Зарядная система для электрического транспорта Российский патент 2020 года по МПК F17D1/04 H02J4/00 B60L53/54 B60L53/57 

Область техники

Настоящее изобретение относится к зарядной системе для зарядки электрического транспорта на дорогах общего пользования.

Уровень техники

В настоящее время идет развитие электрического транспорта, совершенствуется конструкция, разрабатываются новые технологии, позволяющие увеличивать пробег электрического транспорта на одной зарядке. Исходя из этого существует потребность в создании зарядных станций для электрического транспорта. Авторами изобретений и полезных моделей предлагается ряд работ, в которых отражаются конструктивные и принципиальные нововведения, позволяющие увеличить надежность зарядных станций и развить их функционал.

В большинстве своем данные работы подразумевают подключение к центральному электроснабжению и не приспособлены к регионам, где не имеется центрального электроснабжения, но имеется распределенная сеть с иными источниками энергии, такие как газообразные углеводороды.

В силу того, что обширность территорий подразумевает наличие связывающих ее дорог общего пользования и необходимость передвижения по ним в том числе и электрического транспорта, существует потребность обеспечения зарядкой этого транспорт.

Так, известна Комплектная трансформаторная подстанция с функцией зарядки электромобилей (Патент ПМ №165524) состоящая из распределительных устройств высшего напряжения, распределительных устройств низкого напряжения, силового трансформатора, зарядной станции. Корпус выполнен из сэндвич-панелей, монолитного бетона или металла. Все отсеки изолированы друг от друга и разделены перегородками, на наружной поверхности корпуса расположен, по меньшей мере, один антивандальный терминал с разъемами для подключения электромобилей к зарядной станции, с размещенным в нем блоком контроля и индикации зарядной станции. В отсеке зарядной станции размещен шкаф с зарядной станцией, автоматическим выключателем и блоком промышленного логического контроллера для ограничения загрузки зарядной станции, соединенный с автоматическим выключателем.

Недостатком данной полезной модели является то, что зарядная станция работает от центрального электроснабжения переменного тока и не имеет функции быстрой зарядки.

Известна Зарядная система для электромобилей (Патент РФ ИЗ №2674914) которая содержит минимум одну зарядную станцию, силовую электронную схему, минимум один накопитель электроэнергии, устройство вторичного охлаждения и минимум один теплоаккумулятор. К зарядной станции подключается тяговая батарея электромобиля через зарядный кабель. Питающая сеть обеспечивает определенную электрическую сетевую мощность. Зарядная станция может быть подключена к питающей сети через силовую электронную схему. Минимум один накопитель электроэнергии подключен между питающей сетью и соответствующей зарядной станцией. Накопитель электроэнергии может быть заряжен исходя из электрической сетевой мощности питающей сети. Накопитель может быть разряжен исходя из скорости зарядки электромобиля зарядной станцией. Зарядная станция, силовая электронная схема и минимум один накопитель могут быть подключены к устройству вторичного охлаждения, которое обеспечивает определенную теплоемкость вторичного охлаждения. Минимум один теплоаккумулятор подключен к устройству вторичного охлаждения, к зарядной станции, к силовой электронной схеме и минимум к одному накопителю электроэнергии. Теплоаккумулятор или охлаждающая среда теплоаккумулятора могут быть нагреты исходя из потерь мощности силовой электронной схемы, зарядной станции и накопителя электроэнергии, а также могут быть охлаждены исходя из теплоемкости вторичного охлаждения устройства вторичного охлаждения.

Недостатками данного изобретения является невозможность функционирования зарядной системы в местах отсутствия питающей сети электрического тока и напряжения.

Имеется Зарядная система для электрических транспортных средств (Патент РФ ИЗ №2520616) содержащая множество зарядных портов, каждый из которых имеет интерфейс для обмена энергией с, по меньшей мере, одним электрическим транспортным средством, множество силовых преобразователей для преобразования энергии, поступающей от источника энергии, такого как электрическая сеть, в подходящий формат для зарядки транспортного средства, переключаемую соединительную матрицу для присоединения, по меньшей мере, одного силового преобразователя к, по меньшей мере, одному зарядному порту, по меньшей мере, один контроллер для управления, по меньшей мере, одним из силовых преобразователей, и/или для управления операциями переключения соединительной матрицы и силового преобразователя, а также средства связи для обмена параметрами с, по меньшей мере, одним электрическим транспортным средством.

Недостатком изобретения является невозможность функционирования системы в местах отсутствия электрической сети

Раскрытие изобретения

Технической проблемой, на решение которой направлено, заявляемое изобретение, является, возможность использования электрического транспорта на дорогах общего пользования в зонах отсутствия электросетей большой мощности, но наличии магистрального газопровода.

Технический результат заявленного изобретения заключается в обеспечении необходимой мощности и энергии для работы системы в зоне отсутствия питающей сети электрического тока за счет использования топливных элементов.

Технический результат заявленной полезной модели достигается тем, что предложена система зарядных станций для электрического транспорта, содержащая, по меньшей мере, один распределительный газопровод, соединяющий магистральный газопровод, как минимум с одним топливным элементом, который последовательно соединен посредством токопроводящих линий с линией электропередач, по меньшей мере, с одной зарядной станцией, выполненной с возможностью подключения электрического транспорта.

Совокупность указанных выше технических признаков позволяет системе зарядных станций для электрического транспорта работать, используя газ из газовой магистрали производить заряд электрического транспорта на дорогах, расположенных в зоне покрытия создаваемой сети.

Краткое описание чертежей

Сущность изобретения поясняется фигурой.

На Фиг. приведена схема системы зарядных станция для электрического транспорта, где цифрами обозначены:

1. Источник газа

2. Магистральный газопровод

3. Потребитель газа

4-8. Распределительный газопровод

9-13. Топливный элемент

14-18. Токопроводящая линия

19. Линия электропередач

20-25. Токопроводящая линия

26-31. Зарядная станция

32-37. Зарядный кабель

38-43. Электрический транспорт

44. Дорога общего пользования

Осуществление и примеры реализации

Заявляемое техническое решение, содержит минимум один топливный элемент, включенный через трубопровод в газовую магистраль, соединяющую производство газа с потребителем газа, в котором вырабатывается электроэнергия, которая в результате распределяется по сети электрозарядных станций (или станцию) через линию электропередач, которые расположены на дороге общего пользования.

Магистральный газопровод 2, соединяет источник газа 1 и потребителя газа 3 и посредством распределительных газопроводов 4-8 подключен к по меньшей мере одному топливному элементу 9-13, который соединен посредством токопроводящих линий 14-18 с линией электропередач 19, к которой подключены посредством токопроводящих линий 20-25 по меньшей мере одна зарядная станция 26-31, к которой через зарядные кабели 32-37 имеют возможность подключения электрический транспорт 38-43, расположенный на дороге общего пользования 44.

Источником газа 1, может является, как и завод по добычи газа, так и газохранилище, в которое газ поставляется либо на различных видах транспорта, либо через магистральный газопровод из иных источников. Затем газ по магистральному газопроводу 2 транспортируется к потребителю газа 3, которым может являться город, газохранилище, завод по переработке и подготовке к транспортировке газа различными видами транспорта. На всем протяжении магистрального газопровода 2 к нему имеется возможность подключения распределительных газопроводов 4-8, по которым газ подается на топливные элементы 9-13, в которых происходит реакция прямого преобразования химической энергии газа в электрическую, которая затем через токопроводящие линии 14-18 подается на линию электропередач 19. Далее энергия распределяется по зарядным станциям 26-31 через токопроводящие линии 20-25. Зарядные станции 26-31 могут быть расположены как и на традиционных автозаправочных станциях расположенные в непосредственной близости от дороги общего пользования 44, так и иметь стационарные посты оборудованные только для зарядки электрического транспорта 38-43, так же расположенные в непосредственной близости от дорого общего пользования 44.

Подключение топливных элементов 9-13 к линии электропередач 19, подразумевает, что в случаях остановки одного из топливных элементов 9-13, энергия, вырабатываемая в других оставшихся в работе топливных элементов, подается на все зарядные станции 26-31. В случаях если в системе топливных элементов 9-13 работает только один топливный элемент, его энергия так же распределяется по всем зарядным станциям 26-31. В случаях остановки каких-либо из зарядных станций 26-31 энергия из топливных элементов 9-13 распределяется среди работающих на данный момент времени зарядный станций.

В качестве возможной реализации схема подразумевает подключение к обеспечению железной дороги электроэнергией. При этом топливные элементы 9-13 могут служить источников энергии для трансформаторов, которые обеспечивают электроэнергией железнодорожные пути, по которым могут следовать электропоезда.

Пример реализации

Ниже приведен пример конкретного выполнения заявляемого решения, с одним топливным элементом и одной зарядной станцией.

Один топливный элемент 9, посредством одной ветви распределительного газопровода 4 соединен с магистральным газопроводом 2, который соединяет источник газа 1 с потребителем газа 3, и, посредством токопроводящей линии 14, подключен к линии электропередач 19. К линии электропередач 19 подключена токопроводящая линия 20, которая подключена к одной зарядной станции 26, от которой идет три зарядных кабеля 32, к каждому из которых может подключиться по одному электромобилю 38.

На сегодняшний день в России насчитывается порядка 180000 км газопроводов при этом магистральные газопроводы в большинстве своем не совпадают с распределением сети электропередач. Для обеспечения необходимого режима работы газопровода создаются локальные точки генерации электроэнергии, которые обеспечивают необходимые характеристики работы газопровода. Данные точки генерации имеют ограниченную мощность и предназначены только для обеспечения работы газопроводной аппаратуры. Частично, особенно, что касается дальнего востока России, магистральные газопроводы находятся по близости дорог общего пользования. Учитывая развитие электрического транспорта в стране и мире возникает потребность в обеспечении необходимой инфраструктуры для работы электрического транспорта, что может быть достаточно актуально на трассах так называемого «Шелкового пути» соединяющих Китай с достаточно развитым модельным рядом электротранспорта, с Россией.

Изобретение относится к зарядной системе для электрического транспорта, характеризующейся, по меньшей мере, одним распределительным газопроводом, соединяющим магистральный газопровод, как минимум, с одним топливным элементом, который последовательно соединен посредством токопроводящих линий с линией электропередач и, по меньшей мере, одной зарядной станцией, выполненной с возможностью подключения электрического транспорта. Достигается создание питающей электросети для электрического транспорта на основе сети магистрального газопровода. 1 ил.

Зарядная система для электрического транспорта, характеризующаяся, по меньшей мере, одним распределительным газопроводом, соединяющим магистральный газопровод, как минимум, с одним топливным элементом, который последовательно соединен посредством токопроводящих линий с линией электропередач и, по меньшей мере, одной зарядной станцией, выполненной с возможностью подключения электрического транспорта.