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Die Erfindung betrifft ein Ladefahrzeug zur Ladung eines elektrisch angetriebenen oder antreibbaren Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Verwendung eines solchen Ladefahrzeugs.
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Elektrisch beziehungsweise elektromotorisch angetriebene oder antreibbare Kraftfahrzeuge, wie beispielsweise Elektro- oder Hybridfahrzeuge, umfassen in der Regel einen Elektromotor, mit dem eine oder beide Fahrzeugachsen antreibbar sind. Zur Versorgung mit elektrischer Energie ist der Elektromotor üblicherweise an eine fahrzeuginterne (Hochvolt-)Batterie als elektrischen Energiespeicher angeschlossen.
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Unter einer insbesondere elektrochemischen Batterie ist hier und im Folgenden insbesondere eine sogenannte sekundäre Batterie (Sekundärbatterie) des Kraftfahrzeugs zu verstehen. Bei einer solchen (sekundären) Fahrzeugbatterie ist eine verbrauchte chemische Energie mittels eines elektrischen (Auf-)Ladevorgangs wiederherstellbar. Derartige Fahrzeugbatterien sind beispielsweise als elektrochemische Akkumulatoren, insbesondere als Lithium-Ionen-Akkumulatoren, ausgeführt.
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Unter einem „Laden eines elektrisch oder elektromotorisch angetriebenen oder antreibbaren Kraftfahrzeugs“ wird hier und im Folgenden insbesondere das (Auf-)Laden eines solchen sekundären Energiespeichers des Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie verstanden. Nachteiligerweise benötigt ein solcher Ladebetrieb vergleichsweise lange Zeitdauern um den Energiespeicher beziehungsweise die Fahrzeugbatterie elektrisch aufzuladen. Dies bedingt lange Standzeiten oder Fahrtunterbrechungen während der Ladung, wodurch der Benutzerkomfort von Elektro- oder Hybridfahrzeugen insbesondere bei längeren Fahrtstrecken stark reduziert ist.
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Zur Vermeidung längerer Haltestopps sind beispielsweise mobile Ladungen des Kraftfahrzeugs denkbar, bei welchen das Kraftfahrzeug während der Fahrt mit elektrischer Energie gespeist wird. Beispielsweise ist eine berührungslose, induktive Ladung mittels in die Fahrbahn integrierten (Lade-)Platten oder (Lade-)Spulen denkbar.
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Elektrisch oder elektromotorisch angetriebene oder antreibbare Fahrzeuge können zur betriebsenergetischen Versorgung und Ladung beispielsweise auch mit einem Stromabnehmer ausgerüstet werden. Der Stromabnehmer stellt hierbei eine elektrisch leitfähige Verbindung zu einem Fahrdraht, einer Stromschiene oder einer anderen, elektrischen Strom führenden Einrichtung her. Für die Elektrifizierung solcher Straßenfahrzeuge ist es beispielsweise denkbar, eine Oberleitung (Luftleitung) als Fahrleitungsanlage oberhalb einer Fahrbahn zu positionieren. Dadurch ist es möglich, dass Fahrzeuge im Bereich dieser Oberleitungen rein elektrisch mittels des Stromabnehmers angetrieben werden. Dadurch ist ein effizienter, ökonomischer und Umwelt schonender Betrieb im Wesentlichen ohne Fahrtunterbrechung auch über längere Fahrtstrecken ermöglicht.
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Zur Vermeidung von ungewünschten Kollisionen sind solche Oberleitungen in einer gewissen Mindesthöhe, beispielsweise 5 m (Meter), oberhalb der Fahrbahn angeordnet. Dadurch sind solche Oberleitungen lediglich von vergleichsweise hochbauenden Fahrzeugen, wie beispielsweise einem Lastkraftfahrzeug oder einem Bus, nutzbar. Aufgrund des konstruktiven Aufwands sind derartige Oberleitungen jedoch für typische Personenkraftwagen im Wesentlichen nicht nutzbar.
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Aus der
DE 10 2012 214 750 A1 und der
DE 10 2017 210 541 A1 sind Ladefahrzeuge zur Ladung eines elektrisch angetriebenen oder antreibbaren Kraftfahrzeugs bekannt, bei welchen das Ladefahrzeug mit einem Stromabnehmer zur Kontaktierung an eine Oberleitung versehen ist, und bei welchen ein Kraftfahrzeug zur Ladung hinter dem Ladefahrzeug andockt oder ankoppelt wird. Das Kraftfahrzeug wird also während der Ladung karawanenen- oder anhängerartig hinter dem Ladefahrzeug mitgeführt. Die Stromabnahmemöglichkeit des Ladefahrzeugs wird somit genutzt, um das daran gekoppelte Kraftfahrzeug zu aufzuladen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein besonders geeignetes Ladefahrzeug zur Ladung eines elektrisch angetriebenen oder antreibbaren Kraftfahrzeugs anzugeben. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, eine besonders geeignete Verwendung eines solchen Ladefahrzeugs anzugeben.
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Hinsichtlich des Ladefahrzeugs wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Verwendung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche. Die im Hinblick auf das Ladefahrzeug angeführten Vorteile und Ausgestaltungen sind sinngemäß auch auf die Verwendung übertragbar und umgekehrt.
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Das erfindungsgemäße Ladefahrzeug ist zur Ladung eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs geeignet und eingerichtet. Das Kraftfahrzeug ist hierbei insbesondere ein elektrisch angetriebener oder antreibbarer Personenkraftwagen (PKW), beispielsweise ein Elektro- oder Hybridfahrzeug.
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Das Ladefahrzeug weist erfindungsgemäß eine Abstellfläche auf, auf welcher das Kraftfahrzeug während der Ladung abgestellt oder abstellbar ist. Das Ladefahrzeug weist weiterhin eine Ladeschnittstelle zur elektrisch leitfähigen Kopplung mit dem Kraftfahrzeug auf. Die Ladeschnittstelle ist hierbei insbesondere im Bereich der Abstellfläche angeordnet. Dadurch ist ein besonders geeignetes Ladefahrzeug realisiert.
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Unter einem Ladefahrzeug ist hier und im Folgenden insbesondere ein Fahrzeug zu verstehen, welches dazu geeignet und eingerichtet ist, ein elektrisch angetriebenes oder antreibbares Kraftfahrzeug mit elektrischer Energie zu speisen. Das Ladefahrzeug ist also im Wesentlichen eine mobile, also eine nicht ortsfeste oder stationäre, Ladestation für das Kraftfahrzeug. Das Ladefahrzeug kann während des Ladevorgangs Stillstehen oder sich in Fahrt befinden.
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Im Nachfolgenden sind Angaben hinsichtlich der Raumrichtungen auch insbesondere in einem Koordinatensystem des Ladefahrzeugs (Fahrzeugkoordinatensystem) angegeben. Die Abszissenachse (X-Achse, X-Richtung) ist hierbei entlang der Fahrzeuglängsrichtung (Fahrrichtung) und die Ordinatenachse (Y-Achse, Y-Richtung) entlang der Fahrzeugquerrichtung sowie die Applikatenachse (Z-Achse, Z-Richtung) entlang der Fahrzeughöhe orientiert.
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Im Gegensatz zum Stand der Technik wird das aufzuladende Kraftfahrzeug während der Ladung nicht hinter dem Ladefahrzeug mitgeführt. Stattdessen ist das Kraftfahrzeug auf der Abstellfläche des Ladefahrzeugs geparkt oder abgestellt, und wird während der Ladung auf dem Ladefahrzeug mitgeführt. Mit anderen Worten ist das Kraftfahrzeug während der Ladung nicht in einem Kontakt mit der Fahrbahn. Das Kraftfahrzeug wird während der Ladung also von dem Ladefahrzeug transportiert oder getragen. Dadurch ist während der Ladung eine - insbesondere entlang einer Fahrzeug- oder Fahrbahnlängsrichtung - besonders kompakte Anordnung des Ladefahrzeugs und des Kraftfahrzeugs realisiert, wodurch eine besonders einfache und aufwandsarme Führung des Ladefahrzeugs während der Fahrt ermöglicht ist.
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Das erfindungsgemäße Ladefahrzeug ist im Wesentlichen als ein Fahrzeugtransporter für das Kraftfahrzeug mit integrierter Ladefunktionalität ausgeführt. Das Ladefahrzeug ist somit zum Beispiel nach Art eines Taxis für elektrisch angetriebene oder antreibbare Kraftfahrzeuge ausgeführt.
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In einer vorteilhaften Ausführung ist das Kraftfahrzeug mittels eines elektrischen Energiespeichers des Ladefahrzeugs und/oder mittels einer mit dem Ladefahrzeug gekoppelten Stromversorgung aufladbar. Die Konjunktion „und/oder“ ist hier und im Folgenden derart zu verstehen, dass die mittels dieser Konjunktion verknüpften Merkmale sowohl gemeinsam als auch als Alternativen zueinander ausgebildet sein können. Dies bedeutet, dass das Ladefahrzeug einen fahrzeuginternen Energiespeicher und/oder eine Kopplung an eine fahrzeugexterne Stromversorgung aufweist. Vorzugsweise weist das Ladefahrzeug sowohl einen Energiespeicher als auch eine Kopplung an eine Stromversorgung auf, wobei beispielsweise wahlweise eine Ladung des Kraftfahrzeugs mittels des Energiespeichers und/oder der Stromversorgung ermöglicht ist. Dadurch ist das Kraftfahrzeug während einer Fahrt des Ladefahrzeugs stets zuverlässig aufladbar.
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Im Falle einer Kopplung an eine externe Stromversorgung ist es beispielsweise möglich, dass das Ladefahrzeug elektrifiziert mittels der Stromversorgung betrieben wird, wobei beispielsweise lediglich ein Teil der entnommenen elektrischen Energie in das Kraftfahrzeug eingespeist wird. Der Energiespeicher wird hierbei insbesondere in Fahrbahnabschnitten ohne eine externe Stromversorgung verwendet. In einer denkbaren Ausführungsform ist es beispielsweise möglich, dass der Energiespeicher mittels der Kopplung an die Stromversorgung aufgeladen wird.
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Die Stromversorgung kann beispielsweise als in die Fahrbahn integrierte Induktionsplatten ausgeführt sein, wobei elektrische Energie berührungslos an eine Empfängerspule des Ladefahrzeugs übertragbar ist. Ebenso denkbar ist beispielsweise, dass das Ladefahrzeug mit Photovoltaik- oder Solarzellen bestückt ist, wobei die Stromversorgung hierbei im Wesentlichen das Sonnenlicht ist. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist jedoch insbesondere eine oberhalb einer Fahrbahn verlaufende, beispielsweise zweipolige, Oberleitung als externe Stromversorgung und ein Stromabnehmer zur Kontaktierung mit dieser vorgesehen. Dadurch ist eine besonders zweckmäßige elektrische Energieversorgung für das Ladefahrzeug realisiert, welche eine zuverlässige und unterbrechungsfreie Ladung des Kraftfahrzeugs ermöglicht.
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Der Stromabnehmer ist hierbei beispielsweise mittels einer betätigbaren Scheren- oder Pantographenmechanik gekoppelt, welche beispielsweise auf einer Fahrerkabine des Ladefahrzeugs angeordnet ist.
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Durch diese Ausführung ist es möglich, Kraftfahrzeuge ohne eigenen Stromabnehmer mittelbar über das Ladefahrzeug an die Stromversorgung oder Oberleitung zu koppeln. Das Ladefahrzeug wirkt somit als eine insbesondere mobile Energieübertragungseinheit zur Ladung des Kraftfahrzeugs.
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In einer denkbaren Weiterbildung ist das Kraftfahrzeug von der Fahrzeugquerrichtung des Ladefahrzeugs her auf die Abstellfläche abgestellt oder abstellbar. Mit anderen Worten wird das Ladefahrzeug beziehungsweise die Abstellfläche von der Seite her oder seitlich mit dem Kraftfahrzeug beladen. Dadurch werden zusätzliche Freiheiten hinsichtlich eines Beladesystems oder eines Verladesystems des Ladefahrzeugs ermöglicht, wodurch eine besonders hohe Flexibilität realisiert ist.
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Ein zusätzlicher oder weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass das Ladefahrzeug eine Anzahl von Abstellflächen und Ladeschnittstellen aufweist. Mit anderen Worten können mehrere Kraftfahrzeuge gleichzeitig oder parallel transportiert und/oder geladen werden. Dadurch ist ein besonders geeignetes Ladefahrzeug realisiert.
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Die Abstellflächen können hierbei beispielsweise nebeneinander beziehungsweise hintereinander entlang der Fahrzeuglängsrichtung angeordnet sein, und/oder entlang der Fahrzeughöhenrichtung übereinander angeordnet oder gestapelt sein. Mit anderen Worten sind die Abstellflächen beispielsweise in waagerecht übereinander angeordneten, schräggestellten oder ineinander verschachtelten Ladeebenen (Transportebenen) des Ladefahrzeugs angeordnet. Dadurch ist ein besonders kompakter Transport mehrerer Kraftfahrzeuge ermöglicht.
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In einer bevorzugten Ausführung ist das Ladefahrzeug nicht schienengebunden. Mit anderen Worten ist das Ladefahrzeug insbesondere als ein nicht schienengebundenes Straßenfahrzeug ausgeführt. Dadurch ist ein besonders flexibler Transport des Kraftfahrzeugs ermöglicht.
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In einer zweckmäßigen Ausführung ist das Ladefahrzeug als ein Lastkraftwagen ausgeführt.
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In einer möglichen Weiterbildung ist die Abstellfläche auf einem Anhänger angeordnet. Dies bedeutet, dass das Ladefahrzeug als eine Zugmaschine ausgeführt ist, welche den Anhänger als Sattelzug oder Lastzug führt. Dadurch ist ein besonders einfacher Transport des Kraftfahrzeugs ermöglicht. Des Weiteren wird somit die Flexibilität des Ladefahrzeugs vorteilhaft verbessert.
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In einer denkbaren Ausgestaltung ist ein Fahrgastraum oder eine Fahrgastzelle für einen Fahrzeugnutzer des Kraftfahrzeugs vorgesehen. Der Fahrzeugnutzer kann dadurch in dem Fahrgastraum sitzen, während das Kraftfahrzeug geladen wird. Der Fahrgastraum ist somit insbesondere zum Transport von Passagieren oder Fahrzeugnutzers geeignet und eingerichtet. Dadurch wird der Benutzerkomfort der Ladevorrichtung wesentlich verbessert. Der Fahrgastraum ist hierbei beispielsweise auf dem Anhänger angeordnet.
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Erfindungsgemäß wird das vorstehend beschriebene Ladefahrzeug zur Einspeisung elektrischer Energie aus einer Oberleitung in einer Fahrzeugbatterie eines elektrisch angetriebenen oder antreibbaren Kraftfahrzeugs verwendet. Dadurch ist eine einfache und zuverlässige Ladung des Kraftfahrzeugs während eines Transports realisiert.
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Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt hierbei in einer vereinfachten und schematischen Darstellung ein Ladefahrzeug zur Ladung eines elektrisch angetriebenen oder antreibbaren Kraftfahrzeugs.
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Die Figur zeigt in schematischer und vereinfachter Darstellung einen Lastkraftwagen als Ladefahrzeug 2. Das Ladefahrzeug 2 ist hierbei beispielsweise als ein Sattelkraftfahrzeug mit einem Gespann aus einem Zugfahrzeug 4 und einem Anhänger 6 ausgeführt. Das Zugfahrzeug 4 weist einen Fahrzeugrahmen 8 mit einer Fahrzeugkabine 10 sowie einen Fahrzeugaufbau 12 zur Aufnahme und Tragen des zu transportierenden Anhängers 6 auf. Im Fahrzeugrahmen 8 ist ein nicht näher dargestellter Traktionsantrieb zum Betreiben des Ladefahrzeugs 2 beziehungsweise Zugfahrzeugs 4 angeordnet. Der Traktionsantrieb ist hierbei insbesondere als ein rein elektrischer oder hybrid-elektrischer Antrieb ausgeführt.
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In der Figur ist weiterhin eine Oberleitung 14 als Stromversorgung gezeigt. Mittels der Oberleitung 14 ist eine darunter angeordnete Fahrbahn 16 elektrifiziert. Die Fahrbahn 16 ist beispielsweise einer rechten Fahrspur einer mehrspurigen Autobahn. Die Oberleitung 14 ist hierbei zum Beispiel mittels Masten, Auslegern, Hängern oder dergleichen etwa mittig oberhalb der Fahrspur 16 verlaufend angeordnet.
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Das Ladefahrzeug 2 ist zur Energieübertragung mit der beispielsweise zweipoligen Oberleitung 14 mittels eines elektrischen Kontakts koppelbar. Hierbei wird elektrische Energie in das Ladefahrzeug 2 beziehungsweise in einen fahrzeuginternen Energiespeicher 18 eingespeist oder auch Bremsenergie des Ladefahrzeugs 2 in die Oberleitung 14 zurückgespeist.
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Zur Energieübertragung weist das Ladefahrzeug 2 einen Stromabnehmer 20 auf, welcher an einem Fahrzeugdach 22 der Fahrzeugkabine 10 angeordnet ist. Der Stromabnehmer 20 weist eine bewegbare Scheren- oder Pantographenmechanik 24 auf.
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Das Ladefahrzeug 2 ist zur Ladung von elektrisch angetriebenen oder antreibbaren Kraftfahrzeugen 26, insbesondere während einer Fahrt des Ladefahrzeugs 2, geeignet und eingerichtet. Hierzu weist das Ladefahrzeug 2 für jedes zu ladende Kraftfahrzeug 26 eine Abstellfläche 28 und eine Ladeschnittstelle 30 auf. In der Ausführungsform der Figur sind beispielhaft vier Kraftfahrzeuge 26 und entsprechend vier Abstellflächen 28 und Ladeschnittstellen 30 gezeigt, wobei diese lediglich beispielhaft mit Bezugszeichen versehen sind.
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Die Kraftfahrzeuge 26 sind insbesondere als Personenkraftwagen (PKW), beispielsweise als Elektro- oder Hybridfahrzeuge, ausgeführt. Die Kraftfahrzeuge 26 weisen hierbei jeweils eine Ladeschnittstelle 32, beispielsweise in Form einer Ladebuchse, auf, welche mit einer Fahrzeugbatterie 34 gekoppelt sind.
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Zur Ladung des jeweiligen Kraftfahrzeugs 26 wird dieses auf der Abstellfläche 28 abgestellt oder geparkt, und anschließend die Ladeschnittstellen 30, 32 gekoppelt. Die beispielsweise als ein Ladekabel mit Ladestecker ausgebildete Ladeschnittstelle 30 des Ladefahrzeugs 2 ist hierbei elektrisch leitfähig an den Energiespeicher 18 und/oder den Stromabnehmer 20 gekoppelt. Zur Ladung wird beispielsweise elektrische Energie über den Stromabnehmer 20 an die Ladeschnittstellen 30 übertragen, und mittels dieser in die Ladeschnittstelle 32 und die Fahrzeugbatterien 34 eingespeist. In Strecken- oder Fahrbahnabschnitten ohne eine Oberleitung 14 werden die Kraftfahrzeuge 26 insbesondere mittels des Energiespeichers 18 geladen.
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Im Nachfolgenden sind Angaben hinsichtlich der Raumrichtungen auch insbesondere in einem Koordinatensystem des Ladefahrzeugs 2 (Fahrzeugkoordinatensystem) angegeben. Die Abszissenachse (X-Achse, X-Richtung) ist hierbei entlang der Fahrzeuglängsrichtung oder Fahrrichtung F und die Ordinatenachse (Y-Achse, Y-Richtung) entlang der Fahrzeugquerrichtung sowie die Applikatenachse (Z-Achse, Z-Richtung) entlang der Fahrzeughöhe orientiert.
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Wie in der Figur vergleichsweise deutlich ersichtlich ist, ist das Ladefahrzeug 2 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen als ein Fahrzeugtransporter für die Kraftfahrzeuge 26 mit integrierter Ladefunktionalität ausgeführt. Das Ladefahrzeug 2 ist somit zum Beispiel nach Art eines Taxis für elektrisch angetriebene oder antreibbare Kraftfahrzeuge 26 ausgeführt.
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Jeweils zwei Abstellflächen 28 sind hierbei in zwei entlang der Fahrzeughöhenrichtung Z übereinander angeordneten, waagerechten Ladeebenen 36 (Transportebenen) hintereinander entlang der Fahrzeuglängsrichtung X angeordnet.
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Die Kraftfahrzeuge 26 sind hierbei beispielsweise von der Fahrzeugquerrichtung Y des Ladefahrzeugs 2 her auf die jeweilige Abstellfläche 28 abgestellt oder abstellbar. Mit anderen Worten wird das Ladefahrzeug 2 beziehungsweise der Anhänger 6 von der Seite her oder seitlich mit den Kraftfahrzeugen 26 beladen.
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In den Anhänger 6 ist ein Fahrgastraum oder eine Fahrgastzelle 38 für die Fahrzeugnutzer der Kraftfahrzeuge 26 vorgesehen. Die Fahrzeugnutzer können sich somit in dem Fahrgastraum 38 aufhalten, während die Kraftfahrzeuge 26 geladen werden, und sich das Ladefahrzeug 2 bewegt.
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Die beanspruchte Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus im Rahmen der offenbarten Ansprüche abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der beanspruchten Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel beschriebene Einzelmerkmale im Rahmen der offenbarten Ansprüche auch auf andere Weise kombinierbar, ohne den Gegenstand der beanspruchten Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Ladefahrzeug
- 4
- Zugfahrzeug
- 6
- Anhänger
- 8
- Fahrzeugrahmen
- 10
- Fahrzeugkabine
- 12
- Fahrzeugaufbau
- 14
- Oberleitung/Stromversorgung
- 16
- Fahrbahn
- 18
- Energiespeicher
- 20
- Stromabnehmer
- 22
- Fahrzeugdach
- 24
- Pantographenmechanik
- 26
- Kraftfahrzeug
- 28
- Abstellfläche
- 30
- Ladeschnittstelle
- 32
- Ladeschnittstelle
- 34
- Fahrzeugbatterie
- 36
- Ladeebene
- 38
- Fahrgastraum
- F
- Fahrtrichtung
- X
- Fahrzeuglängsrichtung
- Y
- Fahrzeugquerrichtung
- Z
- Fahrzeughöhenrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012214750 A1 [0008]
- DE 102017210541 A1 [0008]
