RU82168U1 - VEHICLE DRIVE SYSTEM - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, в частности к системе привода электромобилей, электротракторов и других машин, в которых исполнительным органом являются электродвигатели.The utility model relates to transport engineering, in particular to a drive system for electric vehicles, electric tractors and other machines in which electric motors are the executive body.

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.The system comprises an electrically interconnected generator and a storage battery, an electric motor electrically connected to the batteries and kinematically connected to the drive wheels of the vehicle, and a wing wind turbine. The impeller of the wind turbine is covered by a casing-divider to direct the oncoming air flow to the impeller blades, and the wind turbine shaft is kinematically connected with the generator.

Система позволяет значительно увеличить длительность автономных пробегов электромобиля, повысить экономичность и исключить загрязнение атмосферы.The system can significantly increase the duration of autonomous runs of an electric vehicle, increase efficiency and eliminate air pollution.

Description

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, в частности к системе привода электромобилей, электротракторов и других машин, в которых исполнительным органом являются электродвигатели.The utility model relates to transport engineering, in particular to a drive system for electric vehicles, electric tractors and other machines in which electric motors are the executive body.

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).For more than a hundred years, internal combustion engines (ICE), which is the main culprit in the deterioration of the atmosphere of not only large, but also small cities, have served as a drive for cars. To improve the atmosphere, an attempt is made to replace the car with an electric car. However, such a replacement is currently problematic due to the lower performance characteristics of electric vehicles, such as efficiency, less mileage per battery charge, longer battery charging time than refueling a car, lower specific power of an electric motor with a battery than an internal combustion engine of a car with a fuel reserve for equal mileage. (Pat. RF No. 2083383, B60K 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.A known method of driving a combined electric vehicle, in which the traction is generated from electric batteries, which are charged from an electric generator driven by an internal combustion engine, or a diesel engine, or from a fuel cell. (Application for invention of the Russian Federation No. 98121414, B60K 1/00, 1998, Lockheed Martin Corporation, USA). The presence of an internal combustion engine, a diesel engine and another fuel cell pollute the atmosphere, it has the disadvantages noted in Pat. RF №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.A device for controlling the trigger mechanism of a charging unit of an electric vehicle is also known, which is close to the claimed one in technical essence and a combination of essential features. This device is used to recharge batteries during the movement of an electric vehicle due to the energy generated by an internal combustion engine mounted on an electric vehicle.

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 The known device comprises a storage battery supplying electric energy to a traction electric motor of an electric vehicle, and a load regulator of a charging unit and a traction electric motor. To automatically turn the trigger mechanism of the charging unit on and off at a given speed of the electric vehicle, it is equipped with a tachogenerator driven by the wheels of the electric vehicle and a reference voltage source connected by electric circuits to a relay that closes the electric circuit of the starting mechanism. Trigger for

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).driving the charging unit has an internal combustion engine and an alternating electric current generator. A battery is connected to the generator through a rectifier. An electric vehicle traction motor is connected to the electric circuit connecting the battery to the generator. When accelerating an electric vehicle, the voltage generated by the tachogenerator increases in proportion to the speed of movement. The current supplied to the amplifier also increases, as a result of which the contacts located between the amplifier and the trigger are closed. The starter mechanism starts the charging unit, which automatically comes into operation at high speed electric vehicles, when electricity consumption is high, and stops its operation at low speed. (Pat. USSR No. 404211, B60K 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.A disadvantage of the known device is that it does not provide a high duration of movement of the electric vehicle in stand-alone mode without recharging the battery from an external current source. The internal combustion engine is connected to recharge the battery during the most critical periods of movement, namely during acceleration and high speed, which, with frequent acceleration and braking, leads to instability and unreliability of the electric car, reduces traffic safety. In addition, frequent starts of the internal combustion engine create an increased noise level and reduce the efficiency of the electric vehicle.

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.Partially this drawback is eliminated in the device for recharging the traction battery of an electric vehicle, adopted as a prototype, comprising a generator electrically connected to the battery, and an internal combustion engine kinematically connected to the generator, equipped with a spring energy accumulator and a speed controller, and the spring energy accumulator kinematically connected to the internal combustion engine and generator, the speed controller is installed in the kinematic chain between the springs energy accumulator and generator, and the battery is divided into sections, into the input and output circuits of which a switch is inserted.

Двигатель внутреннего сгорания соединен с генератором через ведущую коническую шестерню, которая подвижно закреплена на коленчатом валу двигателя внутреннего сгорания и скреплена с рукояткой.The internal combustion engine is connected to the generator through a bevel pinion, which is movably fixed to the crankshaft of the internal combustion engine and fastened to the handle.

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).Due to the fact that the battery is divided into sections, each of which is connected to the generator and the traction motor through a switch, it is possible to charge the discharged section of the battery in a stable mode while the electric vehicle is moving from the charged section of the battery. (Pat. RF №2053897, B60L 11/16, Н02J 7/14, 1993).

Недостаток известного устройства состоит в том, что наличие двигателя внутреннего сгорания загрязняет атмосферу, затраты на заправку автомобиля A disadvantage of the known device is that the presence of an internal combustion engine pollutes the atmosphere, the cost of refueling a car

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.fuel reduce its performance and increase financial costs for fuel. The utility model is based on the task of increasing the duration of an electric vehicle in offline mode by recharging a battery pack during its movement, eliminating atmospheric pollution, increasing operational characteristics associated with the cost of refueling a car with a fuel, and the economy with no internal combustion engine and fuel costs.

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.The problem is solved in that the drive system of a vehicle, in particular an electric vehicle, comprising at least one generator and one battery, electrically connected to each other, an electric motor electrically connected to the batteries and kinematically connected to at least one the drive wheel of the vehicle is equipped with at least one vane wind turbine, the impeller of which is covered by a casing-divider to direct the oncoming air flow n the blades of the impeller and its shaft is kinematically connected to a generator. Using the kinetic energy of the oncoming air flow, the impeller of the wind turbine is driven into rotation.

Суть полезной модели поясняется чертежом.The essence of the utility model is illustrated in the drawing.

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.The drive system contains blocks 1 and 2 of rechargeable batteries, generators 3 and 4, a charger 5, capacitors 6 and 6A, a traction motor 7, a gearbox 8, wind turbines 9 and 10, including impellers 11 and 12, covered by divider casings 13 and 14 , shafts 15 and 16 of a wind turbine 9 and 10, kinematic associated with generators 3 and 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 The system operates as follows. When preparing the vehicle, hereinafter referred to as the electric vehicle for operation, both blocks 1 and 2 of the batteries are charged from an external source of electricity. During the movement of the electric vehicle, the power of the traction motor 7, and through it the rotation is transmitted to the gearbox 8 or directly to the drive wheels from block 1 or 2 and, if necessary, from both batteries. During movement, the battery pack 1 is discharged and needs recharge. At the beginning of the movement of the electric vehicle through the use of kinetic energy of the oncoming air flow directed by the casing-divider 13 and 14 to the impellers 11 and 12, the shafts 15 and 16 of the wind turbines 9 and 10 are rotated and then transmitted to the generators 3 and 4. The rotation can be transmitted as directly and in a known manner through intermediate links in the form of bevel gears or belt drives not shown in the drawing, in order to increase the number of revolutions of the generator shaft. At an electric vehicle speed of 50-60 km / h, the oncoming air speed is 14-17 m / s, and at a speed of 90 km / h this speed reaches 25 m / s and allows you to convert the kinetic energy of the oncoming air flow into mechanical energy for rotation of the generator rotor 3 and 4. B

начальный период вырабатываемый электрический ток генераторами 3 и 4 может заряжать конденсаторы 6 и 6А.the initial period, the generated electric current by generators 3 and 4 can charge capacitors 6 and 6A.

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.When the electric vehicle moves from energy consumption by electric current electric motor 7, blocks 1 and 2 of the batteries are discharged and capacitors 6 and 6A are turned off using the on-board computer and one generator or both generators 3 and 4 are switched through charger 5 to block 1 or 2, or to both battery packs. During the parking period of the electric vehicle, the energy of the capacitors 6 and 6A can be used to recharge the batteries.

Использование данной системы привода позволяет значительно увеличить длительность автономных пробегов электромобиля, повысить экономичность и исключить загрязнение атмосферы.Using this drive system can significantly increase the duration of autonomous runs of an electric car, increase efficiency and eliminate air pollution.

Источники информации,Information sources,

исследованные в ходе подготовки описания полезной моделиinvestigated during the preparation of the description of the utility model

1. Пат. СССР №404211, В60K 1/04,1969.1. Pat. USSR No. 404211, B60K 1 / 04.1969.

2. Пат. РФ №2053897, В60L 11/16,1993 (прототип).2. Pat. RF №2053897, B60L 11 / 16.1993 (prototype).

3. Пат. РФ №2059501, В62D 53/00, 1993.3. Pat. RF №2059501, B62D 53/00, 1993.

4. Пат. РФ №2083383, В60К 6/04,1994.4. Pat. RF №2083383, В60К 6 / 04.1994.

5. Пат. РФ №2097212, В60К 6/02, 1994.5. Pat. RF №2097212, В60К 6/02, 1994.

6. Пат. РФ №2106266, В60L 11/02, В60L 11/12, 1993.6. Pat. RF №2106266, В60L 11/02, В60L 11/12, 1993.

7. Пат. РФ №2111135, В60L 11/12,1994.7. Pat. RF No. 2111135, B60L 11 / 12.1994.

8. Заявка на изобретение РФ №93036170 В60L 11/18, 1993.8. Application for the invention of the Russian Federation No. 93036170 B60L 11/18, 1993.

9. Заявка на изобретение РФ №98121414 В60K 1/00, 1998.9. Application for the invention of the Russian Federation No. 98121414 B60K 1/00, 1998.

10. Заявка на изобретение РФ №2002119909 Н02J 7/34, 2002.10. Application for invention of the Russian Federation No. 2002119909 Н02J 7/34, 2002.

Claims (1)

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.

A drive system of a vehicle, in particular an electric vehicle, comprising at least one generator and one battery electrically connected to each other, an electric motor electrically connected to the batteries and kinematically coupled to at least one drive wheel of the vehicle, characterized the fact that it is equipped with at least one vane wind turbine, the impeller of which is covered by a casing-divider to direct the oncoming air flow to the wing blades licks, and its kinematic shaft is connected to the generator.