[发明专利]为机动车辆提供能量的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种为机动车辆提供能量的装置和方法。

背景技术

对世界能量储备的保护维护和对能量的节约维护在当今是一个重要的目标，无论是对于日常生活的所有领域还是对于由于生态及经济原因的技术支持而言。由于机动车辆的大量推广，其对于我们机动性及与之相联系的显著的能量转换而言的巨大重要性，是对能量的经济节省的使用，对于机动车辆尤为重要。

这点在电动汽车中尤其能显示出来。用于存储电能的当前可用电池的特定充电容量尚小，可能会限制电动汽车的行程，也是这种汽车较少推广的一个原因。电驱动的车辆中的空调设备和供暖设备可能被限制，因为与此相联系的是行程进一步受到限制。电动汽车并未呈现出乘客舒适性，电动汽车市场现今仍不占重要地位。发动机燃料的价格在近几年不断上升，鉴于此实际情况，为使得电动汽车在接下来的十年中已占有一个值得重视的市场份额，提出一个对于空调设备和供暖设备以及相关的更实用的乘客舒适度方面的可行解决方案。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种用于为机动车辆提供能量的装置和方法，其通过进步的、技术上的设计实现设定目标。该目的是通过如独立权利要求之任一项所述的装置和方法来实现的。

本发明提供了一种用于为机动车辆提供能量的装置和方法，其中具有一个热力发电机，其将车辆中积聚的热量至少部分地转换成车辆的动能，将该热量中的其它部分输出给蓄热器。

与本发明说明书相联系使用的概念将在下面被定义和解释。

在本发明意义上的机动车辆，应理解成所有类型的车辆，其动能至少部分地来自一个发动机，该发动机从一个(所谓的)能源(由于能量守恒定律，其物理上正确地应该称之为储能器)中提取能量，该能量至少部分地转化成车辆的动能。这种类型的机动车辆的典型例子包括用于道路交通的机动车、火车机车、船和飞机。作为发动机的尤其是但不局限于是内燃机、电动机、以及这样的传动设备的组合，即所谓的混合动力驱动。

本发明意义上的热力发电机被理解为是一个用来至少部分地将热量，也即微观动能，转化为宏观动能或者势能的装置。该能量亦可以反方向来转换，转换势能或宏观动能，来使得在低的温度水准上产生的热量在较高温度水准下可支配。由于一般公知的热力学定律仅仅可以在第一方向上部分地达到预定目的；在另一方向上使用的是宏观能量，例如在冷凝器中存储的车辆的电势能或者动能的一部分，以产生较高温度水准的热量。

本发明利用这样的热力发动机，但并不局限这样的热力发动机的特定类型。这样的热力发动机的一个重要的例子就是所谓的斯蒂林发动机。这种机器的优点在于其不依赖于特定的热量生产方法的选择，因此可以通过不同技术的热存储和热源来实现。本发明不局限于斯蒂林发动机或其他公知的热力发动机；其原则上也可以通过发展中的热力发动机来实现。

本发明意义上的在车辆中积累的热量，应理解为是每种热量，其在车辆内或车辆上产生。从而尤其涉及损耗的热量，车辆中能量消耗或能量转换的每个方式中的余热，但也涉及通过产生的辐射热量化(Thermalisierung)而生成的热量，以及通过车辆内部空间的加热出现的、通过车辆表面的加热出现的、通过在表面上安装的集电器的加热而出现的。

本发明意义上的蓄热器应理解为每一个可以吸收、存储及在需要时重新输出热能的设备。其尤其可以是所谓的隐藏式(latent)蓄热器，其建立在相变、通常为一级相变的潜在热量基础原则上。一个类似的原则导致了晗可逆化学反应的使用，例如以化学吸着为基础的吸附过程和解吸附过程。这在所谓的热化学蓄热器中存在，其可能具有更高的能量密度。

本发明意义上的车辆的动能应被理解为每一种类型的车辆可以提取出来的宏观动能。其中，车辆的动能在狭义意义上属于所有形式的分配给车辆在空间中运动的动能，在广义意义上，这样的动能也列入其中，即与车辆部件(发动机、齿轮等)的运动相互联系的。所谓宏观能量是每一种形式的不与微观(尤其是分子的)自由度的激励(Anregung)相联系的能量，其原则上—在不破坏热力学基本定律的前提下—可以等价转换为其他宏观的能量形式。

本发明意义上的机械储能器是每一种形式的能量在其中可以以机械形式被存储的储能器，其中是通过宏观自由度的激发推动，例如尤其是转动、振动或宏观体的可逆(例如弹性的)形变能够被可逆地存储。这种储能器的一个重要的例子是惯性轮或者扭转弹簧存储器。所有的机械储能器都可以可逆地存储宏观动能，以势能或宏观动能的形式，而不转换成其他形式例如化学能或电能。