Способ и устройство передачи электрической энергии при движении безрельсовому электро- и гибридному транспорту



Способ и устройство передачи электрической энергии при движении безрельсовому электро- и гибридному транспорту
Способ и устройство передачи электрической энергии при движении безрельсовому электро- и гибридному транспорту
Способ и устройство передачи электрической энергии при движении безрельсовому электро- и гибридному транспорту
H02J50/00 - Схемы или системы питания электросетей и распределения электрической энергии; системы накопления электрической энергии (схемы источников питания для устройств для измерения рентгеновского излучения, гамма-излучения, корпускулярного или космического излучения G01T 1/175; схемы электропитания, специально предназначенные для использования в электронных часах без движущихся частей G04G 19/00; для цифровых вычислительных машин G06F 1/18; для разрядных приборов H01J 37/248; схемы или устройства для преобразования электрической энергии, устройства для управления или регулирования таких схем или устройств H02M; взаимосвязанное управление несколькими электродвигателями, управление первичными двигатель-генераторными агрегатами H02P; управление высокочастотной энергией H03L;

Владельцы патента RU 2679489:

Поняев Леонид Петрович (RU)
Рагушина Людмила Леонидовна (RU)

Изобретение относится к устройствам и способам передачи электрической энергии между стационарными подводящими устройствами электросети и движущимся по дорожному полотну безрельсовым электро- и гибридным транспортом. Передача электрической энергии осуществляется от опорной электролинии и линии заземления через левый боковой наклонно поворотный или выдвижной адаптивный гибкоэластичный «ус»-контактор с направляющим роликовым или бесконтактным индукционным концевиком, выполненный со следящим электроприводом текущего (в реальном режиме времени) позиционирования. На другой боковой стороне справа установлена продольная электрошина-молдинг, аналогичная участку электросети на барьерах-разделителях, подключаемая при контакте с другим авто. Безопасность передачи энергии обеспечивается как естественным отсутствием пешеходов на линии радела встречного движения, так и дискретным шунтированием отдельных участков с их подсоединением от основной подземной электролинии через изолированные отсечные автоматы защиты сети. Техническим результатом является повышение эффективности передачи электрической энергии от сетевого источника с электролинии, установленной в изолированном защитном пластиковом коробе на продольных профилях стоек барьеров-разделителей с заземлением и обращенной к движущимся электромобилям через короткий адаптивный боковой «ус»-контактор. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области электротехники, в частности устройствам и способам передачи электрической энергии с применением контактных (проводных) и бесконтактных (беспроводных индукционных) технологий между стационарными питающими устройствами от кабельных линий электросети над дорожным полотном к движущемуся по дорожному полотну безрельсовому мобильному электро- и гибридному транспорту (далее именуемые как «электротранспорт») с управлением водителем или автоматическими беспилотными системами (оснащаемыми легковые электромобили, гибридный транспорт с двигателем внутреннего сгорания (ДВС), мини электробусы и электрогрузовики, электромотоциклы и электророллеры и др.), принимающими электроэнергию для привода электродвигателя или электромотора-колеса и для подзарядки аккумуляторов электротранспорта при движении на улицах городов и при остановках на перекрестках, а также на загородных автомагистралях или на кольцевых трассах формулы Е (для устранения ограничений по одночасовому времени заездов двойников- болидов при их разовой зарядке литий-ионных батарей).

Известны способ и устройство для преобразования и резонансной передачи электрической энергии по однопроводной линии на расстояния, разработанные Н. Тесла и защищенные патентами (US Patent №593138. Электрический трансформатор. Заявлен 20.03.1897 г. Выпущен 02.11.1897 г.; US Patent №645576. Система передачи // электрической энергии. Заявлен 09.1987 г. Выпущен 20.03.1900 г.).

Согласно изобретениям Н.Тесла система передачи электроэнергии состоит из двух, передающего и принимающего, резонансных трансформаторов, обеспечивающих условия возбуждения электромагнитных колебаний и установленных на определенном расстоянии. Передающий трансформатор подключен к кабельной линии сети и является источником-преобразователем передачи электроэнергии. Принимающий трансформатор подключен к нагрузке или устройству-объекту, потребляющему электрическую энергию.

Недостатком известного способа передачи электрической энергии является высокая подверженность потерям волновых свойств (деградации волнового механизма) резонансной передачи при увеличении расстояния, а также больших джоулевых потерь в заземлителях.

Еще одним известным способом, повышающим эффективность резонансной передачи электрической энергии является способ и устройство по Патенту RU 2577522 С2, 19/05/2014 г. Данный способ обеспечивает передачу электрической энергии от источника к приемнику за счет преобразователя частоты, передающего и принимающего трансформаторов Тесла и однопроводной линии.

Способ также улучшает экологическую обстановку вдоль трассы передачи электрической энергии в связи со снижением интенсивности электрополей, но обладает недостатком - уменьшенными потерями при передаче энергии и малым коэффициентом полезного действия (КПД) при увеличении расстояния.

Известны способы и устройства контактного действия для безрельсового городского электротранспорта - троллейбусов в процессе их движения или при остановке с системой передачи электроэнергии от верхнерасположенной двухпроводной кабельной линии, подключенной к электросети, закрепленной через изоляторы на столбах и растяжках на определенной высоте, обеспечивающей свободный проезд другим «высоким» авто (пожарным машинам, кранам или двухэтажным автобусам) по линии его движения, через парные гибко-упругие поворотно-подпружиненные трубчатые усы-контакторы, установленные на крыше троллейбуса, передающие электроэнергию потребителю-электродвигателю и аккумуляторам.

Недостатком данного способа и устройства является сложность в конструктивной подвеске-растяжках и креплениях через изоляторы, подверженных провисанию и колебаниям от ветровых нагрузок и обрывам (это самое проблемное), и трудности проезда сложных участков для перестроений и разворотов (на пересечениях улиц по разводкам-стрелкам), что подвергает повышенному истиранию графитных колодок и «соскоку» контактной связи «уса»), избыточной длинномерности и неповоротливости шарнирно-подпружиненных «усов»-контакторов с веревочным тросом дли их ручного подсоединения водителем при сбоях. Невозможно самостоятельно и без остановки объехать троллейбус другим троллейбусом при их движении по одной электролинии в любом месте, а только там, где есть развилка и параллельная дополнительная «обводная» линия.

Известен способ и устройство бесконтактной индуктивной передачи электроэнергии через расположенные под дорожным полотном линии кабельной электросети к приемнику, расположенному в нижней части электротранспорта с ориентацией водителя или видеокамер автопилота типа City Pilot /Highway Pilot по нанесенной на дороге обычной или флуоресцентной разметке и выдерживающего автоматически безопасную скорость и дистанцию от других авто или любых препятствий (английский и испанские проекты), что включено в систему автопилота.

Недостатком данного способа и устройства является невысокий уровень КПД передачи энергии, зависящий от расстояния до приемного устройства, и ограниченном использовании только в теплых южных странах, т.к. в условиях обледенения дорог и снежных заносов, или ливниевых протечках возможно повреждение дорожного покрытия, разрастание зимой трещин и возможные случаи выхода из строя от короткого замыкания при попадании воды на линии кабельной электросети, находящейся под напряжением под дорогой. Снег требуется счищать, чтобы была видна нанесенная разметка, и постоянно восстанавливать ее при истирании. При вольных поворотах или случайном отклонении от разметки возможна остановка транспорта, тормозящая и блокирующая транспортное движение в данном и соседнем рядах.

Задачей и целью предлагаемого изобретения на способ и устройство является повышение эффективности передачи электрической энергии многочисленным безрельсовым потребителям - гибко мобильному электротранспорту - в черте города и на шоссейных загородных магистралях или гоночных трассах формулы Е - от реализации подключения по принципу «подвижной боковой розетки» за счет установки кабельной электросети на существующих барьерах-разделителях (с высокой стандартной опорной прочностью) встречного движения над дорожным полотном и передачи электроэнергии на все множество движущего справа и слева электротранспорта в ближайших рядах одновременно, как в одном, так и во встречном направлениях через адаптивный контактный или бесконтактный гибко-упругий шарнирно-поворотный выдвижной автоматический роботизировано-позиционируемый «ус»-контактор с роликовым двухконтактным или бесконтактным индукционным наконечником, установленный вдоль нижнего левого полуконтура гибридного или электротранспорта, поворотно-шарнирный «ус»-контактор вписан в обводы по нижней части борта (вне контура открывающихся дверей электромобиля), в обводы колесных арок, бамперов или внизу (подобно убирающемуся заднему пластиковому спойлеру на Феррари или Порше в аэродинамические обводы корпуса) под днищем, обращенного к барьеру-разделителю, с обратной телеметрической связью, выдерживающей координаты заданного пространственного положения «уса»-контактора относительно движущего электротранспорта на определенном расстоянии от барьера-разделителя до него и предотвращающей критическое сближение-столкновение с самим барьером-разделителем и другим электротранспортом или препятствиями по заданной траектории движения бортовым компьютером с автоматической беспилотной или выполняемой водителем (пилотной) траектории движения электротранспорта в реальном режиме времени.

Защита от короткого замыкания за счет дискретного шунтирования отдельных продольных участков вдоль линии движения на барьерах-разделителях от случайных столкновений электротранспорта исключает обесточивание других целостных участков барьера-разделителя вдоль улиц или шоссе с «подсоединенным к линии» продолжающим движение с объездом повреждения другим «точечным» электротранспортом.

При этом на пересечении улиц и при движении на перекрестках электропитание не осуществляется из-за отсутствия и невозможности продления контактной линии, что становится препятствием в поперечном движении транспорта. Нет питания электротранспорта и при «отсоединении» - перестроении в другой ряд или при движении в переулках или во дворах - движение осуществляется с автономным питанием от своего запаса энергии в аккумуляторных батареях, учитывая их малые затраты на недалекие и непродолжительные «съезды» или потребности «свободного» движения в других рядах «без контакта», что составляет лишь 5-10% от всего объема подсоединенного-«контактного» с электролиниями движения в городе или на трассе за городом и может стать прорывным фактором в пользу данного способа и устройства без сложных многозвенных и многоярусных тросовых растяжек-крепежа и разделителей-изоляторов, как это требуется делать для троллейбусов, и исключить неравномерное дугообразное «провисание» кабельных линий приводящее к неравномерному истиранию кабелей и их обрывам.

Это условие и будет определяющим и наиболее выгодным условием «компактности и простоты» городского и пригородного электротранспорта за счет ДОСТАТОЧНОСТИ малой потребной в емкости, т.е. в небольших, легких и НЕДОРОГИХ аккумуляторах, уже существующих (!) в продаже. Особенностью для электромобилей является прямая зависимость их стоимости от составляющей цены литий-ионных батарей - и это почти 50%!

И не нужно наращивать дорогостоящие НИРы Илону Маску и другим автоконцернам (Вольво, Мерседес, Форд, Рено, Тойота и пр.) по созданию более «высокоемких гипераккумуляторов» для авто Тесла или Вольво-Е, строить или искать стационарные станции электрозарядки, для которых в городе трудно найти свободные места, а на трассе или нет, или пока очень мало. А это уже существенная экономия средств для городского и федерального бюджетов, что снизит затраты на реализацию поручения Премьера РФ Медведева Д. по предложениям о развитии в России электротранспорта. Для повышения эффективности и реализации предложенного способа и устройства могут быть использованы новые разработки МАИ более компактных электродвигателй и электронакопителей с высоким КПД на основе эффекта сверхпроводимости или разработки высокооборотных асинхронных мотор-колес Дуюнова или Шкондина. В случае использования способа многоточечной и многорядной передачи электрической энергии к другим электротранспортным объектам, едущим справа в другом ряду и с той же скоростью, заданной «автопилотом» -бортовым компьютером, вдоль борта левого электромобиля-«донора» установлена по правой его стороне накладка шина-молдинг (подобно участку кабельной электролинии) для трансфера (дополнительной передачи энергии на правую сторону принимаемой с левой стороны) электроэнергии при замыкании датчика контакта с другим авто, а на электромобиле-«потребителе», находящимся в параллели справа, установлено вышеуказанное устройство бокового «уса»-контактора с его поворотом в горизонтальной или наклонной плоскости (а на троллейбусе при верхнем расположении «усов»-контакторов еще нужно учитывать габариты продольно-бокового движения и «параллелограммное» отклонение двух параллельных дуг с шарнирно-поворотными контакторами и неразрывное прохождение разветвляющих «стрелок» при перестроениях и изменении маршрута по другой двойной линии электропередачи).

В отличие от троллейбусных верхнее расположенных двух параллельных довольно длинных по размеру его длины «усов»- контакторов, которых водителю абсолютно НЕ ВИДНО и нет ощущения правильной «динамики зацепления-контакта» при любом маневре-перестроении, что приводит к нежелательному «сбою с линии» и вынужденной остановке, в предложенном изобретении с боковым размещением лишь одного «сдвоенного» поворотного «уса»-контактора с меньшей примерно в 2-2,5 раза длиной и соответственно весом.

При этом как самому водителю, так и видеокамерам автопилота обеспечивается удобство и простота ВИЗУАЛЬНОГО наблюдения-контроля за выпуском-уборкой «уса»-контактора и зоны присоединения к линии электропередачи по левой стороне на уровне взгляда в зеркало «заднего вида», с электронным дублированием его положения на электромонитор электротранспорта (как на «контурном плане» показано положение «открытых-закрытых» дверей).

Данный способ и устройство, переводящие «усы»-контакторы С ВЕРХУ троллейбусов в БОКОВОЕ ПОЛОЖЕНИЕ на любом электротранспорте, выгодно упрощает конструкцию, повышает прочность и соответственно точность ДДНАМИЧЕСКОГО позиционирования «усов»-контакторов как «боковой подвижной эл. розетки», снижает их вес, материалоемкость, затраты и энергопотребление и улучшает маневренность «подсоединенных» электромобилей, обеспечивая все необходимые функции при простом варианте перехода на беспилотный круглосуточный электротранспорт - электротакси и электроспецтранспорт (кареты «скорой помощи», ГИББД, МВД и МЧС), что дает реализацию новых возможностей подобно запатентованному перемещению Зингером «игольного ушка» в положение близком к острию иголки для швейной машинки.

Для создания выгодных условий и планирования по «опережающей электрификации» транспорта в России, принятой на заседании Правительства России 03.08.2017 г., можно реализовать эти цели достаточно просто и быстро за счет использования адаптивной системы подвижного «бокового подсоединенного контакта» по линии движения для выпускаемых серийно российских или зарубежных типов электротранспорта. И это позволит быстрее перевести городской таксопарк и спецтранспорт на электрифицированный эко-чистый вариант, как наиболее задействованный в поездках по городу, упростить и удешевить электротранспорт, улучшить удобство потребителям за счет его многочасовой мобильности без потерь времени на стационарную (дневную) подзарядку, а также снизить эксплуатационные расходы городских служб и улучшить уровень экологичности городской среды.

В результате использования предлагаемого изобретения повышается эффективность передачи электрической энергии от электросети по кратчайшему и безопасному (для других людей - пешеходов, т.к. их нет в этих зонах) расстоянию к движущемуся электротранспорту в городской среде, что обеспечивает быстрое низкозатратное для Государства внедрение и развитие «умных» экологически чистых ЦИФРОВЫХ систем рационального энергопитания с использованием высвобождаемых ресурсов и мощностей электросети троллейбусного парка для нового городского и загородного безрельсового электротранспорта в контактном режиме его движения и при остановках на светофорных перекрестках без избыточного, дорогостоящего и тяжелого блока аккумуляторных батарей, создаваемых на предприятиях фирмы Тесла для длительного (междугородного) автономного движения электрокаров на дальние расстояния до следующей их подзарядки на стационарных станциях, что требует как дополнительных «излишних» затрат и «непродуктивной» потери времени.

При этом изобретении отпадает необходимость в строительстве многочисленных стационарных станций электрозаправок в городе, где фактически нет свободного места даже на просто стоянки всех желающих. Главное - водители и пассажиры не будут терять время на саму зарядку батарей, что выгодно для электротакси, служебного и спецэлектротранспорта (скорой помощи, полиции, МЧС и пр.). Жители городов и туристы почувствуют себя более комфортно в результате сниженного уровня шума, отсутствию загазованности от выхлопа ДВС, удобством использования нового «беспилотного» экологичного электротранспорта внутри городов, на магистралях и в курортных зонах отдыха. Данный способ и устройство может расширить эксплуатационные возможности формулы Е. Для трассы формулы Е сразу отпадают условия на ограничения времени заездов по условиям выработки емкости «разовой зарядки» аккумуляторных блоков за 1 час. И не нужен будет «второй» скоростной болид и потерь на искусственный перерыв в заездах.

Вышеуказанный технический результат, учитывая постепенное наступление эры массового электротранспорта для современного развития городской экосреды. достигается тем, что передача электрической энергии осуществляется эффективно, мобильно, безопасно и достаточно просто с уже имеющихся на улицах в городе или на шоссе барьеров-разделителей, где устанавливается кабельная электропередающая сеть, подобно например троллейбусной сети, в закодированных пластиковых или карбонных коробах, что обеспечивает упрощенное использование с небольшими длинами и весом сдвоенных поворотно-выдвижных «усов»-контакторов при их левостороннем боковом креплении к борту электротранспорта и трансфером при необходимости электроэнергии «по цепочке» на другое авто соседнего справа ряда только при срабатывании датчика контакта при подсоединении и параллельном движении или на стоянках в ожидании перед светофорами на перекрестках улиц города или разъездов на шоссе.

Предлагаемый способ обеспечивает простое и безопасное размещение подведенной линии электросети через автоматы защиты от случаев повреждения и КЗ или с заземлением «на массу барьеров» по продольным желобам или балкам вдоль стандартных барьеров-разделителей по линии разграничения встречных полос движения транспорта и с учетом полной независимости от погодных условий. При этом обеспечивается свободный круглосуточный беспрепятственный и безопасный доступ к боковому энергопитанию движущихся по улицам и дорогам в левом ряду «подсоединенного усатого» электротранспорта с питанием их электродвигателей, мотор-колес и текущей подзарядкой их небольших по емкости батарей через приемное устройство, например, поворотно-выдвижной шарнирный элемент передачи питания - гибкий координируемый по положению «ус»-контактор с роликовым или бесконтактным индукционным магнитно-левитируемый концевиком, установленный по левому борту полупериметра электротранспорта.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется Фиг. 1, Фиг. 2 и Фиг. 3.

На Фиг. 1 представлена общая схема способа и устройства для передачи электрической энергии от источника электроэнергии, кабельной электросети, установленной и фиксированной в продольных изолированных пластиково-композитных коробах вдоль барьеров-разделителей встречных полос движения электротранспорта, к приемнику и потребителям электроэнергии (электродвигателю, силовому контроллеру, бортовому компьютеру и автопилоту, литий-ионной батареи, мотор-колесам) движущегося в левом ряду электротранспорта (электромобиля, миниэлектробуса, миниэлектрогрузовика, электроболида формулы Е или гибридного электротранспорта) через установленный по левому полупериметру боковой поворотный (в горизонтальной или наклонной плоскости) или выдвижной телескопический из нижней части днища авто автоматически позиционируемый «ус»-контактор с роликовым или бесконтактным индукционным концевиком, закрепленный шарнирно со следящим приводом поворота вдоль левого полуконтура электротранспорта и «вписанный» в обводы полуконтура электротранспорта, в обводы колесных арок, бамперов или под днищем, и электроэнергия передается «зеркально» на другую сторону барьеров-разделителей к электротранспорту, движущемуся по встречной полосе в левом ряду.

На фиг. 2 представлена общая схема способа и устройства передачи и приема электроэнергии для движущегося электротранспорта во встречных полосах движения, близких к барьеру-разделителю, которые обеспечиваются за счет контакта с разведенными на две полосы электролиниями, соединенными шунтировано через изолированные автоматы защиты сети с основной подземной электролинией, и электроэнергия передается контактным или бесконтактным способом через поворотный автоматически позиционируемый «ус»-контактор с роликовым или индукционным концевиком, и электроэнергия транспортируется к электродвигателю или мотор-колесам электротранспорта и их аккумуляторам для текущей подзарядки.

На фиг. 3 представлена общая схема способа и устройства передачи и приема электроэнергии для движущегося гибридного электроавто через выдвижной телескопичсекий «ус» контактор, установленный по нижнему контуру (и арок колес или по днищу) или внутри бампера, соединенного с электродвигателем или мотор-колесами и на установленную по правой стороне электротранспорта электрошину-молдинг, снабженную датчиком контакта с подсоединенным для трансфера энергии к другому электротранспорту, движущемуся справа параллельно.

На Фиг. 1 представлена схема электрических соединений и конструктивных элементов для осуществления способа и устройства для передачи электрической энергии от источника электроэнергии 1 в виде одно- или двух кабельной линии 2 электропроводки сети, аналогичной например троллейбусной двужильной электролинии, установленной вдоль существующих дорожных барьеров-разделителей 3, на которых по продольному профилю или желобу 4 закреплены и фиксированы на определенной (сканируемой следящим приводом с электротранспорта) высоте над дорожным полотном подрезиненно-заизолированные пластиково-композитные короба 5 «С»- или «3»- образного сечения с щелями для отвода дождевой воды и с впрессованными горизонтальными кабель-проводами линии 2, и которые расположены в направлении разграничения встречных полос движения 6 для передачи к приемнику и потребителям электроэнергии движущемуся электротранспорту: либо электротраспорта 7, как варианту полного электромобиля, либо к гибридному 8 типу электротранспорта с ДВС 9, через установленный по левому полупериметру электротранспорта 7 или гибридного 8 «ус»-контактор 10, выполненный в виде упруго-гибкого поворотно-выдвижного одно- или многозвенного телескопического элемента с шарнирным приводом 11 и автоматической робото-системой позиционирования 12, или с установкой на нем контактного роликового 13 или бесконтактного магнитно-индуктивного концевика 14, через которые электроэнергия подается к электродвигателю 15 электротранспорта 7, или к мотор-колесам 16 гибридного 8 электродвигателя 15 (при этом ДВС 9 выключен), или передается к электродвигателю 15 болида формулы Е. Внутри гибридного 8 электрошина 17 подключена к приемнику и потребителям электроэнергии и на контроллер управления 18 и на датчик положения 19 педали «газа» в зависимости от перемещения ее водителем или автопилотом 20 для регулировки числа оборотов и мощности (скорости движения или торможения авто визуально или автоматически по датчикам движения данного и другого электротранспорта) электродвигателя 15 или мотор-колес 16. Электрошина 19 соединена с входом-выходом бортового компьютера 22 гибридного 8 и с системой автопилота 20 и датчиком позиционирования 21 выпуска-уборки бортового бокового «уса»-контрактора 10. Надземные дискретные участки кабельных линий 2 электросети источника электроэнергии 1 снабжены изолированными автоматами защиты сети 23, которые «прерывают контакт» и обеспечивают исключение возможных случаев короткого замыкания при повреждении части барьеров-разделителей 2 или коробов-фиксаторов 5 за счет подсоединения кабельной линии 2 по принципу дискретного «шунтирования» вдоль по отдельным участкам дороги, параллельно к основной, уложенной под землей, магистрали электролинии источника электроэнергии 1. Электрошина 17 соединена параллельно с блоком аккумуляторных батарей 24 и обеспечивает их текущую подзарядку при движении электротранспорта или к электродвигателю 15 скоростного болида 25 формулы Е, сохраняя или накапливая энергией их емкости для питания электродвигателя 15 или мотор-колес 16 в режиме «отсоединенного» продолжения движения авто вне контакта с линиями 2 от источника 1. На фиг. 2 представлена схема электрических соединений и конструктивных элементов для осуществления способа и устройства передачи и приема электроэнергии для движущегося электротранспорта 7 или гибридного 8 во встречных полосах движения 6, близких к барьеру-разделителю 3, которые обеспечивают передачу энергии за счет контакта с разведенными параллельно на две полосы электролиниями 2, соединенными дискретно шунтировано через изолированные автоматы защиты сети 23 с основной подземной электролинией 1, и электроэнергия передается контактным или бесконтактным способом через поворотный автоматически позиционируемый «ус»-контактор 10, и через приемник электроэнергия транспортируется по электрошине 17 к электродвигателю 15 или мотор-колесам 16 и их аккумуляторам 24 для текущей подзарядки электротранспорта 7 или гибридного 8 и для подключения электродвигателя 15 и аккумуляторов 24, а по правому борту размещена электрошина-молдинг 26, которая снабжена контактом-подключением 27, что позволяет трансформировать энергию к другому движущемуся параллельно электротранспорту справа через «ус»-контактор 10.

На Фиг. 3 представлена схема электрических соединений и конструктивных элементов осуществления способа и устройства передачи и приема электроэнергии для движущегося любого скоростного электротранспорта -болида 27 формулы Е при разгоне-торможении по прямым участкам трассы на кольцевых многочасовых заездах со свободным присоединением-уборкой «уса»-контактора 10 по левой из сторон трассы, выполненного в виде аэродинамически жестко-упругого композитного профиля (подобно лопасти вертолета) «уса»-контактора 10 автоматически позиционируемый 12 приводом 11 поворота, который закреплен под днищем с возможностью выдвижения и его уборки автоматически под днище при торможении на поворотах, при перестроениях, обгонах и съездах на пит-стоп.

Устройства, обеспечивающие реализацию предложенного способа передачи электрической энергии, работают следующим образом. Электрический ток от источника электроэнергии 1 (Фиг. 1, Фиг. 2 и Фиг. 3) подается на линии к проводам электрических фаз по кабельной электросети 2 вдоль существующих на барьерах-разделителях 3 продольных профилей или желобе 4 в фиксированном на определенной высоте над дорожным полотном в запрессованном виде на подрезиненных изолированных пластиково-композитных коробах 5 «С»- или «3»- образного сечения с перфорацией для отвода дождевой воды, вдоль линии разграничения встречных полос движения электротранспорта с выходом на обе стороны движения одновременно. От линии кабельной электросети 2 по принципу «подвижной электророзетки» ток передается к приемнику и потребителям электроэнергии на движущемся электротранспорте 7, в частности на электромобилях или гибридных 8 типах электротранспорта, через установленный по левому полупериметру электротранспорта 7 боковой поворотный (в горизонтальной или наклонной плоскости) или выдвижной из нижней части под днищем (в виде упруго-гибкого роботизированного трубчатого профиля) автоматически позиционируемый «ус»-контактор 10 с роликовым 13 или бесконтактным индукционным 14 концевиком, при этом «ус»-контактор 10 закреплен шарнирно со следящим приводом поворота вдоль левого полуконтура электромобиля и «вписанный» в обводы по нижней части борта (вне контура открывающихся дверей электротранспорта, но для электробуса или электрогрузовика этого соблюдать не требуется), в обводы колесных арок, бамперов или внизу под днищем авто, через который электроэнергия транспортируется к электродвигателю 15 электротранспорта 7, или мотор-колесам 16 гибридного 8 или к электродвигателю 15 болида 25 формулы Е. Для управления электродвигателем 15 или мотор-колесами 16 ток подается через подсоединенную электрошину 17 на систему автопилота 20, датчики 21 пространственного позиционирования «уса»-контактора 10, на контроллер управления 18 и на датчик положения 19 педали «газа», которым в зависимости от перемещения водителем обеспечивается регулировка числа оборотов (показывается на приборной панели) и мощности (скорости движения) на привод электродвигателя 15 или мотор-колес 16. Или функцию водителя передают автоматической системе «автопилота» 20 или беспилотного управления и контроля движения электротранспорта, например по типу City Pilot. При этом данные поступают на бортовой компьютер 22 к системе автопилота для слежения по датчику позиционирования 21 поворотом и/или выпуском-уборкой бортового «уса»-контрактора 10 или контроля зоны направленности и высоты положения визуально или телеметрически. Для обеспечения безопасности в случае повреждения (аварии) части барьеров-разделителей кабельной линии электросети 2 источника электроэнергии 1 соединяют дискретно шунтировано через автоматы защиты сети 23 в параллель основной подземной линии источника электроэнергии 1, что изолирует линии и исключает короткое замыкание ни на само аварийное авто, ни на вышедших людей. От электрошины-молдинга 26, установленной на правой наружной стороне электромобиля в виде продольного молдинга, изолированного от корпуса электротранспорта пластиково-композитной накладкой с впересованными кабелями подобно участку линий электропередачи, они соединены через датчик контакта-подключения 27 (если контакта нет -электропитание отключено) с бортовой электросистемой, и которая доступна к питанию «уса»-контактора 10 электротранспорта из правого ряда движения и так далее «по цепочке» к другим рядам, а также при ожидании переключения светофора на перекрестках, где электротранспорт присоединен параллельно, электрический ток поступает и на блок аккумуляторных батарей 24 и обеспечивает питанием электродвигатель 15 или мотор-колеса 16 с подзарядкой батарей 24, сохраняя и накапливая ток в их емкости для питания в режиме непродолжительного «отсоединенного» движения электротранспорта от электролинии источника 1.

Предлагаемое изобретение повышает эффективность передачи электрической энергии по принципу «подвижной электророзетки» к движущимся «точечным» потребителям - электротранспорту вдоль боковой электролинии в городе или на трассе - за счет передачи энергии по кратчайшему расстоянию, в пределах ширины существующих авто, через промежуточный элемент - либо «ус»-контактор, повротно-выдвижной гибко-упругий позиционируемый автоматически (бортовой системой слежения по траектории движения авто) роликовый или бесконтактный индукционный концевик, по которому передается электроэнергия к потребителям: электромотору или мотор-колесу и параллельно на зарядку-накапливание запаса электроэнергии в небольшие по емкости аккумуляторные батареи. Использование стандартных барьеров-разделителей, стандартной троллейбусной электропроводной системы, поворотных укороченно-спаренного «уса»-контактора с нагрузкой «высвободившейся» части электростанций троллейбусной сети города, значительно упрощает, облегчает и удешевляет конструкцию устройств по предложенному способу безопасной передачи электроэнергии для электротранспорта при их движении, исключая ненужных потерь времени в очередях для требуемой подзарядки батарей и нет необходимости искать места в городе для размещения многочисленных станций электрозарядок, и не нужно переплачивать потребителям за установку мощных сверхдорогих и тяжелых аккумуляторов Тесла: - повышение дороговизны резко возрастает по запасам и дальности автономных поездок от 200-400 км до 600-800 км, ведущих к повышенному удельного расходу энергии из-за «перетяжеленного» ими электротранспорта, - при этом излишняя емкость не требуется для предложенного изобретения даже при круглосуточной(!) работе такси или спец.транспорта в крупных городах. При этом в кратчайшие сроки существенно улучшается транспортная экосреда города, уменьшается уровень шума от транспорта с ДВС и снижается вредная загазованность выхлопными газами, людям легче дышать и комфортнее жить, при этом улучшается мобильность туристов, пожилых людей и семей с детьми внутри «сжатой» урбанистической городской среды, что нужно для реализации постановлений Правительства РФ от 03.08.2017 г. по ускоренной электрификации городского и курортного транспорта России. Исчезает многочисленная «паутина проводов и воздушных растяжек городской троллейбусной сети», возрождаясь в новом эффективном качестве для питания «подсоединенного электротранспорта» с минимальными дополнительными затратами по реновации существующей и отработанной в многолетней эксплуатации системы подстанций троллейбусной электросети.

1. Способ передачи электрической энергии, включающий передачу электрической энергии от источника электрической энергии в виде контактных воздушных линий электропередачи к приемнику и потребителям электрической энергии при движении на безрельсовый городской электротранспорт через поворотные «усы»-контакторы со следящим приводом, отличающийся тем, что линии электропередачи располагают изолированно над землей по уровню и вдоль профилей или желобов существующих барьеров-разделителей между встречными полосами движения, за исключением зон перекрестков и разворотов, и передачу электрической энергии осуществляют по кратчайшему наклонному направлению к движущемуся электротранспорту в ближайшем к ним ряду или при вынужденных остановках на перекрестках через поворотно-выдвижной боковой «ус»-контактор с адаптивным позиционированием выпущенного и убранного положения, который закрепляют по левой стороне электротранспорта.

2. Способ передачи электрической энергии по п. 1, отличающийся тем, что кабельные линии электропередачи от источника энергии подключают шунтированно от основной подземной линии к надземным продольным в виде дискретных участков линиям электропередачи на барьерах-разделителях, которые разводят параллельно на две стороны движения через автоматы защиты сети, а на правой стороне электротранспорта располагают изолированную электрошину-молдинг подобно части линий электропередачи.

3. Способ передачи электрической энергии по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что при «зеркальном» изменении направления движения электротранспорта электрическую энергию предают через боковой «ус»-контактор, установленный по правой стороне электротранспорта.

4. Устройство для передачи электрической энергии к движущемуся безрельсовому электротранспорту, содержащее источник с кабельными линиями электропередачи и приемник электрической энергии на электротранспорте, подсоединенный через поворотный упругогибкий двухзвенный «ус»-контактор с концевиками, подпружиненный шарнирный привод поворота, соединенный с бортовой электросистемой, электродвигателями, компьютерной системой управления-контроля, автопилотом и аккумуляторными батареями, отличающееся тем, что кабельные линии электропередачи закреплены изолированно к продольным профилям или желобам существующих стандартных барьеров-разделителей по линии встречных полос движения, за исключением перекрестков, разворотов и разъездов, и впрессованы внутри пластиково-композитных коробов «С»-или «3»-образного сечения с щелями для отвода дождевой воды, и электротранспорт, движущийся в ближайшем ряду к ним, подсоединен через поворотно-выдвижной однозвенный телескопический аэродинамически профилированный боковой «ус»-контактор, снабженный «Т» или «У»-образным роликоопорным или бесконтактным магнитно-индукционным концевиком, причем «ус»-контактор вписан в обводы левого борта электротранспорта по нижней части, а также колесных арок и бамперов, и закреплен шарнирно с автоматическим приводом адаптивного позиционирования под его днищем с возможностью поворота и выдвижения в наклонно-горизонтальной плоскости, снабженным следящими датчиками положения концевика, и «ус»-контактор оснащен фиксаторами выпущенного и убранного положения с электронным дублированием на монитор при беспилотном/пилотном управлении.

5. Устройство для передачи электрической энергии по п. 4, отличающееся тем, что кабельные линии электропередачи от линий источника энергии подключены шунтированно к продольным выполненным дискретно участкам линий электропередачи на барьерах-разделителях с параллельным их разводом на две стороны движения и снабжены изолированными отсечными автоматами защиты сети, а на правой стороне электротранспорта расположена наружная дополнительная электрошина-молдинг, которая изолирована от корпуса электротранспорта пластиково-композитной накладкой с впрессованными кабелями подобно части линий электропередачи и которая соединена с бортовой электросистемой через датчик контакта-подключения при взаимодействии с «усом»-контактором другого электротранспорта, движущегося с той же скоростью справа.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к сенсорному устройству для измерения количества топлива в топливном баке транспортного средства, способу измерения количества топлива в топливном баке транспортного средства, транспортному средству для осуществления вышеуказанного способа.

Группа изобретений относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Транспортное средство содержит устройство обмена информацией, выполненное с возможностью обмена информацией с сервером за пределами транспортного средства, и электронный блок управления, выполненный с возможностью осуществления как процесса зарядки переменным током, так и процесса зарядки постоянным током.

Автоматический комплекс дистанционной диагностики электросетевого оборудования содержит опорную поверхность с размещенной на ней навигационной станцией с площадкой для приема беспилотного летательного аппарата, центр управления.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат заключается в улучшении рабочих характеристик и функционирования системы беспроводной передачи энергии и достигается благодаря тому, что система беспроводной передачи энергии включает в себя передатчик (101) энергии, выполненный с обеспечением возможности передачи энергии на множество приемников (105, 109) энергии посредством беспроводного индуктивного энергетического сигнала.

Использование: в области электротехники. Технический результат – обеспечение возможности связи между одним индуктивным беспроводным передатчиком мощности и множеством индуктивных беспроводных приемников мощности.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат заключается в упрощении конструкции и повышении эффективности индукционного зарядного устройства и достигается за счет того, что индукционное зарядное устройство, в частности для ручной машины, содержит корпус (34), установочный участок (22) для установки индукционного аккумулятора (14), узел (12) катушки, содержащий по меньшей мере один элемент (16) сердечника и по меньшей мере одну катушку (18) индуктивности, по меньшей мере частично охватывающую по меньшей мере один элемент (16) сердечника, а также имеет по меньшей мере один катушечный корпусный элемент (30), определяющий положение по меньшей мере узла (12) катушки в корпусе (34) относительно установочного участка (22).

Изобретение относится к бесконтактной зарядке транспортных средств. Автомобиль содержит панель пола, образующую нижнюю поверхность автомобиля; аккумулятор, расположенный на нижней поверхности панели пола, и устройство получения энергии, расположенное под панелью пола.

Использование: в области электротехники для бесконтактной передачи электрической энергии на подводный объект от источника, находящегося на судне-носителе. Технический результат заключается в обеспечении минимума потерь и высокого КПД при передаче энергии, устранении падающей вольтамперной характеристики, которая характерна для трансформаторов с зазором, уменьшении материалоёмкости устройства и обеспечении теплоотвода во внешнюю среду.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат заключается в улучшении характеристик беспроводной передачи мощности.

Группа изобретений относится к зарядке аккумуляторов электрических транспортных средств. Транспортное средство включает в себя устройство приемки электрической энергии и связной контроллер электрического транспортного средства.

Изобретение относится к устройствам и способам передачи электрической энергии между стационарными подводящими устройствами электросети и движущимся по дорожному полотну безрельсовым электро- и гибридным транспортом. Передача электрической энергии осуществляется от опорной электролинии и линии заземления через левый боковой наклонно поворотный или выдвижной адаптивный гибкоэластичный «ус»-контактор с направляющим роликовым или бесконтактным индукционным концевиком, выполненный со следящим электроприводом текущего позиционирования. На другой боковой стороне справа установлена продольная электрошина-молдинг, аналогичная участку электросети на барьерах-разделителях, подключаемая при контакте с другим авто. Безопасность передачи энергии обеспечивается как естественным отсутствием пешеходов на линии радела встречного движения, так и дискретным шунтированием отдельных участков с их подсоединением от основной подземной электролинии через изолированные отсечные автоматы защиты сети. Техническим результатом является повышение эффективности передачи электрической энергии от сетевого источника с электролинии, установленной в изолированном защитном пластиковом коробе на продольных профилях стоек барьеров-разделителей с заземлением и обращенной к движущимся электромобилям через короткий адаптивный боковой «ус»-контактор. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Наверх