RU2540888C1 - Electric power supply system for electric drives of vehicles with various propulsion units - Google Patents

Electric power supply system for electric drives of vehicles with various propulsion units Download PDF

Info

Publication number
RU2540888C1
RU2540888C1 RU2013140520/11A RU2013140520A RU2540888C1 RU 2540888 C1 RU2540888 C1 RU 2540888C1 RU 2013140520/11 A RU2013140520/11 A RU 2013140520/11A RU 2013140520 A RU2013140520 A RU 2013140520A RU 2540888 C1 RU2540888 C1 RU 2540888C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vehicle
electric
battery
generator
charger
Prior art date
Application number
RU2013140520/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013140520A (en
Inventor
Виктор Михайлович Бельфор
Виктор Маркович Гурвич
Ольга Викторовна Гурвич
Original Assignee
Виктор Михайлович Бельфор
Виктор Маркович Гурвич
Ольга Викторовна Гурвич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Виктор Михайлович Бельфор, Виктор Маркович Гурвич, Ольга Викторовна Гурвич filed Critical Виктор Михайлович Бельфор
Priority to RU2013140520/11A priority Critical patent/RU2540888C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2540888C1 publication Critical patent/RU2540888C1/en
Publication of RU2013140520A publication Critical patent/RU2013140520A/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: electric drives system of vehicle includes at least one electric generator, accumulator battery, charger and inverter interconnected electrically, electric motor coupled electrically to the accumulator battery and kinematically to vehicle transporter. The electric generator is of flow type; it includes a hollow rotor where vanes of multistaged turbine and stator are installed. The drive system is equipped with generated power converter, speed sensor, battery charge level sensor and commutator switch, at that the converter is coupled electrically to the electric generator and commutator switch, the commutator is coupled to speed sensor, battery charge level sensor, charger and electric motor, the speed sensor is coupled to vehicle speed measurement tool, the battery charge level sensor is coupled to accumulator battery or charger.
EFFECT: improved efficiency of the power supply system for vehicle electric drive with potential generation of counterflow energy of the medium where the vehicle moves.
8 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетики, в частности - к организации питания электропривода транспортных средств с любым движителем - гребным винтом в водной среде, колесом на автодороге или рельсовом пути, пропеллером в атмосфере.The invention relates to the field of energy, in particular to the power supply of electric vehicles with any propulsion - a propeller in the aquatic environment, a wheel on a highway or rail track, a propeller in the atmosphere.

Получение транспорта, отличающегося экологической безопасностью, давно интересует людей, а в современных условиях это стало насущной необходимостью. Построить эффективное транспортное средство пытаются уже много лет с использованием природного источника энергии и технических устройств, уже применяющихся на транспорте - аккумуляторных батарей, электрогенераторов и двигателей.Obtaining vehicles that are environmentally friendly has long been of interest to people, and in modern conditions this has become an urgent need. They have been trying to build an efficient vehicle for many years using a natural energy source and technical devices already used in transport - batteries, electric generators and engines.

Известны технические решения, например «Электромобиль с ветряным двигателем» по патенту США №7802641, «Ветряная турбина для системы генератора электромобиля» по патенту США №7147069, «Ветрогенератор электромобиля» по патенту РФ №115019, в которых в качестве природного источника энергии используется сила встречного потока воздуха для вращения турбины, кинематически связанной с ротором генератора. Сгенерированная электрическая мощность используется для зарядки аккумуляторных батарей с помощью зарядного устройства, а переменное напряжение после преобразования постоянного напряжения аккумуляторных батарей инвертором - для питания двигателей, кинематически связанных с колесами.Technical solutions are known, for example, “Electric vehicle with a wind engine” according to US patent No. 7802641, “Wind turbine for an electric vehicle generator system” according to US patent No. 7147069, “Wind generator electric vehicle” according to RF patent No. 115019, in which force is used as a natural source of energy counter flow of air for rotation of the turbine kinematically connected with the rotor of the generator. The generated electric power is used to charge the batteries using a charger, and the alternating voltage after converting the battery voltage to the inverter to power the motors kinematically connected to the wheels.

Недостатками этих и других подобных решений являются:The disadvantages of these and other similar solutions are:

- сложность конструкции с обилием кинематических связей, снижающих КПД системы энергоснабжения двигателей;- the complexity of the design with an abundance of kinematic relationships that reduce the efficiency of the engine power supply system;

- использование значительной части внутреннего полезного объема транспортного средства;- the use of a significant part of the internal useful volume of the vehicle;

- снижение мощности воздушного потока разделением его на части;- reducing the power of the air flow by dividing it into parts;

- применение не прямоточного канала для ветрового потока, что создает дополнительное газодинамическое сопротивление, на преодоление которого расходуется часть полезной мощности электропривода;- the use of a non-direct-flow channel for the wind flow, which creates additional gas-dynamic resistance, to overcome which part of the useful power of the electric drive is consumed;

- мощность применяемых генераторов (промышленных или оригинальных, как, например, в ветрогенераторе электромобиля) явно недостаточна как для быстрой подзарядки аккумуляторных батарей, так и для прямого питания электропривода. Кроме того, встречный поток сам по себе не в состоянии обеспечить постоянную скорость вращения ротора генератора, а следовательно, и постоянство параметров генерируемой электрической мощности.- the power of the used generators (industrial or original, as, for example, in a wind generator of an electric vehicle) is clearly insufficient for both quick recharging of rechargeable batteries and direct power supply to the electric drive. In addition, the oncoming flow alone is not able to provide a constant rotation speed of the rotor of the generator, and therefore the constancy of the parameters of the generated electric power.

Следствием указанных недостатков, в любом их сочетании, является малый пробег транспортного средства с электроприводом. А это, в свою очередь, вынуждает проектировать весьма затратную инфраструктуру для организации подзарядки аккумуляторных батарей транспортного средства от внешних источников.The consequence of these shortcomings, in any combination of them, is the low mileage of an electric vehicle. And this, in turn, forces us to design a very costly infrastructure for organizing the recharging of vehicle batteries from external sources.

Известно устройство для подзарядки аккумулятора транспортного средства, содержащее источник питания, выполненный в виде ветроэлектрического агрегата, установленного на транспортном средстве, стойка которого шарнирно установлена на основании с возможностью вращения в вертикальной плоскости, и который включает в себя лопастное колесо, вращающееся под действием воздушного потока на оси, которая кинематически связана с валом генератора, электрически связанного с аккумулятором транспортного средства, при этом на валу электрогенератора жестко установлена направляющая втулка, в которой с возможностью продольного перемещения размещена ось лопастного колеса, причем колесо выполнено складным, лопасти колеса шарнирно соединены с фланцем ползуна, на лопастях одним донцом шарнирно закреплены звенья, вторые концы которых шарнирно соединены с направляющей втулкой (патент РФ №2062707, МПК B60K 16/00, B60L 8/00, публикация 1996 г.).A device is known for recharging a vehicle’s battery, comprising a power source made in the form of a wind electric unit mounted on a vehicle, the rack of which is pivotally mounted on a base rotatably in a vertical plane, and which includes a blade wheel rotating under the influence of air flow on axis, which is kinematically connected with the shaft of the generator, electrically connected with the battery of the vehicle, while on the shaft of the generator a guide bush is rigidly mounted, in which the axis of the impeller is placed with the possibility of longitudinal movement, the wheel is folding, the wheel blades are pivotally connected to the slide of the slide, the links are pivotally mounted on the blades with one bottom, the second ends of which are pivotally connected to the guide bush (RF patent No. 2062707 IPC B60K 16/00, B60L 8/00, 1996 publication).

К недостаткам известного устройства можно отнести невозможность движения транспортного средства во время зарядки аккумулятора, а также громоздкость устройства, его зависимость от погодных условий (силы и направления ветра).The disadvantages of the known device include the inability to move the vehicle while charging the battery, as well as the bulkiness of the device, its dependence on weather conditions (strength and direction of the wind).

Известна роторная ветроэнергетическая установка наземного транспортного средства, устанавливаемая на крышах в передней, средней и задней частях закрытого кузова автотранспорта и железнодорожных вагонов, характеризующаяся тем, что она содержит ветродвигатель роторного типа, воздушный полый обтекатель, устанавливаемый под углом 45° над кабиной автотранспорта или передней части вагона железнодорожного состава, криволинейный конфузор, расположенный внутри полого обтекателя, криволинейные лопасти аэродинамического профиля, криволинейные конфузоры ротора ветродвигателя, плоскую защитную заслонку, два магнитоэлектрических генератора (МЭГ) с роторами-маховиками, магниты переменной полярности, расположенные на периферии с двух сторон роторов-маховиков, две обгонные муфты, связывающие вал ветродвигателя с ротор-маховиками МЭГ, корпус ротор-маховика, составной защитный кожух, микродвигатель с шестерней, инвертор, электрически связанный с МЭГ, микровыключатели, механические защелки, аккумуляторные батареи и пульт управления (патент РФ №2480349, МПК B60K 16/00, B60L 8/00, публикация 2013 г.).Known rotary wind power installation of a land vehicle, mounted on roofs in the front, middle and rear parts of the closed body of vehicles and railway cars, characterized in that it contains a rotor type wind turbine, an air hollow fairing installed at an angle of 45 ° above the vehicle cabin or front railway carriage, curvilinear confuser located inside the hollow fairing, curved blades of aerodynamic profile, curved wind turbine rotor confusers, a flat protective shutter, two magnetoelectric generators (MEG) with flywheel rotors, alternating polarity magnets located on the periphery on both sides of the flywheel rotors, two overrunning couplings connecting the wind turbine shaft with the MEG rotor flywheels, the rotor housing flywheel, integral protective cover, micromotor with gear, inverter electrically connected with MEG, microswitches, mechanical latches, rechargeable batteries and control panel (RF patent No. 2480349, IPC B60K 16/00, B60L 8/00, publication 201 3 g.).

Известная установка обладает большими габаритами, что ограничивает сферу применения установки.The known installation has large dimensions, which limits the scope of the installation.

Известна система привода транспортного средства, в частности электромобиля, содержащая, по меньшей мере, один генератор и одну аккумуляторную батарею, электрически соединенные между собой, электродвигатель, электрически соединенный с аккумуляторными батареями и кинематически связанный, по меньшей мере, с одним приводным колесом транспортного средства, при этом система привода транспортного средства снабжена, по меньшей мере, одним крыльчатым ветродвигателем, крыльчатка которого охвачена кожухом-рассекателем для направления встречного потока воздуха на лопасти крыльчатки, а его вал кинематические связан с генератором (патент РФ №82168, МПК B60L 11/02, B60L 11/12, публикация 2009 г. - ближайший аналог).A known drive system of a vehicle, in particular an electric vehicle, comprising at least one generator and one battery electrically connected to each other, an electric motor electrically connected to the batteries and kinematically coupled to at least one drive wheel of the vehicle, wherein the vehicle drive system is equipped with at least one winged wind turbine, the impeller of which is covered by a casing-divider for the direction of oncoming of the air flow to the impeller blades, and its kinematic shaft connected to a generator (RF patent №82168, IPC B60L 11/02, B60L 11/12, published in 2009 - the closest equivalent).

Известная система обладает повышенной конструктивной сложностью, а мощность применяемого генератора, приводимого во вращение крыльчаткой, недостаточна как для быстрой подзарядки аккумуляторной батареи, так и для прямого питания электродвигателя.The known system has increased structural complexity, and the power of the used generator, driven by rotation of the impeller, is insufficient for both quick recharging of the battery and direct power supply to the electric motor.

Задачей предлагаемого изобретения является создание эффективной системы питания электропривода транспортного средства, обеспечивающей генерацию энергии повышенной мощности от природного источника, что позволяет повысить продолжительность движения транспортного средства в автономном режиме за счет подзарядки блока аккумуляторных батарей в период его движения, исключить надобность в высоко затратной инфраструктуре для организации такой подзарядки от внешнего источника.The objective of the invention is the creation of an effective power supply system for a vehicle’s electric drive, providing increased power generation from a natural source, which allows to increase the vehicle’s travel time in an autonomous mode by recharging the battery pack during its movement, to eliminate the need for a highly expensive infrastructure for organizing such recharging from an external source.

Поставленная задача решается тем, что система привода транспортного средства содержит, по меньшей мере, один электрогенератор, аккумуляторную батарею, зарядное устройство и инвертор, электрически соединенные между собой, электродвигатель, электрически соединенный с аккумуляторной батареей и кинематически связанный со средством перемещения транспортного средства. Электрогенератор выполнен проточным, включающим полый ротор, в котором установлены лопатки многоступенчатой турбины, приводимой в движение силой встречного потока среды, в которой перемещается транспортное средство, и статор. Система привода снабжена преобразователем сгенерированной энергии, датчиком скорости движения, датчиком уровня зарядки аккумулятора и коммутатором, причем преобразователь сгенерированной энергии электрически связан с электрогенератором и коммутатором, коммутатор - с датчиком скорости движения, датчиком уровня зарядки аккумулятора, зарядным устройством и электродвигателем, датчик скорости - с измерителем скорости движения транспортного средства, датчик уровня зарядки - с аккумуляторной батареей или зарядным устройством.The problem is solved in that the vehicle drive system comprises at least one electric generator, a battery, a charger and an inverter electrically connected to each other, an electric motor electrically connected to the battery and kinematically connected to the vehicle moving means. The electric generator is made flowing, including a hollow rotor, in which the blades of a multistage turbine are installed, driven by the force of the oncoming flow of the medium in which the vehicle is moving, and the stator. The drive system is equipped with a generated energy converter, a speed sensor, a battery charge level sensor and a switch, and the generated energy converter is electrically connected to an electric generator and a switch, a switch with a speed sensor, a battery charge sensor, a charger and an electric motor, a speed sensor with vehicle speed meter, charge level sensor - with a battery or charger.

Полость электрогенератора образована в форме сопла Лаваля.The cavity of the generator is formed in the form of a Laval nozzle.

Внутренняя поверхность статора и внешняя поверхность ротора защищены слоем электро- и гидроизоляционного материала.The inner surface of the stator and the outer surface of the rotor are protected by a layer of electrical and waterproofing material.

Лопатки турбины электрогенератора выполнены в виде пропеллеров, жестко закрепленных в полости корпуса ротора.The generator turbine blades are made in the form of propellers rigidly fixed in the cavity of the rotor housing.

Система содержит четное число электрогенераторов, которые размещены в общем немагнитном шумо- и гидроизолированном корпусе и образуют единый пакет электрогенераторов, устанавливаемый на транспортном средстве.The system contains an even number of electric generators, which are located in a common non-magnetic noise- and waterproofing housing and form a single package of electric generators installed on a vehicle.

В каждой паре электрогенераторов пакета лопасти турбин смонтированы таким образом, чтобы роторы вращались в противоположных направлениях.In each pair of package generators, the turbine blades are mounted so that the rotors rotate in opposite directions.

Общий корпус пакета электрогенераторов снабжен защитной решеткой и регулятором силы встречного потока среды, в которой перемещается транспортное средство.The general case of the package of electric generators is equipped with a protective grill and a regulator of the force of the oncoming flow of the medium in which the vehicle moves.

Общий корпус пакета электрогенераторов может быть снабжен, по меньшей мере, одним глушителем.The common housing of the package of electric generators can be equipped with at least one silencer.

При наличии электрогенератора достаточной мощности, во-первых, для подзарядки аккумуляторных батарей необходимо меньше времени и, во-вторых, эта мощность может быть направлена непосредственно в электропривод. Однако при переменной скорости вращения ротора электрогенератора, что зависит от силы встречного потока и скорости движения транспортного средства, параметры генерируемой мощности (частота, амплитуда ЭДС) должны быть стандартизированы. Для выполнения этой функции система питания должна включать преобразователь-формирователь, электрически связанный с электрогенератором. Дальнейшее использование сгенерированной и стандартизированной мощности может состоять либо в подзарядке аккумуляторных батарей, либо в прямой подаче на электропривод. Выбор пути направления энергии определяется сигналами датчика скорости движения (например, тахометра) и датчика уровня зарядки аккумуляторных батарей (часто совмещается с зарядным устройством) и осуществляется коммутатором-переключателем, электрически связанным с преобразователем-формирователем, датчиком скорости, датчиком уровня зарядки, зарядным устройством и электроприводом. При выработке электрогенератором мощности, недостаточной для подачи на электропривод (сигнал датчика скорости соответствует малой скорости) или для полной подзарядки аккумуляторных батарей (сигнал датчика уровня зарядки аккумуляторных батарей соответствует, например, малому току зарядки аккумуляторных батарей) коммутатор подключен к зарядному устройству. Если же и сигнал датчика уровня зарядки аккумуляторных батарей соответствует полной зарядке аккумуляторных батарей, и сигнал датчика скорости соответствует скорости движения транспортного средства, при которой электрогенератор вырабатывает мощность, достаточную для подачи на электропривод, коммутатор подключается к электроприводу. В последнем случае транспортное средство движется за счет вырабатываемой электрогенератором мощности и имеет аккумуляторную батарею в состоянии, готовом к использованию для начала движения или разгона транспортного средства.In the presence of an electric generator of sufficient power, firstly, less time is required to recharge the batteries and, secondly, this power can be sent directly to the electric drive. However, with a variable speed of rotation of the rotor of the electric generator, which depends on the strength of the oncoming flow and the speed of the vehicle, the parameters of the generated power (frequency, amplitude of the EMF) should be standardized. To perform this function, the power system must include a converter-driver, electrically connected to the generator. Further use of the generated and standardized power may consist of either recharging the batteries or direct supply to the electric drive. The choice of the direction of energy is determined by the signals of the speed sensor (for example, a tachometer) and the battery charge level sensor (often combined with a charger) and is carried out by a switch-switch electrically connected to the converter-driver, speed sensor, charge level sensor, charger and electric drive. When the electric generator does not generate enough power to supply the electric drive (the speed sensor signal corresponds to a low speed) or to fully recharge the batteries (the signal of the battery charge level sensor corresponds, for example, to a low charging current of the batteries), the switch is connected to the charger. If the signal of the battery charge level sensor corresponds to the full charge of the batteries, and the signal of the speed sensor corresponds to the vehicle speed at which the electric generator generates sufficient power to supply the electric drive, the switch is connected to the electric drive. In the latter case, the vehicle moves due to the power generated by the electric generator and has a rechargeable battery in a state ready for use to start moving or accelerating the vehicle.

Предлагаемое техническое решение представлено на чертежах, где на фиг.1 изображена структурно-функциональная схема системы питания электропривода транспортного средства; на фиг.2 - разрез по АА электрогенератора из пакета электрогенераторов; на фиг.3 - пакет электрогенераторов в общем корпусе; на фиг.4 - разрез по ББ электрогенератора на фиг.2.The proposed technical solution is presented in the drawings, where Fig. 1 shows a structural-functional diagram of a vehicle electric drive power system; figure 2 is a section along AA of the generator from the package of generators; figure 3 is a package of electric generators in a common housing; figure 4 is a section along the BB of the generator in figure 2.

В структурно-функциональной схеме на фиг.1 блокам системы питания электропривода транспортного средства присвоены следующие номера: 1 - электрогенератор, 2 - преобразователь-формирователь, 3 - датчик скорости, 4 - коммутатор-переключатель, 5 - датчик уровня зарядки аккумулятора, 6 - зарядное устройство, 7 - аккумулятор аккумуляторных батарей, 8 - инвертор, 9 - электропривод.In the structural and functional diagram of Fig. 1, the following numbers are assigned to the vehicle electric drive power supply units: 1 - electric generator, 2 - converter-former, 3 - speed sensor, 4 - switch-switch, 5 - battery charge level sensor, 6 - charger device, 7 - battery, 8 - inverter, 9 - electric drive.

При такой системе питания водитель транспортного средства управляет только электроприводом, а его энергоснабжение обеспечивается автоматически. Конечно, перед первым использованием транспортного средства его аккумуляторная батарея должна быть полностью заряжена от внешнего источника.With such a power system, the driver of the vehicle controls only the electric drive, and its power supply is provided automatically. Of course, before using the vehicle for the first time, its battery must be fully charged from an external source.

Горизонтальный проточный электрогенератор, изображенный на фиг.2, включает статор 10 и полый ротор 11, расположенные соосно с турбиной, приводимой в движение силой встречного потока среды, в которой движется транспортное средство. Внутренняя полость ротора выполнена в форме сопла Лаваля, в котором установлены и жестко закреплены лопатки 12 турбины в форме пропеллеров, развернутых в плоскостях, перпендикулярных оси ротора, на некоторый угол. Лопатки турбины выполнены из прочного термопластичного материала, например поликарбоната или сплавов на основе алюминия, а корпуса ротора и статора - из легких немагнитных сплавов на основе алюминия. Жесткость крепления лопаток обеспечивается установкой их в пазах корпуса ротора с последующим развариванием с внешней стороны корпуса ротора.The horizontal flow generator shown in FIG. 2 includes a stator 10 and a hollow rotor 11 located coaxially with the turbine driven by the oncoming flow of the medium in which the vehicle is moving. The inner cavity of the rotor is made in the form of a Laval nozzle, in which turbine blades 12 are mounted and rigidly fixed in the form of propellers deployed in planes perpendicular to the axis of the rotor at a certain angle. The turbine blades are made of durable thermoplastic material, for example polycarbonate or aluminum-based alloys, and the rotor and stator bodies are made of light non-magnetic aluminum-based alloys. The stiffness of the mounting of the blades is ensured by installing them in the grooves of the rotor housing, followed by boiling from the outside of the rotor housing.

Таким образом, ротор электрогенератора совмещен с турбиной. Между статором 10 и ротором 11 установлены радиально-упорные подшипники 13, обеспечивающие свободное вращение ротора в статоре.Thus, the rotor of the electric generator is combined with the turbine. Between the stator 10 and the rotor 11 mounted angular contact bearings 13, providing free rotation of the rotor in the stator.

Повышенная мощность электрогенератора обеспечивается увеличенными габаритами за счет длины, поскольку его размещение предполагается снаружи транспортного средства без уменьшения полезного внутреннего объема.The increased power of the generator is provided by increased dimensions due to the length, since its placement is assumed outside the vehicle without reducing the useful internal volume.

Обмотки 14 ротора и 15 статора выполнены по схеме с минимальными потерями. Обмотки ротора выполнены из плоской шинной меди, наматываемой на ребро, изолированной, например, фторопластом и термоусадочной трубкой, а оставшиеся пустоты залиты магнитополимером. Обмотки статора - катушечного типа или винтовые стержневые с термореактивной или стеклокерамической изоляцией. Внутренняя поверхность статора и внешняя поверхность ротора покрыты слоем электро- и гидроизоляции, например из стеклокерамики (на фиг.4 позиции 16 и 17 соответственно). Все токосъемники защищены изоляцией, например, стеклокерамикой (условно не показано). В таком исполнении статор и ротор представляют собой монолиты, способные функционировать в условиях динамичного воздушного или водного потока.The windings of the 14 rotor and 15 stator are made according to the scheme with minimal losses. The rotor windings are made of flat busbar copper wound around the rib, insulated, for example, with fluoroplastic and heat-shrink tubing, and the remaining voids are filled with a magnetopolymer. Stator windings are coil type or rod windings with thermosetting or glass-ceramic insulation. The inner surface of the stator and the outer surface of the rotor are covered with a layer of electrical and waterproofing, for example, of glass ceramics (in Fig. 4, positions 16 and 17, respectively). All current collectors are protected by insulation, for example, glass ceramics (not shown conditionally). In this design, the stator and rotor are monoliths capable of functioning in a dynamic air or water flow.

С целью наращивания общей генерируемой мощности четное число электрогенераторов комплектуется в пакет (на фиг.3 он состоит из 4-х электрогенераторов). Транспортное средство может быть снабжено несколькими такими пакетами. Каждый пакет монтируется в общем корпусе 18, состоящем из двух частей и помещенном в шумопоглощающую оболочку 19. В заборной части 20 корпуса 18 размещен регулятор 21 встречного потока, например, в виде заслонки, с помощью которой можно ограничить чрезмерную силу встречного потока или перекрыть его полностью при неблагоприятных условиях. Заборная часть 20 корпуса 18 снабжена предохранительной сеткой 22 для предотвращения попадания в электрогенератор предметов, способных его заклинить.In order to increase the total generated power, an even number of power generators is packaged (in figure 3 it consists of 4 power generators). A vehicle may be provided with several such packages. Each package is mounted in a common housing 18, consisting of two parts and placed in a noise-absorbing shell 19. In the intake part 20 of the housing 18 there is a counter flow regulator 21, for example, in the form of a damper, with which you can limit the excessive force of the counter flow or completely block it under adverse conditions. The intake part 20 of the housing 18 is provided with a safety net 22 to prevent objects that could wedge it into the electric generator.

В каждой паре электрогенераторов пакета лопатки 12 их турбин смонтированы таким образом, чтобы роторы вращались в противоположные стороны. Это снижает общую вибрацию пакета.In each pair of electric generators of the package of the blades 12 of their turbines are mounted so that the rotors rotate in opposite directions. This reduces the overall vibration of the bag.

В случае применения пакета электрогенераторов, работающих на воздушном потоке, для снижения шума на выходе потока корпус 18 снабжается глушителем 23. Их количество определяется числом электрогенераторов.In the case of using a package of electric generators operating on an air stream, to reduce noise at the outlet of the stream, the housing 18 is equipped with a silencer 23. Their number is determined by the number of electric generators.

Для крепления пакета на транспортном средстве предусмотрены специальные места: уголки, проушины и т.д., жестко соединенные с общим корпусом 18 (условно не показаны).For fastening the package on the vehicle, special places are provided: corners, eyes, etc., rigidly connected to the common housing 18 (not shown conditionally).

Предлагаемая система питания электроприводов транспортного средства с генерацией энергии повышенной мощности от природного источника может серьезно увеличить пробег транспортного средства без подзарядки от внешнего источника и исключить надобность в высоко затратной инфраструктуре для организации такой подзарядки.The proposed power supply system for vehicle electric drives with the generation of increased power from a natural source can seriously increase vehicle mileage without recharging from an external source and eliminate the need for a highly costly infrastructure for organizing such recharging.

Claims (8)

1. Система привода транспортного средства, содержащая, по меньшей мере, один электрогенератор, аккумуляторную батарею, зарядное устройство и инвертор, электрически соединенные между собой, электродвигатель, электрически соединенный с аккумуляторной батареей и кинематически связанный со средством перемещения транспортного средства, характеризующаяся тем, что электрогенератор выполнен проточным, включающим полый ротор, в котором установлены лопатки многоступенчатой турбины, приводимой в движение силой встречного потока среды, в которой перемещается транспортное средство, и статор, при этом система привода снабжена преобразователем сгенерированной энергии, датчиком скорости движения, датчиком уровня зарядки аккумулятора и коммутатором, причем преобразователь сгенерированной энергии электрически связан с электрогенератором и коммутатором, коммутатор - с датчиком скорости движения, датчиком уровня зарядки аккумулятора, зарядным устройством и электродвигателем, датчик скорости - с измерителем скорости движения транспортного средства, датчик уровня зарядки - с аккумуляторной батареей или зарядным устройством.1. A vehicle drive system comprising at least one electric generator, a battery, a charger and an inverter electrically connected to each other, an electric motor electrically connected to the battery and kinematically connected to the vehicle moving means, characterized in that the electric generator made flowing, including a hollow rotor, in which are installed the blades of a multi-stage turbine driven by the force of the oncoming medium flow, in which the vehicle and the stator move, the drive system is equipped with a generated energy converter, a speed sensor, a battery level sensor and a switch, the generated energy converter is electrically connected to the generator and a switch, the switch is connected to a speed sensor, a battery level sensor , a charger and an electric motor, a speed sensor - with a vehicle speed meter, a charge level sensor - with a battery battery or charger. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что полость электрогенератора образована в форме сопла Лаваля.2. The system according to claim 1, characterized in that the cavity of the generator is formed in the form of a Laval nozzle. 3. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что внутренняя поверхность статора и внешняя поверхность ротора защищены слоем электро- и гидроизоляционного материала.3. The system according to claim 1 or 2, characterized in that the inner surface of the stator and the outer surface of the rotor are protected by a layer of electrical and waterproofing material. 4. Система по п.1, отличающаяся тем, что лопатки турбины электрогенератора выполнены в виде пропеллеров, жестко закрепленных в полости корпуса ротора.4. The system according to claim 1, characterized in that the blades of the turbine of the generator are made in the form of propellers, rigidly fixed in the cavity of the rotor housing. 5. Система по п.1, отличающаяся тем, что она содержит четное число электрогенераторов, которые размещены в общем немагнитном шумо- и гидроизолированном корпусе и образуют единый пакет электрогенераторов, устанавливаемый на транспортном средстве.5. The system according to claim 1, characterized in that it contains an even number of power generators that are housed in a common non-magnetic soundproofed and waterproof housing and form a single package of power generators mounted on a vehicle. 6. Система по п.5, отличающаяся тем, что в каждой паре электрогенераторов пакета лопасти турбин смонтированы таким образом, чтобы роторы вращались в противоположных направлениях.6. The system according to claim 5, characterized in that in each pair of electric generators of the package the turbine blades are mounted so that the rotors rotate in opposite directions. 7. Система по п.5, отличающаяся тем, что общий корпус пакета электрогенераторов снабжен защитной решеткой и регулятором силы встречного потока среды, в которой перемещается транспортное средство.7. The system according to claim 5, characterized in that the common housing of the package of electric generators is equipped with a protective grill and a regulator of the oncoming flow of the medium in which the vehicle is moving. 8. Система по п.5, отличающаяся тем, что общий корпус пакета электрогенераторов снабжен, по меньшей мере, одним глушителем. 8. The system according to claim 5, characterized in that the common housing of the package of electric generators is equipped with at least one silencer.
RU2013140520/11A 2013-09-03 2013-09-03 Electric power supply system for electric drives of vehicles with various propulsion units RU2540888C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013140520/11A RU2540888C1 (en) 2013-09-03 2013-09-03 Electric power supply system for electric drives of vehicles with various propulsion units

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013140520/11A RU2540888C1 (en) 2013-09-03 2013-09-03 Electric power supply system for electric drives of vehicles with various propulsion units

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2540888C1 true RU2540888C1 (en) 2015-02-10
RU2013140520A RU2013140520A (en) 2015-03-10

Family

ID=53279656

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013140520/11A RU2540888C1 (en) 2013-09-03 2013-09-03 Electric power supply system for electric drives of vehicles with various propulsion units

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2540888C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA032600B1 (en) * 2017-08-08 2019-06-28 Игорь Павлович Константинов Air-power unit for vehicle drive
WO2020018007A1 (en) * 2018-07-17 2020-01-23 Alotaibi Mutlaq Self-charging electric cars
RU2726733C1 (en) * 2019-12-16 2020-07-15 Александр Геннадьевич Арзамасцев Arzamastsev method for production of electric energy by electric transport for its movement

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7471009B2 (en) * 2001-09-17 2008-12-30 Clean Current Power Systems Inc. Underwater ducted turbine
RU82168U1 (en) * 2008-10-06 2009-04-20 Николай Иванович Вертелецкий VEHICLE DRIVE SYSTEM
RU2010108648A (en) * 2010-03-11 2011-09-20 Иван Иванович Пеньков (RU) AIR AND ENERGY INSTALLATION (VEU) FOR AUTONOMOUS CHARGING OF BATTERIES (BATTERIES) OF VEHICLES DURING THEIR MOTION
CN102529730A (en) * 2012-02-18 2012-07-04 姚文龙 Electric vehicle with wind power generation device
KR20120081533A (en) * 2011-01-11 2012-07-19 엄재풍 A equipment of supply oxygen and assist battery for car
RU128160U1 (en) * 2012-12-25 2013-05-20 Межрегиональное общественное учреждение "Институт инженерной физики" WIND POWER CAR

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7471009B2 (en) * 2001-09-17 2008-12-30 Clean Current Power Systems Inc. Underwater ducted turbine
RU82168U1 (en) * 2008-10-06 2009-04-20 Николай Иванович Вертелецкий VEHICLE DRIVE SYSTEM
RU2010108648A (en) * 2010-03-11 2011-09-20 Иван Иванович Пеньков (RU) AIR AND ENERGY INSTALLATION (VEU) FOR AUTONOMOUS CHARGING OF BATTERIES (BATTERIES) OF VEHICLES DURING THEIR MOTION
KR20120081533A (en) * 2011-01-11 2012-07-19 엄재풍 A equipment of supply oxygen and assist battery for car
CN102529730A (en) * 2012-02-18 2012-07-04 姚文龙 Electric vehicle with wind power generation device
RU128160U1 (en) * 2012-12-25 2013-05-20 Межрегиональное общественное учреждение "Институт инженерной физики" WIND POWER CAR

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA032600B1 (en) * 2017-08-08 2019-06-28 Игорь Павлович Константинов Air-power unit for vehicle drive
WO2020018007A1 (en) * 2018-07-17 2020-01-23 Alotaibi Mutlaq Self-charging electric cars
RU2726733C1 (en) * 2019-12-16 2020-07-15 Александр Геннадьевич Арзамасцев Arzamastsev method for production of electric energy by electric transport for its movement

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013140520A (en) 2015-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7868476B2 (en) Wind-driven electric power generation system
US5920127A (en) Propeller wind charging system for electrical vehicle
CN104481806A (en) Power generating system using wasting energy from moving objects
WO2008121378A1 (en) Wind-driven electric power generation system
US9770990B2 (en) Energy generating and storage system for electric vehicle
RU2540888C1 (en) Electric power supply system for electric drives of vehicles with various propulsion units
CN104029601A (en) Blade electric vehicle technology capable of generating electricity by combination of wind, light and human
US11493024B2 (en) Multimodal renewable energy
RU119403U1 (en) ROTARY WIND POWER INSTALLATION OF VEHICLE
BRPI1104839A2 (en) energy wind turbine for electric and hybrid vehicles
EP3840192A1 (en) Generator for electric vehicles
WO2016006519A1 (en) Hybrid vehicle
CN208021733U (en) A kind of aerial photography device with intelligent turning function
CN103280940A (en) Moving motor and electric vehicle
RU2480349C1 (en) Rotor-type windmill of surface vehicle
GB2299223A (en) Vehicle with axle-mounted and wind-driven generators for continuous battery charging
KR200268814Y1 (en) Electric Power Supply Unit in Electricity Vehicles
US20120038159A1 (en) Wind power generating device for use with a vehicle
US8610301B2 (en) Jet streamer turbine for generating power
RU191928U1 (en) Rotary wind power plant with kinetic energy storage for a vehicle
RU2700802C1 (en) Double-sided wind generator
TWM275976U (en) Electric vehicle with charged by solar energy and wind turbine
US11552530B1 (en) Ordinary and compact charger device
KR102383661B1 (en) Electric Generating System Using Vehicle Wheel Tire
RU184077U1 (en) ROTARY WIND POWER PLANT FOR VEHICLE