Электромобиль энергосберегающий, экологически чистый и безопасный для людей Российский патент 2017 года по МПК B60L11/18 H02J7/02 B60K1/04 

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.).

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, электрофикация дорог и их ремонт требует больших материальных затрат.

Электромобиль снабжен 1-10 или 1-50 никелево-кадмиевыми или ионно-литиевыми аккумуляторами, которые расположены под его кузовом, при понижении напряжения в первом работающем аккумуляторе ниже допускаемого автоматически включается второй аккумулятор, затем третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый, с зарядным устройством от электрической сети переменного тока, которое содержит трансформатор для понижения силы тока и транзисторные диоды 3 для преобразования переменного тока в постоянный, или помимо этого отдельные 1-10 или 1-50 заряженные блоки конденсаторов большой емкости постоянно соединены с транзисторными диодами для преобразования переменного тока в постоянный и с аккумуляторами, при разрядке первого аккумулятора первый блок конденсаторов продолжает заряжать указанный аккумулятор, автоматически включается второй аккумулятор и второй блок конденсаторов, затем третий аккумулятор и третий блок конденсаторов, затем четвертый аккумулятор и четвертый блок конденсаторов, пятый аккумулятор и пятый блок конденсаторов, шестой аккумулятор и шестой блок конденсаторов, седьмой аккумулятор и седьмой блок конденсаторов, восьмой аккумулятор и восьмой блок конденсаторов, девятый аккумулятор и девятый блок конденсаторов, десятый аккумулятор и десятый блок конденсаторов, каждый аккумулятор постоянно заряжает отдельный блок конденсаторов большой емкости, разряженный блок конденсаторов заряжают от розетки внешней электрической сети переменного напряжения 220 В с частотой 50 Гц за 10-15 минут, а аккумулятор за 7-8 часов, увеличивая пробег электромобиля при использовании 10 аккумуляторов и 10 блоков конденсаторов до 250 километров, а при использовании 20 аккумуляторов и 20 блоков конденсаторов до 500 километров, контактный переключатель с автоматическим пультом управления частоты вращения вала тягового асинхронного электродвигателя, который расположен в кабине водителя, соединен с аккумуляторами, 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 1-5 конденсаторах, инвертор напряжения соединен тремя однофазными проводами низкого переменного напряжения аккумуляторов с тремя однофазными трансформаторами, повышающими напряжение до 400 В, и с тяговым трехфазным асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором мощностью до 20-70 кВт, который закреплен с нижней или верхней стороны рамы, или автономный инвертор напряжения 6 соединен тремя однофазными проводами с тремя однофазными трансформаторами, повышающими низкое переменное напряжение аккумуляторов до 400 В, и с трехфазным асинхронным электродвигателем, в котором три обмотки статора соединены в звезду и три обмотки или три провода, указанного статора - в треугольник для стабильной работы электродвигателя, или инвертор напряжения соединен тремя однофазными проводами с трехфазным трансформатором, повышающим низкое переменное напряжение аккумуляторов до 400 В, и с трехфазным асинхронным электродвигателем, или инвертор напряжения соединен тремя однофазными проводами с трехфазным трансформатором, повышающим низкое переменное напряжение аккумуляторов 1 до 400 В, и с трехфазным асинхронным электродвигателем, в котором три обмотки статора соединены в звезду и три обмотки или три провода указанного статора - в треугольник для стабильной работы электродвигателя, каждая обмотка статора асинхронного электродвигателя соединена с 1-10 блоками конденсаторов напряжений большой емкости, 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 разгоне и в процессе его перемещения по асфальтированной дороге, увеличивая пробег электромобиля, на стоянках блоки конденсаторов заряжают от внешней электрической сети 220 В с частотой 50 Гц, вал тягового асинхронного электродвигателя соединен с валами автоматической коробки скоростей, с карданным валом, с дифференциальным механизмом переднего моста, с полуосями и с передними парами колес или вал тягового трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором соединен с валами автоматической коробки скоростей, с карданным валом, с дифференциальным механизмом заднего моста, с полуосями и задними парами колес или вал двигателя внутреннего сгорания мощностью до 100 кВт приводит во вращение валы автоматической коробки скоростей, валы раздаточной коробки передач, карданный вал, зубчатые колеса дифференциального механизма переднего моста и переднюю пару колес, а вал тягового электродвигателя приводит во вращение валы автоматической коробки скоростей, валы раздаточной коробки передач, карданный вал, дифференциальный механизм, полуоси заднего моста и колеса при отключенном двигателе внутреннего сгорания, для перемещения электромобиля назад контактным переключателем меняются полюса обмоток статора.

На фиг. 1 показан общий вид электромобиля. На фиг. 2 показана структура силовой части преобразователя частоты с выпрямителем для тягового асинхронного электродвигателя переменного тока с короткозамкнутым ротором.

Электромобиль снабжен 1-10 или 1-50 никелево-кадмиевыми или ионно-литиевыми аккумуляторами 1, которые расположены под его кузовом, при понижении напряжения в первом работающем аккумуляторе ниже допускаемого автоматически включается второй аккумулятор, затем третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый, с зарядным устройством от электрической сети переменного тока, которое содержит трансформатор 2 для понижения силы тока и транзисторные диоды 3 для преобразования переменного тока в постоянный, или помимо этого отдельные 1-10 или 1-50 заряженные блоки конденсаторов 4 большой емкости постоянно соединены с транзисторными диодами 3 для преобразования переменного тока в постоянный и с аккумуляторами 1, при разрядке первого аккумулятора 1 первый блок конденсаторов 4 продолжает заряжать указанный аккумулятор, автоматически включается второй аккумулятор и второй блок конденсаторов, затем третий аккумулятор и третий блок конденсаторов, затем четвертый аккумулятор и четвертый блок конденсаторов, пятый аккумулятор и пятый блок конденсаторов, шестой аккумулятор и шестой блок конденсаторов, седьмой аккумулятор и седьмой блок конденсаторов, восьмой аккумулятор и восьмой блок конденсаторов, девятый аккумулятор и девятый блок конденсаторов, десятый аккумулятор и десятый блок конденсаторов, каждый аккумулятор 1 постоянно заряжает отдельный блок конденсаторов 4 большой емкости, разряженный блок конденсаторов заряжают от розетки внешней электрической сети переменного напряжения 220 В с частотой 50 Гц за 10-15 минут, а аккумулятор за 7-8 часов, увеличивая пробег электромобиля при использовании 10 аккумуляторов и 10 блоков конденсаторов до 250 километров, а при использовании 20 аккумуляторов и 20 блоков конденсаторов до 500 километров, контактный переключатель с автоматическим пультом управления частоты вращения вала тягового асинхронного электродвигателя (на фиг. 2 контактный переключатель с автоматическим пультом управления не показан), который расположен в кабине водителя 5, соединен с аккумуляторами 1, с автономным инвертором напряжения, с системой управления АИН 6, которая в двигательном режиме работает в режиме инвертора, с автономной системой управления напряжения АВН 7, которая работает в выпрямительном режиме, а в режиме торможения АИН переходит в выпрямительный режим, а АВН работает в режиме инвертора, инвертируя напряжение на 1-5 конденсаторах 8, инвертор напряжения 6 соединен тремя однофазными проводами 9 низкого переменного напряжения аккумуляторов 1 с тремя однофазными трансформаторами 10, повышающими напряжение до 400 В и с тяговым трехфазным асинхронным электродвигателем 11 с короткозамкнутым ротором мощностью до 20-70 кВт, который закреплен с нижней или верхней стороны рамы или автономный инвертор напряжения 6 соединен тремя однофазными проводами 9 с тремя однофазными трансформаторами 10, повышающими низкое переменное напряжение аккумуляторов 1 до 400 В, и с трехфазным асинхронным электродвигателем 11, в котором три обмотки статора соединены в звезду и три обмотки 12 или три провода 13 указанного статора - в треугольник для стабильной работы электродвигателя, или инвертор напряжения 6 соединен тремя однофазными проводами 9 с трехфазным трансформатором (на фиг. 2 трехфазный трансформатор не показан), повышающим низкое переменное напряжение аккумуляторов 1 до 400 В, и с трехфазным асинхронным электродвигателем 11 или инвертор напряжения соединен тремя однофазными проводами 9 с трехфазным трансформатором, повышающим низкое переменное напряжение аккумуляторов 1 до 400 В, и с трехфазным асинхронным электродвигателем 11, в котором три обмотки статора соединены в звезду и три обмотки 12 или три провода 13 указанного статора - в треугольник для стабильной работы электродвигателя 11, каждая обмотка статора асинхронного электродвигателя 9 соединена с 1-10 блоками конденсаторов 14 напряжений большой емкости, 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 разгоне и в процессе его перемещения по асфальтированной дороге, увеличивая пробег электромобиля, на стоянках блоки конденсаторов 14 заряжают от внешней электрической сети 220 В с частотой 50 Гц, вал тягового асинхронного электродвигателя 11 соединен с валами автоматической коробки скоростей, с карданным валом 15, с дифференциальным механизмом переднего моста 16, с полуосями и с передними парами колес 17 или вал тягового трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором соединен с валами автоматической коробки скоростей, с карданным валом, с дифференциальным механизмом заднего моста 18, с полуосями и задними парами колес 19 или вал двигателя внутреннего сгорания мощностью до 100 кВт приводит во вращение валы автоматической коробки скоростей, валы раздаточной коробки передач, карданный вал, зубчатые колеса дифференциального механизма переднего моста 16 и переднюю пару колес 17 (на фиг. 1 двигатель внутреннего сгорания, автоматическая коробка скоростей и раздаточная коробка передач не показаны), а вал тягового электродвигателя 11 приводит во вращение валы автоматической коробки скоростей, карданный вал, дифференциальный механизм, полуоси заднего моста 18 и колеса 19 при отключенном двигателе внутреннего сгорания, для перемещения электромобиля назад контактным переключателем меняются полюса обмоток статора.

Электромобиль работает следующим образом.

В первоначальный момент работы электромобиля водитель освобождает тормозные колодки колес и контактным переключателем с автоматическим пультом управления (на фиг. 2 контактный переключатель с автоматическим пультом управления не показан) соединяет аккумуляторы 1 и блоки конденсаторов напряжений 14 с каждым тяговым асинхронным электродвигателем 11 переменного тока. За счет электрического тока электромагнитные силы, возникающие в обмотке статора, приводят во вращения ротор тягового асинхронною электродвигателя 11 переменного тока и его вал, валы автоматической коробки скоростей, валы раздаточной коробки передач, 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 вал двигателя внутреннего сгорания приводит во вращение валы автоматической коробки скоростей, валы раздаточной коробки передач, карданный вал, зубчатые колеса дифференциального механизма переднего моста 16 и переднюю пару колес 17 (на фиг. 1 двигатель внутреннего сгорания и коробка скоростей не показаны), а вал электродвигателя 11 приводит во вращение валы автоматической коробки скоростей, карданный вал 15, дифференциальный механизм, полуоси заднего моста 18 и колеса 19 при отключенном двигателе внутреннего сгорания, 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 также 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 отдельных блоков конденсаторов напряжения большой емкости позволяет постоянно заряжать каждый аккумулятор в процессе перемещения автомобиля и на длительных стоянках и увеличить пробег электромобиля.

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 транзисторные диоды. Заряженные блоки конденсаторов большой емкости постоянно соединены с транзисторными диодами и с аккумуляторами. 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 блоками конденсаторов напряжений для накопления электрической энергии. Вал тягового асинхронного электродвигателя приводит во вращение колеса электромобиля через элементы трансмиссии. Технический результат заключается в повышении экологичности и надежности электромобиля. 2 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 1-10 или 1-50 никелево-кадмиевыми или ионно-литиевыми аккумуляторами, которые расположены под его кузовом, при понижении напряжения в первом работающем аккумуляторе ниже допускаемого автоматически включается второй аккумулятор, затем третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый, с зарядным устройством от электрической сети переменного тока, которое содержит трансформатор для понижения силы тока и транзисторные диоды для преобразования переменного тока в постоянный, или помимо этого отдельные 1-10 или 1-50 заряженные блоки конденсаторов большой емкости постоянно соединены с транзисторными диодами для преобразования переменного тока в постоянный и с аккумуляторами, при разрядке первого аккумулятора первый блок конденсаторов продолжает заряжать указанный аккумулятор, автоматически включается второй аккумулятор и второй блок конденсаторов, затем третий аккумулятор и третий блок конденсаторов, затем четвертый аккумулятор и четвертый блок конденсаторов, пятый аккумулятор и пятый блок конденсаторов, шестой аккумулятор и шестой блок конденсаторов, седьмой аккумулятор и седьмой блок конденсаторов, восьмой аккумулятор и восьмой блок конденсаторов, девятый аккумулятор и девятый блок конденсаторов, десятый аккумулятор и десятый блок конденсаторов, каждый аккумулятор постоянно заряжает отдельный блок конденсаторов большой емкости, разряженный блок конденсаторов заряжают от розетки внешней электрической сети переменного напряжения 220 В с частотой 50 Гц за 10-15 минут, а аккумулятор за 7-8 часов, увеличивая пробег электромобиля при использовании 10 аккумуляторов и 10 блоков конденсаторов до 250 километров, а при использовании 20 аккумуляторов и 20 блоков конденсаторов до 500 километров, контактный переключатель с автоматическим пультом управления частоты вращения вала тягового асинхронного электродвигателя, который расположен в кабине водителя, соединен с аккумуляторами, 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 1-5 конденсаторах, инвертор напряжения соединен тремя однофазными проводами низкого переменного напряжения аккумуляторов с тремя однофазными трансформаторами, повышающими напряжение до 400 В, и с тяговым трехфазным асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором мощностью до 20-70 кВт, который закреплен с нижней или верхней стороны рамы, или автономный инвертор напряжения 6 соединен тремя однофазными проводами с тремя однофазными трансформаторами, повышающими низкое переменное напряжение аккумуляторов до 400 В, и с трехфазным асинхронным электродвигателем, в котором три обмотки статора соединены в звезду и три обмотки или три провода указанного статора - в треугольник для стабильной работы электродвигателя, или инвертор напряжения соединен тремя однофазными проводами с трехфазным трансформатором, повышающим низкое переменное напряжение аккумуляторов до 400 В, и с трехфазным асинхронным электродвигателем или инвертор напряжения соединен тремя однофазными проводами с трехфазным трансформатором, повышающим низкое переменное напряжение аккумуляторов 1 до 400 В, и с трехфазным асинхронным электродвигателем, в котором три обмотки статора соединены в звезду и три обмотки или три провода указанного статора - в треугольник для стабильной работы электродвигателя, каждая обмотка статора асинхронного электродвигателя соединена с 1-10 блоками конденсаторов напряжений большой емкости, 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 разгоне и в процессе его перемещения по асфальтированной дороге, увеличивая пробег электромобиля, на стоянках блоки конденсаторов заряжают от внешней электрической сети 220 В с частотой 50 Гц, вал тягового асинхронного электродвигателя соединен с валами автоматической коробки скоростей, с валами раздаточной коробки передач, с карданным валом, с дифференциальным механизмом переднего моста, с полуосями и с передними парами колес или вал тягового трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором соединен с валами автоматической коробки скоростей, с карданным валом, с дифференциальным механизмом заднего моста, с полуосями и задними парами колес или вал двигателя внутреннего сгорания мощностью до 100 кВт приводит во вращение валы автоматической коробки скоростей, валы раздаточной коробки передач, карданный вал, зубчатые колеса дифференциального механизма переднего моста и переднюю пару колес, а вал тягового электродвигателя приводит во вращение валы автоматической коробки скоростей, карданный вал, дифференциальный механизм, полуоси заднего моста и колеса при отключенном двигателе внутреннего сгорания, для перемещения электромобиля назад контактным переключателем меняются полюса обмоток статора.