БЛОК ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ДЛЯ ЭЛЕКТРОМОБИЛЕЙ Российский патент 2012 года по МПК B60K25/10 H02K7/18 H02K35/02 

Изобретение относится к устройствам питания электромобилей. В настоящий момент питание маршевого двигателя электромобиля производится от аккумуляторной батареи, подзарядка которой осуществляется от внешней силовой сети, что сильно сокращает пробег экипажа. Было бы полезным иметь такое устройство, которое позволяло бы подзаряжать аккумуляторы при движении электромобиля.

Известно устройство для подзарядки аккумуляторов электромобиля, включающее генераторы ЭДС, состоящие из катушек, закреплённых на корпусе экипажа, и размещённых в них магнитах, связанных с осью машины (см. патент US №5590734 от 07.01.97). Предполагается, что при движении экипажа неровности дороги вызовут перемещения магнитов внутри катушек, что приведёт к появлению ЭДС, которую можно использовать для подзарядки аккумуляторов. Недостатком конструкции является низкий энерговыход, что делает её непригодной для практического использования.

Заявляемое изобретение решает техническую задачу создания устройства, позволяющего подзаряжать аккумуляторы электромобиля при его движении по дороге, с целью увеличения пробега без подзарядки от внешней силовой сети.

Поставленная задача решается тем, что катушки с проводом собраны в сборки, закреплённые вертикально на инерционной платформе, связанной с основанием, которое соединено с осью экипажа, через пружинные элементы, причём каждая сборка, статор, помимо катушек включает линейный магнитный ротор, выполненный в виде набора магнитов на немагнитной штанге, размещённый внутри статора, причём концы всех штанг роторов шарнирно связаны с промежуточной платформой, расположенной между инерционной платформой и основанием блока, посредством неравноплечной рычажной системы, центр поворота которой связан с основанием блока, а концы коротких плеч рычагов шарнирно присоединены к инерционной платформе, длинные же плечи связаны с промежуточной платформой.

В частных случаях изобретения все катушки в каждом электрогенерирующем элементе электрически соединены последовательно, а все электрогенерирующие элементы в блоке соединены параллельно.

При осуществлении изобретения ожидается технический результат, совпадающий с существом решаемой задачи.

Существо изобретения иллюстрируется на фнг.1, 2, 3 и 4, где схематично показаны устройство блока энергетического (фиг.1), вариант установки блока в электромобиле (фиг.2) и на буксируемом прицепе (фиг.3 и фиг.4).

Конструкция блока (фиг.1) включает основание 1, через которое блок соединяется штангой 14 с осью экипажа (фиг.3). К основанию через упругие элементы 2 прикреплена нижняя инерционная платформа 3 и верхняя 4. Между нижней инерционной платформой 3 и основанием 1 размещена промежуточная платформа 5, на которой собраны нижние концы штанг магнитных роторов 10.

Сам энергетический блок включает набор электрогенерирующих элементов (ЭГЭ) 6. Каждый ЭГЭ состоит из цилиндрического корпуса, внутри которого размещён статор, выполненный в виде немагнитной трубы 8 с надетыми на нее катушками 7. Внутри статора установлен линейный ротор, состоящий из постоянных магнитов 9, сидящих на немагнитном стержне 10. Количество магнитов 9 равно количеству катушек 7 на статоре, а расстояние между ними равно расстоянию между катушками.

Стержни 10 всех роторов выходят за пределы нижней инерционной платформы 3 и шарнирно крепятся к промежуточной платформе 5. В свою очередь промежуточная платформа 5 соединена посредством неравноплечной рычажной системы 11, ось которой находится на основании блока 1, причём короткое плечо системы шарнирно связано с нижней инерционной платформой 3, а длинное связано с промежуточной платформой 5.

Сверху блока смонтирована система коммутации 12, электрически связанная с блоком управления 15 (фиг.3), которые не рассматриваются в данном изобретении.

Работа блока происходит следующим образом. При движении электромобиля из-за неровности покрытия дороги, поворотов, ускорений или торможений, дисбаланса колёс возникают вертикальные колебания кузова. Поскольку основание блока 1 связано штангой 14 с осью экипажа, а сам блок связан с основанием через упругие элементы 2, то эти колебания приводят к вертикальным колебаниям всех статоров ЭГЭ.

Колебания основания 1 в свою очередь передаются на рычажную систему 11 и далее через плечи системы на промежуточную платформу 5, с которой соединены все стержни 10 магнитных роторов. При этом движение основания в одном направлении вызывает перемещение роторов в противоположном на величину, кратную соотношению плеч рычажной системы. Таким образом, перемещение роторов относительно катушек статора механически увеличивается.

При взаимном противоположном перемещении статора и ротора в катушках статора индуктируется электрический ток, величина которого зависит от количества катушек, их электрического сопротивления, скорости и величины относительного перемещения ротора и статора. Обмотки катушек каждого ЭГЭ соединены последовательно (что определяет напряжение каждого ЭГЭ), а параллельное соединение всех ЭГЭ определяет суммарный ток блока. Требуемое соединение в блоке обеспечивается системой коммутации 12.

Генерируемый ток используется для подзарядки маршевых двигателей электромобиля.

Показанное на фиг.1 исполнение упругих элементов 2 в виде пружин не является обязательным и может выполняться в виде рессор, торсионов или иных систем.

Количество ЭГЭ определяется требуемой мощностью системы.

Как следует из приведённого описания, предлагаемый блок энергетический для электромобилей конструктивно прост и может существенно повысить пробег экипажа без подзарядки его аккумуляторов от силовой сети.

Таким образом, ожидаемый от изобретения технический результат подтвержден.

Преимущественной областью применения является транспорт, что может сократить использование нефтепродуктов и сократить вредные выбросы в атмосферу.

Изобретение относится к устройствам, обеспечивающим пробег электромобиля без подзарядки его аккумуляторов от силовой сети и автоматический подзаряд аккумуляторов при движении экипажа. Блок состоит из набора электрогенерирующих сборок, преобразующих вертикальные колебания блока, связанного с шасси экипажа упругими элементами, в электрический ток, используемый для подзарядки аккумуляторов электромобиля при его движении. Технический результат состоит в увеличении пробега электромобиля. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Блок энергетический для электромобилей, включающий катушки, систему коммутации и аккумуляторы, отличающийся тем, что катушки с проводом собраны в сборки, закрепленные вертикально на инерционной платформе, соединенной с основанием блока и через него с осью электромобиля, через пружинные элементы, причем каждая сборка помимо катушек содержит набор магнитов на немагнитной штанге, размещенных внутри катушек, а все штанги шарнирно соединены с промежуточной платформой, расположенной между инерционной платформой и основанием блока посредством неравноплечной системы, центр поворота которой связан с основанием блока, а концы коротких плеч рычагов шарнирно связаны с инерционной платформой, длинные же плечи связаны с промежуточной платформой.

2. Блок энергетический для электромобилей по п.1, отличающийся тем, что все катушки в каждой сборке электрически соединены последовательно, а все сборки в блоке соединены параллельно.