Привод наземного транспортного средства на электротяге

Полезная модель относится к электрическим тяговым системам транспортных средств с питанием от собственных источников энергоснабжения, снабженным дополнительными источниками энергоснабжения, и может найти применение в конструкциях электрокаров.
Из уровня техники известен электромобиль (RU 4943 U1, МПК B60L 7/22, опубл. 16.09.1997), который содержит шасси и кузов с установленными на них аккумулятором электрической энергии, электродвигателем, взаимосвязанным передачей с колесами, и генератором, соединенными между собой, отличающийся тем, что электромобиль дополнительно снабжен блоком подключения аккумулятора в нерабочий период к источникам зарядки аккумулятора, между аккумулятором и электродвигателем включен блок управления включением двигателя при разгоне электромобиля и отключением на холостом ходу или при движении по инерции.
Недостатком известного технического решения является низкий ресурс аккумулятора электромобиля, вследствие отсутствия в его конструкции источников энергии, позволяющих осуществить его подзарядку.
Наиболее близкой к заявленной полезной модели и выбранной в качестве прототипа признана система зарядки (RU 2505905 C2, МПК H02J 7/14, B60R 16/04, Н01М 10/46, B60L 11/12, В60К 6/28, B60W 10/26, опубл. 27.01.2014), содержащая транспортное средство, сконфигурированное с возможностью зарядки посредством внешнего источника энергии, зарядный кабель для подачи электрической энергии от внешнего источника энергии к транспортному средству и реле, предусмотренное на зарядном кабеле. Транспортное средство включает в себя: перезаряжаемое устройство накопления энергии, зарядный порт, сконфигурированный так, что зарядный кабель может быть подключен к зарядному порту, зарядное устройство, принимающее электрическую энергию, подаваемую от внешнего источника энергии для зарядки устройства накопления энергии.
Недостатком известного технического решения является то, что система зарядки является стационарной и не может быть совмещена непосредственно с шасси транспортного средства.
Технической задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является повышение ресурса аккумуляторной батареи привода наземного транспортного средства на электротяге.
Указанная задача решена тем, что привод наземного транспортного средства содержит электродвигатель, вал которого соединен механической передачей с ведущими колесами транспортного средства, подключенную к нему аккумуляторную батарею и блок управления, измерительный вход которого снабжен датчиком заряда и подключен к аккумуляторной батарее, а силовой выход подключен к электродвигателю. Отличает привод от известных аналогов то, что он дополнительно содержит роторный пневмодвигатель, с подсоединенным к нему через электромеханический обратный клапан баллоном со сжатым воздухом, вал которого через согласующий редуктор соединен с валом электродвигателя, а блок управления снабжен дополнительным силовым выходом, подключенным к обратному клапану.
Положительным техническим результатом, обеспечиваемым раскрытой выше совокупностью конструктивных признаков устройства, является возможность подзарядки аккумуляторной батареи с помощью пневмодвигателя, что позволяет значительно повысить ее рабочий ресурс.
Конструкция полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана структурная схема привода, а на фиг. 2 - структурная схема его блока управления.
Привод наземного транспортного средства на электротяге устроен следующим образом.
Его основой является электродвигатель 1, вал 2 которого соединен механической передачей с ведущими колесами транспортного средства. К электродвигателю 1 подключена аккумуляторная батарея 3 и блок управления 4, измерительный вход 5 которого снабжен датчиком заряда и подключен к аккумуляторной батарее 3, а силовой выход 6 подключен к электродвигателю 1. Привод дополнительно содержит роторный пневмодвигатель 7, с подсоединенным к нему через электромеханический обратный клапан 8 баллоном со сжатым воздухом 9, вал 10 которого через согласующий редуктор 11 соединен с валом электродвигателя 1, а блок управления 4 снабжен дополнительным силовым выходом 12, подключенным к обратному клапану 8.
Блок управления 4 выполнен на основе микропроцессорной системы, которая включает в себя микроконтроллер 13, например AVR ATMega128L, содержащий RISC-микропроцессор 14 с регистрами общего назначения и встроенной SRAM-памятью данных 15, с подключенной к нему FLAH-памятью программ 16, соединенный общей шиной с четырьмя универсальными двунаправленными портами ввода-вывода 17, 18, 19 и 20, аналого-цифровым преобразователем 21 и блоком электрически перепрограммируемой энергонезависимой памяти EEPROM 21. При этом измерительный вход 5 блока управления 4 подключен к аналого-цифровому преобразователю 21, первый порт ввода-вывода 17 соединен с силовым выходом 6, подключенным к электродвигателю 1, второй порт ввода-вывода 18 соединен с силовым выходом 12, подключенным к электромеханическому обратному клапану 8, а третий и четвертый порты ввода-вывода 19 и 20 подключены, соответственно, к блоку индикации 22 и блоку ввода данных 23. Блок индикации может быть выполнен, например, в виде текстового LCD-индикатора, а блок ввода данных - в виде кнопочной клавиатуры, содержащей, по крайней мере, шестнадцать клавиш.
Привод наземного транспортного средства на электротяге работает следующим образом.
Первоначально его устанавливают на шасси транспортного средства (на фигурах условно не показано), соединяют вал электродвигателя 1 с ведущими колесами электрокара, заправляют баллон 8 сжатым воздухом, подключают силовые выходы 6 и 12 блока управления 4 к электродвигателю 1, а измерительный вход 5 подключают к аккумуляторной батарее 3.
При движении транспортного средства блок управления 4 постоянно производит измерение заряда аккумуляторной батареи 3, опрашивая для этого датчик заряда измерительного входа, и при ее низком заряде сигнализирует об этом водителю транспортного средства с помощью блока индикации 22. После чего водитель останавливает транспортное средство, выключает электродвигатель 1 и с помощью блока ввода данных 23 блока управления 4 переключает электродвигатель 1 в режим генератора тока. При этом, в соответствии с управляющей программой, записанной во FLASH-памяти программ 16 микроконтроллера 13, блок управления подает управляющий сигнал на силовой выход 12, открывая электромеханический обратный клапан 8 и приводя тем самым в действие роторный пневмодвигатель 7. Пневмодвигатель через согласующий редуктор 11 вращает вал электродвигателя 1, а последний, работая в режиме генератора, выполняет подзарядку аккумуляторной батареи 3, при этом ход процесса зарядки индицируется с помощью блока индикации 22. После выполнения подзарядки водитель транспортного средства выключает электромеханический обратный клапан 8, останавливая роторный пневмодвигатель 7. Далее переводит электродвигатель 1 в обычный режим, после чего транспортное средство может продолжить движение.
Таким образом, представленное техническое решение позволяет повысить ресурс привода транспортного средства на электротяге и обеспечить возможность зарядки его аккумуляторной батареи при отсутствии доступных внешних стационарных систем зарядки.