Велоелектромобіль з мехатронним накопичувачем енергії

Реферат: UA 73339 U UA 73339 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до екологічно чистих транспортних засобів, що приводяться в дію мускульною силою і електричною енергією, накопиченою в акумуляторній батареї та мехатронному накопичувачі енергії, і може бути використана як індивідуальний транспортний засіб. Відомий електромобіль проф. Н. Гуліа (Новая концепция автомобиля и электробуса. "Автомобильная промышленность", № 2, 2000), який має джерело енергії, електродвигун, маховик, трансмісію, ведучі колеса. З джерела енергії напруга подається на розгінний електродвигун, який розганяє маховик, що механічно пов'язаний через трансмісію (варіатор) з ведучими колесами. Проте такий електромобіль має такі недоліки, як неможливість використання мотор-коліс в електромобілі та невеликий запас ходу, який обмежений джерелом енергії. Використання мотор-коліс в сучасних транспортних засобах є найбільш актуальним рішенням для електромобілів. Найбільш близьким за своєю суттю до запропонованого технічного рішення є електроавтомобіль з мехатронним накопичувачем енергії [див. Патент UA на корисну модель № 49346 М.кл. В60К 5/00, Бюл. № 8 від 26.04.2010 р.], що містить тягову обернену електричну машину, яка механічно пов'язана з колесами, перетворювач напруги, акумуляторну батарею, мехатронний накопичувач енергії, що включає в себе обернену електричну машину та маховик, який електрично пов'язаний з тяговою електричною машиною та перетворювачем напруги і акумуляторною батареєю. Проте такий електроавтомобіль має такі недоліки, як складність конструкції мехатронного накопичувача енергії, який містить роздільно обернену електричну машину та маховик, при використані як індивідуального транспортного засобу зменшується пробіг із-за відсутності додаткових джерел заряду акумуляторних батарей та мехатронного накопичувача енергії. В основу корисної моделі поставлено задачу зведення до мінімуму втрати електричної енергії велоелектромобіля за рахунок використання енергії мускульної сили людини та електромагнітних амортизаторів, підвищення прохідності за рахунок повного приводу коліс. Поставлена задача вирішується тим, що велоелектромобіль з мехатронним накопичувачем енергії, що містить тягову електричну машину, яка механічно зв'язана з колесом, електрично через контролер з акумуляторною батареєю та мехатронним накопичувачем енергії у вигляді оберненої електричної машини та маховика, згідно з корисною моделлю, ротор оберненої електричної машини одночасно є маховиком мехатронного накопичувача енергії з розташованими на максимальному радіусі полюсами збудження у вигляді постійних магнітів з чергуванням полярності, при цьому заряд мехатронного накопичувача енергії і акумуляторної батареї додатково відбувається за рахунок електромагнітних амортизаторів та мускульного приводу на колеса. Велоелектромобіль з мехатронним накопичувачем енергії містить (Фіг. 1, 2) тяговий електричний двигун 1 виконаний у вигляді мотор-колеса з колісним диском 2 та, електрично з'єднаний через контролер 3 з акумуляторною батареєю 4, та мехатронним накопичувачем 5 енергії, який містить ротор 6 з полюсними постійними магнітами 7 та статорними обмотками 8, педалі 9 та колеса 10, 11 мускульного приводу, шарнірно з'єднані між собою передню раму 12 та задню раму 13, електромагнітні амортизатори 14, 15, 16, рульову колонку 17 з кермом 18, на якому закріплені важелі 19, 20 гальмівної системи. Працює запропонований велоелектромобіль з мехатронним накопичувачем енергії наступним чином; - в режимі початку руху або розгону велоелектромобіля з мехатронним накопичувачем енергії, енергія, що була накопичена на мехатронному накопичувачі 5 через контролер 3 подається на електричний двигун 1. При цьому за необхідності створення необхідного прискорення додатковий струм подається з акумуляторної батареї 4, але він значно менший струму без використання мехатронного накопичувача 5. Крім того, зменшенню струму сприяє використання мускульного приводу через педалі 9 та колеса 10, 11 і генерування струму електромагнітними амортизаторами 14, 15 та 16; - в режимі гальмування велоелектромобіля з мехатронним накопичувачем енергії при натисканні на важелі 19 або 20 гальмівної системи сигнал з давачів режиму через контролер 3 переводить тяговий електричний двигун 1 у генераторний режим, тим самим перетворює механічну енергію у електричну. Незначна частина цієї електричної енергії через контролер 3 йде на заряд акумуляторної батареї 4, а надлишок електричної енергії через контролер 3 надходить на мехатронний накопичувач 5 енергії, де вона накопичується у вигляді механічної енергії обертового руху ротора 6, 1 UA 73339 U 5 10 15 - після завершення руху велоелектромобіля з мехатронним накопичувачем енергії, енергія, що була накопичена на роторі 6 за рахунок полюсних постійних магнітів 7, перетворюється на статорних обмотках 8 в електричну і через контролер 3 використовується для заряду акумуляторної батареї 4 оптимальним зарядним струмом. Таким чином відбувається підвищення економічних показників велоелектромобіля, підвищується запас ходу та є можливість використання мотор-колеса. Найбільший ефект від запропонованої корисної моделі досягається у міському циклу руху, в якому чергуються режими розгону та гальмування. Крім того, використання на велоелектромобілі запропонованої корисної моделі збільшує строк служби та підвищує надійність роботи акумуляторної батареї за рахунок того, що більша частина пускового струму тягового електричного двигуна береться від мехатронного накопичувача замість акумуляторної батареї. Отже використання на велоелектромобілі мехатронного накопичувача дозволяє також збільшити ресурс акумуляторної батареї шляхом оптимізації системи рекуперативного гальмування, пуску тягового електричного двигуна та додаткового заряду акумуляторної батареї від електромагнітних амортизаторів. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Велоелектромобіль з мехатронним накопичувачем енергії, що містить тягову електричну машину, яка механічно зв'язана з колесом, електрично через контролер з акумуляторною батареєю та мехатронним накопичувачем енергії у вигляді оберненої електричної машини та маховика, який відрізняється тим, що ротор оберненої електричної машини одночасно є маховиком мехатронного накопичувача енергії з розташованими на максимальному радіусі полюсами збудження у вигляді постійних магнітів з чергуванням полярності, при цьому заряд мехатронного накопичувача енергії і акумуляторної батареї додатково відбувається за рахунок електромагнітних амортизаторів та мускульного приводу на колеса. 2 UA 73339 U Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3