DE102022106910A1

DE102022106910A1 - Energy production system

Info

Publication number: DE102022106910A1
Application number: DE102022106910.9A
Authority: DE
Inventors: Jochen Lauer
Original assignee: Green Power Systems GmbH
Current assignee: LAUER & WEISS GMBH, DE
Priority date: 2022-03-23
Filing date: 2022-03-23
Publication date: 2023-09-28

Abstract

Energieerzeugungssystem zum elektrischen Laden von Elektrofahrzeugen, aufweisend mindestens einen Kraftstoffspeicher zur Aufnahme und Speicherung eines Kraftstoffes, mindestens einen Energiewandler zum Erzeugen von elektrischer Energie mittels des Kraftstoffs aus dem Kraftstoffspeicher, mindestens eine Energiespeichereinheit zum Speichern sowie zum Abgeben der erzeugten elektrischen Energie, wobei der Energiewandler in Wirkverbindung mit der Energiespeichereinheit sowie mit dem Kraftstoffspeicher steht, sowie eine erste Schnittstelle zum elektrischen Koppeln des Energieerzeugungssystems mit einer Elektrofahrzeugschnittstelle eines Elektrofahrzeugs.Energy generation system for electrically charging electric vehicles, comprising at least one fuel storage for receiving and storing a fuel, at least one energy converter for generating electrical energy using the fuel from the fuel storage, at least one energy storage unit for storing and releasing the generated electrical energy, the energy converter in There is an operative connection with the energy storage unit and with the fuel storage, as well as a first interface for electrically coupling the energy generation system with an electric vehicle interface of an electric vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft ein Energieerzeugungssystem zum elektrischen Laden von Elektrofahrzeugen, sowie dessen Verwendung in einem Kraftfahrzeug oder in einer Ladesäule. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung elektrischer Energie mittels des erfindungsgemäßen Energieerzeugungssystems.The invention relates to an energy generation system for electrically charging electric vehicles, as well as its use in a motor vehicle or in a charging station. The invention further relates to a method for producing electrical energy using the energy generation system according to the invention.

Ladesäulen sind bereits bekannt und werden zum Aufladen von Elektrofahrzeugen, das heißt Kraftfahrzeuge mit Elektromotoren als Antriebsaggregate, benötigt. Hierbei wird zwischen festinstallierten und mobilen Ladesäulen unterschieden. Die festinstallierten und somit auch stationären Ladesäulen sind fest an einem Ort installiert und mit einem Stromnetz verbunden. Die elektrische Energie zum Laden der Batterien der Elektrofahrzeuge wird hierbei direkt aus dem Stromnetz bezogen. Eine typische Ladesäule ist hierbei in der DE 10 2017 118 350 A1 oder auch in der DE 10 2016 014 896 A1 beschrieben.Charging stations are already known and are required for charging electric vehicles, i.e. motor vehicles with electric motors as drive units. A distinction is made between permanently installed and mobile charging stations. The permanently installed and therefore stationary charging stations are permanently installed in one place and connected to a power grid. The electrical energy for charging the batteries of electric vehicles is obtained directly from the power grid. A typical charging station is in the DE 10 2017 118 350 A1 or even in the DE 10 2016 014 896 A1 described.

Mobile Ladesäulen hingegen müssen nicht an das Stromnetz angeschlossen werden. Diese sind im Vergleich zu den stationären Ladesäulen flexibel an jedem beliebigen Standort aufstellbar und weisen in der Regel einen Energiespeicher auf. Sobald der Energiespeicher leer ist, muss die Ladesäule von ihrem Aufstellort entfernt und zu einer Ladestation gebracht werden, um dessen Energiespeicher wieder aufzuladen. Dies Erfolgt in der Regel durch elektrische Kopplung an das Stromnetz. In der EP 3 611 047 A1 ist beispielsweise eine mobile Ladesäule sowie eine Transportvorrichtung für eine solche Ladesäule beschrieben. Weitere mobile Ladesäulen sind beispielsweise aus der DE 10 2019 211 113 A1 oder auch aus der DE 10 2018 217 370 A1 bekannt.Mobile charging stations, on the other hand, do not have to be connected to the power grid. In comparison to stationary charging stations, these can be set up flexibly at any location and usually have an energy storage system. As soon as the energy storage is empty, the charging station must be removed from its installation location and taken to a charging station in order to recharge its energy storage. This is usually done through electrical coupling to the power grid. In the EP 3 611 047 A1 For example, a mobile charging station and a transport device for such a charging station are described. Other mobile charging stations are available, for example DE 10 2019 211 113 A1 or even from the DE 10 2018 217 370 A1 known.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein verbessertes Energieerzeugungssystem vorzuschlagen, das anstatt oder als übliche mobile Ladesäule verwendet werden kann und das ein ortsunabhängiges Laden und Bereitstellen von elektrischer Energie ermöglicht.It is therefore the object of the invention to propose an improved energy generation system which can be used instead of or as a conventional mobile charging station and which enables location-independent charging and provision of electrical energy.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein Energieerzeugungssystem gemäß Patentanspruch 1 vorgeschlagen. Ferner wird ein Kraftfahrzeug mit einem Elektromotor als Antrieb des Kraftfahrzeuges mit einem erfindungsgemäßen Energieerzeugungssystem gemäß Patentanspruch 8 vorgeschlagen. Des Weiteren wird eine Ladesäule mit dem erfindungsgemäßen Energieerzeugungssystem gemäß Patentanspruch 9 vorgeschlagen. Ferner wird ein Verfahren zum Betrieb eines erfindungsgemäßen Energieerzeugungssystems gemäß Patentanspruch 10 vorgeschlagen. Vorteilhafte, optionale Ausgestaltungen und/oder Weiterbildungen ergeben sich ganz oder teilweise aus den abhängigen Ansprüchen.To solve the problem, an energy generation system according to claim 1 is proposed. Furthermore, a motor vehicle with an electric motor as a drive of the motor vehicle with an energy generation system according to the invention is proposed according to claim 8. Furthermore, a charging station with the energy generation system according to the invention is proposed according to claim 9. Furthermore, a method for operating an energy generation system according to the invention is proposed according to claim 10. Advantageous, optional refinements and/or further developments result in whole or in part from the dependent claims.

Erfindungsgemäß wird ein Energieerzeugungssystem zum elektrischen Laden von Elektrofahrzeugen bereitgestellt. Unter einem „Elektrofahrzeug“ ist ein Fahrzeug mit mindestens einem Elektromotor als Antriebsaggregat und mit einem Energiespeicher zur Bereitstellung elektrischer Energie für den Betriebs des Elektromotors zu verstehen. Bevorzugt sind der Energiespeicher und/oder das Antriebsaggregat sogenannte Hochvoltkomponenten. Hierbei ist unter „Elektrofahrzeug“ bevorzugt ein BEV (Battery Electric Vehicle), alternativ ein PHVE (Plug-In Hybrid Vehicle), als einem Hybridfahrzeug zu verstehen. Das Energieerzeugungssystem weist mindestens einen Kraftstoffspeicher zur Aufnahme und Speicherung eines Kraftstoffes, mindestens einen Energiewandler zum Erzeugen von elektrischer Energie mittels des Kraftstoffs aus dem Kraftstoffspeicher, mindestens eine Energiespeichereinheit zum Speichern sowie zum Abgeben der erzeugten elektrischen Energie, sowie eine erste Schnittstelle zum elektrischen Koppeln des Energieerzeugungssystems mit einer Elektrofahrzeugschnittstelle eines Elektrofahrzeugs auf, wobei der Energiewandler in Wirkverbindung mit der Energiespeichereinheit sowie mit dem Kraftstoffspeicher steht.According to the invention, an energy generation system for electrically charging electric vehicles is provided. An “electric vehicle” is a vehicle with at least one electric motor as a drive unit and with an energy storage device to provide electrical energy for operating the electric motor. The energy storage and/or the drive unit are preferably so-called high-voltage components. “Electric vehicle” is preferably understood to mean a BEV (Battery Electric Vehicle), alternatively a PHVE (Plug-In Hybrid Vehicle), as a hybrid vehicle. The energy generation system has at least one fuel storage for receiving and storing a fuel, at least one energy converter for generating electrical energy using the fuel from the fuel storage, at least one energy storage unit for storing and releasing the generated electrical energy, and a first interface for electrically coupling the energy generation system with an electric vehicle interface of an electric vehicle, the energy converter being in operative connection with the energy storage unit and with the fuel storage.

Unter einem „Kraftstoffspeicher“ ist jede Art von Speicher zu verstehen, der dafür vorgesehen ist einen Kraftstoff, insbesondere flüssige oder gasförmige Kraftstoffe, vorzugsweise mit einer hohen Energiedichte, bevorzugt synthetische Brennstoffe oder biogene Kraftstoffe aus Biomasse oder fossile Brennstoffe, wie zum Beispiel Erdgas, Biogas, fossiles Gas, Wasserstoff, Diesel oder Benzin, beispielsweise Flüssigerdgas wie LNG (Liquified Natural Gas) oder Erdgas wie CNG (Compressed Natural Gas), die hauptsächlich aus Methan hergestellt sind, oder beispielsweise synthetisches Diesel oder Benzin, aufzunehmen und zu speichern. Besonders bevorzugte Kraftstoffe sind hierbei die synthetischen Brennstoffe oder biogenen Kraftstoffe, insbesondere aufgrund der Möglichkeit, dass diese Kraftstoffe etwa CO₂-Neutralität aufweisen können. Zweckmäßig sind fossile Kraftstoffe übergangs- oder ersatzweise eingesetzt, beispielsweise wenn keine synthetischen Brennstoffe oder biogene Kraftstoffe verfügbar sind. Somit ist unter dem Kraftstoffspeicher ein Behälter zur Bevorratung und zur Lagerung eines Kraftstoffes zu verstehen.A “fuel storage” is to be understood as meaning any type of storage that is intended to contain a fuel, in particular liquid or gaseous fuels, preferably with a high energy density, preferably synthetic fuels or biogenic fuels made from biomass or fossil fuels, such as natural gas, biogas , fossil gas, hydrogen, diesel or gasoline, for example liquefied natural gas such as LNG (Liquefied Natural Gas) or natural gas such as CNG (Compressed Natural Gas), which are mainly made from methane, or for example synthetic diesel or gasoline. Particularly preferred fuels here are synthetic fuels or biogenic fuels, in particular due to the possibility that these fuels can be CO ₂ neutral. Fossil fuels are expediently used on a transitional or replacement basis, for example when no synthetic fuels or biogenic fuels are available. The fuel storage is therefore to be understood as a container for the provision and storage of fuel.

Unter einem „Energiewandler“ ist eine elektrische Maschineneinheit zu verstehen, die mechanische Arbeit in elektrische Energie umwandelt. Der Energiewandler ist derart ausgeführt, dass er mittels des zugehörigen Kraftstoffes elektrische Energie erzeugt. Der Energiewandler weist beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine, beispielsweise einen Motor, vorzugsweise einen Wankelmotor oder einen Kolbenmotor, wobei die Verbrennungskraftmaschine durch Verbrennung von Kraftstoff kinetische Energie erzeugt, und einen mit der Verbrennungskraftmaschine gekoppelten Generator auf, der die erzeugte kinetische Energie in elektrische Energie umwandelt. Beispielweise ist die Verwendung eines Gasmotors, eines Benzin-Ottomotors, eines Wankelmotors oder eines Dieselmotors als Verbrennungskraftmaschine denkbar. Eine Wankelmotor kann aufgrund der Kompaktheit vorteilhaft sein. Alternativ kann der Energiewandler eine Brennstoffzelle umfassen, mit der ebenfalls elektrische Energie erzeugt werden kann.An “energy converter” is an electrical machine unit that converts mechanical work into electrical energy. The energy converter is designed in such a way that it generates electrical energy using the associated fuel. The energy converter has, for example an internal combustion engine, for example an engine, preferably a Wankel engine or a piston engine, the internal combustion engine generating kinetic energy by burning fuel, and a generator coupled to the internal combustion engine, which converts the generated kinetic energy into electrical energy. For example, the use of a gas engine, a gasoline gasoline engine, a Wankel engine or a diesel engine as an internal combustion engine is conceivable. A rotary engine can be advantageous due to its compactness. Alternatively, the energy converter can include a fuel cell, which can also be used to generate electrical energy.

Unter einer „Energiespeichereinheit“ ist jegliche geeignete Speicherung von elektrischer Energie zu verstehen. Die Energiespeichereinheit ist beispielsweise als Akkumulator, auch wiederaufladbare Batterie genannt, insbesondere Pufferbatterie, oder als Kondensator ausgeführt. Ein Kondensator speichert zum Beispiel die elektrische Energie als elektrisches Feld zwischen zwei Platten ab. Die wiederaufladbare Batterie beziehungsweise der Akkumulator weisen zusammengeschaltete Sekundärzellen auf, die die elektrische Energie auf elektrochemischer Basis speichern.An “energy storage unit” means any suitable storage of electrical energy. The energy storage unit is designed, for example, as an accumulator, also called a rechargeable battery, in particular a buffer battery, or as a capacitor. A capacitor, for example, stores electrical energy as an electric field between two plates. The rechargeable battery or the accumulator has interconnected secondary cells that store the electrical energy on an electrochemical basis.

Unter einer „ersten Schnittstelle“ ist ein Anschluss zum elektrischen Koppeln mit einer Elektrofahrzeugschnittstelle eines Elektrofahrzeuges zu verstehen. Mittels dieser Schnittstelle kann die Energiespeichereinheit des Energieerzeugungssystems entladen werden, wodurch eine externe Speichereinheit aufgeladen werden kann oder alternativ direkt ein Elektromotor zum Antrieb eines Antriebssystems eines Elektrofahrzeuges betrieben werden kann.A “first interface” is to be understood as meaning a connection for electrical coupling with an electric vehicle interface of an electric vehicle. Using this interface, the energy storage unit of the energy generation system can be discharged, whereby an external storage unit can be charged or, alternatively, an electric motor can be operated directly to drive a drive system of an electric vehicle.

Das erfindungsgemäße Energieerzeugungssystem stellt somit eine Energieerzeugung sowie eine Energiespeicherung dar, mit der externe Speicher geladen oder auch in Wirkverbindung stehende Antriebsmotoren von Kraftfahrzeugen betrieben werden können.The energy generation system according to the invention thus represents energy generation and energy storage with which external storage devices can be charged or drive motors of motor vehicles that are in active connection can be operated.

Externe Speicher bedeuten hier nicht zum Energieerzeugungssystem dazugehörender Speicher, beispielsweise eine Batterie eines Elektrofahrzeuges. Das erfindungsgemäße Energieerzeugungssystem ist somit standortunabhängig und kann zu jeder Zeit mittels des im Kraftstoffspeicher gespeicherten Kraftstoffs elektrische Energie erzeugen und speichern, wobei die erzeugte elektrische Energie bei Bedarf über die erste Schnittstelle entnommen werden kann.External storage here means storage that is not part of the energy generation system, for example a battery in an electric vehicle. The energy generation system according to the invention is therefore location-independent and can generate and store electrical energy at any time using the fuel stored in the fuel storage, whereby the electrical energy generated can be removed via the first interface if necessary.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energieerzeugungssystems sind der Energiewandler sowie der Kraftstoffspeicher modular ausgebildet. Das bedeutet, dass der Anschluss an die Energiespeichereinheit die beiden Systemkomponenten des erfindungsgemäßen Energieerzeugungssystems, der Energiewandler sowie der Kraftstoffspeicher, derart ausgebildet sind, dass ein Austausch mit gleichartigen Systemkomponenten möglich ist. Zum Beispiel kann eine Gasmotor-Generator Einheit nach Belieben mit beispielsweise einer weiteren Verbrennungskraftmaschine, wie zum Beispiel Dieselmotor- oder Wankelmotor- oder Benzin-Ottomotor-Generator Einheit, oder einer Brennstoffzelle und des jeweils dazugehörigen Kraftstoffspeichers in dem erfindungsgemäßen Energieerzeugungssystems ausgetauscht werden. Ferner kann dadurch bei Betriebsproblemen, bei Wartungsarbeiten, bei Reparaturarbeiten und/oder bei Laufzeitüberschreitungen der Maschinenkomponenten des Energiewandlers, dieser sowie auch der dazugehörige Kraftstoffspeicher problemlos ausgetauscht und/oder ersetzt werden.In a preferred embodiment of the energy generation system according to the invention, the energy converter and the fuel storage are designed to be modular. This means that the connection to the energy storage unit, the two system components of the energy generation system according to the invention, the energy converter and the fuel storage, are designed in such a way that an exchange with similar system components is possible. For example, a gas engine generator unit can be exchanged at will with, for example, another internal combustion engine, such as a diesel engine or Wankel engine or gasoline gasoline engine generator unit, or a fuel cell and the associated fuel storage in the energy generation system according to the invention. Furthermore, in the event of operating problems, during maintenance work, during repair work and/or when the machine components of the energy converter exceed their service life, this and the associated fuel storage can be easily exchanged and/or replaced.

Ferner weist das erfindungsgemäße Energieerzeugungssystem in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform eine zweite Schnittstelle zum elektrischen Koppeln des Energieerzeugungssystems mit einer externen Stromquelle zum Aufladen der Energiespeichereinheit des Energieerzeugungssystems und/oder zum direkten Aufladen eines externen Speichers auf. Das bedeutet, dass die zweite Schnittstelle eine elektrische Kopplung mit dem Stromnetz herstellen kann. Dadurch ist das erfindungsgemäße Energieerzeugungssystem nicht nur standortunabhängig, sondern auch stationär mit direktem Anschluss an das Stromnetz aufstellbar. Die zweite Schnittstelle ist vorzugsweise mit der Energiespeichereinheit gekoppelt.Furthermore, in a further preferred embodiment, the energy generation system according to the invention has a second interface for electrically coupling the energy generation system to an external power source for charging the energy storage unit of the energy generation system and/or for directly charging an external memory. This means that the second interface can establish an electrical connection to the power grid. As a result, the energy generation system according to the invention is not only location-independent, but can also be set up stationary with a direct connection to the power grid. The second interface is preferably coupled to the energy storage unit.

Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn das erfindungsgemäße Energieerzeugungssystem mindestens eine Elektronikeinheit aufweist, die das Produzieren von elektrischer Energie mittels des Energiewandlers überwacht und steuert. Die Elektronikeinheit ist vorzugsweise mit einem oder mehreren Sensoren gekoppelt, die beispielsweise den Füllstand des Kraftstoffspeichers und/oder der Energiespeichereinheit ermitteln. Über diese Elektronikeinheit kann der Verbrauch des Kraftstoffes sowie auch der Betriebsstatus des gesamten Energieerzeugungssystems erfasst werden. Ferner werden mittels der Elektronikeinheit Abgabedaten, wie zum Beispiel Menge, Uhrzeit, Wochentag und Ähnliches, der erzeugten und abgegebenen elektrischen Energie sowie beispielsweise Kundendaten, Zustandsdaten der Anlage, Fernwartungs- und/oder Diagnosesystem und/oder ein Bezahlsystem erfasst.Furthermore, it is advantageous if the energy generation system according to the invention has at least one electronic unit that monitors and controls the production of electrical energy by means of the energy converter. The electronic unit is preferably coupled to one or more sensors, which, for example, determine the fill level of the fuel storage and/or the energy storage unit. This electronic unit can be used to record fuel consumption and the operating status of the entire energy generation system. Furthermore, the electronic unit is used to record delivery data, such as the amount, time, day of the week and the like, of the electrical energy generated and delivered, as well as, for example, customer data, status data of the system, remote maintenance and/or diagnostic system and/or a payment system.

Die Elektronikeinheit kann vorzugsweise eine Datenspeicherung umfassen, die die Abgabedaten speichert. Ferner ist die Elektronikeinheit vorzugsweise mit dem Internet verbindungsfähig ausgestaltet, so dass die ermittelten und gemessenen Daten der Elektronikeinheit an den Betreiber online weitergegeben werden können. Somit ist auch eine Fernwartung des erfindungsgemäßen Energieerzeugungssystems möglich. Ferner umfasst die Elektronikeinheit vorzugsweise eine Steuereinheit, die aufgrund der erfassten und/oder ermittelten Daten eine bedarfsgerechte und/oder ladegerechte Stromlieferung und/oder Stromerzeugung mit einem Bestpunktbetrieb des Energiewandlers ermöglicht. Mittels der Elektronikeinheit kann somit die Funktionsfähigkeit des gesamten Energieerzeugungssystems überwacht werden.The electronic unit can preferably include data storage that stores the delivery data. Furthermore, the electronic unit is preferably capable of connecting to the Internet so that the determined and measured data from the electronic unit can be passed on to the operator online. Remote maintenance of the energy generation system according to the invention is therefore also possible. Furthermore, the electronic unit preferably comprises a control unit which, based on the recorded and/or determined data, enables demand-based and/or charging-appropriate power delivery and/or power generation with a best-point operation of the energy converter. The functionality of the entire energy generation system can thus be monitored using the electronic unit.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das erfindungsgemäße Energieerzeugungssystem mindestens eine integrierte Überwachungseinheit, insbesondere Sensor, Überwachungskamera, Ortungssensor, wie zum Beispiel GPS-Sender, und/oder Sicherungsvorrichtung, auf. Optional können mehrere Sicherungsvorrichtungen vorgesehen sein. Eine Sicherungsvorrichtung kann oder mehrere Sicherungsvorrichtungen können beispielsweise in Hardware, beispielsweise mechanisch, aber auch in Software, beispielsweise elektronisch bzw. computergesteuert umgesetzt sein. Die Überwachungseinheit ist insbesondere als Schutzmaßnahme gegen Vandalismus sowie unbefugtes Bewegen des erfindungsgemäßen Energieerzeugungssystems ausgebildet.In a further preferred embodiment, the power generation system according to the invention has at least one integrated monitoring unit, in particular a sensor, surveillance camera, location sensor, such as a GPS transmitter, and/or a security device. Optionally, several safety devices can be provided. A security device or several security devices can be implemented, for example, in hardware, for example mechanically, but also in software, for example electronically or computer-controlled. The monitoring unit is designed in particular as a protective measure against vandalism and unauthorized movement of the power generation system according to the invention.

Des Weiteren weist in einer bevorzugten Ausführungsform das erfindungsgemäße Energieerzeugungssystem einen Grundkörper auf, der mindestens zwei Systemkomponenten des Energieerzeugungssystems, insbesondere den Kraftstoffspeicher und/oder den Energiewandler und/oder die Energiespeichereinheit, aufnimmt und an dem Grundkörper mindestens ein Rad und/oder eine Anhängevorrichtung ausgebildet sind. Das mindestens eine Rad kann zum Verschieben und/oder Transportieren des Energieerzeugungssystems am Grundkörper angebracht sein. Vorzugsweise ist das mindestens eine Rad straßen- sowie verkehrstauglich ausgebildet. In einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Grundkörper zwei Räder auf um ein stabiles Verschieben des Energieerzeugungssystems zu ermöglichen. Ferner umfasst vorzugsweise der Grundkörper alle Systemkomponenten, den Kraftstoffspeicher, den Energiewandler, die Energiespeichereinheit sowie die erste Schnittstelle, des erfindungsgemäßen Energieerzeugungssystems.Furthermore, in a preferred embodiment, the energy generation system according to the invention has a base body which accommodates at least two system components of the energy generation system, in particular the fuel storage and/or the energy converter and/or the energy storage unit, and at least one wheel and/or a trailer hitch are formed on the base body . The at least one wheel can be attached to the base body for moving and/or transporting the energy generation system. Preferably, the at least one wheel is designed to be suitable for road use and traffic. In an advantageous embodiment, the base body has two wheels to enable stable displacement of the energy generation system. Furthermore, the base body preferably includes all system components, the fuel storage, the energy converter, the energy storage unit and the first interface of the energy generation system according to the invention.

Die Größe und Form des Grundkörpers sowie die Anordnung der Systemkomponenten in dem Grundkörper des Energieerzeugungssystems ist derart ausgebildet, dass der Grundkörper eine kompakte Bauweise darstellt. Unter kompakter Bauweise wird die Höhe und die Breite des Grundkörpers verstanden, die an den jeweiligen Einsatz angepasst ist.The size and shape of the base body as well as the arrangement of the system components in the base body of the power generation system are designed such that the base body represents a compact design. Compact design means the height and width of the base body, which is adapted to the respective application.

Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße Energieerzeugungssystem als Anhänger ausgebildet. Als Anhänger wird ein Fahrzeug verstanden, das keinen eigenen Antrieb aufweist. Anhänger werden hinter Zugfahrzeugen, wie zum Beispiel Kraftfahrzeugen, Lastkraftwagen, Bussen, Traktoren, landwirtschaftlichen Nutzfahrzeugen oder beispielsweise Krafträdern, bevorzugt Lastkraftwagen und/oder Bussen, hergezogen. Dabei ist die kompakte Bauweise entscheidend. Zum Beispiel überschreitet die Höhe und die Breite des Grundkörpers des erfindungsgemäßen Energieerzeugungssystems nicht die Höhe und die Breite des Zugfahrzeuges. Ferner kann der Anhänger beispielsweise zusätzlich ein Gepäck- und/oder Radträgersystem aufweisen, zum Transportieren von Gegenständen, insbesondere Gepäck, Fahrräder oder Krafträder.The energy generation system according to the invention is preferably designed as a trailer. A trailer is a vehicle that does not have its own drive. Trailers are towed behind towing vehicles, such as motor vehicles, trucks, buses, tractors, agricultural vehicles or, for example, motorcycles, preferably trucks and/or buses. The compact design is crucial. For example, the height and width of the base body of the power generation system according to the invention does not exceed the height and width of the towing vehicle. Furthermore, the trailer can, for example, additionally have a luggage and/or wheel carrier system for transporting objects, in particular luggage, bicycles or motorcycles.

Ferner weist die erfindungsgemäße Ausführungsform auch eine Anhängevorrichtung auf. Eine Anhängevorrichtung, wie zum Beispiel eine Bolzenkupplung, Kugelkopfkupplung, Maulkupplung oder Sattelkupplung, ist zum Beispiel eine Vorrichtung mit der ein Zugfahrzeug mit einem Anhänger verbunden werden kann. Ferner ist auch unter der Anhängevorrichtung eine Vorrichtung am Grundkörper zu verstehen, der ein Anhängen an das Kraftfahrzeug ermöglicht, wie beispielsweise ein Trägersystem zum Befestigen an einem Dach eines Kraftfahrzeuges, ein Kupplungsträger oder ein Heckträger. Das erfindungsgemäße Energieerzeugungssystem kann somit beispielsweise nicht nur als Anhänger, sondern auch als Dachbox oder als koppelbare Box am Heck oder als koppelbare Box auf der Kupplung ausgebildet sein.Furthermore, the embodiment according to the invention also has a trailer device. A towing device, such as a pin coupling, ball coupling, jaw coupling or fifth wheel coupling, is, for example, a device with which a towing vehicle can be connected to a trailer. Furthermore, the towing device is also to be understood as meaning a device on the base body that enables attachment to the motor vehicle, such as a carrier system for attaching to a roof of a motor vehicle, a coupling carrier or a rear carrier. The power generation system according to the invention can therefore, for example, be designed not only as a trailer, but also as a roof box or as a connectable box at the rear or as a connectable box on the coupling.

Ferner ist vorzugsweise eine Griffvorrichtung an dem Grundkörper des Energieerzeugungssystems zum Ziehen und/oder Schieben ausgebildet.Furthermore, a handle device is preferably designed on the base body of the energy generation system for pulling and/or pushing.

In einer weiteren vorzugsweisen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energieerzeugungssystems ist die erste Schnittstelle des Energieerzeugungssystems mit einem Elektromotor gekoppelt oder mit einer zweiten Energiespeichereinheit koppelbar. Beispielsweise ist das erfindungsgemäße Energieerzeugungssystem mit einem Elektromotor eines Kraftfahrzeuges verbunden, wobei der Elektromotor mit einem Antrieb gekoppelt ist. Das bedeutet, dass das Energieerzeugungssystem integriert in einem Kraftfahrzeug ausgebildet sein kann. Alternativ kann das erfindungsgemäße Energieerzeugungssystem eine mobile Ladesäule darstellen, mit der eine zweite, insbesondere externe, Speichereinheit, wie zum Beispiel die Batterie eines Elektrofahrzeuges, aufgeladen werden kann. Dabei ist die erste Schnittstelle des Energieerzeugungssystems mit einer Energiespeichereinheit eines Elektrofahrzeuges koppelbar.In a further preferred embodiment of the energy generation system according to the invention, the first interface of the energy generation system is coupled to an electric motor or can be coupled to a second energy storage unit. For example, the power generation system according to the invention is connected to an electric motor of a motor vehicle, the electric motor being coupled to a drive. This means that the energy generation system can be integrated into a motor vehicle. Alternatively, the energy generation system according to the invention can represent a mobile charging station with which a second, in particular external, storage unit, such as the battery of an electric vehicle, can be charged. This is the first interface of the energy generation system Can be coupled with an energy storage unit of an electric vehicle.

Ferner wird ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug mit einem Zugfahrzeug, das einen Elektromotor zum Antrieb des Zugfahrzeuges umfasst und mit einem Anhänger, der mindestens eine Systemkomponente eines erfindungsgemäßen Energieerzeugungssystems umfasst, wobei der Anhänger an das Zugfahrzeug über eine Anhängerkupplung mechanisch angekoppelt ist, und wobei die erste Schnittstelle des Energieerzeugungssystems mit dem Elektromotor des Zugfahrzeuges gekoppelt ist, vorgeschlagen. Unter „Zugfahrzeug, das einen Elektromotor zum Antrieb des Zugfahrzeuges umfasst“ ist jegliches Elektrofahrzeug, wie zum Beispiel Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Bus, Agrarfahrzeug oder Baufahrzeug, zu verstehen, das von einem Elektromotor angetrieben wird. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug stellt somit eine Kombination eines Zugfahrzeuges und eines Anhängers dar. Der Anhänger weist das erfindungsgemäße Energieerzeugungssystem auf. Der Elektromotor des Zugfahrzeuges wird dabei von der Energiespeichereinheit des Energieerzeugungssystems, das im Anhänger angeordnet ist, betrieben.Furthermore, a motor vehicle according to the invention is provided with a towing vehicle which comprises an electric motor for driving the towing vehicle and with a trailer which comprises at least one system component of a power generation system according to the invention, wherein the trailer is mechanically coupled to the towing vehicle via a trailer coupling, and wherein the first interface of the Energy generation system is coupled to the electric motor of the towing vehicle, proposed. “Towing vehicle that includes an electric motor for driving the towing vehicle” means any electric vehicle, such as a passenger car, truck, bus, agricultural vehicle or construction vehicle, that is powered by an electric motor. The motor vehicle according to the invention therefore represents a combination of a towing vehicle and a trailer. The trailer has the energy generation system according to the invention. The electric motor of the towing vehicle is operated by the energy storage unit of the energy generation system, which is arranged in the trailer.

Das erfindungsgemäße Energieerzeugungssystem ist zumindest teilweise extern angehängt. Beispielsweise kann das Energieerzeugungssystem oder mindestens eine Systemkomponente des Energieerzeugungssystems, wie zum Beispiel der Kraftstoffspeicher, der Energiewandler und/oder die Energiespeichereinheit, als Anhänger ausgebildet sein. Die restlichen Systemkomponenten des erfindungsgemäßen Energieerzeugungssystems können im Anhänger des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuges oder in einer Dachbox auf dem Dach des Zugfahrzeuges oder als Heckträger am Zugfahrzeug angeordnet sein. Beispielsweise weist der Anhänger ein zusätzliches Gepäck und/oder Radträgersystem auf. Hierdurch kann insbesondere bei Zugfahrzeugen, wie zum Beispiel Bussen, die Mitnahme von Fahrrädern oder Lasträdern attraktiver gestaltet werden. Ein weiterer Vorteil dieser Umrüstlösung für die Zugfahrzeuge ist, dass der Aufwand sowie die Kosten reduziert werden.The power generation system according to the invention is at least partially attached externally. For example, the energy generation system or at least one system component of the energy generation system, such as the fuel storage, the energy converter and/or the energy storage unit, can be designed as a trailer. The remaining system components of the power generation system according to the invention can be arranged in the trailer of the motor vehicle according to the invention or in a roof box on the roof of the towing vehicle or as a rear carrier on the towing vehicle. For example, the trailer has additional luggage and/or wheel carrier system. This makes it more attractive to take bicycles or cargo bikes, especially in towing vehicles such as buses. Another advantage of this conversion solution for towing vehicles is that the effort and costs are reduced.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind alle Systemkomponenten des erfindungsgemäßen Energieerzeugungssystems in dem Anhänger des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs angeordnet.In a preferred embodiment, all system components of the energy generation system according to the invention are arranged in the trailer of the motor vehicle according to the invention.

Das Energieerzeugungssystem wird vorzugsweise derart gesteuert, dass der Energiewandler nicht grundsätzlich die ganze Zeit läuft und elektrische Energie erzeugt, sondern dies anhand vom optimalen Betriebspunkt des Energiewandlers abhängt. Die Energiespeichereinheit ist somit vorzugsweise so groß ausgebildet, dass das Kraftfahrzeug eine bestimmte Strecke ohne neue Erzeugung von Energie zurücklegen kann. Dies ist abhängig vom Fahrzeugtyp, vom Fahrprofil, von der Fahrweise, vom Fahrzeuggewicht sowie dessen Zuladung. Das optimale Energiemanagement und dessen Auslegung von Batteriegrößen, Speichergrößen, Elektronikkomponenten, Kraftstoffarten, Tankgrößen und Betriebsstrategie ist vorzugsweise individuell nach Fahrzeugart, Einsatzprofil, Einsatz-Lastenheft und Kostenrahmen auszulegen. Beispielsweise wird ein oberer und ein unterer Grenzwert festgelegt oder von der Elektronikeinheit ermittelt, so dass nur bei unterschreiten oder überschreiten des Grenzwertes der Energiewandler ein- oder ausgeschalten wird.The energy generation system is preferably controlled in such a way that the energy converter does not basically run and generate electrical energy all the time, but rather this depends on the optimal operating point of the energy converter. The energy storage unit is therefore preferably designed to be so large that the motor vehicle can cover a certain distance without generating new energy. This depends on the vehicle type, the driving profile, the driving style, the vehicle weight and its payload. The optimal energy management and its design of battery sizes, storage sizes, electronic components, fuel types, tank sizes and operating strategy should preferably be designed individually according to the type of vehicle, application profile, application specifications and cost framework. For example, an upper and a lower limit value is set or determined by the electronic unit, so that the energy converter is only switched on or off if the limit value is undershot or exceeded.

Des Weiteren wird eine erfindungsgemäße Ladesäule mit einem erfindungsgemäßen Energieerzeugungssystem vorgeschlagen. Die erfindungsgemäße Ladesäule ist demnach standortunabhängig aufstellbar und somit mobil. Statt die Energiespeichereinheit auszutauschen oder die gesamte Ladesäule zu entfernen, um diese wieder aufzuladen, muss nur Kraftstoff nachgefüllt werden, damit erneut elektrische Energie erzeugt werden kann.Furthermore, a charging station according to the invention with an energy generation system according to the invention is proposed. The charging station according to the invention can therefore be set up regardless of location and is therefore mobile. Instead of replacing the energy storage unit or removing the entire charging station to recharge it, you only need to top up fuel so that electrical energy can be generated again.

Ferner ist es auch denkbar eine solche erfindungsgemäße Ladesäule an Tankstellen, Raststätten und/oder Parkplätzen aufzustellen. Beim Aufstellen an einer Tankstelle kann der Kraftstoffspeicher beispielsweise direkt mit dem Tankstellentank verbunden sein oder der Kraftstoffspeicher bei Bedarf einfach nachgefüllt werden. Hierdurch kann eine Ladesäule ohne Netzanschlusskosten an Tankstellen aufgestellt werden. Dadurch wird eine dynamische und bedarfsgerechte Flexibilität erreicht. Ferner kann eine solche Ladesäule, die keinen Netzanschluss benötigt, beispielsweise bei Veranstaltungen, Fußballstadien, an Urlaubsrouten zur Hauptreisezeit, in der Nähe von Wochenendzielen oder als Pannenhilfe oder Ähnliches, aufgestellt werden. Die Elektromobilität wird mit dieser Lösung deutlich attraktiver.Furthermore, it is also conceivable to set up such a charging station according to the invention at gas stations, rest stops and/or parking lots. When set up at a gas station, for example, the fuel storage can be connected directly to the gas station tank or the fuel storage can simply be refilled when necessary. This allows a charging station to be set up at gas stations without network connection costs. This achieves dynamic and needs-based flexibility. Furthermore, such a charging station, which does not require a network connection, can be set up, for example, at events, football stadiums, on holiday routes during peak travel times, near weekend destinations or as breakdown assistance or similar. This solution makes electromobility much more attractive.

Des Weiteren kann mittels der erfindungsgemäßen Ladesäule auch der Bedarf in den jeweiligen Regionen, Bezirken, Gegenden getestet werden, bevor eine stationäre Ladesäule aufgestellt wird. Ferner kann eine solche mobile Ladesäule als Ersatz für defekte Ladesäulen bis zur erfolgten Reparatur verwendet werden.Furthermore, the charging station according to the invention can also be used to test the demand in the respective regions, districts and areas before a stationary charging station is set up. Furthermore, such a mobile charging station can be used as a replacement for defective charging stations until repairs have been made.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Energieerzeugungssystems, dass durch folgende Schritte gekennzeichnet ist: Zuführen von Kraftstoff aus dem Kraftstoffspeicher an den Energiewandler, Erzeugung von elektrischer Energie mittels des Energiewandlers, Speicherung der im Energiewandler erzeugten Energie in der Energiespeichereinheit sowie Abgabe der in der Energiespeichereinheit gespeicherten elektrischen Energie mittels der ersten Schnittstelle des Energieerzeugungssystems. Weitere Einzelheiten, Merkmale, Merkmalskombinationen und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter, beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung sowie aus den Zeichnungen. Diese zeigen in:

1 ein schematisch dargestelltes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Energieerzeugungssystems,
2 eine beispielhafte schematisch dargestellte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energieerzeugungssystems als Ladesäule,
3 eine beispielhafte schematisch dargestellte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energieerzeugungssystems als Anhänger,
4 ein schematisch dargestelltes erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug mit einem angehängten Energieerzeugungssystem.

The invention further relates to a method for operating an energy generation system, which is characterized by the following steps: supplying fuel from the fuel storage to the energy converter, generating electrical energy by means of the energy converter, storing the energy generated in the energy converter in the energy storage unit and releasing the energy in the Energy storage unit stored electrical energy by means of the first interface of the energy generation system. Further details, features, combinations of features and effects based on the invention result from the following description of preferred, exemplary embodiments of the invention and from the drawings. These show in:

1 a schematically illustrated exemplary embodiment of the energy generation system according to the invention,
2 an exemplary schematically illustrated embodiment of an energy generation system according to the invention as a charging station,
3 an exemplary schematically illustrated embodiment of an energy generation system according to the invention as a trailer,
4 a schematically illustrated motor vehicle according to the invention with an attached energy generation system.

In der 1 ist ein erfindungsgemäßes Energieerzeugungssystem 1 schematisch dargestellt. Das Energieerzeugungssystem weist einen Kraftstoffspeicher 2, einen Energiewandler 3, eine Energiespeichereinheit 4 sowie eine erste Schnittstelle 5 auf. Der Kraftstoffspeicher 2 dient zur Aufnahme und Speicherung eines Kraftstoffes. Der Kraftstoffspeicher 2 weist eine, hier nicht dargestellte, Tanköffnung auf, die zum Befüllen des Kraftstoffspeichers 2 ausgebildet ist.In the 1 an energy generation system 1 according to the invention is shown schematically. The energy generation system has a fuel storage 2, an energy converter 3, an energy storage unit 4 and a first interface 5. The fuel storage 2 is used to hold and store fuel. The fuel storage 2 has a tank opening, not shown here, which is designed to fill the fuel storage 2.

Der Energiewandler 3 ist mit dem Kraftstoffspeicher 2 gekoppelt und dient zur Erzeugung von elektrischer Energie mittels des Kraftstoffs aus dem Kraftstoffspeicher 2. Der Energiewandler 3 kann beispielsweise eine Motor-Generator Einheit umfassen, bei der der Motor kinetische Energie erzeugt, die mittels des daran angeschlossenen Generators in elektrische Energie umgewandelt wird. Ferner ist an dem Energiewandler 3 ein hier nicht dargestelltes Steuergerät gekoppelt, dass den Energiewandler 3 sowie die Energiespeichereinheit 4 steuert.The energy converter 3 is coupled to the fuel storage 2 and is used to generate electrical energy using the fuel from the fuel storage 2. The energy converter 3 can, for example, comprise a motor-generator unit in which the engine generates kinetic energy by means of the generator connected to it is converted into electrical energy. Furthermore, a control device, not shown here, is coupled to the energy converter 3 and controls the energy converter 3 and the energy storage unit 4.

Die im Energiewandler 3 erzeugte elektrische Energie wird in die elektrisch gekoppelte Energiespeichereinheit 4 geleitet und dort bis zur Abnahme gespeichert. Die erste Schnittstelle 5 ist mit der Energiespeichereinheit 4 gekoppelt, und dient als Abgabeschnittstelle, an der die in der Energiespeichereinheit 4 gespeicherte Energie abgegeben werden kann.The electrical energy generated in the energy converter 3 is passed into the electrically coupled energy storage unit 4 and stored there until it is removed. The first interface 5 is coupled to the energy storage unit 4 and serves as a delivery interface at which the energy stored in the energy storage unit 4 can be delivered.

In der 2 ist eine beispielhafte schematisch dargestellte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energieerzeugungssystems 1 dargestellt. Das erfindungsgemäße Energieerzeugungssystems 1 ist als eine mobile Ladesäule ausgebildet. Hier weist das bereits beschriebene Energieerzeugungssystem einen Grundkörper 6 auf, der alle Systemkomponenten 2, 3, 4, 5 des Energieerzeugungssystems 1 umgibt. Der Grundkörper 6 stellt somit das Gehäuse der Ladesäule dar. Ferner weist die Ladesäule in 2 eine zweite Schnittstelle 7 auf, die mit dem externen Stromnetz gekoppelt werden kann. Ferner weist die erfindungsgemäße Ladesäule eine in der Ladesäule integrierte Überwachungseinheit 8 auf. Die Überwachungseinheit 8 weist, hier nicht dargestellt, neben einem GPS-Sender auch eine Überwachungskamera auf. Des Weiteren umfasst die Überwachungseinheit 8 eine oder mehrere, hier ebenfalls nicht dargestellte, Sicherungsvorrichtung oder Sicherungsvorrichtungenauf, mit der oder mit denen eine unbefugte Bewegung der Ladesäule verhindert werden kann. Die Sicherungsvorrichtung kann oder die Sicherheitsvorkehrungen können zum Beispiel eine abschließbare Verankerung oder mehrere abschließbare Verankerungen mit dem Boden, auf dem die Ladesäule gestellt ist, und/oder eine Software-Systemabschaltungssperre sein.In the 2 an exemplary schematically illustrated embodiment of an energy generation system 1 according to the invention is shown. The energy generation system 1 according to the invention is designed as a mobile charging station. Here, the energy generation system already described has a base body 6 which surrounds all system components 2, 3, 4, 5 of the energy generation system 1. The base body 6 thus represents the housing of the charging station. Furthermore, the charging station points in 2 a second interface 7, which can be coupled to the external power network. Furthermore, the charging column according to the invention has a monitoring unit 8 integrated in the charging column. The monitoring unit 8 has, not shown here, not only a GPS transmitter but also a surveillance camera. Furthermore, the monitoring unit 8 includes one or more security devices, also not shown here, with which unauthorized movement of the charging station can be prevented. The security device or the security precautions can be, for example, a lockable anchorage or several lockable anchorages to the floor on which the charging station is placed and/or a software system shutdown lock.

Ferner weist die beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ladesäule eine Elektronikeinheit 9 auf. Die Elektronikeinheit 9 überwacht und steuert das Produzieren von elektrischer Energie mittels des Energiewandlers. Hierbei werden mittels, hier nicht dargestellten, Sensoren Betriebsdaten des Energieerzeugungssystems, Füllstände des Kraftstoffspeichers 2 sowie der Energiespeichereinheit 4 und Abgabedaten der über die erste Schnittstelle 5 abgegebenen elektrischen Energie erfasst, gemessen oder ermittelt. Mit Hilfe der erfassten, gemessenen und ermittelten Daten kann die Elektronikeinheit 9 die Funktionsfähigkeit sowie den Bestpunktbetrieb des Energieerzeugungssystems 1 ermitteln. Anhand dieser Daten kann die Elektronikeinheit 9 den Energiewandler 3 steuern. Die Verbindung zwischen den einzelnen Sensoren und der Elektronikeinheit 9 kann per Kabel oder aber auch Kabellos erfolgen.Furthermore, the exemplary embodiment of the charging station according to the invention has an electronics unit 9. The electronic unit 9 monitors and controls the production of electrical energy using the energy converter. In this case, using sensors (not shown here), operating data of the energy generation system, filling levels of the fuel storage 2 and the energy storage unit 4 and output data of the electrical energy delivered via the first interface 5 are recorded, measured or determined. With the help of the recorded, measured and determined data, the electronic unit 9 can determine the functionality and the best point operation of the energy generation system 1. The electronic unit 9 can control the energy converter 3 based on this data. The connection between the individual sensors and the electronic unit 9 can be done via cable or wirelessly.

In der 3 ist eine weitere beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energieerzeugungssystems 1 als ein Anhänger schematisch dargestellt. Der Anhänger unterscheidet sich zu der Ladesäule in der 2 dadurch, dass keine zweite Schnittstelle vorgesehen ist. Ferner weist der Anhänger vorzugsweise zwei straßentaugliche und verkehrsgeeignete Räder 10 auf, die unterhalb des Grundkörpers 6 befestigt sind. Des Weiteren ist am Grundkörper 6 eine Anhängevorrichtung 11 angebracht. Die Anhängevorrichtung 11 ist mit der ersten Schnittstelle 5 elektrisch gekoppelt, so dass über die Anhängevorrichtung 11 die Batterie des elektrisch angetriebene Zugfahrzeuges geladen werden kann oder direkt den Elektromotor des Zugfahrzeugs antreibt.In the 3 A further exemplary embodiment of a power generation system 1 according to the invention is shown schematically as a trailer. The trailer differs from the charging station in the 2 in that no second interface is provided. Furthermore, the trailer preferably has two roadworthy and traffic-suitable wheels 10, which are attached below the base body 6. Furthermore, a hitch 11 is attached to the base body 6. The trailer hitch 11 is electrically coupled to the first interface 5, so that the battery of the electrically driven towing vehicle can be charged via the trailer hitch 11 or directly drives the electric motor of the towing vehicle.

In der 4 ist eine ist eine Kraftfahrzeug-Kombination, die ein Zugfahrzeug 14 sowie einen Anhänger umfasst, schematisch dargestellt. Das Zugfahrzeug 14 ist als Elektrofahrzeug 12 ausgebildet. Das erfindungsgemäße Energieerzeugungssystem 1 ist in dieser Ausführungsform in einem Anhängerintegriert, wobei der Anhänger an dem Zugfahrzeug 14 mittels einer Anhängevorrichtung 11 angekoppelt ist. Das Zugfahrzeug 14 wird mittels mindestens eines Elektromotors 13 angetrieben. Der Elektromotor 13 wird optional anhand des Energieerzeugungssystems 1 mit elektrischer Energie versorgt. Hierbei ist die erste Schnittstelle 5 des Energieerzeugungssystems 1 mit einer Energiespeichereinheit 15 des Elektrofahrzeuges 12 gekoppelt, wobei die Energiespeichereinheit 15 mit dem Elektromotor 13 des Zugfahrzeuges 14 direkt verbunden ist. In diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Elektrofahrzeug 12 um einen Lastkraftwagen, der von jeweils mit den vorderen Rädern 10 verbundene Elektromotoren 13 elektrisch angetrieben wird. Die hierfür benötigte elektrische Energie wird von dem Energieerzeugungssystem 1 hergestellt und bereitgestellt. Um im Inneren des Elektrofahrzeuges 12 Platz, Umbaukosten und/oder Gewicht zu sparen, können auch einzelne Systemkomponenten, wie zum Beispiel der Kraftstoffspeicher 2, der Energiewandler 3 oder die Energiespeichereinheit 4 des Energieerzeugungssystems 1 beispielsweise auf dem Dach oder am Heck außerhalb des Elektrofahrzeuges 12 beziehungsweise des Zugfahrzeuges 14 angebracht werden. Dies gilt insbesondere für Umrüstungen zur nachhaltigen Weiternutzung älterer Dieselfahrzeuge, aber auch für Neufahrzeuge. Es ist aber auch eine Lösung zur Steigerung der Reichweite reiner Elektrofahrzeuge, wie zum Beispiel zum Einsatz auf längeren Routen.In the 4 is a motor vehicle combination that includes a towing vehicle 14 and a trailer, shown schematically. The towing vehicle 14 is designed as an electric vehicle 12. In this embodiment, the power generation system 1 according to the invention is integrated into a trailer, the trailer being coupled to the towing vehicle 14 by means of a trailer hitch 11. The towing vehicle 14 is driven by at least one electric motor 13. The electric motor 13 is optionally supplied with electrical energy using the energy generation system 1. Here, the first interface 5 of the energy generation system 1 is coupled to an energy storage unit 15 of the electric vehicle 12, the energy storage unit 15 being directly connected to the electric motor 13 of the towing vehicle 14. In this exemplary embodiment, the electric vehicle 12 is a truck that is electrically driven by electric motors 13 connected to the front wheels 10. The electrical energy required for this is produced and provided by the energy generation system 1. In order to save space, conversion costs and/or weight inside the electric vehicle 12, individual system components, such as the fuel storage 2, the energy converter 3 or the energy storage unit 4 of the energy generation system 1, for example on the roof or at the rear outside of the electric vehicle 12 respectively of the towing vehicle 14 can be attached. This applies in particular to conversions for the sustainable continued use of older diesel vehicles, but also to new vehicles. But it is also a solution for increasing the range of purely electric vehicles, for example for use on longer routes.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11: EnergieerzeugungssystemEnergy production system
22: KraftstoffspeicherFuel storage
33: EnergiewandlerEnergy converter
44: EnergiespeichereinheitEnergy storage unit
55: erste Schnittstellefirst interface
66: GrundkörperBasic body
77: Zweite SchnittstelleSecond interface
88th: ÜberwachungseinheitMonitoring unit
99: ElektronikeinheitElectronics unit
1010: Radwheel
1111: AnhängevorrichtungHitch
1212: ElektrofahrzeugElectric vehicle
1313: ElektromotorElectric motor
1414: Zugfahrzeugtowing vehicle
1515: Energiespeichereinheit des ElektrofahrzeugsEnergy storage unit of the electric vehicle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102017118350 A1 [0002]
DE 102016014896 A1 [0002]
EP 3611047 A1 [0003]
DE 102019211113 A1 [0003]
DE 102018217370 A1 [0003]

Claims

Energy generation system (1) for electrically charging electric vehicles (12), comprising at least one fuel storage (2) for receiving and storing a fuel, at least one energy converter (3) for generating electrical energy using the fuel from the fuel storage (2), at least one Energy storage unit (4) for storing and releasing the generated electrical energy, the energy converter (3) being in operative connection with the energy storage unit (4) and with the fuel storage (2), and a first interface (5) for electrically coupling the energy generation system ( 1) with an electric vehicle interface of an electric vehicle (12).

Energy generation system (1). Claim 1 , characterized in that the energy converter (3) and the fuel storage (2) are modular.

Energy generation system (1). Claim 1 , characterized by a second interface (7) for electrically coupling the energy generation system (1) to an external power source for charging the energy storage unit (4) of the energy generation system (1) and / or for directly charging an external memory.

Energy generation system (1) according to one of the preceding claims, characterized by at least one electronic unit (9) which monitors and controls the production of electricity by means of the energy converter (3).

Energy generation system (1) according to one of the preceding claims, characterized by at least one monitoring unit (8), in particular sensor, surveillance camera, location sensor, security device, integrated in the energy generation system (1).

Energy generation system (1) according to one of the preceding claims, characterized by a base body (6) which has at least two system components of the energy generation system (1), in particular the fuel storage (2) and/or the energy converter (3) and/or the energy storage unit (4). , receives and at least one wheel (10) and / or a trailer device (11) are formed on the base body (6).

Energy generation system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the first interface (5) of the energy generation system (1) can be coupled to an electric motor (13) or a second energy storage unit.

Motor vehicle (12) with a towing vehicle (14), which comprises an electric motor (13) for driving the towing vehicle (14) and with a trailer which has at least one system component of an energy generation system (1) according to one of the preceding Claims 1 until 7 comprises, wherein the trailer is mechanically coupled to the towing vehicle (14) via a trailer coupling (15), and wherein the first interface (5) of the energy generation system (1) is coupled to the electric motor (13) of the motor vehicle (12).

Charging station with an energy generation system (1) according to one of the preceding Claims 1 until 6 .

Method for operating an energy generation system (1) according to one of Claims 1 until 7 , characterized by the following steps: • Supplying fuel from the fuel storage (2) to the energy converter (3), • Generation of electrical energy by means of the energy converter (3), • Storage of the energy generated in the energy converter (3) in the energy storage unit (4 ), • Delivery of the electrical energy stored in the energy storage unit (4) by means of the first interface (5) of the energy generation system (1).