Система привода транспортного средства

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, в частности к системе привода электромобилей, электротракторов и других машин, в которых исполнительным органом являются электродвигатели.

Система содержит электрически соединенные между собой генератор и аккумуляторную батарею, электродвигатель, электрически соединенный с аккумуляторными батареями и кинематический связанный с приводными колесами транспортного средства, и крыльчатый ветродвигатель. Крыльчатка ветродвигателя охвачена кожухом-рассекателем для направления встречного потока воздуха на лопасти крыльчатки, а вал ветродвигателя кинематически связан с генератором.

Система позволяет значительно увеличить длительность автономных пробегов электромобиля, повысить экономичность и исключить загрязнение атмосферы.

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, в частности к системе привода электромобилей, электротракторов и других машин, в которых исполнительным органом являются электродвигатели.

Более ста лет приводом для автомобилей служат двигатели внутреннего сгорания (ДВС), который является основным виновником ухудшения атмосферы не только больших, но и малых городов. Для улучшения атмосферы происходит попытка замены автомобиля на электромобиль. Однако, такая замена в настоящее время проблематична из-за более низких эксплуатационных характеристик электромобилей, таких как КПД, меньший пробег на одной зарядке аккумуляторов, большее время на зарядку аккумуляторов, чем на заправку горючим автомобиля, меньшую удельную мощность электродвигателя с аккумулятором, чем ДВС автомобиля с запасом топлива на равный пробег.(Пат. РФ 2083383, В60К 6/04, 1994).

Известен способ приведения в действие комбинированного электрического транспортного средства, по которому тяговое усилие создается от электрических аккумуляторных батарей, которые заряжаются от электрического генератора, приводимого в действие двигателем внутреннего сгорания, или дизельным двигателем, или от топливного элемента. (Заявка на изобретение РФ 98121414, В60К 1/00, 1998, компания Локхид Мартин Корпорейшин, США). Наличие ДВС, дизельного двигателя и другого топливного элемента загрязняют атмосферу, ему присущи недостатки, отмеченные в Пат. РФ 2083383.

Известно также устройство для управления пусковым механизмом зарядного агрегата электромобиля, которое по технической сущности и совокупности существенных признаков является близким к заявляемому. Это устройство используется для подзарядки аккумуляторных батарей в процессе движения электромобиля за счет энергии, вырабатываемой двигателем внутреннего сгорания, установленным на электромобиле.

Известное устройство содержит аккумуляторную батарею, питающую электрической энергией тяговый электродвигатель электромобиля, и регулятор нагрузки зарядного агрегата и тягового электродвигателя. Для автоматического включения и выключения пускового механизма зарядного агрегата при заданной скорости движения электромобиля оно снабжено тахогенератором с приводом от колес электромобиля и источником опорного напряжения, соединенных электрическими цепями с реле, замыкающим электрическую цепь пускового механизма. Пусковой механизм для

приведения в действие зарядного агрегата имеет двигатель внутреннего сгорания и генератор переменного электрического тока. К генератору подключена аккумуляторная батарея через выпрямитель. К электрической цепи, связывающей батарею с генератором, подключен тяговый электродвигатель электромобиля. При разгоне электромобиля напряжение, вырабатываемое тахогенератором, увеличивается пропорционально скорости движения. Увеличивается и сила тока, подводимого к усилителю, в результате чего замыкаются контакты, расположенные между усилителем и пусковым механизмом. Пусковой механизм запускает в работу зарядный агрегат, который автоматически вступает в работу при большой скорости движения электромобиля, когда велико потребление электроэнергии, и прекращает свою работу при малой скорости движения. (Пат. СССР 404211, В60K 1/04, 1969).

Недостаток известного устройства состоит в том, что оно не обеспечивает высокой продолжительности движения электромобиля в автономном режиме без подзарядки аккумуляторной батареи от внешнего источника тока. Подключение двигателя внутреннего сгорания для подзарядки аккумуляторной батареи происходит в наиболее ответственные периоды движения, а именно при разгоне и большой скорости движения, что при частых разгонах и торможениях приводит к неустойчивости и ненадежности работы электромобиля, снижает безопасность движения. Кроме того, частые включения двигателя внутреннего сгорания создают повышенный уровень шума и снижают экономичность работы электромобиля.

Частично этот недостаток устраняется в устройстве для подзарядки тяговой аккумуляторной батареи электромобиля, принятом за прототип, содержащее генератор, электрически соединенный с аккумуляторной батареей, и двигатель внутреннего сгорания, кинематически связанный с генератором, снабжено пружинным аккумулятором энергии и регулятором скорости вращения, причем пружинный аккумулятор энергии кинематически связан с двигателем внутреннего сгорания и генератором, регулятор скорости вращения установлен в кинематической цепи между пружинным аккумулятором энергии и генератором, а аккумуляторная батарея разделена на секции, во входные и выходные цепи которых введен переключатель.

Двигатель внутреннего сгорания соединен с генератором через ведущую коническую шестерню, которая подвижно закреплена на коленчатом валу двигателя внутреннего сгорания и скреплена с рукояткой.

Благодаря тому, что аккумуляторная батарея разделена на секции, каждая из которых подключена к генератору и тяговому электродвигателю через переключатель, обеспечена возможность подзарядки разрядившейся секции аккумуляторной батареи в стабильном режиме в то время, как движение электромобиля осуществляется от заряженной секции аккумуляторной батареи. (Пат. РФ 2053897, В60L 11/16, Н02J 7/14, 1993).

Недостаток известного устройства состоит в том, что наличие двигателя внутреннего сгорания загрязняет атмосферу, затраты на заправку автомобиля

горючим снижают его эксплуатационные характеристики и увеличивают финансовые расходы на горючее. В основу полезной модели поставлена задача увеличить продолжительность движения электромобиля в автономном режиме за счет подзарядки блока аккумуляторных батарей в период его движения, исключить загрязнение атмосферы, повысить эксплуатационные характеристики, связанные с затратами на заправку автомобиля горючим, экономичность отсутствием двигателя внутреннего сгорания и расходов на горючее.

Поставленная задача решается тем, что система привода транспортного средства, в частности электромобиля, содержащая, по меньшей мере, один генератор и одну аккумуляторную батарею, электрически соединенные между собой, электродвигатель, электрически соединенный с аккумуляторными батареями и кинематически связанный, по меньшей мере, с одним приводным колесом транспортного средства, снабжена, по меньшей мере, одним крыльчатым ветродвигателем, крыльчатка которого охвачена кожухом-рассекателем для направления встречного потока воздуха на лопасти крыльчатки, а его вал кинематически связан с генератором. Используя кинетическую энергию встречного потока воздуха, приводится во вращение крыльчатка ветродвигателя.

Суть полезной модели поясняется чертежом.

Система привода содержит блоки 1 и 2 аккумуляторных батарей, генераторы 3 и 4, зарядное устройство 5, конденсаторы 6 и 6А, тяговый электродвигатель 7, коробку скоростей 8, ветродвигатели 9 и 10, включающие крыльчатки 11 и 12, охваченные кожухами-рассекателями 13 и 14, валы 15 и 16 ветродвигателя 9 и 10, кинематические связанные с генераторами 3 и 4.

Система работает следующим образом. При подготовке транспортного средства, в дальнейшем по тексту, электромобиля к эксплуатации заряжают оба блока 1 и 2 аккумуляторных батарей от внешнего источника электроэнергии. В процессе движения электромобиля питание тягового электродвигателя 7, а через него передача вращения на коробку скоростей 8 или напрямую на приводные колеса осуществляется от блока 1 или 2 и при необходимости от обеих аккумуляторных батарей. В ходе движения блок 1 аккумуляторных батарей разряжается и им нужна подпитка. В начале движения электромобиля за счет использования кинетической энергии встречного потока воздуха, направляемого кожухом-рассекателем 13 и 14 на крыльчатки 11 и 12, приводятся во вращение валы 15 и 16 ветродвигателей 9 и 10 и далее передается на генераторы 3 и 4. Вращение может передаваться как напрямую, так и известным образом через промежуточные звенья в виде конических зубчатых передач или ременных передач, на чертеже не показанных, с целью увеличения числа оборотов вала генератора. При скорости электромобиля 50-60 км/час скорость встречного потока воздуха составляет 14-17 м/сек, а при скорости 90 км/час эта скорость достигает до 25 м/сек и позволяет превращать кинетическую энергию встречного потока воздуха в механическую для вращения ротора генераторов 3 и 4. В

начальный период вырабатываемый электрический ток генераторами 3 и 4 может заряжать конденсаторы 6 и 6А.

При движении электромобиля от потребления энергии электродвигателем 7 электрического тока происходит разрядка блоков 1 и 2 аккумуляторных батарей и с помощью бортового компьютера осуществляется отключение конденсаторов 6 и 6А и переключение одного генератора или обоих генераторов 3 и 4 через зарядное устройство 5 к блоку 1 или 2, или к обоим блокам аккумуляторных батарей. В период стоянки электромобиля энергия конденсаторов 6 и 6А может использоваться для подзарядки аккумуляторных батарей.

Использование данной системы привода позволяет значительно увеличить длительность автономных пробегов электромобиля, повысить экономичность и исключить загрязнение атмосферы.

Источники информации,

исследованные в ходе подготовки описания полезной модели

1. Пат. СССР 404211, В60K 1/04,1969.

2. Пат. РФ 2053897, В60L 11/16,1993 (прототип).

3. Пат. РФ 2059501, В62D 53/00, 1993.

4. Пат. РФ 2083383, В60К 6/04,1994.

5. Пат. РФ 2097212, В60К 6/02, 1994.

6. Пат. РФ 2106266, В60L 11/02, В60L 11/12, 1993.

7. Пат. РФ 2111135, В60L 11/12,1994.

8. Заявка на изобретение РФ 93036170 В60L 11/18, 1993.

9. Заявка на изобретение РФ 98121414 В60K 1/00, 1998.

10. Заявка на изобретение РФ 2002119909 Н02J 7/34, 2002.

Система привода транспортного средства, в частности электромобиля, содержащая, по меньшей мере, один генератор и одну аккумуляторную батарею, электрически соединенные между собой, электродвигатель, электрически соединенный с аккумуляторными батареями и кинематически связанный, по меньшей мере, с одним приводным колесом транспортного средства, отличающаяся тем, что она снабжена, по меньшей мере, одним крыльчатым ветродвигателем, крыльчатка которого охвачена кожухом-рассекателем для направления встречного потока воздуха на лопасти крыльчатки, а его вал кинематические связан с генератором.