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Die Erfindung betrifft ein zuverlässig bewegbares Kraftfahrzeug mit hoher Reichweite ohne Kraftstoffverbrauch mit einem Druckmittelbehälter, einem Druckmittelmotor, einem Getriebe, einer Einrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie, einem Akkumulator zur Aufladung mit elektrischer Energie und ein Verfahren zum Betrieb desselben.
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Allgemein bekannt ist, dass Kraftfahrzeuge mit Verbrennungsmotoren trotz modernster technischer Anstrengung einen hohen Anteil an Abgasen in die Umwelt ausstoßen. Hinzukommend stellen die herkömmlichen Kraftfahrzeuge im Laufe deren Benutzung eine hohe Belastung für die Umwelt dar aufgrund der Akkumulation an Feinstaub, Stickoxyden und CO2, sodass man bestrebt ist, möglichst den Verbrauch an Kraftstoffen, wie Diesel, bei diesen Kraftfahrtzeugen zu erniedrigen. Gleichwohl zeigt es sich, dass nicht nur Abgase herkömmlicher Kraftfahrzeuge erzeugt werden, sondern hinzukommend auch die zur Bereitstellung von Kraftstoffen erforderlichen Infrastrukturen, wie Rohöltransport, Raffinieren des Rohöls, Lagerung desselben und des Kraftstoffs, die Umwelt in einem hohen Ausmaß belasten.
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Daher ist man bestrebt, Kraftfahrzeuge bereitzustellen, die mittels elektrischer Energie betrieben werden, um den Anteil an mittels Kraftstoffen, wie Flüssigkraftstoffen, z.B. Diesel-, Benzinkraftstoffen, usw., betreibbaren Kraftfahrzeugen zur Aufrechterhaltung der Beweglichkeit der Benutzer zu verringern.
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Die Kraftfahrzeuge, die Elektromotoren aufweisen, machen aber die Vorhaltung von Akkumulatoren mit hoher Ladungskapazität an elektrischer Energie erforderlich. Vorzugsweise werden Akkumulatoren als Lithium-Batterien bereitgestellt, wobei sich aber zeigt, dass zur Gewinnung von Lithium die Umwelt wiederum stark belastet wird und hinzukommend nur sehr geringe Vorkommen an Lithium zu finden sind. Auch die Herstellung von Lithium-Batterien mit hoher Ladungskapazität an elektrischem Strom ist besonders kostenintensiv und erfordert nicht nur einen hohen Anteil an Lithium, sondern hinzukommend die Bereitstellung der Umwelt gegenüber geschützter Herstellungsstätten, sodass Bestrebungen im Stand der Technik im Gange sind, die Anzahl der Kraftfahrzeuge, die mit Lithium-Batterien angetriebene Elektromotoren zu verringern.
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Besonders schwerwiegend zeigen sich als Nachteile der mit Lithium-Batterien hoher Ladungskapazität ausgestatteten Kraftfahrzeugen deren langandauernde Brennbarkeit und rasche Entzündungsbereitschaft sowie erschwerte Löschbarkeit von Lithium-Batteriebränden im Fall von Beschädigungen bedingt durch Kraftfahrzeugunfälle.
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Im Stand der Technik zeigt sich, dass bei Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotor ca. 70 - 80 % der im Kraftstoff enthaltenden Energie in Form von Wärme abgegeben wird. Um diesen Nachteil zu beseitigen, wurde auf verschiedene Weise im Stand der Technik vergeblich versucht, zumindest auch die Wärme zu nutzen, mit welcher herkömmliche Kraftfahrzeuge infolge Sonneneinstrahlung aufgeheizt wurden.
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Daher ist es zusätzlich Aufgabe der Erfindung, ein zuverlässig bewegbares Kraftfahrzeug mit hoher Reichweite ohne Kraftstoffverbrauch bereitzustellen, bei welchem zudem die infolge von Sonnenstrahlenbeaufschlagung aufgeheizten Bereiche des Kraftfahrzeugs der Erzeugung von für dasselbe nutzbaren Energie zuzuführen.
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Diese Vorgabe ist gerade in Zeiten der Beachtung der Nachhaltigkeit wesentlich, lediglich Kraftfahrzeuge zu nutzen, die energiesparend zu nutzen sind,
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Aufgabe der Erfindung soll es sein, ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, welches keine Abgase in die Umwelt ausstößt und für Reparaturen leicht zugänglich ist.
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Hinzukommend soll das bereitzustellende Kraftfahrzeug keine nennenswerte Umweltbelastung bereitstellen bei der Herstellung desselben, sondern möglichst mit herkömmlichen Bauteilen bereitstellbar sein.
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Überdies soll das Kraftfahrzeug keine nennenswerte Umweltbelastung zu betreiben sein ohne Rückgriff auf natürliche Ressourcen.
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Hinzukommend soll das bereitzustellende Kraftfahrzeug keine nennenswerte Umweltbelastung bereitstellen bei der Herstellung desselben, sondern möglichst ohne Verbrauch an natürlichen Ressourcen, leicht montierbar ist.
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Hinzutretend soll das Kraftfahrzeug eine hinreichend große Reichweite aufweisen, ohne Lithium-Batterien hoher Ladekapazität erforderlich zu machen, die des Weiteren einen großen Volumenanteil des Innenraums des herkömmlichen Kraftfahrzeugs einnehmen.
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Ebenso soll die Energiegewinnung zum Bewegen des Kraftfahrzeugs erleichtert sein und für den Benutzer leicht bedienbar sein.
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Die Aufgaben werden gelöst durch den Hauptanspruch und den Nebenanspruch. Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen der Erfindung.
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Die Erfindung betrifft ein zuverlässig bewegbares Kraftfahrzeug mit hoher Reichweite ohne Kraftstoffverbrauch mit einem Druckmittelbehälter, einem Druckmittelmotor, einem Getriebe, Einrichtungen zur Erzeugung elektrischer Energie, einem Stromspeicher, wie einem Akkumulator, zur Aufladung mit elektrischer Energie und Speicherung derselben,
welches dadurch gekennzeichnet ist, dass
der Druckmittelbehälter über eine Druckmittelleitung an dem Druckmittelmotor angeschlossen ist,
der Druckmittelmotor an das Getriebe gekoppelt ist,
auf einem Kraftfahrzeugdach Solarmodule als Einrichtungen zur Erzeugung elektrischer Energie angeordnet sind,
die Einrichtungen zur Erzeugung elektrischer Energie mit dem Stromspeicher verbunden sind
und/oder
der Stromspeicher mit einer elektrischen Heizeinrichtung zur Aufheizung der Druckmittelleitung verbunden ist.
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Ein weiterer Erfindungsgegenstand bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Herstellung eines zuverlässig bewegbares Kraftfahrzeug mit hoher Reichweite ohne Kraftstoffverbrauch mit einem Druckmittelbehälter, einem Druckmittelmotor, einem Getriebe, Einrichtungen zur Erzeugung elektrischer Energie, einem Stromspeicher, wie einem Akkumulator, zur Aufladung mit elektrischer Energie,
welches dadurch gekennzeichnet ist, dass
der Druckmittelbehälter über eine Druckmittelleitung an den Druckmittelmotor angeschlossen wird,
der Druckmittelmotor an das Getriebe gekoppelt wird,
auf einem Kraftfahrzeugdach Solarmodule als Einrichtungen zur Erzeugung elektrischer Energie angeordnet werden,
die Einrichtungen zur Erzeugung elektrischer Energie mit dem Stromspeicher verbunden werden
und/oder
der Stromspeicher mit einer elektrischen Heizeinrichtung zur Aufheizung der Druckmittelleitung verbunden wird.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug nimmt einen Druckmittelbehälter auf, in welchem ein mittels eines Verdichters komprimiertes Druckmittel sich befindet. Unter Druckmittel wird im Sinne der Erfindung auch verstanden Druckluft oder ein sonstige Gas, welches vorzugsweise zwecks Vermeidung des Einfrierens bei dessen Entspannung in dem Druckmittelmotor entfeuchtet ist oder weitgehend entfeuchtet ist. Der Druckmittelbehälter ist über eine Druckmittelleitung mit einem Druckmittelmotor angeschlossen.
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Unter einem Druckmittelmotor wird im Sinne der Erfindung auch verstanden, beispielsweise ein pneumatisch betätigtes Gerät, wie eine mit Druckluft betriebene Kraftmaschine in Kolben-, Turbinen-, Zahnrad- und/oder Vielzellen- Bauweise.
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Es zeigt sich, dass durch die Verwendung von einem Druckmittelmotor das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug vorteilhafterweise einen einfachen Aufbau hat, sich durch ein günstiges Leistungsgewicht auszeichnet, durch eine hohe Zuverlässigkeit sich im Alltagsleben bewährt sowie unempfindlich ist gegen die robuste Einwirkungen von außen. Hinzukommend zeichnet sich der herkömmliche Druckmittelmotor durch eine einfache Handhabung und Regulierbarkeit und durch eine hinreichende hohe Sicherheit vor Explosionen aus.
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Als Druckmittelmotor kann zudem eine herkömmliche Kolbenentspannungsmaschine verwendet werden. Die Kolbenentspannungsmaschine ist eine Kraftmaschine, die bei der Entspannung des gasförmigen komprimierten Druckmittels, z.B. Druckluft, mechanische Arbeit, wie Bewegungsarbeit, verrichten kann. Die Kolbenentspannungsmaschine wird beispielsweise zur Realisierung der adiabaten Entspannung des Druckmittels eingesetzt.
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Die Entspannungsmaschine nutzt das in der Druckmittelleitung transportierte, wie angelieferte, Druckmittel aus, das vor oder nach der Entspannung durch die Abwärme der Kolbenentspannungsmaschinen, Außenluft und/oder Elektroheizung als Heizungseinrichtung aufgewärmt werden kann. Der Vorteil gerade von Kolbenentspannungsmaschinen ist die gute Dichtheit durch Kolbenringe und die hohe Drehzahl und geringe Drehmomentschwankungen, um eine sichere Fahrweise des Kraftfahrzeugs zu bewerkstelligen.
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Unter einem Druckmittelmotor wird auch im Sinne der Erfindung eine solche herkömmliche Kolbenexpansionsmaschine verstanden, bei welcher das unter Druck stehende Druckmittel in einen oder mehrere Zylinder derselben geleitet und dort entspannt wird, sodass die in den Zylindern vorgesehenen Kolben bewegt werden und mechanische Arbeit durch die Entspannung des Druckmittels verrichtet wird. Die Entspannung kann dabei in einer oder mehreren Stufen, je nach Erfordernis, verlaufen. Da nach dem ersten Hauptsatz der Thermodynamik die Energie, die einem Druckmittel bei der Entspannung in Form von mechanischer Arbeit entzogen wird, diesem in Form von Wärme wieder zugeführt wird, ist es erforderlich, dass das von dem Druckmittelbehälter zu dem Druckmittelmotor zugeführte Druckmittel erwärmt wird, um infolge der Entspannung des Druckmittels in dem Druckmittelmotor eine Vereisung zu vermeiden.
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So können beispielsweise bei dem Versorgen des Druckmittelmotors mit dem Druckmittel der Druck und ebenfalls die Temperatur des zu dem Druckmittelmotor zugeführten Druckmittels in der Druckmittelleitung bestimmt und als mit dem Druck und der Temperatur korrespondierende Signale, die von an oder in der Druckmittelleitung angeschlossenen herkömmlichen Sensoren, wie Drucksensoren und Temperatursensoren, erzeugt werden., an eine Steuereinrichtung weitergeleitet werden und /oder in Abhängigkeit von auf elektrische in der Druckmittelleitung angeschlossene Ventile einwirkenden Steuersignale der Steuereinrichtung diese Ventile angesteuert werden, so dass je nach Bedarf das Maß an zu dem Druckmittelmotor zuzuführendem Druckmittel bestimmt und gesteuert wird. Zudem kann die Heizungseinrichtung, die die Druckmittelleitung und hierdurch das zu dem Druckmittelmotor zugeführte Druckmittel erwärmen kann, nach Maßgabe von zu dem Druckmittelmotor zuzuführendem Druckmittel und dessen Temperatur über ein mit den Signalen der Druck- und Temperatursensoren korrespondierendes Steuersignal der Steuereinrichtung angesteuert werden zum Aufheizen der Druckmittelleitung.
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Ebenso ist es von Vorteil, wenn in Abhängigkeit von der Außentemperatur und zusätzlich in Abhängigkeit von der Temperatur der Druckmittelleitung, der Außentemperatur und dem Druck des Druckmittels in der Druckmittelleitung, usw. mit Hilfe von Sensoren, wie Drucksensoren und Temperatursensoren, der Status des zu dem Druckmittelmotor zugeführten Druckmittels stetig gemessen wird. Die Drucksensoren und Temperatursensoren können in einer besonderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs in einer an der Druckmittelleitung angeschlossenen Messeinrichtung zusammen angeordnet sich befinden, um ebenfalls mittels der Druck- und Temperatursensoren den Status des zu dem Druckmittelmotor zugeführten oder zuzuführenden Druckmittels fortlaufend messen zu können. Die mit dem Druck und den Temperaturen entsprechenden Signale als Messgrößen werden als Istwerte an die Steuereinrichtung weitergeleitet, in der Steuereinrichtung diese mit den in der Steuereinrichtung gespeicherten Sollwerten verglichen, zur Erreichung der Sollwerte die mit diesen korrespondieren Steuersignale als Stellgröße, welche ggf. nach zusätzlicher Berücksichtigung der von einem Gaspedal als Bedieneinrichtung erzeugten Fahrsignale an die Ventile und Elektroheizung zur Ansteuerung derselben weitergeleitet.
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Die Steuereinrichtung ist bevorzugterweise eine elektrische, insbesondere elektronische, Steuereinrichtung, welche sowohl die an einer oder mehreren Druckmittelleitungen angeschlossenen Ventile, vorzugsweise elektromagnetisch betätigte Magnetventile, als auch die elektrische Heizeinrichtung als herkömmliche Elektroheizung, z.B. als einschleifiger Regelkreis, ansteuert, um die reibungslose zuverlässig arbeitende Arbeitsweise des Druckmittelmotors bereitzuhalten. Die Steuereinrichtung kann auch als speicherprogrammierbare mit einem Mikrocomputersystem ausgebildet sein. Die Steuereinrichtung nimmt über ihre Eingänge Störgrößen, wie die o.g. Signale, Fahrsignale und dergleichen auf und erzeugt nach Maßgabe der empfangenden Störgrößen, Signale, Fahrsignale, usw. die diesen entsprechenden Antworten gleichfalls als Steuersignale als Stellgrößen usw. zur Erreichung der vorgegebenen Sollwerte. Die Steuereinrichtung erzeugt beispielsweise ein nach Maßgabe des von der Sendereinrichtung der o.g. Sensoren empfangenden Signals entsprechendes Steuersignal, welches über den Ausgang der Steuereinrichtung an die Eingänge der Schalteinrichtungen von den Ventilen, von dem Getriebe zum Ein- und Auskuppeln von Druckmittelmotor, von dem Generator und/oder von den Heizeinrichtungen, der Anzeigeeinrichtungen im Innenraum des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs weitergeleitet wird. Die Schalteinrichtungen können herkömmlicherweise Ein/Ausschalter sein, die z.B. die Beaufschlagung der Ventile und/oder deren Regler mit elektrischer Energie zum Übergang in die Offen- und Schließstellung und umgekehrt, der Heizeinrichtungen mit elektrischer Energie zum Übergang in die Heiz- oder Nichtheizphasen, des Getriebes mit elektrischer Energie zum Ein- und Auskoppeln des Druckmittelmotors, der in der Zuleitung und/oder in der Ableitung angeordneten Pumpe mit elektrischer Energie zum Übergang in die Pump- oder Nichtpumptätigkeit und/oder der Schalter - oder -ungen, die z.B. zwischen Solarmodulen als Einrichtungen zur Erzeugung elektrischer Energie und Stromspeicher, zwischen Stromspeicher und Heizeinrichtungen angeordnet sein können, zur Stromzuführung oder -unterbrechung ansteuern oder zur Beaufschlagung derselben mit elektrischer Energie zur Bestimmung vorbestimmter Zustände geeignet sind.
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So kann in Abhängigkeit von den Signalen der Drucksensoren und /oder Temperatursensoren auf einfache Weise das zu dem Druckmittelmotor zugeführte Druckmittel mit einer nach vorbestimmter Maßgabe und/oder infolge angefordertem Betrieb des Druckmittelmotors erforderlichen und einstellbaren Druckhöhe regelbar zugeführt werden, sodass die betriebssichere Arbeitsweise des Druckmittelmotors ermöglicht wird.
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Die Steuereinrichtung kann auch vorteilhafterweise eine elektronische, vorzugsweise als Mikroprozessor ausgebildete, Einheit sein, an die die Signale der Drucksensoren und Temperatursensoren, die die von dem Gaspedal infolge Bewegung oder Berühren desselben erzeugten Fahrsignale des Gaspedals zum Anfahren des Druckmittelmotors und zur dessen Drehzahlsteuerung weitergeleitet werden.. Die Fahrsignale zum Anfahren, Erhöhen oder Verringern der Drehzahl des Druckmittelmotors werden mit den Signalen der Sensoren, wie der Drucksensoren und / oder der Temperatursensoren, zeitgleich abgeglichen und das Druckmittel in einer solchen Druckhöhe dem Druckmittelmotor zugeführt wird, dass das Kraftfahrzeug auf einfache Weise anfahren, mit konstanter Geschwindigkeit bewegt oder abgebremst werden kann.
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Wird von der Bedieneinrichtung des Benutzers ein das Anfahren, Fortbewegen oder Verzögern korrespondierender elektrischer Befehl als Fahrsignal an die Steuereinrichtung weitergeleitet, so wird der Befehl in der Steuereinrichtung entsprechend verarbeitet und in einen Befehl als Steuersignale für den Druckmittelmotor und dessen vorgeschalteten Ventile, die Elektroheizung, und für sonstige Einrichtungen, usw. umgewandelt unter Berücksichtigung der Maßgaben der Vermeidung des Einfrierens des Druckmittels, welches aus dem Druckbehälter über die Druckmittelleitung zu dem Druckmittelmotor strömt.
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So kann das elektrisch steuerbare Ventil auch als ein herkömmlicher zuverlässig arbeitender Steuerschieber ausgestaltet sein, welches ein Piezoelement vorteilhafterweise enthält, durch das der Druck in der Druckmittelleitung steuerbar ist. Unter Ventilen werden auch im Sinne der Erfindung verstanden herkömmliche Absperr- oder Regelorgane, wie Schieber, Klappen, Hähne, Drehklappen, einklappbare Scheiben, Ventile mit Membranabschluss, und /oder dergleichen. Das Absperren der Druckmittelströmung erfolgt durch das Betätigen des Absperrorgans, das heißt durch das dichte Unterbrechen oder Absperren des Strömungsweges oder durch das Öffnen oder die Freigabe desselben. Das Verändern, wie Maß der Freigabe, auch Steuern genannt, des Druckmittels in dem Absperr- oder Regelorgan durch das dichte Absperren in dem Ventil oder das Öffnen des Ventils mittels deren Schalteinrichtung erfolgt in Abhängigkeit von Stellgrößen, wie von Temperatur, Druck, die auf die Ventile, die Elektroheizung, bzw. deren Schalteinrichtungen, usw. als Stellrichtungen einzuwirken vermag. So gibt die Stellung des Ventils den Wert der Stellgröße an zur Erreichung des erwünschten Sollwertes bez. Temperatur, Druck oder dergleichen. Die Ventile werden vorteilhafterweise elektromotorisch betätigt, deren Regler, beispielsweise durch Druck betätigt, gegen eine Rückholfeder oder durch Elektromagneten mit oder gegen eine Rückholfeder oder elektrohydraulisch, aus der Schließ- in die Offenstellung oder aus der Offen- in die Schließstellung übergehen können.
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Die motorische Betätigung der Ventile kann mittels Verbindung der Ventile mit den an deren Verschlusselementen herkömmlicherweise angreifenden Reglern an eine mit der Steuereinrichtung elektrisch verbundenen Schalteinrichtung selbsttätig nach einstellbaren Maßgaben von Stellgrößen , Sollwerten, Istwerten, usw. gesteuert werden. Die Steuerung durch die Schalteinrichtung veranlasst, dass herkömmliche Regler oder Stellantriebe die Verschlusselemente in den Ventilen bewegen, so dass die Ventile aus einem Schaltungszustand in einen anderen übergehen, wie Schließ- in die Offenstellung zur Freigabe oder aus der Offenin die Schließstellung zum Absperren oder aus der Schließ- in die halb oder geringfügig offene Offenstellung geschaltet werden. Unter Schaltung wird im Sinne der Erfindung auch die Einstellung der Ventile zur Unterbrechung oder zur Freigabe verstanden. Als Stellantriebe für die Ventile können sich herkömmliche Steuerantriebe und Regelantriebe, wie elektrische, hydraulische, elektromechanische, pneumatische, kombinierte, eignen.
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Das Ventil mit dessen Aufbau und Funktionen, die davon abhängen, ob diese in die Offenstellung oder in die Schließstellung mit oder ohne Bestromung deren Reglers oder Schalteinrichtung geschaltet oder übergehen, sind dem Fachmann geläufig. Lediglich beispielhaft wird beschrieben: Ein solches Ventil kann als Ventilelement oder Verschlusselement mit einem Anker ausgebildet sein, dem eine Spule zugeordnet ist; wenn die Spule erregt wird, also mit elektrischem Strom versorgt wird, verstellt diese den Anker dergestalt, dass das Ventilelement, z.B. als Ventilteller ausgebildet, in die geöffnete Stellung bewegt und gegen das Ventilsitzelement angesetzt wird. Weiterhin ist eine Feder vorgesehen, die auf den Anker oder das Ventilelement so einzuwirken vermag, dass sich das Ventilelement in der Schließstellung befindet, wenn die Spule stromlos ist. Im Stand der Technik sind dem Anker beispielsweise zwei Wicklungen zugeordnet, nämlich einer Anzugswicklung und einer Haltewicklung. Die Anzugswicklung dient dazu, eine große Kraft auf den Anker auszuüben und diesen entgegen der Wirkung der Feder so verstellen zu können, dass das Ventilelement aus der Schließstellung in die Offenstellung gelangen kann, sobald diese mit elektrischem Strom, z.B. mittels der Schalteirichtung, bestromt wird, sodass der Anker in die geöffnete Stellung gezogen wird. Anschließend wird die Haltewicklung mit einem konstanten Strom erregt, um den Anker dauerhaft in der Offenstellung zu halten. Das Ventil kann in zwei diskrete Stellungen, nämlich aus der Offen- in seine Schließstellung (auch als Übergang bezeichnet), und aus der Schließin seine Offenstellung (auch als Übergang bezeichnet) oder in eine halb oder eine viertel geöffnete Stellung sich umschalten lassen oder umgeschaltet werden. Das Umschalten in die Stellungen kann mittels Zuführung von elektrischem Strom zu dem Magnetventil und/oder mittels Unterbrechung der Zuführung gesteuert werden. Unter Ventilen werden herkömmliche im Sinne der Erfindung auch verstanden in Kombination mit einem Betätigungsmagneten und einem pneumatischen oder hydraulischen Ventil oder Schieber, wobei maßgebliche Funktionsteile des Magneten, z.B. der Anker, ebenfalls maßgebliche Funktionsteile des Ventils oder des Schiebers darstellen können, z.B. Sitzventil für Pneumatik und Hydraulik oder Vereinigung eines Ventilmagneten mit einem Hydraulikschieber in einer starren und unlösbaren Einheit, die dergestalt ausgebildet sein können, dass die Bestromung derselben mit elektrischem Strom zum dichten Unterbrechen der Flüssigkeitsführung in dem Ventil oder zum Öffnen des Ventils zum Zweck der Flüssigkeitsführung, also zum unterschiedlichen Durchströmverhalten von Flüssigkeiten infolge Offen- oder Schließstellung innerhalb derselben führen.
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Der Druckmittelmotor ist an einem Getriebe gekoppelt, sodass der Druckmittelmotor bei Anfahren eingekuppelt werden kann durch das Berühren oder das Betätigen der Bedieneinrichtung, wie durch das Herunterdrücken des Gaspedals aus seiner Ausgangsstellung. Bereits bei Zurückfahren des Gaspedals in Richtung in seine Ausgangsstellung zurück kann der Druckmittelmotor aus dem Getriebe ausgekuppelt und ggf. ein an dem Getriebe gekoppelter Generator als Einrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie, z.B. zeitgleich, eingekuppelt werden, welche elektrische Energie in einem mit dem Generator elektrisch verbundenen Stromspeicher, wie Akkumulator, gespeichert wird. Diese Energie dient ebenso wie die über die mit dem Stromspeicher elektrisch verbundenen Solarmodule erzeugte elektrische Energie zur Versorgung der Steuereinheit, der Heizeinrichtung, Ventile, deren Schalteinrichtung, usw. sowie sonstiger mittels elektrischer Energie betreibbarer und steuerbarer Einrichtungen, die dem Fachmann bekannt sind, in dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug. Unter Verbindung oder elektrischer Verbindung wird im Sinne der Erfindung auch verstanden die drahtgebundene Leitung oder Zuleitung elektrischer Energie oder Stroms.
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Das Gaspedal als Bedieneinrichtung des Benutzers erzeugt ein Fahrsignal, welches an die Steuereinrichtung weitergeleitet wird. Durch Betätigen, wie Berühren oder Herunterdrücken, des Gaspedals durch den Benutzer wird ein mit dem Fahrsignal korrespondierendes Steuersignal von der Steuereinheit erzeugt und weitergeleitet an die Ventile, die Elektroheizung, das Getriebe, an sonstige Einrichtungen, usw., bzw. an deren Schalteinrichtungen zur Ansteuerung derselben, weitergeleitet, so dass der Druckmittelmotor in das Getriebe eingekuppelt, ggf. der Generator aus dem Getriebe ausgekuppelt, die Ventile mittels deren Schalteinrichtung geöffnet, die Elektroheizung die Druckmittelleitung mittels deren Schalteinrichtung eingeschaltet, das Druckmittel dem Druckmittelmotor zugeführt werden können.
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Unter Weiterleitung, Übertragung, Empfang, Verbindung, Senden und dergleichen kann im Sinne der Erfindung auch verstanden werden jede Art der Übermittlung von elektrischen Strom, elektrischen Signalen, drahtgebunden und / oder auch drahtlos, beispielsweise durch gerichtete Abstrahlung und / oder Empfang von elektromagnetischen Wellen mittels herkömmlicher Sender; drahtlose Übertragung kann drahtlos beispielsweise über Ultraschall, Infrarot, Datenkommunikation mittels Bluetooth, usw. erfolgen. Unter Bluetooth wird im Sinne der Erfindung auch verstanden, die drahtlose Datenkommunikation (2.45 GHz-Band) zwischen Einrichtungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs untereinander und /oder mit Peripheriegeräten sowie Geräten der Mobilkommunikation; diese kann eine Reichweite von ca. 10. m: voll Duplex, asynchron, Modulation FHSS, Übertragungsrate 1-3 Mbps im 2.4 GHz Band, in Version 2.0 ab 2003, 12 mbps usw. aufweisen.
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Die von den Einrichtungen, wie Druck-, Temperatursensoren, Gaspedal, usw., des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs erzeugten Signale, Fahrsignale, usw. und die von den Steuereinrichtungen erzeugten Steuersignale, usw. können in einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs codiert sein, um unberechtigte Einflussnahmen weitgehend zu vermeiden. Gleichfalls können diese Signale auch in analoger und / oder digitaler Form abgestrahlt und / oder codiert werden. Auch können die Signale, Fahrsignale, Steuersignale, usw. einen Adresscode aufweisen, der an die die Signale, Fahrsignale, usw. empfangenden Einrichtungen adressiert ist, um die vorbestimmte Zuordnung und Weiterleitung derselben an vorbestimmte Einrichtungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs zu gewährleisten. Mithilfe der Adresscodes können folglich bestimmte Einrichtungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs angewählt und auch von außen an eine und über eine mit der Steuereinrichtung kommunizierende Leitzentrale weitergeleitet, ggf. überprüft, werden.
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Unter Solarzellen wird im Sinne der Erfindung herkömmliche Halbleiterphotoelemente beispielsweise aus einem dünnen Galiumarsenid- oder Siliziumeinkristalle mit p- und n-leitenden Zonen auch verstanden, mit welchen durch Ausnutzung des inneren Photoeffektes Strahlungsenergie der Sonne bei relativ hohem Wirkungsgrad direkt in elektrische Energie umgewandelt werden kann. Zur Erzeugung hinreichender elektrischer Leistung werden viele Solarzellen leitend miteinander verbunden und zu Sonnenpaneelen zusammengesetzt und mit einer gemeinsamen Schutzschicht aus Glas oder Kunststoff versehen, so dass auch die Sonnenpaneele entsprechend der gekrümmten Anordnung oder Ausrichtung des Fahrzeugdaches angepasst werden können Ebenso können die Solarzellen als Dünnschicht - Solarzellen ausgestaltet sein, die mit polykristallinen, auf einem metallischen Träger aufgedampften Halbleiterschichten von etwa 10 bis 50 µm Stärke bestehen können. Außerdem können die Solarzellen auf flexiblen Trägermaterialien angeordnet sein, die auch auf der Motorhaube des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs angeordnet werden können und aufgrund der geringen Starrheit derselben bei Auffahrunfällen nicht in den Fahrgastraum des einzudringen erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs vermögen.
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Als Generator zu Erzeugung elektrischer Energie können herkömmliche Gleichstromgeneratoren, Drehstromgeneratoren und/ oder dergleichen verwendet werden. Beispielsweise kann der Generator als Repulsionsmotor bereitgestellt werden, bei welchem zwischen Ständerwicklung als Erregerwicklung und Läuferwicklung keine leitende Verbindung besteht, die Energie induktiv von der Erregerwicklung auf den Läufer übertragen werden kann. Der Läufer kann einen Kollektor und Bürsten umfassen, die kurzgeschlossen sind. Eine stufenlose Drehzahländerung, sowie eine Richtungsänderung erreicht man durch Verschieben der Bürsten. Ebenso kann je nach Anforderung der Generator als Drehstromgenerator ausgebildet sein.
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Als Getriebe eignen sich herkömmliche Getriebe, die elektrisch schaltbar oder automatisch schaltbar sind. Solche Getriebe können Schubgliederbänder, auch CVT-Getriebe (continuously variable transmission) aufweisen zur Übertragung der Antriebskraft, um die Antriebskraft des Druckmittelmotors auf die Rollelemente des Kraftfahrzeugs möglich zu machen. Dieses besteht aus beispielsweise trapezförmigen Metallgliedern, die von Metallbändern geführt werden. Ein Planetenradsatz treibt die Primärkegelscheibe an. Über eine Vorwärtsgangkupplung und eine Rückwärtsgangkupplung wird das Getriebe angetrieben. Diese Kupplungen können auch als Anfahrkupplungen, sog. zum Ein- Auskuppeln, dienen.
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Die von dem Generator erzeugte elektrische Energie wird zu einem, z.B. elektrochemischen, Energiespeicher, auch Stromspeicher genannt, wie Akkumulator, geleitet. Als herkömmliche Akkumulatoren eignen sich bereits eine herkömmliche Kraftfahrzeugbatterie, wie Nickel-Eisen-Akkumulatoren, Nickel-Cadmium- Akkumulatoren, Silber-Zink-Akkumulatoren, Natrium-Schwefel-Akkumulatoren, Lithium-Schwefel-Akkumulatoren und /oder dergleichen.
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Als Druckmittelmaschinen eignen sich auch solche mit einer umlaufenden Zylindertrommel mit einer Zentralbohrung, vorzugsweise Axialkolbenmotor in Schrägscheibenbauweise, mit einem Umlaufradgetriebe, dessen Umlaufradträger an den Zylindertrommel gekoppelt ist, vorzugsweise mit zwei koaxial an beiden Seiten aus dem Gehäuse des Aggregates führenden Wellen, wobei die Zylindertrommel den Umlaufradträger bildet und lagenunveränderlich im Gehäuse gelagert ist und das Umlaufradgetriebe als Kegelraddifferenzialgetriebe ausgebildet und innerhalb der Zentralbohrung der Zylindertrommel angeordnet sein kann.
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Ausführungsbeispiele
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In Ausführungsbeispielen werden aufgrund einer Vereinfachung in schematischer Weise verschiedene Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs beschrieben.
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Das erfindungsgemäße zuverlässige Kraftfahrzeug hat einen Druckluftbehälter, der über eine Druckluftleitung an eine Kolbenentspannungsmaschine angeschlossen ist, wobei in der Druckluftleitung mindestens ein elektrisch betätigbares Magnetventil mit seiner Schalteinrichtung angeordnet ist zur Begrenzung der Zuführung von komprimierter, vorzugsweise entfeuchteter, Druckluft aus dem Druckluftbehälter zu der Kolbenentspannungsmaschine. Der Regler des Magnetventils ist mit der Schalteinrichtung elektrisch verbunden, welche ihrerseits mit der Steuereinrichtung elektrisch verbunden ist zum Erhalt von Steuersignalen.
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An der Druckluftleitung ist eine mittels elektrischer Energie beheizbare Heizeinrichtung außenwandig angeordnet zur Erhöhung der Temperatur der Druckluft, falls erforderlich, da bei Entspannung der Druckluft in der Kolbenentspannungsmaschine die Vereisung beispielsweise der Kolbenentspannungsmaschine zu vermeiden ist. Die Kolbenentspannungsmaschine ist an ein Getriebe gekoppelt zum Ein- und Auskuppeln derselben je nach Wunsch des Benutzers und/oder sonstigen Vorgaben. An dem Getriebe ist gleichfalls ein Generator gekoppelt, der beispielsweise bei Leerlauf und ausgekuppelter Kolbenentspannungsmaschine eingekuppelt wird und elektrische Energie erzeugt und energetisch günstig gleichzeitig Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs verzögern bzw. verringern kann.
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Die von dem Generator erzeugte elektrische Energie wird an einen herkömmlichen Akkumulator, der mit dem Generator elektrisch verbunden ist, weitergeleitet. Die Steuereinrichtung ist mit dem elektrisch betätigbaren an der Druckluftleitung angeschlossenen Magnetventil elektrisch verbunden, um je nach Anforderung das Ausmaß bzw. die Druckhöhe der komprimierten zu der Kolbenentspannungsmaschine zuzuführenden Druckluft zu erhöhen, zu verringern oder zu begrenzen. Die Steuereinheit ist gleichfalls mit dem Gaspedal als Schalteinrichtung elektrisch verbunden, zwecks Weiterleitung der Fahrsignale an die Steuereinrichtung, welche nach Maßgabe von Sollwerten, Signalen und Fahrsignalen Steuersignale erzeugt und an das Magnetventil und/oder die Heizeinrichtung und deren Schalteinrichtungen weiterleitet.
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Die an der Druckluftleitung angeschlossenen Drucksensoren und Temperatursensoren erzeugen Signale, die mit dem Druck und der Temperatur der Druckluft korrespondieren; diese Istwerte werden an die Steuereinrichtung weitergeleitet, mit den in der Steuereinrichtung programmierten, wie vorgegebenen, Sollwerten und /oder Fahrsignalen verglichen und je nach Anforderung Steuersignale an die Schalteinrichtung der Heizeinrichtung und Schalteinrichtungen der Magnetventile und sonstige Einrichtungen und deren Schalteinrichtungen weitergeleitet werden zwecks Eingriff in das Ausmaß der an die Kolbenentspannungsmaschine zuzuführenden komprimierten Druckluft, der Erzeugung von Drehbewegungen der Kolbenentspannungsmaschine und / oder Aufheizung der Druckluft. Zwecks Verringerung der Fahrgeschwindigkeit, ggf. auch starkem Abbremsen, des Kraftfahrzeugs kann ein Generator zur Erzeugung elektrischer Energie, der an dem eine Schalteinrichtung aufweisenden Getriebe gekoppelt ist, durch Weiterleitung eines Steuersignals an die Schalteinrichtung des Getriebes in dieses eingekuppelt werden und nicht nur zur Verzögerung der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs beitragen, sondern hinzukommend auch elektrische Energie erzeugen, die in einem Akkumulator, der mit dem Generator elektrisch verbunden ist, gespeichert wird. Die elektrische Energie kann beispielsweise zum Aufheizen der Heizeinrichtung an der Druckluftleitung zu dieser und/oder zu sonstigen energiebenötigenden Einrichtungen des Kraftfahrzeugs, wie Leuchtmittel und dergleichen, zugeführt werden.
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Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines zuverlässig bewegbares Kraftfahrzeug mit hoher Reichweite ohne Kraftstoffverbrauch mit einem Druckmittelbehälter, einem Druckmittelmotor, einem Getriebe, Einrichtungen zur Erzeugung elektrischer Energie, einem Akkumulator zur Aufladung mit elektrischer Energie werden der Druckmittelbehälter über eine Druckmittelleitung an dem Druckmittelmotor angeschlossen, der Druckmittelmotor an das Getriebe gekoppelt, auf einem Kraftfahrzeugdach Solarmodule als Einrichtungen zur Erzeugung elektrischer Energie angeordnet, die Einrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie mit dem Akkumulator und/oder der Akkumulator mit einer elektrischen Heizeinrichtung zur Aufheizung der Druckmittelleitung elektrisch verbunden.
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In einem Ausführungsbeispiel zur Energiegewinnung aus infolge Sonneneinstrahlung erhitzten KFZ-Oberflächen oder -Innenraum kann das erfindungsgemäße zuverlässig bewegbare Kraftfahrzeug die in KFZ-Oberflächen und/oder im -Innenraum erzeugte Wärmeenergie mittels eines thermoelektrischen Generators nutzen. Unter thermoelektrischem Generator wird im Sinne der Erfindung auch verstanden, die Nutzung der Wärmeenergie mittels des thermoelektrischen Generators, der einerseits mit einer Wärmequelle und andererseits mit einer Wärmesenke in thermischer Verbindung steht und aus dieser Temperaturdifferenz zwischen der Hitze oder Wärme der Wärmequelle und der Kälte der Wärmesenke unter Nutzung des aus der Physik bekannten Seebeck-Effektes elektrische Spannung oder einen elektrischen Strom, wie Gleichstrom, erzeugen kann. Es handelt sich hierbei im Prinzip um eine physikalisch umgekehrt arbeitende Peltier-Anordnung. Hierbei wird vorteilhafterweise eine Wärmequelle, beispielsweise Aufheizung von Bereichen, eines Kraftfahrzeugs infolge von Sonneneinstrahlung genutzt werden.
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Zusätzlich kann in einem weiteren Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen zuverlässig bewegbaren Kraftfahrzeugs zwischen Aufheizelementen und dem Wärmetauscher eine Wärmepumpe angeordnet werden, die mittels der in dem elektrischen Speicher gespeicherten elektrischen Energie betrieben wird, welche unter Arbeitsaufwendung den Aufheizelementen niedrigere Temperatur Wärme entzieht und sie diese dem Wärmetauscher höherer Temperatur zuführt, um die Temperaturdifferenz zwischen der Zuleitung und/oder der Eintrittsseite des Wärmetauschers einerseits und der Ableitung und/oder der Austrittsseite des Wärmetauschers andererseits zusätzlich zu erhöhen.
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In einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen zuverlässig bewegbaren Kraftfahrzeugs weist das erfindungsgemäße zuverlässig bewegbare Kraftfahrzeug eine Vorrichtung auf zur Erzeugung elektrischer Energie mittels eines thermoelektrischen Generators, wobei die Vorrichtung neben dem thermoelektrischen Generator Aufheizelemente umfasst, die auf der Oberfläche eines Kraftfahrzeuges, beispielsweise auf der Gepäckraumabdeckung, der Motorhaube, dem Dach, den Kotflügeln, oder im Fahrgastinnenraum, usw. des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs angeordnet sind. Zusätzlich umfasst die Vorrichtung einen Wärmetauscher. Die Aufheizelemente sind über eine Zuleitung an den Wärmetauscher zur Zuführung der in den Aufheizelementen erhitzten oder -wärmten Flüssigkeit zur Erhitzung einer Seite des thermoelektrischen Generators angeschlossen. Der Wärmetauscher seinerseits ist mit seiner anderen Seite über eine Ableitung zur Ableitung und Rückführung der in dem Wärmetauscher erkalteten Flüssigkeit zu den Aufheizelementen angeschlossen. So ist der thermoelektrische Generator thermisch zwischen einer warmen Eintrittsseite und einer kühlen Austrittsseite des Wärmetauschers angeordnet.
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Mittels der von den Aufheizelementen erhitzten Flüssigkeit kommt der thermoelektrische Generator mit einer Seite in thermische Berührung, wie mit dessen warmen Eintrittsseite des Wärmetauschers. Mit seiner anderen Seite tritt der thermoelektrische Generator mit der kühlen Austrittsseite des Wärmetauschers gleichfalls in thermische Berührung, sodass eine Temperaturdifferenz zwischen den beiden Seiten des thermoelektrischen Generators sich einstellt. Die Temperaturdifferenz ist derart hoch, dass auch eine hinreichend hohe elektrische Leistung, wie Gleichstrom, und daher eine Energieausbeute in Form der Bereitstellung elektrischer Energie in dem thermoelektrischen Generatur abgerufen werden kann. Die von dem thermoelektrischen Generator erzeugte elektrische Energie wird einem Speicher zur Speicherung der elektrischen Energie, wie Akkumulator, Kondensator oder dergleichen, zugeführt und dort gespeichert.
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In einem anderen Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen zuverlässig bewegbaren Kraftfahrzeugs wird die infolge der mittels Sonneneinstrahlung erhitzten Aufheizelemente erhitzte Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, Öl oder dergleichen, der Aufheizelemente dem Wärmetauscher über die Zuleitung zugeführt. In dem Wärmetauscher wird die Flüssigkeit gekühlt. Die Kühlung kann mittels Fahrtwind infolge der Bewegung des Kraftfahrzeugs und / oder mittels eines auf den Wärmetauscher gerichteten Gebläses erfolgen. Die in dem Wärmetauscher von dem Fahrtwind und/oder der von dem Gebläse erzeugten Gebläseluft gekühlte Flüssigkeit tritt an der Austrittsseite des Wärmetauschers aus und wird über die Ableitung erneut den Aufheizelementen in einem Kreislauf zugeführt. Auch kann zusätzlich oder alternativ die Ableitung mittels Fahrtwind infolge der Bewegung des Kraftfahrzeugs und / oder mittels eines auf den Wärmetauscher gerichteten Gebläses gekühlt werden.
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Der Unterschied in den Temperaturen in der Zuleitung und in der Ableitung reicht bereits aus, dass der thermoelektrische Generator der zwischen der warmen Eintrittsseite, wie in der Zuleitung des thermoelektrischen Generators, und der kühlen Austrittsseite, wie der Ableitung des Wärmetauschers, angeordnet ist und elektrische Energie mittels des o.g. Seebeck-Effektes zu erzeugen vermag.
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Vorteilhafterweise ist diese Vorrichtung in dem erfindungsgemäßen zuverlässig bewegbaren Kraftfahrzeug einfach in ihrem Aufbau und mit wenigen Bauteilen in das erfindungsgemäße zuverlässig bewegbare Kraftfahrzeug leicht einbaubar und darüber hinaus kostengünstig in der Herstellung sowie im Einbau derselben. In der Vorrichtung zur Gewinnung von Wärmeenergie aufgrund der mittels Sonneneinstrahlung wärme- oder hitzebeaufschlagten Aufheizelemente kann der thermoelektrische Generator unmittelbar an der Wärme abgebenden Zuleitung und/oder unmittelbar an der warmen Eintrittsseite des Wärmetauschers angeordnet und thermisch leitend verbunden werden. In einfacher Weise wird hierdurch ein hinreichender Wärmeübergang zwischen der die Wärme oder Hitze abgebenden Zuleitung oder Eintrittsseite des Wärmetauschers und dem die Wärme oder Hitze aufnehmenden Elementen des thermoelektrischen Generators, wie Halbleiterelemente oder als Seebeck-Elemente, erreicht.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen zuverlässig bewegbaren Kraftfahrzeugs sind an den Zuleitungen entlang derselben -z.B. über deren gesamten Längserstreckung-, die wärmeaufnehmenden Elemente des thermoelektrischen Generators und an den Ableitungen entlang derselben -z.B. über deren gesamten Längserstreckung-, angeordnet, wobei die e wärmeaufnehmenden Elemente des thermoelektrischen Generators mit Kupfer hergestellt sein können.
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Die Aufheizelemente sind an dem Wärmetauscher in einem Kreislauf thermisch angeschlossen, sodass die von den Aufheizelementen erhitzte Flüssigkeit dem Wärmetauscher zugeleitet, diese in dem Wärmetauscher gekühlt und über die Austrittsseite des Wärmetauschers über die Ableitung, ggf. zusätzlich gekühlt, erneut den Aufheizelementen zugeleitet wird. Diese Zirkulationsbewegung wird mittels Konvektion und/ oder mit einer in diesem diesen Kreislauf, z.B. in der Zuleitung und/oder Ableitung, angeordneten mittels elektrischer Energie betreibbaren Pumpe bereitgestellt. Über die warme Eintrittsseite des Wärmetauschers strömt die von den Aufheizelementen erhitzte Flüssigkeit in die warme Eintrittsseite des Wärmetauschers und wird in nach Kühlung und Herabsetzung deren Temperatur über die kühle Austrittsseite des Wärmetauschers den Aufheizelementen wieder zugeführt.
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Da der Wärmetauscher auch eine kühle Eintrittsseite aufweisen kann, über welche z.B. die Umgebungsluft des Kraftfahrzeuginnenraums durch ein Gebläse in den Wärmetauscher geblasen wird, und zudem eine warme Austrittsseite aufweist, über welche die in dem Wärmetauscher von der Flüssigkeit erwärmte Umgebungsluft aus dem Wärmetauscher erneut in den Kraftfahrzeuginnenraum hineingeblasen wird, kann die aus dem Wärmetauscher ausgeblasene Luft zur Erwärmung des Kraftfahrzeuginnenraums des erfindungsgemäßen zuverlässig bewegbaren Kraftfahrzeugs in kalten Jahreszeiten zusätzlich genutzt werden.
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Bevorzugterweise wird die Vorrichtung mit dem Wärmetauscher und / oder die Wärmepumpe derart genutzt, dass er einerseits über den an ihm angeordneten thermoelektrischen Generator elektrische Energie gewonnen und anderseits auch zur Temperierung der Umgebungsluft in dem Kraftfahrzeuginnenraum genutzt werden kann.
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In einem zusätzlichen Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen zuverlässig bewegbaren Kraftfahrzeugs ist der Wärmetauscher als ein Flüssigkeit-Luft-Wärmetauscher ausgebildet. Der thermoelektrische Generator ist thermisch angeordnet zwischen der warmen Eintrittsseite des Wärmetauschers und der kühlen Austrittsseite desselben, sodass der thermoelektrische Generator in thermischen Kontakt oder Berührung mit seiner einen Seite mit der warmen Eintrittsseite und mit seiner anderen Seite in thermischem Kontakt mit der kühlen Austrittsseite.
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Der thermische Kontakt zwischen dem thermoelektrischen Generator und der Zuleitung einerseits und zwischen dem thermoelektrischen Generator und der Ableitung oder Austrittsseite des Wärmetauschers andererseits wird mittels einer Wärmebrücke hergestellt. Als Wärmebrücke können sich eignen herkömmliche Wärmeleitelemente, die mit Kupfer hergestellt sein können, die in einer dem Fachmann bekannten Weise an der erhitzten Zuleitung und / oder im Bereich der warmen bzw. erhitzten Eintrittsseite des Wärmetauschers und an der kühlen Ableitung und/ oder an der kühlen Austrittsseite des thermoelektrischen Generators angeordnet sind. Diese Wärmebrücke oder die Wärmeleitelemente können zumindest teilweise auch in die Zuleitung und Ableitung hineinreichen oder Teil derselben sein. Besonders eignet sich Kupfer aufgrund seines besonders hohen Wärmeleitwertes.
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Unter einem thermoelektrischen Generator wird auch in den Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen zuverlässig bewegbaren Kraftfahrzeugs im Sinne der Erfindung verstanden, ein solcher, der elektrische Energie aus thermischer Energie nach dem Seebeck-Effekt erzeugt, wobei ein aus einer Mehrzahl von Peltier - Elementen bestehendes Peltier - Modul jeweils mit den beiden Element- oder Materialschenkeln eines Peltier-Elementes zwischen einem wärmeaufnehmenden und einem wärmeabgebenden Modul Leitkörper in wärmeleitenden Kontakt angeordnet wird. So kann in einer Ausführungsform der thermoelektrische Generator zwei unterschiedliche Halbleitermaterialien aufweisen, die thermisch und elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Setzt man diese Materialpaarung einer Temperaturdifferenz zwischen einer Wärmequelle und einer Wärmesenke aus, beispielsweise zwischen der Zuleitung, die von den Aufheizelementen kommend erhitzte Flüssigkeit zu dem Wärmetauscher leitet, und der Ableitung, die die infolge Kühlung in dem Wärmetauscher und /oder Ableitung gekühlte Flüssigkeit zurück in die Aufheizelemente führt, bildet sich zwischen den beiden Element- oder Materialschenkeln eine elektrische Spannung oder auch Thermospannung genannt.
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Durch die Kombination einer Vielzahl solcher Elemente können mit der leistungsfähigen Wärmequelle, wie beispielsweise der Aufheizelemente, elektrische Energie erzeugt werden. So kann der thermoelektrische Generator elektrisch in Reihe und parallel geschaltete an Ausgangsklemmen elektrisch verbundene Halbleiterelementen als Seebeck-Elemente, auch Elemente genannt, zur Erzeugung elektrischer Energie aufweisen, wobei die Ausgangsklemmen zur Lieferung elektrischer Energie, wie Gleichstrom, vorgesehen sind.
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Es zeigt sich, dass mit Hilfe des erfindungsgemäßen zuverlässig bewegbaren Kraftfahrzeugs zwischen Aufheizelementen und dem Wärmestauscher auch infolge der Nutzung der mittels Sonneneinstrahlung erwärmten oder erhitzten Aufheizelemente unter Schonung von natürlichen Ressourcen und Beachtung der Umweltschonung aus geschickte Weise zusätzlich elektrische Energie erzeugt wird.
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Ebenso kann elektrische Energie erzeugt werden bei dem Abstellen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, soweit der Wärmetauscher mittels eines Gebläses mit kühlerer Luft, die eine geringere Temperatur aufweist als die von den Aufheizelementen dem Wärmetauscher zugeführte Flüssigkeit, gekühlt wird.
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Ebenfalls zeigt sich, dass in einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen zuverlässig bewegbaren Kraftfahrzeugs Aufheizelemente auch im Fahrgastinnenraum des Kraftfahrzeugs angeordnet sein können, um ihm Wärme infolge hoher Sonneneinstrahlung zu entziehen und diese dem Wärmetauscher zwecks Erzeugung elektrischer Energie zuzuführen.
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Die Aufheizelemente können als Hohlkörper ausgebildet sein, um als Wärmetauscher die in dem Hohlkörper zirkulierende Flüssigkeit infolge Sonneneinstrahlung zu erhitzen.
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Die Erwärmung kann in den Aufheizelementen noch gesteigert werden durch das Auftragen einer nicht reflektierenden Farbbeschichtung auf den Aufheizelementen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Aufheizelemente unmittelbar auf der Oberfläche der Gepäckraumabdeckung oder Motorraumabdeckung oder Teil derselben sind.
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Vorteile des erfindungsgemäßen zuverlässig arbeitenden Kraftfahrzeugs
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Die besonderen Vorteile des erfindungsgemäßen zuverlässig arbeitenden Kraftfahrzeugs sind
die Vermeidung von Abgasen,
die deutlich geringe Belastung der Umwelt durch die Herstellung des Kraftfahrzeugs und dessen Bauteilen,
die einfache Bauweise des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs,
das Zugreifen auf bewährte Bauteile im Stand der Technik zur Herstellung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs,
die Zuverlässigkeit und die hohe Betriebssicherheit des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs,
die Vermeidung des Zugriffs auf seltene Ausgangsstoffe, wie Lithium, in der Natur,
die Verhinderung hoher Umweltbelastung zur Herstellung von Bauteilen des Kraftfahrzeugs.
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Durch das geschickte Zusammenspiel der Bauteile des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs wird ein solches bereitgestellt, welches
umweltbewusst,
klimafreundlich,
ressourcensparend,
naturfreundlich,
energiesparend,
feinstaublos,
preiswert,
langlebig,
wartungsarm,
CO2-arm,
umweltschonend
und
nachhaltig
ist und sich hierdurch als die Alternative zu herkömmlichen Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotoren aufdrängt.