RU198676U1

RU198676U1 - ELECTRIC BUS

Info

Publication number: RU198676U1
Application number: RU2019133629U
Authority: RU
Inventors: Сергей Александрович Иванов
Original assignee: Сергей Александрович Иванов
Priority date: 2019-10-23
Filing date: 2019-10-23
Publication date: 2020-07-21

Abstract

Полезная модель относится к транспортным средствам на колесах, приводимым в движение тяговыми электродвигателями, подключенными к ведущим колесам.Задачей полезной модели является создание ТС - электробуса, обладающего требуемыми ходовыми характеристиками, обеспечиваемыми за счет оптимального выбора составляющих тяговой установки.Указанный технический результат достигается тем, что электробус с тяговой установкой содержит ходовое шасси с ведущими колесами, при этом тяговая установка включает тяговую аккумуляторную батарею (АБ), тяговые электродвигатели (ТЭД), связанные с ведущими колесами, блок управления (БУ) электродвигателями и дополнительную аккумуляторную батарею для питания собственных нужд, при этом, в качестве тяговой АБ взята литий-титанатная батарея. Применение литий-титанатной АБ позволяет значительно увеличить скорость заряда, количество циклов заряда/разряда энерговооруженность тяговой установки и обеспечить требуемые ходовые характеристики электробуса за счет использования АБ с более высокими удельными мощностными характеристиками и обеспечения собственных нужд от дополнительной аккумуляторной батареи.Указанная тяговая АБ, по сравнению с другими литиевыми АБ обладает повышенными мощностными и ресурсными характеристиками, лучшими характеристиками по безопасности и безвредна для окружающей среды.Целесообразно, чтобы энергоемкость тяговой АБ должна составлять от 1000 % до 5000 % от энергоемкости дополнительной аккумуляторной батареи для питания собственных нужд или энергоемкость дополнительной АБ для питания собственных нужд составляла от 2 % до 10 % от энергоемкости. При значении энергоемкости дополнительной АБ ниже 2 % от энергоемкости тяговой АБ, энергоемкости дополнительной АБ может не хватить для питания собственных нужд во время стоянки электробуса и при профилактике тяговой установки. При значении энергоемкости дополнительной АБ более 10 % от энергоемкости тяговой АБ емкость дополнительной АБ будет избыточна, что ухудшает удельные характеристики электробуса.Целесообразно, чтобы аккумуляторные ячейки в аккумуляторной батареи имели электрическую емкость от 20 А⋅ч до 50 А⋅ч и имели последовательное или параллельно-последовательное соединение. Такая величина электрической емкости обеспечивает оптимальным образом минимальное количество соединений между ячейками и оптимальное сочетание энергоемкости между тяговой аккумуляторной батареей и батареей для питания собственных нужд.Целесообразно, чтобы аккумуляторная батарея была размещена на крыше, а остальная часть тяговой установки была размещена в хвостовой части ходового шасси электробуса и на крыше. Такое размещение тяговой установки обеспечивает низкопольность конструкции, упрощает ее монтаж на шасси и профилактические работы в процессе эксплуатации. Вместе с этим единое размещение аккумуляторной батареи обеспечивает равномерность напряжение на всех элементах батареи, без потери напряжения за счет разной длинны соединительных проводов.The utility model refers to vehicles on wheels driven by traction electric motors connected to the drive wheels. The task of the utility model is to create a vehicle - an electric bus with the required driving characteristics provided by the optimal choice of the components of the traction unit. The specified technical result is achieved by the fact that an electric bus with a traction unit contains a chassis with drive wheels, while the traction unit includes a traction battery (AB), traction electric motors (TED) connected to the drive wheels, a control unit (CU) for electric motors and an additional battery for power supply of For this, a lithium-titanate battery is taken as a traction AB. The use of a lithium-titanate battery allows to significantly increase the charging speed, the number of charge / discharge cycles, the power-to-weight ratio of the traction unit and to provide the required running characteristics of the electric bus due to the use of battery packs with higher specific power characteristics and ensuring its own needs from an additional battery. with other lithium batteries, it has increased power and resource characteristics, better safety characteristics and is harmless to the environment. It is advisable that the energy intensity of the traction battery should be from 1000% to 5000% of the energy capacity of an additional battery for powering own needs or the energy intensity of an additional battery for power supply own needs ranged from 2% to 10% of the energy intensity. If the energy intensity of the additional battery is lower than 2% of the energy intensity of the traction battery, the energy intensity of the additional battery may not be enough to power its own needs when the electric bus is parked and during the prevention of the traction installation. If the energy intensity of the additional battery is more than 10% of the power consumption of the traction battery, the capacity of the additional battery will be excessive, which degrades the specific characteristics of the electric bus. It is advisable that the battery cells in the battery have an electrical capacity of 20 Ah to 50 Ah and have serial or parallel - serial connection. This value of electrical capacity provides the optimal minimum number of connections between the cells and the optimal combination of energy capacity between the traction battery and the battery for powering own needs. It is advisable that the battery was placed on the roof, and the rest of the traction unit was placed in the rear of the chassis of the electric bus and on the roof. This placement of the traction unit provides a low-floor structure, simplifies its installation on the chassis and maintenance work during operation. At the same time, a single placement of the battery ensures uniform voltage across all battery cells, without voltage loss due to the different lengths of the connecting wires.

Description

Полезная модель относится к транспортным средствам на колесах, приводимых в движение с помощью тяговых электродвигателей, подключенных к ведущим колесам.The utility model relates to vehicles on wheels driven by traction electric motors connected to the driving wheels.

Известно транспортное средство (ТС) на колесах, содержащее ходовое шасси на колесах, тяговые электродвигатели, соединенные с ведущими колесами, аккумуляторную батарею (АБ) и блок управления (см. патент РФ, 2022824 С1, кл. B60L 11/00, 15.11.1994). Недостатком данного ТС является ограниченная разрядная мощность и низкая способность накопления энергии торможения. Указанные недостатки определяются характеристиками АБ.Known vehicle (TC) on wheels, containing a chassis on wheels, traction motors connected to the drive wheels, a storage battery (AB) and a control unit (see RF patent, 2022824 C1, CL B60L 11/00, 15.11.1994 ). The disadvantage of this vehicle is its limited discharge power and low capacity for storing braking energy. These disadvantages are determined by the characteristics of the AB.

Задачей полезной модели является создание ТС - электробуса, обладающего требуемыми ходовыми характеристиками, обеспечиваемыми за счет оптимального выбора составляющих тяговой установки.The task of the utility model is the creation of a vehicle - an electric bus with the required driving characteristics, provided by the optimal choice of the components of the traction unit.

Указанный технический результат достигается тем, что электробус с тяговой установкой содержит ходовое шасси с ведущими колесами, при этом тяговая установка включает тяговую аккумуляторную батарею (АБ), тяговые электродвигатели (ТЭД), связанные с ведущими колесами, блок управления (БУ) электродвигателями и дополнительную аккумуляторную батарею для питания собственных нужд, при этом в качестве тяговой АБ взята литий-титанатная батарея. Применение литий-титанатной АБ позволяет значительно увеличить скорость заряда, количество циклов заряда/разряда энерговооруженность тяговой установки и обеспечить требуемые ходовые характеристики электробуса за счет использования тяговой АБ с более высокими удельными мощностными характеристиками. Данная конфигурация тяговой установки электробуса и тип тяговой аккумуляторной батареи позволяет обеспечить максимально высокий удельный уровень соотношения длительной мощности и массы электробуса при сохранении максимальных ресурсных характеристик тяговой установки электробуса и обеспечить высокую пассажировместимость на уровне дизельных аналогов. Данный показатель является ключевым параметром при решении в части эффективности использования того или иного электробуса эксплуатирующими организациями - транспортными компаниями.The specified technical result is achieved by the fact that an electric bus with a traction unit contains a chassis with driving wheels, while the traction unit includes a traction battery (AB), traction electric motors (TED) connected to the drive wheels, a control unit (CU) for electric motors and an additional battery a battery for powering own needs, while a lithium-titanate battery was taken as a traction AB. The use of lithium-titanate battery allows to significantly increase the charging speed, the number of charge / discharge cycles, the power-to-weight ratio of the traction unit and to provide the required driving characteristics of the electric bus due to the use of traction battery with higher specific power characteristics. This configuration of the traction system of the electric bus and the type of traction battery allows to provide the highest specific level of the ratio of continuous power and mass of the electric bus while maintaining the maximum resource characteristics of the traction system of the electric bus and to ensure high passenger capacity at the level of diesel analogues. This indicator is a key parameter when deciding on the efficiency of using this or that electric bus by operating organizations - transport companies.

Указанная тяговая АБ, по сравнению с другими литиевыми АБ обладает повышенными мощностными и ресурсными характеристиками, лучшими характеристиками по безопасности и безвредна для окружающей среды.The specified traction battery, in comparison with other lithium batteries, has increased power and resource characteristics, better safety characteristics and is harmless to the environment.

Целесообразно, чтобы энергоемкость тяговой АБ должна составлять от 1000 % до 5000 % от энергоемкости дополнительной аккумуляторной батареи для питания собственных нужд или энергоемкость дополнительной АБ для питания собственных нужд составляла от 2 % до 10 % от энергоемкости. При значении энергоемкости дополнительной АБ ниже 2 % от энергоемкости тяговой АБ, энергоемкости дополнительной АБ может не хватить для питания собственных нужд во время стоянки электробуса и при профилактике тяговой установки. При значении энергоемкости дополнительной АБ более 10 % от энергоемкости тяговой АБ емкость дополнительной АБ будет избыточна, что ухудшает удельные характеристики тяговой установки и электробуса.It is advisable that the power consumption of the traction AB should be from 1000% to 5000% of the energy intensity of the additional storage battery for supplying own needs or the energy intensity of the additional AB for supplying internal needs should be from 2% to 10% of the energy intensity. If the energy intensity of the additional battery is less than 2% of the energy intensity of the traction battery, the energy intensity of the additional battery may not be enough to power its own needs when the electric bus is parked and during the prevention of the traction installation. If the energy intensity of the additional battery is more than 10% of the energy intensity of the traction battery, the capacity of the additional battery will be excessive, which worsens the specific characteristics of the traction system and the electric bus.

Целесообразно, чтобы аккумуляторные ячейки в аккумуляторной батареи имели электрическую емкость от 20 А⋅ч до 50 А⋅ч и имели последовательное или параллельно-последовательное соединение. Такая величина электрической емкости обеспечивает оптимальным образом минимальное количество соединений между ячейками и оптимальное сочетание энергоемкости между тяговой аккумуляторной батареей и батареей для питания собственных нужд.It is advisable that the battery cells in the battery have an electric capacity of 20 Ah to 50 Ah and have a serial or parallel-serial connection. Such a value of electric capacity ensures in an optimal way a minimum number of connections between cells and an optimal combination of energy consumption between a traction battery and a battery for powering own needs.

Целесообразно, чтобы аккумуляторая батарея была размещена на крыше, а остальная часть тяговой установки была размещена в хвостовой части ходового шасси электробуса и на крыше. Такое размещение тяговой установки обеспечивает низкопольность конструкции, упрощает ее монтаж на шасси и профилактические работы в процессе эксплуатации. Вместе с этим единое размещение аккумуляторной батареи обеспечивает равномерность напряжение на всех элементах батареи, без потери напряжения за счет разной длины соединительных проводов.It is advisable that the storage battery was placed on the roof, and the rest of the traction unit was placed in the tail section of the chassis of the electric bus and on the roof. Such an arrangement of the traction unit provides a low-floor structure, simplifies its installation on the chassis and preventive maintenance during operation. At the same time, a single placement of the battery ensures uniform voltage across all battery cells, without voltage loss due to different lengths of connecting wires.

Проведенный анализ уровня техники показал, что заявленная совокупность существенных признаков, изложенная в формуле полезной модели, неизвестна. Это позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию "новизна".The analysis of the state of the art has shown that the claimed set of essential features set forth in the formula of the utility model is unknown. This allows us to conclude that it meets the "novelty" criterion.

Сущность полезной модели поясняется структурной схемой тяговой установки электробуса и описанием ее работы.The essence of the utility model is illustrated by the structural diagram of the electric bus traction system and a description of its operation.

На фиг. 1 представлена структурная схема тяговой установки электробуса.FIG. 1 shows a block diagram of an electric bus traction system.

Тяговая установка электробуса содержит тяговую АБ 1, ТЭД 2, ведущие колеса 3, дополнительную АБ 4 и БУ 5.The traction system of the electric bus contains traction AB 1, TED 2, driving wheels 3, additional AB 4 and BU 5.

Тяговая установка работает следующим образом. Тяговая АБ 1 вырабатывает электроэнергию и обеспечивает заряд дополнительной АБ 4 и питание ТЭД 2. ТЭД 2 передают крутящий момент ведущим колесам 3 и обеспечивают движение электробуса. Дополнительная АБ 4 обеспечивает питание собственных нужд (освещение, БУ, фары, габаритные огни и т.п.) при запуске электробуса и вынужденных остановках. БУ 5 обеспечивает работу ТЭД 2.The traction unit works as follows. Traction AB 1 generates electricity and provides a charge for additional AB 4 and power supply to the TED 2. TED 2 transmit torque to the driving wheels 3 and ensure the movement of the electric bus. Additional AB 4 provides power for its own needs (lighting, control units, headlights, side lights, etc.) when starting the electric bus and forced stops. BU 5 ensures the operation of TED 2.

Приведенное выше описание структурной схемы тяговой установки электробуса и ее показывает, что заявленная тяговая установки электробуса может быть реализована на практике, следовательно, заявленная полезная модель соответствует критерию "промышленная применимость".The above description of the structural diagram of the electric bus traction unit and it shows that the claimed electric bus traction unit can be implemented in practice, therefore, the claimed utility model meets the criterion of "industrial applicability".

Claims

1. An electric bus with a traction installation, containing a chassis on wheels, traction motors connected to the drive wheels, a battery, a control unit and an additional battery for powering its own needs, characterized in that a lithium titanate battery is taken as a traction battery ...

2. The electric bus according to claim 1, characterized in that the traction battery is located on the roof, and the rest of the traction unit is located in the tail section and on the roof.

3. The electric bus according to claim 1, characterized in that a lithium-titanate battery with an energy capacity of 1000% to 5000% of the additional storage battery for powering own needs is taken as a traction battery.

4. The electric bus according to claim 1, characterized in that a lithium-titanate battery with an electric capacity of battery cells from 20 Ah to ⋅50 Ah is taken as a traction battery.