Экономичное зарядное устройство для аккумуляторов автомобилей

Изобретение относится к области электрооборудования автомобилей и направлено на усовершенствование зарядного устройства аккумуляторов автомобилей, обеспечивающего подзарядку аккумуляторных батарей во время движения. Подзарядка аккумуляторной батареи происходит преимущественно во время торможения автомобиля. Для этого в регуляторе напряжения имеется инерционный датчик ускорения - акселерометр, который управляет величиной тока в обмотке возбуждения электрического генератора. Причем ток в обмотке возбуждения возрастает, и зарядный ток аккумуляторной батареи увеличивается, с ростом тормозящего усилия. Технический результат заключается в снижении расхода топлива, затрачиваемого на выработку электроэнергии для систем зажигания, освещения, климат контроля, и многих других, и увеличении срока службы деталей тормозной системы, при значительном упрощении зарядного устройства, и его монтажа. 2 ил.

 

Изобретение относится к области электрооборудования автомобилей, а именно к устройствам для подзарядки аккумуляторных батарей во время движения автомобиля.

Общеизвестные устройства для подзарядки аккумуляторных батарей (АБ) имеют существенный недостаток: относительно высокое энергопотребление. В этих устройствах (фигура 1) электроэнергия для подзарядки (5) АБ вырабатывается трехфазным генератором (2) Г путем преобразования механической энергии двигателя внутреннего сгорания (1) ДВС, который при этом потребляет значительное количество топлива. Трехфазный диодный выпрямитель (3) В преобразует переменное напряжение генератора в постоянное напряжение и заряжает аккумуляторную батарею (5) АБ. Регулятор напряжения (6) РН изменяет ток в обмотке возбуждения (4) ОВ и осуществляет подзарядку (5) АБ как только напряжение на ее выводах становится ниже допустимого. Получаемая при этом электрическая энергия необходима для системы зажигания, освещения, системы «климат-контроль», стеклоподъемников, аудиоаппаратуры, навигационных устройств, видеорегистраторов и других электроприборов, количество которых увеличивается с каждой новой моделью автомобиля (Вершигора В.А. и др. Автомобили «Спутник ВАЗ 2108-2109», устройство и ремонт, 2-е издание, переработанное и дополненное. М., изд. «Транспорт», 1992 г., Стр. 152 - 162; Ремонт автомобилей ГАЗ > Генератор Газель 3М3 406).

В автомобилях с ДВС подзарядка аккумуляторной батареи (5) АБ осуществляется независимо от того, находится ли автомобиль в режиме разгона, или в режиме торможения, или его двигатель работает в режиме холостого хода. В них полностью отсутствуют устройства для накопления и полезного использования кинетической энергии торможения. В зависимости от комфортабельности у этих автомобилей расход бензина возрастает от 10 до 20% с подключением все большего числа потребителей электроэнергии.

Этот недостаток отсутствует в автомобилях с гибридным двигателем. Гибридный двигатель представляет собой конструкцию, сочетающую электромашину с рекуперативным торможением (двигатель - генератор) и двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Гибридный двигатель запасает кинетическую энергию в аккумуляторе при торможении автомобиля, преобразуя ее в электрическую, и использует эту энергию в дальнейшем при разгоне. Он потребляет на 20 - 25% меньше топлива, чем ДВС. Однако автомобили с гибридными двигателями существенно отличаются по конструкции от классических автомобилей с ДВС, требуют значительного переоснащения производства и станций технического обслуживания. Поэтому имеют гораздо большую стоимость и проблематичны в обслуживании (Сайты:).

Наиболее близкое решение заявляемому изобретению описано в патенте на изобретение №2455744 от 10.07.2012 г. «Экономичное рекуперативное зарядное устройство аккумуляторов автомобилей». Данное устройство позволяет экономить топливо обычных автомобилей с ДВС, поскольку осуществляет подзарядку аккумуляторной батареи преимущественно во время торможения автомобиля. Поэтому дополнительным полезным результатом такого решения является продление срока службы деталей тормозной системы: тормозных колодок, дисков, барабанов и т.п. Для этого в устройстве имеется два дополнительных датчика: датчик давления тормозной жидкости в гидравлической тормозной системе и датчик мгновенного расхода топлива двигателем. Наличие двух дополнительных датчиков усложняет установку устройства в автомобиле, увеличивает его стоимость, при этом возрастает количество проводников для подключения устройства, и, как следствие, уменьшается его надежность.

Техническим результатом заявляемого изобретения является снижение количества топлива, затрачиваемого автомобилем на выработку электроэнергии для подзарядки аккумуляторной батареи, во время движения, улучшение эксплуатационных качеств, снижение его стоимости. Для этого в устройстве датчик давления тормозной жидкости и датчик расхода топлива заменены одним датчиком ускорения - акселерометром, который находится в самом устройстве и не требует дополнительного подключения (фигура 2). При движении автомобиля с постоянной скоростью или при его ускорении выходное напряжение акселерометра (7) А равно нулю или имеет отрицательную полярность. Это напряжение усиливается усилителем (10), при этом транзистор n-p-n типа (11) находится в закрытом состоянии и ток в обмотке возбуждения (4) ОВ отсутствует, а генератор (2) Г не вырабатывает электроэнергию и не нагружает двигатель внутреннего сгорания (1) ДВС. При торможении автомобиля напряжение на выходе акселерометра становится положительным, и усиленное усилителем (10) оно открывает транзистор (11), при этом в обмотке возбуждения (4) ОВ появляется ток, а генератор (2) Г начинает вырабатывать электроэнергию, заряжая через выпрямитель (3) В аккумуляторную батарею (5) АБ и создавая тормозное усилие автомобилю. В случае длительного отсутствия тормозного режима (например, при движении автомобиля с постоянной скоростью) электрические потребители (нагрузка) постепенно снижают напряжение на выводах аккумуляторной батареи (5) АБ, одновременно снижается и напряжение на инвертирующем входе усилителя (14). Резисторы (15) и (16) выполняют функцию делителя напряжения. А напряжение на неинвертирующем входе (+) усилителя остается относительно постоянным благодаря параметрическому стабилизатору (резистор 17 и стабилитрон 18). При некотором минимально допустимом напряжении (5) АБ напряжение на инвертирующем входе (-) усилителя (14) становится меньше, чем на не инвертирующем (+) входе, при этом усилитель (14) переходит из отрицательного насыщения в положительное насыщение. Усилитель (14) работает в режиме компаратора. Положительное выходное напряжение усилителя (14) открывает стабилитрон (22), и через резистор (19) течет ток базы, открывая транзистор (11). Это приводит к появлению тока, через щетки (24) Щ в обмотке возбуждения (4) ОВ генератора 2 (Г), и он вырабатывает электроэнергию традиционным способом, преобразуя механическую энергию двигателя (1) ДВС в электрическую энергию и заряжает батарею (5) АБ. Резистор (9) и стабилитрон (8) выполняют функцию параметрического стабилизатора для питания акселерометра (7) А, а конденсатор (23) снижает пульсации. Резисторы (19), (20) и (21) являются сумматором напряжений, которые поступают с акселерометра через усилитель (10) и со схемы обнаружения минимально допустимого напряжения на выводах аккумуляторной батареи. Резисторы (12) и (13) задают коэффициент усиления операционному усилителю (10) и, следовательно, определяют чувствительность схемы управления генератором к тормозному ускорению автомобиля.

Электропитание усилителей (10) и (14), а также цепи их коррекции на схеме не показаны.

Таким образом, использование датчика ускорения (7) А в заявляемом устройстве позволяет изготовить регулятор напряжения в виде отдельного блока без дополнительных входов и выходов. Модифицированный регулятор напряжения имеет две графитовые щетки (24) Щ и один провод для питания через разъем Р. Достаточно заменить в автомобиле стандартный регулятор напряжения на модифицированный регулятор с акселерометром, и кинетическая энергия автомобиля при его торможении будет частично использована для преобразования ее в электроэнергию, предназначенную для электропитания всей электрической системы автомобиля. Такая замена не займет более 10-15 минут времени и окупится экономией бензина через 2-3 тысячи километров пробега.

Экономичное зарядное устройство для аккумуляторов автомобилей, содержащее электрогенератор с обмоткой возбуждения, трехфазный выпрямитель и регулятор напряжения, отличающийся тем, что регулятор напряжения содержит датчик ускорения - акселерометр, выход которого соединен с входом усилителя, а выход усилителя соединен через резистивный сумматор с базой транзистора, включенного последовательно с обмоткой возбуждения генератора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам электропитания транспортных средств. Технический результат - увеличение мощности транспортного средства и предотвращения временного замедления, что тем самым не только улучшает характеристики управления транспортным средством, но и значительно увеличивает к.п.д.

Изобретение относится к области транспорта и может быть использовано для зарядки устройства накопления энергии, установленного в транспортном средстве. Техническим результатом является повышение надежности связи накопителя энергии с источником энергии, внешним по отношению к транспортному средству.

Использование: в области электротехники. Технический результат - увеличение срока службы стартерных батарей.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в синхронных машинах. .

Изобретение относится к области электрооборудования автомобилей и направлено на усовершенствование зарядного устройства аккумуляторов автомобилей, обеспечивающего подзарядку аккумуляторных батарей во время движения.

Изобретение относится к области транспорта и может быть использовано в устройствах управления зарядкой для транспортного средства и транспортном средстве, выполненном с возможностью зарядки устройства накопления энергии от внешнего источника энергии.

Изобретение относится к способу и устройству (1) для зарядки энергоаккумулятора (2) через устройство (3), вырабатывающее электроэнергию, с, по меньшей мере, одним управляющим устройством (6), горелкой (7), которая для снабжения топливом соединена с баком (11), зарядным устройством (4), соединенным с энергоаккумулятором (2), и термоэлементом (8), одна сторона которого соединена с устройством (3), вырабатывающим электроэнергию.

Изобретение относится к электрооборудованию автомобилей и направлено на усовершенствование генераторной установки, используемой в качестве источника электрической энергии.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности, к автомобильной технике. .

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к автомобильной технике. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к системе и способу замены и заряда аккумуляторных батарей (АКБ) в условиях отсутствия стационарной системы электроснабжения. Техническим результатом является возможность дифференцирования режимов замены, выдачи и приема аккумуляторных батарей средств связи и автоматизации для выполнения работ в труднодоступных районах. Результат обеспечивается за счет системы, размещенной в корпусе базовой машины и содержащей блок присоединения, блок привода, ленты крепления, токопроводы, микрокомпьютер, автоматы переключения лент, блок хранения неисправных АКБ, ленту замены. Предложенная система позволяет производить размещение, идентификацию и выбор режима ее работы в зависимости от размещенного в блоке присоединения объекта диагностирования, что, в свою очередь, обеспечивает необходимый уровень и время заряда АКБ. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в повышении эффективности. Устройство бесконтактной подачи электричества бесконтактным образом выполняет заряд аккумуляторной батареи (28) транспортного средства, снабжено катушкой (12) для передачи электричества, расположенной на поверхности дороги, и катушкой (22) для приема электричества, расположенной в транспортном средстве. Катушка (13) для обнаружения постороннего объекта предусмотрена на верхней поверхности катушки (12) для передачи электричества, и на основе индуцированного напряжения, возникающего в катушке (13) для обнаружения постороннего объекта во время пробной подачи напряжения, обнаруживаются посторонние объекты между катушкой (12) для передачи электричества и катушкой (22) для приема электричества. 9 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к зарядке электромобилей. Устройство для производства электроэнергии и зарядки для продолжительного движения электрического автомобиля содержит генераторы, зарядное устройство и аккумуляторную батарею. Генераторы являются генераторами дискового типа и установлены на ободьях колес. Каждый генератор имеет дисковый кожух, в котором имеется центральный вал, снабженный двумя дисками для постоянных магнитов. Окружности двух противоположных внутренних боковых поверхностей двух дисков для постоянных магнитов имеют одинаковые размеры и на них расположены постоянные магниты, которые закреплены в дисках для постоянных магнитов. Между указанными дисками расположен диск для обмотки. Аккумуляторная батарея является такой же, как источник питания, установленный на автомобиле. Генераторы соединены с аккумуляторной батареей через зарядное устройство и преобразователь цепи. Собственная аккумуляторная батарея соединена с клеммами питания электрического автомобиля через преобразователь цепи. Увеличивается продолжительность движения электромобиля. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности. Система обнаружения неисправностей содержит источник (2) электроэнергии, выполненный с возможностью подачи зарядного напряжения на аккумулятор (3), с использованием одного или более создающих сопротивление блоков (R, RL), подключенных к системе. Система (1) дополнительно содержит регулятор (4), выполненный с возможностью непрерывного приема величины, представляющей зарядное напряжение (Vd), требуемое в данный момент времени, и величины, представляющей напряжение (Vbat) аккумулятора в данный момент времени и использования этих величин в качестве основы для непрерывного вычисления зарядного напряжения (Vcalc), подаваемого от источника (2) электроэнергии и необходимого для достижения требуемого зарядного напряжения (Vd). Регулятор выполнен также с возможностью генерирования управляющего сигнала (S), который содержит управляющую команду на источник (2) электроэнергии для подачи вычисленного зарядного напряжения (Vcalc). 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в приводных системах электрических транспортных средств. Техническим результатом является возможность осуществления в сочетании с электромотором выборочного управления скоростью и восстановления заряда аккумулятора в соответствии с выходными параметрами мотора. Аккумулятор переменной конфигурации содержит по меньшей мере один блок соединенных последовательно аккумуляторных элементов, каждый из которых имеет положительный и отрицательный полюсы. Полюсы соединены посредством переключателей с соответствующими выходными соединениями. Включение набора переключателей с процессорным управлением изменяет конфигурацию по меньшей мере нескольких аккумуляторных элементов на конфигурацию, в которой напряжение подают на выходные соединения. Выходное напряжение аккумулятора может изменяться от 0 В до максимального напряжения, производимого последовательно соединенными аккумуляторными элементами. Альтернативная конфигурация переключателей разделяет группы последовательно соединенных аккумуляторных элементов на отдельные аккумуляторные блоки, которые позволяют создавать другие конфигурации аккумуляторных элементов. Управление рабочим циклом переключателей позволяет реализовать промежуточное управление выходным напряжением при уменьшенных переходных процессах при переключении. 2 н. и 33 з.п. ф-лы, 26 ил.

Изобретение относится к подаче электроэнергии к вспомогательному оборудованию транспортных средств. Устройство для зарядки вагонных аккумуляторных батарей при длительной стоянке железнодорожного состава включает в себя подвагонный генератор с приводом от колесной пары, клиноременную передачу с натяжным устройством. Устройство содержит также вспомогательный электродвигатель с приводным шкивом. Причем вспомогательный электродвигатель крепят к днищу вагона. Линия временного электропитания выполнена с возможностью подачи напряжения на вспомогательный электродвигатель для вращения подвагонного генератора. Технический результат заключается в создании эффективного и простого в исполнении устройства для зарядки аккумуляторных батарей. 1 ил.

Изобретение относится к улучшению ездовых качеств транспортного средства. В способе запуска двигателя запускают двигатель посредством первой электрической машины при требуемом потреблении крутящего момента меньше пороговой величины. Запускают двигатель посредством второй электрической машины при требуемом потреблении крутящего момента больше пороговой величины. Подают крутящий момент, достаточный для вращения колес транспортного средства, исключительно посредством первой электрической машины при выбранных условиях работы и отсоединяют вторую электрическую машину от двигателя, когда скорость вращения двигателя достигает пороговой скорости вращения. Пороговая величина может меняться в зависимости от скорости вращения первой электрической машины. Система запуска двигателя для транспортного средства с гибридным приводом содержит стартер, маховик двойной массы, муфту расцепления привода на ведущие колеса, встроенный в привод на ведущие колеса стартер/генератор и контроллер. Улучшаются ездовые качества и снижается расход топлива. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 48 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах для регулирования выходного напряжения генератора переменного тока, используемого для поддержания заряда (зарядки) аккумуляторов. Техническим результатом является обеспечение регулирования выходного напряжения генератора, используемого для зарядки аккумуляторов, в зависимости от изменения условий среды, окружающей аккумулятор, и потерь в линии между выходом генератора переменного тока и аккумулятором. В системе и способе управления генератором переменного тока, предназначенной для генератора переменного тока, имеется внутренний регулятор выходного напряжения, который измеряет и регулирует зарядное напряжение через внутреннюю линию обратной связи. Указанная система содержит: переключатель на внутренней линии обратной связи; источник регулируемого напряжения, соединенный с внутренним регулятором выходного напряжения; внешнюю линию обратной связи, выполненную с возможностью подключения для измерения непосредственно на аккумуляторе состояния аккумулятора, получающего зарядное напряжение; контроллер, подключенный так, чтобы получать сигнал, соответствующий состоянию аккумулятора, по внешней линии обратной связи и в ответ на него избирательно размыкать переключатель и избирательно приводить в действие источник регулируемого напряжения, чтобы избирательно изменять входное напряжение внутреннего регулятора выходного напряжения. Это побуждает внутренний регулятор выходного напряжения соответственно изменять выходное напряжение генератора переменного тока, так что напряжение, поступающее на аккумулятор, будет иметь предварительно заданное значение. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил.

Использование: в области электротехники. Технический результат - определение необходимой степени заряженности тяговой аккумуляторной батареи до начала цикла езды для обеспечения возможности рекуперирования энергии торможения во время цикла езды. Зарядка батареи до необходимой степени заряженности происходит до начала цикла езды транспортного средства. Необходимая степень заряженности определяется на основании профиля энергии рекуперативного торможения, которая, как ожидается, будет рекуперирована, и профиля энергии, которая, как ожидается, будет использована от батареи в течение части будущего цикла езды. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к подаче электроэнергии к вспомогательному оборудованию транспортных средств. Преобразовательная система электроснабжения собственных нужд газотурбовоза содержит блок управления, два входа питания постоянным напряжением и две ветви преобразования напряжения входного питания. Каждая ветвь включает n-число конверторов и n-число блоков гальванической развязки. При этом объединенные выходы всех блоков гальванической развязки являются выходом для питания сети вспомогательных нагрузок газотурбовоза. Выход блоков гальванической развязки через датчик тока подключен к выходу для заряда аккумуляторной батареи 480 В. Выходы блоков гальванической развязки подключены к входам двух импульсных преобразователей постоянного напряжения понижающего типа с гальванической развязкой. Объединенные выходы импульсных преобразователей являются выходом для питания цепей управления, освещения и заряда аккумуляторной батареи 110 В. Технический результат заключается в бесперебойном электропитании вспомогательного оборудования, бортовой сети и заряда аккумуляторных батарей. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области электрооборудования автомобилей и направлено на усовершенствование зарядного устройства аккумуляторов автомобилей, обеспечивающего подзарядку аккумуляторных батарей во время движения. Подзарядка аккумуляторной батареи происходит преимущественно во время торможения автомобиля. Для этого в регуляторе напряжения имеется инерционный датчик ускорения - акселерометр, который управляет величиной тока в обмотке возбуждения электрического генератора. Причем ток в обмотке возбуждения возрастает, и зарядный ток аккумуляторной батареи увеличивается, с ростом тормозящего усилия. Технический результат заключается в снижении расхода топлива, затрачиваемого на выработку электроэнергии для систем зажигания, освещения, климат контроля, и многих других, и увеличении срока службы деталей тормозной системы, при значительном упрощении зарядного устройства, и его монтажа. 2 ил.

Наверх