ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО НА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ТЯГЕ Российский патент 1998 года по МПК B60L11/12 

Изобретение относится к транспорту и может применяться в производстве транспортных средств, использующих электрическую тягу, в частности в электромобилях.

Известно транспортное средство с электротягой, содержащее кузов с обшивкой, тяговый электродвигатель, трансмиссию и ходовую часть, в которых для питания электродвигателей используются аккумуляторные батареи и автономные электрические конденсаторы, установленные в отсеках транспортного средства [1, 2].

Недостатком известного транспортного средства является большой вес аккумуляторных батарей и конденсаторов, а также потеря полезного объема, занимаемого ими.

Известно также транспортное средство, в котором в качестве источника питания используются только автономные конденсаторы [3]. При этом вес и занимаемый объем источников тока в транспортном средстве практически не снижается, т.к. аккумуляторные батареи заменяются на конденсаторные.

Прототипом предлагаемому транспортному средству может служить, как наиболее близкое по технической сущности и достигаемому эффекту, транспортное средство на электрической тяге, содержащее тяговый электродвигатель, выполненные в кузове в его обшивке электрические конденсаторы и электропреобразователь, включенный между тяговым электродвигателем и электрическими конденсаторами [4].

Недостатком известного транспортного средства является превращение обшивки кузова или его части в электрический конденсатор.

Обшивка кузова транспортного средства как декоративное покрытие выполняется из тонкой кожи или кожзаменителя с тканевой основой. Для выполнения элементов конденсатора требуется встраивать в нее металлические электроды (обкладки конденсатора), изоляцию между ними, проходные изоляторы для выхода соединительных проводов, а также заключение электродов в герметическую металлическую оболочку.

Крепление на обшивке кузова автономных конденсаторов также потребует ее дополнительного усиления.

Все это усложняет конструкцию обшивки и увеличивает вес источников электропитания и всего транспортного средства.

Целью предлагаемого изобретения является упрощение конструкции транспортного средства, уменьшение его веса и увеличение полезного объема при использовании электрических конденсаторов в качестве источников тока тяговых электрических двигателей.

Для достижения поставленной цели в известном транспортном средстве, содержащем тяговый электродвигатель, выполненные в кузове электрические конденсаторы и электропреобразователь, включенный между тяговым электродвигателем и электрическими конденсаторами, элементы каждого электрического конденсатора составляют участок конструкции кузова, например его крышу или днище, и выполнены в виде металлических слоев, отделенных один от другого электроизолирующими материалами, внешние металлические слои имеют толщину, превышающую толщину внутренних, и размещены по отношению к ним с образованием замкнутого герметичного пространства, по крайней мере, сквозь один из внешних металлических слоев через проходной изолятор пропущен электрический вывод от внутренних металлических слоев, соединенный с электропреобразователем и разъемом для подключения внешнего зарядного устройства, при этом внутренние металлические слои зафиксированы от смещения относительно внешних и по отношению друг к другу.

Кроме того, участки кузова, входящие в состав электрических конденсаторов, выполнены трехслойными или многослойными.

Кроме того, в качестве электроизолирующих материалов электрических конденсаторов применены окислы металлов или электроизолирующий клей.

Кроме того, внутренние металлические слои электрических конденсаторов вместе с электроизолирующими материалами свернуты в рулоны.

Кроме того, на поверхности кузова установлены дополнительные автономные электрические конденсаторы.

Сопоставительный анализ предлагаемого изобретения с прототипом показывает, что оно отличается тем, что элементы каждого электрического конденсатора составляют участок конструкции кузова, например его крышу или днище, и выполнены в виде металлических слоев, отделенных один от другого электроизолирующими материалами, внешние металлические слои имеют толщину, превышающую толщину внутренних, и размещены по отношению к ним с образованием замкнутого герметичного пространства по крайней мере сквозь один из внешних металлических слоев через проходной изолятор пропущен электрический вывод от внутренних металлических слоев, соединенный с электропреобразователем и разъемом для подключения внешнего зарядного устройства, при этом внутренние металлические слои зафиксированы от смещения относительно внешних и по отношению друг к другу.

Отличием также является то, что участки кузова, входящие в состав электрических конденсаторов, выполнены трехслойными или многослойными.

Кроме того, отличием является то, что в качестве электроизолирующих материалов электрических конденсаторов применены окислы или электроизолирующий клей.

Кроме того, отличием также является то, что внутренние металлические слои электрических конденсаторов вместе с электроизолирующими материалами свернуты в рулон.

Кроме того, отличием является то, что на поверхности кузова установлены дополнительные автономные электрические конденсаторы.

Сопоставительный анализ отличий позволяет сделать вывод о новизне предложенной конструкции транспортного средства.

Сравнение предложенного изобретения с прототипом и другими аналогами подобного назначения показывает, что с помощью предлагаемого транспортного средства на электрической тяге можно, располагая элементы конденсаторной батареи на участках кузова, исключить расположение конденсаторов в полезном объеме транспортного средства, а также за счет многослойной конструкции кузова увеличить его прочность без увеличения веса. Известно, что многослойная конструкция выдерживает более высокие механические нагрузки, чем сплошная конструкция той же толщины.

Конденсаторные батареи имеют срок службы 15 - 20 лет. Поэтому расположение их в конструкциях кузова не сокращает срок эксплуатации транспортного средства.

Перечисленные положительные эффекты не могут быть достигнуты известными средствами, что дает основание утверждать о превышении предложенным изобретением существующего уровня науки и техники.

На чертеже изображено транспортное средство в продольном разрезе (вид сбоку).

На чертеже изображено транспортное средство на электротяге, содержащее кузов 1 с обшивкой 2 салона. Кузов 1 содержит крышу 3, днище 4, багажник 5, переднее сиденье 6, передний 7 и задний 8 буфера, капот 9. Передние и задние двери, панель приборов, задние сиденья на чертеже не показаны.

Транспортное средство содержит также тяговый электродвигатель 10, рулевое управление 11, электропреобразователь 12 и автономные электрические конденсаторы 13, установленные на днище 4 кузова 1 и подключенные к электропреобразователю 12 проводом 14. В кузове 1 выполнены элементы электрических конденсаторов. На чертеже показаны элементы конденсаторов, выполненные в крыше 3 и в днище 4 в виде внутренних 15 и внешних 16 металлических слоев, разделенных электроизолирующим материалом 17 - окисными пленками металла или электроизолирующим клеем. При этом внутренние металлические слои 15 зафиксированы от смещения по отношению друг к другу и внешних металлических слоев 16 (фиксатор не показан).

Внешние металлические слои 16 образуют по отношению к внутренним 15 слоям замкнутое герметическое пространство и по крайней мере через один из них в проходном изоляторе 18 выполнен электрический вывод 19 от внутренних металлических слоев 15, подключенный к электрическому преобразователю 12 и электрическому разъему (на чертеже не показан) подключения внешнего зарядного устройства для зарядки конденсатора (внутренних металлических слоев 15) кузова 1.

Толщина внутренних металлических слоев 15, как в обычном конденсаторе, может составлять 0,1 - 0,5 мм и меньше и выполняться из алюминиевой фольги.

Внешние металлические слои 16 выполняются из железа, как обычные кузова транспортных средств.

Изоляция между слоями по толщине может составлять 0,1 - 0,05 мм и даже 0,005 мм. Поэтому кузов может быть выполнен трехслойным или многослойным без значительного увеличения обычной толщины стенок кузова, т.е. без увеличения веса транспортного средства.

Внутренние металлические слои 15 могут быть свернуты в рулоны для увеличения электрической емкости конденсатора без увеличения его размера (на чертеже не показан).

Тяговый электродвигатель 10, подключенный к электропреобразователю 12, передает через трансмиссию (на чертеже не показана) вращение на колеса 20.

Транспортное средство на электрической тяге работает следующим образом. От внешнего зарядного устройства через электрический разъем заряжают автономные конденсаторные батареи 13 и внутренние металлические слои 15, расположенные в кузове 1, крыше 3 и днище 4. Электропреобразователь 12 и тяговый электродвигатель 10 во время зарядки конденсаторов отключены.

После зарядки конденсаторов транспортное средство готово к движению.

Автономные конденсаторные батареи 13 и конденсаторная батарея в крышке 3 и днище 4 кузова 1 (внутренние металлические слои 15, заряженные от внешнего зарядного устройства) подключаются к тяговому электродвигателю 10 проводами 14 и 19. Транспортное средство приходит в движение. Скорость движения регулируют величиной подачи тока от электропреобразователя 12 к тяговому электродвигателю 10.

По мере расходования электроэнергии и разрядки конденсаторов возникает необходимость в их новой зарядке. Транспортное средство снова подключают к внешнему зарядному устройству и заряжают конденсаторы.

Конденсаторы заряжаются в течение 5 - 15 мин в отличие от аккумуляторных батарей, которые требуют для своего заряда нескольких часов.

В предложенном транспортном средстве источники энергии - конденсаторы компактно расположены в кузове, в его частях. При этом улучшается механическая прочность кузова за счет его многослойности, снижается вес, увеличивается полезный объем транспортного средства.

Литература.

1. Патент N 4498551, кл. 180/65, 5, 1985.

2. Патент РФ N 2048309, кл. B 60 L 11/12, 1992.

3. Журнал "Изобретатель и рационализатор" N 3, 1991, с. 6-7.

4. Патент РФ N 2060909, B 60 L 11/12, 1992 (прототип).

Изобретение относится к электромобилям. Задача - упрощение конструкции транспортного средства, снижение его веса и увеличение полезного объема путем рационального расположения на нем электрических конденсаторов и конденсаторных батарей, используемых в качестве источника тока. Элементы каждого конденсатора составляют участок конструкции кузова, например его крышу или днище, и выполнены в виде металлических слоев, отделенных друг от друга электроизолирующими материалами. Внешние металлические слои имеют толщину, превышающую толщину внутренних металлических слоев, и размещены по отношению к ним с образованием замкнутого герметичного пространства. По крайней мере сквозь один из внешних слоев через проходной изолятор пропущен электрический вывод от внутренних слоев, соединенный с электропреобразователем и разъемом для подключения зарядного устройства. Внутренние слои зафиксированы от сме- щения относительно внешних и по отношению друг к другу. 4 з.п.ф-лы. 1 ил.

1. Транспортное средство на электрической тяге, содержащее тяговый электродвигатель, выполненные в кузове электрические конденсаторы и электропреобразователь, включенный между тяговым электродвигателем и электрическими конденсаторами, отличающееся тем, что элементы каждого электрического конденсатора составляют участок конструкции кузова, например его крышу или днище, и выполнены в виде металлических слоев, отделенных один от другого электроизолирующими материалами, внешние металлические слои имеют толщину, превышающую толщину внутренних, и размещены по отношению к ним с образованием замкнутого герметичного пространства, по крайней мере сквозь один из внешних металлических слоев через проходной изолятор пропущен электрический вывод от внутренних металлических слоев, соединенный с электропреобразователем и разъемом для подключения внешнего зарядного устройства, при этом внутренние металлические слои зафиксированы от смещения относительно внешних и по отношению друг к другу. 2. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что участки кузова, входящие в состав электрических конденсаторов, выполнены трехслойными или многослойными. 3. Транспортное средство по п.1 или 2, отличающееся тем, что в качестве электроизолирующих материалов электрических конденсаторов применены окислы металлов или электроизолирующий клей. 4. Транспортное средство по любому из пп. 1 - 3, отличающееся тем, что внутренние металлические слои электрических конденсаторов вместе с электроизолирующими материалами свернуты в рулоны. 5. Транспортное средство по любому из пп.1 - 4, отличающееся тем, что на поверхности кузова установлены дополнительные автономные электрические конденсаторы.