DE102015205811A1

DE102015205811A1 - Verwendung eines Range-Extender-Fahrzeugs und Range-Extender-Fahrzeug

Info

Publication number: DE102015205811A1
Application number: DE102015205811.5A
Authority: DE
Inventors: Manfred Baumgärtner
Original assignee: BVB INNOVATE GmbH
Current assignee: BVB INNOVATE GmbH
Priority date: 2015-03-31
Filing date: 2015-03-31
Publication date: 2016-10-06
Also published as: WO2016156383A1; US20180290561A1

Abstract

Eine Verwendung eines Range-Extender-Fahrzeugs (2; 2a, 2b), aufweisend einen Range-Extender-Energiespeicher (6) und Mittel zur Energieübertragung (8) an ein Hauptfahrzeug (4), zur Versorgung eines Hauptfahrzeugs (4), aufweisend einen Hauptfahrzeug-Elektromotor (20) zum Antrieb des Hauptfahrzeugs (4), einen Hauptfahrzeug-Energiespeicher (22) zur Versorgung des Hauptfahrzeug-Elektromotors (20) mit Strom und Mittel zum Energieerhalt (10) vom Range-Extender-Fahrzeug (2; 2a, 2b), mit Energie aus dem Range-Extender-Energiespeicher (6) über die miteinander gekoppelten Mittel zur Energieübertragung (8) und Mittel zum Energieerhalt (10), ist dadurch gekennzeichnet, dass das Range-Extender-Fahrzeug (2; 2a, 2b) weiterhin aufweist – einen Range-Extender-Elektromotor (12) zum Antrieb des Range-Extender-Fahrzeugs (2; 2a, 2b), – Mittel zum autonomen Fahren (28) des Range-Extender-Fahrzeugs (2; 2a, 2b) auf einem Straßennetz (54), und – Empfangsmittel (50) zur Entgegennahme von Informationen zum Auffinden des Hauptfahrzeugs (4). Durch die Erfindung kann auf einfache und komfortable Weise die Mobilität, insbesondere die Reichweite, von Elektrofahrzeugen verbessert werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verwendung eines Range-Extender-Fahrzeugs, aufweisend einen Range-Extender-Energiespeicher und Mittel zur Energieübertragung an ein Hauptfahrzeug, zur Versorgung eines Hauptfahrzeugs, aufweisend einen Hauptfahrzeug-Elektromotor zum Antrieb des Hauptfahrzeugs, einen Hauptfahrzeug-Energiespeicher zur Versorgung des Hauptfahrzeug-Elektromotors mit Strom und Mittel zum Energieerhalt vom Range-Extender-Fahrzeug, mit Energie aus dem Range-Extender-Energiespeicher über die miteinander gekoppelten Mittel zur Energieübertragung und Mittel zum Energieerhalt.
Die Verbreitung von als umweltfreundlich angesehenen elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugen wird durch deren oftmals unzureichende maximale Reichweite begrenzt. Die maximal erzielbare Reichweite von Elektrofahrzeugen wird wesentlich durch die Kapazität der verbauten Batterien begrenzt. Gegenwärtig verfügbare Personenkraftwagen mit Elektroantrieb weisen typischerweise nominelle Reichweiten im Bereich von ca. 50 bis 200 km auf. In der Praxis werden diese Werte aufgrund verschiedener Einflussfaktoren oft jedoch nicht erreicht. Um die Reichweite von Elektrofahrzeugen zu erhöhen wurden verschiedene, mit dem Schlagwort „Range-Extender” (etwa: Reichweiten-Erweiterer) bezeichnete Ansätze vorgeschlagen.
Die DE 10 2008 006 332 A1 beschreibt einen Anhänger-Range-Extender, der eine in einen Anhänger integrierte Stromversorgungseinheit aufweist, wobei der Anhänger an eine Anhängerkupplung eines Kraftfahrzeugs angekoppelt wird. Die Stromversorgungseinheit kann dabei aus einem Akkumulatoren-Satz, einem Super-Kondensator oder einer Brennstoffzelleneinheit bestehen. Ein Arbeitsstrom der Stromversorgungseinheit wird über eine Arbeitsstromleitung und über eine Steckverbindung einem Arbeitsstromsystem eines Elektrofahrzeugs zugeführt. Eine elektrische Auslegung für einen Anhänger-Range-Extender ist in der DE 10 2012 011 960 A1 beschrieben.
Die DE 10 2012 015 099 A1 schlägt spezielle Relaisstationen für einen schnellen Wechsel von trailerbasierten Range-Extendern vor, insbesondere mit versenkbaren Säulen, an die jeweils Range-Extender gekoppelt werden. Mit einem einzelnen Anhänger-Range-Extender, bei dem die Stromversorgungseinheit als eine Lithium-Ionen- oder Lithium-Eisenphosphat-Batterie ausgeführt ist, kann die Reichweite eines Elektrofahrzeugs um ca. 200 bis 300 km erweitert werden.
Nachteilig an derartigen Anhänger-Range-Extendern ist insbesondere, dass diese manuell an das zu versorgende Elektrofahrzeug angekoppelt bzw. von dem Elektrofahrzeug abgekoppelt werden müssen. Weiterhin ist es erforderlich, die Anhänger-Range-Extender zum Aufladen mit dem Elektrofahrzeug aktiv zu geeigneten Ladestationen zu verbringen sowie die wieder aufgeladenen Anhänger-Range-Extender dort abzuholen. Dies bringt zusätzlichen logistischen und zeitlichen Aufwand für einen Führer des Elektrofahrzeugs mit sich.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf einfache und komfortable Weise die Mobilität, insbesondere die Reichweite, von Elektrofahrzeugen zu verbessern.
Kurze Beschreibung der Erfindung
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Verwendung eines Range-Extender-Fahrzeugs der eingangs bezeichneten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Range-Extender-Fahrzeug weiterhin aufweist

– einen Range-Extender-Elektromotor zum Antrieb des Range-Extender-Fahrzeugs,
– Mittel zum autonomen Fahren des Range-Extender-Fahrzeugs auf einem Straßennetz, und
– Empfangsmittel zur Entgegennahme von Informationen zum Auffinden des Hauptfahrzeugs.

Es wird dadurch ermöglicht, dass das Range-Extender-Fahrzeug selbsttätig zu dem Hauptfahrzeug heranfährt und dieses mit elektrischer Energie versorgt. Ebenso kann das Range-Extender-Fahrzeug selbsttätig zu einer Ladestation zurückkehren, wo es für einen erneuten Einsatz wiederaufgeladen werden kann. Für das Hauptfahrzeug entfällt damit das Erfordernis, den Standort eines geladenen Range-Extender-Fahrzeugs aufsuchen zu müssen, um dieses anzukoppeln. Auch entfällt die Notwendigkeit, ein Range-Extender-Fahrzeug mit weitgehend erschöpftem Energiespeicher zu einer Ladestation zurück zu bringen.
Unter Energiespeicher wird hier jegliche Einrichtung zur Bereitstellung von elektrischer Energie verstanden, beispielsweise galvanische Zellen. Der Energiespeicher kann insbesondere jede Art von wiederaufladbarem Speicher für elektrische Energie, einschließlich elektrochemischer Akkumulatoren (wie Lithium-Ionen-Akkus) oder Kondensatoren, sein. Der Energiespeicher kann auch eine Brennstoffzelle mit einem Brennstoffvorrat umfassen.
Das Hauptfahrzeug kann beispielsweise ein Lastkraftwagen, ein Personenkraftwagen, ein landwirtschaftliches oder gewerbliches Nutz- oder Zugfahrzeug oder ein Sonderfahrzeug sein. Der Hauptfahrzeug-Elektromotor und der Hauptfahrzeug-Energiespeicher können alleinige Mittel zum Antreiben des Hauptfahrzeugs sein. Das Hauptfahrzeug kann aber auch als ein Hybridfahrzeug mit einer weiteren Antriebseinrichtung ausgebildet sein. Insbesondere ist ein parallel- oder seriell-hybridischer Antrieb mit einem zusätzlichen Verbrennungsmotor oder einer Brennstoffzelle des Hauptfahrzeugs möglich. Auch Mischformen wie ein leistungsverzweigender Hybridantrieb sind denkbar.
Die Empfangsmittel arbeiten typischerweise drahtlos. Entgegengenommene Informationen zum Auffinden des Hauptfahrzeugs sind bevorzugt direkte Informationen über den Aufenthaltsort des Hauptfahrzeugs, können aber auch Richtungsinformationen und/oder Entfernungsinformationen oder auch Fahranweisungen sein, mit denen (ausgehend vom momentanen Aufenthaltsort des Range-Extender-Fahrzeugs) sich das Range-Extender-Fahrzeug an das Hauptfahrzeug annähern kann.
Das Straßennetz, auf dem das Range-Extender-Fahrzeug autonom (führerlos) fahren kann, ist bevorzugt ein öffentliches Straßennetz. Das Straßennetz kann aber auch ein vom öffentlichen Straßennetz abgegrenztes, privates Straßennetz sein, beispielsweise auf einem Betriebsgelände oder einer landwirtschaftlichen Nutzfläche. Das Range-Extender-Fahrzeug ist typischerweise ohne Fahrerkabine und ohne lokale manuelle Fahrkontrolleinrichtungen ausgebildet; es sind typischerweise keinerlei Personen an Bord. Um das Range-Extender-Fahrzeug auch abseits des Straßennetzes mit Hilfe des Range-Extender-Elektromotors bewegen zu können, kann in Sonderfällen ein Arbeitsplatz für einen Führer des Range-Extender-Fahrzeugs ausgebildet sein.
In A. Lad et al., „Self-Driving Vehicles: Current Status of Autonomous Vehicle Development and Minnesota Policy Implications", vorgesehen zur Veröffentlichung im Minnesoata Journal of Law, Science and Technology, August 2014, download unter http://tpec.umn.edu/publications/whitepapers/documents/self_driving_cars.pdf wird ein Überblick über die Grundlagen des autonomen Fahrens gegeben; ein Range-Extender-Fahrzeug kann im Rahmen der Erfindung entsprechend ausgestaltet und betrieben werden.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
Bei einer bevorzugten Variante der erfindungsgemäßen Verwendung ist vorgesehen, dass die Versorgung des Hauptfahrzeugs mit Energie aus dem Range-Extender-Energiespeicher stattfindet, während das Hauptfahrzeug an einer Parkposition geparkt ist, wobei der Hauptfahrzeug-Energiespeicher nachgeladen wird, insbesondere durch Schnellladung. Dadurch kann der Hauptfahrzeug-Energiespeicher wieder aufgeladen zu werden, ohne das Hauptfahrzeug an gesondert dazu eingerichteten Parkplätzen (Ladestationen) abstellen zu müssen. Vielmehr kann das Range-Extender-Fahrzeug das Hauptfahrzeug an einer grundsätzlich beliebigen Parkposition aufsuchen und mit Energie versorgen. In dieser Variante ist das An- und Abkoppeln vereinfacht, da es bei ruhendem Hauptfahrzeug erfolgen kann.
Vorteilhaft sieht eine Weiterbildung dieser Variante vor, dass vor, bei oder nach der Ankunft des Hauptfahrzeugs an der Parkposition dem Range-Extender-Fahrzeug Informationen zum Auffinden der Parkposition über die Empfangsmittel mitgeteilt werden, und das Range-Extender-Fahrzeug autonom zur Parkposition fährt. Anschließend werden die Mittel zur Energieübertragung und die Mittel zum Energieerhalt gekoppelt, was manuell oder (bevorzugt) automatisch erfolgen kann. Eine manuelle Interaktion mit dem Range-Extender-Fahrzeug kann bei automatischer Kopplung vermieden oder zumindest reduziert werden. Bei einer Mitteilung der Parkposition, bevor das Hauptfahrzeug die Parkposition erreicht, kann das Range-Extender-Fahrzeug früher die Parkposition erreichen und entsprechend früher mit dem Nachladen beginnen, was entsprechend schneller die Reichweite des Hauptfahrzeugs wiederherstellt.
Bevorzugt ist auch eine alternative Variante der Verwendung, bei der die Versorgung des Hauptfahrzeugs mit Energie aus dem Range-Extender-Energiespeicher stattfindet, während das Hauptfahrzeug auf dem Straßennetz fährt. Damit kann während der Fahrt des Hauptfahrzeugs ein zusätzliches Energiereservoir zur Verfügung gestellt werden und die Reichweite des Hauptfahrzeugs verlängert werden. Der Hauptfahrzeug-Energiespeicher begrenzt grundsätzlich nicht mehr die Reichweite des Hauptfahrzeugs.
Vorteilhaft ist eine Weiterbildung dieser Variante, bei der während das Hauptfahrzeug fährt,

– das Range-Extender-Fahrzeug unter Nutzung von über die Empfangsmittel entgegengenommenen Informationen autonom an das Hauptfahrzeug heranfährt, und anschließend die Mittel zur Energieübertragung und die Mittel zum Energieerhalt automatisch miteinander gekoppelt werden, und/oder
– die Mittel zur Energieübertragung und die Mittel zum Energieerhalt automatisch entkoppelt werden, und anschließend das Range-Extender-Fahrzeug autonom vom Hauptfahrzeug wegfährt. Ein Range-Extender-Fahrzeug kann insbesondere erst bei erkanntem Bedarf während der Fahrt vom Hauptfahrzeug angefordert werden. Für die Kopplung und/oder Entkopplung wird die Fahrt nicht unterbrochen. Das Range-Extender-Fahrzeug koppelt während der Fahrt mit (weitgehend) aufgeladenem Range-Extender-Energiespeicher an; dieser wird sodann zur Versorgung des Hauptfahrzeugs genutzt. Ein Range-Extender-Fahrzeug mit (weitgehend) erschöpftem Range-Extender-Energiespeicher wird während der Fahrt abgekoppelt. Range-Extender-Fahrzeuge können parkend im Straßennetz verteilt vorgehalten werden, insbesondere an Ladestationen für die Range-Extender-Fahrzeuge; es ist aber auch möglich, Range-Extender-Fahrzeuge fahrend im Straßennetz bereit zu halten, um besonders schnell bei einem anfordernden Hauptfahrzeug zu sein.

Besonders bevorzugt ist eine Weiterbildung, bei der vorgesehen ist, dass während das Hauptfahrzeug fährt, mehrere Range-Extender Fahrzeuge nacheinander

– jeweils unter Nutzung von über die jeweiligen Empfangsmittel entgegengenommenen Informationen autonom an das Hauptfahrzeug heranfahren, und anschließend die jeweiligen Mittel zur Energieübertragung und die Mittel zum Energieerhalt automatisch miteinander gekoppelt werden, und
– die jeweiligen Mittel zur Energieübertragung und die Mittel zum Energieerhalt automatisch entkoppelt werden, und anschließend das jeweilige Range-Extender-Fahrzeug autonom vom Hauptfahrzeug wegfährt. Es können also an einem Hauptfahrzeug ohne Fahrtunterbrechung nacheinander verschiedene, jeweils (weitgehend) aufgeladene Range-Extender-Fahrzeuge ankoppeln, die Energie ihres Range-Extender-Energiespeichers bereitstellen (übertragen), und nach ihrer (weitgehenden) Entladung wieder abkoppeln („fliegender Wechsel”), was praktisch unendliche Reichweiten des Hauptfahrzeugs ohne Fahrtunterbrechungen erlaubt.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass während der Versorgung des Hauptfahrzeugs mit Energie aus dem Range-Extender-Energiespeicher von dem Range-Extender-Energiespeicher die Energie für einen Fahrstrom des Hauptfahrzeug-Elektromotors zur Verfügung gestellt wird, bevorzugt wobei weiterhin von dem Range-Extender-Energiespeicher auch die Energie für einen Ladestrom zum Nachladen des Hauptfahrzeug-Energiespeichers zur Verfügung gestellt wird. Wird der übertragene Energievorrat des Range-Extender-Energiespeichers im Wesentlichen (z. B. zu mehr als 90%) unmittelbar als Fahrstrom für das Hauptfahrzeug genutzt, kann der Hauptfahrzeug-Energiespeicher relativ klein gewählt werden; das Range-Extender-Fahrzeug begleitet dann das Hauptfahrzeug typischerweise während des größten Teils seiner Fahrstrecke (ggf. mit fliegenden Wechseln des Range-Extender-Fahrzeugs). Insbesondere bei größerem Hauptfahrzeug-Energiespeicher kann es alternativ auch vorteilhaft sein, während der Fahrt eine (Schnell-)Ladung des Hauptfahrzeug-Energiespeichers durchzuführen, und entsprechend nur während eines kurzen Teils seiner Fahrstrecke das Hauptfahrzeug mit dem Range-Extender-Fahrzeug zu begleiten (ggf. auch mehrfach nacheinander); in diesem Fall wird der übertragene Energievorrat des Range-Extender-Energiespeichers typischerweise im Wesentlichen (z. B. zu mehr als 60%) zum Nachladen des Hauptfahrzeug-Energiespeichers genutzt.
Bevorzugt ist auch eine Weiterbildung, bei der während der Versorgung des Hauptfahrzeugs mit Energie aus dem Range-Extender-Energiespeicher das Range-Extender-Fahrzeug und das Hauptfahrzeug über eine kraftschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung aneinander befestigt sind, insbesondere bei abgeschaltetem Range-Extender-Elektromotor. Diese Variante ist besonders für Energieübertragung über eine Steckverbindung geeignet. Es entfällt dabei die Notwendigkeit der synchronisierten Ansteuerung von Hauptfahrzeug-Elektromotor und Range-Extender-Elektromotor.
Bei einer dazu alternativen, vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass während der Versorgung des Hauptfahrzeugs mit Energie aus dem Range-Extender-Energiespeicher das Range-Extender-Fahrzeug und das Hauptfahrzeug in Fahrtrichtung lediglich einen federnden Anlagekontakt halten, wobei das Range-Extender-Fahrzeug autonom fährt. Diese Variante ist besonders für eine drahtlose (bevorzugt induktive) Energieübertragung geeignet. Es kann hierbei eine besonders einfach einzurichtende und aufzuhebende Kopplung der Mittel zur Energieübertragung und zum Energieerhalt eingerichtet werden. Typischerweise misst das Range-Extender-Fahrzeug ständig die (relative) Position des Hauptfahrzeugs, um die Relativposition zum Hauptfahrzeug zu halten. Alternativ oder zusätzlich können auch übertragene Positionsinformationen und/oder Geschwindigkeitsinformationen des Hauptfahrzeugs ausgenutzt werden.
Besonders bevorzugt ist eine Weiterbildung, bei der vorgesehen ist, dass das Range-Extender-Fahrzeug eine Kopplung der Mittel zur Energieübertragung und der Mittel zum Energieerhalt aufgibt und einen Abstand zwischen dem Range-Extender-Fahrzeug und dem Hauptfahrzeug einrichtet, bevor ein definierter Fahrstreckenabschnitt erreicht wird oder eine definierte Fahrsituation eintritt, weiterhin einen Abstand zwischen dem Range-Extender-Fahrzeug und dem Hauptfahrzeug unterhält, solange der definierte Fahrstreckenabschnitt passiert wird oder die definierte Fahrsituation anhält, und die Kopplung der Mittel zur Energieübertragung und der Mittel zum Energieerhalt wieder einrichtet, wenn der definierte Fahrstreckenabschnitt wieder verlassen wurde oder die definierte Fahrsituation vorüber ist. Typischerweise sind eine Vielzahl von definierten Streckenabschnitten in einer Landkarte hinterlegt, die besondere mechanische Belastungen bzw. Überlastungen an der Kopplung von Hauptfahrzeug und Range-Extender-Fahrzeug verursachen würden und entsprechend nicht gekoppelt durchfahren werden dürfen. Durch das obige Vorgehen können die definierten Fahrstreckenabschnitte (etwa besonders enge Kurven oder Schlechtwegestrecken) problemlos passiert werden. Das Range-Extender-Fahrzeug kann für die Überprüfung der definierten Fahrstreckenabschnitte auf eine eigene Positionsbestimmung zurückgreifen (etwa über GPS), oder eine über die Empfangsmittel mitgeteilte Position des Hauptfahrzeugs heranziehen. Alternativ oder zusätzlich können besondere Fahrsituationen (etwa Ausweichmanöver oder Überholmanöver) problemlos durchlaufen werden, die die Kopplung überlasten würden. Die vorgestellte Verwendungsvariante eignet sich besonders bei lediglich federndem Anlagekontakt von Hauptfahrzeug und Range-Extender-Fahrzeug, da dieser schnell gelöst und wieder eingerichtet werden kann. Bei Verlust des Anlagekontakts (oder einer anderweitigen Kopplung) kann das Hauptfahrzeug nicht mehr über den Range-Extender-Energiespeicher versorgt werden, so dass in entsprechenden Zeiten auf den Hauptfahrzeug-Energiespeicher zurückgegriffen werden muss. Eine entsprechende Fahrsituation kann von dem Hauptfahrzeug erkannt oder eingeleitet und mitgeteilt werden. Alternativ kann das Range-Extender-Fahrzeug auch eine eigene Sensorik zum Erkennen der Fahrsituation aufweisen; typischerweise erfolgt dann eine Mitteilung an das Hauptfahrzeug, dass die Kopplung gelöst oder wieder eingerichtet wurde.
Vorteilhaft ist auch eine Weiterbildung, bei der auch das Hauptfahrzeug Mittel zum autonomen Fahren des Hauptfahrzeugs auf dem Straßennetz aufweist, und bei der das Hauptfahrzeug autonom fährt, während die Versorgung des Hauptfahrzeugs mit Energie aus dem Range-Extender-Energiespeicher stattfindet. Wenn keine Ruhezeiten eines Fahrzeugführers eingehalten werden müssen, lassen sich die Vorteile der Reichweitenverlängerung durch Range-Extender-Fahrzeuge besonders wirksam nutzen.
Besonders bevorzugt ist eine Variante der Verwendung, bei der die Mittel zur Energieübertragung und die Mittel zum Energieerhalt für eine drahtlose Energieübertragung, insbesondere eine induktive Energieübertragung, ausgebildet sind. Die induktive Energieübertragung ist leicht automatisch zu koppeln. Alternativ können auch Steckverbindungen vorgesehen sein; hier ist aber eine automatische Kopplung aufwändiger.
Vorteilhaft ist auch eine Variante der Verwendung, bei der das Hauptfahrzeug einen Lastkraftwagen umfasst. Bei Lastkraftwagen wiegt eine Einschränkung der Nutzlast und/oder des Ladevolumens durch einen Energiespeicher wie eine Batterie zur Versorgung des Hauptfahrzeug-Elektromotors besonders schwer. Durch die erfindungsgemäße Verwendung eines Range-Extender-Fahrzeugs kann ermöglicht werden, auch Lastkraftwagen vermehrt elektrisch anzutreiben, wobei nur ein relativ kleiner Hauptfahrzeug-Energiespeicher vorgesehen werden muss.
In den Rahmen der vorliegenden Erfindung fällt auch ein Range-Extender-Fahrzeug, insbesondere für eine oben beschriebene Verwendung, aufweisend einen Range-Extender-Energiespeicher und Mittel zur Energieübertragung an ein Hauptfahrzeug, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Range-Extender-Fahrzeug weiterhin aufweist

– einen Range-Extender-Elektromotor zum Antrieb des Range-Extender-Fahrzeugs,
– Mittel zum autonomen Fahren des Range-Extender-Fahrzeugs auf einem Straßennetz, und
– Empfangsmittel zur Entgegennahme von Informationen zum Auffinden des Hauptfahrzeugs. Ein solches Range-Extender-Fahrzeug eignet sich besonders für die oben beschriebene Verwendung. Es ermöglicht eine reichweitenverbesserte und komfortable Nutzung eines Hauptfahrzeugs mit Elektroantrieb.

Vorteilhaft ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Range-Extender-Fahrzeugs, bei der das Range-Extender-Fahrzeug ohne einen Fahrersitz ausgebildet ist. Es sind dann keine Zugeständnisse bei der Größe des Energiespeichers an die Ausbildung des Fahrersitzes (oder überhaupt eines Fahrgastraums) notwendig. Wegen der Mittel zum autonomen Fahren ist das Range-Extender-Fahrzeug auch nicht auf Eingriffe eines Fahrzeugführers angewiesen.
Bevorzugt ist auch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Range-Extender-Fahrzeugs, bei der vorgesehen ist, dass wenigstens 50% seiner Masse, bevorzugt wenigstens 75% seiner Masse und/oder wenigstens 50% seines Volumens, bevorzugt wenigstens 75% seines Volumens, auf den Range-Extender-Energiespeicher entfällt. Der Energiespeicher nutzt dann die Größe (Masse bzw. Volumen) des Range-Extender Fahrzeugs besonders gut aus.
Vorteilhaft ist auch eine Ausführungsform, bei der die Mittel zur Energieübertragung für eine automatische Kopplung und Entkopplung mit Mitteln zum Energieerhalt des Hauptfahrzeugs ausgebildet sind. Es sind dann keine manuellen Eingriffe zur Kopplung und Entkopplung notwendig. Insbesondere kann ein An- und Abkoppeln während der Fahrt ermöglicht werden.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die Mittel zur Energieübertragung für eine drahtlose Energieübertragung auf Mittel zum Energieerhalt des Hauptfahrzeugs, insbesondere für eine induktive Energieübertragung, ausgebildet sind. Es ist dann besonders einfach eine automatische Kopplung und Entkopplung möglich; meist genügt eine gewisse gegenseitige Annäherung oder einfache gegenseitige Anlage für eine Kopplung.
Vorteilhaft ist eine Weiterbildung dieser Ausführungsform, bei der die Mittel zur Energieübertragung eine Induktionsschleife in einem Anlageelement umfassen.
Das Hauptfahrzeug weist ein Gegenelement zur Anlage am Anlageelement auf. Im Gegenelement ist ebenfalls eine Induktionsschleife integriert. Das Gegenelement kann als eine Stoßstange des Hauptfahrzeugs ausgebildet oder in eine Stoßstange des Hauptfahrzeugs integriert sein. Dies ermöglicht eine weitgehende Integration der Mittel zum Energieerhalt in bereits vorhandene Strukturen des Hauptfahrzeugs. Die induktive Energieübertragung ist relativ effizient und sicher handhabbar.
Bevorzugt ist auch eine Ausführungsform, bei der vorgesehen ist, dass die Mittel zur Energieübertragung ein Kopplungselement aufweisen, das an einem oder mehreren, parallel zur Fahrtrichtung maschinell ausfahrbaren, federnden Auslegern angeordnet ist, insbesondere wobei das Kopplungselement vorne am Range-Extender-Fahrzeug angeordnet ist. Typischerweise ist das Kopplungselement weiterhin über ein oder mehrere Gelenke, insbesondere Kugelgelenke oder Doppelachselemente, verschwenkbar und bevorzugt auch in der Höhe veränderlich, beispielsweise indem der oder die Ausleger ihrerseits vertikal verfahrbar oder um eine horizontale Achse verschwenkbar am Range-Extender-Fahrzeug befestigt sind. Die Mittel zum Energieerhalt am Hauptfahrzeug weisen ein (typischerweise am Hauptfahrzeug fixes) entsprechendes Gegen-Kopplungselement auf. Es kann so ein mechanisch schonender Anlagekontakt von Kopplungselement und Gegen-Kopplungselement eingerichtet werden. Das Kopplungselement ist bevorzugt ein Anlageelement mit Induktionsschleife für einen federnden Anlagekontakt zu einem Gegenelement mit Induktionsschleife am Hauptfahrzeug; alternativ sind als Kopplungselement und Gegen-Kopplungselement auch Stecker-Antagonisten möglich.
Vorteilhaft ist eine Weiterbildung dieser Ausführungsform, bei der Mittel zur maschinellen Höhenverstellung des Kopplungselements vorgesehen sind. Das Kopplungselement kann damit auf die Höhe des Gegen-Kopplungselements am Hauptfahrzeug eingestellt werden. Dadurch wird insbesondere eine Anpassung an verschiedene Typen von Hauptfahrzeugen (mit unterschiedlich positioniertem Gegen-Kopplungselement) möglich.
Besonders bevorzugt ist eine Weiterbildung, bei der vorgesehen ist, dass am Kopplungselement ein oder mehrere Magnete ausgebildet sind. Dadurch können sich Kopplungselement und Gegen-Kopplungselement beim Ankoppeln selbsttätig gegenseitig fangen, was insbesondere bei Ausbildung als Anlageelement und Gegenelement leicht möglich ist. Das Hauptfahrzeug bzw. das entsprechende Gegen-Kopplungselement weist bevorzugt entsprechend einen oder mehrere gegenpolig angeordnete Magnete auf. Die Magnete können in einfacher Weise als Permanentmagnete ausgebildet sein. Alternativ können Elektromagnete vorgesehen werden, wodurch die Kopplung leichter gelöst werden kann, indem die Elektromagnete abgeschaltet werden.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung und Zeichnung
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Range-Extender-Fahrzeugs bei der Versorgung eines selbstfahrenden Hauptfahrzeugs;
2 eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Range-Extender-Fahrzeugs bei der Versorgung eines manuell gesteuerten Lastkraftwagens mit Fahrerkabine;
3a eine schematische Verfahrensskizze des Anforderns eines erfindungsgemäßen Range-Extender-Fahrzeugs von einem parkenden Hauptfahrzeug;
3b eins schematische Skizze einer erfindungsgemäßen Verwendung eines Range-Extender-Fahrzeugs zum Laden eines parkenden Hauptfahrzeugs;
4a eine schematische Verfahrensskizze des Anforderns eines erfindungsgemäßen Range-Extender-Fahrzeugs von einem fahrenden Hauptfahrzeug;
4b eins schematische Skizze eines Ladevorgangs bei fahrendem Hauptfahrzeug;
4c eine schematische Verfahrensskizze der Rückkehr eines erfindungsgemäßen Range-Extender-Fahrzeugs von einem fahrenden Hauptfahrzeug zu einer Ladestation;
5a eine schematische Verfahrensskizze des Ankoppelns eines ersten erfindungsgemäßen Range-Extender-Fahrzeugs an einem fahrenden Hauptfahrzeug;
5b eine schematische Verfahrensskizze des Abkoppelns des ersten erfindungsgemäßen Range-Extender-Fahrzeugs von einem fahrenden Hauptfahrzeug und des Ankoppelns eines zweiten erfindungsgemäßen Range-Extender-Fahrzeugs an dem fahrenden Hauptfahrzeug;
6 eine schematische Seitenansicht eines Fahrmoduls eines Hauptfahrzeugs;
7 eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Range-Extender-Fahrzeugs mit höhenverstellbaren, federnd gelagerten Mitteln zur Energieübertragung;
8 eine schematische Draufsicht auf das Range-Extender-Fahrzeug von 7 gekoppelt mit einem Hauptfahrzeug;
9 eine schematische Verfahrensskizze des Ab- und Ankoppelns eines erfindungsgemäßen Range-Extender-Fahrzeugs von einem Hauptfahrzeug beim Durchfahren einer Schlechtwegestrecke.
Die 1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen, hier anhängerartigen, selbstfahrenden Range-Extender-Fahrzeugs 2, das an ein Hauptfahrzeug 4 angekoppelt ist, wobei das Range-Extender-Fahrzeug 2 das Hauptfahrzeug 4 mit Strom aus einem Range-Extender-Energiespeicher 6 versorgt. Um den Stromfluss einzurichten, sind Mittel zur Energieübertragung 8 des Range-Extender-Fahrzeugs 2 (bevorzugt umfassend ein höhenverstellbares Kopplungselement mit integrierter Induktionsschleife) mit Mitteln zum Energieerhalt 10 des Hauptfahrzeugs 4 (bevorzugt umfassend eine Stoßstange mit integrierter Induktionsschleife) verbunden.
Das Range-Extender-Fahrzeug 2 umfasst neben dem Range-Extender-Energiespeicher 6 einen Range-Extender-Elektromotor 12 zum Antreiben des Range-Extender-Fahrzeugs 2 und Mittel zum autonomen Fahren 28. Der Range-Extender-Elektromotor 12 wirkt auf eine angetriebene Achse 14 des Range-Extender-Fahrzeugs 2. Mittels einer gelenkten Achse 16 kann das Range-Extender-Fahrzeug 2 dem Hauptfahrzeug 4 folgen. Der Range-Extender-Energiespeicher 6 dient hier sowohl der Versorgung des Range-Extender-Elektromotors 12 als auch des Hauptfahrzeugs 4 mit Strom.
Das Hauptfahrzeug 4 ist hier als ein selbstfahrender Lastkraftwagen 5 ohne Fahrerkabine ausgebildet. Der selbstfahrende Lastkraftwagen 5 umfasst ein lenkbares Fahrmodul 18 mit einem Hauptfahrzeug-Elektromotor 20, einen Hauptfahrzeug-Energiespeicher 22 und Mittel zum autonomen Fahren 29. Weiterhin weist das Fahrmodul 18 hier eine Hauptantriebsachse 24 und eine Hauptlenkachse 26 auf.
Über die Mittel zur Energieübertragung 8 und die Mittel zum Energieerhalt 10 sowie eine Stromzuführung 58 wird Strom vom Range-Extender-Energiespeicher 6 zum Hauptfahrzeug-Energiespeicher 22 und/oder zum Hauptfahrzeug-Elektromotor 20 übertragen. Der Range-Extender-Energiespeicher 6 nimmt hier etwa 75% des Volumens und mehr als 75% der Masse des Range-Extender-Fahrzeugs 2 ein. Insbesondere ist der Range-Extender-Energiespeicher 6 hier wesentlich größer (bevorzugt mit einem wenigstens 5-mal größeren Energievorrat) als der Hauptfahrzeug-Energiespeicher 22 ausgebildet. Ein Volumen des Hauptfahrzeugs 4 kann dadurch weit überwiegend als ein Nutzvolumen verwendet werden, wohingegen ein Antriebssystem des Hauptfahrzeugs 4 mitsamt einem Hauptfahrzeug-Energiespeicher nur einen vergleichsweise geringen Raumbedarf aufweist. Indem das Hauptfahrzeug 4 von dem Range-Extender-Fahrzeug 2 mit Strom aus dem Range-Extender-Energiespeicher 6 versorgt wird, kann dennoch eine ausreichend große Reichweite des Hauptfahrzeugs 4 erzielt werden.
Die 2 zeigt eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Range-Extender-Fahrzeugs 2 bei der Versorgung eines Hauptfahrzeugs 4, das hier als ein manuell gesteuerter Lastkraftwagen 5 ausgebildet ist.
Das Range-Extender-Fahrzeug 2 umfasst Mittel zum autonomen Fahren 28. Die Mittel zum autonomen Fahren 28 umfassen insbesondere eine automatische Motorsteuerung 30 („Electronic Control Unit”, ECU) und eine automatische Lenkvorrichtung 32 des Range-Extender-Fahrzeugs 2. Über ein erstes Gateway 34 können die Mittel zum autonomen Fahren 28 drahtlos mit dem Hauptfahrzeug 4 und/oder einer Cloud-Datenbank kommunizieren; insbesondere können Ortsinformationen über das Hauptfahrzeug 4 erhalten werden. Die Mittel zum autonomen Fahren 28 umfassen typischerweise auch eine Einrichtung zur Positionsbestimmung des Range-Extender-Fahrzeugs 2 und ein Routenplanungssystem („Navigationssystem”) (nicht näher dargestellt). Da das Range-Extender-Fahrzeug 2 zum autonomen Fahren ausgebildet ist, weist es hier keinen Fahrersitz oder eine anderweitige Einrichtung zur manuellen Steuerung direkt am Range-Extender-Fahrzeug 2 auf. Über das Gateway 34 kann jedoch extern, insbesondere durch Humaninteraktion, auf das Range-Extender-Fahrzeug 2 Einfluss genommen werden, wenn beispielsweise eine Einrichtung zur Positionsbestimmung versagt oder das Range-Extender-Fahrzeug 2 in unkartiertem Gelände unterwegs ist.
Ein Fahrmodul 18 des Hauptfahrzeugs 4 weist hier neben einem Hauptfahrzeug-Elektromotor 20 eine Einrichtung zur Motorsteuerung 36 und eine Einrichtungen zum Lenken 38 auf. An dem Fahrmodul 18 ist hier eine Fahrerkabine 40 angeordnet, von der aus ein Fahrzeugführer auf die Einrichtung zur Motorsteuerung 36 und die Einrichtung zum Lenken 38 einwirken kann. Über ein zweites Gateway 42 können das Hauptfahrzeug 4 und das Range-Extender-Fahrzeug 2 direkt im Sinne einer Car-to-Car-Kommunikation oder indirekt über ein Interface-Modul der Cloud-Datenbank miteinander kommunizieren. Insbesondere können Informationen über einen Ladestand eines Range-Extender-Energiespeichers 6 und eines Hauptfahrzeug-Energiespeichers 22 ausgetauscht werden.
In der 3a ist schematisch dargestellt, wie ein an einer Parkposition 44 befindliches Hauptfahrzeug 4 ein Range-Extender-Fahrzeug 2 anfordert. Das Hauptfahrzeug 4 sendet dazu über ein zweites Gateway 42 Informationen über eine Funkverbindung 46 an eine Cloud-Datenbank 48 (mit Applikationssoftware). Die Informationen können insbesondere Angaben zum Auffinden der Parkposition 44 und zum Energiebedarf des Hauptfahrzeugs 4 umfassen.
Das Range-Extender-Fahrzeug 2 erhält über ein erstes Gateway 34 diese Informationen aus der Cloud-Datenbank 48. Das erste Gateway 34 dient somit als ein Empfangsmittel 50 zur Entgegennahme von Informationen zum Auffinden des Hauptfahrzeugs 4. Sodann fährt das Range-Extender-Fahrzeug 2 autonom zu dem an der Parkposition 44 abgestellten Hauptfahrzeug 4. Ein Fahrweg 52 des Range-Extender-Fahrzeugs 2 führt dabei über ein Straßennetz 54, hier ein öffentliches Straßennetz.
Die 3b zeigt schematisch einen Ladevorgang bei parkendem Hauptfahrzeug 4. Nachdem das Range-Extender-Fahrzeug 2 an der Parkposition 44 des Hauptfahrzeugs 4 angekommen ist, werden Mittel zur Energieübertragung 8 des Range-Extender-Fahrzeugs 2 mit Mitteln zum Energieerhalt 10 des Hauptfahrzeugs 4 gekoppelt. Über die gekoppelten Mittel zur Energieübertragung 8 und die Mitteln zum Energieerhalt 10 fließt ein Ladestrom aus einem Range-Extender-Energiespeicher (nicht dargestellt) in einen Hauptfahrzeug-Energiespeicher (nicht dargestellt).
Während des Ladevorgangs können das Hauptfahrzeug 4 und das Range-Extender-Fahrzeug 2 über eine Funkverbindung 46 im Sinne einer Car-to-Car-Kommunikation miteinander kommunizieren. Die Car-to-Car-Kommunikation kann anstelle der Funkverbindung auch drahtgebunden erfolgen, insbesondere wenn zur Stromübertragung zwischen Range-Extender-Fahrzeug 2 und Hauptfahrzeug 4 Steckerantagonisten miteinander gekoppelt werden. Über die Funkverbindung 46 können insbesondere Informationen über den Fortschritt des Ladevorgangs ausgetauscht werden. Wenn der Hauptfahrzeug-Energiespeicher wieder ausreichend, bevorzugt vollständig, geladen ist, teilt das Hauptfahrzeug 4 dies dem Range-Extender-Fahrzeug 2 mit. Das Range-Extender-Fahrzeug 2 kann dann ein weiteres Hauptfahrzeug aufsuchen, sofern es noch über ausreichende Energiereserven verfügt, oder seinerseits an eine Ladestation zurückkehren.
In der 4a ist schematisch dargestellt, wie ein Hauptfahrzeug 4, das auf einem Straßennetz 54 fährt, ein Range-Extender-Fahrzeug 2 anfordert. Sobald das Hauptfahrzeug 4 erkennt, dass der Energievorrat in einem Hauptfahrzeug-Energiespeicher (nicht dargestellt) nicht ausreichend groß ist, um ein Fahrziel zu erreichen, meldet das Hauptfahrzeug 4 seinen Energiebedarf und seine Position über eine Funkverbindung 46 im Sinne einer „Machine-to-Machine-Kommunikation (M2M) an eine Cloud-Datenbank 48, die mit einer Applikationssoftware zusammenwirkt.
Die Applikationssoftware der Cloud-Datenbank 48 ermittelt ein nahe dem Hauptfahrzeug 4 befindliches, verfügbares Range-Extender-Fahrzeug 2. Das Range-Extender-Fahrzeug 2 befindet sich hier an einer Ladestation 56 in einer Umgebung des Straßennetzes 54. Über die Funkverbindung 46 übermittelt die Cloud-Datenbank dem Range-Extender-Fahrzeug 2 Informationen zum Auffinden des Hauptfahrzeugs 4, insbesondere dessen Position und geplante Fahrroute. Das Range-Extender-Fahrzeug 2 verlässt sodann die Ladestation 56 und fährt autonom auf das Straßennetz 54, um das Hauptfahrzeug 4 aufzusuchen.
Die Ladestation 56 ist hier als versenkbare Ladevorrichtung ausgebildet. Insbesondere kann die Ladestation 56 hier ebenerdig im Boden versenkt werden. Ferner ist die Ladestation 56 dazu ausgebildet, in einer versenkten Konfiguration der Belastung durch über die versenkte Ladestation 56 hinwegfahrende Fahrzeuge, insbesondere Range-Extender-Fahrzeuge 2 oder Hauptfahrzeuge 4, zu widerstehen. Durch Versenken der Ladestation 56 im Boden kann dann ermöglicht werden, dass das Range-Extender-Fahrzeug 2 in einfacher Weise vorwärts auf das Straßennetz 54 auffahren kann. Ein aufwendiges Rangieren und Rückwärtsfahren des Range-Extender-Fahrzeugs 2 kann dadurch vermieden werden. Ferner kann eine Stellfläche an der Ladestation 56 bei versenkter Ladestation 56 auch als Parkplatz für größere Fahrzeuge, beispielsweise Hauptfahrzeuge 4, verwendet werden.
In der 4b ist dargestellt, wie das Range-Extender-Fahrzeug 2 das Hauptfahrzeug 4 während der Fahrt auf dem Straßennetz 54 mit Strom versorgt. Nachdem das Range-Extender-Fahrzeug 2 das Hauptfahrzeug 4 erreicht hat, werden Mittel zur Energieübertragung 8 des Range-Extender-Fahrzeugs 2 mit Mitteln zum Energieerhalt 10 des Hauptfahrzeugs 4 verbunden. Über die gekoppelten Mittel zur Energieübertragung 8 und Mittel zum Energieerhalt 10 wird Strom von dem Range-Extender-Fahrzeug 2 zu dem Hauptfahrzeug 4 übertragen.
Die Mittel zur Energieübertragung 8 und Mittel zum Energieerhalt 10 können dabei kraftschlüssig und/oder formschlüssig miteinander verbunden sein, beispielsweise durch eine Klemmvorrichtung oder einen Bolzen. Der Range-Extender-Elektromotor kann dann abgeschaltet werden, so dass das Range-Extender-Fahrzeug 2 von dem Hauptfahrzeug gezogen (oder bei Ankopplung von vorne geschoben) wird.
Alternativ können die Mittel zur Energieübertragung 8 und Mittel zum Energieerhalt 10 lediglich einen federnden Anlagekontakt halten. Das Range-Extender-Fahrzeug 2 folgt dann autonom dem Hauptfahrzeug 4. Bevorzugt werden dabei fortlaufend Informationen über einen Fahrzustand und beabsichtigte oder bereits eingeleitete Änderungen des Fahrzustands über die Funkverbindung 46 zwischen Hauptfahrzeug 4 und Range-Extender-Fahrzeug 2 ausgetauscht. Es kann wahlweise oder zusätzlich auch vorgesehen sein, dass das Range-Extender-Fahrzeug 2 eine Relativposition zum Hauptfahrzeug 4 misst, insbesondere ständig misst, und seinen Fahrzustand entsprechend anpasst, um eine Sollposition relativ zum Hauptfahrzeug 4 ausreichend genau einzuhalten.
Der übertragene Strom kann sowohl unmittelbar zum Antreiben des Hauptfahrzeugs 4 als auch zum Nachladen eines Hauptfahrzeug-Energiespeichers (nicht dargestellt) verwendet werden. Über eine Funkverbindung 46 können Hauptfahrzeug 4 und Range-Extender-Fahrzeug 2 währenddessen miteinander kommunizieren.
In der 4c ist dargestellt, wie das Range-Extender-Fahrzeug 2 an eine Ladestation 56 zurückkehrt. Nachdem der Hauptfahrzeug-Energiespeicher (nicht dargestellt) wieder aufgeladen, insbesondere vollständig aufgeladen, wurde oder wenn der Range-Extender-Energiespeicher (nicht dargestellt) beinahe erschöpft ist, lösen sich Range-Extender-Fahrzeug 2 und Hauptfahrzeug 4 voneinander. Die Mittel zur Energieübertragung 8 und die Mittel zum Energieerhalt 10 werden dazu automatisch voneinander entkoppelt. Das Range-Extender-Fahrzeug 2 wählt dann einen Fahrweg 52, der das Range-Extender-Fahrzeug 2 über das Straßennetz 54 zu einer Ladestation 56 führt, an der der Range-Extender-Energiespeicher (nicht dargestellt) wieder aufgeladen wird. Nach erfolgter Aufladung des Range-Extender-Energiespeichers steht das Range-Extender-Fahrzeug 2 wieder zur Versorgung weiterer Hauptfahrzeuge zur Verfügung.
Die 5a zeigt, ähnlich wie die 4a, 4b, wie ein erstes Range-Extender-Fahrzeug 2a an ein auf einem Straßennetz 54 fahrendes Hauptfahrzeug 4 heranfährt und das Hauptfahrzeug 4 mit Strom versorgt. Ein Range-Extender-Energiespeicher (nicht dargestellt) des ersten Range-Extender-Fahrzeugs 2a wurde zuvor an einer Ladestation 56 aufgeladen. Auf Anforderung des Hauptfahrzeugs 4 hin nähert sich das erste Range-Extender-Fahrzeug 2a an das Hauptfahrzeug 4 an. Sobald das erste Range-Extender-Fahrzeug 2a das Hauptfahrzeug 4 erreicht hat, werden Mittel zur Energieübertragung 8 und Mittel zum Energieerhalt 10 miteinander gekoppelt. Eine Funkverbindung 46 ermöglicht währenddessen eine Kommunikation zwischen dem ersten Range-Extender-Fahrzeug 2a und dem Hauptfahrzeug 4. Insbesondere teilt das erste Range-Extender-Fahrzeug 2a dem Hauptfahrzeug 4 mit, wann ein Range-Extender-Energiespeicher (nicht dargestellt) des ersten Range-Extender-Fahrzeugs 2a voraussichtlich erschöpft sein wird.
Die 5b zeigt schematisch wie ein zweites Range-Extender-Fahrzeug 2b an das Hauptfahrzeug 4 ankoppelt und das Hauptfahrzeug 4 mit Strom versorgt. Zuvor hat das erste Range-Extender-Fahrzeug 2a dem Hauptfahrzeug 4 über die Funkverbindung 46 mitgeteilt, dass ein Energievorrat in einem Range-Extender-Energiespeicher des ersten Range-Extender-Fahrzeugs 2a zur Neige geht. Daraufhin hat das Hauptfahrzeug 4 ein zweites Range-Extender-Fahrzeug 2b angefordert.
Das erste Range-Extender-Fahrzeug 2a koppelt sodann automatisch von dem Hauptfahrzeug 4 ab und steuert eine Ladestation 56 in einer Umgebung des Straßennetzes 54 an. Gleichzeitig fährt das zweite Range-Extender-Fahrzeug 2b von einer Ladestation 56 auf das Straßennetz 54 und an das Hauptfahrzeug 4 heran, um das Hauptfahrzeug 4 mit Strom zu versorgen.
Durch wiederholtes Austauschen der Range-Extender-Fahrzeuge 2a, 2b während der Fahrt, wenn deren Energievorräte erschöpft sind, kann eine prinzipiell unbegrenzte Reichweite des Hauptfahrzeugs 4 ermöglicht werden. Dies ist insbesondere nützlich, wenn auch das Hauptfahrzeug 4 zum autonomen Fahren auf dem Straßennetz ausgebildet ist. Erfindungsgemäß können Fahrtunterbrechungen, die ansonsten zum Wiederauffüllen eines Hauptfahrzeug-Energiespeichers oder zum Tauschen eines nicht selbstfahrenden Range-Extenders oder (bei nicht-selbstfahrendem Hauptfahrzeug) als Erholungspausen für einen Fahrzeugführer notwendig wären, vermieden werden. Dadurch können auch entfernte Fahrziele in einer geringstmöglichen Zeit erreicht werden, oder es kann das Hauptfahrzeug 4 unterbrechungsfrei in einem Pendel- oder Ringverkehr eingesetzt werden.
Die 6 zeigt schematisch ein Fahrmodul 18 für ein Hauptfahrzeug (nicht dargestellt) umfassend einen Hauptfahrzeug-Elektromotor 20 und einen Hauptfahrzeug-Energiespeicher 22. Weiterhin ist an dem Fahrmodul 18 eine Stromzuführung 58 angeordnet. Die Stromzuführung 58 verbindet Mittel zum Energieerhalt 10 mit einem Stromverteiler 60. Ein Strom, der dem Fahrmodul 18 des Hauptfahrzeugs von einem Range-Extender-Fahrzeug zur Verfügung gestellt wird, fließt von den Mitteln zum Stromerhalt 10 durch die Stromzuführung 58 zu dem Stromverteiler 60. An dem Stromverteiler 60 kann eingestellt werden, ob der Strom zum Antreiben des Hauptfahrzeug-Elektromotors 20 und/oder zum Laden des Hauptfahrzeug-Energiespeichers 22 verwendet werden soll. Derjenige Anteil des Stromes, der als Fahrstrom zum Antreiben des Hauptfahrzeug-Elektromotors 20 dient, wird über einen Inverter 62 (Wechselrichter) zu dem Hauptfahrzeug-Elektromotor 20 geleitet. Derjenige Anteil des Stromes, der zum Nachladen des Hauptfahrzeug-Energiespeichers 22 dient, kann über einen Laderegler, der hier in dem Hauptfahrzeug-Energiespeicher 22 integriert ist, dem Hauptfahrzeug-Energiespeicher 22 zugeführt werden. Alternativ kann statt eines Stromverteilers eine direkte Einspeisung in den Gleichstromkreis des Hauptfahrzeuges erfolgen. Die Stromverteilung erfolgt dann über die Wahl einer geeigneten Spannungslage des Range-Extender-Stromes (vorzugsweise mittels DC/DC-Wandler). Vorzugsweise ist die Spannungslage der Range-Extender-Zuführung etwas höher zu wählen als die Spannungslage einer Traktionsbatterie des Hauptfahrzeug-Energiespeichers, sodass gleichzeitig sowohl der Fahrstrom (Traktionsstrom) vornehmlich aus der Range-Extender-Batterie fließt als auch eine Nachladung der Traktionsbatterie erfolgt.
Die 7 zeigt schematisch die Anordnung von Mitteln zur Energieübertragung 8 an einem erfindungsgemäßen Range-Extender-Fahrzeug 2. Die Mittel zur Energieübertragung 8 umfassen hier ein Anlageelement 64 mit einer Induktionsschleife 66. Das Anlageelement 64 ist hier in ein Kopplungselement 68 integriert, das vorne an dem Range-Extender-Fahrzeug 2 angeordnet ist.
Das Kopplungselement 68 wird über vorzugsweise am Chassis des Range-Extender-Fahrzeugs 2 befestigte und in Fahrtrichtung maschinell ausfahrbare, federnde Ausleger 70, die hier als Teleskopvorrichtung ausgebildet sind, ausgefahren und wieder eingeholt. In dem teleskopierbaren Ausleger 70 sind hier in Reihe geschaltet ein Lagestellglied 74 und ein Federelement 76 angeordnet. Mit Hilfe des Lagestellglieds 74 kann der teleskopierbare Ausleger 70 in Fahrtrichtung aus dem Range-Extender-Fahrzeug 2 ausgefahren und in Kontakt mit Mitteln zum Energierehalt (nicht dargestellt) eines Hauptfahrzeugs gebracht werden. Durch das Federelement 76 wird ermöglicht, einen federnden Anlagekontakt zwischen dem Anlageelement 64 des Auslegers 70 und einem entsprechenden Gegenelement des Hauptfahrzeugs einzurichten. Das Federelement kann insbesondere Schwankungen in der relativen Längsposition zwischen dem Range-Extender-Fahrzeug 2 und dem Hauptfahrzeug zumindest in dem Umfang ausgleichen, wie sie im Fahrbetrieb üblicherweise auftreten.
Um das Kopplungselement 68 in seiner vertikalen Position (Höhe) auf ein Gegen-Kopplungselement, das meist starr am Hauptfahrzeug angeordnet ist, anpassen zu können, weist der Ausleger 70 hier Mittel zur maschinellen Höhenverstellung 78 auf. Die Mittel zur maschinellen Höhenverstellung sind hier als ein Viergelenkgetriebe mit einem diagonal angeordneten Höhenstellglied 79 ausgebildet. Alternativ können auch rotatorische Antriebe und Schwenkachsen zur Höhenverstellung eingesetzt werden.
Die Induktionsschleife 66 ist über eine Stromzuführung 80 mit dem Range-Extender-Energiespeicher 6 verbunden. Die Stromzuführung 80 umfasst hier einen Kabelspanner 82, der sicherstellt, dass ein Kabel der Stromzuführung 80, das zu der Induktionsschleife 66 in dem Kopplungselement 68 führt, auch bei sich während der Fahrt verändernder Längsposition des Kopplungselements 68 relativ zu dem Gehäuse 72 des Range-Extender-Energiespeichers 6 stets gespannt bleibt. Eine Gefahr der Beschädigung der Stromzuführung 80 durch Einklemmen oder Abscheren des Kabels kann dadurch vermieden werden.
Die 8 zeigt schematisch eine Aufsicht auf das Range-Extender-Fahrzeug 2 von 7 gekoppelt mit einem Hauptfahrzeug 4. Die Mittel zur Energieübertragung 8 des Range-Extender-Fahrzeugs 2 umfassen das Kopplungselement 68, das sich über zwei Ausleger 70 an dem Range-Extender-Fahrzeug 2 abstützt. Zwischen den Auslegern 70 und dem Kopplungselement 68 ist jeweils ein Drehlager 84 angeordnet, um eine Verdrehbarkeit des Kopplungselements 68 um die Hochachse (hier senkrecht zur Zeichenebene) gegenüber dem Range-Extender-Fahrzeug 2 einzurichten. Durch die Verdrehbarkeit kann ermöglicht werden, dass auch Kurven mit gekoppelten Mitteln zur Energieübertragung 8 und Mitteln zum Energieerhalt 10 durchfahren werden können. Es kann dazu eine Schrägstellung des Kopplungselements 68 gegenüber dem Range-Extender-Fahrzeug 2 eingerichtet werden, indem die beiden Ausleger 70 unterschiedlich weit teleskopisch ausgefahren oder eingefedert werden.
Die Mittel zum Energieerhalt 10 sind hier als starr in eine Stoßstange des Hauptfahrzeugs 4 integriertes Gegen-Kopplungselement 86 ausgebildet. Um eine Kopplung von Kopplungselement 68 und Gegen-Kopplungselement 86 einrichten und aufrecht erhalten zu können, sind hier an dem Kopplungselement 68 und an dem Gegen-Kopplungselement 86 jeweils Magnete 88 angeordnet. Die Magnete 88 sind hier als abschaltbare Elektromagnete ausgebildet. Durch Abschalten der Magnete kann dann ein Entkoppeln des Kopplungselements 68 von dem Gegen-Kopplungselement 86 erleichtert werden. Alternativ können die Magnete 88 auch als permanentmagnetische Kopplungsmagnete ausgeführt sein. Um ein Ankoppeln des Kopplungselements 68 an das Gegen-Kopplungselement 86 zu erleichtern, können Führungen, etwa sich trichterförmig erweiternde Führungsbleche oder Führungsschienen, an dem Kopplungselement 68 und/oder an dem Gegen-Kopplungselement 86 vorgesehen sein.
Um Beschädigungen, wie beispielsweise Kratzer in einer Oberfläche, des Kopplungselements 68 und des Gegen-Kopplungselements 86 zu vermeiden, sind hier zwischen dem Kopplungselement 68 und an dem Gegen-Kopplungselement 86 Distanzhalter 90 angeordnet. Die Distanzhalter 90 stellen zudem einen definierten Abstand zwischen dem Kopplungselement 68 und an dem Gegen-Kopplungselement 86 ein. Dadurch kann die Funktionsfähigkeit der induktiven Energieübertragung sichergestellt werden. Auch bei alternativer Stromübertragung über Steckerantagonisten ist ein definierter Abstand der Partner einer Steckverbindung zweckmäßig. Die Distanzhalter 90 können entweder an dem Kopplungselement 68 oder an dem Gegen-Kopplungselement 86 unverlierbar gehalten sein. Alternativ können sowohl an dem Kopplungselement 68 als auch an dem Gegen-Kopplungselement 86 Distanzhalter 90 angeordnet sein.
Die 9 zeigt schematisch den Ablauf des automatischen Ab- und Wiederankoppelns eines erfindungsgemäßen Range-Extender-Fahrzeugs 2 von einem Hauptfahrzeug 4 beim Durchfahren einer Schlechtwegestrecke 92. Die 9 zeigt dazu von rechts nach links drei aufeinander folgende Sequenzen einer gemeinsamen Fahrt von Range-Extender-Fahrzeug 2 und Hauptfahrzeug 4.
Zunächst fahren Range-Extender-Fahrzeug 2 und Hauptfahrzeug 4 gekoppelt auf einem Straßennetz 54 (rechter Teil der 9). Das Range-Extender-Fahrzeug 2 versorgt dabei über die miteinander gekoppelten Mittel zur Energieübertragung 8 und Mittel zum Energieerhalt 10 das Hauptfahrzeug 4 mit Strom. Über eine Funkverbindung 46 können Range-Extender-Fahrzeug 2 und Hauptfahrzeug 4 Informationen über einen Fahrzustand austauschen.
Über eine Funkverbindung 46 zu einer Cloud-Datenbank 48 wird hier dem Range-Extender-Fahrzeug 2 mitgeteilt, dass die geplante Fahrstrecke über einen definierten Fahrstreckenabschnitt 94, hier die Schlechtwegestrecke 92, führt, und das Range-Extender-Fahrzeug 2 gibt diese Information an das Hauptfahrzeug 4 weiter. Ein gekoppeltes Durchfahren der Schlechtwegestrecke 92 würde die Kopplung der Mittel zur Energieübertragung 8 und der Mittel zum Energieerhalt 10 überlasten, da ein zulässiger Bewegungsumfang eines Kopplungselements 68 des Range-Extender-Fahrzeugs 2 überschritten würde. Vor Erreichen der Schlechtwegestrecke 92 werden deshalb die Mittel zur Energieübertragung 8 und die Mittel zum Energieerhalt 10 automatisch entkoppelt.
Sodann durchfahren Range-Extender-Fahrzeug 2 und Hauptfahrzeug 4 die Schlechtwegestrecke 92 unabhängig voneinander (mittlerer Teil von 9). Über die Funkverbindungen 46 können währenddessen Informationen zwischen dem Range-Extender-Fahrzeug 2 und dem Hauptfahrzeug 4 sowie der Cloud-Datenbank 48 ausgetauscht werden. Es kann dabei auch eine direkte Funkverbindung zwischen dem Hauptfahrzeug 4 und der Cloud-Datenbank 48 eingerichtet sein. Insbesondere werden hier das Range-Extender-Fahrzeug 2 und das Hauptfahrzeug 4 über eine cloudbasierte Steuerung informiert, sobald die Schlechtwegestrecke 92 passiert ist. Falls erwünscht können das Range-Extender-Fahrzeug 2 und/oder das Hauptfahrzeug 4 eine lokale Sensorik zur selbsttätigen Detektion von Schlechtwegestrecken 92 oder anderen die Kopplung überlastenden Fahrsituationen, wie beispielsweise Ausweich- oder Überholmanövern, aufweisen; in diesem Fall genügt grundsätzlich eine direkte Kommunikation zwischen dem Hauptfahrzeug 4 und dem Range-Extender-Fahrzeug 2 zur Koordination beim Durchfahren der Schlechtwegestrecke 92 bzw. Fahrsituation.
Nach dem Durchfahren der Schlechtwegestrecke 92 nähert sich das Range-Extender-Fahrzeug 2 wieder an das Hauptfahrzeug 4 an. Die Mittel zur Energieübertragung 8 und die Mittel zum Energieerhalt 10 werden wieder miteinander gekoppelt, so dass eine Versorgung des Hauptfahrzeugs 4 mit Strom durch das Range-Extender-Fahrzeug 2 wieder aufgenommen werden kann (linker Teil von 9). Bei diesem Vorgehen muss ein Hauptfahrzeug-Energiespeicher so groß gewählt werden, dass ein Durchfahren der Schlechtwegestrecke 92 oder einer anderen die Kopplung überlastenden Fahrsituation ohne Energiezufuhr von dem Range-Extender-Fahrzeug 2 möglich ist.
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 102008006332 A1 [0003]
DE 102012011960 A1 [0003]
DE 102012015099 A1 [0004]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

A. Lad et al., „Self-Driving Vehicles: Current Status of Autonomous Vehicle Development and Minnesota Policy Implications”, vorgesehen zur Veröffentlichung im Minnesoata Journal of Law, Science and Technology, August 2014 [0013]
http://tpec.umn.edu/publications/whitepapers/documents/self_driving_cars.pdf [0013]

Claims

Verwendung eines Range-Extender-Fahrzeugs (2; 2a, 2b), aufweisend einen Range-Extender-Energiespeicher (6) und Mittel zur Energieübertragung (8) an ein Hauptfahrzeug (4), zur Versorgung eines Hauptfahrzeugs (4), aufweisend einen Hauptfahrzeug-Elektromotor (20) zum Antrieb des Hauptfahrzeugs (4), einen Hauptfahrzeug-Energiespeicher (22) zur Versorgung des Hauptfahrzeug-Elektromotors (20) mit Strom und Mittel zum Energieerhalt (10) vom Range-Extender-Fahrzeug (2; 2a, 2b), mit Energie aus dem Range-Extender-Energiespeicher (6) über die miteinander gekoppelten Mittel zur Energieübertragung (8) und Mittel zum Energieerhalt (10), dadurch gekennzeichnet, dass das Range-Extender-Fahrzeug (2; 2a, 2b) weiterhin aufweist – einen Range-Extender-Elektromotor (12) zum Antrieb des Range-Extender-Fahrzeugs (2; 2a, 2b), – Mittel zum autonomen Fahren (28) des Range-Extender-Fahrzeugs (2; 2a, 2b) auf einem Straßennetz (54), und – Empfangsmittel (50) zur Entgegennahme von Informationen zum Auffinden des Hauptfahrzeugs (4).
Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgung des Hauptfahrzeugs (4) mit Energie aus dem Range-Extender-Energiespeicher (6) stattfindet, während das Hauptfahrzeug (4) an einer Parkposition (44) geparkt ist, wobei der Hauptfahrzeug-Energiespeicher (22) nachgeladen wird, insbesondere durch Schnellladung.
Verwendung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass vor, bei oder nach der Ankunft des Hauptfahrzeugs (4) an der Parkposition (44) dem Range-Extender-Fahrzeug (2; 2a, 2b) Informationen zum Auffinden der Parkposition (44) über die Empfangsmittel (50) mitgeteilt werden, und das Range-Extender-Fahrzeug (2; 2a, 2b) autonom zur Parkposition (44) fährt.
Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgung des Hauptfahrzeugs (4) mit Energie aus dem Range-Extender-Energiespeicher (6) stattfindet, während das Hauptfahrzeug (4) auf dem Straßennetz (54) fährt.
Verwendung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass während das Hauptfahrzeug (4) fährt, – das Range-Extender-Fahrzeug (2; 2a, 2b) unter Nutzung von über die Empfangsmittel (50) entgegengenommenen Informationen autonom an das Hauptfahrzeug (4) heranfährt, und anschließend die Mittel zur Energieübertragung (8) und die Mittel zum Energieerhalt (10) automatisch miteinander gekoppelt werden, und/oder – die Mittel zur Energieübertragung (8) und die Mittel zum Energieerhalt (10) automatisch entkoppelt werden, und anschließend das Range-Extender-Fahrzeug (2; 2a, 2b) autonom vom Hauptfahrzeug (4) wegfährt.
Verwendung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass während das Hauptfahrzeug (4) fährt, mehrere Range-Extender Fahrzeuge (2; 2a, 2b) nacheinander – jeweils unter Nutzung von über die jeweiligen Empfangsmittel (50) entgegengenommenen Informationen autonom an das Hauptfahrzeug (4) heranfahren, und anschließend die jeweiligen Mittel zur Energieübertragung (8) und die Mittel zum Energieerhalt (10) automatisch miteinander gekoppelt werden, und – die jeweiligen Mittel zur Energieübertragung (8) und die Mittel zum Energieerhalt (10) automatisch entkoppelt werden, und anschließend das jeweilige Range-Extender-Fahrzeug (2; 2a, 2b) autonom vom Hauptfahrzeug (4) wegfährt.
Verwendung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass während der Versorgung des Hauptfahrzeugs (4) mit Energie aus dem Range-Extender-Energiespeicher (6) von dem Range-Extender-Energiespeicher (6) die Energie für einen Fahrstrom des Hauptfahrzeug-Elektromotors (20) zur Verfügung gestellt wird, bevorzugt wobei weiterhin von dem Range-Extender-Energiespeicher (6) auch die Energie für einen Ladestrom zum Nachladen des Hauptfahrzeug-Energiespeichers (22) zur Verfügung gestellt wird.
Verwendung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass während der Versorgung des Hauptfahrzeugs (4) mit Energie aus dem Range-Extender-Energiespeicher (6) das Range-Extender-Fahrzeug (2; 2a, 2b) und das Hauptfahrzeug (7) über eine kraftschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung aneinander befestigt sind, insbesondere bei abgeschaltetem Range-Extender-Elektromotor (12).
Verwendung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass während der Versorgung des Hauptfahrzeugs (4) mit Energie aus dem Range-Extender-Energiespeicher (6) das Range-Extender-Fahrzeug (2; 2a, 2b) und das Hauptfahrzeug (4) in Fahrtrichtung lediglich einen federnden Anlagekontakt halten, wobei das Range-Extender-Fahrzeug (2; 2a, 2b) autonom fährt.
Verwendung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Range-Extender-Fahrzeug (2; 2a, 2b) eine Kopplung der Mittel zur Energieübertragung (8) und der Mittel zum Energieerhalt (10) aufgibt und einen Abstand zwischen dem Range-Extender-Fahrzeug (2; 2a, 2b) und dem Hauptfahrzeug (4) einrichtet, bevor ein definierter Fahrstreckenabschnitt (94) erreicht wird oder eine definierte Fahrsituation eintritt, weiterhin einen Abstand zwischen dem Range-Extender-Fahrzeug (2; 2a, 2b) und dem Hauptfahrzeug (4) unterhält, solange der definierte Fahrstreckenabschnitt (94) passiert wird oder die definierte Fahrsituation anhält, und die Kopplung der Mittel zur Energieübertragung (8) und der Mittel zum Energieerhalt (10) wieder einrichtet, wenn der definierte Fahrstreckenabschnitt (94) wieder verlassen wurde oder die definierte Fahrsituation vorüber ist.
Verwendung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass auch das Hauptfahrzeug (4) Mittel zum autonomen Fahren (29) des Hauptfahrzeugs (4) auf dem Straßennetz (54) aufweist, und dass das Hauptfahrzeug (4) autonom fährt, während die Versorgung des Hauptfahrzeugs (4) mit Energie aus dem Range-Extender-Energiespeicher (6) stattfindet.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Energieübertragung (8) und die Mittel zum Energieerhalt (10) für eine drahtlose Energieübertragung, insbesondere eine induktive Energieübertragung, ausgebildet sind.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptfahrzeug (4) einen Lastkraftwagen (5) umfasst.
Range-Extender-Fahrzeug (2; 2a, 2b), insbesondere für eine Verwendung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend einen Range-Extender-Energiespeicher (6) und Mittel zur Energieübertragung (8) an ein Hauptfahrzeug (4), dadurch gekennzeichnet, dass das Range-Extender-Fahrzeug (2; 2a, 2b) weiterhin aufweist – einen Range-Extender-Elektromotor (12) zum Antrieb des Range-Extender-Fahrzeugs (2; 2a, 2b), – Mittel zum autonomen Fahren (28) des Range-Extender-Fahrzeugs (2; 2a, 2b) auf einem Straßennetz (54), und – Empfangsmittel (50) zur Entgegennahme von Informationen zum Auffinden des Hauptfahrzeugs (4).
Range-Extender-Fahrzeug (2; 2a, 2b) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass es ohne einen Fahrersitz ausgebildet ist.
Range-Extender-Fahrzeug (2; 2a, 2b) nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens 50% seiner Masse, bevorzugt wenigstens 75% seiner Masse und/oder wenigstens 50% seines Volumens, bevorzugt wenigstens 75% seines Volumens, auf den Range-Extender-Energiespeicher (6) entfällt.
Range-Extender-Fahrzeug (2; 2a, 2b) nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Energieübertragung (8) für eine automatische Kopplung und Entkopplung mit Mitteln zum Energieerhalt (10) des Hauptfahrzeugs (4) ausgebildet sind.
Range-Extender-Fahrzeug (2; 2a, 2b) nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Energieübertragung (8) für eine drahtlose Energieübertragung auf Mittel zum Energieerhalt (10) des Hauptfahrzeugs (4), insbesondere für eine induktive Energieübertragung, ausgebildet sind.
Range-Extender-Fahrzeug (2; 2a, 2b) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Energieübertragung (8) eine Induktionsschleife (66) in einem Anlageelement (64) umfassen.
Range-Extender-Fahrzeug (2; 2a, 2b) nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Energieübertragung (8) ein Kopplungselement (68) aufweisen, das an einem oder mehreren, parallel zur Fahrtrichtung maschinell ausfahrbaren, federnden Auslegern (70) angeordnet ist, insbesondere wobei das Kopplungselement (68) vorne am Range-Extender-Fahrzeug (2; 2a, 2b) angeordnet ist.
Range-Extender-Fahrzeug (2; 2a, 2b) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur maschinellen Höhenverstellung (78) des Kopplungselements (68) vorgesehen sind.
Range-Extender-Fahrzeug (2; 2a, 2b) nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass am Kopplungselement (68) ein oder mehrere Magnete (88) ausgebildet sind.