ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО, ПРИВОДИМОЕ В ДВИЖЕНИЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ Российский патент 2019 года по МПК B60L50/60 B60L50/61 B60L53/80 H01M10/02 H02J7/00 

Настоящее изобретение относится к транспортному средству, приводимому в движение электродвигателем. Такое транспортное средство, приводимое в движение электродвигателем, может быть, например, транспортным средством, приводимым в движение только электродвигателем, а также альтернативно, транспортным средством, блок трансмиссии которого сконструирован в виде так называемого подзаряжаемого гибридного привода, по меньшей мере, с электродвигателем и двигателем внутреннего сгорания.

Проблема, существующая в транспортных средствах, приводимых в движение электродвигателем, состоит, по существу, в ограниченном запасе хода таких транспортных средств, вследствие ограниченной емкости аккумулятора накопителя энергии, в частности, аккумуляторных батарей транспортного средства. Хотя количество имеющихся в распоряжении зарядных станций возрастает, процесс зарядки зачастую занимает, по признанию пользователей транспортных средств, неприемлемо продолжительное время. В частности, необходимость повторной зарядки накопителя энергии в более длительных поездках и затрачивания на это, по существу, считающееся в большинстве случаев слишком большим времени зарядки, и недостаточно плотная в различных областях сеть зарядных станций, рассматриваются существенными доводами, выступающими против приобретения транспортного средства, приводимого в движение электродвигателем.

Задача настоящего изобретения - предусмотреть приводимое в движение электродвигателем транспортное средство, в котором можно простым способом увеличивать емкость аккумулятора для электрической энергии или согласовывать ее с изменяющейся потребностью.

Эта задача решается, согласно изобретению, с помощью транспортного средства, приводимого в движение электродвигателем, содержащего блок трансмиссии, по меньшей мере, с электродвигателем; по меньшей мере, установленный стационарно в транспортном средстве накопитель энергии и блок управления для модуляции потока энергии, по меньшей мере, между электродвигателем и, по меньшей мере, установленным стационарно в транспортном средстве накопителем энергии; кроме того, содержащее интерфейс, по меньшей мере, с одним участком подключения для заменяемого накопителя энергии.

В сконструированном, согласно изобретению, транспортном средстве, приводимом в движение электродвигателем, имеется возможность, дополнительно к стационарно установленному в транспортном средстве накопителю энергии, а вследствие этого, по существу, не заменяемому пользователем транспортного средства, предусмотреть в последнем один или несколько других накопителей энергии. Благодаря этому, создается возможность, при планировании более длительных поездок или поездок в области с недостаточным обеспечением зарядными станциями, дополнительно к стационарно установленному накопителю энергии, имеющему, например, емкость аккумулятора, достаточную для расстояния 300-500 км, обеспечивать другую емкость аккумулятора, оснащенного им для увеличения, благодаря этому, запаса хода транспортного средства, или для возможности согласования с необходимыми потребностями.

Для возможности обеспечения надежного обмена электрической энергией между одним или несколькими подключенными к месту соединения заменяемыми накопителями энергии и, по меньшей мере, электродвигателем, предлагается, что блок управления выполнен для модуляции потока энергии между, по меньшей мере, электродвигателем и, по меньшей мере, подключенным к участку подключения заменяемым накопителем энергии.

Для возможности обеспечения большей многовариантности согласования емкости аккумулятора в транспортном средстве, интерфейс может содержать множество участков подключения.

Для эффективного использования имеющегося в транспортном средстве пространства для накопителей энергии предлагается, что, по меньшей мере, один участок подключения предусмотрен в кузове и/или в багажнике сзади автомобиля, и/или в багажнике на крыше, и/или на крышке багажника, и/или в прицепе.

Для прочного позиционирования такого дополнительно предусматриваемого в транспортном средстве накопителя энергии может быть предусмотрена компоновка для фиксации накопителя энергии в соответствии с каждым участком подключения. При этом для многовариантного размещения в транспортном средстве, компоновка для фиксации накопителя энергии может быть предусмотрена, по меньшей мере, в кузове и/или в багажнике сзади автомобиля, и/или в багажнике на крыше, и/или на крышке багажника, и/или в прицепе.

Для предоставления пользователю транспортного средства, построенного таким образом, возможности осуществления своевременного обмена заменяемого накопителя энергии, предлагается, что блок управления выполнен для обеспечения информацией о степени зарядки каждого подключенного к месту соединения заменяемого накопителя энергии.

Для обеспечения эффективного использования энергии, накопленной в заменяемых накопителях энергии, предлагается, что блок управления выполнен в случае, когда к месту соединения присоединено несколько заменяемых накопителей энергии, для такой модуляции потока энергии между заменяемыми накопителями энергии и, по меньшей мере, электродвигателем, при котором заменяемые накопители энергии разряжаются последовательно.

Принципы данного изобретения могут находить применение в транспортных средствах, приводимых в движение только электродвигателем, хотя они могут предпочтительно способствовать также увеличению запаса хода, если блок трансмиссии содержит двигатель внутреннего сгорания.

Далее приводится более подробное описание изобретения со ссылкой на единственную фигуру, на которой показано принципиальное изображение приводимого в движение электродвигателем транспортного средства.

Изображенное на фигуре приводимое в движение электродвигателем транспортное средство 10 содержит в соответствии с приводимыми в движение колесами 12, 14 блок 16 трансмиссии. Блок 16 трансмиссии содержит, по меньшей мере, электродвигатель 18 и может иметь дополнительно, в случае так называемого подзаряжаемого гибридного привода, двигатель 20 внутреннего сгорания.

Электрическая энергия накапливается в стационарно установленном в транспортном средстве 10 накопителе 22 энергии, из которого электрической энергией питается, по меньшей мере, электродвигатель 18 для приведения в движение транспортного средства 10. Также и другие имеющиеся в электрической бортовой сети транспортного средства 10 потребители электрической энергии могут питаться от накопителя 22 энергии. Блок 24 управления управляет или регулирует обмен электрической энергией между накопителем 22 энергии и, по меньшей мере, электродвигателем 18. Это относится к тяговому состоянию, при котором, по меньшей мере, электродвигатель 18 обеспечивает вращающий момент привода для приведения в движение транспортного средства 10, а для этого питается электрической энергией из накопителя 22 энергии. Также в состоянии принудительного холостого хода, в котором, по меньшей мере, электродвигатель 18 может работать как генератор для обеспечения накопителя 22 энергии для накопления электрической энергии, блок 24 управления может влиять на поток энергии между, по меньшей мере, электродвигателем 18 и накопителем 22 энергии, в частности, управлять или регулировать этот поток. Кроме того, блок 24 управления для зарядки накопителя 22 энергии может управлять или регулировать поток энергии между разъемом 26 для зарядки, к которому может подключаться внешняя зарядная станция и накопителем 22 энергии, или устанавливать соединение между разъемом 26 для зарядки и накопителем 22 энергии.

Следует обратить внимание на то, что накопитель 22 энергии может содержать множество единиц накопителей энергии, конструктивно связанных друг с другом, однако, по существу, размещенных для эффективного использования конструктивного пространства в различных местах транспортного средства 10.

Кроме того, транспортное средство 10 содержит, например, в кузове 28, например, в багажнике легкового автомобиля, интерфейс 30 с множеством участков 32, 34, 36 подключения. К каждому участку 32, 34, 36 подключения может подключаться заменяемый накопитель 38, 40 энергии. C этой целью на участке интерфейса 30 или участков 32, 34, 36 подключения предусмотрен, в соответствии с каждым участком 32, 34, 36 подключения, участок 42, 44, 46 установки накопителя энергии соответственно с компоновкой 48, 50, 52 для фиксации накопителя энергии. Участки 42, 44, 46 установки накопителя энергии могут быть сформированы при согласовании с располагаемыми на них заменяемыми накопителями 38, 40 энергии так, что они задают определенное позиционирование накопителей 38, 40 энергии, например, посредством геометрического замыкания, при котором накопители 38, 40 энергии фиксируются соответственно компоновкой 48, 50, 52 для фиксации накопителя энергии, например, посредством клеммового закреплении или зажимания. Например, компоновки 48, 50, 52 для фиксации накопителя энергии могут иметь элементы для быстрого зажимания или резьбовые шпильки, с возможностью их завинчивания для фиксации соответствующего заменяемого накопителя 38, 40 энергии.

Блок 24 управления предназначен для управления или регулирования обмена электрической энергии между подключенным к месту 30 соединения заменяемым накопителем 38, 40 энергии и, по меньшей мере, электродвигателем 18. Таким способом можно использовать энергию, накопленную в заменяемых накопителях 38, 40 энергии для обеспечения дополнительно к энергии, накопленной в стационарно установленном в транспортном средстве накопителе 22 энергии, для эксплуатации, по меньшей мере, электродвигателя 18, а при необходимости - других потребителей электрической энергии в транспортном средстве 10. По существу, блок 24 управления может быть выполнен также для подачи электрической энергии, выработанной в режиме принудительного холостого хода работающим, как генератор электродвигателем 18, к подключенному или подключенным к месту 30 соединения заменяемым накопителям 38, 40 энергии для их при необходимости повторной зарядки. В данном случае возможна различная стратегия зарядки. В частности, блок 24 управления может быть устроен, например, чтобы отдавать предпочтение зарядке установленному стационарно в транспортном средстве накопителю 22 энергии, поэтому при зарядке сначала отслеживают: заряжен или заряжается установленный стационарно в транспортном средстве накопитель 22 энергии, прежде чем переходить к зарядке одного или нескольких заменяемых накопителей 38, 40 энергии. Также для использования энергии, накопленной в различных накопителях 22, 38, 40 энергии, выбирают различные стратегии. В частности, предпочтительно, например, разряжать заменяемые накопители 38, 40 энергии, так чтобы в тяговом режиме сначала разряжались заменяемые накопители 38, 40 энергии, и только потом, когда они больше уже не могут использоваться для обеспечения, по меньшей мере, электродвигателя 18 или других потребителей в транспортном средстве 10 энергией, ее отбирают также из установленного стационарно в транспортном средстве накопителя 22 энергии. Если к месту 30 соединения подключены несколько заменяемых накопителей 38, 40 энергии, то предпочтительно разряжать их последовательно, поэтому уже разряженный и больше непригодный для обеспечения, по меньшей мере, электродвигателя 18 заменяемый накопитель энергии заменяют на заряженный заменяемый накопитель энергии, в то время как еще более заряженный или не полностью разряженный заменяемый накопитель энергии сначала может еще оставаться в транспортном средстве. Для обеспечения этого блок 24 управления может быть предназначен для регистрации степени зарядки подключенных к месту 30 соединения заменяемых накопителей 38, 40 энергии и в соответствии с зарегистрированной степенью зарядки соединять отдельные заменяемые накопители 38, 40 энергии последовательно по времени, по меньшей мере, с электродвигателем 18 для поочередной разрядки в соответствии с этим заменяемых накопителей 38, 40 энергии.

В сконструированном, согласно изобретению, транспортном средстве 10 создана возможность согласования запаса хода с имеющимся потреблением. Если транспортное средство 10 используют, например, в нормальном обычном режиме эксплуатации, при котором нужно исходить из того, что ежедневное расстояние не превышает покрывающую запас хода энергию, накопленную в установленном стационарно в транспортном средстве накопителе 22 энергии, можно отказаться от дополнительного заменяемого накопителя энергии. Если потребление в установленном стационарно в транспортном средстве накопителе 22 энергии превышает, то к месту 30 соединения могут подключаться, опять же, в зависимости от действительно имеющейся потребности, один или несколько заменяемых накопителей 38, 40 энергии. Так как, в целом, емкость аккумулятора этих заменяемых накопителей 38, 40 энергии известна, пользователь такого транспортного средства хорошо распознает, сколько заменяемых накопителей энергии нужно подключать к месту 30 соединения для покрытия имеющейся потребности.

Для эксплуатации сконструированного согласно изобретению транспортного средства 10 может быть построена, например, система обеспечения, при которой подготавливают заряженные заменяемые накопители энергии, например, на бензозаправочных станциях или автостоянках, или в специально предусмотренных для этого сооружениях. Пользователь такого транспортного средства может также, как при заправке бензиновых транспортных средств, заменять на такой станции или в сооружении, при соответствующей потребности, разряженный заменяемый накопитель энергии на заряженный заменяемый накопитель энергии, а благодаря этому непосредственно продолжать поездку, без необходимого обязательного ожидания времени зарядки. Для этого блок 24 управления может быть выполнен для обеспечения пользователя такого транспортного средства, например, посредством индикации, информацией, воспроизводящей степень зарядки не только установленного стационарно в транспортном средстве накопителя 22 энергии, но и степень зарядки каждого подключенного к месту 30 соединения заменяемого накопителя 38, 40 энергии. Пользователь узнает в этом случае: какой заменяемый накопитель 38, 40 энергии уже разряжен и его нужно заменить в случае необходимости на заряженный заменяемый накопитель энергии. Также при только распознанной в течение поездки потребности пользователь такого транспортного средства может подъехать к такой станции или сооружению для установки на них одного или нескольких заменяемых накопителей энергии. По существу, пользователи таких транспортных средств могут также запастись заменяемыми накопителями энергии для размещения в случае необходимости одного или нескольких заменяемых накопителей энергии в транспортном средстве в начале поездки.

Кроме того, следует учесть, что такие заменяемые накопители энергии могут размещаться также на других участках транспортного средства. В частности, также возможно размещение заменяемого накопителя энергии на участке снаружи транспортного средства, например, в багажнике сзади автомобиля или в багажнике на крыше. Также возможно размещение на багажнике или на крышке багажника или в прицепе. По существу, также возможно распределение заменяемых накопителей энергии по разным участкам их установки в транспортном средстве, в частности, размещать, например, часть заменяемых накопителей энергии в багажнике или в кузове транспортного средства, а другую часть заменяемых накопителей энергии - на другом участке транспортного средства, например, в багажнике на крыше или, в частности, если это грузовой автомобиль - в прицепе. При этом следует учесть, что в таких предусмотренных в транспортном средстве, или в соединенном с ним прицепе участках, на которых должны размещаться заменяемые накопители энергии, нужно предусматривать вышеуказанные мероприятия, - с одной стороны, для создания электрического подключения, а, с другой стороны, - для прочного механического соединения. Альтернативно возможно, в частности, что при размещении снаружи салона транспортного средства или кузова создание электрического соединения с предусмотренным внутри транспортного средства участком подключения посредством соединительного провода.

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Транспортное средство содержит блок трансмиссии с электродвигателем, установленный стационарно в транспортном средстве накопитель энергии, блок управления для модуляции потока энергии, интерфейс со множеством участков подключения для каждого заменяемого накопителя энергии. Причем блок управления предназначен для модуляции потока энергии между установленным стационарно в транспортном средстве накопителем энергии, а также заменяемыми накопителями энергии и электродвигателем. Причем блок управления выполнен так, что когда к интерфейсу подключено множество заменяемых накопителей энергии, модуляция потока энергии осуществляется так, что заменяемые накопители энергии разряжаются последовательно. Причем блок управления выполнен так, что модуляция потока энергии в тяговом режиме осуществляется так, что сначала разряжается каждый заменяемый накопитель энергии и только потом, когда каждый заменяемый накопитель энергии не может использоваться для обеспечения энергией, энергию отбирают из установленного стационарно накопителя энергии. Технический результат заключается в увеличении запаса хода транспортного средства. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Транспортное средство, приводимое в движение электродвигателем, содержащее блок (16) трансмиссии, по меньшей мере, с электродвигателем (18), по меньшей мере, установленный стационарно в транспортном средстве накопитель (22) энергии и блок (24) управления для модуляции потока энергии, по меньшей мере, между электродвигателем (18) и, по меньшей мере, установленным стационарно в транспортном средстве накопителем (22) энергии; кроме того, содержащее интерфейс (30) со множеством участков (32, 34, 36) подключения для каждого заменяемого накопителя (38, 40) энергии, причем блок (24) управления предназначен для модуляции потока энергии между, по меньшей мере, одним электродвигателем (18) и каждым подключенным к участку (32, 34, 36) подключения интерфейса заменяемым накопителем (38, 40) энергии,

причем блок (24) управления выполнен так, что когда к интерфейсу (30) подключено множество заменяемых накопителей (38, 40) энергии, модуляция потока энергии между заменяемыми накопителями (38, 40) энергии и, по меньшей мере, одним электродвигателем (18) осуществляется так, что заменяемые накопители (38, 40) энергии разряжаются последовательно,

причем блок (24) управления выполнен так, что модуляция потока энергии между установленным стационарно в транспортном средстве накопителем (22) энергии, а также заменяемыми накопителями (38, 40) энергии и, по меньшей мере, одним электродвигателем (18) в тяговом режиме транспортного средства осуществляется так, что сначала разряжается каждый подключенный к интерфейсу (30) заменяемый накопитель (38, 40) энергии и только потом, когда каждый подключенный к интерфейсу (30) заменяемый накопитель (38, 40) энергии не может использоваться для обеспечения энергией, по меньшей мере, одного электродвигателя (18), энергию отбирают из установленного стационарно в транспортном средстве накопителя (22) энергии.

2. Транспортное средство по п. 1, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один участок (32, 34, 36) подключения расположен в кузове (28) и/или в багажнике сзади, и/или в багажнике на крыше, и/или на крышке багажника, и/или в прицепе.

3. Транспортное средство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что компоновка для фиксации накопителя энергии предусмотрена в соответствии с каждым участком (32, 34, 36) подключения.

4. Транспортное средство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что компоновка для фиксации накопителя энергии предусмотрена, по меньшей мере, в кузове (28) и/или в багажнике сзади, и/или в багажнике на крыше, и/или на крышке багажника, и/или в прицепе.

5. Транспортное средство по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что блок (24) управления выполнен для обеспечения информацией о степени зарядки каждого подключенного к интерфейсу (30) заменяемого накопителя (38, 40) энергии.

6. Транспортное средство по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что блок (16) трансмиссии содержит двигатель (20) внутреннего сгорания.