DE-102024137169-A1 - ENERGIEERZEUGUNGSSYSTEM FÜR EIN FAHRZEUG

Abstract

Hierin wird ein Energieerzeugungssystem (100) für ein Fahrzeug beschrieben. Das System (100) umfasst eine Kühlergrillanordnung (100A), die so konfiguriert ist, dass sie in das Fahrzeug eingebaut werden kann. Die Kühlergrillanordnung (100A) umfasst einen ersten Kühlergrill (102), der eine oder mehrere Öffnungen (O) umfasst, die mit einer oder mehreren beweglichen Klappen (104) konfiguriert sind, und einen zweiten Kühlergrill (106), der hinter dem ersten Kühlergrill (102) mit einem vordefinierten Spalt dazwischen positioniert ist, wobei der zweite Kühlergrill (106) einen oder mehrere piezoelektrische Generatoren (108) umfasst. Die Kühlergrillanordnung (100A) ist so konfiguriert, dass sie eine pulsierende Luftströmung auf den einen oder die mehreren piezoelektrischen Generatoren (108) richtet, die entsprechend elektrische Energie erzeugen.

Inventors

• Shreeharsha Subbakrishna
• Shreyas Sujeendra Kashyap
• Gagan Sharma
• Shreyas Ponnetti Pundarika

Assignees

• Mercedes-Benz Group AG

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20241211

Priority Date

20241106

Claims (10)

1. Energieerzeugungssystem (100) für ein Fahrzeug, wobei das System (100) umfasst: eine Kühlergrillanordnung (100A), die so konfiguriert ist, dass sie in das Fahrzeug eingebaut werden kann, wobei die Kühlergrillanordnung (100A) umfasst: einen ersten Kühlergrill (102) mit einer oder mehreren Öffnungen (O), die mit einer oder mehreren beweglichen Klappen (104) versehen sind; und einen zweiten Kühlergrill (106), das hinter dem ersten Kühlergrill (102) mit einem vordefinierten Spalt dazwischen angeordnet ist, wobei der zweite Kühlergrill (106) einen oder mehrere piezoelektrische Generatoren (108) umfasst, wobei die Kühlergrillanordnung (100A) so konfiguriert ist, dass sie eine pulsierende Luftströmung zu einem oder mehreren piezoelektrischen Generatoren (108) leitet, die entsprechend elektrische Energie erzeugen.
2. System (100) nach Anspruch 1 , wobei die eine oder die mehreren Klappen (104) so konfiguriert sind, dass sie sich zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position bewegen, wobei die offene Position einer Position entspricht, in der die eine oder die mehreren Öffnungen des ersten Kühlergrills (102) unbedeckt sind, und die geschlossene Position einer Position entspricht, in der die eine oder die mehreren Öffnungen (O) des ersten Kühlergrills (102) durch die eine oder die mehreren Klappen (104) abgedeckt sind.
3. System (100) nach Anspruch 2 , wobei die eine oder die mehreren Klappen (104) so konfiguriert sind, dass sie sich mit einer vordefinierten Frequenz abwechselnd zwischen der offenen Position und der geschlossenen Position bewegen, um den pulsierenden Luftstrom aus der Umgebung über die eine oder die mehreren Öffnungen (O) am ersten Kühlergrill (102) zu dem einen oder den mehreren piezoelektrischen Generatoren (108) zu leiten.
4. System (100) nach Anspruch 2 , wobei das System (100) einen Schrittmotor (110) umfasst, der mit der einen oder den mehreren Klappen (104) über eine oder mehrere Verbindungsstangen (112) verbunden ist, wobei die Betätigung des Schrittmotors (110) bewirkt, dass sich jede der Klappen (104) zwischen der offenen Position und der geschlossenen Position bewegt.
5. System (100) nach Anspruch 1 , wobei das System (100) ein Gehäuse (114) umfasst, das sich entlang eines Randes erstreckt und den ersten Kühlergrill (102) und den zweiten Kühlergrill (106) verbindet.
6. System (100) nach Anspruch 5 , wobei das Gehäuse (114) einen oder mehrere Führungsschlitze (116) aufweist, die zur Aufnahme und beweglichen Unterbringung von Enden der einen oder mehreren Klappen (104) geeignet sind, um eine Bewegung der einen oder mehreren Klappen (104) um eine Längsachse der entsprechenden Klappen (104) zu ermöglichen.
7. System (100) nach Anspruch 1 , wobei die ein oder mehreren piezoelektrischen Generatoren (108) piezoelektrische Nanogeneratoren sind.
8. System (100) nach Anspruch 1 , wobei der eine oder die mehreren piezoelektrischen Generatoren (108) herausnehmbar in einem oder mehreren Löchern (H) angebracht sind, die auf dem zweiten Kühlergrill (106) vorgesehen sind.
9. System (100) nach Anspruch 1 , wobei der eine oder die mehreren piezoelektrischen Generatoren (108) in das eine oder die mehreren Löcher (H) eingerastet sind.
10. System (100) nach Anspruch 1 , wobei das System (100) eine Vorrichtung zur Speicherung von Energie umfasst, die aus einer Gruppe ausgewählt ist, die einen Superkondensator und eine Batterie umfasst, wobei die Vorrichtung zur Speicherung von Energie mit dem einen oder den mehreren piezoelektrischen Generatoren (108) verbunden und so konfiguriert ist, dass sie die von dem einen oder den mehreren piezoelektrischen Generatoren (108) erzeugte elektrische Energie speichert.

Description

TECHNISCHES GEBIET Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet der Energiegewinnungssysteme in Fahrzeugen. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Energieerzeugungssystem, das in einem Fahrzeug implementiert ist, um elektrische Energie durch Luftströmung zu erzeugen. HINTERGRUND Die Automobilindustrie konzentriert sich zunehmend auf die Verbesserung der Kraftstoffeffizienz von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren und/oder die Vergrößerung der Reichweite von Elektrofahrzeugen. Ausschlaggebend dafür sind sowohl Umweltbelange, insbesondere die Verringerung der CO2 Emissionen, als auch die wachsende Nachfrage nach energieeffizienteren Verkehrsmitteln. Herkömmliche Techniken zur Verbesserung der Energieeffizienz von Fahrzeugen konzentrierten sich häufig auf die Verringerung des Luftwiderstands und die Verbesserung der Aerodynamik durch den Einsatz von aktiven Kühlergrillklappen. Diese Klappen steuern die Menge der Luftströmung, die in das Fach des Fahrzeugs eindringt, wodurch der Luftwiderstand verringert und somit die Kraftstoffeffizienz verbessert werden kann. Diese Systeme sind jedoch in erster Linie passiv und verfügen nur über ein begrenztes Potenzial zur Energierückgewinnung. Trotz der Fortschritte wird der Bedarf an Systemen, die nicht nur den Luftwiderstand verringern, sondern auch aktiv Energie aus der Fahrzeugbewegung erzeugen, immer dringender, insbesondere bei modernen Verbrennungsmotoren und Elektrofahrzeugen, bei denen jeder Effizienzgewinn erheblich zur Gesamtleistung des Fahrzeugs beiträgt. In der Vergangenheit wurden Anstrengungen unternommen, um die Beschränkungen herkömmlicher Techniken durch die Integration der Fähigkeit zur Energieerzeugung zu überwinden. Das Patent US9604534B1 beispielsweise offenbart ein System zur Energieversorgung einer aktiven Anordnung von Gitterverschlüssen. Das System umfasst ein Verbindungsglied, das mit einer Klappe verbunden ist, die wiederum mit einem Generator verbunden ist. Ein Elektromotor treibt das Gestänge an und öffnet und schließt die Klappen, um die Menge der in das Fahrzeug eintretenden Luftströmung zu steuern. Der Generator erzeugt Strom, indem er die durch die Luftströmung oder andere Quellen verursachten Vibrationen der Klappen nutzbar macht. Die zitierte Referenz bietet jedoch keine Lösung für das oben genannte Problem der aktiven Energieerzeugung aus der Bewegung des Fahrzeugs, da die zitierte Referenz durch ihre Abhängigkeit von der Vibration und der Position der Fensterläden für die Energieerzeugung begrenzt ist. Es besteht daher ein Bedarf an einer einfachen und effizienten Lösung, die leicht in ein Fahrzeug eingebaut werden kann, um während der Fahrt kontinuierlich Energie zu erzeugen, indem der Luftstromdruck um das Fahrzeug herum genutzt wird. GEGENSTÄNDE DER ERFINDUNG Eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Druck der Luftströmung um das Fahrzeug herum zu nutzen, um elektrische Energie zu erzeugen. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine einfache und effiziente Lösung für die kontinuierliche Erzeugung von Energie in einem Fahrzeug bereitzustellen, indem der Druck der Luftströmung während der Bewegung des Fahrzeugs genutzt wird. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Energieeffizienz von Fahrzeugen durch die Integration eines Systems zur Erzeugung von Energie zu verbessern, das unabhängig von herkömmlichen motorgetriebenen oder batteriebetriebenen Systemen arbeitet und einfach zu integrieren und zu warten ist. Eome Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Elektrizität auf eine konsistentere und effizientere Weise zu erzeugen als mit bestehenden Systemen. ZUSAMMENFASSUNG Aspekte der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf das technische Gebiet der Energiegewinnungssysteme in Fahrzeugen. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Energieerzeugungssystem in einem Fahrzeug implementiert, um elektrische Energie durch Luftströmung zu erzeugen. In einem Aspekt wird ein Energieerzeugungssystem in einem Fahrzeug offenbart. Das System umfasst eine Anordnung eines Kühlergrills, die so konfiguriert ist, dass sie in dem Fahrzeug installiert werden kann. Die Kühlergrillanordnung umfasst einen ersten Kühlergrill, der eine oder mehrere Öffnungen umfasst, die mit einer oder mehreren beweglichen Klappen konfiguriert sind, und einen zweiten Kühlergrill, der hinter dem ersten Kühlergrill mit einem vordefinierten Spalt dazwischen angeordnet ist. Ferner umfasst der zweite Kühlergrill einen oder mehrere piezoelektrische Generatoren, wobei die Kühlergrillanordnung so konfiguriert ist, dass sie eine pulsierende Luftströmung zu dem einen oder den mehreren piezoelektrischen Generatoren leitet, die entsprechend elektrische Energie erzeugen. Die eine oder mehreren Klappen können so konfiguriert sein, dass sie sich zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position bewegen. Zum Beispiel kann die offene Position einer Position entsprechen, in der die eine oder meh