DE19832873A1 - Elektrofahrzeug - Google Patents

Elektrofahrzeug

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektrofahrzeug mit einer oder mehreren separaten Energieversorgungseinheiten zur Lieferung von elektrischer Energie für die Energieversorgung des Elektrofahrzeugs. Erfindungsgemäß ist mindestens eine (10) der Energieversorgungseinheiten als kompaktes Modul auf dem Fahrzeugdach abnehmbar angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektrofahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1.
Elektrisch angetriebene Fahrzeuge sind gut geeignet für den Kurzstreckentransport, z. B. im Stadtverkehr. Ein Nachteil gegenüber Kraftfahrzeugen mit Verbrennungs­ motor ist die geringere Reichweite.
Um die Reichweite von Elektrofahrzeugen zu erhöhen, ist in der DE 195 09 625 A1 ein Elektroauto mit einachsigem Anhänger beschrieben, wobei in dem Anhänger eine separate Energieversorgungseinheit, z. B. mit einer Brennstoffzelle, einer Batte­ rie oder einem Generator als Stromquelle untergebracht ist.
Eine derartige Anordnung weist insbesondere die folgenden Nachteile auf:
  • - hohe mitgeführte Masse, die die Reichweite des Elektrofahrzeugs einschränkt;
  • - eingeschränkte Manövrierfähigkeit;
  • - das Gespann aus Fahrzeug und Anhänger unterliegt einer Geschwindigkeitsbeschränkung.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Elektrofahrzeug mit erhöhter Reichweite zu schaffen, mit dem die obengenannten Probleme überwunden werden.
Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Gemäß der Erfindung ist zumindest eine der Energieversorgungseinheiten, welche die elektrische Energie, insbesondere für den Antrieb des Elektrofahrzeugs liefern, als kompaktes Modul auf dem Fahrzeugdach abnehmbar angeordnet.
Bei der auf dem Fahrzeugdach angeordneten Energieversorgungseinheit kann es sich insbesondere um eine Zusatzenergieversorgungseinheit handeln, die neben der Hauptenergieversorgungseinheit, die sich im Innern des Fahrzeugs befindet, vorhanden ist. Sie wird bei Bedarf, wenn zum Beispiel eine Langstreckenfahrt geplant ist, auf dem Fahrzeug angebracht und ermöglicht somit eine erhöhte Reichweite des Elektrofahrzeugs. Durch die gute Zugänglichkeit der Energieversorgungseinheit auf dem Fahrzeugdach kann diese schnell und ohne großen Aufwand auf- und abgebaut werden.
Neben der Verwendung speziell zur Reichweitenerhöhung kann die auf dem Fahr­ zeugdach angeordnete Energieversorgungseinheit die einzige Energieversorgungs­ einheit des Elektrofahrzeugs sein.
Ist der Energievorrat erschöpft, so kann die gesamte Energieversorgungseinheit oder nur deren Bestandteile, z. B. eine Batterie ausgetauscht werden.
Bei Ausführungen mit flüssigen oder gasförmigen Kraftstoffen können diese an Tankstellen nachgefüllt werden, ohne daß die Energieversorgungseinheit selbst ausgetauscht werden muß.
Die Erfindung hat, insbesondere gegenüber der in der Beschreibungseinleitung gewürdigten DE 195 09 625 A1, folgende Vorteile:
  • - das erfindungsgemäße Fahrzeug unterliegt keinem Tempolimit;
  • - keine Einschränkung bei der Manövrierfähigkeit;
  • - verbesserte Parkraumnutzung;
  • - geringe zusätzlich mitgeführte Masse;
  • - erhöhtes Niveau hinsichtlich der Crashsicherheit;
  • - keine amtliche Zulassung notwendig;
  • - keine zusätzlichen Einrichtungen am Fahrzeug hinsichtlich der Verkehrssicherheit im Sinne der StVO notwendig;
  • - Kühlung einzelner Komponenten der Energieversorgungseinheit unter Ausnut­ zung des Fahrtwinds ist möglich;
  • - einfache und platzsparende Lagermöglichkeit der vom Fahrzeug entfernten Energieversorgungseinheit.
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Elektrofahrzeug;
Fig. 2, 3 eine Energieversorgungseinheit zur Anordnung auf dem Fahrzeugdach des Elektrofahrzeugs.
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Elektrofahrzeug in zwei Ansichten. Im Innern des Fahrzeugs, in der Zeichnung nicht dargestellt, befindet sich eine Energiequelle (z. B. Traktionsbatterie, Brennstoffzelle) für den Antrieb des Fahrzeugs. Auf dem Dach des Fahrzeugs ist erfindungsgemäß eine zusätzliche Energieversorgungseinheit 10 in kompakter, geschlossener Bauweise zur Reichweitenerhöhung angeordnet. Die äußere, aerodynamisch optimierte Form der Energieversorgungseinheit entspricht der eines geschlossenen Dachgepäckträgers. Für die Befestigung auf dem Fahrzeugdach können insbesondere die für Dachgepäckträger bekannten Befestigungssysteme ohne wesentliche Änderung übernommen werden.
Für die Lagerung kann die Energieversorgungseinheit leicht vom Dach des Fahr­ zeugs abgenommen werden und anschließend zum Beispiel aufgehängt oder auf einen Ständer gesetzt werden.
Fig. 2 zeigt den Aufbau einer Energieversorgungseinheit 10 im einzelnen. Die Stromquelle 1 als wesentliche Komponente dieser Einheit kann zum Beispiel wie folgt ausgebildet sein:
  • - Brennstoffzelle, insbesondere PEM-Brennstoffzelle (PEM Proton Exchange Mem­ brane).
    Die Brennstoffzelle produziert Gleichstrom mit hohem Wirkungsgrad. Dazu werden auf beiden Seiten einer Membran die Reaktionsgase Wasserstoff und Luft zugeführt. Als Kraftstoff für die Brennstoffzelle kann ein Kohlenwasserstoff einge­ setzt werden, der in einer Reformierungsreaktion in einem Reformer zu Wasserstoff umgesetzt wird. Möglich ist aber auch, Wasserstoff in einem Behälter mitzuführen und der Brennstoffzelle zuzuführen.
  • - Batterie nach Art eines galvanischen Elements, zum Beispiel NiCD-Batterie.
    Sie liefert elektrische Energie aus gespeicherter chemischer Energie. Vorteilhaft kann eine wiederaufladbare Batterie eingesetzt werden.
  • - Generator; eine solche Ausführung ist in Fig. 3 näher beschrieben.
Der von der Stromquelle 1 gelieferte Gleichstrom wird in dem Stromwandler 3 in eine für den Elektromotor im Fahrzeug benötigte Form (Gleichstrom, Wechselstrom, Drehstrom) gewandelt. Über die Fahrzeug-Schnittstelle 5 wird der Strom schließlich zum Verbraucher im Fahrzeug weitergeleitet. Hierbei kann es sich um eine einfache Steckverbindung handeln, die beim Entfernen der Energieversorgungseinheit 10 vom Fahrzeugdach ausgesteckt werden kann.
An den vier Befestigungspunkten 9 erfolgt die Fixierung der gesamten Einheit auf dem Fahrzeugdach. Die Art der Befestigung kann in einer vorteilhaften Ausführung mit bereits kommerziell eingeführten Befestigungssystemen für Dachgepäckträger kompatibel sein.
Die Einheit 7 dient zur Steuerung und Regelung des Stromwandlers und der Stromquelle, insbesondere hinsichtlich der Stromparameter Frequenz, Spannung und Strombegrenzung.
In Fig. 3 ist eine erfindungsgemäße Energieversorgungseinheit 10 dargestellt, bei der der für den Antrieb des Fahrzeug benötigte Strom mittels eines Generators 1 erzeugt wird. Der Generator 1 ist mit einer Verbrennungskraftmaschine 15, z. B. einen Benzin- oder Dieselmotor gekoppelt. Der Kraftstoff für die Verbrennungskraftmaschine 15 wird im Kraftstofftank 11 bereitgehalten und mittels der Kraftstoffpumpe 13 zugeführt. Zur Kühlung der Verbrennungskraftmaschine 15 ist ein Kühler 17 vorhanden. Vorteilhaft kann der Fahrtwind des Fahrzeugs für die Kühlung ausgenutzt werden. Zur Reduzierung der Schadstoff- und Lärmemission kann ein Katalysator 18 sowie ein Schalldämpfer 19 vorhanden sein, die ebenfalls in die auf dem Fahrzeugdach befindliche Energieversorgungseinheit 10 integriert sind. Die Einheit 8 dient der Steuerung und Regelung der Verbrennungskraftmaschine 15, und 5 bezeichnet die Schnittstelle zum Elektrofahrzeug.

Claims (9)

1. Elektrofahrzeug mit einer oder mehreren separaten Energieversorgungseinhei­ ten zur Lieferung von elektrischer Energie für die Energieversorgung des Elektrofahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine (10) der Energieversorgungseinheiten als kompaktes Modul auf dem Fahrzeugdach abnehmbar angeordnet ist.
2. Elektrofahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem Fahrzeugdach angeordnete Energieversorgungseinheit (10) neben einer innerhalb des Fahrzeugs vorhandenen Hauptenergieversorgungseinheit als Zusatzenergieversorgungseinheit zur Reichweitenerhöhung des Elektrofahrzeugs vorgesehen ist.
3. Elektrofahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem Fahrzeugdach angeordnete Energieversorgungseinheit die Hauptenergie­ versorgungseinheit des Elektrofahrzeugs ist.
4. Elektrofahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem Fahrzeugdach angeordnete Energie­ versorgungseinheit (10) eine Brennstoffzelle als Stromquelle (1) umfaßt.
5. Elektrofahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffzelle eine PEM-Brennstoffzelle ist.
6. Elektrofahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem Fahrzeugdach angeordnete Energieversorgungseinheit (10) eine Batterie als Stromquelle umfaßt.
7. Elektrofahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem Fahrzeugdach angeordnete Energie­ versorgungseinheit (10) einen Generator (1) als Stromquelle umfaßt.
8. Elektrofahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator (1) mit einer Verbrennungskraftmaschine (15) betrieben wird.
9. Elektrofahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die auf dem Fahrzeugdach angeordnete Energieversorgungs­ einheit (10) einen Stromwandler (3) umfaßt, mit dem der von der Stromquelle (1) gelieferte elektrische Energie in eine für den Antrieb des Elektrofahrzeugs ge­ eigneten Form gewandelt wird.
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