WO2006087139A1 - System for producing electric power for a motor vehicle - Google Patents

System for producing electric power for a motor vehicle Download PDF

Info

Publication number
WO2006087139A1
WO2006087139A1 PCT/EP2006/001170 EP2006001170W WO2006087139A1 WO 2006087139 A1 WO2006087139 A1 WO 2006087139A1 EP 2006001170 W EP2006001170 W EP 2006001170W WO 2006087139 A1 WO2006087139 A1 WO 2006087139A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
energy
vehicle
energy converter
electrical
electric machine
Prior art date
Application number
PCT/EP2006/001170
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Rainer Franke
Original Assignee
Rainer Franke
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE200520002472 external-priority patent/DE202005002472U1/en
Application filed by Rainer Franke filed Critical Rainer Franke
Publication of WO2006087139A1 publication Critical patent/WO2006087139A1/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18—Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • H02K7/1807—Rotary generators
    • H02K7/1823—Rotary generators structurally associated with turbines or similar engines
    • H02K7/183—Rotary generators structurally associated with turbines or similar engines wherein the turbine is a wind turbine
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D43/00—Devices for using the energy of the movements of the vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D41/00—Power installations for auxiliary purposes
    • B64D41/007—Ram air turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D13/00—Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/20—Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
    • F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/30—Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/32—Wind motors specially adapted for installation in particular locations on moving objects, e.g. vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/26—Rail vehicles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/92—Mounting on supporting structures or systems on an airbourne structure
    • F05B2240/923—Mounting on supporting structures or systems on an airbourne structure which is a vehicle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/93—Mounting on supporting structures or systems on a structure floating on a liquid surface
    • F05B2240/931—Mounting on supporting structures or systems on a structure floating on a liquid surface which is a vehicle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/94—Mounting on supporting structures or systems on a movable wheeled structure
    • F05B2240/941—Mounting on supporting structures or systems on a movable wheeled structure which is a land vehicle
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/727—Offshore wind turbines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/728—Onshore wind turbines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T30/00—Transportation of goods or passengers via railways, e.g. energy recovery or reducing air resistance

Definitions

  • the present invention relates to a system for a vehicle for generating electrical energy.
  • Electrically powered land vehicles may have a system operated independently of the electric drive in order to ensure a reliable, undisturbed function of the devices associated with this system.
  • Such devices may be, for example, a radio, interior lighting, meters or the like.
  • the operating voltages for driving the electrical systems are also very different from each other. Elaborate voltage converters and suppression measures are required for the proper operation of the electrical system.
  • the energy storage for the drive drained, and the electrical System can no longer be supplied with energy.
  • the present invention has made it known to provide a system which makes it possible to overcome the aforementioned disadvantages.
  • the present invention proposes a system for a vehicle for generating electrical energy, which comprises an air flow energy into kinetic energy converting energy converter and a supplied by the energy converter kinetic energy converting electrical machine, wherein the energy converter at least partially the on Vehicle is exposed to passing air.
  • an airflow flowing past the land vehicle can be used for the purpose of energy production while driving.
  • energy applied by air displacement during travel of the land vehicle may be partially utilized to extract additional electrical energy therefrom.
  • the energy expended by the air displacement for moving the land vehicle is usually a loss energy that is not put to further use.
  • the invention makes it possible to recover part of the energy lost and to generate electrical energy therefrom.
  • the vehicle may be formed for example by a motor vehicle or a truck, but also by a rail-bound vehicle.
  • the system according to the invention can also be used for air or water vehicles.
  • the energy converter can be formed by a device with which the flow energy of the air flowing past is converted into a kinetic energy, which may for example consist of a rotational movement.
  • the energy converter is advantageously coupled to an electrical machine, which in turn converts the kinetic energy into electrical energy.
  • the electrical energy is preferably provided in the form of a DC voltage with which preferably an energy store, for example in the form of a rechargeable battery or an electrical capacitor, can be charged. Of course it can also be one be provided other voltage, for example, pulse voltages, AC voltages or the like.
  • the energy storage the use of which is optional, in turn, be provided for the power supply of selected consumers, such as an alarm system or an additional power supply, which in case of failure of a
  • Operating power supply intervenes to avoid dangerous conditions or to enable emergency operation.
  • the energy converter can generate kinetic energy, it is at least partially, but preferably completely, exposed to the air flowing past the vehicle.
  • the vehicle can be both at a standstill and in motion.
  • the air flowing past the vehicle in the form of wind is used, wherein the energy converter can preferably be aligned in such a way that optimal utilization of the air flowing past the vehicle is ensured.
  • the energy converter is exposed to the air flowing past the vehicle while driving, thus the wind is used.
  • the energy converter can be positioned relatively adjustable to the vehicle in order to align it depending on the exploiting air flow, that is, to adjust it so that it can be used both while driving the vehicle and at its stoppage.
  • the energy converter has a rotatably mounted paddle wheel.
  • the paddle wheel can be formed, for example, by a rotor shaft occupied with outwardly projecting blades. But it can also be formed by a rotatably mounted sleeve, on the inner wall radially inwardly extending blades are arranged. This embodiment makes it possible to use existing components known for such energy converters in order to obtain a simple, cost-effective design.
  • the energy converter is a turbine. With this form of energy converter, a high efficiency can be achieved.
  • the electrical machine is a generator.
  • the generator is usually an electrical machine specialized in the production of electrical energy, which is characterized by a high degree of efficiency with regard to energy generation, in particular also because a motor operation is not provided. The efficiency of the system can be further increased.
  • the electrical machine is a DC machine.
  • the electric machine can be used both as a generator and as a motor. This embodiment may be advantageous, for example, if, in addition to the power generation, for example, a flow generation should be provided outside the normal driving operation of the land vehicle.
  • the electric machine is a three-phase machine.
  • a three-phase machine With a three-phase machine, a high degree of efficiency in the generation of electrical energy can be achieved in addition to a very compact design. The high degree of utilization of the kinetic energy thus makes it possible to use a low-cost electric machine.
  • the electrical machine has a control device.
  • the control device can be achieved that the system is operated depending on the operating conditions in each case in the optimal operating mode. For example, it may be provided that in the state of the land vehicle or at a low speed, the power generation of the electric machine is adjusted. In addition, it can be achieved at varying speeds that the electric machine is controlled so that it can deliver a substantially constant voltage.
  • other parameters for the control can be taken into account, such as speed of the energy converter, speed of the air flow, temperature, current drain, state of charge of the energy storage or the like. It can be provided, for example, that the impeller of the energy converter is released from a certain speed of the wind to generate kinetic energy.
  • Such controls are also known, for example, in wind turbines to reduce the aging at low speeds.
  • the electrical machine by means of a switching unit with the electrical energy storage is connectable.
  • the switching unit may be formed for example by a contactor, a relay or by electronic switches such as transistors, GTO or the like.
  • the switching unit can be used advantageously, for example, to couple the electric machine with the energy storage only when a minimum power can be provided.
  • This has the advantage, for example, that the high inrush current required for the energy store during the startup of the electrical machine does not lead to the blocking of the electrical machine and thus of the system.
  • a safe start of the coupled with the electric machine energy converter can be achieved.
  • it can be achieved that an electrical discharge of the energy storage device via the electric machine can be avoided.
  • the energy converter and the electric machine are coupled by means of a shaft.
  • An inexpensive, durable, robust coupling can be achieved.
  • the energy converter and the electric machine are coupled by means of a transmission. This refinement lends itself, for example, when a speed adaptation with respect to the energy converter and the electrical machine is expedient in order to achieve an optimum adaptation with regard to the power that can be generated. In this way, both the energy converter and the electric machine can be used in their largely optimal operation.
  • the energy converter and the electric machine are coupled by means of a belt.
  • a cost-effective, flexible coupling of the electric machine with the energy converter can be achieved.
  • This embodiment allows, among other things, a compensation of differences in distance due to temperature influences, vibrations, shocks and the like.
  • the system has an air duct in which the energy converter at least partially protrudes.
  • the air duct has an inlet opening in a preferred direction of travel of the land vehicle.
  • the optimal utilization of the energy of the air flow can be achieved.
  • the inlet opening is arranged in the front region of the land vehicle. This allows, among other things, the use of an already existing dynamic pressure during the journey of the land vehicle. Part of the energy contained herein, which in any case must be expended by the journey of the land vehicle, can be used to generate electrical energy can be used with the system according to the invention.
  • the overall efficiency of the land vehicle can be improved in this way, since the otherwise unused waste energy of the air flow can be supplied to a use.
  • the air duct has an outlet opening counter to the preferred direction of travel of the land vehicle.
  • the outlet opening may be provided, for example, on a vehicle side. It can be configured aerodynamically low, for example, to use a suction effect and to further improve the efficiency.
  • the outlet opening is arranged in the rear region of the land vehicle.
  • the outlet opening may be arranged in the upper region of the land vehicle in order to additionally utilize a negative pressure effect depending on the stern shape.
  • the land vehicle has a drive.
  • the drive may for example be designed as an internal combustion engine, but it may also be designed as an electric motor.
  • the system according to the invention can be used as an additional power supply.
  • an electric vehicle for example, an increased range and / or greater safety with regard to the operation of non-drive components can be achieved in this way.
  • the system power a separate electrical device.
  • This device can be formed for example by a cooling device, a separate electrical system or an emergency power supply.
  • the system provides emergency emergency lighting for a parked land vehicle.
  • an independent safety power supply can be formed to continue to ensure operation of safety-related functions, for example in the event of a malfunction of the normal operating power supply.
  • the power supply can be used, for example, to supply an on-board computer uninterruptible power when in a motor vehicle, for example, in the context of a repair, the vehicle battery must be disconnected.
  • the land vehicle a Trailer is.
  • trailers do not have their own energy supply, but they are supplied with electrical energy by the towing vehicle.
  • a parked trailer is therefore usually without its own power supply and therefore, for example, does not have a parking light when it is disconnected from the towing vehicle.
  • the system according to the invention thus makes it possible to provide a trailer with its own power supply.
  • the system according to the invention can be retrofitted in a trailer with little effort. Another advantage results from the fact that an electrical system of the trailer can be operated independently of the towing vehicle. It is thus not necessary that the electrical equipment of towing vehicle and trailer must be compatible. High flexibility can be achieved.
  • the land vehicle has a housing structure.
  • the land vehicle can be formed for example by a caravan or a caravan.
  • such land vehicles have their own energy supply for the residential structure, so that the required for the operation of the land vehicle electrical system is not charged additionally.
  • An independent energy supply of the residential construction can be achieved.
  • the system according to the invention is thus able to supply the housing either alone and / or additionally with energy. Costs for an external energy supply in Standbetheb can be reduced.
  • the invention further proposes a vehicle having a system of the type described above.
  • a vehicle may be, for example, a land vehicle, an aircraft or a watercraft.
  • a land vehicle are in particular motor vehicles, such as cars or trucks into consideration, which have their own drive, such as an internal combustion engine or an electric machine.
  • land vehicles but also come rail-bound vehicles, such as maglev trains or conventional railways into consideration.
  • the system according to the invention is suitable for use in an aircraft, for example a helicopter, an aircraft or the like.
  • the use of the system according to the invention is advantageous since aircraft, in particular jet-powered aircraft, fly at high speed and thus generate a high flow velocity with respect to the air flowing past the aircraft.
  • the energy obtained by means of the system according to the invention can be used to power an additional energy store supply, which is independent of the power supply of the aircraft otherwise and can serve as Notenergiemakerss worn.
  • the inventive system is characterized in particular by the fact that it can be operated independently of other energy generating devices. It represents a redundant system, which is particularly advantageous for safety reasons.
  • the system according to the invention can also be used to supply power to electrically operable devices, as they are present in each vehicle.
  • the use of the system according to the invention in motorhomes, trailers or the like may be worthwhile, which do not have its own power supply.
  • FIG. 1 is a schematic side view of a motor vehicle
  • FIG. 2 is a front view of the motor vehicle shown in FIG. 1;
  • FIG. 2 is a front view of the motor vehicle shown in FIG. 1;
  • FIG. 3 is an enlarged view of the section III in Fig. 1,
  • Fig. 4 is a section of the flow channel in Fig. 3 along a line IV-IV and
  • Fig. 5 is a schematic diagram of the system according to the present invention.
  • FIG. 1 shows a motor vehicle 10 in a lateral, schematic representation with a rear fender 12, in which in connection with the rear part of the body of the motor vehicle 10, an air duct 16 is arranged.
  • the air duct 16 has an inlet opening 14 in the front portion of the fender 12.
  • the flow channel 16 opens into an outlet opening 18. Further, as can be seen from FIG. 1, in the flow channel 16 the flow channel 16 opens Energy converter 20 of the system according to the invention arranged.
  • Fig. 2 shows the motor vehicle with the system according to the invention in front view. Clearly visible are the widened fenders 12, which are required anyway due to widened tires. The fenders 12 have in the direction of travel inlet openings 14.
  • FIG. 3 shows an enlarged view of the air channel 16 with the energy converter 20.
  • the energy converter 20 is arranged in the air channel 16 by means of holders 22.
  • the energy converter 20 has a rotatably mounted paddle wheel 24, on whose end sides Strömungsleitkappen 44 are arranged.
  • the air flowing through the flow channel 16 air 42 drives the impeller 24, so that this is set in a rotational movement.
  • FIG. 4 shows a sectional view through the energy converter 20.
  • an alternator 26 is arranged, which is rotatably connected as external rotor with the fan.
  • lines not shown which may be housed for example in the brackets 22, the electrical connection to the accumulator 28th
  • Fig. 5 shows a schematic diagram of the system according to the invention.
  • the air flow 42 flows through the flow channel 16, wherein it interacts with the energy converter 20. This takes the air flow 42 energy, which is converted into a kinetic energy, namely a rotational energy.
  • the electric generator 26 connected to the energy converter 20 converts the rotational kinetic energy into electrical energy.
  • the generator 26 is connected on its electrical side with a switching unit 34, by means of which an electrical connection to the accumulator 28 can be produced.
  • the accumulator 28 in turn is in electrical connection with a consumer 30th
  • Both the generator 26 and the switching unit 34 and the accumulator 28 are connected via communication lines 36, 38, 40 with a control unit 32.
  • the control unit 32 detects via the communication line 36, the speed of the Generator runner and the generator current. Via the communication line 38, the switching unit 34 is controlled, so that by means of the control unit 32, the electrical connection between the generator 26 and the accumulator 28 is controllable.
  • the communication line 40 By means of the communication line 40, the accumulator voltage and the state of charge of the accumulator 28 is detected, which is presently designed as a lead acid accumulator.
  • the air 42 flows through the air inlet opening 14 and through the channel 16 and drives the fan wheel 24 of the energy converter 20.
  • the generator 26 is supplied with rotational, kinetic energy, so that adjusts an electrical voltage in response to a predetermined by the control unit 32 via the communication line 36 excitation at its terminals, not shown.
  • the switching unit 34 is in the open position.
  • the control unit 32 measures the electrical voltage of the accumulator 28 via the communication line 40. Once equal voltage and a sufficient speed is reached at the generator 26, receives the switching unit 34 via the communication line 38 of the control unit 32 command, the electrical connection between the generator 26th and the accumulator 28.
  • the generator 26 now supplies the accumulator 28 with electrical energy in the form of direct current, which in turn supplies the load 30 with energy.
  • the switching unit 34 receives from the control unit 32, the command to interrupt the connection between the generator 26 and the accumulator 28 in order to avoid overcharging of the accumulator 28.
  • a braking device not shown in the generator 26 is activated via the communication line 36 in order to avoid a rotational movement of the generator 26 and the rotor 24.
  • the motor vehicle 10 is an electric car.
  • the accumulator 28 is used to supply the specified as a consumer 30 drive motor with electrical energy.
  • the additionally provided energy makes it possible to increase the range of the motor vehicle 10.
  • an electric car with an electric drive and an energy storage by the inventive system is additionally supplied with electrical energy by the system feeds the energy provided by him directly into the already required for the drive energy storage.
  • the invention further includes an electric motor vehicle having an electric drive and an electric power generation system, the system including an air flow energy into kinetic energy converting energy converter, an electric machine converting the kinetic energy supplied by the energy converter, and an energy supplied by the electric machine having storing energy storage.
  • the energy store is also provided to supply the electric drive with energy.
  • the inlet opening of the flow channel is arranged in the region of the bumper or the grille.
  • the outlet opening could, for example, be arranged inside the fenders or centrically in the upper region of the stern.
  • the openings are preferably optimized in terms of flow and design in terms of arrangement and design.
  • the present invention may also find application in trailers and trucks.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

The invention relates to a system for producing electric power for a land, water or air vehicle (10) comprising an energy converter (20) for converting an airflow energy into a kinetic energy and an electric machine (26) for converting the kinetic energy supplied by the energy converter, wherein said energy converter is exposed at least partly to the air flowing along the vehicle.

Description

SYSTEM FÜR EIN FÄHRZEUG ZUR ERZEUGUNG ELEKTRISCHER ENERGIE SYSTEM FOR A VEHICLE FOR GENERATING ELECTRICAL ENERGY
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System für ein Fahrzeug zur Erzeugung elektrischer Energie.The present invention relates to a system for a vehicle for generating electrical energy.
Bei mit Verbrennungsmotoren angetriebenen Landfahrzeugen ist es bekannt, ein für den Betrieb des Landfahrzeugs vorgesehenes elektrisches System mit elektrischer Energie zu versorgen, indem ein von der Verbrennungsmaschine zusätzlich angetriebener elektrischer Generator, die Lichtmaschine, die erforderliche elektrische Energie liefert. Um unterschiedliche Betriebszustände auszugleichen, ist ein Akkumulator als Energiespeicher vorgesehen, der während des Betriebs der Verbrennungsmaschine mit elektrischer Energie geladen wird und nach Bedarf Energie zum Betrieb der elektrischen Einrichtung liefert. Ein Nachteil dieser Anlagen ist es, daß der Betrieb des elektrischen Generators ständig einen bestimmten Anteil der durch die Verbrennungsmaschine bereitgestellten Leistung für sich benötigt, die dann dem Antrieb des Landfahrzeugs nicht mehr zur Verfügung steht.In land vehicles powered by internal combustion engines, it is known to provide electrical power to an electrical system intended for operation of the land vehicle by supplying the required electrical energy to an electric generator additionally driven by the internal combustion engine, the alternator. To compensate for different operating conditions, an accumulator is provided as an energy storage, which is charged during operation of the internal combustion engine with electrical energy and supplies power to operate the electrical device as needed. A disadvantage of these systems is that the operation of the electrical generator constantly requires a certain proportion of the power provided by the internal combustion engine, which is then no longer available to the drive of the land vehicle.
Elektrisch angetriebene Landfahrzeuge können ein vom elektrischen Antrieb unabhängig betriebenes System aufweisen, um eine zuverlässige, ungestörte Funktion der zu diesem System zugehörigen Einrichtungen zu gewährleisten. Solche Einrichtungen können beispielsweise ein Radio, Innenraumbeleuchtungen, Meßgeräte oder dergleichen sein. Vielfach sind auch die Betriebsspannungen für den Antrieb der elektrischen Systeme stark unterschiedlich voneinander. Aufwendige Spannungsumsetzer und Entstörungsmaßnahmen sind für den bestimmungsgemäßen Betrieb des elektrischen Systems erforderlich. Ist darüber hinaus der Energiespeicher für den Antrieb entleert, kann auch das elektrische System nicht mehr mit Energie versorgt werden.Electrically powered land vehicles may have a system operated independently of the electric drive in order to ensure a reliable, undisturbed function of the devices associated with this system. Such devices may be, for example, a radio, interior lighting, meters or the like. In many cases, the operating voltages for driving the electrical systems are also very different from each other. Elaborate voltage converters and suppression measures are required for the proper operation of the electrical system. In addition, if the energy storage for the drive drained, and the electrical System can no longer be supplied with energy.
Bei nicht angetriebenen Landfahrzeugen ist dagegen in der Regel keine eigene elektrische Energieversorgung vorgesehen. Diese Fahrzeuge sind oftmals im abgestellten Betriebszustand ohne eine elektrische Energieversorgung.For non-powered land vehicles, however, usually no own electrical power supply is provided. These vehicles are often in the parked mode without an electrical power supply.
Die vorliegende Erfindung hat es sich zur A u f g a b e gemacht, ein System bereitzustellen, welches es ermöglicht, die vorgenannten Nachteile zu überwinden.The present invention has made it known to provide a system which makes it possible to overcome the aforementioned disadvantages.
Als L ö s u n g dieser Aufgabe wird mit der vorliegenden Erfindung ein System für ein Fahrzeug zur Erzeugung elektrischer Energie vorgeschlagen, welches einen Luftströmungsenergie in kinetische Energie umwandelnden Energiewandler und eine die vom Energiewandler gelieferte kinetische Energie umwandelnde elektrische Maschine aufweist, wobei der Energiewandler zumindest teilweise der am Fahrzeug vorbeiströmenden Luft ausgesetzt ist.As a solution to this problem, the present invention proposes a system for a vehicle for generating electrical energy, which comprises an air flow energy into kinetic energy converting energy converter and a supplied by the energy converter kinetic energy converting electrical machine, wherein the energy converter at least partially the on Vehicle is exposed to passing air.
Erstmals kann erreicht werden, daß vorzugsweise während der Fahrt eine am Landfahrzeug vorbeiströmende Luftströmung zum Zwecke der Energiegewinnung genutzt werden kann. Bei geeigneter Anordnung kann durch Luftverdrängung während der Fahrt des Landfahrzeugs aufgebrachte Energie teilweise genutzt werden, um hieraus zusätzliche elektrische Energie zu gewinnen. Die durch die Luftverdrängung aufgewendete Energie zum Fortbewegen des Landfahrzeugs ist in der Regel eine Verlustenergie, die keiner weiteren Nutzung zugeführt wird. Die Erfindung ermöglicht es, bei geeigneter Auslegung einen Teil der Verlustenergie zurückzugewinnen und hieraus elektrische Energie zu generieren. Das Fahrzeug kann beispielsweise durch ein Kraftfahrzeug oder einen Lastkraftwagen, aber auch durch ein schienengebundenes Fahrzeug gebildet sein. Ferner kann das erfindungsgemäße System auch für Luft- oder Wasserfahrzeuge eingesetzt werden.For the first time, it can be achieved that preferably an airflow flowing past the land vehicle can be used for the purpose of energy production while driving. With a suitable arrangement, energy applied by air displacement during travel of the land vehicle may be partially utilized to extract additional electrical energy therefrom. The energy expended by the air displacement for moving the land vehicle is usually a loss energy that is not put to further use. With a suitable design, the invention makes it possible to recover part of the energy lost and to generate electrical energy therefrom. The vehicle may be formed for example by a motor vehicle or a truck, but also by a rail-bound vehicle. Furthermore, the system according to the invention can also be used for air or water vehicles.
Der Energiewandler kann durch eine Vorrichtung gebildet sein, mit der die Strömungsenergie der vorbeiströmenden Luft in eine kinetische Energie umgewandelt wird, die beispielsweise in einer Drehbewegung bestehen kann. Der Energiewandler ist vorteilhaft mit einer elektrischen Maschine gekoppelt, die die kinetische Energie ihrerseits in eine elektrische Energie umwandelt. Die elektrische Energie wird vorzugsweise in Form einer Gleichspannung bereitgestellt, mit der vorzugsweise ein Energiespeicher, beispielsweise in Form eines Akkumulators oder eines elektrischen Kondensators, geladen werden kann. Es kann natürlich auch eine andere Spannung vorgesehen sein, beispielsweise Pulsspannungen, Wechselspannungen oder dergleichen. Der Energiespeicher, dessen Verwendung optional ist, kann seinerseits für die Energieversorgung von ausgewählten Verbrauchern vorgesehen sein, beispielsweise einer Alarmanlage oder einer zusätzlichen Energieversorgung, welche bei Störung einerThe energy converter can be formed by a device with which the flow energy of the air flowing past is converted into a kinetic energy, which may for example consist of a rotational movement. The energy converter is advantageously coupled to an electrical machine, which in turn converts the kinetic energy into electrical energy. The electrical energy is preferably provided in the form of a DC voltage with which preferably an energy store, for example in the form of a rechargeable battery or an electrical capacitor, can be charged. Of course it can also be one be provided other voltage, for example, pulse voltages, AC voltages or the like. The energy storage, the use of which is optional, in turn, be provided for the power supply of selected consumers, such as an alarm system or an additional power supply, which in case of failure of a
Betriebsenergieversorgung einspringt, um gefährliche Zustände zu vermeiden oder einen Notbetrieb zu ermöglichen.Operating power supply intervenes to avoid dangerous conditions or to enable emergency operation.
Damit der Energiewandler kinetische Energie erzeugen kann ist er zumindest teilweise, vorzugsweise jedoch vollständig, der am Fahrzeug vorbeiströmenden Luft ausgesetzt. Dabei kann sich das Fahrzeug sowohl im Stillstand als auch in Fahrt befinden. Bei einem im Stillstand befindlichen Fahrzeug wird die in Form von Wind am Fahrzeug vorbeiströmende Luft genutzt, wobei der Energiewandler vorzugsweise in der Weise ausgerichtet werden kann, daß eine optimale Ausnutzung der am Fahrzeug vorbeiströmenden Luft gewährleistet ist. In einer besonderen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Energiewandler der am Fahrzeug während der Fahrt vorbeiströmenden Luft ausgesetzt wird, mithin der Fahrtwind genutzt wird. Vorzugsweise kann der Energiewandler relativ verstellbar zum Fahrzeug positioniert sein, um ihn in Abhängigkeit der auszunutzenden Luftströmung ausrichten zu können, das heißt ihn so einstellen zu können, daß er sowohl während der Fahrt des Fahrzeuges als auch bei dessen Stillstand genutzt werden kann.So that the energy converter can generate kinetic energy, it is at least partially, but preferably completely, exposed to the air flowing past the vehicle. In this case, the vehicle can be both at a standstill and in motion. When the vehicle is at a standstill, the air flowing past the vehicle in the form of wind is used, wherein the energy converter can preferably be aligned in such a way that optimal utilization of the air flowing past the vehicle is ensured. In a particular embodiment, it is provided that the energy converter is exposed to the air flowing past the vehicle while driving, thus the wind is used. Preferably, the energy converter can be positioned relatively adjustable to the vehicle in order to align it depending on the exploiting air flow, that is, to adjust it so that it can be used both while driving the vehicle and at its stoppage.
In einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß der Energiewandler ein drehbar gelagertes Schaufelrad aufweist. Das Schaufelrad kann beispielsweise durch eine mit nach außen ragenden Schaufeln besetzte Rotorwelle gebildet sein. Es kann aber auch durch eine drehbar gelagerte Hülse gebildet sein, an deren Innenwand sich radial nach innen erstreckende Schaufeln angeordnet sind. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, für derartige Energiewandler bekannte, vorhandene Bauteile zu verwenden, um einen einfachen, kostengünstigen Aufbau zu erhalten.In a further embodiment, it is proposed that the energy converter has a rotatably mounted paddle wheel. The paddle wheel can be formed, for example, by a rotor shaft occupied with outwardly projecting blades. But it can also be formed by a rotatably mounted sleeve, on the inner wall radially inwardly extending blades are arranged. This embodiment makes it possible to use existing components known for such energy converters in order to obtain a simple, cost-effective design.
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, daß der Energiewandler eine Turbine ist. Mit dieser Form des Energiewandlers kann ein hoher Wirkungsgrad erreicht werden.In addition, it is proposed that the energy converter is a turbine. With this form of energy converter, a high efficiency can be achieved.
In einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß die elektrische Maschine ein Generator ist. Der Generator ist üblicherweise eine auf die Erzeugung elektrischer Energie spezialisierte elektrische Maschine, die sich bezüglich der Energieerzeugung durch einen hohen Wirkungsgrad auszeichnet, insbesondere auch deshalb, weil ein Motorbetrieb nicht vorgesehen ist. Der Wirkungsgrad des Systems kann weiter erhöht werden.In a further embodiment, it is proposed that the electrical machine is a generator. The generator is usually an electrical machine specialized in the production of electrical energy, which is characterized by a high degree of efficiency with regard to energy generation, in particular also because a motor operation is not provided. The efficiency of the system can be further increased.
In einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, daß die elektrische Maschine eine Gleichstrommaschine ist. In dieser Ausgestaltung kann die elektrische Maschine sowohl als Generator als auch als Motor verwendet werden. Diese Ausgestaltung kann beispielsweise dann vorteilhaft sein, wenn neben der Stromerzeugung beispielsweise eine Strömungserzeugung außerhalb des normalen Fahrbetriebs des Landfahrzeugs vorgesehen sein soll.In a further development, it is proposed that the electrical machine is a DC machine. In this embodiment, the electric machine can be used both as a generator and as a motor. This embodiment may be advantageous, for example, if, in addition to the power generation, for example, a flow generation should be provided outside the normal driving operation of the land vehicle.
Daneben wird vorgeschlagen, daß die elektrische Maschine eine Drehstrommaschine ist. Mit einer Drehstrommaschine kann neben einer sehr kompakten Bauform ein hoher Wirkungsgrad bei der Erzeugung elektrischer Energie erreicht werden. Der hohe Grad an Ausnutzung der kinetischen Energie ermöglicht es somit, eine kostengünstige elektrische Maschine zu verwenden.In addition, it is proposed that the electric machine is a three-phase machine. With a three-phase machine, a high degree of efficiency in the generation of electrical energy can be achieved in addition to a very compact design. The high degree of utilization of the kinetic energy thus makes it possible to use a low-cost electric machine.
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, daß die elektrische Maschine eine Regeleinrichtung aufweist. Mit der Regeleinrichtung kann erreicht werden, daß das System in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen jeweils im optimalen Betriebsmodus betrieben wird. So kann beispielsweise vorgesehen sein, daß im Stand des Landfahrzeugs oder bei einer geringen Geschwindigkeit die Energieerzeugung der elektrischen Maschine eingestellt wird. Daneben kann bei wechselnden Geschwindigkeiten erreicht werden, daß die elektrische Maschine derart geregelt wird, daß sie eine weitgehend konstante Spannung liefern kann. Es können darüber hinaus auch weitere Parameter für die Regelung berücksichtigt werden, so beispielsweise Drehzahl des Energiewandlers, Geschwindigkeit der Luftströmung, Temperatur, Stromentnahme, Ladezustand des Energiespeichers oder dergleichen. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, daß das Schaufelrad des Energiewandlers erst ab einer bestimmten Geschwindigkeit des Fahrtwinds zur Erzeugung kinetischer Energie freigegeben wird. Derartige Steuerungen sind beispielsweise auch bei Windrädern bekannt, um die Alterung bei geringen Geschwindigkeiten zu reduzieren.In addition, it is proposed that the electrical machine has a control device. With the control device can be achieved that the system is operated depending on the operating conditions in each case in the optimal operating mode. For example, it may be provided that in the state of the land vehicle or at a low speed, the power generation of the electric machine is adjusted. In addition, it can be achieved at varying speeds that the electric machine is controlled so that it can deliver a substantially constant voltage. In addition, other parameters for the control can be taken into account, such as speed of the energy converter, speed of the air flow, temperature, current drain, state of charge of the energy storage or the like. It can be provided, for example, that the impeller of the energy converter is released from a certain speed of the wind to generate kinetic energy. Such controls are also known, for example, in wind turbines to reduce the aging at low speeds.
Weiterhin wird vorgeschlagen, daß die elektrische Maschine mittels einer Schalteinheit mit dem elektrischen Energiespeicher verbindbar ist. Die Schalteinheit kann beispielsweise durch ein Schütz, ein Relais oder auch durch elektronische Schalter wie Transistoren, GTO oder dergleichen gebildet sein. Die Schalteinheit kann vorteilhaft beispielsweise dazu verwendet werden, die elektrische Maschine erst dann mit dem Energiespeicher zu koppeln, wenn eine Mindestleistung bereitgestellt werden kann. Dies hat beispielsweise den Vorteil, daß der beim Anlauf der elektrischen Maschine erforderliche hohe Einschaltstrom für den Energiespeicher nicht zur Blockierung der elektrischen Maschine und damit des Systems führt. So kann ein sicheres Anlaufen des mit der elektrischen Maschine gekoppelten Energiewandlers erreicht werden. Daneben kann erreicht werden, daß eine elektrische Entladung des Energiespeichers über die elektrische Maschine vermieden werden kann.Furthermore, it is proposed that the electrical machine by means of a switching unit with the electrical energy storage is connectable. The switching unit may be formed for example by a contactor, a relay or by electronic switches such as transistors, GTO or the like. The switching unit can be used advantageously, for example, to couple the electric machine with the energy storage only when a minimum power can be provided. This has the advantage, for example, that the high inrush current required for the energy store during the startup of the electrical machine does not lead to the blocking of the electrical machine and thus of the system. Thus, a safe start of the coupled with the electric machine energy converter can be achieved. In addition, it can be achieved that an electrical discharge of the energy storage device via the electric machine can be avoided.
In einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß der Energiewandler und die elektrische Maschine mittels einer Welle gekoppelt sind. Eine kostengünstige, dauerhafte, robuste Kopplung kann erreicht werden. Ferner kann jedoch vorgesehen sein, daß der Energiewandler und die elektrische Maschine mittels einem Getriebe gekoppelt sind. Diese Ausgestaltung bietet sich beispielsweise an, wenn eine Drehzahlanpassung bezüglich des Energiewandlers und der elektrischen Maschine zweckmäßig ist, um eine optimale Anpassung bezüglich der erzeugbaren Leistung zu erreichen. Auf diese Weise können sowohl der Energiewandler als auch die elektrische Maschine in ihrem weitgehend optimalen Betrieb eingesetzt werden.In a further embodiment, it is proposed that the energy converter and the electric machine are coupled by means of a shaft. An inexpensive, durable, robust coupling can be achieved. Furthermore, however, it can be provided that the energy converter and the electric machine are coupled by means of a transmission. This refinement lends itself, for example, when a speed adaptation with respect to the energy converter and the electrical machine is expedient in order to achieve an optimum adaptation with regard to the power that can be generated. In this way, both the energy converter and the electric machine can be used in their largely optimal operation.
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, daß der Energiewandler und die elektrische Maschine mittels einem Riemen gekoppelt sind. Eine kostengünstige, flexible Kopplung der elektrischen Maschine mit dem Energiewandler kann erreicht werden. Diese Ausgestaltung ermöglicht unter anderem hinaus einen Ausgleich von Abstandsunterschieden aufgrund von Temperatureinflüssen, Vibrationen, Stößen und dergleichen.In addition, it is proposed that the energy converter and the electric machine are coupled by means of a belt. A cost-effective, flexible coupling of the electric machine with the energy converter can be achieved. This embodiment allows, among other things, a compensation of differences in distance due to temperature influences, vibrations, shocks and the like.
Femer wird vorgeschlagen, daß das System einen Luftkanal aufweist, in dem der Energiewandler zumindest teilweise hineinragt. Mittels des Luftkanals kann die Strömungsführung optimiert werden, so daß der Wirkungsgrad des Energiewandlers weiter verbessert werden kann. In einer Ausgestaltung weist der Luftkanal in einer bevorzugten Fahrtrichtung des Landfahrzeugs eine Einlaßöffnung auf. Die optimale Ausnutzung der Energie der Luftströmung kann erreicht werden. Vorzugsweise ist die Einlaßöffnung im Frontbereich des Landfahrzeugs angeordnet. Dies ermöglicht unter anderem die Nutzung eines ohnehin vorhandenen Staudrucks während der Fahrt des Landfahrzeugs. Ein Teil der hierin enthaltenen Energie, die ohnehin durch die Fahrt des Landfahrzeugs aufgewendet werden muß, kann zur Erzeugung von elektrischer Energie mit dem erfindungsgemäßen System genutzt werden. Der Gesamtwirkungsgrad des Landfahrzeugs kann auf diese Weise verbessert werden, da die ansonsten nicht verwendete Verlustenergie der Luftströmung einer Nutzung zugeführt werden kann.Furthermore, it is proposed that the system has an air duct in which the energy converter at least partially protrudes. By means of the air channel, the flow guidance can be optimized, so that the efficiency of the energy converter can be further improved. In one embodiment, the air duct has an inlet opening in a preferred direction of travel of the land vehicle. The optimal utilization of the energy of the air flow can be achieved. Preferably, the inlet opening is arranged in the front region of the land vehicle. This allows, among other things, the use of an already existing dynamic pressure during the journey of the land vehicle. Part of the energy contained herein, which in any case must be expended by the journey of the land vehicle, can be used to generate electrical energy can be used with the system according to the invention. The overall efficiency of the land vehicle can be improved in this way, since the otherwise unused waste energy of the air flow can be supplied to a use.
In einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, daß der Luftkanal entgegen der bevorzugten Fahrtrichtung des Landfahrzeugs eine Auslaßöffnung aufweist. Die Auslaßöffnung kann beispielsweise an einer Fahrzeugseite vorgesehen sein. Sie kann dabei aerodynamisch günstig ausgestaltet sein, um beispielsweise einen Saug- Effekt zu nutzen und den Wirkungsgrad weiter zu verbessern. Mit Vorteil wird vorgeschlagen, daß die Auslaßöffnung im Heckbereich des Landfahrzeugs angeordnet ist. Vorzugsweise kann die Auslaßöffnung im oberen Bereich des Landfahrzeugs angeordnet sein, um je nach Heckform eine Unterdruckwirkung zusätzlich zu nutzen.In a further development, it is proposed that the air duct has an outlet opening counter to the preferred direction of travel of the land vehicle. The outlet opening may be provided, for example, on a vehicle side. It can be configured aerodynamically low, for example, to use a suction effect and to further improve the efficiency. Advantageously, it is proposed that the outlet opening is arranged in the rear region of the land vehicle. Preferably, the outlet opening may be arranged in the upper region of the land vehicle in order to additionally utilize a negative pressure effect depending on the stern shape.
In einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß das Landfahrzeug einen Antrieb aufweist. Der Antrieb kann beispielsweise als Verbrennungsmaschine ausgebildet sein, er kann jedoch auch als Elektromotor ausgebildet sein. Das erfindungsgemäße System kann als zusätzliche Energieversorgung verwendet werden. Bei einem Elektrofahrzeug kann hierdurch beispielsweise eine erhöhte Reichweite und/oder eine größere Sicherheit bezüglich des Betriebs von Nicht- Antriebs-Komponenten erreicht werden.In a further embodiment, it is proposed that the land vehicle has a drive. The drive may for example be designed as an internal combustion engine, but it may also be designed as an electric motor. The system according to the invention can be used as an additional power supply. In an electric vehicle, for example, an increased range and / or greater safety with regard to the operation of non-drive components can be achieved in this way.
In einer Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß das System eine separate elektrische Einrichtung mit Energie versorgt. Diese Einrichtung kann beispielsweise durch eine Kühleinrichtung, eine separate elektrische Anlage oder auch eine Notstromversorgung gebildet sein. So kann beispielsweise vorgesehen sein, daß das System eine Not-Stand-Beleuchtung für ein abgestelltes Landfahrzeug mit Energie versorgt. Darüber hinaus kann mit dem System eine unabhängige Sicherheitsstromversorgung gebildet werden, um beispielsweise im Falle einer Störung der normalen Betriebsstromversorgung einen Betrieb sicherheitsrelevanter Funktionen weiterhin zu gewährleisten. Die Stromversorgung kann beispielsweise dazu verwendet werden, um einen Bordcomputer unterbrechungsfrei mit Strom zu versorgen, wenn bei einem Kraftfahrzeug beispielsweise im Rahmen einer Reparatur die Fahrzeugbatterie abgeklemmt werden muß.In one embodiment, it is proposed that the system power a separate electrical device. This device can be formed for example by a cooling device, a separate electrical system or an emergency power supply. For example, it may be provided that the system provides emergency emergency lighting for a parked land vehicle. In addition, with the system, an independent safety power supply can be formed to continue to ensure operation of safety-related functions, for example in the event of a malfunction of the normal operating power supply. The power supply can be used, for example, to supply an on-board computer uninterruptible power when in a motor vehicle, for example, in the context of a repair, the vehicle battery must be disconnected.
In einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß das Landfahrzeug ein Anhänger ist. Oftmals verfügen Anhänger über keine eigene Energieversorgung, sondern sie werden vom Zugfahrzeug mit elektrischer Energie versorgt. Ein abgestellter Anhänger ist daher in der Regel ohne eigene Energieversorgung und verfügt daher beispielsweise nicht über ein Standlicht, wenn er vom Zugfahrzeug abgekoppelt ist. Das erfindungsgemäße System ermöglicht es somit, einen Anhänger mit einer eigenen Energieversorgung bereitzustellen. Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße System bei einem Anhänger mit geringem Aufwand nachgerüstet werden. Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, daß eine elektrische Anlage des Anhängers unabhängig von der des Zugfahrzeugs betrieben werden kann. Es ist somit nicht erforderlich, daß die elektrischen Anlagen von Zugfahrzeug und Anhänger kompatibel sein müssen. Eine hohe Flexibilität kann erreicht werden.In a further embodiment, it is proposed that the land vehicle a Trailer is. Often, trailers do not have their own energy supply, but they are supplied with electrical energy by the towing vehicle. A parked trailer is therefore usually without its own power supply and therefore, for example, does not have a parking light when it is disconnected from the towing vehicle. The system according to the invention thus makes it possible to provide a trailer with its own power supply. In addition, the system according to the invention can be retrofitted in a trailer with little effort. Another advantage results from the fact that an electrical system of the trailer can be operated independently of the towing vehicle. It is thus not necessary that the electrical equipment of towing vehicle and trailer must be compatible. High flexibility can be achieved.
In einer vorteilhaften Weiterbildung wird vorgeschlagen, daß das Landfahrzeug einen Wohnaufbau aufweist. Das Landfahrzeug kann beispielsweise durch einen Caravan oder einen Wohnwagen gebildet sein. Vorzugsweise weisen solche Landfahrzeuge eine eigene Energieversorgung für den Wohnaufbau auf, damit die für den Betrieb des Landfahrzeugs erforderliche elektrische Anlage nicht zusätzlich belastet wird. Eine unabhängige Energieversorgung des Wohnaufbaus kann erreicht werden. Das erfindungsgemäße System ist somit in der Lage, den Wohnaufbau entweder allein und/oder zusätzlich mit Energie zu versorgen. Kosten für eine externe Energieversorgung im Standbetheb können reduziert werden.In an advantageous development, it is proposed that the land vehicle has a housing structure. The land vehicle can be formed for example by a caravan or a caravan. Preferably, such land vehicles have their own energy supply for the residential structure, so that the required for the operation of the land vehicle electrical system is not charged additionally. An independent energy supply of the residential construction can be achieved. The system according to the invention is thus able to supply the housing either alone and / or additionally with energy. Costs for an external energy supply in Standbetheb can be reduced.
Mit der Erfindung wird des weiteren ein Fahrzeug vorgeschlagen, das über ein System der vorbeschriebenen Art verfügt. Ein solches Fahrzeug kann beispielsweise ein Landfahrzeug, ein Luftfahrzeug oder ein Wasserfahrzeug sein. Als Landfahrzeug kommen insbesondere Kraftfahrzeuge, wie Autos oder Lkws in Betracht, die über einen eigenen Antrieb, beispielsweise einen Verbrennungsmotor oder eine elektrische Maschine verfügen. Als Landfahrzeuge kommen aber auch schienengebundene Fahrzeuge, wie zum Beispiel Magnetschwebebahnen oder herkömmliche Eisenbahnen in Betracht. Femer eignet sich das erfindungsgemäße System zur Verwendung bei einem Luftfahrzeug, beispielsweise einem Helikopter, einem Flugzeug oder dergleichen. Insbesondere bei Flugzeugen ist der Einsatz des erfindungsgemäßen Systems von Vorteil, da Flugzeuge, insbesondere düsenbetriebene Flugzeuge mit hoher Geschwindigkeit fliegen und insofern eine hohe Strömungsgeschwindigkeit bezüglich der am Flugzeug vorbeiströmenden Luft erzeugen. Die mittels des erfindungsgemäßen Systems gewonnene Energie kann dazu benutzt werden, um einen zusätzlichen Energiespeicher mit Energie zu versorgen, der von der Energieversorgung des Flugzeuges im übrigen unabhängig ist und als Notenergieversorgungseinrichtung dienen kann.The invention further proposes a vehicle having a system of the type described above. Such a vehicle may be, for example, a land vehicle, an aircraft or a watercraft. As a land vehicle are in particular motor vehicles, such as cars or trucks into consideration, which have their own drive, such as an internal combustion engine or an electric machine. As land vehicles but also come rail-bound vehicles, such as maglev trains or conventional railways into consideration. Furthermore, the system according to the invention is suitable for use in an aircraft, for example a helicopter, an aircraft or the like. Particularly in the case of aircraft, the use of the system according to the invention is advantageous since aircraft, in particular jet-powered aircraft, fly at high speed and thus generate a high flow velocity with respect to the air flowing past the aircraft. The energy obtained by means of the system according to the invention can be used to power an additional energy store supply, which is independent of the power supply of the aircraft otherwise and can serve as Notenergieversorgungseinrichtung.
Das erfindungsgemäße System zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß es unabhängig zu anderen Energieerzeugungseinrichtungen betrieben werden kann. Es stellt insofern ein redundantes System dar, was insbesondere aus sicherheitstechnischen Erwägungen von Vorteil ist. Selbstredend kann das erfindungsgemäße System auch dazu genutzt werden, elektrisch betreibbare Einrichtungen mit Energie zu versorgen, wie sie in jedem Fahrzeug vorhanden sind. So kann sich insbesondere der Einsatz des erfindungsgemäßen Systems bei Wohnmobilen, Wohnanhängern oder dergleichen lohnen, die nicht über eine eigene Energieversorgung verfügen.The inventive system is characterized in particular by the fact that it can be operated independently of other energy generating devices. It represents a redundant system, which is particularly advantageous for safety reasons. Of course, the system according to the invention can also be used to supply power to electrically operable devices, as they are present in each vehicle. Thus, in particular, the use of the system according to the invention in motorhomes, trailers or the like may be worthwhile, which do not have its own power supply.
Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Erläuterung und sind für diese nicht beschränkend. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.Further features and advantages will become apparent from the following description of an embodiment. The exemplary embodiments illustrated in the figures are merely explanatory and are not restrictive of these. Identical components are designated by the same reference numerals.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine schematische seitliche Darstellung eines Kraftfahrzeugs,1 is a schematic side view of a motor vehicle,
Fig. 2 eine Frontansicht des in Fig. 1 dargestellten Kraftfahrzeugs,FIG. 2 is a front view of the motor vehicle shown in FIG. 1; FIG.
Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts III in Fig. 1 ,3 is an enlarged view of the section III in Fig. 1,
Fig. 4 einen Schnitt des Strömungskanals in Fig. 3 entlang einer Linie IV-IV undFig. 4 is a section of the flow channel in Fig. 3 along a line IV-IV and
Fig. 5 ein Prinzipschaltbild des Systems gemäß der vorliegenden Erfindung.Fig. 5 is a schematic diagram of the system according to the present invention.
Figur 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 10 in seitlicher, schematischer Darstellung mit einem hinteren Kotflügel 12, in dem in Verbindung mit dem hinteren Teil der Karosserie des Kraftfahrzeugs 10 ein Luftkanal 16 angeordnet ist. Der Luftkanal 16 weist im vorderen Abschnitt des Kotflügels 12 eine Einlaßöffnung 14 auf. Im oberen Heckbereich des Kraftfahrzeugs 10 mündet der Strömungskanal 16 in eine Auslaßöffnung 18. Wie ferner aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist im Strömungskanal 16 der Energiewandler 20 des erfindungsgemäßen Systems angeordnet.1 shows a motor vehicle 10 in a lateral, schematic representation with a rear fender 12, in which in connection with the rear part of the body of the motor vehicle 10, an air duct 16 is arranged. The air duct 16 has an inlet opening 14 in the front portion of the fender 12. In the upper rear region of the motor vehicle 10, the flow channel 16 opens into an outlet opening 18. Further, as can be seen from FIG. 1, in the flow channel 16 the flow channel 16 opens Energy converter 20 of the system according to the invention arranged.
Fig. 2 zeigt das Kraftfahrzeug mit dem erfindungsgemäßen System in Frontansicht. Deutlich zu erkennen sind die verbreiterten Kotflügel 12, die aufgrund von verbreiterten Reifen ohnedies erforderlich sind. Die Kotflügel 12 weisen in Fahrtrichtung Einlaßöffnungen 14 auf.Fig. 2 shows the motor vehicle with the system according to the invention in front view. Clearly visible are the widened fenders 12, which are required anyway due to widened tires. The fenders 12 have in the direction of travel inlet openings 14.
Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Luftkanals 16 mit dem Energiewandler 20. Im Strömungskanal 16 entsteht während der Fahrt des Kraftfahrzeugs 10 eine Luftströmung in Richtung 42. Im Luftkanal 16 ist mittels Halterungen 22 der Energiewandler 20 angeordnet. Der Energiewandler 20 weist ein drehbar gelagertes Schaufelrad 24 auf, an dessen Stirnseiten Strömungsleitkappen 44 angeordnet sind. Die durch den Strömungskanal 16 strömende Luft 42 treibt das Schaufelrad 24 an, so daß dies in eine Drehbewegung versetzt wird.FIG. 3 shows an enlarged view of the air channel 16 with the energy converter 20. In the flow channel 16, an air flow in the direction 42 is formed while the motor vehicle 10 is traveling. The energy converter 20 is arranged in the air channel 16 by means of holders 22. The energy converter 20 has a rotatably mounted paddle wheel 24, on whose end sides Strömungsleitkappen 44 are arranged. The air flowing through the flow channel 16 air 42 drives the impeller 24, so that this is set in a rotational movement.
Fig. 4 zeigt eine Schnittdarstellung durch den Energiewandler 20. Innerhalb des Energiewandlers 20, und zwar innerhalb des Lüfterrads 24 ist ein Drehstromgenerator 26 angeordnet, der als Außenläufer mit dem Lüfterrad drehfest verbunden ist. Über nicht näher dargestellte Leitungen, die beispielsweise in den Halterungen 22 untergebracht sein können, erfolgt der elektrische Anschluß zum Akkumulator 28.4 shows a sectional view through the energy converter 20. Within the energy converter 20, specifically within the fan wheel 24, an alternator 26 is arranged, which is rotatably connected as external rotor with the fan. About lines not shown, which may be housed for example in the brackets 22, the electrical connection to the accumulator 28th
Fig. 5 zeigt ein Prinzipschaltbild des erfindungsgemäßen Systems. Die Luftströmung 42 durchströmt den Strömungskanal 16, wobei sie mit dem Energiewandler 20 in Wechselwirkung tritt. Dieser entnimmt der Luftströmung 42 Energie, die in eine kinetische Energie, und zwar eine Rotationsenergie überführt wird. Der mit dem Energiewandler 20 verbundene elektrische Generator 26 wandelt die kinetische Rotationsenergie in eine elektrische Energie um.Fig. 5 shows a schematic diagram of the system according to the invention. The air flow 42 flows through the flow channel 16, wherein it interacts with the energy converter 20. This takes the air flow 42 energy, which is converted into a kinetic energy, namely a rotational energy. The electric generator 26 connected to the energy converter 20 converts the rotational kinetic energy into electrical energy.
Der Generator 26 ist auf seiner elektrischen Seite mit einer Schalteinheit 34 verbunden, mittels der eine elektrische Verbindung zum Akkumulator 28 herstellbar ist. Der Akkumulator 28 seinerseits ist in elektrischer Verbindung mit einem Verbraucher 30.The generator 26 is connected on its electrical side with a switching unit 34, by means of which an electrical connection to the accumulator 28 can be produced. The accumulator 28 in turn is in electrical connection with a consumer 30th
Sowohl der Generator 26 als auch die Schalteinheit 34 und der Akkumulator 28 sind über Kommunikationsleitungen 36, 38, 40 mit einer Regeleinheit 32 verbunden. Die Regeleinheit 32 erfaßt über die Kommunikationsleitung 36 die Drehzahl des Generatorläufers sowie den Generatorstrom. Über die Kommunikationsleitung 38 wird die Schalteinheit 34 gesteuert, so daß mittels der Regeleinheit 32 die elektrische Verbindung zwischen dem Generator 26 und dem Akkumulator 28 steuerbar ist. Mittels der Kommunikationsleitung 40 wird die Akkumulatorspannung sowie der Ladezustand des Akkumulators 28 erfaßt, welcher vorliegend als Blei- Säure-Akkumulator ausgebildet ist.Both the generator 26 and the switching unit 34 and the accumulator 28 are connected via communication lines 36, 38, 40 with a control unit 32. The control unit 32 detects via the communication line 36, the speed of the Generator runner and the generator current. Via the communication line 38, the switching unit 34 is controlled, so that by means of the control unit 32, the electrical connection between the generator 26 and the accumulator 28 is controllable. By means of the communication line 40, the accumulator voltage and the state of charge of the accumulator 28 is detected, which is presently designed as a lead acid accumulator.
Befindet sich das Kraftfahrzeug 10 im Anfahrbetrieb, so strömt die Luft 42 durch die Lufteinlaßöffnung 14 sowie durch den Kanal 16 und treibt das Lüfterrad 24 des Energiewandler 20 an. Zugleich mit dem Lüfterrad 24 wird der Generator 26 mit rotatorischer, kinetischer Energie versorgt, so daß sich an dessen nicht näher dargestellten Klemmen eine elektrische Spannung in Abhängigkeit einer von der Regeleinheit 32 über die Kommunikationsleitung 36 vorgegebenen Erregung einstellt. In diesem Zustand befindet sich die Schalteinheit 34 in der geöffneten Stellung. Die Regeleinheit 32 mißt die elektrische Spannung des Akkumulators 28 über die Kommunikationsleitung 40. Sobald Spannungsgleichheit besteht und eine hinreichende Drehzahl am Generator 26 erreicht ist, erhält die Schalteinheit 34 über die Kommunikationsleitung 38 von der Regeleinheit 32 den Befehl, die elektrische Verbindung zwischen dem Generator 26 und dem Akkumulator 28 herzustellen. Der Generator 26 versorgt nunmehr den Akkumulator 28 mit elektrischer Energie in Form von Gleichstrom, welcher seinerseits den Verbraucher 30 mit Energie versorgt.If the motor vehicle 10 is in start-up mode, the air 42 flows through the air inlet opening 14 and through the channel 16 and drives the fan wheel 24 of the energy converter 20. At the same time with the fan 24, the generator 26 is supplied with rotational, kinetic energy, so that adjusts an electrical voltage in response to a predetermined by the control unit 32 via the communication line 36 excitation at its terminals, not shown. In this state, the switching unit 34 is in the open position. The control unit 32 measures the electrical voltage of the accumulator 28 via the communication line 40. Once equal voltage and a sufficient speed is reached at the generator 26, receives the switching unit 34 via the communication line 38 of the control unit 32 command, the electrical connection between the generator 26th and the accumulator 28. The generator 26 now supplies the accumulator 28 with electrical energy in the form of direct current, which in turn supplies the load 30 with energy.
Erreicht nun der Ladezustand des Akkumulators 28 einen maximalen Wert, so erhält die Schalteinheit 34 von der Regeleinheit 32 den Befehl, die Verbindung zwischen dem Generator 26 und dem Akkumulator 28 zu unterbrechen, um ein Überladen des Akkumulators 28 zu vermeiden. Zugleich wird eine nicht näher dargestellte Bremseinrichtung im Generator 26 über die Kommunikationsleitung 36 aktiviert, um eine Drehbewegung des Generators 26 sowie des Läufers 24 zu vermeiden. Hierdurch kann unnötiger Verschleiß durch hochdrehende Bauteile vermieden werden, wodurch die Lebenserwartung des Systems erhöht werden kann. Die Energieversorgung des Verbrauchers 30 erfolgt nunmehr allein durch den Akkumulator 28, und zwar unabhängig davon, ob das Kraftfahrzeug 10 im Fährbetrieb ist oder nicht.Now reaches the state of charge of the accumulator 28 is a maximum value, the switching unit 34 receives from the control unit 32, the command to interrupt the connection between the generator 26 and the accumulator 28 in order to avoid overcharging of the accumulator 28. At the same time a braking device not shown in the generator 26 is activated via the communication line 36 in order to avoid a rotational movement of the generator 26 and the rotor 24. As a result, unnecessary wear can be avoided by high-speed components, whereby the life expectancy of the system can be increased. The energy supply of the consumer 30 now takes place solely by the accumulator 28, regardless of whether the motor vehicle 10 is in ferry mode or not.
Sobald der kritische Ladungszustand des Akkumulators 28 verlassen wird, wird die Bremse des Generators 26 durch die Regeleinheit 32 deaktiviert, und die elektrische Verbindung über die Schalteinheit 34 wieder hergestellt, wie zuvor beschrieben. In der vorliegenden Ausgestaltung ist das Kraftfahrzeug 10 ein Elektroauto. Der Akkumulator 28 dient zur Versorgung des als Verbraucher 30 angegebenen Antriebsmotors mit elektrischer Energie. Die zusätzlich bereitgestellte Energie ermöglicht es, die Reichweite des Kraftfahrzeugs 10 zu erhöhen. In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß ein Elektroauto mit einem elektrischen Antrieb und einem Energiespeicher durch das erfindungsgemäße System zusätzlich mit elektrischer Energie versorgt wird, indem das System die von ihm bereitgestellte Energie direkt in den für den Antrieb ohnehin erforderlichen Energiespeicher einspeist.As soon as the critical state of charge of the accumulator 28 is exited, the brake of the generator 26 is deactivated by the control unit 32, and the electrical connection is restored via the switching unit 34, as described above. In the present embodiment, the motor vehicle 10 is an electric car. The accumulator 28 is used to supply the specified as a consumer 30 drive motor with electrical energy. The additionally provided energy makes it possible to increase the range of the motor vehicle 10. In one embodiment, it is provided that an electric car with an electric drive and an energy storage by the inventive system is additionally supplied with electrical energy by the system feeds the energy provided by him directly into the already required for the drive energy storage.
Weiterhin umfaßt die Erfindung ein Elektro-Kraftfahrzeug mit einem elektrischen Antrieb und einem System zur Erzeugung elektrischer Energie, wobei das System einen Luftströmungsenergie in kinetische Energie umwandelnden Energiewandler, eine die vom Energiewandler gelieferte kinetische Energie umwandelnde elektrische Maschine und einen die von der elektrischen Maschine gelieferte Energie speichernden Energiespeicher aufweist. Der Energiespeicher ist ferner zur Versorgung des elektrischen Antriebs mit Energie vorgesehen.The invention further includes an electric motor vehicle having an electric drive and an electric power generation system, the system including an air flow energy into kinetic energy converting energy converter, an electric machine converting the kinetic energy supplied by the energy converter, and an energy supplied by the electric machine having storing energy storage. The energy store is also provided to supply the electric drive with energy.
Für den Fachmann ist ersichtlich, daß es neben der beschriebenen Ausführungsform eine Vielzahl weiterer Ausführungsformen gibt, ohne den Gedanken der vorliegenden Erfindung zu verlassen. So kann beispielsweise vorgesehen sein, daß die Einlaßöffnung des Strömungskanals im Bereich der Stoßstange oder des Kühlergrills angeordnet ist. Die Auslaßöffnung könnte beispielsweise innerhalb der Kotflügel oder zentrisch im oberen Bereich des Hecks angeordnet sein. Die Öffnungen sind vorzugsweise bezüglich Anordnung und Ausformung strömungsgünstig optimiert auszuwählen. Selbstverständlich kann die vorliegende Erfindung auch bei Anhängern und Lastkraftwagen Anwendung finden.It will be apparent to those skilled in the art that, in addition to the described embodiment, there are a variety of other embodiments without departing from the spirit of the present invention. For example, it may be provided that the inlet opening of the flow channel is arranged in the region of the bumper or the grille. The outlet opening could, for example, be arranged inside the fenders or centrically in the upper region of the stern. The openings are preferably optimized in terms of flow and design in terms of arrangement and design. Of course, the present invention may also find application in trailers and trucks.
Das vorbeschriebene Ausführungsbeispiel wirkt auch insofern nicht beschränkend, als daß das erfindungsgemäße System auch für andere Arten von Fahrzeugen eingesetzt werden kann, wie zum Beispiel für schienengebundene Landfahrzeuge, Luftfahrzeuge oder Wasserfahrzeuge. Dem Anwendungsbereich des erfindungsgemäßen Systems sind insofern keine Grenzen gesetzt. BezugszeichenlisteThe above-described embodiment also does not limit the extent that the system according to the invention can also be used for other types of vehicles, such as rail-bound land vehicles, aircraft or watercraft. The scope of the system according to the invention are insofar no limits. LIST OF REFERENCE NUMBERS
10 Kraftfahrzeug10 motor vehicle
12 Kotflügel12 fenders
14 Einlaßöffnung14 inlet opening
16 Strömungskanal16 flow channel
18 Auslaßöffnung18 outlet opening
20 Energiewandler20 energy converters
22 Halterung22 bracket
24 Schaufelrad24 bucket wheel
26 Drehstromgenerator26 three-phase generator
28 Akkumulator28 accumulator
30 Verbraucher30 consumers
32 Regeleinheit32 control unit
34 Schalteinheit34 switching unit
36 Kommunikationsleitung36 communication line
38 Kommunikationsleitung38 communication line
40 Kommunikationsleitung40 communication line
42 Luftströmung42 airflow
44 Strömungsleitkappe 44 Flow cap

Claims

Schutzansprüche protection claims
1. System für ein Fahrzeug zur Erzeugung elektrischer Energie mit einem Luftströmungsenergie in kinetische Energie umwandelnden Energiewandler und einer die vom Energiewandler gelieferte kinetische Energie umwandelnden elektrischen Maschine, wobei der Energiewandler zumindest teilweise der am Fahrzeug vorbeiströmenden Luft ausgesetzt ist.A system for a vehicle for generating electrical energy having an air flow energy into kinetic energy converting energy converters and an electric machine converting the kinetic energy supplied by the energy converter, wherein the energy converter is at least partially exposed to the air flowing past the vehicle.
2. System nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Energiewandler ein drehbar gelagertes Schaufelrad aufweist.2. System according to claim 1, characterized in that the energy converter has a rotatably mounted paddle wheel.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiewandler eine Turbine ist.3. System according to claim 1 or 2, characterized in that the energy converter is a turbine.
4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Maschine ein Generator ist.4. System according to one of claims 1 to 3, characterized in that the electrical machine is a generator.
5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Maschine eine Gleichstrommaschine ist.5. System according to one of claims 1 to 4, characterized in that the electrical machine is a DC machine.
6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Maschine eine Drehstrommaschine ist.6. System according to one of claims 1 to 4, characterized in that the electrical machine is a three-phase machine.
7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Maschine eine Regeleinrichtung aufweist.7. System according to one of claims 1 to 6, characterized in that the electrical machine has a control device.
8. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen die von der elektrischen Maschine gelieferte Energie speichernden Energiespeicher.8. System according to any one of the preceding claims, characterized by a supplied by the electric machine energy storage energy storage.
9. System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Maschine und der Energiespeicher mittels einer Schalteinheit gekoppelt sind.9. System according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the electric machine and the energy storage are coupled by means of a switching unit.
10. System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiewandler und die elektrische Maschine mittels einer Welle gekoppelt sind. 10. System according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the energy converter and the electric machine are coupled by means of a shaft.
11. System nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiewandler und die elektrische Maschine mittels eines Getriebes gekoppelt sind.11. System according to one of claims 1 to 10, characterized in that the energy converter and the electric machine are coupled by means of a transmission.
12. System nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, daß der Energiewandler und die elektrische Maschine mittels eines Riemens gekoppelt sind.12. System according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the energy converter and the electric machine are coupled by means of a belt.
13. System nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch einen Luftkanal, in den der Energiewandler zumindest teilweise hineinragt.13. System according to any one of claims 1 to 12, characterized by an air duct into which the energy converter at least partially protrudes.
14. System nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftkanal in einer bevorzugten Fahrtrichtung des Fahrzeuges eine Einlaßöffnung aufweist.14. System according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the air duct has an inlet opening in a preferred direction of travel of the vehicle.
15. System nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung im Frontbereich des Fahrzeuges angeordnet ist.15. System according to one of claims 1 to 14, characterized in that the inlet opening is arranged in the front region of the vehicle.
16. System nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftkanal entgegen der bevorzugten Fahrtrichtung des Fahrzeuges eine Auslaßöffnung aufweist.16. System according to any one of claims 1 to 15, characterized in that the air duct opposite to the preferred direction of travel of the vehicle has an outlet opening.
17. System nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung im Heckbereich des Fahrzeuges angeordnet ist.17. System according to any one of claims 1 to 16, characterized in that the outlet opening is arranged in the rear region of the vehicle.
18. System nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug einen Antrieb aufweist.18. System according to one of claims 1 to 17, characterized in that the vehicle has a drive.
19. System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb durch eine elektrische Maschine gebildet ist.19. System according to claim 18, characterized in that the drive is formed by an electric machine.
20. System nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das System eine separate elektrische Einrichtung mit Energie versorgt.20. System according to any one of claims 1 to 19, characterized in that the system supplies a separate electrical device with energy.
21. System nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug ein Anhänger ist. 21. System according to any one of claims 1 to 20, characterized in that the vehicle is a trailer.
22. System nach einem der Ansprüche 1 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug einen Wohnaufbau aufweist.22. System according to any one of claims 1 to 21, characterized in that the vehicle has a housing structure.
23. Landfahrzeug, insbesondere elektrisch betriebenes Landfahrzeug, mit einem System nach einem der vorhergehenden Ansprüche.23. Land vehicle, in particular electrically operated land vehicle, with a system according to one of the preceding claims.
24. Landfahrzeug nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Landfahrzeug ein schienengebundenes Fahrzeug ist.24. Land vehicle according to claim 23, characterized in that the land vehicle is a rail vehicle.
25. Luftfahrzeug, insbesondere Flugzeug, mit einem System nach einem der vorhergehenden Ansprüche. 25 aircraft, in particular aircraft, with a system according to one of the preceding claims.
PCT/EP2006/001170 2005-02-16 2006-02-10 System for producing electric power for a motor vehicle WO2006087139A1 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202005002472.4 2005-02-16
DE200520002472 DE202005002472U1 (en) 2005-02-16 2005-02-16 Electrical energy generating system for land vehicle, has energy converting machine for converting air flow stream into kinetic energy
DE102005013099.2 2005-03-18
DE102005013099A DE102005013099A1 (en) 2005-02-16 2005-03-18 system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2006087139A1 true WO2006087139A1 (en) 2006-08-24

Family

ID=36218327

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2006/001170 WO2006087139A1 (en) 2005-02-16 2006-02-10 System for producing electric power for a motor vehicle

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102005013099A1 (en)
WO (1) WO2006087139A1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008034709A1 (en) * 2006-09-19 2008-03-27 Continental Automotive Gmbh Device for generating electrical energy in a motor vehicle and a motor vehicle with such a device
FR2916014A1 (en) * 2007-05-07 2008-11-14 Marc Andre Claude Clemente Natural force e.g. air current, recovering and exploiting device for producing electric energy, has case for locking rotor before air or water molecules being rejected in natural element by outlet orifice without any alteration or pollution
WO2010049000A1 (en) * 2008-10-31 2010-05-06 Sakib Becirbasic Generator system for vehicles
EP2230122A1 (en) * 2009-03-17 2010-09-22 Johan Segers Trailer
ITRM20100471A1 (en) * 2010-09-07 2012-03-08 Michele Cunico IMPROVEMENT FOR ELECTRIC VEHICLES EQUIPPED WITH AERODYNAMIC ACCELERATOR FOR WIND FANS
WO2012032556A1 (en) * 2010-09-07 2012-03-15 Michele Cunico Electric vehicle provided with a wind turbine and photovoltaic panels
WO2014143273A3 (en) * 2013-01-04 2014-12-31 Raytheon Company Power-producing device with control mechanism

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2445224A (en) * 2006-12-28 2008-07-02 Trevor Knight Wind turbines mounted on or in a vehicle
DE102009016899A1 (en) * 2009-04-08 2010-10-28 Bruns, Cord Jürgen Dynamic pressure generator for producing electric energy for motor vehicle i.e. electric vehicle, has turbine including outer casing, cup-shaped inner casing, lying blades and attaching hub connected into single unit
DE102010014838A1 (en) * 2010-04-13 2011-10-13 Helmut Emmerich Hayer Method for generating electric energy on aircrafts, involves installing aircrafts airflow turbines or wind turbines or propellers, which are attached by screwing and brought into rotation by wind and also by air flow
DE102012008994B4 (en) * 2012-05-04 2017-06-08 Noomen Azzabi Vehicle wind generator system
DE102014015598A1 (en) 2014-10-20 2016-04-21 Karin Kunz Power generating device in a vehicle
DE102021003312A1 (en) 2021-06-26 2022-12-29 Hans Eichenbrenner POLLUTANT-FREE SUSTAINABLE CO2-FREE ECO POWER GENERATION New era-time epoch - turning point - worldwide patent for non-related electric - car - vehicles

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1906210A1 (en) * 1966-10-03 1970-08-20 Dupont Nicholas Ridgely Electric motor drive vehicle
EP0394565A1 (en) * 1989-04-27 1990-10-31 Zakaria Kalil Doleh Vehicle
US20030155464A1 (en) * 2002-02-20 2003-08-21 Da-Chen Tseng Device of wind electric power on transportation vehicles
US6857492B1 (en) * 2003-01-09 2005-02-22 Airflow driven electrical generator for a moving vehicle

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1906210A1 (en) * 1966-10-03 1970-08-20 Dupont Nicholas Ridgely Electric motor drive vehicle
EP0394565A1 (en) * 1989-04-27 1990-10-31 Zakaria Kalil Doleh Vehicle
US20030155464A1 (en) * 2002-02-20 2003-08-21 Da-Chen Tseng Device of wind electric power on transportation vehicles
US6857492B1 (en) * 2003-01-09 2005-02-22 Airflow driven electrical generator for a moving vehicle

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008034709A1 (en) * 2006-09-19 2008-03-27 Continental Automotive Gmbh Device for generating electrical energy in a motor vehicle and a motor vehicle with such a device
FR2916014A1 (en) * 2007-05-07 2008-11-14 Marc Andre Claude Clemente Natural force e.g. air current, recovering and exploiting device for producing electric energy, has case for locking rotor before air or water molecules being rejected in natural element by outlet orifice without any alteration or pollution
WO2010049000A1 (en) * 2008-10-31 2010-05-06 Sakib Becirbasic Generator system for vehicles
EP2230122A1 (en) * 2009-03-17 2010-09-22 Johan Segers Trailer
BE1018691A3 (en) * 2009-03-17 2011-06-07 Segers Johan ENERGY TRAILER.
ITRM20100471A1 (en) * 2010-09-07 2012-03-08 Michele Cunico IMPROVEMENT FOR ELECTRIC VEHICLES EQUIPPED WITH AERODYNAMIC ACCELERATOR FOR WIND FANS
WO2012032556A1 (en) * 2010-09-07 2012-03-15 Michele Cunico Electric vehicle provided with a wind turbine and photovoltaic panels
CN103097724A (en) * 2010-09-07 2013-05-08 米凯莱·库尼蔻 Electric vehicle provided with a wind turbine and photovoltaic panels
US9022150B2 (en) 2010-09-07 2015-05-05 Michele Cunico Wind generator system for electric vehicles
WO2014143273A3 (en) * 2013-01-04 2014-12-31 Raytheon Company Power-producing device with control mechanism
US9371739B2 (en) 2013-01-04 2016-06-21 Raytheon Company Power producing device with control mechanism

Also Published As

Publication number Publication date
DE102005013099A1 (en) 2006-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2006087139A1 (en) System for producing electric power for a motor vehicle
DE102009029849B4 (en) System and method for starting a machine
DE102006014152A1 (en) Battery charging system for hybrid electric vehicles
WO2011000961A1 (en) System for driving an assembly arrangement for a motor vehicle
WO2021148367A1 (en) Utility vehicle having fuel cell device
EP3515741B1 (en) Method for operating an hybrid vehicle
DE4009504A1 (en) DEVICE FOR ELECTRICALLY SUPPLYING A CONSUMER OF A TRAILER VEHICLE
EP3427992B1 (en) Refrigerated vehicle
WO2009021909A1 (en) Method for operating a dc-voltage converter in a hybrid vehicle
EP3145045A2 (en) Agricultural work vehicle
EP2669157A2 (en) Trailer manoeuvring drive
DE102011009706A1 (en) Method for operating a vehicle and an electric drive train
WO2002080334A2 (en) Drive for a motor vehicle
WO2010063360A1 (en) Method for regulating or controlling the charge state of an electrical energy store of a hybrid vehicle
EP3990308A1 (en) Vehicle comprising an electrically conductive vehicle part that can be used as a resistor element for converting electrical energy into heat
DE102012220659A1 (en) Method for operating rail vehicle e.g. train, involves initiating engine cooling operation over regular operation refrigeration of drive motor with respect to recognition of engine temperature-critical operation
EP2567859A1 (en) Drive with motors with different torque characteristics
DE202005002472U1 (en) Electrical energy generating system for land vehicle, has energy converting machine for converting air flow stream into kinetic energy
DE102011013754A1 (en) Serial hybrid with ancillary management
DE202008007436U1 (en) driving means
DE10041915B4 (en) Cooling system for a commercial vehicle
DE102005029836A1 (en) Hybrid vehicle and method of operating such a vehicle
DE102007037690A1 (en) Industrial truck, particularly hybrid-driver-seat-tractor, has driving current running in and electric main circuit and driving machine is formed as electric motor for driving running wheel
WO2018134145A1 (en) Structural system for a vehicle, in particular a motor vehicle
DE102016211590A1 (en) Wind energy plant for an at least partially electrically powered land or water vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: FESTSTELLUNG EINES RECHTSVERLUSTE NACH REGEL 112(1) EPUE, EPA FORM 1205A VOM 20-12-07

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 06706801

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1