ПРИВОД АВТОТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к приводам автотранспортных средств, а именно, к электрическим тяговым системам с питанием от теплового двигателя и электрического накопителя и может быть использована в гибридных энергетических системах легковых автомобилей.
Из уровня техники известен привод автотранспортного средства, включающий двигатель внутреннего сгорания, механически соединенный с генератором, инвертор, электрическую машину, соединенную с шасси транспортного средства, накопитель электрической энергии и основной блок управления, контролирующий работу инвертора, генератора и системы управления двигателем внутреннего сгорания (см. патент RU 63297, кл. B60L 11/00, опубл. 27.05.2007). Недостатками известного устройства являются быстрый выход из строя накопителя электрической энергии малый ресурс батареи, небольшая эффективность рекуперации, недостаточная надежность и функциональность управления.
Задачей полезной модели является устранение указанных недостатков. Технический результат заключается в повышении эффективности накопления и расходования рекуперированной энергии за короткий промежуток времени работы накопителя. Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что привод автотранспортного средства включает двигатель внутреннего сгорания, механически соединенный с генератором, инвертор, электрическую машину, соединенную с шасси транспортного средства, накопитель электрической энергии - конденсатор и основной блок управления, контролирующий работу инвертора, генератора и системы управления двигателем внутреннего сгорания, причем накопитель электрической энергии снабжен блоком управления накопителем, который соединен с основным блоком управления и снабжен устройством идентификации режима движения автотранспортного средства. Накопитель электрической энергии предпочтительно содержит конденсаторную батарею и электрохимические элементы.
На чертеже представлена структурная схема предлагаемого привода (толстыми стрелками показаны энергетические связи, тонкими - информационные).
Привод автотранспортного средства включает двигатель внутреннего сгорания (ДВС) 1, генератор переменного тока 2, инвертор 3 с основным блоком управления 4, накопитель электрической энергии 5 и электрическую машину 6, соединенную с шасси транспортного средства (устройство наиболее эффективно для полноприводных автомобилей). Основной блок управления 4 контролирует работу инвертора, генератора и системы управления двигателем внутреннего сгорания. Накопитель 5 в своем составе имеет как конденсаторную батарею, используемую для поглощения кратковременной энергии рекуперации либо ее реализации в кратковременные моменты времени, и электрохимические элементы (например, батареи на литиевых источниках тока), используемые для длительного накопления и разряда. Накопитель электрической энергии 5 снабжен блоком управления накопителем 7, который соединен с основным блоком управления 4 и снабжен устройством идентификации режима движения автотранспортного средства (S - режим торможения или А - режим ускорения).
При работе ДВС 1 механически связанный с ним генератор 2 генерирует поток электрической энергии, который через инвертор 3 и основной блок управления 4 передается или на накопитель 5, или на тяговую электрическую машину 6, работающую в режиме электромотора.
Рекуперация осуществляется за счет переключения электрической машины 6 в режим генератора во время торможения транспортного средства. Полученная при этом энергия передается в накопитель 5.
Отсутствие механической связи между силовым агрегатом и колесами позволяет обеспечивать управление ДВС 1 в наиболее благоприятной зоне с точки зрения эффективности управления за счет использования энергии, сохраненной в накопителе 5. Скорость вращения и вращающий момент ДВС 1, соответствующие минимальному расходу топлива, задается основным блоком управления 4 и сводится к синхронному воздействию на топливоподачу через систему управления ДВС и на устройство управления генератором переменного тока 2 в зависимости от условий движения транспортного средства (обороты и ускорения валов колес, нагрузки на валах и т.п.). При этом двигатель 1 либо работает в зоне максимальной эффективности либо отключен.
Использование в качестве накопителя энергии торможения транспортного средства электрического накопителя конденсаторного типа небольшой емкости позволяет увеличить ресурс работы и снизить габариты и вес системы трансмиссии, а так же обеспечить требуемую пиковою мощность.
Наличие блока управления 7 накопителем, благодаря реализации полного привода и алгоритма управления по ранее указанной схеме, позволяет повысить эффективность накопления и расходования рекуперированной энергии.
Предлагаемый привод работает следующим образом.
В режиме торможения (сигнал S) по сигналу блока управления накопителем 7 основной блок управления 4 разрывает цепь электропередачи мощности от генератора 2 к электрической машине 6 и замыкает цепь заряд-разряд накопителя 5. Электрическая машина 6 работает в генераторном режиме, поглощая энергию торможения транспортного средства, и заряжает накопитель 5. Одновременно от блока 7 к блоку управления генератора 4 подается сигнал, и формируются команды на отключение топливоподачи к ДВС 1.
В режиме трогания с места и ускорения (сигнал А) при наличии заряда в накопителе 5, в первую очередь проводится разгон от энергии накопителя 5 до его разрядки.
Основными результатами использования предлагаемой полезной модели являются:
- снижение удельного расхода топлива транспортного средства за счет рекуперации энергии во время торможения транспортного средства, а так же за счет обеспечения работы ДВС в зоне максимальной эффективности;
- снижение емкости накопителя электрической энергии до уровня, необходимого и достаточного только для обеспечения рекуперативного торможения транспортного средства и соответственно снижение габаритов и массы трансмиссии;
- увеличение ресурса работы схемы электромеханической трансмиссии посредством использования накопителей конденсаторного типа;
- увеличение энергии рекуперативного торможения посредством использования полного привода.
Таким образом, предлагаемое устройство, используя рекуперацию энергии торможения транспортного средства, оптимизирует топливоподачу ДВС и позволяет исключить работу двигателя на неэкономичных режимах и минимизировать удельный расход топлива.