DE19639713C1 - Electric vehicle such as electrically powered bus - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Elektrofahrzeug gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an electric vehicle according to the preamble of claim 1.
Ein derartiges, in der DE 20 06 801 B2 beschriebenes Elektro fahrzeug weist wenigstens einen elektrischen Fahrmotor und wenigstens einen Bremswiderstand auf. Dem Bremswiderstand ist die bei einer generatorischen Bremsung gewonnene Energie zu führbar.Such an electric described in DE 20 06 801 B2 Vehicle has at least one electric drive motor and at least one braking resistor. The braking resistor is the energy gained during generator braking feasible.
Die bekannten Elektrofahrzeuge dienen z. B. als Personen kraftwagen oder als Stadtbusse zur Personenbeförderung, wobei diese Stadtbusse vorzugsweise einen dieselelektrischen An trieb aufweisen. Bei einem dieselelektrischen Antrieb werden der elektrische Fahrmotor oder die elektrischen Fahrmotoren von wenigstens einem Generator gespeist, der von einem Ver brennungsmotor (z. B. Diesel-, Gas- oder Wasserstoffmotor) angetrieben wird. Ein derartiger Antrieb weist gegenüber ei nem dieselmechanischen Antrieb einen geringeren Verbrauch und niedrigere Emissionswerte auf, da der Verbrennungsmotor im optimalen Drehzahlbereich gehalten werden kann und die Dreh zahlregelung über den elektrischen Fahrmotor stufenlos er folgt. Beim Bremsen wird jedoch immer noch ein nicht unerheb licher Teil der zum Fahren aufgewendeten Energie vernichtet. Insbesondere läßt sich die zurückgewonnene Energie noch nicht wirtschaftlich speichern, da die bisher bekannten Batterien nur langsam geladen werden dürfen. Damit können Batterien die während der Bremsphase anfallende Energie nur zu einem klei nen Teil aufnehmen. Eine Energieaufnahme über Schwungradspei cher ist zwar prinzipiell möglich, jedoch sind Schwung radspeicher mechanisch aufwendig und mit den Dauermagneten und den gyroskopischen Kräften konstruktiv nur schwer zu be herrschen. Soweit die beim generatorischen Bremsen entstehen de elektrische Energie nicht gespeichert oder an andere Ver braucher weitergegeben werden kann, muß diese in den Bremswi derständen vernichtet werden.The known electric vehicles are used, for. B. as persons motor vehicles or as city buses for the transportation of passengers, whereby these city buses preferably have a diesel-electric type have instinct. With a diesel-electric drive the electric traction motor or the electric traction motors powered by at least one generator powered by a ver internal combustion engine (e.g. diesel, gas or hydrogen engine) is driven. Such a drive has an egg nem diesel mechanical drive a lower consumption and lower emission values because the internal combustion engine in optimal speed range can be kept and the rotation Stepless number control via the electric traction motor follows. When braking, however, is still a not inconsiderable part of the energy spent on driving is destroyed. In particular, the recovered energy cannot yet be recovered save economically because the previously known batteries may only be loaded slowly. So batteries can only a small amount of energy generated during the braking phase record a part. An energy intake via flywheel spit Although it is possible in principle, there is momentum Wheel storage mechanically complex and with the permanent magnets and the gyroscopic forces are difficult to design to rule. As far as that arises with regenerative braking de electrical energy not stored or passed on to other ver needs to be passed on, this must be in the Bremswi will be destroyed.
Weiterhin ist durch die DE 33 12 845 A1 ein Elektrofahrzeug mit wenigstens einem Thermogenerator bekannt, dem über ein Gasgebläse die in einem Keramikspeicher gespeicherte thermi sche Energie zugeführt wird. Bei Bedarf versorgt der Thermo generator wenigstens einen Fahrmotor des Elektrofahrzeugs mit elektrischer Energie.Furthermore, DE 33 12 845 A1 is an electric vehicle known with at least one thermogenerator, the one Gas blower the thermi stored in a ceramic memory cal energy is supplied. If necessary, the thermo supplies generator with at least one drive motor of the electric vehicle electrical energy.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein kon struktiv einfach aufgebautes Elektrofahrzeug zu schaffen, das trotz seines zusätzlichen Energiespeichers nur ein geringes Gewicht aufweist. The object of the present invention is therefore to provide a con to create a structurally simple electric vehicle that only a small one despite its additional energy storage Has weight.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im An spruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.The object is achieved by the features in the spell 1 solved. Advantageous embodiments of the invention are described in the further claims.
Das Elektrofahrzeug nach Anspruch 1 umfaßt wenigstens einen elektrischen Fahrmotor und mindestens einen Bremswiderstand, dem die bei einer generatorischen Bremsung gewonnene elektri sche Energie zuführbar ist und als Wärme gespeichert wird. Die vom Bremswiderstand abgegebene thermische Energie wird von mindestens einem Thermogenerator bei Bedarf als elektri sche Energie abgegeben.The electric vehicle according to claim 1 comprises at least one electric traction motor and at least one braking resistor, which is the electri gained during generator braking cal energy can be supplied and stored as heat. The thermal energy given off by the braking resistor is of at least one thermogenerator if required as electri energy.
Bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeug wird durch die Kombination wenigstens eines Bremswiderstandes mit wenigstens einem Ther mogenerator die beim generatorischen Bremsen anfallende ther mische Energie, die sonst ungenutzt an die Umgebungsluft ab gegeben wird, bei Bedarf in elektrische Energie umgewandelt. Beim Aufheizen des Thermogenerators mit der anfallenden Brem senergie kann innerhalb des kurzen, während der Bremsphase zur Verfügung stehenden Zeitraums wesentlich mehr Energie aufgenommen werden. Die vom Thermogenerator gespeicherte thermische Energie kann bei Bedarf, vorzugsweise beim Anfah ren des erfindungsgemäßen Elektrofahrzeugs, direkt in elek trische Energie umgewandelt werden und steht damit zur Spei sung der elektrischen Fahrmotoren zur Verfügung. Somit können Anfahrspitzen auf einfache Weise aus dem als Energiespeicher dienenden Thermogenerator abgedeckt werden.In the vehicle according to the invention, the combination at least one braking resistor with at least one Ther mogenerator the ther mix energy that would otherwise be wasted in the ambient air is converted into electrical energy if necessary. When heating up the thermogenerator with the resulting brake Energy can be used within the short, during the braking phase available time significantly more energy be included. The one saved by the thermal generator Thermal energy can be used if necessary, preferably when starting ren of the electric vehicle according to the invention, directly in elek trical energy are converted and is therefore available solution of the electric traction motors. So you can Starting peaks in a simple way from as an energy store serving thermal generator are covered.
Bei einer Ausgestaltung des Elektrofahrzeugs gemäß Anspruch 3 können damit der Verbrennungsmotor und der zugehörige Genera tor verkleinert werden. Daraus resultiert, neben einem ge ringeren Fahrzeuggewicht, auch ein niedrigerer Verbrauch so wie weniger Emissionen. In an embodiment of the electric vehicle according to claim 3 the internal combustion engine and the associated genera can be reduced in size. This results, in addition to a ge lower vehicle weight, also lower fuel consumption like less emissions.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, die Gegenstand der weiteren Ansprüche sind, werden im folgenden anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels in der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention and further advantageous refinements that The following claims are the subject of further claims based on a schematically illustrated embodiment explained in more detail in the drawing. Show it:
Fig. 1 den Energiefluß beim Anfahren mit leerem Thermogene rator, Fig. 1 rator the flow of energy when starting with an empty thermogenic,
Fig. 2 den Energiefluß beim Bremsen, Fig. 2 shows the flow of energy during braking,
Fig. 3 den Energiefluß beim Anfahren mit aufgeladenem Ther mogenerator, Fig mogenerator. 3 the flow of energy when starting with charged Ther,
Fig. 4 den Energiefluß im reinen Speicherbetrieb. Fig. 4 shows the flow of energy in pure storage mode.
In den Fig. 1 bis 4 sind mit 1 und 2 elektrische Fahrmotoren bezeichnet, die jeweils ein Rad 3 bzw. 4 antreiben. Die Räder 3 und 4 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel als Radsät ze mit Zwillingsbereifung ausgestaltet und jeweils drehbar am Ende einer Portalachse 5 gelagert.In Figs. 1 to 4 are designated with electrical traction motors 1 and 2, each driving a wheel 3 and 4 respectively. The wheels 3 and 4 are designed in the illustrated embodiment as a wheel set ze with twin tires and each rotatably mounted at the end of a portal axle 5 .
Die Fahrmotoren 1 und 2 werden im vorliegenden Ausführungs beispiel im normalen Fahrbetrieb von einem Generator 6 ge speist, der von einem Verbrennungsmotor 7 angetrieben wird. Das erfindungsgemäße Elektrofahrzeug umfaßt weiterhin einen Thermogenerator 8, der die von einem Bremswiderstand 9 abge gebene thermische Energie speichert.The traction motors 1 and 2 are in the present embodiment, for example, in normal driving from a generator 6 ge, which is driven by an internal combustion engine 7 . The electric vehicle according to the invention further comprises a thermal generator 8 , which stores the thermal energy given by a braking resistor 9 .
Abhängig davon, wieviel thermische Energie im Thermogenerator 8 gespeichert ist, ergeben sich die in den Fig. 1 bis 4 darge stellten Betriebsarten.Depending on how much thermal energy stored in the thermal generator 8, results in the presented in FIGS. 1 to 4 Darge modes.
Ist keine thermische Energie im Thermogenerator 8 gespei chert, dann werden beim Anfahren des erfindungsgemäßen Elek trofahrzeugs die Fahrmotoren 1 und 2 vom Generator 6 mit elektrischer Energie versorgt (siehe Fig. 1). Dieser Betriebs zustand entspricht bezüglich der Energieversorgung der Fahr motoren 1 und 2 dem normalen Fahrbetrieb. If no thermal energy is stored in the thermogenerator 8 , then the traction motors 1 and 2 are supplied with electrical energy by the generator 6 when starting the electric vehicle according to the invention (see FIG. 1). This operating state corresponds to the normal driving operation with regard to the energy supply of the driving motors 1 and 2 .
Bei einer generatorischen Bremsung (in Fig. 2 gezeigt) speisen sowohl die Fahrmotoren 1 und 2 als auch der Generator 6 in den Thermogenerator 8 Bremsenergie ein. Dies geschieht erfin dungsgemäß dadurch, daß die bei einer generatorischen Brem sung von den Fahrmotoren 1 und 2 sowie vom Generator 6 er zeugte elektrische Energie dem Bremswiderstand 9 zugeführt wird. Die vom Bremswiderstand 9 bei diesem Vorgang abgegebene thermische Energie wird dem Thermogenerator 8 zugeführt und von diesem gespeichert.In the case of regenerative braking (shown in FIG. 2), both the traction motors 1 and 2 and the generator 6 feed braking energy into the thermogenerator 8 . This is done in accordance with the invention in that the braking energy 9 which is generated by the traction motors 1 and 2 and by the generator 6 is generated at a generator braking solution. The thermal energy emitted by the braking resistor 9 in this process is fed to the thermal generator 8 and stored by the latter.
Bei einer ausreichenden Energiespeicherung im Thermogenerator 8 werden beim Anfahren des erfindungsgemäßen Elektrofahrzeugs die Fahrmotoren 1 und 2 sowohl vom Generator 6 als auch vom Thermogenerator 8 mit elektrischer Energie versorgt (siehe Fig. 3).If there is sufficient energy storage in the thermogenerator 8 , when the electric vehicle according to the invention is started up, the traction motors 1 and 2 are supplied with electrical energy by both the generator 6 and the thermogenerator 8 (see FIG. 3).
Bei dem erfindungsgemäßen Elektrofahrzeug werden also die beim Anfahren benötigten Energiespitzen durch den Thermogene rator 8 abgedeckt. Dadurch kann der Generator 6 sowie der den Generator 6 antreibende Verbrennungsmotor 7 kleiner und damit auch leichter ausgeführt werden. Dies bedeutet einen geringe ren Verbrauch sowie niedrigere Emissionswerte.In the electric vehicle according to the invention, the energy peaks required when starting are covered by the thermogenerator 8 . As a result, the generator 6 and the internal combustion engine 7 driving the generator 6 can be made smaller and thus also lighter. This means lower consumption and lower emissions.
Bei einem hinreichend großen Thermogenerator 8 und bei ent sprechenden Betriebsbedingungen kann der Generator 6 sogar vollständig abgeschaltet werden. Die beiden Fahrmotoren 1 und 2 werden dann ausschließlich vom Thermogenerator 8 mit elek trischer Energie versorgt (sogenannter Speicherbetrieb, Fig. 4).With a sufficiently large thermogenerator 8 and with appropriate operating conditions, the generator 6 can even be switched off completely. The two traction motors 1 and 2 are then supplied exclusively by the thermal generator 8 with electrical energy (so-called storage operation, FIG. 4).
Mit dem Betrieb des erfindungsgemäßen Elektrofahrzeugs ist damit eine wesentliche Schadstoffreduzierung zu erzielen.With the operation of the electric vehicle according to the invention to achieve a substantial reduction in pollutants.
Claims (3)
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- 1996-09-26 DE DE19639713A patent/DE19639713C1/en not_active Expired - Fee Related
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