ШАССИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА С ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ (ВАРИАНТЫ)

Известен электромобиль (патент США 5,562,178 В60OК 1/00 от 08.10.1996), в котором предлагается расположение нескольких тяговых электродвигателей за задней ведущей осью и расположение блоков тяговых батарей в подкапотном пространстве над передней осью и в базе под грузовым отсеком. В патенте также указан вариант компоновки с расположением нескольких тяговых электродвигателей в базе и расположением блоков накопителей в подкапотном пространстве над передней осью и за задней осью, а также дополнительных блоков меньшего размера в базе автомобиля перед задней осью.
Недостатками этих конструкций являются сложность замены блока накопителей энергии, имеющих разные по форме и расположению контейнеры, увеличенная длина коммутационных кабелей, связывающих накопители энергии, расположенных в базе транспортного средства, короткая карданная передача от преобразователей крутящего момента к ведущему мосту, шарниры которой будут работать при больших углах, что отрицательно сказывается на их ресурсе, невозможность использования серийного заднего ведущего моста, сложность создания полноприводной модификации. Кроме этого, применение нескольких электродвигателей приведет к усложнению и удорожанию системы управления транспортным средством. Также в патенте ничего не сказано о размещении преобразователей напряжения, которые желательно размещать как можно ближе к электродвигателю, которые занимают значительный объем пространства, тем самым накладывая ограничения на возможную компоновку узлов и агрегатов транспортного средства.
В качестве прототипа выбран электромобиль, шасси которого включает обратимую электромашину с блоком управления, выходной вал которой соединен с преобразователем момента, выполненным в виде ступенчатой коробки перемены передач имеющую две передачи - прямую и понижающую, а его выходной вал - с задним ведущим мостом с помощью карданной передачи, накопители электрической энергии с блоками контроля и датчиками состояния, зарядное устройство, преобразователь напряжения (патент РФ №97090, B60L 11/14 опубликовано 27.08.2010 г.)
Недостатками компоновки шасси данного электромобиля являются: расположение блока накопителей энергии выше уровня лонжеронов рамы, что затрудняет быструю замену батарей и повышает уровень кузова бортового автомобиля, кроме этого, накладывает дополнительные ограничения на создание модификаций грузовых автомобилей с цельнометаллическим кузовом и микроавтобусов; сложность создания полноприводных модификаций, поскольку для этого требуется установка дополнительного делителя мощности; использование компоновки двигателя в моторном отсеке, зубчатой муфты, коробки передач и длинного карданного вала не позволяет размещать достаточное количество накопителей энергии на одном уровне с лонжеронами рамы, а использование двухступенчатой коробки передач усложняет управление транспортным средством и приводит к увеличению номенклатуры деталей. Смещение накопителей энергии к задней части транспортного средства, имеющих значительную массу, приводит к сложностям обеспечения необходимой развесовки как порожнего, так и нагруженного транспортного средства.
Эти недостатки устраняются предлагаемым решением.
Решается задача - расширение возможностей создания на шасси транспортного средства с электродвигателем различных модификаций грузовых автомобилей с различными кузовами (цельнометаллические, бортовые) и микроавтобусов.
Технический результат - упрощение создания различных модификаций транспортных средств, в том числе полноприводных за счет более рациональной компоновки узлов шасси.
Этот технический результат достигается тем, что в шасси транспортного средства с электродвигателем, включающем обратимую электрическую машину, выходной вал которой соединен с преобразователем момента, а его выходной вал - с задним ведущим мостом с помощью карданной передачи, накопители электрической энергии с блоками контроля и датчиками состояния, зарядным устройством, переобразователь напряжения, обратимая электрическая машина, преобразователь момента и преобразователь напряжения, расположенные в базе шасси, и накопители электрической энергии с блоком контроля и датчиками состояния, находятся за пределами базы шасси, установлены ниже или на уровне верхней полки лонжерона рамы, а выходной вал обратимой электрической машины направлен по ходу движения транспортного средства и соединен с входным валом преобразователя момента.
Во втором варианте этот технический результат достигается тем, что в шасси транспортного средства с электродвигателем, включающем обратимую электрическую машину, выходной вал которой соединен с преобразователем момента, а его выходной вал - с задним ведущим мостом с помощью карданной передачи, накопители электрической энергии с блоками контроля и датчиками состояния, зарядным устройством, переобразователь напряжения, обратимая электрическая машина, преобразователь момента и преобразователь напряжения, расположенные в базе шасси, и накопители электрической энергии с блоком контроля и датчиками состояния, находятся за пределами базы шасси, установлены ниже или на уровне верхней полки лонжерона рамы, а выходной вал обратимой электрической машины направлен по ходу движения транспортного средства и соединен с входным валом преобразователя момента, преобразователь момента имеет второй выходной вал соединенный через карданную передачу с передним ведущим мостом.
Расположение обратимой электрической машины, преобразователя момента и преобразователя напряжения в базе шасси позволяет высвободить место в передней части шасси для установки накопителей энергии, улучшает развесовку автомобиля и в целом обеспечивает более рациональную компоновку привода.
Установка накопителей электрической энергии с блоками контроля и датчиками состояния за пределами базы шасси между лонжеронами обеспечивает легкий доступ к блокам накопителей, улучшает развесовку автомобиля.
Компоновка выходного вала электрической машины и преобразователя момента обеспечивает более рациональную компоновку привода.
Установка второго выходного вала, передающего момент от преобразователя момента на передний ведущий мост через карданную передачу, позволяет создавать полноприводные модификации.
Предлагаемое шасси транспортного средства с электродвигателем приведено на чертежах.
На фиг.1 вид сверху (заднеприводной вариант).
На фиг.2 схема соединения выходного вала обратимой электрической машины с входным валом преобразователя момента через муфту.
На фиг.3 вид с боку.
На фиг.4 вид сверху (полноприводный вариант).
Шасси транспортного средства с электродвигателем включает обратимую электрическую машину 1, накопители электрической энергии 2 (набор аккумуляторных батарей с блоками контроля и датчиками состояния), зарядное устройство 3. Обратимая электрическая машина 1 расположена в базе шасси, ее выходной вал 4 направлен по ходу движения транспортного средства и соединен через муфту 5 с выходным валом 6 преобразователя момента 7, имеющего выходной вал 8, связанный с задними ведущими мостом 9 (в варианте 1 - для заднеприводных транспортных средств), а так же с передним ведущим мостом (в варианте 2 - для полноприводных транспортных средств) посредством карданной передачи 10. Во втором случае преобразователь момента 7 так же выполняет функцию делителя мощности. Преобразователь момента может быть выполнен в различных конструктивных решениях.
Между лонжеронами рамы 11 ниже или на уровне верхней полки лонжерона рамы 11 расположены, обратимая электрическая машина 1, преобразователь момента 7, преобразователь напряжения, выполненный в виде двух блоков 12 и 13, накопители электрической энергии 2 с блоком контроля и датчиками состояния. Причем обратимая электрическая машина 1, преобразователь момента 7 и преобразователь напряжения расположены в базе шасси, а накопители электрической энергии 2 расположены в передней и задней частях шасси за пределами базы.
Работа осуществляется следующим образом.
Накопитель электрической энергии 2 с блоком контроля и датчиками состояния, подает постоянное напряжение на блок 13, где происходит его преобразование и подача к блоку 12, который обеспечивает управление работой обратимой электрической машины l при движении транспортного средства. Обратимая электрическая машина l преобразует электрическую энергию в механическую работу, передавая крутящий момент через муфту 5, преобразователь момента 7, карданную передачу 10, задний ведущий мост 9 с колесами в заднеприводном варианте и на передний и задний ведущие мосты в полноприводном варианте, приводя шасси транспортного средства в движение. Подтверждается достижение технического результата и промышленной применимости заявляемого устройства.