ЭЛЕКТРОМОБИЛЬ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЙ, ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТЫЙ И БЕЗОПАСНЫЙ ДЛЯ ЛЮДЕЙ Российский патент 2016 года по МПК B60L11/18 H02J7/02 

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 свинца, которые оказывают вредное влияние на здоровье и продолжительность жизни людей;

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

Техническим результатом является создание электромобиля энергосберегающего, 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, которые расположены под его кузовом, с зарядным устройством от электрической сети переменного тока, которое содержит трансформатор для понижения силы тока и тиристорные вентили для преобразования переменного тока в постоянный, контактным переключателем с автоматическим пультом управления частоты вращения тягового электродвигателя переменного тока, который расположен в кабине водителя и соединен с аккумулятором 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 соединены с 1-5 блоками конденсаторов напряжений, которые расположены под кузовом электромобиля, 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 разгона и в процессе его перемещения по асфальтированной дороге, увеличивая при этом кпд и пробег электромобиля, на стоянках блоки конденсаторов соединены с тиристорными вентилями для зарядки аккумуляторов, вал тягового асинхронного электродвигателя соединен 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 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 колес, 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. На фиг. 2 показана структура силовой части преобразователя частоты с выпрямителем для тягового асинхронного электродвигателя переменного тока с короткозамкнутым ротором.

Электромобиль снабжен аккумуляторами 1, которые расположены под его кузовом, с зарядным устройством от электрической сети переменного тока, которое содержит трансформатор 2 для понижения силы тока и тиристорные вентили 3 для преобразования переменного тока в постоянный, контактным переключателем с автоматическим пультом управления частоты вращения тягового электродвигателя переменного тока (на фиг. 1 контактный переключатель с автоматическим пультом управления не показан), который расположен в кабине водителя 4 и соединен с аккумулятором 1 с автономным инвертором напряжения, с системой управления АИН 5, которая в двигательном режиме работает в режиме инвертора, с автономной системой управления напряжения АВН 6, которая работает в выпрямительном режиме, а в режиме торможения АИН переходит в выпрямительный режим, а АВН работает в режиме инвертора, инвертируя напряжение на конденсаторе 7, автономный инвертор напряжения соединен с тяговым асинхронным электродвигателем 8 переменного тока, который закреплен с нижней или с верхней стороны рамы, обмотки статора асинхронного электродвигателя 8 переменного тока соединены с 1-5 блоками конденсаторов напряжений 9, которые расположены под кузовом электромобиля, 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 разгона и в процессе его перемещения по асфальтированной дороге, увеличивая при этом кпд и пробег электромобиля, на стоянках блоки конденсаторов 9 соединены с тиристорными вентилями 3 для зарядки аккумуляторов 1, вал тягового асинхронного электродвигателя 8 соединен через муфту сцепления с карданным валом 10, с дифференциальным механизмом переднего моста 11, с полуосями и с передними парами колес 12, или вал тягового асинхронного электродвигателя соединен через муфту сцепления с коробкой скоростей, с карданным валом, с дифференциальным механизмом переднего моста 11, с полуосями и с передними парами колес 12, или вал тягового асинхронного электродвигателя соединен через муфту сцепления с карданным валом, с дифференциальным механизмом заднего моста 13, с полуосями и задними парами колес 14, или вал тягового асинхронного электродвигателя соединен через муфту сцепления с коробкой скоростей, с карданным валом, с дифференциальным механизмом заднего моста 13, с полуосями и задними парами колес 14, или вал двигателя внутреннего сгорания приводит во вращение муфту сцепления, валы коробки скоростей, карданный вал, зубчатые колеса дифференциального механизма переднего моста 11 и переднюю пару колес 12 (на фиг. 1 двигатель внутреннего сгорания, муфта сцепления и коробка скоростей не показаны), а вал электродвигателя 8 приводит во вращение муфту сцепления, дифференциальный механизм, полуоси заднего моста 13 и колеса 14 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 контактным переключателем с автоматическим пультом управления (на фиг. 1 контактный переключатель с автоматическим пультом управления не показан) соединяет аккумуляторы 1 и блоки конденсаторов напряжений 9 с каждым тяговым асинхронным электродвигателем 8 переменного тока. За счет электрического тока электромагнитные силы, возникающие в обмотке статора, приводят во вращение ротор тягового асинхронного электродвигателя 8 переменного тока и его вал, муфту сцепления, карданный вал 10, зубчатые колеса дифференциального механизма (на фиг. 1 зубчатые колеса дифференциального механизма не показаны) переднего моста 11, полуоси и переднюю пару колес 12, которые приводят в движение электромобиль, или электромагнитные силы обмоток статора приводят во вращение ротор тягового асинхронного электродвигателя 8 и его вал, муфту сцепления, валы коробки скоростей, карданный вал, зубчатые колеса дифференциального механизма переднего моста 11 и переднюю пару колес 12, или вал двигателя внутреннего сгорания приводит во вращение муфту сцепления, валы коробки скоростей, карданный вал, зубчатые колеса дифференциального механизма переднего моста 11 и переднюю пару колес 12 (на фиг. 1 двигатель внутреннего сгорания, муфта сцепления и коробка скоростей не показаны), а вал электродвигателя 8 приводит во вращение муфту сцепления, дифференциальный механизм, полуоси заднего моста 13 и колеса 14 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.

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 автоматической системой управления частотой вращения тяговым асинхронным электродвигателем переменного тока, точно так же как и управление постоянным током электродвигателя постоянного тока.

Использование двигателей внутреннего сгорания приводит к сгоранию кислорода в атмосфере и образованию углекислого газа, который уничтожает все живое в воде и на земле.

Использование блоков конденсаторов напряжения позволяет заряжать аккумуляторы в процессе перемещения автомобиля и на стоянках, увеличить его пробег без подзарядки аккумуляторов от электрической сети на специально отведенных территориях.

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств с питанием от собственных источников энергоснабжения. Электромобиль содержит тяговый электродвигатель, тиристорные вентили, потенциометрический пульт управления, карданный вал, мост с дифференциальным механизмом, полуоси, колеса, рулевое управление и тормоза. Электромобиль снабжен аккумуляторами с зарядным устройством от электрической сети переменного тока, которое содержит трансформатор и тиристорные вентили. Контактный переключатель с автоматическим пультом управления частоты вращения тягового электродвигателя переменного тока соединен с аккумулятором с автономным инвертором напряжения (АИН), с системой управления АИН. АИН соединен с тяговым асинхронным электродвигателем переменного тока. Обмотки статора асинхронного электродвигателя соединены с 1-5 блоками конденсаторов напряжений для накопления электрической энергии. На стоянках блоки конденсаторов соединены с тиристорными вентилями для зарядки аккумуляторов. Вал тягового асинхронного электродвигателя приводит во вращение колеса электромобиля через элементы трансмиссии. Технический результат заключается в повышении экологичности и безопасности электромобиля. 2 ил.

Электромобиль, содержащий 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, которые расположены под его кузовом, с зарядным устройством от электрической сети переменного тока, которое содержит трансформатор для понижения силы тока и тиристорные вентили для преобразования переменного тока в постоянный, контактным переключателем с автоматическим пультом управления частоты вращения тягового электродвигателя переменного тока, который расположен в кабине водителя и соединен с аккумулятором 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 соединены с 1-5 блоками конденсаторов напряжений, которые расположены под кузовом автомобиля, 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 разгона и в процессе его перемещения по асфальтированной дороге, увеличивая при этом кпд и пробег электромобиля, на стоянках блоки конденсаторов соединены с тиристорными вентилями для зарядки аккумуляторов, вал тягового асинхронного электродвигателя соединен 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 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 колес, 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.