Модульное транспортное средство

 

Использование: в легковом транспорте. Сущность изобретения: транспортное средство выполнено в виде автопоезда и содержит сочленяемый с прицепом автомобиль с электромеханической трансмиссией из тяговых электродвигателей, электрогенераторов, двигателя внутреннего сгорания и механизмами управления. Новым является модульное исполнение транспортного средства, включающего тяговый модуль вагона-кузова с пассажирским салоном и выносной энергетический модуль, соединяемый буксирной сцепкой с первым и следующий за ним в транспортном положении в виде прицепной передвижной колесной электрической станции. При этом тяговый модуль оборудован тяговыми электродвигателями с колесами, передней и задней подвеской, несущим кузовом, механизмами управления транспортным средством, а энергетический модуль - комбинированной энергетической установкой, состоящей из двигателя внутреннего сгорания, электрогенератора, стартовой (разгонной) конденсаторной и тяговой аккумуляторных батарей, а также блока управления ими. 5 ил.

Изобретение относится к автомобилестроению и может быть применено в экологически приемлемых конструкциях гибридных автомобилей, а также электромобилей.

Известно модульное транспортное средство, содержащее механически и электрически связанные тягово-пассажирский модуль с подключенными к аккумуляторным батареям электродвигателями колес и прицепной энергетический модуль с блоком управления.

Недостатками известного транспортного средства являются значительная масса, сложности компановки тягово-пассажирского модуля аккумуляторными батареями и недостаточная эффективность энергетических установок, выполненных автономно и располагаемых, как на тягово-пассажирском, так и на прицепном модулях.

Цель изобретения уменьшение массы и улучшение компановкуи тягово-пассажирского модуля, а также повышение эффективности энергетической установки транспортного средства в целом.

Поставленная цель достигается тем, что в модульном транспортном средстве, содержащем механически и электрически связанные тягово-пассажирский модуль с подключенными к аккумуляторным батареям электродвигателями колес и прицепной энергетический модуль с блоком управления аккумуляторные батареи размещены в энергетическом модуле, который дополнительно снабжен стартовыми конденсаторными батареями и установленными на колесах прицепа электрическими тормозами электрогенераторного типа, при этом аккумуляторные и конденсаторные батареи введены в общую электрическую сеть энергетического модуля с возможностью подключения и отключения блоком управления, а электродвигатели колес тягово-пассажирского модуля и электрические тормоза энергетического модуля соединены с упомянутой сетью с возможностью рекуперации в нее энергии при торможении транспортного средства.

На иг. 1 показано модульное транспортное средство, общий вид; на фиг.2 тягово-пассажирский модуль, общий вид; на фиг.3 энергетический модуль, общий вид; на фиг. 4 схема тягового электропривода гибридного модульного транспортного средства; на фиг.5 схема тягового электропривода модульного транспортного средства электромобиля.

Модульное транспортное средство 1 (фиг.1) содержит тягово-пассажирский модуль 2 и энергетический модуль 3 механически и электрически связанные между собой в единый комплекс транспортного средства. В тягово-пассажирском модуле 2 размещены тяговые электродвигатели 5 колес 6 этого модуля, электрически связанные линией электроснабжения 7 с энергетической установкой 8 модуля 3 (фиг.2-5). Модуль 2 в транспортном средстве 1 служит для перевозки пассажиров и буксировки прицепа-энергетического модуля 3. В энергетическом модуле 3 транспортного средства 1 (фиг.2,3,4) размещена энергетическая установка 8 с известным блоком управления 13, которая представляет собой бортовую электрическую станцию, вырабатывающую электроэнергию для привода (электропривода) тягово-пассажирского модуля 2, а также для аккумулирования рекупирированной энергии при торможении транспортного средства. Энергетическая установка 8 (фиг.3) это может быть комбинированная установка, состоящая из двигателя внутреннего сгорания 9 с его топливным баком, тягового электрогенератора 10, стартовой (разгонной) конденсаторной 11 и тяговой аккумуляторной 12 батарей, блока управления установкой 13, сети электроснабжения 14 и рекуперации 15 энергии (фиг.4), либо комбинированная энергоустановка, состоящая из блока емкостных накопителей энергии тяговых аккумуляторных и стартовой (разгонкой) конденсаторных батарей 12 и 11 с их сетью электроснабжения и рекуперации 14 и 15, блоком управления установкой 13 (фиг.5). Модуль 3 позволяет размещать в нем и другие энергетические установки, вырабатывающие электроэнергию, как химических источников тока либо тепловых, либо комбинированных. При применении комбинированной энергетической установки 8 из двигателя внутреннего сгорания 9, тягового электрогенератора 10, стартовой конденсаторной 11 и тяговой аккумуляторной 12 батарей транспортное средство 1 относится к гибридным автомобилям, а при энергетической установке 8 из блока емкостных накопителей энергии 12 и 11 к электромобилям, заряжаемых от розетки 16 (фиг.4,5). Колеса 17 прицепного энергетического модуля 3, не являющиеся ведущими, имеют электрические тормоза 18 электрогенераторного типа, рекуперирующие энергию при торможении этих колес в емкостные накопители энергии 11 и 12. Аккумуляторные 12 и конденсаторные 11 батареи энергетического модуля 3 введены в общую электрическую сеть этого модуля с возможностью подключения и отключения блоком управления 13 (фиг.4,5). Энергетический модуль 3 соединяется с тягово-пассажирским модулем 2 в модульное транспортное средство 1 (фиг.1) опорно-сцепным устройством или буксирным прибором 4, а также известными кабельными линиями от энергоустановки 8, образуя единый транспортный комплекс для перевозки пассажиров и груза.

Транспортное средство приводится в движение посредством колес 6 тягово-пассажирского модуля 2, которые вращаются тяговыми электродвигателями 5 этих колес, потребляющими электроэнергию из энергетической установки 8 модуля 3 по сети электроснабжения 14. При этом управление транспортным средством 1 осуществляется в движении водителем известным рулевым механизмом 19, а режимами движения блоком управления 13. Торможение транспортным средством 1 наряду с известной системой тормозов автомобилей осуществляется электроторможением. При этом тяговые электродвигатели 5 колес 6 совместно с электротормозом 18 прицепного модуля переходят в режим работы электрогенераторов, вырабатывая (рекуперируя) электрическую энергию и направляя ее по сети рекуперации 15 в емкостные накопители энергии конденсаторную 11 и аккумуляторную 21 батареи энергетической установки 8 модуля 3 для дальнейшего использования рекуперируемой энергии в энергетическом балансе транспортного средства 1.

Применение электрического торможения колес в модульном транспортном средстве 1 позволяет затормаживать одновременно все колеса транспортного средства, что устраняет занос и набегание колес прицепного энергетического модуля 3 на тягово-пассажирский 2, повышая при этом надежность тормозной системы и безопасность транспортного средства.

Устройство транспортного средства: с ведущим звеном тягово-пассажирским модулем и ведомым звеном энергетическим модулем с размещением энергетической установки в ведомом звене позволяет уменьшить массу ведущего звена тягового модуля на величину массы энергетической установки известных автомобилей улучшить компановку тягово-пассажирского модуля, повысить степень использования мощности энергоустановки за счет ее размещения на прицепе, что уменьшает удельный расход энергии на единицу транспортной работы, повышая эффективность перевозок. При размещении в прицепном энергетическом модуле энергоустановок, массогабаритные показатели которых ограничивают их применение в известных автомобилях, предлагаемое техническое решение расширяет возможности практического применения модульных транспортных средств, повышает их экологичность.

Предлагаемое устройство модульного транспортного средства применимо в конструкциях экологически приемлемых легковых машин: гибридного типа, электромобилей, а также в конструкциях автобусов, троллейбусов, грузовых машин.

Формула изобретения

МОДУЛЬНОЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО, содержащее механически и электрически связанные тягово-пассажирский модуль с подключенными к аккумуляторным батареям электродвигателями колес и прицепной энергетический модуль с блоком управления, отличающееся тем, что аккумуляторные батареи размещены в энергетическом модуле, который дополнительно снабжен стартовыми конденсаторными батареями и установленными на колесах прицепа электрическими тормозами электрогенераторного типа, при этом аккумуляторные и конденсаторные батареи введены в общую электрическую сеть энергетического модуля с возможностью подключения и отключения блоком управления, а электродвигатели колес тягово-пассажирского модуля и электрические тормоза энергетического модуля соединены с упомянутой сетью с возможностью рекуперации в нее энергии при торможении транспортного средства.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5