Способ генерации мощности для работы транспорта с электрическим приводом и устройство генерации мощности



Способ генерации мощности для работы транспорта с электрическим приводом и устройство генерации мощности
Способ генерации мощности для работы транспорта с электрическим приводом и устройство генерации мощности
F03G2007/007 - Пружинные, гравитационные, инерционные и другие аналогичные двигатели; устройства и механизмы для получения механической энергии, не отнесенные к другим подклассам или использующие не отнесенные к другим подклассам источники энергии (устройства, связанные с передачей энергии к транспортным средствам от природных источников B60K 16/00; электрические тяговые системы транспортных средств с питанием от природных источников энергоснабжения B60L 8/00)
B60K2016/003 - Расположение или монтаж силовых установок и трансмиссий транспортных средств; расположение или монтаж нескольких различных первичных двигателей; вспомогательные приводы; контрольно-измерительные приборы и панели управления; комбинированные средства управления приводами; устройства и приспособления силовых установок, связанные с охлаждением, забором воздуха, выхлопом газов или подачей топлива в транспортных средствах

Владельцы патента RU 2738494:

Баякин Сергей Геннадьевич (RU)

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Способ генерации мощности для работы транспорта с электрическим приводом заключается в том, что используют тепловую мощность окружающей среды различных видов: воздуха, воды, грунта, солнечного излучения и комбинации видов, которую собирают в конструктивных элементах транспорта, контактирующих с окружающей средой, посредством рабочего тела, находящегося в специальных полостях данных конструктивных элементов. При этом аккумулятор электрического транспорта подключают к электромотор-генератору устройства генерации мощности, через контроллер, второй вход/выход контроллера соединяют с электрическим приводом транспорта. При этом тепловую мощность потерь электрического привода рекуперируют в электрическую мощность. Также заявлено устройство генерации мощности для транспорта с электрическим приводом, представляющее собой термоэлектротрансформатор, состоящий из испарителя, конденсатора, контроллера и соединенных между собой турбины, компрессора и электромотор-генератора. Технический результат заключается в повышении эффективности использования тепловой мощности окружающей среды для работы транспорта с электрическим приводом. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области транспорта, в частности к транспорту с электрическим приводом.

Известны и широко применяются способы обеспечения работы транспорта с электрическим приводом, в частности, способы зарядки и подзарядки аккумуляторов электрического транспорта путем передачи мощности через контактные линии. Известны так же способы зарядки аккумуляторов электрического транспорта посредством подключения к источнику электрической мощности на стоянке.

Недостатком указанных способов является зависимость электрического транспорта от внешних источников электрической мощности, контактных линий и точек подключения.

Известен так же способ автономной подзарядки аккумуляторов электрического транспорта за счет мощности торможения путем рекуперации ее части посредством переключения электромотор-генератора привода электротранспорта из режима мотора в режим генератора во время торможения. Недостатком указанного способа является то, что количество части мощности торможения не достаточно для зарядки/подзарядки аккумулятора для автономного движения электрического транспорта. (http://electrik.info/main/fakty/1172-rekuperaciya-elektricheskoy-energii/html)

Наиболее близким является способ автономного электропитания и зарядки аккумуляторов электрического транспорта, при котором в качестве источника используют световую солнечную мощность, преобразуемую в электрическую мощность посредством солнечных элементов.

Недостатками указанного способа являются низкий КПД солнечных элементов, суточная, погодная и ориентационная зависимость, громоздкость, большая площадь солнечных элементов и неудобство их размещения на электрическом транспорте. Главным недостатком указанного способа является то, что тепловая мощность солнечного излучения и среды в которой находится транспорт, а так же тепловая мощность выделяемая электрическим приводом для работы транспорта не используется. (https://mirenergii.ru/energiyasolnca/avtomobil-na-solnechnyx-batareyax-mif-ili-realnost/html)

Задача заявляемого изобретения - генерация электрической мощности для зарядки и рабочего питания электрического транспорта как на стоянке так и в движении за счет тепловой мощности окружающей среды - воздуха, воды, грунта, солнечного излучения, мощности потерь привода которую преобразуют в электрическую мощность с помощью термоэлектротрансформатора.

Технический результат, заявленного изобретения выражается в повышении эффективности использования тепловой мощности окружающей среды и тепловой мощности потерь электропривода для работы транспорта с электрическим приводом.

Технический результат достигается тем, что в способе генерации мощности для работы транспорта с электрическим приводом, при котором используют мощность окружающей среды, согласно изобретению, используют тепловую мощность окружающей среды различных видов - воздуха, воды, грунта, солнечного излучения и комбинации видов, которую собирают в конструктивных элементах транспорта, контактирующих с окружающей средой, посредством рабочего тела, находящегося в специальных полостях данных конструктивных элементов, собранную тепловую мощность, трансформируют в механическую, а затем в электрическую в устройстве генерации мощности, размещенном в транспорте с электрическим приводом, при этом, аккумулятор электрического транспорта подключают к электромотор-генератору устройства генерации мощности, вход/выход которого соединен с входом/выходом контроллера, второй вход/выход контроллера соединяют с электрическим приводом транспорта, при этом, тепловую мощность потерь электрического привода рекуперируют в электрическую мощность.

Устройство генерации мощности для работы транспорта с электрическим приводом, для реализации заявляемого способа представляет собой термоэлектротрансформатор, состоящий из испарителя, конденсатора, контроллера, и соединенных между собой турбины, компрессора и электромотор-генератора, при этом, компоненты устройства размещены на электрическом транспорте, испаритель выполнен в виде элементов конструкции транспорта, контактирующих с окружающей средой, вход/выход электромотор-генератора соединен с контроллером, вход/выход которого выполнен с возможностью соединения с аккумулятором транспорта, второй вход/выход контроллера выполнен с возможностью соединения с электрическим приводом транспорта. Так же компрессор, турбина, конденсатор и электромотор-генератор могут быть размещены на одном валу и в одном корпусе.

Схема осуществления способа, объединенная со схемой устройства, представлена на фиг. 1.

Позициями на схеме показан конструктивный элемент электрического транспорта (кузов, фюзеляж, корпус, крыло и др.) 1, термоэлектротрансформатор 2, включающий испаритель 3, конденсатор 4, контроллер 5, компрессор 6, турбину 7, электромотор-генератор 8, аккумулятор транспорта 9, электрический привод транспорта (винт, колесо и др.) 10, место оператора 11.

Способ генерации мощности для работы транспорта с электрическим приводом с использованием устройства генерации мощности осуществляют следующим образом:

Рабочее тело находящееся в специальных полостях конструктивных элементов транспорта, например, таких как корпус, фюзеляж, крылья, палуба, крыша, радиатор и др., контактирующих с окружающей средой и выполняющих функцию испарителя 3, при температуре окружающей среды - воздуха, воды, грунта, солнечного излучения, собирает тепловую мощность как во время движения, так и во время стоянки транспорта. Оператор электрического транспорта, посредством контроллера 5, подключает аккумулятор электрического транспорта 9 к электромотор-генератору 8, который раскручивает компрессор 6 до рабочих оборотов, компрессор 6 перемещает рабочее тело из испарителя 3 в конденсатор 4, при этом, увеличивает давление и температуру рабочего тела, тепловая мощность рабочего тела, накопленная в испарителе 3, концентрируется в конденсаторе 4 по принципу теплового насоса с усредненным коэффициентом трансформации СОР=4 (обратным КПД=25%), далее рабочее тело с высоким давлением и высокой температурой поступает в турбину 7, отдает накопленную тепловую мощность турбине и возвращается в испаритель 3 с низким давлением и с температурой ниже температуры окружающей среды, в испарителе рабочее тело восстанавливает тепловую мощность отданную турбине 7 за счет тепловой мощности окружающей среды. Турбина 7 преобразовывает тепловую мощность рабочего тела в механическую мощность, которая передается компрессору и электромотор-генератору. Поскольку полный КПД турбины 7 с электромотор-генератором существенно превышает 25% (например в турбоэлектрогенераторе Capstone WHG125 КПД составляет 38% https://powerquality.ru/upload/iblock/b9b/capstone-c1000-_-prezentatsiya.pdf), то механической мощности, создаваемой турбиной 7, достаточно для работы компрессора, а избыточную механическую мощность электромотор-генератор преобразовывает в электрическую мощность, которая через контроллер 5 поступает в аккумулятор 9 и привод 10.

Таким образом, способ позволяет заряжать/подзаряжать аккумулятор электрического транспорта как во время стоянки, так и в движении.

Например, способ и устройство при применении на современных легковых электрических автомобилях, у которых средняя емкость штатных аккумуляторов составляет 90 кВт*час, позволяет с помощью термоэлектротрансформатора генерировать электрическую мощность 10 кВт, достаточную для зарядки штатного аккумулятора за 9 часов в режиме стоянки, при этом масса термоэлектротрансформатора (не более 50 кГ) позволяет размещать конструкцию на электрическом автомобиле при незначительном снижении полезной массы автомобиля.

(https://vandex.ru/turbo?text=https%3A%2F%2Ffastmb/ru%2Fautonews%2Fautonews_mir%2F3 507-elektromobili-2019-goda-s-bolshim-zapasom-hoda-top-10.html)

Преимуществом способа является возможность автономной генерации мощности для транспорта с электрическим приводом, как во время стоянки, так и во время движения, за счет эффективного использования тепловой мощности окружающей среды - воздуха, воды, грунта, солнечного излучения, а также использования тепловой мощности потерь привода, что повышает эффективность работы электрического транспорта разных видов и модификаций - морского, воздушного, наземно-подземного, космического.

1. Способ генерации мощности для работы транспорта с электрическим приводом, при котором используют тепловую мощность окружающей среды, отличающийся тем, что используют тепловую мощность окружающей среды различных видов - воздуха, воды, грунта, солнечного излучения и комбинации видов, которую собирают в конструктивных элементах транспорта, контактирующих с окружающей средой, посредством рабочего тела, находящегося в специальных полостях данных конструктивных элементов, собранную тепловую мощность трансформируют в механическую, а затем в электрическую в устройстве генерации мощности, размещенном в транспорте с электрическим приводом, при этом аккумулятор электрического транспорта подключают к электромотор-генератору устройства генерации мощности, через контроллер, второй вход/выход контроллера соединяют с электрическим приводом транспорта, при этом тепловую мощность потерь электрического привода рекуперируют в электрическую мощность.

2. Устройство генерации мощности для транспорта с электрическим приводом, представляющее собой термоэлектротрансформатор, состоящий из испарителя, конденсатора, контроллера и соединенных между собой турбины, компрессора и электромотор-генератора, отличающееся тем, что компоненты устройства размещены на электрическом транспорте, испаритель совмещен с элементами конструкции транспорта, контактирующими с окружающей средой, при этом вход/выход электромотор-генератора соединен с контроллером, вход/выход которого выполнен с возможностью соединения с аккумулятором транспорта, второй вход/выход контроллера выполнен с возможностью соединения с электрическим приводом транспорта.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что компрессор, турбина, конденсатор и электромотор-генератор размещены на одном валу.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности, к нетрадиционным преобразователям тепловой энергии в механическую работу. Оно может быть применено в приводах электрических агрегатов, насосно-компрессорного и другого оборудования промышленного, сельскохозяйственного и иного назначения с преимущественным использованием возобновляемых природных энергоресурсов, а также энергии теплосодержащих выбросов в окружающую среду.

Изобретение относится к устройству для манипулирования микро- и нанообъектами и способу изготовления микромеханического актюатора и может найти применение в области радиоэлектроники, машиностроения, биотехнологии, электронной микроскопии, медицины.

Термически и электрически управляемый миниатюризированный исполнительный механизм содержит двуслойную структуру, образованную из слоя сплава с памятью формы, соединенного со слоем электроактивного полимера.

Изобретение относится к приводам систем автоматики, работающим при изменении температуры контролируемой среды. С целью увеличения величины рабочего хода и развиваемого усилия, а также для увеличения надежности срабатывания, в термочувствительном исполнительном механизме, содержащем корпус 1 с установленными внутри него биметаллическими хлопающими мембранами 2 и упором 3, в корпусе, выполненном в виде стакана, соосно установлены несколько биметаллических хлопающих мембран, каждая из которых обращена выпуклой частью от штока, между биметаллическими хлопающими мембранами 3 установлены упорные промежуточные основания 4 с углублением 5 в центральной части, в котором расположена выпуклая часть биметаллической хлопающей мембраны, а упор 3 выполнен подпружиненным и снабжен штоком 6.

В термочувствительном исполнительном устройстве использован слой материала с эффектом памяти, который термически стимулируется для изменения формы в ответ на повышение температуры от первой формы при первой температуре до второй формы при второй температуре.

В термочувствительном исполнительном устройстве использован слой материала с эффектом памяти, который термически стимулируется для изменения формы в ответ на повышение температуры от первой формы при первой температуре до второй формы при второй температуре.

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности к нетрадиционным преобразователям тепловой энергии в механическую работу, и может быть применено в приводах электрических агрегатов, насосно-компрессорного и другого оборудования промышленного, сельскохозяйственного и иного назначения.

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности к нетрадиционным преобразователям тепловой энергии в механическую работу, и может быть применено в приводах электрических агрегатов, насосно-компрессорного и другого оборудования промышленного, сельскохозяйственного и иного назначения.

Изобретение относится к области энергетики, в частности теплоэлектрогенерации. Сущность изобретения заключается в том, что устройство предусматривает когенерацию тепловой и электрической мощности за счет низкотемпературных источников - вода, воздух, грунт, солнечное излучение, для чего в теплонасосе дополнительно предусмотрены регулятор подачи тепловой энергии, контроллер и электромотор-генератор, вход которого подключен к источнику электрической энергии, а выход подключен к потребителю электрической энергии, управляющий канал мотор-генератора подключен к контроллеру, второй управляющий канал которого подключен к регулятору подачи тепловой энергии, вход которого подключен к конденсатору, а выход подключен к потребителю тепловой энергии, при этом дроссель выполнен в виде сопла турбины, вал которой соединен с валом компрессора, вал которого соединен с валом электромотор-генератора.

Гидро-теплоэлектростанция отрицательных температур с центробежным энергонакопительным приводом относится к электростанциям, работающим на энергии холода. Гидростанция имеет два узла.

Изобретение относится к области солнечной и солнечно-ветровой энергетики, предназначенной для преобразования энергии солнца и ветра в электрическую. Возобновляемый источник энергии содержит стойку или ветроустановку, силовые растяжки, солнечные модули, инвертор, накопители энергии, контроллер, электрические цепи, электроаппаратуру, контейнер, входной и выходной электрические кабели, имеет солнечные модули, закрепленные на силовых растяжках при помощи узлов крепления и снабженные дополнительными растяжками.
Наверх