DE4121386A1 - Hybridfahrzeug mit energieanhaenger - Google Patents

Hybridfahrzeug mit energieanhaenger

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Description

Die Erfindung betrifft ein Hybridfahrzeug mit einem Elektrokraftwagen, der einen Elektroantrieb mit Elektromotor und eine aufladbare Fahrzeugbatterie aufweist; wobei das Hybridfahrzeug weiter mit einem Verbrennungsmotor als Antrieb eines Generators versehen ist, von dem die Fahrzeugbatterie aufgeladen wird.
Bei Hybridantrieben für Kraftfahrzeuge erfolgt der Antrieb üblicherweise durch einen Verbrennungsmotor, der einen Generator antreibt, welcher seinerseits eine Fahrzeugbatterie auflädt. Als Fahrzeugbatterie können beispielsweise herkömmliche Bleiakkumulatoren verwendet werden. An die Fahrzeugbatterie sind Elektromotoren angeschlossen, die die Räder des Kraftfahrzeugs antreiben. Als Elektromotoren für herkömmliche Elektrokraftwagen finden meistens übliche Gleichstromnebenschlußmotoren Verwendung, deren Drehzahl leicht steuerbar ist.
Obgleich insbesondere für Omnibusse im Stadtverkehr auch reine Elektrofahrzeuge mit rasch und einfach auswechselbaren Fahrzeugbatterien Anwendung finden, bedeuten die geringe Reichweite, das große Gewicht und Volumen der Akkumulatorbatterien und deren begrenzte Speicherkapazität und damit die begrenzte Reichweite für Personenkraftwagen einen großen Nachteil. Hybridantriebe haben gegenüber herkömmlichen reinen Elektroantrieben den Vorteil, daß die Probleme der begrenzten Reichweite und der langen Wiederaufladezeit der Fahrzeugbatterien überbrückt werden können. Jedoch lassen sich durch einen Hybridantrieb die Volumen- und Gewichtsprobleme nicht beseitigen, sondern nehmen durch den zusätzlichen Verbrennungsmotor eher zu. Zwar können diese Probleme durch eine kleinere Akkumulatorenbatterie reduziert werden, jedoch wäre dann die Reichweite im eigentlich erwünschten reinen Elektrobetrieb ohne laufenden Verbrennungsmotor geringer, was nicht dem Sinn eines Hybridantriebs entspricht.
Die Erfindung löst die Aufgabe, ein Hybridfahrzeug zu schaffen, welches wahlweise im Kurzstreckenbetrieb ohne die Gewichts- und Bauraumprobleme üblicher Hybridfahrzeuge betreibbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Verbrennungsmotor und der Generator auf einem an den bzw. von dem Elektrokraftwagen an- bzw. abkoppelbaren Energieanhänger getragen werden.
Dies hat den Vorteil, daß für den Stadtbetrieb, d. h. für geringe Reichweiten bis maximal 100 km, der Energieanhänger abgekoppelt werden kann. Dieser Energieanhänger kann dann z. B. am Stadtrand auf Park-and-ride-Parkplätzen abgestellt werden. Damit sind für den reinen Stadtbetrieb alle Vorteile eines reinen Elektrokraftwagens realisiert, d. h. die Baugröße und das Gewicht des Fahrzeugs werden durch den Verbrennungsmotor und den Generator nicht zusätzlich belastet. Während der üblichen Stillstandszeiten, die im Stadtverkehr von Personenkraftwagen in der Regel auftreten, kann das Fahrzeug in herkömmlicher Weise über Steckdosen aufgeladen werden. Derartige Stillstandszeiten sind in der Regel nachts, während der Arbeit, oder allgemein beim Parken vorhanden. Unterstützend können Stromanschlüsse am Arbeitsplatz-Parkplatz und an den Parkuhren oder in Parkhäusern vorhanden sein.
Nach Ankoppeln des Energieanhängers lassen sich beliebige Reichweiten realisieren, indem der Verbrennungsmotor den Generator antreibt und dieser die Fahrzeugbatterie während des Fahrens ständig nachlädt. Dabei sind der Verbrennungsmotor und der Generator so bemessen, daß zusätzlich zu der Fahrt mit Höchstgeschwindigkeit die Fahrzeugbatterie ausgehend von ihrem entladenen oder teilentladenen Zustand aufgeladen werden kann.
Ähnlich wie bei dieselelektrischen Lokomotiven ist es jedoch auch möglich, den Strom von dem Generator direkt den Fahrmotoren zuzuführen.
Im angekoppelten Zustand ist der Verbrennungsmotor vom Fahrer vom Fahrgastraum her bedienbar. D.h. der Motor kann vom Fahrer vom Fahrgastraum her angelassen, die Motorleistung gesteuert und der Verbrennungsmotor wieder abgestellt werden. Bei voll geladener Batterie kann der Motor auch über einen Laderegler automatisch abgestellt werden oder entsprechend bei teilentladener Batterie über den Laderegler automatisch anspringen.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der Energieanhänger mit einem Zusatz-Gepäckraum versehen sein. Vorzugsweise kann der Energieanhänger auch ein Reserverad und Werkzeug tragen. Dadurch wird bei Bedarf, insbesondere bei Langstreckenverkehr, der erforderliche Gepäckraum zur Verfügung gestellt. Auch werden im Kurzstreckenverkehr so gut wie nie genutzte Einrichtungen wie Reserverad und Werkzeug nicht unnötig mittransportiert, da im Falle des Kurzstreckenverkehrs aufgrund der stets relativ geringen Entfernung des Elektrokraftwagens zu dem abgekoppelten Energieanhänger erforderlichenfalls das Reserverad und das Werkzeug aus dem abgekoppelten Energieanhänger besorgt werden können.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Energieanhänger mit einer automatischen Anhängerlenkung versehen. Dadurch kann das Rückwärtsfahren erleichtert werden. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Energieanhänger mit einem Hochgeschwindigkeits-Kopplungssystem zum An- bzw. Abkoppeln an den bzw. von dem Elektrokraftwagen versehen. Durch ein derartiges Kopplungssystem muß die von der derzeitigen Straßenverkehrsordnung vorgesehene Höchstgeschwindigkeit von 80 km/h für den Betrieb mit Anhänger nicht eingehalten werden und das Hybridfahrzeug wird für den zusammengekoppelten Betrieb auch für höhere Geschwindigkeiten zugelassen.
Nach einer anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der Verbrennungsmotor mit dem Generator sowohl bei an- als auch bei abgekoppeltem Energieanhänger betreibbar und der Energieanhänger trägt eine Zusatzbatterie, die zum Aufladen derselben mit dem Generator verbunden ist. Die Zusatzbatterie kann damit auch bei abgekoppeltem Energieanhänger aufgeladen werden. Dazu kann der Verbrennungsmotor bei abgekoppeltem Energieanhänger auch von außen angelassen und die Motorleistung eingestellt werden. Ein Laderegler stellt den Verbrennungsmotor dann ab, sobald die Batterie voll geladen ist.
Der Verbrennungsmotor kann schalldicht gekapselt sein, wodurch die Geräuschentwicklung ähnlich einem Notstromaggregat gering gehalten werden kann. Wenn die Fahrzeugbatterie des Elektrokraftwagens annähernd entleert ist, kann durch Ankoppeln des Anhängers dann das gesamte Hybridfahrzeug über die aufgeladene Zusatzbatterie weiter im reinen Elektrobetrieb ohne laufenden Verbrennungsmotor verwendet werden.
Insbesondere bei Verwendung einer in dem Energieanhänger angeordneten Zusatzbatterie kann die Kapazität der Fahrzeugbatterie des von dem Anhänger gelösten Elektrokraftwagens mit der Zielsetzung eines geringeren Fahrzeuggewichts unter Inkaufnahme einer geringeren Reichweite des von dem Anhänger gelösten Elektrokraftwagens verringert werden, da sich der reine Elektrobetrieb durch Ankoppeln des Anhängers fortsetzen läßt.
Nach einer anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind die Fahrzeugbatterie und die Zusatzbatterie gegeneinander austauschbar. So kann die Zusatzbatterie durch den schalldicht gekapselten Verbrennungsmotor unabhängig von dem Elektrokraftwagen aufgeladen werden, und die unter Umständen identisch ausgebildete Fahrzeugbatterie und Zusatzbatterie können gegeneinander ausgetauscht werden, wodurch sich der von dem Anhänger gelöste Elektrokraftwagen einzeln weiter betreiben läßt, während die leere Batterie nun aufgeladen wird.
Nach einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Verbrennungsmotor mit einem ersten Ende einer Kardanwelle verbunden, mittels deren zweitem Ende bei angekoppeltem Energieanhänger das Fahrzeug über eine Kupplung und ein Getriebe direkt antreibbar ist. Gemäß dieser Weiterbildung der Erfindung läßt sich ein Zusammenwirken der Vorteile eines reinen Verbrennungskraftfahrzeugs mit den Vorteilen eines Elektroantriebs in idealer Weise kombinieren, da das Hybridfahrzeug insbesondere im Langstreckenbetrieb als reines Verbrennungskraftfahrzeug betreibbar ist, wobei der Wirkungsgrad aufgrund des Direktantriebs höher als bei Umwandlung in elektrische Energie durch einen Generator ist.

Claims (8)

1. Hybridfahrzeug mit einem Elektrokraftwagen, der einen Elektroantrieb mit Elektromotor und eine aufladbare Fahrzeugbatterie aufweist; wobei das Hybridfahrzeug weiter mit einem Verbrennungsmotor als Antrieb eines Generators versehen ist, von dem die Fahrzeugbatterie aufgeladen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsmotor und der Generator auf einem an den bzw. von dem Elektrokraftwagen an- bzw. abkoppelbaren Energieanhänger getragen werden.
2. Hybridfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Energieanhänger mit einem Zusatz-Gepäckraum versehen ist.
3. Hybridfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Energieanhänger ein Reserverad und Werkzeug trägt.
4. Hybridfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Energieanhänger mit einer automatischen Anhängerlenkung versehen ist.
5. Hybridfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Energieanhänger mit einem Hochgeschwindigkeits-Kopplungssystem zum An- bzw. Abkoppeln an den bzw. von dem Elektrokraftwagen versehen ist.
6. Hybridfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsmotor mit dem Generator sowohl bei an- als auch bei abgekoppeltem Energieanhänger betreibbar ist und der Energieanhänger eine Zusatzbatterie trägt, die zum Aufladen derselben mit dem Generator verbunden ist.
7. Hybridfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeugbatterie und die Zusatzbatterie gegeneinander austauschbar sind.
8. Hybridfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsmotor mit einem ersten Ende einer Kardanwelle verbunden ist, mittels deren zweitem Ende bei angekoppeltem Energieanhänger das Fahrzeug über eine Kupplung und ein Getriebe direkt antreibbar ist.
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