АВТОМОБИЛЬНАЯ ТРАНСПОРТНАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА С ПРИНЦИПОМ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ ЗАРЯДКИ, РАЗРЯДКИ
AUTOMOTIVE TRANSPORT POWER SYSTEM WITH PRINCIPLE OF PERIODIC CHARGING, DISCHARGING

Изобретение относится к электрическим системам потребления, генерирования, сохранения и преобразования электрической энергии, является основой инфраструктуры для электромобилей.
В данном изобретении рассматривается разработка автомобильной дороги с применением электропередачи в комплексе с разработкой новой концепции электромобиля.
Известно много видов машин, применяющих электроэнергию в качестве тяговой энергии. Железнодорожный транспорт, метро, троллейбус, трамвай, электромобиль, погрузочная техника. У первых четырех представителей контактная сеть располагается на всем протяжении пути, что требует крупных затрат в ее организации. Другие два представителя нуждаются в подзарядке аккумуляторных батарей во время стоянки, время зарядки батареи составляет от 40 минут до трех часов. Такая зарядка не избавляет от главной проблемы электромобилей - малого запаса хода. Другой проблемой является долговечность батареи.
Технические задачи, решаемые изобретением, заключаются в увеличении запаса хода у электромобиля и экономии времени и средств его владельца. Внедрение изобретения позволит не только потреблять, но и вырабатывать электроэнергию непосредственно транспортным средством.
Поставленная задача решается посредством организации автомобильной электрической дороги (АЭД), основа которой - высокотехнологичное дорожное полотно, на нем с определенной периодичностью расположены на подъемах - станции зарядки электромобилей (СЗЭ), на спусках - станции разрядки электромобилей (СРЭ), состоящие из блока управления и контроля, электрического трансформатора, подземного электрического кабеля питания, шины подачи (приемки) положительного заряда, подачи (приемки) отрицательного заряда, минимальная длина шин - пятьдесят метров, между шинами - канал безопасности, аварийного генератора, емкости с топливом, транспортное средство является активным элементом, состоит из автомобильной колесной базы, на днище располагается штанга подачи (приемки) электрического тока, расположенная на подъемно-спусковом механизме, необходимого количества электродвигателей, необходимого количества батарей, энергогенерирующего механизма (ЭМ), системы рекуперации, системы временного хранения и правильного распределения энергии, системы энергетического потенциала (СЭП), зарядка и разрядка производятся во время движения. Электромобиль, попадая в зону контактной сети на станциях зарядки, на ходу получает возможность как дополнительного увеличения мощности питания двигателя, зарядки батарей или устройства временного хранения энергии, так и отдачи накопленной энергии на станциях разрядки.
Препятствие в виде осадков легко устраняется по следующему принципу организации питания электромобиля на дороге - ограниченная дистанция, питающая автомобиль. Шины питания располагаются на относительно коротких отрезках от 50 до 500 метров в зависимости от возможной скорости зарядки батарей, а частота расположения таких станций напрямую зависит от возможной стандартной емкости батареи либо устройства временного хранения энергии и расчетных единиц, таких как уклон, ограничение скорости.
Основной единицей измерения расстояния размещения СЗЭ в данном случае является расстояние емкости батареи (Lb) или устройства временного хранения энергии. В реализации такой идеи помогут города, в которых постепенно дороги скроются под навесы, что снизит затраты на уборку дорог в зимний период. Таким образом, у автовладельцев не будет необходимости заезжать на автозаправочные станции, зарядка батарей будет производиться по ходу движения. Естественно электромобиль заряжается и во время стоянки. Более наглядно поможет в этом разобраться раздел «краткое описание чертежей».
Отличный пример использования подшипников в автомобиле - это уклон на дороге, который также проявляет низкий уровень КПД ДВС. В развитии данного проекта уклоны необходимо максимально использовать в концепции разработки электромобиля для АТЭС. Кинематика - это энергия, что также позволит совершенно новаторски подойти к разработке трансмиссии электромобиля. Применив систему рекуперации и оснастив транспортные средства высокотехнологичными нагнетателями электроэнергии, мы можем добиться появления нового источника электроэнергии - это сам электромобиль. Нам необходимо лишь установить с определенной частотой станции приема электрической энергии с электромобиля всеми штангами. Таким образом, данная транспортная система может стать источником электроэнергии.
Согласно современным правилам дорожного движения в городской черте скорость движения ограничена пределом в 60 км/ч. Существуют и более крупные ограничения.
Большинство граждан у нас законопослушны и не превышают этот предел. Возникает вопрос: зачем производить сверхмощные ДВС?
С применением АТЭС можно от этого избавиться с применением датчиков и расчетных данных. Автомобили не смогут превышать пределы заданных скоростей, изначально из-за малого количества СЗЭ и несовершенных электромобилей.
Учет потребляемой энергии в данном случае необходимо организовать непосредственно на электромобиле с помощью уже хорошо зарекомендовавших себя электросчетчиков, тем более на сегодняшний день уже есть опыт применения счетчиков с дистанционной передачей данных.
Контроль может осуществляться как представителями электроснабжающей организации, так и сотрудниками ДПС с применением четко обозначающих сигналов и эвакуаторов, на базе разработанных правил потребления и оплаты электроэнергии.
Оплату можно производить через автоматы оплаты.
На сегодняшний день принято применять и разрабатывать батареи, например литий-ионная батарея, которые заряжаются от домашней розетки, но никак не связаны с передачей энергии периодично, непосредственно на дороге. Огромной проблемой в разработке таких батарей является расстояние, которое может проехать автомобиль с такой батареей, не говоря уже о других показателях, таких как масса автомобиля, крутящий момент и увеличение КПД электродвигателя.
С помощью концептуально нового подхода не к автомобилю, а к транспортной магистрали, питающей автомобиль с периодичностью, допустим, в три, пять, десять километров, можно будет подойти и к разработке батареи, например гидропневматической, гравитационно-механической либо конденсаторной, компрессорной, водородной, атомной и т.д.
Как уже сказано выше с использованием уклонов и с более детальным применением кинематики, необходимо пересмотреть трансмиссию автомобиля. По принципу действия трансмиссии разработать концептуально новый механизм, в котором применить новую тормозную систему, которую можно будет использовать для зарядки батарей и увеличения КПД электродвигателя. Применив систему рекуперации и имея ограниченную емкость батарей, возможен вариант сброса определенного количества энергии, выработанной автомобилем, за счет массы автомобиля и кинематики посредством станций приема электроэнергии, расположенных на пути автомобиля.
Краткое описание чертежей
Фигура 1 - устройство транспортного средства как активного элемента АТЭС. Принцип контактного взаимодействия с автомобильной электрической дорогой.
1 - шина подачи (приемки) положительного заряда, подачи (приемки) отрицательного заряда;
2 - штанга подачи (приемки) электрического тока;
3 - транспортное средство;
4 - необходимое количество батарей;
5 - энергогенерирующий механизм;
6 - электродвигатель;
7 - система энергетического потенциала.
Фигура 2 - устройство станции зарядки (разрядки) электромобилей.
1 - шина подачи (приемки) положительного заряда, подачи (приемки) отрицательного заряда;
8 - подземный электрический кабель питания;
9 - аварийный генератор;
10 - емкость с топливом;
13 - блок управления и контроля;
14 - электрический трансформатор.
Фигура 3 - принцип расположения СЗЭ (СРЭ) в АТЭС.
11 - станция зарядки электромобилей (СЗЭ);
12 - станция разрядки электромобилей (СРЭ).