УСТРОЙСТВО ЗАРЯДКИ АККУМУЛЯТОРА ЭЛЕКТРОМОБИЛЯ

Техническое решение относится к области зарядки батарей от зарядного агрегата с неэлектрическим первичным источником и предназначено для зарядки автомобильного аккумулятора в процессе движения.
Известен способ зарядки автомобильного аккумулятора (РФ, №2 496 205, 2013), заключающийся в использовании цепи зарядного устройства с электрическим контуром. Согласно известному способу электрический контур выполняют в виде плоской катушки, стационарно закрепляемой на крыше автомобиля с возможностью свободного вращения вокруг своей оси. В процессе движения автомобиля вращающейся катушкой генерируется возникающий в ней электрический ток, который преобразуется в зарядный ток автомобильного аккумулятора.
Недостатком известного способа зарядки автомобильного аккумулятора является низкая надежность конструкции, так как вращающийся на крыше автомобиля электрический контур (катушка индуктивности) в процессе движения транспортного средства подвержен внешним динамическим воздействиям (поток встречного воздуха, порывы ветра, воздействие атмосферных осадков) и его ось вращения может быстро выйти из строя. Кроме того, в процессе технической реализации данного способа необходимо нарушать целостность крыши транспортного средства при креплении электрического контура, проводке и креплении электрической связи от электрического контура на крыше к зарядному устройству в область двигателя, что также снижает надежность транспортного средства.
Известно устройство зарядки аккумуляторов двигателя транспортного средства (РФ, №2111135, 1998 г.), в котором кинетическая энергия торможения транспортного средства используется для дополнительной зарядки аккумулятора.
Известное устройство отличается ограниченной областью применения, поскольку работает только в процессе торможения, а также сложной конструкцией, в которой на ось тележки транспортного средства установлено зубчатое колесо, на корпус тележки транспортного средства установлен пневмоцилиндр с пружиной и с зубчатым колесом, установленным на выдвижном штоке. При этом пружинная и поршневая полости пневмоцилиндра соединены перепускной трубкой, а шток со стороны поршневой полости пневмоцилиндра соединяется с педалью торможения. Кроме того, на тележке транспортного средства установлен электрический генератор с зубчатым колесом на выходном конце вала, причем зубья этого колеса имеют заостренную форму.
Задачей предложенной полезной модели является повышение надежности и упрощение конструкции устройства подзарядки автомобильного аккумулятора.
Поставленная задача решается следующим образом.
Устройство зарядки аккумулятора двигателя электромобиля, содержащее преобразователь перемещения в виде электромагнитного контура с преобразователем кинетической энергии движения транспортного средства в зарядный ток аккумулятора, согласно полезной модели выполнено в виде, как минимум, трех идентичных преобразователей перемещения, установленных внутри колесной шины и равномерно разнесенных относительно друг друга по ее окружности. При этом каждый преобразователь перемещения выполнен в виде двух идентичных электромагнитных контуров, установленных на расстоянии друг от друга на текстропном дугообразном кольце, размещенном внутри автомобильной шины, и обратного клапана, установленного между электромагнитными контурами. Текстропное кольцо выполнено равным по ширине внутренней поверхности шины с плотным прилеганием к последней и оснащено скользящими электрическими контактами соединения выводов катушек индуктивности с электрической схемой автомобиля. Каждый из электромагнитных контуров выполнен в виде корпуса, с размещенной внутри тороидальной катушкой индуктивности, по центральной оси которой на стопорной пружине с возможностью свободного поступательного перемещения установлен постоянный магнит, причем стопорная пружина одним концом закреплена в основании корпуса, а на свободном конце, выступающем из корпуса выше постоянного магнита и катушки индуктивности, оснащена жестко закрепленным толкателем, упирающимся в текстропное кольцо.
Предложенное техническое решение имеет следующие преимущества:
- конструкция преобразователя перемещения в виде двух идентичных электромагнитных контуров позволяет вырабатывать суммарный ток, для зарядки аккумулятора, не увеличивая габаритов электромагнитного контура;
- наличие обратного клапана, установленного между электромагнитными контурами, обеспечивает поддержание постоянного давления внутри корпуса преобразователя перемещения и исключает возможность его поломки в случае повреждения автомобильной шины (прокола, пореза), в которой установлен преобразователь перемещения;
- наличие текстропного кольца в преобразователе перемещения, равного по ширине внутренней поверхности шины и плотно прилегающего к ней, обеспечивает возможность свободного поступательного перемещения каждого из постоянных магнитов электромагнитных контуров посредством толкателей их стопорных пружин в процессе движения транспортного средства без применения специальных устройств, то есть обеспечивает работоспособность преобразователей перемещения без применения каких-либо дополнительных конструктивных элементов или узлов;
- передача тока с выводов катушек индуктивности преобразователей перемещения данной конструкции на электрическую схему автомобиля осуществляется без нарушения целостности корпуса транспортного средства, как у аналога, при этом передача тока с выводов катушек индуктивности на электрическую схему автомобиля может производиться как по электрическим проводам, так и беспроводным способом;
- наличие нескольких идентичных преобразователей перемещения (от трех и больше), установленных внутри колесной шины и равномерно разнесенных относительно друг друга по ее окружности обеспечивает непрерывное последовательное их срабатывание, то есть обеспечивает практически постоянную подзарядку аккумулятора в процессе движения транспортного средства;
- устройства зарядки аккумуляторов электромобиля предложенной конструкции могут быть установлены в передней или задней паре колес транспортного средства или во всех колесах транспортного средства в зависимости от мощности его двигателя и области применения (легковой автомобиль, автобус, или специальные транспортные средства, применяемые при строительных работах или на производстве и т.п.).
На фиг. 1 показан вариант конструкции преобразователя перемещения.
На фиг. 2 показан электромагнитный контур с электрической схемой преобразования постоянного тока.
На фиг. 3 показан вариант размещения преобразователей перемещения внутри автомобильной шины (пять преобразователей).
На фиг. 4 показана схема электрического соединения электрических выводов преобразователей в шине между собой.
Устройство зарядки аккумуляторов электромобиля выполнено в виде пяти идентичных преобразователей перемещения (фиг. 3), каждый из которых содержит покрытое оболочкой (изоляцией) текстропное кольцо 1, на котором на расстоянии друг от друга закреплены два идентичных электромагнитных контура 2 и обратный клапан 3, установленный симметрично между электомагнитными контурами 2 (фиг. 1). Электромагнитный контур 2 содержит (фиг. 2) герметичный корпус 4, в котором установлена тороидальная катушка индуктивности 5. По центральной оси катушки индуктивности 5 на стопорной пружине 6 с возможностью свободного поступательного перемещения установлен постоянный магнит 7. Стопорная пружина 6 одним концом закреплена в основании корпуса 4, а на свободном конце, выступающем из корпуса 4 выше постоянного магнита 7 и катушки индуктивности 5, оснащена жестко закрепленным толкателем 8, упирающимся в текстропное кольцо 1.
Электрические отрицательные выводы и положительные выводы от электромагнитных контуров 2 всех пяти преобразователей перемещения внутри одного колеса в соединенные между собой, соответственно, по схеме (фиг. 4) и выведены по диску 9 колеса через изолирующую штангу 10 в электрическую цепь электромобиля, где подключены к схеме преобразования и питания аккумулятора.
На практике в процессе движения электромобиля при контакте шины колеса с дорожной поверхностью под действием силы тяжести шина колеса сдавливается, включая первый преобразователь перемещения, а именно - нажимает па текстропное кольцо 2, размещенное внутри. Текстропное кольцо 2, в свою очередь, нажимает толкатель 8 опорной пружины 6 с постоянным магнитом 7. В результате сжатия опорной пружины 6 установленный на ней постоянный магнит 7 перемещается, и его катушкой индуктивности 5 вырабатывается импульс постоянного тока, который далее преобразуется в ток питания аккумулятора электромобиля. При ослаблении давления шины (повороте колеса) текстропное кольцо 2 возвращается в исходное положение, ослабляя воздействие на опорную пружину 6, и она с постоянным магнитом 7 также возвращается в исходное положение. Одновременно с этим происходит включение второго преобразователя перемещения 2, и так далее - последовательно до пятого преобразователя перемещений по мере вращения колеса. Далее цикл повторяется в процессе всего времени движения электромобиля.
Таким образом, предложенное устройство зарядки аккумулятора электромобиля отличается достаточно простой и экономичной конструкцией, не требующей для реализации специальных материалов и оборудования. При этом оно обеспечивает непрерывную подзарядку аккумулятора транспортного средства в процессе его движения.
Применение в конструкции преобразователя перемещений индуктивных датчиков отличается устойчивостью к воздействию внешних факторов. На их работу не влияют факторы окружающей среды: влага, оседание конденсата, скопление пыли и грязи, попадание твердых частиц, что обеспечивает надежность работы предложенного устройства.