ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО С УВЕЛИЧЕННЫМ ЗАПАСОМ ХОДА Российский патент 2018 года по МПК B60K1/02 B60K7/00 B60L11/12 B60L11/18 B60L15/20 

Перекрестная ссылка на родственную заявку

Данная заявка основывается на и испрашивает приоритет по заявке на патент Китая 201510129254.8, зарегистрированной Государственным бюро по интеллектуальной собственности Китайской Народной Республики 24 марта 2015 года, озаглавленной «Range Extender Vehicle», полное содержание которой включено сюда путем ссылки.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области транспортных средств, а более конкретно, к транспортному средству с увеличенным запасом хода.

Уровень техники

Поскольку качество воздуха становится плохим, и увеличивается число людей, которые имеют усиленное намерение защиты окружающей среды, транспортное средство с увеличенным запасом хода, в качестве нового энергетического транспортного средства, является все более и более популярным для людей в продвижении различных объективных факторов.

Транспортное средство с увеличенным запасом хода ссылается на электрическое транспортное средство, приводимое в движение чистой электрической энергией и оснащенное возможностью наземной подачи питания и возможностью бортовой подачи питания. Т.е. транспортное средство с увеличенным запасом хода полностью приводится в движение посредством электрической энергии. Система электропитания транспортного средства с увеличенным запасом хода включает в себя комплект аккумуляторных батарей питания, блок силового привода, блок управления транспортным средством и вспомогательный блок питания (APU), и стратегия движения-управления выполняется через контроллер транспортного средства блока управления транспортным средством.

В проектах транспортного средства с увеличенным запасом хода генераторный агрегат, используемый блоком силового привода, является двигателем внутреннего сгорания поршневого типа. В случае более короткого расстояния движения только электрическая мощность, предоставляемая посредством бортового комплекта аккумуляторных батарей питания, предусматривается для транспортного средства с увеличенным запасом хода для его привода. В то время как в случае более длинного расстояния движения, в дополнение к электрической мощности, предоставляемой бортовым комплектом аккумуляторных батарей питания, дополнительная электрическая мощность, предоставляемая либо посредством двигателя внутреннего сгорания, либо топливного элемента, предоставляется для транспортного средства с увеличенным запасом хода для его привода. Двигатель внутреннего сгорания поршневого типа ограничивается типами работы, таким образом, теряя большое количество кинетической энергии поршня. Следовательно, высокая температура возникает, когда двигатель внутреннего сгорания работает, таким образом, что большое количество внутренней энергии рассеивается вследствие рассеивания тепла. В результате, общий тепловой КПД составляет всего лишь 10-30%%. Очевидно, что двигатель внутреннего сгорания поршневого типа имеет высокое потребление энергии.

Блок заряда транспортного средства с увеличенным запасом хода на основе традиционного двигателя внутреннего сгорания поршневого типа имеет рассеяние, аналогичное обычному двигателю внутреннего сгорания поршневого типа. Поскольку двигатель внутреннего сгорания поршневого типа применяет прерывистый способ зажигания, хотя четырехтактный двигатель внутреннего сгорания поршневого типа на предшествующем уровне техники имеет улучшенный коэффициент сжатия и постоянно оптимизирующийся способ сгорания вследствие развития в течение многих лет, некоторые проблемы, такие как неадекватное сгорание и недостаточное окисление в остаточном газе, все еще не решены до сих пор. В результате, транспортное средство с увеличенным запасом хода на предшествующем уровне техники все еще нуждается в системе очистки остаточного газа, используемой двигателем внутреннего сгорания поршневого типа.

Сущность изобретения

Целью настоящего изобретения является создание транспортного средства с увеличенным запасом хода, которое может улучшать коэффициент использования энергии и может не требовать системы очистки остаточного газа.

Для того, чтобы реализовывать цель настоящего изобретения, следующие технические решения предоставляются посредством вариантов осуществления настоящего изобретения.

Предлагается транспортное средство с увеличенным запасом хода посредством вариантов осуществления настоящего изобретения, включающее в себя: колеса; раму транспортного средства; турбовальный двигатель, расположенный на шасси рамы транспортного средства; контроллер турбовального двигателя; генератор; комплект аккумуляторных батарей; контроллер аккумуляторной батареи; приводные электромоторы, радиатор аккумуляторной батареи и газовый резервуар;

при этом сигнальный конец турбовального двигателя соединен с контроллером турбовального двигателя, трансмиссионная тяга турбовального двигателя соединена с валом вращения генератора и выполнена с возможностью приведения в действие генератора, чтобы вырабатывать электрическую энергию;

генератор выполнен с возможностью вывода выработанной электрической энергии комплекту аккумуляторных батарей и приводным электромоторам; комплект аккумуляторных батарей соединен с приводными электромоторами, и сигнальный конец комплекта аккумуляторных батарей соединен с контроллером аккумуляторной батареи;

тяга силовой трансмиссии каждого из приводных электромоторов соединена с приводной тягой колеса;

канал холодного воздуха радиатора аккумуляторной батареи соединен с комплектом аккумуляторных батарей; и

труба для передачи газа газового резервуара соединена с газоподводящей трубой камеры сгорания турбовального двигателя, чтобы предоставлять газ турбовальному двигателю.

Дополнительно, транспортное средство с увеличенным запасом хода также включает в себя: центральный контроллер;

при этом сигнальный конец генератора, сигнальный конец комплекта аккумуляторных батарей и сигнальные концы приводных электромоторов соединены с центральным контроллером, и генератор выполнен с возможностью вывода электрической энергии номинальной мощности комплекту аккумуляторных батарей и приводным электромоторам согласно коэффициенту управления, предоставляемому центральным контроллером.

Дополнительно, транспортное средство с увеличенным запасом хода также включает в себя: систему управления тепловой энергией аккумуляторной батареи;

при этом система управления тепловой энергией аккумуляторной батареи включает в себя датчик температуры и исполнительный механизм, датчик температуры соединен с исполнительным механизмом через сигнальную линию, датчик температуры расположен на поверхности комплекта аккумуляторных батарей, и исполнительный механизм соединен с переключателем турбовального двигателя.

Дополнительно, транспортное средство с увеличенным запасом хода также включает в себя:

устройство повторного использования тепловой энергии, трубу для передачи тепловой энергии и нагреватель сжатого воздуха;

при этом устройство повторного использования тепловой энергии расположено в хвостовой части камеры сгорания турбовального двигателя, для поглощения тепловой энергии, производимой сгорающим газом в турбовальном двигателе;

входной конец трубы для передачи тепловой энергии соединен с устройством повторного использования тепловой энергии, а выходной конец трубы для передачи тепловой энергии соединен с нагревателем сжатого воздуха;

две ответвляющиеся трубы расположены на выходном конце нагревателя воздуха компрессора, первая труба из двух ответвляющихся труб соединена с впускным отверстием камеры сгорания турбовального двигателя для нагрева газа, поступающего в турбовальный двигатель, а вторая труба из двух ответвляющихся труб соединена с выпускным отверстием для теплого воздуха транспортного средства для обогрева транспортного средства.

Дополнительно, устройство повторного использования тепловой энергии включает в себя теплообменник реберного типа.

Дополнительно, транспортное средство с увеличенным запасом хода включает в себя два или четыре приводных электромотора.

В вариантах осуществления настоящего изобретения дополнительно предложен способ заряда транспортного средства с увеличенным запасом хода, как описано выше, и способ включает:

режим заряда в неподвижном состоянии: когда приводные электромоторы не выполняют работу, управляют, через центральный контроллер, генератором, чтобы заряжать комплект аккумуляторных батарей медленно или быстро;

режим заряда в движении: когда приводные электромоторы работают со стандартной мощностью, управляют, через центральный контроллер, генератором, чтобы подавать мощность комплекту аккумуляторных батарей; когда приводные электромоторы работают со сверхвысокой мощностью, управляют, через центральный контроллер, генератором и комплектом аккумуляторных батарей, чтобы подавать энергию приводным электромоторам вместе;

когда комплект аккумуляторных батарей истощается, и требуется высокая производительность привода, управляют, через центральный контроллер, генератором, чтобы непосредственно приводить в действие приводные электромоторы с огромной мощностью и не заряжать комплект аккумуляторных батарей; когда потребление энергии уменьшается, так что приводные электромоторы работают со стандартной мощностью, входят в режим заряда в движении; когда транспортное средство останавливается, автоматический входят в режим заряда в неподвижном состоянии.

В вариантах осуществления настоящего изобретения дополнительно предложен турбовальный двигатель, и турбовальный двигатель включает в себя:

камеру сгорания, сопло регулировки давления, впускную турбину, выпускную турбину, выхлопную трубу и вал трансмиссии;

при этом впускная турбина использует первый турбинный ротор с подвесным режимом вращения, на котором расположены первые направляющие лопатки, и первые направляющие лопатки установлены во впускном отверстии газоподводящей трубы камеры сгорания, и первые направляющие лопатки выполнены с возможностью направления газа в газоподводящую трубу;

впускное отверстие камеры сгорания соединено с газоподводящей трубой, а хвостовая часть камеры сгорания снабжена трансмиссионным валом и выпускной турбиной;

выпускная турбина использует второй турбинный ротор с подвесным режимом вращения, на котором расположены вторые направляющие лопатки, при этом выпускное отверстие полости, где вторые направляющие лопатки находятся, соединено с впускным отверстием выхлопной трубы; сопло регулировки давления расположено впереди впускного отверстия камеры сгорания, чтобы регулировать давление газа для поступления в камеру сгорания.

Может быть видно из вышеописанных технических решений настоящего изобретения, что, приводя в движение транспортное средство посредством турбовального двигателя, проблема того, что общий тепловой КПД является низким на предшествующем уровне техники, может быть решена вследствие низкого потребления энергии и низких выбросов турбовального двигателя.

Кроме того, поскольку процесс сгорания турбовального двигателя является непрерывным и не прерывается в камере сгорания турбовального двигателя, и камера сгорания имеет определенную длину, достаточное время и достаточный кислород могут быть предоставлены для камеры сгорания, чтобы выполнять полное сгорание. Следовательно, реакция окисления проходит полностью без неадекватного сгорания и недостаточного окисления в отходящем газе, таким образом, не требуя системы очистки отходящего газа.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет собой схематичный чертеж, иллюстрирующий турбовальный двигатель согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

Фиг.2 представляет собой вид сверху транспортного средства с увеличенным запасом хода согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

Фиг.3 представляет собой вид спереди транспортного средства с увеличенным запасом хода согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

Фиг.4 представляет собой схематичный чертеж, иллюстрирующий линии управления центрального контроллера транспортного средства с увеличенным запасом хода согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

Фиг.5 представляет собой схематичный чертеж, иллюстрирующий систему повторного использования тепловой энергии, добавленную в транспортное средство с увеличенным запасом хода согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.

Ссылочные позиции:

камера 1-1 сгорания; сопло 1-2 регулировки давления; впускная турбина 1-3; выпускная турбина 1-4; выхлопная труба 1-5; трансмиссионный вал 1-6, турбовальный двигатель 1; контроллер 2 турбовального двигателя; генератор 3; комплект 4 аккумуляторных батарей; контроллер 5 аккумуляторных батарей; приводной электромотор 6, радиатор 7 аккумуляторной батареи; система 8 управления тепловой энергией аккумуляторной батареи (не иллюстрирована на чертежах); газовый резервуар 9; центральный контроллер 10; колесо 11; рама 12 транспортного средства; труба 13 для передачи тепловой энергии; нагреватель 14 сжатого воздуха и нагреватель 15 сжатого воздуха.

Подробное описание изобретения

Автор настоящего изобретения добрался до сути, что тепловой КПД турбовального двигателя, используемого в вертолетах, танках или тепловых электростанциях, может даже достигать 30-60%. Следовательно, несомненно должно быть множество преимуществ, чтобы выбирать турбовальный двигатель в качестве генераторного агрегата в системе силового привода транспортного средства с увеличенным запасом хода. Однако, поскольку транспортное средство с увеличенным запасом хода значительно меньше в размере, чем вертолеты, танки и тепловые электростанции, турбовальный двигатель может быть использован транспортным средством с увеличенным запасом хода, только если турбовальный двигатель, используемый в вышеупомянутых применениях, выполнен в меньшем размере. Однако, если требуется уменьшать размер турбовального двигателя, необходимо решить следующие технические проблемы.

Во-первых, требуется улучшать точность машинной обработки каждого компонента, что может приводить в результате к повышенной сложности процессов производства.

Во-вторых, поскольку размер каждого компонента меньше, требуется увеличивать скорость вращения двигателя при той же мощности. Однако, с увеличением скорости вращения двигателя, может последовать серия проблем, таких как более громкий шум, более высокая температура и т.п. Поскольку температура становится более высокой, требуется принимать во внимание смазку ротора. Особенно для газовой турбины со сверхвысокой скоростью вращения и высокой удельной мощностью на единицу веса, относительно высокая скорость вращения влечет за собой огромную центробежную силу, которая разбрасывает смазочный материал от ротора, так что смазка ротора становится недостаточной. В результате, рабочие условия ухудшаются вследствие увеличения температуры в точке соприкосновения ротора. Следовательно, срок службы двигателя значительно сокращается.

В заключение, очевидно, что существует требование реорганизовывать структуры турбовального двигателя, используемого в вертолетах, танках и тепловых электростанциях. Измененный турбовальный двигатель может быть применен к транспортному средству с увеличенным запасом хода. Варианты осуществления настоящего изобретения должны исправлять этот турбовальный двигатель, так что турбовальный двигатель и другие компоненты в транспортном средстве могут работать вместе, чтобы приводить в движение транспортное средство с увеличенным запасом хода.

Подробности технических решений будут описаны в сочетании с чертежами.

Вариант осуществления 1

Турбовальный двигатель предоставляется посредством вариантов осуществления настоящего изобретения. Структура турбовального двигателя иллюстрируется на фиг.1. Турбовальный двигатель включает в себя: камеру 1-1 сгорания, сопло 1-2 регулировки давления, впускную турбину 1-3, выпускную турбину 1-4, выхлопную трубу 1-5 и трансмиссионный вал 1-6.

Впускная турбина 1-3 использует первый турбинный ротор с подвесным режимом вращения. Зазор между краем ротора и внутренней стенкой полости турбовального двигателя является существенно малым. Когда сильный воздушный поток протекает через зазор, может быть сформирована огромная действующая сила, чтобы побуждать ротор турбины с подвесным режимом вращения вращаться. Чем выше скорость вращения, тем больше действующая сила. Первые направляющие лопатки размещаются на впускной турбине 1-3 и устанавливаются во впускном отверстии газоподводящей трубы камеры 1-1 сгорания и выполнены с возможностью направления газа в газоподводящую трубу камеры 1-1 сгорания. Камера 1-1 сгорания имеет определенную длину, так что воздушный поток может быстро протекать, чтобы делать сгорание достаточным. Впускное отверстие камеры 1-1 сгорания соединяется с газоподводящей трубой, а хвостовая часть камеры 1-1 сгорания снабжается трансмиссионным валом 1-6 и выпускной турбиной 1-4. Выпускная турбина 1-4 также использует второй турбинный ротор с подвесным режимом вращения, на котором также размещаются вторые направляющие лопатки. Выпускное отверстие полости, где располагаются вторые направляющие лопатки, соединяется с впускным отверстием выхлопной трубы 1-5. Сопло 1-2 регулировки давления размещается перед впускным отверстием камеры 1-1 сгорания, чтобы регулировать давление газа для поступления в камеру 1-1 сгорания.

Поскольку турбовальный двигатель использует турбинные роторы с подвесным режимом вращения, турбинные роторы не касаются каких-либо частей турбовального двигателя. Неважно, насколько высокой является скорость вращения, на температуру турбинных роторов не оказывается влияние. Следовательно, проблема смазки турбинных роторов совершенно устраняется, что не только продлевает срок службы турбовального двигателя, но также влечет за собой сверхдлительный период поддержания в исправном состоянии турбовального двигателя, так что турбовальный двигатель может работать более безопасным и более стабильным образом.

Поскольку процесс сгорания турбовального двигателя является постоянным и непрерывным в камере 1-1 сгорания, и камера 1-1 сгорания имеет определенную длину, достаточное время и достаточный кислород могут быть предоставлены для процесса сгорания, чтобы выполнять полное сгорание. Следовательно, по сравнению с традиционным двигателем поршневого типа, компоненты выброса, создаваемого турбовальным двигателем, являются более дружественными к окружающей среде. Компоненты выброса эквивалентны 1/10-1/20 соответствующих величин, регулируемых стандартом выбросов Евро 5. Кроме того, можно избегать использования полного комплекта системы очистки остаточного газа, не говоря уже о технической поддержке и обслуживании системы очистки остаточного газа. Следовательно, загрязнение окружающей среды, получающееся в результате отказа от очистки отработавшего газа, может быть устранено, чтобы фактически добиваться, в корне, улучшения очистки выброса и улучшения характеристики защиты окружающей среды.

Вариант осуществления 2

Транспортное средство с увеличенным запасом хода со структурами, иллюстрированными как фиг.2 и фиг.3, дополнительно предусматривается посредством вариантов осуществления настоящего изобретения. Подробно, транспортное средство с увеличенным запасом хода включает в себя: турбовальный двигатель 1, контроллер 2 турбовального двигателя, генератор 3, комплект 4 аккумуляторных батарей, контроллер 5 аккумуляторной батареи, приводные электромоторы 6, радиатор 7 аккумуляторной батареи, систему 8 управления тепловой энергией аккумуляторной батареи (не иллюстрирована), газовый резервуар 9, центральный контроллер 10, колеса 11 и раму 12 транспортного средства.

Рама 12 транспортного средства включает в себя корпус транспортного средства, шасси и манипулирующее устройство, расположенное на шасси. Турбовальный двигатель 1, контроллер 2 турбовального двигателя, генератор 3, комплект 4 аккумуляторных батарей, контроллер 5 аккумуляторной батареи, приводные электромоторы 6, радиатор 7 аккумуляторной батареи, система 8 управления тепловой энергией аккумуляторной батареи, газовый резервуар 9 и центральный контроллер 10 размещаются на шасси.

Сигнальный конец турбовального двигателя 1 соединен с контроллером 2 турбовального двигателя. Контроллер 2 турбовального двигателя конфигурируется, чтобы управлять и регулировать выходную мощность турбовального двигателя 1 через сигнальный конец.

Трансмиссионный вал 1-6 турбовального двигателя 1 соединен с валом вращения генератора 3, чтобы приводить в действие генератор 3, чтобы вырабатывать электрическую мощность и предоставлять электрическую мощность транспортному средству. Следовательно, турбовальный двигатель 1 и генератор 3 вместе называются генераторным агрегатом. Генераторный агрегат конфигурируется, чтобы выводить электрическую энергию комплекту 4 аккумуляторной батареи и приводным электромоторам 6. Комплект 4 аккумуляторных батарей также соединяется с приводными электромоторами 6 и соединен с контроллером 5 аккумуляторной батареи на своем сигнальном конце. Контроллер 5 аккумуляторной батареи конфигурируется, чтобы регулировать и управлять выходной мощностью комплекта 4 аккумуляторных батарей.

Как показано на фиг.4, сигнальный конец генераторного агрегата, включающего в себя турбовальный двигатель 1 и генератор 3, сигнальный конец комплекта 4 аккумуляторных батарей и сигнальные концы приводных электромоторов 6 соединяются с центральным контроллером 10.

Существуют два пути, по которым протекает электрическая мощность, вырабатываемая генераторным агрегатом, включающим в себя турбовальный двигатель 1 и генератор 3, одним путем является комплект 4 аккумуляторных батарей, а другим путем являются приводные электромоторы 6. Это означает, что комплект 4 аккумуляторных батарей может заряжаться отдельно, без предоставления электрической мощности приводным электромоторам 6. Альтернативно, электрическая мощность номинальной мощности распределяется приводным электромоторам 6 и комплекту 4 аккумуляторных батарей соответственно согласно коэффициенту управления (вычисленному результату центрального контроллера), предоставленному посредством центрального контроллера 10. Даже когда комплект 4 аккумуляторных батарей не имеет электрической мощности, накапливаемой в нем, и требуется, чтобы приводные электромоторы 6 работали с максимальной мощностью, генераторный агрегат, включающий в себя турбовальный двигатель 1 и генератор 3, может предоставлять всю электрическую мощность приводным электромоторам 6 без заряда комплекта 4 аккумуляторных батарей, так, чтобы гарантировать лучшую характеристику мощности. Даже в этом случае генераторный агрегат, включающий в себя турбовальный двигатель 1 и генератор 3, могут также представлять электрическую мощность от 30 кВт до 60 кВт непосредственно приводным электромоторам 6, так что транспортное средство с увеличенным запасом хода может двигаться со скоростью движения, изменяющейся в диапазоне от 150 км/ч до 160 км/ч, пока газ не будет отработан. С помощью управления центрального контроллера 10 могут предоставляться три режима транспортного средства с увеличенным запасом хода.

Первый режим является режимом заряда в неподвижном состоянии. Когда приводные электромоторы 6 не выполняют работу, и транспортное средство является неподвижным, центральный контроллер 10 управляет генератором 3, чтобы заряжать комплект 4 аккумуляторных батарей медленно или быстро (медленно или быстро заряжать комплект аккумуляторных батарей, зависит от потребностей пользователя).

Второй режим является режимом заряда в движении. Когда приводные электромоторы 6 работают со стандартной мощностью, генератор 3 подает энергию к комплекту 4 аккумуляторных батарей. Когда приводные электромоторы 6 работают со сверхвысокой мощностью, генератор 3 и комплект 4 аккумуляторных батарей вместе подают мощность приводным электромоторам 6, чтобы мгновенно выдавать оптимальные характеристики транспортного средства.

Третий режим является режимом, когда электрическая мощность комплекта аккумуляторных батарей истощается, и требуются высокие характеристики привода (когда транспортное средство движется по автомагистрали), генератор 3 непосредственно приводит приводные электромоторы 6 в работу с большой мощностью, изменяющейся в диапазоне от 30 кВт до 60 кВт, так что транспортное средство может двигаться со скоростью движения, изменяющейся в диапазоне от 150 км/ч до 160 км/ч. И комплект 4 аккумуляторных батарей прекращает заряжаться. До тех пор, пока потребление мощности не уменьшится, транспортное средство входит в режим заряда в движении. После того как транспортное средство становится неподвижным, транспортное средство входит в режим заряда в неподвижном состоянии.

Подробно, содержатся следующие действия.

На этапе S101 состояния приводных электромоторов 6 оцениваются посредством центрального контроллера 10 согласно рабочим скоростям приводных электромоторов 6.

Если приводные электромоторы 6 прекращают работать, выполняется этап S102. Т.е., выполняется режим заряда в неподвижном состоянии. Центральный контроллер 10 отправляет сигнал генератору 3, чтобы заряжать комплект 4 аккумуляторных батарей медленно или быстро.

Если приводные электромоторы 6 работают со стандартной мощностью, выполняется этап S103. Т.е., центральный контроллер 10 отправляет сигнал генератору 3, чтобы подавать мощность комплекту 4 аккумуляторных батарей.

Если приводные электромоторы 6 работают под сверхвысокой мощностью, выполняется этап S104. Т.е., центральный контроллер 4 отправляет сигнал и генератору 3, и комплекту 4 аккумуляторных батарей, чтобы вместе подавать мощность приводным электромоторам 6. Кроме того, центральный контроллер 10 наблюдает, истощается ли электрическая энергия комплекта 4 аккумуляторных батарей.

Если центральный контроллер 10 наблюдает, что электрическая мощность комплекта 4 аккумуляторных батарей истощается, и решает, что приводные электромоторы 6 все еще работают со сверхвысокой мощностью, выполняется этап S105. Т.е., центральный контроллер 10 отправляет сигнал генератору 3, чтобы непосредственно приводить в действие приводные электромоторы 6 с большой мощностью, изменяющейся в диапазоне от 30 кВт до 60 кВт, так что транспортное средство движется с максимальной скоростью движения, изменяющейся в диапазоне от 150 км/ч до 160 км/ч. И затем комплект 4 аккумуляторных батарей прекращает заряжаться.

Если оценивается, посредством центрального контроллера 10, что потребление мощности является низким, т.е. приводные электромоторы 6 работают со стандартной мощностью, выполняется этап S103. Если оценивается, посредством центрального контроллера 10, что приводные электромоторы 6 прекращают работу, выполняется этап S102.

Вал передачи мощности каждого из вышеупомянутых приводных электромоторов 6 соединяется с приводным валом соответствующего колеса 11. Может быть представлено четыре или два приводных электромотора 6. Каждый из приводных электромоторов 6 может быть снабжен датчиком. Датчик конфигурируется, чтобы обнаруживать скорость движения транспортного средства (т.е. рабочие скорости приводных электромоторов 6). Датчик связывается с центральным контроллером 10 через линию, чтобы передавать рабочую скорость приводного электромотора 6. Если представлено четыре приводных электромотора 6, валы передачи мощности приводных электромоторов 6 соединяются с соответствующими приводными валами передних и задних колес 11 транспортного средства, чтобы вынуждать четыре колеса 11 (два передних колеса и два задних колеса) вращаться. Если представлено два приводных электромотора 6, только передние колеса 11 транспортного средства могут приводиться в движение. Альтернативно, если представлено два приводных электромотора 6, только два задних колеса 11 транспортного средства могут приводиться в движение.

Большое количество тепла может создаваться во время процесса, когда комплект 4 аккумуляторных батарей часто заряжается. Соответственно, радиатор 7 аккумуляторной батареи также предусматривается в вариантах осуществления настоящего изобретения. Может быть представлен один или более радиаторов 7 аккумуляторной батареи. Канал холодного воздуха радиатора 7 аккумуляторной батареи непосредственно соединяется с комплектом 4 аккумуляторных батарей, чтобы охлаждать комплект 4 аккумуляторных батарей своевременно посредством использования холодного воздуха, когда транспортное средство движется.

Система 8 управления тепловой энергией аккумуляторной батареи (не иллюстрирована) включает в себя датчик температуры и исполнительный механизм. Датчик температуры соединяется с исполнительным механизмом по сигнальной линии. Датчик температуры размещается на поверхности комплекта 4 аккумуляторных батарей. Исполнительный механизм соединяется с переключателем турбовального двигателя 1. Система 8 управления тепловой энергией аккумуляторной батареи наблюдает за тем, перегревается ли комплект аккумуляторных батарей 4, в реальном времени через датчик температуры. Если обнаруживается, что тепловая производительность комплекта 4 аккумуляторных батарей в единицу времени превышает предварительно заданное безопасное пороговое значение, посредством датчика температуры, исполнительный механизм инициируется, чтобы начинать работу. Исполнительный механизм выключает переключатель турбовального двигателя 1, чтобы прекращать заряд посредством турбовального двигателя 1 комплекта 4 аккумуляторных батарей.

Труба для передачи газа вышеупомянутого газового резервуара 9 соединяется с газоподводящей трубой камеры сгорания турбовального двигателя 1, для подачи газа к турбовальному двигателю 1.

Вариант осуществления 3

Другое транспортное средство с увеличенным запасом хода также предоставляется в вариантах осуществления настоящего изобретения. На основе вышеописанного варианта осуществления 2, как показано на фиг.5, транспортное средство с увеличенным запасом хода дополнительно включает в себя: устройство 13 повторного использования тепловой энергии, трубу 14 для передачи тепловой энергии и нагреватель 15 сжатого воздуха.

Устройство 13 повторного использования тепловой энергии размещается в хвостовой части камеры сгорания турбовального двигателя 1, для поглощения тепловой энергии, производимой сгорающим газом в турбовальном двигателе 1. Устройство 13 повторного использования тепловой энергии является теплообменником реберного типа, чтобы добиваться отличной характеристики поглощения тепловой энергии.

Входной конец трубы 14 для передачи тепловой энергии соединяется с устройством 13 повторного использования тепловой энергии, а выходной конец трубы 14 для передачи тепловой энергии соединяется с нагревателем 15 сжатого воздуха. С помощью трубы 14 передачи тепловой энергии тепловая энергия, повторно используемая посредством устройства 13 повторного использования тепловой энергии, передается к нагревателю 15 сжатого воздуха.

Две ответвляющиеся трубы размещаются на выходном конце нагревателя 15 сжатого воздуха. Одна соединяется с впускным отверстием камеры сгорания турбовального двигателя 1, для нагрева воздуха, поступающего в турбовальный двигатель 1, тем самым, улучшая характеристики сгорания турбовального двигателя 1. Другая труба соединяется с выпускным отверстием для теплого воздуха транспортного средства для обогрева транспортного средства.

Может быть видно из вышеописанных вариантов осуществления настоящего изобретения, что транспортное средство с увеличенным запасом хода согласно вариантам осуществления настоящего изобретения имеет более эффективный турбовальный двигатель, чем транспортное средство на предшествующем уровне техники. За счет инновации и оптимизации транспортное средство с увеличенным запасом хода согласно вариантам осуществления настоящего изобретения имеет преимущества высокой удельной мощности на единицу веса, низкого потребления мощности, низкого количества выбросов, низкого шума и вибрации, легкого технического обслуживания и продолжительного срока эксплуатации.

Общий замысел и компоновка транспортного средства с увеличенным запасом хода согласно вариантам осуществления настоящего изобретения полностью удовлетворяет преимуществам турбовального двигателя, и в сочетании с генератором, комплектом аккумуляторных батарей и центральным контроллером формирует очень эффективную, устойчивую и дружественную к окружающей среде систему.

Следует отметить, что, хотя настоящее изобретение было описано со ссылкой на конкретные варианты осуществления и чертежи, вышеприведенные описания являются примерными для понимания целей специалистами в области техники, и детали компонента, показанные на чертежах, не подразумевают ограничений на настоящее изобретение. Специалистам в данной области техники следует понимать, что варианты осуществления просто показывают схематичные варианты осуществления настоящего изобретения, а не ограничивают объем настоящего изобретения.

Изобретение относится к транспортным средствам. Транспортное средство с увеличенным запасом хода содержит колеса, раму, турбовальный двигатель, генератор, аккумуляторные батареи с радиатором, приводные электромоторы, газовый резервуар, устройство повторного использования тепловой энергии, трубу для передачи тепловой энергии и нагреватель сжатого воздуха. Труба газового резервуара соединена с трубой камеры сгорания двигателя. Устройство повторного использования тепловой энергии поглощает тепловую энергию сгорающего газа в двигателе. Входной конец трубы для передачи тепловой энергии соединен с устройством повторного использования тепловой энергии, а выходной конец - с нагревателем сжатого воздуха. Две ответвляющиеся трубы расположены на выходном конце нагревателя сжатого воздуха. Первая труба соединена с впускным отверстием камеры сгорания двигателя для нагрева газа, поступающего в двигатель, а вторая труба - с выпускным отверстием для теплого воздуха транспортного средства для его обогрева. Улучшается использование энергии. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Транспортное средство с увеличенным запасом хода, содержащее колеса (11) и раму (12) транспортного средства, при этом транспортное средство с увеличенным запасом хода дополнительно содержит:

турбовальный двигатель (1), расположенный на шасси рамы (12) транспортного средства; контроллер (2) турбовального двигателя; генератор (3); комплект (4) аккумуляторных батарей; контроллер (5) аккумуляторной батареи; приводные электромоторы (6), радиатор (7) аккумуляторной батареи, газовый резервуар (9), устройство (13) повторного использования тепловой энергии; трубу (14) для передачи тепловой энергии и нагреватель (15) сжатого воздуха;

сигнальный конец турбовального двигателя (1) соединен с контроллером (2) турбовального двигателя, трансмиссионная тяга турбовального двигателя (1) соединена с валом вращения генератора (3) и выполнена с возможностью приведения в действие генератора (3), чтобы вырабатывать электрическую мощность;

генератор (3) выполнен с возможностью вывода выработанной электрической мощности комплекту (4) аккумуляторных батарей и приводным электромоторам (6); комплект (4) аккумуляторных батарей соединен с приводными электромоторами (6) и сигнальный конец комплекта (4) аккумуляторных батарей соединен с контроллером (5) аккумуляторной батареи;

тяга силовой трансмиссии каждого из приводных электромоторов (6) соединена с приводной тягой соответствующего колеса (11);

канал холодного воздуха радиатора (7) аккумуляторной батареи соединен с комплектом (4) аккумуляторных батарей;

труба для передачи газа газового резервуара (9) соединена с газоподводящей трубой камеры сгорания турбовального двигателя (1) для подачи газа к турбовальному двигателю (1);

устройство (13) повторного использования тепловой энергии расположено в хвостовой части камеры сгорания турбовального двигателя (1) для поглощения тепловой энергии, производимой сгорающим газом в турбовальном двигателе (1);

входной конец трубы (14) для передачи тепловой энергии соединен с устройством (13) повторного использования тепловой энергии, а выходной конец трубы (13) для передачи тепловой энергии соединен с нагревателем (15) сжатого воздуха;

две ответвляющиеся трубы расположены на выходном конце нагревателя (15) сжатого воздуха, причем первая труба из двух ответвляющихся труб соединена с впускным отверстием камеры сгорания турбовального двигателя (1) для нагрева газа, поступающего в турбовальный двигатель (1), а вторая труба из двух ответвляющихся труб соединена с выпускным отверстием для теплого воздуха транспортного средства для обогрева транспортного средства.

2. Транспортное средство с увеличенным запасом хода по п. 1, дополнительно содержащее:

центральный контроллер (10);

при этом сигнальный конец генератора (3), сигнальный конец комплекта (4) аккумуляторных батарей и сигнальные концы приводных электромоторов (6) соединены с центральным контроллером (10), а генератор (3) выполнен с возможностью вывода электрической мощности номинальной мощности комплекту (4) аккумуляторных батарей и приводным электромоторам (6) согласно коэффициенту управления, предоставляемому центральным контроллером (10).

3. Транспортное средство с увеличенным запасом хода по п. 1 или 2, дополнительно содержащее:

систему (8) управления тепловой энергией аккумуляторной батареи;

при этом система (8) управления тепловой энергией аккумуляторной батареи включает в себя датчик температуры и исполнительный механизм, причем датчик температуры соединен с исполнительным механизмом через сигнальную линию, датчик температуры расположен на поверхности комплекта (4) аккумуляторных батарей, а исполнительный механизм соединен с переключателем турбовального двигателя (1).

4. Транспортное средство с увеличенным запасом хода по п. 1 или 2, в котором устройство (13) повторного использования тепловой энергии содержит теплообменник реберного типа.

5. Транспортное средство с увеличенным запасом хода по п. 1 или 2, содержащее два или четыре приводных электромотора (6).

6. Транспортное средство с увеличенным запасом хода по п. 1 или 2, в котором турбовальный двигатель содержит:

камеру (1-1) сгорания, сопло (1-2) регулировки давления, впускную турбину (1-3), выпускную турбину (1-4), выхлопную трубу (1-5) и трансмиссионный вал (1-6);

при этом впускная турбина (1-3) использует первый турбинный ротор с подвесным режимом вращения, на котором расположены первые направляющие лопатки, и первые направляющие лопатки установлены во впускном отверстии газоподводящей трубы камеры (1-1) сгорания, и первые направляющие лопатки выполнены с возможностью направления газа в газоподводящую трубу;

впускное отверстие камеры (1-1) сгорания соединено с газоподводящей трубой, а хвостовая часть камеры (1-1) сгорания снабжена трансмиссионным валом (1-6) и выпускной турбиной (1-4).

7. Транспортное средство с увеличенным запасом хода по п. 6, в котором выпускная турбина (1-4) использует второй турбинный ротор с подвесным режимом вращения, на котором расположены вторые направляющие лопатки, при этом выпускное отверстие полости, где расположены вторые направляющие лопатки, соединено с впускным отверстием выхлопной трубы (1-5); сопло (1-2) регулировки давления расположено перед впускным отверстием камеры (1-1) сгорания, чтобы регулировать давление газа для поступления в камеру (1-1) сгорания.

8. Способ заряда транспортного средства с увеличенным запасом хода по любому из пп. 1-7, включающий:

режим заряда в неподвижном состоянии: когда приводные электромоторы (6) не выполняют работу, управляют, через центральный контроллер (10), генератором (3), чтобы заряжать комплект (4) аккумуляторных батарей медленно или быстро;

режим заряда в движении: когда приводные электромоторы (6) работают со стандартной мощностью, управляют, через центральный контроллер (10), генератором (3), чтобы подавать энергию комплекту (4) аккумуляторных батарей; когда приводные электромоторы (6) работают со сверхвысокой мощностью, управляют, через центральный контроллер (10), генератором (3) и комплектом (4) аккумуляторных батарей, чтобы подавать энергию приводным электромоторам (6) вместе;

когда комплект (4) аккумуляторных батарей истощается и требуется высокая производительность привода, управляют, через центральный контроллер (10), генератором (3), чтобы непосредственно приводить в действие приводные электромоторы (6) с огромной мощностью и не заряжать комплект (4) аккумуляторных батарей; когда потребление мощности уменьшается, так что приводные электромоторы (6) работают со стандартной мощностью, входят в режим заряда в движении; когда транспортное средство останавливается, автоматически входят в режим заряда в неподвижном состоянии.