DE102021114643A1 - Motor vehicle, in particular motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, mit einem Lufteinlass (3), über welchen bei einer Vorwärtsfahrt Luft in einen Strömungskanal (5) einleitbar ist, mit einer in dem Strömungskanal (5) angeordneten Turbine (9), welche von der Luft antreibbar ist, und mit einem von der Turbine (9) antreibbaren Generator (16), mittels welchem elektrische Energie bereitstellbar ist. Der Strömungskanal (5) umfasst einen stromab der Turbine (9) angeordneten ersten Längenbereich (18), einen stromab des ersten Längenbereiches (18) angeordneten und fluidisch mit dem ersten Längenbereich (18) verbundenen und dadurch von einem ersten Teil der Luft durchströmbaren, zweiten Längenbereich (20a), welcher in eine von dem ersten Teil der Luft durchströmbare, erste Venturidüse (24a) mündet, mittels welcher unter Nutzung von aus der Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs resultierendem und die erste Venturidüse (24a) durchströmendem Fahrtwind ein Unterdruck erzeugbar ist, mittels welchem der erste Teil durch den zweiten Längenbereich (20a) hindurchzufördern ist.The invention relates to a motor vehicle with an air inlet (3) through which air can be introduced into a flow duct (5) when driving forward, with a turbine (9) which is arranged in the flow duct (5) and can be driven by the air, and with a generator (16) which can be driven by the turbine (9) and by means of which electrical energy can be made available. The flow channel (5) comprises a first length region (18) arranged downstream of the turbine (9), a second length region (18) arranged downstream of the first length region (18) and fluidically connected to the first length region (18) and through which a first part of the air can flow Longitudinal area (20a), which opens into a first Venturi nozzle (24a) through which the first part of the air can flow, by means of which a negative pressure can be generated using the airflow resulting from the forward travel of the motor vehicle and flowing through the first Venturi nozzle (24a), by means of which the first part is to be conveyed through the second length region (20a).

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a motor vehicle, in particular a motor vehicle, according to the preamble of patent claim 1.

Der DE 10 2017 010 596 A1 ist ein elektromechanisches Ladegerät als bekannt zu entnehmen. Des Weiteren offenbart die US 5 280 827 A ein mittels eines Elektromotors antreibbares Fahrzeug, mit einer Windturbine, die am Heck des Fahrzeugs angeordnet ist. Außerdem ist aus der WO 2017/099914 A1 ein System für ein Fahrzeug bekannt, mit einer Lufteinlassstruktur, einer Tunnelstruktur und einer Energieerzeugungseinrichtung.Of the DE 10 2017 010 596 A1 an electromechanical charger can be seen as known. Furthermore, the U.S. 5,280,827 A a vehicle propelled by an electric motor, with a wind turbine arranged at the rear of the vehicle. In addition, from the WO 2017/099914 A1 a system for a vehicle is known, with an air intake structure, a tunnel structure and a power generation device.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Kraftfahrzeug zu schaffen, so dass eine besonders hohe Reichweite des Kraftwagens auf besonders vorteilhafte Weise realisiert werden kann.The object of the present invention is to create a motor vehicle so that a particularly long range of the motor vehicle can be achieved in a particularly advantageous manner.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.According to the invention, this object is achieved by a motor vehicle having the features of patent claim 1 . Advantageous configurations of the invention are the subject matter of the dependent claims.

Das erfindungsgemäße, vorzugsweise als Kraftwagen und ganz vorzugsweise als Personenkraftwagen ausgebildete Kraftfahrzeug weist wenigstens einen Lufteinlass auf, über welchen bei einer einfach auch als Fahrt bezeichneten Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs Luft in einen Strömungskanal des Kraftfahrzeugs einleitbar ist. Insbesondere ist unter dem Lufteinlass eine Lufteinlassöffnung zu verstehen, an welcher beispielsweise der einfach auch als Luftkanal bezeichnete Strömungskanal in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne hin endet bzw. in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten hin beginnt. Wird das Kraftfahrzeug in seiner Vorwärtsfahrtrichtung, mithin vorwärts gefahren, so resultiert daraus Fahrtwind, der das Kraftfahrzeug an- und umströmt. Der Fahrtwind ist durch Luft gebildet, die das Kraftfahrzeug an- und umströmt. Die Luft beziehungsweise ein Teil der Luft kann den Lufteinlass durchströmen und dadurch in den Strömungskanal des Kraftfahrzeugs einströmen. Somit umfasst das Kraftfahrzeug den Strömungskanal.The motor vehicle according to the invention, preferably designed as a motor vehicle and very preferably as a passenger car, has at least one air inlet via which air can be introduced into a flow channel of the motor vehicle when the motor vehicle is traveling forwards. In particular, the air inlet is to be understood as an air inlet opening at which, for example, the flow channel, also simply referred to as the air channel, ends forward in the longitudinal direction of the vehicle or begins towards the rear in the longitudinal direction of the vehicle. If the motor vehicle is driven forwards in its forward direction of travel, the result is a headwind that flows against and around the motor vehicle. The airstream is formed by air flowing on and around the motor vehicle. The air or part of the air can flow through the air inlet and thereby flow into the flow channel of the motor vehicle. The motor vehicle thus includes the flow channel.

Das Kraftfahrzeug weist außerdem wenigstens eine in dem Strömungskanal angeordnete Turbine auf, welche von der über den Lufteinlass in den Strömungskanal eingeleiteten und in der Folge den Strömungskanal zumindest teilweise durchströmenden Luft antreibbar ist. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass die Turbine ein Turbinenrad aufweist, welches von der den Lufteinlass durchströmenden und dadurch über den Lufteinlass in den Strömungskanal einströmenden Luft antreibbar ist. Der Strömungskanal ist beispielsweise durch eine insbesondere eigensteife beziehungsweise formstabile und vorzugsweise als Festkörper ausgebildete Leitungseinrichtung, insbesondere direkt, begrenzt. Das Trichter ist von der den Strömungskanal durchströmenden Luft antreibbar und dadurch um eine Turbinenraddrehachse relativ zu der Leitungseinrichtung drehbar. Da die Turbine beziehungsweise das Turbinenrad in dem Strömungskanal angeordnet ist, ist die Turbine beziehungsweise das Turbinenrad in der Leitungseinrichtung angeordnet.The motor vehicle also has at least one turbine arranged in the flow duct, which can be driven by the air introduced into the flow duct via the air inlet and subsequently flowing at least partially through the flow duct. This means in particular that the turbine has a turbine wheel, which can be driven by the air flowing through the air inlet and thereby flowing into the flow channel via the air inlet. The flow channel is, for example, delimited, in particular directly, by a line device that is in particular inherently rigid or dimensionally stable and is preferably designed as a solid body. The funnel can be driven by the air flowing through the flow channel and can thus be rotated about a turbine wheel axis of rotation relative to the line device. Since the turbine or the turbine wheel is arranged in the flow channel, the turbine or the turbine wheel is arranged in the line device.

Das Kraftfahrzeug weist außerdem einen Generator auf, welcher von der Turbine antreibbar ist. Durch Antreiben des Generators kann der Generator elektrische Energie, das heißt elektrischen Strom bereitstellen. Mit anderen Worten, durch Antreiben der Turbine kann die Turbine, insbesondere über eine Abtriebswelle, mechanisch Energie bereitstellen, mit welcher beispielsweise der Generator versorgt werden kann. Mittels des Generators kann die mechanische Energie, mit welcher der Generator versorgt wird, in elektrische Energie umgewandelt werden, die von dem Generator bereitgestellt werden kann. Mittels der von dem Generator bereitgestellten, elektrischen Energie kann beispielsweise wenigstens ein elektrischer Verbraucher versorgt und dadurch betrieben werden, insbesondere direkt, das heißt, ohne die von dem Generator bereitgestellte, elektrische Energie in einem Speicher zwischenzuspeichern. Ferner ist es denkbar, dass die von dem Generator bereitgestellte, elektrische Energie in einem beispielsweise als Batterie ausgebildeten, elektrischen Energiespeicher zu speichern ist beziehungsweise zu speichern wird. Somit kann das Kraftfahrzeug den Energiespeicher aufweisen. Vorzugsweise ist der Energiespeicher eine Hochvolt-Komponente, deren elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebs- oder Nennspannung, vorzugsweise größer als 50 Volt (V), insbesondere größer als 60 V ist, und ganz vorzugsweise mehrere hundert Volt beträgt. Vorzugsweise ist der Energiespeicher eine Batterie, insbesondere eine Hochvoltbatterie (HV-Batterie). Beispielsweise ist das Kraftfahrzeug als Hybridfahrzeug oder als Elektrofahrzeug, insbesondere als batterieelektrisches Fahrzeug, ausgebildet. Dabei kann das Kraftfahrzeug wenigstens eine auch Traktionsmaschine bezeichnete, elektrische Maschine aufweisen. Die elektrische Maschine ist in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betreibbar, mittels welchem das Kraftfahrzeug, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden kann. Um die Traktionsmaschine in dem Motorbetrieb zu betreiben, wird die Traktionsmaschine beispielsweise mit der in dem Energiespeicher gespeicherten, elektrischen Energie versorgt. Vorzugsweise ist die Traktionsmaschine als eine Hochvolt-Komponente ausgebildet, deren elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebs- oder Nennspannung, vorzugsweise größer als 50 V, insbesondere größer als 60 V, ist und ganz vorzugsweise mehrere hundert Volt beträgt.The motor vehicle also has a generator which can be driven by the turbine. By driving the generator, the generator can provide electrical energy, ie electrical current. In other words, by driving the turbine, the turbine can mechanically provide energy, in particular via an output shaft, with which the generator can be supplied, for example. The generator can be used to convert the mechanical energy with which the generator is supplied into electrical energy that can be provided by the generator. By means of the electrical energy provided by the generator, at least one electrical consumer can, for example, be supplied and thereby operated, in particular directly, that is to say without temporarily storing the electrical energy provided by the generator in a memory. Furthermore, it is conceivable that the electrical energy provided by the generator can be stored or will be stored in an electrical energy store designed as a battery, for example. The motor vehicle can thus have the energy store. The energy store is preferably a high-voltage component whose electrical voltage, in particular electrical operating or nominal voltage, is preferably greater than 50 volts (V), in particular greater than 60 V, and very preferably amounts to several hundred volts. The energy store is preferably a battery, in particular a high-voltage battery (HV battery). For example, the motor vehicle is designed as a hybrid vehicle or as an electric vehicle, in particular as a battery-electric vehicle. The motor vehicle can have at least one electric machine, also referred to as a traction machine. The electric machine can be operated in a motor mode and thus as an electric motor, by means of which the motor vehicle can be driven, in particular purely electrically. In order to operate the traction machine in motor mode, the traction machine is supplied, for example, with the electrical energy stored in the energy store. The traction machine is preferably designed as a high-voltage component whose electrical voltage, in particular electrical operating or nominal voltage, is preferably greater than 50 V, in particular greater than 60 V, and is most preferably several hundred volts.

Um nun eine besonders hohe, insbesondere elektrische Reichweite, über welche das Kraftfahrzeug, insbesondere elektrisch, angetrieben werden kann, realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Strömungskanal einen in Strömungsrichtung der den Strömungskanal durchströmenden Luft stromab der Turbine angeordneten beziehungsweise verlaufenden, ersten Längenbereich aufweist, welcher von der, insbesondere gesamten, die Turbine antreibenden und dadurch die Turbine durchströmenden Luft durchströmbar ist. Des Weiteren weist der Strömungskanal einen stromab des ersten Längenbereiches angeordneten beziehungsweise verlaufenden, zweiten Längenbereich auf, welcher auch als erster Teilkanal bezeichnet wird. Der zweite Längenbereich (erster Teilkanal) ist fluidisch mit dem ersten Längenbereich verbunden und dadurch von einem ersten Teil der den ersten Längenbereich durchströmenden Luft durchströmbar.In order to be able to achieve a particularly high, in particular electric, range over which the motor vehicle can be driven, in particular electrically, it is provided according to the invention that the flow duct has a first Having a length range through which the air, in particular all of it, driving the turbine and thereby flowing through the turbine can flow through. Furthermore, the flow duct has a second length region which is arranged or runs downstream of the first length region and is also referred to as the first partial duct. The second longitudinal region (first sub-channel) is fluidically connected to the first longitudinal region and a first part of the air flowing through the first longitudinal region can flow through it as a result.

Der Strömungskanal weist außerdem einen stromab des ersten Längenbereichs angeordneten beziehungsweise verlaufenden, dritten Längenbereich auf, welcher auch als zweiter Teilkanal bezeichnet wird. Der dritte Längenbereich (zweiter Teilkanal) ist zumindest teilweise von dem zweiten Längenbereich räumlich getrennt. Außerdem ist der dritte Längenbereich fluidisch mit dem ersten Längenbereich verbunden und dadurch von einem zweiten Teil der den ersten Längenbereich durchströmenden Luft durchströmbar. Da die Teilkanäle mit dem ersten Längenbereich fluidisch verbunden sind, ist der erste Längenbereich ein den Teilkanälen gemeinsamer Längenbereich. Die den ersten Längenbereich durchströmende Luft bildet beispielsweise eine einfach auch als Strömung bezeichnete Gesamtströmung, welche den ersten Längenbereich durchströmt. Da sowohl der zweite Längenbereich als auch der dritte Längenbereich stromab des ersten Längenbereichs angeordnet und fluidisch mit dem ersten Längenbereich verbunden sind, wird die Gesamtströmung, insbesondere mittels des Strömungskanals beziehungsweise mittels der Leitungseinrichtung, in eine den zweiten Längenbereich durchströmende und somit den ersten Teil bildende, erste Teilströmung und in eine den dritten Längenbereich durchströmende und somit den zweiten Teil bildende, zweite Teilströmung aufgeteilt, wobei beispielsweise die erste Teilströmung und die zweite Teilströmung in Summe die Gesamtströmung ergeben. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt zweigt der erste Längenbereich in die Teilkanäle auf, wodurch die Gesamtströmung in die Teilströmungen aufgeteilt wird.The flow duct also has a third length region which is arranged or runs downstream of the first length region and is also referred to as the second partial duct. The third longitudinal range (second partial channel) is at least partially spatially separated from the second longitudinal range. In addition, the third longitudinal area is fluidically connected to the first longitudinal area and can therefore be flowed through by a second part of the air flowing through the first longitudinal area. Since the sub-channels are fluidically connected to the first length region, the first length region is a length region that is common to the sub-channels. The air flowing through the first length region forms, for example, an overall flow, also simply referred to as flow, which flows through the first length region. Since both the second length region and the third length region are arranged downstream of the first length region and are fluidically connected to the first length region, the overall flow, in particular by means of the flow channel or by means of the line device, is divided into a flow that flows through the second length region and thus forms the first part. first partial flow and divided into a second partial flow flowing through the third longitudinal region and thus forming the second part, with the first partial flow and the second partial flow adding up to the total flow, for example. To put it another way, the first longitudinal region branches off into the sub-channels, as a result of which the overall flow is divided into the sub-flows.

Der zweite Längenbereich (erster Teilkanal) mündet in eine erste Venturidüse, welche somit von dem ersten Teil der Luft, mithin von der ersten Teilströmung durchströmbar ist. Mittels der ersten Venturidüse kann unter Nutzung des aus der Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs resultierenden und die erste Venturidüse durchströmenden Fahrtwinds ein auch als erster Unterdruck bezeichneter, Unterdruck erzeugt werden, mittels welchem der erste Teil der Luft, mithin die erste Teilströmung durch den zweiten Längenbereich hindurchzufördern ist. Der dritte Längenbereich (zweiter Teilkanal) mündet in eine zweite Venturidüse, welche somit von dem zweiten Teil der Luft, mithin von der zweiten Teilströmung, durchströmbar ist. Mittels der zweiten Venturidüse kann unter Nutzung des aus der Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs resultierenden und die zweite Venturidüse durchströmenden Fahrtwinds ein auch als zweiter Unterdruck bezeichneter Unterdruck erzeugt werden, mittels welchem der zweite Teil durch den dritten Längenbereich hindurchzufördern ist beziehungsweise hindurchgefördert wird. Mit anderen Worten, während der Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs strömt eine erste Teilmenge des das Kraftfahrzeug während der Vorwärtsfahrt an- und umströmenden Fahrtwinds durch die erste Venturidüse, und eine zweite Teilmenge des Fahrtwinds strömt durch die zweite Venturidüse. Beispielsweise strömt eine dritte Teilmenge des Fahrtwinds durch den Lufteinlass hindurch und dadurch in den Strömungskanal hinein, so dass die dritte Teilmenge die den Strömungskanal durchströmende Luft, die die Turbine antreibt, bildet. Somit wird beispielsweise die zuvor genannte Gesamtströmung durch die dritte Teilmenge gebildet, so dass beispielsweise die dritte Teilmenge in die erste Teilströmung und die zweite Teilströmung aufgeteilt wird.The second length region (first partial channel) opens into a first Venturi nozzle, through which the first part of the air, and consequently the first partial flow, can flow. By means of the first Venturi nozzle, a negative pressure, also referred to as the first negative pressure, can be generated using the airflow resulting from the forward travel of the motor vehicle and flowing through the first Venturi nozzle, by means of which the first part of the air, and therefore the first partial flow, can be conveyed through the second length region. The third longitudinal region (second partial channel) opens into a second Venturi nozzle, through which the second part of the air, and consequently the second partial flow, can flow. The second Venturi nozzle can be used to generate a negative pressure, also referred to as a second negative pressure, by using the airflow resulting from the forward travel of the motor vehicle and flowing through the second Venturi nozzle, by means of which the second part is to be conveyed or is being conveyed through the third longitudinal region. In other words, while the motor vehicle is driving forwards, a first portion of the relative wind flowing against and around the motor vehicle during forward driving flows through the first venturi nozzle, and a second partial quantity of the relative wind flows through the second venturi nozzle. For example, a third subset of the relative wind flows through the air inlet and thereby into the flow duct, so that the third subset forms the air flowing through the flow duct, which drives the turbine. Thus, for example, the aforementioned total flow is formed by the third subset, so that, for example, the third subset is divided into the first partial flow and the second partial flow.

Die jeweilige Venturidüse fungiert beispielsweise als jeweilige Strahlpumpe. Mit anderen Worten ist beispielsweise die jeweilige Venturidüse als eine erste Strahlpumpe ausgebildet. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt kann die jeweilige Venturidüse Bestandteil einer jeweiligen Strahlpumpe sein. Die Strahlpumpe nutzt beispielsweise die erste beziehungsweise zweite Teilmenge, mithin den durch die jeweilige Venturidüse strömenden Fahrtwind als Treibmedium, um mittels des Treibmediums die jeweilige Teilströmung als Saugmedium anzusaugen und dadurch durch den jeweiligen Teilkanal hindurchzufördern. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt ist oder bildet der jeweilige Unterdruck, welcher mittels der jeweiligen Venturidüse erzeugbar ist beziehungsweise erzeugt wird, einen Sog oder eine Sogwirkung, durch den beziehungsweise die die jeweilige Teilströmung durch den jeweiligen Teilkanal hindurchgefördert wird. Somit wird die den Strömungskanal durchströmende Luft, mithin die Gesamtströmung besonders effektiv und effizient durch den Strömungskanal und somit durch die Turbine hindurchgefördert, so dass die Turbine effektiv und effizient angetrieben wird. In der Folge wird der Generator effektiv und effizient angetrieben, so dass der Generator in kurzer Zeit eine besonders große Menge Auflösung elektrischer Energie bereitstellen kann.The respective Venturi nozzle acts as a respective jet pump, for example. In other words, for example, the respective Venturi nozzle is designed as a first jet pump. In other words, the respective venturi nozzle can be part of a respective jet pump. The jet pump uses, for example, the first or second subset, i.e. the airflow flowing through the respective Venturi nozzle, as a driving medium in order to suck in the respective partial flow as a suction medium by means of the driving medium and thereby convey it through the respective partial channel. In other words, the respective negative pressure that can be or is generated by means of the respective Venturi nozzle is or forms a suction or a suction effect, through which the respective partial flow is conveyed through the respective partial channel. The air flowing through the flow channel, and consequently the overall flow, is thus conveyed particularly effectively and efficiently through the flow channel and thus through the turbine, so that the turbine is driven effectively and efficiently. As a result, the Generator driven effectively and efficiently, so that the generator can provide a particularly large amount of resolution electrical energy in a short time.

Der Strömungskanal, der Lufteinlass, die Turbine und die Venturidüsen sind beispielsweise Bestandteile eines Energiesystems, mittels welchem bei der Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs der aus der Vorwärtsfahrt resultierende Fahrtwind beziehungsweise Energie des Fahrtwinds genutzt wird, um die elektrische Energie zu gewinnen beziehungsweise zu erzeugen und bereitzustellen. Hierdurch kann auf besonders bauraumgünstige Weise eine besonders hohe, insbesondere elektrische, Reichweite des Kraftfahrzeugs realisiert werden, insbesondere auch dann, wenn der zuvor genannte Energiespeicher eine nur geringe Größe und somit eine nur geringe Speicherkapazität zum Speichern der elektrischen Energie aufweist. Insbesondere ermöglicht es das Energiesystem, die von dem Generator und somit von dem Energiesystem bereitgestellte, elektrische Energie in dem Energiespeicher zu speichern, wodurch der Energiespeicher geladen werden kann, insbesondere ohne Nutzung eines bezüglich des Kraftfahrzeugs externen Energiequelle. Da das Energiesystem den Fahrtwind beziehungsweise im Fahrtwind enthaltene Energie zum Laden des Energiespeichers und/oder zum Betreiben der Traktionsmaschine nutzt, ist das Energiesystem sozusagen ein Luft- oder Wind-Reichweitenverlängerer, mittels welchem der Energiespeicher ohne Nutzung bezüglich des Kraftfahrzeugs externen Energiequelle geladen werden kann.The flow duct, the air intake, the turbine and the Venturi nozzles are, for example, components of an energy system by means of which the airflow resulting from the forward travel or energy of the airflow is used when the motor vehicle is driving forwards in order to win or generate and provide the electrical energy. As a result, a particularly high, in particular electric, range of the motor vehicle can be achieved in a particularly space-saving manner, especially when the aforementioned energy store is only small in size and thus has only a small storage capacity for storing the electrical energy. In particular, the energy system makes it possible to store the electrical energy provided by the generator and thus by the energy system in the energy storage device, as a result of which the energy storage device can be charged, in particular without using an energy source external to the motor vehicle. Since the energy system uses the relative wind or the energy contained in the relative wind to charge the energy store and/or to operate the traction machine, the energy system is, so to speak, an air or wind range extender, by means of which the energy store can be charged without using an external energy source in relation to the motor vehicle.

Um das Energiesystem besonders effektiv und effizient betreiben und somit eine besonders hohe Reichweite des Kraftfahrzeugs realisieren und gleichzeitig den Bauraumbedarf des Energiesystems besonders gering halten zu können, ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die Turbine als eine Radialturbine ausgebildet ist. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass bei einem Betrieb des Energiesystems die Turbine und somit das Turbinenrad der Turbine antreibende Luft das Turbinenrad in radialer Richtung des Turbinenrads anströmt und in axialer Richtung des Turbinenrads von dem Turbinenrad abströmt. Somit erfolgt in der Turbine, insbesondere in dem Turbinenrad beziehungsweise mittels des Turbinenrads, eine Umlenkung der das Turbinenrad anströmenden und dadurch antreibenden Luft, um zumindest im Wesentlichen 90 Grad, da die das Turbinenrad antreibende Luft sozusagen aus der radialen Richtung des Turbinenrads in die axiale Richtung des Turbinenrads umgelenkt wird.In order to operate the energy system particularly effectively and efficiently and thus achieve a particularly long range for the motor vehicle while at the same time being able to keep the installation space requirements of the energy system particularly low, one embodiment of the invention provides for the turbine to be designed as a radial turbine. This means in particular that during operation of the energy system, the air driving the turbine and thus the turbine wheel of the turbine flows against the turbine wheel in the radial direction of the turbine wheel and flows out of the turbine wheel in the axial direction of the turbine wheel. Thus, in the turbine, in particular in the turbine wheel or by means of the turbine wheel, the air flowing against and thus driving the turbine wheel is deflected by at least essentially 90 degrees, since the air driving the turbine wheel is, so to speak, from the radial direction of the turbine wheel into the axial direction of the turbine wheel is deflected.

Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Lufteinlass durch einen Trichter gebildet ist, der sich in Strömungsrichtung der den Lufteinlass durchströmenden und dadurch in den Strömungskanal einströmenden Luft, insbesondere in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten hin, verjüngt. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass sich eine zumindest einen Teilbereich des Strömungskanals direkt begrenzende, innenumfangsseitige und sich beispielsweise in Strömungsrichtung der den Strömungskanal durchströmenden Luft direkt an den Lufteinlass anschließenden Mantelfläche des Trichters in Strömungsrichtung der den Lufteinlass durchströmenden und daraufhin den Strömungskanal zumindest teilweise durchströmenden Luft, insbesondere zumindest im Wesentlichen kontinuierlich, verjüngt. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Strömung der Luft durch den Strömungskanal hindurch bewirkt werden, so dass die Turbine und mittels der Generator effektiv und effizient betreiben werden können. Dadurch kann eine Bereich hohe Reichweite des Kraftfahrzeugs realisiert werden.A further embodiment is characterized in that the air inlet is formed by a funnel which tapers in the direction of flow of the air flowing through the air inlet and thereby flowing into the flow channel, in particular towards the rear in the longitudinal direction of the vehicle. This is to be understood in particular as meaning that a lateral surface of the funnel, which directly delimits at least a partial region of the flow duct, is on the inner circumference and directly adjoins the air inlet, for example in the flow direction of the air flowing through the flow duct, in the flow direction of the air flowing through the air inlet and then at least partially flowing through the flow duct , in particular at least substantially continuously, tapered. As a result, a particularly advantageous flow of air through the flow channel can be brought about, so that the turbine and, by means of the generator, can be operated effectively and efficiently. As a result, a high range of the motor vehicle can be achieved.

Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung verläuft der Lufteinlass in Fahrzeuglängsrichtung von vorne nach hinten betrachtet von vorne oben nach hinten unten. Mit anderen Worten ist der Lufteinlass vorzugsweise schräg nach unten ausgerichtet. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt, verläuft der Lufteinlass vorzugsweise in einer Ebene, welche schräg zur Fahrzeuglängsrichtung und dabei in Fahrzeuglängsrichtung von vorne nach hinten betrachtet von vorne oben nach hinten unten verläuft. Hierdurch wird bei der Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs überschüssiger Fahrtwind beziehungsweise überschüssige Luft, der beziehungsweise die bei der Vorwärtsfahrt nicht den Lufteinlass durchströmt und somit nicht über den Lufteinlass in den Strömungskanal, welcher einfach auch als Luftkanal bezeichnet wird, einströmt, vorteilhaft nach unten unter das Kraftfahrzeug geleitet. In der Folge kann der überschüssige Fahrtwind zu den Venturidüsen strömen und durch die Venturidüsen hindurchströmen, so dass der jeweilige Unterdruck besonders vorteilhaft erzeugt beziehungsweise die Teilströmungen vorteilhaft durch die Teilkanäle hindurchgefördert werden können. Der beschriebene Verlauf des Lufteinlasses sorgt somit für eine vorteilhafte Versorgung der Venturidüse mit dem Fahrtwind beziehungsweise mit Luft, so dass ein besonders vorteilhafter Betrieb des Energiesystems darstellbar ist.In a further, particularly advantageous embodiment of the invention, the air inlet runs in the longitudinal direction of the vehicle, viewed from the front to the rear, from the top front to the bottom rear. In other words, the air inlet is preferably oriented obliquely downwards. Expressed again in other words, the air inlet preferably runs in a plane which runs obliquely to the longitudinal direction of the vehicle and, viewed from the front to the rear in the longitudinal direction of the vehicle, runs from the front top to the rear bottom. As a result, when the motor vehicle is driving forward, excess wind or excess air, which does not flow through the air inlet when driving forward and therefore does not flow via the air inlet into the flow duct, which is also simply referred to as an air duct, is advantageously directed downwards under the motor vehicle . As a result, the excess relative wind can flow to the venturi nozzles and flow through the venturi nozzles, so that the respective negative pressure can be generated particularly advantageously or the partial flows can advantageously be conveyed through the partial channels. The course of the air inlet described thus ensures an advantageous supply of the Venturi nozzle with the relative wind or with air, so that a particularly advantageous operation of the energy system can be represented.

Um den Fahrtwind besonders vorteilhaft unter das Kraftfahrzeug und somit zu den Venturidüsen leiten zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass in den Lufteinlass ein von einem insbesondere flüssigen Kühlmedium durchströmbarer und von der den Lufteinlass durchströmenden und dadurch in den Strömungskanal einströmenden Luft umströmbarer Kühler angeordnet ist. Dem Kühler kommt somit eine Doppelfunktion zu. Einerseits wird der als Wärmetauscher ausgebildete Kühler genutzt, um das den Kühler durchströmende Kühlmedium zu kühlen. Hierzu kann ein Wärmeübergang von dem den Kühler durchströmenden Kühlmedium an die den Kühler umströmende Luft erfolgen. Andererseits wird der Kühler genutzt, um den zuvor beschriebenen, überschüssigen Fahrtwind unter das Kraftfahrzeug und somit zu den Venturidüsen zu leiten, wodurch die Venturidüsen besonders vorteilhaft mit dem die Venturidüsen durchströmenden Fahrtwind versorgt werden können. Außerdem kann der Kühler als Schutzelement, insbesondere als Schutzgitter fungieren, da mittels des Kühlers grober Schmutz wie Steine, Äste und/oder Laub davon abgehalten werden kann, über den Lufteinlass in den Strömungskanal einzudringen beziehungsweise übermäßig weit in den Strömungskanal einzudringen.In order to be able to direct the relative wind under the motor vehicle and thus to the venturi nozzles in a particularly advantageous manner, it is provided in a further embodiment of the invention that an air through which a cooling medium, in particular a liquid coolant, can flow and which flows through the air inlet and thus flows into the flow channel is fed into the air inlet flow around cooler is arranged. The cooler thus has a dual function to. On the one hand, the cooler designed as a heat exchanger is used to cool the cooling medium flowing through the cooler. For this purpose, heat can be transferred from the cooling medium flowing through the cooler to the air flowing around the cooler. On the other hand, the cooler is used to guide the excess airstream described above under the motor vehicle and thus to the venturi nozzles, as a result of which the venturi nozzles can be supplied particularly advantageously with the airstream flowing through the venturi nozzles. In addition, the cooler can act as a protective element, in particular as a protective grille, since the cooler can be used to prevent coarse dirt such as stones, branches and/or leaves from penetrating the flow channel via the air inlet or from penetrating the flow channel excessively.

Um überschüssigen Fahrtwind besonders vorteilhaft unter das Kraftfahrzeug leiten und somit die Venturidüsen besonders vorteilhaft mit dem Fahrtwind versorgen zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Kühler in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne hin mit einem in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne weisenden Ende des Lufteinlasses angeordnet ist oder das Ende in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne hin überragt.In order to be able to route excess wind under the motor vehicle in a particularly advantageous manner and thus to be able to supply the venturi nozzles with the wind in a particularly advantageous manner, it is provided in a further embodiment of the invention that the cooler is arranged forward in the longitudinal direction of the vehicle with an end of the air inlet pointing forward in the longitudinal direction of the vehicle or the end protrudes forward in the longitudinal direction of the vehicle.

Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die jeweilige Venturidüse zumindest teilweise durch ein Luftleitelement, insbesondere einem Spoiler, gebildet beziehungsweise begrenzt. Durch das Luftleitelement ist ein Unterboden eines beispielsweise als selbsttragende Karosserie ausgebildeten Aufbaus des Kraftfahrzeugs, dessen auch als Fahrgastzelle oder Fahrgastraum bezeichneter Innenraum durch den Aufbau begrenzt ist, in Fahrzeughochrichtung nach unten zumindest teilweise überdeckt. Mittels des beispielsweise aus Blech gebildeten und beispielsweise als Luftleitbereich ausgebildeten Luftleitelements kann der Fahrtwind insbesondere unterhalb des Kraftfahrzeugs besonders vorteilhaft und bedarfsgerecht geführt werden, so dass die jeweilige Teilströmung besonders vorteilhaft durch den jeweiligen Teilkanal hindurchgefördert werden kann.In a further, particularly advantageous embodiment of the invention, the respective venturi nozzle is at least partially formed or delimited by an air guiding element, in particular a spoiler. The air guide element at least partially covers an underbody of a body of the motor vehicle designed, for example, as a self-supporting body, the interior of which, also referred to as the passenger cell or passenger compartment, is delimited by the body in the vertical direction of the vehicle. By means of the air guiding element formed, for example, from sheet metal and designed for example as an air guiding area, the relative wind can be guided particularly advantageously and as required below the motor vehicle, so that the respective partial flow can be conveyed particularly advantageously through the respective partial channel.

Um einen besonders effizienten Betrieb des Kraftfahrzeugs und somit eine besonders hohe Reichweite des Kraftfahrzeugs realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass sich der Generator, insbesondere vollständig, in Fahrzeugquerrichtung nach innen an die Turbine anschließt. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der, insbesondere gesamte, Generator in Fahrzeugquerrichtung weiter innen als die Turbine angeordnet ist. Dabei ist es insbesondere denkbar, dass die Turbine in Fahrzeugquerrichtung nach innen hin zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend und somit zumindest zu mehr als zur Hälfte oder aber vollständig, durch den Generator überlappt und somit überdeckt ist. Dadurch kann eine besonders strömungsgünstige Führung der Luft insbesondere durch den Strömungskanal und/oder zu der jeweiligen Venturidüse gewährleistet werden, so dass ein besonders effizienter Betrieb des Energiesystem und somit eine besonders hohe Reichweite darstellbar sind.In order to be able to operate the motor vehicle particularly efficiently and thus achieve a particularly long range of the motor vehicle, a further embodiment of the invention provides for the generator to be connected, in particular completely, to the turbine inward in the transverse direction of the vehicle. In other words, it is preferably provided that the generator, in particular the entire generator, is arranged further inside than the turbine in the transverse direction of the vehicle. It is particularly conceivable that the turbine is at least partially, in particular at least predominantly and thus at least more than half or completely, overlapped by the generator in the transverse direction of the vehicle and is therefore covered inwards. As a result, the air can be guided in a particularly streamlined manner, in particular through the flow channel and/or to the respective Venturi nozzle, so that a particularly efficient operation of the energy system and thus a particularly long range can be achieved.

Um mittels des Energiesystems in besonders kurzer Zeit eine besonders große Menge an elektrischer Energie bereitstellen zu können, weist das Kraftfahrzeug bei einer weiteren Ausführungsform einen beispielsweise von dem Lufteinlass räumlich getrennten, zweiten Lufteinlass auf, über welchen bei der Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs Luft in einen zumindest teilweise von dem Strömungskanal räumlich getrennten, zweiten Strömungskanal des Kraftfahrzeugs, insbesondere des Energiesystems, einleitbar ist. Das Kraftfahrzeug, insbesondere das Energiesystem, weist des Weiteren wenigstens eine in dem zweiten Strömungskanal angeordnete, zweite Turbine auf, welche zusätzlich zu der ersten Turbine vorgesehen ist. Die zweite Turbine ist von der über den zweiten Lufteinlass in den zweiten Strömungskanal eingeleiteten und den zweiten Strömungskanal durchströmenden Luft antreibbar. Dabei können die vorigen und folgenden Ausführungen zu dem ersten Strömungskanal ohne Weiteres auch auf den zweiten Strömungskanal übertragen werden und umgekehrt, und die vorigen und folgenden Ausführungen zur ersten Turbine können ohne Weiteres auch auf die zweite Turbine übertragen werden und umgekehrt.In order to be able to provide a particularly large amount of electrical energy in a particularly short time using the energy system, in a further embodiment the motor vehicle has a second air inlet which is spatially separate from the air inlet, for example, and via which air is at least partially can be introduced from the second flow channel of the motor vehicle, which is spatially separate from the flow channel, in particular of the energy system. The motor vehicle, in particular the energy system, also has at least one second turbine which is arranged in the second flow channel and is provided in addition to the first turbine. The second turbine can be driven by the air introduced into the second flow channel via the second air inlet and flowing through the second flow channel. The previous and following explanations for the first flow channel can also be easily transferred to the second flow channel and vice versa, and the previous and following explanations for the first turbine can also be easily transferred to the second turbine and vice versa.

Des Weiteren ist ein von der zweiten Turbine antreibbarer und zusätzlich zum Generator vorgesehener, zweite Generator vorgesehen, wobei die vorigen und folgenden Ausführungen zum ersten Generator ohne Weiteres auch auf den zweiten Generator übertragen werden können und umgekehrt. Mittels des zweiten Generators ist durch Antreiben des zweiten Generators elektrische Energie bereitstellbar.Furthermore, a second generator that can be driven by the second turbine and is provided in addition to the generator is provided, it being possible for the previous and following statements relating to the first generator to be easily applied to the second generator and vice versa. By means of the second generator, electrical energy can be made available by driving the second generator.

Um dabei einen besonders effizienten Betrieb des Energiesystems und somit eine besonders hohe Reichweite realisieren zu können, ist es des Weiteren vorgesehen, dass sich der zweite Generator, insbesondere vollständig, in Fahrzeugquerrichtung nach innen hin an die zweite Turbine anschließt.In order to be able to achieve a particularly efficient operation of the energy system and thus a particularly long range, it is also provided that the second generator is connected, in particular completely, to the inside of the second turbine in the transverse direction of the vehicle.

Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn einer der Generatoren in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne hin zumindest teilweise durch den anderen Generator überlappt ist. Dadurch kann ein besonders geringer Bauraumbedarf des Energiesystems realisiert werden, so dass eine besonders vorteilhafte Führung der Luft darstellbar ist. Somit kann das Energiesystem besonders effizient betrieben werden, so dass ein elektronisches Bauelement hohe Reichweite des Kraftfahrzeugs darstellbar ist.Finally, it has proven to be particularly advantageous if one of the generators is at least partially overlapped by the other generator in the vehicle longitudinal direction towards the front. This allows a particularly small Bauraumbe may be realized of the energy system, so that a particularly advantageous routing of the air can be represented. The energy system can thus be operated particularly efficiently, so that an electronic component can be used for a long range of the motor vehicle.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiel mit den zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigt:

  • 1 eine schematische Draufsicht eines Energiesystems eines Kraftfahrzeugs;
  • 2 ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Seitenansicht des Energiesystems; und
  • 3 ausschnittsweise eine weitere schematische und geschnittene Seitenansicht des Energiesystems.
Further details of the invention result from the following description of a preferred exemplary embodiment with the associated drawings. It shows:
  • 1 a schematic plan view of an energy system of a motor vehicle;
  • 2 a detail of a schematic and sectional side view of the energy system; and
  • 3 A detail of another schematic and sectional side view of the energy system.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.Elements that are the same or have the same function are provided with the same reference symbols in the figures.

1 zeigt in einer schematischen Draufsicht ein Energiesystem 1 für ein Kraftfahrzeug. Dies bedeutet, dass das vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildete Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand das Energiesystem 1 aufweist. Außerdem weist das Kraftfahrzeug einen vorzugsweise als selbsttragende Karosserie ausgebildeten Aufbau auf, welcher den auch als Fahrgastraum oder Fahrgastzelle bezeichneten Innenraum des Kraftfahrzeugs bildet beziehungsweise begrenzt. Der Aufbau weist einen auch als Fahrzeugboden oder Unterboden bezeichneten Boden auf, durch welchen der Innenraum in Fahrzeughochrichtung nach unten hin zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend und somit zumindest zu mehr als zur Hälfte oder aber vollständig, begrenzt ist. Des Weiteren weist das Kraftfahrzeug vorzugsweise wenigstens eine auch als Traktionsmaschine bezeichnete, elektrische Maschine auf, mittels welcher das Kraftfahrzeug, insbesondere rein, antreibbar ist. Somit ist das Kraftfahrzeug vorzugsweise als Hybridfahrzeug oder aber als Elektrofahrzeug, insbesondere als batterieelektrisches Fahrzeug (BEV), ausgebildet. Das Kraftfahrzeug weist außerdem einen elektrischen Energiespeicher auf, mittels welchem elektrische Energie gespeichert werden kann. Vorzugsweise sind die Traktionsmaschine und der Energiespeicher Hochvolt-Komponenten, deren jeweilige elektrische Spannungen, insbesondere elektrische Betriebs- oder Nennspannungen, vorzugsweise größer als 50 V, insbesondere größer als 60 V, sind und ganz vorzugsweise mehrere hundert Volt betragen. 1 shows an energy system 1 for a motor vehicle in a schematic plan view. This means that the motor vehicle, which is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car, has the energy system 1 in its fully manufactured state. In addition, the motor vehicle has a structure that is preferably designed as a self-supporting body, which forms or delimits the interior of the motor vehicle, which is also referred to as the passenger compartment or passenger cell. The body has a floor, also referred to as the vehicle floor or underbody, through which the interior space is at least partially, in particular at least predominantly and thus at least more than half or completely, delimited downwards in the vertical direction of the vehicle. Furthermore, the motor vehicle preferably has at least one electric machine, also referred to as a traction machine, by means of which the motor vehicle can be driven, in particular purely. Thus, the motor vehicle is preferably designed as a hybrid vehicle or as an electric vehicle, in particular as a battery electric vehicle (BEV). The motor vehicle also has an electrical energy store, by means of which electrical energy can be stored. The traction machine and the energy store are preferably high-voltage components whose respective electrical voltages, in particular electrical operating or nominal voltages, are preferably greater than 50 V, in particular greater than 60 V, and very preferably amount to several hundred volts.

Das Energiesystem 1 und somit das Kraftfahrzeug weisen zwei beispielsweise räumlich voneinander getrennte und an der Front 2 des Kraftfahrzeugs angeordnete Lufteinlässe 3 und 4 auf, über welche bei einer Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs Luft in jeweilige Strömungskanäle 5 und 6 des Energiesystems 1 und somit des Kraftfahrzeugs einleitbar ist. Mit anderen Worten, wird das Kraftfahrzeug, dessen einfach auch als Fahrtrichtung bezeichnete Vorwärtsfahrtrichtung in 1 durch einen Pfeil 7 veranschaulicht ist, in die Vorwärtsfahrtrichtung und somit vorwärts gefahren, so resultiert daraus Fahrtwind, der das Kraftfahrzeug an- beziehungsweise umströmt. Eine Strömungsrichtung des Fahrtwinds, der das Kraftfahrzeug entlang der Strömungsrichtung an- und umströmt, ist in 1 durch einen Pfeil 8 veranschaulicht. Wie aus 1 erkennbar ist, ist die Strömungsrichtung des Fahrtwinds der Vorwärtsfahrtrichtung entgegengesetzt. Bei der Vorwärtsfahrt strömen jeweilige Teilmengen des Fahrtwinds durch die Lufteinlässe 3 und 4 und somit über die Lufteinlässe 3 und 4 in die Strömungskanäle 5 und 6 und daraufhin durch die Strömungskanäle 5 und 5. Des Weiteren weist das Energiesystem 1 in den Strömungskanälen 5 und 6 angeordnete Turbinen 9 und 10 auf, welche bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel als Radialturbinen ausgebildet sind. Die Strömungskanäle 5 und 6 sind durch eine Leitungseinrichtung 11 des Energiesystems 1 und somit des Kraftfahrzeugs, insbesondere direkt, begrenzt. Insbesondere sind die Strömungskanäle 5 und 6 durch eine innenumfangsseitige Mantelfläche 12 der Leitungseinrichtung 11, insbesondere direkt, begrenzt. Da die Turbinen 9 und 10 in den Strömungskanälen 5 und 6 angeordnet sind, sind die Turbinen 9 und 10 in der Leitungseinrichtung 11 angeordnet.The energy system 1 and thus the motor vehicle have two air inlets 3 and 4 which are spatially separate from one another and are arranged on the front 2 of the motor vehicle, via which air inlets can be introduced into respective flow channels 5 and 6 of the energy system 1 and thus of the motor vehicle when the motor vehicle is driving forwards . In other words, the motor vehicle, whose forward direction of travel, which is also simply referred to as the direction of travel, is 1 illustrated by an arrow 7, in the forward direction of travel and thus driven forward, the result is a headwind that flows on or around the motor vehicle. A direction of flow of the relative wind, which flows against and around the motor vehicle along the direction of flow, is in 1 illustrated by an arrow 8. How out 1 can be seen, the direction of flow of the wind is opposite to the forward direction. When driving forward, respective subsets of the relative wind flow through the air inlets 3 and 4 and thus via the air inlets 3 and 4 into the flow channels 5 and 6 and then through the flow channels 5 and 5. Furthermore, the energy system 1 has arranged in the flow channels 5 and 6 Turbines 9 and 10, which at the in 1 shown embodiment are designed as radial turbines. The flow channels 5 and 6 are delimited, in particular directly, by a line device 11 of the energy system 1 and thus of the motor vehicle. In particular, the flow channels 5 and 6 are delimited, in particular directly, by a lateral surface 12 of the line device 11 on the inner peripheral side. Since the turbines 9 and 10 are arranged in the flow channels 5 and 6, the turbines 9 and 10 are arranged in the duct device 11.

Es ist erkennbar, dass eine erste der zuvor genannten Teilmengen des Fahrtwinds den Lufteinlass 3 durchströmt und somit über den Lufteinlass 3 in den Strömungskanal 5 einströmt und daraufhin den Strömungskanal 5 durchströmt und, wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, die Turbine 9 antreibt. Eine zweite der zuvor genannten Teilmengen des Fahrtwinds strömt durch den Lufteinlass 4 hindurch und somit über den Lufteinlass 4 in den Strömungskanal 6 und daraufhin durch den Strömungskanal 6 hindurch, woraufhin die zweite Teilmenge, wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, die Turbine 10 antreibt. Die jeweilige, den jeweiligen Strömungskanal 5 beziehungsweise 6 durchströmende Teilmenge ist somit durch Luft gebildet, die den Fahrtwind bildet. Somit ist die jeweilige Turbine 9 beziehungsweise 10 von der jeweiligen, den jeweiligen Strömungskanal 5 beziehungsweise 6 durchströmenden Luft antreibbar. Die jeweilige Turbine 9 beziehungsweise 10 weist ein in 1 nicht dargestelltes Turbinenrad auf, welches um eine jeweilige Turbinenraddrehachse relativ zu der Leitungseinrichtung 11 drehbar ist. Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Turbinenraddrehachsen, insbesondere in Fahrzeuglängsrichtung, desachsiert zueinander angeordnet, das heißt voneinander beabstandet. Des Weiteren ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Turbinenraddrehachsen parallel zueinander verlaufen. Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel veranschaulicht der Pfeil 8 auch eine jeweilige Strömungsrichtung, in die die jeweilige Luft durch den Strömungskanal 5 beziehungsweise 6 hindurchströmt. Die durch den Pfeil 8 veranschaulichte Strömungsrichtung der den jeweiligen Strömungskanal 5 beziehungsweise 6 durchströmenden Luft verläuft dabei zumindest im Wesentlichen parallel zur Fahrzeuglängsrichtung beziehungsweise fällt mit der Fahrzeuglängsrichtung zusammen. Die jeweilige Turbinenraddrehachse verläuft schräg oder vorläufig senkrecht zur Strömungsrichtung der den jeweiligen Strömungskanal 5 beziehungsweise 6 durchströmenden Luft und somit schräg oder vorliegend senkrecht zur Fahrzeuglängsrichtung. Die Fahrzeuglängsrichtung ist in 1 durch einen Doppelpfeil 13 veranschaulicht, wobei die Fahrzeugquerrichtung durch einen Doppelpfeil 14 veranschaulicht ist. Die Fahrzeughochrichtung ist durch einen Doppelpfeil 15 veranschaulicht.It can be seen that a first of the aforementioned subsets of the relative wind flows through the air inlet 3 and thus flows through the air inlet 3 into the flow channel 5 and then flows through the flow channel 5 and, as will be explained in more detail below, drives the turbine 9. A second of the aforementioned subsets of the relative wind flows through the air inlet 4 and thus via the air inlet 4 into the flow duct 6 and then through the flow duct 6, whereupon the second subset, as will be explained in more detail below, drives the turbine 10. The respective subset flowing through the respective flow channel 5 or 6 is thus formed by air, which forms the relative wind. Thus, the respective turbine 9 or 10 can be driven by the respective air flowing through the respective flow channel 5 or 6 . The respective turbine 9 or 10 has a 1 turbine wheel, not shown, which rotates about a respective turbine wheel axis of rotation relative to the Lei processing device 11 is rotatable. At the in 1 In the exemplary embodiment shown, the turbine wheel axes of rotation, in particular in the longitudinal direction of the vehicle, are arranged off-axis from one another, that is to say at a distance from one another. Furthermore, it is preferably provided that the turbine wheel axes of rotation run parallel to one another. At the in 1 In the exemplary embodiment shown, the arrow 8 also illustrates a respective flow direction in which the respective air flows through the flow channel 5 or 6 . The flow direction of the air flowing through the respective flow channel 5 or 6, illustrated by the arrow 8, runs at least essentially parallel to the longitudinal direction of the vehicle or coincides with the longitudinal direction of the vehicle. The respective turbine wheel axis of rotation runs obliquely or provisionally perpendicularly to the flow direction of the air flowing through the respective flow channel 5 or 6 and thus obliquely or, in the present case, perpendicularly to the longitudinal direction of the vehicle. The vehicle longitudinal direction is in 1 illustrated by a double arrow 13 , the vehicle transverse direction being illustrated by a double arrow 14 . The vertical direction of the vehicle is illustrated by a double arrow 15 .

Da die jeweilige Turbine 9 beziehungsweise 10 als Radialturbine ausgebildet ist, strömt die das jeweilige Turbinenrad der jeweiligen Turbine 9 beziehungsweise 10 anströmende und dadurch antreibende Luft in radialer Richtung des jeweiligen Turbinenrads das jeweilige Turbinenrad, und die jeweilige, das jeweilige Turbinenrad antreibende Luft strömt in axialer Richtung des jeweiligen Turbinenrads von dem jeweiligen Turbinenrad ab.Since the respective turbine 9 or 10 is designed as a radial turbine, the air flowing against the respective turbine wheel of the respective turbine 9 or 10 and thereby driving it flows in the radial direction of the respective turbine wheel, and the respective air driving the respective turbine wheel flows in the axial direction Direction of the respective turbine wheel from the respective turbine wheel.

Das Energiesystem 1 umfasst außerdem je Turbine 9 beziehungsweise 10 einen jeweiligen Generator 16 beziehungsweise 17. Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Generator 16 der Turbine 9 zugeordnet, so dass der Generator 16 von der Turbine 9, das heißt von dem Turbinenrad der Turbine 9, antreibbar ist. Der Generator 17 ist der Turbine 10 zugeordnet, so dass der Generator 17 von der Turbine 10, insbesondere von dem Turbinenrad der Turbine 10, antreibbar ist. Durch Antreiben des jeweiligen Generators 16 beziehungsweise 17 stellt der jeweilige Generator 16 beziehungsweise 17 elektrische Energie bereit, die beispielsweise in dem zuvor genannten Energiespeicher gespeichert werden kann.The energy system 1 also includes a respective generator 16 or 17 for each turbine 9 or 10 1 The embodiment shown is assigned to the generator 16 of the turbine 9 so that the generator 16 can be driven by the turbine 9, ie by the turbine wheel of the turbine 9. The generator 17 is assigned to the turbine 10 so that the generator 17 can be driven by the turbine 10, in particular by the turbine wheel of the turbine 10. By driving the respective generator 16 or 17, the respective generator 16 or 17 provides electrical energy, which can be stored, for example, in the aforementioned energy store.

Um nun das Energiesystem 1 besonders vorteilhaft betreiben und somit eine besonders hohe, insbesondere elektrische, Reichweite, über welche das Kraftfahrzeug, insbesondere rein elektrisch, aufgeteilt werden kann, realisieren zu können, weist der jeweilige Strömungskanal 5 beziehungsweise 6 einen jeweiligen, stromab der jeweiligen Turbine 9 beziehungsweise 10, das heißt stromab des jeweiligen Turbinenrads der jeweiligen Turbine 9 beziehungsweise 10, angeordneten und von der die jeweilige Turbine 9 beziehungsweise 10 antreibenden Luft, mithin von der jeweiligen, den jeweiligen Strömungskanal 5 beziehungsweise 6 durchströmenden Teilmenge durchströmbaren, ersten Längenbereich 18 beziehungsweise 19 auf. Der jeweilige Längenbereich 18 beziehungsweise 19 zweigt in jeweilige, zumindest teilweise räumlich voneinander getrennte Teilkanäle 20a, b beziehungsweise 21a, b auf. Der Teilkanal 20a beziehungsweise 21a wird auch als jeweiliger, zweiter Längenbereich des jeweiligen Strömungskanals 5 beziehungsweise 6 bezeichnet, und der jeweilige Teilkanal 20b beziehungsweise 21b wird auch als jeweiliger, dritter Längenbereich des jeweiligen Strömungskanals 5 beziehungsweise 6 bezeichnet. Es ist erkennbar, dass die Teilkanäle 20a, b (zweiter Längenbereich und dritter Längenbereich des Strömungskanals 5) stromab des Längenbereichs 18 angeordnet sind beziehungsweise verlaufen und fluidisch mit dem Längenbereich 18 verbunden sind. Die Teilkanäle 21a, b sind stromab des Längenbereichs 19 angeordnet und fluidisch mit dem Längenbereich 19 verbunden. Die die Turbine 9 durchströmende und antreibende Luft, mithin die erste Teilmenge bildet eine den Längenbereich 18 durchströmende, erste Gesamtströmung, die mittels der Leitungseinrichtung 11 in eine den Teilkanal 20a durchströmende, erste Teilströmung und in eine den Teilkanal 20b durchströmende, zweite Teilströmung aufgeteilt wird. Die die Turbine 10 durchströmende und antreibende Luft, mithin die zweite Teilmenge, bildet eine zweite Gesamtströmung, die den Längenbereich 19 durchströmt. Die zweite Gesamtströmung wird mittels der Leitungseinrichtung 11 in eine den Teilkanal 21a durchströmende, dritte Teilströmung und in eine den Teilkanal 21b durchströmende, vierte Teilströmung aufgeteilt. Die erste Teilströmung und die zweite Teilströmung ergeben in Summe die erste Gesamtströmung, und die dritte Teilströmung und die vierte Teilströmung ergeben in Summe die zweite Gesamtströmung. Es ist erkennbar, dass die Teilkanäle 20a, b strömungstechnisch parallel zueinander angeordnet oder geschaltet sind, wobei die Teilkanäle 20a, b eine erste Teilkanalgruppe 22 bilden, welche strömungstechnisch seriell zu dem Längenbereich 18 angeordnet beziehungsweise geschaltet ist. Ferner ist erkennbar, dass die Teilkanäle 21a, b strömungstechnisch parallel zueinander geschaltet oder angeordnet sind. Dabei bilden die Teilkanäle 21a, b eine zweite Teilkanalgruppe 23, welche strömungstechnisch seriell zu dem Längenbereich 19 angeordnet beziehungsweise geschaltet ist. Außerdem sind die Längenbereiche 18 und 19 strömungstechnisch parallel zueinander geschaltet, und die Teilkanalgruppen 22 und 23 sind strömungstechnisch parallel zueinander geschaltet.In order to be able to operate the energy system 1 particularly advantageously and thus to be able to achieve a particularly high, in particular electric, range over which the motor vehicle can be divided, in particular purely electrically, the respective flow channel 5 or 6 has a respective one downstream of the respective turbine 9 or 10, i.e. downstream of the respective turbine wheel of the respective turbine 9 or 10, and through which the air that drives the respective turbine 9 or 10, and therefore the respective subset flowing through the respective flow channel 5 or 6, can flow, first length region 18 or 19 on. The respective longitudinal region 18 or 19 branches into respective sub-channels 20a, b or 21a, b, which are at least partially spatially separated from one another. The sub-channel 20a or 21a is also referred to as the respective, second length region of the respective flow channel 5 or 6, and the respective sub-channel 20b or 21b is also referred to as the respective, third length region of the respective flow channel 5 or 6. It can be seen that the partial channels 20a, b (second longitudinal area and third longitudinal area of the flow channel 5) are arranged or run downstream of the longitudinal area 18 and are fluidically connected to the longitudinal area 18. The partial channels 21a, b are arranged downstream of the longitudinal area 19 and fluidly connected to the longitudinal area 19. The air flowing through and driving the turbine 9, and thus the first subset, forms a first overall flow flowing through the longitudinal region 18, which is divided by the line device 11 into a first partial flow flowing through the partial duct 20a and a second partial flow flowing through the partial duct 20b. The air flowing through and driving the turbine 10 , and consequently the second subset, forms a second overall flow which flows through the longitudinal region 19 . The second total flow is divided by means of the line device 11 into a third partial flow flowing through the partial channel 21a and into a fourth partial flow flowing through the partial channel 21b. The sum of the first partial flow and the second partial flow results in the first overall flow, and the sum of the third partial flow and the fourth partial flow results in the second overall flow. It can be seen that the sub-channels 20a, b are fluidically arranged or connected in parallel with one another, with the sub-channels 20a, b forming a first sub-channel group 22 which is fluidically arranged or connected in series with the length region 18 . It can also be seen that the sub-ducts 21a, b are fluidically connected or arranged parallel to one another. The sub-channels 21a, b form a second sub-channel group 23, which is arranged or connected serially to the longitudinal region 19 in terms of flow. In addition, the longitudinal regions 18 and 19 are fluidically connected in parallel with one another, and the sub-channel groups 22 and 23 are fluidically connected in parallel with one another.

Es ist erkennbar, dass die erste Teilströmung ein erster Teil der den Längenbereich 18 durchströmenden Luft und die zweite Teilströmung ein zweiter Teil der den Längenbereich 18 durchströmenden Luft ist. Die dritte Teilströmung ist ein erster Teil der den Längenbereich 19 durchströmenden Luft, und die vierte Teilströmung ist ein zweiter Teil der den Längenbereich 19 durchströmenden Luft.It can be seen that the first partial flow is a first part of the air flowing through the longitudinal area 18 and the second partial flow is a second part of the air flowing through the longitudinal area 18 . The third partial flow is a first portion of the air flowing through length region 19 and the fourth partial flow is a second portion of the air flowing through length region 19 .

Der jeweilige Teilkanal 20a, b, beziehungsweise 21a, b mündet in eine jeweilige Venturidüse 24a-d des Energiesystems 1. Mittels der jeweiligen Venturidüse 24a-d ist unter Nutzung des aus der Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs resultierenden und die jeweilige Venturidüse 24a-d durchströmenden Fahrtwinds ein jeweiliger Unterdruck erzeugbar, mittels welchem der jeweilige Teil, mithin die jeweilige Teilströmung, die durch denjenigen Teilkanal 20a, b beziehungsweise 21a, b hindurchströmt, der in die jeweilige Venturidüse 24a-d mündet, durch den jeweiligen Teilkanal 20a, b beziehungsweise 21a, b hindurchförderbar ist. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt, eine jeweilige, nicht durch die Lufteinlässe 3 und 4 hindurchströmende und somit nicht in die Strömungskanäle 5 und 6 einströmende Teilmenge des Fahrtwinds kann insbesondere Fahrzeughochrichtung unter das Kraftfahrzeug strömen und dann in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten entlang des Kraftfahrzeugs, insbesondere entlang des Unterbodens, strömen und dabei durch die jeweilige Venturidüse 24a-d hindurchströmen, wodurch der jeweilige Unterdruck erzeugt wird. Somit fungiert die jeweilige Venturidüse 24a-d als eine Strahlpumpe, oder die jeweilige Venturidüse 24a-d ist als eine Strahlpumpe ausgebildet, oder die jeweilige Venturidüse 24a-d ist Bestandteil einer jeweiligen Strahlpumpe, welche den durch die jeweilige Venturidüse 24a-d hindurchströmenden Fahrtwind als Treibmedium nutzt, um die jeweilige Teilströmung als Saugmedium durch den jeweiligen Teilkanal 20a, b beziehungsweise 21a, b hindurchzufördern. Dadurch wird die Luft besonders effektiv und effizient durch die jeweilige Turbine 9 beziehungsweise 10 hindurchgefördert, wodurch die Turbinen 9 und 10 und über diese die Generatoren 16 und 17 effektiv und effizient angetrieben werden. Dadurch kann das Energiesystem 1 innerhalb einer kurzen Zeitspanne eine besonders hohe Menge an elektrischer Energie bereitstellen.The respective partial duct 20a, b or 21a, b opens into a respective Venturi nozzle 24a-d of the energy system 1. The respective Venturi nozzle 24a-d uses the airflow resulting from the forward travel of the motor vehicle and flowing through the respective Venturi nozzle 24a-d respective negative pressure can be generated, by means of which the respective part, i.e. the respective partial flow, which flows through that partial channel 20a, b or 21a, b and which opens into the respective Venturi nozzle 24a-d, can be conveyed through the respective partial channel 20a, b or 21a, b is. In other words, a respective subset of the relative wind that does not flow through the air inlets 3 and 4 and therefore does not flow into the flow ducts 5 and 6 can flow in particular in the vertical direction of the vehicle under the motor vehicle and then in the longitudinal direction of the vehicle to the rear along the motor vehicle, in particular along the Underbody, flow and thereby flow through the respective Venturi nozzle 24a-d, whereby the respective negative pressure is generated. The respective Venturi nozzle 24a-d thus functions as a jet pump, or the respective Venturi nozzle 24a-d is designed as a jet pump, or the respective Venturi nozzle 24a-d is part of a respective jet pump, which uses the relative wind flowing through the respective Venturi nozzle 24a-d as a Propulsion medium uses to convey the respective partial flow as a suction medium through the respective partial channel 20a, b or 21a, b. As a result, the air is conveyed particularly effectively and efficiently through the respective turbine 9 or 10, as a result of which the turbines 9 and 10 and, via them, the generators 16 and 17 are driven effectively and efficiently. As a result, the energy system 1 can provide a particularly high amount of electrical energy within a short period of time.

Insbesondere können durch das Energiesystem 1 und somit durch das Kraftfahrzeug zumindest folgende Vorteil realisiert werden:

  • - einfache und platzsparende Bauweise;
  • - die als Unterdruckleitungen fungierenden Längenbereiche 18 und 19 und die als Unterdruckleitungen fungierenden Teilkanäle 20a, b und 21a, b können beispielsweise wie eine herkömmliche Abgasanlage in Fahrzeughochrichtung unterhalb des Unterbodens angeordnet und dabei zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an dem Unterboden angebracht, das heißt gehaltert werden;
  • - zusätzliche Nutzung des Fahrtwinds, der insbesondere unterhalb des Kraftfahrzeugs entlang des Kraftfahrzeugs strömt, um den jeweiligen Unterdruck zum Fördern der jeweiligen Teilströmung zu erzeugen;
  • - ein beispielsweise als Mitteltunnel ausgebildeter Tunnel des Bodens kann entfallen, wodurch der Boden auf seiner dem Innenraum zugewandten Seite zumindest im Wesentlichen eben ausgestaltet werden kann.
In particular, at least the following advantages can be realized by the energy system 1 and thus by the motor vehicle:
  • - simple and space-saving design;
  • - The longitudinal areas 18 and 19 acting as vacuum lines and the sub-channels 20a, b and 21a, b acting as vacuum lines can, for example, be arranged like a conventional exhaust system in the vehicle vertical direction below the underbody and at least indirectly, in particular directly, attached to the underbody, i.e. supported will;
  • - Additional use of the relative wind, which flows in particular below the motor vehicle along the motor vehicle in order to generate the respective negative pressure for promoting the respective partial flow;
  • A tunnel in the floor designed, for example, as a center tunnel can be omitted, as a result of which the floor can be configured at least substantially flat on its side facing the interior.

Aus 1 ist erkennbar, dass der jeweilige Lufteinlass 3 beziehungsweise 4 d einen jeweiligen Trichter 25 beziehungsweise 26 gebildet ist, welcher sich vorliegend in einer d die Fahrzeuglängsrichtung und die Fahrzeugquerrichtung aufgespannten Ebene in Strömungsrichtung der den jeweiligen Lufteinlass 3 beziehungsweise 4 durchströmenden und dadurch in den jeweiligen Strömungskanal 5 beziehungsweise 6 einströmenden und in der Folge den jeweiligen Strömungskanal 5 beziehungsweise 6 durchströmenden Luft und dabei vorliegend in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten hin verjüngt.Out of 1 It can be seen that the respective air inlet 3 or 4 d is formed by a respective funnel 25 or 26, which in the present case extends in a plane spanning the vehicle longitudinal direction and the vehicle transverse direction in the direction of flow of the air inlet 3 or 4, respectively, flowing through and thereby into the respective flow channel 5 or 6 and subsequently the air flowing through the respective flow channel 5 or 6 and in the present case tapers backwards in the longitudinal direction of the vehicle.

Aus 2 ist am Beispiel des Trichters 25 und des Strömungskanals 5 erkennbar, dass es alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein kann, dass sich der jeweilige Trichter 25 beziehungsweise 26 in einer durch die Fahrzeuglängsrichtung (Doppelpfeil 13) und die Fahrzeughochrichtung (Doppelpfeil 15) aufgespannten Ebene in Strömungsrichtung der Luft verjüngt. Dadurch kann die Luft besonders effektiv und effizient zu einem in Strömungsrichtung der Luft an dem jeweiligen Trichter 25 beziehungsweise 26 anschließenden Längenbereich L des jeweiligen Strömungskanals 5 beziehungsweise 6 geführt werden. Beispielsweise weist der Längenbereich L einen konstanten Innenumfang, insbesondere Innendurchmesser auf, insbesondere in Strömungsrichtung der den jeweiligen Längenbereich L des jeweiligen Strömungskanals 5 beziehungsweise 6 durchströmenden Luft.Out of 2 it can be seen from the example of the funnel 25 and the flow channel 5 that alternatively or additionally it can be provided that the respective funnel 25 or 26 extends in a plane spanned by the longitudinal direction of the vehicle (double arrow 13) and the vertical direction of the vehicle (double arrow 15) in the direction of flow of the air rejuvenated. As a result, the air can be guided particularly effectively and efficiently to a length region L of the respective flow channel 5 or 6 adjoining the respective funnel 25 or 26 in the flow direction of the air. For example, the length region L has a constant inner circumference, in particular inner diameter, in particular in the direction of flow of the air flowing through the respective length region L of the respective flow channel 5 or 6 .

Außerdem ist besonders gut aus 2 erkennbar, dass der jeweilige Lufteinlass 3 beziehungsweise 4 in Fahrzeuglängsrichtung von vorne nach hinten betrachtet von vorne oben nach hinten unten verläuft. Außerdem ist in den Lufteinlässen 3 und 4 ein vor den Lufteinlässen 3 und 4 gemeinsamer und von einem Kühlmedium durchströmbarer und von der den jeweiligen Lufteinlass 3 beziehungsweise 4 durchströmenden und dadurch in den jeweiligen Strömungskanal 5 beziehungsweise 6 einströmenden Luft umströmbarer Kühler 27 angeordnet. Durch den beschriebenen Verlauf der Lufteinlässe 3 und 4 und dadurch, dass der Kühler 27 in den Lufteinlässen 3 und 4 angeordnet ist und dabei ebenfalls in Fahrzeuglängsrichtung von vorne nach hinten betrachtet von vorne oben nach hinten unten verläuft, kann die zuvor beschriebene, nicht in die Strömungskanäle 5 und 6 einströmende, dritte Teilmenge des Fahrtwinds besonders vorteilhaft in Fahrzeughochrichtung nach unten geführt und somit unter das Kraftfahrzeug geleitet werden, woraufhin die dritte Teilmenge in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten hin und dabei insbesondere entlang des Unterbodens und zu den Venturidüsen 24a-d strömen kann. Dadurch können die Venturidüsen 24a-d besonders vorteilhaft mit Luft, das heißt mit dem Fahrtwind beziehungsweise der dritten Teilmenge versorgt werden. Vorzugsweise ist der Kühler 27 in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne hin bündig mit einem in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne weisenden Ende E des jeweiligen Lufteinlasses 3 beziehungsweise 4 angeordnet, oder der Kühler 27 überragt das jeweilige Ende E in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne hin.Also is particularly good looking 2 recognizable that the respective air inlet 3 or 4 in the vehicle longitudinal direction, viewed from the front to the rear, runs from the top front to the bottom rear. Also arranged in the air inlets 3 and 4 is a common cooler 27 in front of the air inlets 3 and 4, through which a cooling medium can flow and around which the air can flow through the respective air inlet 3 or 4 and thereby into the respective flow channel 5 or 6. Through the described course of Air inlets 3 and 4 and because the cooler 27 is arranged in the air inlets 3 and 4 and also runs from the top front to the bottom rear viewed in the longitudinal direction of the vehicle from the front to the rear, the previously described flow can not flow into the flow channels 5 and 6 , Third subset of the airstream is particularly advantageously guided downwards in the vertical direction of the vehicle and thus directed under the motor vehicle, whereupon the third subset can flow backwards in the longitudinal direction of the vehicle and in particular along the underbody and to the Venturi nozzles 24a-d. As a result, the Venturi nozzles 24a-d can be supplied with air, that is to say with the relative wind or the third subset, in a particularly advantageous manner. The radiator 27 is preferably arranged flush with an end E of the respective air inlet 3 or 4 pointing forward in the vehicle longitudinal direction, or the radiator 27 projects beyond the respective end E in the vehicle longitudinal direction to the front.

Durch den schräg nach unten verlaufenden Lufteinlass 3 beziehungsweise 4 und einen in dem jeweiligen Trichter 25 beziehungsweise 26 herrschenden Staudruck wird eine überschüssige Luftströmung, das heißt der nicht in die auch als Luftkanäle bezeichneten Strömungskanäle 5 und 6 einströmende Fahrtwind nach unten unter das Kraftfahrzeug geleitet. In Kombination mit dem beispielsweise als Schutzgitter fungierenden Kühler 27 kann vermieden werden, dass eine übermäßige Menge an grobem Schmutz, wie beispielsweise Steine, Äste und Laub in die Strömungskanäle 5 und 6 gelangt.Due to the air inlet 3 or 4 running obliquely downwards and a dynamic pressure prevailing in the respective funnel 25 or 26, an excess air flow, i.e. the airflow not flowing into the flow channels 5 and 6, also referred to as air ducts, is directed downwards under the motor vehicle. In combination with the cooler 27 , which acts as a protective grille, for example, it is possible to prevent an excessive amount of coarse dirt, such as stones, branches and leaves, from getting into the flow channels 5 and 6 .

Da die jeweilige Turbine 9 beziehungsweise 10 als Entspannungsturbine ausgebildet ist, weist die Luft in dem jeweiligen Längenbereich 18 beziehungsweise 19 einen geringeren Druck als in dem jeweiligen Längenbereich L auf, welcher stromab der jeweiligen Turbine 9 beziehungsweise 10 angeordnet ist beziehungsweise verläuft. Daher wird der jeweilige Längenbereich L auch als Überdruckleitung bezeichnet, wobei beispielsweise der jeweilige Längenbereich 18 beziehungsweise 19 auch als Unterdruckleitung bezeichnet wird.Since the respective turbine 9 or 10 is designed as an expansion turbine, the air in the respective longitudinal area 18 or 19 has a lower pressure than in the respective longitudinal area L, which is arranged or runs downstream of the respective turbine 9 or 10. The respective length range L is therefore also referred to as an overpressure line, with the respective length range 18 or 19, for example, also being referred to as a vacuum line.

3 zeigt insbesondere am Beispiel des Teilkanals 20a und der zugehörigen Venturidüse 24a das Energiesystem 1 in einer schematischen und geschnittenen Seitenansicht. In 1 ist der auch als Fahrzeugunterboden bezeichnete Unterboden teilweise erkennbar und mit 28 bezeichnet. Außerdem ist das in 3 mit 29 bezeichnete Heck des Kraftfahrzeugs teilweise erkennbar. Die Venturidüse 24a ist zumindest teilweise durch ein als Spoiler ausgebildetes und auch als Spoiler bezeichnetes Luftleitelement 30 begrenzt, durch welches der Unterboden 28 in Fahrzeughochrichtung (Doppelpfeil 15) nach unten hin zumindest teilweise überlappt und somit überdeckt ist. Außerdem kann die Venturidüse 24a alternativ oder zusätzlich beispielsweise zumindest teilweise durch den Unterboden 28 begrenzt sein. Insbesondere ist es denkbar, dass das Luftleitelement 30 und/oder der Unterboden 28 einen von dem die Venturidüse 24a durchströmenden Fahrtwind durchströmbaren Strömungsabschnitt der Venturidüse 24a bilden, insbesondere direkt begrenzen, wobei sich der Strömungsabschnitt in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten hin beziehungsweise in Strömungsrichtung des die Venturidüse 24a durchströmenden Fahrtwinds verjüngt. 3 shows the energy system 1 in a schematic and sectional side view, in particular using the example of the partial channel 20a and the associated Venturi nozzle 24a. In 1 the underbody, also referred to as the vehicle underbody, is partially visible and is denoted by 28 . Besides, that's in 3 29 designated rear of the motor vehicle partially recognizable. The Venturi nozzle 24a is at least partially delimited by an air guiding element 30 designed as a spoiler and also referred to as a spoiler, through which the underbody 28 at least partially overlaps downwards in the vertical direction of the vehicle (double arrow 15) and is thus covered. In addition, the Venturi nozzle 24a can alternatively or additionally be at least partially delimited by the underbody 28, for example. In particular, it is conceivable that the air guiding element 30 and/or the underbody 28 form, in particular directly limit, a flow section of the venturi nozzle 24a through which the airstream flowing through the venturi nozzle 24a can flow, with the flow section extending towards the rear in the longitudinal direction of the vehicle or in the direction of flow of the venturi nozzle 24a through-flowing wind rejuvenates.

An die Venturidüse 24a kann sich ein Diffusor 31 anschließen, insbesondere in Strömungsrichtung der die Venturidüse 24a durchströmenden Luft. Der Diffusor 31 ist beispielsweise zumindest teilweise durch das Luftleitelement 30 und/oder das Heck 29 gebildet, insbesondere direkt begrenzt. Hierdurch ist eine besonders vorteilhafte Luftführung darstellbar.A diffuser 31 can be connected to the Venturi nozzle 24a, in particular in the flow direction of the air flowing through the Venturi nozzle 24a. The diffuser 31 is, for example, formed at least partially by the air guiding element 30 and/or the rear 29, in particular directly delimited. In this way, a particularly advantageous air flow can be achieved.

Insgesamt ist aus den Figuren erkennbar, dass die die Lufteinlässe 3 und 4 durchströmende und dadurch in die Luftkanäle (Strömungskanäle 5 und 6) einströmende Luft mittels der Trichter 25 und 26, die an der Front 2 angeordnet sind, auf die Längenbereiche L und somit auf deren auch als Rohr- beziehungsweise Leitungsgröße bezeichnete Größe zentriert wird. Je Trichter 25 beziehungsweise 26 ist der einfach auch als Leitung oder Druckleitung bezeichnete Längenbereich L an die jeweilige, als Radialturbine ausgebildete Turbine 9 beziehungsweise 10 angeschlossen, so dass die Luft, die mittels des jeweiligen Trichters 25 beziehungsweise 26 von dem jeweiligen Lufteinlass 3 beziehungsweise 4 zu dem und in den jeweiligen Längenbereich L geführt wird, den jeweiligen Längenbereich L durchströmt und mittels des jeweiligen Längenbereichs L zu der jeweiligen Turbine 9 beziehungsweise 10 geführt wird. Von der jeweiligen Turbine 9 beziehungsweise 10 führt der jeweilige, als Unterdruckleitung fungierende oder ausgebildete Längenbereich 18 beziehungsweise 19 weg und beispielsweise zu dem Unterboden 28 oder in Richtung des Unterbodens 28. Der jeweilige Längenbereich 18 beziehungsweise 19 ist beispielsweise durch ein sogenanntes Hosenstück in die jeweiligen, zwei separaten und als Unterdruckleitungen fungierenden Teilkanäle 20a, b beziehungsweise 21a, b aufgeteilt. Das jeweilige Hosenstück fungiert somit als Unterdruck- beziehungsweise Sogverstärker. Die jeweiligen, zwei Teilkanäle 20a, b beziehungsweise 21a, b führen beispielsweise bis zu dem auch als Fahrzeugheck bezeichneten Heck 29. An jeweiligen Enden der jeweiligen Teilkanäle 20a, b beziehungsweise 21a, b sind die jeweiligen, separaten Venturidüsen 24a-d angeschlossen, welche beispielsweise mit Hilfe des Luftleitelements 30 gebildet sind. Dabei ist es denkbar, dass das Luftleitelement 30 zumindest teilweise die vier Venturidüsen 24a-d bildet, oder je Venturidüse 24a-d ist ein eigenes Luftleitelement 30 vorgesehen, wobei die Luftleitelemente 30 beispielsweise separat voneinander ausgebildet sind. Die Venturidüsen 24a-d nutzen den Fahrtwind, der unterhalb des Kraftfahrzeugs entlang des Unterbodens 28 strömt und dabei durch die Venturidüsen 24a-d hindurchströmt, um den jeweiligen, auch als Sog bezeichneten Unterdruck insbesondere in den Teilkanälen 20a, b und 21a, b zu erzeugen. Da die Luft bei der Vorwärtsfahrt über die Lufteinlässe 3 und 4 in die Strömungskanäle 5 und 6 einströmt, herrscht stromauf der Turbine 9 und 10 in den Strömungskanälen 5 und 6 ein Überdruck beziehungsweise ein größerer Druck als in den Längenbereichen 18 und 19 und den Teilkanälen 20a, b und 21a, b, wodurch die Turbinen 9 und 10 und über diese die Generatoren 16 und 17 besonders vorteilhaft angetrieben werden.Overall, it can be seen from the figures that the air flowing through the air inlets 3 and 4 and thus flowing into the air ducts (flow ducts 5 and 6) by means of the funnels 25 and 26, which are arranged on the front 2, to the length areas L and thus to whose size, also known as pipe or line size, is centered. For each funnel 25 or 26, the length region L, also referred to simply as a line or pressure line, is connected to the respective turbine 9 or 10, which is designed as a radial turbine, so that the air that is drawn in by means of the respective funnel 25 or 26 from the respective air inlet 3 or 4 which and is guided into the respective longitudinal area L, flows through the respective longitudinal area L and is guided by means of the respective longitudinal area L to the respective turbine 9 or 10 . The respective longitudinal area 18 or 19, which functions or is designed as a vacuum line, leads away from the respective turbine 9 or 10 and, for example, to the underbody 28 or in the direction of the underbody 28. The respective longitudinal area 18 or 19 is connected, for example, by a so-called trousers piece divided into two separate partial channels 20a, b and 21a, b, respectively, which function as vacuum lines. The respective piece of trousers thus acts as a vacuum or suction intensifier. The respective two sub-channels 20a, b or 21a, b lead, for example, to the rear 29, also referred to as the rear of the vehicle are formed with the aid of the air guide element 30 . It is conceivable that the air guide element 30 at least partially which forms the four Venturi nozzles 24a-d, or a separate air guiding element 30 is provided for each Venturi nozzle 24a-d, the air guiding elements 30 being formed separately from one another, for example. The Venturi nozzles 24a-d use the relative wind that flows below the motor vehicle along the underbody 28 and flows through the Venturi nozzles 24a-d in order to generate the respective negative pressure, also referred to as suction, in particular in the sub-ducts 20a, b and 21a, b . Since the air flows into the flow ducts 5 and 6 via the air inlets 3 and 4 when driving forward, there is an overpressure or a higher pressure in the flow ducts 5 and 6 upstream of the turbine 9 and 10 than in the longitudinal areas 18 and 19 and the partial ducts 20a , b and 21a, b, as a result of which the turbines 9 and 10 and, via these, the generators 16 and 17 are driven in a particularly advantageous manner.

Des Weiteren ist aus 1 erkennbar, dass sich der Generator 16 in Fahrzeugquerrichtung nach innen hin vollständig an die Turbine 9 anschließt, und der Generator 17 schließt sich vollständig in Fahrzeugquerrichtung nach innen hin an die Turbine 10 an. Dabei sind die Generatoren 16 und 17 derart angeordnet, dass der Generator 16 in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten hin zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend und somit zumindest zu mehr als zur Hälfte, durch den Generator 17 überlappt ist, so dass der Generator 17 in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne hin zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend, durch den Generator 16 überlappt ist.Furthermore, it is off 1 It can be seen that the generator 16 fully connects to the turbine 9 inward in the vehicle transverse direction, and the generator 17 fully connects to the turbine 10 inward in the vehicle transverse direction. The generators 16 and 17 are arranged in such a way that the generator 16 is at least partially, in particular at least predominantly and thus at least more than half, overlapped by the generator 17 towards the rear in the longitudinal direction of the vehicle, so that the generator 17 is towards the front in the longitudinal direction of the vehicle is at least partially, in particular at least predominantly, overlapped by the generator 16 .

BezugszeichenlisteReference List

11
Energiesystemenergy system
22
Frontfront
33
Lufteinlassair intake
44
Lufteinlassair intake
55
Strömungskanalflow channel
66
Strömungskanalflow channel
77
PfeilArrow
88th
PfeilArrow
99
Turbineturbine
1010
Turbineturbine
1111
Leitungseinrichtungmanagement facility
1212
innenumfangsseitige Mantelflächeinner peripheral lateral surface
1313
Doppelpfeildouble arrow
1414
Doppelpfeildouble arrow
1515
Doppelpfeildouble arrow
1616
Generatorgenerator
1717
Generatorgenerator
1818
Längenbereichlength range
1919
Längenbereichlength range
20a, b20a, b
Teilkanalpartial channel
21a, b21a, b
Teilkanalpartial channel
2222
Teilkanalgruppesubchannel group
2323
Teilkanalgruppesubchannel group
24a-d24a-d
Venturidüseventuri nozzle
2525
Trichterfunnel
2626
Trichterfunnel
2727
Kühlercooler
2828
Unterbodenunderbody
2929
HeckRear
3030
Luftleitelementair deflector
3131
Diffusordiffuser
EndeEnd
EndeEnd
LL
Längenbereichlength range

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 102017010596 A1 [0002]DE 102017010596 A1 [0002]
  • US 5280827 A [0002]US5280827A [0002]
  • WO 2017/099914 A1 [0002]WO 2017/099914 A1 [0002]

Claims (10)

Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem Lufteinlass (3), über welchen bei einer Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs Luft in einen Strömungskanal (5) des Kraftfahrzeugs einleitbar ist, mit wenigstens einer in dem Strömungskanal (5) angeordneten Turbine (9), welche von der über den Lufteinlass (3) in den Strömungskanal (5) eingeleiteten und den Strömungskanal (5) durchströmenden Luft antreibbar ist, und mit wenigstens einem von der Turbine (9) antreibbaren Generator (16), mittels welchem durch Antreiben des Generators (16) elektrische Energie bereitstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (5) aufweist: - einen stromab der Turbine (9) angeordneten und von der die Turbine (9) antreibenden Luft durchströmbaren ersten Längenbereich (18), - einen stromab des ersten Längenbereiches (18) angeordneten und fluidisch mit dem ersten Längenbereich (18) verbundenen und dadurch von einem ersten Teil der den ersten Längenbereich (18) durchströmenden Luft durchströmbaren, zweiten Längenbereich (20a), welcher in eine von dem ersten Teil der Luft durchströmbare, erste Venturidüse (24a) mündet, mittels welcher unter Nutzung von aus der Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs resultierendem und die erste Venturidüse (24a) durchströmendem Fahrtwind ein Unterdruck erzeugbar ist, mittels welchem der erste Teil durch den zweiten Längenbereich (20a) hindurchzufördern ist, und - einen stromab des ersten Längenbereiches (18) angeordneten, von dem zweiten Längenbereich (20a) zumindest teilweise getrennten und fluidisch mit dem ersten Längenbereich (18) verbundenen und dadurch von einem zweiten Teil der den ersten Längenbereich (18) durchströmenden Luft durchströmbaren, dritten Längenbereich (20b), welcher in eine von dem zweiten Teil der Luft durchströmbare, zweite Venturidüse (24b) mündet, mittels welcher unter Nutzung des aus der Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs resultierenden und die zweite Venturidüse (24b) durchströmenden Fahrtwinds ein Unterdruck erzeugbar ist, mittels welchem der zweite Teil durch den dritten Längenbereich (20b) hindurchzufördern ist. Motor vehicle with at least one air inlet (3) through which air can be introduced into a flow duct (5) of the motor vehicle when the motor vehicle is traveling forwards, with at least one turbine (9) arranged in the flow duct (5) which is fed by the air inlet via the air inlet (3) the air introduced into the flow duct (5) and flowing through the flow duct (5) can be driven, and with at least one generator (16) which can be driven by the turbine (9) and by means of which electrical energy can be made available by driving the generator (16). , characterized in that the flow channel (5) has: - a first longitudinal area (18) arranged downstream of the turbine (9) and through which the air driving the turbine (9) can flow, - a first longitudinal area (18) arranged downstream of the first longitudinal area and fluidic connected to the first longitudinal region (18) and thereby allowing a first part of the air flowing through the first longitudinal region (18) to flow through, second longitudinal region area (20a), which opens into a first Venturi nozzle (24a) through which the first part of the air can flow, by means of which a negative pressure can be generated using the airflow resulting from the forward travel of the motor vehicle and flowing through the first Venturi nozzle (24a), by means of which the first part is to be conveyed through the second longitudinal region (20a), and - a downstream of the first longitudinal region (18), at least partially separate from the second longitudinal region (20a) and fluidically connected to the first longitudinal region (18) and thereby from a second Part of the third length region (20b) through which air can flow through the first length region (18), which opens into a second Venturi nozzle (24b) through which the second part of the air can flow, by means of which using the resulting from the forward travel of the motor vehicle and the second Venturi nozzle (24b) flowing through a negative pressure can be generated, by means of which the second part is to be conveyed through the third length region (20b). Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbine (9) als eine Radialturbine ausgebildet ist.motor vehicle after claim 1 , characterized in that the turbine (9) is designed as a radial turbine. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lufteinlass (3) durch einen Trichter (25) gebildet ist, der sich in Strömungsrichtung (8) der den Lufteinlass (3) durchströmenden und dadurch in den Strömungskanal (5) einströmenden Luft verjüngt.motor vehicle after claim 1 or 2 , characterized in that the air inlet (3) is formed by a funnel (25) which tapers in the direction of flow (8) of the air flowing through the air inlet (3) and thereby into the flow channel (5). Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lufteinlass (3) in Fahrzeuglängsrichtung (13) von vorne nach hinten betrachtet von vorne oben nach hinten unten verläuft.Motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the air inlet (3) runs from the front top to the rear bottom in the longitudinal direction (13) of the vehicle, viewed from the front to the rear. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Lufteinlass (3) ein von einem Kühlmedium durchströmbarer und von der den Lufteinlass (3) durchströmenden und dadurch in den Strömungskanal (5) einströmenden Luft umströmbarer Kühler (27) angeordnet ist.Motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that in the air inlet (3) there is arranged a cooler (27) through which a cooling medium can flow and through which the air can flow through the air inlet (3) and thus into the flow channel (5). Kraftfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühler (27) in Fahrzeuglängsrichtung (!3) nach vorne hin bündig mit einem in Fahrzeuglängsrichtung (13) nach vorne weisenden Ende (E) des Lufteinlasses (3) angeordnet ist oder das Ende (E) in Fahrzeuglängsrichtung (13) nach vorne überragt.motor vehicle after claim 5 , characterized in that the radiator (27) in the vehicle longitudinal direction (! 3) is arranged flush with an end (E) of the air inlet (3) pointing forward in the vehicle longitudinal direction (13) or the end (E) in the vehicle longitudinal direction ( 13) protrudes forward. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Venturidüse (24a, b) zumindest teilweise durch ein Luftleitelement (30) gebildet ist, durch welches ein Unterboden (28) eines Aufbaus des Kraftfahrzeugs, dessen Innenraum durch den Aufbau begrenzt ist, in Fahrzeughochrichtung (15) nach unten zumindest teilweise überdeckt ist.Motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the respective Venturi nozzle (24a, b) is formed at least partially by an air guiding element (30) through which an underbody (28) of a body of the motor vehicle, the interior of which is delimited by the body, is at least partially covered downwards in the vertical direction (15) of the vehicle. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Generator (16) in Fahrzeugquerrichtung (14) nach innen an die Turbine (9) anschließt.Motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the generator (16) adjoins the turbine (9) inwards in the transverse direction (14) of the vehicle. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit: - einem zweiten Lufteinlass (4), über welchen bei der Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs Luft in einen zumindest teilweise von dem Strömungskanal (5) getrennten, zweiten Strömungskanal (6) des Kraftfahrzeugs einleitbar ist, - wenigstens einer in dem zweiten Strömungskanal (6) angeordneten, zweiten Turbine (10), welche von der über den zweiten Lufteinlass (4) in den zweiten Strömungskanal (6) eingeleiteten und den zweiten Strömungskanal (6) durchströmenden Luft antreibbar ist, und - einem von der zweiten Turbine (10) antreibbaren, zweiten Generator (17), mittels welchem durch Antreiben des zweiten Generators (17) elektrische Energie bereitstellbar ist, wobei sich der zweite Generator (17) in Fahrzeugquerrichtung (14) nach innen an die zweite Turbine (10) anschließt.Motor vehicle according to one of the preceding claims, with: - a second air inlet (4) via which air can be introduced into a second flow channel (6) of the motor vehicle which is at least partially separate from the flow channel (5) when the motor vehicle is driving forwards, - at least one second turbine (10) arranged in the second flow duct (6), which can be driven by the air introduced into the second flow duct (6) via the second air inlet (4) and flowing through the second flow duct (6), and - a second generator (17) which can be driven by the second turbine (10) and by means of which electrical energy can be provided by driving the second generator (17), the second generator (17) moving inwards in the transverse direction (14) of the vehicle to the second Turbine (10) connects. Kraftfahrzeug nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Generatoren (16, 17) in Fahrzeuglängsrichtung (13) nach vorne hin zumindest teilweise durch den anderen Generator (17, 16) überlappt ist.Motor vehicle after the claims 8 and 9 , characterized in that one of the generators (16, 17) in the vehicle longitudinal direction (13). is at least partially overlapped at the front by the other generator (17, 16).
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