DE202018103595U1 - Electric vehicle - Google Patents
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Abstract
Elektrokraftfahrzeug mit einer Karosserie (1), Rädern (2), einer Batterie (3) und wenigstens einer elektrischen Antriebseinheit (4) zum Antrieb wenigstens eines Rades (2) mittels der in der Batterie (3) gespeicherten elektrischen Energie, wobei in der Karosserie (1) ein in Fahrtrichtung des Fahrzeugs angeströmter Luftkanal (5) angeordnet ist, in dem wenigstens eine Kleinwindkraftanlage (6) zur Gewinnung elektrischer Energie aus dem Luftstrom im Luftkanal (5) vorgesehen ist, wobei die gewonnene elektrische Energie in die Batterie (3) eingespeist wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Fahrtrichtung mindestens drei Teilluftkanäle (50) nebeneinander angeordnet sind, wobei in jedem Teilluftkanal (50) wenigstens eine Kleinwindkraftanlage (6) angeordnet ist.Electric motor vehicle with a body (1), wheels (2), a battery (3) and at least one electric drive unit (4) for driving at least one wheel (2) by means of the electrical energy stored in the battery (3), wherein in the body (1) arranged in the direction of travel of the vehicle air duct (5) is arranged, in which at least one small wind turbine (6) for recovering electrical energy from the air flow in the air duct (5) is provided, wherein the recovered electrical energy into the battery (3) is fed, characterized in that at least three partial air ducts (50) are arranged side by side to the direction of travel, wherein in each partial air duct (50) at least one small wind turbine (6) is arranged.
Description
Elektrokraftfahrzeuge sind im Stand der Technik von verschiedenen Herstellern bekannt. Grundsätzliches Problem bei der Elektromobilität besteht in der beschränkten Kapazität der im Kraftfahrzeug in der Batterie gespeicherten elektrischen Energie. Entsprechend ist die Reichweite von Elektrokraftfahrzeugen, die allein mit gespeicherter elektrischer Energie angetrieben werden, sehr begrenzt, da sowohl aus Kosten- wie auch Gewichtsgründen die Kapazität der Batterie nicht beliebig gesteigert werden kann. Entsprechend können bisher auf den Markt etablierte Elektrokraftfahrzeuge, die allein aus gespeicherter elektrischer Energie gespeist werden, maximale Reichweiten von 100, 200 oder vielleicht 300 Kilometer erreichenElectric vehicles are known in the art from various manufacturers. The fundamental problem with electromobility is the limited capacity of the electrical energy stored in the motor vehicle in the battery. Accordingly, the range of electric vehicles that are powered solely with stored electrical energy is very limited, since both the cost and weight reasons, the capacity of the battery can not be increased arbitrarily. Correspondingly, electric motor vehicles which have been established on the market and which are fed solely with stored electrical energy can reach maximum ranges of 100, 200 or perhaps 300 kilometers
Die Erfindung betrifft ein Elektrokraftfahrzeug mit einer Karosserie, Rädern, einer Batterie und wenigstens einer elektrischen Antriebseinheit zum Antrieb wenigstens eines Rades mittels der in der Batterie gespeicherten elektrischen Energie, wobei in der Karosserie ein in Fahrtrichtung des Fahrzeugs angeströmter Luftkanal angeordnet ist, in dem wenigstens eine Kleinwindkraftanlage zur Gewinnung elektrischer Energie aus dem Luftstrom im Luftkanal vorgesehen ist, wobei die gewonnene elektrische Energie in die Batterie eingespeist wird. Damit wird aus dem sich bei der Fahrt entstehenden Fahrtwind elektrische Energie erzeugt, die in die Batterie einspeist wird. Ferner wird auch im Stand des Fahrzeugs bei einem etwaigen Luftstrom durch den Luftkanal elektrische Energie gewonnen, die wiederum in die Batterie eingespeist wird. Dabei ist selbstverständlich, dass die Ausgestaltung des Elektrokraftfahrzeugs mit einem gesonderten Luftkanal eine Erhöhung des Luftwiderstandes bedingt, der nur zum Teil in elektrische Energie rückgewandelt werden kann. Gleichwohl dürfte mit dieser Gesamtanlage eine Erhöhung der Reichweite eines Elektrokraftfahrzeugs ohne gesonderte Antriebsmittel (Hybridfahrzeug) erreichbar sein.The invention relates to an electric motor vehicle with a body, wheels, a battery and at least one electric drive unit for driving at least one wheel by means of stored in the battery electrical energy, wherein in the body an impinged in the direction of travel of the vehicle air duct is arranged, in which at least one Small wind turbine is provided for obtaining electrical energy from the air flow in the air duct, wherein the recovered electrical energy is fed into the battery. This generates electrical energy from the wind produced when driving, which is fed into the battery. Furthermore, electrical energy is also obtained in the state of the vehicle in the case of a possible air flow through the air duct, which in turn is fed into the battery. It is understood that the design of the electric motor vehicle with a separate air duct causes an increase in air resistance, which can only be partially converted back into electrical energy. Nevertheless, with this overall system, an increase in the range of an electric motor vehicle without separate drive means (hybrid vehicle) should be achievable.
Eine derartige Gestaltung ist aus der
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Elektrokraftfahrzeug der eingangs genannten Art weiter zu optimieren, um aus dem Luftstrom möglichst effizient elektrische Energie zu gewinnen.The object of the invention is therefore to further optimize an electric motor vehicle of the type mentioned in order to gain as efficiently as possible electrical energy from the air flow.
Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Elektrokraftfahrzeug gemäß Anspruch 1. Dadurch, dass zur Fahrtrichtung mindestens drei Teilluftkanäle nebeneinander angeordnet sind, wobei in jedem Teilluftkanal wenigstens eine Kleinwindkraftanlage angeordnet ist, werden die Teilluftkanäle mit jeweils wenigstens einer Kleinwindkraftanlage platzsparend parallel in Fahrtrichtung nebeneinander und somit optimal angeströmt angeordnet.This problem is solved with an electric motor vehicle according to
In bevorzugter weiterer Ausgestaltung sind die mindestens drei Teilluftkanäle horizontal nebeneinander und mindestens zwei Lagen von Teilluftkanälen übereinander angeordnet. Mit mindestens drei horizontal nebeneinander angeordneten Teilluftkanälen zusammen mit mindestens zwei vertikal übereinander angeordneten Lagen von Teilluftkanälen, also mindestens sechs Teilluftkanälen insgesamt, wird eine Anordnung vorgeschlagen, die im Frontbereich, insbesondere unter der bei früheren Verbrennungskraftfahrzeugen als „Motorhaube“ genannten Bereich des Kraftfahrzeugs untergebracht werden kann. Bei Elektrofahrzeugen ist eine Motorhaube im herkömmlichen Sinne nicht mehr erforderlich. Gleichwohl ist ein Vorbau vor der Fahrgastzelle auch aus Sicherheitsgründen für Frontalzusammenstöße von hoher Bedeutung. Dieser Raum könnte somit mit den in Fahrtrichtung nebeneinander und übereinander angeordneten Teilluftkanälen optimal genutzt werden. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind acht Teilluftkanäle nebeneinander und sechs Teilluftkanäle übereinander, also insgesamt 48 Teilluftkanäle mit quadratischem Querschnitt am Anströmungsbereich vorgesehen. Eine derartige Anordnung aus 48 Teilluftkanälen kann somit als kompakte Einheit im Bereich der „Motorhaube“ eines Elektrokraftfahrzeugs untergebracht werden.In a preferred further embodiment, the at least three partial air channels are arranged horizontally next to one another and at least two layers of partial air channels are arranged one above the other. With at least three horizontally juxtaposed partial air ducts together with at least two vertically stacked layers of partial air ducts, ie at least six partial air ducts in total, an arrangement is proposed which can be accommodated in the front area, in particular under the area of the motor vehicle referred to in earlier combustion vehicles as "engine hood" , In electric vehicles, a bonnet in the conventional sense is no longer required. Nevertheless, a stem in front of the passenger compartment is also of high importance for safety reasons for head-on collisions. This space could thus be optimally utilized with the partial air ducts arranged side by side and one above the other in the direction of travel. In a further preferred embodiment, eight partial air ducts are provided next to one another and six partial air ducts one above the other, ie a total of 48 partial air ducts with a square cross section are provided at the inflow area. Such an arrangement of 48 partial air ducts can thus be accommodated as a compact unit in the region of the "bonnet" of an electric motor vehicle.
Wenn der Luftkanal an seinem stromaufwärtigen Ende einen Windfänger in Trichterform aufweist, kann ein größerer Teil des vom Elektrokraftfahrzeug zu verdrängenden Luftstromes durch den Luftkanal gelenkt werden, sodass die Energieausbeute der jeweiligen Kleinwindkraftanlagen erhöht werden kann.If the air duct has a funnel in a funnel shape at its upstream end, a larger part of the air flow to be displaced by the electric motor vehicle can be directed through the air duct, so that the energy yield of the respective small wind turbines can be increased.
Um den im Luftkanal oder den Teilluftkanälen wirkenden Luftstrom möglichst effizient auszuwerten, ist im Luftkanal oder im Teilluftkanal stromabwärtig der ersten Kleinwindkraftanlage eine zweite ggf. eine dritte und gar noch eine vierte Kleinwindkraftanlage angeordnet.In order to evaluate the air flow acting in the air duct or the partial air channels as efficiently as possible, a second, if necessary, a third and even a fourth small wind power plant is arranged in the air duct or in the partial air duct downstream of the first small wind power plant.
Wenn der Luftkanal oder der Teilluftkanal im Bereich der ersten Kleinwindkraftanlage eine erste Querschnittsverengung und im Bereich der zweiten Kleinwindkraftanlage eine zweite Querschnittsverengung aufweist, wobei der Querschnitt in der ersten Querschnittsverengung größer ist als der Querschnitt in der zweiten Querschnittsverengung, bildet sich entsprechend physikalischer Gesetzmäßigkeiten in der ersten Querschnittsverengung bereits eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit und ebenso in der zweiten Querschnittsverengung, sodass eine besonders effektive Umsetzung des Luftstroms in elektrische Energie möglich ist.If the air duct or the partial air duct in the region of the first small wind turbine, a first cross-sectional constriction and in the region of the second Small wind turbine has a second cross-sectional constriction, wherein the cross-section in the first cross-sectional constriction is greater than the cross section in the second cross-sectional constriction, formed according to physical laws in the first cross-sectional constriction already an increase in flow velocity and also in the second cross-sectional constriction, so that a particularly effective implementation of Air flow into electrical energy is possible.
Dadurch, dass die Kleinwindkraftanlagen als Staudruckturbine mit einer Luftschraube und einem davon angetriebenen Generator ausgestattet sind, wird der Luftstrom besonders effizient in eine Drehbewegung und vom Generator in elektrische Energie gewandelt.The fact that the small wind turbines are equipped as a dynamic pressure turbine with an air screw and a generator driven by it, the air flow is particularly efficient in a rotary motion and converted by the generator into electrical energy.
Wenn der Generator in einem aerodynamisch geformten Gehäuse auf der Längsachse des Luftkanals oder des Teilluftkanals mittels wenigstens einer Halterung befestigt ist, steht der Generator zwar mittig im Luftkanal, wird jedoch aerodynamisch günstig angeströmt, wobei die umströmende Luft gleichzeitig zur Kühlung des Generators herangezogen werden kann.If the generator is mounted in an aerodynamically shaped housing on the longitudinal axis of the air duct or the partial air duct by means of at least one holder, the generator is indeed centrally in the air duct, but is aerodynamically favorable flows, the air flowing around can be used simultaneously to cool the generator.
Um eine besonders effiziente Umsetzung des Luftstromes in Rotation (mechanische Energie) und mit einem Generator oder mit mehreren Generatoren in elektrische Energie zu erreichen, überstreicht die Luftschraube fast vollständig den Querschnitt. Dies wird bevorzugt dadurch erreicht, dass der Luftkanal und/oder die Luftkanäle quadratischen Querschnitt im Bereich des trichterförmigen Windfängers oder kreisrunden Querschnitt im Bereich der Kleinwindkraftanlagen aufweisen.In order to achieve a particularly efficient conversion of the air flow into rotation (mechanical energy) and with a generator or with several generators into electrical energy, the propeller almost completely passes over the cross section. This is preferably achieved by virtue of the fact that the air duct and / or the air ducts have a square cross-section in the region of the funnel-shaped wind catcher or a circular cross-section in the area of small wind turbines.
Um die Batterie sicher und effizient laden zu können, sind elektrische Regler zwischen dem/den Generatoren und der Batterie vorgesehen.To charge the battery safely and efficiently, electrical regulators are provided between the generator (s) and the battery.
Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen detailliert beschrieben.Hereinafter, two embodiments of the invention will be described in detail with reference to the drawings.
Darin zeigt:
-
1 in einer schematischen Skizze ein Elektrofahrzeug mit Luftkanal in einer Seitenansicht, -
2 ein Elektrofahrzeug mit einem Luftkanal aufgeteilt in mehrere Teilluftkanäle als zweites Ausführungsbeispiel, -
3 das Elektrofahrzeug gemäß2 in Frontansicht, -
4 ein Elektrofahrzeug mit mehreren Teilluftkanälen in einem dritten Ausführungsbeispiel und -
5 ein Elektrofahrzeug mit 48 Teilluftkanälen als weitere Ausführungsform in Frontansicht.
-
1 in a schematic sketch of an electric vehicle with air duct in a side view, -
2 an electric vehicle with an air duct divided into a plurality of partial air ducts as a second embodiment, -
3 the electric vehicle according to2 in front view, -
4 an electric vehicle with several partial air ducts in a third embodiment and -
5 an electric vehicle with 48 partial air ducts as a further embodiment in front view.
In
Die Karosserie
Diese erste Kleinwindkraftanlage
Ist nun das Elektrokraftfahrzeug einer Luftströmung
Die Luftströmung
In
Die schematische Seitenansicht, teils geschnitten, der
Die Luftströmung
Die Ausführungsform gemäß
In
Im dritten Ausführungsbeispiel gemäß
In
In weiterer Ausgestaltung weist jeder der 48 Teilluftkanäle
192 Kleinwindkraftanlagen untergebracht. Diese Einheit kann Bestandteil der Einbauten im Bereich der Motorhaube sein, wobei ausreichend Platz für den dahinter beginnenden Fußbereich der Fahrgastzelle verbleibt und gleichwohl auch eine Luftableitungsführung, entweder zum Fahrzeugboden oder zu einer oder beiden Fahrzeugseiten möglich ist. Der über die vielen Kleinwindkraftanlagen erzeugte elektrische Strom wird über einen geeigneten Regler als Ladestrom auf die Batterie
192 small wind turbines housed. This unit may be part of the fixtures in the hood, leaving enough space for the beginning behind the foot area of the passenger compartment and nevertheless an air outlet guide, either to the vehicle floor or to one or both sides of the vehicle is possible. The electrical power generated by the many small wind turbines is a suitable regulator as charging current to the
Es wird darauf hingewiesen, dass die Skizzen das Wirkungsprinzip darstellen, wobei die Ausbildung und Führung des Luftkanals
Selbstverständlich ist diese gesonderte Luftkanalanordnung mit den Kleinwindkraftanlagen lediglich eine Unterstützung der Batterieladetätigkeit. Grundsätzlich ist das Elektrokraftfahrzeug über stationäre Ladestationen in üblicher Weise aufzuladen. Die erfindungsgemäße Anordnung erlaubt es jedoch, dass zusätzliche Luftströmungen für das Laden der Batterie genutzt werden können. Dies kann sowohl während der Fahrt, wie auch im Stillstand (bei Windbeanspruchung) erfolgen.Of course, this separate air duct arrangement with the small wind turbines only support the battery charging activity. In principle, the electric motor vehicle is to be charged via stationary charging stations in the usual way. However, the arrangement according to the invention allows additional air flows to be used for charging the battery. This can be done both while driving, as well as at a standstill (with wind stress).
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Karosseriebody
- 1010
- Längsrichtung longitudinal direction
- 22
- Rad wheel
- 33
- Batteriebattery
- 3030
- Reglerregulator
- 3131
- Leitungmanagement
- 3232
- geregelte Ladeleitung regulated charging line
- 44
- elektrische Antriebseinheit, E-MotorElectric drive unit, electric motor
- 4141
- Zuleitung, E-Motor Supply line, electric motor
- 55
- Luftkanalair duct
- 5050
- TeilluftkanalPart air duct
- 5151
- erste Querschnittsverengungfirst cross-sectional narrowing
- 5252
- zweite Querschnittsverengungsecond cross-sectional constriction
- 5353
- Windfänger, WindtrichterWind catcher, wind funnel
- 5454
- Luftkanalauslass Luftkanalauslass
- 66
- Kleinwindkraftanlage oder KleinwindkraftanlageanordnungSmall wind turbine or small wind turbine layout
- 6161
- erste Kleinwindkraftanlagefirst small wind turbine
- 6262
- zweite Kleinwindkraftanlagesecond small wind turbine
- 6363
- dritte Kleinwindkraftanlagethird small wind turbine
- 6464
- vierte Kleinwindkraftanlagefourth small wind turbine
- 6565
- Luftschraubepropeller
- 6666
- Generator generator
- LL
- Luftströmungairflow
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 202015006247 U1 [0003]DE 202015006247 U1 [0003]
- DE 102014015598 A1 [0003]DE 102014015598 A1 [0003]
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-
2018
- 2018-06-25 DE DE202018103595.9U patent/DE202018103595U1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
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Legal Events
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