es sind natürlich auch andere Zwischenpositionen denkbar.The term "horizontal"
Das Elektrofahrzeug 1 ist mit mindestens einem elektrischen Energiespeicher und mit mindestens einem elektrischen Antrieb versehen. Energiespeicher und Antrieb sind nicht gezeigt, aber leicht vorstellbar.The
Die Strömungsradvorrichtungen 2, 3 wandeln jeweils Energie von Luftströmungen 4 während der Fahrbewegung des Elektrofahrzeugs 1 in Fahrtrichtung in Richtung der x-Achse in elektrische Energie um, die dem elektrischen Energiespeicher des Elektrofahrzeugs 1 als Ladeenergie zur Verfügung gestellt wird.The
In
Die Strömungsradvorrichtung 2 umfasst ein Gehäuse 5, ein Strömungsrad 6, einen elektrischen Generator 14, eine Strömungsleiteinrichtung 15 und eine Lagereinheit 18 (siehe
Die Luftströmung 4 bewirkt eine Drehbewegung des Strömungsrades 6 um eine Drehachse 8. Die Drehbewegung des Strömungsrades 6 wird auf den Generator 14 übertragen. Auf diese Weise wandelt der Generator 14 Strömungsenergie der Luftströmung 4 in elektrische Energie um, welche in dem elektrischen Speicher des Elektrofahrzeugs 1 gespeichert wird.The
In dem gezeigten Beispiel ist die Strömungsradvorrichtung 2 in einer horizontalen x-y-Ebene angeordnet, wobei eine Drehachse 8 des Strömungsrades 6 hier in der z-Achse liegt.In the example shown, the
Das Gehäuse 5 umgibt das Strömungsrad 6, das in dem Gehäuse 5 in mindestens einer Lagereinheit 18 (siehe
Das Strömungsrad 6 umfasst sternförmig angeordnete Arme 9 mit Schaufelelementen 10. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Arme 9 zentral an einer Scheibe 7 bzw. einer Nabe oder einem Nabenelement befestigt.The
Die Scheibe 7 ist zentral koaxial zu der Drehachse 8 drehbar, z.B. in Verbindung mit einer nicht gezeigten Lagerwelle der Lagereinheit 18, angeordnet.The
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Strömungsrad 6 sechzehn Arme 9 auf. Jeder Arm 9 ist mit einem ersten Ende, das auch als Innenende bezeichnet wird, zentral an der Scheibe 7 befestigt und erstreckt sich radial nach außen. An dem jeweiligen anderen Ende eines jeden Arms 9 ist ein Schaufelelement 10 angebracht. Das Schaufelelement 10 ist hier mit einem Befestigungselement 11 an dem Arm 9 fixiert.In the embodiment shown, the
Das Strömungsrad 6 ist derart in dem Gehäuse 5 angeordnet, dass sich ein Kreissegment eines durch die Arme 9 und Schaufelelemente 10 gebildeten Kreises durch die Längsöffnung 5a des Gehäuses 5 in die Strömungsleiteinrichtung 15 erstreckt.The
Die Strömungsleiteinrichtung 15 weist einen Einlass 16, 16a, einen Mittelabschnitt 15a und einen Auslass 17, 17a auf. Teile des Einlasses 16a und des Auslasses 17a sind hier Abschnitte des Gehäuses 5. Auch ein Abschnitt der Seite des Gehäuses 5, in welcher die Längsöffnung 5a eingebracht ist, kann ein Teil bzw. Abschnitt des Mittelabschnitts 15a der Strömungsleiteinrichtung 15 sein. Es ist auch möglich, dass die Strömungsleiteinrichtung 15 und das Gehäuse 5 einstückig ausgebildet sind. Die Strömungsleiteinrichtung 15 kann an dem Gehäuse 5 anbracht sein.The
Die bei Bewegung des Elektrofahrzeugs 1 in x-Richtung auftretende Luftströmung 4 wird durch den Einlass 16, 16a, der eine sich nach innen verengende Trichterform hat und eine Düse bildet, aufgefangen, komprimiert und in einen auf die Schaufelelemente 10 Luftströmungsabschnitt 4a ausgerichtet. Diese Strömung wird dann als weiterer ausgerichteter Luftströmungsabschnitt 4b tangential auf die Schaufelelemente 10 des Strömungsrades 6 geleitet. Die Luftströmungsabschnitte 4a, 4b sind nur vereinfacht schematisch angedeutet.The
Auf diese Weise wird das Strömungsrad 6 durch die Luftströmung 4 angetrieben und bewirkt die Drehbewegung 8a des Strömungsrades 6 um die Drehachse 8, hier im Gegenuhrzeigersinn.In this way, the
Die Luftströmung 4 verlässt die Strömungsleiteinrichtung 15 als Auslassströmung 4c durch den Auslass 17, 17a der Strömungsleiteinrichtung 15. Der Auslass 17, 17a ist hier trichterförmig sich nach außen erweiternd ausgebildet.The
Die Drehbewegung 8a des Strömungsrades 6 wird in diesem Beispiel mittels eines Getriebes 12 auf einen Generator 14 übertragen. Das Getriebe 12 weist die Scheibe 7 mit einer Verzahnung 7a als Antriebsrad, einen Zahnriemen als erstes Zugmittel 12a, ein Zwischenrad 13 und einen weiteren Zahnriemen als zweites Zugmittel 13a auf. Die Scheibe 7 überträgt die Drehbewegung 8a über das erste Zugmittel 12a auf das Zwischenrad 13, welches seine Drehbewegung über das zweite Zugmittel 13a auf den Generator 14 überträgt. Mittels des Getriebes 12 ist eine Drehzahlanpassung des Generators 14 möglich. Zudem kann durch eine Anordnung des Zwischenrades 13 eine Positionierung des Generators 14 an beliebiger Stelle im Gehäuse 5 ermöglicht werden.In this example, the
Das Schaufelelement 10 weist hier eine Rotationsgeometrie, z.B. Paraboloid oder Hyperboloid, mit einer Achse 10a auf und ist an dem Außenende des Arms 9 mit dem Befestigungselement 11 angebracht. Das Befestigungselement 11 ist hier eine Schraube mit einem als Gewicht ausgebildeten Kopf. Ein solches Gewicht kann auch als zusätzliches Bauteil angebracht sein. Mittels solcher Gewichte kann das Strömungsrad 6 ausgewuchtet werden.The
Die Strömungsleiteinrichtung 15 ist hier so ausgebildet, dass der Strömungsabschnitt 4b parallel zu der Achse 10a der Schaufelelemente 10 verläuft.The
Das Schaufelelement 10 kann in einer nicht gezeigten alternativen Ausführung z.B. eine Halbkugel sein. Andere Formen sind selbstverständlich möglich. So können die Außenenden der Arme 9 beispielsweise als Flügelprofilabschnitte ausgebildet sein. Dies ist nicht gezeigt aber leicht vorstellbar.In an alternative embodiment not shown, the
In
Das Gehäuse 5 ist hier mit einer zylinderförmigen Wand versehen, die in ihrem Durchmesser mit dem Strömungsrad 6 korrespondiert. Zudem ist das Gehäuse 5 mit der Strömungsleiteinrichtung 15 in geeigneter Weise verbunden.The
Die Variante nach
In
Die Untervariante nach
Der Mittelabschnitt 15a weist Abschnitte der Seitenwände beider Gehäuse 2, 2' der beiden Strömungsradvorrichtungen 2, 2' auf.The
In einer weiteren, nicht gezeigten aber leicht vorstellbaren Ausführung kann in dem Mittelabschnitt 15a im Bereich der gedachten Mittellinie der Strömungsleiteinrichtung 15 zwischen den Strömungsrädern 6 und 6' eine Trennwand angeordnet sein. Diese Trennwand verläuft in Richtung der gedachten Mittellinie und in einer x-z-Ebene. Mittels dieser Trennwand ist der Mittelabschnitt 15a in zwei Strömungskanäle, die zwar den gemeinsamen Einlass 15 und Auslass 17 aufweisen, aber nicht gegenseitig beeinflussen.In a further embodiment, not shown but easily conceivable, a partition wall can be arranged in the
Diese Anordnung nach
In dieser Variante der Generator 14 als ein so genannter Scheibengenerator ausgebildet und koaxial zu der Drehachse 8 des Strömungsrades 6 angeordnet.In this variant, the
Hierbei ist die Scheibe 7 des Strömungsrades 6 mit einem Rotor 14a des Generators 14 drehfest verbunden, wobei ein Stator 14b des Generators 14 ortsfest, z.B. mit dem (hier nicht gezeigten, aber leicht vorstellbaren) Gehäuse 5 verbunden ist.Here, the
Die Länge eines Arms 9 des Strömungsrades 6 ist hier als ein Radius r bezeichnet. In Abhängigkeit von der Kraft der Luftströmung 4, die (vereinfacht angenommen) in der jeweiligen Achse 10a eines Schaufelelementes 10 einwirkt, und von dem Radius r ergibt sich ein bestimmtes Drehmoment um die Drehachse 8, welches auf den Generator 14 wirkt und dessen elektrische Leistung beeinflusst. Die von dem Generator 14 bereitgestellte elektrische Leistung ist weiterhin von der Drehzahl des Strömungsrades 6 um die Drehachse 8 abhängig.The length of an
Unterhalb des Generators 14 ist hier die Lagereinheit 18 ebenfalls koaxial zu der Drehachse 8 angebracht, welche hier den Stator 14b des Generators 14 ortsfest fixiert und eine geeignete Drehlagerung für das Strömungsrad 6 aufweist. Dies ist hier nicht weiter dargestellt.Below the
In einer nicht gezeigten aber vorstellbaren Ausführung kann der Generator 14 zusammen mit der Lagereinheit 18 eine gemeinsame Einheit bilden. Dabei kann der Generator 14 in der Lagereinheit 18 integriert sein.In an embodiment not shown but conceivable, the
Der Generator 14 als Scheibengenerator ist über ein elektrisch leitendes Kabel 19 mit einer Steuereinrichtung 20 verbunden. Die Steuereinrichtung 20 ihrerseits weist einen Ladeausgang 21 und einen Steuerausgang 22 auf.The
Die Steuereinrichtung 20 ist dazu ausgebildet, die von dem Generator 14 gelieferte elektrische Leistung an den elektrischen Speicher des Elektrofahrzeugs 1 anzupassen und diesem entsprechend zur Verfügung zu stellen. Dazu ist der Ladeausgang 21 der Steuereinrichtung 20 mit dem elektrischen Speicher des Elektrofahrzeugs 1 oder mit einem Steuergerät dieses elektrischen Speichers verbunden.The
Die Steuereinrichtung 20 kann die vom Generator 14 gelieferte elektrische Spannung in eine für den elektrischen Speicher des Elektrofahrzeugs 1 geeignete Spannung anpassen. Die Steuereinrichtung 20 kann zudem einen vom Generator 14 gelieferten Strom in einen für den elektrischen Speicher des Elektrofahrzeugs 1 geeigneten Ladestrom anpassen.The
Auf diese Weise wird die von der Strömungsradvorrichtung 2, 2' (oder von mehreren Strömungsradvorrichtungen 2, 2', 3) und dem mit der Strömungsradvorrichtung 2, 2', 3 gekoppelten Generator 14 aus der Strömungsenergie der Luftströmung 4 in elektrische Energie umgewandelte Energie zur Ladung, Erhaltensladung und/oder Nachladung des elektrischen Speichers des Elektrofahrzeugs 1 verwendet. Damit wird eine Reichweite des Elektrofahrzeugs 1 erhöht.In this way, the energy converted from the flow energy of the
Die Steuereinrichtung 20 kann außerdem die Strömungsradvorrichtung 2, 2', 3 in unterschiedlicher Weise über den Steuerausgang 22 beeinflussen. So ist z.B. möglich, dass mittels des Steuerausgangs 22 der Luftstrom 4, beispielsweise in Ausrichtung und/oder Menge, in der Strömungsleiteinrichtung 15 beeinflusst werden kann. Dazu kann die Strömungsleiteinrichtung 15, beispielsweise im Einlass 16, 16a, Klappen aufweisen, welche die Richtung der Luftströmung 4 verändern. Diese Klappen können den Einlass 16, 16a vollständig verschließen, z.B. wenn kein Ladestrom vom Generator 14 benötigt wird. Anstelle eines Verschlusses des Einlasses 16, 16a können die Klappen die Luftströmung an den Schaufelelementen 10 vorbei in eine Bypass-Leitung lenken. Es ist auch möglich, dass solche Klappen dazu vorgesehen sind, die Luftströmung 4, 4a, 4b in ihrer Richtung und somit in ihrem Auftreffen auf die Schaufelelemente 10 zwecks einer Leistungsoptimierung oder/und -reduzierung entsprechend zu leiten.The
Die Steuereinrichtung 20 kann das Strömungsrad 6 beispielsweise auch abbremsen bzw. blockieren, indem die Steuereinrichtung 20 den Generator 14 diesbezüglich beeinflusst. Dies kann z.B. durch eine elektrisch gesteuerte mechanische Verriegelung realisiert sein. Denkbar ist auch eine elektrische Beeinflussung des Ausgangs des Generators 14 durch Aufschalten verschiedener Belastungswiderstände.The
Die Strömungsleiteinrichtung 15 selbst oder Teile von ihr können auch in eine Karosserie des Elektrofahrzeugs 1 integriert sein.The
Die Strömungsradvorrichtung 2, 2', 3 kann zusammen mit dem Gehäuse 5 eine einbaufertige Einheit sein. Auch die Strömungsleiteinrichtung 15 kann Bestandteil einer solchen Einbaueinheit sein.The
Die hier dargestellte Variante der erfindungsgemäßen Strömungsradvorrichtung 2, 2', 3 ist eine kompakte Einheit. Das Strömungsrad 6 ist in dem kreiszylinderförmigen Gehäuse 5 in Drehrichtung 8a drehbar um die Drehachse 8, 8' gelagert. Oberhalb und unterhalb des Gehäuses 5 kann jeweils mindestens ein Scheibengenerator in Drehverbindung mit dem Strömungsrad 6 angebracht sein. Dies ist hier nicht gezeigt, aber leicht vorstellbar.The variant of the
Das Gehäuse 5 weist die Längsöffnung 5a auf, welche in der kreiszylinderförmigen Seitenwand eingeformt ist. Dadurch ist es möglich, dass die Luftströmung 4 tangential auf die Schaufelelemente 10 des Strömungsrades 6 trifft.The
Es hat sich bei Versuchen herausgestellt, dass eine Schräge 24 an der Einlaufseite der Längsöffnung 5a die Anströmung der Schaufelelemente 10 positiv beeinflusst. Diese Schräge 24 verläuft von einem Ende einer unteren Kante der Längsöffnung 5a in einem Winkel im Bereich von etwa 10° bis 40° nach oben bis an eine obere Kante der Längsöffnung 5a.Tests have shown that a
Weiterhin haben Versuche ergeben, dass die Anströmung der Schaufelelemente 10 zusätzlich verbessert ist, wenn das Ende der Längsöffnung 5a an der Auslaufseite (siehe
Eine noch weitere positive Beeinflussung der Anströmung der Schaufelelemente 10 des Strömungsrades 6 kann durch eine Leitelement 23 erreicht werden.A further positive influence on the flow of the
Das Leitelement 23 ist als ein flacher Streifen, z.B. aus Metall, mit einem zugespitzten freien Ende ausgebildet. Das andere Ende des Streifens ist um 90° umgebogen und an dem Gehäuse 5 befestigt. Dabei befindet sich der Abschnitt des Streifens in einem Abstand vor der Längsöffnung 5a dergestalt, dass das zugespitzte Ende nach unten weist und sich parallel zu der Drehachse 8, 8' erstreckt. Die Breite des Streifens des Leitelementes 23 entspricht etwa der Breite der Längsöffnung 5a in Richtung der Drehachse 8, 8'.The
In
Das Elektrofahrzeug 1' ist in seinem Dachbereich in einem Dach 28 mit zwei Strömungsradvorrichtungen 2 ausgerüstet, welche in einer Grundstellung gemäß
Jeweils eine Strömungsradvorrichtung 2 ist unter einer Schwenkplatte 27 angeordnet. Die Schwenkplatten 27 können jeweils um eine Schwenkachse 27a verschwenkt werden, um die Anströmung der Strömungsräder 6 zu beeinflussen.
Die Schwenkplatten 27 sind hier halbkreisförmig ausgebildet und in zu ihrer Form korrespondierenden Öffnungen in dem Dach 28 in der Grundstellung angeordnet, wobei sie dabei mit dem Dach 28 eine gemeinsame Oberfläche bilden.The
Eine Verschwenkung der Schwenkplatten 27 um die Schwenkachsen 27a kann automatisch durch die Steuereinrichtung 20 vorgenommen werden, welche die Drehzahl der Strömungsräder 6 und Anströmparameter der Luftströmung 4 ermittelt.A pivoting of the
Das Elektrofahrzeug 1' weist zudem zwei Strömungsradvorrichtungen 2 unter einer Fronthaube 29 auf. Auch diese beiden Strömungsradvorrichtungen 2 sind gemäß
Die Strömungsräder 6 sind mit zugehörigen Strömungsleiteinrichtungen 15 auf einer kreisrunden Grundplatte 31 angeordnet. Ein Leitelement 32 verläuft zwischen den beiden Strömungsrädern 6. Es kann unterschiedliche Höhen in z-Richtung aufweisen. Das Leitelement 32 ist hier als länglicher, schmaler Steg ausgebildet, der an den Ende abgerundet ist.The
Die Grundplatte 31 ihrerseits ist in einer Drehachse 31 a auf einer Basis 30 drehbar angebracht. Die Basis 30 weist ebenfalls Strömungsleiteinrichtungen 15 auf, die jeweils an die Strömungsleiteinrichtungen 15 der Grundplatte 31 in verschiedenen Stellungen der Grundplatte 31 angepasst sind.The
In der Stellung, die
Auch die Unterseite des Elektrofahrzeugs 1' weist hier vier Strömungsradvorrichtungen 2 auf. Dazu zeigen
Jeweils auf einer Seite des Elektrofahrzeugs 1' sind zwei hintereinanderliegende Strömungsradvorrichtungen 2, 2' gemäß
Die
In x-Richtung vor den Hinterrädern ist jeweils eine vertikale Strömungsradvorrichtung 3 angeordnet, die in
Die Frontansicht gemäß
In dieser Variante ist das Schaufelelement 10 ellipsenförmig ausgebildet. Diese Form hat sich aufgrund von umfangreichen Versuchen als besonders günstig herausgestellt.In this variant, the
Schließlich zeigt
Die Strömungsradvorrichtung 2, 2', 3 kann auch bei Fahrzeugen Verwendung finden, welche einen elektrischen Energiespeicher aufweisen, der von der Strömungsradvorrichtung 2, 2', 3 zusätzlich geladen wird. Hierzu kann auch ein zusätzlicher elektrischer Energiespeicher vorgesehen sein. Dies ist besonders bei Nutzfahrzeugen vorteilhaft, wenn z.B. bei den vorgeschriebenen Ruhepausen die Strömungsradvorrichtung 2, 2', 3 auch im Stand durch Luftströmungen betrieben wird.The
Die Erfindung ist durch das oben beschriebene Ausführungsbeispiel nicht eingeschränkt, sondern im Rahmen der beigefügten Ansprüche modifizierbar.The invention is not limited by the embodiment described above, but can be modified within the scope of the appended claims.
Es ist denkbar, dass die Schaufelelemente 10 und die Arme 9 einstückig ausgebildet sind. Auch die Scheibe 7 kann ein Bestandteil dieser einstückigen Ausführung sein.It is conceivable that the
Die Schaufelelemente 10 können jeweils auch aus zwei oder mehreren Schalenabschnitten bestehen.The
Der elektrische Speicher des Elektrofahrzeugs 1, welcher von der Strömungsradvorrichtung 2, 2', 3 geladen wird, kann auch ein zusätzlicher elektrischer Speicher sein, welcher nicht für einen Antrieb des Elektrofahrzeugs 1, sondern z.B. für Beleuchtung, Heizung etc. benutzt wird. Dadurch wird der Hauptspeicher des Elektrofahrzeugs 1 durch diese Verbraucher nicht belastet und die Reichweite des Fahrzeugs erhöht. The electrical storage of the
Es ist weiterhin möglich, dass die Strömungsleiteinrichtung 15 Mittel zur Verhinderung von Eisbildung aufweist. Dies können z.B. Heizelemente, beispielsweise am oder/und im Einlass 16, 16a sein.It is also possible for the
Die Oberseiten der Schwenkplatten 27 und/oder der Fronthaube 29 können zusätzlichen mit Sonnenzelleneinheiten versehen werden, die über die Steuereinrichtung 20, welche dazu eine passende Ladeschaltung aufweist, den elektrischen Speicher laden können.The upper sides of the
Es ist außerdem denkbar, dassIt is also conceivable that
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1, 1'1, 1'
- ElektrofahrzeugElectric vehicle
- 2, 2', 32, 2', 3
- StrömungsradvorrichtungFlow wheel device
- 44
- LuftströmungAir flow
- 4a, 4b4a, 4b
- LuftströmungsabschnittAir flow section
- 4c4c
- AuslassströmungOutlet flow
- 5, 5'5, 5'
- GehäuseHousing
- 5a, 5'a5a, 5'a
- LängsöffnungLongitudinal opening
- 6, 6'6, 6'
- StrömungsradFlow wheel
- 77
- Scheibedisc
- 7a7a
- VerzahnungGearing
- 8, 8'8, 8'
- DrehachseRotation axis
- 8a, 8'a8a, 8'a
- DrehrichtungDirection of rotation
- 99
- Armpoor
- 1010
- SchaufelelementShovel element
- 10a10a
- Achseaxis
- 1111
- BefestigungselementFastener
- 1212
- Getriebetransmission
- 12a12a
- ZugmittelTraction device
- 1313
- ZwischenradIntermediate gear
- 13a13a
- ZugmittelTraction device
- 1414
- Generatorgenerator
- 14a14a
- Läuferrunner
- 14b14b
- Statorstator
- 15, 15'15, 15'
- StrömungsleiteinrichtungFlow control device
- 15a, 15'a15a, 15'a
- MittelabschnittMiddle section
- 15b15b
- FrontabschnittFront section
- 15c, 15'c15c, 15'c
- AuslassöffnungOutlet opening
- 16, 16'; 16a, 16'a16, 16'; 16a, 16'a
- Einlassinlet
- 17, 17'; 17a, 17'a17, 17'; 17a, 17'a
- AuslassOutlet
- 1818
- LagereinheitStorage unit
- 1919
- KabelCable
- 2020
- SteuereinrichtungControl device
- 2121
- LadeausgangCharging output
- 2222
- SteuerausgangControl output
- 2323
- LeitelementGuide element
- 2424
- SchrägeSlope
- 2525
- PfeilabschnittArrow section
- 2626
- Halterungbracket
- 26a26a
- Achseaxis
- 2727
- SchwenkplatteSwivel plate
- 27a27a
- SchwenkachseSwivel axis
- 2828
- DachRoof
- 2929
- FronthaubeFront hood
- 3030
- BasisBase
- 3131
- GrundplatteBase plate
- 31a31a
- DrehachseRotation axis
- 3232
- LeitelementGuide element
- 3333
- BodenFloor
- 34, 34'34, 34'
- AuslassöffnungOutlet opening
- 3535
- AnbauelementAdd-on element
- 3636
- LeitelementGuide element
- 36a36a
- Schwenkachse Swivel axis
- rr
- Radiusradius
- x, y, zx, y, z
- Koordinatecoordinate
Claims (21)
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Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112628079A (en) * | 2020-12-18 | 2021-04-09 | 井立军 | Energy recycling system |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1630064A1 (en) | 1967-08-08 | 1971-04-15 | Gentle Floyd Burdett | Electrically powered vehicle with the help of accumulators |
DE102009056309A1 (en) | 2009-10-23 | 2011-05-19 | Erich Walter | Motor vehicle for use with turbine arrangement, comprises wind turbine which is propelled by wind for driving motor vehicle, where generator is driven for producing electricity, where air duct is provided at motor vehicle |
DE202011105431U1 (en) | 2011-09-07 | 2011-12-14 | Edgar Repplinger | Wind generator |
DE102012014814A1 (en) | 2012-07-28 | 2014-01-30 | Horst Heuter | Method for energy recovery at motor vehicle, particularly passenger car from wind using energy recovery device, involves obtaining wind energy from relative wind, which flows through radiator grill |
DE202015006247U1 (en) | 2015-09-02 | 2015-10-21 | Peter Gerlach | Wind generator |
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-
2019
- 2019-11-05 DE DE102019129743.5A patent/DE102019129743B4/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1630064A1 (en) | 1967-08-08 | 1971-04-15 | Gentle Floyd Burdett | Electrically powered vehicle with the help of accumulators |
DE102009056309A1 (en) | 2009-10-23 | 2011-05-19 | Erich Walter | Motor vehicle for use with turbine arrangement, comprises wind turbine which is propelled by wind for driving motor vehicle, where generator is driven for producing electricity, where air duct is provided at motor vehicle |
DE202011105431U1 (en) | 2011-09-07 | 2011-12-14 | Edgar Repplinger | Wind generator |
DE102012014814A1 (en) | 2012-07-28 | 2014-01-30 | Horst Heuter | Method for energy recovery at motor vehicle, particularly passenger car from wind using energy recovery device, involves obtaining wind energy from relative wind, which flows through radiator grill |
EP3027898B1 (en) | 2013-07-31 | 2019-01-30 | Claudio Munerato | Auxiliary generator of electrical energy |
DE202015006247U1 (en) | 2015-09-02 | 2015-10-21 | Peter Gerlach | Wind generator |
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