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Die
Erfindung betrifft einen Elektroroller, mit einem Elektromotor,
welcher von einem elektrischen Energiespeicher und/oder wenigstens
einer Solarzelle mit elektrischer Energie versorgt wird.
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Bei
einem Elektroroller handelt es sich nach üblichem Sprachgebrauch um einen
Motorroller, der von einem Elektromotor angetrieben wird. Der Motorroller
selbst kennzeichnet ein Kraftrad, welches ohne Knieschluss gefahren
wird und dessen Triebwerk bzw. vorliegend der Elektromotor voll
verkleidet ist. Die Energie zum Betrieb des Elektromotors wird von dem
Energiespeicher und/oder der wenigstens einen Solarzelle zur Verfügung gestellt.
Dadurch lässt
sich ein kabelunabhängiger
Betrieb wie bei einem von einem Verbrennungsmotor angetriebenen
Motorroller gewährleisten.
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Bei
einem Elektromotor der eingangs beschriebenen Ausgestaltung entsprechend
der
US-PS 5 894 898 ist
eine Solarzellenanordnung in Verbindung mit einem Batterielader
vorgesehen, die den dortigen Elektromotor bzw. einen Akkumulator
mit elektrischer Energie versorgen. Die Solarzellenanordnung findet
sich im mittleren Bereich des Elektrorollers, und zwar auf einer
Trittfläche,
die üblicherweise
die Füße eines
Fahrers aufnimmt. Das ist aus mehreren Gründen nachteilig.
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Zunächst einmal
ist der bekannte Elektroroller mit zwei Hinterrädern und einem Vorderrad als Stehroller
konzipiert. Das heißt,
auf dem Solarzellenmodul ruht das gesamte Gewicht eines Fahrers.
Hinzu kommt, dass mit den hierauf platzierten Füßen Schmutz etc. auf das Solarzellenmodul
aufgebracht wird. Beide Phänomene
(Gewicht und Schmutz) beeinträchtigen
die Funktionsweise insbesondere von Solarzellenmodulen erheblich.
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Denn
hierbei handelt es sich bekanntermaßen um prozessierte und in
jeweilige Zellen geschnittene Silizium-Wafer, die gegenüber Druckbeanspruchung
empfindlich sind. Noch viel gravierender ist jedoch der Umstand,
dass durch Schmutz, Kratzer etc. auf einer zumeist vorhandenen transparenten
Deckschicht der Wirkungsgrad der Solarzellen erheblich leidet.
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Kurz
und gut handelt es sich bei dem von der
US-PS 5 894 898 gewählten Anbringungsort
für die Solarzellen
um den denkbar schlechten Platz. Dieser kommt vermutlich nur deshalb
zur Anwendung, weil die Trittfläche
bei dem bekannten Elektroroller den einzigen ebenen Bereich ausreichender
Größe darstellt,
um die bekannten Solarzellenmodule platzieren zu können. Hier
will die Erfindung insgesamt Abhilfe schaffen.
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Der
Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, einen Elektroroller
der eingangs beschriebenen Ausgestaltung so weiter zu entwickeln,
dass die Funktionsfähigkeit
der Solarzelle über
die gesamte Lebensdauer gerechnet praktisch nicht beeinträchtigt wird.
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Zur
Lösung
dieser technischen Problemstellung ist ein gattungsgemäßer Elektroroller
im Rahmen der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest
eine Solarzelle im Front- und/oder Heckbereich oberhalb einer Trittfläche angeordnet ist.
Die Erfindung nutzt also bewusst – im Gegensatz zu der
US-PS 5 894 898 – den Front
und/oder Heckbereich des Elektrorollers und nicht dessen Mittenbereich
mit der dort vorgesehenen Trittfläche. Im Übrigen erfährt die Solarzelle eine exponierte
Anordnung, weil sie oberhalb der Trittfläche platziert wird und folglich
den Einflussbereich eines Bedieners bzw. seiner Schuhe verlässt.
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Hierdurch
wird die Lebensdauer der Solarzelle und deren Wirkungsgrad im laufenden
Betrieb praktisch nicht negativ beeinträchtigt. Denn weder sind Druckbeanspruchungen
zu erwarten noch besondere und dauerhafte Verschmutzungen. Dabei kann
die Solarzelle bzw. können
die mehreren Solarzellen an speziellen Halterungen im Front- und/oder Heckbereich
gehaltert werden, und zwar in der Regel in horizontaler bzw. leicht
schräg
geneigter Anordnung, um das einfallende Sonnenlicht möglichst
optimal nutzen zu können.
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Nach
besonders bevorzugter Ausgestaltung verfügt die Solarzelle jedoch über eine
an die Oberfläche
einer Verkleidung angepasste Kontur. Das heißt, der Elektroroller ist wenigstens
im Front- und/oder Heckbereich mit einer entsprechenden Verkleidung
ausgerüstet,
wobei diese Verkleidung dann die an ihre Oberfläche angepasste Solarzelle trägt. Dabei
mag die Solarzelle auf die Oberfläche der Verkleidung aufgebracht
sein und/oder kann in diese integriert werden.
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Ferner
empfiehlt die Erfindung, dass die Solarzelle als Solarzellenmodul
ausgebildet ist und sich aus mehreren Zellen zusammensetzt, die
zwischen Stützfolien
angeordnet sind. Auf diese Weise lässt sich automatisch eine Solarzelle
in Gestalt einer Folie realisieren, die beliebigen Konturen der
Verkleidung zu folgen vermag. Bei den Stützfolien handelt es sich um
solche (aus Kunststoff), von denen zumindest die nach außen weisende
transparent gestaltet ist, wie dies in der Figurenbeschreibung näher erläutert wird. – Selbstverständlich werden
von der Erfindung auch zukünftige
Entwicklungen abgedeckt, die von vornherein auf ein folienartiges
Substrat zur Prozessierung der Solarzellen zurückgreifen. Denkbar ist es hier,
Kunststofffolien mit Halbleitereigenschaften einzusetzen, die in
der Lage sind, das einfallende (Sonnen-)Licht unmittelbar in elektrischen
Strom umzuwandeln.
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Nach
heutigem Kenntnisstand wird eine Solarzelle verwendet, die sich
aus mehreren Zellen zusammensetzt. Diese Zellen stellen jeweils
plattenförmige
Solarzellen auf Siliziumbasis bestimmter Größe dar. So kann hier auf Solar zellen
mit Kantenlängen im
Zentimeterbereich zurückgegriffen
werden. Die einzelnen (Solar-)Zellen sind miteinander durch bandförmige Leiter
gemäß den Ausgangsspannungs-
und Ausgangsstromanforderungen in Reihe oder parallel elektrisch
miteinander verschaltet. Die beidseitigen Stützfolien im Vergleich zu dieser
Solarzellenanordnung sorgen nun dafür, dass die solchermaßen gestaltete
Solarzelle ähnliche
Biegsamkeiten wie eine Folie erreicht und insbesondere an die Verkleidung
des Elektrorollers in dem Sinne angepasst werden kann, dass die
Solarzelle auf die Oberfläche aufgebracht
und/oder in diese integriert wird.
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Es
hat sich als günstig
erwiesen, den Energiespeicher gegebenenfalls zusammen mit einer Elektronikeinheit
in einem Heckbürzel
anzuordnen. In diesem Bereich findet sich meistens auch der Elektromotor,
welcher unterhalb des Energiespeichers und hinter einer Sitzstange
platziert werden mag. Die Elektronikeinheit verfügt über wenigstens eine Batterieladeeinheit
und eine Kontrolleinheit.
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Dabei
sorgt die Kontrolleinheit für
die notwendige Stromversorgung des Elektromotors. Dieser kann seine
elektrische Energie von dem elektrischen Energiespeicher und/oder
der Solarzelle sowie gegebenenfalls einer Batterieladeeinheit beziehen.
Das gilt jedenfalls in Betrieb. Bei ruhendem Elektromotor sorgt
die Kontrolleinheit dafür,
dass mit Hilfe der Solarzelle und/oder Batterieladeeinheit der elektrische Energiespeicher
kontinuierlich aufgeladen wird.
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Das
heißt,
im Fahrbetrieb mag die Kontrolleinheit dafür sorgen, dass der von der
Solarzelle erzeugte elektrische Strom unmittelbar an den Elektromotor
abgegeben wird. Es ist aber auch möglich, dass die Solarzelle
den elektrischen Energiespeicher lädt, der seinerseits für die Energieversorgung
des Elektromotors verantwortlich zeichnet. So oder so korrespondiert
der Stillstand des Elektrorollers dazu, dass die Solarzelle den
elektrischen Energiespeicher (nach-)lädt, so dass insgesamt die Gesamtfahrzeit des
erfindungsgemäßen Elektrorollers
deutlich verlängert
im Vergleich zu Varianten ist, die auf eine zusätzliche Solarzelle verzichten.
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Dazu
sind die Solarzelle, der Elektromotor, die Batterieladeeinheit und
der Energiespeicher bzw. Akkumulator im Detail jeweils an die Kontrolleinheit angeschlossen.
Die Kontrolleinheit steuert insgesamt die Energieversorgung des
Elektromotors aus den verschiedenen Quellen (Akkumulator, Solarzelle)
sowie gegebenenfalls Batterieladeeinheit. Der elektrische Energiespeicher
ist bevorzugt als Akkumulator ausgebildet, wenngleich auch neuerliche
Entwicklungen, wie eine Brennstoffzelle, vom Erfindungsgedanken
mit abgedeckt werden.
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Schließlich formt
der Heckbürzel
in der Regel zusammen mit einer Seitenverkleidung, einer Trittflächenverkleidung
und einer Vorderradverkleidung eine einteilige Schalenkonstruktion,
die sich besonders einfach und kostengünstig durch einen einzigen Herstellungsschritt
erzeugen lässt.
Mit diesem Herstellungsschritt kann die Auf-/Einbringung der Solarzelle
(n) kombiniert werden. Schließlich
ist der erfindungsgemäße Elektroroller
als Zweirad ausgeführt und
verfügt über ein
Vorderrad und ein Hinterrad, wird also im Sitzen, und nicht im Stehen
(
US-PS 5 894 898 ) bewegt.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher
erläutert;
es zeigen:
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1 Den erfindungsgemäßen Elektroroller mit
montierter einteiliger Schalenkonstruktion bzw. Verkleidung in perspektivischer
Ansicht und
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2 einen Detailausschnitt
aus 1, welcher die Solarzelle
in Verbindung mit der Elektronikeinheit zeigt.
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In
den Figuren ist ein Elektroroller dargestellt, also ein von einem
Elektromotor 1 angetriebener Roller, mithin ein Zweirad,
welches ohne Knieschluss gefahren wird und dessen Elektromotor 1 bzw.
Antrieb im Großen
und Ganzen verkleidet ist. Der Elektroroller verfügt neben
dem Elektromotor 1, welcher von einem Akkumulator 2 und/oder
einer Solarzelle 3 mit elektrischer Energie versorgt wird, über ein
Vorderrad 4 sowie ein Hinterrad 5.
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Im
Rahmen des Ausführungsbeispiels
und nicht einschränkend
arbeitet der Elektromotor
1 ausschließlich auf das Hinterrad
5,
wenngleich ergänzend
oder alternativ auch ein Antrieb des Vorderrades
4 denkbar
ist und umfasst wird. Für
den Antrieb des Hinterrades
5 sorgt eine lediglich in der
1 angedeutete Kette
6,
wobei grundsätzlich
auch ein Zahnriemen denkbar ist, der ähnlich aufgebaut sein mag,
wie dies in der
DE
201 05 588 U1 beschrieben wird.
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Neben
dem Vorderrad 4 und dem Hinterrad 5 gehören zum
Fahrgestell des Elektrorollers zusätzlich noch eine Gabel 7 mit
Lenker 8 und ein Sitz 9, welcher höhenverstellbar
in einer Sitzstange aufgenommen wird.
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Der
Akkumulator 2 ist in einem in Fahrtrichtung F hinter dem
Sitz 9 befindlichen Heckbürzel 11 angeordnet.
Der Heckbürzel 11 bildet
zusammen mit einer Seitenverkleidung 12, einer Trittverkleidung 13 und
einer Vorderradverkleidung 14 eine einteilige Schalenkonstruktion 11, 12, 13, 14.
Hinterradverkleidung und Heckbürzel 11 stimmen
dabei überein.
Die einteilige Schalenkonstruktion 11, 12, 13, 14 mag
aus einem Spritzkunststoff gefertigt sein, gegebenenfalls in Sandwichbauweise.
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Der
Heckbürzel 11 ist
von außen
her zugänglich
ausgeführt.
Tatsächlich
findet sich in der einteiligen Schalenkonstruktion 11, 12, 13, 14 an
dieser Stelle eine öffenbare
Abdeckung 15. Dieser Abdeckung 15 kommt im Rahmen
des Ausführungsbeispiels
eine zweifache Funktion zu. Zunächst
einmal ermöglicht
sie einen Zugang zu dem darunter befindlichen Akkumulator 2.
Außerdem
ist in die öffenbare Abdeckung 15 die
Solarzelle 3 integriert bzw. auf diese aufgebracht. Dazu
verfügt
die Solarzelle 3 über eine
an die Oberfläche
der Verkleidung 11, 12, 13, 14 bzw.
hier an die Abdeckung 15 angepasste Kontur. Selbstverständlich können zusätzlich zu
der einen gezeigten Solarzelle 3 auch noch weitere Solarzellen 3 an
der Verkleidung bzw. der einteiligen Schalenkonstruktion 11, 12, 13, 14 angebracht
werden, wobei die jeweilige Solarzelle 3 jedoch jeweils
im Front- und/oder Heckbereich oberhalb der Trittfläche 13 angeordnet
ist.
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Das
heißt,
neben der Solarzelle 3 im Heckbereich, das heißt im Bereich
des Heckbürzels 11 auf der
dort vorgesehenen Abdeckung 15, können zusätzlich weitere Solarzellen 3 im
Frontbereich platziert werden, beispielsweise an der Vorderradverkleidung 14,
wie dies in der 1 lediglich
strichpunktiert angedeutet ist.
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Auf
diese Weise übernimmt
die Verkleidung bzw. einteilige Schalenkonstruktion 11, 12, 13, 14 eine
zweifache Funktion. Zum einen sorgt sie für eine formschöne und funktionsgerechte
Abdeckung des Akkumulators 2 sowie der Kette 6 und
des Elektromotors 1 und gleichzeitig auch der Räder 4, 5 als
teilweise Spritzschutz. Zum anderen stellt sie eine Befestigungsfläche für die eine
oder die mehreren Solarzellen 3 zur Verfügung, die über eine
an die Oberfläche
der Verkleidung 11, 12, 13, 14 angepasste Kontur
verfügen.
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Dazu
ist die Solarzelle 3 ausweislich der 2 als Solarzellenmodul ausgeführt und
verfügt über mehrere
einzelne (Solar-)Zellen 16, die über bandförmige oder anders geformte
Leiter 17 miteinander verschaltet sind. Je nach den ausgangs seitigen
Anforderungen an die Solarzelle 3 können die einzelnen Zellen 16 des
Moduls in Reihe oder parallel geschaltet sein. Von besonderer Bedeutung
ist nun der Umstand, dass die Zellen 16 zwischen zwei Stützfolien 18, 19 eingebettet
sind. Dazu werden die Zellen 16 auf einer Trägerschicht 20 aus
Kunststoff aufgenommen und zwischen den beiden Stützfolien 18, 19 aus
Kunststoff eingekapselt. Es versteht sich, dass die nach außen weisende
Folie 19 transparent ist, damit (Sonnen-)Licht in den jeweiligen
Zellen 16 photovoltaisch in Strom umgesetzt werden kann.
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Der
Heckbürzel 11 dient
nicht nur zur Aufnahme des Akkumulators 2, sondern auch
einer zugehörigen
Elektronikeinheit 21, 22, die ebenfalls in der 2 dargestellt ist. Die Elektronikeinheit 21, 22 setzt
sich aus wenigstens einer Batterieladeeinheit 21 und einer
Kontrolleinheit 22 zusammen. Anhand der Darstellung erkennt
man, dass die Solarzelle 3, der Elektromotor 1,
die Batterieladeeinheit 21 und der Akkumulator 2 jeweils
an die Kontrolleinheit 22 angeschlossen sind, welche die
Energieversorgung des Elektromotors 6 aus den verschiedenen
Quellen (Akkumulator 2 und/oder Solarzelle 3 sowie
gegebenenfalls Batterieladeeinheit 21) steuert.
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Sowohl
im Fahrbetrieb als auch bei Stillstand des Elektrorollers sorgt
die Solarzelle 3 dafür,
dass der Akkumulator 2 (nach-)geladen wird. Dadurch kann
die Fahrzeit des solchermaßen
ausgerüsteten Elektrorollers
gegenüber
einer Variante ohne Solarzelle 3 deutlich verlängert werden.
Mit Hilfe der Batterieladeeinheit 21 kann ergänzend der
Akkumulator 2 unter Zwischenschaltung der Kontrolleinheit 22 geladen
werden, in dem über
eine elektrische Steckeinrichtung 24 (vergleiche 1) eine elektrische Stromverbindung
zu einer externen Spannungsquelle hergestellt wird. Hierauf wird
man meistens jedoch nur dann zurückgreifen,
wenn der Elektroroller seinen festen Aufbewahrungsort einnimmt.
Im mobilen Einsatz und während
dortiger Stillstandzeiten sorgt jedoch die Solarzelle 3 für die erforderliche
Ladung des Akkumulators 2.