EP4590530A2 - Verfahren zum umrüsten eines fahrzeugs, verfahren zum bereitstellen eines antriebsaggregats, antriebsaggregat und fahrzeug - Google Patents

Verfahren zum umrüsten eines fahrzeugs, verfahren zum bereitstellen eines antriebsaggregats, antriebsaggregat und fahrzeug

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Publication number
EP4590530A2
EP4590530A2 EP23820741.9A EP23820741A EP4590530A2 EP 4590530 A2 EP4590530 A2 EP 4590530A2 EP 23820741 A EP23820741 A EP 23820741A EP 4590530 A2 EP4590530 A2 EP 4590530A2
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EP
European Patent Office
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drive unit
vehicle
drive
combustion engine
electrically operated
Prior art date
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Pending
Application number
EP23820741.9A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Philipp Schmitt SCHMITT
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Kinell GmbH
Original Assignee
Dintec GmbH
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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Definitions

  • the invention relates to a method for converting a vehicle, a method for providing a drive unit, a drive unit and a vehicle.
  • a method for converting a vehicle is known from the prior art, by exchanging its drive unit from an internal combustion engine drive principle to an electrically operated drive train, with a vehicle for an internal combustion engine drive principle via a drive unit with an internal combustion engine or for an electrically operated drive train via a Drive unit with an electrically operated motor, the vehicle belonging to the group of commercial vehicles, special vehicles, mobile work machines and watercraft, the drive unit with an internal combustion engine having a crankshaft for generating rotary movements, and at least one output for transmitting the rotary movements to a drive train of the vehicle, and at least one driving-independent internal power take-off, for transmitting rotational movements of the shaft to auxiliary units mounted directly on the combustion engine for the operation of basic functions of the vehicle and optionally one or more additional power take-offs for the direct mechanical operation of external units for additional functions of the vehicle (e.g.
  • the drive unit with an internal combustion engine is mechanically separated from the vehicle and optional existing bodies, and the drive unit with an internal combustion engine is removed from the vehicle with the remaining operatively connected auxiliary units coupled to it, and a drive unit with at least an electrically operated motor, which has a shaft for transmitting rotary movements, and at least one output for transmitting the rotary movements to the drive train of the vehicle, and an electrically operated replacement of the auxiliary units that is independent of the main drive, these being new, electrically operated auxiliary units or at least partially can be the removed mechanically operated auxiliary units with an additional electrically operated motor, and the drive unit with electrically operated
  • the engine, together with the independent replacement of the auxiliary units is installed in the vehicle with mechanical brackets instead of the drive unit with the combustion engine and is operatively connected to the drive train of the vehicle via adapters, and the independently electrically operated replacement of the auxiliary units are connected to the vehicle via additional or adapted connecting cables Compensation of the positioning of the new auxiliary units compared to the original condition.
  • the invention is based on the object of providing an improvement or alternative to the prior art.
  • the problem solved is a method for converting a vehicle by replacing its drive unit from an internal combustion engine drive principle to an electrically operated drive train, wherein a vehicle for an internal combustion engine drive principle has a drive unit with an internal combustion engine, and wherein a vehicle for an electrically operated drive train has a drive unit with an electrically operated motor, the vehicle belonging to the group of commercial vehicles, special vehicles, mobile work machines and watercraft, the drive unit with an internal combustion engine having a crankshaft for generating rotational movement, driven by a core motor, and at least one main output, for transmitting the rotational movement to a drive train of the vehicle, and at least one internal output, for transmitting the rotational movement to auxiliary units internal to the unit, and optionally has at least one driving-independent power take-off for transmitting the rotational movement to external units, the conversion method having the following steps: a.
  • the internal combustion engine drive unit is mechanically separated from the vehicle as follows: i.
  • Main output The coupling between the main output and the drive gear is released.
  • Internal drives, connecting the core engine and the auxiliary units The connection between the auxiliary units and their connections to the rest of the vehicle, for example to the respective auxiliary media, for example compressed air, hydraulics, steering assistance, 24 V on-board power supply, etc., is separated; whereby the auxiliary units remain at least partially, preferably completely, on the unit.
  • Power take-offs If there are power take-offs that lead to external units, these are also separated.
  • All other mechanical, thermal and electromechanical connections are released, for example screw connections; Hoses and connectors, in particular control connections and power supply; so that the drive unit with internal combustion engine with the operatively connected auxiliary units coupled to it is removed from the vehicle and thereby separated at a plurality of interfaces; b.
  • the drive unit with at least one electrically operated motor is provided as a replacement unit, the replacement unit i. is spatially compatible with the available installation space of the removed drive unit with internal combustion engine, ii. is mechanically compatible for the interfaces and iii. behaves functionally identically at all interfaces, i.e. at the main drives, connections between the auxiliary units to the rest of the vehicle and the optional power take-offs.
  • the first requirement is that the shape of the replacement unit must fit into the available installation space of the removed combustion engine unit.
  • Shifting or bending of movable elements present in the installation space should be viewed as available, free installation space. It is crucial that components of the remaining vehicle do not have to be converted so that they work together in a new way, because this may require a new registration of the remaining vehicle.
  • the new unit can also require more installation space overall or in various places than the previous unit. This always depends on the specific installation space available in the vehicle.
  • the second requirement must be met at the same time, namely mechanical “fit”.
  • the new unit must be able to be sufficiently attached using the mounting points available on the vehicle.
  • Adapters can also be part of the new unit; it is not absolutely necessary that the new unit is designed in one piece up to the mounting points. Ideally, however, the new unit, with or without an adapter, uses all the attachment points of the previous unit to the rest of the vehicle.
  • the third requirement is function:
  • crankshaft emulation in particular must be provided. Replacing the crankshaft, either with an electrically driven crankshaft (then it can theoretically be taken over from the original unit) or preferably with a replacement shaft, is necessary according to the current assessment of the invention.
  • the original auxiliary units are preferably used. These are operated via the internal drives.
  • the original auxiliary units are attached to the original distribution gearboxes.
  • the transfer gears were originally driven by the crankshaft, but are therefore driven by the replacement shaft after conversion.
  • the replacement unit preferably provides an electric heater or post-heater in order to also meet this requirement to transfer the thermal medium to the rest of the vehicle in a value range that is expected from the rest of the vehicle, for example in a range from 80 ° C to 120 ° C.
  • the replacement unit preferably records data using sensors and uses it itself without sending it to the rest of the vehicle via the main bus.
  • the replacement unit uses its control unit to record the actual cooling water temperature, which can be between 10 ° C and 50 ° C, for example, and then reports the value expected from the remaining vehicle into the bus system as a fictitious value if the remaining vehicle requests this temperature, but the actual value is used for its own control, for example to provide the required amount of reheating power for the requested hot water line to the driver's cab or its ventilation.
  • the actual cooling water temperature can be between 10 ° C and 50 ° C, for example
  • Another example can be the air compressor, which provides the compressed air for the vehicle's air brake system.
  • the replacement unit preferably has its own control unit, which Based on the data structure in the vehicle's electronic bus system, data is imported into the bus system when and to the extent that the rest of the vehicle expects this data.
  • An optional aspect of the invention can also be described as a method for converting a vehicle by replacing its drive unit from an internal combustion engine drive principle to an electrically operated drive train, wherein a vehicle for an internal combustion engine drive principle has a drive unit with an internal combustion engine, and wherein a vehicle for an electrically operated drive train has a drive unit with an electrically operated motor, the vehicle belonging to the group of commercial vehicles, special vehicles, mobile work machines and watercraft, the drive unit with an internal combustion engine having a crankshaft for generating rotational movements, and at least one output, for Transmitting the rotational movements to a drive train of the vehicle, and at least one driving-independent internal output for transmitting rotational movements of the shaft to auxiliary units, and optionally at least one power take-off for transmitting the rotational movement of the shaft to external units, with the following steps: a.
  • the internal combustion engine power unit is mechanically separated from the vehicle and optional existing structures, and b. the drive unit with internal combustion engine is removed from the vehicle with, in particular, all remaining operatively connected auxiliary units coupled to it, and c.
  • the drive unit with at least one electrically operated motor is provided as a replacement unit, the drive unit having a shaft for transmitting rotary movements, and at least one output for transmitting the rotary movements to the drive train of the vehicle, and at least one driving-independent output for transmitting rotary movements of the shaft on auxiliary units, as well as a driving engagement of the electrically operated motor on the shaft; and d.
  • the drive unit with an electrically operated motor is operatively connected to auxiliary units, which at least partially correspond to the auxiliary units of the Drive unit with an internal combustion engine corresponds, and e. the drive unit with an electrically operated motor is installed in the vehicle instead of the drive unit with an internal combustion engine and, and f. the drive unit with an electrically operated motor is mechanically operatively coupled to the drive train of the vehicle and optional existing structures, and g. the operatively connected external units are coupled to the vehicle, wherein the drive unit with an internal combustion engine has at least one driving-independent power take-off for transmitting rotary movements of the shaft for work functions, and wherein the drive unit with an electrically operated motor has at least one driving-independent power take-off for transmitting rotary movements of the shaft for work functions.
  • the engine has two or (often) three different outputs:
  • main output is coupled to the drive gear and is used to drive the vehicle, or can also be used for other work functions via an optional intermediate gear.
  • auxiliary units serve internal functions of the vehicle. For example, they drive the air compressor of the air brake.
  • external units are usually, but not necessarily, found in the bodies of the vehicles. For example, they drive the hydraulic pump for a tilting device.
  • the aspect of the invention described is therefore based on a method for converting a vehicle by replacing its drive unit from an internal combustion engine drive principle to an electrically operated drive train, with a vehicle for an internal combustion engine drive principle has a drive unit with an internal combustion engine or for an electrically operated drive train via a drive unit with an electrically operated motor, the vehicle belonging to the group of commercial vehicles, special vehicles, mobile work machines and watercraft, the drive unit with an internal combustion engine having a crankshaft for generating of rotary movements, and at least one output, for transmitting the rotary movements to a drive train of the vehicle, and at least one driving-independent internal output, for transmitting rotary movements of the shaft to auxiliary units mounted directly on the internal combustion engine for the operation of basic functions of the vehicle and optionally one or more has additional power take-offs for the direct mechanical operation of external units for additional functions of the vehicle (e.g. vehicle bodies), with the following steps:
  • the drive unit with an internal combustion engine is mechanically separated from the vehicle and optional existing structures, and the drive unit with an internal combustion engine is removed from the vehicle with the remaining operatively connected auxiliary units coupled to it.
  • This can be new, electrically operated auxiliary units or at least partially the removed mechanically operated auxiliary units with an additional electrically operated motor.
  • the drive unit with an electrically operated motor is installed in the vehicle instead of the drive unit with an internal combustion engine along with the independent replacement of the auxiliary units with mechanical mounts.
  • the new drive unit can be effectively connected to the vehicle's drive train using adapters. After installing the drive unit with an electrically operated motor, it is possible that an adapter will be necessary in some places.
  • An adapter can be used for mechanical, thermal and/or electromechanical adjustment. Such an adapter can be formed, for example, for thermal adaptation by an additional connecting cable or by adapting an already existing connecting cable.
  • the adapter has the function of creating a compensation in the event that one of the new auxiliary units has a different installation position compared to the original state, i.e. the position that the auxiliary unit had in the drive unit with an internal combustion engine.
  • the aspect of the invention presented here therefore proposes that the drive unit with an electrically operated motor replaces the drive unit with a combustion engine in such a way that no changes to the vehicle are required for the mechanical integration of the electrically operated drive unit, the existing connection points for fastening are used unchanged and all functions provided by the drive unit with a combustion engine are passed on unchanged at all interfaces to the vehicle.
  • the invention is therefore implemented through form, fit and functional compatibility.
  • the electrically operated drive unit advantageously uses at least essentially only the available installation space (engine tunnel) without any modifications to the vehicle being necessary.
  • the continued use of the existing mechanical connection points can in particular include the brackets and fastening points for mounting the drive unit in the vehicle, the connections for attaching the drive unit to the transmission of the drive train, the optionally available mechanical connections for external units (driven via the power take-offs), the mechanical connections of the the drive unit is operatively connected to the auxiliary units to the connection points of the vehicle's auxiliary media (e.g Compressed air, power steering hydraulics, power supply to the vehicle electrical system, etc.), and/or the electromechanical interfaces to the vehicle's electrical system.
  • auxiliary media e.g Compressed air, power steering hydraulics, power supply to the vehicle electrical system, etc.
  • the functional compatibility of the interfaces of the electrically operated drive unit with the drive unit operated by an internal combustion engine can in particular include the behavior of the main output and the optional auxiliary drives, the functional behavior of the auxiliary media and the control interfaces between the vehicle and the drive unit.
  • the method is preferably used to create electrically powered vehicles from new or used vehicles with internal combustion engines that have already been produced (retro fit method). Due to the form, fit and functional compatibility of the electrically operated drive unit, the conversion work is limited to replacing the unit, installing the electrical energy source (batteries and/or fuel cells and/or combustion engine range extenders) and the registration activities that become necessary under traffic law as a result of the conversion proof of functional compatibility at the interfaces of the unit. Existing approval for cross-vehicle functions such as the compressed air brake can be achieved with minimal effort.
  • An alternative, preferred application of the method is in the new production of electrically powered vehicles through the use of existing production processes and existing production infrastructure for vehicles with internal combustion engines.
  • the electric drive train with the electrically operated drive unit is installed in the vehicle without a drive unit (gliding chassis) instead of the internal combustion engine-operated drive train. Due to the functional compatibility of the drive unit, there is also functional compatibility of the resulting electric vehicle with the vehicle powered by an internal combustion engine.
  • the production steps following the installation of the drive train can continue to be used unchanged (brake test benches, etc.). This enables series production with minimal effort thanks to the compatibility of the resulting vehicle with the existing production infrastructure.
  • Mobile work machines should be understood to mean, in particular, self-propelled, towed or relocatable machines with an integrated drive unit with the main application outside of public road traffic and with or without the necessary road approval.
  • a mobile work machine can be a construction machine, an agricultural machine, multifunctional vehicles (equipment carriers), machines for transport and goods handling, for goods handling, in depots, ports or airports, machines from the areas of mining, forestry, municipal tasks or military applications.
  • Commercial vehicles are understood to include, in particular, all road vehicles which, due to their equipment and design, are designed for the purpose of transporting people, transporting loads and goods and/or for towing trailers or semi-trailers.
  • commercial vehicles include trucks with or without a body, both as front-drive vehicles and as short or long hoods.
  • Special vehicles should be understood as road vehicles for special purposes that are not used solely to transport goods. This includes in particular, but not exclusively, emergency vehicles (e.g. fire brigade, police, rescue services, etc.), crane trucks, skip loaders, roll-off tippers, garbage collection vehicles, sewer cleaning vehicles, sweeping vehicles,
  • the main output is preferably designed to transmit the rotational movements to a drive train of the vehicle.
  • the main output can connect to the transmission of the drive train outside the drive unit.
  • the main drive can also be designed to operate a hydrodynamic brake.
  • An optional, driving-independent power take-off is preferably designed to operate optional external units of the attachments or superstructures.
  • the driving-independent power take-off can be referred to as an engine-dependent or flywheel-side power take-off.
  • the driving-independent power take-off can be designed to provide functions of the vehicle that are not related to ferry operations Vehicle serve to enable, in particular to drive, the functions can be realized, for example, by superstructures or attachments to the vehicle.
  • the implementation of the electrically operated drive unit is preferably carried out by replacing the combustion area with the crankshaft (combustion-operated core engine with engine block, cylinder, etc.) of the internal combustion engine-operated drive unit with an electro-mechanical replacement construction (electrically operated core engine), including a replacement shaft for crankshaft emulation.
  • the mechanics of the electrically operated core engine replicate the mechanical properties of the combustion-powered core engine, for example the mechanical support structure, the mounting surfaces for the other parts of the drive unit (connection surfaces and connection points for auxiliary units, brackets, housing parts, bearings for internal gear parts of the drive unit and bearings for the shaft ) and provides the mechanical mounting points for the electrical components.
  • the electrically operated core motor contains at least one electrically operated motor, which is attached to the mechanical support structure and is in operative connection with the replacement shaft via an integrated motor gear.
  • the integrated motor transmission can, for example, be adapted to the speed of the electrically operated motor by means of a translation or a reduction.
  • An offset can be provided between the electrically operated motor and the shaft.
  • the electrically operated motor and the shaft can be arranged offset.
  • a summation can be provided for several electrically operated motors.
  • several electrically operated motors can be coupled via a summation gear.
  • the replacement shaft of the electrically operated core motor should be designed in the bearing area and the connection areas identically to the crankshaft of the internal combustion engine-operated drive unit in terms of mechanical design and positioning. In areas other than storage and In connection areas, the replacement shaft can, but does not have to, be designed differently than the originally intended crankshaft. Above all, the shape of the replacement shaft should be based on a simplified design compared to a crankshaft, which is free of connecting rod journals and crank webs.
  • the electrically operated core motor is supplemented by the other parts of the drive unit to form the electrically operated drive unit.
  • the other parts of the drive unit in particular the housing parts, engine mounts, auxiliary units, transfer gearboxes, optional power take-off drives, can each be replaced with new parts, preferably of identical construction.
  • the parts can be the same, or new, or partially new.
  • the mechanical design can offer the identical connection surfaces, connection points and spatial positioning as the drive unit powered by a combustion engine.
  • the auxiliary units are operated by the spare shaft via transfer gears.
  • the identical distribution gearboxes and drive shafts can preferably be used as in the drive unit operated by an internal combustion engine.
  • the mechanical design can offer the identical connection surfaces, connection points and spatial positioning of the bearings of the transmission parts as in the drive unit powered by a combustion engine.
  • the optional power take-offs for direct mechanical operation of external units for additional functions of the vehicle are also operated by the spare shaft via the transfer gearbox.
  • the identical distribution gearboxes and drive shafts can preferably be used as in the drive unit operated by an internal combustion engine.
  • the mechanical design can offer the same connection surfaces, connection points and spatial positioning of the connection of the external units as in the drive unit powered by a combustion engine.
  • the electrically operated drive unit contains an electronic control system which controls the electrically operated motors and the other electrical components of the drive unit, provides the interface for controlling the drive unit by the higher-level vehicle control system and via the interface and the vehicle data network (for example CAN bus system). can exchange data with each other with components of the vehicle.
  • vehicle data network for example CAN bus system
  • the control system contains a control application which interprets the control commands of the vehicle and controls the electrically operated motor, taking into account the properties of the internal engine transmission, in such a way that an operating state of the replacement shaft is established which corresponds to the identical operating state of the crankshaft of the internal combustion engine-operated drive unit with the same vehicle-side control (Crankshaft emulation is carried out using the replacement shaft). This results in the functionally compatible behavior at the main output of the electrically operated drive unit.
  • the replacement crankshaft emulation also inherently ensures the functionally compatible operation of the auxiliary units and thus the functionally compatible provision of the auxiliary media provided by the auxiliary units (compressed air, power steering hydraulics , etc.) (functional emulation of the auxiliary media).
  • the control system contains a control application that comprehensively generates the drive unit data expected from the higher-level vehicle control system and sends it via the control interface in the expected format (rest bus emulation).
  • the generated data includes real data (for example the crankshaft speed), data which is reinterpreted in the context of the change in technology for the continued use of higher-level functions (e.g. use of the fuel gauge to display the charge status of the traction battery), and fictitious data which is no longer available due to the change in technology to electric drive, but from the higher-level System for error-free operation are expected (e.g. fill level of the Ad Blue tank.
  • the rest bus emulation enables error-free operation of the electrically operated drive unit without changes to the higher-level vehicle control system.
  • the object solved is a method for converting a vehicle by replacing its drive unit from an internal combustion engine drive principle to an electrically operated drive train, wherein a vehicle for an internal combustion engine drive principle has a drive unit which has an internal combustion engine as a core engine, a plurality gear-driven auxiliary units and a shaft drive, or wherein the vehicle has a drive unit with an electrically operated core motor for an electric drive principle, the vehicle belonging to the group of commercial vehicles, special vehicles, mobile work machines and watercraft.
  • the drive unit is removed, the combustion component (core engine with engine block, cylinder, etc.) is removed, the electrically operated core engine is installed instead, the auxiliary units are left at least partially identical and at least partially connected to the toothed gear, and that the drive unit modified in this way is installed in the vehicle.
  • the method is preferably designed as a retro-fit method, in particular as a retro-fit conversion method.
  • the drive unit preferably comprises at least one output for an auxiliary unit.
  • the problem solved is a method for providing a drive unit with an electrically operated motor for a vehicle from the group of commercial vehicles, special vehicles, mobile work machines and watercraft, which can be installed instead of a drive unit with an internal combustion engine, the drive unit being via a shaft which has the same effect as a crankshaft of a drive unit with an internal combustion engine for transmitting rotary movements, the drive unit
  • the problem solved is an electrically driven drive unit for installation in a vehicle Group with commercial vehicles, special vehicles, mobile work machines and watercraft, the drive unit having a shaft for transmitting rotary movements, and the drive unit having an electrically operated motor for driving the shaft, the drive unit having at least one main output for transmitting the rotary movement to a drive train of the vehicle, and at least one internal output, for transmitting the rotational movement to auxiliary units internal to the unit, and optionally at least one driving-independent power take-off, for transmitting the rotational movement to external units.
  • the power take-off is designed as an engine PTO, which is connected directly or indirectly to the shaft and whose speed is directly correlated with a speed of the shaft, and / or the power take-off is designed as a gear PTO, which is connected to the shaft via a gear is, so that the speed of the transmission PTO shaft can be varied at the same speed of the shaft, and / or the drive unit has an aggregate operation for transmitting the rotational movements to at least one external unit.
  • the unit operation has a roller for transmitting the rotational movements to a belt and/or to a timing chain, and by means of the Belt and / or the timing chain that at least one auxiliary unit is driven indirectly by the electric motor.
  • the at least one auxiliary unit can be a unit from the group with a generator, hydraulic pump, power steering pump, water pump, air conditioning compressor, alternator, lubricant pump, cooling water pump, metering pump, fan, compressed air generator, brake booster, hydrodynamic continuous brake, electrodynamic continuous brake, vacuum pump and steering system Be a watercraft.
  • the nominal speeds are preferably standardized.
  • the two standard speeds of 540 rpm and 1,000 rpm can be reduced in such a way that they are achieved in the range of the rated engine speed, in particular maximum performance.
  • the speeds called 540E and 1000E have also been available for some time, at which the nominal speed of the PTO shaft is reached at reduced engine speed, usually close to the highest engine torque at around 1,400 rpm to 1,600 rpm. This makes it particularly advantageous to operate devices with low power consumption in an energy-saving manner.
  • the drive unit can operate a mechanical or hydraulic steering system.
  • the drive unit has drive lubrication to reduce friction between moving drive parts.
  • the drive unit has a drive lubrication system to dissipate heat from bearing points.
  • the drive lubrication is connected to a lubrication of a transmission that is operatively connected to the drive unit.
  • the drive unit has a control and communication unit that provides data which is interpreted as measured values by communication units present in the vehicle. It is understood that the control and communication unit can, on the one hand, be arranged within the installation space of the remote combustion unit, but can also be arranged separately, for example in a separate housing.
  • control and communication unit does not obtain at least some of the data that are interpreted as measured values by the existing communication units as measured values. It can collect other data as measured values via sensors, but at least in part it should transmit values specified by the system as data, as if they were supposed to be measured values.
  • Data can be obtained in the form of constant values and/or in the form of sensory obtained and/or in the form of sensory obtained and then converted and/or in the form of calculated values and then provided as purported measured values.
  • the alleged measured values should at least predominantly be used for those values for which the sensors were removed when the combustion engine unit was removed. For example, because no such measurement variables are available as a result of switching from the combustion engine drive principle to the electric motor drive train.
  • data such as: diesel level; Condition of spark plugs, coolant temperature, injector position, throttle position, exhaust gas temperature, fuel pump, etc.
  • It can be data that is permanently displayed in the vehicle's cockpit. However, it can also be data that is only accessed at the request of the vehicle driver, or data that is only used within the control system as control or regulation data, for example for plausibility checks or for error monitoring.
  • measurement values other than those expected by the system are communicated as alleged (other) measurement values.
  • the remaining battery electrical charge can be determined as a measured value and communicated via the data bus as the supposed diesel level.
  • the data from the communication unit are fictitious values which lie within a standard range, so that these data are processed by the communication units present in the vehicle.
  • the data from the communication unit are measured values which are provided in the network instead of other data, so that these data are processed by the communication units present in the vehicle.
  • control and communication unit receive target specifications from the vehicle and control the drive unit with the electrically operated motor in such a way that the same behavior occurs on the shaft.
  • the drive unit has an electrically operated heater for generating hot water, and that the drive unit provides hot water at the request of the vehicle to operate the heating systems installed on the vehicle and the drive unit provides hot water at the request of the vehicle to replace an auxiliary heater installed on the vehicle. It can be an emulation of the hot water provision of the internal combustion engine through demand-controlled provision of hot water Unchanged continued operation of the functions of the vehicle provided in this way, in particular cabin heating, can be achieved. An emulation of the hot water provision of an optionally installed, internal combustion engine-operated water heater can be achieved by demand-controlled provision of hot water for the unchanged continued operation of the functions of the vehicle provided by this, in particular an auxiliary heater.
  • the drive unit has an electrically operated heater to generate hot water and uses an optional on-board climate control with automatic timer or remote control to preheat the cabin and/or the drive unit and/or the energy sources connected to it (batteries and/or or fuel cell system and/or internal combustion engine range external).
  • the electric heater can preheat the battery system to a higher starting temperature.
  • the control proposed here uses the indirect information about the planned departure time to prepare properties of the vehicle other than the temperature in the driver's cab for the most efficient possible departure, in particular the connected energy sources Batteries and fuel cells to preheat.
  • the vehicle receives information about when the departure should be from a logistics center via a data network, so that the preheating can be activated before a planned departure time, even without the timer.
  • the method according to the invention and/or the drive unit according to the invention should not be limited to the application and embodiment described above.
  • the method according to the invention and/or the drive unit according to the invention can be used to fulfill one of the number of individual functions described herein Elements, components and units have a different number.
  • the partial use of the expression “at least one” should not be understood to mean that if “at least” is not used, only “exactly one” should be suggested. Rather, every indefinite formulation such as “one”, “two” etc. should always be understood as “at least one”, “at least two” etc., unless the context shows that only “exactly one”, “exactly two” etc. should be meant.
  • Method for converting a vehicle from an internal combustion engine drive principle to an electrically operated drive train by replacing its drive unit, the vehicle belonging to the group of commercial vehicles, special vehicles, mobile work machines and watercraft, the drive unit with internal combustion engine driving a crankshaft to generate rotational movement of a core engine, wherein the electrically operated drive train is set up to carry out crankshaft emulation using a replacement shaft.
  • Figure 1 shows schematically a method 10 for converting a vehicle by replacing the drive unit of the vehicle from an internal combustion engine drive principle to an electrically operated drive train.
  • step 12 the drive unit with an internal combustion engine is mechanically separated from the vehicle and the connections of the auxiliary media.
  • step 14 the drive unit with an internal combustion engine with the remaining operatively connected auxiliary units coupled to it is removed from the vehicle.
  • the electrically operated core motor is provided with at least one electrically operated motor, which has a shaft for transmitting rotary movements, and at least one output for transmitting the rotary movements to the drive train of the vehicle, and at least one driving-independent output for transmitting rotary movements the shaft to auxiliary units and a driving engagement of the electrically operated motor to the shaft.
  • the electrically operated drive unit is completed and, for this purpose, operatively connected to the auxiliary units, which correspond to at least some of the auxiliary units of the drive unit with an internal combustion engine, and the drive unit with an electrically operated motor is installed in the vehicle instead of the drive unit Internal combustion engine is installed, and the drive unit with an electrically operated motor is operatively connected to the drive train of the vehicle, and the operatively connected auxiliary units are coupled to interfaces with the auxiliary media connections present on the vehicle.
  • the drive unit with an electrically operated motor is coupled to the at least one drive-independent output for transmitting rotational movements of the shaft for work functions.
  • the drive unit is removed, the combustion component (core engine) is removed, the electrically operated core engine is installed instead, the auxiliary units are left at least partially identical and at least partially connected to the toothed gear, and the drive unit modified in this way is installed in the vehicle built-in.
  • a control and communication unit is integrated into the network, which receives data from other components of the vehicle and provides data which is read out and/or processed by communication units present in the vehicle.

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Abstract

Verfahren zum Umrüsten eines Fahrzeugs mittels Austauschs seines Antriebsaggregats von einem verbrennungsmotorischen Antriebsprinzip zu einem elektrisch betriebenen Antriebsstrang, wobei als Ersatzaggregat das Antriebsaggregat mit mindestens einem elektrisch betriebenen Motor bereitgestellt, wobei das Ersatzaggregat (i) räumlich mit dem verfügbaren Bauraum des ausgebauten Antriebsaggregats mit Verbrennungsmotor kompatibel ist, (ii) für die Schnittstellen mechanisch kompatibel ist und (iii) sich an allen Schnittstellen funktional identisch verhält. Die Erfindung verfolgt die form-fit-function-Idee und ermöglicht dadurch einen extrem schnellen Marktzugang für umgerüstete Fahrzeuge, weil diese für den größtmöglichen Teil ihrer Bauteile bestehende Teilezulassungen weiterverwenden können, mithin neue Zulassungsprüfungen so weit wie möglich entbehrlich sind.

Description

Verfahren zum Umrüsten eines Fahrzeugs, Verfahren zum Bereitstellen eines Antriebsaggregats, Antriebsaggregat und Fahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umrüsten eines Fahrzeugs, ein Verfahren zum Bereitstellen eines Antriebsaggregats, ein Antriebsaggregat und ein Fahrzeug.
Aus dem Stand der Technik ist ein Verfahren zum Umrüsten eines Fahrzeugs bekannt, mittels Austauschs seines Antriebsaggregats von einem verbrennungsmotorischen Antriebsprinzip zu einem elektrisch betriebenen Antriebsstrang, wobei ein Fahrzeug für ein verbrennungsmotorisches Antriebsprinzip über ein Antriebsaggregat mit einem Verbrennungsmotor bzw. für ein elektrisch betriebenen Antriebsstrang über ein Antriebsaggregat mit einem elektrisch betriebenen Motor verfügt, wobei das Fahrzeug der Gruppe von Nutzfahrzeugen, Sonderfahrzeugen, mobilen Arbeitsmaschinen und Wasserfahrzeugen zugehörig ist, wobei die Antriebsaggregat mit Verbrennungsmotor eine Kurbelwelle, zum Erzeugen von Drehbewegungen, und mindestens einen Abtrieb, zum Übertragen der Drehbewegungen an einen Antriebsstrang des Fahrzeuges, und mindestens einen fahrunabhängigen internen Abtrieb, zum Übertragen von Drehbewegungen der Welle an direkt an dem Verbrennungsmotor montierte Nebenaggregate für den Betrieb von Grundfunktionen des Fahrzeugs und optional einen oder mehrere weitere Nebenabtriebe für den direkten mechanischen Betrieb von externen Aggregaten für Zusatzfunktionen des Fahrzeugs (z.B. Fahrzeugaufbauten) aufweist, mit den folgenden Schritten: Das Antriebsaggregat mit Verbrennungsmotor wird von dem Fahrzeug und optionalen vorhandenen Aufbauten mechanisch getrennt, und das Antriebsaggregat mit Verbrennungsmotor wird mit den verbleibenden daran angekoppelten wirkverbundenen Nebenaggregaten aus dem Fahrzeug ausgebaut, und es wird eine Antriebseinheit mit mindestens einem elektrisch betriebenen Motor, wobei diese eine Welle zur Übertragung von Drehbewegungen, und mindestens einen Abtrieb zum Übertragen der Drehbewegungen an den Antriebsstrang des Fahrzeuge aufweist und ein vom Hauptantrieb unabhängiger, elektrisch betriebener Ersatz der Nebenaggregate, wobei es sich hierbei um neue, elektrisch betriebene Nebenaggregate oder zumindest teilweise um die ausgebauten mechanisch betriebenen Nebenaggregate mit zusätzlichem elektrisch betriebene Motor handeln kann, bereitgestellt, und die Antriebseinheit mit elektrisch betriebenem Motor wird zusammen mit dem eigenständigen Ersatz der Nebenaggregate mit mechanischen Halterungen in das Fahrzeug anstelle des Antriebsaggregats mit Verbrennungsmotor eingebaut und durch Adapter mit dem Antriebsstrang des Fahrzeuges wirkverbunden gekoppelt, und die eigenständig elektrisch betriebene Ersatz der Nebenaggregate werden mit dem Fahrzeug über zusätzliche oder angepasste Anschlussleitungen zum Ausgleich der Positionierung der neuen Nebenaggregate gegenüber dem Ursprungszustand gekoppelt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dem Stand der Technik eine Verbesserung oder Alternative zur Seite zu stellen.
Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung löst die gestellte Aufgabe ein Verfahren zum Umrüsten eines Fahrzeugs mittels Austauschs seines Antriebsaggregats von einem verbrennungsmotorischen Antriebsprinzip zu einem elektrisch betriebenen Antriebsstrang, wobei ein Fahrzeug für ein verbrennungsmotorisches Antriebsprinzip über ein Antriebsaggregat mit einem Verbrennungsmotor verfügt, und wobei ein Fahrzeug für einen elektrisch betriebenen Antriebsstrang über ein Antriebsaggregat mit einem elektrisch betriebenen Motor verfügt, wobei das Fahrzeug der Gruppe von Nutzfahrzeugen, Sonderfahrzeugen, mobilen Arbeitsmaschinen und Wasserfahrzeugen zugehörig ist, wobei das Antriebsaggregat mit Verbrennungsmotor eine Kurbelwelle, zum Erzeugen von Drehbewegung, angetrieben von einem Kernmotor, und mindestens einen Hauptabtrieb, zum Übertragen der Drehbewegung an einen Antriebsstrang des Fahrzeuges, und mindestens einen internen Abtrieb, zum Übertragen der Drehbewegung an aggregatsinterne Nebenaggregate, und optional mindestens einen fahrunabhängigen Nebenabtrieb, zum Übertragen der Drehbewegung an externe Aggregate, aufweist, wobei das Verfahren zum Umrüsten die folgenden Schritte aufweist: a. das Antriebsaggregat mit Verbrennungsmotor wird von dem Fahrzeug mechanisch getrennt, und zwar wie folgt: i. Hauptabtrieb: Die Kopplung zwischen Hauptabtrieb und Fahrgetriebe wird gelöst. ii. Interne Abtriebe, verbindend den Kernmotor und die Nebenaggregate: Die Verbindung zwischen den Nebenaggregaten und deren Anschlüssen zum Restfahrzeug, beispielsweise zu jeweiligen Hilfsmedien, zum Beispiel Druckluft, Hydraulik, Lenkhilfe, 24-V-Bordnetzversorgung etc, wird getrennt; wobei die Nebenaggregate zumindest zum Teil, bevorzugt komplett, am Aggregat verbleiben. iii. Nebenabtriebe: Falls Nebenabtriebe vorhanden sind, welche zu externen Aggregaten führen, so werden diese ebenfalls getrennt. iv. Sonstige Verbindungen: Alle sonstigen mechanischen, thermischen und elektromechanischen Verbindungen werden gelöst, beispielsweise Schraubverbindungen; Schläuche und Stecker wie insbesondere Steuerungsanschlüsse und Stromversorgung; sodass das Antriebsaggregat mit Verbrennungsmotor mit den daran angekoppelten wirkverbundenen Nebenaggregaten aus dem Fahrzeug ausgebaut und dabei an einer Mehrzahl Schnittstellen getrennt wird; b. es wird als Ersatzaggregat das Antriebsaggregat mit mindestens einem elektrisch betriebenen Motor bereitgestellt, wobei das Ersatzaggregat i. räumlich mit dem verfügbaren Bauraum des ausgebauten Antriebsaggregats mit Verbrennungsmotor kompatibel ist, ii. für die Schnittstellen mechanisch kompatibel ist und iii. sich an allen Schnittstellen funktional identisch verhält, also an Hauptabtrieben, Verbindungen zw. den Nebenaggregaten zum Restfahrzeug und den optionalen Nebenabtrieben.
Begrifflich sei hierzu erläutert, dass das identische Verhalten an den Schnittstellen zu verstehen ist als an Hauptabtrieben, Verbindungen zw. den Nebenaggregaten zum Restfahrzeug und den optionalen Nebenabtrieben.
Der vorgestellte Aspekt der Erfindung lässt sich im Fachjargon mit Form- Fit- und Funktionskompatibilität zusammenfassen:
Als erstes Erfordernis muss das Austauschaggregat hinsichtlich seiner Form in den zur Verfügung stehenden Bauraum des ausgebauten Verbrenner-Aggregats passen.
Hierunter sei insbesondere zu verstehen, dass das neue Aggregat im Idealfall den Raum des vorherigen Aggregats nirgends überschreitet. In diesem einfachsten Falle besteht kein Zweifel daran, dass das neue Aggregat in den Bauraum des alten Aggregats eingefügt werden kann.
Ein Verschieben oder Verbiegen von im Bauraum vorhandenen beweglichen Elementen wie beispielsweise Kabeln, Kabelbäumen oder Schläuche soll als zur Verfügung stehender, freier Bauraum aufgefasst werden. Entscheidend ist, dass nicht Bauteile des Restfahrzeugs so umgebaut werden müssen, dass diese auf neue Art Zusammenwirken, weil dies eine neue Zulassung des Restfahrzeugs erforderlich machen kann.
Das neue Aggregat kann allerdings auch insgesamt oder an verschiedenen Stellen einen größeren Bauraum verlangen als das vorherige Aggregat. Dies hängt immer vom konkret zur Verfügung stehenden Bauraum im Fahrzeug ab.
Allerdings muss gleichzeitig das zweite Erfordernis erfüllt werden, nämlich das mechanische „fit“. Hierunter ist zu verstehen, dass vorhandene mechanische Anschlusspunkte verwendet werden können müssen. Beispielsweise gibt es Bohrungen als mechanische Aufnahmepunkte, in welche mit Verschraubungen und ggf. auch Vernietungen das Einhängen und Befestigen des Aggregats in den Bauraum hinein und die kinetische Arbeitsübertragung erfolgen. Das neue Aggregat muss mit den fahrzeugseits vorhandenen Aufnahmepunkten ausreichend befestigt werden können. Teil des neuen Aggregats können hierzu auch Adapter sein, es ist nicht zwingend erforderlich, dass das neue Aggregat bis zu den Aufnahmepunkten hin einstückig ausgebildet ist. im Idealfall allerdings verwendet das neue Aggregat, mit oder ohne Adapter, sämtliche Aufnahmepunkte des vorherigen Aggregats zum Restfahrzeug.
Es müssen nicht alle vorhandenen mechanischen Anschlusspunkte genutzt werden. Das bedeutet, dass einige vorhandene mechanische Anschlusspunkte nach Umrüsten des Fahrzeugs ungenutzt verbleiben können, beispielsweise weil das Ersatzaggregat kleiner und/oder leichter baut als das ursprüngliche Aggregat.
Das dritte Erfordernis ist die Funktion:
Es gibt verschiedene Verbindungen zwischen einem Aggregat und dem Restfahrzeug. Dies können insbesondere sein: mechanische, thermische und elektromechanische Verbindungen. Da alle körperbehafteten Verbindungen beim Ausbau getrennt werden (etwaige kabellose Verbindungen für Daten sind nicht mechanisch zu trennen, bilden aber dennoch Schnittstellen), erwartet das Fahrzeug mit seinem Steuersystem, dass das Austauschaggregat wieder alle Schnittstellen bedient. Dies wird als funktionale Kompatibilität verstanden.
So muss zur mechanischen Funktionskompatibilität insbesondere eine Kurbelwellenemulation vorgesehen sein. Die Kurbelwelle zu ersetzen, entweder durch eine elektrisch angetriebene Kurbelwelle (dann kann sie theoretisch aus dem ursprünglichen Aggregat übernommen werden) oder bevorzugt durch eine Austauschwelle, ist nach bisheriger Einschätzung der Erfindung erforderlich.
Im neuen Austauschaggregat: Bevorzugt werden die ursprünglichen Nebenaggregate verwendet. Diese werden über die inneren Abtriebe betrieben. Die ursprünglichen Nebenaggregate hängen an den ursprünglichen Verteilgetrieben. Die Verteilgetriebe wurden ursprünglich von der Kurbelwelle angetrieben, werden daher nach dem Umrüsten von der Ersatzwelle angetrieben.
So hat dies auch direkten Einfluss auf das Medienhandling. Denn wenn beispielsweise im ursprünglichen Aggregat eine Wasserpumpe für einen Kühlwasserkreislauf vorhanden ist, dann erwartet die Steuerung des Restfahrzeugs, dass auch nach dem Umrüsten die Pumpe läuft und das Wasser umspült, auch wenn es keinen zu kühlenden Verbrennermotor mehr gibt. Es kann beispielsweise dennoch Wasser umgespült werden. Dies hat den Nebeneffekt, dass eine elektrische Batterie gekühlt werden kann, aber insbesondere ist dadurch Wasser in einem thermischen Fluidkreislauf in einem solchen Druck vorhanden, dass das Restfahrzeug alle Messwerte in den von der Steuerung erwarteten Grenzwerten erfassen kann. Wenn nun, um das Beispiel weiter zu erläutern, seitens der Fahrerkabine des Fahrzeugs eine Anforderung von vom Motor erwärmten Warmwasser gestellt wird, beispielsweise um für die Fahrerkabine warme Heizungsluft bereitzustellen, so sieht das Austauschaggregat bevorzugt eine elektrische Heizung oder Nachheizung vor, um auch diesbezüglich dem Restfahrzeug das thermische Medium in einem Wertebereich zu übergeben, welcher vom Restfahrzeug erwartet wird, also beispielsweise in einem Bereich von 80 °C bis 120 °C. Das Austauschaggregat erfasst hierzu bevorzugt mit Sensoren Daten und verwendet diese selbst, ohne sie über den Hauptbus an das Restfahrzeug zu leiten. So ist denkbar, dass das Austauschaggregat mit seinem Steuergerät die tatsächliche Kühlwassertemperatur erfasst, welche beispielsweise zwischen 10 °C und 50 °C liegen kann, dann zwar als fiktiver Wert den vom Restfahrzeug erwarteten Wert ins Bussystem meldet, falls das Restfahrzeug diese Temperatur anfordert, aber den tatsächlichen Wert für eine eigene Steuerung verwendet, also beispielsweise um die Leistung der Nachheizung für den angeforderten Heißwasserstrang zur Fahrerkabine bzw. zu deren Lüftung in erforderlichem Maße bereitzustellen.
Ein anderes Beispiel kann der Luftpresser sein, welcher die Druckluft für die Druckluftbremsanlage des Fahrzeugs bereitstellt.
Die vorgeschlagene funktionale Kompatibilität erstreckt sich ausdrücklich auch auf Daten: Das Austauschaggregat hat bevorzugt ein eigenes Steuergerät, welches auf Basis der Datenstruktur im elektronischen Bussystem des Fahrzeugs Daten in das Bussystem einspielt, wann und soweit das Restfahrzeug diese Daten erwartet.
Ein optionaler Aspekt der Erfindung kann auch beschrieben werden als ein Verfahren zum Umrüsten eines Fahrzeugs mittels Austauschs seines Antriebsaggregats von einem verbrennungsmotorischen Antriebsprinzip zu einem elektrisch betriebenen Antriebsstrang, wobei ein Fahrzeug für ein verbrennungsmotorisches Antriebsprinzip über ein Antriebsaggregat mit einem Verbrennungsmotor verfügt, und wobei ein Fahrzeug für einen elektrisch betriebenen Antriebsstrang über ein Antriebsaggregat mit einem elektrisch betriebenen Motor verfügt, wobei das Fahrzeug der Gruppe von Nutzfahrzeugen, Sonderfahrzeugen, mobilen Arbeitsmaschinen und Wasserfahrzeugen zugehörig ist, wobei das Antriebsaggregat mit Verbrennungsmotor eine Kurbelwelle, zum Erzeugen von Drehbewegungen, und mindestens einen Abtrieb, zum Übertragen der Drehbewegungen an einen Antriebsstrang des Fahrzeuges, und mindestens einen fahrunabhängigen internen Abtrieb, zum Übertragen von Drehbewegungen der Welle an Nebenaggregate, und optional mindestens einen Nebenabtrieb zum Übertragen der Drehbewegung der Welle an externe Aggregate aufweist, mit den folgenden Schritten: a. das Antriebsaggregat mit Verbrennungsmotor wird von dem Fahrzeug und optionalen vorhandenen Aufbauten mechanisch getrennt, und b. das Antriebsaggregat mit Verbrennungsmotor wird mit, insbesondere allen, verbleibenden daran angekoppelten wirkverbundenen Nebenaggregaten aus dem Fahrzeug ausgebaut, und c. es wird als Austauschaggregat das Antriebsaggregat mit mindestens einem elektrisch betriebenen Motor bereitgestellt, wobei das Antriebsaggregat eine Welle zur Übertragung von Drehbewegungen, und mindestens einen Abtrieb zum Übertragen der Drehbewegungen an den Antriebsstrang des Fahrzeuges, und mindestens einen fahrunabhängigen Abtrieb, zum Übertragen von Drehbewegungen der Welle an Nebenaggregate aufweist, sowie einen Antreibeingriff des elektrisch betriebenen Motors an die Welle aufweist; und d. das Antriebsaggregat mit elektrisch betriebenem Motor wird mit Nebenaggregaten wirkverbunden gekoppelt, welche zumindest zu einem Teil den Nebenaggregaten des Antriebsaggregats mit Verbrennungsmotor entsprechen, und e. das Antriebsaggregat mit elektrisch betriebenem Motor wird in das Fahrzeug anstelle des Antriebsaggregats mit Verbrennungsmotor eingebaut und, und f. das Antriebsaggregat mit elektrisch betriebenem Motor wird mit dem Antriebsstrang des Fahrzeuges und optionalen vorhandenen Aufbauten mechanisch wirkverbunden gekoppelt, und g. die wirkverbunden externen Aggregate werden mit dem Fahrzeug gekoppelt, wobei das Antriebsaggregat mit Verbrennungsmotor mindestens einen fahrunabhängigen Nebenabtrieb zum Übertragen von Drehbewegungen der Welle für Arbeitsfunktionen aufweist, und wobei das Antriebsaggregat mit elektrisch betriebenem Motor mit dem mindestens einen fahrunabhängigen Abtrieb, zum Übertragen von Drehbewegungen der Welle für Arbeitsfunktionen, gekoppelt wird.
Begrifflich sei erläutert wie folgt:
Der Motor verfügt über zwei oder (oft) drei unterschiedliche Abtriebe:
- Der sogenannte „Hauptabtrieb“ ist mit dem Fahrgetriebe gekoppelt und dient dem Antrieb des Fahrzeugs, oder kann über ein optionales Zwischengetriebe auch für weitere Arbeitsfunktionen genutzt werden.
- Ein oder mehrere sogenannte „interne Abtriebe“ treiben die sogenannten „Nebenaggregate“ an. Die Nebenaggregate dienen internen Funktionen des Fahrzeugs. Beispielsweise treiben sie den Luftpresser der Druckluftbremse an.
- Ein oder mehrere sogenannte „Nebenabtriebe“ treiben optionale externe Aggregate an. Externe Aggregate finden sich bei Fahrzeugen der hier gegenständlichen Gattung meist, aber nicht zwingend, in den Aufbauten der Fahrzeuge. Beispielsweise treiben sie die Hydraulikpumpe für eine Kippvorrichtung an.
Der beschriebene Aspekt der Erfindung geht also aus von einem Verfahren zum Umrüsten eines Fahrzeugs mittels Austauschs seines Antriebsaggregats von einem verbrennungsmotorischen Antriebsprinzip zu einem elektrisch betriebenen Antriebsstrang, wobei ein Fahrzeug für ein verbrennungsmotorisches Antriebsprinzip über ein Antriebsaggregat mit einem Verbrennungsmotor bzw. für ein elektrisch betriebenen Antriebsstrang über ein Antriebsaggregat mit einem elektrisch betriebenen Motor verfügt, wobei das Fahrzeug der Gruppe von Nutzfahrzeugen, Sonderfahrzeugen, mobilen Arbeitsmaschinen und Wasserfahrzeugen zugehörig ist, wobei die Antriebsaggregat mit Verbrennungsmotor eine Kurbelwelle, zum Erzeugen von Drehbewegungen, und mindestens einen Abtrieb, zum Übertragen der Drehbewegungen an einen Antriebsstrang des Fahrzeuges, und mindestens einen fahrunabhängigen internen Abtrieb, zum Übertragen von Drehbewegungen der Welle an direkt an dem Verbrennungsmotor montierte Nebenaggregate für den Betrieb von Grundfunktionen des Fahrzeugs und optional einen oder mehrere weitere Nebenabtriebe für den direkten mechanischen Betrieb von externen Aggregaten für Zusatzfunktionen des Fahrzeugs (z.B. Fahrzeugaufbauten) aufweist, mit den folgenden Schritten:
Das Antriebsaggregat mit Verbrennungsmotor wird von dem Fahrzeug und optionalen vorhandenen Aufbauten mechanisch getrennt, und das Antriebsaggregat mit Verbrennungsmotor wird mit den verbleibenden daran angekoppelten wirkverbundenen Nebenaggregaten aus dem Fahrzeug ausgebaut. Es wird eine Antriebseinheit mit mindestens einem elektrisch betriebenen Motor (wobei diese eine Welle zur Übertragung von Drehbewegungen, und mindestens einen Abtrieb zum Übertragen der Drehbewegungen an den Antriebsstrang des Fahrzeuge aufweist) und ein vom Hauptantrieb unabhängiger, elektrisch betriebener Ersatz der Nebenaggregate, wobei es sich hierbei um neue, elektrisch betriebene Nebenaggregate oder zumindest teilweise um die ausgebauten mechanisch betriebenen Nebenaggregate mit zusätzlichem elektrisch betriebene Motor handeln kann, bereitgestellt.
Die Antriebseinheit mit elektrisch betriebenem Motor wird zusammen mit dem eigenständigen Ersatz der Nebenaggregate mit mechanischen Halterungen in das Fahrzeug anstelle des Antriebsaggregats mit Verbrennungsmotor eingebaut.
Die neue Antriebseinheit kann durch Adapter mit dem Antriebsstrang des Fahrzeuges wirkverbunden gekoppelt werden. Nach dem Einbau der Antriebseinheit mit elektrisch betriebenen Motor ist es möglich, dass an manchen Stellen ein Adapter notwendig ist. Ein Adapter kann zur mechanischen, thermischen und/oder elektromechanischen Anpassung zur Verwendung kommen. Ein solcher Adapter kann beispielsweise für eine thermische Anpassung durch eine zusätzliche Anschlussleitung gebildet werden oder durch eine Anpassung einer bereits vorhandenen Anschlussleitung. Der Adapter hat die Funktion, dass er einen Ausgleich schafft, im Falle, dass eines der neuen Nebenaggregate eine abweichende Einbauposition gegenüber dem Ursprungszustand, also der Position die das Nebenaggregat bei dem Antriebsaggregat mit Verbrennungsmotor inne hatte, aufweist.
Es wird mit dem vorgestellten Aspekt der Erfindung also vorgeschlagen, dass das Antriebsaggregat mit elektrisch betriebenem Motor das Antriebsaggregat mit Verbrennungsmotor dahingehend ersetzt, dass bei der mechanischen Integration des elektrisch betriebenen Antriebsaggregates keine Veränderungen am Fahrzeug erforderlich sind, die vorhandenen Anschlusspunkte zur Befestigung unverändert weiter genutzt werden und alle durch das Antriebsaggregat mit Verbrennungsmotor bereitgestellten Funktionen an allen Schnittstellen zum Fahrzeug unverändert weiter gegeben sind. Die Erfindung realisiert sich also durch Form- Fit- und Funktionskompatibilität.
Keine Veränderungen am Fahrzeug bei der mechanischen Integration beinhaltet, dass vorteilhafterweise durch das elektrisch betriebene Antriebsaggregat zumindest im Wesentlichen nur der verfügbare Bauraum (Motortunnel) genutzt wird, ohne dass Umbauarbeiten am Fahrzeug notwendig werden.
Die Weiterverwendung der vorhandenen mechanischen Anschlusspunkte können insbesondere die Halterungen und Befestigungspunkte zur Montage des Antriebsaggregat im Fahrzeug, der Anschlüsse zur Befestigung des Antriebsaggregats am Fahrgetriebe des Antriebsstrangs, der optional vorhandenen mechanischen Anschlüsse für externe Aggregate (angetrieben über die Nebenabtriebe), die mechanischen Anschlüsse der an das Antriebsaggregat wirkverbunden Nebenaggregate zu den Anschlusspunkten der Hilfsmedien des Fahrzeugs (z.B. Druckluft, Lenkhilfehydraulik, Spannungsversorgung Bordnetz, etc.), und/oder die elektromechanischen Schnittstellen zum Bordnetz des Fahrzeugs umfassen.
Die Funktionskompatibilität der Schnittstellen des elektrisch betriebenen Antriebsaggregates zu den dem verbrennungsmotorisch betrieben Antriebaggregates kann insbesondere das Verhalten des Hauptabtriebs und der optionalen Nebenabtriebe, des Funktionsverhalten der Hilfsmedien und der Steuerungsschnittstellen zwischen Fahrzeug und Antriebsaggregat umfassen.
Vorzugsweise wird das Verfahren eingesetzt, um elektrisch betriebene Fahrzeuge aus bereits realisierten Neu- oder Gebrauchtfahrzeugen mit Verbrennungsmotor zu realisieren (Retro-Fit-Verfahren). Aufgrund der Form-, Fit- und Funktionskompatibilität des elektrisch betriebenen Antriebsaggregates beschränken sich die Umbauarbeiten auf einen Aggregatstausch, den Verbau der elektrischen Energiequelle (Batterien und/oder Brennstoffzellen und/oder verbrennungsmotorische Range-Extender) und die durch den Umbau verkehrsrechtlich notwendig werdenden Zulassungsaktivitäten auf den Nachweis der Funktionskompatibilität an den Schnittstellen des Aggregates. Bereits bestehende Zulassung für fahrzeugübergreifende Funktionen wie die Druckluftbremse können hierdurch mit minimalem Aufwand erreicht werden.
Eine alternative vorzugweise Anwendung des Verfahrens ergibt sich in der Neuproduktion von elektrisch betriebenen Fahrzeugen durch die Nutzung von bestehenden Produktionsverfahren und bestehender Produktionsinfrastruktur für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor. Hierzu wird im Fahrzeug ohne Antriebsaggregat (Gliding Chassis) im Produktionsschritt zum Verbau des Antriebsaggregats statt der verbrennungsmotorisch betriebenen Antriebsstrangs der elektrische Antriebsstrang mit dem elektrisch betriebenen Antriebsaggregat verbaut. Aufgrund der Funktionskompatibilität des Antriebsaggregats ergibt sich auch eine Funktionskompatibilität des hieraus entstehenden elektrischen Fahrzeugs mit dem verbrennungsmotorisch betriebenen Fahrzeug. Die dem Verbau des Antriebstrangs nachgelagerte Produktionsschritte können wiederum unverändert weiter genutzt werden (Bremsprüfstände, etc.). Hierüber wird über die Kompatibilität des entstehenden Fahrzeugs mit der bestehenden Produktionsinfrastruktur eine Serienproduktion mit minimalem Aufwand ermöglicht. Als mobile Arbeitsmaschinen sollen insbesondere selbstfahrende, gezogene oder verlegbare Maschinen mit einem integrierten Antriebsaggregat mit Hauptanwendung außerhalb des öffentlichen Straßenverkehrs und mit oder ohne notwendige Straßenzulassung verstanden werden. Insbesondere kann eine mobile Arbeitsmaschine eine Baumaschine, eine Agrarmaschine, Multifunktionsfahrzeuge (Geräteträger), Maschinen zum Transport und Warenumschlag, zum Warenhandling, auf Betriebshöfen, Häfen oder Flughäfen, Maschinen aus den Bereichen Bergbau, Forstwirtschaft, kommunalen Aufgaben oder militärischen Anwendungen sein. Als Nutzfahrzeuge sollen insbesondere alle Straßenfahrzeuge, welche durch Ihre Einrichtung und Bauart für den Zweck der Personenbeförderung, der Beförderung von Lasten und Gütern und/oder zum Ziehen von Anhänger- oder Aufliegerfahrzeugen ausgelegt sind, verstanden werden. Insbesondere umfassen Nutzfahrzeuge Lastkraftwagen mit oder ohne Aufbau, sowohl als Frontlenker als auch als Kurz- oder Langhauber. Als Sonderfahrzeuge sollen Straßenfahrzeuge für besondere Zwecke, die nicht allein zur Beförderung von Gütern genutzt werden, verstanden werden. Darunter fallen insbesondere, aber nicht ausschließlich Einsatzfahrzeuge (z.B. Feuerwehr, Polizei, Rettungsdienst, etc.), Kranwagen, Absetzkipper, Abrollkipper, Müllsammelfahrzeuge, Kanalreinigungsfahrzeuge, Kehrfahrzeuge,
Wechselbrückenhubwagen, Winterdienstfahrzeuge, Kipper und Zementmischer, Autobetonpumpen oder Saugbagger.
Vorzugsweise ist der Hauptabtrieb zum Übertragen der Drehbewegungen an einen Antriebsstrang des Fahrzeuges ausgebildet. Insbesondere kann der Hauptabtrieb an das Getriebe des Antriebsstrangs außerhalb des Antriebsaggregates anschließen. In einer alternativen Realisierung kann der Haupantrieb zusätzlich für den Betrieb einer hydrodynamischen Bremse ausgebildet sein.
Bevorzugt ist ein optional vorhandener fahrunabhängiger Nebenabtrieb zum Betrieb von optionalen externen Aggregaten der An- oder Aufbauten ausgebildet. Der fahrunabhängige Nebenabtrieb kann als motorabhängiger oder schwungradseitiger Nebenabtrieb bezeichnet sein. Der fahrunabhängige Nebenabtrieb kann dazu ausgebildet sein, Funktionen des Fahrzeugs, welche nicht dem Fährbetrieb des Fahrzeugs dienen, zu ermöglichen, insbesondere anzutreiben, wobei die Funktionen beispielsweise durch Aufbauten oder Anbauten am Fahrzeug realisiert sein können.
Bevorzugt erfolgt die Realisierung des elektrisch betriebenen Antriebsaggregates durch den Ersatz des Verbrennungsbereichs mit Kurbelwelle (verbrennungstechnisch betriebener Kernmotor mit Motorblock, Zylinder, etc.) des verbrennungsmotorisch betriebenen Antriebaggregates durch eine elektro-mechanische Ersatzkonstruktion (elektrisch betriebener Kernmotor), einschließlich einer Ersatzwelle zur Kurbelwellenemulation. Die Mechanik des elektrisch betriebene Kernmotors bildet die mechanischen Eigenschaften des verbrennungstechnisch betriebenen Kernmotors nach, beispielsweise die mechanische Tragestruktur, die Anbauflächen für die weiteren Teile des Antriebsaggregates (Anschlussflächen und Anschlusspunkte für Nebenaggregate, Halterungen, Gehäuseteile, Lagerungen für interne Getriebeteile des Antriebaggregates und Lagerungen der Welle) und stellt die mechanischen Montagepunkte für die elektrischen Komponenten bereit. Der elektrisch betriebene Kernmotor beinhaltet mindestes einen elektrischen betriebenen Motor, welcher an der mechanischen Tragkonstruktion befestigt ist und über ein integriertes Motorgetriebe in Wirkverbindung mit der Ersatzwelle steht.
Das integrierte Motorgetriebe kann beispielsweise der Drehzahl des elektrisch betriebenen Motors mittels einer Übersetzung oder einer Untersetzung angepasst sein.
Es kann ein Versatz zwischen elektrisch betriebenem Motor und Welle vorgesehen sein. Insbesondere können der elektrisch betriebene Motor und die Welle versetzt angeordnet sein.
Es kann eine Summierung bei mehreren elektrisch betriebenen Motoren vorgesehen sein. Insbesondere können mehrere elektrisch betriebene Motoren über ein Summiergetriebe gekoppelt sein.
Die Ersatzwelle des elektrisch betrieben Kernmotors sollte im Lagerbereich und den Anschlussbereichen identisch zu der Kurbelwelle des verbrennungsmotorisch betriebenen Antriebsaggregats in Bezug auf die mechanische Ausführung und Positionierung ausgebildet sein. In den anderen Bereichen als in den Lager- und Anschlussbereichen kann, muss aber nicht, die Ersatzwelle anders ausgeführt sein als die ursprünglich vorgesehen Kurbelwelle. Vor allem sei bei der Form der Ersatzwelle an eine gegenüber einer Kurbelwelle vereinfachte Konstruktion gedacht, welche frei von Pleuelzapfen und Kurbelwangen ist.
Der elektrisch betriebene Kernmotor wird in einem weiteren Schritt um die weiteren Teile des Antriebsaggregates zu dem elektrisch betriebenen Antriebsaggregat ergänzt. Dies umfasst Gehäuseteile, Motorlager, Nebenaggregate und ein oder mehrere interne Verteilgetriebe zum Antrieb der angebauten Nebenaggregate sowie den optional vorhandenen Nebenabtrieb.
Die weiteren Teile des Antriebsaggregates, also insbesondere die Gehäuseteile, Motorlager, Nebenaggregate, Verteilgetriebe, optionale Nebenantriebe, können jeweils gegen, bevorzugt baugleiche, neue Teile ausgetauscht werden. Es kann sich bei den Teilen um dieselben handeln, oder um neue, bzw. um teilweise neue.
Die mechanische Konstruktion kann die identischen Anschlussflächen, Anschlusspunkte und räumliche Positionierung wie beim verbrennungsmotorisch betriebenen Antriebsaggregat bieten.
Die Nebenaggregate werden über Verteilgetriebe von der Ersatzwelle betrieben. Hierzu können bevorzugt die baugleichen Verteilgetriebe und Antriebswellen wie beim verbrennungsmotorisch betriebenen Antriebsaggregat genutzt werden.
Die mechanische Konstruktion kann hierfür die identischen Anschlussflächen, Anschlusspunkte und räumliche Positionierung der Lagerungen der Getriebeteile wie beim verbrennungsmotorisch betriebenen Antriebsaggregat bieten.
Die optional vorhandenen Nebenabtriebe zum direkten mechanischen Betrieb von externen Aggregaten für Zusatzfunktionen des Fahrzeugs (z.B. Fahrzeugaufbauten) werden ebenfalls über die Verteilgetriebe von der Ersatzwelle betrieben. Hierzu können bevorzugt die baugleichen Verteilgetriebe und Antriebswellen wie beim verbrennungsmotorisch betriebenen Antriebsaggregat genutzt werden. Die mechanische Konstruktion kann hierfür die identischen Anschlussflächen, Anschlusspunkte und räumliche Positionierung des Anschlusses der externen Aggregate wie beim verbrennungsmotorisch betriebenen Antriebsaggregat bieten.
Weiterhin beinhaltet das elektrisch betriebene Antriebsaggregat ein elektronisches Steuerungssystem, welches die elektrisch betriebenen Motoren und die weiteren elektrischen Komponenten des Antriebsaggregates ansteuert, die Schnittstelle zur Ansteuerung des Antriebsaggregates durch das übergeordnete Fahrzeugsteuerungssystem bereitstellt und über die Schnittstelle und dem Fahrzeugdatennetzwerk (beispielsweise CAN-Bus-System) mit Komponenten des Fahrzeuges untereinander Daten austauschen kann.
Das Steuerungssystem beinhaltet eine Steuerungsapplikation, welche die Steuerbefehle des Fahrzeugs interpretiert und den elektrisch betriebenen Motor unter Berücksichtigung der Eigenschaften des internen Motorengetriebes so ansteuert, dass sich ein Betriebszustand der Ersatzwelle einstellt, der dem identischen Betriebszustand der Kurbelwelle des verbrennungsmotorisch betriebenen Antriebsaggregates bei gleicher fahrzeugseitiger Ansteuerung entspricht (mithilfe der Ersatzwelle wird also eine Kurbelwellenemulation vorgenommen). Hierüber ergibt sich das funktionskompatible Verhalten am Hauptabtrieb des elektrisch betriebenen Antriebsaggregates.
Erfolgt die Realisierung des elektrisch betriebenen Antriebsaggregates durch die beschriebene Verwendung der baugleichen Verteilgetriebe und der Nebenaggregate des verbrennungsmotorisch betriebenen Antriebsaggregates, so stellt sich durch die Ersatzkurbelwellenemulation inhärent auch der funktionskompatible Betrieb der Nebenaggregate und damit die funktionskompatible Bereitstellung der durch die Nebenaggregate bereitgestellten Hilfsmedien (Druckluft, Lenkhilfehydraulik, etc.) ein (Funktionsemulation der Hilfsmedien).
Das Steuerungssystem beinhaltet eine Steuerungsapplikation, welche die vom übergeordneten Fahrzeugsteuerungssystem erwarten Daten des Antriebsaggregates umfänglich generiert und über die Steuerungsschnittelle im erwarteten Format sendet (Rest-Bus-Emulation). Die generierten Daten umfassen reale Daten (beispielsweise die Kurbelwellendrehzahl), Daten, welche im Kontext des Technologiewechsels zur Weiternutzung übergeordneter Funktionen um interpretiert werden (z.B. Nutzung der Kraftstoffanzeige zur Darstellung des Ladezustands der Traktionsbatterie), und fiktive Daten, welche durch den Technologiewechsel zum elektrischen Antrieb nicht mehr gegeben sind, jedoch vom übergeordneten System zum fehlerfreien Betrieb erwartet werden (beispielsweise Füllstand des Ad-Blue-Tanks. Über die Rest-Bus-Emulation wird ein fehlerfreier Betrieb des elektrisch betrieben Antriebaggregates ohne Änderungen am übergeordneten Fahrzeugsteuerungssystem ermöglicht.
Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung löst die gestellte Aufgabe ein Verfahren zum Umrüsten eines Fahrzeugs mittels Austausch seines Antriebsaggregats von einem verbrennungsmotorischen Antriebsprinzip zu einem elektrisch betriebenen Antriebsstrang, wobei ein Fahrzeug für ein verbrennungsmotorisches Antriebsprinzip ein Antriebsaggregat aufweist, welches einen Verbrennungsmotor als Kernmotor, eine Mehrzahl zahngetriebeangetriebener Nebenaggregate und eine Wellenantrieb aufweist, bzw. wobei das Fahrzeug für ein elektrisches Antriebsprinzip über eine Antriebsaggregat mit einem elektrisch betriebenen Kernmotor verfügt, wobei das Fahrzeug der Gruppe von Nutzfahrzeugen, Sonderfahrzeugen, mobilen Arbeitsmaschinen und Wasserfahrzeugen zugehörig ist.
Es wird vorgeschlagen, dass das Antriebsaggregat ausgebaut wird, der Verbrennungsanteil (Kernmotor mit Motorblock, Zylinder, etc.) entfernt wird, stattdessen der elektrisch betriebene Kernmotor eingebaut wird, die Nebenaggregate zumindest zum Teil identisch belassen und zumindest zum Teil mit dem Zahngetriebe verbunden werden, und dass das derart modifizierte Antriebsaggregat in das Fahrzeug eingebaut wird.
Hierdurch wird eine mechanische Ersatzkonstruktion verwendet, welche die optimale Wiederverwendbarkeit von vorhandenen Verteilgetrieben ermöglicht.
Vorzugsweise ist das Verfahren als ein Retro-Fit-Verfahren, insbesondere als ein Retro-Fit-Umbauverfahren, ausgebildet. Vorzugsweise umfasst das Antriebsaggregat mindestens einen Abtrieb für ein Nebenaggregat. Es kann ein vorteilhaftes Weiterverwenden von Bauteilen des Fahrzeugs erreicht werden. Insbesondere können die Bauteile neuzertifizierungsfrei weiterverwendet werden.
Nach einem dritten Aspekt der Erfindung löst die gestellte Aufgabe ein Verfahren zum Bereitstellen eines Antriebsaggregats mit einem elektrisch betriebenen Motor für ein Fahrzeug aus der Gruppe mit Nutzfahrzeugen, Sonderfahrzeugen, mobilen Arbeitsmaschinen und Wasserfahrzeugen, welche anstelle eines Antriebsaggregat mit Verbrennungsmotor einbaubar ist, wobei das Antriebsaggregat über eine Welle verfügt, welche gleich wirkend einer Kurbelwelle eines Antriebsaggregat mit Verbrennungsmotor zum Übertragen von Drehbewegungen ausgebildet ist, wobei das Antriebsaggregat
- mindestens einen Hauptabtrieb, zum Übertragen der Drehbewegung an einen Antriebsstrang des Fahrzeuges, und
- mindestens einen internen Abtrieb, zum Übertragen der Drehbewegung an aggregatsinterne Nebenaggregate, und
- optional mindestens einen fahrunabhängigen Nebenabtrieb, zum Übertragen der Drehbewegung an externe Aggregate, aufweist, wobei das Antriebsaggregat über einen elektrisch betriebenen Motor verfügt, zum Antreiben der Welle, und das Antriebsaggregat über eine Motorlagerung zum Befestigen des Antriebsaggregats an dem Fahrzeug verfügt, welche einer Motorlagerung eines Antriebsaggregat mit Verbrennungsmotor identisch ist, und das Antriebsaggregat über mechanische Anschlüsse verfügt, zum Befestigen des Antriebsaggregats an einem Getriebe des Antriebsstrangs des Fahrzeugs, welchen Anschlüssen eines Antriebsaggregats mit Verbrennungsmotor bezogen auf die Passung identisch sind, und das Antriebsaggregat über Abmessungen verfügt, welche Abmessungen eines Antriebsaggregats mit Verbrennungsmotor zumindest im Wesentlichen entsprechen.
Begrifflich sei erläutert, dass ein Entsprechen „im Wesentlichen“ dann erfüllt sein soll, wenn die Außengrenzen des vormaligen Antriebsaggregats mit Verbrennungsmotor bevorzugt nicht überschritten werden, jedenfalls aber zumindest überwiegend um weniger als einen Dezimeter überschritten werden, bevorzugt um weniger als 5 cm überschritten werden.
Nach einem vierten Aspekt der Erfindung löst die gestellte Aufgabe ein Verfahren zum Umrüsten eines Fahrzeugs mittels Austauschs seines Antriebsaggregats von einem verbrennungsmotorischen Antriebsprinzip zu einem elektrisch betriebenen Antriebsstrang, wobei ein Fahrzeug für ein verbrennungsmotorisches Antriebsprinzip über ein Antriebsaggregat mit einem Verbrennungsmotor bzw. für einen elektrisch betriebenen Antriebsstrang über ein Antriebsaggregat mit einem elektrisch betriebenen Motor verfügt, wobei das Fahrzeug der Gruppe mit Nutzfahrzeugen, Sonderfahrzeugen, mobilen Arbeitsmaschinen und Wasserfahrzeugen zugehörig ist, wobei das Fahrzeug über ein Steuerungssystem verfügt, mittels welchem Komponenten des Fahrzeuges untereinander Daten über ein Netzwerk austauschen können, wobei eine Steuer- und Kommunikationseinheit ins Netzwerk eingebunden wird, welche Daten von anderen Komponenten des Fahrzeugs empfängt und Daten bereitstellt, welche von im Fahrzeug vorhandenen Kommunikationseinheiten ausgelesen und/oder verarbeitet werden.
Nach einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung löst die gestellte Aufgabe ein elektrisch angetriebenes Antriebsaggregat zum Einbau in ein Fahrzeug aus der Gruppe mit Nutzfahrzeugen, Sonderfahrzeugen, mobilen Arbeitsmaschinen und Wasserfahrzeugen, wobei das Antriebsaggregat über eine Welle verfügt, zur Übertragung von Drehbewegungen, und das Antriebsaggregat über einen elektrisch betriebenen Motor verfügt, zum Antreiben der Welle, wobei das Antriebsaggregat mindestens einen Hauptabtrieb, zum Übertragen der Drehbewegung an einen Antriebsstrang des Fahrzeuges, und mindestens einen internen Abtrieb, zum Übertragen der Drehbewegung an aggregatsinterne Nebenaggregate, und optional mindestens einen fahrunabhängigen Nebenabtrieb, zum Übertragen der Drehbewegung an externe Aggregate, aufweist.
Vorzugsweise weist das Antriebsaggregat mit Verbrennungsmotor mindestens einen fahrunabhängigen Nebenabtrieb, zum Übertragen von Drehbewegungen der Welle für Arbeitsfunktionen auf.
Es wird vorgeschlagen, dass der Nebenabtrieb als Motorzapfwelle ausgebildet ist, welche mittelbar oder unmittelbar mit der Welle verbunden ist und deren Drehzahl mit einer Drehzahl der Welle unmittelbar korreliert, und/oder der Nebenabtrieb als Getriebezapfabtrieb ausgebildet ist, welche über ein Getriebe mit der Welle verbunden ist, so dass die Drehzahl der Getriebezapfwelle bei gleicher Drehzahl der Welle variierbar ist, und/oder das Antriebsaggregat über einen Aggregatbetrieb verfügt, zum Übertragen der Drehbewegungen an mindestens ein externes Aggregat.
Es ist denkbar, dass der Aggregatbetrieb über eine Rolle verfügt, zum Übertragen der Drehbewegungen an einen Riemen und/oder an eine Steuerkette, und mittels des Riemens und/oder der Steuerkette das mindestens ein Nebenaggregat mittelbar vom Elektromotor angetrieben wird.
Nach den Überlegungen der Erfinder kann das mindestens eine Nebenaggregat ein Aggregat aus der Gruppe mit Generator, Hydraulikpumpe, Lenkhilfepumpe, Wasserpumpe, Klimakompressor, Lichtmaschine, Schmierstoffpumpe, Kühlwasserpumpe, Dosierpumpe, Ventilator, Druckluftgenerator, Bremskraftverstärker, hydrodynamische Dauerbremse, elektrodynamische Dauerbremse, Vakuumpumpe und Ruderanlage eines Wasserfahrzeuges sein.
Vorzugsweise sind die Nenndrehzahlen genormt. Insbesondere können die beiden Standard-Drehzahlen 540/min und 1.000/min derart untersetzt sein, dass sie im Bereich der Motor-Nenndrehzahl, insbesondere Höchstleistung, erreicht werden. Seit einiger Zeit gibt es auch die 540E und 1000E (Economy) genannten Drehzahlen, bei der die Nenndrehzahl der Zapfwelle bei reduzierter Motordrehzahl, meist in der Nähe des höchsten Motordrehmomentes bei circa 1.400/min bis 1.600/min erreicht wird. Damit ist es insbesondere vorteilhaft möglich, Geräte mit geringer Leistungsaufnahme energiesparend zu betreiben.
Das Antriebsaggregat kann im Falle eines Wasserfahrzeugs eine mechanische oder hydraulische Ruderanlage betreiben.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Antriebsaggregat über eine Antriebsschmierung zur Verringerung von Reibung zwischen beweglichen Antriebsteilen verfügt.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Antriebsaggregat über eine Antriebsschmierung zur Wärmeabführung aus Lagerstellen verfügt.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Antriebsschmierung an eine Schmierung eines an das Antriebsaggregat wirkverbundenen Getriebes angeschlossen ist.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Antriebsaggregat eine Steuer- und Kommunikationseinheit aufweist, die Daten bereitstellt, welche von im Fahrzeug vorhandenen Kommunikationseinheiten als Messwerte interpretiert werden. Es versteht sich, dass die Steuer- und Kommunikationseinheit einerseits innerhalb des Bauraums des entfernten Verbrenneraggregats angeordnet sein kann, aber auch separat angeordnet sein kann, beispielsweise in einem separaten Gehäuse.
Begrifflich sei erläutert, dass das „Bereitstellen“ von Daten so zu verstehen ist, dass die Steuer- und Kommunikationseinheit zumindest einen Teil der Daten, welche von den vorhandenen Kommunikationseinheiten als Messwerte interpretiert werden, nicht als Messwerte gewinnt. Sie kann andere Daten als Messwerte über Sensoren erfassen, aber zumindest zu Teil soll sie systemseitig vorgegebene Werte als Daten übertragen, gewissermaßen als vorgebliche Messwerte.
Es können Daten in Form von konstanten Werten und/oder in Form von sensorisch gewonnenen und/oder in Form von sensorisch gewonnenen und dann umgerechneten und/oder in Form von errechneten Werten gewonnen werden und dann als vorgebliche Messwerte bereitgestellt werden.
Die vorgeblichen Messwerte sollen zumindest überwiegend zu denjenigen Größen Verwendung finden, zu welchen die Sensoren beim Entfernen des Verbrenneraggregats entfernt worden sind. Beispielsweise deshalb, weil keine solchen Messgrößen infolge des Wechselns vom verbrennermotorischen Antriebsprinzip zum elektromotorischen Antriebsstrang überhaupt vorhanden sind.
Konkret sei zum Beispiel an Daten gedacht wie: Dieselfüllstand; Zustand der Zündkerzen, Kühlwassertemperatur, Einspritzventilposition, Drosselklappenposition, Abgastemperatur, Treibstoffpumpe usw.
Es kann sich um Daten handeln, welche im Cockpit des Fahrzeugs permanent angezeigt werden. Es kann sich aber auch um Daten handeln, welche nur auf Abruf des Fahrzeugführers abgerufen werden, oder um solche, welche nur innerhalb des Steuersystems als Steuer- oder Regeldaten verwendet werden, beispielsweise zur Plausibilitätsprüfung oder zur Fehlerüberwachung.
Es kann sich auch um Daten handeln, welche mittels kabelloser Datenübertragung vom Fahrzeug übertragen werden, beispielsweise zu einer Behörde, zu anderen Fahrzeugen, zu Verkehrsinfrastruktureinrichtungen oder zu einer technischen Überwachungszentrale für das Fahrzeug.
Es kann vorgesehen sein, dass die vorgeblichen Daten nur dazu verwendet werden, das System im Informationsstand zu halten, dass sich alle Messwerte im zulässigen Bereich befinden.
Alternativ oder kumulativ kann vorgesehen sein, dass andere Messwerte als vom System erwartet als vorgebliche (andere) Messwerte kommuniziert werden. So kann beispielsweise die verbleibende batterieelektrische Ladung als Messwert ermittelt und als vermeintlicher Dieselfüllstand über den Datenbus kommuniziert werden.
Auf diese Weise können bereits im Fahrzeug vorhandene Anzeigeinstrumente weiterverwendet werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Daten der Kommunikationseinheit fiktive Werte sind, welche innerhalb eines Normbereiches liegen, so dass diese Daten von den im Fahrzeug vorhandenen Kommunikationseinheiten verarbeitet werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Daten der Kommunikationseinheit Messwerte sind, welche anstelle von anderen Daten im Netzwerk bereitgestellt werden, so dass diese Daten von den im Fahrzeug vorhandenen Kommunikationseinheiten verarbeitet werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Steuer- und Kommunikationseinheit Sollvorgaben des Fahrzeugs empfängt und das Antriebsaggregat mit dem elektrisch betriebenen Motor derart ansteuert, dass sich das wirkgleiche Verhalten an der Welle einstellt.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Antriebaggregat über einen elektrisch betriebenen Heizer zur Erzeugung von Warmwasser verfügt, und das Antriebsaggregat auf Anforderung des Fahrzeugs Warmwasser zum Betrieb der fahrzeugseitig verbauten Heizsysteme bereitstellt und das Antriebsaggregat auf Anforderung des Fahrzeugs Warmwasser zum Ersatz einer fahrzeugseitig verbauten Standheizung bereitstellt. Es kann eine Emulation des Warmwasserbereitstellung des Verbrennungsmotors durch bedarfsgesteuerte Bereitstellung des Warmwassers zum unveränderten Weiterbetrieb der hierüber bereitgestellten Funktionen des Fahrzeugs, insbesondere eine Kabinenheizung, erreicht werden. Es kann eine Emulation des Warmwasserbereitstellung einer optional verbauten, vom Verbrennungsmotor unabhängigen, verbrennungsmotorisch betriebenen Wasserheizung durch bedarfsgesteuerte Bereitstellung des Warmwassers zum unveränderten Weiterbetrieb der hierüber bereitgestellten Funktionen des Fahrzeugs, insbesondere eine Standheizung, erreicht werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Antriebsaggregat über einen elektrisch betriebenen Heizer zur Erzeugung von Warmwasser verfügt und eine optional fahrzeugseitig vorhandene Klimasteuerung mit Zeitautomatik oder Fernwirkung nutzt, um die Kabine vorzuheizen und/oder das Antriebsaggregat und/oder die daran angeschlossenen Energiequellen (Batterien und/oder Brennstoffzellensystem und/oder verbrennungsmotorische Range-Extern) vorzukonditionieren.
Beispielsweise kann bei kühler Umgebungsluft das Batteriesystem von der elektrischen Heizung auf eine höhere Starttemperatur vorzuheizen.
Wenn also fahrzeugseitig eine Timer-Funktion vorhanden ist, dann nutzt die hier vorgeschlagene Steuerung die mittelbare Information über die geplante Abfahrtszeit dazu, auch andere Eigenschaften des Fahrzeugs als die Temperatur in der Fahrerkabine für eine möglichst effiziente Losfahrt vorzubereiten, insbesondere die angeschlossenen Energiequellen, vor allem Batterien und Brennstoffzellen, vorzuheizen.
Es kann vorgesehen sein, dass das Fahrzeug über eine Datenvernetzung von einer Logistikzentrale die Information darüber erhält, wann die Abfahrt sein soll, sodass vor einer geplanten Abfahrtzeit auch ohne den Timer die Vorheizung aktiviert werden kann.
Die erfindungsgemäßen Verfahren und/oder das erfindungsgemäße Antriebsaggregat sollen/soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können/kann die erfindungsgemäßen Verfahren und/oder das erfindungsgemäße Antriebsaggregat zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen. Insbesondere soll die teilweise Verwendung des Ausdrucks „mindestens ein“ nicht etwa so verstanden werden, dass bei fehlender Verwendung von „mindestens“ etwa nur „genau ein“ vorgeschlagen sein soll. Vielmehr sei jede unbestimmte Formulierung wie „ein“, „zwei“ usw. immer als „mindestens ein“, „mindestens zwei“ usw. verstanden sein, sofern sich nicht aus dem Kontext ergibt, dass etwa dort nur „genau ein“, „genau zwei“ usw. gemeint sein soll.
Zudem sollen bei den in dieser Offenbarung angegebenen Wertebereichen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als offenbart und als beliebig einsetzbar gelten.
Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass sich ein weiterer Aspekt der Erfindung mit folgendem Wortlaut beschreiben lässt:
Verfahren zum Umrüsten eines Fahrzeugs von einem verbrennungsmotorischen Antriebsprinzip zu einem elektrisch betriebenen Antriebsstrang, mittels Austauschs seines Antriebsaggregats, wobei das Fahrzeug der Gruppe von Nutzfahrzeugen, Sonderfahrzeugen, mobilen Arbeitsmaschinen und Wasserfahrzeugen zugehörig ist, wobei das Antriebsaggregat mit Verbrennungsmotor eine Kurbelwelle zum Erzeugen von Drehbewegung, angetrieben von einem Kernmotor, aufweist, wobei der elektrisch betriebene Antriebsstrang mittels einer Ersatzwelle eine Kurbelwellenemulation durchzuführen eingerichtet ist.
Auch sei darauf hingewiesen, dass sich die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche miteinander kombinieren lassen. Es handelt sich also um besonders bevorzugte Kombinationen, wenn aus der Gruppe der Patentansprüche 1 , 2 , 3, 4 und 17 eine Kombination erfolgt.
Es versteht sich, dass sich die vorstehend erläuterten Vorteile unmittelbar auf ein Fahrzeug erstrecken, insbesondere auf ein Nutzfahrzeug, Sonderfahrzeug, eine mobile Arbeitsmaschine und/oder ein Wasserfahrzeug, sobald ein hier vorgestelltes Antriebsaggregat verbaut ist. Weitere Vorteile und optionale Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
In der Zeichnung zeigt die einzige Figur in schematischer Darstellung ein Verfahren zum Umrüsten eines Fahrzeugs.
Figur 1 zeigt schematisiert ein Verfahren 10 zum Umrüsten eines Fahrzeugs mittels Austausch des Antriebsaggregats des Fahrzeugs von einem verbrennungsmotorischen Antriebsprinzip zu einem elektrisch betriebenen Antriebsstrang.
In einem Verfahrensschritt 12 wird das Antriebsaggregat mit Verbrennungsmotor von dem Fahrzeug und den Anschlüssen der Hilfsmedien mechanisch getrennt.
In einem Verfahrensschritt 14 wird das Antriebsaggregat mit Verbrennungsmotor mit den verbleibenden daran angekoppelten wirkverbundenen Nebenaggregaten aus dem Fahrzeug ausgebaut.
In einem Verfahrensschritt 16 wird der elektrisch betriebene Kernmotor mit mindestens einem elektrisch betriebenen Motor bereitgestellt, wobei diese eine Welle zur Übertragung von Drehbewegungen, und mindestens einen Abtrieb zum Übertragen der Drehbewegungen an den Antriebsstrang des Fahrzeuges, und mindestens einen fahrunabhängigen Abtrieb, zum Übertragen von Drehbewegungen der Welle an Nebenaggregate und einen Antreibeingriff des elektrisch betriebenen Motors an die Welle aufweist.
In einem Verfahrensschritt 20 wird das elektrisch betriebene Antriebsaggregat vervollständigt und hierzu mit den Nebenaggregaten wirkverbunden gekoppelt, welche zumindest zu einem Teil der Nebenaggregaten des Antriebsaggregat mit Verbrennungsmotor entsprechen, und das Antriebsaggregat mit elektrisch betriebenem Motor wird in das Fahrzeug anstelle des Antriebsaggregats mit Verbrennungsmotor eingebaut, und das Antriebsaggregat mit elektrisch betriebenem Motor wird mit dem Antriebsstrang des Fahrzeuges wirkverbunden gekoppelt, und die wirkverbundenen Nebenaggregate werden an Schnittstellen mit den fahrzeugseitig vorhanden Anschlüssen der Hilfsmedien gekoppelt. In einem Verfahrensschritt 22 wird das Antriebsaggregat mit elektrisch betriebenem Motor mit dem mindestens einen fahrunabhängigen Abtrieb, zum Übertragen von Drehbewegungen der Welle für Arbeitsfunktionen, gekoppelt.
Somit wird mit anderen Worten das Antriebsaggregat ausgebaut, wird der Verbrennungsanteil (Kernmotor) entfernt, stattdessen der elektrisch betriebene Kernmotor eingebaut, die Nebenaggregate werden zumindest zum Teil identisch belassen und zumindest zum Teil mit dem Zahngetriebe verbunden, und das derart modifizierte Antriebsaggregat wird in das Fahrzeug eingebaut.
In einem optionalen Verfahrensschritt 24 wird eine Steuer- und Kommunikationseinheit ins Netzwerk eingebunden, welche Daten von anderen Komponenten des Fahrzeugs empfängt, und Daten bereitstellt, welche von im Fahrzeug vorhandenen Kommunikationseinheiten ausgelesen und/oder verarbeitet werden.

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zum Umrüsten eines Fahrzeugs mittels Austauschs seines Antriebsaggregats von einem verbrennungsmotorischen Antriebsprinzip zu einem elektrisch betriebenen Antriebsstrang, wobei ein Fahrzeug für ein verbrennungsmotorisches Antriebsprinzip über ein Antriebsaggregat mit einem Verbrennungsmotor verfügt, und wobei ein Fahrzeug für einen elektrisch betriebenen Antriebsstrang über ein Antriebsaggregat mit einem elektrisch betriebenen Motor verfügt, wobei das Fahrzeug der Gruppe von Nutzfahrzeugen, Sonderfahrzeugen, mobilen Arbeitsmaschinen und Wasserfahrzeugen zugehörig ist, wobei das Antriebsaggregat mit Verbrennungsmotor
- eine Kurbelwelle, zum Erzeugen von Drehbewegung, angetrieben von einem Kernmotor, und
- mindestens einen Hauptabtrieb, zum Übertragen der Drehbewegung an einen Antriebsstrang des Fahrzeuges, und
- mindestens einen internen Abtrieb, zum Übertragen der Drehbewegung an aggregatsinterne Nebenaggregate, und
- optional mindestens einen fahrunabhängigen Nebenabtrieb, zum Übertragen der Drehbewegung an externe Aggregate, aufweist, mit den folgenden Schritten: a. das Antriebsaggregat mit Verbrennungsmotor wird von dem Fahrzeug mechanisch getrennt, und zwar wie folgt: i. Hauptabtrieb: Die Kopplung zwischen Hauptabtrieb und Fahrgetriebe wird gelöst. ii. Interne Abtriebe, verbindend den Kernmotor und die
Nebenaggregate: Die Verbindung zwischen den
Nebenaggregaten und deren Anschlüssen zum Restfahrzeug wird getrennt; wobei die Nebenaggregate zumindest zum Teil, bevorzugt komplett, am Aggregat verbleiben. iii. Nebenabtriebe: Falls Nebenabtriebe vorhanden sind, welche zu externen Aggregaten führen, so werden diese ebenfalls getrennt. iv. Sonstige Verbindungen: Alle sonstigen mechanischen, thermischen und elektromechanischen Verbindungen werden gelöst, beispielsweise Schraubverbindungen; Schläuche und Stecker wie insbesondere Steuerungsanschlüsse und Stromversorgung; sodass das Antriebsaggregat mit Verbrennungsmotor mit den daran angekoppelten wirkverbundenen Nebenaggregaten aus dem Fahrzeug ausgebaut und dabei an einer Mehrzahl Schnittstellen getrennt wird; b. es wird als Ersatzaggregat das Antriebsaggregat mit mindestens einem elektrisch betriebenen Motor bereitgestellt, wobei das Ersatzaggregat i. räumlich mit dem verfügbaren Bauraum des ausgebauten Antriebsaggregats mit Verbrennungsmotor kompatibel ist und ii. für die Schnittstellen mechanisch kompatibel ist und iii. sich an allen Schnittstellen funktional identisch verhält. Verfahren zum Umrüsten eines Fahrzeugs, insbesondere Verfahren nach Anspruch 1 , mittels Austausch seines Antriebsaggregats von einem verbrennungsmotorischen Antriebsprinzip zu einem elektrisch betriebenen Antriebsstrang, wobei ein Fahrzeug für ein verbrennungsmotorisches Antriebsprinzip ein Antriebsaggregat aufweist, welches einen Verbrennungsmotor als Kernmotor, eine Mehrzahl zahngetriebeangetriebener Nebenaggregate und eine Wellenantrieb aufweist, bzw. wobei das Fahrzeug für ein elektrisches Antriebsprinzip über ein Antriebsaggregat mit einem elektrisch betriebenen Kernmotor verfügt, wobei das Fahrzeug der Gruppe von Nutzfahrzeugen, Sonderfahrzeugen, mobilen Arbeitsmaschinen und Wasserfahrzeugen zugehörig ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsaggregat ausgebaut wird, der Verbrennungsanteil entfernt wird, stattdessen der elektrisch betriebene Kernmotor eingebaut wird, die Nebenaggregate zumindest zum Teil identisch belassen und zumindest zum Teil mit dem Zahngetriebe verbunden werden, und dass das derart modifizierte Antriebsaggregat in das Fahrzeug eingebaut wird. Verfahren zum Bereitstellen eines Antriebsaggregats mit einem elektrisch betriebenen Motor für ein Fahrzeug aus der Gruppe mit Nutzfahrzeugen, Sonderfahrzeugen, mobilen Arbeitsmaschinen und Wasserfahrzeugen, welche anstelle eines Antriebsaggregat mit Verbrennungsmotor einbaubar ist, wobei das Antriebsaggregat über eine Welle verfügt, welche gleich wirkend einer Kurbelwelle eines Antriebsaggregat mit Verbrennungsmotor zum Übertragen von Drehbewegungen ausgebildet ist, wobei das Antriebsaggregat
- mindestens einen Hauptabtrieb, zum Übertragen der Drehbewegung an einen Antriebsstrang des Fahrzeuges, und
- mindestens einen internen Abtrieb, zum Übertragen der Drehbewegung an aggregatsinterne Nebenaggregate, und - optional mindestens einen fahrunabhängigen Nebenabtrieb, zum Übertragen der Drehbewegung an externe Aggregate, aufweist, wobei das Antriebsaggregat über einen elektrisch betriebenen Motor verfügt, zum Antreiben der Welle, und das Antriebsaggregat über eine Motorlagerung zum Befestigen des Antriebsaggregats an dem Fahrzeug verfügt, welche einer Motorlagerung eines Antriebsaggregat mit Verbrennungsmotor identisch ist, und das Antriebsaggregat über mechanische Anschlüsse verfügt, zum Befestigen des Antriebsaggregats an einem Getriebe des Antriebsstrangs des Fahrzeugs, welchen Anschlüssen eines Antriebsaggregats mit Verbrennungsmotor bezogen auf die Passung identisch sind, und das Antriebsaggregat über Abmessungen verfügt, welche Abmessungen eines Antriebsaggregats mit Verbrennungsmotor entsprechen. Verfahren zum Umrüsten eines Fahrzeugs, insbesondere Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, mittels Austauschs seines Antriebsaggregats von einem verbrennungsmotorischen Antriebsprinzip zu einem elektrisch betriebenen Antriebsstrang, wobei ein Fahrzeug für ein verbrennungsmotorisches Antriebsprinzip über ein Antriebsaggregat mit einem Verbrennungsmotor bzw. für ein elektrisch betriebenen Antriebsstrang über ein Antriebsaggregat mit einem elektrisch betriebenen Motor verfügt, das Fahrzeug der Gruppe mit Nutzfahrzeugen, Sonderfahrzeugen, mobilen Arbeitsmaschinen und Wasserfahrzeugen zugehörig ist, wobei das Fahrzeug über ein Steuerungssystem verfügt, mittels welchem Komponenten des Fahrzeuges untereinander Daten über ein Netzwerk austauschen können, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuer- und Kommunikationseinheit ins Netzwerk eingebunden wird, welche Daten von anderen Komponenten des Fahrzeugs empfängt und Daten bereitstellt, welche von im Fahrzeug vorhandenen Kommunikationseinheiten ausgelesen und/oder verarbeitet werden. Elektrisch angetriebenes Antriebsaggregat zum Einbau in ein Fahrzeug aus der Gruppe mit Nutzfahrzeugen, Sonderfahrzeugen, mobilen Arbeitsmaschinen und Wasserfahrzeugen, wobei das Antriebsaggregat über eine Welle verfügt, zur Übertragung von Drehbewegungen, und das Antriebsaggregat über einen elektrisch betriebenen Motor verfügt, zum Antreiben der Welle, wobei das Antriebsaggregat mindestens einen Hauptabtrieb, zum Übertragen der Drehbewegung an einen Antriebsstrang des Fahrzeuges, und mindestens einen internen Abtrieb, zum Übertragen der Drehbewegung an aggregatsinterne Nebenaggregate, und optional mindestens einen fahrunabhängigen Nebenabtrieb, zum Übertragen der Drehbewegung an externe Aggregate, aufweist. Antriebsaggregat nach Anspruch 5, wobei der Nebenabtrieb als Motorzapfwelle ausgebildet ist, welche mittelbar oder unmittelbar mit der Welle verbunden ist und deren Drehzahl mit einer Drehzahl der Welle unmittelbar korreliert, und/oder der Nebenabtrieb als Getriebezapfabtrieb ausgebildet ist, welche über ein Getriebe mit der Welle verbunden ist, so dass die Drehzahl der Getriebezapfwelle bei gleicher Drehzahl der Welle variierbar ist, und/oder das Antriebsaggregat über einen Aggregatbetrieb verfügt, zum Übertragen der Drehbewegungen an mindestens ein Nebenaggregat. Antriebsaggregat nach Anspruch 5 oder 6, wobei der Aggregatbetrieb über eine Rolle verfügt, zum Übertragen der Drehbewegungen an einen Riemen und/oder an eine Steuerkette, und wobei mittels des Riemens und/oder der Steuerkette das mindestens ein Nebenaggregat mittelbar vom Elektromotor angetrieben wird. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei das mindestens ein Nebenaggregat ein Aggregat aus der Gruppe mit Generator, Hydraulikpumpe, Lenkhilfepumpe, Wasserpumpe, Klimakompressor, Lichtmaschine, Schmierstoffpumpe, Kühlwasserpumpe, Dosierpumpe, Ventilator, Druckluftgenerator, Bremskraftverstärker, hydrodynamische Dauerbremse, elektrodynamische Dauerbremse, Vakuumpumpe und Ruderanlage eines Wasserfahrzeuges ist. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei das Antriebsaggregat über eine Antriebsschmierung zur Verringerung von Reibung zwischen beweglichen Antriebsteilen verfügt. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei das Antriebsaggregat über eine Antriebsschmierung zur Wärmeabführung aus Lagerstellen verfügt. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 5 bis 10, wobei die Antriebsschmierung an eine Schmierung eines an das Antriebsaggregat wirkverbundenen Getriebes angeschlossen ist. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 5 bis 11 , welches eine Steuer- und Kommunikationseinheit aufweist, die Daten bereitstellt, welche von im Fahrzeug vorhandenen Kommunikationseinheiten als Messwerte interpretiert werden. Antriebsaggregat nach Anspruch 12, wobei die Daten der Kommunikationseinheit fiktive Werte sind, welche innerhalb eines Normbereiches liegen, so dass diese Daten von den im Fahrzeug vorhandenen Kommunikationseinheiten verarbeitet werden. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei die Daten der Kommunikationseinheit Messwerte sind, welche anstelle von anderen Daten im Netzwerk bereitgestellt werden, so dass diese Daten von den im Fahrzeug vorhandenen Kommunikationseinheiten verarbeitet werden. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Steuer- und Kommunikationseinheit Sollvorgaben des Fahrzeugs empfängt und das Antriebsaggregat mit dem elektrisch betriebenen Motor derart ansteuert, dass sich das wirkgleiche Verhalten an der Welle einstellt. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 5 bis 15, wobei das Antriebaggregat über einen elektrisch betriebenen Heizer zur Erzeugung von Warmwasser verfügt, und das Antriebsaggregat auf Anforderung des Fahrzeugs Warmwasser zum Betrieb der fahrzeugseitig verbauten Heizsysteme bereitstellt, und das Antriebsaggregat auf Anforderung des Fahrzeugs Warmwasser zum Ersatz einer fahrzeugseitig verbauten Standheizung bereitstellt und/oder wobei das Antriebsaggregat auf Anforderung einer Klimaautomatik des Fahrzeugs das Antriebsaggregat und das angeschlossenen Energiesystem für die Bereitstellung der elektrischen Energie thermisch konditioniert. Verfahren zum Umrüsten eines Fahrzeugs von einem verbrennungsmotorischen Antriebsprinzip zu einem elektrisch betriebenen Antriebsstrang, mittels Austauschs seines Antriebsaggregats, wobei das Fahrzeug der Gruppe von Nutzfahrzeugen, Sonderfahrzeugen, mobilen Arbeitsmaschinen und Wasserfahrzeugen zugehörig ist, wobei das Antriebsaggregat mit Verbrennungsmotor eine Kurbelwelle zum Erzeugen von Drehbewegung, angetrieben von einem Kernmotor, aufweist, wobei der elektrisch betriebene Antriebsstrang mittels einer Ersatzwelle eine Kurbelwellenemulation durchzuführen eingerichtet ist. Fahrzeug, aufweisend ein Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 5 bis 16 und/oder umgerüstet mittels eines Verfahrens nach einem der Patentansprüche 1 bis 4 und/oder 17.
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