Комбинированная система питания транспортного средства

 

Использование: транспортные средства, приводимые в движение с помощью электродвигателя, с автономными источниками электропитания. Сущность изобретения: кроме традиционного источника питания - аккумуляторной батареи, дополнительно используется емкостной накопитель энергии, который предварительно заряженный /или подзаряженный/ от аккумуляторной батареи подключается параллельно аккумуляторной батарее при полном нажатии на педаль управления скоростью движения, увеличивая ток тягового двигателя транспортного средства и обеспечивая более высокие его динамические свойства. Использование емкостного накопителя энергии позволяет также снизить емкость аккумуляторной батареи, составляющей обычно по массе основную часть массы транспортного средства, уменьшить за счет этого общую массу транспортного средства, получить экономический эффект за счет уменьшения емкости аккумуляторной батареи и увеличить долговечность работы системы за счет практически очень большого срока службы емкостного накопителя энергии. 1 ил.

Изобретение относится к системам питания средств, приводимых в движение с помощью электродвигателя, с автономным источником электропитания и может быть использовано в электромобилях, электрокарах и т.п.

Существует большое количество разнообразных транспортных средств, приводимых в движение от тягового электродвигателя с автономными источниками питания. К ним можно отнести электромобили, электрокары, коляски для лиц с ослабленным состоянием здоровья (инвалидные коляски). Однако все они, как правило, в качестве источника электрической энергии используют аккумуляторные батареи. Обладая достаточно большой удельной емкостью, они обеспечивают питание тягового двигателя и движение транспортного средства. Однако внутреннее сопротивление аккумуляторной батареи, возрастающее в процессе старения, ограничивает величину силы тока, отдаваемого тяговому двигателю, что снижает динамические качества транспортного средства. В то же время использование дополнительного источника электрической энергии в виде емкостного накопителя позволяет избавиться от указанного недостатка.

Прототипом изобретения является система питания стандартного электрокара (Тройнин М. Ф. Электрокары и электропогрузчики. Л. Машиностроение, 1973, с. 138 139). Она содержит аккумуляторную батарею, педаль управления скоростью движения с возвратной пружиной, которая механически связана с переменным резистором, выключателем цепи питания и тяговым электродвигателем. Ее недостатки заключаются в том, что для обеспечения хорошей динамики движения требуются аккумуляторные батареи большой емкости, что приводит к увеличению массы и объема транспортного средства.

Задача изобретения создание комбинированной системы питания транспортного средства с электроприводом с автономным источником питания при улучшенных динамических качествах.

Сущность изобретения заключается в том, что комбинированная система питания транспортного средства, содержащая аккумуляторную батарею, подключенную к цепи питания тягового электродвигателя через выключатель и переменный резистор, механически связанные с педалью управления скоростью движения, выполненной с возвратной пружиной, дополнительно содержит емкостной накопитель энергии, диод и второй выключатель, причем диод включен в цепь заряда емкостного накопителя от аккумуляторной батареи, а дополнительный выключатель в цепь его разряда на тяговый электродвигатель, при этом дополнительный выключатель механически связан с педалью управления скоростью движения с возможностью замыкания при нажатии на педаль до упора.

Технический результат заключается в улучшении динамических характеристик транспортного средства.

На чертеже представлены схема описываемой комбинированной системы транспортного средства. Она содержит аккумуляторную батарею 1, педаль управления скоростью движения 2, механически связанную с переменным резистором (реостатом) 3, выключатель 4 цепи питания, тяговый электродвигатель 5, емкостной накопитель энергии 6, диод 7, второй выключатель 8, связанный с педалью управления скоростью движения при нажатии на нее до упора. Положительный вывод аккумуляторной батареи 1 соединен через диод 7, включенный в прямой полярности, с емкостным накопителем энергии 6 и выключателем 4 цепи питания, механически связанным с педалью правления скоростью движения 2. Второй вывод выключателя 4 цепи питания соединен через второй выключатель 8 с общей точкой соединения катода диода 7 и емкостного накопителя 6 и через переменный резистор (реостат) 3, подвижный контакт которого механически связан с педалью скорости движения 2, подключен к первому выводу тягового электродвигателя 5. Второй выключатель 8 замыкается за счет механической связи с педалью управления скоростью движения 2 при нажатии на нее до упора, а вторые выводы аккумуляторной батареи 1, емкостного накопителя 6 и тягового электродвигателя 5 соединены между собой через общую массу.

Система питания работает следующим образом. До начала движения транспортного средства педаль управления скоростью движения 2 за счет возвратной пружины находится в исходном состоянии, при котором выключатель 4 цепи питания находится в разомкнутом состоянии так же, как в разомкнутом состоянии находится и второй выключатель 8. Питание на электродвигатель 5 при этом не подается. В это время происходит заряд (или подзаряд) емкостного накопителя 6 через диод 7 до напряжения ЭДС аккумуляторной батареи 1. Для начала движения транспортного средства водитель нажимает на педаль управления скоростью движения 2, которая замыкает выключатель цепи 4 питания, и на тяговый электродвигатель 5 через переменный резистор 3 подается напряжение от аккумуляторной батареи 1. При дальнейшем нажатии на педаль 2 перемещается движок переменного резистора 3, уменьшая сопротивление в цепи питания электродвигателя 5, увеличивая ток и величину крутящегося момента. Напряжение на аккумуляторной батарее 1 при этом уменьшается за счет падения напряжения на ее внутреннем сопротивлении. За счет диода 7 емкостной накопитель энергии 6, напряжение на котором больше напряжения аккумуляторной батареи, в работе не участвует. При желании увеличить скорость разгона, преодоления подъемов, быстрого проезда участков движения при возможных аварийных ситуациях (например, обгона другого транспортного средства), водитель нажимает педаль управления скоростью движения 2 до отказа. При этом переменный резистор 3 полностью выводится и одновременно замыкается второй выключатель 8, подключая дополнительно для питания тягового электродвигателя 5 емкостной накопитель, который за счет отдачи накопленной энергии и малого внутреннего сопротивления обеспечивает увеличение динамического режима транспортного средства. При отпускании педали 2 от крайнего положения второй выключатель 8 размыкается и питание тягового электродвигателя 5 осуществляется только от аккумуляторной батареи. В это же время, если напряжение на емкостном накопителе стало меньше напряжения на аккумуляторной батарее, происходит его подзаряд через диод 7.

В результате использования предложенной схемы не только повышаются динамические свойства транспортного средства, но и уменьшается суммарный вес источников питания, т.к. для достижения тех же динамических свойств потребовалось бы существенно увеличить емкость (а следовательно, и массу) аккумуляторных батарей.

Формула изобретения

Комбинированная система питания транспортного средства, содержащая аккумуляторную батарею, подключенную к цепи питания тягового электродвигателя через выключатель и переменный резистор, механически связанные с педалью управления скоростью движения, выполненной с возвратной пружиной, отличающаяся тем, что дополнительно содержит емкостной накопитель энергии, диод и второй выключатель, причем диод включен в цепь заряда емкостного накопителя от аккумуляторной батареи, а дополнительный включатель в цепь его разряда на тяговый электродвигатель, при этом дополнительный выключатель механически связан с педалью управления скоростью движения с возможностью замыкания при нажатии на педаль до упора.

РИСУНКИ

Рисунок 1