ЭЛЕКТРОМОБИЛЬ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЙ, ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ЧИСТЫЙ И БЕЗОПАСНЫЙ ДЛЯ ЛЮДЕЙ Российский патент 2014 года по МПК B60L11/00 

Электромобиль энергосберегающий, экологически чистый и безопасный для людей относится к пассажирскому и личному транспорту.

Известен автомобиль, который содержит двигатель внутреннего сгорания, муфту сцепления, коробку скоростей, карданный вал, мост с дифференциальным механизмом, полуоси, колеса, рулевое управление и тормоза (см. Вайсман Я.М., Горенков В.И. Автомобиль «Жигули». - М: Транспорт, 1982. - 224 с.).

Наиболее близким аналогом является контактный троллейбус, который содержит тяговые электродвигатели постоянного тока, соединенные с контактным проводом электрической сети постоянного или переменного тока с тиристорными вентилями и с потенциометрическим пультом управления, карданный вал, мост с дифференциальным механизмом, полуоси, колеса, рулевое управление и тормоза (см. Есипович Р.А. и др. Автомобили, автобусы, троллейбусы, прицепной состав, автопогрузчики серийного производства, номенклатурный каталог. - М.: Машиностроение, 1983-188 с.).

Аналогом является ветровая электростанция, которая содержит турбину, редуктор и электрогенератор (см. Ветроэнергетика / Под ред. Д. де Рензо. - М.: Энергоатомиздат, 1982. - 272 с.).

Недостатками известных автомобилей и троллейбусов являются:

- при сгорании 1 кг бензина или дизельного топлива сгорает 1,5 кг кислорода, необходимого для жизни людей, при этом в атмосферу выбрасывается большое количество углекислого газа, от которого человек умирает при его высокой концентрации, дыма и различных вредных веществ, например свинец, которые оказывают вредное влияние на здоровье и продолжительность жизни людей;

- при отключении электроэнергии во время аварии на трансформаторной станции весь парк троллейбусов останавливается, электрификация дорог и их ремонт требует больших материальных затрат.

Техническим результатом является создание электромобиля энергосберегающего с ветровыми электростанциями, экологически чистого и безопасного для людей.

Электромобиль содержит тяговый электродвигатель, тиристорные вентили, потенциометрический пульт управления, карданный вал, мост с дифференциальным механизмом, полуоси, колеса, рулевое управление и тормоза, отличающийся тем, что он снабжен аккумуляторами с зарядными устройствами и ветровыми электростанциями, которые установлены в передней части кузова, каждый генератор одной или двух ветровых электростанций, на валу которого установлена одна турбина или две турбины с двух сторон или с одной стороны турбина, а с другой - маховик, расположен на раме в полости дифференциального устройства с сетками, или одна, или две, или три, или четыре, или пять ветровых электростанций установлены на раме на крыше кузова по длине электромобиля, а в каждом поперечном расположении крыши - одна или две ветровые электростанции, каждый генератор одной или двух ветровых электростанций, на валу которого установлена одна турбина или две турбины с двух сторон или с одной стороны турбина, а с другой - маховик, расположен на раме в полости дифференциального устройства с сетками, каждый электрогенератор соединен с трансформатором для понижения переменного тока и преобразования его тиристорными вентилями в постоянный ток, который через зарядные устройства заряжает аккумуляторы, аккумуляторы и электрогенераторы с тиристорными вентилями соединены с ручным или ножным потенциометрическим пультом управления или с контактным переключателем, расположенным в кабине водителя, и с автономным инвертором напряжения, с системой управления АИН, которая в двигательном режиме работает в режиме инвертора, с автономной системой управления напряжения АВН, которая работает в выпрямительном режиме, а в режиме торможения АИН переходит в выпрямительный режим, а АВН работает в режиме инвертора, инвертируя напряжение на конденсаторе, автономный инвертор напряжения соединен с тяговым асинхронным электродвигателем переменного тока, который закреплен с нижней или с верхней стороны рамы, обмотки статора асинхронного электродвигателя переменного тока и обмотки статора электрогенератора соединены с блоком конденсаторов напряжений для накопления электрической энергии в периоды выгона и торможения и передачи накопленной энергии конденсаторов напрямую на обмотки тягового электродвигателя в период трогания с места электромобиля, его разгоне и в процессе его перемещения по асфальтированной дороге, увеличивая при этом кпд и пробег электромобиля, обмотки статора электрогенератора ветровой электростанции в этот момент автоматически отключаются, блок конденсаторов соединен с вентилями для зарядки аккумуляторов, вал тягового асинхронного электродвигателя соединен напрямую через муфту сцепления с карданным валом, с дифференциальным механизмом переднего моста, с полуосями и с передними парами колес, или вал тягового асинхронного электродвигателя соединен через муфту сцепления с коробкой скоростей, с карданным валом, с дифференциальным механизмом переднего моста, с полуосями и с передними парами колес, или вал тягового асинхронного электродвигателя соединен напрямую через муфту сцепления с карданным валом, с дифференциальным механизмом заднего моста, с полуосями и задними парами колес, или вал тягового асинхронного электродвигателя соединен через муфту сцепления с коробкой скоростей, с карданным валом, с дифференциальным механизмом заднего моста, с полуосями и задними парами колес, или вал двигателя внутреннего сгорания приводит во вращение муфту сцепления, валы коробки скоростей, карданный вал, зубчатые колеса дифференциального механизма переднего моста и переднюю пару, а вал электродвигателя приводит во вращение муфту сцепления, дифференциальный механизм, полуоси заднего моста и колеса при отключенном двигателе внутреннего сгорания, для перемещения электромобиля назад контактным переключателем меняются полюса обмоток.

На фиг.1 показан общий вид легкового электромобиля с ветровыми электростанциями. На фиг.2 показана структура силовой части преобразователя частоты с выпрямителем для тягового асинхронного электродвигателя переменного тока с короткозамкнутым ротором. На фиг.3 показана электрическая схема преобразования ветрового турбогенератора переменного тока в постоянный ток для тягового электродвигателя постоянного тока.

Электромобиль снабжен аккумуляторами 1 с зарядными устройствами и ветровыми электростанциями, которые установлены в передней части кузова, каждый генератор 2 одной или двух ветровых электростанций, на валу которого установлено 1-5 турбин или 1-5 турбин 3 с двух сторон или с одной стороны 1-5 турбин, а с другой - маховик, расположен на раме в полости дифференциального устройства 4 с сетками 5, или одна, или две, или три, или четыре, или пять ветровых электростанций установлены на раме на крыше 6 кузова по длине электромобиля, а в каждом поперечном расположении крыши - одна или две ветровые электростанции, каждый генератор 2 одной или двух ветровых электростанций, на валу которого установлено 1-5 турбин или 1-5 турбин 3 с двух сторон, или с одной стороны 1-5 турбин, а с другой - маховик, расположен на раме в полости дифференциального устройства 4 с сетками 5, каждый электрогенератор 2 соединен с трансформатором 7 для понижения переменного тока и преобразования его тиристорными вентилями 8 в постоянный ток, который через зарядные устройства заряжает аккумуляторы, аккумуляторы 1 и электрогенераторы 2 с тиристорными вентилями 8 соединены с ручным или ножным потенциометрическим пультом управления или с контактным переключателем, расположенным в кабине 9 водителя, и с автономным инвертором напряжения, с системой управления АИН 10, которая в двигательном режиме работает в режиме инвертора, с автономной системой управления напряжения АВН 11, которая работает в выпрямительном режиме, а в режиме торможения АИН переходит в выпрямительный режим, а АВН работает в режиме инвертора, инвертируя напряжение на конденсаторе 12, автономный инвертор напряжения соединен с тяговым асинхронным электродвигателем 13 переменного тока, который закреплен с нижней или с верхней стороны рамы, обмотки статора асинхронного электродвигателя 13 переменного тока и обмотки статора электрогенератора 2 соединены с блоком конденсаторов напряжений 14 для накопления электрической энергии в периоды выгона и торможения и передачи накопленной энергии конденсаторов напрямую на обмотки тягового электродвигателя в период трогания с места электромобиля, его разгоне и в процессе его перемещения по асфальтированной дороге, увеличивая при этом кпд и пробег электромобиля, обмотки статора электрогенератора 2 ветровой электростанции в этот момент автоматически отключаются, блок конденсаторов 14 соединен с вентилями 8 для зарядки аккумуляторов 1, вал тягового асинхронного электродвигателя 13 соединен напрямую через муфту сцепления с карданным валом 15, с дифференциальным механизмом переднего моста 16, с полуосями и с передними парами колес 17, или вал тягового асинхронного электродвигателя соединен через муфту сцепления с коробкой скоростей, с карданным валом, с дифференциальным механизмом переднего моста 16, с полуосями и с передними парами колес 17, или вал тягового асинхронного электродвигателя соединен напрямую через муфту сцепления с карданным валом, с дифференциальным механизмом заднего моста 18, с полуосями и задними парами колес 19, или вал тягового асинхронного электродвигателя соединен через муфту сцепления с коробкой скоростей, с карданным валом, с дифференциальным механизмом заднего моста 18, с полуосями и задними парами колес 19, или вал двигателя внутреннего сгорания приводит во вращение муфту сцепления, валы коробки скоростей, карданный вал, зубчатые колеса дифференциального механизма переднего моста 16 и переднюю пару колес 17 (на фиг.1 двигатель внутреннего сгорания, муфта сцепления и коробка скоростей не показаны), а вал электродвигателя 13 приводит во вращение муфту сцепления, дифференциальный механизм, полуоси заднего моста 18 и колеса 19 при отключенном двигателе внутреннего сгорания, для перемещения электромобиля назад контактным переключателем меняются полюса обмоток.

Электромобиль работает следующим образом.

В первоначальный момент работы электромобиля водитель освобождает тормозные колодки колес и ручным или ножным потенциометрическим пультом управления или автоматическим пультом управления или контактным переключателем(на фиг.1 контактный переключатель, потенциометрический и автоматический пульты управления не показаны) соединяет аккумуляторы 1 и блок конденсаторов напряжений 14 с каждым тяговым асинхронным электродвигателем 13 переменного тока. За счет электрического тока электромагнитные силы, возникающие в обмотке статора, приводят во вращения ротор тягового асинхронного электродвигателя 13 переменного тока или ротор тягового электродвигателя постоянного тока и его вал, муфту сцепления, карданный вал 15, зубчатые колеса дифференциального механизма (на фиг.1 зубчатые колеса дифференциального механизма не показаны) переднего моста 16, полуоси и переднюю пару колес 17, которые приводят в движение электромобиль, или электромагнитные силы обмоток статора приводят во вращение ротор тягового асинхронного электродвигателя 13 и его вал, муфту сцепления, валы коробки скоростей, карданный вал, зубчатые колеса дифференциального механизма переднего моста 16 и переднюю пару колес 17, или вал двигателя внутреннего сгорания приводит во вращение муфту сцепления, валы коробки скоростей, карданный вал, зубчатые колеса дифференциального механизма переднего моста 16 и переднюю пару колес 17 (на фиг.1 двигатель внутреннего сгорания, муфта сцепления и коробка скоростей не показаны), а вал электродвигателя 13 приводит во вращение муфту сцепления, дифференциальный механизм, полуоси заднего моста 18 и колеса 19 при отключенном двигателе внутреннего сгорания (на фиг.1 муфта сцепления и коробка скоростей не показаны), которые приводят в движение электромобиль, для перемещения электромобиля назад контактным переключателем меняются полюса обмоток тягового асинхронного электродвигателя переменного тока.

По мере увеличения скорости движения электромобиля скорость и давление ветра на лопасти турбины 3 ветровых электростанций увеличивается. От давления ветра начинают вращаться турбины 3 и валы электрогенераторов 2.

Электрический ток с переменным напряжением от электрогенераторов подается на трансформатор 7 для понижения переменного тока, тиристорные вентили 8 для преобразования его в постоянный ток, на зарядные устройства и аккумуляторы 1, на автономный инвертор напряжения с системой управления АИН 10, которая в двигательном режиме работает в режиме инвертора, и с системой управления АВН 11, которая работает в режиме выпрямителя, а в режиме торможения АИН переходит в выпрямительный режим, а АВН работает в режиме инвертора, инвертируя напряжение на конденсаторе 12. От аккумуляторов 1 и электрогенераторов 2 с тиристорными вентилями 8 постоянный ток подается на потенциометрический пульт управления или на автоматический пульт управления или на контактный переключатель и каждый тяговый асинхронный электродвигатель 13 переменного тока или электродвигатель постоянного тока.

С этого момента времени электромобиль переходит на автономный режим питания тягового асинхронного электродвигателя переменного тока от аккумуляторов и ветровых электростанций.

Использование серийно выпускаемых асинхронных электродвигателей переменного тока позволяет упростить его сборку и снизить стоимость изготовления по сравнению со сборкой электродвигателя постоянного тока, а использование структурной силовой части преобразователя частоты с выпрямителем позволяет управлять ручным или ножным потенциометром или автоматической системой управления частотой вращения тяговым асинхронным электродвигателем переменного тока, точно так же как и управление постоянным током электродвигателя постоянного тока.

При высокой скорости электромобиля на бесполезное лобовое сопротивление воздуха расходуется большое количество электроэнергии аккумуляторов, которые разряжаются и требуют их зарядки от обычной розетки с напряжением 220 Вт.

Турбогенераторы ветровых электростанции позволяют преобразовать лобовое сопротивление воздуха в электрическую энергию, а следовательно, снизить расход электрической энергии аккумуляторов и увеличить пробег электромобиля за счет беспрерывной их подзарядки, а использование инерционных сил электромобиля позволяет сгладить дополнительный расход механической энергии ветровых электростанций и повысить их кпд, 2-5 турбин, установленные на валу генератора, позволяют увеличить крутящий момент на валу, мощность генератора и кпд, блок конденсаторов напряжений за счет накопленной электрической энергии в периоды выгона и торможения электромобиля снижает расход электрической энергии аккумуляторов в период трогания с места электромобиля, его разгоне и в процессе его перемещения, увеличивая при этом кпд и пробег электромобиля.

Использование электрической энергии ветровых электростанций позволяет сохранить кислород на планете Земля и создать идеальные условия для людей и гарантировать им здоровье и жизнь, а при использовании двигателей внутреннего сгорания приводит к сгоранию кислорода в атмосфере и образованию углекислого газа, который уничтожает все живое в воде и на земле.

Электромобиль относится к пассажирскому и личному транспорту. Электромобиль содержит тяговый электродвигатель, пульт управления, карданный вал, мост с дифференциальным механизмом, полуоси, колеса, рулевое управление и тормоза, он снабжен аккумуляторами с зарядными устройствами и ветровыми электростанциями, которые установлены в передней части кузова. Каждый генератор одной или двух ветровых электростанций, на валу которого установлена одна турбина или две турбины с двух сторон или с одной стороны турбина, а с другой - маховик, расположен на раме в полости дифференциального устройства с сетками или одна, или две, или три, или четыре, или пять ветровых электростанций установлены на раме на крыше кузова по длине электромобиля, а в каждом поперечном расположении крыши - одна или две ветровые электростанции. Каждый электрогенератор соединен с трансформатором для понижения переменного тока и преобразования его тиристорными вентилями в постоянный ток, который через зарядные устройства заряжает аккумуляторы. Аккумуляторы и электрогенераторы с тиристорными вентилями соединены с ручным или ножным потенциометрическим пультом управления, расположенным в кабине водителя. 3 ил.

Электромобиль содержит тяговый электродвигатель, тиристорные вентили, потенциометрический пульт управления, карданный вал, мост с дифференциальным механизмом, полуоси, колеса, рулевое управление и тормоза, отличающийся тем, что он снабжен аккумуляторами с зарядными устройствами и ветровыми электростанциями, которые установлены в передней части кузова, каждый генератор одной или двух ветровых электростанций, на валу которого установлена одна турбина или две турбины с двух сторон или с одной стороны турбина, а с другой - маховик, расположен на раме в полости дифференциального устройства с сетками, или одна, или две, или три, или четыре, или пять ветровых электростанций установлены на раме на крыше кузова по длине электромобиля, а в каждом поперечном расположении крыши - одна или две ветровые электростанции, каждый генератор одной или двух ветровых электростанций, на валу которого установлена одна турбина или две турбины с двух сторон или с одной стороны турбина, а с другой - маховик, расположен на раме в полости дифференциального устройства с сетками, каждый электрогенератор соединен с трансформатором для понижения переменного тока и преобразования его тиристорными вентилями в постоянный ток, который через зарядные устройства заряжает аккумуляторы, аккумуляторы и электрогенераторы с тиристорными вентилями соединены с ручным или ножным потенциометрическим пультом управления или с контактным переключателем, расположенным в кабине водителя, и с автономным инвертором напряжения, с системой управления АИН, которая в двигательном режиме работает в режиме инвертора, с автономной системой управления напряжения АВН, которая работает в выпрямительном режиме, а в режиме торможения АИН переходит в выпрямительный режим, а АВН работает в режиме инвертора, инвертируя напряжение на конденсаторе, автономный инвертор напряжения соединен с тяговым асинхронным электродвигателем переменного тока, который закреплен с нижней или с верхней стороны рамы, обмотки статора асинхронного электродвигателя переменного тока и обмотки статора электрогенератора соединены с блоком конденсаторов напряжений для накопления электрической энергии в периоды выгона и торможения и передачи накопленной энергии конденсаторов напрямую на обмотки тягового электродвигателя в период трогания с места электромобиля, его разгоне и в процессе его перемещения по асфальтированной дороге, увеличивая при этом кпд и пробег электромобиля, обмотки статора электрогенератора ветровой электростанции в этот момент автоматически отключаются, блок конденсаторов соединен с вентилями для зарядки аккумуляторов, вал тягового асинхронного электродвигателя соединен напрямую через муфту сцепления с карданным валом, с дифференциальным механизмом переднего моста, с полуосями и с передними парами колес, или вал тягового асинхронного электродвигателя соединен через муфту сцепления с коробкой скоростей, с карданным валом, с дифференциальным механизмом переднего моста, с полуосями и с передними парами колес, или вал тягового асинхронного электродвигателя соединен напрямую через муфту сцепления с карданным валом, с дифференциальным механизмом заднего моста, с полуосями и задними парами колес, или вал тягового асинхронного электродвигателя соединен через муфту сцепления с коробкой скоростей, с карданным валом, с дифференциальным механизмом заднего моста, с полуосями и задними парами колес, или вал двигателя внутреннего сгорания приводит во вращение муфту сцепления, валы коробки скоростей, карданный вал, зубчатые колеса дифференциального механизма переднего моста и переднюю пару, а вал электродвигателя приводит во вращение муфту сцепления, дифференциальный механизм, полуоси заднего моста и колеса при отключенном двигателе внутреннего сгорания, для перемещения электромобиля назад контактным переключателем меняются полюса обмоток.