DE3007003A1

DE3007003A1 - Vorrichtung zum wiederaufladen einer fahrzeugbatterie

Info

Publication number: DE3007003A1
Application number: DE19803007003
Authority: DE
Inventors: Yoshitake Fujikubo; Mamoru Tanaka
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1979-02-26
Filing date: 1980-02-25
Publication date: 1980-09-04
Also published as: US4327316A; DE3007003C2; JPS55125036U; GB2045181A; GB2045181B

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Hauptanspruches angegebenen Art.

Die Erfindung befaßt sich mit einer derartigen Anordnung zum Wiederaufladen der Batterie in einem automobilen Fahrzeug, bei der eine oder mehrere Solarbatterien zusammen mit Steuermitteln für den Viederaufladestrom vorgesehen sind, um die Fahrzeugbatterie zu laden. Diese Einrichtungen sind zusammen mit stützenden Metallbefestigungselementen an einer Vielzahl von verschiedenen Plätzen im Fahrzeug angeordnet, welche der Sonneneinstrahlung ausgesetzt werden können. Se schützen die wiederaufladbare Fahrzeugbatterie im Fahrzeugkörper vor einer übermäßigen Entladung. Die Solarbatterien können am Fahrzeugdach oder hauptsächlich innerhalb des Fahrgastraumes unter zweckmäßigen Anstellwinkeln angebracht sein, so daß solange das Fahrzeug einer Sonnenbestrahlung ausgesetzt wird, die Sonnenenergie bei jeder Stellung der Sonne unabhängig von der Fahrzeugfahrtrichtung und auch unabhängig von dem Platz, an dem das Fahrzeug geparkt ist, eingefangen werden kann, da wenigstens eine der angeordneten Solarbatterien wirkungsvoll dem Sonnenlicht ausgesetzt sein wird. Die derart angeordneten Solarbatterien befinden sich an einer Vielzahl von unterschiedlichen Plätzen innerhalb des Fahrgastraumes und sind vor Schmutz oder Schlammspritzern geschützt, so daß sie über eine lange Gebrauchsdauer in guter Verfassung bleiben. Die Wirkung der die Sonnenenergie sammelnden Solarbatterien kann zusätzlich gesteigert werden, wenn

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passende Lichtbündelungsanordnungen, z.B. Fresnel-Linsen, über den Solarbatterien angeordnet werden.

Die Erfindung "betrifft demzufolge eine Anordnung zum Wiederaufladen der Batterie in einem Fahrzeug, und zwar unter Ausnutzung von Solarbatterien, die auf dem Fahrzeug montiert sind. Im speziellen benützt die Anordnung zum Wiederaufladen der Fahrzeugbatterie in besonders wirkungsvoller Weise eine oder mehrere Solarbatterien, die in unterschiedlichen Lagen, z.B. im oder auf dem Dach oder innerhalb des Fahrgastraumes des Fahrzeuges, angeordnet sind.

Im allgemeinen fällt die Batteriespannung eines Fahrzeuges stark ab, wenn das Fahrzeug für eine lange Zeit geparkt wird, oder nach einem langen Nachtbetrieb, oder auf einer dichtbefahrenen Straße in den Spitzenverkehrszeiten, in denen Start- und Stoppvorgänge häufig erforderlich sind. Es wird dann schwierig, den Motor des Fahrzeuges zu starten. Um eine derartige Entladung der Fahrzeugbatterie zu vermeiden, ist es sehr zweckmäßig, ein Hilfsladesystem aus Solarbatterien einzusetzen. Jedoch ist es im allgemeinen schwierig, die Solarenergie wirkungsvoll auszunutzen, da das Fahrzeug sich bewegt oder in allen Richtungen geparkt sein kann und zudem die Stellung der Sonne ständig variiert, d.h. zusammengefaßt, daß die wechselseitige Lage zwischen dem Fahrzeug und der Sonne sich zu jeder Zeit verändert.

Zusätzlich dazu ist es ein weiteres Problem, daß Schmutz oder Spritzer von Schlamm die Neigung haben, mit den Oberflächen der Solarbatterien in Kontakt zu kommen, besonders dann, wenn andere Fahrzeuge das mit den Solarbatterien ausgerüstete Fahrzeug bei schneller Fahrt an einem regnerischen Tag überholen. Es war deshalb erforderlich, ein Wiederaufladesystem für die Batterie eines Fahrzeuges so zu konstruieren und anzuordnen, daß die Solarenergie

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wirkungsvoll immer dann "benutzt werden kann, wenn die Sonne scheint, und zwar unabhängig von der Fahrtrichtung oder Parkrichtung oder den Positionen der Sonne, wobei dann die Oberflächen der Solarbatterien ständig saubergehalten bleiben müssen.

Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Hilfsvorrichtung zum Viederaufladen der Fahrzeugbatterie zu schaffen, in der Solarbatterien angewendet werden. Dabei muß die Fahrzeugbatterie davor geschützt werden, daß sie auch unter erschwerten Bedingungen zu stark entladen wird. Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Viederauf laden einer Fahrzeugbatterie zu schaffen, in der Solarbatterien verwendet werden, von denen eine größere Anzahl auf dem Fahrzeugdach oder in unterschiedlichen Positionen innerhalb des Fahrgastraumes des Fahrzeuges angeordnet werden, so daß zumindest eine der Solarbatterien zu jeder Zeit auf die Sonneneinstrahlung ausgerichtet ist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, eine Vorrichtung zum Wiederaufladen einer Fahrzeugbatterie zu schaffen, bei der Solarbatterien verwendet werden, die mit einer transparenten Platte od.dgl. auf dem Dach oder durch den Fahrgastraum selbst bedeckt werden, so daß alle Oberflächen der Solarbatterien gegen Schmutz oder Schlammspritzer geschützt sind.

Schließlich liegt noch ein Ziel der Erfindung darin, eine Vorrichtung zum Wiederaufladen der Fahrzeugbatterie unter Verwendung von Solarbatterien zu schaffen, bei der lichtbündelnde Einrichtungen, wie Fresnel-Linsen oder reflektierende Spiegel nahe den Solarbatterien angeordnet sind, so daß die Fähigkeit der Lichtsammlung noch verbessert wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung und da verschiedene Solarbatterien

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in einem Fahrzeug verwendet werden, ist es möglich, aus der Sonneneinstrahlung effektiv Energie zu gewinnen, um die im Fahrzeug fest montierte Batterie aufzuladen, und zwar unabhängig von der Fahrt- oder Parkrichtung des Fahrzeuges und dem Stand der Sonne. Zusätzlich kann der Wirkungsgrad der Lichtsammlung weiter gesteigert werden,wenn einige zweckmäßige Lichtbündlungseinrichtungen zum Abdecken der Solarbatterien eingesetzt werden.

Die vorerwähnten und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen deutlich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles hervor, und zwar unter Berücksichtigung der beiliegenden Zeichnungen. Jede Bezugsnummer betrifft gleiche oder korrespondierende Teile oder Glieder in den verschiedenen Figuren.

Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Automobils mit den typischen Positionen, in denen Solarbatterien angeordnet werden können,

Fig. 2 ein Blockschaltbild zum Verdeutlichen der Steuermittel, die in einer Vorrichtung zum Viederaufladen der Batterie

verwendet werden und einen Spannungsregler und andere Schaltkomponenten enthalten,

Fig. J eine vergrößerte Vertikalschnittansient des Fahrzeugdaches, unter Verdeutlichung einer Solarbatterie, die in einer Ausnehmung des Daches aufgenommen ist,

Fig. 4 einen vergrößerten, vertikalen Längsschnitt durch die vordere Windschutzscheibe eines Fahrzeuges, hinter der eine Solarbatterie auf dem Armaturenbrett befestigt ist,

Fig. 5 einen vergrößerten, vertikalen Längsschnitt durch die

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vordere Windschutzscheibe des Fahrzeuges, hinter der eine Solarbatterie auf dem Träger des Innenrückblickspiegels mittels eines Kugelgelenks befestigt ist,

Fig. 6 einen vergrößerten Vertikalschnitt durch eine Seitenscheibe des Fahrzeuges, hinter der eine Solarbatterie nahe dem oberen Endabschnitt einer vertikalen Mittelstrebe angebracht ist,

Fig. 7i 8 und 9 vergrößerte vertikale Längsschnitte durch eine hintere Windschutzscheibe des Fahrzeuges, hinter der Solarbatterien oben und unten sowie auf der Hutablage montiert sind,

Fig. 10 einen vergrößerten vertikalen Schnitt durch das Fahrzeugdach, in dem über einer Solarbatterie eine Fresnel-Linse angebracht ist.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zum Wiederaufladen der Batterie eines Automobils, welche wirkungsvoll zumindest eine aus einer Vielzahl von Solarbatterien benutzt, welche in verschiedenen Positionen angeordnet sind, um auf diese Weise die Fahrzeugbatterie auch unter erschwerten Bedingungen gegen eine übermäßige Entladung zu schützen.

In den Zeichnungen ist eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt.

In Fig. 1 wird eine schematische Anordnung einer Vorrichtung zum Wiederaufladen der Fahrzeugbatterie gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Ein Automobil-Fahrzeugkörper 1 enthält eine Batterie 2. Eine Vorrichtung zum Wiederaufladen der Batterie, die als Hilfsladesystem für die Fahrzeugbatterie vorgesehen ist, ist

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mit Steuermitteln 5 für den Wiederaufladestrom, einigen Solarbatterien 10 bis 16 und Verbindungsleitungen 4, 40 bis 46 bestückt.

In Fig. 1sind die Solarbatterien 10, 11, 12, 13, Ή, 15 und 16 mit ihren lichtempfindlichen Oberflächen ausgerichtet in unterschiedlichen Positionen im Fahrzeugkörper 1 angeordnet. Um das Sonnenlicht aus allen Eichtungen aufnehmen zu können, sind die Solarbatterien auf dem Dach und innerhalb der vorderen, rückwärtigen Windschutzscheiben und der Seitenscheiben angebracht. Wie nachstehend erläutert wird, sind die Solarbatterien mit üblichen Zubehörelementen befestigt, z.B. durch Saugnäpfe, Klebeplatten oder Befestigungselementen, ggf. sogar Befestigungsklammern. Es ist deshalb zumindest eine der Solarbatterien so angeordnet, daß sie wirkungsvoll die Sonnenenergie aufnehmen kann, unabhängig von der Fahrtrichtung des Fahrzeuges und dem Stand der Sonne.

Da die Solarbatterien auf dem Dach oder innerhalb des Fahrgastraumes des Fahrzeugkörpers angeordnet sind, ist es notwendig, sie gegen externe Kräfte, Beschädigungen, Schmutz oder Schlammspritzer zu schützen, um die lichtempfindlichen Oberflächen der Solarbatterien zum einwandfreien Sammeln der Solarenergie in gutem Zustand zu erhalten.

In der Vorrichtung zum Wiederaufladen der Batterie gemäß vorliegender Erfindung sind Steuermitteln 5 zum Wiederaufladen vorgesehen, um wirkungsvoll den Wiederaufladestrom der Batterie zuzuführen, der von jeder der Solarbatterien 10 bis 16 abgegeben wird. Fig. 2 ist ein Blockschaltbild, das das Prinzip der Steuermittel verdeutlichen soll. Die Bezugsziffern 10 bis 16 heben Solarbatterien hervor, die Bezugsziffern 4, 40 bis 46 Verbindungsdrähte, 2 ist die Fahrzeugbatterie, 70 sind Dioden, 72 sind verstellbare Widerstände, und 73 bezeichnet einen Spannungsregler.

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Der Wiederaufladestrom, den die Solarbatterien 10 bis 16 erzeugen, wird dem Spannungsregler 73 durch die Dioden 70 und die veränderlichen Widerstände 72 über die Drähte 40 bis 46 zugeführt und gelangt dann über einen Draht 4 zur Fahrzeugbatterie selbst. In diesem Pail werden einadrige Kabel verwendet, da die negative Spannung am Fahrzeugkörper geerdet wird.

Die Fig. 3 bis 10 zeigen unterschiedliche Positionen, in denen die Solarbatterien angeordnet sind.

Fig. 3verdeutlicht eine auf dem Dach des Fahrzeuges angebrachte Solarbatterie. In einer Ausnehmung ist eine Scheibe 30 durch einen Dichtungsstreifen 7 festgelegt. Der Scheibe 30 zugewandt ist eine Solarbatterie 10 am Fahrzeug befestigt, und zwar durch eine stützende Metallbefestigung 50, die am Scheibenrahmen mit Schrauben 70 angebracht ist. Der Anschlußdraht ist durch eine Gummimanschette 61 geführt.

In Fig. 4 ist eine Solarbatterie 11 der vorderen Windschutzscheibe 32 zugewandt durch eine stützende Metallhalterung 51 befestigt, die ihrerseits am Armaturenbrett durch Schrauben 60 verankert ist. Der Verbindungsdraht läuft hier wiederum durch eine Gummimanschette 61.

In Fig. 5 ist eine Solarbatterie 12 der vorderen Windschutzscheibe 32 zugewandt mit einer stützenden Metallhalterung 54 auf einem Support 52 des Innenrückblickspiegels befestigt, und zwar mit Hilfe eines Kugelgelenks 53. In diesem Fall ergibt sich ein Vorteil dahingehend, daß die Oberfläche der Solarbatterie einfach vom Inneren des Fahrgastraumes auf die jeweilige Richtung der Sonneneinstrahlung ausgerichtet werden kann.

In Fig. 6 ist eine Solarbatterie 13 an der inneren Fahrzeugseite im Fahrgastraum angebracht. Die Solarbatterie 13 ist an der

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Innenseite des Seitenfensters 33 nahe dem oberen Endabschnitt einer Vertikalstrebe mit einer stützenden Metallhalterung (nicht gezeigt) befestigt, und zwar an der unteren Seite des Daches 6 und mit Hilfe von Schrauben 60.

In ähnlicher Weise zeigen die Fig. 7, 8 und 9 Solarbatterien 14, 15 und 16, die im hinteren Bereich des Fahrgast räume s angebracht sind. In Fig. 7 ist die Solarbatterie 14 innerhalb der hinteren Windschutzscheibe 34 oben angebracht; in Fig. 8 ist die Solarbatterie 15 innerhalb der rückwärtigen Windschutzscheibe 34 unten angebracht; und in Fig. 9 ist die Solarbatterie 16 unmittelbar auf der Hutablage befestigt. In jedem Fall sind diese Solarbatterien mit ihren lichtempfindlichen Flächen der Sonne zugewandt und mit entsprechend geeigneten Halterungen befestigt, damit das durch die rückwärtige Windschutzscheibe 34 eindringende Sonnenlicht wirkungsvoll aufgefangen werden kann.

Zum weiteren Verbessern der lichtsammelnden Eigenschaft ist es möglich, eine zusätzliche Lichtbündelungseinrichtung über jede Solarbatterie anzuordnen, z.B. eine Fresnel-Linse 20. Fig. 10 verdeutlicht eine Ausführungsform dieser Art. Es ist hier der Solarbatterie 10 die Fresnel-Linse 20 zugeordnet, die eine wirkungsvollere lichtaufnehmende Oberfläche besitzt, als die Solarbatterie selbst. Die beiden miteinander zusammenwirkenden Teile sind mit Metallhalterungen 55 und L-förmigen Winkeln mit Bolzen und Muttern 63 befestigt, und zwar an der Innenseite des Daches 6. Die Fresnel-Linse 20 und die Solarbatterie 10 sind der Fensterscheibe 31 zugewandt, die auf dem Fahrzeugdach 6 mittels eines Dichtungsstreifens 7 gehalten wird. Hiermit wird der Wirkungsgrad der Lichtsammlung verbessert. Es liegt auf der Hand, daß der gleiche Verstärkungseffekt dadurch erzielt werden kann, daß zweckmäßig postierte Spiegel um die Solarbatterie herum angeordnet werden.

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Wie sich, aus der vorhergehenden Beschreibung ergibt, ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, die Fahrzeugbatterie durch die wirkungsvolle Ausnutzung der Solarenergie wieder aufzuladen, wenn .immer die Sonne scheint und wo immer auch das Fahrzeug sich bewegt oder geparkt ist und auch unabhängig vom Stand der Sonne. Zusätzlich ist der Vorteil gegeben, daß die Solarbatterien, die innerhalb des Daches durch Scheiben abgedeckt oder im Fahrgastraum geschützt untergebracht sind, keiner Beschädigung, keinen Schmutz- oder keinen Schlammspritzern ausgesetzt sind.

Obwohl die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit einem bestimmten Grad an Genauigkeit beschrieben wurde, ist dies so zu verstehen, daß dies nur ein Beispiel für die vorliegende Erfindung ist und daß die Kombination und die Anordnung der Solarbatterien und der anderen zugehörigen Elemente abgeändert werden kann, ohne daß der Rahmen der Erfindung verlassen würde. Zum Beispiel könnten die Solarbatterien auch in anderen Positionen als im Dach und im Fahrgastraum angebracht werden, z.B. auf der Motorhaube, dem Kofferraumdeckel, oder dergleichen, wobei dann ebenfalls zweckmäßigerweise Glasscheiben die Solarbatterien abdecken sollten.

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Leerseite

Claims

PATENTANWÄLTE

A. GRÜNECKER

H. KINKELDEY

CR-INO

W. STOCKMAIR

OR-INa · /ME ICALTECH

K. SCHUMANN

DR BEH NAT · DIPL-PHYS

P. H. JAKOB

DIPL-ING.

G. BEZOLD

DRF)EFlNAr-OPL-CHEM

8 MÜNCHEN 22

MAXlMlLlANSTFiASSE 43

25. Febr. 1980 P 14 759 - 55/wa

NISSAN MOTOR COMPANY, LIMITED
2, Takara-cho, Kanagawa-ku,
Yokohama-shi, Kanagawa-ken,
Japan

Vorrichtung zum Wiederaufladen einer

Fahrzeugbatterie

Patentansprüche

( 1>)ln einem Fahrzeug angeordnete Vorrichtung zum Wiederaufladen der Fahrzeugbatterie, dadurch gekennzeichnet , daß eine Solarbatterie (10,11,12,13,14,15,16) in dem Fahrzeug in einer Lage angeordnet ist, in der sie vom Sonnenlicht getroffen wird, und daß Steuermittel (5) für die Wiederaufladungs-Spannung vorgesehen sind, um der Fahrzeugbatterie (2) die von der Solarbatterie abgegebene Wiederauflade-Spannung zuzuführen.

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TELEFON (OSO) QS 28 63

TELEX OS-OS SBO

TELEQRAMME MONAPAT

TELEKORIERER
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Solarbatterie (10) im Dach (6) des Fahrzeugs (1) angeordnet ist, um dem Sonnenlicht ausgesetzt zu werden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Solarbatterie (10) in einer in der äußeren Oberfläche des Fahrzeugdaches angeordneten Vertiefung untergebracht ist, welche mit einem durchsichtigen Glied (30) abgedeckt ist, derart, daß die Solarbatterie (10) durch die Abdeckung (30) dem Sonnenlicht ausgesetzt werden kann.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet , daß die Solarbatterie (11, 12, 13, 14, 15, 16) als ein Teil des Fahrgasträumes ausgebildet ist, in den Sonnenlicht eindringen kann.
5. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß eine Vielzahl von Solarbatterien (10, 11, 12, 13, 14, 15, 16) in unterschiedlichen Positionen im und am Fahrzeug angebracht sind, daß Steuermittel (5) für den Wiederauflade strom vorgesehen sind, die der Fahrzeugbatterie den Wiederaufladestrom aus den Solarbatterien zuführen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine (10) der Solarbatterien (10, 11, 12, 13, 14, 15, 16) in einer öffnung im Dach (6) des Fahrzeuges (1) angebracht ist, welche ein transparentes Glied (30) aufweist, durch welches die Solarbatterie (10) dem Sonnenlicht ausgesetzt wird.
7- Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine (11) der Solarbatterien der vorderen Windschutzscheibe (32) zugewandt auf dem Armaturenbrett in einer

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Ausrichtung auf den Sonneneinfall angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5i dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine (12) der Solarbatterien der vorderen Windschutzscheibe (32) zugewandt auf einem Innenrückblickspiegel-Support (52) in einer Ausrichtung auf einfallendes Sonnenlicht angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 5₅ dadurch gekenn ζ ei ohne t , daß zumindest eine (13) der Solarbatterien innerhalb des Seitenfensters (33) nahe einem oberen Endabschnitt eines Mitte^fostens angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine (14-, 15) der Solarbatterien innerhalb der rückwärtigen Windschutzscheibe (34-) angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine (16) der Solarbatterien auf der Hutablage innerhalb der hinteren Windschutzscheibe (34-) angebracht ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in unmittelbarer Nachbarschaft der Solarbatterie (10) eine Vorrichtung (20) zum Bündeln der Lichtstrahlen angeordnet ist.

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