ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к электрическим транспортным средствам с перезаряжаемым аккумулятором, в частности к визуальному индикатору уровня заряда аккумулятора во время перезарядки.
Уровень техники
Электромобили для движения по дороге становятся все более популярными благодаря снижению расходов на энергию и уменьшению количества выделяемых загрязняющих веществ. Полностью электрический автомобиль или электромобиль на аккумуляторных источниках питания (BEV) может быть подключен к электросети высокого напряжения для зарядки аккумуляторов, которые затем предоставляют энергию для движения транспортного средства. В гибридных электромобилях (HEV) аккумулятор и электрическая трансмиссия BEV используются вместе с двигателем внутреннего сгорания. В зависимости от типа HEV бензиновый двигатель может быть использован для зарядки аккумулятора или для создания движущей силы для трансмиссии. В гибридных автомобилях с подзарядкой от электросети (PHEV) можно перезаряжать аккумуляторы при подключении к электросети.
Перезарядка обычно выполняется путем подключения транспортного средства к сетевой розетке в гараже владельца или в любом другом месте, где имеется подходящий источник питания. Поскольку обычно перезарядка занимает достаточно много времени, пользователь оставляет транспортное средство без присмотра в течение большей части времени перезарядки. Предпочтительно, чтобы во время перезарядки можно было увидеть уровень заряда аккумулятора и узнать, на какой стадии она находится. Это позволит пользователю спрогнозировать время, когда завершится перезарядка, или оценить расстояние, которое можно проехать при накопленном уровне заряда аккумулятора.
Обычно в электромобилях используют дополнительный индикатор, устанавливаемый на транспортном средстве или в нем, который указывает уровень заряда. Такая система известна, например, из публикации патентной заявки США №2009021364 от 22.01.2009 г., которая может быть выбрана в качестве ближайшего аналога полезной модели. Помимо расходов на приобретение дополнительных компонентов, недостатком известной системы является необходимость для пользователя подходить или садиться в транспортное средство, а также принимать определенное положение, чтобы увидеть показания индикаторных устройств.
Раскрытие полезной модели
Техническим результатом полезной модели является наглядное информирование пользователя об уровне заряда аккумулятора, заметное с определенного расстояния из любой точки вокруг транспортного средства.
В одном аспекте предложено электрическое транспортное средство, которое имеет переднюю, заднюю, левую и правую стороны, формирующие четыре угла, и которое включает в себя электрическую двигательную систему, содержащую аккумулятор, зарядное устройство и индикатор зарядного устройства, определяющий уровень заряда аккумулятора. Транспортное средство также содержит несколько внешних световых приборов, каждый из которых расположен на соответствующем углу транспортного средства. Каждый световой прибор имеет цепочку светодиодов, расположенных последовательно вдоль соответствующей стороны светового прибора, и разнесенных друг относительно друга таким образом, чтобы можно было различить их на некотором, заранее заданном расстоянии от транспортного средства. Светодиоды выполнены с возможностью светиться как в режиме движения транспортного средства, так и в режиме зарядки аккумулятора, где в режиме зарядки загорается часть цепочки светодиодов, пропорциональная измеренному уровню заряда аккумулятора.
В каждой цепочке светодиодов каждый светодиод соответствует заранее заданной процентной доле уровня заряда аккумулятора по сравнению с полным зарядом, а светодиоды цепочки выполнены с возможностью загораться последовательно от первого светодиода к соседним светодиодам, в соответствии с измеренной долей заряда аккумулятора.
Каждая цепочка последовательно расположенных светодиодов включает в себя десять светодиодов, и включение каждого светодиода соответствует увеличению уровня заряда аккумулятора на 10%.
Электрическое транспортное средство также имеет модуль управления освещением для управления работой нескольких внешних световых приборов во время движения транспортного средства, причем модуль управления освещением выполнен с возможностью активировать режим движения, в котором цепочка последовательно расположенных светодиодов горит целиком для обозначения границ соответствующих углов транспортного средства для водителей других транспортных средств.
Каждый световой прибор также включает в себя светодиодный драйвер, соединенный с модулем управления освещением, индикатором уровня заряда и соответствующей цепочкой светодиодов, причем светодиодный драйвер выполнен с возможностью активировать выбранные светодиоды в цепочке в соответствии с уровнем заряда аккумулятора при работе в режиме зарядки и равномерно активировать все светодиоды в цепочке по команде модуля управления освещением при работе в режиме движения.
Один или более светодиодов могут быть выполнены с возможностью в режиме зарядки мигать при обнаружении сбоя, связанного с зарядкой аккумулятора.
Когда транспортное средство входит в режим зарядки, постоянно определяется уровня заряда аккумулятора и в каждом из нескольких внешних световых приборов в сборе последовательно загораются светодиоды. Когда транспортное средство находится в режиме движения, по крайней мере одна цепочка последовательно расположенных светодиодов загорается целиком для обозначения границ соответствующих углов для водителей других транспортных средств.
Краткое описание чертежей
На Фиг. 1 представлен вид спереди транспортного средства с индикаторами уровня заряда, встроенными в передние фары.
На Фиг. 2 представлен общий вид слева и сзади транспортного средства с Фиг. 1, на котором изображены индикаторы уровня заряда, встроенные в задние фары.
На Фиг. 3-5 представлены виды спереди передних фар с различным количеством горящих светодиодов в цепочке последовательно расположенных светодиодов, которое соответствует уровню заряда.
На Фиг. 6 представлен более подробный вид спереди задних фар.
На Фиг. 7 представлена блок-схема, иллюстрирующая один предпочтительный вариант реализации электромобиля.
Осуществление полезной модели
На Фиг. 1 и 2 показано электрическое транспортное средство 10 (электромобиль), которое имеет переднюю часть 11, заднюю часть 12, левую часть 13 и правую часть 14, образующие четыре угла, на которых установлены соответствующие световые приборы 15, 16, 17 и 18. Световые приборы 15 и 16 представляют собой блоки передних фар, которые могут сочетать функции фар, указателей поворота, ходовых огней или другие функции для освещения дороги и создания световых сигналов для других водителей. Световые приборы 17 и 18 представляют собой блоки задних фар, которые могут сочетать функции сигналов торможения, фонарей заднего хода, указателей поворота и т.д. Световые приборы 15-18 расположены по периметру транспортного средства таким образом, что один или более световой прибор хорошо виден из любого положения относительно транспортного средства. Электромобиль 10 включает в себя контактное гнездо 19 для подключения к электрической розетке высокого напряжения во время перезарядки аккумулятора транспортного средства.
Стандартный внешний световой прибор включает в себя элементы для генерации, концентрации и распределения света, известные из уровня техники. Оптические элементы включают в себя отражатели, световоды и линзы, например, линзы Френеля. Общим источником света является матрица светоизлучающих диодов (светодиодов), особенно для обозначения торможения, движения вперед, поворота или смены полосы. Для снижения общей стоимости компонентов в настоящей полезной модели предлагается использовать светодиоды световых приборов, выполняющие две функции: 1) в режиме движения выполняют стандартную функцию наружного освещения (например, ходовых огней), и 2) в режиме перезарядки отображают уровня заряда аккумулятора, который можно было бы увидеть из любого положения с заранее определенного расстояния от транспортного средства.
На Фиг. 3 более подробно представлен световой прибор 16, включающий в себя лампы 20 и 21 ближнего и дальнего света. Вдоль соответствующей стороны светового прибора 16 проходит цепочка 22 последовательно расположенных светодиодов. Сторона, вдоль которой проходит цепочка 22, может либо проходить по практически прямой линии, например, по вертикали, по горизонтали или под углом, либо иметь изогнутый профиль. При прохождении цепочки 22 по линии создается интуитивно понятная форма расположения светодиодов: от первого светодиода 30 до последнего светодиода 39, между которыми последовательно расположены промежуточные светодиоды 31-38. В режиме зарядки цепочка 22 светодиодов имеет включенную часть, длина которой пропорциональна уровню заряда аккумулятора. Предпочтительно, чтобы каждый светодиод соответствовал заранее определенному уровню заряда аккумулятора в процентах. Таким образом, светящаяся часть цепочки 22 светодиодов включает в себя первый светодиод 30 и несколько соседних последовательно расположенных светодиодов, которые соответствуют измеренному уровню заряда аккумулятора в процентах от полного заряда. В цепочке, состоящей из десяти светодиодов, каждый загорающийся светодиод соответствует увеличению уровня заряда аккумулятора на 10%. На Фиг. 3 изображены светодиоды 30 и 31, которые горят, и светодиоды 32-39, которые либо не горят, либо горят слабо, либо горят другим цветом, что позволяет отличить светодиоды 30 и 31 от светодиодов 32-39 и понять, что аккумулятор заряжен на 20%. На Фиг. 4 первый светодиод 30 и соседние светодиоды 31-34 горят, а светодиоды 35-39 не горят, или горят с заметно отличающимися внешними характеристиками (например, яркостью или цветом), что соответствует 50% заряда аккумулятора. На Фиг. 5 все светодиоды 30-39 в цепочке 22 полностью горят и выглядят одинаково, что соответствует 100% заряда аккумулятора.
Отдельные светодиоды в каждой цепочке имеют такое расположение, разнесение и индивидуальный уровень яркости или интенсивности, которые позволяют различать их на предварительно определенном расстоянии от транспортного средства, например, со 100 футов или более. Помимо постоянного горения, термин «включение», используемый в данном документе, может подразумевать мигание/мерцание светодиодов, обозначающих пропорциональную составляющую заряда аккумулятора или часть, оставшуюся незаряженной, в процентах. Светодиоды могут также использоваться для отображения других состояний зарядки, включая ошибки или сбои напряжения питания от розетки или любых других компонентов системы. Например, если транспортное средство обнаруживает физическое (штепсельное) соединение с розеткой электросети, но не получает напряжение переменного тока, светодиоды могут начать быстро мигать для индикации сбоя питания. Таким образом, для индикации наличия или отсутствия проблем в режиме зарядки могут быть использованы различные комбинации мигания или последовательного загорания.
На Фиг. 6 более подробно показан задний световой прибор 17, включающий в себя фонарь 40 заднего хода, сигнал 41 торможения и цепочку 42 последовательно расположенных светодиодов. Отдельные светодиоды 50-59 расположены в последовательном порядке, практически повторяющем форму выбранной стороны светового прибора 17, и предпочтительно повторяют форму наружной грани светового прибора 17. Световой прибор может также включать в себя двухмерную матрицу светодиодов (не показана), которые могут включаться во время движения, однако часть из них используется для работы цепочки последовательно расположенных светодиодов, обозначающей уровень заряда в режиме зарядки. При необходимости в качестве альтернативы каждый отдельный изображенный светодиод в цепочке может входить в состав соответствующей группы или блока смежных светодиодов.
На Фиг. 7 представлена блок-схема системы электромобиля по одному из вариантов воплощения изобретения, в которой перезаряжаемый аккумулятор 60 подключается к зарядному устройству 61. Розетка 62 электросети подсоединяется к зарядному устройству 61 во время режима зарядки. Аккумулятор 60 включает в себя встроенную систему 63 управления, которая измеряет уровень заряда аккумулятора и взаимодействует с зарядным устройством 61 в соответствии со стандартной процедурой. Измеренный уровень заряда аккумулятора передается на модуль 64 управления освещением.
Модуль 64 управления освещением управляет включением различных осветительных элементов, например, внутренних и внешних световых приборов, как известно из уровня техники. Для соединения модуля 64 управления освещением с управляемыми осветительными элементами может быть использована мультиплексная шина 65. Сигналы от контроллера 63 аккумулятора, включающие в себя сигнал уровня заряда аккумулятора, используются модулем 64 управления освещением для определения режима работы (режим движения или режим зарядки).
Модуль 64 управления освещением подключен к драйверу 66, соответствующему одному из внешних световых приборов, которые включают в себя несколько светодиодов 67-70 цепочки, выполняющих две функции: создание практически равномерного освещения для обозначения границ соответствующего угла (например, сигналы торможения или габаритные фонари) в режиме движения и указание уровня заряда аккумулятора в режиме зарядки. Драйверы 71, 75 и 76 светодиодов выборочно подают сигналы включения на соответствующие светодиоды цепочки (например, светодиоды 72-74) на внешних световых приборах в других углах транспортного средства. Драйверы 66, 71, 75 и 76 предпочтительно могут быть расположены внутри соответствующих внешних световых приборов. Драйверы могут быть подключены к модулю 64 управления освещением с помощью специальных соединений или по последовательной шине для приема управляющих сигналов, обозначающих уровень заряда аккумулятора, и/или управления частью светодиодов в цепочке, которые будут гореть в соответствии с измеренным уровнем заряда аккумулятора во время режима зарядки.
На практике при подключении к розетке электросети система электромобиля входит в режим зарядки. Во время зарядки уровень заряда аккумулятора определяется с помощью контроллера аккумуляторной батареи и предпочтительно преобразуется в один из нескольких заранее определенных уровней заряда, например, с шагом 10%. После получения значения уровня заряда аккумулятора часть каждой цепочки последовательно расположенных светодиодов во внешних световых приборах загорается пропорционально измеренному уровню заряда аккумулятора. Поскольку светодиоды в цепочке имеют такое расположение и расстояние друг от друга, что их можно различить с заранее определенного расстояния от транспортного средства, пользователь издалека может определить уровень заряда аккумулятора, не подходя к транспортному средству, не садясь в транспортное средство и не выполняя дополнительных действий для считывания значений на дисплее.
Если транспортное средство не подключено к розетке электросети, система освещения переходит в режим движения, в котором цепочка последовательно расположенных светодиодов используется для создания практически равномерного освещения для обозначения границ соответствующих углов для водителей других транспортных средств. Другими словами, являясь частью сигналов торможения, ходовых огней или габаритных фонарей, светодиоды также выполняют двойную функцию.