СТАНЦИЯ ЗАРЯДКИ ЭЛЕКТРОМОБИЛЕЙ

Полезная модель относится к оборудованию для обслуживания транспортных средств с электрическим приводом и может быть использована для зарядки электромобилей.
В настоящее время весьма активно расширяется продажа электромобилей и автомашин с гибридными двигателями, использующими тяговые аккумуляторы для движения полностью или частично. Особенно активно она распространяется в крупных городах.
Основной проблемой, тормозящей распространение таких автомобилей, является отсутствие пунктов зарядки аккумуляторов, расположенных у трасс, особенно, в местах оживленного движения. Наиболее это актуально для центров городов, где наблюдается дефицит и бензиновых заправок. Вторая проблема - время зарядки. Зарядка тяговых аккумуляторов от источников бытового уровня мощности достигает нескольких часов, что позволяет ими пользоваться исключительно во время длительных стоянок, преимущественно ночью. Вместе с тем необходимость быстрой зарядки при широком распространении электромобилей может возникать и днем. Установка пунктов зарядки (подзарядки) высокой мощности для обеспечения малого времени зарядки ограничивается мощностью существующих электросетей в городах и может потребовать дорогостоящей прокладки дополнительного силового кабеля в условиях городской застройки. Кроме того, зарядка в дневное время будет производиться в условиях возможного дефицита мощности в часы максимума потребления и по наиболее высокому тарифу. Выходом из сложившейся ситуации является создание зарядных станций с накопителями электроэнергии большой мощности, при работе которых зарядка может осуществляться в ночное время суток по существующим линиям малой мощности и по ночному тарифу минимального уровня. Зарядка автомобилей днем может производиться в импульсном режиме для сокращения времени зарядки, а пополнение накопителей может вестись по существующим линиям.
Данная проблема решается различным образом
Так, известно устройство для подзарядки аккумуляторных батарей электромобиля, содержащее два блока аккумуляторных батарей, генератор, двигатель внутреннего сгорания, кинематически соединенный с генератором, спиральную пружину, кинематически соединенную с двигателем и генератором. В процессе движения электромобиля питание тягового электродвигателя осуществляется от одного из блоков, в то время как разрядившийся блок подзаряжается от генератора. Для подзарядки разрядившегося блока двигателем раскручивают генератор и маховик до заданной скорости и отключают от двигателя рукояткой. Закручивают спиральную пружину до заданного натяжения, при достижении которого двуплечий рычаг поворачивается под действием диска и выводит из зацепления ведомую коническую шестерню. При этом спиральная пружина отключается от двигателя и, раскручиваясь, начинает вращать генератор, поддерживая его постоянную заданную скорость с помощью регулятора скорости вращения и шестерни, которые при обратном вращении промежуточного вала входят с ним в зацепление
(см. опубликованная заявка №93031554, кл. B60L 1/16, 1996 г.).
В результате анализа данного устройства необходимо отметить, что оно монтируется непосредственно на транспортное средстве, что значительно усложняет его конструкцию.
Известен реализуемый устройством способ зарядки накопителей энергии во время движения электромобиля, в котором индивидуальное зарядное устройство электромобиля связано с электрической катушкой, закрепленной под электромобилем, на которую переменное магнитное поле наводится линейными электродвигателями, уложенными в полотно дороги на участках перед светофорами, на стоянках или на специальных полосах.
(см. опубликованная заявка №93036170, кл. B60L 11/18, 1996 г.) - наиболее близкий аналог.
В результате анализа известного устройства необходимо отметить, что для использования данного устройства необходима прокладка в дорожном полотне электрических кабелей для питания электродвигателей, кроме того, расположение электродвигателей на дорогах определяет ограниченное времени при зарядке, иначе будут образовываться пробки. Установление электрической катушки на днище автомобиля неудобно и неэффективно.
Техническим результатом настоящей полезной модели является разработка станции зарядки электромобилей, не связанной кинематически с электромобилем, обеспечивающей эффективное генерирование электроэнергии, а также простое конструктивно, надежное в работе, обладающее широким диапазоном регулирования.
Указанный технический результат обеспечивается тем, что в станции зарядки электромобилей, содержащей накопитель энергии, к которому имеет возможность подключения электромобиль для осуществления процесса зарядки, новым является то, что накопитель энергии выполнен в виде кинематически связанного с приводом вращения вала, на котором размещен как минимум, один маховик, причем станция оборудована как минимум, одним постом зарядки электромобиля, содержащем устройство для соединения накопителя электроэнергии с электромобилем, а также устройство учета выданной мощности, при этом вал накопителя электроэнергии смонтирован на газостатических опорах, а накопитель энергии размещен в углублении, выполненном в грунте.
Сущность заявленной полезной модели поясняется графическими материалами, на которых показана схема станции зарядки электромобилей.
Станция зарядки электромобилей содержит устройство накопления электроэнергии, выполненное в виде вала 1, на котором установлен как минимум, один маховик 2. Вал 1 смонтирован на газостатических опорах 3, подача газовой среды в которые осуществляется блоком управления 4. Привод 5 вращения вала 1 может быть выполнен различным образом, например, в виде газовой турбины, двигателя внутреннего сгорания или иным известным образом, но он предпочтительно должен быть регулируемым. Отбор мощности от вала 1 может осуществляться различным известным образом, Так, вал 1 может быть соединен с ротором электрогенератора 6, преобразующего энергию вращения маховика 2 в электрическую энергию. Станция оснащена как минимум, одним постом 7 выдачи электрической мощности. Пост содержит устройство 8 соединения с аккумулятором электромобиля для его зарядки, выполненным известным образом, например, штекерного типа. Пост также оснащен устройством 9 учета выданной мощности, выполненным известным образом, например, в виде стандартного счетчика.
Для функционирования станции включают привод 5 вращения вала 2 и раскручивают маховик 3. Электрическая энергия вырабатывается в генераторе и выдается через устройство соединения 8 на подзарядку электромобиля. Учет выданной электрической мощности осуществляется устройством 9.
Использование в качестве накопителя энергии механических маховичных накопителей весьма выгодно. Их преимущества состоят в удобстве реализации больших мощностей на малых площадях, низкой стоимости, практически неограниченном числе циклов зарядки-разрядки, отсутствии зависимости от температуры окружающего воздуха, возможности просто регулировать скорость зарядки и разрядки. Применение маховичных накопителей на газостатических управляемых опорах позволит максимально увеличить удельную массовую мощность накопителя и снизить потери цикла зарядки-разрядки и хранения, а также обеспечить безопасность в случае разрушения маховиков. Газостатические опоры позволяют минимизировать потери на трение при вращении вала. Объединение маховичных накопителей в кластер размером со стандартный 40-футовый контейнер (не показан) позволит обеспечивать накопление мощности до нескольких сотен киловатт-час и выдачу ее в импульсном режиме. Для обеспечения дополнительной защиты от разлета в случае разрушения маховиков и молниезащиты можно предусмотреть заглубление накопителя аналогично емкостям для хранения топлива на традиционных заправках.