АВТОМОБИЛЬНАЯ ТРАНСПОРТНАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА С ПРИНЦИПОМ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ ЗАРЯДКИ, РАЗРЯДКИ Российский патент 2014 года по МПК B60L11/18 H02J7/00 B60L9/00 

Изобретение относится к электрическим системам потребления, генерирования, сохранения и преобразования электрической энергии, является основой инфраструктуры для электромобилей.

В данном изобретении рассматривается разработка автомобильной дороги с применением электропередачи в комплексе с разработкой новой концепции электромобиля.

Известно много видов машин, применяющих электроэнергию в качестве тяговой энергии. Железнодорожный транспорт, метро, троллейбус, трамвай, электромобиль, погрузочная техника. У первых четырех представителей контактная сеть располагается на всем протяжении пути, что требует крупных затрат в ее организации. Другие два представителя нуждаются в подзарядке аккумуляторных батарей во время стоянки, время зарядки батареи составляет от 40 минут до трех часов. Такая зарядка не избавляет от главной проблемы электромобилей - малого запаса хода. Другой проблемой является долговечность батареи.

Технические задачи, решаемые изобретением, заключаются в увеличении запаса хода у электромобиля и экономии времени и средств его владельца. Внедрение изобретения позволит не только потреблять, но и вырабатывать электроэнергию непосредственно транспортным средством.

Поставленная задача решается посредством организации автомобильной электрической дороги (АЭД), основа которой - высокотехнологичное дорожное полотно, на нем с определенной периодичностью расположены на подъемах - станции зарядки электромобилей (СЗЭ), на спусках - станции разрядки электромобилей (СРЭ), состоящие из блока управления и контроля, электрического трансформатора, подземного электрического кабеля питания, шины подачи (приемки) положительного заряда, подачи (приемки) отрицательного заряда, минимальная длина шин - пятьдесят метров, между шинами - канал безопасности, аварийного генератора, емкости с топливом, транспортное средство является активным элементом, состоит из автомобильной колесной базы, на днище располагается штанга подачи (приемки) электрического тока, расположенная на подъемно-спусковом механизме, необходимого количества электродвигателей, необходимого количества батарей, энергогенерирующего механизма (ЭМ), системы рекуперации, системы временного хранения и правильного распределения энергии, системы энергетического потенциала (СЭП), зарядка и разрядка производятся во время движения. Электромобиль, попадая в зону контактной сети на станциях зарядки, на ходу получает возможность как дополнительного увеличения мощности питания двигателя, зарядки батарей или устройства временного хранения энергии, так и отдачи накопленной энергии на станциях разрядки.

Препятствие в виде осадков легко устраняется по следующему принципу организации питания электромобиля на дороге - ограниченная дистанция, питающая автомобиль. Шины питания располагаются на относительно коротких отрезках от 50 до 500 метров в зависимости от возможной скорости зарядки батарей, а частота расположения таких станций напрямую зависит от возможной стандартной емкости батареи либо устройства временного хранения энергии и расчетных единиц, таких как уклон, ограничение скорости.

Основной единицей измерения расстояния размещения СЗЭ в данном случае является расстояние емкости батареи (Lb) или устройства временного хранения энергии. В реализации такой идеи помогут города, в которых постепенно дороги скроются под навесы, что снизит затраты на уборку дорог в зимний период. Таким образом, у автовладельцев не будет необходимости заезжать на автозаправочные станции, зарядка батарей будет производиться по ходу движения. Естественно электромобиль заряжается и во время стоянки. Более наглядно поможет в этом разобраться раздел «краткое описание чертежей».

Отличный пример использования подшипников в автомобиле - это уклон на дороге, который также проявляет низкий уровень КПД ДВС. В развитии данного проекта уклоны необходимо максимально использовать в концепции разработки электромобиля для АТЭС. Кинематика - это энергия, что также позволит совершенно новаторски подойти к разработке трансмиссии электромобиля. Применив систему рекуперации и оснастив транспортные средства высокотехнологичными нагнетателями электроэнергии, мы можем добиться появления нового источника электроэнергии - это сам электромобиль. Нам необходимо лишь установить с определенной частотой станции приема электрической энергии с электромобиля всеми штангами. Таким образом, данная транспортная система может стать источником электроэнергии.

Согласно современным правилам дорожного движения в городской черте скорость движения ограничена пределом в 60 км/ч. Существуют и более крупные ограничения.

Большинство граждан у нас законопослушны и не превышают этот предел. Возникает вопрос: зачем производить сверхмощные ДВС?

С применением АТЭС можно от этого избавиться с применением датчиков и расчетных данных. Автомобили не смогут превышать пределы заданных скоростей, изначально из-за малого количества СЗЭ и несовершенных электромобилей.

Учет потребляемой энергии в данном случае необходимо организовать непосредственно на электромобиле с помощью уже хорошо зарекомендовавших себя электросчетчиков, тем более на сегодняшний день уже есть опыт применения счетчиков с дистанционной передачей данных.

Контроль может осуществляться как представителями электроснабжающей организации, так и сотрудниками ДПС с применением четко обозначающих сигналов и эвакуаторов, на базе разработанных правил потребления и оплаты электроэнергии.

Оплату можно производить через автоматы оплаты.

На сегодняшний день принято применять и разрабатывать батареи, например литий-ионная батарея, которые заряжаются от домашней розетки, но никак не связаны с передачей энергии периодично, непосредственно на дороге. Огромной проблемой в разработке таких батарей является расстояние, которое может проехать автомобиль с такой батареей, не говоря уже о других показателях, таких как масса автомобиля, крутящий момент и увеличение КПД электродвигателя.

С помощью концептуально нового подхода не к автомобилю, а к транспортной магистрали, питающей автомобиль с периодичностью, допустим, в три, пять, десять километров, можно будет подойти и к разработке батареи, например гидропневматической, гравитационно-механической либо конденсаторной, компрессорной, водородной, атомной и т.д.

Как уже сказано выше с использованием уклонов и с более детальным применением кинематики, необходимо пересмотреть трансмиссию автомобиля. По принципу действия трансмиссии разработать концептуально новый механизм, в котором применить новую тормозную систему, которую можно будет использовать для зарядки батарей и увеличения КПД электродвигателя. Применив систему рекуперации и имея ограниченную емкость батарей, возможен вариант сброса определенного количества энергии, выработанной автомобилем, за счет массы автомобиля и кинематики посредством станций приема электроэнергии, расположенных на пути автомобиля.

Краткое описание чертежей

Фигура 1 - устройство транспортного средства как активного элемента АТЭС. Принцип контактного взаимодействия с автомобильной электрической дорогой.

1 - шина подачи (приемки) положительного заряда, подачи (приемки) отрицательного заряда;

2 - штанга подачи (приемки) электрического тока;

3 - транспортное средство;

4 - необходимое количество батарей;

5 - энергогенерирующий механизм;

6 - электродвигатель;

7 - система энергетического потенциала.

Фигура 2 - устройство станции зарядки (разрядки) электромобилей.

1 - шина подачи (приемки) положительного заряда, подачи (приемки) отрицательного заряда;

8 - подземный электрический кабель питания;

9 - аварийный генератор;

10 - емкость с топливом;

13 - блок управления и контроля;

14 - электрический трансформатор.

Фигура 3 - принцип расположения СЗЭ (СРЭ) в АТЭС.

11 - станция зарядки электромобилей (СЗЭ);

12 - станция разрядки электромобилей (СРЭ).

Изобретение относится к автомобильной транспортной энергетической системе с принципом периодической зарядки и разрядки. Автомобильная транспортная энергетическая система содержит автомобильную электрическую дорогу, станции зарядки и разрядки электромобилей, транспортное средство. Станции зарядки и разрядки состоят из блока управления и контроля, электрического трансформатора, подземного электрического кабеля питания, шины подачи положительного заряда, шины подачи отрицательного заряда, аварийного генератора. Станции зарядки расположены на подъемах. Станции разрядки расположены на спусках. Транспортное средство является активным элементом. Транспортное средство содержит автомобильную колесную базу, электродвигатели, батареи, энергогенерирующий механизм, систему рекуперации, систему временного хранения и правильного распределения энергии. На днище транспортного средства располагается штанга подачи электрического тока с подъемно-спусковым механизмом. Зарядка и разрядка производится во время движения. Технический результат заключается в увеличении запаса хода электромобиля. 3 ил.

Автомобильная транспортная энергетическая система с принципом периодической зарядки, разрядки, содержащая автомобильную электрическую дорогу, основа - высокотехнологичное дорожное полотно, на нем с определенной периодичностью расположены на подъемах - станции зарядки электромобилей, на спусках - станции разрядки электромобилей, состоящие из блока управления и контроля, электрического трансформатора, подземного электрического кабеля питания, шины подачи положительного заряда, шины подачи отрицательного заряда, аварийного генератора, транспортное средство является активным элементом, состоит из автомобильной колесной базы, на днище располагается штанга подачи электрического тока, расположенная на подъемно-спусковом механизме, необходимого количества электродвигателей, необходимого количества батарей, энергогенерирующего механизма, системы рекуперации, системы временного хранения и правильного распределения энергии, зарядка и разрядка производятся во время движения.