NL1038975C2 - Elektrisch voertuig. - Google Patents

Description

Titel: Elektrisch voertuig

De onderhavige uitvinding heeft in zijn algemeenheid betrekking op een elektrisch voertuig, meer in het bijzonder een elektrische auto.

5 Traditioneel worden auto's aangedreven door een verbrandingsmotor. Vanuit milieu-overwegingen is er de laatste tijd een ontwikkeling gaande naar steeds zuiniger auto's, en een zeer veelbelovende ontwikkeling is een elektrische auto, dat wil zeggen een auto die wordt aangedreven door één of 10 meerdere elektromotoren. De elektromotor wordt dan gevoed vanuit een accu. In deze context wordt de term "accu" gebruikt als generieke term voor een opslaginrichting van elektrische energie, welke term ook batterijen en batterijpakketten, elektrische cellen en pakketten van elektrische cellen omvat, 15 alsmede een stelsel van met elkaar gekoppelde accu-eenheden.

Een probleem bij de huidige stand der techniek is de accu. Met het oog op een grote actieradius is een grote, zware en dure accu nodig, en wanneer deze eenmaal leeg is, kost het lange tijd voordat deze weer is opgeladen. Om dit probleem te 20 verminderen, zijn er hybride voertuigen bekend, die behalve één of meerdere elektromotoren ook een verbrandingsmotor hebben voor de aandrijving, waarbij een regelsysteem afhankelijk van de omstandigheden kiest voor het inschakelen of uitschakelen van de verbrandingsmotor voor de aandrijving. 25 Een nadeel hiervan is dat er toch weer een voor het aandrijven van de auto geschikte verbrandingsmotor aanwezig moet zijn, alsmede bijbehorende componenten zoals een versnellingsbak, hetgeen het systeem zwaar en duur maakt.

In een andere benadering zijn er voertuigen bekend die 30 zijn voorzien van een oplader voor de accu, welke oplader een door een kleine verbrandingsmotor aangedreven dynamo omvat. De enige taak van deze kleine verbrandingsmotor is het (via de dynamo) opwekken van elektrische energie voor het opladen van de accu; deze motor maakt dus geen deel uit van de aandrijving 1038975 2 van de auto. Wanneer tijdens het rijden elektrische energie wordt verbruikt uit de accu, levert de verbrandingsmotor energie aan de accu om de laadtoestand daarvan op peil te houden. Uiteraard kan de verbrandingsmotor ook energie aan de 5 accu leveren tijdens stilstand. Een voordeel is dan, dat met een relatief kleine accu toch een vrij grote actieradius mogelijk is. Een nadeel is echter, dat de accu tijdens bedrijf tegelijkertijd energie moet leveren aan de elektromotor(en) en moet worden opgeladen.

10

De onderhavige uitvinding kiest voor een iets andere benadering. Volgens de onderhavige uitvinding zijn er twee accu's aanwezig, waarbij er steeds één wordt gebruikt om de elektromotor(en) aan te drijven terwijl de andere wordt 15 opgeladen door de verbrandingsmotor.

Deze en andere aspecten, kenmerken en voordelen van de onderhavige uitvinding zullen nader worden verduidelijkt door de hiernavolgende beschrijving onder verwijzing naar de 20 tekeningen, waarin gelijke verwijzingscijfers gelijke of vergelijkbare onderdelen aanduiden, waarin aanduidingen "onder/boven", "hoger/lager", "links/rechts" etc uitsluitend betrekking hebben op de in de figuren weergegeven oriëntatie, en waarin figuur 1 een blokschema is dat schematisch een auto 25 volgens de onderhavige uitvinding illustreert.

In figuur 1 zijn aangedreven wielen van een auto 1 aangeduid met het verwijzingscijfer 2. Deze wielen 2 worden aangedreven door een elektromotor 10. Ter wille van de eenvoud 30 zijn in de figuur geen transmissiecomponenten weergegeven, evenmin als door de bestuurder te bedienen regelmiddelen voor het regelen van de stroom door de elektromotor 10 om de snelheid van de auto 1 te regelen. Opgemerkt wordt dat er meerdere elektromotoren aanwezig kunnen zijn, bijvoorbeeld een 35 motor per wiel.

De auto 1 omvat voorts twee, bij voorkeur onderling identieke, accu's 21 en 22 en een door een kleine verbrandingsmotor 30 aangedreven dynamo 40. Opgemerkt wordt, 3 dat voor het voeden van de elektrische en elektronische componenten aan boord van de auto nog een verdere, op zich gebruikelijke accu aanwezig kan zijn, die eveneens kan worden gevoed door de dynamo 40, maar dit is ter wille van de eenvoud 5 niet weergegeven.

De auto 1 omvat voorts twee schakelaars 50 en 60, alsmede een besturingsorgaan 70, dat bijvoorbeeld kan zijn uitgevoerd als een geschikt geprogrammeerde microcontroller of dergelijke. De eerste schakelaar 50 is geplaatst tussen de 10 dynamo 40 en de twee accu's 21 en 22, en het besturingsorgaan 70 heeft een eerste stuuruitgang 75 die met deze eerste schakelaar 50 is gekoppeld. De eerste schakelaar 50 heeft twee standen, namelijk een eerste stand (in de figuur gestippeld weergegeven) waarin de elektrische uitgang van de dynamo 40 is 15 gekoppeld met de eerste accu 21 en een tweede stand (in de figuur als een dikke streep weergegeven) waarin de elektrische uitgang van de dynamo 40 is gekoppeld met de tweede accu 22.

De tweede schakelaar 60 is geplaatst tussen de twee accu's 21 en 22 en de elektromotor 10, en het besturingsorgaan 70 heeft 20 een tweede stuuruitgang 76 die met deze tweede schakelaar 60 is gekoppeld. De tweede schakelaar 60 heeft twee standen, namelijk een eerste stand (in de figuur als een dikke streep weergegeven) waarin de eerste accu 21 is gekoppeld met de elektromotor 10, en een tweede stand (in de figuur gestippeld 25 weergegeven) waarin de tweede accu 22 is gekoppeld met de elektromotor 10.

Het besturingsorgaan 70 heeft voorts twee ingangen 71, 72, waar het besturingsorgaan 70 meetsignalen ontvangt die de laadtoestand (capaciteit) van de respectieve accu's 21, 22 30 aanduiden. In een simpele uitvoeringsvorm kunnen deze meetsignalen de uitgangsspanning van de accu's zijn.

Het besturingsorgaan 70 is ingericht om, in afhankelijkheid van de ontvangen meetsignalen, te kiezen voor een eerste bedrijfstoestand of een tweede bedrijfstoestand. In 35 de eerste bedrijfstoestand genereert het besturingsorgaan 70 dusdanige stuursignalen bij zijn uitgangen 75, 76, dat de eerste schakelaar 50 zijn eerste stand aanneemt en dat de tweede schakelaar 60 zijn tweede stand aanneemt. In de tweede bedrijfstoestand genereert het besturingsorgaan 70 dusdanige 4 stuursignalen bij zijn uitgangen 75, 76, dat de eerste schakelaar 50 zijn tweede stand aanneemt en dat de tweede schakelaar 60 zijn eerste stand aanneemt. In de figuur bevindt het besturingsorgaan 70 zich in zijn tweede bedrijfstoestand.

5 In deze bedrijfstoestand wordt de elektromotor 10 gevoed vanuit de eerste accu 21, en wordt de tweede accu 22 opgeladen door de dynamo 40. In de eerste bedrijfstoestand is dit omgekeerd, dan wordt de elektromotor 10 gevoed vanuit de tweede accu 22 en wordt de eerste accu 21 opgeladen door de 10 dynamo 40.

Het besturingsorgaan 70 zal naar deze eerste bedrijfstoestand overschakelen wanneer het bij zijn eerste meetingang 71 ontvangen meetsignaal aanduidt dat de laadtoestand van de eerste accu 21 een voorafbepaald 15 drempelniveau heeft bereikt, bijvoorbeeld 20% van de nominale waarde. Vanaf dat moment neemt de inmiddels weer opgeladen tweede accu 22 het voeden van de elektromotor 10 over, en wordt de eerste accu 21 opgeladen door de dynamo 40. Deze bedrijfstoestand wordt gecontinueerd totdat het bij de tweede 20 meetingang 72 ontvangen meetsignaal aanduidt dat de laadtoestand van de tweede accu 22 is gedaald tot een voorafbepaald drempelniveau heeft bereikt, eveneens bijvoorbeeld 20% van de nominale waarde, waarna het besturingsorgaan 70 weer overschakelt naar zijn tweede 25 bedrijfstoestand.

Aldus wordt elke accu 21, 22 dus hetzij opgeladen, hetzij gebruikt om aandrijfstroom te leveren. Dit is voor de accu's gunstiger dan wanneer zij zowel laadstroom ontvangen als aandrijfstroom leveren. In alle gevallen kan de verbrandings-30 motor 30 continu draaien op een vast toerental, dat zodanig is ingesteld dat het rendement van deze motor optimaal is.

In het voorgaande is uitgegaan van de situatie dat de rijdende auto 1 aandrijfenergie verbruikt. Wanneer de auto 35 vaart vermindert, hoeft de elektromotor 10 geen aandrijfenergie te leveren, en hoeft de voor aandrijving ingeschakelde accu geen aandrijfstroom te leveren. Het is nu mogelijk dat de elektromotor 10 gaat functioneren als dynamo om energie terug te voeren naar deze accu.

5

Alle in het voorgaande besproken componenten zijn op zich bekend en behoeven geen verdere uitleg. Het is reeds een voordeel van de onderhavige uitvinding dat deze gerealiseerd 5 kan worden met bestaande componenten. De prestaties van de auto 1 zullen afhangen van de specificaties van de dan gekozen componenten.

Het zal voor een deskundige duidelijk zijn dat de 10 uitvinding niet is beperkt tot de in het voorgaande besproken uitvoeringsvoorbeelden, maar dat diverse varianten en modificaties mogelijk zijn binnen de beschermingsomvang van de uitvinding zoals gedefinieerd in de aangehechte conclusies.

De in de conclusies gebruikte verwijzingscijfers dienen 15 uitsluitend ter verduidelijking bij het begrijpen van de conclusies in het licht van de beschreven uitvoeringsvoorbeelden, en dienen op geen enkele wijze beperkend te worden geïnterpreteerd.

1038975

Claims (3)

1. Voertuig (1), omvattende: door ten minste één elektromotor (10) aangedreven wielen (2); twee accu's (21; 22) voor het selectief voeden van de elektromotor (10); 5 een door een verbrandingsmotor (30) aangedreven generator (40) voor het selectief opladen van één der accu's (21; 22); tussen de generator (40) en de accu's (21; 22) opgenomen eerste schakelmiddelen (50) voor het selectief koppelen van des generators uitgangsstroom naar één der accu's (21; 22); 10 tussen de accu's (21; 22) en de elektromotor (10) opgenomen tweede schakelmiddelen (60) voor het selectief koppelen van één der accu's (21; 22) als voedingsbron met de elektromotor (10); een besturingsorgaan (70) voor het besturen van de eerste en 15 tweede schakelmiddelen (50; 60); waarbij het besturingsorgaan is ingericht om de eerste en tweede schakelmiddelen (50; 60) zodanig aan te sturen, dat steeds één van de accu's wordt benut als voedingsbron voor het leveren van stroom aan de de wielen aandrijvende elektromotor 20 (10) terwijl de andere accu wordt opgeladen door de door de verbrandingsmotor aangedreven generator.

2. Voortuig volgens conclusie 1, waarbij de verbrandingsmotor steeds op een constant toerental draait. 25

3. Vo'ortuig volgens conclusie 1 of 2, waarbij het besturingsorgaan (70) ingangen (71, 72) heeft voor het ontvangen van meetsignalen die de laadtoestand (capaciteit) aanduiden van de respectieve accu's (21; 22), en waarbij het besturingsorgaan 30 de schakelmiddelen omschakelt om de twee accu's van rol te laten wisselen steeds wanneer het meetsignaal van de accu die op dat moment de elektromotor voedt, aanduidt dat de energie-inhoud van die accu een voorafbepaald drempelniveau heeft bereikt, bijvoorbeeld 20% van de nominale waarde van de 35 energie-capaciteit. 1038975