Устройство размещения рационального количества молекулярных накопителей энергии для военных колесных машин, оснащенных электромеханической трансмиссией

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к устройствам для размещения рационального количества молекулярных накопителей энергии (МНЭ) на военных колесных машинах, оснащенных электромеханической трансмиссией.
Из уровня техники известно устройство накопителя электрической энергии, содержащее корпус, включающий в себя нижнюю, переднюю, заднюю и боковые стенки, с размещенным внутри него блоком аккумуляторных батарей, при этом поперек корпуса в его верхней части закреплена планка с шарнирно установленной на ней двухсекционной крышкой, на передней стенке которой установлен измерительный модуль заряда аккумуляторных батарей, выполненный на основе микроконтроллера, содержащего микропроцессор, с подключенной к нему FLASH-памятью программ, соединенный общей шиной с SRAM-памятью данных, электрически перепрограммируемой памятью EEPROM, аналого-цифровым преобразователем, к входу которого подключен выход датчика заряда аккумуляторных батарей, подключенного к блоку аккумуляторных батарей, и восьмиразрядными универсальными двунаправленными портами ввода-вывода, к которым подключены клавиатура и блок индикации, выполненный на основе семисегментных индикаторов, по патенту RU 183395 U1 от 21.09.2018 года. Данное устройство применимо в электрокарах технологического назначения, однако, фактически является одним накопителем электрической энергии, что недостаточно для питания тяговых электродвигателей военной автомобильной техники.
Существуют более компактные накопители энергии, молекулярные, с достаточно высокими энергетическими и мощностными характеристиками для эффективного применения в качестве быстрозаряжаемого источника тока с рабочим напряжением до 500 В и практически неограниченным количеством циклов «заряд-разряд», используемых в электромеханических трансмиссиях, и имеющих различные варианты систем управления, например, по патентам RU 2019105427 А от 26.08.2020 года, RU 2376158 С2 от 20.12.2009 года, RU 2529306 С1 от 27.09.2014 года, RU 2550408 С1 от 10.05.2015 года, RU 2013105359 А от 20.08.2014 года, RU 2648652 С1 от 27.03.2018 года. В представленных технических решениях, предполагается использование нескольких МНЭ, соединенных между собой по определенной схеме, что не предполагает варьирование количеством МНЭ. Указанная конструкция имеет большую массу, что крайне негативно сказывается на технических характеристиках машины, в том числе и на массогабаритных параметрах.
Существует батарея электрических накопителей энергии с распределенной аналитической системой управления, по патенту RU 121970 U1 от 10.11.2012 года. Указанное техническое решение также не предусматривает возможность варьирования количеством накопителей с целью снижения массогабаритных параметров автомобиля.
Задача настоящей полезной модели заключается в обеспечении возможности выбора рационального количества молекулярных накопителей энергии с целью адаптации массово-габаритных параметров военных колесных машин, оснащенных электромеханической трансмиссией с молекулярными накопителями энергии.
Техническим результатом предложенной полезной модели является адаптация массово-габаритных параметров военных колесных машин, оснащенных электромеханической трансмиссией, при движении в различных дорожных условиях.
Техническим решением предложенной полезной модели является использование в составе устройства модульного блока, в котором производиться соединение накопителей, оснащенного датчиком измерения энергии рекуперации, а также модулем интерфейса и интерфейса электронно-вычислительной машины (ЭВМ), соединенных посредством электропроводов.
При этом сущность устройства размещения рационального количества молекулярных накопителей энергии для военных колесных машин, оснащенных электромеханической трансмиссией заключается в том, что машина оборудуется легкодоступным модульным блоком, для размещения молекулярных накопителей энергии, оснащенным датчиком измерения энергии рекуперации, модулем интерфейса и интерфейсом ЭВМ автоматического определения рационального количества молекулярных накопителей энергии. Через интерфейс ЭВМ задается предполагаемая максимальная скорость движения военной колесной машины, с которой она будет двигаться в текущих дорожных условиях. При помощи модуля интерфейса, в котором программно заложены тактико-технические характеристики военной колесной машины и дорожные условия, происходит вычисление и вывод через интерфейс ЭВМ рационального количества молекулярных накопителей энергии. Из модульного блока изымаются или добавляются молекулярные накопители энергии в соответствии с результатом под текущие дорожные условия. Выбранное рациональное количество молекулярных накопителей соответствует тому, что их общая емкость будет использоваться в полном объеме, при этом адаптируя массово-габаритные параметры военной колесной машины под текущие условия движения. Неиспользуемые накопители энергии хранятся в пункте постоянной дислокации машины.
Устройство размещения рационального количества молекулярных накопителей энергии для военных колесных машин, оснащенных электромеханической трансмиссией отличается от существующих конструкций тем, что содержит модульный блок под накопители энергии, оснащенный датчиком измерения энергии рекуперации, модулем интерфейса и интерфейсом ЭВМ автоматического определения рационального количества молекулярных накопителей энергии, при этом ячейки модульного блока выполнены с возможностью изъятия молекулярных накопителей энергии.
Полезная модель поясняется фигурой, на которой показано устройство размещения рационального количества молекулярных накопителей энергии для военных колесных машин, оснащенных электромеханической трансмиссией, где: 1 - модульный блок с ячейками для размещения молекулярных накопителей; 2 - молекулярные накопители; 3 - интерфейс ЭВМ; 4 - модуль интерфейса; 5 - электропровода, 6 - электропровода; 7 - электропровода; 8 - тяговый электрический двигатель; 9 - датчик измерения энергии рекуперации; 10 - преобразователь; 11 - военная колесная машина с ЭМТ с МНЭ.
Для размещения рационального количества накопителей энергии и адаптации массово-габаритных параметров военной колесной машины при движении в различных дорожных условиях используется устройство, содержащее в своем составе модуль интерфейса, в котором, используя заложенные тактико-технические характеристики военной колесной машины и характеристики дорожных условиях, происходит вычисление и вывод через интерфейс ЭВМ в кабине машины рационального количества молекулярных накопителей энергии, информируя экипаж о необходимости изъятия или добавления накопителей энергии в модульном блоке.
При движении машины, количество энергии рекуперации, поступающей от тяговых электродвигателей через преобразователь энергии в накопители посредством электропроводов, считывается датчиком измерения. Полученная информация через электропровода передается на интерфейс ЭВМ, информируя экипаж о состоянии накопителей, накопленной энергии и правильности введенных экипажем данных.
Пример работы устройства. Перед началом движения через интерфейс ЭВМ 3 вводятся исходные данные по предполагаемой скорости движения машины и по электропроводам 5 передаются в блок интерфейса 4, преобразующий сигнал и передающий его по электропроводам 5 на интерфейс ЭВМ 3 с рациональным количеством накопителей. Экипаж машины получив данные изымает или добавляет молекулярные накопители 2 в модульном блоке 1 и приступает к движению. В процессе торможения от тяговых электрических двигателей 8 по электропроводам 7 через преобразователь 10 в накопители энергии 2 поступает энергия рекуперации. В датчик измерения энергии рекуперации 9 по электропроводам 12 поступает информация о количестве общей энергии в модульном блоке 1. Сформированный сигнал от датчика 9 по электропроводам 6 передается на модуль интерфейса 4, преобразующий сигнал и передающий его по электропроводам 6 на интерфейс ЭВМ 11.
Таким образом, предложенное устройство позволяет автоматически с высокой точностью определять рациональное количество молекулярных накопителей энергии, адаптировать массово-габаритные параметры военных колесных машин, оснащенных электромеханической трансмиссией при движении в различных дорожных условиях.
Литература
1. Описание изобретения к авторскому свидетельству RU 183395 U1 «Накопитель электрической энергии», МПК Н01М 2/10; Н01М 10/48. Заявлено: 22.06.2017, 2017122099. Опубликовано: 21.09.2018. Авторы: Филькин Н.М, Музафаров Э.Р., Музафаров Р.С., Заварзин А.А., Домбрачев А.Н., Ефремов В.Н., Коршунов А.И., Кузнецов С.В., Каданин П.Ю. Заявитель: Акционерное общество "Сарапульский электрогенераторный завод". Открытое издание.
2. Описание изобретения к авторскому свидетельству RU 2376158 С2 «Электромеханическая трансмиссия», МПК B60K 17/00, Н02Р 8/00. Заявлено: 22.05.2007, 2007119085/11. Опубликовано: 20.12.2009. Авторы: Коломейцев В.Д., Коломейцев Л.Ф., Пахомин С.А., Бибиков В.И., Крайнов Д.В., Коломейцев Г.В., Звездунов Д.А., Прокопец И.А., Реднов Ф.А., Сулейманов У.М. Заявитель: общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие " Эметрон". Открытое издание.
3. Описание изобретения к авторскому свидетельству RU 2019105427 А «Способ управления электромеханической трансмиссией дорожно-строительной машины и устройство для его осуществления», МПК B60L 3/00. Заявлено: 26.02.2019, 2019105427. Опубликовано: 26.08.2020. Авторы: Болотин М.Г., Бибиков В.И., Ильинский А.Д., Вязников М.В. Заявитель: общество с ограниченной ответственностью "ИНТЕГРАЛ-77". Открытое издание.
4. Описание изобретения к авторскому свидетельству RU 2529306 С1 «Электромеханическая трансмиссия», B60L 11/08. Заявлено: 07.02.2013, 2013105359/11. Опубликовано: 27.09.2014. Авторы: Киреев А.В., Гребенников Н.В., Кононов Г.Н., Кожемяка Н.М., Лебедев А.В. Заявитель: ЗАО "НТЦ "Привод-Н". Открытое издание.
5. Описание изобретения к авторскому свидетельству RU 2550408 С1 «Электромеханическая трансмиссия самоходной машины», B60L 11/00, B60K 17/354, B62D 11/00. Заявлено: 12.03.2014, 2014109629/11. Опубликовано: 10.05.2015. Авторы: Коровин В.А., Коровин К.В. Заявитель: Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Резонанс". Открытое издание.
6. Описание изобретения к авторскому свидетельству RU 2013105359 А «Электромеханическая трансмиссия», B60L 11/08. Заявлено: 07.02.2013, 2013105359/11. Опубликовано: 20.08.2014. Авторы: Киреев А.В., Гребенников Н.В, Кононов Г.Н., Кожемяка Н.М., Лебедев А.В. Заявитель: ЗАО "НТЦ "ПРИВОД". Открытое издание.
7. Описание изобретения к авторскому свидетельству RU 2013105359 А «Электромеханическая трансмиссия машины с двигателем внутреннего сгорания», B60L 11/00, B60K 17/354. Заявлено: 13.04.2017, 2017112868. Опубликовано: 27.03.2018. Авторы: Коровин В.А. Заявитель: Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Резонанс". Открытое издание.
8. Описание изобретения к авторскому свидетельству RU 121970 U1 «Батарея электрических накопителей энергии с распределенной аналитической системой управления», H02J 5/00, H01M 10/44, H01M 10/46, H02J 7/02, H02J 7/10. Заявлено: 29.06.2012, 2012127398/07. Опубликовано: 10.11.2012. Авторы: Сидоренко О.И., Подлипалин В.А., Евсейкин А.А., Бузаджи С.В., Полулях Н.А., Дистранов К.С, Данилов Э.Е. Заявитель: Общество с ограниченной ответственностью "Системы управления хранением энергии". Открытое издание.