WO2008034709A1 - Vorrichtung zum erzeugen elektrischer energie in einem kraftfahrzeug und ein kraftfahrzeug mit einer solchen vorrichtung - Google Patents

Vorrichtung zum erzeugen elektrischer energie in einem kraftfahrzeug und ein kraftfahrzeug mit einer solchen vorrichtung Download PDF

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WO2008034709A1
WO2008034709A1 PCT/EP2007/059131 EP2007059131W WO2008034709A1 WO 2008034709 A1 WO2008034709 A1 WO 2008034709A1 EP 2007059131 W EP2007059131 W EP 2007059131W WO 2008034709 A1 WO2008034709 A1 WO 2008034709A1
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energy
microturbine
electrical energy
micro
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PCT/EP2007/059131
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Thomas Grossner
Christoph Klesse
Christian Taudt
Lorand De Ouvenou
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Continental Automotive Gmbh
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60L50/10—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60K16/00—Arrangements in connection with power supply of propulsion units in vehicles from forces of nature, e.g. sun or wind
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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Definitions

  • Device for generating electrical energy in a motor vehicle and a motor vehicle with such a device for generating electrical energy in a motor vehicle and a motor vehicle with such a device.
  • the present invention relates to a method for generating electrical energy in a motor vehicle.
  • Modern motor vehicles are equipped with one or a plurality of subsystems, which ensure the operation of the motor vehicle, store energy and forward energy to other devices of the motor vehicle.
  • These subsystems include a common rail injection system, the overall guaranteed fuel injection in an internal combustion engine, a compressed air system, which ensures the supply of a brake of the motor vehicle and other devices, and a hydraulic system that allows, for example, stroke ⁇ movable devices of a motor vehicle are.
  • the above systems often emit stored energy to their environment, for example in the form of heat or by pressure reduction
  • VCV Volume Control Valve
  • the relaxation of the fuel in the return at ambient temperature releases heat, which results in high fuel temperatures.
  • the fuel at the Dros ⁇ selstelle in the common rail system is heated by about 40 to 50 K per 1000 bar pressure relief to ambient pressure level. For a system pressure in the common rail system of 2000 bar and a maximum fuel inlet temperature of 8O 0 C, this means at the choke point in the return fuel temperature ⁇ ture of 160 to 180 0 C.
  • the fuel properties are starting from about 135 0 C to change especially with US diesel fuels, and may contribute to additional wear on fuel-bearing components.
  • the above device comprises at least one microturbine with a controller, while the at least one microturbine is connectable to an energy-carrying system, preferably a high-pressure injection system and / or a hydraulic system and / or a compressed air system of the motor vehicle, that the at least one microturbine the energy-carrying system is drivable to provide electrical energy for systems of the motor vehicle.
  • an energy-carrying system preferably a high-pressure injection system and / or a hydraulic system and / or a compressed air system of the motor vehicle, that the at least one microturbine the energy-carrying system is drivable to provide electrical energy for systems of the motor vehicle.
  • the present invention employs at least one microturbine.
  • These micro-turbines are, for example, on chip size miniaturized generators, the energy of a flowing flues ⁇ ing into a rotary motion, and then into electrical energy.
  • the concept of micro-turbines is described in the article "The Liliput Machines" (Technology Review, December 2004, pages 58 to 61) Based on the miniaturization of known turbine and generator technologies, it is possible to convert a microturbine into existing energy-storing and energy-transferring ones systems of motor vehicles to integrie ⁇ ren.
  • these energy-storing and energy-forwarding systems include a common rail injection system, a compressed air system, a hydraulic system, a cooling system or an exhaust system, to name examples from automotive technology. All of these systems have restrictors , Overload valves and / or areas with a fast-flowing medium, at which power losses occur or system energy is used for driving purposes of a micro-turbine.
  • the throttle Stel ⁇ len characterized by the fact that here a relatively high flow velocities of the medium are formed in the system, the at least one micro turbine are now converted into e- lectrical energy using.
  • one embodiment of the present invention is to replace the known alternator with one or a plurality of microturbines. It is further preferred to set the course terzu betting by the at least one micro turbine ⁇ generated electric power to an accumulator and to store them there.
  • the at least one microturbine can be switched on and off via a control, so that it leads to a relief of the high-pressure injection system and / or the hydraulic system and / or the compressed air system, wherein the dissipated energy through the at least one activated microturbine can be used.
  • the high-pressure injection system and / or the hydraulic system and / or the compressed air system can be relieved by switching off the microturbine.
  • the present invention comprises a motor vehicle which has the following features: at least one microturbine with which electrical energy can be generated, a subsystem with the energy transferable to other components of the power ⁇ vehicle and with which the microturbine is connectable, so that the microturbine can be driven by the subsystem, and an accumulator in which the electrical energy generated by the microturbine can be stored.
  • a motor vehicle which has the following features: at least one microturbine with which electrical energy can be generated, a subsystem with the energy transferable to other components of the power ⁇ vehicle and with which the microturbine is connectable, so that the microturbine can be driven by the subsystem, and an accumulator in which the electrical energy generated by the microturbine can be stored.
  • FIG. 1 shows a block diagram of a device according to the invention.
  • the present invention serves to generate electrical energy in the motor vehicle 1 with the aid of at least one microturbine 30, 60, 80.
  • Microturbines 30, 60, 80 operate according to the known generator principle, the gas turbine principle or similarly known internal combustion engines. These microturbines 30, 60, 80 have approximately the size of a microchip so that their dimensions are in the millimeter range. Due to the small geometric dimensions, they can be integrated with little effort into already existing systems, for example in motor vehicles. In these systems, they use energy or energy loss of the systems to convert them into electrical ⁇ cal energy. It is also conceivable that the micro-turbines themselves generate energy by burning fuel.
  • the microturbines 30, 60, 80 can be integrated into all energy-carrying or -stichernden systems.
  • these are, for example, a common rail injection system 20, a compressed air system 50, a hydraulic system 70, a cooling system, an exhaust system and others.
  • These systems 20, 50, 70 store and / or carry energy, for example in the form of a compressed and / or high-velocity medium or in the form of heat.
  • This compressed medium for example
  • Air, fuel or hydraulic fluid is temporarily de- energized to protect the system 20, 50, 70 from overloading. By this relaxation of the medium, which can also be done for other reasons, energy is released unused to the environment.
  • This power loss of the systems 20, 50, 70 is based on different embodiments of the present invention for driving at least one micro-turbine 30, 60, 80 used and thus minimized.
  • the microturbine 30, 60, 80 converts the otherwise dissipated to the environment loss energy into electrical energy that is storable ⁇ in an accumulator 40. On this basis, it is conceivable to save the light machine in the motor vehicle 1 and to generate the required electrical energy with the aid of at least one microturbine 30, 60, 80.
  • This technical solution reduces ei ⁇ nedeem the cost of the vehicle and on the other hand, the weight of the motor vehicle 1, which in turn has the same positive effect on fuel consumption.
  • the microturbine 30 is monitored with a controller.
  • This controller switches the micro-turbine 30 and to and passes the generated by the micro-turbine 30 electrical energy to the Ak ⁇ kumulator 40 or to other components in the motor vehicle 1 next.
  • the energy released by the pressure release in the common rail system is not converted into heat, but utilized to drive the microturbine 30.
  • this microturbine 30 is thus as in egg ⁇ nem hydroelectric power plant.
  • the pressure release of the fuel produces high flow rates in a narrow cross section. same speeds.
  • the flow energy then drives the microturbine 30, which is used for power generation.
  • the microturbine 30 replaces the alternator in the motor vehicle 1 with sufficient performance.
  • the micro turbine 30 Due to the abovementioned dimensions of the micro turbine 30, it can be installed directly on the Abdrosselstelle of Druckven ⁇ tils PCV. It is also conceivable, the micro-turbine 30 at any Abdrosselstelle to platzie ⁇ ren. At this Abdrosselstelle only needs to be a sufficient flow rate of the medium of the system to drive the microturbine 30. But this is in for drinks ⁇ voltage of a high pressure fluid to ambient pressure always the case. Therefore, it is also conceivable to use in connection with a compressed air system and / or a micro turbine 80 in conjunction with a Hydrau ⁇ liksystem 70 in the motor vehicle 1 is a microturbine 60th
  • microturbines 30, 60, 80 can be installed.
  • the self-combust fuel and similar to a gas turbine or an internal combustion engine ar ⁇ BEITEN.
  • Such microturbines require little space, have a low weight compared to an accumulator and could replace the alternator and / or the accumulator or at least lead to a reduction of the accumulator 40.
  • the microturbines 30, 60, 80 are preferably controlled, monitored and / or switched on and off with the aid of the control already mentioned above. Therefore, according to an alternative, it is possible to drive at least one of the microturbines 30, 60, 80 permanently through one of the systems 20, 50, 70. It is also preferred, at least one of the microturbines 30, 60, 80 temporarily on and off, so that the corresponding microturbine 30, 60, 80 is only temporarily driven by the ent ⁇ speaking system 20, 50, 70.
  • Example ⁇ as specifically energy from the high-pressure injection system 20 and / or the hydraulic system 70 and / or discharged to the compressed air system 50 to relieve the respective system 20, 50, 70, the corresponding micro-turbine can selectively switched ⁇ the order the to transform energy to be released into electrical energy to relieve the system. It is with the above arrangement of also conceivable to use a permanently driven by a system 20, 50, 70 microturbine 30, 60, 80 temporarily ERS ⁇ switch in order in this way the load on the system 20, 50, 70 through the micro turbine 30 To reduce 60, 80.

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Abstract

Vorrichtung zum Erzeugen elektrischer Energie in einem Kraftfahrzeug und ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Vorrichtung. Die vorliegende Erfindung offenbart eine Vorrichtung zum Erzeugen elektrischer Energie in einem Kraftfahrzeug 1, in der eine Mikroturbine 30; 60; 80 an energieführende Systeme des Kraftfahrzeugs 1, wie beispielsweise das Hochdruck-Einspritz-system 20, das Hydrauliksystem 70 oder das Druckluftsystem 50, angeschlossen wird, um an die Umgebung abzugebende Energie zu nutzen und in elektrische Energie umzuwandeln.

Description

Beschreibung
Vorrichtung zum Erzeugen elektrischer Energie in einem Kraftfahrzeug und ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Vorrichtung.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen elektrischer Energie in einem Kraftfahrzeug.
Moderne Kraftfahrzeuge sind mit einem oder einer Mehrzahl von Subsystemen ausgestattet, die den Betrieb des Kraftfahrzeugs sicherstellen, Energie speichern sowie Energie an andere Vorrichtungen des Kraftfahrzeugs weiterleiten. Zu diesen Subsystemen zählt beispielsweise ein Common-Rail-Einspritzsystem, das die Kraftstoffeinspritzung in eine Brennkraftmaschine ge- währleistet, ein Druckluftsystem, das die Versorgung einer Bremse des Kraftfahrzeugs und anderer Vorrichtungen sicherstellt, und ein Hydrauliksystem, mit dem beispielsweise Hub¬ vorrichtungen eines Kraftfahrzeugs bewegbar sind. Die obigen Systeme geben häufig gespeicherte Energie an ihre Umgebung ab, beispielsweise in Form von Wärme oder durch Druckabbau an
Drosselstellen, um eine Überbelastung und Beschädigung des jeweiligen Systems zu verhindern.
Diese Energieabgabe oder die systemspezifische Verlustleistung wird im Folgenden am Beispiel des Common-Rail-Systems erläu¬ tert. Diese Verlustleistungen werden vor allem durch die Entspannung des auf hohen Druck gebrachten Kraftstoffs verursacht. Sie treten an allen Drosselstellen im Common-Rail- System auf. So verursachen beispielsweise Schalt- und Dauerle- ckage an den Injektoren des Common-Rail-Systems Drosselverlus¬ te. Weitere Drosselverluste treten am Druckregelventil PCV (Pressure Control Valve) auf. Das Common-Rail-System weist zu¬ dem einen Rücklauf zum Kraftstofftank auf, über den komprimierter Kraftstoff aus dem Common-Rail-System in den Tank zu- rückgeführt wird. Die in den Rücklauf zum Tank eingetragene
Energie kann trotz eines geschlossenen Regelkreises mit Volu¬ mensteuerventil VCV (Volumen Control Valve) sowie Schalt- und Dauerleckage behafteten Injektoren bei einem Systemdruck von 2000 bar bis zu 4 kW betragen.
Durch die Entspannung des Kraftstoffs im Rücklauf bei Umge- bungstemperatur wird Wärme freigesetzt, wodurch hohe Kraft- stofftemperaturen erreicht werden. Pro 1000 bar Druckentspannung auf Umgebungsdruckniveau wird der Kraftstoff an der Dros¬ selstelle im Common-Rail-System um ca. 40 bis 50 K erwärmt. Für einen Systemdruck im Common-Rail-System von 2000 bar und eine maximale KraftstoffZulauftemperatur von 8O0C bedeutet dies an der Drosselstelle im Rücklauf eine Kraftstofftempera¬ tur von 160 bis 180 0C. Die Kraftstoffeigenschaften beginnen sich ab ca. 135 0C zu verändern, im Speziellen bei US-Diesel- Kraftstoffen, und können zu einem zusätzlichen Verschleiß bei Kraftstoff führenden Komponenten beitragen.
Um den oben beschriebenen Energieeintrag in den Kraftstoff o- der allgemein Drosselverluste zu minimieren, wird bei modernen Common-Rail-Systemen zum einen eine bedarfsgerechte Förderung der Pumpe angestrebt. Diese ist mit Hilfe eines VCV- geschlossenen-Regelkreises für den Raildruck realisierbar. Zum anderen werden leckagereduzierte bis leckagefreie Injektoren eingesetzt. Des Weiteren wird mit Hilfe zusätzlicher Kühler versucht, den Kraftstoff innerhalb eines zulässigen Tempera- turbereichs zu halten.
Wie oben am Beispiel des Common-Rail-Systems erläutert worden ist, versucht man bisher die auftretenden Verlustleistungen durch Anpassung des jeweiligen Systems zu minimieren. Da dies nur begrenzt möglich ist, wird immer noch relativ viel Energie an die Umgebung abgegeben, die daher nicht mehr im Kraftfahrzeug nutzbar ist.
Es ist daher das Problem der vorliegenden Erfindung, eine Vor- richtung bereitzustellen, mit der auftretende Verlustleistungen im Kraftfahrzeug nutzbar sind. Das obige Problem wird durch eine Vorrichtung zum Erzeugen e- lektrischer Energie in einem Kraftfahrzeug gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 gelöst. Des Weiteren löst das obige Problem ein Kraftfahrzeug gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruch 4. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung, der begleitenden Zeichnung und den anhängenden Ansprüchen hervor.
Die obige erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst mindestens eine Mikroturbine mit einer Steuerung, während die mindestens eine Mikroturbine derart mit einem energieführenden System, vorzugsweise ein Hochdruck-Einspritzsystem und/oder ein Hydrauliksystem und/oder ein Druckluftsystem des Kraftfahrzeugs, verbindbar ist, dass die mindestens eine Mikroturbine durch das energieführende System antreibbar ist, um elektrische E- nergie für Systeme des Kraftfahrzeugs bereitzustellen.
Um die gespeicherte Energie von energiespeichernden und/oder energieführenden Systemen im Kraftfahrzeug im Vergleich zum
Stand der Technik besser nutzen zu können und um Verlustleistungen dieser Systeme nicht an die Umgebung abgeben zu müssen, setzt die vorliegende Erfindung mindestens eine Mikroturbine ein. Diese Mikroturbinen sind beispielsweise auf Chipgröße mi- niaturisierte Generatoren, die Energie einer strömenden Flüs¬ sigkeit in eine Drehbewegung und dann in elektrische Energie umwandeln. Das Konzept der Mirkoturbinen ist in dem Artikel „Die Liliput-Maschinen" (Technology Review, Dezember 2004, Seite 58 bis 61) beschrieben. Basierend auf der Miniaturisie- rung bekannter Turbinen- und Generatortechnologien ist es möglich, eine Mikroturbine in bestehende energiespeichernde und energieweiterleitende Systeme von Kraftfahrzeugen zu integrie¬ ren. Zu diesen energiespeichernden und energieweiterleitenden Systemen gehören ein Common-Rail-Einspritzsystem, ein Druck- luftsystem, ein Hydrauliksystem, ein Kühlsystem oder ein Abgassystem, um Beispiele aus der Kraftfahrzeugtechnik zu nennen. All diese Systeme verfügen über Drosselstellen, Überlast- ventile und/oder Bereiche mit einem schnellströmenden Medium, an denen Verlustleistungen entstehen oder Systemenergie zu Antriebszwecken einer Mikroturbine nutzbar ist. Die Drosselstel¬ len zeichnen sich dadurch aus, dass hier relativ hohe Strö- mungsgeschwindigkeiten des jeweiligen Mediums im System entstehen, die nun mit Hilfe mindestens einer Mikroturbine in e- lektrische Energie umwandelbar sind.
Bei einer ausreichenden Leistungsfähigkeit einer oder einer Mehrzahl von Mikroturbinen besteht eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darin, die bekannte Lichtmaschine durch eine oder eine Mehrzahl von Mikroturbinen zu ersetzen. Es ist des Weiteren bevorzugt, die durch die mindestens eine Mikro¬ turbine erzeugte elektrische Energie an einen Akkumulator wei- terzuleiten und dort zu speichern.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die mindestens eine Mikroturbine über eine Steuerung zu- und abschaltbar, so dass es zu einer Entlastung des Hoch- druck-Einspritzsystems und/oder des Hydrauliksystems und/oder des Druckluftsystems führt, wobei die abführbare Energie durch die mindestens eine zugeschaltete Mikroturbine nutzbar ist. Oder aber das Hochdruck-Einspritzsystem und/oder das Hydrauliksystem und/oder das Druckluftsystem sind durch Abschalten der Mikroturbine entlastbar.
Des Weiteren umfasst die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug, das die folgenden Merkmale aufweist: mindestens eine Mikroturbine mit der elektrische Energie erzeugbar ist, ein Subsystem mit dem Energie auf andere Komponenten des Kraft¬ fahrzeugs übertragbar und mit dem die Mikroturbine verbindbar ist, so dass die Mikroturbine durch das Subsystem antreibbar ist, und ein Akkumulator, in dem die durch die Mikroturbine erzeugte elektrische Energie speicherbar ist. Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung näher erläu¬ tert.
Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vor richtung .
Die vorliegende Erfindung dient der Erzeugung elektrischer E- nergie im Kraftfahrzeug 1 mit Hilfe von mindestens einer Mik- roturbine 30, 60, 80. Mikroturbinen 30, 60, 80 arbeiten nach dem bekannten Generatorprinzip, dem Gasturbinenprinzip oder ähnlich bekannter Verbrennungsmotoren. Diese Mikroturbinen 30, 60, 80 weisen ungefähr eine Größe eines Mikrochips auf, so dass sich ihre Abmessungen im Millimeterbereich bewegen. Auf- grund der geringen geometrischen Abmessungen sind sie mit geringem Aufwand in bereits existierende Systeme, beispielsweise im Kraftfahrzeug, integrierbar. In diesen Systemen nutzen sie Energie oder Verlustenergie der Systeme, um diese in elektri¬ sche Energie umzuwandeln. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Mikroturbinen selbst Energie durch Verbrennung von Kraftstoff erzeugen .
Die Mikroturbinen 30, 60, 80 lassen sich in alle energieführenden oder -speichernden Systeme integrieren. Im Kraftfahr- zeug 1 sind dies beispielsweise ein Common-Rail-Einspritz- system 20, ein Druckluftsystem 50, ein Hydrauliksystem 70, ein Kühlsystem, ein Abgassystem und andere. Diese Systeme 20, 50, 70 speichern und/oder führen Energie beispielsweise in Form eines komprimierten und/oder schnellströmenden Mediums oder in Form von Wärme. Dieses komprimierte Medium, beispielsweise
Luft, Kraftstoff oder Hydraulikflüssigkeit, wird temporär ent¬ spannt, um das System 20, 50, 70 vor Überlastung zu schützen. Durch diese Entspannung des Mediums, die auch aus anderen Gründen erfolgen kann, wird Energie ungenutzt an die Umgebung abgegeben. Diese Verlustleistung der Systeme 20, 50, 70 wird basierend auf unterschiedlichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zum Antrieb mindestens einer Mikroturbine 30, 60, 80 genutzt und dadurch minimiert. Die Mikroturbine 30, 60, 80 wandelt die sonst an die Umgebung abgegebene Verlustenergie in elektrische Energie um, die in einem Akkumulator 40 spei¬ cherbar ist. Auf dieser Grundlage ist es denkbar, die Lichtma- schine im Kraftfahrzeug 1 einzusparen und die erforderliche elektrische Energie mit Hilfe mindestens einer Mikroturbine 30, 60, 80 zu erzeugen. Diese technische Lösung reduziert ei¬ nerseits die Kosten für das Kraftfahrzeug und andererseits das Gewicht des Kraftfahrzeugs 1, was wiederum einen positiven Einfluss auf den Kraftstoffverbrauch desselben hat.
Die Erfindung wird im Weiteren am Beispiel des Common-Rail- Einspritzsystems 20 erläutert. Es wurde bereits oben erwähnt, dass sich der Kraftstoff im Rücklauf zum Tank vom Systemdruck des Common-Rail-Einspritzsystems auf den Druck im Rücklauf entspannt. Auf diese Weise entstehen hohe Strömungsgeschwin¬ digkeiten des Kraftstoffs im Rücklauf, die bisher in energeti¬ scher Hinsicht ungenutzt blieben. Integriert man eine nach dem Generatorprinzip arbeitende Mikroturbine 30 in den Rücklauf, wird diese durch den in den Tank strömenden Kraftstoff angetrieben. Diese Bewegung wird durch die Mikroturbine 30 in e- lektrische Energie umgewandelt, die in einem Akkumulator 40 speicherbar ist.
Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird die Mikroturbine 30 mit einer Steuerung überwacht. Diese Steuerung schaltet die Mikroturbine 30 zu und ab und leitet die durch die Mikroturbine 30 generierte elektrische Energie an den Ak¬ kumulator 40 oder an andere Komponenten im Kraftfahrzeug 1 weiter. Mit Hilfe dieser apparativen Ausgestaltung wird die durch die Druckentspannung freigesetzte Energie im Common- Rail-System nicht in Wärme umgesetzt, sondern zum Antrieb der Mikroturbine 30 genutzt.
Die Wirkungsweise dieser Mikroturbine 30 ist somit wie bei ei¬ nem Wasserkraftwerk. Durch die Druckentspannung des Kraftstoffs entstehen in einem engen Querschnitt hohe Strömungsge- schwindigkeiten desselben. Die Strömungsenergie treibt dann die Mikroturbine 30 an, die zur Stromerzeugung genutzt wird. Auf dieser Grundlage ist es denkbar, dass die Mikroturbine 30 bei ausreichender Leistungsfähigkeit die Lichtmaschine im Kraftfahrzeug 1 ersetzt.
Aufgrund der bereits oben genannten Dimensionen der Mikroturbine 30 kann diese direkt an der Abdrosselstelle des Druckven¬ tils PCV eingebaut werden. Es ist ebenfalls denkbar, die Mik- roturbine 30 an jeder beliebigen Abdrosselstelle zu platzie¬ ren. An dieser Abdrosselstelle muss lediglich eine ausreichende Strömungsgeschwindigkeit des Mediums des Systems vorliegen, um die Mikroturbine 30 anzutreiben. Dies ist aber bei Entspan¬ nung eines unter hohem Druck stehenden Mediums auf Umgebungs- druck immer der Fall. Daher ist es ebenfalls denkbar, eine Mikroturbine 60 in Verbindung mit einem Druckluftsystem und/oder eine Mikroturbine 80 in Verbindung mit einem Hydrau¬ liksystem 70 im Kraftfahrzeug 1 einzusetzen.
Zur Erzeugung der elektrischen Energie im Kraftfahrzeug sind daher eine oder eine Mehrzahl von Mikroturbinen 30, 60, 80 installierbar. Neben diesen durch die Systeme 20, 50, 70 angetriebenen Mikroturbinen 30, 60, 80 ist es ebenfalls denkbar, Mikroturbinen einzusetzen, die selbst Kraftstoff verbrennen und ähnlich einer Gasturbine oder einer Brennkraftmaschine ar¬ beiten. Derartige Mikroturbinen beanspruchen wenig Platz, weisen ein geringes Gewicht im Vergleich zu einem Akkumulator auf und könnten die Lichtmaschine und/oder den Akkumulator ersetzen oder zumindest zu einer Verkleinerung des Akkumulators 40 führen.
Die Mikroturbinen 30, 60, 80 werden bevorzugt mit Hilfe der bereits oben genannten Steuerung angesteuert, überwacht und/oder zu- und abgeschaltet. Daher ist es gemäß einer Alter- native möglich, mindestens eine der Mikroturbinen 30, 60, 80 permanent durch eins der Systeme 20, 50, 70 anzutreiben. Es ist ebenfalls bevorzugt, mindestens eine der Mikroturbinen 30, 60, 80 temporär zu- und abzuschalten, so dass die entsprechende Mikroturbine 30, 60, 80 auch nur temporär durch das ent¬ sprechende System 20, 50, 70 angetrieben wird. Wird beispiels¬ weise gezielt Energie aus dem Hochdruck-Einspritzsystem 20 und/oder dem Hydrauliksystem 70 und/oder dem Druckluftsystem 50 abgeführt, um das jeweilige System 20, 50, 70 zu entlasten, kann die entsprechende Mikroturbine gezielt zugeschaltet wer¬ den, um die zur Entlastung des Systems abzugebende Energie in elektrische Energie umzuwandeln. Es ist mit der obigen Anord- nung ebenfalls denkbar, eine permanent durch ein System 20, 50, 70 angetriebene Mikroturbine 30, 60, 80 temporär abzu¬ schalten, um auf diese Weise die Belastung des Systems 20, 50, 70 durch die Mikroturbine 30, 60, 80 zu reduzieren.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Erzeugen elektrischer Energie in einem Kraftfahrzeug (1), die die folgenden Merkmale aufweist:
a. mindestens eine Mikroturbine (30; 60; 80) mit einer Steuerung, während
b. die mindestens eine Mikroturbine (30; 60; 80) derart mit einem energieführenden System, vorzugsweise mit einem
Hochdruck-Einspritzsystem (20) und/oder einem Hydrauliksystem (70) und/oder einem Druckluftsystem (50) des Kraftfahrzeugs (1), verbindbar ist, dass
c. die mindestens eine Mikroturbine (30; 60; 80) durch das energieführende System, vorzugsweise das Hochdruck- Einspritzsystem (20) und/oder das Hydrauliksystem (70) und/oder das Druckluftsystem (50), antreibbar ist, um elektrische Energie für Systeme des Kraftfahrzeugs (1) bereitzustellen.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, die einen Akkumulator (40) aufweist, in dem die durch die Mikroturbine (30; 60; 80) erzeugte elektrische Energie speicherbar ist.
3. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit deren Steuerung die Mikroturbine (30; 60; 80) zu- und ab¬ schaltbar ist, so dass die zu einer Entlastung des energie¬ führenden Systems, insbesondere des Hochdruck-Einspritz- Systems (20) und/oder des Hydrauliksystems (70) und/oder des Druckluftsystems (50), abführbare Energie durch die Mikroturbine (30, 60, 80) nutzbar ist und/oder das energie¬ führende System, insbesondere das Hochdruck-Einspritzsystem (20) und/oder das Hydrauliksystem (70) und/oder das Druck- luftsystem (50), durch Abschalten der Mikroturbine entlastbar sind.
4. Kraftfahrzeug (1), das die folgenden Merkmale aufweist:
a. mindestens eine Mikroturbine (30; 60; 80), mit der e- lektrische Energie erzeugbar ist,
b. ein energieführendes System (20; 50; 70), mit dem Ener¬ gie auf andere Komponenten des Kraftfahrzeugs (1) über¬ tragbar und mit dem die Mikroturbine (30; 60; 80) ver¬ bindbar ist, so dass die Mikroturbine durch das Subsys- tem (20; 50; 70) antreibbar ist, und
c. einen Akkumulator (40), in dem die durch die Mikroturbine erzeugte elektrische Energie speicherbar ist.
5. Kraftfahrzeug (1) gemäß Anspruch 4, das keine Lichtmaschine umfasst .
6. Kraftfahrzeug (1) gemäß Anspruch 4 oder 5, dessen mindes¬ tens eine Mikroturbine (30; 60; 80) durch Kraftstoff antreibbar ist.
7. Kraftfahrzeug (1) gemäß Anspruch 4 oder 5, dessen energie¬ führendes System ein Hochdruck-Einspritzsystem (20) und/oder ein Hydrauliksystem (70) und/oder ein Druckluft- System (50) des Kraftfahrzeugs (1) ist.
8. Kraftfahrzeug (1) gemäß Anspruch 6 oder 7, dessen mindes¬ tens eine Mikroturbine (30; 60; 80) an das Hochdruck- Einspritzsystem (20) und/oder das Hydrauliksystem (70) und/oder das Druckluftsystem (50) derart ankoppelbar ist, dass zur Entlastung des Systems (20; 50; 70) abgegebene E- nergie durch die Mikroturbine (30; 60; 80) in elektrische Energie umwandelbar ist.
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