DE202009008569U1 - Elektrisch angetriebenes Fahrzeug - Google Patents
Elektrisch angetriebenes Fahrzeug Download PDFInfo
- Publication number
- DE202009008569U1 DE202009008569U1 DE202009008569U DE202009008569U DE202009008569U1 DE 202009008569 U1 DE202009008569 U1 DE 202009008569U1 DE 202009008569 U DE202009008569 U DE 202009008569U DE 202009008569 U DE202009008569 U DE 202009008569U DE 202009008569 U1 DE202009008569 U1 DE 202009008569U1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- wind
- wind tunnel
- vehicle according
- electrically driven
- driven vehicle
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 238000011161 development Methods 0.000 description 5
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 5
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- B60L8/00—Electric propulsion with power supply from forces of nature, e.g. sun or wind
- B60L8/006—Converting flow of air into electric energy, e.g. by using wind 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K16/00—Arrangements in connection with power supply of propulsion units in vehicles from forces of nature, e.g. sun or wind
-
- 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
- F03D9/10—Combinations of wind motors with apparatus storing energy
- F03D9/11—Combinations of wind motors with apparatus storing energy storing electrical energy
-
- 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
-
- 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
- Y02E10/728—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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
- Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Elektrisch angetriebenes Fahrzeug, aufweisend einen Elektromotor (30), welcher an einen nachladbaren Energiespeicher (11, 21) angeschlossenen ist und eine im wesentlichen im Frontbereich des Fahrzeugs angeordnete, mindestens ein Windkanal-System (1) mit mehreren Windkanälen (2) ausgerüstete Windkraftanlage mit mehreren, jeweils in einem Windkanal (2) in Fahrtrichtung hintereinander angeordneten Windgeneratoren (3) aufweist, durch welche die Strömungsenergie des Fahrtwindes in elektrische, zur Nachladung des den elektrischen Antriebsmotor versorgenden Energiespeichers (11, 21) nutzbare Energie umwandelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Windkanal (2) des Windkanal-Systems (1) durch eine Rohr-in-Rohr-Konstruktion in der Form gebildet, dass sowohl der Rohrdurchmesser als auch die Länge der Einzelrohre (4.1, 4.2, 4.3) des Windkanal-Systems (1) in Richtung der die in den Einzelrohren (4.1, 4.2, 4.3) angeordneten Windgeneratoren (3) antreibenden Luftströmung stufenweise vergrößert ist.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug, welches durch einen Elektromotor angetrieben wird und einen den Elektromotor speisenden Energiespeicher aufweist. Im Frontbereich des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs ist ein Windkanal-System vorgesehen, wobei in jedem der Windkanäle mehrere Wind-generatoren angeordnet sind.
- Die Windgeneratoren wandeln die in dem Fahrtwind vorhandene Strömungsenergie in elektrische Energie um, welche genutzt werden kann, einen oder mehrere, für den Antrieb des Fahrzeugs erforderlichen Energiespeicher zu laden.
- Beschreibung des Standes der Technik
- Die Anwendung derart elektrisch angetriebener Fahrzeuge ist seit längerem bekannt.
- In einem Elektrofahrzeug dient der eingebaute, voll geladene Energiespeicher, vorzugsweise mindestens ein Lithium-Ionen-Akkumulator, für eine Fahrtautonomie von ca. 250 Km mit einem Tempo von ca. 100 km/h. Danach oder besser zuvor, muss der Fahrer dafür sorgen, dass die in seinem Wagen eingebauten Energiespeicher schnell wieder geladen werden bzw. eine ausreichende Ladung aufweisen. Die Ladezeit beträgt, entsprechend einer zurzeit noch erforschten Entwicklungstechnologie, für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug mittlerer Größe ca. 4 bis 6,5 Std.
- Weil das Laden der Energiespeicher zur Zeit noch sehr zeitaufwendig ist, kann unter anderem weiterhin nicht verhindert werden, dass sich an ”Elektro-Tankstellen” größere Staus bilden. Um diesem Problem abzuhelfen, müsste jede Tankstelle sehr hohe Anzahl von Stromzapfanlagen zur Verfugung stellen, was jedoch bautechnischen Gründen z. Z. nur sehr selten realisierbar wäre.
- Die Fahrzeiten der elektrisch angetriebenen Fahrzeuge zwischen Start- und Zielort werden dadurch erheblich verlängert.
- Die Nutzung der Strömungsenergie eines sich bewegenden Fahrzeugs mit elektrischem Antrieb zur Aufladung der verwendeten Energiespeicher dient im wesentlichen dem Ziel, den Aktionsradius dieser Fahrzeuge zu vergrößern und dadurch dem Problem des ”Nachtankens” des Elektrofahrzeugs zumindest teilweise zu reduzieren. Gleichzeitig würde dadurch die Akzeptanz von elektrisch angetriebenen Fahrzeugen für Transportaufgaben weiter erhöht.
- Derartige elektrisch angetriebene Fahrzeuge sind beispielsweise auch in der Patentliteratur veröffentlicht.
- Als Beispiele seien folgende Patentdokumente genannt:
DE 201 02 670 U1 undDE 20 2005 009215 U1 ,CA 2 471 153 A1 bzw.US-PS 3 374 849 ,US-PS 4 254 843 undUS-PS 6373 145 . - Hier werden elektrisch angetriebene Fahrzeuge beschrieben, welche im Frontbereich des Fahrzeugs mehrere Windkanäle für Windgeneratoren aufweisen. Die Windkanäle sind in Form und/oder Querschnitt unterschiedlich ausgebildet und nehmen entweder jeweils einen oder mehrere Windgeneratoren auf. Beim Einsatz mehrerer Windgeneratoren sind diese in Fahrtrichtung hintereinander angeordnet.
- Mängel des Standes der Technik
- Die in dem bekannten Stand der Technik beschriebenen Energiewandlungssysteme für das Nachladen des für den Betrieb des jeweiligen Antriebsmotor des Elektrofahrzeugs erforderlichen Energiespeichers weisen jedoch den wesentlichen Nachteil auf, dass die strömungstechnischen Verhältnisse innerhalb der Windkanäle entweder ungenügend berücksichtigt werden oder die Form und/oder die Art der Anordnung der Windgeneratoren innerhalb des jeweiligen Windkanals zu unerwünschten Turbulenzen führen muss.
- Darüber hinaus werden entsprechend der in der Patentliteratur beschriebenen Lösungen bei der in Fahrtrichtung seriellen Anordnung der Windgeneratoren die jeweils nachstehend angeordneten Windgeneratoren durch ihren in Strömungsrichtung angeordneten ”Vorgänger” verschattet.
- Sowohl derartige Turbulenzen als auch die vorstehend beschriebene strömungstechnische Verschattung einzelner Windgeneratoren führt in nicht vertretbarer Weise zu einer erheblichen Verschlechterung des Wirkungsgrades bei der Energiewandlung von Strömungsenergie in elektrische Energie.
- Theoretisch könnte diesem Mangel beispielsweise durch Vergrößerung des eingesetzten Wandler-Systems abgeholfen werden, was jedoch schon aufgrund der Fahrzeug-Dimensionierung außerhalb jeder Realisierungsmöglichkeit steht.
- Darlegung des Wesens der Erfindung
- Ausgehend von den Mängeln des Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Windkanal-System für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug zwecks Nutzung der Strömungsenergie des Fahrtwindes zur Erzeugung elektrischer Energie dahingehend weiterzuentwickeln, dass durch eine funktionsgerechte Gestaltung vor allem des Innenbereichs der die Windgeneratoren aufnehmenden Windkanäle des Windkanal-Systems ein höherer Wirkungsgrad des Energiewandlungs-Systems erreicht wird.
- Die erfindungsgemäße Lösung soll darüber hinaus Mittel für die konstruktive Gestaltung und Anordnung der Windgeneratoren innerhalb des jeweiligen Windkanals angeben, wodurch die strömungstechnischen Eigenschaften des gesamten Windkanal-Systems erheblich verbessert werden können.
- Diese Aufgabe wird durch die in dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 beschriebenen Merkmale gelöst. In den Unteransprüchen sind weitere, anwendungsbezogene Präzisierungen beschrieben.
- Entsprechend der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist jeder Windkanal des Windkanal-Systems durch eine Rohr-in-Rohr-Konstruktion in der Form gebildet, dass sich sowohl der Rohrdurchmesser als auch die Länge der Einzelrohre entgegen der Fahrtrichtung des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs gestuft vergrößert. Die Stufung des Rohrdurchmessers der Einzelrohre ist derart vorgesehen, dass an dem freien Ende der jeweils innenliegend angeordneten Einzelrohre in Bezug auf das jeweils folgende, größere Einzelrohr ein Ringspalt entsteht.
- Dieser Ringspalt ermöglicht in vorteilhafter Weise einen zusätzlichen Luftstrom für den nächstfolgenden Windgenerator, durch welchen dessen Verschattung durch den in Fahrtrichtung des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs vor ihm angeordneten Windgenerator ausgeglichen werden kann.
- Überraschender Weise wurde ermittelt, dass die erforderliche gleichmäßige Anströmung der hintereinander angeordneten Windgeneratoren besonders günstig ist, wenn die wirksame Fläche des Ringspalt im wesentlichen einem Wert von 10 bis 20 Prozent der Querschnittsfläche des jeweils nachfolgenden, größeren Einzelrohres entspricht.
- Darüber hinaus ist entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die Anzahl der Rotorblätter der einzelnen, seriell im Windkanal angeordneten Windgeneratoren – in Richtung der durch die Bewegung des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs entstehenden Luftströmung – vergrößert wird. Hierdurch kann in günstiger Weise ein Ausgleich für die relativ geringere Anströmung der – in Bezug auf die Fahrtrichtung – hinteren Windgeneratoren erreicht werden.
- Überraschender Weise ist festgestellt worden, dass dadurch ein im wesentlichen gleichmäßiger und ruhiger Lauf aller eingesetzten Windgeneratoren erreichbar ist.
- Entsprechend einer zusätzlichen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, sind für die Befestigung der Windgeneratoren innerhalb der Windkanäle Standfüße bzw. die Haltestäbe vorgesehen. Diese weisen einen Strömungs-Turbulenzen reduzierenden Querschnitt auf. In günstiger Weise sind diese Querschnittsflächen im wesentlichen kreisförmig, oval oder dreieckförmig ausgebildet. Weitere strömungstechnische Vorteile sind erreichbar, wenn die ovalen oder dreieckförmigen Querschnitte nach innen verrundet eingezogene Begrenzungslinien aufweisen.
- Darüber hinaus sind im Inneren der Standfüße und mindestens einer der Haltestäbe mindestens ein Kanal zur Führung einer Leitung für die Energiezufuhr zu dem durch die Windgeneratoren zu ladenden Energiespeicher vorgesehen.
- In diesem Zusammenhang ist es auch günstig, in dem Windkanal-System das Eindringen von Fremdkörpern verhindernde Schutzgitter und Schallschutzmittel vorzusehen.
- Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind als Merkmale in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt.
- Es zeigen:
-
1a eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Windkanal-Systems in Schnittdarstellung, -
1b eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Windkanal-Systems in Schnittdarstellung, -
1c eine zusätzliche Weiterbildung des erfindungsgemäßen Windkanal-Systems in Schnittdarstellung, -
2 die Vorderansicht der in1a gezeigten Ausführungsform der Erfindung, -
3 die vereinfachte Darstellung einer günstigen Form eines Windgenerators entsprechend der in1 dargestellten Erfindung, -
4 eine Form der Befestigung eines in3 dargestellten Windgenerators, -
5a –b eine weitere vorteilhafte Form der Befestigung eine in3 gezeigten Windgenerators, -
6a –c vorteilhafte Weiterbildungen für einen Windgenerators entsprechend der in1 dargestellten Erfindung, -
7a –f zusätzliche Weiterbildungen für einen Windgenerator entsprechend der in1 dargestellten Erfindung, -
8 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Windkanal-Systems in schematisierter Teildarstellung -
- 1
- Windkanal-System
- 2
- einzelner Windkanal
- 3, 3.1 bis 3.3
- Windgeneratoren
- 4, 4.1 bis 4.3
- Einzelrohre
- 5
- Ringspalt
- 6
- Rotorblatt des Windgenerators
- 7, 7.1 bis 7.6
- Fuß des Windgenerators
- 8
- Halterung
- 9.1 bis 9.4
- Leitungsverbindung
- 10
- Leitungskanal
- 11
- erster Energiespeicher
- 12
- Haltestrebe des Windgenerators
- 13
- Befestigungsmittel
- 14
- Schutzgitter
- 15
- Mittel zur Schallreduzierung
- 16.1 bis 16.6
- Wandung
- 17
- Führungsschiene
- 18
- Bolzen
- 19
- plattenförmiger Stützfuß
- 20
- Elektronik-Baustein
- 21
- zweiter Energiespeicher
- 22, 23
- konischer Endbereich
- 30
- elektrischer Antriebsmotor
- Die in
1a in schematisierter Form gezeigte Längsschnitt parallel zur Fahrtrichtung des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung stellt ein Windkanal-System1 mit mehreren Windkanälen2 dar, wobei die Windkanäle2 in zwei Ebenen nebeneinander angeordnet sind. Jeder der einzelnen Windkanäle2 ist durch eine Rohr-in-Rohr-Konstruktion aus drei zylindrischen Einzelrohren4.1 ,4.2 ,4.3 in der Form gebildet, dass sich sowohl der Rohrdurchmesser als auch die Länge der Einzelrohre4.1 ,4.2 ,4.3 entgegen der Fahrtrichtung des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (bzw. in Strömungsrichtung des Fahrtwindes) gestuft vergrößert. - In jedem Windkanal sind drei gleichartig aufgebaute Windgeneratoren
3 vorgesehen, wobei jeder Windgenerator3 einem der einzelnen Rohre4.1 ,4.2 ,4.3 zugeordnet ist. Die Windgeneratoren besitzen jeweils drei Rotorblätter6 , sie werden durch einen Generatorfuß7 im wesentlichen in der Mitte der Einzelrohre4.1 ,4.2 ,4.3 gehalten. Für die Befestigung der Generatorfüße7 am Rohrboden sind spezielle Halterungen8 vorgesehen. - Die Stufung des Rohrdurchmessers der Einzelrohre
4.1 ,4.2 ,4.3 ist in vorteilhafter Weise derart vorgesehen, dass an dem freien Ende der jeweils innenliegend angeordneten Einzelrohre4.1 ,4.2 ,4.3 in Bezug auf das jeweils folgende, größere Einzelrohr ein Ringspalt5 entsteht. - Diese Ringspalte
5 haben den Vorteil, dass der Fahrtwind für die in Strömungsrichtung in zweiter und dritter Reihe angeordneten Windgeneratoren in zwei Komponenten aufgeteilt werden. Dadurch wird in günstiger Weise die Strömungs-Verschattung der in zweiter und dritter Reihe angeordneten Windgeneratoren3 durch den jeweils in Fahrtrichtung vor ihnen liegenden Windgenerator weitestgehend ausgeglichen und erreicht, dass die Anströmung der einzelnen Windgeneratoren im wesentlichen die gleiche Größe aufweist. -
1b zeigt den Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lösung in schematisierter Darstellung. Die einzelnen Windgeneratoren3.1 ,3.2 ,3.3 unterscheiden sich bei gleicher Bauart und Anordnung gemäß1a durch die Anzahl der Rotorblätter6 . - In der
1c schematisiert dargestellten Ausführungsform der Erfindung weisen die zylindrischen Einzelrohre4.1 ,4.2 ,4.3 des Rohr-in-Rohr-Systems der einzelnen Windkanäle2 konisch ausgebildete Endbereiche22 ,23 auf. Dadurch wird ein verbessertes Abströmverhalten des Fahrtwindes aus den entsprechenden Ringkanälen5 auf den jeweils nachstehend angeordneten Windgenerator3 erreicht. - Weitere mögliche Gestaltungsformen der Rotoren der Windgeneratoren in Bezug auf die Anzahl der Rotorblätter
6 sind in den6a bis6c gezeigt. - In
2 ist das erfindungsgemäße Windkanal-System1 von vorn mit Blick in Richtung der zur Elektroenergie erzeugenden Windströmung in vereinfachter Form dargestellt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind hierbei lediglich die Rotoren der Windgeneratoren3.3 (Schnittebene A ... A gemäß1 b) gezeigt. Die einzelnen Windkanäle des Windkanal-Systems1 sind mit2 und die Einzelrohre der erfindungsgemäßen Rohr-in-Rohr-Konstruktion mit4.1 ,4.2 ,4.3 bezeichnet. - Am Ende dieser Einzelrohre sind entsprechend der Durchmesserstaffelung Ringspalte
5 vorgesehen. - Diese Anordnung ist besonders günstig, wenn die Fläche der Ringspalte
5 im Verhältnis zu dem jeweils nächstliegenden größeren Einzelrohr im wesentlichen 5 bis 20 Prozent beträgt. Dadurch ist in es vorteilhafter Weise möglich, dass auch bei unterschiedlichen Fahrgeschwindigkeiten des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs eine im wesentlichen gleichmäßige Anströmung der einzelnen Windgeneratoren3 ,3.1 ,3.2 , und3.3 erfolgen kann. Insbesondere durch die in Strömungsrichtung des Fahrtwindes vorgesehene Erhöhung der Anzahl der Rotorblätter6 der Windgeneratoren3.1 ,3.2 ,3.3 kann gesichert werden, dass die Drehzahl der Rotoren auch bei variablen Fahrgeschwindigkeiten des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs im wesentlichen gleichgroß ist. Gleichzeitig wird dadurch auch der gerätetechnische Aufwand bei der Verteilung der durch die Windgeneratoren erzeugten elektrischen Energie in vorteilhafter Weise reduziert. - Der in
3 in perspektivischer Darstellung gezeigte Windgenerator3 weist einen Standfuß7 auf, welcher an seinem freien Ende mittels einer Halterung8 an dem entsprechenden Rohr des Windkanal-Systems1 befestigt ist. Innerhalb des Standfußes7 sind Kanäle10 vorgesehen, um Energieversorgungsleitungen9 (siehe8 ) aufzunehmen. Die Leitungen9 sind zu einem Elektronik-Baustein20 geführt, über welchen die Gleichrichtung der durch die Windgeneratoren erzeugten Wechselspannung, deren Amplitudenregelung sowie ihre Einspeisung in den jeweiligen Energiespeicher erfolgt. - Eine vorteilhafte Form der Befestigung ist in
4 schematisch dargestellt. Die Halterung8 weist eine schwalbenschwanzartige Führung17 auf, in welcher der Standfuß7 einfache Weise rastend einführbar ist. - Die in den
5a und5b beschriebene Konstruktion stellt eine erfindungsgemäße Alternative zu der vorstehend beschriebenen Form der Befestigung der Windgeneratoren3 innerhalb eines Einzelrohrs4 des Windkanal-Systems1 dar. Der Windgenerator3 ist in vorteilhafter Weise durch drei unter einem Winkel von 120° versetzt angeordneten Haltestreben12 innerhalb der Einzelrohres4 fest verankert. Mindestens einer der Haltestreben12 weist mindestens einen (nicht näher dargestellten) Kanal10 auf, um die Verbindungsleitungen9 zwischen Windgenerator3 und den, bevorzugt als Li-Ionen-Akkumulatoren ausgebildeten, Energiespeichern aufzunehmen. - Wie in der Einzelheit A näher gezeigt, weisen die Haltestreben
12 an ihrem der Wandung des Einzelrohres4 zugewandten Ende einen plattenförmigen Stützfuß19 auf, dessen Fixierung an der Innenwandung des Einzelrohres4 durch einen Bolzen18 erfolgt. - Um Turbulenzen und Verwirbelungen innerhalb der Einzelrohre
4.1 ,4.2 ,4.3 des Windkanal-Systems1 durch die Halterungselemente7 bzw.12 möglichst weitestgehend zu verringern, weisen diese Halterungselemente eine im wesentlichen kreisformig, oval bzw. teilweise ovalartig oder dreieckförmig ausgebildete Querschnittsfläche auf. Vorteilhafte Varianten für den Stützfuß7.1 bis7.6 eines Windgenerators3 sind in den7a bis7f in schematisierter Form dargestellt. Eine analoge Formgebung ist auch für die Haltestreben12 sinnvoll, deren Querschnittsflächen jeweils gleichartige Begrenzungslinien16.1 bis16.6 aufweisen. - Wie in den
7e und7f gezeigt, sind die Begrenzungslinien teilweise nach innen eingezogen, um den Strömungswiderstand weiter herabzusetzen. -
8 zeigt in schematisierter Darstellung einen Teilbereich des Energieumwandlungssystems für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug. Den Windkanälen2 des Windkanal-System sind jeweils Schutzgitter14 zugeordnet, durch welche verhindert wird, dass Fremdkörper in das Energiewandlungssystem eindringen und mechanische Beschädigungen hervorrufen können. Gleichermaßen sind eine an der Innenwand der Einzelrohre4 Schallschutzauskleidung15 vorgesehen, um den Geräuschpegel in dem elektrisch angetriebenen Fahrzeug bei Betrieb nicht über Gebühr zusätzlich zu erhöhen. - Die elektrische Verbindung des mit beispielsweise drei Rotorblättern
6 ausgerüsteten Windgenerators3 mit dem Energiespeicher11 ,21 erfolgt über die in dem Kanal10 des Standfußes7 geführte Leitung9.1 über den Elektronik-Baustein20 . Die Einspeisung der durch Nutzung der Strömungsenergie bei sich bewegenden Fahrzeug erzeugten elektrischen Leistung in die Energiespeicher11 ,21 sowie die Umschaltung der Energiespeicher zur Spannungsversorgung des Antriebsmotors30 des Fahrzeugs wird durch einen Elektronik-Baustein20 in bekannter Weise geeignet realisiert. Die dazu erforderlichen Leitungsverbindungen sind mit9.2 ,9.3 und9.4 bezeichnet. - Die erfindungsgemäßen Lösungen sind für sowohl für Land- als auch für Luft- oder Wasserfahrzeuge geeignet, wobei auf die Ausbildung des jeweiligen elektrisch angetriebenen Fahrzeugs in den Ausführungsbeispielen dieser Beschreibung nicht näher eingegangen worden ist.
- Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 20102670 U1 [0009]
- - DE 202005009215 U1 [0009]
- - CA 2471153 A1 [0009]
- - US 3374849 [0009]
- - US 4254843 [0009]
- - US 6373145 [0009]
Claims (10)
- Elektrisch angetriebenes Fahrzeug, aufweisend einen Elektromotor (
30 ), welcher an einen nachladbaren Energiespeicher (11 ,21 ) angeschlossenen ist und eine im wesentlichen im Frontbereich des Fahrzeugs angeordnete, mindestens ein Windkanal-System (1 ) mit mehreren Windkanälen (2 ) ausgerüstete Windkraftanlage mit mehreren, jeweils in einem Windkanal (2 ) in Fahrtrichtung hintereinander angeordneten Windgeneratoren (3 ) aufweist, durch welche die Strömungsenergie des Fahrtwindes in elektrische, zur Nachladung des den elektrischen Antriebsmotor versorgenden Energiespeichers (11 ,21 ) nutzbare Energie umwandelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Windkanal (2 ) des Windkanal-Systems (1 ) durch eine Rohr-in-Rohr-Konstruktion in der Form gebildet, dass sowohl der Rohrdurchmesser als auch die Länge der Einzelrohre (4.1 ,4.2 ,4.3 ) des Windkanal-Systems (1 ) in Richtung der die in den Einzelrohren (4.1 ,4.2 ,4.3 ) angeordneten Windgeneratoren (3 ) antreibenden Luftströmung stufenweise vergrößert ist. - Elektrisch angetriebenes Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stufung des Rohrdurchmessers der Einzelrohre (
4.1 ,4.2 ,4.3 ) derart vorgesehen ist, dass an dem freien Ende eines jeweils innenliegend angeordneten Einzelrohres (4.1 ,4.2 ) in Bezug auf das jeweils folgende, größere Einzelrohr (4.2 ,4.3 ) ein Ringspalt (5 ) mit einer Querschnittsfläche entsteht, welche im wesentlichen 5 bis 20 Prozent der Querschnittsfläche des jeweils größeren Einzelrohres entspricht. - Elektrisch angetriebenes Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedem der Einzelrohre (
4.1 ,4.2 ,4.3 ) ein mittels eines Standfußes (7 ,7.1 bis7.6 ) oder mittels drei um 120° versetzten Haltestäben (12 ) an der inneren Rohrwandung der Einzelrohre (4.1 ,4.2 ,4.3 ) befestigter Windgenerator (3 ,3.1 ,3.2 ,3.3 ) zugeordnet ist. - Elektrisch angetriebenes Fahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Standfüße (
7 ,7.1 bis7.6 ) bzw. die Haltestäbe (12 ) jeweils eine Strömungs-Turbulenzen reduzierenden Querschnittsfläche (7.1 bis7.6 ) aufweisen. - Elektrisch angetriebenes Fahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungs-Turbulenzen reduzierende Querschnittsflächen (
7.1 bis7.6 ) Im wesentlichen kreisförmig, oval oder dreieckförmig ausgebildet ist. - Elektrisch angetriebenes Fahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ovalen oder dreieckförmigen Querschnittsflächen (
16.5 ,16.6 ) nach innen verrundet eingezogene Begrenzungslinien aufweisen. - Elektrisch angetriebenes Fahrzeug nach einem der Ansprüche 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren des Standfußes
7 ,7.1 bis7.6 ) und mindestens einem der Haltestäbe (12 ) ein Kanal (10 ) zur Führung einer Leitung (9.1 ) für die Energiezufuhr zu den Energiespeichern (11 ,21 ) vorgesehen ist. - Elektrisch angetriebenes Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrischen Einzelrohre
4.1 ,4.2 des Rohr-in-Rohr-Systems der einzelnen Windkanäle2 sich konisch verjüngende Endbereiche22 ,23 aufweisen. - Elektrisch angetriebenes Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Windkanälen (
2 ) seriell angeordneten Windgeneratoren (3.1 ,3.2 ,3.3 ) in Stromungsrichtung gesehen eine Vergrößerung der Anzahl der Rotorblätter (6 ) aufweisen. - Elektrisch angetriebenes Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Windkanal-System (
1 ) das Eindringen von Fremdkörpern verhindernde Schutzgitter (14 ) vorgesehen sind und die Innenwandungen der Einzelrohre4 ,4.1 ,4.2 ,4.3 des Windkanal-Systems1 Schallschutzmittel (15 ) aufweisen.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE202009008569U DE202009008569U1 (de) | 2009-06-17 | 2009-06-17 | Elektrisch angetriebenes Fahrzeug |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE202009008569U DE202009008569U1 (de) | 2009-06-17 | 2009-06-17 | Elektrisch angetriebenes Fahrzeug |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE202009008569U1 true DE202009008569U1 (de) | 2009-09-03 |
Family
ID=41051916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE202009008569U Expired - Lifetime DE202009008569U1 (de) | 2009-06-17 | 2009-06-17 | Elektrisch angetriebenes Fahrzeug |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE202009008569U1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103879294A (zh) * | 2013-10-15 | 2014-06-25 | 王鹤儒 | 汽车能量回收系统 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3374849A (en) | 1966-09-28 | 1968-03-26 | Lawrence E. Redman | Electric vehicle |
| US4254843A (en) | 1979-07-20 | 1981-03-10 | Han Joon H | Electrically powered vehicle |
| DE20102670U1 (de) | 2001-02-16 | 2001-05-31 | Kelly, Edward, 49086 Osnabrück | Windgenerator ist klein und kompakt, Rotorblätter werden vom Fahrtwind angetrieben |
| US6373145B1 (en) | 1999-05-10 | 2002-04-16 | Dennis E. Hamrick | Ram air electrical generator/charging system |
| DE202005009215U1 (de) | 2005-06-11 | 2005-08-25 | Chang, Kung-Cheng | Windangetriebene, stromerzeugende Vorrichtung für Elektrofahrzeuge |
| CA2471153A1 (en) | 2004-06-21 | 2005-12-21 | Robert Botrie | Vehicle with electric co-generation by solar & wind power |
-
2009
- 2009-06-17 DE DE202009008569U patent/DE202009008569U1/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3374849A (en) | 1966-09-28 | 1968-03-26 | Lawrence E. Redman | Electric vehicle |
| US4254843A (en) | 1979-07-20 | 1981-03-10 | Han Joon H | Electrically powered vehicle |
| US6373145B1 (en) | 1999-05-10 | 2002-04-16 | Dennis E. Hamrick | Ram air electrical generator/charging system |
| DE20102670U1 (de) | 2001-02-16 | 2001-05-31 | Kelly, Edward, 49086 Osnabrück | Windgenerator ist klein und kompakt, Rotorblätter werden vom Fahrtwind angetrieben |
| CA2471153A1 (en) | 2004-06-21 | 2005-12-21 | Robert Botrie | Vehicle with electric co-generation by solar & wind power |
| DE202005009215U1 (de) | 2005-06-11 | 2005-08-25 | Chang, Kung-Cheng | Windangetriebene, stromerzeugende Vorrichtung für Elektrofahrzeuge |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103879294A (zh) * | 2013-10-15 | 2014-06-25 | 王鹤儒 | 汽车能量回收系统 |
| CN103879294B (zh) * | 2013-10-15 | 2015-11-18 | 王鹤儒 | 汽车能量回收系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE102017119132B3 (de) | Elektrofahrzeug | |
| DE102017125347B4 (de) | Antriebsbatterieanbringungsbaugruppe und -befestigungsverfahren | |
| DE102014010491B4 (de) | Kraftfahrzeug und Aufnahmevorrichtung zur Aufnahme von elektrischen Energiespeicherzellen | |
| EP2996893B1 (de) | Vorrichtung zur halterung zumindest eines energiemoduls für ein kraftfahrzeug sowie entsprechendes montageverfahren | |
| DE102018121223A1 (de) | Vorrichtung zum Tragen mindestens einer Batterie für ein Kraftfahrzeug | |
| DE102013106141A1 (de) | Lagerrahmen für ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug | |
| DE102018103810A1 (de) | Traktionsbatterie-befestigungsbaugruppe und -verfahren | |
| DE102014008480A1 (de) | Fahrzeug mit einem Energiespeicher | |
| DE102008051786A1 (de) | Elektrisch betreibbares Kraftfahrzeug | |
| DE102013106085A1 (de) | Lagerrahmen für ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug | |
| DE19641254A1 (de) | Kraftfahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug mit elektrischem Antrieb | |
| DE102018210699B4 (de) | Fahrzeug mit einem Elektroantrieb und einem Hybrid-Energiespeicher | |
| DE102018213651A1 (de) | Antreibbare Achse für ein Fahrzeug | |
| DE102011010365A1 (de) | Abstützanordnung für eine Karosserie eines Personenkraftwagens | |
| EP2266828A2 (de) | Anordnung zur Intergration von elektrischen Speichermodulen in die Karosserie eines Kraftfahrzeugs | |
| DE102011014811A1 (de) | Omnibus mit einem elektrischen Antrieb und Verwendung eines elektrischen Energiespeichers in einem Omnibus | |
| DE102011113238A1 (de) | Karosseriestruktur für einen Kraftwagen, sowie Kraftwagen | |
| DE102014112741A1 (de) | Kraftfahrzeug | |
| DE102016203210A1 (de) | Zumindest teilweise elektrisch betreibbares Kraftfahrzeug | |
| AT16612U1 (de) | Elektrisches Fahrzeug | |
| DE102019211263A1 (de) | Elektrofahrzeug mit einer Anordnung zum Speichern von Energie | |
| DE202009008569U1 (de) | Elektrisch angetriebenes Fahrzeug | |
| WO2011044964A1 (de) | Fahrzeug mit einem brennstoffzellensystem | |
| DE6605147U (de) | Personenkraftwagen mit elektrischen antrieb. | |
| DE10160290B4 (de) | E-Anlage eines Kraftfahrzeuges |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R086 | Non-binding declaration of licensing interest | ||
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 20091008 |
|
| R156 | Lapse of ip right after 3 years |
Effective date: 20130101 |