НИЗКОПОЛЬНЫЙ ГОРОДСКОЙ АВТОБУС С КОМБИНИРОВАННОЙ ЭНЕРГОУСТАНОВКОЙ

Конструкция относится к пассажирским транспортным средствам, а именно к автобусам различного класса для больших городов и мегаполисов.
Учитывая особенности эксплуатации автотранспорта в городских условиях, и постоянное ужесточение норм по выбросам вредных веществ транспортными средствами и возможным появлением рекреационных зон, где разрешается эксплуатация транспортных средств с нулевыми выбросами, требуются автотранспортные средства (АТС) способные соответствовать данным требованиям. Одним из решений поставленной задачи является применение электромобилей или АТС с комбинированной (гибридной) энергоустановкой с возможностью движения в режиме чистой электротяги, при выключенном, в случаи применения двигателя внутреннего сгорания (ДВС), первичном источнике энергии или использовании в качестве него источников с нулевым выбросом вредных веществ, например топливного элемента, обеспечивающего движение с нулевыми выбросами вредных веществ и при включенном первичном источнике энергии. Учитывая перспективность использования, в качестве первичного источника энергии, батареи водородных топливных элементов, целесообразным является создание унифицированного АТС интегрированной энергетической установкой.
Известно транспортное средство, содержащее тяговую установку, ходовое шасси на колесах, тяговые электродвигатели, соединенные сведущими колесами, аккумуляторную батарею и блок управления отличающийся тем что он дополнительно содержит аккумуляторную батарею для питания собственных нужд, буферную конденсаторную батарею для обеспечения дополнительной мощности см. патент Российской Федерации 80403U1 от 07.07.2008. Недостатком данного транспортного средства является ограниченный запас хода, что не позволяет в условиях отсутствия развитой инфраструктуры электрической зарядки тяговых батарей массово использовать подобные транспортные средства в городских автохозяйствах.
Технический результат достигаемый заявленным техническим решением заключается в интеграции комбинированной энергоустановки в существующие модели АТС с применением первичного источника энергии, обеспечивающим нулевые выбросы вредных веществ.
Низкопольный городской автобус с комбинированной энергоустановкой, имеющий, по меньшей мере, в своей средней части загрузочную площадку, кузов вагонного типа, установленный на рамном колесном шасси, в состав которого входят, по меньшей мере, две колесные оси с приводом, по крайней мере, на одну из них от тягового электропривода. Комбинированная энергоустановка разделена на основные независимые модули, такие как:
тяговый электропривод, размещенный на отдельном подрамнике между несущими лонжеронами в заднем свесе автобуса на минимальном возможном расстоянии от ведущей оси,
первичный источник энергии на базе топливных элементов в собственном силовом каркасе, расположенном в заднем свесе автобуса за тяговым электроприводом на несущих лонжеронах поперек продольной оси автобуса,
система хранения и подачи рабочих газов в собственном силовом каркасе расположена на крыше автобуса с распределением ее массы по осям 40% на переднюю ось и 60% на заднюю,
четыре модуля буферного накопителя энергии с размещением на двух арках передних колес и по двум сторонам в заднем свесе автобуса за задними колесами рядом с тяговым электроприводом с наружи несущих лонжеронов,
главный модуль системы управления (10), расположенный на задней стенке перегородки водителя.
Предложенное техническое решение поясняется чертежом (фиг.1), на котором изображена принципиальная схема размещения модулей комбинированной энергоустановки на автобусе.
Предлагаемая конструкция представляет собой автобус с «ломаной» рамой (7) и погрузочной площадкой в средней части, имеющий две колесных оси соединенных с рамой элементами подвески и комбинированной энергоустановкой в модульном исполнении, что обеспечивает унификацию при монтаже различных вариантов первичного источника энергии. Основными элементами комбинированной энергоустановки являются:
- тяговый электропривод (11), представляющий собой модуль состоящий из асинхронного электродвигателя, тягового преобразователя напряжения (инвертора), редуктора, блока силовой коммутации шины постоянного тока и подрамника (12). Данный модуль расположен между несущими лонжеронами в заднем свесе автобуса на минимально возможном расстоянии от ведущей оси и соединен с ней по средствам шарнирных валов.
- буферный накопитель энергии (БНЭ), необходимый для обеспечения движения АТС с комбинированной энергоустановкой в режиме чистой электротяги, возможности рекуперации энергии при торможении и компенсации дефицита энергии первичного источника энергии при кратковременных пиковых нагрузках на тяговый электропривод на режимах разгона АТС. БНЭ представляет собой четыре модуля с размещением двух из них (9, 6) на арках передних колес, что позволяет не уменьшать количество посадочных мест в салоне АТС и двух других (8, 3) по двум сторонам в заднем свесе автобуса за задними колесами рядом с тяговым электроприводом снаружи несущих лонжеронов рамы. Каждый из модулей может состоять из последовательно соединенных свинцово-кислотных, литиевых, аккумуляторов.
- первичный источник электрической энергии, обеспечивающий зарядку БНЭ, представляет собой отдельный модуль с размещением его основных элементов на собственном силовом каркасе (1), который располагается поперек продольной оси в заднем свесе автобуса за тяговым электроприводом и крепится к лонжеронам рамы. Главным элементом первичного источника энергии является батарея топливных элементов (2) типа водород-воздух или водород-кислород.
- система хранения и подачи рабочих газов (СХиПРГ) (5), представляет собой отдельный модуль в собственном силовом каркасе (4), расположенном на крыше автобуса. Главными элементами системы хранения и подачи рабочих газов являются баллоны для компримированного водорода, азота и кислорода, запорно-регулирующая газовая арматура и предохранительные клапаны. Также в систему СХиПРГ входят воздушные ресиверы штатной пневматической системы автобуса.